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CN101153894B - 电量检测方法、使用此方法的电量检测系统及电子设备 - Google Patents

电量检测方法、使用此方法的电量检测系统及电子设备 Download PDF

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CN101153894B CN2006102009167A CN200610200916A CN101153894B CN 101153894 B CN101153894 B CN 101153894B CN 2006102009167 A CN2006102009167 A CN 2006102009167A CN 200610200916 A CN200610200916 A CN 200610200916A CN 101153894 B CN101153894 B CN 101153894B
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Abstract

一种电量检测方法，包括步骤：测量供电装置初始电压值；根据测量的初始电压值查询数据存储模块中的电压值与剩余电量值对应关系表，得到供电装置的初始剩余电量值；积算流过供电装置的充/放电电流，得到充/放电电量值；根据初始剩余电量值以及所述充/放电电量值计算出供电装置的当前剩余电量值；检测供电装置工作状态，工作状态包括充电状态和用电状态；测量供电装置的当前电压值；充电时，根据供电装置的当前剩余电量值和当前电压值更新存储模块中电压值与剩余电量值对应关系表中电压值与剩余电量值对应关系。本发明还提供一种使用此电量检测方法的电量检测系统和电子装置。

Description

电量检测方法、使用此方法的电量检测系统及电子设备
技术领域
本发明涉及一种电量检测方法、使用此方法的电量检测系统及电子设备，尤其涉及一种供电装置剩余电量的检测方法及使用此方法的电量检测系统和电子设备。
背景技术
随着科技的日新月异，越来越多的电子产品走向市场，如移动电话、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)和笔记本电脑等。通常，这些电子产品靠电池供电，尤其是充电电池。电池的剩余电量对各电子产品的工作存在很大影响，因此，在很多电子产品工作时，有必要对其电池的剩余电量做出检测。
现有的电池剩余电量检测方法主要有两种：一种是电流积算法；一种是电压测量法。所述电流积算法是以电流积分(CurrentIntegration)为基础，利用存储器存储电池原电量值，在一预定刷新周期内对充电电池的充/放电电流积分，以得到充/放电电量，从而根据总电量值和充/放电电量值计算出剩余电量值。电压测量法以电压测量为基础，在电子产品出厂前进行测量，并将该电子产品中充电电池的电压值与剩余电量值的对应关系表存储于电子产品的存储器中。使用时，通过检测充电电池两极间的电压值，并查询电压值与剩余电量值的对应关系表，从而得到充电电池的剩余电量值。
在电流积算法中，电池长期不工作时，电池内部化学反应引起的自放电现象，使得充电电池实际电量值与存储器中存储的总电量值不同，导致计算所得的剩余电量值产生较大误差。
在电压测量法中，只有在电池不连接任何负载，并且是新电池的情况下，才存在电池电压值与剩余电量值之间简单对应关系。当电池连接负载时，电池两极电压就会因为其内部阻抗所引起的压降而产生检测误差。当电池用了一段时间产生老化现象时，电池电压值与剩余电量的对应关系也会发生变化，而且电池的电压值还随温度的变化而变化。
发明内容
有鉴于此，有必要提出一种精确的电量检测方法。
同时，提供一种精确的电量检测系统。
另外，还提供一种精确检测电量的电子设备。
一种电量检测方法，包括如下步骤：
测量供电装置初始电压值；
根据所述初始电压值查询数据存储模块中的电压值与剩余电量值对应关系表，得到所述供电装置的初始剩余电量值；
积算流过所述供电装置的充/放电电流，得到充/放电电量值；
根据初始剩余电量值以及所述充/放电电量值计算出所述供电装置的当前剩余电量值；以及
检测所述供电装置工作状态，所述工作状态包括充电状态和用电状态；测量所述供电装置的当前电压值；充电时，根据所述供电装置的当前剩余电量值和所述当前电压值更新存储模块中所述电压值与剩余电量值对应关系表中电压值与剩余电量值对应关系。
一种电量检测系统，包括：
数据存储模块，用于存储供电装置的电压值与剩余电量值对应关系表；
电流积算单元，用于积算流过所述供电装置的充/放电电流，以得到充/放电电量值；
