一種快速判斷磷酸鐵鋰電池（組）荷電保持率（SoC）的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種快速判斷磷酸鐵鋰電池（組）荷電保持率（SoC）的方法，具體是在磷酸鐵鋰電池（組）外接電路上連接一個控制電路來實現(xiàn)的，包括輸入電路和輸出電路，輸入電路包括電流放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)；輸出電路包括繼電器、錳酸鋰電池、負(fù)載、電量管理IC、開關(guān)；當(dāng)磷酸鐵鋰電池（組）充（放）電的時候，輸入電路將自動分析其電流強度并發(fā)出指令，命令輸出電路中的繼電器閉合，錳酸鋰電池也以指定的電流強度充（放）電；錳酸鋰電池的荷電量與磷酸鐵鋰電池（組）的荷電量成線性相關(guān)關(guān)系，據(jù)此，可以通過對錳酸鋰電池的SOC的檢測，快速判斷出磷酸鐵鋰電池（組）的SoC，本發(fā)明專利技術(shù)所述方法耗費時間少，判斷準(zhǔn)確、快速，方便操作。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種快速判斷磷酸鐵鋰電池或電池組荷電保持率(SoC)的方法
本專利技術(shù)涉及電化學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種快速判斷磷酸鐵鋰電池或電池組SoC的方法。
技術(shù)介紹
近年來，由于能源危機(jī)，尤其是溫室氣體排放所導(dǎo)致的氣候變暖問題，使用低排放的環(huán)保能源已經(jīng)成為了迫切要求。因此，太陽能、風(fēng)能等清潔能源的開發(fā)與利用得到了長足的發(fā)展。然而，太陽能、風(fēng)能發(fā)電等都是不穩(wěn)定的能源，實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電的前提是解決儲能的問題；而電動汽車因排放低(或零排放)、較高的能量轉(zhuǎn)換效率等優(yōu)點，其研究和應(yīng)用獲得了巨大進(jìn)展，鋰離子電池由于具有工作電壓高、比能量密度大、循環(huán)壽命長、自放電率低、無記憶效應(yīng)以及環(huán)境污染小等優(yōu)點，首先在移動通訊設(shè)備、移動電子設(shè)備等領(lǐng)域獲得了巨大的成功，目前正在向大型儲能設(shè)備、電動汽車領(lǐng)域擴(kuò)張，全球范圍內(nèi)的新能源戰(zhàn)略為動力鋰離子電池的發(fā)展提供了一個前所未有的平臺。磷酸鐵鋰具有長循環(huán)壽命、高安全性以及較高的理論電化學(xué)容量而成為了電動汽車用鋰離子電池、儲能電池的理想正極材料。因此，磷酸鐵鋰電池或電池組已經(jīng)廣泛應(yīng)用在儲能電池、動力電池上。動力電池、儲能電池在使用過程中，獲取精確的荷電狀態(tài)，能夠有效的避免過充電、過放電等對電池的破壞性操作，延長電池壽命，這就需要隨時對電池的荷電保持率(SoC)進(jìn)行監(jiān)測，以保證電池組安全運行。然而，荷電狀態(tài)為不可直接測量的參數(shù)，只能通過電流、電壓、溫度以及其它可獲取的電池信息對其進(jìn)行估計。由于磷酸鐵鋰在充放電過程中存在明顯的相變界面，因此，磷酸鐵鋰電池或電池組充放電過程中總是會出現(xiàn)很長的電壓平臺，使得磷酸鐵鋰電池或電池組的荷電保持率的估算變得極其困難。目前，獲取SoC最簡單的辦法就是完全的放電實驗，但是這是一種離線的方法，耗費大量時間并且會改變電池的老化程度。目前使用的在線方法有安時電量法、電路模型法、內(nèi)阻測量法、卡爾曼濾波法等，這些方法不僅復(fù)雜而且誤差很大。因此，急需發(fā)展一種能夠快速準(zhǔn)確判斷磷酸鐵鋰電池或電池組的SoC方法。本專利技術(shù)通過將磷酸鐵鋰電池或電池組與特定電子元件連接組成電路，通過特定的電子元件的調(diào)節(jié)，將磷酸鐵鋰電池或電池組中流經(jīng)的電流轉(zhuǎn)化成錳酸鋰電路中的電流，通過對錳酸鋰電池的SoC的檢測，實現(xiàn)對磷酸鐵鋰電池或電池組的SoC快速判斷，耗費時間少，判斷準(zhǔn)確、快速，方便操作，對電池沒有任何影響。