TWI737041B - 用於計算電池剩餘容量的方法及系統 - Google Patents

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Abstract

本發明提供了一種用於計算電池剩餘容量的方法及系統。該方法應用於包括電池包、電池監控器及處理器的系統。該方法包括：記錄電池監控器處於休眠模式的休眠時長，當休眠時長超過預設時長時讀取休眠模式下測量的開路電壓，根據該開路電壓獲取第一剩餘容量比；根據預設電流值及休眠時長，計算出所消耗的電荷量，根據所消耗的電荷量、第一剩餘容量值和預設總容量，計算出第二剩餘容量比；當電池監控器進入全功率模式時，讀取電池參數，根據電池參數獲取第三剩餘容量比；根據第一至第三剩餘容量比，得到當前剩餘容量比。本發明透過減去休眠模式下所消耗的電荷量，計算出更為準確的剩餘容量比，再進行計算、選取，進一步獲取更為準確的當前剩餘容量比。

Description

用於計算電池剩餘容量的方法及系統
本發明係有關一種電池技術領域，特別係有關一種用於計算電池剩餘容量的方法及系統。
目前，電池廣泛應用在電動汽車、電動玩具、數位產品等電子產品中，已成為人們日常生活的必需品。但是，在電池充電或放電的過程中，電池的剩餘容量相對應的增加或減少。那麼，在對電池剩餘容量顯示不準確的情況下，人們的日常生活可能會受到各種影響，如行駛中的電動自行車突然電量不足。因此，我們很有必要對電池中的剩餘容量進行更加準確的計算。
傳統計算電池剩餘容量的方法主要有，第一，檢測電池兩端的開路電壓，在查閱資料表中找到該開路電壓對應的剩餘容量。但該方法只適用於非充放電狀態下的電池，對於充放電狀態下的電池由於不能檢測到電池的開路電壓，從而並不能準確地獲知電池剩餘容量。第二，在檢測開路電壓的基礎上，電量計統計出電池在充放電時流入或流出的電荷量，從而也可以獲知電池在充放電時的剩餘容量。但是在一些系統，如自身功耗很小，一天的工作次數一般只有幾次或者幾十次，而且工作時間也較短，通常在毫秒級或 秒級。在這種情況下，由於傳統電量計自身精度不夠，不能統計出該系統在非工作狀態下的自身功耗，使用該方法也不能準確獲知電池的剩餘容量。
與此同時，傳統剩餘容量的計算也主要集中在可充電電池上，如鋰電池，而對於大容量的乾電池，常應用於不方便充電且需要長時間供電的系統，目前並沒有合適的計算方法來計算乾電池的剩餘容量，使得無法獲知使用乾電池的這些系統的剩餘容量。
本發明提供了一種用於計算電池剩餘容量的方法。該方法應用於包括電池包、電池監控器及處理器的系統。該方法包括：記錄電池監控器處於休眠模式時的休眠時長，當休眠時長超過預設時長時，讀取在休眠模式下測量並存儲的開路電壓，並根據開路電壓獲取對應的第一剩餘容量比；根據預設電流值及休眠時長，計算出所消耗的電荷量，再根據所消耗的電荷量、預先存儲的第一剩餘容量值和預設總容量，計算出第二剩餘容量比，其中，預設電流值是多次測量電池監控器在休眠模式下所消耗的電荷量而計算出來的平均值；當電池監控器進入全功率模式時，讀取電池參數的值，並根據電池參數的值獲取對應的第三剩餘容量比，其中，電池參數的值是在由休眠模式切換到全功率模式後，電池監控器檢測電池包得到的；及根據第一剩餘容量比、第二剩餘容量比和第三剩餘容量比，得到當前剩餘容量比。
本發明還公開了一種用於計算電池剩餘容量的系統。該系統包括：電池包，用於為系統供電；電池監控器，用於檢測電池包的電池參數的值；處理器，其中，電池監控器耦接於電池包與該處理器之間；該處理器用於：記錄電池監控器處於休眠模式時的休眠時長，並且當休眠時長超過預設 時長時，讀取在休眠模式下測量並存儲的開路電壓，並根據開路電壓獲取對應的第一剩餘容量比；根據預設電流值及休眠時長，計算出所消耗的電荷量，再根據所消耗的電荷量、預先存儲的第一剩餘容量值和預設總容量，計算出第二剩餘容量比，其中，預設電流值是多次測量電池監控器在休眠模式下所消耗的電荷量而計算出來的平均值；讀取電池參數的值，並根據所讀取的電池參數的值獲取對應的第三剩餘容量比，其中，所讀取的電池參數的值是在由休眠模式切換到全功率模式後，電池監控器檢測電池包得到的；根據第一剩餘容量比、第二剩餘容量比和第三剩餘容量比，得到當前剩餘容量比。
本發明透過計算出處於休眠模式下，電池監控器所消耗的電荷量，從而在切換到全功率模式後，減去該所消耗的電荷量，計算出一個較為準確的剩餘容量比，再將該剩餘容量比，透過開路電壓所獲取的剩餘容量比及電池參數的值所獲取的剩餘容量比中進行計算、選取，可以進一步地獲取更為準確的當前剩餘容量比。
