专利名称：快速测定当前的和潜在的电池容量的制作方法
技术领域：
本发明涉及可再充电的蓄电池，更具体地说本发明涉及快速测定电池的状态或电量参数，比如电池潜在的最大充电容量和电池的当前电量。
背景技术：
移动电话、寻呼机、手持游戏机、便携收音机、磁带录音机、光盘播放器、转臂箱、双向移动无线电、膝上型和便携式计算机、便携式电力工具、高尔夫小车、电动车辆以及接电轮椅都至少具有一个相同点它们都使用电池。当带这些装置中的一种装置准备带到家或办公室以外时，使用者注意提醒自己下列问题中的一个或多个问题最近一次我是什么时候给电池充电？从那时起我能使用它多久？电池中的电量对于会议或飞行或旅行是否足够？我的备用电池处于什么状态？最近一次我是什么时候给它充电？如果电池不能提供它们当前的容量指示则不能回答这些问题。一些装置试图通过测量从电池中流出的电流和它使用的时间估计剩余的电量。然而，这种方法并不能考虑电池的自然放电和使用时间较长的电池并不能充电到它的额定容量的100％的这些事实。
因此，使用者需要能够快速地确定电池的当前和潜在的容量，以便使用者能够决定是否要对电池进行再充电或携带备用电池或装上另一电池。
发明内容
本发明提供一种电池的电量参数(比如电池的当前电量和电池的潜在的或最大的充电容量)的快速测定方法。给该电池施加一个或多个放电脉冲和休止周期。测量电池电压以提供在休止周期中电压和/或在放电脉冲中电压。单独使用或与其它的开路电池电压一起使用在这些测量电压中的两个或更多个所测量的电压之中的差值电压作为到曲线或查询表或方程式或算法的输入以确定电池的最大容量或状态或该电池的当前电量。然后将这种信息显示给使用者以便使用者知道电池的最大容量和当前的电量。然后使用者作出该电池对于他所计划的项目是否足够的明智的判断。还可以将该电量参数输出到另一过程中比如充电过程中以控制或改变该过程。
本发明有几种不同的实施例。这些实施例包括将一个或多个休止周期和放电脉冲施加到电池中，在休止周期和/或放电脉冲中测量一种或多种电压，确定不同的电压，并单独或与开路电压一起应用该差值电压，以确定电池的一种或多种电量参数。例如，一种实施例是将第一休止周期施加到电池中，将放电脉冲施加到该电池，将第二休止周期施加到该电池，在第一休止周期中测量电池的第一开路电压，在第二休止周期中测量电池的第二开路电压，从第一开路电压中减去第二开路电压来确定差值电压，应用该差值电压确定该电池的电量参数，以及输出该电量参数。另一种实施例是将第一休止周期施加到电池中，将放电脉冲施加到该电池，将第二休止周期施加到该电池，在第一休止周期中测量电池的第一开路电压，在第二休止周期中测量电池的第二开路电压，从第一开路电压中减去第二开路电压来确定差值电压，应用该第一开路电压和该差值电压确定该电池的电量参数，以及输出该电量参数。
另一种实施例是将许多休止周期和许多放电脉冲施加到电池，在放电脉冲中所选择的一个放电脉冲中的第一点上测量该电池的第一加载电路电压，该放电脉冲是在休止周期中所选择的一个休止周期之后的放电脉冲，在放电脉冲中所选择的第一放电脉冲中的第二点上测量该电池的第二加载电路电压，从第一加载电路电压中减去第二加载电路电压来确定差值电压，应用该差值电压确定该电池的电量参数，以及输出该电量参数。再一种实施例是将许多休止周期和许多放电脉冲施加到电池，在放电脉冲中所选择的一个放电脉冲中的第一点上测量该电池的第一加载电路电压，该放电脉冲是在休止周期中所选择的一个休止周期之后的放电脉冲，在放电脉冲中所选择的第一放电脉冲中的第二点上测量该电池的第二加载电路电压，从第一加载电压中减去第二加载电压来确定差值电压，应用该第一开路电压和该差值电压确定该电池的电量参数，以及输出该电量参数。
下文描述了一些其它的变型和实施例。
结合附图和权利要求，从下文对优选实施例的描述中将会清楚本发明的其它特征和优点。
附图1所示为实施例本发明的电路的优选实施例。
附图2所示为用于测定电池的状态的电压测量的波形。
附图3所示为如何应用电压测量值确定电池的状态的附图。
附图4所示为本发明的操作流程图。
具体实施例方式
