CN114846346A - 计算电池在其寿命内任何时刻的可用能量及其自主性、容量和剩余寿命而不对其放电的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种计算任何电池W在任何温度Tn和任何时刻下的可用能量ED而不对其进行放电的方法。通过以固定放电强度ID对不同容量的电池进行放电，为每个电池和温度生成一系列Gn，I曲线。以相同的ID对W进行放电以产生响应电压，其被输入Gn，I以获得ED。还提供了电池的容量、自主性和剩余寿命。当电池充满电时，ED是容量。通过计算LW得出剩余寿命。使用ED和消耗平衡获得自主性。上述使用系统自动完成，该系统包括：MCU、温度传感器、放电器、电压表、电流表和接口，从而获得ED、容量、自主性和剩余寿命。其使用允许优化电池使用并在例如电动车辆中识别电池自主性。

Description

计算电池在其寿命内任何时刻的可用能量及其自主性、容量 和剩余寿命而不对其放电的方法和系统
技术领域
本专利属于电气领域，概括地说，更多地属于电化学领域，尤其属于电池领域，包括可充电电池和一次性电池。直到今天还没有可靠的方法在不放电的情况下找到电池的可用能量(从现在开始，ED)，制造商提供的在新的、已充电的和标准温度下的容量除外。本方法在电池寿命内的任何时刻计算它，也就是说，在电池老化时、在电池自上次充电以来发生了未知的局部放电时，且所有均在任何温度下。
背景技术
有许多使用电池进行自主操作的设备。根据使用电池的设备的情况，电池的不可预测的耗尽可能会产生从不适到严重的问题。
目前的问题是，在不对电池进行放电的情况下，很难知道当电池老化时的ED。令人非常感兴趣的是，它不会放电，特别是当电池仍然积聚的能量需要立即使用时。了解电池放电或将要放电时所处的温度如何影响其自主性也很重要。
电池(ED)的状态受多种情况的影响：例如老化、之前的循环、遭受的电化学压力、自上次充电以来的局部放电以及进行试验时的温度，包括电池在分析时的温度等。
一般来说，每个人都有手机自主性的经历，以及在其使用寿命结束时的加速损耗。当电池是新的且刚刚充满电时，显示器通过显示100％且通常在一个角落显示充满的小绿色电池来便于查看充电状态。但当它是老化的且刚刚充满电时，同样的信息也会出现，但是自主性要低得多。
到目前为止，电池在其寿命内的任何时间的自主性都是未知的。尤其是当电池将受到极端温度的影响时。发生这种情况是因为唯一可用的信息来自于测量电压，而测量电压对了解ED、容量或自主性是不可靠的。电压有时可以给出充电状态的指示，但如果电池容量未知，则这没有什么指示价值。
很少有移动电话上仍然可用的分钟信息是重要的情况，尽管情况并非总是如此。一般来说，它的充电温度和使用温度变化很小，这有助于提高可预测性。这有助于将使用历史、以前的自主性、预期的容量损失曲线等联系起来。换句话说，推断历史，但如果你要在滑雪胜地使用它，你将完全错过预测。
在其他一些应用中，缺乏自主性的知识可能具有巨大的相关性。电动车辆EV就是一个很好的例子，此类信息中的错误可能意味着无法通过自己的方式到达充电点。或者在此类点被占用或损坏的情况下，无法知道是否可以到达下一点。同样，在核电站、高速列车、飞机、太阳能装置等服务确定性也很重要的活动中，知道电池的实际容量也很重要。
以下示例可以是说明性的。2019年2月，芝加哥记录的温度为-30℃。电动车辆充电温度和工作温度之间的温差通常约为50℃。具有这种差异的容量损失约为剩余容量的55％。这意味着许多在几天前充满电并行使了一定路程的车辆将无法这样做，并在许多没有供电的道路上停留。这就是了解温度如何影响的重要性。
在许多情况下，这种知识的缺乏意味着，由于对实际剩余容量的怀疑，电池现在被过早地更换。关于此类参数的正确信息意味着极大的节约，因为电池可以在不进行任何改变的情况下工作到其寿命的极限。
一旦知道了ED，并且作为应用，我们将能够计算设备所具有的自主性，无论是移动电话、EV、UPS等，该自主性是从那一刻开始可预见的消耗量的函数。这些需求将在电力消耗平衡(从现在开始，BEC)中详细说明。本专利的目的既不是分析被认为是已知的先前平衡表也不是获取该平衡表。
目前，还没有已知的方法或装置对上述问题提供满意的响应。换句话说，没有什么可以在不对电池放电的情况下提供可靠的解决方案，这是如果需要可用电量的基本条件。
最近，改善信息的电力消耗计量装置不断涌现。有些装置计算并记录最后的消耗量，然后进行推断，甚至还附带了遵循放电曲线的算法。但是它们没有考虑到显著影响电池容量的因素(例如温度)的方面。请注意，充电温度和使用温度可以相差很大。然而，我们将解释对此我们所知道的一切。
计算充电状态有不同的方法，充电状态包括健康状态或节能状态，即电池的运行情况。但这些方法只给出了我们所提出的问题的近似值，误差很大且不可靠。有些方法甚至包括通过应用它们中的两个或更多个来计算平均值以尽量减少误差。这只具有统计学意义。
正如我们所证明的那样，那些基于使用电能表对电池进行完全放电和使电池无法立即使用的方法，将被完全抛弃。那些方法不能应用于原电池，当然也不能应用于那些将要改变温度的电池。在不详尽的情况下，下文列出了所咨询的一些工作：
a)测量电解液密度的方法。该方法的主要缺点是大多数电池都是密封的，尤其是原电池，因此无法使用该方法。在可使用的电池中，电解液是酸性的，由于其危险性，该方法非常不适合普通用户。该方法涉及到对组成电池的所有子电池的测量，在具有高电压的装置中，许多子电池意味着要花费相当长的时间。即便如此，该方法仍很不可靠。在任何情况下，如果温度发生变化，该方法都无法做出预测。在没有容量的情况下，尽管该方法可以给出电量状态的概念，但在不知道电池容量的情况下，其作用很小。
