7的电池端子电压VBi和电池溫度T 1计算初始的电池余 量SO。。W后，每隔规定的时间间隔tc (步骤S3)重复执行测定和电池余量预测计算。 W例在步骤S4中，电压检测部11检测经过tc时间后的时刻n的电池端子电压VB。和 电池溫度T。。
[0050] 在步骤S5中，根据时刻n-1的电池余量S0C。1、电池溫度T。拟及电池等效电路内 部电压A k,。1、在时刻n检测出的电池电压VB。、电池溫度T。，计算时刻n的电池余量S0C。、电 池开路电压Vea,。、电池电流iu。、电池等效电路内部电压Ak,。。但是，在初次的步骤S5中， 电池余量S0C。1使用初始的电池余量SOC 1。
[0051] 作为需要预先规定为电池特性的特性，除了式12中假定的特性W外，还有电阻 Rk化=0~M)、电容Ck化=1~M)和最大电池容量它们具有电池制造初期的固有的 特性。作为电池等效电路的内部阻抗，假定为下述的2个式子。
[0052] Rk=frk(S〇C，T)、k>0 (13)
[0053] Ck= fc k (S0C，T)、k > 1 (14)
[0054] 如果将运2个式子应用于式11时，则能够得到式15。
阳056] 通过递归计算来计算满足式15的时刻n的电池余量S0C。。根据计算出的电池余 量S0C。，能够分别计算电池开路电压Vecv,。、电池电流i^。、电池等效电路内部电压Ak,。。在 步骤S6中，计算出的运些数值被写入到存储装置中进行保存。
[0057] 通过反复执行W上的运算步骤S3~S6,可W实时地进行余量预测计算。 阳05引另外，在电池开路电压f〇cv(S〇C，T)、电池内部电阻Rk= f rk(S〇C，T)、电池内部电容 器容量Ck= fa (S〇C，T)不能用代数函数简单地表达的情况下，定义为用数值表所表达的函 数。对于作为表数值而不存在的变量值（S0C，T)，使用内插或外插的插值方法进行计算。
[0059] 如W上说明那样，根据具备本实施方式的电池余量预测装置的电池组W及电池余 量预测运算流程，能够进行考虑了电池输出的瞬态响应的高精度的电池余量预测计算，而 不需要实际检测电池电流。因此，不需要检测电池电流所需的高精度的电流检测电阻，能够 实现成本降低、实际安装尺寸降低。
[0060] 图3是示出了电池等效电路的其他例的电路图。图3所示的电池等效电路40是 将电池的内部阻抗的等效电路简化为一组C-R电路。即使是运种简化的电池的等效电路， 按照W下所详细说明的方法也能够进行电池余量预测计算。
[0061] 因为在式1~式3中M为1，所W得到式16和式17运两个方程式。
W63] Vdcv-VB = Il -V Al (17) W64] 并且，根据式16和式17能够求得式18。
[0066] 如果将式18的微分方程式近似为差分方程式，则成为式19。
[0068] 另外，电池电流i^。作为差分方程式的近似式，能够用式20来表达。
[0070] 在式19中，由于没有变量Ak,。1，所W不用计算电池等效电路内部电压，就能根据 电池开路电压Vccv,。1、电池电压VB。1、电池余量S0C。1、S0(；2,由式19计算出当前时刻n的电 池余量S0C。。但是，在初次的步骤S5中，电池余量S0C。i、S0C。2使用初始的电池余量SOC 1。
[0071] 图5是与图3的电池等效电路对应的电池余量预测运算流程。
[0072] 如W上说明的那样，图5中示出的电池余量预测计算，由于按照二进制进行计算， 所W通过将运算的时间间隔设为2^ (N为整数）秒，容易实现计算的逻辑规模的减小，在进 行集成电路化时，在减小集成电路的忍片尺寸方面具有效果。
【主权项】
