【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于估算低功耗系统中的电池的充电或放电状态的方法。低功耗系统可以包括便携式物体，例如手表或电子钟表或电子机械钟表，其可以由电池或电池单元(例如锂电池单元)供电。本专利技术还涉及一种用于实施用于估算电池的充电或放电状态的方法的系统。
技术介绍
1、例如在机动车辆应用中，考虑温度或其他参数来控制电池的充电状态在现有技术中是已知的。在汽车行业中，开发用于估算电池充电状态的应用程序很容易，因为这些电池的容量很高，并且用于估算充电状态soc的系统的自身消耗可以忽略不计。
2、在钟表应用中，智能手表的充电状态是使用电池电压与100点充电状态乘以三个不同温度的查找表来估算的。这种解决方案的局限性在于其在rom型存储器中具有较大的存储器占用空间，并且该方法在温度和绝对精度方面的精度较差。此外，没有对电池中的电化学现象进行补偿，例如充电和放电之间的弛豫时间。充电阶段由计数器估算。必须编写大量外围代码来管理充电和放电周期引起的电池弛豫和迟滞的影响。
3、应当注意的是，迄今为止估算电池充电状态的最合适的解决方案是使用库仑计数器，这是一种计算从电池吸取或由电池收集的能量的电路。然而，对于超低功耗手表的设计来说，这种电子电路在能量方面非常昂贵，并且与超低功耗系统不兼容。
4、钟表应用中的电池供电必须受限于充满电时的最大电池电压(终止电压)，并且不能低于最小电池电压值(截止电压)，以免损坏可用于为手表或钟表的电子电路供电的电池。也可使用伽伐尼(galvanic)充电或感应充电来对电池进行一定程度的充电。
5、在钟表应用或涉及人例如在体育活动期间佩戴的系统(例如gps系统)的应用中，如上所述的库仑计数器通常用于估算电池的充电状态。然而，这种计数器的功耗相当大，不能用于低功率或低功耗的手表或钟表。布置在例如表壳中的低功率电路的所有部件必须具有低功耗，并因此以这样的方式控制电池的充电状态，即，当从电池读取或测量的电压电平接近或等于可被设置为等于电池的截止电压的下限电压时，中断从电池向电子电路供电，而在充满电时，产生接近电池的终止电压的电压。
6、美国专利no.10,700,539b2描述了一种包括显示器和控制器的电子设备，其获取关于电池的输出电压的时间序列信息，以检测电池的充电状态。该专利指出，执行数学回归以生成查找表，然后将其导入微控制器单元中。因此，一旦查找表位于微控制器单元中，就将其考虑在内，这无法精确地控制所述电池的充电状态，构成了一个缺点。
技术实现思路
1、因此，本专利技术提出了一种用于估算电池或电池单元的充电或放电状态的方法，该方法借助于直接在处理单元中执行的数学回归来快速提供用于确定充电或放电状态的信息，所述处理单元可以是微控制器单元。
2、这使得可以快速地完全适配电子电路或模块的工作点，从而克服现有技术的上述缺点。本专利技术使得测量电压变得更容易，甚至具有更高的精度，并且克服了现有技术的上述缺点。
3、为此，本专利技术涉及一种独立权利要求1中定义的用于估算电池或电池单元的充电或放电状态的方法，该方法由低功耗充放电控制系统执行。
4、该估算方法中的具体步骤在从属权利要求2至8中定义。
5、为此，本专利技术还涉及一种独立权利要求9中定义的充电或放电控制系统，其用于实施用于估算电池或电池单元的充电或放电状态的低功耗方法。
6、该控制系统的具体实施例在从属权利要求10至12中定义。
7、用于估算电池或电池单元的充电或放电状态的低功耗方法的一个优点是直接在便携式物体(优选是手表)的微控制器单元中进行确定，这使得可以快速提供电池或电池单元的充电或放电状态。
8、用于控制便携式物体(特别是手表)的电池或电池单元的充电或放电状态的算法被集成在微控制器单元中，优选地集成在电子模块中。这允许直接控制电池的充电或放电状态以快速提供结果。
9、有利地，当算法在微控制器单元中投入运行时，不使用库仑计数器，这大大减少了确定电池或电池单元的充电或放电状态所消耗的电流。在这些条件下，本专利技术中消耗非常少的功率来确定电池或电池单元的充电或放电状态。
10、此外，直接在微控制器单元中实施算法的数学回归导致微控制器单元的存储器占用空间减少。
11、使用本专利技术的微控制器单元的算法的另一个优点在于，它补偿了由温度以及电池或电池单元的充电和放电之间的转换(滞后和弛豫现象)引起的电池或电池单元的电压上的伪影(artefact)。
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1.一种用于估算低功耗的系统(1)例如便携式物体的电池或电池单元(2)的充电或放电状态的方法，所述系统(1)包括连接到所述电池或电池单元(2)的至少一个电源管理集成电路(3)，以及连接到所述电源管理集成电路(3)的模块(4)的处理单元(14)，
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模块(4)的所述处理单元(14)是电子模块(4)的微控制器单元(14)，当实施用于估算所述电池或电池单元(2)的充电或放电状态的所述方法时，通过从所述电源管理集成电路(3)传输的数据和/或参数来激活所述微控制器单元(14)，并且当所述微控制器单元(14)被接通时，运行用于控制所述电池或电池单元的充电或放电状态的所述算法，以便根据所述电源管理集成电路的选定的充电模式或选定的放电模式，来确定所述电池或电池单元(2)的充电状态或者所述电池或电池单元(2)的放电状态。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，用于控制所述电池或电池单元(2)的充电或放电状态的所述算法自动运行规定的时间段，并且由所述微控制器单元(14)控制。
