JP2024518211A - Ｓｏｃ推定方法、モバイル電源及び読み取り可能な記憶媒体 - Google Patents

Ｓｏｃ推定方法、モバイル電源及び読み取り可能な記憶媒体 Download PDF

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Abstract

本出願は、ＳＯＣ推定方法、モバイル電源及び読み取り可能な記憶媒体を開示し、主に、モバイル電源の固定ステップサイズの電気量の値を算出して、単位電気量を順次にステップ的に重畳し、モバイル電源の前回のＳＯＣの変化時点からの累積電気量を算出して、累積電気量の絶対値と固定ステップサイズの電気量の値とを比較し、比較結果に基づいてＳＯＣ値に固定ステップサイズを累加/累減し、又はＳＯＣ値をそのまま保持し、次の時点の累積電気量の開始値を得る。このようにしてモバイル電源のＳＯＣ値を取得することで、実際のプログラミングにおいて、既存のＳＯＣ推定方法の除算の代わりにｉｆ判定と加減算のみを用いることができ、ＳＯＣを推定する時の計算量を大幅に減らし、算出資源の消費及び記憶空間の占用を低減し、チップの演算能力と周辺機器の資源に対する要求を大幅に低下し、設備のエネルギー消費を低減し、ＳＯＣ推定速度を高めて、算出の安定性を高める。【選択図】図３

Description

[関連出願の相互参照]
本出願は、２０２２年０４月０２日付けに中国特許局に提出された２０２２１０３４５２４０．Ｘという出願号である中国特許出願（出願名称：「ＳＯＣ推定方法、モバイル電源及び読み取り可能な記憶媒体」）による優先権を請求し、その全体内容が引用の方式によって本出願に組み込まれる。
本出願は、モバイル電源のＳＯＣ推定という技術分野に関し、特に、ＳＯＣ推定方法、モバイル電源及び読み取り可能な記憶媒体に関する。
現在、市場では、携帯用のマイクロ小型のエネルギー貯蔵製品に対して、電子製品のコストが高騰するため、各メーカーもコストのより安い代替品を続々と探し始めている。代替品を選択するときに、通常、安価で演算能力が弱いチップを選択し、又はチップの周辺機器の資源と性能を絶えず圧縮する。しかしながら、マイクロ小型のモバイル電源類の製品では、ＳＯＣ（荷電状態）推定などのような関連演算が比較的多く、高性能で演算能力が高く、演算速度が速いチップだけを適用できる。演算を簡素化せずに安価なチップだけを追求すると、必然的に適応できなく、そして互換できない。
上記の問題を解決するために、本出願の実施形態は、ＳＯＣ推定方法、モバイル電源及び読み取り可能な記憶媒体を提供する。
上記の技術的問題を解決するために、本出願の実施形態が採用する技術試案は、以下の通りである：モバイル電源に適用されるＳＯＣ推定方法が提供されており、前記方法は、
ステップＳ１．前記モバイル電源の固定ステップサイズの電気量の値を算出すること；
ステップＳ２．単位電気量を順次にステップ的に重畳して、前記モバイル電源の前回のＳＯＣの変化時点からの累積電気量を算出すること；
ステップＳ３．前記累積電気量の絶対値と前記固定ステップサイズの電気量の値との大小を比較し、かつ比較結果に基づいて加減算を行い、現時点のＳＯＣ値と次の時点の累積電気量の開始値とを取得すること；
ステップＳ４．ＳＯＣ値の更新後、前記累積電気量が変化し続ける場合、ステップＳ２－Ｓ３をサイクルしており、前記累積電気量が変化しない場合、前の時点のＳＯＣ値を保持し、かつ現時点の累積電気量を保存すること、を含む。
任意的に、前記ステップＳ１は、
第１の式から前記モバイル電源の固定ステップサイズの電気量の値を取得すること（ここで、前記第１の式が、以下の通りである：


ここで、ΔＣは固定ステップサイズの電気量の値であり、Ｃは前記モバイル電源の電池の定格容量であり、Ｐは固定ステップサイズであり、λは環境温度によって変化する比例係数であり、Ｉｍａｘは極端な場合での前記モバイル電源が耐えられる最大過電流値であり、Ｔ２は前記モバイル電源のＳＯＣの算出周期である）を含む。
任意的に、前記ステップＳ２は、第２の式から前記単位電気量を算出すること（ここで、前記第２の式が、以下の通りである：

任意的に、前記ステップＳ２は、
第３の式から前記モバイル電源の前回のＳＯＣの変化時点からの累積電気量を算出すること（ここで、前記第３の式は、以下の通りである：

ここで、Ｑｓｔは累積電気量の開始値を表し、Ｎは正の整数である）を含む。
任意的に、前記ステップＳ３は、
前記累積電気量の絶対値が前記固定ステップサイズの電気量の値以上である場合、前記モバイル電源の充放電状態に応じて前の時点のＳＯＣ値に前記固定ステップサイズを加算又は減算して現在のＳＯＣ値を得て、かつ前記累積電気量に固定ステップサイズの電気量の値を減算又は加算して次の時点の累積電気量の開始値を得ること；
前記累積電気量の絶対値が前記固定ステップサイズの電気量の値より小さい場合、前の時点のＳＯＣ値を現在のＳＯＣ値として保持し、かつ前記累積電気量を次の時点の累積電気量の開始値として保存すること、を含む。
任意的に、前記方法は、前記モバイル電源の充放電終端段階で、ステップＳ３で得られた現時点のＳＯＣ値を補正することをさらに含む。
任意的に、上記した前記モバイル電源の充放電終端段階で前記モバイル電源のＳＯＣを補正することは、
ここで、ＳＯＣ'は充電時の補正後のＳＯＣ値であり、ＳＯＣは補正前のＳＯＣ値であり、αは充電補正パラメータである）を含む。
任意的に、上記した前記モバイル電源の充放電終端段階で前記モバイル電源のＳＯＣを補正することは、
上記の技術的問題を解決するために、本出願の実施形態が採用する別の技術試案は、以下の通りである：モバイル電源が提供されており、前記モバイル電源は、
少なくとも１つのプロセッサと、
前記少なくとも１つのプロセッサに通信接続されるメモリと、を備えており、
前記メモリに前記少なくとも１つのプロセッサによって実行可能なコマンドが記憶され、前記コマンドは前記少なくとも１つのプロセッサによって実行され、前記少なくとも１つのプロセッサに前記荷電状態の算出方法を実行させることができる。
上記の技術的問題を解決するために、本出願の実施形態が採用する別の技術試案は、以下の通りである：読み取り可能な記憶媒体が提供されており、前記読み取り可能な記憶媒体にコンピュータ実行可能なコマンドが記憶され、前記コンピュータ実行可能なコマンドが前記荷電状態の算出方法をコンピュータに実行させるためのものである。
有益な効果は、以下の通りである：本出願は、以上のようなＳＯＣ推定方法を採用することで、実際のプログラミングにおいて、既存のＳＯＣ推定方法の除算の代わりにｉｆ判定と加減算のみを用いることができ、ＳＯＣを推定する時の計算量を大幅に減らし、算出資源の消費及び記憶空間の占用を低減し、チップの演算能力と周辺機器の資源に対する要求を大幅に低下し、設備のエネルギー消費を低減し、ＳＯＣ推定速度を高めて、算出の安定性を高める。
１つまたは複数の実施例は、その対応する図面によって例示的に説明され、それらの例示的な説明は実施例に対する限定を構成するものではなく、図面において、同じ参照数字ラベルを有する要素は類似的な要素であることを表し、特に断らない限り、図面中の図はスケールを制限しない。
本出願の実施例によって提供される応用場面の模式図である。 本出願の実施例によって提供されるＳＯＣ推定方法を実行するコントローラの構成模式図である。 本出願の実施例によって提供されるＳＯＣ推定方法のフローチャートである。 本出願の実施例によって提供されるＳＯＣ推定方法のプロセス模式図である。 本出願の実施例によって提供されるモバイル電源の充電開始からある時点までの累積電気量の模式図である。 本出願の実施例によって提供されるモバイル電源の充電開始から充電終了までの累積電気量の模式図である。 本出願の実施例によって提供されるモバイル電源の充電時のＳＯＣ推定曲線の比較図である。 本出願の実施例によって提供されるＳＯＣ推定装置の構成ブロック図である。
本出願の目的、技術試案及び利点をより明らかにするために、以下、本出願を図面及び実施例に基づいてさらに詳細に説明する。ここに説明される具体的な実施例は本出願を説明するためだけに使用されており、本出願を限定するために使用されるものではないことが理解されるべきである。
