(57)【要約】  本発明は電池電圧収集モジュール及びマイクロプロセッサモジュールを備える電池の電量計量システムを開示している。電池電圧収集モジュールの入力端は電池のターミナル電圧を収集するためのものである。マイクロプロセッサモジュールは収集されたターミナル電圧を受信し、電池残量を推定するためのものである。そのうち、マイクロプロセッサモジュールは電池のターミナル電圧及び内蔵電池モデルに基づいて電池の開路電圧を推定し、さらに典型的なリチウムイオン電池のＳＯＣ−ＯＣＶ関係に基づいて電池残量を推計した。本発明は電池の電量計量の正確度を保持できるし、電量計量システムを電池の内部又は外部に設けることができる。
2016516181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池のターミナル電圧を収集するために入力端が前記電池に接続され、間欠的に動作する電池電圧収集モジュールと、
前記電池のターミナル電圧を受信し電池残量を推定するために前記電池電圧収集モジュールの出力端に接続されているマイクロプロセッサモジュールと、を備える電池の電量計量システムにおいて、
前記マイクロプロセッサモジュールは前記電池のターミナル電圧及び内蔵電池モデルに基づいて電池の開路電圧を推定し、さらに典型的なリチウムイオン電池のＳＯＣ−ＯＣＶ関係に基づいて電池残量を推計するものであり、前記内蔵電池モデルは連立方程式
2016516181.tif 000007
として表記され、Ｖｏ（ｔ）は前記電池のターミナル電圧を示し、Ｖｏｃｖ（ｔ）は前記電池の開路電圧を示し、Ｒ１は前記電池の等価オーム抵抗を示し、Ｒ２は等価分極電圧差インピーダンスを示し、Ｉ１（ｔ）は電池の充電又は放電の電流値を示し、等価分極電圧差インピーダンスＲ２を流す電流はＩ２（ｔ）であり、ＳＯＣ（ｔ）は前記電池の現在の電池残量であり、ＳＯＣ（０）は前記電池の初期電量であり、前記内蔵電池モデル及び現在収集された前記電池のターミナル電圧に基づいて現在の前記電池の開路電圧を算出し、さらに典型的なリチウムイオン電池のＳＯＣ−ＯＣＶ関係に基づいて前記電池残量を推計した、電池の電量計量システム。
【請求項２】
前記電池の特性に応じて電池の開路電圧と電池残量との関係のテーブルを確立し、さらに前記電池のターミナル電圧に基づいて前記電池の開路電圧を推計し、次にテーブルを引いて対応する電池残量を取得したが、前記電池の開路電圧が離散データポイントの間にあると、線形補間法で電池残量を算出した、請求項１に記載の電池の電量計量システム。
【請求項３】
前記電池の特性に応じて前記電池の開路電圧と電池残量との関係のデータを確立し、区分的に多項式適合を行って前記電池の開路電圧と電池残量との関係の多項式集合を取得し、さらに電池の開路電圧を前記電池のターミナル電圧に基づいて推計し、前記電池の開路電圧と電池残量との関係の多項式集合に代入して電池残量を算出した、請求項１に記載の電池の電量計量システム。
【請求項４】
電池のターミナル電圧を収集するために入力端が前記電池に接続されている電池電圧収集モジュールと、
前記電池のターミナル電圧を受信し電池残量を推定するために前記電池電圧収集モジュールの出力端に接続されているマイクロプロセッサモジュールと、を備える電池の電量計量システムにおいて、
前記マイクロプロセッサモジュールは前記電池のターミナル電圧及び内蔵電池モデルに基づいて電池の開路電圧を推定し、さらに典型的なリチウムイオン電池のＳＯＣ−ＯＣＶ関係に基づいて前記電池の電池残量を推計した、電池の電量計量システム。
【請求項５】
前記電池電圧収集モジュールは電圧サンプリングユニット及びアナログ−デジタル変換モジュールを備える、請求項４に記載の電池の電量計量システム。
【請求項６】
前記電圧サンプリングユニットはスイッチトキャパシタ回路又は高入力インピーダンス増幅器である、請求項５に記載の電池の電量計量システム。
