对工业电池交流内阻测量的讨论(英文)

能源和环境的可持续发展是本世纪最重要的问题之一.二次电池是具有重要意义的高效储能器件,在电动汽车及混合动力汽车等实际应用中,经常会用到电池组,此时需要考虑电池组中每一个单体电池性能的一致性.内阻作为用于表征电池一致性的性能参数之一,对电池的工业制造和使用非常重要.目前,锂离子电池等二次电池的内阻测试都是按照国际电工委员会第61960号标准(2003)来进行的.本文从该标准的理论基础和其在内阻测试仪中的实际应用等方面出发,分析并指出了该测试标准中的问题,希望能为电池行业新标准的建立提供一定的指导,并有助于可持续能源设备及电动汽车用动力电池的开发.

电池交流内阻自动分选系统

研究了电池交流内阻的自动分选系统．该系统按照ＩＥＣ标准测量电池的交流内阻，使用数字式信号发生器产生测量用的激励信号，稳定性好；消除了接触电阻带来的误差；且具有精度高和抗干扰能力强、实时性好等优点．

基于二阶RC模型电池交流内阻特性分析

依据二阶RC电池等效电路模型以及对其进行参数辨识,建立二阶RC模型阻抗与电池交流内阻的关系模型。对不同类型电池进行实验验证发现:电池交流内阻随不同SOC(State of Charge,SOC)区间变化与当前状态二阶RC模型阻抗值有一定的关系,通过对调整因子K的调节,得到表征交流内阻与RC模型阻抗之间关系的补偿函数且其符合指数分布规律,通过数据拟合补偿函数R-square值高于93%。

锂离子电池组的内阻在线检测系统的设计

锂离子电池组在应用中需要对其内阻进行检测。对电池的交流内阻测量法进行了改进,在串联电池组内阻的测量中引入了单体电池的内阻测量法,设计了锂离子电池组内阻的在线检测系统。通过锁相放大技术及基准电阻补偿方法提高了测量的精度,误差在10%以内。

磷酸铁锂电池内阻的研究

内阻是锂离子电池的重要性能指标,测量了不同温度、不同频率下的交流内阻、直流内阻及电化学阻抗,结果表明:相同温度下,电池交流内阻随频率降低而增加;相同低频下,交流内阻随温度的降低而增加;高频(1 kHz)下,电池交流内阻对温度不敏感;低频下,交流内阻与直流内阻呈线性关系,而且电池交流内阻越大,直流内阻越大;相同频率下,交流内阻值与电化学阻抗值几乎一致。

内阻差异对锂离子电池性能的影响

选用正负极体系相同但交流内阻不同的3款锂离子全电池进行电性能测试,比较不同的交流内阻对电池不同放电深度（DOD）下的开路电压、直流阻抗、功率的影响.结果表明：交流内阻的差异对锂离子全电池不同DOD下的开路电压影响不大;交流内阻越大的锂离子全电池相应的直流阻抗也越大,内阻差异在脉冲电流越大时对直流阻抗的影响越明显,在10%～80%DOD区间内,同一交流内阻的锂离子全电池直流阻抗变化不大;交流内阻小的锂离子全电池的功率较强,在深DOD区间下,锂离子全电池的功率明显降低.

蓄电池在线内阻测试技术研究

通过对蓄电池的原理分析,论述了蓄电池的劣化程度与电池内阻的关系。依据蓄电池自供电的在线测试仪电路原理,提出了针对微弱信号隔离降噪、放大、采集和处理等操作的数字化方案。采用实际电路,对设计方案进行功能性验证。测量结果表明,该内阻测试电路满足设计需求和精度要求,同时该电路设计能大大简化电路布局和元器件使用,为后续单芯片集成化、ASIC设计提供了设计参考和理论基础。

利用在线内阻测试方法捕捉蓄电池组中的异常个体

根据蓄电池劣化程度SoH的定义,分析了深度放电测量方法的约束性,探讨了交流法在线内阻测试方法的可行性,阐述了内阻与SoH之间的关系,提出利用交流法在线测试蓄电池内阻技术,及时捕捉蓄电池组中工作异常的单体电池,进行个别处理和更换,消除后备电源系统的工作隐患。

直流系统磷酸铁锂电池内阻测试标准分析

内阻是衡量磷酸铁锂电池性能优劣的关键参数之一,通过概述国内外储能领域磷酸铁锂电池直流内阻测试相关的标准,从适用对象、试样要求和测试程序等几个方面进行对比分析,为磷酸铁锂电池直流内阻检测提供参考,从而更加高效准确地开展磷酸铁锂电池内阻测试。

