CN112230153B - 测量电池阻抗值的方法和装置 - Google Patents
测量电池阻抗值的方法和装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112230153B CN112230153B CN202011090591.8A CN202011090591A CN112230153B CN 112230153 B CN112230153 B CN 112230153B CN 202011090591 A CN202011090591 A CN 202011090591A CN 112230153 B CN112230153 B CN 112230153B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- battery
- equivalent
- value
- direct current
- resistance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 61
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 57
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 30
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 28
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 claims description 26
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 11
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical group [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 4
- 238000002847 impedance measurement Methods 0.000 claims description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 230000004044 response Effects 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000001453 impedance spectrum Methods 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 3
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000000627 alternating current impedance spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000012983 electrochemical energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 238000000157 electrochemical-induced impedance spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000011897 real-time detection Methods 0.000 description 1
- 238000005316 response function Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/389—Measuring internal impedance, internal conductance or related variables
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/367—Software therefor, e.g. for battery testing using modelling or look-up tables
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/392—Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本发明提供了一种测量电池阻抗值的方法和装置，执行以下步骤：对电池进行多个不同放电时间下的多次脉冲放电，并分别测量电池的多个等效直流电阻值；绘制等效直流电阻谱，等效直流电阻谱包括横轴和纵轴，横轴包括多个不同的放电时间，纵轴包括对应不同的放电时间时的等效直流电阻值；根据等效直流电阻谱，获得电池的等效电路模型参数值；以及根据等效电路模型参数值，通过电池等效电路的阻抗计算公式计算获得电池的阻抗值。采用本发明的测量电池阻抗值的方法和装置，可以提升电池等效电路模型参数值和阻抗值的检测精度、应用范围和实时性，从而更有效和准确的评估电池的寿命和性能。
Description
技术领域
本发明主要涉及电池参数测量技术领域，尤其涉及一种测量电池等效电路模型参数和阻抗值的方法和装置。
背景技术
随着智能手机、笔记本电脑等移动通讯产品的普及、电动交通工具的发展，电池作为一种电化学储能设备会在很长一段时间得到广泛应用。在众多应用中，电池的安全性、老化度、荷电能力等因素被广泛研究。电池等效电路模型参数和阻抗在这些研究中起着至关重要的作用。
电池等效电路模型是电池检测和分析中常用的模型，可以把电池中的各部分通过电阻、电容的电学模型来表征。图1a是常用的电池等效电路模型，包括电动势VOCV，电解液欧姆电阻RΩ，双电层电容Cd以及电荷传递电阻Rct。根据各类电池内部结构不同，针对不同类型电池往往会通过拓展电池等效电路中的R-C回路阶数来拓展电池模型。例如，图1b是常用的锂离子电池等效电路模型，由于锂离子电池电极表面存在一种固体电解质界面(SEI)膜，电池模型中会增加一个与其相关的R-C回路，因此锂离子电池的等效电路常常采用如图1b所示的两阶/双R-C回路的模型。
在电池模型参数中，电动势VOCV可以通过电池开路电压的检测而获得，而和电池内部特性密切相关的电阻和电容值，目前主要通过交流阻抗法进行检测。交流阻抗法是指控制通过电池这类电化学***的电流(或***的电势)在小幅度的条件下随时间按正弦规律变化，同时测量相应的***电势(或电流)随时间的变化，或者直接测量***的交流阻抗(或导纳)，进而分析电化学***的反应机理，计算***的相关参数。
交流阻抗法把待测的电化学***看作一个黑盒***，采用小幅度正弦信号X作为扰动信号，响应信号Y通常是同频正弦信号。Y和X间的关系为：Y＝G(ω)X。此时***传输函数G(ω)被称为频率响应函数，是角频率ω的函数，反应***的频率响应特性。当扰动信号X为正弦电流信号而响应信号Y为正弦电势信号时，G(ω)为***阻抗，用Z表示；当扰动信号X为正弦电势信号而响应信号Y为正弦电流信号时，G(ω)为***导纳，导纳是阻抗的倒数。
