近年来,以锂离子电池为代表的电化学储能领域火灾或者爆炸事故频繁发生,当前的电池管理系统因对电池内部信息感知不充分而不能及时预警安全事故的发生。研究表明,电池的交流阻抗谱和电池的内部信息如电池的内部温度、荷电状态和老化状态等存在紧密的联系。电化学工作站是实验室获取交流阻抗谱的专业仪器,但是价格昂贵、有测量场地的限制并且不能在线测量,阻碍了电池交流阻抗谱的应用研究。本文旨在开发一种面向实验室的、低成本的锂离子电池交流阻抗谱在线测量仪,主要研究内容如下:（1）根据锂离子电池交流阻抗谱的实际研究需求,确定了交流阻抗谱在线测量仪的技术指标,给出了总体的测量方案。本文进行了测量对象锂离子电池交流阻抗谱在线测量的需求分析,确定了测量的频率范围以及测量精度等技术指标,通过电池阻抗测量的研究现状比较了不同的阻抗测量方法,最终设计了包含电源模块,多路选择模块,无相位偏移电压电流通道等模块的总体测量方案。（2）分析了锂离子电池交流阻抗谱在线测量的关键技术和难点,设计了电流源激励发生装置和强直弱交信号分离方案。电流源激励具有内阻大、电流恒定和抗干扰力强的特点,不受电池工作状态的影响,本文以FPGA和数模转换芯片为核心设计了一套宽频带、低谐波的激励电流源发生装置;强直弱交信号分离模块以差分放大器为核心设计了反相叠加电路去除电池自身的电压和由负载干扰和电路元器件带来的直流偏置,其中电池自身电压由差分放大器获取,电路带来的直流偏置由设计的跟踪补偿算法获取。经电路测试表明去直流效果良好。（3）完成了测量仪整体的硬件和软件设计,完整的电路板制作和人机交互界面的设计。完成了主控制器FPGA的选择与设计、电源电路模块、多路通道选择模块、程控放大模块、通信模块、数据处理与计算模块以及人机交互界面的设计和PCB的布局布线,在实验室完成了整体电路板的焊制和软件的编程。（4）对各电路模块进行了测试,完成了总体的测量结果验证。对测量仪的各个模块完成了测试和分析;以13Ah磷酸铁锂电池为对象,实验室电化学工作站为对照设备,完成了测量结果验证;构建13Ah磷酸铁锂电池的等效电路模型,使用阻抗拟合软件ZSimpWin分别对自研测量仪和电化学工作站所测得的交流阻抗谱进行参数拟合和结果对比;以10mΩ精密电阻为对象,进行了离线和在线测量结果的比较;此外,还设计了磷酸铁锂电池针刺实验进一步验证了本测量仪在线测量数据的有效性。实验结果表明,本文设计的锂离子电池交流阻抗谱在线测量仪能够满足实际测量需求。