计量仪表电池剩余电量计算方法技术

本发明专利技术旨在提供一种计量仪表电池剩余电量计算方法，以解决现有技术方案中的无法兼顾能耗和精度的技术问题。包括如下步骤：根据剩余电量C1判断是否发生第一电量区间等级变换；如果发生第一电量区间等级变换，则获取当前电池温度和当前电池电压；根据当前电池温度和当前电池电压判断是否发生第二电量区间等级变换，如果发生第二电量区间等级变换，根据当前电池温度和当前电池电压获取剩余电量C2，并将剩余电量C2作为上级电量区间到本级电量区间变换时的剩余电量；间隔预设时间后重复步骤。通过实施本发明专利技术可以取得以下有益技术效果：降低剩余电量检测法的检测频率，较少能耗,提高本发明专利技术的剩余电量的精度。

【技术实现步骤摘要】
计量仪表电池剩余电量计算方法
本专利技术涉及仪表领域，具体涉及一种计量仪表电池剩余电量计算方法。
技术介绍
锂原电池具有体积小，容量大，自放电率低，绿色环保等优点。其应用技术发展快速，已经逐渐取代传统干电池，被广泛应用于计量仪表。随着锂原电池的广泛应用，人们对锂原电池应用的安全性和可靠性提出了较高的要求，其应用技术问题也逐渐显露。一方面，由于锂原电池的生命周期较长，有些会应用到5年以上。受到使用环境的影响，实际使用寿命是否能够达到设计要求，短期内是难以证实的。另一方面，为了保证产品的安全性，部分锂原电池会安装在封闭的环境中，产品整个生命周期内都不进行更换。当发生异常时(如耗电快等)，如果不能及时了解到，排查原因和处理，作为唯一的供电电源，会影响整个系统的正常运行。电池的生命周期和异常判断的前提是检测电池的剩余电量。目前剩余电量主要是通过以下方法进行预测：1、剩余电量在线检测方法：检测电池温度和电池电压，通过查询预先测得的不同温度下的CCV-SOC数据表(电压-剩余电量关系数据表)得到剩余电量等级。电池电压可以是通过开路电压法测得电池的电压。电池电压也可以是放电前后的电压差，即使用恒流或恒阻进行放电，测量电池放电前的电压和电池放电后(一般是放电开始5秒内，需与预先测得CCV-SOC数据表相一致)的电压，得到放电前后的电压差作为电池电压，恒阻放电方式较为简单，只需并联采样电阻进行放电，测量并联采样电阻前后的电压差。电池电压也可以是其他具有与剩余电量具有对应关系的其他电压。2、安时积分法：在电流检测的基础上，结合使用时间进行计算预测。现有技术中的两种电量预测方式存在以下问题：1.剩余电量在线检测方法，其不足为：定时检测频率难控制。如果检测频率较快，可能多次检测到当前剩余电量处于同一等级区间段，造成了电池能量损耗；如果检测频率较慢，则当电量等级变换时，不能及时检测到，影响剩余电量的测量精度。2.安时积分法，其不足为：不能消除测量误差的累积和不确定的干扰，影响剩余电量的计算精度。上述两种检测方法因其缺陷无法兼顾能耗和精度，难以符合计量仪表电池检测的要求,故需要设计一种能兼顾精度和能耗的计量仪表电池剩余电量计算方法。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种计量仪表电池剩余电量计算方法，以解决现有技术方案中的无法兼顾能耗和精度的技术问题。为了实现所述目的，本专利技术计量仪表电池剩余电量计算方法，包括如下步骤：步骤S0:划分电池电量等级区间；步骤S1:获取区间平均电流、上级电量区间到本级电量区间变换时的剩余电量和本级电量区间的电池使用时间；步骤S2:根据区间平均电流、上级电量区间到本级电量区间变换时的剩余电量和本级电量区间的电池使用时间获得剩余电量C1；步骤S3:根据剩余电量C1判断是否发生第一电量区间等级变换；如果发生第一电量区间等级变换，则进入步骤S4，如果未发生第一电量区间等级变换，则结束步骤；步骤S4:获取当前电池温度和当前电池电压；步骤S5:根据当前电池温度和当前电池电压判断是否发生第二电量区间等级变换，如果发生第二电量区间等级变换，则进入步骤S6，如果未发生第二电量区间等级变换，则经一定时间后进入步骤S4；步骤S6:根据当前电池温度和当前电池电压获取剩余电量C2，并将剩余电量C2作为上级电量区间到本级电量区间变换时的剩余电量；间隔预设时长后重复步骤S1～步骤S6。