用于估算电池剩余容量的设备、方法及系统的制作方法

用于估算电池剩余容量的设备、方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于估算电池剩余容量的设备、方法及系统。该设备包括接口和处理模块。接口用于接收指示电池状态的参数的信息。处理模块耦合至接口，用于计算电池的剩余容量以及容量比，容量比是计算出的剩余容量和电池的参考容量之间的比值，处理模块用于比较参数和参考值以产生第一比较结果，并且用于比较容量比和参考比率以产生第二比较结果，处理模块还用于根据第一比较结果和第二比较结果设置变化量，并且用变化量改变计算出的剩余容量。本发明的用于估算电池剩余容量的设备、方法及系统提高了电池剩余容量估算的精确度，简化了电池剩余容量的估算过程，并节省了大量的时间。
【专利说明】用于估算电池剩余容量的设备、方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及电池领域，尤其涉及一种用于估算电池剩余容量的设备、方法及系统。【背景技术】
[0002]在传统的电池剩余容量(Remaining Capacity,简称为RC)估算方法中，RC的估算是通过在一个初始RC值上进行增加或减少来实现，其中，初始RC值是基于电池的开路电压从查找表中读取所得的RC值，并且在RC值上增加/减少的量是通过对进出电池的电荷计数(可以称作“库仑计数(coulomb counting)”)得到。具体地说，电池通常具有特定的电压-容量特性。查找表列出了对应于不同参考电压的RC值。在查找表内，对应于每一个参考电压的RC值是通过对已经完全放电的电池进行充电直至该电池的开路电压达到该参考电压，并且通过对充电过程中流入该电池的电荷进行计数而得到的。计数所得的库仑电荷量是对应于该参考电压的RC值。由于库仑计数带来了累积的误差，该查找表并不精确。此夕卜，当电池完全放电时，通常该电池还留有残余容量(residual capacity,简称为RESXRES值会随着电池的电压、电流、温度的变化而变化，这也降低了估算过程中的准确性。
[0003]在另一个传统的电池剩余容量估算方法中，使用了残余容量表(ResidualCapacity Table，简称为RES表)，用于减小因残余容量而引起的误差。更具体地，RES表列出了对应于不同的参考电压、参考电流和参考温度的RES值。基于该RES表、上述的查找表和库仑计数方法，可以估算剩余容量。然而，为了创建RES表，电池需要多次反复地进行充放电，并且在不同的电池电压、电池电流和温度条件下进行测试，这个过程复杂而且耗时。
[0004]另外，在上述传统的电池的剩余容量估算方法中，当电池处于使用中时(例如，充电器正在为电池充电或者电池正在放电从而为设备供电)，剩余容量的估算中也存在因库仑计数而带来的误差。诸如移动电话或膝上电脑这样的设备可利用上述传统方法以估算其供电电池的剩余容量。该设备还可以计算电池的相对电荷状态(Relative State OfCharge,简称为RSOC)，并在该设备的屏幕上显示RS0C。RSOC由容量比表示，该容量比是剩余容量和电池的满充容量之间的比值，为百分比形式。由于上述误差，显示在屏幕上的RSOC不同于实际的RSOC。例如，当实际RSOC是99%时，显示的RSOC可能是95%，或者当实际RSOC是1%时，显示的RSOC可能是5%。这样，在电池满充电的时候，屏幕上显示的RSOC可能从95%跳变到100%。而且，当电池完全放电时，即使屏幕上的RSOC显示了电池内仍有剩余容量，设备也可能意外关机。

【发明内容】

[0005]本发明要解决的技术问题在于提供一种用于估算电池剩余容量的设备、方法及系统，提高电池剩余容量的估算的精确度，简化电池剩余容量的估算过程，并节省了大量的时间。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于估算电池剩余容量的设备。该设备包括:接口，用于接收指示电池状态的参数的信息；以及处理模块，耦合至所述接口，用于计算所述电池的剩余容量和容量比，所述容量比是计算出的剩余容量和所述电池的参考容量之间的比值，所述处理模块比较所述电池的参数和参考值以产生第一比较结果，比较所述容量比和参考比率以产生第二比较结果，所述处理模块还根据所述第一比较结果、所述第二比较结果设置变化量，并且用所述变化量改变所述计算出的剩余容量。
[0007]本发明还提供了一种估算电池剩余容量的方法。该估算电池剩余容量的方法包括:使用处理模块计算所述电池的剩余容量和容量比，所述容量比是计算出的所述电池的剩余容量和所述电池的参考容量之间的比值；将指示所述电池的状态的参数和参考值进行比较，以产生第一比较结果；将所述容量比和参考比率进行比较，以产生第二比较结果；根据所述第一比较结果和所述第二比较结果设置变化量；以及用所述变化量改变所述计算出的所述电池的剩余容量。
[0008]本发明还提供了一种用于估算电池剩余容量的系统。该用于估算电池剩余容量的系统包括上述技术方案中所述的用于估算电池剩余容量的设备和电池监控器；其中，所述电池监控器用于监控所述电池的状态，所述用于估算电池剩余容量的设备根据所述电池的状态通过库仑计数计算所述电池的剩余容量，并基于所述电池的状态校准该剩余容量的值。
[0009]本发明提供的用于估算电池剩余容量的设备、方法及系统通过比较指示电池状态的参数和参考值，以及比较容量比和参考比率，来设置变化量以改变计算出的剩余容量，从而更接近电池实际的剩余容量，提高了估算的精确度，另外显示在屏幕上的容量比更接近实际的容量比，从而不会出现容量比的跳变。此外，本发明的估算电池剩余容量的设备和方法省略了传统方法中的残余容量表，从而简化电池剩余容量的估算过程，并节省了大量的时间。
【专利附图】

【附图说明】
[0010]以下通过对本发明的一些实施例将结合其附图的描述，可以进一步理解本发明的目的、具体结构特征和优点。
[0011]图1所示为根据本发明一个实施例的用于估算电池剩余容量的系统的结构框图。
[0012]图2所示为根据本发明一个实施例的估算电池剩余容量的方法流程图。
[0013]图3所示为根据本发明一个实施例的使用充电算法估算电池剩余容量的方法流程图。
[0014]图4所示为根据本发明一个实施例的关于电池的剩余容量和电池电流的示意图。
[0015]图5所示为根据本发明一个实施例的使用放电算法估算电池剩余容量的方法流程图。
[0016]图6所示为根据本发明一个实施例的关于电池的剩余容量和电池电压的示意图。
[0017]图7所示为根据本发明一个实施例的电子设备所执行的估算电池剩余容量的方法流程图。
【具体实施方式】
[0018]以下将对本发明的实施例给出详细的参考。尽管本发明通过这些实施方式进行阐述和说明，但需要注意的是本发明并不仅仅局限于这些实施方式。相反，本发明涵盖所附权利要求所定义的发明精神和发明范围内的所有替代物、变体和等同物。
