一种电池阻抗测量方法、装置、电子设备和存储介质

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池阻抗测量方法、装置、电子设备和存储介质。

背景技术

电化学阻抗谱技术(Electrochemical Impedance Spectroscopy，EIS)是测量、分析电池状态特性的有效工具，通过向电池施加一定频率的小振幅电流/电压激励，可以在电池两端得到其电压/电流响应，电压与电流的比值即为该频率下电池的阻抗。如何实现电池阻抗的可靠、准确测量，对于监测电池的健康状态和性能具有重要意义。

在电池阻抗测量方法中，时域测量法因其具有测量速度快、精度高等优点得到了广泛应用。时域测量方法通过将多种频率的正弦信号叠加在一起，作为施加于电池上的激励信号，在电池上激发出同样频率成分的响应信号，再使用快速傅里叶变换算法分别处理激励和响应信号，由激励和响应的频域形式得到对应频率点下的电池阻抗。目前，电池阻抗的时域测量方法只是将多个频率的正弦信号简单叠加后作为激励信号，但是这种做法存在以下两个问题：

1、为了保证电池阻抗测量的线性条件，在测量时采用的激励信号幅值通常很小，而多频率正弦信号进行简单同相位叠加以后得到的激励信号幅值会较大，这将导致电池在测量过程中的暂稳态遭到破坏；同时，幅值过大的激励信号也会对测量装置提出更高的要求，即信号幅值过高会导致功率放大电路输出饱和失真。

2、在测量过程中，各频率点下电池的阻抗大小存在较大区别，即电池低频阻抗较大、高频阻抗较小，当激励信号中所有频率成分的幅值相同时，电压响应在不同频段的量级不同，导致在高频段电池的阻抗测量结果信噪比偏低，使得测量的精度下降。

综上，亟需一种针对激励信号进行优化的电池阻抗测量方法。

发明内容

本发明提供了一种电池阻抗测量方法、装置、电子设备和存储介质，以解决现有电池阻抗测量方法中因未对激励信号进行优化而导致测量精度不佳的问题。

根据本发明的一方面，提供了一种电池阻抗测量方法，包括：

确定至少两个初始正弦信号组成电池激励信号，其中，至少两个初始正弦信号的相位分布均衡；

基于预设阻抗幅值以及预期响应幅值设置电池激励信号的激励幅值；

根据电池激励信号测取待测电池的电池阻抗。

根据本发明的另一方面，提供了一种电池阻抗测量装置，包括：

信号确定模块，用于确定至少两个初始正弦信号组成电池激励信号，其中，至少两个初始正弦信号的相位分布均衡；

幅值调整模块，用于基于预设阻抗幅值以及预期响应幅值设置电池激励信号的激励幅值；

电池测量模块，用于根据电池激励信号测取待测电池的电池阻抗。

根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的电池阻抗测量方法。

根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的电池阻抗测量方法。

本发明实施例的技术方案，通过确定至少两个初始正弦信号组成电池激励信号，其中，至少两个初始正弦信号的相位分布均衡，基于预设阻抗幅值以及预期响应幅值设置电池激励信号的激励幅值，根据电池激励信号测取待测电池的电池阻抗。本发明实施例在使用电池激励信号对待测电池测量阻抗之前，分别对电池激励信号的相位和幅值进行优化，解决了由于简单叠加正弦信号带来的峰峰值过大以及电池线性度一致性较差的缺陷，提高了电池阻抗的测量精度。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例一提供的一种电池阻抗测量方法的流程图；

图2是根据本发明实施例二提供的一种电池阻抗测量方法的流程图；

图3是根据本发明实施例二提供的一种确定初始正弦信号的流程示例图；

图4是根据本发明实施例三提供的一种电池阻抗测量方法的流程图；

图5是根据本发明实施例三提供的阻抗幅频特性曲线的示例图；

图6A是根据本发明实施例三提供的一种激励信号底部失真的示例图；

图6B是根据本发明实施例三提供的一种激励信号顶部失真的示例图；

图7是根据本发明实施例三提供的一种遗传算法的流程示例图；

图8是根据本发明实施例三提供的一种电池阻抗测量方法的原理示例图；

图9是根据本发明实施例三提供的一种幅值优化的示例图；

图10A是根据本发明实施例三提供的一种相位优化的示例图；

图10B是根据本发明实施例三提供的另一种相位优化的示例图；

图11是根据本发明实施例三提供的一种激励信号优化效果对比的示例图；

图12是根据本发明实施例四提供的一种电池阻抗测量装置的结构示意图；

图13是实现本发明实施例的电池阻抗测量方法的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一

图1为本发明实施例一提供了一种电池阻抗测量方法的流程图，本实施例可适用于对待测电池进行阻抗测量的情况，该方法可以由电池阻抗测量装置来执行，该电池阻抗测量装置可以采用硬件和/或软件的形式实现。如图1所示，本实施例一提供的一种电池阻抗测量方法，具体包括如下步骤：

