确定电池工作电压曲线的方法、装置和设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种确定电池工作电压曲线的方法、装置和设备，涉及电池领域。该确定电池工作电压曲线的方法，包括：根据电池的电化学测试结果，建立RC等效电路模型；按照RC等效电路模型，得到工作电压模型；采集电池的工作电压，得到测量工作电压曲线；设置常数参数，并根据RC等效电路模型中的各个内阻、电化学反应双电层电容、浓差极化电荷积累等效电容、工作电流、工作温度以及荷电状态，建立RC等效电路模型的电化学模型；利用测量工作电压曲线、电化学模型以及实时开路电压，进行拟合计算，确定常数参数的值；由确定的常数参数的值、电化学模型和工作电压模型，得到预测的工作电压曲线。能够提高根据工作电压曲线预测得到的工作电压的精确度。

Method, device and device for determining battery working voltage curve

The invention provides a method, apparatus and equipment for determining the working voltage curve of a battery, and relates to the battery field. The method of determining the working voltage curve of the battery includes: establishing the RC equivalent circuit model according to the electrochemical test results of the battery; obtaining the working voltage model according to the RC equivalent circuit model; collecting the working voltage of the battery and getting the measuring working voltage curve; setting the constant parameters and according to the RC equivalent circuit model The electrochemical model of RC equivalent circuit model is established by measuring internal resistance, double layer capacitance of electrochemical reaction, equivalent capacitance of concentration polarization charge accumulation, working current, working temperature and charge state. The predicted operating voltage curve is obtained from the constant parameters, electrochemical model and working voltage model. It can improve the accuracy of the working voltage predicted according to the working voltage curve.

