CN101097248B

CN101097248B - 准确性提高的电池容量预测

Info

Publication number: CN101097248B
Application number: CN2006101689695A
Authority: CN
Inventors: 李政桓
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2006-06-28
Filing date: 2006-12-15
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2026-12-15
Also published as: KR20080000896A; US20080007221A1; CN101097248A; US7541775B2; KR101134894B1; EP1873541A1

Abstract

准确性提高的电池容量预测，其中确定并显示与移动电子设备相关联的电池的剩余容量。检测电池的一个或多个特征值，并基于电池的电流供给速率或既往充电/放电循环次数或此两者从多条所存储的电池放电曲线中选择合适的电池放电曲线。将所检测到的电池电压与所选曲线进行比较，并基于所选曲线根据电池的目前的放电容量和有用放电容量计算出电池的剩余容量。剩余容量准确地反映了该设备目前的操作状态以及电池目前的状态。在显示设备上显示准确的电池剩余容量供用户查看。

Description

准确性提高的电池容量预测

技术领域

本文献涉及电池容量预测，并且一个特定实现涉及基于诸如电池电压、由电池提供的电流、及电池的既往充电循环次数等特征值检测并显示电池的剩余容量。

背景技术

移动电子设备一般使用需要周期性重新充电的电池电源。例如，移动电子设备可具有可连接交流转直流(AC/DC)电源适配器的输入端子，以便对电池充电，以及当设备在固定位置使用期间对其临时性供电。然而，移动电子设备一般依赖于可再充电电池作为电源，因为这些设备被移动并在不同的位置被使用。可再充电电池一般具有有限的容量，且根据移动电子设备的使用和功耗特性、电池的总寿命、以及电池的既往使用情况，单次充电/放电循环的有效工作持续时间可能有所变化。

作为结果，在每一充电/放电循环期间，如果电池被允许放电到在电池电力输出不再足以支持设备操作的程度，则移动电子设备最终将变为不能工作。为了在电池电力减弱时向设备用户提供关于设备即将不能工作的有用信息和提前警告，可在任何给定时间或在电池的充电/放电循环期间连续地预测电池剩下的有效工作时间或剩余容量。

发明内容

根据一个一般实现，存储至少部分地基于电池的放电特性的数条电池放电曲线，测量电池上的电压，并检测电池的特征值。特征值是由电池供给的电流或充电/放电循环的次数。此外，至少部分地基于所检测到的特征值选择这些电池放电曲线之一，至少部分地基于所选电池放电曲线和测得的电压计算剩余电池容量，并显示该剩余电池容量。

根据另一个一般实现，存储至少部分地基于电池的放电特性的数条电池放电曲线，检测电池上的电压，检测由电池供给的电流，并检测充电/放电循环次数。此外，至少部分地基于由电池供给的电流选择这些电池放电曲线中的第一曲线，并至少部分地基于充电/放电循环次数选择第二曲线。然后至少部分地基于第一和第二曲线生成组合曲线，至少部分地基于测得的电压和该组合曲线确定剩余电池容量，并显示剩余电池容量。

根据另一个一般实现，测量电池上的电压，从一组电池放电曲线中选择一曲线，并至少部分地基于测得的电压和所选曲线确定剩余电池容量。

各个实现可包括以下特征中的一个或多个。例如，可检测电池的第一特征值，并且对曲线的选择可至少部分地基于第一特征值。这些电池放电曲线中的每一条可与特征值的一个范围相关联。可基于测得的电压生成第一数字数据信号，并可基于第一特征值生成第二数字数据信号。第一特征值可包括例如由电池供给的电流或充电/放电循环的次数。检测特征值可包括：从与电池相关联的存储器接收指示充电/放电循环次数的数字数据信号，接收指示充电/放电循环次数的用户输入，或是估算充电/放电循环的次数。估算可至少部分地基于电池的制造日期。

对循环次数的估算可包括：在第一时刻测量电池上的初始电压，监视第一时刻与第二时刻之间电池的输出，在第二时刻测量电池上的最终电压，将初始电压、输出和最终电压映射到来自这组电池放电曲线中的一条匹配曲线，并至少部分地基于该匹配曲线确定充电/放电循环的次数。类似地，可检测电池的第二特征值(例如，由电池供给的电流)，并且对曲线的选择还可至少部分地基于第二特征值。对曲线的选择还可包括访问由第一特征值和第二特征值索引的二维表。可被存储在存储器中的电池放电曲线可至少部分地基于电池的放电特性预先确定。存储器可与电池相关联，电池放电曲线可从数据服务器下载。可显示剩余电池容量。

根据另一个一般实现，测量电池上的电压，测量由电池供给的电流，并接收电池的充电/放电循环次数。此外，至少部分地基于所测得的电流从一组电池放电曲线中选择第一曲线，至少部分地基于所接收的次数从这组电池放电曲线中选择第二曲线，并至少部分地基于第一和第二曲线生成组合曲线。而且，至少部分地基于所测得的电压和该组合曲线确定剩余电池电容。

