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電池使用電量的測(cè)量系統(tǒng)的制作方法

文檔序號(hào):11684857閱讀:287來(lái)源:國(guó)知局

本實(shí)用新型涉及電量測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域,更為具體地,涉及一種電池使用電量的測(cè)量系統(tǒng)。



背景技術(shù):

傳統(tǒng)的電量測(cè)定技術(shù)主要以測(cè)量電壓和庫(kù)侖計(jì)算算法為基礎(chǔ),在測(cè)定性能上有明顯的局限性。首先,由于成本低且設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,以電壓為基礎(chǔ)的方案被廣泛地用于手持設(shè)備中,但是,隨著時(shí)間的推移,它會(huì)受到電池阻抗變化的影響,動(dòng)態(tài)負(fù)載條件和溫度變化可能致使測(cè)定的誤差很高。其次,庫(kù)侖計(jì)算方案采取一種替代的方法,通過(guò)連續(xù)地對(duì)庫(kù)侖進(jìn)行積分以計(jì)算所消耗的電荷及電荷的狀態(tài)。由于預(yù)先掌握滿(mǎn)電量的情況,從而可以獲得剩余電量,這種方法的一個(gè)缺點(diǎn)是難以精確地模擬自放電,由于沒(méi)有周期性的滿(mǎn)循環(huán)校準(zhǔn),測(cè)定誤差會(huì)隨著時(shí)間的推移而增加。此外,這兩種測(cè)量方法都沒(méi)有解決電池阻抗變化的問(wèn)題。不僅如此,由于常用設(shè)備基于常溫使用,設(shè)計(jì)者出于成本的考慮可能只設(shè)計(jì)了常溫下的電量計(jì)算而未增加其他溫度下的狀況考慮。電池因其化學(xué)特性,在不同溫度下,聚合物離子活性有很大的不同。一般說(shuō)來(lái),在特定范圍內(nèi),溫度越高,活性越高,可放出的電量也就越多,反之越少。這就是為什么冬天和夏天某些電池電量測(cè)量會(huì)有很大差異的主要原因。

最重要的是,目前這兩種測(cè)量方法都是通過(guò)間接測(cè)量電池充/放電電流或者電壓來(lái)推算電池與外界的交換電功率,測(cè)量精度低,穩(wěn)定性差,僅能用作粗略估計(jì)電池的充/放電量,其測(cè)量結(jié)果無(wú)法用于商業(yè)結(jié)算。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

鑒于上述問(wèn)題,本實(shí)用新型的目的是提供一種電池使用電量的測(cè)量系統(tǒng),以解決上述現(xiàn)有的電池電量測(cè)量方法測(cè)試精度不夠精確的問(wèn)題。

本實(shí)用新型提供的電池使用電量的測(cè)量系統(tǒng),與電池芯進(jìn)行封裝,具體包括:電流獲取模塊、電壓獲取模塊、電量獲取模塊、時(shí)間模塊和存儲(chǔ)模塊;其中,電流獲取模塊設(shè)置在電池芯的輸出線(xiàn)路上,用于實(shí)時(shí)獲取電池在當(dāng)前時(shí)刻的瞬時(shí)負(fù)載電流;電壓獲取模塊連接在電池芯的正極與負(fù)極之間,用于實(shí)時(shí)獲取電池在當(dāng)前時(shí)刻的瞬時(shí)負(fù)載電壓;電量獲取模塊分別與電流獲取模塊、電壓獲取模塊連接,用于將瞬時(shí)電壓乘以瞬時(shí)電流乘以預(yù)設(shè)時(shí)間間隔獲得電池在當(dāng)前時(shí)間間隔內(nèi)的使用電量,并對(duì)每段預(yù)設(shè)時(shí)間間隔內(nèi)的使用電量求和獲得電池在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的使用電量;其中,預(yù)設(shè)時(shí)間段由每段預(yù)設(shè)時(shí)間間隔構(gòu)成,使用電量為充電量或耗電量;時(shí)間模塊與電量獲取模塊連接,用于為電池使用電量的測(cè)量系統(tǒng)提供時(shí)間基準(zhǔn),并對(duì)預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的使用電量加蓋時(shí)間戳;存儲(chǔ)模塊與電量獲取模塊連接,用于對(duì)加蓋時(shí)間戳后的使用電量進(jìn)行存儲(chǔ)。

此外,優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是,電池使用電量的測(cè)量系統(tǒng)還包括:與電量獲取模塊連接的ID存儲(chǔ)模塊,用于存儲(chǔ)電池的身份ID。

