电池截止放电电压测量及修正方法技术

一种电池截止放电电压测量及修正方法，其是依据放电电流及电池表面温度修正电池截止放电电压ＥＤＶ２及ＥＤＶ０的方法。其中ＥＤＶ２为电池电量是总电量的７％至８％时的电池端电压，而ＥＤＶ０为电池电量为总电量的０％时的电池端电压。所述方法是先利用实验数据归纳出两个二元一次经验公式，每一经验公式包含三个参数及两个变量。该两个变量的其中一个和温度有关，另一个则是放电电流。三个参数中的其中一个是两个经验公式都有，另外两个参数则是两个经验公式都不同。再设定以特定温度及放电速率作为边界条件进行定额电流特定温度的放电曲线测量，以找出三个参数，即可依据放电电流及电池表面温度修正电池截止放电电压ＥＤＶ２及ＥＤＶ０。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种可充电电池的截止放电电压(EDV)测量，特别是一种依据电池放电电流及电池表面温度修正电池截止放电电压EDV2(7％电池电量的EDV)及EDV0(0％电池电量的EDV)的方法。
技术介绍
电池可以说是一切可携式电子装置的动力来源。比如说移动电话、笔记型计算机、个人数字助理、随身听等等，都有赖电池提供电力。但毕竟电池只是一种蓄积电量的装置，可携式电子装置使用时就消耗电池的电能。当耗损到一定程度而使剩余的电能不足以驱动该装置的电路后，一种选择是丢掉，另一选择则是再充电。一般而言，不管是以环保考虑，还是以长时间总平均成本思考，可携式电子装置多数采取电池再充电的方式，将原来耗损的电能补充回来。当然，电池可以提供可携式电子产品使用的时间与该可携式电子装置的消耗功率息息相关，也和电池蓄电能力有着密切的关系。而电池蓄电能力除了和电池的蓄电材料有关，也和蓄电材料的记忆效应有关。所谓电池的记忆效应是指电池在使用过程中，由于长期得不到完全的放电，导致电池的实际容量小于真实容量的现象。该现象和电池中的某些元素的特性有关。例如早期的镍镉电池，到近期的镍氢电池或锂电池都发现有不同程度的记忆效应。充电电池还有一个必须注意的特性，即电池端电压和电池容量关系，请参考图1所示的放电曲线。如图所示，放电曲线中有两个电压徙降点，即当电池充电至饱和状态时与电池电量快要释放耗尽时，其它情形下曲线是平缓的。其中和使用者最为息息相关的是电池电量快要释放耗尽时，电池端电压剧降。此时，可以放出的电能非常有限，此电压一般称为截止放电电压(Endof Discharge Voltage，EDV)。在电池端电压等于EDV时，电池的残余电量值可能为完全充电时的8％或7％(这个电压有时也称为EDV2)。另外，还有另一个重要的参数称为EDV0，指的是电池的残余电能为0％。事实上，可携式电子装置的充电电池通常不会把截止放电电压设在残余电能为0％处。因为，一来可携式电子装置若包含随机存取存储器时，电池突然地不再供电，将导致使用者的未储存数据或设定流失。另外，若这个装置属于病人的医护产品时，情况更严重，因为那将可能导致病患立刻身陷危险。因此，一个智能型的电池管理系统应该具备有随着提供残余电量值供使用者参考的能力，特别是在残余电量值可能为完全充电时的20％、10％时预先警示使用者。或者至少在EDV2就不再供电，以免这颗电池提早宣告寿终正寝。然而，另有一点必需注意的是，EDV2并非是一成不变的，它与使用的环境温度、电池老化程度及电池负载电流(可携式电子装置放电电流)等有关。请再参考图1所示的放电曲线。单纯的设定一固定EDV门槛来监控，而忽略环境温度及放电电流等因素对电池的影响，是得不到正确的EDV2的。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种电池容量的测量方法，将同时考虑环境温度与电池的放电电流，以取得更准确的电池截止放电电压。本专利技术提出一种，其是依据放电电流及电池表面温度修正电池截止放电电压EDV2及EDV0的方法。其中EDV2为电池端电压和残余电量的放电曲线关系中，放电曲线由平缓至下弯的转折处的电池端电压，其值约为电池残余电量的7％至8％，而EDV0为放电曲线中电池残余电量约为0％时的电池端电压。本专利技术的方法是先利用实验数据归纳出两个二元一次经验公式，每一经验公式包含三个参数及两个变量。该两个变量的其中一个和温度有关，另一个则是放电电流。三个参数中的其中一个是两个经验公式都有，另外两个参数则是两个经验公式都不同。再设定以特定温度及放电速率作为边界条件进行定额电流特定温度的放电曲线测量，以找出三个参数，即可依据放电电流及电池表面温度修正电池截止放电电压EDV2及EDV0。