電池的剩余電量的計算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電池的剩余電量的計算方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電池是設(shè)備運(yùn)行的必要部件，電池的剩余電量的多少，關(guān)系設(shè)備運(yùn)行時間的長短。而對電池的剩余電量的計算，使得設(shè)備操作人員能夠根據(jù)電池的剩余電量執(zhí)行相應(yīng)操作。然而，現(xiàn)有技術(shù)中計算電池的剩余電量的方法是通過偵測電池的當(dāng)前電壓，并通過查表得到電池的剩余電量。然而，根據(jù)公式:電池的開路電壓=電池的電壓+電池的內(nèi)阻*電池輸出的電流，可以看出，當(dāng)電流較小時，電池的電壓與電池的開路電壓幾乎相等，查表獲得的電池的剩余電量趨于真實值，而當(dāng)電流較大時，電池的剩余電量與電池實際的剩余電量之間的偏差逐漸增大，使得最終得到的電池的剩余電量并非是電池的真實剩余電量，其準(zhǔn)確性不尚。
[0003]此外，現(xiàn)有技術(shù)中還通常采用庫侖計來偵測精密電阻流過的電量，并以電池的總電量減去回路上消耗的電量，從而得到電池的剩余電量。該方法雖然避開了電池內(nèi)阻上產(chǎn)生壓降的問題，但一方面，精密電阻的阻值大小的選擇對電池的剩余電量的精度計算會造成影響，另一方面，庫侖計是通過電流對時間的積分計算精密電阻流過的電量，該積分過程不可逆，因此，一旦測試誤差存在，庫侖計的誤差會越來越大，可見，計算電池的剩余電量的精確度仍然難以保證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中計算電池的剩余電量的方式準(zhǔn)確性不高，且精確度難以保證的缺陷，提供一種電池的剩余電量的計算方法。
[0005]本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的:
[0006]—種電池的剩余電量的計算方法，其特點在于，設(shè)備包括一數(shù)據(jù)表，所述數(shù)據(jù)表包括電池的開路電壓的理論值的集合OCV [m]，其中，m為大于等于I的自然數(shù)，OCV的全稱為open circuit voltage，釋義為開路電壓。所述計算方法包括:
[0007]S1、在設(shè)備開機(jī)時計算電池的內(nèi)阻R;
[0008]S2、在設(shè)備開機(jī)后每隔時間T檢測一次電池的當(dāng)前電壓Vt(n)，并計算電池當(dāng)前輸出的電流值It(n)，而It(n) = (Vocv(n)-Vt(n))/R，其中，Vocv(n)為n_l個T后電池的開路電壓，η為大于等于I的自然數(shù)；
[0009]S3、根據(jù)It(n)計算電池當(dāng)前累積流過的電量，并判斷當(dāng)前累積流過的電量是否大于等于一第一閾值，若是，Vocv(n+1) =Vocv(n)-Vstep，其中，Vstep為所述0CV[m]中相鄰兩開路電壓的理論值之差的N等分值，N為大于等于2的自然數(shù)，若否，Vocv(n+l) =Vocv(n)；
[0010]S4、根據(jù)Vocv(n+l)查詢所述數(shù)據(jù)表獲得電池的剩余電量。
[0011 ]在本方案中，通過電池在前一次的開路電壓，來計算電池的輸出電流，并根據(jù)流過的電量的大小，以類比遞進(jìn)的方式，迭代計算下一次的電池的開路電壓，進(jìn)而根據(jù)下一次的開路電壓獲得電池的剩余電量。本申請在設(shè)備開機(jī)時就計算電池的內(nèi)阻，考慮了電池的內(nèi)阻，使得最終計算出的電池的剩余電量的準(zhǔn)確性更高。而周期性地偵測電池的當(dāng)前電壓，并限制電池的放電量，使電池保持平緩的放電速度，避免了電池在放電量突然增大或突然減小時產(chǎn)生的電量計算誤差，保證了計算電池的剩余電量的精確度?？梢岳斫猓琓值越小，計算電池剩余電量的準(zhǔn)確性和精確性均會更高。
[0012]較佳地，步驟S1包括:
[0013]Sn、在設(shè)備開機(jī)時測量電池的開路電壓Vocv(I);
[0014]S12、使電池固定輸出電流Is時測得的電池的電壓為Vcc;
[0015 ] Si3、按照公式R =( Voc V (I) -Vcc)/1 s計算得到電池的內(nèi)阻R。
[0016]由于在開機(jī)狀態(tài)，電池的輸出電流極小，此時測量得到的電池的開路電壓則是電池當(dāng)前的實際的開路電壓。使電池固定輸出電流Is時可通過運(yùn)行一電流校準(zhǔn)程序，用于電流精度校準(zhǔn)，從而固定輸出電流Is。通過此種方法計算得到的電池內(nèi)阻能夠更準(zhǔn)確地表征電池的實際內(nèi)阻。
[00?7]較佳地，電池初始累積流過的電量Qps(O) = O,步驟S3中根據(jù)It(n)計算電池當(dāng)前累積流過的電量包括:
[0018]S31、若電池在n-Ι個T后累積流過的電量Qps(n-l)小于所述第一閾值，則Qps(n) =(^8(11-1) + 11:(11)*1'，否則，(^8(11) =Oo
