本發(fā)明涉及鋰離子電池
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及到一種鋰離子電池組的剩余電量計算方法。
背景技術(shù)：
：在各種電子產(chǎn)品中，有許多產(chǎn)品的電源是由鋰離子電池組供電，典型的如筆記本電腦和平板電腦，還包括電動自行車、電動平衡車、通信后備電池組等等，這些鋰離子電池組都需要電量計量功能，以便在設(shè)備上顯示剩余電量百分比。市場上常用的電量計算方法有電壓查表法和庫侖計算法，但電池組在不同溫度和不同負(fù)載電流情況進(jìn)行放電時，容量值是個變化值，這會導(dǎo)致剩余容量計算的誤差較大。市場上還有采用卡爾曼濾波算法和阻抗跟蹤法的電量計算法，但計算復(fù)雜，成本較高。市場上已有的鋰離子電池剩余容量計算方法中，在不同溫度和不同負(fù)載電流情況下的剩余容量會計算不準(zhǔn)確，有些方法的成本較高，而且這些算法是針對整個電池組的電量進(jìn)行計算，當(dāng)電池組中有一顆電芯的壽命出現(xiàn)惡化或容量突然因為某種原因而減小時，這些方法對電池組的電量計算就會出現(xiàn)很大的誤差，從而影響使用。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種算法簡單、實用的鋰離子電池組的剩余電量計算方法。本發(fā)明是通過如下方式實現(xiàn)的：一種鋰離子電池組的剩余電量計算方法，其特征在于：1)在20℃～30℃情況下，將單體電池充滿后以10小時倍率電流放電，記錄電池放電時的電壓與放電容量值對應(yīng)曲線；在放電完成后將單體電池每經(jīng)過1％變化的剩余容量百分比值所對應(yīng)的電壓值生成一個二維表，縱軸為電壓值，橫軸為剩余容量值，共有100個數(shù)據(jù)點；可以取多個單體電池進(jìn)行試驗，將所有單體電池測試得到的二維表中電壓值進(jìn)行加權(quán)計算取平均值后作為電壓與剩余容量百分比值基本表；2)將單體電池選取90顆并完全充滿；再將各個單體電池按不同溫度和不同電流條件下進(jìn)行放電，溫度值范圍為-20℃～60℃，平均每隔10℃取一個溫度點，共有9個溫度點；電流值范圍為0.2c～2c，平均每隔0.2c取一個電流點，共10個電流點，溫度和電流組合后共有90個不同條件，記錄不同條件下每顆單體電池在放電過程中的電壓與放電容量值對應(yīng)曲線，將每顆電池每經(jīng)過1％剩余容量變化值所對應(yīng)的電壓值生成一個二維表，縱軸為電壓值，橫軸為剩余容量百分比值，共100點；一共有90個不同條件下的放電記錄，得到90張不同條件下的剩余容量百分比值與電壓對照表；3)取步驟2)得到的90張剩余容量百分比值與電壓對照表中的第1張表，將該表中每個剩余容量百分比值點對應(yīng)的電壓值取出，與步驟1)中所得到的基本對照表的每個剩余容量百分比值點所對應(yīng)的電壓值進(jìn)行除法運(yùn)算，每個剩余容量點會得到一個數(shù)值，100個剩余容量點一共會得到100個數(shù)值，將100個數(shù)值取平均，得到這張表所產(chǎn)生的系數(shù)值k1；4)將剩余的89張剩余容量百分比值與電壓對照表也按步驟3)的方法進(jìn)行計算，每張表都得到一個系數(shù)值，共90個系數(shù)值，為k1～k90；將k1～k90形成一張溫度電流系數(shù)表，其中縱軸為溫度值，橫軸為電流值；5)實際應(yīng)用時，通過鋰離子電池組的電池管理系統(tǒng)對電池組電流、環(huán)境溫度、每個單體電池的電壓進(jìn)行測量，并根據(jù)實際測量到的電池組電流大小與環(huán)境溫度值，查詢得到最接近實際溫度和電流的系數(shù)值kn，將測量到的電池組中單體電池的最低電壓值除以系數(shù)值kn進(jìn)行補(bǔ)償計算，得到電壓值v，用該電壓值在步驟1)中得出的表進(jìn)行查表，查找最接近于該電壓值的電壓所對應(yīng)的剩余容量百分比值，則為該電池組剩余容量百分比值。進(jìn)一步地，剩余容量百分比值與電壓對照表中電壓與剩余容量百分比值的取點數(shù)可以更多或更少，其相鄰兩點間的容量間隔為均勻的，所取點數(shù)的間隔數(shù)為10*n，n為自然數(shù)。進(jìn)一步地，步驟2)中的溫度值范圍可以在原有范圍向上或向下增加，其取值范圍內(nèi)的取點間隔為均勻的，所取溫度點之間的間隔值為5*n，n為自然數(shù)。本發(fā)明的有益效果在于：在不同溫度和不同負(fù)載電流情況下，都可以較為準(zhǔn)確地判斷出鋰離子電池組的實際剩余容量，并且它的判斷方式是針對串聯(lián)電池組中剩余容量值最小的單體電池來進(jìn)行判斷，可以更真實的判斷出電池組的實際可用容量。