CN103149536B - 电池系统的电压测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电池系统的电压测定方法，包括：检测充满电的电池系统在设定放电条件下完成放电的过程中放出的实际能量和实际电量；通过所述实际能量除以所述实际电量得到所述电池系统的电压。本发明提供的电池系统的电压测定方法，能够准确地测定电池系统的电压，且能够实现客观地对不同型号、不同体系的电池系统的电压进行测定，准确反映出电池系统的电压特性。

Description

电池系统的电压测定方法

技术领域

本发明涉及电池技术，尤其涉及一种电池系统的电压测定方法。

背景技术

电池系统通常由多个单体电池及电池管理系统(BatteryManagementSystem，BMS)组成，多个单体电池以串联、并联或串并混联的方式集成在电池系统内，电池管理系统用于对多个单体电池的状态进行监测和管理，提高电池系统的性能，防止过度充电或过度放电，延长电池系统的使用寿命。电池系统性能的评价指标中，电池系统的电压是一个非常重要的技术指标，表示电池系统能输出的标称电压，便于用户根据用电设备所需的电压选用适当的电池系统作为电源。

但目前对电池系统的电压进行标定通常采用将单体电池的电压乘以串联的单体电池的数量，作为电池系统的电压。但由于制造工艺、材料及环境温度等因素会导致个别单体电池的电压有偏差，因此不能保证电池系统中所有单体电池的电压都相等，故采用上述方法对电池系统的电压进行标定会产生误差。因此需要一种新的电池系统的电压测定方法，以准确测定电池系统的电压。

发明内容

本发明提供一种电池系统的电压测定方法，用以准确测定电池系统的电压。

本发明实施例提供一种电池系统的电压测定方法，包括：

检测充满电的电池系统在设定放电条件下完成放电的过程中放出的实际能量和实际电量；

通过所述实际能量除以所述实际电量得到所述电池系统的电压。

本发明实施例提供的技术方案，通过检测电池系统在设定放电条件下完成放电的过程中放出的实际能量和实际电量，并将所述实际能量除以所述实际电量得到所述电池系统的电压，能够准确地测定电池系统的电压。且上述实施例提供的技术方案能够实现客观地对不同型号、不同体系的电池系统的电压进行测定，准确反映出电池系统的电压特性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的电池系统的电压测定方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的电池系统的电压测定方法的另一流程图；

图3为本发明实施例提供的电池系统的电压测定方法的又一流程图；

图4为本发明实施例提供的电池系统的电压测定方法的又一流程图。

具体实施方式

图1为本发明实施例提供的电池系统的电压测定方法的流程图，图2为本发明实施例提供的电池系统的电压测定方法的另一流程图，图3为本发明实施例提供的电池系统的电压测定方法的又一流程图，图4为本发明实施例提供的电池系统的电压测定方法的又一流程图。如图1-4所示，电池系统的电压测定方法包括：

步骤10、检测充满电的电池系统在设定放电条件下完成放电的过程中放出的实际能量和实际电量。

步骤20、通过实际能量除以实际电量得到电池系统的电压。

在设定功率密度条件下对充满电的电池系统进行放电，即：将放电负载与充满电的电池系统连接，按照设定放电条件进行放电。该放电条件可以为采用设定放电电流进行放电、或设定功率密度进行放电以及设定其他放电条件对电池系统进行放电。本实施例采用设定功率密度对电池系统进行放电，其中设定功率密度可以为体积功率密度或质量功率密度，若设定功率密度采用体积功率密度，则需要知晓电池系统的体积，将电池系统的体积与体积功率密度相乘，得到功率值作为参数，通过放电负载的输入部件设置该功率值；若设定功率密度采用质量功率密度，则需要知晓电池系统的质量，将电池系统的质量与质量功率密度相乘，得到功率值作为参数，通过放电负载的输入部件设置该功率值。本实施例采用质量功率密度作为设定功率密度来实现放电过程，若已知该电池系统的质量，可以直接与设定功率密度相乘得到功率值，若未知该电池系统的质量，则需要先执行步骤30：

