用于估算電池剩余容量的設(shè)備、方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于估算電池剩余容量的設(shè)備、方法及系統(tǒng)。該設(shè)備包括接口和處理模塊。接口用于接收指示電池狀態(tài)的參數(shù)的信息。處理模塊耦合至接口，用于計算電池的剩余容量以及容量比，容量比是計算出的剩余容量和電池的參考容量之間的比值，處理模塊用于比較參數(shù)和參考值以產(chǎn)生第一比較結(jié)果，并且用于比較容量比和參考比率以產(chǎn)生第二比較結(jié)果，處理模塊還用于根據(jù)第一比較結(jié)果和第二比較結(jié)果設(shè)置變化量，并且用變化量改變計算出的剩余容量。本發(fā)明的用于估算電池剩余容量的設(shè)備、方法及系統(tǒng)提高了電池剩余容量估算的精確度，簡化了電池剩余容量的估算過程，并節(jié)省了大量的時間。
【專利說明】用于估算電池剩余容量的設(shè)備、方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池領(lǐng)域，尤其涉及一種用于估算電池剩余容量的設(shè)備、方法及系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)的電池剩余容量(Remaining Capacity,簡稱為RC)估算方法中，RC的估算是通過在一個初始RC值上進行增加或減少來實現(xiàn)，其中，初始RC值是基于電池的開路電壓從查找表中讀取所得的RC值，并且在RC值上增加/減少的量是通過對進出電池的電荷計數(shù)(可以稱作“庫侖計數(shù)(coulomb counting)”)得到。具體地說，電池通常具有特定的電壓-容量特性。查找表列出了對應(yīng)于不同參考電壓的RC值。在查找表內(nèi)，對應(yīng)于每一個參考電壓的RC值是通過對已經(jīng)完全放電的電池進行充電直至該電池的開路電壓達到該參考電壓，并且通過對充電過程中流入該電池的電荷進行計數(shù)而得到的。計數(shù)所得的庫侖電荷量是對應(yīng)于該參考電壓的RC值。由于庫侖計數(shù)帶來了累積的誤差，該查找表并不精確。此夕卜，當電池完全放電時，通常該電池還留有殘余容量(residual capacity,簡稱為RESXRES值會隨著電池的電壓、電流、溫度的變化而變化，這也降低了估算過程中的準確性。
[0003]在另一個傳統(tǒng)的電池剩余容量估算方法中，使用了殘余容量表(ResidualCapacity Table，簡稱為RES表)，用于減小因殘余容量而引起的誤差。更具體地，RES表列出了對應(yīng)于不同的參考電壓、參考電流和參考溫度的RES值?；谠揜ES表、上述的查找表和庫侖計數(shù)方法，可以估算剩余容量。然而，為了創(chuàng)建RES表，電池需要多次反復(fù)地進行充放電，并且在不同的電池電壓、電池電流和溫度條件下進行測試，這個過程復(fù)雜而且耗時。
[0004]另外，在上述傳統(tǒng)的電池的剩余容量估算方法中，當電池處于使用中時(例如，充電器正在為電池充電或者電池正在放電從而為設(shè)備供電)，剩余容量的估算中也存在因庫侖計數(shù)而帶來的誤差。諸如移動電話或膝上電腦這樣的設(shè)備可利用上述傳統(tǒng)方法以估算其供電電池的剩余容量。該設(shè)備還可以計算電池的相對電荷狀態(tài)(Relative State OfCharge,簡稱為RSOC)，并在該設(shè)備的屏幕上顯示RS0C。RSOC由容量比表示，該容量比是剩余容量和電池的滿充容量之間的比值，為百分比形式。由于上述誤差，顯示在屏幕上的RSOC不同于實際的RSOC。例如，當實際RSOC是99%時，顯示的RSOC可能是95%，或者當實際RSOC是1%時，顯示的RSOC可能是5%。這樣，在電池滿充電的時候，屏幕上顯示的RSOC可能從95%跳變到100%。而且，當電池完全放電時，即使屏幕上的RSOC顯示了電池內(nèi)仍有剩余容量，設(shè)備也可能意外關(guān)機。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種用于估算電池剩余容量的設(shè)備、方法及系統(tǒng)，提高電池剩余容量的估算的精確度，簡化電池剩余容量的估算過程，并節(jié)省了大量的時間。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于估算電池剩余容量的設(shè)備。該設(shè)備包括:接口，用于接收指示電池狀態(tài)的參數(shù)的信息；以及處理模塊，耦合至所述接口，用于計算所述電池的剩余容量和容量比，所述容量比是計算出的剩余容量和所述電池的參考容量之間的比值，所述處理模塊比較所述電池的參數(shù)和參考值以產(chǎn)生第一比較結(jié)果，比較所述容量比和參考比率以產(chǎn)生第二比較結(jié)果，所述處理模塊還根據(jù)所述第一比較結(jié)果、所述第二比較結(jié)果設(shè)置變化量，并且用所述變化量改變所述計算出的剩余容量。
[0007]本發(fā)明還提供了一種估算電池剩余容量的方法。該估算電池剩余容量的方法包括:使用處理模塊計算所述電池的剩余容量和容量比，所述容量比是計算出的所述電池的剩余容量和所述電池的參考容量之間的比值；將指示所述電池的狀態(tài)的參數(shù)和參考值進行比較，以產(chǎn)生第一比較結(jié)果；將所述容量比和參考比率進行比較，以產(chǎn)生第二比較結(jié)果；根據(jù)所述第一比較結(jié)果和所述第二比較結(jié)果設(shè)置變化量；以及用所述變化量改變所述計算出的所述電池的剩余容量。
[0008]本發(fā)明還提供了一種用于估算電池剩余容量的系統(tǒng)。該用于估算電池剩余容量的系統(tǒng)包括上述技術(shù)方案中所述的用于估算電池剩余容量的設(shè)備和電池監(jiān)控器；其中，所述電池監(jiān)控器用于監(jiān)控所述電池的狀態(tài)，所述用于估算電池剩余容量的設(shè)備根據(jù)所述電池的狀態(tài)通過庫侖計數(shù)計算所述電池的剩余容量，并基于所述電池的狀態(tài)校準該剩余容量的值。
[0009]本發(fā)明提供的用于估算電池剩余容量的設(shè)備、方法及系統(tǒng)通過比較指示電池狀態(tài)的參數(shù)和參考值，以及比較容量比和參考比率，來設(shè)置變化量以改變計算出的剩余容量，從而更接近電池實際的剩余容量，提高了估算的精確度，另外顯示在屏幕上的容量比更接近實際的容量比，從而不會出現(xiàn)容量比的跳變。此外，本發(fā)明的估算電池剩余容量的設(shè)備和方法省略了傳統(tǒng)方法中的殘余容量表，從而簡化電池剩余容量的估算過程，并節(jié)省了大量的時間。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]以下通過對本發(fā)明的一些實施例將結(jié)合其附圖的描述，可以進一步理解本發(fā)明的目的、具體結(jié)構(gòu)特征和優(yōu)點。
[0011]圖1所示為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于估算電池剩余容量的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0012]圖2所示為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的估算電池剩余容量的方法流程圖。
[0013]圖3所示為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的使用充電算法估算電池剩余容量的方法流程圖。
[0014]圖4所示為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的關(guān)于電池的剩余容量和電池電流的示意圖。
[0015]圖5所示為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的使用放電算法估算電池剩余容量的方法流程圖。
[0016]圖6所示為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的關(guān)于電池的剩余容量和電池電壓的示意圖。
