锂离子蓄电池单体电压采样系统及其采样方法技术方案

本发明专利技术公开了一种锂离子蓄电池单体电压采样系统，包括蓄电池单体电压采样电路、温度采样模块和温度补偿模块，蓄电池单体电压采样电路用于获取蓄电池单体电压采样值，温度采样模块获取蓄电池单体电压采样电路的工作温度，温度补偿模块将工作温度代入温度补偿模型，得到蓄电池单体电压补偿值；本发明专利技术还公开了一种锂离子蓄电池单体电压采样方法，首先进行温度补偿模型拟合，再利用拟合后的温度补偿模型对工作温度下蓄电池单体电压采样值进行补偿，得到蓄电池单体电压补偿值。本发明专利技术降低了因温度变化而引起的采样误差，提高了采样系统的可靠性和温度适应性。性和温度适应性。性和温度适应性。

【技术实现步骤摘要】
锂离子蓄电池单体电压采样系统及其采样方法


[0001]本专利技术属于卫星用锂离子蓄电池在轨管理
，具体涉及一种锂离子蓄电池单体电压采样系统及其采样方法。

技术介绍

[0002]锂离子蓄电池组具有比能量高、循环寿命长、温度适应范围广等优点，已逐步取代镉镍蓄电池和氢镍蓄电池，被广泛应用于卫星电源领域。锂离子蓄电池组是由多个锂离子蓄电池单体串并联而成，各电池单体之间的电压差异影响电池组的使用寿命。为了延长锂离子蓄电池组的使用寿命，蓄电池在轨管理必须依据各个单体的电压进行均衡控制，减小各个电池单体之间的差异性。
[0003]蓄电池单体电压采样是均衡控制的基础，其精度直接影响着均衡控制效果。锂离子蓄电池电压采样精度受到多种因素影响，如采样电路拓扑结构、元器件质量等级、电路工作温度等。现有技术主要针对采样电路拓扑结构以及元器件参数进行优化，而忽视了环境温度对蓄电池单体电压采样的影响。如CN104237806A公开了一种锂离子蓄电池组单体电池采样装置、系统及其方法，其主要技术特征在于从拓扑结构上提高蓄电池单体电压采样精度，而未考虑环境温度对蓄电池单体电压采样精度的影响。在轨卫星的蓄电池单体电压采样电路工作温度变化范围较大，可达
‑
25℃～70℃，因此需要减小采样电路工作温度对采样精度的影响，本专利技术即基于此提出。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述缺陷，提供一种锂离子蓄电池单体电压采样系统及其采样方法，解决了环境温度对蓄电池单体电压采样精度影响大的技术问题。本专利技术降低了因温度变化而引起的采样误差，提高了采样系统的可靠性和温度适应性。
[0005]为实现上述专利技术目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种锂离子蓄电池单体电压采样方法，包括：
[0007]温度补偿模型拟合阶段：
[0008]建立温度补偿模型，所述温度补偿模型为表达蓄电池单体电压采样电路温度、蓄电池单体电压采样值和蓄电池单体电压补偿值之间关系的拟合模型；
[0009]使蓄电池单体电压采样电路的温度分别为试验温度T0,T1,T2,...,T
n
；
[0010]利用蓄电池单体电压采样电路，获取蓄电池单体电压真实值为V
Z
时，各试验温度下蓄电池单体电压采样值V0,V1,V2,
…
,V
n
；
[0011]基于V
Z
、T0,T1,T2,
…
,T
n
和V0,V1,V2,
…
,V
n
确定温度补偿模型中的拟合系数，完成温度补偿模型的拟合；n为大于2的整数；
[0012]真实工作阶段：
[0013]获取蓄电池单体电压采样电路的工作温度T和蓄电池单体电压采样值V；
[0014]将蓄电池单体电压采样电路的工作温度T和蓄电池单体电压采样值V代入拟合后
的温度补偿模型中，得到蓄电池单体电压采样电路的工作温度T时的蓄电池单体电压补偿值。
[0015]进一步的，温度补偿模型为V
s
(T)＝k(T)V+b(T)，其中V
s
(T)、k(T)、b(T)分别为蓄电池单体电压采样电路工作温度为T时的蓄电池单体电压补偿值、第一拟合系数和第二拟合系数；V为蓄电池单体电压采样电路工作温度为T时的蓄电池单体电压采样值。
[0016]进一步的，标准试验温度T0为
‑
25℃～70℃内的任一温度点，优选室温。
[0017]进一步的，蓄电池单体电压真实值为m≥2；其中v1，
…
，v
m
为不同的蓄电池单体电压真实值；
[0018]各试验温度下蓄电池单体电压采样值0≤i≤n，其中v
i1
，
…
，v
im
为试验温度T
i
下，蓄电池单体电压真实值v1，
…
，v
m
分别对应的蓄电池单体电压采样值。
[0019]进一步的，基于V
Z
、T0,T1,T2,
…
