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电池健康状态快速检测方法、装置、检测仪及存储介质

泰然健康网
2025-06-09 14:33

本发明涉及一种电池健康状态快速检测方法、装置、检测仪及存储介质，属于电池状态检测仪器领域。

背景技术：

大量动力锂电池用于电动汽车、电动自行车，当电池健康状态衰减至70％以下，则要对动力电池进行回收，改为用于储能电站等其它场合。在汽车、自行车修理车间与电池回收处理车间等应用现场，怎样快速判断电池健康状态就是关键。

在汽车4s店、动力电池储能电站、电池回收处理车间等实际应用现场，基本都是采用简单的仪器，对电池状态做判断。通常，用万用表测量电池开路电压ocv；用内阻表测量电池直流电阻；对电池短路放电观察电池做功能力，这些方法精度都很差。

而在电化学实验室、电池形式认证实验室，则采用昂贵的精密仪器测量电池。使用频率响应分析仪，测量电池的电化学阻抗谱；使用电化学工作站，采用循环伏安法，测量电池的正极与负极材料特征。这些实验室仪器都很昂贵，完成一个电池的测量至少需要几小时，不适合工业应用现场使用。

电池制造与销售商，则采用分容柜，给电池缓慢充电与放电，得出电池的实际容量，作为评判电池健康状态的依据，完成一个电池测量往往要耗费几小时。

电池内部锂离子扩散过程衰减变化是影响电池健康状态的主要因素，而电池在低频段(0.001hz～10hz)的阻抗能表征电池扩散过程。电池激励电流越小，则要测量越低频的阻抗，例如电化学阻抗谱仪以10ma激励电流测量电池阻抗，则要测量低至0.005hz的阻抗，导致测量时间很长。如果电池激励电流很大，例如以10a电流给电池充电，则能有效激发电池内的扩散过程，此时测量5hz的阻抗，也能很好反映扩散过程的特征。所以快速测量阻抗，则要给电池施加大的激励电流。而阻抗是交流电流与交流电压之比，必须在大的直流激励电流上叠加小幅度特定频率交流纹波，才能实现这种测量。有别于精密的电化学阻抗谱仪同时测量微弱的交流电压与交流电流信号，希望仅通过数字信号处理器实现电流纹波测量，这涉及微弱信号处理问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种电池健康状态快速检测方法、装置、检测仪及存储介质，其可以在应用现场快速准确地测量锂离子动力电池健康状态，能有效解决应用现场缺乏可靠快速检测电池健康状态仪器的难题，通过给电池进行高倍率大电流充电，在直流充电脉冲上叠加特定频率的正弦波纹波电流，通过测量若干频率点的电池warburg阻抗，直接检测电池健康状态，大幅提高电池健康状态检测效率，克服电池充电状态、电池充电电流、电池温度对检测结果的影响，为电池健康状态评估提供公平、统一的尺度。

本发明的第一个目的在于提供一种电池健康状态快速检测方法。

本发明的第二个目的在于提供一种电池健康状态快速检测装置。

本发明的第三个目的在于提供一种电池健康状态快速检测仪。

本发明的第四个目的在于提供一种存储介质。

本发明的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种电池健康状态快速检测方法，所述方法包括：

获取测量的电池温度和电池充电电流，并基于设定的电池充电电压和测量的电池充电电流计算电池的warburg阻抗；其中，所述电池充电电流为正弦纹波电流；

将电池的温度、电池的充电电流和电池的warburg阻抗代入电池扩散过程衰减因子表达式，计算得到电池扩散过程衰减因子，以表征电池健康状态；其中，所述电池扩散过程衰减因子表达式由电池warburg阻抗的表达式推导得出。

