RU2592261C2 - Системы и способы определения состояния заряда - Google Patents

Системы и способы определения состояния заряда Download PDF

Info

Publication number
RU2592261C2
RU2592261C2 RU2013147633/07A RU2013147633A RU2592261C2 RU 2592261 C2 RU2592261 C2 RU 2592261C2 RU 2013147633/07 A RU2013147633/07 A RU 2013147633/07A RU 2013147633 A RU2013147633 A RU 2013147633A RU 2592261 C2 RU2592261 C2 RU 2592261C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
charge
integration
reference points
state
processor
Prior art date
Application number
RU2013147633/07A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013147633A (ru
Inventor
Чунь-Че ЧАН
Тсунь Юй ЧАН
Original Assignee
Чанз Асендинг Энтерпрайз Ко., Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Чанз Асендинг Энтерпрайз Ко., Лтд. filed Critical Чанз Асендинг Энтерпрайз Ко., Лтд.
Publication of RU2013147633A publication Critical patent/RU2013147633A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2592261C2 publication Critical patent/RU2592261C2/ru

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3842Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC combining voltage and current measurements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности и безопасности контроля состояния заряда. Согласно способу: получают, с помощью процессора, значения напряжения, соответствующие аккумуляторной системе; получают, с помощью процессора, значения заряда, соответствующие заряду, протекающему через аккумуляторную систему; анализируют, с помощью процессора, по меньшей мере полученные значения напряжения в течение по меньшей мере одного заданного периода времени; определяют, с помощью процессора, точки отсчета интегрирования заряда, которые удовлетворяют соответствующим заданным условиям для соответствующих заданных периодов времени, с помощью заданного числа повторений условий на основании по меньшей мере частично полученного напряжения и времени, при этом заданное количество повторений больше чем единица; обновляют, с помощью процессора, емкость аккумуляторной системы путем назначения определенных точек отсчета, которые удовлетворяют соответствующим заданным условиям, в качестве обновленных точек отсчета интегрирования заряда, таким образом, заменяя значения ранее назначенных точек отсчета; определяют, с помощью процессора, состояние заряда на основании обновленных точек отсчета интегрировании заряда. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение, в общем, относится к зондированию заряда аккумуляторной системы.
Уровень техники
Все более возрастает значение аккумуляторных систем (например, включающих в себя один или более аккумуляторов) в повседневной жизни, поскольку они охватывают широкий спектр приложений от портативных устройств, таких как сотовые телефоны, до приложений, предназначенных для работы в тяжелых условиях, таких как вилочные погрузчики, гольфмобили и в последние годы даже электрические или гибридные электрические транспортные средства. В любом из вышеупомянутых приложений (или в других приложениях) надежный контроль за состоянием заряда имеет важное значение при обеспечении коммерческой жизнеспособности аккумуляторных систем. В некоторых случаях, например, таких как электрические и гибридные транспортные средства, контроль за состоянием заряда может быть даже связан с проблемами безопасности.
Сущность изобретения
В одном варианте осуществления способ, выполняемый процессором, содержит этапы, на которых получают значения напряжения, соответствующие аккумуляторной системе, получают значения заряда, соответствующие заряду, протекающему через аккумуляторную систему, и определяют состояние заряда на основании специфических точек отсчета при интегрировании заряда, причем точки отсчета вычисляются на основании полученного напряжения и времени.
Краткое описание чертежей
Многие аспекты настоящего изобретения будут более понятны при изучении следующих чертежей. Компоненты на чертежах могут быть представлены не в масштабе. Вместо этого основной акцент сделан на ясной иллюстрации принципов настоящего изобретения. Кроме того, одинаковые ссылочные позиции обозначают на чертежах соответствующие части на всех отдельных видах.
Фиг.1 - блок-схема, которая иллюстрирует вариант осуществления примерной системы определения состояния заряда.
Фиг.2 - схема, которая иллюстрирует вариант осуществления примерного устройства, выполненного с возможностью выполнения способа определения состояния заряда.
Фиг.3 - схема последовательности операций, которая иллюстрирует вариант осуществления способа определения состояния заряда.
Фиг.4 - схема последовательности операций, которая иллюстрирует другой вариант осуществления способа определения состояния заряда.
Подробное описание изобретения
Далее приводится описание некоторых вариантов осуществления систем и способов определения состояния заряда вместе и по отдельности, которые в дальнейшем называются как системы определения состояния заряда или SCD системы. Один или более вариантов осуществления SCD систем обеспечивают точную, эффективную, экономичную и надежную систему, которую можно использовать при зондировании состояния заряда (например, фактической емкости) аккумуляторной системы (например, аккумулятора или многочисленных аккумуляторов). Например, в одном варианте осуществления состояние заряда аккумуляторной системы определяется путем автоматического обнаружения напряжения и интегрирования заряда.
Отклоняясь от основной темы, вкратце заметим, что состояние заряда аккумуляторной системы можно традиционно зондировать только на основании напряжения. Однако само по себе зондирование напряжения аккумуляторной системы может вводить в заблуждение и/или быть ненадежным в случае, когда аккумуляторная система работает в условиях ввода/вывода высокого тока, что может привести к непредсказуемым повышениям или падениям напряжения во время процессов заряда или разряда. Кроме того, традиционные технологии зондирования напряжения могут быть неточными по другим причинам, таким как в случае, когда плато напряжения аккумуляторной системы является слишком ровным относительно емкости. Это последнее условие особенно справедливо для аккумуляторов на основе оксида литий-железо-фосфора или литий-ионных аккумуляторов на основе литий-железо-фосфата, которые обладают плоским плато напряжения во всем широком диапазоне отсчетов емкостей.
