CN101351717B - 电池分析系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种电池分析系统(10)，包括测试模块(24)，该测试模块配置成从电池(14)的至少一个寄存器(32)中读取至少一个电池参数值(80，86，90，100，102，110，120，122)，并将该至少一个电池参数值(80，86，90，100，102，110，120，122)与预定值(82，88，92，104，112，124)比较以确定该电池(14)是否有缺陷。

Description

电池分析系统和方法
背景技术
笔记本或膝上型计算机和其他类型的便携计算装置使用内部电池以实现该计算装置的自供电使用(即，不依赖于插座和/或其他类型的外部电源)。当该计算机装置的消费者和/或使用者察觉到与电池相关的问题时，或者由使用者购买更换电池，或者请求保修更换电池(例如，如果电池仍在保修范围内)。然而，由于电池仍正常工作或者仅仅是需要重新校准，工作中的电池常常被不必要地更换，由此导致为消费者和/或电池供应商产生附加和不必要的成本。
附图说明
为了更全面理解本发明及其优点，现在结合附图进行下述描述，附图中：
图1为示出根据本发明的电池分析系统的实施例的图示；
图2为示出根据本发明的电池分析方法的实施例的流程图；
图3为示出根据本发明的电池分析方法的另一实施例的流程图；
图4为示出根据本发明的电池分析方法的另一实施例的流程图；
图5为示出根据本发明的电池分析方法的另一实施例的流程图；以及
图6为示出根据本发明的电池分析方法的再一实施例的流程图。
具体实施方式
通过参考附图的图1至6，可以最好地理解本发明的优选实施例及其优点，各个附图中相同的参考数字表示相同和相应的部件。
图1为示出根据本发明的电池分析系统10的实施例的图示。在图1所示实施例中，分析系统10示为布置在计算机装置12内用于分析和/或确定电池14是否有缺陷和/或需要更换。计算机装置12可包括任意类型的计算机装置，例如但不限于膝上型或笔记本计算机、平板计算机、个人数字助理、或者能够由电池供电的任意其他类型的计算机装置。在图1所示实施例中，电池14示为计算机装置12的一部分和/或形成计算机装置12的一部分(例如内部电池14)。然而，应理解，电池14可包括外部电池(例如旅行电池、二次电池、或者其他类型的外部电池)。在图1所示实施例中，分析系统10示为布置在计算机装置12内和/或形成计算机装置12的一部分。然而，应理解，分析系统10可以相对于计算机装置12来布置。例如，在图1所示实施例中，分析系统10可以远离计算机装置12，通常用16表示，并配置成通过通信网络18(例如互联网、内联网、局域网(LAN)、广域网(WAN)、或者其他类型的有线和/或无线通信网络)与电池14通信和/或接口。为了便于说明，下面仅描述分析系统10；然而，应理解，系统16可以类似地配置用于远程使用。此外，应理解，本发明的实施例不限于包含单个系统10或16(例如，计算机装置12可以配置成具有内部系统10且也可以配置成通过系统16实现远程访问)。
在图1所示实施例中，分析系统10包括处理器20和存储器22。处理器20可以是形成分析系统10的一部分的离散处理器元件，和/或分析系统10可以使用布置于计算机装置12上的另一处理元件。在所示实施例中，分析系统10包括测试模块24。测试模块24可包括硬件、软件、或者硬件和软件的组合。在图1所示实施例中，测试模块24示为存储在存储器22内，从而可由处理器20访问和执行。然而，应理解，测试模块24可以按其他方式布置，甚至远离计算机装置12定位。在工作中，测试模块24从电池14读取各种信息并分析这些信息以确定电池14是否有缺陷和/或需要更换。优选地，在运行分析系统10时，计算机装置12使用除被分析电池14以外的电源(例如外部交流(AC)插座或者AC适配器)来工作，以利于对电池14的精确读取。应理解，确定电池14是否有缺陷和/或需要更换，这可以基于在重新校准电池14之后和/或重新校准电池14之前进行的分析的结果。
