[發明專利]估算電池可用荷電狀態的設備、方法和系統

有效

• 申請號: 202010124840.4
• 申請日: 2020-02-27
• 公開（公告）號: CN113311347B
• 公開（公告）日: 2023-02-21
• 發明（設計）人: 周志中;栗國星;王華毅;謝富仁;陳黎安
• 申請（專利權）人: 凹凸電子（武漢）有限公司
• 主分類號: G01R31/388
• 分類號: G01R31/388;G01R31/367
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

本發明公開了估算電池荷電狀態的設備、方法和系統。該設備包括將指示當前電池電壓、電流和溫度的模擬信號轉換為數字信號的模數轉換電路；存儲包括多個數據組的剩余容量查找表的存儲器，其中每個數據組包括電壓值、電流值、溫度值和容量值；處理器，對流過電池的電荷量進行計數，根據所述數字信號在查找表中搜索與當前電池電壓、電流和溫度對應的絕對剩余容量，在查找表中搜索與放電終止電壓、當前電池電流和溫度對應的放電終止剩余容量，根據絕對剩余容量和放電終止剩余容量的差值估算電池的滿充可用電量，并且根據滿充可用電量和流過電池的電荷量估算電池的可用荷電狀態。該設備結合庫倫計數和剩余容量查找表以消除荷電狀態估算值突變的現象。

技術領域

本發明涉及電池領域，尤其涉及一種估算電池可用荷電狀態的設備、方法和系統。

背景技術

移動設備已經被廣泛地應用在人們的生活中，對移動設備中電池的可用荷電狀態(也稱為：相對荷電狀態，relative state of charge，簡稱為rSOC)的估算尤為重要。現有技術中用于估算電池的可用荷電狀態的方法包括兩個步驟。第一步驟包括利用庫倫計數法對流過電池的電荷量進行計數，在先前獲得的電荷量的基礎上進行累加，并且根據累加所得的值來估算可用荷電狀態。第二步驟包括在預先存儲的查找表中搜索與當前的電池電壓、電池電流和電池溫度所對應的剩余容量，并且根據搜索所得的剩余容量估算可用荷電狀態。第一步驟適用于電池處于一般放電狀態或者一般充電狀態，而第二步驟適用于電池處于接近放電終止狀態或者接近滿充狀態。然而，由于這兩個步驟各自存在誤差，所以從第一步驟轉到第二步驟時，電池可用荷電狀態的估算值會出現突變情況。以下結合圖1A和圖1B進行描述。

圖1A所示為現有技術的電池放電過程中估算所得的可用荷電狀態rSOC的曲線示意圖。如圖1A所示，當電池處于一般放電狀態時(例如：在t1時刻之前)，可用荷電狀態rSOC基于庫倫計數法獲得，并且隨著電池的放電而減小，電池電壓也隨之減小。在t1時刻，電池電壓減小至一個比放電終止電壓稍大的預設電壓值，因此電池進入接近放電終止狀態。在所述接近放電終止狀態下，可用荷電狀態rSOC基于預先存儲的查找表獲得。由于在t1時刻的前后所使用的估算法相互獨立，并且各自存在誤差，所以可用荷電狀態rSOC在t1時刻出現突變，該突變可能會隨著電池的老化越來越嚴重。這種突變會給用戶帶來極大的不便，甚至可能帶來嚴重的損失。舉例說明，如圖1A所示，在t0時刻，移動設備(例如：手機)顯示電池還有30％的電量，用戶由此判定電池至少可以堅持到t3時刻不斷電，所以該用戶按原計劃準時地參加了一個重要的會議。然而，手機卻在這個重要會議期間突然關機。

類似的，圖1B所示為現有技術的電池充電過程中估算所得的可用荷電狀態rSOC的曲線示意圖。當電池處于一般充電狀態時(例如：在t4時刻之前)，可用荷電狀態rSOC基于庫倫計數法獲得，并且隨著電池的充電而增加，電池電壓也隨之增加。在t4時刻，電池電壓增加至一個約等于電池滿充電壓的預設電壓值，因此電池進入接近滿充狀態。在所述接近滿充狀態下，可用荷電狀態rSOC基于查找表獲得。由于在t4時刻的前后所使用的估算法相互獨立，并且各自存在誤差，所以可用荷電狀態rSOC在t4時刻出現突變。這種突變可能會給用戶帶來不便。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于提供一種估算電池的可用荷電狀態的設備、方法和系統，用于在估算電池的可用荷電狀態過程中，消除荷電狀態估算值突變的現象。