CN111487541B - 判断电量状态的方法及其电子装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种判断电量状态的方法及其电子装置，该判断电量状态的方法适用于一电池，包括：取得多个放电曲线。判断电池处于放电模式。测量电池在放电模式中的当前充放电率和当前电压。根据当前充放电率从多个放电曲线中选出第一放电曲线和第二放电曲线，其中与第一放电曲线对应的第一充放电率大于当前充放电率，并且与第二放电曲线对应的第二充放电率小于当前充放电率。根据第一放电曲线以及第二放电曲线计算电池的电量状态。
Description
技术领域
本发明涉及一种测量电变量的方法，尤其涉及一种判断电量状态的方法及其电子装置。
背景技术
目前电池管理系统用以估算电池的电量状态(State of Charge，SoC)的方法，主要分为开路电压法(Open Circuit Voltage，OCV)、库伦积分法(Coulomb Counting)、卡尔曼滤波法(Kalman Filter)以及神经网络法(Neural Network)等，其中后两者为近年来学术研究的主要议题。然而，卡尔曼滤波法或神经网络法的复杂性较高并且其高度仰赖微控制器(Micro Controller Unit，MCU)的运算及存储能力，因此实务上还是以使用开路电压法或库伦积分法为主。
开路电压法的实施存在许多限制。当电池在放电时，其电压会显著地下降，如在此时使用开路电压法，则所得到的电量状态会偏低。在电池停止放电后，电池的电压将回升，此时使用开路电压法所测量的电量状态又会随着电压的上升而提高。在电池未进行充电的前提下，使用者将看到电池的电量状态先是下降而又回升。对于使用者来说，这是一种不好的使用经验。因此，为了避免上述的状况，实施开路电压法之前，需将待测量的电池静置一段时间。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种判断电量状态的方法及其电子装置，可用以判断处于电池静置模式(Resting Mode)和放电模式(Discharging Mode)时的电量状态，且不需将待测的电池静置一段时间。
本发明提供一种电子装置，包括电池、存储媒体和控制器。电池供应电子装置的电力。存储媒体存储多个放电曲线以及多个指令。控制器耦接电池和存储媒体，并且用以执行多个指令，所述多个指令包括以下指令。判断电池处于放电模式。测量电池在放电模式中的当前充放电率和当前电压。根据当前充放电率从多个放电曲线中选出第一放电曲线和第二放电曲线，其中与第一放电曲线对应的第一充放电率大于当前充放电率，并且与第二放电曲线对应的第二充放电率小于当前充放电率。根据第一放电曲线以及第二放电曲线计算电池的电量状态。
本发明提供一种判断电量状态的方法，适用于一电池，所述方法包括以下步骤。取得多个放电曲线。判断电池处于放电模式。测量电池在放电模式中的当前充放电率和当前电压。根据当前充放电率从多个放电曲线中选出第一放电曲线和第二放电曲线，其中与第一放电曲线对应的第一充放电率大于当前充放电率，并且与第二放电曲线对应的第二充放电率小于当前充放电率。根据第一放电曲线以及第二放电曲线计算电池的电量状态。
基于上述，本发明可直接计算放电模式的电池的电量状态，且当电池停止放电时，该电量状态将与对静置模式的电池实施开路电压法而取得的电量状态相似。因此，本发明可有效地降低放电模式的电池的电量状态和静置模式的电池的电量状态两者的差异，提供使用者较佳的使用体验。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1根据本发明的实施例示出电子装置的示意图；
图2根据本发明的实施例示出判断电量状态的方法的流程图；
图3根据本发明的实施例示出根据放电曲线计算电量状态的示意图。
附图标号说明：
10：电子装置
100：控制器
20：判断电量状态的方法
200：存储媒体
S201、S202、S203、S204、S205、S206：步骤
300：电池
30、31：放电曲线
32：放电曲线/第二放电曲线
33：放电曲线/第一放电曲线
c：当前充放电率为1.5C且当前电压为3.8V的点
具体实施方式
为了克服传统的电量状态测量方法所带来的不便，本发明提出一种判断电量状态的方法及其电子装置。通过以下内容将可让读者了解本发明的创作精神。
图1根据本发明的实施例示出电子装置10的示意图。电子装置10可包括控制器100、存储媒体200以及电池300。值得注意的是，在一些实施例中，电子装置10可用以判断外部的电池或外部的电子装置的电量状态，如此，则电子装置10可不包括电池300。
