CN102565708A - 电池容量检测系统 - Google Patents

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Inventor
刘正彬
吴嘉峰
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Shenzhen Futaihong Precision Industry Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种电池容量检测系统，其包括检测单元、电池电力量测元件及控制处理单元。该控制处理单元控制检测单元和待测电池之间形成或断开电流回路，该电池电力量测元件用以在检测单元和待测电池之间形成或断开电流回路时，分别测量一组待测电池的输出电压值和输出电流值，以获得待测电池的内阻的实时电阻值，该控制处理单元依据电池电力量测元件测得的电池内阻的实时电阻值判定待测电池的实时容量及/或最佳充电时间。该电池容量检测系统测试精确，设计成本低。

Description

电池容量检测系统
技术领域
本发明涉及一种用于电子装置的检测系统，特别涉及一种电池容量检测系统。
背景技术
通常，电子装置的电池会因使用者长期使用或更换备用电池等因素而造成电池老化，进而导致电池实际容量逐渐减少，从而与标准电池容量之间出现差异。如此，老化后的电池因容量较小，与新电池相比，只需要较少的充电时间即可充满电量。若使用者仍然按照标准的充电时间对已老化的电池进行充电，则容易因过量充电而损坏电池。因此，现在已有电池制造厂商开始使用实时检测电池实际容量并藉以确定电池最佳充电时间的技术。
一种现有的电池容量检测技术是通过库伦计数器法测量流经电池输出端与负载之间的电阻的电流量，并经采样、积分处理后以此计算电池的剩余电量。然而，该方法的检测电路通常较为复杂，且需要使电池输出端与负载之间的电阻具备很高的精密度，增加了电路设计成本。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种设计成本较低的电池容量检测系统。
一种电池容量检测系统，其包括检测单元、电池电力量测元件及控制处理单元，该控制处理单元控制检测单元和待测电池之间形成或断开电流回路，该电池电力量测元件用以在检测单元和待测电池之间形成或断开电流回路时，分别测量一组待测电池的输出电压值和输出电流值，以获得待测电池的内阻的实时电阻值，该控制处理单元依据电池电力量测元件测得的电池内阻的实时电阻值判定待测电池的实时容量及/或最佳充电时间。
上述的电池容量检测系统通过控制处理单元控制检测单元和待测电池之间形成或断开电流回路，以使电池电力量测元件测试出电池的两组输出电压和输出电流，进而计算出该电池的内阻的实时电阻值，以最终判定出该电池的实时容量及最佳充电时间，便于使用者合理使用该电池。该电池容量检测系统测试精确，设计成本低。
附图说明
图1为本发明较佳实施方式的电池容量检测系统的功能模块图；
图2为图1所示电池容量检测系统的模拟开关断开时的等效电路图；
图3为图1所示电池容量检测系统的模拟开关闭合时的等效电路图。
主要元件符号说明
电池容量检测系统    100
检测单元            10
模拟开关            12
检测电阻            14
电池电力量测元件    20
控制处理单元        30
显示单元            40
系统负载            Rsys
电池                200
具体实施方式
请参阅图1，本发明的较佳实施方式提供的电池容量检测系统100，其可用于各种电子装置(图未示)中，以检测电子装置的电池200的实时容量。该电池容量检测系统100包括检测单元10、电池电力量测元件(gas gauge IC)20、控制处理单元30及显示单元40。
请结合参阅图2，在本实施方式的模拟等效电路中，该电池200用以为电子装置的系统负载Rsys提供工作电压。该电池200的电压为Vb，内阻为Rb。
该检测单元10包括相互电性的模拟开关12及检测电阻14。该模拟开关12同时与电池200的一端和系统负载Rsys的一端电性连接，该检测电阻14同时与电池200的另一端和系统负载Rsys的另一端电性连接。当该模拟开关12闭合时，该检测电阻14与电池200建立电性连接，即此时检测单元10和电池200形成电流回路；与当该模拟开关12断开时，该检测电阻14与电池200断开电性连接，此时系统负载Rsys和电池200形成电流回路。
该电池电力量测元件20用于检测在模拟开关12断开和闭合时电池200输出的电流及电压，以计算电池200的内阻Rb的实时电阻值。该电池电力量测元件20同时与电池200和检测单元10电性连接，具体地，该电池电力量测元件20电性连接于电池200和模拟开关12之间。同时，该电池电力量测元件20用于将得到的内阻Rb的电阻值的模拟信号转换为数字信号，并将该数字信号传送至控制处理单元30。
该控制处理单元30可为电子装置的中央处理器(centralprocessing unit，CPU)，其同时与检测单元10和电池电力量测元件20电性连接。该控制处理单元30通过软件程控模拟开关12闭合和断开，同时该控制处理单元30通过比对电池电力量测元件20传送的电池200的内阻Rb的实时电阻值与预设的内阻Rb的标准电阻值，以判定出该电池200的实时容量及最佳充电时间等信息。该控制处理单元30将得到的电池200的实时容量及最佳充电时间的信息传送至显示单元40。
该显示单元40可为电子装置的屏幕，用于显示电池200的实时容量及最佳充电时间的信息，以便使用者在合理的时间内对电池200充电，进而保护电池200，延长电池200的使用寿命。
请参阅图2，当该电池容量检测系统100工作时，电池200为系统负载Rsys正常供电。首先，控制处理单元30控制模拟开关12处于断开状态，如此，该系统负载Rsys与电池200形成电流回路。此时，电池200的内部电流定义为Ib-off。该电池电力量测元件20检测到电池200输出的电流为I，输出的电压为V-off。此时可得：Rsys＝V-off/I，Ib-off＝I。
请参阅图3，其次，控制处理单元30控制模拟开关12处于闭合状态，如此，该检测单元10与电池200形成电流回路。此时，电池200的内部电流定义为Ib-on，检测电阻14的电阻值预先设置为Rset，流过系统负载Rsys的电流为I1，流过检测电阻14的电流为I2。该电池电力量测元件20检测到电池200输出电压为V-on，此时，I1＝V-on/Rsys，I2＝V-on/Rset，Ib-on＝I1+I2。
由图2及图3可知，模拟开关12断开和闭合时，电池200的内阻Rb上流过的电压差为(V-off)-(V-on)，电流差为(Ib-on)-(Ib-off)，故该电池电力量测元件20可计算内阻Rb的实时电阻值，即
Figure BDA0000034779730000041
由于该V-off、V-on、Ib-on及Ib-off的值均可通过电池电力量测元件20检测或计算出，故此时可求得内阻Rb的实时电阻值。
最后该电池电力量测元件20将计算出的内阻Rb的实时电阻值转换成数字信号后，传送至控制处理单元30。控制处理单元30将该内阻Rb的实时电阻值与内阻Rb的标准电阻值比对，以得出该电池200的实时容量及最佳充电时间等信息，并通过显示单元40显示上述信息。
本发明的电池容量检测系统100通过模拟开关12断开和闭合，以使电池电力量测元件20测试出电池200在不同状态下的输出电压和输出电流，进而计算出该电池200的内阻Rb的实时电阻值，并通过控制处理单元30判定出该电池200的实时容量及最佳充电时间等信息，以便使用者合理使用该电池200。该电池容量检测系统100测试时无须设置精密度高的测试电阻，设计成本低，测试精密度高。

