CN113945849A - 铅酸蓄电池充电过程soc值计算方法、铅酸蓄电池及电器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铅酸蓄电池充电过程SOC值计算方法、铅酸蓄电池及电器。该方法将铅酸蓄电池从放空状态到充满状态划分为四个连续充电阶段:第一充电阶段、第二充电阶段、第三充电阶段和第四充电阶段,第一充电阶段的SOC值为SOC1,SOC1=K1*V,第二充电阶段的SOC值为SOC2,SOC2=(t1/T1)*(SOCB‑SOCA)+SOCA,第三充电阶段的SOC值为SOC3;SOC3=K2*I3,第四充电阶段的SOC值为SOC4,根据时间和SOC值对照表查找第四充电阶段的实际充电时间对应的SOC4。本发明为每个充电阶段设计对应的SOC值计算公式,使充电过程中的SOC值更加精确,提高充电过程控制能力及电池使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及铅酸蓄电池领域,更具体地说,涉及一种铅酸蓄电池充电过程SOC值计算方法、铅酸蓄电池及电器。
背景技术
现有的铅酸蓄电池没有配备电池管理***,仅是通过简单的铅酸蓄电池电压来粗略的估算铅酸蓄电池充电过程中的SOC值(state of charge,SOC),SOC值为电池剩余容量与其完全充电状态的容量的比值,例如仅能将SOC值分为25%、50%、75%和100%,且25%、50%、75%和100%依然是估算值,并不准确。因不能获取精确的SOC值,导致充电过程无法得到精确控制,严重影响铅酸蓄电池的使用寿命。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述缺陷,提供一种铅酸蓄电池充电过程SOC值计算方法、铅酸蓄电池及电器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种铅酸蓄电池充电过程SOC值计算方法,将铅酸蓄电池从放空状态到充满状态划分为四个连续充电阶段:第一充电阶段、第二充电阶段、第三充电阶段和第四充电阶段;
所述第一充电阶段的SOC值为SOC1;
SOC1=K1*V
其中V为所述铅酸蓄电池的实时充电电压,K1=SOCA/(Vb-Va),SOCA为所述铅酸蓄电池在第一充电阶段结束时的预设SOC值,Va为所述第一充电阶段的预设起始充电电压,Vb为所述第一充电阶段的预设结束充电电压;
所述第二充电阶段的SOC值为SOC2;
SOC2=(t1/T1)*(SOCB-SOCA)+SOCA
其中t1为在所述第二充电阶段的实际充电时间,T1为所述第二充电阶段的预设充电时间,SOCB为所述铅酸蓄电池在第二充电阶段结束时的预设SOC值;
所述第三充电阶段的SOC值为SOC3;
SOC3=K2*I3
其中I3为所述铅酸蓄电池的实时充电电流,K2=(SOCC-SOCB)/(Ib-Ia),SOCC为所述铅酸蓄电池在第三充电阶段结束时的预设SOC值,Ia为所述第三充电阶段的预设起始充电电流,Ib为所述第三充电阶段的预设结束充电电流;
所述第四充电阶段的SOC值为SOC4,根据时间和SOC值对照表查找所述第四充电阶段的实际充电时间对应的SOC4。
进一步,在本发明所述的铅酸蓄电池充电过程SOC值计算方法中,对SOC1进行修正:
SOC1=K1*V+b1
其中b1为修正值,b1=SOCA*Va/(Va-Vb)。
进一步,在本发明所述的铅酸蓄电池充电过程SOC值计算方法中,对SOC3进行修正:
SOC3=K2*I3+b2
其中b2为修正值,b2=SOCC-(K2*Ib)。
进一步,在本发明所述的铅酸蓄电池充电过程SOC值计算方法中,所述时间和SOC值对照表包括:
所述第四充电阶段的起始充电时间对应的SOC4为99%;
所述第四充电阶段的结束充电时间对应的SOC4为100%。
进一步,本发明所述的铅酸蓄电池充电过程SOC值计算方法还包括步骤:
每次开始充电时获取所述铅酸蓄电池的初始电压;
