CN101114009A - 电子装置的电池自动测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子装置的电池自动测试系统及方法。测试程序首先判断可充电电池的蓄电量是否介于预设测试区间内；若未介于测试区间内，则藉由充电或放电使其进入测试区间。接着，对可充电电池进行充电及/或放电测试，并同时测试取得可充电电池的电池状态。

Description

电子装置的电池自动测试系统及方法

技术领域

本发明涉及一种电子装置的电池自动测试系统及方法，特别是涉及一种笔记型计算机的自动化电池充放电测试及其量测。

背景技术

现今的电子装置(例如笔记型计算机)大都讲求移动化，因此需要设有可充电电池(rechargeable battery)，便于外出时仍然能够提供电源给这些电子装置。再者，这些可充电电池通常是藉由电子装置本身来进行充电。因此，电池的正常充放电效能便成为笔记型计算机(以及其它电子装置)的重要关键。

为了确保笔记型计算机的充电功能够正常，工厂会在出货前对笔记型计算机进行电池充放电测试。传统的电池充放电测试主要是以人工方式来进行充放电的监控，测试人员藉由插拔电源插头的方式来控制充电及放电；一旦发现电池的状态(例如电流或电压)有异常现象时，例如超过某一临界数值，则由测试人员予以中断测试。此种传统人工的电池充放电测试作法，不但容易造成疏漏、误判、误操作，且每一测试人员于同一时间所能进行测试的电子装置数量非常有限。也就是说，传统人工的电池充放电测试作法在质与量两方面都无法有很好的效果。鉴于此，极需要提出一种电池自动测试系统及方法，用以增进测试的精确度及加快测试速度。

发明内容

鉴于上述传统技术的诸多缺失，本发明的目的之一在于提出一种电子装置(特别是移动式电子装置)的电池自动测试方法，不但可以增进测试的精确度且能加快测试速度及节省人力。

本发明的另一目的在于提出一种电子装置(特别是移动式电子装置)的电池自动测试系统及方法，其可针对不同类型的电子装置以进行各式自动化电池充放电及其量测，并根据量测所得数据以作各类判断及分析。

根据上述的目的，本发明提供一种电子装置(例如笔记型计算机)的电池自动测试系统及方法。测试程序首先判断可充电电池的蓄电量是否介于预设测试区间内；若未介于测试区间内，则藉由充电或放电使其进入测试区间。接着，对可充电电池进行充电或放电测试，并同时测试取得可充电电池的电池状态。

附图说明

图1显示本发明实施例的电池自动测试系统方块图。

图2A、B图的时序图(timing diagram)说明本发明实施例的充放电测试原理。

图3显示本发明实施例的电池自动测试的流程图。

图4显示图3中充放电测试步骤的详细流程图。

图5显示根据本发明实施例所得到充放电测试过程的各种电池状态数值。

附图符号说明

21-28  充放电测试区段

101    测试程序

101A   参数设定文件

101B   测试记录文件

102    基本输入/输出系统(BIOS)

103    充放电控制器

104    电池模块

105    电源

106    电池固件

107    可充电电池

301    读取测试参数设定文件

302    记录测试起始时间

303    判断电池的蓄电量是否在测试区间内

304    充、放电调整电池蓄电量到测试区间内

305    充、放电测试

401    对电池充、放电

402    测试程序检查测试状态是否正常

403    记录错误讯息

404    电池蓄电量是否达到充、放电目标

405    发出电池过热警讯

406    结束充、放电流程

具体实施方式

图1显示根据本发明实施例之一的电池自动测试系统方块图。本实施例虽以笔记型计算机为例，然而本发明也可适用于其它使用可充电电池(rechargeable battery)的电子装置，特别是移动装置，例如个人数字助理(personal digitala ssistant，PDA)或移动电话。本实施例的电池自动测试系统主要包含安装在待测笔记型计算机的测试程序(test program)101、基本输入/输出系统(Basic Input Output System，BIOS)102、充放电控制器(charger contro11er)103、电池模块104及电源105。其中，测试程序101在进行电池测试之前，会从参数设定文件101A来读取一些测试参数，并将测试过程及结果记载于测试记录文件(log file)101B。基本输入/输出系统102提供一个接口(interface)，利用中断(interrupt)功能来控制充放电控制器103。充放电控制器103通常为一个固件(firmware)控制的电路(通常是与键盘控制器(keyboard controller，KBC)制作于同一集成电路内)，其可藉由和电池固件106的沟通(communication)而得知可充电电池107的电池电气、温度等状态，并进一步控制电源105对可充电电池107的充电或者进行放电。

