CN111551863B - 一种测量电池剩余电量的方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种测量电池剩余电量的方法及其应用，通过为待测量剩余电量的电池设置配合的电能表，获取电能表最近一次的读数作为初始电能值W₀，以电能表与待测量剩余电量的电池对接，电池放电预设时间t，记录电能表读数W₁，随后可以计算得到电池剩余电量Q’=Q‑（W₁‑W₀），其中，Q为电池总电量；这种方法适用于测试新电池的剩余电量中。本专利以高精度电能表实现计量电池放电、获取电能的目的，主要解决电池不能保持恒流的问题，也可以准确计算电池剩余电能，因为电能表只记录电能，无需关注电流是否恒流放电；本发明解决了电池不能恒流放电的弊端，使用电能表记录放电电能，从而准确的计算出电池的剩余电量，大大的降低了测试成本。

Description

一种测量电池剩余电量的方法及其应用

技术领域

本发明涉及电性能的测试装置；电故障的探测装置；以所进行的测试在其他位置未提供为特征的电测试装置的技术领域，特别涉及一种测量电池剩余电量的方法及其应用。

背景技术

剩余电量是指电池内的实际可用电量，其是电池管理系统的一个重要监控数据，电池管理系统根据剩余电量的数值控制电池工作状态，在一定程度上，电池的剩余电量也反映了电池的荷电状态。

现有技术中，电池的剩余电量只能通过恒流放电设备长时间恒流放电后计算得到，具体来说，是使用恒流放电装置和电池直接相连，设置好恒流放电装置的相关参数、达到电池恒流放电的目的后开始放电，放电一段时间后，计算电池剩余电量，电池剩余电量为电池总电量减去放电电流和放电时间的乘积；这种方案的优点是得出的结果相对来说比较精确，但是缺点也很明显——精度度较高、较稳定的恒流放电装置成本较高，一台设备就要上万元，一套完整的测试装置成本更高，但除此之外，并没有其他方法可以使电池恒流放电。

发明内容

本发明解决了现有技术中，采用恒流放电装置对电池进行放电、检测电池剩余电量，而导致的成本过高、损耗过大的问题，提供了一种优化的测量电池剩余电量的方法及其应用。

本发明所采用的技术方案是，一种测量电池剩余电量的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：为待测量剩余电量的电池设置配合的电能表；

步骤2：获取电能表最近一次的读数作为初始电能值W₀；

步骤3：以电能表与待测量剩余电量的电池对接，电池放电预设时间t，记录电能表读数W₁；

步骤4：得到电池剩余电量Q’=Q-（W₁-W₀），其中，Q为电池总电量。

优选地，所述步骤1中，在电池和电能表的回路中设置放电电阻R；所述步骤4中，得到电池剩余电量Q’=Q-（W₁-W₀）-I²R，其中，I为流经放电电阻R的电流。

优选地，所述电阻为可调电阻。

优选地，所述步骤4中，获取不同放电阶段中，温度变化值与电能表读数的关系，进行若干次放电后，拟合温度变化值与电能表读数；得到电池剩余电量Q’=[Q-（W₁-W₀）-I²R]*α，其中，α为温度系数。

优选西，α=1+β（T-T₀），其中，β∈(0,1)，T为实际温度，T₀为室温。

优选地，β与电池容量成正比。

优选地，所述步骤4中，获取任一电池的不同放电过程中，放电次数与电能表读数的关系，进行若干次放电后，拟合放电次数与电能表读数；得到电池剩余电量Q’=[Q-（W₁-W₀）-I²R]*α*γ，其中，γ为充放电次数补偿系数。

一种所述的测量电池剩余电量的方法的应用，所述方法应用于测试新电池剩余电量。

本发明涉及一种优化的测量电池剩余电量的方法及其应用，通过为待测量剩余电量的电池设置配合的电能表，获取电能表最近一次的读数作为初始电能值W₀，以电能表与待测量剩余电量的电池对接，电池放电预设时间t，记录电能表读数W₁，随后可以计算得到电池剩余电量Q’=Q-（W₁-W₀），其中，Q为电池总电量；这种方法适用于测试新电池的剩余电量中。

本专利以高精度电能表实现计量电池放电、获取电能的目的，主要解决电池不能保持恒流的问题，也可以准确计算电池剩余电能，因为电能表只记录电能，无需关注电流是否恒流放电；本发明解决了电池不能恒流放电的弊端，使用电能表记录放电电能，从而准确的计算出电池的剩余电量，大大的降低了测试成本。

附图说明

图1为实现本发明的方法的示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细描述，但本发明的保护范围并不限于此。