なお、本出願の実施例における各特徴は、衝突しない場合、互いに組み合わせることができ、いずれも本出願による保護範囲内にある。また、装置の模式図において、機能モジュールの分割を行って、かつフローチャートに論理的な手順を示したが、いくつかの場合には、装置の模式図におけるモジュールの分割、あるいはフローチャートにおける手順と異なる分割、あるいは手順で、示されるあるいは説明されるステップを実行してもよい。
特に定義されない限り、本明細書で用いられるすべての技術用語および科学用語は、本出願の技術分野に属する技術者によって一般的に理解される意味と同じである。本出願の明細書で用いられる用語は、具体的な実施形態を説明するためのものだけであり、本出願を制限するためのものではない。本明細書で用いられる用語「及び／又は」は、関連するリスト項目のうちの１つまたは複数の任意の及びすべての組み合わせを含む。
本出願におけるモバイル電源とは、画面表示部（ＳＯＣ値の表示可能）を有し、デジタル製品及び小型の家庭電器などに電力を供給できる携帯用のマイクロ小型のエネルギー貯蔵電源である。
前記ＳＯＣ推定方法及び装置は、モバイル電源のＳＯＣ推定プロセスに適用されることができる。図１に示すように、図１は、本出願の実施例によって提供される応用場面であり、この応用場面は、電力網１０と、負荷２０と、モバイル電源３０とを備えており、前記モバイル電源３０は前記電力網１０と前記負荷２０とにそれぞれ接続され、前記モバイル電源３０がコントローラ３１とディスプレイ３２とを含み、前記コントローラ３１と前記ディスプレイ３２とが接続する。前記モバイル電源３０とは、自身が電気エネルギーを蓄えることができる携帯充電器であり、前記モバイル電源３０の作動状態は充電状態及び放電状態を含み、前記電力網１０は前記モバイル電源３０に対して充電するためのものであり、前記モバイル電源３０は前記負荷２０に対して放電するためのものであり、前記モバイル電源３０の充放電時に、前記コントローラ３１は、前記モバイル電源３０の現在のＳＯＣ値、即ち前記モバイル電源３０の現在の電気量を表示するようにディスプレイ３２を制御し、ここで、前記ディスプレイ３２の表示には、数字１－１００を含むが、これに限定されなく、前記モバイル電源３０の充電時に、前記ディスプレイ３２に表示される数字が徐々に上昇し、前記モバイル電源３０の放電時に、前記ディスプレイ３２に表示される数字が徐々に低下する。さらに、前記ＳＯＣ値とは、前記モバイル電源の満充電状態での容量に対する前記モバイル電源の残存容量の比であり、前記ＳＯＣの取りうる値の範囲は０％～１００％であり、前記ＳＯＣの値が０％に等しい時に、前記モバイル電源の放電が完全的に行われることを示し、前記ＳＯＣの値が１００％である時に、前記モバイル電源が満充電状態にあることを示しており、前記ＳＯＣの取りうる値を知ることにより、前記モバイル電源の運転を制御することができる。
ここで、前記電力網１０は、商用電源であってもよいし、前記モバイル電源３０に対して充電できる任意の設備であってもよい。前記負荷２０は、無線電話、ノート型コンピューターなどの手持ち式のモバイル設備の電子製品を含むが、これらに限定されない。
本出願の一つの実施例では、図２に示すように、前記コントローラ３１は、少なくとも１つのプロセッサ３１１（図２において、１つのプロセッサ３１１を例にとる）と、前記少なくとも１つのプロセッサ３１１に通信接続されるメモリ３２１（図２において、バスで接続されることを例にとる）と、を備える。
ここで、前記メモリ３２１に前記少なくとも１つのプロセッサ３１１によって実行可能なコマンドが記憶され、前記コマンドは前記少なくとも１つのプロセッサ３１１によって実行され、前記少なくとも１つのプロセッサ３１１に下記のＳＯＣ推定方法を実行させることができる。
メモリ３２１は、一つのコンピュータ読み取り可能な不揮発性記憶媒体として、本出願の実施例におけるＳＯＣ推定方法に対応するプログラムコマンド／モジュールのような、不揮発性ソフトウェアプログラム、コンピュータで実行可能な不揮発性プログラム及びモジュールを記憶することに用いられることができる。プロセッサ３１１は、メモリ３２１に記憶される不揮発性ソフトウェアプログラム、コマンド及びモジュールを実行することによって、モバイル電源３０の各種の機能アプリ及びデータ処理を実行し、即ち、下記の方法の実施例におけるＳＯＣ推定方法を実現する。
メモリ３２１は、プログラム記憶領域とデータ記憶領域を含んでもよく、ここで、プログラム記憶領域には、システム、少なくとも１つの機能を取り扱うために必要であるアプリプログラムを記憶できる。また、メモリ３２１は、高速ランダムアクセスメモリを含んでもよく、不揮発性メモリを含んでもよい。例えば、少なくとも１つの磁気ディスクメモリデバイス、フラッシュメモリデバイス、又は他の不揮発性固体メモリデバイスを含む。いくつかの実施例では、メモリ３２１は、オプションとしてプロセッサ３１１に対して遠隔に設置されるメモリを含む。
前記１つ又は複数のモジュールは前記メモリ３２１に記憶され、かつ前記１つ又は複数のプロセッサ３１１により実行される時に、下記のいずれの方法の実施例におけるＳＯＣ推定方法を実行し、例えば、以下に説明される図３における方法のステップを実行する。
前記モバイル電源３０には、本出願の実施例によって提供される方法をよりよく実行するために他の装置も接続され、例えば、ディスプレイスクリーンや他のディスプレイを電気的に接続することができ、ターゲットユーザの通信設備を遠隔通信で接続することができるなど、ここで一つ一つ述べない。
上記のモバイル電源３０は、本出願の実施例によって提供される方法を実行でき、方法の実行に対応する機能モジュールを備える。本実施例において詳細に説明しない技術細部については、本出願の実施例によって提供される方法を参照できる。
図３と図４を参照して、図３は、本出願の実施例によって提供されるＳＯＣ推定方法のフローチャートであり、図４は、本出願の実施例によって提供されるＳＯＣ推定のプロセス模式図であり、前記方法が上記のモバイル電源に適用され、図３に示すように、以下のステップを含む。
Ｓ０１、前記モバイル電源の固定ステップサイズの電気量の値を算出する。
温度が電池の充放電に与える影響を考慮して、この固定ステップサイズの電気量の値に環境温度という要因を加味し、即ち温度補正を行う。具体的には、以下の式から前記モバイル電源の固定ステップサイズの電気量の値を算出し、ここで、前記式が、以下の通りである：
ここで、Ｉｍａｘは極端な場合での前記モバイル電源が耐えられる最大過電流値であり、Ｔ２は前記モバイル電源のＳＯＣの算出周期である。本文で述べた方法において、ＳＯＣは、固定ステップサイズＰで累加又は累減されるものであり、ＳＯＣの各算出時間での最大変化量はＰであるため、モバイル電源が最大電流で充放電される時に、Ｔ２の時間の内の累積電気量がΔＣより小さいことを確保する必要がある。
Ｓ０２、単位電気量を順次にステップ的に重畳して、前記モバイル電源の前回のＳＯＣの変化時点からの累積電気量を算出する。
具体的には、単位時間に応じて、単位電気量を順次にステップ的に重畳して、前記モバイル電源の前回のＳＯＣの変化時点からの累積電気量Ｑを算出する。
オプションとして、本実施例では、単位時間がモバイル電源のＳＯＣの算出周期Ｔ２であるが、単位電気量を取得する時に、前記モバイル電源のＳＯＣの算出周期Ｔ２、電流のサンプリング周期Ｔ１及びサンプリング電流Ｉを先に取得する必要がある。ここで、前記電流のサンプリング周期Ｔ１が小さいほど実際の変化状況を反映することができるが、実際の応用では、前記モバイル電源におけるチップの性能及び必要性（例えば、温度の変化が比較的遅いような場合）を考慮すると、前記電流のサンプリング周期Ｔ１が百／ミリ秒レベルや秒レベルであってもよいが、前記サンプリング電流Ｉがミリ秒レベルやマイクロ秒レベルであり、好ましいのは、前記電流のサンプリング周期Ｔ１が１０ｍｓであってもよい。前記ＳＯＣの算出周期Ｔ２の取る値が小さすぎると、計算量が過大となり、ＳＯＣの算出周期Ｔ２の取る値が大きすぎると、前記モバイル電源のＳＯＣの変化が十分に平滑であるものではないおそれがあり、オプションとして、前記ＳＯＣの算出周期Ｔ２の値は１００ｍｓを取ることができる。電流のサンプリング周期Ｔ１及びＳＯＣの算出周期Ｔ２は、実際の状況に応じて調整、設定することができる。
