CN110716140A - 一种基于温度测量的电动车锂电池电量检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于温度测量的电动车锂电池电量检测方法，通过考虑温度和放电深度对电池内阻的影响，先内阻R与放电深度DOD和温度T的关系数据库，然后实时测量锂电池工作时的温度和实时的放电深度，然后根据上述两个数据在建立的数据库中进行比对，得出上述两个数据所对应的内阻值，然后根据得出的内阻确定锂电池总电量，最终能得出实时的电池剩余电量。因此本发明能精确得出实时的电池内阻，从而能有效提高测量电池剩余电量的准确度。

Description

一种基于温度测量的电动车锂电池电量检测方法
技术领域
本发明涉及一种锂电池电量检测方法，具体是一种基于温度测量的电动车锂电池电量检测方法。
背景技术
随着人们对环保的重视，电动车已经受到越来越多的人的选择。大部分的电动车都是通过锂电池进行供电，为了保证电动车的正常使用，因此需要精准确定锂电池的实时电量。由于电动车功耗远高于便携式设备，在较低电量的情况下锂电池将比较高电量的情况下消耗更快，因此对于电动车来说，若能精准确定锂电池的实时电量，则对充电时间有更好的掌握。
现有的锂电池电量的测量方法主要有两种，分别为开路电压法和库仑计法。开路电压法伴随着电池电量的消耗，开路电压会随之逐渐下降。通过模拟得到开路电压和电池剩余电量的曲线，进而建立开路电压和电池剩余电量的关系。库仑计法是基于对电荷量的计算，通过输入、输出的净电荷计算出电池剩余的电量。通过对电池的充放电过程进行间隔不同的时间进行测量，从而得到平均电流I和时间T的乘积从而得到放电或者充电的电量。
上述两种方法均存在缺点，其中开路电压法由于锂电池放电曲线很容易受到放电电流大小、温度高低的影响。因此在低温大电流放电时的电量会比常温小电流放电时的电量减小速度快，而且在使用中电流突变会时常出现，随之电压会发生变化，电量值也会通过这条模拟的曲线得出随之突变的值，从而导致测量的实时电量会出现较大的误差。另一种库仑计法相较于开路电压法虽然不会受到电流突变导致的误差，但是其存在的缺点是总电量会根据温度和放电电流大小的改变而存在误差；其次，随着电池老化程度日益增加，当前电池总电荷量相较于初次设置的值大大降低，因此也会导致库仑计法随着电池的老化测量误差越来越大。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种基于温度测量的电动车锂电池电量检测方法，通过考虑温度和放电深度对电池内阻的影响，能精确得出实时的电池内阻，从而能有效提高测量电池剩余电量的准确度。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于温度测量的电动车锂电池电量检测方法，具体步骤为：
A、确定电池剩余电量Qrem的计算公式：
Qrem＝Qmax*SOC
式中：Qmax为锂电池总电量；SOC为当前电池状态即电池当前所剩电容量占总电量的百分比；锂电池总电量Qmax随着内阻R的变化而变化，当前电池状态SOC与放电深度DOD之间的关系为：
SOC＝1-DOD
其中，放电深度DOD为电池当前所放出电容量占总电量的百分比；
B、建立内阻R与放电深度DOD和温度T的关系数据库：
①对锂电池进行安全电压检测，确定锂电池工作于正常状态，对锂电池的电压进行采样，若采样电压V大于等于放电下限电压Vmin，则进入步骤②；若采样电压V小于放电下限电压Vmin，则断开锂电池供电电路；
②对锂电池进行瞬态判断，若此时为稳态，则进入步骤③；若此时为瞬态，则返回步骤①重新获得采样电压V；瞬态判断是保证精确监测的核心，只有当锂电池工作于超低频或直流负载下时电池阻抗才近似等于电池阻抗的实部；
③确定该时刻的放电深度DOD及温度T的值，同时测定当前电池内阻R的值，并作为一组数据保存，然后随着锂电池放电深度DOD的变化及温度T的变化，重复步骤①至③，获得多组测量数据，进入步骤④；
④将多组数据在内阻R-放电深度DOD坐标下绘制成多条温度曲线，形成内阻R、放电深度DOD及温度T关系曲线图；
⑤将多条温度曲线分割成多个部分，使每个部分为线性曲线，然后作为数据存储即形成内阻R与放电深度DOD和温度T的关系数据库；
C、实时确定当前锂电池剩余电量Qrem的值：
实时通过测温装置得出的锂电池温度T值及当前放电深度DOD的值，然后将上述数据与内阻R与放电深度DOD和温度T的关系数据库进行比对，得出当前锂电池温度T值及当前放电深度DOD的值时所对应的内阻R值，然后根据电阻R的值得出锂电池总电量Qmax的值，最后将当前锂电池总电量Qmax的值和当前放电深度DOD的值代入步骤A的公式，得出当前电池剩余电量Qrem。
