[发明专利]一种电池容量测量电路、电池容量精确计算方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及移动设备电池计量技术领域，尤其涉及一种电池容量测量电路、电池容量精确计算方法及系统。

背景技术

电池是移动设备等便携设备的必备元件，用以提供内部其他工作元件运作的电力，电池容量的多少影响着便携设备中工作元件的工作时长，人们对于设备使用时长的一般需求是越长越好，所以电容量也越大越好。然而在设计便携设备过程中，由于使用的电池容量越来越大，而用户对了解使用过程中的电量情况要求精度越来越高，所以需要对设备的电量显示进行优化以提高显示精度。

在实际电池运用中，由于使用在不同的环境(负载，温度随时改变)和电池本身化学特性(老化，储存电量递减)，使得预估电池容量，提醒使用者电源状况，变得复杂、难以精准估算。电池的化学反应经过长期充放电后会有老化的情况造成电池使用的寿命减短，使用时间缩短。使用者难以准确得知电池的真实状况；例如传统锂电池由于以截止充电电流、电压为终止充电的条件和截止放电电压(cut off voltage)为终止放电的条件，因此造成计算电池残存容量不易估算，又由于电池化学的特性容量会随时间(老化)与放电时的电压、电流和温度大小非线性的变化，更增加精确计算电池残存容量的困难度。

目前电池容量通常可利用查找表获得，如电池电压查表法，另外还可使用库伦计算法获得。现有技术中常见的电池电压查表法包括以下两种：第一种是，单纯电池电压查表法：此种情况的缺点是，测得的电压会跳动，所以有可能电池容量有可能是忽大忽小，例如75％→80％→65％→77％的跳动。第二种是，电流低于门槛值才利用测得的电压进行查表，然而，此种情况的缺点是必须一直等待电流低于门槛值，但有可能很长一段时间(如30分钟)甚至到电池没电都没低于门槛值。常见的库伦计算法有，单纯使用库伦演算法：此种方法是不断重复地(或者间隔时间)检测此电池的电流流量，并将多次电流的取样结果进行累计累加(即是对时间进行积分)，就可以知道到底耗用了多少的电量。然后，电池初始容量减去所耗的电量，就能取得目前电池所剩的电池容量，但是对与电流的取样标准并没有精确的界定，容易获取与实际电流有偏差的电流值。

如公开号为CN102081143A的专利文献公开的“电池电量的估测方法与系统”，所述方法包括：取得一库伦计数器计算的电池容量参数(CCBI)，CCBI是与从一电池中流出的累计电流量相关；取得一电池电压曲线追踪计算的电池容量参数(VCBI)，VCBI是与电池的温度、输出电压与流出的电流大小相关。根据CCBI与VCBI产生一调整过计算的电池容量参数MCBI，MCBI是介于CCBI与VCBI之间。该发明所需硬件较为简单，具有低成本且高精确度的优点，电量计算过程则相对复杂，运算量较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种电池容量测量电路、电池容量精确计算方法及系统，能够提供高精度的电池容量检测，帮助相关移动设备解决电量错误显示、电量显示跳变以及提前关机的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种电池容量测量电路，包括由电池、设备负载和电阻串联而成的主回路，与所述电阻一端连接的第一电压测量电路，以及与所述电阻另一端连接的第二电压测量电路，还包括：

电源管理电路和恒流源电路，所述电源管理电路与所述电池并联，所述恒流源电路与所述电阻并联，所述电源管理电路与所述恒流源电路连接。

一种基于上述电池容量测量电路的电池容量精确计算方法，所述方法包括以下步骤：

S10：计算所述电阻的阻值；

S20：计算经过所述设备负载的电流值；

S30：计算所述电池的当前电容量。

进一步地，所述步骤S10包括：

S11：获取所述电源管理电路给所述恒流源电路供电情况下，所述电阻两端的电压差△U1；

S12：读取所述电源管理电路给所述恒流源电路供电情况下，所述恒流源电路的电流值后，断开所述电源管理电路给所述恒流源电路的供电；

S13：根据所述电阻两端的电压差△U1和所述恒流源电路的电流值，计算所述电阻的阻值。

进一步地，所述步骤S20包括：

S21：获取所述电源管理电路给所述恒流源电路断开供电情况下，所述电阻两端的电压差△U2；

S22：根据步骤S10计算的所述电阻的阻值和所述电阻两端的电压差△U2，计算经过所述电阻的电流值。

进一步地，所述步骤S30中通过库伦积分法计算所述电池的当前电容量，所述库伦积分法计算公式如下：