锂离子电池在电力系统储能电站中得到广泛的应用,尽早准确感知每个单体电池内部的温度,对储能电站的安全稳定运行具有重要的意义。研究表明,电池的阻抗角与内部温度呈现一定的关系,通过电池的阻抗角测量可以估计电池的内部温度。本文设计了一种电池阻抗角测量方案并将其实现,开展的主要工作如下:(1)对储能电池阻抗角测量的需求进行了分析,确定了测量指标并给出了总体测量方案。选定储能电池对象后,对电池的阻抗和阻抗角进行了需求分析,具体分析了阻抗角的测量范围以及满足应用要求所需要的测量精度和分辨率,确定了测量指标。根据需求,在比较不同检测原理的基础上,选定过零检测法作为测量方案的核心,进而给出了阻抗角测量的总体方案。(2)设计了一种专用于储能电池的强直弱交无相移分离电路,解决了弱信号高放大倍数时直流分量形成的放大器饱和失真问题。为实现阻抗角的测量,难点是在电池输出直流电压的基础上无相位偏移地得到电池阻抗生成的交流弱电压信号。首先利用负反馈原理,给出交直分离电路的框图,然后以电池响应电压的范围为参考,初步完成了交直流分离电路的设计,在Multisim中搭建出交直分离电路进行仿真分析。通过仿真分析,在优化电路参数设计的同时,也验证了电路设计的可行性,可以为后续的弱信号高放大倍数放大提供支持。(3)以交直流分离电路为核心,进行了阻抗角测量电路的总体实现和验证。在实验室中从硬件和软件两方面完成了整体测量电路的制作和编程,并以校验设备和一种储能电池为对象进行了测试,测试结果表明,本文设计的阻抗角测量方案可以满足储能电池的测量需求,能够实现用于储能电池的阻抗角测量,且具有成本低,便于集成的优势。