TW202022396A - 判斷電量狀態的方法及其電子裝置 - Google Patents

判斷電量狀態的方法及其電子裝置 Download PDF

Info

Publication number
TW202022396A
TW202022396A TW107143779A TW107143779A TW202022396A TW 202022396 A TW202022396 A TW 202022396A TW 107143779 A TW107143779 A TW 107143779A TW 107143779 A TW107143779 A TW 107143779A TW 202022396 A TW202022396 A TW 202022396A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
charge
discharge
curve
battery
discharge rate
Prior art date
Application number
TW107143779A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI687701B (zh
Inventor
蔡進義
Original Assignee
宏碁股份有限公司
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 宏碁股份有限公司 filed Critical 宏碁股份有限公司
Priority to TW107143779A priority Critical patent/TWI687701B/zh
Priority to US16/390,013 priority patent/US11029361B2/en
Application granted granted Critical
Publication of TWI687701B publication Critical patent/TWI687701B/zh
Publication of TW202022396A publication Critical patent/TW202022396A/zh

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3842—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC combining voltage and current measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3835—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC involving only voltage measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/385—Arrangements for measuring battery or accumulator variables
    • G01R31/387—Determining ampere-hour charge capacity or SoC
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/385—Arrangements for measuring battery or accumulator variables
    • G01R31/387—Determining ampere-hour charge capacity or SoC
    • G01R31/388—Determining ampere-hour charge capacity or SoC involving voltage measurements

Landscapes

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

Abstract

提供一種判斷電量狀態的方法，適用於一電池，包括：取得多個放電曲線。判斷電池處於放電模式。測量電池在放電模式中的當前充放電率和當前電壓。根據當前充放電率從多個放電曲線中選出第一放電曲線和第二放電曲線，其中與第一放電曲線對應的第一充放電率大於當前充放電率，並且與第二放電曲線對應的第二充放電率小於當前充放電率。根據第一放電曲線以及第二放電曲線計算電池的電量狀態。

