CN104515955B - 恒定温度状态下电池剩余电量测量方法与系统 - Google Patents

恒定温度状态下电池剩余电量测量方法与系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种恒定温度状态下电池剩余电量测量方法与系统,根据电池特性,获得电池在恒定温度状态下SOC与端电压值成线性关系的SOC区间,测量电池SOC为SOCa时和SOC为SOCb时,电池端电压值,利用二维线性插值算法,获得SOC与电池端电压的对应关系,测量恒定温度不同充放电流下电池端电压值,根据SOC与电池端电压的对应关系和电池端电压值,电池的第一测量SOC值,记为电压法SOCE,采用电流积分法对电池进行SOC测量,计算电池的第二测量SOC值,记为电流积分法SOCC,对电压法SOCE和电流积分法SOCC加权整合,整合获得恒定温度状态下电池的SOC值。

Description

恒定温度状态下电池剩余电量测量方法与系统
技术领域
本发明涉及电池管理系统技术领域,特别是涉及恒定温度状态下电池剩余电量测量方法与系统。
背景技术
在当今的高科技时代,移动电话、PDA、笔记本电脑、医疗设备以及测量仪器等便携式设备可谓随处可见。随着便携式应用越来越多的向多样化、专有化、个性化方面发展,有一点却始终未变,那就是所有的便携式设备均靠电池供电。电池是一种广泛使用的电池,准确估计电池的SOC(state of charge,荷电状态),一直以来都是电池管理系统中最关键的技术。由于SOC的估计受电池非线性特性以及其他很多因素的影响,因此提高SOC估计的精度一直是电池管理系统的一个难点。
目前电池管理系统的在恒定温度状态下电池剩余电量测量方法采用的是电流积分法(时安法)进行估算,该算法简单,占用内存小,但是需要准确知道积分起点,故易产生累积误差。开路电压法虽然能够比较精确地估计电池SOC,但只能在电路开路时才能使用,很难实用。
发明内容
基于此,有必要针对现有恒定温度状态下电池剩余电量测量方法存在较大误差的问题,提供一种测量精准的恒定温度状态下电池剩余电量测量方法与系统。
一种恒定温度状态下电池剩余电量测量方法,包括步骤:
根据电池特性,获得电池在恒定温度状态下SOC与电池端电压值成线性关系的SOC区间,并记录SOC区间的两个端点值SOCa和SOCb
在恒定温度不同充放电流下,测量电池SOC为SOCa时,电池端电压值,测量电池SOC为SOCb时,电池的端电压值,利用二维线性插值算法,获得恒定温度不同充放电流下SOC与电池端电压的对应关系;
保持恒定温度,测量恒定温度不同充放电流下电池端电压值;
根据恒定温度不同充放电流下SOC与电池端电压的对应关系和恒定温度不同充放电流下电池端电压值,计算恒定温度状态下电池的第一测量SOC值,记为电压法SOCE
采用电流积分法对电池进行SOC测量,计算恒定温度状态下电池的第二测量SOC值,记为电流积分法SOCC
对所述电压法SOCE和所述电流积分法SOCC加权整合,整合获得恒定温度状态下电池的SOC值,其公式具体为:
其中,为加权系数,且当SOC无限接近所述SOC区间的两个端点值中任意一个时,无限接近1;
其中,所述电池为镍氢电池或锂电池。
一种恒定温度状态下电池剩余电量测量系统,包括:
线性关系处理模块,用于根据电池特性,获得电池在恒定温度状态下SOC与电池端电压值成线性关系的SOC区间,并记录SOC区间的两个端点值SOCa和SOCb
对应关系处理模块,用于在恒定温度不同充放电流下,测量电池SOC为SOCa时,电池端电压值,测量电池SOC为SOCb时,电池的端电压值,利用二维线性插值算法,获得恒定温度不同充放电流下SOC与电池端电压的对应关系;
测量模块,用于保持恒定温度,测量恒定温度不同充放电流下电池端电压值;
电压法处理模块,用于根据恒定温度不同充放电流下SOC与电池端电压的对应关系和恒定温度不同充放电流下电池端电压值,计算恒定温度状态下电池的第一测量SOC值,记为电压法SOCE
电流积分法处理模块,用于采用电流积分法对电池进行SOC测量,计算恒定温度状态下电池的第二测量SOC值,记为电流积分法SOCC
加权整合模块,用于对所述电压法SOCE和所述电流积分法SOCC加权整合,整合获得恒定温度状态下电池的SOC值,其公式具体为:
其中,为加权系数,且当SOC无限接近所述SOC区间的两个端点值中任意一个时,无限接近1;
其中,所述电池为镍氢电池或锂电池。
本发明恒定温度状态下电池剩余电量测量方法与系统,首先根据电池特性,获得电池在恒定温度状态下SOC与端电压值成线性关系的SOC区间,在恒定温度不同充放电流下,测量电池SOC为SOCa时和SOC为SOCb时,电池端电压值,利用二维线性插值算法,获得恒定温度不同充放电流下SOC与电池端电压的对应关系,保持恒定温度,测量恒定温度不同充放电流下电池端电压值,根据SOC与电池端电压的对应关系和电池端电压值,计算恒定温度状态下电池的第一测量SOC值,记为电压法SOCE,采用电流积分法对电池进行SOC测量,计算恒定温度状态下电池的第二测量SOC值,记为电流积分法SOCC,对所述电压法SOCE和所述电流积分法SOCC加权整合,整合获得恒定温度状态下电池的SOC值。利用电池的SOC在某个区间与端电压成线性关系,获得电压法SOCE,另外加权整合电流积分发SOCC获得最终的电池的SOC值,能够实现SOC的精准测量。
附图说明
图1为常温下不同电流充电基本Map图;
图2为常温下不同电流放电基本Map图;
图3为本发明恒定温度状态下电池剩余电量测量方法其中一个实施例的流程示意图;
图4为本发明恒定温度状态下电池剩余电量测量系统其中一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下根据附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施仅仅用以解释本发明,并不限定本发明。
SOC指荷电状态。当蓄电池使用一段时间或长期搁置不用后的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值,常用百分数表示。
众所周知,电流积分法在电池完全充电且刚充好电时效果非常好,但是如果是充电后几天都未使用,或者几个充、放电周期都没有充满电,那么由内部化学反应引起的自放电现象就会变得非常明显。因此必须使用一个方法对其进行校正,使得电流积分法在并不是完全充好电的情况下也可以准确使用。
以镍氢电池为例,在恒定温度(室温25℃)状态下对镍氢电池进行充放电实验,I=[±1,±2,±3,±4]A(电流为正是充电,电流为负是放电),记录充放电电流、端电压、SOC等数据,如图1、图2所示。可以发现当SOC在20%到80%之间时,不同电流充放电情况下,电压变化曲线均平行且基本与SOC呈线性关系。于是建立恒定温度、不同的电流情况下的端电压值,寻找镍氢电池充放电流、环境温度、端电压以及SOC之间的关系。
如图3所示,一种恒定温度状态下电池剩余电量测量方法,包括步骤:
S100:根据电池特性,获得电池在恒定温度状态下SOC与电池端电压值成线性关系的SOC区间,并记录SOC区间的两个端点值SOCa和SOCb,其中SOCa小于SOCb
正如之前所述,经过大量实现数据我们发现,恒定温度不同电流充放电情况下,当SOC在一定区域数据范围内时,电压变化曲线均平行且基本与SOC呈线性关系,因此通过二维线性插值可以得到不同电流下SOC与端电压V的关系。在这里我们记录这个SOC的区域范围为[SOCa,SOCb],在图1和图2中可以直观的发现的SOCa为20%,SOCb为80%。
S200:在恒定温度不同充放电流下,测量电池SOC为SOCa时,电池端电压值,测量电池SOC为SOCb时,电池的端电压值,利用二维线性插值算法,获得恒定温度不同充放电流下SOC与电池端电压的对应关系。
由于在这个区间电压变化曲线均平行且基本与SOC呈线性关系,所以我们可以先测量出SOCa对应的端电压值Va、SOCb对应的端电压值Vb,再采用二维线性插值算法,计算SOC为[SOCa,SOCb]之间值时对应的端电压值,用数学公式表征出恒定温度不同充放电流下SOC与电池端电压的对应关系。其详细公式如下:
其中,SOCx为[SOCn,SOCm]区间范围内的部分SOC值,Vq为SOCx对应的端电压值,Vb为当电池SOC为SOCb时的端电压值,Va为当电池SOC为SOCa时的端电压值。
