TWI280397B - Automatic battery test system and method of an electronic device - Google Patents

Description

1280397 • 七、指定代表圖： (一) 本案指定代表圖為：第（三）圖。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明·/ 301 讀取測試參數設定檔案 302 記錄測試起始時間 303 判斷電池之蓄電量是否在測試區間内 304 充、放電調整電池蓄電量到測試區間内 • 305 充、放電測試 八、 本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： 九、 發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種電子裝置的電池自動測試系統及 _ 方法，特別是有關於一種筆記型電腦之自動化電池充放電 測試及其量測。 【先前技術】 現今的電子裝置（例如筆記型電腦）大都講求行動化， 因此需要設有可充電電池（rechargeable battery )，便於 外出時仍然能夠提供電源給這些電子裝置。再者，這些可 Ι28Ό397 • 充電電池通常係藉由電子裝置本身來進行充電。因此，電 ， 池的正常充放電效能便成為筆記型電腦（以及其他電子裝 置）的重要關鍵。 為了確保筆記型電腦的充電功能夠正常，工廠會在出 貨前對筆記型電腦進行電池充放電測試。傳統的電池·充放 電測試主要係以人工方式來進行充放電的監控，測試人員 Φ 藉由插拔電源插頭的方式來控制充電及放電；一旦發現電 ' 池的狀態（例如電流或電壓）有異常現象時，例如超過某 一臨界數值，則由測試人員予以中斷測試。此種傳統人工 的電池充放電測試作法，不但容易造成疏漏、誤判、誤操 作，且每一測試人員於同一時間所能進行測試的電子裝置 數量非常有限。也就是說，傳統人工的電池充放電測試作 法在質與量兩方面都無法有很好的效果。鑑於此，亟需要 ® 提出一種電池自動測試系統及方法，用以增進測試的精確 華 度及加快測試速度。 【發明内容】 有鑑於上述傳統技術的諸多缺失，本發明的目的之一 在於提出一種電子裝置（特別是行動式電子裝置）的電池 1280397 • 自動測試方法，不但可以增進測試的精確度且能加快測試 速度及節省人力。 本發明之另一目的在於提出一種電子裝置（特別是行 動式電子裝置）的電池自動測試系統及方法，其可針對不 同類型的電子裝置以進行各式自動化電池充放電及其量 測，並根據量測所得數據以作各類判斷及分析。 i • 根據上述之目的，本發明提供一種電子裝置（例如筆 記型電腦）之電池自動測試系統及方法。測試程式首先判 斷可充電電池之蓄電量是否介於預設測試區間内；若未介 於測試區間内，則藉由充電或放電使其進入測試區間。接 著，對可充電電池進行充電或放電測試，並同時測試取得 可充電電池之電池狀態。 i 【實施方式】 第一圖顯示根據本發明實施例之一的電池自動測試系 統方塊圖。本實施例雖以筆記型電腦為例，然而本發明也 可適用於其他使用可充電電池（rechargeable battery) 之電子裝置，特別是行動裝置，例如個人數位助理 (personal digital assistant, PDA)或行動電話。本實 7 1280397 施例之電池自動測試系統主要包含安裝在待測筆記型電腦 的測試程式（test program) 101、基本輸入/輸出系統 (Basic Input Output System，BIOS)102、充放電控制器 (charger contrailer)103、電池模組 l〇4 及電源 105。