步骤30、测量电池系统的质量。

采用称量设备测量电池系统的质量，然后将测量得到的电池系统的质量与设定功率密度相乘得到功率值，通过放电负载的输入设备进行参数设置，实现以设定的质量功率密度来完成放电过程。其中设定质量功率密度可根据电池型号或质量的不同来进行具体设定，范围可以从2W/Kg至200W/Kg，优选可以为20W/Kg。

在电池系统开始放电直至完成放电的过程中，检测放出的实际能量和实际电量，其中，对实际能量的测量可采用多种方法，例如采用以下方法：

步骤101、测量电池系统在完成放电过程中多个时点的放电电压和放电电流。

步骤102、根据放电时间对放电电压和放电电流进行积分计算，得到实际能量。

具体可以为：从电池系统开始放电至放电完毕的整个过程中，在多个时点对放电电压和放电电流进行测量，得到时间t对应的电压值U(t)和电流值I(t)。相邻两个时点之间的时间间隔越短，得到的放电电压值和放电电流值越精确，使得测量结果越接近真实的数值。对放电电压进行测量的过程可采用现有技术中常用的电压传感器进行检测，对放电电流进行测量的过程可采用现有技术中常用的电流传感器进行检测，电压传感器和电流传感器分别将检测到的数据传送给数据分析和计算设备，对采样电压数据和电流数据进行分析和处理。同时要记录电池系统从开始放电至放电完毕所用的放电时间T，即放电电流输出的时间。根据放电时间T对测量得到的电压和电流进行积分计算，则电池系统在完成放电过程中放出的能量W为：

$W={\∫}_0^{T}U\left(t\right)I\left(t\right)\mathrm{dt}$

即为电池系统放出的能量，也即电池系统的实际能量。

对实际电量的测量也有多种方法可以实现，例如采用以下方法：

步骤103、测量电池系统在完成放电的过程中多个时点的放电电流；

步骤104、根据放电时间对放电电流进行积分计算，得到实际电量。

具体可以为：从电池系统开始放电至放电完毕的整个过程中，在多个时点对放电电流进行测量，得到时间t对应的电流值I(t)。相邻两个时点之间的时间间隔越短，得到的放电电流值越精确，使得测量结果越接近真实的数值。对放电电流进行测量的过程可采用现有技术中常用的电流传感器进行检测，并将检测得到的数据传送给数据分析和计算设备，对采样电流数据进行分析和处理。同时要记录电池系统从开始放电至放电完毕所用的放电时间T，即放电电流输出的时间。根据放电时间T对测量得到的电流进行积分计算，则电池系统在完成放电过程中放出的电量Q为：

$Q={\∫}_0^{T}I\left(t\right)\mathrm{dt}$

即为电池系统放出的电量，也即电池系统的实际电量。

将上述各步骤测量得到的实际能量除以实际电量，得到电池系统的电压，计算结果保留两位有效数字。

本实施例通过检测电池系统在设定放电条件下完成放电的过程中放出的实际能量和实际电量，并将实际能量除以实际电量得到电池系统的电压，能够准确地测定电池系统的电压。且上述实施例提供的技术方案能够实现客观地对不同型号、不同体系的电池系统的电压进行测定，准确反映出电池系统的电压特性。

在上述技术方案的基础上，步骤10中对实际能量的测量还可以采用以下方法：

测量电池系统在完成放电的过程中多个时点的实际功率，然后根据放电时间对实际功率进行积分计算，得到实际能量。

具体可以为：从电池系统开始放电至放电完毕的整个过程中，在多个时点对放电功率进行测量，得到时间t对应的功率值P(t)。相邻两个时点之间的时间间隔越短，得到的放电功率值越精确，使得测量结果越接近真实的数值。对放电功率进行测量的过程可采用现有技术中常用的功率计进行检测，并将测量得到的数据传送给数据分析和计算设备，对采样数据进行分析和处理。同时要记录电池系统从开始放电至放电完毕所用的放电时间T，即放电功率输出的时间。根据放电时间T对测量得到的功率进行积分计算，则电池系统在完成放电过程中放出的能量W为：