进一步，所述测温装置为数字温度传感器。
进一步，所述数字温度传感器的型号为AD7416。
与现有技术相比，本发明通过考虑温度和放电深度对电池内阻的影响，先内阻R与放电深度DOD和温度T的关系数据库，然后实时测量锂电池工作时的温度和实时的放电深度，然后根据上述两个数据在建立的数据库中进行比对，得出上述两个数据所对应的内阻值，然后根据得出的内阻确定锂电池总电量，最终能得出实时的电池剩余电量。因此本发明能精确得出实时的电池内阻，从而能有效提高测量电池剩余电量的准确度。
附图说明
图1是在同一温度下内阻R随放电深度DOD的变化曲线图；
图2是在不同温度T下内阻R随放电深度DOD的变化曲线图；
图3是在不同温度T下总电容量随电压的变化曲线图。
具体实施方式
下面将对本发明做进一步说明。
如图所示，本发明的具体步骤为：
A、确定电池剩余电量Qrem的计算公式：
Qrem＝Qmax*SOC
式中：Qmax为锂电池总电量；SOC为当前电池状态即电池当前所剩电容量占总电量的百分比；锂电池总电量Qmax随着内阻R的变化而变化，当前电池状态SOC与放电深度DOD之间的关系为：
SOC＝1-DOD
其中，放电深度DOD为电池当前所放出电容量占总电量的百分比；
B、建立内阻R与放电深度DOD和温度T的关系数据库：
①对锂电池进行安全电压检测，确定锂电池工作于正常状态，对锂电池的电压进行采样，若采样电压V大于等于放电下限电压Vmin，则进入步骤②；若采样电压V小于放电下限电压Vmin，则断开锂电池供电电路；
②对锂电池进行瞬态判断，若此时为稳态，则进入步骤③；若此时为瞬态，则返回步骤①重新获得采样电压V；瞬态判断是保证精确监测的核心，只有当锂电池工作于超低频或直流负载下时电池阻抗才近似等于电池阻抗的实部；
③确定该时刻的放电深度DOD及温度T的值，同时测定当前电池内阻R的值，并作为一组数据保存，然后随着锂电池放电深度DOD的变化及温度T的变化，重复步骤①至③，获得多组测量数据，进入步骤④；
④将多组数据在内阻R-放电深度DOD坐标下绘制成多条温度曲线，形成内阻R、放电深度DOD及温度T关系曲线图；
⑤将多条温度曲线分割成多个部分，使每个部分为线性曲线，然后作为数据存储即形成内阻R与放电深度DOD和温度T的关系数据库；
C、实时确定当前锂电池剩余电量Qrem的值：
实时通过测温装置得出的锂电池温度T值及当前放电深度DOD的值，然后将上述数据与内阻R与放电深度DOD和温度T的关系数据库进行比对，得出当前锂电池温度T值及当前放电深度DOD的值时所对应的内阻R值，然后根据电阻R的值得出锂电池总电量Qmax的值，最后将当前锂电池总电量Qmax的值和当前放电深度DOD的值代入步骤A的公式，得出当前电池剩余电量Qrem。
进一步，所述测温装置为数字温度传感器。
进一步，所述数字温度传感器的型号为AD7416。
通过图1至3可知，第一随着放电深度DOD的增加，内阻R增加；第二放电深度DOD较低时，内阻R变化不明显，而在放电深度DOD较高时，内阻R将产生突变；第三随着温度T的增加，相同放电深度DOD下，内阻R减小，并且在20℃-50℃内阻R变化较小。由于随着放电深度DOD的变化，内阻R与放电深度DOD之间并不是线性关系，所以在实际模拟曲线中将该曲线离散化，通过采样分段函数的形式分割成多个线性曲线。在不同放电深度DOD的区间中，分段模拟出Ra与Rb一一对应关系。对于放电深度DOD分段的区域不能采用平均分割的形式，在小于60％的区域进行平均分配，大于60％的区域要更小，因为在高DOD的区域内阻R会产生突变。通过放电深度DOD的值查找数据库里所对应的区间，就能精确获得电池内阻，从而得到精确的电量。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于温度测量的电动车锂电池电量检测方法，其特征在于，具体步骤为：
A、确定电池剩余电量Qrem的计算公式：
Qrem＝Qmax*SOC
式中：Qmax为锂电池总电量；SOC为当前电池状态即电池当前所剩电容量占总电量的百分比；锂电池总电量Qmax随着内阻R的变化而变化，当前电池状态SOC与放电深度DOD之间的关系为：
SOC＝1-DOD
其中，放电深度DOD为电池当前所放出电容量占总电量的百分比；
B、建立内阻R与放电深度DOD和温度T的关系数据库：
