[發明專利]分析電化學電池的電阻抗測量結果

在審

• 申請號: 202011140717.8
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN112698213A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 瓦倫汀·博斯
• 申請（專利權）人: 諾烏姆工程有限公司
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367;G01R31/378;G01R31/389;G06K9/62;G06N3/04
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 張少波;楊明釗

本申請公開了分析電化學電池的電阻抗測量結果。一種用于分析電化學電池的電阻抗測量結果的計算機實現的方法和電阻抗分析系統，包括：平移(S22)相應電阻抗測量結果(32)，該平移對應于從電阻抗的實部減去歐姆交流電阻值(R₀)；和使用縮放因子進行縮放(S24)，該縮放因子的絕對值基于對應于電阻抗測量結果系列的平移的第一子系列(38)和平移的第二子系列(40)之間的轉變點(34)的電阻抗，第一子系列(38)與電化學電池的其中電阻抗受擴散過程支配的電池表現相關聯，第二子系列(40)與電化學電池的其中電阻抗受電池的電極處的電荷轉移過程支配的電池表現相關聯。

技術領域

本發明涉及一種分析電化學電池的電阻抗測量結果的計算機實現方法。此外，本發明涉及一種用于分析電化學電池的電阻抗測量結果的電阻抗分析系統。

例如，計算機可以是微控制器。例如，計算機或微控制器可以包括處理單元、存儲器和輸入/輸出端口。

背景

WO 2005/059579 A1和EP 1702219 B1描述了一種用于通過使用神經網絡來估計電池的充電狀態的裝置和方法。該裝置包括用于檢測來自電池單元的電流、電壓和溫度的感測部以及基于從感測部向其傳輸的電流、電壓和溫度的數據和當前時間數據執行神經網絡算法和學習算法的神經網絡。

US 4678998 A描述了一種電池狀況監測器和監測方法。該監測器包括：計算機，其用于根據來自電池的電壓和安培數信號的不同頻率分量計算蓄電池的內部阻抗；存儲器，其用于存儲關于頻率中每一個蓄電池的內部阻抗、剩余容量和剩余使用壽命之間的預定關系；以及，用于確定蓄電池的剩余容量和剩余使用壽命值在兩個或所有頻率值處一致的設備。

JP 2003-249271 A和JP 4038788 B2描述了實時確定電池的劣化狀態和殘余容量。在一個示例中，作為操作中的電池的操作參數，測量單元可以周期性地測量和采樣電池的電壓、電流、內部阻抗和溫度。電池的內部阻抗是通過向電池添加1kHz和100mA的AC信號來測量的。第一神經網絡可以基于來自測量單元的電池的操作參數將劣化狀態判定為“正常”、“提醒(caution)”和“劣化”，以及第二神經網絡可以基于電池的操作參數和來自第一神經網絡的劣化狀態判定殘余容量。

US 6307378 B1描述了一種用于測量電化學池(cell)和電池(battery)阻抗的方法和裝置。

WO 03/071617 A2描述了一種用于確定電化學池(諸如電池)的狀況參數的方法。在一個示例中，諸如終端電壓、電池電壓、負載電流、充電電流、環境溫度、電池表面溫度、終端溫度、內部電池溫度和阻抗信號的測量結果信號被傳遞到特征提取處理算法，該算法生成特征向量和特征標志。來自特征向量的數據被傳遞到用于初始電池容量充電狀態估計的神經網絡ISOC預測器、以及用于在操作期間連續預測SOC的神經網絡CSOC預測器。在另一示例中，包含在特征向量中的信息被神經網絡SOH分類器、線性/統計SOH分類器和模糊邏輯SOH分類器用于健康狀態分類。

WO 2016/208745 A1及其翻譯DE 112016002873 T5描述了一種識別電池的充電狀態或放電深度的方法。該方法包括針對多個頻率確定電池的正極和負極之間的復阻抗。

WO 2017/110437 A1及其翻譯DE 11 2016 003 789 T5描述了一種估計鋰離子電池的殘余容量的估計設備。

WO 2016/080111 A1及其翻譯DE 11 2015 005 201 T5描述了一種用于估計蓄電池的剩余存儲電量的估計設備。

US 2013/0307487 A1和US 8994340 B2描述了一種用于在不使用溫度傳感器的情況下通過測量池(cells)的阻抗并使用該阻抗確定溫度，來確定電池組中池的溫度的方法和系統。