快速測定當前的和潛在的電池容量的製作方法
2023-10-29 21:31:22 1
專利名稱：快速測定當前的和潛在的電池容量的製作方法
技術領域：
本發明涉及可再充電的蓄電池，更具體地說本發明涉及快速測定電池的狀態或電量參數，比如電池潛在的最大充電容量和電池的當前電量。
背景技術：
行動電話、尋呼機、手持遊戲機、便攜收音機、磁帶錄音機、光碟播放器、轉臂箱、雙向移動無線電、膝上型和可攜式計算機、可攜式電力工具、高爾夫小車、電動車輛以及接電輪椅都至少具有一個相同點它們都使用電池。當帶這些裝置中的一種裝置準備帶到家或辦公室以外時，使用者注意提醒自己下列問題中的一個或多個問題最近一次我是什麼時候給電池充電？從那時起我能使用它多久？電池中的電量對於會議或飛行或旅行是否足夠？我的備用電池處於什麼狀態？最近一次我是什麼時候給它充電？如果電池不能提供它們當前的容量指示則不能回答這些問題。一些裝置試圖通過測量從電池中流出的電流和它使用的時間估計剩餘的電量。然而，這種方法並不能考慮電池的自然放電和使用時間較長的電池並不能充電到它的額定容量的100％的這些事實。
因此，使用者需要能夠快速地確定電池的當前和潛在的容量，以便使用者能夠決定是否要對電池進行再充電或攜帶備用電池或裝上另一電池。
發明內容
本發明提供一種電池的電量參數(比如電池的當前電量和電池的潛在的或最大的充電容量)的快速測定方法。給該電池施加一個或多個放電脈衝和休止周期。測量電池電壓以提供在休止周期中電壓和/或在放電脈衝中電壓。單獨使用或與其它的開路電池電壓一起使用在這些測量電壓中的兩個或更多個所測量的電壓之中的差值電壓作為到曲線或查詢表或方程式或算法的輸入以確定電池的最大容量或狀態或該電池的當前電量。然後將這種信息顯示給使用者以便使用者知道電池的最大容量和當前的電量。然後使用者作出該電池對於他所計劃的項目是否足夠的明智的判斷。還可以將該電量參數輸出到另一過程中比如充電過程中以控制或改變該過程。
本發明有幾種不同的實施例。這些實施例包括將一個或多個休止周期和放電脈衝施加到電池中，在休止周期和/或放電脈衝中測量一種或多種電壓，確定不同的電壓，並單獨或與開路電壓一起應用該差值電壓，以確定電池的一種或多種電量參數。例如，一種實施例是將第一休止周期施加到電池中，將放電脈衝施加到該電池，將第二休止周期施加到該電池，在第一休止周期中測量電池的第一開路電壓，在第二休止周期中測量電池的第二開路電壓，從第一開路電壓中減去第二開路電壓來確定差值電壓，應用該差值電壓確定該電池的電量參數，以及輸出該電量參數。另一種實施例是將第一休止周期施加到電池中，將放電脈衝施加到該電池，將第二休止周期施加到該電池，在第一休止周期中測量電池的第一開路電壓，在第二休止周期中測量電池的第二開路電壓，從第一開路電壓中減去第二開路電壓來確定差值電壓，應用該第一開路電壓和該差值電壓確定該電池的電量參數，以及輸出該電量參數。
另一種實施例是將許多休止周期和許多放電脈衝施加到電池，在放電脈衝中所選擇的一個放電脈衝中的第一點上測量該電池的第一加載電路電壓，該放電脈衝是在休止周期中所選擇的一個休止周期之後的放電脈衝，在放電脈衝中所選擇的第一放電脈衝中的第二點上測量該電池的第二加載電路電壓，從第一加載電路電壓中減去第二加載電路電壓來確定差值電壓，應用該差值電壓確定該電池的電量參數，以及輸出該電量參數。再一種實施例是將許多休止周期和許多放電脈衝施加到電池，在放電脈衝中所選擇的一個放電脈衝中的第一點上測量該電池的第一加載電路電壓，該放電脈衝是在休止周期中所選擇的一個休止周期之後的放電脈衝，在放電脈衝中所選擇的第一放電脈衝中的第二點上測量該電池的第二加載電路電壓，從第一加載電壓中減去第二加載電壓來確定差值電壓，應用該第一開路電壓和該差值電壓確定該電池的電量參數，以及輸出該電量參數。
下文描述了一些其它的變型和實施例。
結合附圖和權利要求，從下文對優選實施例的描述中將會清楚本發明的其它特徵和優點。
附圖1所示為實施例本發明的電路的優選實施例。
附圖2所示為用於測定電池的狀態的電壓測量的波形。
附圖3所示為如何應用電壓測量值確定電池的狀態的附圖。
附圖4所示為本發明的操作流程圖。
具體實施例方式
