CN106226703A - 一种电池剩余容量的指示方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种电池剩余容量的指示方法、装置及系统。该方法包括：获取电池的当前剩余容量；根据当前剩余容量和预设对应关系信息确定待向目标部件输出的输出电压，其中，预设对应关系信息包括预先设置的电池的剩余容量与所述输出电压的对应关系信息；控制电池向目标部件输出所确定的输出电压，以指示目标部件根据所接收到的输出电压和预设对应关系信息确定电池的当前剩余容量，并根据当前剩余容量执行相应的操作。本发明实施例通过采用上述技术方案，使得电池与目标部件之间具有良好的匹配性，目标部件能够根据电池的输出电压获取精确的电池剩余容量，并执行相应的操作，从而提高整车的使用性能和用户的使用体验，延长电池的使用寿命。

Description

一种电池剩余容量的指示方法、装置及系统

技术领域

本发明实施例涉及充电电池技术领域，尤其涉及一种电池剩余容量的指示方法、装置及系统。

背景技术

蓄电池作为“方便电池”一直被人们所广泛使用，蓄电池可为各种系统进行供电，而为了保证系统的正常运行，系统内的许多部件需要根据蓄电池的剩余容量(或电量)执行相应的操作。以常见的电动车为例，电动车的电量显示仪表需要实时显示电池剩余容量以方便用户知晓电池的剩余使用时间，进而合理安排行程及充电计划。

一般的，电池的当前剩余容量与电池的当前电压存在一定关系，电动车控制系统内的部件会根据电池的当前电压来确定相应的电池当前剩余容量。然而在蓄电池使用过程中，由于过充、亏电和过载等因素，容易发生蓄电池老化现象，使得蓄电池的电池容量逐渐下降，甚至无法使用。在蓄电池发生老化时，用户常常需要更换新的蓄电池。以电动车为例，当用户更换的新蓄电池总容量与原蓄电池不同时，用户往往会发现，电动车的电量显示仪并不能准确显示蓄电池的剩余电量。然而，即使更换的新蓄电池总容量与原蓄电池相同，由于不同电池材料差异，结构不同，环境温度影响等因素，不同的蓄电池会表现出不同的电压平台，出现某些蓄电池电量消耗先快后慢，而某些蓄电池电量消耗则先慢后快的情况，即新蓄电池的电压与剩余容量的对应关系与原蓄电池不同，从而导致电动车的电量显示仪表仍不能准确显示蓄电池的剩余电量，使得用户无法根据显示仪表准确判断电池的剩余容量，以至于在用户使用过程中，极易出现蓄电池电压不足，而用户还在不知情的情况下继续使用电动车，最终导致电动车半路没电，并造成蓄电池亏电；或者在蓄电池的电量较多时，显示仪表却显示电量低，导致用户需充电等待，并容易出现电池已充满，而用户在不知情情况下仍继续充电，造成电池过充，严重影响了用户的使用体验，并且亏电和过充都会大大影响蓄电池的使用寿命。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提出了一种电池剩余容量的指示方法、装置及系统，以解决电池与系统内的需要根据电池剩余容量执行不同操作的部件之间的匹配性差的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种电池剩余容量的指示方法，包括：

获取电池的当前剩余容量；

根据所述当前剩余容量和预设对应关系信息确定待向目标部件输出的输出电压，其中，所述预设对应关系信息包括预先设置的电池的剩余容量与向所述目标部件输出的输出电压的对应关系信息；

控制电池向所述目标部件输出所确定的输出电压，以指示所述目标部件根据所接收到的输出电压和所述预设对应关系信息确定电池的当前剩余容量，并根据所确定的当前剩余容量执行相应的操作。

第二方面，本发明实施例提供了一种电池剩余容量的指示装置，包括：

容量获取模块，用于获取电池的当前剩余容量；

电压确定模块，用于根据所述当前剩余容量和预设对应关系信息确定待向目标部件输出的输出电压，其中，所述预设对应关系信息包括预先设置的电池的剩余容量与向所述目标部件输出的输出电压的对应关系信息；

电压输出模块，控制电池向所述目标部件输出所确定的输出电压，以指示所述目标部件根据所接收到的输出电压和所述预设对应关系信息确定电池的当前剩余容量，并根据所确定的当前剩余容量执行相应的操作。

