TWI411796B - 電池循環壽命估測裝置 - Google Patents
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Description
本發明係有關於一種電池循環壽命估測裝置，尤指一種採用適應性法則(adaptive algorithm)，由輸入之工作電壓、工作電流值推估電池內電阻值，進而推估電池循環壽命之裝置，進行即時量測與估測，因此具有可持續監控的特點，本裝置同時可適用於鉛酸、鎳氫及鋰離子電池。
在監控電池狀態功能方面，分成電池殘留電量(state of charge,SOC)估測以及循環壽命(state of health,SOH)估測兩個部分的功能是目前較常受到討論的議題，例如電動車用電池組(battery pack)管理是由一電池管理系統(Battery Management System,BMS)所負責，肩負監控電池狀態、具過充放電保護機制(charge/discharge protection)、以及電池電壓差異性等化(voltage equalization)等工作。由於電動車馬達驅動時的變動負載以及每個單元電池(battery cell)的特性與差異性等因素，造成電池殘留電量的估測誤差可達5%~10%以上，更遑論循環壽命的估測，也因為如此，是造成與電動車消費者更換電池時間點息息相關的循環壽命估測裝置遲遲未能商品化的主因。
至於習知電池循環壽命估測技術，包含(1)電池循環壽命函數建立，以及(2)函數對應關係之電池參數與系統狀態求取兩類，前者技術必須仰賴大量實驗室與電池工作實測資料進行分析與歸納，目前在此研究上國際並無決定性與明確的定論與結果，其電池壽命的判定準確度受此影響度最深其爭議也最大，後者技術則必須根據前者技術所需的獨特參數進行量測或估測工作，目前國際間的專利佈局仍是以鉛酸與鎳氫電池為主要對象，例如美國第6456988號「Method for determining state-of-health using an intelligent system」、第6885951號「Method and device for determining the state of function of an energy storage battery」、第6469512號「System and method for determining battery state-of-health」等習知專利，對於鋰電池在循環壽命之專利或改良技術甚少。
據此可知，如何消除不穩定的電池管理模組所造成使用者的不信任感，令使用者可確實掌握電池的相關動態資訊是為相關技術領域之一大課題。
本發明提出一種電池循環壽命估測裝置，採用適應性法則(adaptive algorithm)，由輸入之工作電壓、工作電流值推估電池內電阻值，進而推估電池循環壽命，不需利用額外昂貴電子裝置(例如內電阻量測計)，進行離線量測，因此具有可持續監控的特點，本裝置同時可適用於鉛酸、鎳氫及鋰離子電池。
為達到上述目的，本發明提出一種電池循環壽命估測裝置，包含：一量測單元，係與一電池輸出端連接，用以量測該電池之工作電壓、工作電流以及工作溫度，並輸出一量測電流訊號、一量測電壓訊號以及一量測溫度訊號；一觀測器單元，係用以觀測該電池輸出端之電壓以及該電池之RC並聯電路之電壓，並輸出一電池輸出端電壓誤差值訊號、一電池之RC內電壓估測值訊號以及一電流微分訊號；一適應性參數單元，係用以對該電池進行參數值更新，並輸出至少一更新參數值訊號；一內電壓估測單元，係用以對該電池之RC並聯電路之內電壓進行估測，並輸出一內電阻電壓估測值訊號；一開路電壓估測單元，係用以計算該電池之靜態開路電壓，並輸出一電池開路電壓訊號；一電池循環壽命計算單元，係用以計算該電池循環壽命值，並輸出一電池循環壽命值訊號；一電池殘留電量估測器，係用以估測電池殘留電量值。
