CN107918102A - 用于获取电池电量百分比的方法和电源管理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于获取电池电量百分比的方法和电源管理装置，该方法包括：对所述电池执行用于测量电池电量百分比的第一电量计量操作；通过参考对所述电池执行的第二电量计量操作获取的信息，使用所述第一电量计量操作获取电池电量百分比；其中，所述第二电量计量操作不同于所述第一电量计量操作。采用本方法可实现对所有电池状态实现高精度的估计和高适用性，并且仅需要等待较少的时间即可获得正确的电池电量百分比。

Description

用于获取电池电量百分比的方法和电源管理装置

技术领域

本发明涉及电池电量的获取，更具体地，涉及一种用于获取电池电量百分比的方法和电源管理装置。

背景技术

一般而言，目前提供有多种类型的传统电量计量(fuel gauge)方案来估计电池的电量百分比，特别是当电池重新连接到电量计量装置或者首次连接到电量计量装置时。不幸的是，由于电池可以被替换、充电、放电、处理或处于静止状态，传统方案各自具有性能局限；也就是说，电池的状态在不同时间可能会有所不同。例如，一些传统方案可以实现高的估计精度，但是仅当电池长时间处于静止状态时才能够实现。其他传统方案虽可以应用于所有电池状态，但难以达到较高的估计精度。因此，很难仅仅采用单一的传统电量计量方案来针对所有电池状态实现高估计精度和高适用性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种用于获取电池电量百分比的方法和电源管理装置，以实现对所有电池状态实现高精度的估计和高适用性。

根据本发明的第一方面，公开一种用于获取电池电量百分比的方法，包括：对所述电池执行用于测量电池电量百分比的第一电量计量操作；通过参考对所述电池执行的第二电量计量操作获取的信息，使用所述第一电量计量操作获取电池电量百分比；其中，所述第二电量计量操作不同于所述第一电量计量操作。

根据本发明的第二个方面，公开一种用于获取电池电量百分比的电源管理装置，包括：存储设备；控制器，所述控制器耦合到所述存储设备，并配置为从所述存储设备加载程序代码，以执行如上述任一所述方法的步骤。

本发明所提供的方法在对所述电池执行第一电量计量操作获取电池电量百分比后，可通过第二电量计量操作测量的信息来对第一电量计量操作快速地补偿或校准，从而使用第一电量计量操作快速且精确的获取电池电量百分比，可实现对所有电池状态实现高精度的估计和高适用性，同时本发明仅需要等待较少的时间即可获得正确的电池电量百分比。

在阅读了随后以不同附图展示的优选实施例的详细说明之后，本发明的这些和其它目标对本领域普通技术人员来说无疑将变得明显。

附图说明

图1示出了根据本发明第一实施例的用于获取电池电量百分比的方法的流程图；

图2是根据图1的流程图用于获取电池电量百分比的电源管理装置的示意图；

图3示出了根据本发明第二实施例的用于获取电池电量百分比的方法的流程图。

图4A和图4B是图3所示方法的第一示例的流程图；

图5是图3所示方法的第二示例的流程图；

图6A和6B是图3所示方法的第三示例的流程图；

图7、图8和图9是基于电池使用/历史信息、时间信息、老化因子和/或温度信息，确定或配置电池的初始电量百分比的不同场景下实施方式的流程图。

图10示出了图2中的采用基于库仑计的电量计量操作信息的控制器的第一操作示例的流程图，该控制器用于执行基于电压的电量计量操作以获取正确的电池电量百分比。

图11示出了图2中的采用基于库仑计的电量计量操作信息的控制器的第二操作示例的流程图，该控制器用于执行基于电压的电量计量操作以获取正确的电池电量百分比。

图12示出了图2中的采用基于库仑计的电量计量操作信息的控制器的第三操作示例的流程图，该控制器用于执行基于电压的电量计量操作以获取正确的电池电量百分比。

具体实施方式

在说明书和随后的权利要求书中始终使用特定术语来指代特定组件。正如本领域技术人员所认识到的，制造商可以用不同的名称指代组件。本文件无意于区分那些名称不同但功能相同的组件。在以下的说明书和权利要求中，术语“包含”和“包括”被用于开放式类型，因此应当被解释为意味着“包含，但不限于...”。此外，术语“耦合”旨在表示间接或直接的电连接。因此，如果一个设备耦合到另一设备，则该连接可以是直接电连接，或者经由其它设备和连接的间接电连接。

请参考图1，图1是表示本发明的第一实施方式能够精确地计量/测量电池的电量(特别是剩余电量)的方法的流程图。该方法可以显著提高电池的电池百分比测量的准确性。应当注意的是，本申请的实施方式中的电池电量百分比由放电深度(DOD，depth-of-discharge)表示。这并非对本发明的限制，因为电池电量百分比也可以由充电状态(SOC，state-of-charge)来表示，充电状态是放电深度的补充。该方法被设置为采用和执行两种不同的电量计量操作以生成两种不同的信息结果，每种信息结果包括由DOD所表示的百分比和与该百分比对应的电池单元电压这两者中至少一者，其中这两种不同的信息结果被视为测量结果，并且根据电池的不同状况从两种不同的电量计量操作的测量结果中动态地选择一种作为测量结果。在实践中，该方法被设置为在不同条件下动态地安排/设置两种电量计量操作的不同置信水平。在一些情况下，一种电量计量操作的置信水平被配置为高于另一种电量计量操作的置信水平，但在其他情况下其被配置为低于另一种电量计量操作的置信水平。因此，通过在不同条件下动态评级/调整置信水平，该方法可以配置/设置测量结果为具有较高置信水平的电量计量操作的百分比。此外，该方法可以被设置为基于它们的置信水平从至少三种电量计量操作中选择一种对应操作的测量结果。电量计量操作的数量并非是对本发明的限制。

