一种电池电量精确计量方法技术

一种电池电量精确计量方法，属于电池显示装置技术领域。步骤如下：定周期连续采样放电时电池组的各单体放电端电压，各单体放电电流和各单体温度；计算电池组的各单体放电端电压统一极性后的序列，电池组的各单体放电电流统一极性后的序列和电池组的各单体温度统一极性后的序列属于电量满(1)，高电量(2)，中电量(3)，低电量(4)和电量不足(5)各能级状态灰色类的权，根据电池组放电时各采样参数，依据电量满(1)，高电量(2)，中电量(3)，低电量(4)和电量不足(5)五个能级状态构建能级样本阵，具有可靠性和稳定性、提高了电量显示的精确度。

【技术实现步骤摘要】


本专利技术涉及一种电池电量精确计量方法。

技术介绍

电池组的电量显示，是生活中消费者普遍关心的问题，它直接影响用户充放电决策，经过检索和实际调查发现，目前的电池组电量显示装置和理论，很多都是基于电池组的整体内阻或整体端电压来判定电池组的剩余电量，这些方法和装置在平稳路况时的应用还可以保持足够准确，但是遇到乡村小路，车流拥挤或是复杂路面时，其显示准确度大大降低，且随着电池的老化，其更毫无准确度可言，造成的后果是：采用不正确的充放电时机，加速电池的老化，影响电池组的正常工作.根据电池理论知道与剩余电量直接相关的当属放电时间和放电电流；另外需要特别注意的就是电池组的各单体温度，这也是影响电池组剩余电量的重要因素。
现有技术的电池组的显示存在以下问题：
1、基于电池组内阻或是端电压建立的电量显示模型随着电池的老化，准确度会呈指数规律下降；
2、淡化了电池复杂工况下放电电流无规律性这个重要的和不确定性很强的参数的影响；
3、采用统一的温度修正公式，忽略了单体电池温度的一致性和响应滞后性带来的放电不均衡，进而引起的电量显示不稳和误差过大的问题。
以上问题在实际应用中的体现，用户最明显的感觉是电量显示充足的情况下，其实际工作能力达不到要求。