S110、确定至少两个初始正弦信号组成电池激励信号，其中，至少两个初始正弦信号的相位分布均衡。

在本发明实施例中，电池激励信号可以理解为施加给待测电池的外部扰动，电池激励信号可以是以激励电流或激励电压的形式，电池激励信号可以由多个不同频率的正弦信号进行叠加得到。相位分布均衡可以理解为每个初始正弦信号的初始相位分布尽可能保持离散均衡，防止多个初始正弦信号叠加后的电池激励信号出现极值较高的尖峰点，进而影响测量的准确性。

具体地，可以生成至少两个相位分布均衡的初始正弦信号，并将它们叠加后作为电池激励信号，其中，生成初始相位分布均衡的初始正弦信号的方式可以包括但不限于以下几种：可以随机生成若干个初始正弦信号集对应的相位组合，再利用优化算法例如遗传算法或粒子群算法等，从若干个相位组合中挑选出一个相位分布最均衡的相位组合，并将该相位组合中的各个相位作为对应初始正弦信号的初始相位；可以随机生成若干个初始正弦信号集对应的相位组合，将其输入已经训练好的神经网络模型中，模型的输出结果即为相位分布最均衡的相位组合，在将该相位组合中的各个相位作为对应初始正弦信号的初始相位。需要理解的是，对于各个频率成分的初始正弦信号的初始相位，其选取的原则是尽可能分布均衡，即相位优化，这样既可以不减小叠加后电池激励信号的能量，又可以使得电池激励信号的峰峰值尽可能小，以满足电池阻抗测量中的近似线性条件，提高测量的准确性。

S120、基于预设阻抗幅值以及预期响应幅值设置电池激励信号的激励幅值。

在本发明实施例中，预设阻抗幅值可以理解为预先配置的待测电池在各个频率点下的阻抗幅值，预设阻抗幅值可以从待测电池的历史电池阻抗数据中获取。预期响应幅值可以理解为预先配置的期望电池在激励作用下，各个频率点统一的响应幅值。激励幅值可以理解为电池激励信号的幅值。

具体地，在实际对电池的测试中发现，大多数电池的阻抗特点为低频阻抗大于高频阻抗，为了使待测电池的响应电压在各个频率下的线性度近似，可以基于预设阻抗幅值和预期响应幅值对即将输入的电池激励信号进行幅值优化，将经过幅值优化后的幅值作为电池激励信号的激励幅值，其中，电池激励信号的激励幅值确定(即幅值优化)方式可以包括但不限于以下几种：可以将预期响应幅值与预设阻抗幅值之间的比值作为优化后的电池激励信号的激励幅值；可以根据待测电池的历史电池阻抗数据，对预期响应幅值与预设阻抗幅值进行分析，选择一个固定幅值大小的激励幅值作为优化后的电池激励信号的激励幅值。需要理解的是，对生成的初始正弦信号的幅值优化原则是，各信号幅值尽可能小，且保证输出响应的幅值在各个频率段尽可能接近。

S130、根据电池激励信号测取待测电池的电池阻抗。

在本发明实施例中，待测电池可以理解为需要测量阻抗的目标电池，待测电池可以包括锂离子电池和铅酸电池等。电池阻抗可以理解为电池内部的阻抗，电池阻抗可以包括欧姆阻抗、电极粒子固液相界面(Solid-liquid Interface，SEI)膜阻抗、接触阻抗、电荷转移阻抗和扩散阻抗等。

具体地，可以将电池激励信号施加在待测电池上，测取到对应的输出响应信号，再对采集到的电池激励信号和输出响应信号使用时域—频域变换，可以由激励信号和响应信号的频域形式得到不同频率点下的电池阻抗，其中，时域—频域变换可以包括但不限于：傅里叶变换、拉普拉斯变换等。需要理解的是，本发明实施例采用的是电池阻抗的时域测量方法，对于阻抗测量中所使用的硬件和/或软件不作具体限定。在一些实施例中，经过快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform，FFT)变换，可以得到输出响应信号与电池激励信号在不同频率下的幅值与相位，假设测量的第n个频率为f