现在参看附图，附图1所示为实施例本发明的电路的优选实施例。电路10包括用户控制面板12比如键盘、控制器13、显示器14、放电电路16和电流监测电路20。键盘12连接到控制器13的“K”输入，它允许使用者输入指定的参数比如电池类型(锂电池、铅酸蓄电池、NiCad、NiFe、NiMH等)以及其它的相关的信息比如标称电池电压或串联的电池数。用户控制面板12可以是键盘、拨号盘、开关阵列或输入信息或指令的其它装置。为简化使用者的操作，控制器13可以对许多电池类型的参数进行编程。在这种情况下，使用者仅简单地输入电池类型比如型号，该控制器13可以自动地使用对该电池类型适合的参数。显示器14连接到控制器13的“S”输出并为操作者显示信息、选择、参数等。如果该电路总是用于一种类型的电池，比如膝上型电脑随机携带的特定类型的电池，则用户控制面板12可以仅由“TEST”开关组成。类似地，显示器可以仅是一种LED/LCD读出设备或一种或多种柱状图或其它适合的显示。该显示可以指示任何所需的数据或简单地指示最大的容量和当前的电量，比如“最大的容量1350maH”和“当前容量675maH”。当然，如果使用电池的设备的功率消耗已知，则该显示可以指示相应的时间，比如“最大的容量5小时”和“剩余容量2.5小时”。此外，还可以将该信息输出到另一过程中，比如充电过程，来自控制器13的“S”输出或其它输出可以用于将这种信息输出到这些其它的过程中。
控制器13的“D”输出连接到放电电路16，该放电电路16可以由控制器13构造成提供放电电流或将所选择的负载施加到电池。通过控制器13控制由放电电路16所形成的脉冲的脉冲宽度。放电电路16通过导体21连接到电池11的正端。电池11的负端通过电阻20连接到电路的地端，该电阻20的额定值为0.01欧姆。从电池11流出的电流必需通过电阻20。因此通过测量在电池20上的电压可以确定通过电池11的电流。当然，其它的装置比如霍尔效应器件也可以用于测定电池的电流。
通过测量在导体21和电路地端之间的电压来监测电池电压。通过测量在导体21和22之间的电压或通过从在导体21上的电压中减去导体22的电压消除电阻20的影响。导体21和22分别连接到控制器13的V和I输入中。可以理解的是如果控制器13是逻辑器件，比如微处理器，则该信号必需转换为对控制器13适合的形式，比如使用模拟到数字转换器。
电池的存在可以通过如下的方式测定通过启动放电电路16并监测电流监测器20的输出以确定放电电流是否流动或者通过使去极化电路16停止并监测该电压以确定该电池是否存在。
温度传感器23连接到控制器13的“‘T”输入中，并且如果需要的话可以用于测量电池11的温度以便在确定电池的状态和当前的电量的过程中考虑电池的温度。然而，在许多应用中该电池的温度并不是重要的因素或不予考虑，比如假设是在室温操作环境下，则在这种应用中可以省去传感器23。
在该优选实施例中控制器13包括微处理器、存储器、定时器和计数器，该存储器的至少一部分包含有控制器13的操作指令。定时器和计数器可以是分开的器件或是微处理器的一部分，并可以用于控制放电脉冲的持续时间或休止周期持续时间、对所应用的休止周期或放电脉冲进行计数等。
在优选的实施例中，控制器13将放电脉冲施加到该电池中，在预定的时间点上测量电池电压，然后基于这些电压测量值确定电池电量参数，比如最大潜在的电量和当前的电量。
附图2所示为用于确定电池11的电量参数的电压测量的波形图。在优选实施例中，将两个或多个放电脉冲210施加到所测试的电池11，在放电脉冲210周围的两个休止周期220中或在一个休止周期220中和至少一个放电脉冲210中测量电池电压测量225，230。然后应用这些电压测量中的两个或更多个电压测量值确定电池的电量参数。
根据电池的类型由如下的一种或多种因素确定电池的最大充电容量，比如电池的已使用年限、电池的当前温度、电池先前的过热、电池先前的冷冻、电池先前过充电、电池先前的过放电、电池先前的和当前的水和电解液液面以及电池的其它的电、化学或机械历史或机械损伤。如下文所定义的差值电压DELTA-L提供了电池的状态信息，即电池的潜在或最大的容量。将差值电压DELTA-L与应用已知充电容量的电池在先凭经验所确定的DELTA-L差值电压值进行比较。给每种类型的电池(锂离子、NiCad、NiMH、NiFe、铅酸等)以及一种电池类型的每种额定容量(600毫安-小时(maH)，1500maH，2500maH等)确定用于估计电池充电容量的DELTA-L差值电压。
