專利名稱：自測電池性能的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種自測電池性能的裝置及方法。
背景技術(shù)：
目前越來越多的移動終端類產(chǎn)品越來越智能化，功能也越來越多樣化，因此每天用戶使用移動終端的頻次也越來越多，這樣不過多久用戶就要對自己的手機進行一次充電。對于一般的鋰電池而言它都有自己的壽命，當(dāng)充放電次數(shù)多了，電池使用的時間久了都會使手機電池逐步走向自己衰亡的一刻。但是對于不同的用戶有著不同的使用習(xí)慣，再加上外界環(huán)境等的一些因素，也可能縮短手機的正常使用壽命。對于一般用戶而言，他只感覺到現(xiàn)在手機電池使用的時間短了，充電變得頻繁了，而并不能直觀通過屏幕顯示知道自己的電池目前處于什么水平，它較剛買回來時有多大的差距。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在提供一種自測電池性能的裝置及方法，用以解決用戶只能通過主觀感覺到電池使用時間變短，而不能直觀通過屏幕顯示知道自己的電池目前處于什么水平的問題。本發(fā)明的目的主要是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:本發(fā)明提供了一種自測電池性能的裝置，包括:充電管理單元、內(nèi)阻測量單元以及開關(guān)控制單元，其中，所述充電管理單元，用于給電池充電，并在開始充電以及充電完成時觸發(fā)所述開關(guān)控制單元；所述開關(guān)控制單元，用于在所述電池開始充電時控制所述內(nèi)阻測量單元與所述電池斷開連接，以及在充電完成時控制所述內(nèi)阻測量單元與所述電池進行連接；所述內(nèi)阻測量單元，用于在與所述電池連接后，對所述電池的內(nèi)阻進行測量并記錄內(nèi)阻值，并在后續(xù)經(jīng)過多次充電記錄得到多個內(nèi)阻值后，根據(jù)多個內(nèi)阻值預(yù)算出所述電池距離報廢的最大充電次數(shù)。進一步地，，所述內(nèi)阻測量單元具體包括:交流電輸出模塊、電壓采樣模塊、整流模塊以及運算處理模塊，其中，所述交流電輸出模塊，用于給所述電池施加預(yù)定頻率和預(yù)定電流強度的恒定交流電，并觸發(fā)所述電壓采樣模塊；所述電壓采樣模塊，用于對所述電池進行電壓采樣，并將采樣得到的交流電壓信號傳輸給所述整流模塊；所述整流模塊，用于對所述交流電壓信號進行整流濾波，并將整流濾波得到的單向脈沖直流電壓輸出給運算處理模塊；所述運算處理模塊，用于根據(jù)所述單向脈沖直流電壓、已知電池電壓以及施加的預(yù)定電流強度進行計算得到電池的內(nèi)阻值，在經(jīng)過充電得到多個所述內(nèi)阻值后，根據(jù)多個所述內(nèi)阻值預(yù)算出所述電池距離報廢的最大充電次數(shù)。進一步地,，所述運算處理模塊具體包括:第一計算單元和第二計算單元,其中，第一計算單元，用于在每次充電時根據(jù)如下公式計算得到所述電池的內(nèi)阻并進行記錄:U「U2 = I*R,其中，U1表示單向脈沖直流電壓，U2表示電池電壓，I表示施加的預(yù)定電流強度，R表示電池的內(nèi)阻值；第二計算單元，用于經(jīng)過多次充電記錄得到多個所述內(nèi)阻值后，將每次充電測量到的內(nèi)阻值與上次充電測量到的內(nèi)阻值相減得到內(nèi)阻差，根據(jù)多個所述內(nèi)阻差的變化以及所述電池報廢時的最大內(nèi)阻值建立對應(yīng)的指數(shù)函數(shù)，并根據(jù)所述指數(shù)函數(shù)預(yù)算出所述電池距離報廢的最大充電次數(shù)。其中，，所述預(yù)定頻率為1kHz，預(yù)定電流強度為50mA。本發(fā)明還提供了一種自測電池性能的方法，利用一種自測電池性能的裝置，所述裝置包括:充電管理單元、內(nèi)阻測量單元以及開關(guān)控制單元，則所述方法包括: 所述充電管理單元給電池充電；所述開關(guān)控制單元在所述電池開始充電時控制所述內(nèi)阻測量單元與所述電池斷開連接，在充電完成時控制所述內(nèi)阻測量單元與所述電池進行連接；所述內(nèi)阻測量單元在與所述電池連接后，對所述電池的內(nèi)阻進行測量，并在后續(xù)經(jīng)過多次充電得到多個所述內(nèi)阻值后，根據(jù)多個所述內(nèi)阻值預(yù)算出所述電池距離報廢的最大充電次數(shù)。