用于確定充電狀態(tài)的方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于確定電池、例如可再充電電池的充電狀態(tài)的方法和裝置、以及包 括這樣的裝置的設備。
【背景技術】
[0002] 為了給諸如移動電話、便攜式計算機等等的移動便攜式設備供電或者還為了給諸 如車輛的其它設備或技術設備供電，常常使用電池、尤其是可再充電電池。這樣的可再充電 電池亦稱蓄電池或簡稱Akkus。在此，與所使用的電池的類型以及設備的類型無關，常常值 得期望的是向設備的相應用戶通知電池的充電狀態(tài)，使得用戶例如在電池為空并不再能提 供足夠電流以前及時注意到這一點，使得用戶例如在設備失效以前對電池進行更換或/或 再充電。
[0003] 常規(guī)地，在一些應用中確定電池的充電狀態(tài)，其方式是測量電池的開路端子電壓， 也就是如下狀態(tài)下的電壓，在所述狀態(tài)下沒有或有少量負載(例如在待機運行下）與電池耦 合，即在最多存在少量電流負載的狀態(tài)下。但是在此提出的問題是，在少量電流負載的狀態(tài) 開始以后，可能有時經(jīng)歷幾小時，直到開路端子電壓達到穩(wěn)定狀態(tài)（即松弛結束)，這使得這 樣的測量在許多情況下難以執(zhí)行，因為電池在該時間內(nèi)常常再次與較高負載耦合，即必須 提供較高負載電流例如以便提供設備功能。
[0004] 為了實現(xiàn)對電池的充電狀態(tài)的更快速的估計，可以在松弛過程期間多次測量開路 端子電壓，并且從多次測量中可以通過外插為穩(wěn)定狀態(tài)下的開路端子電壓確定估計值?；?于該估計值，然后可以確定充電狀態(tài)。這為許多應用得出了足夠的精度。但是對于一些應 用而言值得期望的是，縮短在測量開路端子電壓的值期間的時長，其中應當還保證確定充 電狀態(tài)的所期望的精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，本發(fā)明的任務是提供可用來以足夠精度在較短時間內(nèi)確定電池的充電狀態(tài) 的方法和裝置。
[0006] 提供了如獨立權利要求中定義的方法和裝置。從屬權利要求定義了另外的實施 例。所述方法可以借助于所述裝置來執(zhí)行，但是也可以與所述裝置無關地使用。所述裝置 可以被設立為執(zhí)行所述方法，但是也可以與所述方法無關地使用。
【附圖說明】
[0007] 下面參考附圖詳細地描述本發(fā)明的實施例。在此： 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的裝置的框圖， 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的裝置的框圖， 圖3示出了說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的方法的流程圖， 圖4示出了說明根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的方法的流程圖， 圖5示出了說明松弛過程的圖， 圖6示出了說明可能的前表征參數(shù)（Vorcharakterisierungsparameter)的圖， 圖7示出了說明前表征參數(shù)與溫度和充電狀態(tài)的依賴性的圖， 圖8針對與在圖7中不同的單池類型示出了說明前表征參數(shù)與溫度和充電狀態(tài)的依賴 性的圖， 圖9示出了說明前表征參數(shù)在相同電池類型的不同單池之間的變化的圖， 圖10示出了說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的方法的流程圖， 圖11示出了說明根據(jù)實施例的技術效果的圖，以及 圖12示出了說明根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0008] 接下來參考附圖詳細闡述本發(fā)明的實施例。應當注意，這些實施例僅僅應當用于 說明實施可能性，而不應解釋為限制性的。尤其是，只要未另行說明，就可以將不同實施例 的特征彼此組合。另一方面，不應當將具有多個特征的實施例的描述解釋為所有這些特征 都是為了實施本發(fā)明所必需的，因為其它實施例可以具有更少特征和/或可替代特征。
