CN102590756A - 电池电量检测的方法及装置 - Google Patents

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CN102590756A CN2012100322519A CN201210032251A CN102590756A CN 102590756 A CN102590756 A CN 102590756A CN 2012100322519 A CN2012100322519 A CN 2012100322519A CN 201210032251 A CN201210032251 A CN 201210032251A CN 102590756 A CN102590756 A CN 102590756A
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Abstract

本发明公开一种电池电量检测的方法，该方法包括以下步骤：根据电池当前电压值得到电池初始电量；对所述电池进行充电或放电，同时对所述电池充电或放电过程的电流值进行积分运算直至停止对所述电池进行充电或放电，并获得电量变化值；根据所述电池充电或放电后的电压值得到电池充电或放电后的理论电量；将所述电池初始电量和电池充电或放电后的理论电量的差值与所述电量变化值进行比较，并根据比较结果校正获得电池的实际电量。本发明通过采用根据电池实际电压得出电池初始电量并计算电池充电或放电全过程的电流积分值进行电池电量自适应校正的方法，实现了电池充电或放电时正确得到电池实际电量的有益效果，且设计成本低。

Description

电池电量检测的方法及装置
技术领域
本发明涉及电子检测技术领域，尤其涉及一种电池电量检测的方法及装置。
背景技术
随着科技的不断进步，各种电子类产品得到了广泛的普及，电池成了人们日常工作和生活中不可或缺的产品部件。因此，对电池电量的检测受到了广大用户的深切关注。
目前市场上电池电量的检测大多采用基于通用单片机的设计检测方法，该方法主要通过下述两种方式实现对电池电量的检测：第一种检测方式是通过检测电池电压来计算当前电池电量，第二种检测方式是通过对电池电流进行积分计算出相应的电池电量；针对第一种检测方式，因为在电池进行充电或放电过程中，检测出的电池电压与电池实际电压相比，要么偏高要么偏低，这样导致显示的电池电量与实际的电池电量有很大的偏差；针对第二种检测方式，若电池规格相同，则比较实用；若更换为其他不同规格或不同标称电量的电池，则会出现电池电量显示完全错误的现象；同时，随着电池使用时间的不同，电池总电量会发生相应变化，这也会造成实际电池电量检测结果出现较大偏差。
现有技术中也有采用电池电量检测专用芯片的检测方法，由于电池电量检测专用芯片价格昂贵，因此该检测方法的设计成本非常高。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种电池电量检测的方法，旨在能够在电池充电或放电时正确地得到电池当前实际电量，同时在随意更换不同规格的电池时或不论电池使用时间长短，均能快速、灵敏地得出正确的电量，且设计成本较低。
本发明提供了一种电池电量检测的方法，包括以下步骤：
根据电池当前电压值得到电池初始电量；
对所述电池进行充电或放电，同时对所述电池充电或放电过程的电流值进行积分运算直至停止对所述电池进行充电或放电，并获得电量变化值；
根据所述电池充电或放电后的电压值得到电池充电或放电后的理论电量；
将所述电池初始电量和电池充电或放电后的理论电量的差值与所述电量变化值进行比较，并根据比较结果校正获得电池的实际电量。
优选地，对所述电池进行充电或放电，同时对所述电池充电或放电过程的电流值进行积分运算直至停止对所述电池进行充电或放电，并获得电量变化值的步骤具体包括：
对所述电池进行充电或放电，并判断充电或放电时间是否达到预设的电流积分时间值；
