CN113281668B - 基于驱动逆变器的储能电池阻抗辨识方法、系统及应用 - Google Patents

基于驱动逆变器的储能电池阻抗辨识方法、系统及应用 Download PDF

Info

Publication number
CN113281668B
CN113281668B CN202110575413.2A CN202110575413A CN113281668B CN 113281668 B CN113281668 B CN 113281668B CN 202110575413 A CN202110575413 A CN 202110575413A CN 113281668 B CN113281668 B CN 113281668B
Authority
CN
China
Prior art keywords
energy storage
storage battery
branch
frequency value
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110575413.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113281668A (zh
Inventor
蒋栋
曲鸿妍
谢元浩
周敏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huazhong University of Science and Technology
Original Assignee
Huazhong University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huazhong University of Science and Technology filed Critical Huazhong University of Science and Technology
Priority to CN202110575413.2A priority Critical patent/CN113281668B/zh
Publication of CN113281668A publication Critical patent/CN113281668A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113281668B publication Critical patent/CN113281668B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/389—Measuring internal impedance, internal conductance or related variables
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • G01R23/16—Spectrum analysis; Fourier analysis

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于驱动逆变器的储能电池阻抗辨识方法、系统及应用，属于储能电池领域，考虑到基于驱动逆变器的储能电池的工作场景，根据目标频率值fi更新驱动逆变器的开关频率，然后实时采集储能电池所在支路上的电流信号和并联电容所在支路上的电流信号并进行傅里叶变换，得到两个电流信号在目标频率值fi下的电流分量后，基于并联分流的原理，计算得到目标频率值fi下的储能电池阻抗，计算简单，对储能电池是否处于离线状态未做限制，可以直接对较高频率下的储能电池阻抗进行快速准确地在线辨识；且本发明基于储能电池接驱动逆变器供电拓扑，几乎无需增加任何硬件，能够以较低的成本实时准确地辨识较高频率下电池阻抗。

Description

基于驱动逆变器的储能电池阻抗辨识方法、系统及应用
技术领域
本发明属于储能电池领域，更具体地，涉及一种基于驱动逆变器的储能电池阻抗辨识方法、系统及应用。
背景技术
随着电动汽车工业的快速发展，电池被大规模用作储能电源，成为电动汽车动力系统的关键性设备之一。电池的高效、可靠、安全运行主要依赖于电池管理系统(BMS，Battery Management System)。其主要功能包括电池电压和电流监控、温度监控和估计、荷电状态(SOC)估计和平衡、健康状态(SOH)估计。电池阻抗作为一个重要的内部参数，可用来生成SOC和SOH的估计算法，同时也可用于估计电池的内部温度，对电池管理系统具有重要意义。
