[發(fā)明專利]電池的電量計(jì)量系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310590560.2
• 申請(qǐng)日: 2013-11-20
• 公開（公告）號(hào): CN104020419A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱煒禮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東莞賽微微電子有限公司
• 主分類號(hào): G01R31/36
• 分類號(hào): G01R31/36
• 代理公司: 深圳市威世博知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44280
• 代理人: 何青瓦;李慶波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電池的電量計(jì)量系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，隨著手機(jī)等以電池供電的電子設(shè)備的廣泛使用，電池的電量計(jì)量越來越被電子設(shè)備開發(fā)人員重視。如圖1所示，圖1為現(xiàn)有技術(shù)的電池的電量計(jì)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。現(xiàn)今的電池的電量計(jì)量系統(tǒng)主要由微處理器模塊11、電流檢測(cè)模塊12以及電流檢測(cè)電阻Rs構(gòu)成。由于電流檢測(cè)電阻Rs必須設(shè)置在電池內(nèi)部且微處理器模塊11的供電直接來自于電池，導(dǎo)致該系統(tǒng)只能位于電池內(nèi)部。其中微處理器模塊11可以通過通用通訊接口與電子設(shè)備的處理器保持?jǐn)?shù)據(jù)交換。當(dāng)系統(tǒng)正常工作時(shí)，需要不斷采集電流檢測(cè)電阻Rs兩端的端電壓，計(jì)算實(shí)時(shí)電流從而計(jì)算得到電池剩余電量。當(dāng)整個(gè)用電設(shè)備進(jìn)入睡眠模式、待機(jī)模式或者超低功耗模式時(shí)，電量計(jì)量系統(tǒng)仍然會(huì)采集電壓，利用SOC-OCV（state?of?charge-Open?Circuit?Voltage，剩余電量-開路電壓）的相關(guān)性，來糾正電量估算偏差。

但現(xiàn)有技術(shù)至少具有以下幾個(gè)缺點(diǎn)：

1.現(xiàn)有技術(shù)的電池的電量計(jì)量系統(tǒng)功耗較高，當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí)，需要實(shí)時(shí)監(jiān)控電流大小，否則將無法準(zhǔn)確累加電量，因此采樣系統(tǒng)必須保持在實(shí)時(shí)工作狀態(tài)，也就是說采樣模塊必須工作在常開的狀態(tài)，這樣導(dǎo)致的后果就是系統(tǒng)總功耗始終會(huì)保持在比較高的水平，系統(tǒng)無法根據(jù)負(fù)載狀況來主動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作狀態(tài)。

2.當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí)，無法自主消除電流采樣時(shí)必然發(fā)生的長(zhǎng)期電量漂移，因此也就無法在正常工作中自動(dòng)糾正電量誤差。由于電流檢測(cè)電阻本身精度有限，造成的累積誤差只有當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入睡眠模式、待機(jī)模式或者超低功耗模式時(shí)才可以利用電壓采樣獲得的開路電壓進(jìn)行電量修正。在系統(tǒng)處于連續(xù)工作狀態(tài)或者反復(fù)充放電的情況下，無法自主對(duì)系統(tǒng)誤差進(jìn)行監(jiān)控，因此會(huì)影響連續(xù)工作或反復(fù)充放電時(shí)的精度。當(dāng)系統(tǒng)處于睡眠模式、待機(jī)模式或者超低功耗模式時(shí)的電量誤差糾正通常是突變的方式，即在采樣完畢以后立即對(duì)電量做出更新，因此會(huì)在開關(guān)機(jī)時(shí)產(chǎn)生電量顯示突變的狀況。

3.現(xiàn)有技術(shù)的電池的電量計(jì)量系統(tǒng)只能位于電池的內(nèi)部。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種電池的電量計(jì)量系統(tǒng)，能夠保持電池的電量計(jì)量的精確度，并能將電量計(jì)量系統(tǒng)設(shè)置在電池的內(nèi)部或者外部。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種電池的電量計(jì)量系統(tǒng)，其包括：電池電壓采集模塊和微處理器模塊。電池電壓采集模塊的輸入端與電池連接用于采集電池的端電壓并轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓信號(hào)后輸出。微處理器模塊與電池電壓采集模塊的輸出端連接，用于接收電池的端電壓，并估算電池剩余電量。其中，微控處理器模塊根據(jù)電池的端電壓及內(nèi)建電池模型估算電池開路電壓，再依據(jù)典型鋰離子電池的SOC-OCV關(guān)系推算出電池的剩余電量。

其中，電池電壓采集模塊包括電壓采樣單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。

其中，電壓采樣單元為開關(guān)電容電路或高輸入阻抗放大器。

其中，電壓采樣單元的最前端包括一個(gè)低通濾波器。

其中，電池電壓采集模塊間歇性工作。

其中，微處理器模塊為數(shù)字信號(hào)處理器DSP。

其中，微處理器模塊為編入特定算法的可編程邏輯器件。

其中，內(nèi)建電池模型采用以下方程組描述：

V_o(t)=V_ocv（t）-I₁（t）*R₁-I₂（t）*R₂?????(1)

I2(t)*R2=VC1(t)---(2)]]>