【請求項７】
前記電圧サンプリングユニットの先端にローパスフィルタが備えられている、請求項５に記載の電池の電量計量システム。
【請求項８】
前記電池電圧収集モジュールは間欠的に動作する、請求項４に記載の電池の電量計量システム。
【請求項９】
前記マイクロプロセッサモジュールはデジタル信号プロセッサＤＳＰである、請求項４に記載の電池の電量計量システム。
【請求項１０】
前記マイクロプロセッサモジュールは特定アルゴリズムが組み込まれたプログラマブルロジックデバイスである、請求項４に記載の電池の電量計量システム。
【請求項１１】
前記内蔵電池モデルは連立方程式
2016516181.tif 000008
として表記され、Ｖｏ（ｔ）は前記電池のターミナル電圧を示し、Ｖｏｃｖ（ｔ）は前記電池の開路電圧を示し、Ｒ１は前記電池の等価オーム抵抗を示し、Ｒ２は等価分極電圧差インピーダンスを示し、Ｉ１（ｔ）は電池の充電又は放電の電流値を示し、等価分極電圧差インピーダンスＲ２を流す電流はＩ２（ｔ）であり、ＳＯＣ（ｔ）は前記電池の現在の電池残量であり、ＳＯＣ（０）は前記電池の初期電量であり、前記内蔵電池モデル及び現在収集された前記電池のターミナル電圧に基づいて現在の前記電池の開路電圧を算出し、さらに典型的なリチウムイオン電池のＳＯＣ−ＯＣＶ関係に基づいて前記電池残量を推計した、請求項４に記載の電池の電量計量システム。
【請求項１２】
前記電池の特性に応じて電池の開路電圧と電池残量との関係のテーブルを確立し、さらに前記電池のターミナル電圧に基づいて前記電池の開路電圧を推計し、次にテーブルを引いて対応する電池残量を取得したが、前記電池の開路電圧が離散データポイントの間にあると、線形補間法で電池残量を算出した、請求項１１に記載の電池の電量計量システム。
【請求項１３】
前記電池の特性に応じて前記電池の開路電圧と電池残量との関係のデータを確立し、区分的に多項式適合を行って前記電池の開路電圧と電池残量との関係の多項式集合を取得し、さらに電池の開路電圧を前記電池のターミナル電圧に基づいて推計し、前記電池の開路電圧と電池残量との関係の多項式集合に代入して電池残量を算出した、請求項１１に記載の電池の電量計量システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子技術の分野に関し、特に電池の電量計量システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、携帯電話等の電池により電力を供給される電子機器の広範な使用に従って、電池の電量計量はますます電子機器開発者に重視されるようになっている。図１に示されるように、図１は従来技術による電池の電量計量システムの構造模式図である。現在の電池の電量計量システムは主にマイクロプロセッサモジュール１１と、電流検出モジュール１２と、電流検出抵抗器Ｒｓとで構成される。電流検出抵抗器Ｒｓは電池の内部に設けられる必要があり、そしてマイクロプロセッサモジュール１１への電力供給は直接電池に由来するものであるため、該システムは電池の内部のみに位置するほかない。そのうち、マイクロプロセッサモジュール１１は汎用通信インタフェースを介して電子機器におけるプロセッサとデータ交換を保持することができる。システムが正常に動作すると、連続的に電流検出抵抗器Ｒｓの両端のターミナル電圧を収集していて、実時間電流を計算することにより、電池残量を算出する必要がある。電力利用機器全体はスリープモード、スタンバイモード又は超低電力消費モードになると、電量計量システムは依然として電圧を収集していて、ＳＯＣ−ＯＣＶ（ｓｔａｔｅ ｏｆ ｃｈａｒｇｅ− Ｏｐｅｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ、電池残量−開路電圧）の相関性により電量推定のずれを補正する。
