CN102520364A - 一种利用电池电压显示电量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用电池电压显示电量的方法，在测量电池电压函数中开启一个数组来求取一段时间内的电池电压平均值，当数组写满后，每写进一个新的电压数据则丢弃最早写入的数据，通过此滑动滤波来保证电池电压缓慢变动，根据电池电压平均值显示电量。电池电压指的是充电电压或放电电压，充电电压与放电电压测量时共用一个电池电压测量数组。充电时根据电池电压数组得到当前电池电压平均值，对应存储的充电曲线显示电池电量；放电时根据电池电压数组得到当前电池电压平均值，对应存储的放电曲线显示电池电量。当依据充电曲线显示的电量增加过快时，依据最大充电电流设定每分钟最大提升的电量百分比来控制电量显示。
Description
技术领域
本发明涉及一种电子产品的电量显示方法，特别是涉及一种利用电池电压显示电量的方法。
背景技术
现有手机电量显示是根据电池电压来显示电量的，在开发初期抓取电池的放电曲线根据放电曲线来确定电量显示的节点，如3.5V 一格，3.6V 两格，3.7V三格，3.8V四格，3.9V五格，但这样的显示在充电时就会出现很大的误差，放电时读到的电池电压因电池内阻、保护板阻抗、电池座、走线阻抗等会比实际的电池电压低，而充电时读到的电池电压会比实际电池电压高或一致，这样仅依据一条放电曲线来做电池电量显示在充电时就会出现很大的误差，给使用者错误的电量信息。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用电池电压显示电量的方法，能较准确的显示电量，使用户能及时充电或更好的使用。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：在测量电池电压函数中定义一个INT型的数组BATT_VOLTAGE_HISTORY[N],N值的大小根据平台进行调整，通过数组BATT_VOLTAGE_HISTORY[N]来求取一段时间内的电池电压平均值，当数组写满后，每写进一个新的电压数据则丢弃最早写入的数据，通过滑动滤波使实时电池电压缓慢变动，根据电池电压平均值显示电量，电池电压包括充电电压与放电电压，充电电压与放电电压测量时共用一个电池电压测量数组。
充电时根据电池电压数组得到当前电池电压平均值，对应充电曲线显示电池电量，设定充电时电量显示只能增加，相应则放电时电量显示只能减小，当依据充电曲线显示的电量增加过快时，依据最大充电电流设定每分钟最大提升的电量百分比来控制电量显示；当充电器拔出时，依据电池电压数组的平均值对应放电曲线来显示电量，若此时要显示的电量大于充电器拔出时的电量，则按充电器拔出时的电量显示，随着使用电量慢慢降低，回归到放电曲线对应的电量。
所述的电池电压显示电量分为四个阶段，放电、放电到充电、充电到放电及充电系统大电流放电，则对应的显示方法包括放电电量显示方法、放电到充电电量显示方法、充电到放电电量显示方法及充电系统大电流放电显示方法。
所述的放电电量显示方法步骤如下：
步骤1.1、创建一数组记录实际读到的电池电压值用于滑动滤波，同时创建一放置放电电压的滑动滤波表；
步骤1.2、第一次开机时读取前三次电池电压取中间值作为基准电压；
步骤1.3、使用基准电压来校准滑动滤波表，滑动滤波表全部赋值为基准电压；
步骤1.4、每隔5秒钟更新一次电池电压vbatt并与前一次的滤波滑动表电压pre_vbatt进行比较；
步骤1.5、每隔5秒读到的电池电压值cur_vbatt跟滤波表上一次电压pre_vbatt差值vbatt，vbatt大于100mv，每隔15秒做+3mv/-3mv，vbatt大于20mv小于100mv，每隔15秒做+1mv/-1mv，vbatt小于20mv，每隔5秒做+1mv/-1mv；
步骤1.6、更新滑动滤波表后取平均值作为滤波电压，对应电压电量表获取当前电池放电电量。
上述步骤中得时间值及电压值为系统预设值。
所述的放电到充电电量显示方法步骤如下：
步骤2.1、抓取1/20C电池容量曲线来做OCV曲线，创建基于该曲线的充电电压电量表；
步骤2.2、插入充电器开始充电，读取当前电池电压更新滤波表；
步骤2.3、通过滤波电压使用充电电压电量曲线表获取当前充电电量；
步骤2.4、滤波电压得到充电容量大于当前容量，每隔55秒容量增加1%，否则电池电量保持不变；
步骤2.5、充电电流较大时则充电容量平滑增加。
