本发明专利技术公开了一种电池交流阻抗谱的测量方法及装置，获取电池工作波形，根据电池工作波形确定电池电感、电池欧姆内阻和弛豫时间分布谱，利用电池电感、电池欧姆内阻和弛豫时间分布谱中的至少一个建立电池等效电路模型，根据该电池等效电路模型的频率响应，确定电池交流阻抗谱。由此可以看出，本发明专利技术无需添加外部交流激励，利用电池工作波形通过构建电池等效电路模型即可获取电池交流阻抗谱，不仅硬件成本低，易于实现，而且电池交流阻抗谱的测量速度快，通过电池等效电路模型还可以实现电池的在线监测。在线监测。在线监测。
【技术实现步骤摘要】
一种电池交流阻抗谱的测量方法及装置
[0001]本专利技术涉及电池
，更具体的说，涉及一种电池交流阻抗谱的测量方法及装置。
技术介绍
[0002]电池交流阻抗谱也叫做电化学阻抗谱(Electrochemical Impedance Spectroscopy，EIS)，通过电池交流阻抗谱，不仅可以分析电池系统所包含的动力学过程及其机理，而且可以识别电池异常情况，对电池一致性进行判断，在线监测电池的SOC(State of Charge，荷电状态)、温度等。
[0003]现有对电池交流阻抗谱的测试方法主要为：当电池受到一个正弦波形电压(电流)的交流激励信号扰动时，电池会产生一个相应的电流(电压)响应信号，根据交流激励信号和响应信号可以得到电池电极的阻抗，从而形成一系列频率的正弦波信号产生的交流阻抗频谱，也即电池交流阻抗谱。
[0004]但是，现有电池交流阻抗谱的测试方法需要添加外部交流激励获取响应，设备昂贵成本高，测量时间长，而且很难在线应用。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本专利技术公开一种电池交流阻抗谱的测量方法及装置，以实现无需添加外部交流激励，利用电池工作波形通过构建电池等效电路模型即可获取电池交流阻抗谱，不仅硬件成本低，易于实现，而且电池交流阻抗谱的测量速度快，通过电池等效电路模型还可以实现电池的在线监测。
[0006]一种电池交流阻抗谱的测量方法，包括：
[0007]获取电池工作波形；
[0008]基于所述电池工作波形确定电池电感、电池欧姆内阻和弛豫时间分布谱；
[0009]利用所述电池电感、所述电池欧姆内阻和所述弛豫时间分布谱中的至少一个建立电池等效电路模型；
[0010]根据所述电池等效电路模型的频率响应，确定电池交流阻抗谱。
[0011]可选的，基于所述电池工作波形确定所述电池电感的过程包括：
[0012]基于所述电池工作波形确定暂态瞬间脉冲尖峰；
[0013]根据所述暂态瞬间脉冲尖峰确定对应的所述电池电感。
[0014]可选的，基于所述电池工作波形确定所述电池欧姆内阻和所述弛豫时间分布谱的过程包括：
[0015]基于所述电池工作波形确定电池动态直流内阻；
[0016]从所述电池动态直流内阻中直接获取所述电池欧姆内阻；
[0017]从所述电池动态直流内阻中去除所述电池欧姆内阻的成分，并对剩余的电池阻抗采用去卷积运算，得到所述弛豫时间分布谱。
[0018]可选的，所述基于所述电池工作波形确定电池动态直流内阻的过程包括：
[0019]基于所述电池工作波形确定暂态瞬间脉冲尖峰，其中，所述暂态瞬间脉冲尖峰基于所述电池电感生成；
[0020]根据电池暂态结束后预设时间段内的性能参数，确定电池特性拟合线；
[0021]利用所述电池特性拟合线替换所述暂态瞬间脉冲尖峰，得到目标电池特性曲线；
[0022]基于所述目标电池特性曲线中各个时刻对应的电池电压和电池电流，得到所述电池动态直流内阻。
[0023]可选的，所述电池动态直流内阻的表达式如下：
[0024][0025]式中，z(t)表示所述电池动态直流内阻，R0表示所述电池欧姆内阻，γ表示所述弛豫时间分布谱，exp()表示指数函数，t表示时域时间，τ表示时间常数。
[0026]可选的，所述电池工作波形包括：时域的电池放电波形和/或电池充电波形；
[0027]所述电池放电波形包括：电池放电过程中的起始放电波形和/或终止放电波形；
[0028]所述电池充电波形包括：电池充电过程中的起始充电波形和/或终止充电波形。
[0029]可选的，所述根据所述电池等效电路模型的频率响应，确定电池交流阻抗谱，包括：
[0030]将所述电池等效电路模型作为传递函数，计算所述传递函数在不同频率下的响应输出，其中，所述响应输出包括复数空间下的实部和虚部；
[0031]将所述响应输出的所述实部和所述虚部形成Nyquist图，并将所述Nyquist图确定为所述电池交流阻抗谱。
[0032]可选的，所述弛豫时间分布谱包括：多个串联连接的电阻电容对，每个所述电阻电容对由并联连接的电容和电阻构成。
[0033]一种电池交流阻抗谱的测量装置，包括：
[0034]获取单元，用于获取电池工作波形；
[0035]第一确定单元，用于基于所述电池工作波形确定电池电感、电池欧姆内阻和弛豫时间分布谱；
[0036]模型建立单元，用于利用所述电池电感、所述电池欧姆内阻和所述弛豫时间分布谱中的至少一个建立电池等效电路模型；
