一种电池阻抗谱在线监测系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电池阻抗谱在线监测系统和方法，该系统包括储能变流器

【技术实现步骤摘要】
一种电池阻抗谱在线监测系统和方法


[0001]本专利技术涉及电池阻抗谱
，尤其涉及一种电池阻抗谱在线监测系统和方法
。

技术介绍

[0002]阻抗谱是一种用于研究电化学反应过程中电学特性的分析技术，常被应用于锂离子电池等电化学系统中
。
通过测量电池系统的阻抗谱可以确定反应过程中的各种阻力；通过对电池的阻抗谱分析，可以得到电池内部的电学特性
、
内阻变化
、
电化学反应速率等信息；通过对阻抗谱结果的分析和处理，可以判断电池的性能和健康状况
。
阻抗谱测试不需要将电池拆解或改变其结构，因此对于电池的使用和性能不会产生损害，且可以检测到锂电池内部微小的电化学变化，并提供精确的电化学特性信息，还具有良好的测试重复性和稳定性，可以多次测试同一电池并获得一致的结果
。
[0003]然而，目前实验室内阻抗谱的测量工具主要是电化学工作站，但由于其成本高昂，且对测试环境要求苛刻，大大限制了其在实际应用中的可能性
。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一
。
为此，本专利技术的第一个目的在于提供一种电池阻抗谱在线监测系统，该系统无需复杂的测试环境要求，其通过电池储能系统中自身具有的储能变流器和电池管理单元即可实现一次性测量电池包中所有单体电池的阻抗谱，从而可减少测量成本，并降低测量装置复杂程度
。
[0005]本专利技术的第二个目的在于提供一种电池阻抗谱在线监测方法
。
[0006]为达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0007]一种电池阻抗谱在线监测系统，包括：
[0008]储能变流器，与电池包串联连接，用于在所述电池包的工作电流上叠加电流激励，并通过所述电流激励对所述电池包进行扫频，其中，所述电池包包括多个串联的单体电池；
[0009]电池管理单元，与各单体电池连接，用于采集扫频后各单体电池的电压响应信号；
[0010]阻抗谱分析单元，与所述储能变流器和所述电池管理单元连接，用于对各单体电池的电压响应信号进行傅里叶分解，得到与所述电流激励同频的电压信号，并根据各单体电池的所述电压信号和所述电流激励得到各单体电池的阻抗谱
。
[0011]优选的，所述储能变流器具体用于叠加多个不同频率的电流信号，以便通过多个不同频率的电流信号对所述电池包进行扫频
。
[0012]优选的，所述阻抗谱分析单元具体用于分解得到各单体电池的与多个不同频率的电流信号同频的多个电压信号
。
[0013]优选的，所述阻抗谱分析单元还具体用于根据各单体电池分解后的多个电压信号以及与多个电压信号同频的电流信号得到各单体电池的阻抗谱
。
[0014]为达到上述目的，本专利技术第二方面提供了一种电池阻抗谱在线监测方法，包括：
[0015]步骤
S1
：在电池包的工作电流上叠加电流激励，并通过所述电流激励对所述电池包进行扫频，其中，所述电池包包括多个串联的单体电池；
[0016]步骤
S2
：采集扫频后各单体电池的电压响应信号；
[0017]步骤
S3
：对各单体电池的电压响应信号进行傅里叶分解，得到与所述电流激励同频的电压信号，并根据各单体电池的所述电压信号和所述电流激励得到各单体电池的阻抗谱
。
[0018]优选的，所述步骤
S1
包括：叠加多个不同频率的电流信号，以便通过多个不同频率的电流信号对所述电池包进行扫频
。
[0019]优选的，所述步骤
S3
包括：对各单体电池的电压响应信号进行傅里叶分解，得到各单体电池的与多个不同频率的电流信号同频的多个电压信号
。
[0020]优选的，所述步骤
S3
还包括：根据各单体电池分解后的多个电压信号以及与多个电压信号同频的电流信号得到各单体电池的阻抗谱
。
[0021]本专利技术至少具有以下技术效果：