進一步地，，對所述電池的內(nèi)阻進行測量，預(yù)算所述電池距離報廢的最大充電次數(shù)的過程包括:所述內(nèi)阻測量單元在與所述電池連接后，給所述電池施加預(yù)定頻率和預(yù)定電流強度的恒定交流電；對施加了恒定交流電的所述電池進行電壓采樣，對所述交流電壓信號進行整流濾波得到單向脈沖直流電壓；根據(jù)所述單向脈沖直流電壓、已知電池電壓以及施加的預(yù)定電流強度進行計算得到電池的內(nèi)阻值并記錄，在經(jīng)過充電記錄得到多個所述內(nèi)阻值后，根據(jù)多個所述內(nèi)阻值預(yù)算出所述電池距離報廢的最大充電次數(shù)。進一步地，，根據(jù)如下公式計算得到所述電池的內(nèi)阻值:U「U2 = I*R,其中，U1表示單向脈沖直流電壓，U2表示電池電壓，I表示施加的預(yù)定電流強度，R表示所述電池的內(nèi)阻值。進一步地，，根據(jù)多個所述內(nèi)阻值預(yù)算出所述電池距離報廢的最大充電次數(shù)的步驟具體包括:經(jīng)過多次充電記錄得到多個所述內(nèi)阻值后，將所述電池每次充電測量到的內(nèi)阻值與上次充電測量到的內(nèi)阻值相減得到內(nèi)阻差，根據(jù)多個所述內(nèi)阻差的變化以及所述電池報廢時的最大內(nèi)阻值建立對應(yīng)的指數(shù)函數(shù)，并根據(jù)建立的指數(shù)函數(shù)預(yù)算出所述電池距離報廢的最大充電次數(shù)。本發(fā)明有益效果如下:
本發(fā)明通過在終端上增加一個電池內(nèi)阻的測量系統(tǒng)，當(dāng)電池正常充滿電后對電池進行內(nèi)阻測試，根據(jù)多次測量得到的內(nèi)阻差和電池距離報廢的最大內(nèi)阻值預(yù)算出電池距電池報廢的最大充電次數(shù)，能使用戶直觀通過屏幕顯示知道自己的電池目前處于什么樣的水平。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分的從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。


圖1為本發(fā)明實施例所述裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例的內(nèi)阻測量單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實施例中，根據(jù)多個所述內(nèi)阻差的變化以及電池報廢時的最大內(nèi)阻值建立的指數(shù)函數(shù)示意圖；圖4為利用本發(fā)明實施例所述裝置進行電池自測的方法流程示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖來具體描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其中，附圖構(gòu)成本申請一部分，并與本發(fā)明的實施例一起用于闡釋本發(fā)明的原理。為了清楚和簡化目的，當(dāng)其可能使本發(fā)明的主題模糊不清時，將省略本文所描述的器件中已知功能和結(jié)構(gòu)的詳細具體說明。首先結(jié)合附圖1對本發(fā)明實施例所述裝置進行詳細說明。如圖1所示，圖1為本發(fā)明實施例所述裝置的結(jié)構(gòu)示意圖,具體可以包括:充電管理單元11，內(nèi)阻測量單元12以及開關(guān)控制單元13，以下將對各個功能單元分別予以詳細說明。(一)充電管理單元11，當(dāng)終端插上充電器后，給電池正常充電，此時，充電管理單元11的信號為充電，觸發(fā)開關(guān)控制單元，讓開關(guān)控制單元13控制電池與內(nèi)阻測量12的連接保持原來的斷開狀態(tài)；當(dāng)電池充滿，充電管理單元11觸發(fā)開關(guān)控制單元13，讓開關(guān)控制單元13控制內(nèi)阻測量單元12與電池進行連接進行內(nèi)阻測試，此測量時間很短，當(dāng)內(nèi)阻測量單元有數(shù)值反饋后，開關(guān)控制單元13則永久斷開內(nèi)阻測量單元12與電池的連接，直至下次插入充電器。