Для того чтобы преодолеть одну или более из вышеупомянутых проблем, среди других проблем, в некоторых вариантах осуществления SCD систем, раскрытых здесь, используется интегрирование заряда для предотвращения недостоверного зондирования емкости, такого как в реализациях, где имеются условия высокой мощности и плоского плато. Однако поскольку само по себе интегрирование заряда может обладать недостатками по точности с течением времени (например, вызванных дрейфом показаний и/или ограничениями по точности интеграторами заряда), в некоторых вариантах осуществления SCD систем интегрирование заряда объединено с обнаружением напряжения.
Для ясности, использование термина ″аккумулятор″ относится в дальнейшем к одной электрохимической ячейке, и использование фразы ″аккумуляторная система″ относится к ячейке или множеству ячеек, соединенных последовательно и/или параллельно. Другими словами, аккумуляторная система может содержать один аккумулятор.
Известно, что типичный профиль разряда для аккумуляторной системы содержит напряжение, которое изменяется со временем. Кроме того, известно, что профиль разряда может быть разным, когда аккумуляторная система разряжается при различной величине тока. В результате, интегрирование заряда можно использовать при определении состояния заряда более надежным образом, чем одно лишь напряжение, когда использование одного лишь напряжения традиционно применялось для контроля состояния заряда аккумулятора. Поскольку интегрирование заряда требует начальную и конечную точки для интегрирования, некоторые условия позволяют определить начальную и конечные точки интегрирования (которые называются в дальнейшем как точки отсчета). В настоящем раскрытии напряжение и время или напряжение, ток и время можно использовать при определении точек отсчета. Между точками отсчета интегрирование заряда может иметь значение при определении состояния заряда аккумуляторной системы.
На фиг.1 изображена блок-схема, которая иллюстрирует вариант осуществления примерной системы 100 определения состояния заряда (SCD). SCD система 100 содержит логическую схему 102 для измерения напряжения на аккумуляторе и логическую схему 104 для измерения напряжения на шунте, выполненные с возможностью измерения напряжение аккумулятора и падения напряжения на сопротивлении шунта. В контексте настоящего раскрытия специалистам в данной области техники будет понятно, что логическую схему 104 для измерения напряжения на шунте можно осуществить в виде любого устройства, используемого для прямого измерения тока (например, кольцо Холла). Аналогичным образом, специалисты в данной области техники должны понимать, что для измерения напряжения аккумулятора можно использовать множество различных схем хорошо известных в уровне техники.
SCD система 100 дополнительно содержит процессор 106, выполненный с возможностью приема одного или более входных сигналов (например, значений) из логической схемы 102 для измерения напряжения на аккумуляторе и логической схемы 104 для измерения на напряжения на шунте. Такие входные сигналы могут включать в себя, среди прочих данных, значения напряжения, значения тока и/или значения заряда. Процессор 106 может содержать микропроцессор, микроконтроллер или функционально-специализированную интегральную схему. Процессор 106 сконфигурирован с помощью встроенного кода (или в некоторых вариантах осуществления посредством извлечения данных программного обеспечения или аппаратных средств из связанного с ним энергозависимого и/или энергонезависимого запоминающего устройства, такого как память) для обеспечения отсчета времени (например, отдельно или в комбинации со схемой тактирования аппаратных средств и/или программного обеспечения), интегрирования заряда (например, для результатов определения состояний заряда), вычислений величины тока (например, посредством деления интегрального заряда на время) и результатов определения напряжения аккумулятора. В некоторых вариантах осуществления процессор 106 только получает результаты определения напряжения и использует их для дальнейшей обработки.
Процессор 106 дополнительно выполнен с возможностью подачи через беспроводное или проводное соединение выходных данных в устройство 108 отображения. Выходные данные включают в себя, без ограничения, показания состояния заряда, показания величины тока и показания напряжения на аккумуляторе. Устройство 108 отображения можно расположить удаленным или локальным образом относительно процессора 106. Устройство 108 отображения содержит экран отображения, в основе работы которого лежит одна из многочисленных известных технологий отображения, такие как технологии на основе жидкокристаллических диодов (LCD) или светоизлучающих диодов (LED).
На фиг.2 изображена схема, которая иллюстрирует вариант осуществления примерного устройства, выполненного с возможностью выполнения способа определения состояния заряда и, в общем, контроля за состоянием заряда. В частности, устройство 200 содержит плату состояния заряда, включающую в себя входные выводы 202 источника питания, выводы 204 для измерения напряжения на аккумуляторе, выводы 206 для измерения напряжения на шунте, выходной интерфейс 208 и процессор 106. Входные выводы 202 источника питания выполнены с возможностью получения питания от источника питания, при этом источник питания приводит в действие устройство 200. В некоторых вариантах осуществления источник питания можно выполнить как одно целое с устройством 200. Выводы 204 для измерения напряжения на аккумуляторе и выводы 206 для измерения напряжения на шунте выполнены с возможностью получения данных из логической схемы 102 для измерения напряжения на аккумуляторе и логической схемы 104 для измерения на напряжения на шунте, соответственно. В некоторых вариантах осуществления, один или более зондов можно использовать для измерения, и логическая схема на плате, которая связана с каждым из выводов 204 и 206, обеспечивает соответствующие вычисления, например, заряда, напряжения, тока и т.д.