控制器100耦接存储媒体200以及电池300，并可存取及执行存储媒体200所存储的多个指令。控制器100可例如是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，或是其他可程序化的一般用途或特殊用途的微处理器(Microprocessor)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，DSP)、可程序化控制器、特殊应用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)或其他类似元件或上述元件的组合，本发明不限于此。
存储媒体200用以存储电子装置10运行时所需的各项软件、数据及各种指令。存储媒体200可例如是任何型态的固定式或可移动式的随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)、只读存储器(Read-only Memory，ROM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，HDD)、固态硬盘(Solid State Drive，SSD)或类似元件或上述元件的组合，本发明不限于此。存储媒体200可存储多个放电曲线。
电池300为一种可充电电池，例如是锂电池或其他种类的电池，本发明不限于此。电池300可用以供应电子装置10的电力。
图2根据本发明的实施例示出判断电量状态的方法20的流程图，其中方法20可由电子装置10实施。
首先，在开始步骤S201前，电子装置10可通过存储媒体200预先存储多个放电曲线，放电曲线代表电压和电量状态的关系。
在步骤S201，控制器100可判断电池300的模式，若电池300处于静置模式(即：电池300目前没有在充电或放电)，则进入步骤S202。
在步骤S202，控制器100可测量电池300在静置模式的电压。
在步骤S203，控制器100可根据所测量出的电压计算电池300的电量状态。由于处于静置模式的电池300所测量出的电压不会出现回升的情形，因此，控制器100可例如通过开路电压法来测量电池300的电压并计算电池300的电量状态。
若控制器100在步骤S201时判断电池处于放电模式，则进入步骤S204。在步骤S204，控制器100可测量电池300在放电模式中的当前充放电率(Charge and DischargeRate，C-Rate)和当前电压(Voltage，V)。
接着，在步骤S205，控制器100可根据当前充放电率从存储媒体200中的多个放电曲线中，选出第一放电曲线和第二放电曲线，其中与第一放电曲线对应的第一充放电率大于当前充放电率，并且与第二放电曲线对应的第二充放电率小于当前充放电率。以图3的放电曲线为例，图3根据本发明的实施例示出根据放电曲线计算电量状态的示意图。若控制器100在步骤S204时所测量出的电池300的当前充放电率为1.5C且当前电压为3.8V(如图3上的C点)，则存储媒体200中的多个放电曲线中包括了其充放电率大于电池300的当前充放电率1.5C的第一放电曲线集合(即：放电曲线33)，并可包括其充放电率小于电池300的当前充放电率1.5C的第二放电曲线集合(即：放电曲线30、31及32)，其中放电曲线30代表充放电率为0C的曲线、放电曲线31代表充放电率为0.5C的曲线、放电曲线32代表充放电率为1.0C的曲线、放电曲线33代表充放电率为2.0C的曲线。
控制器100可从第一放电曲线集合中选出放电曲线33作为第一放电曲线33，使得在与第一放电曲线集合对应的每一个充放电率中，第一充放电率(即：放电曲线33的充放电率2.0C)最接近当前充放电率1.5C。此外，控制器100可从第二放电曲线集合中选出放电曲线32作为第二放电曲线32，使得在与第二放电曲线集合对应的每一个充放电率(包括充放电率1.0C、0.5C以及0C)中，第二充放电率(即：放电曲线32的充放电率1.0C)最接近当前充放电率1.5C。
请同时参照图2和图3。在步骤S206，控制器100可根据第一放电曲线33以及第二放电曲线32计算电池300的电量状态。控制器100可对第一放电曲线33以及第二放电曲线32进行内插运算以计算出所述电量状态。更具体来说，控制器100可从第一放电曲线33取得对应于当前电压3.8V的第一电量状态75％，并可从第二放电曲线32取得对应于当前电压3.8V的第二电量状态50％。而后，控制器100可根据当前充放电率1.5C、第一充放电率2.0C、第二充放电率1.0C、第一电量状态75％以及第二电量状态50％计算电池300在放电模式时的电量状态，如公式(1)所示。
