CN110068765A - 电池容量的预估方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电池容量的预估方法，其预估方法使用在一具有一电池的电子装置上，当电池的一电流或一平均电流为零时，根据一检测出的电池电压以从一查找表中查询出一对照的参考容量，当一现有记录的残余容量大于参考容量时，对于现有记录的残余容量执行多次自耗电容量的扣除程序以使新记录的残余容量能够小于参考容量，当电池的电流小于零时，对于现有记录的残余容量执行多次放电的计数容量的扣除程序直到电池处在一电量耗尽的状态而取得一第一补偿容量，将一现有记录的满充电容量扣除第一补偿容量以预估出一新的满充电容量。

Description

电池容量的预估方法
技术领域
本发明涉及一种预估方法，尤其涉及一种用以预估电池的残余容量及满充电容量的方法。
背景技术
随着电池技术的演进，目前许多电子装置中都会设置一电池，以利用电池储存的电量来提供电子装置运作所需的能量。再者，电池储存的电量会随着电子装置的运作而逐渐减少，为了避免电池储存的电量完全耗尽而令电子装置在无预警的状况下停止运转，电子装置本身通常都会对于电池残余容量进行预估。经由电池残余容量的预估，电子装置的用户可以在电池储电的电量不足时，对于电池执行充电。
现有技术常使用查找表法，如电压查表法(OVC Lookup Table)，预估电池的残余容量。电池通常具有特定的电压-容量特性，电压查表法的表格列出了不同电压所对应的电池容量。经由目前电池电压的检测，以从电压查表法的表格中比对出其对应的电池容量。再者，电压查表法虽可以快速、简单地预估出电池容量，然，在电池使用过程中，所测得的电压通常会产生跳动，如电池放电时，电压会突然大幅度的往下掉，然后，慢慢往回升，或者，电池充电时，电压会突然大幅度的往上升，然后，慢慢往下降。在此，电池电压会因电池的充放电而在一特定时间内产生一剧烈的变化，造成电压查表法所预估出的电池容量存在有不准确的问题。此外，电池会随着使用的时间而逐渐地产生物理性的老化，其储电能力越来越差，然，电压查表法对于电池的老化是没有预测的能力，致使所预估出的电池容量将更不精确。
发明内容
本发明的一目的，在于提出一种电池容量的预估方法，其方法应用在一具有一电池的电子装置上，当一电池容量的预估程序执行预估残余容量的流程时，利用一查找表及一自耗电容量来校正所记录的一电池残余容量，以便预估出一精确的电池残余容量，而在电池容量的预估程序执行一预估满充电容量的流程时，利用预估出的电池残余容量以及配合库伦计数法从放电的过程中或充电的过程中计算出补偿容量，并根据计算出的补偿容量补偿现有错误记录的满充电容量，致使以进一步预估出一精准的满充电容量。
为达成上述目的，本发明提供一种电池容量的预估方法，其预估方法使用在一具有一电池的电子装置上，步骤包括：判断电池的一电流或一平均电流是否为零，若是，执行一预估残余容量的流程，若否，执行一预估满充电容量的流程；执行预估残余容量的流程步骤包括：检测电池的一电压；根据检测出电池的电压以从一查找表中查询出一对照的参考容量；及判断一现有记录的残余容量是否小于参考容量，当现有记录的残余容量小于参考容量时，重新回到判断电池的电流或平均电流是否为零的步骤；当现有记录的残余容量大于参考容量时，对于当前记录的残余容量执行至少一次自耗电容量的扣除程序以使一新记录的残余容量小于参考容量，当自耗电容量的扣除程序完成后，重新回到判断电池的电流或平均电流是否为零的步骤；及执行预估满充电容量的流程步骤包括：令电池执行一放电程序：以一库伦计数法计数电池所放电的一电荷容量以计算出一放电的计数容量且将现有记录的残余容量扣除放电的计数容量以取得新记录的残余容量；判断电池是否处在一电量耗尽的状态，若是，新记录的残余容量将作为一第一补偿容量，若否，持续进行电池的放电且将现有记录的残余容量扣除放电的计数容量以更新新记录的残余容量；及将一现有记录的满充电容量扣除第一补偿容量以预估出一新的满充电容量。
本发明一实施例中，更包括下列步骤：判断电流是否小于零，若是，电池正在执行放电程序，若否，电池正在执行一充电程序。
