CN102226834B - 基于模糊分类技术的蓄电池容量判断方法 - Google Patents

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CN102226834B CN 201110079865 CN201110079865A CN102226834B CN 102226834 B CN102226834 B CN 102226834B CN 201110079865 CN201110079865 CN 201110079865 CN 201110079865 A CN201110079865 A CN 201110079865A CN 102226834 B CN102226834 B CN 102226834B
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Abstract

本发明涉及一种基于模糊分类技术的蓄电池容量判断方法，包括下述步骤：第一，待测电池初次容量或预估容量
Figure DEST_PATH_IMAGE001
模糊分类；第二，根据容量分类建立电池标准放电曲线；第三，计算待测电池放电电压
Figure 339391DEST_PATH_IMAGE002
分类参数；第四，根据换算规则得到放电曲线；第五，计算待测电池当前容量。本发明提供的基于模糊分类技术的蓄电池容量判断方法是一种蓄电池使用过程中的容量判断方法,可以在电池放电过程中，通过短时放电即能得知电池的容量，做到在短时间内简单、有效的判断电池的性能。

Description

基于模糊分类技术的蓄电池容量判断方法
技术领域
本发明涉及一种蓄电池容量判断方法，尤其涉及一种基于模糊分类技术的蓄电池容量判断方法。
背景技术
随着人类对自身生存环境的重视，对现代文明带来的巨大副作用危机的理解，对将来人类社会工业文明及物质文明的重新定义和认识的改变，人们深刻意识到发展经济必须遵循两大原则：环境保护和不可再生资源的合理使用。电动自行车、电动工具、电动汽车等正是顺应这两大主题概念而产生和发展的社会产品，是人类对自身保护的使然，是人与自然关系正确处理的必然。
蓄电池在电力通信行业中主要作为后备电池组使用。电动自行车、电动工具、电动汽车等应用领域也都需要将单体电池串联成组使用，以适应高电压的需求。不论何种使用环境下，电池最重要的性能标准为电池的容量。作为电池容量的检验标准，核对性容量放电测试是最为标准的、有效的电池性能测试方法，它能真实反映电池所具有的放电能力。但遗憾的是，核对性容量放电测试工作量非常大，操作麻烦，放电时间长。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种蓄电池使用过程中的容量判断方法,可以在电池放电过程中，通过短时放电即能得知电池的容量，做到在短时间内简单有效的判断电池的性能。
为解决上述问题，本发明的技术方案是：
一种基于模糊分类技术的蓄电池容量判断方法，包括下述步骤：
（一）待测电池初次容量或预估容量Cap模糊分类：
将标称容量区间为 [65%,105%]的容量平均分成四类：第一类为(95%，105%]标称容量、第二类为(85%～95%]标称容量、第三类为(75%～85%]标称容量、第四类为[65%～75%]标称容量，根据待测电池初次容量或预估容量Cap通过下述容量隶属度函数（1）得到容量分类参数f(Cap)：
f ( Cap ) = 1 0.95 < Cap 2 0.85 < Cap &le; 0.95 3 0.75 < Cap &le; 0.85 4 Cap &le; 0.75 . . . . . . . . . ( 1 ) ,
其中Cap为待测电池初次容量或预估容量；由于蓄电池的特性，小于80%标称容量的电池可以判定为失效，因此选择标称容量区间范围为[65%,105%]；
（二）根据容量分类建立电池标准放电曲线：
按照上述四个容量分类建立第一类标称容量下标准放电曲线V1(t)、第二类标称容量下标准放电曲线V2(t)、第三类标称容量下标准放电曲线V3(t)和第四类标称容量下标准放电曲线V4(t)；
（三）计算待测电池放电电压V分类参数：
分别计算待测电池t时刻放电电压Vt与四类电池标准放电曲线Vk(t)在t时刻放电电压Vk的接近度并得到接近度参数f2(V)， f2(V)根据电压隶属度函数公式（2）计算而得：
f 2 ( V ) = 1 f 1 ( t ) = | V 1 - V t | 2 f 1 ( t ) = | V 2 - V t | 3 f 1 ( t ) = | V 3 - V t | 4 f 1 ( t ) = | V 4 - V t | . . . . . . . . . ( 2 ) ,
其中f1(t)=min(|V1-Vt|,|V2-Vt|,|V3-Vt|,|V4-Vt|)，f1(t)为四个参量中的最小值，t表示待测电池放电过程的某一时刻；
（四）根据换算规则得到放电曲线：
根据上述的容量分类参数f(Cap)和接近度参数f2(V)通过换算规则计算当前电池容量分类参数f(f(Cap),f2(V))，f(f(Cap),f2(V))对应于四类标称容量下标准放电曲线中的一种，所述换算规则如下表一的模糊规则表所示：
表一
Figure GDA0000240798863
（五）计算待测电池当前容量：
根据待测电池放电电压V和f(f(Cap),f2(V))对应的标准放电曲线计算待测电池当前容量。
优选地，所述电池标准放电曲线Vk(t)为同一类容量区间内不同容量电池多次完整放电曲线的平均曲线。
优选地，所述待测电池初次容量为待测电池未进行放电容量判断时已知的电池容量。
本发明提供的基于模糊分类技术的蓄电池容量判断方法是一种蓄电池使用过程中的容量判断方法,可以在电池放电过程中，通过短时放电即能得知电池的容量，做到在短时间内简单、有效的判断电池的性能。
附图说明
图1是本发明的工作流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步详细说明本发明，但本发明的保护范围并不限于此。
参照图1，本发明的基于模糊分类技术的蓄电池容量判断方法，包括下述步骤：
（一）待测电池初次容量或预估容量Cap模糊分类：
将标称容量区间为[65%,105%]的容量平均分成四类：第一类为(95%，105%]标称容量、第二类为(85%～95%]标称容量、第三类为(75%～85%]标称容量、第四类为[65%～75%]标称容量，根据待测电池初次容量或预估容量Cap通过下述容量隶属度函数（1）得到容量分类参数f(Cap)：
f ( Cap ) = 1 0.95 < Cap 2 0.85 < Cap &le; 0.95 3 0.75 < Cap &le; 0.85 4 Cap &le; 0.75 . . . . . . . . . ( 1 ) ,
其中Cap为待测电池初次容量或预估容量；所述待测电池初次容量为待测电池未进行放电容量判断时已知的电池容量。
（二）根据容量分类建立电池标准放电曲线：
按照上述四个容量分类建立第一类(95%，105%]标称容量下标准放电曲线V1(t)、第二类(85%～95%]标称容量下标准放电曲线V2(t)、第三类(75%～85%]标称容量下标准放电曲线V3(t)和第四类[65%～75%]标称容量下标准放电曲线V4(t)；所述电池标准放电曲线Vk(t)为同一类容量区间内不同容量电池多次完整放电曲线的平均曲线。
（三）计算待测电池放电电压V分类参数：
分别计算待测电池t时刻放电电压Vt与四类电池标准放电曲线Vk(t)在t时刻放电电压Vk的接近度并得到接近度参数f2(V)， f2(V)根据电压隶属度函数公司（2）计算而得：
f 2 ( V ) = 1 f 1 ( t ) = | V 1 - V t | 2 f 1 ( t ) = | V 2 - V t | 3 f 1 ( t ) = | V 3 - V t | 4 f 1 ( t ) = | V 4 - V t | . . . . . . . . . ( 2 ) , 其中f1(t)=min(|V1-Vt|,|V2-Vt|,|V3-Vt|,|V4-Vt|)，f1(t)为四个参量中的最小值，t表示待测电池放电过程的某一时刻；
（四）根据换算规则得到放电曲线：
根据上述的容量分类参数f(Cap)和接近度参数f2(V)，基于模糊规则建立模糊规则表，通过该换算规则计算当前电池容量分类参数f(f(Cap),f2(V))，f(f(Cap),f2(V))对应于四类标称容量下标准放电曲线中的一种，所述换算规则如下表一的模糊规则表所示：
表一
f2(V)=1 f2(V)=2 f2(V)=3 f2(V)=4
f(Cap) =1 1 1 2 2
f(Cap) =2 1 2 2 3
f(Cap) =3 2 2 3 3
f(Cap) =4 3 3 4 4
（五）计算待测电池当前容量：
根据待测电池放电电压V和f(f(Cap),f2(V))对应的标准放电曲线计算待测电池当前容量。