在图1所示实施例中，电池14包括微处理器30和一个或多个存储寄存器32。存储寄存器32包括由微处理器30存储的与电池14的各种预设和/或工作参数相关联的信息。例如，存储在寄存器32内的信息可包括在电池14的第一次用户使用之前预设和/或存储在电池14内的信息(例如在电池14出厂之前的默认值、设计值和/或存储在寄存器32内的其他类型信息)，和/或在电池14工作期间(例如，计算机装置12使用电池14期间)由微处理器30监测、记录和/或存储的信息。
在图1所示实施例中，存储寄存器32包括设计电压寄存器34、温度寄存器36、单元(cell)电压寄存器38、周期计数寄存器40、状态寄存器42和容量寄存器44。如上所述，存储在存储寄存器32内的信息可包括在电池14使用期间采集和/或收集的信息和/或预先存储在电池14内的信息。例如，在本发明某些实施例中，设计电压寄存器34包括与电池14的设计电压电平相关联的信息，温度寄存器36包括与电池14的记录工作温度相关联的信息(例如，最小和/或最大记录的工作温度)，单元电压寄存器38包括电池14的每个单元381-38n的单元电压电平，周期计数寄存器40包括与电池14的再充电周期量相关联的信息，状态寄存器42包括与各种状态警报位(alarm bit)或指示符相关联的信息，以及容量寄存器44包括与电池14的充电容量相关联的信息。例如，在图1所示实施例中，状态寄存器42包括：过热寄存器46，具有与电池14的过热状态相关联的信息；以及终止放电寄存器48，具有与电池14的放电相关联的信息。此外，在图1所示实施例中，容量寄存器44包括：设计容量寄存器49，具有与电池14的设计充电容量相关联的信息；以及最后获知容量寄存器50，具有与最后确定的和/或存储的电池14的充电容量水平相关联的信息。然而，应理解，电池14可包括其他类型的存储寄存器32和/或可由分析系统10使用的相关信息以确定电池14是否有缺陷。
在工作中，测试模块24从电池14的各种存储寄存器32读取信息以确定电池14是否有缺陷和/或需要更换。例如，在本发明的某些实施例中，测试模块24从各种存储寄存器32读取信息并将读取值与预定阈值和/或预定范围值比较。在图1所示实施例中，数据库52具有电池参数数据54。电池参数数据54包括与从存储寄存器32读取的与值相关联的信息、和/或用于分析和/或评估所读取的寄存器值的预定值，以确定电池14是否有缺陷和/或需要更换。
在图1所示实施例中，电池参数数据54包括设计电压值60、单元电压值62、温度值64、端子值66、容量值68、周期值70和状态值72。设计电压值60包括：寄存器值80，代表从设计电压寄存器34读取的设计电压值；以及预定设计电压值82，代表电池14的预设和/或默认设计电压值，用于分析和/或评估所读取的寄存器值80，和/或用于与其他所读取的寄存器值和/或预定值结合来确定电池14是否有缺陷和/或需要更换。在图1所示实施例中，单元电压值62包括：寄存器值86，代表从电池14每个单元的寄存器381-38n读取的单元电压值；以及预定单元电压值88，代表预定阈值和/或单元电压值范围，用于分析和/或评估所读取的寄存器值86，和/或用于与其他所读取的寄存器值和/或预定值结合来确定电池14是否有缺陷和/或需要更换。