本发明一实施例中，其中电池正在执行充电程序的步骤包括：以库伦计数法计数电池所充电的电荷容量以计算出一充电的计数容量且将现有记录的残余容量加上充电的计数容量以取得新记录的残余容量；判断电池是否处在一电量满充的状态，若是，新记录的残余容量扣除现有记录的满充电容量以取得一第二补偿容量，若否，持续进行电池的充电且将现有记录的残余容量加上充电的计数容量以更新新记录的残余容量；及将现有记录的满充电容量加上第二补偿容量以预估出新的满充电容量。
本发明一实施例中，更包括下列步骤：检测电池的一运作温度；及根据检测出电池的电压及运作温度以从查找表中查询出对照的参考容量。
本发明一实施例中，更包括下列步骤：根据检测出电池的电压、运作温度及电池的一充电次数以从查找表中查询出对照的参考容量。
为达成上述目的，本发明又提供一种电池容量的预估方法，其预估方法使用在一具有一电池的电子装置上，步骤包括：判断电池的一电流或一平均电流是否等于零，若是，执行一残余容量的预估流程，若否，执行一预估满充电容量的流程；执行预估残余容量的流程步骤包括：检测电池的一电压；根据检测出电池的电压以从一查找表中查询出一对照的参考容量；及判断一现有记录的残余容量是否小于参考容量，当现有记录的残余容量小于参考容量时，重新回到判断电池的电流或平均电流是否为零的步骤；当现有记录的残余容量大于参考容量时，对于当前记录的残余容量执行至少一次自耗电容量的扣除程序以使一新记录的残余容量小于参考容量，当自耗电容量的扣除程序完成后，重新回到判断电池的电流或平均电流是否为零的步骤；及执行预估满充电容量的流程步骤包括：令电池执行一充电程序；以一库伦计数法计数电池所充电的电荷容量以计算出一充电的计数容量且将现有记录的残余容量加上充电的计数容量以取得新记录的残余容量；判断电池是否处在一电量满充的状态，若是，新记录的残余容量扣除一现有记录的满充电容量以取得一第二补偿容量，若否，持续进行电池的充电且将现有记录的残余容量加上充电的计数容量以更新新记录的残余容量；及将现有记录的满充电容量加上第二补偿容量以预估出一新的满充电容量。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1：本发明电子装置的电路结构示意图；
图2：本发明电池容量的预估方法的流程图；
图3：本发明电子装置的电路结构示意图；
图4：本发明预估满充电容量的流程图。
主要组件符号说明：
100 电子装置 10 电池
11 处理器 12 储存单元
120 电池容量的预估程序 121 查找表
13 显示单元 14 电流检测电路
15 电压检测电路 16 温度检测电路
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
请参阅图1、图2、图3及图4，分别为本发明电子装置的电路结构示意图、本发明电池容量的预估方法的流程图、本发明预估残余容量的流程图及本发明预估满充电容量的流程图。如图1所示，本发明电子装置100包括一电池10、一处理器11、一储存单元12、一显示单元13、一电流检测电路14及一电压检测电路15。处理器11连接电池10、储存单元12、显示单元13、电流检测电路14及电压检测电路15。储存单元12储存有一电池容量的预估程序120与一查找表121，且记录有一电池的残余容量(Remaining Capacity，RM)及一电池的满充电容量(Full Charged Capacity，FCC)的相关信息。本发明电子装置100利用电池容量的预估程序120对于电池10执行一预估残余容量的流程或一预估满充电容量的流程以更新所记录的残余容量(RM)或所记录的满充电容量(FCC)。再者，所记录的残余容量(RM)或满充电容量(FCC)将被储存于储存单元12中或显示在显示单元13上。
如图2所示，本发明电池容量的预估方法的流程如下所述：首先，步骤S201，处理器11开启电池容量的预估程序120，利用电流检测电路14检测电池10的一电流(I)，判断电池10的电流(I)或平均电流(Iavg)是否为零。假如电池10的电流(I)或平均电流(Iavg)为零，电池10将处在一未充放电的状态，电池容量的预估程序120将会执行一预估残余容量的流程S21；或者，假如电池10的电流(I)或平均电流(Iavg)不为零，电池10正处在一充电状态或一放电状态，电池容量的预估程序120将会执行一预估满充电容量的流程S23。