在得到被测电池在不同频率下阻抗的幅值和相位后，可以进一步得到被测电池的阻抗谱，利用阻抗谱可以分析待测电池的健康状态和安全状态等问题。

本发明实施例的技术方案，通过确定至少两个初始正弦信号组成电池激励信号，其中，至少两个初始正弦信号的相位分布均衡，基于预设阻抗幅值以及预期响应幅值设置电池激励信号的激励幅值，根据电池激励信号测取待测电池的电池阻抗。本发明实施例通过对叠加前的至少两个初始正弦信号分别进行相位和幅值优化，解决了因简单同相位叠加正弦信号带来的峰峰值较大以及电池的一致性较差的问题，提高了电池阻抗的测量精度。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的一种电池阻抗测量方法的流程图，基于上述实施方式进一步进行优化与扩展，并可以与上述实施方式中各个可选技术方案结合。如图2所示，本实施例二提供的一种电池阻抗测量方法，具体包括如下步骤：

S210、随机生成具有不同初始相位的正弦信号集，其中，正弦信号集包括至少两个正弦信号。

在本发明实施例中，正弦信号集可以理解为具有不同初始相位的正弦信号的集合，正弦信号集中可以包括至少两个正弦信号，正弦信号可以采用任意信号发生器产生。

具体地，可以根据实际测试需要，采用任意信号发生器随机生成具有不同初始相位的正弦信号集，其中，正弦信号集包括至少两个正弦信号。

S220、按照预设遗传算法规则以及正弦信号集确定相位分布均衡的至少两个初始正弦信号。

在本发明实施例中，预设遗传算法规则可以理解为预先配置的一种用于解决最优化问题的遗传算法，预设遗传算法规则可以用于优化正弦信号集中的若干初始正弦信号的相位分布，避免同相位的初始正弦信号叠加后导致合成激励信号的峰值过大。

具体地，可以采用预设遗传算法规则，对正弦信号集中的不同正弦信号的相位构成的相位组合进行优化，使得正弦信号集中的不同正弦信号的相位分布尽可能均衡，避免同相位的初始正弦信号叠加后导致合成激励信号的峰值过大，进而可能造成电池阻抗测量结果出现偏差。

进一步地，在上述发明实施例的基础上，如图3所示，按照预设遗传算法规则以及正弦信号集确定相位分布均衡的至少两个初始正弦信号的过程，可以包括如下步骤：

S2201、按照预设编码规则确定正弦信号集内正弦信号对应相位的信号编码。

在本发明实施例中，预设编码规则可以理解为预设遗传算法规则中的输入参数对应的编码规则，预设编码规则可以包括二进制编码、格雷码、浮点数编码、多参数级联编码和多参数交叉编码等。信号编码可以理解为利用预设编码规则对正弦信号的相位进行编码后的编码结果。

具体地，可以利用预设编码规则对正弦信号集内正弦信号对应的相位进行编码，得到对应的信号编码，其中，预设编码规则可以包括但不限于以下几种：二进制编码、格雷码、浮点数编码、多参数级联编码、多参数交叉编码，示例性地，可以采用10位二进制数对每个正弦信号的相位进行编码。

S2202、调用二进制锦标赛选择规则在信号编码内选择两个目标信号编码。

在本发明实施例中，二进制锦标赛选择规则可以理解为预设遗传算法规则中的选择算子，即每次从种群中选择两个个体(放回抽样)，然后选择其中最好的一个进入子代种群，重复该操作，直到新的种群规模达到原来的种群规模。目标信号编码可以理解为利用二进制锦标赛选择规则在信号编码内随机抽取的两个信号编码。

具体地，可以调用二进制锦标赛选择规则在信号编码内随机选择两个信号编码并作为目标信号编码。

S2203、采用一点交叉规则对两个目标信号编码进行交叉操作以生成新生编码。

在本发明实施例中，一点交叉规则可以理解为预设遗传算法规则中的交叉算子，即两个目标信号编码中只随机设置一个交叉点，相互交换它们交叉点后面的那部分基因块，进而产生两个新的子代个体。新生编码可以理解为对两个目标信号编码采用一点交叉规则处理后得到的两个新的信号编码。

具体地，可以采用一点交叉规则对两个目标信号编码进行交叉操作以生成新生编码，进而维持种群的多样性。

S2204、在达到预设终止条件时，将各新生编码分别作为初始正弦信号。

在本发明实施例中，预设终止条件可以理解为预先设置的用于结束遗传算法的阈值条件，预设终止条件可以包括种群的预设迭代次数达到预设次数上限，或者相位组合使叠加后信号的峰峰值小于预设阈值。

