[發明專利]一種在線追蹤鋰電池最小復阻抗幅值的方法

在審

• 申請號: 202310027758.3
• 申請日: 2023-01-09
• 公開（公告）號: CN115932625A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 陳滋健;周君;劉宏飛
• 申請（專利權）人: 安徽中科海奧電氣股份有限公司
• 主分類號: G01R31/389
• 分類號: G01R31/389;G01R31/378
• 代理公司: 合肥禾知知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34246
• 代理人: 盧雙雙

本發明提出了一種在線追蹤鋰電池最小復阻抗幅值的方法，解決了常規直流法或交流注入法在測電池內阻時，存在精度低、實時性差、電路復雜等問題，其主要方案包括S1、在DC?DC轉換器中激活頻率為fsubgt;s/subgt;的階躍擾動，計算擾動奇數次諧波處鋰離子電池阻抗，選取出當中最小值Zsubgt;min?o/subgt;作為鋰離子電池最小阻抗初略估計值；S2、依據S1中阻抗最小值對應確定出其出現的頻率fsubgt;m/subgt;，在DC?DC轉換器中激活頻率fsubgt;m/subgt;前后相鄰頻率對應的擾動，計算出兩擾動奇數次諧波處鋰電池電池阻抗并選取出局部最小值Zsubgt;min?sm/subgt;、Zsubgt;min?sn/subgt;；S3、比較Zsubgt;min?o/subgt;、Zsubgt;min?sm/subgt;與Zsubgt;min?sn/subgt;的值，選取出最小值為最小復阻抗幅值。

技術領域

本發明涉及鋰電池測試技術領域，尤其涉及一種在線追蹤鋰離子電池最小復阻抗幅值的方法。

背景技術

電池內阻是化學電源的一個關鍵參數。首先，鋰電池是由一定的物質材料構成的，就像普通電阻一樣對電流有阻礙作用，把這部分內阻稱為歐姆內阻。其次，鋰電池是一個內部每時每刻發生電化學反應的系統，不斷有新物質生生成，有部分物質消失，電化學反應也會引起離子濃度變化，這些因素都可以引起內阻的變化，稱這部分為極化內阻，由電化學極化和濃差極化組成。所以電池內阻一般包括以上兩部分。是表征電池壽命及電池運行狀態的重要參數，而且最小阻抗與電池可用容量具有明顯、強烈的相關性，能夠反映電池的健康狀態，也是電池管理系統及實際應用的客觀要求。

鋰離子電池阻抗測量方法主要有：開路電壓法，暫態直流小電流電量比較法，直流放電法，交流信號注入法等。

開路電壓法基于電池內阻與電壓之間的關系，通過測量電池的端電壓來估測電池內阻，由于兩者關系影響因素很多，有很多不確定性，所有測量精度不高，甚至會給操作者錯誤的判斷。

暫態直流小電流電量比較法使暫態小電流流過已知電阻R和被測電池內阻r,同步測量暫態小電流在不同電阻_上的電量消耗，測量值即兩個電量值各自與其負載電阻R和的阻值r成正比，通過這些值的比例關系便可求得被測電池的阻抗，但是無法進行在線測量。

直流放電法，顧名思義該方法就是對所測電池進行大電流放電，由于電池的特殊性放電時間有嚴格的限制，一般不建議超過5秒鐘，放電電流卻很大，一般可以到100安培，有了電流值和電壓差值，于是電池內阻可得，同樣無法進行在線跟蹤鋰離子電池阻抗。

交流信號注入法的基本思想是用一個給定頻率的小交流正弦電流/電壓信號來激勵電池，然后測量電池對注入的交流電流/電壓信號的反應，以確定電池的交流阻抗。由于所測信號均為微弱信號，需要加入很多放大器件和電路，導致電路復雜，干擾多，容易出錯。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術存在的缺陷，本發明提出了一種能夠基于擾動概念的使用DC-DC轉換器控制的鋰離子電池最小復阻抗在線追蹤鋰離子電池最小復阻抗幅值的方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種在線追蹤鋰電池最小復阻抗幅值的方法，包括如下步驟：

S1、在DC-DC轉換器中激活頻率為f_s的階躍擾動，計算擾動奇數次諧波處鋰離子電池阻抗，選取出當中最小值Z_min-o作為鋰離子電池最小阻抗初略估計值；

S2、依據S1中阻抗最小值對應確定出其出現的頻率f_m，在DC-DC轉換器中激活頻率f_m前后相鄰頻率對應的擾動，計算出兩擾動奇數次諧波處鋰電池電池阻抗并選取出局部最小值Z_min-sm、Z_min-sn；