上述的计量仪表电池剩余电量计算方法中，首次执行步骤S1前还包括初始化步骤，所述初始化步骤包括：获取此刻电池温度和此刻电池电压，根据此刻电池温度和此刻电池电压获取剩余电量C2，并将剩余电量C2作为上级电量区间到本级电量区间变换时的剩余电量；或，首次执行步骤S1前还包括初始化步骤，所述初始化步骤包括：获取电池的理论剩余电量，将理论剩余电量作为上级电量区间到本级电量区间变换时的剩余电量。上述的计量仪表电池剩余电量计算方法中，首次第二电量区间等级变换前，以电池的理论平均电流作为区间平均电流，首次第二电量区间等级变换后，以上级电量区间的平均电流作为区间平均电流。上述的计量仪表电池剩余电量计算方法中，所述上级电量区间的平均电流通过公式一计算：表示上级电量区间的平均电流；C0表示上上级电量区间到上级电量区间变换时的剩余电量；C1表示上级电量区间到本级电量区间变换时的剩余电量；T0表示上上级电量区间到上级电量区间变换时的时间；T1表示上级电量区间到本级电量区间变换时的时间。上述的计量仪表电池剩余电量计算方法中，本级电量区间的电池使用时间通过公式二计算获得：ΔT＝T-T1(二)其中，ΔT表示本级电量区间的电池使用时间，T表示当前时间，T1表示上级电量区间到本级电量区间变换时的时间。上述的计量仪表电池剩余电量计算方法中，所述根据区间平均电流、上级电量区间到本级电量区间变换时的剩余电量和本级电量区间的电池使用时间获得剩余电量C1包括：通过公式三计算获得剩余电量C1，其中，C2表示剩余电量C1；C1表示上级电量区间到本级电量区间变换时的剩余电量；ΔT表示本级电量区间的电池使用时间；表示区间平均电流。上述的计量仪表电池剩余电量计算方法中，所述根据当前电池温度和当前电池电压获取剩余电量C2包括：根据当前电池温度下当前电量等级区间内电池电压与电量之间的线性关系，根据线性关系获得当前电池电压所对应的电量作为剩余电量C2。上述的计量仪表电池剩余电量计算方法中，所述方法还包括电池剩余使用寿命评估步骤，所述电池剩余使用寿命评估步骤包括：获取剩余电量C1和上级电量区间的平均电流，根据剩余电量C1和上级电量区间的平均电流计算得到电池剩余使用寿命；或，所述方法还包括电池剩余使用寿命评估步骤，所述电池剩余使用寿命评估步骤包括：获取剩余电量C2和上级电量区间的平均电流，根据剩余电量C2和上级电量区间的平均电流计算得到电池剩余使用寿命。上述的计量仪表电池剩余电量计算方法中，所述方法还包括第一预警步骤，所述第一预警步骤包括：获取电池理论剩余使用寿命，根据电池剩余使用寿命和电池理论剩余使用寿命判断计量仪表是否进行报警。上述的计量仪表电池剩余电量计算方法中，所述方法还包括第二预警步骤，所述第二预警步骤包括：步骤Y1：获取现时电池温度和现时电池电压；并根据现时电池温度和现时电池电压获取剩余电量C3；步骤Y2：根据剩余电量C3判断是否满足报警条件，如果满足报警条件则进行报警；间隔设定时长后重复步骤Y1～步骤Y2；所述根据剩余电量C3判断是否满足报警条件包括如下判断方式的任意一种：获取剩余电量C1，如果剩余电量C1与剩余电量C3的差值超过差值阈值N1，则判断满足报警条件，否则不满足报警条件；获取剩余电量C1，如果剩余电量C1与剩余电量C3的比值超过比值阈值M1，则判断满足报警条件，否则不满足报警条件；获取电池已使用时间和上级电量区间的平均电流；根据剩余电量C3计算电池已使用电量，根据电池已使用电量和电池已使用时间获得电池已使用平均电流；如果电池已使用平均电流与上级电量区间的平均电流的差值超过差值阈值N2，则判断满足报警条件，否则不满足报警条件；获取电池已使用时间和上级电量区间的平均电流；根据剩余电量C3计算电池已使用电量，根据电池已使用电量和电池已使用时间获得电池已使用平均电流；如果电池已使用平均电流与上级电量本文档来自技高网...

