[發(fā)明專利]動力電池可用容量估計方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010421055.5
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111562498A
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張奇;張承慧;崔納新;李巖;段彬;商云龍
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367;G01R31/382;B60L58/12
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 黃海麗

1.動力電池可用容量估計方法，其特征是，包括：

進(jìn)行電池的循環(huán)老化試驗(yàn)測試，根據(jù)電池的循環(huán)老化試驗(yàn)測試數(shù)據(jù)，得到改進(jìn)后的普克特常數(shù)；基于改進(jìn)后的普克特常數(shù)，建立電池可用容量模型；

其中，所述電池的循環(huán)老化試驗(yàn)測試數(shù)據(jù)，包括：不同電池溫度、不同電池老化階段和不同放電倍率下電池最大可用容量；

所述改進(jìn)后的普克特常數(shù)，包括：代表電池老化程度的充放電循環(huán)次數(shù)、電池環(huán)境溫度和電池放電倍率；

在實(shí)際使用過程中，獲取當(dāng)前電池的放電倍率、電池環(huán)境溫度和電池充放電循環(huán)次數(shù)，將獲取的當(dāng)前電池的放電倍率、電池環(huán)境溫度和電池充放電循環(huán)次數(shù)輸入到已經(jīng)構(gòu)建好的電池可用容量模型中，輸出當(dāng)前電池的可用容量。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述電池可用容量模型，是指：

其中，Q_rem(t)表示電池剩余總?cè)萘浚琎_avail(t)表示電池可用容量，Q_unavail(t)表示電池不可用容量，Q_max(T,N)表示電池最大可用容量，從完全充電狀態(tài)到完全放電狀態(tài)獲得的容量；I是動力電池恒流放電電流的大小，代表放電倍率，It代表放出的電量；T是電池環(huán)境溫度，實(shí)際上是指電池模塊所處環(huán)境溫度；N是代表電池老化程度的充放電循環(huán)次數(shù)；n(T,N)和k(T,N)是修正后的普克特方程參數(shù)，均是溫度和壽命相關(guān)的多項(xiàng)式函數(shù)。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，修正后的普克特方程參數(shù)：

其中，I₁和I₂表示兩個不同倍率下電池恒流放電電流的大小；t_1d和t_2d分別是電池在不同放電電流I₁和I₂下的放電時間；k(T_k,N_i)和n(T_k,N_i)表示在溫度T_k和循環(huán)次數(shù)分段區(qū)間N_i時，修正后的普克特方程參數(shù)。

4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述進(jìn)行電池的循環(huán)老化試驗(yàn)測試的步驟包括：

確定動力電池最大可用容量測試的測量溫度；

在設(shè)定測量溫度下，測量電池在不同放電倍率下的最大可用容量；

在不同溫度下，測量電池在不同放電倍率下的最大可用容量；

在不同溫度和不同放電倍率下，測量電池不同老化階段的最大可用容量，當(dāng)電池的最大可用容量等于標(biāo)稱容量的設(shè)定比例時，停止測試；

監(jiān)控并記錄電池的放電時間、電流大小和釋放的容量，以用于模型的參數(shù)辨識。

5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，根據(jù)電池的循環(huán)老化試驗(yàn)測試數(shù)據(jù)，得到改進(jìn)后的普克特常數(shù)；具體步驟包括：

在每組溫度和老化測試實(shí)驗(yàn)中，選擇兩組不同倍率下的測試數(shù)據(jù)，選取的測試數(shù)據(jù)包括放電電流大小和電池放出的可用容量；

計算得到不同測試溫度和老化狀態(tài)下改進(jìn)后的普克特常數(shù)n(T,N)和k(T,N)的在不同溫度下的各個計算值，即得到測量的散點(diǎn)值；

采用多項(xiàng)式擬合算法，得到改進(jìn)后的普克特常數(shù)n(T,N)和k(T,N)在整個溫度范圍和老化范圍內(nèi)的關(guān)系擬合函數(shù)，即擬合的函數(shù)曲線；

根據(jù)擬合的函數(shù)曲線，得到改進(jìn)后的普克特常數(shù)。

6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，還包括：對模型進(jìn)行精度驗(yàn)證步驟；精度驗(yàn)證步驟具體包括：

由于擬合只用2組放電倍率的測量數(shù)據(jù)，使用其他倍率下的測試數(shù)據(jù)來驗(yàn)證模型的精度；

設(shè)置沒有測過的溫度和放電倍率，通過充放電容量測試實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步驗(yàn)證模型的精度。