В одном варианте осуществления данные, полученные с выводов 204 для измерения напряжения на аккумуляторе, содержат значения напряжения, которые используются для определения (например, с помощью процессора 106) точек отсчета. Показания падения напряжения на сопротивлении шунта, полученные на выводах 206 для измерения напряжения на шунте, используются (например, процессором 106) для интегрирования заряда. Выходной интерфейс 208 выполнен с возможностью предоставления информации (например, данных) для отображения на экране устройства 108 изображения. В одном варианте осуществления процессор 106 (или в некоторых вариантах осуществления память, к которой имеет доступ процессор 106) сконфигурирован с помощью таблицы или другой структуры данных, которая используется при установке параметров. Например, таблица может быть заполнена данными, такими как входное напряжение, время и/или ток для использования при установлении точек отсчета. Таблица может также учитывать другие входные данные, такие как сопротивление шунта, начальная емкость аккумулятора и/или регулировки для времени коррекции дрейфа.
В контексте настоящего раскрытия специалисты в данной области должны понимать, что один вариант осуществления SCD системы может содержать устройство 200 или поднабор компонентов, расположенных в ней (например, процессор 106). В некоторых вариантах осуществления SCD система может содержать компоненты, изображенные на фиг.1. Некоторые варианты осуществления SCD системы могут включать в себя комбинацию компонентов, показанных на фиг.1 и 2, и, следовательно, эти и другие изменения рассматриваются как находящиеся в пределах объема раскрытия.
После описания некоторых примерных SCD систем основное внимание будет уделено теперь различным способам определения состояния заряда. В примерах, которые следуют ниже, описано определение высокого и низкого состояния заряда в контексте 100% состояния заряда и 0% состояния заряда, соответственно, при понимании того, что для некоторых вариантов осуществления можно использовать и другие значения. Определение условия высокого состояния заряда (например, 100%) соответствует высшей точке отсчета (например, 100%) для состояния заряда. В одном варианте осуществления напряжение и время используется для определения высшей точки отсчета. Например, если общее напряжение на шестнадцати (16) последовательно соединенных аккумуляторах, например аккумуляторной системы на основе оксида литий-железо-фосфора, превышает 56 Вольт (В) в течение периода, равного 20 секундам, то определяется 100% состояние заряда. Любой другой заряд не рассматривается при увеличении емкости.
В некоторых вариантах осуществления высшую точку отсчета можно определить с помощью величины напряжения, времени и тока. Например, если общее напряжение на шестнадцати (16) последовательно размещенных аккумуляторах, например аккумуляторной системы на основе литий-железо-фосфора, превышает 56 В, и итог заряда составляет менее чем 500 мА в течение периода времени, равного 20 секунд, определяется 100% состояния заряда.
В одном варианте осуществления два условия, соответствующие высшей точке отсчета, проанализированы следующим образом.
Условие 1. Если интегрирование заряда превысило 100% перед тем, как достигнута эта точка отсчета, то отображается только часть (например, 99%) состояния заряда, и интегрирование заряда остается активным. В качестве дополнительного объяснения, подсчет заряда получается из интегрирования заряда, и подсчет заряда может начинаться с любого числа. Как описано выше, процессор 106 может использовать таблицу для установления начальной емкости аккумулятора, которая приведет в результате к установке зависимости между емкостью и подсчетом заряда (например, 100 подсчетов для 1 А час, что может соответствовать, например, 1% емкости). Поскольку интегрирование заряда может вызвать подсчет заряда с любого числа, существует возможность того, что подсчет заряда превышает 100% состояния заряда (например, введенного с помощью ошибок интегрирования, накопленных в течение времени) перед достижением точки отсчета. В этом сценарии максимум 99% отображается тогда, когда интегрирование заряда остается активным. Следует отметить, что отображаемые значения могут включать в себя ток, напряжение и состояние заряда (например, в процентах). Подсчет заряда может использовать контрольную точку, которая при этом не отображается.
Условие 2. Если интегрирование заряда не превысило 100% и достигнута высшая точка отсчета, отображается 100% состояния заряда. При таких условиях определяется новая контрольная точка (число подсчета заряда) для интегрирования заряда и сохраняется на этом числе. Это означает, что специфический подсчет заряда устанавливается в качестве 100% состояния заряда. Интегрирование заряда будет возобновлено только тогда, когда напряжение на аккумуляторе упадет ниже некоторой точки (например, в настоящем примере 55,5 В) аккумуляторной системы, что означает то, что происходит изменение подсчета заряда (например, только) тогда, когда напряжение на аккумуляторной системе падает ниже некоторого определенного напряжения (например, 55,5 В).
Следует отметить, что в некоторых вариантах осуществления высшую точку отсчета можно точно определить с помощью напряжения, времени или напряжения, времени, тока или повторения вышеупомянутых условий в течение точно определенного числа раз (например, если напряжение превышает 56 В, 0 секунд в течение 3 раз). Такие варианты осуществления обращают внимание на возможность заряда аккумулятора путем управления только напряжения в конце заряда, что означает, что зарядное устройство повторяет заряд между, например, 56,5 В и некоторым низким напряжением типа 53 В, и повторение выполняется в течение точно определенных часов или завершается с помощью другого средства, например вручную.
