模型無(wú)關(guān)的電池壽命和性能預(yù)報(bào)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開內(nèi)容設(shè)及估計(jì)表示可再充電電池的電池壽命和性能的參數(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 可再充電電池被用W為各種各樣的裝置提供電力。在可再充電電池的使用期限 中，隨著能夠保持電荷的材料的丟失，可再充電電池的性能可能劣化。該已知為"老化效 應(yīng)"?？赏ㄟ^監(jiān)測(cè)可再充電電池的參數(shù)（諸如，容量和內(nèi)阻）可W監(jiān)測(cè)可再充電電池的性能。 容量是指在可再充電電池完全充滿時(shí)存儲(chǔ)于可再充電電池中的電荷量。內(nèi)阻是指可再充電 電池的等效串聯(lián)電阻。可W測(cè)量容量和內(nèi)阻，但該種測(cè)量消耗時(shí)間并且在可再充電電池的 使用過程中不能夠進(jìn)行。
[0003] 避免進(jìn)行消耗時(shí)間的測(cè)量的一種方法是基于在使用可再充電電池過程中進(jìn)行的 測(cè)量來(lái)估計(jì)容量和內(nèi)阻。通過將電池參數(shù)的實(shí)時(shí)測(cè)量和與正使用的特定類型的可再充電電 池相關(guān)的統(tǒng)計(jì)模型（例如，數(shù)據(jù)模型）進(jìn)行比較來(lái)估計(jì)容量和內(nèi)阻。然而，生成統(tǒng)計(jì)模型負(fù) 擔(dān)大量的時(shí)間和資源成本。例如，為了生成統(tǒng)計(jì)模型，對(duì)大量可再充電電池進(jìn)行測(cè)試。在重 復(fù)充電和放電周期過程中監(jiān)測(cè)電池并且記錄測(cè)量。使可再充電電池的測(cè)量相關(guān)W創(chuàng)造表示 特定類型的一般可再充電電池的統(tǒng)計(jì)模型。測(cè)試過程耗盡所設(shè)及的電池。因而，生成統(tǒng)計(jì) 模型需要大量資源來(lái)進(jìn)行測(cè)試而且要消耗掉大量可再充電電池。如果使用一個(gè)類型W上的 可再充電電池，基于額外可再充電電池的測(cè)試數(shù)據(jù)生成額外統(tǒng)計(jì)模型。
[0004] 除了需要大量資源生成統(tǒng)計(jì)模型W外，還基于統(tǒng)計(jì)模型的估計(jì)得出基于一般可再 充電電池的性能的估計(jì)值。正在使用的特定可再充電電池的性能可能與一般可再充電電池 的性能不同，因而為估計(jì)值增加不準(zhǔn)確性。此外，大多數(shù)統(tǒng)計(jì)模型基于完全放電操作后的完 全充電操作。完全充電操作和完全放電操作可能不會(huì)準(zhǔn)確地反應(yīng)本領(lǐng)域中可再充電電池的 使用，因而為估計(jì)值增加額外不準(zhǔn)確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 在此公開的特定實(shí)施方式描述獨(dú)立于模型的電池預(yù)報(bào)器，其被配置為估計(jì)表示電 池壽命和性能的電池參數(shù)。例如，可獨(dú)立于與可再充電電池相關(guān)的統(tǒng)計(jì)模型（例如，數(shù)據(jù)模 型）來(lái)估計(jì)電池參數(shù)。也可獨(dú)立于使用的可再充電電池的類型估計(jì)電池參數(shù)。因此，電池 預(yù)報(bào)器消除了時(shí)間和資源密集生成的特定類型的統(tǒng)計(jì)模型。
[0006] 為了估計(jì)表示電池壽命和電池性能的電池參數(shù)，在可再充電電池的有效電力周期 期間可W確定（例如，測(cè)定）可再充電電池的其他電池參數(shù)，諸如，電流、電壓、W及溫度。有 效電力周期可W包括多個(gè)充電操作和多個(gè)放電操作?？砂慈魏雾樞蜻M(jìn)行充電操作和放電操 作，并且每次充電操作或放電操作可轉(zhuǎn)移的容量小于可再充電電池的全部容量。因而，有效 電力周期不限于連續(xù)完全充電操作和完全放電操作。
[0007] 在有效電力周期完成時(shí)，可基于電流、電壓、W及溫度估計(jì)可再充電電池的剩余容 量、內(nèi)阻、W及可逆電位。剩余容量可與可再充電電池的剩余壽命相關(guān)。因而，了解可再充 電電池的剩余容量和使用條件使得能夠估計(jì)可再充電電池的剩余壽命。內(nèi)阻和可逆電位可W表示可再充電電池的電力性能，諸如，下一個(gè)放電操作能實(shí)現(xiàn)的最大電力輸出。在沒有與 任何統(tǒng)計(jì)模型進(jìn)行比較的情況下可基于電流、電壓、W及溫度估計(jì)剩余容量、內(nèi)阻、W及可 逆電位?？苫诠烙?jì)值生成在有效電力周期期間的額外數(shù)據(jù)，諸如，剩余容量、內(nèi)阻、W及可 逆電位的變化。額外數(shù)據(jù)可W表示可再充電電池的性能趨勢(shì)。
