模擬電池動態(tài)放電的方法及模擬電池動態(tài)放電的裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種模擬電池動態(tài)放電的方法及模擬電池動態(tài)放電的裝置；所述方法包括以下步驟：預先加載測試負載電流的參數(shù)；將測試負載電流的參數(shù)加載至擴散法分析模型進行估測，經由擴散法分析模型計算后，得出電池在此負載條件下的SOC；利用估測取得的SOC，通過查找關系表轉換出與SOC對應的EMF、過電壓內電阻；通過EMF、過電壓內電阻及此時的負載電流值計算出電池端電壓VLoad。所述裝置包括輸入接口、內存、處理模塊、轉換模塊與計算模塊。本發(fā)明利用擴散法分析模型估測取得SOC，配合電路模型轉換成EMF、過電壓內電阻及放電時間等物理量，模擬得到的物理量可作為電路設計時之參考，協(xié)助設計人員對電路效能完成優(yōu)化的電路設計。
【專利說明】
模擬電池動態(tài)放電的方法及模擬電池動態(tài)放電的裝置
技術領域
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種模擬電池動態(tài)放電的方法及模擬電池動態(tài)放電的裝置，特別是一種可提供準確的模擬信息協(xié)助設計人員對電路效能完成優(yōu)化的電路設計的模擬電池動態(tài)放電的方法及模擬電池動態(tài)放電的裝置。
【背景技術】
[0002]目前有許多不同的電池模型被發(fā)表及采用，但這些電池模型的模擬行為通常是針對特定目的取得，如:電池設計、效能估測以及電路模擬，而電池模型大致可分類成三種:
(I)電化學模型:根據(jù)電池內部的化學反應建構的等效模型，使用特定的電池信息，如:正極材料、隔離膜厚度、電解液濃度…等作為模型反應時的設定依據(jù)，而這類的模型通常只是針對特定的電池來使用，雖然可以很接近的反映出電池充、放電時的實際情況，但是由于電池參數(shù)不易取得，且模擬設定繁雜，故此類模型使用時會有諸多限制。
[0003](2)經驗/數(shù)學模型:利用經驗法則近似的方程式或是數(shù)學算法所推導的電池模型，而獲得近似電池反應時的行為，如電池的運行時間、電容量及效率…等，由于一般的數(shù)學模型較為抽象且無法實時提供電壓、電流等信息，因此在電路的模擬上并無獲得實質的幫助，且大部分的數(shù)學模型也僅能用在特定的應用上。
[0004](3)電路模型:透過電池的充、放電行為，利用曲線擬合(Curve-fitting)的方式，所建構出的等效電路，將模型的參數(shù)，利用電壓源、電阻及電容等電路組件組合成的等效電路，由于模型的使用較為直覺且對于電壓、電流、電量及時間的信息可以被提供，故常作為模擬采用。
[0005]現(xiàn)有模擬電池動態(tài)放電的方法中僅單獨應用其中的一種模型，在定性及定量分析上難以保證模擬結果的準確性。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的主要目的在于提供一種可提供準確的模擬信息協(xié)助設計人員對電路效能完成優(yōu)化的電路設計的模擬電池動態(tài)放電的方法及模擬電池動態(tài)放電的裝置。
[0007]本發(fā)明提供一種模擬電池動態(tài)放電的方法；其包括以下步驟:
步驟10:預先加載測試負載電流的參數(shù)；
步驟20:將測試負載電流的參數(shù)加載至擴散法分析模型進行估測，經由擴散法分析模型計算后，得出電池在此負載條件下的SOC ;
步驟30:利用估測取得的S0C，通過查找關系表轉換出與SOC對應的EMF、過電壓內電阻；
步驟40:通過EMF、過電壓內電阻及此時的負載電流值計算出電池端電壓Vuiadt3