為使 貴審查委員對於本發明之結構目的和功效有更進一步之了解與認同，茲配合圖示詳細說明如后。
以下將參照隨附之圖式來描述本發明為達成目的所使用的技術手段與功效，而以下圖式所列舉之實施例僅為輔助說明，以利 貴審查委員瞭解，但本案之技術手段並不限於所列舉圖式。
請參閱第一圖所示本發明之架構示意圖，該電池循環壽命估測裝置10，包含一量測單元1、一觀測器單元2、一適應性參數單元3、一內電壓估測單元4、一開路電壓估測單元5、一電池循環壽命計算單元6以及一電池殘留電量估測器7，該量測單元1係連接於一電池8之輸出端；關於該電池8，請參閱第二圖所示該電池模型架構圖，其各個系統參數代表之意義如下：VOC
：電池開路電壓，係由該電池殘留電量估測器7估測該電池殘留電量值，再依據一電池開路電壓與電池殘留電量關係數據資料換算得出；關於該電池開路電壓與電池殘留電量關係數據資料，請參閱第三圖所示某特定電池之電池開路電壓與放電深度關係曲線圖範例，必須說明的是，依電池種類不同，所顯示之曲線也會不同，第三圖顯示該電池於常溫、攝氏25度、攝氏38度時之代表曲線L1、L2、L3，該三條曲線L1、L2、L3大致重疊，由於電池殘留電量與放電深度之關係為，電池殘留電量=1-放電深度，因此可得出電池殘留電量；Vbatt
：電池工作電壓，係由該量測單元1量測得出；Ibatt
：電池工作電流，係由量測單元1量測得出；VC
：RC並聯電路電壓，係由該內電壓估測單元4估測得出；RS
、RT
、CT
：該電池循環壽命估測裝置10主要估測之電池參數；：由觀測器單元2觀測得出之電池電壓；：由觀測器單元2觀測得出之RC並聯電路電壓。
請參閱第一圖所示，該量測單元1係用以量測該電池8之工作電壓、工作電流以及工作溫度，並輸出一量測電流訊號I、一量測電壓訊號V以及一量測溫度訊號T，該量測電流訊號I及量測電壓訊號V係傳送至該觀測器單元2、該適應性參數單元3、該內電壓估測單元4、以及該電池殘留電量值估測單元7，該量測溫度訊號T係傳送至該電池循環壽命計算單元6進行電池循環壽命值計算。
該觀測器單元2係與該量測單元1電性連接，該觀測器單元2係用以觀測該電池8輸出端之電壓(亦即第二圖所示該)以及該電池8之RC並聯電路之電壓(亦即第二圖所示該)，該觀測器單元2係利用該電池8之一階微分狀態方程式進行電壓觀測，由該觀測器單元2接收由該量測單元1輸出之該量測電流訊號I及量測電壓訊號V，以及該適應性參數單元3所輸出之更新參數值訊號P，以及該開路電壓估測單元5所輸出之一電池開路電壓訊號V1，據以計算並輸出一電池輸出端電壓誤差值訊號V_err、一電池輸出端電壓估測訊號V_est以及一電流微分訊號dI/dt。
該適應性參數單元3係與該量測單元1電性連接，該適應性參數單元3係用以觀測及估測該量測單元1輸出之該量測電流訊號I及量測電壓訊號V，以及該開路電壓估測單元5所輸出之電池開路電壓訊號V1、該觀測器單元2所輸出之該電池輸出端電壓誤差值訊號V_err、電池輸出端電壓估測訊號V_est及電流微分訊號dI/dt，以及該內電壓估測單元4所輸出之一內電阻電壓估測值訊號V_est1，以對該電池8進行參數值(例如第二圖所示該參數RS
、RT
、CT
)更新，並輸出至少一更新參數值訊號P，該更新參數值訊號P係傳送至該內電壓估測單元4進行估測，以及傳送至該電池循環壽命計算單元6計算電池循環壽命值。