[0019]下文的部分描述是以步骤、逻辑框图、流程和其它对操作的象征性表示而呈现的，数据处理领域的技术人员会使用这样的描述和表示，高效地向本领域的其他技术人员阐述本发明的实施例。在本发明的实施例中，程序、逻辑框图、流程等是看作统一顺序的步骤，可以达到预期的结果。这些步骤需要对物理量进行物理性操作。一般但并不限定，这些物理量采用电信号或磁信号的形式，该电信号或磁信号可以储存于/传输到计算机系统，或者在计算机系统中组合/比较，又或者在计算机系统中操作。
[0020]然而，应可理解，本发明实施例中所使用的及其类似的描述和表示应与合适的物理量相联系，且仅仅简单的应用于这些物理量。除非明显在以下描述中另有说明，应理解本文通篇使用的例如，“计算”、“比较”、“产生”、“改变”、“乘以”、“增加”、“减小”等，是指计算机系统或类似的电子计算设备的操作和过程，该计算机系统或类似的电子计算设备将计算机系统的寄存器和存储器中的表示为物理(电子)量的数据，控制并转换为其它数据，类似地，该其它数据在计算机系统的寄存器和存储器中，或在其它类似的信息存储、传输或显示设备中，表不为物理(电子)量。
[0021]另外，为了更好的说明本发明，在下文的【具体实施方式】中给出了众多的具体细节。本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本发明同样可以实施。在另外一些实例中，对于大家熟知的方法、手续、部件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
[0022]本发明提供了一种用于估算电池剩余容量的设备、方法及系统。在一个实施例中，该估算电池剩余容量的设备通过库仑计数计算电池的剩余容量，并基于电池的状态校准该剩余容量的值。例如，该设备在剩余容量值上增加或减去一个变化量，该变化量通过检查电池参数的范围确定。在充电状态，该电池参数包括电池的充电电流。在放电状态，该电池参数包括电池两端的电压。与传统的电池剩余容量估算方法相比，本发明实施例经过校准的剩余容量值更为精确。再者，本发明实施例无需创建和使用传统估算方法中的RES表，简化了电池剩余容量的估算过程。而且，显示给用户的剩余容量(例如，显示的是相对电荷状态(Relative State of Charge,简称为RSOC))也更加准确的表示了电池实际的剩余容量。
[0023]图1所示为根据本发明一个实施例的用于估算电池剩余容量的系统和电池包110所形成的应用系统100的结构框图。用于估算电池剩余容量的系统具体可以为电子设备130 (例如,主机设备)。在一个实施例中，电池包110插入电子设备130以给电子设备130供电。电池包110还可以经过电子设备130由充电器充电。
[0024]在一个实施例中，电池包110包括电池102和用于感应电池102温度的温度感应电路104，其中，电池102包括串联耦接的多个单体电池。应用系统100还包括耦合至电池包110的电压感应电路106以及耦合至电池包110的电流感应电路108，电压感应电路106感应电池102的电池电压VBAT，电流感应电路108感应电池102的电池电流Ibat。
[0025]电子设备130可以是(但不限于)台式电脑、笔记本电脑、智能手机、掌上型电脑、平板电脑等计算机设备。电子设备130包括电池监控器120、处理模块140、存储模块134以及屏幕132。电池监控器120包括多路复用器(multiplexer，简称为MUX) 112、模数转换器(Analog-to-Digital Converter,简称为ADC) 114以及多个寄存器单兀。多路复用器112选择性地将指示电池102的状态的参数(例如，电池电压Vbat、电池电流Ibat、电池温度等)的信息传输到ADC 114, ADC 114将该信息转换为数字形式。转换为数字形式的信息储存于寄存器单元。寄存器单元包括但不限于:温度寄存器单元121，用于储存电池温度值；电压寄存器单元122，用于储存电池电压Vbat值；电流寄存器单元123，用于储存电池电流Ibat值；剩余容量寄存器单元(简称为RC寄存器单元)124，用于储存电池102的估算出的剩余容量值；以及开路电压(Open-Circuit Voltage，简称为0CV)寄存器单元125，用于储存电池102的开路电压值。处理模块140用于进行例如库仑电荷计数，从而估算电池102的剩余容量和相对电荷状态。屏幕132可以显示电池102的状态，例如剩余容量、相对电荷状态等。处理模块140经过接口 141 (例如，通信总线接口)接收指示电池102状态的参数的信息，并基于该指示电池102状态的信息，估算电池102的剩余容量和相对电荷状态。处理模块140还可以控制屏幕132以显示电池102的状态。存储模块134用于存储处理模块140估算的电池102的剩余容量和相对电荷状态以及电池102的满充容量。
[0026]本领域技术人员可以理解的是，本发明实施例中所使用的“电池温度”是指电池102的动态温度；“电池电压Vbat”是指使用电池102时(例如，充电器正在为电池102充电时或者电池102放电以给电子设备130供电时)，电池102两端的动态电压；“电池电流IBAT”是指流进或流出电池102的动态电流，例如，充电电流或者放电电流；“开路电压”是指电池102为开路时，电池102两端的电压。
[0027]本发明实施例中所提及的“相对电荷状态(RSOC) ”由容量比表示,所述容量比是电池102的剩余容量和参考容量(例如，满充容量)之间的比值，为百分比形式。在一个实施例中，所使用的“剩余容量”是指电池102中剩余的电荷总量RCtot, “满充容量”是指当电池102满充电时，储存于电池102的电荷总量F CTQT。在上述实施例中，相对电荷状态的数值(RSOC值)由以下等式给出:
[0028]RSOC= (RCT0T/FCT0T) *100% (I)
[0029]在另一个实施例中，所使用的“剩余容量”是指电池102中剩余的并可以用于电池102放电的电荷量RCava，“满充容量”是指当电池102满充电时，储存于电池102并可以用于电池102放电的电荷量FCava。具体地说，当电池102完全放电时，电池102中留有残余容量RE S，例如，一些残余的电荷。当电池102放电不完全时，可用的剩余容量RCava是电荷总量RCtqt的值减去残余容量RES的值，例如，RCava=RCtot-RE S。当电池102满充电时，可用的满充容量FCava等于电荷总量FCtot的值减去残余容量RES的值，例如，FCava=FCtot-RES。在上述实施例中，RSOC值由以下 等式给出:
[0030]RSOC= [ (RCtot-RES) / (FCtot-RES) ] *100% (2)
[0031]在一个实施例中，存储模块134还存储有查找表，查找表列出了对应于电池102的不同参考电压的剩余容量值，且该查找表可用于估算电池102的初始剩余容量值。例如，查找表包括对应于电压V1的剩余容量值R1、对应于电压V2的剩余容量值R2、……、对应于电压Vn的剩余容量值Rn。当电池包110插入电子设备130时，电池监控器120从电压感应电路106接收电池102的开路电压Voten并将开路电压Vwen的值储存于OCV寄存器单元125。处理模块140经过接口 141接收开路电压Vqpen的信息，并从存储模块134中的查找表中获取对应于该开路电压Vwen的剩余容量值。获取的剩余容量值可以称作电池102的初始剩余容量值。