b)佩克特(Peukert)定律。这是一种经典的方法。它不考虑温度。这个简单的细节使它不合格。该定律可以在许多地方找到解释，其中最简单的是：
https：//en.wikipedia.org/wiki/Peukert％27s_law
c)Shepherd定律。可以做出同样的评论。因为它们是非常著名的经典定律，所以我们不提供更多细节。
d)基于内部电阻的方法。除了收集数据的困难性，这些方法也不考虑温度。
https：//www.scienceabc.com/innovation/what-are-the-different-methods- to-estimate-the-state-of-charge-of-batteries.html
e)可以在网上找到的一些最近的工作(一年半内)，其中解释了基本方法，如：
https：//academicae.unavarra.es/bitstream/handle/2454/21830/TFG_ GuembeZabaleta.pdf？sequence＝1&isAllowed＝y
f)还有许多关于该主题的美国专利。我们指的是那些我们理解的为我们的目的增加了更一致的方面，但没有达到该目的的专利。我们提到的下一篇专利是五个月前发表的，它收集了所有更新的知识，并依次引用了许多以前的专利。但是，它不考虑温度变化。我们将部分依据它。在第一个链接中，它作为已在美国公报上发表而出现。
美国专利No.10302709，日期为2019年5月28日，Shoa Hassani Lashidani等人。
https：//pdfpiw.uspto.gov/.piw？PageNum＝0&docid＝10302709&IDKey＝ 526056D4F684&HomeUrl＝http％3A％2F％2Fpatft.usptogov％2Fnetacgi％2Fnph- Parser％3FSect1％3DPTO2％2526Sect2％3DHITOFF％2526p％3D1％2526u％3D％ 25252Fnetahtml％25252FPTO％25252Fsearch-bool.html％2526r％3D1％2526f％3DG％ 2526l％3D50％2526co1％3DAND％2526d％3DPTXT％2526s1％3DCadex.ASNM.％2526OS％ 3DAN％2FCadex％2526RS％3DAN％2FCadex
g)下面，我们展示了同样的专利，其具有更加方便的印刷和阅读格式。
美国专利No.10302709，日期为2019年5月28日，Shoa Hassani Lashidani等人。
http：//patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser？Sect1＝PTO1&Sect2＝HITOFF&d ＝PALL&p＝1&u＝％2Fnetahtml％2FPTO％2Fsrchnum.htm&r＝1&f＝G&1＝50&s1＝10,302, 709.PN.&OS＝PN/10,302,709&RS＝PN/10,302,709
h)更多项目：
美国专利No.9692088，Koba等人，2017年6月27日。
http：//patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser？Sect1＝PTO1&Sect2＝HITOFF&d ＝PALL&p＝1&u＝％2Fnetahtml％2FPTO％2Fsrchnum.htm&r＝1&f＝G&l＝50&s1＝9,692, 088.PN.&OS＝PN/9,692,088&RS＝PN/9,692,088
i)更多项目：
美国专利No.7619417，Klang，2009年11月17日。
http：//patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser？Sect2＝PTO1&Sect2＝HITOFF&p ＝1&u＝％2Fnetahtml％2FPTO％2Fsearch-bool.html&r＝1&f＝G&l＝50&d＝PALL& RefSrch＝yes&Query＝PN％2F7619417
该专利在第12页第55至58行的“容量”一节中从字面上意思是：“计算电池的低倍 率容量很容易，这似乎是合乎逻辑的，但在实际中，辨别这一性能一直是并将继续是对电池 行业的挑战”。
换句话说，在写这个专利的时候，还不知道如何找到电池的容量。这项专利由ShoaHassani持有，因此到目前为止似乎没有取得任何进展。
此外，所有这些方法都不能预测电池在其寿命内的任何时刻的行为，特别是当温度变化时。
发明内容
方法的说明
术语表
这里解释的许多术语是众所周知的，但考虑到在许多书籍和出版物中发现的许多误解，它们应该变得非常明确。
a)B、W、A：电池的通用名称。B是指那些新的、带电荷的、完全成形的和静置状态的电池。那些可使用该方法的电池被称为W，其具有一定的老化，甚至是新的，在其使用寿命内任何时刻且在任何温度下。W和B最初是相同的电池，新电池时称为B，旧电池时称为W。A是指新的和充电的等效电池，即那些B型电池，其具有与被分析的电池W的可用剩余能量相同的ED。