[0017]圖7所示為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電子設(shè)備所執(zhí)行的估算電池剩余容量的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0018]以下將對本發(fā)明的實施例給出詳細的參考。盡管本發(fā)明通過這些實施方式進行闡述和說明，但需要注意的是本發(fā)明并不僅僅局限于這些實施方式。相反，本發(fā)明涵蓋所附權(quán)利要求所定義的發(fā)明精神和發(fā)明范圍內(nèi)的所有替代物、變體和等同物。
[0019]下文的部分描述是以步驟、邏輯框圖、流程和其它對操作的象征性表示而呈現(xiàn)的，數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域的技術(shù)人員會使用這樣的描述和表示，高效地向本領(lǐng)域的其他技術(shù)人員闡述本發(fā)明的實施例。在本發(fā)明的實施例中，程序、邏輯框圖、流程等是看作統(tǒng)一順序的步驟，可以達到預(yù)期的結(jié)果。這些步驟需要對物理量進行物理性操作。一般但并不限定，這些物理量采用電信號或磁信號的形式，該電信號或磁信號可以儲存于/傳輸?shù)接嬎銠C系統(tǒng)，或者在計算機系統(tǒng)中組合/比較，又或者在計算機系統(tǒng)中操作。
[0020]然而，應(yīng)可理解，本發(fā)明實施例中所使用的及其類似的描述和表示應(yīng)與合適的物理量相聯(lián)系，且僅僅簡單的應(yīng)用于這些物理量。除非明顯在以下描述中另有說明，應(yīng)理解本文通篇使用的例如，“計算”、“比較”、“產(chǎn)生”、“改變”、“乘以”、“增加”、“減小”等，是指計算機系統(tǒng)或類似的電子計算設(shè)備的操作和過程，該計算機系統(tǒng)或類似的電子計算設(shè)備將計算機系統(tǒng)的寄存器和存儲器中的表示為物理(電子)量的數(shù)據(jù)，控制并轉(zhuǎn)換為其它數(shù)據(jù)，類似地，該其它數(shù)據(jù)在計算機系統(tǒng)的寄存器和存儲器中，或在其它類似的信息存儲、傳輸或顯示設(shè)備中，表不為物理(電子)量。
[0021]另外，為了更好的說明本發(fā)明，在下文的【具體實施方式】中給出了眾多的具體細節(jié)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，沒有這些具體細節(jié)，本發(fā)明同樣可以實施。在另外一些實例中，對于大家熟知的方法、手續(xù)、部件和電路未作詳細描述，以便于凸顯本發(fā)明的主旨。
[0022]本發(fā)明提供了一種用于估算電池剩余容量的設(shè)備、方法及系統(tǒng)。在一個實施例中，該估算電池剩余容量的設(shè)備通過庫侖計數(shù)計算電池的剩余容量，并基于電池的狀態(tài)校準該剩余容量的值。例如，該設(shè)備在剩余容量值上增加或減去一個變化量，該變化量通過檢查電池參數(shù)的范圍確定。在充電狀態(tài)，該電池參數(shù)包括電池的充電電流。在放電狀態(tài)，該電池參數(shù)包括電池兩端的電壓。與傳統(tǒng)的電池剩余容量估算方法相比，本發(fā)明實施例經(jīng)過校準的剩余容量值更為精確。再者，本發(fā)明實施例無需創(chuàng)建和使用傳統(tǒng)估算方法中的RES表，簡化了電池剩余容量的估算過程。而且，顯示給用戶的剩余容量(例如，顯示的是相對電荷狀態(tài)(Relative State of Charge,簡稱為RSOC))也更加準確的表示了電池實際的剩余容量。
[0023]圖1所示為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于估算電池剩余容量的系統(tǒng)和電池包110所形成的應(yīng)用系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)框圖。用于估算電池剩余容量的系統(tǒng)具體可以為電子設(shè)備130 (例如,主機設(shè)備)。在一個實施例中，電池包110插入電子設(shè)備130以給電子設(shè)備130供電。電池包110還可以經(jīng)過電子設(shè)備130由充電器充電。
[0024]在一個實施例中，電池包110包括電池102和用于感應(yīng)電池102溫度的溫度感應(yīng)電路104，其中，電池102包括串聯(lián)耦接的多個單體電池。應(yīng)用系統(tǒng)100還包括耦合至電池包110的電壓感應(yīng)電路106以及耦合至電池包110的電流感應(yīng)電路108，電壓感應(yīng)電路106感應(yīng)電池102的電池電壓VBAT，電流感應(yīng)電路108感應(yīng)電池102的電池電流Ibat。
[0025]電子設(shè)備130可以是(但不限于)臺式電腦、筆記本電腦、智能手機、掌上型電腦、平板電腦等計算機設(shè)備。電子設(shè)備130包括電池監(jiān)控器120、處理模塊140、存儲模塊134以及屏幕132。電池監(jiān)控器120包括多路復(fù)用器(multiplexer，簡稱為MUX) 112、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Analog-to-Digital Converter,簡稱為ADC) 114以及多個寄存器單兀。多路復(fù)用器112選擇性地將指示電池102的狀態(tài)的參數(shù)(例如，電池電壓Vbat、電池電流Ibat、電池溫度等)的信息傳輸?shù)紸DC 114, ADC 114將該信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式。轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式的信息儲存于寄存器單元。寄存器單元包括但不限于:溫度寄存器單元121，用于儲存電池溫度值；電壓寄存器單元122，用于儲存電池電壓Vbat值；電流寄存器單元123，用于儲存電池電流Ibat值；剩余容量寄存器單元(簡稱為RC寄存器單元)124，用于儲存電池102的估算出的剩余容量值；以及開路電壓(Open-Circuit Voltage，簡稱為0CV)寄存器單元125，用于儲存電池102的開路電壓值。處理模塊140用于進行例如庫侖電荷計數(shù)，從而估算電池102的剩余容量和相對電荷狀態(tài)。屏幕132可以顯示電池102的狀態(tài)，例如剩余容量、相對電荷狀態(tài)等。處理模塊140經(jīng)過接口 141 (例如，通信總線接口)接收指示電池102狀態(tài)的參數(shù)的信息，并基于該指示電池102狀態(tài)的信息，估算電池102的剩余容量和相對電荷狀態(tài)。處理模塊140還可以控制屏幕132以顯示電池102的狀態(tài)。存儲模塊134用于存儲處理模塊140估算的電池102的剩余容量和相對電荷狀態(tài)以及電池102的滿充容量。
[0026]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明實施例中所使用的“電池溫度”是指電池102的動態(tài)溫度；“電池電壓Vbat”是指使用電池102時(例如，充電器正在為電池102充電時或者電池102放電以給電子設(shè)備130供電時)，電池102兩端的動態(tài)電壓；“電池電流IBAT”是指流進或流出電池102的動態(tài)電流，例如，充電電流或者放電電流；“開路電壓”是指電池102為開路時，電池102兩端的電壓。
[0027]本發(fā)明實施例中所提及的“相對電荷狀態(tài)(RSOC) ”由容量比表示,所述容量比是電池102的剩余容量和參考容量(例如，滿充容量)之間的比值，為百分比形式。在一個實施例中，所使用的“剩余容量”是指電池102中剩余的電荷總量RCtot, “滿充容量”是指當電池102滿充電時，儲存于電池102的電荷總量F CTQT。在上述實施例中，相對電荷狀態(tài)的數(shù)值(RSOC值)由以下等式給出:
[0028]RSOC= (RCT0T/FCT0T) *100% (I)
