CN113270909A - 用于管理电池系统的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明题为用于管理电池系统的方法和装置。本发明涉及用于管理电池系统的方法和装置。该装置可提供电力线以将电池连接到信号转换器，并提供电量计电路以测量该电力线的电压，检测该电力线上的噪声，以及响应于检测到的噪声来控制传感器和/或该电量计电路的操作。

Description

用于管理电池系统的方法和装置
技术领域
本发明涉及用于管理电池系统的方法和装置。
背景技术
电池供电的系统可包括监测电池的各种状况的传感器，诸如热敏电阻器、电流传感器等。继而，来自传感器的信息可用于估计电池的附加状况，诸如电池的健康状态、电池的充电状态、电池的功能状态等。因此，需要准确的传感器信息来准确地估计该附加状况。
该传感器可生成模拟电压信号并通常连接到将该模拟电压转换为数字值的信号转换器。负责执行转换的该信号转换器可利用由电池通过电力线提供的供电电压来偏压。该电力线上的供电电压的波动可不利地影响该信号转换器的操作，并因此影响数字值的准确性。
发明内容
本发明涉及用于管理电池系统的方法和装置。
该装置可提供电力线以将电池连接到信号转换器，并提供电量计电路以测量该电力线的电压，检测该电力线上的噪声，以及响应于检测到的噪声来控制传感器和/或该电量计电路的操作。
本发明解决的技术问题是，当估计各种电池状况诸如电池的健康状态、电池的充电状态和电池的功能状态时，常规系统不考虑由于供电电压波动引起的信号转换器的不准确性。
根据第一方面，提供了一种能够连接到电池和信号转换器的装置，其中该电池和该信号转换器与电力线连接，并且该信号转换器根据传感器生成数据，该装置包括：电量计电路，该电量计电路被配置为连接到该电力线并接收来自该信号转换器的数据，其中该电量计电路包括：存储器，该存储器被配置为存储电压阈值；电压传感器，该电压传感器被配置为测量该电力线的电压；噪声检测电路，该噪声检测电路与存储器和电压传感器通信，其中该噪声检测电路被配置为：基于所测量的电压来计算电压变化；以及基于所计算的电压变化来确定电力线上的噪声水平；以及数据处理器，该数据处理器响应于该噪声检测电路并被配置为：基于该电力线上的噪声水平来处理数据；以及基于该电力线上的噪声水平来控制该传感器的操作和该数据中的至少一者。
在一个实施方案中，该噪声检测电路被进一步配置为：将该电压变化与第一电压阈值进行比较；以及将该电压变化与第二电压阈值进行比较，其中该第二阈值大于该第一阈值。
在一个实施方案中，处理数据包括如果该电压变化小于该第一阈值，则对所有接收到的数据求平均值。
在一个实施方案中，处理数据包括如果该电压变化大于该第一阈值并且该该电压变化小于该第二阈值，则对所有接收到的数据的仅一部分求平均值。
在一个实施方案中，处理数据包括如果该电压变化大该于第二阈值，则拒绝所接收的数据。
在一个实施方案中，数据处理器还被配置为如果该电压变化大于该第二阈值，则将控制信号传输到传感器；其中该控制信号防止该传感器的操作。
在一个实施方案中，该电量计被进一步配置为：检测电池的温度；确定该电池的剩余容量；根据该剩余容量和检测到的温度来选择内阻值；使用所选择的内阻值和所测量的电压计算该电力线的电流；以及基于所计算的电流和先前计算的电流来计算电流变化。
根据第二方面，一种用于操作具有将电池连接到信号转换器的电力线的电池系统的方法，其中该信号转换器根据传感器生成数据，该方法包括：检测该电力线上的噪声，该检测该电力线上的噪声包括：检测该电力线上的电压的变化；检测该电力线上的电流变化；将该电压变化与第一噪声阈值和第二噪声阈值进行比较；以及将该电流变化与第三噪声阈值和第四噪声阈值进行比较；报告在该电力线上检测到的噪声，该报告在该电力线上检测到的噪声包括：如果该电压变化大于该第一噪声阈值和该第二噪声阈值，则生成第一通知信号；以及如果该电流变化大于该第三噪声阈值和该第四噪声阈值，则生成第二通知信号；以及响应于该第一通知信号和该第二通知信号中的至少一者来控制该传感器和该数据中的至少一者。