本专利以具有玻璃棉隔板的密封铅酸蓄电池作为示例，缩写为SLA-AGM(吸收密封铅酸的玻璃材料(Sealed Lead Acid-Absorbed Glass Material))。
b)BEC：它是电力消耗平衡。注意，这种平衡必须是非常完整的，其中不仅包括放电，而且还包括充电，例如来自EV中制动系统的那些。以及任何可能对电池产生压力的电流，例如额外的开闭电流、谐波等，且在每次充电或消耗期间可预见的温度。
这种平衡通常随时间而变化。以EV为例，要获得平衡，必须输入车辆的所选的速度、驾驶模式、重量和负载，以及是否使用其他消耗品。如果需要更多的自主性，则可以通过引入较低的要求来改变BEC，以增加自主权。有些信息也可以是固定的，比如待行驶的道路的坡度，或者是动态的，甚至是与我们的行为不相容的，比如在这样的旅程中变化的温度。假设EV能够获取预测或远程信息处理信息。如果消耗或自主性发生变化，它可以配备警报。本专利的目的不是分析或获得所假定已知的BEC。
c)容量。这是电池在特定情况下将最大可能的电化学电势转化为有用电能的能力。而且，如果它是可充电的，则它测量其将电能转化为最大可能电化学电势的能力。它以Ah为单位。
虽然真正考虑的总是能量，但可以理解的是，电压总是已知的。有时，它被给定为在某一时间内可提供的瓦特数，最终电压为Vf，且在规定的温度下。在最后一种情况下，直接承诺提供有效能。不考虑电池的初始容量和几次循环后达到的最大容量的差异，作为完整形成的函数等。当温度降低或放电强度增加时，容量降低。
ch)标称容量CN。这是新电池的初始容量。根据标准，它被定义为：其允许在时间tN内、在温度TN且以最终电压Vf的IN放电。被验证：CN＝IN×tN。
d)最小容量Cm。该标准根据电池的用途定义了最低可接受的剩余容量。Cm通常在0.6CN到0.8CN之间变化。
e)电池的剩余容量CR，是在给定时刻下存在的容量，此时已经消耗了一部分预期寿命，并且已经损失了一定的初始容量。
f)C。这是通过本方法得到的等效电池A的容量。它将等于或小于所分析电池的CN。它也有一般的含义。
g)Cn。它是电池W在温度Tn的容量，即在TN具有容量CN。在低于Tn的温度下，它低于CN。有一条曲线将它们联系起来。该曲线在其寿命内的任何时刻都有效。
h)剩余电量。有用的电能也称为电量。当局部放电或温度变化时，电池中剩余的可用电量称为剩余电量或剩余能量，它们是ED的近似值，差值为最小非工作电量。
i)可用能量ED。这是在其寿命内任何时刻，在特定条件下放电直到达到最终电压Vf时，可以从W电池中获得的最大能量。所有的电池，特别是可充电电池，都有最终放电电压，该电压根据放电强度而变化。对于可充电电池而言，该Vf是不应被超过的最小值，因为它表示电池的不可逆劣化。另一方面，它通常接近其供电设备的最低工作电压。
在原电池中，这一概念不适用，因为设备只是停止工作。在点Vf处，存在某个最小电量或最小能量，该最小电量或最小能量按比例非常小。ED的概念是总剩余能量减去最小能量，该最小能量为了避免损坏电池而不应获取，且由于其值相对较小而通常被忽略。这很容易计算。相同电池的最小能量根据温度和放电强度(ID)而变化。考虑到较小的差异，在第一近似值中，我们可以在某些点上模糊地使用ED、剩余电量或有效的电化学电势。
j)充电状态。相对于当时的最大容量，电池W中剩余的电量水平或百分比称为充电状态。电池的容量与充电状态无关，也与充电时的开路电压无关。为了知道ED，必须同时知道容量和充电状态。有一条曲线将充电状态与电压联系起来。英语中的首字母缩略词是SOC，充电状态。
K)EV。这是电动车辆的英文缩写。这通常是100％电动车辆的名称。如果它们是混合的，它们被称为混合动力HEV。另外，如果它们是插入式，则被称为PHEV。
1)Gn，I。给定一个容量为Cn、电压为VN和温度为Tn的新电池B，Gn，I为在相同的温度下由相同的ID、固定的I产生的一系列放电曲线的名称，其适用于B和几个具有低于B的不同容量的新充电电池。ID是手动或由系统预先确定的，通常在0.1Cn和2CnAmp之间变化，并且待进行放电的电池的容量在0.1CnAh和CnAh之间变化。可能的示例是Gn，1′0，其对应于电池B的容量为Cn的温度Tn的系列。对于具有例如0.3Cn、0.5Cn、0.7Cn和CnAh容量的下列电池，选择等于1.0CnAmp的放电。这些曲线允许它们的插值。参见图1。
m)ID、Ii和IN。放电强度，也可以是复数形式。前两个参数是通用的。对于第二个，可以参考一组通用放电强度Ii，其通过改变下标可以表示多个特定强度。参考标准为IN。它以安培为单位进行测量，并且作为指导，在本方法中在INAmp和60INAmp之间变化。
在SLA电池中，通常放电在0.01CNAmp和3CNAmp之间变化。了解铅容量的规范通常为0.05CNAmp且tN＝20h。放电可降至Vf电压而不会损坏电池。曲线在正交的笛卡尔坐标轴上表示，该坐标轴以对数刻度测量纵坐标上的电压和横坐标上的时间。
需要注意的是，当需要以I Amp对电池放电时，实际上所做的是需要能量，即释放瓦特小时，因为需求是在一定的电压和一定的时间内进行的。
n)MCU。微控制器单元(Micro Controler Unit)的缩写。它包括CPU(CentralProcessing Unit，中央处理器)，以及一个或多个多核微处理器、存储器、算法、软件等。
Figure BDA0003701208700000081
