一种锂离子电池组单体交流阻抗的测量装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种锂离子电池组单体交流阻抗的测量装置，包括动力电池组和电源激励组件，所述的动力电池组由一个电池组单体模块或多个并联的电池组单体模块组成，每个电池组单体模块由多个电池组单体模块联组成，其特征在于，该测量装置还包括电池管理组件，所述的电池管理组件包括单体电压测量模块、信号处理和控制模块、通信模块，所述的信号处理和控制模块通过通信模块与单体电压测量模块连接，当进行单体阻抗测量时，电源激励组件产生定频交变电流，单体电压测量模块分别测得电池组单体模块中各单体的电压，通过通信模块传到信号处理和控制模块中进行计算得出每个电池组单体的交流阻抗。与现有技术相比，本发明具有快速、简便、准确等优点。
【专利说明】—种锂离子电池组单体交流阻抗的测量装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及电池组单体测量领域，尤其是涉及一种锂离子电池组单体交流阻抗的测量装置。
【背景技术】
[0002]由于锂离子电池相比于铅酸电池高能量密度、长循环寿命以及相比于镍氢电池的无记忆效应等优点，目前在动力电池中应用愈加广泛。在交通工具应用场合，对车载动力电池包的安全性、可靠性有非常高的要求，能够及时准确的得知动力电池的当前寿命状态、功率特性估计、电池工作温度分布和进行热失效预测等具有非常重要的意义。而上述特性均与锂离子动力电池的内阻有极大关系，因此能够准确地进行锂离子动力电池组的内阻测量至关重要。
[0003]目前，锂动力电池的阻抗测量相比于阻抗估计可靠性和精确性更加高。比较成熟的测量方法是在单体电池上采用的交流阻抗法(EIS)，适用于实验室的原理性研究应用场合。但是对于实车下整包电池的应用场合，在仍然使用实验室使用的交流阻抗法的情况下，由于一次只能对一个或几个单体进行测量使得必须加入机械开关进行切换对各个单体电池进行选通等因素的限制，使得锂离子电池阻抗测量应用在实车和整包电池上一直受到限制，亟需引入新方法来克服传统方法对实车整包电池内阻测量方法的限制。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种快速、简便、准确的锂离子电池组单体交流阻抗的测量装置。
[0005]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0006]一种锂离子电池组单体交流阻抗的测量装置，包括动力电池组和电源激励组件，所述的动力电池组与电源激励组件连接，所述的动力电池组由一个电池组单体模块或多个并联的电池组单体模块组成，每个电池组单体模块由多个电池组单体模块联组成，其特征在于，该测量装置还包括电池管理组件，所述的电池管理组件包括单体电压测量模块、信号处理和控制模块、通信模块，所述的信号处理和控制模块通过通信模块与单体电压测量模块连接，所述的信号处理和控制模块与电源激励组件连接，当进行单体交流阻抗测量时，电源激励组件产生定频交变电流，单体电压测量模块分别测得电池组单体模块中各单体的电压，通过通信模块传到信号处理和控制模块中进行计算得出每个电池组单体的交流阻抗。
[0007]所述的电池管理组件还包括电器选通模块，所述的电器选通模块包括多个开关，所述的开关与电池组单体模块串联。
[0008]当进行单体交流阻抗直接选通测量时，所述的电器选通模块通过开关选择被测的电池组单体模块，单体的交流阻抗Z1的计算式为:
[0009]I1 = iIN
【权利要求】
1.一种锂离子电池组单体交流阻抗的测量装置，包括动力电池组和电源激励组件，所述的动力电池组与电源激励组件连接，所述的动力电池组由一个电池组单体模块或多个并联的电池组单体模块组成，每个电池组单体模块由多个电池组单体模块联组成，其特征在于，该测量装置还包括电池管理组件，所述的电池管理组件包括单体电压测量模块(3)、信号处理和控制模块(4)、通信模块(5)，所述的信号处理和控制模块(4)通过通信模块(5)与单体电压测量模块(3)连接，所述的信号处理和控制模块(4)与电源激励组件连接； 当进行单体交流阻抗测量时，电源激励组件产生定频交变电流，单体电压测量模块(3)分别测得电池组单体模块中各单体的电压，通过通信模块(5)传到信号处理和控制模块(4)中进行计算得出每个电池组单体的交流阻抗。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池组单体交流阻抗的测量装置，其特征在于，所述的电池管理组件还包括电器选通模块出)，所述的电器选通模块(6)包括多个开关，所述的开关与电池组单体模块串联。
3.根据权利要求2所述的一种锂离子电池组单体交流阻抗的测量装置，其特征在于，当进行单体交流阻抗直接选通测量时，所述的电器选通模块(6)通过开关选择被测的电池组单体模块，单体的交流阻抗Z1的计算式为:
其中，iIN为交变励磁电流，U1为单体电压测量模块(3)测得的单体电压，I1为通过被测的电池组单体模块的电流。
4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池组单体交流阻抗的测量装置，其特征在于，所述的电池管理组件还包括标准阻抗模块(7)，所述的标准阻抗模块(7)包括多个标准阻抗，所述的标准阻抗与电池组单体模块串联。
5.根据权利要求4所述的一种锂离子电池组单体交流阻抗的测量装置，其特征在于，当进行标准阻抗接入测量时，通过在电池组单体模块接入已知的标准阻抗来计算单体的交流阻抗，单体的交流阻抗Z2的计算式为
其中us(l、u2为单体电压测量模块(3)测得的标准阻抗和待测单体两端的电压，i2为被测单体所在电池组单体模块的电流，Zs0为标准阻抗的阻值，Z2为待测单体的阻值。
6.根据权利要求1所述的一种锂离子电池组单体交流阻抗的测量装置，其特征在于，所述的电源激励组件包括交流电压发生模块(I)和交流电流源发生模块(2)，所述的交流电压发生模块(I)与信号处理和控制模块(4)连接，所述的交流电流源发生模块(2)与电池组单体模块连接。
7.根据权利要求1所述的一种锂离子电池组单体交流阻抗的测量装置，其特征在于，所述的信号处理和控制模块(4)包括数字信号处理单元和电控单元。
8.根据权利要求1所述的一种锂离子电池组单体交流阻抗的测量装置，其特征在于，所述的通信模块(5)采用CAN通信方式。
9.根据权利要求1所述的一种锂离子电池组单体交流阻抗的测量装置，其特征在于，所述的单体电压测量模块(3)和通信模块(5)为动力电池组的BMS组件。
【文档编号】G01R27/02GK104181395SQ201410421581
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月25日 优先权日:2014年8月25日
【发明者】魏学哲, 戴海峰, 王学远, 王振世, 朱建功, 房乔华 申请人:同济大学