各个实现可包括以下特征中的一个或多个。例如，生成组合曲线还可包括：从第一曲线减去基于第二曲线的微分曲线。

根据另一个一般实现，一种设备包括电池和被配置成存储至少部分地基于该电池的放电特性的一组电池放电曲线的存储器。该设备还包括被配置成测量电池上的电压、和可以是由电池供给的电流和/或充电/放电循环次数的电池特征值的电池特征值检测器，以及被配置成至少部分地基于测得的特征值从这组电池放电曲线中选择一条曲线的电池放电曲线选择器。此外，该设备包括被配置成至少部分地基于测得的电压和所选曲线确定剩余电池容量的控制器，以及被配置成显示剩余电池容量的显示器。

根据另一个一般实现，一种设备包括电池和被配置成存储至少部分地基于电池的放电特性的一组电池放电曲线的存储器。该设备还包括被配置成测量电池上的电压、由电池供给的电流以及充电/放电循环次数的电池特征值检测器。此外，该设备包括被配置成至少部分地基于由电池供给的电流从这组电池放电曲线中选择第一曲线、并至少部分地基于充电/放电循环次数选择第二曲线的电池放电曲线选择器。而且，该设备包括被配置成至少部分地基于第一和第二曲线生成组合曲线、并至少部分地基于测得的电压和该组合曲线确定剩余电池容量的控制器。该设备也包括被配置成显示剩余电池容量的显示器。

根据另一个一般实现，一种设备包括电池、被配置成测量电池上的电压的电池特征值检测器、被配置成从一组电池放电曲线中选择一条曲线的电池放电曲线选择器、以及被配置成至少部分地基于所测得的电压和所选曲线确定剩余电池容量的控制器。

各个实现可包括以下特征中的一个或多个。例如，电池特征值检测器还可被配置成测量由电池供给的电流，并且电池放电曲线选择器还可被配置成至少部分地基于所测得的电流来选择曲线。电池放电曲线选择器还可包括被配置成接收电池的充电/放电循环次数的读取器，且可被配置成至少部分地基于充电/放电循环次数来选择曲线。该设备还可包括被配置成估算电池充电/放电循环次数的估算器，并且电池放电曲线选择器还可被配置成至少部分地基于所估算的充电/放电循环次数来选择曲线。

根据另一个一般实现，一种设备包括电池和被配置成测量该电池上的电压和由该电池供给的电流的电池特征值检测器。电池放电曲线选择器被配置成接收电池充电/放电循环次数，并至少部分地基于所测得的电流从一组放电曲线中选择第一曲线，并至少部分地基于所接收的次数从这组放电曲线中选择第二曲线。该设备还包括被配置成至少部分地基于第一和第二曲线生成组合曲线、并至少部分地基于所测得的电压和该组合的电池放电曲线确定剩余电池容量的控制器。

一个或多个实现的细节在附图和以下说明中描述。通过阅读说明和附图以及权利要求书，其它特征将是显而易见的。

附图说明

图1-3是用于确定电池的剩余容量的系统的框图。

图4是示例性的一组放电曲线的图表。

图5是另一准确性提高的电池容量预测系统的框图。

图6是示例性的一组放电曲线的图表。

图7是另一准确性提高的电池容量预测系统的框图。

图8是用于确定和显示准确性提高的电池容量预测的过程的流程图。

图9是用于检测电池的特征值的过程的流程图。

图10是用于选择合适的电池放电曲线的过程的流程图。

具体实施方式

图1示出了用于确定电池的剩余容量的装置100的一个示例。装置100包括用于将由可再充电电池104供给的电压转换成数字电压值信号的模数(A/D)转换器102、以及用于存储对应于电池104的放电特征值的电池放电曲线的存储器模块106。装置100还包括用于通过将来自A/D转换器102的电压值信号与存储器模块106中所存储的放电曲线进行比较来确定电池104的剩余容量的控制器108、以及用于显示所确定的剩余容量以供用户查看的显示单元110。

在操作中，当使用装置100的移动电子设备被启用时，该设备启动控制器108的操作。电池104为系统操作供电，并且A/D转换器102将在电池104上测得的电压值转换成发送给控制器108的数字信号。控制器108将来自A/D转换器102的电压值信号与存储器模块106中所存储的电池放电曲线进行比较，以确定对应于所测得的电压值的电池剩余容量。控制器108然后将所确定的电池104的剩余容量发送给显示单元110，后者显示所确定的剩余容量供设备用户查看。

因此，用于显示电池的剩余容量的装置100仅使用一条电池放电曲线向用户通知剩余电池容量。然而，移动电子设备根据其使用或状态以变化的速率消耗电力。从而，即使对设备使用了具有给定容量的电池，单次充电/放电循环的有效工作持续时间也可能根据移动电子设备的使用和功耗特性、电池的总寿命和电池的既往使用情况而有所变化。

例如，电池持续时间随着电池的重复使用与充电/放电循环的次数成反比地减少。此外，当在给定充电/放电循环期间，电池剩余容量接近耗尽时，电池的输出更急剧减少。作为结果，当仅使用一条必须既能表示新电池又能表示使用过的电池的固定的放电曲线来确定电池的剩余容量时，可能不总是能够根据移动电子设备和可再充电电池的使用或状态准确地确定电池的剩余容量。

因此，电池容量计算的结果排除了电池总寿命的影响，而这有时导致向用户显示不准确的剩余容量。因此，当由移动电子设备实现的可再充电电池剩下的容量变为耗尽时，该移动电子设备可能会由于电力短缺而突然且意外地变得不能工作。