具体的には、前記モバイル電源のＳＯＣの算出周期Ｔ２は、前記モバイル電源のサンプリング周期Ｔ１よりはるかに大きいため、１つのＳＯＣの算出周期Ｔ２の内に、複数の電流のサンプリング周期Ｔ１が存在し、かつ各電流のサンプリング周期Ｔ１の内のサンプリング電流が異なる可能性があるため、各ＳＯＣの算出周期内の単位電気量ΔＱｎは積分方式を採用し、下式のように表される：
ここで、ΔＱｎとは、あるＳＯＣの算出周期Ｔ２の時間内の単位電気量である。
実際のプログラミングの実現を考慮すると、上記のような積分式を離散化する必要があり、つまり、複数回でサンプリングされた電流の平均値を算出周期Ｔ２の時間内の定電流とする。
以上のような式では、ｋ値の取得について、１回の除算だけで得られるが、あくまでも除算であり、演算オーバーヘッドを小さくするために、ｋ値を以下のようにさらに最適化する：
ここで、ｊは正の整数である。ｋが２の指数乗を取り、このように設定するメリットは以下の通りである：チップでは、２進数演算を採用し、除数が２の指数乗である場合、除算の代わりに左シフトを用いることで演算速度を上げることができる。
各サンプリング周期Ｔ１が対応するサンプリング電流Ｉが必ず異なるため、各単位電気量も異なることが理解されるべきである。
ある現時点については、その累積電気量は前の時点の累積電気量と単位電気量の和であり、ここで、Ｑｎ＝Ｑｎ－１＋ΔＱｎ；
ここで、現時点と前の時点との時間差はＴ２であり、Ｑｎは現時点の累積電気量を表し、Ｑｎ－１は前の時点の累積電気量を表し、ΔＱｎは前の時点から現時点までの単位電気量を表す。
前回のＳＯＣの変化時点を開始時点とする場合、以上のような式は、以下のような式にさらに変換する：
ここで、Ｑは累積電気量の開始値を表し、Ｎは正の整数である。
上記の単位時間は、実際のニーズに応じて設定することができ、例えば、単位時間を２Ｔ２又は３Ｔ２に設定し、それに応じて、その単位電気量も相応的に変化することが理解されるべきである。単位時間を大きく設定するほど、後続のステップＳ０３で比較をする回数が減り、チップの演算オーバーヘッドもある程度減らすことができる。
Ｓ０３．前記累積電気量の絶対値と前記固定ステップサイズの電気量の値との大小を比較し、かつ比較結果に基づいて加減算を行い、現時点のＳＯＣ値と次の時点の累積電気量の開始値とを取得する。
具体的には、前記累積電気量の絶対値と前記固定ステップサイズの電気量の値とを比較して、前記累積電気量の絶対値が前記固定ステップサイズの電気量の値以上である場合、前記モバイル電源の充放電状態に応じて前の時点のＳＯＣ値に前記固定ステップサイズを加算又は減算して現在のＳＯＣ値を得て、かつ前記累積電気量に固定ステップサイズの電気量の値を減算又は加算して次の時点の累積電気量の開始値を得ており、前記累積電気量の絶対値が前記固定ステップサイズの電気量の値より小さい場合、前の時点のＳＯＣ値を現在のＳＯＣ値として保持し、かつ前記累積電気量を次の時点の累積電気量の開始値として保存する。
以上の通り、前記累積電気量の絶対値が前記固定ステップサイズの電気量の値より小さい場合、それも、加減算を行うことに相当するが、加数又は減数は０であることが理解されるべきである。
ここで、前記モバイル電源が作動する時に、前記モバイル電源は充放電状態を取得し、かつプロセッサは周期的に前記モバイル電源の累積電気量を取得する。モバイル電源が充電状態になる場合、入力は出力より大きく、累積電気量は正であり、モバイル電源が放電状態になる場合、入力は出力より小さく、累積電気量は負である。
具体的には、各ＳＯＣの算出周期Ｔ２の後、累積電気量Ｑと固定ステップサイズの電気量の値ΔＣとを比較する。
｜Ｑ｜≧ΔＣであり、かつ、モバイル電源が充電状態になる場合、前の時点のＳＯＣ値に固定ステップサイズを加算して現在のＳＯＣ値を得て、かつ前記累積電気量に固定ステップサイズの電気量の値を減算して次の時点の累積電気量の開始値を得ており、｜Ｑ｜≧ΔＣであり、かつ、モバイル電源が放電状態になる場合、前の時点のＳＯＣ値に固定ステップサイズを減算して現在のＳＯＣ値を得て、かつ前記累積電気量に固定ステップサイズの電気量の値を加算して次の時点の累積電気量の開始値を得る。
Ｓ０４、ＳＯＣ値の更新後、前記累積電気量が変化し続ける場合、ステップＳ０２－Ｓ０３をサイクルしており、前記累積電気量が変化しない場合、前の時点のＳＯＣ値を保持し、かつ現時点の累積電気量を保存する。
具体的には、前記モバイル電源が充放電される時に、前記累積電気量は絶えず変化し、前記モバイル電源が充放電を停止する時に、前記累積電気量は変化しない。ここで、１回のサイクルを行うたびに、ステップＳ０２で累積電気量を算出するための開始時点は変化し、その開始時点は毎回のＳＯＣの変化時点に更新され、対応する累積電気量の開始値もＱ－ΔＣに更新される。
以下のように、モバイル電源の室温での充電を例にとってＳＯＣ推定のプロセスにおけるステップＳ０２－Ｓ０４のプロセス模式図を示す。図５は、モバイル電源の充電中の充電開始からある時点までの累積電気量の模式図である。図６は、モバイル電源の充電中の充電開始から充電終了までの総累積電気量の模式図である。
図５と図６に示すように、ｔＭ－１時点はモバイル電源のある充電の開始時点であり、ｔＮ１は充電中のある時点であり、ｔＭは充電を停止する時点である。充電の開始時点のＳＯＣ値が２３．４％であり、固定ステップサイズＰが０．１％であると仮定する。
充電中に、各電流のサンプリング周期Ｔ１の内に電流をサンプリングして、リアルタイムの電流を得ており、各ＳＯＣの算出周期Ｔ２の内に、いずれもこの周期内の単位電気量の算出を行ってから、累積電気量の算出及びＳＯＣの算出を行う。
各ＳＯＣの算出周期Ｔ２の内の単位電気量については、その計算式は以下の通りである：
各ＳＯＣの算出周期の後、累積電気量の算出を行い、累積電気量と固定ステップサイズの電気量の値ΔＣとを比較し、この例では、累積電気量の開始値が０であると、ΔＱ１、ΔＱ１＋ΔＱ２、ΔＱ１＋ΔＱ２＋ΔＱ３、ΔＱ１＋ΔＱ２＋ΔＱ３＋ΔＱ４、...、ΔＱ１＋ΔＱ２＋...＋ΔＱ８がいずれもΔＣと比較する。この例で、ΔＱ１＋ΔＱ２＋...＋ΔＱ７＜ΔＣかつΔＱ１＋ΔＱ２＋...＋ΔＱ７＋ΔＱ８≧ΔＣであると仮定すると、ｔＮ１時点で、そのＳＯＣ値は、ｔＭ－１時点のＳＯＣ値に固定ステップサイズＰを加算したもの、即ち、２３．５％であり、そして、累積電気量に固定ステップサイズの電気量の値を減算して次の時点の累積電気量の開始値、即ちＱｔＮ１－ΔＣを得ており、ここで、ＱｔＮ１＝ΔＱ１＋ΔＱ２＋...＋ΔＱ８である。
図６に示すように、モバイル電源は充電を続け、累積電気量は変化し続け、以上のようなプロセスをサイクルし続け、なお、ｔＮ２時点については、その累積電気量を算出する開始時点がｔＮ１時点に更新され、累積電気量の開始値がＱｔＮ１－ΔＣとなり、累積電気量がｔＮ１時点からｔＮ２時点までに累積される電気量となり、同様に、ｔＮ３、ｔＮ４、ｔＭの時点については、ＳＯＣ値が変化するたびに、その累積電気量を算出する開始時点が前回のＳＯＣの変化時点に更新され、累積電気量の開始値が前回のＳＯＣの変化時点の累積電気量にΔＣを減算したものに更新され、累積電気量は前回のＳＯＣの変化時点からその時点までに累積される電気量となる。
ｔＮ２、ｔＮ３、ｔＮ４の時点までは、その累積電気量ＱｔＮ２、ＱｔＮ３、ＱｔＮ４はそれぞれΔＣ以上であるため、ｔＮ２、ｔＮ３、ｔＮ４でのＳＯＣ値はそれぞれ２３．６％、２３．７％、２３．８％であり、かつｔＮ４時点で、ＱｔＮ４－ΔＣを次の時点の累積電気量の開始値とする。ｔＭ時点までは、累積電気量ＱｔＭ＜ΔＣとなるため、ｔＭ時点のＳＯＣ値が前の時点のｔＮ４時点のＳＯＣ、即ち２３．８％に保持され、現時点の累積電気量を次回の電気量が変化するときの累積電気量の開始値として保存する。
チップとしては、演算オーバーヘッドでは、余りを求めること＞除算＞乗算＞減算＞加算となり、安価で演算能力が弱いチップ、特にハードウェア除算器を持たないチップでは、多くの除算が大きなオーバーヘッドになり、そして、この算出方式は、算出の安定にも不利である。本出願は、以上のようなＳＯＣ推定方法を採用することで、実際のプログラミングにおいて、既存の除算の代わりにｉｆ判定と加減算のみを用いることができ、ＳＯＣを推定する時の計算量を大幅に減らし、算出資源の消費及び記憶空間の占用を低減し（実際の応用では、レベルが低い８ビット、５－１６ＫＦｌａｓｈのチップを採用すればよい）、チップの演算能力と周辺機器の資源に対する要求を大幅に低下し、設備のエネルギー消費を低減し、ＳＯＣ推定速度を高めて、算出の安定性を高める。