标准。根据我们的行业，它是一套规则、公式、标准、规范和技术标准，其限制、规定、代表和定义表征电池的参数。它可以很容易地了解和比较它们的性能。最著名的技术标准有DIN、JIS、IEC、CEI、UL。尽管一些侧重于技术考虑，其它则侧重于使用安全。
该标准可以由任何人指定，但强烈建议遵循已知标准。在我们的案例中，每种技术特定的工作温度、时间和放电强度、不同放电强度下的标称电压和最小Vf、标称容量CN和最小Cm等。所有的测量和曲线必须遵循本标准。每种技术和标准都意味着不同的曲线。
o)p。它是具有容量C的等效电池A的电化学电势或ED相对于总初始电势的百分比，在进行不完全放电时该容量C已经被消耗。因此，ED(1-p)等于剩余的ED。
p)电化学电势。这是驻留在某些化学物质中的能量，当正确激活时，可以提供电能。电池是一种合适的容器，其包含一系列具有电化学电势的产物并且是发生将这种势能转化为电能的反应的物理介质。
已充电的且绝缘的电池中没有电。只有当产生电的电化学反应发生时，电才会适当存在。并且为了触发它，需要连接到电池的外部电路。电是由这种连接引起的化学反应产生的。
充电电池和放电电池的势能不同。第一种情况称为主动电化学电势，第二种情况称为被动电化学电势。
q)UPS。不间断电源的缩写，西班牙语为SAI。
r)系统。允许自动化计算方法的设备的名称，包括一组元件，例如MCU、存储器、微处理器、电子电路、算法处理器、电压表、放电器、电流表、温度传感器、计时器、计算参数和生成曲线的能力(capacidad)，还包括适配器、相应的软件和硬件、接口等，其允许我们能够了解变量并接收结果，甚至通过远程信息处理来考虑信息。它有时也被称为电池管理系统(BMS)。尽管后一术语通常用于对充电、放电和限制器进行更简单的控制管理。
s)SLA-AGM。密封铅酸和吸收玻璃材料的缩写，意思是具有玻璃纤维隔板的密封铅酸。该专利以电池技术为例，因为它可能是最受欢迎的、成熟的、发展相当稳定的技术。
t)SOC。充电状态的缩写。在该行业中使用非常频繁。
u)tN。标称时间。这是标准设定的当电池B以电流IN、在TN温度放电并且电压没有下降到Vf以下时所经过的时间。当提及通用时间值时，使用t。如果写入tM，则意味着它是容量为C的电池在特定ID下的最大自主时间。通常使用对数图，其中横坐标是ID，纵坐标是自主性。参见图4。tN＝20h通常用于铅。
v)TN。标准提议的测量归一化值的温度，特别是在曲线的基本生成过程中。当温度变化时，一般使用Tn中的下标“n”。Tn通常在-30℃和60℃之间。存在将其与容量联系起来的曲线。如果电池在不同温度下需要一个Ah，则能量消耗将不同。
w)标称电压VN。它是由电池结构的电化学技术定义的。该电压或张力由电极在25℃的正常还原和氧化电位的代数和产生。因此，作为示例，下面对铅电池进行计算。在使用4摩尔浓度硫酸的放电中，正电极PbO2(阴极)在25℃的标准化氧化电位约为+1.70伏特。而对于负电极Pb(阳极)，还原电位为约-0.33伏特。相加为2.03伏特。必须减去负数。这是它的VN。由于放电将部分酸分解为水，它可以随着酸的浓度而上升或下降，因此测量开放电池中的电解质密度可以了解其充电状态。电池的充电意味着电的反向循环，并且电极将反转它们的极性。如果处于空闲状态的二次电池的电压低于VN，则需要紧急充电。
x)最大电压VM是电池在空闲并充满电时达到的电压。它必须始终高于VN。
y)中间电压Vv。这是在VM和Vf之间变化的通用电压。
z)最终电压Vf。这是放电时为避免损坏电池所能达到的最小值。在该终点Vf处，将仍然存在一定的非常小的剩余电量。最终电压Vf根据放电强度而变化。更多信息请参见i)。
理论基础
这种方法在学术上起源于一种迄今尚未发展的方法。该行业的很大一部分人含蓄地提出了这个问题，就好像电池是油箱一样。在任何时候和任何条件下，都需要获得已引入的相同的升数。对于电池，则提供相同的安培-小时。但事实并非如此。
该专利方法对于原电池和可充电电池都是有效的，开放式还是密封式，以及任何技术，只要我们不考虑记忆效应。对于二次电池，可逆性不仅包括电化学过程，还包括机械过程，因为当充电过程使其再生时，必须更换相应电极上的活性物质。这些反应总是放热的，所以所使用的一些能量将用于产生热量。
由于Gn，I曲线是本专利的基础，故下面解释它们的获得。给定具有容量Cn、电压VN和温度Tn的新电池B，这是对于由相同的ID、固定的I产生的一系列放电曲线给定的名称，适用于B和始终处于相同的温度下几种低于B的不同容量的新电池。ID是手动或由系统预先确定的，通常在0.1Cn和2CnAmp之间变化，且容量在0.1Cn和CnAh之间变化。
一个可能的例子是Gn，1′0，它是对应于温度Tn的系列，在此温度下，电池B的容量为Cn。放电等于1.0CnAmp。对于容量为0.3Cn、0.5Cn、0.7Cn和CnAh的下列电池，选择放电为1.0CnAmp。这些曲线允许它们的插值。参见图1。
然后使用相同的放电I并将其应用于W，其返回VV响应，开始新的放电曲线。利用这个响应，我们在Gn，I中寻找等效电池A，这使我们找到ED。此时A的行为将与电池W的行为相同，因此为了考虑ID或Tn的任何变化，我们将使用该等效电池，其将具有相同的响应。在我们的示例中，生成的曲线是点的曲线，并且A将具有0.4Ah的容量。参见图1。如果Tn改变，则所有曲线也将改变。