在实施方式中，这两种不同的电量计量操作包括第一电量计量操作(例如基于电压的电量计量操作)和第二电量计量操作(例如基于库仑计的电量计量操作)。基于电压的计量操作采用感测电阻并测量感测电阻上的压降，以估计电池的电流，从而测量电池的剩余电量并获得第一信息，该第一信息包括由DOD表示的相应第一百分比和对应于第一百分比的第一电池单元电压中的至少一个。基于库仑计的电量计量操作采用库仑计数电路来测量电池的电流，从而测量电池的剩余电量并获得第二信息，该第二信息包括由DOD表示的相应第二百分比和对应于第二百分比的第二电池单元电压中的至少一个。该方法可以改善传统方案，并且根据采用基于电压的电量计量操作和基于库仑计的电量计量操作这两者的优势，即使电池操作在诸如温度、老化因子、电池历史等不同条件下也可以为用户提供更准确的电量计量结果。

应该注意，确定哪些百分比作为电池的电量百分比是基于第一信息和第二信息的确定。在实践中，可以基于第一百分比和第二百分比执行确定操作；另外，可以基于第一电池单元电压和第二电池单元电压执行确定操作。基于第一电池单元电压和第二电池单元电压执行确定操作的优势在于，在某些情况下，相应电池单元电压的变化范围比上述百分比的变化范围更宽。此外，通过基于查找表转化上述百分比以生成相应的电池单元电压，可以容易地获得相应的电池单元电压。

只要能够实现基本相同的结果，图1所示流程图的步骤的先后顺序可以不需严格按照所示的顺序且不需要是连续的，也就是说，中间可以有其他步骤。图1的详细步骤如下。

步骤105：开始；

步骤110：确定是否重新估计或重新计算电池的电量百分比？如果是，执行步骤120，否则，继续步骤115；

步骤115：通过使用感测电阻和测量感测电阻上的压降来估计电池的电流，执行基于电压的电量计量操作，从而测量电池的剩余电量百分比并生成第一百分比；

步骤120：通过使用库仑计电路来测量电池的电流，执行基于库仑计的电量计量操作，从而测量电池的剩余电量百分比并生成第二百分比；

步骤125：比较和计算第一百分比和第二百分比之间的百分比差；

步骤130：确定该百分比差是否高于百分比阈值？如果百分比差高于百分比阈值，则基于电压的电量计量操作的置信水平被配置为高于基于库仑计的电量计量操作的置信水平，并且流程进一步执行步骤120；否则，基于电压的电量计量操作的置信水平被配置为低于基于库仑计的电量计量操作的置信水平，流程进行到步骤115。

在步骤110中，可以通过确定电池是否在静止状态已保持一个特定时间段来确定是否重新估计或重新计算电池的电量百分比的操作，静止状态是指当电池在静态条件下时电池不向系统提供电流或提供很少的电流。如果电池在该静态条件已保持了特定时间段，该方法被设置为确定电池已经休息了该特定时间段，并且该方法能够重新估计或重新计算电池的电量百分比，以计算当前的电量百分比。接着，前进到步骤120。在步骤120中，库仑计电路被用来在一时间间隔期间测量/累积电池的电流，从而测量电池的电量百分比。

应该注意的是，该方法在步骤105被设置为估计或计算电池的初始电量百分比，因此当由电池供电的系统重启时，方法进入到步骤115。在步骤115中，通过采用AC(交流)电阻器并测量AC电阻上的压降来估计电池的电流，执行基于电压的电量计量操作，从而测量当前的由DOD或SOC表示的电池电量百分比。压降的变化可以反映电池电流的变化，因此该方法可以根据压降的变化测量当前电池的DOD百分比。

在步骤125和步骤130，方法被设置为动态地和选择性地从基于库仑计的电量计量操作和基于电压的电量计量操作的两个测量结果中选择一个。该方法被设置为比较和计算两个百分比之间的百分比差，然后决定百分比差是否高于百分比阈值。如果百分比差高于百分比阈值，该方法确定基于库仑计的电量计量操作的可靠性低于基于电压的电量计量操作的可靠性，并且相应地，基于库仑计的电量计量操作的置信水平被设置为较低的值。相反，如果百分比差低于百分比阈值，该方法确定基于库仑计的电量计量操作的可靠性高于基于电压的电量计量操作的可靠性，并且相应地，基于库仑计的电量计量操作的置信水平被设置为较高的值。通过如此，该方法可以有效地评估基于库仑计的电量计量操作和基于电压的电量计量操作的可靠性，并因此确定两种测量结果中的一种作为电池电量百分比结果。由于两种不同的电量计量操作具有不同的优势、准确度和测量条件，通过选择性地采用一种测量结果作为最终结果，该方法可以获得这两种不同的电量计量操作的优点并且避免它们的局限性。例如，如果电池已保持在静态条件，该方法可以采用基于库仑计的电量计量操作的百分比作为最终的电池电量百分比。如果电池没有保持在静态条件，该方法可以采用基于电压的电量计量操作的百分比作为最终的电池电量百分比。也就是说，该方法被设置为能够使用这两种不同的电量计量操作并且动态地选择这两种不同的电量计量操作的一个测量结果作为最终结果。因此，该方法可以改善最终测量结果的精确性并且为用户显示电池电量百分比的最终测量结果。

在另一个实施方式中，对于步骤125，该方法可以设置为比较和计算第一电池单元电压和第二电池单元电压之间的电压差。对于步骤130，该方法可以设置为确定电压差是否高于电压阈值。如果电压差高于电压阈值，基于电压的电量计量操作的置信水平被配置为高于基于库仑计的电量计量操作的置信水平。否则，基于电压的电量计量操作的置信水平被配置为低于基于库仑计的电量计量操作的置信水平。