該內電壓估測單元4係與該量測單元1、觀測器單元2及適應性參數單元3電性連接，該內電壓估測單元4係接收該量測單元1輸出之該量測電流訊號I及量測電壓訊號V、以及該開路電壓估測單元5所輸出之一電池開路電壓訊號V1，以及該適應性參數單元3所輸出之更新參數值訊號P，用以對該電池8之RC並聯電路(顯示於第二圖)之內電壓進行估測，為了改善RC並聯電路之參數收斂速度以及精確性，利用該電池8之串聯電阻參數RS
(顯示於第二圖)對微分電流高敏感形成的快速收斂特性，可進行RC並聯電路之內電壓估測，當串聯電阻收斂時，其內電壓估測結果將與實際值一致，因此可用以與估測值進行比較，進而加速RC並聯電路之參數收斂，再由該內電壓估測單元4輸出一內電阻電壓估測值訊號V_est1，並將該內電阻電壓估測值訊號V_est1傳送至該適應性參數單元3進行參數修正。
該開路電壓估測單元5係與該觀測器單元2電性連接，該開路電壓估測單元5係依據一電池開路電壓與電池殘留電量關係數據資料(例如第三圖所示該電池開路電壓與放電深度關係曲線圖範例)，以及該電池殘留電量估測器7所估測之電池殘留電量值，計算出該電池8之靜態開路電壓VOC
(顯示於第二圖)，並輸出該電池開路電壓訊號V1，
該電池開路電壓訊號V1係傳送至該觀測器單元2、該適應性參數單元3以及該內電壓估測單元4內進行計算。
該電池循環壽命計算單元6係與該量測單元1、觀測器單元2及適應性參數單元3電性連接，該電池循環壽命計算單元6係根據接收該量測單元1輸出之該量測溫度訊號T、該適應性參數單元3所輸出之更新參數值訊號P，以及一電池循環壽命與內電阻值變化關係數據資料，計算該電池8之循環壽命值，並輸出一電池循環壽命值訊號；請參閱第四圖所示一種電池循環壽命與內電阻值變化關係數據資料範例，其中，該曲線L4、L5、L6分別代表於攝氏45、35、25度時之不同關係變化狀態，根據該曲線變化，即可推算出該電池8之循環壽命值。此外，該電池循環壽命計算單元6連接一轉換單元61，該轉換單元61係用以對該電池循環壽命值訊號進行單位轉換或類比數位轉換，該轉換單元61可連接一電池管理系統或顯示裝置，用以顯示該轉換後之該電池循環壽命值訊號。
該電池殘留電量估測器7係與該量測單元1、開路電壓估測單元5及電池循環壽命計算單元6電性連接，該電池殘留電量估測器7係用以估測該電池8之殘留電量值，並將所估測之電池殘留電量值傳送至該開路電壓估測單元5進行開路電壓計算。
依據第一圖所示本發明該電池循環壽命估測裝置10之架構及其作用，以及第二圖該電池模型架構，可歸納出本發明計算電池循環壽命之流程如第五圖所示，此外，本發明該電池循環壽命估測裝置10之參數收斂可利用下列關係式進行確認：
其中，該δ為內設之微小值。
根據上述本發明所提出之可估測電池循環壽命敏感性參數之裝置及方法可知，本發明採用適應性法則(adaptive algorithm)，經由輸入電池之工作電壓、工作電流值推估與循環壽命息息相關之電池內電阻值，此電池內電阻值在電池靜態時，可藉由內阻計讀取，但在動態時，卻是一個隨溫度、電池狀態等變化之變數，本發明以此適應性法則之控制方法為基礎，建立實體之估測裝置估測動/靜態下之內電阻值。應用適應性法則進行內電阻推估之最大特色為：利用現有動態下的瞬時工作電壓與電流量測值，適應性觀測器(亦即第一圖所示該觀測器單元2)可自行推估並修正至正確之內電阻參數，如第一圖所示，該量測單元1量測該電池8之工作電壓及工作電流，輸入以適應性法則所建立之該適應性參數單元3，該適應性參數單元3為控制方法之核心定義了收斂的條件，並透過該觀測器單元2進行量測值之濾波與正規化處理，而該開路電壓估測單元5之目的在於加速電池等效電路之參數收斂性所計算之暫態電壓值，將觀測電路與估測電路傳回該適應性參數單元3，但由於在該觀測器單元2以及該適應性參數單元3中必須得到開路電壓(Open