技术实现思路

本专利技术要解决的技术问题是：针对现有技术中存在的电池组电量显示方面的缺陷，提供了一种电池电量精确计量方法。
本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
该电池电量精确计量方法，其特征在于：步骤如下：
1.1定周期连续采样放电时电池组的各单体放电端电压，电池组的各单体放电电流和电池组的各单体温度；
其中：代表电池组第单体，为采样时刻；
1.2按照上限效果测度统一电池组的各单体放电端电压，电池组的各单体放电电流和电池组的各单体温度的序列极性，序列元素表达式为：
1.3电池组的各单体放电端电压统一极性后的序列，电池组的各单体放电电流统一极性后的序列和电池组的各单体温度统一极性后的序列以电量满(1)，高电量(2)，中电量(3)，低电量(4)和电量不足(5)五个电池组能级状态建立能级样本阵，表达式为：
其中代表电池组的各单体放电端电压统一极性后的序列的采样值；代表电池组的各单体放电电流统一极性后的序列的采样值；代表电池组的各单体温度统一极性后的序列的采样值；
1.4根据电池组能级状态能级样本阵，计算电池组的各单体放电端电压统一极性后的序列，电池组的各单体放电电流统一极性后的序列和电池组的各单体温度统一极性后的序列属于电量满(1)，高电量(2)，中电量(3)，低电量(4)和电量不足(5)各能级状态灰色类的权，表达式为：
，
其中，，，，为电量满(1)，高电量(2)，中电量(3)，低电量(4)和电量不足(5)各能级状态的白化函数；
1.5按灰色系统制高原则确定电池组的单体电量能级，表达式为：
，即为电池组单体在采样时刻的电量；
1.6根据电池组的各单体的电量，按均衡原则计算电池组电量，表达式为：
其中为单体电池个数，电量值若不是整数则遵循向左取整的原则。
所述的电池组可以采样串联或并联，个数不限，串联时各单体电池放电电流值相同，并联时各单体电池端电压值相同。
所述的白化函数的定义如下：
其中为电池组能级状态能级样本阵的元素，。
与现有技术相比，本专利技术一种电池电量精确计量方法所具有的有益效果是：
1、避免了强制性的数学建模导致的随电池老化数据失真的现象，而是根据电池组放电时各采样参数，依据电量满(1)，高电量(2)，中电量(3)，低电量(4)和电量不足(5)五个能级状态构建能级样本阵，具有可靠性和稳定性；
2、充分考虑了放电电流这个与电池电量密切相关和不确定性很强的因素，提高了电量显示的精确度；
3、兼顾了电池组单体温度的变化不一致所引起的整个电池组放电量的不一致性，提高了电量显示的精确度；
4、灰色统计所需样本数据量小，提高了微处理单元的处理速度，从而具备很高的动态实时性。
附图说明
图1是本专利技术的一种电池电量精确计量方法流程图。
图2是本专利技术蓄电池放电电量显示实际效果图。
具体实施方式
下面结合附图1-2对本专利技术的一种电池电量精确计量方法作进一步详细阐述。
如图1所示：
本专利技术的一种电池电量精确计量方法具体步骤如下：
步骤1：定周期连续采样放电时电池组的各单体放电端电压，电池组的各单体放电电流和电池组的各单体温度；定周期为100ms~200ms，取样序列元素个数不少于四个数据单位，其具体表达式为：
；
其中为采样时刻，为采样个数，代表电池组第各单体.电池组可以采样串联或并联形式，个数不限，串联时各单体电池放电电流值相同，并联时各单体电池端电压值相同；
步骤2：按照上限效果测度统一电池组的各单体放电端电压，电池组的各单体放电电流和电池组的各单体温度的序列极性，序列元素表达式为：
序列具体表达式为
；
步骤3：电池组的各单体放电端电压统一极性后的序列，电池组的各单体放电电流统一极性后的序列和电池组的各单体温度统一极性后的序列以电量满(1)，高电量(2)，中电量(3)，低电量(4)和电量不足(5)五个电池组能级状态建立能级样本阵，表达式为：
；
其中代表电池组的各单体放电端电压统一极性后的序列的采样值；代表电池组的各单体放电电流统一极性后的序列的采样值；代表电池组的各单体温度统一极性后的序列的采样值；
步骤4：根据电池组能级状态能级样本阵，计算电池组的各单体放电端电压统一极性后的序列，电池组的各单体放电电流统一极性后的序列和电池组的各单体温度统一极性后的序列属于电量满(1)，高电量(2)，中电量(3)，低电量(4)和电量不足(5)各能级状态灰色类的权，表达式为：
，
其中，，，，为电量满(1)，高电量(2)，中电量(3)，低电量(4)和电量不足(5)各能级状态的白化函数.白化函数的定义如下：
；
；
其中为电池组能级状态能级样本阵的元素，；
步骤5：按灰色系统制高原则确定电池组单体的电量能级，表达式为：
，即为电池组单体在采样时刻的电量，电量显示延迟误差在1s内，为各单体电池电量目标下标值，。
步骤6：根据电池组的各单体的电量，按均衡原则计算电池组电量，表达式为：
其中为单体电池个数，电量值若不是整数则遵循向左取整的原则.此步骤为抑制电池组中落后电池对整个电池组电量显示的干扰，保证各单体电池的均衡性。
实施例1
本专利技术实施例放电对象选择的是江西省南昌市强劲电源科技有限公司生产的强盛免维护电动助力车蓄电池FC12-12共四个串联，该蓄电池20小时放电率下的容量为12AH，蓄电池防腐高精度温度传感器的放置位置为各单体电池内部中心位置.实验路况为近山土路，此种路况不适合定速行驶.行驶时间为41分钟。
下面针对行驶过程中某一时段工况数据，详细阐述本专利技术的一种电池电量精确计量方法。
第一步，单位周期采样个数为5，定周期连续采样放电时电池组的各单体放电端电压，电池组的各单体放电电流和电池组的各单体温度原始序列如表1所示：
表1中、、、代表四个单体电池的放电端电压值，代表串联电池组的放电电流值，、、、代表四个单体的温度值。
第二步，按照上限效果测度统一电池本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池电量精确计量方法，其特征在于：步骤如下1.1定周期连续采样放电时电池组的各单体放电端电压，电池组的各单体放电电流和电池组的各单体温度；其中：代表电池组第单体，为采样时刻；1.2按照上限效果测度统一电池组的各单体放电端电压，电池组的各单体放电电流和电池组的各单体温度的序列极性，序列元素表达式为：1.3电池组的各单体放电端电压统一极性后的序列，电池组的各单体放电电流统一极性后的序列和电池组的各单体温度统一极性后的序列以电量满(1)，高电量(2)，中电量(3)，低电量(4)和电量不足(5)五个电池组能级状态建立能级样本阵，表达式为：其中代表电池组的各单体放电端电压统一极性后的序列的采样值；代表电池组的各单体放电电流统一极性后的序列的采样值；代表电池组的各单体温度统一极性后的序列的采样值；1.4根据电池组能级状态能级样本阵，计算电池组的各单体放电端电压统一极性后的序列，电池组的各单体放电电流统一极性后的序列和电池组的各单体温度统一极性后的序列属于电量满(1)，高电量(2)，中电量(3)，低电量(4)和电量不足(5)各能级状态灰色类的权，表达式为：，其中，，，，为电量满(1)，高电量(2)，中电量(3)，低电量(4)和电量不足(5)各能级状态的白化函数；1.5按灰色系统制高原则确定电池组的单体电量能级，表达式为：，即为电池组单体在采样时刻的电量；1.6根据电池组的各单体的电量，按均衡原则计算电池组电量，表达式为：其中为单体电池个数，电量值若不是整数则遵循向左取整的原则。...

【技术特征摘要】
1.一种电池电量精确计量方法，其特征在于：
步骤如下
1.1定周期连续采样放电时电池组的各单体放电端电压，电池组的各单体放电电流和电池组的各单体温度；
其中：代表电池组第单体，为采样时刻；
1.2按照上限效果测度统一电池组的各单体放电端电压，电池组的各单体放电电流和电池组的各单体温度的序列极性，序列元素表达式为：
1.3电池组的各单体放电端电压统一极性后的序列，电池组的各单体放电电流统一极性后的序列和电池组的各单体温度统一极性后的序列以电量满(1)，高电量(2)，中电量(3)，低电量(4)和电量不足(5)五个电池组能级状态建立能级样本阵，表达式为：
其中代表电池组的各单体放电端电压统一极性后的序列的采样值；代表电池组的各单体放电电流统一极性后的序列的采样值；代表电池组的各单体温度统一极性后的序列的采样值；
1.4根据电池组能级状态能级样本阵，计算电池组的各单体放电端电压统一极性后的序列，电池组的各单体放电电流统一极性后的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高述辕，赵金博，杨海龙，王伟，
申请(专利权)人：山东申普交通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37