本发明涉及一种测量电池剩余电量的方法，所述方法包括以下步骤。

步骤1：为待测量剩余电量的电池1设置配合的电能表2。

所述步骤1中，在电池1和电能表2的回路中设置放电电阻3 R；

所述电阻3为可调电阻3。

本发明中，电能表2的精度越高，计算得到的电池1剩余电量数值则越准确。

本发明中，电路中电阻3的阻值可以根据需要设置的放电电流来选择，电阻3越大，电流越小。

步骤2：获取电能表2最近一次的读数作为初始电能值W₀。

步骤3：以电能表2与待测量剩余电量的电池1对接，电池1放电预设时间t，记录电能表2读数W₁。

本发明中，接好电路之后，记录下电能表2的初始电能值，放电一段时间后，可以从电能表2的电能值估算这段时间的电池1放电的电能。

步骤4：得到电池1剩余电量Q’=Q-（W₁-W₀），其中，Q为电池1总电量。

所述步骤4中，得到电池1剩余电量Q’=Q-（W₁-W₀）-I²R，其中，I为流经放电电阻3 R的电流。

本发明中，从提高精度的角度看，计算得到的电池1剩余电量应当再减去电阻3 R上消耗的功耗，而这恰是可控的。

所述步骤4中，获取不同放电阶段中，温度变化值与电能表2读数的关系，进行若干次放电后，拟合温度变化值与电能表2读数；得到电池1剩余电量Q’=[Q-（W₁-W₀）-I²R]*α，其中，α为温度系数。

α=1+β（T-T₀），其中，β∈(0,1)，T为实际温度，T₀为室温。

β与电池1容量成正比。

所述步骤4中，获取任一电池1的不同放电过程中，放电次数与电能表2读数的关系，进行若干次放电后，拟合放电次数与电能表2读数；得到电池1剩余电量Q’=[Q-（W₁-W₀）-I²R]*α*γ，其中，γ为充放电次数补偿系数。

本发明中，电池1的状态是与温度及其充放电次数密切相关的。

本发明中，电池1的荷电量将随着环境温度升高而增大，而温度低时，容量则降低，其主要原因是因为电池1内部的化学反应减缓；一般来说，以α=1+β（T-T₀）为温度系数对总的电量进行补偿，此T₀的温度为正常室温，即25℃。

本发明中，一般来说，β为0.01。

本发明中，电池1的容量也反应了电池1的性能，电池1在开始使用时，其实际容量并不会达到最优状态，而在充放电数次后将达到最优状态，随后状态又将下滑；一般来说，当充放电次数为10-20次时，0.88≤γ≤1.08，随后，γ将逐渐下滑至0.7左右。

本发明还涉及一种所述的测量电池1剩余电量的方法的应用，所述方法应用于测试新电池1剩余电量。

本发明中，当不考虑γ值的存在时，测量电池1剩余电量的方法主要适用于新电池1的剩余电量检测。

本发明中，当考虑γ值的存在时，测量电池1剩余电量的方法事实上可以用于判断当前电池1的损耗，即获得当前电池1的实际总电量与标准总电量的差值。

本发明通过为待测量剩余电量的电池1设置配合的电能表2，获取电能表2最近一次的读数作为初始电能值W₀，以电能表2与待测量剩余电量的电池1对接，电池1放电预设时间t，记录电能表2读数W₁，随后可以计算得到电池1剩余电量Q’=Q-（W₁-W₀），其中，Q为电池1总电量；这种方法适用于测试新电池1的剩余电量中。本专利以高精度电能表2实现计量电池1放电、获取电能的目的，主要解决电池1不能保持恒流的问题，也可以准确计算电池1剩余电能，因为电能表2只记录电能，无需关注电流1是否恒流放电；本发明解决了电池1不能恒流放电的弊端，使用电能表2记录放电电能，从而准确的计算出电池1的剩余电量，大大的降低了测试成本。

Claims (5)

1.一种测量电池剩余电量的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤1：为待测量剩余电量的电池设置配合的电能表；在电池和电能表的回路中设置放电电阻R；

步骤2：获取电能表最近一次的读数作为初始电能值W₀；

步骤3：以电能表与待测量剩余电量的电池对接，电池放电预设时间t，记录电能表读数W₁；

步骤4获取任一电池的不同放电过程中，温度变化值与电能表读数的关系、放电次数与电能表读数的关系，进行若干次放电后，拟合温度变化值与电能表读数；得到电池剩余电量Q’=[Q-（W₁-W₀）-I²R]*α*γ，其中，α为温度系数，γ为充放电次数补偿系数，I为流经放电电阻R的电流，Q为电池总电量。

2.根据权利要求1所述的一种测量电池剩余电量的方法，其特征在于：所述电阻为可调电阻。

3.根据权利要求1所述的一种测量电池剩余电量的方法，其特征在于：α=1+β（T-T₀），其中，β∈(0,1)，T为实际温度，T₀为室温。

4.根据权利要求3所述的一种测量电池剩余电量的方法，其特征在于：β与电池容量成正比。

5.一种权利要求1~4之一所述的测量电池剩余电量的方法的应用，其特征在于：所述方法应用于测试新电池剩余电量。

Images