Circuit Voltage,OCV)量測值，因此利用建立函數或查表方式(OC Voltage Lookup table，如第三圖所示該電池開路變壓與放電深度關係曲線範例)，根據該電池8對應之殘留電量值以求得開路電壓及其變化量，最後，如果觀測電路與估測電路比較值符合收斂條件，則此值即為敏感性參數(例如內電阻)，將此值對照電池循環壽命與內電阻值變化關係數據資料(如第四圖所示曲線範例)，即可得出循環壽命。
關於本發明可達成之功效，可經由第六至九圖，以及第十至十二圖得到驗證，其中，第六圖代表工作電壓曲線，第七圖代表電池電流曲線，第八圖代表工作電壓誤差估測曲線，第九圖代表電容電壓估測曲線，且第九圖之曲線L7代表觀測器內電壓估測曲線，曲線L8代表適應性參數單元3估測之內電阻RS
所反推之內電壓曲線，曲線L9代表實際電壓曲線，第十圖代表串聯電阻參數RS
估測，第十一圖代表電阻參數RT
估測，第十二圖代表電容參數CT
估測，曲線La代表實際參數曲線，曲線Le代表估測參數曲線，將本發明進行電路模擬測試，其結果如第六至九圖所示，其中，第六圖及第七圖所示之輸入電壓為一變動極為劇烈之動態波形，但在經過本發明適應性法則之控制方法應用後，其誤差收斂之速度相當快，如第八圖所示，估測在20秒之內即可完成誤差收斂，同時，可準確預測出與預期結果相當吻合之敏感性參數結果，如第九圖及第十至十二圖所示，其誤差控制於10%以內，由第九圖並可觀察到本發明自行修正之功效。
請參閱第十三圖及第十四圖所示本發明實際應用之架構示意圖，如第十三圖所示，本發明該電池循環壽命估測裝置可透過控制區域網路(CAN-bus，Controller Area Network)與電池管理系統(BMS)進行訊號傳遞，經由電池管理系統傳出所量測之工作電壓值V與工作電流值I，本發明該電池循環壽命估測裝置進行循環壽命敏感性參數(例如內電阻值)之估測計算，輸出循環壽命值(SOH)再傳回電池管理系統提供駕駛者參考；此外，如第十四圖所示，本發明該電池循環壽命估測裝置並可與其他電池安全裝置進行訊號的連接與傳遞，由本發明該電池循環壽命估測裝置估測之敏感性參數(例如內電阻值)可提供安全性裝置進行電池內部異常訊號判斷與控制，以提升電池安全性。
第一圖所揭露該電池循環壽命估測裝置10之實施例架構，其係由一量測單元1、一觀測器單元2、一適應性參數單元3、一內電壓估測單元4、一開路電壓估測單元5、一電池循環壽命計算單元6以及一電池殘留電量估測器7構成，該架構以及利用該架構所進行之計算流程，主要係利用外部提供的電池殘留電量而進行開路電壓估算，以供觀測器與適應性參數方法進行電池健康度估測，以上述架構為基礎，本發明可衍生出另一實施例架構以及計算流程。
首先請參閱第十五圖所示本發明第二實施例之架構示意圖，該電池循環壽命估測裝置10A，包含一量測單元1、一觀測器單元2、一適應性參數單元3、一開路電壓估測單元5以及一電池循環壽命計算單元6，該量測單元1連接於電池8之輸出端，該開路電壓估測單元5連接一第一轉換單元51，該電池循環壽命計算單元6連接一第二轉換單元61，本實施例所採用之量測單元1、觀測器單元2、適應性參數單元3、開路電壓估測單元5、電池循環壽命計算單元6及第二轉換單元61，與第一圖所採用之量測單元1、觀測器單元2、適應性參數單元3、開路電壓估測單元5、電池循環壽命計算單元6及轉換單元61相同，本實施例與第一圖實施例之差異在於，本實施例省略了第一圖所採用之內電壓估測單元4及電池殘留電量估測器7，並將開路電壓估測單元5連接一第一轉換單元51，換言之，本實施例之架構較為簡化，因此也可簡化電池循環壽命以及電池殘留電量之計算流程。