現在參看附圖，附圖1所示為實施例本發明的電路的優選實施例。電路10包括用戶控制面板12比如鍵盤、控制器13、顯示器14、放電電路16和電流監測電路20。鍵盤12連接到控制器13的「K」輸入，它允許使用者輸入指定的參數比如電池類型(鋰電池、鉛酸蓄電池、NiCad、NiFe、NiMH等)以及其它的相關的信息比如標稱電池電壓或串聯的電池數。用戶控制面板12可以是鍵盤、撥號盤、開關陣列或輸入信息或指令的其它裝置。為簡化使用者的操作，控制器13可以對許多電池類型的參數進行編程。在這種情況下，使用者僅簡單地輸入電池類型比如型號，該控制器13可以自動地使用對該電池類型適合的參數。顯示器14連接到控制器13的「S」輸出並為操作者顯示信息、選擇、參數等。如果該電路總是用於一種類型的電池，比如膝上型電腦隨機攜帶的特定類型的電池，則用戶控制面板12可以僅由「TEST」開關組成。類似地，顯示器可以僅是一種LED/LCD讀出設備或一種或多種柱狀圖或其它適合的顯示。該顯示可以指示任何所需的數據或簡單地指示最大的容量和當前的電量，比如「最大的容量1350maH」和「當前容量675maH」。當然，如果使用電池的設備的功率消耗已知，則該顯示可以指示相應的時間，比如「最大的容量5小時」和「剩餘容量2.5小時」。此外，還可以將該信息輸出到另一過程中，比如充電過程，來自控制器13的「S」輸出或其它輸出可以用於將這種信息輸出到這些其它的過程中。
控制器13的「D」輸出連接到放電電路16，該放電電路16可以由控制器13構造成提供放電電流或將所選擇的負載施加到電池。通過控制器13控制由放電電路16所形成的脈衝的脈衝寬度。放電電路16通過導體21連接到電池11的正端。電池11的負端通過電阻20連接到電路的地端，該電阻20的額定值為0.01歐姆。從電池11流出的電流必需通過電阻20。因此通過測量在電池20上的電壓可以確定通過電池11的電流。當然，其它的裝置比如霍爾效應器件也可以用於測定電池的電流。
通過測量在導體21和電路地端之間的電壓來監測電池電壓。通過測量在導體21和22之間的電壓或通過從在導體21上的電壓中減去導體22的電壓消除電阻20的影響。導體21和22分別連接到控制器13的V和I輸入中。可以理解的是如果控制器13是邏輯器件，比如微處理器，則該信號必需轉換為對控制器13適合的形式，比如使用模擬到數字轉換器。
電池的存在可以通過如下的方式測定通過啟動放電電路16並監測電流監測器20的輸出以確定放電電流是否流動或者通過使去極化電路16停止並監測該電壓以確定該電池是否存在。
溫度傳感器23連接到控制器13的「『T」輸入中，並且如果需要的話可以用於測量電池11的溫度以便在確定電池的狀態和當前的電量的過程中考慮電池的溫度。然而，在許多應用中該電池的溫度並不是重要的因素或不予考慮，比如假設是在室溫操作環境下，則在這種應用中可以省去傳感器23。
在該優選實施例中控制器13包括微處理器、存儲器、定時器和計數器，該存儲器的至少一部分包含有控制器13的操作指令。定時器和計數器可以是分開的器件或是微處理器的一部分，並可以用於控制放電脈衝的持續時間或休止周期持續時間、對所應用的休止周期或放電脈衝進行計數等。
在優選的實施例中，控制器13將放電脈衝施加到該電池中，在預定的時間點上測量電池電壓，然後基於這些電壓測量值確定電池電量參數，比如最大潛在的電量和當前的電量。
附圖2所示為用於確定電池11的電量參數的電壓測量的波形圖。在優選實施例中，將兩個或多個放電脈衝210施加到所測試的電池11，在放電脈衝210周圍的兩個休止周期220中或在一個休止周期220中和至少一個放電脈衝210中測量電池電壓測量225，230。然後應用這些電壓測量中的兩個或更多個電壓測量值確定電池的電量參數。
根據電池的類型由如下的一種或多種因素確定電池的最大充電容量，比如電池的已使用年限、電池的當前溫度、電池先前的過熱、電池先前的冷凍、電池先前過充電、電池先前的過放電、電池先前的和當前的水和電解液液面以及電池的其它的電、化學或機械歷史或機械損傷。如下文所定義的差值電壓DELTA-L提供了電池的狀態信息，即電池的潛在或最大的容量。將差值電壓DELTA-L與應用已知充電容量的電池在先憑經驗所確定的DELTA-L差值電壓值進行比較。給每種類型的電池(鋰離子、NiCad、NiMH、NiFe、鉛酸等)以及一種電池類型的每種額定容量(600毫安-小時(maH)，1500maH，2500maH等)確定用於估計電池充電容量的DELTA-L差值電壓。
