一種鋰電池容量精準(zhǔn)測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電池容量測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鋰電池容量精準(zhǔn)測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著新能源技術(shù)在全球范圍的推廣，電池技術(shù)不斷發(fā)展，其中測(cè)量電池的剩余電 量（也叫電荷狀態(tài)，即State of Charge)成為電池技術(shù)中一項(xiàng)重要的技術(shù)，得到準(zhǔn)確的SOC 值可以充分了解每節(jié)電池的狀態(tài)，使效率達(dá)到最大，因此，此項(xiàng)技術(shù)是電池技術(shù)中的一項(xiàng)關(guān) 鍵技術(shù)。
[0003] 目前已有的測(cè)量電池的容量的方法有根據(jù)庫(kù)倫值（即C)估計(jì)容量的電流積分法 和基于電池開路電壓計(jì)算剩余容量的方法。
[0004] 在實(shí)際測(cè)量中，即使對(duì)于相同類型的電池，由于測(cè)量條件等的不同導(dǎo)致庫(kù)倫值（C) 或者開路電壓存在差異，從而給測(cè)量容量帶來(lái)誤差。
[0005] 專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N200710089847的專利提供了一種電池容量計(jì)算方法，包括：參考 放電曲線計(jì)算步驟，用于獲得用作參考的放電曲線；校正電壓計(jì)算步驟，用于通過(guò)電池電阻 元件校正電池測(cè)量電壓（Vl)，從而獲得校正電壓（V);以及容量計(jì)算步驟，用于利用校正電 壓（V)，根據(jù)用作參考的放電曲線計(jì)算電池放電容量。容量計(jì)算步驟包括退化指數(shù)計(jì)算步 驟，用于作為因電池退化導(dǎo)致的容量降低比率計(jì)算容量退化指數(shù)（S)。利用校正電壓（V)根 據(jù)用作參考的放電曲線算出的放電容量與容量退化指數(shù)（S)進(jìn)一步相乘，從而計(jì)算放電容 量。此方法雖然避免了電池退化給測(cè)量帶來(lái)的誤差，但是仍舊使用的是測(cè)量電池電壓計(jì)算 剩余容量的方法，精確度仍舊不高，且受環(huán)境影響較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的主要技術(shù)問(wèn)題為：提供了一種較為精確的測(cè)量電池容量的方法， 該方法結(jié)合已有的電流積分法和動(dòng)態(tài)電阻法，避開兩種方法的缺點(diǎn)，使得測(cè)量結(jié)果盡可能 的精確，由于該方法是對(duì)每一個(gè)電池進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算，不去與放電曲線等已有結(jié)果對(duì)比，因此 不受電池退化的影響，而且受環(huán)境影響也較小。而且由于加入了比較反饋的環(huán)節(jié)，使得結(jié)果 較為準(zhǔn)確。因此該方法不僅解決了現(xiàn)有方法的受環(huán)境和電池狀態(tài)影響較大的問(wèn)題，還解決 了準(zhǔn)確度不夠的缺點(diǎn)。
[0007] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種鋰電池容量精準(zhǔn)測(cè)量方法，該方法首先使用動(dòng)態(tài) 電阻法進(jìn)行初步計(jì)算，確定初始參數(shù)；然后進(jìn)行電流積分法的計(jì)算得出初步的SOC值；由于 時(shí)間積累誤差增大，所以每隔時(shí)間T便進(jìn)行動(dòng)態(tài)電阻法測(cè)量SOC作為下一階段電流積分法 的初始值，以校正積分法誤差，以此循環(huán)。
[0008] 本發(fā)明有益效果在于：本發(fā)明結(jié)合電流積分法與動(dòng)態(tài)電阻法的優(yōu)點(diǎn)，互相彌補(bǔ)各 自的缺點(diǎn)。本發(fā)明能使測(cè)量的結(jié)果盡可能的準(zhǔn)確，避開了動(dòng)態(tài)電阻法由于前期測(cè)量誤差較 大帶來(lái)的誤差，同時(shí)能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量出電池的容量，給測(cè)量帶來(lái)較大的便利性。
