CN104656024A - 一种电池电量检测方法及装置与电池 - Google Patents
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Abstract
一种电池电量检测方法，提供一连接电池的电量检测装置，所述电量检测装置对所述电池电压和充电、放电电流进行监测，其特征在于还包括如下工作步骤：预先收集记录的电池电压和充电、放电电流的信息；再根据收集记录的电池电压和充电、放电电流的信息进行分析比较处理；对所述电量分析处理得到的所述电池电量结果进行显示或声音提示。
Description
技术领域：
本发明涉及电子检测与通信技术，具体地说是一种电池电量检测方法及装置与电池。
背景技术：
汽车是人们常用的交通工具，但汽车电池使用中会因老化、充电不良等原因，使汽车电池电量不足而产生汽车故障，造成驾车人十分不便，而目前的汽车没有对电池电量SOC或健康状态SOH进行实时有效的检测是主要原因。
中国专利申请公告号：CN102445663A的技术方案需要将电池放空电，所以不适在用中的电池。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术方案的不足而提出一种电池电量检测方法及装置与电池，通过本方法、实现了及时掌握在用电池的当前电量或健康状态信息。
本发明的电池电量检测方法的技术方案基于以下因素：
1.一电池的电量与其电压为非线性正相关。
2.一电池的电量和电压与其近期充放电时间为非线性相关。
3.一电池的电量与其放电时的动态内阻dU/dI为非线性负相关。
4.一电池的安时容量与其充放电时的充放电电压变化率dU/dQ为非线性负相关。
5.同工艺生产的同安时容量的电池放电时的dU/dQ有相似性。
6.同一电池已发生的充放电次数及深度与该电池老化程度为非线性正相关。
7.同一电池已发生的充放电历史为非线性相关。
8.同一电池在使用中也会不断老化。
9.同一电池在使用中的过放电、欠充电、过充电历史(类似为病历)与该电池老化程度密切相关。
重要结论：一电池的当前电量SOC和健康状态SOH及老化程度、与其端电压、电池动态内阻dU/dI、充放电电压变化率dU/dQ重要相关；一电池的电量检测还应根据充放电(含温度、下同)使用历史(含病历、下同)情况和(同工艺生产的同安时容量的电池)经验数据表对电量检测的基本电量结果进行修正，才能够较准确地确定该电池的剩余可用电量。
本发明的一种电池电量检测方法的技术方案具体如下：
一种(汽车、下同)电池电量检测方法，提供一连接电池的电量检测装置，所述电量检测装置对所述电池电压和充电、放电电流(或电量、下同)进行监测，其特征在于还包括如下工作步骤：
预先收集记录的电池电压和充电、放电电流的信息；
再根据收集记录的电池电压和充电、放电电流的信息进行分析比较处理；
对所述电量分析处理得到的所述电池电量结果进行显示或声音提示。
各工作步骤说明：
步骤说明1：预先收集记录的电池电压和充电、放电电流及时间等的使用历史信息；通过对这些信息的分析计算，可获得所述电池的充电电量和放电电量；也可获得充电电量和放电电量时的电池电压增量dU数据，又获得电池动态内阻dU/dI和充放电电压变化率dU/dQ数据。
步骤说明2：再根据收集记录电池电压和充电、放电电流信息进行分析比较处理；具体是根据电池电压(U0)、dU/dI、dU/dQ数据，以查表方式(该同工艺规格电池电量的经验数据为预先储存，凡经验数据均可用查表解决、下同)得到该电池的基本电量(例如为50安时)；再以及原始电量和净充电电量以及时间和温度等信息，再用根据历史或经验数据进行修正(例如修正系数K为0.8)计算电池的基本电量，进而得出该电池实际电量(例如为40安时)SOC或健康状态SOH结果；对电池的收集记录信息进行分析比较处理包括：根据充放电(含温度)各种使用历史情况以及经验数据对电量检测结果进行修正的工作，从而较准确地得到该电池的剩余可用电量：Q＝Q*f(U0)*f(dU/dI、dU/dQ)*f(t)。
Q(基本电量)＝Q*f(U0)，即由电池(静态)电压获得Q(基本电量)；
J＝f(dU/dI、dU/dQ)，即由电池动态内阻和充放电电压变化率获得电量有效系数J；大的电池动态内阻和充放电电压变化率将使有效系数J减少。