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種快速判斷磷酸鐵鋰電池或電池組荷電保持率(SoC)的方法，是通過在電池組上連接一個控制電路電路來實現(xiàn)的，包括輸入電路和輸出電路；所述輸入電路包括磷酸鐵鋰電池組、電流放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)，其中，磷酸鐵鋰電池組與電流放大器電連接，電流放大器與模數(shù)轉(zhuǎn)換器電連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)電連接，構(gòu)成一個輸入回路；所述輸出電路包括繼電器、錳酸鋰電池、負(fù)載、電量管理IC、開關(guān)，其中，所述輸入電路的單片機(jī)與繼電器電連接，繼電器與負(fù)載電連接，負(fù)載與開關(guān)電連接，開關(guān)與錳酸鋰電池電連接，錳酸鋰電池與電量管理IC電連接，構(gòu)成一個輸出回路；具體方法為：當(dāng)所述磷酸鐵鋰電池或電池組放電的時候，輸入電路自動分析其電流強度并發(fā)出指令，命令輸出電路中的繼電器閉合，錳酸鋰電池也以一定的電流強度放電，通過電量管理IC檢測到錳酸鋰電池的SoC，根據(jù)錳酸鋰電池的荷電量與磷酸鐵鋰電池或電池組的荷電量的線性相關(guān)關(guān)系，可以得出磷酸鐵鋰電池或電池組的SoC；當(dāng)所述磷酸鐵鋰電池或電池組充電的時候，輸入電路自動分析其電流強度并發(fā)出指令，命令輸出電路中的繼電器閉合，錳酸鋰電池也以一定的電流強度充電，通過電量管理IC檢測到錳酸鋰電池的SoC，根據(jù)錳酸鋰電池的荷電量與磷酸鐵鋰電池或電池組的荷電量的線性相關(guān)關(guān)系，可以得出磷酸鐵鋰電池或電池組的SoC。可選地，所述的磷酸鐵鋰電池或電池組SoC的方法，所述單片機(jī)在工作時可以根據(jù)磷酸鐵鋰電池組的電容量和錳酸鋰電池的電容量值自動調(diào)節(jié),使得磷酸鐵鋰電池組的電容量等于錳酸鋰電池的電容量的整數(shù)倍。可選地，根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸鐵鋰電池或電池組SoC的方法，所述錳酸鋰電池的荷電量與磷酸鐵鋰電池或電池組的荷電量的線性相關(guān)關(guān)系為：磷酸鐵鋰電池或電池組充(放)電時的荷電保持率與錳酸鋰電池充(放)電時的荷電保持率相等，直接可以從受控電路中電量管理IC中讀出放電時磷酸鐵鋰電池組的荷電保持率。綜上所述，本專利技術(shù)的有益效果是，克服了放電實驗這種離線的方法耗費大量時間并且會改變電池的老化程度，和目前的在線方法操作復(fù)雜、誤差大的缺點，提供了一種耗費時間少，判斷準(zhǔn)確、快速，方便操作，對電池沒有任何影響的判斷方法。附圖說明圖1是本專利技術(shù)的控制電路示意圖，其中圖1-1為輸入電路，圖1-2為輸出電路。具體實施方式實施例1：如圖1所示，1是磷酸鐵鋰電池組，2是電流放大器，3是模數(shù)轉(zhuǎn)換器，4是單片機(jī)，5是繼電器，6是負(fù)載，7是開關(guān)，8是錳酸鋰電池，9是電量管理IC；本專利技術(shù)所述的一種快速判斷磷酸鐵鋰電池或電池組SoC的方法，是通過在電池組上連接一個控制電路來實現(xiàn)的，包括輸入電路和輸出電路；所述輸入電路包括磷酸鐵鋰電池組1、電流放大器2、模數(shù)轉(zhuǎn)換器3、單片機(jī)4；所述輸出電路包括繼電器5、錳酸鋰電池8、負(fù)載6、電量管理IC9、開關(guān)7；其中，電流放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器的作用是分析控制電路中的總電流，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將數(shù)字信號傳遞給單片機(jī)；單片機(jī)的作用是對數(shù)字信號進(jìn)行分析判斷，并發(fā)出指令，令輸出電路以一定的電流通過,并且單片機(jī)在工作時可以根據(jù)磷酸鐵鋰電池組的電容量和錳酸鋰電池的電容量值自動調(diào)節(jié),使得磷酸鐵鋰電池組的電容量等于錳酸鋰電池的電容量的整數(shù)倍。繼電器的作用是控制輸出電路工作或休息；電量管理IC的作用是檢測錳酸鋰電池的荷電保持率。具體電路連接為：將一組磷酸鐵鋰電池(k個單體電池)通過一定的方式連接，電池組的容量為CF，磷酸鐵鋰電池組與電流放大器電連接，電流放大器與模數(shù)轉(zhuǎn)換器電連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)電連接，構(gòu)成一個輸入回路；所述輸入電路的單片機(jī)與繼電器電連接，繼電器與負(fù)載電連接，負(fù)載與開關(guān)電連接，開關(guān)與錳酸鋰電池電連接，錳酸鋰電池與電量管理IC電連接，構(gòu)成一個輸出回路；輸入電路通過磷酸鐵鋰電池組的充放電控制所述輸出電路中錳酸鋰電池的充放電。磷酸鐵鋰電池組放電時的SoC估算：當(dāng)輸入電路中磷酸鐵鋰電池組和輸出電路中錳酸鋰電池均處于滿電狀態(tài)時，假設(shè)它們的容量分別為CF與CM。