图2A、B的时序图(timing diagram)说明本发明实施例的充放电测试原理。附图的纵轴代表可充电电池107的蓄电量(capacity)，其中RangeMax及RangeMin分别代表蓄电量最大值及蓄电量最小值；而这两个数值之间的区域则代表本实施例的测试区间；附图的横轴则代表时间。本发明实施例之所以要在测试区间内进行充放电测试，主要是因为一般可充电电池107在高蓄电量与低蓄电量的充放电特性(例如电流或电压)是不同的；只有我们将测试局限于一个预定测试区间内进行时，所得到的测试结果数据才具有一个比较基础。如图2A所示，若可充电电池107一开始的蓄电量大于RangeMax，则图1所示的电池自动测试系统即开始进行放电(如时段21所示)，一直放电直到蓄电量小于RangeMax则开始进入测试区间。在测试区间内，首先持续放电测试一段时间(如时段22所示)并进行各种电池状态(例如电流、电压、温度、蓄电量)的测试记录，在本实施例中，是放约3％的蓄电量。接着，停止放电测试动作并让可充电电池107保持一段时间不进行任何的充放电(如时段23所示)；这一段保持时间可以作为放电与充电之间的缓冲，也可以是作为保护、延长电池寿命之用，也可视情况予以省略。最后，如时段24所示，开始进行充电测试，在本实施例中，是充约3％的蓄电量。

图2B显示另一种充放电测试情形。若可充电电池107一开始的蓄电量小于RangeMin，则图1所示的电池自动测试系统即开始进行充电(如时段25所示)，一直充电直到蓄电量大于RangeMin则开始进入测试区间。在测试区间内，首先持续充电测试一段时间(如时段26所示)并进行各种电池状态(例如电流、电压、温度、蓄电量)的测试记录，在本实施例中，是充约3％的蓄电量。接着，停止充电动作并让可充电电池107保持一段时间不进行任何的充放电(如时段27所示)。最后，如时段28所示，开始进行放电测试，在本实施例中，是放约3％的蓄电量。

图3显示本发明实施例的电池自动测试的流程图。首先于步骤301中，测试程序101从参数设定文件101A读取一些测试相关参数。在本实施例中之所以使用参数设定文件101A，主要是因为各款笔记型计算机所对应的参数会有所不同；若使用参数设定文件101A，于测试不同款笔记型计算机时，只要读取不同的参数设定文件101A即可，并不需要修改整个测试程序101。再者，于本发明实施例中，参数设定文件101A的内容是在真正进行电池自动测试之前即预先予以试验及确定，使得将来真正执行电池自动测试的测试作业人员不需要具备电池的专门知识来处理；另外，本实施例的参数设定文件101A是使用纯文字文件，以便于阅读及编辑。下面所列的文件片段为本实施例的参数设定文件101A当中的一些参数例示：

...

Interval＝1000；测试间隔(ms)

estTime＝2；测试总时间(小时)

...

RangeMax＝60；蓄电量最大植(％)

RangeMin＝20；蓄电量最小值(％)

...

[Discharge]

CurrentMax＝-500；放电时的电流最大值(mA)

Current Min＝-3500；放电时的电流最小值(mA)

...

[Charge]

CurrentMax＝4000；充电时的电流最大值(mA)

CurrentMin＝500；充电时的电流最小值(mA)

回到图3的步骤302，将测试起始时间记录于测试记录文件101B。于将来进行电池自动测试时，将随时比较此起始时间；一旦发现测试进行时间已经超过上述的TestTime(例如2小时)而尚未测试成功者，则测试程序101会判定测试逾时失败而终止测试，并传回逾时失败讯息与测试记录文件101B以分析失败原因。在本发明实施例中，测试记录文件101B是选择使用纯文字文件，以便其内容可以藉由一些其它软件包来作进一步分析；然而，本发明的测试记录文件101B的格式并不限定于此。

接着，测试程序101会判断电池的蓄电量是否位于测试区间之内(亦即，RangeMax与RangeMin的所围出的区域，例如20％与60％之间)，如步骤303所示。若蓄电量位于测试区间之外，则藉由充电或放电来升高或降低蓄电量直到进入测试区间内(步骤304)。此步骤的细节已于图2A、B说明过，例如当可充电电池107的蓄电量大于RangeMax时，则进行放电直到蓄电量小于RangeMax才开始进入测试区间(如图2A时段21所示)；又例如当可充电电池107的蓄电量小于RangeMin时，则进行充电直到蓄电量大于RangeMin才开始进入测试区间(如图2B时段25所示)。