进一步的，所述电池扩散过程衰减因子表达式的推导过程如下：

选定适合大容量单体电池的扩散过程边界条件，提出计算电池warburg阻抗的表达式，作为电池warburg阻抗的第一表达式；

根据电池warburg阻抗的实部与虚部相等的物理特性，建立电池warburg阻抗的第二表达式；

化简电池warburg阻抗的第二表达式中的常数项以及其他已知量，提取表征电池扩散过程衰减因子，得到电池warburg阻抗的第三表达式；

根据电池warburg阻抗的幅值特性，在电池warburg阻抗的第三表达式的基础上，推导得出电池扩散过程衰减因子表达式。

进一步的，所述电池warburg阻抗的第一表达式，如下：

其中，ae为电极有效面积，d为与材料有关的扩散系数，c为锂离子摩尔浓度，r为气体常数，t为绝对温度，l为电池内离子扩散路径长度，n为载荷子数量，f为法拉第常数；

所述电池warburg阻抗的第二表达式，如下：

所述化简电池warburg阻抗的第二表达式中的常数项以及其他已知量，提取表征电池扩散过程衰减因子，得到电池warburg阻抗的第三表达式，具体包括：

使用电池warburg阻抗的第二表达式中的cae作为表征电池扩散过程衰减因子，并定义kd2＝cae，得到电池warburg阻抗的第三表达式，如下：

其中，kd为电池扩散过程衰减因子。

进一步的，所述根据电池warburg阻抗的幅值特性，在电池warburg阻抗的第三表达式的基础上，推导得出电池扩散过程衰减因子表达式，具体包括：

通过电池warburg阻抗的实部与虚部相等的物理特性，得到电池warburg阻抗的幅值特性，如下：

将代入电池warburg阻抗的第三表达式，得到：

定义n＝kii，并化简常数项，得到电池扩散过程衰减因子表达式，如下：

其中，c为物理常数，t为电池的绝对温度，zw为电池的warburg阻抗，i为电池的充电电流。

本发明的第二个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种电池健康状态快速检测装置，所述装置包括：

获取单元，用于获取测量的电池温度和电池充电电流，并基于设定的电池充电电压和测量的电池充电电流计算电池的warburg阻抗；其中，所述电池充电电流为正弦纹波电流；

检测单元，用于将电池的温度、电池的充电电流和电池的warburg阻抗代入电池扩散过程衰减因子表达式，计算得到电池扩散过程衰减因子，以表征电池健康状态；其中，所述电池扩散过程衰减因子表达式由电池warburg阻抗的表达式推导得出。

本发明的第三个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种电池健康状态快速检测仪，包括单片机、非线性比例积分控制器、buck电路、双通道数字锁定放大器、测量设备以及计算机，所述单片机、非线性比例积分控制器、buck电路、双通道数字锁定放大器、测量设备和计算机依次连接，所述buck电路还与单片机连接；

所述单片机，用于输出额定载波频率的epwm信号，以及使用微边缘定位器在矩形充电脉冲上叠加正弦纹波电流；

所述非线性比例积分控制器，用于将单片机输出的epwm信号整定为矩形充电脉冲，并输入buck电路；

所述双通道数字锁定放大器，用于根据buck电路输入的待测信号，求出测量的正弦纹波电流幅值，并通过测量设备输出正弦纹波电流信号；

所述计算机，用于执行上述的电池健康状态快速检测方法。

进一步的，所述buck电路包括mosfet驱动电路和电池电流检测电路；

所述mosfet驱动电路包括mosfet管，所述电池电流检测电路包括二极管、电感、电容、采样电阻和电压放大电路，所述mosfet管的栅极与单片机的epwm信号输出端口连接，mosfet管的漏极与电源连接，mosfet管的源极与二极管的负极、电感的一端连接，所述二极管的正极接地，所述电感的另一端与电容的一端、电池正极连接，所述电容的另一端接地，所述采样电阻的一端与电池负极连接，采样电阻的另一端接地，采样电阻的两端接入电压放大电路；

所述电压放大电路包括两个运算放大器和四个电阻，两个运算放大器的正向输入端接地，其中两个电阻的一端与运算放大器的反向输入端连接，另外两个电阻的一端与两个运算放大器的反向输入端一一对应连接，另外两个电阻的另一端与两个运算放大器的输出端一一对应连接。