电化学阻抗谱是由不同频率下的电化学阻抗数据绘制的曲线，最常用的包括阻抗复平面图和阻抗波特图。阻抗复平面图以阻抗的实部为横轴，阻抗的虚部为纵轴绘制曲线，也叫奈奎斯特图(Nyquist plot)。阻抗波特图(Bode plot)由两条曲线构成，分别描述阻抗的膜随频率变化关系和阻抗的相位随频率变化关系。阻抗复平面图和阻抗波特图可以相互转化。
以如图1a所示的单阶R-C模型的等效电路为例，电池阻抗为：
图2a是单R-C模型(如图1a所示)交流阻抗复平面图，根据阻抗与R、C、ω之间的关系，可以通过该交流阻抗复平面图获得电池模型中的电阻值和电容值。同理，图2b是双R-C模型(如图1b所示)交流阻抗复平面图，通过交流阻谱可以获得相关电池模型中的电阻值和电容值。
采用交流阻抗法时，需要先测量电池对不同频率信号的阻抗值，绘制交流阻抗谱曲线，再根据交流阻抗谱获得上述的各电池等效电路模型参数。
根据交流阻抗法，在阻抗测试中，需要保证电化学***对输入正弦信号的响应信号是与输入信号同频的正弦波，为此，***需要满足因果性、线性和稳定性，这导致电化学法的输入信号的幅度要很小。因此，交流阻抗法对于电池等效电路模型参数和阻抗测量的缺陷主要在于以下两个：
随着电池容量的提升，电池的阻抗变的极小，为此需要交流阻抗设备提高测试精度和处理能力，极大的增加了设备成本，并且测量结果也不够准确；
另外，在高压储能领域，比如电动汽车的场景下，需要把多个电池进行串联，而交流阻抗法只能一次检测单个电池的阻抗谱，因此无法满足多电池在线实时检测要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种测量电池阻抗值的方法和装置，可以提升电池等效电路模型参数值和阻抗值的检测精度、应用范围和实时性，从而更有效和准确的评估电池的寿命和性能。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种测量电池等效电路阻抗值的方法，包括以下步骤：对电池进行多个不同放电时间下的多次脉冲放电，并分别测量所述电池的多个等效直流电阻值；绘制等效直流电阻谱，所述等效直流电阻谱包括横轴和纵轴，所述横轴包括所述多个不同的放电时间，所述纵轴包括对应所述不同的放电时间时的等效直流电阻值；根据所述等效直流电阻谱，获得所述电池的等效电路模型参数值；以及根据所述等效电路模型参数值，通过电池等效电路的阻抗计算公式计算获得所述电池的阻抗值。
在本发明的一实施例中，对电池进行多个不同放电时间下的多次脉冲放电，并分别测量所述电池的多个等效直流电阻值的步骤包括：测量所述电池的常态电压；提供放电电流和放电时间，所述电池根据所述放电电流和放电时间进行脉冲放电；测量所述电池进行脉冲放电结束时刻的电池电压，并根据所述常态电压计算电压差；根据所述电压差和放电电流计算在所述放电时间时所述电池的等效直流电阻值；以及改变所述放电时间，重复以上测量所述电池的等效直流电阻值的步骤，以获得多个不同的放电时间所对应的多个等效直流电阻值。
在本发明的一实施例中，所述脉冲放电时间范围包括1μs～1s。
在本发明的一实施例中，获得所述电池的等效电路模型参数值包括：获得电池欧姆电阻值RΩ，双电层电容值Cd以及电荷传递电阻Rct。
在本发明的一实施例中，根据所述等效直流电阻谱，获得所述电池的等效电路模型参数值的步骤包括：将所述等效直流电阻谱进行e指数函数拟合，拟合曲线和纵坐标的交界点为所述电池欧姆电阻值RΩ；将所述等效直流电阻谱的纵坐标最大值(拟合e指数函数饱和值)减去所述电池欧姆电阻值RΩ，得到所述电荷传递电阻Rct；以及根据所述e指数拟合曲线确定放电时间常数，且根据所述放电时间常数和电荷传递电阻Rct计算所述双电层电容值Cd。
在本发明的一实施例中，当所述电池为锂电池时，获得所述电池的等效电路模型参数值还包括：获得固体电解质界面膜电阻值RSEI和固体电解质界面膜电容值CSEI。
在本发明的一实施例中，据所述等效直流电阻谱，获得所述电池的等效电路模型参数值的步骤包括：将所述等效直流电阻谱高频部分进行e指数函数拟合，拟合曲线和纵坐标的交界点为所述电池欧姆电阻值RΩ；将所述等效直流电阻谱的纵坐标中间值(高频拟合e指数函数饱和值)减去所述电池欧姆电阻值RΩ，得到所述固体电解质界面膜电阻值RSEI；根据所述高频e指数拟合曲线确定第一放电时间常数，且根据所述第一放电时间常数和固体电解质界面膜电阻值RSEI计算所述固体电解质界面膜电容值CSEI；将所述等效直流电阻谱低频部分进行e指数函数拟合，纵坐标最大值(低频拟合e指数函数饱和值)减去所述电池欧姆电阻值RΩ以及固体电解质界面膜电阻值RSEI，得到所述电荷传递电阻Rct；以及根据所述低频e指数拟合曲线确定第二放电时间常数，且根据所述第二放电时间常数和电荷传递电阻Rct计算所述双电层电容值Cd。
在本发明的一实施例中，当所述电池包括串联的多个电池单元时，对电池进行多个不同放电时间下的多次脉冲放电，并分别测量所述电池的多个等效直流电阻值的步骤包括：在所述多次脉冲放电的每次脉冲放电期间，对每个电池单元进行相同放电电流和放电时间的脉冲放电，获得每个电池单元的等效直流电阻值。
为解决以上的技术问题，本发明还提供了一种测量电池阻抗值的装置，包括电池和阻抗测量电路，所述阻抗测量电路包括导电路径并连接至所述电池的正极和负极，其中，所述阻抗测量电路包括：电源单元，包括直流电源和脉冲控制开关，配置为提供不同的放电时间和放电电流使所述电池脉冲放电；电压检测器，配置为测量所述电池两端的电压，所述电压包括常态电压和所述脉冲放电结束时刻的电池电压；以及控制单元，配置为收集所述电压，计算所述电池的多个等效直流电阻值并绘制等效直流电阻谱，以及根据所述等效直流电阻谱，获得所述电池的等效电路模型参数值并计算所述电池的阻抗值。
在本发明的一测量电池阻抗值的装置的实施例中，所述电池的等效电路模型参数值包括电池欧姆电阻值RΩ，双电层电容值Cd以及电荷传递电阻Rct。
在本发明的一测量电池阻抗值的装置的实施例中，当所述电池为锂电池时，所述电池的等效电路模型参数值还包括固体电解质界面膜电阻值RSEI和固体电解质界面膜电容值CSEI。
在本发明的一测量电池阻抗值的装置的实施例中，所述电池包括串联的多个电池单元，每个电池单元的两端均连接有所述电压检测器，所述控制单元配置为分别获得每个电池单元的等效电路模型参数值，并分别计算每个电池单元的阻抗值。
本发明另一方面还提供了一种测量电池阻抗值的***，包括：存储器，用于存储可由处理器执行的指令；以及处理器，用于执行所述指令以实现上述测量电池阻抗值的方法。
本发明另一方面还提供了一种存储有计算机程序代码的计算机可读介质，所述计算机程序代码在由处理器执行时实现上述测量电池阻抗值的方法。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明的仅采用脉冲电流作为检测信号，降低了电池阻抗值测量所需要设备的精度和处理能力，降低了检测成本；
本发明的电池阻抗值的测量方法和装置可以根据被测电池容量改变测试电流大小，获得等效直流内阻，如在电动汽车这类复杂电磁环境下，增大测试电流可以获得良好的信噪比，提升检测精度；以及
本发明的电池阻抗值的测量方法和装置适于同时测量、监测多个串联电池单元的各自阻抗值，在提高了检测精度的同时，也提升了电池阻抗值测量方法的应用范围和实时性。
附图说明
包括附图是为提供对本申请进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本申请的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图中：