いくつかの実施例では、前記モバイル電源の充放電終端段階で、ステップＳ０４で得られたＳＯＣ値を補正することをさらに含む。
リン酸鉄リチウムの充放電末端電圧の特性から、電池の電圧については、満充電及び満放電の段階で、電圧が急速に上昇する傾向及び急速に低下する傾向があることが分かる。従って、充放電末端段階でＳＯＣを補正する。
例えば、電池の特性に応じて、充電末端に対応する電圧の閾値Ｕｕｐと放電末端に対応する電圧の閾値Ｕｄｅをそれぞれ１つ設定しており、
前記モバイル電源の電圧ＵがＵｕｐ～Ｕｄｅの間にあり範囲を超えていない場合、前記モバイル電源のＳＯＣが満充電又は空にならないと考えられるので、ステップＳ０４で得られたＳＯＣ値を補正する必要はない。
充電中に、前記モバイル電源の電圧ＵがＵｕｐより大きく、かつＳＯＣが満充電にならない場合、補正プロセスを導入する：
放電中に、前記モバイル電源の電圧ＵがＵｄｅより小さく、かつＳＯＣが空にならない場合、補正プロセスを導入する：
精確度をさらに高めるために、電池の特性に応じて、充電末端に対応する電圧の閾値Ｕｕｐ１とＵｕｐ２及び放電末端に対応する電圧の閾値Ｕｄｅ１とＵｄｅ２をそれぞれ２つ設定し、実際のテストで対応する補正パラメータα１、α２、β１、β２を得ることもできることが理解されるべきである。
以上のようなＳＯＣ推定方法に従って、実験を行い、定格容量が５．４Ａｈであるモバイル電源を用いて常温条件下で充電を行い、それぞれ従来のアンペア時積分法及び本出願において以上のような方法を用いてＳＯＣ推定を行って、得られたＳＯＣ推定曲線の比較図を図７に示し、図中の累積電気量／定格容量は使用されるアンペア時積分法を表す。
図７から分かるように、充電時に、両方法で得られたＳＯＣ曲線の一致度が比較的高く、特に充電末端では、補正されたＳＯＣ推定値とアンペア時積分法で得られたＳＯＣ推定曲線図も高く一致しており、それは、本出願のＳＯＣ推定方法による推定の正確度が高いことを示す。
図８を参照して、図８は、本出願の実施例によって提供されるＳＯＣ推定装置の構成ブロック図であり、図８に示すように、前記ＳＯＣ推定装置４０は、第１の算出モジュール４１と、第２の算出モジュール４２と、比較取得モジュール４３と、判定サイクルモジュール４４とを含む。
前記第１の算出モジュール４１は、前記モバイル電源の固定ステップサイズの電気量の値を算出するためのものであり、
前記第２の算出モジュール４２は、単位電気量を順次にステップ的に重畳して、前記モバイル電源の前回のＳＯＣの変化時点からの累積電気量を算出するためのものであり、
前記比較取得モジュール４３は、前記累積電気量の絶対値と前記固定ステップサイズの電気量の値との大小を比較し、かつ比較結果に基づいて加減算を行い、現時点のＳＯＣ値と次の時点の累積電気量の開始値とを取得するためのものであり、
前記判定サイクルモジュール４４は、ＳＯＣ値の更新後に累積電気量が変化し続けるか否かを判定し、前記累積電気量が変化し続ける場合、第１の算出モジュール４１と、第２の算出モジュール４２と、比較取得モジュール４３と、をサイクル制御することで、前記第１の算出モジュール４１が、前記モバイル電源の固定ステップサイズの電気量の値を算出することを実行し、前記第２の算出モジュール４２が、単位電気量を順次にステップ的に重畳して、前記モバイル電源の前回のＳＯＣの変化時点からの累積電気量を算出することを実行し、前記比較取得モジュール４３は、前記累積電気量の絶対値と前記固定ステップサイズの電気量の値との大小を比較し、かつ比較結果に基づいて加減算を行い、現時点のＳＯＣ値と次の時点の累積電気量の開始値とを取得することを実行するようにしており、前記累積電気量が変化しない場合、前の時点のＳＯＣ値を保持し、かつ現時点の累積電気量を保存するためのものである。
なお、前記ＳＯＣ推定装置は、本出願の実施例によって提供されるＳＯＣ推定方法を実行することができ、かつ方法の実行に対応する機能モジュール及び有益な効果を備える。ＳＯＣ推定装置の実施例において詳細に説明しない技術細部については、本出願の実施例によって提供されるＳＯＣ推定方法を参照できる。
本出願の実施例は、コンピュータ読み取り可能な不揮発性記憶媒体をさらに提供し、前記コンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、コンピュータで実行可能なコマンドが記憶され、このコンピュータで実行可能なコマンドは、１つまたは複数のプロセッサによって実行され、例えば、以上に説明される図３及び図４における方法のステップを実行し、図８における各モジュールの機能を実現する。
以上に説明された装置の実施例は、模式的なものだけであり、その中、上記した離間部品として説明されるユニットは、物理的に離間してもよいし、離間しなくてもよく、ユニットとして表される部品は、物理的なユニットでもよいし、物理的なユニットでなくてもよく、即ち、１つの箇所に位置してもよいし、複数のネットユニットに分布されて位置してもよい。実際のニーズに応じてその中の一部又は全部のモジュールを選択して本実施例試案の目的を実現できる。
以上の実施形態の説明によって、各実施形態が、ソフトウェアに汎用なハードウェアプラットフォームを加えることによって実現されてもよく、もちろん、ハードウェアによって実現されてもよいことは、当業者にとって明らかである。上記の実施例方法の中の全部又は一部のフローの実現が、コンピュータプログラムが関連するハードウェアに指令を与えることによって成されることは、当業者にとって理解でき、上記プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶されてもよく、このプログラムは実行される時に、上記の各方法の実施例のようなフローを含んでもよい。その中、上記の記憶媒体は、磁気ディスク、光ディスク、リードオンリーメモリ（Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ；ＲＯＭ)又はランダムアクセスメモリ(Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ；ＲＡＭ)などであってもよい。
最後に説明する。以上の実施例は、本出願の技術試案を説明するためのものだけであり、これを制限するものではなく、本出願の主旨下、以上の実施例又は異なる実施例における技術特徴同士はお互いに組み合わせることができ、ステップはいずれの手順で実現でき、また、上記のような本出願の異なる局面での多くの他の変更があるが、説明の簡略化のために細部に提供されなく、前記実施例を参照して本出願を詳細に説明したが、当業者にとって理解されるべきように、依然として前記各実施例に記載される技術試案に対して修飾し、又は、その中の一部の技術特徴を同等に置き換えることができ、これらの修飾又は置き換えは、対応する技術試案を実質的に本出願の各実施例の技術試案の範囲から逸脱させることはない。
[関連出願の相互参照]
本出願は、２０２２年０４月０２日付けに中国特許局に提出された２０２２１０３４５２４０．Ｘという出願号である中国特許出願（出願名称：「ＳＯＣ推定方法、モバイル電源及び読み取り可能な記憶媒体」）による優先権を請求し、その全体内容が引用の方式によって本出願に組み込まれる。
本出願は、モバイル電源のＳＯＣ推定という技術分野に関し、特に、ＳＯＣ推定方法、モバイル電源及び読み取り可能な記憶媒体に関する。
現在、市場では、携帯用のマイクロ小型のエネルギー貯蔵製品に対して、電子製品のコストが高騰するため、各メーカーもコストのより安い代替品を続々と探し始めている。代替品を選択するときに、通常、安価で演算能力が弱いチップを選択し、又はチップの周辺機器の資源と性能を絶えず圧縮する。しかしながら、マイクロ小型のモバイル電源類の製品では、ＳＯＣ（荷電状態）推定などのような関連演算が比較的多く、高性能で演算能力が高く、演算速度が速いチップだけを適用できる。演算を簡素化せずに安価なチップだけを追求すると、必然的に適応できなく、そして互換できない。
チップの演算では、ＳＯＣ推定に必要な演算オーバーヘッドが比較的大きい。現在の技術では、ＳＯＣ推定にはアンペア時積分法を採用することが多く、その式は以下の通りである：