S300:保持恒定温度,测量恒定温度不同充放电流下电池端电压值。
S400:根据恒定温度不同充放电流下SOC与电池端电压的对应关系和恒定温度不同充放电流下电池端电压值,计算恒定温度状态下电池的第一测量SOC值,记为电压法SOCE
在获知电池的充放电流、以及端电压值,之后我们可以通过SOC、充放电流与电池端电压的对应关系准确查找出对应的SOC值。其具体计算公式为:
其中,Vb为当电池SOC为SOCb时的端电压值,Va为当电池SOC为SOCa时的端电压值,Vx为当前获得的电池端电压值,SOCE为电压法计算获得的当前温度恒定不同充放电流状态下电池的SOC值。上述公式中,Vb、SOCb、Va以及SOCa均可直接采用检测装置测量出具体的数值并记录,Vx为当前获得的电池端电压值,将这一数据代入上述公式,即可计算此时的SOCE
S500:采用电流积分法对电池进行SOC测量,计算恒定温度状态下电池的第二测量SOC值,记为电流积分法SOCC
电流积分法又叫安时积分法是一种常用简单、可靠的SOC计算方法,其可以根据电池额定电量、充放电流、充放电效率计算电池SOC,但是其存在误差较大的问题,对于电流积分法的具体计算公式可以在相关教材或者百度百科中查找到,在此不再赘述。正如之前所述,本发明电池剩余电量测量方法是对电流积分法进行校正,使得电流积分法在并不是完全充好电的情况下也可以准确使用,在这里我们另一方面采用电流积分法对电池进行SOC测量,记录电流积分法测量值SOCC
S600:对所述电压法SOCE和所述电流积分法SOCC加权整合,整合获得恒定温度状态下电池的SOC值,其公式具体为:
其中,为加权系数,且当SOC无限接近所述SOC区间的两个端点值中任意一个时,无限接近1。
在上述公式中为加权系数,且当SOC无限接近所述第三SOC区间的两个端点值中任意一个时,无限接近1,关于具体数值我们可以通过大量实现数据,绘制出其曲线表格,再根据其曲线表格获得其对应的参数数值,在此不详细说明。
其中,所述电池为镍氢电池或锂电池。
本发明恒定温度状态下电池剩余电量测量方法,首先根据电池特性,获得电池在恒定温度状态下SOC与端电压值成线性关系的SOC区间,在恒定温度不同充放电流下,测量电池SOC为SOCa时和SOC为SOCb时,电池端电压值,利用二维线性插值算法,获得恒定温度不同充放电流下SOC与电池端电压的对应关系,保持恒定温度,测量恒定温度不同充放电流下电池端电压值,根据SOC与电池端电压的对应关系和电池端电压值,计算恒定温度状态下电池的第一测量SOC值,记为电压法SOCE,采用电流积分法对电池进行SOC测量,计算恒定温度状态下电池的第二测量SOC值,记为电流积分法SOCC,对所述电压法SOCE和所述电流积分法SOCC加权整合,整合获得恒定温度状态下电池的SOC值。利用电池的SOC在某个区间与端电压成线性关系,获得电压法SOCE,另外加权整合电流积分发SOCC获得最终的电池的SOC值,能够实现SOC的精准测量。
在其中一个实施例中,所述在恒定温度不同充放电流下,测量电池SOC为SOCa时,电池端电压值,测量电池SOC为SOCb时,电池的端电压值,利用二维线性插值算法,获得恒定温度不同充放电流下SOC与电池端电压的对应关系具体包括步骤:
测量恒定温度M个不同充放电流下,电池SOC为SOCa时,电池端电压值以及电池SOC为SOCb时,电池的端电压值;
根据恒定温度M个不同充放电流下,电池SOC为SOCa时,电池端电压值以及电池SOC为SOCb时,电池的端电压值,利用二维线性插值算法,计算另外N个不同充放电流下,电池SOC为SOCa时,电池端电压值以及电池SOC为SOCb时,电池的端电压值,其中,N个不同充放电流中充放电流值均小于M个不同充放电流中的最高值,且大于M个不同充放电流中的最低值;
获取恒定温度不同充放电流状态下SOC与电池端电压的对应关系。
为了确保最终结果的准确性,获得所有充放电流下的充放电曲线,我们需要获得很多充放电流下的数据进行分析,对于少量数据我们可以采用直接测量充放电流和端电压的方法进行统计,但是对于大量数据,在有限的精力下是无法全部进行测量获得的。在这里,我们再次利用二维线性插值算法,先测量SOC为第二SOC区间中两个端点,M个不同充放电流下对应的端电压值,对于N个大于M个充放电流中最低充放电流且小于M个充放电流中最大充放电流的对应的端电压值可以采用二维线性插值算法计算获得。
