基于電壓跟蹤的鋰電池剩余電量的計(jì)量方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于電壓跟蹤的鋰電池剩余電量的計(jì)量方法，包括：A.系統(tǒng)充放電；B.庫侖積分法估算剩余電量；C.判斷是否滿足放電截止條件；若是，返回步驟B；若否，執(zhí)行步驟D；D.判斷電芯的電壓是否小于一電壓跟蹤電壓設(shè)定閾值，或判斷電芯的剩余電量百分比是否小于一電壓跟蹤電量百分比設(shè)定閾值；若否，返回步驟B；若是，執(zhí)行步驟E；E.計(jì)算電芯的電壓變化率和電量變化率；F.比較電壓變化率和電量變化率的大?。蝗羟罢咝∮诤笳?，執(zhí)行步驟G；若后者大于前者，執(zhí)行步驟H；若兩者相等，直接返回步驟B；G.相應(yīng)增加剩余電量，使其和電壓變化率同步；H.相應(yīng)減小剩余電量，使其和電壓變化率同步。本發(fā)明提高了剩余電量的估算精度。
【專利說明】基于電壓跟蹤的裡電池剩余電量的計(jì)量方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鋰電池剩余電量的計(jì)量【技術(shù)領(lǐng)域】，具體來說，本發(fā)明涉及一種基于電 壓跟蹤的鋰電池剩余電量的計(jì)量方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著智能手機(jī)、筆記本電腦等移動(dòng)通訊產(chǎn)品的普及、電動(dòng)交通工具的發(fā)展以及太 陽能電池應(yīng)用的需要，在更好的電池未出現(xiàn)以前，鋰電池作為一種高能二次電池，其獨(dú)特優(yōu) 勢(shì)將會(huì)在很長一段時(shí)間得到廣泛應(yīng)用。在很多應(yīng)用中，都需要實(shí)時(shí)了解鋰電池剩余電量以 估算電池的可用時(shí)間。
[0003] 最初鋰電池剩余電量的計(jì)量方法是通過監(jiān)視電池開路電壓來獲得剩余電量，這是 因?yàn)殡姵囟穗妷汉褪Ｓ嚯娏恐g有一個(gè)確定的關(guān)系。但該方法的局限是：1)對(duì)于不同廠商 的電池，其開路電壓和電池電量之間的關(guān)系各不相同，故需要針對(duì)不同廠商的電芯測(cè)量其 對(duì)應(yīng)關(guān)系；2)只有通過測(cè)量電池空載時(shí)的開路電壓才能獲得相對(duì)準(zhǔn)確的結(jié)果，但實(shí)際應(yīng)用 都需要在充放電過程中獲取剩余電量，此時(shí)充放電電流在電池內(nèi)阻上的壓降會(huì)影響開路電 壓測(cè)試精度。
[0004] 現(xiàn)在常用的一種計(jì)量方法是庫侖積分法：通過測(cè)量流入/流出電池的凈電荷來估 算電池剩余容量。該方法對(duì)流入/流出電池的總電流進(jìn)行積分，得到流入/流出的電量，電 池初始電量土流入/流出電量=剩余電量。電池初始電量可以預(yù)置，也可在完整的充放電 周期中進(jìn)行學(xué)習(xí)更新。由于電芯剩余電量和放電電流、溫度、電池自放電、老化等因素有關(guān)， 故在進(jìn)行剩余電量計(jì)算時(shí)，還需要進(jìn)行校正?，F(xiàn)在常用的一種方法是在放電截止點(diǎn)對(duì)剩余 電量進(jìn)行校正，但該方法會(huì)出現(xiàn)剩余電量在放電截止點(diǎn)不平滑的情況。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于電壓跟蹤的鋰電池剩余電量的計(jì)量 方法，能夠?qū)崟r(shí)對(duì)電芯電壓進(jìn)行跟蹤，同步修正剩余電量，提高對(duì)剩余電量的估算精度。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于電壓跟蹤的鋰電池剩余電量的計(jì)量方 法，包括步驟：
[0007] A.鋰電池系統(tǒng)充放電；
[0008] B.使用庫侖積分法估算電芯的剩余電量；
[0009] C.根據(jù)所述剩余電量判斷是否滿足放電截止條件；若滿足，則返回上述步驟B ;若 不滿足，則執(zhí)行下一步驟D;
[0010] D.判斷所述電芯的電壓是否小于一電壓跟蹤電壓設(shè)定閾值，或者判斷所述電芯 的剩余電量百分比是否小于一電壓跟蹤電量百分比設(shè)定閾值；若否，則返回上述步驟B ;若 是，則執(zhí)行下一步驟E;
[0011] E.計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)所述電芯的電壓和電量的變化值，即電壓變化率和電量變化 率；
[0012] F.比較所述電壓變化率和所述電量變化率的大?。蝗羲鲭妷鹤兓市∮谒?電量變化率，則執(zhí)行下述步驟G;若所述電壓變化率大于所述電量變化率，則執(zhí)行下述步驟 Η ;若所述電壓變化率等于所述電量變化率，則不調(diào)整所述剩余電量，直接返回上述步驟B ;
