CN108303658B - 铅酸电池不同充放电曲线获取方法 - Google Patents

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    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/367—Software therefor, e.g. for battery testing using modelling or look-up tables

Abstract

本发明涉及一种铅酸电池充放电曲线快速获取的方法。一种铅酸电池不同充放电曲线获取方法，依次包括下述步骤：(1)获取铅酸电池数据；(2)获取充电电压与SOC曲线Chavolni(sock)；获取完整放电电压与SOC曲线Disvolni(sock)。该铅酸电池不同充放电曲线获取方法优点是是充放电曲线数据获取方便且准确。

Description

铅酸电池不同充放电曲线获取方法
技术领域
本发明涉及一种铅酸电池充放电曲线快速获取的方法。
背景技术
蓄电池具有工作电压和比能量密度高、循环性好、无记忆效应等优点，被广泛用于便携装置储能电池中，并在新能源方面潜力巨大。前者主要包括3C产品，即计算机、通讯和消费电子产品。动力电池包括电动自行车和新能源汽车以及电动工具等领域。随着铅酸电池性价比的进一步提高，未来将向大规模太阳能系统、电网调峰、住家电力储存设施方面延伸。在电池使用过程中蓄电池荷电状态是一个重要的指标，即当前状态下实际所能提供的电量与完全充电应能提供的电量的比值，用SOC表示，可以知道电池的剩余容量。
现在市场上的电池监测设备一般只有整组电池SOC的显示，少部分有显示单体电池SOC信息的。计算方法主要有开路电压法、安时积分法、以及各种数学算法等，此类方法一般均需要内置一套标准数据，比如放电电压与SOC对应曲线、充电电压与SOC对应曲线，以便用以计算。
目前对不同铅酸电池的标准数据一般还是实验法获取放电电压与SOC对应曲线、充电电压与SOC对应曲线，非常耗费时间也并不有效，或者仅仅不管电池型号仅仅使用同一种标准数据。但是不同电池厂家电池特性存在较大差异，同一厂家、同一批次的电池成组也存在差异，所以使用同一种放电电压与SOC对应曲线、充电电压与SOC对应曲线是不能适用所有铅酸电池的。
发明内容
本发明的目的是提供一种铅酸电池充放电曲线快速获取的方法，无需采用对每种电池进行多次不同恒流充放电试验方便准确的获取。
实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种铅酸电池不同充放电曲线获取方法，依次包括下述步骤：(1)获取铅酸电池数据，以电池满容量、采用电流放电至单体截至电压为容量DisCap0标准建立铅酸电池第m种不同恒流倍率以及不同温度下的容量DisCapm对照系数Discurtm＝DisCapm/DisCap0，Discurtm∈(0,1]；以电池空容量、充电至单体均充电压为容量ChaCap0标准建立铅酸电池第m种不同恒流倍率以及不同温度下的容量ChaCapm对照系数Chacurtm＝ChaCapm/ChaCap0，Chacurtm∈(0,1]；(2)获取充电电压与SOC曲线Chavolni(sock)；获取完整放电电压与SOC曲线Disvolni(sock)；其中n表示第n节电池，i表示第n节电池第i种温度恒流工况；
Figure BDA0001585980300000011
sock∈[0,100]；k∈[0,kmax]，k、kmax为整数；对于相邻两个SOCk之间的开路电压数据优选采用线性插值获取；(3)通过公式一使用一条恒流条件下充电电压与SOC曲线Chavolni(sock)估算另一条恒流条件下充电电压与SOC曲线Chavolnj(sock)，j表示第j种温度恒流工况，公式一是：Chavolnj(Chacurtj×sock)＝Chavolni(Chacurti×sock)；通过公式二使用一条完整放电电压与SOC曲线Disvolni(sock)估算另一条完整放电电压与SOC曲线Disvolnj(sock)，j表示第j种温度恒流工况，公式二是
Figure BDA0001585980300000021
其中：Disvolnj(100)＝(Discurtj/Discurti)×(Disvolni(100)-Disvolni(0))+Disvolnj(0)，Disvolnj(0)＝Disvolni(0)。
作为优选，以电池满容量、25℃环境下采用0.1C10电流放电至单体截至电压为容量DisCap0标准建立铅酸电池第m种不同恒流倍率以及不同温度下的容量DisCapm对照系数Discurtm＝DisCapm/DisCap0，Discurtm∈(0,1]；以电池空容量、25℃0.1C10下充电至单体均充电压为容量ChaCap0标准建立铅酸电池第m种不同恒流倍率以及不同温度下的容量ChaCapm对照系数Chacurtm＝ChaCapm/ChaCap0，Chacurtm∈(0,1]。
作为优选，kmax＝21。
采用上述技术方案的铅酸电池不同充放电曲线获取方法，铅酸电池不同恒流充放电下，无需采用对每种电池进行多次不同恒流充放电试验获取充放电电压与SOC对应曲线，可以根据环境温度修正在不同温度下的充放电电压与SOC对应曲线，以便铅酸电池的SOC计算更加准确。本专利的铅酸电池不同充放电曲线获取方法的优点是充放电曲线数据获取方便且准确，适用范围广。
附图说明
图1：本专利实施例中不同电流的放电数据图。
图2：本专利实施例中不同电流的放电数据经过归一化图。
图3：本专利实施例中不同电流的充电曲线自身归一化图。
具体实施方式
一种铅酸电池不同充放电曲线获取方法，依次包括下述步骤：(1)通过实验获取铅酸电池数据或者厂家电池说明书，以电池满容量、25℃环境下采用0.1C10电流放电至单体截至电压为容量DisCap0标准建立铅酸电池第m种不同恒流倍率以及不同温度下的容量DisCapm对照系数Discurtm＝DisCapm/DisCap0，Discurtm∈(0,1]；以电池空容量、25℃0.1C10下充电至单体均充电压为容量ChaCap0标准建立铅酸电池第m种不同恒流倍率以及不同温度下的容量ChaCapm对照系数Chacurtm＝ChaCapm/ChaCap0，Chacurtm∈(0,1]；(2)获取到充电电压与SOC曲线Chavolni(sock)；获取到完整放电电压与SOC曲线Disvolni(sock)；其中n表示第n节电池，i表示第n节电池第i种温度恒流工况；
Figure BDA0001585980300000031
sock∈[0,100]；k∈[0,kmax]，k、kmax为整数，优选kmax＝21；对于相邻两个sock之间的开路电压数据优选采用线性插值获取；(3)通过公式一使用一条恒流条件下充电电压与SOC曲线Chavolni(sock)估算另一条恒流条件下充电电压与SOC曲线Chavolnj(sock)，j表示第j种温度恒流工况，公式一是：Chavolnj(Chacurtj×sock)＝Chavolni(Chacurti×sock)；通过公式二使用一条完整放电电压与SOC曲线Disvolni(sock)估算另一条完整放电电压与SOC曲线Disvolnj(sock)，j表示第j种温度恒流工况，公式二是
Figure BDA0001585980300000032
其中：Disvolnj(100)＝(Discurtj/Discurti)×(Disvolni(100)-Disvolni(0))+Disvolnj(0)，Disvolnj(0)＝Disvolni(0)。
充电：使用一条恒流条件下充电电压与SOC曲线Chavolni(sock)估算另一条恒流条件下充电电压与SOC曲线Chavolnj(sock)；如：第n节电池第i种温度恒流工况Chacurti＝0.9；第n节电池第j种温度恒流工况Chacurtj＝0.8；此时Chavolnj(0.8×sock)＝Chavolni(0.9×sock)，
Figure BDA0001585980300000033
sock∈[0,100]；k∈[0,kmax]，k、kmax为整数，优选kmax＝21。
放电：使用一条完整放电电压与SOC曲线Disvolni(sock)估算另一条完整放电电压与SOC曲线Disvolnj(sock)，以2V铅酸蓄电池为例，其截至电压为1.80V。如：第n节电池第i种温度恒流工况Discurti＝1；第n节电池第j种温度恒流工况Discurtj＝0.75；Disvolnj(0)＝Disvolni(0)＝1.80；Disvolni(100)＝2.15；Disvolnj(100)＝0.75×(2.15-1.80)+1.80＝2.0625。将其代入
Figure BDA0001585980300000034
可得：
Figure BDA0001585980300000035
Figure BDA0001585980300000041
sock∈[0,100]；k∈[0,kmax]，k、kmax为整数，优选kmax＝21。
图3是不同电流的充电曲线自身归一化图，通过研究不同充放电电流的数据，进行归一化处理后，具有很好的一致性，可以通过该方式推出各种曲线。
本发明提供一种铅酸电池不同恒流充放电下，充放电电压与SOC曲线快速获取方法，无需采用对每种电池进行多次不同恒流充放电试验获取充放电电压与SOC对应曲线，并可以根据环境温度修正在不同温度下的充放电电压与SOC对应曲线，以便铅酸电池的SOC计算更加准确。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (3)

1.一种铅酸电池不同充放电曲线获取方法，其特征在依次包括下述步骤：(1)获取铅酸电池数据，以电池满容量、采用电流放电至单体截至电压为容量DisCap0标准建立铅酸电池第m种不同恒流倍率以及不同温度下的容量DisCapm对照系数Discurtm＝DisCapm/DisCap0，Discurtm∈(0,1]；以电池空容量、充电至单体均充电压为容量ChaCap0标准建立铅酸电池第m种不同恒流倍率以及不同温度下的容量ChaCapm对照系数Chacurtm＝ChaCapm/ChaCap0，Chacurtm∈(0,1]；(2)获取充电电压与SOC曲线Chavolni(sock)；获取完整放电电压与SOC曲线Disvolni(sock)；其中n表示第n节电池，i表示第n节电池第i种温度恒流工况；
Figure FDA0002416023690000011
sock∈[0,100]；k∈[0,kmax]，k、kmax为整数；对于相邻两个sock之间的开路电压数据采用线性插值获取；(3)通过公式一使用一条恒流条件下充电电压与SOC曲线Chavolni(sock)估算另一条恒流条件下充电电压与SOC曲线Chavolnj(sock)，j表示第j种温度恒流工况，公式一是：Chavolnj(Chacurtj×sock)＝Chavolni(Chacurti×sock)；通过公式二使用一条完整放电电压与SOC曲线Disvolni(sock)估算另一条完整放电电压与SOC曲线Disvolnj(sock)，j表示第j种温度恒流工况，
公式二是
Figure FDA0002416023690000012
其中：Disvolnj(100)＝(Discurtj/Discurti)×(Disvolni(100)-Disvolni(0))+Disvolnj(0)，Disvolnj(0)＝Disvolni(0)。
2.根据权利要求1所述的一种铅酸电池不同充放电曲线获取方法，其特征在以电池满容量、25℃环境下采用0.1C10电流放电至单体截至电压为容量DisCap0标准建立铅酸电池第m种不同恒流倍率以及不同温度下的容量DisCapm对照系数Discurtm＝DisCapm/DisCap0，Discurtm∈(0,1]；以电池空容量、25℃0.1C10下充电至单体均充电压为容量ChaCap0标准建立铅酸电池第m种不同恒流倍率以及不同温度下的容量ChaCapm对照系数Chacurtm＝ChaCapm/ChaCap0，Chacurtm∈(0,1]。
3.根据权利要求1所述的一种铅酸电池不同充放电曲线获取方法，其特征在于kmax＝21。
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