另外,優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是,電池使用電量的測(cè)量系統(tǒng)還包括:與存儲(chǔ)模塊連接的數(shù)據(jù)交互模塊,用于將存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)的使用電量傳輸至外部設(shè)備及接收所述外部設(shè)備的命令。

再者,優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是,數(shù)據(jù)交互模塊通過(guò)接插件方式或射頻方式與外部設(shè)備進(jìn)行通訊。

與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型提供的電池使用電量的測(cè)量系統(tǒng),通過(guò)測(cè)量電池真實(shí)的瞬時(shí)負(fù)載電壓與瞬時(shí)負(fù)載電流,相乘后再乘以預(yù)設(shè)時(shí)間間隔獲得電池在預(yù)設(shè)時(shí)間間隔內(nèi)的使用電量,與電池的溫度無(wú)關(guān),也與電池阻抗無(wú)關(guān),從而提高電池使用電量的測(cè)量精度。

附圖說(shuō)明

通過(guò)參考以下結(jié)合附圖的說(shuō)明,并且隨著對(duì)本實(shí)用新型的更全面理解,本實(shí)用新型的其它目的及結(jié)果將更加明白及易于理解。在附圖中:

圖1為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的電池使用電量的測(cè)量系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

本實(shí)用新型提供一種電池使用電量的測(cè)量系統(tǒng),該測(cè)量系統(tǒng)與電池芯封裝在一起,不能拆卸,電池芯等同于電池。該測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)兩種方式進(jìn)行激活,第一種是在封裝好的電池通電后,直接激活該測(cè)量系統(tǒng),第二種是在外部設(shè)備第一次讀取測(cè)量系統(tǒng)的使用電量時(shí),向該測(cè)量系統(tǒng)發(fā)送激活命令,由封裝在電池包內(nèi)部的系統(tǒng)程序自動(dòng)激活該測(cè)量系統(tǒng),在該測(cè)量系統(tǒng)被激活后,對(duì)電池的使用電量進(jìn)行測(cè)量,并且無(wú)法再關(guān)閉,直到電池報(bào)廢后回收拆解。

圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的電池使用電量的測(cè)量系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)。

如圖1所示,本實(shí)用新型提供的電池使用電量的測(cè)量系統(tǒng)與電池芯200 封裝共同封裝在電池包300內(nèi),電池包相當(dāng)于電池芯200與電池使用電量的測(cè)量系統(tǒng)的外殼,對(duì)外只露出電池的輸出端400,電池的輸出端包括電池芯 200的正極和負(fù)極。

本實(shí)用新型提供的電池使用電量的測(cè)量系統(tǒng)包括:電流獲取模塊110、電壓獲取模塊120、電量獲取模塊130、時(shí)間模塊140和存儲(chǔ)模塊150,電流獲取模塊110、電壓獲取模塊120、時(shí)間模塊140和存儲(chǔ)模塊150分別與電量獲取模塊130連接,電流獲取模塊110設(shè)置在電池芯200的輸出線(xiàn)路上,而電壓獲取模塊120設(shè)置在電池芯200的正極與負(fù)極之間,即電壓獲取模塊120 的一端與電池芯200的正極連接,另一端與電池芯200的負(fù)極連接。

電流獲取模塊110用于實(shí)時(shí)獲取電池在當(dāng)前時(shí)刻的瞬時(shí)負(fù)載電流,電流獲取模塊110為市面上的電流檢測(cè)芯片。

電壓獲取模塊120用于實(shí)時(shí)獲取電池在當(dāng)前時(shí)刻的瞬時(shí)負(fù)載電壓,電壓獲取模塊120為市面上的電壓檢測(cè)芯片。

電量獲取模塊130用于將電流獲取模塊110獲取的瞬時(shí)電壓乘以電壓獲取模塊120獲取的瞬時(shí)電流乘以預(yù)設(shè)時(shí)間間隔獲得電池在當(dāng)前時(shí)間間隔內(nèi)的使用電量,并對(duì)每段預(yù)設(shè)時(shí)間間隔內(nèi)的使用電量求和獲得電池在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的使用電量;其中,預(yù)設(shè)時(shí)間段由每段預(yù)設(shè)時(shí)間間隔構(gòu)成,使用電量為充電量或耗電量。

