CN102593540A - 一种电池激活方法、模块及终端 - Google Patents

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Abstract

本发明为了解决电池随着其使用时间越长，其充电完成后使用时间越短、充电效率越低的问题而提出了一种自动激活电池的方法、模块及终端来最大程度的保持电池的原有性能。本发明提供的电池激活模块包括检测单元、激活单元及控制单元，其电池激活方法是：周期性的收集、记录并上传电池的第一工作参数值和第二工作参数值；确定第一工作参数的关键段，并计算对应第一工作参数关键段中的第二工作参数变化值；将第二工作参数变化值与预设值进行比较，根据比较结果确定电池的使用状态，进一步根据使用状态对电池进行激活操作。实施本发明可实时监测电池的使用状态，并对电池进行激活操作，最大程度上保护电池的原有性能，能大大提高用户的使用体验。

Description

一种电池激活方法、模块及终端
技术领域
本发明涉及终端设备的电池应用领域，尤其涉及一种对电池进行激活的方法、模块及终端。
背景技术
电池是终端设备的电能来源，若没有电池，终端设备的应用性能将大打折扣。一块高容量高性能的电池，不仅可以给终端长时间的续航能力，而且也可以保护终端，使终端设备能够长时间高效率的工作。
随着现代手机，尤其是智能机的普及，其功能越来越丰富，已经逐渐成为用户通信、办公、娱乐的必备。多数人对手机最为看重的还是电池续航能力，38％的受访者表示只要手机能够持续正常运行(如接打电话、收发短信)，他们就满足了，不想为了任何附加功能而牺牲电池续航时间。从售后市场获得的数据也显示，消费者对手机产品最不满意的地方就是电池的使用寿命越来越短，并且充电效率越来越低。
电池使用寿命越来越短的原因可能是：经常反复高电位充电、过充，长时间不充导致电池过放等。对于普通用户来说，在开始使用终端设备的那一刻起，电池的性能会随着时间的推移而慢慢下降，因此最大程度的保留电池的性能显得意义重大。
发明内容
为了解决电池随着使用时间越长，其充满电后使用时间越短、充电效率越低的问题，本发明提出了一种可以自动激活电池的方法、模块及终端，来最大限度的保持电池的原有性能。
在一个具体实施例中，本发明提供的电池激活方法的步骤如下：
周期性的收集、记录并上传电池的第一工作参数值和第二工作参数值；
确定第一工作参数的关键段，并计算对应第一工作参数关键段中的第二工作参数的变化值；
将变化值与预设值进行比较，根据比较结果确定电池的使用状态；
根据使用状态，对电池进行激活操作。
在一个具体实施例中，上述电池激活方法中，周期性的收集、记录电池的第一工作参数值和第二工作参数值之后，还包括：利用第一工作参数值和第二工作参数值绘制第一工作参数和第二工作参数的工作参数曲线图到控制单元并上传。根据绘制的工作参数曲线图，可方便的计算出在第一工作参数的关键段内对应的第二工作参数变化值。
在一个具体实施例中，上述电池激活方法中，对电池进行激活之前，还包括：提醒用户设置激活时间，接收并在激活时间时下达电池激活操作指令。提醒用户设置激活时间，可以方便用户使用，不会影响用户的正常生活。
在一个具体实施例中，上述电池激活方法中，对电池进行激活之前，还包括：控制终端进入深度休眠或者关机。当终端设备进入深度休眠或者关机之后，电池的激活操作将不会对终端设备造成不利的影响，更大程度的保护用户的终端设备。
在一个具体实施例中，在上述所有电池激活方法中，当第一工作参数为电池的电压时，第二工作参数为以下工作参数中的至少一个：电池的电量、电流、时间、温度、内阻；当第一工作参数为电池的电量时，第二工作参数为以下工作参数中的至少一个：电池的电压、电流、时间、温度、内阻。
在一个具体实施例中，上述所有电池激活方法中，预设值为标准电池对应于第一工作参数关键段中的第二工作参数的变化值。
在一个具体实施例中，上述所有电池激活方法中，对电池进行激活操作所采用的激活方式为脉冲充电或者涓流充电或者恒流恒压充电；该恒流恒压充电具体过程为：循环的依次进行恒流放电、恒流充电和恒压充电直至电池激活完成为止，判断电池激活是否完成的方法是控制单元在激活过程中计算电池的第二工作参数在第一工作参数关键段内的变化值是否与预设值相同或者相近，如果相同或者相近，则本次电池的激活完成，停止该恒流恒压充电操作；否则继续对电池进行激活操作。
在一个具体实施例中，本发明提供的电池激活模块，包括：