K＝f(t)为电池老化系数，即由电池工作经历、病历、经验数据(查表)获得电池老化系数K；
步骤说明3：对所述电量分析处理得到的所述电池电量结果(或达到门限时)进行显示或声音提示；使用人及时获知所述电池电量SOC或健康状态SOH结果，以便作相应处理。
所述一种电池电量检测方法，其特征在于所述电量检测装置还包括放电开关回路装置，所述电池电量分析处理装置还包括放电时记录汽车的电池电压和放电电流信息的步骤。
放电可以精确测电池动态内阻dU/dI和充放电电压变化率dU/dQ，对于电池电量检测是十分重要的。
放电开关K可采用大电流场效管(或多管并联)，并采用瞬间例如1mS放电、并高速A/D多次密集取样检测电流，例如取样周期T＝2uS，从而又测得1mS放电时的电流负增量(dI为电流减少值，减少值为越小则SOC或SOH越好)，该放电最大电流和电流负增量数据可作为电池电量SOC或健康状态SOH分析处理的重要依据。
本发明的一种电池电量检测方法的技术方案所采用的瞬间放电技术使检测装置的小型化和低成本十分有利，因瞬间放电消耗的电池功率小，自放电开关回路的功耗也小，不需大的散热器，且对电池的影响也很小；瞬间放电技术较目前几秒的放电技术改进效果明显。
所述一种电池电量检测方法，所述电量检测装置还包括有线或无线(含声、光。电方式)通信装置，其特征在于所述电池电量分析处理装置还包括进行有线或无线通信的步骤。
所述电量检测装置也可使用通信模块将电量检测结果传到另外的显示或声音提示装置以供使用。
所述电量检测装置也可使用通信模块将收集记录的电池电压和充电、放电电流的使用历史信息传到互联网分析处理服务器中进行进一步的分析计算，以得到该电池的更准确的剩余可用电量结果。
所述电量检测装置和所述互联网分析处理服务器间又可通过通信中转没备进行通信。
所述互联网服务器得到该电池的更准确的剩余可用电量结果又可及时通知使用人掌握。
所述一种电池电量检测装置，包括计算机，所述计算机包括电池电压和充电、放电电流进行监测的接口装置，还包括电池电量分析处理装置，其特征在于所述分析处理装置还包括按顺序衔接的如下装置或功能模块：
用于预先收集记录的电池电压和充电、放电电流信息的装置1；
用于再根据收集记录的电池电压和充电、放电电流的信息进行分析比较处
理，获得所述电池电量结果的装置2；
用于对所述电池电量结果进行显示或声音提示的装置3。
所述一种电池电量检测装置，还包括放电开关回路装置，其特征在于所述电池电量分析处理装置还包括自放电时、记录电池电压和放电电流信息的装置4。所述自放电开关回路包括串联的开关和限流电阻。
本发明与现有技术相比，有如下的优点与效果：实现准确的汽车电池电量SOC或SOH健康状态提示，使驾车人及时获知所述电池电量SOC或SOH健康状态结果，以便驾车人作相应处理，有效减少了因电池故障引起的汽车不能起动情况的发生。
附图说明：
图1是所述电池电量检测装置的连接示意图；
图2是所述电池电量检测装置的结构示意图；
图3是所述分析处理装置软件工作流程图。
具体实施方式：
下面对本发明作进一步说明：
所述一种电池电量检测装置，其特征在于所述放电开关闭合时间不大于2S。
所述一种电池电量检测装置，其特征在于所述放电开关闭合时间不大于0.1S。
所述一种电池电量检测装置，其特征在于所述放电开关闭合时间不大于0.01S。
所述一种电池电量检测装置，其特征在于所述放电开关闭合时间为1mS。
所述一种电池电量检测装置，其特征在于所述放电电流取样时间小于500uS。
所述一种电池电量检测装置，其特征在于所述放电电流取样时间小于50uS。
所述一种电池电量检测装置，其特征在于所述放电电流取样时间小于5uS。
所述一种电池电量检测装置，其特征在于所述放电电流取样时间为1-5uS。
所述一种电池电量检测装置，其特征在于所述放电周期小于60S。
所述一种电池电量检测装置，其特征在于所述电池电量分析处理装置是由计算机专用软件组成。该专用程序的软件流程如图3所示。
所述一种电池电量检测装置，其特征在于所述电池电量分析处理装置还包括对汽车起动时记录的电池电压和放电电流信息的装置5。
所述一种电池电量检测装置，其特征在于所述电池电量分析处理装置还包括对汽车大灯亮时记录的电池电压和放电电流信息的装置6。
