CN108072841A - 用于确定电池的相对充电状态的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于确定电池的相对充电状态的方法和装置。由本发明解决的一个技术问题是改善电池操作并提供更准确的电池数据。所述方法和装置可包括利用各种参数诸如电压、电流和/或温度来计算所述电池的所述RSOC。在各种实施方案中，所述方法和装置可显示实际RSOC和所报告的RSOC中的一者。在各种实施方案中，所述方法和装置还可检测一个或多个相关参数的变化，相应地调整所述电池的所报告的RSOC，以及报告所述经调整的RSOC。由本发明实现的一个技术效果是提供改善的电池操作和更准确的电池数据。

Description

用于确定电池的相对充电状态的方法和装置
技术领域
本发明涉及电池管理，并且具体地讲，涉及用于确定电池的相对充电状态的装置，用于确定电池的相对充电状态的方法，以及对应的电池系统。
背景技术
“电池容量”是电池所存储的电量的量度(通常以安培小时计)，并且由电池中所含的活性材料的质量确定。电池容量表示可在某些指定条件下从电池获取的最大量的能量。电池的可用容量可称为相对充电状态(RSOC)。RSOC通常表示为百分比，是剩余容量与满充电容量(FCC)的比率。
温度影响电池的满充电容量。参见图4，一般来讲，随着温度降低，容量也降低，反之亦然。由于RSOC是基于容量值来计算的，因此RSCO也会根据温度来升高或降低。温度对电池容量的影响导致RSOC的不准确报告。
发明内容
由本发明解决的一个技术问题是改善电池操作并提供更准确的电池数据。
在一个方面，一种用于确定电池的RSOC的装置，包括：对流过电池的电流作出响应的电流传感器；对电池的温度作出响应的温度传感器；以及对电流传感器和温度传感器作出响应的逻辑单元，其中逻辑单元：根据温度传感器来确定电池的温度的变化方向；根据电流传感器来确定电池的操作模式；并且根据以下方面选择实际RSOC值或经调整的RSOC值中的一者：电池的温度的变化方向；以及电池的操作模式。
在上述装置的一个实施方案中，如果出现以下情况，则逻辑单元选择经调整的RSOC：电池的操作模式为正在充电并且电池的温度正在升高；或电池的操作模式为正在放电并且电池的温度正在降低。
根据上述装置的一个实施方案，如果出现以下情况，则逻辑单元选择实际RSOC：电池的操作模式为正在充电并且电池的温度正在降低；或电池的操作模式为正在放电并且电池的温度正在升高。
在另一个方面，一种用于确定电池的RSOC值的方法，包括：确定电池的状态，其中电池的状态是充电和放电中的至少一者；测量第一温度；测量第二温度；计算RSOC；将第一温度与第二温度进行比较以确定温度变化；以及基于温度变化来选择实际RSOC值或所报告的RSOC值中的一者。
在上述方法的一个实施方案中，如果电池的状态为正在充电并且第二温度大于第一温度，则选择所报告的RSOC。
在上述方法的一个实施方案中，如果电池的状态为正在充电并且第二温度小于或等于第一温度，则选择实际RSOC。
在上述方法的一个实施方案中，如果电池的状态为正在放电并且第二温度小于第一温度，则选择所报告的RSOC。
在上述方法的一个实施方案中，如果电池的状态是正在放电并且第二温度大于或等于第一温度，则选择实际RSOC。
在上述方法的一个实施方案中，该方法还包括检测电池的状态变化，其中如果电池状态从充电改变为放电，并且实际RSOC值小于所报告的RSOC值，则所报告的RSOC被调整为等于实际RSOC。
在上述方法的一个实施方案中，该方法还包括检测电池的状态变化，其中如果电池状态从放电改变为充电，并且实际RSOC值大于所报告的RSOC值，则所报告的RSOC被调整为等于实际RSOC。
由本发明实现的一个技术效果是提供改善的电池操作和更准确的电池数据。
附图说明
当结合以下示例性附图考虑时，可参照具体实施方式更全面地了解本发明技术。在以下附图中，通篇以类似附图标记指代各附图当中的类似元件和步骤。
图1代表性地示出了根据本发明技术的示例性实施方案的电池系统100的框图；
图2代表性地示出了根据本发明技术的示例性实施方案的电量计系统的框图；
图3为根据本发明技术的示例性实施方案的存储器单元的框图；
图4为指示了根据本发明技术的示例性实施方案的电池的可用容量和温度之间关系的曲线图；
图5为指示了根据本发明技术的示例性实施方案的电池的电压、电流与剩余容量之间关系的曲线图；并且
图6A-图6B是根据本发明技术的示例性实施方案的用于报告RSOC的流程图。
具体实施方式
本发明技术可在功能块部件和各种处理步骤方面进行描述。此类功能块可通过被构造成执行指定功能并且实现各种结果的任何数量的部件来实现。例如，本发明技术可采用各种温度传感器、处理单元、计算、算法等，它们可执行各种各样的功能。另外，本发明技术可结合任何数量的系统，诸如汽车系统、紧急充电系统以及用于消费电子器件和消费可穿戴设备的系统来实施，所述的这些系统仅为该技术的示例性应用。此外，本发明技术可采用用于测量电压、电流、温度、供应电力、消耗电力、控制电力输送等的任何数量的常规技术。
