CN114814606A - 一种电池可放出电量百分比的计算方法及系统 - Google Patents

一种电池可放出电量百分比的计算方法及系统 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种电池可放出电量百分比的计算方法及系统，其方法包括：对电池进行一次充放电，获取电池实际容量及放出电量与电池电压关系表；检测得到电池的当前电压值；根据当前电压值和放出电量与电池电压关系表，得到电压剩余电量值；根据当前电压值对放电电压变化曲线进行积分计算，得到积分剩余电量值；计算得到电压可放出电量百分比和积分可放出电量百分比；计算两个百分比的差值；当差值小于偏差阈值时，将电压可放出电量百分比或积分可放出电量百分比作为电池可放出电量百分比；当差值不小于偏差阈值时，进行偏差修正，计算得到电池可放出电量百分比。本申请解决了电池的可放出电量百分比计算结果不精确的问题。

Description

一种电池可放出电量百分比的计算方法及系统
技术领域
本申请涉及电池技术领域，尤其是涉及一种电池可放出电量百分比的计算及系统。
背景技术
电池容量表示电池在预定的放电条件下所能放出的电量；额定容量是指按照行业规定的标准，保证在一定的放电条件下应该放出的最低限度的容量；实际容量是指在实际工作情况下电池放电，实际放出的电量。
在实际应用中，电池的可放出电量百分比指的是剩余电量与电池容量的百分比。一般可放出电量百分比的计算方法包括积分法或者电压法。积分法依赖于电池容量评估，电池容量会受到电池活性物质、放电条件环境影响，并且通过多次循环记录每次充电和放电的电量，也会存在累积误差问题，导致电池可放出电量百分比的计算结果不精准；电压法进行计算，则存在负载加载时，会导致电压突降或充电电压突升的问题，导致电池可放出电量百分比的计算结果不精准。
发明内容
为了解决电池的可放出电量百分比计算结果不精确的问题，本申请提供了一种电池可放出电量百分比的计算方法及系统。
第一方面，本申请提供一种电池可放出电量百分比的计算方法，采用如下的技术方案：
对电池进行一次充放电，获取充放电过程中的放出电量信息及放电电压变化曲线；
根据放出电量信息得到电池实际容量及放出电量与电池电压关系表；
检测得到电池的当前电压值；
根据当前电压值和放出电量与电池电压关系表，得到电压剩余电量值；
根据当前电压值对放电电压变化曲线进行积分计算，得到积分剩余电量值；
根据电压剩余电量值及电池实际容量计算得到电压可放出电量百分比，根据积分剩余电量值及电池实际容量计算得到积分可放出电量百分比；
计算电压可放出电量百分比与积分可放出电量百分比的差值；
当差值小于偏差阈值时，将电压可放出电量百分比或积分可放出电量百分比作为电池可放出电量百分比；
当差值不小于偏差阈值时，对电压可放出电量百分比及积分可放出电量百分比进行偏差修正，计算得到电池可放出电量百分比。
可选的，对电池进行一次充放电，获取充放电过程中的放出电量信息及放电电压变化曲线，包括：
对电池进行预设上限电流值的恒流充电；
当到达预设上限截止电压值时，保持预置上限截止电压值进行恒压充电；
当充电电流达到预设下限电流值时，停止充电过程；
通过预设上限电流值进行恒定电流放电；
当放电电压到达预设下限截止电压时，停止放电过程，并记录放出电量信息及放电电压变化曲线，放出电量信息包括放出电量总值及放出电量值与对应的电池电压值。
可选的，根据放出电量信息得到电池实际容量及放出电量与电池电压关系表，包括：
根据放出电量信息得到放出电量总值及放出电量值与对应的电池电压值；
将放出电量总值作为电池实际容量；
根据放出电量值与对应的电池电压值得到放出电量与电池电压关系表。
可选的，根据当前电压值和放出电量与电池电压关系表，得到电压剩余电量值，包括：
依据当前电压值从放出电量与电池电压关系表中，确定对应的目标放出电量值；
将放出电量总值减去目标放出电量值，得到电压剩余电量值。
可选的，对电压可放出电量百分比及积分可放出电量百分比进行偏差修正，计算得到电池可放出电量百分比，包括：
计算电压可放出电量百分比和积分可放出电量百分比的百分比的平均值；
