《一种消除低温对储能电池内阻测试影响的方法》属于电池管理技术领域，尤其涉及一种消除低温对储能电池内阻测试影响的方法。

储能电池内阻的测量广泛应用于电池的功率估计，健康状态估计，及其电池故障诊等多个领域。但是电池的内阻对温度十分敏感，即在对电池的内阻进行测试时，温度会对电阻产生强烈的影响，这给电池内阻的测量及应用带来了困难。

图1为一种消除低温对储能电池内阻测试影响的方法的流程图；

图2为系数κ1、κ2、κ3、κ4进行拟合的拟合效果曲线图。

2018年12月20日，《一种消除低温对储能电池内阻测试影响的方法》获得第二十届中国专利优秀奖。

• 具体实施方式一

参照图1和图2具体说明该实施方式，该实施方式所述的一种消除低温对储能电池内阻测试影响的方法，该方法为：

步骤一：建立温度变化量与内阻变化量的函数方程：

其中，ΔR_o为储能电池内阻变化量，ΔR_bulk为体电阻的变化量，ΔR_SEI为SEI电阻（固体电解质膜电阻）的变化量，ΔRct为电荷转移电阻的变化量，T为实际温度，T_std为标准温度，Ea为表观活化能，k_bulk、k_SEI、k_ct分别为体电阻、SEI电阻、电荷转移电阻的温度系数；

对上式进行整理获得整理后的函数方程：

其中，κ1为体电阻与SEI电阻的联合温度系数、κ2为电荷转移电阻的温度系数，κ3为活化能系数，κ4为标准温度下的电阻补偿系数；

步骤二：通过实验获得不同温度、不同老化阶段的储能电池内阻受到温度影响的变化量，并根据该变化量对系数κ1、κ2、κ3、κ4进行拟合，获得拟合后的函数方程；

步骤三：对环境温度进行测量，并将该环境温度测量值带入到步骤二获得的拟合后的函数方程中，获得温度变化所引起的储能电池内阻变化量，利用该储能电池内阻变化量消除温度对储能电池内阻的影响。

由于电池内阻R_o主要由电池的体电阻R_bulk、固体电解质膜电阻RSEI与电荷转移电阻R_ct三部分构成。不同的电阻对于温度有着不同的变化特点。对于体电阻以及固体电解质膜电阻，其随温度的变化呈现线性的变化关系，而对于电荷转移电阻其阻值的变化随温度的变化则符合阿伦尼乌斯（Arrhenius）函数。

所以，该实施方式通过建立电池温度变化与电池内阻变化之间的对应关系，结合对实验环境温度的测量，进而消除温度对电池内阻测试造成的影响。

• 具体实施方式二

该实施方式是对具体实施方式一所述的一种消除低温对储能电池内阻测试影响的方法作进一步说明，该实施方式中，标准温度Tstd为30℃。

一种消除低温对储能电池内阻测试影响的方法专利目的

《一种消除低温对储能电池内阻测试影响的方法》是为了解决温度影响储能电池内阻测试的问题，提供一种消除低温对储能电池内阻测试影响的方法。

一种消除低温对储能电池内阻测试影响的方法技术方案

一种消除低温对储能电池内阻测试影响的方法，该方法为：

步骤一：建立温度变化量与内阻变化量的函数方程：

其中，ΔR_o为储能电池内阻变化量，ΔRbulk为体电阻的变化量，ΔR_SEI为SEI电阻的变化量，ΔR_ct为电荷转移电阻的变化量，T为实际温度，T_std为标准温度，Ea为表观活化能，k_bulk、k_SEI、k_ct分别为体电阻、SEI电阻、电荷转移电阻的温度系数；

对上式进行整理获得整理后的函数方程：

其中，κ1为体电阻与SEI电阻的联合温度系数、κ2为电荷转移电阻的温度系数，κ3为活化能系数，κ4为标准温度下的电阻补偿系数；

步骤二：通过实验获得不同温度、不同老化阶段的储能电池内阻受到温度影响的变化量，并根据该变化量对系数κ1、κ2、κ3、κ4进行拟合，获得拟合后的函数方程；

步骤三：对环境温度进行测量，并将该环境温度测量值带入到步骤二获得的拟合后的函数方程中，获得温度变化所引起的储能电池内阻变化量，利用该储能电池内阻变化量消除温度对储能电池内阻的影响。

上述标准温度Tstd为30℃。

一种消除低温对储能电池内阻测试影响的方法改善效果

《一种消除低温对储能电池内阻测试影响的方法》所述的一种消除低温对储能电池内阻测试影响的方法，从理论上建立了储能电池内阻随温度变化的函数关系，通过将测量电池温度带入到关系式中，从而实现将所测的电池内阻值归一到标准温度下，从而实现消除温度对电池内阻测试的影响的目的。同时，该方法适用于不同环境温度和不同老化程度的电池。