在一个实施方案中，该方法还包括：测量该电池的温度并基于所测量的温度确定该电池的内阻；以及包括根据所确定的内阻来调节第一噪声阈值、第二噪声阈值、第三噪声阈值和第四噪声阈值。
在一个实施方案中，控制该传感器包括响应于第一通知信号和第二通知信号中的至少一者禁止该传感器的操作；并且控制该数据包括防止响应于该第一通知信号和该第二通知信号中的至少一者使用该数据。
通过本发明实现的技术效果是提供电量计电路以监测电池系统中的噪声并根据检测到的噪声控制传感器的操作和/或处理该传感器数据，从而提供对电池状况诸如电池的健康状态、电池的充电状态和电池的功能状态的更准确估计。
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是根据本技术的示例性实施方案的系统的框图；
图2是根据本技术的示例性实施方案的电量计电路的框图；
图3是根据本技术的示例性实施方案的示例电压数据样本；
图4是示出根据本技术的示例性实施方案的作为SOC和温度的函数的内阻值的图表；
图5是根据本技术的示例性实施方案的用于通过监测电压波动并操作该系统来检测噪声的流程图；
图6是根据本技术的示例性实施方案的用于通过监测电流波动并操作该系统来检测噪声的流程图；
图7是示出根据本技术的示例性实施方案的作为SOC的函数的开路电压值的图表；以及
图8是根据本技术的示例性实施方案的用于操作该系统的流程图。
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、信号转换器、半导体设备诸如晶体管和电容器等。
根据本技术的各个方面的用于管理电池系统的方法和装置可结合任何合适的电池供电的电子系统和/或设备一起操作，诸如“智能设备”、可穿戴设备、消费电子器件、便携式设备、医疗设备、游戏系统等。参见图1和图2，示例性系统100可集成在由可再充电电池140(诸如锂离子电池)供电的诸如智能手表或无线耳机之类的电子设备(未示出)中。系统100可包括电池组105、电量计电路110和传感器系统135。电池组105可包括电池140和温度传感器260，诸如热敏电阻器。在示例性实施方案中，系统100还可包括电力线120，该电力线连接到电池140并被配置为向传感器系统135提供供电电压VDD。
传感器系统135可包括：一个或多个传感器130，诸如第一传感器130(1)、第二传感器130(2)和第三传感器130(3)；以及一个或多个对应的信号检测器125，诸如连接到第一传感器130(1)的第一信号检测器125(1)、连接到第二传感器130(2)的第二信号检测器125(2)和连接到第三传感器130(3)的第三信号检测器125(3)。传感器130可包括任何传感器类型，并且可根据特定应用来选择。例如，传感器130可包括用于检测电流的电流传感器、用于检测温度的热敏电阻器、无源红外(PIR)传感器等。
每个信号检测器125可接收来自相应的传感器130的模拟电压信号，将该模拟电压信号VS转换成数字信号D，并且将该数字信号传输到该电量计电路110。例如，该第一信号检测器125(1)可生成与来自第一传感器130(1)的第一模拟电压信号VS1对应的第一数字信号D1，第二信号检测器125(2)可生成与来自第二传感器130(2)的第二模拟电压VS2对应的第二数字信号D2，并且第三信号检测器可生成与来自第三传感器130(3)的第三模拟电压信号VS3对应的第三数字信号D3。
电力线120可包括适用于将电力从电池140输送到传感器系统135的任何电线或连接器。在示例性实施方案中，电力线120利用供电电压VDD偏压信号检测器125(1)～125(3)中的每个信号检测器。模拟电压VS的准确检测和转换取决于稳定的供电电压VDD(即，不波动的供电电压)。然而，电池140的内部特性诸如内阻可引起供电电压VDD的波动，这可影响信号检测器125的操作并因此影响数字信号D的准确性。
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140的电压VB、测量电池140的电流IDD、计算电池140的剩余容量(也表示为百分比并称为相对电荷状态RSOC或电荷状态(SOC))。例如，电量计电路110可包括电压检测器210、剩余容量计算器220和电流传感器225。在各种实施方案中，电量计电路110还可被配置为估计各种电池状况，诸如电池140的健康状态(SOH)、电池140的功能状态(SOF)等。