Как упомянуто выше, вышеупомянутые условия включают в себя использование 100% иллюстрированного примера с пониманием того, что ту же самую или подобную методологию, использующую другое значение (например, 90%) в качестве высшей точки отсчета, можно реализовать в некоторых вариантах осуществления. Например, 90% можно использовать в качестве реперной точки характеристики для представления истинной емкости аккумулятора, которую можно определить посредством обнаружения напряжения, тока и длительности времени.
В дополнение к этому, ту же самую или подобную методологию можно применить, используя одну или несколько высших точек отсчета (например, одновременно) для контроля за состоянием заряда.
Описав примерное высокое состояние заряда, внимание теперь будет направлено на способы, связанные с определением условий низкого (например, 0%) состояний заряда, которые соответствуют низкой точке отсчета (например, 0%) для состояний заряда. В одном варианте осуществления напряжение и время используются для определения низкой точки отсчета. Например, если общее напряжение на шестнадцати (16) последовательно соединенных аккумуляторов, например на аккумуляторной системе на основе оксида литий-железо-фосфора, падает ниже 40 В в течение периода времени, равного 20 секунд, определяется 0% состояния заряда.
В некоторых вариантах осуществления низкую точку отсчета можно определить с помощью величины напряжения, времени и тока. Например, если общее напряжение на шестнадцати (16) последовательно соединенных аккумуляторах, например на аккумуляторной системе на основе литий-железо-фосфора, падает ниже 40 В, и ток разряда становится менее чем 500 мА в течение периода времени, равного 20 секунд, определяется 0% состояния заряда. Необходимость точного определения величины необходима, например, для предотвращения ошибочного запуска низкой точки отсчета, когда аккумуляторная система разряжена в условиях высокого тока, что приводит к резкому падению напряжения. Аналогично подходу, описанному выше, два условия, соответствующие нижней точке отсчета, проанализированы следующим образом.
Условие 1. Если интегрирование заряда падает ниже 0% перед достижением нижней точки отсчета, отображается только 0% состояния заряда, и поддерживается активным интегрирование заряда. Например, один примерный сценарий включает в себя ситуацию, где аккумуляторная система является разряженной перед запуском нижней точки отсчета. Обычно интегрирование заряда продолжается, но 0% состояния заряда указывает на то, что представляется (отображается) в качестве минимального состояния заряда.
Условие 2. Если интегрирование заряда не уменьшается ниже 0% и уже достигнута нижняя точка отсчета, то отображается 0% состояния заряда. При таких условиях интегрирование заряда сохраняется активным, и интегрирование заряда и соотношение отображения на основании того факта, что предыдущее состояние заряда было установлено на ноль (0).
Условия, проанализированные выше со ссылкой на нижнюю точку отсчета, используют 0% в качестве иллюстративного примера с пониманием того, что та же самая или аналогичная методология позволяет использовать другое значение (например, 10%) в качестве нижней точки отсчета. Например, 10% используется в качестве реперной точки характеристики для представления истинной емкости аккумулятора, которую можно определить посредством обнаружения напряжения тока и продолжительности.
Кроме того, ту же самую или аналогичную методологию можно применить для одной или множества нижних точек отсчета, представленных одновременно, для контроля за состоянием заряда.
Некоторые варианты осуществления SCD систем можно выполнить с возможностью выполнения оценки и обновлений емкости аккумуляторной системы. Например, такие функциональные возможности можно использовать для обновления емкости аккумуляторной системы, когда емкость уменьшается, так как продолжается подсчет циклов. Обновление емкости можно проводить (например, с помощью процессора 106) путем изменения интегрирования заряда между двумя точками отсчета. Процессор 106 может точно определить (или соблюдать) условия для обновления емкости, как если бы интегрирование заряда между двумя точками отсчета произошло в пределах определенного периода времени (например, для предотвращения обновления емкости с огромной ошибкой интегрирования заряда с течением времени). В некоторых вариантах осуществления условия для обновления заряда могут возникать в случае, если точки отсчета запускаются ниже определенной величины только разряда (например, для предотвращения ошибочного обновления емкости в случае, когда присутствует большой постоянный ток разряда).
Не исчерпывающее краткое изложение типичных примерных условий, которые процессор 106 позволяет установить для запуска обновления емкости, включает в себя следующее: (а) при достижении высшей точки отсчета; (b) при достижении нижней точки отсчета в пределах определенной величины тока; и/или (с) при запуске периода времени между высшей и низшей точками отсчета в пределах некоторого (например, определенного) периода времени. Условия, установленные для обновлений емкости, не ограничиваются примером, раскрытым выше. Например, любые условия, которые можно точно определить с помощью напряжения, времени, продолжительности, величины тока и/или направления протекания тока (условия заряда или разряда), можно использовать для запуска обновлений емкости аккумуляторной системы в зависимости от требований приложения.
Как объяснено выше, некоторые варианты осуществления SCD системы могут включать в себя плату контроля за состоянием заряда, который обнаруживает напряжение аккумуляторной системы и заряд, протекающий через аккумуляторную систему. Выходные сигналы платы могут включать в себя напряжение аккумуляторной системы, величину тока (например, посредством вычисления путем деления заряда на время) и состояние заряда, которое определяется с помощью точек отсчета, точно определенных с помощью напряжения и времени в одном варианте осуществления, или с помощью напряжения, тока и времени в некоторых вариантах осуществления. В некоторых вариантах осуществления, SCD системы содержат вышеупомянутую плату состояния заряда, которая дополнительно содержит функцию обновлений емкости аккумуляторной системы.
