CN112824909A - 电量计电路和控制从电池到负载的电流的占空比的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电量计电路和控制从电池到负载的电流的占空比的方法。该电量计可计算电池的理想能量能力和电池的实际能量能力。该电量计可将能量能力进行比较，并基于该比较结果根据默认占空比或经调节的占空比来确定是否向负载供应电流。该电量计可通过增加占空比的脉冲宽度或增加占空比的总周期来提供经调节的占空比。

Description

电量计电路和控制从电池到负载的电流的占空比的方法
技术领域
本发明涉及一种电量计电路和用于控制从电池到负载的电流的占空比的方法。
背景技术
由电池供电的许多电子设备必须确定电池是否具有足够的功率能力来执行预定义的功能或任务。照此，电池管理系统提供被称为功能状态(SOF)的指示器，以表示电池满足对特定功能的负载需求的能力。在许多电池管理系统中，功能状态由数字信号表示，其中“0”表示电池不能递送执行预定义的任务所需的功率，而“1”表示电池能够递送执行预定义的任务所需的功率。然而，常规电池管理系统是二元的，并且只有当电池管理系统确定电池具有足够的功率这样做才会执行预定义的任务。
在许多电池供电的电子设备中，预定义的功能和任务可由设备的用户发起，例如通过按压电子设备上的按钮。当用户按下按钮时，用户期望设备执行功能/任务。然而，在常规电池管理系统中，如果用户发起功能/任务并且电池管理系统确定电池不具有足够的功率来执行功能/任务，则电子设备将不执行所请求的功能/任务。因此，可能期望预测电池的最大能量能力并且动态地调节提供给负载的能量，以确保由用户发起的功能/任务是在用户所期望的时间执行的。
发明内容
本发明涉及一种电量计电路和用于控制从电池到负载的电流的占空比的方法。
电量计可计算电池的理想能量能力和电池的实际能量能力。电量计可将能量能力进行比较，并基于该比较结果根据默认占空比或经调节的占空比来确定是否向负载供应电流。电量计可通过增加占空比的脉冲宽度或增加占空比的总周期来提供经调节的占空比。
本发明解决的技术问题是，由于电池的能量不足，常规系统可能不如用户期望对用户输入进行响应。如所预期的，设备/系统的不实行对于用户来说可能是令人沮丧的。
根据一个方面，一种被配置为连接到电池和负载的电量计电路，该电量计电路包括：用于测量电池的电压的电压传感器；存储器，该存储器存储：预先确定的电流值；预先确定的负载周期；和电池特性数据，该电池特性数据指示相对荷电状态和开路电压之间的关系；第一电路，该第一电路响应于电压传感器，其中第一电路计算电池的相对荷电状态(RSOC)；第二电路，该第二电路与存储器通信，其中第二电路基于所计算的相对荷电状态、电池特性数据、预先确定的负载周期和预先确定的电流值来计算电池的第一能量能力；第三电路，该第三电路与存储器通信，其中第三电路基于电池的所测量的电压计算电池的第二能量能力；和逻辑电路，该逻辑电路连接到第二电路和第三电路并且被配置为根据第一能量能力和第二能量能力来确定负载电流占空比。
在一个实施方案中，逻辑电路将所计算的第一能量能力与所计算的第二能量能力进行比较。
在一个实施方案中，逻辑电路实现以下项中的至少一者：如果所计算的第二能量能力小于所计算的第一能量能力，则从默认脉冲宽度增加所述负载电流占空比的脉冲宽度；以及如果所计算的第二能量能力小于所计算的第一能量能力，则从默认脉冲周期增加负载电流占空比的脉冲周期。
在一个实施方案中，第二电路根据所计算的RSOC从电池特性数据提取第一开路电压。
在一个实施方案中，第一能量能力是来自电池特性数据的开路电压值、预先确定的电流值和预先确定的负载周期的乘积；并且第二能量能力是所测量的电压、预先确定的电流值和预先确定的负载周期的乘积。
在一个实施方案中，电量计有利于根据负载电流占空比使电池放电。
根据第二方面，一种用于控制从电池到负载的电流的占空比的方法，该方法包括：计算电池的理想能量能力；计算电池的实际能量能力；将理想能量能力与实际能量能力进行比较；以及根据理想能量能力和实际能量能力的比较结果来调节电池的放电占空比。
