TWI707151B - 用於計算一電池系統的一路徑電阻之方法與設備 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於電池管理，且具體地，係關於一種用於計算一電池系統的一路徑電阻(route resistance)之設備、一種用於計算一電池系統的一路徑電阻之方法、以及對應的電池系統。藉由本發明所解決的一個技術問題係改善電池操作及提供更準確的電池資料。該方法與設備可包含利用各種參數，諸如已知的電阻特性、電壓、與電流，以計算電池的路徑電阻。根據一實施例，一種用於計算一電池系統（該電池系統具有一電池）的一路徑電阻之設備，其包含：一容量測量電路，其回應於該電池且經組態以測量加至該電池的電荷與從該電池移除的電荷；一記憶體單元，其中該記憶體單元儲存：該電池的基線特性資料；及該電池的一額定滿充容量；一邏輯單元，其回應於該容量測量電路且具有對該記憶體之存取，其中該邏輯單元：根據該額定滿充容量計算該電池的一剩餘容量；基於該額定滿充電容量與該剩餘容量計算一理想的至滿充參考容量；基於加至該電池的該電荷與從該電池減去的該電荷計算一實際的至滿充參考容量；及基於該理想的至滿充參考容量、該實際的至滿充參考容量、與該電池的該等基線特性資料計算該路徑電阻。在各種實施例中，路徑電阻可使用以提供該相對充電狀態(relative state of charge, RSOC)的一更準確的評估。藉由本發明所達到的一個技術效果係提供改善的電池操作與更準確的電池資料。

Description

用於計算一電池系統的一路徑電阻之方法與設備
本發明係關於電池管理，且具體地，係關於一種用於計算一電池系統的一路徑電阻(route resistance)之設備、一種用於計算一電池系統的一路徑電阻之方法、以及對應的電池系統。
「電池容量」係由電池所儲存之電荷的度量（一般以安培小時為單位），並藉由電池中所含有之活性材料的質量來判定。滿充容量代表在某些特定條件下，可自電池提取的能量的最大量。然而，即使當電池是新的，電池的實際滿充容量可能不同於額定的（理想的）滿充容量。 剩餘電池容量可表示為電池的理想的滿充容量的百分比。此百分比值係稱為電池的相對充電狀態(relative state of charge, RSOC)。用於測量剩餘電池容量的方法可利用電池的輸出電壓。但是，電池的輸出電壓受到多種因素的影響。
藉由本發明所解決的一個技術問題係改善電池操作及提供更準確的電池資料。 在一態樣中，本發明係一種用於計算一電池系統（該電池系統具有一電池）的一路徑電阻之設備，其包含：一容量測量電路，其回應於該電池且經組態以測量加至該電池的電荷與自該電池移除的電荷；一記憶體單元，其中該記憶體單元儲存：該電池的基線特性資料；及該電池的一額定滿充容量；一邏輯單元，其回應於該容量測量電路且具有對該記憶體之存取，其中該邏輯單元：根據該額定滿充容量計算該電池的一剩餘容量；基於該額定滿充容量與該剩餘容量計算一理想的至滿充參考容量；基於加至該電池的該電荷與從該電池減去的該電荷計算一實際的至滿充參考容量；及基於該理想的至滿充參考容量、該實際的至滿充參考容量、與該電池的該等基線特性資料計算該路徑電阻。 在上述設備的一實施例中，該容量測量電路包含：一充電容量電路，其經組態以測量加至該電池的該電荷；及一放電容量電路，其經組態以測量從該電池移除的該電荷。 在上述設備的一實施例中，該等基線特性包含：根據溫度之內電阻資料；及開路電壓資料。 在上述設備的一實施例中，該設備進一步包含一溫度感測器，該溫度感測器回應於該電池的一溫度，且其中該邏輯單元回應於該溫度感測器，並且基於該溫度判定該電池的一內電阻。 在上述設備的一實施例中，該邏輯單元進一步基於該電池的該路徑電阻計算該電池的一相對充電狀態。 在一態樣中，一種用於計算一電池系統（該電池系統具有一電池）的一路徑電阻之方法，其包含：測量該電池的一溫度；計算該電池的一理想的至滿充參考容量；計算該電池的一實際的至滿充參考容量；基於該電池的該溫度判定該電池的一內電阻；及利用該實際的至滿充參考容量、該內電阻、與該理想的至滿充參考容量計算該路徑電阻。 在上述方法的一實施例中，計算該電池的該實際的至滿充參考容量包含：測量該電池的一充電容量；及測量該電池的一放電容量。 