100:系統
102:電壓檢測電路
103:電流檢測電路
110:電池包
112:電池
114:溫度檢測電路
120:電池監控器
121:多路選擇器
122:類比數位轉換器
123:溫度暫存器
124:電壓暫存器
125:電流暫存器
126:OCV暫存器
127:CA暫存器
130:處理器
132:計算單元
134:計時器
136:存儲單元
140:顯示器
200:流程圖
201~234:步驟
300:流程圖
310~340:步驟
400:流程圖
410~440:步驟
第1圖係根據本發明一實施例的用於計算電池剩餘容量的系統的方塊圖。
第2圖係根據本發明一實施例的用於計算電池剩餘容量的方法流程圖。
第3圖係根據本發明一實施例的用於計算電池剩餘容量的方法流程圖。
第4圖係根據本發明一實施例的用於計算電池剩餘容量的方法流程圖。
以下將對本發明的實施例給出詳細的說明。儘管本發明透過這些實施方式進行闡述和說明，但需要注意的是本發明並不僅僅只局限於這些實施方式。相反地，本發明涵蓋後附申請專利範圍所定義的發明精神和發明範圍內的所有替代物、變體和等同物。在以下對本發明的詳細描述中，為了提供一個針對本發明的完全的理解，闡明瞭大量的具體細節。然而，本領域技術人員將理解，沒有這些具體細節，本發明同樣可以實施。在另外的一些實例中，對於大家熟知的方案、流程、元件和電路未作詳細描述，以便於凸顯本發明的主旨。
第1圖所示為根據本發明一個實施例的用於估算電池112剩餘容量的系統100的示意圖。該系統100包括電池包110、電池監控器120及處理器130。電池監控器120耦接於電池包110和處理器130之間。電池包110用於為該系統100提供電能。電池包110包括電池112和溫度檢測電路114。電池112與溫度檢測電路114耦接連接。溫度檢測電路114用於檢測電池112的電池溫度TBAT。
電池112包括串聯耦接的多個單體電池。單體電池可以是可充電電池，也可以是乾電池。具體地，乾電池包括但不限於鋅-錳乾電池、鹼性鋅-錳乾電池、鎂-錳乾電池、鋅-空氣電池、鋅-氧化汞電池、鋅-氧化銀電池、鋰-錳電池。在本實施例中，乾電池的額定容量在10000mAh~20000mAh之間或者更多。
該電池包110還可包括保護電路(第1圖中未標出)。保護電路與電池112耦接連接。該保護電路用於避免電池112出現過放電或過電流現象，以延長電池112壽命。
在一實施例中，該系統100還包括電壓檢測電路102和電流檢測電路103。電壓檢測電路102和電流檢測電路103分別耦接於電池包110的正負極(PACK+,PACK-)和電池監控器120之間。其中，電壓檢測電路102和電流檢測電路103作為電池監控器120的週邊電路工作。電壓檢測電路102用於在開路情況下檢測電池112兩端的開路電壓VOCV，還用於在電池112充放電時檢測電池112的電池電壓VBAT。電流檢測電路103用於檢測電池112的電池電流IBAT。在封裝結構上，電池監控器120及其週邊電路可以封裝於電池包110的內部，也可以與處理器130一起置於主機端。
在一實施例中，電池監控器120包括多路選擇器(Multiplexer,MUX)121、類比數位轉換器(Analog-to-Digital Converter,ADC)122、溫度暫存器123、電壓暫存器124、電流暫存器125、OCV(Open Circuit voltage,開路電壓)暫存器126及CA(Current Accumulation，電流累計)暫存器127。多路選擇器121選擇性地將指示電池參數的資訊傳輸到類比數位轉換器122。其中，電池參數包括電池電壓VBAT、電池電流IBAT、電池溫度TBAT和開路電壓VOCV。類比數位轉換器122接收該資訊，並將其轉換為數位形式，再傳輸至各暫存器中。各暫存器將轉換為數位形式的資訊進行存儲。
具體地，溫度暫存器123用於存儲電池溫度TBAT。電壓暫存器124用於存儲電池電壓VBAT。電流暫存器125用於存儲電池電流IBAT。OCV暫存器126用於存儲電池112兩端的開路電壓VOCV。CA暫存器127用於存儲計算出來的剩餘容量值。