在图1所示实施例中，温度值64包括：寄存器值90，代表从温度寄存器36读取的温度寄存器值；以及预定温度值92，代表预定阈值和/或温度值范围，用于分析和/或评估所读取的寄存器值90，和/或用于与其他所读取的寄存器值和/或预定值结合来确定电池14是否有缺陷和/或需要更换。端子值66包括与在电池14的电源端子的端子电压水平96和端子电流水平98相关联的信息。例如，端子值66分别代表在电池14的电源端子测量的实际电压和电流值96、98。端子值66还包括预定端子值99，代表预定阈值和/或端子电压和/或端子电流值范围，用于分析和/或评估所确定的值96和/或98，和/或用于与其他所读取的寄存器值和/或预定值结合来确定电池14是否有缺陷和/或需要更换。容量值68包括：设计容量寄存器值100，代表从设计容量寄存器49读取的设计容量寄存器值；最后获知容量寄存器值102，代表从最后获知容量寄存器50读取的最后获知容量值；以及预定容量值104，代表预定阈值和/或值范围，用于分析和/或评估所读取的寄存器值100和/或102，和/或用于与其他所读取的寄存器值和/或预定值结合来确定电池14是否有缺陷和/或需要更换。
周期值70包括：周期计数寄存器值110，代表从周期计数寄存器40读取的周期计数值；以及预定周期计数值112，代表预定阈值和/或值范围，用于分析和/或评估所读取的寄存器值110，和/或用于与其他所读取的寄存器值和/或预定值结合来确定电池14是否有缺陷和/或需要更换。状态值72包括：过热状态寄存器警报值120，代表从过热寄存器46读取的警报和/或位值；终止放电寄存器警报值122，代表从终止放电寄存器48读取的警报和/或位值；以及预定状态值124，用于与过热状态寄存器警报值120和/或终止放电寄存器警报值122结合来确定电池14是否有缺陷和/或需要更换。
在本发明一些实施例中，测试模块24读取设计电压寄存器34以获得设计电压寄存器值80，并使用预定设计电压值82来自动确定电池14内单元的数量。例如，在本发明一些实施例中，预定设计电压值82包括通常与具有不同单元数目的电池相关联的预定和/或预设值范围(例如，针对三单元电池、四单元电池等每一种的不同值范围，以确定电池14内的单元数目)。因此，例如在本发明一些实施例中，对于三单元电池14，设计电压寄存器值80通常应在10800毫伏(mV)和11100mV之间，而对于四单元电池，设计电压寄存器值80应在14400mV和14800mV之间。应理解，可以提供和/或使用设计电压值82的其他预定范围。因此，测试模块24配置成基于所读取的设计电压寄存器值80落在哪个预定设计电压值82范围来自动确定电池14的单元数量。此外，如果所读取的设计电压寄存器值80不落在任何预定设计电压值82范围内，则测试模块24将电池14识别为有缺陷(例如，指示出错的设计电压寄存器34和/或通常与有缺陷电池14相关联的其他异常)。
在本发明一些实施例中，测试模块24读取单元电压寄存器38以确定电池14的每个单元的单元电压值。例如，在本发明一些实施例中，测试模块24读取每个单元381-38n的单元电压寄存器38，并存储该寄存器值作为单元电压寄存器值86。测试模块24评估所读取的单元电压寄存器值86，并确定从与单元381-38n相对应的单元电压寄存器38读取的最大和最小单元电压寄存器值86之间的最大展宽和/或差异。在本发明一些实施例中，预定单元电压值88包括单元381-38n之间的最大阈值容量差异。例如，如果从单元电压寄存器38读取的最大单元电压寄存器值86和最小单元电压寄存器值86之间的最大展宽和/或差异超过预定单元电压阈值88(例如50mV)，测试模块24将电池14识别为有缺陷(例如，指示故障电池单元、出错的寄存器38、和/或通常与有缺陷电池状态相关联的其他异常)。
在本发明一些实施例中，测试模块24从温度寄存器36读取温度寄存器值90，并相对于预定温度值92评估温度寄存器值90。例如，在本发明一些实施例中，预定温度值92包括预定的最小和/或最大阈值。因此，例如，如果温度寄存器值90低于预定的最小阈值温度值92和/或超过预定的最大阈值温度值92，测试模块24将电池14识别为有缺陷(例如，由于可能的热敏电阻断开、出错的寄存器、和/或通常与有缺陷电池状态相关联的其他异常)。在本发明一些实施例中，测试模块24分别从过热寄存器46和终止放电寄存器48读取过热状态寄存器警报值120和终止放电寄存器警报值122，以分别确定在过热寄存器46和/或终止放电寄存器48内是否已经设置警报位。如果状态寄存器42的警报位已经被设置和/或与状态寄存器42内代表警报设置和/或错误记录状态的预定状态值124相对应，则测试模块24将电池14识别为有缺陷(例如，由于过热状态、出错的寄存器、和/或通常与有缺陷电池状态相关联的其他异常导致)。
