1.一種電池阻抗測(cè)量系統(tǒng),包括主控制器模塊、加法器模塊、標(biāo)準(zhǔn)電阻、電壓采集與信號(hào)處理模塊、隔直電容和各交流信號(hào)源,其特征在于:
所述標(biāo)準(zhǔn)電阻為金屬膜電阻;
所述電壓采集與信號(hào)處理模塊用于信號(hào)的采集、放大、抬升和濾波;電壓采集與信號(hào)處理模塊檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)電阻兩端的電壓值和待測(cè)電池兩端的電壓值,然后傳輸給主控制器模塊對(duì)其進(jìn)行分析和處理,計(jì)算出待測(cè)電池的阻抗;
所述隔直電容用于隔離開(kāi)系統(tǒng)中的直流信號(hào)成份;
所述各交流信號(hào)源由n個(gè)交流信號(hào)源組成,各個(gè)交流信號(hào)源產(chǎn)生的恒定交流信號(hào)頻率不同,n≥2,各交流信號(hào)源生成的信號(hào)經(jīng)加法器模塊進(jìn)行加法運(yùn)算后施加到待測(cè)電池上;
所述主控制器模塊用于控制電壓采集與信號(hào)處理模塊,并且對(duì)其采集回的標(biāo)準(zhǔn)電阻兩端電壓值和待測(cè)電池兩端電壓值采用多頻率傅立葉交流阻抗測(cè)量方法來(lái)計(jì)算出待測(cè)電池的阻抗和阻抗譜;以及用于控制各交流信號(hào)源產(chǎn)生的信號(hào)或組合信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述電池阻抗測(cè)量系統(tǒng),其特征在于:
所述多頻率傅立葉交流阻抗測(cè)量方法具體為:
電壓采集與信號(hào)處理模塊所采集的標(biāo)準(zhǔn)電阻電壓為Vi,待測(cè)電池電壓為Vu,有
Vu=A1COSω1t+A2COSω2t+...AnCOSωnt,n≥1;
Vi=B1COS(ω1t+θ1)+B2COS(ω2t+θ2)+...BnCOS(ωnt+θn),n≥1;
It=Vi/R;
常數(shù)A1、A2...An分別為各個(gè)交流信號(hào)源的幅值,ω1、ω2...ωn分別為各個(gè)交流信號(hào)源的角頻率,B1、B2...Bn為各個(gè)響應(yīng)信號(hào)的幅值,θ1、θ2...θn為各個(gè)響應(yīng)信號(hào)的滯后相位角;
通過(guò)傅立葉的復(fù)數(shù)表達(dá)式,將時(shí)域信號(hào)對(duì)頻域信號(hào)進(jìn)行繪圖,對(duì)于余弦信號(hào),其電壓信號(hào)實(shí)部的表達(dá)式為:
電壓信號(hào)虛部的表達(dá)式為:
電流信號(hào)實(shí)部的表達(dá)式為:
電流信號(hào)虛部的表達(dá)式為:
通過(guò)積分將時(shí)域量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的頻域量,在對(duì)應(yīng)整數(shù)倍的時(shí)間周期內(nèi)進(jìn)行積分,消除測(cè)量誤差;
阻抗根據(jù)輸出信號(hào)和輸入信號(hào)的復(fù)數(shù)比進(jìn)行計(jì)算,可得
Zr(ω)和Zj(ω)分別為阻抗對(duì)應(yīng)的實(shí)部和虛部,計(jì)算出各個(gè)頻率下電池的阻抗,最終得出待測(cè)電池的阻抗譜。
3.如權(quán)利要求1所述電池阻抗測(cè)量系統(tǒng),其特征在于:所述待測(cè)電池為一次電池或二次電池。
4.如權(quán)利要求1所述電池阻抗測(cè)量系統(tǒng)的工作流程如下:
主控制器模塊控制各交流信號(hào)源產(chǎn)生頻率ω1、ω1……ωn的幅度分別為C1、C2……Cn的恒定交流信號(hào)C1COSω1t、C2COSω2t……CnCOSωnt,經(jīng)過(guò)加法器模塊進(jìn)行加法運(yùn)算后得到復(fù)合信號(hào)Vf=C1COSω1t+C2COSω2t+...CnCOSωnt然后施加到待測(cè)電池上;
電壓采集與信號(hào)處理模塊測(cè)出待測(cè)電池上的電壓值Vu=A1COSω1t+A2COSω2t+...AnCOSωnt以及標(biāo)準(zhǔn)電阻的電壓值Vi=B1COS(ω1t+θ1)+B2COS(ω2t+θ2)+...BnCOS(ωnt+θn),然后控制器模塊通過(guò)多頻率傅立葉方法進(jìn)行阻抗計(jì)算。