TW201317600A - 估測電池電量之方法與系統 - Google Patents

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Abstract

本揭露內容提出一種估測電池電量的方法，其包括提供存有一電池的一開路電壓與一電量的數據的一查閱表，然後初始化此電池使其達到作為放電程序的一起始點的一初始狀態。此方法更包括對此電池放電一第一部分電量，使此電池從初始狀態到達一第一狀態，根據從初始狀態到第一狀態之間放電的一累積放電電量計算電池的一實際電量，量測在第一狀態時的開路電壓，將在第一狀態時的開路電壓代入查閱表得到此電池的一查閱電量，計算實際電量與查閱電量之間的差值，用此差值去修正查閱表。

Description

估測電池電量之方法與系統
本揭露內容是有關於一種電池，特別是有關於一種估測電池電量的方法與系統。
電池(包含非充電式電池與充電式電池)具有廣泛的應用範圍。例如，電池可以應用在電子裝置，類似手機，筆記型電腦，還有可攜式醫療用設備。電池也可以應用在汽車上，像是汽油車或柴油車，可以應用在複合動力車上，像是電油複合車，電動車。
對於部分電池的應用，可以提供準確的電池電量給使用者或技術人員是很重要的。電池的電量代表有多少電量能留在電池裡(電池殘存電量)，多少電量已喪失(電池老化電量)，或是多少電量已放電消耗(電池放電電量)。所以，“電量”這名詞有三種解釋，電池放電電量，電池老化電量，電池殘存電量。可以理解的是，可從電池放電電量計算得電池殘存電量，反之亦然。例如，可以藉由最大電量減去電池放電電量而得到電池殘存電量，或是可以藉由電池最大電量減去電池殘存電量而得到電池放電電量。以下所述是有關於如何估算電池放電電量的方法。只要得到電池最大電量與電池放電電量估測出就可得知電池殘存電量，而電池最大電量的計算是將電池在新品時出廠的標稱電量扣除電池老化電量，電池最大電量也被稱為電池全滿電量或電池全充電量，由上述關係，殘存電量可以從放電電量估測出。
電池電量可以用瓦特-小時(Wh)，安培-小時(Ah)為單位表示。電池電量亦可以以電量狀態(SOC)來表示。此處所使用的SOC是以百分比為單位，範圍從0%(完全放電狀態)至100%(完全充電狀態)。SOC的百分比可以代表目前狀況下殘存電量相對於電池全滿電量之比例。在電池為新品時，全滿電量可以等同於電池標稱電量(或額定電量)，當電池經過循環使用發生老化後，電池的全滿電量將低於電池標稱電量。例如，電池為新品時，標稱的電池最大電量可能是7.2Ah。在這個條件下，100%的SOC代表電池電量是7.2Ah，50%的SOC代表電池電量是3.6Ah。當電池老化後，電池最大電量可能掉至6.0Ah，低於標稱電量。在這個條件下，100%的SOC代表電池電量是6.0Ah，50%的SOC代表電池電量是3.0Ah。所以，在這兩種條件下，一樣的SOC卻代表不同的電池電量。因此，使用SOC來表示電池殘存電量可能會在某些應用上誤導使用者。例如，當使用者想知道有多少絕對電池電量殘存時。
在部份應用上，電池殘存電量也可以用絕對電量狀態(ASOC)表示。絕對電量狀態可以表示電池殘存電量相對電池新品時標稱電量的比例。例如，當電池為新品時，如果標稱電量是7.2Ah，如此一來，不管在任何時候50%的ASOC都是對應電池內有3.6Ah的殘存電量。
一種常用的電量取得方法是利用電池靜置下穩定的開路電壓代入存有電池的開路電壓與電量的數據的查閱表以內插法取得電量值。這種查閱表可能存有(開路電壓，電池殘存電量)的數據或是(開路電壓，電池放電電量)等數據對。在任何情況下，只要量到開路電壓，電池電量就可以利用查閱表估算電池電量。將開路電壓-電量的特徵曲線進行數據化後就可取得查閱表，為了方便敘述，特徵曲線會比查閱表更容易描述。
圖1是一個開路電壓-電池電量曲線示意圖。圖1中的曲線代表開路電壓(OCV)(縱軸)相對於電池放電電量(橫軸)。從圖中同時可以得知OCV相對於電池殘存電量的關係。因為可以從(電池全滿電量扣掉電池放電電量)算得電池殘存電量。
圖1描繪一個充電模式特徵曲線100跟一個放電模式特徵曲線110。電池放電電量是安培-小時(Ah)。其他單位，類似瓦特-小時、ASOC或SOC都可能被用來表示電池的電量。為了方便敘述，假設當電池為新品時，標稱電量是M1 Ah。對應到橫軸上0 Ah的點代表沒有放電任何電荷(或使用或喪失)，因此電池是在充電全滿的狀態，此時開路電壓最高，電池殘存電量為M1 Ah。假設在橫軸上的1.8 Ah數字代表電池最多可釋放出1.8 Ah的電量，因此，電池殘存電量是(M1扣掉1.8)Ah。給定在橫軸上任何電池放電電量D1，電池殘存電量都可以用(M1扣掉D1)Ah來計算得到。電池的最大電量在電池循環使用後將和標稱電量不同。例如，由於電池的老化，電池最大電量可能從M1掉到(0.5乘以M1)Ah。
一樣參照圖1，縱軸代表電池的開路電壓(OCV)。開路電壓在此定義為電池處於閒置狀態時(或稱為開路電壓達穩定狀態)的電壓。閒置狀態定義為電池沒有連接任何負載時，而且電池處於靜置狀態超過一段設定的時間，例如20分鐘。當量測OCV時，只有量測的裝置或電路連接到電池。
部份種類的電池OCV會因為電池在靜置前是處於充電還是放電狀態的差別，而影響靜置後OCV的結果，因此衍生出電池特徵曲線也會受到前一刻充/放電狀態而有所不同，因此“充電模式特徵曲線”和“放電模式特徵曲線”並不是指電池處於充電的狀態(正在充電)或放電的狀態(正在放電)，而是量測OCV時，前一刻處於充電還是放電的狀態下所量測到的OCV，也就是說，若量測OCV之前，電池處於放電狀態，則將累積之放電電量對於OCV之關係取得放電模式特徵曲線110。反之，量測OCV之前，電池處於充電狀態，則將累積之充電電量對於OCV之關係取得充電模式特徵曲線100。
從圖1中，充電模式特徵曲線100或放電模式特徵曲線110上的每個點對應著OCV和電池放電電量的值，特徵曲線也可轉換成查閱表上的數據對。因此只要知道OCV就可以利用查閱表或特徵曲線計算電池電量。然而，用這樣的查閱表來估算電池電量(電池殘存電量或是電池放電電量)將產生以下的問題。
例如，當電池被循環充放電後，電池可能會老化。因此，電池的最大電量會減少。另外，OCV-電池電量的關係可能會隨時間改變。所以，原始的查閱表並沒辦法反映出OCV和電池電量之間真正的關係。因此，原始的查閱表沒辦法用來進行精確的電池估算。另外一個問題是，電池可能有兩個不同的曲線。例如，圖1中的充電模式特徵曲線100上和放電模式特徵曲線110。對於部份電池來說，充電模式特徵曲線和放電模式特徵曲線可能是一模一樣的，大部分重疊在一起或是沒有明顯差異，諸如這些情形在估算殘存電量時，將兩條曲線當成同一條曲線來估算並不會發生明顯的錯誤。然而，對部份電池來說，例如，正極材料為LiFePO4的這類電池，充電模式特徵曲線和放電模式特徵曲線的大部分是不會重疊一起的，類似這種電池如果要進行精確的估算電池電量就不能把兩條曲線當成一條來算。
例如，在圖1中，OCV=3.3V對應到兩個不同的電池放電電量，一個是大約0.6Ah，另一個則是大約1.3Ah。因此，電池放電電量(還有電池殘存電量)如果用這兩個OCV來推算會相差0.7Ah，對於一個全滿電量為2.3Ah的電池，相當於有30%的誤差風險。當不能夠確定目前的OCV是對應到充電模式特徵曲線100，還是放電模式特徵曲線110(以及對應的查閱表)，就會在估算電池電量時出現上述電量誤差的問題。
圖2將說明另一個電量估測的問題來自於放電模式特徵曲線與充電模式特徵曲線之間的轉換，當電池(例如LiFePO4成分的電池) OCV位於可利用放電模式特徵曲線110上的第一狀態105，轉變到可以利用充電模式特徵曲線100上的第二狀態115，電池可能需要接收設定量的電荷Q來完成這個轉換。這種轉換需要一段時間。在轉換期間，電池的狀態可以利用圖2中的路徑120來連接第一狀態105和第二狀態115。當電池處於轉換狀態時(也就是電池的OCV落於路徑120上時)，利用放電模式特徵曲線110或充電模式特徵曲線100在估算時都無法取得準確的電池電量。
還有另一個情形，對於某些電池來說，使用特徵曲線或是其對應的查閱表來估算電池電量會發生嚴重的誤差。類似LiFePO4種類的電池，特徵曲線的斜度(OCV對於電池放電電量或OCV對於充電電池電量)在中間區域顯得特別平坦，如圖3中的OCV相對放電電量的曲線示意圖。因此，電池開路電壓處於中間區域時，些微的電壓差異將造成查表取得電量產生嚴重的誤差。例如，當電池沒有達到閒置狀態的時候(亦即，電池並沒有靜置足夠的時間)或是電壓量測電路的解析度太低，導致量測電池的OCV會出現錯誤誤差，由於中間區域的斜度比較水平，所以使用不準確的OCV在執行查表估算電容值電量時，放電電量誤差將更大。
本揭露內容的一實施例，提供一種估測電池電量的方法。這個方法包括提供包括一開路電壓及一電池電量數據的查閱表。初始化此電池，以讓此電池達到一初始狀態，而此初始狀態則是當成放電程序的一個起始點。並將初始狀態的開路電壓代入查閱表取得初始放電電量。從初始狀態對此電池放電一第一部份電量來達到第一狀態，從初始狀態放電到第一狀態的期間，以一庫侖積分方式不斷更新而得一累積放電電量，並利用初始狀態放電電量加上累積放電電量，可得位於第一狀態的實際電量，在利用全滿電量扣除實際電量則可取得電池剩餘電量。當電池達第一狀態時，量測在第一狀態的電池開路電壓；將從第一狀態量到的的電池開路電壓代入查閱表得到一查閱電量；計算實際電量與查閱電量的差值；然後利用此差值調整查閱表。
