電池內阻計算方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種電池技術，特別是一種電池內阻計算方法。
【背景技術】
[0002] 為能準確對電池進行控制，需要合理地估算出電池的電量，而估算電池電量的主 要因素之一，便是電池的內阻。上述電池內阻會成為估算電池電量的主要因素之一，是由于 電池內阻會隨著電池老化而提高，因此，無法單純的以電池生產時的電池內阻，來估算電池 電量，以避免電量估算的誤差。
[0003] 由此可見，現有的方式顯然仍存在不便與缺陷，而有待改進。為了解決上述問題， 相關領域莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來仍未發展出適當的解決方案。
【發明內容】
[0004] 本發明所要解決的技術問題是提供一種電池內阻計算方法，以改善現有技術的上 述問題。
[0005] 為了實現上述目的，本發明提供了一種電池內阻計算方法，此方法包含以下步驟： 于第一階段判斷電池的放電是否達到定電流放電狀態，以取得定電流放電的電流；若電池 的放電達到定電流放電狀態，則于第二階段持續定電流放電至預設放電時間之后，判斷電 池的放電是否截止，以取得電池的截止電壓；若電池的放電已截止，則進入第三階段，經過 預設靜置時間后，判斷電池的電壓是否恢復至穩態電壓；以及根據穩態電壓、截止電壓及定 電流放電的電流以計算電池的電池內阻。
[0006] 本發明的技術效果在于：
[0007] 本發明通過提供一種電池內阻計算方法，以即時計算出電池內阻來估算電池電 量，以避免電量估算的誤差。
[0008] 以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述，但不作為對本發明的限定。
【附圖說明】
[0009] 圖1為依照本發明一實施方式的一種電池內阻計算方法的流程圖；
[0010] 圖2為依照本發明另一實施例的一種如圖1所示的電池內阻計算方法的詳細步驟 示意圖；
[0011] 圖3為依照本發明再一實施例的一種如圖1所示的電池內阻計算方法的詳細步驟 示意圖；
[0012] 圖4為依照本發明又一實施例的一種如圖1所示的電池內阻計算方法的詳細步驟 示意圖。
[0013] 其中，附圖標記
[0014] 1000 :方法
[0015] 1100、1200、1300、1400 :步驟
[0016] 1110 ~1160:步驟
[0017] 1210 ~1260:步驟
[0018] 1310 ~1350:步驟
【具體實施方式】
[0019] 下面結合附圖對本發明的結構原理和工作原理作具體的描述：
[0020] 為了使
【發明內容】
的敘述更加詳盡與完備，下文針對了本發明的實施形式與具體實 施例提出了說明性的描述；但這并非實施或運用本發明具體實施例的唯一形式。實施方式 中涵蓋了多個具體實施例的特征以及用以建構與操作這些具體實施例的方法步驟與其順 序。然而，亦可利用其他具體實施例來達成相同或均等的功能與步驟順序。
[0021] 除非本說明書另有定義，此處所用的科學與技術詞匯的含義與本發明所屬技術領 域技術人員所理解與慣用的意義相同。根據慣常的作業方式，附圖中各種特征與元件并未 依比例繪制，其繪制方式是為了以最佳的方式呈現與本發明相關的具體特征與元件。此外， 在不同圖間，以相同或相似的元件符號來指稱相似的元件/部件。
[0022] 為了解本發明的技術特征，先行介紹本發明所檢測的電池的狀況。此電池在放電 電流不同的狀況下，雖然放電截止電壓相同，然而，實際對電池的放電深度不同。上述狀況 的成因，是由于電池內阻造成了電池壓降，此電池壓降會隨著放電電流變大而增大。當電池 放電截止并靜置一段時間后，電池會緩緩回到開路電壓，電池回復的開路電壓會隨放電電 流的差異而有所不同，舉例來說，倘若放電電流越大，則電池回復的開路電壓會越高。
[0023] 為了避免不同的負載電流，影響每次電池的放電量，進而影響電池電量估算的精 準度。在電池放電時，可加入內阻補償功能，讓電池維持固定的放電深度。上述內阻補償功 能是在電池電壓達到放電截止電壓時，將目前電池電壓加上內阻造成的壓降，來估測目前 電池合理的開路電壓值。一旦推估的開路電壓值達到放電截止電壓，才停止對電池放電。
[0024] 若電池管理系統欲實現上述內阻補償功能，電池管理系統必須有一套機制，在電 池使用中的狀況下，即時地計算與更新電池內阻值。綜上所述，為即時計算出電池內阻來估 算電池電量，以避免電量估算的誤差，本發明提出一種電池內阻計算方法，說明如后。
[0025] 圖1為依照本發明一實施方式的一種電池內阻計算方法的流程圖。如圖所示，電 池內阻計算方法1000包含以下步驟：
[0026] 步驟1100 :于第一階段判斷電池的放電是否達到定電流放電狀態；步驟1200 :若 電池的放電達到定電流放電狀態，則于第二階段持續定電流放電至預設放電時間之后，判 斷電池的放電是否截止，以取得電池的截止電壓；步驟1300 :若電池的放電已截止，則進入 第三階段，經過預設靜置時間后，判斷電池的電壓是否恢復至穩態電壓；以及步驟1400 :若 電池的電壓已恢復至穩態電壓，則于第四階段根據穩態電壓、截止電壓及定電流放電的電 流以計算電池的電池內阻。