請參閱第十五圖所示，該量測單元1係用以量測該電池8之工作電壓、工作電流以及工作溫度，並輸出一量測電流訊號I、一量測電壓訊號V以及一量測溫度訊號T，該量測電流訊號I及量測電壓訊號V係傳送至該觀測器單元2、該適應性參數單元3，該量測溫度訊號T係同時傳送至該開路電壓估測單元5及電池循環壽命計算單元6，分別進行電池殘留電量及電池循環壽命值計算。
該觀測器單元2係與該量測單元1電性連接，該觀測器單元2係用以觀測該電池8之輸出端之電壓以及該電池8之RC並聯電路之電壓，該觀測器單元2係利用該電池8之一階微分狀態方程式進行電壓觀測，由該觀測器單元2接收由該量測單元1輸出之該量測電流訊號I及量測電壓訊號V，以及該適應性參數單元3所輸出之一更新參數值訊號P，據以計算並輸出一電池端電壓估測值訊號V_est以及一電流微分訊號dI/dt。
該適應性參數單元3係與該量測單元1電性連接，該適應性參數單元3係用以觀測及估測該量測單元1輸出之該量測電流訊號I及量測電壓訊號V，以及該觀測器單元2所輸出之電池端電壓估測值訊號V_est及電流微分訊號dI/dt，以對該電池8進行參數值更新，並輸出至少一更新參數值訊號P，該更新參數值訊號P係傳送至該觀測器單元2，以及該開路電壓估測單元5及電池循環壽命計算單元6，以提供開路電壓估測單元5及電池循環壽命計算單元6分別進行電池殘留電量及電池循環壽命值計算。
該開路電壓估測單元5係與該量測單元1、觀測器單元2及適應性參數單元3電性連接，該開路電壓估測單元5係依據該量測單元1輸出之該量測溫度訊號T，以及該適應性參數單元3所輸出之更新參數值訊號P，計算出一電池開路電壓訊號。該開路電壓估測單元5連接該第一轉換單元51，該第一轉換單元51係用以對該電池開路電壓訊號進行單位轉換或類比數位轉換，並經由一內建資料查表(如第三圖所示)得到對應之電池殘留電量訊號，該第一轉換單元51可連接一電池管理系統或顯示裝置，用以顯示該電池殘留電量訊號。
該電池循環壽命計算單元6係與該量測單元1及開路電壓估測單元5電性連接，該電池循環壽命計算單元6係根據接收該量測單元1輸出之該量測溫度訊號T、該適應性參數單元3所輸出之更新參數值訊號P，以及一如第四圖所示之電池循環壽命與內電阻值變化關係數據資料，計算該電池8之循環壽命值，並輸出一電池循環壽命值訊號。該電池循環壽命計算單元6連接該第二轉換單元61，由該轉換單元61對該電池循環壽命值訊號進行單位轉換或類比數位轉換，該轉換單元61可連接一電池管理系統或顯示裝置，用以顯示該轉換後之該電池循環壽命值訊號。
依據第十五圖所示該電池循環壽命估測裝置10A之架構及其作用，以及第二圖該電池模型架構，可歸納出該電池循環壽命估測裝置10A計算電池循環壽命之流程如第十六圖所示。
將第十五圖所示第二實施例架構與第一圖所示第一實施例架構相互對照可知，第二實施例與第一實施例之差異在於，第二實施例省略了第一實施例所採用之內電壓估測單元4及電池殘留電量估測器7，將開路電壓估測單元5連接一第一轉換單元51，第二實施例之架構較為簡化，因此也可簡化電池循環壽命以及電池殘留電量之計算流程，第一實施例係利用外部提供的電池殘留電量而進行開路電壓估算，以供觀測器與適應性參數方法進行電池健康度估測，而第二實施例則是將開路電壓視為電池參數之一，而在適應性參數方法進行開路電壓估算，然後經由內建資料查表得到對應之電池殘留電量值。
為確認第十五圖該電池循環壽命估測裝置10A架構以及第十六圖該計算流程之開路電壓估測之準確性，可以下列實驗方法驗證之。