通常，DELTA-L差值电压越低，该电池的最大可能的电量越多。相反，DELTA-L差值电压越高，该电池的最大可能的电量越少。给每种类型的电池(锂离子、NiCad、NiMH、NiFe、铅酸等)以及一种电池类型的每种额定容量(600毫安-小时(maH)，1500maH，250,000maH等)根据经验确定用于比较以估计电池的最大可能电量的DELTA-L差值电压电平。例如，对于新的充满电的电池DELTA-L电压可能是20mv，而对于旧的充电不满的电池可能是75mv。
附图3所示为应用DELTA-L电压和开路电压如何确定电池的最大潜在的电量和当前的电量的曲线图。示出了电池的实例性放电曲线301、302、303和304。如果电池的容量为1350maH(毫安-小时)，则放电曲线为304。如果电池的容量为1000maH、675maH或400maH，则放电曲线分别为303、302或301。
X伏特的开路电压表明在一种曲线上电池的当前放电电平高于在另一曲线上的电池的相同开路电压。如果开路电池电压例如为3.75伏特，则仅应用电池的开路电压，不能确定电池的当前的电量，因为3.75伏特的开路电压可以代表在曲线301、302、303或304上的点305、306、307或307中的任一点。
本发明通过应用DELTA-L差值电压来确定电池的电量参数比如电池的最大充电容量来解决这个问题。对于新的充满电的电池DELTA-L电压例如可能是“X”毫伏特(mv)，但对于已使用较长时间的充电不满的电池可能是“Y”mv。例如，基于经验数据，对于特定类型的电池的“X”mv的DELTA-L电压表示该电池的最大容量为1350maH，而“Y”mv的DELTA-L电压表示该电池的最大容量为675maH。因此，确定了所测试的电池的DELTA-L电压，应用这种DELTA-L电压确定对于该电池适合的曲线，由此指示该电池的最大潜在的电量。
在优选实施例中，应用经验数据获得一种或多种表明在DELTA-L电压和潜在的最大电池容量之间的关系的查询表。当然，收集越多的经验数据，该查询表将越精确。然而，只要可以获得几个经验数据点，则可以外推或内插经验数据或表结果以确定电池的潜在的充电容量。此外，基于经验数据还可以推导出算法或方程式，应用这些算法或方程式替代查询表或与查询表一起连同DELTA-L电压来确定潜在的电池容量。
因此一旦确定了该电池的适合的曲线，则应用开路电压指示另一种放电参数，比如电池当前的电量(有时称为剩余电量)。还可以应用已知最大容量和已知当前电量的电池经验地确定该参考开路电压值。对于每种类型的电池(锂离子、NiCad、NiMH、NiFe、铅酸等)和一种类型电池的每种额定容量(600毫安-小时(maH)，1500maH，250,000maH等)确定用于估计电池的当前电量的参考开路电压值。
因此，应用DELTA-L电压和开路电压已经指示电池的电量参数，比如对该电池哪种曲线301-304和哪个点适合。曲线301-304直接表明电池的最大潜在的容量。例如，曲线301表明400maH的最大的潜在的容量，曲线304表明1350maH的最大的潜在的容量。一旦确定了正确的曲线，应用开路电压确定当前的容量。
例如，如果曲线303用于该电池，则它具有1000maH的最大潜在的容量。如果开路电压为3.75伏特，则该电池当前处于点307上。从点307朝下到容量轴线，可以看到在1000maH最大的容量中已经用完了400maH。因此，该电池的剩余电量为600maH(1000maH最大容量减去已经用完的400maH)。
此外，例如，如果曲线302用于该电池，则它具有675maH的最大潜在的容量。如果开路电压为3.75伏特，则该电池当前处于点306上。从点306朝下到容量轴线，可以看到在675maH最大的容量中已经用完了300maH。因此，该电池的剩余电量为375maH(675maH最大容量减去已经用完的300maH)。
现在返回到附图2，下文描述DELTA-L电压的测量。将一种或多种相对较大的幅值的放电脉冲210A，210B施加到电池，在预定的点上测量电池电压，在这些电压测量值的基础上确定该电池的电量参数。
