一种基于雨流计数法的电池剩余容量检测方法及应用技术

本申请公开了一种基于雨流计数法的电池剩余容量检测方法，包括：利用开路电压法获取电池静置状态下的初始容量估计值；在电池开始工作后利用安时积分法对工作电流进行时间积分得到电池的己放电容量，并根据所述初始容量估计值和所述己放电容量得到电池的当前容量估计值；采用雨流计数法统计电池的温度历程，并基于所述温度历程利用不同温度下电池容量随时间的变化关系优化所述当前容量估计值，得到电池的剩余容量检测结果。其可以解决现有的电池容量估计方法无法实现在线事实检测、易受温度因素影响以及算法复杂且精度不高，无法满足工程使用需要的问题。足工程使用需要的问题。足工程使用需要的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于雨流计数法的电池剩余容量检测方法及应用


[0001]本专利技术涉及电池
，更具体的，涉及一种基于雨流计数法的电池剩余容量检测方法、一种基于雨流计数法的电池剩余容量检测装置、一种电子设备以及一种计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]在电池管理与维护中，至关重要的一环就是对电池的荷电状态(State ofCharge，SOC)的准确估计。锂电池的SOC是评估电池性能的重要指标，反应了电池的剩余可用容量。准确的SOC估计，可以实现对电池高效的充放管理从而避免电池出现过充或过放现象，使电池运行在一个安全的区域，保护电池延长电池寿命。此外，高精度的SOC估计还可以准确地提醒用户电池的剩余电量，合理使用电池，在不损坏电池的前提下，发挥电池的最大效用，提高电池利用率。而且高精度的SOC具有参考价值，能使基于SOC的报警或操作更有说服力，增加了锂电池管理系统的可靠性。
[0003]目前，现有的SOC估计策略大都是通过间接测量，根据诸如工作电压、电流、温度、内阻等电池工作参数，采用一定的算法实现电池的SOC估计。从国内外对电池的SOC估计研究工作开展至今，被提出SOC估计方法主要有：安时积分法、开路电压法、卡尔曼滤波法、粒子滤波法、神经网络法、支持向量机回归分析法等。
[0004]开路电压法根据电池开路电压与电池SOC之间的关系绘制电池SOC
‑
OCV关系图。要想得到电池组准确的OCV值，需要将电池长时间静置，使电池组处于稳定状态，不适合用于电池SOC的在线估计，且没有考虑温度及电池老化的影响。安时积分法相比于开路电压法该方法可以用于工作状态下的电池SOC状态估计，原理是对电流进行时间积分得到电池己放电容量，然后计算剩余容量与电池额定容量的比值，即得到SOC值，该方法的关键是定时获取准确的电流值，一旦获取的电流值存在误差，电流采集误差会随着积分运算过程逐渐累积，导致SOC估计性能的降低，容易受到外部因素(如温度因素)的影响。卡尔曼滤波法、粒子滤波法、神经网络法、支持向量机回归分析法计算复杂，且与实际情况匹配较差，不适合工程应用。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种基于雨流计数法的电池剩余容量检测方法及其应用，旨在解决现有的电池容量估计方法无法实现在线事实检测、易受温度因素影响以及算法复杂且精度不高，无法满足工程使用需要的问题。
[0006]为实现上述目的，按照本专利技术的第一个方面，提供了一种基于雨流计数法的电池剩余容量检测方法，包括：利用开路电压法获取电池静置状态下的初始容量估计值；在电池开始工作后利用安时积分法对工作电流进行时间积分得到电池的己放电容量，并根据所述初始容量估计值和所述己放电容量得到电池的当前容量估计值；采用雨流计数法统计电池的温度历程，并基于所述温度历程利用不同温度下电池容量随时间的变化关系优化所述当
前容量估计值，得到电池的剩余容量检测结果。
[0007]在本专利技术的一个实施例中，所述利用开路电压法获取电池静置状态下的初始容量估计值，包括：将电池静置预设时长，获取电池开路电压与荷电状态的对应关系，并根据所述对应关系计算电池容量初始值。
[0008]在本专利技术的一个实施例中，所述电池的当前容量估计值表示为：其中，Q
t
为电池的当前容量估计值，Q0为电池的初始容量估计值，C
N
为电池的额定容量，I为电池的充放电电流。
[0009]在本专利技术的一个实施例中，所述电池的剩余容量检测结果表示为：其中，Q
t
’
为电池的剩余容量检测结果，Q
t
为电池的当前容量估计值，Δti为电池在不同温度下经历的时间，zi为不同温度下电池容量随时间的变化关系。