通常，DELTA-L差值電壓越低，該電池的最大可能的電量越多。相反，DELTA-L差值電壓越高，該電池的最大可能的電量越少。給每種類型的電池(鋰離子、NiCad、NiMH、NiFe、鉛酸等)以及一種電池類型的每種額定容量(600毫安-小時(maH)，1500maH，250,000maH等)根據經驗確定用於比較以估計電池的最大可能電量的DELTA-L差值電壓電平。例如，對於新的充滿電的電池DELTA-L電壓可能是20mv，而對於舊的充電不滿的電池可能是75mv。
附圖3所示為應用DELTA-L電壓和開路電壓如何確定電池的最大潛在的電量和當前的電量的曲線圖。示出了電池的實例性放電曲線301、302、303和304。如果電池的容量為1350maH(毫安-小時)，則放電曲線為304。如果電池的容量為1000maH、675maH或400maH，則放電曲線分別為303、302或301。
X伏特的開路電壓表明在一種曲線上電池的當前放電電平高於在另一曲線上的電池的相同開路電壓。如果開路電池電壓例如為3.75伏特，則僅應用電池的開路電壓，不能確定電池的當前的電量，因為3.75伏特的開路電壓可以代表在曲線301、302、303或304上的點305、306、307或307中的任一點。
本發明通過應用DELTA-L差值電壓來確定電池的電量參數比如電池的最大充電容量來解決這個問題。對於新的充滿電的電池DELTA-L電壓例如可能是「X」毫伏特(mv)，但對於已使用較長時間的充電不滿的電池可能是「Y」mv。例如，基於經驗數據，對於特定類型的電池的「X」mv的DELTA-L電壓表示該電池的最大容量為1350maH，而「Y」mv的DELTA-L電壓表示該電池的最大容量為675maH。因此，確定了所測試的電池的DELTA-L電壓，應用這種DELTA-L電壓確定對於該電池適合的曲線，由此指示該電池的最大潛在的電量。
在優選實施例中，應用經驗數據獲得一種或多種表明在DELTA-L電壓和潛在的最大電池容量之間的關係的查詢表。當然，收集越多的經驗數據，該查詢表將越精確。然而，只要可以獲得幾個經驗數據點，則可以外推或內插經驗數據或表結果以確定電池的潛在的充電容量。此外，基於經驗數據還可以推導出算法或方程式，應用這些算法或方程式替代查詢表或與查詢表一起連同DELTA-L電壓來確定潛在的電池容量。
因此一旦確定了該電池的適合的曲線，則應用開路電壓指示另一种放電參數，比如電池當前的電量(有時稱為剩餘電量)。還可以應用已知最大容量和已知當前電量的電池經驗地確定該參考開路電壓值。對於每種類型的電池(鋰離子、NiCad、NiMH、NiFe、鉛酸等)和一種類型電池的每種額定容量(600毫安-小時(maH)，1500maH，250,000maH等)確定用於估計電池的當前電量的參考開路電壓值。
因此，應用DELTA-L電壓和開路電壓已經指示電池的電量參數，比如對該電池哪種曲線301-304和哪個點適合。曲線301-304直接表明電池的最大潛在的容量。例如，曲線301表明400maH的最大的潛在的容量，曲線304表明1350maH的最大的潛在的容量。一旦確定了正確的曲線，應用開路電壓確定當前的容量。
例如，如果曲線303用於該電池，則它具有1000maH的最大潛在的容量。如果開路電壓為3.75伏特，則該電池當前處於點307上。從點307朝下到容量軸線，可以看到在1000maH最大的容量中已經用完了400maH。因此，該電池的剩餘電量為600maH(1000maH最大容量減去已經用完的400maH)。
此外，例如，如果曲線302用於該電池，則它具有675maH的最大潛在的容量。如果開路電壓為3.75伏特，則該電池當前處於點306上。從點306朝下到容量軸線，可以看到在675maH最大的容量中已經用完了300maH。因此，該電池的剩餘電量為375maH(675maH最大容量減去已經用完的300maH)。
現在返回到附圖2，下文描述DELTA-L電壓的測量。將一種或多種相對較大的幅值的放電脈衝210A，210B施加到電池，在預定的點上測量電池電壓，在這些電壓測量值的基礎上確定該電池的電量參數。