在上述方法的一實施例中，計算該電池的該理想的至滿充參考容量包含：獲得該電池的一額定滿充容量；及測量該電池的一剩餘容量。 在上述方法的一實施例中，該方法進一步包含：基於該路徑電阻計算該電池的一相對充電狀態。 在另一態樣中，一種用於計算一電池系統（該電池系統具有一電池）的一路徑電阻之系統，其包含：一容量測量電路，其回應於該電池，該容量測量電路包含：一充電容量電路，該充電容量電路包含一第一計數暫存器且經組態以測量該電池的一充電容量；及一放電容量電路，該放容量電路包含一第二計數暫存器且經組態以測量該電池的一放電容量；一電壓感測器，其回應於該電池的一輸出電壓；一記憶體單元，其中該記憶體單元儲存：該電池的基線特性資料；該電池的一額定滿充容量；一剩餘容量；該充電容量；及該放電容量；及一邏輯單元，其具有對該記憶體之存取且回應於該電壓感測器，其中該邏輯單元：根據該輸出電壓與該等基線特性計算該電池的該剩餘容量；基於該額定滿充容量與該剩餘容量計算一理想的至滿充參考容量；基於該充電容量與該放電容量計算一實際的至滿充參考容量；及基於該理想的至滿充參考容量、該實際的至滿充參考容量、與該電池的該等基線特性資料計算一路徑電阻。 藉由本發明所達到的一個技術效果係提供改善的電池操作與更準確的電池資料。
本技術可按照功能方塊組件及各種處理步驟描述。此類功能方塊可藉由經組態以執行特定功能並達到各種結果之任何數目的組件來實現。例如，本技術可採用各種溫度感測器、處理單元、計算、演算法、及類似者，其可執行各式各樣的功能。此外，本技術可結合任何數目的系統來實施，諸如汽車系統、緊急充電系統、及消費性電子元件與消費性可穿戴設備中採用的系統，且所描述的系統僅係用於本技術的例示性應用。另外，本技術可採用用於測量電壓、測量電流、測量溫度、及類似者的任何數目的習知技術。 根據本技術的各種態樣之用於測量電池的路徑電阻之方法與設備可結合任何合適的電池操作型設備操作。例如，該設備可包含行動電話、電腦、平板電腦、或相機。參見圖1，在本技術的例示性實施例中，用於測量電池的路徑電阻之方法與設備可結合一系統100來操作，該系統諸如行動電話或其他通訊系統，其包括電池分析電路105與電池套組110。該系統可包括另外的元件，諸如顯示單元112、電源供應調節器電路116、系統LSI（Large Scale Integration，大型積體）電路114、及操作單元113。根據各種實施例，該系統也可包含其他元件，諸如次要電池115，以操作即時時鐘電路（未繪示）及/或在行動電話關機時更新該行動電話的時間。 電池套組110可係用於行動電話的電源，並可包含電池130，諸如可充電鋰離子電池。在一例示性實施例中，電池130在電池130的負極與正極之間產生一輸出電壓Vb 。 電池套組110可進一步包含溫度感測器，溫度感測器根據電池130的溫度而提供信號。在本實施例中，溫度感測器包含熱阻器131，熱阻器產生電壓Vt ，電壓Vt 對應於電池130的溫度。然而，溫度感測器可包含用於產生對應於電池130之溫度的信號的任何適當的感測器或其他裝置或系統。電池套組110可進一步包含保護積體電路125，以保護電池130免於過度充電、過度放電、與過電流。電池套組110可進一步包含任何其他適當的組件，諸如連接點、導線、電路元件、積體電路、及類似者。 在一例示性實施例中，電池130的正側電極與負側電極之間產生的電壓係稱為電池130的輸出電壓Vb 。電池130呈現有內電阻。路徑電阻可包含與電池130相關的電源供應系統中的額外電阻，諸如連接電池130至系統中的其他元件之導線中及與電源供應系統相關的其他組件中。 顯示單元112顯示關於系統100的資訊。顯示單元112可包含用於特定應用及/或環境的任何適當的顯示器，例如提供在行動電話中以顯示字元、影像、及類似者的習知顯示器，諸如液晶面板。 操作單元113提供供使用者控制裝置的介面，並可包含用於特定裝置或應用的任何合適的控制介面。例如，操作單元113可包含各種類型的一或多個按鈕，諸如撥號鍵、電源鍵、及類似者（未繪示），以操作行動電話，並且可根據鍵盤的操作輸出控制信號CONT。若使用者操控操作單元113中的電源鍵以啟動行動電話，例如，用以啟動行動電話的控制信號CONT係從操作單元113輸出。