,T
n
和V0,V1,V2,
…
,V
n
确定温度补偿模型中的拟合系数的方法包括：
[0020]将V0代入温度补偿模型，并使V
s
(T)等于V
Z
，得到k(T0)和b(T0)；
[0021]将V1,V2,
…
,V
n
分别代入温度补偿模型，并使V
s
(T)等于V
Z
，得到k(T1),k(T2),
…
,k(T
n
)和b(T1),b(T2),
…
,b(T
n
)；V
Z
包含≥2个
[0022]根据k(T0)、T1,T2,
…
,T
n
和k(T1),k(T2),
…
,k(T
n
)确定k(T)；
[0023]根据b(T0)、T1,T2,
…
,T
n
和b(T1),b(T2),
…
,b(T
n
)确定b(T)。具体的说，温度补偿模型拟合阶段，首先设定蓄电池单体电压的真实值为≥2个不同的值，在某一试验温度T
i
下，得到≥2个不同的蓄电池单体电压采样值，以一个蓄电池单体电压采样值和与其对应的一个蓄电池单体电压真实值为一组数据，将多组数据代入温度补偿模型，拟合后得到该试验温度下的第一拟合系数和第二拟合系数。
[0024]进一步的，根据k(T0)、T1,T2,
…
,T
n
和k(T1),k(T2),
…
,k(T
n
)确定的k(T)＝k0+f
k
(T)，其中，k0＝k(T0)，f
k
(T)为温度的函数；
[0025]根据b(T0)、T1,T2,
…
,T
n
和b(T1),b(T2),
…
,b(T
n
)确定b(T)＝b0+f
b
(T)，其中，b0＝b(T0)，f
b
(T)为温度的函数。
[0026]进一步的，将T0,T1,T2,
…
,T
n
按照高低顺序排序后，相邻试验温度之间的差值为3～10℃。
[0027]一种锂离子蓄电池单体电压采样系统，用于实现上述锂离子蓄电池单体电压采样方法，包括蓄电池单体电压采样电路、温度采样模块和温度补偿模块；
[0028]蓄电池单体电压采样电路用于获取蓄电池单体电压在工作温度T下的采样值V，并将V输出至温度补偿模块；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子蓄电池单体电压采样方法，其特征在于，包括：温度补偿模型拟合阶段：建立温度补偿模型，所述温度补偿模型为表达蓄电池单体电压采样电路温度、蓄电池单体电压采样值和蓄电池单体电压补偿值之间关系的拟合模型；使蓄电池单体电压采样电路的温度分别为试验温度T0,T1,T2,
…
,T
n
；利用蓄电池单体电压采样电路，获取蓄电池单体电压真实值为V
Z
时，各试验温度下蓄电池单体电压采样值V0,V1,V2,
…
,V
n
；基于V
Z
、T0,T1,T2,
…
,T
n
和V0,V1,V2,
…
,V
n
确定温度补偿模型中的拟合系数，完成温度补偿模型的拟合；n为大于2的整数；真实工作阶段：获取蓄电池单体电压采样电路的工作温度T和蓄电池单体电压采样值V；将蓄电池单体电压采样电路的工作温度T和蓄电池单体电压采样值V代入拟合后的温度补偿模型中，得到蓄电池单体电压采样电路的工作温度T时的蓄电池单体电压补偿值。2.根据权利要求1所述的一种锂离子蓄电池单体电压采样方法，其特征在于，温度补偿模型为V
s
(T)＝k(T)V+b(T)，其中V
s
(T)、k(T)、b(T)分别为蓄电池单体电压采样电路工作温度为T时的蓄电池单体电压补偿值、第一拟合系数和第二拟合系数。3.根据权利要求2所述的一种锂离子蓄电池单体电压采样方法，其特征在于，标准试验温度T0为
‑
25℃～70℃内的任一温度点。4.根据权利要求1所述的一种锂离子蓄电池单体电压采样方法，其特征在于，蓄电池单体电压真实值为m≥2；其中v1，
…
，v
m
为不同的蓄电池单体电压真实值；各试验温度下蓄电池单体电压采样值0≤i≤n，其中v
i1
，
…
，v
im
为试验温度T
i
下，与蓄电池单体电压真实值v1，
…
，v
m
分别对应的蓄电池单体电压采样值。5.根据权利要求1所述的一种锂离子蓄电池单体电压采样方法，其特征在于，基于V
Z
、T0,T1,T2,
…
,T
n
和V0,V1,V2,
…
,V
n
确定温度补偿模型中的拟合系数的方法包括：将V0代入温度补偿模型，并使V
s
(T)等于V
Z
，得到k(T0)和b(T0)；将V1,V2,
…
,V
n
分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨国文，沐杨，邹元威，陈栋，陈奕新，刘咏晖，
申请(专利权)人：上海空间电源研究所，
类型：发明
国别省市：