进一步的，所述非线性比例积分控制器采用了电池充电电流控制算法，所述电池充电电流控制算法为比例环节和积分环节的非线性组合，其时域函数如下：

其中，e(t)为t时刻单片机测量电流值和参考值的偏差，kp[e(t)]为比例环节p，kp为比例环节p的增益系数；为积分环节i，ki为积分环节i的增益系数。

进一步的，所述双通道数字锁定放大器包括乘法器、希尔伯特滤波器、低通滤波器、积分环节、除法器和加法器；

所述双通道数字锁定放大器中，根据buck电路输入的待测信号，求出测量的正弦纹波电流幅值，并通过测量设备输出，具体包括：

将待测信号i'(f0)和参考信号输入同一个乘法器并积分得中间量u0，计算公式为：

其中，k为乘法器增益，a2为参考信号幅值，为参考信号与待测信号的未知相位差；

乘法器输出中间信号u0给低通滤波器，低通滤波器滤除高频交流分量得另一中间量

将参考信号输入希尔伯特滤波器做希尔伯特变换，再与待测信号i'(f0)相乘、积分，经过低通滤波器滤除高频交流分量，得到另一中间量

v0信道和v00信道输入除法器，得到测量信号与参考信号的相位差

两个v0信道输入乘法器，两个v00信道输入乘法器，两个乘法器的结果输入加法器，得到所求信号

测量信号v(t)大小，求出测量的正弦纹波电流幅值a1。

本发明的第四个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种存储介质，存储有程序，所述程序被处理器执行时，实现上述的电池健康状态快速检测方法。

本发明相对于现有技术具有如下的有益效果：

1、本发明假设电池内部锂离子扩散过程是有限长度且边界受围墙包围，从而推导出warburg阻抗与电池锂离子浓度、电池电极有效反应面积、电池充电电流、电池温度间的显示表达式，基于这一表达式获得电池扩散过程衰减因子与电池阻抗、电池电流、电池温度的关系式，基于所测量的电池扩散过程衰减因子大小估计电池健康状态。

2、本发明基于锂电池内部锂离子扩散过程的电化学反应原理，提炼出电池扩散过程健康状态因子与电池阻抗的关系，在给电池进行高倍率充电同时，测量特定频率点的电池阻抗。通过所测量的阻抗直接检测电池健康状态，并克服电池电流与电池温度对电池健康状态估计精度的影响，采用具有高分辨率脉冲宽度调制(hrpwm)模块的单片机在给电池充电过程同时叠加小幅度的特定频率电流纹波，通过数字锁定放大器检测正弦纹波电流的幅值与相位，实现电池阻抗的精确测量，能有效解决在锂离子动力电池应用现场，缺乏可靠快速检测电池健康状态仪器的难题，大幅提高电池健康状态检测效率。

3、本发明利用单片机有高分辨率脉冲宽度调制(hrpwm)的特点，把最边缘的pwm时钟周期(16.67纳秒(10-9s))再细分为110小格，每小格为150皮秒(10-12s)，采用单片机内的微边缘定位器控制pwm脉冲边缘以150皮秒为单位，按特定频率正弦变化，从而在大的直流充电脉冲上叠加小幅度的交流纹波电流(正弦纹波电流)；采用数字锁定放大器测量正弦纹波电流的幅值与相位，并把控制微边缘定位器的正弦纹波视为施加在电池上的交流电压信号，从而计算出特定充电倍率电流下的电池电化学阻抗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式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方式，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为本发明实施例1的电池健康状态快速检测仪的结构框图。

图2为本发明实施例1的buck电路的结构示意图。

图3为本发明实施例1的在矩形充电脉冲上叠加正弦纹波电流的示意图。

图4为本发明实施例1的微边缘定位器的工作原理图。

图5为本发明实施例1的微边缘定位器在一个系统周期内按正弦规律变化的示意图。

图6为本发明实施例1的电池充电电流非线性比例积分控制方框图。

图7为本发明实施例1的双通道数字锁定放大器的工作原理图。

图8为本发明实施例1的电池健康状态快速检测方法的流程图。

图9为本发明实施例1的电池扩散过程衰减因子表达式推导过程的流程图。

图10为本发明实施例2的电池健康状态快速检测装置的结构框图。

具体实施方式

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，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供了一种电池健康状态快速检测仪，该检测仪包括单片机101、非线性比例积分控制器102、buck电路103、双通道数字锁定放大器104、测量设备105以及计算机106，单片机101、非线性比例积分控制器102、buck电路103、双通道数字锁定放大器104、测量设备105和计算机106依次连接，buck电路103还与单片机101连接。

如图1和图2所示，buck电路103为基于buck变换原理的模拟电路，其包括mosfet驱动电路和电池电流检测电路，buck电路103与单片机101配合，能够调节电池充电电流并监测电池内部电流。

进一步地，mosfet驱动电路包括mosfet管，电池电流检测电路包括二极管d、电感l、电容c、采样电阻r和电压放大电路，其中二极管d为续流二极管，电感l采用四个并联的电感，电容c为滤波电容，mosfet管的栅极与单片机101的epwm信号输出端口连接，mosfet管的漏极与电源(12v的电压vin)连接，mosfet管的源极与二极管d的负极(阴极)、电感l的第一端连接，二极管d的正极(阳极)接地，电感l的第二端与电容c的第一端、电池gb正极连接，电容c的第二端接地，采样电阻r的第一端与电池gb负极连接，采样电阻r的第二端接地，采样电阻r的两端接入电压放大电路。