[0010]按照本专利技术的第二方面，还提供一种基于雨流计数法的电池剩余容量检测装置，包括：初始容量估计模块，用于利用开路电压法获取电池静置状态下的初始容量估计值；当前容量估计模块，用于在电池开始工作后利用安时积分法对工作电流进行时间积分得到电池的己放电容量，并根据所述初始容量估计值和所述己放电容量得到电池的当前容量估计值；剩余容量检测模块，用于采用雨流计数法统计电池的温度历程，并基于所述温度历程利用不同温度下电池容量随时间的变化关系优化所述当前容量估计值，得到电池的剩余容量检测结果。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，所述初始容量估计模块具体用于：将电池静置预设时长，获取电池开路电压与荷电状态的对应关系，并根据所述对应关系计算电池容量初始值。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，所述当前容量估计模块具体用于：将所述电池的当前容量估计值表示为：其中，Q
t
为电池的当前容量估计值，Q0为电池的初始容量估计值，C
N
为电池的额定容量，I为电池的充放电电流。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，所述剩余容量检测模块具体用于：将所述电池的剩余容量检测结果表示为：其中，Q
t
’
为电池的剩余容量检测结果，Q
t
为电池的当前容量估计值，Δti为电池在不同温度下经历的时间，zi为不同温度下电池容量随时间的变化关系。
[0014]按照本专利技术的第三个方面，还提供了一种电子设备，其包括至少一个处理单元、以及至少一个存储单元，其中，所述存储单元存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理单元执行时，使得所述处理单元执行上述中任一项实施例所述基于雨流计数法的电池剩余容量检测方法的步骤。
[0015]按照本专利技术的第四个方面，还提供了一种计算机可读存储介质，其存储有可由访问认证设备执行的计算机程序，当所述计算机程序在访问认证设备上运行时，使得所述访问认证设备执行上述中任一项实施例所述基于雨流计数法的电池剩余容量检测方法的步骤。
[0016]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，至少能够取得下
列有益效果：
[0017]1)本智力成果所提一种基于雨流计数法的锂电池剩余容量计算优化方法，不同于现有锂电池SOC预测方法过于复杂不适合工程应用以及容易受环境影响的问题，本技术方案结合开路电压法精确的优点以及安时积分法的在线检测优点，针对电池的温度历程利用雨流计数法对锂电池SOC计算进行优化，精确具有良好的工程适用性；
[0018]2)利用静置状态下的开路电压法得到电池容量估计的初始值，在电池组开始工作后利用安时积分法对电流进行时间积分得到电池己放电容量，然后采用雨流计数法统计电池的温度历程利用电池容量与温度的曲线对电池容量的估计值进行优化，由此得到优化的电池容量估计结果，上述方法充分考虑锂电池温度经历对电池剩余容量的影响，具有良好的实时性和准确性。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于雨流计数法的电池剩余容量检测方法，其特征在于，包括：利用开路电压法获取电池静置状态下的初始容量估计值；在电池开始工作后利用安时积分法对工作电流进行时间积分得到电池的己放电容量，并根据所述初始容量估计值和所述己放电容量得到电池的当前容量估计值；采用雨流计数法统计电池的温度历程，并基于所述温度历程利用不同温度下电池容量随时间的变化关系优化所述当前容量估计值，得到电池的剩余容量检测结果。2.根据权利要求1所述的基于雨流计数法的电池剩余容量检测方法，其特征在于，所述利用开路电压法获取电池静置状态下的初始容量估计值，包括：将电池静置预设时长，获取电池开路电压与荷电状态的对应关系，并根据所述对应关系计算电池容量初始值。3.根据权利要求1所述的基于雨流计数法的电池剩余容量检测方法，其特征在于，所述电池的当前容量估计值表示为：其中，Q
t
为电池的当前容量估计值，Q0为电池的初始容量估计值，C
N
为电池的额定容量，I为电池的充放电电流。4.根据权利要求1所述的基于雨流计数法的电池剩余容量检测方法，其特征在于，所述电池的剩余容量检测结果表示为：其中，Q
t
’
为电池的剩余容量检测结果，Q
t
为电池的当前容量估计值，Δti为电池在不同温度下经历的时间，zi为不同温度下电池容量随时间的变化关系。5.一种基于雨流计数法的电池剩余容量检测装置，其特征在于，包括：初始容量估计模块，用于利用开路电压法获取电池静置状态下的初始容量估计值；当前容量估计模块，用于在电池开始工作后利用安时积分法对工作电流进行时间积分得到电池的己放电容量，并根据所述初始容量估计值和所述己放电容量得到电池的当前容量估计值；剩余容量检测模块，用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：马思源，熊桥坡，刘威，方卫，汪宇，
申请(专利权)人：武汉船舶通信研究所中国船舶集团有限公司第七二二研究所，
类型：发明
国别省市：