一种减小动态阻抗测试误差的方法及装置与流程

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体而言，涉及一种减小动态阻抗测试误差的方法及装置。

背景技术：

锂离子电池因其具有能耗低，比容量和比能量高，工作电压高，环境友好，循环性能好，寿命长等显著优点，被广泛应用于笔记本电脑，移动电话，照相机等便携式电子设备。为了研究锂离子电池的性能衰退机理、循环寿命预测、健康状态评估等，常常需测试锂离子电池在运行过程中的参数，其中，动态阻抗谱作为一种新的研究手段逐渐被研究人员采用。

动态阻抗谱测试过程中由于连接线路较多，导致接触电阻大小不确定、接触电阻大小不一致，测试结果误差大，影响了其实际应用，此问题亟待解决。

技术实现要素：

鉴于此，本发明提出了一种减小动态阻抗测试误差的装置及方法，旨在解决现有电池的动态阻抗测试过程中由于连接线路各处的接触电阻不一致而导致测量误差过大的问题。

一个方面，本发明提出了一种减小动态阻抗测试误差的装置，包括：绝缘支撑架；第一夹片，其连接在所述绝缘支撑架的底板上；第二夹片，其叠置在所述第一夹片上方的第一侧，用以与所述第一夹片相配合，以夹紧待测电池的极耳；所述第一夹片的第二侧设置有第三夹片和/或固定孔，用以为动态阻抗测试设备或充放电设备提供固定点。

进一步地，上述减小动态阻抗测试误差的装置中，所述第三夹片为多个，各所述第三夹片沿竖直方向间隔设置在所述第一夹片上靠近第一端的位置，用以为所述动态阻抗测试设备或所述充放电设备提供夹持点。

进一步地，上述减小动态阻抗测试误差的装置中，所述固定孔为多个，各所述固定孔间隔设置在所述第一夹片上靠近第二端的位置，用以为充放电设备或动态阻抗测试设备提供连接点。

进一步地，上述减小动态阻抗测试误差的装置中，所述绝缘支撑架位于所述第二夹片上方处设置有紧固件，用以压紧所述第二夹片。

进一步地，上述减小动态阻抗测试误差的装置中，所述绝缘支撑架包括：底板、顶板和两个侧板；其中，两个所述侧板相对设置在所述底板的两侧；

所述顶板连接在两个所述侧板的顶端，所述顶板位于所述第一夹片的第一侧且位于所述第二夹片的正上方。

进一步地，上述减小动态阻抗测试误差的装置中，所述第一夹片、所述第二夹片和所述第三夹片均为铜片。

本发明中，通过第一夹片和第二夹片固定待测电池、通过第三夹片和/或固定孔固定充放电设备或动态阻抗测试设备，以确定待测电池、充放电设备及动态阻抗测试设备的相对位置，使得待测电池在动态阻抗测试中与各个设备连接的接触电阻为确定值，有效降低了电池动态阻抗测试的误差，提高了电池动态阻抗测试结果的准确性和可靠性。此外，此装置可操作性强，占用体积小，结构简单，易加工且成本较低。

另一方面，本发明还提出了一种减小动态阻抗测试误差的方法，包括以下步骤：步骤1，将充放电设备、动态阻抗测试设备和待测电池集成到减小动态阻抗测试误差的装置上；步骤2，设置所述充放电设备和所述动态阻抗测试设备的参数，开始测试，测得所述待测电池、所述减小动态阻抗测试误差的装置及各接触电阻共同的动态阻抗数据；步骤3，结束测试后，将所述待测电池拆下，将模拟电池以连接该待测电池的位置和方式连接到所述减小动态阻抗测试误差的装置上；步骤4，以与所述步骤2中相同的参数设置方式，设置各所述设备的参数，开始测试，测得所述模拟电池、所述减小动态阻抗测试误差的装置及各所述接触电阻共同的动态阻抗数据；步骤5，根据所述步骤4中得到的数据减去所述模拟电池中标准电阻的阻值，得到所述减小动态阻抗测试误差的装置及各所述接触电阻共同的阻值；步骤6，将所述步骤2中的数据减去所述减小动态阻抗测试误差的装置及各所述接触电阻共同的阻值，得到所述待测电池的动态阻抗。

