CN102638072B - 一种电池智能管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电池智能管理方法，包括：A微控芯片进入睡眠状态，等待被中断唤醒；B用户通过与微控芯片电连接的电池外壳上按键产生按键中断，微控芯片被中断唤醒，根据电池的检测电压执行相对容量的电池电量运算并控制点亮电池外壳上复数个指示灯；C定时器产生定时器中断，微控芯片被中断唤醒，判断电池的检测电压小于低压门限设置低压标记；当存在所述低压标记且电池充放电回路上的电流感应电阻的两端电压高于充电门限，累计充电时间；当充电时间超过有效时间，累计充电次数，再判断充电次数是否大于最高次门限；若大于最高次门限，则控制点亮/闪亮电池外壳上的对应指示灯。这种电池智能管理方法大大提升了电池使用的效益和安全。

Description

一种电池智能管理方法

技术领域

本发明涉及电池，具体涉及一种电池智能管理方法，尤其涉及可循环充电锂离子电池。

背景技术

可循环充电锂离子电池的出现为人们的生活带来了极大的方便，可循环充电锂离子电池广范应用于手机，数码相机，医疗设备，手提电脑，视听设备，电动工具等产品。对于某些非智能化管理的用电设备(如电钻，高级自行车灯光系统)，本身不具备电池电量计量及电量显示部分。而对终端用户来说，及时了解电池电量状态是非常必要的，这样可以提醒人们及时给电池充电，以免因电池缺电而影响所使用的工具不能正常工作。进一步电池的使用次数是有一定的限度的，对于超过使用次数的电池，电化学性已显剧下降，将严重影响用户的正常使用，这时也应根据使用次数的计量报警指示并及时提醒用户报废旧电池并且更换新的电池。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是，如何提供一种电池智能管理方法，能有效管理使用电池。

本发明技术问题这样解决：构建一种电池智能管理方法，采用与其内部电芯电连接的内置微控芯片，其特征在于，包括以下具体步骤：

A所述微控芯片进入睡眠状态，等待被中断唤醒；

B用户通过与所述微控芯片电连接的电池外壳上按键产生按键中断，所述微控芯片被中断唤醒，检测并根据电池电压执行相对容量的电池电量运算，再根据运算结果控制点亮电池外壳上的复数个指示灯中对应数量的指示灯；

C定时器产生定时器中断，所述微控芯片被中断唤醒，判断电池的检测电压小于低压门限设置低压标记；当存在所述低压标记且电池充放电回路上的电流感应电阻的两端电压高于充电门限，累计充电时间，其中：所述两端电压为正、电池充电，所述两端电压为负、电池放电；当充电时间超过有效时间，累计充电次数，再判断充电次数是否大于最高次门限；若大于最高次门限，则控制点亮/闪亮电池外壳上的对应指示灯，指示电池可以报废。

按照本发明提供的电池智能管理方法，可选方案一对应的所述步骤C具体包括：

201)定时器产生定时器中断，所述微控芯片被中断唤醒；

202)判断电池的检测电压是否小于低压门限，是设置低压标记；

203)判断电池充放电回路上的电流感应电阻的两端电压是否高于充电门限，是设置充电标记；所述两端电压为正、电池充电，所述两端电压为负、电池放电；

204)判断是否同时存在低压标记且充电标记，是累计充电时间检测计数，否则跳过下面步骤进入步骤207)；

205)判断充电时间检测计数是否超过有效时间对应计数，是累计充电次数，否则跳过下面步骤进入步骤207)；

206)判断充电次数是否大于最高次门限；是则控制点亮/闪亮电池外壳上的对应指示灯；

207)进入步骤A。

按照本发明提供的电池智能管理方法，可选方案二对应的所述步骤C具体包括：

301)定时器产生定时器中断，所述微控芯片被中断唤醒；

302)判断是否存在低压标记，是直接进入步骤304)，否则进入下一步；

303)判断电池的检测电压是否小于低压门限，是设置低压标记，否则进入步骤307)；

304)判断电池充放电回路上的电流感应电阻的两端电压是否高于充电门限，是累计充电时间检测计数，否则跳过下面步骤进入步骤307)；所述两端电压为正、电池充电，所述两端电压为负、电池放电；

305)判断充电时间检测计数是否超过有效时间对应计数，是累计充电次数，否则跳过下面步骤进入步骤307)；

306)判断充电次数是否大于最高次门限；是则控制点亮/闪亮电池外壳上的对应指示灯；

307)进入步骤A。

按照本发明提供的电池智能管理方法，所述步骤C中累计充电次数的同时还包括清除所述低压标记和所述充电次数清零。

按照本发明提供的电池智能管理方法，所述定时器是独立器件，其定时周期是50-150秒，优选60。

按照本发明提供的电池智能管理方法，所述定时器是能在整体睡眠时保持工作的微控芯片内部模块，所述微控芯片被中断唤醒后，还包括累计唤醒次数，再判断唤醒次数是否大于唤醒门限；若唤醒次数小于唤醒门限，则重新进入睡眠状态，否则唤醒次数清零，再执行后续程序动作；所述唤醒门限对应的唤醒周期是50-150秒，优选60。