Кроме того, некоторые варианты осуществления SCD систем содержат точки отсчета, которые точно определяются с помощью напряжения и времени или в некоторых вариантах осуществления с помощью напряжения, тока и времени и непосредственно назначаются специфическому состоянию заряда. Точки отсчета можно использовать при обновлении емкости аккумуляторной системы путем, например, сравнения подсчета заряда, регистрируемого при обнаружении точек отсчета. Помимо точек отсчета, установленных для специфического состояния заряда, состояние заряда можно определить путем сравнения изменения интегрального заряда с обновленной емкостью (например, самого последнего) аккумуляторной системы. Обновление емкости аккумуляторной системы можно запускать во время процесса заряда или процесса разряда. Кроме того, обновления емкости аккумуляторной системы можно запускать с помощью дополнительных ограничений на продолжительность между моментами времени, когда достигаются точки отсчета. Обновления емкости аккумуляторной системы можно дополнительно ограничить путем точного определения диапазона величин тока при достижении точек отсчета.
Описав некоторые варианты осуществления SCD системы и связанные с ней способы, один вариант осуществления способа (например, который выполняется с помощью процессора 106 или платы 200), показанный на фиг.3, имеющий ссылочную позицию 300, содержит этапы, на которых получают значение напряжения, соответствующее аккумуляторной системе (302); получают значение заряда, соответствующее заряду, протекающему через аккумуляторную систему (304); и определяют состояние заряда на основании специфических точек отсчета интегрирования заряда, причем точки отсчета основаны на полученных напряжении и времени (306).
Другой вариант осуществления способа, имеющий ссылочную позицию 400 (например, который выполняется с помощью процессора 106 и платы 200) и иллюстрированной на фиг.4, содержит этапы, на которых получают значение, соответствующее измеренным значениям напряжения и заряда (402); точно определяют точки отсчета интегрирования заряда, причем точки отсчета основаны на измеренных значениях напряжения, времени и тока (404); и определяют состояние заряда на основании специфических точек отсчета (406).
SCD систему (или поднабор ее компонентов) можно осуществить в виде аппаратных средств, программного обеспечения, программно-аппаратных средств или их комбинации. Когда SCD система реализована в целом или частично в виде программного обеспечения или программно-аппаратных средств, такое программное обеспечение или программно-аппаратное средство хранится в невременной памяти и исполняется с помощью подходящей системы исполнения команд. Когда SCD реализована в целом или частично в виде аппаратных средств, аппаратные средства могут включать в себя любую или комбинацию следующих технологий, которые все хорошо известны в уровне техники; дискретная логическая схема(ы), имеющая логические элементы для выполнения логических функций над информационными сигналами, специализированная интегральная схема (ASIC), имеющая соответствующие комбинационные логические элементы, программируемая вентильная матрица(ы) (PGA), программируемая пользователем вентильная матрица (FPGA) и т.д.
Любые описания процессов или блоки на схемах технологических операций следует рассматривать как представляющие собой модули, сегменты или части кода, которые включают в себя один или более исполняемых инструкций для выполнения специфических логических функций или этапов в процессе, и альтернативные реализации включены в рамки объема раскрытия, в котором функции можно выполнять не в том порядке, который показан или обсужден, включая, по существу, параллельный или обратный порядок в зависимости от включенных функциональных возможностей, как будет понятно специалистам в данной области техники из настоящего раскрытия.
Другие системы, способы, признаки и преимущества настоящего раскрытия будут или станут очевидными специалистами в данной области техники после изучения следующих чертежей и подробного описания. Предполагается, что все такие дополнительные системы, способы, признаки и преимущества будут включены в данное описание, будут находиться в пределах объема настоящего изобретения и будут защищены сопроводительной формулой изобретения.

Claims (19)

1. Способ определения состояния заряда, содержащий этапы, на которых:
получают, с помощью процессора, значения напряжения, соответствующие аккумуляторной системе;
получают, с помощью процессора, значения заряда, соответствующие заряду, протекающему через аккумуляторную систему;
анализируют, с помощью процессора, по меньшей мере полученные значения напряжения в течение по меньшей мере одного заданного периода времени;
определяют, с помощью процессора, точки отсчета интегрирования заряда, которые удовлетворяют соответствующим заданным условиям для соответствующих заданных периодов времени, с помощью заданного числа повторений условий на основании по меньшей мере частично полученного напряжения и времени, при этом заданное количество повторений больше чем 1;
обновляют, с помощью процессора, емкость аккумуляторной системы путем назначения определенных точек отсчета, которые удовлетворяют соответствующим заданным условиям, в качестве обновленных точек отсчета интегрирования заряда, таким образом, заменяя значения ранее назначенных точек отсчета;
определяют, с помощью процессора, состояние заряда на основании обновленных точек отсчета интегрировании заряда.
2. Способ по п. 1, в котором определенные точки отсчета дополнительно основаны на токе, протекающем через аккумуляторную систему, причем ток определяется на основании заряда и времени.
3. Способ по п. 1, в котором обновление емкости аккумуляторной системы дополнительно основано на интегрирование заряда между двумя обновленными точками отсчета.
4. Способ по п. 3, в котором этап определения состояния заряда дополнительно содержит подэтап, на котором сравнивают изменение интегрального заряда и обновленную емкость.
5. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором запускают обновление во время процесса заряда, соответствующего аккумуляторной системе.
6. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором запускают обновление во время процесса разряда, соответствующего аккумуляторной системе.
7. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором запускают обновление на основании определенного периода времени между точками отсчета, в котором происходит интегрирование заряда.
8. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором запускают обновление на основании величины тока, который достигается тогда, когда достигается, по меньшей мере, одна из пар точек отсчета интегрирования заряда.
9. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором запускают обновление на основании того, когда достигается одна из пар точек отсчета интегрирования заряда.
10. Способ по п. 1, в котором обновленные точки отсчета определяются с помощью определенного числа повторений условий на основании напряжения, времени и тока.
11. Система определения состояния заряда, содержащая:
логическую схему для измерения напряжения на аккумуляторе, выполненную с возможностью измерения напряжения аккумуляторной системы;
логическую схему для измерения напряжения на шунте, выполненную с возможностью измерения заряда, протекающего через аккумуляторную систему; и
процессор, выполненный с возможностью:
получения значений, соответствующих измеренным значениям напряжения и заряда;
анализа по меньшей мере значений измеренного напряжения и заряда в течение по меньшей мере одного заданного периода времени;
определения точек отсчета интегрирования заряда, которые удовлетворяют соответствующим заданным условиям для соответствующих заданных периодов времени, с помощью заданного числа повторений условий на основании по меньшей мере частично полученного напряжения и времени, при этом заданное количество повторений больше чем 1;
обновления емкости аккумуляторной системы путем назначения определенных точек отсчета, которые удовлетворяют соответствующим заданным условиям, в качестве обновленных точек отсчета интегрирования заряда, таким образом, заменяя значения ранее назначенных точек отсчета;
определения состояния заряда на основании обновленных точек отсчета.
12. Система по п. 11, в которой процессор дополнительно выполнен с возможностью обновления емкости аккумуляторной системы на основании интегрирования заряда между двумя обновленными точками отсчета.
13. Система по п. 12, в которой процессор дополнительно выполнен с возможностью определения состояния заряда путем сравнения изменения интегрального заряда и обновленной емкости.
14. Система по п. 11, в которой процессор дополнительно выполнен с возможностью запуска обновления во время процесса заряда или процесса разряда, соответствующего аккумуляторной системе.
15. Система по п. 11, в которой процессор дополнительно выполнен с возможностью запуска обновления на основании одного или более заданных периодов времени между точками отсчета, в которых происходит интегрирование заряда, причем величина тока достигается тогда, когда достигается, по меньшей мере, одна из точек отсчета или когда достигается одна из точек отсчета.
16. Система по п. 11, дополнительно содержащая устройство отображения, в котором процессор дополнительно выполнен с возможностью подачи в устройство отображения:
некоторого значения отображаемого состояния заряда, если интегрирование заряда содержит подсчет заряда, который превышает некоторые значения, соответствующие состоянию заряда перед достижением высшей точки отсчета при продолжении интегрирования заряда; или
другого отображаемого состояния заряда на основании определенной новой контрольной точки для состояния заряда, если интегрирование заряда содержит подсчет заряда, который не превышает некоторого значения, и достигается высшая точка отсчета.
17. Система по п. 11, дополнительно содержащая устройство отображения, в котором процессор дополнительно выполнен с возможностью подачи в устройство отображения;
значения нижнего состояния заряда, если интегрирование заряда уменьшается ниже некоторого значения и не достигается нижняя точка отсчета при продолжении интегрирования заряда; или
значения нижнего состояния заряда, если интегрирование заряда не уменьшается ниже некоторого значения и не достигается нижняя точка отсчета, где процессор дополнительно выполнен с возможностью продолжения интегрирования заряда при новых ограничениях.
18. Система определения состояния заряда, содержащая:
средство для получения значений напряжений, соответствующих аккумуляторной системе;
средство для приема значений заряда, соответствующих заряду, протекающему через аккумуляторную систему;
средство для анализа, по меньшей мере полученных значений напряжения в течение по меньшей мере одного заданного периода времени;
средство для определения точек отсчета интегрирования заряда, которые удовлетворяют соответствующим заданным условиям для соответствующих заданных периодов времени, с помощью заданного числа повторений условий на основании по меньшей мере частично полученного напряжения и времени, при этом заданное количество повторений больше чем 1;
средство для обновления емкости аккумуляторной системы путем назначения определенных точек отсчета, которые удовлетворяют соответствующим заданным условиям, в качестве обновленных точек отсчета интегрирования заряда, таким образом, заменяя значения ранее назначенных точек отсчета;
средство для определения состояния заряда на основании обновленных точек отсчета интегрирования заряда; и
средство для обеспечения подачи в устройство отображения, причем устройство отображения содержит:
некоторое значение отображаемого состояния заряда, если интегрирование заряда содержит подсчет заряда, который превышает некоторые значения, соответствующие состоянию заряда перед достижением высшей точки отсчета при продолжении интегрирования заряда; или
другое отображаемое состояние заряда на основании определенной новой контрольной точки для состояния заряда, если интегрирование заряда содержит подсчет заряда, который не превышает некоторого значения и достигает высшей точки отсчета.
19. Система по п. 18, в которой устройство отображения дополнительно содержит:
низкое значение состояния заряда, если интегрирование заряда уменьшается ниже определенного некоторого значения и достигается нижняя точка отсчета при продолжении интегрирования заряда; или
низкое значение состояния заряда, если интегрирование заряда не уменьшается ниже заданного некоторого значения и достигается нижняя точка отсчета, где процессор дополнительно выполнен с возможностью продолжения интегрирования заряда при новых ограничениях.