若是，则开始对所述电池充电或放电过程的电流值进行积分运算，直至充电或放电时间达到预设的自适应电量校正时间值，并获得电量变化值；
若否，则继续对所述电池进行充电或放电。
优选地，将所述电池初始电量和电池充电或放电后的理论电量的差值与所述电量变化值进行比较，并根据比较结果校正获得电池的实际电量的步骤具体包括：
将所述电池初始电量和所述电池充电或放电后的理论电量进行比较，获得第一电量差值；
将所述第一电量差值与所述电池充电或放电全过程的电流积分值进行比较，获得第二电量差值；
将所述电池理论总电量与所述第二电量差值进行比较，获得电池实际总电量。
优选地，所述预设的电流积分时间值与预设的自适应电量校正时间值根据所述电池充电或放电时的电流平均值和所述电池的标称电量预先设置。
优选地，所述电池初始电量及电池充电或放电后的理论电量均通过查询电池电压值与电池理论电量的对应表格获得。
本发明还提供了一种电池电量检测的装置，包括：
初始电量模块，用于根据电池当前电压值得到电池初始电量；
电流积分模块，用于对所述电池进行充电或放电，同时对所述电池充电或放电过程的电流值进行积分运算直至停止对所述电池进行充电或放电，并获得电量变化值；
电量计算模块，用于根据所述电池充电或放电后的电压值得到电池充电或放电后的理论电量；
电量校正模块，用于将所述电池初始电量和电池充电或放电后的理论电量的差值与所述电量变化值进行比较，并根据比较结果校正获得电池的实际电量。
优选地，所述电流积分模块具体用于：
对所述电池进行充电或放电，并判断充电或放电时间是否达到预设的电流积分时间值；
若是，则开始对所述电池充电或放电过程的电流值进行积分运算，直至充电或放电时间达到预设的自适应电量校正时间值，并获得电量变化值；
若否，则继续对所述电池进行充电或放电。
优选地，所述电量校正模块具体包括：
第一电量比较单元，用于将所述电池初始电量和所述电池充电或放电后的理论电量进行比较，获得第一电量差值；
第二电量比较单元，用于将所述第一电量差值与所述电池充电或放电全过程的电流积分值进行比较，获得第二电量差值；
电量校正单元，用于将所述电池理论总电量与所述第二电量差值进行比较，获得电池实际总电量。
优选地，所述预设的电流积分时间值与预设的自适应电量校正时间值根据所述电池充电或放电时的电流平均值和所述电池的标称电量预先设置。
优选地，所述电池初始电量及电池充电或放电后的理论电量均通过查询电池电压值与电池理论电量的对应表格获得。
本发明通过采用根据电池实际电压得出电池初始电量并计算电池充电或放电全过程的电流积分值进行电池电量自适应校正的方法，实现了校正电池总电量及正确得出当前电池实际电量的有益效果。
附图说明
图1是本发明电池电量检测的方法一实施例流程示意图；
图2是本发明中对电池充电或放电过程的电流值进行积分运算并获得电量变化值一实施例流程示意图；
图3是本发明中将所述电池初始电量和电池充电或放电后的理论电量的差值与所述电量变化值进行比较并根据比较结果校正获得电池的实际电量一实施例流程示意图；
图4是本发明电池电量检测的装置一实施例结构示意图；
图5是本发明电池电量检测的装置中电量校正模块一实施例结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
以下结合说明书附图及具体实施例进一步说明本发明的技术方案。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，图1是本发明电池电量检测的方法一实施例流程示意图。如图1所示，本发明电池电量检测的方法包括：
步骤S01、根据电池当前电压值得到电池初始电量；
步骤S02、对所述电池进行充电或放电，同时对所述电池充电或放电过程的电流值进行积分运算直至停止对所述电池进行充电或放电，并获得电量变化值；
步骤S03、根据所述电池充电或放电后的电压值得到电池充电或放电后的理论电量；
步骤S04、将所述电池初始电量和电池充电或放电后的理论电量的差值与所述电量变化值进行比较，并根据比较结果校正获得电池的实际电量。