第三方面，本发明实施例提供了一种电池剩余容量的指示系统，该系统集成了本发明实施例中的电池剩余容量的指示装置。

本发明实施例提供的电池剩余容量的指示方案，在获取电池的当前剩余容量后，根据当前剩余容量和预设对应关系信息确定待向目标部件输出的输出电压，其中，预设对应关系信息包括预先设置的电池的剩余容量与向目标部件输出的输出电压的对应关系信息，最后控制电池向目标部件输出所确定的输出电压，以指示目标部件根据所接收到的输出电压和预设对应关系信息确定电池的当前剩余容量，并根据所确定的当前剩余容量执行相应的操作。本发明实施例通过采用上述技术方案，使得电池与系统内的需要根据电池剩余容量执行不同操作的部件之间具有良好的匹配性，系统内的相关部件能够根据电池的输出电压获取精确的电池剩余容量，并执行相应的操作，从而提高整车的使用性能，提高用户的使用体验，并能够延长电池的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的一种电池剩余容量的指示方法流程示意图；

图2为本发明实施例二提供的一种电池剩余容量的指示方法流程示意图；

图3为本发明实施例三提供的一种电池剩余容量的指示装置结构示意图；

图4为本发明实施例四提供的一种电池剩余容量的指示系统结构示意图。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种电池剩余容量的指示方法流程示意图，该方法可以由电池剩余容量的指示装置执行，其中该装置可由软件和/或硬件实现，一般可集成在电池内或者与电池存在连接关系的其他部件中。如图1所示，该方法包括：

步骤101、获取电池的当前剩余容量。

电池容量是指电池所存储电量的大小，电池容量的单位一般用安时(Ah)来表示，若电池的额定容量是1300Ah，以130A的电流给电池放电，则该电池可以持续工作10小时。

示例性的，本发明实施例所述电池的剩余容量具体可以为电池剩余的容量占电池总容量的百分比。

本实施例中对电池的当前剩余容量的获取方式不作具体限定，例如，可采用电压检测与算法相结合的方式确定电池的当前剩余容量，其中，该算法可通过试验或仿真等方式来确定。

步骤102、根据所述当前剩余容量和预设对应关系信息确定待向目标部件输出的输出电压。

其中，所述预设对应关系信息包括预先设置的电池的剩余容量与向所述目标部件输出的输出电压的对应关系信息。具体的，对应关系信息可指包含对应关系的信息，该信息可以文本、代码或者列表等形式存在。

示例性的，本实施例中的目标部件具体可为需要根据电池剩余容量执行不同操作的部件，如电量显示仪表。

示例性的，预设对应关系信息可包括：电池剩余容量分别为20％、40％、60％、80％和100％时，对应的电池向所述目标部件输出的输出电压分别为1V、2V、3V、4V和5V。获取当前剩余容量后，则可根据预设对应关系信息确定待向目标部件的输出电压。

示例性的，获取电池当前的剩余容量为20％，根据上述预设对应关系信息，则可以确定待向目标部件输出的电压的当前值应为1V。

步骤103、控制电池向所述目标部件输出所确定的输出电压，以指示所述目标部件根据所接收到的输出电压和所述预设对应关系信息确定电池的当前剩余容量，并根据所确定的当前剩余容量执行相应的操作。

示例性的，获取电池的当前剩余容量为20％，根据步骤102中所设置的预设对应关系信息，确定电池的当前输出电压应为1V，控制电池输出1V电压值至目标部件，目标部件可以通过预设对应关系信息来确定当前电池的剩余容量为20％，并根据所确定的当前剩余容量执行相应的操作。

本发明实施例提供的电池剩余容量的指示方法，通过获取电池的当前剩余容量；根据所述当前剩余容量和预设对应关系信息确定待向目标部件输出的输出电压，其中，所述预设对应关系信息包括预先设置的电池的剩余容量与向所述目标部件输出的输出电压的对应关系信息；控制电池向所述目标部件输出所确定的输出电压，以指示所述目标部件根据所接收到的输出电压和所述预设对应关系信息确定电池的当前剩余容量，并根据所确定的当前剩余容量执行相应的操作。当为电动车更换蓄电池时，可能存在更换后的蓄电池与原电池系统内需要根据电池剩余容量执行不同操作的部件之间的匹配性差的问题，本发明实施例通过采用上述技术方案，采用了使电池按照预先设置的电池的剩余容量与向所述目标部件输出的输出电压的对应关系来输出电压，使得电池与系统内相关部件之间具有良好的匹配性，系统内的相关部件能够根据电池的输出电压获取精确的电池剩余容量，并执行相应的操作，从而提高整车的使用性能，提高用户的使用体验，并能够延长电池的使用寿命。