现阶段，电池阻抗主要采用离线测量方法，即需要将电池从其应用场景中分离并单独进行测量，无法在电池工作过程中测量其阻抗，从而不能实时为电池管理系统提供有效参考。并且，离线测量电池阻抗的方法需要额外的测量装置，增加了测量的成本和复杂程度。为了解决上述问题，有学者提出基于扰动的电池阻抗在线测量方法，该方法通常在DC-DC变换器的占空比或输出电压上添加一个小的扰动信号，分别测量相应的电池电压和电流的响应，并利用其计算电池阻抗。事实上，由于功率变换器系统的带宽限制，需要多个开关周期来实现扰动信号的波形形状，而在实际应用中，有必要使开关频率大于测量阻抗时的扰动频率或最高谐波频率的十倍。因此，该方法只适用于电池低频值(远低于功率变换器的开关频率值)的复阻抗测量，测试带宽受限，而且会影响系统的正常运行。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种基于驱动逆变器的储能电池阻抗辨识方法、系统及应用，用以解决现有技术无法以较低的测量成本实时准确地在线辨识较高频率下电池阻抗的技术问题。
为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种基于驱动逆变器的储能电池阻抗辨识方法，包括以下步骤：
S1、根据目标频率值fi更新驱动逆变器的开关频率后，实时采集储能电池所在支路上的电流信号和并联电容所在支路上的电流信号；其中，储能电池与并联电容并联后与驱动逆变器相连，并通过驱动逆变器为负载供电；
S2、对储能电池所在支路上的电流信号和并联电容所在支路上的电流信号分别进行傅里叶变换，提取储能电池所在支路上的电流信号在目标频率值fi下的电流分量
Figure BDA0003084176680000021
和并联电容所在支路上的电流信号在目标频率值fi下的电流分量
Figure BDA0003084176680000022
S3、基于并联分流原理，根据电流分量
Figure BDA0003084176680000023
和电流分量
Figure BDA0003084176680000024
计算得到目标频率值fi下的储能电池阻抗Zb(fi)。
进一步优选地，步骤S2还包括：分别提取并联电容所在支路上的电流信号在频率值fi+f0和频率值fi-f0下的电流分量；其中，f0为逆变器输出频率；
比较并联电容所在支路上的电流信号在目标频率值fi、频率值fi+f0和频率值fi-f0下电流分量的幅值大小，将目标频率值fi更新为最大幅值的电流分量所对应的频率值，并对应更新电流分量
Figure BDA0003084176680000025
和电流分量
Figure BDA0003084176680000026
进一步优选地，上述目标频率值fi下的储能电池阻抗为：
Figure BDA0003084176680000031
其中，
Figure BDA0003084176680000032
C为并联电容的并联电容值。
进一步优选地，根据目标频率值fi更新驱动逆变器的开关频率后，驱动逆变器的开关频率为：fs＝fi/k；其中，k为正整数。
进一步优选地，fs＝fi/2。
进一步优选地，步骤S1包括：根据目标频率值fi更新驱动逆变器的开关频率后，在预设采样频率下分别采集储能电池所在支路上的电流值和并联电容所在支路上的电流值，拟合得到储能电池所在支路上的电流值随时间变化的曲线和并联电容所在支路上的电流值随时间变化的曲线，即储能电池所在支路上的电流信号和并联电容所在支路上的电流信号。
第二方面，本发明提供了一种基于驱动逆变器的储能电池阻抗辨识系统，包括电流信号采集模块、分量获取模块和储能电池阻抗计算模块；
电流信号采集模块用于根据目标频率值fi更新驱动逆变器的开关频率后，实时采集储能电池所在支路上的电流信号和并联电容所在支路上的电流信号；其中，储能电池与并联电容并联后与驱动逆变器相连，并通过驱动逆变器为负载供电；
分量获取模块用于对储能电池所在支路上的电流信号和并联电容所在支路上的电流信号分别进行傅里叶变换，提取储能电池所在支路上的电流信号在目标频率值fi下的电流分量
Figure BDA0003084176680000033
和并联电容所在支路上的电流信号在目标频率值fi下的电流分量
Figure BDA0003084176680000034
储能电池阻抗计算模块用于基于并联分流原理，根据电流分量
Figure BDA0003084176680000035
和电流分量
Figure BDA0003084176680000036
计算得到目标频率值fi下的储能电池阻抗Zb(fi)。
第三方面，本发明公开了一种基于驱动逆变器的储能电池的阻抗谱获取方法，包括：
在驱动逆变器正常工作的开关频率范围内，对驱动逆变器的开关频率进行扫频，得到开关频率集{f1',f2',…,fn'}；根据开关频率集确定目标频率集，并对目标频率集中的每一个目标频率值分别采用本发明第一方面所提供的储能电池阻抗辨识方法进行计算，得到各目标频率值下的储能电池阻抗，进而得到储能电池的阻抗谱。
进一步优选地，上述目标频率集为{2f1',2f2',…,2fn'}。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：