[0019]其中，電池當(dāng)前累積流過的電量是通過上述公式迭代計算得到，可見，電量的計算過程并非是一個積分過程，相對于現(xiàn)有技術(shù)中通過庫侖計來計算電量的方式，排除了采用積分過程導(dǎo)致的電量計算的精度誤差，且減少了使用庫侖計和精密電阻帶來的額外成本，進(jìn)一步保證了計算電池的剩余電量的精度。
[0020]較佳地，所述數(shù)據(jù)表還包括在各所述開路電壓的理論值下對應(yīng)的電池的剩余電量的百分比的集合S0C[m]，所述0CV[m]和所述S0C[m]均與電池的一溫度對應(yīng)，SOC的全稱為state of charge，釋義為荷電狀態(tài)，也叫剩余電量。步驟S4包括:
[0021]S41、檢測電池的當(dāng)前溫度，并查找所述數(shù)據(jù)表中與電池的當(dāng)前溫度相同的溫度；
[0022]S42、在所述溫度下，若0CV[m]>Vocv(n+l) 2 0CV[m+l]，則電池的剩余電量的百分比為所述溫度下對應(yīng)的S0C[m+l]。
[0023]其中，當(dāng)?shù)玫降腣ocv(n+l)位于數(shù)據(jù)表中的兩相鄰數(shù)據(jù)之間時，取靠后的剩余電量百分比，來界定電池的實際剩余電量，能夠不斷接近甚至是等于電池的剩余電量的理論值，準(zhǔn)確性和精確性大大提升。
[0024]較佳地，所述Vstep 的值為:Vstep = (0CV[m]_0CV[m+l])/5。
[0025]針對0CV[m]集合內(nèi)的元素的值，可為電池的最大電量的m等分值構(gòu)成的開路電壓的理論值，集合0CV[m]中各元素在集合中的排序為電池的開路電壓的理論值逐漸降低的排序。通常情況下，集合0CV[m]中相鄰兩個元素的值通常還可為電池的電量百分比相差1%時對應(yīng)的電池的開路電壓的理論值，通常兩者相差10毫伏左右。
[0026]較佳地，所述第一閾值的最大值為電池的最大電量的1/500倍。
[0027]其中，Vstep的值和第一閾值的選取并非是任意的，本申請中選取的值是能夠更準(zhǔn)確且更精確地計算電池的實際剩余電量的。
[0028]本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于:本申請在設(shè)備開機(jī)時就計算電池的內(nèi)阻，考慮了電池的內(nèi)阻，使得最終計算出的電池的剩余電量的準(zhǔn)確性更高。而周期性地偵測電池的當(dāng)前電壓，并限制電池的放電量，使電池保持平緩的放電速度，避免了電池在放電量突然增大或突然減小時產(chǎn)生的電量計算誤差，保證了計算電池的剩余電量的精確度。
【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明一實施例的電池的剩余電量的計算方法流程圖。
【具體實施方式】
[0030]下面通過實施例的方式進(jìn)一步說明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。
[0031]實施例1
[0032]本實施例提供一種電池的剩余電量的計算方法，如圖1所示，設(shè)備包括一數(shù)據(jù)表，所述數(shù)據(jù)表包括電池的開路電壓的理論值的集合0CV[m]，其中，m為大于等于I的自然數(shù)，本實施例中的設(shè)備可為任意的含有可充電電池的設(shè)備，包括手機(jī)、平板電腦等，而電池可為鋰電池、蓄電池等。
[0033]以手機(jī)為例，所述計算方法包括:
[0034]步驟101、在設(shè)備開機(jī)時計算電池的內(nèi)阻R;
[0035]具體地，在手機(jī)開機(jī)時測量電池的開路電壓Vocv(I),此時，η等于I，由于在開機(jī)狀態(tài)，電流極小，電池內(nèi)阻上的壓降極小，甚至可忽略，此時，測量得到的電池的電壓則為電池的真實電壓。
[0036]之后，使電池固定輸出電流Is時測得的電池的電壓為Vcc;使電池固定輸出電流Is時，可在電池與地之間串聯(lián)接入電流計，做電流校準(zhǔn)，確保電池輸出的電流值為電池真實輸出的電流值。
[0037 ]最后再按照公式R =( Vo cv (I) -Vc c)/1 s計算得到電池的內(nèi)阻R。借助電流校準(zhǔn)的方式計算電池內(nèi)阻，能夠更準(zhǔn)確地表征電池的實際內(nèi)阻。
[0038]步驟102、在設(shè)備開機(jī)后每隔時間T檢測一次電池的當(dāng)前電壓Vt(n)，并計算電池當(dāng)前輸出的電流值It(n)，而It(n) = (Vocv(n)-Vt(n))/R，其中，Vocv(n)為n_l個T后電池的開路電壓；
[0039]而η為大于等于I的自然數(shù)，時間間隔T的大小可任意設(shè)置，但T值越小越好，原因為:T值越小時，前后兩次檢測到的電池的電壓之差則越趨于真實的電池內(nèi)阻因電流變化產(chǎn)生的壓降，最終計算得到的電池的剩余電量越準(zhǔn)確。由于