浙江大学王睿驰获国家专利权
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龙图腾网获悉浙江大学申请的专利锂电池阻抗谱自主在线检测与功率信号复合传输系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119650905B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-14发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411911251.5,技术领域涉及:H01M10/42;该发明授权锂电池阻抗谱自主在线检测与功率信号复合传输系统是由王睿驰;肖洋;吴建德设计研发完成,并于2024-12-24向国家知识产权局提交的专利申请。
本锂电池阻抗谱自主在线检测与功率信号复合传输系统在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于注入式谐波调制的锂电池阻抗谱自主在线检测与功率信号复合传输系统,包括双向DC‑DC变换器、控制器、采样和滤波电路以及锂电池组,双向DC‑DC变换器一侧与锂电池组连接,另一侧接电源或负载。本发明充分利用开关电源自身的特性,通过DC‑DC变换器的高频开关动作注入谐波作为锂电池阻抗谱扫频信号和通信载波,从而分析得到锂电池实时阻抗谱,进而在线估算SoC和SoH,同时将该结果调制到通信载波上,从而传送至公共直流总线上,不受DC‑DC拓扑形式限制,可以在不额外增加硬件电路和布线以及锂电池组正常工作的前提下,实现锂电池SoC和SoH的在线实时检测与传输。
本发明授权锂电池阻抗谱自主在线检测与功率信号复合传输系统在权利要求书中公布了:1.一种基于注入式谐波调制的锂电池阻抗谱自主在线检测与功率信号复合传输系统,包括双向DC-DC变换器、电流采样和滤波电路、锂电池组以及控制器,其特征在于: 所述双向DC-DC变换器一侧接锂电池组,另一侧通过直流总线接直流电源或负载,用于将直流电源的电能转换后对锂电池组进行充电,或将锂电池组中的电能转换后为负载供电; 所述电流采样和滤波电路用于采集双向DC-DC变换器与锂电池组之间连接线上的电流信号,并对该电流信号进行滤波调理后提供给控制器; 所述控制器根据电流信号以及所需注入的谐波信号,通过对移相角进行调整以构造双向DC-DC变换器的开关控制信号,同时检测所述电流信号的频谱,将电流信号的频谱与谐波信号的频谱进行对比得到锂电池组的电化学阻抗谱并对其进行分析,根据电化学阻抗谱与SoC和SoH的对应关系估算出锂电池组当前的SoC和SoH,进而对谐波信号进行数据调制,利用双向DC-DC变换器将SoC和SoH的信息与电能一起通过直流总线传输出去; 所述双向DC-DC变换器采用DAB且通过电压闭环控制,所述DAB包括8个功率开关管w1~w8、两个滤波电容C1和C2、一个隔离变压器T以及电感L,其中C1的一端与w1的一端以及w3的一端相连,C1的另一端与w2的一端以及w4的一端相连,w1的另一端与w2的另一端以及电感L的一端相连,电感L的另一端与隔离变压器T原边绕组的同相端相连,w3的另一端与w4的另一端以及隔离变压器T原边绕组的反相端相连,C2的一端与w5的一端以及w7的一端相连,C2的另一端与w6的一端以及w8的一端相连,w5的另一端与w6的另一端以及隔离变压器T副边绕组的同相端相连,w7的另一端与w8的另一端以及隔离变压器T副边绕组的反相端相连,C1和C2分别作为DAB的两侧接锂电池组、直流电源或负载; 当双向DC-DC变换器一侧接直流电源,另一侧接锂电池组时,锂电池组工作在充电模式,电能从直流电源经由双向DC-DC变换器对锂电池组进行充电;当双向DC-DC变换器一侧接负载,另一侧接锂电池组时,锂电池组工作在放电模式,电能从锂电池组经由双向DC-DC变换器对负载进行供电; 所述双向DC-DC变换器具有以下3种工作模态: 1当双向DC-DC变换器仅进行能量传输时,移相角仅由充放电需求决定,稳态时移相角恒定; 2当双向DC-DC变换器同时进行能量传输与电池状态检测时,移相角由电流信号以及所需注入的谐波信号共同决定,移相角的平均值由充放电需求决定,稳态时该平均值恒定;同时控制器根据所需注入的谐波信号对移相角施加扰动,从而在双向DC-DC变换器电池侧的电压信号中注入谐波,该谐波为占空比等于0.5的方波,频率小于双向DC-DC变换器开关频率的15; 3当双向DC-DC变换器同时进行能量传输与电池状态信息传输时,移相角由电流信号以及所需注入的谐波信号共同决定,移相角的平均值由充放电需求决定,稳态时该平均值恒定;同时控制器根据所需注入的谐波信号对移相角施加扰动,从而在双向DC-DC变换器直流总线侧的电压信号中注入谐波,该谐波为正弦波,频率小于双向DC-DC变换器开关频率的15;进而控制器通过调整扰动参数将锂电池组当前的SoC和SoH信息调制在谐波信号的频率、相位或幅值上,实现信息与能量复合传输。
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