學(xué)狀態(tài)量的OCV-SOC標(biāo)準(zhǔn)曲線，可W將上述 的充電放電曲線進(jìn)行平均，W消除歐姆內(nèi)阻的影響，從而得到圖1中所示意的連續(xù)的標(biāo)準(zhǔn) 曲線。
[0038] 下面對(duì)將對(duì)所獲得的標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行驗(yàn)證，選擇的比較對(duì)象是傳統(tǒng)技術(shù)中 的0CV-S0C體系，選取了和測量圖1曲線時(shí)同樣的電池，在不同的充、放電溫度下 (25°C、. . . .），S0C為0、5、10、15. . . 100%時(shí)分別對(duì)應(yīng)的開路電壓值測量出N套S0C-0CV數(shù) 組。
[0039] 接下來要做的即是看該N套數(shù)組是否與我們圖1中所測得的基于熱力學(xué)狀態(tài)量的 0CV-S0C標(biāo)準(zhǔn)曲線相符合。如前所述，傳統(tǒng)體系中的S0C并沒有明確的物理含義，也即是上 述基于傳統(tǒng)手段所測出的0CV-S0C曲線中的S0C值并不真正代表（電池內(nèi)還有多少可W用 于反應(yīng)的活性物質(zhì)）/(電池處于滿電態(tài)時(shí)可用于放電反應(yīng)的活性物質(zhì))。因此需要上述N 套數(shù)組進(jìn)行轉(zhuǎn)換后才能與圖1的基于熱力學(xué)狀態(tài)量的0CV-S0C曲線進(jìn)行比較。
[0040] 具體的轉(zhuǎn)換過程是；W25C時(shí)測得的放電數(shù)組為例，首先選取兩個(gè)端點(diǎn)，即0%和 100%S0C時(shí)所分別對(duì)應(yīng)的開路電壓值（2. 0681V和2. 7700V)。在所得到的基于熱力學(xué)量 的0CV-S0C曲線上找到2. 0681V和2. 7700V所分別對(duì)應(yīng)的基于熱力學(xué)量的S0C值，分別是： 3. 51 %和99. 23% ;然后再在從3. 51 %到99. 23%的范圍內(nèi)均勻地將25C時(shí)測得的放電數(shù) 組中的S0C值均勻地插入，并進(jìn)而依據(jù)插入的S0C值進(jìn)和25C時(shí)測得的放電數(shù)組中的0CV 值；進(jìn)行散點(diǎn)作圖。并按照上述步驟將所有溫度下的放電數(shù)組進(jìn)行處理并作圖。
[0041] 圖1中整體給出按照上述步驟處理后的比較圖，圖中不同形狀的散點(diǎn)代表著在不 同溫度下測出的傳統(tǒng)的0CV-S0C點(diǎn)，可W看出，所有的點(diǎn)基本上都落在了圖1的標(biāo)準(zhǔn)曲線 上，充電和放電之間并沒有明顯的差別，除了極低溫（-3CTC)有幾個(gè)點(diǎn)的偏差略遠(yuǎn)一點(diǎn)， 其他區(qū)域都符合的很好。因此，通過上述對(duì)比，可W看出，所得到的基于熱力學(xué)狀態(tài)量的 0CV-S0C曲線是可靠和準(zhǔn)確的。
[0042] 進(jìn)一步地，利用上述的基于熱力學(xué)量的0CV-S0C體系，可W在進(jìn)一步地提高測量 精度。具體在于：車用BMS之所W要監(jiān)測電池的S0C，其根本目的是為了判斷電池還有多少 可用電量，也就是說還有多少容量，在傳統(tǒng)的S0C概念中，標(biāo)準(zhǔn)容量XS0C代表的就是還有 多少可用電量。