假設該電池循環壽命估測裝置10A係應用於電動車，且該電池殘留電量估測是在行車過程中進行估測，以美國FTP-75(Federal Test Procedure簡稱FTP)標準行車模式進行一週期的驅動，採用70V的車用電池組所需提供的功率如第十七圖該車輛行車模式之功率與時間關係圖所示，正值代表放電以驅動車輛，負值則視為煞車回充之電能。
在此行車模式所估測到的開路電壓與對應之估測放電深度(Discharge of depth,DOD=100%-SOC)如第十八圖中該粗點線所示，圖中在相同估測之放電深度下會有重複點，是由於充電跟放電情況下估測誤差所造成。而真實開路電壓是將電池用低電流放電2%DOD後進行休息30分鐘所得到(電壓會往上彈回)，本實驗持續四次循環，因此可得到2%，4%，6%，與8%放電之後的開路電壓值與放電過程中的電壓變化，如第十八圖分別位於2%、4%、6%、與8%放電深度之電池殘留電量估測值與實際值比較圖中之細實線所示。比較這四點的開路電壓估測結果，可知本開路電壓估測誤差小於1%DOD，即1%的電池殘留電量估測誤差，代表本發明第二實施例不僅具有可實施性且準確性極高。綜上所述，本發明提供之電池循環壽命估測裝置，其所應用之適應性觀測技術為動態估測方法，亦即可利用電池工作變數訊號直接進行計算電池參數與估測，並具有可持續監控。對於電池參數，諸如內電阻、電容參數、以及開路電壓進行全面性估測，對於循環壽命估測準確度遠比習知方法高而且直接。
本發明適用性廣，可應用於各種型態電池系統(包括鉛酸、鎳氫及鋰離子電池)而不需複雜電路或韌體調整設定。
本發明利用系統穩定性法則來設計，不需藉助電池系統經驗以及學習，因此能確保循環壽命估測的可靠度以及性賴度。
本發明具有估測電池殘留電量的功效性，因此可強化成電池殘留電量與循環壽命同步估測之可能性高。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以之限定本發明所實施之範圍。即大凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬於本發明專利涵蓋之範圍內，謹請 貴審查委員明鑑，並祈惠准，是所至禱。
10、10A．．．電池循環壽命估測裝置
1．．．量測單元
2．．．觀測器單元
3．．．適應性參數單元
4．．．內電壓估測單元
5．．．開路電壓估測單元
51．．．第一轉換單元
6．．．電池循環壽命計算單元
61．．．轉換單元(第二轉換單元)
7．．．電池殘留電量估測器
8．．．電池
L1~L9．．．曲線
La．．．實際電壓曲線
Le．．．估測電壓曲線
第一圖係本發明第一實施例之架構示意圖。
第二圖係一電池模型架構圖。
第三圖係電池開路變壓與放電深度關係曲線圖。
第四圖係電池循環壽命與內電阻值變化關係曲線圖。
第五圖係本發明第一實施例之計算流程圖。
第六圖至第九圖係不同狀態下之電路模擬測試曲線圖。
第十圖至第十二圖係不同參數估測曲線圖。
第十三圖及第十四圖係本發明第一實施例二種實際應用之架構示意圖。
第十五圖係本發明第二實施例之架構示意圖。
第十六圖係本發明第二實施例之計算流程圖。
第十七圖係車輛行車模式之功率與時間關係圖。
第十八圖係分別位於2%、4%、6%、與8%放電深度之電池殘留電量估測值與實際值比較圖。
10．．．電池循環壽命估測裝置
1．．．量測單元
2．．．觀測器單元
3．．．適應性參數單元
4．．．內電壓估測單元
5．．．開路電壓估測單元
6．．．電池循環壽命計算單元
61．．．轉換單元
7．．．電池殘留電量估測器
8．．．電池
Claims (26)