Description

判斷電量狀態的方法及其電子裝置
本發明是有關於一種測量電變量的方法，且特別是有關於一種判斷電量狀態的方法及其電子裝置。
目前電池管理系統用以估算電池之電量狀態（State of Charge，SoC）的方法，主要分為開路電壓法（Open Circuit Voltage，OCV）、庫倫積分法（Coulomb Counting）、卡爾曼濾波法（Kalman Filter）以及神經網路法（Neural Network）等，其中後兩者為近年來學術研究的主要議題。然而，卡爾曼濾波法或神經網路法的複雜性較高並且其高度仰賴微控制器（Micro Controller Unit，MCU）的運算及儲存能力，因此實務上還是以使用開路電壓法或庫倫積分法為主。
開路電壓法的實施存在許多限制。當電池在放電時，其電壓會顯著地下降，如在此時使用開路電壓法，則所得到的電量狀態會偏低。在電池停止放電後，電池的電壓將回升，此時使用開路電壓法所測量的電量狀態又會隨著電壓的上升而提高。在電池未進行充電的前提下，使用者將看到電池的電量狀態先是下降而又回升。對於使用者來說，這是一種不好的使用經驗。因此，為了避免上述的狀況，實施開路電壓法之前，需將待測量的電池靜置一段時間。
有鑑於此，本發明提出一種判斷電量狀態的方法及其電子裝置，可用以判斷處於電池靜置模式（Resting Mode）和放電模式（Discharging Mode）時的電量狀態，且不需將待測的電池靜置一段時間。
本發明提供一種電子裝置，包括電池、儲存媒體和控制器。電池供應電子裝置的電力。儲存媒體儲存多個放電曲線以及多個指令。控制器耦接電池和儲存媒體，並且用以執行多個指令，所述多個指令包括以下指令。判斷電池處於放電模式。測量電池在放電模式中的當前充放電率和當前電壓。根據當前充放電率從多個放電曲線中選出第一放電曲線和第二放電曲線，其中與第一放電曲線對應的第一充放電率大於當前充放電率，並且與第二放電曲線對應的第二充放電率小於當前充放電率。根據第一放電曲線以及第二放電曲線計算電池的電量狀態。
本發明提供一種判斷電量狀態的方法，適用於一電池，所述方法包括以下步驟。取得多個放電曲線。判斷電池處於放電模式。測量電池在放電模式中的當前充放電率和當前電壓。根據當前充放電率從多個放電曲線中選出第一放電曲線和第二放電曲線，其中與第一放電曲線對應的第一充放電率大於當前充放電率，並且與第二放電曲線對應的第二充放電率小於當前充放電率。根據第一放電曲線以及第二放電曲線計算電池的電量狀態。
基於上述，本發明可直接計算放電模式之電池的電量狀態，且當電池停止放電時，該電量狀態將與對靜置模式的電池實施開路電壓法而取得的電量狀態相似。因此，本發明可有效地降低放電模式的電池之電量狀態和靜置模式的電池之電量狀態兩者的差異，提供使用者較佳的使用體驗。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
為了克服傳統的電量狀態測量方法所帶來的不便，本發明提出一種判斷電量狀態的方法及其電子裝置。透過以下內容將可讓讀者了解本發明之創作精神。
圖1根據本發明的實施例繪示電子裝置10的示意圖。電子裝置10可包括控制器100、儲存媒體200以及電池300。值得注意的是，在一些實施例中，電子裝置10可用以判斷外部的電池或外部的電子裝置的電量狀態，如此，則電子裝置10可不包括電池300。
控制器100耦接儲存媒體200以及電池300，並可存取及執行儲存媒體200所儲存的多個指令。控制器100可例如是中央處理單元（Central Processing Unit，CPU），或是其他可程式化之一般用途或特殊用途的微處理器（Microprocessor）、數位信號處理器（Digital Signal Processor，DSP）、可程式化控制器、特殊應用積體電路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）或其他類似元件或上述元件的組合，本發明不限於此。
儲存媒體200用以儲存電子裝置10運行時所需的各項軟體、資料及各種指令。儲存媒體200可例如是任何型態的固定式或可移動式的隨機存取記憶體（Random Access Memory，RAM）、唯讀記憶體（Read-only Memory，ROM）、快閃記憶體（Flash Memory）、硬碟（Hard Disk Drive，HDD）、固態硬碟（Solid State Drive，SSD）或類似元件或上述元件的組合，本發明不限於此。儲存媒體200可儲存多個放電曲線。
電池300為一種可充電電池，例如是鋰電池或其他種類的電池，本發明不限於此。電池300可用以供應電子裝置10的電力。
圖2根據本發明的實施例繪示判斷電量狀態的方法20的流程圖，其中方法20可由電子裝置10實施。
首先，在開始步驟S201前，電子裝置10可透過儲存媒體200預先儲存多個放電曲線，放電曲線代表電壓和電量狀態的關係。