操作單元113可包含用於促進使用者控制的任何適當的介面，諸如習知小鍵盤、觸控螢幕、語音辨識系統、及/或凝視操作式(gaze-operated)輸入系統。 系統LSI電路114執行該裝置的通信功能。系統LSI電路114可包含用於特定裝置或應用的任何合適的系統，諸如行動電話通訊電路、可程式邏輯裝置、記憶體裝置、及類似者。在本實施例中，LSI電路114包含大型積體電路以實現各種功能，例如行動電話的通訊。 在各種實施例中，系統100可進一步包含電源供應調節器電路116以產生用於供電給裝置之各種元件的一或多個電源供應電壓。例如，電源供應調節器電路116能夠基於電池130的輸出電壓Vb 及/或來自外部電源的電力操作LSI電路114與其他系統元件。電源供應調節器電路116可包含用於提供適當的電壓給各種元件的習知電源供應調節器系統。 燃料計電路120接收各種輸入，計算電池130與燃料計電路120之間的路徑電阻，並儲存路徑電阻供以後使用。燃料計電路120可接收對應於相關標準的信號，諸如來自溫度感測器131的溫度信號、來自電池130的電池容量資料、與電壓信號，以及控制信號，諸如來自操作單元113及/或微電腦122。燃料計120可藉由偵測輸出電壓Vb 而操作為電壓感測器。燃料計電路120也可產生信號，諸如對應於電池130的容量的信號。 燃料計電路120可用任何合適的方式來實施，諸如以大型積體(LSI)電路的形式。例如，參見圖2，燃料計電路120的一實施例可包含邏輯單元215與記憶體210。燃料計電路120可進一步包含選擇器200、AD轉換器205、與介面(IF)電路220。在一實施例中，選擇器200可包含電路以基於來自邏輯單元210的指令而選擇欲提供至AD轉換器205的輸出電壓Vb 或電壓Vt 。 AD轉換器205可包含電路以轉換信號（諸如自選擇器200輸出的輸出電壓Vb 與熱阻器電壓Vt ）成為數位電壓值。AD轉換器205可包含任何適當的類比至數位架構，且可基於特定應用被選擇。IF電路220可包含電路以交換邏輯單元215與其他系統（諸如操作單元113、電源供應調節器電路116、與微電腦122）之間的各種資料。IF電路220亦可促進定電流電路250的控制，例如經由信號ENCC 。 燃料計電路120可進一步包含容量測量電路225以測量電池130的充電容量與放電容量，例如藉由測量及/或以其他方式追蹤在充電與放電狀態期間經過一時間期間後加至電池或自電池減去（即，移除）的電荷的數量（例如，以毫安培-小時測量）。容量測量電路225可包含任何合適的電路，用於測量及/或追蹤在任何給定時間加至電池及/或自電池減去的電荷的數量，或以其他方式判定電池130的充電容量及/或放電容量。在本實施例中，容量測量電路225回應於電池130，使得其可直接或間接地連接至電池130。 容量測量電路225可利用各種感測技術以偵測及/或測量電池電流IDD 。例如，在各種實施例中，容量測量電路225可包含習知的庫侖計，庫侖計經組態以根據電池電流來偵測電池的充電與放電操作並測量由於該充電與放電操作的電荷。在其他實施例中，容量測量電路225可根據2014年3月4日公告之美國專利第8,664,919號（Yamada等人）中所揭示的方法，監測充電與放電操作，並測量加入與減去的電荷。 容量測量電路225可結合記憶體210一起操作以追蹤電池充電與放電時電池130的加入與減去電荷。例如，容量測量電路225可耦接一或多個計數暫存器以測量電池充電時加入的電荷，且測量電池放電時減去的電荷。例如，一計數暫存器可測量與追蹤加至電池130的電荷的數量，其中計數暫存器中儲存的值可稱為充電容量Q3。不同的計數暫存器可測量與追蹤從電池130減去的電荷的數量，其中計數暫存器中儲存的值可稱為放電容量Q4。 邏輯單元215可控制燃料計電路120，並藉由執行儲存在記憶體210中的各種程式而實現各種功能。在各種實施例中，邏輯單元215可執行各種計算，諸如計算路徑電阻Rroute ，執行決策功能，及/或傳輸各種控制功能。邏輯單元215亦可接收關於所測量的資料的資訊，以及儲存在記憶體210中的參考資料。邏輯單元215可包含任何合適的硬體及/或軟體以實行相關的功能。 邏輯單元215可回應於容量測量電路225，例如經由彼等之間的直接或間接通訊。