RU2013147633/07A 2011-03-28 2012-02-21 Системы и способы определения состояния заряда RU2592261C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/073,060 US9347997B2 (en) 2011-03-28 2011-03-28 State of charge determination systems and methods
US13/073,060 2011-03-28
PCT/US2012/025853 WO2012134658A2 (en) 2011-03-28 2012-02-21 State of charge determination systems and methods

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013147633A RU2013147633A (ru) 2015-05-10
RU2592261C2 true RU2592261C2 (ru) 2016-07-20

Family

ID=46926336

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013147633/07A RU2592261C2 (ru) 2011-03-28 2012-02-21 Системы и способы определения состояния заряда

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9347997B2 (ru)
EP (1) EP2692039B1 (ru)
JP (1) JP5992501B2 (ru)
CA (1) CA2831540C (ru)
RU (1) RU2592261C2 (ru)
TW (1) TWI547703B (ru)
WO (1) WO2012134658A2 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102567329B1 (ko) 2018-09-13 2023-08-17 삼성전자주식회사 전자 장치 및 이의 제어방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4678998A (en) * 1985-01-25 1987-07-07 Nissan Motor Company, Limited Battery condition monitor and monitoring method
US4937528A (en) * 1988-10-14 1990-06-26 Allied-Signal Inc. Method for monitoring automotive battery status
RU2025862C1 (ru) * 1992-01-30 1994-12-30 Юлий Иосифович Майзенберг Устройство управления зарядом аккумуляторной батареи транспортного средства
RU14477U1 (ru) * 2000-03-22 2000-07-27 Бурак Владимир Ильич Система заряда аккумуляторных батарей

Family Cites Families (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5545969A (en) 1992-12-02 1996-08-13 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Battery residual capacity displaying system with discharged electrical quantity computation section
JP3104483B2 (ja) * 1993-08-24 2000-10-30 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車用電池残存容量検出装置
JP3453821B2 (ja) * 1993-11-29 2003-10-06 株式会社デンソー 電池残存容量計測装置
US6060864A (en) 1994-08-08 2000-05-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Battery set structure and charge/discharge control apparatus for lithium-ion battery
JP2000504558A (ja) 1996-11-08 2000-04-11 アライドシグナル・インコーポレーテッド 車両用動力を制御する装置及び方法
US5907238A (en) 1996-12-16 1999-05-25 Trw Inc. Power source monitoring arrangement and method having low power consumption
AU1271599A (en) 1997-10-20 1999-05-10 Usar Systems Inc. Improved voltaic pile with charge equalizing system
JPH11185719A (ja) 1997-12-25 1999-07-09 Rohm Co Ltd 電気部品の保護ケース、および充電池パック
US5898291A (en) 1998-01-26 1999-04-27 Space Systems/Loral, Inc. Battery cell bypass topology
US6064178A (en) 1998-05-07 2000-05-16 Ford Motor Company Battery charge balancing system having parallel switched energy storage elements
CA2291831A1 (en) 1998-12-11 2000-06-11 Chaz G. Haba Battery network with compounded interconnections
JP3607105B2 (ja) 1999-01-26 2005-01-05 本田技研工業株式会社 バッテリ残容量検出装置
US6291972B1 (en) 1999-02-17 2001-09-18 Chaojiong Zhang System for battery formation, charging, discharging, and equalization
KR100554241B1 (ko) 1999-09-09 2006-02-22 도요다 지도샤 가부시끼가이샤 배터리용량계측 및 잔존용량 산출장치
JP3697986B2 (ja) * 1999-12-27 2005-09-21 新神戸電機株式会社 組電池
US6271645B1 (en) 2000-02-11 2001-08-07 Delphi Technologies, Inc. Method for balancing battery pack energy levels
US7459882B2 (en) 2000-03-06 2008-12-02 Richard Morgan Rechargeable batteries
US6642693B2 (en) 2000-11-21 2003-11-04 Nagano Japan Radio Co., Ltd. Voltage equalizing apparatus for battery devices
US6801014B1 (en) 2001-05-08 2004-10-05 Arris International, Inc. Battery equalizer using total string current
US6713988B2 (en) 2001-07-20 2004-03-30 Evionyx, Inc. Selectively activated electrochemical cell system
JP2003068369A (ja) * 2001-08-23 2003-03-07 Japan Storage Battery Co Ltd 二次電池の総容量の検出方法及び総容量検出装置
DE10153916A1 (de) * 2001-11-02 2003-05-15 Nbt Gmbh Verfahren zur Bestimmung des Ladezustandes von Akkumulatoren durch Integration der bei Ladung und Entladung fließenden Strommengen
US6586909B1 (en) 2001-12-21 2003-07-01 Ron Trepka Parallel battery charging device
US6777908B2 (en) 2002-05-13 2004-08-17 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for correcting and maintaining voltage balance in multiple cell battery configurations
US6841971B1 (en) 2002-05-29 2005-01-11 Alpha Technologies, Inc. Charge balancing systems and methods
US6700350B2 (en) 2002-05-30 2004-03-02 Texas Instruments Incorporated Method and apparatus for controlling charge balance among cells while charging a battery array