[0032]在一个实施例中，当电池102处于使用中时，例如，电池102正在充电或者放电时，处理模块140进行库仑计数以计算电池102中电荷的库仑计数量AC，并通过在初始剩余容量值上增加或减去库仑计数量AC，计算电池102的剩余容量。计算出的剩余容量值通过接口 141发送给电池监控器120中的RC寄存器单元124，RC寄存器单元124储存该剩余容量值，且该计算出的剩余容量值可以称作电池102的预存剩余容量值。此外，本发明实施例中所使用的“库仑计数”是指将电池102的电流IBAT，(例如，充电电流或放电电流)乘以电池102运行的时间。在本发明的一个实施例中，在充电期间，当电池102接近于满充电时，处理模块140基于充电算法和储存于RC寄存器单元124的剩余容量值，估算电池102的动态剩余容量值。在本发明的另一个实施例中，在放电期间，当电池102接近于完全放电时，处理模块140基于放电算法和储存于RC寄存器单元124的剩余容量值，估算电池102的动态剩余容量值。通过使用充电算法和放电算法，处理模块140可以校准/调整已估算的剩余容量值从而减小已估算的剩余容量值和电池102的实际剩余容量值之间的差值。因此，已估算的剩余容量值可以被校准/调整得更接近电池102的实际剩余容量值。同时，显示在屏幕132上的相对电荷状态(例如:容量比RSOC)被校准/调整得更接近电池102的实际相对电荷状态。本领域技术人员可以理解的是，本发明实施例并不限于此，在充电和放电的其他阶段也可以使用充电算法和放电算法，从而减小估算出的剩余容量值和电池102的实际剩余容量值之间的差值。此外，由于本发明的实施例省略了传统方法中所使用的RES表，从而简化了剩余容量的估算流程。
[0033]图2所示为根据本发明一个实施例的估算电池剩余容量的方法流程图200。图2将结合图1进行描述。本领域技术人员可以理解的是，虽然图2中公开了具体的步骤，但是这些步骤仅作为示例用于说明，也就是说，本发明实施例的估算电池剩余容量的方法还可以执行多个其它的步骤或执行图2中步骤的变换步骤。具体地，本发明实施例包括如下步骤:
[0034]在步骤202中，开启电子设备130。
[0035]在步骤204中，电子设备130检测电池102是否刚插入电子设备130。举例说明，在电池102插入电子设备130的时候，储存于电子设备130中的标识寄存器(图1中未示出)的标识信号(f Iagsignal)可自动设置为，例如，数字“ I ”。于是，通过该标识信号向电子设备130通知电池102刚插入，然后电子设备130进行初始化配置。进行初始化配置之后，处理模块140将标识信号设置为，例如数字“O”。如果电池102仍然插在电子设备130上，则标识信号维持数字“O”。因此，在一个实施例中，如果该标识信号为数字“1”，则电池102刚插入电子设备130，或者如果该标示信号为数字“0”，则电池102已经使用了一段时间。然而，本发明并不仅限于此。在另一个实施例中，可以通过其它方式来确定电池102是刚插入电子设备130还是已经使用了一段时间。
[0036]在一个实施例中，如果电池102刚插入电子设备130，则电池监控器120的RC寄存器单元124中没有存储关于电池102的剩余容量的信息，流程图200转到步骤206。如果电池102在插入电子设备130后已经使用了一段时间，则RC寄存器单元124中储存有关于电池102的剩余容量的信息，流程图200转到步骤208。
[0037]在步骤206中，电池监控器120从电压感应电路106接收电池102的开路电压
Vopen,并将开路电压Voten的信息传送到处理模块140。处理模块140从存储在存储模块134中的查找表中获取对应于开路电压Voten的剩余容量值，该剩余容量值可以称作初始剩余容量值 RCinit ο[0038]在步骤208中，处理模块140获取储存于RC寄存器单元124的剩余容量值，该剩余容量值可以称作预存剩余容量值rcpke。
[0039]在步骤210中，处理模块140检测电池102是处于空闲状态还是处于使用状态。例如，当电池102满充电时，电子设备130停止对电池102充电，从而没有电流流进或流出电池102。在这种清况下，电池102处于空闲状态。当处理模块140检测到电池102处于使用状态时，例如，正在对电池102充电或放电，则流程图200转到步骤212。
[0040]在步骤212中，处理模块140检测电池102是否处于放电状态，例如，电池102正在为电子设备130中的组件和电路等负载供电。如果电池102处于放电状态，则流程图200转到步骤214 ;否则，流程图200转到步骤220。
[0041]在步骤214中，处理模块140检测电池102是否接近于完全放电。在一个实施例中，当电池102的电池电压Vb at下降到第四参考电压Vkef I时，电池102接近于完全放电。第四参考电压Vkefi由电池102的放电截止电压Veqd确定。举例说明，当电池102完全放电时，如果电池102具有电池电压Veot (例如，3.5V)，则该电池电压Vra3 (例如，3.5V)可以称作“放电截止电压”。第四参考电压VKEn可以设置为,例如，VE()D+50mV。在一个实施例中，如果处理模块140检测到电池102接近于完全放电，例如，电池102的电池电压Vb at已下降到第四参考电压Vkefi，则流程图200转到步骤216 ;否则，流程图200转到步骤218。
[0042]在步骤216中，处理模块140通过放电算法估算电池102的剩余容量。图5将对本发明实施例中的放电算法进行详细的描述。
[0043]在步骤218中，处理模块140进行库仑计数以计算电池102的剩余容量。例如，处理模块140以预定频率1/TPKE反复进行库仑计数。换句话说，在每一个周期Tpke中，处理模块140对流进和流出电池102的电荷进行计数。处理模块140通过将电池102的电流Ibat(例如，充电电流或放电电流)乘以电池102在一个周期中的运行时间(例如，周期TPKE)，计算库仑计数量AC。因此，库仑计数量AC可由以下等式给出:`[0044]Δ C=Ibat^Tpee (3)
[0045]如果电池102处于放电状态，则处理模块140将剩余容量值(例如，通过步骤206得到的初始剩余容量值RCinit或通过步骤208得到的预存剩余容量值RCpke)减去该库仑计数量△ C，得到更新后的剩余容量值，处理模块140将更新后的剩余容量值储存到RC寄存器单元124中。如果电池102处于充电状态，则处理模块140在剩余容量值上增加该库仑计数量Λ C，并将更新后的剩余容量值储存到RC寄存器单元124中。
[0046]在步骤220中，处理模块140检测电池102是否处于充电状态，例如，经过电子设备130对电池102充电。如果电池102处于充电状态，则流程图200转到步骤222 ;否则，流程图200转到步骤210。