经过步骤303的判断或者经过步骤304的充放电之后，即开始进入测试区段并开始执行主要的充放电测试(步骤305)。为了较为详细说明此步骤，图4显示本发明实施例充放电测试步骤的详细流程图。首先，如步骤401所示对可充电电池107进行充电测试或放电测试(如图2A中的时段22、24或如图2B中的时段26、28)。在上述充放电测试的过程(步骤401)中，测试程序101同时会每隔一段时间(例如上述Interval所设定的1000ms)自动量测可充电电池107的各种电池状态(例如电流、电压、温度、蓄电量等)(步骤402)。若发现有不正常状态时，则纪录并计数不正常状态的次数(步骤403)，如此一直到蓄电量的值到达所设的充放电目标(如图2A时段24的末端或图2B时段28的末端)如步骤404所示，并接着结束充放电流程(步骤406)。如果在电池自动测试期间所累计的不正常状态(例如电流超过电流临界值Cu rrentMax、CurrentMin)次数已经超过默认值，或者已经超过上述的TestTime(例如2小时)而尚未测试完成时，则直接结束充放电流程(步骤406)。当然，如果在电池自动测试期间发现一些较严重的不正常状态时，例如电池的温度过热而超过温度临界值，则发出电池过热警讯(步骤405)并暂时停止充放电测试，等温度回复正常后才继续进行充放电。例如如果是因为通风不良而造成温度过高，则将工作场所先予以改善后才继续进行充放电测试。

图5显示根据上述实施例所得到充放电测试过程的各种电池状态数值，其中I代表电流数值、V代表电压数值、C代表蓄电量数值、T代表温度数值。藉这些数据及各状态数值的发展趋势，测试者可以随时用来监控电池自动测试，且可以作为分析个别电池特性之用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的权利要求的范围；凡其它未脱离发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在本发明的权利要求内。

Claims (22)

1.一种电子装置的电池自动测试系统，包含：

一可充电电池，用以提供该电子装置操作时的电源；

一充放电控制器，用以控制该可充电电池的充电或放电；及

一测试程序，控制该充放电控制器，使得该可充电电池藉由充电或放电以进入一预设的测试区间后，开始进行充电或放电的测试，以取得该可充电电池的电池状态。

2.如权利要求1所述电子装置的电池自动测试系统，其中上述的电子装置为一笔记型计算机。

3.如权利要求1所述电子装置的电池自动测试系统，还包含一参数设定文件，其储存有该预设测试区间。

4.如权利要求3所述电子装置的电池自动测试系统，其中上述的参数设定文件内还包含该电池状态的临界值。

5.如权利要求1所述电子装置的电池自动测试系统，其中上述的电池状态包含电流、电压、蓄电量、温度或上述的组合。

6.如权利要求1所述电子装置的电池自动测试系统，还包含一测试记录文件，用以记载该测试程序进行测试期间所得到的该电池状态。

7.如权利要求1所述电子装置的电池自动测试系统，还包含一基本输入/输出系统，其提供一接口并利用中断功能来控制该充放电控制器。

8.如权利要求1所述电子装置的电池自动测试系统，还包含一电池固件，用以将该可充电电池的该电池状态经由该充放电控制器而传给该测试程序。

9.一种电子装置的电池自动测试方法，包含：

判断一可充电电池的蓄电量是否介于一预设测试区间内；

若未介于该测试区间内，则藉由充电或放电使该可充电电池进入该测试区间；

对该可充电电池进行充电或放电测试；及

于该充电或放电测试期间同时取得该可充电电池的电池状态。

10.如权利要求9所述电子装置的电池自动测试方法，其中上述的电子装置为一笔记型计算机。

11.如权利要求9所述电子装置的电池自动测试方法，于判断步骤之前，还包含自一参数设定文件读取该预设测试区间。

12.如权利要求11所述电子装置的电池自动测试方法，其中上述的参数设定文件内还包含该电池状态的临界值。

13.如权利要求11所述电子装置的电池自动测试方法，于上述读取参数设定文件之后，纪录一起始时间。

14.如权利要求9所述电子装置的电池自动测试方法，其中上述的电池状态包含电流、电压、蓄电量、温度或上述的组合。

15.如权利要求9所述电子装置的电池自动测试方法，还包含将该取得的电池状态记载于一测试记录文件。

16.如权利要求9所述电子装置的电池自动测试方法，其中上述的测试区间是指由一蓄电量最大值与一蓄电量最小值所界定者。

17.如权利要求16所述电子装置的电池自动测试方法，若该可充电电池的蓄电量大于该蓄电量最大值，则如上述藉由放电使其进入该测试区间。

18.如权利要求16所述电子装置的电池自动测试方法，若该可充电电池的蓄电量小于该蓄电量最小值，则如上述藉由充电使其进入该测试区间。

19.如权利要求17所述电子装置的电池自动测试方法，于进入该测试区间后，依序进行上述的放电及充电测试步骤。

20.如权利要求19所述电子装置的电池自动测试方法，其中上述的放电及充电测试之间还包含一保持时段，不进行任何放电及充电。

21.如权利要求18所述电子装置的电池自动测试方法，于进入该测试区间后，依序进行上述的充电及放电测试步骤。

22.如权利要求21所述电子装置的电池自动测试方法，其中上述的充电及放电之间还包含一保持时段，不进行任何充电及放电。

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