按照本发明提供的电池智能管理方法，步骤B和C中所述微控芯片被中断唤醒后，所述按键中断和定时器中断被禁止，步骤B和C执行完后再打开；除所述大于最高次门限情况外，步骤C最后返回步骤A。

按照本发明提供的电池智能管理方法，所述步骤B中所述电池电量运算包括电压模数转换和数值比较；所述数值比较包括与复数个从小到大的数值门限比较，如：3个指示灯对应3个门限，小于最小门限指示灯全灭，大于最高门限指示灯全亮。

按照本发明提供的电池智能管理方法，所述步骤B中所述电池电量运算包括电压模数转换和数值计算；所述数值计算是(U-12)×100/3％。

按照本发明提供的电池智能管理方法，所述有效时间大于电池从空到所述低压门限需要的充电时间，小于电池从空到满需要的充电时间；步骤B点亮电池外壳上的复数个指示灯指定时长后熄灭所有指示灯返回步骤A。

本发明提供的电池智能管理方法，使用微控芯片和智能管理程序，与现有技术相比具有以下优点：

1、电池电量显示，让终端用户及时了解电池电量的相关信息；在电池电量不足时及时做好各方面准备；

2、电池使用次数报警显示，电池的使用次数是有一定的限度的，对于超过使用次数的电池，电化学性已显剧下降，将严重影响用户的正常使用，对使用次数的计量报警指示能及时提醒用户报废电池及更换新的电池；

3、芯片程序最低限度耗电，提高电池使用效能。

附图说明

下面结合附图和具体实施例进一步对本发明进行详细说明。

图1是本发明锂离子电池内部控制电路的电路结构示意图；

图2是图1中微控芯片U7的智能管理程序流程示意图一；

图3是图1中微控芯片U7的智能管理程序流程示意图二。

具体实施方式

首先，说明本发明具体实施例的硬件基础：

如图1所示，该锂离子电池采用电池管理芯片U3和微控芯片U7为基础的硬件线路，包括电池管理部分11和额外增加的智能控制部分12，智能控制部分12中微控芯片U3的型号具体是SN8P2711，还包括三个电量指示灯LED1、LED2和LED3以及一个电量指示控制按键K1。点亮指示灯LED1、LED2和LED3的数量表示电池现有电量针对电池容量的相对百分比例，每一个被点亮指示灯即代表一个33.33％的电池容量，指示灯LED1、LED2和LED3序号从小到大被点亮。其中：电池管理部分11具有普通电池保护功能的控制部分。

第二，进一步详细说明应用本发明方法的控制程序：

如图2和3所示，电池内置微控芯片U7中本发明电池智能管理控制程序具体包括以下步骤：

1001)上电，硬件初始化；

1002)微控芯片U7进入睡眠省电状态；进入步骤1101)或1201)；

1101)判断是否有按键中断产生？否返回步骤1002)，是则进入下一步；

1102)禁止按键中断和定时器中断，进行电池电压模数AD转换；

1103)根据电池电压AD转换值计算电池容量百分比并点亮对应数量的电池电量指示灯直至持续点亮3秒结束；

1104)熄灭所有电池电量指示灯，允许按键中断和定时器中断，返回步骤1002)。

1201)判断10秒定时器中断是否到？否返回步骤1002)，是则进入下一步；10秒是微控芯片U7内部定时累计模块最大计数值；

1202)禁止按键中断和定时器中断，定时器中断计数变量加1；

1203)判断定时器中断计数变量是否≥6？否允许按键中断和定时器中断、返回步骤1002)，是则进入下一步；

1204)定时器中断计数变量清零，对电池电压进行AD转换；

1205)判断上一步的AD转换值是否小于低压门限(1737，对应电池电量12.8V，电池满电压15V)？是设置低电压标记变量LowBattery，LowBattery＝1，进入下一步，否则直接进入下一步；

1206)判断电池充放电回路上的电流感应电阻的两端电压AD转换值是否大于3(“3”对应充电电流80mA，该实施例中充电时两端电压为正、放电时两端电压为负)？否允许按键中断和定时器中断、返回步骤1002)，是则进入下一步；

