System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 电池供电设备制造技术_技高网

电池供电设备制造技术

技术编号:44821222 阅读:8 留言:0更新日期:2025-03-28 20:10
公开了一种电池供电设备,包括电池和设置为测量电池的端电压的电压传感器。电池供电设备被设置为:a)确定流入或流出电池的电流;b)使用电流和电池的估计充电状态预测电池的端电压;c)使用电压传感器测量电池的实际端电压;d)将预测的端电压与实际端电压进行比较;以及e)基于所述比较更新电池的估计充电状态。电池供电设备被设置为在一个或多个后续时间重复步骤(a)‑(e),所述一个或多个后续时间是基于电池供电设备的工作状态来确定的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】


技术介绍

1、本专利技术涉及评估诸如物联网(iot)设备等的电池供电设备中电池的充电状态。

2、电池供电设备非常常见。能够评估此类设备中电池的充电状态(soc)非常有用,例如,估计在电池中存储的能量耗尽之前设备还能运行多长时间。准确估计电池soc对于偏远和/或难以访问位置的设备(例如iot传感器)尤其有用,因为可以在电池完全耗尽之前提前计划更换电池或对电池充电的物理维修。这可以提高可靠性和成本效率。在某些设备中,操作级决策是基于估计的soc做出的,因此估计误差可能会对设备操作产生很大影响。

3、电池供电设备的功率需求可以随时间而变化(例如,当设备执行不同的功能和/或进入不同的操作模式和/或在不同的环境条件下运行时)。这可能使得难以准确评估在给定时刻由设备使用的能量和电池的soc。

4、现有的用于评估电池soc的技术对于某些应用可能不适合或不够准确,并且可能使用相对较多的能量,这对于小容量电池(诸如iot设备中使用的电池)来说是不理想的。可能需要一种改进的方法。


技术实现思路

1、根据本专利技术的第一方面,提供了一种电池供电设备,包括:

2、电池;和

3、电压传感器,其被设置为测量电池的端电压;

4、其中,电池供电设备被设置成:

5、a)确定流入或流出电池的电流;

6、b)使用电流和电池的估计充电状态来预测电池的端电压;

7、c)使用电压传感器测量电池的实际端电压;

<p>8、d)将预测的端电压与实际端电压进行比较;

9、e)基于所述比较更新电池的估计充电状态;和

10、在一个或多个后续时间重复步骤(a)-(e),所述一个或多个后续时间是基于电池供电设备的工作状态来确定的。

11、根据本专利技术的第二方面,提供了一种用于评估电池供电设备中的电池的充电状态的方法,该方法包括:

12、a)确定流入或流出电池的电流;

13、b)使用电流和电池的估计充电状态预测电池的端电压;

14、c)测量电池的实际端电压;

15、d)将预测的端电压与实际端电压进行比较;

16、e)基于所述比较更新电池的估计充电状态;以及

17、在一个或多个后续时间重复步骤(a)-(e),所述一个或多个后续时间是基于电池供电设备的工作状态来确定的。

18、根据本专利技术的第三方面,提供了一种计算机软件,其包括指令,该指令当由电池供电设备的处理器执行时,使得处理器:

19、a)确定流入或流出电池供电设备的电池的电流;

20、b)使用电流和电池的估计充电状态预测电池的端电压;

21、c)接收指示电池的实际端电压的数据;

22、d)将预测的端电压与实际端电压进行比较;

23、e)基于所述比较更新电池的估计充电状态;以及

24、在一个或多个后续时间重复步骤(a)-(e),所述一个或多个后续时间是基于电池供电设备的工作状态来确定的。

25、因此,本领域技术人员将理解,由于步骤(a)-(e)是基于设备的工作状态而动态重复的,因此可以在整个设备操作过程中准确估计电池的充电状态而无需使用过多的功率。在一些实施例中,步骤(a)-(e)在对应于固定重复间隔的时间重复,其中重复间隔取决于电池供电设备的工作状态。例如,当设备在具有高和/或变化的电流流动的状态下操作时(例如,在主动执行无线电通信时汲取高放电电流),设备可以重复步骤(a)-(e)以更频繁地更新其对充电状态的估计,而当设备在具有较低和/或更稳定的电流流动的状态下操作时(例如,在较低功率休眠模式期间汲取低放电电流),设备可以较少地重复步骤(a)-(e)。

26、在一组实施例中,电池供电设备被设置为在第一工作状态和第二工作状态下操作。第一工作状态可以对应于唤醒模式(例如,在该模式下设备执行一个或多个主要功能,例如数据记录、数据处理或rf通信)。第二工作状态可以对应于休眠模式(例如,在该模式下不执行电池供电设备的主要功能)。