【技术保护点】
计量仪表电池剩余电量计算方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S0:划分电池电量等级区间；步骤S1:获取区间平均电流、上级电量区间到本级电量区间变换时的剩余电量和本级电量区间的电池使用时间；步骤S2:根据区间平均电流、上级电量区间到本级电量区间变换时的剩余电量和本级电量区间的电池使用时间获得剩余电量C1；步骤S3:根据剩余电量C1判断是否发生第一电量区间等级变换；如果发生第一电量区间等级变换，则进入步骤S4，如果未发生第一电量区间等级变换，则结束步骤；步骤S4:获取当前电池温度和当前电池电压；步骤S5:根据当前电池温度和当前电池电压判断是否发生第二电量区间等级变换，如果发生第二电量区间等级变换，则进入步骤S6，如果未发生第二电量区间等级变换，则经一定时间后进入步骤S4；步骤S6:根据当前电池温度和当前电池电压获取剩余电量C2，并将剩余电量C2作为上级电量区间到本级电量区间变换时的剩余电量；间隔预设时长后重复步骤S1～步骤S6。

【技术特征摘要】
1.计量仪表电池剩余电量计算方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S0:划分电池电量等级区间；步骤S1:获取区间平均电流、上级电量区间到本级电量区间变换时的剩余电量和本级电量区间的电池使用时间；步骤S2:根据区间平均电流、上级电量区间到本级电量区间变换时的剩余电量和本级电量区间的电池使用时间获得剩余电量C1；步骤S3:根据剩余电量C1判断是否发生第一电量区间等级变换；如果发生第一电量区间等级变换，则进入步骤S4，如果未发生第一电量区间等级变换，则结束步骤；步骤S4:获取当前电池温度和当前电池电压；步骤S5:根据当前电池温度和当前电池电压判断是否发生第二电量区间等级变换，如果发生第二电量区间等级变换，则进入步骤S6，如果未发生第二电量区间等级变换，则经一定时间后进入步骤S4；步骤S6:根据当前电池温度和当前电池电压获取剩余电量C2，并将剩余电量C2作为上级电量区间到本级电量区间变换时的剩余电量；间隔预设时长后重复步骤S1～步骤S6。2.如权利要求1所述的计量仪表电池剩余电量计算方法，其特征在于，首次执行步骤S1前还包括初始化步骤，所述初始化步骤包括：获取此刻电池温度和此刻电池电压，根据此刻电池温度和此刻电池电压获取剩余电量C2，并将剩余电量C2作为上级电量区间到本级电量区间变换时的剩余电量；或，首次执行步骤S1前还包括初始化步骤，所述初始化步骤包括：获取电池的理论剩余电量，将理论剩余电量作为上级电量区间到本级电量区间变换时的剩余电量。3.如权利要求1所述的计量仪表电池剩余电量计算方法，其特征在于，首次第二电量区间等级变换前，以电池的理论平均电流作为区间平均电流，首次第二电量区间等级变换后，以上级电量区间的平均电流作为区间平均电流。4.如权利要求3所述的计量仪表电池剩余电量计算方法，其特征在于，所述上级电量区间的平均电流通过公式一计算：表示上级电量区间的平均电流；C0表示上上级电量区间到上级电量区间变换时的剩余电量；C1表示上级电量区间到本级电量区间变换时的剩余电量；T0表示上上级电量区间到上级电量区间变换时的时间；T1表示上级电量区间到本级电量区间变换时的时间。5.如权利要求1所述的计量仪表电池剩余电量计算方法，其特征在于，本级电量区间的电池使用时间通过公式二计算获得：ΔT＝T-T1(二)其中，ΔT表示本级电量区间的电池使用时间，T表示当前时间，T1表示上级电量区间到本级电量区间变换时的时间。6.如权利要求1所述的计量仪表电池剩余电量计算方法，其特征在于，所述根据区间平均电流、上级电量区间到本级电量区间变换时的剩余电量和本级电量区间的电池使用时间获得剩余电量C1包括：通过公式三计算获得剩余电量C1，其中，C2表示剩余电量C1；C1表示上级电量区间到本级电量区间变换时的剩余电量；ΔT表示本级电量区间的电池使用时间；表示区间平均电流。7.如权利要求1所述的计量仪表电池剩余电量计算方法，其特征在于，所述根据当前电池温度和当前电池电压获取剩余电量C2包括：根据当前电池温度下当前电量等级区间内电池电压与电量之间的线性关系...

【专利技术属性】
技术研发人员：钭伟明，李大伟，章欢，丁渊明，盛成龙，吴燕娟，
申请(专利权)人：金卡智能集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33