图1a和1b是两种电池的等效电路图；
图2a和2b是对应如图1a和1b所示的两种电池的等效电路模型阻抗复平面图；
图3是本发明一实施例的测量电池阻抗值的方法的流程示意图；
图4是本发明一实施例的测量电池阻抗值的方法中绘制的等效直流电阻谱；
图5是本发明一实施例的测量电池阻抗值的方法中脉冲放电时间对应等效直流电阻谱横轴坐标的示意图；
图6是本发明另外一实施例的测量电池阻抗值的方法中绘制的等效直流电阻谱；
图7a和图7b是本发明实施例的测量电池阻抗值的装置的电路示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本申请的实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，尽管本申请中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本申请说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本申请。
应当理解，当一个部件被称为“在另一个部件上”、“连接到另一个部件”、“耦合于另一个部件”或“接触另一个部件”时，它可以直接在该另一个部件之上、连接于或耦合于、或接触该另一个部件，或者可以存在***部件。相比之下，当一个部件被称为“直接在另一个部件上”、“直接连接于”、“直接耦合于”或“直接接触”另一个部件时，不存在***部件。同样的，当第一个部件被称为“电接触”或“电耦合于”第二个部件，在该第一部件和该第二部件之间存在允许电流流动的电路径。该电路径可以包括电容器、耦合的电感器和/或允许电流流动的其它部件，甚至在导电部件之间没有直接接触。
本发明的一实施例提出一种电池等效电路模型参数值和阻抗值的方法，可以提升电池等效电路模型参数和阻抗的检测精度、应用范围和实时性，从而更有效和准确的评估电池的寿命和性能。
如图3所示，是本发明一实施例的测量电池阻抗值的方法30的流程示意图。图3使用了流程图用来说明根据本申请的实施例的***所执行的操作。应当理解的是，前面或下面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，或将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
图4是本发明根据图3所示的测量电池阻抗值的方法30中步骤32所绘制的等效直流电阻谱40。图5是本发明一实施例的测量电池阻抗值的方法中脉冲放电时间对应等效直流电阻谱横轴坐标的示意图。图6是本发明另外一实施例的按照如图3所示的测量电池阻抗值的方法30中步骤32所绘制的等效直流电阻谱60。下面结合图3～6对于本发明一实施例的测量电池阻抗值的方法30做出说明。
如图3所示，步骤31为对电池脉冲放电，测量等效直流电阻值。具体的，步骤31为对电池进行多个不同放电时间下的多次脉冲放电，并分别测量电池的对应不同放电时间的多个等效直流电阻值。
在本发明的一实施例中，测量和计算上述等效直流电阻值
的方法如下：
在电池未进行脉冲放电时，测量电池两端的常态电压；
提供一定的放电电流和放电时间t，电池在给定的放电电流和放电时间t内进行脉冲放电，示例性的，脉冲放电电流可以采用较小数值的激发电流，参考范围可以是几毫安至几安培，放电时间t可以在1μs～1s之间选取；
测量电池进行脉冲放电结束时刻的电池电压，并与上述常态电压做减法以计算电压差；
计算电压差和放电电流的比值获得在该特定的放电时间t时，被测电池的等效直流电阻值
以及
改变放电时间t，重复以上测量电池的等效直流电阻值
的步骤，以获得多个不同的放电时间t所对应的多个等效直流电阻值
领域内的技术人员可以理解的是，当电流I流过如图1a所示的单R-C等效电路模型时，电流I被分为电容C的电流IC和电阻R的电流IR。由于R-C等效电路模型的特性，IC随时间指数衰减。这导致RC网络两端电压为脉冲宽度tp的时间函数如下：
τ为R-C等效电路模型的时间常数，具体为R和C的乘积。而基于R-C等效电路模型所对应的等效直流内阻
的数值为：
这里u(t)是单位阶跃函数：
进一步对积分内的函数做傅立叶变换可以得到：
这是RC网络阻抗在频域空间的表达式，证明了本发明中的等效直流内阻实质上是RC网络阻抗在时域空间的表现。这构成了本发明通过等效直流内阻获得电池阻抗的理论基础。
如图3所示，步骤32为绘制等效直流电阻谱。示例性的，经过步骤31的测量和计算获得多个不同放电时间t所对应的电池等效直流电阻值
可以根据这些离散的数值绘制以放电时间t为横坐标，以电池的等效直流电阻值
为纵坐标的，如图4所述的电池的等效电阻图谱40。
示例性的，关于电池的等效电阻图谱40的绘制方法，首先，参考图5所示，可以按照由小到大的顺序设置不同的放电时间t1，t2，t3…，从而在等效电阻图谱40中，按照距离原点由近及远的位置关系，依次确定横坐标t1，t2，t3…，再根据在不同放电时间t时所测量和计算出的电池的等效直流电阻值
确定其各自在如图4所示的二维坐标系中的位置(在图4中用圆圈点表示)。由此，等效电阻图谱40的横轴包括不同的放电时间t，纵轴包括对应不同的放电时间t的等效直流电阻值
如图3所示，步骤33为获得电池的等效电路模型参数值。
对于具有如图1a所示的单R-C等效电路模型的电池，步骤33所获得的电池的等效电路模型参数值包括，电池欧姆电阻值RΩ，双电层电容值Cd以及电荷传递电阻Rct。
具体的，根据图4所示的等效电阻图谱40，获得上述等效电路模型参数值的步骤包括：
根据等效直流电阻谱40中通过上述步骤31和步骤32所确定的二维坐标系中的离散的点，可以将等效直流电阻谱40各点进行e指数函数拟合，拟合曲线(在图4中用实线表示)和纵坐标的交界点为电池欧姆电阻值RΩ；
将等效直流电阻谱40的纵坐标最大值(即拟合e指数函数饱和值)减去电池欧姆电阻值RΩ，得到电荷传递电阻Rct；以及
根据电池e指数拟合曲线确定放电时间常数τ，且根据放电时间常数和电荷传递电阻Rct计算双电层电容值Cd。
为了更好的理解本发明方案的得以实现的理论基础，下面对于通过图4计算上述各等效电路模型参数值的方法做出简要介绍。
不同于交流阻抗谱在频域测量阻抗的方法，如图4所示的等效直流电阻谱40直接在时域测量电阻值。本方法采用电流大小为I的脉冲电流给电池放电，脉冲放电时间为t，测量脉冲信号结束时刻的电池电压变化ΔV，则电池此刻的等效直流电阻值为：
由此可见，等效直流电阻值
是时间t的函数。当脉冲时间t足够长的时候，等效直流电阻值
和一般意义的电池内阻测试值无差别，为RΩ与Rct之和。但是，随着脉冲时间的缩短，电池内部的等效电路模型中的各参数信息就会通过等效直流电阻值
表现出来。特别的，当脉冲放电时间t与电池内部RC时间常数τ相近时，R-C等效电路模型中的等效直流电阻值
会出现符合时间常数指数e衰变的特征。
基于以上所述的理论支持，以及参照如图1a所示的电池的单R-C等效电路模型，当脉冲的放电时间无限趋近于0时，此时的双电层电容值Cd处于高频导通的状态，电荷传递电阻Rct短路，电池的等效直流电阻值
即为电池欧姆电阻值RΩ，因此等效直流电阻谱40的各离散点的e指数函数拟合曲线与纵轴交点即为电池欧姆电阻值RΩ。
而等脉冲的放电时间t足够长的时候，双电层电容值Cd处于充电饱和的状态，相当于开路，等效直流电阻值
