電池管理系統(tǒng)的電池阻抗是什么？

電池阻抗作為電化學(xué)系統(tǒng)的重要特征參數(shù)，一直以來被認(rèn)為是最強(qiáng)大電化學(xué)分析工具之一。電池的阻抗反映了帶電粒子在電池內(nèi)部移動(dòng)所受到的阻力。利用阻抗可以更加全面地掌握電池的狀態(tài)，進(jìn)而為電池管理提供支持。

電池阻抗的相關(guān)研究可以追溯到19世紀(jì)。在過去的幾個(gè)世紀(jì)中有大量的研究被報(bào)道，同時(shí)也有一些綜述性的文章被發(fā)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(duì)電化學(xué)阻抗分析方法本身的進(jìn)展進(jìn)行了論述。隨著電動(dòng)汽車的發(fā)展，先進(jìn)電池管理系統(tǒng)的需求越來越強(qiáng)，我們需要重新審視這一有力工具在車載應(yīng)用上的可能性。現(xiàn)有的研究缺乏對(duì)電池阻抗方法在電池管理系統(tǒng)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(wǎng)絡(luò)的重要特征。作為一個(gè)強(qiáng)非線性和時(shí)變性的系統(tǒng)，電池的阻抗需要在滿足因果性、穩(wěn)定性和線性條件下進(jìn)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(duì)正負(fù)極施加無偏置的弱擾動(dòng)（如施加的擾動(dòng)電壓或響應(yīng)電壓在10mV左右）來獲取阻抗。施加的可以是電流擾動(dòng)，也可是電壓擾動(dòng)。但考慮電池阻抗非常小，為了避免過流通常使用電流擾動(dòng)。擾動(dòng)的波形沒有限制。以正弦擾動(dòng)為例，電池的響應(yīng)電壓為u=Usin(ωt+φu)，電流為i=Isin(ωt+φi)。