此外，如果基于电压的电量计量操作的置信水平高于基于库仑计的电量计量操作的置信水平并且超过了高阈值(或者如果两个百分比之间的百分比差高于高百分比阈值)，这意味着基于电压的电量计量操作的测量结果变得更加可靠，在这种情况下，应当重新执行基于库仑计的电量计量操作以测量电池的电量百分比，再次生成基于库仑计的电量计量操作的百分比结果，并重新评估基于库仑计的电量计量操作的置信水平。这相当于通过参考基于电压的电量计量操作的测量结果改善了基于库仑计的电量计量操作的准确性。同样的，如果基于库仑计的电量计量操作的置信水平高于基于电压的电量计量操作的置信水平并且超过了高阈值(或者如果两个百分比之间的百分比差高于高百分比阈值)，这意味着基于库仑计的电量计量操作的测量结果变得更加可靠，在这种情况下，应该重新执行基于电压的电量计量操作以测量电池的电量百分比，再次生成基于电压的电量计量操作的百分比结果，并重新评估基于电压的电量计量操作的置信水平。这相当于通过参考基于库仑计的电量计量操作的测量结果改善了基于电压的电量计量操作的准确性。

可以通过控制器或微控制器执行从存储器设备(例如寄存器电路)加载相应的程序代码，来执行上述方法或至少一个步骤。图2是能够根据图1的流程图准确地计量/测量电池201的剩余电量的电源管理装置200的框图。电源管理装置200耦接到电池201，包括存储设备205和控制器210，其可以通过单个集成电路芯片实现。存储设备205被设置为存储或缓冲上述电量计量操作的测量结果(即，电量百分比)和相应的程序代码。控制器210耦接到存储设备205并且被设置为当启用软件应用程序或系统时，从存储设备205加载程序代码，来启用和执行两个电量计量操作以估计电池的电量百分比。接着控制器210被设置为执行程序代码以执行上述步骤的操作。进一步的描述这里不再赘述。

此外，在本发明的第二实施方式中，提供能够更准确地估计/计算电池的电量百分比的方法。特别地，当由电池供电的系统重启或电池已经休息了一段时间(完全休息状态或静态状态)时，电量百分比可以例如是电池的放电深度百分比(但不限于此)。在一些实施方式，电量百分比可以用充电状态(SOC，state-of-charge)百分比来表示。更具体地，该方法可以被设置为估计或测量电池的初始电量百分比，并可以提高初始电量百分比的估计的准确性，特别是当电池第一次连接到或重新连接到库仑计电路时。该方法被设置为根据从如下信息计算或确定的置信水平准确地从先前电量百分比、软件估计百分比和硬件测量百分比中选择一个电量百分比作为所述电池的初始电量百分比，该信息包括上述的至少一对百分比之间的百分比差和与上述百分比对应的至少一对电池单元电压之间的电压差这两者中至少一者。也就是说，可以基于百分比差和/或对应的电池单元电压差，选择一个电量百分比作为初始电量百分比。此外，该方法可以在一些情形下选择性地为用户显示先前电量百分比以改善用户体验，即使电池的初始电量百分比被确定为是软件估计百分比或硬件测量百分比。图3根据本发明的第二实施方式例示了能够准确地计量/测量电池的电量的方法的流程图。只要能够实现基本相同的结果，图3所示流程图的步骤的先后顺序可以不需严格按照所示的顺序且不需要是连续的，也就是说，中间可以有其他步骤。图3的详细步骤如下：

步骤305：开始；

步骤310：从位于包含该电池的电池组内部或外部的存储设备(例如寄存器电路)读取先前电量百分比RTCP(或称为最近的电量百分比)；

步骤315：通过使用硬件电路(例如库仑计电路)，生成电池的硬件测量百分比HWP，其中硬件测量百分比HWP可例如硬件开路电压测量百分比；

步骤320：通过使用能够估算电池电量的软件算法，生成电池的软件估计百分比SWP，其中软件估计百分比SWP可例如软件开路电压估计百分比；

步骤325：根据先前电量百分比RTCP、硬件测量百分比HWP、软件估计百分比SWP中至少一对百分比之间的差，计算或确定先前电量百分比RTCP、硬件测量百分比HWP、软件估计百分比SWP的置信水平；

步骤330：通过参考上述置信水平，从先前电量百分比RTCP、硬件测量百分比HWP、软件估计百分比SWP中动态地选择一个百分比作为初始电量百分比；

步骤335：结束。

例如，如果硬件测量百分比HWP和先前电量百分比RTCP之间的差(或绝对差)远高于阈值(例如30％DOD)，该方法被设置为确定先前电量百分比RTCP的置信水平低于硬件测量百分比HWP。另外，如果软件估计百分比SWP和先前电量百分比RTCP之间的差(或绝对差)远高于阈值(例如10％DOD)，该方法被设置为确定软件估计百分比SWP的置信水平高于先前电量百分比RTCP的置信水平。此外，如果硬件测量百分比HWP和软件估计百分比SWP之间的差(或绝对差)远高于阈值(例如30％)，该方法被设置为确定软件估计百分比SWP的置信水平高于硬件测量百分比HWP的置信水平。此外，如果电池没有连接到充电器设备、没有被调换/预置、和/或先前电量百分比RTCP未被访问/处理，则该方法可以提高先前电量百分比RTCP的置信水平。此外，如果软件估计百分比SWP低于较低的阈值(例如3％DOD)，该方法可以提高软件估计百分比SWP的置信水平。因此，通过参照对先前电量百分比RTCP、硬件测量百分比HWP和软件估计百分比SWP的置信水平进行评等、配置或调整的至少一个步骤，该方法可以相应地并且准确地从三个百分比中选择一个作为电池的初始电量百分比。下面详细地提供了几个修改的实施方式。

此外，在步骤325的另一个实施方式中，该方法可以被设置为，根据与这三个百分比对应的电池单元电压中至少一对之间的电压差，计算或确定先前电量百分比RTCP、硬件测量百分比HWP和软件估计百分比SWP的置信水平。

图4A和图4B是示出图3所示方法的第一实施方式的流程图。只要能够实现基本相同的结果，图4A和图4B所示流程图的步骤的先后顺序可以不需严格按照所示的顺序且不需要是连续的，也就是说，中间可以有其他步骤。图4A和图4B的详细步骤如下：