电压测量单元，用于测量所述供电装置的电压值；
查询单元，用于根据所述电压测量单元测得的电压值查询所述数据存储模块中的电压值与剩余电量值对应关系表，得到所述供电装置的初始剩余电量值；
数据计算单元，用于根据所述初始剩余电量值和所述电流积算单元积算得出的充/放电电量值计算出所述供电装置当前剩余电量值；
工作状态检测单元，用于检测所述供电装置的工作状态，所述工作状态包括充电状态和用电状态；以及
数据更新单元，用于充电时，根据所述当前剩余电量值以及与所述当前剩余电量值对应的电压值，更新所述电压值与剩余电量值对应关系表中电压值与剩余电量值对应关系。
一种电子设备，包括：
供电装置，用于存储电量，并提供电量给负载；
数据存储模块，用于存储所述供电装置电压值与剩余电量值对应关系表；
电流积算单元，用于积算流过所述供电装置的充/放电电流，以得到充/放电电量值；
电压测量单元，用于测量所述供电装置的电压值；
查询单元，用于根据所述电压测量单元测得的电压值查询所述数据存储模块中的电压值与剩余电量值对应关系表，得到所述供电装置的初始剩余电量值；
数据计算单元，用于根据所述初始剩余电量值和所述电流积算单元积算得出的充/放电电量值计算出所述供电装置当前剩余电量值；
工作状态检测单元，用于检测所述供电装置的工作状态，所述工作状态包括充电状态和用电状态；以及
数据更新单元，用于充电时，根据所述当前剩余电量值以及与所述当前剩余电量值对应的电压值，更新所述电压值与剩余电量值对应关系表中电压值与剩余电量值对应关系。
本电量检测方法、使用此方法的电量检测系统及电子设备，通过测量电压查找电压电量关系表确定积分起始时刻电量值，避免了由于自放电引起的积分起始时刻电量值变化产生的误差，从而提高了供电装置剩余电量的检测精度。
附图说明
图1为较佳实施方式的电量检测系统方框图。
图2为较佳实施方式使用电量检测系统的电子设备方框图。
图3为较佳实施方式的电量检测方法流程图。
具体实施方式
请参阅图1，供电装置20分别与充电装置10、负载30和电量检测系统4相连。充电装置10可以是交流充电器或直流充电器，用于为供电装置20充电。供电装置20可以是充电电池，用于存储并提供电量给负载30。电量检测系统4用于检测供电装置20剩余电量。
电量检测系统4包括Q原检测模块41、Q剩处理模块42、数据存储模块43和显示模块44。其中Q原表示电量检测系统4工作时，积分起始时刻供电装置20原剩余电量值，Q剩表示供电装置20当前剩余电量值。
Q原检测模块41用于检测积分起始时刻供电装置20原剩余电量值。Q剩处理模块42用于处理供电装置20当前剩余电量。
数据存储模块43可以是一般可擦写存储器，用于存储供电装置20的剩余电量值431及供电装置20两极开路电压值与剩余电量值对应关系表432(下称电压电量关系表)，其中电压电量关系表中剩余电量值的类型包括具体数值和百分比值的至少一种，所述电压电量关系表的电压值和剩余电量值可以更新。为便于理解，以下以常温(20℃)、恒流(550mA)放电时，电压电量关系表为例进行说明，如表1所述(限于篇幅，本表仅列出部分对应关系)：
表1常温恒流放电电压电量关系表
  开路电压  值(V)   4.20   4.06   3.98   3.92   3.87   3.82   3.79   3.77   3.74   3.68   3.45
  剩余电量  百分比   100％   90％   80％   70％   60％   50％   40％   30％   20％   10％   5％
由表1可知，供电装置20开路电压值随剩余电量值减少逐渐降低，从而可根据供电装置20开路电压值确定剩余电量值。
显示模块44可以是液晶显示屏(Liquid Crystal Display，LCD)或数字指示器，用于显示供电装置20的剩余电量值及电池电量低的提示信息。
Q原检测模块41包括电压测量单元411、电压温度补偿单元412和查询单元413。
电压测量单元411可以是多元电压表，用于测量供电装置20两极电压。
电压温度补偿单元412用于感测供电装置20的温度，并对电压测量单元411测得的电压进行温度补偿。电压温度补偿单元412可以通过热敏电阻或电子温度计感测供电装置20的温度，并利用反馈温度与电压电量关系表中温度差值的变化规律，对测得的电压值进行补偿，该变化规律为预先实验测试所得。
查询单元413用于根据温度补偿后的电压值，查询所述电压电量关系表，以得到供电装置20当前剩余电量值Q原。
Q剩处理模块42包括电流积算单元421、工作状态检测单元422、数据计算单元423和数据更新单元424。