邏輯單元215亦可具有對記憶體210之存取。在各種實施例中，邏輯單元215可根據額定滿充容量以及基於額定滿充容量與剩餘容量之理想的至滿充參考容量判定電池的剩餘容量。邏輯單元215還可基於充電容量與放電容量判定實際的至滿充參考容量，及基於理想的至滿充參考容量、實際的至滿充參考容量、與電池的基線特性資料判定路徑電阻。 在例示性實施例中，邏輯單元215可利用資訊（諸如輸出電壓Vb ）以判定使用習知技術的電池130的相對充電狀態(RSOC)。RSOC一般用百分比表示，且反映電池的剩餘容量。 邏輯單元215可根據所測量的RSOC與理想的滿充容量計算用於理想的至滿充參考容量Q1之定量值。理想的至滿充參考容量Q1代表完全充電電池130所需的理想的（理論的）電荷數量。 用於理想的至滿充參考容量Q1之定量值可如下列實現：藉由將理想的滿充容量乘以RSOC，以獲得剩餘容量的定量值，且然後自理想的滿充容量減去剩餘容量。舉例而言，若理想的滿充容量是1000 mAh且所測量的RSOC是40%，則剩餘容量是400 mAh，且理想的至滿充參考容量Q1等於600 mAh。 邏輯單元215可計算實際的至滿充參考容量Q2。實際的至滿充參考容量Q2代表完全充電電池130所需的實際的電荷的數量。邏輯單元215可自記憶體獲得充電容量Q3與放電容量Q4，且藉由自充電容量Q3減去放電容量Q4以計算實際的至滿充參考容量Q2（即，Q2 = Q3 - Q4）。 邏輯單元215可計算實際的至滿充參考容量Q2與理想的至滿充參考容量Q1之間的改變： ∆Q=Q2-Q1 （方程式1）。 一般來說，電量Q可表示為： Q= I ×時間， 其中I是電流（例如，IDD ），以安培測量，時間以秒測量，且Q是以A*s（安培秒）或mAh（毫安培小時）測量的電荷。 因此，理想的至滿充參考容量Q1可表示為：
Figure 02_image001
（方程式2）， 其中I = V1 / R，且實際的至滿充參考容量Q2可表示為：
Figure 02_image003
（方程式3）， 其中I'= V2 / R，且其中R是總電阻。因此，方程式1可重寫為：
Figure 02_image005
（方程式4）。 然而，在實際的情況中，總電阻R是電池130的內電阻Rint 與路徑電阻Rroute 的組合。因此，方程式4可經調整以考慮到路徑電阻Rroute 。 下列的表達式表示理想情況中的電壓，其中考慮的唯一電阻是內電阻Rint (R = Rint )，而在實際情況中，其中考慮內電阻Rint 與路徑電阻Rroute 兩者(R = Rint + Rroute )：
Figure 02_image007
（方程式5，理想情況）， 其中V1是理想的電壓，I是電流（例如，IDD ），且Rint 是內電阻；及
Figure 02_image009
（方程式6，實際情況）， 其中V2是實際的電壓，I是電流（例如，IDD ），Rint 是內電阻，且Rroute 是路徑電阻。因此，藉由分別代入方程式5與6的V1與V2至方程式4中，方程式4可重寫以考慮到路徑電阻Rroute：
Figure 02_image011
（方程式7）。 藉由減小方程式7且求路徑電阻Rroute 的解，路徑電阻Rroute 可表示為：
Figure 02_image013
（方程式8）。 邏輯單元215可利用內電阻Rint 、理想的至滿充參考容量Q1、與容量變化ΔQ之值，以根據方程式8計算路徑電阻Rroute 。然後，邏輯單元215可傳輸路徑電阻Rroute 資料至記憶體210，其中記憶體210可儲存該資料以供以後使用。例如，邏輯單元215可利用路徑電阻Rroute 資料以重新計算RSOC。 參見圖3，在各種實施例中，記憶體210可包含電路以儲存邏輯單元215所執行的程式與各種類型的資料。在一例示性實施例中，記憶體210可包含ROM（唯讀記憶體）與RAM（隨機存取記憶體）。記憶體210的儲存區域可包含程式儲存單元300以儲存各種程式來操作邏輯單元215。 在一例示性實施例中，記憶體210可包含各種暫存器以儲存電池資料。例如，記憶體210可包含第一暫存器305以儲存第一容量值（例如，理想的至滿充參考容量Q1）、第二暫存器310以儲存第二容量值（例如，實際的滿充容量Q2）、第三暫存器315以儲存第三容量值（例如，充電容量Q3）、及第四暫存器320以儲存第四容量值（例如，放電容量Q4）。