$W={\∫}_0^{T}P\left(t\right)\mathrm{dt}$

即为电池系统放出的能量，也即电池系统的实际能量。

或者，步骤10中对实际能量的测量还可以采用以下方法：

通过电能表测量电池系统在完成放电的过程中放出的实际能量。具体可以为：从电池系统开始放电至放电完毕的整个过程中，采用电能表测量电池系统放出的能量，即电池系统的实际能量。电能表可采用现有技术中常用的能够测量持续电能量变化的仪器。

在上述技术方案的基础上，步骤10中对实际电量的测量还可以采用以下方法：

通过电量计测量电池系统在完成放电的过程中的实际电量。具体可以为：从电池系统开始放电至放电完毕的整个过程中，采用电量计测量电池系统放出的电量，即电池系统的实际电量。电量计可采用现有技术中常用的能够测量持续电荷量变化的仪器。

在上述实施例实现的过程中，应当对充满电的电池系统进行检测。若电池系统搁置了一段时间，则在将电池系统放电之前，首先要执行步骤105：

步骤105、将电池系统充满电。

具体为：将电池系统与供电电源连接，通过BMS控制电池系统进行充电，直至充电完毕，以确保经测量得到电池系统真实的电压值。

将上述各步骤测量得到的实际能量除以实际电量，得到电池系统的电压，计算结果保留两位有效数字。

上述技术方案通过检测电池系统在设定功率密度条件下完成放电的过程中放出的实际能量和实际电量，并将实际能量除以实际电量得到电池系统的电压，能够准确地测定电池系统的电压。且上述实施例提供的技术方案能够实现客观地对不同型号、不同体系的电池系统的电压进行测定，准确反映出电池系统的电压特性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电池系统的电压测定方法，其特征在于，包括：

检测充满电的电池系统在设定放电条件下完成放电的过程中放出的实际能量和实际电量，所述设定放电条件包括：设定放电电流进行放电或设定功率密度进行放电；

通过所述实际能量除以所述实际电量得到所述电池系统的电压。

2.根据权利要求1所述的电池系统的电压测定方法，其特征在于，所述检测充满电的电池系统在设定放电条件下完成放电的过程中放出的实际能量包括：

测量所述电池系统在完成放电过程中多个时点的放电电压和放电电流；

根据放电时间对所述放电电压和放电电流进行积分计算，得到所述实际能量。

3.根据权利要求1所述的电池系统的电压测定方法，其特征在于，所述检测充满电的电池系统在设定放电条件下完成放电的过程中放出的实际能量包括：

测量所述电池系统在完成放电的过程中多个时点的实际功率；

根据放电时间对所述实际功率进行积分计算，得到所述实际能量。

4.根据权利要求1所述的电池系统的电压测定方法，其特征在于，所述检测充满电的电池系统在设定放电条件下完成放电的过程中放出的实际能量包括：

通过电能表测量所述电池系统在完成放电的过程中放出的实际能量。

5.根据权利要求2或3或4所述的电池系统的电压测定方法，其特征在于，所述检测充满电的电池系统在设定放电条件下完成放电的过程中放出的实际电量包括：

测量所述电池系统在完成放电的过程中多个时点的放电电流；

根据放电时间对所述放电电流进行积分计算，得到所述实际电量。

6.根据权利要求2或3或4所述的电池系统的电压测定方法，其特征在于，所述检测充满电的电池系统在设定放电条件下完成放电的过程中放出的实际电量包括：

通过电量计测量所述电池系统在完成放电的过程中的实际电量。

7.根据权利要求5所述的电池系统的电压测定方法，其特征在于，在检测充满电的电池系统在设定放电条件下完成放电的过程中放出的实际能量和实际电量之前，还包括：

测量所述电池系统的质量。

8.根据权利要求5所述的电池系统的电压测定方法，其特征在于，在检测充满电的电池系统在设定放电条件下完成放电的过程中放出的实际能量和实际电量之前，还包括：

将所述电池系统充满电。

9.根据权利要求7所述的电池系统的电压测定方法，其特征在于，所述设定功率密度为设定质量功率密度。

10.根据权利要求9所述的电池系统的电压测定方法，其特征在于，所述设定质量功率密度为20W/Kg。