このアルゴリズムには、加算、減算、乗算、除算などの演算を用いたが、演算オーバーヘッドが極めて大きく、安価で演算能力が弱いチップによってその演算要求を満たすことができないため、低コストのＳＯＣ推定アルゴリズムが緊急に必要である。
上記の問題を解決するために、本出願の実施形態は、ＳＯＣ推定方法、モバイル電源及び読み取り可能な記憶媒体を提供する。
上記の技術的問題を解決するために、本出願の実施形態が採用する技術試案は、以下の通りである：モバイル電源に適用されるＳＯＣ推定方法が提供されており、前記方法は、
ステップＳ１．前記モバイル電源の固定ステップサイズの電気量の値を算出すること；
ステップＳ２．単位電気量を順次にステップ的に重畳して、前記モバイル電源の前回のＳＯＣの変化時点からの累積電気量を算出すること；
ステップＳ３．前記累積電気量の絶対値と前記固定ステップサイズの電気量の値との大小を比較し、かつ比較結果に基づいて加減算を行い、現時点のＳＯＣ値と次の時点の累積電気量の開始値とを取得すること；
ステップＳ４．ＳＯＣ値の更新後、前記累積電気量が変化し続ける場合、ステップＳ２－Ｓ３をサイクルしており、前記累積電気量が変化しない場合、前の時点のＳＯＣ値を保持し、かつ現時点の累積電気量を保存すること、を含む。
任意的に、前記ステップＳ１は、
第１の式から前記モバイル電源の固定ステップサイズの電気量の値を取得すること（ここで、前記第１の式が、以下の通りである：
任意的に、前記ステップＳ２は、第２の式から前記単位電気量を算出すること（ここで、前記第２の式が、以下の通りである：
任意的に、前記ステップＳ２は、
第３の式から前記モバイル電源の前回のＳＯＣの変化時点からの累積電気量を算出すること（ここで、前記第３の式は、以下の通りである：
任意的に、前記ステップＳ３は、
前記累積電気量の絶対値が前記固定ステップサイズの電気量の値以上である場合、前記モバイル電源の充放電状態に応じて前の時点のＳＯＣ値に前記固定ステップサイズを加算又は減算して現在のＳＯＣ値を得て、かつ前記累積電気量に固定ステップサイズの電気量の値を減算又は加算して次の時点の累積電気量の開始値を得ること；
前記累積電気量の絶対値が前記固定ステップサイズの電気量の値より小さい場合、前の時点のＳＯＣ値を現在のＳＯＣ値として保持し、かつ前記累積電気量を次の時点の累積電気量の開始値として保存すること、を含む。
任意的に、前記方法は、前記モバイル電源の充放電終端段階で、ステップＳ３で得られた現時点のＳＯＣ値を補正することをさらに含む。
任意的に、上記した前記モバイル電源の充放電終端段階で前記モバイル電源のＳＯＣを補正することは、
ここで、ＳＯＣ'は充電時の補正後のＳＯＣ値であり、ＳＯＣは補正前のＳＯＣ値であり、αは充電補正パラメータである）を含む。
任意的に、上記した前記モバイル電源の充放電終端段階で前記モバイル電源のＳＯＣを補正することは、
上記の技術的問題を解決するために、本出願の実施形態が採用する別の技術試案は、以下の通りである：モバイル電源が提供されており、前記モバイル電源は、
少なくとも１つのプロセッサと、
前記少なくとも１つのプロセッサに通信接続されるメモリと、を備えており、
前記メモリに前記少なくとも１つのプロセッサによって実行可能なコマンドが記憶され、前記コマンドは前記少なくとも１つのプロセッサによって実行され、前記少なくとも１つのプロセッサに前記荷電状態の算出方法を実行させることができる。
上記の技術的問題を解決するために、本出願の実施形態が採用する別の技術試案は、以下の通りである：読み取り可能な記憶媒体が提供されており、前記読み取り可能な記憶媒体にコンピュータ実行可能なコマンドが記憶され、前記コンピュータ実行可能なコマンドが前記荷電状態の算出方法をコンピュータに実行させるためのものである。
有益な効果は、以下の通りである：本出願は、以上のようなＳＯＣ推定方法を採用することで、実際のプログラミングにおいて、既存のＳＯＣ推定方法の除算の代わりにｉｆ判定と加減算のみを用いることができ、ＳＯＣを推定する時の計算量を大幅に減らし、算出資源の消費及び記憶空間の占用を低減し、チップの演算能力と周辺機器の資源に対する要求を大幅に低下し、設備のエネルギー消費を低減し、ＳＯＣ推定速度を高めて、算出の安定性を高める。
１つまたは複数の実施例は、その対応する図面によって例示的に説明され、それらの例示的な説明は実施例に対する限定を構成するものではなく、図面において、同じ参照数字ラベルを有する要素は類似的な要素であることを表し、特に断らない限り、図面中の図はスケールを制限しない。
本出願の実施例によって提供される応用場面の模式図である。 本出願の実施例によって提供されるＳＯＣ推定方法を実行するコントローラの構成模式図である。 本出願の実施例によって提供されるＳＯＣ推定方法のフローチャートである。 本出願の実施例によって提供されるＳＯＣ推定方法のプロセス模式図である。 本出願の実施例によって提供されるモバイル電源の充電開始からある時点までの累積電気量の模式図である。 本出願の実施例によって提供されるモバイル電源の充電開始から充電終了までの累積電気量の模式図である。 本出願の実施例によって提供されるモバイル電源の充電時のＳＯＣ推定曲線の比較図である。 本出願の実施例によって提供されるＳＯＣ推定装置の構成ブロック図である。
本出願の目的、技術試案及び利点をより明らかにするために、以下、本出願を図面及び実施例に基づいてさらに詳細に説明する。ここに説明される具体的な実施例は本出願を説明するためだけに使用されており、本出願を限定するために使用されるものではないことが理解されるべきである。
なお、本出願の実施例における各特徴は、衝突しない場合、互いに組み合わせることができ、いずれも本出願による保護範囲内にある。また、装置の模式図において、機能モジュールの分割を行って、かつフローチャートに論理的な手順を示したが、いくつかの場合には、装置の模式図におけるモジュールの分割、あるいはフローチャートにおける手順と異なる分割、あるいは手順で、示されるあるいは説明されるステップを実行してもよい。
特に定義されない限り、本明細書で用いられるすべての技術用語および科学用語は、本出願の技術分野に属する技術者によって一般的に理解される意味と同じである。本出願の明細書で用いられる用語は、具体的な実施形態を説明するためのものだけであり、本出願を制限するためのものではない。本明細書で用いられる用語「及び／又は」は、関連するリスト項目のうちの１つまたは複数の任意の及びすべての組み合わせを含む。
本出願におけるモバイル電源とは、画面表示部（ＳＯＣ値の表示可能）を有し、デジタル製品及び小型の家庭電器などに電力を供給できる携帯用のマイクロ小型のエネルギー貯蔵電源である。
前記ＳＯＣ推定方法及び装置は、モバイル電源のＳＯＣ推定プロセスに適用されることができる。図１に示すように、図１は、本出願の実施例によって提供される応用場面であり、この応用場面は、電力網１０と、負荷２０と、モバイル電源３０とを備えており、前記モバイル電源３０は前記電力網１０と前記負荷２０とにそれぞれ接続され、前記モバイル電源３０がコントローラ３１とディスプレイ３２とを含み、前記コントローラ３１と前記ディスプレイ３２とが接続する。前記モバイル電源３０とは、自身が電気エネルギーを蓄えることができる携帯充電器であり、前記モバイル電源３０の作動状態は充電状態及び放電状態を含み、前記電力網１０は前記モバイル電源３０に対して充電するためのものであり、前記モバイル電源３０は前記負荷２０に対して放電するためのものであり、前記モバイル電源３０の充放電時に、前記コントローラ３１は、前記モバイル電源３０の現在のＳＯＣ値、即ち前記モバイル電源３０の現在の電気量を表示するようにディスプレイ３２を制御し、ここで、前記ディスプレイ３２の表示には、数字１－１００を含むが、これに限定されなく、前記モバイル電源３０の充電時に、前記ディスプレイ３２に表示される数字が徐々に上昇し、前記モバイル電源３０の放電時に、前記ディスプレイ３２に表示される数字が徐々に低下する。さらに、前記ＳＯＣ値とは、前記モバイル電源の満充電状態での容量に対する前記モバイル電源の残存容量の比であり、前記ＳＯＣの取りうる値の範囲は０％～１００％であり、前記ＳＯＣの値が０％に等しい時に、前記モバイル電源の放電が完全的に行われることを示し、前記ＳＯＣの値が１００％である時に、前記モバイル電源が満充電状態にあることを示しており、前記ＳＯＣの取りうる値を知ることにより、前記モバイル電源の運転を制御することができる。
