[发明专利]城铁车辆蓄电池剩余容量计算方法

说明书

技术领域

本发明属于城铁车辆车载蓄电池剩余容量计算方法领域，具体涉及一种城 铁车辆蓄电池剩余容量计算方法。

背景技术

目前，在城铁车辆车载蓄电池容量管理领域中，仅通过判断蓄电池电压值 来衡量蓄电池剩余容量SOC(StateOfCharge)的大小，当用电压值衡量法判定 某电池的电压低于某一定值时，则认为该蓄电池不足以提供足够的容量供列车 使用。这种电压值衡量法未能考虑充放电电流大小、蓄电池温度以及蓄电池老 化程度等其他因素对蓄电池容量的影响，无法准确表示蓄电池当前真实的剩余 容量，甚至会产生比较大的偏差，从而造成浪费和经济损失。

安时积分法是一种较为成熟的蓄电池剩余容量SOC的计算方法，其主要原 理是通过计算一段时间内电流和充放电时间的积分求解得出积分时间内电量的 变化值占初始总电量的百分比，进而求出初始容量和变化容量之间的差，该差 值即为剩余容量，其计算公式为：

SOC(t)=SOC(t0)-∫t0tIQdt......(1)]]>

式(1)中，SOC(t)为剩余容量；SOC(t₀)为初始容量，I为电池电流， Q为额定电量，t为积分时间；

电池本身的初始剩余容量SOC(t₀)由TCMS列车控制和管理系统在列车 初始上电时读取自身内部存储器中的当前值而获得。

在城铁车辆的行车过程中，若车载蓄电池容量过低，则充电机以恒定的标 准电流为蓄电池充电，使蓄电池电量逐渐增加，当蓄电池充电基本达到满充量 时进行恒压浮充，以极小电流继续充电确保蓄电池的电气性能得到最大程度的 恢复，此过程充电效率近似为100％，因此计算蓄电池剩余容量的动态过程无需 考虑充电效率。但当蓄电池放电时，其放电电流的大小则会根据负载的不同而 变化，且其变化过程差别极大，没有规律可供追寻，因此蓄电池的放电倍率对 电池剩余容量的动态过程必须予以考虑。

另一方面，蓄电池的生产厂家会根据多次试验和记录，总结并得出一个《不 同放电电流与放电时间的关系表》作为表1，该表1通常是电池厂家针对其出售 的蓄电池产品提供的试验参数，用以指导用户了解其电池的基本性能。所述多 次试验是指在25℃的标准温度条件下，将被测试的蓄电池以表1所试验的电流 值I_测进行多次放电试验，记录其在放电过程中使电池电量耗尽所需要耗费的时 间值T_测；

以南昌地铁2号线车辆项目所使用的国内城铁车辆常用DTM-3系列型车载 蓄电池为例，该电池出厂时，由厂家所提供的不同试验的放电电流值I_测及其对 应的测量时间T_测的已知对应关系如下述表1所示：

表1

表1所示的不同的测试电流I_测及其对应的测量时间T_测，其二者的数值对 应关系均为厂家所提供的已知量。

购买蓄电池的用户可以参照表1的数据并根据自己的应用蓄电池时的特殊 工况环境和使用方法来进一步验证蓄电池的参数性能，或尝试重新推理得出有 针对性的独特算法补偿因子。