检测单元，用于周期性收集、记录并上传电池的工作参数值；
控制单元，用于确定电池使用状态，判断是否需要对电池进行激活操作；
激活单元，用于对电池进行激活操作；
检测单元与控制单元相连，向控制单元上传其记录的工作参数值；
控制单元与检测单元及激活单元相连，接收工作参数值，当需要对电池进行激活操作时，向激活单元下达激活指令；
激活单元与控制单元相连，在接收激活单元下达的激活指令时，进行电池激活操作。
在一个具体实施例中，上述电池激活模块中，还包括提醒单元，与控制单元相连，用于在接收到激活单元下达的提醒指令时提醒用户设置激活时间，接收并将激活时间传送给控制单元；控制单元还用于下达提醒指令，并接收提醒单元传送的激活时间，并在激活时间向激活单元下达激活指令。
在一个具体实施例中，上述电池激活系统还包括切换单元，与控制单元相连，用于在接收到控制单元下达的切换指令后，切换为外接电源供电模式为电池的激活操作提供电能，控制单元还用于向切换单元下达切换指令。
同时，本发明还提供了一种终端，包括外接电源、电池、耗电模块、及以上实施例中任一项的电池激活模块，电池激活模块与外接电源、电池、耗电模块相连。
实施本发明可以实时监测电池的使用状态，并且可以实时把信息反馈给用户，并且能从用户得到相关执行指令，对电池进行不同的激活等操作，可以最大程度上保护电池，保持电池的原有性能。用户不再会因为电池的性能下降而对丰富多彩的应用有所顾虑，能大大提高用户的使用体验。
附图说明
图1为本发明终端设备的实施例的结构示意图；
图2为本发明电池激活模块最佳实施例的结构示意图；
图3为本发明电池激活方法最佳实施例的流程图。
具体实施方式
下面通过实施方式结合附图的方式对本发明做出进一步的详细说明。
结合图1及图2说明本发明实施例电池激活模块的最佳实施例。
从图1可以看出，本发明电源管理模块是运用在终端设备上面的，该终端包括外接电源、电池、耗电模块和电源管理模块；其中外接电源的形式包括但不限于适配器、USB充电方式；电池包括但不限于镍氢、镍镉、锂离子电池；耗电模块就是终端设备的耗电单元，包括但不限于终端设备的显示屏、处理器、触摸屏、或者WiFi、蓝牙、重力感应器、加速度、GPS、图形处理器等应用；电源管理模块(PMU)则用来对电池进行激活操作，最大程度的保持电池的原有性能。
其中电源激活模块(PMU)的结构如图2所示，其包括检测单元、控制单元、提醒单元、激活单元和切换单元。其中：
当有外接电源时，切换单元用于切换到外接电源供电模式，给终端设备的耗电模块进行供电、给电池进行充电、接收到控制单元下达的切换指令时切换到外接电源供电模式为电池激活操作供电；当没有外接电源时，切换单元用于切换到电池供电模式，给终端设备的耗电模块进行供电。
监测单元用于实时检测电池的使用状态，周期性进行工作参数(包括但不限于电压、电量、电流、内阻值、温度等)的测量，上传工作参数值到控制单元，也可以根据工作参数值绘制相应的工作参数曲线图并上传到控制单元。
激活单元用于接收控制单元下达的激活指令，并按照该激活指令对电池进行激活操作。在电池激活过程中，切换单元也参与进来，切换单元切换到外接电源供电模式，使用外接电源对电池进行激活，对电池进行激活的激活方式包括但不局限于：脉冲充电或者涓流充电或者恒流恒压充电方式。涓流充电，即维护充电(浮充)，为补偿自放电，主要运用于电信装置、信号系统等直流电源系统的蓄电池的维护及激活，涓流充电使蓄电池保持在近似完全充电状态的连续小电流充电，在完全充电后处于涓流充电状态，以备放电时使用。脉冲充电主要运用于镍镉电池的激活，由于镍镉电池在常规充电时容易极化，常规恒压或恒流充电均会使电解液持续产生氢氧气体，其氧气在内部高压作用下，渗透至负极与镉板作用生成Cd0，造成极板有效容量下降，而脉冲充电一般采用充与放的方法，即充5秒钟，就放1秒钟，这样充电过程产生的氧气在放电脉冲下将大部分被还原成电解液，不仅限制了内部电解液的气化量，而且对那些已经严重极化的旧电池，在使用本充电方法充放电5-10次后，会逐渐恢复或接近原有容量。恒流恒压充电具体过程为：循环的依次进行恒流放电、恒流充电和恒压充电，广泛的运用到锂电池等电池的维护及激活，其步骤将在下文中以实施例的方式给出。
提醒单元用于在接收到控制单元下达的提醒指令后，提醒用户设置激活时间，并且把用户设置的激活时间传送到控制单元。
