[发明专利]电动车用电池组信息即时计算方法及用该方法的电动车辆

说明书

【技术领域】

本发明是一种关于电动车辆的信息计算方法，特别是一种电池组电量相 关信息计算方法及用该方法的电动车辆。

【背景技术】

对于电动脚踏车、电动机车、电动汽车及其他结合电源动力而驱动车体 的电动车辆而言，动力来源主要由电池所提供，依照现今技术，单次充电后 可行驶的里程相较于一般燃油、燃气驱动车辆短，亦缺乏那样密集分布的加 油(气)站，然而在油气存量日减、价格暴增、环保意识日益提升的环境氛围 下，油气驱动车辆市场日益低靡，电动车辆则日渐受人瞩目。

由于电动车辆具有上述行程有限的困扰，行驶至半途没电受困的问题时 有所闻。因此，已有业者提出记录电动车辆充电时的电流大小、电压及时间， 以得到充电的总电能及放电的总电能，以此方法估算该组电池剩余电量值， 并于电量过低时提出警示。常见的检测方法有安培一小时法及瓦特一小时法。 一般安培一小时法中，只记录充电的电流大小及时间，累积其充电量(库伦 值)，在放电时，记录其电流大小及时间，累积其放电量(库伦值)，则电池的 残余能量为充电能量减去放电能量的值。在该安培一小时法中，因为电池电 压的变异，而使得电池的真正电能容量与估算电量不相同，以致准确性较差。

随后演进出瓦特一小时法，由量测充放电的电池电压、充放电电流及时 间，得到充电的总电能及放电的总电能(瓦特-小时)，以此方法得到电池的 剩余电量。此方法固然较以往的安培-小时法估算更准确。但电动车辆上电 池的充电效率并非100％，此值不仅随着不同电池而有所差异、也可能随充 电电池老化而逐渐劣化、更可能受环境因素影响而改变，故在估算充入充电 电池的电能时，若效率以100％计，总电能将偏离实际状况。一般而言，是 依照经验选择充电效率介于80～90％之间，但此数值并无客观且定量的科学 推算，更无法充分显示充电电池的老化问题。

此外，放电过程中，由电池储存的化学能转换为电能输出的放电效率， 亦会受到诸如温度等环境及电池本身条件等多种因素、甚至电池老化的影响 而有所变化，使得放电效率亦非100％，目前一般亦是依照经验选择一个假 设数值，并无客观与定量推算流程，同样无法因电池的老化而即时反应实际 状况。

再者，电池即使不使用，仍会因内部化学反应而自我放电、减少剩余电 能，其自我放电率也随不同电池而异，可能介于每个月10～20％的范围。对 一个每天充电至饱和的电池而言，此误差只占总电能1％以内，影响不大。 但如某一个使用者每天只将电池充电到80～90％即停止，则此自我放电的误 差无法被重置补偿，而会随使用时间累积，使误差逐渐扩大，估算所得的剩 余电量日益失真；而对此电能损耗，目前也没有客观且定量的方法计算。

图1及图2所示，是一种利用常见电动车辆电量估算系统20的电动车辆 10(于此图示为一电动汽车)，该估算系统20是透过一组侦测记录器，对设置 在该常见电动车辆10上的电池组的物理与电性变化进行即时侦测监控并将 记录资料透过通讯单元传送至远端监控中心，并由监控中心依照该资料记录 判定电池组残余电量是否不足或有异常状态，并透过电信设备以无线传输方 式发送信号，例如将电力不足的提示以手机简讯传送至事先登录者的预定手 机，提醒驾驶者电量状态，以此维护驾车者行驶的安全。

然而，上述估算系统20，不仅需在车辆上设置通讯介面，并仰赖密集分 布的基地台作为沟通桥梁以发送及接受信号，还必须备有一远端监控中心处 理大量资料，整套系统不仅价格昂贵，转嫁于电动车辆10的购买者后，必然 降低市场接受度。且远端监控中心承接大量的资料有待处理，并需设法确保 所发送的警示信号不致遗漏；尤其，此等处理极难收取费用，并涉及个人隐 私，无疑平添实际使用的困难。

换言之，当下电动车辆产业急需一种能大致正确估算充电电池的充电效 率、放电效率、电能损耗率及剩余电量的方法与应用该方法的电动车辆，并 且无须花费不必要的通信及其他硬体架构成本；再利用所获得电池的充电效 率、放电效率、电池系统及车辆的耗电率等因子，算出电池的正确剩余电量 值，以估算出符合电动车辆行车状态及个人驾驶习惯的续航行程而提供使用 者参考。

【发明内容】

本发明目的之一，在于提供一种结构简单、耗用资源有限的电池组电量 相关信息计算方法。

本发明另一目的，在于提供一种可以精确且客观地定量计算电池组电量 相关信息的计算方法，以随时获得电池组的正确状态因子。