[发明专利]一种蓄电池容量的检测方法

摘要

本发明公开了一种蓄电池容量检测方法，给蓄电池施加一双脉冲电流信号，测量不同时刻该双脉冲电流信号产生的电压响应及其一阶导数，利用不同公式计算蓄电池的电源电动势的变化以及蓄电池极板上的电容和电阻，进而计算出蓄电池容量。本发明方法采用直接在蓄电池两端施加双脉冲电流信号，不需要对蓄电池进行放电就可以检测其容量，检测的结果经验证精确可靠。

主权项

一种蓄电池容量检测方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)给蓄电池施加一双脉冲电流信号，双脉冲电流信号的幅值为I，双脉冲电流信号的占空比为50％，双脉冲电流信号的脉冲宽度为T；定义以下几个时刻：初始时刻t₀；双脉冲电流信号从0上升为I的时刻t₁；双脉冲电流信号从I开始下降的时刻t₂；双脉冲电流信号从I下降为0的时刻t₃；双脉冲电流信号再次从0开始上升的时刻t₄；双脉冲电流信号再次从0上升为I的时刻t₅；双脉冲电流信号再次开始下降的时刻t₆；(2)分别测量t₀、t₁、t₂、t₃、t₄、t₅、t₆时刻双脉冲电流信号产生的各对应的电压响应值E₀、U₁、U₂、U₃、U₄、U₅、U₆及其相应的一阶导数dE₀/dt₀、dU₁/dt₁、dU₂/dt₂、dU₃/dt₃、dU₄/dt₄、dU₅/dt₅、dU₆/dt₆；(3)利用不同公式计算蓄电池的电源电动势、蓄电池极板上的电容和电阻，进而计算出蓄电池容量：1)蓄电池极板上的电容按三次计算取平均值，计算方程式为：$C_1=\frac{I}{{\mathrm{dU}}_1/{\mathrm{dt}}_1}$  方程一式中：C₁表示t₁时刻蓄电池极板上的电容，I表示电流脉冲的幅值；$C_2=\frac{I}{\frac{{\mathrm{dU}}_2}{{\mathrm{dt}}_2}-\frac{{\mathrm{dU}}_3}{{\mathrm{dt}}_3}}$  方程二式中：C₂表示t₃时刻蓄电池极板上的电容，I表示电流脉冲的幅值；$C_3=\frac{I}{\frac{{\mathrm{dU}}_5}{{\mathrm{dt}}_5}-\frac{{\mathrm{dU}}_4}{{\mathrm{dt}}_4}}$  方程三式中：C₃表示t₅时刻蓄电池极板上的电容，I表示电流脉冲的幅值；将方程一、方程二和方程三的计算结果，取其平均值，得：C＝(C₁+C₂+C₃)/3  方程四根据方程四能够精确得到蓄电池极板上的电容C；2)蓄电池极板上的电阻的计算方程式为：$R=\frac{U_3-U_4}{I-(\frac{{\mathrm{dU}}_2}{{\mathrm{dt}}_2}-\frac{{\mathrm{dU}}_4}{{\mathrm{dt}}_4})\×C}$  方程五3)蓄电池的电源电动势的变化量按二次计算取平均值，方程式为：${\mathrm{\ΔE}}_1=U_2-U_1-(I-\frac{{\mathrm{dU}}_2}{{\mathrm{dt}}_2}\×C)\×R$  方程六式中：ΔE₁表示t₁时刻到t₂时刻蓄电池的电源电动势的变化量；${\mathrm{\ΔE}}_2=U_6-U_5-(\frac{{\mathrm{dU}}_5}{{\mathrm{dt}}_5}-\frac{{\mathrm{dU}}_6}{{\mathrm{dt}}_6})\×C\×R$  方程七式中：ΔE₂表示t₅时刻到t₆时刻蓄电池的电源电动势的变化量；将方程五和方程六的计算结果取其平均值，得:$\mathrm{\ΔE}=\frac{{\mathrm{\ΔE}}_1+{\mathrm{\ΔE}}_2}{2}$  方程八根据方程八能够精确得到蓄电池的电源电动势变化量ΔE；(4)计算蓄电池容量：$\mathrm{SOC}=\frac{E_0+2\mathrm{\ΔE}-U^{*}+\mathrm{\ΔU}}{\mathrm{\ΔU}}$  方程九式中：SOC表示蓄电池容量，E₀表示蓄电池的初始电动势，即t₀时刻所测的电压值，U^*表示蓄电池的规格电压，ΔU表示蓄电池由满电量变为空电量时其电源电动势的变化量，其表达式如下式：$\mathrm{\ΔU}=\frac{\mathrm{\ΔE}\×\mathrm{AH}}{I\×T}$  方程十式中：AH表示蓄电池的规格容量，I表示双脉冲电流信号的幅值，T表示双脉冲电流信号的脉冲宽度。