一种电池容量精准测量方法技术

本发明专利技术涉及一种电池容量精准测量方法，首先通过动态电阻法得到电池的剩余容量初值，即SOC初值，然后判断此SOC值是否在设定的5个参数段，在相应的参数段，根据相应的方法得到精确的SOC值；相应的包括安时积分法和力学参数法等。本发明专利技术综合采用了力学特性与SOC值得关系、电流积分法以及动态电阻法，避开了三种方法中每种的缺点，使得结果精确可信。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电池容量测量
，特别涉及一种电池容量精准测量方法。
技术介绍
随着能源的不断消耗，新能源技术已经成为新时代迫切需要的技术，而电池技术也在不断发展，在电池技术中，电池的剩余电量(也叫电荷状态，即StateofCharge)的估算是一项至关重要的技术，得到准确的SOC值可以充分了解每节电池的状态，从而可以最大化电池组的效率。目前已有的测量电池的容量的方法有根据库伦值估计容量的电流积分法和基于电池开路电压计算剩余容量的方法。在实际测量中，即使对于相同类型的电池，由于测量条件等的不同导致库伦值或者开路电压存在差异，从而给测量容量带来误差。专利申请号为CN200710089847的专利提供了一种电池容量计算方法，包括：参考放电曲线计算步骤，用于获得用作参考的放电曲线；校正电压计算步骤，用于通过电池电阻元件校正电池测量电压(V1)，从而获得校正电压(V)；以及容量计算步骤，用于利用校正电压(V)，根据用作参考的放电曲线计算电池放电容量。容量计算步骤包括退化指数计算步骤，用于作为因电池退化导致的容量降低比率计算容量退化指数(S)。利用校正电压(V)根据用作参考的放电曲线算出的放电容量与容量退化指数(S)进一步相乘，从而计算放电容量。此方法虽然避免了电池退化给测量带来的误差，但是仍旧使用的是测量电池电压计算剩余容量的方法，精确度仍旧不高，且受环境影响较大。而专利申请号为CN201310652648的专利提供了一种电池容量评估方法，包括，通过电流积分以及数据表查询两种方式对电池容量进行评估，虽然精度较高，但是却是采用电学的方法进行测量和估算，仍不能够较为精确的得到SOC的值而且受外界因素影响较大，鲁棒性较差。
技术实现思路
本专利技术技术解决方案：克服现有技术的不足，提供一种电池容量精准测量方法，本专利技术采用的技术方案为：一种电池容量精准测量方法，首先通过动态电阻法得到电池的剩余容量SOC值，然后判断此SOC值是否在设定的5个参数段，在相应的参数段，根据相应的方法得到精确的SOC值；5个参数段中包括4个参数，4个参数为c1,c2,c3,c4，0＜c1＜c2＜c3＜c4＜1；在相应的参数段，根据相应的方法得到精确的SOC值的过程具体如下：(1)当SOC值＜c1时，采用安时积分法计算电池容量SOC；(2)当c1≤SOC值＜c2时，采用安时积分法和力学参数法两个方法加权，计算电池容量SOC；(3)当c2≤SOC值＜c3时，采用力学参数法，计算电池容量SOC；(4)当c3≤SOC值＜c4时，采用安时积分法和力学参数法两个方法加权，计算电池容量SOC；(5)当c4≤SOC值≤1时，采用安时积分法计算电池容量SOC。所述动态电阻法得到SOC值的公式如下：SOCn=12×anow×(ΔrnΔSOCn-bnow)]]>其中：SOCn为当前时刻的SOC的初始值，anow和bnow为中间变量，anow=Δ(Δr)n2×Δ(ΔSOC)n]]>bnow=borigin×(anow-aorigin)2×anow]]>aorigin和borigin为电池出厂参数；Δ(Δr)n为相邻两个时刻动态电阻平均值之差，Δ(Δr)n＝ravg,n-ravg,n-1rn=ΔVΔI]]>ravg,n=rn+rn-1+rn-23]]>rn为当前时刻动态电阻，rn-1为前一时刻n-1动态电阻，rn-2为相对于rn-1前一时刻动态电阻，ravg,n为当前时刻动态电阻平均值，ΔV，ΔI分别为电池电压变化量和电流变化量；ravg,n-1为前一时刻动态电阻平均值，计算公式与ravg,n相同；Δ(ΔSOC)n＝ΔSOCn-ΔSOCn-1当前时刻总电量变化：ΔSOCn=In-1+In2×Crated×3600]]>Crated为1小时内放电完毕的电流大小，In为当前时刻电流值，In-1为前一时刻电流值。所述c2取0.2，c3取0.65，c1取0.1，c4取0.75。所述(1)和(5)中采用安时积分法电池容量SOC如下：SOCna=SOCn-1-ΔCnC]]>其中：SOCna为当前时刻电池容量，SOCn-1为前一时刻的SOC值，C为SOC＝1时对应的电池电量；ΔCn=In+In-12]]>ΔCn为电池由n-1时刻放电至当前n时刻的电量变化值，In为当前时刻电流值，In-1为前一时刻电流值。所述(2)和(4)中采用安时积分法和力学参数法两个方法加权，计算电池容量SOC如下：SOCn＝γSOCnε+(γ-1)SOCna其中，SOCn为当前时刻电池容量，γ为采用力学参数法的电池容量权重，(γ-1)为采用安时积分法的电池容量权重，γ=[(C-C1)×100]10]]>εn为SOC所对应理论应变值，εn与SOCnε之间的关系：SOCnε＝f1-1(εn)εn＝f1(SOCnε)由所述(1)中动态电阻法计算SOC值过程得到初始残余应变量：Δϵ=ϵre-ϵn1]]>其中设定动态电阻法中循环时间为n1，指的是循环次数为n1时刻的理论应变值，εre为动态电阻法循环次数n1时刻结束时的实测应变，理论应变值εn与实际测得应变值ε之间的关系：ε＝εn+Δε因此：f1-1(ϵn)=f1-1(ϵ-(ϵre-ϵn1))=f2(ϵ)]]>故SOCnε＝f1-1(εn)＝f2(ε)。所述(3)中采用力学参数法计算电池容量SOC如下：SOCnε＝f1-1(εn)＝f2(ε)其中SOCnε为当前时刻电池容量，ε＝εn+Δε，ε为实际测得应变值，εn为理论应变值，残余应变量设定动态电阻法中循环时间为n1，指的是循环次数为n1时的理论应变值，εre为动态电阻法循环次数n1时结束时的实测应变。本专利技术与现有技术相比的优点在于：(1)本专利技术综合采用了力学特性与SOC值的关系、电流积分法以及动态电阻法，避开了三种方法中每种的缺点，使得结果精确可信。(2)采用了动态电阻法来求初始值，弥补了电流积分法不能求初值的缺点；(3)采用了电池力学性能与SOC的关系，由于采用了力学的方法，较电学方法误差小，使得SOC值精确可信，且鲁棒性好；(4)采用了加权平均对采用力学性能的方法和电流积分法进行了过渡，使得结果符合实际情况，且过渡平稳。(5)采用过渡处理，使得SOC值的变化符合实际情况，且过渡平稳。(6)能够实时测量电池的剩余电量，测量方便。附图说明图1为本专利技术实现流程图；图2为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池容量精准测量方法，其特征在于：首先通过动态电阻法得到电池的剩余容量SOC值，然后判断此SOC值是否在设定的5个参数段，在相应的参数段，根据相应的方法得到精确的SOC值；5个参数段中包括4个参数，4个参数为c1,c2,c3,c4，0<c1<c2<c3<c4<1；在相应的参数段，根据相应的方法得到精确的SOC值的过程具体如下：(1)当SOC值<c1时，采用安时积分法计算电池容量SOC；(2)当c1≤SOC值<c2时，采用安时积分法和力学参数法两个方法加权，计算电池容量SOC；(3)当c2≤SOC值<c3时，采用力学参数法，计算电池容量SOC；(4)当c3≤SOC值<c4时，采用安时积分法和力学参数法两个方法加权，计算电池容量SOC；(5)当c4≤SOC值≤1时，采用安时积分法计算电池容量SOC。

