一種電量檢測系統(tǒng)及電量檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電量檢測系統(tǒng)及電量檢測方法。該電量檢測系統(tǒng)用于檢測電池的電量，其包括充電電流檢測模塊、放電電流檢測模塊、控制模塊及輸出模塊。其中，充電電流檢測模塊用于檢測電池充電時的充電電流；放電電流檢測模塊用于檢測電池放電時的放電電流；控制模塊根據(jù)充電電流和充電時間計算得到充電電量，并根據(jù)放電電流和放電時間計算得到放電電量，進(jìn)一步根據(jù)充電電量或者放電電量以及在充電前或放電前預(yù)先存儲的電池的剩余電量獲得電池的當(dāng)前電量；輸出模塊用于輸出電池的當(dāng)前電量。通過上述方式，本發(fā)明的電量檢測系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地檢測電池的電量，具有較好的通用性、穩(wěn)定性以及較高的準(zhǔn)確性。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電池領(lǐng)域，特別是涉及一種電量檢測系統(tǒng)及電量檢測方法。 一種電量檢測系統(tǒng)及電量檢測方法

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，電池作為一種提供電能的元器件，已廣泛應(yīng)用于各電動產(chǎn)品中，如用于電動 自行車、電動摩托車以及電動汽車等電動車產(chǎn)品的外圍電子線路中。電池的電量是保證電 池能正常供電的基本條件，因此，通常需要檢測電池的電量?，F(xiàn)有技術(shù)中電池的電量的檢 測主要是通過檢測電池的電壓，然后再轉(zhuǎn)化為電池的電量，如中國專利號為"98236106. 8"， 名稱為"智能型輕型電動車電量顯示儀"的專利，通過采樣器對電瓶組的電壓和電流進(jìn)行采 樣，單片機(jī)微處理器接收采樣信號后與固化的電壓-電量對應(yīng)表比較，獲得電池的電量值， 并輸出到驅(qū)動表進(jìn)行顯示。
[0003] 但是，現(xiàn)有技術(shù)的方案存在以下缺陷：
[0004] 1、電壓和電量之間的對應(yīng)關(guān)系函數(shù)必須事先測量好并存儲在單片機(jī)微處理器中。 但是對于不同廠家、不同規(guī)格以及不同測試條件，電壓和電量之間的對應(yīng)關(guān)系函數(shù)都可能 不一樣，所以通用性較差。
[0005] 2、現(xiàn)有技術(shù)的方案檢測的是電池的電壓，但是電池的電壓并不能真實地反映電池 的電量。因為在負(fù)載電機(jī)工作時，電池的電量和電壓成正比關(guān)系，即電池的電量足電壓就 高，電量少電壓就低；而在負(fù)載電機(jī)不工作時，電壓是虛的，即電池的電量不足時也會顯示 高電壓，但一旦負(fù)載電機(jī)工作，電壓會馬上下降，所以不能通過電池電壓準(zhǔn)確判斷電池的電 量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種電量檢測系統(tǒng)及電量檢測方法，能夠準(zhǔn)確 地檢測電池電量，具有較好的通用性、穩(wěn)定性以及較高的準(zhǔn)確性。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是：提供一種電量檢測系統(tǒng)，用 于檢測電池的電量，該電量檢測系統(tǒng)包括：充電電流檢測模塊，用于檢測電池充電時的充電 電流；放電電流檢測模塊，用于檢測電池放電時的放電電流；控制模塊，根據(jù)充電電流和充 電時間計算得到充電電量，并根據(jù)放電電流和放電時間計算得到放電電量，進(jìn)一步根據(jù)充 電電量或者放電電量以及在充電前或放電前預(yù)先存儲的電池的剩余電量獲得電池的當(dāng)前 電量；輸出模塊，用于輸出電池的當(dāng)前電量。
[0008] 其中，控制模塊進(jìn)一步利用當(dāng)前電量更新剩余電量。
[0009] 其中，控制模塊預(yù)先獲取電池的規(guī)格信息，規(guī)格信息包括電池的額定電量以及電 池的電量隨電壓的變化關(guān)系。
[0010] 其中，控制模塊進(jìn)一步計算當(dāng)前電量與額定電量的比值，以得到剩余電量百分比， 并由輸出模塊輸出剩余電量百分比。