在一實施例中，處理器130包括計算單元132、計時器134及存儲單元136。電池監控器120與處理器130之間以I2C協議進行通信。在其他實施例中，電池監控器120與處理器130也可透過其他方式進行通信。計時器134用於記錄電池監控器120分別處於休眠模式和全功率模式的時間。存儲單元136用於存儲資訊，該資訊包括但不限於處理器130所計算、選擇出來的剩餘容量比RSOC、OCV查閱資料表、VIT查閱資料表、預設電流值和預設總容量。計算單元132用於讀取電池監控器120所存儲的電池參數的值，並根據計時器134和存儲單元136的資料資訊，計算、選擇出該系統100的剩餘容量比RSOC和剩餘容量值。
OCV查閱資料表列出了電池112不同開路電壓VOCV所對應的剩餘容量比RSOC。例如，OCV查閱資料表包括對應於開路電壓VOCV1的剩餘容量比RSOC1、對應於開路電壓VOCV2的剩餘容量比RSOC2、……、對應於開路電壓VOCVn的剩餘容量比RSOCn。
VIT查閱資料表列出了電池112不同的電池電壓VBAT、電池電流IBAT及電池溫度TBAT所對應的剩餘容量比RSOC'。VIT查閱資料表包括對應於電池電壓VBAT1、電池電流IBAT1及電池溫度TBAT1的剩餘容量比RSOC1'、對應於電池電壓VBAT2、電池電流IBAT2及電池溫度TBAT2的剩餘容量比RSOC2'、……、對應於電池電壓VBATn、電池電流IBATn及電池溫度TBATn的剩餘容量比RSOCn'。
預設電流值為多次測量電池監控器120在休眠模式下所消耗的電荷量而計算出來的平均值。預設總容量為電池112的額定總容量。
另外，該系統100還可以包括顯示器140。該顯示器140可以顯示處理器130所計算、選擇出來的當前剩餘容量比和當前剩餘容量值。處理器130將會在下文進一步描述。
該系統100通常應用於共用單車、基站等一些充電不方便的場景中。共用單車是指企業在校園、地鐵網站、公交網站、居民區、商業區、公共服務區等提供自行車單車共用服務，是一種分時租賃模式。使用者透過移動終端掃描共用單車上的二維碼即可開鎖騎車。其中，電子鎖系統的工作原理為：主機端獲取並驗證電子鎖對應的設備代碼及移動終端身份。驗證合格後，主機端直接或間接地向電子鎖系統發送解鎖指令。電子鎖系統接收並執行該解鎖指令，從而完成解鎖。可見，共用單車的電子鎖均需要與主機端直接或間接進行通信，以收發資訊。
如果不能準確的測得電池112的剩餘容量，在警報信號發送至主機端之前，電池的剩餘容量可能被用盡。那麼，電子鎖系統與主機端之間的通信將被斷開，電子鎖系統無法解鎖或關鎖，主機端也無法獲取到共用單車的位置資訊。可見，電池112的剩餘容量的準確性至關重要。但是，傳統計算電池112剩餘容量的系統只能在電子鎖系統處於全功率模式下(例如解鎖、定位或週期性喚醒等)，才可監測到電池112的剩餘容量。同時由於一天之中，共用單車的使用次數有限，其他大部分時間都將處於休眠模式。再加上在傳統系統處於休眠模式時，該傳統系統的功耗很低，一般處於微安級別，電池監控器120已無法檢測到該功耗，則長時間的功耗累加必將導致對電池112剩餘容量的計算不準確。
相反地，本發明中的該系統100透過減去在休眠模式下所消耗的電荷量，從而更加準確的計算出電池112的剩餘容量。一方面，保證了在剩餘容量低於預設閾值之前，電子鎖系統可向主機端發送警報信號，使得企業有時間為電池充電或更換電池，以節省系統的維護成本。另一方面，基於對剩餘電池容量的準確瞭解，使用者也可以放心的調整對共用單車的使用。
第2圖是根據本發明一個實施例的計算電池112剩餘容量的方法流程第2圖200。第2圖將結合第1圖進行描述。本領域技術人員可以理解的是，雖然第2圖公開了具體的步驟，但是這些步驟僅作為實施例用於說明，也就是說，本發明實施例的計算電池112剩餘電量的方法還可以執行多個其它的步驟或執行第2圖中步驟的變換步驟。具體地，本發明實施例包括以下步驟：
步驟201，開啟該系統100。
在一實施例中，步驟210，在電池112剛剛插入該系統100時，儲存於電池監控器120內的標識信號自動設置為數位“1”，該系統100開始初始化。初始化之後，處理器130將該標識信號設置為數位“0”。此後，如果電池112一直插在該系統100上，則標識信號維持數位“0”。即在標識信號為數位“1”時，可判斷出電池112是第一次插入該系統100，則步驟210轉到步驟212。在標識信號為數位“0”時，判斷出電池112不是第一次插入該系統100，則步驟210轉到步驟220。在其他實施例中，也可以採用其它方式來確定電池112是否是第一次插入該系統100。