即为电池欧姆电阻值RΩ和电荷传递电阻Rct之和，因此，将等效直流电阻谱40的纵坐标最大值(拟合e指数函数饱和值)减去电池欧姆电阻值RΩ，即可以得到电荷传递电阻Rct。
进一步的，当脉冲的放电时间介于零时刻和双电层电容值Cd饱和状态之间，等效直流电阻谱40表现出e指数函数特性。根据已经获得的e指数拟合曲线函数(e值约为2.718)，即可以确定时间常数τ。时间常数τ也可以通过等效直流电阻谱直接获得，方法如下：由于当放电时间t为R-C的放电时间常数τ时(即t＝τ时)，由公式(6)可知电池的等效直流电阻值
在直流电阻图谱40中找到该等效直流电阻值
所对应的横坐标，即为时间常数τ。由于时间常数τ等于电荷传递电阻Rct与双电层电容值Cd的乘积，从而根据已知的电荷传递电阻Rct计算得出双电层电容值Cd。
如图3所示，步骤34为在已知上述电池的各等效电路模型参数的情况下，可以根据电池等效电路的阻抗计算公式计算获得电池的阻抗值。
示例性的，在如图1a所示的单R-C电池等效电路模型下，电池的阻抗值是：
其中，RΩ、Rct以及Cd，是通过本发明如图3所示的测量电池阻抗值的方法30中步骤31～33所测量和计算得出的；j为虚数符号，j2＝-1；ω为电池两端输入信号的角频率，通过带入不同的输入信号角频率值，即可以得到不同角频率的输入信号的电池的阻抗值。
根据获得的电池的RΩ、Rct、Cd以及阻抗值，可以进一步评估电池的寿命和性能。
在本发明的另外一实施例中，被测电池为锂离子电池，领域内的技术人员可以理解的是，锂离子电池的等效电路模型如图1b所示为双R-C等效电路模型。对于锂离子电池的等效电路模型参数值和电池阻抗值的测量和计算可以适用如图3所示的本发明一实施例的测量电池等效电路模型参数的方法30，并在上述基于单R-C等效电路模型计算的基础上，做出如下的变化。
如图3所示，步骤31仍然为对电池脉冲放电，测量等效直流电阻值
以获得多个对应不同脉冲的放电时间t的等效直流电阻值
步骤32仍然为绘制等效直流电阻谱。与单R-C等效电路模型不同的是，根据以上与单R-C等效电路模型相似的理论，可以得出锂离子电池的双R-C等效电路模型的电池等效直流电阻值和时间的函数：
由此可见，基于双R-C等效电路模型所绘制的电池的等效电阻图谱应在高频(对应的放电时间较短)和低频(对应的放电时间较长)的阶段，出现两段间隔的图谱。
如图6所示，基于双R-C电池等效电路模型的等效直流电阻谱60，在横坐标放电时间t接近原点的区域内呈现第一段图谱，而在远离原点的区域内呈现第二段图谱。示例性的，第一段图谱的放电时间可以为0.1ms～10ms，为高频区域，而第二段图谱的放电时间可以为10ms～500ms，为低频区域。
其他关于获得多个对应不同放电时间t的等效直流电阻值
的方法，以及绘制等效直流电阻图谱60的细节，可以参考上述关于绘制图谱40的说明，在此不再赘述。
步骤33仍然为，获得电池的等效电路模型参数值，与单R-C等效电路模型不同的是，根据如图1b所示的双R-C电池等效电路模型所示，当电池为锂电池时，所获得电池的等效电路模型参数值除了电池欧姆电阻值RΩ，双电层电容值Cd以及电荷传递电阻Rct之外，还包括固体电解质界面膜电阻值RSEI和固体电解质界面膜电容值CSEI。
具体的，根据图6所示的等效电阻图谱60，获得上述等效电路模型参数值的步骤包括：
将等效直流电阻谱60的第一段图谱进行高频e指数函数拟合，拟合曲线(在图6中用第一段实线表示)与纵轴交点纵坐标为电池欧姆电阻值RΩ；
确定其第一段图谱的最大值(高频拟合e指数函数饱和值)即RΩ+RSEI，在此定义为图谱60的中间值，将该中间值减去电池欧姆电阻值RΩ，得到固体电解质界面膜电阻值RSEI；
根据高频e指数拟合函数可以确定第一放电时间常数τ1。第一放电时间常数τ1也可以通过等效直流电阻谱直接获得，方法如下：当放电时间t为第一放电时间常数τ1时，
其中e为自然指数，在图谱60中找到对应
的横坐标即为第一放电时间常数τ1。由于时间常数τ1是固体电解质界面膜电阻值RSEI和固体电解质界面膜电容值CSEI的乘积，而在已知RSEI的情况下，即可以计算得出固体电解质界面膜电容值CSEI；
将等效直流电阻谱60的第二段图谱进行低频e指数函数拟合，拟合曲线(在图6中用第二段实线表示)与纵轴交点纵坐标相交与RΩ+RSEI；
确定其第二段图谱的最大值(低频拟合e指数函数饱和值)即RΩ+RSEI+Rct，也即图谱60的最大值，将该最大值减去电池欧姆电阻值RΩ以及固体电解质界面膜电阻值RSEI，得到电荷传递电阻Rct；以及
根据低频e指数拟合函数可以确定第二放电时间常数τ2。第二放电时间常数τ2也可以通过等效直流电阻谱直接获得，方法如下：当放电时间t为第二放电时间常数τ2时，
在图谱60中找到对应
的横坐标即为第二放电时间常数τ2。由于时间常数τ2是双电层电容值Cd以及电荷传递电阻Rct的乘积，而在已知Rct的情况下，即可以计算得出双电层电容值Cd。
在获得上述双R-C等效电路模型参数的基础上，可以继续执行如图3所示的步骤34，计算锂电池的阻抗值：
其中，RΩ、Rct、Cd、RSEI以及CSEI为通过本发明如图3所示的测量电池阻抗值的方法30测量计算得出的电池等效电路模型参数；j为虚数符号，j2＝-1；ω为电池两端输入信号的角频率，通过带入不同的输入信号角频率值，即可以得到不同角频率的输入信号的锂电池的阻抗值。
以上是本发明一实施例的如图3所示的电池等效电路参数值的测量和计算方法，可以理解的是，本发明不对在步骤32中绘制等效直流电阻谱时的离散点个数以及确定的顺序做出限定。
步骤32绘制等效直流电阻谱的最终目的，如上所述，主要是为了通过e指数函数拟合，获取几个可以计算等效电路模型参数的特征点，主要包括e指数函数和图谱纵轴的交点、e指数函数随时间t饱和时的纵坐标值以及e指数函数时间常数(或当横坐标的放电时间为时间常数时的横纵坐标值)，因此可以根据实际应用的需要，选取少量的足以获得以上特征点的有限个数点，也可以尽可能多的获得多个对应不同放电时间的电池等效直流电阻值，并进一步拟合曲线，从而更精确和***的查找以上的特征点，并根据特征点计算电池的阻抗值，以进一步的评估电池寿命等，则各种变型均属于本发明的精神和范围。
在本发明的另外一实施例中，被测的电池可以包括串联连接的多个单元，则在多次脉冲放电的每次脉冲放电期间，对每个电池单元进行相同放电电流和放电时间的脉冲放电，以分别获得每个电池单元的等效直流电阻值，并对每个电池单元按照如图3所示的步骤32绘制等效直流电阻谱，再各自执行步骤33获得各自的等效电路模型参数值，然后执行步骤34，计算每个电池单元的阻抗值。
通过以上的测量电池等效电路模型参数值和阻抗值方法的实施例，可以有效的提升检测精度、应用范围和实时性，从而更有效和准确的评估电池的寿命和性能。
本发明的另一方面提出一种测量电池阻抗值的装置，可以适用上述如图3所示的电池阻抗值的测量方法。图7a和图7b是本发明实施例的测量电池阻抗值的装置的电路示意图。
如图7a所示，本发明的一种测量电池阻抗值的装置71包括被测电池710和阻抗测量电路。该电路包括导电路径并按照如图7a所示的方式连接至电池710的正极和负极。
更具体的，阻抗测量电路包括电源单元711，电源单元711包括如虚线框出的直流电源和脉冲控制开关，以提供不同的脉冲放电电流和放电时间供被测电池放电。示例性的，直流电源和脉冲控制开关的选取可以参考市场上现有的各类电子开关和电源，本发明在此不做展开。