[0011] 其中，電量檢測系統(tǒng)還包括電壓檢測模塊，用于檢測電池的電壓，控制模塊進(jìn)一步 根據(jù)電壓對剩余電量百分比進(jìn)行標(biāo)定。
[0012] 其中，控制模塊在電壓大于或等于預(yù)設(shè)的第一電壓閾值時，將剩余電量百分比標(biāo) 定為100%，而在電壓小于或等于預(yù)設(shè)的第二電壓閾值時，將剩余電量百分比標(biāo)定為0%。
[0013] 其中，電量檢測系統(tǒng)還包括供電模塊，供電模塊連接電池，并對充電電流檢測模 塊、放電電流檢測模塊、控制模塊、輸出模塊以及電壓檢測模塊進(jìn)行供電。
[0014] 其中，輸出模塊包括儀表、LED燈串、PC機(jī)、觸摸屏或者工控機(jī)。
[0015] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個技術(shù)方案是：提供一種電量檢測方法， 用于檢測電池的電量，該電量檢測方法包括：檢測電池充電時的充電電流；根據(jù)充電電流 和充電時間計算得到充電電量；根據(jù)充電電量以及在充電前預(yù)先存儲的電池的剩余電量獲 得電池的當(dāng)前電量；輸出電池的當(dāng)前電量。
[0016] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的又一個技術(shù)方案是：提供一種電量檢測方法， 用于檢測電池的電量，該電量檢測方法包括：檢測電池放電時的放電電流；根據(jù)放電電流 和放電時間計算得到放電電量；根據(jù)放電電量以及在放電前預(yù)先存儲的電池的剩余電量獲 得電池的當(dāng)前電量；輸出電池的當(dāng)前電量。
[0017] 本發(fā)明的有益效果是：區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明的電量檢測系統(tǒng)通過充電 電流檢測模塊檢測電池充電時的充電電流，放電電流檢測模塊檢測電池放電時的放電電 流，再由控制模塊根據(jù)充電電流和充電時間計算得到充電電量，并根據(jù)放電電流和放電時 間計算得到放電電量，進(jìn)一步根據(jù)充電電量或者放電電量以及在充電前或放電前預(yù)先存儲 的電池的剩余電量獲得電池的當(dāng)前電量，最后由輸出模塊輸出電池的當(dāng)前電量。通過上述 方式，本發(fā)明的電量檢測系統(tǒng)通過直接檢測電池充電和放電的電流來獲得電池的電量，不 需要預(yù)先獲取電池的規(guī)格信息，因此，可適用于不同廠家和不同規(guī)格的電池的電量檢測，具 有較高的通用性。再者，本發(fā)明直接檢測電池充電和放電的電流來獲得電池的電量，能夠解 決在電池充電和放電時因負(fù)載電流產(chǎn)生瞬變而使電池的電壓產(chǎn)生非線性變化，從而不能僅 通過檢測電壓來準(zhǔn)確檢測電池的電量的問題，因此，具有更好的穩(wěn)定性和更高的準(zhǔn)確性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1是采用本發(fā)明第一實施例的電量檢測系統(tǒng)的電池系統(tǒng)的示意框圖；
[0019] 圖2是本發(fā)明第二實施例的電量檢測方法的流程圖；
[0020] 圖3是本發(fā)明第三實施例的電量檢測方法的流程圖。

【具體實施方式】
[0021] 請參閱圖1，本發(fā)明的電池系統(tǒng)10包括電池11、充電器12、負(fù)載13、開關(guān)K1和開 關(guān)K2。其中，當(dāng)開關(guān)K1閉合時，充電器12向電池11充電。當(dāng)開關(guān)K2閉合時，電池11向負(fù) 載13提供電量，以使得負(fù)載13能夠正常工作。其中，電池11的電量是保證電池11能夠正 常供電的基本條件，因此，必須實時檢測電池11的電量。
[0022] 本實施例中，電池系統(tǒng)10還包括電量檢測系統(tǒng)14,用于檢測電池11的電量。電 量檢測系統(tǒng)14包括充電電流檢測模塊141、放電電流檢測模塊142、控制模塊143以及輸出 模塊144。其中，充電電流檢測模塊141用于檢測電池11充電時的充電電流。放電電流檢 測模塊142用于檢測電池11放電時的放電電流。控制模塊143根據(jù)充電電流和充電時間 計算得到充電電量，并根據(jù)放電電流和放電時間計算得到放電電量，進(jìn)一步根據(jù)充電電量 或者放電電量以及在充電前或放電前預(yù)先存儲的電池11的剩余電量獲得電池11的當(dāng)前電 量。輸出模塊144用于輸出電池11的當(dāng)前電量。
