TW512570B - Remaining battery capacity corrector and controlling method therefor - Google Patents

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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)

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）