根据电压和充电阶段对应关系查找所述初始电压所对应的充电阶段;
使用所述初始电压所处充电阶段对应的SOC值计算方法计算SOC值。
进一步,本发明所述的铅酸蓄电池充电过程SOC值计算方法还包括步骤:
预设所述第一充电阶段、所述第二充电阶段、所述第三充电阶段和所述第四充电阶段对应的电压充电曲线和电流充电曲线,充电过程根据所得SOC值确定充电阶段,选择充电阶段对应的电压充电曲线和电流充电曲线对所述铅酸蓄电池进行充电。
进一步,在本发明所述的铅酸蓄电池充电过程SOC值计算方法中,Va<Vb。
进一步,在本发明所述的铅酸蓄电池充电过程SOC值计算方法中,Ia>Ib。
另外,本发明还提供一种铅酸蓄电池,包括存储器和处理器,所述处理器连接所述存储器;
所述存储器用于存储计算机程序;
所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序以实现如上述的铅酸蓄电池充电过程SOC值计算方法的步骤。
另外,本发明还提供一种电器,包括如上述的铅酸蓄电池。
实施本发明的一种铅酸蓄电池充电过程SOC值计算方法、铅酸蓄电池及电器,具有以下有益效果:本发明为每个充电阶段设计对应的SOC值计算公式,使充电过程中的SOC值更加精确,提高充电过程控制能力及电池使用寿命。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1是本发明实施例提供的铅酸蓄电池充电过程电流电压曲线图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
在一优选实施例中,参考图1,铅酸蓄电池充电过程电流电压曲线图,图1的横坐标为时间轴(时间单位为小时),纵坐标为充电电流和充电电压。在本实施例的铅酸蓄电池充电过程SOC值计算方法中,将铅酸蓄电池从放空状态到充满状态划分为四个连续充电阶段:第一充电阶段、第二充电阶段、第三充电阶段和第四充电阶段,分别对应图1中的T0阶段、T1阶段、T2阶段和T3阶段,放空状态时铅酸蓄电池中没有电量。以下分阶段对铅酸蓄电池充电过程电流电压曲线图进行说明。
第一充电阶段(T0阶段)的预设充电电压为V1,第一充电阶段的预设起始充电电压为Va,第一充电阶段的预设结束充电电压为Vb,且Va<Vb,电压V1逐渐增大。预设充电电流为I1,作为选择,电流I1为恒流电流。
第二充电阶段(T1阶段)的预设充电电压为V2,电压V1逐渐增大,第二充电阶段的预设充电电流为I2;作为选择,电流I2为恒流电流,且电流I2>电流I1。
第三充电阶段(T2阶段)的预设充电电压为V3,作为选择,电压V3为恒压电压。第三充电阶段的预设充电电流为I3,第三充电阶段的预设起始充电电流为Ia,第三充电阶段的预设结束充电电流为Ib,且Ia>Ib,电流I3逐渐减小。
第四充电阶段(T3阶段)的预设充电电压为V4,作为选择,电压V4为恒压电压。第四充电阶段的预设充电电流为I4,电流I4逐渐减小。
进一步,划分阶段后根据电池特性实际测量每个充电阶段的SOC最大值,可以理解,每个充电阶段充电结束时的SOC值最大,所以选择每个充电阶段完成时的SOC值作为该充电阶段的SOC最大值。通过实际测量可得,第一充电阶段的SOC最大值为SOCA,第二充电阶段的SOC最大值为SOCB,第三充电阶段的SOC最大值为SOCC,第四充电阶段的SOC最大值为SOCD。作为选择,SOCA的取值为20%,SOCB的取值为75%,SOCC的取值为98%,SOCD的取值为100%。
可以理解,因每个充电阶段铅酸蓄电池的电压和电流特性均不相同,所以每个充电阶段对应的SOC值计算方法也不同,本实施例为每个充电阶段设计对应的SOC值计算公式,以下分别进行说明。
1、第一充电阶段的SOC值为SOC1;
SOC1=K1*V
其中V为铅酸蓄电池的实时充电电压,K1=SOCA/(Vb-Va),SOCA为铅酸蓄电池在第一充电阶段结束时的预设SOC值,Va为第一充电阶段的预设起始充电电压,Vb为第一充电阶段的预设结束充电电压,Va<Vb。