27、在一组实施例中,当电池供电设备处于第一工作状态时,步骤(a)-(e)以第一速率重复。当设备处于第一工作状态时,设备可以汲取高和/或较难预测的电流,这意味着可能需要定期更新所估计的充电状态。

28、在一组实施例中,当电池供电设备处于第二工作状态时,步骤(a)-(e)以更低的第二速率重复。例如,在休眠模式下,设备可以被预期从电池汲取非常少的电流。当设备处于休眠模式时,较低频率更新电池的所估计的充电状态可以是可接受的,因为电池soc的绝对变化可以被预期更低和/或更可预测。

29、在一些实施例中,设备被设置为在一个或多个工作状态下操作,其中不执行步骤(a)-(e)。例如,电池供电设备可以被设置为当处于第二工作状态(例如休眠模式)时,不重复步骤(a)-(e)。

30、在一些实施例中,在对应于所述第一工作状态和第二工作状态之间的转换的时间重复步骤(a)-(e)。例如,电池供电设备可以在第二工作状态中操作一段时间后转换到第一工作状态时(例如从休眠时段中唤醒时)(或之前不久或之后不久)执行步骤(a)-(e)。在在第二状态操作的时段后移动到第一状态时重复步骤(a)-(e)的实施例中,所确定的电流可以包括在第二状态操作的时段期间流入或流出设备的电流(例如在当前唤醒模式之前的休眠模式期间从电池中汲取的电流)。

31、重复步骤(a)-(e)的一个或多个时间也可以基于其他考虑。例如,许多电池的性能可能在不同水平的充电状态下发生变化。例如,当电池的充电状态较低(例如,小于理论完全充电状态的10%)时,其可能表现出与完全充电状态的电池截然不同的内阻。这可能导致所估计的充电状态的不确定性增加。因此,在一组实施例中,重复步骤(a)-(e)的一个或多个时间是基于电池的所估计的充电状态确定的。重复之间的间隔可以随着估计的充电状态而单调减小(即,如果所有其他参数保持不变)。换句话说,当电池被估计具有较低充电状态时,可以更有规律地重复步骤(a)-(e)。

32、电池性能也可能受温度影响。在一组实施例中,另外或替代地,重复步骤(a)-(e)的一个或多个时间可以基于电池供电设备的温度(例如,电池的温度)来确定。重复之间的间隔可以随着温度而单调减小(即,如果所有其他参数保持不变)。换句话说,当温度较低时,步骤(a)-(e)可以更有规律地重复。电池供电设备可以包括温度传感器,该温度传感器被设置成测量电池供电设备的温度(例如电池的温度)。

33、电流可以包括流入电池的电流(充电电流)或流出电池的电流(放电电流)。电流可以包括自电池的充电状态被先前估计以来(例如,自上次执行步骤(a)-(e)以来)流入或流出电池的平均电流。电流可以包括流入或流出电池的瞬时电流(例如,当充电状态最近被估计时)。

34、电池的充电状态的初始估计(即第一次执行步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】

1. 一种电池供电设备,包括:

2.根据权利要求1所述的电池供电设备,其被设置为在第一工作状态和第二工作状态下操作,所述第一工作状态对应于唤醒模式,以及所述第二工作状态对应于休眠模式。

3.根据权利要求2所述的电池供电设备,其被设置为:当所述电池供电设备处于所述第一工作状态时,以第一速率重复步骤(a)-(e);以及当所述电池供电设备处于所述第二工作状态时,以更低的第二速率重复步骤(a)-(e)。

4.根据权利要求2或3所述的电池供电设备,其被设置为:在对应于所述第一工作状态和第二工作状态之间的转换的时间重复步骤(a)-(e)。

5.根据任一前述权利要求所述的电池供电设备,其被设置为:在不执行步骤(a)-(e)的一个或多个工作状态下操作。

6.根据任一前述权利要求所述的电池供电设备,其中,重复步骤(a)-(e)的所述一个或多个时间是基于所述电池的所述估计充电状态来确定的。

7.根据任一前述权利要求所述的电池供电设备,其包括温度传感器,所述温度传感器被设置为测量所述电池供电设备的温度。

8.根据任一前述权利要求所述的电池供电设备,其中,重复步骤(a)-(e)的所述一个或多个时间是基于所述电池供电设备的温度来确定的。

9.根据任一前述权利要求所述的电池供电设备,其包括电流传感器,所述电流传感器被设置为测量流入或流出所述电池的电流。

10.根据任一前述权利要求所述的电池供电设备,其被设置为通过测量流入或流出所述电池的电流来确定流入或流出所述电池的所述电流。

11.根据任一前述权利要求所述的电池供电设备,其被设置为通过检索对应于所述电池供电设备的工作状态的存储电流来确定流入或流出所述电池的电流。

12.根据任一前述权利要求所述的电池供电设备,其被设置为使用所述电池供电设备的温度来预测所述电池的所述端电压。

13.根据任一前述权利要求所述的电池供电设备,其被设置为使用所述电池的等效电路模型来预测所述电池的所述端电压。

14.根据权利要求13所述的电池供电设备,其被设置为从存储器中检索所述模型的一个或多个参数。

15.根据权利要求13或14所述的电池供电设备,其被设置为使用所述电池的所述实际端电压和/或流入或流出所述电池的所述电流的一个或多个值来确定所述模型的一个或多个参数。