上述步骤2.1中所述的OCV为开路电压，步骤2.4中所述的时间55秒及增加值1%为系统预设值。
所述的充电到放电电量显示方法步骤如下：
步骤3.1、移除充电器开始放电；
步骤3.2、读取当前电池电压更新滤波表；
步骤3.3、通过滤波电压使用放电电压电量曲线表获取当前放电电量；
步骤3.4、电池电压小于3650mv时充电，造成滑动滤波表虚高，移除充电器放电时读到的电池电压3次小于3650mv时确保滤波表电池电压不大于3700mv，对滤波表电压进行直接赋值处理；
步骤3.5、滤波电压得到放电容量小于当前容量，更新电池容量，否则根据放电电池电量不增加原则电池电量保持不变。
上述步骤3.4所述的数值为系统预设值。
所述的充电系统大电流状态为充电器插入后，充电电流小于系统工作电流，此时的充电电流不能满足系统供电，则充电系统大电流状态的放电显示方法步骤如下：
步骤4.1、USB充电时系统大电流放电；
步骤4.2、根据充电时只增不减原则，USB充电过一段时间出现电量误差；
步骤4.3、USB充电过程中检测滤波电压的变化；
步骤4.4、每隔50秒采样一次充电时滤波表中的滤波电压，若连续3次150秒检测到的滤波电压处于减少状态；则关闭充电时只增不减原则，充电电池电量可增可减；
步骤4.5、USB充电时大电流放电，充电电池容量平滑跌落。
上述步骤4.4所述的数值为系统预设值。
充电器插入后，系统处于大电流工作状态，即充电电流小于系统工作电流，此时的充电电流不能满足系统供电，根据数组求平均数算法，电量不能减少导致电量显示比实际电量偏高，此时增加充电时电量可以减少的检测算法，来处理电量显示不准确，每隔150秒读取一次滑动滤波后电压，两次压差都处于减少状态时，判定实际电量在减少。
所述的150秒为系统预设时间，能随系统改变而调整。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过充电依据充电曲线来显示电量，放电时依据放电曲线来显示电量，能有效改善充电时电量显示不准确问题，从而在充放电时都能及时且直观的呈现给客户当前手机电量。
附图说明
图1为本发明放电电量处理框图；
图2为本发明放电到充电电量处理框图；
图3为本发明充电到放电电量处理框图；
图4为本发明充电系统大电流放电处理框图。
具体实施方式
本发明的主旨在于克服现有技术的不足，提供一种利用电池电压显示电量的方法，通过抓取电池电压的充放电曲线，在软件里设定充放电时电池电压与电量的对应关系，在充电或放电时依据电池电压来显示电池电量，技术难点：充电器插入或拔出时电量显示应不出现波动。
下面结合实施例参照附图进行详细说明，以便对本发明的技术特征及优点进行更深入的诠释。
在测量电池电压函数中定义一个INT型的数组BATT_VOLTAGE_HISTORY[N],N值的大小根据平台进行调整，通过数组BATT_VOLTAGE_HISTORY[N]来求取一段时间内的电池电压平均值，当数组写满后，每写进一个新的电压数据则丢弃最早写入的数据，通过滑动滤波使实时电池电压缓慢变动，根据电池电压平均值显示电量，电池电压包括充电电压与放电电压，充电电压与放电电压测量时共用一个电池电压测量数组。
充电时依据最大充电电流来设定每分钟最大提升的电量百分比。
充电时根据电池电压数组得到当前电池电压平均值，对应充电曲线显示电池电量，在测量软件中设定充电时电量显示只能增加，放电时电量显示只能减小，当依据充电曲线显示的电量增加过块时，依据最大充电电流设定每分钟最大提升的电量百分比来控制电量显示。
当充电器拔出时，依据电池电压数组的平均值对应放电曲线来显示电量，若此时要显示的电量大于充电器拔出时的电量，则按充电器拔出时的电量显示，随着使用电量慢慢降低，回归到放电曲线对应的电量。
充电器插入后，系统处于大电流工作状态，此时的充电电流不能满足系统供电，根据数组求平均数算法，电量不能减少导致电量显示比实际电量偏高，此时增加充电电量以减少检测算法处理电量显示不准确，每隔150秒读取一次滑动滤波后电压，两次压差都处于减少状态时，判定实际电量在减少。
所述的150秒为系统预设时间，能随系统改变而调整。
以1500mAh电池为例，电池充电曲线的抓取过程如下：将电池接到电子负载上，设定电流值为75mAh，通过软件监控电池电压，将电池放电至2.5V，获取该电池1/20C放电曲线，因充电时电流不可能为恒定值，为准确显示电量，一般在充电过程中会停止充电然后再读取电压，读到的电池电压为电池的开路电压即OCV，OCV曲线抓取时间较长，通过抓取1/20C曲线来做OCV曲线。