需要說明的是，開關(guān)控制單元13通過充電管理單元11和內(nèi)阻測量單元12反饋的信號來控制內(nèi)阻測量單元12何時進行電池內(nèi)阻測試，何時結(jié)束測試，因為根據(jù)鋰離子電池特性只有當(dāng)電池滿電的情況下測得的電池內(nèi)阻才是最準(zhǔn)確的。(二)內(nèi)阻測量單元12，在與電池連接后，內(nèi)阻測量單元對電池的內(nèi)阻進行測量并記錄；后續(xù)用戶每次充電時，內(nèi)側(cè)測量單元12都會對電池的內(nèi)阻進行測量并記錄測量得到的內(nèi)阻值，這樣在經(jīng)過多次充電記錄后，就會得到多個內(nèi)阻值，根據(jù)多個內(nèi)阻值預(yù)算出電池距離報廢的最大充電次數(shù)，并可以顯示到屏幕上。如圖2所示，圖2為本發(fā)明實施例的內(nèi)阻測量單元的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，內(nèi)阻測量單元具體包括:交流電輸出模塊121、電壓采樣模塊122、整流模塊123以及運算處理模塊124。
交流電輸出模塊121，當(dāng)內(nèi)阻測量系統(tǒng)12開始工作時，交流電輸出模塊121通過內(nèi)部晶振和電阻控制輸出頻率為1kHz，電流為50mA的恒定交流電給終端電池122兩端，此動作時間很短大約在IOOms左右，因為只需很短的時間便可測出電池內(nèi)阻；在交流電流的施加下，會有與電池的內(nèi)阻成比例的交流電壓發(fā)生(與電池電壓重疊)；電壓采樣模塊122，在電池兩端進行電壓采樣，將采樣得到的交流電壓信號傳輸給整流模塊123 ；整流模塊123，對電壓采樣模塊122輸出的交流電壓信號電壓進行整流濾波，得到單向脈沖直流電壓，并將單向脈沖性直流電壓輸送給運算處理模塊124 ；運算處理模塊124，根據(jù)整流模塊123輸出的單向脈沖直流電壓、已知的電池電壓以及施加的預(yù)定電流強度進行計算得到電池的內(nèi)阻值，在經(jīng)過充電得到多個所述內(nèi)阻值后，根據(jù)多個所述內(nèi)阻值預(yù)算出所述電池距離報廢的最大充電次數(shù)；其中，運算處理模塊具體可以包括:第一計算單元和第二計算單元，第一計算單元，在每次充電時根據(jù)如下公式計算得到所述電池的內(nèi)阻并記錄:U「U2 = I*R,其中，U1表示單向脈沖直流電壓，U2表示電池電壓，I表示施加的預(yù)定電流強度，R表示電池的內(nèi)阻值；第二計算單元，經(jīng)過多次充電記錄得到多個所述內(nèi)阻值后，第二計算單元將每次充電測量到的內(nèi)阻值與上次充電測量到的內(nèi)阻值相減得到內(nèi)阻差，根據(jù)多個所述內(nèi)阻差的變化以及所述電池報廢時的最大內(nèi)阻值建立對應(yīng)的指數(shù)函數(shù)，并根據(jù)所述指數(shù)函數(shù)預(yù)算出所述電池距離報廢的最大充電次數(shù)。例如圖3所示，每次充電測得的電池內(nèi)阻值記為Rl、R2、R3...Rn，電池初始測得內(nèi)阻記為R0，你內(nèi)阻差A(yù)R為(Rl-RO)、(R2-R1)、(R3-R2)...(Rn-Rn-1)，根據(jù)每次Λ R的變化值以及電池報廢時的最大內(nèi)阻值Rmax，可以求得如圖3所示的Λ R相對應(yīng)的指數(shù)函數(shù)，進而就可以預(yù)估出此時電池距報廢還有多少使用次數(shù)，從而直觀反映給用戶，以便用戶及時購買新的電池。(三)開關(guān)控制單元13，在電池開始充電時控制內(nèi)阻測量單元與電池斷開連接，以及在充電完成時控制內(nèi)阻測量單元與電池進行連接。接下來結(jié)合附圖4對利用上述裝置進行電池自測的方法進行詳細說明。如圖4所示，圖4為利用上述裝置進行電池自測的方法的流程示意圖，具體可以包括如下步驟:步驟401:充電管理單元給電池充電；步驟402:開關(guān)控制單元在電池開始充電時控制內(nèi)阻測量單元與電池斷開連接；步驟403:當(dāng)電池充滿后，開關(guān)控制單元控制內(nèi)阻測量單元與電池進行連接；步驟404:內(nèi)阻測量單元在與電池連接后，對電池的內(nèi)阻進行測量，在經(jīng)過多次充電得到多個內(nèi)阻值后，根據(jù)多個內(nèi)阻值預(yù)算出電池距離報廢的最大充電次數(shù)。