【技术特征摘要】
1.一种电池容量精准测量方法，其特征在于：首先通过动态电阻法得到电池的剩
余容量SOC值，然后判断此SOC值是否在设定的5个参数段，在相应的参数段，根据
相应的方法得到精确的SOC值；5个参数段中包括4个参数，4个参数为c1,c2,c3,c4，
0<c1<c2<c3<c4<1；在相应的参数段，根据相应的方法得到精确的SOC值的过程
具体如下：
(1)当SOC值<c1时，采用安时积分法计算电池容量SOC；
(2)当c1≤SOC值<c2时，采用安时积分法和力学参数法两个方法加权，计算电池
容量SOC；
(3)当c2≤SOC值<c3时，采用力学参数法，计算电池容量SOC；
(4)当c3≤SOC值<c4时，采用安时积分法和力学参数法两个方法加权，计算电池
容量SOC；
(5)当c4≤SOC值≤1时，采用安时积分法计算电池容量SOC。
2.根据权利要求1所述的电池容量精准测量方法，其特征在于：所述动态电阻法
得到SOC值的公式如下：
SOCn=12×anow×(ΔrnΔSOCn-bnow)]]>其中：SOCn为当前时刻的SOC的初始值，anow和bnow为中间变量，
anow=Δ(Δr)n2×Δ(ΔSOC)n]]>bnow=borigin×(anow-aorigin)2×anow]]>aorigin和borigin为电池出厂参数；Δ(Δr)n为相邻两个时刻动态电阻平均值之差，
Δ(Δr)n＝ravg,n-ravg,n-1rn=ΔVΔI]]>ravg,n=rn+rn-1+rn-23]]>rn为当前时刻动态电阻，rn-1为前一时刻n-1动态电阻，rn-2为相对于rn-1前一时刻动态
电阻，ravg,n为当前时刻动态电阻平均值，ΔV，ΔI分别为电池电压变化量和电流变化量；

\travg,n-1为前一时刻动态电阻平均值，计算公式与ravg,n相同；
Δ(ΔSOC)n＝ΔSOCn-ΔSOCn-1当前时刻总电量变化：
ΔSOCn=In-1+In2×Crated×3600]]>Crated为1小时内放电完毕的电流大小，In为当前时刻电流值，In-1为前一时刻电流值。
3.根据权利要求1所述的电池容量精准测...

【专利技术属性】
技术研发人员：许骏，徐玉博，石磊，贾亦楷，何红，陈昱伊，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11