用于确定充电状态的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于确定电池、例如可再充电电池的充电状态的方法和装置、以及包 括这样的装置的设备。
【背景技术】
[0002] 为了给诸如移动电话、便携式计算机等等的移动便携式设备供电或者还为了给诸 如车辆的其它设备或技术设备供电，常常使用电池、尤其是可再充电电池。这样的可再充电 电池亦称蓄电池或简称Akkus。在此，与所使用的电池的类型以及设备的类型无关，常常值 得期望的是向设备的相应用户通知电池的充电状态，使得用户例如在电池为空并不再能提 供足够电流以前及时注意到这一点，使得用户例如在设备失效以前对电池进行更换或/或 再充电。
[0003] 常规地，在一些应用中确定电池的充电状态，其方式是测量电池的开路端子电压， 也就是如下状态下的电压，在所述状态下没有或有少量负载(例如在待机运行下）与电池耦 合，即在最多存在少量电流负载的状态下。但是在此提出的问题是，在少量电流负载的状态 开始以后，可能有时经历几小时，直到开路端子电压达到稳定状态（即松弛结束)，这使得这 样的测量在许多情况下难以执行，因为电池在该时间内常常再次与较高负载耦合，即必须 提供较高负载电流例如以便提供设备功能。
[0004] 为了实现对电池的充电状态的更快速的估计，可以在松弛过程期间多次测量开路 端子电压，并且从多次测量中可以通过外插为稳定状态下的开路端子电压确定估计值。基 于该估计值，然后可以确定充电状态。这为许多应用得出了足够的精度。但是对于一些应 用而言值得期望的是，缩短在测量开路端子电压的值期间的时长，其中应当还保证确定充 电状态的所期望的精度。
【发明内容】
[0005]因此，本发明的任务是提供可用来以足够精度在较短时间内确定电池的充电状态 的方法和装置。
[0006] 提供了如独立权利要求中定义的方法和装置。从属权利要求定义了另外的实施 例。所述方法可以借助于所述装置来执行，但是也可以与所述装置无关地使用。所述装置 可以被设立为执行所述方法，但是也可以与所述方法无关地使用。
【附图说明】
[0007] 下面参考附图详细地描述本发明的实施例。在此： 图1示出了根据本发明的一个实施例的装置的框图， 图2示出了根据本发明的另一实施例的装置的框图， 图3示出了说明根据本发明的一个实施例的方法的流程图， 图4示出了说明根据本发明的另一实施例的方法的流程图， 图5示出了说明松弛过程的图， 图6示出了说明可能的前表征参数（Vorcharakterisierungsparameter)的图， 图7示出了说明前表征参数与温度和充电状态的依赖性的图， 图8针对与在图7中不同的单池类型示出了说明前表征参数与温度和充电状态的依赖 性的图， 图9示出了说明前表征参数在相同电池类型的不同单池之间的变化的图， 图10示出了说明根据本发明的一个实施例的方法的流程图， 图11示出了说明根据实施例的技术效果的图，以及 图12示出了说明根据本发明的另一实施例的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0008] 接下来参考附图详细阐述本发明的实施例。应当注意，这些实施例仅仅应当用于 说明实施可能性，而不应解释为限制性的。尤其是，只要未另行说明，就可以将不同实施例 的特征彼此组合。另一方面，不应当将具有多个特征的实施例的描述解释为所有这些特征 都是为了实施本发明所必需的，因为其它实施例可以具有更少特征和/或可替代特征。
[0009] 在不同实施例中，近似地确定端子电压的稳定值，其方式是，在具有低负载电流、 即低于阈值的负载电流的状态开始以后的短时间内、尤其是在达到稳定状态以前一次或多 次地测量电池的端子电压。基于这些测量和至少一个前表征参数，于是可以为端子电压的 稳定值确定估计值，并且由此又确定电池的充电状态。
[0010] 在此，前表征参数一般是如下参数，其表征特定电池类型的、尤其是在松弛期间的 行为。这样的前表征参数例如可以在一次表征特定类型的电池时获得，并且然后被存储以 供以后使用。在一些实施例中，这样的前表征参数也可以被更新。例如，可以为此例如在不 需要借助于电池被供电的装置的时间中执行电池的表征，以便获得一个或多个经更新的前 表征参数。
[0011] 在一些实施例中，可以通过使用前表征参数实现以所期望的精度较快地确定充电 状态。
[0012] 在此，一般而言应将充电状态理解成描述电池以何种程度被放电或充电的信息。 为了说明该充电状态，存在多种不同的可能性。例如，可以说明以百分比为单位的充电程度 (例如充电60 % )、以百分比为单位的放电程度(例如放电40 % )或者残留的剩余电容(例如 以mAh为单位)。这些不同的表示方式包含相同的基本信息。因此，例如在lOOOmAh电池的 情况下60 %的充电程度对应于40 %的放电程度或者600mAh的剩余电容。
[0013] 在一些实施例中，基于前表征参数来匹配端子电压的测量值，并且基于所匹配的 测量值然后例如通过外插和/或拟合过程确定稳定状态下的端子电压的估计值。
[0014] 在此，前表征参数例如也可以依赖于另外的参数、例如温度或所估计的充电状态。 例如，在这样的情况下，可以根据其它参数以表格形式存储前表征参数。在其它实施例中， 前表征参数也可以根据以前的电池电流(充电电流或放电电流）来缩放。
[0015] 在一些实施例中，为了确定电池的充电状态，可选地附加地咨询基于电池的运行 情况、尤其是"前史"的校正，例如诸如基于电池上的在充电状态和/或放电状态期间的负 载电流和/或电压的关于以前充电过程和/或放电过程的信息、或者关于电池的温度、老化 程度、发热或传热的信息。应当注意，在本申请的范围内，根据电池通过电池电流是被充电 (充电电流）还是被放电(放电电流)，电池电流可以是负的或者正的。
[0016] 基于电池情况的这样的校正可以在许多实施例中直接在上面提到的拟合情况下 被考虑，其方式是相应地修改在这样的拟合的情况下所使用的功能。在其它实施例中，根据 如上述那样在不考虑校正的情况下确定的稳定端子电压以及附加地根据校正例如借助于 相应的表格来确定充电状态，所述表格针对近似稳定的端子电压的不同值以及(一个或多 个）校正的不同值给出充电状态。
[0017] 在图1中示意性地示出根据一个实施例的可用来确定电池的充电状态的装置13。 装置13包括可用来检测电池的端子电压的检测装置10。为了检测端子电压，检测装置10 可以通过接线端子11、12与电池耦合。
[0018] 可选地可以为了检测诸如温度或电池电流的另外的参量而提供另外的检测设备。
[0019] 此外，装置13包括与检测装置10耦合的分析装置14,该分析装置14被设立为确 定电池的充电状态。例如，分析装置14可以获得表示电池处于低电流负载状态的信息。这 例如可以通过经由（未示出的）另外的检测装置测量电池电流、或者通过外部信号来进行， 该外部信号例如可以显示包括该电池的装置已经被切换到静止状态。
[0020] 例如当电池电流低于阈值时，可以存在低电池电流的状态，该阈值例如可以处于 1/20C至1/30C的范围中。在此，"C"是依赖于电池电容的常用单位。1C的电流例如对 于1. 9Ah