进一步地，上述减小动态阻抗测试误差的方法中，所述步骤2和所述步骤4中的动态阻抗数据均为测得的动态阻抗曲线的实部。

进一步地，上述减小动态阻抗测试误差的方法中，所述模拟电池由标准电阻和标准电容并联组成。

进一步地，上述减小动态阻抗测试误差的方法中，所述减小动态阻抗测试误差的装置包括：绝缘支撑架；第一夹片，其铺设在所述绝缘支撑架的底板上；

第二夹片，其叠置在所述第一夹片上方的第一侧，用以与所述第一夹片相配合，以夹紧待测电池的极耳；所述第一夹片上方的第二侧设置有第三夹片和/或固定孔，用以为动态阻抗测试设备或充放电设备提供固定点。

本发明提供的减小动态阻抗测试误差的方法，本发明通过固定电池、充放电设备及动态阻抗测试设备的相对位置，固定了待测电池在动态阻抗测试中与各个设备连接的接触电阻，利用标准电阻计算得到各测试设备及各接触电阻共同的阻值，从而修正了测试结果，此方法原理简单，可操作性强，有效降低了电池动态阻抗测试的误差，提高了电池动态阻抗测试结果的准确性和可靠性，有效解决了锂离子电池动态阻抗谱测试过程中由于接触电阻大小不确定、接触电阻大小不一致造成的测试结果误差大、不准确等问题。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的减小动态阻抗测试误差的装置的正视图；

图2为本发明实施例提供的减小动态阻抗测试误差的装置的左视图；

图3为本发明实施例提供的减小动态阻抗测试误差的装置的俯视图；

图4为本发明实施例提供的减小动态阻抗测试误差的方法的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

装置实施例：

参阅图1至图3，本发明实施例的减小动态阻抗测试误差的装置包括：绝缘支撑架4、第一夹片1和第二夹片2；其中，第一夹片1连接在绝缘支撑架4的底板41上，第二夹片2叠置在第一夹片1上方的第一侧（图1所示的前侧），用以与所述第一夹片1相配合，以夹紧待测电池的极耳；第一夹片1的第二侧（图1所示的后侧）设置有第三夹片3和/或固定孔5，用以为动态阻抗测试设备或充放电设备提供固定点。本实施例中的第一侧与第二侧相对设置。

具体而言，绝缘支撑架4可以为底部是平板结构的门型架，第一夹片1可以通过螺栓连接在绝缘支撑架4的底板41上，实际中，第一夹片1可以正好覆盖在底板41上。

第二夹片2可以叠至在第一夹片1的第一侧，用以在紧固件的作用下，与第一夹片1相配合以夹紧待测电池的极耳，实际中，绝缘支撑架4位于第二夹片2的上方处设置有紧固件6，用以压紧第二夹片2，第二夹片2的对应位置处设置有安装孔，该安装孔可以由圆形孔部分和位于圆形孔上方倒角面组成，例如45度的倒角，以便于紧固件6的插入和紧固。

绝缘支撑架4包括：底板41、顶板43和两个侧板42；其中，两个侧板42相对设置在底板41的两侧；顶板43连接在两个侧板42的顶端，顶板43位于第一夹片1的第一侧（图3中所示的前侧）且位于第二夹片2的正上方。顶板43上开设有用以穿设紧固件6的连接孔。底板41和顶板43可以为矩形板，侧板可以为正方形板，其中，底板41的长度可以大于顶板43的长度，侧板和顶板的宽度可以保持一致，底板41、侧板42和顶板43的厚度可以保持一致。