- 一種電池循環壽命估測裝置，包含：一量測單元，係與一電池輸出端連接，用以量測該電池之工作電壓、工作電流以及工作溫度，並輸出一量測電流訊號、一量測電壓訊號以及一量測溫度訊號；一觀測器單元，係與該量測單元電性連接，該觀測器單元係用以觀測該電池輸出端之電壓以及該電池之RC並聯電路之電壓，並輸出一電池輸出端電壓誤差值訊號、一電池輸出端電壓估測訊號以及一電流微分訊號；一適應性參數單元，係與該量測單元電性連接，該適應性參數單元係用以對該電池進行參數值更新，並輸出至少一更新參數值訊號；一內電壓估測單元，係與該量測單元、觀測器單元及適應性參數單元電性連接，該內電壓估測單元係用以對該電池之RC並聯電路之內電壓進行估測，並輸出一內電阻電壓估測值訊號；一開路電壓估測單元，係與該觀測器單元電性連接，該開路電壓估測單元係用以計算該電池之靜態開路電壓，並輸出一電池開路電壓訊號；一電池循環壽命計算單元，係與該量測單元、觀測器單元及適應性參數單元電性連接，該電池循環壽命計算單元係用以計算該電池循環壽命值，並輸出一電池循環壽命值訊號；一電池殘留電量估測器，係與該量測單元、開路電壓估測單元及電池循環壽命計算單元電性連接，該電池殘留 電量估測器係用以估測電池殘留電量值。
- 如申請專利範圍第1項所述之電池循環壽命估測裝置，其中該量測電流訊號及量測電壓訊號係傳送至該觀測器單元、該適應性參數單元以及該內電壓估測單元進行電池殘留電量值估測，該量測溫度訊號係傳送至該電池循環壽命計算單元進行電池循環壽命值計算。
- 如申請專利範圍第1項所述之電池循環壽命估測裝置，其中該觀測器單元係利用該電池之一階微分狀態方程式進行電壓觀測。
- 如申請專利範圍第1項所述之電池循環壽命估測裝置，其中該觀測器單元係接收該量測電流訊號、該量測電壓訊號、該更新參數值訊號以及該電池開路電壓訊號，據以計算出該一電池輸出端電壓誤差值訊號、一電池輸出端電壓估測訊號以及一電流微分訊號。
- 如申請專利範圍第1項所述之電池循環壽命估測裝置，其中該適應性參數單元係觀測及估測該量測電流訊號、該量測電壓訊號、該電池開路電壓訊號、該電池輸出端電壓誤差值訊號、該電池輸出端電壓估測訊號、該電流微分訊號，以進行參數值更新。
- 如申請專利範圍第1項所述之電池循環壽命估測裝置，其中該適應性參數單元所輸出之更新參數值訊號係傳送至該內電壓估測單元進行估測，以及傳送至該電池循環壽命計算單元計算電池循環壽命值。
- 如申請專利範圍第1項所述之電池循環壽命估測裝置，其中該內電壓估測單元係接收該量測電流訊號、該量測 電壓訊號、該電池開路電壓訊號以及該更新參數值訊號，該內電壓估測單元利用該電池之一串聯電阻參數訊號對該電池之RC並聯電路進行內電壓估測，並將估測之內電壓值與實際內電壓值進行比對，以加速該電池之RC並聯電路之參數收斂。
- 如申請專利範圍第1項所述之電池循環壽命估測裝置，其中該內電壓估測單元所輸出之內電阻電壓估測值訊號係傳送至該適應性參數單元進行參數修正。
- 如申請專利範圍第1項所述之電池循環壽命估測裝置，其中該開路電壓估測單元係依據一電池開路電壓與電池殘留電量關係數據資料，以及該電池殘留電量估測器所估測之電池殘留電量值，計算得出該電池開路電壓訊號。
- 如申請專利範圍第1項所述之電池循環壽命估測裝置，其中該開路電壓估測單元所輸出之電池開路電壓訊號係傳送至該觀測器單元、該適應性參數單元以及該內電壓估測單元進行計算。
- 如申請專利範圍第1項所述之電池循環壽命估測裝置，其中該電池循環壽命計算單元係根據該量測溫度訊號、該更新參數值訊號，以及一電池循環壽命與內電阻值變化關係數據資料，計算該電池循環壽命值。
- 如申請專利範圍第1項所述之電池循環壽命估測裝置，其中該電池循環壽命計算單元係連接一轉換單元，該轉換單元係用以對該電池循環壽命值訊號進行單位轉換或類比數位轉換。
