专利名称：一种基于数字电压采样的电动车蓄电池剩余电量算法的制作方法
技术领域：
本发明属于电动车技术领域，涉及一种算法，特别涉及一种基于数字电压采样的电动车蓄电池剩余电量算法。
背景技术：
现电动车的电量显示一般都直接从蓄电池上取电压信号来指示蓄电池的剩余电量。目前，电动车仪表的电量表一般有三段(多段)式、数字式和指针式这几种类型，它们基本都是通过实时采集电池电压来指示电池剩余电量。而根据化学知识我们知道充电是将电能转化成化学能储存起来。放电是电能从电池中释放出来去驱动外部设备，是化学能转化为为电能的过程。既然是化学反应，那么在电解液浓度、压强、温度、催化剂的外部环境不变的情况下，必然有一个化学平衡的过程。故在上坡或启动时等大电流输出的情况下，正负电极上的电子消耗大于电极与电解液反应产生的电子数，从而电压值会出现短时间内大幅度拉低的情况，从而出现仪表电量显示出现不对应灭格，或者是数值拉低现象，使仪表指示的电量值明显低于电池的实际电量，甚至提前出现充电指示的情况。若是懂得电池放电原理的用户可以理解这种状态的原因，而不懂得电池放电原理的用户会产生抱怨，对车辆到底需不需要充电而产生困扰，给用户的骑行带来了不便。
发明内容
本发明的目的是针对现有的电动车的电量指示所存在的上述问题，而提出了一种较准确检测电池实际电量并进行相应指示的算法。本发明的目的可通过下列技术方案来实现一种基于数字电压采样的电动车蓄电池剩余电量算法，其特征在于，该算法包括如下步骤a、采样得到上电后的初始电压Vc/ ；b、对步骤a中的Vc/进行虚电压处理，得到显示电压Vtl ;电池系统就可以将Vtl值直接采用并通过电量表指示出来；该步骤是为了判断是电动车启动瞬间的电压拉低还是电池虚电情况下的长时间电压拉低。C、得到Vtl后，每N秒进行一次电压采样，并依次得到\、\、'··· Vn ;d、判断对于Vci是否发生了大幅度的拉低，νΔη = V0-Vn,若Viin > k,进入步骤 e ;若O < νΔ < k，进入步骤f ;若νΔ < 0，进入步骤g ；e、V0 = Vtl，返回步骤d ;此时判断新采样得到的Vn由于特殊的行驶环境或虚电压而被大幅度拉低，与电池的真实电压存在较大误差，不予采用。f、V0 = Vn，并返回步骤d ;这种情况判断为电压的降低是因为实际消耗的原因，当前所采样得到的\即为实际电压，此时Vtl值更新为最新一次采样得到的Vn值大小，以供步骤d中新一次的差值比较，Vn值随着行驶逐渐正常下降，V0值也随之降低。g、电压回升处理，若Vn > Vtl，则Vtl = Vn，并返回步骤d。此功能解决了骑行中断后不关钥匙电且电池处于欠压状态时，若直接充电电压会在短时间内有一个较大的抬升，从而可能出现电池实际已充电完成而显示的电量却没充满的情况。此功能同时也解决了长时间高速行驶或上长坡的骑行结束时电压可能的突然升高而导致的显示电量与实际电量不符情况。这种做法在一次行驶过程中电池电压显示会十分稳定，不会出现忽有忽无的情况， 直至电池电量渐渐减少，电量显示开始下降。在上述的一种基于数字电压采样的电动车蓄电池剩余电量算法中，所述的步骤b 中，虚电压处理又包括如下步骤bl、以一定的脉冲周期采集若干个电压数据Vn' (η = 1， 2，3…)；b2、Vj =V -V，若 Va1'、W …U 均大于 MJJVci = Vn';若^ =
V-V < MJJV0 = V/。M为压降设定值，当新采集到的电压相对于上一次有效电压压降大于M时，则认定上电后采集到的初始电压Vc/为电池由于静止时间过长产生的虚电压，电压表采纳最新一次的Vn'值对显示电压Vtl进行赋值；反之，则表示初始电压Vc/不是虚电压，显示电压Vtl可直接采用Vc/进行赋值。在上述的一种基于数字电压采样的电动车蓄电池剩余电量算法中，所述的步骤bl 和步骤c中，采样周期均为5秒。在上述的一种基于数字电压采样的电动车蓄电池剩余电量算法中，所述的步骤d 中，k为O. 3V。一般48V的电动自行车电池，最高电压为52V左右，最低电压为42V左右，k 值设定为O. 3V已能准确作出判断。在上述的一种基于数字电压采样的电动车蓄电池剩余电量算法中，所述的步骤b2 中，M为3V。与现有技术相比，本基于数字电压采样的电动车蓄电池剩余电量算法对采样得到的电量进行指示前，都会对其进行检测判断，排除虚电压等不准确情况，使电量表显示的电量最大限度得接近电池实际电量，基本上实现用户用电用一格少一格，给用户带来安全感。