在示例性实施方案中，电量计电路110还可被配置为检测电力线120上的噪声。例如，电量计电路110可包括噪声检测电路235，该噪声检测电路被配置为通过检测电力线120上的电压的波动和/或检测电力线120上的电流的波动来检测噪声。噪声检测电路235可生成指示在电力线120上检测到的噪声水平的一个或多个噪声指示器信号。
电量计电路110还可被配置为接收和处理来自传感器系统135的数据以及/或者控制系统100和/或传感器系统135的各种操作。例如，电量计电路110可包括连接到噪声检测电路235的输出端子和传感器系统135的一个或多个端子的数据处理器270。
在示例性实施方案中，数据处理器270可接收多个数字信号(例如，来自第一信号检测器125(1)的数字信号)，对该信号执行采样，以及使用采样的信号计算该采样的信号的平均值和/或其他期望的计算。例如，数据处理器270可包括数据子处理器255，该数据子处理器接收数字输出信号(例如，D1～D3)并基于采样的数字信号生成数据输出信号DOUT。该数据子处理器155可包括采样电路(未示出)以对数字输出信号进行采样并计算采样的信号的平均值。所计算的平均值可由数据输出信号DOUT表示。数据子处理器155可将数据输出信号DOUT传输到应用处理器(未示出)，该应用处理器被配置为根据数据输出信号DOUT来计算电池特性，诸如电池140的健康状态(SOH)和电池140的功能状态(SOF)。
电量计电路110还可被配置为控制系统100和/或传感器系统135的各种操作。例如，数据处理器270可包括控制电路250，该控制电路根据从噪声检测电路235接收的噪声指示器信号来控制传感器系统135的操作。控制电路250还可根据从噪声检测电路235接收的噪声指示器信号来控制操作，诸如采样速率和/或由数据子处理器255执行的计算次数。
在示例性实施方案中，电量计电路110可包括电压检测器210以测量电池140的电压(其也是电力线120的电压)。电压检测器210可包括与模数转换器(未示出)和/或采样电路(未示出)结合操作的电压传感器(未示出)。电压检测器210可基于所测量的电压来生成数字电压信号V。电压检测器210可连接到电力线120和电池140并且可包括适用于测量电压电位的任何电路和/或设备。
电流传感器225可通过直接连接到电力线120来测量电力线120上的电流。电流传感器135可包括适用于测量电流的任何电路和/或设备。例如，电流传感器225可结合集成在电力线120中的传感电阻器260一起操作，其中电流传感器225测量传感电阻器260上的电压变化以确定电流。
剩余容量计算器220可被配置为根据检测到的电流来计算电池140的剩余容量。剩余容量(以安培-小时为单位测量)可被表示为电池的电荷状态(SOC)(其中SOC被表示为百分比)。容量计算电路125可连接到电流传感器225并且可从电流传感器225接收电流信息。容量计算电路125可根据在一段时间内的累积电流来确定剩余容量。剩余容量计算器220可包括适用于根据常规“库仑计数”方法和技术来计算电池140的剩余容量的任何电路和/或系统。
电量计电路110还可包括信号转换器，诸如用于将模拟信号转换为数字信号的模数转换器(ADC)215。在示例性实施方案中，ADC 215可被配置为从温度传感器260接收模拟信号并将该模拟信号转换为数字电压信号Vt，其中该数字电压信号Vt对应于电池140的温度。
根据示例性实施方案，电量计电路110还可包括存储器205以存储相关的电池数据。例如，存储器205可存储各种预定阈值，诸如第一电压阈值VTH1、第二电压阈值VTH2、第一电流阈值ITH1和第二电流阈值ITH2。上述阈值的值可基于特定系统应用和/或电压和电流中可接受的波动水平来设置。
