TW201403105A - 電池電量計算方法及系統 - Google Patents
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Abstract
一種電池電量計算方法及系統，該方法包括：根據電池的開路電壓查詢電壓電量百分比表得到電池的第一電量百分比，將該第一電量百分比顯示於顯示設備上，並抹除電池的庫侖計的當前值；讀取一個預設時間內電池的庫侖計中流入的電荷數量及流出的電荷數量；根據該流入的電荷數量及流出的電荷數量計算得到一個第二電量百分比；判斷所述預設時間內電流的平均值是否小於一個閾值，當小於時，返回繼續查詢，否則，將顯示第二電量百分比。
Description
本發明涉及一種電池電量計算方法及系統，尤其涉及一種電子設備的電池電量的計算方法及系統。
在平板電腦、手機、多媒體播放器、全球定位系統（Global Positioning System，GPS）終端等消費類電子設備中，鋰電池因高儲存能量、壽命長、重量輕及無記憶效應等優點得到了廣泛的使用。為了讓電子設備較準確地計算和顯示電池的電量，電子設備中一般會存在一個比較智慧的積體電路（Integrated Circuit，IC）晶片，該IC晶片支援電池電壓、電池溫度的監測功能，也支援函式庫侖計的計算。在這樣的硬體環境下，計算電池的電量百分比一般採取電壓法（監視電池開路電壓來獲得電池的剩餘容量）及庫侖計法（通過測量流入/流出電池的淨電荷來估算電池的剩餘容量）。
利用所述電壓法計算時，由於電池電壓隨電流急劇變化而產生的慣性問題，從而會導致電池的電量顯示極不穩定，在短時間（如2分鐘）內，電池的電量百分比波動很大，相差10%以上，造成用戶的體驗感差、懷疑電池是否有異常等問題。所述庫侖計法會因電池的使用時間變長而導致電池的內阻變大，從而產生電池的電量顯示不到100%或電子設備提前關機等問題。所述電壓法及庫侖計法均存在一定的缺陷，會在計算電子設備電池電量的過程中產生一定的偏差。
鑒於以上內容，有必要提供一種電池電量計算方法及系統，以計算電子設備的電池電量。
所述電池電量計算方法，該方法包括以下步驟：查詢步驟：根據電子設備的電池的開路電壓查詢電壓電量百分比表，得到電池的第一電量百分比，將該第一電量百分比顯示於電子設備的顯示設備上，並抹除電池的庫侖計的當前值；讀取步驟：讀取一個預設時間內電池的庫侖計中流入的電荷數量及流出的電荷數量；計算步驟：計算庫侖計中流入的電荷數量及流出的電荷數量的差值，將該差值轉換成毫安培時，再將該毫安培時除以電池的額定容量得到一個增減電量百分比，並將所述第一電量百分比加上增減電量百分比得到一個第二電量百分比；判斷步驟：判斷所述預設時間內電流的平均值是否小於一個閾值，當該電流的平均值小於所述閾值時，返回執行查詢步驟，否則，執行顯示步驟；顯示步驟：將所述第二電量百分比顯示於顯示設備上。
所述電池電量計算系統，該系統包括：查詢模組，用於根據電子設備的電池的開路電壓查詢電壓電量百分比表，得到電池的第一電量百分比，將該第一電量百分比顯示於電子設備的顯示設備上，並抹除電池的庫侖計的當前值；讀取模組，用於讀取一個預設時間內電池的庫侖計中流入的電荷數量及流出的電荷數量；計算模組，用於計算庫侖計中流入的電荷數量及流出的電荷數量的差值，將該差值轉換成毫安培時，再將該毫安培時除以電池的額定容量得到一個增減電量百分比，並將所述第一電量百分比加上增減電量百分比得到一個第二電量百分比；判斷模組，用於判斷所述預設時間內電流的平均值是否小於一個閾值；顯示模組，用於當電流的平均值不小於所述閾值時，將所述第二電量百分比顯示於顯示設備上。
