专利名称：一种电池电量管理系统及监控方法
技术领域：
本发明属于电源管理系统领域，具体涉及一种电动车的电池电量管理系统及监控 方法。
背景技术：
电动车作为一种环保的交通工具已经广泛应用于日常生活中，作为电源的电池组 是电动车的主要动力，我们需要随时掌握电源的使用情况，准确知道剩余电量及续航里程。现有的电池电量管理系统包括充放电监测系统和中央处理系统，充放电监测系统 使用电压测量仪动态监测单节电池电压，中央处理系统按照监测系统测量的电压值来估算 剩余电量。电池因温度、存放时间、充电次数的不同，当前电压所代表的电量不是一个唯一 数，以此电压为依据估算出的剩余电量是很不准确的，使用者所了解到的续航里程也是不 准确的，若用户没有及时充电就有可能在半路出现电量不足的情况，给使用者造成不便；若 使用者不根据剩余电量的显示，经常给电池充电以防止电量不足，这样电池会因为充电次 数过多而减少使用寿命。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种可实时累计电源充放电电流，并以此准确计 算出当前剩余电量的管理系统及监控方法。一种电池电量监控方法，应用于电池电量管理系统中，该电池电量监控方法包括 以下步骤A.监测系统接收电池实时充放电的电流监测信号，并输出检测数据；B.中央处理系统接收检测数据并对其进行处理，并输出计算结果；C.显示装置接收计算结果，并显示出来。其中，所述A步骤包括Al.监测系统的分流器接收电池充放电的电流监测信号；A2.监测系统的信号放大器将电流监测信号进行光电隔离并放大，输出检测数据。其中，所述B步骤包括Bi.中央处理系统的模拟量采集单元接收检测数据，将其转换成数字信号并输出； B2.中央处理器的计算单元接收数字信号，计算剩余电量值N和续航里程值，并输出计晳社里 异苎口米。B3.电池电压达到电池额定值时充电完毕，计算单元将此时的剩余电量值N作为 电池的历史容量值存入存储单元；B4.计算单元计算最新的i个历史容量值的平均值，并将此平均值作为当前的电池容 量值Q赋予计算单元的剩余电量值N; i=l，2，3，…，η。其中，所述Β2步骤的详细计算过程包括Β21.中央处理系统的计算单元将接收到的数字信号乘以当前扫描周期，得到充放电电量值Μ;Β22.将充放电电量值M与充放电前的剩余电量值N相加，并将结果赋值于N ； Β23.用剩余电量值乘以单位电量可行驶的里程数Ε，得到续航里程值。其中，所述i的值为5。其中，电池充电时，计算单元用当前的电池容量值Q减去剩余电量值N，得到已使 用的电量值；用已使用的电量值除以已行驶里程数，得到最新的单位电量可行驶的里程数， 并将该值赋予E。一种电池电量管理系统，包括对电池充放电数据进行检测的监测系统，以及处理 监测系统的检测数据的中央处理系统，所述监测系统包括检测电池实时充放电电流的分流 器，以及对分流器输出的监测信号进行光电隔离并放大的信号放大器，所述信号放大器的 输入端与分流器连接，输出端与中央处理系统连接。其中，所述中央处理系统包括模拟量采集单元、存储单元和计算单元，所述信号放 大器输出的检测数据由所述模拟量采集单元采集并处理；所述模拟量采集单元输出的数据 由计算单元计算并输出；所述计算单元计算的结果由存储单元存储，所述存储单元存储的 历史数据由计算单元调用。其中，所述存储单元包括存储剩余电量值的第一存储器，存储单位电量可行驶的 里程值的第二存储器，以及存储电池历史容量值的容量值存储器。其中，所述电池电量管理系统还包括显示中央处理器处理结果的显示装置。本发明的有益效果是一种电池电量监控方法，应用于电池电量管理系统中，该电 池电量监控方法包括以下步骤A.监测系统接收电池实时充放电的电流监测信号，并输出检测数据；B.中央处理系统接收检测数据并对其进行处理，并输出计算结果；C.显示装置接收计算结果，并显示出来。一种电池电量管理系统，包括对电池充放电数据进行检测的监测系统，以及处理 监测系统的检测数据的中央处理系统，所述监测系统包括检测电池实时充放电电流的分流
本发明通过分流器监测电流的实时信号来计算电池的剩余电量，计算结果更加精 确，使用户能准确的了解到电池的使用情况。