[0022]本专利技术的电池阻抗谱在线监测系统和方法通过储能变流器在电池包的工作电流上叠加电流激励，并通过电流激励对电池包进行扫频，然后通过电池管理单元采集扫频后各单体电池的电压响应信号，之后通过阻抗谱分析单元对各单体电池的电压响应信号进行傅里叶分解，得到与所述电流激励同频的电压信号，并根据各单体电池的电压信号和电流激励得到各单体电池的阻抗谱
。
由此，本专利技术的电池阻抗谱在线监测系统和方法在不增加额外硬件的情况下，通过电池储能系统自身具有的
PCS
即储能变流器和
BMS
即电池管理单元即可实现电池阻抗谱在线监测，并可一次性得到电池包所有串联单体电池的阻抗谱，相对于传统电池阻抗谱在线监测，节约了成本，减少了装置的复杂性，提高了效率
。
[0023]本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到
。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例的电池阻抗谱在线监测系统的结构框图
。
[0025]图2为本专利技术实施例的电池阻抗谱在线监测系统的电路结构示意图
。
[0026]图3为本专利技术实施例的电池阻抗谱在线监测方法的流程图
。
具体实施方式
[0027]下面详细描述本实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件
。
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制
。
[0028]下面参考附图描述本实施例的一种电池阻抗谱在线监测系统和方法
。
[0029]图1为本专利技术实施例的电池阻抗谱在线监测系统的结构框图
。
图2为本专利技术实施例的电池阻抗谱在线监测系统的电路结构示意图
。
如图1‑2所示，该电池阻抗谱在线监测系统包括储能变流器即
PCS、
电池管理单元即
BMS
和阻抗谱分析单元
。
其中，
PCS
与电池包串联连接，所述电池包包括多个串联的单体电池，
BMS
与各单体电池连接，阻抗谱分析单元分别与
PCS
和
BMS
连接
。
储能变流器用于在电池包的工作电流上叠加电流激励，并通过电流激励对
电池包进行扫频；电池管理单元用于采集扫频后各单体电池的电压响应信号；阻抗谱分析单元用于对各单体电池的电压响应信号进行傅里叶分解，得到与电流激励同频的电压信号，并根据各单体电池的电压信号和电流激励得到各单体电池的阻抗谱
。
[0030]具体的，
PCS
可在正常本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种电池阻抗谱在线监测系统，其特征在于，包括：储能变流器，与电池包串联连接，用于在所述电池包的工作电流上叠加电流激励，并通过所述电流激励对所述电池包进行扫频，其中，所述电池包包括多个串联的单体电池；电池管理单元，与各单体电池连接，用于采集扫频后各单体电池的电压响应信号；阻抗谱分析单元，与所述储能变流器和所述电池管理单元连接，用于对各单体电池的电压响应信号进行傅里叶分解，得到与所述电流激励同频的电压信号，并根据各单体电池的所述电压信号和所述电流激励得到各单体电池的阻抗谱
。2.
如权利要求1所述的电池阻抗谱在线监测系统，其特征在于，所述储能变流器具体用于叠加多个不同频率的电流信号，以便通过多个不同频率的电流信号对所述电池包进行扫频
。3.
如权利要求2所述的电池阻抗谱在线监测系统，其特征在于，所述阻抗谱分析单元具体用于分解得到各单体电池的与多个不同频率的电流信号同频的多个电压信号
。4.
如权利要求3所述的电池阻抗谱在线监测系统，其特征在于，所述阻抗谱分析单元还具体用于根据各单体电池分解后的多个电压信号以及与多个电压信号同频的电流信号得到各单体电池的阻抗谱
。5.
一种电池阻抗谱在线监测方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹿军，姜久春，刘华伯，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：