具体实施例方式以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。本基于数字电压采样的电动车蓄电池剩余电量算法包括如下步骤a、采样得到上电后的初始电压Vc/ ;钥匙上电后，直接采集初始电压Vc/。b I、在启动后的15S内，每5秒一次，分别采集到电压数据V1' ,N2'、\’。b2、Vj =V -V，若 Va/、W …U 均大于 M，则 V。= Vn';若 Vj =
V-V < MJjVtl = Vn'。依次检测乂,/、νΔ2'、νΔ3'的大小，若大于3V，则检测νΛ2'，若νΛ2'也大于3V，则检测νΔ3'，总之当νΔ/、νΔ2'、νΔ3'全部大于3V时，则可认定上电后采集到的初始电压Vc/为电池由于静止时间过长产生的虚电压，则Vtl = V3'， 采纳最新一次的V3'值对显示电压Vtl进行赋值，电量表采用V3'值进行显示。若其中某次检测到νΔ/小于3V时，采用当次的Vn'对Vtl进行赋值，例如νΔ2'小于3V，则Vtl = V2'， 不管V和VJ为何值。C、得到Vtl后，每5秒进行一次电压采样，并依次得到H Vn ；d、判断Vn相对于Vtl是否发生了大幅度的拉低，V,n = Vtl-Vn，若νΛη > k (根据实际数据基础设定的门限值)，进入步骤e;若O < V Δ <1^，进入步骤€;若八<0，进入步骤
e、V0 = Vtl，返回步骤d ;此时判断新采样得到的Vn由于特殊的行驶环境或虚电压而被大幅度拉低，与电池的真实电压存在较大误差，不予采用。f、V0 = Vn，并返回步骤d ;这种情况判断为电压的降低是因为实际消耗的原因，当前所采样得到的\即为实际电压，此时Vtl值更新为最新一次采样得到的Vn值大小，以供步骤d中新一次的差值比较，Vn值随着行驶逐渐正常下降，V0值也随之降低。g、电压回升处理，若Vn > Vtl，则Vtl = Vn，并返回步骤d。此功能解决了骑行中断后不关钥匙电且电池处于欠压状态时，若直接充电电压会在短时间内有一个较大的抬升，从而可能出现电池实际已充电完成而显示的电量却没充满的情况。此功能同时也解决了长时间高速行驶或上长坡的骑行结束时电压可能的突然升高而导致的显示电量与实际电量不符情况。这种做法在一次行驶过程中电池电压显示会十分稳定，不会出现忽有忽无的情况， 直至电池电量渐渐减少，电量显示开始下降。
权利要求
1.一种基于数字电压采样的电动车蓄电池剩余电量算法，其特征在于，该算法包括如下步骤a、采样得到上电后的初始电压Vc/；b、对步骤a中的Vc/进行虚电压处理，得到显示电压Vtl；C、得到Vtl后，每N秒进行一次电压采样，并依次得到H Vn ；d、判断Vn相对于Vtl是否发生了大幅度的拉低，νΔη = V0-Vn,若νΔη > k，进入步骤e ;若 O < νΔ < k，进入步骤f ;若νΔ < 0，进入步骤g ；e> V0 = V。,返回步骤d ；f、V。=Vn,并返回步骤d ；g、电压回升处理，若Vn> Vtl,则Vtl = Vn,并返回步骤d。
2.根据权利要求I所述一种基于数字电压采样的电动车蓄电池剩余电量算法，其特征在于，所述的步骤b中，虚电压处理又包括如下步骤b I、以一定的脉冲周期采集若干个电压数据 Vn, (η = 1，2，3...) ;b2、Vj = Y0' -Vn'，若 νΔ1'、νΔ2' -V./ 均大于 Μ，则 V。 =V ;若八 ' =V -V SM^lJVci = Vn'。
3.根据权利要求2所述一种基于数字电压采样的电动车蓄电池剩余电量算法，其特征在于，所述的步骤bl和步骤C中，采样周期均为5秒。
4.根据权利要求I或2或3所述一种基于数字电压采样的电动车蓄电池剩余电量算法，其特征在于，所述的步骤d中，k为O. 3V。
5.根据权利要求2或3所述一种基于数字电压采样的电动车蓄电池剩余电量算法，其特征在于，所述的步骤b2中，M为3V。
全文摘要
本发明提供了一种基于数字电压采样的电动车蓄电池剩余电量算法，属于电动车技术领域。它解决了现有的电动车仪表电量显示不准确的问题。本基于数字电压采样的电动车蓄电池剩余电量算法包括如下步骤a、采样得到初始电压V0′；b、虚电压处理，得到V0；c、每N秒进行一次电压采样，并依次得到V1、V2、V3…Vn；d、判断Vn相对于V0是否发生了大幅度的拉低，VΔn＝V0-Vn，若VΔn＞k，进入步骤e；若0＜VΔ＜k，进入步骤f；若VΔ＜0，进入步骤g；e、V0＝V0，返回步骤d；f、V0＝Vn，并返回步骤d；g、电压回升处理，V0＝Vn，并返回步骤d。本算法使电量表显示的电量最大限度得接近电池实际电量。
文档编号G01R31/36GK102608536SQ20121004935
公开日2012年7月25日 申请日期2012年2月29日 优先权日2012年2月29日
发明者方火军, 范韩伟, 陈铮, 鲍旭云 申请人:金华市金开电子科技有限公司