TW512570B - Remaining battery capacity corrector and controlling method therefor - Google Patents
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Description
512570 7303pif.doc/008 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(丨) 發明領域 本發明是關於電池剩餘容量修正裝置及其控制方法’尤指 一種用以正確地修正在使用輸電壓,電流及溫度計算電池 剩餘容量的情況中所生的誤差的裝置及方法。 2,相關技術描述 通常在可攜式電子裝置,如可攜式電腦及無線電話’ 所使用的電池包括顯示電池剩餘容量的功能,藉此讓使用 者可以知道需要再對電池充電。這種電池被稱 「智慧電 池」。這種智慧電池包括一內部微控器,用以提供如電池 狀態及電池剩餘容量等資訊到外部電子裝置。 該微控器依據一變化的電池容量而決定一新的參考容 量。了顯示剩餘的電池容量,微控器以相對於參考容量 的百分比來代表目前剩餘的電池容量。此處的參考容量被 決定從完全被充電狀態到電池電壓被放電裝置降低到一 預定的電壓準位的放電容量。 然而,使用者通常在電池的電壓到達設定電池參考容 量的預定電壓準位之前就對重新電池充電。所以,既然使 用者停止電池放電的時間點是變化的,在設定參考容量時 生誤差。因此,被顯示的電池剩餘容量並不可靠。 發明綜合說明 因此’本發明係有鑒於以上的問題而生,且其目標 在於提供一種正確地計算電池容量的裝置及方法而不管時 4 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格⑵G X 297公髮) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - --線. ^570 7303pif.doc/008 ------ 五、發明說明(Y) 間的重新充電點。本發明此目的及其它目的將藉由提供用 以修正在計算電池剩餘容量中所生的誤差的電池剩餘容 量修正器而達成,本發明裝置包括一電壓修正器,用以偵 測一電池之輸出電壓;一電流偵測器用以偵測該電池之輸 出電流;一溫度偵測器,用以偵測該電池之溫度;一電池 剩餘容量修正表儲存單元,用以儲存代表一參考電壓的電 池剩餘容量修正表,以便對應該電池之輸出電流及溫度; 以及一控制器,用以在輸出電壓比電池剩餘容量表中的參 考輸出電壓低的情況中,對應被偵測到的輸出電流及溫 度,以電池容量剩餘修正表中的參考輸出電壓爲基礎來修 正電池剩餘容量。 較佳者,電池剩餘容量修正表代表在電池剩餘容量不 足預定的參考値的時間點以及正好在電池剩餘容量被消耗 完之前的時間點,依據電池的輸出電流及溫度而定的參考 輸出電壓。 依據本發明另一實施例,此目的及其它目的也可以藉 由提供一種電池剩餘容量的修正方法而達成,該方法包括 以下步驟:(a)建立一電池之一參考輸出電壓以便對應該 電池之輸出電流及溫度;(b)偵測該電池之該輸出電壓, 輸出電流#及溫度;(c)對應被偵測到之該電池的輸出電 流及溫度來比較所偵測到的輸出電壓與該參考輸出電壓; 以及(d)在被偵測到的輸出電壓低於該參考輸出電壓的情 況中,基於該參考輸出電壓修正電池剩餘容量。 在步驟(d)之前,步驟(b)及(c)被重復一預定次數, 5 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) . 線· 512570 7303pif.doc/008 A7 B7 經齊Sr智慧財4¾員X-消費合阼fi印製 五、發明說明(>) 而該步驟(b)到(d)被重復。 該參考輸出電壓被建立以便代表電池剩餘容量從預定 的參考値而不足的時間點,以及正好在電池剩餘容量被消 耗完之前的時間點。 圖式簡要說明 本發明以上及其它目的將藉由參照所附圖式詳細描述 發明之較佳實施例而變得更淸楚,其中·· 第一圖是本發明之電池剩餘容量修正器之方塊圖; 第二圖是解釋本發明電池剩餘容量修正方法之流程 圖; 第三圖是解釋本發明電池剩餘容量修正方法之另一實 施例之流程圖。 圖號說明 10控制12電壓偵測器 14電流偵16溫度偵 器 測器 測器 18顯示20電池剩餘容量修正表 器 儲存單元 發明詳細說明 本發明之較佳實施例將參照所附圖式而被說明。 