测量电池阻抗值的装置71还包括电压检测器712，可以测量电池710两端的电压，该电压包括电池710未进行脉冲放电时的常态电压，和进行上述脉冲放电结束时刻的电池电压。
测量电池阻抗值的装置71还包括控制单元713，可以收集上述的电池710两端的由电压检测器712检测的电压，并按照上述如图3所示的测量电池阻抗值的方法绘制等效直流电阻谱，以及根据等效直流电阻谱，查找和计算获得电池的等效电路模型参数值，如电池欧姆电阻值RΩ，双电层电容值Cd以及电荷传递电阻Rct，并通过电池等效电路的阻抗计算公式计算获得电池的阻抗值。示例性的，控制单元713可以是微控制单元(MicrocontrollerUnit,MCU)。
在本发明的一实施例中，被测电池710为锂电池，则上述电池的等效电路模型参数值还包括固体电解质界面膜电阻值RSEI和固体电解质界面膜电容值CSEI。
在本发明的另外一实施例中，如图7b所示，被测的电池包括串联的多个电池单元，7201，7202，…，720n，则每个电池单元的两端均连接有一个电压检测器7211，7212，…，721n，控制单元723配置为分别获得每个电池单元的等效电路模型参数值，并分别计算每个电池单元的阻抗值。
具体的关于电池等效电路模型参数值和阻抗值的计算方法，可以参考上述如图3所示的实施例中的说明，在次不再赘述。
使用本发明的如图7a和7b所示的装置，可以快速有效的通过特定电流下的脉冲放电以及基于电池等效模型理论的计算即可以获得电池的阻抗值。特别的，在使用如图7b所示的多电池单元的电池阻抗值测量装置时，可以拓宽电池阻抗值测量的应用场景。
示例性的，在新能源汽车领域，电动汽车的电源多为由多个电池单元的串联连接的电池组形式。采用本发明的如图7b所示的装置，只需要简单的在每个电池单元上连接有电压采集器，并按照上述测量电池阻抗值的方法对每个电池单元予以测量和计算。因此，采用本发明的方法和装置可以简单的仅通过电流作为检测输入信号，同时测量并实时检测汽车电池中各电池单元的阻抗值，为有效的评估新能源汽车电池的使用寿命等关键性指标提供了重要的判定因素。
本发明的另一方面还提出了一种测量电池阻抗值的***，包括存储器，用于存储可由处理器执行的指令；以及处理器，用于执行上述测量电池阻抗值的方法。
本发明的另一方面还提出了存储有计算机程序代码的计算机可读介质，该计算机程序代码在由处理器执行时实现上述测量电池阻抗值的方法。
上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述发明披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。
同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
本申请的一些方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、微码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“数据块”、“模块”、“引擎”、“单元”、“组件”或“***”。处理器可以是一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DAPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器或者其组合。此外，本申请的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品，该产品包括计算机可读程序编码。例如，计算机可读介质可包括，但不限于，磁性存储设备(例如，硬盘、软盘、磁带……)、光盘(例如，压缩盘CD、数字多功能盘DVD……)、智能卡以及闪存设备(例如，卡、棒、键驱动器……)。
计算机可读介质可能包含一个内含有计算机程序编码的传播数据信号，例如在基带上或作为载波的一部分。该传播信号可能有多种表现形式，包括电磁形式、光形式等等、或合适的组合形式。计算机可读介质可以是除计算机可读存储介质之外的任何计算机可读介质，该介质可以通过连接至一个指令执行***、装置或设备以实现通讯、传播或传输供使用的程序。位于计算机可读介质上的程序编码可以通过任何合适的介质进行传播，包括无线电、电缆、光纤电缆、射频信号、或类似介质、或任何上述介质的组合。
同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
虽然本申请已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本申请，在没有脱离本申请精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本申请的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。
Claims (11)
1.一种测量电池阻抗值的方法，其特征在于，包括以下步骤：
对电池进行多个不同的放电时间下的多次脉冲放电，并分别测量所述电池的多个等效直流电阻值，包括测量在每个脉冲放电时间内的电压差和放电电流，以获得所述等效直流电阻值；
绘制等效直流电阻谱，所述等效直流电阻谱包括横轴和纵轴，所述横轴包括所述多个不同的放电时间，所述纵轴包括对应所述不同的放电时间时的等效直流电阻值；
根据所述等效直流电阻谱，获得所述电池的等效电路模型参数值，其中，所述等效电路模型参数值包括电池欧姆电阻值RΩ，双电层电容值Cd以及电荷传递电阻Rct，所述获得所述电池的等效电路模型参数值包括：
将所述等效直流电阻谱进行e指数函数拟合，形成的e指数拟合曲线和纵坐标的交界点为所述电池欧姆电阻值RΩ；
将所述等效直流电阻谱的纵坐标最大值减去所述电池欧姆电阻值RΩ，得到所述电荷传递电阻Rct；以及
根据所述e指数拟合曲线确定放电时间常数，且根据所述放电时间常数和电荷传递电阻Rct计算所述双电层电容值Cd；以及
根据所述等效电路模型参数值，通过电池等效电路的阻抗计算公式计算获得所述电池的阻抗值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对电池进行多个不同的放电时间下的多次脉冲放电，并分别测量所述电池的多个等效直流电阻值的步骤包括：
测量所述电池的常态电压；
提供放电电流和放电时间，所述电池根据所述放电电流和放电时间进行脉冲放电；
测量所述电池进行脉冲放电结束时刻的电池电压，并根据所述常态电压计算电压差；
根据所述电压差和放电电流计算在所述放电时间时所述电池的等效直流电阻值；以及
改变所述放电时间，重复以上测量所述电池的等效直流电阻值的步骤，以获得多个不同的放电时间所对应的多个等效直流电阻值。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脉冲放电时间范围是1µs ~1s。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述电池包括串联的多个电池单元时，对电池进行多个不同的放电时间下的多次脉冲放电，并分别测量所述电池的多个等效直流电阻值的步骤包括：在所述多次脉冲放电的每次脉冲放电期间，对每个电池单元进行相同放电电流和放电时间的脉冲放电，获得每个电池单元的等效直流电阻值。
5.一种测量电池阻抗值的方法，其特征在于，包括以下步骤：
