鋰電池內阻動態(tài)測試系統(tǒng)的研究與實現(xiàn).pdf

1、鋰電池內阻是評估鋰電池性能的重要指標。鋰電池的直流內阻尤其是鋰電池的動態(tài)阻抗與鋰電池的SOC和SOH的變化緊密相連。鋰電池內阻動態(tài)測試系統(tǒng)作為鋰電池管理系統(tǒng)關鍵的一部分，對鋰電池的性能評估監(jiān)測和充放電管理都有著非常重要的作用。在鋰電池內阻動態(tài)測試系統(tǒng)中，鋰電池的動態(tài)內阻是整個系統(tǒng)最重要的被測參數，也是一個很難準確測量的鋰電池參數。論文根據EIS阻抗法基本原理，設計了一種能實現(xiàn)高精度測量鋰電池動態(tài)內阻的測量系統(tǒng)。主要研究內容如下:

2、　　 對鋰電池的工作原理和等效模型進行了詳細分析，在比較直流法和EIS法在測試鋰電池內阻的優(yōu)缺點的基礎上，結合系統(tǒng)設計的需求，選擇了較優(yōu)秀的EIS法作為鋰電池內阻動態(tài)測試的方法。并根據EIS測試方法的原理，提出了鋰電池內阻動態(tài)測試系統(tǒng)的總體設計方案。
　　 設計了鋰電池內阻動態(tài)測試系統(tǒng)的硬件電路，包括前級調理電路、程控激勵源電路、同步采樣電路和MCU控制電路。前級調理電路采用8階巴特沃茲濾波器技術，使調理得到的信號保真度更高;

3、采用倒置型互補推挽電路的方法實現(xiàn)的程控激勵源，有效提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率;基于FPGA設計了高速同步采樣單元，使系統(tǒng)的相對時延在3ns以內，為系統(tǒng)對內阻的檢測精度提供了強有力的保證。
　　 完成了鋰電池內阻動態(tài)測試系統(tǒng)的軟件設計，包括激勵源信號發(fā)生電路和同步采樣單元的軟件設計，采用了ARM+FPGA雙平臺的軟件設計結構，有效提高了系統(tǒng)同步響應的性能。制定了CAN和USB通信協(xié)議，簡化了通信流程，使各模塊之間的通信可采用同樣的總