图1为本发明的电池电量管理系统的结构示意图,附图标记说明如下1一监测系统； 3—显示装置； 11 一分流器； 21—模拟量采集单元； 23—存储单元。2一中央处理系统 4一电池； 12—信号放大器； 22—计算单元；
具体实施例方式为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本 发明进行进一步详细说明。具体实施例参见图1，一种电池电量管理系统，包括对电池4充放电数据进行检测的监测系统1，以 及处理监测系统1的检测数据的中央处理系统2，所述监测系统1包括检测电池4实时充放 电电流的分流器11。电池放电时，分流器11上产生一个正75毫伏的信号，充电时(包括充电机充电、主 动力电机在电动车下坡及刹车时的能量反馈、太阳能电池板充电等)，分流器上产生一个负 75毫伏的信号；只要有电流流过分流器11，都能被实时准确的监测到。利用分流器11实时监测充放电电流情况，并以此计算当前电量改变值，这种方法 比以往的动态监测单节电池电压更加准确，有效避免了电池因温度、存放时间等原因造成 的误差。所述监测系统1还包括对分流器11输出的监测信号进行光电隔离并放大的信号 放大器12，所述信号放大器12的输入端与分流器11连接，输出端与中央处理系统2连接。 分流器上产生的正负75毫伏的信号经过信号放大器12进行光电隔离、放大，转换成正负5 伏的信号。所述中央处理系统2包括模拟量采集单元21、存储单元23和计算单元22，所述信 号放大器12输出的检测数据由所述模拟量采集单元21采集并处理；所述模拟量采集单元 21输出的数据由计算单元22计算并输出；所述计算单元22计算的结果由存储单元23存 储，所述存储单元23存储的历史数据由计算单元22调用。模拟量采集单元21将接收到的信号进行A/D转换(A/D转换分辨率12位，精度为 满量程的1/4096，用数字-32000—+32000表示正负5伏的信号)，最终得到一 200—+200A 的电流值；将该电流值乘以当前扫描时间得到当前改变电量值，将其累加到剩余电量值里 就得到最新的剩余电量值。所述存储单元23包括存储剩余电量值的第一存储器，以及存储单位电量可行驶 的里程值的第二存储器。所述存储单元23还包括存储电池历史容量值的容量值存储器。所述电池电量管理系统还包括显示中央处理器2处理结果的显示装置3。
一种电池电量监控方法，应用于电池电量管理系统中，该电池电量监控方法包括 以下步骤A.监测系统1接收电池4实时充放电的电流监测信号，并输出检测数据；B.中央处理系统2接收检测数据并对其进行处理，并输出计算结果；C.显示装置3接收计算结果，并显示出来。所述A步骤包括Al.监测系统的分流器11接收电池4充放电的电流监测信号；A2.监测系统的信号放大器12将电流监测信号进行光电隔离并放大，输出检测数据。所述B步骤包括Bi.中央处理系统的模拟量采集单元21接收检测信号，将其转换成数字信号并输出；B2.中央处理系统的计算单元22接收数字信号，计算剩余电量值N和续航里程值，并 输出计算结果。B3.电池电压达到电池额定值时充电完毕，计算单元22将此时的剩余电量值N作 为电池的历史容量值存入存储单元23 ；该历史容量值存储于容量值存储器中；B4.计算单元22计算最新的i个历史容量值的平均值，并将此平均值作为当前的电池 容量值Q赋予计算单元23的剩余电量值N; i=l，2，3，…，η。所述Β2步骤的详细计算过程包括Β21.中央处理系统的计算单元22将接收到的数字信号乘以当前扫描周期，得到充放 电电量值M ；Β22.将充放电电量值M与充放电前的剩余电量值N相加，并将结果赋值于N ;Ν存储于 第一存储器中；Β23.用剩余电量值乘以单位电量可行驶的里程数Ε，得到续航里程值，E存储于第二存 储器中。众所周知，随着使用的时间和次数的增加，电池容量会逐渐减小，如果不经常调整 电池的状态参数，就算电流实时信号测量较准确计算时也会造成很大的误差，这种取最近 几次平均值的方式作为电池容量的方法减少了计算中的误差。所述i的值为5。考虑到电池容量平均值的准确性和调用计算的效率，i的值最好 选择5，不过也可以根据硬件性能或其他的参数考虑选择2-10中的任意数。电池充电时，计算单元22用当前的电池容量值Q减去剩余电量值N，得到已使用 的电量值；用已使用的电量值除以已行驶里程数，得到最新的单位电量可行驶的里程数，并 将该值赋予E。单位电量可行驶的里程数E可能会因为电池使用情况逐渐变小，及时更新E 的值能有效减少续航里程值计算的误差。另外，可以设定一个较小的额定续航里程值，当续航里程值小于该额定值时，报警 系统发出警报，提醒使用者及时充电。以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的 思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明 的限制。
