CN112114265A - 一种获知电池容量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种获知电池容量的方法，所述方法包括：S1，初始化电池电量放电曲线以及电容与电压的线性关系，并存储于存储介质内；S2，CPU获取电压分频系数、GPIO电源域电压值；S3，通过调整PWM控制器的输出，判断电压比较器输出端的电平，计算电池电压值；S4，由CPU在存储介质中获取到该电池容量和电压的对应关系可以得出各个电压值范围内的斜率值；S5，由上述步骤S3计算出的电压值，以及步骤S4获取到的各个电压范围内的斜率值，得出准确的电池容量。
Description
技术领域
本发明涉及人电池技术领域，特别涉及一种获知电池容量的方法。
背景技术
随着科技的不断发展，越来越多的电子用品离不开电池，电池技术广泛应用于各个领域，随着科技的进步，在日常使用的电子设备中，电池是不可或缺的重要组成器件，电池的健康程度直接关系到电子设备的使用寿命，而且由于电池供电不足导致设备异常的情况时常发生，给用户体验很不好，且增加客户的维修成本，是用户购买电子设备时关心的重要指标之一，因此快速精确的获取电池电量是电子产品设计中的重要部分。
在电子设备中增加独立的电源管理集成电路，但是会大大增加产品的设计成本，大多数客户对增加成本比较敏感，降低产品的竞争力，所以一般在产品不增加电源管理集成电路。但由于增加独立的电源IC，需要额外的外围器件才可正常工作，且需要相应的开发人员有相关开发经验，会大大增加产品的成本，以及开发难度，延长产品设计周期。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于：使用少量常见的器件，通过本申请的方法可快速精确的获取到电池电量。可以最少的成本实现测量电池电量的功能，同时降低开发难度。
本发明提供一种获知电池容量的方法，所述方法包括：
S1，初始化电池电量放电曲线以及电容与电压的线性关系，并存储于存储介质内；
S2，CPU获取电压分频系数、GPIO电源域电压值；
S3，通过调整PWM控制器的输出，判断电压比较器输出端的电平，计算电池电压值；
S4，由CPU在存储介质中获取到该电池容量和电压的对应关系可以得出各个电压值范围内的斜率值；
S5，由上述步骤S3计算出的电压值，以及步骤S4获取到的各个电压范围内的斜率值，得出准确的电池容量。
所述步骤S1中，由于电池的放电曲线中电池容量和电压值并不完全是线性关系，但在小幅的范围表现为线性相关，根据该特性制作出电池容量和电压呈线性关系的放电曲线和电压的对应关系。
所述步骤S3进一步包括：
S3.1，调整CPU中的UPWM控制器，使其输出的占空比为Duty_x＝0，记录此时与CPU连接的电压比较器输出端的电平；
S3.2，判断此时电压比较器的输出电平，若为低电平，则此时连接电压比较器输入端的电池端电压高于0V；
S3.3，调整CPU中的PWM控制器，使其输出占空比为Duty_y＝100，记录此时与CPU连接的电压比较器输出端的电平；
S3.4，初始化M＝0，N＝100；
S3.5，判断此时电压比较器的输出电平；
若此时电压比较器输出端电压为高电平，则继续调整CPU中的PWM控制器的输出的占空比为上两次占空比的中间值，即Duty_z＝(Duty_x+Duty_y)/2，CPU读取此时电压比较器输出端电平；
S3.6,判断此时电压比较器的输出电平；
S3.6.1,如果此时电压比较器输出端电压为低电平，更新M＝50,Duty_x＝Duty_z；
S3.6.2，如果此时电压比较器输出端电压为高电平，更新N＝50，Duty_y＝Duty_z；
S3.7,判断M是否等于N；
S3.7.1，如果不相等，继续调整PWM控制器的输出占空比为Duty_z＝(Duty_x+Duty_y)/2，重复S5-S7；
S3.7.2，如果相等，则记录下此时的Duty_x值，可以得出电池端的电压＝CPU的通用输入输出接口的电源域电压*分压系数*Duty_x/100。
所述的步骤S3.6.1，若此时电压比较器输出端电压为低电平，则可判断此时电池端电压/分压系数的电压值高于CPU输出PWM的电压值。
所述的步骤S3.6.2，若此时电压比较器输出端电压为高电平，则可判断此时电池端电压/分压系数的电压值低于CPU输出PWM的电压值。