【０００３】
しかし、従来技術は少なくとも下記複数の欠点を有する。
【０００４】
１． 従来技術による電池の電量計量システムは電力消費が高く、システムが動作すると、電流の大きさを実時間に監視しなければ、電量を正確に積算できないため、サンプリングシステムは実時間動作状態に保持される必要があり、つまり、サンプリングモジュールはノーマリオン状態で動作する必要があり、結果的にシステムの総電力消費は常に高いレベルに保持され、システムは負荷状況に基づいてシステムの動作状態を能動的に調節することができなくなった。
【０００５】
２． システムが動作すると、電流サンプリングの時に必然的に発生する長期間の電量シフトを自立的に取り除くことができないため、正常な動作において電量誤差を自動的に補正することはできない。電流検出抵抗器自体は精度に限界があるため、それによる累積誤差は、システムがスリープモード、スタンバイモード又は超低電力消費モードになる時のみに、電圧サンプリングによる開路電圧で電量を補正するこができる。システムが連続動作状態又は繰り返し充放電状態にある場合、システム誤差を自立的に監視できないため、連続動作又は繰り返し充放電の場合の精度に影響することになる。システムがスリープモード、スタンバイモード又は超低電力消費モードにある時の電量誤差に対する補正は、一般的に急変として行われ、即ち、サンプリング完了の直後に電量を更新するものであるため、ターンオンやターンオフの時に電量表示が急変することが発生している。
【０００６】
３． 従来技術による電池の電量計量システムは電池の内部のみに位置するほかない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は主に、電池の電量計量の正確度を保持できるし、電量計量システムを電池の内部又は外部に設けることができる電池の電量計量システムを提供するという技術問題を解決する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の技術問題を解決するために、本発明の採用する技術的解決手段は下記電池の電量計量システムを提供することである。
【０００９】
電池のターミナル電圧を収集するために入力端が電池に接続され、間欠的に動作する電池電圧収集モジュールと、電池のターミナル電圧を受信し電池残量を推定するために電池電圧収集モジュールの出力端に接続されているマイクロプロセッサモジュールと、を備える電池の電量計量システムにおいて、マイクロプロセッサモジュールは電池のターミナル電圧及び内蔵電池モデルに基づいて電池の開路電圧を推定し、さらに典型的なリチウムイオン電池のＳＯＣ−ＯＣＶ関係に基づいて電池残量を推計するものであり、内蔵電池モデルは連立方程式
2016516181.tif 000003
として表記され、Ｖｏ（ｔ）は電池のターミナル電圧を示し、Ｖｏｃｖ（ｔ）は電池の開路電圧を示し、Ｒ１は電池の等価オームインピーダンスを示し、Ｒ２は等価分極電圧差インピーダンスを示し、Ｉ１（ｔ）は電池の充電又は放電の電流値を示し、等価分極電圧差インピーダンスＲ２を流す電流はＩ２（ｔ）であり、ＳＯＣ（ｔ）は現在の電池残量であり、ＳＯＣ（０）は電池の初期電量であり、内蔵電池モデル及び現在収集された電池のターミナル電圧に基づいて現在の電池の開路電圧を算出し、さらに典型的なリチウムイオン電池のＳＯＣ−ＯＣＶ関係に基づいて電池残量を推計した、電池の電量計量システム。
【００１０】
この電池の電量計量システムにおいて、電池の特性に応じて電池の開路電圧と電池残量との関係のテーブルを確立し、さらに電池のターミナル電圧に基づいて電池の開路電圧を推計し、次にテーブルを引いて対応する電池残量を取得したが、電池の開路電圧が離散データポイントの間にあると、線形補間法で電池残量を算出した。
