一種二次電池開路電壓快速估計(jì)方法
【專利摘要】一種二次電池開路電壓快速估計(jì)方法，涉及電池管理【技術(shù)領(lǐng)域】，它是為了解決現(xiàn)有的電池開路電壓的獲取速度慢，通用性差，以及受工作溫度范圍限制的問(wèn)題。本發(fā)明方法只需要通過(guò)獲取電池在開路狀態(tài)下的前幾分鐘內(nèi)的時(shí)間與電壓數(shù)據(jù)，并將其帶入到本發(fā)明的模型中，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)電池開路電壓的估計(jì)。本發(fā)明能夠在幾分鐘內(nèi)估計(jì)得到電池最終的開路電壓。本發(fā)明適用于二次電池開路電壓的快速估計(jì)。
【專利說(shuō)明】一種二次電池開路電壓快速估計(jì)方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池管理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種二次電池開路電壓估計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電池的開路電壓(OCV)作為電池的重要參數(shù)反應(yīng)了電池的內(nèi)部狀態(tài)，在電池技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。由于電池的開路電壓取決于電池電極材料及材料中的活性物質(zhì)含量，所以電池的開路電壓不僅可以用來(lái)分析電池電極的能級(jí)特性，同時(shí)還可以用來(lái)估計(jì)電池的剩余電量狀態(tài)(S0C)。電池的開路電壓還可以被用來(lái)估計(jì)電池的健康狀態(tài)(S0H)，例如在鋰離子電池中，隨著電池的老化，電池的開路電壓只在其高電量區(qū)域發(fā)生衰減。此外，電池的開路電壓還是電池系統(tǒng)均衡的重要依據(jù)。所以，準(zhǔn)確的開路電壓估計(jì)是電池管理及其相關(guān)技術(shù)的必要保障。
[0003]電池電壓只有在電池處于開路狀態(tài)，并充分靜置待其電壓完全釋放后，才等于電池的開路電壓。在這個(gè)過(guò)程中，電池的過(guò)電勢(shì)不斷減小，電池電壓逐漸趨向于平衡狀態(tài)，即電池的開路電壓。但這一過(guò)程往往需要很長(zhǎng)的時(shí)間，一般認(rèn)為在20小時(shí)以上。一般為了獲得電池的開路電壓，只能通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的等待，但這個(gè)長(zhǎng)時(shí)間的等待嚴(yán)重地限制了電池開路電壓的在線應(yīng)用。針對(duì)這一問(wèn)題的解決方法，相關(guān)的研究還十分有限。僅有的一些方法也無(wú)法很好的擬合電池的釋放過(guò)程，這使得其開路電壓的估計(jì)會(huì)出現(xiàn)一定的誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有的電池開路電壓的獲取速度慢，通用性差，以及受工作溫度范圍限制的問(wèn)題，從而提供一種二次電池開路電壓快速估計(jì)方法。
[0005]一種二次電池開路電壓快速估計(jì)方法，它由以下步驟實(shí)現(xiàn):
[0006]步驟一、對(duì)電池在`進(jìn)入開路狀態(tài)后的前A分鐘內(nèi)進(jìn)行η次電壓采樣，獲得η個(gè)開路時(shí)間tk與電壓值UM,k ；A為正數(shù)；k=l，2，…，n，表示第k個(gè)采樣點(diǎn)；n為大于2的整數(shù)；
[0007]步驟二、建立開路時(shí)間tk與由擴(kuò)散電容Cd與擴(kuò)散電阻Rd所組成的擴(kuò)散極化環(huán)節(jié)的弛豫時(shí)間τ d的線性函數(shù):
[0008]τ d； k= a tk+ β
[0009]式中:α與β是用來(lái)表征線性關(guān)系的系數(shù)；
[0010]將上述線性函數(shù)代入傳統(tǒng)二階等效模型中，獲得關(guān)于電池釋放電壓Urlx的改進(jìn)模型:
[0011]URhX,k=UnLX.k—Z哪-? -OCVXexp+OCV, 4 > Imin

at.k + βatk + β
[0012]式中:0CV為電池的開路電壓；tQ為初始時(shí)刻；
[0013]對(duì)上述關(guān)于電池釋放電壓Uelx的改進(jìn)模型進(jìn)行整理，獲得關(guān)于待求變量所組成的向量M=[0CVa β ]Τ的線性化表達(dá)式:[0014]
【權(quán)利要求】
1.一種二次電池開路電壓快速估計(jì)方法，其特征是:它由以下步驟實(shí)現(xiàn): 步驟一、對(duì)電池在進(jìn)入開路狀態(tài)后的前A分鐘內(nèi)進(jìn)行n次電壓采樣，獲得n個(gè)開路時(shí)間tk與電壓值UM,k ；A為正數(shù)；k=l，2，…，n，表示第k個(gè)采樣點(diǎn)；n為大于2的整數(shù)； 步驟二、建立開路時(shí)間tk與由擴(kuò)散電容Cd與擴(kuò)散電阻Rd所組成的擴(kuò)散極化環(huán)節(jié)的弛豫時(shí)間T d的線性函數(shù):
T d,k=a tk+^ 式中:a與0是用來(lái)表征線性關(guān)系的系數(shù)； 將上述線性函數(shù)代入傳統(tǒng)二階等效模型中，獲得關(guān)于電池釋放電壓Urlx的改進(jìn)模型:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二次電池開路電壓快速估計(jì)方法，其特征在于電池為磷酸鐵鋰電池。
【文檔編號(hào)】G01R19/00GK103645372SQ201310737382
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】朱春波, 王天鷥, 裴磊, 逯仁貴, 魏國(guó), 王婷婷 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)