各種暫存器可經組態為習知的計數暫存器，以遞增及/或遞減其內容並同時儲存資料。例如，第三暫存器315可經組態為計數暫存器以在充電狀態期間追蹤加至電池的電荷的數量（例如，以毫安培小時測量），而第四暫存器320亦可經組態為計數暫存器以在放電狀態期間追蹤自電池移除的電荷的數量。 記憶體210可進一步包含電池130的基線特性，諸如理想的（即，額定的）滿充容量(full charge capacity, FCC)與電池130的基線內電阻特性。例如，記憶體210可包含FCC資料儲存單元325，FCC資料儲存單元含有關於新電池130的理想FCC值的資料。記憶體210可進一步包含剩餘容量資料儲存單元350以儲存RSOC。 在一例示性實施例中，記憶體210可包含路徑電阻儲存單元330與內電阻資料儲存單元345。路徑電阻儲存單元330可儲存所計算的路徑電阻Rroute ，且內電阻資料儲存單元345可儲存指示基線內電阻Rint （諸如以毫歐姆計）與電池130的溫度T（諸如以攝氏度計）之間的關係之資料。基線內電阻Rint 對溫度資料可相關於新電池的資料。例如，且參見圖4，內電阻Rint 與溫度資料可轉換為查找表。通常，隨著溫度T下降，內電阻Rint 增加。 在一例示性實施例中，參見圖5，記憶體210可包含電壓-RSOC資料儲存單元340以儲存描述輸出電壓Vb 與RSOC之間的關係之資料。該資料可用任何合適的方式儲存及/或計算，諸如在查找表中。電壓-RSOC資料儲存單元340可儲存特定溫度（例如攝氏20度）下的開路電壓(open circuit voltage, OCV)特性。當繪製時，OCV特性可稱為OCV曲線。OCV曲線（特性）可使用以判定電池130的RSOC。例如，給定特定的輸出電壓Vb ，電池130的RSOC可根據OCV曲線上對應於特定輸出電壓Vb 的點來判定。 多個變數可利用以測量隨著電池老化之電池容量，諸如溫度、電池130的內電阻、電池與燃料計電路120之間的路徑電阻、電流、電壓、與電池的RSOC。路徑電阻可在安裝電池套組110與燃料計電路120之前測量，但是各裝置的路徑電阻不同，需要個別地測量與儲存路徑電阻值，諸如在記憶體210中。此外，如果更換電池套組，路徑電阻因為歸因於保護IC 125的電阻不同而改變。 在本實施例中，路徑電阻Rroute 可包含連接電池至燃料計電路120的導線中的電阻以及保護IC 125的電阻。因此，考慮路徑電阻Rroute 可提供電池容量的更準確的測量。 參見圖1至圖6，在操作中，燃料計電路120可執行各種計算與各種測量以計算電池130至燃料計電路120的路徑電阻Rroute 。在各種實施例中，燃料計電路120可測量電池130的充電與放電的數量、計算電池130的實際的至滿充參考容量Q2、且基於電池130的內電阻Rint 、實際的至滿充參考容量Q2、與理想的至滿充參考容量Q1計算路徑電阻Rroute 。 在例示性實施例中，燃料計電路120可首先獲得RSOC值。RSOC值可利用任何適當的方法計算，諸如藉由測量輸出電壓Vb ，且利用儲存在電壓-RSOC資料儲存單元340中描述電壓與RSOC之間的關係之資料(600)。RSOC值可儲存在記憶體210中。 燃料計電路120可擷取電池130的溫度以獲得內電阻Rint (605)。例如，燃料計電路120可自溫度感測器獲得溫度資料，例如經由熱阻器131。然後，燃料計電路120可利用溫度資料與來自電阻-溫度資料儲存單元345的資料以判定電池130的內電阻Rint 。 燃料計電路120可利用儲存在記憶體210中的電池特性以計算理想的至滿充參考容量Q1 (610)。例如，燃料計電路120可自記憶體120提取理想的FCC資料與RSOC。然後，燃料計電路120可（諸如根據上面的描述）計算理想的至滿充參考容量Q1，以判定將電池130完全充電所需的理論電荷數量。 燃料計電路120可進一步計算實際的至滿充參考容量Q2，實際的至滿充參考容量Q2可基於電池130安裝在系統100中且進行充電與放電時之電池容量的測量。實際的至滿充參考容量Q2可用任何合適的方式測量或以其他方式建立(625)。