电池放电曲线的抓取，根据系统的平均电流来抓取，若整机经常工作在200mA则抓取200mA的放电曲线，若工作在500mA则抓取500mA的放电曲线。在软件中创建数组，用来存储电池电压，通过数组来求平均值，从而防止电池电压波动导致电量显示波动。充电时依据最大充电电流来设定每分钟最大可提升的电量百分比，如1500mAh电池，充电电流800mA，每分钟最多充进的电量为13mAh，不足总电量的1%，可通过软件来设定充电是每分钟电量最多上升1%。放电时为避免偶尔大电流导致电池电压下降很多，可设定当电池电压较上一值误差大于50mV时 仅在上一值上+/-1mV后作为新的值写入数组。
充电时依据OCV曲线来显示电量，放电时依据放电曲线来显示电量。充电器插入时，设置电池电量不能减小，充电器拔出时设定电池电量不能增加。
所述的电池电压显示电量分为四个阶段，放电、放电到充电、充电到放电及充电系统大电流放电，则对应的显示方法包括放电电量显示方法、放电到充电电量显示方法、充电到放电电量显示方法及充电系统大电流放电显示方法。
如图1所示，所述的放电电量显示方法步骤如下：
步骤1.1、创建一数组记录实际读到的电池电压值用于滑动滤波，同时创建一放置放电电压的滑动滤波表；
步骤1.2、第一次开机时读取前三次电池电压取中间值作为基准电压；
步骤1.3、使用基准电压来校准滑动滤波表，滑动滤波表全部赋值为基准电压；
步骤1.4、每隔5秒钟更新一次电池电压vbatt并与前一次的滤波滑动表电压pre_vbatt进行比较；
步骤1.5、每隔5秒读到的电池电压值cur_vbatt跟滤波表上一次电压pre_vbatt差值vbatt，vbatt大于100mv，每隔15秒做+3mv/-3mv，vbatt大于20mv小于100mv，每隔15秒做+1mv/-1mv，vbatt小于20mv，每隔5秒做+1mv/-1mv；
步骤1.6、更新滑动滤波表后取平均值作为滤波电压，对应电压电量表获取当前电池放电电量。
如图2所示，所述的放电到充电电量显示方法步骤如下：
步骤2.1、抓取1/20C电池容量曲线来做OCV（ 英文open-circuit voltage的缩写）曲线，创建基于该曲线的充电电压电量表；
步骤2.2、插入充电器开始充电，读取当前电池电压更新滤波表；
步骤2.3、通过滤波电压使用充电电压电量曲线表获取当前充电电量；
步骤2.4、滤波电压得到充电容量大于当前容量，每隔55秒容量增加1%，否则电池电量保持不变；
步骤2.5、充电电流较大时则充电容量平滑增加。
如图3所示，所述的充电到放电电量显示方法步骤如下：
步骤3.1、移除充电器开始放电；
步骤3.2、读取当前电池电压更新滤波表；
步骤3.3、通过滤波电压使用放电电压电量曲线表获取当前放电电量；
步骤3.4、电池电压小于3650mv时充电，造成滑动滤波表虚高，移除充电器放电时读到的电池电压3次小于3650mv时确保滤波表电池电压不大于3700mv，对滤波表电压进行直接赋值处理；
步骤3.5、滤波电压得到放电容量小于当前容量，更新电池容量，否则根据放电电池电量不增加原则电池电量保持不变。
如图4所示，所述的充电系统大电流状态为充电器插入后，充电电流小于系统工作电流，此时的充电电流不能满足系统供电，根据数组求平均数算法，电量不能减少导致电量显示比实际电量偏高，此时增加充电时电量可以减少的检测算法来处理电量显示不准确，每隔150秒读取一次滑动滤波后电压，两次压差都处于减少状态时，则判定实际电量在减少，所述的充电系统大电流放电显示方法步骤如下：
步骤4.1、USB充电时系统大电流放电；
步骤4.2、根据充电时只增不减原则，USB充电过一段时间出现电量误差；
步骤4.3、USB充电过程中检测滤波电压的变化；
步骤4.4、每隔50秒采样一次充电时滤波表中的滤波电压，若连续3次150秒检测到的滤波电压处于减少状态；则关闭充电时只增不减原则，充电电池电量可增可减；
步骤4.5、USB充电时大电流放电，充电电池容量平滑跌落。
尽管本发明通过具体描述对利用电池电压显示电量的方法作出了清晰而完成的描述，但是本发明不仅仅限于所述实施例，通过简单的改变程序来达到相同目的是可能发生的并且都包括在本发明之中。
Claims (10)
1.一种利用电池电压显示电量的方法，其特征在于：在测量电池电压函数中定义一个INT型的数组BATT_VOLTAGE_HISTORY[N],N值的大小根据平台进行调整，通过数组BATT_VOLTAGE_HISTORY[N]来求取一段时间内的电池电压平均值，当数组写满后，每写进一个新的电压数据则丢弃最早写入的数据，通过滑动滤波使实时电池电压缓慢变动，根据电池电压平均值显示电量，电池电压包括充电电压与放电电压，充电电压与放电电压测量时共用一个电池电压测量数组；
