[發明專利]在線識別電池容量并迭代校準的方法與裝置

有效

• 申請號: 202010734511.1
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN111707947B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 吳小偉;項眾起
• 申請（專利權）人: 深圳市福光動力通信設備有限公司
• 主分類號: G01R31/3842
• 分類號: G01R31/3842;G01R31/3828
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.在線識別電池容量并迭代校準的裝置，其特征在于由基礎數據存儲器、回路檢測模塊、回路狀態判定器、電池放電倍率跟蹤器、在線容量校準控制器、實際可用容量運算器、校準區間可用容量運算器、校準區間安時積分容量計算器和單元檢測模塊組成；回路檢測模塊由回路電壓采集器、回路電流采集器和環境溫度采集器組成；單元檢測模塊由電池電壓采集器和電池電流采集器組成；

基礎數據存儲器負責存儲與電池型號一致的電池廠商標稱值，電池廠商標稱值包括電池標稱容量、電池的伏安特性曲線、電池標稱電壓和電池工作的環境溫度范圍；基礎數據存儲器負責存儲與電池型號一致的放電倍率劃分區間，放電倍率劃分區間包括：0.1C以下區間、0.1C至0.64C區間、0.64C至1.12C區間、1.12C 至3C區間和3C以上區間；

基礎數據存儲器負責存儲與電池型號一致的電池通過加負載在放電倍率為0.1C時的放電全過程的放電電壓和放電電流，記錄時間間隔為1秒，作為放電倍率劃分區間為0.1C至0.64C區間的放電記錄；放電全過程的起始條件為加載放電10秒，電池電壓不低于標稱電壓；放電全過程的終止條件為電池放電至電池廠家推薦截止電壓點；基礎數據存儲器負責存儲放電倍率劃分區間為0.1C至0.64C區間的校準起始電壓、校準終止電壓、校準基準容量和校準系數，以到達放電全過程的終止條件前45分鐘時間點對應的電壓點為校準起始電壓，以到達放電全過程的終止條件前15分鐘時間點對應電壓點為校準終止電壓；以到達放電全過程的終止條件前45分鐘時間點和到達放電全過程的終止條件前15分鐘時間點之間的放電記錄為條件，使用安時積分法獲得該時間段內的放電安時數，作為校準基準容量；0.1C至0.64C區間的初始校準系數為1，0.1C至0.64C區間的校準系數記作K1；

基礎數據存儲器負責存儲與電池型號一致的電池通過加負載在放電倍率為0.64C時的放電全過程的放電電壓和放電電流，記錄時間間隔為1秒，作為放電倍率劃分區間為0.64C至1.12C區間的放電記錄；放電全過程的起始條件為加載放電10秒，電池電壓不低于標稱電壓；放電全過程的終止條件為電池放電至電池廠家推薦截止電壓點；基礎數據存儲器負責存儲放電倍率劃分區間為0.64C至1.12C區間的校準起始電壓、校準終止電壓、校準基準容量和校準系數，以到達放電全過程的終止條件前45分鐘時間點對應的電壓點為校準起始電壓，以到達放電全過程的終止條件前15分鐘時間點對應電壓點為校準終止電壓；以到達放電全過程的終止條件前45分鐘時間點和到達放電全過程的終止條件前15分鐘時間點之間的放電記錄為條件，使用安時積分法獲得該時間段內的放電安時數，作為校準基準容量；0.64C至1.12C區間的初始校準系數為1，0.64C至1.12C區間的校準系數記作K2；

基礎數據存儲器負責存儲與電池型號一致的電池通過加負載在放電倍率為1.12C時的放電全過程的放電電壓和放電電流，記錄時間間隔為1秒，作為放電倍率劃分區間為1.12C至3C區間的放電記錄；放電全過程的起始條件為加載放電10秒，電池電壓不低于標稱電壓；放電全過程的終止條件為電池放電至電池廠家推薦截止電壓點；基礎數據存儲器負責存儲放電倍率劃分區間為1.12C 至3C區間的校準起始電壓、校準終止電壓、校準基準容量和校準系數，以到達放電全過程的終止條件前45分鐘時間點對應的電壓點為校準起始電壓，以到達放電全過程的終止條件前15分鐘時間點對應電壓點為校準終止電壓；以到達放電全過程的終止條件前45分鐘時間點和到達放電全過程的終止條件前15分鐘時間點之間的放電記錄為條件，使用安時積分法獲得該時間段內的放電安時數，作為校準基準容量；1.12C 至3C區間的初始校準系數為1，1.12C 至3C區間的校準系數記作K3；

基礎數據存儲器負責存儲放電倍率劃分區間為0.1C以下區間的校準系數，放 電倍率劃分區間為0.1C以下區間的校準系數直接使用 K1的值；基礎數據存儲器負責存儲放電倍率劃分區間為3C以上區間的校準系數，放 電倍率劃分區間為3C以上區間的校準系數直接使用K3的值；