[0029]在另一個實施例中，所使用的“剩余容量”是指電池102中剩余的并可以用于電池102放電的電荷量RCava，“滿充容量”是指當電池102滿充電時，儲存于電池102并可以用于電池102放電的電荷量FCava。具體地說，當電池102完全放電時，電池102中留有殘余容量RE S，例如，一些殘余的電荷。當電池102放電不完全時，可用的剩余容量RCava是電荷總量RCtqt的值減去殘余容量RES的值，例如，RCava=RCtot-RE S。當電池102滿充電時，可用的滿充容量FCava等于電荷總量FCtot的值減去殘余容量RES的值，例如，F(xiàn)Cava=FCtot-RES。在上述實施例中，RSOC值由以下 等式給出:
[0030]RSOC= [ (RCtot-RES) / (FCtot-RES) ] *100% (2)
[0031]在一個實施例中，存儲模塊134還存儲有查找表，查找表列出了對應(yīng)于電池102的不同參考電壓的剩余容量值，且該查找表可用于估算電池102的初始剩余容量值。例如，查找表包括對應(yīng)于電壓V1的剩余容量值R1、對應(yīng)于電壓V2的剩余容量值R2、……、對應(yīng)于電壓Vn的剩余容量值Rn。當電池包110插入電子設(shè)備130時，電池監(jiān)控器120從電壓感應(yīng)電路106接收電池102的開路電壓Voten并將開路電壓Vwen的值儲存于OCV寄存器單元125。處理模塊140經(jīng)過接口 141接收開路電壓Vqpen的信息，并從存儲模塊134中的查找表中獲取對應(yīng)于該開路電壓Vwen的剩余容量值。獲取的剩余容量值可以稱作電池102的初始剩余容量值。
[0032]在一個實施例中，當電池102處于使用中時，例如，電池102正在充電或者放電時，處理模塊140進行庫侖計數(shù)以計算電池102中電荷的庫侖計數(shù)量AC，并通過在初始剩余容量值上增加或減去庫侖計數(shù)量AC，計算電池102的剩余容量。計算出的剩余容量值通過接口 141發(fā)送給電池監(jiān)控器120中的RC寄存器單元124，RC寄存器單元124儲存該剩余容量值，且該計算出的剩余容量值可以稱作電池102的預(yù)存剩余容量值。此外，本發(fā)明實施例中所使用的“庫侖計數(shù)”是指將電池102的電流IBAT，(例如，充電電流或放電電流)乘以電池102運行的時間。在本發(fā)明的一個實施例中，在充電期間，當電池102接近于滿充電時，處理模塊140基于充電算法和儲存于RC寄存器單元124的剩余容量值，估算電池102的動態(tài)剩余容量值。在本發(fā)明的另一個實施例中，在放電期間，當電池102接近于完全放電時，處理模塊140基于放電算法和儲存于RC寄存器單元124的剩余容量值，估算電池102的動態(tài)剩余容量值。通過使用充電算法和放電算法，處理模塊140可以校準/調(diào)整已估算的剩余容量值從而減小已估算的剩余容量值和電池102的實際剩余容量值之間的差值。因此，已估算的剩余容量值可以被校準/調(diào)整得更接近電池102的實際剩余容量值。同時，顯示在屏幕132上的相對電荷狀態(tài)(例如:容量比RSOC)被校準/調(diào)整得更接近電池102的實際相對電荷狀態(tài)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明實施例并不限于此，在充電和放電的其他階段也可以使用充電算法和放電算法，從而減小估算出的剩余容量值和電池102的實際剩余容量值之間的差值。此外，由于本發(fā)明的實施例省略了傳統(tǒng)方法中所使用的RES表，從而簡化了剩余容量的估算流程。
[0033]圖2所示為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的估算電池剩余容量的方法流程圖200。圖2將結(jié)合圖1進行描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，雖然圖2中公開了具體的步驟，但是這些步驟僅作為示例用于說明，也就是說，本發(fā)明實施例的估算電池剩余容量的方法還可以執(zhí)行多個其它的步驟或執(zhí)行圖2中步驟的變換步驟。具體地，本發(fā)明實施例包括如下步驟:
[0034]在步驟202中，開啟電子設(shè)備130。
[0035]在步驟204中，電子設(shè)備130檢測電池102是否剛插入電子設(shè)備130。舉例說明，在電池102插入電子設(shè)備130的時候，儲存于電子設(shè)備130中的標識寄存器(圖1中未示出)的標識信號(f Iagsignal)可自動設(shè)置為，例如，數(shù)字“ I ”。于是，通過該標識信號向電子設(shè)備130通知電池102剛插入，然后電子設(shè)備130進行初始化配置。進行初始化配置之后，處理模塊140將標識信號設(shè)置為，例如數(shù)字“O”。如果電池102仍然插在電子設(shè)備130上，則標識信號維持數(shù)字“O”。因此，在一個實施例中，如果該標識信號為數(shù)字“1”，則電池102剛插入電子設(shè)備130，或者如果該標示信號為數(shù)字“0”，則電池102已經(jīng)使用了一段時間。然而，本發(fā)明并不僅限于此。在另一個實施例中，可以通過其它方式來確定電池102是剛插入電子設(shè)備130還是已經(jīng)使用了一段時間。
[0036]在一個實施例中，如果電池102剛插入電子設(shè)備130，則電池監(jiān)控器120的RC寄存器單元124中沒有存儲關(guān)于電池102的剩余容量的信息，流程圖200轉(zhuǎn)到步驟206。如果電池102在插入電子設(shè)備130后已經(jīng)使用了一段時間，則RC寄存器單元124中儲存有關(guān)于電池102的剩余容量的信息，流程圖200轉(zhuǎn)到步驟208。
[0037]在步驟206中，電池監(jiān)控器120從電壓感應(yīng)電路106接收電池102的開路電壓
Vopen,并將開路電壓Voten的信息傳送到處理模塊140。處理模塊140從存儲在存儲模塊134中的查找表中獲取對應(yīng)于開路電壓Voten的剩余容量值，該剩余容量值可以稱作初始剩余容量值 RCinit ο[0038]在步驟208中，處理模塊140獲取儲存于RC寄存器單元124的剩余容量值，該剩余容量值可以稱作預(yù)存剩余容量值rcpke。
[0039]在步驟210中，處理模塊140檢測電池102是處于空閑狀態(tài)還是處于使用狀態(tài)。例如，當電池102滿充電時，電子設(shè)備130停止對電池102充電，從而沒有電流流進或流出電池102。在這種清況下，電池102處于空閑狀態(tài)。當處理模塊140檢測到電池102處于使用狀態(tài)時，例如，正在對電池102充電或放電，則流程圖200轉(zhuǎn)到步驟212。
[0040]在步驟212中，處理模塊140檢測電池102是否處于放電狀態(tài)，例如，電池102正在為電子設(shè)備130中的組件和電路等負載供電。如果電池102處于放電狀態(tài)，則流程圖200轉(zhuǎn)到步驟214 ;否則，流程圖200轉(zhuǎn)到步驟220。
[0041]在步驟214中，處理模塊140檢測電池102是否接近于完全放電。在一個實施例中，當電池102的電池電壓Vb at下降到第四參考電壓Vkef I時，電池102接近于完全放電。第四參考電壓Vkefi由電池102的放電截止電壓Veqd確定。舉例說明，當電池102完全放電時，如果電池102具有電池電壓Veot (例如，3.5V)，則該電池電壓Vra3 (例如，3.5V)可以稱作“放電截止電壓”。第四參考電壓VKEn可以設(shè)置為,例如，VE()D+50mV。在一個實施例中，如果處理模塊140檢測到電池102接近于完全放電，例如，電池102的電池電壓Vb at已下降到第四參考電壓Vkefi，則流程圖200轉(zhuǎn)到步驟216 ;否則，流程圖200轉(zhuǎn)到步驟218。
[0042]在步驟216中，處理模塊140通過放電算法估算電池102的剩余容量。圖5將對本發(fā)明實施例中的放電算法進行詳細的描述。
[0043]在步驟218中，處理模塊140進行庫侖計數(shù)以計算電池102的剩余容量。例如，處理模塊140以預(yù)定頻率1/TPKE反復(fù)進行庫侖計數(shù)。換句話說，在每一個周期Tpke中，處理模塊140對流進和流出電池102的電荷進行計數(shù)。處理模塊140通過將電池102的電流Ibat(例如，充電電流或放電電流)乘以電池102在一個周期中的運行時間(例如，周期TPKE)，計算庫侖計數(shù)量AC。因此，庫侖計數(shù)量AC可由以下等式給出:`[0044]Δ C=Ibat^Tpee (3)