所述一种电池电量检测装置，其特征在于还包括连接所述计算机的有线或无线(含声、光、电之一)通信的装置7。
电池电量检测装置与管理中心通信能为各电池电量检测提供更全面的在线分析和管理服务。
所述一种电池电量检测装置，其特征在于所述装置7为2G、3G、4G等无线电话通信模块，也可以为WI-FI、WIMAX、BlueTooth、UWB的通信装置。
所述一种电池，其特征在于所述电池电量检测装置安放在所述电池体上。
将所述电池电量检测装置与电池合并为一体化产品有利于对所述电池的监测与管理。
所述一种电池，包括电池体，其特征在于所述电池体内又包括所述电池电量检测装置。此电池电量检测装置使用无线通信较为合适。
所述一种电池电量检测装置中的计算机说明：所述计算机具体为嵌入式计算机或CPU或单片机、ASIC、FPGA等。
Claims (10)
1.一种电池电量检测方法，提供一连接电池的电量检测装置，所述电量检测装置对所述电池电压和充电、放电电流进行监测，其特征在于还包括如下工作步骤：
预先收集记录的电池电压和充电、放电电流的使用信息；
再根据收集记录的电池电压和充电、放电电流的信息进行分析比较处理；
对所述电量分析处理得到的所述电池电量结果进行显示或声音提示。
2.根据权利要求1所述一种电池电量检测方法，其特征在于所述电量检测装置还包括放电开关回路装置，所述电池电量分析处理装置还包括放电时记录汽车的电池电压和放电电流信息的步骤。
3.根据权利要求1所述一种电池电量检测方法，所述电量检测装置还包括有线或无线通信模块，其特征在于所述电池电量分析处理装置还包括进行有线或无线通信的步骤。
4.根据权利要求1所述一种电池电量检测装置，包括计算机，所述计算机包括电池电压和充电、放电电流进行监测的接口装置，还包括电池电量分析处理装置，其特征在于所述电池电量分析处理装置还包括按顺序衔接的如下装置或功能模块：
用于预先收集记录的电池电压和充电、放电电流信息的装置1；
用于再根据收集记录的电池电压和充电、放电电流信息进行分析比较处理，
获得所述电池电量结果的装置2；
用于对所述电池电量结果进行显示或声音提示的装置3。
5.根据权利要求4所述一种电池电量检测装置，其特征在于还包括放电开电关回路装置，所述电池电量分析处理装置还包括放电时、记录电池电压和放电电流信息的装置4。
6.根据权利要求4所述一种电池电量检测装置，其特征在于所述电量检测装置还包括有线或无线通信模块。
7.根据权利要求5所述一种电池电量检测装置，其特征在于所述放电开关闭合时间不大于2S。
8.根据权利要求5所述一种电池电量检测装置，其特征在于所述放电电流取样时间周期小于500uS。
9.根据权利要求1所述一种电池，包括电池体，其特征在于所述电池体内包括所述电池电量检测装置。
10.根据权利要求1所述一种电池，包括电池体，其特征在于所述电池体外包括所述电池电量检测装置。
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| CN201310647400.7A CN104656024A (zh) | 2013-11-22 | 2013-11-22 | 一种电池电量检测方法及装置与电池 |
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| CN108092365A (zh) * | 2018-01-10 | 2018-05-29 | 中山大学 | 带电量评测的电池充电器 |
| CN110988723A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-04-10 | 国网上海市电力公司 | 一种基于lstm的电池内阻预测及故障预警方法 |
| CN112180264A (zh) * | 2020-09-25 | 2021-01-05 | 惠州亿纬锂能股份有限公司 | 一种复合电池组的电量预警方法 |
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2013
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