在本揭露內容一實施例中，本揭露內容又揭露一非揮發存取媒介與微處理器搭配量測與控制電路，可利用微處理器之組合語言或是軔體編寫估測方法搭配硬體量測電路取得之電壓、電量等數據，達到在非電腦環境上(如單晶片)執行估測電池電量與修正查閱表的方法。此方法包括提供記載電池電量與開路電壓數據的查閱表；初始化此電池以讓電池達到一個當作放電程序初始點的初始狀態。從初始狀態對電池放電第一部分電量以達到第一狀態。根據從初始狀態到第一狀態之間放電的累積放電電量計算電池的實際電量；量測在第一狀態的開路電壓；將從第一狀態量到的開路電壓代入查閱表得到查閱電量；計算實際電量與查閱電量的差值；然後利用此差值調整查閱表。
在本揭露內容一實施例中，本揭露內容提供一估測電池電量系統。此估測電池電量系統包括一估測電池電量裝置，用以初始化此電池以使此電池達到作為放電程序的初始點的初始狀態；一控制單元，用以產生控制訊號；一負載裝置，用以從控制單元接收控制訊號，且控制單元控制負載裝置讓電池放電第一部份電荷，使電池達到第一狀態。估測電池電量裝置更包括一儲存單元，用以儲存查閱表的電壓與電池電量的數據；一電荷量測單元，用以量測電流與量測放電階段流入/流出電池的電量；一電壓量測單元，用以量測電池的電壓與靜置的開路電壓；一處理器，用以根據第一狀態的開路電壓從查閱表得到查閱電量，並計算實際電量與查閱電量的差值，利用此差值調整查閱表。
本揭露內容的主要特徵與優點將以後續的描述內容進行說明，而其他部份可以從描述內容或是從揭露內容的實際運作中所知悉。本揭露內容可理解的是，前述一般的描述內容以及後續的詳細說明都是實施範例以及用以作為說明，但並非用來限制本揭露內容的要點或原則本揭露內容。
為讓本揭露內容之特徵和優點更明顯易懂，下文特列舉多個實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
接下來將會以實施方式的描寫配合附圖來說明本揭露內容的實施範例。以下的描述引用的元件符號，除非另外說明，否則不同附圖出現相同的元件符號將視為相同或相似的元件。以下的實施方式的描寫僅是範例，不代表所有本揭露內容的應用。有少數的範例會在專利請求範圍中說明。
圖4為說明本揭露內容的實施例中，估測電池405電量(電池殘存電量及/或電池放電電量)的系統400示意圖。此一名詞「電池」在此處可代表單一電池(或電池元件)或是一電池組合、或是包含一個或多個電池(或電池元件)的模組。系統400可包含硬體及/或軟體元件裝置，用以執行以下所述估測電池405電量的方法。雖然沒有在圖4中表示出來，系統400所包含的裝置以電性連接的方式連接彼此，並相互傳輸或接收訊號。
電池405可能包含一個或多個電池元件作串聯。系統400包含一電量估測裝置410。電量估測裝置410更包括一處理器412。處理器412可擁有計算能力來執行多種計算或處理各種數據及/或訊號。電量估測裝置410更包括一微控制單元415。在部份實施例中，處理器412可以是微控制單元415的一部分。微控制單元415包括一判斷單元420。判斷單元420可包括硬體及/或軟體元件的判斷方式，例如，判斷條件是否滿足，像是電壓或電量是否大於預設值等，並且通知微處理器進行數學運算。在一個實施例中判斷單元420可能包括一個有計算功能的處理器來執行多種運算。
微控制器415包括一控制單元425。控制單元425可以包含硬體及/或軟體元件來產生控制訊號以及傳輸控制訊號到各裝置，例如，一第一開關475和一第二開關485。控制單元425可以從其他裝置接收訊號，像是計時器435。
微控制器415也包括一邏輯運算單元430。邏輯運算單元430可包含硬體及/或軟體元件裝置來執行邏輯運算，類似AND邏輯運算，還有OR邏輯運算。邏輯運算單元430傳輸訊號至其他裝置，像是控制單元425和判斷單元420，以及從其他裝置接收訊號，像是從一電壓量測單元440接收一個電壓訊號。
微控制器415又包括計時器435，用來計算從起始點開始過了多少時間。例如，計時器435可以計算電池405靜置了幾分鐘，以讓判斷單元420辨識電池405是否到達閒置狀態。計時器435可以跟其他裝置傳輸或接收訊號。例如，計時器435可傳輸控制訊號給控制單元425也可以從控制單元425接收控制訊號。
微控制器415又包括電壓量測單元440。電壓量測單元440可以連接到電池405，如圖4所示。即使沒有在圖4中繪示出，但電壓量測單元440可以連接一個以上的電池元件的電池405。電壓量測單元440可包括硬體(例如積體電路)及/或軟體(例如程式碼)在電池405達到閒置狀態時量測電池單元或多個電池單元的OCV。在這裡要了解的是，除了因為要量測OCV而連接上的電壓量測單元440以外，電池405在閒置時不會連接任何負載。。
微控制器415又包括一儲存單元445，用以儲存資料，例如查閱表，用以儲存開路電壓對電量的數據對、量測得的OCV、計時器435計算出來的時間、邏輯運算單元430運算後的結果、以及判斷單元420辨識後的結果。儲存單元445可在判斷單元420中的處理器運用程式碼執行一個或多個在此處說明的估測控制方法時，儲存運算所需的程式碼。儲存單元445可包括任何非揮發式資料存取媒介，例如，EEPROM、隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、快閃記憶體(FLASH)、硬碟、光碟(CDs)、數位影音光碟(DVDs)及藍光光碟。
微控制器415又包括一電荷量測單元450。電荷量測單元450可用以量測流經電池405的電流。系統400包括一電阻元件465(例如，電阻器)與電池405串聯。電荷量測單元450跨接電阻元件465以量測流經電阻元件465的電流(等同於流經電池405的電流)。電荷量測單元450可包括一庫侖計算裝置或電路，根據流經電阻元件465所量測到的電流的積分，得到在放電程序中放電的累積放電電量或是電池405在充電程序中所充的的累積充電電量。在電池405處於充電程序中或是放電程序中，電荷量測單元450都可以持續計算出放電或充電的累積電量，並可透過指令進行歸零。
電荷量測單元450包括一第一電荷量測單元451，用以量測放電程序中的累積放電放電的電量(例如計算累積的庫侖值)，以及一第二電荷量測單元452，用以量測充電過程中所充的的累積充電電量(例如計算累積的庫侖值)。例如，在放電程序中，可用第一電荷量測單元451量測出累積放電的電量。在部份應用上(例如煞車回充)，在放電程序中，電池405會進行短時間的充電程序，可用第二電荷量測單元452量測出電池405所充電的累積充電電量。在計算放電的淨電量時，系統400要同時考慮到放電程序中第一電荷量測單元451量測到的累積放電電量和充電程序中第二電荷量測單元452量測到的累積充電電量。例如，當一輛電動汽車在行駛時，電池405處於放電的程序。第一電荷量測單元451會量得放電消耗的累積電量。然而，當電池405驅動汽車行駛時，會有一小段時間是煞車過程，也就是汽車會停止或是減速，因此在煞車期間可對電池405充電。第二電荷量測單元452會量得煞車期間電池405充電的累積電量。系統400藉由將第一電荷量測單元451量得的累積放電電量減去第二電荷量測單元452量得的累積充電電量而計算得到車輛行駛間放電的淨電量。
微控制器415電量估測裝置410內又包括一電壓放大器455，與量測單元440連接，用以接收從電壓量測單元440而來的電壓訊號，然後進行此電壓訊號的局部放大。電壓放大器455輸出一個將局部電壓放大的電壓訊號，此電壓訊號可以用在查閱表的更正，以提高精確度。例如，參照圖1，在OCV=3.3V附近，放電特徵曲線110斜度相對比較平坦，這表示OCV的量測解析度要更高，才能達到一個精確的放電電量的估測或是充電電量的估測。在此OCV附近，用電壓放大器455對量測到的OCV進行放大，然後放大過後的OCV用在查閱表的修正程序。使用放大過的OCV可以提高查閱表的修正程序的精確度。系統400又包括一顯示器460，其可用以顯示多種關於電池405的資訊，像是電池殘存電量、老化池電量、放電電量、電池最大電量、電壓、時間或電流等等。
為了便於說明，一負載器470經由第一開關475與電池405作連接。負載器470可包括任何可消耗電池405的電量的適當裝置。一實施例中，負載器470可以是任何可消耗能量的裝置，例如負載器470可包括一個電池，用以接收預設的電池405放電電量。負載器470可包括任何適當的能量消耗裝置類似電阻元件(電阻器)，或其他任何適當的能量儲存裝置，像是輔助電池或是超級電容等裝置，用來接收並儲存預設的電池405放電電量。例如，系統400運用在電動車或複合動力(Hybrid)(包括利用電力當部份動力)車時，負載器470可能是電風扇、馬達、照明裝置等等。可利用控制單元425控制第一開關475，使負載器470消耗預設要消耗的電池405的電量。一實施例中，控制單元425可以使用計時器435所提供的時間資訊來控制(開及/或關)第一開關475，使負載器470消耗預設的電池405的電量。
系統400更包括一充電器480，通過第二開關485連接電池405。當第二開關485導通且充電器480通電時，充電器480會對電池405充電。可使用控制單元425控制第二開關485。例如，當系統400應用在電動車時，且當電動車停下來並將充電器的輸出與電池405的充電接頭接通時，控制單元425可傳輸控制訊號使第二開關485導通，然後連接充電器480到電池405，以對電池405充電。當系統400偵測到對電池405過度充電或即將過度充電時，控制單元425會產生控制訊號使第二開關485斷開並關閉充電器電源。這裡要理解的是，即使在圖4中負載器470、第一開關475、充電器480、以及第二開關485是繪示於電量估測裝置410之外側，但一個或是多個上述裝置也有可能會包含在電量估測裝置410內。
