实时确定电池组的电化学元件寿命的方法技术

本发明专利技术涉及一种根据确定应用实时确定电池组的电化学元件的寿命的方法，适用于原电池组类型领域。该方法包括：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】实时确定电池组的电化学元件寿命的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于实时确定电池组的电化学电池的使用寿命的方法。它在原电池组领域有应用。

技术介绍

[0002]确定原电池或电池组(例如包括一个或更多个一次锂类型的电化学电池的电池组，例如亚硫酰氯锂类型(LiSOCl2))的剩余寿命(或剩余容量，或充电状态)，在许多使用这种类型的电池或电池组的应用中是一个特别重要的问题，以便预期更换已放电的电池。
[0003]用于确定电池的剩余使用寿命的解决方案是已知的，其在于执行电池组两端的电压的测量并且使用该电池组的空载电压的特性曲线作为其充电状态的函数。然而，这种解决方案不适合应用于亚硫酰氯锂电化学电池，因为在这种情况下，空载电压在整个电池寿命期间是恒定的，并且仅在电池寿命结束时才会下降。因此，应用这样的解决方案相当于在电池的使用寿命即将结束时向用户发出必须更换电池的警报，因此实际上没有预期更换电池的可能性。
[0004]用于确定原电池，特别是LiSOCl2类型的剩余寿命的其他解决方案也是已知的，其也包括测量电池组两端的电压，然后分析对电池提出要求的电压响应。然而，这种方法很复杂，因为它基于非常快的数据采集频率以及对电池钝化状态的非常精确的估计。在没有足够快的频率和足够准确的估计的情况下，结果可能是错误的。此外，对电池提出要求的条件(电流、温度
……
)必须是可重现的，以便结果具有可比性。因此这种方法难以实施。
[0005]从文献CN103592605中还获知一种用于根据电流和温度的测量来确定LiSOCl2型原电池的剩余容量的方法。然而，这种方法是基于通过库仑法计算容量损失(计算安培小时放电)以及考虑日历自放电(仅作为温度的函数)。尽管如此，这种方法并不令人满意，因为它没有考虑到每个应用的特殊性。
[0006]更一般地，已知方法基于使用理论使用量配置文件。然而，如果使用量与预期不同，则该估计是错误的，其后果是如果使用量被低估，则不再有可用于执行操作的能量，或者如果使用量被高估，则过早更换电池。
[0007]因此，本专利技术的目的是特别解决上述问题，通过提供一种用于实时确定原电池组的电化学电池的使用寿命的方法，该方法是准确的并且考虑到每个应用的特殊性。