例如，在本實施例中，燃料計電路120測量電池130的充電容量Q3 (615)與放電容量Q4 (620)。例如，燃料計電路120可根據上述方法測量充電容量Q3與放電容量Q4。燃料計電路120可儲存所測量的值在記憶體210中。 然後，燃料計電路120可計算實際的至滿充參考容量Q2與理想的至滿充參考容量Q1之間的差異容量ΔQ（即，ΔQ = Q2-Q1）(630)。 然後，燃料計電路120可基於差異容量ΔQ、基線內電阻Rint 特性、與理想的容量Q1，根據上述的方程式8，計算路徑電阻Rroute 。燃料計電路120可儲存路徑電阻Rroute 值在記憶體210中(640)。根據各種實施例，路徑電阻Rroute 值可僅測量一次，諸如就在電池套組110剛安裝在系統100中之後。 在各種實施例中，燃料計電路120可利用路徑電阻Rroute 資料以計算電池系統100的總電阻Rtotal ，其中總電阻Rtotal 可包含電池的內電阻Rint 與路徑電阻Rroute 。燃料計電路120可利用總電阻Rtotal 以計算更新的、更準確的RSOC (645)。更新的RSOC可顯示至使用者，例如在顯示單元112上。 根據一實施例，一種用於計算一電池系統（該電池系統具有一電池）的一路徑電阻之設備，其包含：一容量測量電路，其回應於該電池且經組態以測量加至該電池的電荷與從該電池移除的電荷；一記憶體單元，其中該記憶體單元儲存：該電池的基線特性資料；及該電池的一額定滿充容量；一邏輯單元，其回應於該容量測量電路且具有對該記憶體之存取，其中該邏輯單元：根據該額定滿充容量計算該電池的一剩餘容量；基於該額定滿充電容量與該剩餘容量計算一理想的至滿充參考容量；基於加至該電池的該電荷與從該電池減去的該電荷計算一實際的至滿充參考容量；及基於該理想的至滿充參考容量、該實際的至滿充參考容量、與該電池的該等基線特性資料計算該路徑電阻。 根據一實施例，該容量測量電路包含：一充電容量電路，其經組態以測量加至該電池的該電荷；及一放電容量電路，其經組態以測量從該電池移除的該電荷。 根據一實施例，該等基線特性包含：根據溫度之內電阻資料；及開路電壓資料。 根據一實施例，該設備進一步包含一溫度感測器，該溫度感測器回應於該電池的一溫度，且其中該邏輯單元回應於該溫度感測器，並且基於該溫度判定該電池的一內電阻。 根據一實施例，該邏輯單元進一步基於該電池的該路徑電阻計算該電池的一相對充電狀態。 根據一實施例，該邏輯單元進一步利用該電池的一輸出電壓與該電池的開路電壓資料計算該電池的一相對充電狀態。 根據一實施例，該邏輯單元進一步基於該電池的一輸出電壓計算該剩餘容量。 根據一實施例，該容量測量電路包含：一第一計數暫存器，以測量加至該電池的該電荷；及一第二計數暫存器，以測量自該電池移除的該電荷。 根據一方法，一種用於計算一電池系統（該電池系統具有一電池）的一路徑電阻之方法，其包含：測量該電池的一溫度；計算該電池的一理想的至滿充參考容量；計算該電池的一實際的至滿充參考容量；基於該電池的該溫度判定該電池的一內電阻；及利用該實際的至滿充參考容量、該內電阻、與該理想的至滿充參考容量計算該路徑電阻。 根據一方法，計算該電池的該實際的至滿充參考容量包含：測量該電池的一充電容量；及測量該電池的一放電容量。 根據一方法，計算該電池的該理想的至滿充參考容量包含：獲得該電池的一額定滿充容量；及測量該電池的一剩餘容量。 根據一方法，測量該電池的該剩餘容量包含：測量一輸出電壓。 根據一方法，該方法進一步包含：測量該電池的一輸出電壓，並基於開路電壓資料判定一相對充電狀態。 根據一方法，該方法進一步包含：基於該路徑電阻計算該電池的一相對充電狀態。 根據一方法，該方法進一步包含：計算該電池系統的一總電阻，其中該總電阻等於該電池的內電阻加上該路徑電阻。 根據一實施例，一種用於計算一電池系統（該電池系統具有一電池）的一路徑電阻之系統，其包含：一容量測量電路，其回應於該電池，該容量測量電路包含：一充電容量電路，該充電容量電路包含一第一計數暫存器且經組態以測量該電池的一充電容量；及一放電容量電路，該放電容量電路包含一第二計數暫存器且經組態以測量該電池的一放電容量；一電壓感測器，其回應於該電池的一輸出電壓；一記憶體單元，其中該記憶體單元儲存：該電池的基線特性資料；該電池的一額定滿充容量；一剩餘容量；該充電容量；及該放電容量；及一邏輯單元，其具有對該記憶體之存取且回應於該電壓感測器，其中該邏輯單元：根據該輸出電壓與該等基線特性計算該電池的該剩餘容量；基於該額定滿充容量與該剩餘容量計算一理想的至滿充參考容量；基於該充電容量與該放電容量計算一實際的至滿充參考容量；及基於該理想的至滿充參考容量、該實際的至滿充參考容量、與該電池的該等基線特性資料計算一路徑電阻。 