其 中，測試程式101在進行電池測試之前，會從參數設定檔 案101A來讀取一些測試參數，並將測試過程及結果記載於 測試記錄檔案（log file) 101B。·基本輸入/輸出系統1〇2 • 提供一個介面（interface )，利用中斷（interrupt)功能 -來控制充放電控制器103。充放電控制器1〇3通常為一個 韌體（f irmware )控制之電路（通常係與鍵盤控制器 (keyboard controller，KBC)製作於同一積體電路内）， 其可藉由和電池韌體106之溝通（communication)而得知 可充電電池10 7之電池電氣、溫度等狀態，並進一步控制 電源105對可充電電池1〇7之充電或者進行放電。 第二A、B圖之時序圖（timingdiagram)說明本發明 實施例之充放電測試原理。圖式之縱軸代表可充電電地IQ? 之蓄電量（capacity)，其中RangeMax及RangeMin分別代 表蓄電量最大值及蓄電量最小值；而這兩個數值之間的區 域則代表本實施例之測試區間；圖式之橫轴則代表時間。 本發明實施例之所以要在測試區間内進行充放電測含式 1280397 要係因為一般可充電電池107在高蓄電量與低蓄電量的充 放電特性（例如電流或電壓）是不同的；唯有我們將測試 侷限於一個預定測試區間内進行時，所得到的測試結果資 料才具有一個比較基礎。如第二A圖所示，若可充電電池 107 一開始的蓄電量係大於RangeMax，則第一爵所示的電 池自動測試系統即開始進行放電（如時段21所示），—直 放電直到蓄電量小於RangeMax則開始進入測試區間。在測 癱試區間内，首先持續放電測試一段時間（如時段22所示） 並進行各種電池狀態（例如電流、電壓、溫度、蓄電量） 的測試記錄，在本實施例中，係放約3%的蓄電量。接著， 停止放電測亨動作並讓可充電電池107保持一段時間不進 行任何的充放電（如時段23所示）；這一段保持時間可以 作為放電與充電之間的緩衝，也可以是作為保護、延長電 池壽命之用，也可視情況予以省略。最後，如時段24所示， 肇開始進行充電測試，在本實施例中，係充約3%的蓄電量。 第二B圖顯示另一種充放電測試情形。若可充電電、、也 107 —開始的蓄電量係小於RangeMin，則第一圖所示的電 池自動測試系統即開始進行充電（如時段25所示+ —直 充電直到蓄電量大於RangeMin則開始進入測試區間。在測 試區間内，首先持續充電測試一段時間（如時段26所示） 1280397 並進行各種電池狀態（例如電流、電麗、溫度、蓄電量） 的測試記錄，在本實施例中，係充約3%的蓄電量。接著， 停止充電動作並讓可充電電池107保持一段時間不進行任 何的充放電（如時段27所示）。最後，如時段28所示，開 始進行放電測試，在本實施例中，係放約3%的蓄電量。 第二圖顯示本發明實施例之電池自動測試的流程圖。 鲁首先於步驟301中，測試程式101從參數設定檔案1〇1 A讀 取些測试相關參數。在本實施例中之所以使用參數設定 才田案101A，主要係因為各款筆記型電腦所對應的參數會有 所不同，若使用參數設定檔案101A，於測試不同款筆記蜜 電腦時，只要讀取不同的參數設定檔案101A即可，並不需 要修改整個測甙程式1〇丨。再者，於本發明實施例中，參 數設定檔案101A之内容係在真正進行電池自動測試之前 _即預先予以試驗及確定，使得將來真正執行電池自動满丨試 之測試作業人員不需要具備電池的專門知識來處理；另 外，本實施例之參數設定檔案1〇1A係使用純文字檔，以便 於閱讀及編輯。底下所列的檔案片段為本實施例之參數設 定檔案101A當中的一些參數例示： 1280397