对电池进行多个不同的放电时间下的多次脉冲放电，并分别测量所述电池的多个等效直流电阻值，包括测量在每个脉冲放电时间内的电压差和放电电流，以获得所述等效直流电阻值；
绘制等效直流电阻谱，所述等效直流电阻谱包括横轴和纵轴，所述横轴包括所述多个不同的放电时间，所述纵轴包括对应所述不同的放电时间时的等效直流电阻值；
根据所述等效直流电阻谱，获得所述电池的等效电路模型参数值，其中，所述等效电路模型参数值包括电池欧姆电阻值RΩ，双电层电容值Cd、电荷传递电阻Rct、固体电解质界面膜电阻值RSEI以及固体电解质界面膜电容值CSEI，所述获得所述电池的等效电路模型参数值包括：
将所述等效直流电阻谱高频部分进行e指数函数拟合，形成的高频e指数拟合曲线和纵坐标的交界点为所述电池欧姆电阻值RΩ；
将所述等效直流电阻谱的纵坐标中间值减去所述电池欧姆电阻值RΩ，得到所述固体电解质界面膜电阻值RSEI；
根据所述高频e指数拟合曲线确定第一放电时间常数，且根据所述第一放电时间常数和固体电解质界面膜电阻值RSEI计算所述固体电解质界面膜电容值CSEI；
将所述等效直流电阻谱低频部分进行e指数函数拟合以形成低频e指数拟合曲线，纵坐标最大值减去所述电池欧姆电阻值RΩ以及固体电解质界面膜电阻值RSEI，得到所述电荷传递电阻Rct；以及
根据所述低频e指数拟合曲线确定第二放电时间常数，且根据所述第二放电时间常数和电荷传递电阻Rct计算所述双电层电容值Cd。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，当所述电池包括串联的多个电池单元时，对电池进行多个不同的放电时间下的多次脉冲放电，并分别测量所述电池的多个等效直流电阻值的步骤包括：在所述多次脉冲放电的每次脉冲放电期间，对每个电池单元进行相同放电电流和放电时间的脉冲放电，获得每个电池单元的等效直流电阻值。
7.一种测量电池阻抗值的装置，包括电池和阻抗测量电路，所述阻抗测量电路包括导电路径并连接至所述电池的正极和负极，其中，所述阻抗测量电路包括：
电源单元，包括直流电源和脉冲控制开关，配置为提供多个 不同的放电时间和放电电流使所述电池脉冲放电；
电压检测器，配置为测量所述电池两端的电压，所述电压包括常态电压和所述脉冲放电结束时刻的电池电压；以及
控制单元，配置为收集所述电压，计算所述电池的多个等效直流电阻值并绘制等效直流电阻谱，以及根据所述等效直流电阻谱，获得所述电池的等效电路模型参数值并计算所述电池的阻抗值，其中，
计算所述等效直流电阻值包括测量在每个脉冲放电时间内的电压差和放电电流，以获得所述等效直流电阻值；
所述等效直流电阻谱包括横轴和纵轴，所述横轴包括所述多个不同的放电时间，所述纵轴包括对应所述不同的放电时间时的等效直流电阻值；
所述电池的等效电路模型参数值包括电池欧姆电阻值RΩ，双电层电容值Cd以及电荷传递电阻Rct。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，当所述电池为锂电池时，所述电池的等效电路模型参数值还包括固体电解质界面膜电阻值RSEI和固体电解质界面膜电容值CSEI。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述电池包括串联的多个电池单元，每个电池单元的两端均连接有所述电压检测器，所述控制单元配置为分别获得每个电池单元的等效电路模型参数值，并分别计算每个电池单元的阻抗值。
10.一种测量电池阻抗值的***，包括：
存储器，用于存储可由处理器执行的指令；以及
处理器，用于执行所述指令以实现如权利要求1~6任一项所述的方法。
11.一种存储有计算机程序代码的计算机可读介质，所述计算机程序代码在由处理器执行时实现如权利要求1~6任一项所述的方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011090591.8A CN112230153B (zh) | 2020-10-13 | 2020-10-13 | 测量电池阻抗值的方法和装置 |
| PCT/CN2021/123514 WO2022078379A1 (zh) | 2020-10-13 | 2021-10-13 | 测量电池阻抗值的方法和装置 |
| US18/031,689 US20230393215A1 (en) | 2020-10-13 | 2021-10-13 | Method and apparatus for measuring battery impedance value |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011090591.8A CN112230153B (zh) | 2020-10-13 | 2020-10-13 | 测量电池阻抗值的方法和装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112230153A CN112230153A (zh) | 2021-01-15 |
| CN112230153B true CN112230153B (zh) | 2021-07-20 |
Family
ID=74112405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011090591.8A Active CN112230153B (zh) | 2020-10-13 | 2020-10-13 | 测量电池阻抗值的方法和装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230393215A1 (zh) |
| CN (1) | CN112230153B (zh) |
| WO (1) | WO2022078379A1 (zh) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112230153B (zh) * | 2020-10-13 | 2021-07-20 | 东华大学 | 测量电池阻抗值的方法和装置 |
| CN113884913A (zh) * | 2021-10-25 | 2022-01-04 | 招商局检测车辆技术研究院有限公司 | 锂电池电化学特性阻抗的回归模型建立方法及装置 |
| CN116008835B (zh) * | 2022-06-30 | 2023-10-27 | 上海交通大学 | 一种基于单脉冲响应的电池阻抗谱测试方法及介质 |
| CN116802507A (zh) * | 2022-08-15 | 2023-09-22 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池的直流阻抗检测方法、***、设备及存储介质 |
| CN115856437B (zh) * | 2022-12-30 | 2023-09-08 | 深圳优能新能源科技有限公司 | 高压储能电池绝缘阻抗检测的方法 |
| CN116148697B (zh) * | 2023-04-04 | 2023-07-04 | 杭州华塑科技股份有限公司 | 一种用于电池组的电池内阻检测方法、装置及存储介质 |
| CN116087794B (zh) * | 2023-04-07 | 2023-06-27 | 湖北工业大学 | 电池失效分级预警方法及*** |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101493503A (zh) * | 2009-02-26 | 2009-07-29 | 韶关学院 | 用电化学阻抗谱表征电池的方法 |