步骤405：开始；

步骤410：如果充电器与电池连接，则停止/禁用该充电器；

步骤415：执行硬件计量操作以获得硬件测量百分比HWP，执行软件计量操作以获得软件估计百分比SWP，从存储设备读取先前电量百分比RTCP；

步骤420：确定电池是否被置换。如果电池没有被置换，继续步骤425；否则，则继续步骤455；

步骤425：确定现在电池是否连接到充电器设备。如果电池没有连接到充电器设备，则继续执行步骤430；否则，执行步骤455；

步骤430：确定是否使用先前电量百分比RTCP作为初始电量百分比。如果确定先前电量百分比RTCP不用于设置初始电量百分比，继续执行步骤435；否则，执行步骤440；

步骤435：设置硬件测量百分比HWP的置信水平或软件估计百分比SWP置信水平为最高水平，并配置初始电量百分比为硬件测量百分比HWP或软件估计百分比SWP；

步骤440：确定软件估计百分比SWP是否低于低阈值。如果软件估计百分比SWP低于低阈值(例如3％DOD)，继续执行步骤445；否则，执行步骤450；

步骤445：设置软件估计百分比SWP的置信水平为最高水平，并且配置初始电量百分比为软件估计百分比SWP，为用户显示先前电量百分比RTCP以向用户指示与先前电量百分比RTCP相等的初始电量百分比，而不显示软件估计百分比SWP，从而对于电池电量显示的用户体验的流畅性；

步骤450：设置先前电量百分比RTCP的置信水平为最高水平，并且配置初始电量百分比为先前电量百分比RTCP，为用户显示先前电量百分比RTCP；

步骤455：计算硬件测量百分比HWP和先前电量百分比RTCP之间的绝对差值，并确定该绝对差值是否高于特定的阈值；如果绝对差值高于特定的阈值(例如30％DOD)，继续执行步骤460；否则，执行步骤465；

步骤460：计算硬件测量百分比HWP和软件估计百分比SWP之间的第一绝对差值以及软件估计百分比SWP和先前电量百分比RTCP之间的第二绝对差值，并确定第一绝对差值是否小于第二绝对差值；如果是，开始执行步骤470，否则，执行步骤465；

步骤465：计算软件估计百分比SWP和先前电量百分比RTCP之间的绝对差值，并确定该绝对差值是否大于阈值(如10±1％)；如果大于该阈值，开始执行步骤475；否则，执行步骤430；

步骤470：计算硬件测量百分比HWP和软件估计百分比SWP之间的绝对差值，并确定该绝对差值是否大于阈值(如15％)；如果大于该阈值，开始执行步骤480；否则，执行步骤485；

步骤475：计算软件估计百分比SWP和先前电量百分比RTCP之间的第三绝对差值以及软件估计百分比SWP和额定电池百分比VBATP之间的第四绝对差值，并确定第三绝对差值是否高于第四绝对差值；如果是，开始执行步骤480，否则，执行步骤430；

步骤480：设置软件估计百分比SWP的置信水平为最高水平，并配置初始电量百分比为软件估计百分比SWP，以及为用户显示软件估计百分比SWP；

步骤485：设置硬件测量百分比HWP的置信水平为最高水平，并配置初始电量百分比为硬件测量百分比HWP，以及为用户显示硬件测量百分比HWP；

步骤490：结束。

图5是示出图3所示方法的第二实施方式的流程图。只要能够实现基本相同的结果，图5所示流程图的步骤的先后顺序可以不需严格按照所示的顺序且不需要是连续的，也就是说，中间可以有其他步骤。图5的详细步骤如下：

步骤505：开始；

步骤510：如果充电器与电池连接，则停止/禁用该充电器；

步骤515：执行硬件计量操作以获得硬件测量百分比HWP，执行软件计量操作以获得软件估计百分比SWP，从存储设备读取先前电量百分比RTCP；

步骤520：确定电池是否被嵌入在电池组中。如果是嵌入在电池组中，继续执行步骤525；否则，则继续步骤530；

步骤525：配置初始电量百分比为嵌入式电量百分比；

步骤530：确定电池是否被置换。如果电池没有被置换，继续步骤535；否则，则继续步骤540；

步骤535：确定现在电池是否连接到充电器设备。如果电池没有连接到充电器设备，则继续执行步骤525；否则，执行步骤545；

步骤540：配置电池循环(battery cycle)为零以及库仑计电路的循环为零；

步骤545：计算硬件测量百分比HWP和先前电量百分比RTCP之间的绝对差值，并确定该绝对差值是否高于特定的阈值；如果绝对差值高于该特定的阈值(例如30％DOD)，继续执行步骤550；否则，执行步骤555；

步骤550：计算硬件测量百分比HWP和软件估计百分比SWP之间的第一绝对差值以及软件估计百分比SWP和先前电量百分比RTCP之间的第二绝对差值，并确定第一绝对差值是否小于第二绝对差值；如果是，开始执行步骤560，否则，执行步骤555；

步骤555：计算额定电量百分比VBATP和先前电量百分比RTCP之间的绝对差值，并确定该绝对差值是否大于阈值(如10％)；如果大于该阈值，开始执行步骤560；否则，执行步骤525；

步骤560：计算硬件测量百分比HWP和软件估计百分比SWP之间的绝对差值，并确定该绝对差值是否大于阈值(如15％)；如果大于该阈值，开始执行步骤565；否则，执行步骤570；

步骤565：设置软件估计百分比SWP的置信水平为最高水平，并且配置初始电量百分比为软件估计百分比SWP，为用户显示软件估计百分比SWP；

步骤570：设置硬件测量百分比HWP的置信水平为最高水平，并配置初始电量百分比为硬件测量百分比HWP，以及为用户显示硬件测量百分比HWP；

步骤575：结束。

图6A和图6B是示出图3所示方法的第三实施方式的流程图。只要能够实现基本相同的结果，图6A和图6B所示流程图的步骤的先后顺序可以不需严格按照所示的顺序且不需要是连续的，也就是说，中间可以有其他步骤。图6A和图6B的详细步骤如下：

