CN105044605A - 一种获取电池中值电压的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种获取电池中值电压的方法，涉及电池技术领域。本发明利用微分的思想并采用每隔1秒为间隔描出坐标点并利用测试仪器配合软件最终制成充、放电曲线图，最后利用该图算出电池的中值电压，该中值电压值能够最大限度的接近实际值，由于中值电压能够很好地反映电池的性能，所以，通过本发明所述的方法可以很好的对电池的性能进行判断，该方法具有直观、计算简单的优点。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及电池的中值电压的获取方法。
背景技术
一般来讲中值电压是衡量电池的非常重要的指标，中值电压的高与低反映了电池特性的高与低。中值电压越高就代表着电池的能量越高，其使用的时间也就越久。由此可见，中值电压的获取显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题而提出一种获取电池中值电压的方法，该方法具有直观、计算简单的优点，通过该方法获取的中值电压可信度高。
为了实现上述目的，本发明采取如下的技术方案：
本发明提出一种获取电池中值电压的方法，该方法包括如下步骤：
A、在进行充、放电实验时，采用每隔1秒采样一次并描出坐标点，每采样两次就计算出相临两个点之间的直线斜率，每两个相邻的直线斜率两两比较算出其差值即为斜率变化值，将所有的坐标点连接起来组成电池的充、放电曲线图；
B、在电池的总充电时间t的中点t3之前取上述充电曲线图上斜率变化最大的点p1作为第一个拐点，计算出其斜率k1；
C、取小于K1斜率10%处的斜率点标注为Min点，对应的时间点为tmin；
D、计算出从tmin时间点开始至t3时间点之间的曲线加权平均值f(tmin-t3)；
E、在电池的总充电时间t的中点t3之后取上述充电曲线图上斜率变化最大的点p2作为第二个拐点，计算出其斜率k2；
F、取大于k1斜率10%处的斜率点标注为Max点，对应的时间点为tmax；
G、计算从t3时间点开始至tmax时间点之间的曲线加权平均值f(t3-tmax)；
H、将f(tmin-t3)和f(t3-tmax)加权平均得出的值f(tmin-tmax)作为充电平台电压；
I、按照同样的方法得出放电平台电压，充电平台电压与放电平台电压的平均值即为中值电压。
步骤D中所述的f(tmin-t3)的计算方法为：假设tmin时间点开始至t3时间点的采样点分别为A1，A2，A3，…，An，各采样点对应的电压分别为VA1，VA2，VA3，…VAn，各采样点之间的时间间隔为Δt，那么f(tmin-t3)的计算方法为：f(tmin-t3)=(VA1*Δt+VA2*Δt+VA3*Δt+…+VAn*Δt)/(n*Δt)。
步骤G中所述的f(tmin-t3)的计算方法为：假设t3时间点开始至tmax时间点的采样点分别为B1，B2，B3，…，Bn，各采样点对应的电压分别为VB1，VB2，VB3，…VBn，各采样点之间的时间间隔为Δt，那么f(t3-tmax)的计算方法为：f(t3-tmax)=(VB1*Δt+VB2*Δt+VB3*Δt+…+VBn*Δt)/(n*Δt)。
本发明的有益效果：本发明采用每隔1秒为间隔描出坐标点并利用测试仪器配合软件最终制成充、放电曲线图，最后利用该图算出电池的中值电压，该中值电压值能够最大限度的接近实际值，由于中值电压能够很好地反映电池的性能，所以，通过本发明所述的方法可以很好的对电池的性能进行判断。
附图说明
图1为本发明一种获取电池中值电压的具体实施例的充、放电曲线图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提出一种获取电池中值电压的方法，该方法包括如下步骤：
A、在进行充、放电实验时，采用每隔1秒采样一次并描出坐标点，每采样两次就计算出相临两个点之间的直线斜率，每两个相邻的直线斜率两两比较算出其差值即为斜率变化值，将所有的坐标点连接起来组成电池的充、放电曲线图；
B、在电池的总充电时间t的中点t3之前取上述充电曲线图上斜率变化最大的点p1作为第一个拐点，计算出其斜率k1，对应时间为t1；
C、取小于K1斜率10%处的斜率点标注为Min点，对应的时间点为tmin；
D、计算出从tmin时间点开始至t3时间点之间的曲线加权平均值f(tmin-t3)；
E、在电池的总充电时间t的中点t3之后取上述充电曲线图上斜率变化最大的点p2作为第二个拐点，计算出其斜率k2，对应时间为t2；
F、取大于k1斜率10%处的斜率点标注为Max点，对应的时间点为tmax；
G、计算从t3时间点开始至tmax时间点之间的曲线加权平均值f(t3-tmax)；
H、将f(tmin-t3)和f(t3-tmax)加权平均得出的值f(tmin-tmax)作为充电平台电压；
I、按照同样的方法得出放电平台电压，充电平台电压与放电平台电压的平均值即为中值电压。
下面为本发明一具体实施例，下面结合该实施例对本发明所述的方法进行更进一步的描述。
由于充、放电曲线是严重非线性的，特别是充、放电初期和末期斜率都很大，而所占的时间、容量及能量比重又不多，所以可以忽略，故而一般选择中间那段斜率变化比较小的曲线取平均值就可作为充、放电平台电压，即取两个电压拐点之间的平均电压作为充、放电平台电压。
取循环使用次数在正常寿命之内且处于同一室温下的同一型号的电池进行充、放电实验，根据上述的取两个电压拐点之间的平均电压作为充、放电平台电压，在此之前需作出充、放电曲线图，具体过程如下：利用微分的思想，将整个完整的曲线进行细小的无限分割，为了得到精确的值，在进行充、放电实验时，采用每隔1秒就采样一次记录其坐标值并描出一个坐标点，每采样两次就计算出相临两个点之间的直线斜率，每两个相邻的直线斜率两两比较算出其差值即为斜率变化值，这样将所有的点连接起来组成了即为电池的充、放电曲线图。如图1所示即为本实施例所生成的充、放电曲线图。
根据图1就可计算出充电平台电压，具体过程如下：首先需要在电池总充电时间t的中点t3之前取一个斜率变化最大的点p1作为第一个拐点，对应时间为t1，计算出其斜率k1，找到小于k1斜率10%处的斜率点标注为Min点，对应的时间点为tmin,将Min点左边的曲线全部舍弃掉，因为左边从充电开始到第一个拐点，它的时间占比在整个充电时间中的份额是极其微小的，所以我们需忽略掉这一段不能反映电池真实性能的曲线，为了更精准的算出中值电压，算出从tmin时间点开始至t3时间点之间的曲线加权平均值f(tmin-t3)，而不求t1-t3时间段之间曲线的加权平均值f(t1-t3)，假设tmin时间点开始至t3时间点的采样点分别为A1，A2，A3，…，An，各采样点对应的电压分别为VA1，VA2，VA3，…VAn，各采样点之间的时间间隔为Δt,那么f(tmin-t3)的计算方法为：f(tmin-t3)=(VA1*Δt+VA2*Δt+VA3*Δt+…+VAn*Δt)/(n*Δt)；其次，需要在电池总充电时间t的中点t3之后取一个斜率变化最大的点p2作为第一个拐点，对应时间为t2，计算出其斜率k2，找到大于k2斜率10%处的斜率点标注为Max点，对应的时间点为tmax,将max点右边的曲线全部舍弃掉，因为右边从第二个拐点到充电结束，它的时间占比在整个充电时间中的份额是极其微小的，所以我们需忽略掉这一段不能反映电池真实性能的曲线，为了更精准的算出中值电压，算出从t3时间点开始至tmax时间点之间的曲线加权平均值f(t3-tmax)，而不求t3-t2时间段之间曲线的加权平均值f(t3-t2)，假设t3时间点开始至tmax时间点的采样点分别为B1，B2，B3，…，Bn，各采样点对应的电压分别为VB1，VB2，VB3，…VBn，各采样点之间的时间间隔为Δt,那么f(t3-tmax)的计算方法为：f(t3-tmax)=(VB1*Δt+VB2*Δt+VB3*Δt+…+VBn*Δt)/(n*Δt)；最后将f(tmin-t3)和f(t3-tmax)加权平均得出的值就可作为充电平台电压。
同理，利用以上相同的原理即可算出放电平台电压，最后求出充电平台电压及放电平台电压的的平均值即为中值电压。
从以上可以看出，本实施例利用微分的思想并采用每隔1秒为间隔描出坐标点并利用测试仪器配合软件最终制成充、放电曲线图，最后利用该图算出电池的中值电压，该中值电压值能够最大限度的接近实际值，由于中值电压能够很好地反映电池的性能，所以，通过本发明所述的方法可以很好的对电池的性能进行判断。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术。
Claims (3)
1.一种获取电池中值电压的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
A、在进行充、放电实验时，采用每隔1秒采样一次并描出坐标点，每采样两次就计算出相临两个点之间的直线斜率，每两个相邻的直线斜率两两比较算出其差值即为斜率变化值，将所有的坐标点连接起来组成电池的充、放电曲线图；
B、在电池的总充电时间t的中点t3之前取上述充电曲线图上斜率变化最大的点p1作为第一个拐点，计算出其斜率k1；
C、取小于K1斜率10%处的斜率点标注为Min点，对应的时间点为tmin；
D、计算出从tmin时间点开始至t3时间点之间的曲线加权平均值f(tmin-t3)；
E、在电池的总充电时间t的中点t3之后取上述充电曲线图上斜率变化最大的点p2作为第二个拐点，计算出其斜率k2；
F、取大于k1斜率10%处的斜率点标注为Max点，对应的时间点为tmax；
G、计算从t3时间点开始至tmax时间点之间的曲线加权平均值f(t3-tmax)；
H、将f(tmin-t3)和f(t3-tmax)加权平均得出的值f(tmin-tmax)作为充电平台电压；
I、按照同样的方法得出放电平台电压，充电平台电压与放电平台电压的平均值即为中值电压。
2.根据权利要求1所述的一种获取电池中值电压的方法，其特征在于：步骤D中所述的f(tmin-t3)的计算方法为：假设tmin时间点开始至t3时间点的采样点分别为A1，A2，A3，…，An，各采样点对应的电压分别为VA1，VA2，VA3，…VAn，各采样点之间的时间间隔为Δt，那么f(tmin-t3)的计算方法为：f(tmin-t3)=(VA1*Δt+VA2*Δt+VA3*Δt+…+VAn*Δt)/(n*Δt)。
3.根据权利要求1所述的一种获取电池中值电压的方法，其特征在于：步骤G中所述的f(tmin-t3)的计算方法为：假设t3时间点开始至tmax时间点的采样点分别为B1，B2，B3，…，Bn，各采样点对应的电压分别为VB1，VB2，VB3，…VBn，各采样点之间的时间间隔为Δt，那么f(t3-tmax)的计算方法为：f(t3-tmax)=(VB1*Δt+VB2*Δt+VB3*Δt+…+VBn*Δt)/(n*Δt)。
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