在優選實施例中，使用兩种放電脈衝210A，210B，優選在休止周期220A結束時測量開路電壓225A，優選在放電脈衝210A，210B結束時測量加載電路電壓230A和230B。然後通過從電壓230A中減去電壓230B確定電壓差DELTA-L1。作為實例，對於充滿電的新的鋰離子電池典型的DELTA-L1為10mv，但對於大部分已放電、電壓不足的電池為40mv。然後應用差值電壓確定一種電量參數，比如最大的電池容量，然後應用開路電壓確定的另一種電量參數，比如電池的當前電量。
在一實施例中，僅需要一种放電脈衝210A，優選在休止周期220A結束時測量開路電壓225A，優選在休止周期220B開始時測量開路電壓225B。然後通過從電壓225A中減去電壓225B確定電壓差DELTA-L2。
在另一實施例中，有兩種或多种放電脈衝210，優選在休止周期220A中測量開路電壓225A，優選在放電脈衝210之後的休止周期開始時測量另一開路電壓，比如在放電脈衝210B之後測量電壓225C或在放電脈衝210C之後測量電壓225D。然後通過從電壓225A中減去電壓225B(或電壓225C或電壓225D)確定電壓差DELTA-L3。或者開路電壓測量225B可以是第一開路電壓測量值，通過從電壓225B中減去電壓225C(或電壓225D或電壓225N)確定電壓差DELTA-L3。
在另一實施例，僅應用一种放電脈衝210A，優選在休止周期220A結束時測量開路電壓225A，優選在放電脈衝210A開始時測量加載電路電壓測量230A』，優選在放電脈衝210A結束時測量加載電路電壓230A。然後通過從電壓230A』中減去電壓220A確定電壓差DELTA-L4。
在另一實施例中，有兩種或多种放電脈衝210，正好在所選擇的放電脈衝210N之前的休止周期結束時測量開路電壓，在放電脈衝210的開始時測量負載電壓以提供電壓230N』，在所選擇的放電脈衝的結束時測量加載電路電壓以提供電壓230N。在本實施例中，DELTA-LN確定為在所選擇的放電脈衝210的過程中差值電壓。因此DELTA-L5B為電壓230N』減去電壓230B，DELTA-L5C為電壓230C』減去電壓230C，等等。
因此，一般地說，測量開路電壓，然後在放電脈衝210中或在休止周期220中測量隨後的電壓，應用在放電脈衝210中或在休止周期220中的差值電壓或在放電脈衝210或在休止周期220之間的電壓差產生DELTA-L測量。然後應用這個DELTA-L測量確定最大的潛在的電池容量和對該電池適合的操作曲線，然後應用開路電壓確定電池的當前電量水平。
要使用的DELTA-L可以是簡單的DELTA-L，即簡單的開路DELTA-L(DELTA-L2，DELTA-L3)或簡單的加載電路DELTA-L(DELTA-L1，DELTA-L4，DELTA-L5)。DELTA-L還可以是複合DELTA-L，即一種或多種簡單的開路DELTA-L和/或一種或多種簡單的加載電路DELTA-L的組合。例如，要使用的DELTA-L可以是DELTA-L1減去DELTA-L2或DELTA-L1乘以DELTA-L3或兩種或多種簡單DELTA-L的其它形式的和或積或商。因此，在另一種實施例中，兩種或多種DELTA-L電壓相組合以確定電池的電量參數，比如對於該電池哪種曲線是正確的操作曲線。因此，在附圖3中的曲線可以是基於DELTA-L1和DELTA-L2之和或DELTA-L1和DELTA-L2之積或三種或更多的DELTA-L測量值之和或之積。
為方便起見，所示的放電脈衝210為矩形脈衝，但可以理解的是在實際中並不經常是這樣的，因此應該理解的是本發明包括但並不要求使用這種矩形波形。此外，為了方便所示的放電脈衝210具有相同的脈衝寬度，但這並不構成任何限制。可取的是但不是必需的是，放電脈衝210具有相同或近似相同的電流幅值215。所示的放電脈衝210數僅是為了方便並不構成對本發明的限制。然而，放電脈衝從電池中吸收功率以使放電脈衝數優選應該限制在需要確定該電池的所需的電量參數的數目。同樣，為了方便起見，所示的休止周期220具有相同的持續時間，但這並不構成對本發明限制。此外，為了清楚地說明，放大了在電壓225和電壓230之間的差值。此外，為了說明清楚，沒有示出在電壓225A-225D之差，也沒有示出在電壓230A-230C之間的差，因為與實際的電壓相比這些差值很小。然而，如在此所示，這些小的差值很重要，本發明應用這些小差值確定電池的狀態和電量。