技术实现思路

[0008]因此，在第一方面，本专利技术提供了一种根据确定应用实时确定原电池组的电化学电池的使用寿命的方法，该方法包括：
[0009]‑
测量步骤，在确定应用中测量由所述电化学电池提供的至少一个电流值和所述电化学电池的至少一个温度值，
[0010]‑
总使用寿命计算步骤，用于根据在所述测量步骤期间测量的所述至少一个电流值和所述至少一个温度值，根据所述电化学电池的容量的确定值、所述确定应用的截止电
压和所述确定应用的背景电流，计算从确定初始时间开始的所述电化学电池的可用时间。
[0011]根据应用，背景电流可以代表原电池组的大部分消耗。背景电流对应于所讨论应用的电子设备的长久消耗：系统的每个电子设备组件的泄漏电流(例如：微控制器在待机模式下的消耗)。
[0012]在一些实施例中，该方法进一步包括单独或以所有技术上可能的组合的以下特征中的一个或更多个：
[0013]‑
总使用寿命计算步骤使用公式C x Kp x R/(Imoy+Iad)计算从确定初始时间开始的电化学电池的可用时间，其中：
[0014]‑
C对应于电化学电池的容量的确定值，
[0015]‑
Kp对应于所述电化学电池的截止系数，并且首先是由所述确定应用所汲取的最大电流值(Imax)的函数并且其次是所述确定应用的截止电压的函数，
[0016]‑
Imoy对应于根据所述电化学电池提供的一个或更多个电流值获得的、由所述确定应用所汲取的平均电流值，并且包括所述确定应用的背景电流值，
[0017]‑
R对应于所述电化学电池的容量方面的性能，并且首先是由所述确定应用所汲取的电流平均值(Imoy)或最大值(Imax)的函数并且其次是在所述确定应用中所述电化学电池的温度的函数，
[0018]‑
Iad对应于所述电化学电池的自放电电流值，并且首先是由所述确定应用所汲取的电流的平均值(Imoy)的函数并且其次是在所述确定应用中所述电化学电池的温度的函数；
[0019]‑
R和Iad的值是从相应的表格中获得的，所述表格将容量值R方面的性能和自放电电流Iad值分别与表示平均电流Imoy或最大电流Imax和温度的成对值相关联；
[0020]‑
Kp的值是从表格中获得的，所述表格将截止系数值Kp与表示最大电流Imax和截止电压的成对值相关联；
[0021]‑
背景电流的值是通过测量获得，或者是可参数化的常数；
[0022]‑
在总使用寿命计算步骤之前，执行用于存储所述确定应用的配置文件的存储步骤，在此期间，最大电流值Imax，平均电流值Imoy，以及在测量步骤中测量的一个或更多个温度值被存储；
[0023]‑
将所述一个或更多个温度值与暴露持续时间相关联地存储在表格中，所述暴露持续时间对应于暴露于相应温度的持续时间；
[0024]‑
温度值通过温度阈值分组在一起，并且所述表格将暴露持续时间与所述温度阈值相关联；
[0025]‑
该方法包括用于检查是否存在计算使用寿命的请求的检查步骤，并且如果检查步骤的结果是为正，则执行使用寿命计算步骤，否则再次连续执行测量步骤和存储步骤；
[0026]‑
该方法包括存储从所述确定初始时间开始的经过时间，以及通过从在使用寿命计算步骤中计算的使用寿命中减去所述经过时间来计算所述电化学电池的剩余使用寿命；
[0027]‑
该方法包括通过将剩余使用寿命除以在使用寿命计算步骤期间计算的使用寿命来计算所述电化学电池的充电状态；
[0028]‑
容量的确定值对应于所述电化学电池的标称容量，以及所述确定初始时间对应于所述电化学电池生产完成的时间；
[0029]‑
容量的确定值对应于所述电化学电池的标称容量减去在确定的时间段(例如存储时间段)内的容量损失，以及所述确定初始时间对应于所述电化学电池首次投入使用的时间，并且所述确定初始时间确定为所述电化学电池对应生产完成的时间加上所述确定时间段的持续时间。
[0030]根据第二方面，本专利技术还提供了一种包括指令的计算机程序产品，当所述程序由计算机执行时，所述指令使所述计算机执行上述方法，即在所述确定应用中测量由所述电化学电池提供的至少一个电流值和所述电化学电池的至少一个温度值。
[0031]根据第三方面，本专利技术还提供一种用于管理包括电池组的器件或设备的系统，所述电池组包括至少一个电化学电池，所述系统包括：
[0032]‑
测量装置，用于在确定应用中测量由所述电化学电池提供的至少一个电流值和所述电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种根据确定应用实时确定原电池组的电化学电池的使用寿命的方法，所述方法包括：
‑
测量步骤(1)，在所述确定应用中测量由所述电化学电池提供的至少一个电流值I和所述电化学电池的至少一个温度值T，
‑
总使用寿命计算步骤(4)，用于根据在所述测量步骤(1)期间测量的所述至少一个电流值I和所述至少一个温度值T，根据所述电化学电池的容量的确定值、所述确定应用的截止电压Vc和所述确定应用的背景电流If，计算从确定初始时间开始的所述电化学电池的可用时间。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述总使用寿命计算步骤(4)使用公式C x Kp x R/(Imoy+Iad)计算从所述确定初始时间开始的所述电化学电池的可用时间，其中：
‑
C对应于所述电化学电池的容量的确定值，
‑
Kp对应于所述电化学电池的截止系数，并且首先是由所述确定应用所汲取的最大电流值Imax的函数并且其次是所述确定应用的截止电压Vc的函数，
‑
Imoy对应于根据所述电化学电池提供的一个或更多个电流值I获得的、由所述确定应用汲取的电流的平均值，并且包括所述确定应用的背景电流If的值，
‑
R对应于所述电化学电池的容量方面的性能，并且首先是由所述确定应用汲取的电流的平均值Imoy或最大值Imax的函数并且其次是在所述确定应用中所述电化学电池的温度的函数，
‑
Iad对应于所述电化学电池的自放电电流值，并且首先是由所述确定应用汲取的电流的平均值Imoy的函数并且其次是在所述确定应用中所述电化学电池的温度的函数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，R和Iad的值从相应的表格中获得，所述表格将容量值R方面的性能和自放电电流Iad分别与表示平均电流Imoy或最大电流Imax和温度T的成对值相关联。4.根据权利要求2和3中任一项所述的方法，其特征在于，Kp的值是从表格中获得的，所述表格将截止系数值Kp与表示最大电流Imax和截止电压Vc的成对值相关联。5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其特征在于，背景电流值If通过测量获得，或者是可参数化的常数。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在总使用寿命计算步骤(4)之前，执行用于存储所述确定应用的配置文件的存储步骤(2)，在此期间，最大电流值Imax，平均电流值Imoy，以及在测量步骤(1)中测量的一个或更多个温度值T被存储。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将所述一个或更多个温度值T与暴露持续时间相关联地存储在表格中，所述暴露持续时间对应于暴露于相应温度T的持续时间。8.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：塞巴斯蒂安，
申请(专利权)人：帅福得电池有限公司，
类型：发明
国别省市：