第三夹片3可以为带有夹子的充放电仪或动态阻抗设备提供夹持点，固定

孔5可以为充放电仪或动态阻抗设备的铜端子提供紧固点。第一夹片1的第二侧设置有第三夹片3和/或固定孔，也就是说，可以仅在第一夹片1的第二侧设置第三夹片3或固定孔，也可以在第一夹片1的第二侧既设置第三夹片3，又设置固定孔，以适用于带有夹子或带有铜端子的充放电仪及带有夹子或带有铜端子的动态阻抗设备。本实施例提供的减小动态阻抗测试误差的装置应至少设置三个连接点，以连接电池、充放电设备及动态阻抗测试设备，第一夹片1和第二夹片2共同提供一个连接点，每个第三夹片3为充放电设备或动态阻抗测试设备提供一个连接点，每个固定孔5为充放电设备或动态阻抗测试设备的激励电源线提供一个连接点，实际中，对于充放电设备或动态阻抗测试设备的连接点，可以设置两个第三夹片3或者两个固定孔5或者一个第三夹片3和一个固定孔5。

实际中，第三夹片3可以为多个，各第三夹片3沿竖直方向间隔设置在所述第一夹片1上靠近第一端（图1中所示的左端）的位置，用以为所述动态阻抗测试设备或所述充放电设备提供夹持点。

所述固定孔5可以为多个，各所述固定孔5间隔设置在所述第一夹片1上靠近第二端（图1中所示的右端）的位置，用以为充放电设备或动态阻抗测试设备提供连接点。即：当第一夹片1的第二侧既设置有第三夹片3，又设置有固定孔5且第三夹片3和固定孔5均为多个时，各第三夹片3靠近第一夹片1的第一端设置，各固定孔5靠近第一夹片1的第二端设置。为了便于连接各个测试设备且控制各个接触电阻，各第三夹片3等间距设置，各固定孔5等间距设置。其中，固定孔5可以为带有内螺纹的孔，各个固定孔5的孔径可以根据需要连接的设备的接线部分的尺寸确定，各个固定孔5的孔径可以相同，也可不同。本实施例中，所述第一夹片1、所述第二夹片2和所述第三夹片3均为铜片。其中，各夹片的尺寸可以根据实际情况确定。需要说明的是，本实施例中，接触电阻包括电池与装置接触部分的电阻、动态阻抗设备与装置接触部分的电阻。

实际进行动态阻抗测试时，可以选用两个本实施例提供的减小动态阻抗测试误差的装置，以对相应设备的正负极接头分别进行固定。

上述显然可以得出，本实施例中提供的减小动态阻抗测试误差的装置，通过第一夹片和第二夹片固定待测电池、通过第三夹片和/或固定孔固定充放电设备或动态阻抗测试设备，以确定待测电池、充放电设备及动态阻抗测试设备的相对位置，使得待测电池在动态阻抗测试中与各个设备连接的接触电阻为确定值，有效降低了电池动态阻抗测试的误差，提高了电池动态阻抗测试结果的准确性和可靠性。此外，此装置可操作性强，占用体积小，结构简单，易加工且成本较低。

方法实施例：

参阅图4，本发明提供的减小动态阻抗测试误差的方法，包括以下步骤：

步骤s1，将充放电设备、动态阻抗测试设备和待测电池集成到减小动态阻抗测试误差的装置上。

具体而言，减小动态阻抗测试误差的装置包括：绝缘支撑架4、第一夹片1和第二夹片2；其中，第一夹片1连接在绝缘支撑架4的底板41上，第二夹片2叠置在第一夹片1上方的第一侧（图1所示的前侧），用以与所述第一夹片1相配合，以夹紧待测电池的极耳；第一夹片1的第二侧（图1所示的后侧）设置有第三夹片3和/或固定孔5，用以为动态阻抗测试设备或充放电设备提供固定点。本实施例中的第一侧与第二侧相对设置。减小动态阻抗测试误差的装置的实施方式同可参见上述装置实施例，此处不再赘述。