步骤605：开始；

步骤610：确定是否使用先前电量百分比RTCP作为初始电量百分比。如果确先前电量百分比RTCP不用于作为初始电量百分比，则执行步骤615；否则，执行步骤630；

步骤615：计算硬件测量百分比HWP和软件估计百分比SWP之间的绝对差值，并确定该绝对差值是否大于阈值(如15％)；如果大于该阈值，开始执行步骤620；否则，执行步骤625；

步骤620：设置软件估计百分比SWP的置信水平为最高水平，并且配置初始电量百分比为软件估计百分比SWP，为用户显示软件估计百分比SWP，以便当系统重新启动时指示电池的电量；

步骤625：设置硬件测量百分比HWP的置信水平为最高水平，并配置初始电量百分比为硬件测量百分比HWP，以及为用户显示硬件测量百分比HWP，以便当系统重新启动时指示电池的电量；

步骤630：确定先前电量百分比RTCP是否高于软件估计百分比SWP。如果先前电量百分比RTCP是否高于软件估计百分比SWP，则开始执行步骤650；否则，执行步骤635；

步骤635：确定电池现在是否连接到或者插入充电器设备。如果电池连接到充电器设备，执行步骤645；否则，执行步骤640；

步骤640：计算软件估计百分比SWP和先前电量百分比RTCP之间的绝对差值，并确定该绝对差值是否大于阈值(如15％±1％)；如果大于16％(或者在一些情形下14％)，开始执行步骤650；否则，执行步骤645；

步骤645：设置先前电量百分比RTCP的置信水平为最高水平，并且配置初始电量百分比为先前电量百分比RTCP，为用户显示先前电量百分比RTCP，以便当系统重新启动时指示电池的电量；

步骤650：确定软件估计百分比SWP和先前电量百分比RTCP之间的绝对差值是否大于较低阈值(如10％±1％)；如果大于11％(或者在一些情形下9％)，开始执行步骤655；否则，执行步骤660；

步骤655：设置软件估计百分比SWP的置信水平为最高水平，并且配置初始电量百分比为软件估计百分比SWP，为用户显示先前电量百分比RTCP(或者先前电量百分比RTCP减去1％)，以便当系统重新启动时指示电池的电量；

步骤660：确定软件估计百分比SWP是否低于低阈值(如3％)；如果软件估计百分比SWP低于3％，开始执行步骤655；否则，执行步骤645；

步骤665：结束。

同样地，对于图4至图6的步骤，在其他实施方式中，该方法可以设置为根据与RTCP、HWP和SWP这三个百分比对应的电池单元电压中至少一对之间的电压差，计算或确定先前电量百分比RTCP、硬件测量百分比HWP和软件估计百分比SWP的置信水平。与电池单元电压相关的相应操作(计算以及与阈值比较)与这三个百分比相关操作类似，进一步详细描述不再赘述。

此外，在一些实施方式中，该方法可以设置为基于电池使用/历史信息、时间信息、老化因子和/或温度信息等调整上述三种百分比的置信水平。例如，该方法可以将硬件测量百分比HWP的置信水平提高为最高水平，如果时间信息表明电池已休息了特定时间段(例如30分钟)。也就是说，在这种情况下，硬件测量百分比HWP可以直接被选择为用于设置初始电量百分比。因此，在基于电池使用/历史信息、时间信息、老化因子和/或温度信息等调整这三种百分比的置信水平后，该方法可以据此设置初始电量百分比。此外，例如，如果检测到连接至充电器设备的电池的电量消耗小于低电量阈值(例如5mAH，但不限于此)，方法可以调整的置信水平。此外，例如，如果检测到新电池单元电压和先前电池单元电压之间的电压差大于电压阈值(例如20mV，但不限于此)，该方法可以调整置信水平。所有这些示例都并非是本发明的限制。电池的使用/历史信息包括电池的状态历史记录。

基于电池使用/历史信息、时间信息、老化因子和/或温度信息，该方法可以更精确的确定或配置电池的初始电量百分比。例如，在第一场景中，如图7所示，该方法确定/检测到系统被启用或激活并且没有充电器与电池相连，即，没有充电器插入电池。在这种场景中，该方法被设置为检测电池是否已被移除或置换。如果检测到电池没有被移除(步骤705)，该方法被设置为检查/检测电池的系统关闭时间(system off time)(步骤710)，以确定系统关闭时间是否超过特定时间段，例如30分钟(步骤713)。系统关闭时间是指从系统被关闭(禁用)的最后时间起至系统被开启(启用)的当前时间之间的时间段。如果系统关闭时间超过30分钟，则继续步骤715，该方法被设置为通过设置硬件测量百分比HWP的置信水平为最高水平，使用硬件测量百分比HWP作为电池的初始电量百分比。并且该方法可以被设置为为用户显示先前电量百分比RTCP减去百分比差(percentage gap)。相反，如果系统关闭时间小于30分钟，执行步骤720，该方法被设置为通过设置先前电量百分比RTCP的置信水平为最高水平，使用先前电量百分比RTCP作为电池的初始电量百分比。同时，方法被设置为为用户显示先前电量百分比RTCP。

在第二场景中，如图8所示，该方法确定/检测到没有充电器连接到电池并且在系统被禁用时的温度条件不同的温度条件下，系统被启用或激活。在这种场景中，该方法被设置为检测电池是否已被移除或置换。如果检测到电池没有被移除(步骤805)，该方法被设置为检查/检测系统上次被禁用时的电池温度和系统被再次启用时的当前电池温度之间的温度差(步骤810)，以确定温度差是否高于温度阈值(步骤815)。如果温度差不超过温度阈值，则执行步骤820，并且该方法被设置为时间检查/检测用于电池的系统关闭时间。该方法被设置为确定系统关闭时间是否超过特定时间段，例如30分钟(步骤825)，如果系统关闭时间超过特定时间段，例如30分钟，则继续步骤830，该方法被设置为通过设置硬件测量百分比HWP的置信水平为最高水平，使用硬件测量百分比HWP作为电池的初始电量百分比。并且该方法可以被设置为为用户显示先前电量百分比RTCP减去百分比差(percentage gap)。相反，如果系统关闭时间小于30分钟，执行步骤835，该方法被设置为通过设置先前电量百分比RTCP的置信水平为最高水平，使用先前电量百分比RTCP作为电池的初始电量百分比。同时，方法被设置为为用户显示先前电量百分比RTCP。但是，在第二场景中，如果温度差高于温度阈值，则执行步骤840，并且该方法被设置为基于先前电量百分比RTCP、硬件测量百分比HWP和软件测量百分比SWP的置信水平从先前电量百分比RTCP、硬件测量百分比HWP和软件测量百分比SWP中选择一个作为电池的初始电量百分比。

