一種曲線擬合式蓄電池剩余容量測量方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種曲蓄電池剩余容量測量方法，具體涉及一種曲線擬合式蓄電池剩 余容量測量方法，屬于電池容量測量技術領域。
【背景技術】
[0002] 隨著各個行業對于供電質量的要求提高，后備蓄電池組得到廣泛的應用，如電力 操作電源中的蓄電池組、通信電源中的蓄電池組、光伏發電、智能電網、高壓直流電源、不間 斷電源UPS、應急電源EPS等等。但在如何及時準確掌握蓄電池剩余容量技術方面，缺乏有 效的技術手段。
[0003] 當前在國際蓄電池領域，對于后備蓄電池組的剩余容量測量技術，都是采用安時 積分法進行，或者采用電池剩余電量值實時分析法，這是目前業內通用的蓄電池剩余容量 SOC(Stateofcharge)的測量方法。但以上的方法存在以下諸多不足之處：
[0004] 1、原有的測量技術都是是基于蓄電池健康度S0H(StateofHealth)為100%的前 提下，那么由于蓄電池長期運行和使用，蓄電池的健康度自然就會出現一定程度的下降，而 此時原有的測量技術，就會差生系統誤差，而且這由于蓄電池劣化或落后帶來的系統誤差 會長期累加。以上測量技術在實際使用中，在蓄電池健康度為100%的情況下，其得到的剩 余容量準確度能夠得到較好的保證，但隨著蓄電池的長期運行和使用，蓄電池的健康度S0H 會下降，而對這情況的出現，現有的技術無法有效修正這個系統誤差的存在。
[0005] 2、原有的測量技術都是基于蓄電池處于恒流放電的情況下，或者放電過程中電流 是變大的條件下，這樣的測量結果較為準確，但是對于在放電過程中出現放電電流忽大忽 小等變電流情況，就會帶來無法避免的誤差存在。這是由于在放電電流突然出現變小情況 下，電池兩端的電壓會出現些許回升，而原有計算方法都是設定在恒流或恒負載下條件，即 蓄電池端電壓單向持續遞減，或者至少是電壓不回升，原有的測量技術，就會產生由于測量 條件無法完全滿足，而帶來不可避免的測量誤差。
[0006] 3、正是由于以上情況的存在，所以現有的測量技術只是提供電量等級等圖形顯示 的剩余容量參考，而缺乏直接的數字顯示，已避免誤差給使用者直接的數字偏差，如只提供 類似手機電池電量等級顯示的模式，無法提供剩余容量的準確數值，也無法清晰提供在此 剩余容量下，當前負載下的剩余工作時間。
[0007] 4、而對于一些要求嚴格、顯示剩余容量清晰數據的含有蓄電池的產品，則需要尋 找一種新的計算方法來較為準確地顯示電池的剩余電量的問題。
[0008] 5、有鑒于此，確有必要提供一種更符合蓄電池不同放電條件下、可以在較大程度 上降低因電電池兩端電壓隨負載電流變化而變化的影響，可以更細、更準確地估算剩余容 量的蓄電池剩余電量值實時分析計算法，以滿足對剩余電量分格更細、要求更精確的電子 含有蓄電池應用的要求。
【發明內容】
[0009] 本發明的目的是為了解決現有技術中蓄電池剩余電量的測量不能準確判斷蓄電 池剩余容量、僅能用于恒流放電、恒負載應用下問題。
[0010] 本發明的技術方案是：一種曲線擬合式蓄電池剩余容量測量方法，包括以下步 驟：
[0011] 步驟一、構建蓄電池放電倍率、蓄電池健康度、剩余容量、電壓-時間的放電曲線 斜率的數學模型；
[0012] 步驟二、測量實際放電過程中的實際放電倍率，通過實際測量蓄電池的電壓值，構 建實際放電過程中的電壓-時間的放電曲線，得出實際電壓-時間的放電曲線斜率，利用實 際放電倍率和實際電壓-時間的放電曲線斜率在步驟一所構建的數學模型中找到相同或 者相近似的放電曲線；
[0013] 步驟三、利用步驟二中所找到的放電曲線擬合實際放電曲線下一階段的曲線段， 通過該曲線段對應的剩余容量數值，得到實際放電過程中的剩余容量數值。