①对锂电池进行安全电压检测，确定锂电池工作于正常状态，对锂电池的电压进行采样，若采样电压V大于等于放电下限电压Vmin，则进入步骤②；若采样电压V小于放电下限电压Vmin，则断开锂电池供电电路；
②对锂电池进行瞬态判断，若此时为稳态，则进入步骤③；若此时为瞬态，则返回步骤①重新获得采样电压V；
③确定该时刻的放电深度DOD及温度T的值，同时测定当前电池内阻R的值，并作为一组数据保存，然后随着锂电池放电深度DOD的变化及温度T的变化，重复步骤①至③，获得多组测量数据，进入步骤④；
④将多组数据在内阻R-放电深度DOD坐标下绘制成多条温度曲线，形成内阻R、放电深度DOD及温度T关系曲线图；
⑤将多条温度曲线分割成多个部分，使每个部分为线性曲线，然后作为数据存储即形成内阻R与放电深度DOD和温度T的关系数据库；
C、实时确定当前锂电池剩余电量Qrem的值：
实时通过测温装置得出的锂电池温度T值及当前放电深度DOD的值，然后将上述数据与内阻R与放电深度DOD和温度T的关系数据库进行比对，得出当前锂电池温度T值及当前放电深度DOD的值时所对应的内阻R值，然后根据电阻R的值得出锂电池总电量Qmax的值，最后将当前锂电池总电量Qmax的值和当前放电深度DOD的值代入步骤A的公式，得出当前电池剩余电量Qrem。
2.根据权利要求1所述的一种基于温度测量的电动车锂电池电量检测方法，其特征在于，所述测温装置为数字温度传感器。
3.根据权利要求2所述的一种基于温度测量的电动车锂电池电量检测方法，其特征在于，所述数字温度传感器的型号为AD7416。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112198433A (zh) * 2020-09-28 2021-01-08 珠海迈巨微电子有限责任公司 电池容量标定方法、标定装置及电池管理系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040128086A1 (en) * 2002-12-29 2004-07-01 Evgenij Barsoukov Circuit and method for monitoring battery state of charge
CN101303397A (zh) * 2008-06-25 2008-11-12 河北工业大学 锂离子电池组剩余电能计算方法及装置
CN201229395Y (zh) * 2008-06-25 2009-04-29 河北工业大学 锂离子电池组剩余电能计算方法的装置
CN108279385A (zh) * 2018-01-26 2018-07-13 深圳市道通智能航空技术有限公司 电池的电量状态估算方法、装置及电子设备
CN109921111A (zh) * 2019-03-14 2019-06-21 上海大学 一种锂离子电池内部温度估测方法及系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040128086A1 (en) * 2002-12-29 2004-07-01 Evgenij Barsoukov Circuit and method for monitoring battery state of charge
CN101303397A (zh) * 2008-06-25 2008-11-12 河北工业大学 锂离子电池组剩余电能计算方法及装置
CN201229395Y (zh) * 2008-06-25 2009-04-29 河北工业大学 锂离子电池组剩余电能计算方法的装置
CN108279385A (zh) * 2018-01-26 2018-07-13 深圳市道通智能航空技术有限公司 电池的电量状态估算方法、装置及电子设备
CN109921111A (zh) * 2019-03-14 2019-06-21 上海大学 一种锂离子电池内部温度估测方法及系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
段茂平: ""一种基于锂电池精确电量监测系统的研究与设计"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112198433A (zh) * 2020-09-28 2021-01-08 珠海迈巨微电子有限责任公司 电池容量标定方法、标定装置及电池管理系统

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