根据本发明技术的各个方面的用于报告电池相对充电状态(RSOC)的方法和装置可结合任何合适的电池供电装置进行操作。例如，该装置可包括移动电话、计算机、平板电脑或相机。参见图1，在本发明技术的示例性实施方案中，用于报告电池的相对充电状态的方法和装置可结合系统100，诸如移动电话或其他通信系统来进行操作，该系统包括电池监测系统105、电池组110、显示单元112、电源稳压器电路116、系统LSI(大规模集成)电路114和操作单元113。根据各种实施方案，系统100还可包括其他元件，诸如二次电池115，以操作实时时钟电路(未示出)和/或在移动电话关闭时更新移动电话的时间。
电池组110向系统100提供电力，诸如用于待操作移动电话的电源。电池组110可包括一个或多个电池130，诸如可充电锂离子电池，和用于感测电池130的温度的温度传感器。温度传感器可包括用于测量电池温度的任何合适的设备。在本实施方案中，温度传感器包括热敏电阻器131，其生成与电池130的温度相对应的电压Vt。然而，温度传感器可包括用于生成与电池130的温度相对应的信号的任何适当的传感器或其他设备或系统。
系统100可包括各种其他电路、元件和系统以用于执行其他功能。例如，本实施方案的电话可包括显示单元112，其中显示单元112可包括移动电话中所提供的用于显示字符、图像等的显示屏诸如液晶面板，以及用于控制该显示器的相关电路。
系统100还可包括便于用户控制该设备的操作单元113。例如，操作单元可包括用于从用户接收输入的任何合适的接口，诸如包括拨号键、电源键等的小键盘(未示出)。为了操作移动电话，操作单元113可输出控制信号CONT。例如，如果用户操纵操作单元113中的电源键以启动移动电话，则从操作单元113输出适当的控制信号CONT以启动移动电话。
在各种实施方案中，系统100还可包括系统大规模集成(LSI)电路114，该电路被配置为实现各种功能，例如移动电话中的通信。LSI电路114可包括用于特定设备或应用的任何合适的系统，诸如移动电话通信电路、可编程逻辑设备、存储器设备等。在本实施方案中，LSI电路114包括大规模集成电路以实现各种功能，例如移动电话中的通信。
在各种实施方案中，系统100还可包括电源稳压器电路116，以生成用于对设备的各种元件供电的一个或多个电源电压。例如，电源稳压器电路116可基于电池130的输出电压Vb和/或来自外部电源的电力来对LSI电路114和其他系统元件供电。电源稳压器电路116可包括用于对各种元件提供适当电压的常规电源稳压系统。
电池分析电路105确定电池130的相对充电状态(即，剩余容量)，并且可根据任何适当的因素做到这一点，所述因素包括但不限于电池的寿命、内电阻、电流、电压、温度和/或有效电池容量。电池监测系统105可包括用于确定电池130的相对充电状态的任何合适的部件。例如，电池监测系统105可包括微型计算机122、驱动电路123、第三电源电路121和电量计系统120。
微型计算机122可例如基于从操作单元113接收的控制数据CONT来控制移动电话。此外，微型计算机122可将从电量计系统120输出的数据DO传送到驱动电路123，该驱动电路被配置为驱动显示单元112。驱动电路123可驱动显示单元112，使得电池30的剩余容量、温度等可基于来自微型计算机122的数据DO而显示于显示单元112上。第三电源电路121可生成用于操作电量计系统120的电源电压，诸如由二次电池115生成。在各种实施方案中，系统100还可包括计时单元(未示出)以根据预定计时周期来操作各种电路。
电量计系统120对来自电池130的信号作出响应，并且相应地生成信号，例如以在显示单元112上提供剩余电池容量的指示。电量计系统120可包括任何合适的系统，诸如大规模集成(LSI)。例如，参见图2，电量计系统120从电池组110接收信息，以分析电池130的各种功能和操作模式。根据各种实施方案，电量计系统120可与系统100内的其他集成电路(例如系统LSI 114和/或显示单元112)通信。
电量计系统120可包括用于从电池接收信号并且计算和报告电池130的相对充电状态的任何适当的部件。例如，本实施方案的电量计系统120包括逻辑单元215以接收电池130的信号并计算相对充电状态。电量计系统120还可包括存储器210以存储由逻辑单元215生成和/或使用的信息。电量计系统120还可包括用于生成和/或传送信号的各种元件，诸如选择器200、模拟-数字转换器(ADC)205、接口(IF)电路220和电流传感器225。
电量计系统120可被配置为从电池组110接收多个信号，诸如电池130的输出电压和/或来自温度传感器的温度信号。在各种实施方案中，选择器200选择性地传输来自电池组130的信号。选择器200可包括用于接收输出电压Vb和/或电压Vt的任何合适的电路，诸如由逻辑单元210控制的多路复用器。
