【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤矿井下电池电量估算，涉及一种磷酸铁锂电池低功耗下低电压电池电量的准确测算方法。
技术介绍
1、煤矿井下的煤矿开采时需要各种传感器以及相关设备，对该设备的供电由于地理环境和工况等因素使得供电线缆的铺设非常麻烦，为了方便使用以及提高煤矿开采的工作效率，部分设备都会携带电池进行供电。而锂离子电池因具有比能量高、循环寿命长、无记忆性以及自放电率低等优势被广泛应用于人类社会的衣食住行等各方面。
2、磷酸铁锂电池属于锂离子电池的一种，由于其优秀的安全性以及长寿命等优点使得市面上的大部分产品都携带上了磷酸铁锂电池作为设备的供电源，但是随之而来的是也带来了磷酸铁锂电池的缺点，那就是磷酸铁锂的电压平台较窄，更增加了电池的可观测性难度。同时煤矿井下为了避免频繁的更换电池方便人员对产品的使用，各个厂商都在对自身的产品进行低功耗的优化，也因此产品的续航大大提高，但是当用户在将电池充满电后静置一段时间，产生了电池静置电量损耗的现象，这进一步带来了对电池电量计算的难度。当出现以上情况时会导致用户在使用携带了磷酸铁锂电池的产品时会出现产品显示有足够电量但是仪器却突然关机。也可能带来电池电量实际还剩余足够的电量时给客户显示的电量是属于电量偏低的状态。这是因为算法测算出来的电量出现较大的偏差。这大大的影响了用户的体验。
3、目前对磷酸铁锂电池的电量计算有根据电压来估算电池剩余电量的方法，但是对于磷酸铁锂电池而言，电池电压平台较窄，增加了电池的可观测性难度，这就使得通过该方法测量的电压精度有所下降，甚至出现了较大的偏差。另一
4、因此，亟需一种磷酸铁锂电池低功耗下低电压电池电量的准确测算方法。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供一种磷酸铁锂电池低功耗下低电压电池电量的准确测算方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：针对将电池电量划分出两个区域。在电池电量较低时候使用同电压段进行时间积分的办法来估算该电池电量。即是说通过电池电压在持续放电时电压降低后的第一时刻开始计时，直到下一时刻的电压降低时，可获得该电池在该电池电压下的持续时间，根据磷酸铁锂电池的电压特性，当电池电量较低时，随着电压的降低，电压的持续时间也随之降低，使用该方法可较好的测算出电池电量较低的特征点，能够较好的测算出电池的低端电量。在使用该方法时。需要要求电压采集精度足够高，同时对电压值得滤波提出了更高的要求。
3、在电池电量较高时，使用电池电流进行电量的估算。通过充电的电流，时间可以算出电池储存的能量。在放电时同样通过测算电池的放电电流，时间可以算出电池放电能量有多少。
4、通过两种方式的结合，针对低功耗产品可以做到当电池电量较低时可以通过电量较低区间的方法对该电池电量进行修正，可以避免因为使用情况不同而使用电池电流进行电量的估算方法带来的误差，也有着避免电池因为自然损耗带来的电池容量降低带来的影响的优点。
5、本专利技术提出的磷酸铁锂电池低功耗下低电压电池电量的准确测算方法，包括以下步骤：
6、(1)设定三节磷酸铁锂电池串联的充电截止的开路电压为10.50v，在放电截止时的开路电压是8.00v。充电截止时的剩余电量为100％，放电截止时剩余电量为0％。当电池电压在9.50v时以此为分界点划分为电量充足区和低电量区。其分别定义如下：
7、
8、(2)当给电池电量进行充电并且在电量处于电量充足区时，采集充电电流i，时间t。并使用下面公式计算磷酸铁锂电池当前电量。
9、
10、上述式中socn为电池当前的电池电量，qn为电池的额定容量，对磷酸铁锂电池qn会随着电池的老化而减小，但是其循环次数可以达到2000次，同时其变化率较小，可以将qn视为恒定值。
11、在充电时要求通过硬件电路的判断将电池要充至满状态。这样可以通过下式测算出socn的值。
12、
13、可根据该式获得上一轮在电池使用时该电池在对应电压持续时间下的对应的剩余电池电量。通过产品的长期使用可获得更多轮的电池数据，也可使得电池在充电时获得的电池电量数据能够更加的准确。
14、(3)当电池进行放电时并且电量处于电量充足区时使用下面公式计算磷酸铁锂电池当前电量。在电量处于电量充足区时使用该计算结果表示电池电量。
15、
16、(4)当电池进行放电时并且电量处于低电量区时，对电池当前电压对应的时间进行积分处理直到下一刻电压变化的时间。对电压的变化以0.02v为一个电压变化来看待。随着电池的使用，当磷酸铁锂电池在低电压的时候电池以0.02v电压变化的持续时间在逐步递减，可以绘制成以电压为横坐标，每0.02v电池电压变化的持续时间为纵坐标的图表中可以明显的看出。特别是针对低功耗产品来说，使用该方式较好的测算出电池的低电量区间，由绘画出来的图像可知，当电池处于低电量区时每一个电压段在产品使用时持续的时间在逐渐降低，可据此推算出产品的剩余可用大概时间。同时结合着接下来充电换算出的socn可以使得电池电量在显示时更加的贴合电池的实际电量。
17、(5)本专利技术提出的磷酸铁锂电池低功耗下低电压电池电量的准确测算方法，其优点是：本专利技术方法将磷酸铁锂电池的剩余电量范围划分为两个区间，在不同的区间采用不同的方法进行剩余电量计算。当电池处于电量充足区时，使用常见的根据电流测算电量的方式，当电池电压处于低电量区间时使用电压段持续时间来进行测算电池电量，通过使用该方式可以避免电压变化不明显时电池无法准确预计电池电量的问题，在低电量区时也可以保证剩余电量的计算因计算误差累积带来的影响，能较好的通过此方式判断电池的低电量状态以及预计可用时长。针对低功耗产品能大大的提高电池的可利用电量区间。
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1.磷酸铁锂电池低功耗下低电压电池电量的准确测算方法采用的技术方案是：针对将电池电量划分出两个区域。在电池电量较低时候使用同电压段进行时间积分的办法来估算该电池电量。即是说通过电池电压在持续放电时电压降低后的第一时刻开始计时，直到下一时刻的电压降低时，可获得该电池在该电池电压下的持续时间，根据磷酸铁锂电池的电压特性，当电池电量较低时，随着电压的降低，电压的持续时间也随之降低，使用该方法可较好的测算出电池电量较低的特征点，能够较好的测算出电池的低端电量。
2.根据权利要求1所述的磷酸铁锂电池低功耗下低电压电池电量的准确测算方法，其特征在于：所述方法具体包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的磷酸铁锂电池低功耗下低电压电池电量的准确测算方法，其特征在于：所述中，磷酸铁锂电池当前电量的计算公式如下：
【技术特征摘要】
1.磷酸铁锂电池低功耗下低电压电池电量的准确测算方法采用的技术方案是：针对将电池电量划分出两个区域。在电池电量较低时候使用同电压段进行时间积分的办法来估算该电池电量。即是说通过电池电压在持续放电时电压降低后的第一时刻开始计时，直到下一时刻的电压降低时，可获得该电池在该电池电压下的持续时间，根据磷酸铁锂电池的电压特性，当电池电量较低时，随着电压的降低，电压的持续时...
【专利技术属性】
技术研发人员：印露，程绍缘，李炜，
申请(专利权)人：重庆弘域达科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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