在一个实施方案中，计算理想能量能力包括：计算电池的相对荷电状态；从预先确定的电池特性数据提取与所计算的相对荷电状态相关联的开路电压值；以及将所提取的开路电压、预先确定的时间和预先确定的电流值相乘。
在一个实施方案中，计算实际能量能力包括：使电池与负载断开连接；测量电池的实际电压；以及将所测量的实际电压、预先确定的时间和预先确定的电流相乘。
在一个实施方案中，调节放电占空比包括以下项中的至少一者：如果所计算的实际能量能力小于所计算的理想能量能力，则从默认脉冲宽度增加放电占空比的脉冲宽度；或如果所计算的实际能量能力小于所计算的理想能量能力，则从默认脉冲周期增加放电占空比的脉冲周期。
本发明所实现的技术效果是提供一种系统，该系统预测电池的最大能量能力并且动态地调节提供给负载的能量，以确保由用户发起的功能/任务是在用户所期望的时间执行的。
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技术。在以下附图中，通篇以类似附图标记指代各附图中的类似元件和步骤。
图1为根据本技术的示例性实施方案的电池系统的框图；
图2为根据本技术的示例性实施方案的作为电池容量的函数的开路电压的图表；
图3为根据本技术的示例性实施方案的用于确定从电池到负载的电流的占空比的流程图；
图4为根据本技术的示例性实施方案的用于计算电池的理想能量能力的流程图；
图5为根据本技术的示例性实施方案的用于计算电池的实际能量能力的流程图；
图6为根据本技术的示例性实施方案的用于调节电池的放电占空比的流程图；
图7代表性地示出了根据本技术的示例性实施方案的作为时间的函数的电池电压以及作为时间的函数的负载电流；
图8代表性地示出了根据本技术的示例性实施方案的作为时间的函数的电池电压以及作为时间的函数的负载电流；并且
图9代表性地示出了根据本技术的示例性实施方案的作为时间的函数的电池电压以及作为时间的函数的负载电流。
具体实施方式
本技术可在功能块部件和各种加工步骤方面进行描述。此类功能块可通过被配置为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，本技术可采用可执行多种功能的各种电压传感器、电流传感器、库仑计数器、逻辑门、定时器、存储器设备、开关、半导体设备，诸如晶体管和电容器等。此外，本技术可集成在任何数量的电子系统(诸如汽车、航空、“智能设备”、便携式设备、电子烟、芳香治疗泡夫系统、电子烟设备和消费性电子器件)中，并且所描述的系统仅为本技术的示例性应用。
根据本技术的各个方面的用于电池的方法和装置可结合任何合适的电子系统和/或设备一起操作，诸如“智能设备”、可穿戴设备、电池供电的消费电子器件、便携式设备、电池供电的车辆等。参见图1，示例性系统100可集成在由可再充电电池101(诸如锂离子电池)供电的电子设备(未示出)(诸如电子烟设备或电动车辆)中。例如，在各种实施方案中，电池101可结合充电器105和电量计电路110一起操作以向负载160(诸如电子烟设备中的加热线圈或电动车辆中的马达)提供功率。
根据各种实施方案，系统100还可包括主机控制系统(未示出)，该主机控制系统与电量计电路110通信，并且可充当用户控件/按钮与电量计电路110之间的接口。例如，电子设备的用户可按压发起特定功能/任务的按钮。主机控制系统可以检测到按钮被按压并向电量计电路110发送起始信号(或其它初始化信号)，其中起始信号可以激活由电量计电路110执行的多个计算和功能。
根据示例性实施方案，系统100可包括用于选择性地将充电器105连接到电池101的第一开关115和用于选择性地将电池101连接到负载160的第二开关120。根据示例性实施方案，电量计电路110可根据第一信号S1操作第一开关115，并且根据第二信号S2操作第二开关120，该第二信号被脉宽调制。第一开关115结合第一信号S1可控制从充电器105到电池101的电流(也称为充电电流ICC)。第二开关120结合脉宽调制的第二信号S2可控制从电池101到负载160的电流。
