[發明專利]用于監測電池的裝置和用于監測電池的方法

在審

• 申請號: 202010933270.3
• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN112485679A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 近藤英雄
• 申請（專利權）人: 半導體元件工業有限責任公司
• 主分類號: G01R31/3842
• 分類號: G01R31/3842;G01R31/392;G01R31/374
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 秦晨

本發明涉及用于監測電池的裝置和用于監測電池的方法。本技術的各種實施方案可提供用于電池的方法和系統。該系統可提供電量計電路，該電量計電路被配置為基于作為時間、溫度和剩余容量的函數的已知電池數據來估計電池的完全充電容量和/或健康狀態。

技術領域

本發明涉及用于監測電池的裝置和用于監測電池的方法。

背景技術

“電池容量”是由電池存儲的電荷的量度(通常以安培小時為單位)，并且由包含在電池中的活性物質的質量確定。電池容量表示在某些指定條件下可從電池提取的最大量的能量。電池容量也可表示為百分比并稱為相對荷電狀態(RSOC)。RSOC可被定義為當前電池容量除以完全充電容量。

然而，電池的有效存儲容量隨著使用時間而減小，并發生不可逆的損壞。這種損壞是由各種機制引起的，包括腐蝕和其它化學工藝，并且內部電池部件的老化也導致損壞。電池的每次充電/放電循環也具有類似的效果，但速率加快。因此，電池劣化可為由于電池充電/放電循環而發生的循環老化、當電池閑置時(例如，在存儲期間)發生的日歷老化、以及溫度的結果。最終結果是，隨著電池老化和劣化，電池的有效容量降低(如圖1所示)，從而減少了電池可向設備供應電力的時間量。

電池保持充電的能力和為設備供電的能力的一個指標是電池“健康狀態”(SOH)，該SOH可基于上述有效容量和參數來估計。許多應用使用該參數來估計電池性能，例如電池的“運行時間”(即，使用壽命)，該電池性能反映電池在其耗盡之前將繼續提供電力的時間量。期望準確地估計運行時間以向用戶提供警示。

發明內容

本發明涉及用于監測電池的裝置和用于監測電池的方法。

本技術的各種實施方案可提供用于電池的方法和系統。該系統可提供電量計電路，該電量計電路被配置為基于作為時間、溫度和剩余容量的函數的已知電池數據來估計電池的完全充電容量和/或健康狀態。

本發明解決的技術問題是，常規系統不準確地估計隨著電池老化的該電池的有效容量和/或健康狀態。

根據一個方面，用于監測電池的裝置包括：定時器，該定時器被配置為測量從起始時間起的經過時間；測量電路，該測量電路被配置為計算電池的剩余容量；溫度傳感器，該溫度傳感器被配置為測量電池的溫度；存儲器，該存儲器被配置為存儲：電池的初始完全充電容量值；和電池的作為時間、溫度和剩余容量的函數的衰減容量值的已知數據；和邏輯電路，該邏輯電路被配置為基于以下項來計算更新的完全充電容量值：初始完全充電容量值；所測量的經過時間；所計算的剩余容量；所測量的溫度；和已知容量值。

在一個實施方案中，初始完全充電容量值是電池在起始時間處的容量。

在一個實施方案中，已知數據包括第一分布表，該第一分布表包括作為時間的函數的衰減容量值，并且邏輯電路被進一步配置為基于第一分布表來確定第一衰減比率。

在一個實施方案中，已知數據包括第二分布表，該第二分布表包括作為溫度的函數的衰減容量值，并且邏輯電路被進一步配置為基于第二分布表來確定第二衰減比率。

在一個實施方案中，已知數據包括第三分布表，該第三分布表包括作為剩余容量的函數的衰減容量值，并且邏輯電路被進一步配置為基于第三分布表來確定第三衰減比率。

在一個實施方案中，該裝置還包括循環計數器，其中循環計數器對電池的充電/放電循環的次數進行計數。

在一個實施方案中，邏輯電路被配置為：計算電池的健康狀態，其中電池的健康狀態由更新的完全充電容量值與初始完全充電容量值的比率限定；以及將所計算的健康狀態傳輸到存儲器。