将平均值作为电池可放出电量百分比。
可选的，对电池进行一次充放电，获取充放电过程中的放出电量信息及放电电压变化曲线之后，还包括：
获取充放电过程的充放电温度值；
检测得到电池的当前电压值之后，还包括：
检测得到电池的当前环境温度值及历史使用次数。
可选的，对电压可放出电量百分比及积分可放出电量百分比进行偏差修正，计算得到电池可放出电量百分比，包括：
计算当前环境温度值与充放电温度值的比值；
根据历史使用次数得到电池疲劳度；
根据比值及电池疲劳度，分别对电压可放出电量百分比及积分可放出电量百分比进行调整；
将调整后的电压可放出电量百分比及积分可放出电量百分比进行归一化，得到电压可放出电量百分比的第一权值及积分可放出电量百分比的第二权值；
根据电压可放出电量百分比、第一权值、积分可放出电量百分比及第二权值，计算得到电池可放出电量百分比。
第二方面，本申请提供一种电池可放出电量百分比的计算系统，采用如下的技术方案：
充放电模块，用于对电池进行一次充放电，获取充放电过程中的放出电量信息及放电电压变化曲线；
关系表生成模块，用于根据放出电量信息得到电池实际容量及放出电量与电池电压关系表；
检测模块，用于检测得到电池的当前电压值；
处理模块，用于根据当前电压值和放出电量与电池电压关系表，得到电压剩余电量值；根据当前电压值对放电电压变化曲线进行积分计算，得到积分剩余电量值；根据电压剩余电量值及电池实际容量计算得到电压可放出电量百分比，根据积分剩余电量值及电池实际容量计算得到积分可放出电量百分比；计算电压可放出电量百分比与积分可放出电量百分比的差值；当差值小于偏差阈值时，将电压可放出电量百分比或积分可放出电量百分比作为电池可放出电量百分比；当差值不小于偏差阈值时，对电压可放出电量百分比及积分可放出电量百分比进行偏差修正，计算得到电池可放出电量百分比。
综上描述，本申请包括以下有益技术效果：
对电池进行一次充放电，获取充放电过程中的放出电量信息及放电电压变化曲线；根据放出电量信息得到电池实际容量及放出电量与电池电压关系表；当电池无负载时，检测得到电池的当前电压值；根据当前电压值和放出电量与电池电压关系表，得到电压剩余电量值；根据当前电压值对放电电压变化曲线进行积分计算，得到积分剩余电量值；根据电压剩余电量值及电池实际容量计算得到电压可放出电量百分比，根据积分剩余电量值及电池实际容量计算得到积分可放出电量百分比；计算电压可放出电量百分比与积分可放出电量百分比的差值；当差值小于偏差阈值时，将电压可放出电量百分比或积分可放出电量百分比作为电池可放出电量百分比；当差值不小于偏差阈值时，对电压可放出电量百分比及积分可放出电量百分比进行偏差修正，计算得到电池可放出电量百分比。只需要对电池进行一次充放电，避免了现有的积分法中循环充放电造成的累积误差的问题；并且在计算电池可放出电量百分比时，无需考虑负载，避免了现有的电压法中存在负载时导致电压突降或充电电压突升的问题。因此，提高了电池可放出电量百分比的计算精确性。
附图说明
图1是本申请的电池可放出电量百分比的计算方法的流程示意图。
图2是本申请第一种偏差修正的方式的流程示意图。
图3是本申请第二种偏差修正的方式的流程示意图。
图4是本申请的电池可放出电量百分比的计算系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请实施例公开一种电池可放出电量百分比的计算方法。
参照图1，该方法包括：
101，对电池进行一次充放电，获取充放电过程中的放出电量信息及放电电压变化曲线；
其中，对电池进行一次充放电的具体过程为：
对电池进行预设上限电流值的恒流充电；
当到达预设上限截止电压值时，保持预置上限截止电压值进行恒压充电；
当充电电流达到预设下限电流值时，停止充电过程；
通过预设上限电流值进行恒定电流放电；
当放电电压到达预设下限截止电压时，停止放电过程；
在以上一次充放电的过程中，记录放出电量信息及放电电压变化曲线，放出电量信息包括放出电量总值及放出电量值与对应的电池电压值。
102，根据放出电量信息得到电池实际容量及放出电量与电池电压关系表；