在步驟S201，控制器100可判斷電池300的模式，若電池300處於靜置模式（即：電池300目前沒有在充電或放電），則進入步驟S202。
在步驟S202，控制器300可測量電池300在靜置模式的電壓。
在步驟S203，控制器300可根據所測量出的電壓計算電池300的電量狀態。由於處於靜置模式的電池300所測量出的電壓不會出現回升的情形，因此，控制器300可例如透過開路電壓法來測量電池300的電壓並計算電池300的電量狀態。
若控制器100在步驟S201時判斷電池處於放電模式，則進入步驟S204。在步驟S204，控制器100可測量電池300在放電模式中的當前充放電率（Charge and Discharge Rate，C-Rate）和當前電壓（Voltage，V）。
接著，在步驟S205，控制器100可根據當前充放電率從儲存媒體200中的多個放電曲線中，選出第一放電曲線和第二放電曲線，其中與第一放電曲線對應的第一充放電率大於當前充放電率，並且與第二放電曲線對應的第二充放電率小於當前充放電率。以圖3的放電曲線為例，圖3根據本發明的實施例繪示根據放電曲線計算電量狀態的示意圖。若控制器100在步驟S204時所測量出的電池300的當前充放電率為1.5C且當前電壓為3.8V（如圖3上的C點），則儲存媒體300中的多個放電曲線中包括了其充放電率大於電池300之當前充放電率1.5C的第一放電曲線集合（即：放電曲線33），並可包括其充放電率小於電池300之當前充放電率1.5C的第二放電曲線集合（即：放電曲線30、31及32），其中放電曲線30代表充放電率為0C的曲線、放電曲線31代表充放電率為0.5C的曲線、放電曲線32代表充放電率為1.0C的曲線、放電曲線33代表充放電率為2.0C的曲線。
控制器300可從第一放電曲線集合中選出放電曲線33作為第一放電曲線33，使得在與第一曲線集合對應的每一個充放電率中，第一充放電率（即：放電曲線33的充放電率2.0C）最接近當前充放電率1.5C。此外，控制器300可從第二放電曲線集合中選出放電曲線32作為第二放電曲線32，使得在與第二曲線集合對應的每一個充放電率（包括充放電率1.0C、0.5C以及0C）中，第二充放電率（即：放電曲線32的充放電率1.0C）最接近當前充放電率1.5C。
請同時參照圖2和圖3。在步驟S206，控制器100可根據第一放電曲線33以及第二放電曲線32計算電池300的電量狀態。控制器100可對第一放電曲線33以及第二放電曲線32進行內插運算以計算出所述電量狀態。更具體來說，控制器100可從第一放電曲線33取得對應於當前電壓3.8V的第一電量狀態75%，並可從第二放電曲線32取得對應於當前電壓3.8V的第二電量狀態50%。而後，控制器100可根據當前充放電率1.5C、第一充放電率2.0C、第二充放電率1.0C、第一電量狀態75%以及第二電量狀態50%計算電池300在放電模式時的電量狀態，如公式（1）所示。
Figure 02_image001
…公式（1） 其中CL ＜ Ci ＜ CH，且SoCL ＜ SoC ＜ SoCH。在公式（1）中，SoC指示所計算的電池300的電量狀態、SoCH指示第一電量狀態（即：75%）、SoCL指示第二電量狀態（即：50%）、Ci指示當前充放電率（即：1.5C）、CH指示第一充放電率（即：2.0C）並且CL指示第二充放電率（即：1.0C）。根據公式（1），控制器100可計算出電池300的電量狀態為62.5%，如公式（2）所示。
Figure 02_image003
…公式（2）
綜上所述，本發明可基於電池的模式而切換判斷電量狀態的方法。當電池處於放電模式時，本發明可透過預設的多個放電曲線以及內插運算來計算出處於電池的電量狀態。相較於傳統的開路電壓法僅能實施於靜置一段時間後的電池，本發明可直接計算放電模式之電池的電量狀態，且當電池停止放電時，該電量狀態將與對靜置模式的電池實施開路電壓法而取得的電量狀態相似。據此，本發明可有效地降低放電模式的電池之電量狀態和靜置模式的電池之電量狀態兩者的差異，提供使用者較佳的使用體驗。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10:電子裝置100:控制器20:判斷電量狀態的方法200:儲存媒體S201、S202、S203、S204、S205、S206:步驟300:電池30、31:放電曲線32:放電曲線/第二放電曲線33:放電曲線/第一放電曲線c:當前充放電率為1.5C且當前電壓為3.8V的點
圖1根據本發明的實施例繪示電子裝置的示意圖。 圖2根據本發明的實施例繪示判斷電量狀態的方法的流程圖。 圖3根據本發明的實施例繪示根據放電曲線計算電量狀態的示意圖。
20:判斷電量狀態的方法
S201、S202、S203、S204、S205、S206:步驟

