本发明涉及电池领域，尤其是一种锂电池电量智能估计系统及方法。
背景技术：
目前人们主要使用两种监测方法：一种方法以电流积分为基础；而另一种则以电压测量为基础。前者依据一种稳健的思想，即如果对所有电池的充、放电流进行积分，就可以得出剩余电量的大小。当电池刚充好电并且已知是完全充电时，使用电流积分方法效果非常好。这种方法被成功地运用于当今众多的电池电量监测过程中。
但是该方法有其自身的弱点，特别是在电池长期不工作的使用模式下。如果电池在充电后几天都未使用，或者几个充、放电周期都没有充满电，那么由内部化学反应引起的自放电现象就会变得非常明显。目前尚无方法可以测量自放电，所以必须使用一个预定义的方程式对其进行校正。不同的电池模型有不同的自放电速度，这取决于充电状态(soc)、温度以及电池的充放电循环历史等因素。创建自放电的精确模型需要花费相当长的时间进行数据搜集，即便这样仍不能保证结果的准确性。
该方法还存在另外一个问题，那就是只有在完全充电后立即完全放电，才能够更新总电量值。如果在电池寿命期内进行完全放电的次数很少，那么在电量监测计更新实际电量值以前，电池的真实容量可能已经开始大幅下降。这会导致监测计在这些周期内对可用电量做出过高估计。即使电池电量在给定温度和放电速度下进行了最新的更新，可用电量仍然会随放电速度以及温度的改变而发生变化。
技术实现要素：
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种锂电池电量智能估计系统及方法，它具有精确性较高、智能化、具备自整定和调整不一致影响等多种功能的优点。
本发明采用的技术方案如下：
一种锂电池电量智能估计系统，其特征在于，所述系统包括：用于获取锂电池/锂电池组在运行过程中的电流、电压和温度数据信息的传感器组；所述传感器组分别信号连接于用于建立锂电池/电池组模型的模型建立模块和对充电率、放电率和温度进行补偿的补偿第一补偿模块；所述模型建立模块信号连接于积分模块；所述第一补偿模块信号连接于用于根据获取的电压、电池和温度数据信息进行运算得到最终电量估计值的运算处理器；所述运算处理器分别信号连接于积分模块、初始化模块、不一致调整模块、第二补偿模块和自整定模块。
进一步的，所述传感器组包括：用于获取锂电池/锂电池组运行过程中被电压数据信息的电压传感器、用于获取锂电池/锂电池组运行过程中电流数据信息的电流传感器、用于获取锂电池/锂电池组运行过程中被温度数据信息的温度传感器。
进一步的，所述第一补偿模块包括：充电率补偿模块、放电率补偿模块和温度补偿模块；所述充电率补偿模块用于对锂电池/电池组的充电率进行补偿；所述放电率补偿模块用于对锂电池/电池组的放电率进行补偿；所述温度补偿模块用于对锂电池/电池组的温度进行补偿；所述充电率补偿模块、放电率补偿模块和温度补偿模块分别信号连接于运算处理器。
进一步的，所述第二补偿模块包括：用于对锂电池/电池组的自放电进行补偿的自放电补偿模块；用于对锂电池/电池组的老化进行补偿的老化补偿模块；所述自放电补偿模块和老化补偿模块分别信号连接于运算处理器。
进一步的，所述自整定模块用于对系统进行自整定；所述不一致调整模块用于去除系统中的不一致影响；所述初始化模块用于对系统进行初始化。
一种锂电池电量智能估计系统的电量智能估计方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1：初始化模块对系统进行初始化；
步骤2：传感器组实时获取锂电池/锂电池组的电压、电流和温度数据信息；将获取的数据信息分别发送给第一补偿模块和模型建立模块；
步骤3：模型建立模块根据建立的锂电池/锂电池组的模型，将获取的电压、电流和温度数据信息进行适应性处理；然后将适应性处理过后的数据信息发送给积分模块；
步骤4：积分模块对接收到的数据信息进行积分处理，将处理后的数据信息发送给运算处理器；所述第一补偿模块将接收到的电压、电流和温度数据信息进行补偿，将补偿后的数据信息发送给运算处理器；
步骤5：同时，第二补偿模块对锂电池/锂电池组进行老化补偿和自放电补偿，将补偿后结果发送回运算处理器；
步骤6：自整定模块对系统进行实时的自整定处理；不一致调整模块对运算处理器的处理结果进行不一致调整。
进一步的，所述第一补偿模块对放电率进行补偿的方法包括一下步骤：
步骤1：规定一个参考电流，在计算电量时，将其他放电电流放出的电量折算到参考标准电流所放的电量，以消除不同放电电流对电量值计算所带来的误差；
步骤2：建立放电补偿的模型，根据如下公式得到放电补偿的模型：