在上述实施例的基础上，所述电池和所述目标部件位于电动车内，所述目标部件可以包括电量显示仪表和/或控制器。

电量显示仪表用于显示电池的剩余容量，电动车控制器是用来控制电动车电机的启动、运行、进退、速度、停止以及电动车的其它电子器件的核心控制器件，相当于电动车的大脑，是电动车上重要的部件。

示例性的，获取电池的当前剩余容量为20％，根据步骤102中所设置的预设对应关系信息，确定电池的当前输出电压应为1V，控制电池输出1V电压至电量显示仪表，电量显示仪表可以通过预设对应关系信息来确定当前电池的剩余容量，并根据所确定的当前剩余容量执行相应的操作。例如，电量显示仪表可以驱动指示电池剩余容量的指针或者指示灯来指示电池剩余的容量，从而使电量显示仪表能够准确显示电池的剩余容量，用户能够根据电量显示仪获取准确的电池剩余容量信息，进而合理安排行程及充电计划，提高用户的使用体验。需要说明的是，所述电量显示仪表可以为指针式、指示灯式或液晶显示屏式等，本发明实施例不作具体限定。

示例性的，当电池的当前剩余容量较少时，根据预设对应关系信息，确定电池的当前输出电压并输出至控制器，控制器能够获取准确的电池剩余容量信息，并控制电池输出较小的电流，以防止由于电池输出较大电流，使得电池电压迅速下降至欠压状态，同时控制器还可以控制相关部件对用户进行提示，如指示灯，语音，蜂鸣器报警等等，提示用户及时充电；当电池处于欠压状态时，控制器能够控制电池不再向相关部件供电，从而保护相关部件和电池，延长电池的使用寿命。需要说明的是，欠压是指电池放电最后阶段，电源电压已经接近“放电终止电压”的情况。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的一种电池剩余容量的指示方法流程示意图，本实施例在上述实施例的基础上，将步骤“获取电池的当前剩余容量”优化为：获取电池的当前电压，根据电池的当前电压确定电池的当前剩余容量。如图2所示，该方法包括：

步骤201、获取电池的当前电压，根据所述电池的当前电压确定电池的当前剩余容量。

典型的，对蓄电池进行剩余电量监测的方法一般有两种，一种是基于电压的电量监测，电池的电压和电池剩余电量之间存在的一定的对应关系，当电池剩余电量变化时，电池的电压也会改变；另一种是基于库仑计法的电量监测，通过对流入和流出电池的总电流进行积分，得到的净电荷数即为剩余容量。通过上述两种电量监测方法，能够得到电池电压与电池剩余容量的对应关系，所以，获取电池的当前电压，根据电池电压与电池剩余容量的对应关系，即可确定电池的当前剩余容量。

需要说明的是，电池电压与电池剩余容量的对应关系并不是线性的，该对应关系与电池的放电平台有关。电池的放电平台，是指电池在放电时，电池的电压变化状态。电池的材料不同，物理结构不同，环境温度的影响不同，电池的放电电流不同和电池使用的循环次数不同等因素，都会影响电池的放电平台，使得不同的电池具有不同的电压与电池剩余容量的对应关系。因此，在为电动车更换蓄电池时，可能存在由于更换后的蓄电池的电压与电池剩余容量之间的对应关系与原蓄电池不同，导致目标部件获取更换后的蓄电池的当前电压值后，并不能根据更换后的蓄电池的当前电压值获取准确的电池剩余容量信息。例如，原蓄电池(A型号电池)在电压为48V时，实际对应的容量为50％，目标部件在获取电池当前电压为48V时会认为电池当前剩余容量为50％，而在更换新电池(B电池)后，B电池在电池电压48V时，实际对应的容量仅为30％，若目标部件获取电池当前电压为48V时仍然认为电池当前剩余容量为50％，则会出现错误。所以，现有方案中的目标部件直接根据电池当前电压值来确定电池的剩余容量的方式是存在问题的，电池与目标部件的匹配性较差。

本实施例中，根据电池的当前电压确定电池的当前剩余容量的相关步骤由电池一侧来执行，目标部件不再需要根据电池电压来确定对应的剩余容量，避免了因更换电池所带来的匹配性差的问题。并且，电池一侧更加清楚自身的材料及物理结构等属性以及工作情况，能够更加准确的确定出自己的当前剩余容量。