重新评估用于选择ID的标准时，应考虑到所产生的曲线提供了清晰且可区分的响应。如果放电在比例上非常小，则响应曲线彼此接近将使得难以区分它们。放电也不应太大，因为这将意味着目标的连接和电阻尺寸过大。
当ID在比例上非常高时，因为电化学反应没有时间完成达到整个活性物质以及专门用于产生热量的能量，故容量大大降低。尽管影响很小，但因为时间很短，在5秒到20秒之间，因此必须消散的热量推断电化学电势具有无法恢复的损失。此外，电池上还承受一定量的压力。
也可以使用任何类型的脉冲。应尽可能考虑电池的状况，使其与ID一致。从最小工作放电开始始终是可取的。一般来说，它们在0.1Cn和2CnAmp之间变化。在SLA-AGM的情况下，可以在0.6Cn和1Cn之间启动。
此方法适用于在其寿命内任何时刻的任何W电池。如果根据以前的测量已知当前容量，即使它已过期，也应将该值作为起点，而不是将当其是新的时的标称容量作为起点。然而，仍然假设没有可用的先验信息。
同样，作为实用工具或应用程序，有以下内容。一旦已知ED和BEC，就可以在所需温度下计算自主性。甚至在发生的温度和放电是可变的情况下。
也可以计算容量。在再充电后，当我们注意到充电器没有向电池提供可观的电量时，我们将其断开并计算ED。该值是电池W在测量温度时的容量。如果电池是一次电池，则ED始终与其容量一致。
根据容量随时间的演变曲线，可以计算剩余寿命tR。应该澄清的是，术语预期寿命tW的正确使用，用于指定新产品在某些情况下的最大寿命。同样的概念也可以用于电池。更有趣的是在我们的专利中发现了剩余寿命tR，即从任何时刻起的剩余使用寿命。从LM和LD曲线的知识开始是方便的，这些曲线由制造商提供并且可以标准化。
为了计算这些曲线，使用正交的笛卡尔坐标轴，其中以横坐标测量时间，以纵坐标测量容量。LM是通过尽可能仔细地使用电池，并通过记录在其使用寿命期间由其容量值和测量时间形成的点来计算的。LM在指示其最大寿命(tM，Cm)的点处结束，其中纵坐标达到最小工作容量Cm。参见图5。
同样地，存在LD曲线，其中电池被滥用，产生极大的过早劣化，其寿命延伸到(tD，Cm)。因为评估的电池是相同的，因此两条曲线都是从相同点(0，CN/Cn)开始。如果通常的容量测量温度为Tn，则该点为(0，Cn)。
最后，所分析的W电池已经生成了LW曲线，直到点P(tP，CR)，在该点处，有趣的是知道剩余寿命tR。tP坐标是从其投入使用到需要剩余寿命tR所经过的时间。
目前可以接受的是，电池将接受的处理与所接受的处理类似。从P点开始，很容易在LM和LD之间进行插值，以将曲线外推到Cm，一方面获得实际预期寿命tw，并进行特殊处理，因此我们从点P获得剩余寿命tR，即：tR＝tw-tP。
如果预计处理或生活条件的变化，则插值允许考虑这一点。在图5中，假设这种预期处理与已经接受的处理相似。如果不是这样的话，则数学将绘制一条更接近LM或LD的曲线。
分析所需的信息和设备
需要至少具有以下列出的设备和数据。
a)制造商提供关于在W电池制造中使用的技术、当其是新电池时的标称容量CN和标称电压VN、曲线等的信息，以及用于定义电池的标准(DIN、JIS、SAE等)。
b)需要温度传感器来测量分析时W电池的温度。该数据允许我们通过相应的曲线知道在该温度Tn处的容量Cn(当它是新电池时)。
c)必须有放电器，并与电池适当连接，其允许选择为大约0.1、0.6、1.0、1.2、1.4和2CnAmp或中间值的IDs。提出了优先ID值1.0CnAmp。但是也可以使用任何其它值。此外，还需要电流表和电压表。
d)放电曲线系列Gn，I，对应于温度Tn。
e)在该范围的不同温度处的对数表，其根据每个容量的放电告知自主性，以横坐标测量放电，以纵坐标测量自主性，根据技术和电压区分。电池的最终电压Vf必须始终遵守标准。图4中包括了一示例。
f)为了计算自主性，必须知道BEC。
g)如果检测到充电器正在工作，则必须能够将其断开。在手动或实验室水平的分析过程中，任何时候都不允许可变充电或放电。虽然在工业应用中如果可以考虑，也可以进行迭代，以允许更高的精度。
h)为了计算给定时刻的预期寿命tW和剩余tR，有必要了解如何处理电池的信息，同时也可以方便地获得LM和LD曲线。
该方法如何工作的说明
这里解释了如何在基本设备的帮助下，以简单的方式获得ED。简化流程图如图2所示。稍后，在优先实现中，解释了使这一切自动化的方法，以便任何用户都可以简单地使用它。
开始分析时，可能会出现两种情况。电池处于完全空闲的状态，或者它正在支持放电。电流表说明了我们所处的情况。根据以下顺序，它从空闲的W电池开始；
1)电池技术是已知的，当电池是新的时CN容量，其标称电压VN，以及所选ID、I1的Gn，I1曲线。
2)传感器提供W的温度，结果为Tn。相应曲线的使用允许我们知道电池W的容量，当B是新的时，在这样的温度下，结果是Cn。
3)电池是连接的，放电器根据用户的标准和理论基础中给出的建议，将
初始ID设置为I1。如果有理由相信，鉴于电池的条件，其容量可能低于Cn，则适当减少ID。该强度必须与用于生成Gn，I的强度相同。
4)下载开始。在必要的时间(几秒钟)内观察放电曲线，直到其稳定并获得稳定的电压Vv，从而开始放电曲线。如果此曲线不清晰，则我们将继续尝试更多时间或其他放电。每次放电意味着不同的Gn，I曲线。
5)作为示例，我们提出Gn，1′0，其中，我们寻找通过对电池W进行放电I1＝1′0CnAmp产生的曲线(如果必要的话进行插值)，并且该曲线响应于电压Vv。在这个示例中，它是对应于0.4CnAh的曲线。参见图1。该放电曲线与容量为C＝0.4CnAh的新的、已充电的等效电池A所产生的放电曲线相同。