ここで、前記電力網１０は、商用電源であってもよいし、前記モバイル電源３０に対して充電できる任意の設備であってもよい。前記負荷２０は、無線電話、ノート型コンピューターなどの手持ち式のモバイル設備の電子製品を含むが、これらに限定されない。
本出願の一つの実施例では、図２に示すように、前記コントローラ３１は、少なくとも１つのプロセッサ３１１（図２において、１つのプロセッサ３１１を例にとる）と、前記少なくとも１つのプロセッサ３１１に通信接続されるメモリ３１２（図２において、バスで接続されることを例にとる）と、を備える。
ここで、前記メモリ３１２に前記少なくとも１つのプロセッサ３１１によって実行可能なコマンドが記憶され、前記コマンドは前記少なくとも１つのプロセッサ３１１によって実行され、前記少なくとも１つのプロセッサ３１１に下記のＳＯＣ推定方法を実行させることができる。
メモリ３１２は、一つのコンピュータ読み取り可能な不揮発性記憶媒体として、本出願の実施例におけるＳＯＣ推定方法に対応するプログラムコマンド／モジュールのような、不揮発性ソフトウェアプログラム、コンピュータで実行可能な不揮発性プログラム及びモジュールを記憶することに用いられることができる。プロセッサ３１１は、メモリ３１２に記憶される不揮発性ソフトウェアプログラム、コマンド及びモジュールを実行することによって、モバイル電源３０の各種の機能アプリ及びデータ処理を実行し、即ち、下記の方法の実施例におけるＳＯＣ推定方法を実現する。
メモリ３１２は、プログラム記憶領域とデータ記憶領域を含んでもよく、ここで、プログラム記憶領域には、システム、少なくとも１つの機能を取り扱うために必要であるアプリプログラムを記憶できる。また、メモリ３１２は、高速ランダムアクセスメモリを含んでもよく、不揮発性メモリを含んでもよい。例えば、少なくとも１つの磁気ディスクメモリデバイス、フラッシュメモリデバイス、又は他の不揮発性固体メモリデバイスを含む。いくつかの実施例では、メモリ３１２は、オプションとしてプロセッサ３１１に対して遠隔に設置されるメモリを含む。
前記１つ又は複数のモジュールは前記メモリ３１２に記憶され、かつ前記１つ又は複数のプロセッサ３１１により実行される時に、下記のいずれの方法の実施例におけるＳＯＣ推定方法を実行し、例えば、以下に説明される図３における方法のステップを実行する。
前記モバイル電源３０には、本出願の実施例によって提供される方法をよりよく実行するために他の装置も接続され、例えば、ディスプレイスクリーンや他のディスプレイを電気的に接続することができ、ターゲットユーザの通信設備を遠隔通信で接続することができるなど、ここで一つ一つ述べない。
上記のモバイル電源３０は、本出願の実施例によって提供される方法を実行でき、方法の実行に対応する機能モジュールを備える。本実施例において詳細に説明しない技術細部については、本出願の実施例によって提供される方法を参照できる。
図３と図４を参照して、図３は、本出願の実施例によって提供されるＳＯＣ推定方法のフローチャートであり、図４は、本出願の実施例によって提供されるＳＯＣ推定のプロセス模式図であり、前記方法が上記のモバイル電源に適用され、図３に示すように、以下のステップを含む。
Ｓ０１、前記モバイル電源の固定ステップサイズの電気量の値を算出する。
温度が電池の充放電に与える影響を考慮して、この固定ステップサイズの電気量の値に環境温度という要因を加味し、即ち温度補正を行う。具体的には、以下の式から前記モバイル電源の固定ステップサイズの電気量の値を算出し、ここで、前記式が、以下の通りである：
Ｓ０２、単位電気量を順次にステップ的に重畳して、前記モバイル電源の前回のＳＯＣの変化時点からの累積電気量を算出する。
具体的には、単位時間に応じて、単位電気量を順次にステップ的に重畳して、前記モバイル電源の前回のＳＯＣの変化時点からの累積電気量Ｑを算出する。
オプションとして、本実施例では、単位時間がモバイル電源のＳＯＣの算出周期Ｔ２であるが、単位電気量を取得する時に、前記モバイル電源のＳＯＣの算出周期Ｔ２、電流のサンプリング周期Ｔ１及びサンプリング電流Ｉを先に取得する必要がある。ここで、前記電流のサンプリング周期Ｔ１が小さいほど実際の変化状況を反映することができるが、実際の応用では、前記モバイル電源におけるチップの性能及び必要性（例えば、温度の変化が比較的遅いような場合）を考慮すると、前記電流のサンプリング周期Ｔ１が百／ミリ秒レベルや秒レベルであってもよいが、前記サンプリング電流Ｉがミリ秒レベルやマイクロ秒レベルであり、好ましいのは、前記電流のサンプリング周期Ｔ１が１０ｍｓであってもよい。前記ＳＯＣの算出周期Ｔ２の取る値が小さすぎると、計算量が過大となり、ＳＯＣの算出周期Ｔ２の取る値が大きすぎると、前記モバイル電源のＳＯＣの変化が十分に平滑であるものではないおそれがあり、オプションとして、前記ＳＯＣの算出周期Ｔ２の値は１００ｍｓを取ることができる。電流のサンプリング周期Ｔ１及びＳＯＣの算出周期Ｔ２は、実際の状況に応じて調整、設定することができる。
具体的には、前記モバイル電源のＳＯＣの算出周期Ｔ２は、前記モバイル電源のサンプリング周期Ｔ１よりはるかに大きいため、１つのＳＯＣの算出周期Ｔ２の内に、複数の電流のサンプリング周期Ｔ１が存在し、かつ各電流のサンプリング周期Ｔ１の内のサンプリング電流が異なる可能性があるため、各ＳＯＣの算出周期内の単位電気量ΔＱｎは積分方式を採用し、下式のように表される：
実際のプログラミングの実現を考慮すると、上記のような積分式を離散化する必要があり、つまり、複数回でサンプリングされた電流の平均値を算出周期Ｔ２の時間内の定電流とする。
以上のような式では、ｋ値の取得について、１回の除算だけで得られるが、あくまでも除算であり、演算オーバーヘッドを小さくするために、ｋ値を以下のようにさらに最適化する：
ここで、ｊは正の整数である。ｋが２の指数乗を取り、このように設定するメリットは以下の通りである：チップでは、２進数演算を採用し、除数が２の指数乗である場合、除算の代わりに左シフトを用いることで演算速度を上げることができる。
各サンプリング周期Ｔ１が対応するサンプリング電流Ｉが必ず異なるため、各単位電気量も異なることが理解されるべきである。
ある現時点については、その累積電気量は前の時点の累積電気量と単位電気量の和であり、ここで、Ｑｎ＝Ｑｎ－１＋ΔＱｎ；
ここで、現時点と前の時点との時間差はＴ２であり、Ｑｎは現時点の累積電気量を表し、Ｑｎ－１は前の時点の累積電気量を表し、ΔＱｎは前の時点から現時点までの単位電気量を表す。
前回のＳＯＣの変化時点を開始時点とする場合、以上のような式は、以下のような式にさらに変換する：
上記の単位時間は、実際のニーズに応じて設定することができ、例えば、単位時間を２Ｔ２又は３Ｔ２に設定し、それに応じて、その単位電気量も相応的に変化することが理解されるべきである。単位時間を大きく設定するほど、後続のステップＳ０３で比較をする回数が減り、チップの演算オーバーヘッドもある程度減らすことができる。
Ｓ０３．前記累積電気量の絶対値と前記固定ステップサイズの電気量の値との大小を比較し、かつ比較結果に基づいて加減算を行い、現時点のＳＯＣ値と次の時点の累積電気量の開始値とを取得する。
具体的には、前記累積電気量の絶対値と前記固定ステップサイズの電気量の値とを比較して、前記累積電気量の絶対値が前記固定ステップサイズの電気量の値以上である場合、前記モバイル電源の充放電状態に応じて前の時点のＳＯＣ値に前記固定ステップサイズを加算又は減算して現在のＳＯＣ値を得て、かつ前記累積電気量に固定ステップサイズの電気量の値を減算又は加算して次の時点の累積電気量の開始値を得ており、前記累積電気量の絶対値が前記固定ステップサイズの電気量の値より小さい場合、前の時点のＳＯＣ値を現在のＳＯＣ値として保持し、かつ前記累積電気量を次の時点の累積電気量の開始値として保存する。
以上の通り、前記累積電気量の絶対値が前記固定ステップサイズの電気量の値より小さい場合、それも、加減算を行うことに相当するが、加数又は減数は０であることが理解されるべきである。