1、在本发明提供的一种基于驱动逆变器的储能电池阻抗辨识方法中，考虑到基于驱动逆变器的储能电池的工作场景，即储能电池与并联电容并联后与驱动逆变器连接，且在储能电池的工作过程中，驱动逆变器会在脉冲宽度调制(PWM)方式下给储能电池注入与开关频率相关的较高频率的电激励，故本发明可以根据目标频率值fi更新驱动逆变器的开关频率，然后实时采集储能电池所在支路上的电流信号和并联电容所在支路上的电流信号并进行傅里叶变换，得到两个电流信号在目标频率值fi下的电流分量，然后基于并联分流的原理，计算得到目标频率值fi下的储能电池阻抗，计算简单，对储能电池是否处于离线状态未做限制，可以直接对较高频率下的储能电池阻抗进行快速准确地在线辨识；且本发明基于储能电池接驱动逆变器供电拓扑，几乎无需增加任何硬件，能够以较低的成本实时准确地辨识较高频率下电池阻抗。
2、在本发明所提供的基于驱动逆变器的储能电池阻抗辨识方法中，由于储能电池所在支路上的电流信号和并联电容所在支路上的电流信号在目标频率值fi处的分量幅值不一定较大，但是在这种情况下目标频率值fi的边频带中必然存在幅值较大的分量，故本发明比较并联电容所在支路上的电流信号在目标频率值fi、频率值fi+f0和频率值fi-f0下电流分量的幅值大小，将目标频率值fi更新为最大幅值的电流分量所对应的频率值，以实现更为精确的阻抗辨识。
3、本发明所提供的基于驱动逆变器的储能电池阻抗辨识方法，根据目标频率值fi更新驱动逆变器的开关频率，目标频率值为驱动逆变器的开关频率的多倍，可以进行较高频电池阻抗的辨识。
4、本发明所提供的基于驱动逆变器的储能电池阻抗辨识方法，根据目标频率值fi更新驱动逆变器的开关频率，目标频率值为驱动逆变器的开关频率的2倍，此时并联电容所在支路的电流分量最大，信号的信噪比最高，能够实现较为精确的阻抗辨识。
5、本发明所提供的基于驱动逆变器的储能电池阻抗辨识方法，使用场景广泛，凡是储能电池与电容并联后接逆变器的应用场景均可使用本发明所提供的辨识方法进行储能电池阻抗辨识，且不影响系统正常运行。
6、本发明所提供的基于驱动逆变器的储能电池阻抗辨识方法，可以在储能电池正常运行的同时进行阻抗辨识，实时反映电池阻抗变化，从而可以为电池管理系统提供有效参考。
7、本发明所提供的基于驱动逆变器的储能电池的阻抗谱获取方法，可以直接对驱动逆变器的开关频率进行扫频，然后按照上述基于驱动逆变器的储能电池阻抗辨识方法，得到对应频率的电池阻抗，并绘制出储能电池的阻抗谱，对于电池管理系统具有重要意义。此时，辨识出的目标频率即为所取开关频率的两倍。
8、本发明所提供的基于驱动逆变器的储能电池的阻抗谱获取方法，在驱动逆变器正常工作的开关频率范围内，合理设置开关频率的扫频间隔，可以优化电池阻抗辨识时间，即在较短时间内得到储能电池在较高频率下的阻抗谱。
9、本发明所提供的基于驱动逆变器的储能电池的阻抗谱获取方法，可以同时得到电池阻抗的幅频响应特性和相频响应特性，即电池阻抗的Bode图，包含的较高频率下的电池阻抗信息丰富而全面。
附图说明
图1为本发明实施例1所提供的基于驱动逆变器的储能电池阻抗辨识方法流程图；
图2为本发明实施例1所提供的储能电池应用场景示意图；
图3为本发明实施例1所提供的储能电池的结构示意图；
图4为本发明实施例1所提供的开关频率取为4kHz时对电容电流进行FFT分析所得的柱状图；
图5是本发明实施例3所提供的二阶电池模型结构示意图；
图6是本发明实施例3所提供的对61个开关频率进行扫频所得储能电池阻抗Bode图；
图7是本发明实施例3所提供的对61个开关频率进行扫频所得阻抗辨识误差棒状图；
图8是本发明实施例3所提供的对35个开关频率进行扫频所得储能电池阻抗Bode图；
图9是本发明实施例3所提供的对35个开关频率进行扫频所得阻抗辨识误差棒状图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1、
一种基于驱动逆变器的储能电池阻抗辨识方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1、根据目标频率值fi更新驱动逆变器的开关频率后，实时采集储能电池所在支路上的电流信号和并联电容所在支路上的电流信号；其中，如图2所示，储能电池与并联电容并联后与驱动逆变器相连，并通过驱动逆变器为负载供电；本实施例中，如图3所示，储能电池由直流电压源和电池阻抗串联构成；其中，直流电压源提供直流电压；电池阻抗由电阻、电感和电容中的某几种或全部混联组成，对不同的频率有不同的响应；随着电池状态的改变，电池阻抗参数也可能发生变化，需要对储能电池阻抗进行实时辨识。
具体地，根据目标频率值fi更新驱动逆变器的开关频率后，驱动逆变器的开关频率为：fs＝fi/k，k为正整数；然后在预设采样频率下分别采集储能电池所在支路上的电流值和并联电容所在支路上的电流值，并分别按采样时间顺序排列，拟合后得到储能电池所在支路上的电流值随时间变化的曲线和并联电容所在支路上的电流值随时间变化的曲线，即储能电池所在支路上的电流信号和并联电容所在支路上的电流信号；其中，预设采样频率越大，所得电流值随时间变化的曲线精度就越高，计算的准确性和可靠性也越高。