存储器205还可存储关系数据，诸如作为SOC和温度的函数的内阻RINT值(例如，如图4所示)。此类关系数据可存储在查找表中或以其他合适的格式存储。该存储器还可被配置为存储已知的电池特征值，诸如作为SOC的函数的开路电压值(例如，如图7所示)。存储器205可包括任何数量或类型的存储设备，诸如寄存器、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)等。
电流计算器230可基于电池140的内阻RINT和相对于开路电压(OCV)的电压变化来计算电流IC。电池140的内阻RINT可基于电池140的SOC和电池140的温度来确定。在示例性实施方案中，电流计算器230可被配置为从剩余容量计算器220和数字电压信号Vt接收SOC或以其他方式检索SOC。电流计算器230可将数字电压信号Vt转换成以摄氏度为单位测量的对应温度。电流计算器230然后可基于SOC和温度从存储器205检索内阻RINT。例如，如果电流计算器230接收到40％SOC值和10摄氏度的温度，则电流计算器230可检索到250mΩ的内阻值。
电流计算器230还可确定相对于开路电压的电压变化。例如，电流计算器230可从电压检测器210接收所测量的电压VB并从存储器205接收开路电压值，并从该开路电压计算电压变化。
电流计算器230然后可使用内阻值RINT和相对于OCV的电压变化(ΔVOCV)来根据下式计算电流IC：IC＝ΔVOCV/RINT。电流计算器230可将所计算的电流IC传输到噪声检测电路235。
电流计算器230可包括适于执行各种功能和计算的任何数量的电路和/或系统，如上所述。例如，电流计算器230可包括存储设备(例如，寄存器)、一系列逻辑门、现场可编程门阵列、专用集成电路等。
噪声检测电路235可被配置为检测电力线120上的噪声。在示例性实施方案中，噪声检测电路235可通过监测电力线120上的电压波动并监测电力线120上的电流波动来检测电力线120上的噪声。例如，噪声检测电路235可包括用于检测电压波动的第一噪声检测器240和用于检测电流波动的第二噪声检测器245。
第一噪声检测器240可从电压检测器210接收电压数据(例如，采样电压信号VB)并计算每个采样值之间的电压变化(ΔV)。例如，参见图3，第一噪声检测器240可接收4.01V的第一电压和4.07V的第二样本，并且计算从第一样本到第二样本的电压变化—在这种情况下，该电压变化为0.06V。然后，第一噪声检测器240可接收4.02V的第三电压，并计算从第二样本到第三样本的电压变化—在这种情况下，该电压变化为-0.05V。第一噪声检测器240可继续计算每个连续样本的电压变化。第一噪声检测器240可包括适用于计算两个值之间的差值的任何电路和/或系统，诸如减法器、一系列逻辑门等。
第一噪声检测器240还可被配置为将所计算的电压变化与一个或多个电压阈值进行比较。在示例性实施方案中，第一噪声检测器240可将该电压变化与第一电阈值VTH1和第二电压阈值VTH2进行比较。例如，第一噪声检测器240可包括用于将该电压变化与第一电压阈值VTH1进行比较的第一比较器(未示出)以及用于将该电压变化与第二电压阈值VTH2进行比较的第二比较器(未示出)。第一噪声检测器240可从存储器205接收或以其他方式检索第一电压阈值VTH1和第二电压阈值VTH2。另选地，第一噪声检测器240可包括用于存储第一电压阈值VTH1和第二电压阈值VTH2的寄存器组。
第一噪声检测器240可响应于将该电压变化与第一电压阈值VTH1进行比较而生成第一噪声信号N1，并且还可响应于将该电压变化与第二电压阈值VTH2进行比较而生成第二噪声信号N2。第一噪声信号N1和第二噪声信号N2可指示在电力线120上检测到的噪声水平。第一噪声检测器240可将第一噪声信号N1和第二噪声信号N2传输至控制电路250以用于进一步分析。
第二噪声检测器245可从电流计算器230接收电流数据(例如，计算的电流IC)，并计算每个连续值之间的电流变化(ΔI)。例如，第二噪声检测器245可接收1.1A的第一电流和1.2A的第二电流，并计算从第一样本到第二样本的电流的变化—在这种情况下，该电流变化为0.1A。然后，第二噪声检测器245可接收1.3A的第三电流，并计算从第二样本到第三样本的电流的变化—在这种情况下，该电流变化为0.1A。第二噪声检测器245可继续计算每个连续样本的电流变化。第二噪声检测器245可包括适用于计算两个值之间的差值的任何电路和/或系统，诸如减法器、一系列逻辑门等。