[0047]在步骤222中，处理模块140检测电池102是否接近于满充电。在一个实施例中，当电池102的电池电压Vbat增加到电池102的第三参考电压Vkef2时，电池102接近于满充电。例如，在充电状态，电池102的电池电压Vbat可以一直增加到恒压阈值Vcv。当电池电压Vbat达到恒压阈值Vw时，电池102进入恒压充电模式，电池电压Vbat基本恒定，且电池102的充电电流Ibat开始下降。本领域技术人员可以理解的是，本发明实施例中的“基本恒定”指电池电压Vbat可以由于电路组件的非理想性等原因偏离恒定值，但是，偏离的值处于可以忽略的范围内。在一个实施例中，第三参考电SVkef2是恒压阈值Vw。在另一个实施例中，第三参考电压Vkef2略微小于恒压阈值Vev。在一个实施例中，如果处理模块140检测到电池102接近于满充电，例如，电池102的电池电压Vbat增大到第三参考电压Vkef2，则流程图200转到步骤224 ;否则，流程图200转到步骤218。
[0048]在步骤224中，处理模块140通过充电算法估算电池102的剩余容量。图3将对本发明实施例中的充电算法进行详细的描述。
[0049]图3所示为根据本发明一个实施例的使用充电算法估算电池剩余容量的方法流程图300。图3将结合图1和图2进行描述。估算电池剩余容量的方法流程图300详细说明了图2所示实施例中的步骤224的充电算法。虽然图3中公开了具体的步骤，但是这些步骤仅作为示例。也就是说，本发明实施例的执行充电算法的步骤还可以执行多个其它的步骤或执行图3中步骤的变换步骤。
[0050]在一个实施例中，处理模块140通过本发明实施例的流程图300计算电池102的剩余容量RC和容量比RS0C，容量比RSOC是计算出的剩余容量RC和电池102的参考容量之间的比值。处理模块140通过将电池102的参数和参考值进行比较，产生第一比较结果；处理模块140还通过将容量比RSOC和参考比率进行比较，产生第二比较结果；根据第一比较结果和第二比较结果设置增量Λ RC1，以及在计算出的剩余容量RC上增加该增量ARC115在一个实施例中，参考容量包括如上所述的电池102的满充容量,容量比是指如上所述的相对电荷状态。在图3的实施例中，电池102的参数包括电池102的充电电流Iaffi,处理模块140将该充电电流Iqk与参考电流进行比较，以产生该第一比较结果。处理模块140根据第一比较结果和第二比较结果增大计算出的剩余容量RC。
[0051]具体地，在步骤302中，处理模块140进行库仑计数以得到电池102中电荷的库仑计数量AC。
[0052]在步骤304中，处理模块140比较电池102的电池电压Vbat和参考电压，该参考电压例如为电池102的恒压阈值Vw。如果电池电压Vbat小于恒压阈值VCT，则流程图300转到步骤324 ;否则，流程图300转到步骤306。
[0053]在步骤306中，处理模块140将充电电流Iaffi分别与第一参考电流以及第二参考电流进行比较，以确定充电电流Iaffi的范围。具体地说，在一个实施例中，当电池102工作于恒流充电模式时，充电电流Iaffi具有基本恒定的值Icv，并且电池电压Vb AT上升。本领域技术人员可以理解的是，本发明实施例中的“基本恒定”指充电电流Iaffi可以由于电路组件的非理想性等原因偏离恒定值，但是，偏离的值处于可以忽略的范围内。当电池电压Vbat升到恒压阈值Vw时，电池102进入恒压充电模式，如果继续为电池102充电，则充电电流Iaffi下降。在一个实施例中，当充电电流I?降到充电截止电流Ikk时，则可确认电池102满充电。在图3的实施例中，充电截止电流Ikk是恒定值Ict的十分之一。本领域的技术人员可以理解的是，本发明的实施例并非仅限于此。在图3的实施例中，在步骤306中，处理模块140将充电电流Iaffi分别与第一参考电流(例如，参考电流91.)以及第二参考电流(例如，参考电流IOIkk，其中，参考电流IOIto为恒定值Ict)进行比较，以确定充电电流Iqk是否在范围[9IEQC, IOIeqc)内。本领域技术人员可以理解的是，[α，β )表示从边界值a到边界值β的范围，包括边界值a且不包括边界值β。
[0054]如图3所示，如果充电电流Ichc在范围[9Ieqc，IOIeoc)内(例如，充电电流Ichc小于参考电流IOIeqc且大于或等于参考电流9IEQC)，则流程图300转到步骤308 ;否则，如果充电电流Iqk不在范围[9Ieqc，IOIeqc)内，例如，充电电流Iaffi小于参考电流91.，则流程图300转到步骤312。
[0055]在步骤308中，处理模块140将容量比RSOC和参考比率(例如，参考比率91%)进行比较。如果容量比RSOC小于参考比率91%，则流程图300转到步骤328，否则，流程图300转到步骤310。
[0056]在步骤310中，如果检测出容量比RSOC等于参考比率91%，则流程图300转到步骤324以在剩余容量值RC上增加库仑计数量AC并返回更新后的剩余容量值RC+Λ C。如果检测出容量比RSOC大于参考比率91%，则流程图300转到步骤326。
[0057]在步骤312中，处理模块140降低第一参考电流和第二参考电流，并将充电电流Ichg分别与降低后的第一参考电流和第二参考电流(例如，参考电流8IE0C和参考电流9IEQC)进行比较。类似地，如果充电电流I?小于参考电流81.，则处理模块140再次降低第一参考电流和第二参考电流以得到另一组降低后的参考电流，并将充电电流I?和该组降低后的参考电流进行比较。处理模块140 —直反复进行上述比较过程，直到处理模块140确定充电电流I?的范围，在此不再赘述。如果充电电流I?在范围[8ΙΕ%，9Ι.)内(例如，充电电流Iqk小于参考电流9Ieqc且大于或等于参考电流8IEQC)，则流程图300转到步骤314。
[0058]在步骤314中，处理模块140将容量比RSOC和增大的参考比率(例如，参考比率92%)进行比较。类似地，在一个实施例中，如果第一参考电流和第二参考电流降低，则处理模块140相应地增大上述参考比率，即对应于范围[7Ieqc，8Ieqc)，……，范围[2Ieqc，3Ieqc)，
参考比率分别为93%、94%、......98%。在步骤314中，如果容量比RSOC小于参考比率92%，
则流程图300转到步骤330，否则，流程图300转到步骤316。
[0059]在步骤316中，如果检测出容量比RSOC等于参考比率92%，则流程图300转到步骤324以在剩余容量值RC上增加库仑计数量AC并返回更新后的剩余容量值RC+Λ C。如果检测出容量比RSOC大于92%，则流程`图300转到步骤326。对应于范围[7IE0C, 8IE0C),……，范围aE(K，2IE(K)中容量比等于参考比率或者容量比大于参考比率以类似的方式进行，在此不再赘述。