在进行电池电量检测之前，首先根据所述电池的特性及规格制作电池电压与电量对应特性表格；在进行电池电量检测时，根据电池当前实际电压值，查询所述电池电压与电量对应特性表格，得到所述电池的初始电量后，对所述电池进行充电或放电，同时，对所述电池充电或放电的全过程的电流值进行积分运算直至停止对所述电池进行充电或放电，并获得电量变化值。当停止对所述电池充电或放电后，计算所述电池充电或放电全过程的电流的积分值即电量变化值；同时记录电池充电或放电后的电压值，并根据所述电池充电或放电后的电压值，查询所述电池电压与电量对应特性表格，得到所述电池充电或放电后的理论电量。将所述电池初始电量和电池充电或放电后的理论电量的差值与所述电量变化值进行比较，并根据比较结果校正获得电池的实际电量。
本发明通过采用根据电池实际电压得出电池初始电量并计算电池充电或放电全过程的电流积分值进行电池电量自适应校正的方法，实现了校正电池实际电量的有益效果。
参照图2，图2是本发明中对电池充电或放电过程的电流值进行积分运算并获得电量变化值一实施例流程示意图。如图2所示，本发明电池电量检测的方法中，对所述电池进行充电或放电，同时对所述电池充电或放电过程的电流值进行积分运算直至停止对所述电池进行充电或放电，并获得电量变化值的步骤具体包括：
步骤S11、对所述电池进行充电或放电，并判断充电或放电时间是否达到预设的电流积分时间值；若是，则执行步骤S12；若否，则执行步骤S13；
步骤S12、开始对所述电池充电或放电过程的电流值进行积分运算，直至充电或放电时间达到预设的自适应电量校正时间值，并获得电量变化值；
步骤S13、继续对所述电池进行充电或放电。
初始化应用程序，判断充电或放电时间是否达到预设的电流积分时间值；若充电或放电时间达到了预设的电流积分时间值，则开始对所述电池充电或放电过程的电流值进行积分运算，直至充电或放电时间达到预设的自适应电量校正时间值，并获得电量变化值。在一优选的实施例中，若在t0时间点开始对所述电池充电或放电过程的电流值进行积分运算，在t1时间点达到预设的自适应电量校正时间值，所述电池充电或放电的电流大小为I，则计算从t0到t1这一时间段中，所述电池充电或放电过程的电量变化值ΔC的计算公式为：
Figure BDA0000135544700000061
若充电或放电时间尚未达到预设的电流积分时间值，则继续对所述电池进行充电或放电。
所述预设的电流积分时间值是根据电池的标称电量与软件中电流积分的数据类型而设置的，其目的是为了便于计算。在一优选的实施例中，所述电池的标称电量值的大小为C0，单位为毫安秒即mAs；t为预设电流积分时间值，t的取值范围为50～500ms。计算所述预设电流积分时间值t的具体方法是：若采用8位MCU(Micro programmed Control Unit，微程序控制器)对软件程序进行控制时，电流积分值的数据类型为4个字节，电流值的数据类型为2个字节。若以1C对所述电池进行充电或放电，充电或放电的时间长度为1小时，且所述充电或放电的时间长度也用2个字节表示，则所述预设电流积分时间值t的计算公式为：t*216≈3600×1000ms，得出预设电流积分时间值t≈54ms，所述54ms在预设电流积分时间值t的取值范围50～500ms内，所以采用上述方法计算所述预设电流积分时间值t是可取的。所述预设的自适应电量校正时间值根据所述电池充电或放电时的电流平均值和电池的标称电量预先设置。在一优选的实施例中，所述电池充电或放电时的电流平均值为I，所述电池的标称电量为C0，x为预设时间系数，x的取值范围为80～140。则所述预设的电流积分时间值与预设的自适应电量校正时间值的间隔时间长度T的计算公式为：xT＝C0/I。所述预设的电流积分时间值与预设的自适应电量校正时间值的间隔时间长度T的确定对整个电池电量的检测起着至关重要的作用，若所述时间间隔长度T取得过小，会影响电池充电或放电的时间；若所述时间间隔长度T取得过大，会导致电池电量校正的灵敏度不高。在所述电池的充电或放电时间达到预设的自适应电量校正时间值时，根据所述电池初始电量、充电或放电后的理论电量及所述电量变化值，进行自适应电量校正。