第二噪声检测器245还可被配置为将所计算的电流变化与一个或多个电流阈值进行比较。在示例性实施方案中，第二噪声检测器245可将该电流变化与第一电流阈值ITH1和第二电流阈值ITH2进行比较。例如，第二噪声检测器245可包括用于将该电流变化与第一电流阈值ITH1进行比较的第三比较器(未示出)以及用于将该电流变化与第二电流阈值ITH2进行比较的第四比较器(未示出)。第二噪声检测器245可从存储器205接收或以其他方式检索第一电流阈值ITH1和第二电流阈值ITH2。另选地，第二噪声检测器245可包括用于存储第一电流阈值ITH1和第二电流阈值ITH2的寄存器组。
第二噪声检测器245可响应于将该电流变化与第一电流阈值ITH1进行比较而生成第三噪声信号N3，并且还可响应于将该电流变化与第二电流阈值ITH2进行比较而生成第四噪声信号N4。第三噪声信号N3和第四噪声信号N4可指示在电力线120上检测到的噪声水平。第二噪声检测器245可将第三噪声信号N3和第四噪声信号N4传输到控制电路250以用于进一步分析。
在操作中，参见图1-图3和图4-图8，电量计电路110可确定电池140的SOC(例如，使用剩余容量计算器)并确定电池140的温度(例如，结合ADC 215和电流计算器230使用温度传感器260)(800)。电量计电路110可使用所确定的SOC和温度来确定电池140的内阻R(例如，电流计算器230可基于SOC和温度从存储器205检索内阻值R)(805)。电量计电路110可基于所确定的SOC来确定OCV(例如，电流计算器230可从存储器205检索与所确定的SOC对应的OCV值)(810)。电量计电路110可测量电力线120上的电压(例如，使用电压检测器210)(815)。电量计电路110可确定与OCV的电压差(ΔV)(820)。电量计电路110可根据内阻和与OCV的电压差来计算电流IC(例如，使用电流计算器230)。电量计电路110可计算当前计算的电流与先前计算的电流之间的电流变化(例如，使用第二噪声检测器245，其中该第二噪声检测器245从电流计算器230接收计算的电流的序列)(830)。电量计电路110可计算当前计算的电压与先前计算的电压之间的电压变化(例如，使用第一噪声检测器240，其中该第一噪声检测器240从电压检测器210接收测量的电压的序列)(835)。电量计电路110可通过监测电压和/或电流的波动来检测电力线120上的噪声(840)。
在示例性实施方案中，监测电压的波动可包括发起电压波动检查(500)并确定电池140是否处于“无负载”状态或电池140是否正在充电/放电(505)(例如，使用第一噪声检测器240)。如果电池140处于“无负载”状态，则电量计电路110可生成操作信号并将该操作信号传输到传感器系统135，其中该操作信号引导传感器系统135继续正常操作和感测功能(525)。
如果电池140正在充电/放电，则第一噪声检测器240可确定该电压变化是否大于第一电压阈值VTH1(510)。如果该电压变化不大于第一电压阈值VTH1，则这可指示电力线120上几乎没有噪声(即，低水平噪声)，并且第一噪声检测器240可生成操作信号并将该操作信号传输到控制电路250(530)。控制电路250可通过经由数据子处理器255调整传入传感器数据(例如，D1～D3)的采样速率来对该操作信号作出响应。
如果该电压变化大于第一电压阈值VTH1，则这表明电力线120上可能存在一些噪声。第一噪声检测器240可确定该电压变化是否大于第二电压阈值VTH2(515)。如果该电压变化不大于第二电压阈值VTH2(但大于第一电压阈值VTH1)，则这可指示电力线120上存在一些噪声(即，中水平噪声)，并且第一噪声检测器240可通过生成第一噪声信号N1并将该第一噪声信号N1传输至控制电路250来报告噪声。控制电路250可通过经由数据子处理器255调整传入传感器数据(例如，D1～D3)的采样速率来对该第一噪声信号N1作出响应(535)。例如，数据子处理器255可增加采样速率并使用更多数据样本来计算样本平均值。