在本揭露內容部份實施例中，充電器480是連接到判斷單元420，如圖4所示。充電器480傳送一個訊號(之後稱為“充電器連接訊號”)給判斷單元420，以告知是否充電器480有連結到電池405的充電接頭以對電池405充電。判斷單元420根據充電器連接訊號辨識充電器480的狀態。當充電器連接訊號表示充電器480連接到電池405的充電接頭，判斷單元420傳送一個訊號給控制單元425，控制單元425會回傳控制訊號使第二開關475導通。當充電器連接訊號表示充電器480並未連接時，控制單元425會傳送一個訊號給控制單元425，控制單元425再回傳控制訊號使第二開關475斷開。在部份實施例中，即使充電器連接訊號指示充電器480未連接電池405的充電接頭，但是電池405卻會有短時間的充電行為，例如像是因為煞車而充電，如同前述的電動車應用部分，此情形下系統400會認為電池仍處於放電狀態下。
系統400也可選擇性地包括一緊急充電開關490，可能是一顯示器460上的可操作按鈕或是實體開關。緊急充電開關490可包括硬體及/或軟體元件來接收一個使用者的輸入，此輸入表示使用者想在等到電池405達到閒置狀態且完成查閱表更新前即時對電池405充電(例如電池405在離開休息狀態下不超過20分鐘)。緊急充電開關490連接到判斷單元420，並傳輸一個表示使用者想緊急充電的訊號給判斷單元420。判斷單元420根據緊急充電開關490傳來的訊號以及來自其他裝置，像是計時器435、電壓量測單元440以及電荷量測單元450的資訊，來決定是否對電池405緊急充電。
當充電模式與放電模式的特徵曲線不重疊時，會很難去決定要用哪一條特徵曲線來查表取得放電電量，使用錯誤的特徵曲線查表將得到錯誤的放電電量。例如，一個量測得得的OCV為3.29V可能對應到在放電模式特徵曲線110的點3、充電模式特徵曲線100的點6，或任何3.29V的水平線上包括點3和點6的任何點。
圖5為依據本揭露內容之一實施例的估測電池電量的方法示意圖。此方法包括在電池放電前執行一個初始化程序以修正查閱表。根據其中一個實施例，此初始化程序包含一個預先放電程序。圖5繪示了可表達OCV與放電電量的關係的充電模式與放電模式特徵曲線100和110。可將從特徵曲線解讀出的數據儲存在查閱表。當電池405處於閒置狀態時，利用電壓量測單元440量測出OCV，然後從查閱表對應特徵曲線的方式估測出電池405的放電電量。為了便於描述，放電模式特徵曲線(還有與之對應的查閱表)用以估測出量測得的OCV所對應的放電電量(還有殘存電量)。可以理解的是，充電模式特徵曲線(還有與之對應的查閱表)亦可用以估測出量測得的OCV所對應的放電電量(還有殘存電量)。
在部份情況下如當充電模式與放電模式的特徵曲線不重疊時，會很難去決定要用哪一條特徵曲線來查表取得放電電量，使用錯誤的特徵曲線查表將得到錯誤的放電電量。例如，一個量測得的OCV為3.29V可能對應到在放電模式特徵曲線110的點3、充電模式特徵曲線100的點6或任何3.29V的水平線上包括點3和點6的任何點。因此在此點上會很難去精確的決定出放電電量(以及殘存電量)。為了克服這個問題，根據其中一個實施例，當電池狀態是未知的、不確定的或必須把電池405的狀態轉變成可以用放電模式特徵曲線110估測電量的狀態時，系統400初始化電池405藉由如對電池405放電預設的電量使電池405到達一個初始狀態或是一個初始點。例如，在點1上，系統400可以對電池405預先放電預設的電量以使電池405到達初始狀態點2。在初始狀態，系統400可用放電模式特徵曲線110(還有與之對應的查閱表)對放電電量作精確的估測。此放電程序被稱為預先放電程序，也就是在用以執行修正查閱表的第二放電程序(從點2到點4)之前的第一放電程序(從點1到點2)。預先放電程序結束後的初始狀態可以當作第二放電程序的起始點，例如點2可以當作從點2到點4的第二放電程序的起始點。
本揭露內容另一個實施例須配合圖7到圖9來說明，系統400對電池405充電直到電池405到達可以滿足一個預設充電終止條件的狀態，也就是充電電壓及/或電流到達一個預設值。這個狀態可以當作用來修正查閱表的放電程序的初始狀態(起始點)，稍後將進一步說明。
回到圖5，如果電池405處於點3或點6的狀態，系統400會執行一個初始化程序以使電池405轉變到可用放電模式特徵曲線110估測電量的初始狀態，其中初始化程序執行一特定放電電量後將電池閒置。在一些實施例中，系統400在執行預先放電程序前會先等到電池405進入充電狀態，或是對電池405進行充電到一個可以滿足預設充電終止條件的狀態再執行預先放電程序。為了方便說明，假定電池405是在以點1代表的電量接近全滿狀態，而這個狀態可以滿足預設充電終止條件。
預設充電終止條件定義為電池405的OCV大於預設的數值。例如，在OCV大於3.35V時可視為滿足預設充電終止條件。預設充電終止條件亦可以定義成電池405的放電電量小於一個預設數值(例如初始放電電量<0.2Ah)或電池殘餘電量大於一預設數值(例如：SOC>90%)。預設充電終止條件也可以定義為電池405完全充電時或是接近完全充電時(例如OCV>3.35V，或初始放電電量<0.2Ah)。舉例而言，系統400會在在電池405到達點1，也就是OCV大約在3.4V且放電電量小於0.1Ah時，結束充電程序。之後圖7到圖9所述的實施例中所提到的預設充電終止條件也可以應用在圖5所描述的實施例中。
在點1，系統400執行一個初始化程序，這個初始化程序包含括一個預先放電程序以對電池405預先放電合適的電荷或是電量Qdis直到電池405到達點2，在此處點2的狀態下，系統400可使用放電模式特徵曲線110(以及對應的查閱表)並代入點2的OCV取得所對應的放電電量，也稱為初始放電電量。在預先放電程序中，可設定從點1預先放電至點2的放電累積電量Qdis為電池全滿電量的3-5%或是電池放電時間達一設定值。在其中一個實施例中，在電池被放電時，可以決定放電的適當累積電量Qdis，例如，以定電流放電一預設時間，例如：10分鐘。在另一個實施例中，系統400可連續對電池405放電，然後可以利用如電荷量測單元450量測到放電的累積電量Qdis。當系統400量測得的Qdis比預設的值要大(例：0.5Ah)時，系統400會終止預先放電程序。藉由導通連接負載器470與電池405的第一開關475以執行預先放電程序。負載器470消耗從電池405來的能量以對電池405放電。控制單元425控制第一開關475以預先決定負載器470所消耗的電量。
在點2，可用電壓量測單元440量測得OCV，再從查閱表對應放電模式特徵曲線110決定此OCV對應的放電電量。OCV可以被電壓量測單元440量測得，然後其相對應的放電電量可以用查閱表對應放電模式特徵曲線110以決定。為了方便描述，利用查閱表根據點2的開路電壓所利用查閱表取得的放電電量定義為初始電荷或是初始電量Qinit。從點2，系統400對電池405以正常放電條件直到達到點4。可用從點2到點4的放電程序可以被用來修正查閱表。這個放電程序可以是任意的或是隨機的(例如點4可以是任意或隨機決定的點)，這表示從點2到點4所放電的累積電量Q1是任意或隨機的。例如，放電可以持續20分鐘、30分鐘等等以到達點4。在部份某些實施例中，可預定從點2到點4的放電電量Q1會被預設。一實施例中Q1可以大於預設的值，例如全滿電量的3%。從點2，系統400持續對電池405進行放電，然後利用現有的庫侖計算裝置所組成的電荷量測單元450，持續更新累積的實際放電電量或充電電量Qreal(針對放電模式之特徵曲線的更新，將Qreal定義為實際放電電量)。當Qreal到達預設量，系統400會結束放電程序。可以藉由導通連接負載器470和電池405的第一開關475以執行放電程序。負載器470消耗來自電池405的能量，以此對電池放電。
點4不一定會落在放電模式特徵曲線110上。在點4，實際放電電量Qreal(也被定義成實際電量Qreal)利用下列公式Qreal=Q1+Qinit(也就是Qreal等於Q1加上Qinit)取得。當電池405處於點4的狀態下，電池405會被放置一段預設時間(例：20分鐘)直到電池405到達閒置狀態並以電壓量測單元440量得開路電壓(OCV)，例如為V4。從查閱表對應放電模式特徵曲線110估測得到相對應的放電電量。假設用查閱表計算得到的放電電量為Qtable(在此後定義為查閱電量Qtable或查表電量Qtable)，Qtable所對應到的OCV=V4，實際電量Qreal和查閱電量Qtable的差值定義為dAh=Qreal-Qtable(也就是dAh等於Qreal減去Qtable)。