[0014] 所述步驟一構建蓄電池放電倍率、蓄電池健康度、剩余容量、電壓-時間的放電曲 線斜率的數學模型的方法具體為：對蓄電池進行高溫下壽命加速，以降低蓄電池的健康度， 在不同的健康度下重復以下過程：將電池容量充至100%，然后對電池進行放電，放電至截 止電壓，記錄在不同放電倍率下，蓄電池電壓-時間的放電過程中的數據，并繪制蓄電池電 壓-時間的曲線圖，得出每條曲線上的各個曲線斜率。
[0015] 步驟一構建數學模型的方法為：確定電池健康度、放電倍率這兩個參數，計算該放 電曲線在放電過程中，每一段放電曲線的斜率，以及該曲線放電終止后的剩余容量數值，將 這個剩余容量數值所轄下的電池健康度、放電倍率、放電曲線斜率依次列出，形成曲線斜率 與剩余容量的對應關系。
[0016] 步驟二中實際放電倍率的測量方法為：測量蓄電池的放電電流，利用公式
【主權項】
1. 一種曲線擬合式蓄電池剩余容量測量方法，其特征在于：包括以下步驟： 步驟一、構建蓄電池放電倍率、蓄電池健康度、剩余容量、電壓-時間放電曲線斜率的 數學模型； 步驟二、測量實際放電過程中的實際放電倍率和實際電壓值，構建實際放電過程中的 電壓-時間的放電曲線，得出實際電壓-時間的相應的放電曲線； 步驟三、利用步驟二中所找到的放電曲線擬合實際放電曲線下一階段的曲線段，通過 該曲線段對應的剩余容量數值，得到實際放電過程中的剩余容量數值。
2. 根據權利要求1所述一種曲線擬合式蓄電池剩余容量測量方法，其特征在于：所述 步驟一構建蓄電池放電倍率、蓄電池健康度、剩余容量、電壓_時間的放電曲線斜率的數學 模型的方法具體為：對蓄電池進行高溫下壽命加速，以降低蓄電池的健康度，在不同的健康 度下重復以下過程：將電池容量充至100%，然后對電池進行放電，放電至截止電壓，記錄 在不同放電倍率下，蓄電池電壓-時間的放電過程中的數據，并繪制蓄電池電壓-時間的曲 線圖，得出每條曲線上的各個曲線斜率。
3. 根據權利要求2所述一種曲線擬合式蓄電池剩余容量測量方法，其特征在于：所述 步驟一構建數學模型的方法為：確定電池健康度、放電倍率這兩個參數，計算該放電曲線在 放電過程中，每一段放電曲線的斜率，以及該曲線放電終止后的剩余容量數值，將這個剩余 容量數值所轄下的電池健康度、放電倍率、放電曲線斜率依次列出，形成曲線斜率與剩余容 量的對應關系。
4. 根據權利要求3所述一種曲線擬合式蓄電池剩余容量測量方法，其特征在于：所述 步驟二中實際放電倍率的測量方法為：測量蓄電池的放電電流，利用公式CI=|得出放電 倍率，其中CI表示放電倍率，I為測量的放電電流，C為蓄電池的標稱容量。
5. 根據權利要求4所述一種曲線擬合式蓄電池剩余容量測量方法，其特征在于：所述 步驟二中實際測量蓄電池的電壓值的方法為：利用監測設備測量相同時間間隔的蓄電池的 電壓數值，利用微處理器生成電壓-時間的放電曲線。
【專利摘要】一種曲線擬合式蓄電池剩余容量測量方法，它涉及一種曲蓄電池剩余容量測量方法。本發明的目的是為了解決現有技術中蓄電池剩余電量的測量不能準確判斷蓄電池剩余容量、僅能用于恒流放電、恒負載應用下問題。本發明包括以下步驟：步驟一、構建蓄電池放電倍率、蓄電池健康度、剩余容量、電壓-時間曲線斜率的數學模型；步驟二、測量實際放電過程中的實際放電倍率和實際測量放電曲線斜率，并在步驟一所構建的數學模型中找到相近似的放電曲線；步驟三、利用步驟二中所找到的放電曲線擬合實際放電曲線下一階段的曲線段，通過該曲線段對應的剩余容量數值，得到實際放電過程中的剩余容量數值。本發明滿足對剩余電量分析更細、要求更精確蓄電池應用的要求。
【IPC分類】G01R31-36
【公開號】CN104614679
【申請號】CN201510032726
【發明人】于雷
【申請人】哈爾濱龍易電氣有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年1月22日