16.根据权利要求15所述的电池供电设备,其被设置为:确定端电压和/或电流随时间的变化;以及使用所确定的变化以确定所述模型的一个或多个参数。

17.根据权利要求15或16所述的电池供电设备,其被设置为:使用所述电池的所述端电压和/或流入或流出所述电池的所述电流的一个或多个值来重复地确定一个或多个参数;以及使用所述模型中的一个或多个确定的参数的移动平均值。

18. 根据权利要求13-17中任一项所述的电池供电设备,其中:

19. 根据权利要求18所述的电池供电设备,其中:

20.根据权利要求19所述的电池供电设备,其中,所述温度阈值在-5°C和+5°C之间。

21.根据权利要求13-20中任一项所述的电池供电设备,其被设置为基于预测的端电压和所述实际端电压之间的比较来更新所述模型的一个或多个参数。

22.根据权利要求13-21中任一项所述的电池供电设备,其中,步骤(a)-(e)包括卡尔曼滤波算法。

23.根据任一前述权利要求所述的电池供电设备,包括处理器和存储软件指令的存储器,所述软件指令在由所述处理器执行时,使所述处理器执行步骤(a)-(e)中的一个或多个。

24.根据权利要求23所述的电池供电设备,其中,所述处理器被设置为执行所述电池供电设备的一个或多个其他功能。

25.根据权利要求23或24所述的电池供电设备,包括电源管理集成电路,所述电源管理集成电路被设置为接收来自所述电压传感器的信号以及将所述信号或从所述信号获得的端电压信息发送到所述处理器。

26.根据任一前述权利要求所述的电池供电设备,其中,所述电池是可充电电池。

27.一种用于评估电池供电设备中的电池的充电状态的方法,所述方法包括:

28.一种计算机软件,其包括指令,所述指令当由电池供电设备的处理器执行时,使得所述处理器:

...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1. 一种电池供电设备,包括:

2.根据权利要求1所述的电池供电设备,其被设置为在第一工作状态和第二工作状态下操作,所述第一工作状态对应于唤醒模式,以及所述第二工作状态对应于休眠模式。

3.根据权利要求2所述的电池供电设备,其被设置为:当所述电池供电设备处于所述第一工作状态时,以第一速率重复步骤(a)-(e);以及当所述电池供电设备处于所述第二工作状态时,以更低的第二速率重复步骤(a)-(e)。

4.根据权利要求2或3所述的电池供电设备,其被设置为:在对应于所述第一工作状态和第二工作状态之间的转换的时间重复步骤(a)-(e)。

5.根据任一前述权利要求所述的电池供电设备,其被设置为:在不执行步骤(a)-(e)的一个或多个工作状态下操作。

6.根据任一前述权利要求所述的电池供电设备,其中,重复步骤(a)-(e)的所述一个或多个时间是基于所述电池的所述估计充电状态来确定的。

7.根据任一前述权利要求所述的电池供电设备,其包括温度传感器,所述温度传感器被设置为测量所述电池供电设备的温度。

8.根据任一前述权利要求所述的电池供电设备,其中,重复步骤(a)-(e)的所述一个或多个时间是基于所述电池供电设备的温度来确定的。

9.根据任一前述权利要求所述的电池供电设备,其包括电流传感器,所述电流传感器被设置为测量流入或流出所述电池的电流。

10.根据任一前述权利要求所述的电池供电设备,其被设置为通过测量流入或流出所述电池的电流来确定流入或流出所述电池的所述电流。

11.根据任一前述权利要求所述的电池供电设备,其被设置为通过检索对应于所述电池供电设备的工作状态的存储电流来确定流入或流出所述电池的电流。

12.根据任一前述权利要求所述的电池供电设备,其被设置为使用所述电池供电设备的温度来预测所述电池的所述端电压。

13.根据任一前述权利要求所述的电池供电设备,其被设置为使用所述电池的等效电路模型来预测所述电池的所述端电压。

14.根据权利要求13所述的电池供电设备,其被设置为从存储器中检索所述模型的...

【专利技术属性】
技术研发人员:奥敦·科内利屋森塔拉卡·考沙利亚
申请(专利权)人:北欧半导体公司
类型:发明
国别省市:

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