如果该电压变化大于第二电压阈值VTH2，则这表明电力线120上存在不可接受的噪声量(即，高水平噪声)，并且第一噪声检测器240可通过生成第二噪声信号N2并将该第二噪声信号N2传输至控制电路250来报告噪声。控制电路250可通过停止传感器系统135的操作和/或防止传感器数据在数据子处理器255中被处理来响应第二噪声信号N2。数据子处理器255可通过防止使用或以其他方式忽略传入的传感器数据(例如，D1～D3)来响应来自控制电路250的信号(520)。
在示例性实施方案中，监测电流的波动可包括发起电流波动检查(600)并确定电池140是否处于“无负载”状态或电池140是否正在充电/放电(605)(例如，使用第一噪声检测器240)。如果电池140处于“无负载”状态，则电量计电路110可生成操作信号并将该操作信号传输到传感器系统135，其中该操作信号引导传感器系统135继续正常操作和感测功能(625)。
如果电池140正在充电/放电，则第二噪声检测器245可确定该电流变化是否大于第一电流阈值ITH1(610)。如果该电流变化不大于第一电流阈值ITH1，则这可指示电力线120上几乎没有噪声(即，低水平噪声)，并且第二噪声检测器245可生成操作信号并将该操作信号传输到控制电路250。控制电路250可通过经由数据子处理器255调整传入传感器数据(例如，D1～D3)的采样速率来对该操作信号作出响应(630)。
如果该电流变化大于第一电流阈值ITH1，则这表明电力线120上可能存在一些噪声。第二噪声检测器245可确定该电流变化是否大于第二电流阈值ITH2(615)。如果该电流变化不大于第二电流阈值ITH2(但大于第一电流阈值ITH1)，则这可指示电力线120上存在一些噪声(即，中水平噪声)，并且第二噪声检测器245可通过生成第三噪声信号N3并将该第三噪声信号N3传输至控制电路250来报告噪声。控制电路250可通过经由数据子处理器255调整传入传感器数据(例如，D1～D3)的采样速率来对该第三噪声信号N3作出响应(635)。例如，数据子处理器255可增加采样速率并使用更多数据样本来计算样本平均值。
如果该电流变化大于第二电流阈值ITH2，则这表明电力线120上存在不可接受的噪声量(即，高水平噪声)，并且第二噪声检测器245可通过生成第四噪声信号N4并将该第四噪声信号N4传输至控制电路250来报告噪声。控制电路250可通过停止传感器系统135的操作和/或防止传感器数据在数据子处理器255中被处理来响应第四噪声信号N4。数据子处理器255可通过防止使用或以其他方式忽略传入的传感器数据(例如，D1～D3)来响应来自控制电路250的信号(620)。
在各种实施方案中，电量计电路110可同时监测电压波动和电流波动。在此类情况下，控制电路250可同时从第一噪声检测器240和第二噪声检测器245接收噪声信号(例如，N1、N2、N3、N4)，并且可基于噪声信号的组合来确定电力线120上是否存在不可接受的噪声量。例如，只有当控制电路250接收到第二噪声信号N2(通过电压波动指示不可接受的噪声)和第四噪声信号N4(通过电流波动指示不可接受的噪声)两者时，控制电路250才可停止传感器系统135和/或数据子处理器255的操作。此外，在传感器系统135和/或数据子处理器255的操作由于电力线120上的电压和/或电流波动导致的不可接受的噪声而停止的情况下，电量计电路110也可能无法计算电池特性，诸如SOH、SOF等，因为用于计算这些电池特性的数据可能不可用。
在其他实施方案中，电量计电路110可在给定时间仅监测电压波动或仅监测电流波动。在此类情况下，控制电路250可在给定时间根据仅来自第一噪声检测器240或仅来自第二噪声检测器245的噪声信号进行操作。