[0013] G.相應(yīng)增加所述剩余電量，使其和所述電壓變化率同步；
[0014] Η.相應(yīng)減小所述剩余電量，使其和所述電壓變化率同步。
[0015] 可選地，所述電壓變化率的計(jì)算公式為：

【權(quán)利要求】
1. 一種基于電壓跟蹤的鋰電池剩余電量的計(jì)量方法，包括步驟： A. 鋰電池系統(tǒng)充放電； B. 使用庫侖積分法估算電芯的剩余電量； C. 根據(jù)所述剩余電量判斷是否滿足放電截止條件；若滿足，則返回上述步驟B ;若不滿 足，則執(zhí)行下一步驟D; D. 判斷所述電芯的電壓是否小于一電壓跟蹤電壓設(shè)定閾值，或者判斷所述電芯的剩余 電量百分比是否小于一電壓跟蹤電量百分比設(shè)定閾值；若否，則返回上述步驟B ;若是，則 執(zhí)行下一步驟E ; E. 計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)所述電芯的電壓和電量的變化值，即電壓變化率（Rv)和電量變化率 (Rq)； F. 比較所述電壓變化率（Rv)和所述電量變化率（RQ)的大?。蝗羲鲭妷鹤兓剩≧v) 小于所述電量變化率（RQ)，則執(zhí)行下述步驟G ;若所述電壓變化率（Rv)大于所述電量變化率 (RQ)，則執(zhí)行下述步驟Η ;若所述電壓變化率（Rv)等于所述電量變化率（RQ)，則不調(diào)整所述 剩余電量，直接返回上述步驟B ; G. 相應(yīng)增加所述剩余電量，使其和所述電壓變化率（Rv)同步； H. 相應(yīng)減小所述剩余電量，使其和所述電壓變化率（Rv)同步。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰電池剩余電量的計(jì)量方法，其特征在于，所述電壓變化率 (Rv)的計(jì)算公式為：
其中，Rv為所述電壓變化率，L為放電過程中第1時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓；V2為放電過程中 第2時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓；VE為放電截止時(shí)所述電芯的電壓。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰電池剩余電量的計(jì)量方法，其特征在于，所述電量變化率 (RQ)的計(jì)算公式為：
其中，RQ為所述電量變化率，Qi為放電過程中第1時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述電芯的剩余電量； Q2為放電過程中第2時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述電芯的剩余電量；QE為放電截止時(shí)所述電芯的剩余 電量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰電池剩余電量的計(jì)量方法，其特征在于，所述放電截止條 件為：所述電芯的剩余電量是所述電芯的總電量的N%，即所述電芯的剩余電量百分比降 至N%，以及所述電芯的電壓降至放電截止電壓；N為根據(jù)需求設(shè)定的數(shù)值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰電池剩余電量的計(jì)量方法，其特征在于： 若所述電芯的電壓先降至所述放電截止電壓而所述剩余電量百分比未到N%時(shí)，則調(diào) 整所述剩余電量為當(dāng)前截止電壓所對(duì)應(yīng)的電量； 若所述電芯的所述剩余電量百分比降至N%而電壓未降至所述放電截止電壓時(shí)，則在 所述電芯的電壓降至所述放電截止電壓之前，所述剩余電量不再減小。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰電池剩余電量的計(jì)量方法，其特征在于： 若所述電壓變化率（Rv)小于所述電量變化率（RQ)，調(diào)整后的所述剩余電量為Q' 2 = Q2+KiX |Q「Q2| ;其中，&為一正的比例系數(shù)； 若所述電壓變化率（Rv)大于所述電量變化率（RQ)，調(diào)整后的所述剩余電量為Q' 2 = Q2-K2X |Q「Q2| ;其中，K2為一正的比例系數(shù)； 若所述電壓變化率（Rv)等于所述電量變化率（Rq)，不調(diào)整所述剩余電量，即Q'2 = Q2。
【文檔編號(hào)】G01R31/36GK104111429SQ201410386531
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月7日
【發(fā)明者】劉華偉, 萬清峰 申請(qǐng)人:中穎電子股份有限公司