【附圖說(shuō)明】
[0009] 圖1是本發(fā)明一種鋰電池容量精準(zhǔn)測(cè)量方法的具體流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010] 下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
[0011] 如圖1所示，本發(fā)明一種鋰電池容量精準(zhǔn)測(cè)量方法，具體步驟如下：
[0012] 根據(jù)實(shí)驗(yàn)初始設(shè)置幾個(gè)參數(shù)：
[0013] Vniax，鋰電池滿電時(shí)的最大電壓（額定值）；
[0014] V_，鋰電池放完電后的最小電壓（額定值）；
[0015] Ca和Cb，由大量實(shí)驗(yàn)測(cè)得的中間參數(shù)，表示電量在兩者之間時(shí)可用動(dòng)態(tài)電阻法；
[0016] T，由大量實(shí)驗(yàn)確定的時(shí)間參數(shù)，單位為秒；
[0017] γ，校正參數(shù)；
[0018] 具體流程如下：
[0019] 1)中斷觸發(fā)；
[0020] 2)從電池管理系統(tǒng)中讀取電池電壓，電流信息；
[0021] 3)比較此時(shí)刻電壓V與設(shè)置值V_，V_的大小，
[0022] 若V多Vniax或者V彡V _，說(shuō)明電量已經(jīng)充滿，或者已經(jīng)放完，
[0023] 此時(shí)顯示額定值并轉(zhuǎn)入步驟13)，反之繼續(xù)步驟4);
[0024] 4)取得In的符號(hào)，以判斷充放電，Δ = I n/I In|，
[0025] 取得1"的絕對(duì)值，以便于計(jì)算，I n= 11 n I，
[0026] 記錄該數(shù)據(jù)并暫時(shí)保存；
[0027] 5)比較上一時(shí)刻與此時(shí)刻的電壓值與電流值，
[0028] 若發(fā)生變化即，Vn「Vn# Oand I n fl# 0則繼續(xù)，
[0029] 否則轉(zhuǎn)入步驟7);
[0030] 6)計(jì)算動(dòng)態(tài)電阻并儲(chǔ)存，動(dòng)態(tài)電阻計(jì)算公式如下：
[0032] 7)計(jì)算電量變化量并儲(chǔ)存，電量變化量計(jì)算公式如下：
[0034] 8)比較上一時(shí)刻的電量與設(shè)定值的大小；
[0035] Cnl彡 Ca and CnlSCb
[0036] 若成立則繼續(xù)，否則進(jìn)行步驟10);
[0037] 9) AH積分法求解容量值Cn，轉(zhuǎn)入步驟12);
[0038] 10)判斷是否使用動(dòng)態(tài)電阻法進(jìn)行數(shù)據(jù)校正；
[0039] n mod T = O
[0040] 即每隔T時(shí)間，進(jìn)行一次動(dòng)態(tài)電阻法校正；
[0041] 若成立則繼續(xù)，否則返回步驟9);
[0042] 11)轉(zhuǎn)入動(dòng)態(tài)電阻法進(jìn)行計(jì)算。并對(duì)結(jié)果取權(quán)重為γ和l-γ的校準(zhǔn)；
[0043] Cn= γ C k+ (1- γ ) (Cn ^ Δ X Δ Cn)
[0044] 12)計(jì)算S0C，儲(chǔ)存，此時(shí)刻電池狀態(tài)并輸出至顯示器；
[0045] 13)結(jié)束中斷。
[0046] 本發(fā)明該方法在避免電流積分法與動(dòng)態(tài)電阻法的缺點(diǎn)的同時(shí)，充分發(fā)揮兩種方法 的優(yōu)點(diǎn)。以一種創(chuàng)新的方式將兩種方法結(jié)合，能夠保證測(cè)量結(jié)果不受電池退化的影響，而且 受環(huán)境影響也較小，相比于現(xiàn)有技術(shù)在準(zhǔn)確度上有所突破。
