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前幾日，在日本的電気化學(xué)會(huì) 電池技術(shù)委員會(huì)第 60 回電池討論會(huì)上有一個(gè)課題《専用 LSIを用いた高精度交流インピーダンス測(cè)定システムの開発と評(píng)価》介紹的是松下電器與立命館大學(xué) 理工學(xué)部 福井研究室共同開發(fā)的交流阻抗的在線測(cè)量芯片。
借助交流疊加法進(jìn)行交流阻抗測(cè)量，一方面可以通過測(cè)量數(shù)據(jù)的積累和分析來實(shí)現(xiàn)劣化診斷和故障推斷等殘余價(jià)值評(píng)估，同時(shí)也可以評(píng)估用過的電池穩(wěn)定性的評(píng)估，能夠比較提前的做事故預(yù)警。
松下的芯片
這個(gè) ASIC 芯片還增加了交流疊加法測(cè)量交流阻抗的功能，通過內(nèi)置于 BMIC 的 15 個(gè)完全并聯(lián)的 ADC 和藉由在 0.1Hz～5KHz 范圍內(nèi)進(jìn)行脈沖調(diào)制的交流疊加電路、復(fù)數(shù)電壓和復(fù)數(shù)電流轉(zhuǎn)換電路，來進(jìn)行交流阻抗測(cè)量。
這個(gè)測(cè)量范圍在 1Hz～5KHz 的頻率范圍，而且可以通過測(cè)量鋰電池溫度，把阻抗的溫度變化補(bǔ)償為標(biāo)準(zhǔn)溫度，可以歸一化為標(biāo)準(zhǔn)溫度的 Cole-Cole 圖。
這個(gè)芯片替代了原有的 AFE 芯片，連接方面需要獨(dú)立的兩根線方便交流疊加電路的注入。支持 SOH 和 SOC 方面的內(nèi)容就不敘述了，我們重點(diǎn)來看下在 NHTSA 方面有研究的《Determination of ?Battery Stability With Advanced Diagnostics》
確定電池的安全狀態(tài)
在上述的報(bào)告中，原有的目的是在 BMS 和整車的監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障（通信中斷或碰撞以后），電池的狀態(tài)處于未知狀態(tài)，所以研究通過交流阻抗來確定未知狀態(tài)下電池穩(wěn)定性。我覺得這個(gè)數(shù)據(jù)還是有一些用的：
獨(dú)立的指針，作為 V、I、T 這些直接測(cè)量值的補(bǔ)充數(shù)據(jù)
如果按照之前的 SOC 和 SOH 計(jì)算量出現(xiàn)累積錯(cuò)誤或者其他潛在的問題，這個(gè)直接量可以作為一個(gè)校準(zhǔn)參考值
在報(bào)告里面重點(diǎn)研究的是過充、針刺和加熱三種能夠引發(fā)電芯熱失控的典型方法，如下所示：
對(duì)應(yīng)的結(jié)果如下：
1）過充：
過于過充本身的電壓和歷史記錄都有，所以在 140%SOC 以上才有明顯拐點(diǎn)的阻抗譜效果一般般。
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2）加熱
由于前面也說了，多頻率交流阻抗和溫度關(guān)系很大，可以通過測(cè)量電芯的阻抗和溫度的關(guān)系，直接評(píng)估電芯的溫度。由于這個(gè)數(shù)據(jù)不是通過溫度傳感器測(cè)量出來的，嚴(yán)格來說比物理量更直接，而且置信度也更高一些。
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3）針刺
這個(gè)數(shù)據(jù)出自《Experimental study of the impedance behavior of 18650 lithium-ion battery cells under deforming mechanical abuse》沒有瞬時(shí)熱失控的內(nèi)部短路（ISC），在高測(cè)量頻率，EIS 中的歐姆電阻如下變化
小結(jié)：這個(gè)芯片的做法，在我們?cè)械?V、I 和 T，還有能去做一些直流阻抗計(jì)算的條件下做一些潛在的能做的事情，可能有用。
