CN111398827A - 环境温度预测方法、电池温度预测方法及电量计算方法 - Google Patents

环境温度预测方法、电池温度预测方法及电量计算方法 Download PDF

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Abstract

本公开提供了一种环境温度预测方法，包括：获取电池处于当前温度环境的初始时刻和电池表面初始温度，以及在当前温度环境中电池表面温度达到稳定温度的最终时刻和电池表面稳定温度；至少基于初始时刻至最终时刻的时间长度，计算时间长度之内的电池内阻平均发热功率；至少基于电池内阻平均发热功率，获得由电池内阻发热导致的电池温度变化量；以及基于电池表面初始温度、电池表面稳定温度以及由电池内阻发热导致的电池温度变化量，获得当前温度环境的温度。本公开还提供了电池温度预测方法、电池电量计算方法、电池管理***及电子设备。

Description

环境温度预测方法、电池温度预测方法及电量计算方法
技术领域
本公开涉及一种环境温度预测方法、电池温度预测方法、电量计算方法、电池管理***及电子设备，尤其适用于对锂电池的温度预测以及锂电池的电量计算。
背景技术
在个人消费电子设备中，例如手机，无线耳机等移动设备，通常由各种化学能电池提供能量来源。此类移动设备在移动的过程中，移动设备的工作环境会处于急剧的变化过程中，包括温度，湿度，压力等自然环境，以及移动设备负载的波动。
由于温度对电池(尤其是锂电池)的特性有强烈的影响。因此准确预测电池在工作过程中的温度变化对于电池的电量计算方法非常重要。
在实际使用中，例如在冬季，室内和室外的温度差非常大，室内温度一般在25℃，而室外环境各地根据各自的情况，可能存在从0℃到-40℃，移动设备在两种截然不同的温度环境中，电池温度不仅仅受到自身特性以及负载发热的影响，还受到环境突变的影响，这将导致基于量规算法(gauge algorithm)的现有电池模型对电池温度的预测产生偏差，从而导致电池电量计算的偏差。对电池的温度变化的准确预测就直接关系到电池电量计算方法的精度。
基于量规算法(gauge algorithm)的现有电池模型是基于电池本身特性的开路电压在不同温度下的表现。在充电和放电过程中，由于电池内部存在内部阻抗，导致电流流过电池内部时，产生热量，直接影响电池的特性的变化。通常的电量计算方法只考虑了由于充放电电流在电池内部阻抗上发热引起的温升，但是缺少对环境温度变化导致的电池温度变化的影响。而环境温度的剧烈变化，相对于电池内部的阻抗发热引起的电池温度变化要快速的多。尤其在低温条件下，电池的内阻也会随着温度的整体的变化而产生非常大的变化。
发明内容
为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了环境温度预测方法、电池温度预测方法、电量计算方法、电池管理***及电子设备。
本公开的环境温度预测方法、电池温度预测方法、电量计算方法、电池管理***及电子设备通过以下技术方案实现。
根据本公开的一个方面，提供了一种环境温度预测方法，包括：获取电池处于当前温度环境的初始时刻和电池表面初始温度，以及在当前温度环境中电池表面温度达到稳定温度的最终时刻和电池表面稳定温度；至少基于初始时刻至最终时刻的时间长度，计算时间长度之内的电池内阻平均发热功率；至少基于电池内阻平均发热功率，获得由电池内阻发热导致的电池温度变化量；以及基于电池表面初始温度、电池表面稳定温度以及由电池内阻发热导致的电池温度变化量，获得当前温度环境的温度。
根据本公开的至少一个实施方式的环境温度预测方法，电池表面初始温度和电池表面稳定温度由温度传感器测得。
根据本公开的至少一个实施方式的环境温度预测方法，至少基于时间长度之内的电池内阻值计算时间长度之内的电池内阻平均发热功率。
根据本公开的至少一个实施方式的环境温度预测方法，基于电池表面初始温度、电池表面稳定温度以及由电池内阻发热导致的电池温度变化量，获得当前温度环境的温度，包括：基于电池表面初始温度和电池表面稳定温度计算时间长度之内的电池表面温度变化量；计算电池表面温度变化量与由电池内阻发热导致的电池温度变化量的差值；以及至少基于差值，获得当前温度环境的温度。