进一步地，电压放大电路包括第一运算放大器u1、第二运算放大器u2、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4，第一运算放大器u1和第二运算放大器u2的正向输入端(同相输入端)接地，第一电阻r1的第一端与采样电阻r的第一端连接，第一电阻r1的第二端与第一运算放大器u1的反向输入端(反相输入端)连接，第二电阻r2的第一端与第一运算放大器u1的反向输入端连接，第二电阻r2的第二端与第一运算放大器u1的输出端连接，第三电阻r3的第一端与第一运算放大器u1的输出端连接，第三电阻r3的第二端与第二运算放大器u2的反向输入端连接，第四电阻r4的第一端与第二运算放大器u2的反向输入端连接，第四电阻r4的第二端与第二运算放大器u2的输出端连接。

本实施例中，电感l、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4的第一端为左端，电感l、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4的第二端为右端，电容c和采样电阻r的第一端为上端，电容c和采样电阻r的第二端为下端。

本实施例的调节电池充电电流并监测电池内部电流过程，包括以下步骤：

1)程序通过设置时基计数器的工作模式和控制epwm模块内部的时基周期寄存器在单片机101内部产生额定的载波频率，该epwm模块输出的脉宽调制信号是单片机101内部pwm(脉冲宽度调制)信道和hrpwm(高分辨率脉冲宽度调制)信道输出信号的叠加，pwm信道提供大信号输出，用于产生矩形充电脉冲，hrpwm信道提供更为精细的信号输出，用于在矩形充电脉冲(即直流脉冲)上叠加正弦纹波电流，使用hrpwm信道功能时的buck电路输出电流的波形图如图3所示，从图中可以看出，当mosfet管导通时，电路中的电流为ipwm+ihrpwm；当mosfet管关闭时，电路中的电流为0；因此，ipwm和ihrpwm保有高度一致性，单片机101可以输出叠加在直流脉冲上的正弦纹波信号。

本实施例实现在直流脉冲上叠加正弦纹波电流的关键技术——微边缘定位器(mep)，微边缘定位器是hrpwm中的一项技术，是单片机101内部的一个模块；如图4所示，一般的pwm周期为单片机101系统时钟周期的整数倍，mep技术继续将一个系统时钟周期划分为若干更小的微边缘定位器的工作周期；图4所示各周期的关系可由下式表示：tpwm＝mtsysc、tsysc＝ntmep。其中tpwm为pwm工作周期，tsysc为单片机101系统工作周期，tmep为微边缘定位器工作周期，m和n均为正整数。实际应用中，可根据需求设定单片机101的工作频率，并确定m和n的取值。

进一步地，如图5所示，epwm模块中的cmpahr寄存器控制叠加电流的频率与幅值，设计程序使cmpahr寄存器输出的值在一个系统工作周期内按某一正弦规律变化，即可在直流脉冲上叠加正弦纹波电流。

2)epwm信号由单片机101发出，通过非线性比例积分控制器102整定为矩形充电脉冲，由mosfet驱动电路流入mosfet管的栅极，mosfet放大后的信号流入电池电流检测电路。

3)当epwm信号为高电平时，mosfet管导通，二极管d的阳极电压为零，阴极电压为正，反向截止；电感l中的电流逐渐增加，在电感l两端产生左端正右端负的自感电势阻碍电流继续上升，电感l将电能转化为磁能存储起来；当epwm信号为低电平时，mosfet管关闭，电感l中的电流并不突变，其自感电势阻碍电流下降，从而使二极管d正向偏置导通，于是电感l中的电流经二极管d构成回路，电流值逐渐下降，电感l中储存的磁能转化为电能释放给电池；电容c接地和电感l减小输出电压vout的波动。

4)限定第一电阻r1和第三电阻r3的阻值，改变第二电阻r2和第四电阻r4的大小，可以改变电压的放大倍数，电压放大电路将电池电压测量值反馈到单片机101，单片机101将反馈信号处理后，输出合适占空比的epwm信号，从而使得电池的输入电流是可控的。

