[发明专利]用于确定电池的剩余容量的方法和装置

说明书

本发明涉及用于确定电池的剩余容量的方法和装置。本发明解决的一个技术问题是改善电池操作并提供更准确的电池数据。所述方法和装置可包括采用各种参数，例如内部电阻、温度和老化特性，来计算电池的剩余容量。根据各实施例，电池的内部电阻和温度被周期性测量。根据各实施例，每次当测量到新的内部电阻时，该新的内部电阻作为计算电池剩余容量的新基准。通过本发明实现的一个技术效果是提供改善的电池操作和更准确的电池数据。

技术领域

本发明涉及电池管理，并且具体地，涉及用于确定电池的剩余容量的装置和方法，以及对应的电池监测系统。

背景技术

“电池容量”是由电池存储的电量的量度(通常以安培小时计)，并且由电池中包含的活性材料的质量确定。本发明电池容量(即，相对充电状态)也可表示为电池的最大容量的百分比。最大电池容量表示在某些指定条件下可从电池中提取的能量的最大量。然而，电池的实际能量存储能力可显著不同于“标称”额定容量。

电池容量部分地取决于电池的寿命。随着电池老化，电池的内部电阻增加，从而影响电池容量。

充电/放电速率也会影响额定电池容量。如果电池被非常快速地放电(即，放电电流高)，则可从电池中提取的能量的量减少并且电池容量较低。这是因为用于反应的必要部件没有足够的时间来移动到其必要的位置。总反应物中仅有一部分转换为其他形式，并且因此降低可用的能量。作为另外一种选择，当电池使用低电流以非常慢的速率放电时，可以从电池提取更多的能量，并且电池容量较高。

电池的温度直接影响电池的内部电阻以及可从其中提取的能量。相比于较低温度，在较高温度下，电池容量通常更高。

用于测量电池容量的常规方法易于出错，因为它们需要已知的起始点。常规方法也不考虑老化如何影响电池随时间推移的内部电阻，以及因此影响其保持电量的能力。

发明内容

本发明解决的一个技术问题是改善电池操作并提供更准确的电池数据。

在一个方面，本发明是用于确定电池的剩余容量的电路，其包括：对电池的温度进行响应的温度传感器；对电池的电流进行响应的电流传感器；对电池的输出电压进行响应的电压传感器；存储器设备，其中存储器设备存储：指示电池的输出电压、电池的剩余容量与电池的电流之间的关系的剩余容量数据；以及指示电池的内部电阻与电池的温度之间的关系的内部电阻数据；以及对温度传感器、电流传感器和电压传感器进行响应并且具有对存储器设备的访问权的逻辑单元，其中逻辑单元被配置为：基于电池的温度计算电池的内部电阻；基于内部电阻计算调整的输出电压；并且基于调整的输出电压和剩余容量数据计算电池的剩余容量。

根据上述电路的一个实施方案，电路还包括开关元件，该开关元件耦接到电池以禁用电池的充电和放电操作中的一者。

根据上述电路的一个实施方案，电流传感器测量电池的电流，并且逻辑单元使用电池的输出电压和所测量电流来建立电池的基线内部电阻。

根据上述电路的一个实施方案，温度传感器测量电池的基线温度。

根据上述电路的一个实施方案，逻辑单元使用基线内部电阻、内部电阻数据和基线温度来建立老化特性。

通过本发明实现的一个技术效果是提供改善的电池操作和更准确的电池数据。

附图说明

当结合以下示例性附图考虑时，可通过参照具体实施方式而得到对本发明技术的更完整理解。在以下附图中，通篇以类似附图标记指代各附图当中的类似元件和步骤。

图1是根据本发明技术的示例性实施方案的电池系统的框图；

图2是根据本发明技术的示例性实施方案的电量计的框图；

图3是根据本发明技术的示例性实施方案的存储器单元的框图；