在一个特定实现中，准确性提高的电池容量预测装置使用考虑工作期间由电池供给的电流的速率、电池经历的既往充电/放电循环次数或这两者的多条电池放电曲线。以此方式，可更准确地在任何给定时间或在电池的充电/放电循环期间连续地预测电池剩下的有效工作时间、即剩余容量，以便造电池电力减小并最终耗尽时，向设备用户提供关于设备即将不可工作的更有用的信息和更准确的提前警告。

图2示出了用于检测并显示电池的剩余容量的通用的准确性提高的电池容量预测装置200的示例。装置200包括用于检测安装在移动电子设备中或与之相关联的可再充电电池204的一个或多个特征值的特征值检测器202、用于存储与表示电池204的放电特性的多条放电曲线对应的数据的存储器模块206、以及用于选择放电曲线中的一条或多条的放电曲线选择器208。装置200还包括用于通过将由特征值检测器202检测到的特征值与至少一条放电曲线比较来确定电池剩余容量的控制器210、以及用于向用户显示由控制器210确定的电池剩余容量的显示设备212。

特征值可包括例如与电池相关联的电学值，诸如电池204上测得的电压或由电池204为操作移动电子设备供给的电流。特征值还可包括例如与电池相关联的其它操作值，诸如电池204的既往充电/放电循环的次数。

在移动电子设备执行预定功能时特征值检测器202检测电池204的特征值。特征值检测器202还将所检测到的特征值转换成可由控制器210处理的数字数据格式。例如，在一种实现中，特征值检测器202可包括用于将由电池204供给的电流值转换成数字信号的A/D转换器。另一种实现可包括用于将在电池204上所测得的电压转换成数字信号的另一A/D转换器。

或者，控制器210直接从电池204、从存储器模块206、或从其它数据源读取或接收特征值。例如，电池重新充电次数、或充电/放电循环的次数可用作表示电池目前状态的特征值。因此，如果电池包括能够存储预定信息的存储器设备，则电池可存储关于可由控制器210读取的电池充电/放电循环次数的信息。

存储器模块206存储对应于表示电池放电特性的多条放电曲线的数据。在一种实现中，存储器模块206包括诸如闪存等即使在电力中断时也能存储放电曲线的非易失性存储器、以及在控制器210的计算处理期间临时存储放电曲线的随机存取存储器(RAM)。放电曲线包括表示可再充电电池204的各个放电特性的数据。例如，放电曲线可将以伏特(V)为单位测量的电池电压映射到以毫安-小时(mAh)为单位测量的电池放电容量。

此外，存储在存储器模块206中的放电曲线可表示对应于各个放电率、或由电池供给的电流的速率(例如可以毫安(mA)为单位测量)的多条曲线，以将移动电子设备目前的使用或状况考虑在内。而且，放电曲线可表示对应于变化的电池充电/放电循环次数的多条曲线，以将性能可能随时间推移而降低的电池204的总寿命或目前性能状况考虑在内。而且，放电曲线可表示对应于变化的放电率和变化的充电/放电循环次数的组合的多条曲线，以将移动电子设备的目前使用或状况以及可再充电电池204的降低的性能考虑在内。

放电曲线选择器208选择放电曲线中对应于所检测到的放电率(C速率)或放电/充电循环次数的的一条或多条。控制器210通过将由特征值检测器202检测到的电池电压与所选放电曲线中的至少其中之一相比较来确定电池的剩余容量。在某些实现中，放电曲线选择器208和控制器210可以是由中央处理单元214执行的分离的模块。控制器210还可控制移动电子设备的其它操作。

显示器212显示由控制器210确定的电池剩余容量。在各个实现中，显示器212可包括阴极射线管(CRT)监视器、液晶显示器(LCD)、等离子显示板(PDP)或任何其它合适的显示器。

在操作中，当移动电子设备的系统电源被启动时，该设备在中央处理单元214或控制器210的控制下例如响应于用户输入命令启动操作。电池204为设备的操作供电，特征值检测器202检测电池204的特征值，并将所检测到的特征值作为数字数据信号供应给控制器210。

控制器210将数字特征值输出与存储器模块206中所存储的多条电池放电曲线中的至少其中之一进行比较，以便确定对应于所检测到的特征值的电池剩余容量。一旦确定了电池的剩余容量，控制器210就将该剩余容量传输给显示单元212供用户查看。

图3示出了一种示例性的准确性提高的电池容量预测装置300，其中使用随安装在移动电子设备中的可再充电电池301的放电率(C速率)或由其供给的电流变化的多条放电曲线来确定电池的剩余容量。装置300包括用于检测电池301的特征值的特征值检测器302、用于存储与电池301的各个预定电流供给速率对应的多条放电曲线的存储器模块306、用于确定电池的剩余容量的控制器304、以及用于显示所确定的剩余容量的显示单元305。

特征值检测器302包括用于检测从电池301输出的电流、并将所检测到的电流值转换成数字数据信号的A/D转换器308。例如，A/D转换器308可通过测量与电池301串联的电阻器310上的电压来检测由电池供给的电流的值。因此，来自A/D转换器308的输出提供了关于电池301的放电率的信息。

