CN104459544A - 一种检测电池容量的装置、方法及电池 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种检测电池容量的装置、方法及电池。本发明涉及电子技术领域。所述检测电池容量的装置，包括：与电池电芯连接的电量检测模块，用于检测并计算所述电芯的百分比电量；通讯模块，用于将所述电芯的百分比电量通过通讯总线传输给终端。上述装置解决了电量换算完全交给手机来处理，通常开机的时候通过电压来判断电池的电量，误差较大，尤其是在低电压时电池虚电较多，误差会更大的问题，将电池电量检测工作交给电池自身完成，减小了电池电量的误差。

Description

一种检测电池容量的装置、方法及电池

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种检测电池容量的装置、方法及电池。

背景技术

目前智能手机电量检测方案一般采用检测进出电池的电流来计算电池的电量，电池电压及温度做辅助条件，电量换算完全交给手机来处理。该方案一般检测已知容量的电池，即将电池的容量固定，但电池容量会根据环境温度有一定的变动，所以会出现电池容量检测不准确的问题，检测的电池的电量除以已知容量即得实际电池的容量的百分比。

以上方案中存在的问题：

1）该方案只能检测指定容量的电池，并且无法自动校准电池容量；

2）通常开机的时候通过电压来判断电池的电量，误差较大，尤其是在低电压时电池虚电较多，误差会更大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种检测电池容量的装置、方法及电池，通过电池自身集成电量检测单元，可以实时校准电池容量，并将检测结果直接上报给终端。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种检测电池容量的装置，包括：