- 如申請專利範圍第12項所述之電池循環壽命估測裝 置，其中該轉換單元係連接一電池管理系統或顯示裝置，用以顯示該轉換後之該電池循環壽命值訊號。
- 如申請專利範圍第1項所述之電池循環壽命估測裝置，其中該電池殘留電量估測器所估測之電池殘留電量值係傳送至該開路電壓估測單元進行開路電壓計算。
- 一種電池循環壽命估測裝置，包含：一量測單元，係與一電池輸出端連接，用以量測該電池之工作電壓、工作電流以及工作溫度，並輸出一量測電流訊號、一量測電壓訊號以及一量測溫度訊號；一觀測器單元，係與該量測單元電性連接，該觀測器單元係用以觀測該電池輸出端之電壓以及該電池之RC並聯電路之電壓，並輸出一電池輸出端電壓估測訊號以及一電流微分訊號；一適應性參數單元，係與該量測單元電性連接，該適應性參數單元係用以對該電池進行參數值更新，並輸出至少一更新參數值訊號；一開路電壓估測單元，係與該量測單元、觀測器單元及適應性參數單元電性連接，該開路電壓估測單元係用以計算該電池之靜態開路電壓，並輸出一電池開路電壓訊號；以及一電池循環壽命計算單元，係與該量測單元及開路電壓估測單元電性連接，該電池循環壽命計算單元係用以計算該電池循環壽命值，並輸出一電池循環壽命值訊號。
- 如申請專利範圍第15項所述之電池循環壽命估測裝置，其中該量測電流訊號及量測電壓訊號係傳送至該觀 測器單元以及該適應性參數單元進行電池殘留電量值估測，該量測溫度訊號係傳送至該電池循環壽命計算單元進行電池循環壽命值計算。
- 如申請專利範圍第15項所述之電池循環壽命估測裝置，其中該觀測器單元係利用該電池之一階微分狀態方程式進行電壓觀測。
- 如申請專利範圍第15項所述之電池循環壽命估測裝置，其中該觀測器單元係接收該量測電流訊號、該量測電壓訊號以及該更新參數值訊號，據以計算出該電池輸出端電壓估測訊號及電流微分訊號。
- 如申請專利範圍第15項所述之電池循環壽命估測裝置，其中該適應性參數單元係觀測及估測該量測電流訊號、該量測電壓訊號、該電池輸出端電壓估測訊號以及該電流微分訊號，以進行參數值更新。
- 如申請專利範圍第15項所述之電池循環壽命估測裝置，其中該適應性參數單元所輸出之更新參數值訊號係傳送至該觀測器單元、該開路電壓估測單元及電池循環壽命計算單元，以提供該開路電壓估測單元及電池循環壽命計算單元分別進行電池殘留電量及電池循環壽命值計算。
- 如申請專利範圍第15項所述之電池循環壽命估測裝置，其中該開路電壓估測單元係依據該量測單元輸出之該量測溫度訊號，以及該適應性參數單元所輸出之更新參數值訊號，計算出一電池開路電壓訊號。
- 如申請專利範圍第15項所述之電池循環壽命估測裝 置，其中該開路電壓估測單元係連接一第一轉換單元，該第一轉換單元係用以對該電池開路電壓訊號進行單位轉換或類比數位轉換，並經由一內建資料查表得到對應之電池殘留電量訊號。
- 如申請專利範圍第22項所述之電池循環壽命估測裝置，其中該第一轉換單元係連接一電池管理系統或顯示裝置，用以顯示該電池殘留電量訊號。
- 如申請專利範圍第15項所述之電池循環壽命估測裝置，其中該電池循環壽命計算單元係根據該量測溫度訊號、該更新參數值訊號，以及一電池循環壽命與內電阻值變化關係數據資料，計算該電池循環壽命值。
- 如申請專利範圍第15項所述之電池循環壽命估測裝置，其中該電池循環壽命計算單元係連接一第二轉換單元，該第二轉換單元係用以對該電池循環壽命值訊號進行單位轉換或類比數位轉換。
- 如申請專利範圍第25項所述之電池循環壽命估測裝置，其中該第二轉換單元係連接一電池管理系統或顯示裝置，用以顯示該轉換後之該電池循環壽命值訊號。
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