其中，由于放出电量信息中包括了放出电量总值及放出电量值与对应的电池电压值，那么可以将放出电量总值作为电池实际容量，根据放出电量值与对应的电池电压值得到放出电量与电池电压关系表。
103，检测得到电池的当前电压值；
其中，通过连接电池的正负极，可以检测得到电池的当前电压值。
104，根据当前电压值和放出电量与电池电压关系表，得到电压剩余电量值；
其中，依据当前电压值从放出电量与电池电压关系表中进行查表，确定对应的目标放出电量值，将放出电量总值减去目标放出电量值，得到电压剩余电量值。
105，根据当前电压值对放电电压变化曲线进行积分计算，得到积分剩余电量值；
其中，放电电压变化曲线是由变化的放电电压值组成的，通过当前电压值确定放电电压变化曲线中的数值点，对放电电压变化曲线中的数值点进行积分计算，得到积分剩余电量值。
106，根据电压剩余电量值及电池实际容量计算得到电压可放出电量百分比，根据积分剩余电量值及电池实际容量计算得到积分可放出电量百分比；
107，计算电压可放出电量百分比与积分可放出电量百分比的差值；
108，当差值小于偏差阈值时，将电压可放出电量百分比或积分可放出电量百分比作为电池可放出电量百分比；
其中，当差值小于偏差阈值时，表示电压可放出电量百分比与积分可放出电量百分比都是准确的，可以任意选一个作为电池可放出电量百分比。
109，当差值不小于偏差阈值时，对电压可放出电量百分比及积分可放出电量百分比进行偏差修正，计算得到电池可放出电量百分比。
其中，当差值不小于偏差阈值时，则需要在电压可放出电量百分比及积分可放出电量百分比进行偏差修正，从而减少因为差值过大而造成的电池可放出电量百分比的不精确的问题。
本实施例的实施原理为：
对电池进行一次充放电，获取充放电过程中的放出电量信息及放电电压变化曲线；根据放出电量信息得到电池实际容量及放出电量与电池电压关系表；检测得到电池的当前电压值；根据当前电压值和放出电量与电池电压关系表，得到电压剩余电量值；根据当前电压值对放电电压变化曲线进行积分计算，得到积分剩余电量值；根据电压剩余电量值及电池实际容量计算得到电压可放出电量百分比，根据积分剩余电量值及电池实际容量计算得到积分可放出电量百分比；计算电压可放出电量百分比与积分可放出电量百分比的差值；当差值小于偏差阈值时，将电压可放出电量百分比或积分可放出电量百分比作为电池可放出电量百分比；当差值不小于偏差阈值时，对电压可放出电量百分比及积分可放出电量百分比进行偏差修正，计算得到电池可放出电量百分比。只需要对电池进行一次充放电，避免了现有的积分法中循环充放电造成的累积误差的问题；并且在计算电池可放出电量百分比时，无需考虑负载，避免了现有的电压法中存在负载时导致电压突降或充电电压突升的问题。因此，提高了电池可放出电量百分比的计算精确性。
在以上图1所示的实施例中，步骤109中偏差修正的方式，主要包括两种，第一种是平均计算方式，第二种是加权计算方式，具体通过下面图2和图3的实施例进行说明。
如图2所示，对电压可放出电量百分比及积分可放出电量百分比进行偏差修正，计算得到电池可放出电量百分比，包括：
201，计算电压可放出电量百分比和积分可放出电量百分比的百分比的平均值；
202，将平均值作为电池可放出电量百分比。
本实施例的实施原理为：
通过平均值的方式，可以减少电压可放出电量百分比及积分可放出电量百分比之间的差值过大造成的误差，将平均值作为电池可放出电量百分比，从而提高电池可放出电量百分比的精确性。
在执行图3实施例之前，还需要在对电池进行一次充放电，获取充放电过程中的放出电量信息及放电电压变化曲线之后，获取充放电过程的充放电温度值；并且检测得到电池的当前电压值之后，检测得到电池的当前环境温度值及历史使用次数；
如图3所示，对电压可放出电量百分比及积分可放出电量百分比进行偏差修正，计算得到电池可放出电量百分比，包括：
301，计算当前环境温度值与充放电温度值的比值；
其中，当前环境温度值为V1，充放电温度值为V0，温度值不同的情况下，会影响到电池的电压值，那么将V1/V2，得到比值A=V1/V2。
302，根据历史使用次数得到电池疲劳度；