步骤202、根据所述当前剩余容量和预设对应关系信息确定待向目标部件输出的输出电压。

其中，所述预设对应关系信息包括预先设置的电池的剩余容量与向所述目标部件输出的输出电压的对应关系信息。

进一步的，所述电池的剩余容量与向所述目标部件输出的输出电压的对应关系为线性对应关系。

示例性的，预先设定的电池的剩余容量与向所述目标部件输出的输出电压的对应关系信息如表1所示。其中，输出电压是指向目标部件输出的输出电压，剩余容量是指电池的剩余容量占电池总容量的百分比，Umin为向目标部件输出的输出电压的最小值，Umax为向目标部件输出的输出电压的最大值。依据电池剩余容量指示精度，对Umin～Umax范围内的电压值进行划分。可以理解的是，电池剩余容量指示精度是指所指示的电池剩余容量的精度，例如，要求剩余容量指示精度为1％，则电池剩余容量在0％～100％范围内分作101份，分别为0％、1％、2％、……、100％，因此，将Umin～Umax范围内的电压平均分作101份，则得到剩余容量指示精度为1％时的输出电压与剩余容量的预设对应关系信息如表1所示。需要说明的是，本发明实施例对剩余容量的指示精度不作具体限定，可以根据不同的剩余容量指示精度需求，来设置相应的电池的剩余容量与向所述目标部件输出的输出电压的对应关系，从而进一步保证目标部件能够获取精准的电池剩余容量信息。

表1预设对应关系表

输出电压值	剩余容量
		Umin	0.0％
U1	1.0％
		U2	2.0％
U3	3.0％
		U4	4.0％
U5	5.0％
Umax	100.0％

步骤203、控制电池向所述目标部件输出所确定的输出电压，以指示所述目标部件根据所接收到的输出电压和所述预设对应关系信息确定电池的当前剩余容量，并根据所确定的当前剩余容量执行相应的操作。

示例性的，现有的电动自行车电池的电压范围分别包括：21V～27V，31V～41V，41V～54V，51V～68V，54V～72V和61V～81V等。以电池电压为21V～27V为例，若获取电池的当前电压为21.8V，假设根据该电池当前电压与该电池当前剩余容量的对应关系确定出的该电池的当前剩余容量为5％，根据表1，剩余容量为5％时，对应的电池向所述目标部件输出的输出电压应为U5，则控制电池将当前电压21.8V转换为U5，将U5作为输出电压输出给电量显示仪表，则电量显示仪表指示电池的剩余容量为5％，以供用户参考。

本实施例提供的电池剩余容量的指示方法，根据电池的当前电压值确定电池的当前剩余容量，根据确定的当前剩余容量和预先设置的电池的剩余容量与向所述目标部件输出的输出电压的线性对应关系，确定待向目标部件输出的输出电压，并控制电池将当前电压转换为所确定的输出电压，并输出至所述目标部件。本发明实施例通过采用上述技术方案，能够实现不同电池容量或具有不同放电平台的电池与相同的目标部件间的匹配，即多种电池能够与相同的目标部件匹配，提高了整车的使用性能，并且能够根据不同的剩余容量指示精度需求，来设置电池的剩余容量与向所述目标部件输出的输出电压的线性对应关系，使得目标部件能够获取高精度的电池剩余容量信息，通过相关目标部件进行精准显示，以供用户参考，从而大大提高用户的使用体验，并能有效避免由于剩余电池容量指示不准而造成的过充或亏电等问题，延长电池的使用寿命。

在上述实施例的基础上，向所述目标部件输出的输出电压的最大值低于所述电池的最低工作电压。

示例性的，若电池的工作电压范围为21V～26V，则向所述目标部件输出的输出电压范围的最大值应小于21V，例如该最大值可以为5V。采用本发明实施例提供的技术方案，将电池的工作电压转换为较低的电压输出，通过降压转换电路即可实现，电路设计简单，且成本较低。

进一步的，可以将电池的工作电压转换为0～5V的输出电压，现有技术中，将电池的当前电压输出至显示仪表后，需对电压经过处理，才能够为显示仪表中的单片机供电，采用本发明实施例提供的技术方案，得到的转换后的电池的输出电压能够直接用于为显示仪表中的单片机供电，使得显示仪表中的电路控制过程更加简单。

实施例三

图3为本发明实施例三提供的一种电池剩余容量的指示装置结构示意图，该装置可由软件和/或硬件实现，可通过执行电池剩余容量的指示方法来指示电池的剩余容量。参见图3，本发明实施例三提供的电池剩余容量的指示装置可以包括：容量获取模块301、电压确定模块302和电压输出模块303。