當進行電壓測量時在休止周期內特定的位置稍微有些嚴格，可取的是在此在所指定的點上測量電壓。根據所進行測量的時間不同電壓測量不同，因此應該在與經驗的電壓測量相同的休止周期內的相同的點上對所測試的電池進行電壓測量。
同樣，當進行電壓測量時在放電脈衝內特定的位置稍微有些嚴格，可取的是在此在所指定的點上測量電壓。根據所進行測量的時間不同電壓測量不同，因此應該在與用於產生經驗的電壓測量相同的放電脈衝內的相同的點上對所測試的電池進行測量。
類似地，雖然附圖2所示為在第一放電脈衝之前和之中以及在第二放電脈衝之中和之後進行測量，但是用於測量的放電脈衝並不嚴格。例如，可以在第一放電脈衝之前、在第二放電脈衝之中、在第五放電脈衝之中以及在第六放電脈衝之後進行測量。
然而，根據所進行測量的時間不同電壓測量不同，因此應該在相對於用於產生經驗的電壓測量相同的休止周期或放電脈衝相同的點上對所測試的電池進行測量。
放電脈衝的幅值和持續時間稍微有些嚴格。放電脈衝的持續時間和等待時間(也稱為休止周期)取決於所測試的電池的類型。對於鋰離子電池，放電脈衝210可能具有4安培的幅值和50毫秒的持續時間，等待周期220可能為100毫秒。對於NiCad或NiMH電池，放電脈衝可能具有4安培的幅值和20毫秒的持續時間，等待周期可能為100毫秒。然而，如上文所述，根據這些因素的不同電壓測量不相同，因此在與經驗的電壓測量相同的條件下對所測試的電池進行測量。
因此，根據本發明，已經應用一種或多種測量DELTA-L1，DELTA-L2等確定電池的電量參數(比如電池的狀態)作為電池的當前的最大的容量，以及應用開路電壓確定電池的另一種電量參數，比如電池的剩餘電量。因此，使用者將電池插入到測試裝置中並快速地(在幾個休止周期內)確定對於要完成的工作該電池是否足夠或對於特定的工作該電池能夠提供多長時間的能量。
附圖4所示為本發明的一種實施例的操作流程圖。這種操作優選通過控制器13控制。在步驟410中，給電池施加一個或多個休止周期和一個或多個放電脈衝。然後在休止周期和/或放電脈衝中的所需的點上測量一種或多種開路和/或加載電路電池電壓。作為一種實例，如果在一個放電脈衝之後應用一休止周期，然後測量電壓225A，230A和230A』。因此現在已經獲得了基本的電壓測量。
在步驟420中，確定所需的DELTA-L差值電壓測量。如上文所示，該測量可以是簡單的DELTA-L或複合的DELTA-L。因此，現在已經獲得了確定電池的狀態或電量參數的測量。
在步驟430中，基於所需的DELTA-L測量確定電池的一種參數比如電池的最大潛在的充電容量。
在步驟440中，根據開路電壓測量和所需的DELTA-L測量確定電池的另一種電量參數比如電池的當前電量水平。
因此，在步驟430和440中，基於DELTA-L測量和開路電壓測量從查詢表或算法或這兩者確定電池的狀態或電池的電量參數比如最大的潛在充電容量和電池的當前的電量水平。
在步驟450中，將電池的電量參數比如潛在的最大電池容量和/或電池的當前電量水平通過給用戶顯示的方式輸出或提供給另一過程比如充電過程。
因此，使用者現在已經完成了關於電池的電量參數或狀態的信息，即使用者現在已經得知了電池的充電容量和電池的當前電量。因此使用者能夠確定該電池是否滿足使用者的需要或是否攜帶備用電池或是否應該更換電池或應該對該電池進行充電。
如上文所述，還可以將潛在的最大充電容量和/或電池的當前電量水平輸出以控制另一過程，比如開始電池進行充電的過程或改變電池的充電過程或終止電池的充電過程。例如，如果最大的潛在容量的1000maH，而當前電量水平是250maH，則理想的是要開始充電過程。或者如果最大的潛在容量是1000maH，而當前的電量水平是990maH，則理想的是改變或停止充電過程。在美國專利US5,307,000中公開了一種應用與本發明相同的許多部件的充電電路的實例。