需要说明的是，实验发现，两倍开关频率处的电容电流分量最大，即信号的品质最高(信噪比最高)，其本质就是将傅里叶变换后幅值最大的电流信号所对应的频率值作为目标频率；具体地，如图4所示为开关频率取为4kHz时对电容电流进行FFT分析所得柱状图，从图中可以很明显地看出8kHz所对应的电容电流分量幅值最大；故优选地，k取值为2。
进一步地，本实施例中，驱动逆变器包括单相逆变器或多相逆变器，其调制方式为脉冲宽度调制(PWM)；负载包括阻感负载或电机负载；储能电池直接与并联电容并联后再与驱动逆变器连接，驱动逆变器在PWM方式下给储能电池和并联电容注入与开关频率相关的较高频率的电激励，可以直接用于较高频率下储能电池阻抗的在线辨识。
S2、对储能电池所在支路上的电流信号和并联电容所在支路上的电流信号分别进行傅里叶变换，提取储能电池所在支路上的电流信号在目标频率值fi下的电流分量
Figure BDA0003084176680000081
和并联电容所在支路上的电流信号在目标频率值fi下的电流分量
Figure BDA0003084176680000082
其中，电流分量
Figure BDA0003084176680000083
和电流分量
Figure BDA0003084176680000084
均为复数，包含幅值和相位信息；电流分量
Figure BDA0003084176680000085
和电流分量
Figure BDA0003084176680000086
的幅值分别为Ib(fi)和IC(fi)，相位分别为
Figure BDA0003084176680000087
和
Figure BDA0003084176680000088
进一步地，在实际场景中可能出现如下情况，具体地，对储能电池所在支路上的电流信号和并联电容所在支路上的电流信号进行傅里叶变换分析后发现，上述电流信号在目标频率值fi处的分量幅值不一定较大，甚至可能为0，在这种情况下目标频率值fi的边频带中必然存在幅值较大的分量；故在一种可选实施方式下，步骤S2还包括：分别提取并联电容所在支路上的电流信号在频率值fi+f0和频率值fi-f0下的电流分量；其中，f0为逆变器输出频率，即负载基频；比较并联电容所在支路上的电流信号在目标频率值fi、频率值fi+f0和频率值fi-f0下电流分量的幅值大小，将目标频率值fi更新为最大幅值的电流分量所对应的频率值，并对应更新电流分量
Figure BDA0003084176680000091
和电流分量
Figure BDA0003084176680000092
S3、基于并联分流原理，根据电流分量
Figure BDA0003084176680000093
和电流分量
Figure BDA0003084176680000094
计算得到目标频率值fi下的储能电池阻抗Zb(fi)。
具体地，计算电流分量
Figure BDA0003084176680000095
与并联电容抗的乘积，得到并联电容所在支路的电压信号在目标频率值fi下的电压分量，即储能电池所在支路的电压信号在目标频率值fi下的电压分量；基于储能电池所在支路的电压信号在目标频率值fi下的电压分量和电流分量
Figure BDA0003084176680000096
得到目标频率值fi下的储能电池阻抗Zb(fi)；所得目标频率值fi下的储能电池阻抗为
Figure BDA0003084176680000097
其中，
Figure BDA0003084176680000098
C为并联电容的并联电容值。
实施例2、
一种基于驱动逆变器的储能电池阻抗辨识系统，包括电流信号采集模块、分量获取模块和储能电池阻抗计算模块；
电流信号采集模块用于根据目标频率值fi更新驱动逆变器的开关频率后，实时采集储能电池所在支路上的电流信号和并联电容所在支路上的电流信号；其中，储能电池与并联电容并联后与驱动逆变器相连，并通过驱动逆变器为负载供电；
分量获取模块用于对储能电池所在支路上的电流信号和并联电容所在支路上的电流信号分别进行傅里叶变换，提取储能电池所在支路上的电流信号在目标频率值fi下的电流分量
Figure BDA0003084176680000099
和并联电容所在支路上的电流信号在目标频率值fi下的电流分量
Figure BDA00030841766800000910
储能电池阻抗计算模块用于基于并联分流原理，根据电流分量
Figure BDA00030841766800000911
和电流分量
Figure BDA0003084176680000101
计算得到目标频率值fi下的储能电池阻抗Zb(fi)。
相关技术方案同实施例1，这里不做赘述。
实施例3、
一种基于驱动逆变器的储能电池的阻抗谱获取方法，包括：