本发明通过采用对所述电池充电或放电全过程的电流进行积分运算获得电量变化值并根据所述电量变化值进行电池电量自适应校正的方法，实现了自适应校正电池总电量的有益效果。
参照图3，图3是本发明中将所述电池初始电量和电池充电或放电后的理论电量的差值与所述电量变化值进行比较并根据比较结果校正获得电池的实际电量一实施例流程示意图。如图3所示，在本发明电池电量检测的方法中，将所述电池初始电量和电池充电或放电后的理论电量的差值与所述电量变化值进行比较，并根据比较结果校正获得电池的实际电量的步骤具体包括：
步骤S21、将所述电池初始电量和所述电池充电或放电后的理论电量进行比较，获得第一电量差值；
步骤S22、将所述第一电量差值与所述电池充电或放电全过程的电流积分值进行比较，获得第二电量差值；
步骤S23、将所述电池理论总电量与所述第二电量差值进行比较，获得电池实际总电量。
在一优选的实施例中，若所述电池初始电量为C0，对所述电池进行充电，所述电池充电后的理论电量为C1，所述电池充电全过程的电流积分值为ΔC1；因为对电池充电时，电池电压升高且电池电量增大，因此电池充电后的理论电量C1大于电池初始电量C0，将所述电池充电后的理论电量C1与电池初始电量C0作差，得到第一差值(C1-C0)；并将所述第一差值(C1-C0)与所述电流积分值ΔC1进行比较，得到第二差值|(C1-C0)-ΔC1|。若第一(C1-C0)的值比ΔC1大，则所述电池的实际电量为电池的理论电量减去第二差值|(C1-C0)-ΔC1|；若第一差值(C1-C0)的值比ΔC1小，则所述电池的实际电量为电池的理论电量加上第二差值|(C1-C0)-ΔC1|，完成所述电池实际总电量的校正。
在一优选的实施例中，若所述电池初始电量为C0，对所述电池进行放电，所述电池放电后的理论电量为C2，所述电池放电全过程的电流积分值为ΔC2；因为对电池放电时，电池电压降低且电池电量减小，因此电池放电后的理论电量C2小于电池初始电量C0，将所述电池初始电量C0与电池放电后的理论电量C2作差，得到第一差值(C0-C2)；并将所述第一差值(C0-C2)与所述电流积分值ΔC2进行比较，得到第二差值|(C0-C2)-ΔC2|。若第一差值(C0-C2)的值比ΔC2大，则所述电池的实际电量为电池的理论电量减去第二差值|(C0-C2)-ΔC2|；若第一差值(C0-C2)的值比ΔC2小，则所述电池的实际电量为电池的理论电量加上第二差值|(C0-C2)-ΔC2|，完成所述电池实际总电量的校正。
电池实际电量的自适应校正也可采用上述方法获得，在此不再赘述。
本发明通过采用对所述电池充电或放电全过程的电流进行积分运算并根据所述电流积分值进行电池电量自适应校正的方法，实现了获得电池当前实际电量和校正电池总电量的有益效果。
参照图4，图4是本发明电池电量检测的装置一实施例结构示意图。如图4所示，本发明电池电量检测的装置包括：
初始电量模块01，用于根据电池当前电压值得到电池初始电量；
电流积分模块02，对所述电池进行充电或放电，同时对所述电池充电或放电过程的电流值进行积分运算直至停止对所述电池进行充电或放电，并获得电量变化值；
电量计算模块03，用于根据所述电池充电或放电后的电压值得到电池充电或放电后的理论电量；
电量校正模块04，用于将所述电池初始电量和电池充电或放电后的理论电量的差值与所述电量变化值进行比较，并根据比较结果校正获得所述电池的实际电量。
