[發明專利]電池電量檢測方法和系統

有效

• 申請號: 201210472273.7
• 申請日: 2012-11-20
• 公開（公告）號: CN102944847A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 王釗
• 申請（專利權）人: 無錫中星微電子有限公司
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 北京億騰知識產權代理事務所 11309
• 代理人: 陳霽

技術領域

本發明涉及一種電池電量的檢測方法和系統，尤其涉及一種通過對電池內部電阻進行檢測，從而對電池電量進行檢測的方法和系統。

背景技術

在便攜式電子設備越來越普及的時代，移動電話、PDA、筆記本電腦、醫療設備以及測量儀器等便攜式設備隨處可見，便攜設備越來越個性化、多樣化，而唯一沒有改變的就是所有的便攜式設備均靠電池供電。如果電池電量顯示不準確，在用戶使用過程中突然斷電，有可能造成通訊中斷、數據丟失、甚至更嚴重的后果。因而準確的掌握電子設備的剩余電池電量是尤為重要的。

傳統的電池電量計算方法是通過采樣電池電壓和電池電流來計算電池電量的。電池被等效為一個如圖1所示的電容-串聯電阻等效電路模型，該電路由電容Cb和與之串聯的兩個電阻（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測試已知的電壓-容量百分比關系曲線（例如圖2所示的一種4.2V的鋰電池的電壓容量關系曲線圖）。通過測量電池兩端BATP與BATN之間的電壓V_BAT和內部電流I_BAT，并依據設定的等效串聯電阻R₁、R₂就可計算出電容Cb兩端的電壓V_Cb=V_BAT-（R₁+R₂）×I_BAT，再根據電壓-容量百分比關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，然而當電池老化時，一個與電池內部阻抗相關問題也隨即出現：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個充放電循環后，內部直流阻抗會提高一倍，而相同周期的無負載電量僅會下降2%～3%。現有技術中，電池內部電阻值被設定為恒定值，如果按照上述傳統的電池電量計量方法忽略阻抗增加的因素，在電池只達到使用壽命的15%時，使用原始電池內部阻抗數據計算電池電量就會產生可達50%嚴重誤差。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的缺陷，提供一種電池電量檢測方法和系統，通過對電池等效電阻的精確計算，可以經常更新等效電阻值，實現對電池剩余電量的準確檢測。

為實現上述目的，第一方面本發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，當所述充電電流為第一充電電流時，所述電池兩端電壓為第一電壓，當所述充電電流為第二充電電流時，所述電池兩端的電壓為第二電壓；

根據所述第一充電電流、第二充電電流、第一電壓和第二電壓計算所述電池的內部電阻；

根據所述內部電阻計算得到所述電池的電容電壓，并得到所述電池的剩余電量。

第二方面本發明提供了一種電池電量檢測檢測系統，所述系統包括：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，當所述充電電流為第一充電電流時，檢測到的所述電池兩端電壓為第一電壓，當所述充電電流為第二充電電流時，檢測到的所述電池兩端的電壓為第二電壓；

處理器，包括內部電阻計算單元和電量計算輸出單元；所述內部電阻計算單元，用于根據所述第一充電電流、第二充電電流、第一電壓和第二電壓計算所述電池的內部電阻；所述電量計算輸出單元，用于根據所述內部電阻計算得到所述電池的電容電壓，并得到所述電池的剩余電量。

所以本發明實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算出電池的等效電阻，從而實現對電池電量準確的測量，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。

附圖說明

圖1為電池的電容-串聯電阻等效電路模型示意圖；

圖2為一種4.2V鋰電池的電壓-容量關系曲線圖；

圖3為本發明實施例一提供的電池電量檢測方法的流程圖；

圖4為本發明實施例二提供的電池電量檢測方法的流程圖；

圖5為本發明實施例三提供的電池電量檢測系統的框圖；

圖6為本發明實施例四提供的電池電量檢測系統的框圖；

圖7為本發明實施例四提供的的一種恒流放電電路圖。

具體實施方式