如果電池在放電前滿足初始狀態(放電電量接近於零、SOC>90%或任何可判斷電池處於全滿狀態)，並且|dAh|>Qset1，系統400會執行查閱表的修正程序，這裡的∥是指絕對值的運算，且Qset1是一個誤差預設量。Qset1可以是任何適當的數值。例如，Qset1可能至少是全滿電量的5%。除非|dAh|比Qset1大，否則系統400不會執行查閱表的修正程序。例如，如果Qset1是0.2Ah，dAh是0.25 Ah或-0.25Ah，系統400就會執行查閱表的修正程序。查閱表的修正程序包括一第一程序以修正特徵曲線，像是放電模式特徵曲線110，以及一第二程序，用以使用來自於修正後特徵曲線的新數據修正(更新)對應的查閱表。第一程序及第二程序可以合併成為單一程序，也就是直接根據差值修正查閱表的數據而產生修正後的特徵曲線。更新過的查閱表可以用在接下來放電電量與殘存電量的估測。例如，當電池從點4持續放電到點5，根據在點5量測得的OCV(例：V5)，可以利用修正(更新)後的查閱表對放電電量(以及殘存電量)作更精確的決定。系統400也可以計算電池405的老化電量。可從Qdeg=Qfresh-Qmax(也就是Qdeg等於Qfresh減去Qmax)計算得到老化電量Qdeg，Qfresh在這裡是當電池405是電池為新品時的標稱電量，Qmax是根據查閱表得到電池目前的最大電量(或稱為全滿電量)。系統400將老化電量與殘存電量顯示在顯示器460上。
圖6為依據本揭露內容之一實施例的程序600的流程圖，程序600對應的就是配合圖5所述的估測電池殘存電量和老化電量的方法。系統400可在電池處於閒置狀態時進入查閱表修正程序，或是判斷程序600目前流程所處的狀態。程序600包含了判斷是否對放電模式特徵曲線及/或充電模式特徵曲線的查閱表進行修正程序用以修正查閱表的程序。程序600包含一個初始程序，此初始程序包含了一個預先放電程序。系統400可藉由如電量估測裝置410以執行程序600。在圖6中的任何步驟都可終止程序600。
在步驟S610中，系統400會經由第二開關485、判斷單元420、為控制器415等元件辨識電池405是否在充電狀態之下(也就是是否正在對電池405充電)。在一實施例中，微控制器415的判斷單元420接收來自第二開關485的訊號，然後辨識第二開關485的狀態，由此辨識充電器480是否正在對電池405充電。在部份實施例中，系統400會一直等到電池處於充電狀態的時候，或是啟動一個充電程序使電池處於充電狀態。如果電池405不處於充電狀態，亦即步驟S610的判斷結果為“否”，系統400將不會執行一個修正特徵曲線如放電模式特徵曲線的程序以及不會執行更新對應的查閱表的修正程序，亦即系統400會終止程序600。雖然沒有執行修正程序，系統400仍會使用放電模式特徵曲線110對應的查閱表及電荷量測單元450量得的實際電量來計算放電電量及/或殘存電量及老化電量，這些數據都會被顯示在顯示器460上。有關顯示放電電量及/或殘存電量的細節會在圖15做進一步說明。
當電池405處於充電狀態，亦即步驟S610的判斷結果為“是”，系統400藉由判斷單元420偵測是否滿足預設充電終止條件(步驟S615)。充電終止條件包括，例如電池405的OCV大於預設值(例3.35V)。充電終止條件主要是確認是否對電池405充電到電池405達到電量全滿狀態或接近全滿狀態。例如，當對電池405充電到圖5中的點1時，系統400會辨識是否滿足預設充電終止條件(例如在點1的OCV高於預設值，或在點1的放電電量小於預設值)。系統400可藉由如斷開第二開關485的方式終止充電程序。如果系統400偵測到未滿足預設充電終止條件，亦即步驟S615的判斷結果為“否”，系統400會終止程序600。換句話說，如果系統400偵測到未滿足預設充電終止條件，亦即步驟S615的判斷結果為“否”，系統400將不會執行查閱表的修正程序。
如果系統400偵測到已滿足預設充電終止條件，亦即步驟S615的判斷結果為“是”，系統400會執行一個包含了預先放電程序的初始化程序。系統400藉由對電池405放電一設定電量以初始化電池405，例如，從點1到點2(如圖5中所表示)，然後偵測是否已放電達預設電量Qdis(步驟S620)。Qdis的設定值必須要能確保電池開路電壓轉換到放電模式特徵曲線110，接下來就可以使用放電模式特徵曲線所對應的查閱表取得初始放電電量或電池殘餘電量等資訊。
在圖5中的點2，電池405會靜置一段預設時間，然後系統400可以藉由如判斷單元420偵測電池405是否達到閒置狀態(步驟S625)。如果系統400偵測出電池405未達閒置狀態，亦即步驟S625的判斷結果為“否”，系統400會終止程序600，亦即不執行查閱表修正程序。如果系統400偵測到電池405已達到閒置狀態，亦即步驟S625的判斷結果為“是”，系統400可以藉由如量測單元440以量測出在點2時電池405的開路電壓(OCV)(步驟S630)。量測出的OCV會被儲存在儲存單元445。系統400可以藉由從查閱表對應放電模式特徵曲線110的方式用點2的OCV取得初始放電電量Qinit。
系統400偵測電池405是否有進入放電程序(步驟S635)。如果系統400偵測到電池405沒有進入放電程序，亦即步驟S635的判斷結果為“否”，系統400會重複步驟S625。如果系統400偵測出電池405有進入放電程序，亦即步驟S635的判斷結果為“是”，系統400會對電池405放電，然後藉由如量測單元450中的第二電荷量測單元452以得到(例如以量測方式)真正的或實際上的放電電量Qreal(步驟S640)。例如，第二電荷量測單元452可包括一庫侖計算裝置，不斷的更新而計算出在從點2開始的放電程序中被放的全部累積電量Q1。系統400可根據Qreal=Q1+Qinit(也就是Qreal等於Q1加上Qinit)計算出實際放電電量Qreal。根據實際放電電量，系統400也可以由電池目前最大電量(或稱全滿電量)減去實際放電電量Qreal以決定出實際殘存電量Areal。在部份實施例中，在放電程序中亦可能會對電池405進行短時間的充電。例如，當電池405驅動一台汽車時，電池405處於放電程序。當車輛煞車時，煞車回充裝置也會對電池405充電。在這樣的情形下，第一電荷量測單元451可以量測出電池405被充電的電量Qch，系統400就可以從Qreal=Q1+Qinit-Qch(也就是Qreal等於Q1加上Qinit再減去被充電的電量Qch)決定出Qreal。
系統400可藉由判斷單元420偵測是否已終止放電程序(步驟S645)。如果放電程序持續中，亦即步驟S645的判斷結果為“是”，系統400會重複執行步驟S640到S645，並持續更新Qreal。如果系統400終止放電程序，亦即步驟S645的判斷結果為“是”，例如電池405到達圖5中的點4，系統400會辨識電池405是否到達閒置狀態(步驟S650)。辨識電池405是否到達閒置狀態的判斷標準有以下幾種，例如：電池405是否靜置超過預設的時間，像是20分鐘或是電壓變化率低於預設值。如果系統400偵測出電池405未達閒置狀態，亦即步驟S650的判斷結果為“否”，系統400會重複步驟S645直到電池405到達閒置狀態，亦即步驟S650的判斷結果為“是”。
若系統400偵測電池405到達閒置狀態，亦即步驟S650的判斷結果為“是”，系統400會使用如量測單元440以量出電池405的OCV(步驟S655)。系統400會藉由處理器412將量得的OCV利用放電模式特徵曲線110對應的查閱表估測出放電電量Qtable。在步驟S660，系統400會藉由如處理器412等運算單元計算出實際放電電量Qreal與電量Qtable之間的誤差值或差異值，其公式為dAh=Qreal-Qtable(也就是dAh等於Qreal減去Qtable)。
系統400在步驟S665中會藉由如判斷單元420偵測|dAh|是否大於Qset1，以及判斷|Qreal|是否大於預設放電電量Qset2。Qset2可以是任何適當的值，例如DOD(放電的深度)的10%。例如，如果電池405的DOD是2Ah，10%DOD就是0.2Ah。換句話說，如果點1到點4所放電的全部電量，也就是|Qreal|，未大於Qset2，系統400將不會執行查閱表修正程序。這是因為如果利用一個太小的Qreal去修正查閱表，很有可能因為電壓、電量等量測誤差導致查閱表被錯誤的數值所覆蓋。
如果不能同時滿足這兩個條件(也就是|dAh|>Qset1以及|Qreal|>Qset2)，亦即步驟S665的判斷結果為“否”，系統400會跳過步驟S670而執行步驟S675(也就是說系統400不會執行在步驟S670中的查閱表修正程序)。如果能同時滿足這兩個條件，亦即步驟S665的判斷結果為“是”，，系統400可以藉由如處理器412執行查閱表修正程序(步驟S670)，然後修改(更新)查閱表內的部分或是全部的數值。查閱表修正程序的細節會在以下配合圖10到圖12作說明。
在執行完步驟S670中的查閱表修正程序後，系統400會辨識電池405是否會再次處於放電狀態，亦即步驟S675的判斷結果為“是”，如果系統400偵測出電池405再次處於放電狀態，系統400會重複步驟S640。如果系統400偵測到電池405並未再次處於放電狀態，亦即步驟S675的判斷結果為“否”，系統400會藉由如判斷單元420偵測是否啟動充電程序(步驟S680)。例如，系統400可根據從充電器480接收的充電器連接訊號偵測出充電器480的輸出是否連結到位於電池405的充電接頭。如果系統400利用充電器連接訊號偵測出充電器480並未連接到電池405的充電接頭，這表示並未啟動電池405的充電程序，亦即步驟S680的判斷結果為“否”，系統400會重複步驟S650。當系統400偵測到電池405的充電接頭與充電器480連接，這表示已啟動電池405的充電程序，亦即步驟S680的判斷結果為“是”，系統400會終止程序600。在終止程序600後，系統400會開始對電池405充電，將程序600的狀態切回到步驟S610。