4.根据前述权利要求中任一项所
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述微控制器单元(14)运行用于控制所述电池或电池单元(2)的充电或放电状态的所述算法，并且在第一功能块(24)中，所述算法对所述电池或电池单元的实际充电或放电数据执行数学回归，以便随后将回归系数存储在查找表中。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，针对所述电池或电池单元在多个温度水平下以及使用多个充电或放电电流的实际充电或放电数据执行数学回归，并且将所述数学回归的所述回归系数存储在所述查找表中并相对于测量温度进行插值。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将所述第一功能块(24)的输出提供给用于管理DC充电电压(CV)的相位的第二功能块(34)，并且第三功能块(44)通过连接到所述第一功能块(24)的输出端和连接到所述第二功能块(34)的输出端以及通过由DC电流和DC电压模式状态控制来定义充电或放电状态，并且所述第三功能块(44)负责利用电池电压的数学回归在充电模式(CV)与主模式之间进行切换。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，从充电电流到放电电流的转换在所述电池或电池单元的电压上产生过压或欠压的伪影，将所述转换之前的先前充电或放电状态维持一段固定时间，所述固定时间根据所述第三功能块(44)之后的第四功能块(54)中的测量结果预先定义，并且最后在所述第四功能块(54)之后的第五功能块(64)中，通过滑动平均来进行滤波处理。
9.一种用于实现根据前述权利要求中任一项所述的方法的系统(1)，其特征在于，所述系统包括连接到电池或电池单元(2)的至少一个电源管理集成电路(3)，以及连接到所述电源管理集成电路(3)的模块(4)的处理单元(14)。
10.根据权利要求9所述的系统(1)，其特征在于，所述模块(4)的所述处理单元(14)是钟表模块(4)的微控制器单元(14)。
11.根据权利要求9或10所述的系统(1)，其特征在于，所述系统包括连接到所述电源管理集成电路(3)的温度传感器(6)。
12.根据权利要求9所述的系统(1)，其特征在于，所述系统包括源自伽伐尼充电器或感应充电器的外部能量源(5)。
...【技术特征摘要】
1.一种用于估算低功耗的系统(1)例如便携式物体的电池或电池单元(2)的充电或放电状态的方法，所述系统(1)包括连接到所述电池或电池单元(2)的至少一个电源管理集成电路(3)，以及连接到所述电源管理集成电路(3)的模块(4)的处理单元(14)，
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模块(4)的所述处理单元(14)是电子模块(4)的微控制器单元(14)，当实施用于估算所述电池或电池单元(2)的充电或放电状态的所述方法时，通过从所述电源管理集成电路(3)传输的数据和/或参数来激活所述微控制器单元(14)，并且当所述微控制器单元(14)被接通时，运行用于控制所述电池或电池单元的充电或放电状态的所述算法，以便根据所述电源管理集成电路的选定的充电模式或选定的放电模式，来确定所述电池或电池单元(2)的充电状态或者所述电池或电池单元(2)的放电状态。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，用于控制所述电池或电池单元(2)的充电或放电状态的所述算法自动运行规定的时间段，并且由所述微控制器单元(14)控制。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述系统(1)的温度传感器在所述系统(1)的运行期间向所述电源管理集成电路(3)提供温度值，以便作为参数传输至所述处理单元(14)，从而允许用于控制所述电池或电池单元(2)的充电或放电状态的所述算法根据被充电或放电的所述电池或电池单元的温度和工作模式来提供所述电池或电池单元(2)的充电或放电状态。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述微控制器单元(14)运行用于控制所述电池或电池单元(2)的充电或放电状态的所述算法，并且在第一功能块(24)中，所述算法对所述电池或电池单元的实际充电或放电数据执行数学回归，以便随后将回归系数存储在查找表中。
6....
【专利技术属性】
技术研发人员：J·诺尔让，
申请(专利权)人：ETA瑞士钟表制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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