從上文的描述中應該理解的是本發明提供了一種快速地確定電池的狀態或電量參數比如電池的最大的充電容量和電池的當前的電量的方法和裝置。因此本發明可以使使用者能夠確定特定的電池是否足夠完成所給定的任務或者是否到了啟動、停止或改變電池的充電過程的時候。
雖然根據本發明的特定的優選實施例已經描述了本發明，但是本發明不限於簡單地確定電池的當前狀態和電量。本發明在下述方面還很有用確定還需要多少電量才能使電池充滿，確定電池是否已經充滿或還應該進一步充電的測試。
通過閱讀上文對本發明的優選實施例的描述，本領域的熟練技術人員可以對本發明作出各種改進和變型。因此，本發明的範圍僅以下文的權利要求限定。
權利要求
1.一種確定電池的電量參數的方法，包括將一第一休止周期施加到所說的電池中；將一放電脈衝施加到所說的電池中；將一第二休止周期施加到所說的電池中；在所說的第一休止周期中測量所說的電池的第一開路電壓；在所說的第二休止周期中測量所說的電池的第二開路電壓；從所說的第一開路電壓中減去所說的第二開路電壓來確定差值電壓；應用所說的差值電壓確定所說的電池的電量參數；以及輸出所說的電量參數。
2.一種確定電池的電量參數的方法，包括將一第一休止周期施加到所說的電池中；將一放電脈衝施加到所說的電池中；將一第二休止周期施加到所說的電池中；在所說的第一休止周期中測量所說的電池的第一開路電壓；在所說的第二休止周期中測量所說的電池的第二開路電壓；從所說的第一開路電壓中減去所說的第二開路電壓來確定差值電壓；應用所說的第一開路電壓和所說的差值電壓確定所說的電池的電量參數；以及輸出所說的電量參數。
3.一種確定電池的電量參數的方法，包括將許多休止周期和許多放電脈衝施加到所說的電池；在所說的休止周期中所選擇的第一休止周期中測量所說的電池的第一開路電壓；在所說的休止周期中所選擇的第二休止周期中測量所說的電池的第二開路電壓，所說的第二休止周期是在所說的休止周期中的所選擇的所說的第一休止周期之後；通過從所說的第一開路電壓中減去所說的第二開路電壓來確定差值電壓；應用所說的差值電壓確定所說的電池的電量參數；以及輸出所說的電量參數。
4.一種確定電池的電量參數的方法，包括將許多休止周期和許多放電脈衝施加到所說的電池；在所說的休止周期中所選擇的第一休止周期中測量所說的電池的第一開路電壓；在所說的休止周期中所選擇的第二休止周期中測量所說的電池的第二開路電壓，所說的第二休止周期是在所說的休止周期中的所選擇的所說的第一休止周期之後；通過從所說的第一開路電壓中減去所說的第二開路電壓來確定差值電壓；應用所說的第一開路電壓和所說的差值電壓確定所說的電池的電量參數；以及輸出所說的電量參數。
5.一種確定電池的電量參數的方法，包括將許多休止周期和許多放電脈衝施加到所說的電池；在所說的休止周期中所選擇的第一休止周期中測量所說的電池的第一開路電壓；在所說的休止周期中所選擇的第二休止周期中測量所說的電池的第二開路電壓，所說的第二休止周期是在所說的休止周期中的所選擇的所說的第一休止周期之後；在所說的休止周期中所選擇的第三休止周期中測量所說的電池的第三開路電壓，所說的第三休止周期是在所說的休止周期中的所選擇的所說的第二休止周期之後；通過從所說的第二開路電壓中減去所說的第三開路電壓來確定差值電壓；應用所說的第一開路電壓和所說的差值電壓確定所說的電池的電量參數；以及輸出所說的電量參數。
6.一種確定電池的電量參數的方法，包括將一休止周期施加到所說的電池中；將一放電脈衝施加到所說的電池中；在所說的放電脈衝的過程中的第一點上測量所說的電池的第一加載電路電壓；在所說的放電脈衝的過程中的第二點上測量所說的電池的第二加載電路電壓；從所說的第一加載電路電壓中減去所說的第二加載電路電壓來確定差值電壓；應用所說的差值電壓確定所說的電池的電量參數；以及輸出所說的電量參數。
7.一種確定電池的電量參數的方法，包括將一休止周期施加到所說的電池中；將一放電脈衝施加到所說的電池中；在所說的休止周期中測量所說的電池的開路電壓；在所說的放電脈衝的過程中的第一點上測量所說的電池的第一加載電路電壓；在所說的放電脈衝的過程中的第二點上測量所說的電池的第二加載電路電壓；從所說的第一加載電路電壓中減去所說的第二加載電路電壓來確定差值電壓；應用所說的開路電壓和所說的差值電壓確定所說的電池的電量參數；以及輸出所說的電量參數。
