[发明专利]基于库仑计数器的电池充电状态估计装置及方法

说明书

本发明涉及一种电池充电状态估计装置及方法，其在基于库仑计数器的电池充电状态估计中可以减少由电流检测的误差累积导致的充电状态估计误差，并且对因电池温度及老化导致的特性进行补偿来可提高充电状态估计的准确性。本发明的一个方面提供了电池充电状态估计装置，包括：第一库仑计数器(STCC)，在每个规定周期对电池电流(Im)进行累加来计算对于各周期的第一电荷变化量(ΔQ)；补偿器，补偿所述第一电荷变化量(ΔQ)来计算第二电荷变化量(ΔQ_comp)；第二库仑计数器(CCE)，对所述第二电荷变化量(ΔQ_comp)进行累加来计算第一预测电荷量(Qe)；以及充电状态估计器，基于所述第一预测电荷量(Qe)估计电池的充电状态。

技术领域

本发明涉及一种基于库仑计数器(coulomb counter)的电池充电状态估计装置及方法。具体而言，本发明涉及电池充电状态估计装置及方法，其可以在基于库仑计数器的电池充电状态估计中减少由于电流检测的误差累积而导致的充电状态估计误差，通过对因电池温度及老化导致的特性进行补偿来提高充电状态估计的准确性。

背景技术

基于库仑计数器的技术被广泛用于估计电池的充电状态。基于库仑计数器的电池充电状态估计技术对电池电流进行检测并将检测到的电池电流累加来估计电池的电荷量，并且可以基于估计到的电荷量估计电池的充电状态。基于库仑计数器的电池充电状态估计技术，又称电流累加法，由于能够以简单的方法相对准确地进行充电状态估计这一优点而被广泛应用。

但是，一般的基于库仑计数器的电池充电状态估计技术是通过对测量的电流进行连续的累加求和来预测电池的剩余电荷量的方式，即使在测量电流等过程中存在些许的误差，其误差也会累积，随着时间的流逝在电池的剩余电荷量预测中可能会出现较大的误差。

另外，一般的基于库仑计数器的电池充电状态估计技术没有反映因电池的温度和老化导致的电池特性的变化，因此还有改善的余地。例如，如果电池处于低温状态或老化，则电池的满充容量(或可用容量)与设计容量相比可能会显著减少，当没有反映这样的满充容量的减少时，充电状态估计的准确度会降低。

发明内容

技术问题

根据实施例，本发明期望改善在基于库仑计数器的电池充电状态估计中由于电流测量等的误差累积而导致充电状态估计的准确性下降的问题。

根据实施例，本发明期望通过在基于库仑计数器的电池充电状态估计中反映因电池温度和老化导致的电池特性的变化来提高充电状态估计的准确性。

根据实施例，本发明期望在基于库仑计数器的电池充电状态估计中基于因电池的温度和老化而导致的变化的满充容量来估计电池的充电状态。

根据实施例，本发明期望在基于库仑计数器的电池充电状态估计中简化结构并减少用于充电状态估计的功耗。

技术方案

本发明的一个方面提供了一种电池充电状态估计装置，包括：第一库仑计数器STCC，在每个规定周期对电池电流Im进行累加来计算对应各周期的第一电荷变化量ΔQ；补偿器，补偿所述第一电荷变化量ΔQ来计算第二电荷变化量ΔQ_comp；第二库仑计数器CCE，对所述第二电荷变化量ΔQ_comp进行累加来计算第一预测电荷量Qe；以及充电状态估计器，基于所述第一预测电荷量Qe估计电池的充电状态。

在所述电池充电状态估计装置中，所述补偿器利用所述第一预测电荷量Qe计算预测开放电路电压OCVe，并利用所述预测开放电路电压OCVe计算所述第二电荷变化量ΔQ_comp。

在所述电池充电状态估计装置中，在利用所述第一预测电荷量Qe计算所述预测开放电路电压OCVe时，利用包含对应所述电池的开放电路电压OCV和电荷量Q之间的关系的数据的第一查找表LUT1。