一种二次电池开路电压快速估计方法
【专利摘要】一种二次电池开路电压快速估计方法，涉及电池管理【技术领域】，它是为了解决现有的电池开路电压的获取速度慢，通用性差，以及受工作温度范围限制的问题。本发明方法只需要通过获取电池在开路状态下的前几分钟内的时间与电压数据，并将其带入到本发明的模型中，即可实现对电池开路电压的估计。本发明能够在几分钟内估计得到电池最终的开路电压。本发明适用于二次电池开路电压的快速估计。
【专利说明】一种二次电池开路电压快速估计方法【技术领域】
[0001]本发明涉及电池管理【技术领域】，具体涉及一种二次电池开路电压估计方法。
【背景技术】
[0002]电池的开路电压(OCV)作为电池的重要参数反应了电池的内部状态，在电池技术的各个领域发挥着重要作用。由于电池的开路电压取决于电池电极材料及材料中的活性物质含量，所以电池的开路电压不仅可以用来分析电池电极的能级特性，同时还可以用来估计电池的剩余电量状态(S0C)。电池的开路电压还可以被用来估计电池的健康状态(S0H)，例如在锂离子电池中，随着电池的老化，电池的开路电压只在其高电量区域发生衰减。此外，电池的开路电压还是电池系统均衡的重要依据。所以，准确的开路电压估计是电池管理及其相关技术的必要保障。
[0003]电池电压只有在电池处于开路状态，并充分静置待其电压完全释放后，才等于电池的开路电压。在这个过程中，电池的过电势不断减小，电池电压逐渐趋向于平衡状态，即电池的开路电压。但这一过程往往需要很长的时间，一般认为在20小时以上。一般为了获得电池的开路电压，只能通过长时间的等待，但这个长时间的等待严重地限制了电池开路电压的在线应用。针对这一问题的解决方法，相关的研究还十分有限。仅有的一些方法也无法很好的拟合电池的释放过程，这使得其开路电压的估计会出现一定的误差。
【发明内容】
[0004]本发明是为了解决现有的电池开路电压的获取速度慢，通用性差，以及受工作温度范围限制的问题，从而提供一种二次电池开路电压快速估计方法。
[0005]一种二次电池开路电压快速估计方法，它由以下步骤实现:
[0006]步骤一、对电池在`进入开路状态后的前A分钟内进行η次电压采样，获得η个开路时间tk与电压值UM,k ；A为正数；k=l，2，…，n，表示第k个采样点；n为大于2的整数；
[0007]步骤二、建立开路时间tk与由扩散电容Cd与扩散电阻Rd所组成的扩散极化环节的弛豫时间τ d的线性函数:
[0008]τ d； k= a tk+ β
[0009]式中:α与β是用来表征线性关系的系数；
[0010]将上述线性函数代入传统二阶等效模型中，获得关于电池释放电压Urlx的改进模型:
[0011]URhX,k=UnLX.k—Z哪-? -OCVXexp+OCV, 4 > Imin
at.k + βatk + β
[0012]式中:0CV为电池的开路电压；tQ为初始时刻；
[0013]对上述关于电池释放电压Uelx的改进模型进行整理，获得关于待求变量所组成的向量M=[0CVa β ]Τ的线性化表达式:[0014]
【权利要求】
1.一种二次电池开路电压快速估计方法，其特征是:它由以下步骤实现: 步骤一、对电池在进入开路状态后的前A分钟内进行n次电压采样，获得n个开路时间tk与电压值UM,k ；A为正数；k=l，2，…，n，表示第k个采样点；n为大于2的整数； 步骤二、建立开路时间tk与由扩散电容Cd与扩散电阻Rd所组成的扩散极化环节的弛豫时间T d的线性函数:
T d,k=a tk+^ 式中:a与0是用来表征线性关系的系数； 将上述线性函数代入传统二阶等效模型中，获得关于电池释放电压Urlx的改进模型:
2.根据权利要求1所述的一种二次电池开路电压快速估计方法，其特征在于电池为磷酸铁锂电池。
【文档编号】G01R19/00GK103645372SQ201310737382
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月27日 优先权日:2013年12月27日
【发明者】朱春波, 王天鸶, 裴磊, 逯仁贵, 魏国, 王婷婷 申请人:哈尔滨工业大学