在进行电池电量检测之前，初始电量模块01首先根据所述电池的特性及规格制作电池电压与电量对应特性表格；在进行电池电量检测时，初始电量模块01根据电池当前实际电压值，查询所述电池电压与电量对应特性表格，得到所述电池的初始电量。电流积分模块02对所述电池进行充电或放电，同时，对所述电池充电或放电的全过程的电流值进行积分运算直至停止对所述电池进行充电或放电，并获得电量变化值。当停止对所述电池充电或放电后，电流积分模块02计算所述电池充电或放电全过程的电流的积分值即电量变化值，同时电量计算模块03记录电池充电或放电后的电压值，并根据所述电池充电或放电后的电压值，查询所述电池电压与电量对应特性表格，得到所述电池充电或放电后的理论电量。电量校正模块04根据初始电量模块01得到的电池初始电量和电量计算模块03获得的电池充电或放电后的理论电量及电流积分模块02得到的电量变化值，将所述电池初始电量和电池充电或放电后的理论电量的差值与所述电量变化值进行比较，并根据比较结果校正获得电池的实际电量。
所述电流积分模块02具体还用于：
对所述电池进行充电或放电，并判断充电或放电时间是否达到预设的电流积分时间值；
若是，则开始对所述电池充电或放电过程的电流值进行积分运算，直至充电或放电时间达到预设的自适应电量校正时间值，并获得电量变化值；
若否，则继续对所述电池进行充电或放电。
本发明通过采用根据电池实际电压得出电池初始电量并计算电池充电或放电全过程的电流积分值进行电池电量自适应校正的方法，实现了校正电池实际电量的有益效果。
参照图5，图5是本发明电池电量检测的装置中电量校正模块一实施例结构示意图。如图5所示，本发明电池电量检测的装置中，电量校正模块04具体包括：
第一电量比较单元041，用于将所述电池初始电量和所述电池充电或放电后的理论电量进行比较，获得第一电量差值；
第二电量比较单元042，用于将所述第一电量差值与所述电池充电或放电全过程的电流积分值进行比较，获得第二电量差值；
电量校正单元043，用于将所述电池理论总电量与所述第二电量差值进行比较，获得电池实际总电量。
在一优选的实施例中，若所述电池初始电量为C0，对所述电池进行充电，所述电池充电后的理论电量为C1，所述电池充电全过程的电流积分值为ΔC1；因为对电池充电时，电池电压升高且电池电量增大，因此电池充电后的理论电量C1大于电池初始电量C0，第一电量比较单元041将所述电池放电后的理论电量C1与电池初始电量C0作差，得到第一差值(C1-C0)。第二电量比较单元042将所述第一差值(C1-C0)与所述电流积分值ΔC1进行比较，得到第二差值|(C1-C0)-ΔC1|。若第一(C1-C0)的值比ΔC1大，则电量校正单元043将所述电池的理论总电量减去第二差值|(C1-C0)-ΔC1|，获得电池实际总电量；若第一差值(C1-C0)的值比ΔC1小，则电量校正单元043将所述电池的理论总电量加上第二差值|(C1-C0)-ΔC1|，获得电池实际总电量，完成所述电池总电量的校正。
在一优选的实施例中，若所述电池初始电量为C0，对所述电池进行放电，所述电池放电后的理论电量为C2，所述电池放电全过程的电流积分值为ΔC2；因为对电池放电时，电池电压降低且电池电量减小，因此电池放电后的理论电量C2小于电池初始电量C0，第一电量比较单元041将所述电池初始电量C0与电池放电后的理论电量C2作差，得到第一差值(C0-C2)。第二电量比较单元042将所述第一差值(C0-C2)与所述电流积分值ΔC2进行比较，得到第二差值|(C0-C2)-ΔC2|。若第一差值(C0-C2)的值比ΔC2大，则电量校正单元043将所述电池的理论总电量减去第二差值|(C0-C2)-ΔC2|，获得电池实际总电量；若第一差值(C0-C2)的值比ΔC2小，则电量校正单元043将所述电池的理论电量加上第二差值|(C0-C2)-ΔC2|，获得电池实际总电量，完成所述电池总电量的校正。
电池实际电量的自适应校正也可采用上述方法获得，在此不再赘述。
本发明通过采用对所述电池充电或放电全过程的电流进行积分运算并根据所述电流积分值进行电池电量自适应校正的方法，实现了获得电池当前实际电量和校正电池总电量的有益效果。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制其专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电池电量检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据电池当前电压值得到电池初始电量；