根据本公开的至少一个实施方式的环境温度预测方法，在时间长度之内，实时地或者以预定时间周期测量电池的输出电压以及表面温度；至少基于实时地或者以预定时间周期测量地电池的输出电压以及表面温度计算时间长度之内的电池内阻值。
根据本公开的至少一个实施方式的环境温度预测方法，在时间长度之内，还实时地或者以预定时间周期测量电池的输出电流；基于实时地或者以预定时间周期测量地电池的输出电压以及输出电流，计算在时间长度之内的电池平均输出功率；至少基于电池平均输出功率、实时地或者以预定时间周期测量地电池的输出电压以及时间长度之内的电池内阻值计算时间长度之内的电池内阻平均发热功率。
根据本公开的至少一个实施方式的环境温度预测方法，至少基于差值，获得当前温度环境的温度，包括：基于热力学第二定律以及电池的热传递模型获得差值与当前环境的温度的关系。
根据本公开的又一个方面，提供了一种环境温度预测方法，包括：获取电池表面温度由第一稳定温度变化至第二稳定温度的时间长度；计算时间长度之内的电池内阻平均发热功率；至少基于电池内阻平均发热功率，获得由电池内阻发热导致的电池温度变化量；以及基于第一稳定温度、第二稳定温度以及由电池内阻发热导致的电池温度变化量，获得当前温度环境的温度。
根据本公开的至少一个实施方式的环境温度预测方法，第一稳定温度为电池处于第一温度环境中的电池表面稳定温度，第二稳定温度为电池处于第二温度环境中的电池表面稳定温度。
根据本公开的至少一个实施方式的环境温度预测方法，第一稳定温度和第二稳定温度由温度传感器测得。
根据本公开的至少一个实施方式的环境温度预测方法，至少基于时间长度之内的电池内阻值计算时间长度之内的电池内阻平均发热功率。
根据本公开的至少一个实施方式的环境温度预测方法，基于第一稳定温度、第二稳定温度以及由电池内阻发热导致的电池温度变化量，获得当前温度环境的温度，包括：基于第一稳定温度和第二稳定温度计算时间长度之内的电池表面温度变化量；计算电池表面温度变化量与由电池内阻发热导致的电池温度变化量的差值；以及基于差值，获得当前温度环境的温度。
根据本公开的至少一个实施方式的环境温度预测方法，在时间长度之内，实时地或者以预定时间周期测量电池的输出电压以及表面温度；至少基于实时地或者以预定时间周期测量地电池的输出电压以及表面温度计算时间长度之内的电池内阻值。
根据本公开的至少一个实施方式的环境温度预测方法，在时间长度之内，还实时地或者以预定时间周期测量电池的输出电流；基于实时地或者以预定时间周期测量地电池的输出电压以及输出电流，计算在时间长度之内的电池平均输出功率；至少基于电池平均输出功率、实时地或者以预定时间周期测量地电池的输出电压以及时间长度之内的电池内阻值计算时间长度之内的电池内阻平均发热功率。
根据本公开的至少一个实施方式的环境温度预测方法，至少基于差值，获得当前温度环境的温度，包括：基于热力学第二定律以及电池的热传递模型获得差值与当前环境的温度的关系。
根据本公开的再一个方面，提供了一种电池温度预测方法，包括：使用上述任一项的环境温度预测方法，获得当前温度环境的温度；以及至少基于当前温度环境的温度计算电池的温度趋势。
根据本公开的再一个方面，提供了一种电池电量计算方法，包括：使用上述的电池温度预测方法预测电池的温度趋势；以及至少基于电池的温度趋势计算电池的电量趋势。
根据本公开的再一个方面，提供了一种电池管理***，包括：测量装置，测量装置至少测量电池的输出电压、电池的输出电流以及电池的表面温度；以及处理装置，处理装置至少基于测量装置测量的电池的输出电压、电池的输出电流以及电池的表面温度来执行上述任一项的环境温度预测方法、上述的电池温度预测方法和/或上述的电池电量计算方法。
根据本公开的再一个方面，提供了一种电子设备，包括上述的电池管理***。
附图说明
附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
图1是两种不同温度环境的温度示意图。
图2是移动设备由一个温度环境区域快速移动到另一个温度环境区域的整个过程中，电池可能处于充电或者放电的任意情况中的示意图。
图3是移动设备由一个温度环境区域移动到另一个温度环境区域的整个过程中，电池本身的温度变化曲线。
图4是电池在放电的状态下，电池处于变化的温度环境下的放电曲线。
图5是电池内部阻抗在0℃和25℃的温度下随着放电深度(DOD)变化的曲线。
图6是优选的电池管理***的结构示意图。
图7是简单的电池热模型。
图8是电池的热传递模型。