在一實施例中，步驟212，電壓檢測電路102開始檢測電池112兩端的開路電壓VOCV，並將該開路電壓VOCV發送至電池監控器120。在一實施例中，步驟214，電池監控器120接收該開路電壓VOCV並將其存儲於OCV暫存器126中，處理器130讀取該開路電壓VOCV，並根據該開路電壓VOCV從存儲單元136中存儲的OCV查閱資料表中獲取相應的剩餘容量比RSOC，作為該系統100在啟動後的當前剩餘容量比。在一實施例中，步驟216，計算單元132根據該當前剩餘容量比和預設總容量，計算出當前剩餘容量值，並將其存儲在CA暫存器127中，作為該系統100開啟後的當前剩餘容量值。存儲單元136也可存儲當前剩餘容量比。該當前剩餘容量比和當前剩餘容量值可以分別作為該系統100的初始剩餘容量比和初始剩餘容量值。另外，顯示器140也可顯示該當前剩餘容量比和當前剩餘容 量值。該當前剩餘容量比若低於參考值時，可向主機端發出警報信號，提示人員更換電池112或為電池112充電。其中，該參考值可以由設計者指定或者由用戶設置。隨後，步驟216轉到步驟220。
在一實施例中，步驟220，判斷電池監控器120是否切換到休眠模式。當處理器130判斷出電池監控器120切換到休眠模式時，步驟220轉到步驟221。否則，步驟220轉到步驟230。
在一實施例中，步驟221，計時器134記錄電池監控器120切換至休眠模式的時刻t1，在處於休眠模式時，時間在時刻t1的基礎上不斷累加，從而記錄休眠時長。在其他實施例中，也可採用其他方式記錄休眠時長。在休眠模式下，在休眠時長每超過預設時長，電壓檢測電路102自動檢測一次電池112兩端的開路電壓VOCV，電池監控器120的OCV暫存器126存儲該開路電壓VOCV。在一實施例中，OCV暫存器126在存儲最近一次的開路電壓VOCV時，將上一次所存儲的開路電壓VOCV擦除。
在一實施例中，步驟222，如果處理器130判斷出電池監控器120由休眠模式切換到全功率模式後，計時器134記錄切換至全功率模式的時刻t2，則計算單元132計算出時刻t2與時刻t1的差值，將其作為電池監控器120的休眠時長t2-t1。在其他實施例中，也可採用其他方式記錄休眠時長。當電池監控器120一直處於休眠模式時，步驟222又轉到步驟221，即計時器134在時刻t1的基礎上繼續累加，從而記錄休眠時長。
在一實施例中，步驟223，處理器130判斷該休眠時長是否大於預設時長。具體地，當處理器130判斷出該休眠時長t2-t1大於預設時長時，則步驟223轉到步驟224。當處理器130判斷出該休眠時長t2-t1不大於預設時長時，則步驟223轉到步驟225。在本實施例中，預設時長為30分鐘。
在一實施例中，步驟224，處理器130讀取在步驟221中所存儲的開路電壓VOCV，並從OCV查閱資料表中獲取對應的第一剩餘容量比。
在一實施例中，步驟225，處理器130讀取預設電流值，在本實施例中，該預設電流值是之前多次測量電池監控器120在休眠模式下所消耗的電荷量而計算出來的平均值。將休眠時長t2-t1與預設電流值相乘，得到在休眠模式下電池監控器120所消耗的電荷量。處理器130再讀取預設總容量及第一剩餘容量值，將該第一剩餘容量值與該所消耗的電荷量相減，得到可利用的剩餘容量值。預設總容量可以為電池112的額定容量。第一剩餘容量值為在進入休眠模式前，存儲於CA暫存器127中的當前剩餘容量值。再將該可利用的剩餘容量值與預設總容量相比得到第二剩餘容量比。在本實施例中，由於減去了該系統100在休眠模式持續時間內的自身功耗，則該第二剩餘容量比更接近於電池112的真實剩餘容量比。
在一實施例中，步驟226，在切換至全功率模式後，電壓檢測電路102、電流檢測電路103及溫度檢測電路114檢測當前電池112的電池電壓VBAT、電池電流IBAT和電池溫度TBAT，電池監控器120存儲該電池電壓VBAT、電池電流IBAT及電池溫度TBAT。處理器130讀取該電池電壓VBAT、電池電流IBAT及電池溫度TBAT，並根據該電池電壓VBAT、電池電流IBAT及電池溫度TBAT在VIT查閱資料表中獲取第三剩餘容量比。在本實施例中，該第三剩餘容量比可以準確反映出該系統100在當前使用狀況下的剩餘容量比RSOC。
