[发明专利]利用瞬态响应校正放电深度的方法及系统

说明书

本发明提供了一种利用瞬态响应校正放电深度的方法及系统，分为充放电结束、放电开始、充电开始三种情形建立充放电等效电路模型，列写等效电路模型的时域微分方程并得到端口电压的瞬态响应，可以根据三种阶段初期某两个相近时刻的端口电压，求解时域微分方程计算准确的开路电压，并通过开路电压与放电深度的对应关系表校正放电深度。本发明提出的方法端口电流出现变化时，可以利用端口电压的瞬态响应计算开路电压来校正放电深度，因而解决了库仑积分法带来的累积误差问题，电池电量估算的精度更高；解决了开路电压法需要电池长时间开路的局限性问题，电池电量校正更实时、适用场景更广。

技术领域

本发明涉及电池电量估算领域，具体地，涉及一种利用瞬态响应校正放电深度方法及系统。

背景技术

在电池管理系统中估算并校正电池电量的方法对于电量计的精度是至关重要的。通常，电池电量用放电深度(DOD)来表示。估算电池电量的方法主要有库仑积分法和开路电压法两大类。库仑积分法通过硬件电路实现库仑计，对于充放电电流进行积分得到充放电的电荷，以此衡量电池电量的变化，但库仑积分法的缺点在于，由于硬件电路对充放电电流的测量存在恒定的系统误差，而积分过程会使得该系统误差不断累积，导致库仑计长时间工作后估算电池电量的准确度变低，结果可靠性低。开路电压法基于开路电压(OCV)和放电深度(DOD)有准确对应关系这一原理，测得准确的开路电压即可得到准确的放电深度，但开路电压法的缺点在于，开路电压通常难以获得，需要在电池长时间处于开路状态下端口电压才能认定为开路电压，通过该方法校正放电深度适用范围极小，实时性差。

在公开号为CN103645372B的中国专利文献中，公开了一种二次电池开路电压快速估计方案，其方案为建立开路时间和由扩散电容、等效串联电阻所组成的扩散极化环节的弛豫时间函数来拟合端口电压的瞬态响应，从而得到准确的开路电压。但是该专利文献的方案未对外部充电器或负载进行电路建模，因而弛豫时间函数不是直接从电路参数中得到，需要求解线性超定方程组，含有多个变量，计算量大。

在公告号为CN103091641B的中国专利文献中，公开了一种放电曲线的校正系统与电池的放电曲线的校正方法。该方法包括：取得一电池的一初始放电曲线；于一第一时间点以及一第二时间点分别测量该电池的一第一开路电压以及一第二开路电压；取得该初始放电曲线中分别对应于该第一开路电压以及该第二开路电压的一第一放电量以及一第二放电量；根据该第一放电量与该第二放电量计算一理想放电量；测量该电池于该第一时间点与该第二时间点之间的一实际放电量；根据该理想放电量与该实际放电量的一总放电量差值校正该初始放电曲线以得到该电池的一目前放电曲线。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种利用瞬态响应校正放电深度的方法及系统。

根据本发明提供的一种利用瞬态响应校正放电深度的方法，包括以下步骤：

步骤S1：获取电池出厂前实验室测量得到的开路电压和放电深度的对应关系表，电池电阻和放电深度的对应关系表以及电池电容和放电深度的对应关系表；

步骤S2：建立电池等效电路模型，获取电池等效电路模型的放电深度、端口电压、电池电阻、电池电容以及开路电压参数；

步骤S3：对电池等效电路模型建立充放电结束、放电开始以及充电开始三种阶段对应的充放电等效电路模型，计算各充放电等效电路模型端口电压的瞬态响应；

步骤S4：计算电池等效电路模型三种阶段准确的开路电压；

步骤S5：根据步骤S4获取的开路电压，查询电池的开路电压和放电深度的对应关系表，实时校正电池的放电深度。