| CN102553838A (zh) * | 2012-02-15 | 2012-07-11 | 中国电力科学研究院 | 一种基于交流阻抗谱的电池分选方法 |
| JP2014238948A (ja) * | 2013-06-06 | 2014-12-18 | ニューロング精密工業株式会社 | 二次電池のインピーダンスの評価方法 |
| WO2017159031A1 (ja) * | 2016-03-18 | 2017-09-21 | ソニー株式会社 | 二次電池充電装置、温度情報取得装置及び二次電池の充電方法、並びに、電気化学インピーダンス・スペクトルのその場計測方法 |
| CN107656215A (zh) * | 2017-11-10 | 2018-02-02 | 华北电力大学 | 一种基于恒流模式阻抗谱的电池功能状态诊断方法 |
| CN109143108A (zh) * | 2018-07-25 | 2019-01-04 | 合肥工业大学 | 一种基于电化学阻抗谱的锂离子电池soh的估计方法 |
| CN110165150A (zh) * | 2018-01-09 | 2019-08-23 | 江西理工大学 | 一种高容量镍基正极材料电池及其放电内阻的测量方法 |
| CN111736085A (zh) * | 2020-07-07 | 2020-10-02 | 中国检验检疫科学研究院 | 一种基于电化学阻抗谱的锂离子电池健康状态估计方法 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10221418A (ja) * | 1997-02-06 | 1998-08-21 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | 電池の劣化判定装置及び劣化判定方法 |
| WO2005015252A1 (ja) * | 2003-06-27 | 2005-02-17 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | 蓄電池の劣化判定方法、二次電池の内部インピーダンス測定方法、二次電池の内部インピーダンス測定装置、二次電池劣化判定装置及び電源システム |
| JP5092218B2 (ja) * | 2005-09-06 | 2012-12-05 | 富士通株式会社 | 電池パックの異常検出方法、電池パック及び電子機器 |
| JP4856209B2 (ja) * | 2009-03-30 | 2012-01-18 | 株式会社東芝 | 電池性能測定装置、電池制御システム及び車両 |
| TWI523297B (zh) * | 2014-11-07 | 2016-02-21 | 財團法人工業技術研究院 | 基於老化調適電池運作區間的電池調控方法 |
| US10775440B2 (en) * | 2016-08-28 | 2020-09-15 | The Board Of Trustees Of The University Of Alabama | Methods, apparatuses, and systems for measuring impedance spectrum, power spectrum, or spectral density using frequency component analysis of power converter voltage and current ripples |
| CN107045109B (zh) * | 2017-05-19 | 2020-03-10 | 北京新能源汽车股份有限公司 | 电池的直流内阻测量方法和装置 |
| JP6577990B2 (ja) * | 2017-11-14 | 2019-09-18 | 本田技研工業株式会社 | 内部状態推定装置 |
| CN110320474A (zh) * | 2019-05-28 | 2019-10-11 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种锂离子电池老化模型的寿命预测方法 |
| US10705152B1 (en) * | 2019-06-05 | 2020-07-07 | Xilectric, Inc. | Systems and apparatus of cyclic coulometry |
| EP3812779B1 (en) * | 2019-10-23 | 2022-09-28 | Novum engineerING GmbH | Analyzing electrical impedance measurements of an electrochemical battery |
| CN112230153B (zh) * | 2020-10-13 | 2021-07-20 | 东华大学 | 测量电池阻抗值的方法和装置 |
-
2020
- 2020-10-13 CN CN202011090591.8A patent/CN112230153B/zh active Active
-
2021
- 2021-10-13 WO PCT/CN2021/123514 patent/WO2022078379A1/zh active Application Filing
- 2021-10-13 US US18/031,689 patent/US20230393215A1/en active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101493503A (zh) * | 2009-02-26 | 2009-07-29 | 韶关学院 | 用电化学阻抗谱表征电池的方法 |
| CN102553838A (zh) * | 2012-02-15 | 2012-07-11 | 中国电力科学研究院 | 一种基于交流阻抗谱的电池分选方法 |
| JP2014238948A (ja) * | 2013-06-06 | 2014-12-18 | ニューロング精密工業株式会社 | 二次電池のインピーダンスの評価方法 |
| WO2017159031A1 (ja) * | 2016-03-18 | 2017-09-21 | ソニー株式会社 | 二次電池充電装置、温度情報取得装置及び二次電池の充電方法、並びに、電気化学インピーダンス・スペクトルのその場計測方法 |
| CN107656215A (zh) * | 2017-11-10 | 2018-02-02 | 华北电力大学 | 一种基于恒流模式阻抗谱的电池功能状态诊断方法 |
| CN110165150A (zh) * | 2018-01-09 | 2019-08-23 | 江西理工大学 | 一种高容量镍基正极材料电池及其放电内阻的测量方法 |
| CN109143108A (zh) * | 2018-07-25 | 2019-01-04 | 合肥工业大学 | 一种基于电化学阻抗谱的锂离子电池soh的估计方法 |