【００１１】
この電池の電量計量システムにおいて、電池の特性に応じて電池の開路電圧と電池残量との関係のデータを確立し、区分的に多項式適合を行って電池の開路電圧と電池残量との関係の多項式集合を取得し、さらに電池の開路電圧を電池のターミナル電圧に基づいて推計し、電池の開路電圧と電池残量との関係の多項式集合に代入して電池残量を算出した。
【００１２】
上記の技術問題を解決するために、本発明の採用する他の技術的解決手段は下記電池の電量計量システムを提供することである。
【００１３】
電池のターミナル電圧を収集しデジタル電圧信号に変換してから出力するために入力端が電池に接続されている電池電圧収集モジュールと、電池のターミナル電圧を受信し電池残量を推定するために電池電圧収集モジュールの出力端に接続されているマイクロプロセッサモジュールと、を備える電池の電量計量システムにおいて、マイクロプロセッサモジュールは電池のターミナル電圧及び内蔵電池モデルに基づいて電池の開路電圧を推定し、さらに典型的なリチウムイオン電池のＳＯＣ−ＯＣＶ関係に基づいて電池残量を推計した、電池の電量計量システム。
【００１４】
この電池の電量計量システムにおいて、電池電圧収集モジュールは電圧サンプリングユニット及びアナログ−デジタル変換モジュールを備える。
【００１５】
この電池の電量計量システムにおいて、電圧サンプリングユニットはスイッチトキャパシタ回路又は高入力インピーダンス増幅器である。
【００１６】
この電池の電量計量システムにおいて、電圧サンプリングユニットの先端にローパスフィルタが備えられている。
【００１７】
この電池の電量計量システムにおいて、電池電圧収集モジュールは間欠的に動作する。
【００１８】
この電池の電量計量システムにおいて、マイクロプロセッサモジュールはデジタル信号プロセッサＤＳＰである。
【００１９】
この電池の電量計量システムにおいて、マイクロプロセッサモジュールは特定アルゴリズムが組み込まれたプログラマブルロジックデバイスであってもよい。
【００２０】
この電池の電量計量システムにおいて、内蔵電池モデルは連立方程式
2016516181.tif 000004
として表記され、Ｖｏ（ｔ）は電池のターミナル電圧を示し、Ｖｏｃｖ（ｔ）は電池の開路電圧を示し、Ｒ１は電池の等価オームインピーダンスを示し、Ｒ２は等価分極電圧差インピーダンスを示し、Ｉ１（ｔ）は電池の充電又は放電の電流値を示し、等価分極電圧差インピーダンスＲ２を流す電流はＩ２（ｔ）であり、ＳＯＣ（ｔ）は現在の電池残量であり、ＳＯＣ（０）は電池の初期電量であり、内蔵電池モデル及び現在収集された電池のターミナル電圧に基づいて現在の電池の開路電圧を算出し、さらに典型的なリチウムイオン電池のＳＯＣ−ＯＣＶ関係に基づいて電池残量を推計した。
【００２１】
この電池の電量計量システムにおいて、電池の特性に応じて電池の開路電圧と電池残量との関係のテーブルを確立し、さらに電池のターミナル電圧に基づいて電池の開路電圧を推計し、次にテーブルを引いて対応する電池残量を取得したが、電池の開路電圧が離散データポイントの間にあると、線形補間法で電池残量を算出した。
【００２２】
この電池の電量計量システムにおいて、電池の特性に応じて電池の開路電圧と電池残量との関係のデータを確立し、区分的に多項式適合を行って電池の開路電圧と電池残量との関係の多項式集合を取得し、さらに電池の開路電圧を電池のターミナル電圧に基づいて推計し、電池の開路電圧と電池残量との関係の多項式集合に代入して電池残量を算出した。
【００２３】
本発明は、従来技術の場合とは異なり、電池のターミナル電圧及び内蔵電池モデルにより電池の開路電圧を推定し、さらに典型的なリチウムイオン電池のＳＯＣ−ＯＣＶ関係に基づいて電池残量を推計することによって、電池の電量計量の正確度を保持できるし、電量計量システムを電池の内部又は外部に設けることができる、という有益な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】従来技術による電池の電量計量システムの構造模式図である。