在其中一个实施例中,上述计算的具体计算公式如下:
其中,Ix为当前电池的充放电流,I1为M个不同充放电流中小于Ix的充放电流值,I2为M个不同充放电流中大于Ix的充放电流值,VI1为电池SOC为SOCa时,充放电流为I1时对应的端电压值,VI2为电池SOC为SOCa时,充放电流为I2时对应的端电压值,Vi1为电池SOC为SOCb时,充放电流为I1时对应的端电压值,Vi2为电池SOC为VI2为电池SOC为SOCa时,充放电流为I2时对应的端电压值,时,充放电流为I2时对应的端电压值,Va为电池SOC为SOCa、充放电流为Ix时,电池端电压值,Vb为电池SOC为SOCb、充放电流为Ix时,电池端电压值。
更具体的当M个不同充放电流为整数,N个充放电流均为小数时,我们可以采用如下方式进行计算。
当充放电流为整数时,测量电池SOC分别为SOCa和SOCb时,对应的端电压值,当充放电流为非整数时,读取充放电流为当前充放电流相邻最近的两个整数,且电池SOC分别为SOCa和SOCb时,对应的电池端电压值,采用二维线性插值算法,获得当前充放电流下,电池SOC分别为SOCa和SOCb时电池端电压值;
根据充放电流、电池端电压值以及相应的电池SOC值,采用二维线性插值算法,获得恒定温度不同充放电流下SOC与电池端电压的对应关系。
例如,当需所需充放电流为1.2A,那么我们就先测量SOC分别为SOCa和SOCb,充放电流为1A和2A时对应的端电压,再利用二维线性插值算法计算获得充放电流为1.2A时在SOC为SOCa和SOCb对应端电压值。上述公式中,电流相关参数(I1、I2和Ix)可以采用电流测量装置(电流表)直接测量获得,端电压相关参数(VI1、VI2、Vi1和Vi2)可以采用电压测量装置(电压表)直接测量获得。
为了便于解释说明上述实施例的计算过程下面将采用一个实例进行解释,在本实例中,电池为镍氢电池,SOCa为20%,SOCb为80%,所需充放电流为1.2A。
首先1.2A为非整数的充放电流,查找1.2A最近的两个整数充放电流,测量充放电流为1A或2A,且SOC为20%时对应的端电压值分别为VI1和VI2,利用公式计算出V20%,测量充放电流为1A或2A,且SOC为80%时对应的端电压值分别为Vi1和Vi2,利用公式计算出V80%,再将计算结果代入公式为 中获得最终的结果。可见再次采用二维线性插值算法,我们可以利用有限的充放电流及其对应的数据获得所有充放电数值下的完整充放电曲线,确保最终计算结果的准确。
在其中一个实施例中,所述根据恒定温度不同充放电流下SOC与电池端电压的对应关系和恒定温度不同充放电流下电池端电压值,计算恒定温度状态下电池的第一测量SOC值具体为:
利用公式恒定温度状态下电池的第一测量SOC;
其中,Vb为当电池SOC为SOCb时的端电压值,Va为当电池SOC为SOCa时的端电压值,Vx为当前获得的电池端电压值,SOCE为电压法计算获得的当前电池的SOC值。
在其中一个实施例中,所述SOCa为20%,所述SOCb为80%。
SOCa和SOCb可以基于大量实验数据分析获得,或者可以查阅相关的历史经验数据获得,需要指出的是不同电池对应的数值是不相同的。
如图4所示,一种恒定温度状态下电池剩余电量测量系统,包括:
线性关系处理模块100,用于根据电池特性,获得电池在恒定温度状态下SOC与电池端电压值成线性关系的SOC区间,并记录SOC区间的两个端点值SOCa和SOCb,其中SOCa小于SOCb
对应关系处理模块200,用于在恒定温度不同充放电流下,测量电池SOC为SOCa时,电池端电压值,测量电池SOC为SOCb时,电池的端电压值,利用二维线性插值算法,获得恒定温度不同充放电流下SOC与电池端电压的对应关系;
测量模块300,用于保持恒定温度,测量恒定温度不同充放电流下电池端电压值;
电压法处理模块400,用于根据恒定温度不同充放电流下SOC与电池端电压的对应关系和恒定温度不同充放电流下电池端电压值,计算恒定温度状态下电池的第一测量SOC值,记为电压法SOCE
