[发明专利]用于估算电池剩余容量的设备、方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及电池领域，尤其涉及一种用于估算电池剩余容量的设备、方法及系统。

背景技术

在传统的电池剩余容量（Remaining Capacity，简称为RC）估算方法中，RC的估算是通过在一个初始RC值上进行增加或减少来实现，其中，初始RC值是基于电池的开路电压从查找表中读取所得的RC值，并且在RC值上增加/减少的量是通过对进出电池的电荷计数（可以称作“库仑计数（coulomb counting）”）得到。具体地说，电池通常具有特定的电压-容量特性。查找表列出了对应于不同参考电压的RC值。在查找表内，对应于每一个参考电压的RC值是通过对已经完全放电的电池进行充电直至该电池的开路电压达到该参考电压，并且通过对充电过程中流入该电池的电荷进行计数而得到的。计数所得的库仑电荷量是对应于该参考电压的RC值。由于库仑计数带来了累积的误差，该查找表并不精确。此外，当电池完全放电时，通常该电池还留有残余容量（residual capacity，简称为RES）。RES值会随着电池的电压、电流、温度的变化而变化，这也降低了估算过程中的准确性。

在另一个传统的电池剩余容量估算方法中，使用了残余容量表（Residual Capacity Table，简称为RES表），用于减小因残余容量而引起的误差。更具体地，RES表列出了对应于不同的参考电压、参考电流和参考温度的RES值。基于该RES表、上述的查找表和库仑计数方法，可以估算剩余容量。然而，为了创建RES表，电池需要多次反复地进行充放电，并且在不同的电池电压、电池电流和温度条件下进行测试，这个过程复杂而且耗时。

另外，在上述传统的电池的剩余容量估算方法中，当电池处于使用中时（例如，充电器正在为电池充电或者电池正在放电从而为设备供电），剩余容量的估算中也存在因库仑计数而带来的误差。诸如移动电话或膝上电脑这样的设备可利用上述传统方法以估算其供电电池的剩余容量。该设备还可以计算电池的相对电荷状态（Relative State Of Charge，简称为RSOC），并在该设备的屏幕上显示RSOC。RSOC由容量比表示，该容量比是剩余容量和电池的满充容量之间的比值，为百分比形式。由于上述误差，显示在屏幕上的RSOC不同于实际的RSOC。例如，当实际RSOC是99%时，显示的RSOC可能是95%，或者当实际RSOC是1%时，显示的RSOC可能是5%。这样，在电池满充电的时候，屏幕上显示的RSOC可能从95%跳变到100%。而且，当电池完全放电时，即使屏幕上的RSOC显示了电池内仍有剩余容量，设备也可能意外关机。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种用于估算电池剩余容量的设备、方法及系统，提高电池剩余容量的估算的精确度，简化电池剩余容量的估算过程，并节省了大量的时间。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于估算电池剩余容量的设备。该设备包括：接口，用于接收指示电池状态的参数的信息；以及处理模块，耦合至所述接口，用于计算所述电池的剩余容量和容量比，所述容量比是计算出的剩余容量和所述电池的参考容量之间的比值，所述处理模块比较所述电池的参数和参考值以产生第一比较结果，比较所述容量比和参考比率以产生第二比较结果，所述处理模块还根据所述第一比较结果、所述第二比较结果设置变化量，并且用所述变化量改变所述计算出的剩余容量。

本发明还提供了一种估算电池剩余容量的方法。该估算电池剩余容量的方法包括：使用处理模块计算所述电池的剩余容量和容量比，所述容量比是计算出的所述电池的剩余容量和所述电池的参考容量之间的比值；将指示所述电池的状态的参数和参考值进行比较，以产生第一比较结果；将所述容量比和参考比率进行比较，以产生第二比较结果；根据所述第一比较结果和所述第二比较结果设置变化量；以及用所述变化量改变所述计算出的所述电池的剩余容量。

本发明还提供了一种用于估算电池剩余容量的系统。该用于估算电池剩余容量的系统包括上述技术方案中所述的用于估算电池剩余容量的设备和电池监控器；其中，所述电池监控器用于监控所述电池的状态，所述用于估算电池剩余容量的设备根据所述电池的状态通过库仑计数计算所述电池的剩余容量，并基于所述电池的状态校准该剩余容量的值。