电量计系统120还可在适当情况下包括ADC 205，以将经由选择器200提供的输出电压Vb和热敏电阻器电压Vt转换为供逻辑单元215使用的数字电压值。ADC 205可包括任何合适的模拟-数字架构，并且可基于特定应用来选择。
电量计系统120可被配置为与系统100的其他元件交互，诸如以接收功率并且接收和传输控制信号和数据。在本实施方案中，电量计系统120包括IF电路220，以有利于诸如逻辑单元215和操作单元113、电源稳压器电路116和微型计算机122之间的信号交换。然而，电量计系统120可以以任何合适的方式配置，以有利于与系统100的其他元件的交互。
电流传感器225可感测流过电池110的电流。例如，电流传感器225可检测电流IDD流动的方向，其中电流IDD流动的方向可指示电池130是处于充电状态还是放电状态。电流传感器225还可感测电流流动的幅度。电流传感器225可包括用于检测电流IDD流动的方向和可能的幅度的任何合适的电路或设备，并且向逻辑单元215提供对应的信号。
逻辑单元215可响应于输入信号而控制电量计系统120，并且生成对应的输出信号，诸如电池的相对充电状态。逻辑单元215可包括任何合适的模拟或数字系统，诸如硬接线逻辑电路，其被配置为自动地以适当的输出信号对输入信号作出响应。在本实施方案中，逻辑单元215包括可通过执行一个或多个程序来执行各种操作和/或实现各种功能的电路。逻辑单元215可执行各种计算、执行决策功能和/或传输各种控制功能。逻辑单元215还可接收与各种所测量的数据(诸如温度数据以及存储于存储器210中的参考数据)相关的信息。
存储器210存储待由电量计系统120使用的信息，诸如程序和数据。存储器可包括任何适当类型的存储器，并且可存储任何合适的信息。例如，参见图3，在各种实施方案中，存储器210可包括电路以存储由逻辑单元215执行的程序和各种类型的数据。在示例性实施方案中，存储器210可包括ROM(只读存储器)和RAM(随机存取存储器)。存储器210的存储区域可包括程序存储单元300以存储用于操作逻辑单元215的各种程序。
在示例性实施方案中，存储器210可包括各种数据存储单元，以存储由电量计系统120计算和/或测量的数据。例如，存储器210可包括用于存储实际RSOC值(RSOC实际)的第一数据存储单元315、用于存储所报告的RSOC值(RSOC报告)的第二数据存储单元320以及用于存储温度数据的第三数据存储单元325。
存储器210还可包括电池参考数据。例如，存储器210可包括含有与电池的FCC值相关的数据的FCC数据存储单元330。FCC数据存储单元330可包括用于存储数据的任何合适的电路或设备。
存储器210还可包括电压-温度数据存储单元310，以存储指示热敏电阻器电压Vt和温度之间的关系的数据。在本实施方案中，并再次参见图4，电压-温度数据存储单元310可包括查找表，该查找表存储对应于温度和容量之间的关系的信息。
存储器210还可包括电压-电流-RSOC数据存储单元335，以存储描述输出电压Vb、电流IDD和RSOC之间的关系(诸如图5中所示的关系)的数据。该数据可存储为查找表。电压-电流-RSOC数据存储单元335可具有指定温度(例如20摄氏度)下的开路电压(OCV)特性。当绘制成图时，OCV特性可称为OCV曲线。对于特定输出电压Vb而言，如果电池130正在充电，则电压-RSOC曲线可相对于OCV曲线升高，或如果电池130正在放电，则电压-RSOC曲线可相对于OCV曲线降低。电压-RSOC曲线相对于OCV曲线升高或降低的量至少部分取决于电流IDD的幅度。
电池监测系统105可监测电池130电量并且例如经由显示单元112报告RSOC。如果实际结果使人迷惑或产生误解，即使它们是正确的，电池监测系统105也可进一步调整向用户报告的RSOC。
例如，电池监测系统105可监测各种条件，诸如与电池组110和电池130容量相关的条件。在一个实施方案中，电池监测系统105监测电池130以确定电池的充电模式(操作模式)，即电池130是正在充电还是正在放电。电池监测系统105还可监测电池130的温度的变化方向，即温度是正在上升还是正在下降。如果电池130正在充电并且电池的温度正在升高，则RSOC实际上可能下降，因为电池的容量会随温度而升高。因此，即使电池130正在充电，RSOC也会降低，这会让用户感到迷惑。相反，如果电池130正在放电并且电池的温度正在降低，则RSOC实际上可能升高，因为电池130的容量会随温度而降低。因此，即使电池130正在放电，RSOC也会升高，这同样会让用户感到迷惑。
电池监测系统105可例如根据温度和充电条件来调整向用户报告的RSOC。如果(1)电池130正在充电并且电池130温度正在上升，或(2)电池130正在放电并且电池130温度正在下降，则电池监测系统105可调整所报告的RSOC。例如，电池监测系统105可暂停更新RSOC，而是向用户提供最近测量的RSOC。