[0045]如果電池102處于放電狀態(tài)，則處理模塊140將剩余容量值(例如，通過步驟206得到的初始剩余容量值RCinit或通過步驟208得到的預(yù)存剩余容量值RCpke)減去該庫侖計數(shù)量△ C，得到更新后的剩余容量值，處理模塊140將更新后的剩余容量值儲存到RC寄存器單元124中。如果電池102處于充電狀態(tài)，則處理模塊140在剩余容量值上增加該庫侖計數(shù)量Λ C，并將更新后的剩余容量值儲存到RC寄存器單元124中。
[0046]在步驟220中，處理模塊140檢測電池102是否處于充電狀態(tài)，例如，經(jīng)過電子設(shè)備130對電池102充電。如果電池102處于充電狀態(tài)，則流程圖200轉(zhuǎn)到步驟222 ;否則，流程圖200轉(zhuǎn)到步驟210。
[0047]在步驟222中，處理模塊140檢測電池102是否接近于滿充電。在一個實施例中，當電池102的電池電壓Vbat增加到電池102的第三參考電壓Vkef2時，電池102接近于滿充電。例如，在充電狀態(tài)，電池102的電池電壓Vbat可以一直增加到恒壓閾值Vcv。當電池電壓Vbat達到恒壓閾值Vw時，電池102進入恒壓充電模式，電池電壓Vbat基本恒定，且電池102的充電電流Ibat開始下降。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明實施例中的“基本恒定”指電池電壓Vbat可以由于電路組件的非理想性等原因偏離恒定值，但是，偏離的值處于可以忽略的范圍內(nèi)。在一個實施例中，第三參考電SVkef2是恒壓閾值Vw。在另一個實施例中，第三參考電壓Vkef2略微小于恒壓閾值Vev。在一個實施例中，如果處理模塊140檢測到電池102接近于滿充電，例如，電池102的電池電壓Vbat增大到第三參考電壓Vkef2，則流程圖200轉(zhuǎn)到步驟224 ;否則，流程圖200轉(zhuǎn)到步驟218。
[0048]在步驟224中，處理模塊140通過充電算法估算電池102的剩余容量。圖3將對本發(fā)明實施例中的充電算法進行詳細的描述。
[0049]圖3所示為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的使用充電算法估算電池剩余容量的方法流程圖300。圖3將結(jié)合圖1和圖2進行描述。估算電池剩余容量的方法流程圖300詳細說明了圖2所示實施例中的步驟224的充電算法。雖然圖3中公開了具體的步驟，但是這些步驟僅作為示例。也就是說，本發(fā)明實施例的執(zhí)行充電算法的步驟還可以執(zhí)行多個其它的步驟或執(zhí)行圖3中步驟的變換步驟。
[0050]在一個實施例中，處理模塊140通過本發(fā)明實施例的流程圖300計算電池102的剩余容量RC和容量比RS0C，容量比RSOC是計算出的剩余容量RC和電池102的參考容量之間的比值。處理模塊140通過將電池102的參數(shù)和參考值進行比較，產(chǎn)生第一比較結(jié)果；處理模塊140還通過將容量比RSOC和參考比率進行比較，產(chǎn)生第二比較結(jié)果；根據(jù)第一比較結(jié)果和第二比較結(jié)果設(shè)置增量Λ RC1，以及在計算出的剩余容量RC上增加該增量ARC115在一個實施例中，參考容量包括如上所述的電池102的滿充容量,容量比是指如上所述的相對電荷狀態(tài)。在圖3的實施例中，電池102的參數(shù)包括電池102的充電電流Iaffi,處理模塊140將該充電電流Iqk與參考電流進行比較，以產(chǎn)生該第一比較結(jié)果。處理模塊140根據(jù)第一比較結(jié)果和第二比較結(jié)果增大計算出的剩余容量RC。
[0051]具體地，在步驟302中，處理模塊140進行庫侖計數(shù)以得到電池102中電荷的庫侖計數(shù)量AC。
[0052]在步驟304中，處理模塊140比較電池102的電池電壓Vbat和參考電壓，該參考電壓例如為電池102的恒壓閾值Vw。如果電池電壓Vbat小于恒壓閾值VCT，則流程圖300轉(zhuǎn)到步驟324 ;否則，流程圖300轉(zhuǎn)到步驟306。
[0053]在步驟306中，處理模塊140將充電電流Iaffi分別與第一參考電流以及第二參考電流進行比較，以確定充電電流Iaffi的范圍。具體地說，在一個實施例中，當電池102工作于恒流充電模式時，充電電流Iaffi具有基本恒定的值Icv，并且電池電壓Vb AT上升。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明實施例中的“基本恒定”指充電電流Iaffi可以由于電路組件的非理想性等原因偏離恒定值，但是，偏離的值處于可以忽略的范圍內(nèi)。當電池電壓Vbat升到恒壓閾值Vw時，電池102進入恒壓充電模式，如果繼續(xù)為電池102充電，則充電電流Iaffi下降。在一個實施例中，當充電電流I?降到充電截止電流Ikk時，則可確認電池102滿充電。在圖3的實施例中，充電截止電流Ikk是恒定值Ict的十分之一。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明的實施例并非僅限于此。在圖3的實施例中，在步驟306中，處理模塊140將充電電流Iaffi分別與第一參考電流(例如，參考電流91.)以及第二參考電流(例如，參考電流IOIkk，其中，參考電流IOIto為恒定值Ict)進行比較，以確定充電電流Iqk是否在范圍[9IEQC, IOIeqc)內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，[α，β )表示從邊界值a到邊界值β的范圍，包括邊界值a且不包括邊界值β。
[0054]如圖3所示，如果充電電流Ichc在范圍[9Ieqc，IOIeoc)內(nèi)(例如，充電電流Ichc小于參考電流IOIeqc且大于或等于參考電流9IEQC)，則流程圖300轉(zhuǎn)到步驟308 ;否則，如果充電電流Iqk不在范圍[9Ieqc，IOIeqc)內(nèi)，例如，充電電流Iaffi小于參考電流91.，則流程圖300轉(zhuǎn)到步驟312。
[0055]在步驟308中，處理模塊140將容量比RSOC和參考比率(例如，參考比率91%)進行比較。如果容量比RSOC小于參考比率91%，則流程圖300轉(zhuǎn)到步驟328，否則，流程圖300轉(zhuǎn)到步驟310。
[0056]在步驟310中，如果檢測出容量比RSOC等于參考比率91%，則流程圖300轉(zhuǎn)到步驟324以在剩余容量值RC上增加庫侖計數(shù)量AC并返回更新后的剩余容量值RC+Λ C。如果檢測出容量比RSOC大于參考比率91%，則流程圖300轉(zhuǎn)到步驟326。
[0057]在步驟312中，處理模塊140降低第一參考電流和第二參考電流，并將充電電流Ichg分別與降低后的第一參考電流和第二參考電流(例如，參考電流8IE0C和參考電流9IEQC)進行比較。類似地，如果充電電流I?小于參考電流81.，則處理模塊140再次降低第一參考電流和第二參考電流以得到另一組降低后的參考電流，并將充電電流I?和該組降低后的參考電流進行比較。處理模塊140 —直反復(fù)進行上述比較過程，直到處理模塊140確定充電電流I?的范圍，在此不再贅述。如果充電電流I?在范圍[8ΙΕ%，9Ι.)內(nèi)(例如，充電電流Iqk小于參考電流9Ieqc且大于或等于參考電流8IEQC)，則流程圖300轉(zhuǎn)到步驟314。
[0058]在步驟314中，處理模塊140將容量比RSOC和增大的參考比率(例如，參考比率92%)進行比較。類似地，在一個實施例中，如果第一參考電流和第二參考電流降低，則處理模塊140相應(yīng)地增大上述參考比率，即對應(yīng)于范圍[7Ieqc，8Ieqc)，……，范圍[2Ieqc，3Ieqc)，
參考比率分別為93%、94%、......98%。在步驟314中，如果容量比RSOC小于參考比率92%，
則流程圖300轉(zhuǎn)到步驟330，否則，流程圖300轉(zhuǎn)到步驟316。
[0059]在步驟316中，如果檢測出容量比RSOC等于參考比率92%，則流程圖300轉(zhuǎn)到步驟324以在剩余容量值RC上增加庫侖計數(shù)量AC并返回更新后的剩余容量值RC+Λ C。如果檢測出容量比RSOC大于92%，則流程`圖300轉(zhuǎn)到步驟326。對應(yīng)于范圍[7IE0C, 8IE0C),……，范圍aE(K，2IE(K)中容量比等于參考比率或者容量比大于參考比率以類似的方式進行，在此不再贅述。
