[发明专利]一种锂电池可控宽频带阻抗测量方法及装置

说明书

本发明公开了一种锂电池可控宽频带阻抗测量方法及装置。测量方法包括步骤：设置测量状态、处理扰动幅值和计算直流阻抗和交流阻抗。测量装置包括AC/DC变换器、DC/DC变换器和稳压电容；还包括电压电流实时采集模块、直流/交流阻抗计算模块、扰动发生器和中央控制器；电压电流实时采集模块连接到电压传感器和电流传感器；直流/交流阻抗计算模块用于计算直流和交流阻抗；扰动发生器用于产生交流电压或交流电流扰动信号；中央控制器用于控制AC/DC变换器和DC/DC变换器的工作状态，还用于控制扰动发生器。本发明通过设置三种阻抗测量状态，能够将锂电池不同工作过程中的信息通过阻抗进行表达，有效地提高了所测锂电池阻抗的可靠性。

技术领域

本发明涉及锂电池检测技术领域，特别是一种锂电池可控宽频带阻抗测量方法及装置。

背景技术

为实现“碳达峰、碳中和”能源战略目标，构建以新能源为主体的新型电力系统是切实可行的技术路线。其中，储能系统具有削峰填谷、灵活性高、可调度性强的特性，成为新型电力系统不可分割的一部分。然而，近年来我国大型锂电池储能电站与电动汽车安全事故频发，对我国社会经济和生产生活造成了严重影响。因此，实现锂电池储能系统的主动管理与安全评价是必由之路。宽频带阻抗是表征锂电池运行状态与安全性的重要指标，不同频率下的阻抗能够反映锂电池内部不同的运行状态，可以通过阻抗估计锂电池的温度、荷电状态、健康状态以及实现特定故障模式的诊断。特别地，电化学阻抗谱(EIS)是电化学应用中广泛使用的工具，它提供了一种从外部测量中分析内部过程的无损方法。因此，如何精确获取锂电池的宽频带阻抗成为提升锂电池储能系统安全性的关键。

传统的EIS方法是一种准稳态测量方法，测量前需要将电池进行充分静置，保证其处于稳定的状态，并且在扫频模式下进行测量，速度较慢，不适合用于实时控制系统中。在实际应用中，锂电池需要不停地进行充电和放电，其阻抗也会发生相应地变化。

发明内容

针对传统EIS阻抗测量速度慢、且无法在充、放电过程中实时获取锂电池阻抗信息的缺点，本发明提供了一种锂电池可控宽频带阻抗测量方法及装置。

实现本发明目的的技术方案如下：

一种锂电池可控宽频带阻抗测量方法，所述锂电池为单个锂电池或者锂电池串联模组；步骤1，设置测量状态，包括：

准稳态宽频带阻抗测量：为所述锂电池施加直流电压v_dc等于0且交流电压v_ac等于y(t)；或者，为所述锂电池施加直流电流i_dc等于0且交流电流i_ac等于y(t)；

充电中进行宽频带阻抗测量：为所述锂电池施加直流电压v_dc大于0且交流电压v_ac等于y(t)，v_dc+y(t)0；或者，为所述锂电池施加直流电流i_dc大于0且交流电流i_ac等于y(t)，i_dc+y(t)0；

放电中进行宽频带阻抗测量：为所述锂电池施加直流电压v_dc小于0且交流电压v_ac等于y(t)，v_dc+y(t)0；或者，为所述锂电池施加直流电流i_dc小于0且交流电流i_ac等于y(t)，i_dc+y(t)0；

所述y(t)＝A*sin(2π(f₀+(f₁-f₀)t/T_s)t)为扰动信号；式中，t为时间，T_s为频率变化周期，f₀为可设定频段的最低频率值，f₁为可设定频段的最高频率值，A为预设常数且A大于0；

步骤2，处理扰动幅值：