一種電池可用容量快速檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電池壽命檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電池可用容量快速檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電氣化裝置的廣泛應(yīng)用，電在生產(chǎn)生活以及國防領(lǐng)域廣泛使用，電池作為電 能的儲存裝置，存儲能力的多少是反映電池好壞的重要依據(jù)，也是表征其能夠滿足使用的 關(guān)鍵特性。
[0003] 電池具有性能退化的特性，在使用或存儲一段時間后，其最大存儲能力即最大可 用容量會下降，直至報廢。電池的最大可用容量對于電池使用來說至關(guān)重要，電池"一充就 滿、一放就沒"等現(xiàn)象時有發(fā)生，在部分軍事、能源、交通等應(yīng)用場合，定期檢測最大可用容 量是電池維護保養(yǎng)的主要工作之一，因此電池容量的快速檢測技術(shù)具有良好的應(yīng)用前景和 工程適用性。目前的評測手段主要有以下兩種：
[0004] 方式一：用萬用表測試電池電壓，如果電壓正常，則認為電池可以正常工作。但事 實并非如此，電壓僅僅是反應(yīng)了電池的荷電狀態(tài)，并不能判定它能否放出多少電，有時候所 測試到的電壓只是一個虛電壓。因此這種評測方式不能真實、精確表達實際情況。
[0005] 方式二：用電池容量測試儀進行電池的全程放電檢測，可以測試出電池的容量，但 每次測試所花費時間相當(dāng)長，超過10小時，且專用測試儀器價格昂貴，工程適用性受到極 大限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 有鑒于此，本發(fā)明提供了一種電池最大可用容量的快速檢測方法，能夠縮短檢測 時間。
[0007] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：
[0008] 一種電池最大可用容量快速檢測方法，包括如下步驟：
[0009] 步驟一、利用與被測電池相同型號的m塊電池循環(huán)進行全充全放試驗，獲得不同 循環(huán)次數(shù)的全放電電壓曲線；
[0010] 步驟二、對各次循環(huán)的全放電電壓曲線進行建模分析，獲得每次全放電電壓曲線 的放電軌道參數(shù)K ;
[0011] 步驟三、針對放電電壓曲線選取放電初期一段按已知規(guī)律變化的電壓數(shù)據(jù)，通過 數(shù)據(jù)擬合估計出每次全放電電壓曲線中規(guī)律變化段的曲線模型參數(shù)A ;
[0012] 步驟四、建立放電電壓曲線的放電軌道參數(shù)K和曲線模型參數(shù)A之間的轉(zhuǎn)換關(guān) 系；
[0013] 步驟五、對被測電池，在完全充滿電后進行一次放電試驗，通過規(guī)律變化段電壓數(shù) 據(jù)的數(shù)據(jù)擬合得到線性曲線模型參數(shù)A n，并利用步驟四建立的轉(zhuǎn)換關(guān)系確定被測電池的放 電軌道參數(shù)Kn;
[0014] 步驟六、利用被測電池的放電軌道參數(shù)Kn估計出被測電池當(dāng)前最大可用容量C n。
[0015] 優(yōu)選地，所述規(guī)律變化段選取放電初期的一段線性變化段；則計算曲線模型參數(shù) 時采用的數(shù)據(jù)擬合方式為線性擬合。
[0016] 優(yōu)選地，步驟二獲取放電軌道參數(shù)K時采用式（1)表示的模型：
【主權(quán)項】
1. 一種電池最大可用容量快速檢測方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟一、利用與被測電池相同型號的m塊電池循環(huán)進行全充全放試驗，獲得不同循環(huán) 次數(shù)的全放電電壓曲線； 步驟二、對各次循環(huán)的全放電電壓曲線進行建模分析，獲得每次全放電電壓曲線的放 電軌道參數(shù)K; 步驟=、針對放電電壓曲線選取放電初期一段按已知規(guī)律變化的電壓數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù) 擬合估計出每次全放電電壓曲線中規(guī)律變化段的曲線模型參數(shù)A; 步驟四、建立放電電壓曲線的放電軌道參數(shù)K和曲線模型參數(shù)A之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系； 步驟五、對被測電池，在完全充滿電后進行一次放電試驗，通過規(guī)律變化段電壓數(shù)據(jù)的 數(shù)據(jù)擬合得到線性曲線模型參數(shù)A。，并利用步驟四建立的轉(zhuǎn)換關(guān)系確定被測電池的放電軌 道參數(shù)K。； 步驟六、利用被測電池的放電軌道參數(shù)K。估計出被測電池當(dāng)前最大可用容量C。。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述規(guī)律變化段選取放電初期的一段線性 變化段；則計算曲線模型參數(shù)時采用的數(shù)據(jù)擬合方式為線性擬合。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟二獲取放電軌道參數(shù)K時采用式（1)表 示的模型：