根據一實施例，該等基線特性包含：根據溫度之內電阻資料；及開路電壓資料。 根據一實施例，該系統進一步包含一溫度感測器，該溫度感測器回應於該電池的該溫度，且其中該邏輯單元回應於該溫度感測器，並且基於該溫度判定該電池的一內電阻。 根據一實施例，該邏輯單元進一步基於該電池的該路徑電阻與該電池的開路電壓特性計算該電池的一相對充電狀態。 根據一實施例，該邏輯單元進一步計算該電池系統的一總電阻，其中該總電阻等於該電池的內電阻加上該路徑電阻。 在前面的描述中，已參照特定例示性實施例來描述該技術。繪示與描述的特定實施方案係說明該技術與其最佳模式，且不旨在以任何方式限制本技術的範圍。實際上，為了簡潔起見，習知的製造、連接、製備、及該方法與系統100的其他功能態樣並未詳細描述。此外，在各圖式中顯示的連接線係旨在表示各元件之間的例示性功能關係及/或步驟。許多替換或額外的功能關係或實體連接可存在於實際的系統中。 已參照特定例示性實施例來描述該技術。然而，在不背離本技術的範圍的情況下，可作出各種修改與改變。描述與圖式係視為說明性的方式，而不是限制性的，且所有此類修改係旨在包括在本技術的範圍之內。因此，該技術的範圍應由所描述的一般實施例與其法律均等物來判定，而不是僅由上述的具體實例來判定。例如，任何方法或程序實施例中述及的步驟可用任何順序執行（除非另有明確說明），且不限於具體實例中所呈現的明確順序。另外，任何設備實施例中述及的組件及/或元件可用各種排列方式組裝或以其他方式操作性組態以產生實質上相同於本技術的結果，且因此不限於具體實例中述及的具體組態。 上文已描述關於具體實施例之效益、其他優點及問題解決方案。然而，任何效益、優點、問題解決方案及可引起任何特定效益、優點或解決方案發生或變成更顯著的任何元件不應視為關鍵、必要或基本的特徵或組件。 用語「包含(comprises, comprising)」、或其任何變化型，係旨在提及非排他性的包括，使得包含一系列元素的程序、方法、物品、組成物或設備不僅包括述及的彼等元素，但是也可包括未明確列出或這種程序、方法、物品、組成物或設備固有的其他元素。本技術的實施中使用的上述結構、配置、應用、比例、元件、材料或組件的其他組合及/或修改（除了那些沒有明確述及的以外）可改變或以其他方式特別調適於特定的環境、製造規範，設計參數、或其他操作要求，而不偏離本技術的一般原理。 上面已參照例示性實施例來描述本技術。然而，可對例示性實施例做出變化與修改，而不脫離本技術的範圍。此等與其他改變或修改係旨在包括在如下列申請專利範圍所表達的本技術的範圍內。
100‧‧‧系統105‧‧‧電池分析電路110‧‧‧電池組112‧‧‧顯示單元113‧‧‧操作單元114‧‧‧系統LSI電路115‧‧‧次要電池116‧‧‧電源供應調節器電路120‧‧‧燃料計電路122‧‧‧微電腦125‧‧‧保護積體電路/保護IC130‧‧‧電池131‧‧‧熱阻器/溫度感測器200‧‧‧選擇器205‧‧‧AD轉換器210‧‧‧記憶體215‧‧‧邏輯單元220‧‧‧介面(IF)電路225‧‧‧容量測量電路250‧‧‧定電流電路300‧‧‧程式儲存單元305‧‧‧第一暫存器310‧‧‧第二暫存器315‧‧‧第三暫存器320‧‧‧第四暫存器325‧‧‧FCC資料儲存單元330‧‧‧路徑電阻儲存單元340‧‧‧電壓-RSOC資料儲存單元345‧‧‧內電阻資料儲存單元350‧‧‧剩餘容量資料儲存單元600‧‧‧步驟605‧‧‧步驟610‧‧‧步驟615‧‧‧步驟620‧‧‧步驟625‧‧‧步驟630‧‧‧步驟635‧‧‧步驟640‧‧‧步驟645‧‧‧步驟650‧‧‧步驟CONT‧‧‧控制信號ENCC‧‧‧信號IDD‧‧‧電池電流Q1‧‧‧理想的至滿充參考容量Q2‧‧‧實際的至滿充參考容量Q3‧‧‧充電容量Q4‧‧‧放電容量Rint‧‧‧內部電阻Rroute‧‧‧繞線電阻Rtotal‧‧‧總電阻Vb‧‧‧輸出電壓Vt‧‧‧熱阻器電壓
