CN112684353A - 电池模块的电流传输状态的控制及电池容量的校准方法 - Google Patents

Abstract

一种电池模块的电流传输状态的控制及电池容量的校准方法，所述电池模块的电流传输状态的控制方法包括：从一电池电量计读取一电池模块的一设计电池容量、根据设计电池容量与电池模块规范的一充放电效率计算一预期充放电电流、致使电池模块进行放电，以及于电池模块的放电过程中，监控电池模块的放电状态，监控电池模块的放电状态的步骤包括从电池电量计读取一当前放电电流、比较当前放电电流与预期充放电电流，并对应比较结果调控一电子装置工作以降低或增加电子装置的功耗，或维持电子装置工作。利用本发明的电池模块的电流传输状态的控制及电池容量的校准方法，其能基于其设计电池容量与充放电效率提供恒定电流的放电程序。

Description

电池模块的电流传输状态的控制及电池容量的校准方法

【技术领域】

本发明是关于电池容量的校准方法，特别是一种电子装置、电池模块的电流传输状态的控制方法及电池模块的电池容量的校准方法。

【背景技术】

科技的进展日新月异，环保意识与节约能源已成为主流诉求。相较于传***一次性使用的原电池，在现今社会普及的各式电子装置中，将具有重复充电的功能性的电池单元作为主要电力来源的电子装置已日渐普及并蔚为主流。

可充电的电池单元在放电后可以被再次充电并反复使用。一般而言，电池单元是由正极、负极、电解质、隔膜和容器五部分构成，且电池单元的充、放电操作是基于电化学中的氧化还原反应来达成。

然而，随着使用时间增长或一段时间未使用的情况下，可充电的电池单元会受到时间、环境温度等因素影响而导致电池老化，并使其电池容量会随着时间增加而减少。

【发明内容】

可知使用可充电的电池单元的电子装置(例如笔记型电脑)的电池容量会随着时间增加而减少，因此电子装置在使用一段时间后常见其显示的电池容量与实际的电池容量不一致的情形。

在一些实施例中，一种电池模块的电流传输状态的控制方法，其包括：从一电池电量计读取一电池模块的一设计电池容量、根据设计电池容量与电池模块规范的一充放电效率计算一预期充放电电流、致使电池模块进行放电，以及于电池模块的放电过程中，监控电池模块的放电状态。监控电池模块的放电状态的步骤包括从电池电量计读取一当前放电电流、比较当前放电电流与预期充放电电流、于当前放电电流大于预期充放电电流时，调控一电子装置工作以降低电子装置的功耗、于当前放电电流小于预期充放电电流时，调控电子装置工作以增加该电子装置的功耗，以及于当前放电电流等于预期充放电电流时，维持电子装置工作。

在一些实施例中，一种电池模块的电池容量的校准方法，其包括：从一电池电量计读取一电池模块的一设计电池容量、根据设计电池容量与电池模块规范的一充放电效率计算一预期充放电电流、致使电池模块进行放电，以及于电池模块的放电过程中，监控电池模块的放电状态及进行电池模块的一放电曲线的校准。监控电池模块的放电状态的步骤包括从电池电量计读取一当前放电电流、比较当前放电电流与预期充放电电流、于当前放电电流大于预期充放电电流时，调控一电子装置工作以降低电子装置的功耗、于当前放电电流小于预期充放电电流时，调控电子装置工作以增加电子装置的功耗，以及于当前放电电流等于预期充放电电流时，维持电子装置工作。

在一些实施例中，一种电子装置包括电池模块、电池电量计、若干个功能组件、充放电电路以及嵌入式控制器，其中电池电量计耦接电池模块，并监控电池模块；充放电电路耦接在电池模块与各功能组件之间；嵌入式控制器耦接电池电量计。上述嵌入式控制器执行从电池电量计读取电池模块的一设计电池容量、根据设计电池容量与电池模块规范的一充放电效率计算一预期充放电电流、控制充放电电路以使电池模块进行放电、于电池模块的放电过程中，从电池电量计读取一当前放电电流，并比较当前放电电流与预期充放电电流、于当前放电电流大于预期充放电电流时，调控若干个功能组件中的较少一者工作以降低电子装置的功耗、于当前放电电流小于预期充放电电流时，调控若干个功能组件中的较少一者工作以增加电子装置的功耗，以及于当前放电电流等于预期充放电电流时，维持若干个功能组件工作。