在第三场景中，如图9所示，该方法确定/检测到没有充电器连接到电池并且电池被移除。在这种场景中，方法被设置为检测电池是否已被移除或置换。如果检测到电池已经被移除，该方法被设置为检测/检查电池的特定信息，诸如电池标识、电池的化学成分或电池的特征，以选择相应的电池参数(步骤905)。在确定电池参数后，该方法被设置为检测电池是否已被移除或置换。在这种场景中，该方法可以检测到电池已被移除。接着，该方法被设置为检测或检查电池移除时间(步骤910)。检测电池移除时间后，该方法被设置为比较和确定电池移除时间是否超过特定时间段，例如30分钟(步骤915)。如果电池移除时间小于30分钟，则继续步骤920，该方法被设置为检测/检查系统上次被禁用时的电池温度和系统被再次启用时的当前电池温度之间的温度差，以确定温度差是否高于温度阈值Temp(步骤925)。如果温度差不超过温度阈值Temp，则执行步骤930，该方法被设置为基于先前电量百分比RTCP、硬件测量百分比HWP和软件测量百分比SWP的置信水平从先前电量百分比RTCP、硬件测量百分比HWP和软件测量百分比SWP中选择一个作为电池的初始电量百分比。如果温度差高于温度阈值Temp，执行步骤935，该方法被设置为通过设置硬件测量百分比HWP的置信水平为最高水平，使用硬件测量百分比HWP作为电池的初始电量百分比。并且该方法被设置为为用户显示硬件测量百分比HWP。但是，如果电池移除时间大于30分钟，则继续步骤940，该方法被设置为通过设置硬件测量百分比HWP的置信水平为最高水平，使用硬件测量百分比HWP作为电池的初始电量百分比。并且该方法被设置为为用户显示硬件测量百分比HWP或先前电量百分比RTCP。

在第四场景中，该方法可以确定/检测从上次系统关闭(禁用)到系统打开(启用)的当前时间之间有充电器插入/拔出，以确定电池的初始电量百分比。该方法可以被设置为确定是否插入有充电器电路。当检测到插入有充电器电路时，该方法被设置为使用充电器电路执行硬件测量百分比估计并使用充电器电路的测量结果作为电池的初始电量百分比。相反，如果检测到之前插入有充电器电路但是现在已拔出，该方法被设置为通过设置硬件测量HWP百分比或软件测量百分比SWP的置信水平为最高水平，使用硬件测量HWP百分比或软件测量百分比SWP作为初始电量百分比。同时，该方法可以被设置为为用户显示硬件测量百分比HWP或软件测量百分比SWP。

在第五场景中，该方法可以确定/检测从上次系统关闭(禁用)到系统打开(启用)的当前时间之间有充电器插入，以确定电池的初始电量百分比。该方法可以被设置为确定是否插入有充电器电路。当检测到插入有充电器电路时，该方法被设置为使用充电器电路执行硬件测量百分比估计并使用充电器电路的测量结果作为电池的初始电量百分比。相反，如果检测到之前插入有充电器电路但是现在已拔出，该方法被设置为通过设置硬件测量HWP百分比或软件测量百分比SWP的置信水平为最高水平，使用硬件测量HWP百分比或软件测量百分比SWP作为初始电量百分比。同时，该方法可以被设置为为用户显示硬件测量百分比HWP或软件测量百分比SWP。

应该注意的是，该方法可以被设置为基于上述不同场景的组合场景确定电池的电量百分比。也就是说，该方法能够基于充电器插入/拔出、电池插入/拔出、温度差、系统关机时间、电池移除时间中至少一个信息，更准确地确定电池的电量百分比。上述场景并非是对本发明的限制。

上述图3至图6的方法或其中至少一个步骤可以通过控制器或微控制器执行从诸如寄存器电路的存储设备加载的相应程序代码来执行。例如，图2的控制器210可以被设置为从存储设备205加载程序代码并且执行程序代码以执行至少一个步骤，从而评级/调整/设置置信水平以动态地从三种百分比中选择一个作为电池的初始电量百分比。进一步的描述不再赘述。

另外，在一些情况下，电池具有的SOC(充电状态)百分比或DOD(放电深度)百分比可能会被误认为较高的SOC/DOD百分比或较低的SOC/DOD百分比。例如，100％的SOC可能被误认为是30％的SOC，或者40％的SOC可能被误认为是100％的SOC。在这些情况下，只有等待更长的收敛时间才能完成校准，只能使用基于电压的电量计量操作才能够成功地校准或调整电池电量百分比的估计结果；实际上，这种收敛时间可以等于三十分钟或一小时。对于用户来说，只有等待这么长时间才能获得精确地电池电量百分比是非常不方便的。

为了解决上述问题，在本发明的实施例中，电源管理装置200可以被配置为基于第二电量计量操作测量的信息来快速或急速的执行补偿/校准第一电量计量操作，该第二电量计量操作不同于第一电量计量操作。第一电量计量操作可以是基于电压的电量计量操作，第二电量计量操作是基于库仑计的电量计量操作。但是上述并非对本发明的限制，第一电量计量也可以是基于库仑计的电量计量操作，第二电量计量操作也可以是基于电压的电量计量操作。