[0023] 具體地，在充電器12向電池11充電時，控制模塊143獲取充電電流檢測模塊141 檢測到的充電電流，然后根據(jù)"安時法"將充電電流與充電時間相乘以得到充電電量，并進(jìn) 一步將充電電量與充電前預(yù)先存儲的電池11的剩余電量相加以得到電池11的當(dāng)前電量。 同理，在電池11向負(fù)載13提供電量時，控制模塊143獲取放電電流檢測模塊142檢測到的 放電電流，然后根據(jù)"安時法"將放電電流與放電時間相乘以得到放電電量，并進(jìn)一步將放 電前預(yù)先存儲的電池11的剩余電量與放電電量相減以得到電池11的當(dāng)前電量。
[0024] 本實施例中，控制模塊143還預(yù)先獲取電池11的規(guī)格信息，其中，規(guī)格信息包括電 池11的額定電量以及電池11的電量隨電壓的變化關(guān)系等。在充電或者放電時，控制模塊 143還進(jìn)一步利用當(dāng)前電量更新剩余電量，并且計算當(dāng)前電量與額定電量的比值，以得到剩 余電量的百分比，并由輸出模塊144輸出剩余電量百分比。
[0025] 本實施例中，充電電流檢測模塊141可設(shè)置為檢測電池11的正極或者負(fù)極的充電 電流。同理，放電電流檢測模塊142也可設(shè)置為檢測電池11的正極或者負(fù)極的放電電流。
[0026] 因此，通過檢測電池11充電和放電時的電流來獲取電池11的電量，解決了在電池 充電和放電時因負(fù)載電流產(chǎn)生瞬變而使電池11的電壓產(chǎn)生非線性變化，從而不能僅通過 檢測電壓來準(zhǔn)確檢測電池電量的問題，因此，本發(fā)明的電量檢測系統(tǒng)14具有較好的穩(wěn)定性 和較高的準(zhǔn)確性。
[0027] 本實施例中，電量檢測系統(tǒng)14除了檢測電池11充電和放電的電流之外，還進(jìn)一步 檢測電池11的電壓。具體地，電量檢測系統(tǒng)14還包括電壓檢測模塊145,其用于檢測電池 11的電壓，控制模塊143根據(jù)電壓檢測模塊145檢測到的電壓對剩余電量百分比進(jìn)行標(biāo)定。 詳細(xì)而言，控制模塊143根據(jù)預(yù)先獲取的電量隨電壓的變化關(guān)系預(yù)設(shè)第一電壓閾值和第二 電壓閾值，其中，第一電壓閾值大于第二電壓閾值?？刂颇K143將電壓檢測模塊145檢測 到的電壓與預(yù)設(shè)的第一電壓閾值和第二電壓閾值比較，并在該電壓大于或等于第一電壓閾 值時，將剩余電量百分比標(biāo)定為100%，而在電壓小于或等于第二電壓閾值時，將剩余電量百 分比標(biāo)定為0%。并由輸出模塊144輸出標(biāo)定結(jié)果。通過檢測電池11的電壓來對電池11的 電量進(jìn)行標(biāo)定，使得本發(fā)明的電量檢測系統(tǒng)14的檢測結(jié)果更準(zhǔn)確。
[0028] 本實施例中，輸出模塊144包括儀表1441、LED燈串1442以及HMI(Human Machine Interface，人機(jī)接口）模塊 1443。其中，HMI 模塊 1443 可以連接 PC (Personal Computer, 個人計算機(jī)）機(jī)、觸摸屏或者工控機(jī)等。
[0029] 本實施例中，儀表1441與控制模塊143之間還包括D/A (Digital-Analog數(shù)模轉(zhuǎn) 換)模塊 1444 以及 DC/DC (Direct Current-Direct Current 直流-直流變換）模塊 1445。 其中，D/A模塊1444與控制模塊143建立通信，以根據(jù)控制模塊143獲取的電池11的剩余 電量進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。DC/DC模塊1445的輸入端連接電池11，由電池11對其進(jìn)行供電，控制 端連接D/A模塊1444,輸出端連接儀表1441。其中，DC/DC模塊1445根據(jù)D/A模塊1444的 輸出調(diào)整電壓比例，并輸出該電壓比例到儀表1441，以控制儀表1441的指針轉(zhuǎn)動。本實施 例中，LED燈串1442顯示的LED的數(shù)量和電池11的剩余電量成正比。HMI模塊1443連接 的PC機(jī)、觸摸屏或者工控機(jī)可通過圖形、數(shù)字或者文字顯示電池11的剩余電量。因此，本 發(fā)明的電池檢測系統(tǒng)14適用于不同廠家和不同規(guī)格的電池11的電量檢測，具有較好的通 用性。