[0008]特別地，所述步驟10中的測試負載電流是一段或是多段不同的電流所構成，而測試負載電流的參數(shù)設定為每一階段的電流值及該段電流的放電時間。
[0009]特別地，在步驟40之后還包括步驟50:根據(jù)所述數(shù)據(jù)轉換得到Vuiad與放電時間的關系O
[0010]本發(fā)明還提供一種模擬電池動態(tài)放電的裝置；其包括:
輸入接口，其用于預先加載測試負載電流的參數(shù)；
內存，其內儲存擴散法分析模型；
處理模塊，其連接所述輸入接口與內存，且所述處理模塊接收測試負載電流的參數(shù)并選擇評估的電池類型后，觸發(fā)執(zhí)行擴散法分析模型進行估測，經由擴散法分析模型計算后，取得電池在此負載條件下的SOC ;
轉換模塊，其連接所述處理模塊，且所述轉換模塊根據(jù)估測取得的S0C，通過查找關系表轉換出與SOC對應的EMF、過電壓內電阻；
計算模塊，其連接所述轉換模塊，且所述計算模塊根據(jù)EMF、過電壓內電阻及此時的負載電流值計算出電池端電壓VuiaP
[0011]特別地，所述測試負載電流是一段或是多段不同的電流所構成，而測試負載電流的參數(shù)設定為每一階段的電流值及該段電流的放電時間。
[0012]特別地，所述計算模塊根據(jù)所述數(shù)據(jù)轉換得到Vuiad與放電時間的關系。
[0013]與現(xiàn)有技術相比較，本發(fā)明利用擴散法分析模型估測取得S0C，配合電路模型轉換成EMF、過電壓內電阻及放電時間等物理量，模擬得到的物理量可作為電路設計時之參考，協(xié)助設計人員對電路效能完成優(yōu)化的電路設計。
[0014]【【附圖說明】】
圖1為本發(fā)明模擬電池動態(tài)放電的方法的流程圖。
[0015]圖2為本發(fā)明模擬電池動態(tài)放電的裝置的方框圖。
[0016]【【具體實施方式】】
請參閱圖1所示，本發(fā)明提供一種模擬電池動態(tài)放電的方法；其包括以下步驟:
步驟10:預先加載測試負載電流的參數(shù)；于本實施例中，測試負載電流是一段或是多段不同的電流所構成，而測試負載電流的參數(shù)設定為每一階段的電流值及該段電流的放電時間。
[0017]步驟20:將測試負載電流的參數(shù)加載至擴散法分析模型進行估測，經由擴散法分析模型計算后，得出電池在此負載條件下的SOC ;其中，擴散法分析模型的最佳初始電量及電量回復參數(shù)取得是經由多組的定電流放電及放電截止時間，配合使用最小平方誤差法來估測SOC0
[0018]步驟30:利用估測取得的S0C，通過查找關系表轉換出與SOC對應的EMF、過電壓內電阻；
其中，EMF(Electro-Motive-Force)指電池在無電流通過且內部分子平衡狀態(tài)下所產生的電位差，也就是電池開路時端電壓。電池的EMF值與電池的電容量有直接關系，經由多組定電流放電實驗數(shù)據(jù)，建立SOC與EMF的關系表，根據(jù)SOC查找SOC與EMF的關系表后便可反推電池當前的EMF。
[0019]經由多組定電流放電實驗數(shù)據(jù)，建立SOC和過電壓內電阻(Rover-potential)的關系表，根據(jù)SOC查找SOC和過電壓內電阻的關系表后便可反推電池當前的過電壓內電阻。
[0020]步驟40:通過EMF、過電壓內電阻及此時的負載電流值計算出電池端電壓\。丨
[0021]步驟50:根據(jù)所述數(shù)據(jù)轉換得到Vuiad與放電時間的關系。
[0022]請參閱圖2所示，本發(fā)明還提供一種模擬電池動態(tài)放電的裝置；其包括:
輸入接口 101，其用于預先加載測試負載電流的參數(shù)；于本實施例中，所述測試負載電流是一段或是多段不同的電流所構成，而測試負載電流的參數(shù)設定為每一階段的電流值及該段電流的放電時間；