6)得出的结论是，所分析的电池W的ED具有类似于新的、容量C＝0.4CnAh且完全充电的等效电池A的行为。现在我们知道所需的ED，结果是电池A的ED。
在第二种情况下，存在不必要的或不可避免的消耗，这是一种常见的情况。再次以电动车辆为例。一些消耗无法被禁止，如时钟、车载电脑等，即使我们可以关闭最重要的计算，如发动机或空调。在这种情况下，必须获得电流表的瞬时和完全同时的值I2和电压表的瞬时和完全同时的值V2。然后按以下步骤进行。
1)I2、V2和电池温度Tn可用。
2)曲线Gn，I2也对应于I2安培和温度Tn。放电I2产生以V2开始的曲线，该曲线给出了具有C2容量的等效电池A2，该电池在新的且充电时将给出相同的响应。
3)如果I2太小，则增加I1安培的额外放电。这与电池处于空闲的状态时相同，并且考虑到现在对Gn，I3进行搜索，重复前面的过程，因为ID现在是：
I3＝I2+I1Amp。
理论上，同样的容量C2应该被重新发现。然而，由于电池不是空闲的，也不是平衡的，因此测量结果可能会失真并且可能会发现不同的C3。我们认为在最后一次发现的容量更精确，但根据具体情况对每个容量进行加权是合理的。或者进行更多下载。
如果以前使用过这种方法，当电池不再是新的并且其当前容量大致已知时，则使用后者作为起始点。因此，严格地说，仅在第一计算中使用CN。在随后的计算中，将使用最后找到的容量作为起点。因此，在该方法的连续使用中，原始容量从不被重复。除非反复使用它来细化答案。
一旦已在测量温度处计算出ED，作为一种实用程序或应用程序，并且已知BEC，就可以找到自主性。下面给出示例。
设为W电池，其ED已知，对应于C1的等效容量。BEC通知将分别进行两次连续放电D1和D2。在电流I1和温度T1下，第一次D1的持续时间为t1。据了解，该放电不会耗尽电池。然后，利用剩余能量，进行第二次D2放电，包括：ID为I2，在温度T2处，以及持续该剩余能量允许的最大时间。我们有兴趣计算所述自主性。
提议的下载的组合可以对消耗提出所有可能的方式。然后计算D1消耗的W的能量占总可用能量的百分比p。
a)使用与我们的参数T1、I1、C1等相对应的对数表图4，你可以找到电池允许的总自主时间tM1。
b)比率t1/tM1是在t1期间D1使用的能量的近似百分比。换句话说，p。剩余能量为C1(1-p)，其对应于与C2等效的新电池，然后使用该新电池。
c)再次利用对数表和对应于D2、I2、C2和T2的曲线，存在tM2。这一点说明了W在先前条件下的总自主时间。
使用时间引入了一定的误差，这是因为我们不知道V的平均值，而在曲线的最后一段中找到V的平均值是比较费力的。假设V的平均值，可以进行更快的计算。尽管如果我们进行灵敏度分析，但是验证其计算中2％或3％的误差产生能量值的小变化。最后，获得放电曲线的等式并进行积分会更准确，但会增加不必要的精度和明显的复杂性。当该方法在优选实施方式中自动化时，ED的计算是即时且精确的。
最后，这里还给出了两个附加的实用程序或应用程序。当被分析的电池充满电且处于空闲的状态时，ED提供容量。根据其时间演变曲线、其预期寿命tW和剩余tR，前提是电池将接受的后续处理是已知的。
附图说明
包括五幅附图以帮助理解本方法。它们是特殊体现，因此它们可以被其他即使有变化的附图替换，而不会失去有效性或影响已披露的范围。
在图1中，示出了具有容量为Cn的新电池B在温度Tn处，使用ID，I＝1′0CnAmp的一系列放电曲线Gn，1′0。我们选择的较小电池的容量为0.3CnAh、0.5CnAh和0.7CnAh。如果现在将相同的放电I施加到电池W，则电压响应为Vv，开始产生结果为对应于等效电池A的值的0.4CnAh的曲线。
在图2中，简化图示出了查找ED的操作流程，ED被称作定义W电池的数据。为了清楚起见，该图并不完整。例如，应用于V1的寻求稳定性、循环计数器等的步骤已经保存在V2和V3中。知晓C1、C2或C3意味着知晓A1、A2或A3，从而知晓ED。
图3显示了遵循应用于装置的本专利方法的自动化过程的简化图，这是优选的实施方式。
图4显示了根据SLA-AGM电池的ID和容量，提供有关自主性的信息的在25℃和电压V处的对数表示例。在这种情况下，我们选择0.3CnAh、0.5CnAh、0.7CnAh和CnAh。
在图5中绘制了曲线LM、LD和LW，其允许找到W的预期寿命tW和剩余寿命tR。
具体实施方式
本发明的目的是制造一种使上述获得W电池的ED的方法自动化的装置。它可以是便携式的，也可以不是便携式的，并且在一定的电压或容量范围内，可以根据待分析的不同电池的特性进行容量调整。或者它可以从一开始就适应于特定的电池。
需要一种系统，该系统包括接口、适配器、放电器、温度传感器、电压表、电流表、计时器、MCU和必要的软件，以记录、存储和分析由放电器产生的曲线，并通过所提供的算法等将它们与存储器中的曲线进行比较。该软件将控制设备以及与外部设备的通信。它是为电池制造商指定的技术和标准而启用的，并且如果制备用于特定电池，则会大大简化。以这样的方式，其使用包括以下步骤：
A)当B是新电池时，制造商首先报告电池技术及其CN容量、标称电压VN、曲线等。
B)所有数据通过接口输入系统。一旦W电池被连接，则分析开始。存在当连接时将其所有特征传输到系统的电池。然而，当应用于具体电池时，如EV或移动电话的情况，这是不必要的。