【技术实现步骤摘要】
确定电池工作电压曲线的方法、装置和设备
本专利技术涉及电池领域，尤其涉及一种确定电池工作电压曲线的方法、装置和设备。
技术介绍
随着新能源的广泛使用，电池作为动力源也应用在了各个领域中。随着电池应用领域越来越广泛，对电池性能的要求也越来越严格。在电池管理系统(BMS，BatteryManagementSystem)中，对电池的工作电压的预测计算是BMS的核心工作之一。目前，可通过建立工作电压计算模型，得到电池的工作电压曲线，从而实现预测电池的工作电压。但建立的工作电压计算模型没有考虑电池的工作温度。通过工作电压计算模型得到的工作电压曲线只适用于某一个较小的温度范围。当电池的工作温度与适用的温度范围相差较大时，根据工作电压曲线预测得到的工作电压的精确度会大幅度降低。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种确定电池工作电压曲线的方法、装置和设备，能够提高根据工作电压曲线预测得到的工作电压的精确度。第一方面，本专利技术实施例提供了一种确定电池工作电压曲线的方法，包括：根据电池的电化学测试结果，建立电池的RC等效电路模型；按照RC等效电路模型，得到电池的工作电压模型；采集电池的工作电压，得到测量工作电压曲线；设置常数参数，并根据RC等效电路模型中的欧姆内阻、电化学反应极化内阻、浓差极化内阻、电化学反应双电层电容、浓差极化电荷积累等效电容、工作电流、工作温度以及荷电状态，建立RC等效电路模型的电化学模型；利用测量工作电压曲线、电化学模型以及实时开路电压，进行拟合计算，确定常数参数的值；由确定的常数参数的值、电化学模型和电池的工作电压模型，得到电池的工作电压曲线。第二方面，本专利技术实施例提供了一种确定电池工作电压曲线的装置，包括：等效电路模型建立模块，被配置为根据电池的电化学测试结果，建立电池的RC等效电路模型；工作电压模型获取模块，被配置为按照RC等效电路模型，得到电池的工作电压模型；测量曲线获取模块，采集电池的工作电压，得到测量工作电压曲线；电化学模型建立模块，被配置为设置常数参数，并根据RC等效电路模型中的欧姆内阻、电化学反应极化内阻、浓差极化内阻、电化学反应双电层电容、浓差极化电荷积累等效电容、工作电流、工作温度以及荷电状态，建立RC等效电路模型的电化学模型；拟合模块，被配置为利用测量工作电压曲线、电化学模型以及实时开路电压，进行拟合计算，确定常数参数的值；工作电压曲线获取模块，被配置为由确定的常数参数的值、电化学模型和电池的工作电压模型，得到电池的工作电压曲线。第三方面，本专利技术实施例提供了一种确定电池工作电压曲线的设备，包括：存储器、处理器、通信接口和总线；存储器、处理器和通信接口通过总线连接并完成相互间的通信；存储器用于存储程序代码；处理器通过读取存储器中存储的可执行程序代码来运行与可执行程序代码对应的程序，以用于执行一种电池工作电压曲线的确定方法，其中，电池工作电压曲线的确定方法包括：根据电池的电化学测试结果，建立电池的RC等效电路模型；按照RC等效电路模型，得到电池的工作电压模型；采集电池的工作电压，得到测量工作电压曲线；设置常数参数，并根据RC等效电路模型中的欧姆内阻、电化学反应极化内阻、浓差极化内阻、电化学反应双电层电容、浓差极化电荷积累等效电容、工作电流、工作温度以及荷电状态，建立RC等效电路模型的电化学模型；利用测量工作电压曲线、电化学模型以及实时开路电压，进行拟合计算，确定常数参数的值；由确定的常数参数的值、电化学模型和电池的工作电压模型，得到电池的工作电压曲线。本专利技术实施例提供了一种确定电池工作电压曲线的方法、装置和设备，建立RC等效电路模型，得到电池的工作电压模型。并采集电池的工作电压，得到测量工作电压曲线。通过设置常数参数，根据RC等效电路中的欧姆内阻、电化学反应极化内阻、浓差极化内阻、电化学反应双电层电容、浓差极化电荷积累等效电容、工作电流、工作温度以及荷电状态等参数，建立电化学模型。将测量工作电压曲线、电化学模型结合实时开路电压进行拟合计算，确定常数参数的值。从而根据常数参数的值、电化学模型和工作电压模型，得到电池的工作电压曲线。由于电化学模型中引入了工作温度，因此不同的工作温度对应有不同电化学模型，从而使得不同的温度对应有不同的工作电压曲线。利用本专利技术实施例得到的工作电压曲线，在各种工作温度下，都能够根据工作电压曲线预测得到的更精确的工作电压。从而提高了根据工作电压曲线预测得到的工作电压的精确度。附图说明从下面结合附图对本专利技术的具体实施方式的描述中可以更好地理解本专利技术其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。图1为本专利技术一实施例中确定电池工作电压曲线的方法的流程图；图2为本专利技术一实施例中电池在电化学测试中极化内阻响应的示意图；图3为本专利技术一实施例中建立的RC等效电路模型的示意图；图4为本专利技术一实施例一示例中的测量工作电压曲线和工作电压曲线的示意图；图5为本专利技术另一实施例确定电池工作电压曲线的方法的流程图；图6为本专利技术另一实施例一示例中的25℃下的荷电状态与开路电压的对应曲线示意图；图7为本专利技术实施例BEV电池在25℃下的荷电状态与开路电压的对应关系曲线示意图；图8为本专利技术实施例BEV电池在25℃下以30A工作电流进行充电的测量工作电压曲线和工作电压曲线的示意图；图9为本专利技术实施例BEV电池在25℃下以100A工作电流进行充电的测量工作电压曲线和工作电压曲线的示意图；图10为本专利技术实施例根据表一中常数参数的值得到的BEV电池在25℃下以50A工作电流进行充电的工作电压曲线的示意图；图11为本专利技术实施例根据表一中常数参数的值得到的BEV电池在25℃下以70A工作电流进行充电的工作电压曲线的示意图；图12为本专利技术实施例BEV电池在25℃下以30A工作电流进行放电的测量工作电压曲线和工作电压曲线的示意图；图13为本专利技术实施例BEV电池在25℃下以100A工作电流进行放电的测量工作电压曲线和工作电压曲线的示意图；图14为本专利技术实施例根据表二中常数参数的值得到的BEV电池在25℃下以50A工作电流进行放电的工作电压曲线的示意图；图15为本专利技术实施例根据表二中常数参数的值得到的BEV电池在25℃下以70A工作电流进行放电的工作电压曲线的示意图；图16为本专利技术实施例根据表二中常数参数的值得到的BEV电池在10℃下以10A工作电流进行放电的工作电压曲线的示意图；图17为本专利技术实施例PHEV电池在25℃下的工作电流曲线、测量工作电压曲线和工作电压曲线的示意图；图18为本专利技术实施例PHEV电池在25℃下的工作电流曲线和荷电状态曲线的示意图；图19为本专利技术实施例根据表三中常数参数的值得到的PHEV电池在25℃下以另一种工作电流工作的工作电压曲线的示意图；图20为本专利技术实施例根据表三中常数参数的值得到的PHEV电池在25℃下以另一种工作电流工作的荷电状态曲线的示意图；图21为本专利技术一实施例中确定电池工作电压曲线的装置的结构示意图；图22为本专利技术另一实施例中确定电池工作电压曲线的装置的结构示意图；图23为本专利技术一实施例中确定电池工作电压曲线的设备的结构示意图。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本专利技术的全面理解。但是，对于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种确定电池工作电压曲线的方法，其特征在于，包括以下步骤：根据电池的电化学测试结果，建立所述电池的RC等效电路模型；按照所述RC等效电路模型，得到所述电池的工作电压模型；采集所述电池的工作电压，得到测量工作电压曲线；设置常数参数，并根据所述RC等效电路模型中的欧姆内阻、电化学反应极化内阻、浓差极化内阻、电化学反应双电层电容、浓差极化电荷积累等效电容、工作电流、工作温度以及荷电状态，建立所述RC等效电路模型的电化学模型；利用所述测量工作电压曲线、所述电化学模型以及实时开路电压，进行拟合计算，确定所述常数参数的值；由确定的所述常数参数的值、所述电化学模型和所述电池的工作电压模型，得到所述电池的工作电压曲线。