Claims (8)

1.一种电池容量检测系统，其特征在于：该电池容量检测系统包括检测单元、电池电力量测元件及控制处理单元，该控制处理单元控制检测单元和待测电池之间形成或断开电流回路，该电池电力量测元件用以在检测单元和待测电池之间形成或断开电流回路时，分别测量一组待测电池的输出电压值和输出电流值，以获得待测电池的内阻的实时电阻值，该控制处理单元依据电池电力量测元件测得的电池内阻的实时电阻值判定待测电池的实时容量及/或最佳充电时间。
2.如权利要求1所述的电池容量检测系统，其特征在于：所述检测单元包括串联的模拟开关和检测电阻，该控制处理单元控制模拟开关闭合或断开，以使该模拟开关、检测电阻和待测电池之间形成或断开电流回路。
3.如权利要求2所述的电池容量检测系统，其特征在于：所述控制处理单元用于控制模拟开关断开或闭合，该模拟开关断开时，待测电池和待测电池对应的系统负载形成电流回路，该模拟开关闭合时，该检测单元与待测电池对应的系统负载并联。
4.如权利要求1所述的电池容量检测系统，其特征在于：所述电池容量检测系统包括显示单元，所述显示单元与控制处理单元电性连接，用以显示待测电池的实时容量及最佳充电时间的信息。
5.如权利要求1所述的电池容量检测系统，其特征在于：所述电池电力量测元件将测试所得的待测电池内阻的实时电阻值转换为数字信号，并传送至控制单元。
6.如权利要求1所述的电池容量检测系统，其特征在于：所述控制处理单元用于比对电池电力量测元件测得的待测电池的内阻的实时电阻值与待测电池的内阻的标准电阻值，以判定待测电池的实时容量及最佳充电时间。
7.如权利要求1所述的电池容量检测系统，其特征在于：所述电池电力量测元件同时与待测电池和检测单元电性连接。
8.如权利要求1所述的电池容量检测系统，其特征在于：所述控制处理单元为中央处理器。
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