充电时根据电池电压数组得到当前电池电压平均值，对应充电曲线显示电池电量，设定充电时电量显示只能增加，相应则放电时电量显示只能减小，当依据充电曲线显示的电量增加过快时，依据最大充电电流设定每分钟最大提升的电量百分比来控制电量显示；
当充电器拔出时，依据电池电压数组的平均值对应放电曲线来显示电量，若此时要显示的电量大于充电器拔出时的电量，则按充电器拔出时的电量显示，随着使用电量慢慢降低，回归到放电曲线对应的电量。
2.根据权利要求1所述的利用电池电压显示电量的方法，其特征在于：所述的电池电压显示电量分为四个阶段，放电、放电到充电、充电到放电及充电系统大电流放电，则对应的显示方法包括放电电量显示方法、放电到充电电量显示方法、充电到放电电量显示方法及充电系统大电流放电显示方法。
3.根据权利要求2所述的利用电池电压显示电量的方法，其特征在于，所述的放电电量显示方法步骤如下：
步骤1.1、创建一个数组记录实际读到的电池电压值用于滑动滤波，同时创建一个放置放电电压的滑动滤波表；
步骤1.2、第一次开机时读取前三次电池电压取中间值作为基准电压；
步骤1.3、使用基准电压来校准滑动滤波表，滑动滤波表全部赋值为基准电压；
步骤1.4、每隔5秒钟更新一次电池电压vbatt并与前一次的滤波滑动表电压pre_vbatt进行比较；
步骤1.5、每隔5秒读到的电池电压值cur_vbatt跟滤波表上一次电压pre_vbatt差值vbatt，vbatt大于100mv，每隔15秒做+3mv/-3mv，vbatt大于20mv小于100mv，每隔15秒做+1mv/-1mv，vbatt小于20mv，每隔5秒做+1mv/-1mv；
步骤1.6、更新滑动滤波表后取平均值作为滤波电压，对应电压电量表获取当前电池放电电量。
4.根据权利要求3所述的利用电池电压显示电量的方法，其特征在于：上述步骤中得时间值及电压值为系统预设值。
5.根据权利要求2所述的利用电池电压显示电量的方法，其特征在于，所述的放电到充电电量显示方法步骤如下：
步骤2.1、抓取1/20C电池容量曲线来做OCV曲线，创建基于该曲线的充电电压电量表；
步骤2.2、插入充电器开始充电，读取当前电池电压更新滤波表；
步骤2.3、通过滤波电压使用充电电压电量曲线表获取当前充电电量；
步骤2.4、滤波电压得到充电容量大于当前容量，每隔55秒容量增加1%，否则电池电量保持不变；
步骤2.5、充电电流较大时则充电容量平滑增加。
6.根据权利要求5所述的利用电池电压显示电量的方法，其特征在于：上述步骤2.1中所述的OCV为开路电压，步骤2.4中所述的时间55秒及增加值1%为系统预设值。
7.根据权利要求2所述的利用电池电压显示电量的方法，其特征在于，所述的充电到放电电量显示方法步骤如下：
步骤3.1、移除充电器开始放电；
步骤3.2、读取当前电池电压更新滤波表；
步骤3.3、通过滤波电压使用放电电压电量曲线表获取当前放电电量；
步骤3.4、电池电压小于3650mv时充电时高造成滑动滤波表虚高，移除充电器放电时读到的电池电压3次小于3650mv时确保滤波表电池电压不大于3700mv，对滤波表电压进行直接赋值处理；
步骤3.5、滤波电压得到放电容量小于当前容量，更新电池容量，否则根据放电电池电量不增加原则电池电量保持不变。
8.根据权利要求7所述的利用电池电压显示电量的方法，其特征在于：步骤3.4所述的数值为系统预设值。
9.根据权利要求2所述的利用电池电压显示电量的方法，其特征在于，所述的充电系统大电流状态为充电器插入后，充电电流小于系统工作电流，此时的充电电流不能满足系统供电，则充电系统大电流状态的放电显示方法步骤如下：
步骤4.1、USB充电时系统大电流放电；
步骤4.2、根据充电时只增不减原则，USB充电过一段时间出现电量误差；
步骤4.3、USB充电过程中检测滤波电压的变化；
步骤4.4、每隔50秒采样一次充电时滤波表中的滤波电压，若连续3次150秒检测到的滤波电压处于减少状态；则关闭充电时只增不减原则，充电电池电量可增可减；
步骤4.5、USB充电时大电流放电，充电电池容量平滑跌落。
10.根据权利要求9所述的利用电池电压显示电量的方法，其特征在于：步骤4.4所述的数值为系统预设值。
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