[發明專利]快速電池剩余電量估計系統及其方法

有效

• 申請號: 201110440860.3
• 申請日: 2011-12-23
• 公開（公告）號: CN102520365A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 李杰;黃亦翔
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 王萍萍

技術領域

本發明涉及一種電池的技術領域，尤其涉及一種快速電池剩余電量估計系統及其方法。

背景技術

隨著各種電能儲能設備的迅猛發展，對電池剩余電量的估計開始受到了人們的重視。只有對電池剩余電量進行準確的估計，才能讓使用者及時了解電池剩余使用時間，從而消除在電池使用過程中對電能不足的顧慮。

特別地，目前世界各國都在關注環保和能源危機兩個問題。相對于傳統的燃油汽車，電動汽車可實現零排放。因此，電動汽車將成為未來汽車工業的發展方向。在電動汽車中，電池直接作為能量供給部件，其工作狀態的好壞直接關系到整個汽車的行駛安全性。因此，需要全程對電池剩余電量進行準確的估計。具體地，在電池產品出廠前對電池剩余電量進行估計，能夠保證電池出廠的質量；在電池使用過程中對電池剩余電量進行估計，可以及時掌握準確的電能信息，預測后續可使用的時間并及時進行充電；在電池性能隨著日常使用而逐漸衰退過程中，對電池剩余電量的準確估計可以預測電池剩余壽命，提前做好更換新電池，回收舊電池的計劃安排，從而減少不必要的充電能耗，避免漏液等突發失效情況，提高電池使用的安全性和可靠性。因此，對電池剩余電量的進行快速準確的估計具有非常重要的應用價值和現實意義。

現有技術中的電池剩余電量估計方法包括開路電壓法、安時法、庫侖計數和阻抗法等。然而，開路電壓法估計電池剩余電量時，電池須靜置較長時間以達到穩定狀態，故只適用于電動汽車在停車狀態下的電池剩余電量估計。而安時法則容易受到電流測量精度的影響，在高溫或電流波動劇烈的情況下，電池剩余電量估計的精度很差，不能滿足實際應用的需求。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種快速電池剩余電量估計系統及其方法，根據對電池進行快速充放電測試得到的電池的相關參數來估計電池的剩余電量，其速度快，準確度高。

為實現上述目的，本發明提供了一種快速電池剩余電量估計系統，包括：

電池充放電控制模塊，其與電池相連，并從所述電池中取得電池型號及歷史信息；

電池測試模型庫，其與所述電池充放電控制模塊相連，供其提取與所述電池型號及歷史信息匹配的快速充電放電測試序列、電壓特征提取模型參數、電流特征提取模型參數和剩余電量分析模型參數；

電壓特征提取模塊，其與所述電池充放電控制模塊相連，并計算所述電池的電壓特征；

電流特征提取模塊，其與所述電池充放電控制模塊相連，并計算所述電池的電流特征；

剩余電量分析模塊，其與所述電壓特征提取模塊、電流特征提取模塊和電流充放電控制模塊相連，并根據所述電壓特征和電流特征，計算所述電池的剩余電量；

以及電池剩余電量存儲顯示模塊，其與所述剩余電量分析模塊和電池測試模型庫相連，用于存儲和顯示所述電池的剩余電量信息。

上述的快速電池剩余電量估計系統，其中，所述電池測試模型庫中包含有與所述電池型號和歷史信息相匹配的快速充電放電測試序列、電壓特征提取模型參數、電流特征提取模型參數和剩余電量分析模型參數。

上述的快速電池剩余電量估計系統，其中，所述電池為干電池、蓄電池、燃料電池或動力電池。

上述的快速電池剩余電量估計系統，其中，所述電池剩余電量存儲顯示模塊包括液晶顯示器。

另外，本發明還提供一種快速電池剩余電量估計方法，包括如下步驟：

提取電池的電池型號及歷史信息；

根據所述電池的電池型號及歷史信息，在電池測試模型庫中提取與所述電池型號及歷史信息相對應快速充電放電測試序列、電壓特征提取模型參數、電流特征提取模型參數和剩余電量分析模型參數；

根據所述快速充電放電測試序列，對所述電池進行快速充放電測試；

在所述快速充放電測試過程中，采集所述電池的電壓、電流信息；

根據所述電池的電壓、電流信息估計所述電池的剩余電量；

顯示并存儲所述電池的剩余電量信息。

上述的快速電池剩余電量估計方法，其中，還包括根據所述電池剩余電量信息更新所述電池測試模型庫。

上述的快速電池剩余電量估計方法，其中，所述電池測試模型庫中的電壓特征提取模型參數、電流特征提取模型參數和剩余電量分析模型參數通過對樣品電池進行快速充放電測試取得的。

進一步地，上述的快速電池剩余電量估計方法，其中，所述快速充放電測試在電池剩余電量的任意節點處進行。

上述的快速電池剩余電量估計方法，其中，所述電池為干電池、蓄電池、燃料電池或動力電池。