8.一種確定電池的電量參數的方法，包括將許多休止周期和許多放電脈衝施加到所說的電池；在所說的放電脈衝中所選擇的第一放電脈衝中測量所說的電池的第一加載電路電壓；在所說的放電脈衝中所選擇的第二放電脈衝中測量所說的電池的第二加載電路電壓，所說的第二放電脈衝是在所說的放電脈衝中的所選擇的所說的第一放電脈衝之後；通過從所說的第一加載電路電壓中減去所說的第二加載電路電壓來確定差值電壓；應用所說的差值電壓確定所說的電池的電量參數；以及輸出所說的電量參數。
9.一種確定電池的電量參數的方法，包括將許多休止周期和許多放電脈衝施加到所說的電池；在所說的休止周期鍾所選擇的第一休止周期中測量所說的電池的開路電壓；在所說的放電脈衝中所選擇的第一放電脈衝中測量所說的電池的第一加載電路電壓，所說的第一放電脈衝是在所說的休止周期中的所選擇的所說的第一休止周期之後；在所說的放電脈衝中所選擇的第二放電脈衝中測量所說的電池的第二加載電路電壓，所說的第二放電脈衝是在所說的放電脈衝中的所選擇的所說的第一放電脈衝之後；通過從所說的第一加載電路電壓中減去所說的第二加載電路電壓來確定差值電壓；應用所說的開路電壓和所說的差值電壓確定所說的電池的電量參數；以及輸出所說的電量參數。
10.一種確定電池的電量參數的方法，包括將許多休止周期和許多放電脈衝施加到所說的電池；在所說的放電脈衝中所選擇的一個放電脈衝的第一點上測量所說的電池的第一加載電路電壓；在所說的放電脈衝的所說的所選擇的第一放電脈衝的第二點上測量所說的電池的第二加載電路電壓；通過從所說的第一加載電路電壓中減去所說的第二加載電路電壓來確定差值電壓；應用所說的差值電壓確定所說的電池的電量參數；以及輸出所說的電量參數。
11.一種確定電池的電量參數的方法，包括將許多休止周期和許多放電脈衝施加到所說的電池；在所說的休止周期中所選擇的一個休止周期中測量開路電壓；在所說的放電脈衝中所選擇的一個放電脈衝的第一點上測量所說的電池的第一加載電路電壓，所選擇的一個放電脈衝是在所說的休止周期中所選擇的一個休止周期之後；在所說的放電脈衝的所說的所選擇的第一放電脈衝的第二點上測量所說的電池的第二加載電路電壓；通過從所說的第一加載電路電壓中減去所說的第二加載電路電壓來確定差值電壓；應用所說的第一開路電壓和所說的差值電壓確定所說的電池的電量參數；以及輸出所說的電量參數。
12.一種確定電池的電量參數的方法，包括將許多休止周期和許多放電脈衝施加到所說的電池；在所說的放電脈衝中所選擇的第一放電脈衝的第一點上測量所說的電池的第一加載電路電壓；在所說的放電脈衝中所選擇的所說的第一放電脈衝的第二點上測量所說的電池的第二加載電路電壓；通過從所說的第一加載電路電壓中減去所說的第二加載電路電壓來確定第一差值電壓；在所說的放電脈衝中所選擇的第二放電脈衝的第一點上測量所說的電池的第三加載電路電壓，所說的所選擇的第二放電脈衝在所說的放電脈衝中所選擇的所說的第一放電脈衝之後；在所說的放電脈衝中所選擇的第二放電脈衝的第二點上測量所說的電池的第四加載電路電壓；通過從所說的第三加載電路電壓中減去所說的第四加載電路電壓來確定第二差值電壓；組合所說的第一差值電壓和所說的第二差值電壓以提供結果差值；應用所說的結果差值確定所說的電池的電量參數；以及輸出所說的電量參數。
13.一種確定電池的電量參數的方法，包括將許多休止周期和許多放電脈衝施加到所說的電池；在所說的休止周期中所選擇的一個休止周期中測量所說的電池的開路電壓；在所說的放電脈衝中所選擇的第一放電脈衝的第一點上測量所說的電池的第一加載電路電壓，所說的放電脈衝中所選擇的第一放電脈衝是在所說的休止周期中所說的所選擇的一個休止周期之後；在所說的放電脈衝中所選擇的所說的第一放電脈衝的第二點上測量所說的電池的第二加載電路電壓；通過從所說的第一加載電路電壓中減去所說的第二加載電路電壓來確定第一差值電壓；在所說的放電脈衝中所選擇的第二放電脈衝的第一點上測量所說的電池的第三加載電路電壓，所說的所選擇的第二放電脈衝在所說的放電脈衝中所選擇的所說的第一放電脈衝之後；在所說的放電脈衝中所選擇的第二放電脈衝的第二點上測量所說的電池的第四加載電路電壓；通過從所說的第三加載電路電壓中減去所說的第四加載電路電壓來確定第二差值電壓；組合所說的第一差值電壓和所說的第二差值電壓以提供結果差值；應用所說的開路電壓和所說的結果差值確定所說的電池的電量參數；以及輸出所說的電量參數。
