CN102868001B - 锂离子电池电量显示方法及装置 - Google Patents
锂离子电池电量显示方法及装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种锂离子电池电量显示方法及装置。该显示方法包括读取电池电压值U，根据锂离子电池充放电曲线得出电池初始电量cp，检测电池电流值I，根据电流值I判断电池的充放电状态，放电时，对电池电量dp和电池电压U进行二次判断，充电时，同样对电池电量dp和电池电压U及电池电流I进行二次判断。本发明实施例的显示方法是根据电池固有的充放电特性采用对电池电量进行初判，然后对电池的电压、电流进行复判的双重判断方式，因此能够真实的反映出锂电池的充放电容量变化情况，避免电池电量跳动，防止电池过充、过放。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及锂离子电池电量显示方法及装置。
背景技术
现今市场上所拥有的锂电池电量的电量显示都是简单的采用电池电压或者简单的电池电流垒加来实现，它们都没有针对锂电池的特性去实现锂电池电量电量显示问题，导致在过程中出现以下情况：
(1)锂电池电量电量显示跳动很大；
(2)锂电池电量跟真实情况出现很大偏差；
(3)锂电池经常性过放，过充，严重影响了锂电池的寿命。
发明内容
本发明实施例提供一种锂离子电池电量显示方法，能够解决上述问题。
本发明实施例提供的锂离子电池电量显示方法，包括步骤：
A：读取电池电压值U，根据锂离子电池充放电曲线得出电池初始电量cp，令初始电量cp＝当前电量dp；
B：检测电池电流值I，根据电流值I判断电池的充放电状态，电池放电时，对放电时间Tf进行计时，进入步骤C；电池充电时，对充电时间Tc进行计时，进入步骤D；
C：赋予当前电量dp＝上一次的当前电量dp-电池电流值I*放电时间Tf，清零放电时间Tf；判断是否当前电量dp≤0，如果否，则返回步骤B，如果是，则进入步骤E；
D：赋予当前电量dp＝上一次的当前电量dp+电池电流值I*充电时间Tc；判断是否当前电量dp﹤电池真实电量dz，如果是，则返回步骤B，如果否，则进入步骤F；
E：判断是否电池电压U﹤电池工作下限电压Ux，如果否，则返回步骤B；如果是，则放电完毕，显示电池电量为0％；
F：判断是否电池电压U≥4.2V且电池电流值I﹤100mA，如果否，则返回步骤B，如果是，则充电完毕，显示电池电量为100％。
优选地，所述步骤B中，还包括：当电池无充放电时，重新返回：检测电池电流值I，根据电流值I判断电池的充放电状态。
优选地，所述步骤E中还包括：当电池电压U>电池工作下限电压Ux时，显示电池电量为1％，并返回步骤B。
优选地，所述电池工作下限电压Ux为3.1V。
本发明实施例还提供了一种锂离子电池电量显示装置，包括：
初始电量检测单元，用于读取电池电压值U，根据锂离子电池充放电曲线得出电池初始电量cp，令初始电量cp＝当前电量dp；
充放电状态判断单元，用于检测电池电流值I，根据电流值I判断电池的充放电状态，电池放电时，对放电时间Tf进行计时，进入放电电量检测单元；电池充电时，对充电时间Tc进行计时，进入充电电量检测单元；
放电电量检测单元，用于赋予当前电量dp＝上一次的当前电量dp-电池电流值I*放电时间Tf，清零放电时间Tf；判断是否当前电量dp≤0，如果否，则返回充放电状态判断单元，如果是，则进入放电显示单元；
充电电量检测单元，用于赋予当前电量dp＝上一次的当前电量dp+电池电流值I*充电时间Tc；判断是否当前电量dp﹤电池真实电量dz，如果是，则返回充放电状态判断单元，如果否，则进入充电显示单元；
放电显示单元，用于判断是否电池电压U﹤电池工作下限电压Ux，如果否，则返回充放电状态判断单元；如果是，则放电完毕，显示电池电量为0％；
充电显示单元，用于判断是否电池电压U≥4.2V且电池电流值I﹤100mA，如果否，则返回充放电状态判断单元，如果是，则充电完毕，显示电池电量为100％。
优选地，所述充放电状态判断单元还包括：无充放电处理单元，用于当电池无充放电时，重新返回：检测电池电流值I，根据电流值I判断电池的充放电状态。
优选地，所述放电显示单元还包括：低电量显示单元，用于当电池电压U>电池工作下限电压Ux时，显示电池电量为1％，并返回充放电状态判断单元。