电量计电路110可被配置为管理各种电池操作并监测各种电池状况。例如，电量计电路110可被配置为测量电池101的电压VB，测量从电池101到负载160的电流IDD(称为负载电流IDD)，计算电池101的剩余容量(也表示为百分比并且称为相对荷电状态RSOC)，计算电池101的健康状态(SOH)，估计电池101的寿命并且确定电池的能量能力等。
此外，电量计电路110可被配置为存储各种电池数据。例如，电量计电路110可存储预先确定的电池特性诸如电池101的作为电池101的容量(即，RSOC)的函数的开路电压值。电量计电路110还可存储预先确定的值，诸如预先确定的阈值电压值VTH、具有默认脉冲宽度TW_DEF和默认总周期TP_DEF的预定义的占空比、以及预定义的负载电流IDD_1。
在示例性实施方案中，电量计电路110可包括电压传感器130以测量电池101的电压VB。电压传感器130可连接到电池101并且可包括适用于测量电压电位的任何电路和/或设备。
在示例性实施方案中，电量计电路110还可包括用于测量去往/来自电池101和负载160的负载电流IDD的电流传感器135。电流传感器135可包括适用于测量电池101的电流的任何电路和/或设备。例如，电流传感器135可结合传感电阻器155一起操作，其中电流传感器135测量传感电阻器155两端的电压的变化以确定负载电流IDD。
在示例性实施方案中，电量计电路110还可包括用于计算剩余容量(以安培小时为单位测量)和/或RSOC(剩余容量表示为百分比)的容量计算电路125。容量计算电路125可连接到电压传感器130以接收所测量的电压VB数据。容量计算电路125还可连接到电流传感器135以接收所测量的负载电流IDD。容量计算电路125可被配置为根据所测量的电压VB和/或所测量的负载电流IDD和充电电流ICC来计算剩余容量。例如，容量计算电路125可包括适用于根据常规的“基于电压的”方法和技术或通过“库仑计数”技术来计算电池101的剩余容量的任何电路和/或系统。
在示例性实施方案中，电量计电路110还可包括用于存储电池101的已知电池特性和配置文件数据诸如电池101的开路电压特性(例如，如图2所示)的存储器140。开路电压特性可提供作为电池101的剩余容量(RSOC)的函数的开路电压VOC值。开路电压特性可通过在开路(即，无负载)状况下测试电池101来预先确定，并且可存储在查找表或适用于存储关系数据的任何其它数据存储装置中。
参见图1和图7，存储器140还可存储各种先前和当前计算或测量的变量，诸如电池电压VB、电流IDD等。存储器140还可存储预定义的变量，诸如阈值电压VTH、预定义的负载电流IDD_1、用于控制从电池101到负载160的电流供应(即，电池的放电)的默认占空比等。
默认占空比可根据默认脉冲宽度TW_DEF(以秒为单位测量)和默认总周期TP_DEF(以秒为单位测量)来定义，其中与负载160断开的时间相比，占空比是负载160接通的时间的比率。换句话讲，占空比可以表示为接通时间的百分比，其中占空比是脉冲宽度除以总周期(即，默认占空比[％]＝TW_DEF/TP_DEF×100)。
根据本技术的实施方案，第二信号S2的占空比可用于操作第二开关120并因此控制负载电流IDD。照此，负载电流IDD与第二信号S2的占空比一致。换句话讲，在脉冲的时间期间，第二开关120闭合(导通)并且负载电流IDD从电池101流到负载160。在所有其它时间，第二开关120打开并且负载电流IDD为零。因此，脉冲宽度可被称为负载时间，并且占空比可被称为负载循环。
默认脉冲宽度TW_DEF和默认总周期TP_DEF可为预定义的变量，假定电池101能够向负载160递送所需量的能量E，并且可根据特定应用、负载类型、期望的系统规格等选择默认脉冲宽度和默认总周期。
此外，存储器140可存储用于特定功能的能量需求。例如，可能需要系统100向负载160提供预定义的能量水平(以焦耳为单位测量并被定义为电压[伏特]×电流[安培]×时间[秒])以执行特定功能。系统100可操作以通过根据默认占空比或经调节的占空比向负载160供应负载电流IDD来提供预定义的能量水平。
