鋰電池組剩余電量測(cè)量方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明涉及鋰電池管理控制技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種結(jié)構(gòu)合理、工作穩(wěn)定、測(cè)量 準(zhǔn)確，能夠有效提高電池工作效率，延長(zhǎng)鋰電池組使用壽命的鋰電池組剩余電量測(cè)量方法 及裝置。
【背景技術(shù)】：
[0002] 在電動(dòng)汽車(chē)中，電池直接作為能量供給部件，其工作狀態(tài)的好壞直接關(guān)系到整個(gè) 汽車(chē)的行駛安全性，因此在電動(dòng)汽車(chē)行駛?cè)太@得電池剩余電量的估計(jì)至關(guān)重要。電池電 荷狀態(tài)的精確估算是電池能量管理系統(tǒng)的最核心技術(shù)，電池的S0C無(wú)法用傳感器直接測(cè)得， 必須通過(guò)對(duì)其他物理量的測(cè)量，配合數(shù)學(xué)模型和算法估算獲得。目前常用的電池 S0C估算方 法有開(kāi)路電源法、安時(shí)法等，開(kāi)路電源法進(jìn)行估算電池 S0C時(shí)電池需要靜置較長(zhǎng)時(shí)間達(dá)到穩(wěn) 定狀態(tài)，只適用于電動(dòng)汽車(chē)在停車(chē)狀態(tài)下的SOC估算；安時(shí)法則易受到電流測(cè)量精度的影 響，在高溫或電流波動(dòng)劇烈的情況下精度差。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0003] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)和不足，提出了一種種結(jié)構(gòu)合理、工作穩(wěn)定、測(cè) 量準(zhǔn)確，能夠有效提高電池工作效率，延長(zhǎng)鋰電池組使用壽命的鋰電池組剩余電量測(cè)量方 法及裝置。
[0004] 本發(fā)明可以通過(guò)以下措施達(dá)到：
[0005] -種鋰電池組剩余電量測(cè)量方法，其特征在于包括以下步驟：
[0006] 步驟1:將完全充滿電的電池以不同的放電速率Ci (0〈Ci〈C，C為電池的額定放電電 流)恒流放電N(N>10)次，計(jì)算相應(yīng)放電速率下的電池總電量Qi，l < i 5N;
[0007] 步驟2:根據(jù)最小二乘法擬合出仏與匕之間的二次曲線關(guān)系，即在最小均方誤差下 求出同時(shí)滿足Qi = aCi2+bCi+c，a，b，c為最優(yōu)系數(shù)；
[0008] 步驟3:在放電電流為ik時(shí)，獲得放電比例系數(shù)
[0009] 步驟4:獲得電池荷電狀態(tài)soc為
其中At為測(cè)量 時(shí)間間隔，wk為處理噪聲，ik為放電電流，(^是電池在室溫條件下以1/30倍額定電流的放電 速度放電時(shí)所能得到的額定總電量；
[0010]步驟5:根據(jù)電池荷電狀態(tài)S0C估算獲得當(dāng)前鋰電池組的剩余電量。
[0011] 本發(fā)明還提出了一種如上所述鋰電池剩余電量測(cè)量裝置，其特征在于設(shè)有鋰電池 組充電電路、鋰電池組放電電路、電流采樣電路、電壓采樣電路、溫度采集電路、控制器，其 中控制器分別與鋰電池組充電電路、鋰電池組放電電路、電流采樣電路、電壓采樣電路、溫 度采集電路相連接。
[0012] 本發(fā)明所述控制器中設(shè)有FPGA微處理器，并設(shè)有與FPGA微處理器相連接的通信電 路，控制器經(jīng)通信電路與外部上位機(jī)系統(tǒng)相連接。
[0013]本發(fā)明通過(guò)確定放電比例系數(shù)，獲得SOC值，進(jìn)一步根據(jù)SOC估算出當(dāng)前鋰電池組 的剩余電量，該方案一經(jīng)測(cè)得后可以直接寫(xiě)入鋰電池組管理系統(tǒng)，在鋰電池組工作過(guò)程中 實(shí)時(shí)獲得鋰電池組的剩余電量，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有計(jì)算復(fù)雜度低、工作可靠等顯著的優(yōu) 點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】：
[0014] 附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
[0015] 附圖標(biāo)記:鋰電池組充電電路1、鋰電池組放電電路2、電流采樣電路3、電壓采樣電 路4、溫度采集電路5、控制器6。
【具體實(shí)施方式】：
[0016] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)和不足，提出了一種鋰電池組剩余電量測(cè)量方 法，其特征在于包括以下步驟：
[0017] 步驟1:將完全充滿電的電池以不同的放電速率Ci(0〈Ci〈C，C為電池的額定放電電 流)恒流放電N(N>10)次，計(jì)算相應(yīng)放電速率下的電池總電量Qi，l < i 5N;