具体地，在种群经过多次迭代后，当达到预设终止条件时，可以将预设遗传算法输出的最优新生编码，即最优的相位组合，可以将该相位组合对应的正弦信号分别作为初始正弦信号，其中，预设终止条件可以包括但不限于：种群的预设迭代次数达到预设次数上限、相位组合使叠加后信号的峰峰值小于预设阈值等。

S230、获取不同频率点下的预设阻抗幅值以及预期响应幅值。

具体地，可以从待测电池的历史电池阻抗数据中获取其在不同频率点下的预设阻抗幅值以及预期响应幅值，需要理解的是，预期响应幅值可以根据历史电池阻抗数据以及实际需要进行相应设置，本发明实施例对此不进行限制。

S240、针对电池激励信号将激励幅值设置为对应频率点的预期响应幅值与预设阻抗幅值的比值。

具体地，根据获取到的不同频率点下的预设阻抗幅值以及预期响应幅值，可以将不同频率点下的电池激励信号的激励幅值设置为对应频率点的预期响应幅值与预设阻抗幅值的比值，这样处理的目的是使不同频率对应的激励幅值尽可能均衡，进而使待测电池的响应电压在各个频率下的线性度近似，提高电池阻抗测量的准确性。

S250、将电池激励信号输入待测电池以获取输出响应信号。

具体地，可以将电池激励信号施加在待测电池上，测取到对应的输出响应信号，进一步地，电池激励信号可以是以激励电流的形式，相应地，输出响应信号可以是以响应电压的形式，需要理解的是，本发明实施例采用的是时域测量方法，对于阻抗测量中所使用的硬件和/或软件不作具体限定。

进一步地，在上述发明实施例的基础上，待测电池包括锂离子电池、铅酸电池中至少之一。

S260、将输出响应信号与电池激励信号在频域下的比值作为电池阻抗。

具体地，由于采集到的输出响应信号与电池激励信号均为时域信号，需要通过时域—频域变换将它们转换到频域中，可以采用FFT变换分别对输出响应信号与电池激励信号进行处理，可以将输出响应信号与电池激励信号在频域下的比值作为电池阻抗。

本发明实施例的技术方案，通过随机生成具有不同初始相位的正弦信号集，其中，正弦信号集包括至少两个正弦信号，按照预设遗传算法规则以及正弦信号集确定相位分布均衡的至少两个初始正弦信号，获取不同频率点下的预设阻抗幅值以及预期响应幅值，针对电池激励信号将激励幅值设置为对应频率点的预期响应幅值与预设阻抗幅值的比值，将电池激励信号输入待测电池以获取输出响应信号，将输出响应信号与电池激励信号在频域下的比值作为电池阻抗。本发明实施例通过采用遗传算法优化各频率点的相位，减小了多种正弦信号叠加后的峰峰值；以响应幅值在各频段尽量平均为原则，实现了电池激励信号中各频率信号的幅值优化；使用幅值和相位优化后的电池激励信号对待测电池进行阻抗测量，可以解决由于简单同相位叠加正弦信号带来的峰峰值较大以及电池的一致性较差的问题，有效提高了电池阻抗的测量精度。

实施例三

图4为本发明实施例三提供的一种电池阻抗测量方法的流程图。本实施例在上述实施例的基础上，提供了一种电池阻抗测量方法的一个实施方式，能够对激励信号进行幅值和相位优化，进而实现对电池阻抗的精准测量。如图4所示，本发明实施例三提供的一种电池阻抗测量方法，具体包括如下步骤：

S310、将经过幅值和相位优化的多个不同频率的正弦信号叠加后作为激励信号。

图5为某锂离子电池的阻抗幅频特性曲线图，从图中可以看出，随着测量频率的增大，电池阻抗幅值越来越小，反之则越大。若对电池施加相同幅值的激励电流会使电池在各个频率下的电压响应存在较大差异，尤其是对于阻抗较小的高频段，其电压响应幅值显著低于中低频信号，使得响应电压在高频段的信噪比较低，进而导致测量的精度下降。基于此，为了使电池的响应电压在各个频率下的线性度近似，本发明实施例采用以电池的幅频特性曲线为依据来对激励信号进行幅值优化。幅值优化策略是在测量对应电池的阻抗后，对测试所用的电池各个频率点下的阻抗幅值进行提取，如式(2)所示：