图9是仅考虑电池在充放电时电池内部阻抗导致的电池温度变化曲线。
图10是本公开的一个实施方式的环境温度预测方法的流程示意图。
图11是本公开的又一个实施方式的环境温度预测方法的流程示意图。
附图标记说明
100 电池管理***
10 电池组
11 电池
11A 电容
11B 内阻
11C 外阻
12 负温度系数电阻
20 模拟前端芯片
21 模拟开关
22 缓冲器
23 模数转换器
24 通讯接口
25 库仑计
26 开关解码电路
27 控制器
28 随机易失性存储器
29 非易失性存储器
31 驱动电路
32 调压器
41 采样电阻
42 熔断器
43 充电MOSFET
44 放电MOSFET
50 微控制器
61 数据线
62 控制线
63 控制信号
64 控制信号
65 测量线
66A 差分线
66B 差分线
200 移动设备
300 外部环境。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开的技术方案。
除非另有说明，否则示出的示例性实施方式/实施例将被理解为提供可以在实践中实施本公开的技术构思的一些方式的各种细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离本公开的技术构思的情况下，各种实施方式/实施例的特征可以另外地组合、分离、互换和/或重新布置。
在附图中使用交叉影线和/或阴影通常用于使相邻部件之间的边界变得清晰。如此，除非说明，否则交叉影线或阴影的存在与否均不传达或表示对部件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的部件之间的共性和/或部件的任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述性的目的，可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时，可以以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如，可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的部件。
当一个部件被称作“在”另一部件“上”或“之上”、“连接到”或“结合到”另一部件时，该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件，或者可以存在中间部件。然而，当部件被称作“直接在”另一部件“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时，不存在中间部件。为此，术语“连接”可以指物理连接、电气连接等，并且具有或不具有中间部件。
为了描述性目的，本公开可使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“在……下”、“下”、“在……上方”、“上”、“在……之上”、“较高的”和“侧(例如，在“侧壁”中)”等的空间相对术语，从而来描述如附图中示出的一个部件与另一(其它)部件的关系。除了附图中描绘的方位之外，空间相对术语还意图包含设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为“在”其它部件或特征“下方”或“之下”的部件将随后被定位为“在”所述其它部件或特征“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以包含“上方”和“下方”两种方位。此外，设备可被另外定位(例如，旋转90度或者在其它方位处)，如此，相应地解释这里使用的空间相对描述语。
这里使用的术语是为了描述具体实施例的目的，而不意图是限制性的。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个(种、者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”以及它们的变型时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组。还要注意的是，如这里使用的，术语“基本上”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不用作程度术语，如此，它们被用来解释本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供的值的固有偏差。
