專利名稱：電池電量檢測方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池電量的檢測方法和系統(tǒng)，尤其涉及一種通過對電池內(nèi)部電阻進(jìn)行檢測，從而對電池電量進(jìn)行檢測的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在便攜式電子設(shè)備越來越普及的時(shí)代，移動電話、PDA、筆記本電腦、醫(yī)療設(shè)備以及測量儀器等便攜式設(shè)備隨處可見，便攜設(shè)備越來越個性化、多樣化，而唯一沒有改變的就是所有的便攜式設(shè)備均靠電池供電。如果電池電量顯示不準(zhǔn)確，在用戶使用過程中突然斷電，有可能造成通訊中斷、數(shù)據(jù)丟失、甚至更嚴(yán)重的后果。因而準(zhǔn)確的掌握電子設(shè)備的剩余電池電量是尤為重要的。傳統(tǒng)的電池電量計(jì)算方法是通過采樣電池電壓和電池電流來計(jì)算電池電量的。電池被等效為一個如圖I所示的電容-串聯(lián)電阻等效電路模型，該電路由電容Cb和與之串聯(lián) 的兩個電阻(包括R1和R2)組成。該模型具有在電池廠家制作電池過程中經(jīng)測試已知的電壓-容量百分比關(guān)系曲線(例如圖2所示的一種4. 2V的鋰電池的電壓容量關(guān)系曲線圖)。通過測量電池兩端BATP與BATN之間的電壓Vbat和內(nèi)部電流IBAT，并依據(jù)設(shè)定的等效串聯(lián)電阻R1^ R2就可計(jì)算出電容Cb兩端的電壓Vcb=VBAT- ( + ) X Ibat,再根據(jù)電壓-容量百分比關(guān)系曲線得到電池的剩余容量。眾所周知，電池的電量隨著電池的使用會慢慢降低，然而當(dāng)電池老化時(shí)，一個與電池內(nèi)部阻抗相關(guān)問題也隨即出現(xiàn)阻抗的增加要比電池電量的降低顯著得多。典型的鋰離子電池在70個充放電循環(huán)后，內(nèi)部直流阻抗會提高一倍，而相同周期的無負(fù)載電量僅會下降2% 3%?，F(xiàn)有技術(shù)中，電池內(nèi)部電阻值被設(shè)定為恒定值，如果按照上述傳統(tǒng)的電池電量計(jì)量方法忽略阻抗增加的因素，在電池只達(dá)到使用壽命的15%時(shí)，使用原始電池內(nèi)部阻抗數(shù)據(jù)計(jì)算電池電量就會產(chǎn)生可達(dá)50%嚴(yán)重誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種電池電量檢測方法和系統(tǒng)，通過對電池等效電阻的精確計(jì)算，可以經(jīng)常更新等效電阻值，實(shí)現(xiàn)對電池剩余電量的準(zhǔn)確檢測。為實(shí)現(xiàn)上述目的，第一方面本發(fā)明提供了一種電池電量檢測方法，所述方法包括向電池提供可變充電電流，所述充電電流包括第一充電電流和第二充電電流；檢測所述電池兩端的電壓，當(dāng)所述充電電流為第一充電電流時(shí)，所述電池兩端電壓為第一電壓，當(dāng)所述充電電流為第二充電電流時(shí)，所述電池兩端的電壓為第二電壓；根據(jù)所述第一充電電流、第二充電電流、第一電壓和第二電壓計(jì)算所述電池的內(nèi)部電阻；根據(jù)所述內(nèi)部電阻計(jì)算得到所述電池的電容電壓，并得到所述電池的剩余電量。第二方面本發(fā)明提供了一種電池電量檢測檢測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括可編程充電電路、電壓測量電路和處理器；可編程充電電路，用于向電池提供可變充電電流，所述充電電流包括第一充電電流和第二充電電流； 電壓測量電路，用于檢測所述電池兩端的電壓，當(dāng)所述充電電流為第一充電電流時(shí)，檢測到的所述電池兩端電壓為第一電壓，當(dāng)所述充電電流為第二充電電流時(shí)，檢測到的所述電池兩端的電壓為第二電壓；處理器，包括內(nèi)部電阻計(jì)算單元和電量計(jì)算輸出單元；所述內(nèi)部電阻計(jì)算單元，用于根據(jù)所述第一充電電流、第二充電電流、第一電壓和第二電壓計(jì)算所述電池的內(nèi)部電阻；所述電量計(jì)算輸出單元，用于根據(jù)所述內(nèi)部電阻計(jì)算得到所述電池的電容電壓，并得到所述電池的剩余電量。所以本發(fā)明實(shí)施例的電池電量檢測方法，是通過充電電流的變化引起電壓變化，通過測量并利用二者比值精確計(jì)算出電池的等效電阻，從而實(shí)現(xiàn)對電池電量準(zhǔn)確的測量，消除了在電量測量中由于電池等效電阻隨電池老化而變化所帶來的誤差。


圖I為電池的電容-串聯(lián)電阻等效電路模型示意圖；圖2為一種4. 2V鋰電池的電壓-容量關(guān)系曲線圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例一提供的電池電量檢測方法的流程圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例二提供的電池電量檢測方法的流程圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例三提供的電池電量檢測系統(tǒng)的框圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例四提供的電池電量檢測系統(tǒng)的框圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例四提供的的一種恒流放電電路圖。