[0060]在步驟318中，處理模塊140將充電電流Iaffi分別與第一參考電流和第二參考電流(例如，參考電流Ikk和參考電流2IE(K)進行比較，如果充電電流Iqk在范圍(IEre，2Ieoc)內(nèi)(例如，充電電流I?小于參考電流2IWC且大于充電截止電流ITO)，則流程圖300轉(zhuǎn)到步驟320。如果充電電流Iaffi降低至充電截止電流Ikk，則流程圖300轉(zhuǎn)到步驟334。
[0061]在步驟320中，處理模塊140將容量比RSOC和增大的參考比率(例如，參考比率99%)進行比較。如果容量比RSOC小于參考比率99%，則流程圖300轉(zhuǎn)到步驟332，否則，流程圖300轉(zhuǎn)到步驟322。
[0062]在步驟322中，具體操作與步驟310、316類似，因此，在此不再贅述。
[0063]在步驟324中，處理模塊140將增量ARC i設(shè)置為步驟302中所得到的庫侖計數(shù)量Λ C，從而在剩余容量值RC上增加該庫侖計數(shù)量AC。流程圖300返回更新后的剩余容量值RC+ Δ C，且處理模塊140通過接口 141將該更新后的剩余容量值(RC+ Δ C)儲存到RC寄存器單元124。換句話說，如果電池電壓Vb ΑΤ小于恒壓閾值Vct，則處理模塊140執(zhí)行與圖2中的步驟218類似的操作，即:進行庫侖計數(shù)以估算剩余容量值RC。
[0064]在步驟326中，處理模塊140維持剩余容量值RC不變且流程圖300返回該不變的剩余容量值RC。
[0065]在步驟328中，處理模塊140將增量Λ RC1設(shè)置為(庫侖計數(shù)量Λ C+追趕參數(shù)值)，例如，Λ C+90%*CF，從而在剩余容量值RC上增加該增量Λ C+90%*CF。
[0066]在步驟330中，處理模塊140將增量Λ RC1設(shè)置為(庫侖計數(shù)量Λ C+追趕參數(shù)值)，例如，AC+80%*CF，從而在剩余容量值RC上增加該增量AC+80%*CF。對應(yīng)于范圍[7IEQC，8Ieoc)，……，范圍[21膨3Ieoc)設(shè)置增量Δ RC1和在剩余容量值RC上增加該增量Δ RC1的操作以類似的方式進行，在此不再贅述。
[0067]在步驟332中，處理模塊140將增量Λ RC1設(shè)置為(庫侖計數(shù)量Λ C+追趕參數(shù)值)，例如，Λ C+10%*CF，從而在剩余容量值RC上增加該增量Λ C+10%*CF。在一個實施例中，當充電電流I?減小時，電池102的實際剩余容量的增加速率也隨之減小，如圖3的實施例所示，處理模塊140可以但不限于，在充電電流Iaffi減小時降低增量ARCp
[0068]在一個實施例中，參數(shù)CF可以稱作“追趕因子”，參數(shù)CF等于電池102的滿充容量的1%。例如，用于智能手機的電池的滿充容量可以是1600毫安時(milliampere-hour,簡稱為mAH)，該滿充容量的1%是16mAH。再例如，用于平板電腦的電池的滿充容量可以是7000mAH，該滿充容量的1%是70mAH。步驟328、步驟330和步驟332中公開的增量AC+90%*CF、增量AC+80%*CF和增量Λ C+10%*CF并非用于限制本發(fā)明。在本發(fā)明的另一個實施例中，步驟328、步驟330和步驟332以及其它類似的步驟(圖3中未示出)中所設(shè)置的增量Λ RC1可以具有其它值，只要這些增量Λ RC1都大于庫侖計數(shù)量Λ C且小于庫侖計數(shù)量AC加追趕因子CF (例如，電池102的滿充容量的1%)。
[0069]在步驟334中，處理模塊140在剩余容量值RC上增加增量100%*CF且流程圖300返回更新后的剩余容量值RC+100%*CF。
[0070]綜上所述 ，在圖3的實施例中，處理模塊140確定充電電流Iqk是否處于第一參考電流和第二參考電流所定義的范圍內(nèi)。如果充電電流Iqk在此范圍內(nèi)，則處理模塊140還要將容量比RSOC和對應(yīng)于此范圍的參考比率進行比較。如果充電電流Iaffi不在此范圍內(nèi)，則處理模塊140降低該第一參考電流和該第二參考電流，并且增大該參考比率。
[0071]圖4所示為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的關(guān)于圖3中剩余容量RC和充電電流Iaffi的示意圖。圖4將結(jié)合圖3進行描述。在一個實施例中，曲線402表示通過使用充電算法估算電池剩余容量的方法流程圖300得到的容量比RS0C，曲線404表示通過庫侖計數(shù)而不使用充電算法估算電池剩余容量的方法流程圖300所得到的容量比RS0C，曲線406表示充電電流Ιακ。
[0072]如圖4所示，在時刻Ta，充電電流Ichg開始下降，電池102接近于滿充電。隨著電池102的容量比RSOC的增加，充電電流Iqk下降。在一個實施例中，通過執(zhí)行使用充電算法估算電池剩余容量的方法流程圖300中的步驟，當充電電流Iaffi在范圍[9Ieqc，IOIeqc)內(nèi)時，可以將容量比RSOC控制為例如91% ；當充電電流Iaffi在范圍[8Ieqc，9Ieoc)內(nèi)時，可以將容量比RSOC控制為例如92%;……；當充電電流Iqk在范圍(Ι.，2ΙΕ(Κ)內(nèi)時，可以將容量比RSOC控制為例如99%。此外，在時刻Te，充電電流Ichg下降到充電截止電流Ikk時，可以將容量比RSOC控制為100%。
[0073]在圖4中，例如，在時刻Tb，充電電流Iaffi在范圍[8IEQC，9IEQC)內(nèi)，且曲線404上的容量比RSOC為91%，因此，處理模塊140通過使用充電算法估算電池剩余容量的方法流程圖300中的步驟330以在剩余容量值RC上增加增量Λ RC1，例如，Λ RC1= Λ C+80%*CF。這樣，容量比RSOC向著92%增加。如上所述，該增量Λ RC1小于庫侖計數(shù)量Λ C與電池102的滿充容量的1%的和，由于，庫侖計數(shù)量Λ C較小，因此在剩余容量值RC上增加增量ARC1之后，容量比RSOC不會從91%跳變到93%，且本發(fā)明實施例中的追趕因子CF使得更新的剩余容量值更接近實際的剩余容量值，容量比RSOC更接近實際的容量比RS0C。
[0074]綜上，與傳統(tǒng)的估算電池剩余容量的方法相比較，通過本發(fā)明實施例中的使用充電算法估算電池剩余容量的方法流程圖300得到的剩余容量值RC更加接近于實際的剩余容量值RC，且屏幕132上顯示的容量比RSO C (例如，顯示的相對電荷狀態(tài))更加接近于電池102的實際容量比RSOC (例如，實際的相對電荷狀態(tài))。此外，屏幕132上顯示的容量比RSOC可以連貫的變化，而不會出現(xiàn)跳變。
[0075]圖5所示為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的使用放電算法估算電池剩余容量方法流程圖500。圖5將結(jié)合圖1和圖2進行描述。估算電池剩余容量的方法流程圖500詳細說明了圖2所示實施例中的步驟216的放電算法。雖然圖5中公開了具體的步驟，但是這些步驟僅作為示例。也就是說，本發(fā)明實施例的執(zhí)行放電算法的步驟還可以執(zhí)行多個其它的步驟或執(zhí)行圖5中步驟的變換步驟。
[0076]在一個實施例中，處理模塊140通過本發(fā)明實施例的流程圖500計算電池102的剩余容量RC和電池102的容量比，例如RSOC值。處理模塊140將電池102的參數(shù)和參考值進行比較，以產(chǎn)生第一比較結(jié)果；將容量比和參考比率進行比較，以產(chǎn)生第二比較結(jié)果；根據(jù)第一比較結(jié)果和第二比較結(jié)果設(shè)置減量ARC2 ;以及在計算出的剩余容量RC上減去該減量ARC2。在圖5所示的實施例中，電池102的參數(shù)包括電池102的電池電壓Vbat，處理模塊140將該電池電壓Vbat和參考電壓進行比較，以產(chǎn)生該第一比較結(jié)果。處理模塊140根據(jù)該第一比較結(jié)果和第二比較結(jié)果減小計算出的剩余容量RC。
[0077]具體地說，在步驟502中，處理模塊140進行庫侖計數(shù)以得到電池102中的電荷的庫侖計數(shù)量AC。