如图3所示，预估残余容量的流程S21被执行时，首先，步骤S211，处理器11利用电压检测电路15检测电池10的一电压(V)，根据于检测出的电压(V)从查找表121中查询出一对照的参考容量(RMref)。在本发明一实施例中，查找表121为一电池的电压与参考容量的对照表，其列出每一电池的电压所对照的参考容量，例如：A1(mV)的电压对照于B1(mA)的参考容量，A2(mV)的电压对照于B2(mA)的参考容量，…，AN(mV)的电压对照于BN(mA)的参考容量等等。步骤S213，处理器11判断一现有记录的残余容量(RMprev)是否小于参考残余容量(RMref)。若现有记录的残余容量(RMprev)小于参考容量(RMref)，不更新残余容量(RMprev)，重新回到步骤S201，处理器11继续判断电池10的电流(I)或平均电流(Iavg)是否为零。反之，若现有记录的残余容量(RMprev)大于参考容量(RMref)时，执行步骤S215对于现有记录的残余容量(RMprev)执行至少一次自耗电容量(self-consumption capacity)的扣除程序，以取得一新的残余容量(RMnew＝RMprev－Self_con)，之后，步骤S201、S211、S213及S215持续进行，直到新的残余容量(RMnew)小于参考容量(RMref)为止。在本发明中，自耗电容量(Self_con)是为一残余容量的自我修正值，其为一小单位的数值，如1mAh或其他数值。当自耗电容量(Self_con)的扣除程序完成后且新的残余容量(RMnew)已小于参考容量(RMref)时，新的残余容量(RMnew)将记录储存单元12中，且重新回到步骤S201，处理器11继续判断电池10的电流(I)或平均电流(Iavg)是否为零。于此，经由多次的自耗电容量(Self_con)校正所记录的残余容量(RMnew)，以使所记录的残余容量(RMnew)能够逐渐接近于查找表121中所对应的参考容量(RMref)进而预估出一精确的电池残余容量(RM)。
此外，本发明另一实施例中，电子装置100还包括一温度检测电路16，处理器11连接温度检测电路16且经由温度检测电路16检测电池10的运作温度，查找表121亦可为一电池的电压、电池的运作温度与参考容量的对照表，故步骤S211，处理器11也可以根据检测出电池10的电压及运作温度以从查找表121中查询出对照的参考容量(RMref)。或者，本发明又一实例中，查找表121亦可为一电池的电压、电池的运作温度、电池的充电次数与参考容量的对照表，处理器11也可以根据检测出电池10的电压、运作温度及充电次数以从查找表121中查询出对照的参考容量(RMref)。
如图2及图4所示，回到步骤S201，若处理器11判断出电池10的电流(I)或平均电流(Iavg)不等于零，电池容量的预估程序120将会执行一预估满充电容量的流程S23。预估满充电容量的流程S23被执行时，首先步骤S231，处理器11判断电池10的电流(I)是否小于零，若是，电池10正在执行一放电程序S25，若否，电池10正在执行一充电程序S27。
当电池10正在执行放电程序S25时，步骤S251，以一库伦计数法计数电池10所放电的电荷容量以计算出一放电的计数容量(Count_Dsg)，且将现有记录的残余容量(RMprev)扣除放电的计数容量(Count_Dsg)以取得一新的残余容量(RMnew＝RMprev－Count_Dsg)。接着，继续步骤S253，判断电池10是否处在一电量耗尽的状态，若是，电池10已处在电量耗尽的状态，执行步骤S255，新的残余容量(RMnew)将作为一第一补偿容量(Offset1＝RMnew)；反之，若电池10未放完电，回到步骤S251，持续进行电池10的放电且利用库伦计数法对于电池10的放电电荷容量进行计数以持续更新残余容量(RMnew)。步骤S257，当第一补偿容量(Offset1)求得后，将一现有记录的满充电容量(FCCprev)扣除第一补偿容量(Offset1)以预估出一新的满充电容量(FCCnew＝FCCprev－Offset1)。
