CN107037367A - 电池使用电量的测量方法及测量系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电池使用电量的测量方法及测量系统，其中的测量方法包括：步骤S1：实时获取电池在当前时刻的瞬时负载电压与瞬时负载电流；步骤S2：将瞬时电压乘以瞬时电流乘以预设时间间隔获得电池在当前时间间隔内的使用电量；步骤S3：对每段预设时间间隔内的使用电量求和获得电池在预设时间段内的使用电量；其中，预设时间段由每段预设时间间隔构成，使用电量为充电量或耗电量；步骤S4：对预设时间段内的使用电量加盖时间戳，并对加盖时间戳后的使用电量进行存储。利用本发明提供的电池使用电量的测量方法及测量系统能够提高电池使用电量的测量精度。

Description

电池使用电量的测量方法及测量系统

技术领域

本发明涉及电量测量技术领域，更为具体地，涉及一种电池使用电量的测量方法及测量系统。

背景技术

传统的电量测定技术主要以测量电压和库仑计算算法为基础，在测定性能上有明显的局限性。首先，由于成本低且设计简单，以电压为基础的方案被广泛地用于手持设备中，但是，随着时间的推移，它会受到电池阻抗变化的影响，动态负载条件和温度变化可能致使测定的误差很高。其次，库仑计算方案采取一种替代的方法，通过连续地对库仑进行积分以计算所消耗的电荷及电荷的状态。由于预先掌握满电量的情况，从而可以获得剩余电量，这种方法的一个缺点是难以精确地模拟自放电，由于没有周期性的满循环校准，测定误差会随着时间的推移而增加。此外，这两种测量方法都没有解决电池阻抗变化的问题。不仅如此，由于常用设备基于常温使用，设计者出于成本的考虑可能只设计了常温下的电量计算而未增加其他温度下的状况考虑。电池因其化学特性，在不同温度下，聚合物离子活性有很大的不同。一般说来，在特定范围内，温度越高，活性越高，可放出的电量也就越多，反之越少。这就是为什么冬天和夏天某些电池电量测量会有很大差异的主要原因。

最重要的是，目前这两种测量方法都是通过间接测量电池充/放电电流或者电压来推算电池与外界的交换电功率，测量精度低，稳定性差，仅能用作粗略估计电池的充/放电量，其测量结果无法用于商业结算。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种电池使用电量的测量方法及测量系统，以解决上述现有的电池电量测量方法测试精度不够精确的问题。

本发明提供的电池使用电量的测量方法，包括：

步骤S1：实时获取电池在当前时刻的瞬时负载电压与瞬时负载电流；

步骤S2：将瞬时电压乘以瞬时电流乘以预设时间间隔获得电池在当前时间间隔内的使用电量；

步骤S3：对每段预设时间间隔内的使用电量求和获得电池在预设时间段内的使用电量；其中，预设时间段由每段预设时间间隔构成，使用电量为充电量或耗电量；

步骤S4：对预设时间段内的使用电量加盖时间戳，并对加盖时间戳后的使用电量进行存储。

本发明提供的电池使用电量的测量系统，与电池芯进行封装，具体包括：电流获取模块、电压获取模块、电量获取模块、时间模块和存储模块；其中，

电流获取模块设置在电池芯的输出线路上，用于实时获取电池在当前时刻的瞬时负载电流；

电压获取模块连接在电池芯的正极与负极之间，用于实时获取电池在当前时刻的瞬时负载电压；

电量获取模块分别与电流获取模块、电压获取模块连接，用于将瞬时电压乘以瞬时电流乘以预设时间间隔获得电池在当前时间间隔内的使用电量，并对每段预设时间间隔内的使用电量求和获得电池在预设时间段内的使用电量；其中，预设时间段由每段预设时间间隔构成，使用电量为充电量或耗电量；

时间模块与电流获取模块连接，用于为电池使用电量的测量系统提供时间基准，并对预设时间段内的使用电量加盖时间戳；

存储模块与电流获取模块连接，用于对加盖时间戳后的使用电量进行存储。

与现有技术相比，本发明提供的电池使用电量的测量方法及测量系统，通过测量电池真实的瞬时负载电压与瞬时负载电流，相乘后再乘以预设时间间隔获得电池在预设时间间隔内的使用电量，与电池的温度无关，也与电池阻抗无关，从而提高电池使用电量的测量精度。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明实施例的电池使用电量的测量系统的逻辑结构示意图；

图2为根据本发明实施例的电池使用电量的测量方法的流程示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

本发明提供一种电池使用电量的测量系统，该测量系统与电池芯封装在一起，不能拆卸，电池芯等同于电池。该测量系统通过两种方式进行激活，第一种是在封装好的电池通电后，直接激活该测量系统，第二种是在外部设备第一次读取测量系统的使用电量时，向该测量系统发送激活命令，由封装在电池包内部的系统程序自动激活该测量系统，在该测量系统被激活后，对电池的使用电量进行测量，并且无法再关闭，直到电池报废后回收拆解。