圖7揭露另一個實施例中的估測電池405電量的程序700的流程圖。程序700中大多數的步驟與圖6中程序600的步驟是相同或相似的。與程序600的主要差異在於程序700沒有包含預先放電程序(例如程序600中的步驟S620)。此外，在步驟S715中的充電終止條件可能會與前面所述步驟S615中的充電終止條件相同或新增其他終止條件。以下所述的在步驟S715中的充電終止條件會與步驟S615中的充電終止條件相同。
在程序700中，系統400在步驟S710中偵測電池405是否在充電狀態。如果電池405未處於充電狀態，亦即步驟S710的判斷結果為“否”，系統400會終止程序700。如果電池405處於充電狀態，亦即步驟S710的判斷結果為“是”，此時正在對電池405充電，系統400會辨識是否滿足預設充電終止條件(步驟S715)。在步驟S715中，系統400會執行一個初始化程序，也就是對電池405持續充電直到達到一個滿足預設充電終止條件的初始狀態。將初始狀態會當作一第二放電程序的起始點，而第二放電程序會在解說查閱表修正程序再做說明。
預設充電終止條件可以定義為對電池405充電到殘餘電量大於一個預設值或定電壓充電模式下充電電流低於一預設電流。此預設值可以是一個接近於全滿電量的值，例如，SOC>90%。當滿足此預設充電終止條件時，系統400將會終止充電程序，電池405就會是在一個全滿電量或是接近全滿電量的狀態。
系統400會辨識電池405是否達到閒置狀態(步驟S720)。如果電池405未達到閒置狀態，亦即步驟S720的判斷結果為“否”，系統400會終止程序700。如果電池405已達到閒置狀態，亦即步驟S720的判斷結果為“是”，系統400會量測到此時的OCV，然後從查閱表中得到電池405的初始放電電量Qinit(步驟S725)。系統400會辨識電池405是否處於放電程序(步驟S730)。如果電池405沒有處於放電程序，亦即步驟S730的判斷結果為“否”，系統400會重複步驟S720。如果電池405已處於放電程序，亦即步驟S730的判斷結果為“是”，系統400會在步驟S735中，利用前面關於圖6所述的方法來得到放電電量Qreal。系統400會持續偵測是否已終止放電程序(步驟S740)。如果放電程序持續進行中，亦即步驟S740的判斷結果為“否”，系統400會重複步驟S735。如果已終止放電程序，亦即步驟S740的判斷結果為“是”，系統400會偵測電池405是否達到閒置狀態(步驟S745)。如果電池405未達到閒置狀態，亦即步驟S745的判斷結果為“否”，系統400會重複步驟S740。如果電池405已達到閒置狀態，亦即步驟S745的判斷結果為“是”，系統400會量測到此時電池405的OCV，然後從查閱表中得到查閱電量Qtable(步驟S750)。
系統400會在步驟S755中計算實際放電電量Qreal和查閱電量Qtable之間的差值dAh，其公式為dAh=Qreal-Qtable(也就是dAh等於Qreal減去Qtable)。系統400接著辨識是否滿足|dAh|>Qset1及|Qreal|>Qset2這兩個條件(步驟S760)，如果未同時滿足這兩個條件，亦即步驟S760的判斷結果為“否”，系統400會執行步驟S770以偵測電池405是否再次處於放電狀態。如果同時滿足這兩個條件，亦即步驟S760的判斷結果為“是”，系統400會執行查閱表修正程序(步驟S765)，其將於下圖10至圖12的再作進一步說明。執行完查閱表修正程序後，系統400會判斷電池405是否再次處於放電狀態(步驟S770)。如果電池405回到放電狀態，亦即步驟S770的判斷結果為“是”，系統重複步驟S735。如果電池405未回到放電狀態，亦即步驟S770的判斷結果為“否”，系統400藉由如判斷單元420偵測電池405是否進入充電程序(步驟S775)，舉例而言，判斷單元420可根據從充電器480接收的充電器連接訊號作出辨識。如果系統400偵測出充電器480並沒有連接到電池405，表示電池405未進入充電程序，亦即步驟S775的判斷結果為“否”，系統400會重複步驟S745。如果系統400偵測出充電器480已連接到電池405，這表示電池405已進入充電程序，亦即步驟S775的判斷結果為“是”，系統400會終止程序700。在終止程序700後，系統400會開始對電池405充電，然後將程序700的狀態轉換到步驟S710。
接著從步驟S715開始描述，預設充電終止條件定義為當電池405的充電電壓比預設電壓大及/或當充電電流比預設充電電流要小。圖8A表示出充電程序與放電終止條件的示意圖。圖8A表示出一個典型的充電程序會包括兩個階段。在第一階段，使用固定的充電電流對電池405充電，此時電池405的電壓正在上升。當電壓達到設定值(例如，3.6V)，充電程序轉換到第二階段，此階段會以固定電壓對電池405充電(例如3.6V，以電壓曲線中的水平線表示)，此時流經電池405的電流會減少。在電流曲線上的點A1表示終止充電程序時的充電終止電流。在點A1之後電流因第二開關485斷開而歸零，如圖8A所示。當使用固定充電電壓對電池405充電時，預設充電終止條件定義為流經電池405的電流減少到比預設充電終止電流還要小時。預設充電終止電流可以是任何適當的電流值。例如，充電終止電流可以是0.1C，這裡C代表充電速率。假設1C對應1安培的充電電流，這表示電池405用1安培(1A)的充電電流充電一小時可以完全充滿，而0.1C是代表電流為0.1A。流經電池405的電流可用電荷量測單元450來量測得。
完成充電程序後的狀態也被稱為初始狀態，從關於圖5到圖7的描述中得知，在初始狀態下，放電電量是零或接近零，這表示電池405被完全充電或接近完全充電。此初始狀態被當成接下來的放電程序的起始點，並根據圖7之流程圖，當電量差異達設定值進行查閱表修正程序。
當電池老化或某些特殊情況下，可能因為電池內阻的增加導致電池充電後的放電電量無法接近於零，將使查閱表估測誤差增加，利用圖8B，也就是依據本揭露內容一實施例中的調整充電終止條件的方法示意圖，可說明如何使初始狀態達到接近電池全滿狀態，如果已對電池405充電到先前設定好的充電終止條件(例如，3.6V及0.1C)後，但電池405的OCV數值(在電池405已達到閒置狀態後量測得)未達到預設值(例如，OCV<3.43V)。為了使OCV達到預設值，系統400可以藉由增加在固定電壓充電程序中的充電電壓來調整充電終止條件(以在圖8B中虛線的電壓曲線表示)，例如在維持充電終止電流相同的情形下，例如在0.1C(如圖所示從點A1到A2都是在同樣的電流位準)將充電電壓從3.6V(用在先前的充電程序)增加到3.7V。由於增加了固定充電電壓，終止充電程序後所量得的電池405的OCV會有些微增加，以圖中在A2之上的虛線電壓曲線表示些微增加的OCV。
如圖8C所示，系統400也可以在維持充電電壓例如3.6V的情形下，減少充電終止電流，例如從0.1C到0.07C。就此例而言，固定電壓充電會終止在點B1而不是點A1。點B1的電流比點A1的電流小。從點A1到點B1的這段時間內，電池405在固定電壓下充電。在點B1之後，充電電流會歸零，也就是會終止充電程序。由於充電終止電流的減少，代表在固定電壓階段所花的充電時間較長，電池405在充電程序中止後量得的OCV會些微增加，就如圖中表示的對應點B1的時間以上的虛線電壓曲線。在部份實施例中，系統400可能會同時增加充電電壓(例如從3.6V到3.7V)和減少充電終止電流(例如從0.1V到0.07V)。
圖9A與圖9B為本揭露內容其他實施例中的充電終止條件示意圖，這些條件也會用在步驟S715及/或步驟S615。系統400在第一階段時是以固定電流對電池充電，此時，電池405的電壓會持續增加，如圖9A所示。在電池405達到預設的固定充電電壓如3.6V之後，系統400會進入第二階段的脈衝充電模式，也就是以一個預設固定振幅脈衝電流對電池405充電。在脈衝電流充電模式之下，電池405的電壓會隨電流開關而變動，如圖9A所示。點P1和P2對應任兩個連續脈衝電流週期的最低電壓點(也就是在脈衝週期中電流為零，開路電壓最低的點)。一個脈衝電流訊號週期定義為如圖9A中的ΔT，其包含一個有預設固定振幅脈衝電流的時間週期，和隨後一部份沒有供應電流的時間週期。
在點P1及點P2，電池405在靜置中(電池電壓處於脈衝電流為零的點)，此時量出的開路電壓(OCV)是VP1及VP2。系統400經由如判斷單元420以決定出差值ΔOCV=VP1-VP2(也就是差值ΔOCV等於VP1減去VP2)，ΔOCV表示兩個連續的OCV之間的變動差值。差值ΔOCV也可以視為OCV的變動速率。此充電終止條件定義為ΔOCV大於預設值ΔV0。當滿足此條件時，系統400判定電池405達到一個完全充電電量全滿的狀態或一個接近電量全滿完全充電的狀態。換句話說，系統400認為電池405達到一個滿足預設充電終止條件(ΔOCV>ΔV0)的初始狀態。系統400接著終止充電程序。系統400靜置電池405直到電池405達到閒置狀態，相當於圖7步驟S720，並使用電池開路電壓取得Qinit。系統400接著啟動放電程序(例如步驟S730)，並依照圖7之流程進行殘電量估測與查閱表更新等程序。