該步驟具體包括:I)內(nèi)阻測量單元在與電池連接后，給電池施加預(yù)定頻率和預(yù)定電流強度的恒定交流電；其中，預(yù)定頻率可以為1kHz，預(yù)定電流強度可以為50mA ；2)對施加了恒定交流電的電池進行電壓采樣，對交流電壓信號進行整流濾波得到單向脈沖直流電壓；3)根據(jù)單向脈沖直流電壓、已知電池電壓以及施加的預(yù)定電流強度進行計算得到電池的內(nèi)阻值；具體公式為UrU2 = I*R，其中，U1表示單向脈沖直流電壓，U2表示電池電壓，I表示施加的預(yù)定電流強度，R表示電池的內(nèi)阻值。4)后續(xù)用戶每次充電時，內(nèi)阻測量單元12都會對電池的內(nèi)阻進行測量并記錄測量得到的內(nèi)阻值，這樣在經(jīng)過多次充電記錄后，就會得到多個內(nèi)阻值，根據(jù)多個內(nèi)阻值預(yù)算出電池距離報廢的最大充電次數(shù)。具體的說就是，經(jīng)過多次充電得到多個內(nèi)阻值后，將電池每次充電測量到的內(nèi)阻值與上次充電測量到的內(nèi)阻值相減得到內(nèi)阻差，根據(jù)多個內(nèi)阻差的變化以及電池報廢時的最大內(nèi)阻值建立對應(yīng)的指數(shù)函數(shù)，并根據(jù)建立的指數(shù)函數(shù)預(yù)算出電池距離報廢的最大充電次數(shù)。需要說明的是，本發(fā)明實施例所描述的技術(shù)方案不僅適用于手機終端，還可以應(yīng)用于其他具有鋰電池或其他類似性質(zhì)電池的終端，原理相同，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明實施例描述的內(nèi)容輕易實現(xiàn)，故此處不再一一列舉說明。綜上所述，本發(fā)明實施例提供了一種自測電池性能的裝置及方法，通過在終端上增加一個電池內(nèi)阻測量單元，當(dāng)電池正常充滿電后對電池進行內(nèi)阻測試，根據(jù)多次測量得到的內(nèi)阻差和電池距離報廢的最大內(nèi)阻值預(yù)算出電池距電池報廢的最大充電次數(shù)。這樣，用戶在使用一段時間的終端后，在每次對電池充完電后便可知道本次電池能達到的使用狀態(tài)，當(dāng)電池快達到使用壽命時也能及時的知道是不是快要換電池了 ；通過給用戶以直觀具體的屏幕顯示告訴用戶電池的目前性能，增加了用戶體驗感受。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種自測電池性能的裝置，其特征在于，包括:充電管理單元、內(nèi)阻測量單元以及開關(guān)控制單元，其中， 所述充電管理單元，用于給電池充電，并在開始充電以及充電完成時觸發(fā)所述開關(guān)控制單兀； 所述開關(guān)控制單元，用于在所述電池開始充電時控制所述內(nèi)阻測量單元與所述電池斷開連接，以及在充電完成時控制所述內(nèi)阻測量單元與所述電池進行連接； 所述內(nèi)阻測量單元，用于在與所述電池連接后，對所述電池的內(nèi)阻進行測量并記錄內(nèi)阻值，并在后續(xù)經(jīng)過多次充電記錄得到多個內(nèi)阻值后，根據(jù)多個內(nèi)阻值預(yù)算出所述電池距離報廢的最大充電次數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述內(nèi)阻測量單元具體包括:交流電輸出模塊、電壓采樣模塊、整流模塊以及運算處理模塊，其中， 所述交流電輸出模塊，用于給所述電池施加預(yù)定頻率和預(yù)定電流強度的恒定交流電，并觸發(fā)所述電壓采樣模塊； 所述電壓采樣模塊，用于對所述電池進行電壓采樣，并將采樣得到的交流電壓信號傳輸給所述整流模塊； 所述整流模塊，用于對所述交流電壓信號進行整流濾波，并將整流濾波得到的單向脈沖直流電壓輸出給運算處理模塊； 所述運算處理模塊，用于根據(jù)所述單向脈沖直流電壓、已知電池電壓以及施加的預(yù)定電流強度進行計算得到電池的內(nèi)阻值，在經(jīng)過充電得到多個所述內(nèi)阻值后，根據(jù)多個所述內(nèi)阻值預(yù)算出所述電池距離報廢的最大充電次數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述運算處理模塊具體包括:第一計算單元和第二計算單元，其中， 第一計算單元，用于在每次充電時根據(jù)如下公式計算得到所述電池的內(nèi)阻并進行記錄: U1-1K = I*R,其中，U1表示單向脈沖直流電壓，U2表示電池電壓，I表示施加的預(yù)定電流強度，R表示電池的內(nèi)阻值； 