此外，特征值检测器302包括用于检测在电池301的两端上所测得的电压值并将所检测到的电压值转换成数字数据信号的A/D转换器312。在另一个实现中，特征值检测器302包括用于顺序检测从电池301输出的电流和电池301上的电压两者的单个A/D转换器。在电池301上所测得的电压和电池301的放电率两者均可用于确定电池的剩余容量。

存储器模块306包括即使在没有向存储器模块306供电的情况下也可存储放电曲线数据的闪存314、以及用于在电池剩余容量确定期间临时存储放电曲线数据供控制器304快速访问的RAM316。然而，作为闪存314的替代，放电曲线也可被存储在配置成电可擦可编程只读存储器(EEPROM)或硬盘的预定区域的存储器模块中。

存储器模块306存储表示随电池301对应于移动电子设备的各个操作状态的各个预定放电率变化的多条放电曲线的放电曲线数据。图4是示出示例性的一组放电曲线的图表400。这些曲线表示电池301在各个预定放电率下的放电特性。例如，第一曲线402可表示340毫安(mA)的连续电池输出下的电池放电特性，第二曲线404可表示1,700mA的连续电池输出下的电池放电特性，而第三曲线406可表示3,400mA的连续电池输出下的电池放电特性。

放电曲线将电池电源电压映射到放电容量，即电池301以连续电流从充满电的状态到所测得的电压电平所放的电量。在某些实现中，放电曲线根据从由例如电池制造商以各种放电率对特定类型的电池执行的测试获取的实验结果经验地得到。因此，当电池放电率或电流、及电池电压在移动电子移动设备在已知状态下的操作期间被测量时，可使用对应于实际放电率的放电曲线来确定电池的准确剩余容量。

图4中所示的放电曲线基于如下假定，即电池301在充满电时可在4伏特下供应1,700mA的电流，并在到达3伏特的最小可接受输出电平之前可供应1,700mA的连续电流一小时。这些曲线表示了特定电池的有效最大电源容量随电池向电子设备供应的供电的方面或电平即电池放电率变化的事实。因此，单次充电/放电循环的有效工作持续时间在较低放电率时大于一个小时，而在较高放电率时小于一个小时。当然，各种实现方案可实现表示任何合适的放电率的两条或多条放电曲线，并且所测得的电压和电池放电容量可以任何合适的单位表示。

控制器304使用特征值检测器302的输出和存储器模块306中所存储的放电曲线中的至少一条来确定。为此，装置300包括用于接收来自A/D转换器308的输出并根据由A/D转换器308测得的电流从这多条放电曲线中选择适当的放电曲线的放电曲线选择器318。放电曲线选择器318可选择与最接近由A/D转换器308测得的电流速率对应的放电曲线。

控制器304使用所选放电曲线和由另一A/D转换器312输出的所测得的电池电压来确定电池的剩余容量。控制器304可基于所选曲线来计算对应于最小可接受电压的放电容量与对应于所测得的电池电压的放电容量之差。在其它实现中，放电曲线选择器318和控制器304可以是由中央处理单元320执行的分离的模块。

显示单元305然后显示所确定的剩余容量或百分比剩余容量用于例如供用户查看。为了以用户可理解的可视格式显示所确定的剩余容量，显示单元305包括采用CRT监视器、LCD、PDP等的显示器322，它可按照人类可识别的格式显示预定信息。此外，显示单元305包括用于将来自控制器304的剩余容量输出数据转换成与显示设备322兼容的信号格式的信号处理器324。而且，装置300可任选地包括扬声器326或其它音频设备，以产生可听觉上通知用户电池输出电平接近耗尽的声音。

图5示出了另一示例性的准确性提高的电池容量预测装置500，其中随电池充电/放电循环次数变化的多条放电曲线被用于确定电池的剩余容量。装置500包括用于存储对应于电池504的各个充电/放电循环次数的多条放电曲线的存储器模块502，其中电池504包括相关联的存储器506。装置500还包括用于检测电池504的特征值的特征值检测器508、用于选择合适的放电曲线的放电曲线选择器510、用于确定电池504的剩余容量的控制器512和用于显示所确定的剩余容量的显示单元305。

如上详细描述，存储器模块502包括闪存314和RAM316。存储器模块502存储表示随电池504的各个既往充电/放电循环次数变化的多条放电曲线的放电曲线数据。

图6是示出一组代表性的放电曲线的图表600，其中各曲线表示在电池504的总寿命中的各个充电/放电循环次数下电池504的放电特性。例如，一种特定实现可包括对应于100、200、300、400和500次充电/放电循环的5条曲线602。

放电曲线将电池电源电压映射到放电容量，即具有特定次数的充电/放电循环的电池504从充满电的状态到所测得的电压电平所放出的能量。在某些实现中，放电曲线是从由例如电池制造商在如由充电/放电循环次数衡量的电池总寿命的各个阶段对特定类型的电池执行的测试所获取的实验结果经验地得到的。因此，当电池循环次数已知，且在移动电子设备的工作期间测得了电池电压时，可使用对应于总电池寿命的阶段的放电曲线来确定电池的准确剩余容量。