而通過上面的分析和介紹，可W看出，傳統(tǒng)的方法有兩方面主要缺點(diǎn)；（〇 上面所介紹的傳統(tǒng)的S0C并無實(shí)際物理含義，其并不能準(zhǔn)確地代表該時(shí)刻電池內(nèi)還有多少 比例的可用于反應(yīng)的活性物質(zhì)(該部分通過上面的描述已經(jīng)詳細(xì)地進(jìn)行了介紹）；（2)在傳 統(tǒng)的S0C概念中，默認(rèn)為任何溫度下充放電的區(qū)間都是0%~100%S0C;但是實(shí)際上，該是 不可能實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)殡姵氐乃^"標(biāo)準(zhǔn)容量"是在標(biāo)準(zhǔn)放電條件下(標(biāo)準(zhǔn)溫度，標(biāo)準(zhǔn)倍率）下 所測得的電池放電的量，在實(shí)際操作中，不可能和標(biāo)準(zhǔn)放電條件完全一致，因此，電池在實(shí) 際操作中所能放出的電量并不等于標(biāo)準(zhǔn)容量。 第二部分改進(jìn)
[0043] 基于熱力學(xué)狀態(tài)量的S0C體系的引入解決了傳統(tǒng)的技術(shù)缺陷一，但是仍然有技術(shù) 缺陷二待解決，為此本發(fā)明對(duì)于電池引入終點(diǎn)體系，即；對(duì)于電池而言，在每個(gè)溫度下，每個(gè) 倍率下都有一個(gè)充放電終點(diǎn)數(shù)組，該數(shù)組的終點(diǎn)數(shù)值表示充放電結(jié)束時(shí)的基于熱力學(xué)量的 S0C值，例如，對(duì)于某一電池而言，其在25C，1C下的終點(diǎn)數(shù)組例如是[0. 03, 0. 97]，其中的 0. 03和0. 97則分別代表該電池在25C，1C下的充放電終點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的熱力學(xué)狀態(tài)量S0C分 別是0. 03和0. 97。
[0044] 而上述的終點(diǎn)數(shù)組可W通過下述方法得到；例如在25C，1C下，對(duì)電池進(jìn)行充電 至滿電態(tài)，（該里的滿電態(tài)一般是W充電達(dá)到充電截止電壓來判斷的，例如對(duì)于鉆酸裡電 池，如果充電電壓至4. 2V，則認(rèn)為達(dá)到滿電態(tài)；對(duì)于放電同理，例如達(dá)到2. 7V)，斷開充電體 系，靜置電池3~4個(gè)小時(shí)，測量電池的開路電壓0CV，該里靜置電池的原因是為了使得電 池內(nèi)部的活性物質(zhì)達(dá)到穩(wěn)恒態(tài)，從而可W準(zhǔn)確地反映出電池內(nèi)的活性物質(zhì)的量。對(duì)于充電 過程，電池在靜置3~4個(gè)小時(shí)后，測出的開路電壓0CV-般要低于充電截止電壓(例如上 述的4. 2V)。而對(duì)于放電過程，電池在靜置后，測出的開路電壓一般要高于放電截止電壓(例 如上述的2. 7V)。依據(jù)測出的開路電壓0CV的值，在上述得到的0CV-S0C標(biāo)準(zhǔn)曲線上得到相 應(yīng)的S0C值，即可得到充電的終點(diǎn)值；對(duì)于放電終點(diǎn)值采用與上述充電相同的方法得到。 本領(lǐng)域一般技術(shù)人員可W理解，上述的靜置3~4個(gè)小時(shí)僅是為示例列出，而并非限制性條 件，在實(shí)際操作過程中，依據(jù)電池型號(hào)的不同，完全可W采用其他的靜置時(shí)間，或者依據(jù)電 壓的變化率來確定靜置已經(jīng)完成，例如，當(dāng)電池的電壓變化率小于0. 〇5V/min時(shí)，即可認(rèn)為 電池已經(jīng)靜置完成。
[004引對(duì)于其他的溫度或者倍率，例如1(TC，2C;或者0°C，0.5C，可W采用與上述類似的 方式得到相應(yīng)的終點(diǎn)數(shù)組。在本發(fā)明中，僅W示例，可W對(duì)溫度在一2(TC至5(TC的區(qū)間范 圍內(nèi)取5C的步長，對(duì)于倍率在0. 1C至5C的范圍內(nèi)取0. 5C的步長，遍歷取值。該樣共可W 獲得14X10 = 140組的電池放電條件，對(duì)于其中任意一組電池的放電條件采用上述辦法獲 得相應(yīng)的終點(diǎn)數(shù)組。應(yīng)當(dāng)注意到，上述的140組值并不是限制性條件，完全可W將溫度或倍 率的取值范圍W及步長做相應(yīng)調(diào)整。