Interval = 1000 ;測試間隔（ms)

TestTime=2 ;測試總時間（小時）· ···

RangeMax=60 ;蓄電量最大植（％)

RangeMin=20 ;蓄電量最小值（％) • · · [Discharge]

CurrentMax=-500 ;放電時之電流最大值（mA) CurrentMin=-3500 ;放電時之電流最小值（mA) [Charge]

CurrentMax=4000 ;充電時之電流最大值（mA) CurrentMindOO ;充電時之電流最小值（mA)

回到第二圖之步驟302 ’將測試起始時間記錄於測試 錄檔案誦。於將來進行電池自動測試時，將隨時比較 起始二間，一旦發現測試進行時間已經超過上述 Γ:二如2小時)而尚未測試成功者，則測試程 自 '賴逾時失敗而終止剛試，並傳回逾時失敗 息與測試記錄檔_B时析失敗相。在本發明實族 11 1280397 中’則5式§己錄檔案101B係選擇使用純文字檔，以便其内容 ' 乂藉由些其他套裝軟體來作進一步分析；然而，本發 明之測試記錄檔案101B的格式並不限定於此。 。接著，測試程式101會判斷電池之蓄電量是否位於測試 區間之内（亦即，RangeMax與RangeMin之所圍出的區域， 例如20%與60%之間)，如步驟3〇3所示。若蓄電量係位於 測试區間之外，則藉由充電或放電來升高或降低蓄電量直 到進入測試區間内（步驟304)。此步驟之細節已於第二A、 B圖說明過，例如當可充電電池而的蓄電量大於μ.— 時，則進行放電直到蓄電量小於RangeMax才開始進入測試 &間（如弟一 A圖時段21所示）；又例如當可充電電池1 〇 7 的蓄電量小於RangeMin時，則進行充電直到蓄電量大於 RangeMin才開始進入測試區間（如第二b圖時段25所示）。

I 經過步驟303的判斷或者經過步驟3Q4的充放電之 後，即開始進入測試區段並開始執行主要的充放電測試（步 驟305)。為了較為詳細說明此步驟，第四圖顯示本發明實 施例充放電測試步驟的詳細流程圖。首先，如步驟4〇1所 示對可充電電池107進行充電測試或放電測試（如第二A 圖中的時段22、24或如第二B圖中的時段26、28)。在上 12 1280397 述充放電測試之過程（步驟401) ·中，測試程式1〇1同時 會每隔一段時間（例如上述Interval所設定的1〇〇〇 ms) 自動量測可充電電池1〇7的各種電池狀態（例如電流、電 壓、溫度、蓄電量等）（步驟402)。若發現有不正常狀態 時’則紀錄並計數不正常狀態的次數（步驟403)，如此一 直到蓄電量之值到達所設之充放電目標（如第二A圖時段 24之末端或第二B圖時段28之末端）如步驟404所示， Φ並接著結束充放電流程（步驟406)。如果在電池自動測試 期間所累計的不正常狀態（例如電流超過電流臨界值 CurrentMax、CurrentMin)次數已經超過預設值，或者已 經超過上述的TestTime(例如2小時）而尚未測試完成者， 則直接結束充放電流程（步驟406)。當然，如果在電池自 動測試期間發現到一些較嚴重的不正常狀態時，例如電池 之λ度過熱而超過溫度臨界值，則發出電池過熱警訊（步 釀驟405)並暫時停止充放電測試，等溫度回復正常後才繼 績進行充放電。例如如果係因為通風不良而造成溫度過 同，則將工作場所先予以改善後才繼續進行充放電測試。 第i圖顯示根據上述實施例所得到充放電測試過程之 各種電池狀H數值，其巾I代表電流數值、v代表電壓數 值、C代表蓄電量數值、τ代表溫度數值。藉這些數據及各 13 1280397 狀悲數值的發展趨勢，測試者可以隨時用來監控電池自動 測試，且可以作為分析個別電池特性之用。 以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限 定本發明之申請專利範圍；凡其他未脫離發明所揭示之精 神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專 利範圍内。 - 【圖式簡單說明】 第一圖顯示本發明實施例之電池自動測試系統方塊圖。 第二A、B圖之時序圖（timingdiagram)說明本發明實施 例之充放電測試原理。 第三圖顯示本發明實施例之電池自動測試的流程圖。 | 第四圖顯示第三圖中充放電測試步驟的詳細流程圖。 第五圖顯示根據本發明實施例所得到充放電測試過程之各 種電池狀態數值。 【主要元件符號說明】 21 - 28 充放電測試區段 101 測試程式 101A 參數設定檔案 1280397 101B 測試記錄檔案 102 基本輸入/輸出系統（BIOS) 103 充放電控制器 104 電池模組 105 電源 106 電池韌體 107 可充電電池

301 讀取測試參數設定檔案 302 記錄測試起始時間 303 判斷電池之蓄電量是否在測試區間内 304 充、放電調整電池蓄電量到測試區間内 305 充、放電測試 401 對電池充、放電 402 測試程式檢查測試狀態是否正常 403 記錄錯誤訊息 404 電池蓄電量是否達到充、放電目標 405 發出電池過熱警訊 406 結束充、放電流程 15

Claims (1)