在本发明一些实施例中，测试模块24分别读取代表位于电池14的电源端子处的实际电压和电流值的端子电压值96和/或端子电流值98，并对于预定端子值99和/或其他读取的寄存器值和/或信息来评估端子电压值96和/或端子电流值98。例如，在本发明一些实施例中，至少基于对电池14单元数量的确定(例如，基于从设计电压寄存器34读取的设计电压寄存器值80)，测试模块24评估端子电压值96和端子电流值98，以确定电池14是否有缺陷。例如，如果电池14包括四个单元且端子电压值96低于四单元电池14的预定端子电压水平值99(例如，对于四单元电池14为11mV)但是端子电流值98大于预定端子电流水平值99(例如，500mA)，则测试模块24将电池14识别为有缺陷(例如，指示电池14未被正常通电和/或通常指示通常与有缺陷电池状态相关联的其他异常)。
在本发明一些实施例中，测试模块24使用至少预定容量值104来评估从设计容量寄存器49读取的设计容量寄存器值100和从最后获知容量寄存器50读取的最后获知容量寄存器值102，以确定电池14的状态。例如，在本发明一些实施例中，预定容量值104代表预定值和/或最后获知容量寄存器值102相对于设计容量寄存器值100的阈值比。因此，例如，如果最后获知容量寄存器值102相对于设计容量寄存器值100之比大于预定值和/或阈值比例值104(例如，110％)，则测试模块24将电池14识别为有缺陷(例如，指示出错的寄存器、读取最后获知容量寄存器值102的问题、和/或通常与有缺陷电池状态相关联的其他异常)。
在本发明一些实施例中，测试模块24使用预定周期计数值112和/或其他所读取的寄存器值和/或信息来评估从周期计数寄存器40读取的周期计数寄存器值110，以评估电池14的状态。例如，在本发明一些实施例中，测试模块24结合设计容量寄存器值100和最后获知容量寄存器值102来评估周期计数寄存器值110，以评估电池14的状态。例如，如果最后获知容量寄存器值102小于设计容量寄存器值100的一半且周期计数寄存器值110小于由值112指示的预定周期数目(例如，已经执行的充电周期小于300)，则测试模块24将电池14识别为有缺陷(例如，指示极低的电池14容量、出错的寄存器、和/或与有缺陷电池状态相关联的其他异常)。
因此，本发明的实施例评估一个或多个与电池14相关联的参数值，以自动确定电池14是否有缺陷和/或需要更换。应理解，在本发明一些实施例中，测试模块24配置成基于单一分析项目和/或多个分析项目的组合(例如，使用多个分析项目作为对其他分析项目的检查或验证)来指示有缺陷的电池14。此外，在本发明一些实施例中，测试模块配置成显示电池14缺陷状态的指示(例如，显示元件或者闪光发光二极管(LED))。测试模块24可配置成自动地(例如，对应于预定时间安排、计算机装置12使用电池14提供的电力每次启动时、和/或对到计算机装置12供电而每次从外部电源切换到电池14或者从电池14切换到外部电源时)或者响应于使用者请求来开始对电池14的分析。
图2为示出根据本发明的电池分析方法200的实施例的流程图。该方法开始于块202，其中测试模块24从设计电压寄存器34读取设计电压寄存器值80。在块204，测试模块24基于设计电压寄存器值80确定电池14内单元的数目。例如，如上所述，可将设计电压寄存器值80与一个或多个预定设计电压范围值82比较，基于设计电压寄存器值80落在哪个设计电压范围值82，确定电池14所具有的相应单元数目。