其中，根据每个电池的生产工艺、材料等等参数，可以决定电池的使用疲劳度，与疲劳度相关的是使用次数，那么根据历史使用次数，可以确定电池疲劳度，电池疲劳度与电池容量是相关的。
303，根据比值及电池疲劳度，分别对电压可放出电量百分比及积分可放出电量百分比进行调整；
其中，以比值对当前电压值进行调整，以电池疲劳度对电池实际电量进行调整，从而间接实现了电压可放出电量百分比及积分可放出电量百分比的调整。
304，将调整后的电压可放出电量百分比及积分可放出电量百分比进行归一化，得到电压可放出电量百分比的第一权值及积分可放出电量百分比的第二权值；
305，根据电压可放出电量百分比、第一权值、积分可放出电量百分比及第二权值，计算得到电池可放出电量百分比。
其中，将电压可放出电量百分比乘以第一权值，积分可放出电量百分比乘以第二权值，在进行相加，得到电池可放出电量百分比。
本实施例的实施原理为：
将温度和电池疲劳度作为调整因素，再进行归一化设置加权值，减少了环境温度和电池自身的影响，提高了计算的精确性。
以上为本申请的电池可放出电量百分比的计算方法的实施例，下面通过实施例对电池可放出电量百分比的计算系统进行说明。如图4所示，本申请提供一种电池可放出电量百分比的计算系统，包括：
充放电模块401，用于对电池进行一次充放电，获取充放电过程中的放出电量信息及放电电压变化曲线；
关系表生成模块402，用于根据放出电量信息得到电池实际容量及放出电量与电池电压关系表；
检测模块403，用于检测得到电池的当前电压值；
处理模块404，用于根据当前电压值和放出电量与电池电压关系表，得到电压剩余电量值；根据当前电压值对放电电压变化曲线进行积分计算，得到积分剩余电量值；根据电压剩余电量值及电池实际容量计算得到电压可放出电量百分比，根据积分剩余电量值及电池实际容量计算得到积分可放出电量百分比；计算电压可放出电量百分比与积分可放出电量百分比的差值；当差值小于偏差阈值时，将电压可放出电量百分比或积分可放出电量百分比作为电池可放出电量百分比；当差值不小于偏差阈值时，对电压可放出电量百分比及积分可放出电量百分比进行偏差修正，计算得到电池可放出电量百分比。
本实施例的实施原理为：
充放电模块401对电池进行一次充放电，获取充放电过程中的放出电量信息及放电电压变化曲线；关系表生成模块402根据放出电量信息得到电池实际容量及放出电量与电池电压关系表；检测模块403检测得到电池的当前电压值；处理模块404根据当前电压值和放出电量与电池电压关系表，得到电压剩余电量值；根据当前电压值对放电电压变化曲线进行积分计算，得到积分剩余电量值；根据电压剩余电量值及电池实际容量计算得到电压可放出电量百分比，根据积分剩余电量值及电池实际容量计算得到积分可放出电量百分比；计算电压可放出电量百分比与积分可放出电量百分比的差值；当差值小于偏差阈值时，将电压可放出电量百分比或积分可放出电量百分比作为电池可放出电量百分比；当差值不小于偏差阈值时，对电压可放出电量百分比及积分可放出电量百分比进行偏差修正，计算得到电池可放出电量百分比。只需要对电池进行一次充放电，避免了现有的积分法中循环充放电造成的累积误差的问题；并且在计算电池可放出电量百分比时，无需考虑负载，避免了现有的电压法中存在负载时导致电压突降或充电电压突升的问题。因此，提高了电池可放出电量百分比的计算精确性。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

Claims (8)

1.一种电池可放出电量百分比的计算方法，其特征在于，包括：
对所述电池进行一次充放电，获取充放电过程中的放出电量信息及放电电压变化曲线；
根据所述放出电量信息得到电池实际容量及放出电量与电池电压关系表；
检测得到所述电池的当前电压值；
根据所述当前电压值和所述放出电量与电池电压关系表，得到电压剩余电量值；
根据所述当前电压值对所述放电电压变化曲线进行积分计算，得到积分剩余电量值；
根据所述电压剩余电量值及所述电池实际容量计算得到电压可放出电量百分比，根据所述积分剩余电量值及所述电池实际容量计算得到积分可放出电量百分比；
计算所述电压可放出电量百分比与所述积分可放出电量百分比的差值；