权利要求
1.一种电池电量监控方法，应用于电池电量管理系统中，其特征在于该电池电量监 控方法包括以下步骤A.监测系统接收电池实时充放电的电流监测信号，并输出检测数据；B.中央处理系统接收检测数据并对其进行处理，并输出计算结果；C.显示装置接收计算结果，并显示出来。
2.如权利要求1所述的一种电池电量监控方法，其特征在于所述A步骤包括Al.监测系统的分流器接收电池充放电的电流监测信号；A2.监测系统的信号放大器将电流监测信号进行光电隔离并放大，输出检测数据。
3.如权利要求1所述的一种电池电量监控方法，其特征在于所述B步骤包括Bi.中央处理系统的模拟量采集单元接收检测数据，将其转换成数字信号并输出；B2.中央处理器的计算单元接收数字信号，计算剩余电量值N和续航里程值，并输出计晳社里 异苎口米。B3.电池电压达到电池额定值时充电完毕，计算单元将此时的剩余电量值N作为电池 的历史容量值存入存储单元；B4.计算单元计算最新的i个历史容量值的平均值，并将此平均值作为当前的电池容 量值Q赋予计算单元的剩余电量值N; i=l，2，3，…，η。
4.如权利要求3所述的一种电池电量监控方法，其特征在于所述Β2步骤的详细计算 过程包括Β21.中央处理系统的计算单元将接收到的数字信号乘以当前扫描周期，得到充放电电 量值Μ;Β22.将充放电电量值M与充放电前的剩余电量值N相加，并将结果赋值于N ；Β23.用剩余电量值乘以单位电量可行驶的里程数Ε，得到续航里程值。
5.如权利要求4所述的一种电池电量监控方法，其特征在于所述i的值为5。
6.如权利要求4所述的一种电池电量监控方法，其特征在于电池充电时，计算单元用 当前的电池容量值Q减去剩余电量值N，得到已使用的电量值；用已使用的电量值除以已行 驶里程数，得到最新的单位电量可行驶的里程数，并将该值赋予E。
7.一种电池电量管理系统，包括对电池充放电数据进行检测的监测系统，以及处理监 测系统的检测数据的中央处理系统，其特征在于所述监测系统包括检测电池实时充放电 电流的分流器，以及对分流器输出的监测信号进行光电隔离并放大的信号放大器，所述信 号放大器的输入端与分流器连接，输出端与中央处理系统连接。
8.如权利要求7所述的一种电池电量管理系统，其特征在于所述中央处理系统包括 模拟量采集单元、存储单元和计算单元，所述信号放大器输出的检测数据由所述模拟量采 集单元采集并处理；所述模拟量采集单元输出的数据由计算单元计算并输出；所述计算单 元计算的结果由存储单元存储，所述存储单元存储的历史数据由计算单元调用。
9.如权利要求8所述的一种电池电量管理系统，其特征在于所述存储单元包括存储 剩余电量值的第一存储器，存储单位电量可行驶的里程值的第二存储器，以及存储电池历 史容量值的容量值存储器。
10.如权利要求7至9任一项所述的一种电池电量管理系统，其特征在于所述电池电 量管理系统还包括显示中央处理器处理结果的显示装置。
全文摘要
本发明公开了一种电池电量管理系统及监控方法，包括监测系统、中央处理系统和显示装置，所述监测系统包括检测电池实时充放电电流的分流器；监测系统接收电池充放电的电流监测信号，并输出检测数据；中央处理系统接收检测数据并对其进行处理，并输出计算结果；显示装置接收计算结果，并显示出来。本发明通过分流器监测电流的实时信号来计算电池的剩余电量，计算结果更加精确，使用户能准确的了解到电池的使用情况。
文档编号H01M10/42GK102053228SQ20101056125
公开日2011年5月11日 申请日期2010年11月26日 优先权日2010年11月26日
发明者李月亮 申请人:东莞洲亮通讯科技有限公司