[发明专利]一种基于交流阻抗的新能源汽车电池诊断系统

权利要求书

1.一种基于交流阻抗的新能源汽车电池诊断系统，其特征在于，该系统包括：

上位机单元：包括PC以及用于通信的线束，实现阻抗快速计算和电池健康状态估计；

激励单元：包括用以为激励单元提供工作电压的电源模块以及依次连接的CAN收发器、单片机和电流源，所述的单片机通过CAN收发器与PC通信，所述的电流源接收单片机的控制信号产生激励信号到待测锂离子电池；

数据采集单元：包括数采卡、采样电阻和采样线束，所述的数采卡通过USB与PC通信，所述的采样电阻接入激励信号回路中，数采卡通过采样线束对电压和电流信号进行采样。

2.根据权利要求1所述的一种基于交流阻抗的新能源汽车电池诊断系统，其特征在于，所述的PC设有：

激励参数设置模块：与激励单元通信，用以实现在允许范围内对激励电流的大小和激励时间进行设置；

采样参数设置模块：与数据采集单元通信，用以实现在允许范围内对采样频率进行设置；

阻抗快速计算模块：用实现阻抗快速计算、存储阻抗数据、绘制阻抗谱；

电池健康状态估计模块：用以根据阻抗数据及阻抗测量时的温度和荷电状态信息进行电池健康状态估计。

3.根据权利要求1所述的一种基于交流阻抗的新能源汽车电池诊断系统，其特征在于，所述的电流源包括：

数模转换模块：用以接收单片机的数字控制信号并将其转换为模拟信号；

运算放大器模块：用以实现模拟信号的放大；

功率放大模块：用以放大电流，保证输出电流满足阻抗测量要求。

4.根据权利要求1所述的一种基于交流阻抗的新能源汽车电池诊断系统，其特征在于，所述的数采卡的参数为：

采样通道：8个差分或16个单端；

采样ADC分辨率：16位；

单通道最大采样频率：250kS/s；

多通道综合最大采样频率：250kS/s。

5.根据权利要求1所述的一种基于交流阻抗的新能源汽车电池诊断系统，其特征在于，所述的PC还设有：

系统自诊模块：用以实时显示系统的状态及诊断信息，其中，系统状态通过一三色彩灯实时显示，绿灯、蓝灯、红灯分别代表系统处于工作、待机、故障状态。

6.根据权利要求1所述的一种基于交流阻抗的新能源汽车电池诊断系统，其特征在于，实现阻抗快速计算的具体步骤如下：

11)对待测锂离子电池施加激励并获取时域内的电压和电流信号u(t)和i(t)；

12)采用信号时频分析方法将时域电压、电流信号变换到频域；

13)根据电压、电流与电池阻抗对应关系快速计算得到待测锂离子电池的电池阻抗Z。

7.根据权利要求6所述的一种基于交流阻抗的新能源汽车电池诊断系统，其特征在于，所述的步骤12)中，信号时频分析方法具体包括小波变换、傅里叶变换和广义S变换。

8.根据权利要求6所述的一种基于交流阻抗的新能源汽车电池诊断系统，其特征在于，所述的步骤13)中，待测锂离子电池的电池阻抗Z的计算式为：

其中，a、b分别为伸缩因子和平移因子，ψ(·)为复值母小波函数。