控制单元是电池激活模块的神经中枢，负责相关单元之间通信及任务指令的下达，包括接收检测单元上传电池工作参数值或者工作参数曲线图；控制终端设备的电源供给模式，向切换单元下达切换指令；向激活单元下达激活指令；向提醒单元下达提醒指令，并接收用户设置的激活时间等。
控制单元的具体工作是：在接收到电池工作参数值或者工作参数曲线图后，选取第一工作参数的关键段，计算在该第一工作参数的关键段内所选取的第二工作参数变化值，比较该变化值与预设值(该预设值为标准电池对应于该第一工作参数关键段中的第二工作参数的变化值)大小，如果发现该变化值与预设值偏差过大，会及时发出中断报警，并上报原因，该中断报警及原因通过提醒单元显示给用户，使用户了解到电池的哪个因素超出了警戒线，通过预先存储的相关逻辑提醒用户进行相关的激活操作和激活时间的选择，并在用户设置的激活时间下达激活指令。
结合图3说明本发明电池激活方法最佳实施例的工作流程。
周期性收集、记录并上传电池的第一工作参数值及第二工作参数值。
检测单元周期性的检测电池的电压V、电流I、时间T、电量Q、电池温度T、内阻R等工作参数值，并将检测到的工作参数值上传，其中当第一工作参数为电池的电压时，第二工作参数为以下工作参数中的至少一个：电池的电量、电流、时间、温度、内阻；当第一工作参数为电池的电量时，第二工作参数为以下工作参数中的至少一个：电池的电压、电流、时间、温度、内阻。检测单元收集到需要的工作参数后，也可以计算并绘制出电压V--电量Q(电流I、时间T、温度T、内阻R)或者电量Q--电压V(电流I、时间T、温度T、内阻R)的工作参数关系曲线图，并将计算得到的工作参数关系曲线图上传。
接收电池的工作参数值，计算第一工作参数关键段中的第二工作参数的变化值，比较上述工作参数的变化值与预设值，确定电池的使用状态。
检测单元在收集完相关数据后，将工作参数值或者工作参数关系曲线图发送给控制单元，控制单元在第一工作参数几个关键段进行详细计算，得出对应的第二工作参数的变化值，并和预设值进行比较。假设第一工作参数定为电池的电压V，第二工作参数定为电池的电量Q及变化时间T，则进行判断的参数包括：在电压点V1到V2时所用的时间ΔT、电量值ΔQ中的一个或多个，如果ΔQ或者ΔT＜预设值，则认为是电池处于亚健康状态。
根据使用状态对电池进行激活操作。
当电池处于亚健康状态时，需要对电池进行激活操作。此时可以自行按照既定方案对电池进行激活操作，也可以选择提醒用户设置电池激活时间，比如24点整，则在24点整的时间，电池激活模块控制终端设备深度休眠，进行电池激活操作，不影响用户的使用。
对电池进行激活操作的激活方式包括但不局限于脉冲充电或者涓流充电或者恒流恒压充电的方式。下面以恒流恒压充电的激活方式来具体说明。
步骤一、控制单元控制终端设备进入深度休眠、或者直接关机；
步骤二、控制单元下达切换指令，切换单元切换为外接电源供电模式，利用外接电源对电池进行激活操作；
步骤三、激活单元启动，首先对电池进行放电，用电流C1进行放电，直至电压V1，(恒流放电)；
步骤四、控制单元启动定时器，搁置时间T1；
步骤五、使用大电流C2进行充电，直到电压V2(恒流充电)；
步骤六、保持恒压V2充电，直至电流小于C3(恒压充电)；
步骤七、控制单元启动定时器，搁置时间T2；
步骤八：控制单元判断是否需要对电池进行再次放电。是，则进行步骤九；否，则激活操作完成，终端设备恢复正常工作；
步骤九：对电池进行放电，用电流C1进行放电，直至电压V1；
步骤十：重复步骤四至八。
下面以生活实例对本发明做进一步的补充说明。
在用户使用的过程中，实现检测电池是否需要进行激活的方法(以4000mAh锂电池为例，选择电池的电压为第一工作参数，电池的电量为第二工作参数)：
1.在充电结束后，清空时间、电压、电量初始值。开始保存时间T3，如2011.11.25 10:25:20，电压V4，如4.15v；
2.实时监控电流，计算实时电量，并计算ΔQ，并绘制电压V、ΔQ、ΔT的实时曲线；
3.选取电压点4.1-4.0v之间的电量变化值，标准电池应该是Q2，如500mAh，如果此时ΔQ＜Q2，如300mAh，则上报电池处于亚健康警报；
4.选取电压点4.0-3.9v之间的电量变化值，标准电池应该是Q3，如700mAh，如果此时ΔQ＜Q3，如600mAh，则上报电池处于亚健康警报；
5.选取电压点3.8-3.6v之间的电量变化值，标准电池应该Q4，如3600mAh，如果此时ΔQ＜Q4，如3000mAh，则上报电池处于亚健康警报；
当电池处于亚健康时，电池激活模块通过提醒单元提醒用户设置对电池进行激活操作的时间，比如当天24点等。