与电池电芯连接的电量检测模块，用于检测并计算所述电芯的百分比电量；

通讯模块，用于将所述电芯的百分比电量通过通讯总线传输给终端。

所述检测电池容量的装置，还包括：

连接在所述电芯和所述电量检测单元之间的电压转换模块，用于将电芯的电压转换为所述电量检测模块的工作电压。

所述检测电池容量的装置，还包括：

与所述电量检测模块以及所述电芯均连接的电阻，用于检测所述进出电芯的电流。

进一步的，所述电量检测模块包括：

电压检测模块，用于检测电阻两端的电压；

第一计算模块，用于根据所述电阻两端的电压计算得到进出电芯的电流；

第二计算模块，用于根据进出所述电芯的电流通过公式计算得到所述电芯电量；

所述公式具体为：

Q＝Q₀+ΔQ；

ΔQ＝I*Δt；

其中Q为电池的实际电量，Q₀为初始电量，ΔQ表示在Δt时间内进出电池的电量；

换算模块，用于将所述电芯电量换算成电芯的百分比电量。

进一步的，所述电量检测模块，还包括：

第一存储模块，用于存储预先设定好的电芯电压和电芯百分比电量对应关系；

第一比较模块，用于将实际电芯电压和通过计算得出的电芯百分比电量与所述存储的电芯电压和电芯百分比电量对应关系作比较，得出第一比较结果；

调整模块，用于根据所述第一比较结果辅助调整计算所述电芯百分比电量。

进一步的，所述电量检测模块，还包括：

第二比较模块，用于将所述电芯的百分比电量与一设定的电芯百分比电量门限作比较，得出第二比较结果；

统计模块，用于在所述第二比较结果表明所述电芯的百分比电量低于设定的电芯百分比电量门限时，统计电池充电过程中进入电芯的电量；

第三比较模块，用于将统计的所述电芯的电量与设定的电池饱和电量作比较，得出第三比较结果；

第三计算模块，用于在所述第三比较结果表明所述统计的电池电量不低于所述设定的电池饱和电量时，计算得到电池的实际容量。

本发明实施例还提供一种检测电池容量的方法，包括：

检测并计算电芯的百分比电量；

将所述电芯的百分比电量通过通讯总线传输给终端。

所述检测电池容量的方法，其中，检测并计算电芯的百分比电量的步骤具体为：

检测得到电阻两端的电压；

根据所述电阻两端的电压计算得到进出电芯的电流；

根据进出所述电芯的电流通过公式计算得到所述电芯的电量；

所述公式具体为：

Q＝Q₀+ΔQ；

ΔQ＝I*Δt；

其中Q为电池的实际电量，Q₀为初始电量，ΔQ表示在Δt时间内进出电池的电量；

根据所述电芯电量换算得到电芯的百分比电量。

所述检测电池容量的方法，还包括：

将电芯实际电压和通过计算得出的电芯百分比电量与所述存储的电芯电压和电芯百分比电量对应关系作比较，得出第一比较结果；

根据所述第一比较结果辅助调整计算所述电芯百分比电量。

所述检测电池容量的方法，还包括：

将所述电芯的百分比电量与一设定的电芯百分比电量门限作比较，得出第二比较结果；

在所述第二比较结果表明所述电芯的百分比电量低于设定的电芯百分比电量门限时，统计电池充电过程中进入电芯的电量；

将统计的所述电芯的电量与设定的电池饱和电量作比较，得出第三比较结果；

在所述第三比较结果表明所述统计的电池电量不低于所述设定的电池饱和电量时，计算得到电池的实际容量。

本发明实施例还提供一种电池，包括上述检测电池容量的装置。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，电池本身可以实时的检测自身的电量，并且实现了电池容量的校准，利用电流计算电池的电量，降低了误差。

附图说明

图1为本发明实施例的检测电池容量的装置示意图；

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明针对现有的终端设备电量换算完全交给手机来处理，并且只能检测指定容量的电池，并且无法自动校准电池容量的问题，提供一种检测电池容量的装置、方法及电池。

如图1所示，本发明的实施例提供一种检测电池容量的装置，包括：

与电池电芯连接的电量检测模块，用于检测并计算所述电芯的百分比电量；

通讯模块，用于将所述电芯的百分比电量通过通讯总线传输给终端。

进一步的，所述通讯模块具体为通讯接口，将所述电芯的百分比电量经通讯总线传输给终端，所述通讯接口可以使用目前通用的串行通讯接口。

上述实施例，将电量检测功能完全交给电池来实现，可以实时检测电池的电量，并将检测结果传递给终端显示，使得终端对电池电量的显示更为准确。

本发明另一实施例中，所述检测电池容量的装置，还包括：

连接在所述电芯和所述电量检测单元之间的电压转换模块，用于将电芯的电压转换为所述电量检测模块的工作电压。

进一步的，所述电压检测模块通过采集电芯的电压，并将此电压经过分析计算最后得到电量检测模块的工作电压，用以保证电量检测模块的正常工作。

本发明的又一实施例中，所述检测电池容量的装置，还包括：

与所述电量检测模块以及所述电芯均连接的电阻，用于检测所述进出电芯的电流。

进一步的，因为电池的电流不能方便的直接测量得到，通过内置电阻恒定的电阻（R）与电芯连接，可以通过测量电阻两端的电压，进而得出流经电阻的电流，即为进出电池电芯的电流。

本发明的又一实施例中，所述电量检测模块包括：

电压检测模块，用于检测电阻两端的电压；

第一计算模块，用于根据所述电阻两端的电压计算得到进出电芯的电流；

第二计算模块，用于根据进出所述电芯的电流通过公式计算得到所述电芯电量；

所述公式具体为：

Q＝Q₀+ΔQ；

ΔQ＝I*Δt；

其中Q为电池的实际电量，Q₀为初始电量，ΔQ表示在Δt时间内进出电池的电量；

换算模块，用于将所述电芯电量换算成电芯的百分比电量。

上述实施例中，通过对电阻电压的检测，计算得出流经电阻的电流，再根据电流计算得出流经电阻的实际电量，应当说明的是，所述电量检测模块能识别电流的流经方向，在这里记流向电芯的电流方向为正方向，从电芯流出的电流方向为负方向。去掉正负号后，所述公式可以分别写成：（1）电池充电过程中电量的计算为：Q＝Q₀+ΔQ，ΔQ＝I*Δt；（2）电池放电过程中电量的计算为：Q＝Q₀-ΔQ，ΔQ＝I*Δt。在得到此刻电量后，用此时的电量除以电芯的容量便得到电芯的百分比电量，并将此百分比电量通过通信总线传递给终端显示。