图6中所示的曲线是基于如下假定，即当电池504充满电时，在到达3伏特的最小可接受输出电平之前可在4伏特开始供应大约1,330mA的连续电流1小时。这些曲线表示特定电池的有效最大电源容量随电池的既往充电/放电循环次数变化的事实。亦即，单次充电/放电循环的有效工作持续时间小于一个小时，并随以往充电/放电循环的次数增加而减少。而且，当电池接近耗尽时，剩余容量急剧减少。当然，各种实现方案可实现表示任何合适的循环次数的两条或多条放电曲线，且所测得的电压和电池放电容量可以任何合适的单位表示。

一般，放电曲线取决于电池类型。例如，电池放电特性和电池性能降低模式根据来自每一制造商的每种电池模型的具体电池设计、化学元素或化合物以及内容而变化。因为这些原因，可使用由电池制造商验证的经验放电曲线。

电池504向放电曲线选择器510提供表示电池504的充电/放电循环次数的数字数据，或者放电曲线选择器510经由通信链路514从与电池504相关联的存储器506读取电池循环的次数。即，与电池504相关联的存储器506存储电池504迄今被放电和再充电的次数。为此，电池504可包括当电池504在放电期间达到预定低电压电平、或当电池504在充电或再充电期间达到预定满电压电平、或当放电时间或充电/再充电时间超过预定时间长度时递增的计数器。

基于循环的次数，放电曲线选择器510根据电池循环或电池目前的状况从多条放电曲线中选择合适的放电曲线。例如，放电曲线选择器510可选择与最接近由电池504或相关联的存储器506提供的循环次数对应的放电曲线。

特征值检测器508包括用于检测在电池504两端上测得的电压值并将所检测到的电压值转换成数字数据信号的A/D转换器312。控制器512使用所选放电曲线和由A/D转换器312输出的测得电池电压确定电池的剩余容量。例如，在一个实现中，控制器512可基于所选曲线计算对应于最小可接受电压的放电容量与对应于所测得的电池电压的放电容量之差。在某些实现中，放电曲线选择器510和控制器512可包括由中央处理单元516执行的分离的模块。

显示单元305然后显示所确定的剩余容量或百分比剩余容量。如上所述，显示单元305包括显示设备322和信号处理器324。而且，装置300可任选地包括扬声器326。

图7示出了另一示例性的准确性提高的电池容量预测装置700，其中随放电率、随由安装在移动电子设备中的可再充电电池504供给的电流、和/或随电池充电/放电循环次数变化的多条放电曲线被用于确定电池的剩余容量。装置700包括用于存储对应于电池504的各个预定电流供给速率和各个充电/放电循环次数的多条放电曲线的存储器模块702，其中电池504包括存储器506。装置700还包括用于检测电池504的特征值的特征值检测器704、用于选择至少一条合适的放电曲线的放电曲线选择器706、用于确定电池504的剩余容量的控制器708和用于显示所确定的剩余容量的显示单元305。

如上所述，存储器模块702包括闪存314和RAM316。然而，存储器模块702存储表示随电池504的各个预定放电率变化的多条放电曲线的放电曲线数据，这些放电率对应于移动电子设备的各个操作状态以及电池504的各个既往充电/放电循环次数。

放电曲线数据包括从在包括预定放电率和预定的充电/放电循环次数的模拟条件下在对特定类型的电池执行的一连串实验中获取的放电曲线。放电曲线数据还包括对应于并索引放电曲线的放电特性表。表1示出了根据充电/放电循环的次数和放电率来索引放电曲线的表的示例。

表1.由循环和放电率索引的多条放电曲线

表1被划分成多个充电/放电循环范围，其中每一个被进一步细分成多个放电率范围。此外，为循环范围和速率范围的每一组合指定合适的放电曲线，尽管未示出实际放电曲线。

表1仅是示例，在其它示例中，范围可被划分成合适的测量单位的任何有用范围。例如，表1中所示的循环范围中的每一个可被进一步细分成放电率(C速率)的分数，诸如0-0.1C、0.11-0.2C、0.21-0.3C、0.31C-0.4C、0.41C-0.5C、0.51C-0.6C、0.61C-0.7C、0.71C-0.8C、0.81C-0.9C以及0.91C-1.0C。而且，该表可按将速率范围进一步细分成循环范围的形式来组织。在不同模拟条件下获得的放电曲线不影响准确性提高的电池容量预测装置700的应用。

再次参考图7，特征值检测器704包括用于检测从电池504输出的电流并将所检测到的电流值转换成数字数据信号的A/D转换器308。此外，特征值检测器704包括用于检测在电池504两端上测得的电压值并将所检测到的电压值转换成数字数据信号的另一A/D转换器312。

在此实现中，电池504被配置成具有用于存储关于电池504的充电/放电循环次数的信息的相关联的存储器506和随每一充电/放电循环递增的计数器。此外，电池504向放电曲线选择器706提供表示电池504的充电/放电循环次数的数字数据，或放电曲线选择器706经由通信链路514从与电池504相关联的存储器506读取电池循环的次数。

基于由A/D转换器308所测得的电流以及循环次数，放电曲线选择器706根据电流和电池循环从多条放电曲线中选择对应于电池504目前的输出特性的适当放电曲线。例如，放电曲线选择器706访问诸如表1中所示的放电特性表，并选择为所测得的电池电压和所接收的电池循环次数各自对应其中的循环范围和速率范围指定的曲线。