电池监测系统105还可监测电池130条件是否达到恢复更新RSOC的适当条件。例如，电池监测系统105可监测电池组110的模式变化，即从充电切换到放电或反之亦然。当发生模式变化时，电池监测系统105可确定实际RSOC并且将其与所报告的RSOC进行比较。当实际RSOC恢复到所报告的RSOC的级别时，电池监测系统105可继续向用户报告实际RSOC。
电池监测系统105可根据合适的标准并根据任何适当的方法来调整所报告的RSOC。例如，参见图6，本实施方案的示例性电量计系统120可执行各种计算和各种测量以确定RSOC。在各种实施方案中，电量计系统120可基于电池130的温度和充电/放电状态来显示两个RSOC值中的一者。
在示例性实施方案中，电流传感器225可确定电池130是正在充电(即，充电状态)还是正在放电(即，放电状态)。例如，电流传感器225可包括用于检测电流流动的方向的设备。在其他实施方案中，可通过以下方式确定电流IDD流动的方向：测量输出电压Vb并且利用OCV曲线，以确定输出电压Vb相对于OCV曲线是升高还是降低。如果输出电压Vb相对于OCV曲线降低，则电池130正在放电，并且如果输出电压相对于OCV曲线升高，则电池130正在充电。
在示例性实施方案中，如果电池130正在放电，则电量计系统120可测量第一温度T1(605)。例如，选择器200可从热敏电阻器131接收热敏电阻器电压Vt，并且模数转换器205可将热敏电阻器电压Vt转换为数字值。表示热敏电阻器电压Vt的数字值可传输到逻辑单元215并且存储于存储器210中。温度-电压数据存储单元335可将热敏电阻器电压Vt转换为以摄氏度测量的第一温度T1。第一温度T1可存储于温度数据存储单元325中。
电量计系统120随后可在预定时间之后获得第二温度T2(610)。电量计系统120可以以与第一温度T1相同的方式获得第二温度T2。
逻辑单元215可利用存储于存储器210中的第一温度T1和第二温度T2来确定第二温度T2是否小于第一温度T1(即，T2<T1？)(615)。如果第二温度T2不小于第一温度T1，则电量计系统120可继续基于用于计算RSOC的任何合适的方法来更新RSOC(625)并且重新测量电池流动方向(600)。所计算的RSOC值可称为实际RSOC(RSOC实际)，并且电量计系统120可将实际RSOC值存储于存储器210中，例如RSOC实际数据存储单元315中。系统100可在显示单元112上显示(即，向用户报告)实际RSOC。
如果第二温度T2小于第一温度T1，则电量计系统120可停止更新RSOC值(620)。系统100可在逻辑单元215停止更新RSOC时，例如在显示单元112上显示(即，向用户报告)RSOC的值(630)。所显示的RSOC值可称为所报告的RSOC(RSOC报告)，并且电量计系统120可将所报告的RSOC值存储于存储器210中，例如RSOC报告数据存储单元320中。
电量计系统120随后可重新检查电流IDD流动的方向(635)以确定是否已发生模式变化(640)。在这种情况下，如果已发生模式变化，则电流传感器225可检测到电池130当前正在充电。如果电量计系统120未检测到模式变化，则该系统可继续显示所报告的RSOC值(RSOC报告)。如果电量计系统120检测到模式变化，则逻辑单元215可确定实际RSOC值是否大于所报告的RSOC值(即，RSOC实际>RSOC报告？)(645)。
如果实际RSOC(RSOC实际)值不大于所报告的RSOC值(RSOC报告)，则显示单元112可继续显示所报告的RSOC值(RSOC报告)(630)。如果实际RSOC值(RSOC实际)大于所报告的RSOC值，则电量计系统120可调整所报告的RSOC(RSOC报告)，使得所报告的RSOC(RSOC报告)等于实际RSOC值(即，RSOC报告值经调整＝RSOC实际)(650)。在各种实施方案中，所报告的RSOC可根据所计算的阻抗值和其他合适的变量以增量的方式调整。系统100可在显示单元112上显示经调整的RSOC(RSOC报告值经调整)(697)。在各种实施方案中，如果所报告的RSOC以增量的方式调整，则所显示的RSOC(RSOC报告值经调整)也可以以增量的方式改变。电量计系统120可随后重新检查电流IDD流动的方向(600)。
或者，如果电流传感器225最初确定电池130正在充电，则电量计系统120可测量热敏电阻器电压Vt并且以与上述相同的方式获得第一温度T1(655)和第二温度T2(660)，并存储于存储器210中，例如温度数据存储单元325中。
逻辑单元215可利用存储于存储器210中的第一温度T1和第二温度T2来确定第二温度T2是否大于第一温度T1(即，T2>T1？)(665)。如果第二温度T2不大于第一温度T1，则电量计系统120可继续基于用于计算RSOC的任何合适的方法来更新RSOC(670)并且重新测量电流流动的方向(600)。所获得的RSOC值可称为实际RSOC(RSOC实际)，并且电量计系统120可将实际RSOC值存储于存储器210中，例如RSOC实际数据存储单元315中。系统100可在显示单元112上显示(即，向用户报告)实际RSOC(RSOC实际)。