综合上述，本发明提供一种电子装置、电池模块的电流传输状态的控制方法及电池模块的电池容量的校准方法，其能基于其设计电池容量与充放电效率提供恒定电流的放电程序。在一些实施例中，本发明提供一种电子装置、电池模块的电流传输状态的控制方法及电池模块的电池容量的校准方法，其还能基于其设计电池容量与充放电效率提供恒定电流的充电程序。在一些实施例中，本发明提供一种电子装置、电池模块的电流传输状态的控制方法及电池模块的电池容量的校准方法，其还能以恒定电流的放电程序或充电程序重新校准电池模块的放电曲线，进而重新校准其电池容量的精准度，以使显示的电池容量与实际的电池容量大致上一致。

【附图说明】

图1为本发明一实施例的电子装置的概要方框示意图。

图2为本发明一实施例的电池模块的电流传输状态的控制方法流程示意图。

图3为本发明一实施例的电池模块的电池容量的校准方法流程示意图。

图4为图2中步骤S40或图3中步骤S40’的一些实施例的流程示意图。

【具体实施方式】

图1为本发明一实施例的电子装置的概要方框示意图。请参阅图1，电子装置100包含具有电池模块111及电池电量计112的电池单元110、充放电电路120、嵌入式控制器130以及若干个功能组件150，其中电池电量计112耦接电池模块111并监控电池模块111。充放电电路120耦接在电池模块111与各功能组件150(即中央处理器151、风扇152、荧幕153等功能组件)之间。嵌入式控制器130耦接电池电量计112、充放电电路120与若干个功能组件150。

电池单元110中的电池模块111用以储存电力，并且可将所储的电池电力提供给电子装置100，因而可作为维持电子装置100工作的电力来源之一。在一实施例中，电池模块111可为单一电池芯。在另一实施例中，电池模块111可为包含若干个电池芯的电池组，且此些电池芯可根据电池单元110的电力供给规格以串联或并联的形式相接而成。在一些实施态样中，电池模块111可为锂离子电池、磷酸锂电池、锂聚合物电池、镍镉电池、铅酸电池或其他合适进行二次充电的任何类型的电池。

电池单元110中的电池电量计112用以监控电池模块111，并可用以量测电池模块111的使用信息，如电池模块111的电量信息、当前最大电池容量、设计电池容量(designedbattery capacity,or design capacity)、当前放电电流等。换言之，电池电量计112可读取电池模块111的设计电池容量及当前放电电流等数值。在一些实施例中，电池电量计112可为计量积体电路(gauge IC)，但本发明并非仅限于此。

嵌入式控制器130可执行电池电量计112读取电池模块111的设计电池容量，并根据所测得的设计电池容量与电池模块111规范的一充放电效率计算一预期充放电电流。接着，嵌入式控制器130可控制充放电电路120以使电池模块111进行放电。并根据放电过程中由电池电量计112当前放电电流来调控若干个功能组件150中的较少一者工作。

此外，在一些实施例中，在上述电池模块111的放电过程完成后，嵌入式控制器130可控制充放电电路120，对电池模块111以预期充放电电流进行充电。

并且，在一些实施例中，在电池模块111的放电过程或充电过程中，电池电量计112还可用以进行电池模块111的放电曲线的校准。

在一些实施例中，充放电电路120可为充放电***晶片，但本发明并非仅限于此。

在一实施例中，电子装置100还可包含电力接收端140，且充放电电路120耦接于电力接收端140与电池单元110之间。电力接收端140用以接收外部电力。充放电电路120受控于嵌入式控制器130。于此，充放电电路120可根据嵌入式控制器130的控制将电力接收端140所接收的外部电力转换出具有相应的电位大小的充电电压，并且将此充电电压对电池模块111进行充电。

在一实施例中，若干个功能组件150至少包括一中央处理器151、一荧幕152和一风扇153的其中之一，但本发明并非仅限于此。

请参阅图1、图2及图4，嵌入式控制器130用以控制电池模块111的电流传输状态及校准电池模块111的电池容量。在一具体实施例中，首先，嵌入式控制器130从电池电量计112读取电池模块111的一设计电池容量(步骤S10)，接着根据上述读取的设计电池容量与电池模块111规范的一充放电效率计算一预期充放电电流(步骤S20)。嵌入式控制器130致使电池模块111进行放电(步骤S30)，并在电池模块111的放电过程中，监控电池模块111的放电状态(步骤S40)。

再请参阅图4。在一些实施例中，于放电过程中，嵌入式控制器130从电池电量计112读取一当前放电电流(步骤S41)，接着比较上述当前放电电流与上述计算的预期充放电电流(步骤S42)。于当前放电电流大于预期充放电电流时(步骤S43)，嵌入式控制器130调控电子装置100工作以降低电子装置100的功耗(步骤S44)。于当前放电电流等于预期充放电电流时(步骤S45)，嵌入式控制器130维持电子装置100工作(步骤S46)。于当前放电小于预期充放电电流时(步骤S47)，嵌入式控制器130调控电子装置100工作以增加电子装置100的功耗(步骤S48)。于此，嵌入式控制器130会周期性反复执行上述步骤(即返回执行S41)，直至电池模块111完全放电为止。