另外，在脈衝電流充電模式中，系統400可以得到每個脈衝電流下電壓波峰的的峰值(Pv1，Pv1，......，Pvn)，如圖9B所示。系統400會計算量兩個相鄰波峰電壓差值，例如ΔVi=Pvi+1-Pvi，也就是差值ΔVi等於Pvi+1減去Pvi，在這裡i=1，2，...n-1，n是一個整數，且n>2)系統400會辨識出ΔVi是否比預設值高。如果ΔVi高於預設值，系統400偵測到已滿足充電終止條件，系統400接著會終止充電程序讓電池405進入靜置階段直到電池405到達閒置狀態，此時視為電池405已達初始狀態。系統400接著啟動一個放電程序(例如步驟S730)，並依照圖7之流程進行殘電量估測與查閱表更新等程序。此起始狀態會視同放電程序的起始點。可以理解的是關於圖8A到9B的描述中提到的充電終止條件也可以當作圖5及圖6所描述的實施例的充電終止條件。例如，當使用關於圖8A-8C的前述中的固定電流和固定電壓充電方法後，系統400會執行一個預先放電程序以對電池405放電預設量的電量Qdis以使電池405達到初始狀態，此初始狀態可視同第二充電程序的起始點(例如步驟S640)。
在步驟S640及步驟S735中，實際充電的電量Qreal可以是預設量或隨機量。此外，如同步驟S665及步驟S760所述，如果要啟動查閱表修正程序(步驟S670和S765)，|dAh|必須要比Qset1大。在該條件下，如果dAh<0(也就是Qreal<Qtable)，這表示因為電池405的老化，造成查閱表會提供一個高估的電量值。因為消失的電量(由於老化)再也不會回復，所以整個查閱表都需要修正。如果dAh>0(也就是Qreal>Qtable)，這表示前次修正查閱表時，部份數據點發生過度修正的狀況。因此，查閱表修正程序只要修正過度修正區域裡的部份點而不用修正整個查閱表。
圖10為依據本揭露內容一實施例中的修正查閱表程序的示意圖。圖10中所描述的程序可能是圖6中的步驟S670或是圖7中的步驟S765的查閱表修正程序中的一部分。當在步驟S650或步驟S760中已經判斷出|dAh|>Qset1，因此進入查閱表修正程序，在修正程序中，系統400判斷dAh是否小於零(步驟S1000)。如果dAh小於零，系統400會用一第一修正方法(步驟S1010)修正查閱表。如果dAh大於零，系統400用一第二修正方法(步驟S1020)修正查閱表。
圖11為依據本揭露內容其中一個實施例中的第一修正方法示意圖，此方法可以被使用在圖10中的步驟1010。為了易於說明，用可表達OCV和放電電量的特徵曲線來取代查閱表，以描述第一修正方法。可理解的是，修正後的特徵曲線也可取代為修正後的查閱表。為了易於描述，原本的OCV-放電電量曲線假設為放電模式特徵曲線，由線段L1及L2組成。同理，充電模式特徵曲線也可以用相同的技巧來修正查閱表。
參考圖7及圖11，假設在放電程序(步驟730到步驟745)後，電池實際放電電量為Qreal且搭配閒置後OCV值，可視為電池405是處於點T3所對應之位置。根據T3所對應之量測出的OCV，可從查閱表得到一個查閱電量Qtable，亦即點T2。根據T2與T3的位置，系統400偵測到電量差dAh是為負值(也就是實際電量Qreal比查閱電量Qtable少)，因此系統400會將放電特徵曲線上OCV小於T2的線段(即為線段L1)所對應的放電容量，減去|dAh|以作修正，修正過程中保持OCV不變。也就是說，在修正之後，點T2會以與水平軸平行的移動方式移動到點T3。線段L1上也會平移|dAh|的距離，使得線段L1會被線段L1’取代。
由於點T2會被移動到點T3且線段L1移動至L1’後，可看出原始的放電模式特徵曲線被切分為L1’與L2兩段，故會出現一個OCV對應到兩個放電容量值(位於線段L1’上的點T3與線段L2上的點T2)的情況為了修正此現象並維持修正後的特徵曲線的平滑性與維持與原始特徵曲線相似的斜率，系統400會再對線段L2進行一平滑修正。任何合適的函數(像是線性函數、多項式函數或是可平滑連接T1和T3任何函數)都可用於創造出線段L2’以取代線段L2，圖11顯示線段L2’以平滑的線段連接點T1(電池處於完全充滿的位置，相當於電池OCV最高且對應放電電量為零或電池殘電量為全滿電量的狀態)與L1’線段的最高點T3，在創造線段L2’的程序被稱為“平滑化”程序。因此修正後的放電模式特徵曲線會由線段L2’和L1’組成，且該特徵曲線仍是一條平滑曲線，也就是修正過的特徵曲線仍保持一條隨著OCV遞減但放電電量遞增的單調曲線。可根據線段L2’和L1’組成的特徵曲線的放電電量數據修正查閱表。
圖12描述本揭露內容之實施例中的第二修正方法的示意圖，其運用在圖10中的步驟1020。修正前的OCV-放電電量特徵曲線是包括點T5的實線曲線表示。在實際放電一特定電量後，電池開路電壓與實際放電電量之對應點為T4，但以開路電壓查表取得之放電電量位置在對應點T5，因此系統400會辨識容量誤差dAh大於零的特徵(dAh=T4-T5)。換句話說，此狀況表示可能前次修正特徵曲線的過程中，某部分電量發生過度修正導致實際電量比查閱電量大。在此情況下，系統400會只修正特徵曲線上的線段L4，也就是鄰接點T5且在點T5前後的一部分線段。在維持OCV不變的情形，將點T5的放電電量增加|dAh|後會移動到點T4。再用一個合適的函數產生一平滑的曲線(稱為線段L4’)以取代原本線段L4。因此修正後的特徵曲線仍維持原本曲線之特徵(隨著OCV遞減，對應放電電量遞增或殘存電量遞減)。任何適當的函數，像是高斯函數，鐘型函數都可以用來創造這條平滑的線段L4’。此外，這種局部性的修正不會改變電池405的全滿電量。
當電池405包含多顆電池串並聯時(這種情形可能是一個電池組或一個電池裝置包含多個電池)，會將電池組當作一個單一的電池單元以建立整個電池組405的特徵曲線(放電模式與充電模式)。相同的，此特徵曲線也可轉換為電池405的查閱表。上述的查閱表修正程序可以藉由當作多數的電池單元為一個電池單元來執行。
在本揭露內容另一個實施例中，電池組中每一個電池單元都有自己的查閱表去對應特徵曲線。而電池組整體的殘存電量則是從這些個別電池的特徵曲線(查閱表)中最低的殘存電量作為整體的殘存電量。就此例而言，顯示器上顯示的殘存電量會是所有電池單元的殘存電量中的最小殘存電量。
電池405在經歷放電程序(例如，圖5中從點2到點4)後不會馬上進入一個電壓穩定狀態，也就是前述所說的閒置開路電壓。穩定狀態的定義是電池靜置經過一段預設的時間及/或OCV的變化率低於一預設值。例如，穩定狀態可以被定義成電池靜置一段預設時間如20分鐘之後的電壓狀態。穩定狀態也可以定義成當OCV變化速率小於預設值(速率<10uV/秒)時的狀態。因為一個不穩定的OCV的值是不適合用來修正查閱表的，如果一個連續的充電程序馬上接在放電程序後啟動，會無法修正查閱表。因此，為了可以量得一個穩定的OCV以修正查閱表，在結束放電程序後最好能延緩充電程序直到完成修正查閱表程序之後。
在本揭露內容一實施例中，系統400會等待一預設時間直到OCV到達穩定狀態後才會連接充電器480。在另一個實施例中，在充電器480連接之後，即使充電器連接訊號表示充電器480已連接上電池405的充電接頭，系統400仍會等一段預設的時間，直到OCV到達穩定狀態後才會讓充電器480實際對電池405充電。一種可能的情況為充電器連接的時間是落在一段特定時段內(例如，從10:00PM到7:00AM)，這表示電池要立即充飽再次使用的機率很低。因此，系統400會等待一預設時間直到OCV到達穩定狀態，在完成查閱表更新程序後，才會讓充電器480開始對電池405連續充電。
圖13描述本揭露內容一個實施例中的延緩啟動充電程序的方法。假設系統400沒有設置緊急充電開關490或沒有觸發緊急充電開關490時，如果電壓量測單元440量得之OCV尚未達到穩定狀態，即使充電器480已經連接到電池405的充電接頭，充電器480也不會對電池405立即充電(例如，控制裝置425可讓第二開關485是斷開狀態)。如圖13所示，充電器在時間t1時是已連接到電池405的充電接頭的，可透過充電器連接訊號表示。在時間t1之前，電池405是在一個放電程序。在時間t1時，當充電器480連接到一個電池405的充電接頭，OCV並沒有達到預設值。因此，在t1時不會導通充電開關485，系統400會一直等到OCV進入閒置狀態。
如圖13所示，從時間t1到時間t2，OCV持續升高中。在時間t1到t2之間，OCV增加的速率將隨時間t1到t2而減少，如電壓曲線的斜率所表示。這表示OCV隨著時間t1到t2會變的越來越穩定。即使充電器480在時間t1是連接上電池405的，但是因為OCV沒有達到一個穩定的狀態，因此在時間t2之前，系統400不會啟動充電程序。在時間t2，對應的點在OCV曲線上的星星表示電池系統400偵測出電池405已靜置一段預設時間及/或OCV變化的速率小於預設數值，系統400得到此點的OCV(例如用電壓量測單元440量測出OCV)，用此OCV執行查閱表修正程序，然後在執行查閱表修正程序後，在時間t2對電池405啟動連續充電程序。也就是說，在本實施例中，在充電器480連接後，系統400會等到經過(t2到t1)的時間之後才會啟動充電程序。這段時間(t2到t1)跟電池OCV的變化速率有關。也就是說，t2被定義成當OCV的變化速率比一個預設值要小時的時間。