在本发明的实施例中，电源管理装置200被配置为运用和执行基于库仑计的电量计量操作来测量并获得准确的信息，例如电池201充电或放电的电量/电能的精确值和/或通过电池201的精确的电池电流值。例如，可以周期性地测量电池201充电或放电的电量/电能的数值。通过电池201的电池电流可以是瞬时或平均测量的电池电流。例如，电源管理装置200采用从电池201充电或放电的电量/电能的精确值，反向推导出通过电池201的精确的电池电流值，然后采用推导出的电池电流值的计算电池201的正确/精确的电池单元电压值。电源管理装置200最终可以根据正确/精确的电池单元电压值，通过参照定义电池201的电池单元电压与电池电量百分比之间关系的映射表(或映射曲线)来获得或得到电池201的精确/正确的电池电量百分比。相似地，电源管理装置200可以直接使用通过基于库仑计的电量计量操作测量的精确的电池电流值来计算电池201的正确/精确的电池单元电压值。此外，在计算正确/精确的电池单元电压值之后，电源管理装置200可以采用这种正确/精确的电池单元电压值来校准或调整通过基于库仑计的电量计量操作测量的电池电量百分比。

图10是采用基于库仑计的电量计量操作信息的控制器210的第一操作示例的流程图，该控制器210用于执行基于电压的电量计量操作以获取正确的电池电量百分比。只要能够实现基本相同的结果，图10所示流程图的步骤的先后顺序可以不需严格按照所示的顺序且不需要是连续的，也就是说，中间可以有其他步骤。图10的详细步骤如下：

步骤1005：开始；

步骤1010：控制器210执行基于电压的电量计量操作，以生成或估计电池201充电或放电的电量/电能的第一数值；

步骤1015：控制器210执行基于库仑计的电量计量操作，以生成或测量电池201充电或放电的电量/电能的第二数值；

步骤1020：控制器210确定是否对基于电压的电量计量操作执行快速补偿/校准；如果是，则继续步骤1025；否则继续步骤1010；

步骤1025：控制器210通过基于库仑计的电量计量操作测量的电量/电能的第二数值来执行基于电压的电量计量操作，以便推导和计算电池201精确的电池单元电压值；

步骤1030：控制器210根据精确的电池单元电压值，通过参照定义电池单元电压和电池电量百分比之间的关系的映射表，获得电池201精确的电池电量百分比；

步骤1035：结束。

在步骤1020中，例如，控制器210被设置为计算第一数值和第二数值的差值，并且确定差值比是否高于特定阈值，以便决定是否对基于电压的电量计量操作执行快速补偿/校准。但是上述并非对本发明的限制。控制器210也可以被布置为基于其他算法来触发执行快速补偿/校准。例如，特定阈值为1％或0.5％。如果差值比高于1％或0.5％，则继续步骤1025；否则，继续步骤1010，并且控制器210重复步骤1010和步骤1015。

在步骤1025中，控制器210采用通过基于库仑计的燃料计量操作测量的电量/电能的第二数值来推导和计算电池201的精确的电池单元电压值。例如，控制器210基于以下等式计算电池单元电压值：

其中ΔCAR表示在时间间隔ΔT期间通过基于库仑计的电量计量操作测量的电量/电能的值，I1表示通过电池201的电池电流，不管电池201在充电或放电，Vbat表示外部电池电压，可以通过使用基于电压的电量计量操作来测量Vbat，R表示使用基于电压的电量计量操作获得的感测电阻的电阻，Vzcv表示要计算/推导的电池201的电池单元电压值。作为示例，感测电阻包括在电池201内；也就是说，感测电阻的电阻是电池201的等效电阻。由于基于电压的电量计量操作可以被设置为计算电量/电能的第一数值，本发明同等地采用电量/电能的第二数值代替电量/电能的第一数值。

在获得电池201的精确的电池单元电压值Vzcv之后，在步骤1030中，控制器210可以根据精确的电池单元电压值，通过参照定义电池单元电压与电量百分比之间关系的映射表直接获得或得到电池201精确的电池电量百分比。定义电池单元电压和电池电量百分比之间的关系的映射表是基于电压的电量计量操作建立的。

在另一个实施例中，控制器210可以响应于温度变化、电池老化因子的变化和/或初始状态的变化来决定对基于电压的电量计量操作执行快速补偿/校准。例如，当系统被重新连接到电池和/或最初使用电池时，控制器210可以在执行这种基于电压的电量计量操作时对基于电压的电量计量操作执行快速补偿/校准。

图11是采用基于库仑计的电量计量操作信息的控制器的第二操作示例的流程图，该控制器用于执行基于电压的电量计量操作以获取正确的电池电量百分比。只要能够实现基本相同的结果，图11所示流程图的步骤的先后顺序可以不需严格按照所示的顺序且不需要是连续的，也就是说，中间可以有其他步骤。图11的详细步骤如下：

步骤1105：开始；

步骤1110：控制器210执行基于电压的电量计量操作，以生成或估计电池201充电或放电的电量/电能的第一数值；

步骤1115：控制器210根据温度变化、电池老化因子的变化和/或电池的初始状态的改变来确定是否对基于电压的电量计量操作执行快速补偿/校准。如果是，则继续步骤1120，否则继续步骤1110；

步骤1120：控制器210执行基于库仑计的电量计量操作以生成或估计电池201充电或放电的电量/电能的第二数值；

步骤1125：控制器210通过基于库仑计的电量计量操作测量的电量/电能的第二数值来推导和计算电池201的精确的电池单元电压值；

步骤1130：控制器210根据精确的电池单元电压值，通过参照定义电池单元电压和电池电量百分比之间关系的映射表，获得电池201精确的电池电量百分比；

步骤1135：结束。

此外，在步骤1115中，控制器210还可以被设置为周期性地对基于电压的电量计量操作执行快速补偿/校准。

另外，在其他实施例中，控制器210可以被设置为在执行这种基于电压的电量计量操作时，参考通过基于库仑计的电量计量操作测量的电池电流，对基于电压的电量计量操作执行快速补偿/校准执行快速补偿/校准。