[0060]在步骤318中，处理模块140将充电电流Iaffi分别与第一参考电流和第二参考电流(例如，参考电流Ikk和参考电流2IE(K)进行比较，如果充电电流Iqk在范围(IEre，2Ieoc)内(例如，充电电流I?小于参考电流2IWC且大于充电截止电流ITO)，则流程图300转到步骤320。如果充电电流Iaffi降低至充电截止电流Ikk，则流程图300转到步骤334。
[0061]在步骤320中，处理模块140将容量比RSOC和增大的参考比率(例如，参考比率99%)进行比较。如果容量比RSOC小于参考比率99%，则流程图300转到步骤332，否则，流程图300转到步骤322。
[0062]在步骤322中，具体操作与步骤310、316类似，因此，在此不再赘述。
[0063]在步骤324中，处理模块140将增量ARC i设置为步骤302中所得到的库仑计数量Λ C，从而在剩余容量值RC上增加该库仑计数量AC。流程图300返回更新后的剩余容量值RC+ Δ C，且处理模块140通过接口 141将该更新后的剩余容量值(RC+ Δ C)储存到RC寄存器单元124。换句话说，如果电池电压Vb ΑΤ小于恒压阈值Vct，则处理模块140执行与图2中的步骤218类似的操作，即:进行库仑计数以估算剩余容量值RC。
[0064]在步骤326中，处理模块140维持剩余容量值RC不变且流程图300返回该不变的剩余容量值RC。
[0065]在步骤328中，处理模块140将增量Λ RC1设置为(库仑计数量Λ C+追赶参数值)，例如，Λ C+90%*CF，从而在剩余容量值RC上增加该增量Λ C+90%*CF。
[0066]在步骤330中，处理模块140将增量Λ RC1设置为(库仑计数量Λ C+追赶参数值)，例如，AC+80%*CF，从而在剩余容量值RC上增加该增量AC+80%*CF。对应于范围[7IEQC，8Ieoc)，……，范围[21膨3Ieoc)设置增量Δ RC1和在剩余容量值RC上增加该增量Δ RC1的操作以类似的方式进行，在此不再赘述。
[0067]在步骤332中，处理模块140将增量Λ RC1设置为(库仑计数量Λ C+追赶参数值)，例如，Λ C+10%*CF，从而在剩余容量值RC上增加该增量Λ C+10%*CF。在一个实施例中，当充电电流I?减小时，电池102的实际剩余容量的增加速率也随之减小，如图3的实施例所示，处理模块140可以但不限于，在充电电流Iaffi减小时降低增量ARCp
[0068]在一个实施例中，参数CF可以称作“追赶因子”，参数CF等于电池102的满充容量的1%。例如，用于智能手机的电池的满充容量可以是1600毫安时(milliampere-hour,简称为mAH)，该满充容量的1%是16mAH。再例如，用于平板电脑的电池的满充容量可以是7000mAH，该满充容量的1%是70mAH。步骤328、步骤330和步骤332中公开的增量AC+90%*CF、增量AC+80%*CF和增量Λ C+10%*CF并非用于限制本发明。在本发明的另一个实施例中，步骤328、步骤330和步骤332以及其它类似的步骤(图3中未示出)中所设置的增量Λ RC1可以具有其它值，只要这些增量Λ RC1都大于库仑计数量Λ C且小于库仑计数量AC加追赶因子CF (例如，电池102的满充容量的1%)。
[0069]在步骤334中，处理模块140在剩余容量值RC上增加增量100%*CF且流程图300返回更新后的剩余容量值RC+100%*CF。
[0070]综上所述 ，在图3的实施例中，处理模块140确定充电电流Iqk是否处于第一参考电流和第二参考电流所定义的范围内。如果充电电流Iqk在此范围内，则处理模块140还要将容量比RSOC和对应于此范围的参考比率进行比较。如果充电电流Iaffi不在此范围内，则处理模块140降低该第一参考电流和该第二参考电流，并且增大该参考比率。
[0071]图4所示为根据本发明一个实施例的关于图3中剩余容量RC和充电电流Iaffi的示意图。图4将结合图3进行描述。在一个实施例中，曲线402表示通过使用充电算法估算电池剩余容量的方法流程图300得到的容量比RS0C，曲线404表示通过库仑计数而不使用充电算法估算电池剩余容量的方法流程图300所得到的容量比RS0C，曲线406表示充电电流Ιακ。
[0072]如图4所示，在时刻Ta，充电电流Ichg开始下降，电池102接近于满充电。随着电池102的容量比RSOC的增加，充电电流Iqk下降。在一个实施例中，通过执行使用充电算法估算电池剩余容量的方法流程图300中的步骤，当充电电流Iaffi在范围[9Ieqc，IOIeqc)内时，可以将容量比RSOC控制为例如91% ；当充电电流Iaffi在范围[8Ieqc，9Ieoc)内时，可以将容量比RSOC控制为例如92%;……；当充电电流Iqk在范围(Ι.，2ΙΕ(Κ)内时，可以将容量比RSOC控制为例如99%。此外，在时刻Te，充电电流Ichg下降到充电截止电流Ikk时，可以将容量比RSOC控制为100%。
[0073]在图4中，例如，在时刻Tb，充电电流Iaffi在范围[8IEQC，9IEQC)内，且曲线404上的容量比RSOC为91%，因此，处理模块140通过使用充电算法估算电池剩余容量的方法流程图300中的步骤330以在剩余容量值RC上增加增量Λ RC1，例如，Λ RC1= Λ C+80%*CF。这样，容量比RSOC向着92%增加。如上所述，该增量Λ RC1小于库仑计数量Λ C与电池102的满充容量的1%的和，由于，库仑计数量Λ C较小，因此在剩余容量值RC上增加增量ARC1之后，容量比RSOC不会从91%跳变到93%，且本发明实施例中的追赶因子CF使得更新的剩余容量值更接近实际的剩余容量值，容量比RSOC更接近实际的容量比RS0C。
[0074]综上，与传统的估算电池剩余容量的方法相比较，通过本发明实施例中的使用充电算法估算电池剩余容量的方法流程图300得到的剩余容量值RC更加接近于实际的剩余容量值RC，且屏幕132上显示的容量比RSO C (例如，显示的相对电荷状态)更加接近于电池102的实际容量比RSOC (例如，实际的相对电荷状态)。此外，屏幕132上显示的容量比RSOC可以连贯的变化，而不会出现跳变。
[0075]图5所示为根据本发明一个实施例的使用放电算法估算电池剩余容量方法流程图500。图5将结合图1和图2进行描述。估算电池剩余容量的方法流程图500详细说明了图2所示实施例中的步骤216的放电算法。虽然图5中公开了具体的步骤，但是这些步骤仅作为示例。也就是说，本发明实施例的执行放电算法的步骤还可以执行多个其它的步骤或执行图5中步骤的变换步骤。
[0076]在一个实施例中，处理模块140通过本发明实施例的流程图500计算电池102的剩余容量RC和电池102的容量比，例如RSOC值。处理模块140将电池102的参数和参考值进行比较，以产生第一比较结果；将容量比和参考比率进行比较，以产生第二比较结果；根据第一比较结果和第二比较结果设置减量ARC2 ;以及在计算出的剩余容量RC上减去该减量ARC2。在图5所示的实施例中，电池102的参数包括电池102的电池电压Vbat，处理模块140将该电池电压Vbat和参考电压进行比较，以产生该第一比较结果。处理模块140根据该第一比较结果和第二比较结果减小计算出的剩余容量RC。