电流积算单元421可以采用电流积分器，积算供电装置20在一预定刷新周期(T)时间内的充/放电电流，以得到刷新周期(T)内充/放电电量。其中，刷新周期(T)为预设的积算刷新时间，每隔刷新周期(T)时间，电流积算单元421积算一次电流。刷新周期(T)内充/放电电量积算公式为：
Figure 158199DEST_PATH_GDA0000020959760000131
其中，Q积表示在刷新周期(T)内通过的电量值，I(t)表示在刷新周期(T)内电流值变化函数。
工作状态检测单元422用于检测供电装置20的工作状态，即充电状态还是用电状态。由于供电装置20充用电时电流方向相反，可根据其电流方向判断供电装置20处于充电或用电状态。
数据计算单元423可以是一般的数字处理器或数字运算电路，用于根据查询单元413查询得到的供电装置20原剩余电量值Q原，和电流积算单元421积算得到的刷新周期(T)内通过的电量值Q积，计算出供电装置20当前剩余电量值Q剩。
充电时，Q剩计算公式为：
Q剩＝Q原+Q积
用电时，Q剩计算公式为：
Q剩＝Q原-Q积
数据更新单元424用于根据电压温度补偿单元412补偿后的电压值，和数据计算单元423计算所得的供电装置20当前剩余电量值Q剩更新数据存储模块43中的所述电压电量关系表中的电压值和剩余电量值之间的对应关系。
上述电量检测系统4通过数据存储模块43存储供电装置20电容量值及所述电压电量关系表。充电时，通过数据更新单元424更新所述电压电量关系表。用电时，通过查询单元413查询所述电压电量关系表，以确定电流积分的起始时刻电量值Q原。
电量检测系统4通过查询电压电量关系表来确定电流积分起始时刻电量值，避免了由于供电装置20的内部阻抗而产生的回路分压，和供电装置20内部的自放电现象而引起电量损耗而产生的检测误差。另外，通过电压温度补偿单元412对测得的电压进行温度补偿，防止了供电装置20工作时温度变化而产生的电压测量误差。通过更新电压电量关系表中电压值和剩余电量值之间的对应关系，防止了由于供电装置20老化而引起的电压值与剩余电量值之间关系改变而产生的检测误差，提高了电量检测精度。
请参阅图2，电子设备5与充电装置10相连。电子设备5包括供电装置20、负载30和电量检测系统50。图2中的Q原检测模块501、Q剩处理模块502和数据存储模块503分别与图1中Q原检测模块41、Q剩处理模块42和数据存储模块43功能相同。图2中负载30还包括工作模块31和显示模块32，其中显示模块32的功能与图1中显示模块44功能相同，显示模块32靠供电装置20供电。
请结合图1和图3，图3为基于电量检测系统4的电量检测方法流程图，其中电量检测系统4中预设有电压电量关系表，该电量检测方法包括如下步骤：
步骤102，首先，测量供电装置20两极开路电压值得到U原。
步骤104，对电压测量单元411测得的开路电压值进行温度补偿得到U补。
步骤106，根据电压温度补偿单元412补偿后的电压值U补查询数据存储模块43中所述电压电量关系表，以得到供电装置20原剩余电量值Q原。
步骤108，积算供电装置20在刷新周期(T)内通过的电流，以得到刷新周期(T)内通过电量值Q积
步骤110，检测供电装置20的工作状态，所述工作状态包括充电状态和用电状态。若为用电状态时，执行步骤112；若为充电状态时，则执行步骤114。
步骤112，根据供电装置20原剩余电量Q原和刷新周期(T)内通过的电量值Q积，通过公式：
Q剩＝Q原-Q积
计算出供电装置20当前剩余电量值Q剩。完成步骤112后，执行步骤122。
步骤114，根据供电装置20原剩余电量Q原和刷新周期(T)内通过的电量值Q积，通过公式：
Q剩＝Q原+Q积
计算出供电装置20当前剩余电量值Q剩。
步骤116，测量供电装置20两极开路电压值得到U临。
步骤118，对电压测量单元411测得的开路电压值U临进行温度补偿得到U更。
步骤120，根据电压温度补偿单元412补偿后的电压值U更和供电装置20当前剩余电量值Q剩更新所述电压电量关系表。
步骤122，显示供电装置20当前剩余电量值Q剩。
上述电量检测方法，通过查询电压电量关系表来确定电流积分起始时刻电量值，避免了由于供电装置20的内部阻抗而产生的回路分压，和供电装置20内部的自放电现象而引起电量损耗而产生的检测误差。另外，通过电压温度补偿单元412对测得的电压进行温度补偿，防止了供电装置20工作时温度变化而产生的电压测量误差。通过更新电压电量关系表中电压值和剩余电量值之间的对应关系，防止了由于供电装置20老化而引起的电压值与剩余电量值之间关系改变而产生的检测误差，提高了电量检测精度。
供电装置剩余电量实时检测系统及方法可以应用于各种有电池供电的电子产品中，如移动电话、PDA、笔记本电脑等设备。