在驱动逆变器正常工作的开关频率范围内，对驱动逆变器的开关频率进行扫频，得到开关频率集{f1',f2',…,fn'}；根据开关频率集确定目标频率集，并对目标频率集中的每一个目标频率值分别采用本发明第一方面所提供的储能电池阻抗辨识方法进行计算，得到各目标频率值下的储能电池阻抗，进而得到储能电池的阻抗谱。其中，在驱动逆变器正常工作的开关频率范围内，合理设置开关频率的扫频间隔，可以优化电池阻抗辨识时间，即在较短时间内得到储能电池在较高频率下的阻抗谱。
具体地，在一种可选实施方式中，在驱动逆变器正常工作的开关频率范围内，对驱动逆变器的开关频率进行扫频，构成开关频率集{f1',f2',…,fn'}，开关频率集对应的目标频率集为{2f1',2f2',…,2fn'}；对目标频率集中的每一个目标频率值分别采用实施例1所提供的储能电池阻抗辨识方法进行计算，得到各目标频率值下的储能电池阻抗，进而得到储能电池的阻抗谱，以为BMS提供重要的参考信息。此时，实施例1中，k取值为2。进一步地，开关频率的扫频间隔可以根据精度和时间需求进行合理选择。
相关技术方案同实施例1，这里不做赘述。
需要说明的是，作为电池内部的一个重要参数，储能电池的阻抗谱可以反映储能电池的内部状态。电池的阻抗信息被用于开发BMS系统中最先进的SOC和SOH估计算法。此外，阻抗信息也被用来开发算法来估计电池内部温度。
具体地，本实施例中，进一步地，对图5所示的二阶电池模型进行阻抗辨识，考虑辨识过程中电池阻抗参数变化。当开关频率的扫频点设置为61个时，辨识历时41467s，所得的辨识结果如图6和图7所示；其中，如图6为对61个开关频率进行扫频所得储能电池阻抗Bode图，包括阻抗的幅值频率响应以及阻抗的相位频率响应；其中，曲线为实际的电池阻抗Bode图，星标为采用本发明所提供的辨识方法辨识出来的电池阻抗；图7为对61个开关频率进行扫频所得阻抗辨识误差棒状图，包括阻抗的幅值辨识误差棒状图以及阻抗的相位辨识误差棒状图。进一步地，当开关频率的扫频点设置为35个时，辨识历时6861s，辨识结果如图8和图9所示；其中，如图8为对35个开关频率进行扫频所得储能电池阻抗Bode图，图9为对35个开关频率进行扫频所得阻抗辨识误差棒状图。从图6-图9可以看出本发明所提出的阻抗辨识方法辨识的准确率较高。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于驱动逆变器的储能电池阻抗辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、根据目标频率值fi更新驱动逆变器的开关频率后，实时采集储能电池所在支路上的电流信号和并联电容所在支路上的电流信号；所述储能电池与所述并联电容并联后与驱动逆变器相连，并通过驱动逆变器为负载供电；
S2、对所述储能电池所在支路上的电流信号和所述并联电容所在支路上的电流信号分别进行傅里叶变换，提取所述储能电池所在支路上的电流信号在所述目标频率值fi下的电流分量
Figure FDA0003442606820000011
和所述并联电容所在支路上的电流信号在所述目标频率值fi下的电流分量
Figure FDA0003442606820000012
分别提取所述并联电容所在支路上的电流信号在频率值fi+f0和频率值fi-f0下的电流分量；其中，f0为逆变器输出频率；比较并联电容所在支路上的电流信号在目标频率值fi、频率值fi+f0和频率值fi-f0下电流分量的幅值大小，将所述目标频率值fi更新为最大幅值的电流分量所对应的频率值，并对应更新所述电流分量
Figure FDA0003442606820000013
和所述电流分量
Figure FDA0003442606820000014
S3、基于并联分流原理，根据所述电流分量
Figure FDA0003442606820000015
和所述电流分量
Figure FDA0003442606820000016
计算得到所述目标频率值fi下的储能电池阻抗Zb(fi)。
2.根据权利要求1所述的储能电池阻抗辨识方法，其特征在于，所述目标频率值fi下的储能电池阻抗为：
Figure FDA0003442606820000017
其中，
Figure FDA0003442606820000018
C为所述并联电容的并联电容值。
3.根据权利要求2所述的储能电池阻抗辨识方法，其特征在于，根据所述目标频率值fi更新驱动逆变器的开关频率后，所述驱动逆变器的开关频率为：fs＝fi/k；其中，k为正整数。
4.根据权利要求3所述的储能电池阻抗辨识方法，其特征在于，fs＝fi/2。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的储能电池阻抗辨识方法，其特征在于，所述步骤S1包括：根据所述目标频率值fi更新所述驱动逆变器的开关频率后，在预设采样频率下分别采集所述储能电池所在支路上的电流值和所述并联电容所在支路上的电流值，拟合得到所述储能电池所在支路上的电流值随时间变化的曲线和所述并联电容所在支路上的电流值随时间变化的曲线，即所述储能电池所在支路上的电流信号和所述并联电容所在支路上的电流信号。