C)电流表检查电池是否处于待机状态。最初，它被认为是不活跃的。
D)传感器提供电池所在的温度，Tn。利用该温度和驻留在存储器中的与容量和温度相关的相应曲线，系统确定容量Cn，该容量Cn是对应于B的容量，并且是我们在第一分析中具有的最佳近似值。
E)系统遵循其已记忆的指令，选择初始放电强度I1。这种放电可以为超级电容器供电，并使用随后积累的能量。
F)一旦系统获得稳定的响应电压V1，它就在Gn，I1中搜索以刚刚测量的电压开始的曲线(必要时插值)。该曲线与产生新的等效电池A1的放电的曲线相同，该新的等效电池A1被充电并且具有C1的容量。
G)利用已知的ED，系统可以选择在界面中显示它，或者将它提供给需要它的另一个设备，这很容易集成到我们已经拥有的装置中。
现在假设系统电流表检测到存在连续且稳定的放电。如果放电不具备这些条件，则必须测量瞬时值和同时值。电流表向系统提供电流消耗I2，电压表提供电压V2，传感器提供W电池温度Tn，并计算Cn。然后遵循概述的步骤。
1)在Gn，I2中搜索，用I2Amp和在温度Tn处获得的对应于V2的放电曲线。如前所述，它获得对应于具有新的和充电的C2容量的等效电池A2的电池。
2)系统现在添加额外的放电I1，如之前对于电池处于空闲的情况所计算的，并重复之前的过程，考虑到放电强度是I3＝I1+I2，因此你必须寻找Gn，I3。它获得C3。如果你注意到I2等于或大于I1，则将通过减去适当的值来减少第一个值。甚至取消它，并认为C2是理所当然的。
理论上，C3应该类似于C2。然而，由于电池不是空闲的，也不是平衡的，测量结果可能会改变。在最后一个位置C3中找到的容量可能更准确，但根据具体应用程序的建议计算每个容量的权重是合理的。还可以通过改变放电等来进行额外的连续迭代测量。在该计算之后，在测量温度处的ED是已知的，即等效电池A3。
作为一种实用程序或应用程序，称作BEC，可以以已经解释过的相同方式容易且快速地找到自主性。该速度允许一旦已应用BEC，如果所产生的自主性由于其不足而不充分，则可以执行对新自主性的额外搜索。为此，我们可以修改BEC，消除或降低可以减少的需求。或者接受装置提出的那些。
以EV为例，可以降低巡航速度。或者该装置可以根据道路的轮廓和将允许所需范围的不同段上的预期温度，提出一个新的或几个的组合。很容易将其纳入自主驾驶。
另一个应用是获得电池的容量。如果在充电结束时，系统检测到充电器不提供任何电流或电流非常小，则它断开充电器并继续计算ED。在这些条件下，所获得的ED与电池的容量一致。
在UPS工作台的情况下，它允许快速了解ED。由于它是一种通常完全充电的装置，断开充电器和负荷(cargas)几秒钟(如果不可能，甚至不断开它们)，ED与剩余容量相同。一定量的空闲是可取的，但是失真总是相同的，并且可以考虑。
在另一个应用中，系统将在一段时间内找到的容量保存在存储器中，生成曲线并对其进行外推，考虑LM和LD所在的数据库中，并知道可预测的处理，允许获得预期寿命tW和剩余tR。在图5中，我们认为处理将类似于以前接受的处理。
除了已经提到的优点之外，该装置的快速响应允许更有效地使用电池功率，以及更正确的维护，甚至过早地定位任何异常。或者在生产中均衡电池组的电池。所有这些都意味着优化电池的性能和寿命，同时节省相应的成本。
在这种情况下，优选的实施方式与工业应用一致。

Claims (10)

1.一种计算电池W在其寿命内任何时刻的可用能量ED以及其自主性、容量和剩余寿命而不对其放电的方法，为此至少需要以下信息和设备，
a)了解定义用过的电池W的所有参数和曲线，当用过的电池W是新电池B时以及几种较低容量的新电池，在工作温度Tn处，以便计算Gn，I曲线，
b)放电器、电压表、电流表、温度传感器和可断开的充电器，以及适当的连接，
其特征在于，所述方法包括以下步骤：给定容量为Cn、电压为VN、温度为Tn的新电池B，获得Gn，I放电曲线，这是由相同的ID固定I产生的一系列曲线的名称，应用于B和几种不同的较低容量的新电池，所有电池在相同的温度，
为了应用所述方法，进行必要的连接，并且电流表将检测到两种可能的情况：
I)电池处于空闲的、隔离的状态，没有充电或放电，
II)有不能避免或不希望避免的放电，
第一种情况，在W处进行放电I1，产生响应电压V1，进入一系列曲线Gn，I1，我们发现对应于等效电池A的容量C1，A的ED与W的ED相同，
第二种情况，如果当前ID是I2并在Gn，I2中搜索电压V2，则获得C2，然后，叠加已经计算的附加的放电I1，使得I3＝I1+I2，其产生响应电压V3，并且使用它在Gn，I3中搜索电容C3，利用C2加权，提供所述ED。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获得所述放电曲线Gn，I的步骤如下，给定容量为Cn、电压为VN和温度为Tn的新电池B，我们以相同的ID固定I对B和几种不同容量在B以下的新的充电电池进行放电，所有电池都在相同的温度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获得自主性的步骤，包括了解ED和BEC的静态或动态使用。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获得所述电池W的容量的步骤，为此，使用了一种包括电流表和充电器的装置；在检测到充电时提供给W的电流非常小或为零的时刻，充电器断开，且在那个时刻计算的ED为所述容量。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在给定时刻P(tP，CR)找到电池W的剩余寿命tR的步骤，包括了解预期的处理和LM和LD曲线之间的插值，直到纵坐标达到工作容量Cm，从而获得预期寿命tW，从该值中减去计算时刻的工作时间tP，得出剩余寿命tR。
