科创中国
关于动力电池阻抗测量方法和系统技术
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2022-08-04 17:00:26
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：“科创中国”新能源汽车产业科技服务团| 孟凡鹏 | 2022-10-19 15:19:11
与电池电极过程特性紧密相关的阻抗可为电池健康状态估计、寿命衰减诊断以及析锂、过充、过放、温度异常等故障诊断提供重要依据，使电池管理系统（BMS）更加智能，对电池监管也更加全面。而阻抗测量方法和系统的缺失限制了阻抗在BMS 中的应用。针对该难题，发明了在行驶过程中动态工况以及充电过程中稳态工况中的阻抗快速计算方法，发明了兼容现有BMS架构的阻抗测量系统，实现了宽频阻抗的准确获取，为基于阻抗的智能BMS奠定基础。
针对车载阻抗获取难的问题，发明了信号注入式车载电池单体阻抗测量系统，通过统一激励信号注入、同步响应电压测量，基于双通道正交矢量型数字锁相放大器实现串联电池单体阻抗高精度在线计算，实现宽频范围（0.2Hz-200Hz）内阻抗模RMS 误差＜3.6%，阻抗角误差＜2.78°；发明了基于时频分析的车载电池阻抗在线快速计算技术，实现动态工况下特定频率以及充电过程中单次脉冲下宽频率范围阻抗的快速计算，以10Hz 为例，动态工况下阻抗模和阻抗角计算误差小于4%。本技术适用于包括电动运载工具和储能在内的电池管理领域。
随着“碳达峰”和“碳中和”目标的逐步推进，未来新能源车行业将加速发展且中长期成长空间巨大，主流锂电池企业扩产意愿明确，且不断提速。同时，随着新能源汽车的渗透率提高、储能市场的成熟，检测设备在新能源汽车动力电池系统的检测等应用场景中将扮演更加重要的角色。该技术能够连续、有效地对动力电池的阻抗进行测量，从而增强对电池状态评估的准确性，在动力电池的的的大规模试用下具备较大的应用空间和发展潜力。
戴海峰教授科研团队主要研究方向为汽车电子、新能源汽车电池管理及成组、车载充电机、新能源汽车HIL测试系统等。 近年来主持或参与了多项国家级、省部级科研项目及校企合作横向课题。
汽车动力电池通常是将多节电压等级和容量一致的单体电池通过串并联组成电池组供给汽车使用。组成电池组的单体电池要求除电压等级和容量一致要求外，电池阻抗也需尽可能一致，因此快速准确测量动力电池阻抗成为目前研究电池变化的关键问题。该技术方案提供一种方案简单、易于实现、误差较小、避免对动力电池造成损害、能够灵活进行测试的用于动力电池的阻抗测试系统，从提升电池系统稳定性和安全性的角度看，具有良好的经济效益和社会效益。
技术承接方应按照合同约定支付技术转让费用。
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