CN103176129A - 电动交通工具的电池残余电量估测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是关于一种电动交通工具的电池残余电量估测方法，其是利用库伦检测法取得电池残余电量，并于满足修正条件下使用开路电压法辅助修正库伦检测法，并依据电池特性与不同使用情况以开路电压法修正库伦检测法；且该交通工具的电池残余电量估测可进行电池芯于每阶段的离散程度检测，当检测值超过设定启动自我调整机制对电池修正电量进行修正；而当电池进行较长时间充电时，将原有电池特性以曲线回归法方式建立修正方程式，用以提高电池残余电量估测准确度。

Description

电动交通工具的电池残余电量估测方法
技术领域
本发明是有关于一种电池电量估测方法，尤指一种利用开路电压法修正库伦检测法的电动交通工具的电池残余电量估测。
背景技术
现有的电动交通工具于动态下多是利用库伦检测法进行残电量的估测，该库伦检测法又称为安培小时法或积分法，是较为普遍的电容量检测法，并且较能在交通工具于动态下进行估测，请配合图5所示，当电池在进行充电动作时，由初始的电池电量进行安培小时法的累加，获得任何充电时刻电池的电量，又当电池放电时，另由电池的初始电量进行安培小时法递减，电池电量以
Figure BDA0000122440920000011
表示，基于能量守衡的概念下，因库伦检测法具有一定的准确度，故充电时的安培小时法累加值应等于放电时的安培小时法递减值，但因检测电路元件制程产生的误差值、量测分辨率、量测取样率等问题，使得交通工具于每一次的充放电过程中，该库伦检测法皆会产生有累积误差，随着使用时间的增长，该累积误差将会愈大，使交通工具所显示的电池残余电量显示值非电池真正剩余电量，而令使用者无法正确的得知交通工具所存的残电量，进而造成使用上的不便；综上所述皆为本发明所欲解决的技术问题点。
有鉴于此，本发明人于多年从事相关产品的制造开发与设计经验，针对上述的目标，详加设计与审慎评估后，终得一确具实用性的本发明。
发明内容
本发明所欲解决的技术问题在于针对现有技术存在的上述缺失，提供一种电动交通工具的电池残余电量估测方法。
该电动交通工具的电池残余电量估测方法是利用库伦检测法取得电池残余电量，当该电池静置一适当时间，且电池残余电量与电池修正电量产生差值时，使用电池修正电量修正电池残余电量，透过开路电压估测法修正产生累积误差的库伦检测法，以提高库伦检测法于动态量测的准确度；且电池残余电量估测可进行电池芯于每阶段的离散程度检测，当检测值超过设定值时启动自我调整机制对电池修正电量进行修正；而当电池进行较长时间充电时进行修正，将原有电池特性以曲线回归法方式建立修正方程式；以上述方法透过开路电压估测法修正产生累积误差的库伦检测法，以提高电池残余电量估测准确度。
本发明的主要目的在于，该开路电压估测法为一种修正型开路电压法，又该修正型开路电压法先估测电池内多个电池芯的电压值，挑选电池芯中特性相对稳定的取样范围，将取样范围加总平均再乘于总电池芯数，通过修正型开路电压法能挑选实际具代表电量的电池芯，以透过开路电压估测法修正产生累积误差的库伦检测法，进而实际反映出电压值。
本发明的次要目的在于，该交通工具主要利用库伦检测法取得电池残余电量，并于满足修正条件下使用电池修正电量修正电池残余电量，以提高库伦检测法于动态量测的准确度。
本发明的另一目的在于，该开路电压法在电池完全充放电时，可进行电池芯于每阶段的离散程度检测，当检测值超过设定值时启动自我调整机制对电池修正电量进行修正，以提高开路电压法的估测准确度。
其它目的、优点和本发明的新颖特性将从以下详细的描述与相盼的附图更加显明。
附图说明
图1：是本发明的电量估测程序流程图(一)。
图2：是本发明的修正型开路电量法的步骤流程图。
图3：是本发明的电量估测程序流程图(二)。
图4：是本发明的电池修正电量曲线的修正示意图。
图5：是现有的库伦检测法的累积误差的示意图。
主要元件符号说明
本发明部份：
10 估测多个电池芯电压
11 挑选相对理想的取样范围
12 加总平均再乘于总电池芯数
13 比对电池特性曲线
具体实施方式
为使贵审查委员对本发明的目的、特征及功效能够有更进一步的了解与认识，以下兹请配合【附图说明】详述如后：
先请由图1所示观之，一种电动交通工具的电池残余电量估测，该交通工具主要利用库伦检测法取得电池残余电量，库伦检测法的量测单位为安培小时(AH)，并对照电池总电量以百分比计算；且利用开路电压估测法取得电池修正电量，而当交通工具静止时，并于满足修正条件下使用电池修正电量修正电池残余电量，当该电池静置一适当时间，以使其呈稳定状态，且电池残余电量与电池修正电量产生差值时，即符合其满足修正条件；其中，该电池呈稳定状态会受到环境温度、电量、电位差及电压等因素所影响，于满足修正条件下，即可通过开路电压估测法修正产生累积误差的库伦检测法，以提高库伦检测法于动态量测的准确度。
请参阅图2所示观之，该开路电压估测法是为一种修正型开路电压法，该量测单位为电压(V)，并对照电池总电量以百分比计算，又该修正型开路电压法估测步骤如下：
步骤10：先估测电池内多个电池芯的电压值。
步骤11：于电池芯中挑选特性相对稳定的取样范围，其中，该电池芯可等效置换为电池组；该电池芯的取样范围是可依照电池芯整体电量分布及离散程度而定，例如可由常态分布进行取样。
步骤12：将取样范围加总平均再乘于总电池芯数，通过修正型开路电压法能挑选实际具代表电量的电池芯，进而实际反映出电压值，又该取样范围能通过电池芯的离散程度进行调整。
步骤13：比对电池特性曲线取得电池修正电量，其中，该电池特性曲线为电池全新状态下所测量取得的充放电特性。
再进一步说明，再请由图3所示观之，随着电池芯数量多且经过多次充放电后，电池特性已与原来的特性不同，且该电池的总电容量将会减少，导致电池电压离散情况明显，此时即可进行自我调整机制修改电池修正电量，以依据电池特性与不同使用情况，如充放电次数进行修正。如图4所示观之，该图中纵向轴Vtotal表示为电池总电量，而该横向轴SOC表示为电池残余电量，该配合电池特性曲线所得电池修正电量曲线为V1，将实际电池总电量(Vtotal)由330V至290V的区间视为100％，当电池使用为完全充电时，该电池修正电量曲线修正至V2曲线处，由此将原有电池特性以曲线回归法方式建立修正方程式，其中，该修正型开路电压法在电池充放电时，可进行电池芯于每阶段的离散程度检测，并启动自我调整机制对电池修正电量进行修正，该自我调整机制是调整电池芯中特性相对稳定的取样范围，使检测值等于设定值，而达到控制离散程度的效果，其中，离散程度检测是可以计算总电池芯平均值，且与个别电池芯相减，并将个别电压差值加总，以设为检测值，当该检测值大于设定值时，进行修正型开路电压曲线调整；此外，亦可利用设定一电压范围，将不在电压范围内的电池芯进行数量统计，以设为检测值，当该检测值大于设定值时，进行修正型开路电压曲线调整。
由上述具体实施例的结构，可得到下述的效益：(一)该交通工具主要利用库伦检测法取得电池残余电量，且利用开路电压估测法取得电池修正电量，并于满足修正条件下使用电池修正电量修正电池残余电量，即透过开路电压估测法修正产生累积误差的库伦检测法，以提高库伦检测法于动态量测的准确度；(二)该开路电压估测法为一种修正型开路电压法，该修正型开路电压法先估测电池内多个电池芯的电压值，挑选电池芯中特性相对稳定的取样范围进行加总平均再乘于总电池芯数，通过修正型开路电压法能挑选实际具代表电量的电池芯，进而实际反映出电压值；(三)该开路电压法在电池完全充放电时，进行电池芯于每阶段的离散程度检测，当检测值超过设定值时启动自我调整机制对电池修正电量进行修正，以提高开路电压法的估测准确度。
综上所述，本发明确实已达突破性的结构设计，而具有改良的发明内容，同时又能够达到产业上的利用性与进步性，且本发明未见于任何刊物，亦具新颖性，当符合专利法相关法条的规定，依法提出发明专利申请。
以上所述，仅为本发明的一较佳实施例而已，当不能以的限定本发明实施的范围；即大凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (9)