上述技术方案可以看出，由于本发明实施例的显示方法是根据电池固有的充放电特性采用对电池电量进行初判，然后对电池的电压、电流进行复判的双重判断方式，因此能够真实的反映出锂电池的充放电容量变化情况，避免电池电量跳动，防止电池过充、过放。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例1中锂离子电池电量显示方法的流程图；
图2是本发明实施例1中锂离子电池充放电曲线图；
图3是本发明实施例2中锂离子电池在无充放电状态时的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本发明实施例提供一种锂离子电池电量显示方法，如图1所示，该显示方法包括如下步骤：
步骤101，读取电池电压值U，根据锂离子电池充放电曲线得出电池初始电量cp。
本步骤中，锂离子电池充放电曲线是通过锂离子电池的固有特征得出，但是为了保证锂离子电池充放电曲线更加接近实际情况，可以对锂离子电池进行多次测量，根据多次测量值绘制出锂离子充放电曲线，如图2所示，是本步骤中所述锂离子电池充放电曲线图，其中位于上方的一条曲线为电压曲线，位于下方的一条曲线为电流曲线。由该曲线图我们可以看到锂离子电池电压、电流的对应关系，因此，在读取电池电压值U之后，通过图2中所示的锂离子电池充放电曲线的特性可以得出电池初始电量cp，令初始电量cp＝当前电量dp。
步骤102，检测电池电流值I，根据电流值I判断电池的充放电状态。
本步骤中，检测电池电流值I，本领域技术人员可以通过电流检测仪或者自行搭建电流检测电路，根据电流值I的大小方向确定电池是处于充电状态还是放电状态，因此，不再赘述具体的根据电流值I判断电池的充放电状态的电路结构。本步骤中，当电池处于放电状态时，则进入到步骤103做进一步处理；当电池处于充电状态时，则进入到步骤104做进一步处理。
步骤103，对放电时间Tf进行计时。一旦在步骤102中判断出电池处于放电状态，则需要立即开始对放电时间Tf进行计时，可以理解的是，放电时间Tf在初始化的过程中是清零的，因此，在步骤105中赋予当前电量dp＝上一次的当前电量dp-电池电流值I*放电时间Tf，清零放电时间Tf。可以看出，每次当前电量dp进行更新，放电时间Tf都会被清零，使得电池在放电状态下，当前电量dp保持实时状态。
在放电状态下，随着放电时间Tf的累积，当前电量dp会逐渐减小，因此，需要防止电池的过放，而在步骤107中，则判断是否当前电量dp小于或等于0，由于之前的步骤102中对电池的初始电量cp是通过锂离子电池的固有特性曲线来获取的，因此，针对不同的电池可能会存在一些偏差，因此，在当前电量dp＝上一次的当前电量dp-电池电流值*放电时间Tf的条件下，当前电量dp会出现小于0和等于0的情况，由于在某个阶段电池可能会停止放电而转为充电状态，或者出现电池负载电流突然增加(手机通话或拍照阶段)导致电量跳动，因此，当步骤107中判断出当前电量dp大于0时，则说明电池的电量未泄放完毕，需要返回到步骤102中再次判断电池的充放电状态，对当前电量dp进一步更新；如果步骤107中判断出当前电量dp小于或等于0，则说明电池的电量接近耗尽状态，但此时并不能完全断定电池就已经放电完毕，因为还存在上述的电量跳动的情况，因此还必须做进一步的处理，即步骤109对当前电量dp做进一步的复判：判断是否电池电压U小于电池工作下限电压Ux。电池工作下限电压Ux也是锂离子电池的一个固有特性，从电池充放电特性曲线中可以看出电池工作下限电压Ux是保证电池正常工作的一个电压值，如果电池长期在电池工作下限电压Ux以下工作，会严重影响电池的工作寿命，而电池工作下限电压Ux在3.1V左右，根据个别锂离子电池的特性差异，电池工作下限电压会为3.0V～3.2V，而本发明实施例中电池工作下限电压取3.1V，能够符合电量检测要求。
在步骤109中，如果电池电压U大于或等于电池工作下限电压Ux，即U≥3.1V，则说明电池的电量发生了跳动，当前电量并未真正的泄放至0，因此还需要重新返回到步骤102中做出进一步判断。
而在本发明实施例中，为了更加精准的实时显示出当前电量dp的数值，当步骤109判断出电池电压U大于或等于电池工作下限电压Ux时，进入到步骤113：显示电量为1％，然后再返回到步骤102中进行进一步判断电池充放电状态。