圖14說明本揭露內容其中一實施例中，當充電器480連接到電池405的充電接頭後，延緩啟動連續充電程序的方法。在時間t1之前，電池405是在一個放電程序中。在時間t1時，充電器480連接到電池405的充電接頭。系統400的使用者希望能夠不用等到OCV到達穩定狀態就可即時對電池405充電。一實施例中，控制單元425偵測到或接收到從緊急充電開關490傳送的一個緊急充電訊號。因此，系統400的使用者在時間t2觸發緊急充電開關490。在時間t2時，電池405的OCV還沒到達穩定狀態。系統400會等到電池405的OCV變化率低於一預設值。例如，系統400會等一段預設的時間直到此OCV到達點B1(對應時間t3)，此時電池405的電壓較為穩定，接著系統400使用如任何適當的科學上的推斷方法(例如：外插法)以執行預測OCV程序。在點B1根據點B1的變化速率而估測得到一個具有穩定開路電壓的點B2(點B2的OCV並非實際進入閒置狀態的OCV，而是以估測方法得到的閒置OCV)。因此，根據位於點B2的穩定開路電壓，可利用在圖6~圖7的查閱表修正程序進行查閱表更新。在執行查閱表修正程序後，在時間t3會執行連續充電程序。如同前述的預測程序會應用在電池405進入充電模式的情況，這種情形可能為充電器480連接的時間是落在一段特定時段外(例如前述的從10:00 PM到7:00AM)，這表示電池要再次使用的機率很高。
圖15為一個描述本揭露內容其中一實施例中的程序800的流程圖，此程序用以計算和顯示電池405的殘存電量與老化電量。系統400藉由如判斷單元420辨識初始電量Qinit是否為未知(步驟S810)。如果Qinit為未知，亦即步驟S810的判斷結果為“是”，這表示系統400沒辦法利用庫侖積分計算或電流積分的方法來計算得到實際上的放電電量。因此，系統400會先偵測電池405靜置的時間或OCV變化的速率以辨識電池405是否處於穩定狀態(步驟S815)。如果電池405未處於穩定狀態，亦即步驟S815的判斷結果為“否”，系統400在顯示介面上告知使用者系統400目前尚處於殘電量偵測狀態(步驟S820)。例如，系統400會顯示“Detecting”字樣在顯示器460上，並在顯示出此偵測訊號後會終止程序800。另外，系統400會在執行步驟S820後重複步驟S815。
如果OCV是在穩定狀態，亦即步驟S815的判斷結果為“是”，系統400會從查閱表根據OCV而得到Qinit，再根據Qinit計算電池放電電量、殘存電量並將估算出的電量顯示在顯示器460上(步驟S825)。例如當OCV大於預設值(例如：OCV>3.43 V)，這表示電池405接近全滿電量的閒置狀態(例如圖6中的步驟S625或圖7中的步驟S720的結果為是的情形)，可於電池405處於放電程序中執行更新查閱表之功能，系統400會執行在程序600或程序700裡的查閱表修正程序。
如果Qinit不是未知(也就是已知)，亦即步驟S810的判斷結果為“否”，系統400可藉由如判斷單元420以根據從充電器480接收的充電器連接訊號辨識充電器480是否已連接上電池405的充電接頭(步驟S830)。如果充電器480已連接上電池405的充電接頭，亦即步驟S830的判斷結果為“是”，系統400會辨識電池405是否處於充電狀態(步驟S835)，如果電池405處於充電狀態，亦即步驟S835的判斷結果為“是”，系統400會在顯示器460上顯示殘存電量和老化電量(步驟S840)。可以從Areal=Qmax-Qreal(也就是Areal等於Qmax減去Qreal)計算得到殘存電量，此處的Qmax為根據查閱表而得的電池405的最大電量(相當於全滿電量)。另外，可以從公式Qreal=Qinit+Q1-Qch(也就是Qreal等於Qinit加上Q1再減去Qch)計算得到Qreal，此處Q1是電池405放電的電量，藉由第一電荷量測單元451利用如電流積分方法量測得，以及Qch是對電池405充電的電量，可由第二電荷量測單元452利用如電流積分方法量測得到。在執行完步驟S840後，系統400會重複步驟S835。從公式Qdeg=Qfresh-Qmax(也就是Qdeg等於Qfresh減去Qmax)可計算得到老化電量Qdeg。
如果充電器480未連接到電池405的充電接頭，亦即步驟S830的判斷結果為“否”，系統400會辨識電池405是否處於放電狀態(步驟S845)。如果電池405處於放電狀態中，亦即步驟S845的判斷結果為“是”，系統400會顯示殘存電量和老化電量(步驟S850)。步驟S850類似於前述的步驟S840。如果電池405未處於充電狀態，亦即步驟S835的判斷結果為“否”，且亦未處於放電狀態，亦即步驟S845的判斷結果為“否”，表示系統400處於靜置狀態，此時系統400會持續偵測電池405的OCV是否達到穩定狀態(步驟S855)。步驟S855類似於前面所述的步驟S815。如果電池405未處於穩定狀態，亦即步驟S855的判斷結果為“否”，系統400會終止程序800。如果電池405處於穩定狀態，亦即步驟S855的判斷結果為“是”，系統400會進一步偵測OCV是否大於預設值(例如3.43V)。如果系統400辨識出此OCV大於預設值，亦即步驟S860的判斷結果為“是”，系統400會重設相關電量值(例如：歸零Q1以及Qch，更新Qinit(步驟S865))，並重新計算殘存電量(根據公式Areal=Qmax-Qreal，也就是Areal等於Qmax減去Qreal，其中Qreal=Qinit)、以及老化電量(根據公式Qdeg=Qfresh-Qmax，也就是Qdeg等於Qfresh減去Qmax)，然後顯示殘存電量以及老化電量在顯示器460上。如果系統400偵測出此OCV未大於預設值，亦即步驟S860的判斷結果為“否”，系統400會終止程序800。在系統400終止程序800之後，系統400會執行步驟S810以重啟程序800。
這些揭露的的方法和系統是針對以電池作為能量來源的驅動系統，並提出一個具有準確估測電池電量的方法。藉由實施例揭露各種可能實施的方式，包括硬體及/或軟體部分。在實施例中，這些揭露的系統可包括有處理器，記憶體，電腦軟體等組合。或是利用非揮發性存取媒介等方式記載程式碼與運算資料，利用微處理器進行估測方法的運算，以執行估算電池的電量之方法。這些揭露的方法可以改善電量估測的精確度，像是電池的殘存電量、電池老化容量等。
所屬技術領域中任何具有習知技術者對上述揭露的估測電池電量的方法和系統均可進行修飾或變更。雖然本揭露內容已將諸項實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露內容，因此本揭露內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
400．．．系統
405．．．電池
410．．．電量估測裝置
412．．．處理器
415．．．微控制器
420．．．判斷單元
425．．．控制單元
430．．．邏輯運算單元
435．．．計時器
440．．．電壓量測單元
445．．．儲存單元
450．．．電荷量測單元
451．．．第一電荷量測單元
452．．．第二電荷量測單元
455．．．電壓放大器
460．．．顯示器
465．．．電阻器
470．．．負載器
475．．．第一開關
480．．．充電器
485．．．第二開關
490．．．緊急充電開關
圖1為開路電壓對電池放電容量特徵曲線的示意圖。
圖2為電池由放電模式特徵曲線轉變至充電模式特徵曲線之狀態示意圖。
圖3為磷酸鐵鋰電池的開路電壓對放電容量的特徵曲線的示意圖。
圖4為依據本揭露內容之一實施例的估測電池電量的系統示意圖。
圖5為依據本揭露內容之一實施例的估測電池電量的方法示意圖。
圖6為圖5所描述的方法的流程圖。
圖7為依據本揭露內容之一實施例的估測電池電量的方法的流程圖。
圖8A-8C為依據本揭露內容之一實施例的充電終止條件示意圖。
圖9A與9B為依據本揭露內容之一實施例的充電終止條件示意圖。
圖10為依據本揭露內容之一實施例的查閱表修正方法示意圖。
圖11為依據本揭露內容之一實施例的電池實際電量<電池查閱電量的特徵曲線修正方法示意圖。
圖12為依據本揭露內容之一實施例的電池實際電量>電池查閱電量的特徵曲線修正方法示意圖。
圖13為依據本揭露內容之一實施例的延遲啟動充電的方法的流程圖。
圖14為依據本揭露內容之一實施例的延遲啟動充電的方法的流程圖。
圖15為依據本揭露內容之一實施例的計算與顯示殘存電量的方法的流程圖。
400．．．系統
405．．．電池
410．．．電量估測裝置
412．．．處理器
415．．．微控制器
420．．．判斷單元
425．．．控制單元
430．．．邏輯運算單元
435．．．計時器
440．．．電壓量測單元
445．．．儲存單元
450．．．電荷量測單元
451．．．第一電荷量測單元
452．．．第二電荷量測單元
455．．．電壓放大器
460．．．顯示器
465．．．電阻器
470．．．負載器
475．．．第一開關
480．．．充電器
485．．．第二開關
490．．．緊急充電開關

Claims (27)