图1示出了根据本发明实施例的电池使用电量的测量系统的逻辑结构。

如图1所示，本发明提供的电池使用电量的测量系统与电池芯200封装共同封装在电池包300内，电池包相当于电池芯200与电池使用电量的测量系统的外壳，对外只露出电池的输出端400，电池的输出端包括电池芯200的正极和负极。

本发明提供的电池使用电量的测量系统包括：电流获取模块110、电压获取模块120、电量获取模块130、时间模块140和存储模块150，电流获取模块110、电压获取模块120、时间模块140和存储模块150分别与电量获取模块130连接，电流获取模块110设置在电池芯200的输出线路上，而电压获取模块120设置在电池芯200的正极与负极之间，即电压获取模块120的一端与电池芯200的正极连接，另一端与电池芯200的负极连接。

电流获取模块110用于实时获取电池在当前时刻的瞬时负载电流，电流获取模块110为市面上的电流检测芯片。

电压获取模块120用于实时获取电池在当前时刻的瞬时负载电压，电压获取模块120为市面上的电压检测芯片。

电量获取模块130用于将电流获取模块110获取的瞬时电压乘以电压获取模块120获取的瞬时电流乘以预设时间间隔获得电池在当前时间间隔内的使用电量，并对每段预设时间间隔内的使用电量求和获得电池在预设时间段内的使用电量；其中，预设时间段由每段预设时间间隔构成，使用电量为充电量或耗电量。

例如：当前时间为09点21分20秒，预设时间段为10秒钟，预设时间间隔为1秒，则将09点21分20秒时刻获取的瞬时电压乘以瞬时电流乘以预设时间间隔1秒获得电池在09点21分20秒-09点21分21秒这段时间间隔内的使用电量，以此类推，直到算出09点21分29秒-09点21分30秒这段时间间隔内的使用电量，将09点21分20秒-09点21分30秒内所有获得的使用电量求和，就可获得电池在09点21分20秒-09点21分30秒内的使用电量，即电池在预设时间段10秒内的使用电量。

时间模块140用于为电池使用电量的测量系统提供时间基准，并对预设时间段内的使用电量加盖时间戳。

上述的预设时间间隔和预设时间段均由时间模块140设定。

时间模块140可以对预设时间段内所有使用电量的总和加盖时间戳，也可以对预设时间段内每个预设时间间隔的使用电量加盖时间戳。

存储模块150用于对加盖时间戳后的使用电量进行存储。

预设时间段内所有使用电量的总和与预设时间段内每个预设时间间隔的使用电量在加盖时间戳后均存储在存储模块150内，等待外部设备读取。

由于存储模块150的内存有限，在预设时间间隔设定为较短时间的情况下，会占用存储模块150很大的内容，可能会导致后续的数据无法被存储，因此，在发明的一个优选实施方式中，可以根据外部设备的删除命令或电池使用电量的测量系统内部设定的触发条件，通过使用电量加盖的时间戳选择性地删除存储模块150内存储的使用电量。

本发明提供的电池使用电量的测量系统不断重复地获取每个预设时间段内的使用电量，并对每个预设时间段内的使用电量加盖时间戳后存储到存储模块150中，直到电池报废为止。

在发明的一个优选实施方式中，电池使用电量的测量系统还包括ID存储模块160和数据交互模块170；其中，

ID存储模块160与电量获取模块130连接，用于存储电池的身份ID，在外部设备读取电池的使用电量之前，先读取该电池的身份ID，以确定电池的身份信息。

数据交互模块170与存储模块150连接，用于与外部设备进行通信，以将存储模块150存储的使用电量传输至外部设备，以及接收外部设备的命令。

数据交互模块170与外部设备的通信方式包括两种，分别为接触方式和非接触方式，接触方式为接插件方式，而非接触方式为射频方式。具体地，当数据交互模块170与外部设备的通信方式为接触方式时，外部设备可以是手持式或固定式读卡设备；当数据交互模块170与外部设备的通信方式为非接触方式时，外部设备可以是手持式或固定式射频设备。