在“芳香治疗泡夫系统”的情况下，用于芳香治疗的一个泡夫可能需要15焦耳来向加热元件(诸如加热线圈)供应足够的能量以用于泡夫，并且这可通过在3伏特下供应2安培的默认电流2.5秒来实现，从而导致默认占空比。另选地，在2.143伏特下2安培的默认电流持续3.5秒也提供所需的15焦耳，从而导致经调节的占空比。
向负载160供应的默认电流可基于电池101的特定规格和/或适用于系统100或特定应用的最大值。例如，系统100可限于来自电池101的最大电流输出，并且/或者可能期望根据优选的电流输出操作系统100以防止由于过流状况而引起的过热或其它不期望的状况。
存储器140可包括任何数量的存储设备，诸如寄存器、闪存存储器设备、EEPROM(电可擦可编程只读存储器)、ROM(只读存储器)和RAM(随机存取存储器)等。
电量计电路110还可包括第一能量计算器电路165，该第一能量计算器电路被配置为计算电池101的理想能量能力E1。在示例性实施方案中，理想能量能力E1可根据以下等式来定义：E1＝VOC×IDD_1×TW_DEF，其中VOC是根据所计算的RSOC确定的开路电压，IDD_1是预定义的负载电流，并且TW_DEF是以秒为单位测量的默认脉冲宽度。
第一能量计算器电路165可连接到容量计算电路125，并且被配置为接收电池101的剩余容量(或RSOC)。第一能量计算器电路165可以与存储器140通信，其中第一能量计算器电路165可以从存储器140检索或以其它方式接收数据，诸如预定义的负载电流IDD_1，与默认占空比相关的时间变量诸如默认脉冲宽度TW_DEF，以及根据剩余容量的电压数据。例如，第一能量计算器电路165可访问包含作为剩余容量的函数的开路电压数据的查找表，并且检索/接收与所计算的剩余容量相关联的开路电压值VOC。第一能量计算器电路165可将所计算的理想能量能力E1传输到逻辑电路150以用于进一步分析。
第一能量计算器电路165可包括适用于执行计算(例如，乘法)、从外围电路检索/接收数据(例如，从存储器140检索/接收开路电压VOC)以及传输数据(例如，所计算的理想能量能力E1)以用于分析的任何电路和/或系统。
电量计电路110还可包括第二能量计算器170，该第二能量计算器被配置为计算电池101的实际能量能力E2。在示例性实施方案中，实际能量能力E2可根据以下等式来定义：E2＝VB×IDD_1×TW_DEF，其中VB是所测量的电池电压，IDD_1是向负载160供应的预定义的电流值，并且TW_DEF是以秒为单位测量的默认脉冲宽度。
第二能量计算器电路170可连接到电压传感器130，并且被配置为接收电池101的所测量的电压VB。第二能量计算器电路170可以与存储器140通信，其中第二能量计算器电路170可以从存储器140检索或以其它方式接收数据，诸如预定义的负载电流IDD_1，与默认占空比相关联的时间变量诸如默认脉冲宽度TW_DEF。第二能量计算器电路170可将所计算的实际能量能力E2传输到逻辑电路150以用于进一步分析。
第二能量计算器电路170可包括适用于执行计算(例如，乘法)、从外围电路检索/接收数据(例如，从电压传感器130检索/接收所测量的电池电压VB)以及传输数据(例如，所计算的实际能量能力E2)以用于分析的任何电路和/或系统。
在示例性实施方案中，电量计电路110可包括逻辑电路150，其中逻辑电路150可执行各种计算，确定电池101的能量能力，调节负载电流IDD的占空比，控制开关115、120的操作等。
逻辑电路150可以被配置为访问来自存储器140的各种数据，诸如默认总周期TP_DEF、默认脉冲宽度TW_DEF和预定义的负载电流IDD_1。
根据示例性实施方案，逻辑电路150可被进一步配置为从第一能量计算电路165接收所计算的理想能量能力E1，并且从第二能量计算电路170接收实际能量能力E2。逻辑电路150可将理想能量能力E1与实际能量能力E2进行比较。例如，逻辑电路150可包括用于确定实际能量能力E2是否小于理想能量能力E1的比较器(未示出)。如果实际能量能力E2小于理想能量能力E1，则逻辑电路150可通过将默认脉冲宽度TW_DEF增加到经调节的脉冲宽度TW_ADJ或将默认总周期TP_DEF增加到经调节的总周期TP_ADJ来调节默认占空比。如果实际能量能力E2不小于(等于)理想能量能力E1，则逻辑电路150可根据默认占空比操作第二开关120。