所述的步骤S3.5，若此时电压比较器输出端电压为高电平，则此时电池端电压低于CPU的通用输入/输出接口的电源域电压*分压系数。
所述的步骤S3.5，若此时电压比较器输出端电压为低电平，则判断为电池电压超过该电路的检测范围。
所述的PWM控制器将PWM信号经过滤波电路输入到电压比较器的反向输入端；电池端的电压经过分压电阻输入到电压比较器正向输入端；电压比较器的输出端连接到CPU的通用输入/输出接口。
本申请的优势在于：通过使用少量常见的器件，通过本申请的方法可快速精确的获取到电池电量。可以最少的成本实现测量电池电量的功能，同时降低开发难度及成本，节省维修成本。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。
图1是本发明方法的流程示意框图。
图2是本发明具体实施例涉及获取电池电压的方法流程框图。
图3是本发明具体实施例涉及系统的示意框图。
图4是本发明具体实施例涉及电容和电压放电曲线的对应关系图。
具体实施方式
目前，本领域常用的技术术语如下：
用户：产品的终端使用者。
客户：产品的设计、生产、销售公司。
IC：英文integrated circuit集成电路的缩写，把一定数量的常用电子元件，例电阻、电容、晶体管等，以及这些元件之间的连线，通过半导体工艺集成在一起的具有特定功能的电路。
PWM：英文Pulse Width Modulation脉冲宽度调制的缩写。是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进程控制的一种技术。
CPU：英文Central Processing Unit中央处理器的缩写。
Duty：占空比，指在一个脉冲循环内，通电时间相对于总时间所占的比例。
Duty_x、Duty_y、Duty_z便于描述实现过程起的变量名称。类型为整型数据，没有小数。取值范围为0～100.
GPIO：英文General-Purpose Input Output通用输入/输出的缩写.
本发明的技术方案如下：
如图1所示，所述方法包括：
S1，初始化电池电量放电曲线以及电容与电压的线性关系，并存储于存储介质内；
S2，CPU获取电压分频系数、GPIO电源域电压值；
S3，通过调整PWM控制器的输出，判断电压比较器输出端的电平，计算电池电压值；
S4，由CPU在存储介质中获取到该电池容量和电压的对应关系可以得出各个电压值范围内的斜率值；
S5，由上述步骤S3计算出的电压值，以及步骤S4获取到的各个电压范围内的斜率值，得出准确的电池容量。
如图2所示，所使用的计算电压的方法，具体包括：
S3.1，调整CPU中的PWM控制器，使其输出的占空比为Duty_x＝0，记录此时与CPU连接的电压比较器输出端的电平；
S3.2，判断此时电压比较器的输出电平，若为低电平，则此时连接电压比较器输入端的电池端电压高于0V；
S3.3，调整CPU中的PWM控制器，使其输出占空比为Duty_y＝100，记录此时与CPU连接的电压比较器输出端的电平；
S3.4，初始化M＝0，N＝100；
S3.5，判断此时电压比较器的输出电平；
若此时电压比较器输出端电压为低电平，则判断为电池电压超过该电路的检测范围；
若此时电压比较器输出端电压为高电平，则此时电池端电压低于CPU的通用输入/输出接口的电源域电压*分压系数，则继续调整PWM控制器的输出的占空比为上两次占空比的中间值，即Duty_z＝(Duty_x+Duty_y)/2，CPU读取此时电压比较器输出端电平；
S3.6,判断此时电压比较器的输出电平；
S3.6.1,如果此时电压比较器输出端电压为低电平，若此时电压比较器输出端电压为低电平，则可判断此时电池端电压/分压系数的电压值高于CPU输出PWM的电压值，更新M＝50,Duty_x＝Duty_z；
S3.6.2，如果此时电压比较器输出端电压为高电平，若此时电压比较器输出端电压为高电平，则可判断此时电池端电压/分压系数的电压值低于CPU输出PWM的电压值，更新N＝50，Duty_y＝Duty_z；
S3.7,判断M是否等于N；
S3.7.1，如果不相等，继续调整PWM控制器的输出占空比为Duty_z＝(Duty_x+Duty_y)/2，重复S5-S7；
S3.7.2，如果相等，则记录下此时的Duty_x值，可以得出电池端的电压＝CPU的通用输入输出接口的电源域电压*分压系数*Duty_x/100。