1.一种电动交通工具的电池残余电量估测方法，其方法为：
该交通工具利用库伦检测法取得电池残余电量，并利用开路电压估测法取得电池修正电量，当该电池静置一适当时间，且电池残余电量与电池修正电量产生差值时，使用电池修正电量修正电池残余电量，透过开路电压估测法修正产生累积误差的库伦检测法，以提高库伦检测法于动态量测的准确度。
2.根据权利要求1所述的电动交通工具的电池残余电量估测方法，其特征在于，该开路电压估测法为一种修正型开路电压法，又该修正型开路电压法先估测电池内多个电池芯的电压值，挑选电池芯中特性相对稳定的取样范围，将取样范围加总平均再乘于总电池芯数，比对电池特性曲线取得电池修正电量。
3.根据权利要求1或2所述的电动交通工具的电池残余电量估测方法，其特征在于，该电池静置适当时间为使电池静置至呈稳定状态，该电池呈稳定状态会受到环境温度、电量、电位差及电压的因素所影响。
4.根据权利要求2所述的电动交通工具的电池残余电量估测方法，其特征在于，该电池芯能等效置换为电池组。
5.根据权利要求2所述的电动交通工具的电池残余电量估测方法，其特征在于，该电池芯中特性相对稳定的取样范围能依照电池芯整体电量分布及离散程度而定。
6.根据权利要求2所述的电动交通工具的电池残余电量估测方法，其特征在于，该修正型开路电压法在电池进行较长时间充电时，进行电池芯于每阶段的离散程度检测，当检测值超过设定值时，启动自我调整机制对电池修正电量进行修正。
7.根据权利要求6所述的电动交通工具的电池残余电量估测方法，其特征在于，该离散程度检测是计算总电池芯平均值，且与个别电池芯相减，并将个别电压差值加总，以设为检测值，该检测值大于设定值时，进行修正型开路电压曲线调整。
8.根据权利要求7所述的电动交通工具的电池残余电量估测方法，其特征在于，该离散程度检测是设定一电压范围，将不在电压范围内的电池芯进行数量统计，以设为检测值，该检测值大于设定值时，进行修正型开路电压曲线调整。
9.根据权利要求6所述的电动交通工具的电池残余电量估测方法，其特征在于，该自我调整机制是调整电池芯中特性相对稳定的取样范围，使检测值等于设定值，而达到控制离散程度的效果。
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