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    • 专利摘要:
    一種電動交通工具之電池殘餘電量估測，其係利用庫倫檢測法取得電池殘餘電量，並於滿足修正條件下使用開路電壓法輔助修正庫倫檢測法，並依據電池特性與不同使用情況以開路電壓法修正庫倫檢測法；且該交通工具之電池殘餘電量估測可進行電池芯於每階段的離散程度檢測，當檢測值超過設定啟動自我調整機制對電池修正電量進行修正；而當電池進行較長時間充電時，將原有電池特性以曲線回歸法方式建立修正方程式，藉以提高電池殘餘電量估測準確度。
    公开号:TW201323905A
    申请号:TW100146556
    申请日:2011-12-15
    公开日:2013-06-16
    发明作者:Kuo-Liang Weng；Yi-Chau Chiou；Jia-Sing Hsu
    申请人:Automotive Res & Testing Ct；
    IPC主号:Y02E60-00
    专利说明:
    電動交通工具之電池殘餘電量估測
    本發明係有關於一種電池電量估測方法，尤指一種利用開路電壓法修正庫倫檢測法之電動交通工具之電池殘餘電量估測。
    習知之電動交通工具於動態下多是利用庫倫檢測法進行殘電量之估測，該庫倫檢測法又稱為安培小時法或積分法，是較為普遍的電容量檢測法，並且較能在交通工具於動態下進行估測，請配合第5圖所示，當電池在進行充電動作時，由初始之電池電量進行安培小時法的累加，獲得任何充電時刻電池之電量，又當電池放電時，另由電池之初始電量進行安培小時法遞減，電池電量以表示，基於能量守衡的概念下，因庫倫檢測法具有一定的準確度，故充電時之安培小時法累加值應等於放電時之安培小時法遞減值，但因檢測電路元件製程產生之誤差值、量測解析度、量測取樣率等問題，使得交通工具於每一次的充放電過程中，該庫倫檢測法皆會產生有累積誤差，隨著使用時間的增長，該累積誤差將會愈大，使交通工具所顯示的電池殘餘電量顯示值非電池真正剩餘電量，而令使用者無法正確的得知交通工具所存的殘電量，進而造成使用上之不便；綜上所述皆為本發明所欲解決之技術問題點。
    有鑑於此，本發明人於多年從事相關產品之製造開發與設計經驗，針對上述之目標，詳加設計與審慎評估後，終得一確具實用性之本發明。
    本發明所欲解決之技術問題在於針對現有技術存在的上述缺失，提供一種電動交通工具之電池殘餘電量估測。
    該電動交通工具之電池殘餘電量估測係利用庫倫檢測法取得電池殘餘電量，當該電池靜置一適當時間，且電池殘餘電量與電池修正電量產生差值時，使用電池修正電量修正電池殘餘電量，透過開路電壓估測法修正產生累積誤差之庫倫檢測法，俾以提高庫倫檢測法於動態量測之準確度；且電池殘餘電量估測可進行電池芯於每階段的離散程度檢測，當檢測值超過設定值時啟動自我調整機制對電池修正電量進行修正；而當電池進行較長時間充電時進行修正，將原有電池特性以曲線回歸法方式建立修正方程式；以上述方法透過開路電壓估測法修正產生累積誤差之庫倫檢測法，俾以提高電池殘餘電量估測準確度。
    本發明的主要目的在於，該開路電壓估測法為一種修正型開路電壓法，又該修正型開路電壓法先估測電池內複數個電池芯之電壓值，挑選電池芯中特性相對穩定之取樣範圍，將取樣範圍加總平均再乘於總電池芯數，藉由修正型開路電壓法能挑選實際具代表電量之電池芯，以透過開路電壓估測法修正產生累積誤差之庫倫檢測法，進而實際反映出電壓值。
    本發明的次要目的在於，該交通工具主要利用庫倫檢測法取得電池殘餘電量，並於滿足修正條件下使用電池修正電量修正電池殘餘電量，俾以提高庫倫檢測法於動態量測之準確度。