在一些实施例中，步骤S44可包括执行以下至少一程序，例如嵌入式控制器130调控以降低电子装置100的中央处理器151的功耗(如，调降中央处理器151的频率)、调暗电子装置100的荧幕153的亮度，以及降低电子装置100的风扇152的转速。举例来说，于嵌入式控制器130监测到当前放电电流大于预期充放电电流时，嵌入式控制器130会输出一控制信号给***，以致使***根据控制信号降低中央处理器151的功耗、调暗荧幕153的亮度、降低风扇152的转速或其任意组合。

在一些实施例中，步骤S48可包括执行以下至少一程序，例如嵌入式控制器130调控以增加电子装置100的中央处理器151的功耗(如，调升中央处理器151的频率)、调亮电子装置100的荧幕153的亮度，以及增加电子装置100的风扇152的转速。举例来说，于嵌入式控制器130监测到当前放电电流小于预期充放电电流时，嵌入式控制器130会输出一控制信号给***，以致使***根据控制信号增加中央处理器151的功耗、调亮荧幕153的亮度、增加风扇152的转速或其任意组合。

请参阅图1、图3及图4，在一些实施例中，于电池模块111的放电过程中，嵌入式控制器130还进行电池模块111的一放电曲线的校准(步骤S40’)。于此，由于进行放电曲线的校准的步骤的实施方式为本领域的技术人员所熟知，故于此不再赘述。

在一些实施例中，请参阅图1及图2，于电池模块111放电过程完成后(即步骤S40或S40’之后)，嵌入式控制器130以上述预期充放电电流对电池模块111进行充电(步骤S50)。

在一些实施例中，请参阅图1及图3，于电池模块111充电过程中，嵌入式控制器130还进行电池模块111的一充电曲线的校准(步骤S50’)。

在一示范例中，嵌入式控制器130从电池电量计112读取池模块111的设计电池容量为2000毫安培(mAh)(即步骤S10)，接着依据电池模块111规范的充放电效率0.2库伦(C)充放计算预期充放电电流为400mAh(2000mAh X 0.2C＝400mAh)(即步骤S20)。嵌入式控制器130致使电池模块111进行放电(即步骤S30)，并在放电过程中监控电池模块111的放电状态(即步骤S40)并重新校准电池模块111的电池容量(即步骤S40’)。在放电过程中，嵌入式控制器130从电池电量计112读取一当前放电电流(即步骤S41)，若其超过400mAh(即步骤S43)，则降低中央处理器151功耗、降低荧幕153的亮度或其他降低功耗的方法(即步骤S44)，使放电电流可以相等或趋近于400mAh。反之，若其低于400mAh(即步骤S47)，则增加中央处理器151功耗、提高荧幕153的亮度或其他增加功耗的方法(即步骤S48)，使放电电流可以相等或趋近于400mAh。

在另一实施例中，在充电过程中，嵌入式控制器130控制充电电流为400mAh进行充电(即步骤S50)并重新校准电池模块111的电池容量，即校准充电曲线(即步骤S50’)。

综上所述，根据本发明一些实施例的电子装置、电池模块的电流传输状态的控制方法及电池模块的电池容量的校准方法，其能基于其设计电池容量与充放电效率提供恒定电流的放电程序。在一些实施例中，根据本发明一些实施例的电子装置、电池模块的电流传输状态的控制方法及电池模块的电池容量的校准方法，其还能基于其设计电池容量与充放电效率提供恒定电流的充电程序。在一些实施例中，根据本发明一些实施例的电子装置、电池模块的电流传输状态的控制方法及电池模块的电池容量的校准方法，其还能以恒定电流的放电程序或充电程序重新校准电池模块的放电曲线，进而重新校准其电池容量的精准度，以使显示的电池容量与实际的电池容量大致上一致。

本发明的技术内容已以较佳实施例揭示如上述，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神所做些许的更动与润饰，皆应涵盖于本发明的范畴内，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (13)