具體實(shí)施例方式下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。本發(fā)明實(shí)施例提供的電池電量檢測方法和系統(tǒng)，采用在電池的正負(fù)極連接充/放電電路和電壓測量電路，通過可變的充電電流或恒定放電電流，以及電壓的變化量得到電池內(nèi)部電阻，從而計(jì)算電池電容的電壓和電池的剩余電量。此方案可以應(yīng)用于所有充電電池的電量檢測，有效的消除了在電量測量中由于電池等效電阻隨電池老化而變化所帶來的誤差，為用戶提供更準(zhǔn)確的電量數(shù)據(jù)。為了更好的理解本發(fā)明，在本發(fā)明下述各實(shí)施例中，待測量的電池均以如圖I所示的電容-串聯(lián)電阻等效模型為例進(jìn)行說明。該模型包括的主要參數(shù)如表I所示，以下參數(shù)將用于各實(shí)施例的運(yùn)算過程。
等效電容Fcb
電池正極等效電阻R；
電池負(fù)極等效電阻ζ
權(quán)利要求
1.一種電池電量檢測方法，其特征在于，所述方法包括 向電池提供可變充電電流，所述充電電流包括第一充電電流和第二充電電流； 檢測所述電池兩端的電壓，當(dāng)所述充電電流為第一充電電流時(shí)，所述電池兩端電壓為第一電壓，當(dāng)所述充電電流為第二充電電流時(shí)，所述電池兩端的電壓為第二電壓； 根據(jù)所述第一充電電流、第二充電電流、第一電壓和第二電壓計(jì)算所述電池的內(nèi)部電阻； 根據(jù)所述內(nèi)部電阻計(jì)算得到所述電池的電容電壓，并得到所述電池的剩余電量。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)第一充電電流、第二充電電流和第一電壓和第二電壓計(jì)算所述電池的內(nèi)部電阻具體為，第二電壓與第一電壓之間的電壓變化量和第二充電電流與第一充電電流之間的電流變化量的相比，得到電池的內(nèi)部電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括設(shè)定參考電壓和參考電流，利用所述參考電壓和參考電流將所述內(nèi)部電阻處理為二進(jìn)制數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述內(nèi)部電阻計(jì)算得到所述電池的電容電壓，并得到所述電池的剩余電量的步驟具體為 檢測工作狀態(tài)下所述電池兩端的電壓和內(nèi)部電流； 根據(jù)公式V03=Vbat-R X Ibat計(jì)算所述電容電壓，其中Va為電容電壓，Vbat為電池兩端的電壓，Ibat為內(nèi)部電流，R為內(nèi)部電阻； 根據(jù)所述電容電壓得到所述電池的剩余電量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述電容電壓得到所述電池的剩余電量具體為，根據(jù)所述電容電壓對應(yīng)出所述電池的剩余電量。
6.一種電池電量檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括可編程充電電路、電壓測量電路和處理器； 可編程充電電路，用于向電池提供可變充電電流，所述充電電流包括第一充電電流和第二充電電流； 電壓測量電路，用于檢測所述電池兩端的電壓，當(dāng)所述充電電流為第一充電電流時(shí)，檢測到的所述電池兩端電壓為第一電壓，當(dāng)所述充電電流為第二充電電流時(shí)，檢測到的所述電池兩端的電壓為第二電壓； 處理器，包括內(nèi)部電阻計(jì)算單元和電量計(jì)算輸出單元；所述內(nèi)部電阻計(jì)算單元，用于根據(jù)可編程充電電路提供的所述第一充電電流、第二充電電流以及電壓測量電路提供的第一電壓和第二電壓計(jì)算所述電池的內(nèi)部電阻；所述電量計(jì)算輸出單元，用于根據(jù)所述內(nèi)部電阻計(jì)算得到所述電池的電容電壓，并得到所述電池的剩余電量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)部電阻計(jì)算單元具體用于計(jì)算第二電壓與第一電壓之間的電壓變化量和第二充電電流與第一充電電流之間的電流變化量的比值，得到電池的內(nèi)部電阻。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測系統(tǒng)還包括參考電壓電流單元，用于設(shè)定參考電壓和參考電流，利用所述參考電壓和參考電流將所述內(nèi)部電阻處理為二進(jìn)制數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述電量計(jì)算輸出單元具體用于檢測工作狀態(tài)下所述電池兩端的電壓和內(nèi)部電流；根據(jù)公式Va=VBAT-RX Ibat計(jì)算所述電容電壓，其中Va為電容電壓，Vbat為電池兩端的電壓，Ibat為內(nèi)部電流，R為內(nèi)部電阻；根據(jù)所述電容電壓得到所述電池的剩余電量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述根據(jù)所述電容電壓得到所述電池的剩余電量具體為，根據(jù)所述電容電壓對應(yīng)出所述電池的剩余電量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電池電量檢測方法和系統(tǒng)，其特征在于，所述方法包括向電池提供可變充電電流，所述充電電流包括第一充電電流和第二充電電流；檢測所述電池兩端的電壓，當(dāng)所述充電電流為第一充電電流時(shí)，所述電池兩端電壓為第一電壓，當(dāng)所述充電電流為第一充電電流時(shí)，所述電池兩端的電壓為第二電壓；根據(jù)所述第一充電電流、第二充電電流、第一電壓和第二電壓計(jì)算所述電池的內(nèi)部電阻；根據(jù)所述內(nèi)部電阻計(jì)算得到所述電池的電容電壓，并得到所述電池的剩余電量。本發(fā)明公開的電池電量檢測方法和檢測系統(tǒng)，通過對電池等效電阻的精確計(jì)算，實(shí)現(xiàn)對電池電量的準(zhǔn)確檢測。
文檔編號G01R31/36GK102944847SQ20121047227
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月20日
發(fā)明者王釗 申請人:無錫中星微電子有限公司