推进LiFePO4电池SOC估计：采用短周期正弦波脉冲的电化学阻抗谱

对于LiFePO4 (LFP)电池的充电状态(SOC)估计由于其平坦的开路电压而面临挑战。最近的研究表明，电化学阻抗谱(EIS)为LFP电池的SOC估计提供了一种有前景的方法。本研究探讨了一种基于短时正弦电流脉冲获得的EIS数据的实用SOC估计方法。首先，对LFP电池的EIS在宽广的频率范围(0.01Hz至1000Hz)和SOC范围(0至1)中进行表征。在0.01Hz时，EIS的幅值和相位表现出最高的信噪比，因此被选择为SOC估计的特征。然后开发并验证了一个EIS识别算法以重建0.01Hz时的EIS。该方法利用傅里叶级数展开来近似小正弦电流扰动下的电压响应。之后通过将重建的EIS映射到实验EIS数据上来执行SOC估计。最后，使用不同幅度的正弦电流（0.05A和0.1A）和不同电池操作模式（放电和充电）验证了所提出的SOC估计方法。结果表明，使用该估计算法快速而准确地初始化LFP电池SOC。• 基于EIS的LiFePO4电池快速SOC估计方法，采用正弦电流。• 0.01Hz的EIS显示出最高的信噪比以实现准确的SOC估计。• SOC估计算法解决了LFP电池中平坦OCV-SOC曲线带来的挑战。• 正弦波脉冲有效重建EIS，实现可靠的SOC预测。• 使用电流/电压信号数据实用SOC估计，无需昂贵设备。