图1是两种不同温度环境的温度示意图，图1中示出了在两个温度环境区域(即区域一和区域二)之间存在的温度过渡区域。
图2为移动设备由一个温度环境区域快速移动到另一个温度环境区域的整个过程中，电池可能处于充电或者放电的任意情况中的示意图。图2中曲线1为环境温度变化曲线。
如图1和图2所示，移动设备由于其便携性，通常会在不同的地点中移动。在某些场景下，不同的地点之间的环境差异极大。这种环境差异可能是由于自然环境的区别或者人工进行的温度控制导致的。例如，在冬天的时候，在办公场所，商场或者家庭环境中，室内温度通过空调控制可以控制在25℃～26℃附近。但是室外的温度根据各地的环境和地理位置的区别，可能会低至-10℃，甚至更低。
假设某个移动设备从室外移动到室内或者从室内移动到室外，在此过程中，移动设备正在被使用或者处于正在进行充电的过程中。由于电池内部的电阻和移动设备的运行产生的热量会引起电池的温度上升，在电池温度上升这个过程中存在多个因素影响着电池的温度变化。如果在电池电量计算方法中只考虑了其中的部分因素来预测后续的电池温度变化(电池温度趋势)，则电池电量计算方法对电池电量趋势的估算的误差会非常大。
图3为移动设备由一个温度环境区域移动到另一个温度环境区域的整个过程中，电池本身的温度变化曲线。图3中曲线1为环境温度变化曲线，曲线2为电池本身温度变化曲线。
如图3所示，以具有锂电池的移动设备为例，移动设备从区域1移动到区域2，锂电池的温度变换类似于图3中的曲线2。
在第一阶段，锂电池的温度受到环境温度突变的影响，迅速下降。如果移动设备处于休眠状态，锂电池本身没有进行充放电，那么经过足够长的时间，锂电池的温度会逐渐接近于区域二中的环境温度。
然而，通常的情况，具有锂电池的移动设备在移动中会处于正在使用的过程中。由于移动设备的发热和电池自身内阻导致的电池发热的影响，锂电池的温度经过一定的时间之后会稳定在高于区域二的环境温度之上。
为了能够正确预测锂电池温度在复杂条件下的变化，电池电量计算方法需要建立正确的电池热模型。
图4为电池在放电的状态下，电池处于变化的温度环境下的放电曲线。
图5为电池内部阻抗在0℃和25℃的温度下随着放电深度(DOD)变化的曲线。
图4示出了具有电池(例如锂电池)的移动设备在由区域1移动到区域2的过程中的放电电压曲线。
以锂电池为例，当移动设备处于区域一中时，电池的输出电压等于电池开路电压(OCV)减去放电电流在电池内部阻抗(Ri)上产生的压降。
在电池热模型中，电池开路电压(OCV)和电池内部阻抗(Ri)均是与温度(T)和放电深度(DOD)相关的非线性函数。
如图4所示，在放电阶段2中，由于电池处于温度过渡区域之中，电池的温度发生变化，相应地，电池的内部阻抗Ri也随着电池温度的变化而变化。
假设区域一的温度为25℃、区域二的温度为0℃。随着环境温度的迅速下降，移动设备的温度随着环境温度变化而迅速变化，电池的内部阻抗也随之迅速增加，如图5所示。并且如果电池处于使用过程之中，由于放电电流的流动和放电深度(DOD)的变化，电池的输出电压下降。
在短时间周期内，由于温度变化而导致的电池内部阻抗的变化主导了电池输出电压的下降。
随着设备在新的区域中(区域二中)的长时间运行，电池的温度会逐渐趋于稳定，由于电池的自身发热，通常电池的稳定温度会维持在环境温度之上。最终，移动设备中的电池的温度在区域二中形成稳定状态。此后，电池输出电压的变化，主要由电池放电深度对应的电池开路电压、电池内部阻抗以及移动设备的负载电流决定。
电池内部阻抗是以放电深度和温度为参数的非线性变量。
图6是优选的电池管理***的结构示意图。
如图6所示，电池管理***100包括模拟前端芯片20和微控制器50组成。模拟前端芯片20用于测量由单个电池11串联组成的电池组10的每节电池的输出电压，并通过库仑计25通过差分线66A和66B测量采样电阻41两端的电压差。
并通过在电池组10内部设置的负温度系数电阻(NTC)12或者其他方式的温度传感器来测量电池组10的温度。