步骤s2，设置所述充放电设备和所述动态阻抗测试设备的参数，开始测试，测得所述待测电池、所述减小动态阻抗测试误差的装置及各接触电阻共同的动态阻抗数据。

具体而言，充放电设备和动态阻抗测试设备的参数可以根据实验要求进行设置，例如可以将动态阻抗测试设备的激励电流设置为3a，以0.5c的倍率对待测电池进行充放电，得到的待测电池、各所述设备及各接触电阻共同的动态阻抗数据为测得的动态阻抗曲线的实部。

步骤s3，结束测试后，将所述待测电池拆下，将模拟电池以连接该待测电池的位置和方式连接到所述减小动态阻抗测试误差的装置上。

具体而言，模拟电池由标准电阻和标准电容并联组成。

步骤s4，以与所述步骤s2中相同的参数设置方式，设置各所述设备的参数，开始测试，测得所述模拟电池、所述减小动态阻抗测试误差的装置及各所述接触电阻共同的动态阻抗数据。

具体而言，采用减小动态阻抗测试误差的装置连接待测电池和模拟电池时，应该保持力矩一致；连接部分应导电，得到的模拟电池、各所述设备及各所述接触电阻共同的动态阻抗数据为测得的动态阻抗曲线的实部。由于交流阻抗谱一般用等效电路分析，其中接触电阻部分属于欧姆内阻的一部分，纯电阻只有实部，虚部为0，所以接触电阻只影响实部的数据，不影响虚部的数据，因此，步骤s2和步骤s4中的动态阻抗数据为测得的动态阻抗曲线的实部数据。

步骤s5，根据所述步骤s4中得到的数据减去所述模拟电池中标准电阻的阻值，得到所述减小动态阻抗测试误差的装置及各所述接触电阻共同的阻值。

具体而言，步骤s4中得到的数据为从动态阻抗曲线上提取的与实轴的交点的实部数据。

步骤s6，将步骤s2中的数据减去所述减小动态阻抗测试误差的装置及各所述接触电阻共同的阻值，得到所述待测电池的动态阻抗。

以下以一个具体的实施例详细说明本发明：

（1）将三元锂离子电池、充放电设备及动态阻抗测试设备通过螺栓的方式固定到减小动态阻抗测试误差的装置上；

（2）设置充放电仪的参数，以0.5c的倍率对电池进行充放电，同时，设置动态阻抗测试仪的参数，激励电流为3a，当电池soc达到50%时，进行动态阻抗测试，测得一组电池动态阻抗实部数据{an}，其中n为数列长度；

（3）结束测试后，将三元锂离子电池从减小动态阻抗测试误差的装置上拆下，将模拟电池（由标准电阻和标准电容并联组成）标准电阻以连接待测电池的位置和方式连接到该装置上；

（4）设置与步骤（2）中相同的参数，开始测试，测得一组电池动态阻抗实部数据{bn}，其中n为数列长度曲线，提取与实轴的交点的实部rs；

（5）根据（4）中的数据rs减去标准电阻，得到减小动态阻抗测试误差的装置及各接触电阻的阻值r；

（6）将（2）中的数据减去（5）中得到的阻值r，得到修正后的电池的动态阻抗实部数据{an＇}，其中n为数列长度。

本发明提供的减小动态阻抗测试误差的方法，本发明通过固定电池、充放电设备及动态阻抗测试设备的相对位置，固定了待测电池在动态阻抗测试中与各个设备连接的接触电阻，利用标准电阻计算得到各测试设备及各接触电阻共同的阻值，从而修正了测试结果，此方法原理简单，可操作性强，有效降低了电池动态阻抗测试的误差，提高了电池动态阻抗测试结果的准确性和可靠性，有效解决了锂离子电池动态阻抗谱测试过程中由于接触电阻大小不确定、接触电阻大小不一致造成的测试结果误差大、不准确等问题。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。