6.一种基于驱动逆变器的储能电池阻抗辨识系统，其特征在于，包括电流信号采集模块、分量获取模块和储能电池阻抗计算模块；
所述电流信号采集模块用于根据目标频率值fi更新驱动逆变器的开关频率后，实时采集储能电池所在支路上的电流信号和并联电容所在支路上的电流信号；所述储能电池与所述并联电容并联后与驱动逆变器相连，并通过驱动逆变器为负载供电；
所述分量获取模块用于对所述储能电池所在支路上的电流信号和所述并联电容所在支路上的电流信号分别进行傅里叶变换，提取所述储能电池所在支路上的电流信号在所述目标频率值fi下的电流分量
Figure FDA0003442606820000021
和所述并联电容所在支路上的电流信号在所述目标频率值fi下的电流分量
Figure FDA0003442606820000022
分别提取所述并联电容所在支路上的电流信号在频率值fi+f0和频率值fi-f0下的电流分量；其中，f0为逆变器输出频率；比较并联电容所在支路上的电流信号在目标频率值fi、频率值fi+f0和频率值fi-f0下电流分量的幅值大小，将所述目标频率值fi更新为最大幅值的电流分量所对应的频率值，并对应更新所述电流分量
Figure FDA0003442606820000031
和所述电流分量
Figure FDA0003442606820000032
所述储能电池阻抗计算模块用于基于并联分流原理，根据所述电流分量
Figure FDA0003442606820000033
和所述电流分量
Figure FDA0003442606820000034
计算得到所述目标频率值fi下的储能电池阻抗Zb(fi)。
7.一种基于驱动逆变器的储能电池的阻抗谱获取方法，其特征在于，包括：在驱动逆变器正常工作的开关频率范围内，对所述驱动逆变器的开关频率进行扫频，得到开关频率集{f1',f2',…,fn'}；根据所述开关频率集确定目标频率集，对所述目标频率集中的每一个目标频率值分别采用权利要求1-5任意一项所述的储能电池阻抗辨识方法进行计算，得到各目标频率值下的储能电池阻抗，进而得到储能电池的阻抗谱。
8.根据权利要求7所述的基于驱动逆变器的储能电池的阻抗谱获取方法，其特征在于，所述目标频率集为{2f1',2f2',…,2fn'}。
CN202110575413.2A 2021-05-26 2021-05-26 基于驱动逆变器的储能电池阻抗辨识方法、系统及应用 Active CN113281668B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110575413.2A CN113281668B (zh) 2021-05-26 2021-05-26 基于驱动逆变器的储能电池阻抗辨识方法、系统及应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110575413.2A CN113281668B (zh) 2021-05-26 2021-05-26 基于驱动逆变器的储能电池阻抗辨识方法、系统及应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113281668A CN113281668A (zh) 2021-08-20
CN113281668B true CN113281668B (zh) 2022-02-18

Family

ID=77281537

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110575413.2A Active CN113281668B (zh) 2021-05-26 2021-05-26 基于驱动逆变器的储能电池阻抗辨识方法、系统及应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113281668B (zh)

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102768304B (zh) * 2012-07-19 2015-01-21 上海交通大学 储能系统蓄电池组内阻的在线检测方法
CN103163377A (zh) * 2013-03-13 2013-06-19 中国南方电网有限责任公司调峰调频发电公司 通过电感电容串联放电检测蓄电池内阻的方法
CN108152753A (zh) * 2017-12-30 2018-06-12 天津华庆百胜能源有限公司 一种通过电感电容串联放电检测蓄电池内阻的方法
DE102018126807B4 (de) * 2018-10-26 2020-06-18 Infineon Technologies Ag Einrichtung und Verfahren für eine Batterieimpedanzmessung
CN109459465B (zh) * 2018-12-12 2020-08-04 浙江大学 一种基于电流脉冲注入的快速电化学阻抗谱测量方法