一次性锂电池电量预测技术研究

针对在一次性锂电池电量预测方面所存在的不足,提出一种新型实用的一次锂电池SOC预测方案。该系统采用锁相放大技术设计一款交流内阻测量装置,采集锂电池交流内阻,根据交流内阻与SOC变化关系构建函数模型,并以该模型实现一次锂电池SOC预测。实验结果证明,该系统可有效用于一次性锂电池的电量预测,且测试结果较为可靠。

一种应用于UPS蓄电池的剩余容量测量方法

针对UPS蓄电池剩余电量测量不准确的问题,提出了一种以锁相放大为主的交流注入法测量蓄电池交流内阻,通过阻值计算蓄电池剩余容量的方法。以此为基础,设计出了以AD630和AD7705为核心的测量电路。实验表明,这种方法准确度高,便于实现UPS蓄电池剩余容量的测量。

放电倍率对电池配组一致性的影响研究

锂离子动力电池单体电压、容量、内阻等参数的不一致是影响成组后电池组性能的重要因素。为分析锂离子动力电池的不一致性,在不破坏电池的前提下,对批量10 Ah锂离子单体电池进行常温0.35 C、0.5 C、0.65 C、0.8 C、0.95 C不同倍率放电实验。实验结果证明倍率大小对电池的交流电阻和放电容量影响不大,而对电池的放电平均电压有较大影响,随着电流的递增(ΔI=0.15 C),电池的放电平均均压减小(ΔV约为16 mV),个别异常电池的放电均压随着放电倍率的增大而呈现不规则的减小。随着放电倍率的增大,电池的不一致性得到了放大,达到剔除不良电池的效果。

放电深度对电池使用寿命的影响

放电深度（DOD）对电池使用寿命有着重要的影响,不同荷电状态（SOC）下,对电池以不同放电深度（20%DOD、80%DOD）放电,通过研究各放电深度后的电池性能,获取最佳放电深度件,以降低电池劣化,延长电池寿命。测定不同放电深度下电池的充电交流内阻、放电交流内阻、充放电循环后电池厚度、交流内阻以及容量保持等。数据分析表明,当在DOD（20%~80%）、SOC（25%~75%）条件下使用电池时,电池在充放电过程中充电交流内阻与放电交流内阻增幅均较小约25%,充放电循环500周,电池厚度、交流内阻仅增加约3.78%、2.08%,容量仅衰减约2.8%。

某武器装备铅酸蓄电池的性能检测

铅酸蓄电池的容量与其内阻和温度有着密切的关系,可以根据内阻与温度判断蓄电池的性能好坏。本文给出了用交流法测量内阻的原理及简单电路,并对内阻测量的直流法和交流法进行了比较;最后给出了温度测量电路图,以图示的形式得出结论。通过实验对系统进行了实例应用和验证,取得了较好的效果。

蓄电池智能监测系统在轨道交通行业的应用研究

可靠的应急直流供电是车辆安全运行的基本条件,蓄电池作为储能装置是车辆应急供电的保障,其状态的好坏直接影响车辆安全运营。走访国内各市地铁公司后得出,目前对于蓄电池的健康监测还处于初级阶段。通过表征蓄电池健康状态的几个重要参数,针对在线监测手段进行研究与分析,对比各测试方法的优劣势,提出了一种车辆蓄电池智能监测的系统解决方案,并对硬件架构、软件功能等进行了系统的说明。

极耳数量对锂离子电池性能影响

选用正负极体系相同、结构设计不同的两款电芯,比较不同的结构设计对锂离子电池内阻、倍率性能、功率性能等的影响,结果表明:通过增加极耳数量改变电池结构设计,电池的交流内阻值降低约一倍,相应电池倍率放电时的中值电压升高,温升降低;极耳数量增加、交流内阻降低的锂离子电池相应的直流阻抗也越小,在10%~80%放电深度(depth of dis cha rge,DOD)的区间内,同一交流内阻的锂离子电池直流阻抗变化不大;与直流内阻的变化趋势一致,交流内阻小的锂离子电池的功率较强,在深DOD区间内,锂离子电池的功率均明显降低。

新能源汽车单体电芯ACIR检测系统设计与实现

随着新能源汽车动力电池的飞速发展,如何通过对电芯电压、内阻等参数的检测进行准确可靠的分档与配组,成为提升动力电池系统供电品质的关键工艺之一。为此,搭建了一套面向汽车动力电池的单体电芯ACIR检测(交流内阻,Alternating Current Internal Resistance)专机系统,设计了基于有扰动源激励的检测方法,可实现电芯内部电参数的可靠检测。经现场应用验证,证明该专机系统运行稳定,可有效服务于动力电池大规模批量生产。