【図２】本発明による内蔵電池モデルの回路構造模式図である。
【図３】本発明による電池の電量計量システムの好ましい実施例の構造模式図である。
【図４】本発明にかかるＳＯＣ−ＯＣＶ対応関係の一つの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面及び実施例により本発明を詳しく説明する。
【００２６】
図２を参照し、図２は本発明による内蔵電池モデルの回路構造模式図である。内蔵電池モデルは電池回路の正規化モデリングの等価回路であり、該等価回路は第一抵抗器Ｒ１と、非線形抵抗器Ｒ２と、ＯＣＶ等価電圧源Ｖｓと、第一キャパシタＣ１とを備える。そのうち、第一抵抗器Ｒ１と、非線形抵抗器Ｒ２と、ＯＣＶ等価電圧源Ｖｓとは直列接続され、第一キャパシタＣ１と非線形抵抗器Ｒ２とは並列接続されている。第一抵抗器Ｒ１の非線形抵抗器Ｒ２に接続されなかった一端は電池の正極ＰＡＣＫ＋に接続され、ＯＣＶ等価電圧源Ｖｓの負極は電池の負極ＰＡＣＫ−に接続されている。
【００２７】
内蔵電池モデルにおいて、第一抵抗器Ｒ１は電池の等価インピーダンスを示し、主に金属接点及び電解液の導電率に依存し、一般的に電流の大きさに従って変化することはない。非線形抵抗器Ｒ２は電池の分極電圧差による電圧降下を示す。第一キャパシタＣ１は電流励起に対する分極電圧差の応答速度を示し、非線形抵抗器Ｒ２と第一キャパシタＣ１とともによる時間定数はτ＝Ｒ２＊Ｃ１であり、ＯＣＶ等価電圧源Ｖｓは無負荷状態での電池の開路電圧ＶＯＣＶを示す。そのうち、第一抵抗器Ｒ１、非線形抵抗器Ｒ２、及び第一キャパシタＣ１は電池の固有特性によるものである。
【００２８】
図３を参照し、図３は本発明による電池の電量計量システムの好ましい実施例の構造模式図である。電池の電量計量システムは電池電圧収集モジュール２１及びマイクロプロセッサモジュール２２を備えることが好ましい。
【００２９】
電池電圧収集モジュール２１の入力端は電池に接続され、電池電圧収集モジュール２１は電池のターミナル電圧を収集しデジタル電圧信号に変換してから出力するためのものであり、つまり、電池のターミナル電圧はアナログ電圧信号で示されるが、電池電圧収集モジュール２１は、電池のターミナル電圧をデジタル電圧信号で示す。具体的には、電池電圧収集モジュール２１は電圧サンプリングユニット２１１及びアナログ−デジタル変換モジュール２１２を備える。電圧サンプリングユニット２１１は電池のターミナル電圧を収集するためのものであり、アナログ−デジタル変換モジュール２１２は電池のターミナル電圧をデジタル電圧信号で示すためのものである。
【００３０】
本実施例において、電圧サンプリングユニット２１１は高入力インピーダンス増幅器であることが好ましく、電圧サンプリングユニット２１１は第二抵抗器Ｒ３と、第二キャパシタＣ２と、増幅器２１１１とを備える。電圧サンプリングユニット２１１の先端には、第二抵抗器Ｒ３と、第二キャパシタＣ２とで構成されるローパスフィルタが備えられている。電池の電量を測定する場合、増幅器２１１１の入力端は第二抵抗器Ｒ３を介して電池の正極ＰＡＣＫ＋に接続され、第二キャパシタＣ２を介して電池の負極ＰＡＣＫ−に接続されており、第二キャパシタＣ２は電池の負極と共通接地になる。高入力インピーダンス増幅器はシステムが連続時間で動作する時のバッファである。他の実施例において、電圧サンプリングユニット２１１はスイッチトキャパシタ回路であってもよいことは了解されるべきである。
【００３１】