在优选实施例中，使用两种放电脉冲210A，210B，优选在休止周期220A结束时测量开路电压225A，优选在放电脉冲210A，210B结束时测量加载电路电压230A和230B。然后通过从电压230A中减去电压230B确定电压差DELTA-L1。作为实例，对于充满电的新的锂离子电池典型的DELTA-L1为10mv，但对于大部分已放电、电压不足的电池为40mv。然后应用差值电压确定一种电量参数，比如最大的电池容量，然后应用开路电压确定的另一种电量参数，比如电池的当前电量。
在一实施例中，仅需要一种放电脉冲210A，优选在休止周期220A结束时测量开路电压225A，优选在休止周期220B开始时测量开路电压225B。然后通过从电压225A中减去电压225B确定电压差DELTA-L2。
在另一实施例中，有两种或多种放电脉冲210，优选在休止周期220A中测量开路电压225A，优选在放电脉冲210之后的休止周期开始时测量另一开路电压，比如在放电脉冲210B之后测量电压225C或在放电脉冲210C之后测量电压225D。然后通过从电压225A中减去电压225B(或电压225C或电压225D)确定电压差DELTA-L3。或者开路电压测量225B可以是第一开路电压测量值，通过从电压225B中减去电压225C(或电压225D或电压225N)确定电压差DELTA-L3。
在另一实施例，仅应用一种放电脉冲210A，优选在休止周期220A结束时测量开路电压225A，优选在放电脉冲210A开始时测量加载电路电压测量230A’，优选在放电脉冲210A结束时测量加载电路电压230A。然后通过从电压230A’中减去电压220A确定电压差DELTA-L4。
在另一实施例中，有两种或多种放电脉冲210，正好在所选择的放电脉冲210N之前的休止周期结束时测量开路电压，在放电脉冲210的开始时测量负载电压以提供电压230N’，在所选择的放电脉冲的结束时测量加载电路电压以提供电压230N。在本实施例中，DELTA-LN确定为在所选择的放电脉冲210的过程中差值电压。因此DELTA-L5B为电压230N’减去电压230B，DELTA-L5C为电压230C’减去电压230C，等等。
因此，一般地说，测量开路电压，然后在放电脉冲210中或在休止周期220中测量随后的电压，应用在放电脉冲210中或在休止周期220中的差值电压或在放电脉冲210或在休止周期220之间的电压差产生DELTA-L测量。然后应用这个DELTA-L测量确定最大的潜在的电池容量和对该电池适合的操作曲线，然后应用开路电压确定电池的当前电量水平。
要使用的DELTA-L可以是简单的DELTA-L，即简单的开路DELTA-L(DELTA-L2，DELTA-L3)或简单的加载电路DELTA-L(DELTA-L1，DELTA-L4，DELTA-L5)。DELTA-L还可以是复合DELTA-L，即一种或多种简单的开路DELTA-L和/或一种或多种简单的加载电路DELTA-L的组合。例如，要使用的DELTA-L可以是DELTA-L1减去DELTA-L2或DELTA-L1乘以DELTA-L3或两种或多种简单DELTA-L的其它形式的和或积或商。因此，在另一种实施例中，两种或多种DELTA-L电压相组合以确定电池的电量参数，比如对于该电池哪种曲线是正确的操作曲线。因此，在附图3中的曲线可以是基于DELTA-L1和DELTA-L2之和或DELTA-L1和DELTA-L2之积或三种或更多的DELTA-L测量值之和或之积。
为方便起见，所示的放电脉冲210为矩形脉冲，但可以理解的是在实际中并不经常是这样的，因此应该理解的是本发明包括但并不要求使用这种矩形波形。此外，为了方便所示的放电脉冲210具有相同的脉冲宽度，但这并不构成任何限制。可取的是但不是必需的是，放电脉冲210具有相同或近似相同的电流幅值215。所示的放电脉冲210数仅是为了方便并不构成对本发明的限制。然而，放电脉冲从电池中吸收功率以使放电脉冲数优选应该限制在需要确定该电池的所需的电量参数的数目。同样，为了方便起见，所示的休止周期220具有相同的持续时间，但这并不构成对本发明限制。此外，为了清楚地说明，放大了在电压225和电压230之间的差值。此外，为了说明清楚，没有示出在电压225A-225D之差，也没有示出在电压230A-230C之间的差，因为与实际的电压相比这些差值很小。然而，如在此所示，这些小的差值很重要，本发明应用这些小差值确定电池的状态和电量。
