一种具有温度自适应补偿的电池容量预测方法技术

一种具有温度自适应补偿的电池容量预测方法，本发明专利技术涉及电池容量预测方法。本发明专利技术是为了解决传统Peukert方程无法对温度造成的容量估计偏差进行修正的问题，而提供了一种具有温度自适应补偿的电池容量预测方法。步骤一、确定测试温度和放电倍率的变化范围；步骤二、在环境温度T1下，分别进行放电倍率为I1,I2,......,Im的电池放电实验；步骤三、将环境温度变更为T2，重复步骤二，计算该温度下的Peukert方程系数p(T2)和k(T2)；步骤四、建立环境温度与Peukert方程系数p和k之间的对应关系；步骤五、结合上述公式，得到电池容量与温度和放电电流的函数关系。本发明专利技术应用于锂电池参数检测领域。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，本专利技术涉及电池容量预测方法。本专利技术是为了解决传统Peukert方程无法对温度造成的容量估计偏差进行修正的问题，而提供了。步骤一、确定测试温度和放电倍率的变化范围；步骤二、在环境温度T1下，分别进行放电倍率为I1,I2,......,Im的电池放电实验；步骤三、将环境温度变更为T2，重复步骤二，计算该温度下的Peukert方程系数p(T2)和k(T2)；步骤四、建立环境温度与Peukert方程系数p和k之间的对应关系；步骤五、结合上述公式，得到电池容量与温度和放电电流的函数关系。本专利技术应用于锂电池参数检测领域。【专利说明】
本专利技术涉及电池容量预测方法。
技术介绍
容量是锂离子电池非常重要的性能指标，它表征着电池的持续放电能力，许多使用可充电电池的场合都需要确定电池的可用容量，如电池容量计，它是电动汽车必不可少的仪器，能够可靠告知使用者电池的真实容量和可能行驶的里程。因此，在许多使用电池的场合，都需要对电池容量进行监控，以防出现误判引发事故，或导致电池使用不当，缩短电池使用寿命，甚至产生安全隐患。锂电池的容量受环境和充放电制度的影响很大，因此，必须综合考虑这些因素，才能准确地预判电的容量。Peukert经验公式是一种被广泛采纳的电池容量估计方法，该方法能对电流倍率的影响进行修正，实现任意电流下的电池可用容量的估计。但是，Peukert方程仅考虑了充放电制度对电池容量的影响，没有考虑电池的放电环境，尤其是环境温度的影响因素，因此，传统Peukert方程无法对温度造成的容量估计偏差进行修正。
技术实现思路
本专利技术是为了解决传统Peukert方程无法对温度造成的容量估计偏差进行修正的问题，而提供了。具有温度自适应补偿的电池容量预测方法按以下步骤实现:步骤一、依据待测电池的实际使用需要，确定测试温度和放电倍率的变化范围；其中，所述测试温度变化范围为，放电倍率变化范围为；步骤二、在环境温度T1下，分别进行放电倍率为I1, I2,......，Ini的电池放电实验，充电实验采用统一的恒流充电标准，记录每个循环的放电电量，作为电池的实际可用容量，将放电倍率1:下的电池可用容量Q11和放电倍率Ini下的电池可用容量Qlni,代入Peukert方程Q=kl“)其中，I为电池放电倍率，Q为在该放电倍率下的电池可用容量，k和p为Peukert方程的系数，并均为环境温度T的函数，代入结果为\ 11 1 n (T.,由此方程组，可以解出环境温度为T1的系数P(T1)和Ic(T1)；步骤三、将环境温度变更为T2,重复步骤二，计算该温度下的Peukert方程系数P(T2)和k (T2);依此类推，直至环境温度Tn为止，最终得到各温度条件下的Peukert方程系数:p (T1), p (T2),......，p (Tn)和 kO^kOg，......，k(Tm)；步骤四、根据Peukert 方程系数 P(T1)1P(T2),......, P (Tn)和Ic(T1), k(T2),......，k(Tm),利用最小二乘多项式拟合方法,建立环境温度与Peukert方程系数p和k之间的对应关系:p (T) =a1T4+a2T3+a3T2+a4T+a5k (T) =b1T3+b2T2+b3T+b4其中，a1、a2、a3、a4与a5为系数p的最小二乘拟合系数，与b4为系数k的最小二乘拟合系数，多项式的拟合阶数直接决定了系数P和k的拟合精度；步骤五、结合上述公式，得到电池容量与温度和放电电流的函数关系:Q( T, I) - (b1 T3 +b2T2 + b3 T+b4) I(a1t2+a2t2+a4t+a5)此函数即为电池容量的最小二乘Peukert方程。专利技术效果:本专利技术提供的一种基于最小二乘Peukert方程的电池容量预测方法，通过温度自适应补偿，达到提高电池容量估算精度的目的。本专利技术综合考虑放电电流倍率和环境温度对电池容量的影响，在传统Peukert方程的基础上，进行了温度自适应补偿，提高了恒流放电工况下电池可用容量的估计准确度。本专利技术提出了的基于最小二乘Peukert方程的锂离子电池容量估计方法，其特点表现在:该方法能够反应出电池容量随环境温度和充放电电流倍率变化而变化的规律，在Peukert经验公式和最小二乘法的基础上，能够准确地拟合电池容量与温度以及电流倍率的函数关系。