本发明的又一实施例中，所述电量检测模块，还包括：

第一存储模块，用于存储预先设定好的电芯电压和电芯百分比电量对应关系；

第一比较模块，用于将实际电芯电压和通过计算得出的电芯百分比电量与所述存储的电芯电压和电芯百分比电量对应关系作比较，得出第一比较结果；

调整模块，根据所述第一比较结果辅助调整计算所述电芯百分比电量。

具体的来说，在电池出厂时先预充一定的电量，电量检测模块将此预充的电量和电池电芯电压和电芯百分比电量对应关系存储下来，当电量检测模块计算得到当前的电芯百分比电量时，根据当前实际测得的电芯电压，与存储的电芯电压和电芯百分比电量对应关系进行比对，比较当前电压下，得到的电芯百分比电量是否有偏差，如果有偏差，调整模块会适应的调整，具体调整过程举例：在电芯电压和电芯百分比电量对应关系表中记录的电芯电压为3.6伏时，对应的电芯百分比电量为15%，测得当前电芯电压为3.6伏，此时计算得到的电芯百分比电量为18%，调整模块会根据比较结果调整电芯百分比电量，让电芯百分比电量下降的快一点，以协调关系表中的记录；测得当前电芯电压为3.6伏，此时计算得到的电芯百分比电量为12%，调整模块会根据比较结果调整电芯百分比电量，让电芯百分比电量下降的慢一点，以协调关系表中的记录。

上述实施例，通过将电压和电量关系写入到电量检测单元，辅助电流换算电量，当电流换算的电量有较大偏差时，通过电压辅助电量换算，使得电量显示更为准确。

本发明的又一实施例中，所述电量检测模块，还包括：

第二比较模块，用于将所述电芯的百分比电量与一设定的电芯百分比电量门限作比较，得出第二比较结果；

统计模块，用于在所述第二比较结果表明所述电芯的百分比电量低于设定的电芯百分比电量门限时，统计电池充电过程中进入电芯的电量；

第三比较模块，用于将统计的所述电芯的电量与设定的电池饱和电量作比较，得出第三比较结果；

第三计算模块，用于在所述第三比较结果表明所述统计的电池电量不低于所述设定的电池饱和电量时，计算得到电池的实际容量。

上述实施例，在检测到电芯的百分比电量低于10%时，对电池进行一次完整的充电，电量检测模块会统计充电过程中进入电芯的电量，当充电至电芯的电量饱和时，将统计的进入电芯的电量除以90%，便得到电芯的实际容量。

上述实施例实现了校准电池容量的功能，避免了电池在使用过程中因亏损而造成的容量不准的问题。

本发明的上述实施例，电池本身可以实时的检测自身的电量，并且实现了电池容量的校准，利用电流计算电池的电量，降低了误差。

本发明的又一实施例中，还提供了一种检测电池容量的方法，包括：

步骤10，检测并计算电芯的百分比电量；

步骤20，将所述电芯的百分比电量通过通讯总线传输给终端。

进一步的，所述步骤10具体为：

步骤11，检测得到电阻两端的电压；

步骤12，根据所述电阻两端的电压计算得到进出电芯的电流；

步骤13，根据进出所述电芯的电流通过公式计算得到所述电芯的电量；

所述公式具体为：

Q＝Q₀+ΔQ；

ΔQ＝I*Δt；

其中Q为电池的实际电量，Q₀为初始电量，ΔQ表示在Δt时间内进出电池的电量；

步骤14，根据所述电芯电量换算得到电芯的百分比电量。

本发明的又一实施例中，所述检测电池容量的方法，还包括：

步骤30，将电芯实际电压和通过计算得出的电芯百分比电量与所述存储的电芯电压和电芯百分比电量对应关系作比较，得出第一比较结果；

步骤40，根据所述第一比较结果辅助调整计算所述电芯百分比电量。

本发明的又一实施例中，所述检测电池容量的方法，还包括：

步骤50，将所述电芯的百分比电量与一设定的电芯百分比电量门限作比较，得出第二比较结果；

步骤60，在所述第二比较结果表明所述电芯的百分比电量低于设定的电芯百分比电量门限时，统计电池充电过程中进入电芯的电量；

步骤70，将统计的所述电芯的电量与设定的电池饱和电量作比较，得出第三比较结果；

步骤80，在所述第三比较结果表明所述统计的电池电量不低于所述设定的电池饱和电量时，计算得到电池的实际容量。

应当说明的是，该方法实施例是与上述检测电池容量的装置对应的方法，上述检测电池容量的装置的所有实现方式均适用于该方法实施例中，也能达到与上述检测电池容量的装置相同的技术效果。