当进行电压测量时在休止周期内特定的位置稍微有些严格，可取的是在此在所指定的点上测量电压。根据所进行测量的时间不同电压测量不同，因此应该在与经验的电压测量相同的休止周期内的相同的点上对所测试的电池进行电压测量。
同样，当进行电压测量时在放电脉冲内特定的位置稍微有些严格，可取的是在此在所指定的点上测量电压。根据所进行测量的时间不同电压测量不同，因此应该在与用于产生经验的电压测量相同的放电脉冲内的相同的点上对所测试的电池进行测量。
类似地，虽然附图2所示为在第一放电脉冲之前和之中以及在第二放电脉冲之中和之后进行测量，但是用于测量的放电脉冲并不严格。例如，可以在第一放电脉冲之前、在第二放电脉冲之中、在第五放电脉冲之中以及在第六放电脉冲之后进行测量。
然而，根据所进行测量的时间不同电压测量不同，因此应该在相对于用于产生经验的电压测量相同的休止周期或放电脉冲相同的点上对所测试的电池进行测量。
放电脉冲的幅值和持续时间稍微有些严格。放电脉冲的持续时间和等待时间(也称为休止周期)取决于所测试的电池的类型。对于锂离子电池，放电脉冲210可能具有4安培的幅值和50毫秒的持续时间，等待周期220可能为100毫秒。对于NiCad或NiMH电池，放电脉冲可能具有4安培的幅值和20毫秒的持续时间，等待周期可能为100毫秒。然而，如上文所述，根据这些因素的不同电压测量不相同，因此在与经验的电压测量相同的条件下对所测试的电池进行测量。
因此，根据本发明，已经应用一种或多种测量DELTA-L1，DELTA-L2等确定电池的电量参数(比如电池的状态)作为电池的当前的最大的容量，以及应用开路电压确定电池的另一种电量参数，比如电池的剩余电量。因此，使用者将电池插入到测试装置中并快速地(在几个休止周期内)确定对于要完成的工作该电池是否足够或对于特定的工作该电池能够提供多长时间的能量。
附图4所示为本发明的一种实施例的操作流程图。这种操作优选通过控制器13控制。在步骤410中，给电池施加一个或多个休止周期和一个或多个放电脉冲。然后在休止周期和/或放电脉冲中的所需的点上测量一种或多种开路和/或加载电路电池电压。作为一种实例，如果在一个放电脉冲之后应用一休止周期，然后测量电压225A，230A和230A’。因此现在已经获得了基本的电压测量。
在步骤420中，确定所需的DELTA-L差值电压测量。如上文所示，该测量可以是简单的DELTA-L或复合的DELTA-L。因此，现在已经获得了确定电池的状态或电量参数的测量。
在步骤430中，基于所需的DELTA-L测量确定电池的一种参数比如电池的最大潜在的充电容量。
在步骤440中，根据开路电压测量和所需的DELTA-L测量确定电池的另一种电量参数比如电池的当前电量水平。
因此，在步骤430和440中，基于DELTA-L测量和开路电压测量从查询表或算法或这两者确定电池的状态或电池的电量参数比如最大的潜在充电容量和电池的当前的电量水平。
在步骤450中，将电池的电量参数比如潜在的最大电池容量和/或电池的当前电量水平通过给用户显示的方式输出或提供给另一过程比如充电过程。
因此，使用者现在已经完成了关于电池的电量参数或状态的信息，即使用者现在已经得知了电池的充电容量和电池的当前电量。因此使用者能够确定该电池是否满足使用者的需要或是否携带备用电池或是否应该更换电池或应该对该电池进行充电。
如上文所述，还可以将潜在的最大充电容量和/或电池的当前电量水平输出以控制另一过程，比如开始电池进行充电的过程或改变电池的充电过程或终止电池的充电过程。例如，如果最大的潜在容量的1000maH，而当前电量水平是250maH，则理想的是要开始充电过程。或者如果最大的潜在容量是1000maH，而当前的电量水平是990maH，则理想的是改变或停止充电过程。在美国专利US5,307,000中公开了一种应用与本发明相同的许多部件的充电电路的实例。
从上文的描述中应该理解的是本发明提供了一种快速地确定电池的状态或电量参数比如电池的最大的充电容量和电池的当前的电量的方法和装置。因此本发明可以使使用者能够确定特定的电池是否足够完成所给定的任务或者是否到了启动、停止或改变电池的充电过程的时候。