1207)判断电池处于充电状态，设置充电标记变量Chg1NoChg0，Chg1NoChg0＝1；

1208)判断LowBattery& Chg1NoChg0＝1？否允许按键中断和定时器中断、返回步骤1002)，是则进入下一步；

1209)充电检测次数变量加1；

1210)判断定时器中断计数变量是否≥30？否允许按键中断和定时器中断、返回步骤1002)，是则进入下一步；

1211)充电工作周期计数器加1并写入电可擦可编程只读存储器EEPROM，充电检测次数变量清零；

1212)判断工作周期计数器是否≥300？否允许按键中断和定时器中断、返回步骤1002)，是则进入下一步；

1213)允许按键中断和禁止定时器中断，调用LED3黄色光闪烁程序，指示电池寿命用尽；

1214)结束。

最后，在本领域普通技术人员理解范围内，在本发明权利要求范围内，各种变化都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电池智能管理方法，采用与其内部电芯电连接的内置微控芯片，其特征在于，包括以下具体步骤：

A所述微控芯片进入睡眠状态，等待被中断唤醒；

B用户通过与所述微控芯片电连接的电池外壳上按键产生按键中断，所述微控芯片被中断唤醒，检测并根据电池电压执行相对容量的电池电量运算，再根据运算结果控制点亮电池外壳上的复数个指示灯中对应数量的指示灯；

C定时器产生定时器中断，所述微控芯片被中断唤醒，判断电池的检测电压小于低压门限设置低压标记；当存在所述低压标记且电池充放电回路上的电流感应电阻的两端电压高于充电门限，累计充电时间，其中：所述两端电压为正、电池充电，所述两端电压为负、电池放电；当充电时间超过有效时间，累计充电次数，再判断充电次数是否大于最高次门限；若大于最高次门限，则控制点亮/闪亮电池外壳上的对应指示灯。

2.根据权利要求1所述电池智能管理方法，其特征在于，所述步骤C具体包括：

201)定时器产生定时器中断，所述微控芯片被中断唤醒；

202)判断电池的检测电压是否小于低压门限，是设置低压标记；

203)判断电池充放电回路上的电流感应电阻的两端电压是否高于充电门限，是设置充电标记；所述两端电压为正、电池充电，所述两端电压为负、电池放电；

204)判断是否同时存在低压标记且充电标记，是累计充电时间检测计数，否则跳过下面步骤进入步骤207)；

205)判断充电时间检测计数是否超过有效时间对应计数，是累计充电次数，否则跳过下面步骤进入步骤207)；

206)判断充电次数是否大于最高次门限；是则控制点亮/闪亮电池外壳上的对应指示灯；

207)进入步骤A。

3.根据权利要求1所述电池智能管理方法，其特征在于，所述步骤C具体包括：

301)定时器产生定时器中断，所述微控芯片被中断唤醒；

302)判断是否存在低压标记，是直接进入步骤304)，否则进入下一步；

303)判断电池的检测电压是否小于低压门限，是设置低压标记，否则进入步骤307)；

304)判断电池充放电回路上的电流感应电阻的两端电压是否高于充电门限，是累计充电时间检测计数，否则跳过下面步骤进入步骤307)；所述两端电压为正、电池充电，所述两端电压为负、电池放电；

305)判断充电时间检测计数是否超过有效时间对应计数，是累计充电次数，否则跳过下面步骤进入步骤307)；

306)判断充电次数是否大于最高次门限；是则控制点亮/闪亮电池外壳上的对应指示灯；

307)进入步骤A。

4.根据权利要求1-3任一项所述电池智能管理方法，其特征在于，所述步骤C中累计充电次数的同时还包括清除所述低压标记和所述充电次数清零。

5.根据权利要求1-3任一项所述电池智能管理方法，其特征在于，所述定时器是独立器件，其定时周期是50-150秒。

6.根据权利要求1-3任一项所述电池智能管理方法，其特征在于，所述定时器是能在整体睡眠时保持工作的微控芯片内部模块，所述微控芯片被中断唤醒后，还包括累计唤醒次数，再判断唤醒次数是否大于唤醒门限；若唤醒次数小于唤醒门限，则重新进入睡眠状态，否则唤醒次数清零，再执行后续程序动作；所述唤醒门限对应的唤醒周期是50-150秒。

7.根据权利要求1-3任一项所述电池智能管理方法，其特征在于，步骤B和C中所述微控芯片被中断唤醒后，所述按键中断和定时器中断被禁止，步骤B和C执行完后再打开；除所述大于最高次门限情况外，步骤C最后返回步骤A。

8.根据权利要求1所述电池智能管理方法，其特征在于，所述步骤B中所述电池电量运算包括电压模数转换和数值比较；所述数值比较包括与复数个从小到大的数值门限比较。

9.根据权利要求1所述电池智能管理方法，其特征在于，所述步骤B中所述电池电量运算包括电压模数转换和数值计算；所述数值计算是(U-12)×100/3％。

10.根据权利要求1-3任一项所述电池智能管理方法，其特征在于，所述有效时间大于电池从空到所述低压门限需要的充电时间，小于电池从空到满需要的充电时间；步骤B点亮电池外壳上的复数个指示灯指定时长后熄灭所有指示灯返回步骤A。

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