ここで、前記モバイル電源が作動する時に、前記モバイル電源は充放電状態を取得し、かつプロセッサは周期的に前記モバイル電源の累積電気量を取得する。モバイル電源が充電状態になる場合、入力は出力より大きく、累積電気量は正であり、モバイル電源が放電状態になる場合、入力は出力より小さく、累積電気量は負である。
具体的には、各ＳＯＣの算出周期Ｔ２の後、累積電気量Ｑと固定ステップサイズの電気量の値ΔＣとを比較する。
｜Ｑ｜≧ΔＣであり、かつ、モバイル電源が充電状態になる場合、前の時点のＳＯＣ値に固定ステップサイズを加算して現在のＳＯＣ値を得て、かつ前記累積電気量に固定ステップサイズの電気量の値を減算して次の時点の累積電気量の開始値を得ており、｜Ｑ｜≧ΔＣであり、かつ、モバイル電源が放電状態になる場合、前の時点のＳＯＣ値に固定ステップサイズを減算して現在のＳＯＣ値を得て、かつ前記累積電気量に固定ステップサイズの電気量の値を加算して次の時点の累積電気量の開始値を得る。
Ｓ０４、ＳＯＣ値の更新後、前記累積電気量が変化し続ける場合、ステップＳ０２－Ｓ０３をサイクルしており、前記累積電気量が変化しない場合、前の時点のＳＯＣ値を保持し、かつ現時点の累積電気量を保存する。
具体的には、前記モバイル電源が充放電される時に、前記累積電気量は絶えず変化し、前記モバイル電源が充放電を停止する時に、前記累積電気量は変化しない。ここで、１回のサイクルを行うたびに、ステップＳ０２で累積電気量を算出するための開始時点は変化し、その開始時点は毎回のＳＯＣの変化時点に更新され、対応する累積電気量の開始値もＱ－ΔＣに更新される。
以下のように、モバイル電源の室温での充電を例にとってＳＯＣ推定のプロセスにおけるステップＳ０２－Ｓ０４のプロセス模式図を示す。図５は、モバイル電源の充電中の充電開始からある時点までの累積電気量の模式図である。図６は、モバイル電源の充電中の充電開始から充電終了までの総累積電気量の模式図である。
図５と図６に示すように、ｔＭ－１時点はモバイル電源のある充電の開始時点であり、ｔＮ１は充電中のある時点であり、ｔＭは充電を停止する時点である。充電の開始時点のＳＯＣ値が２３．４％であり、固定ステップサイズＰが０．１％であると仮定する。
充電中に、各電流のサンプリング周期Ｔ１の内に電流をサンプリングして、リアルタイムの電流を得ており、各ＳＯＣの算出周期Ｔ２の内に、いずれもこの周期内の単位電気量の算出を行ってから、累積電気量の算出及びＳＯＣの算出を行う。
各ＳＯＣの算出周期Ｔ２の内の単位電気量については、その計算式は以下の通りである：
ここで、ｋ＝８であり、ｎ＝１、２、...、８である。
各ＳＯＣの算出周期の後、累積電気量の算出を行い、累積電気量と固定ステップサイズの電気量の値ΔＣとを比較し、この例では、累積電気量の開始値が０であると、ΔＱ１、ΔＱ１＋ΔＱ２、ΔＱ１＋ΔＱ２＋ΔＱ３、ΔＱ１＋ΔＱ２＋ΔＱ３＋ΔＱ４、...、ΔＱ１＋ΔＱ２＋...＋ΔＱ８がいずれもΔＣと比較する。この例で、ΔＱ１＋ΔＱ２＋...＋ΔＱ７＜ΔＣかつΔＱ１＋ΔＱ２＋...＋ΔＱ７＋ΔＱ８≧ΔＣであると仮定すると、ｔＮ１時点で、そのＳＯＣ値は、ｔＭ－１時点のＳＯＣ値に固定ステップサイズＰを加算したもの、即ち、２３．５％であり、そして、累積電気量に固定ステップサイズの電気量の値を減算して次の時点の累積電気量の開始値、即ちＱｔＮ１－ΔＣを得ており、ここで、ＱｔＮ１＝ΔＱ１＋ΔＱ２＋...＋ΔＱ８である。
図６に示すように、モバイル電源は充電を続け、累積電気量は変化し続け、以上のようなプロセスをサイクルし続け、なお、ｔＮ２時点については、その累積電気量を算出する開始時点がｔＮ１時点に更新され、累積電気量の開始値がＱｔＮ１－ΔＣとなり、累積電気量がｔＮ１時点からｔＮ２時点までに累積される電気量となり、同様に、ｔＮ３、ｔＮ４、ｔＭの時点については、ＳＯＣ値が変化するたびに、その累積電気量を算出する開始時点が前回のＳＯＣの変化時点に更新され、累積電気量の開始値が前回のＳＯＣの変化時点の累積電気量にΔＣを減算したものに更新され、累積電気量は前回のＳＯＣの変化時点からその時点までに累積される電気量となる。
ｔＮ２、ｔＮ３、ｔＮ４の時点までは、その累積電気量ＱｔＮ２、ＱｔＮ３、ＱｔＮ４はそれぞれΔＣ以上であるため、ｔＮ２、ｔＮ３、ｔＮ４でのＳＯＣ値はそれぞれ２３．６％、２３．７％、２３．８％であり、かつｔＮ４時点で、ＱｔＮ４－ΔＣを次の時点の累積電気量の開始値とする。ｔＭ時点までは、累積電気量ＱｔＭ＜ΔＣとなるため、ｔＭ時点のＳＯＣ値が前の時点のｔＮ４時点のＳＯＣ、即ち２３．８％に保持され、現時点の累積電気量を次回の電気量が変化するときの累積電気量の開始値として保存する。
チップとしては、演算オーバーヘッドでは、余りを求めること＞除算＞乗算＞減算＞加算となり、安価で演算能力が弱いチップ、特にハードウェア除算器を持たないチップでは、多くの除算が大きなオーバーヘッドになり、そして、この算出方式は、算出の安定にも不利である。本出願は、以上のようなＳＯＣ推定方法を採用することで、実際のプログラミングにおいて、既存の除算の代わりにｉｆ判定と加減算のみを用いることができ、ＳＯＣを推定する時の計算量を大幅に減らし、算出資源の消費及び記憶空間の占用を低減し（実際の応用では、レベルが低い８ビット、５－１６ＫＦｌａｓｈのチップを採用すればよい）、チップの演算能力と周辺機器の資源に対する要求を大幅に低下し、設備のエネルギー消費を低減し、ＳＯＣ推定速度を高めて、算出の安定性を高める。
いくつかの実施例では、前記モバイル電源の充放電終端段階で、ステップＳ０４で得られたＳＯＣ値を補正することをさらに含む。
リン酸鉄リチウムの充放電末端電圧の特性から、電池の電圧については、満充電及び満放電の段階で、電圧が急速に上昇する傾向及び急速に低下する傾向があることが分かる。従って、充放電末端段階でＳＯＣを補正する。
例えば、電池の特性に応じて、充電末端に対応する電圧の閾値Ｕｕｐと放電末端に対応する電圧の閾値Ｕｄｅをそれぞれ１つ設定しており、
前記モバイル電源の電圧ＵがＵｕｐ～Ｕｄｅの間にあり範囲を超えていない場合、前記モバイル電源のＳＯＣが満充電又は空にならないと考えられるので、ステップＳ０４で得られたＳＯＣ値を補正する必要はない。
充電中に、前記モバイル電源の電圧ＵがＵｕｐより大きく、かつＳＯＣが満充電にならない場合、補正プロセスを導入する：
放電中に、前記モバイル電源の電圧ＵがＵｄｅより小さく、かつＳＯＣが空にならない場合、補正プロセスを導入する：
精確度をさらに高めるために、電池の特性に応じて、充電末端に対応する電圧の閾値Ｕｕｐ１とＵｕｐ２及び放電末端に対応する電圧の閾値Ｕｄｅ１とＵｄｅ２をそれぞれ２つ設定し、実際のテストで対応する補正パラメータα１、α２、β１、β２を得ることもできることが理解されるべきである。
以上のようなＳＯＣ推定方法に従って、実験を行い、定格容量が５．４Ａｈであるモバイル電源を用いて常温条件下で充電を行い、それぞれ従来のアンペア時積分法及び本出願において以上のような方法を用いてＳＯＣ推定を行って、得られたＳＯＣ推定曲線の比較図を図７に示し、図中の累積電気量／定格容量は使用されるアンペア時積分法を表す。
図７から分かるように、充電時に、両方法で得られたＳＯＣ曲線の一致度が比較的高く、特に充電末端では、補正されたＳＯＣ推定値とアンペア時積分法で得られたＳＯＣ推定曲線図も高く一致しており、それは、本出願のＳＯＣ推定方法による推定の正確度が高いことを示す。
図８を参照して、図８は、本出願の実施例によって提供されるＳＯＣ推定装置の構成ブロック図であり、図８に示すように、前記ＳＯＣ推定装置４０は、第１の算出モジュール４１と、第２の算出モジュール４２と、比較取得モジュール４３と、判定サイクルモジュール４４とを含む。
前記第１の算出モジュール４１は、前記モバイル電源の固定ステップサイズの電気量の値を算出するためのものであり、
前記第２の算出モジュール４２は、単位電気量を順次にステップ的に重畳して、前記モバイル電源の前回のＳＯＣの変化時点からの累積電気量を算出するためのものであり、
前記比較取得モジュール４３は、前記累積電気量の絶対値と前記固定ステップサイズの電気量の値との大小を比較し、かつ比較結果に基づいて加減算を行い、現時点のＳＯＣ値と次の時点の累積電気量の開始値とを取得するためのものであり、
