一种智能的电池剩余电量估算系统

1.本发明涉及汽车操控技术领域，尤其是一种智能的电池剩余电量估算系统。


背景技术：

2.电池是现代电子产品中广泛使用的一种能量存储设备，其作用是在不接入电源的情况下，为电子设备提供能量供应，而电池的使用寿命和效率直接连接到电子设备的使用时间和性能力，为了能更好地使用电池，人们通常需要了解电池的剩余电量，以随时充电或更换电池，目前，市场上已经存在一些电池剩余电量估算技术，其中最常用的是基于电池开路电压(即不充电时的电池电压)和已经知道电池放电特性的简单估计方法，但是这种方法存在着许多缺陷，例如不同类型的放电特性性不一致、电池在不一致的温度和使用状态下的特性也会发生变化等等，这些因素都会影响电池的余电量的估计精度和准确性，随着智能手机、平板电脑、笔记本电脑等便携式电子设备的广泛应用，电池剩余电量的估计也变得越来越重要，因此，研究开发一种高效、准确的电池余电量估计系统，已成为电池储能技术领域的研究热点和难点之一。
3.现有的电池余电量估计方法大部分是基于电池的电压和电流进行计算，其浓度和稳定性受到到电池自身特性的影响比较大，且无法对电池的实时状态进行监测和反应，因此，需要一种智能化的电量估算，能够对电池余量进行实时监测，提高电池余量监测和显示准确性。


