[发明专利]估计电池的充电状态的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种估计碱性电池的充电状态的方法，该碱性电池具有预定的额定电池容量，并且包括集成的参考电极和NiOOH正极板，所述方法包括：

-测量所述正极板和所述参考电极之间的电压，所述电压表示正极板电势V+，以及

-作为所述正极板电势和电池电流的函数而估计充电状态。

背景技术

电池的充电状态(SOC)通常是指通过在关于放电电流、温度、电压限制等的预定条件下放电可以获得的电池的电化学容量(以Ah或参考容量值的百分比为单位)。估计和指示SOC是使用能量的电化学存储的每个系统中的重要要求。

也可以基于对电池端子处的电压和对电流的简单测量来估计SOC，例如如美国专利No.4949046中公开的那样。电流传感器感测进入电池和从电池输出的电流，并且提供指示该电流的幅值和方向二者的输出。电压传感器指示电池是否被完全充电或被完全放电。电流和电压传感器以及温度传感器连接到微处理器。微处理器使用存储在存储器中的查找表来确定电池的充电状态。该查找表限于给定类型的电池，因为它考虑电池电压而不是正极板电势。

然而，使用电压来估计电池的充电状态由于充电效率的不确定性而导致错误。这在图1中示出，图1示出了在用于太阳能应用的具有袋式板(pocketplate)Ni电极的45Ah Ni-Cd电池单元(cell)的放电和充电二者期间，正极板电势V₊根据时间的演变(曲线A)和负极板电势(V_-)根据时间的演变(曲线B)。

美国专利No.3781657公开了一种用于确定和指示具有正氢氧化镍电极和负镉电极的镍镉电池的充电状态的方法。该电池还包括参考电极，并且对于预定的固定放电电流，测量正电极相对于参考电极的电势。该电势在负方向上的变化是对电池的充电状态的指示。仅在完全充电的电池的放电期间获得对于充电状态的这一确定。

发明内容

本发明的目的是克服已知的用于估计碱性电池的充电状态的方法的缺点，并且更具体地增大这一估计的精度。

根据本发明，该目的是通过根据所附权利要求的方法来实现的，并且更具体地是通过以下事实来实现的，所述事实为该方法包括：

-同时测量电池电流I、正极板电势V₊和电池端子处的温度T；

-作为正极板电势V₊的测量值、电流I的测量值、温度T的测量值以及额定电池容量C_n的测量值的函数而确定正极板电势的温度补偿值V_c+；

-对充电状态的所述估计考虑该正极板电势的温度补偿值V_c+。

附图说明

根据对仅作为非限制性示例给出并且在附图中表示的本发明的特定实施例的以下描述，其它优点和特征将变得更显而易见，在附图中：

图1示出了在放电和接续的充电期间正极板电势(V₊)和负极板电势(V_-)的演变。

图2示意性地图示了具有管理单元的电池。

图3和图4分别图示了在不同的放电和充电速率下，正极板电势(V₊)相对于充电状态(SOC)的变化。

图5图示了对于若干充电状态值，正极板电势(V₊)相对于放电速率的变化。

图6图示了在22℃氧析出(evolution)电流相对于正极板电势的变化。

具体实施方式

碱性电池具有预定的额定电池容量Cn，并且包括可以用诸如金属混合物、Cd、Zn、Fe等的不同材料制成的参考电极(优选为集成液接(liquidjunction)参考电极)、NIOOH正极板、以及负极板。

所述电池可以包括彼此连接的一个或多个电池单元，集成参考电极优选地距离正极板尽可能地更近。

充电状态(SOC)估计使用正极板的SOC、正极板电势和流经电池的电流之间存在的相关性。