CN105974328A - 二次电池的实际容量的测量方法和装置、无人机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种二次电池的实际容量的测量方法和装置以及一种无人机，其中，所述方法包括：确定二次电池电压从第一电压值变化至第二电压值时消耗的第一电量值；根据标准荷电‑电压曲线，确定所述第一电压值对应的第一荷电状态和所述第二电压值对应的第二荷电状态；根据所述第一电量值与荷电状态差值的比值，确定所述二次电池的实际容量；其中，所述荷电状态差值为：所述第一荷电状态与所述第二荷电状态的差值。通过本发明解决了目前SOC测量结果不准确，误差较大的问题。
Description
技术领域
本发明涉及智能电池技术领域，特别是涉及一种二次电池的实际容量的测量方法和装置，以及一种无人机。
背景技术
随着电池产业的发展，二次电池被越来越广泛的应用于各类设备，例如，可以用于无人机、电动汽车、移动终端等设备。其中，二次电池主要是指充电电池或蓄电池，是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池。如锂电池、镍氢电池、铅酸电池等。
其中，二次电池可以包括如下参数：
标称容量：电池出厂时标称的电池最大容量，一般以mAh或者Ah为单位。如电池外壳上标的1000mAh字样，就是标称容量。
实际容量：电池的实际最大容量，二次电池在使用的过程中，实际容量会动态变化。
荷电状态(State of Charge，SOC)：表示电池剩余容量与实际容量的比值，常用百分比表示，通俗的说就是剩余电量的百分比。当SOC＝0％时，表示电池完全放完电，当SOC＝100％时，表示电池完全满电。
如前所述，二次电池被越来越广泛的应用于各类设备，一般地，所述各类设备会将二次电池的荷电状态(也即二次电池的剩余电量的百分比)显示给用户。现有技术在显示荷电状态时，通常是通过计算剩余容量与实际容量的比值来得到所述SOC。
然而，如前所述，二次电池的实际容量会动态变化：实际容量会随着二次电池使用次数的增加不断减小，可见，现有的基于剩余容量与实际容量的比值来确定的SOC的值时不准确的，特别是随着二次电池使用次数的增加，SOC的误差将越来越大，不利于对二次电池的维护与管理，同时会给使用二次电池的用户带来困惑。
发明内容
本发明提供一种二次电池的实际容量的测量方法和装置，以及一种无人机，以解决目前SOC计算结果不准确，误差较大的问题。
为了解决上述问题，本发明公开了一种二次电池的实际容量的测量方法，包括：
确定二次电池电压从第一电压值变化至第二电压值时消耗的第一电量值；
根据标准荷电-电压曲线，确定所述第一电压值对应的第一荷电状态和所述第二电压值对应的第二荷电状态；
根据所述第一电量值与荷电状态差值的比值，确定所述二次电池的实际容量；其中，所述荷电状态差值为：所述第一荷电状态与所述第二荷电状态的差值。
相应地，本发明还公开一种二次电池的实际容量的测量装置，包括：
第一确定模块，用于确定二次电池电压从第一电压值变化至第二电压值时消耗的第一电量值；
第二确定模块，用于根据标准荷电-电压曲线，确定所述第一电压值对应的第一荷电状态和所述第二电压值对应的第二荷电状态；
第三确定模块，用于根据所述第一电量值与荷电状态差值的比值，确定所述二次电池的实际容量；其中，所述荷电状态差值为：所述第一荷电状态与所述第二荷电状态的差值。
相应地，本发明还公开了一种无人机，包括上述所述的二次电池的实际容量的测量装置。
与现有技术相比，本发明包括以下优点：
本发明实施例所述的二次电池的实际容量的测量方案，可以先确定二次电池电压从第一电压值变化至第二电压值时消耗的第一电量值；然后，根据标准荷电-电压曲线，确定所述第一电压值对应的第一荷电状态和所述第二电压值对应的第二荷电状态；最后，根据所述第一电量值与荷电状态差值的比值，确定所述二次电池的实际容量；其中，所述荷电状态差值为：所述第一荷电状态与所述第二荷电状态的差值。由于标准荷电-电压曲线是标准的，不会随二次电池的使用次数的增加而改变，因此，基于上述标准荷电-电压曲线得到的二次电池的实际容量是准确的，进而，基于一个准确的实际容量可以准确的估算出二次电池的SOC，提高了SOC结果测量的准确性。
其次，根据测量得到的实际容量的变化，能够直观地确定二次电池的老化过程，便于对二次电池的维护与管理。
附图说明
图1是本发明实施例中一种二次电池的实际容量的测量方法的步骤流程图；
图2是本发明实施例中一种标准荷电-电压曲线的示意图；
图3是本发明实施例中另一种二次电池的实际容量的测量方法的步骤流程图；
图4是本发明实施例中一种二次电池的实际容量的测量装置的结构框图；
图5是本发明实施例中一种优选的二次电池的实际容量的测量装置的结构框图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
在本实施例中，所述二次电池的实际容量的测量方法主要应用于对二次电池的实际容量的测量。其中，二次电池主要是指充电电池或蓄电池，是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池。如锂电池、镍氢电池、铅酸电池等。
参照图1，示出了本发明实施例中一种二次电池的实际容量的测量方法的步骤流程图。在本实施例中，所述二次电池的实际容量的测量方法包括：
步骤102，确定二次电池电压从第一电压值变化至第二电压值时消耗的第一电量值。
在本实施例中，可以通过选择任意两个电压值(如，第一电压值和第二电压值)来实现对所述二次电池的实际容量的测量。其中，所述第一电压值和所述第二电压值满足如下要求：不超过所述二次电池的最大电压值，且，不小于所述二次电池的最小电压值。
在本实施例中，可以通过任意一种适当的方式来确定所述第一电量值，例如，可以但不仅限于根据电量的计算公式来确定所述第一电量值。
步骤104，根据标准荷电-电压曲线，确定所述第一电压值对应的第一荷电状态和所述第二电压值对应的第二荷电状态。
一般地，标准荷电-电压曲线的横坐标表示荷电状态(SOC)，纵坐标表示电压(V)。参照图2，示出了本发明实施例中一种标准荷电-电压曲线的示意图。由图2可见，电压V与SOC呈正相关的关系，每一个电压值都对应了一个SOC值。二次电池随着使用次数的增加，其实际容量会不断变小，但其对应标准荷电-电压曲线却几乎不变。
在本实施例中，可以根据标准荷电-电压曲线来对二次电池的实际容量进行计算，具体地，可以根据标准荷电-电压曲线，确定所述第一电压值对应的第一荷电状态和所述第二电压值对应的第二荷电状态。
步骤106，根据所述第一电量值与荷电状态差值的比值，确定所述二次电池的实际容量。
在本实施例中，所述荷电状态差值为：所述第一荷电状态与所述第二荷电状态的差值。也即，所述二次电池的实际容量＝第一电量值/(第一荷电状态-第二荷电状态)。
综上所述，本实施例所述的二次电池的实际容量的测量方法，可以先确定二次电池电压从第一电压值变化至第二电压值时消耗的第一电量值；然后，根据标准荷电-电压曲线，确定所述第一电压值对应的第一荷电状态和所述第二电压值对应的第二荷电状态；最后，根据所述第一电量值与荷电状态差值的比值，确定所述二次电池的实际容量；其中，所述荷电状态差值为：所述第一荷电状态与所述第二荷电状态的差值。由于标准荷电-电压曲线是标准的，不会随二次电池的使用次数的增加而改变，因此，基于上述标准荷电-电压曲线得到的二次电池的实际容量是准确的，进而，基于一个准确的实际容量可以准确的估算出二次电池的SOC，提高了SOC结果测量的准确性。
其次，根据测量得到的实际容量的变化，能够直观地确定二次电池的老化过程，便于对二次电池的维护与管理。
参照图3，示出了本发明实施例中另一种二次电池的实际容量的测量方法的步骤流程图。在本实施例中，所述二次电池的实际容量的测量方法包括：
步骤302，分别确定第一标准电压值和第二标准电压值。
在本实施例中，所述第一标准电压值对应第一标准荷电状态；所述第二标准电压值对应第二标准荷电状态。其中，在本实施例中，当电压为4.2v(伏)时，对应的荷电状态为100％；当电压为3.0v(伏)时，对应的荷电状态为0％。也就是说，在本实施例中，所述第一标准电压值为4.2v，所述第二标准电压值为3.0v，所述第一标准荷电状态为100％，所述第二标准荷电状态为0％。
需要说明的是，对于不同类型的二次电池，满电电压值(荷电状态为100％对应的电压值)和截止电压值(荷电状态为0％对应的电压值)可能不完全相同，例如，满电电压值除了可以是上述4.2v(伏)外还可以是4.35v(伏)等，截止电压值除了可以是上述3.0v(伏)外还可以是2.5v(伏)等，本实施例对此不作限制。
步骤304，根据所述第一标准电压值、第二标准电压值、第一标准荷电状态和第二标准荷电状态，确定标准荷电-电压曲线的横纵坐标的起始点。
在本实施例中，标准荷电-电压曲线可以但不仅限于通过描点方式生成，也即确定多个坐标点(SOC，V)，然后根据多个坐标点(SOC，V)来描绘出标准荷电-电压曲线。优选的，可以先根据所述第一标准电压值、第二标准电压值、第一标准荷电状态和第二标准荷电状态，确定标准荷电-电压曲线的横纵坐标的起始点。
步骤306，选取至少一个标定荷电状态。
如前所述，所述标准荷电-电压曲线的确定需要通过多个坐标点(SOC，V)的描点来实现，在本实施例中，可以先选择至少一个标定荷电状态(横坐标)。需要说明的是，选择的标定荷电状态数量越多，其最终描绘得到的标准荷电-电压曲线越准确。
步骤308，分别测量得到所述至少一个标定荷电状态对应的至少一个标定电压值。
在本实施例中，可以通过任意一种适当的方式来测量得到是至少一个标定荷电状态对应的至少一个标定电压值。例如，可以但不仅限于通过电压检测模块来测量得到所述至少一个标定电压值。
步骤310，根据所述至少一个标定荷电状态、至少一个标定电压值和确定的横纵坐标的起始点，确定所述标准荷电-电压曲线。
如前所述，可以但不仅限于按照上述的描点方式来确定所述标准荷电-电压曲线。
在本实施例中，通过上述步骤302-310可以确定所述二次电池对应的标准荷电-电压曲线。
当然，需要说明的是，不同的二次电池对应的标准荷电-电压曲线也不完全相同，电池生产厂家一般在电池出厂时会提供标准荷电-电压曲线。因此，在本实施例中，还可以从第三方获取所述二次电池对应的标准荷电-电压曲线，本实施例对此不作限制。
在本实施例中，所述二次电池的实际容量的测量方法还可以包括：
步骤312，对二次电池的电压进行实时监控，确定所述第一电压值和所述第二电压值。
在本实施例中，可以但不仅限于通过电压检测模块对二次电池的电压进行实时监控，确定所述第一电压值和所述第二电压值。
步骤314，确定二次电池电压从第一电压值变化至第二电压值时消耗的第一电量值。
在本实施例中，一种可行的确定所述第一电量值的方式可以如下：对二次电池的电流进行实时监控，确定所述二次电池电压从第一电压值变化至第二电压值过程中的电流值；确定所述二次电池电压从第一电压值变化至第二电压值的时间；根据所述确定的电流值与所述时间，确定所述第一电量值。
步骤316，根据标准荷电-电压曲线，确定所述第一电压值对应的第一荷电状态和所述第二电压值对应的第二荷电状态。
步骤318，根据所述第一电量值与荷电状态差值的比值，确定所述二次电池的实际容量。
在本实施例中，所述荷电状态差值为：所述第一荷电状态与所述第二荷电状态的差值。也即，所述二次电池的实际容量＝第一电量值/(第一荷电状态-第二荷电状态)。
综上所述，本实施例所述的二次电池的实际容量的测量方法，可以先确定二次电池电压从第一电压值变化至第二电压值时消耗的第一电量值；然后，根据标准荷电-电压曲线，确定所述第一电压值对应的第一荷电状态和所述第二电压值对应的第二荷电状态；最后，根据所述第一电量值与荷电状态差值的比值，确定所述二次电池的实际容量；其中，所述荷电状态差值为：所述第一荷电状态与所述第二荷电状态的差值。由于标准荷电-电压曲线是标准的，不会随二次电池的使用次数的增加而改变，因此，基于上述标准荷电-电压曲线得到的二次电池的实际容量是准确的，进而，基于一个准确的实际容量可以准确的估算出二次电池的SOC，提高了SOC结果测量的准确性。
其次，根据测量得到的实际容量的变化，能够直观地确定二次电池的老化过程，便于对二次电池的维护与管理。
需要说明的是，对于前述的方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明所必需的。
基于与上述方法实施例同一发明构思，参照图4，示出了本发明实施例中一种二次电池的实际容量的测量装置的结构框图。
在本实施例中，所述二次电池的实际容量的测量装置包括：
第一确定模块402，用于确定二次电池电压从第一电压值变化至第二电压值时消耗的第一电量值。
第二确定模块404，用于根据标准荷电-电压曲线，确定所述第一电压值对应的第一荷电状态和所述第二电压值对应的第二荷电状态。
第三确定模块406，用于根据所述第一电量值与荷电状态差值的比值，确定所述二次电池的实际容量。
在本实施例中，所述荷电状态差值为：所述第一荷电状态与所述第二荷电状态的差值。
可见，在本实施例中，由于标准荷电-电压曲线是标准的，不会随二次电池的使用次数的增加而改变，因此，基于上述标准荷电-电压曲线得到的二次电池的实际容量是准确的，进而，基于一个准确的实际容量可以准确的估算出二次电池的SOC，提高了SOC结果测量的准确性。
在本实施例的一优选方案中，参照图5，示出了本发明实施例中一种优选的二次电池的实际容量的测量装置的结构框图。
一优选的，所述二次电池的实际容量的测量装置还可以包括：获取模块408，用于从第三方获取所述二次电池对应的标准荷电-电压曲线。
另一优选的，所述二次电池的实际容量的测量装置还可以包括：第四确定模块410，用于分别确定第一标准电压值和第二标准电压值；其中，所述第一标准电压值对应第一标准荷电状态；所述第二标准电压值对应第二标准荷电状态；其中，所述第一标准电压值为4.2v，所述第二标准电压值为3.0v，所述第一标准荷电状态为100％，所述第二标准荷电状态为0％。第五确定模块412，用于根据所述第一标准电压值、第二标准电压值、第一标准荷电状态和第二标准荷电状态，确定所述标准荷电-电压曲线的横纵坐标的起始点。选取模块414，用于选取至少一个标定荷电状态。测量模块416，用于分别测量得到所述至少一个标定荷电状态对应的至少一个标定电压值。第六确定模块418，用于根据所述至少一个标定荷电状态、至少一个标定电压值和确定的横纵坐标的起始点，确定所述标准荷电-电压曲线。
优选的，所述二次电池的实际容量的测量装置还可以包括：监控模块420，用于对二次电池的电压进行实时监控，确定所述第一电压值和所述第二电压值。
优选的，所述第一确定模块402具体可以包括：监控子模块4022，用于对二次电池的电流进行实时监控，确定所述二次电池电压从第一电压值变化至第二电压值过程中的电流值。第一确定子模块4024，用于确定所述二次电池电压从第一电压值变化至第二电压值的时间。第二确定子模块4026，用于根据所述确定的电流值与所述时间，确定所述第一电量值。
综上所述，本实施例所述的二次电池的实际容量的测量装置，可以先确定二次电池电压从第一电压值变化至第二电压值时消耗的第一电量值；然后，根据标准荷电-电压曲线，确定所述第一电压值对应的第一荷电状态和所述第二电压值对应的第二荷电状态；最后，根据所述第一电量值与荷电状态差值的比值，确定所述二次电池的实际容量；其中，所述荷电状态差值为：所述第一荷电状态与所述第二荷电状态的差值。由于标准荷电-电压曲线是标准的，不会随二次电池的使用次数的增加而改变，因此，基于上述标准荷电-电压曲线得到的二次电池的实际容量是准确的，进而，基于一个准确的实际容量可以准确的估算出二次电池的SOC，提高了SOC结果测量的准确性。
其次，根据测量得到的实际容量的变化，能够直观地确定二次电池的老化过程，便于对二次电池的维护与管理。
此外，本发明实例还公开了一种无人机，包括上述实施例中所述的二次电池的实际容量的测量装置。
对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
以上对本发明所提供的一种二次电池的实际容量的测量方法和装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (11)
1.一种二次电池的实际容量的测量方法，其特征在于，包括：
确定二次电池电压从第一电压值变化至第二电压值时消耗的第一电量值；
根据标准荷电-电压曲线，确定所述第一电压值对应的第一荷电状态和所述第二电压值对应的第二荷电状态；
根据所述第一电量值与荷电状态差值的比值，确定所述二次电池的实际容量；其中，所述荷电状态差值为：所述第一荷电状态与所述第二荷电状态的差值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定二次电池电压从第一电压值变化至第二电压值时消耗的第一电量值，包括：
对二次电池的电流进行实时监控，确定所述二次电池电压从第一电压值变化至第二电压值过程中的电流值；
确定所述二次电池电压从第一电压值变化至第二电压值的时间；
根据所述确定的电流值与所述时间，确定所述第一电量值。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
对二次电池的电压进行实时监控，确定所述第一电压值和所述第二电压值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
从第三方获取所述二次电池对应的标准荷电-电压曲线。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
分别确定第一标准电压值和第二标准电压值；其中，所述第一标准电压值对应第一标准荷电状态；所述第二标准电压值对应第二标准荷电状态；其中，所述第一标准电压值为4.2v，所述第二标准电压值为3.0v，所述第一标准荷电状态为100％，所述第二标准荷电状态为0％；
根据所述第一标准电压值、第二标准电压值、第一标准荷电状态和第二标准荷电状态，确定所述标准荷电-电压曲线的横纵坐标的起始点；
选取至少一个标定荷电状态；
分别测量得到所述至少一个标定荷电状态对应的至少一个标定电压值；
根据所述至少一个标定荷电状态、至少一个标定电压值和确定的横纵坐标的起始点，确定所述标准荷电-电压曲线。
6.一种二次电池的实际容量的测量装置，其特征在于，包括：
第一确定模块，用于确定二次电池电压从第一电压值变化至第二电压值时消耗的第一电量值；
第二确定模块，用于根据标准荷电-电压曲线，确定所述第一电压值对应的第一荷电状态和所述第二电压值对应的第二荷电状态；
第三确定模块，用于根据所述第一电量值与荷电状态差值的比值，确定所述二次电池的实际容量；其中，所述荷电状态差值为：所述第一荷电状态与所述第二荷电状态的差值。
7.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块，包括：
监控子模块，用于对二次电池的电流进行实时监控，确定所述二次电池电压从第一电压值变化至第二电压值过程中的电流值；
第一确定子模块，用于确定所述二次电池电压从第一电压值变化至第二电压值的时间；
第二确定子模块，用于根据所述确定的电流值与所述时间，确定所述第一电量值。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，还包括：
监控模块，用于对二次电池的电压进行实时监控，确定所述第一电压值和所述第二电压值。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：
获取模块，用于从第三方获取所述二次电池对应的标准荷电-电压曲线。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：
第四确定模块，用于分别确定第一标准电压值和第二标准电压值；其中，所述第一标准电压值对应第一标准荷电状态；所述第二标准电压值对应第二标准荷电状态；其中，所述第一标准电压值为4.2v，所述第二标准电压值为3.0v，所述第一标准荷电状态为100％，所述第二标准荷电状态为0％；
第五确定模块，用于根据所述第一标准电压值、第二标准电压值、第一标准荷电状态和第二标准荷电状态，确定所述标准荷电-电压曲线的横纵坐标的起始点；
选取模块，用于选取至少一个标定荷电状态；
测量模块，用于分别测量得到所述至少一个标定荷电状态对应的至少一个标定电压值；
第六确定模块，用于根据所述至少一个标定荷电状态、至少一个标定电压值和确定的横纵坐标的起始点，确定所述标准荷电-电压曲线。
11.一种无人机，其特征在于，包括上述权利要求6-10任一项所述的二次电池的实际容量的测量装置。
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