[0077]具体地说，在步骤502中，处理模块140进行库仑计数以得到电池102中的电荷的库仑计数量AC。
[0078]在步骤504中，处理模块`14`0可以从存储模块134中存储的表格中获取电池102的放电截止电压VEm。更具体地，在一个实施例中，在放电状态，电池102的电池电压Vbat下降。当电池电压Vb AT下降到放电截止电压Vmi时，认为电池102完全放电。在一个实施例中，存储模块134还存储有列出对应于不同电池温度的放电截止电压Vmi的表格。存储模块134可以根据从温度感应电路104接收的电池温度，从该表格中获取放电截止电压VEQD。在本发明另一个实施例中，放电截止电压Vmi可以是与电池温度无关的预设电压，在这种情况下，流程图500可以跳过步骤504。
[0079]在步骤506中，处理模块140比较电池电压Vb at和参考电压，例如，5Vt+VEOT)。在一个实施例中，当电池102的容量比RS OC为5%时，电池102的电压是VTEST。可以对电压Vt的值做选择使得参考电压5VT+VEm和电压Vtest之间的差值小于预限定值。在步骤506中，如果电池电压Vb AT大于或等于参考电压5Vt+VE(I)，则流程图500转到步骤526 ;否则，流程图500转到步骤508。
[0080]在步骤508中，处理模块140将电池电压Vbat分别与第一参考电压(例如，4VT+VEQD)以及第二参考电压(例如，5VT+VroD)进行比较以确定电池电压Vb ?的范围。更具体地，处理模块140将电池电压Vbat和参考电压4VT+VroD以及参考电压5VT+VEm进行比较以确定电池电压 Vbat 是否在范围[4VT+VEm，5Vt+VE0D)内。
[0081]如果电池电压Vb at在范围[4Vt+Veqd，5Vt+VE0D)内(例如，电池电压Vbat小于参考电压5Vt+VE()D且大于或等于参考电压4Vt+VE0D)，则流程图500转到步骤510 ;否则，如果电池电压Vbat不在范围[4VT+V_ 5VT+VEm)内，例如，电池电压Vbat小于参考电压4VT+V_则流程图500转到步骤514。
[0082]在步骤510中，处理模块140将容量比RSOC和参考比率(例如，参考比率5%)进行比较。如果容量比RSOC大于参考比率5%，则流程图500转到步骤530，否则，流程图500转到步骤512。
[0083]在步骤512中，如果检测出容量比RSOC等于参考比率5%，则流程图500转到步骤526以在剩余容量值RC上减去库仑计数量AC并返回更新后的剩余容量值RC-Λ C。如果检测出容量比RSOC小于参考比率5%，则流程图500转到步骤528。
[0084]在步骤514中，处理模块140降低第一参考电压和第二参考电压，并将电池电压Vbat和降低后的第一参考电压和第二参考电压(例如，参考电压3VT+Vm和参考电压4VT+Vm)进行比较。类似地，如果电池电压Vbat小于参考电压3VT+VroD，则处理模块140再次降低第一参考电压和第二参考电压以得到另一组降低后的参考电压，并将电池电压Vbat和该组降低后的参考电压进行比较。处理模块140 —直反复进行上述比较过程，直到处理模块140确定电池电压Vbat的范围，在此不再赘述。如果检测出电池电压Vbat在范围[3VT+VroD，4Vt+VE0D)内(例如，电池电压Vbat小于参考电压4Vt+VE()D且大于或等于参考电压3VT+VEm),则处理模块140执行步骤516。
[0085]在步骤516中，处理模块140将容量比RSOC和减小的参考比率(例如，参考比率4%)进行比较。类似地，在一个实施例中，如果第一参考电压和第二参考电压降低，则处理模块140相应地减小上述参考比率，即对应于范围[2VT+VEa)，3VT+VE()D)、范围[VT+VEa)，2VT+VE()D)，参考比率分别为3%、2%。在步骤516中，如果容量比RSOC大于参考比率4%，则流程图500转到步骤532，否则，流程图500转到步骤518。
[0086]在步骤518中，具体执行过程与上述步骤512类似，此处不再赘述。
[0087]在步骤520中，处理模块140将电池电压Vbat分别与第一参考电压和第二参考电压(例如，参考电压Vmi和参考电压VT+VroD)进行比较，如果电池电压Vbat在范围(VroD，VT+VE0D)内(例如，电池电压Vbat小于参考电压VT+VroD且大于放电截止电压Vmi),则流程图500转到步骤522 ;如果电池电压Vb at降低到放电截止电压Vmi，则流程图500转到步骤536。
[0088]在步骤522中，处理模块140将容量比RSOC和减小的参考比率(例如，参考比率1%)进行比较。如果容量比RSOC大于参考比率1%，则流程图500转到步骤534，否则，流程图500转到步骤524。
[0089]在步骤524中，具体执行过程与上述步骤512类似，此处不再赘述。
[0090]在步骤526中，处理模块140将减量ARC2设置为步骤502中所得到的库仑计数量Λ C，从而在剩余容量值RC上减去该库仑计数量AC。流程图500返回更新后的剩余容量值RC- Δ C，且处理模块140通过接口 141将更新后的剩余容量值RC- Δ C储存至RC寄存器单元124。换句话说，如果电池电压Vbat大于或等于参考电压5VT+VroD，则处理模块140执行与图2中的步骤218类似的步骤，即:进行库仑计数以估算剩余容量值RC。
[0091]在步骤528中，处理模块140维持剩余容量值RC不变且流程图500返回该不变的剩余容量值RC。
[0092]在步骤530中，处理模块140将减量Λ RC2设置为(库仑计数量Λ C+追赶参数值)，例如，AC+10%*CF，从而在剩余容量RC值上减去该减量AC+10%*CF。
[0093]在步骤532中，处理模块140将减量Λ RC2设置为(库仑计数量Λ C+追赶参数值)，例如，AC+10%*CF，从而在剩余容量值RC上减去该减量AC+10%*CF。对应于范围[2VT+VEQD，3VT+VroD)和范围[VT+VEm，2VT+VEm)而设置减量ARCjP在剩余容量值RC上减去该减量ARC2的操作以类似的方式进行，在此不再赘述。
[0094]在步骤534中，处理模块140将减量Λ RC2设置为(库仑计数量Λ C+追赶参数值)，例如Λ C+10%*CF，并在剩余容量值RC上减去该减量Λ C+10%*CF。
[0095]上述步骤530、步骤532和步骤534中公开的减量AC+10%*CF并非用于限制本发明。在本发明的另一个实施例中，步骤530、步骤532和步骤534以及其它类似的步骤(图5中未示出)中所设置的减量ARC2可以具有其它值，只要这些减量ARC2都大于库仑计数量AC且小于库仑计数量Λ C加追赶因子CF (例如，电池102的满充容量的W。
[0096]在步骤536中，处理模块140在剩余容量值RC上减去减量100%*CF且流程图500返回更新后的剩余容量值RC-100%*CF。