非线性比例积分控制器102可以将单片机101输出的epwm信号整定为矩形充电脉冲，并输入buck电路103，由于电池充电电流测量值并非线性变化，所以传统的pid(proportionintegrationdifferentiation，比例积分微分)控制不能满足本实施例的电池健康状态快速检测仪的控制需求，本实施例根据被控电流的变化规律建立了数学模型，并提出如图6所示的非线性比例积分控制对该epwm信号进行整流，用以降低调节时间并减小超调量。

进一步地，非线性比例积分控制器采用了电池充电电流控制算法，电池充电电流控制算法为比例环节和积分环节的非线性组合，其时域函数如下：

其中，e(t)为t时刻单片机测量电流值和参考值的偏差，因此本实施例控制的目的是调整u(t)的值，使e(t)的值稳定在0附近。

kp[e(t)]为比例环节p，kp为比例环节p的增益系数，其本身也是个相对e(t)的函数，由于比例环节响应速度最快，效果最明显，kp参数是影响系统响应，产生超调的最主要原因之一；当系统偏差较大时，则实时增加kp；当系统偏差变小时，则实时适当减小kp，变化公式为：kp＝a1em(t)+b1，根据电池的非线性特性，m可取2。

为积分环节i，ki为积分环节i的增益系数，其本身也是相对e(t)的函数。ki参数主要是提升系统稳定特性，若ki过大，也会使系统超调；积分环节的作用是用来消除系统的稳态误差，所以当系统偏差较大时，则实时减小ki，当系统偏差变小时，则实时增大ki，变化公式为：ki＝a2en(t)+b2，n可取0.5。

本实施例引入了两个非线性环节，每个非线性环节有两个可调节参数，非线性环节整体共有a1、b1、a2、b2这四个参数以供调节，本实施例根据每次不同的试验数据对以上四个参数进行调节，每一次调试都要对四个参数全部重新调整。

参考图3的输入信号和图2的buck电路图，图2中反馈给单片机101的测量电流可表示为：

其中，i(f0)为待测信号，dct为缓慢变化的高倍率直流信号，而表示小幅度的交流信号，u(n)为噪声。

使用数字趋势滤波器，滤除缓慢变化的直流项dct，得到交流变化项：

双通道数字锁定放大器104，用于根据buck电路103输入的待测信号，求出测量的正弦纹波电流幅值，并通过测量设备输出正弦纹波电流信号，其中测量设备105可以为示波器等设备；具体地，双通道数字锁定放大器104包括乘法器、希尔伯特滤波器、低通滤波器、积分环节、除法器和加法器。

如图7所示，本实施例的双通道数字锁定放大器104的工作原理如下：

1)将待测信号i'(f0)和参考信号输入同一个乘法器并积分得中间量u0，计算公式为：

其中，k为乘法器增益，a2为参考信号幅值，为参考信号与待测信号的未知相位差。

2)乘法器输出中间信号u0给低通滤波器，低通滤波器滤除高频交流分量得另一中间量

3)将参考信号输入希尔伯特滤波器做希尔伯特变换，再与待测信号i'(f0)相乘、积分，经过低通滤波器滤除高频交流分量，得到另一中间量

4)v0信道和v00信道输入除法器，得到测量信号与参考信号的相位差

5)两个v0信道输入乘法器，两个v00信道输入乘法器，两个乘法器的结果输入加法器，得到所求信号

6)测量信号v(t)大小，求出测量的正弦纹波电流幅值a1。

计算机106，用于获取测量的电池温度和电池充电电流，并基于设定的电池充电电压和测量的电池充电电流计算电池的warburg阻抗(瓦伯格阻抗，即电化学阻抗)；将电池的温度、电池的充电电流和电池的warburg阻抗代入电池扩散过程衰减因子表达式，计算得到电池扩散过程衰减因子，以表征电池健康状态；其中，电池的温度可以通过热电偶测量，电池的充电电流为通过上述测量设备105输出得到的正弦纹波电流，电池的warburg阻抗为表征电池扩散过程的阻抗，计算公式为：