マイクロプロセッサモジュール２２は、デジタル電圧信号に変換されたターミナル電圧を受信し電池残量を推定するために、電池電圧収集モジュール２１の出力端に接続され、具体的には、アナログ−デジタル変換モジュール２１２の出力端に接続されている。本実施例において、マイクロプロセッサモジュール２２はデジタル信号プロセッサＤＳＰであることが好ましく、他の実施例において、マイクロプロセッサモジュール２２は特定アルゴリズムが組み込まれた他のプログラマブルロジックデバイスであってもよい。増幅器２１１１、アナログ−デジタル変換モジュール２１２及びマイクロプロセッサモジュール２２の接地ピンはいずれも電池の負極と共通接地になる。
【００３２】
本実施例の電池の電量計量システムでは、電池の両端を電池の電量計量システムの両端に接続するだけでよいため、本実施例の電池の電量計量システムは電池の内部に位置してよいだけでなく、電池の外部に位置してもよく、例えば、電池が負荷されている移動通信機器又は他の電子機器におけるＰＣＢ基板に位置する。電量計量システムは電池の外部に設けられることができ、電池から直接電力を供給する必要が無いため、電池電圧収集モジュール２１は間欠的に動作することが可能になり、即ち、電池のターミナル電圧を間欠的に収集することが可能になる。具体的には、システムは実時間モードで動作することなく、定期的に電池のターミナル電圧を測定すればよく、これに鑑みて、アナログ−デジタル変換モジュール２１２も連続モードで動作する必要がなく、システムは大部分の時間において低電力消費の状態にあり得るようにすることにより、システムの総電力消費を顕著に低減することができる。
【００３３】
以下、図２にかかる内蔵電池モデルにより、電池の電量計量システムの動作プロセスを説明する。
【００３４】
電池電圧収集モジュール２１は電池のターミナル電圧を収集しデジタル電圧信号に変換してから出力し、マイクロプロセッサモジュール２２はデジタル電圧信号としてのターミナル電圧を受信し、電池のターミナル電圧及び内蔵電池モデルに基づいて電池の開路電圧を推定し、さらに典型的なリチウムイオン電池のＳＯＣ−ＯＣＶ（ｓｔａｔｅ ｏｆ ｃｈａｒｇｅ− Ｏｐｅｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ、電池残量−開路電圧）対応関係に基づいて電池残量を推計した。図４に示されるように、図４は典型的なリチウム電池のＳＯＣ−ＯＣＶ対応関係の模式曲線を示しており、ＳＯＣとＯＣＶはいずれも一対一に対応したものであることがわかったため、テーブル引きの方法でＯＣＶからＳＯＣを導き出すことができ、逆もまた同様である。
【００３５】
図１に示されるように、内蔵電池モデルの構造から、電池のターミナル電圧Ｖｏ（ｔ）と電池の開路電圧Ｖｏｃｖ（ｔ）との関係が表記される方程式は
Ｖｏ（ｔ）＝Ｖｏｃｖ（ｔ）−Ｉ１（ｔ）＊Ｒ１−Ｉ２（ｔ）＊Ｒ２       （１）
であることがわかり、そのうち、Ｖｏ（ｔ）は電池のターミナル電圧であり、Ｖｏｃｖ（ｔ）は電池の開路電圧であり、Ｉ１（ｔ）は第一抵抗器Ｒ１を通過する電流であり、具体的には、電池が充電する場合Ｉ１（ｔ）は充電電流となり、電池が放電する場合Ｉ１（ｔ）は放電電流となる。Ｒ１は第一抵抗器の抵抗値であり、Ｉ２（ｔ）は非線形抵抗器Ｒ２を通過する電流であり、Ｒ２は非線形抵抗器の抵抗値である。Ｉ１（ｔ）は電池のＳＯＣ特性方程式により推定され、Ｉ２（ｔ）はＩ１（ｔ）とＩ２（ｔ）の電池の等価回路での関係の方程式により推計される。
【００３６】
さらに、電池のＳＯＣ特性方程式は
2016516181.tif 000005
であり、そのうち、ＳＯＣ（ｔ）はある時点の電池残量であり、ＳＯＣ（０）は初期状態での電池の電量である。
【００３７】