[0018] 步驟2:根據(jù)最小二乘法擬合出以與匕之間的二次曲線關(guān)系，即在最小均方誤差下 求出同時(shí)滿足Qi = aCi2+bCi+c，a，b，c為最優(yōu)系數(shù)；
[0019 ] 步驟3:在放電電流為ik時(shí)，獲得放電比例系數(shù)

[0020] 步驟4:獲得電池荷電狀態(tài)soc為 其中At為測(cè)量 f 時(shí)間間隔，wk為處理噪聲，ik為放電電流，(^是電池在室溫條件下以1/30倍額定電流的放電 速度放電時(shí)所能得到的額定總電量；
[0021] 步驟5:根據(jù)電池荷電狀態(tài)S0C估算獲得當(dāng)前鋰電池組的剩余電量。
[0022] 如附圖1所示，本發(fā)明還提出了一種如上所述鋰電池剩余電量測(cè)量裝置，其特征在 于設(shè)有鋰電池組充電電路1、鋰電池組放電電路2、電流采樣電路3、電壓采樣電路4、溫度采 集電路5、控制器6，其中控制器6分別與鋰電池組充電電路1、鋰電池組放電電路2、電流采樣 電路3、電壓采樣電路4、溫度采集電路5相連接。
[0023] 本發(fā)明所述控制器中設(shè)有FPGA微處理器，并設(shè)有與FPGA微處理器相連接的通信電 路，控制器經(jīng)通信電路與外部上位機(jī)系統(tǒng)相連接。
[0024]本發(fā)明通過(guò)確定放電比例系數(shù)，獲得S0C值，進(jìn)一步根據(jù)S0C估算出當(dāng)前鋰電池組 的剩余電量，該方案一經(jīng)測(cè)得后可以直接寫(xiě)入鋰電池組管理系統(tǒng)，在鋰電池組工作過(guò)程中 實(shí)時(shí)獲得鋰電池組的剩余電量，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有計(jì)算復(fù)雜度低、工作可靠等顯著的優(yōu) 點(diǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種裡電池組剩余電量測(cè)量方法，其特征在于包括W下步驟： 步驟1:將完全充滿電的電池 W不同的放電速率Ci(0<Ci<C，C為電池的額定放電電流)恒 流放電N(N〉10)次，計(jì)算相應(yīng)放電速率下的電池總電量化，1 < i <N; 步驟2:根據(jù)最小二乘法擬合出化與Cl之間的二次曲線關(guān)系，即在最小均方誤差下求出 同時(shí)滿足Qi = aCi2+bCi+c，a，b，c為最優(yōu)系數(shù)；步驟3:在放電電流為ik時(shí)，獲得放電比例系數(shù) 步驟4:獲得電池荷電狀態(tài)SOC為：其中A t為測(cè)量時(shí)間 間隔，wk為處理噪聲，ik為放電電流，也是電池在室溫條件下W1/30倍額定電流的放電速度 放電時(shí)所能得到的額定總電量； 步驟5:根據(jù)電池荷電狀態(tài)SOC估算獲得當(dāng)前裡電池組的剩余電量。2. -種如權(quán)利要求1所述裡電池剩余電量測(cè)量裝置，其特征在于設(shè)有裡電池組充電電 路、裡電池組放電電路、電流采樣電路、電壓采樣電路、溫度采集電路、控制器，其中控制器 分別與裡電池組充電電路、裡電池組放電電路、電流采樣電路、電壓采樣電路、溫度采集電 路相連接。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種裡電池剩余電量測(cè)量裝置，其特征在于所述控制器中設(shè) 有FPGA微處理器，并設(shè)有與FPGA微處理器相連接的通信電路，控制器經(jīng)通信電路與外部上 位機(jī)系統(tǒng)相連接。
【專利摘要】本發(fā)明涉及鋰電池管理控制技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種結(jié)構(gòu)合理、工作穩(wěn)定、測(cè)量準(zhǔn)確，能夠有效提高電池工作效率，延長(zhǎng)鋰電池組使用壽命的鋰電池組剩余電量測(cè)量方法及裝置，其特征在于設(shè)有鋰電池組充電電路、鋰電池組放電電路、電流采樣電路、電壓采樣電路、溫度采集電路、控制器，其中控制器分別與鋰電池組充電電路、鋰電池組放電電路、電流采樣電路、電壓采樣電路、溫度采集電路相連接，本發(fā)明通過(guò)確定放電比例系數(shù)，獲得SOC值，進(jìn)一步根據(jù)SOC估算出當(dāng)前鋰電池組的剩余電量，該方案一經(jīng)測(cè)得后可以直接寫(xiě)入鋰電池組管理系統(tǒng)，在鋰電池組工作過(guò)程中實(shí)時(shí)獲得鋰電池組的剩余電量，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有計(jì)算復(fù)雜度低、工作可靠等顯著的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G01R31/36
【公開(kāi)號(hào)】CN105572595
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510924118
【發(fā)明人】吳鵬, 聶亞奇
【申請(qǐng)人】合肥國(guó)盛電池科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2015年12月9日