如果步骤109中，电池电压U小于电池工作下限电压Ux，则经过电量判断和电压复判的双重标准后，可以断定电池的当前电量dp必然已经泄放干净，因此，进入到步骤111中：放电完毕，显示电池电量为0％。
至此，电池在放电状态下的显示步骤已经介绍完毕，接下来介绍电池在充电状态下的显示步骤。
步骤104，对充电时间Tc进行计时。一旦在步骤102中判断出电池处于充电状态，则需要立即开始对充电时间Tf进行计时，可以理解的是，充电时间Tc在初始化的过程中也是清零的，因此，在步骤106中赋予当前电量dp＝上一次的当前电量dp+电池电流值I*充电时间Tc，清零充电时间Tc。可以看出，每次当前电量dp进行更新，充电时间Tc都会被清零，使得电池在充电状态下，当前电量dp保持实时状态。
在充电状态下，随着充电时间Tc的累积，当前电量dp会逐渐增大，因此，需要防止电池的过充，因此步骤108中会判断是否当前电量dp小于电池真实电量dz，电池真实电量dz是电池本身固有的参数值，因此当前电量dp小于电池真实电量dz时，则说明电池尚未充满，因此返回到步骤102做出进一步判断。如果当前电量dp大于或等于电池真实电量dz时，则说明电池已经接近充满，但此时并不能完全断定电池就已经充电完毕，因为还存在上述的电量跳动的情况，因此还必须做进一步的处理，即步骤110对当前电量dp做进一步的复判：判断是否电池电压U≥4.2V且电池电流值I﹤100mA，在步骤110中，如果电池电压U小于4.2V且电池电流I大于或等于100mA，则说明电池的电量发生了跳动，当前电量并未真正的充满至100％，因此还需要重新返回到步骤102中做出进一步判断。
如果步骤110中，电池电压U大于或等于4.2V且电池电流I小于100mA，则经过电量判断和电压、电流复判的双重标准后，可以断定电池的当前电量dp必然已经充满，因此，进入到步骤112中：充电完毕，显示电池电量为100％。
当然，可以理解的是，本发明实施例中显示0％或显示100％可以采用“放电完毕”或“充电完毕”来替代，此处只是显示形式上的变化，因此仍属于本发明的保护范围内。
实施例2：
本发明实施例中增加了电池无充放电状态时的显示步骤，如图3所示，当步骤102检测到电池无充放电时，重新返回步骤102：检测电池电流值I，根据电流值I判断电池的充放电状态。在本发明实施例中能够及时对任何状态下的电池进行检测，做出实时显示。对于本发明实施例中的其他步骤则可以参考上述实施例的介绍，此处不在一一赘述。
实施例3：
本发明实施例提供了一种锂离子电池电量显示装置，包括：
初始电量检测单元，用于读取电池电压值U，根据锂离子电池充放电曲线得出电池初始电量cp，令初始电量cp＝当前电量dp；
充放电状态判断单元，用于检测电池电流值I，根据电流值I判断电池的充放电状态，电池放电时，对放电时间Tf进行计时，进入放电电量检测单元；电池充电时，对充电时间Tc进行计时，进入充电电量检测单元；
放电电量检测单元，用于赋予当前电量dp＝上一次的当前电量dp-电池电流值I*放电时间Tf，清零放电时间Tf；判断是否当前电量dp≤0，如果否，则返回充放电状态判断单元，如果是，则进入放电显示单元；
充电电量检测单元，用于赋予当前电量dp＝上一次的当前电量dp+电池电流值I*充电时间Tc；判断是否当前电量dp﹤电池真实电量dz，如果是，则返回充放电状态判断单元，如果否，则进入充电显示单元；
放电显示单元，用于判断是否电池电压U﹤电池工作下限电压Ux，如果否，则返回充放电状态判断单元；如果是，则放电完毕，显示电池电量为0％；
充电显示单元，用于判断是否电池电压U≥4.2V且电池电流值I﹤100mA，如果否，则返回充放电状态判断单元，如果是，则充电完毕，显示电池电量为100％。
在另一个实施例中，所述充放电状态判断单元还包括：无充放电处理单元，用于当电池无充放电时，重新返回：检测电池电流值I，根据电流值I判断电池的充放电状态。
在又一个实施例中，所述放电显示单元还包括：低电量显示单元，用于当电池电压U>电池工作下限电压Ux时，显示电池电量为1％，并返回充放电状态判断单元。
需要说明的是，上述装置和系统内的各单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。
以上对本发明实施例所提供的锂离子电池电量显示方法及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (7)