內存102，其內儲存擴散法分析模型；
處理模塊103，其連接所述輸入接口與內存，且所述處理模塊接收測試負載電流的參數(shù)并選擇評估的電池類型后，觸發(fā)執(zhí)行擴散法分析模型進行估測，經由擴散法分析模型計算后，取得電池在此負載條件下的SOC ;
轉換模塊104，其連接所述處理模塊103，且所述轉換模塊104根據(jù)估測取得的S0C，通過查找關系表轉換出與SOC對應的EMF、過電壓內電阻；
計算模塊105，其連接所述轉換模塊104，且所述計算模塊105根據(jù)EMF、過電壓內電阻及此時的負載電流值計算出電池端電壓Vuiad;于本實施例中，所述計算模塊105還可根據(jù)所述數(shù)據(jù)轉換得到Vuiad與放電時間的關系；
本發(fā)明利用擴散法分析模型估測取得S0C，配合電路模型轉換成EMF、過電壓內電阻及放電時間等物理量，模擬得到的物理量可作為電路設計時之參考，協(xié)助設計人員對電路效能完成優(yōu)化的電路設計。
[0023]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應以權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種模擬電池動態(tài)放電的方法；其特征在于包括以下步驟: 步驟10:預先加載測試負載電流的參數(shù)； 步驟20:將測試負載電流的參數(shù)加載至擴散法分析模型進行估測，經由擴散法分析模型計算后，得出電池在此負載條件下的SOC ; 步驟30:利用估測取得的S0C，通過查找關系表轉換出與SOC對應的EMF、過電壓內電阻； 步驟40:通過EMF、過電壓內電阻及此時的負載電流值計算出電池端電壓Vuiadt32.根據(jù)權利要求1所述的模擬電池動態(tài)放電的方法，其特征在于:所述步驟10中的測試負載電流是一段或是多段不同的電流所構成，而測試負載電流的參數(shù)設定為每一階段的電流值及該段電流的放電時間。3.根據(jù)權利要求2所述的模擬電池動態(tài)放電的方法，其特征在于:在步驟40之后還包括步驟50:根據(jù)所述數(shù)據(jù)轉換得到Vuiad與放電時間的關系。4.一種模擬電池動態(tài)放電的裝置；其特征在于包括: 輸入接口，其用于預先加載測試負載電流的參數(shù)； 內存，其內儲存擴散法分析模型； 處理模塊，其連接所述輸入接口與內存，且所述處理模塊接收測試負載電流的參數(shù)并選擇評估的電池類型后，觸發(fā)執(zhí)行擴散法分析模型進行估測，經由擴散法分析模型計算后，取得電池在此負載條件下的SOC ; 轉換模塊，其連接所述處理模塊，且所述轉換模塊根據(jù)估測取得的S0C，通過查找關系表轉換出與SOC對應的EMF、過電壓內電阻； 計算模塊，其連接所述轉換模塊，且所述計算模塊根據(jù)EMF、過電壓內電阻及此時的負載電流值計算出電池端電壓VuiaP5.根據(jù)權利要求4所述的模擬電池動態(tài)放電的裝置，其特征在于:所述測試負載電流是一段或是多段不同的電流所構成，而測試負載電流的參數(shù)設定為每一階段的電流值及該段電流的放電時間。6.根據(jù)權利要求5所述的模擬電池動態(tài)放電的裝置，其特征在于:所述計算模塊根據(jù)所述數(shù)據(jù)轉換得到Vuiad與放電時間的關系。
【文檔編號】G06F17/50GK105989201SQ201510058176
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月4日
【發(fā)明人】佘建樺
【申請人】昆達電腦科技(昆山)有限公司, 神達電腦股份有限公司