[0030] 本實施例中，電量檢測系統(tǒng)14還包括供電模塊146,供電模塊146連接電池11，并 對充電電流檢測模塊141、放電電流檢測模塊142、控制模塊143、輸出模塊144以及電壓檢 測模塊145進(jìn)行供電。
[0031] 請參閱圖2,圖2是本發(fā)明第二實施例的電量檢測方法的流程圖，該電量檢測方法 用于檢測電池的電量。如圖2所示，該電量檢測方法包括以下步驟：
[0032] 步驟S21 :檢測電池充電時的充電電流。
[0033] 步驟S22 :根據(jù)充電電流和充電時間計算得到充電電量。
[0034] 在步驟S22中，具體為，根據(jù)"安時法"將充電電流與充電時間相乘得到充電電量。
[0035] 步驟S23 :根據(jù)充電電量以及在充電前預(yù)先存儲的電池的剩余電量獲得電池的當(dāng) 前電量。
[0036] 在步驟S23前，預(yù)先獲取電池的規(guī)格信息，其中，規(guī)格信息包括電池的額定電量以 及電池的電量隨電壓的變化關(guān)系等。
[0037] 在步驟S23中，具體為，將充電電量與充電前預(yù)先存儲的電池的剩余電量相加，以 獲得電池的當(dāng)前電量。并進(jìn)一步利用電池的當(dāng)前電量更新電池的剩余電量，并且計算當(dāng)前 電量與額定電量的比值，以得到剩余電量的百分比。
[0038] 步驟S24 :輸出電池的當(dāng)前電量。
[0039] 在步驟S24中，具體為輸出電池剩余電量的百分比，可通過儀表、LED燈串、PC機(jī)、 觸摸屏或者工控機(jī)等進(jìn)行輸出。
[0040] 請參閱圖3,圖3是本發(fā)明第三實施例的電量檢測方法的流程圖，該電量檢測方法 用于檢測電池的電量。如圖3所示，該電量檢測方法包括以下步驟：
[0041] 步驟S31 :檢測電池放電時的放電電流。
[0042] 步驟S32 :根據(jù)放電電流和放電時間計算得到放電電量。
[0043] 在步驟S32中，具體為，根據(jù)"安時法"將放電電流與放電時間相乘得到放電電量。
[0044] 步驟S33 :根據(jù)放電電量以及在放電前預(yù)先存儲的電池的剩余電量獲得電池的當(dāng) 前電量。
[0045] 在步驟S33前，預(yù)先獲取電池的規(guī)格信息，其中，規(guī)格信息包括電池的額定電量以 及電池的電量隨電壓的變化關(guān)系等。
[0046] 在步驟S33中，具體為，將放電電量與在放電前預(yù)先存儲的電池的剩余電量相加， 以獲得電池的當(dāng)前電量。并進(jìn)一步利用電池的當(dāng)前電量更新電池的剩余電量，并且計算當(dāng) 前電量與額定電量的比值，以得到剩余電量的百分比。
[0047] 步驟S34 :輸出電池的當(dāng)前電量。
[0048] 在步驟S34中，具體為輸出電池剩余電量的百分比，可通過儀表、LED燈串、PC機(jī)、 觸摸屏或者工控機(jī)等進(jìn)行輸出。
[0049] 綜上所述，本發(fā)明的電量檢測系統(tǒng)通過充電電流檢測模塊檢測電池充電時的充電 電流，放電電流檢測模塊檢測電池放電時的放電電量，再由控制模塊根據(jù)充電電流和充電 時間計算得到充電電量，并根據(jù)放電電流和放電時間計算得到放電電量，進(jìn)一步根據(jù)充電 電量或者放電電量以及在充電前或放電前預(yù)先存儲的電池的剩余電量獲得電池的當(dāng)前電 量，最后由輸出模塊輸出電池的當(dāng)前電量。通過上述方式，本發(fā)明的電量檢測系統(tǒng)可適用于 不同廠家和不同規(guī)格的電池的電量檢測，具有更好的通用性，并且本發(fā)明的電量檢測系統(tǒng) 通過檢測充電、放電的電流來獲得電池的電量，解決了在電池充電和放電時因負(fù)載電流產(chǎn) 生瞬變而使電池的電壓產(chǎn)生非線性變化，從而不能僅通過檢測電壓來準(zhǔn)確檢測電池的電量 的問題，因此，具有更好的穩(wěn)定性和更高的準(zhǔn)確性。