ＳＯＣ特性方程式は、放電電量の増加に従って、電池残量ＳＯＣ（ｔ）もそれに応じて低下したという関係を表記している。簡単に言えば、１Ｃ（単位倍率、公称容量値の放電電流に相当し、例えば８００ｍＡｈの電池では、対応する１Ｃは８００ｍＡである）で３６００秒放電すれば、電池を１００％から０％に放電させることができるため、放電倍率は直接電量ＳＯＣの積分演算に用いられることができる。
【００３８】
いずれの時点の電池特性は上記のＳＯＣ特性方程式に合致している。このため、先のサンプリング時点の電池ＳＯＣ特性によれば、次の時点の第一抵抗器Ｒ１を流す電流Ｉ１（ｔ）を推定でき、実時間データの正確性を保証し、電池の負荷状態は、正常動作モードでも、スリープモードや、スタンバイモード又は超低電力消費モードでも、先の時点の電池ＳＯＣ特性に基づいて次の時点の第一抵抗器Ｒ１を流す電流Ｉ１（ｔ）を推計するため、本実施例の電池の電量計量システムが各種の負荷状態に適応し得るのを保証した。
【００３９】
Ｉ２（ｔ）はＩ１（ｔ）とＩ２（ｔ）の内蔵電池モデルでの関係の方程式により推計される。Ｉ１（ｔ）とＩ２（ｔ）の内蔵電池モデルでの関係の方程式は
2016516181.tif 000006
であり、そのうち、は第一キャパシタの両端の電圧である。
【００４０】
上記のプロセス（１）、（２）、（３）及び（４）を通して、第一抵抗器Ｒ１を通過する電流Ｉ１（ｔ）及び非線形抵抗器Ｒ２を通過する電流Ｉ２（ｔ）を算出してから、Ｉ１（ｔ）とＩ２（ｔ）を式（１）に代入し、該時点でサンプリングされた電池のターミナル電圧Ｖｏ（ｔ）から電池の開路電圧Ｖｏｃｖ（ｔ）を取得することができる。さらに典型的なリチウムイオン電池のＳＯＣ−ＯＣＶ関係に基づいて電池残量を推計した。電池残量と開路電圧は、一対一に対応する関係にある。
【００４１】
電池の特性に応じて電池の開路電圧と電池残量との関係のテーブルを確立すること、及び、電池の特性に応じて電池の開路電圧と電池残量との関係のデータを確立し、区分的に多項式適合を行って電池の開路電圧と電池残量との関係の多項式集合を取得すること、という二つの対応関係がある。一つ目では、電池のターミナル電圧に基づいて電池の開路電圧を推計し、さらにテーブルを引いて対応する電池残量を取得する必要があるが、電池の開路電圧が離散データポイントの間にあると、電池の開路電圧の推計において線形補間法を採用して電池残量を算出した。二つ目では、電池の開路電圧を電池のターミナル電圧に基づいて推計し、電池の開路電圧と電池残量との関係の多項式集合に代入して電池残量を算出する必要がある。
【００４２】
本発明による電池の電量計量システムは、電池のターミナル電圧及び内蔵電池モデルにより電池の開路電圧を推定し、さらに典型的なリチウムイオン電池のＳＯＣ−ＯＣＶ関係に基づいて電池残量を推計することによって、電池の各種の負荷状態に適応して、計量の正確度を保持し、システムの電力消費を低減することができ、電量計量システムを電池の内部又は外部に設けることができる。
【００４３】
上記は単に本発明の実施態様であり、それにより本発明の特許範囲を制限するものではなく、本発明の明細書及び図面の内容から作成されたあらゆる等価構造や等価フローの変更、あるいは他の関連技術分野への直接又は間接的な運用はいずれも、上記のとおりに本発明の特許保護範囲に含まれている。
【図１】
2016516181.tif 000009
【図２】
2016516181.tif 000010
【図３】
2016516181.tif 000011
【図４】
2016516181.tif 000012
【国際調査報告】
2016516181.tif 000013
2016516181.tif 000014
2016516181.tif 000015
2016516181.tif 000016
2016516181.tif 000017
2016516181.tif 000018
2016516181.tif 000019
2016516181.tif 000020