虽然根据本发明的特定的优选实施例已经描述了本发明，但是本发明不限于简单地确定电池的当前状态和电量。本发明在下述方面还很有用确定还需要多少电量才能使电池充满，确定电池是否已经充满或还应该进一步充电的测试。
通过阅读上文对本发明的优选实施例的描述，本领域的熟练技术人员可以对本发明作出各种改进和变型。因此，本发明的范围仅以下文的权利要求限定。
权利要求
1.一种确定电池的电量参数的方法，包括将一第一休止周期施加到所说的电池中；将一放电脉冲施加到所说的电池中；将一第二休止周期施加到所说的电池中；在所说的第一休止周期中测量所说的电池的第一开路电压；在所说的第二休止周期中测量所说的电池的第二开路电压；从所说的第一开路电压中减去所说的第二开路电压来确定差值电压；应用所说的差值电压确定所说的电池的电量参数；以及输出所说的电量参数。
2.一种确定电池的电量参数的方法，包括将一第一休止周期施加到所说的电池中；将一放电脉冲施加到所说的电池中；将一第二休止周期施加到所说的电池中；在所说的第一休止周期中测量所说的电池的第一开路电压；在所说的第二休止周期中测量所说的电池的第二开路电压；从所说的第一开路电压中减去所说的第二开路电压来确定差值电压；应用所说的第一开路电压和所说的差值电压确定所说的电池的电量参数；以及输出所说的电量参数。
3.一种确定电池的电量参数的方法，包括将许多休止周期和许多放电脉冲施加到所说的电池；在所说的休止周期中所选择的第一休止周期中测量所说的电池的第一开路电压；在所说的休止周期中所选择的第二休止周期中测量所说的电池的第二开路电压，所说的第二休止周期是在所说的休止周期中的所选择的所说的第一休止周期之后；通过从所说的第一开路电压中减去所说的第二开路电压来确定差值电压；应用所说的差值电压确定所说的电池的电量参数；以及输出所说的电量参数。
4.一种确定电池的电量参数的方法，包括将许多休止周期和许多放电脉冲施加到所说的电池；在所说的休止周期中所选择的第一休止周期中测量所说的电池的第一开路电压；在所说的休止周期中所选择的第二休止周期中测量所说的电池的第二开路电压，所说的第二休止周期是在所说的休止周期中的所选择的所说的第一休止周期之后；通过从所说的第一开路电压中减去所说的第二开路电压来确定差值电压；应用所说的第一开路电压和所说的差值电压确定所说的电池的电量参数；以及输出所说的电量参数。
5.一种确定电池的电量参数的方法，包括将许多休止周期和许多放电脉冲施加到所说的电池；在所说的休止周期中所选择的第一休止周期中测量所说的电池的第一开路电压；在所说的休止周期中所选择的第二休止周期中测量所说的电池的第二开路电压，所说的第二休止周期是在所说的休止周期中的所选择的所说的第一休止周期之后；在所说的休止周期中所选择的第三休止周期中测量所说的电池的第三开路电压，所说的第三休止周期是在所说的休止周期中的所选择的所说的第二休止周期之后；通过从所说的第二开路电压中减去所说的第三开路电压来确定差值电压；应用所说的第一开路电压和所说的差值电压确定所说的电池的电量参数；以及输出所说的电量参数。
6.一种确定电池的电量参数的方法，包括将一休止周期施加到所说的电池中；将一放电脉冲施加到所说的电池中；在所说的放电脉冲的过程中的第一点上测量所说的电池的第一加载电路电压；在所说的放电脉冲的过程中的第二点上测量所说的电池的第二加载电路电压；从所说的第一加载电路电压中减去所说的第二加载电路电压来确定差值电压；应用所说的差值电压确定所说的电池的电量参数；以及输出所说的电量参数。
7.一种确定电池的电量参数的方法，包括将一休止周期施加到所说的电池中；将一放电脉冲施加到所说的电池中；在所说的休止周期中测量所说的电池的开路电压；在所说的放电脉冲的过程中的第一点上测量所说的电池的第一加载电路电压；在所说的放电脉冲的过程中的第二点上测量所说的电池的第二加载电路电压；从所说的第一加载电路电压中减去所说的第二加载电路电压来确定差值电压；应用所说的开路电压和所说的差值电压确定所说的电池的电量参数；以及输出所说的电量参数。
