[发明专利]一种基于充电电压特性的电池荷电状态确定方法及系统

说明书

本发明公开一种基于充电电压特性的电池荷电状态确定方法及系统。该确定方法包括：采集电芯充电至满充状态的荷电数据，获得满充荷电数据；提取所述满充荷电数据中的特征位置，获得基本特征位置，特征位置包括所述电芯的电压对时间的变化率的极值和拐点、电芯的电压对充电电量变化率的极值和拐点、电芯的荷电状态对电压变化率的极值和拐点；将电芯应用到实际环境后，获得应用电芯；判断应用电芯的充电状态是否充满，如果是，计算应用电芯的特征位置；否则，根据基本特征位置修正充电过程中的荷电状态。通过判断应用电芯的充电状态是否充满，提高了安时积分法的积分电量的准确度，提高了未充满处积分初值的精确度。

技术领域

本发明涉及电源管理领域，特别是涉及基于充电电压特性的电池荷电状态确定方法及系统。

背景技术

现有设备、仪器，甚至汽车都在大量使用电池供电，随着电池越来越多的使用，对电池剩余能量或者荷电状态的获取变得越来越迫切，且要求的精度也越来越高。对电池的容量估计影响因素较多，大多采用较复杂的数学运算或者复杂的电路模型确定电池的容量，复杂的数学运算需要耗费大量的资源，将导致电池的容量确定方法不利于工业化和市场化。

电池的容量与电池的使用寿命相关，虽然电池使用阶段前期表现不明显，但在产品使用寿命范围内，确定电池容量的同时需要考虑电池的容量，电池的寿命指的是电池的充放电循环次数。也就是随着电池充放电次数的增加，电池的容量会逐渐衰减。

现有技术中对电池剩余容量和荷电状态的确定方法具体包括安时法、开路电压法、电池模型法、卡曼滤波法或者神经网络法。由于成本等因素，市场上常见的方法大多基于安时积分法完成，而安时积分法能够容易做到积分电量准确，但是积分初值是否准确很难保证，所以安时积分法需要结合确定初值的方法，现有技术中的确定积分初值的方法准确度较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够提高电池荷电状态准确度的基于充电电压特性的电池荷电状态确定方法及系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于充电电压特性的电池荷电状态确定方法，所述确定方法包括：

采集电芯充电至满充状态的荷电数据，获得满充荷电数据；

提取所述满充荷电数据中的特征位置，获得基本特征位置，所述特征位置包括所述电芯的电压对时间的变化率的极值和拐点、所述电芯的电压对充电电量变化率的极值和拐点、所述电芯的荷电状态对电压变化率的极值和拐点；

将所述电芯应用到实际环境后，获得应用电芯；

判断所述应用电芯的充电状态是否充满，如果是，计算所述应用电芯的特征位置；否则，根据所述基本特征位置修正充电过程中的荷电状态。

可选的，所述采集电芯充电至满充状态的荷电数据，获得满充荷电数据具体包括：

在环境温度T₁恒定的环境中，将所述电芯充分放电后静置两个小时，获得放空电芯；

将所述放空电芯采用恒流恒压模式充电至满充状态，并采集充电过程中每秒的所述放空电芯的电压、所述放空电芯的电流和所述放空电芯的表面温度值；

根据所述放空电芯的电流采用电流积分获得任意时刻的充电电量和达到满充时充电总电量；

根据所述任意时刻的充电电量和所述达到满充时充电总电量计算任意时刻所述放空电芯的荷电状态；

对所述放空电芯的电压进行数据处理获得特征位置对应的荷电状态，获得特征荷电状态SOC_idf。

可选的，所述根据所述任意时刻的充电电量和所述达到满充时充电总电量计算任意时刻所述放空电芯的荷电状态具体包括：