在另一實施例中，步驟226進一步包括：處理器130讀取放電截止電壓VEOD，並根據該放電截止電壓VEOD及電池參數中的電池電流IBAT和電池溫度TBAT，在VIT查閱資料表中獲取對應的第四剩餘容量比。處理器130再計算出第三剩餘容量比和第四剩餘容量比的差值，從而得到第五剩餘容量比。與第三剩餘容量比相比，該第五剩餘容量比為該系統100實際可利用的剩餘容量比，可 更進一步反映出該系統100的真實剩餘容量。第五剩餘容量比可以在電池112達到滿充條件時為100%；在電池112達到截止放電條件時為0%。
在一實施例中，如果休眠時長超過預設時長，步驟227，處理器130選擇第一剩餘容量比、第二剩餘容量比和第三剩餘容量比中的最小值，作為切換到全功率模式後，該系統100的當前剩餘容量比。在其他實施例中，也可選擇其他方式來獲取當前剩餘容量比。如選取第一剩餘容量比、第二剩餘容量比和第三剩餘容量比的平均值作為當前剩餘容量比。在本實施例中，選取最小值或平均值，可以使用戶有足夠多的時間來調整對該電池112的使用情況，減少出現突然斷電等情況，從而減少給使用者帶來不便。如果休眠時長未超過預設時長，則在該休眠時長內，電壓檢測電路102未檢測過電池112的開路電壓VOCV，也就無法根據該開路電壓VOCV獲取對應的第一剩餘容量比。如果是這種情況，步驟227還可以為：處理器130選擇第二剩餘容量比和第三剩餘容量比中的較小值，作為切換到全功率模式時，該系統100的當前剩餘容量比。在其他實施例中，也可選擇其他方式來獲取當前剩餘容量比。如選取第二剩餘容量比和第三剩餘容量比的平均值作為當前剩餘容量比。在本實施例中，選取較小值或平均值，可以使用戶有足夠多的時間來調整對該電池112的使用情況，減少出現突然斷電等情況，從而減少給使用者帶來不便。
在另一實施例中，根據在步驟226還進一步包括中所獲得的第五剩餘容量比，且如果休眠時長超過預設時長，步驟227可以為：處理器130在第一剩餘容量比、第二剩餘容量比及第五剩餘容量比中選取最小值，作為切換到全功率模式後，該系統100修正後的當前剩餘容量比。在其他實施例中，也可選擇其他方式來獲取當前剩餘容量比。如選取第一剩餘容量比、第二剩餘容量比和第五剩餘容量比的平均值作為當前剩餘容量比。在本實施例中，由於第一剩餘容量比、第二剩餘容量比及第五剩餘容量比均接近於真實的剩餘容量比，選取 最小值或平均值，可以使用戶有足夠多的時間來調整對該電池112的使用情況，減少出現突然斷電等情況，從而減少給使用者帶來不便。在本實施例中，如果休眠時長未超過預設時長，則在該休眠時長內，電壓檢測電路102未檢測過電池112的開路電壓VOCV，也就無法根據該開路電壓VOCV獲取對應的第一剩餘容量比。如果是這種情況，步驟227還可以為：處理器130選擇第二剩餘容量比和第五剩餘容量比中的較小值，作為切換到全功率模式時，該系統100修正後的當前剩餘容量比。在其他實施例中，也可選擇其他方式來獲取修正後的當前剩餘容量比。如選取第二剩餘容量比和第五剩餘容量比的平均值作為修正後的當前剩餘容量比。在本實施例中，選取較小值或平均值，可以使用戶有足夠多的時間來調整對該電池112的使用情況，減少出現突然斷電等情況，從而減少給使用者帶來不便。
另外，計算單元132也計算出該當前剩餘容量比所對應的當前剩餘容量值，或修正後的當前剩餘容量比所對應的當前剩餘容量值，並將其存儲於CA暫存器127中，作為更新後的當前剩餘容量值，並將上一次所存儲的當前剩餘容量值擦除。顯示器140也可顯示該當前剩餘容量比和該當前剩餘容量值，或顯示該修正後的當前剩餘容量比和該修正後的當前剩餘容量比所對應的當前剩餘容量值。該當前剩餘容量比或修正後的當前剩餘容量比低於參考值時，可向主機端發出警報信號，提示人員更換電池112或為電池112充電。其中，參考值可以由設計者指定或者由用戶設置。隨後，步驟227轉到步驟231。
在一實施例中，步驟230，處理器130判斷電池監控器120是否由休眠模式切換到全功率模式。當處理器130判斷出電池監控器120切換到全功率模式時，步驟230轉到步驟231。當處理器130判斷出電池監控器120未切換到休眠模式時，步驟230轉到步驟220。
在一實施例中，步驟231，計時器134記錄電池監控器120進入全功率模式的時間，當該時間超過預設時間間隔時，處理器130讀取一次電池參數的值，並根據該電池參數中的電池電壓VBAT、電池電流IBAT和電池溫度TBAT，在VIT查閱資料表中獲取對應的第六剩餘容量比。其中，預設時間間隔可以由設計者指定或者由用戶設置。