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步骤:3：将两种放电率进行放电，的到如下公式：
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根据上述公式，可以计算得出n值和k值，最终得到任意放电率下的容量。
进一步的，所述第二补偿模块对锂电池/锂电池进行老化补偿的方法为：
步骤1：定义衰老因子为：quote
步骤2：得到最终的电量计算转换式为：
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其中，quote
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、准确率高：本发明的锂电池电量估计系统及方法，通过两个补偿模块对电池电量在估计过程中可能遇到的问题进行了补偿，提升了电池电量估计的精度。
2、智能化：本发明的锂电池电量估计系统及方法，整个过程，从初始化开始到最终的运算得出结果，由系统自动运行得到结果，智能化程度高，无须认为参与。
3、功能多样：本发明的锂电池电量估计系统及方法，除了能够对电池电量进行估计以外，还具备其他的自我调整和自我补偿功能，功能多样。
4、具备自我整定和不一致调整功能：本发明的锂电池电量估计系统及方法，具备自我整定和不一致调整功能，从另一方面提升了系统的精度。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明的一种锂电池电量智能估计系统的系统结构示意图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
本发明实施例1中提供了一种锂电池电量智能估计系统及方法，系统结构如图1所示：
一种锂电池电量智能估计系统，其特征在于，所述系统包括：用于获取锂电池/锂电池组在运行过程中的电流、电压和温度数据信息的传感器组；所述传感器组分别信号连接于用于建立锂电池/电池组模型的模型建立模块和对充电率、放电率和温度进行补偿的补偿第一补偿模块；所述模型建立模块信号连接于积分模块；所述第一补偿模块信号连接于用于根据获取的电压、电池和温度数据信息进行运算得到最终电量估计值的运算处理器；所述运算处理器分别信号连接于积分模块、初始化模块、不一致调整模块、第二补偿模块和自整定模块。
进一步的，所述传感器组包括：用于获取锂电池/锂电池组运行过程中被电压数据信息的电压传感器、用于获取锂电池/锂电池组运行过程中电流数据信息的电流传感器、用于获取锂电池/锂电池组运行过程中被温度数据信息的温度传感器。
进一步的，所述第一补偿模块包括：充电率补偿模块、放电率补偿模块和温度补偿模块；所述充电率补偿模块用于对锂电池/电池组的充电率进行补偿；所述放电率补偿模块用于对锂电池/电池组的放电率进行补偿；所述温度补偿模块用于对锂电池/电池组的温度进行补偿；所述充电率补偿模块、放电率补偿模块和温度补偿模块分别信号连接于运算处理器。
进一步的，所述第二补偿模块包括：用于对锂电池/电池组的自放电进行补偿的自放电补偿模块；用于对锂电池/电池组的老化进行补偿的老化补偿模块；所述自放电补偿模块和老化补偿模块分别信号连接于运算处理器。
进一步的，所述自整定模块用于对系统进行自整定；所述不一致调整模块用于去除系统中的不一致影响；所述初始化模块用于对系统进行初始化。
本发明实施例2中提供了一种锂电池电量智能估计系统的方法，系统结构如图1所示：
一种锂电池电量智能估计系统的电量智能估计方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1：初始化模块对系统进行初始化；
步骤2：传感器组实时获取锂电池/锂电池组的电压、电流和温度数据信息；将获取的数据信息分别发送给第一补偿模块和模型建立模块；
步骤3：模型建立模块根据建立的锂电池/锂电池组的模型，将获取的电压、电流和温度数据信息进行适应性处理；然后将适应性处理过后的数据信息发送给积分模块；
步骤4：积分模块对接收到的数据信息进行积分处理，将处理后的数据信息发送给运算处理器；所述第一补偿模块将接收到的电压、电流和温度数据信息进行补偿，将补偿后的数据信息发送给运算处理器；
步骤5：同时，第二补偿模块对锂电池/锂电池组进行老化补偿和自放电补偿，将补偿后结果发送回运算处理器；
步骤6：自整定模块对系统进行实时的自整定处理；不一致调整模块对运算处理器的处理结果进行不一致调整。
进一步的，所述第一补偿模块对放电率进行补偿的方法包括一下步骤：
步骤1：规定一个参考电流，在计算电量时，将其他放电电流放出的电量折算到参考标准电流所放的电量，以消除不同放电电流对电量值计算所带来的误差；