在用户使用的过程中，对电池进行激活操作的步骤及方法(仍以4000mAh锂电池为例，选择恒流恒压充电的激活方式进行电池激活)：
1.用户插入外接电源适配器，选择进行电池激活按钮；
2.电池以电流C1，如800mA进行恒流放电，直至电压V1，如3.0v；
3.放置时间T1，如30min；
4.电池以电流C2，如1.5A进行恒流充电，直至电压V2，如4.2v；
5.保持4.2v的电压，对电池进行恒压充电，直至充电电流小于C3，如80mA；
6.放置时间T2，如30min；
7.以电流C3，如800mA的电流进行恒流放电，直至电压V3，如3.0v；
8.重新循环第3到6步，直至控制单元检测到电池在第一工作参数关键段内的第二工作参数的变化值与预设值相同或相近，则停止循环，电池激活操作完成。
上述检测及激活过程中，电池的所有工作参数(电压V、电流I、电量Q、时间T)都可以由用户自行设置。
以上仅是本发明的具体实施方式而已，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任意简单修改、等同变化或修饰，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (11)

1.一种电池激活方法，其特征在于，
周期性的收集、记录并上传电池的第一工作参数值和第二工作参数值；
确定所述第一工作参数的关键段，并计算对应所述第一工作参数关键段中的所述第二工作参数变化值；
将所述第二工作参数变化值与预设值进行比较，根据比较结果确定电池的使用状态，并根据所述使用状态对电池进行激活。
2.如权利要求1所述的电池激活方法，其特征在于，周期性的收集、记录电池的第一工作参数值和第二工作参数值之后，还包括：利用所述第一工作参数值和所述第二工作参数值绘制所述第一工作参数和所述第二工作参数的工作参数曲线图并上传。
3.如权利要求1所述的电池激活方法，其特征在于，对电池进行激活之前，还包括：提醒用户设置激活时间，接收并在所述激活时间时下达电池激活指令。
4.如权利要求3所述的电池激活方法，其特征在于，对电池进行激活之前，还包括：控制终端进入深度休眠或者关机。
5.如权利要求1所述的电池激活方法，其特征在于，当所述第一工作参数为电池的电压时，所述第二工作参数为以下工作参数中的至少一个：电池的电量、电流、时间、温度或内阻；当所述第一工作参数为电池的电量时，所述第二工作参数为以下工作参数中的至少一个：电池的电压、电流、时间、温度或内阻。
6.如权利要求1所述的电池激活方法，其特征在于，所述预设值为标准电池对应所述第一工作参数关键段中的所述第二工作参数的变化值。
7.如权利要求1至6任一项所述的电池激活方法，其特征在于，对电池进行激活的激活方式为脉冲充电或者涓流充电或者恒流恒压充电；所述恒流恒压充电具体过程为：循环的依次进行恒流放电、恒流充电和恒压充电直至电池激活完成。
8.一种电池激活模块，其特征在于，包括：
检测单元，用于周期性收集、记录并上传电池的工作参数值；
控制单元，用于确定电池使用状态，判断是否需要对电池进行激活；
激活单元，用于对电池进行激活；
所述检测单元与所述控制单元相连，向所述控制单元上传其记录的工作参数值；
所述控制单元与所述检测单元及所述激活单元，接收所述工作参数值，当需要对电池进行激活操作时，向所述激活单元下达激活指令；
所述激活单元与所述控制单元相连，在接收所述激活单元下达的激活指令时，对电池进行激活。
9.如权利要求8所述的电池激活模块，其特征在于，还包括提醒单元，与所述控制单元相连，用于在接收到激活单元下达的提醒指令时提醒用户设置激活时间，接收并将所述激活时间传送给所述控制单元；所述控制单元还用于向所述提醒对应下达提醒指令，接收所述提醒单元传送的激活时间，并在所述激活时间向所述激活单元下达激活指令。
10.如权利要求8所述的电池激活模块，其特征在于，还包括切换单元，与所述控制单元相连，用于在接收到所述控制单元下达的切换指令后，切换为外接电源供电模式为电池的激活操作提供电能；所述控制单元还用于向所述切换单元下达切换指令。
11.一种终端，包括外接电源、电池、耗电模块，其特征在于，还包括：如权利要求8至10任一项所述的电池激活模块；所述电池激活模块与所述外接电源、所述电池、所述耗电模块相连。
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