【技术特征摘要】
1.一种确定电池工作电压曲线的方法，其特征在于，包括以下步骤：根据电池的电化学测试结果，建立所述电池的RC等效电路模型；按照所述RC等效电路模型，得到所述电池的工作电压模型；采集所述电池的工作电压，得到测量工作电压曲线；设置常数参数，并根据所述RC等效电路模型中的欧姆内阻、电化学反应极化内阻、浓差极化内阻、电化学反应双电层电容、浓差极化电荷积累等效电容、工作电流、工作温度以及荷电状态，建立所述RC等效电路模型的电化学模型；利用所述测量工作电压曲线、所述电化学模型以及实时开路电压，进行拟合计算，确定所述常数参数的值；由确定的所述常数参数的值、所述电化学模型和所述电池的工作电压模型，得到所述电池的工作电压曲线。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述RC等效电路模型的电化学模型包括：Rs＝a1×SOCa2×eT×a3，Rct＝b1×SOCb2×eT×b3，Cdl＝c1×SOCc2×eT×c3，Rw＝d1×SOCd2×eI×d3×eT×d4，Cw＝f1×SOCf2×eI×f3×eT×f4；其中，a1、a2、a3、b1、b2、b3、c1、c2、c3、d1、d2、d3、d4、f1、f2、f3和f4均为常数参数，Rs为欧姆内阻，Rct为电化学反应极化内阻，Cdl为电化学反应双电层电容，Rw为浓差极化内阻，Cw为浓差极化电荷积累等效电容，SOC为荷电状态，I为工作电流，T为工作温度。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：在不同的荷电状态下采集所述电池的开路电压，并建立荷电状态与开路电压的对应关系库；获取电池的实时荷电状态，在荷电状态与开路电压的对应关系库中查找与所述实时荷电状态对应的开路电压；将与所述实时荷电状态对应的开路电压作为所述实时开路电压。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，由确定的所述常数参数的值、所述电化学模型和所述电池的工作电压模型，得到所述电池的工作电压曲线的步骤，包括：由确定的所述常数参数的值和所述电化学模型，得到确定的所述电化学模型；根据确定的所述电化学模型和所述电池的工作电压模型，得到所述电池的工作电压曲线。5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述工作电压模型包括充电工作电压模型和放电工作电压模型。6.一种确定电池工作电压曲线的装置，其特征在于，包括：等效电路模型建立模块，被配置为根据电池的电化学测试结果，建立所述电池的RC等效电路模型；工作电压模型获取模块，被配置为按照所述RC等效电路模型，得到所述电池的工作电压模型；测量曲线获取模块，采集所述电池的工作电压，得到测量工作电压曲线；电化学模型建立模块，被配置为设置常数参数，并根据所述RC等效电路模型中的欧姆内阻、电化学反应极化内阻、浓差极化内阻、电化学反应双电层电容、浓差极化电荷积累等效电容、工作电流、工作温度以及荷电状态，建立所述RC等效电路模型的电化学模型；拟合模块，被配置为利用所述测...

【专利技术属性】
技术研发人员：张炳雁，蒋治亿，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35