第二計算單元，用于經(jīng)過多次充電記錄得到多個所述內(nèi)阻值后，將每次充電測量到的內(nèi)阻值與上次充電測量到的內(nèi)阻值相減得到內(nèi)阻差，根據(jù)多個所述內(nèi)阻差的變化以及所述電池報廢時的最大內(nèi)阻值建立對應(yīng)的指數(shù)函數(shù)，并根據(jù)所述指數(shù)函數(shù)預(yù)算出所述電池距離報廢的最大充電次數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述預(yù)定頻率為1kHz，預(yù)定電流強度為50mA。
5.一種自測電池性能的方法，其特征在于，利用一種自測電池性能的裝置，所述裝置包括:充電管理單元、內(nèi)阻測量單元以及開關(guān)控制單元，則所述方法包括: 所述充電管理單元給電池充電； 所述開關(guān)控制單元在所述電池開始充電時控制所述內(nèi)阻測量單元與所述電池斷開連接，在充電完成時控制所述內(nèi)阻測量單元與所述電池進行連接； 所述內(nèi)阻測量單元在與所述電池連接后，對所述電池的內(nèi)阻進行測量，并在后續(xù)經(jīng)過多次充電得到多個所述內(nèi)阻值后，根據(jù)多個所述內(nèi)阻值預(yù)算出所述電池距離報廢的最大充電次數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，對所述電池的內(nèi)阻進行測量，預(yù)算所述電池距離報廢的最大充電次數(shù)的過程包括: 所述內(nèi)阻測量單元在與所述電池連接后，給所述電池施加預(yù)定頻率和預(yù)定電流強度的恒定交流電； 對施加了恒定交流電的所述電池進行電壓采樣，對所述交流電壓信號進行整流濾波得到單向脈沖直流電壓； 根據(jù)所述單向脈沖直流電壓、已知電池電壓以及施加的預(yù)定電流強度進行計算得到電池的內(nèi)阻值并記錄，在經(jīng)過充電記錄得到多個所述內(nèi)阻值后，根據(jù)多個所述內(nèi)阻值預(yù)算出所述電池距離報廢的最大充電次數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，根據(jù)如下公式計算得到所述電池的內(nèi)阻值: U1-1K = I*R,其中，U1表示單向脈沖直流電壓，U2表示電池電壓，I表示施加的預(yù)定電流強度，R表示所述電池的內(nèi)阻值。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，根據(jù)多個所述內(nèi)阻值預(yù)算出所述電池距離報廢的最大充電次數(shù)的步驟具體包括: 經(jīng)過多次充電記錄得到多個所述內(nèi)阻值后，將所述電池每次充電測量到的內(nèi)阻值與上次充電測量到的內(nèi)阻值相減得到內(nèi)阻差，根據(jù)多個所述內(nèi)阻差的變化以及所述電池報廢時的最大內(nèi)阻值建立對應(yīng)的指數(shù)函數(shù)，并根據(jù)建立的指數(shù)函數(shù)預(yù)算出所述電池距離報廢的最大充電次數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自測電池性能的裝置及方法，其中裝置包括充電管理單元、內(nèi)阻測量單元以及開關(guān)控制單元，充電管理單元用于給電池充電，并在開始充電以及充電完成時觸發(fā)開關(guān)控制單元；開關(guān)控制單元用于在電池開始充電時控制內(nèi)阻測量單元與電池斷開連接，以及在充電完成時控制內(nèi)阻測量單元與電池進行連接；內(nèi)阻測量單元用于在與電池連接后，對電池的內(nèi)阻進行測量并記錄內(nèi)阻值，并在后續(xù)經(jīng)過多次充電記錄得到多個內(nèi)阻值后，根據(jù)多個內(nèi)阻值預(yù)算出電池距離報廢的最大充電次數(shù)；本發(fā)明通過在終端上增加一個電池內(nèi)阻測量單元，能使用戶直觀通過屏幕顯示知道自己的電池目前處于什么樣的水平。
文檔編號G01R27/14GK103105582SQ20111035659
公開日2013年5月15日 申請日期2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月11日
發(fā)明者許志偉, 蔡成亮 申請人:中興通訊股份有限公司