随着全球经济发展，能源危机逐步加剧，环境问题也日益突出，世界各国就应对气候变化、实现碳中和逐渐达成共识。在“碳达峰、碳中和”目标的引领下，新能源锂离子电池产业作为绿色产业的重要组成部分，迎来了前所未有的高速增长。电池健康状态是保证系统安全稳定运行的关键，健康状态估计不准将影响电池的使用性能，甚至引发电池滥用等问题。

电化学阻抗谱通过宽频范围内电池的阻抗特征来反映其内部的电化学过程，蕴含了大量电池老化信息，已经逐渐成为分析锂离子电池性能的有力工具。然而，传统的阻抗谱测试方法耗时长、成本高昂。为此，本文以实现锂离子电池的精细化检测与健康状态快速评估为目标，围绕基于电化学阻抗谱重构技术的电池健康状态估计方法展开研究。

重点内容

1. M序列与逆重复M序列生成原理

最大长度序列（maximum length sequence, MLS）简称为M序列，是基本的一种伪随机二进制序列，易生成，规律性强，通常采用多级反馈移位寄存器生成，如图1所示为生成M序列的n级线性移位寄存器的结构示意图。

逆重复M序列的生成方法与M序列同样简单。首先，在长度为N的M序列的基础上，取2N位的M序列；然后，将其隔位取逆得到的新序列即为逆重复M序列。其包含以下特点：1）周期为原M序列的2倍；2）包含2种出现频率相等的幅值状态，不存在直流分量；3）具有逆对称性，该特性可抑制测量过程中缓慢随机漂移对辨识结果的影响。

2. 基于逆重复 M 序列的快速阻抗谱测试

逆重复M序列仅在特定的带宽范围内有效，仅采用一段单独的逆重复M序列难以实现对目标频带范围内阻抗谱的准确测试。因此，为了尽可能拓宽测量频率的有效范围，同时提高快速阻抗谱测试的精度，设计了三段拥有不同长度与时钟频率的逆重复M序列，分别实现对高、中、低频阻抗谱的快速测试。

⬆ 图2  基于三段逆重复M序列生成的电流激励及相应的电压响应

北京交通大学国家能源主动配电网研发中心自“九五”时期一直致力锂离子电池状态评估、BMS系统研发、电池系统集成和电池寿命测试评价方面研究，是国内首个开展锂电池管理系统技术研究并实现规模产业化的单位。BMS产品曾占国内50%以上市场份额，应用于北京奥运会、上海世博会、广州亚运会等重大活动，主导了国内90％以上轨道交通储能系统研究项目，车载储能系统广泛应用于“复兴号”高铁和京张高铁冬奥专线等重大项目。