Z

式中，Z

进一步地，设置期望电池在激励作用下，各个频率点统一的响应幅值V

I

式(3)中的I

现有的采用多正弦激励的时域测量法，其激励信号大多只是简单的将正弦信号进行同相位叠加，这样叠加以后的激励信号将会存在极值较高的尖峰点，在测量电池时很可能在激励电流的尖峰点不满足阻抗谱测量的线性原则，导致测量结果出现偏差。同时，信号幅值过高会导致功率放大电路输出饱和失真。

由于大容量锂离子电池内阻普遍较小，所以需要幅值较大的激励电流来提高响应电压的信噪比。如果激励电流只是简单的同相位叠加，合成激励信号的幅值将会进一步增大。受到测试装置本身电路的限制，当激励信号幅值过大时，该电路的输出电流将会出现如图6所示的削顶削底失真的现象，该图是高频段(10Hz～1000Hz)的激励电流的部分波形。基于此，本发明实施例采用遗传算法来对激励信号进行相位优化。相位优化策略是采用遗传算法随机产生各个正弦信号的初始相位，进而可以有效避免优化结果局部最优。

多个不同频率的正弦信号叠加后的信号s

式中，K为激励信号所含的谐波个数；f

Ψ({φ

进一步地，采用10位二进制数对每个正弦信号的相位进行编码，即将[0,2π]采用二进制编码分为L份，其中L等于2

则上述优化问题变成选取合适{p

Ψ({p

接下来采用如图7所示的遗传算法求解上述优化问题，其中，选择算子和交叉算子分别采用二进制锦标赛选择和一点交叉。具体求解过程如下：首先输入多个随机生成的二进制编码后的相位组合，每一个组合方案作为一个染色体参与构成初始种群；在算法的交叉环节，将每条染色体从随机选中的一位开始，将该位及其后面的所有位与另一条染色体交换，从而产生新的相位组合；在选择寻优阶段，则是在种群中随机选取多条染色体，选择其中相位组合最优的进行保留(即相位组合使叠加后信号峰峰值最低)，反复进行该过程，直到染色体数量达到设定的数量，将选出的染色体作为新的种群进行迭代；最终，当迭代次数达到设定值或峰峰值小于设定值时，算法输出历史最优解，即峰峰值最小的相位组合。

综上所述，即可得到经过幅值优化和相位优化的激励信号。

S320、将激励信号施加给被测电池，同时采集输入的叠加信号和被测电池的响应信号。

图8为本发明实施例三提供的一种电池阻抗测量方法的原理示例图。需要理解的是，根据激励信号测取待测电池的阻抗属于现有技术，这里本发明实施例不再赘述。

S330、对激励信号和响应信号分别进行FFT变换处理，得到待测电池在不同频率下的阻抗。

为了验证本发明实施例提出的幅值优化和相位优化的有效性，下面以500Ah阀控式铅酸电池为例，对本发明实施例的优化结果进行说明。所采用的激励信号成分如表1所示。

表1激励信号成分

首先，验证激励信号的幅值优化效果。如图9所示，在进行幅值优化前，该电池在不同频率下阻抗幅值差异较大，尤其在0.1～0.01Hz频段，阻抗幅值大小变化较快。测量时为了保证高频段有足够的信噪比，激励信号幅值较大，导致低频段的电压响应幅值过大，破坏了其测量的线性条件，这也是多正弦叠加激励方法在低频段测量效果不好的原因。而在进行幅值优化后，由图9可以看出各频率响应幅值接近，优化效果明显。为了进一步验证幅值优化策略的有效性，本发明实施例还考察了优化后激励信号运用在多个相同型号、不同荷电状态以及不同健康状态的电池的响应状况。其优化前后的响应幅值均方差如表2所示。

表2幅值优化前后响应均方差

由表2可以看出，针对同种型号不同电池优化前后的均方差都有很大程度的减小，证明了本发明实施例提出的幅值优化策略具有一定的通用性和有效性。

接下来，验证激励信号的相位优化效果。当每个频率点的响应幅值设置为1mV时，优化前后的0.1Hz～10Hz和10Hz～1000Hz两个频率段的激励信号波形如图10所示。相对与优化前，优化后的激励信号在第一个频率段的峰峰值下降了22.7％，在第二个频率段峰峰值下降了23.9％。