[0050] 以上所述僅為本制發(fā)明的實施方式，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用 本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān) 的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種電量檢測系統(tǒng)，用于檢測電池的電量，其特征在于，所述電量檢測系統(tǒng)包括： 充電電流檢測模塊，用于檢測所述電池充電時的充電電流； 放電電流檢測模塊，用于檢測所述電池放電時的放電電流； 控制模塊，根據(jù)所述充電電流和充電時間計算得到充電電量，并根據(jù)所述放電電流和 放電時間計算得到放電電量，進(jìn)一步根據(jù)所述充電電量或者所述放電電量以及在充電前或 放電前預(yù)先存儲的所述電池的剩余電量獲得所述電池的當(dāng)前電量； 輸出模塊，用于輸出所述電池的當(dāng)前電量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電量檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊進(jìn)一步利用所述 當(dāng)前電量更新所述剩余電量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電量檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊預(yù)先獲取所述電 池的規(guī)格信息，所述規(guī)格信息包括所述電池的額定電量以及所述電池的電量隨電壓的變化 關(guān)系。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電量檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊進(jìn)一步計算所述 當(dāng)前電量與所述額定電量的比值，以得到剩余電量百分比，并由所述輸出模塊輸出所述剩 余電量百分比。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電量檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述電量檢測系統(tǒng)還包括電壓 檢測模塊，用于檢測所述電池的電壓，所述控制模塊進(jìn)一步根據(jù)所述電壓對所述剩余電量 百分比進(jìn)行標(biāo)定。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電量檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊在所述電壓大于 或等于預(yù)設(shè)的第一電壓閾值時，將所述剩余電量百分比標(biāo)定為100%，而在所述電壓小于或 等于預(yù)設(shè)的第二電壓閾值時，將所述剩余電量百分比標(biāo)定為0%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電量檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述電量檢測系統(tǒng)還包括供電 模塊，所述供電模塊連接所述電池，并對所述充電電流檢測模塊、所述放電電流檢測模塊、 所述控制模塊、所述輸出模塊以及所述電壓檢測模塊進(jìn)行供電。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電量檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述輸出模塊包括儀表、LED燈 串、PC機(jī)、觸摸屏或者工控機(jī)。
9. 一種電量檢測方法，用于檢測電池的電量，其特征在于，所述電量檢測方法包括： 檢測所述電池充電時的充電電流； 根據(jù)所述充電電流和充電時間計算得到充電電量； 根據(jù)所述充電電量以及在充電前預(yù)先存儲的所述電池的剩余電量獲得所述電池的當(dāng) 前電量； 輸出所述電池的當(dāng)前電量。
10. -種電量檢測方法，用于檢測電池的電量，其特征在于， 檢測所述電池放電時的放電電流； 根據(jù)所述放電電流和放電時間計算得到放電電量； 根據(jù)所述放電電量以及在放電前預(yù)先存儲的所述電池的剩余電量獲得所述電池的當(dāng) 前電量； 輸出所述電池的當(dāng)前電量。
【文檔編號】G01R31/36GK104101839SQ201310121898
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年4月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月9日
【發(fā)明者】林田生, 鄭慶飛 申請人:東莞鉅威新能源有限公司