逻辑电路150可被进一步配置为根据特定任务所需的一定量的能量E、所测量的电压VB和预定义的负载电流IDD_1来计算经调节的脉冲宽度TW_ADJ。在示例性实施方案中，可根据以下等式来描述经调节的脉冲宽度TW_ADJ：TW_ADJ＝E/(IDD_1×VB)，其中E是执行任务所需的能量。
逻辑电路150可被配置为控制第二信号S2的占空比(该占空比控制第二开关120)，并因此控制负载电流IDD的流动。例如，逻辑电路150可在某些情况下根据默认占空比来生成第二信号S2，并且可在不同情况下根据经调节的占空比来生成第二信号S2。
逻辑电路150可包括任何数量的电路、系统和/或逻辑门以执行期望的计算和/或分析，如上所述。例如，逻辑电路150可包括现场可编程门阵列和专用集成电路等。逻辑电路150还可包括适用于生成脉宽调制信号的任何电路和/或系统，诸如PMW控制器(未示出)、定时器(未示出)、波形发生器、触发器等。
在各种实施方案中，系统100可操作以确保为负载160提供足够的能量以执行由电子设备的用户发起的期望的功能/任务。系统100可确定电池101的能量能力并调节占空比，该占空比控制负载电流IDD以提供所需能量。在一些情况下，系统100可增加占空比的脉冲周期，并且在其它情况下，可增加占空比的总周期。
在示例性操作中，并且参见图1至图9，可在系统100从主机控制系统接收起始信号(300)时，发起该操作。然后，系统100可计算电池101的理想能量能力E1(305)。计算理想能量能力E1可包括计算电池101的剩余容量(RSOC)(405)(例如，根据“基于电压的”方法或“库仑计数”方法)，从存储器140提取对应于所计算的RSOC的开路电压VOC(410)。例如，剩余容量计算电路125可计算剩余容量并将所计算的RSOC传输到第一能量计算器电路165。计算理想能量能力还可包括检索开路电压值VOC、预定义的负载电流IDD_1和默认负载时间(即，默认脉冲宽度TW_DEF)(415)。例如，第一能量计算器165可基于所计算的RSOC提取开路电压VOC，并且从存储器140检索/接收预定义的负载电流IDD_1和默认脉冲宽度TW_DEF。存储器140还可将提取的开路电压值VOC存储在寄存器(未示出)中。然后，第一能量计算器电路165可以根据下式计算理想能量能力E1：E1＝VOC×IDD_1×TW_DEF(420)。
然后，系统100可计算电池101的实际能量能力E2(310)。计算电池101的实际能量能力E2可包括使电池101与负载160断开连接(500)以及测量电池101的实际电压VB(505)。计算实际能量能力E2还可包括检索/接收预定义的负载电流IDD_1和默认负载时间(即，默认脉冲宽度TW_DEF)。例如，第二能量计算器电路170可以从电压传感器130检索/接收电池电压VB，并且从存储器140检索/接收预定义的负载电流IDD_1和默认脉冲宽度TW_DEF。第二能量计算器电路170可将所测量的电池电压VB传输到存储器140，其中存储器140可将该值存储在寄存器中。
然后，系统100可将所计算的理想能量能力E1与所计算的实际能量能力E2进行比较。例如，逻辑电路150可从第一能量计算器电路165接收所计算的理想能量能力E1，并且从第二能量计算器电路170接收所计算的实际能量能力E2，并且确定实际能量能力E2是否小于理想能量能力E1。另选地，逻辑电路150可确定实际能量能力E2是否等于理想能量能力E1。
如果实际能量能力E2不小于理想能量能力E1，则系统100可根据默认占空比来生成第二信号S2(330)，并因此根据默认占空比操作第二开关120。
如果实际能量能力E2小于理想能量能力E1，则系统100可调节默认占空比(以及负载电流IDD从电池101到负载160的流动)，根据经调节的占空比来生成第二信号S2，并因此根据默认占空比操作第二开关120(325)。
