電池管理系統的電池阻抗是什么?
電池阻抗作為電化學系統的重要特征參數,一直以來被認為是最強大電化學分析工具之一。電池的阻抗反映了帶電粒子在電池內部移動所受到的阻力。利用阻抗可以更加全面地掌握電池的狀態,進而為電池管理提供支持。
電池阻抗的相關研究可以追溯到19世紀。在過去的幾個世紀中有大量的研究被報道,同時也有一些綜述性的文章被發表(Huet 1998,Rodrigues et al. 2000,Macdonald 2006,Osaka et al. 2015,Nara et al. 2020)。這些綜述文章大多是對電化學阻抗分析方法本身的進展進行了論述。隨著電動汽車的發展,先進電池管理系統的需求越來越強,我們需要重新審視這一有力工具在車載應用上的可能性。現有的研究缺乏對電池阻抗方法在電池管理系統中的適用性以及可能存在的問題分析和討論。
電池阻抗是線性兩端口網絡的重要特征。作為一個強非線性和時變性的系統,電池的阻抗需要在滿足因果性、穩定性和線性條件下進行獲取,否則得到的阻抗難以解析或失去物理意義。因此,通常情況下是在電池充分靜置后,對正負極施加無偏置的弱擾動(如施加的擾動電壓或響應電壓在10mV左右)來獲取阻抗。施加的可以是電流擾動,也可是電壓擾動。但考慮電池阻抗非常小,為了避免過流通常使用電流擾動。擾動的波形沒有限制。以正弦擾動為例,電池的響應電壓為u=Usin(ωt+φu),電流為i=Isin(ωt+φi)。