CN102928785A - 电池电量测量仪及测量方法 - Google Patents

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王明
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Abstract

本发明涉及一种电池电量检测仪及测量方法，该电池电量测量仪包括为电池提供可靠接入的电池接口；用于提供高精度高速的电池带负载后的电压值、采集自电池接入带负载开始到电压稳定这段时间的电压值及温度值的模数转换单元；基于单片机的控制单元；以及可提供电池放电特征系数a、b、c的采集或输入的特征系数输入单元；电池接口通过电压测试单元接入控制单元；特征输入单元接入控制单元。本发明提供了一种检测效果好、测量精确以及便于操作的电池电量测量仪及测量方法。

Description

电池电量测量仪及测量方法
技术领域
本发明属于电池电量测量领域，涉及一种电池检测装置，尤其涉及一种电池电量检测仪及测量方法。
技术背景
目前一次性高能比锂电池的应用越来越广泛，而对电池的电量测量却是业界的一个难题，影响着一次性锂电的进一步推广应用。
已有锂电池电量技术多是针对可充电锂电池，如锂-钒氧化物电池，锂离子电池及锂-聚合物电池等，常用的为锂离子电池，此类电池电量和电压有较稳定的对应关系，通过电压就可知道剩余的电量。
而材料为亚硫酰氯或磺酰氯的一次性锂电的电量和电压没有类似的对应关系，因此通过测量电压来直接获取一次性锂电的剩余电量的方法是不可行的，电压的测量只能知道锂电池是否能可以使用，还可使用的时间则无法评估。
发明内容
为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种检测效果好、测量精确以及便于操作的电池电量测量仪及测量方法。
本发明的技术解决方案是：本发明提供了一种电池电量测量仪，其特殊之处在于：所述电池电量测量仪包括为电池提供可靠接入的电池接口；
用于提供高精度高速的电池带负载后的电压值、采集自电池接入带负载开始到电压稳定这段时间的电压值及温度值的模数转换单元；
基于单片机的控制单元；以及，
可提供电池放电特征系数a、b、c的采集或输入的特征系数输入单元；
所述电池接口通过电压测试单元接入控制单元；所述特征输入单元接入控制单元。
上述电池电量测量仪还包括与控制单元相连的显示单元。
一种电池电量测量仪的电池电量测量方法，其特殊之处在于：所述电池电量测量方法包括以下步骤：
1）根据电量参数与剩余电量的对应关系建立电池剩余电量标准模型，所述电量参数包括温度、电压稳定时间以及电池带有负载时的稳定电压；
2）根据电池剩余电量标准模型得出电量参数的电池放电特征系数；
3）采集待测电池的温度、电压稳定时间以及电池带有负载时的稳定电压数据；
4）根据步骤2）所得到的电池放电特征系数与步骤3）所得到的待测电池的温度、电压稳定时间以及电池带有负载时的稳定电压数据计算待测电池剩余电量。
上述步骤1）的具体实现方式是：
1.1）测量电量参数；所述电量参数包括测量电池的稳定电压y、计算电压稳定时间t以及温度T；
1.2）测量电量参数所对应的电池剩余电量Q；
1.3）根据步骤1.1）以及步骤1.2）的对应关系建立电池剩余电量标准模型。
上述步骤2）的具体实现方式是：
2.1）测量在不同电量参数在标准模型中所对应的剩余电池电量；
2.2）根据公式Q=a×y+b×t+c×T获取电量参数的电池放电特征系数；所述a、b以及c是电量参数的电池放电特征系数。
本发明的优点是：
本发明提供了一种电池电量测量仪及测量方法，其目的在于解决一次性锂电池的剩余电量测量（或已用电量的测量），该测量仪包括电池接口，电压测试单元，控制单元和剩余电量显示单元；电池接口为电池提供可靠的接入；电压测量单元，提供高精度高速的电池带负载后电压，采集自电池接入带负载开始到电压稳定这段时间的电压值及温度值，用于获取稳定电压y和时间常数τ；特征系数输入单元可以提供电池放电特征系数an，bn，cn的采集或输入；显示单元提供系统工作状态提示。本发明具有检测效果好、测量精确以及便于操作等优点。
附图说明
图1是本发明所提供的电池电量测量仪的结构框图；
图2是本发明所提供的电池电量测量方法的流程示意图。
具体实施方式
参见图1，本发明提供了一种电池电量测量仪，该电池电量测量仪包括为电池提供可靠接入的电池接口；
用于提供高精度高速的电池带负载后的电压值、采集自电池接入带负载开始到电压稳定这段时间的电压值及温度值的电压测试单元；
提供系统工作状态提示的显示单元；
控制单元；以及，
可提供电池放电特征系数a、b、c的采集或输入的特征系数输入单元；
电池接口通过电压测试单元接入控制单元；显示单元和特征输入单元分别接入控制单元。
与此同时，本发明还提供了一种电池电量测量方法，该方法包括以下步骤：
1）根据电量参数与剩余电量的对应关系建立电池剩余电量标准模型，所述电量参数包括温度、电压稳定时间以及电池带有负载时的稳定电压：
1.1）测量电量参数；所述电量参数包括测量电池的稳定电压y、计算电压稳定时间t以及温度T；
1.2）测量电量参数所对应的电池剩余电量Q：
2.1）测量在不同电量参数在标准模型中所对应的剩余电池电量；
2.2）根据公式Q=a×y+b×t+c×T获取电量参数的电池放电特征系数；所述a、b以及c是电量参数的电池放电特征系数。
1.3）根据步骤1.1）以及步骤1.2）的对应关系建立电池剩余电量标准模型。
2）根据电池剩余电量标准模型得出电量参数的电池放电特征系数；
3）采集待测电池的温度、电压稳定时间以及电池带有负载时的稳定电压数据；
4）根据步骤2）所得到的电池放电特征系数与步骤3）所得到的待测电池的温度、电压稳定时间以及电池带有负载时的稳定电压数据计算待测电池剩余电量。
参见图2，本发明的为一次性锂电测量步骤如下：
测量某型号电池剩余电量为Q0，Q1，Q2。。。。。。
测量稳定电压y0,y1,y2……
测量计算电压稳定时间常数τ0，τ1，τ2…
温度T0，T1，T2……
由式Qn=anyn+bnτn+cnTn
得到不同温度下不同电量的系数an，bn，cn矩阵并保存在存储器中。
上述测量电池带负载时稳定电压y。
上述测量计算电压稳定时间常数τ。
上述测量新测试时环境温度T。
在得到不同温度下不同电量的系数an，bn，cn后，采用多项式插值法计算电池放电特征系数a、b、c。
由式Q=ay+bτ+cT计算电量。