(1) 其中，U為電池端電壓，I為放電電流，Vki、k2、k繩成了放電軌道參數(shù)K，t為放電時 間。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述規(guī)律變化段選取放電初期線性變化段； 則步驟S和步驟五獲取曲線模型參數(shù)時所采用的模型為式（2); UU) =a-b?I?t 似 其中，a和b組成了曲線模型參數(shù)。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，步驟四建立的放電軌道參數(shù)K和曲線模型參 數(shù)A之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系為： k〇=a ki=c?b+d k：2 二f1 化1) ks=f2化1) 其中，fi(0為參數(shù)k2與ki的函數(shù)關(guān)系，f2(〇為參數(shù)ks與ki的函數(shù)關(guān)系，fi(〇和f2( ?)采用步驟一獲得的全放電電壓曲線通過擬合得到；C和d為預(yù)先確定的k2與b所呈 線性關(guān)系中的系數(shù)，利用步驟二和S獲得的參數(shù)K和A擬合得到。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，f1(0和f2(〇采用的擬合模型為；幕律 模型y=陽a。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟六估計被測電池當(dāng)前最大可用容量C。 的方式為：將步驟五獲得的放電軌道參數(shù)K。代入全放電電壓曲線模型公式，得到被測電池 當(dāng)前實際模型，利用當(dāng)前實際模型求得電壓降到放電截止電壓Ui對應(yīng)的放電時間ti，該放 電時間ti乘W放電電流即為被測電池的最大可用容量C。。
8. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，步驟六在利用放電時間t1計算最大可用容 量C。時，進一步加入溫度影響系數(shù)KT，則最大可用容量C。的計算公式為： Cn=IXtiXKt 其中，I為放電電流，Kt為查表確定的當(dāng)前溫度對應(yīng)的溫度影響系數(shù)。
9. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，預(yù)先對同類電池進行全充全放試驗，利用獲 得的全放電電壓曲線獲得規(guī)律變化段的截取開始時間和截取長度與檢測精度的對應(yīng)關(guān)系； 則實際檢測時，根據(jù)所需精度確定規(guī)律變化段的截取開始時間和截取長度。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電池最大可用容量快速檢測方法，首先，在實驗室開展全充全放循環(huán)壽命研究，對100％放電深度放電電壓曲線進行建模分析，找到表征放電電壓曲線變化規(guī)律的放電軌道參數(shù)K；然后，選取放電初期一小段規(guī)律變化段的電壓數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)擬合獲得曲線模型參數(shù)A，繼而建立放電軌道參數(shù)K與曲線模型參數(shù)A的轉(zhuǎn)換關(guān)系；最后，對任意未知狀態(tài)的電池，即可通過放電初期規(guī)律變化段的電壓數(shù)據(jù)擬合得到曲線模型參數(shù)，基于所述轉(zhuǎn)換關(guān)系轉(zhuǎn)換為放電軌道參數(shù)，進而估計出電池當(dāng)前最大可用容量。該方法避免了對放電全程數(shù)據(jù)進行擬合帶來的數(shù)據(jù)量較大的問題，同時避免了因盲目隨機數(shù)據(jù)擬合帶來的不精確的問題。
【IPC分類】G01R31-36, G06F19-00
【公開號】CN104793145
【申請?zhí)枴緾N201510148035
【發(fā)明人】劉隆波, 黃金娥, 王巖磊, 徐定海, 潘正強, 馮靜
【申請人】中國人民解放軍92537部隊
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年3月31日