專利名稱：鋰離子電池剩余電量值實(shí)時(shí)分析計(jì)算法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰離子電池剩余電量值實(shí)時(shí)分析計(jì)算法。
背景技術(shù)：
在鋰離子電池應(yīng)用領(lǐng)域，鋰離子電池電量本身是很難用簡單的方法去準(zhǔn)確估算電量值的。因?yàn)殇囯x子電池本身存在內(nèi)阻，當(dāng)對外放電電流不同時(shí)，電池兩端的電壓會變化明顯。因此，單單通過電池電壓去判斷電池電量是很不準(zhǔn)確的，單電池兩端電壓本身并不能完全反應(yīng)電量的真實(shí)值。而目前移動(dòng)電源等消費(fèi)電子含有鋰離子電池的產(chǎn)品顯示鋰離子電池剩余電量的 方法，絕大多數(shù)都是基于電池兩端電壓進(jìn)行粗略的比較判斷，然后進(jìn)行電量指示。該方法只能適用于功能簡單、要求不高的含有鋰離子電池的產(chǎn)品上，其最大問題在于電池兩端電壓值會隨負(fù)載功率需求不同，出現(xiàn)不確定性的波動(dòng)。帶大電流負(fù)載時(shí)，電壓會下降很厲害；負(fù)載斷開后，電壓又會緩慢抬升。這樣將在很大程度上影響對電池剩余電量的計(jì)算，帶來較大的計(jì)算誤差。而對于一些要求嚴(yán)格、顯示電量等級較多的含有鋰離子電池的產(chǎn)品，則需要尋找一種新的計(jì)算方法來較為準(zhǔn)確地顯示電池的剩余電量的問題。此外，放電電流不同，電池的放電曲線也會有明顯不同，簡單依靠一條放電曲線去標(biāo)定剩余電量也是不準(zhǔn)確的。有鑒于此，確有必要提供一種更符合鋰離子電池放電規(guī)律、可以在較大程度上降低因電芯兩端電壓隨負(fù)載電流變化而變化的影響、可以更細(xì)、更準(zhǔn)確地估算電量顯示等級的鋰離子電池剩余電量值實(shí)時(shí)分析計(jì)算法，以滿足對剩余電量分格更細(xì)、要求更精確的電子含有鋰離子電池的產(chǎn)品的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種更符合鋰離子電池放電規(guī)律、可以在較大程度上降低因電芯兩端電壓隨負(fù)載電流變化而變化的影響、可以更細(xì)、更準(zhǔn)確地估算電量顯示等級的鋰離子電池剩余電量值實(shí)時(shí)分析計(jì)算法，以滿足對剩余電量分格更細(xì)、要求更精確的電子含有鋰離子電池的產(chǎn)品的要求，以克服現(xiàn)有技術(shù)中用于計(jì)算電池剩余容量的方法不能準(zhǔn)確判斷電池電量、僅能用于功能簡單、要求不高的含有鋰離子電池的產(chǎn)品上的不足。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種鋰離子電池剩余電量值實(shí)時(shí)分析計(jì)算法，包括以下步驟第一步，將電池容量充至100%，然后記錄不同電流下的電池電壓相對于放電時(shí)間的放電曲線，獲取輸出電流、電池電壓和放電時(shí)間三者的數(shù)據(jù)對照表。第二步，將第一步的數(shù)據(jù)對照表轉(zhuǎn)譯成放電時(shí)間、電池電壓和電量顯示等級的三維數(shù)組，并將該三維數(shù)組存儲在設(shè)置于含有鋰離子電池的產(chǎn)品內(nèi)的單片機(jī)內(nèi)。第三步，在實(shí)際放電過程中，含有鋰離子電池的產(chǎn)品依據(jù)存儲在單片機(jī)內(nèi)的三維數(shù)組，進(jìn)行對比分析，顯示出電量等級。作為本發(fā)明鋰離子電池剩余電量值實(shí)時(shí)分析計(jì)算法的一種改進(jìn)，第一步之前先對電池進(jìn)行分容測試，以對容量相同或相近的電池進(jìn)行分組，便于后期的使用和檢測。對于有兩個(gè)單節(jié)電池串聯(lián)而成的兩串電池來說，分容測試后還能夠?qū)⑷萘肯嗤蛳嘟碾姵卮B在一起，從而更好的保證兩串電池的穩(wěn)定性和安全性，最大限度地發(fā)揮兩串電池的容量。