[0009] 在不同實施例中，近似地確定端子電壓的穩(wěn)定值，其方式是，在具有低負載電流、 即低于閾值的負載電流的狀態(tài)開始以后的短時間內(nèi)、尤其是在達到穩(wěn)定狀態(tài)以前一次或多 次地測量電池的端子電壓。基于這些測量和至少一個前表征參數(shù)，于是可以為端子電壓的 穩(wěn)定值確定估計值，并且由此又確定電池的充電狀態(tài)。
[0010] 在此，前表征參數(shù)一般是如下參數(shù)，其表征特定電池類型的、尤其是在松弛期間的 行為。這樣的前表征參數(shù)例如可以在一次表征特定類型的電池時獲得，并且然后被存儲以 供以后使用。在一些實施例中，這樣的前表征參數(shù)也可以被更新。例如，可以為此例如在不 需要借助于電池被供電的裝置的時間中執(zhí)行電池的表征，以便獲得一個或多個經(jīng)更新的前 表征參數(shù)。
[0011] 在一些實施例中，可以通過使用前表征參數(shù)實現(xiàn)以所期望的精度較快地確定充電 狀態(tài)。
[0012] 在此，一般而言應將充電狀態(tài)理解成描述電池以何種程度被放電或充電的信息。 為了說明該充電狀態(tài)，存在多種不同的可能性。例如，可以說明以百分比為單位的充電程度 (例如充電60 % )、以百分比為單位的放電程度(例如放電40 % )或者殘留的剩余電容(例如 以mAh為單位)。這些不同的表示方式包含相同的基本信息。因此，例如在lOOOmAh電池的 情況下60 %的充電程度對應于40 %的放電程度或者600mAh的剩余電容。
[0013] 在一些實施例中，基于前表征參數(shù)來匹配端子電壓的測量值，并且基于所匹配的 測量值然后例如通過外插和/或擬合過程確定穩(wěn)定狀態(tài)下的端子電壓的估計值。
[0014] 在此，前表征參數(shù)例如也可以依賴于另外的參數(shù)、例如溫度或所估計的充電狀態(tài)。 例如，在這樣的情況下，可以根據(jù)其它參數(shù)以表格形式存儲前表征參數(shù)。在其它實施例中， 前表征參數(shù)也可以根據(jù)以前的電池電流(充電電流或放電電流）來縮放。
[0015] 在一些實施例中，為了確定電池的充電狀態(tài)，可選地附加地咨詢基于電池的運行 情況、尤其是"前史"的校正，例如諸如基于電池上的在充電狀態(tài)和/或放電狀態(tài)期間的負 載電流和/或電壓的關于以前充電過程和/或放電過程的信息、或者關于電池的溫度、老化 程度、發(fā)熱或傳熱的信息。應當注意，在本申請的范圍內(nèi)，根據(jù)電池通過電池電流是被充電 (充電電流）還是被放電(放電電流)，電池電流可以是負的或者正的。
[0016] 基于電池情況的這樣的校正可以在許多實施例中直接在上面提到的擬合情況下 被考慮，其方式是相應地修改在這樣的擬合的情況下所使用的功能。在其它實施例中，根據(jù) 如上述那樣在不考慮校正的情況下確定的穩(wěn)定端子電壓以及附加地根據(jù)校正例如借助于 相應的表格來確定充電狀態(tài)，所述表格針對近似穩(wěn)定的端子電壓的不同值以及(一個或多 個）校正的不同值給出充電狀態(tài)。
[0017] 在圖1中示意性地示出根據(jù)一個實施例的可用來確定電池的充電狀態(tài)的裝置13。 裝置13包括可用來檢測電池的端子電壓的檢測裝置10。為了檢測端子電壓，檢測裝置10 可以通過接線端子11、12與電池耦合。
[0018] 可選地可以為了檢測諸如溫度或電池電流的另外的參量而提供另外的檢測設備。
[0019] 此外，裝置13包括與檢測裝置10耦合的分析裝置14,該分析裝置14被設立為確 定電池的充電狀態(tài)。例如，分析裝置14可以獲得表示電池處于低電流負載狀態(tài)的信息。這 例如可以通過經(jīng)由（未示出的）另外的檢測裝置測量電池電流、或者通過外部信號來進行， 該外部信號例如可以顯示包括該電池的裝置已經(jīng)被切換到靜止狀態(tài)。
[0020] 例如當電池電流低于閾值時，可以存在低電池電流的狀態(tài)，該閾值例如可以處于 1/20C至1/30C的范圍中。在此，"C"是依賴于電池電容的常用單位。1C的電流例如對 于1. 9Ah