在一實施例中，步驟232，處理器130根據放電截止電壓VEOD及該電池參數中的電池電流IBAT和電池溫度TBAT在VIT查閱資料表中獲取對應的第七剩餘容量比，並計算出第六剩餘容量比和第七剩餘容量比的差值。接著處理器130再讀取上述實施例中的當前剩餘容量比或修正後的當前剩餘容量比，再計算出該差值和該當前剩餘容量比的比值或該差值和該修正後的當前剩餘容量比的比值。
在一實施例中，步驟233，將在步驟232獲得的比值、電池參數中的電池電流IBAT及預設時間間隔三者相乘，計算變化值，再用該變化值增加或減少該先前存儲的當前剩餘容量值，得到並存儲調整後的當前剩餘容量值，並將上一次預先存儲的該當前剩餘容量值擦除。
在一實施例中，步驟234，計算出該調整後的當前剩餘容量值與預設總容量的比值，得到在全功率模式下，該系統100修正後的當前剩餘容量比。採用該種方式來修正剩餘容量比，使得剩餘容量比的變化呈現連續性，從而避免剩餘容量比的變化出現跳變，如直接從50%的剩餘容量比跳變為30%。
另外，顯示器140也可顯示該修正後的當前剩餘容量比和該調整後後的當前剩餘容量值。該修正後的當前剩餘容量比若低於參考值時，可向主機端發出警報信號，提示人員更換電池或為電池112充電。隨後步驟234轉到步驟220。
第3圖所示為根據本發明一個實施例的用於計算電池剩餘容量的方法流程圖。第3圖將結合第1圖介紹，該方法300包括：
步驟310，在一實施例中，記錄電池監控器120處於休眠模式時的休眠時長，當休眠時長超過預設時長時，讀取在休眠模式下預先存儲的開路電壓VOCV，並根據該開路電壓VOCV獲取對應的第一剩餘容量比。
步驟320，在一實施例中，根據預設電流值及休眠時長，計算出所消耗的電荷量，再根據所消耗的電荷量，預先存儲的第一剩餘容量值和預設總容量，計算出第二剩餘容量比。其中預設電流值是多次測量電池監控器120在休眠模式下所消耗的電荷量而計算出來的平均值。
步驟330，在一實施例中，讀取電池參數的值，並根據該電池參數的值獲取對應的第三剩餘容量比。其中電池參數的值是在由休眠模式切換到全功率模式時，電池監控器120檢測電池包110得到的。
步驟340，在一實施例中，根據第一剩餘容量比、第二剩餘容量比和第三剩餘容量比，得到當前剩餘容量比。
第4圖所示為根據本發明一個實施例的用於計算電池剩餘容量的方法流程圖。第4圖將結合第1圖介紹，該方法400包括：
步驟410，在一實施例中，在全功率模式下，計時器134記錄電池監控器120進入全功率模式的時間，當該時間超過預設時間間隔時，處理器130讀取一次電池參數的值，並根據該電池參數的值在VIT查閱資料表中獲取對應的第六剩餘容量比。在本實施例中，該第六剩餘容量比可以準確反映出該系統100在當前使用狀況下的剩餘容量比。
步驟420，在一實施例中，處理器130再讀取上述實施例中的當前剩餘容量比或修正後的當前剩餘容量比，再計算出第六剩餘容量比與當前剩餘容量比或修正後的當前剩餘容量比的比值。
步驟430，在一實施例中，將在步驟420中獲得的比值，電池參數中的電池電流IBAT及預設時間間隔三者的乘積，計算變化值，再用該變化值增加或減少該先前存儲的當前剩餘容量值，從而得到並存儲調整後的當前剩餘容量值，並將上一次預先存儲的該當前剩餘容量值擦除。
步驟440，在一實施例中，計算出該調整後的當前剩餘容量值與預設總容量的比值，進而得到修正後的當前剩餘容量比。採用該種方式來修正剩餘容量比，使得剩餘容量比的變化呈現連續性，從而避免剩餘容量比的變化出現跳變，如直接從50%的剩餘容量比跳變為30%。
另外，顯示器140也可顯示該修正後的當前剩餘容量比和該調整後的當前剩餘容量值。在步驟440結束後，又可轉到步驟410，如果一直處於全功率模式，則在步驟410與步驟440之間循環往復。
如上所述，本發明揭露了一種用於計算電池112剩餘容量的方法及系統100。本發明通過計算出電池監控器120處於休眠模式時所消耗的電荷量。在電池監控器由休眠模式切換到全功率模式後，通過減去該所消耗的電荷量，計算出一個較為準確的剩餘容量比，再將該剩餘容量比，通過開路電壓VOCV所獲取的剩餘容量比及電池參數所獲取的剩餘容量比中進行計算、選取，可以進一步地獲取更為準確的當前剩餘容量比。因此，本系統和方法可以避免主機端與電子鎖系統之間通信的斷開，從而節省了系統的維護成本。
在此使用之措辭和表達都是用於說明而非限制，使用這些措辭和表達並不將在此圖示和描述的特性之任何等同物(或部分等同物)排除在發明範圍之外，在申請專利範內可能存在各種修改。其它的修改、變體和替換物也可能存在。因此，申請專利範旨在涵蓋所有此類等同物。
200:流程圖