[0078]在步驟504中，處理模塊`14`0可以從存儲模塊134中存儲的表格中獲取電池102的放電截止電壓VEm。更具體地，在一個實施例中，在放電狀態(tài)，電池102的電池電壓Vbat下降。當電池電壓Vb AT下降到放電截止電壓Vmi時，認為電池102完全放電。在一個實施例中，存儲模塊134還存儲有列出對應(yīng)于不同電池溫度的放電截止電壓Vmi的表格。存儲模塊134可以根據(jù)從溫度感應(yīng)電路104接收的電池溫度，從該表格中獲取放電截止電壓VEQD。在本發(fā)明另一個實施例中，放電截止電壓Vmi可以是與電池溫度無關(guān)的預(yù)設(shè)電壓，在這種情況下，流程圖500可以跳過步驟504。
[0079]在步驟506中，處理模塊140比較電池電壓Vb at和參考電壓，例如，5Vt+VEOT)。在一個實施例中，當電池102的容量比RS OC為5%時，電池102的電壓是VTEST?？梢詫﹄妷篤t的值做選擇使得參考電壓5VT+VEm和電壓Vtest之間的差值小于預(yù)限定值。在步驟506中，如果電池電壓Vb AT大于或等于參考電壓5Vt+VE(I)，則流程圖500轉(zhuǎn)到步驟526 ;否則，流程圖500轉(zhuǎn)到步驟508。
[0080]在步驟508中，處理模塊140將電池電壓Vbat分別與第一參考電壓(例如，4VT+VEQD)以及第二參考電壓(例如，5VT+VroD)進行比較以確定電池電壓Vb ?的范圍。更具體地，處理模塊140將電池電壓Vbat和參考電壓4VT+VroD以及參考電壓5VT+VEm進行比較以確定電池電壓 Vbat 是否在范圍[4VT+VEm，5Vt+VE0D)內(nèi)。
[0081]如果電池電壓Vb at在范圍[4Vt+Veqd，5Vt+VE0D)內(nèi)(例如，電池電壓Vbat小于參考電壓5Vt+VE()D且大于或等于參考電壓4Vt+VE0D)，則流程圖500轉(zhuǎn)到步驟510 ;否則，如果電池電壓Vbat不在范圍[4VT+V_ 5VT+VEm)內(nèi)，例如，電池電壓Vbat小于參考電壓4VT+V_則流程圖500轉(zhuǎn)到步驟514。
[0082]在步驟510中，處理模塊140將容量比RSOC和參考比率(例如，參考比率5%)進行比較。如果容量比RSOC大于參考比率5%，則流程圖500轉(zhuǎn)到步驟530，否則，流程圖500轉(zhuǎn)到步驟512。
[0083]在步驟512中，如果檢測出容量比RSOC等于參考比率5%，則流程圖500轉(zhuǎn)到步驟526以在剩余容量值RC上減去庫侖計數(shù)量AC并返回更新后的剩余容量值RC-Λ C。如果檢測出容量比RSOC小于參考比率5%，則流程圖500轉(zhuǎn)到步驟528。
[0084]在步驟514中，處理模塊140降低第一參考電壓和第二參考電壓，并將電池電壓Vbat和降低后的第一參考電壓和第二參考電壓(例如，參考電壓3VT+Vm和參考電壓4VT+Vm)進行比較。類似地，如果電池電壓Vbat小于參考電壓3VT+VroD，則處理模塊140再次降低第一參考電壓和第二參考電壓以得到另一組降低后的參考電壓，并將電池電壓Vbat和該組降低后的參考電壓進行比較。處理模塊140 —直反復(fù)進行上述比較過程，直到處理模塊140確定電池電壓Vbat的范圍，在此不再贅述。如果檢測出電池電壓Vbat在范圍[3VT+VroD，4Vt+VE0D)內(nèi)(例如，電池電壓Vbat小于參考電壓4Vt+VE()D且大于或等于參考電壓3VT+VEm),則處理模塊140執(zhí)行步驟516。
[0085]在步驟516中，處理模塊140將容量比RSOC和減小的參考比率(例如，參考比率4%)進行比較。類似地，在一個實施例中，如果第一參考電壓和第二參考電壓降低，則處理模塊140相應(yīng)地減小上述參考比率，即對應(yīng)于范圍[2VT+VEa)，3VT+VE()D)、范圍[VT+VEa)，2VT+VE()D)，參考比率分別為3%、2%。在步驟516中，如果容量比RSOC大于參考比率4%，則流程圖500轉(zhuǎn)到步驟532，否則，流程圖500轉(zhuǎn)到步驟518。
[0086]在步驟518中，具體執(zhí)行過程與上述步驟512類似，此處不再贅述。
[0087]在步驟520中，處理模塊140將電池電壓Vbat分別與第一參考電壓和第二參考電壓(例如，參考電壓Vmi和參考電壓VT+VroD)進行比較，如果電池電壓Vbat在范圍(VroD，VT+VE0D)內(nèi)(例如，電池電壓Vbat小于參考電壓VT+VroD且大于放電截止電壓Vmi),則流程圖500轉(zhuǎn)到步驟522 ;如果電池電壓Vb at降低到放電截止電壓Vmi，則流程圖500轉(zhuǎn)到步驟536。
[0088]在步驟522中，處理模塊140將容量比RSOC和減小的參考比率(例如，參考比率1%)進行比較。如果容量比RSOC大于參考比率1%，則流程圖500轉(zhuǎn)到步驟534，否則，流程圖500轉(zhuǎn)到步驟524。
[0089]在步驟524中，具體執(zhí)行過程與上述步驟512類似，此處不再贅述。
[0090]在步驟526中，處理模塊140將減量ARC2設(shè)置為步驟502中所得到的庫侖計數(shù)量Λ C，從而在剩余容量值RC上減去該庫侖計數(shù)量AC。流程圖500返回更新后的剩余容量值RC- Δ C，且處理模塊140通過接口 141將更新后的剩余容量值RC- Δ C儲存至RC寄存器單元124。換句話說，如果電池電壓Vbat大于或等于參考電壓5VT+VroD，則處理模塊140執(zhí)行與圖2中的步驟218類似的步驟，即:進行庫侖計數(shù)以估算剩余容量值RC。
[0091]在步驟528中，處理模塊140維持剩余容量值RC不變且流程圖500返回該不變的剩余容量值RC。
[0092]在步驟530中，處理模塊140將減量Λ RC2設(shè)置為(庫侖計數(shù)量Λ C+追趕參數(shù)值)，例如，AC+10%*CF，從而在剩余容量RC值上減去該減量AC+10%*CF。
[0093]在步驟532中，處理模塊140將減量Λ RC2設(shè)置為(庫侖計數(shù)量Λ C+追趕參數(shù)值)，例如，AC+10%*CF，從而在剩余容量值RC上減去該減量AC+10%*CF。對應(yīng)于范圍[2VT+VEQD，3VT+VroD)和范圍[VT+VEm，2VT+VEm)而設(shè)置減量ARCjP在剩余容量值RC上減去該減量ARC2的操作以類似的方式進行，在此不再贅述。
[0094]在步驟534中，處理模塊140將減量Λ RC2設(shè)置為(庫侖計數(shù)量Λ C+追趕參數(shù)值)，例如Λ C+10%*CF，并在剩余容量值RC上減去該減量Λ C+10%*CF。
[0095]上述步驟530、步驟532和步驟534中公開的減量AC+10%*CF并非用于限制本發(fā)明。在本發(fā)明的另一個實施例中，步驟530、步驟532和步驟534以及其它類似的步驟(圖5中未示出)中所設(shè)置的減量ARC2可以具有其它值，只要這些減量ARC2都大于庫侖計數(shù)量AC且小于庫侖計數(shù)量Λ C加追趕因子CF (例如，電池102的滿充容量的W。
[0096]在步驟536中，處理模塊140在剩余容量值RC上減去減量100%*CF且流程圖500返回更新后的剩余容量值RC-100%*CF。
[0097]綜上所述，在圖5的實施例中，處理模塊140確定電池電壓Vb at是否處于第一參考電壓和第二參考電壓所定義的范圍內(nèi)。如果電池電壓Vb AT在此范圍內(nèi)，則處理模塊140還要將容量比RSOC和對應(yīng)于此范圍的參考比率進行比較。如果電池電壓Vbat不在此范圍內(nèi)，則處理模塊140降低該第一參考電壓和該第二參考電壓，并且減小該參考比率。
[0098]圖6所不為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的關(guān)于圖5中剩余容量RC和電池電壓Vb at的示意圖。圖6將結(jié)合圖5進行描述。在一個實施例中，曲線602表示通過使用放電算法估算電池剩余容量的方法流程圖500得到的容量比RS0C，曲線604表示通過庫侖計數(shù)而不使用放電算法估算電池剩余容量的方法流程圖500所得到的容量比RS0C，曲線606表示電池電壓。