如图3所示，该获知电池电量的方法涉及的系统包括：CPU、电压比较器。通过CPU的PWM控制单元输出PWM信号。并将该信号经过滤波整合电路输入到电压比较器的反向输入端。电池端的电压经过分压电阻输入到电压比较器正向输入端。电压比较器的输出端输入到中央处理器的GPIO(General-Purpose Input Output)，用于读取电压比较器输出的电平。并且，所述系统通过如下所述的方法，实现电池电量的检测。
由于电池的放电曲线中电池容量和电压值并不完全是线性关系，但在小幅的范围表现为线性相关。根据该特性可以制作出电池容量和电压呈线性关系的放电曲线和电压的对应关系。由中央处理器在存储器中获取到该电池容量和电压的对应关系可以得出各个电压值范围内的斜率值。
例如：如图4所示，电池容量和电压的对应关系放电曲线，数值如下：
由上述判断出的电压值，以及获取到的各个电压范围内的斜率，进而可以得出准确的电池容量。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种获知电池容量的方法，其特征在于，所述方法包括：
S1，初始化电池电量放电曲线以及电容与电压的线性关系，并存储于存储介质内；
S2，CPU获取电压分频系数、GPIO电源域电压值；
S3，通过调整PWM控制器的输出，判断电压比较器输出端的电平，计算电池电压值；
S4，由CPU在存储介质中获取到该电池容量和电压的对应关系可以得出各个电压值范围内的斜率值；
S5，由上述步骤S3计算出的电压值，以及步骤S4获取到的各个电压范围内的斜率值，得出准确的电池容量。
2.根据权利要求1所述的一种获知电池容量的方法，其特征在于，所述步骤S1中，由于电池的放电曲线中电池容量和电压值并不完全是线性关系，但在小幅的范围表现为线性相关，根据该特性制作出电池容量和电压呈线性关系的放电曲线和电压的对应关系。
3.根据权利要求1所述的一种获知电池容量的方法，其特征在于，所述步骤S3进一步包括：
S3.1，调整CPU中的UPWM控制器，使其输出的占空比为Duty_x＝0，记录此时与CPU连接的电压比较器输出端的电平；
S3.2，判断此时电压比较器的输出电平，若为低电平，则此时连接电压比较器输入端的电池端电压高于0V；
S3.3，调整CPU中的PWM控制器，使其输出占空比为Duty_y＝100，记录此时与CPU连接的电压比较器输出端的电平；
S3.4，初始化M＝0，N＝100；
S3.5，判断此时电压比较器的输出电平；
若此时电压比较器输出端电压为高电平，则继续调整CPU中的PWM控制器的输出的占空比为上两次占空比的中间值，即Duty_z＝(Duty_x+Duty_y)/2，CPU读取此时电压比较器输出端电平；
S3.6,判断此时电压比较器的输出电平；
S3.6.1,如果此时电压比较器输出端电压为低电平，更新M＝50,Duty_x＝Duty_z；
S3.6.2，如果此时电压比较器输出端电压为高电平，更新N＝50，Duty_y＝Duty_z；
S3.7,判断M是否等于N；
S3.7.1，如果不相等，继续调整PWM控制器的输出占空比为Duty_z＝(Duty_x+Duty_y)/2，重复S5-S7；
S3.7.2，如果相等，则记录下此时的Duty_x值，可以得出电池端的电压＝CPU的通用输入输出接口的电源域电压*分压系数*Duty_x/100。
4.根据权利要求3所述的一种获知电池容量的方法，其特征在于，所述的步骤S3.6.1，若此时电压比较器输出端电压为低电平，则可判断此时电池端电压/分压系数的电压值高于CPU输出PWM的电压值。
5.根据权利要求3所述的一种获知电池容量的方法，其特征在于，所述的步骤S3.6.2，若此时电压比较器输出端电压为高电平，则可判断此时电池端电压/分压系数的电压值低于CPU输出PWM的电压值。
6.根据权利要求3所述的一种获知电池容量的方法，其特征在于，所述的步骤S3.5，若此时电压比较器输出端电压为高电平，则此时电池端电压低于CPU的通用输入/输出接口的电源域电压*分压系数。
7.根据权利要求3所述的一种获知电池容量的方法，其特征在于，所述的步骤S3.5，若此时电压比较器输出端电压为低电平，则判断为电池电压超过该电路的检测范围。
