[发明专利]一种快速在线测量电池电动势和内阻的方法

权利要求书

1.一种快速在线测量电池电动势和内阻的方法，其特征在于：采用的控制电路包括电压电流测量单元、电流调节单元和控制单元；所述电压电流测量单元用于测量目标电池的输出电流值和目标电池的端电压值；所述电流调节单元用于调节工作电流，以实现电池输出电流的改变，该电流调节单元的一端电压电流测量单元电连接；所述控制单元用于控制电流调节单元和电压电流测量单元，以实现电池端电压和输出电流的测量以及工作电流的改变，该控制单元分别与电压电流测量单元和电流调节单元电连接；所述电压电流测量单元与目标电池连接，所述电流调节单元与目标设备的电源端连接；所述控制单元与目标设备建立通信连接；其方法包括以下步骤：

S1：通过控制单元控制电流调节单元改变本控制电路或目标设备的工作状态，以调节目标电池的输出电流；

S2：通过控制单元控制电压电流测量单元测量目标电池的端电压U₁和目标电池输出的电流I₁；

S3：重复执行n次步骤S1和步骤S2，得到不同工作状态下的端电压和电流的二元数组(U_i，I_i)，i＝1,2,3，……，n，其中，U_i为第i次测得的目标电池的端电压，I_i为第i次测得的目标电池的输出电流；

S4：利用线性回归方法建立电池端电压～输出电流的拟合模型U_i＝a*I_i+b，其中，a和b为模型参数；

S5：使用最小二乘法确定出模型参数a和b；

S6：利用所得模型参数a和b估计目标电池的电动势EMF和内阻r。

2.根据权利要求1所述的快速在线测量电池电动势和内阻的方法，其特征在于，所述步骤S5具体为：

S51：计算残差平方和为：

其中，Q(a,b)为残差平方和，ε_i为实际值与预测值之间的差；

S52：对模型参数a和b求偏导，并令其等于0，得到：

则有：

S53：由此解得：

其中：

3.根据权利要求2所述的快速在线测量电池电动势和内阻的方法，其特征在于，所述步骤S6具体为：

S61：建立的目标电池端电压与输出电流的线性回归模型为：

其中，U为目标电池端电压，I为目标电池输出电流；

S62：对于目标电池端电压和目标电池输出电流具有如下关系：

U＝EMF-I*r                              (7)

其中，EMF为目标电池电动势，r为目标电池的内阻；

S63：由上述式(6)、(7)可得到目标电池电动势和目标电池的内阻：

4.根据权利要求3所述的快速在线测量电池电动势和内阻的方法，其特征在于，还包括：

S7.估算目标电池的电池荷电状态SOC，电池荷电状态SOC的计算公式如下：

SOC＝f(EMF)                          (10)

其中，f(·)为目标电池荷电状态-电动势映射函数。

5.根据权利要求1至4任一所述的快速在线测量电池电动势和内阻的方法，其特征在于：所述电流调节单元由n个相并联的电流调节子单元组成。

6.根据权利要求5所述的快速在线测量电池电动势和内阻的方法，其特征在于：每个所述电流调节子单元包括一个MOS管和一个电阻，每个电流调节子单元中的MOS管与电阻串联。

7.根据权利要求1或2或3或4或6所述的快速在线测量电池电动势和内阻的方法，其特征在于：所述电压电流测量单元包括分流电阻R和模数转换电路，所述分流电阻R的一端分别与目标电池的正极、模数转换电路连接，分流电阻R的另一端分别与目标设备、电流调节单元和模数转换电路连接。

8.根据权利要求7所述的快速在线测量电池电动势和内阻的方法，其特征在于：所述控制单元通过I/O，或I2C、SPI总线与目标设备连接。