回路檢測模塊負責通過回路電壓采集器采集回路電壓，通過回路電流采集器采集回路電流，通過環境溫度采集器采集電池所處環境的溫度；設定當回路電流采集器采集的回路電流大于零，電池組處于充電狀態，設定當回路電流采集器采集的回路電流小于零，電池組處于放電狀態；

回路狀態判定器負責判斷電池組所處運行狀態，當讀取的回路電流采集器采集的回路電流大于零，回路狀態判定器判斷電池組處于充電狀態，當讀取的回路電流采集器采集的回路電流小于零，回路狀態判定器判斷電池組處于放電狀態；

電池放電倍率跟蹤器監控回路狀態判定器的輸出結果，當回路狀態判定器判斷電池組處于充電狀態轉換為回路狀態判定器判斷電池組處于放電狀態的時刻，電池放電倍率跟蹤器實時記錄回路電壓采集器采集的回路電壓10秒，并將10秒內記錄的回路電壓的均值作為放電的起始電壓；電池放電倍率跟蹤器讀取基礎數據存儲器中的電池標稱容量，讀取回路電流采集器中采集的回路電流值，使用電池標稱容量和回路電流值實時計算電池放電倍率；

在線容量校準控制器負責判定是否進行在線流量校準，在線容量校準控制器讀取回路檢測模塊的環境溫度采集器的電池所處環境的溫度與基礎數據存儲器中電池工作的環境溫度范圍比較，當電池所處環境的溫度符合電池工作的環境溫度范圍時，判斷為環境溫度允許進行在線流量校準；在線容量校準控制器讀取電池放電倍率跟蹤器輸出的電池放電倍率，當電池放電倍率小于0.1C和大于3C時，不進行在線流量校準；當電池放電倍率處于0.1C至3C之間時，在線容量校準控制器判斷電池放電倍率具體處于的放電倍率區間，包括：0.1C至0.64C區間、0.64C至1.12C區間、1.12C 至3C區間；根據電池放電倍率所處的放電倍率區間從基礎數據存儲器讀取與電池放電倍率區間對應的校準起始電壓、校準終止電壓和校準基準容量；

根據實時電池放電倍率由實際可用容量運算器查詢基礎數據存儲器獲得理論電池可用容量，用理論電池可用容量除以電池標稱容量，得到電池可用容量占比；當實時電池放電倍率處于0.1C至3C之間時，實際可用容量運算器判斷電池放電倍率具體處于的放電倍率區間，包括：0.1C至0.64C區間、0.64C至1.12C區間、1.12C 至3C區間；當實時放電倍率處于0.1C至0.64C區間，使用0.1C至0.64C區間的放電記錄用安時積分法計算得到理論電池可用容量；當實時放電倍率處于0.64C至1.12C區間，使用0.64C至1.12C區間的放電記錄用安時積分法計算得到理論電池可用容量；當實時放電倍率處于1.12C 至3C區間，使用1.12C 至3C區間的放電記錄用安時積分法計算得到理論電池可用容量；實際可用容量運算器查詢基礎數據存儲器，用理論電池可用容量乘以實時電池放電倍率所處放電倍率區間的校準系數，得到電池實際可用容量；當實時電池放電倍率所處放電倍率區間為0.1C至0.64C區間時，校準系數使用K1；當實時電池放電倍率所處放電倍率區間為0.64C至1.12C區間時，校準系數使用K2；當實時電池放電倍率所處放電倍率區間為1.12C 至3C區間時，校準系數使用K3；

由校準區間可用容量運算器根據實時電池放電倍率查詢基礎數據存儲器獲得實時電池放電倍率對應的放電倍率區間下的校準基準容量；由校準區間可用容量運算器用電池實際可用容量乘以校準基準容量除以電池標稱容量得到校準區間可用容量；

由校準區間安時積分容量計算器根據實時電池放電倍率查詢基礎數據存儲器得到實時電池放電倍率對應的放電倍率區間下的校準起始電壓和校準終止電壓，由校準區間安時積分容量計算器實時監測單元檢測模塊的電池電壓采集器采集的電池電壓和電池電流采集器采集的電池電流，當電池電壓觸及校準起始電壓時開始安時積分，當電池電壓觸及校準終止電壓時停止安時積分，安時積分使用電池電壓和電池電流計算，得到校準區間采集容量；

由校準區間安時積分容量計算器使用校準區間采集容量除以校準區間可用容量得到電池矯正系數；當實時電池放電倍率所處放電倍率區間為0.1C至0.64C區間時，校準區間安時積分容量計算器用電池矯正系數更新基礎數據存儲器中的校準系數K1；當實時電池放電倍率所處放電倍率區間為0.64C至1.12C區間時，校準區間安時積分容量計算器用電池矯正系數更新基礎數據存儲器中的校準系數K2；當實時電池放電倍率所處放電倍率區間為1.12C 至3C區間時，校準區間安時積分容量計算器用電池矯正系數更新基礎數據存儲器中的校準系數K3。