[发明专利]测量和计算系统电池电量的改进方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种计算机自动化测量方法，尤其涉及一种测量和计算电池电量的改进方法。

背景技术

在平板电脑、手机等使用电池的设备中，一般都需要显示当前电池的电量。对于测量精度要求很高的场合，一般要用到库仑计等专用芯片。库仑计通过测量电池的电压、充/放电电流，可精确计算出电池存储和消耗的能量，从而得出当前电池电量。

为了节约成本，对于精度要求不是很高的消费电子产品来说，通常不会使用这类专用的电量计芯片，而是使用仅通过ADC测量电池电压的方法来测量和计算电池电量。该方法的原理是，电池在不同的电量下，其输出电压是不一样的。电量越多，电压就越高，相反，电量越少，电压就越低。但实际情况是，电池电压不单跟电量相关，还跟充/放电电流相关。而测量电池电流又是比较困难的，因此一般的消费电子产品不具备电池电流测量功能。所以不增加任何算法，仅是简单地通过电压来计算电池电量，效果是非常差的，有时误差甚至能达到50%之多。

针对上述问题，有些设计就在此基础之上增加了不同场景下的电压补偿功能。通过对不同场景下的电压测量，记录下电压补偿值，然后在测得实际电压后根据不同的模式进行补偿。由于电压波动较大，电压补偿也很难做得准确，因此一般还会对计算结果进行简单的取平均值等运算，使结果显得较平稳。

综上，现有技术的主要缺点包括：

1、若使用专用库仑计芯片，则成本较高，大约需要增加0.5～1美金；

2、不使用库仑计芯片的，电池曲线不平滑、电量显示误差大、波动大，例如重新启动系统前后电池电量偏差很大、充电时电量快速上升、拔掉充电器电量快速下降等等。

发明内容

本发明主要解决在无电流测量功能的限制下，仅使用电压方式在线测量电池电量偏差大以及电池充放电曲线波动大的问题。

为实现上述目的，本发明公开了一种测量和计算系统电池电量的改进方法，具体包括以下步骤：

步骤一、根据系统主要耗电设备的状态对利用ADC测量电池电压法得到的基准电压U进行电压补偿，并根据补偿后的电压通过电压-电量关系表获得对应的电量作为电池的测量电量；

步骤二、对所述电池的测量电量进行防反弹处理、斜率限定处理、模拟充放电处理、电量滤波处理和保存电量处理中的一项或多项，并将处理后的电量更新电池当前的显示电量。

较佳地，所述步骤一具体包括步骤：

步骤1，利用ADC测量电池电压法获得电池的基准电压U；

步骤2，根据系统主要耗电设备的状态，对每个所述主要耗电设备依据以下公式计算每个所述主要耗电设备的补偿电压；

当电池处于放电状态时：U_补偿电压=U_{补偿偏移量}+F(U)*V_当前值/V_最大值，

当电池处于充电状态时：U_补偿电压=U_{补偿偏移量}-F(U)*V_当前值/V_最大值；

其中，V_当前值是当前主要耗电设备对应属性的值，V_最大值是所述对应属性可达到的最大值，F(U)是以所述基准电压为参数的函数，表示根据当前所述基准电压计算出主要耗电设备运行在所述对应属性最大值时的最大补偿电压；U_{补偿偏移量}为补偿偏移量，其大小与系统主要耗电设备当前的状态相关；

步骤3，计算所述基准电压与所有所述主要耗电设备的补偿电压的总和，作为补偿后的电压；

步骤4，根据所述补偿后的电压通过电压-电量关系表获得对应的电量作为电池的测量电量

其中，所述主要耗电设备至少包括LCD背光、CPU和GPU；对于LCD背光，所述对应属性为LCD背光亮度，对于CPU，所述对应属性为CPU运行频率值，对于GPU，所述对应属性为GPU运行频率值。

本发明不同于一些同样未使用电流测量的方案仅依据几个特定的应用场景来设定补偿值，而是针对选定的主要耗电设备计算而来，可以获得较为准确的电压补偿值。