相較於習知技術，本發明所述之電池電量計算方法及系統，結合電壓法和庫侖計法來輸出電池的電量，在電池的電流為小電流（如小於200毫安培的電流）時，通過電壓法輸出電池的電量，在電池的電流不為小電流（如大於或等於200毫安培的電流）時，通過庫侖計法輸出電池的電量，從而輸出的電池電量會呈現逐步上升或下降的狀態，防止電池忽高忽低的不正常顯示現象的發生，提高用戶體驗。
如圖1所示，係為本發明電池電量計算系統較佳實施例之架構圖。
電池電量計算系統10運行於電子設備1中，該電子設備1中還包括電池11、儲存設備12、顯示設備13及IC（Integrated Circuit，積體電路）晶片14。所述電子設備1可為平板電腦、手機、多媒體播放器、全球定位系統（Global Positioning System，GPS）終端等消費類電子設備。
所述電池11用於為電子設備1供電。所述儲存設備12用於儲存資料，該儲存設備12既可為內置於電子設備1中的儲存介質，亦可為外接於電子設備1的儲存裝置，本較佳實施例以儲存設備12為內置於電子設備1中的儲存介質為例進行介紹。所述顯示設備13用於顯示電池11的電量百分比數值，該顯示設備13既可為電子設備1的顯示螢幕，亦可為外接於電子設備1的顯示裝置，本較佳實施例以顯示設備13為電子設備1的顯示螢幕為例進行介紹。所述IC晶片14支援監測電池電壓、電池溫度的功能，也支援函式庫侖計的計算。所述IC晶片14讀取電池11的參數，該參數可為電池11的電流、電池11的庫侖計的值、電池11的額定容量等，該IC晶片可為電源管理（Power Management）晶片等。
所述儲存設備12中儲存有一個電壓電量百分比表，該電壓電量百分比表用於描述電池11的開路電壓（Open Circuit Voltage，OCV）與電池11的電量百分比之間的關係，如圖4所示。所述電壓電量百分比表根據電池11的廠商給出的內阻、充電電流等參數而計算得到。
如圖2所示，係為本發明電池電量計算系統較佳實施例之功能模組圖。
所述電池電量計算系統10包括查詢模組100、讀取模組101、計算模組102、判斷模組103及顯示模組104。各模組的功能將結合圖3之流程圖進行詳細介紹。
如圖3所示，係為本發明電池電量計算方法較佳實施例之流程圖。
步驟S10，所述查詢模組100根據電池11的開路電壓查詢所述電壓電量百分比表，得到T1時刻的電池11的第一電量百分比PT1，將該第一電量百分比PT1顯示於顯示設備13上，並在該T1時刻，抹除電池11的庫侖計的當前值，即此時電荷數量等於0。
需要說明的是，在利用原有的庫侖計法計算電池11的電量百分比時，電子設備1需要執行一些複雜的演算法和操作來計算電池11的初始電量。在本發明中，利用開路電壓來查詢得到第一電量百分比，該第一電量百分比即作為電池11的初始電量所對應的百分比。抹除電池11的庫侖計的值，即將電池11的庫侖計的值置為0，在一段時間內可得到該庫侖計中的值的變化。在下文中通過庫侖計法（下文中的步驟S12和步驟S14為庫侖計法的過程）計算電池11的電量百分比時，以所述第一電量百分比作為基準，在該第一電量百分比的基礎上加上所述庫侖計中的值的變化對應的百分比（為下文中的增加電量百分比），即可得到電池11的剩餘容量的百分比（為下文中的第二電量百分比）。
步驟S12，所述讀取模組101持續通過IC晶片14讀取一個預設時間內電池11的庫侖計中流入的電荷數量及流出的電荷數量。所述預設時間可由用戶進行設置，為一個較短的時間間隔（如5分鐘以內），可為1秒或1分鐘等。讀取模組101在讀取時從T1開始，在T2結束，該結束時間T2以T1加上預設時間而得到。
在該步驟S12中，讀取模組101在所述預設時間內按照預定次數讀取電池11的電流，並計算該讀取的電流的平均值。所述預定次數可由用戶設置，如為5至10中的任意一個整數值。
