[實用新型]鋰電池充放電特性標(biāo)定儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520190197.X
• 申請日: 2015-04-01
• 公開（公告）號: CN204479723U
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣國亮;楊暉;李然
• 申請（專利權(quán)）人: 上海理工大學(xué)
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 上海德昭知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種鋰電池充放電特性標(biāo)定儀，屬于鋰電池測量領(lǐng)域。

背景技術(shù)

與普通鋰電池相比，磷酸鐵鋰電池具有電壓高、過放能力強(qiáng)、循環(huán)壽命長、安全性能好、自放電少、可快速充電等優(yōu)點，磷酸鐵鋰電池被越來越多的運(yùn)用到電動車輛、電動工具、玩具、便攜醫(yī)療設(shè)備、警示燈等各種移動設(shè)備中。

為了保護(hù)移動設(shè)備、延長電池的使用壽命，通常需要建立電池管理系統(tǒng)對磷酸鐵鋰電池進(jìn)行管理。電池管理系統(tǒng)的建立需要準(zhǔn)確估算電池的充放電特性，以建立合理的管理系統(tǒng)。

傳統(tǒng)的電池充放電特性的標(biāo)定主要是對荷電狀態(tài)(SOC)的估算和電壓-SOC曲線的繪制。其中，SOC＝Q_C/Q_I，Q_C為電池的當(dāng)前電量，Q_I為電池以恒定電流I放電時所具有的最大荷電容量。

估算電池SOC的方法主要是開路電壓法和安時計量法。開路電壓法是利用當(dāng)前電量與電池開路電壓之間的對應(yīng)關(guān)系，擬合出當(dāng)前電量與開路電壓的一組函數(shù)曲線，假設(shè)最大荷電容量即是額定電量，在電池接入測量系統(tǒng)后測量電池開路電壓，經(jīng)函數(shù)運(yùn)算或查表后計算出當(dāng)前電池的當(dāng)前電量。但磷酸鐵鋰電池的SOC在15％～85％時，SOC-電壓的區(qū)分度明顯下降，采用該方法評估磷酸鐵鋰電池的SOC，會出現(xiàn)較大的誤判。專利CN03113577.3公開了一種測定鋰電子電池電量的裝置，帶所給的裝置只能測得一個二次方程的擬合結(jié)果，SOC值對應(yīng)電壓變化的規(guī)律并不明顯，電池短時間(小于1min)的斷電重連也會由于電壓回升緩慢而產(chǎn)生較大誤差，也不適于對磷酸鐵鋰電池的SOC進(jìn)行評估。

安時計量法是用電流值在時間上的積分過程檢測電池的SOC，該方法在分容儀中施行。但該方法缺少對電池老化狀態(tài)的判斷，默認(rèn)電池的最大荷電容量即為額定電量，而長時間放置的電池或在極限環(huán)境中使用的電池，最大荷電容量通常達(dá)不到額定電量，采用這樣的電池測得的SOC誤差較大，缺乏對電池管理系統(tǒng)建立的參考價值。并且，該方法僅對荷電狀態(tài)進(jìn)行檢測，不能給出電壓-SOC曲線，給出的電池充放電特性信息不全面。另外，施行該方法所用的分容儀體積較大，難以與恒溫箱等環(huán)境設(shè)備共用，對環(huán)境溫度引起的測量誤差缺少處理方法。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種鋰電池充放電特性標(biāo)定儀，以解決上述問題。

為了解決上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是：

一種鋰電池充放電特性標(biāo)定儀，具有檢測電路，控制器、充電源以及放電負(fù)載，其特征在于：

檢測電路包括與待測鋰電池相連的電流檢測電路、與待測鋰電池相連的電壓檢測電路以及溫度檢測電路，電流檢測電路與用于測定待測鋰電池的實時電流并傳遞電流信息；電壓檢測電路用于測定鋰電池的實時電壓并傳遞電壓信息；溫度檢測電路用于檢測環(huán)境溫度并傳遞溫度信息；

控制器包括和充電源相連的充電控制器件、和放電負(fù)載相連的放電控制器件、存儲器件以及計算器件，

充電控制器件控制充電源開始充電或停止充電；放電控制器件控制放電負(fù)載開始放電或者停止放電；存儲器件與電流檢測電路、電壓檢測電路以及溫度檢測電路相連，用于接收并存儲電流信息、電壓信息及溫度信息；計算器件與存儲器件相連，對電流信息、電壓信息及溫度信息進(jìn)行計算和處理。

本實用新型的技術(shù)方案的進(jìn)一步特征在于：控制器還包括設(shè)定器件和與該設(shè)定器件相連的比較器件，設(shè)定器件用于設(shè)定待測鋰電池的額定最低電壓及額定最高電壓，比較器件還與存儲器件、充電控制器件、以及放電控制器件相連，將存儲器件接收到的電壓信息與設(shè)定器件設(shè)定的額定最低電壓或額定最高電壓進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果對充電控制器件以及放電控制器件進(jìn)行控制。

本實用新型的技術(shù)方案的進(jìn)一步特征在于：還具有與控制器相連的顯示器，該顯示器用于顯示電池電壓、電池電量以及電壓-SOC函數(shù)曲線。

與背景技術(shù)相比，本實用新型所提供的鋰電池充放電特性標(biāo)定儀具有電流檢測電路、電壓檢測電路及溫度檢測電路，可以實時監(jiān)測待測鋰電池的電壓和電流，與背景技術(shù)相比，該充放電特性標(biāo)定儀能夠給出全面的電池運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，不僅能得到待測鋰電池的SOC、也能繪制得到SOC-電壓曲線，并且，溫度檢測電路可以測量環(huán)境溫度，在計算器件計算過程中，對計算結(jié)果進(jìn)行溫度補(bǔ)償，所得結(jié)果較為準(zhǔn)確。

另外，本實用新型所提供的充放電特性標(biāo)定儀電路簡單，設(shè)備小巧，與分容儀相比，不僅自身體積較小，也不需要與恒溫箱等環(huán)境設(shè)備共用；操作簡單，完成完整的充放電周期后，電池的充放電特性與相關(guān)參數(shù)均已測得。