作為本發(fā)明鋰離子電池剩余電量值實(shí)時(shí)分析計(jì)算法的一種改進(jìn)，第一步所述放電曲線的測試是將電池連接測試電路板，用電子負(fù)載儀及電參數(shù)記錄儀表同時(shí)對電池進(jìn)行放電跟蹤測試，然后分別存儲輸出電流為500mA、1A、I. 5A和2A四種狀態(tài)下的電池電壓隨時(shí)間的變化曲線，得到四種狀態(tài)下的放電曲線。也就是說，本發(fā)明將電流范圍分為O 500mA,500mA 1A，IA I. 5A，I. 5 2A四個(gè)區(qū)段，對于放電電流位于(Γ 500mA內(nèi)的電流值來說，其放電曲線視為與放電電流為500mA時(shí)的放電曲線重疊，同理,對于放電電流位于500mA IA內(nèi)的電流值來說，其放電曲線視為與放電電流為IA時(shí)的放電曲線重疊，對于放電電流位于IA I. 5A內(nèi)的電流值來說，其放電曲線視為與放電電流為I. 5A時(shí)的放電曲線重疊，對于 放電電流位于I. 5"2A內(nèi)的電流值來說，其放電曲線視為與放電電流為2A時(shí)的放電曲線重疊。這樣做的目的主要是為了簡化流程，縮短該計(jì)算方法所需要的時(shí)間，當(dāng)然，為了使該計(jì)算方法更加精確，還可以將電流劃分為更小的區(qū)間以得到更多的電流段，例如，可以將電流范圍分為 0 250mA, 250mA 500mA，500mA 750mA, 750mA 1A，IA I. 25A，I. 25A I. 5A，I. 5 I. 75Α，1· 75A 2Α八個(gè)區(qū)段，諸如此類。作為本發(fā)明鋰離子電池剩余電量值實(shí)時(shí)分析計(jì)算法的一種改進(jìn)，得到放電曲線后，將500mA、1Α、I. 5A和2A四種狀態(tài)下的放電時(shí)間10等分，建立基于時(shí)間等分的電芯電壓查詢表。當(dāng)然，為了使本發(fā)明的計(jì)算方法更加精確，也可以將時(shí)間分成更多等分，例如，20等分，30等分等。作為本發(fā)明鋰離子電池剩余電量值實(shí)時(shí)分析計(jì)算法的一種改進(jìn)，所述電量等級的顯示為單向遞減顯示，以避免顯示跳動(dòng)。作為本發(fā)明鋰離子電池剩余電量值實(shí)時(shí)分析計(jì)算法的一種改進(jìn)，第三步所述分析對比包括以下步驟含有鋰離子電池的產(chǎn)品檢測出該產(chǎn)品中的鋰離子電池的放電電流，并檢測出放電時(shí)間和電池電壓；然后該產(chǎn)品的控制系統(tǒng)自動(dòng)對照放電時(shí)間、電池電壓和電量顯示等級的三維數(shù)組，顯示出電量等級。也就是說，根據(jù)放電時(shí)間的多少和電池電壓的大小，對照三維數(shù)組，就能方便地判斷剩余電量等級。該方法并不是僅僅通過電池電壓去判斷電池電量，也不是簡單依靠一條放電曲線去標(biāo)定剩余電量，而是根據(jù)放電電流、放電時(shí)間和電池電壓幾者的結(jié)合來判斷剩余電量等級，因此，本發(fā)明的計(jì)算方法可以很大程度上降低因電芯兩端電壓隨負(fù)載電流變化而變化的影響，可以精確地估算剩余電量顯示等級，可以做得更細(xì)、更準(zhǔn)確，尤其適用于數(shù)字顯示電量等級的產(chǎn)品。作為本發(fā)明鋰離子電池剩余電量值實(shí)時(shí)分析計(jì)算法的一種改進(jìn)，所述鋰離子電池為單節(jié)鋰離子電池或由兩個(gè)單節(jié)鋰離子電池串聯(lián)而成的兩串鋰離子電池。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明通過建立放電時(shí)間、電池電壓和電量顯示等級的三維數(shù)組并存儲在單片機(jī)中(單片機(jī)設(shè)置在移動(dòng)電源等含有鋰離子電池的產(chǎn)品內(nèi)部)，移動(dòng)電源等含有鋰離子電池的產(chǎn)品就可以根據(jù)其在一定放電電流下的放電時(shí)間的多少和電池電壓的多少，對應(yīng)出其剩余電量和電量等級并顯示在移動(dòng)電源等含有鋰離子電池的產(chǎn)品的顯示設(shè)備上。