由图10可知，在相同幅值设定下，优化后的激励信号的峰峰值明显降低。优化后在同样的电路条件下，可以进一步提高电路的激励，使得测量精度进一步的提高。图11为使用激励信号优化后的电池阻抗测量结果与未经过激励信号优化的电池阻抗测量结果之间的比较。从图11中可以看出，优化后的电池阻抗测量曲线更加光滑，测量结果更加准确，证明了本发明实施例提出的激励信号优化策略的有效性，解决了现有测量方法中由于简单叠加正弦信号带来的峰峰值过大以及线性度一致性较差的缺陷，提高了电池阻抗的测量精度。

实施例四

图12为本发明实施例四提供的一种电池阻抗测量装置的结构示意图。如图12所示，该装置包括：

信号确定模块41，用于确定至少两个初始正弦信号组成电池激励信号，其中，至少两个初始正弦信号的相位分布均衡。

幅值调整模块42，用于基于预设阻抗幅值以及预期响应幅值设置电池激励信号的激励幅值.

电池测量模块43，用于根据电池激励信号测取待测电池的电池阻抗。

本发明实施例的技术方案，通过信号确定模块确定至少两个初始正弦信号组成电池激励信号，其中，至少两个初始正弦信号的相位分布均衡，幅值调整模块基于预设阻抗幅值以及预期响应幅值设置电池激励信号的激励幅值，电池测量模块根据电池激励信号测取待测电池的电池阻抗。本发明实施例在使用电池激励信号对待测电池测量阻抗之前，分别对电池激励信号的相位和幅值进行优化，解决了由于简单叠加正弦信号带来的峰峰值过大以及电池线性度一致性较差的缺陷，提高了电池阻抗的测量精度。

进一步地，在上述发明实施例的基础上，信号确定模块41包括：

正弦信号集生成单元，用于随机生成具有不同初始相位的正弦信号集，其中，正弦信号集包括至少两个正弦信号。

正弦信号确定单元，用于按照预设遗传算法规则以及正弦信号集确定相位分布均衡的至少两个初始正弦信号。

进一步地，在上述发明实施例的基础上，正弦信号确定单元包括：

相位编码子单元，用于按照预设编码规则确定正弦信号集内正弦信号对应相位的信号编码。

目标信号编码选择子单元，用于调用二进制锦标赛选择规则在信号编码内选择两个目标信号编码。

新生编码生成子单元，用于采用一点交叉规则对两个目标信号编码进行交叉操作以生成新生编码。

在正弦信号确定子单元，用于达到预设终止条件时，将各新生编码分别作为初始正弦信号。

进一步地，在上述发明实施例的基础上，预设终止条件包括以下至少之一：种群的预设迭代次数达到预设次数上限、相位组合使叠加后信号的峰峰值小于预设阈值。

进一步地，在上述发明实施例的基础上，幅值调整模块42包括：

幅值获取单元，用于获取不同频率点下的预设阻抗幅值以及预期响应幅值。

激励幅值设置单元，用于针对电池激励信号将激励幅值设置为对应频率点的预期响应幅值与预设阻抗幅值的比值。

进一步地，在上述发明实施例的基础上，电池测量模块43包括：

响应信号获取单元，用于将电池激励信号输入待测电池以获取输出响应信号。

电池阻抗确定单元，用于将输出响应信号与电池激励信号在频域下的比值作为电池阻抗。

进一步地，在上述发明实施例的基础上，待测电池包括锂离子电池、铅酸电池中至少之一。

本发明实施例所提供的电池阻抗测量装置可执行本发明任意实施例所提供的电池阻抗测量方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例五

图13示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备50的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。

如图13示，电子设备50包括至少一个处理器51，以及与至少一个处理器51通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)52、随机访问存储器(RAM)53等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器51可以根据存储在只读存储器(ROM)52中的计算机程序或者从存储单元58加载到随机访问存储器(RAM)53中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 53中，还可存储电子设备50操作所需的各种程序和数据。处理器51、ROM 52以及RAM 53通过总线54彼此相连。输入/输出(I/O)接口55也连接至总线54。

电子设备50中的多个部件连接至I/O接口55，包括：输入单元56，例如键盘、鼠标等；输出单元57，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元58，例如磁盘、光盘等；以及通信单元59，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元59允许电子设备50通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理器51可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器51的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器51执行上文所描述的各个方法和处理，例如电池阻抗测量方法。

在一些实施例中，电池阻抗测量方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元58。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 52和/或通信单元59而被载入和/或安装到电子设备50上。当计算机程序加载到RAM 53并由处理器51执行时，可以执行上文描述的电池阻抗测量方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器51可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行电池阻抗测量方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。

计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。