延续上述，电池10电量耗尽时，其记录的电池残余容量应该为零，然，亦可能现有记录上的失准或电池老化的因素而让所记录的电池残余容量产生不为零的状况。若电池10电量完全耗尽且记录的残余容量(RMnew)为负值时，其代表现有记录的满充电容量(FCCprev)是低估电池10的储电能力；反之，若电池10电量耗尽且记录的残余容量(RMnew)为一正值时，其代表现有记录的满充电容量(FCCprev)是高估电池10的储电能力。于是，本发明电池容量的预估程序120利用预估出的电池残余容量以及配合库伦计数法从放电的过程计算出第一补偿容量(Offset1)，并利用第一补偿容量(Offset1)补偿原新记录的满充电容量(FCCprev)，以便预估出一准确的满充电容量(FCCnew＝FCCprev－Offset1)。
相反的，在步骤S231中，若处理器11判断出电池10的电流是大于零，亦可得知电池10正在执行充电程序S27。当电池10正在执行放电程序S27时，步骤S271，以库伦计数法计数电池10所充电的电荷容量以计算出一充电的计数容量(Count_Chg)，且将现有记录的残余容量(RMprev)加上充电的计数容量(Count_Chg)以取得一新的残余容量(RMnew＝RMprev+Count_Chg)。接着，继续步骤S273，判断电池10是否处在一电量满充的状态，若是，电池10已处在电量满充的状态，执行步骤S275，新的残余容量(RMnew)扣除现有记录的满充电容量(FCCprev)以取得一第二补偿容量(Offset2＝RMnew－FCCprev)；反之，若电池10还未满充，回到步骤S271，持续进行电池10的充电且利用库伦计数法对于电池10的充电电荷容量进行计数以持续更新残余容量(RMnew)。步骤S277，当第二补偿容量(Offset2)求得后，将现有记录的满充电容量(FCCprev)加上第二补偿容量(Offset2)以预估出一新的满充电容量(FCCnew＝FCCprev+Offset2)。
同样地，延续上述，电池10电量满充时，其记录的电池残余容量(RM)与现有记录的满充电容量(FCCprev)间的差值应该为零，例如：RMnew－FCCprev＝0，然，亦可能记录上的失准或电池老化的因素而让其差值不为零的状况。若电池10完全充电且记录的电池残余容量(RM)与现有记录的满充电容量(FCCprev)间的差值为负值时，其代表现有记录的满充电容量(FCCprev)是高估电池10的储电能力；反之，若电池10电量满充且记录的电池残余容量(RM)与现有记录的满充电容量(FCCprev)间的差值为一正值时，其代表现有记录的满充电容量(FCCprev)是低估电池10的储电能力。于是，本发明电池容量的预估程序120利用预估出的电池残余容量以及配合库伦计数法从充电的过程计算出第二补偿容量(Offset2)，并利用第二补偿容量(Offset2)补偿原新记录的满充电容量(FCCprev)，以便预估出一准确的满充电容量(FCCnew＝FCCprev+Offset2)。
综合上述，本发明电池容量的预估程序120执行预估残余容量的流程时，利用查找表121及自耗电容量来校正所记录的电池残余容量(RM)，以便预估出一精确的电池残余容量(RM)。此外，现有记录的满充电容量(FCCprev)亦可能因为记录上的失准或电池老化的因素而产生错误，于此，本发明电池容量的预估程序120在执行预估满充电容量的流程时，利用预估出的电池残余容量(RM)以及配合库伦计数法从放电的过程中或充电的过程中计算出补偿容量(Offset)，并根据计算出的补偿容量(Offset)补偿现有错误记录的满充电容量(FCC)，致使以进一步预估出一精准的满充电容量(FCC)。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种电池容量的预估方法，所述的电池容量的预估方法使用在一具有一电池的电子装置上，其特征在于，该预估方法的步骤包括：
判断所述电池的一电流或一平均电流是否为零，若是，执行一预估残余容量的流程，若否，执行一预估满充电容量的流程；
执行所述预估残余容量的流程步骤包括：
检测所述电池的一电压；
根据检测出所述电池的所述电压以从一查找表中查询出一对照的参考容量；及