1.一种消除低温对储能电池内阻测试影响的方法，其特征在于，该方法为：

步骤一：建立温度变化量与内阻变化量的函数方程：

其中，△Ro为储能电池内阻变化量，△R_bulk为体电阻的变化量，△R_SEI为SEI电阻的变化量，△R_ct为电荷转移电阻的变化量，T为实际温度，T_std为标准温度，Ea为表观活化能，k_bulk、k_SEI、kct分别为体电阻、SEI电阻、电荷转移电阻的温度系数；对上式进行整理获得整理后的函数方程：其中，κ1为体电阻与SEI电阻的联合温度系数、κ2为电荷转移电阻的温度系数，κ3为活化能系数，κ4为标准温度下的电阻补偿系数；

步骤二：通过实验获得不同温度、不同老化阶段的储能电池内阻受到温度影响的变化量，并根据该变化量对系数κ1、κ2、κ3、κ4进行拟合，获得拟合后的函数方程；

步骤三：对环境温度进行测量，并将该环境温度测量值带入到步骤二获得的拟合后的函数方程中，获得温度变化所引起的储能电池内阻变化量，利用该储能电池内阻变化量消除温度对储能电池内阻的影响。

2.根据权利要求1所述的一种消除低温对储能电池内阻测试影响的方法，其特征在于，标准温度T_std为30℃。

1.“基准值”以及电池的判别方法

电池学者们希望一开始就有可用于分析的电池容量和内阻的测量数据。

他们寻求找出电池在100%和容量100%时的内阻数据，以确定电池所处的状况。理想的做法是在电池的安装工作完毕后。对电池进行验收时，进行容量测试并测定内阻。此时的结果应是非常一致的。它们会被做为基准值。用来同以后测量到的内阻数据进行比较。

另一个获取数据的方法，是在对同期同型号的电池测定完容量后，再取得同型号电池内阻的数据。

注意：以上提到的电池内阻数据与容量之间并没有直接的关系，它只能是做为了解电池容量的一个比较和参考。要特别注意的是，这些数据是用来建立一套基准值的。通常在浮充的情况下会出现一串电池的内阻是一致的，但容量方面却存在问题。这时建议至少要做大致的维护及负载测试，以对测量的内阻进行验证。

2. 判别方法

如果电池的内阻高于100%基准值的50%或更高，则应更换这个电池。

其中建议内阻在高于基准值25%至43%时，要与生产商联系。在高于43%时，要对其进行负载测试。

有些人认为：所有（新电池或性能完好电池）的数据都集中在基准值周围，而后期测试取得的数据，都能合理地接近任何趋势曲线。也即是，高容量电池有统一的低内阻，而低容量电池的内阻会按比例增高。但事实却使这些人失望，就算在严格控制下生产出来的新电池也不可能符合上述特性。

在用户自行测试过程中，会发现有一些大容量电池的内阻非常高。同样，具有低阻特性的正常电池无法进行容量测试。不幸的是，技术状态下，不借助负载测试，用户无法用测试阻抗、电导、导纳及电阻的方法来彻底区分这些不规则的电池。

如果用户有幸拥有大量的电池容量和与之对应的内阻数据便可以很容易地建立一套基准值，从而完成上述判别这些不规则电池的工作。当刚开始这个基准值建立工作时，或者只有少数的特殊型号的电池，可从猜测的大概数据中优选出一些做为基准值。2100433B

1．蓄电池的内阻由欧姆极化(导体电阻)和电化学极化及浓差极化电阻三个部份组成。在充放电过程中电阻是变化的，充电过程内阻由大变小，反之内阻增加。

2．温度对蓄电池内阻也颇有影响，低温状态如0℃以下，温度每下降10℃，内阻约增大15%，其中因硫酸溶液粘度变大，而增加了比电阻是重要的原因之一。在较高温度时，如10℃以上，硫酸离子的扩散速率提高了浓度极化作用将明显减小，极化电阻下降，但导体电阻却随温度增加而上升，不过上升的速率较小。

3．蓄电池的内阻与放电电流的大小有关，瞬间的大电流放电，由于极板空隙内的硫酸溶液迅速稀释，而极板孔外90%以上溶液中硫酸分子来不及扩散到极板空隙中去。这样，极板孔中溶液比电阻增加，端电压明显下降。但停止放电后，随着浓度高的硫酸分子向极板空隙中扩散，极板孔中溶液比电阻下降，端电压回升。

另外，薄极板的电池，其内阻明显小于厚极板，因为同容量电池的极板数量，薄的要多于厚极板电池的极板数量，因此相同电流放电时，薄极板电池的电流密度小，其各极极化也要小得多。

由此可见，蓄电池内阻是由诸多因素构成的动态电阻。我们研究蓄电池的内阻是为了了解与蓄电池直接连接的母线及馈线出口短路时，蓄电池将提供多大短路电流，并依此来选择母线及其它设备，并根据短路电流来确定保护电器的级差配合。显然，同容量的蓄电池短路电流越大(即内阻越小)对设备和人身安全带来的危害性也越大。