[发明专利]一种铅酸蓄电池电量预估装置及方法

权利要求书

1.一种铅酸蓄电池电量预估装置，它包括CPU中央控制器，其特征在于：所述的CPU中央控制器上设有AD接口、IO接口和SPI接口，还设有双CAN接口和串口SCI接口；所述的AD接口、IO接口上连接数据采集单元；所述的SPI接口连接数据存储单元；所述的双CAN接口和串口SCI接口连接数据通信单元；所述的CPU中央处理器上IO口与驱动控制单元连接。

2.如权利要求1所述的一种铅酸蓄电池电量预估装置，其特征在于：所述的数据采集单元包括电压检测调理电路、电流检测调理电路和温度检测调理电路，该数据采集单元与待测蓄电池连接。

3.如权利要求1所述的一种铅酸蓄电池电量预估装置，其特征在于：所述的数据通信单元包括双CAN总线和串口SCI总线，用于实现命令的接收和蓄电池电量、电压、电流及温度等数据的上传。

4.如权利要求1或2或3所述的一种铅酸蓄电池电量预估装置，其特征在于：所述的CPU中央处理器还与供电电路单元连接，该供电电路单元连接底盘蓄电池。

5.一种铅酸蓄电池电量预估方法，其特征在于，它包括如下步骤：

1)根据预估装置此次与上次加电时间差确定蓄电池初始电量S_oc0；

2)采集蓄电池组电流、电压和温度；

3)检测判断步骤2)中温度和电流；

4)根据步骤3)中判断结果，利用差值方法Peukert方程系数n及充放电效率η；

5)利用下式得出k+1时刻的蓄电池电量

S_oc(k+1)＝S_oc(k)+(η_iΔt/Q_有效)i_k

式中：S_oc(k+1)为k+1时刻电池的电量，S_oc(k)为k时刻电池的电量；i_k为充放电电流，充电时i_k为正，放电时i_k为负；η_i为电流i时的充放电效率；Δt为采样周期；Q_有效为电池的有效容量，即为电池能放出的容量；

6)利用下式求出k时刻的蓄电池的开路电压OCV(S_oc(k))

OCV(S_oc(k))＝b(4)S_oc⁴(k)+b(3)S_oc³(k)+b(2)S_oc²(k)+b(1)S_oc¹(k)+b(0)

其中b(0)～b(4)为拟合系数；

7)利用下式求出k时刻电池的端电压V_bat(k)

V_bat(k)＝OCV(S_oc(k))-E₀-Rn*i_k

其中V_bat(k)为k时刻电池的端电压，即步骤2)中采集到的电压值，E₀为电池极化电动势，Rn为蓄电池充放电内阻，，i_k为电池充放电电流；

8)根据Kalman滤波算法出任意时刻的蓄电池电量S_oc(k)。

6.如权利要求5所述的一种铅酸蓄电池电量预估方法，其特征在于：所述的步骤5)中的电池的有效容量Q_有效采用下式得出

Q_有效＝(I_标准/I_实际)ⁿ×Q_标准Ah

其中I_标准为蓄电池标称容量值对应的电流值，I_实际为步骤2)中采集到的电流值。