能量测量系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于对电池中剩余可利用能量做出显示的能量测量系统，包括用来存储可表示电池满容量的预定能量参数值的装置，用来确定由该参数指示的瞬时能量消耗值的装置，用来求由开始使用电池起、由该参数指示的能量消耗值积分的装置，用来从存储的电池满容量的值中减去积分的消耗值，以提供一个剩余能量值的装置，以及用来表示能量剩余值的读出装置。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用来显示电池剩余可用能量值的能量测量系统。与本专利技术相关的
技术介绍
在电池工业中，由于消费者对由电池供电的便携式设备例如手机和笔记本电脑其方便性能有着一再增长的需求，从而对电池调节技术的需求也在不断地增长。另外，电池工业正重点朝着由电池作为基本动力源、用于新型车辆的电动机驱动工具和零排放车辆这一趋势发展。这一趋势的产生主要是由于政府管理规章的快速发展以及消费者对空气和噪音污染问题的日益关心。另一个对高性能电池产生需求的领域是储能的应用，例如负载调配，应急/备用电源以及灵敏电子部件的高性能电源系统。因此，随着对电池供电设备的一再需求，随之也对电池工业产生了压力迫使其制造出一种理想的电池。所谓理想的电池就是一种几乎没有重量、不占有任何空间、并且具有极好的循环寿命以及具有完美充电/放电性能和在其将要用尽时对环境并不产生危害的这样一种电池。目前电池工业用得最普遍的技术就是铅壳硫酸蓄电池，但这种蓄电池正面临着诸如高能量密度、小体积、更高性能、更长循环寿命以及保证可回收利用性能这类因素的挑战。一些制造商正在开展对一些具有特殊性能的电池的研究，包括镍氢金属、锂离子和类似的电池，但通常这类电池都太昂贵以至于目前来说对它们的使用在经济上还是不可行的，尤其是对作为目前世界上增长最快之一的两轮/三轮载客车辆的这一市场。然而，人们已经很好地意识到，通过对电池操作条件适当的控制可改善电池、即使是目前存在的铅-酸电池的性能。因此，就需要一种具有一定智能的精确测量装置，用于监测和确定电池中剩余能量的多少，并能给操作员提供及时的信息。专利技术简述根据本专利技术，提供了一种用于对电池中剩余可利用能量数值作出显示的能量测量系统，包括(I)用来存储可表示电池满容量的预定能量参数值的装置；(II) 用来确定由该参数指示的瞬时能量消耗值的装置；(III)用来求由开始使用电池起、由该参数指示的能量消耗值积分的装置；(IV) 用来从存储的电池满容量的值中减去积分的消耗值，以提供一个剩余能量值的装置；以及(V)以及用来表示能量剩余值的读出装置。图2是根据本专利技术第二个实施例的一个通用型电池管理系统的方框图；图3是附图说明图1所示能量控制系统在一个铅-酸蓄电池系统中的应用方框图；图4是用于带和不带有本专利技术的能量控制系统的铅-酸蓄电池的循环次数和电池容量的一个图表；以及图5是图1所示能量控制装置在一个氧化还原-凝胶蓄电池系统中的应用方框图。连接在电池系统11和控制装置14之间的第一电容器装置15在控制装置14处于它的第一操作模式时，存储来自电池系统11的一预定能量，并在控制装置处于第二操作模式时，根据控制装置14的需求信息向电池系统11提供存储的能量。连接在输出终端12和控制装置14之间的第二电容器装置16在控制装置14处于它的第一操作模式时，存储来自电池系统11的一预定能量，并在控制装置14处于他的第二操作模式时，根据从控制装置14而来的需求信号向输出终端12提供存储的能量。因此，电力控制系统和两个电容器网络相结合，当控制装置感测到，例如，电池系统11中的极化程度太高时或由于能量首先供应于负载而使一预先设定的时间期限已过时，便开始向电池系统11反向充电。在这个放电循环中，控制装置14允许将在第一电容器网络15中存储的能量向电池系统11充电，同时第二电容器装置16向输出终端12补充未中断的能量。这一反向循环或放电循环的时间间隔是很小的，而且由于它是非常有效的，所以这可以用规则的间隔进行。反向充电能将电池系统中的极化损失和影响消除或降低到最小。电力控制系统同样可以与一个充电器相连来进行工作，以在操作过程中始终提供最佳的性能和电池维护。电力控制系统可适宜于防止一类未经授权的充电器连接在电池系统上，从而便防止了可能的滥用并且也保证了车主在家中不会用不正确的充电器给电池系统充电。这种电力控制系统、充电器和车辆可以与个人的电子签名合并，使整个系统受到很准确的跟踪和监测。