Claims (9)

1.一种电量检测方法，包括如下步骤：测量供电装置初始电压值；根据所述初始电压值查询数据存储模块中的电压值与剩余电量值对应关系表，得到所述供电装置的初始剩余电量值；积算流过所述供电装置的充/放电电流，得到充/放电电量值；根据初始剩余电量值以及所述充/放电电量值计算出所述供电装置的当前剩余电量值；检测所述供电装置工作状态，所述工作状态包括充电状态和用电状态；测量所述供电装置的当前电压值；充电时，根据所述供电装置的当前剩余电量值和所述当前电压值更新存储模块中所述电压值与剩余电量值对应关系表中电压值与剩余电量值对应关系。
2.如权利要求1所述的电量检测方法，其特征在于：所述电量检测方法还包括对测得的所述供电装置初始电压值进行温度补偿的步骤；所述查询数据存储模块中的电压值与剩余电量值对应关系表根据经温度补偿后的电压值进行查询。
3.如权利要求1所述的电量检测方法，其特征在于：所述电量检测方法进一步包括显示所述供电装置当前剩余电量值的步骤。
4.一种电量检测系统，包括：数据存储模块，用于存储供电装置电压值与剩余电量值对应关系表；电流积算单元，用于积算流过所述供电装置的充/放电电流，以得到充/放电电量值；其特征在于，所述电量检测系统还包括：电压测量单元，用于测量所述供电装置的电压值；查询单元，用于根据所述电压测量单元测得的电压值查询所述数据存储模块中的电压值与剩余电量值对应关系表，得到所述供电装置的初始剩余电量值；数据计算单元，用于根据所述初始剩余电量值和所述电流积算单元积算得出的充/放电电量值计算出所述供电装置当前剩余电量值；工作状态检测单元，用于检测所述供电装置的工作状态，所述工作状态包括充电状态和用电状态；数据更新单元，用于充电时，根据所述当前剩余电量值以及与所述当前剩余电量值对应的电压值，更新所述电压值与剩余电量值对应关系表中电压值与剩余电量值对应关系。
5.如权利要求4所述的电量检测系统，其特征在于：所述电量检测系统进一步包括电压温度补偿单元，用于补偿所述电压测量单元测得的电压值，所述查询单元根据所述电压温度补偿单元补偿后的电压值查询所述电压值与剩余电量值对应关系表。
6.如权利要求4所述的电量检测系统，其特征在于：所述电量检测系统进一步包括显示模块，用于显示所述供电装置的当前剩余电量值。
7.一种电子设备，包括：供电装置，用于存储电量，并提供电量给负载；数据存储模块，用于存储所述供电装置电压值与剩余电量值对应关系表；电流积算单元，用于积算流过所述供电装置的充/放电电流，以得到充/放电电量值；其特征在于，所述电子设备还包括：电压测量单元，用于测量所述供电装置的电压值；查询单元，用于根据所述电压测量单元测得的电压值查询所述数据存储模块中的电压值与剩余电量值对应关系表，得到所述供电装置的初始剩余电量值；数据计算单元，用于根据所述初始剩余电量值和所述电流积算单元积算得出的充/放电电量值计算出所述供电装置当前剩余电量值；工作状态检测单元，用于检测所述供电装置的工作状态，所述工作状态包括充电状态和用电状态；数据更新单元，用于充电时，根据所述当前剩余电量值以及与所述当前剩余电量值对应的电压值，更新所述电压值与剩余电量值对应关系表中电压值与剩余电量值对应关系。
8.如权利要求7所述的电子设备，其特征在于：所述电子设备进一步包括电压温度补偿单元，用于补偿所述电压测量单元测得的电压值，所述查询单元根据所述电压温度补偿单元补偿后的电压值查询所述电压值与剩余电量值对应关系表。
9.如权利要求7所述的电子设备，其特征在于：所述电子设备进一步包括显示模块，用于显示所述供电装置的当前剩余电量值。
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