技术实现要素：

4.本发明针对背景技术中的不足，提供了一种智能的电池剩余电量估算系统。
5.本发明为解决上述现象，采用以下技术方案，一种智能的电池剩余电量估算系统，系统步骤包括如下：
6.包括电池管理模块、数据采集模块、电池特性模型、电池剩余电量计算模块和电池状态显示模块，其特征在于：所述电池管理模块包括电池控制芯片、独立保护芯片和故障检测模块，所述数据采集模块包括电压采集模块、电流采集模块和温度采集模块，所述电池剤余电量计算模块通过数学算法模型对电池的剤余电量进行估计，所述电池状态显示模块采用数字显示以及图形化显示，可视化显示电池的剩余电量。
7.优选的，电池控制芯片使用于控制电池的充电过程，负责电池的充电和放电控制，独立保护芯片用于对电池进入保护，当电池电压、电流等参数超出预期设置范围时，会及时切断电池的充电过程，保护电池不受损坏，故障检测模块用于对电池进行故障检测，当出现电池故障时，会及时报警提示用户进入处理。
8.优选的，数学算法模型属于基于电池特性参数和环境条件的数学算法模型，可稳定计算出电池的剩余电量，同时算法逻辑考量电池的实时状态进行修正，以此提高估计算精度和稳定性。
9.优选的，电池特性模型能够对不同类型的电池进行建模，包括锂电池、铅酸电池、
镍氪电池、磷酸铁锂电池等各种类型的电池，以适应不同应用场景的需求。
10.优选的，数据采集模块可对电池进行实时监测，包括电压、电流量、温度等参数的采集和传输，以提供精确的电池余电量计算。
11.优选的，电池状态显示模块能够足够实时对电池的状态监测和反馈，例如电池的剩余电量、充电状态、健康状态等参数的显示和预警，以提高电池的使用效率和寿命。
12.优选的，电池剩余电量计算模块能够实时对电池的剩余电量进行计算估计，并通过实时修正的算法对估计结果进行变更，得出较高的估计精度和可靠性。
13.优选的，数据采集模块能够充分实时对电池的数据采集和传输，包括电压、电流、温度、湿度等参数，以提供更全面的电池状态监测和反馈。
14.本发明通过电池管理模块用于对电池进行管理和控制，包括电池的充电控制、保护和故障检测等功能，通过数据采集模块采集电池的电压、电流、温度等数据，并将数据传输给电池特性模型，电池特性模型用于对电池进行建模，根据电池的特性参数和环境条件，计算出电池的各类参数，并将参数传输给电池剩余电量计算模块，电池剩余电量计算模块用于对电池的剩余电量进行估计，根据电池特性模型计算出的电化学参数和电池的实时状态，利用数学算法模型对电池的剩余电量进行计算，并将结果传输给电池状态显示模块，电池状态显示模块用于将电池的剩余电量显示出来，方便用户进行使用和管理，因此本发明能够对电池余量进行实时监测，提高电池余量监测和显示准确性。
附图说明
15.图1为本发明系统整体模块图；
16.图2为本发明电池管理模块组件图；
17.图3为本发明数据采集模块组件图。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.实施例一
20.本发明提供一种技术方案：一种智能的电池剩余电量估算系统，系统步骤包括如下：
21.包括电池管理模块、数据采集模块、电池特性模型、电池剩余电量计算模块和电池状态显示模块，其特征在于：所述电池管理模块包括电池控制芯片、独立保护芯片和故障检测模块，所述数据采集模块包括电压采集模块、电流采集模块和温度采集模块，所述电池剤余电量计算模块通过数学算法模型对电池的剤余电量进行估计，所述电池状态显示模块采用数字显示以及图形化显示，可视化显示电池的剩余电量。
22.电池控制芯片使用于控制电池的充电过程，负责电池的充电和放电控制，独立保护芯片用于对电池进入保护，当电池电压、电流等参数超出预期设置范围时，会及时切断电池的充电过程，保护电池不受损坏，故障检测模块用于对电池进行故障检测，当出现电池故
障时，会及时报警提示用户进入处理；
23.数学算法模型属于基于电池特性参数和环境条件的数学算法模型，可稳定计算出电池的剩余电量，同时算法逻辑考量电池的实时状态进行修正，以此提高估计算精度和稳定性；电池特性模型能够对不同类型的电池进行建模，包括锂电池、铅酸电池、镍氪电池、磷酸铁锂电池等各种类型的电池，以适应不同应用场景的需求；数据采集模块可对电池进行实时监测，包括电压、电流量、温度等参数的采集和传输，以提供精确的电池余电量计算；电池状态显示模块能够足够实时对电池的状态监测和反馈，例如电池的剩余电量、充电状态、健康状态等参数的显示和预警，以提高电池的使用效率和寿命；电池剩余电量计算模块能够实时对电池的剩余电量进行计算估计，并通过实时修正的算法对估计结果进行变更，得出较高的估计精度和可靠性；数据采集模块能够充分实时对电池的数据采集和传输，包括电压、电流、温度、湿度等参数，以提供更全面的电池状态监测和反馈。
24.实施例二
25.系统步骤包括如下：
26.电池管理模块包括电池控制芯片、独立保护芯片和故障检测模块。电池控制芯片用于控制电池的充放电过程，现实电池的充电和放电控制。独立保护芯片用于对电池进入保护，当电池电压、电流等参数超出预期设置范围时，会及时切断电池的充电过程，保护电池不受损坏。故故障检测模块用于对电池进行故障检测，当出现电池故障时，会及时报警提示用户进入处理。
27.数据采集模块包括电压采集模块、电流采集模块和温度采集模块。电压采集模块用于采集电池的电压数据，电流采集模块使用于采集电池的电流数据，温度采集模块使用于采集电池的温度数据。采集到的数据会通过数据传输模块传输给电池特性模型进行处理。