步驟S14，所述計算模組102計算庫侖計中流入的電荷數量及流出的電荷數量的差值，並將該差值轉換成毫安培時（mAh），並將該毫安培時除以電池11的額定容量得到一個增減電量百分比，並將所述第一電量百分比加上增減電量百分比得到一個第二電量百分比PT2。該第二電量百分比PT2即為T2時刻計算模組102計算得到電池11的剩餘容量。
需要說明的是，電池11的額定容量對應的單位為mAh(毫安培時)，而庫侖計中流入的電荷數量及流出的電荷數量對應的單位為庫侖，庫侖的國際標準單位為電流乘以時間的安培秒，即庫侖與mAh之間存在如下的對應關係：1mAh=0.001安培*3600秒=3.6安培秒=3.6庫侖。計算模組102利用該對應關係將庫侖計中流入的電荷數量及流出的電荷數量的差值換算成毫安培時。
步驟S16，所述判斷模組103判斷在所述預設時間內所述電流的平均值是否小於一個閾值。當該電流的平均值小於所述閾值時，返回執行步驟S10，否則執行步驟S18。該閾值可由用戶進行設置，如為200mA。
需要說明的是，該步驟S16的判斷亦可置於步驟S12與步驟S14之間，此時，在電流的平均值小於所述閾值時，仍返回執行步驟S10，在電流的平均值不小於所述閾值時，執行步驟S14，此時計算得到所述第二電量百分比PT2，並執行步驟S18進行第二電量百分比PT2的顯示。
步驟S18，所述顯示模組104將所述第二電量百分比PT2顯示於顯示設備13上。
在步驟S18結束後，讀取模組101將所述第二電量百分比置為第一電量百分比，並將所述時刻T2置為T1，再返回步驟S12繼續讀取電池11中庫侖計的值的變化。重複上述過程直至電子設備1關閉。
綜上所述，可知本發明的過程為：先通過電壓法利用開路電壓來查詢得到第一電量百分比，並將該第一電量百分比顯示在電子設備1的顯示設備13上；之後在該第一電量百分比的基礎上利用庫侖計法計算得到一個第二電量百分比，並判斷在一個預設時間內多次讀取的電流的平均值是否小於一個閾值；當該平均值小於該閾值時，不顯示該第二電量百分比，返回繼續用電壓法查詢並顯示；當該平均值不小於該閾值時，將該第二電量百分比顯示在電子設備1的顯示設備13上，並將該第二電量百分比置為第一電量百分比後返回繼續用庫侖計法計算。
本發明在小電流情況下採用電壓法進行電量的計算，在大電流情況下採用庫侖計法進行電量的計算，充分利用了電壓法和庫侖計法的優點，從而可有效防止電池11在大電流情況下電量顯示的異常現象，並避免使用庫侖計法時的複雜演算法和操作。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅爲本發明之較佳實施例，本發明之範圍並不以上述實施例爲限，舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
1．．．電子設備
10．．．電池電量計算系統
11．．．電池
12．．．儲存設備
13．．．顯示設備
14．．．IC晶片
100．．．查詢模組
101．．．讀取模組
102．．．計算模組
103．．．判斷模組
104．．．顯示模組
S10．．．根據電池的開路電壓查詢電壓電量百分比表得到電池的第一電量百分比，將該第一電量百分比顯示於顯示設備上，並抹除電池的庫侖計的當前值
S12．．．讀取一個預設時間內電池的庫侖計中流入的電荷數量及流出的電荷數量
S14．．．計算庫侖計中流入的電荷數量及流出的電荷數量的差值，將該差值轉換成毫安培時，再將該毫安培時除以電池的額定容量得到一個增減電量百分比，並將所述第一電量百分比加上增減電量百分比得到一個第二電量百分比