US7061207B2 (en) 2002-08-09 2006-06-13 H2Eye (International ) Limited Cell equalizing circuit
KR20040024754A (ko) 2002-09-16 2004-03-22 삼성전자주식회사 배터리 충전시스템 및 충전방법
US7068011B2 (en) 2003-01-24 2006-06-27 Fu-I Yang Series charger with separate detection of batteries (battery set)
US6784638B2 (en) 2003-01-24 2004-08-31 Fu-I Yang Series charger with separate detection of batteries
US6882129B2 (en) 2003-03-26 2005-04-19 General Motors Corporation Battery pack for a battery-powered vehicle
US6873134B2 (en) 2003-07-21 2005-03-29 The Boeing Company Autonomous battery cell balancing system with integrated voltage monitoring
JP2006177764A (ja) * 2004-12-22 2006-07-06 Sanyo Electric Co Ltd 電池の学習容量補正方法
JP4739040B2 (ja) 2005-02-18 2011-08-03 パナソニック株式会社 二次電池の内部短絡検出装置、二次電池の内部短絡検出方法、二次電池の電池パック及び電子機器
DE102005026077A1 (de) 2005-06-07 2006-12-14 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen des Ladungs- und/oder Alterungszustands eines Energiespeichers
WO2007048366A1 (de) * 2005-10-28 2007-05-03 Temic Automotive Electric Motors Gmbh Verfahren und vorrichtung zur steuerung des arbeitspunktes einer batterie
JP2007161000A (ja) * 2005-12-12 2007-06-28 Toyota Motor Corp 車両用電源制御装置
JP4374351B2 (ja) 2006-04-12 2009-12-02 矢崎総業株式会社 充電状態調整装置
US7598706B2 (en) 2007-01-26 2009-10-06 General Electric Company Cell balancing battery pack and method of balancing the cells of a battery
US7777451B2 (en) 2007-04-17 2010-08-17 Chun-Chieh Chang Rechargeable battery assembly and power system using same
US7782013B2 (en) 2007-04-17 2010-08-24 Chun-Chieh Chang Rechargeable battery assembly and method for recharging same
US8159191B2 (en) 2007-04-17 2012-04-17 Tsun-Yu Chang Advanced rechargeable battery system
JP2009052975A (ja) * 2007-08-24 2009-03-12 Panasonic Corp 電池残量算出回路、及びこれを用いる電池パック
US8275562B2 (en) * 2008-05-16 2012-09-25 Mediatek Inc. Method for evaluating remaining electric charge of a battery, and associated single chip system
JP2010085243A (ja) * 2008-09-30 2010-04-15 Sanyo Electric Co Ltd バックアップ電池の満充電容量検出方法
JP5121741B2 (ja) * 2009-01-13 2013-01-16 三洋電機株式会社 電池残容量検出方法、電池残容量検出装置および二次電池装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4678998A (en) * 1985-01-25 1987-07-07 Nissan Motor Company, Limited Battery condition monitor and monitoring method
US4937528A (en) * 1988-10-14 1990-06-26 Allied-Signal Inc. Method for monitoring automotive battery status
RU2025862C1 (ru) * 1992-01-30 1994-12-30 Юлий Иосифович Майзенберг Устройство управления зарядом аккумуляторной батареи транспортного средства
RU14477U1 (ru) * 2000-03-22 2000-07-27 Бурак Владимир Ильич Система заряда аккумуляторных батарей

Also Published As

Publication number Publication date
TWI547703B (zh) 2016-09-01
JP5992501B2 (ja) 2016-09-14
US9347997B2 (en) 2016-05-24
EP2692039A2 (en) 2014-02-05
US20120249086A1 (en) 2012-10-04
CA2831540C (en) 2020-01-21
JP2014517257A (ja) 2014-07-17
RU2013147633A (ru) 2015-05-10
WO2012134658A2 (en) 2012-10-04
WO2012134658A3 (en) 2014-04-17
EP2692039A4 (en) 2015-06-03
EP2692039B1 (en) 2019-08-14
TW201243367A (en) 2012-11-01
CA2831540A1 (en) 2012-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10191118B2 (en) Battery DC impedance measurement
CN106461732B (zh) 用于估计电池的健康状态的方法
US9859736B2 (en) Battery control method based on ageing-adaptive operation window
EP2851700B1 (en) Method and terminal for displaying capacity of battery
WO2017143830A1 (zh) 检测电池健康状态的方法、装置和电池管理系统
US20140306712A1 (en) Tracking aging effect on battery impedance and tracking battery state of health
TWI491901B (zh) Battery metering method, metering device and battery-powered equipment
US20210173012A1 (en) Method and system for estimation of open circuit voltage of a battery cell
CN108732502B (zh) 设备可使用的剩余时长的获取方法及装置
US10024924B2 (en) Remaining battery life prediction device and battery pack
US10573936B2 (en) Remaining battery life prediction device and battery pack
CN108120932B (zh) 对充电电池的电池健康状态进行估算的方法和装置
KR20140052558A (ko) 배터리의 잔존수명 추정방법
CN106324510B (zh) 一种电池检测方法和装置
CN107015153B (zh) 一种蓄电池soh的电压和电流采样控制方法
US20150061686A1 (en) Method for detecting lithium battery
CN107430172B (zh) 使用放电脉冲测量的电池监测设备和方法
RU2592261C2 (ru) Системы и способы определения состояния заряда
KR100911315B1 (ko) 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 저항 특성 추정 장치 및방법
US20220200302A1 (en) Control logic to update battery capacity
CN202393891U (zh) 锂离子电池组检测仪
KR20160071564A (ko) Ups용 직렬 축전지 상태 진단 및 그 방법
CN103163475A (zh) 电池系统的soc值测定方法
WO2022140053A1 (en) Control logic to update battery capacity
CA2537526C (en) System and method for monitoring battery state