调节第二信号S2的默认占空比可包括调节默认脉冲宽度TW_DEF或调节默认总周期TP_DEF。系统100可将开路电压VOC(如从步骤410确定的)与所测量的电池电压VB(如在步骤505中测量的)进行比较。例如，逻辑电路150可从存储器140检索/接收开路电压VOC和所测量的电池电压VB，并且确定开路电压VOC和所测量的电压VB的差值是否小于阈值电压VTH(600)。另选地，逻辑电路150可从第一能量计算器电路165接收开路电压VOC，并且从第二能量计算器电路170接收所测量的电池电压VB。
参见图1、图3、图6和图9，如果差值不小于阈值电压VTH，则系统100可确定新的占空比周期TP_ADJ(615)并将默认占空比的总周期增加到经调节的总周期TP_ADJ(620)。例如，系统100可应用存在的占空比的经调节的总周期TP_ADJ，如图9所示。将总周期增加到经调节的总周期TP_ADJ可确保电池101在下一个负载循环中向负载160提供所需量的能量(根据特定功能/任务和应用来限定)，其中提供给负载160的能量被表示为电压曲线下的面积。
系统100可通过根据与电池101的恢复时间相关的已知电池特性从一组预定义的值选择值来确定新的占空比周期(经调节的总周期)TP_ADJ。恢复时间可被定义为电池101从起始电压返回到最大电压VMAX所花费的时间量。各种起始电压下的恢复时间可通过电池测试来确定。例如，如果电池101的最大电压VMAX为4.2V并且起始电压为3.7V，则电池101可花费10秒恢复至最大电压VMAX–在这种情况下，系统100将确定新的占空比周期应当为10秒，使得电池101可恢复至最大电压VMAX。如果起始电压为3.3V，则电池101可花费60秒恢复至最大电压VMAX–在这种情况下，系统100将确定新的占空比周期应当为60秒，使得电池101可恢复至最大电压VMAX。存储器140可将一组作为电池电压VB的函数的预定义的总周期值存储在查找表中，该查找表可能够由逻辑电路150访问。
参见图1、图3、图6和图8，如果差值小于阈值电压VTH，则系统100可计算新的负载时间(即，新的脉冲宽度)(605)并且将默认占空比的脉冲宽度增加到经调节的脉冲宽度TW_ADJ(610)。逻辑电路150可根据上述等式来计算经调节的脉冲宽度TW_ADJ，并且将经调节的脉冲宽度TW_ADJ应用于下一个占空比，如图8所示。将脉冲宽度增加到经调节的脉冲宽度TW_ADJ可确保电池101在下一个负载循环中向负载160提供所需量的能量(根据特定功能/任务和应用来限定)，其中提供给负载160的能量被表示为电压曲线下的面积。
参见图1和图7，如果系统100根据默认占空比并且不估计电池101的能量能力并调节负载占空比来向负载160供应负载电流IDD，则在下一个负载循环期间提供给负载160的能量可能不足以满足特定功能/任务的能量需求。例如，系统100可被激活以执行需要一定量的能量的第一任务，然后在稍后时间再次被激活以执行需要相同量的能量的相同任务(第二任务)。假定第一负载循环期间的电压曲线下的面积表示第一任务所需的和所用的能量，并且第二负载循环期间的电压曲线下的面积表示第二任务所用的能量，则可观察到第二任务期间所用的能量小于第一任务的能量。因此，电池101未递送执行任务(诸如启动车辆发动机)所需的能量，并且负载160可能不根据需要进行响应。
在上述描述中，已结合具体示例性实施方案描述了所述技术。所示和所述特定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技术的范围。实际上，为简洁起见，方法和系统的常规制造、连接、制备和其它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。在实际系统中可能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示例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部件和/或元件可以多种排列组装或者以其它方式进行操作配置，以产生与本技术基本上相同的结果，因此不限于具体示例中阐述的具体配置。