由于本發(fā)明并不是僅僅通過電池電壓去判斷電池電量，也不是簡單依靠一條放電曲線去標(biāo)定剩余電量，而是建立不同電流下的輸出電流、電池電壓和放電時(shí)間三者的數(shù)據(jù)對照表，并轉(zhuǎn)譯成放電時(shí)間、電池電壓和電量顯示等級的三維數(shù)組，從而可以在較大程度上降低因電芯兩端電壓隨負(fù)載電流變化而變化的影響，可以更細(xì)、更準(zhǔn)確地估算電量顯示等級，以滿足對剩余電量分格更細(xì)、要求更精確的電子含有鋰離子電池的產(chǎn)品的要求。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例I的流程圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的流程圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :如圖I所示，本實(shí)施例提供的一種單節(jié)鋰離子電池剩余電量值實(shí)時(shí)分析計(jì)算法，包括以下步驟第一步，先對電池進(jìn)行分容測試，并將電池容量充至100%，記錄不同電流下的單節(jié)電池電壓相對于放電時(shí)間的放電曲線，獲取輸出電流、電池電壓和放電時(shí)間三者的數(shù)據(jù)對照表。具體的，將單節(jié)電池連接測試電路板，用電子負(fù)載儀及電參數(shù)記錄儀表同時(shí)對電池進(jìn)行放電跟蹤測試，然后分別存儲輸出電流為500mA、1A、I. 5A和2A四種狀態(tài)下的電池電壓隨時(shí)間的變化曲線，得到四種狀態(tài)下的放電曲線。然后將500mA、lA、l. 5A和2A四種狀態(tài)下的放電時(shí)間10等分，建立基于時(shí)間等分的電芯電壓查詢表。第二步，將第一步的數(shù)據(jù)對照表通過程序代碼轉(zhuǎn)譯成放電時(shí)間、電池電壓和電量顯示等級的三維數(shù)組，并將該三維數(shù)組存儲在設(shè)置于含有鋰離子電池的產(chǎn)品內(nèi)的單片機(jī)內(nèi)；
第三步，在實(shí)際放電過程中，含有鋰離子電池的產(chǎn)品的控制系統(tǒng)依據(jù)存儲在單片機(jī)內(nèi)的三維數(shù)組，進(jìn)行對比分析，顯示出電量等級。電量等級的顯示為單向遞減顯示，以避免顯示跳動(dòng)。其中，第三步的分析對比包括以下步驟含有鋰離子電池的產(chǎn)品檢測出該產(chǎn)品中的鋰離子電池的放電電流，并檢測出放電時(shí)間和電池電壓；然后該產(chǎn)品的控制系統(tǒng)自動(dòng)對照放電時(shí)間、電池電壓和電量顯示等級的三維數(shù)組，顯示出電量等級。實(shí)際使用時(shí)，含有鋰離子電池的產(chǎn)品內(nèi)還可以設(shè)置放電電流檢測裝置、計(jì)時(shí)器和電池電壓檢測裝置等，當(dāng)移動(dòng)電源等產(chǎn)品向外放電時(shí),首先，放電電流檢測裝置檢測出放電電流，然后計(jì)時(shí)器檢測出放電時(shí)間或電池電壓檢測裝置檢測出電池電壓，然后產(chǎn)品控制系統(tǒng)自動(dòng)對照放電時(shí)間、電池電壓和電量顯示等級的三維數(shù)組，顯示出精確的電量等級。當(dāng)然，為了使結(jié)果更加準(zhǔn)確，可以將時(shí)間分成更多等分，或者將測試更多電流下的放電曲線，從而建立一個(gè)更大的放電時(shí)間、電池電壓和電量顯示等級的三維數(shù)組。