CN103576091A - 电池开路电压补偿系统及方法 - Google Patents

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    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3842—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC combining voltage and current measurements

Abstract

一种电池开路电压补偿方法，运用于电子装置中，该方法包括：当电子装置正在充电时，读取电子装置中电池的充电电压及充电电流，及当电子装置没有充电时，读取电子装置中电池的放电电压及放电电流；读取该电子装置中电池的内阻；根据所述充电电压、充电电流及电池的内阻计算电池充电时电池的开路电压，及根据所述放电电压、放电电流及电池的内阻计算电池放电时电池的开路电压；根据所计算的开路电压从电池的开路电压和电量百分比的关系数据表上查找对应的电量百分比，并将所查找到的电量百分比显示在电子装置的显示屏上。本发明还提供一种电池开路电压补偿系统。利用本发明可避免在电子装置接上充电器后，拔掉充电器时电量百分比的剧烈波动。

Description

电池开路电压补偿系统及方法
技术领域
本发明涉及一种电压补偿系统及方法，尤其涉及一种电池开路电压补偿系统及方法。
背景技术
如今电子装置（例如，手机、笔记本电脑、平板电脑等）种类繁多，锂电池也广泛地应用到这些产品中。在开发电子装置的过程中，研发人员根据电池供应商会提供电池设计说明以得到电池开路电压和电量百分比的关系数据表，如图4所示。然而，在某些情况下，当接上充电器的时候电子装置中电池的电量从20%立马变到50%，而拔掉充电器的时候电子装置中电池的电量百分比会从50%立马变到20%，如此一来会影响用户的体验，对用户造成困恼。而造成上述问题的具体原因如下：
每个电池都有电池内阻，且由于个体差异，电池内阻也会不同。即使是同一个电池，由于受环境温度、使用时间长短等影响，电池内阻的大小也会变化。当电池工作的时候，由于电池内阻的原因会造成一定的压降。
根据图4中的数据，可以看到电量50%和20%的电压差值还不到0.2V，由于电池内阻的原因，电子装置在接上充电器与拔掉充电器的电压差值可能会达到0.2V，而以往计算电池百分比时并没有考虑由于电池内阻所造成的电压差值，而是直接将充电电压或放电电压作为电池开路电压，如此一来，造成电子装置在接上充电器后，再拔掉充电器时电量百分比的剧烈波动。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提出一种电池开路电压补偿系统，在电子装置接上充电器或拔掉充电器时，补偿电池内阻所造成的电压，从而修正电子装置的电池开路电压，使得计算出来的电量百分比更精确，避免了在电子装置接上充电器后，再拔掉充电器时电量百分比的剧烈波动。
此外，还有必要提出一种电池开路电压补偿方法，在电子装置接上充电器或拔掉充电器时，补偿电池内阻所造成的电压，从而修正电子装置的电池开路电压，使得计算出来的电量百分比更精确，避免了在电子装置接上充电器后，再拔掉充电器时电量百分比的剧烈波动。
一种电池开路电压补偿系统，运行于电子装置中，该系统包括：判断模块，用于判断电子装置是否正在充电；读取模块，用于当电子装置正在充电时，读取电子装置中电池的充电电压及充电电流，及当电子装置没有充电时，读取电子装置中电池的放电电压及放电电流；所述读取模块，用于读取该电子装置中电池的内阻；计算模块，用于根据所述充电电压、充电电流及电池的内阻计算电池充电时的开路电压，及根据所述放电电压、放电电流及电池的内阻计算电池放电时的开路电压；查找模块，用于根据所计算的电池的开路电压从电池的开路电压和电量百分比的关系数据表上查找对应的电量百分比，并将所查找到的电量百分比显示在电子装置的显示屏上。
一种电池开路电压补偿方法，运用于电子装置中，该方法包括：判断电子装置是否正在充电；当电子装置正在充电时，读取电子装置中电池的充电电压及充电电流，及当电子装置没有充电时，读取电子装置中电池的放电电压及放电电流；读取该电子装置中电池的内阻；根据所述充电电压、充电电流及电池的内阻计算电池充电时电池的开路电压，及根据所述放电电压、放电电流及电池的内阻计算电池放电时电池的开路电压；根据所计算的开路电压从电池的开路电压和电量百分比的关系数据表上查找对应的电量百分比，并将所查找到的电量百分比显示在电子装置的显示屏上。