CN110161421B (zh) * 2019-05-22 2020-06-02 同济大学 一种在线重构设定频率范围内电池阻抗的方法
CN110297130B (zh) * 2019-06-12 2021-07-23 合肥工业大学 一种具有燃料电池内阻测量功能的dc/dc变换器及内阻测量方法
CN111580006A (zh) * 2020-05-29 2020-08-25 中国电力科学研究院有限公司 一种电池动态阻抗的在线测量方法及系统
CN111796194A (zh) * 2020-07-01 2020-10-20 国网黑龙江省电力有限公司电力科学研究院 一种基于脉冲电流法的vrla蓄电池组内阻在线检测方法及实现该方法的装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN113281668A (zh) 2021-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108663631B (zh) 一种锂离子电池组电化学阻抗谱在线测量装置
Lee et al. Online embedded impedance measurement using high-power battery charger
Soualhi et al. Heath monitoring of capacitors and supercapacitors using the neo-fuzzy neural approach
US9448287B2 (en) Battery monitoring device
CN111580006A (zh) 一种电池动态阻抗的在线测量方法及系统
CN102680795B (zh) 一种二次电池内阻的实时在线估计方法
CN106772104B (zh) 一种动力电池soc值估算方法
CN110168841A (zh) 混合电池充电器/测试器
CN105738826B (zh) 蓄电池检测系统及方法
CN103235188B (zh) 一种在线测量与预测开关电源电容器esr值的方法
CN103344921A (zh) 锂离子动力电池健康状态评估系统及方法
Sihvo et al. SOH analysis of Li-ion battery based on ECM parameters and broadband impedance measurements
CN115616428A (zh) 一种“充—检”一体电动汽车电池状态检测与评价方法
CN114731053A (zh) 带板载有限能量激励的实时交流阻抗检测的电池管理系统
Geng et al. Wideband Measurement Approach for EIS of Lithium-Ion Batteries Using Low-Frequency Concentrated Disturbance
JP6035028B2 (ja) 蓄電池特性導出装置
CN113281668B (zh) 基于驱动逆变器的储能电池阻抗辨识方法、系统及应用
Gadoue et al. Electrochemical impedance spectroscopy state of charge measurement for batteries using power converter modulation
CN117872189A (zh) 一种用于并联电池簇的阻抗在线监测系统及方法
Chen et al. Fast estimation of state of charge for lithium-ion battery
Koch On-line Electrochemical Impedance Spectroscopy for Lithium-Ion Battery Systems
WO2023130590A1 (en) Battery management system with real-time ac-impedance inspection using limited-energy on-board ac excitation
Savca et al. Feasibility of eis on module level li-ion batteries for echelon utilization
Hossain et al. Battery Impedance Measurement Using Electrochemical Impedance Spectroscopy Board
Cheng et al. Modified kalman filtering method to reduce the error of power grid impedance online estimation

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant