CN109444750A - 一种铅酸蓄电池容量预估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铅酸蓄电池容量预估方法，涉及铅酸蓄电池健康检测领域，基于蓄电池容量与开路电压(OCV)之间的函数关系，依据铅酸蓄电池等效电路模型，提出在不同充放电情况下铅酸蓄电池开路电压(OCV)的预估函数，通过直接计算OCV的方法间接预估蓄电池容量。采用铅酸蓄电池等效电路模型对工作状态中蓄电池的开路电压进行预测，解决了普通开路电压法无法对工作状态中蓄电池容量测量的问题。通过一次充放电循环确定该方法中铅酸蓄电池等效电路中的各元素具体参数，简化了等效电路中各元件的参数确定过程。模型建立后，只需要测量铅酸蓄电池的工作电压和工作电流，就可以对充放电状态下的铅酸蓄电池的剩余容量进行精确预估，提高了操作的便捷性。
Description
技术领域
本发明涉及铅酸蓄电池健康检测领域，具体涉及一种铅酸蓄电池容量预估方法。
背景技术：
如今，蓄电池的应用领域越来越广，蓄电池的使用状况也越来越受关注。在充放电过程中的铅酸蓄电池可以通过安时法和开路电压法测得蓄电池的剩余容量，但是由于在不同的放电电流下，放电的终止电压不同，导致安时法计算得到的电量与蓄电池的实际剩余容量相差较大，所以安时法并不能直接用来计算蓄电池的剩余容量，而且普通开路电压法必须将蓄电池从系统中分离出来稳定后再进行开路电压测量。本发明提出通过等效电路模型利用蓄电池工作电压和工作电流对其开路电压进行预测，并通过开路电压与蓄电池容量之间的函数关系进一步对蓄电容量做出预估。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铅酸蓄电池容量预估方法，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷。
一种铅酸蓄电池容量预估方法，包括以下步骤：
S1：根据待测量蓄电池的厂商提供的相关数据，对铅酸蓄电池开路电压与剩余容量进行曲线拟合，得到铅酸蓄电池开路电压与剩余容量的函数关系；
S2：依据蓄电池等效电路模型建立铅酸蓄电池开路电压与工作电压之间的函数关系；
S3：测量蓄电池在放电和充电结束时的电压回落值，用于确定等效电路各元素具体参数；
S4：测量铅酸蓄电池在工作状态下的工作电压值和电流值；
S5：将步骤S4的测量结果代入到步骤S2提出的函数关系，得到蓄电池开路电压预估值；
S6：将步骤S5得到的铅酸蓄电池开路电压预估值，代入到步骤1中提到的铅酸蓄电池开路电压与剩余容量的函数中，得到蓄电池剩余容量的预估值即实现蓄电池剩余容量的预估。
优选的，步骤S1中选择待测量蓄电池的厂商提供的蓄电池数据，可避免因厂商不同造成的蓄电池充放电曲线差异，另外对蓄电池开路电压与剩余容量的曲线拟合采用三次多项式函数拟合。
优选的，所述步骤S2中蓄电池开路电压与工作电压的函数关系为：
其中OCV为蓄电池的开路电压值；U(t)为蓄电池时刻的工作电压值；I(t)为t时刻蓄电池的充电或放电电流值；R1,R2为等效电路中的电阻值，C为等效电路中的电容值。
优选的，步骤S3中对于铅酸蓄电池中各元件的参数计算，通过简单的测量铅酸蓄电池在充电后或放电后铅酸蓄电池的电压回复曲线，令Uca为充电或放电结束后电压跳变值，Uda为充电或放电后电压缓慢变化值，T为电压缓慢变化的时间，则
优选的，步骤S4中只需要对蓄电池电流电压进行测量，较少的测量量简化了操作过程。
优选的，步骤S6中将预估开路电压值代入蓄电池开路电压与剩余容量函数关系中，达到了间接预估铅酸蓄电池剩余容量的目的。
本发明的优点在于：该种铅酸蓄电池容量预估方法：具有
1、采用铅酸蓄电池等效电路模型对工作状态中蓄电池的开路电压进行预测，解决了普通开路电压法无法对工作状态中蓄电池容量测量的问题；
2、采用了开路电压法对蓄电池剩余容量进行预估，避免了采用安时积分法对蓄电池剩余容量计算时产生的积分误差；
3、采用了铅酸蓄电池充放电电压曲线来确定铅酸蓄电池等效电路中的各元件具体参数，在保证精度的基础上，提高了操作的便捷性。
附图说明
图1为本发明的铅酸蓄电池等效电路模型。
图2为本发明中蓄电池充电后电压值变化情况。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1
S1：根据待测量蓄电池的厂商提供的相关数据，对铅酸蓄电池开路电压与剩余容量采用三次多项式函数拟合，得到铅酸蓄电池开路电压与剩余容量的函数关系；
S2：依据蓄电池等效电路模型，如图1所示，建立铅酸蓄电池开路电压与工作电压之间的函数关系，蓄电池开路电压与工作电压的函数关系为：
其中OCV为蓄电池的开路电压值；U(t)为蓄电池时刻的工作电压值；I(t)为t时刻蓄电池的充电或放电电流值；R1,R2为等效电路中的电阻值，C为等效电路中的电容值；
S3：根据蓄电池在放电和充电结束时的电压回落值，如图2所示，确定等效电路各元素具体参数，其中Uca为充电或放电结束后电压跳变值，Uda为充电或放电后电压缓慢变化值，T为电压缓慢变化的时间，
得到
至此，铅酸蓄电池开路电压预估函数模型已完成；
S4：测量铅酸蓄电池在工作状态下的工作电压值和电流值；
S5：将步骤S4的将测量值代入经步骤S2和步骤S3确定的铅酸蓄电池开路电压预估函数模型，得到铅酸蓄电池开路电压预估值。
S6：将步骤S5中开路电压值代入到步骤S1拟合的铅酸蓄电池开路电压与剩余容量的函数中，得到铅酸蓄电池的剩余容量预估值，至此完成通过铅酸蓄电池工作电压与电流对其剩余容量的预估工作。
值得注意的是，步骤S1中选择待测量蓄电池的厂商提供的蓄电池数据，可避免因厂商不同造成的蓄电池充放电曲线差异，另外对蓄电池开路电压与剩余容量的曲线拟合采用三次多项式函数拟合。
在本实施例中，所述步骤S2中蓄电池开路电压与工作电压的函数关系为：
其中OCV为蓄电池的开路电压值；U(t)为蓄电池时刻的工作电压值；I(t)为t时刻蓄电池的充电或放电电流值；R1,R2为等效电路中的电阻值，C为等效电路中的电容值。
在本实施例中，步骤S3中对于铅酸蓄电池中各元件的参数计算，通过简单的测量铅酸蓄电池在充电后或放电后铅酸蓄电池的电压回复曲线，令Uca为充电或放电结束后电压跳变值，Uda为充电或放电后电压缓慢变化值，T为电压缓慢变化的时间，则
在本实施例中，步骤S4中只需要对蓄电池电流电压进行测量，较少的测量量简化了操作过程。
在本实施例中，步骤S6中将预估开路电压值代入蓄电池开路电压与剩余容量函数关系中，达到了间接预估铅酸蓄电池剩余容量的目的。
实施例2
如图1和图2所示，一种铅酸蓄电池容量预估方法，包括以下步骤：
S1：根据待测量蓄电池的厂商提供的相关数据，对铅酸蓄电池开路电压与剩余容量进行曲线拟合，得到铅酸蓄电池开路电压与剩余容量的函数关系；
S2：依据蓄电池等效电路模型建立铅酸蓄电池开路电压与工作电压之间的函数关系；
S3：测量蓄电池在放电和充电结束时的电压回落值，用于确定等效电路各元素具体参数；
S4：测量铅酸蓄电池在工作状态下的工作电压值和电流值；
S5：将步骤S4的测量结果代入到步骤S2提出的函数关系，得到蓄电池开路电压预估值；
S6：将步骤S5得到的铅酸蓄电池开路电压预估值，代入到步骤1中提到的铅酸蓄电池开路电压与剩余容量的函数中，得到蓄电池剩余容量的预估值即实现蓄电池剩余容量的预估。
值得注意的是，步骤S1中选择待测量蓄电池的厂商提供的蓄电池数据，可避免因厂商不同造成的蓄电池充放电曲线差异，另外对蓄电池开路电压与剩余容量的曲线拟合采用三次多项式函数拟合。
在本实施例中，所述步骤S2中蓄电池开路电压与工作电压的函数关系为：
其中OCV为蓄电池的开路电压值；U(t)为蓄电池时刻的工作电压值；I(t)为t时刻蓄电池的充电或放电电流值；R1,R2为等效电路中的电阻值，C为等效电路中的电容值。
在本实施例中，步骤S3中对于铅酸蓄电池中各元件的参数计算，通过简单的测量铅酸蓄电池在充电后或放电后铅酸蓄电池的电压回复曲线，令Uca为充电或放电结束后电压跳变值，Uda为充电或放电后电压缓慢变化值，T为电压缓慢变化的时间，则
在本实施例中，步骤S4中只需要对蓄电池电流电压进行测量，较少的测量量简化了操作过程。
在本实施例中，步骤S6中将预估开路电压值代入蓄电池开路电压与剩余容量函数关系中，达到了间接预估铅酸蓄电池剩余容量的目的。
基于上述，该种该种铅酸蓄电池容量预估方法：具有
1、采用铅酸蓄电池等效电路模型对工作状态中蓄电池的开路电压进行预测，解决了普通开路电压法无法对工作状态中蓄电池容量测量的问题；
2、采用了开路电压法对蓄电池剩余容量进行预估，避免了采用安时积分法对蓄电池剩余容量计算时产生的积分误差；
3、采用了铅酸蓄电池充放电电压曲线来确定铅酸蓄电池等效电路中的各元件具体参数，在保证精度的基础上，提高了操作的便捷性。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
Claims (6)
1.一种铅酸蓄电池容量预估方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：根据待测量蓄电池的厂商提供的相关数据，对铅酸蓄电池开路电压与剩余容量进行曲线拟合，得到铅酸蓄电池开路电压与剩余容量的函数关系；
S2：依据蓄电池等效电路模型建立铅酸蓄电池开路电压与工作电压之间的函数关系；
S3：测量蓄电池在放电和充电结束时的电压回落值，用于确定等效电路各元素具体参数；
S4：测量铅酸蓄电池在工作状态下的工作电压值和电流值；
S5：将步骤S4的测量结果代入到步骤S2提出的函数关系，得到蓄电池开路电压预估值；
S6：将步骤S5得到的铅酸蓄电池开路电压预估值，代入到步骤1中提到的铅酸蓄电池开路电压与剩余容量的函数中，得到蓄电池剩余容量的预估值即实现蓄电池剩余容量的预估。
2.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池容量预估方法，其特征在于：步骤S1中选择待测量蓄电池的厂商提供的蓄电池数据，可避免因厂商不同造成的蓄电池充放电曲线差异，另外对蓄电池开路电压与剩余容量的曲线拟合采用三次多项式函数拟合。
3.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池容量预估方法，其特征在于：步骤S2中蓄电池开路电压与工作电压的函数关系为：
其中OCV为蓄电池的开路电压值；U(t)为蓄电池时刻的工作电压值；I(t)为t时刻蓄电池的充电或放电电流值；R1,R2为等效电路中的电阻值，C为等效电路中的电容值。
4.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池容量预估方法，其特征在于：步骤S3中对于铅酸蓄电池中各元件的参数计算，通过简单的测量铅酸蓄电池在充电后或放电后铅酸蓄电池的电压回复曲线，令Uca为充电或放电结束后电压跳变值，Uda为充电或放电后电压缓慢变化值，T为电压缓慢变化的时间，则
5.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池容量预估方法，其特征在于：步骤S4中只需要对蓄电池电流电压进行测量，较少的测量量简化了操作过程。
6.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池容量预估方法，其特征在于：步骤S6中将预估开路电压值代入蓄电池开路电压与剩余容量函数关系中，达到了间接预估铅酸蓄电池剩余容量的目的。
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