[0027] 請參閱步驟1100,此步驟的用意在于判斷電池是否處于定電流放電狀態，若電池 的放電電流太小，將導致電池內阻計算方法1000無法有效進行計算，而造成計算誤差。因 此，第一階段時，檢測電池的放電電流與電池電壓，并判斷電池的目前放電電流（Cp)是否 大于預設電流（Cm)。在一實施例中，此預設電流（Cm)的電流值可為但不限于20A(安培）。 當目前放電電流（Cp)大于預設電流（Cm)可進一步判斷電池是否處于定電流放電狀態 (稍后詳述），若是則接續后續步驟，以進入后續階段；若目前放電電流（Cp)小于預設電流 (Cm)，表示電池非處于定電流放電狀態，不會進入后續階段。
[0028] 請參閱步驟1200, 一旦判定電池的放電處于定電流放電狀態，則進入第二階段，以 判斷電池的放電是否截止，若電池放電截止則進入第三階段（步驟1300)，若電池放電尚未 截止則回到第一階段（步驟1100)。此步驟的用意在于找出電池的截止電壓，以利后續電池 內阻的計算步驟。在一實施例中，詳細而言，若上述電池的目前放電電流（Cp)及電池的殘 電量皆為零，則表示電池已放電截止，此時的電壓稱為電池的截止電壓。所謂殘電量意為電 池剩余的電量，其可以0~100%的方式來表示目前剩余的電量。一旦電池的殘電量為零， 則代表電池已耗盡其儲存的電能，換言之，電池已放電截止。
[0029] 在另一實施例中，請繼續參閱步驟1200。于第二階段持續定電流放電的過程中，倘 若定電流放電的電流變化大于預設差值，換言之，倘若電池放電的狀況已不符合定電流放 電的條件，且此時電池放電電流非為零，則回到第一階段以重新判斷電池的放電是否達到 定電流放電狀態。
[0030] 請參閱步驟1300,一旦判定電池放電截止，則于第三階段中，電池于靜置預設時間 后，判斷電池的電壓是否恢復至穩態電壓。此步驟的用意在于找出電池的穩態電壓，以利后 續電池內阻的計算步驟。在一實施例中，上述靜置預設時間可為但不限于30分鐘，當電池 靜置30分鐘后，電池的電壓回復到穩態狀況，此時的電壓稱為穩態電壓。若于靜置預設時 間后，電池的電壓恢復至穩態電壓則進入第四階段（步驟1400)，若電池的電壓未恢復至穩 態電壓則回到第一階段（步驟1100)，重新判斷電池的放電是否為定電流放電。
[0031] 請參閱步驟1400, 一旦判定電池的電壓恢復至穩態電壓，則于第四階段中，根據穩 態電壓、截止電壓及定電流放電的電流以計算電池的電池內阻。
[0032] 如此一來，通過上述電池內阻計算方法1000的各步驟，可分別得到定電流放電的 電流、截止電壓及穩態電壓，因此，電池內阻計算方法1000確實得以即時根據上述參數以 計算出電池的電池內阻，而合理估算電池電量，以避免電量估算的誤差。
[0033] 請參閱圖1的步驟1400,在此實施例中，步驟1400還包含以下步驟：將穩態電壓 減去截止電壓以得到電壓差值；以及將電壓差值除以定電流放電的電流以得到電池內阻。 依據上述步驟則可準確計算出電池內阻。為使上述步驟易于理解，將其整理如以下式子，然 本發明并不以此為限：
[0035] 需說明的是，電池內阻計算方法1000的各步驟1100~1400可由硬件或軟件來加 以執行。舉例而言，步驟1100~1300的判斷的機制可由中央處理器、適當的電子元件或軟 件來執行，而步驟1400的計算電池內阻的步驟亦可由中央處理器、適當的電子元件或軟件 來加以執行。另外，步驟1100~1400中所述的第一階段~第四階段，僅用以便于闡釋電池 內阻計算方法1000的各個執行狀況，而利于理解，其并非用以限制本發明。后文將分別詳 述第一階段~第四階段的各個執行狀況。
[0036] 圖2為依照本發明實施例如圖1所示的電池內阻計算方法的第一階段的詳細步驟 示意圖。首先，于步驟1110中，檢測電池的放電電流與電池電壓，以取得目前放電電流（Cp) 與最新電池電壓。接著，于步驟1120中，判斷電池的目前放電電流（Cp)是否大于預設電流 (Cm)。隨后，若判定電池的目前放電電流（Cp)大于預設電流，進一步執行步驟1130,以判 斷目前放電電流（Cp)的電流變化是否大于預設差值。若判定目前放電電流（Cp)的電流變 化不大于預設差值，則接續步驟1140。在一實施例中，上述電流變化為計算目前放電電流 (Cp)與原始放電電流（Cd)之間的差值（Cp-Cd)，上述預設差值可為但不限于2A(安培）。
[0037] 在一實施例中，于執行上述步驟1140時，除更新電池的目前放電電流（Cp)為原 始放電電流（Cd)外，亦可同時計算電池的放電電流大于預設電流的持續放電時間。接著， 于步驟1150中，判斷持續放電時間是否大于預設放電時間。隨后，若判定持續放電時間大 于預設放電時間，則進入步驟1200所示的第二階段，以判斷持續放電的電池是否截止放 電。需說明的是，上述步驟的用意在于，確保電池處于定電流放電狀態，且此狀態持續一段 時間，以進一步避免計算誤差的產生。在一實施例中，上述預設放電時間可為但不限于150 秒。
[0038] 倘若步驟1120判定出電池的目前放電電流