8.一种确定电池的电量参数的方法，包括将许多休止周期和许多放电脉冲施加到所说的电池；在所说的放电脉冲中所选择的第一放电脉冲中测量所说的电池的第一加载电路电压；在所说的放电脉冲中所选择的第二放电脉冲中测量所说的电池的第二加载电路电压，所说的第二放电脉冲是在所说的放电脉冲中的所选择的所说的第一放电脉冲之后；通过从所说的第一加载电路电压中减去所说的第二加载电路电压来确定差值电压；应用所说的差值电压确定所说的电池的电量参数；以及输出所说的电量参数。
9.一种确定电池的电量参数的方法，包括将许多休止周期和许多放电脉冲施加到所说的电池；在所说的休止周期钟所选择的第一休止周期中测量所说的电池的开路电压；在所说的放电脉冲中所选择的第一放电脉冲中测量所说的电池的第一加载电路电压，所说的第一放电脉冲是在所说的休止周期中的所选择的所说的第一休止周期之后；在所说的放电脉冲中所选择的第二放电脉冲中测量所说的电池的第二加载电路电压，所说的第二放电脉冲是在所说的放电脉冲中的所选择的所说的第一放电脉冲之后；通过从所说的第一加载电路电压中减去所说的第二加载电路电压来确定差值电压；应用所说的开路电压和所说的差值电压确定所说的电池的电量参数；以及输出所说的电量参数。
10.一种确定电池的电量参数的方法，包括将许多休止周期和许多放电脉冲施加到所说的电池；在所说的放电脉冲中所选择的一个放电脉冲的第一点上测量所说的电池的第一加载电路电压；在所说的放电脉冲的所说的所选择的第一放电脉冲的第二点上测量所说的电池的第二加载电路电压；通过从所说的第一加载电路电压中减去所说的第二加载电路电压来确定差值电压；应用所说的差值电压确定所说的电池的电量参数；以及输出所说的电量参数。
11.一种确定电池的电量参数的方法，包括将许多休止周期和许多放电脉冲施加到所说的电池；在所说的休止周期中所选择的一个休止周期中测量开路电压；在所说的放电脉冲中所选择的一个放电脉冲的第一点上测量所说的电池的第一加载电路电压，所选择的一个放电脉冲是在所说的休止周期中所选择的一个休止周期之后；在所说的放电脉冲的所说的所选择的第一放电脉冲的第二点上测量所说的电池的第二加载电路电压；通过从所说的第一加载电路电压中减去所说的第二加载电路电压来确定差值电压；应用所说的第一开路电压和所说的差值电压确定所说的电池的电量参数；以及输出所说的电量参数。
12.一种确定电池的电量参数的方法，包括将许多休止周期和许多放电脉冲施加到所说的电池；在所说的放电脉冲中所选择的第一放电脉冲的第一点上测量所说的电池的第一加载电路电压；在所说的放电脉冲中所选择的所说的第一放电脉冲的第二点上测量所说的电池的第二加载电路电压；通过从所说的第一加载电路电压中减去所说的第二加载电路电压来确定第一差值电压；在所说的放电脉冲中所选择的第二放电脉冲的第一点上测量所说的电池的第三加载电路电压，所说的所选择的第二放电脉冲在所说的放电脉冲中所选择的所说的第一放电脉冲之后；在所说的放电脉冲中所选择的第二放电脉冲的第二点上测量所说的电池的第四加载电路电压；通过从所说的第三加载电路电压中减去所说的第四加载电路电压来确定第二差值电压；组合所说的第一差值电压和所说的第二差值电压以提供结果差值；应用所说的结果差值确定所说的电池的电量参数；以及输出所说的电量参数。
13.一种确定电池的电量参数的方法，包括将许多休止周期和许多放电脉冲施加到所说的电池；在所说的休止周期中所选择的一个休止周期中测量所说的电池的开路电压；在所说的放电脉冲中所选择的第一放电脉冲的第一点上测量所说的电池的第一加载电路电压，所说的放电脉冲中所选择的第一放电脉冲是在所说的休止周期中所说的所选择的一个休止周期之后；在所说的放电脉冲中所选择的所说的第一放电脉冲的第二点上测量所说的电池的第二加载电路电压；通过从所说的第一加载电路电压中减去所说的第二加载电路电压来确定第一差值电压；在所说的放电脉冲中所选择的第二放电脉冲的第一点上测量所说的电池的第三加载电路电压，所说的所选择的第二放电脉冲在所说的放电脉冲中所选择的所说的第一放电脉冲之后；在所说的放电脉冲中所选择的第二放电脉冲的第二点上测量所说的电池的第四加载电路电压；通过从所说的第三加载电路电压中减去所说的第四加载电路电压来确定第二差值电压；组合所说的第一差值电压和所说的第二差值电压以提供结果差值；应用所说的开路电压和所说的结果差值确定所说的电池的电量参数；以及输出所说的电量参数。