对所述电池进行充电或放电，同时对所述电池充电或放电过程的电流值进行积分运算直至停止对所述电池进行充电或放电，并获得电量变化值；
根据所述电池充电或放电后的电压值得到电池充电或放电后的理论电量；
将所述电池初始电量和电池充电或放电后的理论电量的差值与所述电量变化值进行比较，并根据比较结果校正获得电池的实际电量。
2.根据权利要求1所述的电池电量检测的方法，其特征在于，对所述电池进行充电或放电，同时对所述电池充电或放电过程的电流值进行积分运算直至停止对所述电池进行充电或放电，并获得电量变化值的步骤具体包括：
对所述电池进行充电或放电，并判断充电或放电时间是否达到预设的电流积分时间值；
若是，则开始对所述电池充电或放电过程的电流值进行积分运算，直至充电或放电时间达到预设的自适应电量校正时间值，并获得电量变化值；
若否，则继续对所述电池进行充电或放电。
3.根据权利要求1所述的电池电量检测的方法，其特征在于，将所述电池初始电量和电池充电或放电后的理论电量的差值与所述电量变化值进行比较，并根据比较结果校正获得电池的实际电量的步骤具体包括：
将所述电池初始电量和所述电池充电或放电后的理论电量进行比较，获得第一电量差值；
将所述第一电量差值与所述电池充电或放电全过程的电流积分值进行比较，获得第二电量差值；
将所述电池理论总电量与所述第二电量差值进行比较，获得电池实际总电量。
4.根据权利要求2所述的电池电量检测的方法，其特征在于，所述预设的电流积分时间值与预设的自适应电量校正时间值根据所述电池充电或放电时的电流平均值和所述电池的标称电量预先设置。
5.根据权利要求1所述的电池电量检测的方法，其特征在于，所述电池初始电量及电池充电或放电后的理论电量均通过查询电池电压值与电池理论电量的对应表格获得。
6.一种电池电量检测的装置，其特征在于，包括：
初始电量模块，用于根据电池当前电压值得到电池初始电量；
电流积分模块，用于对所述电池进行充电或放电，同时对所述电池充电或放电过程的电流值进行积分运算直至停止对所述电池进行充电或放电，并获得电量变化值；
电量计算模块，用于根据所述电池充电或放电后的电压值得到电池充电或放电后的理论电量；
电量校正模块，用于将所述电池初始电量和电池充电或放电后的理论电量的差值与所述电量变化值进行比较，并根据比较结果校正获得电池的实际电量。
7.根据权利要求6所述的电池电量检测的装置，其特征在于，所述电流积分模块具体用于：
对所述电池进行充电或放电，并判断充电或放电时间是否达到预设的电流积分时间值；
若是，则开始对所述电池充电或放电过程的电流值进行积分运算，直至充电或放电时间达到预设的自适应电量校正时间值，并获得电量变化值；
若否，则继续对所述电池进行充电或放电。
8.根据权利要求6所述的电池电量检测的装置，其特征在于，所述电量校正模块具体包括：
第一电量比较单元，用于将所述电池初始电量和所述电池充电或放电后的理论电量进行比较，获得第一电量差值；
第二电量比较单元，用于将所述第一电量差值与所述电池充电或放电全过程的电流积分值进行比较，获得第二电量差值；
电量校正单元，用于将所述电池理论总电量与所述第二电量差值进行比较，获得电池实际总电量。
9.根据权利要求7所述的电池电量检测的装置，其特征在于，所述预设的电流积分时间值与预设的自适应电量校正时间值根据所述电池充电或放电时的电流平均值和所述电池的标称电量预先设置。
10.根据权利要求6所述的电池电量检测的装置，其特征在于，所述电池初始电量及电池充电或放电后的理论电量均通过查询电池电压值与电池理论电量的对应表格获得。
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