S16．．．所述預設時間內電流的平均值是否小於一個閾值
S18．．．將所述第二電量百分比顯示於顯示設備上
圖1係為本發明電池電量計算系統較佳實施例之架構圖。
圖2係為本發明電池電量計算系統較佳實施例之功能模組圖。
圖3係為本發明電池電量計算方法較佳實施例之流程圖。
圖4係為本發明電壓電量百分比表之示例圖。
S10．．．根據電池的開路電壓查詢電壓電量百分比表得到電池的第一電量百分比，將該第一電量百分比顯示於顯示設備上，並抹除電池的庫侖計的當前值
S12．．．讀取一個預設時間內電池的庫侖計中流入的電荷數量及流出的電荷數量
S14．．．計算庫侖計中流入的電荷數量及流出的電荷數量的差值，將該差值轉換成毫安培時，再將該毫安培時除以電池的額定容量得到一個增減電量百分比，並將所述第一電量百分比加上增減電量百分比得到一個第二電量百分比
S16．．．所述預設時間內電流的平均值是否小於一個閾值
S18．．．將所述第二電量百分比顯示於顯示設備上
Claims (7)
- 一種電池電量計算方法，其中，該方法包括以下步驟：
查詢步驟：根據電子設備的電池的開路電壓查詢電壓電量百分比表，得到電池的第一電量百分比，將該第一電量百分比顯示於電子設備的顯示設備上，並抹除電池的庫侖計的當前值；
讀取步驟：讀取一個預設時間內電池的庫侖計中流入的電荷數量及流出的電荷數量；
計算步驟：計算庫侖計中流入的電荷數量及流出的電荷數量的差值，將該差值轉換成毫安培時，再將該毫安培時除以電池的額定容量得到一個增減電量百分比，並將所述第一電量百分比加上增減電量百分比得到一個第二電量百分比；
判斷步驟：判斷所述預設時間內電流的平均值是否小於一個閾值，當該電流的平均值小於所述閾值時，返回執行查詢步驟，否則，執行顯示步驟；
顯示步驟：將所述第二電量百分比顯示於顯示設備上。 - 如申請專利範圍第1項所述之電池電量計算方法，其中，該方法在所述顯示步驟後還包括：
將所述第二電量百分比置為第一電量百分比，並返回繼續執行讀取步驟，直至電子設備關閉。 - 如申請專利範圍第1項所述之電池電量計算方法，其中，將所述判斷步驟調整至讀取步驟及計算步驟之間，在所述預設時間內電流的平均值小於所述閾值時，返回執行查詢步驟，在所述預設時間內電流的平均值不小於所述閾值時，執行計算步驟。
- 如申請專利範圍第1項所述之電池電量計算方法，其中，所述讀取步驟還包括：
在所述預設時間內按照預定次數讀取電池的電流，並計算該讀取的電流的平均值。 - 一種電池電量計算系統，其中，該系統包括：
查詢模組，用於根據電子設備的電池的開路電壓查詢電壓電量百分比表，得到電池的第一電量百分比，將該第一電量百分比顯示於電子設備的顯示設備上，並抹除電池的庫侖計的當前值；
讀取模組，用於讀取一個預設時間內電池的庫侖計中流入的電荷數量及流出的電荷數量；
計算模組，用於計算庫侖計中流入的電荷數量及流出的電荷數量的差值，將該差值轉換成毫安培時，再將該毫安培時除以電池的額定容量得到一個增減電量百分比，並將所述第一電量百分比加上增減電量百分比得到一個第二電量百分比；
判斷模組，用於判斷所述預設時間內電流的平均值是否小於一個閾值；
顯示模組，用於當電流的平均值不小於所述閾值時，將所述第二電量百分比顯示於顯示設備上。 - 如申請專利範圍第5項所述之電池電量計算系統，其中，該系統還包括：
所述讀取模組，還用於將所述第二電量百分比置為第一電量百分比。 - 如申請專利範圍第5項所述之電池電量計算系統，其中，所述讀取模組還用於：在所述預設時間內按照預定次數讀取電池的電流，並計算該讀取的電流的平均值。
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