8.根据权利要求1所述的一种获知电池容量的方法，其特征在于，所述的PWM控制器将PWM信号经过滤波电路输入到电压比较器的反向输入端；电池端的电压经过分压电阻输入到电压比较器正向输入端；电压比较器的输出端连接到CPU的通用输入/输出接口。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113687252A (zh) * | 2021-09-16 | 2021-11-23 | 广东力科新能源有限公司 | 一种电池容量的测量方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5994879A (en) * | 1999-03-01 | 1999-11-30 | Ma Lien Electrical Engineering Co., Ltd. | Charging circuit |
| CN1732389A (zh) * | 2002-11-15 | 2006-02-08 | 索尼株式会社 | 电池容量计算方法,电池容量计算装置以及电池容量计算程序 |
| CN101097248A (zh) * | 2006-06-28 | 2008-01-02 | Lg电子株式会社 | 准确性提高的电池容量预测 |
| CN102478636A (zh) * | 2010-11-26 | 2012-05-30 | 比亚迪股份有限公司 | 电池电量的检测方法及装置 |
| CN102508172A (zh) * | 2011-11-23 | 2012-06-20 | 中兴通讯股份有限公司 | 电池电量的计算方法及装置、终端 |
| CN103344918A (zh) * | 2013-06-21 | 2013-10-09 | 广东欧珀移动通信有限公司 | 一种移动终端电池电量显示方法及系统 |
| CN104750147A (zh) * | 2013-12-30 | 2015-07-01 | 重庆重邮信科通信技术有限公司 | 动态电压调整装置及方法 |
-
2019
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5994879A (en) * | 1999-03-01 | 1999-11-30 | Ma Lien Electrical Engineering Co., Ltd. | Charging circuit |
| CN1732389A (zh) * | 2002-11-15 | 2006-02-08 | 索尼株式会社 | 电池容量计算方法,电池容量计算装置以及电池容量计算程序 |
| CN101097248A (zh) * | 2006-06-28 | 2008-01-02 | Lg电子株式会社 | 准确性提高的电池容量预测 |
| CN102478636A (zh) * | 2010-11-26 | 2012-05-30 | 比亚迪股份有限公司 | 电池电量的检测方法及装置 |
| CN102508172A (zh) * | 2011-11-23 | 2012-06-20 | 中兴通讯股份有限公司 | 电池电量的计算方法及装置、终端 |
| CN103344918A (zh) * | 2013-06-21 | 2013-10-09 | 广东欧珀移动通信有限公司 | 一种移动终端电池电量显示方法及系统 |
| CN104750147A (zh) * | 2013-12-30 | 2015-07-01 | 重庆重邮信科通信技术有限公司 | 动态电压调整装置及方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 刘高明;毛景魁;: "基于单片机的镍氢电池充电控制器设计", 信息工程大学学报, no. 03 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113687252A (zh) * | 2021-09-16 | 2021-11-23 | 广东力科新能源有限公司 | 一种电池容量的测量方法 |
| CN113687252B (zh) * | 2021-09-16 | 2023-12-29 | 广东力科新能源有限公司 | 一种电池容量的测量方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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