模拟前端芯片20具有断开电路的能力，例如驱动串联在电池组10输出回路上的MOSFET或者任意形式的断路器或者继电器43、44等。驱动电路31集成于模拟前端芯片20的内部，通过控制控制信号63和控制信号64控制外部断路装置43、44。放电MOSFET 44是用于意外情况发生时，阻止电池组10对外放电。充电MOSFET 43是用于异常情况发生时，阻止外部充电器对电池组10进行充电。熔断器42是用于在极端情况下的冗余保护，防止设备和电池发生不可逆的损伤。
在模拟前端芯片20的内部设置有模拟开关21，由开关解码电路26控制开关信号，用于按照预定顺序依次测量电池组10的每个电池的电压。经过模拟开关21的电压作为缓冲器22的输入。经过缓冲器22的电池电压作为模数转换器23的输入。经过模数转换器23的转换，将数字结果存放在随机易失性存储器28中。同时库仑计25用于测量采样电阻41两端的电压差，通过差分线66A和66B进入库仑计25的测量端口。
模拟前端芯片20内部的控制器27例如是数字状态机，用于控制内部采样转换的时序流程和其他动作的执行。图6中标记62为控制线路，标记65为测量线，标记61为数据线。
非易失性存储器29用于储存配置值和工厂校验值，来提高测量精度。外部的微控制器50通过通讯接口24(优选数字通讯接口)的公有或者私有协议，写入或者读取模拟前端芯片20的内部数据。调压器32从电池组10取电。整个电池管理***100收集基础的电池组10的信息，包括测量电池输出电压，输出电流和/或电池组温度，可以用于环境温度预测方法、电池温度预测方法以及电池电量计算方法的执行。
为了能够正确的预测电池组在复杂现实环境下的温度变化，图7中为简单的电池热模型。假设在初始时刻，移动设备200处于温度1(TEMP1)的温度下，而移动设备200的外部环境300的温度为温度2(TEMP2)。
移动设备200的内部和外部的热交换将按照热力学第二定律进行。电池10可以是单个电池，也可以是包括多个电池的电池组或者电池包。
移动设备200在使用过程中产生的电流导致电池10自发热。电池10的发热功率与电流的平方乘以电池内阻抗成正比。根据物理学定律，电池10的发热功率能够基于电池10的内阻、电池10的输出电压、电池10的输出电流获得。电池的内部阻抗以Ri(DOD,Temp)表示，本领域技术人员应当理解，其是以放电深度(DOD)和温度为参数的函数。
图8为电池的热传递模型。由热阻的物理含义，能够得到电池表面温度、电池内部温度以及外部环境温度与电池发热功率之间关系
图8中以θis表示电池内部到电池表面的热阻，以θsa表示电池表面到外部环境之间的热阻，以Ts表示电池表面温度，其可以由温度传感器测得，以Ti表示电池内部温度，以Ta表示环境温度。
电池的表面温度Ts是随时间变化的函数，图9示出了仅考虑电池在充放电时电池内部阻抗导致的电池温度变化曲线(不考虑外部温度环境影响)。
基于对上述内容的理解，下面对本公开的环境温度预测方法、电池温度预测方法以及电池电量计算方法做详细说明。
图10是本公开的一个实施方式的环境温度预测方法的流程示意图，环境温度预测方法包括：S11获取电池处于当前温度环境的初始时刻和电池表面初始温度，以及在当前温度环境中电池表面温度达到稳定温度的最终时刻和电池表面稳定温度；S12至少基于初始时刻至最终时刻的时间长度，计算时间长度之内的电池内阻平均发热功率；S13至少基于电池内阻平均发热功率，获得由电池内阻发热导致的电池温度变化量；以及S14基于电池表面初始温度、电池表面稳定温度以及由电池内阻发热导致的电池温度变化量，获得当前温度环境的温度。
例如移动设备由室内(第一温度环境)移动到室外(第二温度环境)，步骤S11中的当前温度环境即为第二温度环境，例如移动设备由室外(第二温度环境)移动到室内(第一温度环境)，步骤S11中的当前温度环境即为第一温度环境。
电池处于当前温度环境的初始时刻优选地基于电池表面温度的变化曲线获得。在当前温度环境中电池表面温度达到稳定温度的最终时刻优选地也基于电池表面温度的变化曲线获得。电池的表面温度是能够被测量的。
优选地，电池表面初始温度和电池表面稳定温度由温度传感器测得。温度传感器可以采用图6中示出的负温度系数电阻(NTC)12，当然也可以采用其他类型的温度传感器。
优选地，至少基于初始时刻至最终时刻的时间长度之内的电池内阻值计算时间长度之内的电池内阻平均发热功率。
电池内阻值Ri(DOD,Temp)可以基于电池的尺寸、形状、材料等参数获得，也可以通过多个实测值进行数据拟合获得。例如图5中的电池内阻值变化曲线。