因此，作为特定示例，如果所接收的循环次数为250，并且所测得的放电率为1,800mA，则选择曲线3.3，因为曲线3.3是表1中为相应循环和速率范围即201-300次循环和1,700-3,400mA指定的合适曲线。

控制器708使用所选放电曲线和由A/D转换器312输出的所测得的电池电压来确定电池的剩余容量。在一种实现中，控制器512可基于所选曲线计算对应于最小可接受电压的放电容量与对应于所测得的电池电压的放电容量之差。

再次参考图6，如果所选曲线3.3对应于最下面的曲线604，且由A/D转换器312检测到的电池电压大约为3.7V，则所检测到的电池电压对应于曲线604上的点606。点606还对应于大约800mAh的目前电池放电容量。在电池最小可接受电压电平为3.0V的假定下，该最小电平对应于曲线604上的另一点608，它进一步对应于大约1,180mAh的有用电池放电容量。电池504的目前剩余容量通过从有用电池放电容量中减去目前电池放电容量来计算：1,180-800＝380mAh。

如果稍后，由A/D转换器312所检测到的电池电压大约为3.1V，则所检测的电池电压对应于曲线604上的点610。点610进而对应于大约1,140mAh的目前电池放电容量。对应于该稍后时刻的电池504的目前剩余容量通过从有用电池放电容量中减去目前电池放电容量来计算：1,180-1,140＝40mAh。

显示单元305然后显示所确定的剩余容量或百分比剩余容量。如上，显示单元305包括显示设备322和信号处理器324。而且，装置300可任选地包括扬声器326。因此，例如在以上电池剩余容量为40mAh的后一示例中，控制器708可被配置成向扬声器326输出指示电池504接近完全耗尽的警告信号以生成音频警告声音。

在准确性提高的电池容量预测装置700的替换实现中，电池的充电/放电循环次数未被存储在电池504的相关联的存储器506中。例如，所安装的电池504可不包括相关联的存储器506，或者相关联的存储器506或计数器可能发生故障。在这样的实现中，略去了通信链路514。结果，放电曲线选择器706不能使用实际的循环次数来选择合适的曲线。

在这种情况中，放电曲线选择器706基于对充电/放电循环次数的估算选择合适的放电曲线。在某些实现中，用户可手动输入对循环次数的估算。在其它实现中，放电曲线706或控制器708可估算电池既往充电/放电循环次数供放电曲线选择器706使用。例如，在一个特定实现中，控制器708读取电池的制造日期，并基于制造日期生成对循环次数的估算。

在另一实现中，放电曲线选择器706或控制器708基于在不同时刻所取的电池的特征值的两个或多个读数来确定所估算的循环次数。例如，特征值检测器704可测量初始电池电压，将测量存储在存储器中，监视一段时间上的电池输出例如放电率，并将所监视到的输出存储在存储器中，然后测量最终电池电压并将所测得的最终电压存储在存储器中。放电曲线选择器706或控制器708从存储器读取初始电压、输出和最终电压，并将这些与存储器中所存储的各条放电曲线进行比较，并标识与初始电压、输出和最终电压一致或作为最接近的匹配的曲线。与匹配曲线相关联的循环次数被用作电池充电/放电次数的估算。

在准确性提高的电池容量预测装置700的另一替换实现中，随放电率变化的多条放电曲线以及随电池充电/放电循环次数变化的多条放电曲线被用于确定电池的剩余容量。基于所检测到的电流和所接收的循环次数，放电曲线选择器706基于放电率选择一条合适的曲线，并基于循环的次数选择另一条合适的曲线。控制器708组合这两条所选曲线以创建基于放电率和循环次数的组合的电池放电曲线。控制器708使用该组合曲线和所测得的电池电压输出来确定电池的剩余容量。

图8是示出确定和显示准确性提高的电池容量预测的方法800的示例的流程图。当方法800开始时，多条放电曲线被存储在存储器模块中(S802)。例如，当移动电子设备被启动时，控制器将多条放电曲线从闪存加载到RAM中。在另一实现中，例如经由至诸如因特网或公共电信网络等通信网络的电缆或无线连接，将这些曲线从外部服务器下载到RAM中。在又一实现中，从与电池相关联的存储器中读取放电曲线并存储在RAM中。而且，这些曲线可基于电池电压；基于电池电压和电池放电率；基于电池电压和电池的既往充电/放电循环次数；或者基于电池电压、电池放电率和电池的既往充电/放电循环次数。

例如，当执行特定操作时，或在特定操作状态期间，移动电子设备从安装到该设备的电池接收电力。由电池供给的电量根据操作或状态而变化。例如，电池的放电率可根据设备正在执行的操作而变化，诸如在设备控制器控制下根据用户的输入命令。作为结果，电池的剩余容量根据移动电子设备的操作或状态随时间变化。

为了确定与这些可变特性相关的电池剩余容量，在预定操作或状态期间检测电池的一个或多个特征值(S804)。例如，测量电池电压，测量放电率，和/或读取或接收既往充电/放电循环次数。

如图9中所示，在检测特征值(S804)时，测量电池电压(S902)，测量放电率(S904)，并读取或接收充电/放电循环的次数(S906)。而且，如果实际的电池循环次数不可得到，则，诸如基于用户输入或是在一段时间上所取的两个或多个特征值读数来估算充电/放电循环的次数(S908)。在替换实现中，可不测量放电率(S904)，可不读取或接收充电/放电循环的次数(S906)，或可不估算充电/放电循环次数。