电流积分法处理模块500,用于采用电流积分法对电池进行SOC测量,计算恒定温度状态下电池的第二测量SOC值,记为电流积分法SOCC
加权整合模块600,用于对所述电压法SOCE和所述电流积分法SOCC加权整合,整合获得恒定温度状态下电池的SOC值,其公式具体为:
其中,为加权系数,且当SOC无限接近所述SOC区间的两个端点值中任意一个时,无限接近1;
其中,所述电池为镍氢电池或锂电池。
本发明恒定温度状态下电池剩余电量测量系统,线性关系处理模块100根据电池特性,获得电池在恒定温度状态下SOC与端电压值成线性关系的SOC区间,对应关系处理模块200在恒定温度不同充放电流下,测量电池SOC为SOCa时和SOC为SOCb时,电池端电压值,利用二维线性插值算法,获得恒定温度不同充放电流下SOC与电池端电压的对应关系,测量模块300保持恒定温度,测量恒定温度不同充放电流下电池端电压值,电压法处理模块400根据SOC与电池端电压的对应关系和电池端电压值,计算恒定温度状态下电池的第一测量SOC值,记为电压法SOCE,电流积分法处理模块500采用电流积分法对电池进行SOC测量,计算恒定温度状态下电池的第二测量SOC值,记为电流积分法SOCC,加权整合模块600对所述电压法SOCE和所述电流积分法SOCC加权整合,整合获得恒定温度状态下电池的SOC值。利用电池的SOC在某个区间与端电压成线性关系,获得电压法SOCE,另外加权整合电流积分发SOCC获得最终的电池的SOC值,能够实现SOC的精准测量。
在其中一个实施例中,所述对应关系处理模块200具体包括:
测量单元,用于测量恒定温度M个不同充放电流下,电池SOC为SOCa时,电池端电压值以及电池SOC为SOCb时,电池的端电压值;
二维线性差值处理单元,用于根据恒定温度M个不同充放电流下,电池SOC为SOCa时,电池端电压值以及电池SOC为SOCb时,电池的端电压值,利用二维线性插值算法,计算另外N个不同充放电流下,电池SOC为SOCa时,电池端电压值以及电池SOC为SOCb时,电池的端电压值,其中,N个不同充放电流中充放电流值均小于M个不同充放电流中的最高值,且大于M个不同充放电流中的最低值;
对应关系获取单元,用于获取恒定温度不同充放电流状态下SOC与电池端电压的对应关系。
在其中一个实施例中,所述二维线性差值处理单元根据恒定温度M个不同充放电流下,电池SOC为SOCa时,电池端电压值以及电池SOC为SOCb时,电池的端电压值,利用二维线性插值算法,计算另外N个不同充放电流下,电池SOC为SOCa时,电池端电压值以及电池SOC为SOCb时,电池的端电压值具体处理公式为:
其中,Ix为当前电池的充放电流,I1为M个不同充放电流中小于Ix的充放电流值,I2为M个不同充放电流中大于Ix的充放电流值,VI1为电池SOC为SOCa时,充放电流为I1时对应的端电压值,VI2为电池SOC为SOCa时,充放电流为I2时对应的端电压值,Vi1为电池SOC为SOCb时,充放电流为I1时对应的端电压值,Vi2为电池SOC为VI2为电池SOC为SOCa时,充放电流为I2时对应的端电压值,时,充放电流为I2时对应的端电压值,Va为电池SOC为SOCa、充放电流为Ix时,电池端电压值,Vb为电池SOC为SOCb、充放电流为Ix时,电池端电压值。
在其中一个实施例中,所述电压法处理模块400具体用于:
利用公式恒定温度状态下电池的第一测量SOC;
其中,Vb为当电池SOC为SOCb时的端电压值,Va为当电池SOC为SOCa时的端电压值,Vx为当前获得的电池端电压值,SOCE为电压法计算获得的当前电池的SOC值。
在其中一个实施例中,所述SOCa为20%,所述SOCb为80%。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种恒定温度状态下电池剩余电量测量方法,其特征在于,包括步骤:
根据电池特性,获得电池在恒定温度状态下SOC与电池端电压值成线性关系的SOC区间,并记录SOC区间的两个端点值SOCa和SOCb
在恒定温度不同充放电流下,测量电池SOC为SOCa时,电池端电压值,测量电池SOC为SOCb时,电池的端电压值,利用二维线性插值算法,获得恒定温度不同充放电流下SOC与电池端电压的对应关系;