与上述系统相对应，本发明还提供一种电池使用电量的测量方法。

图2示出了根据本发明实施例的电池使用电量的测量方法的流程。

如图2所示，本发明提供的电池使用电量的测量方法，包括如下步骤：

步骤S1：通过电流获取模块实时获取电池在当前时刻的瞬时负载电流，以及，通过电压获取模块实时获取电池在当前时刻的瞬时负载电压。

电流获取模块获取瞬时负载电流的工作与电压获取模块获取瞬时负载电压的工作同时进行。

步骤S2：通过电量获取模块将瞬时电压乘以瞬时电流乘以预设时间间隔获得电池在当前时间间隔内的使用电量。

步骤S3：对每段预设时间间隔内的使用电量求和获得电池在预设时间段内的使用电量；其中，预设时间段由每段预设时间间隔构成，使用电量为充电量或耗电量。

判断电池在预设时间段内为充电量或耗电量可以通过检测电流方向或检测电压方向进行判断，检测电流方向或检测电压方向均为现有方法，故在此不再赘述。

步骤S4：通过时间模块对预设时间段内的使用电量加盖时间戳，并通过存储模块对加盖时间戳后的使用电量进行存储。

时间模块可以不仅对预设时间段内所有使用电量的总和加盖时间戳，还对预设时间段内每个预设时间间隔的使用电量加盖时间戳。

存储模块分别对加盖时间戳的预设时间段内所有使用电量的总和与加盖时间戳的预设时间段内每个预设时间间隔的使用电量进行存储。

存储模块存储的使用电量通过外部设备进行读取，外部设备通过使用电量加盖的时间戳对预设时间段内每段时间间隔的使用电量进行选择性读取。

在外部设备读取存储的加盖时间戳后的使用电量之前，先读取电池的身份ID，以确定电池的身份信息。

本发明提供的电池使用电量的测量方法对电池不同预设时间段内的使用电量加盖时间戳后进行存储，直到电池报废为止，外部设备通过加盖的时间戳选择性读取不同预设时间段内的使用电量，而读取方式既可以为接触方式又可以为非接触方式，接触方式是指接插件方式，而非接触方式是指射频方式。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电池使用电量的测量方法，包括：

步骤S1：实时获取电池在当前时刻的瞬时负载电压与瞬时负载电流；

步骤S2：将所述瞬时电压乘以所述瞬时电流乘以预设时间间隔获得所述电池在当前时间间隔内的使用电量；

步骤S3：对每段预设时间间隔内的使用电量求和获得所述电池在预设时间段内的使用电量；其中，所述预设时间段由每段预设时间间隔构成，所述使用电量为充电量或耗电量；

步骤S4：对所述预设时间段内的使用电量加盖时间戳，并对加盖时间戳后的使用电量进行存储。

2.如权利要求1所述的电池使用电量的测量方法，其中，

通过外部设备读取存储的加盖时间戳后的使用电量。

3.如权利要求2所述的电池使用电量的测量方法，其中，

在对所述预设时间段内的使用电量加盖时间戳时，还对所述预设时间段内每段时间间隔的使用电量加盖时间戳并进行存储。

4.如权利要求3所述的电池使用电量的测量方法，还包括：

所述外部设备通过使用电量加盖的时间戳对所述预设时间段内每段时间间隔的使用电量进行选择性读取。

5.如权利要求3所述的电池使用电量的测量方法，其中，

根据所述外部设备的删除指令选择性删除存储的使用电量。

6.如权利要求2所述的电池使用电量的测量方法，还包括：

对不同预设时间段内的使用电量加盖时间戳后进行存储；以及，

所述外部设备通过所述时间戳选择性读取不同预设时间段内的使用电量。

7.如权利要求4或6所述的电池使用电量的测量方法，其中，

所述外部设备通过接触方式或非接触方式读取所述使用电量；其中，

所述接触方式为接插件方式；

所述非接触方式为射频方式。

8.一种电池使用电量的测量系统，与电池芯进行封装，具体包括：电流获取模块、电压获取模块、电量获取模块、时间模块和存储模块；其中，

所述电流获取模块设置在所述电池芯的输出线路上，用于实时获取电池在当前时刻的瞬时负载电流；

所述电压获取模块连接在所述电池芯的正极与负极之间，用于实时获取电池在当前时刻的瞬时负载电压；

所述电量获取模块分别与所述电流获取模块、所述电压获取模块连接，用于将所述瞬时电压乘以所述瞬时电流乘以预设时间间隔获得所述电池在当前时间间隔内的使用电量，并对每段预设时间间隔内的使用电量求和获得所述电池在预设时间段内的使用电量；其中，所述预设时间段由每段预设时间间隔构成，所述使用电量为充电量或耗电量；

所述时间模块与所述电流获取模块连接，用于为电池使用电量的测量系统提供时间基准，并对所述预设时间段内的使用电量加盖时间戳；

所述存储模块与所述电流获取模块连接，用于对加盖时间戳后的使用电量进行存储。

9.如权利要求8所述的电池使用电量的测量系统，还包括：

与所述电量获取模块连接的ID存储模块，用于存储所述电池的身份ID。

10.如权利要求8所述的电池使用电量的测量系统，还包括：

与所述存储模块连接的数据交互模块，用于将所述存储模块存储的使用电量传输至外部设备及接收所述外部设备的命令。