[0099]如圖6所示，在時刻T’ A，電池電壓Vbat下降到參考電壓5Vt+VE()D，電池102接近于完全放電。隨著電池102的容量比RSOC的減小，電池電壓Vbat下降。在一個實施例中，通過執(zhí)行放電算法估算電池剩余容量的方法流程圖500中的步驟，當電池電壓Vbat在范圍[4VT+VEm，5Vt+VE0D)內(nèi)時，可以將容量比RSOC控制為例如，5% ;當電池電壓Vbat在范圍[3Vt+VE0D,4Vt+VE0D)內(nèi)時，可以將容量比RSOC控制為例如4% ；……；當電池電壓Vbat在范圍(VE0D, Vt+Veod)內(nèi)時，可以將容量比RS OC控制為例如，1%。此外，在時刻T’ E，電池電壓Vbat下降到放電截止電壓Veoti時，可以將容量比RSOC控制為0%。
[0100]在圖6中，例如，在時刻T ’ B，電池電壓Vbat在范圍[3Vt+Veqd，4Vt+VE0D )內(nèi)，且曲線604上的容量比RSOC為5%，因此，處理模塊140執(zhí)行放電算法估算電池剩余容量的方法流程圖300中的步驟532以在剩余容量RC值上減去減量Λ RC2，例如，Λ RC2= Λ C+10%*CF。這樣，容量比RS OC向著4%減小。如上所述，該減量ARC2小于庫侖計數(shù)量AC與電池102的滿充容量的1%的和，由于，庫侖計數(shù)量AC較小，因此在剩余容量值RC上減去減量ARC2之后，容量比RSOC不會從5%跳變到3%，且本發(fā)明實施例中的追趕因子CF使得更新的剩余容量值更接近實際的剩余容量值，容量比RSOC更接近實際的容量比RS0C。
[0101]綜上，與傳統(tǒng)的估算電池剩余容量的方法相比較，通過本發(fā)明實施例中的使用放電算法估算電池剩余容量的方法流程圖500得到的剩余容量值RC更加接近于實際的剩余容量值RC，且屏幕132上顯示的容量比RSOC更加接近于電池102的實際容量比RS0C。此夕卜，屏幕132上顯示的容量比RSOC可以連貫的變化，而不會出現(xiàn)跳變。
[0102]圖7所示為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電子設(shè)備(例如，圖1中的電子設(shè)備130)所執(zhí)行的估算電池剩余容量的方法流程圖700。圖7將結(jié)合圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6進行描述。雖然圖7中公開了具體的步驟，但是這些步驟僅作為示例。也就是說，本發(fā)明實施例的估算電池剩余容量的方法還可以執(zhí)行多個其它的步驟或執(zhí)行圖7中步驟的變換步驟。
[0103]在步驟702中，處理模塊140計算電池的剩余容量和容量比(例如，RS0C)，所述容量比RSOC是電池102的計算出的剩余容量和參考容量(例如，電池102的滿充容量)之間的比值。
[0104]在步驟704中，處理模塊140比較指示電池102狀態(tài)的參數(shù)(例如，充電狀態(tài)中的充電電流Iqk或者放電狀態(tài)中的電池電壓Vbat)和參考值(例如，圖3中的參考電流或者圖5中的參考電壓)，以產(chǎn)生第一比較結(jié)果。
[0105]在步驟706中，處理模塊140比較容量比RSOC和參考比率(例如，圖3或圖5中的
參考比率)以產(chǎn)生第二比較結(jié)果。
[0106]在步驟708中，處理模塊140根據(jù)第一比較結(jié)果和第二比較結(jié)果設(shè)置變化量，例如，增量ARC1或減量Λ RC2，并用該變化量改變計算出的剩余容量RC。
[0107]綜上所述，本發(fā)明的實施例提供了用于估算電池剩余容量和表示相對電荷狀態(tài)的容量比的設(shè)備、方法和系統(tǒng)。在一個實施例中，在充電期間，確定電池充電電流的范圍并且根據(jù)該范圍確定增量。更新后的電池剩余容量值在初始剩余容量值RCinit或預(yù)存剩余容量值RCpke的基礎(chǔ)上增大該增量。在本發(fā)明另一個實施例中，在放電期間，確定了電池電壓的范圍并且根據(jù)該范圍確定減量。更新后的電池剩余容量值在初始剩余容量值RCinit或預(yù)存剩余容量值RCpke的基礎(chǔ)上減去該減量。因此，通過本發(fā)明的實施例所估算出的剩余容量值和容量比值向著實際的剩余容量值和實際的容量比值調(diào)整。本發(fā)明的實施例可以用于具有電池剩余容量估算功能的任何類型的設(shè)備。該設(shè)備可以但不限于是，臺式電腦、筆記本電腦、智能手機、掌上型電腦或平板電腦等。
[0108]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明的用于估算電池剩余容量的設(shè)備、方法和系統(tǒng)中的全部或者任何模塊、單元，可以以硬件、固件、軟件或者它們的組合加以實現(xiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀本發(fā)明的說明書記載的內(nèi)容后，能夠運用他們的基本知識和技能實現(xiàn)本發(fā)明。
[0109]上文【具體實施方式】和附圖僅為本發(fā)明的常用實施例。顯然，在不脫離權(quán)利要求書所界定的本發(fā)明精神和發(fā)明范圍的前提下可以有各種增補、修改和替換。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，本發(fā)明在實際應(yīng)用中可根據(jù)具體的環(huán)境和工作要求在不背離發(fā)明準則的前提下在形式、結(jié)構(gòu)、布局、比例、材料、元素、組件及其它方面有所變化。因此，在此披露的實施例僅用于說明而非限制，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其合法等同物界定，而不限于此前的描述。
【權(quán)利要求】
1.一種用于估算電池剩余容量的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括: 接口，用于接收指示電池狀態(tài)的參數(shù)的信息；以及 處理模塊，耦合至所述接口，用于計算所述電池的剩余容量和容量比，所述容量比是計算出的剩余容量和所述電池的參考容量之間的比值，所述處理模塊比較所述電池的參數(shù)和參考值以產(chǎn)生第一比較結(jié)果，比較所述容量比和參考比率以產(chǎn)生第二比較結(jié)果，所述處理模塊還根據(jù)所述第一比較結(jié)果、所述第二比較結(jié)果設(shè)置變化量，并且用所述變化量改變所述計算出的剩余容量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于估算電池剩余容量的設(shè)備，其特征在于，所述變化量包括庫侖計數(shù)量，所述處理模塊還用于通過將所述電池的電流乘以所述電池運行的時間而得到所述庫侖計數(shù)量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于估算電池剩余容量的設(shè)備，其特征在于，當所述電池滿充電時，所述電池具有滿充容量，所述參考容量包括所述滿充容量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于估算電池剩余容量的設(shè)備，其特征在于，所述電池的參數(shù)包括所述電池的充電電流，在恒壓充電模式中，所述充電電流在所述電池充電時減小。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于估算電池剩余容量的設(shè)備，其特征在于，所述處理模塊還用于比較所述充電電流和參考電流以產(chǎn)生所述第一比較結(jié)果，則所述處理模塊根據(jù)所述第一比較結(jié)果和所述第二比較結(jié)果在所述計算出的剩余容量上增加所述變化量。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于估算電池剩余容量的設(shè)備，其特征在于，當所述電池的電池電壓大于或等于第三參考電壓時，所述處理模塊將所述充電電流與第一參考電流以及第二參考電流分別進行比較，以確定所述充電電流的范圍，如果所述第一參考電流和所述第二參考電流降低，則所述處理模塊增大所述參考比率，其中，所述第三參考電壓由所述電池的恒壓閾值確定。`
