鋰離子電池內阻和阻抗是電池最為重要的參數之一，它是表征電池壽命及電池運行狀態的重要參數，是衡量電子和離子在電極內傳輸難易程度的主要標志。阻抗測量在電池及電芯的研發、生產、使用過程中都有非常重要的意義。在使用過程中，阻抗能夠反映電池的健康狀態，并且可以通過阻抗來預測電池壽命。也可以通過獲得阻抗角和阻抗模來估計電池的內部溫度。準確測量電池內阻是電池管理系統及實際應用的客觀要求。

　　常用阻抗測量方法有以下幾種：

　　（1）用響應電壓幅值比激勵電流幅值得到阻抗模，計算電壓幅值和電流幅值出現時間差，得到阻抗角；

　　（2）FFT方法。但FFT存在柵欄效應和泄漏現象，使算出的信號參數即頻率、幅值和相位不準，尤其是相位誤差很大，無法滿足阻抗計算精度要求；

　　（3）相關運算方法。由于電池內阻很小，在實際測量中，干擾和噪聲對它的影響很大。數字鎖相放大器（DLIA）以相關檢測為基礎，能極大地抑制噪聲，提高檢測信噪比，中心頻率穩定，通頻帶窄，品質因數高，擁有強大的信號提取能力。

　　本文首先對數字鎖相放大器阻抗測量進行了仿真設計，再對阻抗測量系統進行整體設計，包括整體方案和軟件算法改進，最后對串聯電池組進行阻抗測量，分析測量結果及誤差原因。

　　數字鎖相放大器測阻抗的仿真設計

　　1、算法設計

　　電池的響應電壓一般不能超過5~10mV，屬于微弱信號的范疇，易受到干擾和噪聲的影響。數字鎖相放大器（DLIA）是內阻測量的核心部分，它以相關檢測為基礎，利用參考信號頻率和輸入有用信號頻率相關，與非同頻噪聲不相關，從而從噪聲中提取有用信號。基于鎖相放大器測量的基本原理，提出直接將電流信號作為同相參考信號，通過正交算法得到反相參考信號，再進行阻抗計算。電池阻抗的測量原理如圖1所示。

　　圖1阻抗測量原理

　　2、基于DLIA阻抗測量Simulink仿真驗證

　　為了驗證數字鎖相放大器在電池內阻測量中能有效地抑制干擾和噪聲，提高測量精度，在Simulink中搭建如圖2所示的模型。ExcitaTIonSource模塊產生一個正弦激勵電流對電池進行激勵，電池模塊采用常用的二階RC等效電路模型。在DLIA模塊中，將正弦激勵電流直接作為參考信號與電池響應電壓進行相關運算。由于在實際應用中，常使用1～100Hz下的阻抗信息進行電池的溫度估計，因此設定測試條件為：1～100Hz激勵頻率，250～1500Hz采樣頻率，10～60dB信噪比。以此來分析不同激勵頻率和信噪比下，阻抗計算的準確程度。

　　圖2基于DLIA阻抗測量系統Simulink模型