每次电池系统被安装到一个充电器上，电力控制系统都作自我识别，确认其从哪辆车拆下，以及车主身份。充电器单位可对电池的能量情况进行监测并将该信息传递给使用者，以及示出交换费用的增加，电能和电池的月租金。一旦收到这类用现金或信用卡支付的费用收据，该单位就会将一种新的电池安装在车辆上。如果客户对电池滥用或改装，将会被充电器识别出来。控制系统不仅可适宜于识别电池组的能量情况，也可适宜于在当前能量使用水平的基础上来估测可再行驶的距离。从而，车辆的驾驶者就能知道使用剩余的能量还可行驶多少公里的路程。每一个充电装置可通过一遥测系统与一个操作中心相连，该操作中心能够不断地对充电网络中所有位置的情形进行监测。电力控制系统可以具有速度控制模块的功能和特征，即意味着车辆的管理人员在车辆上并不需要速度控制装置，而仅通过电力控制系统便可控制输出量。这不但降低了车辆的费用，也缩减了制造商的担保量，并且只需通过遥测传达系统就可提供连续的性能监测。该电力控制系统可用于各种各样的电池系统，例如控制阀状铅-酸电池、镍氢金属电池和氧化还原-凝胶电池，每一种系统都有其优点和专门的应用对象。该电力控制系统同样可用于改进偏远地区电源系统、负载均衡和应急备用电池系统的备用性能。用于偏远地区电源系统和应急备用的固定电池系统可被充分的充电以用于延长的时段。由于电池在不同的速率时存在着自动放电，因此，就可将电力控制系统设定为周期性的对单个电池的状态进行扫描并且采用电池平衡的技术来保持电池内部处于平衡。同时也可使充电系统作为备用并通过所需的电力控制系统来进行控制。如图2的方框图所示、可作为一个首选实施例的电力控制系统包括了一个微型处理器40和与其相连的、操纵下述所有功能的软件57。在该例中，微型处理器是8兆赫、8位字节，当然4位、16位、32位或64位字节的处理器同样可用。该处理器的运算速度可以是4兆赫到166兆赫之间。另外，根据单个电池的需要也可使用一数字信号处理芯片。该微型处理器带有电可擦除只读存储器、只读存储器和随机存储器。同样也可使用一ASIC(特定用途集成电路)。单个电池电压测量模块41利用一单根电线与每一个电池的连接端相连。这条电线专门用于测量电压。以地面电压为参考，每一个电池的测量电压达到24伏。这同样也可在对每一个电池根据需要和指定的精确度要求直接进行测量的基础上完成。通过使用包括一线路的模块42便可得到各个电池的电压测量情况，其中在该线路中通过一个电阻网络和在分离处与横跨地面的电阻器相连的滤波电容器来对电池进行分压。使用运算放大器的有源滤波器或其它的滤波器可被使用。由分配器和滤波器标定的电压是一个适合由模拟到数字转换的电压。在该例中，4.95伏就代表了电池的预定最大连接电压。一个12位的模拟数字转换器用在每一个所要测量的电池电压上。该模拟数字转化器由微处理器连续控制，它通过将每一测量电压定标和用每一个电池负极的电压减去电池正极的电压来将每一个测量电压转化为电池电压。这可在每一个电池上进行，并且这种方法适用于电池电压达到24伏或30伏的情况。通过光学耦合串行通信器的串行数据的传输，可以使用上述方法的高于24伏或30伏的处理方法将电池电压分离出来。该电压也可用横穿并连接在每一个电池的变频器直接测量电池电压得到并将此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对电池中剩余可利用能量做出显示的能量测量系统，包括：（Ⅰ） 用来存储可表示电池满容量的预定能量参数值的装置；（Ⅱ） 用来确定由该参数指示的瞬时能量消耗值的装置；（Ⅲ） 用来求由开始使用电池起、由该参数指示的能量消耗值积分 的装置；（Ⅳ） 用来从存储的电池满容量的值中减去积分的消耗值，以提供一个剩余能量值的装置；以及（Ⅴ） 以及用来表示能量剩余值的读出装置。

【技术特征摘要】
AU 1999-1-18 PP8260;AU 1999-2-4 PP84681.一种用于对电池中剩余可利用能量做出显示的能量测量系统，包括(I)用来存储可表示电池满容量的预定能量参数值的装置；(II)用来确定由该参数指示的瞬时能量消耗值的装置；(III)用来求由开始使用电池起、由该参数指示的能量消耗值积分的装置；(IV)用来从存储的电池满容量的值中减去积分的...

【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂芬韦恩霍尔顿，杰里米约瑟夫托马斯，
申请(专利权)人：法罗技术公司，
类型：发明
国别省市：AU[澳大利亚]