2、第二充电阶段的SOC值为SOC2;
SOC2=(t1/T1)*(SOCB-SOCA)+SOCA
其中t1为在第二充电阶段的实际充电时间,T1为第二充电阶段的预设充电时间,SOCB为铅酸蓄电池在第二充电阶段结束时的预设SOC值。
3、第三充电阶段的SOC值为SOC3;
SOC3=K2*I3
其中I3为铅酸蓄电池的实时充电电流,K2=(SOCC-SOCB)/(Ib-Ia),SOCC为铅酸蓄电池在第三充电阶段结束时的预设SOC值,Ia为第三充电阶段的预设起始充电电流,Ib为第三充电阶段的预设结束充电电流,Ia>Ib。
4、第四充电阶段的SOC值为SOC4,根据时间和SOC值对照表查找第四充电阶段的实际充电时间对应的SOC4。
本实施例为每个充电阶段设计对应的SOC值计算公式,使充电过程中的SOC值更加精确,提高充电过程控制能力及电池使用寿命。
在一些实施例的铅酸蓄电池充电过程SOC值计算方法中,为提高第一充电阶段的SOC值的精确度,可对SOC1进行修正:
SOC1=K1*V+b1
其中b1为修正值,b1=SOCA*Va/(Va-Vb)。
在一些实施例的铅酸蓄电池充电过程SOC值计算方法中,为提高第三充电阶段的SOC值的精确度,可对SOC3进行修正:
SOC3=K2*I3+b2
其中b2为修正值,b2=SOCC-(K2*Ib)。
在一些实施例的铅酸蓄电池充电过程SOC值计算方法中,时间和SOC值对照表包括:第四充电阶段的起始充电时间对应的SOC4为99%,第四充电阶段的结束充电时间对应的SOC4为100%。可以理解,时间和SOC值对照表需根据铅酸蓄电池的具体参数进行设定。
在一些实施例的铅酸蓄电池充电过程SOC值计算方法中,考虑到铅酸蓄电池并非每次都是从电池放空状态开始充电,而是已经存储有部分电量,所以本实施例预设电压和充电阶段对应关系,即电压与第一充电阶段、第二充电阶段、第三充电阶段和第四充电阶段的对应关系。每次开始充电时获取铅酸蓄电池的初始电压,根据电压和充电阶段对应关系查找初始电压所对应的充电阶段。确定充电阶段后,使用初始电压所处充电阶段对应的SOC值计算方法计算SOC值。例如初始电压对应的充电阶段为第二充电阶段,则按照第二充电阶段SOC值计算方法计算SOC值。
在一些实施例的铅酸蓄电池充电过程SOC值计算方法中,预设第一充电阶段、第二充电阶段、第三充电阶段和第四充电阶段对应的电压充电曲线和电流充电曲线。铅酸蓄电池在充电过程中实时计算SOC值,根据所得SOC值确定充电阶段,选择充电阶段对应的电压充电曲线和电流充电曲线对铅酸蓄电池进行充电,实现充电过程的精确控制。
在一优选实施例中,本实施例的铅酸蓄电池包括存储器和处理器,处理器连接存储器;存储器用于存储计算机程序;处理器用于执行存储器中存储的计算机程序以实现如上述实施例的铅酸蓄电池充电过程SOC值计算方法的步骤。本实施例的铅酸蓄电池为每个充电阶段设计对应的SOC值计算公式,使充电过程中的SOC值更加精确,提高充电过程控制能力及电池使用寿命
在一优选实施例中,本实施例的电器包括如上述实施例的铅酸蓄电池,铅酸蓄电池为电池提供电能。作为选择,为方便用户及时知悉铅酸蓄电池充电过程的实时SOC值,电器还包括用于显示SOC值的显示屏,显示屏实时显示充电过程中的SOC值。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块,或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施,并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰,均应属于本发明权利要求的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种铅酸蓄电池充电过程SOC值计算方法,其特征在于,将铅酸蓄电池从放空状态到充满状态划分为四个连续充电阶段:第一充电阶段、第二充电阶段、第三充电阶段和第四充电阶段;