1. 一种电池余量预测装置，该电池余量预测装置计测电池的电压和温度从而预测电池 的余量，其特征在于， 该电池余量预测装置具有： 电压检测部，其测定所述电池的电池电压和电池温度； 运算部，其根据所述电池电压和所述电池温度来预测计算电池余量；以及 控制部，其控制所述电池余量预测装置的动作以及所述运算部， 所述电池余量预测装置通过如下的运算流程来预测所述电池的余量，该运算流程是根 据电池等效电路中的电池的内部阻抗、以及以规定的时间间隔测定出的所述电池电压和电 池温度，对电池余量进行递归计算。2. 根据权利要求1所述的电池余量预测装置，其特征在于， 所述电池等效电路具有： 电压源，其输出电池开路电压； 第一电阻，其与所述电压源串联连接；以及 内部阻抗，其具有与所述第一电阻串联连接的、由电阻和电容器并联连接而成的阻抗 元件。3. 根据权利要求2所述的电池余量预测装置，其特征在于， 所述运算流程是在电池安装时等测定初始电池端子电压和初始电池温度，根据所述初 始电池端子电压和所述初始电池温度来计算初始电池余量，以规定的时间间隔测定电池端 子电压和电池温度，根据本次测定出的电池端子电压和电池温度、上次测定出的电池端子 电压和电池温度、以及上次计算出的电池余量和电池开路电压，计算电池余量和电池开路 电压，将本次测定出的电池端子电压和电池温度、以及本次计算出的电池余量和电池开路 电压保存到存储装置中。4. 根据权利要求2所述的电池余量预测装置，其特征在于， 所述电池等效电路的内部阻抗中串联连接有多个所述阻抗元件。5. 根据权利要求4所述的电池余量预测装置，其特征在于， 所述运算流程是在电池安装时等测定初始电池端子电压和初始电池温度，根据所述初 始电池端子电压和所述初始电池温度来计算初始电池余量，将施加到所述阻抗元件上的电 压设定为初始值，以规定的时间间隔测定电池端子电压和电池温度，根据本次测定出的电 池端子电压和电池温度、以及上次计算出的电池余量和施加到所述阻抗元件上的电压，计 算电池余量和施加到阻抗元件上的电压，将本次计算出的电池余量和施加到阻抗元件上的 电压保存到存储装置中。6. 根据权利要求1至5中的任意一项所述的电池余量预测装置，其特征在于， 进行电池余量预测运算的时间间隔为2~秒，其中，N为整数。7. -种电池组，其特征在于，该电池组具有： 电池和负载电流控制用MOSFET，它们串联连接在连接有负载的第一外部端子和第二外 部端子之间； 控制电路，其连接在所述电池的两端，监视所述电池的状态并控制所述MOSFET ;以及 权利要求1至5中的任意一项所述的电池余量预测装置，其连接在所述电池的两端，预 测所述电池的余量。8. -种电池组，其特征在于，该电池组具有： 电池和负载电流控制用MOSFET，它们串联连接在连接有负载的第一外部端子和第二外 部端子之间； 控制电路，其连接在所述电池的两端，监视所述电池的状态并控制所述MOSFET ;以及 权利要求6所述的电池余量预测装置，其连接在所述电池的两端，预测所述电池的余 量。
【专利摘要】本发明提供一种电池余量预测装置以及电池组，该电池组低成本并且能够高精度地预测充电池的电池余量。电池余量预测装置具有：电压检测部，其测定电池的电池电压和电池温度；运算部，其根据电池电压和电池温度来预测计算电池余量；以及控制部，其控制电池余量预测装置的动作以及运算部，所述电池余量预测装置采用了通过如下的运算流程来预测所述电池的余量的结构，该运算流程是根据电池等效电路中的电池的内部阻抗、以及以规定的时间间隔测定出的电池电压和电池温度，对电池余量进行递归计算。
【IPC分类】H02J7/00, G01R31/36
【公开号】CN105634051
【申请号】CN201510789460
【发明人】今泉荣龟
【申请人】精工半导体有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年11月17日
【公告号】US20160149272