    本發明的另一目的在於，該開路電壓法在電池完全充放電時，可進行電池芯於每階段的離散程度檢測，當檢測值超過設定值時啟動自我調整機制對電池修正電量進行修正，俾以提高開路電壓法之估測準確度。
    其他目的、優點和本發明的新穎特性將從以下詳細的描述與相盼的附圖更加顯明。
    為使　貴審查委員對本發明之目的、特徵及功效能夠有更進一步之瞭解與認識，以下茲請配合【圖式簡單說明】詳述如后：先請由第1圖所示觀之，一種電動交通工具之電池殘餘電量估測，該交通工具主要利用庫倫檢測法取得電池殘餘電量，庫倫檢測法之量測單位為安培小時(AH)，並對照電池總電量以百分比計算；且利用開路電壓估測法取得電池修正電量，而當交通工具靜止時，並於滿足修正條件下使用電池修正電量修正電池殘餘電量，當該電池靜置一適當時間，以使其呈穩定狀態，且電池殘餘電量與電池修正電量產生差值時，即符合其滿足修正條件；其中，該電池呈穩定狀態會受到環境溫度、電量、電位差及電壓等因素所影響，於滿足修正條件下，即可藉由開路電壓估測法修正產生累積誤差之庫倫檢測法，俾以提高庫倫檢測法於動態量測之準確度。
    請參閱第2圖所示觀之，該開路電壓估測法係為一種修正型開路電壓法，該量測單位為電壓(V)，並對照電池總電量以百分比計算，又該修正型開路電壓法估測步驟如下：
    步驟10：先估測電池內複數個電池芯之電壓值。
    步驟11：於電池芯中挑選特性相對穩定之取樣範圍，其中，該電池芯可等效置換為電池組；該電池芯之取樣範圍係可依照電池芯整體電量分佈及離散程度而定，例如可由常態分佈進行取樣。
    步驟12：將取樣範圍加總平均再乘於總電池芯數，藉由修正型開路電壓法能挑選實際具代表電量之電池芯，進而實際反映出電壓值，又該取樣範圍能藉由電池芯之離散程度進行調整。
    步驟13：比對電池特性曲線取得電池修正電量，其中，該電池特性曲線為電池全新狀態下所測量取得之充放電特性。
    再進一步說明，再請由第3圖所示觀之，隨著電池芯數量多且經過多次充放電後，電池特性已與原來之特性不同，且該電池之總電容量將會減少，導致電池電壓離散情況明顯，此時即可進行自我調整機制修改電池修正電量，以依據電池特性與不同使用情況，如充放電次數進行修正。如第4圖所示觀之，該配合電池特性曲線所得電池修正電量曲線為V1，將實際電池總電量由330V至290V之區間視為100%，當電池使用為完全充電時，該電池修正電量曲線修正至V2曲線處，藉此將原有電池特性以曲線回歸法方式建立修正方程式，其中，該修正型開路電壓法在電池充放電時，可進行電池芯於每階段的離散程度檢測，並啟動自我調整機制對電池修正電量進行修正，該自我調整機制是調整電池芯中特性相對穩定之取樣範圍，使檢測值等於設定值，而達到控制離散程度之效果，其中，離散程度檢測係可以計算總電池芯平均值，且與個別電池芯相減，並將個別電壓差值加總，以設為檢測值，當該檢測值大於設定值時，進行修正型開路電壓曲線調整；此外，亦可利用設定一電壓範圍，將不在電壓範圍內之電池芯進行數量統計，以設為檢測值，當該檢測值大於設定值時，進行修正型開路電壓曲線調整。
    藉上述具體實施例之結構，可得到下述之效益：(一)該交通工具主要利用庫倫檢測法取得電池殘餘電量，且利用開路電壓估測法取得電池修正電量，並於滿足修正條件下使用電池修正電量修正電池殘餘電量，即透過開路電壓估測法修正產生累積誤差之庫倫檢測法，俾以提高庫倫檢測法於動態量測之準確度；(二)該開路電壓估測法為一種修正型開路電壓法，該修正型開路電壓法先估測電池內複數個電池芯之電壓值，挑選電池芯中特性相對穩定之取樣範圍進行加總平均再乘於總電池芯數，藉由修正型開路電壓法能挑選實際具代表電量之電池芯，進而實際反映出電壓值；(三)該開路電壓法在電池完全充放電時，進行電池芯於每階段的離散程度檢測，當檢測值超過設定值時啟動自我調整機制對電池修正電量進行修正，俾以提高開路電壓法之估測準確度。