Claims (10)

  1. 一種電子裝置，包括： 電池，供應所述電子裝置的電力； 儲存媒體，儲存多個放電曲線以及多個指令；以及 控制器，耦接所述電池和所述儲存媒體，所述控制器用以執行所述多個指令，所述多個指令包括： 判斷所述電池處於放電模式； 測量所述電池在所述放電模式中的當前充放電率和當前電壓； 根據所述當前充放電率從所述多個放電曲線中選出第一放電曲線和第二放電曲線，其中與所述第一放電曲線對應的第一充放電率大於所述當前充放電率，並且與所述第二放電曲線對應的第二充放電率小於所述當前充放電率；以及 根據所述第一放電曲線以及所述第二放電曲線計算所述電池的電量狀態。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的電子裝置，其中根據所述第一放電曲線以及所述第二放電曲線計算所述電池的電量狀態，包括： 對所述第一放電曲線以及所述第二放電曲線進行內插運算以計算出所述電量狀態。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的電子裝置，其中對所述第一放電曲線以及所述第二放電曲線進行內插運算以計算出所述電量狀態，包括： 從所述第一放電曲線取得對應於所述當前電壓的第一電量狀態； 從所述第二放電曲線取得對應於所述當前電壓的第二電量狀態；以及 根據所述當前充放電率、所述第一充放電率、所述第二充放電率、所述第一電量狀態以及所述第二電量狀態計算所述電量狀態。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的電子裝置，其中 所述多個放電曲線包括其充放電率大於所述當前充放電率的第一放電曲線集合以及其充放電率小於所述當前充放電率的第二放電曲線集合； 在與所述第一曲線集合對應的每一個充放電率中，所述第一充放電率最接近所述當前充放電率；以及 在與所述第二曲線集合對應的每一個充放電率中，所述第二充放電率最接近所述當前充放電率。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的電子裝置，其中所述多個指令更包括： 判斷所述電池處於靜置模式； 測量所述電池在所述靜置模式的第二電壓；以及 根據所述第二電壓計算所述電池的所述電量狀態。
  6. 一種判斷電量狀態的方法，適用於一電池，所述方法包括： 取得多個放電曲線； 判斷所述電池處於放電模式； 測量所述電池在所述放電模式中的當前充放電率和當前電壓； 根據所述當前充放電率從所述多個放電曲線中選出第一放電曲線和第二放電曲線，其中與所述第一放電曲線對應的第一充放電率大於所述當前充放電率，並且與所述第二放電曲線對應的第二充放電率小於所述當前充放電率；以及 根據所述第一放電曲線以及所述第二放電曲線計算所述電池的電量狀態。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的方法，其中根據所述第一放電曲線以及所述第二放電曲線計算所述電池的電量狀態，包括： 對所述第一放電曲線以及所述第二放電曲線進行內插運算以計算出所述電量狀態。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的方法，其中對所述第一放電曲線以及所述第二放電曲線進行內插運算以計算出所述電量狀態，包括： 從所述第一放電曲線取得對應於所述當前電壓的第一電量狀態； 從所述第二放電曲線取得對應於所述當前電壓的第二電量狀態；以及 根據所述當前充放電率、所述第一充放電率、所述第二充放電率、所述第一電量狀態以及所述第二電量狀態計算所述電量狀態。
  9. 如申請專利範圍第6項所述的方法，其中 所述多個放電曲線包括其充放電率大於所述當前充放電率的第一放電曲線集合以及其充放電率小於所述當前充放電率的第二放電曲線集合； 在與所述第一曲線集合對應的每一個充放電率中，所述第一充放電率最接近所述當前充放電率；以及 在與所述第二曲線集合對應的每一個充放電率中，所述第二充放電率最接近所述當前充放電率。
  10. 如申請專利範圍第6項所述的方法，更包括： 判斷所述電池處於靜置模式； 測量所述電池在所述靜置模式的第二電壓；以及 根據所述第二電壓計算所述電池的所述電量狀態。
TW107143779A 2018-12-05 2018-12-05 判斷電量狀態的方法及其電子裝置 TWI687701B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW107143779A TWI687701B (zh) 2018-12-05 2018-12-05 判斷電量狀態的方法及其電子裝置
US16/390,013 US11029361B2 (en) 2018-12-05 2019-04-22 Method for determining state of charge and electronic device thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW107143779A TWI687701B (zh) 2018-12-05 2018-12-05 判斷電量狀態的方法及其電子裝置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI687701B TWI687701B (zh) 2020-03-11
TW202022396A true TW202022396A (zh) 2020-06-16

