[发明专利]能量测量系统

说明书

本发明所属技术领域

本发明涉及一种用来显示电池剩余可用能量值的能量测量系统。

与本发明相关的背景技术

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。

发明简述

根据本发明，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。

附图简要描述

图1是一个用来从电池系统中提供一预定功率输出的电池管理系统的方框图；

图2是根据本发明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发明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。

优选实施例的详细描述

图1示出的电池管理系统10适宜于从电池系统11中在和一负载如电动车相连的终端或输出装置12处提供一预定的功率输出值。在输出终端12和电池系统11的终端线13之间有一控制装置14，以感测电池系统11的预定操作参数。在第一种操作模式中，控制装置14将从电池系统11出来的能量输入到输出终端12处。

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。