如第一圖所示,本發明電池剩餘容量修正器包括一顯 示器18用以顯示電池剩餘容量,一電壓偵測器π用以偵 6 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) . --線· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ^12570 7303pif.doc/008 A7 B7 瘦齊邹皆i材¾¾員X.消費合泎fi印製 i、發明說明(0) 測電池之輸出電壓,一電流偵測器14用以偵測電池之輸 出電流,以及一溫度偵測器16用以偵測電池之溫度。電 池剩餘容量修正器包括一控制器10用以依據偵測器12’ 14,16所偵測到的値來計算電池剩餘容量並修正誤差。一 電池剩餘容量修正表儲存單元20被連接到控制器Κ),於 該儲存單元中儲存代表對該電池充電及放電的數目與該電 池之該輸出電壓,該輸出電流及該溫度之間的關係的電池 剩餘容量修正表。 類似於習知的電流累積方法,如果充電運作開始,控 制器10藉由增加電流偵測器14所偵測到的電流到先前電 池剩餘容量,而如果放電運作開始,則藉由從先前的電池 容量減去所偵測到的電流而計算電池剩餘容量。也就是 說’此計算由以下方程式(1)及(2)執行。 在電池的充電時間: 電池剩餘容量(η)=電池剩餘容量(η-1) + (電流*時 間*修正因子)....·(1) 在電池放電時間: 電池剩餘容量(η)=電池剩餘容量(η-1)-(電流*時 間*修正因子)···· .(2) 在放雩時間,控制器10在顯示器18顯示使用方程式 (2)所計算的電池剩餘容量。當放電運作開始時,電池的 電壓偵測器12,電流偵測器14,以及溫度偵測器16也同 時偵測電池的輸出電壓,輸出電流及溫度,並分別傳輸所 偵測到的値給控制器。控制器1〇比較電池被偵測到的輸 7 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - · 線- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 x 297公釐) 512570 7303pif.doc/008 A7 B7 五、發明說明(l) 出電壓’輸出電流以及溫度與電池剩餘容量修正表上相對 應的値。 此處’電池剩餘容量修正表最好被設定爲電池剩餘容 量不足之狀況的參考描述,亦即,當電池剩餘容量代表電 池剩餘容量不足警示狀態的時候(稱爲,,低電池點(Law battery p〇int)”),或電池容量緊急警示狀態(稱爲”極低 電池點(Low Low battery p〇int),,)的時候。這是很重要 的,因爲電池剩餘容量在電池剩餘容量不足時變得更重 要。 低電池點主要是藉著控制器10並基於電池輸出電壓 而被決定。在低電池點的電池輸出電壓是依據對電池的充 電及放電的數,輸出電流及電池溫度而變化。低電池點的 電池剩餘容量修正表是由依據電池的充電及放電量,輸出 電流及電池溫度模擬在電池的輸出電壓中的改變所組成, 如以下的表一所示。以下的表一表示在BP(電池剩餘容量 百分比)爲11%時的較佳實施例。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - 訂_· i線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
表一:在低電池點的電池剩餘容量修正表(1-50循環) 0.25C 0.50C 0.75C 1.00C 1.25C l^C 3.440V 3.460V 3.480V 3.500V 3.510V 30^ 3.450V 3.470V 3.490V 3.510V 3.520V 45〇C 3.460V 3.480V 3.500V 3.520V 3.530V 50°C 3.470V 3.490V 3.510V 3.530V 3.540V 相同地,極低電池點是基於電池輸出電壓而被決定。 :&極低電池點的的電池輸出電壓是依據電池的充電及放電 8 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)/V1規格(210 X 297公釐) 512570 7303pif.doc/008 A7 B7 五、發明說明(L) 數,輸出電流及電池溫度而變化。極低電池點的電池剩餘 容量修正表是由依據電池的充電及放電量,輸出電流及電 池溫度模擬在電池的輸出電壓中的改變所組成,如以下的 表二所示。以下的表二表示在BP(電池剩餘容量百分比)爲 4%時的較佳實施例。