本专利技术的优点是:不再将Peukert方程的系数视为常数，而是将其作为环境温度的函数，即通过动态修正Peukert方程的方式，达到温度自适应补偿的目的。该方法继承了传统Peukert方程的小样本优点，但在电池容量的估计精度上更胜一筹。本专利技术的效果如图4、图5和图6所示，实验数据源于某款额定容量为IAH的磷酸铁锂电池；其中，图4为电池容量的估计结果图，图5是与之相对应的电池容量估计相对误差图，图6为细化测试点后的电池容量估计结果。由估计结果可知，最大相对误差为3.4823%，最小误差为0.1610%，可见，最小二乘Peukert电池容量估计算法的精度较高，效果较理想。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术流程图；图2是【具体实施方式】一中的最小二乘Peukert方程的构建过程图；图3是【具体实施方式】一中的电池容量估计流程图；图4是【具体实施方式】一中的电池容量估计结果图；图5是【具体实施方式】一中的电池容量估计相对误差图；图6是【具体实施方式】一中的电池容量估计结果细化图。【具体实施方式】【具体实施方式】一:本实施方式的具有温度自适应补偿的电池容量预测方法按以下步骤实现:步骤一、依据待测电池的实际使用需要，确定测试温度和放电倍率的变化范围；其中，所述测试温度变化范围为，放电倍率变化范围为；步骤二、在环境温度T1下，分别进行放电倍率为I1, I2,......，Ini的电池放电实验，充电实验采用统一的恒流充电标准，记录每个循环的放电电量，作为电池的实际可用容量，将放电倍率1:下的电池可用容量Q11和放电倍率Ini下的电池可用容量Qlni,代入Peukert方程【权利要求】1.，其特征在于具有温度自适应补偿的电池容量预测方法按以下步骤实现: 步骤一、依据待测电池的实际使用需要，确定测试温度和放电倍率的变化范围；其中，所述测试温度变化范围为，放电倍率变化范围为；步骤二、在环境温度T1下，分别进行放电倍率为I1, I2,......, Im的电池放电实验，充电实验采用统一的恒流充电标准，记录每个循环的放电电量，作为电池的实际可用容量，将放电倍率I1下的电池可用容量Q11和放电倍率Ini下的电池可用容量Qlni，代入Peukert方程Q=kl(1_p) 其中，I为电池放电倍率，Q为在该放电倍率下的电池可用容量，k和p为Peukert方程的系数，并均为环境温度T的函数，代入结果为 【文档编号】G01R31/36GK103529400SQ201310520317【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月29日 优先权日:2013年10月29日 【专利技术者】刘丹, 王启松, 刘昕, 张岩, 孙金玮, 朱春波 申请人:哈尔滨工业大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有温度自适应补偿的电池容量预测方法，其特征在于具有温度自适应补偿的电池容量预测方法按以下步骤实现：步骤一、依据待测电池的实际使用需要，确定测试温度和放电倍率的变化范围；其中，所述测试温度变化范围为[?10℃,40℃]，放电倍率变化范围为[0.3C,3.6C]；步骤二、在环境温度T1下，分别进行放电倍率为I1,I2,......,Im的电池放电实验，充电实验采用统一的恒流充电标准，记录每个循环的放电电量，作为电池的实际可用容量，将放电倍率I1下的电池可用容量Q11和放电倍率Im下的电池可用容量Q1m，代入Peukert方程Q=kI(1?p)其中，I为电池放电倍率，Q为在该放电倍率下的电池可用容量，k和p为Peukert方程的系数，并均为环境温度T的函数,代入结果为Q11=k(T1)I(1-p(T1))Q1m=k(Tm)I(1-p(T1))由此方程组，可以解出环境温度为T1的系数p(T1)和k(T1)；步骤三、将环境温度变更为T2，重复步骤二，计算该温度下的Peukert方程系数p(T2)和k(T2)；依此类推，直至环境温度Tn为止，最终得到各温度条件下的Peukert方程系数：p(T1),p(T2),......,p(Tn)和k(T1),k(T2),.....…,k(Tm)；步骤四、根据Peukert方程系数p(T1),p(T2),......,p(Tn)和k(T1),k(T2),......,k(Tm)，利用最小二乘多项式拟合方法，建立环境温度与Peukert方程系数p和k之间的对应关系：p(T)=a1T4+a2T3+a3T2+a4T+a5k(T)=b1T3+b2T2+b3T+b4其中，a1、a2、a3、a4与a5为系数p的最小二乘拟合系数，b1、b2、b3与b4为系数k的最小二乘拟合系数，多项式的拟合阶数直接决定了系数p和k的拟合精度；步骤五、结合上述公式，得到电池容量与温度和放电电流的函数关系：Q(T,I)=(b1T3+b2T2+b3T+b4)I(a1T4+a2T3+a3T2+a4T+a5)此函数即为电池容量的最小二乘Peukert方程。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘丹，王启松，刘昕，张岩，孙金玮，朱春波，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：