Family

ID=70766907

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107143779A TWI687701B (zh) 2018-12-05 2018-12-05 判斷電量狀態的方法及其電子裝置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11029361B2 (zh)
TW (1) TWI687701B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112074513A (zh) 2018-06-27 2020-12-11 豪夫迈·罗氏有限公司 作为优先大麻素2激动剂的吡啶和吡嗪衍生物
CN116560485A (zh) * 2023-03-16 2023-08-08 深圳多为智联科技有限公司 智能终端设备的电源管理方法及系统

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100793616B1 (ko) * 2005-06-13 2008-01-10 주식회사 엘지화학 배터리 잔존량 추정 장치 및 방법
CN102520365B (zh) 2011-12-23 2015-10-14 上海交通大学 快速电池剩余电量估计系统及其方法
CN102608542B (zh) 2012-04-10 2013-12-11 吉林大学 动力电池荷电状态估计方法
CN103579691B (zh) * 2012-07-24 2015-09-09 南京捷翔能源科技有限公司 一种蓄电池的修复系统及其修复方法
TWI448713B (zh) * 2012-09-21 2014-08-11 Method and apparatus for detecting health status of battery
US9559543B2 (en) * 2013-07-19 2017-01-31 Apple Inc. Adaptive effective C-rate charging of batteries
US9205750B2 (en) * 2013-07-23 2015-12-08 Ford Global Technologies, Llc Method to estimate battery open-circuit voltage based on transient resistive effects
KR102338460B1 (ko) * 2015-01-22 2021-12-13 삼성전자주식회사 배터리의 상태를 추정하는 방법 및 장치
KR101772036B1 (ko) * 2015-12-30 2017-08-28 주식회사 효성 배터리 수명 추정 방법 및 장치
KR102066703B1 (ko) * 2017-01-24 2020-01-15 주식회사 엘지화학 배터리 관리 장치 및 방법
JP6567582B2 (ja) * 2017-03-08 2019-08-28 株式会社東芝 充放電制御装置、使用条件作成装置、プログラム、及び蓄電システム
CN107091994B (zh) * 2017-06-22 2019-08-13 安徽锐能科技有限公司 用于估计电池soc的方法和计算机可读存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
TWI687701B (zh) 2020-03-11
US11029361B2 (en) 2021-06-08
US20200182940A1 (en) 2020-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10459034B2 (en) Method and apparatus for estimating state of health (SOH) of battery
WO2017000912A2 (zh) 电池健康状态的检测装置及方法
WO2019144646A1 (zh) 电池的电量状态估算方法、装置及电子设备
WO2018196121A1 (zh) 一种确定电池内短路的方法及装置
JP6295858B2 (ja) バッテリ管理装置
WO2015143992A1 (zh) 一种充电剩余时间计算方法、装置及移动设备
WO2020259096A1 (zh) 电池的许用功率估算方法、装置、系统和存储介质
JP2019501616A5 (zh)
JP6066163B2 (ja) 開路電圧推定装置、状態推定装置及び開路電圧推定方法
JP2015060761A (ja) 二次電池の劣化診断システム及び劣化診断方法
JP2015153750A (ja) バッテリ内部抵抗推算方法及びその装置
CN108061863A (zh) 检测电池的方法及装置、计算机可读存储介质、电池管理系统
TW201403105A (zh) 電池電量計算方法及系統
TWI528043B (zh) 電池之電量狀態及健康狀態的估測電路
TWI687701B (zh) 判斷電量狀態的方法及其電子裝置
JP7326237B2 (ja) 複数の電池に関する判定装置、蓄電システム、判定方法及び判定プログラム
JP2023532485A (ja) 電池状態の計算方法及び計算装置並びに記憶媒体
JP5535959B2 (ja) 充電率推定装置、充電率推定方法、及びプログラム
TWI678543B (zh) 電池電量估計方法與電子裝置
JP2014190723A (ja) 充電状態検出装置および充電状態検出方法
JP6332273B2 (ja) 蓄電システム、蓄電池の制御方法及びプログラム
TW202238159A (zh) 狀態估計方法及電池組
US20140019790A1 (en) Monitoring a battery in an electronic device
JP2004101188A (ja) 電池の満充電容量を検出する方法
JP2016223964A5 (zh)