相较于现有技术，所述的一种电池开路电压补偿方法，在电子装置接上充电器或拔掉充电器时，补偿电池内阻所造成的电压，从而修正电子装置的电池开路电压，使得计算出来的电量百分比更精确，避免了在电子装置接上充电器后，再拔掉充电器时电量百分比的剧烈波动。
附图说明
图1是本发明电池开路电压补偿系统较佳实施例的应用环境图。
图2是本发明电池开路电压补偿系统较佳实施例的功能模块图。
图3是本发明电池开路电压补偿方法流程图。
图4是本发明中电池开路电压和电量百分比的关系数据表的示意图。
主要组件符号说明
  电子装置   1
  电池开路电压补偿系统   10
  电池   12
  充电器   2
  充电电源   3
  判断模块   100
  读取模块   110
  计算模块   120
  查找模块   130
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
参照图1所示，是本发明电池开路电压补偿系统较佳实施例的应用环境图。该电池开路电压补偿系统10运行于电子装置1中，该电子装置1包括一电池12。当该电子装置1的电池12需要充电时，该电子装置1与充电器2和充电电源3相连接。所述电子装置1可以是手机、个人数字助理、平板电脑、个人计算机等内置电池的电子装置。在本较佳实施例中，所述电子装置1为手机。
如图2所示，是本发明电池开路电压补偿系统较佳实施例的功能模块图。该通过电池开路电压补偿系统10包括判断模块100、读取模块110、计算模块120及查找模块130。模块100至130的程序化代码存储于电子装置1的存储器140中，并由电子装置1的处理器150执行这些程序化代码，实现所述电池开路电压补偿系统10提供对电池开路电压进行补偿的功能。所述电子装置1存储有电池开路电压和电量百分比的关系数据表，如图4所示。需要说明的是，图4举例说明关系数据表，实际的关系数据表中的数据并不限于图4中数据，用户可以根据电池的实际情况设置修改关系数据表中的数据。例如，电流百分比的数据可以设置为一百个数据，从1%到100%，每个电量百分比对应一个电压。具体而言，用户可以设置五伏的电池开路电压对应电池12的电量百分比为100%，四点九八伏的电池开路电压对应电池12的电量百分比为99%。
判断模块100用于判断电子装置1是否正在充电。当电子装置1接上充电器2，且充电器2连接到充电电源3时，则表明该电子装置1正在充电。判断模块100判断电子装置1是否正在充电的方式为判断与电子装置1连接的充电器2中是否有电流通过，若充电器2中有电流通过，则表明该电子装置1正在充电，若充电器2中没有电流通过，则表明该电子装置1没有充电。
读取模块110用于当电子装置1正在充电时，读取电子装置1中电池12的充电电压及充电电流，及当电子装置1没有充电时，读取电子装置1中电池12的放电电压及放电电流。
所述充电电压是指电池12充电且电池12内部有电流回路时，电池12两极之间的电压。所述充电电流是指电池12充电时，电池12内部电流回路上的电流。
所述放电电压是指电池12没有充电，电池12给电子装置1进行供电时，电池12两极之间的电压。由于电池12给电子装置1供电时，电池12处于放电状态，由此产生电流回路，此时电池12两极间的电压称为放电电压。所述放电电流是指电池12没有充电，且电池12给电子装置1供电时，电池12内部电流回路上的电流。
所述读取模块110还用于存储器140中读取电子装置1中电池12的内阻。
该电池12的内阻可预先通过测试电池12时的充电电压、充电电流、放电电压和放电电流来计算得出，并存储在所述存储器140内。由于电池12的内阻会受温度、使用时间长短等因素的影响，因此，该电池12的内阻需要时常更新，即用户每隔一段时间需要重新计算一下该电池12的内阻。在本较佳实施例中，电池12的内阻计算方式如下：R=(Va-Vb)/(Ia-Ib)，其中，R是电池12的内阻，Va是电子装置1在计算电池12的内阻时的充电电压，Vb是电子装置1在计算电池12的内阻时的放电电压，Ia是电子装置1在计算电池12的内阻时的充电电流，Vb是电子装置1在计算电池12的内阻时的放电电流。