6.一种系统，其使权利要求1至5所述的方法自动化以计算任何电池W在其寿命的任何时刻的可用能量ED而不对其进行放电以及其自主性、容量和剩余寿命，其特征在于，所述系统包括接口、放电器、热传感器、电压表、电流表、计时器、必要软件的MCU，以用于记录、存储并分析放电器产生的曲线，并将其与制造商提供的存储器中的曲线或先前计算的曲线进行比较，以及所有精确数据、算法和与外部设备的控制通信等，
所述系统检查W电池是否处于待机状态，如果是，则它会检查温度Tn、选择放电、在Gn，I中找到等效电池A及其ED；如果电池不处于空闲状态，它将始终在Gn，I曲线的帮助下，首先找到与检测到的放电相对应的ED，叠加另一个放电强度，并使用两者之和，重新计算所述ED，并在两者之间加权。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统找到剩余自主性，其包括了解ED和BEC，所述BEC能够是动态的且温度能够变化，这意味着新的ED值，还考虑到通过接口以及通过任何远程信息处理方式合并数据。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统获得W的容量，所述系统包括充电器和电流表，在所述W充电结束时，当所述电流表检测到其接收的电流为零或非常小时，系统软件继续断开所述充电器并找到ED，该值与在那个时刻和在那个温度时的W的容量一致。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统获得在任何时间tP时W电池的剩余寿命tR，对于所述剩余寿命tR，所述系统生成LW曲线，其中容量为直至tP的时间的函数，已知W的预期处理，所述系统在LM和LD之间插入LW并外推至y＝Cm，获得预期寿命tW，从中减去tP以获得tR。
10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统包括软件，所述软件存储和使用所述制造商提供的所有数据，包括不同电池的规格、不同温度处的放电曲线，与容量和温度相关的软件；控制所述系统中包括的所有硬件，包括读取、注册和使用提供的数据库，与接口和系统外的任何设备进行通信，包括通过任何远程信息处理手段或类似方式通知它的动态数据。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112462186B (zh) * 2020-11-18 2022-09-20 上海稊米汽车科技有限公司 一种用于超级电容器循环寿命的测试方法

Family Cites Families (10)

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CN102057289A (zh) * 2008-07-02 2011-05-11 松下电器产业株式会社 铅蓄电池的寿命推定方法以及电源系统
JP6033155B2 (ja) * 2013-03-29 2016-11-30 日立オートモティブシステムズ株式会社 電池制御装置
JP5728520B2 (ja) 2013-04-12 2015-06-03 プライムアースＥｖエナジー株式会社 電池の容量回復方法、組電池の容量回復方法、電池の容量回復装置、及び、組電池の容量回復装置
CN107210608B (zh) * 2015-06-17 2020-03-31 株式会社东芝 模拟信号生成装置及模拟信号生成方法及存储介质
US10060987B2 (en) * 2016-11-18 2018-08-28 Semiconductor Components Industries, Llc Methods and apparatus for measuring the remaining capacity of a battery
US10302709B2 (en) * 2016-11-30 2019-05-28 Cadex Electronics Inc. Battery state-of-health determination using multi-factor normalization
CN106646267B (zh) * 2017-02-13 2023-09-08 云南电网有限责任公司电力科学研究院 配电终端电池寿命检测方法及装置
US10312699B2 (en) * 2017-07-31 2019-06-04 Robert Bosch Gmbh Method and system for estimating battery open cell voltage, state of charge, and state of health during operation of the battery
JP6430054B1 (ja) * 2018-05-21 2018-11-28 古河電池株式会社 蓄電池の容量把握方法および容量監視装置

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