14.如權利要求8或9所述的方法，其中僅在所說的放電脈衝中所說的所選擇的第一放電脈衝結束之前測量所說的第一加載電路電壓。
15.如權利要求8或9所述的方法，其中僅在所說的放電脈衝中所說的所選擇的第二放電脈衝結束之前測量所說的第二加載電路電壓。
16.如權利要求6或7所述的方法，其中在所說的放電脈衝開始時測量所說的第一加載電路電壓和僅在所說的放電脈衝結束之前測量所說的第二加載電路電壓。
17.如權利要求10或11所述的方法，其中在所說的放電脈衝中所說的所選擇的一個放電脈衝開始時測量所說的第一加載電路電壓和僅在所說的放電脈衝的所說的所選擇的一個放電脈衝結束之前測量所說的第二加載電路電壓。
18.如權利要求12或13所述的方法，其中在所說的放電脈衝中所說的所選擇的第一放電脈衝開始時測量所說的第一加載電路電壓和僅在所說的放電脈衝的所說的所選擇的第一放電脈衝結束之前測量所說的第二加載電路電壓。
19.如權利要求18所述的方法，其中在所說的放電脈衝中所說的所選擇的第二放電脈衝開始時測量所說的第三加載電路電壓和僅在所說的放電脈衝的所說的所選擇的第二放電脈衝結束之前測量所說的第四加載電路電壓。
20.如權利要求12或13所述的方法，其中所說的組合的步驟包括將所說的第一差值電壓加入到所說的第二差值電壓中。
21.如權利要求12或13所述的方法，其中所說的組合的步驟包括將所說的第一差值電壓乘以所說的第二差值電壓。
22.如權利要求1至13中任一權利要求所述的方法，其中所說的電量參數是所說的電池的當前電量。
23.如權利要求1至13中任一權利要求所述的方法，其中所說的電量參數是所說的電池的當前充電容量。
24.如權利要求1至13中任一權利要求所述的方法，其中應用所說的差值電壓的步驟包括應用所說的差值電壓作為查詢表的索引以及從所說的查詢表中獲得所說的電量參數。
25.如權利要求1至13中任一權利要求所述的方法，其中應用所說的差值電壓的所說的步驟包括應用所說的差值電壓作為方程式的變量以及從所說的方程式中計算所說的電量參數。
26.如權利要求1至13中任一權利要求所述的方法，其中應用所說的差值電壓的步驟包括應用所說的差值電壓作為查詢表的索引以從所說的查詢表中獲得所說的電池的充電容量，以及應用所說的開路電壓和所說的充電容量確定所說的電池的當前的電量。
27.如權利要求1至13中任一權利要求所述的方法，其中應用所說的差值電壓的所說的步驟包括應用所說的差值電壓作為方程式的變量以應用所說的方程式獲得所說的電池的充電容量，以及應用所說的開路電壓和所說的充電容量確定所說的電池的當前的電量。
28.如權利要求8、9、12或13中任一權利要求所述的方法，其中所說的放電脈衝中所說的所選擇的放電脈衝具有相同的電流幅值。
29.如權利要求8、9、12或13中任一權利要求所述的方法，其中所說的放電脈衝中所說的所選擇的第一放電脈衝具有第一電流幅值，所說的放電脈衝中所說的所選擇的第二放電脈衝具有第二電流幅值，所說的第一電流幅值不同於所說的第二電流幅值。
30.如權利要求1至13中任一權利要求所述的方法，其中所說的電量參數是所說的電池的操作曲線。
31.如權利要求1至13中任一權利要求所述的方法，其中所說的電量參數是所說的電池的操作曲線上的操作點。
全文摘要
本發明提供一種電池的狀態或電量參數(比如電池的當前電量和電池的最大的充電容量)的快速測定方法。給該電池施加許多放電脈衝(210)和許多休止周期(220)。在休止周期中測量電池電壓以提供電壓(225),和/或在放電脈衝的過程中提供電壓(230)。應用在這些測量電壓中所選擇的一種差值電壓提供差值電壓DELTA－L,然後應用差值電壓DELTA－L確定電池的電量參數,比如電池的最大充電容量或電池的狀態和電池的當前的電量。然後將這種信息顯示給使用者以便使用者知道電池的當前容量和電池的當前電量,使用者就該電池對於他計劃的工作是否足夠這一問題作出明智的判斷或者提供給隨後的過程比如充電過程。
文檔編號G01R31/36GK1346443SQ00804640
公開日2002年4月24日 申請日期2000年1月31日 優先權日1999年2月2日
發明者尤裡·波德裡查斯基, 耶菲·Y·庫什斯基 申請人:先進充電技術公司