[0046] 該樣，對(duì)于電池而言，不僅得到了基于熱力學(xué)量的S0C值，也得到了電池在每個(gè)溫 度，每個(gè)倍率下所對(duì)應(yīng)的充放電終點(diǎn)值，該充放電終點(diǎn)值實(shí)際上就是基于熱力學(xué)量的S0C 值，更準(zhǔn)確地說，即是電池在某一特定條件下，其充電達(dá)到終點(diǎn)時(shí)的熱力學(xué)S0C和放電達(dá)到 終點(diǎn)時(shí)的熱力學(xué)S0C，上述兩個(gè)值并不一定分別是100%和0%，而是隨著具體的電池使用 環(huán)境各不相同。 第H部分改進(jìn)
[0047] 在對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行了上述兩個(gè)方面的改進(jìn)后，進(jìn)一步思考如何在上述兩方面的改 進(jìn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行第H部分改進(jìn)，從而可W得到準(zhǔn)確的電池可用電量值。
[004引如在[016]段所描述，電池在某一具體的使用條件(溫度，倍率)下所能放出的電荷 的量并不一定等于電池的標(biāo)準(zhǔn)(額定）容量。
[0049] 為此我們引入容量使用率的概念，并定義：
[0050]
[005。 而為了將上述的"容量使用率"和上述的"基于熱力學(xué)量的S0C"W及終點(diǎn)數(shù)組相 關(guān)聯(lián)，繼續(xù)定義：
[0052] 基于基于熱力學(xué)狀態(tài)量的S0C區(qū)間=電池在某一具體條件下所能達(dá)到的最大的 基于熱力學(xué)狀態(tài)量的S0C和最小的基于熱力學(xué)狀態(tài)量的S0C之間的差值?？蒞很明顯地看 出，上述的基于熱力學(xué)狀態(tài)量的S0C區(qū)間也就是；在該具體條件下終點(diǎn)數(shù)組中的充電終點(diǎn) soc值減去放電終點(diǎn)soc值，注意該里的soc均為基于熱力學(xué)量的soc。
[0053] 舉例來說，對(duì)于上面所描述的在進(jìn)行圖1的對(duì)比時(shí)所進(jìn)行轉(zhuǎn)換的在25C下的最大 的基于熱力學(xué)量的S0C值為99. 23 %，而最小的基于熱力學(xué)量的S0C值為3. 51 %，因此在此 條件下，基于熱力學(xué)狀態(tài)量的S0C區(qū)間就是；99. 23%- 3. 51%= 95. 72%。
[0054]
[00巧]將上述容量使用率的定義代入，可得：
[0056]
[0057] 在上式（1-3)中：
的物理意義 是：在具體實(shí)用條件下，在每單位的基于熱力學(xué)量的S0C變化情況下，電池所能放出多少電 荷，該反映的是單位的基于熱力學(xué)量的S0C變化下，電池內(nèi)活性物質(zhì)的變化的量，該個(gè)值是 與電池的放電倍率無關(guān)的。
[0058] 至此，可W在實(shí)際的使用中采用容量系數(shù)來對(duì)電池在使用中某一時(shí)刻的基于熱力 學(xué)量的S0C進(jìn)行跟蹤。例如，對(duì)于電動(dòng)己±而言，在早上出車之前，通過測量電池的開路電 壓而得知起始的基于熱力學(xué)狀態(tài)量的S0C是98%，在車輛的運(yùn)行過程中，在需要進(jìn)行測量 的時(shí)刻(例如T2)，通過對(duì)于電池電量的追蹤，計(jì)算電池所放出的標(biāo)準(zhǔn)容量的比例，該里所 述放出的標(biāo)準(zhǔn)容量的比例指的是；例如從開始時(shí)刻至T2時(shí)刻，電池所放出的電量是0. 4Ah， 而電池的標(biāo)準(zhǔn)容量是lAh(該里的lAh指的是電池在"標(biāo)準(zhǔn)條件"下測量得到的容量，也可 W稱為額定容量，對(duì)于