表二:在極低電池點的電池剩餘容量修正表(1-50循 環) _ 0.25C 0.50C 0.75C 1.00C 1.25C 15°C 3.140V 3.160V 3.180V 3.200V 3.210V 30°C 3.150V 3.170V 3.190V 3.210V 3.220V 45〇C 3.160V 3.180V 3.200V 3.220V 3.230V 50°C 3.170V 3.190V 3.210V 3.230V 3.240V 如該二表所示,低電池點及極低電池點的電池剩餘容 量修正表是由依據在電池的充電及放電量,輸出電流及電 池溫度模擬在電池的輸出電壓中的改變所組成。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - . 經齊即智慧材i^員X-消費合阼fi印製 通常,低電池點被設定爲電池剩餘容量是整個電池容 量的9-11%時的狀態,而極低電池點被設定爲電池剩餘容 量是整個電池容量的2-4 %時的狀態。低電池點及極低電 池點的電池剩餘修正表在電池容量開始一放電程序的時候 被執行。, 第二圖表示本發明之電池剩餘容量修正裝置之修正程 序。在第二圖,修正程序是以電池剩餘容量爲全部電池容 量的11 %的情況來進行,亦即在低電池點。於此情況中, 被使用的電池剩餘容量修正表如表一所示。 9 線· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐) 512570 7303pif.doc/008 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(7) 電壓偵測器12,電流偵測器14以及溫度偵測器16在 電池開始一放電運作之後週期性地傳輸所偵測的値給控制 器10(S10)。控制器10比較所偵測的輸出電壓値,輸出電 流値以及電池的溫度値與BP 11%情況下電池剩餘修正表一 內的値(S20)。此處,對應所偵測到的輸出電流値及電池 溫度値之表一中之一輸出電壓(VT)被與所偵測到的輸出電 壓VR做比較。 當比較的結果是VR VT時,修正計算被淸除爲 〇(S30)。此處的修正計算代表VR < VT。然後確定所顯示 的電池剩餘容量的値是否比BP 11%少(S40)。此處,如果 被顯示的電池剩餘容量不比BP 11%少,表示電池剩餘容量 已被正確計算。因此,電池剩餘容量使用方程式(2)計算 而不修正。如果所顯示的電池剩餘容量的値少於BP 11%, 其指示電池剩餘容量値比實際電池剩餘容量少。因此,電 池剩餘容量的計算不被執行,因此目前的BP 11%可以被維 持(S50)。即使在電池剩餘容量不被計算的情況下,輸出 電壓’輸出電流及電池的溫度應該繼續被偵測。如果電池 剩餘容量未被計算,電持剩餘容量維持不變;然而,既然 電池實際上繼續被放電,當電池實質上的剩餘容量達到低 電池點時需要執行修正。 同時,當步驟S20比較的結果是VR < VT時,修正計 算增加1(S60)。然後確定修正計算是否達到預定的計算値 (S70)。如果修正計算不比預定的計算低,這表示輸出電 壓VR已被測量爲持續具有低値,因此可以決定電池剩餘 請 先 閱 讀 背
I 填 寫 本 頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21ϋ x 297公釐) 512570 7303pif.doc/008 A7 B7 ¾齊^.¾°¾讨轰苟員11肖費^乍土 ? 五、發明說明(名) 容量達到低電池點。然後電池剩餘容量被控制器10強迫 修正爲 BP 11%(S80)。 在將電池剩餘容量修正爲BP 11%後,控制器10比較 所偵測到的電池的輸出電壓,輸出電流及溫度與表一上的 對應値。在被偵測的輸出電壓低於BP 11%的電壓之處,表 示剩餘容量已被合適地計算,因此,電池剩餘容量如前述 步驟般地被計算。在被偵測的輸出電壓高於BP 11%的電壓 之處,表示剩餘容量在與實際剩餘容量比較中是低的,因 此,剩餘容量的計算不被執行以便允許被指示的剩餘容量 維持不變。 圖三表示對應極低電池點被設定爲4%的極低電池點上 的電池剩餘容量修正方法。在此狀況中,電池剩餘容量修 正表依照表二。 在執行電池剩餘容量修正之後,電壓偵測器12,電流 偵測器14以及溫度偵測器16偵測電池的輸出電壓,輸出 電流及溫度,並週期性地傳輸被偵測到的値給控制器 10(S100)。控制器10比較被偵測到的輸出電壓,輸出電 流及溫度與表二中的値(S200)。此處,表二中被偵測到的 輸出電壓(VR)被與對應該被偵測到之輸出電流及溫度之一 輸出電壓(VT)。 i 當比較的結果是VR V T時,修正計算被淸除爲 〇(S300)。然後確定所顯示的電池剩餘容量的値是否比BP 4%少(S400)。