1.锂离子电池电量显示方法，其特征在于，包括步骤：
A：读取电池电压值U，根据锂离子电池充放电曲线得出电池初始电量cp，令初始电量cp＝当前电量dp；
B：检测电池电流值I，根据电流值I判断电池的充放电状态，电池放电时，对放电时间Tf进行计时，进入步骤C；电池充电时，对充电时间Tc进行计时，进入步骤D；
C：赋予当前电量dp＝上一次的当前电量dp-电池电流值I*放电时间Tf，清零放电时间Tf；判断是否当前电量dp≤0，如果否，则返回步骤B，如果是，则进入步骤E；
D：赋予当前电量dp＝上一次的当前电量dp+电池电流值I*充电时间Tc，清零放电时间Tf；判断是否当前电量dp﹤电池真实电量dz，如果是，则返回步骤B，如果否，则进入步骤F；
E：判断是否电池电压U﹤电池工作下限电压Ux，如果否，则返回步骤B；如果是，则放电完毕，显示电池电量为0％；
F：判断是否电池电压U≥4.2V且电池电流值I﹤100mA，如果否，则返回步骤B，如果是，则充电完毕，显示电池电量为100％。
2.如权利要求1所述的锂离子电池电量显示方法，其特征在于，所述步骤B中，还包括：当电池无充放电时，重新返回：检测电池电流值I，根据电流值I判断电池的充放电状态。
3.如权利要求1或2所述的锂离子电池电量显示方法，其特征在于，所述步骤E中还包括：当电池电压U>电池工作下限电压Ux时，显示电池电量为1％，并返回步骤B。
4.如权利要求1或2所述的锂离子电池电量显示方法，其特征在于：所述电池工作下限电压Ux为3.1V。
5.锂离子电池电量显示装置，其特征在于，包括：
初始电量检测单元，用于读取电池电压值U，根据锂离子电池充放电曲线得出电池初始电量cp，令初始电量cp＝当前电量dp；
充放电状态判断单元，用于检测电池电流值I，根据电流值I判断电池的充放电状态，电池放电时，对放电时间Tf进行计时，进入放电电量检测单元；电池充电时，对充电时间Tc进行计时，进入充电电量检测单元；
放电电量检测单元，用于赋予当前电量dp＝上一次的当前电量dp-电池电流值I*放电时间Tf，清零放电时间Tf；判断是否当前电量dp≤0，如果否，则返回充放电状态判断单元，如果是，则进入放电显示单元；
充电电量检测单元，用于赋予当前电量dp＝上一次的电量dp+电池电流值I*充电时间Tc；判断是否当前电量dp﹤电池真实电量dz，如果是，则返回充放电状态判断单元，如果否，则进入充电显示单元；
放电显示单元，用于判断是否电池电压U﹤电池工作下限电压Ux，如果否，则返回充放电状态判断单元；如果是，则放电完毕，显示电池电量为0％；
充电显示单元，用于判断是否电池电压U≥4.2V且电池电流值I﹤100mA，如果否，则返回充放电状态判断单元，如果是，则充电完毕，显示电池电量为100％。
6.如权利要求5所述的锂离子电池电量显示装置，其特征在于，所述充放电状态判断单元还包括：无充放电处理单元，用于当电池无充放电时，重新返回：检测电池电流值I，根据电流值I判断电池的充放电状态。
7.如权利要求5或6所述的锂离子电池电量显示装置，其特征在于，所述放电显示单元还包括：低电量显示单元，用于当电池电压U>电池工作下限电压Ux时，显示电池电量为1％，并返回充放电状态判断单元。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: Longgang District of Shenzhen City, Guangdong province 518117 Ping Street in the community sifangpu village 1 building A 101, 201, 301, building B, building D, building G Patentee after: SHENZHEN ZHUONENG NEW ENERGY CO., LTD. Address before: Longgang District of Shenzhen City, Guangdong province 518117 Ping Street in the community sifangpu village 1 building G Patentee before: Shenzhen Zhuoneng New Energy Technology Co.,Ltd. |