本发明还提供一种电池，所述电池包括上述检测电池容量的装置。

应当说明的是，该实施例是与上述检测电池容量的装置对应的，上述检测电池容量的装置的所有实现方式均适用于该实施例中，也能达到与上述检测电池容量的装置相同的技术效果。

以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述原理前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种检测电池容量的装置，其特征在于，包括：

与电池电芯连接的电量检测模块，用于检测并计算所述电芯的百分比电量；

通讯模块，用于将所述电芯的百分比电量通过通讯总线传输给终端。

2.根据权利要求1所述的检测电池容量的装置，其特征在于，还包括：

连接在所述电芯和所述电量检测单元之间的电压转换模块，用于将电芯的电压转换为所述电量检测模块的工作电压。

3.根据权利要求1所述的检测电池容量的装置，其特征在于，还包括：

与所述电量检测模块以及所述电芯均连接的电阻，用于检测所述进出电芯的电流。

4.根据权利要求3所述的检测电池容量的装置，其特征在于，所述电量检测模块包括：

电压检测模块，用于检测电阻两端的电压；

第一计算模块，用于根据所述电阻两端的电压计算得到进出电芯的电流；

第二计算模块，用于根据进出所述电芯的电流通过公式计算得到所述电芯电量；

所述公式具体为：

Q＝Q₀+ΔQ；

ΔQ＝I*Δt；

其中Q为电池的实际电量，Q₀为初始电量，ΔQ表示在Δt时间内进出电池的电量；

换算模块，用于将所述电芯电量换算成电芯的百分比电量。

5.根据权利要求4所述的检测电池容量的装置，其特征在于，所述电量检测模块，还包括：

第一存储模块，用于存储预先设定好的电芯电压和电芯百分比电量对应关系；

第一比较模块，用于将实际电芯电压和通过计算得出的电芯百分比电量与所述存储的电芯电压和电芯百分比电量对应关系作比较，得出第一比较结果；

调整模块，用于根据所述第一比较结果辅助调整计算所述电芯百分比电量。

6.根据权利要求4所述的检测电池容量的装置，其特征在于，所述电量检测模块，还包括：

第二比较模块，用于将所述电芯的百分比电量与一设定的电芯百分比电量门限作比较，得出第二比较结果；

统计模块，用于在所述第二比较结果表明所述电芯的百分比电量低于设定的电芯百分比电量门限时，统计电池充电过程中进入电芯的电量；

第三比较模块，用于将统计的所述电芯的电量与设定的电池饱和电量作比较，得出第三比较结果；

第三计算模块，用于在所述第三比较结果表明所述统计的电池电量不低于所述设定的电池饱和电量时，计算得到电池的实际容量。

7.一种检测电池容量的方法，其特征在于，包括：

检测并计算电芯的百分比电量；

将所述电芯的百分比电量通过通讯总线传输给终端。

8.根据权利要求7所述的检测电池容量的方法，其特征在于，检测并计算所述电芯的百分比电量的步骤具体为：

检测得到电阻两端的电压；

根据所述电阻两端的电压计算得到进出电芯的电流；

根据进出所述电芯的电流通过公式计算得到所述电芯的电量；

所述公式具体为：

Q＝Q₀+ΔQ；

ΔQ＝I*Δt；

其中Q为电池的实际电量，Q₀为初始电量，ΔQ表示在Δt时间内进出电池的电量；

根据所述电芯电量换算得到电芯的百分比电量。

9.根据权利要求8所述的检测电池容量的方法，其特征在于，还包括：

将电芯实际电压和通过计算得出的电芯百分比电量与所述存储的电芯电压和电芯百分比电量对应关系作比较，得出第一比较结果；

根据所述第一比较结果辅助调整计算所述电芯百分比电量。

10.根据权利要求7所述的检测电池容量的方法，其特征在于，还包括：

将所述电芯的百分比电量与一设定的电芯百分比电量门限作比较，得出第二比较结果；

在所述第二比较结果表明所述电芯的百分比电量低于设定的电芯百分比电量门限时，统计电池充电过程中进入电芯的电量；

将统计的所述电芯的电量与设定的电池饱和电量作比较，得出第三比较结果；

在所述第三比较结果表明所述统计的电池电量不低于所述设定的电池饱和电量时，计算得到电池的实际容量。

11.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的检测电池容量的装置。