此處,如果被顯示的電池剩餘容量不比Bp4% 少,表示電池剩餘容量已被正確計算。因此,電池剩餘容 11 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - · -I線· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 512570 A7 B7 7303pif.doc/008 五、發明說明(q ) 量使用方I呈式(2)計算而不修正。如果所顯示的電池剩餘 容量的値少於BP 4%,其指示電池剩餘容量値比實際電池 剩餘容量少。因此,電池剩餘容量的計算不被執行,因此 目前的BP 4%可以被維持(S500)。同時,當步驟S200比較 的結果是VR < VT時,修正計算增加1(S600)。然後確定 修正計算是否達到預定的計算値(S700)。當修正計算不比 預定的計算低,電池剩餘容量被控制器10強迫修正爲BP 4%(S800)。修正之後,電池的輸出電壓,輸出電流及溫度 被偵測。 藉由以上的組成,既然使用電池的輸出電壓,輸出電 流及溫度而修正電池剩餘容量,使用者可以在電池剩餘容 量計算中修正誤差而不管重新充電點的時間。 如上所述,本發明提供電池剩餘容量修正器及其控制 方法,其可正確地修正在電池剩餘容量的計算時間上發生 的誤差。 雖然本發明之較佳實施例爲說明之目的而被揭示,熟 悉本技藝之人士可理解’在不脫離所附之本發明申請專利 範圍及精神的情況下可有不同的修改,增丨咸。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --線· 經濟那智慧財產局員工消費合作钍印製 12 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
Claims (1)
- 512570 7303pif.doc/008 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 1·一種電池剩餘容量修正器,用以修正在計算電池剩餘容 量中所生的誤差,該電池剩餘容量修正器包括: 一電壓修正器,用以偵測一電池之輸出電壓; 一電流偵測器用以偵測該電池之輸出電流; 一溫度偵測器,用以偵測該電池之溫度; 一電池剩餘容量修正表儲存單元,用以儲存代表一參考謹 壓的電池剩餘容量修正表,以便對應該電池之輸出電流及 溫度;以及 一控制器,用以在輸出電壓比電池剩餘容量表中的參考輸 出電壓低的情況中,對應被偵測到的輸出電流及溫度’以 電池容量剩餘修正表中的參考輸出電壓爲基礎來修正镇池 剩I余容量。 2·如申請專利範圍第1項之電池剩餘容量修正器,其中該 電池剩餘容量修正表代表在不足一預定參考値的時間點, 依據電池的輸出電流及溫度,電池剩餘容量而定的參考輸 出電壓。 3·如申請專利範圍第1項之電池剩餘容量修正器,其中該 電池剩餘容量修正表代表正好在電池剩餘容量被消耗完之 前的時間點,依據電池的輸出電流及溫度,電池剩餘容量 而定的參考輸出電壓。 4· 一種電池剩餘容量的修正方法,包括步驟: U)建立一電池之一參考輸出電壓以便對應該電池之輸 出電流及溫度; (b)偵測該電池之該輸出電壓,輸出電流以及溫度; ---I---I------ C請先聞讀背面之涑意事項再填寫本頁) 訂-- --線- 13 512570 A8 B8 7303pif.doc/008 £g 六、申請專利範圍 (C)對應被偵測到之該電池的輸出電流及溫度來比較所 偵測到的輸出電壓與該參考輸出電壓;以及 (d)在被偵測到的輸出電壓低於該參考輸出電壓的情況 中,基於該參考輸出電壓修正電池剩餘容量。 5. 如申請專利範圍第4項之電池剩餘容量修正方法,其中 在步驟(d)之前,步驟(b)及(c)被重覆一預定次數。 6. 如申請專利範圍第5項之電池剩餘容量修正方法,其 中該步驟(b)到(d)被重覆。 7. 如申請專利範圍第5項之電池剩餘容量修正方法,其中 該參考輸出電壓被建立以便代表電池剩餘容量不足該預定 參考値的時間點。 8. 如申請專利範圍第5項之電池剩餘容量修正方法,其 中該參考輸出電壓被建立以便代表正好在電池剩餘容量被 消耗完之前的時間點。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 14 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
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