步骤2：建立放电补偿的模型，根据如下公式得到放电补偿的模型：
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步骤:3：将两种放电率进行放电，的到如下公式：
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根据上述公式，可以计算得出n值和k值，最终得到任意放电率下的容量。
进一步的，所述第二补偿模块对锂电池/锂电池进行老化补偿的方法为：
步骤1：定义衰老因子为：quote
步骤2：得到最终的电量计算转换式为：
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其中，quote
本发明实施例3中提供了一种锂电池电量智能估计系统及方法，系统结构如图1所示：
一种锂电池电量智能估计系统，其特征在于，所述系统包括：用于获取锂电池/锂电池组在运行过程中的电流、电压和温度数据信息的传感器组；所述传感器组分别信号连接于用于建立锂电池/电池组模型的模型建立模块和对充电率、放电率和温度进行补偿的补偿第一补偿模块；所述模型建立模块信号连接于积分模块；所述第一补偿模块信号连接于用于根据获取的电压、电池和温度数据信息进行运算得到最终电量估计值的运算处理器；所述运算处理器分别信号连接于积分模块、初始化模块、不一致调整模块、第二补偿模块和自整定模块。
进一步的，所述传感器组包括：用于获取锂电池/锂电池组运行过程中被电压数据信息的电压传感器、用于获取锂电池/锂电池组运行过程中电流数据信息的电流传感器、用于获取锂电池/锂电池组运行过程中被温度数据信息的温度传感器。
进一步的，所述第一补偿模块包括：充电率补偿模块、放电率补偿模块和温度补偿模块；所述充电率补偿模块用于对锂电池/电池组的充电率进行补偿；所述放电率补偿模块用于对锂电池/电池组的放电率进行补偿；所述温度补偿模块用于对锂电池/电池组的温度进行补偿；所述充电率补偿模块、放电率补偿模块和温度补偿模块分别信号连接于运算处理器。
进一步的，所述第二补偿模块包括：用于对锂电池/电池组的自放电进行补偿的自放电补偿模块；用于对锂电池/电池组的老化进行补偿的老化补偿模块；所述自放电补偿模块和老化补偿模块分别信号连接于运算处理器。
进一步的，所述自整定模块用于对系统进行自整定；所述不一致调整模块用于去除系统中的不一致影响；所述初始化模块用于对系统进行初始化。
一种锂电池电量智能估计系统的电量智能估计方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1：初始化模块对系统进行初始化；
步骤2：传感器组实时获取锂电池/锂电池组的电压、电流和温度数据信息；将获取的数据信息分别发送给第一补偿模块和模型建立模块；
步骤3：模型建立模块根据建立的锂电池/锂电池组的模型，将获取的电压、电流和温度数据信息进行适应性处理；然后将适应性处理过后的数据信息发送给积分模块；
步骤4：积分模块对接收到的数据信息进行积分处理，将处理后的数据信息发送给运算处理器；所述第一补偿模块将接收到的电压、电流和温度数据信息进行补偿，将补偿后的数据信息发送给运算处理器；
步骤5：同时，第二补偿模块对锂电池/锂电池组进行老化补偿和自放电补偿，将补偿后结果发送回运算处理器；
步骤6：自整定模块对系统进行实时的自整定处理；不一致调整模块对运算处理器的处理结果进行不一致调整。
进一步的，所述第一补偿模块对放电率进行补偿的方法包括一下步骤：
步骤1：规定一个参考电流，在计算电量时，将其他放电电流放出的电量折算到参考标准电流所放的电量，以消除不同放电电流对电量值计算所带来的误差；
步骤2：建立放电补偿的模型，根据如下公式得到放电补偿的模型：
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步骤:3：将两种放电率进行放电，的到如下公式：
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根据上述公式，可以计算得出n值和k值，最终得到任意放电率下的容量。
进一步的，所述第二补偿模块对锂电池/锂电池进行老化补偿的方法为：
步骤1：定义衰老因子为：quote
步骤2：得到最终的电量计算转换式为：
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本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。