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一種鋰離子電池組單體交流阻抗的測量裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種鋰離子電池組單體交流阻抗的測量裝置，包括動力電池組和電源激勵組件，所述的動力電池組由一個電池組單體模塊或多個并聯的電池組單體模塊組成，每個電池組單體模塊由多個電池組單體模塊聯組成，其特征在于，該測量裝置還包括電池管理組件，所述的電池管理組件包括單體電壓測量模塊、信號處理和控制模塊、通信模塊，所述的信號處理和控制模塊通過通信模塊與單體電壓測量模塊連接，當進行單體阻抗測量時，電源激勵組件產生定頻交變電流，單體電壓測量模塊分別測得電池組單體模塊中各單體的電壓，通過通信模塊傳到信號處理和控制模塊中進行計算得出每個電池組單體的交流阻抗。與現有技術相比，本發明具有快速、簡便、準確等優點。
【專利說明】—種鋰離子電池組單體交流阻抗的測量裝置

【技術領域】
[0001]本發明涉及電池組單體測量領域，尤其是涉及一種鋰離子電池組單體交流阻抗的測量裝置。

【背景技術】
[0002]由于鋰離子電池相比于鉛酸電池高能量密度、長循環壽命以及相比于鎳氫電池的無記憶效應等優點，目前在動力電池中應用愈加廣泛。在交通工具應用場合，對車載動力電池包的安全性、可靠性有非常高的要求，能夠及時準確的得知動力電池的當前壽命狀態、功率特性估計、電池工作溫度分布和進行熱失效預測等具有非常重要的意義。而上述特性均與鋰離子動力電池的內阻有極大關系，因此能夠準確地進行鋰離子動力電池組的內阻測量至關重要。
[0003]目前，鋰動力電池的阻抗測量相比于阻抗估計可靠性和精確性更加高。比較成熟的測量方法是在單體電池上采用的交流阻抗法(EIS)，適用于實驗室的原理性研究應用場合。但是對于實車下整包電池的應用場合，在仍然使用實驗室使用的交流阻抗法的情況下，由于一次只能對一個或幾個單體進行測量使得必須加入機械開關進行切換對各個單體電池進行選通等因素的限制，使得鋰離子電池阻抗測量應用在實車和整包電池上一直受到限制，亟需引入新方法來克服傳統方法對實車整包電池內阻測量方法的限制。


【發明內容】

[0004]本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種快速、簡便、準確的鋰離子電池組單體交流阻抗的測量裝置。
[0005]本發明的目的可以通過以下技術方案來實現:
[0006]一種鋰離子電池組單體交流阻抗的測量裝置，包括動力電池組和電源激勵組件，所述的動力電池組與電源激勵組件連接，所述的動力電池組由一個電池組單體模塊或多個并聯的電池組單體模塊組成，每個電池組單體模塊由多個電池組單體模塊聯組成，其特征在于，該測量裝置還包括電池管理組件，所述的電池管理組件包括單體電壓測量模塊、信號處理和控制模塊、通信模塊，所述的信號處理和控制模塊通過通信模塊與單體電壓測量模塊連接，所述的信號處理和控制模塊與電源激勵組件連接，當進行單體交流阻抗測量時，電源激勵組件產生定頻交變電流，單體電壓測量模塊分別測得電池組單體模塊中各單體的電壓，通過通信模塊傳到信號處理和控制模塊中進行計算得出每個電池組單體的交流阻抗。
[0007]所述的電池管理組件還包括電器選通模塊，所述的電器選通模塊包括多個開關，所述的開關與電池組單體模塊串聯。
[0008]當進行單體交流阻抗直接選通測量時，所述的電器選通模塊通過開關選擇被測的電池組單體模塊，單體的交流阻抗Z1的計算式為:
[0009]I1 = iIN

【權利要求】
1.一種鋰離子電池組單體交流阻抗的測量裝置，包括動力電池組和電源激勵組件，所述的動力電池組與電源激勵組件連接，所述的動力電池組由一個電池組單體模塊或多個并聯的電池組單體模塊組成，每個電池組單體模塊由多個電池組單體模塊聯組成，其特征在于，該測量裝置還包括電池管理組件，所述的電池管理組件包括單體電壓測量模塊(3)、信號處理和控制模塊(4)、通信模塊(5)，所述的信號處理和控制模塊(4)通過通信模塊(5)與單體電壓測量模塊(3)連接，所述的信號處理和控制模塊(4)與電源激勵組件連接； 當進行單體交流阻抗測量時，電源激勵組件產生定頻交變電流，單體電壓測量模塊(3)分別測得電池組單體模塊中各單體的電壓，通過通信模塊(5)傳到信號處理和控制模塊(4)中進行計算得出每個電池組單體的交流阻抗。
2.根據權利要求1所述的一種鋰離子電池組單體交流阻抗的測量裝置，其特征在于，所述的電池管理組件還包括電器選通模塊出)，所述的電器選通模塊(6)包括多個開關，所述的開關與電池組單體模塊串聯。
3.根據權利要求2所述的一種鋰離子電池組單體交流阻抗的測量裝置，其特征在于，當進行單體交流阻抗直接選通測量時，所述的電器選通模塊(6)通過開關選擇被測的電池組單體模塊，單體的交流阻抗Z1的計算式為:
其中，iIN為交變勵磁電流，U1為單體電壓測量模塊(3)測得的單體電壓，I1為通過被測的電池組單體模塊的電流。
4.根據權利要求1所述的一種鋰離子電池組單體交流阻抗的測量裝置，其特征在于，所述的電池管理組件還包括標準阻抗模塊(7)，所述的標準阻抗模塊(7)包括多個標準阻抗，所述的標準阻抗與電池組單體模塊串聯。
5.根據權利要求4所述的一種鋰離子電池組單體交流阻抗的測量裝置，其特征在于，當進行標準阻抗接入測量時，通過在電池組單體模塊接入已知的標準阻抗來計算單體的交流阻抗，單體的交流阻抗Z2的計算式為
其中us(l、u2為單體電壓測量模塊(3)測得的標準阻抗和待測單體兩端的電壓，i2為被測單體所在電池組單體模塊的電流，Zs0為標準阻抗的阻值，Z2為待測單體的阻值。
6.根據權利要求1所述的一種鋰離子電池組單體交流阻抗的測量裝置，其特征在于，所述的電源激勵組件包括交流電壓發生模塊(I)和交流電流源發生模塊(2)，所述的交流電壓發生模塊(I)與信號處理和控制模塊(4)連接，所述的交流電流源發生模塊(2)與電池組單體模塊連接。
7.根據權利要求1所述的一種鋰離子電池組單體交流阻抗的測量裝置，其特征在于，所述的信號處理和控制模塊(4)包括數字信號處理單元和電控單元。
8.根據權利要求1所述的一種鋰離子電池組單體交流阻抗的測量裝置，其特征在于，所述的通信模塊(5)采用CAN通信方式。
9.根據權利要求1所述的一種鋰離子電池組單體交流阻抗的測量裝置，其特征在于，所述的單體電壓測量模塊(3)和通信模塊(5)為動力電池組的BMS組件。
【文檔編號】G01R27/02GK104181395SQ201410421581
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月25日 優先權日:2014年8月25日
【發明者】魏學哲, 戴海峰, 王學遠, 王振世, 朱建功, 房喬華 申請人:同濟大學