    綜上所述，本發明確實已達突破性之結構設計，而具有改良之發明內容，同時又能夠達到產業上之利用性與進步性，且本發明未見於任何刊物，亦具新穎性，當符合專利法相關法條之規定，爰依法提出發明專利申請，懇請　鈞局審查委員授予合法專利權，至為感禱。
    唯以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，當不能以之限定本發明實施之範圍;即大凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。 本發明部份：
    10．．．估測複數個電池芯電壓
    11．．．挑選相對理想之取樣範圍
    12．．．加總平均再乘於總電池芯數
    13．．．比對電池特性曲線
    第1圖：係本發明之電量估測程式流程圖(一)。
    第2圖：係本發明之修正型開路電量法之步驟流程圖。
    第3圖：係本發明之電量估測程式流程圖(二)。
    第4圖：係本發明之電池修正電量曲線之修正示意圖。
    第5圖：係習知之庫倫檢測法之累積誤差之示意圖。
    权利要求:
    Claims (9)
    [1] 一種電動交通工具之電池殘餘電量估測，其方法為：該交通工具利用庫倫檢測法取得電池殘餘電量，並利用開路電壓估測法取得電池修正電量，當該電池靜置一適當時間，且電池殘餘電量與電池修正電量產生差值時，使用電池修正電量修正電池殘餘電量，透過開路電壓估測法修正產生累積誤差之庫倫檢測法，俾以提高庫倫檢測法於動態量測之準確度。
    [2] 根據申請專利範圍第1項所述之電動交通工具之電池殘餘電量估測，其中，該開路電壓估測法為一種修正型開路電壓法，又該修正型開路電壓法先估測電池內複數個電池芯之電壓值，挑選電池芯中特性相對穩定之取樣範圍，將取樣範圍加總平均再乘於總電池芯數，比對電池特性曲線取得電池修正電量。
    [3] 根據申請專利範圍第1項或第2項所述之電動交通工具之電池殘餘電量估測，其中，該電池靜置適當時間係為使電池靜置至呈穩定狀態，該電池呈穩定狀態會受到環境溫度、電量、電位差及電壓之因素所影響。
    [4] 根據申請專利範圍第2項所述之電動交通工具之電池殘餘電量估測，其中，該電池芯可等效置換為電池組。
    [5] 根據申請專利範圍第2項所述之電動交通工具之電池殘餘電量估測，其中，該電池芯中特性相對穩定之取樣範圍係可依照電池芯整體電量分佈及離散程度而定。
    [6] 根據申請專利範圍第2項所述之電動交通工具之電池殘餘電量估測，其中，該修正型開路電壓法在電池進行較長時間充電時，進行電池芯於每階段的離散程度檢測，當檢測值超過設定值時，啟動自我調整機制對電池修正電量進行修正。
    [7] 根據申請專利範圍第6項所述之電動交通工具之電池殘餘電量估測，其中，該離散程度檢測是計算總電池芯平均值，且與個別電池芯相減，並將個別電壓差值加總，以設為檢測值，該檢測值大於設定值時，進行修正型開路電壓曲線調整。
    [8] 根據申請專利範圍第7項所述之電動交通工具之電池殘餘電量估測，其中，該離散程度檢測是設定一電壓範圍，將不在電壓範圍內之電池芯進行數量統計，以設為檢測值，該檢測值大於設定值時，進行修正型開路電壓曲線調整。
    [9] 根據申請專利範圍第6項所述之電動交通工具之電池殘餘電量估測，其中，該自我調整機制是調整電池芯中特性相對穩定之取樣範圍，使檢測值等於設定值，而達到控制離散程度之效果。
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