前記判定サイクルモジュール４４は、ＳＯＣ値の更新後に累積電気量が変化し続けるか否かを判定し、前記累積電気量が変化し続ける場合、第１の算出モジュール４１と、第２の算出モジュール４２と、比較取得モジュール４３と、をサイクル制御することで、前記第１の算出モジュール４１が、前記モバイル電源の固定ステップサイズの電気量の値を算出することを実行し、前記第２の算出モジュール４２が、単位電気量を順次にステップ的に重畳して、前記モバイル電源の前回のＳＯＣの変化時点からの累積電気量を算出することを実行し、前記比較取得モジュール４３は、前記累積電気量の絶対値と前記固定ステップサイズの電気量の値との大小を比較し、かつ比較結果に基づいて加減算を行い、現時点のＳＯＣ値と次の時点の累積電気量の開始値とを取得することを実行するようにしており、前記累積電気量が変化しない場合、前の時点のＳＯＣ値を保持し、かつ現時点の累積電気量を保存するためのものである。
なお、前記ＳＯＣ推定装置は、本出願の実施例によって提供されるＳＯＣ推定方法を実行することができ、かつ方法の実行に対応する機能モジュール及び有益な効果を備える。ＳＯＣ推定装置の実施例において詳細に説明しない技術細部については、本出願の実施例によって提供されるＳＯＣ推定方法を参照できる。
本出願の実施例は、コンピュータ読み取り可能な不揮発性記憶媒体をさらに提供し、前記コンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、コンピュータで実行可能なコマンドが記憶され、このコンピュータで実行可能なコマンドは、１つまたは複数のプロセッサによって実行され、例えば、以上に説明される図３及び図４における方法のステップを実行し、図８における各モジュールの機能を実現する。
以上に説明された装置の実施例は、模式的なものだけであり、その中、上記した離間部品として説明されるユニットは、物理的に離間してもよいし、離間しなくてもよく、ユニットとして表される部品は、物理的なユニットでもよいし、物理的なユニットでなくてもよく、即ち、１つの箇所に位置してもよいし、複数のネットユニットに分布されて位置してもよい。実際のニーズに応じてその中の一部又は全部のモジュールを選択して本実施例試案の目的を実現できる。
以上の実施形態の説明によって、各実施形態が、ソフトウェアに汎用なハードウェアプラットフォームを加えることによって実現されてもよく、もちろん、ハードウェアによって実現されてもよいことは、当業者にとって明らかである。上記の実施例方法の中の全部又は一部のフローの実現が、コンピュータプログラムが関連するハードウェアに指令を与えることによって成されることは、当業者にとって理解でき、上記プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶されてもよく、このプログラムは実行される時に、上記の各方法の実施例のようなフローを含んでもよい。その中、上記の記憶媒体は、磁気ディスク、光ディスク、リードオンリーメモリ（Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ；ＲＯＭ)又はランダムアクセスメモリ(Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ；ＲＡＭ)などであってもよい。
最後に説明する。以上の実施例は、本出願の技術試案を説明するためのものだけであり、これを制限するものではなく、本出願の主旨下、以上の実施例又は異なる実施例における技術特徴同士はお互いに組み合わせることができ、ステップはいずれの手順で実現でき、また、上記のような本出願の異なる局面での多くの他の変更があるが、説明の簡略化のために細部に提供されなく、前記実施例を参照して本出願を詳細に説明したが、当業者にとって理解されるべきように、依然として前記各実施例に記載される技術試案に対して修飾し、又は、その中の一部の技術特徴を同等に置き換えることができ、これらの修飾又は置き換えは、対応する技術試案を実質的に本出願の各実施例の技術試案の範囲から逸脱させることはない。

Claims (10)

  1. モバイル電源に適用されるＳＯＣ推定方法であって、
    ステップＳ１．前記モバイル電源の固定ステップサイズの電気量の値を算出することと、
    ステップＳ２．単位電気量を順次にステップ的に重畳して、前記モバイル電源の前回のＳＯＣの変化時点からの累積電気量を算出することと、
    ステップＳ３．前記累積電気量の絶対値と前記固定ステップサイズの電気量の値との大小を比較し、かつ比較結果に基づいて加減算を行い、現時点のＳＯＣ値と次の時点の累積電気量の開始値とを取得することと、
    ステップＳ４．ＳＯＣ値の更新後、前記累積電気量が変化し続ける場合、ステップＳ２－Ｓ３をサイクルしており、前記累積電気量が変化しない場合、前の時点のＳＯＣ値を保持し、かつ現時点の累積電気量を保存することと、を含み、
    前記ステップＳ３は、
    前記累積電気量の絶対値が前記固定ステップサイズの電気量の値以上である場合、前記モバイル電源の充放電状態に応じて前の時点のＳＯＣ値に前記固定ステップサイズを加算又は減算して現在のＳＯＣ値を得て、かつ前記累積電気量に固定ステップサイズの電気量の値を減算又は加算して次の時点の累積電気量の開始値を得ることと、
    前記累積電気量の絶対値が前記固定ステップサイズの電気量の値より小さい場合、前の時点のＳＯＣ値を現在のＳＯＣ値として保持し、かつ前記累積電気量を次の時点の累積電気量の開始値として保存することと、を含むことを特徴とするＳＯＣ推定方法。
  2. 前記ステップＳ１は、
    第１の式から前記モバイル電源の固定ステップサイズの電気量の値を取得することを含み、ここで、前記第１の式が、以下の通りであり：
    ここで、ΔＣは固定ステップサイズの電気量の値であり、Ｃは前記モバイル電源の電池の定格容量であり、Ｐは固定ステップサイズであり、λは環境温度によって変化する比例係数であり、Ｉｍａｘは極端な場合での前記モバイル電源が耐えられる最大過電流値であり、Ｔ２は前記モバイル電源のＳＯＣの算出周期であること、を特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 前記ステップＳ２は、第２の式から前記単位電気量を算出することを含み、ここで、前記第２の式が、以下の通りであり：

  4. 前記ステップＳ２は、第２の式から前記単位電気量を算出することを含み、ここで、前記第２の式が、以下の通りであり：
  5. 前記ステップＳ２は、
    第３の式から前記モバイル電源の前回のＳＯＣの変化時点からの累積電気量を算出することを含み、ここで、前記第３の式は、以下の通りであり：
  6. 前記方法は、前記モバイル電源の充放電終端段階で前記ステップＳ３で得られた現時点のＳＯＣ値を補正することをさらに含むこと、を特徴とする請求項１に記載の方法。
  7. 上記した前記モバイル電源の充放電終端段階で前記モバイル電源のＳＯＣを補正することは、
    前記モバイル電源の充電中に、前記モバイル電源の電圧Ｕが充電終端電圧の閾値Ｕｕｐより大きく、かつ前記モバイル電源のＳＯＣ値が満充電にならないと、補正プロセスを導入することを含み、補正の式は、以下の通りであり：
  8. 上記した前記モバイル電源の充放電終端段階で前記モバイル電源のＳＯＣを補正することは、
    前記モバイル電源の放電中に、前記モバイル電源の電圧Ｕが放電終端電圧の閾値Ｕｄｅより小さく、かつ前記モバイル電源のＳＯＣ値が空にならないと、補正プロセスを導入することを含み、補正の式は、以下の通りであり：
  9. 少なくとも１つのプロセッサと、
    前記少なくとも１つのプロセッサに通信接続されるメモリと、を備えるモバイル電源であって、
    前記メモリに前記少なくとも１つのプロセッサによって実行可能なコマンドが記憶され、前記コマンドは前記少なくとも１つのプロセッサによって実行され、前記少なくとも１つのプロセッサに請求項１～８のいずれかに記載の方法を実行させることができる、ことを特徴とするモバイル電源。
  10. コンピュータで実行可能なコマンドが記憶される読み取り可能な記憶媒体であって、前記コンピュータで実行可能なコマンドは、コンピュータに請求項１～８のいずれかに記載の方法を実行させるために用いられるものである、ことを特徴とする読み取り可能な記憶媒体。
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