优选地，基于电池表面初始温度、电池表面稳定温度以及由电池内阻发热导致的电池温度变化量，获得当前温度环境的温度，包括：基于电池表面初始温度和电池表面稳定温度计算时间长度之内的电池表面温度变化量；计算电池表面温度变化量与由电池内阻发热导致的电池温度变化量的差值；以及至少基于差值，获得当前温度环境的温度。
其中，电池表面温度变化量可以通过温度传感器测量获得，由电池内阻发热导致的电池温度变化量可以基于例如图8示出的电池热传递模型以及电池的发热功率获得。
优选地，电池内阻发热导致的电池温度变化量基于图8示出的电池热传递模型获得。
电池表面温度变化量与由电池内阻发热导致的电池温度变化量的差值即由环境温度变化导致的。
优选地，在初始时刻至最终时刻的时间长度之内，实时地或者以预定时间周期测量电池的输出电压以及表面温度；至少基于实时地或者以预定时间周期测量地电池的输出电压以及表面温度计算时间长度之内的电池内阻值。
优选地，在初始时刻至最终时刻的时间长度之内，还实时地或者以预定时间周期测量电池的输出电流；基于实时地或者以预定时间周期测量地电池的输出电压以及输出电流，计算在时间长度之内的电池平均输出功率；至少基于电池平均输出功率、实时地或者以预定时间周期测量地电池的输出电压以及时间长度之内的电池内阻值计算时间长度之内的电池内阻平均发热功率。
其中，电池平均输出功率可以基于实时地或者以预定时间周期测量地电池的输出电压以及输出电流获得。
优选地，至少基于电池表面温度变化量与由电池内阻发热导致的电池温度变化量的差值，获得当前温度环境的温度，包括：基于热力学第二定律及电池的热传递模型获得所述差值与当前环境的温度的关系。优选地，基于热力学第二定律以及例如图8示出的电池的热传递模型，获得当前环境的温度与上述差值的关系，从而获得当前环境的温度。
本实施方式的环境温度预测方法可以通过图6示出的电池管理***100执行。
图11为本公开又一个实施方式的环境温度预测方法的流程示意图，包括：S21获取电池表面温度由第一稳定温度变化至第二稳定温度的时间长度；S22计算时间长度之内的电池内阻平均发热功率；S23至少基于电池内阻平均发热功率，获得由电池内阻发热导致的电池温度变化量；以及S24基于第一稳定温度、第二稳定温度以及由电池内阻发热导致的电池温度变化量，获得当前温度环境的温度。
例如移动设备200由室内(第一温度环境)移动到室外(第二温度环境)，步骤S21中的第一稳定温度即电池表面温度在第一温度环境中所达到的稳定温度，第二稳定温度即电池表面温度在第二温度环境中所达到的稳定温度。
优选地，第一稳定温度为电池处于第一温度环境中的电池表面稳定温度，第二稳定温度为电池处于第二温度环境中的电池表面稳定温度。第一稳定温度和第二稳定温度可以由温度传感器测得。
优选地，至少基于由第一稳定温度变化至第二稳定温度的时间长度之内的电池内阻值计算时间长度之内的电池内阻平均发热功率。
优选地，基于第一稳定温度、第二稳定温度以及由电池内阻发热导致的电池温度变化量，获得当前温度环境的温度，包括：基于第一稳定温度和第二稳定温度计算时间长度之内的电池表面温度变化量；计算电池表面温度变化量与由电池内阻发热导致的电池温度变化量的差值；以及基于差值，获得当前温度环境的温度。
优选地，在由第一稳定温度变化至第二稳定温度的时间长度之内，实时地或者以预定时间周期测量电池的输出电压以及表面温度；至少基于实时地或者以预定时间周期测量地电池的输出电压以及表面温度计算时间长度之内的电池内阻值。
优选地，在由第一稳定温度变化至第二稳定温度的时间长度之内，还实时地或者以预定时间周期测量电池的输出电流；基于实时地或者以预定时间周期测量地电池的输出电压以及输出电流，计算在时间长度之内的电池平均输出功率；至少基于电池平均输出功率、实时地或者以预定时间周期测量地电池的输出电压以及时间长度之内的电池内阻值计算时间长度之内的电池内阻平均发热功率。
优选地，至少基于电池表面温度变化量与由电池内阻发热导致的电池温度变化量的差值，获得当前温度环境的温度，包括：基于热力学第二定律以及电池的热传递模型获得所述差值与当前环境的温度的关系。
本实施方式的环境温度预测方法可以通过图6示出的电池管理***100执行。