上文已经针对具体实施方案描述了有益效果、其它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它性的包括，使得包括一系列要素的过程、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过程、方法、制品、组合物或装置固有的其它要素。除了未具体引用的那些，本技术的实施所用的上述结构、布置、应用、比例、元件、材料或部件的其它组合和/或修改可在不脱离其一般原理的情况下变化或以其它方式特别适于具体环境、制造规范、设计参数或其它操作要求。
上文已结合示例性实施方案描述了本技术。然而，可在不脱离本技术的范围的情况下对示例性实施方案作出改变和修改。这些和其它改变或修改旨在包括在本技术的范围内，如以下权利要求书所述。
根据第一方面，一种被配置为连接到电池和负载的电量计电路，该电量计电路包括：用于测量电池的电压的电压传感器；存储器，该存储器存储：预先确定的电流值；预先确定的负载周期；和电池特性数据，该电池特性数据指示相对荷电状态和开路电压之间的关系；第一电路，该第一电路响应于电压传感器，其中第一电路计算电池的相对荷电状态(RSOC)；第二电路，该第二电路与存储器通信，其中第二电路基于所计算的相对荷电状态、电池特性数据、预先确定的负载周期和预先确定的电流值来计算电池的第一能量能力；第三电路，该第三电路与存储器通信，其中第三电路基于电池的所测量的电压计算电池的第二能量能力；和逻辑电路，该逻辑电路连接到第二电路和第三电路并且被配置为根据第一能量能力和第二能量能力来确定负载电流占空比。
在一个实施方案中，逻辑电路将所计算的第一能量能力与所计算的第二能量能力进行比较。
在一个实施方案中，如果所计算的第二能量能力小于所计算的第一能量能力，则逻辑电路从默认脉冲宽度增加所述负载电流占空比的脉冲宽度。
在一个实施方案中，如果所计算的第二能量能力小于所计算的第一能量能力，则逻辑电路从默认脉冲周期增加负载电流占空比的脉冲周期。
在一个实施方案中，第二电路根据所计算的RSOC从电池特性数据提取第一开路电压。
在一个实施方案中，第一能量能力是来自电池特性数据的开路电压值、预先确定的电流值和预先确定的负载周期的乘积。
在一个实施方案中，第二能量能力是所测量的电压、预先确定的电流值和预先确定的负载周期的乘积。
在一个实施方案中，电量计有利于根据负载电流占空比使电池放电。
根据第二方面，一种用于控制从电池到负载的电流的占空比的方法，该方法包括：计算电池的理想能量能力；计算电池的实际能量能力；将理想能量能力与实际能量能力进行比较；以及根据理想能量能力和实际能量能力的比较结果来调节电池的放电占空比。
在一个实施方案中，计算理想能量能力包括：计算电池的相对荷电状态；以及从预先确定的电池特性数据提取与所计算的相对荷电状态相关联的开路电压值。
在一个实施方案中，计算理想能量能力还包括将所提取的开路电压、预先确定的时间和预先确定的电流值相乘。
在一个实施方案中，计算实际能量能力包括：使电池与负载断开连接；以及测量电池的实际电压。
在一个实施方案中，计算实际能量能力包括将所测量的实际电压、预先确定的时间和预先确定的电流相乘。
在一个实施方案中，调节放电占空比包括如果所计算的实际能量能力小于所计算的理想能量能力，则从默认脉冲宽度增加放电占空比的脉冲宽度。
在一个实施方案中，调节放电占空比包括如果所计算的实际能量能力小于所计算的理想能量能力，则从默认脉冲周期增加放电占空比的脉冲周期。
根据第三方面，一种系统，该系统包括：电池，该电池经由开关选择性地连接到开关；和电量计电路，该电量计电路连接到该电池并且被配置为：测量该电池的电压；存储：预先确定的电流值；预先确定的负载周期；和电池特性数据，该电池特性数据指示相对荷电状态和开路电压之间的关系；计算电池的相对荷电状态(RSOC)；根据所计算的RSOC从电池特性数据提取第一开路电压；计算电池的理想能量能力，其中理想能量能力是第一开路电压、预先确定的电流和预先确定的负载周期的乘积；计算电池的实际能量能力，其中实际能量能力是所测量的电压、预先确定的电流和预先确定的负载周期的乘积；根据理想能量能力和实际能量能力来确定负载电流占空比；以及根据负载电流占空比来操作开关。