本技術的更完整理解可藉由參考詳細說明且同時結合以下說明性圖式來考慮而得到。在下列的圖式中，相似的元件符號在整個圖式中表示類似的元件與步驟。 圖1代表性地繪示根據本技術一例示性實施例之電池系統的方塊圖； 圖2代表性地繪示根據本技術一例示性實施例之燃料計電路的方塊圖； 圖3係根據本技術一例示性實施例之記憶體單元的方塊圖； 圖4係指示根據本技術一例示性實施例之電池的溫度與內電阻之間的關係的曲線； 圖5係指示根據本技術一例示性實施例之電池的電壓與剩餘容量之間的關係的曲線；及 圖6係根據本技術一例示性實施例之用於測量電池的路徑電阻之流程圖。
600‧‧‧步驟
605‧‧‧步驟
610‧‧‧步驟
615‧‧‧步驟
620‧‧‧步驟
625‧‧‧步驟
630‧‧‧步驟
635‧‧‧步驟
640‧‧‧步驟
645‧‧‧步驟
650‧‧‧步驟

Claims (10)

  1. 一種用於計算一電池系統的一路徑電阻之設備，該電池系統具有一電池，該設備的特徵在於包含： 一容量測量電路，其回應於該電池且經組態以測量加至該電池的電荷與自該電池移除的電荷； 一記憶體單元，其中該記憶體單元儲存： 該電池的基線特性資料；及 該電池的一額定滿充容量； 一邏輯單元，其回應於該容量測量電路且具有對記憶體之存取，其中該邏輯單元： 根據該額定滿充容量計算該電池的一剩餘容量； 基於該額定滿充容量與該剩餘容量計算一理想的至滿充參考容量； 基於加至該電池的該電荷與自該電池減去的該電荷計算一實際的至滿充參考容量；及 基於該理想的至滿充參考容量、該實際的至滿充參考容量、與該電池的該等基線特性資料計算該路徑電阻。
  2. 如請求項1之設備，其中該容量測量電路包含： 一充電容量電路，其經組態以測量加至該電池的該電荷；及 一放電容量電路，其經組態以測量自該電池移除的該電荷。
  3. 如請求項1之設備，其中該基線特性包含： 根據溫度之內電阻資料；及 開路電壓資料。
  4. 如請求項1之設備，其中其進一步包含一溫度感測器，該溫度感測器回應於該電池的一溫度，且其中該邏輯單元： 回應於該溫度感測器；及 基於該溫度判定該電池的一內電阻。
  5. 如請求項1之設備，其中該邏輯單元進一步基於該電池的該路徑電阻計算該電池的一相對充電狀態。
  6. 一種用於計算一電池系統的一路徑電阻之方法，該電池系統具有一電池，該方法的特徵在於包含： 測量該電池的一溫度； 計算該電池的一理想的至滿充參考容量； 計算該電池的一實際的至滿充參考容量； 基於該電池的該溫度判定該電池的一內電阻；及 利用該實際的至滿充參考容量、該內電阻、與該理想的至滿充參考容量計算該路徑電阻。
  7. 如請求項6之方法，其中計算該電池的該實際的至滿充參考容量包含： 測量該電池的一充電容量；及 測量該電池的一放電容量。
  8. 如請求項6之方法，其中計算該電池的該理想的至滿充參考容量包含： 獲得該電池的一額定滿充容量；及 測量該電池的一剩餘容量。
  9. 如請求項6之方法，其中其進一步包含基於該路徑電阻計算該電池的一相對充電狀態。
  10. 一種用於計算一電池系統的一路徑電阻之系統，該電池系統具有一電池，該系統的特徵在於包含： 一容量測量電路，其回應於該電池，該容量測量電路包含： 一充電容量電路，其包含一第一計數暫存器且經組態以測量該電池的一充電容量；及 一放電容量電路，其包含一第二計數暫存器且經組態以測量該電池的一放電容量； 一電壓感測器，其回應於該電池的一輸出電壓； 一記憶體單元，其中該記憶體單元儲存： 該電池的基線特性資料； 該電池的一額定滿充容量； 一剩餘容量； 該充電容量；及 該放電容量；及 一邏輯單元，其具有對記憶體之存取且回應於該電壓感測器，其中該邏輯單元： 根據該輸出電壓與基線特性計算該電池的該剩餘容量； 基於該額定滿充容量與該剩餘容量計算一理想的至滿充參考容量； 基於該充電容量與該放電容量計算一實際的至滿充參考容量；及 基於該理想的至滿充參考容量、該實際的至滿充參考容量、與該電池的該等基線特性資料計算一路徑電阻。
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