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于估算電池剩余容量的設(shè)備，其特征在于，如果所述充電電流小于所述第二參考電流，且所述充電電流大于或等于所述第一參考電流，以及所述容量比小于所述參考比率，則所述變化量包括庫侖計數(shù)量和追趕參數(shù)值； 如果所述充電電流小于所述第二參考電流，且所述充電電流大于或等于所述第一參考電流，以及所述容量比等于所述參考比率，則所述變化量為庫侖計數(shù)量； 如果所述充電電流小于所述第二參考電流，且所述充電電流大于或等于所述第一參考電流，以及所述容量比大于所述參考比率，則所述變化量為零。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于估算電池剩余容量的設(shè)備，其特征在于，所述電池的參數(shù)包括所述電池在放電狀態(tài)下的電池電壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于估算電池剩余容量的設(shè)備，其特征在于，所述處理模塊比較所述電池電壓和參考電壓以產(chǎn)生所述第一比較結(jié)果，則所述處理模塊根據(jù)所述第一比較結(jié)果和所述第二比較結(jié)果在所述計算出的剩余容量上減去所述變化量。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于估算電池剩余容量的設(shè)備，其特征在于，當所述電池的電池電壓小于或等于第四參考電壓時，所述處理模塊將所述電池電壓和第一參考電壓以及第二參考電壓進行比較以確定所述電池電壓的范圍，如果所述第一參考電壓和所述第二參考電壓降低，則所述處理模塊減小所述參考比率，其中，所述第四參考電壓由所述電池的放電截止電壓確定。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于估算電池剩余容量的設(shè)備，其特征在于，如果所述電池電壓小于所述第二參考電壓，且所述電池電壓大于或等于所述第一參考電壓，以及所述容量比大于所述參考比率，則所述變化量包括庫侖計數(shù)量和追趕參數(shù)值； 如果所述電池電壓小于所述第二參考電壓，且所述電池電壓大于或等于所述第一參考電壓，以及所述容量比等于所述參考比率，則所述變化量為庫侖計數(shù)量； 如果所述電池電壓小于所述第二參考電壓，且所述電池電壓大于或等于所述第一參考電壓，以及所述容量比小于所述參考比率，則所述變化量為零。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11任一項權(quán)利要求所述的用于估算電池剩余容量的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備還包括: 電池監(jiān)控器，用于接收并儲存指示電池的狀態(tài)的參數(shù)的信息，以及儲存所述電池的所述計算出的剩余容量。
13.一種估算電池剩余容量的方法，其特征在于，所述估算電池剩余容量的方法包括: 使用處理模塊計算所述電池的剩余容量和容量比，所述容量比是計算出的所述電池的剩余容量和所述電池的參考容量之間的比值； 將指示所述電池的狀態(tài)的參數(shù)和參考值進行比較，以產(chǎn)生第一比較結(jié)果； 將所述容量比和參考比率進行比較，以產(chǎn)生第二比較結(jié)果； 根據(jù)所述第一比較結(jié)果和所述第二比較結(jié)果設(shè)置變化量；以及 用所述變化量改變所述計算出的所述電池的剩余容量。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的估算電池剩余容量的方法，其特征在于，所述估算電池剩余容量的方法進一步包括: 所述變化量包括庫侖計數(shù)量，將所述電池的電流乘以所述電池運行的時間，以得到所述庫侖計數(shù)量。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的估算電池剩余容量的方法，其特征在于，當所述電池滿充電時，所述電池具有滿充容量，所述參考容量包括所述滿充容量。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的估算電池剩余容量的方法，其特征在于，所述估算電池剩余容量的方法進一步包括: 比較所述電池的充電電流和參考電流，以產(chǎn)生所述第一比較結(jié)果；以及根據(jù)所述第一比較結(jié)果和所述第二比較結(jié)果在所述計算出的所述電池的剩余容量上增加所述變化量。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的估算電池剩余容量的方法，其特征在于，所述估算電池剩余容量的方法進一步包括: 當所述電池的電池電壓大于或等于第三參考電壓時，將所述電池的充電電流和第一參考電流以及第二參考電流進行比較，以確定所述充電電流的范圍，其中，如果所述第一參考電流和所述第二參考電流降低，則增大所述參考比率，所述第三參考電壓由所述電池的恒壓閾值確定。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的估算電池剩余容量的方法，其特征在于，如果所述充電電流小于所述第二參考電流，且所述充電電流大于或等于所述第一參考電流，以及所述容量比小于所述參考比率，則所述變化量包括庫侖計數(shù)量和追趕參數(shù)值； 如果所述充電電流小于所述第二參考電流，且所述充電電流大于或等于所述第一參考電流，以及所述容量比等于所述參考比率，則所述變化量為庫侖計數(shù)量； 如果所述充電電流小于所述第二參考電流，且所述充電電流大于或等于所述第一參考電流，以及所述容量比大于所述參考比率，則所述變化量為零。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的估算電池剩余容量的方法，其特征在于，所述估算電池剩余容量的方法進一步包括: 比較放電狀態(tài)下的所述電池的電池電壓和參考電壓，以產(chǎn)生所述第一比較結(jié)果；以及 根據(jù)所述第一比較結(jié)果和所述第二比較結(jié)果在所述計算出的所述電池的剩余容量上減去所述變化量。
20.根據(jù)權(quán)利要求13至19任一項權(quán)利要求所述的估算電池剩余容量的方法，其特征在于，所述估算電池剩余容量的方法進一步包括: 當放電狀態(tài)下的所述電池的電池電壓小于或等于第四參考電壓時，將所述電池電壓和第一參考電壓以及第二參考電壓進行比較以確定所述電池電壓的范圍，如果所述第一參考電壓和所述第二參考電壓降低，則所述處理模塊減小所述參考比率，其中，所述第四參考電壓由所述電池的放電截止電壓確定。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的估算電池剩余容量的方法，其特征在于，如果所述電池電壓小于所述第二參考電壓，且所述電池電壓大于或等于所述第一參考電壓，以及所述容量比大于所述參考比率，則所述變化量包括庫侖計數(shù)量和追趕參數(shù)值； 如果所述電池電壓小于所述第二參考電壓，且所述電池電壓大于或等于所述第一參考電壓，以及所述容量比等于所述參考比率，則所述變化量為庫侖計數(shù)量； 如果所述電池電壓小 于所述第二參考電壓，且所述電池電壓大于或等于所述第一參考電壓，以及所述容量比小于所述參考比率，則所述變化量為零。
22.一種用于估算電池剩余容量的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括權(quán)利要求1至11任一項權(quán)利要求所述的用于估算電池剩余容量的設(shè)備和電池監(jiān)控器；其中， 所述電池監(jiān)控器用于監(jiān)控所述電池的狀態(tài)， 所述用于估算電池剩余容量的設(shè)備根據(jù)所述電池的狀態(tài)通過庫侖計數(shù)計算所述電池的剩余容量，并基于所述電池的狀態(tài)校準該剩余容量的值。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的用于估算電池剩余容量的系統(tǒng)，其特征在于，所述電池監(jiān)控器包括: 多路復(fù)用器，用于選擇性地傳輸指示所述電池的狀態(tài)的參數(shù)的信息； 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用于將所述電池狀態(tài)的參數(shù)的信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式； 寄存器單元，用于存儲所述數(shù)字形式的信息。
【文檔編號】G01R31/36GK103852725SQ201210507614
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月30日
【發(fā)明者】袁奕, 張迎國, 華志彬, 王華毅, 劉平 申請人:凹凸電子（武漢）有限公司