Claims (3)

1.一种基于模糊分类技术的蓄电池容量判断方法，其特征在于包括下述步骤：
（一）待测电池初次容量或预估容量Cap模糊分类：
将标称容量区间为[65%,105%]的容量平均分成四类：第一类为(95%，105%]标称容量、第二类为(85%～95%]标称容量、第三类为(75%～85%]标称容量、第四类为[65%～75%]标称容量，根据待测电池初次容量或预估容量Cap通过下述容量隶属度函数（1）得到容量分类参数f(Cap)：
f ( Cap ) = 1 0.95 < Cap 2 0.85 < Cap &le; 0.95 3 0.75 < Cap &le; 0.85 4 Cap &le; 0.75 . . . . . . . . . ( 1 ) ,
其中Cap为待测电池初次容量或预估容量；
（二）根据容量分类建立电池标准放电曲线：
按照上述四个容量分类建立第一类标称容量下标准放电曲线V1(t)、第二类标称容量下标准放电曲线V2(t)、第三类标称容量下标准放电曲线V3(t)和第四类标称容量下标准放电曲线V4(t)；
（三）计算待测电池放电电压V分类参数：
分别计算待测电池t时刻放电电压Vt与四类电池标准放电曲线Vk(t)在t时刻放电电压Vk的接近度并得到接近度参数f2(V)，f2(V)根据电压隶属度函数公式（2）计算而得：
f 2 ( V ) = 1 f 1 ( t ) = | V 1 - V t | 2 f 1 ( t ) = | V 2 - V t | 3 f 1 ( t ) = | V 3 - V t | 4 f 1 ( t ) = | V 4 - V t | . . . . . . . . . ( 2 ) ,
其中f1(t)=min(|V1-Vt|,|V2-Vt|,|V3-Vt|,|V4-Vt|)，f1(t)为四个参量中的最小值，t表示待测电池放电过程的某一时刻；
（四）根据换算规则得到放电曲线：
根据上述的容量分类参数f(Cap)和接近度参数f2(V)通过换算规则计算当前电池容量分类参数f(f(Cap),f2(V))，f(f(Cap),f2(V))对应于四类标称容量下标准放电曲线中的一种，所述换算规则如下表一的模糊规则表所示：
表一
f2(V)=1 f2(V)=2 f2(V)=3 f2(V)=4 f(Cap)=1 1 1 2 2 f(Cap)=2 1 2 2 3 f(Cap)=3 2 2 3 3 f(Cap)=4 3 3 4 4
（五）计算待测电池当前容量：
根据待测电池放电电压V和f(f(Cap),f2(V))对应的标准放电曲线计算待测电池当前容量。
2.根据权利要求1所述的一种基于模糊分类技术的蓄电池容量判断方法，其特征在于，所述电池标准放电曲线V2(t)为同一类容量区间内不同容量电池多次完整放电曲线的平均曲线。
3.根据权利要求1所述的一种基于模糊分类技术的蓄电池容量判断方法，其特征在于，所述待测电池初次容量为待测电池未进行放电容量判断时已知的电池容量。
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