| CN111736085A (zh) * | 2020-07-07 | 2020-10-02 | 中国检验检疫科学研究院 | 一种基于电化学阻抗谱的锂离子电池健康状态估计方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2022078379A1 (zh) | 2022-04-21 |
| CN112230153A (zh) | 2021-01-15 |
| US20230393215A1 (en) | 2023-12-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112230153B (zh) | 测量电池阻抗值的方法和装置 | |
| Zhu et al. | A state of charge estimation method for lithium-ion batteries based on fractional order adaptive extended kalman filter | |
| Zou et al. | State-space model with non-integer order derivatives for lithium-ion battery | |
| Wang et al. | Model based insulation fault diagnosis for lithium-ion battery pack in electric vehicles | |
| Liu et al. | A new method of modeling and state of charge estimation of the battery | |
| Mesbahi et al. | Dynamical modeling of Li-ion batteries for electric vehicle applications based on hybrid Particle Swarm–Nelder–Mead (PSO–NM) optimization algorithm | |
| CN109765496A (zh) | 一种基于在线电化学阻抗谱测量的电池健康状态估计方法 | |
| CN103197251B (zh) | 一种动力锂电池二阶rc等效模型的辨识方法 | |
| Shafiei et al. | Battery modeling approaches and management techniques for plug-in hybrid electric vehicles | |
| Gholizade‐Narm et al. | Lithium‐ion battery state of charge estimation based on square‐root unscented Kalman filter | |
| CN102937704A (zh) | 一种动力电池rc等效模型的辨识方法 | |
| Houlian et al. | State of charge prediction of supercapacitors via combination of Kalman filtering and backpropagation neural network | |
| Xing et al. | State-of-charge estimation for Lithium-Ion batteries using Kalman filters based on fractional-order models | |
| CN109613446A (zh) | 一种基于时间序列分析的锂电池老化检测方法 | |
| Sun et al. | Auxiliary health diagnosis method for lead-acid battery | |
| Zhou et al. | Battery state of health estimation using the generalized regression neural network | |
| Zabara et al. | Performance modeling of unmanaged hybrid battery/supercapacitor energy storage systems | |
| Al-Nazer et al. | A new optimization algorithm for a Li-Ion battery equivalent electrical circuit identification | |
| CN110673037A (zh) | 基于改进模拟退火算法的电池soc估算方法及*** | |
| Luo et al. | An SVM-based health classifier for offline Li-ion batteries by using EIS technology | |
| Wei et al. | Global sensitivity analysis for impedance spectrum identification of lithium-ion batteries using time-domain response | |
| Zhang et al. | Robust state-of-charge estimation of ultracapacitors for electric vehicles | |
| Tagayi et al. | Employment of relaxation times distribution with improved elastic net regularization for advanced impedance data analysis of a lithium-ion battery | |
| Chiang et al. | Dynamical estimation of state-of-health of batteries by using adaptive observer | |
| KR20150034593A (ko) | 전지 충전 상태 추정 방법 및 장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20231205 Address after: 201306 building C, No. 888, Huanhu West 2nd Road, Lingang New District, China (Shanghai) pilot Free Trade Zone, Pudong New Area, Shanghai Patentee after: SHANGHAI GREEN EAR TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: No. 2999, Renmin North Road, Songjiang District, Shanghai 200051 Patentee before: DONGHUA University Patentee before: SHANGHAI GREEN EAR TECHNOLOGY Co.,Ltd. |