根据本公开的又一个实施方式，电池温度预测方法包括：使用上述实施方式的环境温度预测方法来获得当前温度环境的温度TA；以及至少基于当前温度环境的温度TA计算电池的温度趋势。
通过本实施方式获得电池的温度趋势(或表述为预测的电池温度变化曲线)将更加准确。
根据本公开的又一个实施方式，电池电量计算方法包括：使用上述的电池温度预测方法预测电池的温度趋势；以及至少基于电池的温度趋势计算电池的电量趋势。
通过本实施方式获得电池的电量趋势(或表述为预测的电池的电量变化曲线)将更加准确。
根据本公开的又一个实施方式，电池管理***包括：测量装置，测量装置至少测量电池的输出电压、电池的输出电流以及电池的表面温度；以及处理装置，处理装置至少基于测量装置测量的电池的输出电压、电池的输出电流以及电池的表面温度来执行上述的环境温度预测方法、上述的电池温度预测方法和/或上述的电池电量计算方法。
其中，测量装置优选地通过附图6中的温度传感器以及模拟前端芯片实现。
根据本公开的又一个实施方式，提供了一种电子设备，包括上述的电池管理***。
其中，电子设备可以是手机、平板电脑或其他便携设备。处理装置优选地通过附图6中的微控制器50实现。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (10)

1.一种环境温度预测方法，其特征在于，包括：
获取电池处于当前温度环境的初始时刻和电池表面初始温度，以及在当前温度环境中电池表面温度达到稳定温度的最终时刻和电池表面稳定温度；
至少基于所述初始时刻至所述最终时刻的时间长度，计算所述时间长度之内的电池内阻平均发热功率；
至少基于所述电池内阻平均发热功率，获得由电池内阻发热导致的电池温度变化量；以及
基于所述电池表面初始温度、所述电池表面稳定温度以及所述由电池内阻发热导致的电池温度变化量，获得当前温度环境的温度。
2.根据权利要求1所述的环境温度预测方法，其特征在于，所述电池表面初始温度和所述电池表面稳定温度由温度传感器测得。
3.根据权利要求1所述的环境温度预测方法，其特征在于，至少基于所述时间长度之内的电池内阻值计算所述时间长度之内的电池内阻平均发热功率。
4.根据权利要求1所述的环境温度预测方法，其特征在于，基于所述电池表面初始温度、所述电池表面稳定温度以及所述由电池内阻发热导致的电池温度变化量，获得当前温度环境的温度，包括：
基于所述电池表面初始温度和所述电池表面稳定温度计算所述时间长度之内的电池表面温度变化量；
计算所述电池表面温度变化量与所述由电池内阻发热导致的电池温度变化量的差值；以及
至少基于所述差值，获得当前温度环境的温度。
5.根据权利要求3所述的环境温度预测方法，其特征在于，在所述时间长度之内，实时地或者以预定时间周期测量电池的输出电压以及表面温度；
至少基于实时地或者以预定时间周期测量地电池的输出电压以及表面温度计算所述时间长度之内的电池内阻值。
6.根据权利要求5所述的环境温度预测方法，其特征在于，在所述时间长度之内，还实时地或者以预定时间周期测量电池的输出电流；
基于实时地或者以预定时间周期测量地电池的输出电压以及输出电流，计算在所述时间长度之内的电池平均输出功率；
至少基于所述电池平均输出功率、实时地或者以预定时间周期测量地电池的输出电压以及所述时间长度之内的电池内阻值计算所述时间长度之内的电池内阻平均发热功率。
7.根据权利要求4所述的环境温度预测方法，其特征在于，至少基于所述差值，获得当前温度环境的温度，包括：
基于热力学第二定律以及电池与外部环境的热传递模型获得所述差值与当前环境的温度的关系。
8.一种环境温度预测方法，其特征在于，包括：
获取电池表面温度由第一稳定温度变化至第二稳定温度的时间长度；
计算所述时间长度之内的电池内阻平均发热功率；
至少基于所述电池内阻平均发热功率，获得由电池内阻发热导致的电池温度变化量；以及
基于所述第一稳定温度、所述第二稳定温度以及所述由电池内阻发热导致的电池温度变化量，获得当前温度环境的温度。
9.根据权利要求8所述的环境温度预测方法，其特征在于，所述第一稳定温度为电池处于第一温度环境中的电池表面稳定温度，所述第二稳定温度为电池处于第二温度环境中的电池表面稳定温度。
10.根据权利要求8所述的环境温度预测方法，其特征在于，所述第一稳定温度和所述第二稳定温度由温度传感器测得。
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