[發明專利]利用瞬態響應校正放電深度的方法及系統

在審

• 申請號: 202111164900.6
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113900032A
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 郁哲煒;劉子健;尹喜珍
• 申請（專利權）人: 上海芯飏科技有限公司
• 主分類號: G01R31/387
• 分類號: G01R31/387
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發明提供了一種利用瞬態響應校正放電深度的方法及系統，分為充放電結束、放電開始、充電開始三種情形建立充放電等效電路模型，列寫等效電路模型的時域微分方程并得到端口電壓的瞬態響應，可以根據三種階段初期某兩個相近時刻的端口電壓，求解時域微分方程計算準確的開路電壓，并通過開路電壓與放電深度的對應關系表校正放電深度。本發明提出的方法端口電流出現變化時，可以利用端口電壓的瞬態響應計算開路電壓來校正放電深度，因而解決了庫侖積分法帶來的累積誤差問題，電池電量估算的精度更高；解決了開路電壓法需要電池長時間開路的局限性問題，電池電量校正更實時、適用場景更廣。

技術領域

本發明涉及電池電量估算領域，具體地，涉及一種利用瞬態響應校正放電深度方法及系統。

背景技術

在電池管理系統中估算并校正電池電量的方法對于電量計的精度是至關重要的。通常，電池電量用放電深度(DOD)來表示。估算電池電量的方法主要有庫侖積分法和開路電壓法兩大類。庫侖積分法通過硬件電路實現庫侖計，對于充放電電流進行積分得到充放電的電荷，以此衡量電池電量的變化，但庫侖積分法的缺點在于，由于硬件電路對充放電電流的測量存在恒定的系統誤差，而積分過程會使得該系統誤差不斷累積，導致庫侖計長時間工作后估算電池電量的準確度變低，結果可靠性低。開路電壓法基于開路電壓(OCV)和放電深度(DOD)有準確對應關系這一原理，測得準確的開路電壓即可得到準確的放電深度，但開路電壓法的缺點在于，開路電壓通常難以獲得，需要在電池長時間處于開路狀態下端口電壓才能認定為開路電壓，通過該方法校正放電深度適用范圍極小，實時性差。

在公開號為CN103645372B的中國專利文獻中，公開了一種二次電池開路電壓快速估計方案，其方案為建立開路時間和由擴散電容、等效串聯電阻所組成的擴散極化環節的弛豫時間函數來擬合端口電壓的瞬態響應，從而得到準確的開路電壓。但是該專利文獻的方案未對外部充電器或負載進行電路建模，因而弛豫時間函數不是直接從電路參數中得到，需要求解線性超定方程組，含有多個變量，計算量大。

在公告號為CN103091641B的中國專利文獻中，公開了一種放電曲線的校正系統與電池的放電曲線的校正方法。該方法包括：取得一電池的一初始放電曲線；于一第一時間點以及一第二時間點分別測量該電池的一第一開路電壓以及一第二開路電壓；取得該初始放電曲線中分別對應于該第一開路電壓以及該第二開路電壓的一第一放電量以及一第二放電量；根據該第一放電量與該第二放電量計算一理想放電量；測量該電池于該第一時間點與該第二時間點之間的一實際放電量；根據該理想放電量與該實際放電量的一總放電量差值校正該初始放電曲線以得到該電池的一目前放電曲線。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種利用瞬態響應校正放電深度的方法及系統。

根據本發明提供的一種利用瞬態響應校正放電深度的方法，包括以下步驟：

步驟S1：獲取電池出廠前實驗室測量得到的開路電壓和放電深度的對應關系表，電池電阻和放電深度的對應關系表以及電池電容和放電深度的對應關系表；

步驟S2：建立電池等效電路模型，獲取電池等效電路模型的放電深度、端口電壓、電池電阻、電池電容以及開路電壓參數；

步驟S3：對電池等效電路模型建立充放電結束、放電開始以及充電開始三種階段對應的充放電等效電路模型，計算各充放電等效電路模型端口電壓的瞬態響應；

步驟S4：計算電池等效電路模型三種階段準確的開路電壓；

步驟S5：根據步驟S4獲取的開路電壓，查詢電池的開路電壓和放電深度的對應關系表，實時校正電池的放電深度。