如果第二温度T2大于第一温度T1，则电量计系统120可停止更新RSOC值(675)。该系统可在逻辑单元215停止更新RSOC时，例如在显示单元112上显示RSOC的值(680)。所显示的RSOC值可称为所报告的RSOC(RSOC报告)，并且电量计系统120可将所报告的RSOC值存储于存储器210中，例如RSOC报告数据存储单元320中。
电量计系统120随后可重新检查电流IDD流动的方向(685)以确定是否已发生模式变化(690)。在这种情况下，如果已发生模式变化，则电流传感器225可检测到电池130当前正在放电。如果电量计系统120未检测到模式变化，则该系统可继续显示所报告的RSOC值。如果电量计系统120检测到模式变化，则逻辑单元215可确定实际RSOC值是否小于所报告的RSOC值(即，RSOC实际<RSOC报告？)(695)。
如果实际RSOC值不小于所报告的RSOC值，则显示单元112可继续显示(即，向用户报告)所报告的RSOC值(680)。如果实际RSOC值小于所报告的RSOC值，则电量计系统120可调整所报告的RSOC(RSOC报告)，使得所报告的RSOC(RSOC报告)等于实际RSOC值(即，RSOC报告值经调整＝RSOC实际)(696)。在各种实施方案中，所报告的RSOC可根据所计算的阻抗值和其他合适的变量以增量的方式调整。系统100可在显示单元112上显示(即，向用户报告)经调整的RSOC(RSOC报告值经调整)(698)。在各种实施方案中，如果所报告的RSOC以增量的方式调整，则所显示的RSOC(RSOC报告值经调整)也可以以增量的方式改变。电量计系统120可随后重新检查电流IDD流动的方向(600)。
在一个方面，一种用于确定电池的RSOC的装置，包括：对流过电池的电流作出响应的电流传感器；对电池的温度作出响应的温度传感器；以及对电流传感器和温度传感器作出响应的逻辑单元，其中逻辑单元：根据温度传感器来确定电池的温度的变化方向；根据电流传感器来确定电池的操作模式；并且根据电池的温度的变化方向和电池的操作模式来选择实际RSOC值或经调整的RSOC值中的一者。
在一个实施方案中，如果电池的操作模式为正在充电并且电池的温度正在升高，则逻辑单元选择经调整的RSOC。
在一个实施方案中，如果电池的操作模式为正在充电并且电池的温度正在降低，则逻辑单元选择实际RSOC。
在一个实施方案中，如果电池的操作模式为正在放电并且电池的温度正在降低，则逻辑单元选择经调整的RSOC。
在一个实施方案中，如果电池的操作模式为正在放电并且电池的温度正在升高，则逻辑单元选择实际RSOC。
在另一个方面，一种用于确定电池的RSOC值的方法，包括：确定电池的状态，其中电池的状态为充电和放电中的至少一者；测量第一温度；测量第二温度；计算RSOC；将第一温度与第二温度进行比较以确定温度变化；以及基于温度变化来选择实际RSOC值或所报告的RSOC值中的一者。
在一个实施方案中，确定电池的状态包括检测电流流动的方向。
在一个实施方案中，测量第一温度和第二温度包括利用热敏电阻器并且将热敏电阻器电压转换为温度值。
在一个实施方案中，如果电池的状态为正在充电并且第二温度大于第一温度，则选择所报告的RSOC。
在一个实施方案中，如果电池的状态为正在充电并且第二温度小于或等于第一温度，则选择实际RSOC。
在一个实施方案中，如果电池的状态为正在放电并且第二温度小于第一温度，则选择所报告的RSOC。
在一个实施方案中，如果电池的状态为正在放电并且第二温度大于或等于第一温度，则选择实际RSOC。
在一个实施方案中，该方法还包括检测电池的模式变化，其中该模式变化包括充电状态变为放电状态、或放电状态变为充电状态中的一者。
在一个实施方案中，如果电池模式从充电状态改变为放电状态，并且实际RSOC值小于所报告的RSOC值，则所报告的RSOC被调整为等于实际RSOC。
在一个实施方案中，如果电池模式从放电状态改变为充电状态，并且实际RSOC值大于所报告的RSOC值，则所报告的RSOC被调整为等于实际RSOC。
在又一个方面，一种用于确定电池的RSOC的系统，包括：电池组，该电池组包括电池和温度测量设备以测量表示电池的第一温度的第一电压以及表示第二温度的第二电压；耦接到电池组的电量计系统，该电量计系统包括：逻辑单元；耦接到逻辑单元的存储器设备，该存储器设备包括具有将电压与温度相关联的预定数据的查找表；电流传感器，该电流传感器耦接到逻辑单元以确定电池的状态，其中电池的状态为充电和放电中的至少一者；其中逻辑单元：将第一温度和第二温度进行比较；确定电池的状态的模式变化；并且选择实际RSOC值或所报告的RSOC值中的一者；和显示单元，该显示单元耦接到电量计系统以显示所选择的RSOC。
在一个实施方案中，如果电池的状态为正在充电并且第二温度大于第一温度，则逻辑单元选择所报告的RSOC。