在块206，测试模块24从单元电压寄存器38读取与每个单元381-38n相对应的单元电压寄存器值86。在块208，测试模块24识别从单元电压寄存器38读取的最小和最大单元电压寄存器值86。在判断块210，判断该最小和最大读取的单元电压寄存器值86之间的最大差异和/或展宽是否超过预定最大差异阈值单元电压值88。如果最小和最大单元电压寄存器值86之间的差异超过预定最大差异阈值单元电压88，该方法行进到块212，其中测试模块24将电池14识别为有缺陷。如果最小和最大单元电压寄存器值86之间的差异没有超过预定最大差异阈值单元电压值88，该方法结束。
图3为示出本发明的电池分析方法300的另一实施例的流程图。该方法开始于块302，其中测试模块24从电池14的温度寄存器36读取温度寄存器值90。在块304，确定温度寄存器值90是否超过预定最大温度阈值92。如果温度寄存器值90超过预定最大温度阈值92，该方法进行到块308，其中测试模块24将电池14识别为有缺陷。如果温度寄存器值90没有超过预定最大温度阈值92，该方法行进到判断步骤306，其中判断温度寄存器值90是否低于预定温度最小阈值92。如果温度寄存器值90低于预定最小阈值温度值92，则该方法进行到块308，其中测试模块24将电池14识别为有缺陷。如果温度寄存器值90没有低于预定温度最小阈值92，该方法结束。
图4为示出本发明的电池分析方法400的另一实施例的流程图。该方法开始于块402，其中测试模块24从电压寄存器34读取设计电压寄存器值80。在块404，测试模块24识别与电池14内单元数目相对应的最小预定设计电压值82。在块406，测试模块24识别与电池14内单元数目相对应的最大预定设计电压值82。在判断块408，判断设计电压寄存器值80是否落在最小和最大预定设计电压值82内。如果设计电压寄存器值80落在最小和最大预定设计电压值82内，该方法结束。如果设计电压寄存器值80没有落在最小和最大预定设计电压值82内，该方法进行到块410，其中测试模块24将电池14识别为有缺陷。
图5为示出本发明的电池分析方法500的另一实施例的流程图。该方法开始于块502，其中测试模块24从设计电压寄存器34读取设计电压寄存器值80。在块504，测试模块24基于设计电压寄存器值80确定电池14内单元数目。在块506，测试模块24确定与在电池14端子的电压水平相关联的端子电压值96。在块508，测试模块24基于电池14内单元数目来识别预定最小和最大端子电压阈值99。
在块510，确定端子电压值96是否超过预定最大端子电压阈值99。如果端子电压值96超过预定最大端子电压阈值99，该方法进行到块520，其中测试模块24将电池14识别为有缺陷。如果端子电压值96没有超过预定最大端子电压阈值99，该方法进行到判断块512，其中确定端子电压值96是否低于预定最小端子电压阈值99。如果端子电压值96不低于最小预定端子电压阈值99，该方法结束。如果端子电压值96低于最小预定端子电压阈值99，该方法进行到块514，其中测试模块24确定与在电池14端子的电流水平相关联的端子电流值98。在块516，测试模块24识别与充电的电池14相关联的预定端子电流值99。在判断块518，确定端子电流值98是否超过预定端子充电电流值99。如果端子电流值98没有超过预定端子充电电流值99，该方法结束。如果端子电流值98超过预定端子充电电流值99，该方法进行到块520，其中测试模块24将电池14识别为有缺陷。
图6为示出本发明的电池分析方法600的另一实施例的流程图。该方法开始于块602，其中测试模块24从设计容量寄存器49读取设计容量寄存器值100。在块604，测试模块24从最后获知容量寄存器50读取最后获知容量寄存器值102。在判断块606，确定最后获知容量寄存器值102是否超过设计容量寄存器值100。如果最后获知容量寄存器值102超过设计容量寄存器值100，该方法进行到块614，其中测试模块24将电池14识别为有缺陷。如果最后获知容量寄存器值102没有超过设计容量寄存器值100，该方法进行到判断块608，其中确定最后获知容量寄存器值102是否低于预定最小设计容量值104。