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，提供了一种能够连接到电池和信号转换器的装置，其中该电池和该信号转换器与电力线连接，并且该信号转换器根据传感器生成数据，该装置包括：电量计电路，该电量计电路被配置为连接到该电力线并接收来自该信号转换器的数据，其中该电量计电路包括：存储器，该存储器被配置为存储电压阈值；电压传感器，该电压传感器被配置为测量该电力线的电压；噪声检测电路，该噪声检测电路与存储器和电压传感器通信，其中该噪声检测电路被配置为：基于所测量的电压来计算电压变化；以及基于所计算的电压变化来确定电力线上的噪声水平；以及数据处理器，该数据处理器响应于该噪声检测电路并被配置为：基于该电力线上的噪声水平来处理数据；以及基于该电力线上的噪声水平来控制该传感器的操作和该数据中的至少一者。
在一个实施方案中，该噪声检测电路被进一步配置为：将该电压变化与第一电压阈值进行比较；以及将该电压变化与第二电压阈值进行比较，其中该第二阈值大于该第一阈值。
在一个实施方案中，处理数据包括如果该电压变化小于该第一阈值，则对所有接收到的数据求平均值。
在一个实施方案中，处理数据包括如果该电压变化大于该第一阈值并且该该电压变化小于该第二阈值，则对所有接收到的数据的仅一部分求平均值。
在一个实施方案中，处理数据包括如果该电压变化大该于第二阈值，则拒绝所接收的数据。
在一个实施方案中，数据处理器还被配置为如果该电压变化大于该第二阈值，则将控制信号传输到传感器；其中该控制信号防止该传感器的操作。
在一个实施方案中，该电量计电路还包括应用处理器，该应用处理器响应于该数据处理器并被配置为基于经处理的数据来计算以下中的至少一者：电池的健康状态、电池的功能状态以及电池的充电状态。
在一个实施方案中，该存储器还被配置为存储：作为电池的温度和剩余容量的函数的该电池的内阻值；以及作为剩余容量的函数的开路电压值。
在一个实施方案中，该电量计被进一步配置为：检测电池的温度；确定该电池的剩余容量；根据该剩余容量和检测到的温度从该存储器选择内阻值；使用所选择的内阻值和所测量的电压计算该电力线的电流；以及基于所计算的电流和先前计算的电流来计算电流变化。
根据第二方面，一种用于操作具有将电池连接到信号转换器的电力线的电池系统的方法，其中该信号转换器根据传感器生成数据，该方法包括：检测该电力线上的噪声，该检测该电力线上的噪声包括：检测该电力线上的电压的变化；检测该电力线上的电流变化；将该电压变化与第一噪声阈值和第二噪声阈值进行比较；以及将该电流变化与第三噪声阈值和第四噪声阈值进行比较；报告在该电力线上检测到的噪声，该报告在该电力线上检测到的噪声包括：如果该电压变化大于该第一噪声阈值和该第二噪声阈值，则生成第一通知信号；以及如果该电流变化大于该第三噪声阈值和该第四噪声阈值，则生成第二通知信号；以及响应于该第一通知信号和该第二通知信号中的至少一者来控制该传感器和该数据中的至少一者。
在一个实施方案中，该方法还包括：测量该电池的温度并基于所测量的温度确定该电池的内阻。
在一个实施方案中，该方法还包括根据所确定的内阻来调节第一噪声阈值、第二噪声阈值、第三噪声阈值和第四噪声阈值。
在一个实施方案中，控制该传感器包括响应于第一通知信号和第二通知信号中的至少一者禁止该传感器的操作。
在一个实施方案中，控制该数据包括防止响应于该第一通知信号和该第二通知信号中的至少一者使用该数据。
根据第三方面，一种系统，包括：电池；电力线，该电力线将该电池连接到信号转换器，其中该信号转换器根据传感器生成数据；以及电量计电路，该电量计电路连接到该电力线并被配置为：接收来自该信号转换器的数据；测量该电力线的电压；基于所测量的电压来计算电压变化；基于所测量的电压来计算该电力线的电流变化；基于所计算的电流变化和所计算的电流电压变化来确定该电力线上的噪声水平；报告该电力线上检测到的噪声；以及响应于所报告的噪声来控制该传感器和该数据中的至少一者。
在一个实施方案中，该处理器确定电力线上的噪声水平包括：将该电压变化与第一噪声阈值和第二噪声阈值进行比较；以及将该电流变化与第三噪声阈值和第四噪声阈值进行比较。
在一个实施方案中，该处理器报告该电力线上的噪声包括：如果该电压变化大于该第一噪声阈值和该第二噪声阈值，则生成第一通知信号；以及如果该电流变化大于该第三噪声阈值和该第四噪声阈值，则生成第二通知信号。
在一个实施方案中，控制该传感器包括响应于第一通知信号和第二通知信号中的至少一者禁止该传感器的操作；并且控制该数据包括防止响应于该第一通知信号和该第二通知信号中的至少一者使用该数据。