[000引在特定實(shí)施方式中，方法包括在可再充電電池的有效電力周期期間確定可再充電 電池的參數(shù)。參數(shù)包括由可再充電電池提供的電流、可再充電電池兩端的電壓W及可再充 電電池的溫度。有效電力周期包括多個(gè)充電操作和多個(gè)放電操作。方法包括基于電流、電 壓、W及溫度估計(jì)可再充電電池的剩余容量。方法也包括生成表示剩余容量的輸出。
[0009] 在另一特定實(shí)施方式中，系統(tǒng)包括電池監(jiān)測(cè)器，該電池檢測(cè)器被配置為在可再充 電電池的有效電力周期期間確定可再充電電池的參數(shù)。參數(shù)包括由可再充電電池提供的電 流、可再充電電池兩端的電壓W及可再充電電池的溫度。有效電力周期包括多個(gè)充電操作 和多個(gè)放電操作。系統(tǒng)包括電池預(yù)報(bào)器，該電池預(yù)報(bào)器被配置為基于電流、電壓、W及溫度 估計(jì)可再充電電池的剩余容量。系統(tǒng)也包括禪接至電池預(yù)報(bào)器的存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)器被配置為 對(duì)包括表示剩余容量的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)日志進(jìn)行存儲(chǔ)。
[0010] 在另一特定實(shí)施方式中，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)裝置對(duì)指令進(jìn)行存儲(chǔ)，該指令在由處理 器執(zhí)行時(shí)使處理器執(zhí)行操作。操作包括在可再充電電池的有效電力周期期間確定可再充電 電池的參數(shù)。參數(shù)包括由可再充電電池提供的電流、可再充電電池兩端的電壓W及可再充 電電池的溫度。有效電力周期包括多個(gè)充電操作和多個(gè)放電操作。操作包括基于電流、電 壓、W及溫度估計(jì)可再充電電池的剩余容量。操作也包括生成表示剩余容量的輸出。
[0011] 已經(jīng)描述的特征、功能W及優(yōu)點(diǎn)能夠在各個(gè)實(shí)施方式中獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)或者在其它實(shí) 施方式中組合地實(shí)現(xiàn)，其更多細(xì)節(jié)將參考W下說(shuō)明和附圖進(jìn)行公開。
【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1是示出估計(jì)表示可再充電電池的電池壽命和電池性能的參數(shù)的系統(tǒng)的特定 實(shí)施方式的框圖；
[0013] 圖2A至圖2B是估計(jì)表示在可再充電電池的使用期限期間可再充電電池的電池壽 命和電池性能的參數(shù)的方法的特定實(shí)施方式的流程圖；
[0014] 圖3是估計(jì)可再充電電池的剩余容量的方法的特定實(shí)施方式的流程圖；W及
[0015]圖4是示出估計(jì)表示可再充電電池的電池壽命和電池性能的參數(shù)的計(jì)算系統(tǒng)的 特定實(shí)施方式的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]W下將參照附圖描述本公開內(nèi)容的【具體實(shí)施方式】。在描述中，貫穿全部的附圖，相 同特征由相同的參考標(biāo)號(hào)指代。
[0017] 參考圖1，描述了估計(jì)表示可再充電電池的電池壽命和電池性能的參數(shù)的系統(tǒng)的 特定實(shí)施方式并且系統(tǒng)一般指代為100。系統(tǒng)100包括可再充電電池102、電池監(jiān)測(cè)器104、 電池預(yù)報(bào)器106、存儲(chǔ)器108、顯示裝置110、W及電池系統(tǒng)管理控制器112。系統(tǒng)100能夠 估計(jì)表示可再充電電池102的剩余壽命和/或電池性能的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。在特定實(shí)施方 式中，雖然示出為獨(dú)立部件，但系統(tǒng)100可W包含在由可再充電電池102供電或禪接至可再 充電電池102的裝置中。