图12是采用基于库仑计的电量计量操作信息的控制器的第三操作示例的流程图，该控制器用于执行基于电压的电量计量操作以获取正确的电池电量百分比。只要能够实现基本相同的结果，图12所示流程图的步骤的先后顺序可以不需严格按照所示的顺序且不需要是连续的，也就是说，中间可以有其他步骤。图12的详细步骤如下：

步骤1205：开始；

步骤1210：控制器210执行基于电压的电量计量操作，以生成或估计电池201充电或放电的电量/电能的第一数值；

步骤1215：控制器210执行基于库仑计的电量计量操作，以生成或测量电池201充电或放电的电量/电能的第二数值；

步骤1220：控制器210确定是否对基于电压的电量计量操作执行快速补偿/校准；如果是，则继续步骤1225，否则继续步骤1210；

步骤1225：控制器210通过基于库仑计的电量计量操作测量的电量/电能的第二数值来执行基于电压的电量计量操作，以便推导和计算电池201精确的电池单元电压值；

步骤1230：控制器210根据精确的电池单元电压值，通过参照定义电池单元电压和电池电量百分比之间的关系的映射表，获得电池201精确的电池电量百分比；

步骤1235：结束。

在步骤1225中，控制器210通过基于库仑计的电量计量操作测量的电池电流I1来推导和计算电池201的精确的电池单元电压值。例如，控制器210基于以下公式计算电池单元电压值：

为了总结图1和图2的实施例。如图10-12所示，当执行第一电量计量操作以估计电池电量百分比时，控制器210可以被设置为通过第二电量计量操作(例如基于库仑计的电量计量操作)测量的信息(例如电池电流和/或电量/电能)来对第一电量计量操作(例如基于电压的电量计量操作)执行快速/急速地补偿/校准，以直接且快速地计算电池201的精确的电池单元电压值，以便使用精确的电池单元电压值并基于上述映射表快速获得/生成正确的电池电量百分比。电源管理装置200能够通过执行快速补偿/校准并同时参考映射表来快速获得正确的电池电量百分比。因此，电力管理装置200仅需要等待较少的时间即可获得正确的电池电量百分比。

本领域的技术人员将容易地观察到，在保持本发明教导的同时，可以做出许多该装置和方法的修改和改变。因此，上述公开内容应被解释为仅由所附权利要求书的界限和范围所限制。

Claims (10)

1.一种用于获取电池电量百分比的方法，其特征在于，包括：

对所述电池执行用于测量电池电量百分比的第一电量计量操作；

通过参考对所述电池执行的第二电量计量操作获取的信息，使用所述第一电量计量操作获取电池电量百分比；

其中，所述第二电量计量操作不同于所述第一电量计量操作。

2.根据权利要求1所述的用于获取电池电量百分比的方法，其特征在于，所述第一电量计量操作是基于电压的电量计量操作，所述第二电量计量操作是基于库仑计的电量计量操作。

3.根据权利要求1所述的用于获取电池电量百分比的方法，其特征在于，所述通过参考对所述电池执行的第二电量计量操作获取的信息，使用所述第一电量计量操作获取电池电量百分比的步骤具体包括：

使用第二电量计量操作获取在预设时间间隔期间所述电池充电或放电的电量或电能；

通过参考所述电量或电能计算所述电池的电池单元电压；以及

根据所述计算获取的所述电池的电池单元电压，参考所述第一电量计量操作获取的映射表获取电池电量百分比，其中所述映射表定义所述计算获取的所述电池的电池单元电压与电池电量百分比之间的关系。

4.根据权利要求3所述的用于获取电池电量百分比的方法，其特征在于，所述通过参考所述电量或电能计算所述电池的电池单元电压的步骤具体包括：

根据所述电量或电能和预设时间间隔获取电池电流；以及

根据所述电池电流、电池电阻和通过第一电量计量操作获取的外部电池电压计算所述电池的电池单元电压。

5.根据权利要求1所述的用于获取电池电量百分比的方法，其特征在于，所述通过参考对所述电池执行的第二电量计量操作获取的信息，使用所述第一电量计量操作获取电池电量百分比的步骤具体包括：

使用第二电量计量操作获取电池电流；

通过参考所述电池电流计算所述电池的电池单元电压；以及

根据所述计算获取的所述电池的电池单元电压，参考所述第一电量计量操作获取的映射表，获取电池电量百分比，其中所述映射表定义所述计算获取的所述电池的电池单元电压与电池电量百分比之间的关系。

6.根据权利要求5所述的用于获取电池电量百分比的方法，其特征在于，所述通过参考所述电池电流计算所述电池的电池单元电压的步骤具体包括：

根据所述电池电流、电池电阻和通过第一电量计量操作获取的外部电池电压计算所述电池的电池单元电压。

7.根据权利要求1所述的用于获取电池电量百分比的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

执行第一电量计量操作获取电池充电或放电的电量或电能的第一数值；

执行第二第一电量计量操作获取电池充电或放电的电量或电能的第二数值；以及

将所述第一数值与所述第二数值进行比较确定是否触发进入所述获取电池电量百分比的步骤。

8.根据权利要求7所述的用于获取电池电量百分比的方法，其特征在于，所述将所述第一数值与所述第二数值进行比较确定是否触发进入所述获取电池电量百分比的步骤具体包括：

计算所述第一数值和所述第二数值之间的差值比；以及

当所述差值比大于预设阈值时，确定进入所述获取电池电量百分比的步骤。

9.根据权利要求1所述的用于获取电池电量百分比的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

使用根据所述第一电量计量操作获取的电池电量百分比校准或调节根据所述第二电量计量操作获取的另一电池电量百分比。

10.一种用于获取电池电量百分比的电源管理装置，其特征在于，包括：

存储设备；

控制器，所述控制器耦合到所述存储设备，并配置为从所述存储设备加载程序代码，以执行如权利要求1-9任一所述方法的步骤。