  1. 一種估測電池電量的方法，包括：提供一查閱表，以儲存關於該電池的一開路電壓及一放電電量的數據；初始化該電池以達到一初始化狀態，該初始化狀態作為在該電池的一放電程序的一起始點；從該初始狀態對該電池放電一第一部分電量以達到一第一狀態；利用一庫侖積分方式取得從該初始狀態到該第一狀態之間放電的一累積放電電量，根據該累積放電電量得到一實際電量；量測在該第一狀態的一開路電壓；將在該第一狀態下所量測得到的該開路電壓，代入該查閱表得到該電池的一查閱電量(look-up capacity)；計算該實際電量與該查閱電量之間的一差值；以及根據該差值修正該查閱表。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中初始化該電池包括：執行一預先放電程序，其包括：對該電池放電一第二部份電量讓該電池達到一第二狀態，該第二狀態為該初始狀態。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的方法，其中執行該預先放電程序更包括：對該電池放電直到該放電電量到達一預設值；以及量測該初始狀態的該開路電壓及從該查閱表得到對應該初始狀態的一初始電量。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的方法，其中在該預先放電程序中，對該電池放電一第二部份電量包括；用至少一個能量消耗裝置或能量儲存裝置對該電池放電該第二部份電量。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中初始化該電池包括：對該電池充電直到該電池達到該初始狀態並滿足一預設充電終止條件。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的方法，其中該預設充電終止條件包括：當一充電電壓達到一預設充電電壓且一充電電流小於一預設電流，終止一充電程序。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的方法，更包括：藉由下列方法之一調整該預設充電終止條件：增加該充電電壓；以及減少該充電終止電流。
  8. 如申請專利範圍第5項所述的方法，其中對該電池充電直到該電池達到初始狀態包括：以一固定充電電流對該電池充電；在該電池的電壓達到一預設電壓值後，對該電池以一脈衝電流充電；在至少兩個脈衝電流週期的零電流階段，量測出各脈衝零電流階段的開路電壓；根據該些開路電壓變化計算出一變化速率；以及當該變化速率超過一預設值時，停止對該電池充電。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中初始化該電池包括：在一充電狀態下的一第一階段對該電池用一固定電流充電；當該電池的該開路電壓達到一個設定值，進入一第二階段對該電池用一固定電壓充電，直到該電池的一殘存電量大於一預設值；以及對該電池放電一預設電量，以使該電池達到該初始狀態。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的方法，該初始狀態到該第一狀態之間放電的該實際電量的量取方法包括：從該查閱表對應該初始狀態得到一初始電量；以及利用該庫侖積分方式取得該累積放電電量並與該初始電量相加得到該實際電量。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中從該初始狀態到該第一狀態之間放電的該實際電量的量取方法包括：從該查閱表對應該初始狀態得到一初始電量；以及利用該庫侖積分方式取得該累積放電電量並與該初始電量相加後再減去該電池在一放電階段下的一累積充電電量來計算該實際電量。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中根據該差值修正該查閱表包括：修正對應該查閱表的一原始特徵曲線可以藉由：將位於原始特徵曲線上的一第一點的該查閱電量減去該差值後移動到一第二點，其中該第一點對應該第一狀態；將位於該原始特徵曲線上截取一第一線段，將該線段上的該開路電壓對應的一放電電量扣除該差值，使該第一線段水平移動到一第一線段取代線並包括該第二點，該第一線段為該原始特徵曲線上低於該第一點的該開路電壓的特徵曲線片段；產生一平滑曲線來連接該第二點與在該原始特徵曲線上的一第二線段上的一第三點，該第三點為對應原始特徵曲線上的該開路電壓最高、該放電電量為零的點，該第二線段為該原始特徵曲線上的該第三點到該第一點的特徵曲線片段，而連接該第三點與該第二點的該平滑曲線稱為一第二線段取代線；因此一修正後特徵曲線由該第一線段取代線與該第二線段取代線所組成。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的方法，其中該修正後特徵曲線是一條隨著該放電電量增加時，該開路電壓會遞減的一遞減曲線。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中根據該差值修正該查閱表包括：修正對應該查閱表的一原始特徵曲線須藉由：將該原始特徵曲線上的一第一點的該開路電壓所對應的一放電電量加上該差值後，該第一點會移到一第二點，其中該第一點為該第一狀態對應的該開路電壓與該放電電量；根據該第二點創造一條平滑曲線的一取代線段，且該取代線段包括該第二點；以及將該原始特徵曲線中鄰近該第一點的片段曲線替換成該取代線，形成一修正後特徵曲線。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的方法，其中該修正後特徵曲線是一條當該放電電量增加時該開路電壓會遞減的一遞減曲線。
  16. 如申請專利範圍第1項所述的方法，更包括：當一充電器的輸出連接到一電池充電接頭時，延遲啟動一充電程序直到該開路電壓達到一穩定狀態以及直到量測到該開路電壓與已修正查閱表時。
  17. 如申請專利範圍第1項所述的方法，更包括：在偵測到一緊急充電訊號後，觀察該開路電壓的一變化速率；在該開路電壓達到該變化速率比一預設值小的一第一點後，預測一穩定開路電壓；用該穩定開路電壓修正該查閱表；以及在修正該查閱表後開始對該電池充電。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的方法，其中預測該穩定開路電壓包括：根據該第一點的該開路電壓的該變化速率以及一推斷方法來估測該穩定開路電壓。
  19. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中當該電池包括多個電池單元時，在建立該查閱表以及修正該查閱表時採用下列方法之一：將多個電池單元的整體視為一單電池以建立與修正該查閱表；或將多個電池單元個別建立與修正該查閱表。
  20. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中當該電池包括多個電池元件時，該電池的一殘存電量會等同於從每個電池元件個別殘存電量中取最低值。
  21. 如申請專利範圍第1項所述的方法，更包括：根據公式Areal=Qmax-Qreal來計算一殘存電量，其中Areal定義為該電池殘存電量，Qmax定義為從該查閱表得來的該電池的一最大放電電量，Qreal定義為該電池的一實際放電電量，而該電池殘存電量Areal等於該最大放電電量Qmax減該實際放電電量Qreal；根據公式Qdeg=Qfresh-Qmax來計算一老化電量，其中Qdeg定義為該老化電量，以及Qfresh定義為當該電池未使用前的一標稱電量，而該老化電量Qdeg等於該標稱電量Qfresh減該最大放電電量Qmax；以及利用一顯示裝置顯示出該殘存電量與該老化電量。
  22. 一種非揮發性存取媒介，以存放一電池特性資料與一電腦程式碼，一電腦或一處理器可使用該電池特性資料與該電腦程式碼執行一個估測電池電量與修正電池特徵曲線之方法，該方法包括：提供一查閱表，以儲存關於該電池的一開路電壓與一放電電量；初始化該電池，以使該電池在執行放電程序前達到一初始狀態與取得一初始放電電量；對該電池放電一第一部分電量，使該電池從該初始狀態達到一第一狀態；使用一庫侖積分方式量測得該電池自該初始狀態到該第一狀態之間的一放電累積電量，並將該初始電量與該放電累積電量相加後得到一實際電量；量測在該第一狀態的一開路電壓；根據在該第一狀態量得之該開路電壓，從該查閱表得到該電池的一查閱電量；計算該實際電量與該查閱電量之間的一差值；以及根據該差值修正該查閱表。
  23. 如申請專利範圍第22項所述的非揮發性存取媒介，其中初始化該電池包括：執行一預先放電程序包括：對該電池放電一第二部份電量，以讓該電池達到一第二狀態，該第二狀態成為該電池放電前的該初始狀態。
  24. 如申請專利範圍第22項所述的非揮發性存取媒介，其中初始化該電池包括：對該電池充電直到該電池達到該初始狀態並滿足一預設充電終止條件。
  25. 一種用來估測一電池的電量的系統，包括：一電量估測裝置，用以初始化該電池，並執行一電量估測方法與修正一查閱表；一控制單元，用以產生一控制訊號；以及一負載器，用以接收從該控制單元而來的該控制訊號，可用於對該電池放電一第一部分電量，使該電池從該初始狀態到達一第一狀態；其中該電量估測裝置包括：一儲存單元，用以存取該查閱表，該查閱表儲存關於該電池的一開路電壓與一放電電量的數據；一電荷量測單元，根據從該初始狀態到該第一狀態之間的一放電電流與一累積放電電量計算該電池的一實際電量；一電壓量測單元，用以在該第一狀態量測該開路電壓；以及一處理器，用以：根據在該第一狀態量測得的該開路電壓，從該查閱表得到該電池的一查閱電量(look-up capacity)；計算該實際電量與該查閱電量之間的一差值；以及根據該差值修正該查閱表。
  26. 如申請專利範圍第25項所述的系統，其中該負載器更可以被該控制單元控制以：執行一預先放電程序包括：對該電池放電一第二部份電量，以使該電池達到一第二狀態，該第二狀態稱為該初始狀態。
  27. 如申請專利範圍第25項所述的系統，其中該電量估測裝置對該電池充電直到該電池達到該初始狀態並滿足一預設充電終止條件。
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