實(shí)施例2 :如圖2所示，本實(shí)施例提供的一種兩串鋰離子電池剩余電量值實(shí)時(shí)分析計(jì)算法，包括以下步驟第一步，先對電池進(jìn)行分容測試，選擇容量相等或幾乎相等的兩個(gè)電池串聯(lián)起來(為了提高二者的性能一致性，還可以測試兩個(gè)電池的內(nèi)阻等參數(shù)，選擇幾個(gè)參數(shù)均相等或接近的兩個(gè)電池串聯(lián)起來)，并將兩個(gè)電池的電池容量均充至100%，得到一個(gè)電池整體，然后記錄不同電流下的電池電壓相對于放電時(shí)間的放電曲線，獲取輸出電流、電池電壓和放電時(shí)間三者的數(shù)據(jù)對照表。具體的，將兩個(gè)電池串聯(lián)起來組成的電池整體連接測試電路板，用電子負(fù)載儀及電參數(shù)記錄儀表同時(shí)對電池進(jìn)行放電跟蹤測試，然后分別存儲輸出電流為500mA、lA、l. 5A和2A四種狀態(tài)下的電池電壓隨時(shí)間的變化曲線，得到四種狀態(tài)下的放電曲線。然后將500mA、1A、I. 5A和2A四種狀態(tài)下的放電時(shí)間10等分，建立基于時(shí)間等分的電芯電壓查詢表。第二步，將第一步的數(shù)據(jù)對照表通過程序代碼轉(zhuǎn)譯成放電時(shí)間、電池電壓和電量顯示等級的三維數(shù)組，并將該三維數(shù)組存儲在設(shè)置于含有鋰離子電池的產(chǎn)品內(nèi)的單片機(jī)內(nèi)；
第三步，在實(shí)際放電過程中，含有鋰離子電池的產(chǎn)品依據(jù)存儲在單片機(jī)內(nèi)的三維數(shù)組，進(jìn)行對比分析，顯示出電量等級。電量等級的顯示為單向遞減顯示，以避免顯示跳動(dòng)。其中，第三步的分析對比包括以下步驟含有鋰離子電池的產(chǎn)品檢測出該產(chǎn)品中的鋰離子電池的放電電流，并檢測出放電時(shí)間和電池電壓；然后該產(chǎn)品的控制系統(tǒng)自動(dòng)對·照放電時(shí)間、電池電壓和電量顯示等級的三維數(shù)組，顯示出電量等級。實(shí)際使用時(shí)，含有鋰離子電池的產(chǎn)品內(nèi)還可以設(shè)置放電電流檢測裝置、計(jì)時(shí)器和電池電壓檢測裝置等，當(dāng)移動(dòng)電源等產(chǎn)品向外放電時(shí),首先，放電電流檢測裝置檢測出放電電流，然后計(jì)時(shí)器檢測出放電時(shí)間或電池電壓檢測裝置檢測出電池電壓，然后產(chǎn)品控制系統(tǒng)自動(dòng)對照放電時(shí)間、電池電壓和電量顯示等級的三維數(shù)組，顯示出精確的電量等級。當(dāng)然，為了使結(jié)果更加準(zhǔn)確，可以將時(shí)間分成更多等分，或者將測試更多電流下的放電曲線，從而建立一個(gè)更大的放電時(shí)間、電池電壓和電量顯示等級的三維數(shù)組。根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對上述實(shí)施方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏托薷?。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的具體實(shí)施方式
，對本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對本發(fā)明構(gòu)成任何限制。
權(quán)利要求