其中，容量获取模块301，用于获取电池的当前剩余容量；电压确定模块302，用于根据所述当前剩余容量和预设对应关系信息确定待向目标部件输出的输出电压，其中，所述预设对应关系信息包括预先设置的电池的剩余容量与向所述目标部件输出的输出电压的对应关系信息；电压输出模块303，用于控制电池向所述目标部件输出所确定的输出电压，以指示所述目标部件根据所接收到的输出电压和所述预设对应关系信息确定电池的当前剩余容量，并根据所确定的当前剩余容量执行相应的操作。

本发明实施例提供的电池剩余容量的指示装置，使得电池与需要根据电池剩余容量执行不同操作的相关部件之间具有良好的匹配性，系统内的相关部件能够根据电池的输出电压获取精确的电池剩余容量，并执行相应的操作，从而提高整车的使用性能，提高用户的使用体验，并延长电池的使用寿命。

在上述实施例的基础上，所述容量获取模块具体用于：获取电池的当前电压；根据所述电池的当前电压确定电池的当前剩余容量。

在上述实施例的基础上，电池的剩余容量与向所述目标部件输出的输出电压的对应关系为线性对应关系。

在上述实施例的基础上，所述电池和所述目标部件位于电动车内，所述目标部件包括电量显示仪表和/或控制器。

在上述实施例的基础上，向所述目标部件输出的输出电压的最大值低于所述电池的最低工作电压。

实施例四

图4为本发明实施例四提供的一种电池剩余容量的指示系统结构示意图，如图4所示，所述系统包括电池401和目标部件402，所述电池401包括本发明任意实施例所述的电池剩余容量的指示装置，所述目标部件402用于根据所接收到的输出电压和所述预设对应关系信息确定电池的当前剩余容量，并根据所确定的当前剩余容量执行相应的操作。

本发明实施例提供的电池剩余容量的指示系统，使得电池与需要根据电池剩余容量执行不同操作的相关部件之间具有良好的匹配性，系统内的相关部件能够根据电池的输出电压获取精确的电池剩余容量信息，并执行相应的操作，从而提高整车的使用性能，提高用户的使用体验，并能够延长电池的使用寿命。

在上述实施例的基础上，电池剩余容量的指示系统可内置于电动车中，所述目标部件可以包括电量显示仪表和/或控制器。

本发明实施例提供的电池剩余容量的指示装置及系统，与本发明任意实施例所提供的电池剩余容量的指示方法属于同一发明构思，可执行本发明任意实施例所提供的电池剩余容量的指示方法，具备执行电池剩余容量的指示方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例提供的电池剩余容量的指示方法。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种电池剩余容量的指示方法，其特征在于，包括：

获取电池的当前剩余容量；

根据所述当前剩余容量和预设对应关系信息确定待向目标部件输出的输出电压，其中，所述预设对应关系信息包括预先设置的电池的剩余容量与向所述目标部件输出的输出电压的对应关系信息；

控制电池向所述目标部件输出所确定的输出电压，以指示所述目标部件根据所接收到的输出电压和所述预设对应关系信息确定电池的当前剩余容量，并根据所确定的当前剩余容量执行相应的操作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取电池的当前剩余容量，包括：

获取电池的当前电压；

根据所述电池的当前电压确定电池的当前剩余容量。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，电池的剩余容量与向所述目标部件输出的输出电压的对应关系为线性对应关系。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电池和所述目标部件位于电动车内，所述目标部件包括电量显示仪表和/或控制器。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，向所述目标部件输出的输出电压的最大值低于所述电池的最低工作电压。

6.一种电池剩余容量的指示装置，其特征在于，包括：

容量获取模块，用于获取电池的当前剩余容量；

电压确定模块，用于根据所述当前剩余容量和预设对应关系信息确定待向目标部件输出的输出电压，其中，所述预设对应关系信息包括预先设置的电池的剩余容量与向所述目标部件输出的输出电压的对应关系信息；

电压输出模块，用于控制电池向所述目标部件输出所确定的输出电压，以指示所述目标部件根据所接收到的输出电压和所述预设对应关系信息确定电池的当前剩余容量，并根据所确定的当前剩余容量执行相应的操作。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述容量获取模块具体用于：

获取电池的当前电压；

根据所述电池的当前电压确定电池的当前剩余容量。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，向所述目标部件输出的输出电压的最大值低于所述电池的最低工作电压。

9.一种电池剩余容量的指示系统，其特征在于，包括电池和目标部件；

所述电池内集成有如权利要求6-8任一所述的电池剩余容量的指示装置；

所述目标部件用于根据所接收到的输出电压和所述预设对应关系信息确定电池的当前剩余容量，并根据所确定的当前剩余容量执行相应的操作。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统内置于电动车中，所述目标部件包括电量显示仪表和/或控制器。