在一个实施方案中，如果电池的状态为正在充电并且第二温度小于或等于第一温度，则逻辑单元选择实际RSOC。
在一个实施方案中，如果电池的状态为正在放电并且第二温度小于第一温度，则逻辑单元选择所报告的RSOC。
在一个实施方案中，如果电池的状态为正在放电并且第二温度大于或等于第一温度，则逻辑单元选择实际RSOC。
在上述描述中，已结合具体的示例性实施方案描述了所述技术。所示和所述具体实施方式用于展示所述技术及其最佳模式，而不旨在以任何方式另外限制本发明技术的范围。实际上，为简洁起见，方法和系统100的常规制造、连接、制备和其他功能方面可能未详细描述。此外，多张图中示出的连接线旨在表示各种元件之间的示例性功能关系和/或步骤。在实际系统中可存在多个替代的或另外的功能关系或物理连接。
已结合具体示例性实施方案描述了所述技术。然而，可在不脱离本发明技术的范围的情况下作出各种修改和变化。以示例性而非限制性方式考虑说明和附图，并且所有此类修改旨在包括在本发明技术的范围内。因此，应通过所述的一般实施方案及其在法律意义上的等同形式，而不是仅通过上述具体例子确定所述技术的范围。例如，除非另外明确说明，否则可以任何顺序执行任何方法或工艺实施方案中列举的步骤，并且这些步骤不限于具体示例中提供的明确顺序。另外，任何装置实施方案中列举的组件和/或元件可以多种排列组装或者以其他方式进行操作配置，以产生与本发明技术基本上相同的结果，因此不限于具体例子中阐述的具体配置。
上文已经针对具体实施方案描述了有益效果、其他优点和问题解决方案。然而，任何有益效果、优点、问题解决方案或者可使任何具体有益效果、优点或解决方案出现或变得更明显的任何要素都不应被解释为关键、所需或必要特征或组成部分。
术语“包含”、“包括”或其任何变型形式旨在提及非排他性的包括，使得包括一系列要素的工艺、方法、制品、组合物或装置不仅仅包括这些列举的要素，而且还可包括未明确列出的或此类工艺、方法、制品、组合物或装置固有的其他要素。除了未具体引用的那些，本发明技术的实施所用的上述结构、布置、应用、比例、元件、材料或组件的其他组合和/或修改可在不脱离其一般原理的情况下变化或以其他方式特别适于具体环境、制造规范、设计参数或其他操作要求。
上文已结合示例性实施方案描述了本发明技术。然而，可在不脱离本发明技术的范围的情况下对示例性实施方案作出变化和修改。这些和其他变化或修改旨在包括在本发明技术的范围内，如以下权利要求所述。

Claims (10)

1.一种用于确定电池的RSOC的装置，包括：
电流传感器，所述电流传感器对流过所述电池的电流作出响应；
温度传感器，所述温度传感器对所述电池的温度作出响应；和
逻辑单元，所述逻辑单元对所述电流传感器和所述温度传感器作出响应，其中所述逻辑单元：
根据所述温度传感器来确定所述电池的所述温度的变化方向；
根据所述电流传感器来确定所述电池的操作模式；以及
根据以下方面来选择实际RSOC值或经调整的RSOC值中的一个：
所述电池的所述温度的所述变化方向；
以及所述电池的所述操作模式。
2.根据权利要求1所述的装置，其中如果出现以下情况，那么所述逻辑单元选择所述经调整的RSOC：
所述电池的所述操作模式为正在充电并且所述电池的所述温度正在升高；或者
所述电池的所述操作模式为正在放电并且所述电池的所述温度正在降低。
3.根据权利要求1所述的装置，其中如果出现以下情况，那么所述逻辑单元选择所述实际RSOC：
所述电池的所述操作模式为正在充电并且所述电池的所述温度正在降低；或者
所述电池的所述操作模式为正在放电并且所述电池的所述温度正在升高。
4.一种用于确定电池的RSOC值的方法，包括：
确定所述电池的状态，其中所述电池状态为充电和放电中的至少一个；
测量第一温度；
测量第二温度；
计算RSOC；
将所述第一温度与所述第二温度进行比较以确定温度变化；以及
基于所述温度变化来选择实际RSOC值或所报告的RSOC值中的一个。
5.根据权利要求4所述的方法，其中如果所述电池的所述状态为正在充电并且所述第二温度大于所述第一温度，那么选择所述所报告的RSOC。
6.根据权利要求4所述的方法，其中如果所述电池的所述状态为正在充电并且所述第二温度小于或等于所述第一温度，那么选择所述实际RSOC。
7.根据权利要求4所述的方法，其中如果所述电池的所述状态为正在放电并且所述第二温度小于所述第一温度，那么选择所述所报告的RSOC。
8.根据权利要求4所述的方法，其中如果所述电池的所述状态为正在放电并且所述第二温度大于或等于所述第一温度，那么选择所述实际RSOC。
9.根据权利要求4所述的方法，还包括检测所述电池的状态变化，
其中如果所述电池状态从充电改变为放电，并且所述实际RSOC值小于所述所报告的RSOC值，那么所述所报告的RSOC被调整为等于所述实际RSOC。
10.根据权利要求4所述的方法，还包括检测所述电池的状态变化，