在一个实施方案中，电量计电路被进一步配置为：确定第一开路电压与所测量的电压的差值；以及将差值与阈值进行比较。
在一个实施方案中，如果满足以下项，则电量计电路相对于默认脉冲宽度增加负载电流占空比的脉冲宽度：所计算的实际能量能力小于所计算的理想能量能力；并且差值小于阈值。
在一个实施方案中，如果满足以下项，则电量计电路相对于默认脉冲周期增加负载电流占空比的脉冲周期：所计算的实际能量能力小于所计算的理想能量能力；并且差值大于阈值。
在一个实施方案中，如果所计算的实际能量能力等于所计算的理想能量能力，则电量计电路根据默认负载电流占空比来操作开关。

Claims (10)

1.一种电量计电路，被配置为连接到电池和负载，其特征在于，所述电量计电路包括：
用于测量所述电池的电压的电压传感器；
存储器，所述存储器存储：预先确定的电流值，预先确定的负载周期，和电池特性数据，所述电池特性数据指示相对荷电状态和开路电压之间的关系；
第一电路，所述第一电路响应于所述电压传感器，其中所述第一电路计算所述电池的相对荷电状态RSOC；
第二电路，所述第二电路与所述存储器通信，其中所述第二电路基于所计算的相对荷电状态、所述电池特性数据、所述预先确定的负载周期和所述预先确定的电流值来计算所述电池的第一能量能力；
第三电路，所述第三电路与所述存储器通信，其中所述第三电路基于所述电池的所测量的电压计算所述电池的第二能量能力；和
逻辑电路，所述逻辑电路连接到所述第二电路和所述第三电路并且被配置为根据所述第一能量能力和所述第二能量能力来确定负载电流占空比。
2.根据权利要求1所述的电量计电路，其特征在于，所述逻辑电路将所计算的第一能量能力与所计算的第二能量能力进行比较。
3.根据权利要求1所述的电量计电路，其特征在于，所述逻辑电路实现以下项中的至少一者：
如果所计算的第二能量能力小于所计算的第一能量能力，则从默认脉冲宽度增加所述负载电流占空比的脉冲宽度；以及
如果所计算的第二能量能力小于所计算的第一能量能力，则从默认脉冲周期增加所述负载电流占空比的脉冲周期。
4.根据权利要求1所述的电量计电路，其特征在于，所述第二电路根据所计算的RSOC从所述电池特性数据提取第一开路电压。
5.根据权利要求1所述的电量计电路，其特征在于：
所述第一能量能力是来自所述电池特性数据的开路电压值、所述预先确定的电流值和所述预先确定的负载周期的乘积；并且
所述第二能量能力是所测量的电压、所述预先确定的电流值和所述预先确定的负载周期的乘积。
6.根据权利要求1所述的电量计电路，其特征在于，所述电量计有利于根据所述负载电流占空比使所述电池放电。
7.一种控制从电池到负载的电流的占空比的方法，其特征在于，所述方法包括：
计算所述电池的理想能量能力；
计算所述电池的实际能量能力；
将所述理想能量能力与所述实际能量能力进行比较；以及
根据所述理想能量能力和所述实际能量能力的比较结果来调节所述电池的放电占空比。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，计算所述理想能量能力包括：
计算所述电池的相对荷电状态；
从预先确定的电池特性数据提取与所计算的相对荷电状态相关联的开路电压值；以及
将所提取的开路电压、预先确定的时间和预先确定的电流值相乘。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，计算所述实际能量能力包括：
使所述电池与所述负载断开连接；
测量所述电池的实际电压；以及
将所测量的实际电压、预先确定的时间和预先确定的电流相乘。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，调节所述放电占空比包括以下项中的至少一者：
如果所计算的实际能量能力小于所计算的理想能量能力，则从默认脉冲宽度增加所述放电占空比的脉冲宽度；或者
如果所计算的实际能量能力小于所计算的理想能量能力，则从默认脉冲周期增加所述放电占空比的脉冲周期。
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