[发明专利]一种在线追踪锂电池最小复阻抗幅值的方法

说明书

本发明提出了一种在线追踪锂电池最小复阻抗幅值的方法，解决了常规直流法或交流注入法在测电池内阻时，存在精度低、实时性差、电路复杂等问题，其主要方案包括S1、在DC‑DC转换器中激活频率为fsubgt;s/subgt;的阶跃扰动，计算扰动奇数次谐波处锂离子电池阻抗，选取出当中最小值Zsubgt;min‑o/subgt;作为锂离子电池最小阻抗初略估计值；S2、依据S1中阻抗最小值对应确定出其出现的频率fsubgt;m/subgt;，在DC‑DC转换器中激活频率fsubgt;m/subgt;前后相邻频率对应的扰动，计算出两扰动奇数次谐波处锂电池电池阻抗并选取出局部最小值Zsubgt;min‑sm/subgt;、Zsubgt;min‑sn/subgt;；S3、比较Zsubgt;min‑o/subgt;、Zsubgt;min‑sm/subgt;与Zsubgt;min‑sn/subgt;的值，选取出最小值为最小复阻抗幅值。

技术领域

本发明涉及锂电池测试技术领域，尤其涉及一种在线追踪锂离子电池最小复阻抗幅值的方法。

背景技术

电池内阻是化学电源的一个关键参数。首先，锂电池是由一定的物质材料构成的，就像普通电阻一样对电流有阻碍作用，把这部分内阻称为欧姆内阻。其次，锂电池是一个内部每时每刻发生电化学反应的系统，不断有新物质生生成，有部分物质消失，电化学反应也会引起离子浓度变化，这些因素都可以引起内阻的变化，称这部分为极化内阻，由电化学极化和浓差极化组成。所以电池内阻一般包括以上两部分。是表征电池寿命及电池运行状态的重要参数，而且最小阻抗与电池可用容量具有明显、强烈的相关性，能够反映电池的健康状态，也是电池管理系统及实际应用的客观要求。

锂离子电池阻抗测量方法主要有：开路电压法，暂态直流小电流电量比较法，直流放电法，交流信号注入法等。

开路电压法基于电池内阻与电压之间的关系，通过测量电池的端电压来估测电池内阻，由于两者关系影响因素很多，有很多不确定性，所有测量精度不高，甚至会给操作者错误的判断。

暂态直流小电流电量比较法使暂态小电流流过已知电阻R和被测电池内阻r,同步测量暂态小电流在不同电阻_上的电量消耗，测量值即两个电量值各自与其负载电阻R和的阻值r成正比，通过这些值的比例关系便可求得被测电池的阻抗，但是无法进行在线测量。

直流放电法，顾名思义该方法就是对所测电池进行大电流放电，由于电池的特殊性放电时间有严格的限制，一般不建议超过5秒钟，放电电流却很大，一般可以到100安培，有了电流值和电压差值，于是电池内阻可得，同样无法进行在线跟踪锂离子电池阻抗。

交流信号注入法的基本思想是用一个给定频率的小交流正弦电流/电压信号来激励电池，然后测量电池对注入的交流电流/电压信号的反应，以确定电池的交流阻抗。由于所测信号均为微弱信号，需要加入很多放大器件和电路，导致电路复杂，干扰多，容易出错。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的缺陷，本发明提出了一种能够基于扰动概念的使用DC-DC转换器控制的锂离子电池最小复阻抗在线追踪锂离子电池最小复阻抗幅值的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种在线追踪锂电池最小复阻抗幅值的方法，包括如下步骤：

S1、在DC-DC转换器中激活频率为f_s的阶跃扰动，计算扰动奇数次谐波处锂离子电池阻抗，选取出当中最小值Z_min-o作为锂离子电池最小阻抗初略估计值；

S2、依据S1中阻抗最小值对应确定出其出现的频率f_m，在DC-DC转换器中激活频率f_m前后相邻频率对应的扰动，计算出两扰动奇数次谐波处锂电池电池阻抗并选取出局部最小值Z_min-sm、Z_min-sn；