[发明专利]一种锂离子电池组的剩余电量计算方法

说明书

本发明公开了一种锂离子电池组的剩余容量计算方法，其剩余容量值采用百分比方式表达，剩余容量的计算方法采用电压查表法，用于查表的电压值取自电池组中单体电池的最低电压，并将该最低电压经过温度和电流补偿计算后进行查表来获得剩余容量百分比值。本发明实现了含有单个或多个电池单体串联构成的锂离子电池组带有温度与电流补偿校正的剩余容量百分比值计算，有助于实现电池组在不同温度及不同负载条件下剩余容量的准确计算，并且方法简单。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及到一种锂离子电池组的剩余电量计算方法。

背景技术

在各种电子产品中，有许多产品的电源是由锂离子电池组供电，典型的如笔记本电脑和平板电脑，还包括电动自行车、电动平衡车、通信后备电池组等等，这些锂离子电池组都需要电量计量功能，以便在设备上显示剩余电量百分比。市场上常用的电量计算方法有电压查表法和库仑计算法，但电池组在不同温度和不同负载电流情况进行放电时，容量值是个变化值，这会导致剩余容量计算的误差较大。市场上还有采用卡尔曼滤波算法和阻抗跟踪法的电量计算法，但计算复杂，成本较高。

市场上已有的锂离子电池剩余容量计算方法中，在不同温度和不同负载电流情况下的剩余容量会计算不准确，有些方法的成本较高，而且这些算法是针对整个电池组的电量进行计算，当电池组中有一颗电芯的寿命出现恶化或容量突然因为某种原因而减小时，这些方法对电池组的电量计算就会出现很大的误差，从而影响使用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处而提供一种算法简单、实用的锂离子电池组的剩余电量计算方法。

本发明是通过如下方式实现的：

一种锂离子电池组的剩余电量计算方法，其特征在于：1)在20℃～30℃情况下，将单体电池充满后以10小时倍率电流放电，记录电池放电时的电压与放电容量值对应曲线；在放电完成后将单体电池每经过1％变化的剩余容量百分比值所对应的电压值生成一个二维表，纵轴为电压值，横轴为剩余容量值，共有100个数据点；可以取多个单体电池进行试验，将所有单体电池测试得到的二维表中电压值进行加权计算取平均值后作为电压与剩余容量百分比值基本表；

2)将单体电池选取90颗并完全充满；再将各个单体电池按不同温度和不同电流条件下进行放电，温度值范围为-20℃～60℃，平均每隔10℃取一个温度点，共有9个温度点；电流值范围为0.2C～2C，平均每隔0.2C取一个电流点，共10个电流点，温度和电流组合后共有90个不同条件，记录不同条件下每颗单体电池在放电过程中的电压与放电容量值对应曲线，将每颗电池每经过1％剩余容量变化值所对应的电压值生成一个二维表，纵轴为电压值，横轴为剩余容量百分比值，共100点；一共有90个不同条件下的放电记录，得到90张不同条件下的剩余容量百分比值与电压对照表；

3)取步骤2)得到的90张剩余容量百分比值与电压对照表中的第1张表，将该表中每个剩余容量百分比值点对应的电压值取出，与步骤1)中所得到的电压与剩余容量百分比值基本表的每个剩余容量百分比值点所对应的电压值进行除法运算，每个剩余容量点会得到一个数值，100个剩余容量点一共会得到100个数值，将100个数值取平均，得到这张表所产生的系数值K1；

4)将剩余的89张剩余容量百分比值与电压对照表也按步骤3)的方法进行计算，每张表都得到一个系数值，共90个系数值，为K1～K90；将K1～K90形成一张温度电流系数表，其中纵轴为温度值，横轴为电流值；

5)实际应用时，通过锂离子电池组的电池管理系统对电池组电流、环境温度、每个单体电池的电压进行测量，并根据实际测量到的电池组电流大小与环境温度值，查询得到最接近实际温度和电流的系数值Kn，将测量到的电池组中单体电池的最低电压值除以系数值Kn进行补偿计算，得到电压值V，用电压值V在步骤1)中得出的表进行查表，查找最接近于该电压值的电压所对应的剩余容量百分比值，则为该电池组剩余容量百分比值。