如果最后获知容量寄存器值102不低于预定最小设计容量值104，该方法结束。如果最后获知容量寄存器值102低于预定最小容量值104，该方法进行到块610，其中测试模块24从周期计数寄存器40读取周期计数寄存器值110。在判断块612，确定周期计数寄存器值110是否低于预定最小周期计数值112。如果周期计数寄存器值110不低于预定最小周期计数值112，该方法结束。如果周期计数寄存器值110低于预定最小周期计数值112，该方法进行到块614，其中测试模块24将电池14识别为有缺陷。
因此，本发明的实施例使得能够在更换电池和/或将电池返回到供应商之前可以自动确定电池状态。应理解，在所述方法中，特定功能可以省略，可以以不同于图2至6所述的顺序来完成，或者可以同时或组合地执行。此外，应理解，在图2至6中所述的方法可以变更为包含在说明书其余部分中描述的本发明的其余特征或方面。此外，本发明的实施例可以在软件中实施，且可适合于在不同平台和操作系统上运行。特别地，测试模块24所实施的功能例如可以设置为可执行指令的有序列表，这些可执行指令可以实施在任何计算机可读取介质中，以供指令执行系统、设备或装置使用或者与之结合，例如是基于计算机的系统、包含处理器的系统、或者可以从指令执行系统、设备或装置取来执行并执行该指令的其他系统。在本文档的上下文中，“计算机可读取介质”可以是包含、存储、通信、传播或传送程序以供指令执行系统、设备或装置使用或与之结合的任何装置。该计算机可读取介质可以是例如但不限于电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统、设备、装置或者传播介质。

Claims (8)

1.一种电池分析系统(10)，包括：
测试模块(24)，配置成从电池(14)的至少一个寄存器(32)读取至少一个电池参数值(80，86，90，100，102，110，120，122)，并将所述至少一个电池参数值(80，86，90，100，102，110，120，122)与预定值(82，88，92，104，112，124)比较以确定所述电池(14)是否有缺陷，
其中，所述测试模块(24)配置成从电池的设计电压寄存器读取所述电池的设计电压寄存器值，基于所述设计电压寄存器值确定所述电池(14)内单元(38)的数目，并且基于所述电池(14)内单元(38)的数目而识别预定最小和最大端子电压阈值作为所述预定值，所述测试模块(24)还配置成确定与所述电池的端子处的电压水平相关联的端子电压值作为所述至少一个电池参数值。
2.如权利要求1所述的系统(10)，其中所述测试模块(24)配置成从与所述电池(14)的每个单元(38)相对应的单元电压电池参数值(86)中识别最大单元电压值和最小单元电压值。
3.如权利要求2所述的系统(10)，其中所述测试模块(24)配置成当所述最大和最小单元电压值之间的差异超过所述预定值(88)时将所述电池(14)识别为有缺陷。
4.如权利要求1所述的系统(10)，其中所述测试模块(24)配置成使用针对预定数量的电池单元(38)的所述预定值(82)来评估设计电压电池参数值(80)。
5.如权利要求1所述的系统(10)，其中所述测试模块(24)配置成如果所述电池(14)的端子电压(96)低于预定最小端子电压阈值且所述电池(14)的端子电流值(98)超过预定充电电流值(99)，则将所述电池(14)识别为有缺陷。
6.如权利要求1所述的系统(10)，其中所述测试模块(24)配置成将最后获知容量参数值(102)与预定设计容量值(104)比较。
7.如权利要求1所述的系统(10)，其中所述至少一个电池参数值包括温度值(90)。
8.如权利要求1所述的系统(10)，其中所述至少一个电池参数值包括状态寄存器值(120，122)。
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