28.电池特性模型用于对电池进行建模，构建模型主要包括以下几个步骤：
29.(1)特性参数提取：根据电池的型号和规格，提取出电池的特性参数，包括电池的标称量、内阻等参数；
30.(2)环境条件测量：通过温度采集模块测量电池的温度，通过湿度采集模块测量电池所在环境的湿度等参数；
31.(3)电化学参数计算：根据特性参数和环境条件，计算出电池的电化学参数，包括电池的位置、电荷传系数等参数；
32.(4)参数传输：将计算出的电化学参数传输给电池堆余电量计算模块进行处理。
33.电池剩余电量计算模块用于对电解池的电解余电量进行估值，估值过程序主要包括以下几个步骤：
34.(1)实时状态监测：通过数据采集模块采集电池的实时状态，包括电池的电压、电流、温度等参数；
35.(2)数学算法模型计算：利用数学算法模型对电池的剩余电量进行估计，根据电池的电化学参数和实时状态，计算出电池的剩余电量；
36.(3)剩余电量显示：将计算出的电池剩余电量显示出来，方便用户进行使用和管理。
37.电池状态显示模块用于将电池的剩余电量显示出来，采用数字显示或图形化显示
的方式，方便用户进行使用和管理。
38.综上所述，本发明通过电池管理模块用于对电池进行管理和控制，包括电池的充电控制、保护和故障检测等功能，通过数据采集模块采集电池的电压、电流、温度等数据，并将数据传输给电池特性模型，电池特性模型用于对电池进行建模，根据电池的特性参数和环境条件，计算出电池的各类参数，并将参数传输给电池剩余电量计算模块，电池剩余电量计算模块用于对电池的剩余电量进行估计，根据电池特性模型计算出的电化学参数和电池的实时状态，利用数学算法模型对电池的剩余电量进行计算，并将结果传输给电池状态显示模块，电池状态显示模块用于将电池的剩余电量显示出来，方便用户进行使用和管理，因此本发明能够对电池余量进行实时监测，提高电池余量监测和显示准确性。
39.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
40.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.一种智能的电池剩余电量估算系统，包括电池管理模块、数据采集模块、电池特性模型、电池剩余电量计算模块和电池状态显示模块，其特征在于：所述电池管理模块包括电池控制芯片、独立保护芯片和故障检测模块，所述数据采集模块包括电压采集模块、电流采集模块和温度采集模块，所述电池剤余电量计算模块通过数学算法模型对电池的剤余电量进行估计，所述电池状态显示模块采用数字显示以及图形化显示，可视化显示电池的剩余电量。2.根据权利要求1所述的一种智能的电池剩余电量估算系统，其特征在于，电池控制芯片使用于控制电池的充电过程，负责电池的充电和放电控制，独立保护芯片用于对电池进入保护，当电池电压、电流等参数超出预期设置范围时，会及时切断电池的充电过程，保护电池不受损坏，故障检测模块用于对电池进行故障检测，当出现电池故障时，会及时报警提示用户进入处理。3.根据权利要求1所述的一种智能的电池剩余电量估算系统，其特征在于，数学算法模型属于基于电池特性参数和环境条件的数学算法模型，可稳定计算出电池的剩余电量，同时算法逻辑考量电池的实时状态进行修正，以此提高估计算精度和稳定性。4.根据权利要求1所述的一种智能的电池剩余电量估算系统，其特征在于，电池特性模型能够对不同类型的电池进行建模，包括锂电池、铅酸电池、镍氪电池、磷酸铁锂电池等各种类型的电池，以适应不同应用场景的需求。5.根据权利要求1所述的一种智能的电池剩余电量估算系统，其特征在于，数据采集模块可对电池进行实时监测，包括电压、电流量、温度等参数的采集和传输，以提供精确的电池余电量计算。6.根据权利要求1所述的一种智能的电池剩余电量估算系统，其特征在于，电池状态显示模块能够足够实时对电池的状态监测和反馈，例如电池的剩余电量、充电状态、健康状态等参数的显示和预警，以提高电池的使用效率和寿命。7.根据权利要求1所述的一种智能的电池剩余电量估算系统，其特征在于，电池剩余电量计算模块能够实时对电池的剩余电量进行计算估计，并通过实时修正的算法对估计结果进行变更，得出较高的估计精度和可靠性。8.根据权利要求1所述的一种智能的电池剩余电量估算系统，其特征在于，数据采集模块能够充分实时对电池的数据采集和传输，包括电压、电流、温度、湿度等参数，以提供更全面的电池状态监测和反馈。

技术总结
本发明公开了一种智能的电池剩余电量估算系统，包括电池管理模块、数据采集模块、电池特性模型、电池剩余电量计算模块和电池状态显示模块，其特征在于：所述电池管理模块包括电池控制芯片、独立保护芯片和故障检测模块，所述数据采集模块包括电压采集模块、电流采集模块和温度采集模块，所述电池剤余电量计算模块通过数学算法模型对电池的剤余电量进行估计，本发明通过电池管理模块配合数据采集模块，电池特性模型用于对电池进行建模，电池剩余电量计算模块用于对电池的剩余电量进行估计，利用数学算法模型对电池的剩余电量进行计算，并将结果传输给电池状态显示模块，因此本发明能够对电池余量进行实时监测，提高电池余量监测和显示准确性。显示准确性。显示准确性。


技术研发人员：丁洪春 熊永莲 易婷 林圣强 侯全会 于文力
受保护的技术使用者：盐城工学院
技术研发日：2023.05.25
技术公布日：2023/9/14