[發(fā)明專利]基于不完整充電電壓曲線的鋰電池容量估計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711382871.4
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108072845B
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發(fā)明（設計）人: 鄭岳久;王晶晶;高文凱;來鑫;周龍;劉金海
• 申請（專利權(quán)）人: 上海理工大學
• 主分類號: G01R31/388
• 分類號: G01R31/388;G01R31/392
• 代理公司: 31001 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 吳寶根;徐穎

本發(fā)明涉及一種基于不完整充電電壓曲線的鋰電池容量估計方法，首先通過實驗獲得電池從初始老化開始到壽命結(jié)束期老化期間，電池在家用充電電流、慢充、快充等電流條件下不同老化階段時的恒流充電電壓數(shù)據(jù)。進一步，將不同老化階段在同一電流下的恒流充電時間電壓曲線等比例縮放，然后找到兩個參考電壓點使得該電流下所有等比例縮放后的恒流充電電壓曲線上的這兩個電壓點經(jīng)過平移后都可以較好的重合。最后根據(jù)電池單體在某恒流充電工況下的端電壓先后達到兩個參考電壓點的實際時間長度估計當前電池的容量。通過不完整充電電壓曲線估計鋰電池容量，既保證容量估計的精確度，又可以最大限度地節(jié)省時間降低工作量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋰電池檢測技術(shù)，特別涉及一種基于不完整充電電壓曲線的鋰電池容量估計方法。

背景技術(shù)

電池的容量是衡量電池性能的一項重要指標，一般用安時來表示，放電時間(小時)與放電電流(安培)的總稱，即容量＝放電時間×放電電流.電池的實際容量，取決于電池中活性物質(zhì)的多少和活性物質(zhì)的利用率，活性物質(zhì)是量越多，活性物質(zhì)利用率就越高，電池的容量也就越大，反之容量越小，影響電池容量的因素很多，常見的有以下幾種：

(1)放電率對電池容量的影響

電池容量隨放電倍率的增大而降低，也就是說放電電流越大，計算出電池的容量就越小。

(2)溫度對電池容量的影響

溫度對電池的容量影響較大，一般隨溫度降低，容量下降。

(3)終止電壓對電池容量的影響

當電池放電至某一個電壓值以后，產(chǎn)生電壓急劇下降，實際上所獲得的能量非常小，如果長期深放電，對電池的損害相當大，所以必須在某一電壓值終止放電，該截止放電電壓叫放電終止電壓。

鋰離子電池雖然是一種能量存儲和轉(zhuǎn)換的設備，但它并不是可以無限使用的，即它的循環(huán)使用壽命是有限的，這是因為電池的性能會隨著電池的使用而逐漸下降。

在節(jié)能環(huán)保的時代背景下，電動汽車成為汽車行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，電池容量是電動汽車的一個重要參數(shù)，其估算方法是電池管理系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是針對電池運用運用越廣泛，電池的容量測試越重要的問題，提出了一種基于不完整充電電壓曲線的鋰電池容量估計方法,通過不完整充電電壓曲線估計鋰電池容量，既保證容量估計的精確度，又可以最大限度地節(jié)省時間降低工作量。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種基于不完整充電電壓曲線的鋰電池容量估計方法，具體包括如下步驟：

1)通過實驗獲得鋰電池從壽命開始到壽命結(jié)束期間，電池在不同老化階段時不同電流下的恒流時間電壓充電曲線；

2)選用同款單節(jié)鋰電池，在相同恒流充電值I充電的三條初始老化、中期老化以及后期老化時間電壓充電曲線，電池初始老化時間電壓充電曲線不變，中期老化和后期老化時間電壓充電曲線的起始點與初始老化時間電壓充電曲線相同，對中期老化和后期老化時間電壓充電曲線進行等比例縮放，使縮放后中期老化和后期老化時間電壓充電曲線的截止終點與初始老化時間電壓充電曲線終點重合；

在縮放處理之前三條時間電壓充電曲線對應的表達式分別為U₁＝f(t₁)，U₂＝f(t₂)，U₃＝f(t₃)，將中期老化和后期老化時間電壓充電曲線進行等比例縮放，使其關(guān)系式變?yōu)閁₂＝f(k₁t₂)，U₃＝f(k₂t₃)，其中