14.如权利要求8或9所述的方法，其中仅在所说的放电脉冲中所说的所选择的第一放电脉冲结束之前测量所说的第一加载电路电压。
15.如权利要求8或9所述的方法，其中仅在所说的放电脉冲中所说的所选择的第二放电脉冲结束之前测量所说的第二加载电路电压。
16.如权利要求6或7所述的方法，其中在所说的放电脉冲开始时测量所说的第一加载电路电压和仅在所说的放电脉冲结束之前测量所说的第二加载电路电压。
17.如权利要求10或11所述的方法，其中在所说的放电脉冲中所说的所选择的一个放电脉冲开始时测量所说的第一加载电路电压和仅在所说的放电脉冲的所说的所选择的一个放电脉冲结束之前测量所说的第二加载电路电压。
18.如权利要求12或13所述的方法，其中在所说的放电脉冲中所说的所选择的第一放电脉冲开始时测量所说的第一加载电路电压和仅在所说的放电脉冲的所说的所选择的第一放电脉冲结束之前测量所说的第二加载电路电压。
19.如权利要求18所述的方法，其中在所说的放电脉冲中所说的所选择的第二放电脉冲开始时测量所说的第三加载电路电压和仅在所说的放电脉冲的所说的所选择的第二放电脉冲结束之前测量所说的第四加载电路电压。
20.如权利要求12或13所述的方法，其中所说的组合的步骤包括将所说的第一差值电压加入到所说的第二差值电压中。
21.如权利要求12或13所述的方法，其中所说的组合的步骤包括将所说的第一差值电压乘以所说的第二差值电压。
22.如权利要求1至13中任一权利要求所述的方法，其中所说的电量参数是所说的电池的当前电量。
23.如权利要求1至13中任一权利要求所述的方法，其中所说的电量参数是所说的电池的当前充电容量。
24.如权利要求1至13中任一权利要求所述的方法，其中应用所说的差值电压的步骤包括应用所说的差值电压作为查询表的索引以及从所说的查询表中获得所说的电量参数。
25.如权利要求1至13中任一权利要求所述的方法，其中应用所说的差值电压的所说的步骤包括应用所说的差值电压作为方程式的变量以及从所说的方程式中计算所说的电量参数。
26.如权利要求1至13中任一权利要求所述的方法，其中应用所说的差值电压的步骤包括应用所说的差值电压作为查询表的索引以从所说的查询表中获得所说的电池的充电容量，以及应用所说的开路电压和所说的充电容量确定所说的电池的当前的电量。
27.如权利要求1至13中任一权利要求所述的方法，其中应用所说的差值电压的所说的步骤包括应用所说的差值电压作为方程式的变量以应用所说的方程式获得所说的电池的充电容量，以及应用所说的开路电压和所说的充电容量确定所说的电池的当前的电量。
28.如权利要求8、9、12或13中任一权利要求所述的方法，其中所说的放电脉冲中所说的所选择的放电脉冲具有相同的电流幅值。
29.如权利要求8、9、12或13中任一权利要求所述的方法，其中所说的放电脉冲中所说的所选择的第一放电脉冲具有第一电流幅值，所说的放电脉冲中所说的所选择的第二放电脉冲具有第二电流幅值，所说的第一电流幅值不同于所说的第二电流幅值。
30.如权利要求1至13中任一权利要求所述的方法，其中所说的电量参数是所说的电池的操作曲线。
31.如权利要求1至13中任一权利要求所述的方法，其中所说的电量参数是所说的电池的操作曲线上的操作点。
全文摘要
本发明提供一种电池的状态或电量参数(比如电池的当前电量和电池的最大的充电容量)的快速测定方法。给该电池施加许多放电脉冲(210)和许多休止周期(220)。在休止周期中测量电池电压以提供电压(225),和/或在放电脉冲的过程中提供电压(230)。应用在这些测量电压中所选择的一种差值电压提供差值电压DELTA－L,然后应用差值电压DELTA－L确定电池的电量参数,比如电池的最大充电容量或电池的状态和电池的当前的电量。然后将这种信息显示给使用者以便使用者知道电池的当前容量和电池的当前电量,使用者就该电池对于他计划的工作是否足够这一问题作出明智的判断或者提供给随后的过程比如充电过程。
文档编号G01R31/36GK1346443SQ00804640
公开日2002年4月24日 申请日期2000年1月31日 优先权日1999年2月2日
发明者尤里·波德里查斯基, 耶菲·Y·库什斯基 申请人:先进充电技术公司