[0047] 因此該方法不僅解決了現(xiàn)有方法的受環(huán)境和電池狀態(tài)影響較大的問(wèn)題，還解決了 準(zhǔn)確度不夠的缺點(diǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鋰電池容量精準(zhǔn)測(cè)量方法，其特征在于：該方法步驟如下： 首先使用動(dòng)態(tài)電阻法進(jìn)行初步計(jì)算，確定初始參數(shù)； 然后進(jìn)行電流積分法的計(jì)算得出初步的SOC值；由于時(shí)間積累誤差增大，所以每隔時(shí) 間T便進(jìn)行動(dòng)態(tài)電阻法測(cè)量SOC作為下一階段電流積分法的初始值，以校正積分法誤差，以 此循環(huán)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰電池容量精準(zhǔn)測(cè)量方法，其特征在于：該方法具體步 驟如下： 1) 中斷觸發(fā)； 2) 從電池管理系統(tǒng)中讀取電池電壓，電流信息； 3) 比較此時(shí)刻電壓V與設(shè)置值V_，V_的大小， 若V彡vmax或者V彡vmin，說(shuō)明電量已經(jīng)充滿，或者已經(jīng)放完， 此時(shí)顯示額定值并轉(zhuǎn)入步驟13)，反之繼續(xù)步驟4); 4) 取得In的符號(hào)，以判斷充放電，Λ=In/|In |， 取得1"的絕對(duì)值，以便于計(jì)算，in= 11nI， 記錄該數(shù)據(jù)并暫時(shí)保存； 5) 比較上一時(shí)刻與此時(shí)刻的電壓值與電流值， 若發(fā)生變化即，VnfV#Oandlbfl# 〇則繼續(xù)， 否則轉(zhuǎn)入步驟7); 6) 計(jì)算動(dòng)態(tài)電阻并儲(chǔ)存，動(dòng)態(tài)電阻計(jì)算公式如下：7) 計(jì)算電量變化量并儲(chǔ)存，電量變化量計(jì)算公式如下：8) 比較上一時(shí)刻的電量與設(shè)定值的大??； Cnl^CaandCnl^Cb 若成立則繼續(xù)，否則進(jìn)行步驟10); 9. AH積分法求解容量值Cn，轉(zhuǎn)入步驟12); 10) 判斷是否使用動(dòng)態(tài)電阻法進(jìn)行數(shù)據(jù)校正； nmodT= 0 即每隔T時(shí)間，進(jìn)行一次動(dòng)態(tài)電阻法校正； 若成立則繼續(xù)，否則返回步驟9); 11) 轉(zhuǎn)入動(dòng)態(tài)電阻法進(jìn)行計(jì)算。并對(duì)結(jié)果取權(quán)重為γ和l-γ的校準(zhǔn)； cn=yck+(i-y) (Cnl+AXACn) 12) 計(jì)算SOC，儲(chǔ)存，此時(shí)刻電池狀態(tài)并輸出至顯示器； 13) 結(jié)束中斷。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋰電池容量精準(zhǔn)測(cè)量方法，該方法首先使用動(dòng)態(tài)電阻法進(jìn)行初步計(jì)算，確定初始參數(shù)；然后進(jìn)行電流積分法的計(jì)算得出初步的SOC值；由于時(shí)間積累誤差增大，所以每隔時(shí)間T便進(jìn)行動(dòng)態(tài)電阻法測(cè)量SOC作為下一階段電流積分法的初始值，以校正積分法誤差，以此循環(huán)。本發(fā)明結(jié)合電流積分法與動(dòng)態(tài)電阻法的優(yōu)點(diǎn)，互相彌補(bǔ)各自的缺點(diǎn)。本發(fā)明能使測(cè)量的結(jié)果盡可能的準(zhǔn)確，避開了動(dòng)態(tài)電阻法由于前期測(cè)量誤差較大帶來(lái)的誤差，同時(shí)能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量出電池的容量，給測(cè)量帶來(lái)較大的便利性。
【IPC分類】G01R31/36
【公開號(hào)】CN105301513
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510882568
【發(fā)明人】許駿, 徐玉博, 賈亦楷, 石磊, 陳昱伊, 何紅
【申請(qǐng)人】北京航空航天大學(xué)
【公開日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年12月3日