根据特征值中的一个或多个从所存储的放电曲线中选择合适的放电曲线(S806)。曲线可基于所测得的放电率、基于所读取或接收的既往充电/放电循环次数、或基于所测得的放电率和所读取或接收的循环次数两者来选择。

因此，如图10中所示，在选择合适的放电曲线时，可基于所测得的由电池供应的放电率选择一曲线(S1002)，且可基于所读取或接收的既往充电/放电循环次数选择一曲线(S1004)。而且，如上所述，可访问二维表(S1006)以便标识基于所测得的放电率和所读取或接收的循环次数两者的指定曲线。在替换实现中，可不基于所测得的由电池供应的放电率来选择曲线(S1002)，可不基于所读取或接收的既往充电/放电循环次数选择(S1004)来选择曲线，或可不访问这二维表(S1006)来选择曲线。

基于所选曲线确定电池的剩余容量(S808)。例如，给定目前操作状态，基于所选曲线，通过将对应于所测得的电压值的容量与具有该曲线最大容量的曲线相比或相减来计算对应于所测得的电压值的电池剩下的功率容量。然后例如在显示单元上显示所确定的电池剩余容量或百分比剩余容量供用户查看(S810)。

以此方式，向用户显示电池的实际剩余容量。从而，可向用户通知可用于继续相关联的设备目前的操作的电池实际剩下的容量。即，根据相关联的设备的操作状态，基于从电池中放出电流的电流速率来显示电池的剩余容量。

在准确性提高的电池容量预测装置和方法的以上实现中，放电曲线数据表示多条放电曲线。然而，在替换实现中，放电曲线数据可表示多个放电曲线方程。例如，在一个特定实现中，单个方程可表示一条放电曲线，而在另一实现中，一组方程可表示一条放电曲线。而且，放电曲线数据可表示以数字数据格式存储的用于例如基于放电曲线将预定的电压值映射到预定电池放电容量值的一张或多张表。放电曲线数据也可表示以数字数据格式存储的用于将变化的充电/放电循环次数和变化的放电率与多条放电曲线或多个方程相关的一张或多张表。因此，一般，放电曲线数据可包括放电曲线、放电曲线方程和与放电曲线相关的表。

此外，在准确性提高的的电池容量预测装置和方法的替换实现中，当电池剩余容量逼近最小可接受电平时，向用户提供音频或视觉警告信号。例如，显示屏可闪动，所显示的剩余容量可闪烁、或可由扬声器生成声音。

而且，在准确性提高的电池容量预测装置和方法的替换实现中，电池未被安装在设备上。类似地，在另一替换实现中，电池不是可再充电的。而且，在包括与电池相关联的存储器的实现中，放电曲线数据可被存储在电池相关联的存储器中，并在相关联的电气设备启动时被下载到RAM。在其它包括与电池相关联的存储器的实现中，相关联的电气设备不包括诸如闪存等非易失性存储器。

可以理解，可进行各种修改，而不背离权利要求书的精神和范围。例如，如果所公开的技术的步骤被以不同的顺序执行和/或如果所公开的系统中的组件被以不同的方式组合和/或由其它组件代替或补充，仍可实现有利的结果。

结合特定说明性实现描述了各种配置。然而，可以理解，概念和实现不限于上述实现且可进行各种变更和修改。

Claims

1.一种检测并显示电池的剩余容量的方法，包括：

检测电池上的电压、由所述电池供给的电流、以及所述电池的充电/放电循环次数；

至少部分地基于由所述电池供给的所述电流从多条电池放电曲线中选择第一曲线；

至少部分地基于所述充电/放电循环次数从所述多条电池放电曲线中选择第二曲线；

至少部分地基于所述第一和第二曲线生成组合曲线；

至少部分地基于所测得的电压和所述组合曲线来确定剩余电池容量；以及

显示所述剩余电池容量。

2.如权利要求1所述的检测并显示电池的剩余容量的方法，其特征在于，还包括至少部分地基于所述电池的放电特性来存储所述多条电池放电曲线。

3.一种检测并显示电池的剩余容量的方法，包括：

测量电池上的电压；

检测所述电池的第一特征值，其中所述第一特征值包括充电/放电循环次数；

至少部分地基于所述第一特征值从多条电池放电曲线中选择一曲线；

至少部分地基于所测得的电压和所选曲线来确定剩余电池容量；

基于所测得的电压生成第一数字数据信号；以及

基于第一特征值生成第二数字数据信号，其中所述第一特征值包括由所述电池供给的电流，其中所述曲线的选择至少部分地基于所述第一特征值。

4.如权利要求3所述的检测并显示电池的剩余容量的方法，其特征在于，所述检测第一特征值还包括从与所述电池相关联的存储器接收指示所述充电/放电循环次数的数字数据信号。

