[发明专利]一种电池荷电状态监测方法

说明书

一种电池荷电状态监测方法，包括以下步骤：提供能提取颜色信息的传感器、软件和算法，以及电池正极颜色‑荷电状态（SOC）特性关系曲线与负极颜色‑SOC特性关系曲线；通过传感器、软件和算法提取电池正极与负极实时的颜色信息值（R值、G值、B值、灰度值、透明度、透光率）；由所得正极与负极颜色信息分别带入正极颜色‑SOC特性关系曲线与负极颜色‑SOC特性关系曲线来对应确定出电池实时的SOC。本发明将电池正极与负极颜色变化或者能够反映电池颜色变化的参数作为SOC估算的依据。通过对电池正极与负极颜色变化与电池SOC值预先建立特性曲线，在电池的实际使用过程中无需测量电池电压等传统电化学手段，通过监测颜色变化即可实现实时的SOC监测，具有简单无损的特点，能够实时准确的监测电池SOC值，为电池管理系统提供新的方案与技术。

技术领域

电池管理领域，具体涉及一种电池系统荷电状态监测方法。

背景技术

电池的剩余容量又称电池的荷电状态(State of Charge，SOC)是衡量电池状态的重要参数之一，也是电池系统实现精确控制和管理的最直接依据。目前电池SOC估算策略主要有：放电实验法、开路电压法、安时积分法、神经网络法和卡尔曼滤波法等。这些方法都需要对电池电压进行测量，通过电压估算电池的剩余容量。其中放电实验法和开路电压法无法对工作中的电池进行 SOC在线监测，安时积分法的SOC估算结果通常不够准确，神经网络法和卡尔曼滤波法需要对电池数据进行分析与建模，方法较为复杂。这些方法所需达到的估算精度越高，实现难度越大，需要进行的计算越复杂，对电池管理系统的要求也越高。

基于上述问题，有必要提出一种简单准确且能够远程控制的电池荷电状态监测方法。

发明内容

一种电池荷电状态监测方法，包括以下步骤：

提供能提取颜色信息的传感器、软件和算法，以及电池正极颜色-荷电状态（SOC）特性关系曲线，负极颜色-荷电状态（SOC）特性关系曲线；

通过传感器、软件和算法提取电池正极与负极实时的颜色信息，包括R值、G值、B值、灰度值、透明度、透光率；

由所得正极颜色信息带入正极颜色-SOC特性关系曲线，所得负极RGB颜色信息带入负极颜色-SOC特性关系曲线来对应确定出电池实时的SOC。

进一步的，所述电池正极，包括一种或多种混合的颜色可随电池荷电状态规律变化的氧化还原活性物质，所述电池负极，包括一种或多种混合的颜色可随电池荷电状态规律变化的氧化还原活性物质。

进一步的，所述电池正极与负极的颜色可随电池的荷电状态规律性地变化。

进一步的，所述提取颜色信息的传感器拍摄正极与负极的照片、视频。

进一步的，所述提取颜色信息的软件是一种图像、编程和数据处理的软件。

进一步的，所述提取颜色信息的算法，包括提取正极的颜色信息（R值、G值、B值、灰度值、透明度、透光率）与负极的颜色信息（R值、G值、B值、灰度值、透明度、透光率）。

在其中的一个实施例中，所述电池正极与负极颜色-SOC特性关系通过以下步骤获得：

对标准电池进行充放电循环，同时通过传感器对电池进行监控，实时获得其颜色信息。

通过在充放电循环中多个时间点的所得的颜色信息值与所述标准电池的SOC值拟合得到所述电池正极颜色-SOC特性关系与负极颜色-SOC特性关系。

进一步的，所述标准电池是与所述待测电池具有相同规格和参数的电池。

附图说明

图1为本发明第一个实施例的装置结构示意图，