[发明专利]一种电池的充放电电量测量方法

说明书

一种电池的充放电电量测量方法，首先搭建电池充放电电量测量系统，包括被测量电池、测量采集电路、电量计算模块，然后控制测量采集电路采集被测量电池的电池电压、电池电流、电池温度、电池电压变化、电池电流变化，最后计算得到电池充放电电量，完成充放电电量测量。与现有技术相比，本发明电池短期大功率充放电的工作模式，能够更加精确地修正电池放电过程中的迟滞、动态内阻、温度变化引发的电量测量误差，获得准确的电池输出结果，具有很好的使用价值。

技术领域

本发明涉及航天器电源技术领域，特别是一种电池的充放电电量测量方法。

背景技术

航天器电源系统被称为是航天器的心脏，为航天器的各种载荷设备提供工作所需的能量，是航天器稳定运行的关键所在。在航天器电源系统中，一般由太阳电池阵通过光电效应发电，在光照期为航天器提供能源，并为电池组充电；电池组则在非光照期为航天器提供能源；当航天器短期功率需求大于太阳电池阵发电功率时，电池组也会作为后备电源参与联合供电。

以往的航天器中，电池组的大部分使用情况是较小倍率的充放电、充放电电流的相对变化不大，充放电电压较为平缓，因此充放电过程中电池状态变化不显著，电池的充放电效率也能够维持在较高水平。在这种工作模式下，因此可以通过电池组端电压查表、电量计等方法对电池的充放电能量进行估算和判断。端电压查表法是指电池在地面研制过程中，通过测试获得一系列电池的端电压所对应的电池荷电状态的经验值，由此获得电池的放电或者充电电量，在电池充放电工作模式比较稳定的情况下，这种方法是较为简便且应用广泛。电量计的方式是通过采集电池的电压和电流值，对若干个采集周期内的电压和电流值进行平均后积分累加，得到充放电电量的计算结果，这种方法的精度受限于采集周期和采集值的变化范围，在电池充放电工作模式比较稳定的情况、秒级的采集周期下，电量计方法能够在占用较小资源的情况下具有较高的准确性。

然而，随着一些短期大功率载荷的应用，如大功率雷达、定向能载荷等，需要电池能够在很短时间内通过大倍率充放电，电流呈现脉冲特性，充放电电压短期变化剧烈，过程中电池温度变化显著，充放电效率也会发生较大变化，并且由于电池的大功率充放电会有迟滞效应，由此会带来内阻加剧，能量在电池本体上的消耗不可忽略，因此对电池电压、电流采样的这些电池表观性能并不能实时判断电池的真实状态。电池的状态直接关系到对电池的充放电管理、状态控制、故障和寿命预测，因此需要采用更为准确高效的测量手段，获取和掌握电池组大功率放电的实际输出。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种电池的充放电电量测量方法，解决了航天器中使用的电池或电池组在大功率充放电情况下，电池的实际电流、电压和电量的测量，航天器的电源系统可以根据测量结果，推算和调整电池的健康状态、管理策略和控制参数；解决了航天器中电池在大功率充放电工作模式下，电池端电压查表法不再适用、传统的电量计测定不精确的问题。

本发明的技术解决方案是：一种电池的充放电电量测量方法，包括如下步骤：

(1)搭建电池充放电电量测量系统；

电池充放电电量测量系统包括被测量电池、测量采集电路、电量计算模块，测量采集电路接在被测量电池的输入输出路径上，测量采集电路能够将获得的测量参数值传给电量计算模块，电量计算模块能够计算生成充放电电量，将测量计算结果传递给电池或电源管理系统，测量采集电路或者电量计算模块能够将参数测量结果传给电池或电源管理系统；

(2)采集电池测量系统的各参数；

控制测量采集电路采集被测量电池的电池电压、电池电流、电池温度、电池电压变化、电池电流变化，包括第i次采集时刻得到的电池电压u_i、电池电流i_i、电池温度T_i、电池电压变化u′_i、电池电流变化i′_i；所述的被测量电池为单体电池或者电池组，i为正整数；

(3)计算电池充放电电量；