例如:當(dāng)前時(shí)間為09點(diǎn)21分20秒,預(yù)設(shè)時(shí)間段為10秒鐘,預(yù)設(shè)時(shí)間間隔為1秒,則將09點(diǎn)21分20秒時(shí)刻獲取的瞬時(shí)電壓乘以瞬時(shí)電流乘以預(yù)設(shè)時(shí)間間隔1秒獲得電池在09點(diǎn)21分20秒-09點(diǎn)21分21秒這段時(shí)間間隔內(nèi)的使用電量,以此類(lèi)推,直到算出09點(diǎn)21分29秒-09點(diǎn)21分30秒這段時(shí)間間隔內(nèi)的使用電量,將09點(diǎn)21分20秒-09點(diǎn)21分30秒內(nèi)所有獲得的使用電量求和,就可獲得電池在09點(diǎn)21分20秒-09點(diǎn)21分30秒內(nèi)的使用電量,即電池在預(yù)設(shè)時(shí)間段10秒內(nèi)的使用電量。

時(shí)間模塊140用于為電池使用電量的測(cè)量系統(tǒng)提供時(shí)間基準(zhǔn),并對(duì)預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的使用電量加蓋時(shí)間戳。

上述的預(yù)設(shè)時(shí)間間隔和預(yù)設(shè)時(shí)間段均由時(shí)間模塊140設(shè)定。

時(shí)間模塊140可以對(duì)預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)所有使用電量的總和加蓋時(shí)間戳,也可以對(duì)預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)每個(gè)預(yù)設(shè)時(shí)間間隔的使用電量加蓋時(shí)間戳。

存儲(chǔ)模塊150用于對(duì)加蓋時(shí)間戳后的使用電量進(jìn)行存儲(chǔ)。

預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)所有使用電量的總和與預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)每個(gè)預(yù)設(shè)時(shí)間間隔的使用電量在加蓋時(shí)間戳后均存儲(chǔ)在存儲(chǔ)模塊150內(nèi),等待外部設(shè)備讀取。

由于存儲(chǔ)模塊150的內(nèi)存有限,在預(yù)設(shè)時(shí)間間隔設(shè)定為較短時(shí)間的情況下,會(huì)占用存儲(chǔ)模塊150很大的內(nèi)容,可能會(huì)導(dǎo)致后續(xù)的數(shù)據(jù)無(wú)法被存儲(chǔ),因此,在實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中,可以根據(jù)外部設(shè)備的刪除命令或電池使用電量的測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)定的觸發(fā)條件,通過(guò)使用電量加蓋的時(shí)間戳選擇性地刪除存儲(chǔ)模塊150內(nèi)存儲(chǔ)的使用電量。

本實(shí)用新型提供的電池使用電量的測(cè)量系統(tǒng)不斷重復(fù)地獲取每個(gè)預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的使用電量,并對(duì)每個(gè)預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的使用電量加蓋時(shí)間戳后存儲(chǔ)到存儲(chǔ)模塊150中,直到電池報(bào)廢為止。

在實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中,電池使用電量的測(cè)量系統(tǒng)還包括ID 存儲(chǔ)模塊160和數(shù)據(jù)交互模塊170;其中,

ID存儲(chǔ)模塊160與電量獲取模塊130連接,用于存儲(chǔ)電池的身份ID,在外部設(shè)備讀取電池的使用電量之前,先讀取該電池的身份ID,以確定電池的身份信息。

數(shù)據(jù)交互模塊170與存儲(chǔ)模塊150連接,用于與外部設(shè)備進(jìn)行通信,以將存儲(chǔ)模塊150存儲(chǔ)的使用電量傳輸至外部設(shè)備,以及接收外部設(shè)備的命令。

數(shù)據(jù)交互模塊170與外部設(shè)備的通信方式包括兩種,分別為接觸方式和非接觸方式,接觸方式為接插件方式,而非接觸方式為射頻方式。具體地,當(dāng)數(shù)據(jù)交互模塊170與外部設(shè)備的通信方式為接觸方式時(shí),外部設(shè)備可以是手持式或固定式讀卡設(shè)備;當(dāng)數(shù)據(jù)交互模塊170與外部設(shè)備的通信方式為非接觸方式時(shí),外部設(shè)備可以是手持式或固定式射頻設(shè)備。

本實(shí)用新型提供的電池使用電量的測(cè)量系統(tǒng)對(duì)電池不同預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的使用電量加蓋時(shí)間戳后進(jìn)行存儲(chǔ),直到電池報(bào)廢為止,外部設(shè)備通過(guò)加蓋的時(shí)間戳選擇性讀取不同預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的使用電量,而讀取方式既可以為接觸方式又可以為非接觸方式,接觸方式是指接插件方式,而非接觸方式是指射頻方式。

以上所述,僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式,但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此,任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi),可輕易想到變化或替換,都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此,本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。

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