保持恒定温度,测量恒定温度不同充放电流下电池端电压值;
根据恒定温度不同充放电流下SOC与电池端电压的对应关系和恒定温度不同充放电流下电池端电压值,计算恒定温度状态下电池的第一测量SOC值,记为电压法SOCE
采用电流积分法对电池进行SOC测量,计算恒定温度状态下电池的第二测量SOC值,记为电流积分法SOCC
对所述电压法SOCE和所述电流积分法SOCC加权整合,整合获得恒定温度状态下电池的SOC值,其公式具体为:
其中,为加权系数,且当SOC无限接近所述SOC区间的两个端点值中任意一个时,无限接近1;
其中,所述电池为镍氢电池或锂电池;
所述在恒定温度不同充放电流下,测量电池SOC为SOCa时,电池端电压值,测量电池SOC为SOCb时,电池的端电压值,利用二维线性插值算法,获得恒定温度不同充放电流下SOC与电池端电压的对应关系具体包括步骤:
测量恒定温度M个不同充放电流下,电池SOC为SOCa时,电池端电压值以及电池SOC为SOCb时,电池的端电压值;
根据恒定温度M个不同充放电流下,电池SOC为SOCa时,电池端电压值以及电池SOC为SOCb时,电池的端电压值,利用二维线性插值算法,计算另外N个不同充放电流下,电池SOC为SOCa时,电池端电压值以及电池SOC为SOCb时,电池的端电压值,其中,N个不同充放电流中充放电流值均小于M个不同充放电流中的最高值,且大于M个不同充放电流中的最低值;
获取恒定温度不同充放电流状态下SOC与电池端电压的对应关系。
2.根据权利要求1所述的恒定温度状态下电池剩余电量测量方法,其特征在于,所述根据恒定温度M个不同充放电流下,电池SOC为SOCa时,电池端电压值以及电池SOC为SOCb时,电池的端电压值,利用二维线性插值算法,计算另外N个不同充放电流下,电池SOC为SOCa时,电池端电压值以及电池SOC为SOCb时,电池的端电压值具体公式为:
<mrow> <msub> <mi>V</mi> <mi>a</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>V</mi> <mrow> <mi>I</mi> <mn>1</mn> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>V</mi> <mrow> <mi>I</mi> <mn>2</mn> </mrow> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mi>I</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>I</mi> <mn>2</mn> </msub> </mrow> </mfrac> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>I</mi> <mi>x</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>I</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <msub> <mi>V</mi> <mrow> <mi>I</mi> <mn>1</mn> </mrow> </msub> </mrow>
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其中,Ix为当前电池的充放电流,I1为M个不同充放电流中小于Ix的充放电流值,I2为M个不同充放电流中大于Ix的充放电流值,VI1为电池SOC为SOCa时,充放电流为I1时对应的端电压值,VI2为电池SOC为SOCa时,充放电流为I2时对应的端电压值,Vi1为电池SOC为SOCb时,充放电流为I1时对应的端电压值,Vi2为电池SOC为SOCb时,充放电流为I2时对应的端电压值,Va为电池SOC为SOCa、充放电流为Ix时、电池端电压值,Vb为电池SOC为SOCb、充放电流为Ix时、电池端电压值。
3.根据权利要求1或2所述的恒定温度状态下电池剩余电量测量方法,其特征在于,所述根据恒定温度不同充放电流下SOC与电池端电压的对应关系和恒定温度不同充放电流下电池端电压值,计算恒定温度状态下电池的第一测量SOC值具体为:
利用公式计算恒定温度状态下电池的第一测量SOC值;
其中,Vb为当电池SOC为SOCb时的端电压值,Va为当电池SOC为SOCa时的端电压值,Vx为当前获得的电池端电压值,SOCE为电压法计算获得的当前电池的SOC值。
4.根据权利要求1或2所述的恒定温度状态下电池剩余电量测量方法,其特征在于,所述SOCa为20%,所述SOCb为80%。
5.一种恒定温度状态下电池剩余电量测量系统,其特征在于,包括:
线性关系处理模块,用于根据电池特性,获得电池在恒定温度状态下SOC与电池端电压值成线性关系的SOC区间,并记录SOC区间的两个端点值SOCa和SOCb
对应关系处理模块,用于在恒定温度不同充放电流下,测量电池SOC为SOCa时,电池端电压值,测量电池SOC为SOCb时,电池的端电压值,利用二维线性插值算法,获得恒定温度不同充放电流下SOC与电池端电压的对应关系;
测量模块,用于保持恒定温度,测量恒定温度不同充放电流下电池端电压值;
电压法处理模块,用于根据恒定温度不同充放电流下SOC与电池端电压的对应关系和恒定温度不同充放电流下电池端电压值,计算恒定温度状态下电池的第一测量SOC值,记为电压法SOCE
电流积分法处理模块,用于采用电流积分法对电池进行SOC测量,计算恒定温度状态下电池的第二测量SOC值,记为电流积分法SOCC
加权整合模块,用于对所述电压法SOCE和所述电流积分法SOCC加权整合,整合获得恒定温度状态下电池的SOC值,其公式具体为:
其中,为加权系数,且当SOC无限接近所述SOC区间的两个端点值中任意一个时,无限接近1;
其中,所述电池为镍氢电池或锂电池;
所述对应关系处理模块具体包括:
测量单元,用于测量恒定温度M个不同充放电流下,电池SOC为SOCa时,电池端电压值以及电池SOC为SOCb时,电池的端电压值;
二维线性差值处理单元,用于根据恒定温度M个不同充放电流下,电池SOC为SOCa时,电池端电压值以及电池SOC为SOCb时,电池的端电压值,利用二维线性插值算法,计算另外N个不同充放电流下,电池SOC为SOCa时,电池端电压值以及电池SOC为SOCb时,电池的端电压值,其中,N个不同充放电流中充放电流值均小于M个不同充放电流中的最高值,且大于M个不同充放电流中的最低值;
对应关系获取单元,用于获取恒定温度不同充放电流状态下SOC与电池端电压的对应关系。
6.根据权利要求5所述的恒定温度状态下电池剩余电量测量系统,其特征在于,所述二维线性差值处理单元根据恒定温度M个不同充放电流下,电池SOC为SOCa时,电池端电压值以及电池SOC为SOCb时,电池的端电压值,利用二维线性插值算法,计算另外N个不同充放电流下,电池SOC为SOCa时,电池端电压值以及电池SOC为SOCb时,电池的端电压值具体处理公式为:
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其中,Ix为当前电池的充放电流,I1为M个不同充放电流中小于Ix的充放电流值,I2为M个不同充放电流中大于Ix的充放电流值,VI1为电池SOC为SOCa时,充放电流为I1时对应的端电压值,VI2为电池SOC为SOCa时,充放电流为I2时对应的端电压值,Vi1为电池SOC为SOCb时,充放电流为I1时对应的端电压值,Vi2为电池SOC为SOCb时,充放电流为I2时对应的端电压值,Va为电池SOC为SOCa、充放电流为Ix时、电池端电压值,Vb为电池SOC为SOCb、充放电流为Ix时、电池端电压值。
7.根据权利要求5或6所述的恒定温度状态下电池剩余电量测量系统,其特征在于,所述电压法处理模块具体用于:
利用公式计算恒定温度状态下电池的第一测量SOC值;
其中,Vb为当电池SOC为SOCb时的端电压值,Va为当电池SOC为SOCa时的端电压值,Vx为当前获得的电池端电压值,SOCE为电压法计算获得的当前电池的SOC值。
8.根据权利要求5或6所述的恒定温度状态下电池剩余电量测量系统,其特征在于,所述SOCa为20%,所述SOCb为80%。
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