201~234:步驟

Claims (18)

  1. 一種用於計算電池剩餘容量的方法，該方法應用於包括電池包、電池監控器及處理器的系統，該方法包括：記錄該電池監控器處於休眠模式時的休眠時長，當該休眠時長超過預設時長時，讀取在該休眠模式下測量並存儲的開路電壓，並根據該開路電壓獲取對應的第一剩餘容量比；根據預設電流值及該休眠時長，計算出所消耗的電荷量，再根據該所消耗的電荷量、進入休眠模式前預先存儲的第一剩餘容量值和預設總容量，計算出第二剩餘容量比，其中該預設電流值是多次測量該電池監控器在該休眠模式下所消耗的電荷量而計算出來的平均值；當該電池監控器進入全功率模式時，讀取電池參數的值，並根據該電池參數的值獲取對應的第三剩餘容量比，其中，該電池參數的值是在由該休眠模式切換到該全功率模式後，該電池監控器檢測該電池包得到的；根據該第一剩餘容量比、該第二剩餘容量比和該第三剩餘容量比，得到當前剩餘容量比；讀取預先存儲的放電截止電壓，並根據該放電截止電壓及該電池參數的值獲取對應的第四剩餘容量比，計算該第三剩餘容量比和該第四剩餘容量比的差值，得到第五剩餘容量比；及根據該第一剩餘容量比、該第二剩餘容量比及該第五剩餘容量比，得到修正後的當前剩餘容量比。
  2. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中，根據該第一剩餘容量比、該第二剩餘容量比和該第三剩餘容量比，得到該當前剩餘容量比的步驟包括：選 擇該第一剩餘容量比、該第二剩餘容量比及該第三剩餘容量比中的最小值作為該當前剩餘容量比。
  3. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中，該方法還包括：當該休眠時長不超過該預設時長時，根據該第二剩餘容量比和該第三剩餘容量比，得到該當前剩餘容量比。
  4. 根據申請專利範圍第3項之方法，其中，根據該第二剩餘容量比和該第三剩餘容量比，得到該當前剩餘容量比的步驟包括：選擇該第二剩餘容量比及該第三剩餘容量比中的較小值作為該當前剩餘容量比。
  5. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中，根據該第一剩餘容量比、該第二剩餘容量比及該第五剩餘容量比，得到該修正後的當前剩餘容量比的步驟包括：選擇該第一剩餘容量比、該第二剩餘容量比及該第五剩餘容量比中的最小值作為該修正後的當前剩餘容量比。
  6. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中，該方法還包括：當該休眠時長不超過該預設時長時，讀取預先存儲的放電截止電壓，並根據該放電截止電壓及該電池參數的值獲取對應的第四剩餘容量比，計算該第三剩餘容量比和該第四剩餘容量比的差值，得到第五剩餘容量比；及根據該第二剩餘容量比和該第五剩餘容量比，得到修正後的當前剩餘容量比。
  7. 根據申請專利範圍第6項之方法，其中，根據該第二剩餘容量比和該第五剩餘容量比，得到該修正後的當前剩餘容量比的步驟包括：選擇該第二剩餘容量比和該第五剩餘容量比中的較小值作為該修正後的當前剩餘容量比。
  8. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中，該方法還包括： 在該全功率模式下，每超過預設時間間隔時，讀取一次該電池參數的值，並根據在每超過該預設時間間隔時所讀取的該電池參數的值獲取對應的第六剩餘容量比；讀取該當前剩餘容量比，計算出該第六剩餘容量比和所讀取的當前剩餘容量比的第一比值；根據該第一比值、該預設時間間隔及在每超過該預設時間間隔時所讀取的該電池參數的值，計算出第一變化值，並用該第一變化值調整先前存儲的當前剩餘容量值，得到並存儲調整後的當前剩餘容量值；及根據該調整後的當前剩餘容量值和該預設總容量，計算出修正後的當前剩餘容量比。
  9. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中，該方法還包括：在該全功率模式下，每超過預設時間間隔時，讀取一次該電池參數的值，並根據在每超過該預設時間間隔時所讀取的該電池參數的值獲取對應的第六剩餘容量比；根據預先存儲的放電截止電壓和在每超過該預設時間間隔時所讀取的該電池參數的值獲取第七剩餘容量比，計算出該第六剩餘容量比和該第七剩餘容量比的差值，讀取該當前剩餘容量比，根據該差值和所讀取的該當前剩餘容量比，計算出第二比值；根據該第二比值、該預設時間間隔及在每超過該預設時間間隔時所讀取的該電池參數的值，計算出第二變化值，並用該第二變化值調整先前存儲的當前剩餘容量值，得到調整後的當前剩餘容量值；及 根據該調整後的當前剩餘容量值和該預設總容量，計算出修正後的當前剩餘容量比。