其中CL＜Ci＜CH，且SoCL＜SoC＜SoCH。在公式(1)中，SoC指示所计算的电池300的电量状态、SoCH指示第一电量状态(即：75％)、SoCL指示第二电量状态(即：50％)、Ci指示当前充放电率(即：1.5C)、CH指示第一充放电率(即：2.0C)并且CL指示第二充放电率(即：1.0C)。根据公式(1)，控制器100可计算出电池300的电量状态为62.5％，如公式(2)所示。
综上所述，本发明可基于电池的模式而切换判断电量状态的方法。当电池处于放电模式时，本发明可通过预设的多个放电曲线以及内插运算来计算出处于电池的电量状态。相较于传统的开路电压法仅能实施于静置一段时间后的电池，本发明可直接计算放电模式的电池的电量状态，且当电池停止放电时，该电量状态将与对静置模式的电池实施开路电压法而取得的电量状态相似。据此，本发明可有效地降低放电模式的电池的电量状态和静置模式的电池的电量状态两者的差异，提供使用者较佳的使用体验。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。
Claims (8)
1.一种电子装置，包括：
电池，供应所述电子装置的电力；
存储媒体，存储多个放电曲线以及多个指令；以及
控制器，耦接所述电池和所述存储媒体，所述控制器用以执行所述多个指令，所述多个指令包括：
判断所述电池处于放电模式；
测量所述电池在所述放电模式中的当前充放电率和当前电压；
根据所述当前充放电率从所述多个放电曲线中选出第一放电曲线和第二放电曲线，其中与所述第一放电曲线对应的第一充放电率大于所述当前充放电率，并且与所述第二放电曲线对应的第二充放电率小于所述当前充放电率；以及
根据所述第一放电曲线以及所述第二放电曲线计算所述电池的电量状态，
其中根据所述第一放电曲线以及所述第二放电曲线计算所述电池的电量状态，包括：
对所述第一放电曲线以及所述第二放电曲线进行内插运算以计算出所述电量状态。
2.根据权利要求1所述的电子装置，其中对所述第一放电曲线以及所述第二放电曲线进行内插运算以计算出所述电量状态，包括：
从所述第一放电曲线取得对应于所述当前电压的第一电量状态；
从所述第二放电曲线取得对应于所述当前电压的第二电量状态；以及
根据所述当前充放电率、所述第一充放电率、所述第二充放电率、所述第一电量状态以及所述第二电量状态计算所述电量状态。
3.根据权利要求1所述的电子装置，其中
所述多个放电曲线包括其充放电率大于所述当前充放电率的第一放电曲线集合以及其充放电率小于所述当前充放电率的第二放电曲线集合；
在与所述第一放电曲线集合对应的每一个充放电率中，所述第一充放电率最接近所述当前充放电率；以及
在与所述第二放电曲线集合对应的每一个充放电率中，所述第二充放电率最接近所述当前充放电率。
4.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述多个指令还包括：
判断所述电池处于静置模式；
测量所述电池在所述静置模式的第二电压；以及
根据所述第二电压计算所述电池的所述电量状态。
5.一种判断电量状态的方法，适用于一电池，所述方法包括：
取得多个放电曲线；
判断所述电池处于放电模式；
测量所述电池在所述放电模式中的当前充放电率和当前电压；
根据所述当前充放电率从所述多个放电曲线中选出第一放电曲线和第二放电曲线，其中与所述第一放电曲线对应的第一充放电率大于所述当前充放电率，并且与所述第二放电曲线对应的第二充放电率小于所述当前充放电率；以及
根据所述第一放电曲线以及所述第二放电曲线计算所述电池的电量状态，
其中根据所述第一放电曲线以及所述第二放电曲线计算所述电池的电量状态，包括：
对所述第一放电曲线以及所述第二放电曲线进行内插运算以计算出所述电量状态。
6.根据权利要求5所述的方法，其中对所述第一放电曲线以及所述第二放电曲线进行内插运算以计算出所述电量状态，包括：
从所述第一放电曲线取得对应于所述当前电压的第一电量状态；
从所述第二放电曲线取得对应于所述当前电压的第二电量状态；以及
根据所述当前充放电率、所述第一充放电率、所述第二充放电率、所述第一电量状态以及所述第二电量状态计算所述电量状态。
7.根据权利要求5所述的方法，其中
所述多个放电曲线包括其充放电率大于所述当前充放电率的第一放电曲线集合以及其充放电率小于所述当前充放电率的第二放电曲线集合；
在与所述第一放电曲线集合对应的每一个充放电率中，所述第一充放电率最接近所述当前充放电率；以及
在与所述第二放电曲线集合对应的每一个充放电率中，所述第二充放电率最接近所述当前充放电率。
8.根据权利要求5所述的方法，还包括：
判断所述电池处于静置模式；
测量所述电池在所述静置模式的第二电压；以及
根据所述第二电压计算所述电池的所述电量状态。
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