[0097]综上所述，在图5的实施例中，处理模块140确定电池电压Vb at是否处于第一参考电压和第二参考电压所定义的范围内。如果电池电压Vb AT在此范围内，则处理模块140还要将容量比RSOC和对应于此范围的参考比率进行比较。如果电池电压Vbat不在此范围内，则处理模块140降低该第一参考电压和该第二参考电压，并且减小该参考比率。
[0098]图6所不为根据本发明一个实施例的关于图5中剩余容量RC和电池电压Vb at的示意图。图6将结合图5进行描述。在一个实施例中，曲线602表示通过使用放电算法估算电池剩余容量的方法流程图500得到的容量比RS0C，曲线604表示通过库仑计数而不使用放电算法估算电池剩余容量的方法流程图500所得到的容量比RS0C，曲线606表示电池电压。
[0099]如图6所示，在时刻T’ A，电池电压Vbat下降到参考电压5Vt+VE()D，电池102接近于完全放电。随着电池102的容量比RSOC的减小，电池电压Vbat下降。在一个实施例中，通过执行放电算法估算电池剩余容量的方法流程图500中的步骤，当电池电压Vbat在范围[4VT+VEm，5Vt+VE0D)内时，可以将容量比RSOC控制为例如，5% ;当电池电压Vbat在范围[3Vt+VE0D,4Vt+VE0D)内时，可以将容量比RSOC控制为例如4% ；……；当电池电压Vbat在范围(VE0D, Vt+Veod)内时，可以将容量比RS OC控制为例如，1%。此外，在时刻T’ E，电池电压Vbat下降到放电截止电压Veoti时，可以将容量比RSOC控制为0%。
[0100]在图6中，例如，在时刻T ’ B，电池电压Vbat在范围[3Vt+Veqd，4Vt+VE0D )内，且曲线604上的容量比RSOC为5%，因此，处理模块140执行放电算法估算电池剩余容量的方法流程图300中的步骤532以在剩余容量RC值上减去减量Λ RC2，例如，Λ RC2= Λ C+10%*CF。这样，容量比RS OC向着4%减小。如上所述，该减量ARC2小于库仑计数量AC与电池102的满充容量的1%的和，由于，库仑计数量AC较小，因此在剩余容量值RC上减去减量ARC2之后，容量比RSOC不会从5%跳变到3%，且本发明实施例中的追赶因子CF使得更新的剩余容量值更接近实际的剩余容量值，容量比RSOC更接近实际的容量比RS0C。
[0101]综上，与传统的估算电池剩余容量的方法相比较，通过本发明实施例中的使用放电算法估算电池剩余容量的方法流程图500得到的剩余容量值RC更加接近于实际的剩余容量值RC，且屏幕132上显示的容量比RSOC更加接近于电池102的实际容量比RS0C。此夕卜，屏幕132上显示的容量比RSOC可以连贯的变化，而不会出现跳变。
[0102]图7所示为根据本发明一个实施例的电子设备(例如，图1中的电子设备130)所执行的估算电池剩余容量的方法流程图700。图7将结合图1、图2、图3、图4、图5和图6进行描述。虽然图7中公开了具体的步骤，但是这些步骤仅作为示例。也就是说，本发明实施例的估算电池剩余容量的方法还可以执行多个其它的步骤或执行图7中步骤的变换步骤。
[0103]在步骤702中，处理模块140计算电池的剩余容量和容量比(例如，RS0C)，所述容量比RSOC是电池102的计算出的剩余容量和参考容量(例如，电池102的满充容量)之间的比值。
[0104]在步骤704中，处理模块140比较指示电池102状态的参数(例如，充电状态中的充电电流Iqk或者放电状态中的电池电压Vbat)和参考值(例如，图3中的参考电流或者图5中的参考电压)，以产生第一比较结果。
[0105]在步骤706中，处理模块140比较容量比RSOC和参考比率(例如，图3或图5中的
参考比率)以产生第二比较结果。
[0106]在步骤708中，处理模块140根据第一比较结果和第二比较结果设置变化量，例如，增量ARC1或减量Λ RC2，并用该变化量改变计算出的剩余容量RC。
[0107]综上所述，本发明的实施例提供了用于估算电池剩余容量和表示相对电荷状态的容量比的设备、方法和系统。在一个实施例中，在充电期间，确定电池充电电流的范围并且根据该范围确定增量。更新后的电池剩余容量值在初始剩余容量值RCinit或预存剩余容量值RCpke的基础上增大该增量。在本发明另一个实施例中，在放电期间，确定了电池电压的范围并且根据该范围确定减量。更新后的电池剩余容量值在初始剩余容量值RCinit或预存剩余容量值RCpke的基础上减去该减量。因此，通过本发明的实施例所估算出的剩余容量值和容量比值向着实际的剩余容量值和实际的容量比值调整。本发明的实施例可以用于具有电池剩余容量估算功能的任何类型的设备。该设备可以但不限于是，台式电脑、笔记本电脑、智能手机、掌上型电脑或平板电脑等。
[0108]本领域技术人员可以理解的是，本发明的用于估算电池剩余容量的设备、方法和系统中的全部或者任何模块、单元，可以以硬件、固件、软件或者它们的组合加以实现，本领域技术人员在阅读本发明的说明书记载的内容后，能够运用他们的基本知识和技能实现本发明。
[0109]上文【具体实施方式】和附图仅为本发明的常用实施例。显然，在不脱离权利要求书所界定的本发明精神和发明范围的前提下可以有各种增补、修改和替换。本领域技术人员应该理解，本发明在实际应用中可根据具体的环境和工作要求在不背离发明准则的前提下在形式、结构、布局、比例、材料、元素、组件及其它方面有所变化。因此，在此披露的实施例仅用于说明而非限制，本发明的范围由所附权利要求及其合法等同物界定，而不限于此前的描述。
【权利要求】
1.一种用于估算电池剩余容量的设备，其特征在于，所述设备包括: 接口，用于接收指示电池状态的参数的信息；以及 处理模块，耦合至所述接口，用于计算所述电池的剩余容量和容量比，所述容量比是计算出的剩余容量和所述电池的参考容量之间的比值，所述处理模块比较所述电池的参数和参考值以产生第一比较结果，比较所述容量比和参考比率以产生第二比较结果，所述处理模块还根据所述第一比较结果、所述第二比较结果设置变化量，并且用所述变化量改变所述计算出的剩余容量。
2.根据权利要求1所述的用于估算电池剩余容量的设备，其特征在于，所述变化量包括库仑计数量，所述处理模块还用于通过将所述电池的电流乘以所述电池运行的时间而得到所述库仑计数量。
3.根据权利要求1所述的用于估算电池剩余容量的设备，其特征在于，当所述电池满充电时，所述电池具有满充容量，所述参考容量包括所述满充容量。
4.根据权利要求1所述的用于估算电池剩余容量的设备，其特征在于，所述电池的参数包括所述电池的充电电流，在恒压充电模式中，所述充电电流在所述电池充电时减小。
5.根据权利要求4所述的用于估算电池剩余容量的设备，其特征在于，所述处理模块还用于比较所述充电电流和参考电流以产生所述第一比较结果，则所述处理模块根据所述第一比较结果和所述第二比较结果在所述计算出的剩余容量上增加所述变化量。