判断一现有记录的残余容量是否小于所述参考容量，当所述现有记录的残余容量小于所述参考容量时，重新回到所述判断所述电池的所述电流或所述平均电流是否为零的步骤；当所述现有记录的残余容量大于所述参考容量时，对于所述当前记录的残余容量执行至少一次自耗电容量的扣除程序以使一新记录的残余容量小于所述参考容量，当所述自耗电容量的扣除程序完成后，重新回到所述判断所述电池的所述电流或所述平均电流是否为零的步骤；以及
执行预估所述满充电容量的流程步骤包括：
令所述电池执行一放电程序：
以一库伦计数法计数所述电池所放电的一电荷容量以计算出一放电的计数容量且将所述现有记录的残余容量扣除所述放电的计数容量以取得所述新记录的残余容量；
判断所述电池是否处在一电量耗尽的状态，若是，所述新记录的残余容量将作为一第一补偿容量，若否，持续进行所述电池的放电且将所述现有记录的残余容量扣除所述放电的计数容量以更新所述新记录的残余容量；及
将一现有记录的满充电容量扣除所述第一补偿容量以预估出一新的满充电容量。
2.根据权利要求1所述的电池容量的预估方法，其特征在于，更包括下列步骤：
判断所述电流是否小于零，若是，所述电池正在执行所述放电程序，若否，所述电池正在执行一充电程序。
3.根据权利要求2所述的电池容量的预估方法，其特征在于，所述电池正在执行所述充电程序的步骤包括：
以所述库伦计数法计数所述电池所充电的所述电荷容量以计算出一充电的计数容量且将所述现有记录的残余容量加上所述充电的计数容量以取得所述新记录的残余容量；
判断所述电池是否处在一电量满充的状态，若是，所述新记录的残余容量扣除所述现有记录的满充电容量以取得一第二补偿容量，若否，持续进行所述电池的充电且将所述现有记录的残余容量加上所述充电的计数容量以更新所述新记录的残余容量；及
将所述现有记录的满充电容量加上所述第二补偿容量以预估出所述新的满充电容量。
4.根据权利要求1所述的电池容量的预估方法，其特征在于，更包括下列步骤：
检测所述电池的一运作温度；及
根据检测出所述电池的所述电压及所述运作温度以从所述查找表中查询出所述对照的参考容量。
5.根据权利要求4所述的电池容量的预估方法，其特征在于，更包括下列步骤：
根据检测出所述电池的所述电压、所述运作温度及所述电池的一充电次数以从所述查找表中查询出所述对照的参考容量。
6.一种电池容量的预估方法，所述的电池容量的预估方法使用在一具有一电池的电子装置上，其特征在于，该预估方法的步骤包括：
判断所述电池的一电流或一平均电流是否等于零，若是，执行一残余容量的预估流程，若否，执行一预估满充电容量的流程；
执行所述预估残余容量的流程步骤包括：
检测所述电池的一电压；
根据检测出所述电池的所述电压以从一查找表中查询出一对照的参考容量；及
判断一现有记录的残余容量是否小于所述参考容量，当所述现有记录的残余容量小于所述参考容量时，重新回到所述判断所述电池的所述电流或所述平均电流是否为零的步骤；当所述现有记录的残余容量大于所述参考容量时，对于所述当前记录的残余容量执行至少一次自耗电容量的扣除程序以使一新记录的残余容量小于所述参考容量，当所述自耗电容量的扣除程序完成后，重新回到所述判断所述电池的所述电流或所述平均电流是否为零的步骤；以及
执行预估所述满充电容量的流程步骤包括：
令所述电池执行一充电程序；
以一库伦计数法计数所述电池所充电的所述电荷容量以计算出一充电的计数容量且将所述现有记录的残余容量加上所述充电的计数容量以取得所述新记录的残余容量；
判断所述电池是否处在一电量满充的状态，若是，所述新记录的残余容量扣除一现有记录的满充电容量以取得一第二补偿容量，若否，持续进行所述电池的充电且将所述现有记录的残余容量加上所述充电的计数容量以更新所述新记录的残余容量；及
将所述现有记录的满充电容量加上所述第二补偿容量以预估出一新的满充电容量。
7.根据权利要求6所述的电池容量的预估方法，其特征在于，更包括下列步骤：
检测所述电池的一运作温度；及
根据检测出所述电池的所述电压及所述运作温度以从所述查找表中查询出所述对照的参考容量。
8.根据权利要求7所述的电池容量的预估方法，其特征在于，更包括下列步骤：
根据检测出所述电池的所述电压、所述运作温度及所述电池的一充电次数以从所述查找表中查询出所述对照的参考容量。
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