计算模块120用于根据电池12的充电电压、充电电流及电池12的内阻计算充电时电池12的开路电压，或根据电池12的放电电压、放电电流及电池12的内阻计算放电时电池12的开路电压。由于所述计算的开路电压中考虑了电池12的内阻所造成的电压，因此，通过电池12的内阻所造成的电压实现了对电池12的开路电压的补偿。所述补偿并不是简单的增加电池12的内阻所造成的电压，还可以是减去电池12的内阻所造成的电压。
具体而言，当电子装置1的电池12充电时，即电子装置1插上充电器2时，电池12的充电电压（V1）等于电池12的开路电压（V）与电池12的充电电流（I1）及电池12的内阻（R）乘积的和，公式为V1=V+I1*R。因此，此时电池12的开路电压为V=V1-I1*R。由此可见，由于考虑了电池12的内阻所造成的电压I1*R，因此电池12的充电电压V1并不是直接作为电池12的开路电压，从而实现了对电池12的开路电压的补偿。
当电子装置1的电池12放电时，即电子装置1拔掉充电器2时，电池12的放电电压（V2）等于电池12的开路电压（V）与电池12的放电电流（I2）和电池12的内阻（R）乘积的差值，公式为V2=V-I2*R。因此，此时电池12的开路电压为V=V2+I2*R。其中，所述电池12的开路电压是指电池12中没有电流回路时，电池12两极之间的电位差。由此可见，由于考虑了电池12的内阻所造成的电压I1*R，因此电池12的放电电压V2并不是直接作为电池12的开路电压，从而实现了对电池12的开路电压的补偿。
查找模块130，用于根据所计算的开路电压从电池12的开路电压和电量百分比的关系数据表中查找对应的电量百分比，并显示在电子装置1的显示屏160上。举例而言，假设所计算的开路电压为3.92伏，则从图4所述的关系数据表中查找到的电量百分比为70%。
如图3所示，是本发明一种电池开路电压补偿方法较佳实施例的流程图。
步骤S10，判断模块100判断电子装置1是否正在充电。当电子装置1接上充电器2，且充电器2连接到充电电源3时，则表明该电子装置1正在充电。判断模块100判断电子装置1是否正在充电的方式为判断与电子装置1连接的充电器2中是否有电流通过，若充电器2中有电流通过，则表明该电子装置1正在充电，流程进入步骤S30，若充电器2中没有电流通过，则表明该电子装置1没有充电，流程进入步骤S20。
步骤S20，读取模块110读取电子装置1中电池12的充电电压及充电电流。所述充电电压是指电池12充电时，且电池12内部有电流回路时，电池12两极之间的电压。所述充电电流是指电池12充电时，电池12内部中电流回路上的电流。
步骤S30，读取模块110读取电子装置1中电池12的放电电压及放电电流。所述放电电压是指电池12没有充电时，电池12给电子装置1进行供电时，电池12两极之间的电压。由于电池12给电子装置1供电时，电池12处于放电状态，由此产生电流回路，此时电池12两极的电压称为放电电压。所述放电电流是指电池12没有充电，且电池12给电子装置1供电时，电池12内部中电流回路上的电流。
步骤S40，读取模块110从存储器140中读取电子装置1中电池12的内阻。本实施例中，该电池12的内阻可在步骤S10前通过公式计算得出，电池内阻的计算方式如下：R=(Va-Vb)/(Ia-Ib)，其中，R是电池内阻，Va是电子装置1在计算电池内阻时的充电电压，Vb是电子装置1在计算电池内阻时的放电电压，Ia是电子装置1在计算电池内阻时的充电电流，Vb是电子装置1在计算电池内阻时的放电电流。
在此需要说明的是，由于电池内阻会随着温度、使用时间长短等因素的影响，因此，所述电池12的内阻需要时常更新，即用户需要每隔一段时间重新计算电池12的内阻，并根据该重新计算出的内阻更新存储器中已存储的内阻。
步骤S50，计算模块120根据电池12的充电电压、充电电流及电池12的内阻计算充电时电池12的开路电压，或根据电池12的放电电压、放电电流及电池12的内阻计算放电时电池12的开路电压。
具体而言，当电子装置1的电池12充电时，即电子装置1插上充电器2时，电池12的充电电压（V1）等于电池12的开路电压（V）与电池12的充电电流（I1）及电池12的内阻（R）乘积的和，公式为V1=V+I1*R。因此，此时电池12的开路电压为V=V1-I1*R。由此可见，由于考虑了电池12的内阻所造成的电压I1*R，因此电池12充电时的充电电压V1并不是直接作为电池12的开路电压，从而实现了对电池12的开路电压的补偿。