所述第一充电阶段的SOC值为SOC1;
SOC1=K1*V
其中V为所述铅酸蓄电池的实时充电电压,K1=SOCA/(Vb-Va),SOCA为所述铅酸蓄电池在第一充电阶段结束时的预设SOC值,Va为所述第一充电阶段的预设起始充电电压,Vb为所述第一充电阶段的预设结束充电电压;
所述第二充电阶段的SOC值为SOC2;
SOC2=(t1/T1)*(SOCB-SOCA)+SOCA
其中t1为在所述第二充电阶段的实际充电时间,T1为所述第二充电阶段的预设充电时间,SOCB为所述铅酸蓄电池在第二充电阶段结束时的预设SOC值;
所述第三充电阶段的SOC值为SOC3;
SOC3=K2*I3
其中I3为所述铅酸蓄电池的实时充电电流,K2=(SOCC-SOCB)/(Ib-Ia),SOCC为所述铅酸蓄电池在第三充电阶段结束时的预设SOC值,Ia为所述第三充电阶段的预设起始充电电流,Ib为所述第三充电阶段的预设结束充电电流;
所述第四充电阶段的SOC值为SOC4,根据时间和SOC值对照表查找所述第四充电阶段的实际充电时间对应的SOC4。
2.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池充电过程SOC值计算方法,其特征在于,对SOC1进行修正:
SOC1=K1*V+b1
其中b1为修正值,b1=SOCA*Va/(Va-Vb)。
3.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池充电过程SOC值计算方法,其特征在于,对SOC3进行修正:
SOC3=K2*I3+b2
其中b2为修正值,b2=SOCC-(K2*Ib)。
4.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池充电过程SOC值计算方法,其特征在于,所述时间和SOC值对照表包括:
所述第四充电阶段的起始充电时间对应的SOC4为99%;
所述第四充电阶段的结束充电时间对应的SOC4为100%。
5.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池充电过程SOC值计算方法,其特征在于,还包括步骤:
每次开始充电时获取所述铅酸蓄电池的初始电压;
根据电压和充电阶段对应关系查找所述初始电压所对应的充电阶段;
使用所述初始电压所处充电阶段对应的SOC值计算方法计算SOC值。
6.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池充电过程SOC值计算方法,其特征在于,还包括步骤:
预设所述第一充电阶段、所述第二充电阶段、所述第三充电阶段和所述第四充电阶段对应的电压充电曲线和电流充电曲线,充电过程根据所得SOC值确定充电阶段,选择充电阶段对应的电压充电曲线和电流充电曲线对所述铅酸蓄电池进行充电。
7.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池充电过程SOC值计算方法,其特征在于,Va<Vb。
8.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池充电过程SOC值计算方法,其特征在于,Ia>Ib。
9.一种铅酸蓄电池,其特征在于,包括存储器和处理器,所述处理器连接所述存储器;
所述存储器用于存储计算机程序;
所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序以实现如权利要求1至8任一项所述的铅酸蓄电池充电过程SOC值计算方法的步骤。
10.一种电器,其特征在于,包括如权利要求9所述的铅酸蓄电池。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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