5.如权利要求3所述的检测并显示电池的剩余容量的方法，其特征在于，所述检测第一特征值还包括接收指示所述充电/放电循环次数的用户输入。

6.如权利要求3所述的检测并显示电池的剩余容量的方法，其特征在于，所述检测第一特征值还包括估算所述充电/放电循环次数。

7.如权利要求6所述的检测并显示电池的剩余容量的方法，其特征在于，所述估算是至少部分地基于所述电池的制造日期的。

8.如权利要求6所述的检测并显示电池的剩余容量的方法，其特征在于，所述估算充电/放电循环次数还包括：

在第一时间测量所述电池上的初始电压；

监视所述第一时间与第二时间之间所述电池的输出；

在所述第二时间测量所述电池上的最终电压；

将所述初始电压、所述输出和所述最终电压映射到来自所述多条电池放电曲线中的匹配曲线；以及

至少部分地基于所述匹配曲线来确定所述充电/放电循环次数。

9.如权利要求3所述的检测并显示电池的剩余容量的方法，其特征在于，还包括检测所述电池的第二特征值，所述第二特征值包括由所述电池供给的电流，其中所述对曲线的选择还至少部分地基于所述第二特征值。

10.如权利要求9所述的检测并显示电池的剩余容量的方法，其特征在于，所述对曲线的选择还包括访问由所述第一特征值和所述第二特征值索引的二维表。

11.如权利要求3所述的检测并显示电池的剩余容量的方法，其特征在于，还包括将所述电池放电曲线存储在存储器中，其中所述电池放电曲线是至少部分地基于所述电池的放电特性预先确定的。

12.如权利要求11所述的检测并显示电池的剩余容量的方法，其特征在于，所述存储器与所述电池相关联。

13.如权利要求11所述的检测并显示电池的剩余容量的方法，其特征在于，还包括从数据服务器下载所述电池放电曲线。

14.如权利要求3所述的检测并显示电池的剩余容量的方法，其特征在于，还包括显示所述剩余电池容量。

15.一种检测并显示电池的剩余容量的方法，包括：

测量电池上的电压；

测量由所述电池供给的电流；

接收所述电池充电/放电循环的次数；

至少部分地基于所测得的电流从多条电池放电曲线中选择第一曲线；

至少部分地基于所接收的次数从所述多条电池放电曲线中选择第二曲线；

至少部分地基于所述第一和第二曲线生成组合曲线；

显示所述剩余电池容量。

16.如权利要求15所述的检测并显示电池的剩余容量的方法，其特征在于，所述生成组合曲线还包括从所述第一曲线减去基于所述第二曲线的微分曲线。

17.一种检测并显示电池的剩余容量的设备，包括：

电池；

被配置成至少部分地基于所述电池的放电特性存储多条电池放电曲线的存储器；

被配置成测量所述电池上的电压和所述电池的特征值的电池特征值检测器，其中所述特征值包括充电/放电循环次数；

被配置成至少部分地基于所测得的特征值从所述多条电池放电曲线中选择曲线的电池放电曲线选择器；

被配置成至少部分地基于所测得的电压和所选曲线来确定剩余电池容量的控制器；以及

被配置成显示所述剩余电池容量的显示器。

18.一种检测并显示电池的剩余容量的设备，包括：

电池；

被配置成测量所述电池上的电压、由所述电池供给的电流和充电/放电循环次数的电池特征值检测器；

被配置成至少部分地基于由所述电池供给的电流从所述多条电池放电曲线中选择第一曲线、并至少部分地基于所述充电/放电循环次数从所述多条电池放电曲线中选择第二曲线的电池放电曲线选择器；

被配置成至少部分地基于所述第一和第二曲线生成组合曲线、并至少部分地基于所测得的电压和所述组合曲线来确定剩余电池容量的控制器；以及

被配置成显示所述剩余电池容量的显示器。

19.一种检测并显示电池的剩余容量的设备，包括：

电池；

被配置成测量所述电池上的电压的电池特征值检测器；

被配置成从多条电池放电曲线中选择曲线的电池放电曲线选择器；以及

被配置成至少部分地基于所测得的电压和所选曲线来确定剩余电池容量的控制器，其中所述电池放电曲线选择器还包括被配置成接收所述电池的充电/放电循环次数的读取器，并且所述电池放电曲线选择器还被配置成至少部分地基于所述充电/放电循环次数来选择所述曲线。

20.如权利要求19所述的检测并显示电池的剩余容量的设备，其特征在于，所述电池特征值检测器还被配置成测量由所述电池供给的电流，并且所述电池放电曲线选择器还被配置成至少部分地基于所测得的电流来选择所述曲线。

21.如权利要求19所述的检测并显示电池的剩余容量的设备，其特征在于，还包括被配置成估算所述电池充电/放电循环次数的估算器，其中所述电池放电曲线选择器还被配置成至少部分地基于所述充电/放电循环次数来选择所述曲线。

22.一种检测并显示电池的剩余容量的设备，包括：

电池；

被配置成测量所述电池上的电压和由所述电池供给的电流的电池特征值检测器；

被配置成接收所述电池的充电/放电循环次数、并且至少部分地基于所测得的电流从多条电池放电曲线中选择第一曲线并至少部分地基于所接收的次数从所述多条电池放电曲线中选择第二曲线的电池放电曲线选择器；

被配置成至少部分地基于所述第一和第二曲线生成组合曲线、并至少部分地基于所测得的电压和所述组合电池放电曲线来确定剩余电池容量的控制器；以及

被配置显示所述剩余电池容量的显示器。