具體實施方式現(xiàn)詳述本發(fā)明具體實施方式：一種鋰離子電池組的剩余電量計算方法，其特征在于：具體如下：1)、在20℃～30℃情況下，將鋰離子電池組所用型號的單體電池選取若干顆并完全充滿，再將這些單體電池以10小時放電倍率電流進(jìn)行放電，并記錄電池在10小時放電倍率電流放電時的電壓與放出的容量數(shù)據(jù)曲線；將每顆被測試電池每經(jīng)過1％變化的剩余容量值所對照的電壓值生成一個二維表，縱軸為電壓值，橫軸為剩余容量值，共有100個數(shù)據(jù)點；將所有單體電池測試得到的二維表中電壓值進(jìn)行加權(quán)計算取平均值后作為電壓與剩余容量百分比值基本表，如表一所示：表一：表一電壓與剩余容量值基本對照表2)、將鋰離子電池組所用型號的單體電池選取90顆并完全充滿；再將各個單體電池按不同溫度和不同電流條件下進(jìn)行放電，溫度值范圍為-20℃～60℃，平均每隔10℃取一個溫度點，共有9個溫度點；電流值范圍為0.2c～2c，平均每隔0.2c取一個電流點，共10個電流點，溫度和電流組合后共有90個不同條件，記錄不同條件下每顆電池在放電過程中的電壓與放出的容量值數(shù)據(jù)曲線，將每顆電池每經(jīng)過1％變化的剩余容量值所對照的電壓值生成一個二維表，縱軸為電壓值，橫軸為剩余容量值，共100點；一共有90個不同條件下的放電記錄，得到90張不同條件下的剩余容量與電壓對照表；3)、取步驟2)得到的90張剩余容量與電壓對照表中的第1張表(假設(shè)該表是-20℃溫度0.2c放電電流)，將該表中每個剩余容量點對應(yīng)的電壓值取出，與步驟1)中所得到的基本對照表的每個剩余容量點所對應(yīng)的電壓值進(jìn)行除法運(yùn)算，每個剩余容量點會得到一個數(shù)值，100個剩余容量點一共會得到100個數(shù)值，將100個數(shù)值取平均，得到這張表所產(chǎn)生的系數(shù)值k1；例如：該表中1％容量值點對應(yīng)的電壓為3.1v,與基本表中1％對應(yīng)的3.283v相除，得到的值為0.944，再將2％容量值對應(yīng)的電壓相除，得到第2個值……以此類推，共得到100個數(shù)值，然后取平均數(shù)，得到的k1值為0.933；4)、將剩余的89張剩余容量與電壓對照表也按步驟3)的方法進(jìn)行計算，每張表都得到一個系數(shù)值，共90個系數(shù)值，為k1～k90；將k1～k90形成一張溫度電流系數(shù)表，其中縱軸為溫度值，橫軸為電流值，如表二所示：0.2c0.4c0.6c0.8c1c1.2c1.4c1.6c1.8c2c-20℃k1k2k3k4k5k6k7k8k9k10-10℃k11k12k13k14k15k16k17k18k19k200℃k21k22k23k24k25k26k27k28k29k3010℃k31k32k33k34k35k36k37k38k39k4020℃k41k42k43k44k45k46k47k48k49k5030℃k51k52k53k54k55k56k57k58k59k6040℃k61k62k63k64k65k66k67k68k69k7050℃k71k72k73k74k75k76k77k78k79k8060℃k81k82k83k84k85k86k87k88k89k90表二溫度電流系數(shù)表5)、實際應(yīng)用時，通過鋰離子電池組的電池管理系統(tǒng)對電池組電流、環(huán)境溫度、每個單體電池的電壓進(jìn)行測量，并根據(jù)實際測量到的電池組電流大小與環(huán)境溫度值，查詢得到最接近實際溫度和電流的系數(shù)值kn，例如，溫度為43℃，放電電流為0.38c，則可以按表二中查詢得到最接近的系數(shù)值kn為k62(40℃，0.4c所對應(yīng))，將測量到的電池組中單體電池的最低電壓值除以系數(shù)值kn，得到一個補(bǔ)償后的電壓值v，該電壓值在表一中進(jìn)行查表，查找最接近于該電壓值的電壓所對應(yīng)的剩余容量值，則為該電池組剩余容量的百分比值。例如，測量到的電池組中單體電池的最低電壓值為3.85v，溫度系數(shù)值kn＝0.97，則補(bǔ)償后的電壓值v＝3.85v/0.97＝3.97v,將3.97v對應(yīng)表一查詢，得到該電壓最接近的值為3.971，對應(yīng)81％；可以得知電池組此時的剩余容量百分比值為81％。本發(fā)明中剩余容量百分比值與電壓對照表中電壓與剩余容量百分比值的取點數(shù)可以更多或更少，其相鄰兩點間的容量間隔為均勻的，所取點數(shù)的間隔數(shù)為10*n，n為自然數(shù)。例如，以每隔10％容量變化設(shè)一個點(間隔數(shù)為10)，或以每隔0.1％容量變化設(shè)一個點(間隔數(shù)為1000)，或以每隔0.2％容量變化設(shè)一個點(間隔數(shù)為500)，或以每隔0.5％容量變化設(shè)一個點(間隔數(shù)為200)。本發(fā)明步驟2)中的溫度值范圍可以在原有范圍向上或向下增加，其取值范圍內(nèi)的取點間隔為均勻的，所取溫度點之間的間隔值為5*n，n為自然數(shù)。例如，可以將范圍設(shè)置在-40℃～80℃，每隔5℃或10℃設(shè)置一個點。當(dāng)前第1頁12