1280397 、 十、申請專利範圍： 1. 一種電子裝置之電池自動測試系統，包含： 一可充電電池，用以提供該電子裝置操作時之電源； 一充放電控制器，用以控制該可充電電池之充電或放 電；及 一測試程式，控制該充放電控制器，使得該可充電電池 藉由充電或放電以進入一預設之測試區間後，開始進行充 W 電或放電之測試，以取得該可充電電池之電池狀態。 2:如申請專利範圍第1項所述電子裝置之電池自動測試系 統，其中上述之電子裝置係為一筆記型電腦。 3.如申請專利範圍第1項所述電子裝置之電池自動測試系 k 統，更包含一參數設定檔案，其儲存有該預設測試區間。 4.如申請專利範圍第3項所述電子裝置之電池自動測試系 統，其中上述之參數設定檔案内更包含該電池狀態之臨界 1280397 •如申請專利範圍第丨項所述電子裝置之電池自動測試系 為其中上述之電池狀態包含電流、電壓、蓄電量、溫度 或上述之組合。 6·如申請專利範圍第1項所述電子裝置之電池自動測試系 統，更包含一測試記錄檔案，用以記載該測試程式進行測 式期間所得到之該電池狀態。 7·如申請專利範圍第1項所述電子裝置之電池自動測試系 統，更包含一基本輸入/輸出系統（BIOS)，其提供一介面 (interface)並利用中斷（interrupt)功能來控制該充 放電控制器。 8·如申請專利範圍第1項所述電子裝置之電池自動測試系 統，更包含一電池韌體，用以將該可充電電池之談電池狀 態經由該充放電控制器而傳給該測試程式。 9· 一種電子裝置之電池自動測試方法，包含： 判斷一可充電電池之蓄電重疋否介於一預設測試區間 1280397 若未介於該測試區間内，則藉由充電或放電使該可充電 電池進入該測試區間； 對該可充電電池進行充電或放電測試；及 於該充電或放電測試期間同時取得該可充電電池之電 池狀態。 10. 如申請專利範圍第9項所述電子裝置之電池自動測試 9 方法，其中上述之電子裝置係為一筆記型電腦。 11. 如申請專利範圍第9項所述電子裝置之電池自動測試 方法，於判斷步驟之前，更包含自一參數設定檔案讀取該 預設測試區間。 12. 如申請專利範圍第11項所述電子裝置之電池自動測試 ® 方法，其中上述之參數設定檔案内更包含該電池狀態之臨 界值。 13. 如申請專利範圍第11項所述電手裝置之電池自動刺試 方法，於上述讀取參數設定檔案之後，紀錄一起始時間。 18 1280397 14. 如申請專利範圍第9項所述電子裝置之電池自動測試 方法，其中上述之電池狀態包含電流、電壓、蓄電量、溫 度或上述之組合。 15. 如申請專利範圍第9項所述電子裝置之電池自動測試 方法，更包含將該取得之電池狀態記载於一測試記錄檔案。 馨' 16.如申請專利範圍第9項所述電子裝置之電池自動測試 * 方法，其中上述之測試區間係指由一蓄電量最大值與一蓄 電量最小值所界定者。 17. 如申請專利範圍第16項所述電子裝置之電池自動測試 方法，若該可充電電池之蓄電量大於該蓄電量最大值，則 如上述藉由放電使其進入該測試區間。 18. 如申請專利範圍第16項所述電子裝置之電池自動測試 方法，若該可充電電池之蓄電量小於該蓄電量最小值，則 如上述藉由充電使其進入該測試區間。 1280397 19. 如申請專利範圍第17項所述電子裝置之電池自動測試 方法，於進入該測試區間後，依序進行上述之放電及充電 測試步驟。 20. 如申請專利範圍第19項所述電子裝置之電池自動測試 方法，其中上述之放電及充電測試之間更包含一保持時 段，不進行任何放電及充電。 ^ 21.如申請專利範圍第18項所述電子裝置之電池自動測試 方法，於進入該測試區間後，依序進行上述之充電及放電 測試步驟。 22.如申請專利範圍第21項所述電子裝置之電池自動測試 方法，其中上述之充電及放電之間更包含一保持時段，不 _ 進行任何充電及放電。 20