在一个实施方案中，该电量计电路还包括存储器，该存储器被配置为存储：作为电池的温度和剩余容量的函数的该电池的内阻值；以及作为剩余容量的函数的开路电压值。
在一个实施方案中，该电量计电路被配置为：检测电池的温度；确定剩余容量；根据该剩余容量从该存储器选择内阻值；使用所选择的内阻值、一个开路电压值和所测量的电压来计算该电力线的电流；以及基于所计算的电流和先前计算的电流来计算该电流变化。

Claims (10)

1.一种能够连接到电池和信号转换器的装置，其中所述电池和所述信号转换器与电力线连接并且所述信号转换器根据传感器生成数据，所述装置的特征在于包括：
电量计电路，所述电量计电路被配置为连接到所述电力线并接收来自所述信号转换器的数据，其中所述电量计电路包括：
存储器，所述存储器被配置为存储电压阈值；
电压传感器，所述电压传感器被配置为测量所述电力线的电压；
噪声检测电路，所述噪声检测电路与所述存储器和所述电压传感器通信，其中所述噪声检测电路被配置为：
基于所测量的电压来计算电压变化；以及
基于所计算的电压变化来确定所述电力线上的噪声水平；和
数据处理器，所述数据处理器响应于所述噪声检测电路并被配置为：
基于所述电力线上的所述噪声水平来处理所述数据；以及
基于所述电力线上的所述噪声水平来控制所述传感器的操作和所述数据中的至少一者。
2.根据权利要求1所述的装置，所述装置的特征在于所述噪声检测电路还被配置为：
将所述电压变化与第一电压阈值进行比较；以及
将所述电压变化与第二电压阈值进行比较，其中所述第二阈值大于所述第一阈值。
3.根据权利要求2所述的装置，所述装置的特征在于处理所述数据包括：如果所述电压变化小于所述第一阈值，则对所有所接收的数据求平均值。
4.根据权利要求2所述的装置，所述装置的特征在于处理所述数据包括在以下情况下对所接收的数据的仅一部分求平均值：
所述电压变化大于所述第一阈值；并且
所述电压变化小于所述第二阈值。
5.根据权利要求2所述的装置，所述装置的特征在于处理所述数据包括：如果所述电压变化大于所述第二阈值，则拒绝所接收的数据。
6.根据权利要求2所述的装置，所述装置的特征在于所述数据处理器还被配置为：如果所述电压变化大于所述第二阈值，则将控制信号传输到所述传感器；其中所述控制信号防止所述传感器的操作。
7.根据权利要求1所述的装置，所述装置的特征在于所述电量计还被配置为：
检测所述电池的温度；
确定所述电池的剩余容量；
根据所述剩余容量和所检测到的温度来选择内阻值；
使用所选择的内阻值和所测量的电压计算所述电力线的电流；以及
基于所计算的电流和先前计算的电流来计算电流变化。
8.一种用于操作电池系统的方法，所述电池系统具有将电池连接到信号转换器的电力线，其中所述信号转换器根据传感器生成数据，所述方法的特征在于包括：
检测所述电力线上的噪声，所述检测所述电力线上的噪声包括：
检测所述电力线上的电压变化；
检测所述电力线上的电流变化；
将所述电压变化与第一噪声阈值和第二噪声阈值进行比较；以及
将所述电流变化与第三噪声阈值和第四噪声阈值进行比较；
报告在所述电力线上检测到的噪声，所述报告在所述电力线上检测到的噪声包括：
如果所述电压变化大于所述第一噪声阈值和所述第二噪声阈值，则生成第一通知信号；以及
如果所述电流变化大于所述第三噪声阈值和所述第四噪声阈值，则生成第二通知信号；以及
响应于所述第一通知信号和所述第二通知信号中的至少一者控制所述传感器和所述数据中的至少一者。
9.根据权利要求8所述的方法，所述方法的特征还在于包括：
测量所述电池的温度并基于所测量的温度确定所述电池的内阻；以及
包括根据所确定的内阻来调整所述第一噪声阈值、所述第二噪声阈值、所述第三噪声阈值和所述第四噪声阈值。
10.根据权利要求8所述的方法，所述方法的特征在于：
控制所述传感器包括响应于所述第一通知信号和所述第二通知信号中的至少一者禁止所述传感器的操作；并且
控制所述数据包括防止响应于所述第一通知信号和所述第二通知信号中的至少一者使用所述数据。
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