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申请/专利权人：重庆大学;国网重庆市电力公司电力科学研究院

摘要：本发明涉及一种储能电池阻抗谱的快速测量方法，属于电池检测技术领域；该方法首先根据待测试的储能电池参数，确定可施加的电流幅值；然后根据电流幅值和所测量的电化学阻抗谱范围确定激励电流信号；再将激励电流信号施加到待测储能电池，对激励电流信号和响应的电压信号进行采样，确定所加窗参数；根据储能电池阻抗谱最低频率及频谱分辨率对激励电流信号和响应电压信号进行补零操作；再通过离散傅里叶变换得到不同频率下的电压和电流信号分量；根据对应的电压和电流信号分量求得储能电池的电化学阻抗谱；该方法能够显著改善储能电池阻抗谱测量过程中的测试效率低、测量不准确等问题，能够很好实现储能电池的低频电化学阻抗谱的高效测量。

主权项：1.一种储能电池阻抗谱的快速测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、根据待测试的储能电池参数，确定待测电池可施加的电流幅值范围；S2、根据所述电流幅值范围和所需要的电化学阻抗谱范围，确定施加激励电流信号的幅值和频率，组成不同频率、不同幅值且时间宽度不同的激励电流信号it；S3、将激励电流信号it施加至待测储能电池，根据所需频谱精度及施加激励电流信号it的频率确定采样频率，对电流信号it和响应电压信号ut进行采样，并对采样后信号进行时域加窗处理；S4、根据所需电化学阻抗谱的最低频率及频谱分辨率确定加窗处理后电流信号in和响应电压信号un补零的范围并进行补零操作；S5、对完成处理的电流信号i1n和响应电压信号u1n进行离散傅里叶变换，得到不同频率下电流信号I1k和响应电压信号U1k的频谱；S6、根据电流信号频谱和响应电压信号频谱，在各个相同频率下，将各对应的电压分量除以电流分量得到储能电池在该频率下的复数阻抗，根据所需频谱范围和精度对所得频谱进行频率点的筛选，进而得到储能电池的电化学阻抗谱Zk；在步骤S2中，包括以下步骤：S21：测量频率在Ω1～Ω2之间的电池阻抗谱时，施加的激励电流信号it为： 其中，Ω2和Ω1分别为激励信号上下限的频率对应的调节系数，sin·是正弦函数，t是时间变量；S22：连续函数的傅里叶变换： 正弦函数的傅里叶变换为频域的两个冲激： 其中，δ·是冲激函数，Ω0为角频率，即正弦频谱为在±Ω0位置的两个等幅冲激；S23：信号的频域为矩形波函数时，对应的时域为采样函数，有： 其中，E是激励信号的幅值，Ωc是调节系数，根据测量阻抗谱的需求动态调节，t是时间变量，Sa·是采样函数；S24：根据电流幅值范围和所需要的电化学阻抗谱范围，确定施加的激励电流信号it为： 其中其中，E是激励信号的幅值，Ωc是调节系数，根据测量阻抗谱的需求动态调节，t是时间变量，T为采样时间长度，τ为时延长度；在步骤S4中，包括以下步骤：S41：确定信号频谱的分辨率F0，根据DFT频谱分辨率的计算公式有： 其中，T0为实际采样时间长度，F0为频谱分辨率；S42：采取时域补零的方式将采样时间长度由T改变为T0；在对采样和加窗处理后的电流信号in进行DFT分析时，首先对其时域进行补零操作，将电流信号in补零至T0的长度，在信号两端各补的零点个数N0有： 其中，T为in采样时间，对in进行首尾两端补零，首尾补零长度各为N0点，即： 式中，补零后电流信号i1n的长度为N1＝N+2N0点；补零前电流信号in离散傅里叶变换有： 对补零后电流信号i1n做离散傅里叶变换DFT，其中的in用IDFT[Im]替换： 其中，k为补零后电流频域信号I1k的频域取值序列，m为补零前电流频域信号Im的频域取值序列，当： 时有：I1k＝Im选取补零序列满足上式要求，在补零后电流信号i1n所得对应频谱信号I1k中反映未补零时电流信号in对应的频谱特性Im；对于经时域采样和加窗后的响应电压信号un进行补零操作同理，得到时域补零后的电流电压信号有： 其中，u1n为补零后响应电压信号，补零后电流电压信号i1n和u1n点数N1有： 其中，N为补零前in和un的采样点数，N0为采样信号两端各补的零点个数，fs为采样频率，F0为频谱分辨率。

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