本發(fā)明涉及電池健康度監(jiān)測技術(shù)，特別是指一種利用電池阻抗芯片來測量電池內(nèi)阻和自放電率的方法。

背景技術(shù)：

1、隨著能源存儲技術(shù)的發(fā)展，電池作為能量轉(zhuǎn)換與存儲的核心部件，在便攜式電子設(shè)備、電動汽車、儲能系統(tǒng)等多個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。電池的性能和壽命直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟性。電池內(nèi)阻和自放電率是評估電池性能和健康狀態(tài)的兩個關(guān)鍵參數(shù)，它們對于電池的運行效率、熱管理、以及預(yù)測電池壽命等方面具有重要意義。

2、然而，現(xiàn)有的技術(shù)中測量電池內(nèi)阻和自放電率的方法存在一些局限性。傳統(tǒng)的測量方法通常依賴于電壓降測試，需要對電池進行短時間的放電或充電，這種方法不僅耗時，而且對電池造成額外的壓力。

3、此外，現(xiàn)有的測量技術(shù)往往缺乏足夠的精度和實時性，難以滿足現(xiàn)代電池管理系統(tǒng)對于高效、精確監(jiān)測的需求。在復(fù)雜的應(yīng)用場景中，如大規(guī)模電池儲能系統(tǒng)或電動汽車的電池組，對電池性能的實時、準確監(jiān)測尤為重要。

4、因此，開發(fā)一種快速、準確的電池內(nèi)阻和自放電率測量方法，對于提升電池使用效率、保障電池安全運行以及優(yōu)化電池維護策略有重大的實際應(yīng)用價值。

5、本發(fā)明正是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，提供了一種通過電池阻抗芯片測量電池內(nèi)阻和自放電率的方法，該方法實現(xiàn)了對電池內(nèi)阻的快速、準確測量，從而為電池健康狀態(tài)的實時評估提供了一種有效的技術(shù)手段。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請實施例的目的是提供一種通過電池內(nèi)阻芯片測量電池內(nèi)阻和自放電率的方法，該方法具有操作簡便、測量快速和結(jié)果準確的特點。

2、為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種通過電池阻抗芯片測量電池內(nèi)阻和自放電率的方法，包括：s1、電池與阻抗芯片連接；s2、系統(tǒng)初始化；s3、激勵信號施加；s4、信號采集；s5、內(nèi)阻計算；s6、自放電率測量；s7、數(shù)據(jù)分析與存儲。

3、進一步可選的，對所述的電池與阻抗芯片的連接，包括：將電池的正負極通過導(dǎo)線連接到電池阻抗芯片的相應(yīng)接口上，確保電氣連接穩(wěn)定。其中，將電池的正極通過導(dǎo)線與電池阻抗芯片的vcc端口(電源正極)相連；將電池的負極通過導(dǎo)線與電池阻抗芯片的gnd端口(地線)相連。

4、進一步可選的，對所述的系統(tǒng)初始化，包括：s201、系統(tǒng)啟動后，電池阻抗芯片執(zhí)行開機自檢程序，檢測芯片內(nèi)部電路的完整性和功能性；s202、確保電池阻抗芯片與外部控制設(shè)備、數(shù)據(jù)采集卡之間的通信鏈路已建立并校準完畢。

5、進一步可選的，對所述的激勵信號的施加，包括：s301、激勵信號生成：選擇適合的激勵信號類型，設(shè)定激勵信號的頻率、幅度和持續(xù)時間等參數(shù)，并將參數(shù)根據(jù)電池類型和測量要求進行優(yōu)化；s302、信號放大：如果激勵信號的幅度較小，需要通過信號放大器對信號進行放大，確保電池能產(chǎn)生測量的響應(yīng)；s303、信號施加：通過精確的電氣連接，將激勵信號施加到電池的兩端；同時確保信號的施加與數(shù)據(jù)采集卡同步，便于精確捕獲電池的響應(yīng)。

6、進一步可選的，對所述的信號采集，包括：s401、電壓采集：通過數(shù)據(jù)采集卡采集電池兩端的電壓響應(yīng)信號；s402、電流采集：使用電流傳感器采集流過電池的電流響應(yīng)信號。

7、進一步可選的，對所述的內(nèi)阻計算，包括：根據(jù)采集到的電壓和電流響應(yīng)數(shù)據(jù)，利用歐姆定律方法計算電池的等效內(nèi)阻。

8、進一步可選的，對所述的自放電率測量，包括：在無負載條件下，記錄電池在一定時間間隔(如24h)內(nèi)電壓的下降值，根據(jù)電池的額定容量計算尺自放電率。

9、進一步可選的，對所述的數(shù)據(jù)分析與存儲，包括：s701、在原始數(shù)據(jù)中篩選有效信號，通過濾波器來去除信號中的噪聲，然后使用標準差的統(tǒng)計方法給數(shù)據(jù)設(shè)定閾值，超過正常范圍的數(shù)據(jù)視為異常值并排除。將篩選后的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)歸一化處理，縮放到統(tǒng)一的量級，確保數(shù)據(jù)遵循一致的格式和單位，以便于分析；s702、對篩選后的數(shù)據(jù)使用快速傅里葉變換(fft)進行頻域分析來提取有助于電池健康狀態(tài)評估的特征。如內(nèi)阻、自放電率、充放電曲線等；s703、建立機器學(xué)習(xí)技術(shù)，將數(shù)據(jù)作為機器學(xué)習(xí)模型的輸入，使用隨機森林模型對電池健康狀態(tài)進行分類。通過交叉驗證評估模型和網(wǎng)格搜索進行參數(shù)調(diào)優(yōu)。以分析數(shù)據(jù)和預(yù)測電池性能；s704、根據(jù)分析結(jié)果來評估電池的健康狀態(tài)和剩余壽命，從電池內(nèi)阻和自放電率數(shù)據(jù)中提取關(guān)鍵特征，如內(nèi)阻增長率和自放電率的波動幅度。然后建立電池健康狀態(tài)評估模型，通過電池的關(guān)鍵特征預(yù)測電池的健康狀態(tài)。同時創(chuàng)建基于歷史數(shù)據(jù)的剩余壽命預(yù)測模型，來預(yù)估電池的預(yù)期使用壽命；s705、設(shè)計數(shù)據(jù)庫，確定需要存儲的數(shù)據(jù)類型以及用戶對數(shù)據(jù)檢索、更新等方面的需求，接著設(shè)計數(shù)據(jù)庫的概念模型和邏輯模型，其中包含電池信息表、測量數(shù)據(jù)表和健康狀態(tài)表。然后對數(shù)據(jù)庫的安全性進行設(shè)計，包括訪問控制和數(shù)據(jù)加密，最后制定數(shù)據(jù)庫的備份計劃。數(shù)據(jù)庫制定完畢后電池測試數(shù)據(jù)和分析結(jié)果將存儲到數(shù)據(jù)庫中。

10、以上技術(shù)方案具有如下有益效果：

11、由上述實施例可知，本申請采用電池阻抗芯片來測量電池內(nèi)阻和自放電率的方法對電池內(nèi)阻和自放電率進行監(jiān)測，此方法可準確計算電池內(nèi)阻及自放電率的數(shù)據(jù)，從而克服了當前復(fù)雜的測試設(shè)備、繁瑣的操作步驟以及測量結(jié)果的不精確，進而達到了精確測量電池內(nèi)阻和自放電率的同時還能達到操作上簡便的效果。

12、應(yīng)當理解的是，以上的一般描述和后文的細節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本申請。

技術(shù)特征：

1.一種通過電池阻抗芯片測量電池內(nèi)阻和自放電率的方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過電池阻抗芯片測量電池內(nèi)阻和自放電率的方法，其特征在于，電池與阻抗芯片連接，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過電池阻抗芯片測量電池內(nèi)阻和自放電率的方法，其特征在于，系統(tǒng)初始化，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過電池阻抗芯片測量電池內(nèi)阻和自放電率的方法，其特征在于，激勵信號施加，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過電池阻抗芯片測量電池內(nèi)阻和自放電率的方法，其特征在于，信號采集，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過電池阻抗芯片測量電池內(nèi)阻和自放電率的方法，其特征在于，內(nèi)阻計算，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過電池阻抗芯片測量電池內(nèi)阻和自放電率的方法，其特征在于，自放電率計算，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過電池阻抗芯片測量電池內(nèi)阻和自放電率的方法，其特征在于，數(shù)據(jù)分析與存儲，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種通過電池阻抗芯片測量電池內(nèi)阻和自放電率的方法，該方法包括：S1、電池與阻抗芯片連接；S2、系統(tǒng)初始化；S3、激勵信號施加；S4、信號采集；S5、內(nèi)阻計算；S6、自放電率計算；S7、數(shù)據(jù)分析與存儲。該方法實現(xiàn)了對電池內(nèi)阻的快速、準確測量，從而為電池健康狀態(tài)的實時評估提供了一種有效的技術(shù)手段。

技術(shù)研發(fā)人員：黃華,畢曉東,劉波,王娟娟,賈蕊,李曉婷,吳云梅,李蕊,葉斌,唐雪蓮,毛理波
受保護的技術(shù)使用者：浙江經(jīng)濟職業(yè)技術(shù)學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6