具体来说，上述方法包含下列步骤首先，将电池充电至饱和，再分别在两个特定温度下，以定额电流进行第一及第二放电曲线测量，依据这两个放电曲线定出两组EDV2及EDV0，再将两组EDV2及EDV0代入经验公式(I)及(II)(I)EDV2＝EMC*(256-(放电电流/64+QT)*EDV_gain/256)/256(II)EDV0＝EMC*(256-(放电电流/64+QT)*EDV_factor/256)/256其中QT＝*8/256，且以放电电流为第一额定电流，以毫安为单位，而T分别为第一特定温度及第二特定温度(以℃为单位)为边界条件，计算出EMC、EDV_gain、EDV_factor三个参数值。利用上述经验公式(I)及(II)即可计算在该电池使用范围下任意放电电流及电池温度的EDV2及EDV0。上述的第一特定温度及第二特定温度可以是5℃、25℃及45℃的其中任选两个温度的组合。此外，上述方法还包含在第三特定温度下，以所述第一额定电流进行第三放电曲线测量，再由该第三放电曲线定出第三组EDV2及EDV0，代入上述的(I)、(II)两式，当所得的EMC、EDV_gain、EDV_factor参数值和以第一及第二放电曲线所得的EMC、EDV_gain、EDV_factor参数值偏离值低于5％误差值以内，则接受，若超出时，则以第一及第三放电曲线为基础重新计算EMC、EDV_gain、EDV_factor参数值，并以第二及第三放电曲线为基础重新计算EMC、EDV_gain、EDV_factor参数值。其中，所述的第一额定电流，是以电池容量的40％至60％的电流量放电速率持续放电。所述的放电曲线测量，测量前电池必须在电池电量饱和时才进行。所述的放电曲线测量电池放电过程，电池必须是连续放电下进行，不可以中途被充电。所述的放电曲线测量电池放电过程，电池表面温度不可以低于5℃下进行。本专利技术的有益效果在于(1)依据本专利技术的方法，使用两个二元一次的经验公式，即可估算出电池的截止放电电压，配合CPU与ADC测量电池的电压、电流、温度以及三个参数值EMC、EDV_gain、EDV_factor。(2)本专利技术的方法使用低阶CPU即可轻易的完成电池截止放电电压的计算，将可有效地将电池容量管理系统低价化。附图说明通过以下详细的描述结合所附图式，将可轻易了解上述内容及此项专利技术的诸多优点，其中图1为电池的放电曲线示意图。图2为电池EDV曲线量度可靠度检验流程。图3为电池监测装置的方块示意图。图4所示为脉波信号。图号对照表15ADC(模拟数字转换器)20CPU(中央处理单元)25时钟脉冲产生器 30ROM(只读存取存储器)35SMBus接口 40LED1-4为EDV曲线量度可靠度检验流程。具体实施例方式如前所述，电池容量7％的截止放电电压(7％-EDV或EDV2)既然与电池温度、持续的放电电流等有关，那么就有必要找出一个公式，这个公式以电池温度和放电电流为变数，以获得较准确的EDV2。依据本专利技术的方法，EDV2可以依据放电曲线来获得，请参考图1，横坐标为电池容量，而纵坐标为整串电池组的端电压。整串电池组是指电池由多个电池串联。本专利技术依据许多的实验数据归纳出放电曲线满足以下经验公式(两个二元一次方程式)(I)EDV2＝EMC*(256-(放电电流/64+QT)*EDV_gain/256)/256(II)EDV0＝EMC*(256-(放电电流/64+QT)*EDV_factor/256)/256其中只有放电电流和QT本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池截止放电电压测量及修正方法，其是依据放电电流及电池表面温度修正电池截止放电电压ＥＤＶ２及ＥＤＶ０的方法，其中所述ＥＤＶ２为电池端电压和残余电量的放电曲线关系中放电曲线由平缓至下弯的转折处的端电压，而所述ＥＤＶ０为放电曲线中电池残余电量为０％时的电池端电压，其特征在于，所述方法至少包含下列步骤：将电池充电至饱和，在第一特定温度下，以第一额定电流进行第一放电曲线测量，再由该第一放电曲线定出第一组ＥＤＶ２及ＥＤＶ０；将电池再充电至饱和，在第二特定温度下，以上述第一额定电流进行第二放电曲线测量，再由该第二放电曲线定出第二组ＥＤＶ２及ＥＤＶ０；以第一组ＥＤＶ２及ＥＤＶ０及第二组ＥＤＶ２及ＥＤＶ０代入以下经验公式（Ⅰ）及（Ⅱ）：（Ⅰ）ＥＤＶ２＝ＥＭＣ＊（２５６－（放电电流／６４＋Ｑ↓［Ｔ］）＊ＥＤＶ＿ｇａｉｎ／２５６）／２５６（Ⅱ）ＥＤＶ０＝ＥＭＣ＊（２５６－（放电电流／６４＋Ｑ↓［Ｔ］）＊ＥＤＶ＿ｆａｃｔｏｒ／２５６）／２５６其中，Ｑ↓［Ｔ］＝［４８０－（Ｔ－５）＊１０］＊８／２５６，放电电流＝第一额定电流，以毫安为单位，Ｔ分别为第一特定温度及第二特定温度为边界条件，计算出ＥＭＣ、ＥＤＶ＿ｇａｉｎ、ＥＤＶ＿ｆａｃｔｏｒ参数值；其中，温度是以℃为单位；利用所述经验公式（Ⅰ）及（Ⅱ）计算在该电池使用范围下任意放电电流及电池温度的ＥＤＶ２及ＥＤＶ０。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何昌祐，
申请(专利权)人：新德科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]