輸入電路中磷酸鐵鋰電池組開始放電時，電路中的總電流強度為I，控制電路同時啟動工作，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將輸入電路的電流轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳遞給單片機(jī)，單片機(jī)發(fā)出指令，令輸出電路中的錳酸鋰電池以I/n(n為大于1的正整數(shù)且nCM>CF)的電流強度放電，繼電器接收到單片機(jī)的指令后迅速閉合，錳酸鋰電池以I/n的電流強度放電。設(shè)輸入電路中的磷酸鐵鋰電池組放電時間為t，放電結(jié)束以后，輸出電路中電量管理IC顯示錳酸鋰電池的荷電保持率為SM，則磷酸鐵鋰電池組的荷電保持率為：SF＝(CF-It)/CF′100％(1)錳酸鋰磷電池組的荷電保持率為：將(2)式代入(1)式得：(3)式中CF、CM\、n均已知，在SM本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種快速判斷磷酸鐵鋰電池（組）荷電保持率（SoC）的方法，是通過在電池組上連接一個控制電路來實現(xiàn)的，包括輸入電路和輸出電路，其特征在于：所述輸入電路包括磷酸鐵鋰電池組、電流放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)，其中，磷酸鐵鋰電池組與電流放大器電連接，電流放大器與模數(shù)轉(zhuǎn)換器電連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)電連接，構(gòu)成一個輸入回路；所述輸出電路包括繼電器、錳酸鋰電池、負(fù)載、電量管理IC、開關(guān)，其中，所述輸入電路的單片機(jī)與繼電器電連接，繼電器與負(fù)載電連接，負(fù)載與開關(guān)電連接，開關(guān)與錳酸鋰電池電連接，錳酸鋰電池與電量管理IC電連接，構(gòu)成一個輸出回路；?所述一種快速判斷磷酸鐵鋰電池（組）荷電保持率（SoC）的方法，具體為：當(dāng)所述磷酸鐵鋰電池（組）放電的時候，輸入電路自動分析其電流強度并發(fā)出指令，命令輸出電路中的繼電器閉合，錳酸鋰電池也以一定的電流強度放電，通過電量管理IC檢測到錳酸鋰電池的SoC，根據(jù)錳酸鋰電池的荷電量與磷酸鐵鋰電池（組）的荷電量的線性相關(guān)關(guān)系，可以得出磷酸鐵鋰電池（組）的SoC；所述一種快速判斷磷酸鐵鋰電池（組）荷電保持率（SoC）的方法，具體為：當(dāng)所述磷酸鐵鋰電池（組）充電的時候，輸入電路自動分析其電流強度并發(fā)出指令，命令輸出電路中的繼電器閉合，錳酸鋰電池也以一定的電流強度充電，通過電量管理IC檢測到錳酸鋰電池的SoC，根據(jù)錳酸鋰電池的荷電量與磷酸鐵鋰電池（組）的荷電量的線性相關(guān)關(guān)系，可以得出磷酸鐵鋰電池（組）的SoC。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種快速判斷磷酸鐵鋰電池或電池組荷電保持率（SoC）的方法，是通過在電池組上連接一個控制電路來實現(xiàn)的，包括輸入電路和輸出電路，其特征在于：所述輸入電路包括磷酸鐵鋰電池或電池組、電流放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)，其中，磷酸鐵鋰電池或電池組與電流放大器電連接，電流放大器與模數(shù)轉(zhuǎn)換器電連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)電連接，構(gòu)成一個輸入回路；所述輸出電路包括繼電器、錳酸鋰電池、負(fù)載、電量管理IC、開關(guān)，其中，所述輸入電路的單片機(jī)與繼電器電連接，繼電器與負(fù)載電連接，負(fù)載與開關(guān)電連接，開關(guān)與錳酸鋰電池電連接，錳酸鋰電池與電量管理IC電連接，構(gòu)成一個輸出回路；所述一種快速判斷磷酸鐵鋰電池或電池組荷電保持率（SoC）的方法，具體為：當(dāng)所述磷酸鐵鋰電池或電池組放電的時候，輸入電路自動分析其電流強度并發(fā)出指令，命令輸出電路中的繼電器閉合，錳酸鋰電池也以一定的電流強度放電，通過電量管理IC檢測到錳酸鋰電池的SoC，根據(jù)錳酸鋰電池的荷電量與磷酸鐵鋰電池或電池組的荷電量的線性相關(guān)關(guān)系，可以得出磷酸鐵鋰電池或電池組的SoC；所述一種快速判斷磷酸鐵鋰電池或電池組荷電保持率（SoC）的方法，具體為：當(dāng)所述磷酸鐵鋰電池或電池組充電的時候，輸入電路自動分析其電流強度并發(fā)出指令，命令輸出電路中的繼電器閉合，錳酸鋰電池也以一定的電流強度充電，通過電量管理IC檢測到錳酸鋰電池...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：曾紀(jì)術(shù)，郭永興，陶芝勇，唐道平，續(xù)耀華，曾堅義，
申請(專利權(quán))人：深圳市海盈科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：