  10. 一種用於計算電池剩餘容量的系統，其中，該系統包括：一電池包，用於為該系統供電；一電池監控器，用於檢測該電池包的電池參數的值；一處理器，其中，該電池監控器耦接於該電池包與該處理器之間；該處理器用於：記錄該電池監控器處於休眠模式時的休眠時長，並且當該休眠時長超過預設時長時，讀取在該休眠模式下測量並存儲的開路電壓，並根據該開路電壓獲取對應的第一剩餘容量比；根據預設電流值及該休眠時長，計算出所消耗的電荷量，再根據該所消耗的電荷量、進入休眠模式前預先存儲的第一剩餘容量值和預設總容量，計算出第二剩餘容量比，其中，該預設電流值是多次測量該電池監控器在該休眠模式下所消耗的電荷量而計算出來的平均值；讀取該電池參數的值，並根據所讀取的該電池參數的值獲取對應的第三剩餘容量比，其中所讀取的該電池參數的值是在由該休眠模式切換到全功率模式後，該電池監控器檢測該電池包得到的；根據該第一剩餘容量比、該第二剩餘容量比和該第三剩餘容量比，得到當前剩餘容量比；讀取預先存儲的放電截止電壓，並根據該放電截止電壓及所讀取的該電池參數的值獲取對應的第四剩餘容量比，計算該第三剩餘容量比和該第四剩餘容量比的差值，得到第五剩餘容量比；及 根據該第一剩餘容量比、該第二剩餘容量比及該第五剩餘容量比，得到修正後的當前剩餘容量比。
  11. 根據申請專利範圍第10之系統，其中，該處理器還用於選擇該第一剩餘容量比、該第二剩餘容量比及該第三剩餘容量比中的最小值作為該當前剩餘容量比。
  12. 根據申請專利範圍第10之系統，其中，該處理器還用於當該休眠時長不超過該預設時長時，根據該第二剩餘容量比和該第三剩餘容量比，得到該當前剩餘容量比。
  13. 根據申請專利範圍第12之系統，其中，該處理器還用於選擇該第二剩餘容量比及該第三剩餘容量比中的較小值作為該當前剩餘容量比。
  14. 根據申請專利範圍第10項之系統，其中，該處理器還用於選擇該第一剩餘容量比、該第二剩餘容量比及該第五剩餘容量比中的最小值作為該修正後的當前剩餘容量比。
  15. 根據申請專利範圍第10項之系統，其中，該處理器還用於：當該休眠時長不超過該預設時長時，讀取預先存儲的放電截止電壓，並根據該放電截止電壓及所讀取的該電池參數的值獲取對應的第四剩餘容量比，計算該第三剩餘容量比和該第四剩餘容量比的差值，得到第五剩餘容量比；及根據該第二剩餘容量比和該第五剩餘容量比，得到修正後的當前剩餘容量比。
  16. 根據申請專利範圍第15項之系統，其中，該處理器還用於選擇該第二剩餘容量比和該第五剩餘容量比中的較小值作為該修正後的當前剩餘容量比。
  17. 根據申請專利範圍第10項之系統，其中，該處理器還用於：在該全功率模式下，每超過預設時間間隔時，讀取一次該電池參數的值，並根據在每超過該預設時間間隔時所讀取的該電池參數的值獲取對應的第六剩餘容量比；及讀取該當前剩餘容量比，計算出該第六剩餘容量比和所讀取的當前剩餘容量比的第一比值；根據該第一比值、該預設時間間隔及在每超過該預設時間間隔時所讀取的該電池參數的值，計算出第一變化值，並用該第一變化值調整先前存儲的當前剩餘容量值，得到並存儲調整後的當前剩餘容量值；及根據該調整後的當前剩餘容量值和該預設總容量，計算出修正後的當前剩餘容量比。
  18. 根據申請專利範圍第10項之系統，其中，該處理器還用於：在該全功率模式下，每超過預設時間間隔時，讀取一次該電池參數的值，並根據在每超過該預設時間間隔時所讀取的該電池參數的值獲取對應的第六剩餘容量比；根據預先存儲的放電截止電壓和在每超過該預設時間間隔時所讀取的該電池參數的值獲取第七剩餘容量比，計算出該第六剩餘容量比和該第七剩餘容量比的差值，讀取該當前剩餘容量比，根據該差值和所讀取的當前剩餘容量比，計算出第二比值；根據該第二比值、該預設時間間隔及在每超過該預設時間間隔時所讀取的該電池參數的值，計算出第二變化值，並用該第二變化值調整先前存儲的當前剩餘容量值，得到並存儲調整後的當前剩餘容量值；及 根據該調整後的當前剩餘容量值和該預設總容量，計算出修正後的當前剩餘容量比。
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