其中如果所述电池状态从放电改变为充电，并且所述实际RSOC值大于所述所报告的RSOC值，那么所述所报告的RSOC被调整为等于所述实际RSOC。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112485679A (zh) * 2019-09-12 2021-03-12 半导体元件工业有限责任公司 用于监测电池的装置和用于监测电池的方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200112248A (ko) 2019-03-21 2020-10-05 주식회사 엘지화학 배터리 뱅크 제어 장치 및 방법
CN110927587B (zh) * 2019-12-06 2022-02-25 天津市捷威动力工业有限公司 一种电池包充放电测试报告生成的方法和装置
US11287460B2 (en) * 2020-01-30 2022-03-29 Semiconductor Components Industries, Llc Methods and apparatus for managing a battery system
US20230315175A1 (en) * 2022-03-10 2023-10-05 Microsoft Technology Licensing, Llc Adaptive power control for an electronic device

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1051793A (zh) * 1989-10-25 1991-05-29 菲利浦光灯制造公司 测定电池充电状况的装置
CN1163020A (zh) * 1994-10-04 1997-10-22 杜拉塞奥公司 用于向外部设备报告电池参数的智能电池算法
CN101176234A (zh) * 2005-05-11 2008-05-07 Lg化学株式会社 估计混合电动车的电池的soc的方法
CN101965522A (zh) * 2008-01-11 2011-02-02 Sk能源株式会社 在电池管理系统中测量电池的充电状态的方法及其装置
CN102778652A (zh) * 2011-05-13 2012-11-14 通用汽车环球科技运作有限责任公司 利用置信度值来确定蓄电池的充电状态的系统和方法
US20130257377A1 (en) * 2012-03-29 2013-10-03 Steven Diamond Battery state-of-charge estimation
CN103454590A (zh) * 2012-05-28 2013-12-18 索尼公司 评估蓄电池充电状态的方法、充电状态评估装置、电池组
CN103630843A (zh) * 2012-08-24 2014-03-12 日立车辆能源株式会社 电池状态推测装置及推测方法、电池控制装置、电池系统
CN106093778A (zh) * 2016-05-30 2016-11-09 浙江南都电源动力股份有限公司 电池状态预测方法及系统
KR20180053018A (ko) * 2016-11-11 2018-05-21 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 잔존전하량 추정 장치 및 배터리 잔존전하량 추정 방법

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000287378A (ja) 1999-03-29 2000-10-13 Sony Corp 充電装置、充電方法および電子機器
JP4668374B2 (ja) 1999-06-25 2011-04-13 本田技研工業株式会社 リチウムイオン電池の残容量検出装置
JP3851100B2 (ja) 2001-02-28 2006-11-29 三洋電機株式会社 リチウムイオン二次電池の放電末期電圧の補正回路
JP4016881B2 (ja) 2002-11-27 2007-12-05 富士電機デバイステクノロジー株式会社 電池の残量計測装置
JP4872226B2 (ja) 2005-03-25 2012-02-08 日本電気株式会社 二次電池の残存容量推定方法、装置およびバッテリパック
WO2006126827A1 (en) * 2005-05-27 2006-11-30 Lg Chem, Ltd. Method and apparatus for estimating maximum power of battery by using internal resistance of the battery
JP5174111B2 (ja) * 2010-09-27 2013-04-03 三菱重工業株式会社 電池システム