1.一种电池模块的电流传输状态的控制方法，其特征在于，包括：

从一电池电量计读取一电池模块的一设计电池容量；

根据该设计电池容量与该电池模块规范的一充放电效率计算一预期充放电电流；

致使该电池模块进行放电；以及

于该电池模块的放电过程中，监控该电池模块的放电状态，其中监控该电池模块的该放电状态的步骤包括：

从该电池电量计读取一当前放电电流；

比较该当前放电电流与该预期充放电电流；

于该当前放电电流大于该预期充放电电流时，调控一电子装置工作以降低该电子装置的功耗；

于该当前放电电流小于该预期充放电电流时，调控该电子装置工作以增加该电子装置的功耗；以及

于该当前放电电流等于该预期充放电电流时，维持该电子装置工作。

2.如权利要求1所述的电池模块的电流传输状态的控制方法，其特征在于，还包括：于该放电过程完成后，以该预期充放电电流对该电池模块进行充电。

3.如权利要求1所述的电池模块的电流传输状态的控制方法，其特征在于，调控该电子装置工作以降低该电子装置的该功耗的步骤包括执行以下至少一程序：

降低该电子装置的一中央处理器的功耗

调暗该电子装置的一荧幕的亮度；以及

降低该电子装置的一风扇的转速。

4.如权利要求1所述的电池模块的电流传输状态的控制方法，其特征在于，调控该电子装置工作以增加该电子装置的该功耗的步骤包括执行以下至少一程序：

增加该电子装置的一中央处理器的功耗；

调亮该电子装置的一荧幕的亮度；以及

增加该电子装置的一风扇的转速。

5.一种电池模块的电池容量的校准方法，其特征在于，包括：

从一电池电量计读取一电池模块的一设计电池容量；

根据该设计电池容量与该电池模块规范的一充放电效率计算一预期充放电电流；

致使该电池模块进行放电；

于该电池模块的放电过程中，监控该电池模块的放电状态，其中监控该电池模块的该放电状态的步骤包括：

从该电池电量计读取一当前放电电流；

比较该当前放电电流与该预期充放电电流；

于该当前放电电流大于该预期充放电电流时，调控一电子装置工作以降低该电子装置的功耗；

于该当前放电电流小于该预期充放电电流时，调控该电子装置工作以增加该电子装置的功耗；以及

于该当前放电电流等于该预期充放电电流时，维持该电子装置工作；以及

于该电池模块的放电过程中，进行该电池模块的一放电曲线的校准。

6.如权利要求5所述的电池模块的电池容量的校准方法，其特征在于，还包括：

于该放电过程完成后，以该预期充放电电流对该电池模块进行充电；以及

于该电池模块的充电过程中，进行该电池模块的一充电曲线的校准。

7.如权利要求5所述的电池模块的电池容量的校准方法，其特征在于，调控该电子装置工作以降低该电子装置的该功耗的步骤包括执行以下至少一程序：

降低该电子装置的一中央处理器的功耗；

调暗该电子装置的一荧幕的亮度；以及

降低该电子装置的一风扇的转速。

8.如权利要求5所述的电池模块的电池容量的校准方法，其特征在于，调控该电子装置工作以增加该电子装置的该功耗的步骤包括执行以下至少一程序：

增加该电子装置的一中央处理器的功耗；

调亮该电子装置的一荧幕的亮度；以及

增加该电子装置的一风扇的转速。

9.一种电子装置，其特征在于，包括：

一电池模块；

一电池电量计，耦接该电池模块，监控该电池模块；

若干个功能组件；

一充放电电路，耦接在该电池模块与各该功能组件之间；以及

一嵌入式控制器，耦接该电池电量计，该嵌入式控制器执行：

从该电池电量计读取该电池模块的一设计电池容量；

根据该设计电池容量与该电池模块规范的一充放电效率计算一预期充放电电流；

控制该充放电电路以使该电池模块进行放电；

于该电池模块的放电过程中，从该电池电量计读取一当前放电电流，并比较该当前放电电流与该预期充放电电流；

于该当前放电电流大于该预期充放电电流时，调控该若干个功能组件中的较少一者工作以降低该电子装置的功耗；

于该当前放电电流小于该预期充放电电流时，调控该若干个功能组件中的较少一者工作以增加该电子装置的功耗；以及

于该当前放电电流等于该预期充放电电流时，维持该若干个功能组件工作。

10.如权利要求9所述的电子装置，其特征在于，于该电池模块的放电过程中，该电池电量计还进行该电池模块的一放电曲线的校准。

11.如权利要求9所述的电子装置，其特征在于，于该放电过程完成后，该嵌入式控制器还执行：控制该充放电电路以该预期充放电电流对该电池模块进行充电。

12.如权利要求11所述的电子装置，其特征在于，于该电池模块的充电过程中，该电池电量计还进行该电池模块的一充电曲线的校准。

13.如权利要求9所述的电子装置，其特征在于，该若干个功能组件至少包括一中央处理器、一荧幕和一风扇的其中之一。

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