如图8所示，本实施例还提供了一种电池健康状态快速检测方法，该方法基于上述的电池健康状态快速检测仪实现，包括以下步骤：

s801、单片机输出额定载波频率的epwm信号。

s802、非线性比例积分控制器将单片机输出的epwm信号整定为矩形充电脉冲，并输入buck电路。

s803、使用微边缘定位器在矩形充电脉冲上叠加正弦纹波电流。

s804、使用双通道数字锁定放大器接收buck电路输入的待测信号，求出测量的正弦纹波电流幅值，并通过测量设备输出正弦纹波电流信号给计算机。

s805、计算机获取测量的电池温度和正弦纹波电流，并基于设定的电池充电电压和测量的正弦纹波电流计算电池的warburg阻抗。

s806、将电池的温度、电池的充电电流和电池的warburg阻抗代入电池扩散过程衰减因子表达式，计算得到电池扩散过程衰减因子，以表征电池健康状态。

如图9所示，本实施例的电池扩散过程衰减因子表达式的推导过程如下：

s901、选定适合大容量单体电池的扩散过程边界条件，提出计算电池warburg阻抗的表达式，作为电池warburg阻抗的第一表达式。

具体地，本实施例基于“有限扩散长度与不可穿透围墙”理论，为了定量计算锂电池中内部物质的扩散边界，提出电池warburg阻抗的表达式：

其中，ae为电极有效面积，d为与材料有关的扩散系数，c为锂离子摩尔浓度，r为气体常数，t为绝对温度，l为电池内离子扩散路径长度，n为载荷子数量，f为法拉第常数。

s902、根据电池warburg阻抗的实部与虚部相等的物理特性，建立电池warburg阻抗的第二表达式。

具体地，由电池warburg阻抗的实部与虚部相等的物理特性，重新定义电池warburg阻抗的表达式，作为电池warburg阻抗的第二表达式：

s903、化简电池warburg阻抗的第二表达式中的常数项以及其他已知量，提取表征电池扩散过程衰减因子，得到电池warburg阻抗的第三表达式。

由于电池的阻抗测量是在同一大电流激励下完成，“a2(ω)(1-j)”只和电池的温度变化有关。

使用电池warburg阻抗的第二表达式中的cae作为表征电池扩散过程衰减因子，并定义kd2＝cae，得到电池warburg阻抗的第三表达式，如下：

其中，kd为电池扩散过程衰减因子。

s904、根据电池warburg阻抗的幅值特性，在电池warburg阻抗的第三表达式的基础上，推导得出电池扩散过程衰减因子表达式。

该步骤s904具体包括：

s9041、通过电池warburg阻抗的实部与虚部相等的物理特性，得到电池warburg阻抗的幅值特性，如下：

s9042、将代入电池warburg阻抗的第三表达式，得到：

s9043、定义n＝kii，并化简常数项，得到电池扩散过程衰减因子表达式，如下：

其中，c为物理常数，t为电池的绝对温度，zw为电池的warburg阻抗，i为电池的充电电流。

观察电池扩散过程衰减因子表达式，可以看出，kd是一个仅受电池warburg阻抗、电池的温度、电池的充电电流影响的物理量。

应当注意，尽管在附图中以特定顺序描述了上述实施例方法的操作，但是这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。相反，描绘的步骤可以改变执行顺序。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

实施例2：

如图10所示，本实施例提供了一种电池健康状态快速检测装置，该装置包括获取单元1001和检测单元1002，各个单元的具体功能如下：

获取单元1001，用于获取测量的电池温度和电池充电电流，并基于设定的电池充电电压和测量的电池充电电流计算电池的warburg阻抗；其中，所述电池充电电流为正弦纹波电流。

检测单元1002，用于将电池的温度、电池的充电电流和电池的warburg阻抗代入电池扩散过程衰减因子表达式，计算得到电池扩散过程衰减因子，以表征电池健康状态；其中，所述电池扩散过程衰减因子表达式由电池warburg阻抗的表达式推导得出。

上述单元的具体实现参见上述实施例1，不再一一赘述；再次需要说明的是，上述实施例提供的装置仅以上述各功能单元的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元完成，即将内部结构划分成不同的功能单元，以完成以上描述的全部或者部分功能。

实施例3：

本实施例提供了一种存储介质，该存储介质为计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现上述实施例1的电池健康状态快速检测方法，如下：

需要说明的是，本实施例的计算机可读存储介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

综上所述，本发明利用buck电路、非线性比例积分控制技术、hrpwm技术和双通道数字锁定放大器计算出了锂电池在特定频率充电电流下的内部阻抗，并基于“有限扩散长度与不可穿透围墙”理论，推算出该阻抗可以代表电池内部离子扩散过程的衰减程度，从而明确被测电池的健康状态。

以上所述，仅为本发明专利较佳的实施例，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。