US9201121B2 (en) * 2010-12-06 2015-12-01 Texas Instruments Incorporated System and method for sensing battery capacity
JP2013132147A (ja) 2011-12-22 2013-07-04 Sony Corp 蓄電装置、電子機器、電力システムおよび電動車両
US9599584B2 (en) * 2012-04-27 2017-03-21 California Institute Of Technology Imbedded chip for battery applications
WO2013175605A1 (ja) * 2012-05-24 2013-11-28 日立ビークルエナジー株式会社 電池制御装置
US9614258B2 (en) * 2012-12-28 2017-04-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Power storage device and power storage system
US20150042267A1 (en) * 2013-08-12 2015-02-12 O2Micro Inc. System and Method for Controlling a Battery
US10094880B2 (en) * 2015-04-14 2018-10-09 Semiconductor Components Industries, Llc Determining battery state of charge using an open circuit voltage measured prior to a device operation stage

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1051793A (zh) * 1989-10-25 1991-05-29 菲利浦光灯制造公司 测定电池充电状况的装置
CN1163020A (zh) * 1994-10-04 1997-10-22 杜拉塞奥公司 用于向外部设备报告电池参数的智能电池算法
CN101176234A (zh) * 2005-05-11 2008-05-07 Lg化学株式会社 估计混合电动车的电池的soc的方法
CN101965522A (zh) * 2008-01-11 2011-02-02 Sk能源株式会社 在电池管理系统中测量电池的充电状态的方法及其装置
CN102778652A (zh) * 2011-05-13 2012-11-14 通用汽车环球科技运作有限责任公司 利用置信度值来确定蓄电池的充电状态的系统和方法
US20130257377A1 (en) * 2012-03-29 2013-10-03 Steven Diamond Battery state-of-charge estimation
CN103454590A (zh) * 2012-05-28 2013-12-18 索尼公司 评估蓄电池充电状态的方法、充电状态评估装置、电池组
CN103630843A (zh) * 2012-08-24 2014-03-12 日立车辆能源株式会社 电池状态推测装置及推测方法、电池控制装置、电池系统
CN106093778A (zh) * 2016-05-30 2016-11-09 浙江南都电源动力股份有限公司 电池状态预测方法及系统
KR20180053018A (ko) * 2016-11-11 2018-05-21 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 잔존전하량 추정 장치 및 배터리 잔존전하량 추정 방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘维维 等: "镍氢电池智能管理系统研究", 《电动自行车》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112485679A (zh) * 2019-09-12 2021-03-12 半导体元件工业有限责任公司 用于监测电池的装置和用于监测电池的方法

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Publication number Publication date
TWI683117B (zh) 2020-01-21
CN108072841B (zh) 2021-01-12
US20180143252A1 (en) 2018-05-24
TW201833574A (zh) 2018-09-16
US10184987B2 (en) 2019-01-22

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