当所述差值小于偏差阈值时，将所述电压可放出电量百分比或所述积分可放出电量百分比作为电池可放出电量百分比；
当所述差值不小于偏差阈值时，对所述电压可放出电量百分比及所述积分可放出电量百分比进行偏差修正，计算得到电池可放出电量百分比。
2.根据权利要求1所述的电池可放出电量百分比的计算方法，其特征在于，所述对所述电池进行一次充放电，获取充放电过程中的放出电量信息及放电电压变化曲线，包括：
对电池进行预设上限电流值的恒流充电；
当到达预设上限截止电压值时，保持所述预置上限截止电压值进行恒压充电；
当充电电流达到预设下限电流值时，停止充电过程；
通过所述预设上限电流值进行恒定电流放电；
当放电电压到达预设下限截止电压时，停止放电过程，并记录放出电量信息及放电电压变化曲线，所述放出电量信息包括放出电量总值及放出电量值与对应的电池电压值。
3.根据权利要求2所述的电池可放出电量百分比的计算方法，其特征在于，所述根据所述放出电量信息得到电池实际容量及放出电量与电池电压关系表，包括：
根据所述放出电量信息得到放出电量总值及放出电量值与对应的电池电压值；
将所述放出电量总值作为电池实际容量；
根据所述放出电量值与对应的电池电压值得到放出电量与电池电压关系表。
4.根据权利要求3所述的电池可放出电量百分比的计算方法，其特征在于，所述根据所述当前电压值和所述放出电量与电池电压关系表，得到电压剩余电量值，包括：
依据所述当前电压值从所述放出电量与电池电压关系表中，确定对应的目标放出电量值；
将所述放出电量总值减去所述目标放出电量值，得到电压剩余电量值。
5.根据权利要求1所述的电池可放出电量百分比的计算方法，其特征在于，所述对所述电压可放出电量百分比及所述积分可放出电量百分比进行偏差修正，计算得到电池可放出电量百分比，包括：
计算所述电压可放出电量百分比和所述积分可放出电量百分比的百分比的平均值；
将所述平均值作为电池可放出电量百分比。
6.根据权利要求1所述的电池可放出电量百分比的计算方法，其特征在于，所述对所述电池进行一次充放电，获取充放电过程中的放出电量信息及放电电压变化曲线之后，还包括：
获取充放电过程的充放电温度值；
所述检测得到所述电池的当前电压值之后，还包括：
检测得到所述电池的当前环境温度值及历史使用次数。
7.根据权利要求6所述的电池可放出电量百分比的计算方法，其特征在于，所述对所述电压可放出电量百分比及所述积分可放出电量百分比进行偏差修正，计算得到电池可放出电量百分比，包括：
计算所述当前环境温度值与所述充放电温度值的比值；
根据所述历史使用次数得到电池疲劳度；
根据所述比值及所述电池疲劳度，分别对所述电压可放出电量百分比及所述积分可放出电量百分比进行调整；
将调整后的所述电压可放出电量百分比及所述积分可放出电量百分比进行归一化，得到所述电压可放出电量百分比的第一权值及所述积分可放出电量百分比的第二权值；
根据所述电压可放出电量百分比、所述第一权值、所述积分可放出电量百分比及所述第二权值，计算得到电池可放出电量百分比。
8.一种电池可放出电量百分比的计算系统，其特征在于，包括：
充放电模块，用于对所述电池进行一次充放电，获取充放电过程中的放出电量信息及放电电压变化曲线；
关系表生成模块，用于根据所述放出电量信息得到电池实际容量及放出电量与电池电压关系表；
检测模块，用于检测得到所述电池的当前电压值；
处理模块，用于根据所述当前电压值和所述放出电量与电池电压关系表，得到电压剩余电量值；根据所述当前电压值对所述放电电压变化曲线进行积分计算，得到积分剩余电量值；根据所述电压剩余电量值及所述电池实际容量计算得到电压可放出电量百分比，根据所述积分剩余电量值及所述电池实际容量计算得到积分可放出电量百分比；计算所述电压可放出电量百分比与所述积分可放出电量百分比的差值；当所述差值小于偏差阈值时，将所述电压可放出电量百分比或所述积分可放出电量百分比作为电池可放出电量百分比；当所述差值不小于偏差阈值时，对所述电压可放出电量百分比及所述积分可放出电量百分比进行偏差修正，计算得到电池可放出电量百分比。
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