6.根据权利要求4所述的用于估算电池剩余容量的设备，其特征在于，当所述电池的电池电压大于或等于第三参考电压时，所述处理模块将所述充电电流与第一参考电流以及第二参考电流分别进行比较，以确定所述充电电流的范围，如果所述第一参考电流和所述第二参考电流降低，则所述处理模块增大所述参考比率，其中，所述第三参考电压由所述电池的恒压阈值确定。`
7.根据权利要求6所述的用于估算电池剩余容量的设备，其特征在于，如果所述充电电流小于所述第二参考电流，且所述充电电流大于或等于所述第一参考电流，以及所述容量比小于所述参考比率，则所述变化量包括库仑计数量和追赶参数值； 如果所述充电电流小于所述第二参考电流，且所述充电电流大于或等于所述第一参考电流，以及所述容量比等于所述参考比率，则所述变化量为库仑计数量； 如果所述充电电流小于所述第二参考电流，且所述充电电流大于或等于所述第一参考电流，以及所述容量比大于所述参考比率，则所述变化量为零。
8.根据权利要求1所述的用于估算电池剩余容量的设备，其特征在于，所述电池的参数包括所述电池在放电状态下的电池电压。
9.根据权利要求8所述的用于估算电池剩余容量的设备，其特征在于，所述处理模块比较所述电池电压和参考电压以产生所述第一比较结果，则所述处理模块根据所述第一比较结果和所述第二比较结果在所述计算出的剩余容量上减去所述变化量。
10.根据权利要求8所述的用于估算电池剩余容量的设备，其特征在于，当所述电池的电池电压小于或等于第四参考电压时，所述处理模块将所述电池电压和第一参考电压以及第二参考电压进行比较以确定所述电池电压的范围，如果所述第一参考电压和所述第二参考电压降低，则所述处理模块减小所述参考比率，其中，所述第四参考电压由所述电池的放电截止电压确定。
11.根据权利要求10所述的用于估算电池剩余容量的设备，其特征在于，如果所述电池电压小于所述第二参考电压，且所述电池电压大于或等于所述第一参考电压，以及所述容量比大于所述参考比率，则所述变化量包括库仑计数量和追赶参数值； 如果所述电池电压小于所述第二参考电压，且所述电池电压大于或等于所述第一参考电压，以及所述容量比等于所述参考比率，则所述变化量为库仑计数量； 如果所述电池电压小于所述第二参考电压，且所述电池电压大于或等于所述第一参考电压，以及所述容量比小于所述参考比率，则所述变化量为零。
12.根据权利要求1至11任一项权利要求所述的用于估算电池剩余容量的设备，其特征在于，所述设备还包括: 电池监控器，用于接收并储存指示电池的状态的参数的信息，以及储存所述电池的所述计算出的剩余容量。
13.一种估算电池剩余容量的方法，其特征在于，所述估算电池剩余容量的方法包括: 使用处理模块计算所述电池的剩余容量和容量比，所述容量比是计算出的所述电池的剩余容量和所述电池的参考容量之间的比值； 将指示所述电池的状态的参数和参考值进行比较，以产生第一比较结果； 将所述容量比和参考比率进行比较，以产生第二比较结果； 根据所述第一比较结果和所述第二比较结果设置变化量；以及 用所述变化量改变所述计算出的所述电池的剩余容量。
14.根据权利要求13所述的估算电池剩余容量的方法，其特征在于，所述估算电池剩余容量的方法进一步包括: 所述变化量包括库仑计数量，将所述电池的电流乘以所述电池运行的时间，以得到所述库仑计数量。
15.根据权利要求13所述的估算电池剩余容量的方法，其特征在于，当所述电池满充电时，所述电池具有满充容量，所述参考容量包括所述满充容量。
16.根据权利要求13所述的估算电池剩余容量的方法，其特征在于，所述估算电池剩余容量的方法进一步包括: 比较所述电池的充电电流和参考电流，以产生所述第一比较结果；以及根据所述第一比较结果和所述第二比较结果在所述计算出的所述电池的剩余容量上增加所述变化量。
17.根据权利要求13所述的估算电池剩余容量的方法，其特征在于，所述估算电池剩余容量的方法进一步包括: 当所述电池的电池电压大于或等于第三参考电压时，将所述电池的充电电流和第一参考电流以及第二参考电流进行比较，以确定所述充电电流的范围，其中，如果所述第一参考电流和所述第二参考电流降低，则增大所述参考比率，所述第三参考电压由所述电池的恒压阈值确定。
18.根据权利要求17所述的估算电池剩余容量的方法，其特征在于，如果所述充电电流小于所述第二参考电流，且所述充电电流大于或等于所述第一参考电流，以及所述容量比小于所述参考比率，则所述变化量包括库仑计数量和追赶参数值； 如果所述充电电流小于所述第二参考电流，且所述充电电流大于或等于所述第一参考电流，以及所述容量比等于所述参考比率，则所述变化量为库仑计数量； 如果所述充电电流小于所述第二参考电流，且所述充电电流大于或等于所述第一参考电流，以及所述容量比大于所述参考比率，则所述变化量为零。
19.根据权利要求13所述的估算电池剩余容量的方法，其特征在于，所述估算电池剩余容量的方法进一步包括: 比较放电状态下的所述电池的电池电压和参考电压，以产生所述第一比较结果；以及 根据所述第一比较结果和所述第二比较结果在所述计算出的所述电池的剩余容量上减去所述变化量。
20.根据权利要求13至19任一项权利要求所述的估算电池剩余容量的方法，其特征在于，所述估算电池剩余容量的方法进一步包括: 当放电状态下的所述电池的电池电压小于或等于第四参考电压时，将所述电池电压和第一参考电压以及第二参考电压进行比较以确定所述电池电压的范围，如果所述第一参考电压和所述第二参考电压降低，则所述处理模块减小所述参考比率，其中，所述第四参考电压由所述电池的放电截止电压确定。
21.根据权利要求20所述的估算电池剩余容量的方法，其特征在于，如果所述电池电压小于所述第二参考电压，且所述电池电压大于或等于所述第一参考电压，以及所述容量比大于所述参考比率，则所述变化量包括库仑计数量和追赶参数值； 如果所述电池电压小于所述第二参考电压，且所述电池电压大于或等于所述第一参考电压，以及所述容量比等于所述参考比率，则所述变化量为库仑计数量； 如果所述电池电压小 于所述第二参考电压，且所述电池电压大于或等于所述第一参考电压，以及所述容量比小于所述参考比率，则所述变化量为零。
22.一种用于估算电池剩余容量的系统，其特征在于，所述系统包括权利要求1至11任一项权利要求所述的用于估算电池剩余容量的设备和电池监控器；其中， 所述电池监控器用于监控所述电池的状态， 所述用于估算电池剩余容量的设备根据所述电池的状态通过库仑计数计算所述电池的剩余容量，并基于所述电池的状态校准该剩余容量的值。
23.根据权利要求22所述的用于估算电池剩余容量的系统，其特征在于，所述电池监控器包括: 多路复用器，用于选择性地传输指示所述电池的状态的参数的信息； 模拟数字转换器，用于将所述电池状态的参数的信息转换为数字形式； 寄存器单元，用于存储所述数字形式的信息。
【文档编号】G01R31/36GK103852725SQ201210507614
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年11月30日 优先权日:2012年11月30日
【发明者】袁奕, 张迎国, 华志彬, 王华毅, 刘平 申请人:凹凸电子（武汉）有限公司