[001引可再充電電池102可W是任何類型的可再充電電池。例如，可再充電電池102可W是裡電池或鉛酸電池?？稍俪潆婋姵?02可被配置為為飛機(jī)、航天器、陸運(yùn)工具、計(jì)算裝置、 無(wú)線裝置、或任何其他類型的裝置供電。如本文進(jìn)一步所描述的，在可再充電電池102的使 用過程中（例如，在可再充電電池102為特定裝置充電時(shí)）可W監(jiān)測(cè)可再充電電池102,W 使電池預(yù)報(bào)器106可W估計(jì)可再充電電池102的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。
[0019] 電池監(jiān)測(cè)器104可被配置為監(jiān)測(cè)使用中的可再充電電池102并且確定可再充電電 池102的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)（例如，與參數(shù)對(duì)應(yīng)的度量值）。電池監(jiān)測(cè)器104可被禪接至電池 預(yù)報(bào)器106并可被配置為向電池預(yù)報(bào)器106提供參數(shù)。例如，電池監(jiān)測(cè)器104可W包括一 個(gè)或多個(gè)傳感器，傳感器被配置為測(cè)量參數(shù)值，諸如可再充電電池102提供的電流114、可 再充電電池102兩端的電壓116、W及可再充電電池102的溫度118。在可再充電電池102 的使用過程中可實(shí)時(shí)測(cè)量參數(shù)的值。雖然傳感器被描述為在電池監(jiān)測(cè)器104內(nèi)部，但在可 替代實(shí)施方式中，傳感器可W在電池監(jiān)測(cè)器104外部并可向電池監(jiān)測(cè)器104提供與參數(shù)對(duì) 應(yīng)的度量。電池監(jiān)測(cè)器104可W進(jìn)一步被配置為對(duì)電流114、電壓116、W及溫度118進(jìn)行 信號(hào)處理。例如，可W測(cè)量電流114、電壓116、W及溫度118為模擬信號(hào)，并且電池監(jiān)測(cè)器 104可被配置為進(jìn)行模/數(shù)（A/D)轉(zhuǎn)換W將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。電池監(jiān)測(cè)器104也 可對(duì)信號(hào)進(jìn)行抗銀齒濾波。
[0020] 如本文進(jìn)一步所描述的，電池預(yù)報(bào)器106可被配置為基于電流114、電壓116、W及 溫度118估計(jì)表示電池壽命或電池性能的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。電池預(yù)報(bào)器106可W包括一個(gè) 或多個(gè)處理模塊，諸如，時(shí)鐘模塊120、數(shù)學(xué)函數(shù)模塊122、中斷響應(yīng)模塊124、通信模塊126、 邏輯控制模塊128、R0M/RAM130、W及輸入/輸出（I/O)端口 132。處理模塊120-132可被配 置為執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)操作或存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)值，W使得電池預(yù)報(bào)器106能夠基于電流114、 電壓116、W及溫度118估計(jì)參數(shù)。圖1所示的實(shí)例是非限制性的。例如，在其他實(shí)施方式 中，電池預(yù)報(bào)器106可W僅包括處理模塊120-132的子集（例如，不是所有）。
[0021] 電池預(yù)報(bào)器106估計(jì)的參數(shù)可W包括剩余容量140、內(nèi)阻142、W及可逆電位144。 如參考圖2A至圖2B進(jìn)一步所描述的，電池預(yù)報(bào)器106也可被配置為估計(jì)剩余容量140、內(nèi) 阻142、W及可逆電位144與先前有效電力周期或與初始值相比的變化。電池預(yù)報(bào)器106可 被配置為在完成每個(gè)有效電力周期時(shí)向存儲(chǔ)器108提供表示估計(jì)參數(shù)的數(shù)據(jù)。可由電池系 統(tǒng)管理控制器112控制電池預(yù)報(bào)器106的操作。