Claims (5)

1.一种电池电量测量仪，其特征在于：所述电池电量测量仪包括为电池提供可靠接入的电池接口；
用于提供高精度高速的电池带负载后的电压值、采集自电池接入带负载开始到电压稳定这段时间的电压值及温度值的模数转换单元；
基于单片机的控制单元；以及，
可提供电池放电特征系数a、b、c的采集或输入的特征系数输入单元；
所述电池接口通过电压测试单元接入控制单元；所述特征输入单元接入控制单元。
2.根据权利要求1所述的电池电量测量仪，其特征在于：所述电池电量测量仪还包括与控制单元相连的显示单元。
3.一种基于权利要求1或2所述的电池电量测量仪的电池电量测量方法，其特征在于：所述电池电量测量方法包括以下步骤：
1）根据电量参数与剩余电量的对应关系建立电池剩余电量标准模型，所述电量参数包括温度、电压稳定时间以及电池带有负载时的稳定电压；
2）根据电池剩余电量标准模型得出电量参数的电池放电特征系数；
3）采集待测电池的温度、电压稳定时间以及电池带有负载时的稳定电压数据；
4）根据步骤2）所得到的电池放电特征系数与步骤3）所得到的待测电池的温度、电压稳定时间以及电池带有负载时的稳定电压数据计算待测电池剩余电量。
4.根据权利要求3所述的电池电量测量方法，其特征在于：所述步骤1）的具体实现方式是：
1.1）测量电量参数；所述电量参数包括测量电池的稳定电压y、计算电压稳定时间t以及温度T；
1.2）测量电量参数所对应的电池剩余电量Q；
1.3）根据步骤1.1）以及步骤1.2）的对应关系建立电池剩余电量标准模型。
5.根据权利要求4所述的电池电量测量方法，其特征在于：所述步骤2）的具体实现方式是：
2.1）测量在不同电量参数在标准模型中所对应的剩余电池电量；
2.2）根据公式Q=a×y+b×t+c×T获取电量参数的电池放电特征系数；所述a、b以及c是电量参数的电池放电特征系数。
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