当电子装置1的电池12放电时，即电子装置1拔掉充电器2时，电池12的放电电压（V2）等于电池12的开路电压（V）与电池12的放电电流（I2）和电池12的内阻（R）乘积的差值，公式为V2=V-I2*R。因此，此时电池12的开路电压为V=V2+I2*R。其中，所述电池12的开路电压是指电池12中没有电流回路时，电池12两极之间的电位差。由此可见，由于考虑了电池12的内阻所造成的电压I1*R，因此电池12放电时的放电电压V2并不是直接作为电池12的开路电压，从而实现了对电池12的开路电压的补偿。
步骤S60，查找模块130根据所计算的开路电压从电池12的开路电压和电量百分比的关系数据表中查找对应的电量百分比，并显示在电子装置1的显示屏160上。举例而言，假设所计算的开路电压为3.92伏，则从图4所述的关系数据表中查找到的电量百分比为70%。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电池开路电压补偿系统，运行于电子装置中，其特征在于，该系统包括：
判断模块，用于判断电子装置是否正在充电；
读取模块，用于当电子装置正在充电时，读取电子装置中电池的充电电压及充电电流，及当电子装置没有充电时，读取电子装置中电池的放电电压及放电电流；
所述读取模块，用于读取该电子装置中电池的内阻；
计算模块，用于根据所述充电电压、充电电流及电池的内阻计算电池充电时的开路电压，及根据所述放电电压、放电电流及电池的内阻计算电池放电时的开路电压；及
查找模块，用于根据所计算的电池的开路电压从电池的开路电压和电量百分比的关系数据表上查找对应的电量百分比，并将所查找到的电量百分比显示在电子装置的显示屏上。
2.如权利要求1所述的电池开路电压补偿系统，其特征在于，所述电池的内阻预先计算得出，并存储在所述存储器内，所述电池的内阻计算公式为R=(Va-Vb)/(Ia-Ib)，其中，R是电池的内阻，Va是指在计算电池的内阻时电池的充电电压，Vb是指在计算电池的内阻时电池的放电电压，Ia是指在计算电池的内阻时电池的充电电流，Vb是指在计算电池的内阻时电池的放电电流。
3.如权利要求1所述的电池开路电压补偿系统，其特征在于，所述充电时电池的开路电压计算公式为V=V1-I1*R，其中，V为充电时电池的开路电压，V1为充电时电池的充电电压，I1为充电时电池的充电电流。
4.如权利要求1所述的电池开路电压补偿系统，其特征在于，所述放电时电池的开路电压计算公式为V=V2+I2*R，其中，V为放电时电池的开路电压，V2为放电时电池的放电电压，I2为放电时电池的放电电流。
5.如权利要求1所述的电池开路电压补偿系统，其特征在于，所述电子装置为手机、个人数字助理、平板电脑及个人计算机。
6.一种电池开路电压补偿方法，运用于电子装置中，其特征在于，该方法包括：
判断电子装置是否正在充电；
当电子装置正在充电时，读取电子装置中电池的充电电压及充电电流，及当电子装置没有充电时，读取电子装置中电池的放电电压及放电电流；
读取该电子装置中电池的内阻；
根据所述充电电压、充电电流及电池的内阻计算电池充电时电池的开路电压，及根据所述放电电压、放电电流及电池的内阻计算电池放电时电池的开路电压；及
根据所计算的开路电压从电池的开路电压和电量百分比的关系数据表上查找对应的电量百分比，并将所查找到的电量百分比显示在电子装置的显示屏上。
7.如权利要求6所述的电池开路电压补偿方法，其特征在于，所述电池的内阻预先计算得出，并存储在所述存储器内，所述电池的内阻的计算方公式为R=(Va-Vb)/(Ia-Ib)，其中，R是电池的内阻，Va是指电子装置在计算电池的内阻时电池的充电电压，Vb是电子装置指在计算电池的内阻时电池的放电电压，Ia是指电子装置在计算电池的内阻时电池的充电电流，Vb是电子装置指在计算电池的内阻时电池的放电电流。
8.如权利要求6所述的电池开路电压补偿方法，其特征在于，所述充电时电池的开路电压计算公式为V=V1-I1*R，其中，V为充电时电池的开路电压，V1为充电时电池的充电电压，I1为充电时电池的充电电流。
9.如权利要求6所述的电池开路电压补偿方法，其特征在于，所述放电时电池的开路电压计算公式为V=V2+I2*R，其中，V为放电时电池的开路电压，V2为放电时电池的放电电压，I2为放电时电池的放电电流。
10.如权利要求6所述的电池开路电压补偿方法，其特征在于，所述电子装置为手机、个人数字助理、平板电脑及个人计算机。
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