[0037]第二确定单元，用于根据所述电池等效电路模型的频率响应，确定电池交流阻抗谱。
[0038]可选的，所述第一确定单元包括：
[0039]脉冲尖峰确定子单元，用于基于所述电池工作波形确定暂态瞬间脉冲尖峰；
[0040]电池电感确定子单元，用于根据所述暂态瞬间脉冲尖峰确定对应的所述电池电感。
[0041]可选的，所述第一确定单元还包括：
[0042]直流内阻确定子单元，用于基于所述电池工作波形确定电池动态直流内阻；
[0043]欧姆内阻确定子单元，用于从所述电池动态直流内阻中直接获取所述电池欧姆内阻；
[0044]弛豫时间分布谱确定子单元，用于从所述电池动态直流内阻中去除所述电池欧姆内阻的成分，并对剩余的电池阻抗采用去卷积运算，得到所述弛豫时间分布谱。
[0045]可选的，所述直流内阻确定子单元具体用于：
[0046]基于所述电池工作波形确定暂态瞬间脉冲尖峰，其中，所述暂态瞬间脉冲尖峰基于所述电池电感生成；
[0047]根据电池暂态结束后预设时间段内的性能参数，确定电池特性拟合线；
[0048]利用所述电池特性拟合线替换所述暂态瞬间脉冲尖峰，得到目标电池特性曲线；
[0049]基于所述目标电池特性曲线中各个时刻对应的电池电压和电池电流，得到所述电池动态直流内阻。
[0050]可选的，所述第二确定单元具体用于：
[0051]将所述电池等效电路模型作为传递函数，计算所述传递函数在不同频率下的响应输出，其中，所述响应输出包括复数空间下的实部和虚部；
[0052]将所述响应输出的所述实部和所述虚部形成Nyquist图，并将所述Nyquist图确定为所述电池交流阻抗谱。
[0053]从上述的技术方案可知，本专利技术公开了一种电池交流阻抗谱的测量方法及装置，获取电池工作波形，根据电池工作波形确定电池电感、电池欧姆内阻和弛豫时间分布谱，利用电池电感、电池欧姆内阻和弛豫时间分布谱中的至少一个建立电池等效电路模型，根据该电池等效电路模型的频率响应，确定电池交流阻抗谱。由此可以看出，本专利技术无需添加外部交流激励，利用电池工作波形通过构建电池等效电路模型即可获取电池交流阻抗谱，不仅硬件成本低，易于实现，而且电池交流阻抗谱的测量速度快，通过电池等效电路模型本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电池交流阻抗谱的测量方法，其特征在于，包括：获取电池工作波形；基于所述电池工作波形确定电池电感、电池欧姆内阻和弛豫时间分布谱；利用所述电池电感、所述电池欧姆内阻和所述弛豫时间分布谱中的至少一个建立电池等效电路模型；根据所述电池等效电路模型的频率响应，确定电池交流阻抗谱。2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，基于所述电池工作波形确定所述电池电感的过程包括：基于所述电池工作波形确定暂态瞬间脉冲尖峰；根据所述暂态瞬间脉冲尖峰确定对应的所述电池电感。3.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，基于所述电池工作波形确定所述电池欧姆内阻和所述弛豫时间分布谱的过程包括：基于所述电池工作波形确定电池动态直流内阻；从所述电池动态直流内阻中直接获取所述电池欧姆内阻；从所述电池动态直流内阻中去除所述电池欧姆内阻的成分，并对剩余的电池阻抗采用去卷积运算，得到所述弛豫时间分布谱。4.根据权利要求3所述的测量方法，其特征在于，所述基于所述电池工作波形确定电池动态直流内阻的过程包括：基于所述电池工作波形确定暂态瞬间脉冲尖峰，其中，所述暂态瞬间脉冲尖峰基于所述电池电感生成；根据电池暂态结束后预设时间段内的性能参数，确定电池特性拟合线；利用所述电池特性拟合线替换所述暂态瞬间脉冲尖峰，得到目标电池特性曲线；基于所述目标电池特性曲线中各个时刻对应的电池电压和电池电流，得到所述电池动态直流内阻。5.根据权利要求3所述的测量方法，其特征在于，所述电池动态直流内阻的表达式如下：式中，z(t)表示所述电池动态直流内阻，R0表示所述电池欧姆内阻，γ表示所述弛豫时间分布谱，exp()表示指数函数，t表示时域时间，τ表示时间常数。6.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述电池工作波形包括：时域的电池放电波形和/或电池充电波形；所述电池放电波形包括：电池放电过程中的起始放电波形和/或终止放电波形；所述电池充电波形包括：电池充电过程中的起始充电波形和/或终止充电波形。7.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述根据所述电池等效电路模型的频率响应，确定电池交流阻抗谱，包括：将所述电池等效电路模型作为传递函数，计算所述传递函数在不同频率下的响应输出，其中，所述响应输出包括复数空间下...
【专利技术属性】
技术研发人员：王浩然，王鼎奕，王圣明，
申请(专利权)人：合肥恒钧检测技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。