1.一種鋰離子電池剩余電量值實(shí)時(shí)分析計(jì)算法，其特征在于，包括以下步驟 第一步，將電池容量充至100%，然后記錄不同電流下的電池電壓相對于放電時(shí)間的放電曲線，獲取輸出電流、電池電壓和放電時(shí)間三者的數(shù)據(jù)對照表； 第二步，將第一步的數(shù)據(jù)對照表轉(zhuǎn)譯成放電時(shí)間、電池電壓和電量顯示等級的三維數(shù)組，并將該三維數(shù)組存儲在設(shè)置于含有鋰離子電池的產(chǎn)品內(nèi)的單片機(jī)內(nèi)； 第三步，在實(shí)際放電過程中，含有鋰離子電池的產(chǎn)品依據(jù)存儲在單片機(jī)內(nèi)的三維數(shù)組，進(jìn)行對比分析，顯示出電量等級。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋰離子電池剩余電量值實(shí)時(shí)分析計(jì)算法，其特征在于第一步之前先對電池進(jìn)行分容測試。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋰離子電池剩余電量值實(shí)時(shí)分析計(jì)算法，其特征在于第一步所述放電曲線的測試是將電池連接測試電路板，用電子負(fù)載儀及電參數(shù)記錄儀表同時(shí)對電池進(jìn)行放電跟蹤測試，然后分別存儲輸出電流為500mA、lA、l. 5A和2A四種狀態(tài)下的電池電壓隨時(shí)間的變化曲線,得到四種狀態(tài)下的放電曲線。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰離子電池剩余電量值實(shí)時(shí)分析計(jì)算法，其特征在于得到放電曲線后，將500mA、lA、l. 5A和2A四種狀態(tài)下的放電時(shí)間10等分，建立基于時(shí)間等分的電芯電壓查詢表。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋰離子電池剩余電量值實(shí)時(shí)分析計(jì)算法，其特征在于所述電量等級的顯示為單向遞減顯示。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋰離子電池剩余電量值實(shí)時(shí)分析計(jì)算法，其特征在于第三步所述分析對比包括以下步驟含有鋰離子電池的產(chǎn)品檢測出該產(chǎn)品中的鋰離子電池的放電電流，并檢測出放電時(shí)間和電池電壓；然后該產(chǎn)品的控制系統(tǒng)自動(dòng)對照放電時(shí)間、電池電壓和電量顯示等級的三維數(shù)組，顯示出電量等級。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋰離子電池剩余電量值實(shí)時(shí)分析計(jì)算法，其特征在于所述鋰離子電池為單節(jié)鋰離子電池或由兩個(gè)單節(jié)鋰離子電池串聯(lián)而成的兩串鋰離子電池。
全文摘要
本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰離子電池剩余電量值實(shí)時(shí)分析計(jì)算法，包括以下步驟將電池容量充至100%，然后記錄不同電流下的電池電壓相對于放電時(shí)間的放電曲線，獲取輸出電流、電池電壓和放電時(shí)間三者的數(shù)據(jù)對照表；將數(shù)據(jù)對照表轉(zhuǎn)譯成放電時(shí)間、電池電壓和電量顯示等級的三維數(shù)組，并將該三維數(shù)組存儲在單片機(jī)內(nèi)；在實(shí)際放電過程中，含有鋰離子電池的產(chǎn)品依據(jù)存儲在單片機(jī)內(nèi)的三維數(shù)組，進(jìn)行對比分析，顯示出電量等級。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明可以在較大程度上降低因電芯兩端電壓隨負(fù)載電流變化而變化的影響，可以更細(xì)、更準(zhǔn)確地估算電量顯示等級，以滿足對剩余電量分格更細(xì)、要求更精確的電子含有鋰離子電池的產(chǎn)品的要求。
文檔編號G01R31/36GK102879743SQ201210338039
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月13日
發(fā)明者李天吻, 何林 申請人:東莞市太業(yè)電子科技有限公司