专利名称：自测电池性能的装置及方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种自测电池性能的装置及方法。
背景技术：
目前越来越多的移动终端类产品越来越智能化，功能也越来越多样化，因此每天用户使用移动终端的频次也越来越多，这样不过多久用户就要对自己的手机进行一次充电。对于一般的锂电池而言它都有自己的寿命，当充放电次数多了，电池使用的时间久了都会使手机电池逐步走向自己衰亡的一刻。但是对于不同的用户有着不同的使用习惯，再加上外界环境等的一些因素，也可能缩短手机的正常使用寿命。对于一般用户而言，他只感觉到现在手机电池使用的时间短了，充电变得频繁了，而并不能直观通过屏幕显示知道自己的电池目前处于什么水平，它较刚买回来时有多大的差距。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种自测电池性能的装置及方法，用以解决用户只能通过主观感觉到电池使用时间变短，而不能直观通过屏幕显示知道自己的电池目前处于什么水平的问题。本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的:本发明提供了一种自测电池性能的装置，包括:充电管理单元、内阻测量单元以及开关控制单元，其中，所述充电管理单元，用于给电池充电，并在开始充电以及充电完成时触发所述开关控制单元；所述开关控制单元，用于在所述电池开始充电时控制所述内阻测量单元与所述电池断开连接，以及在充电完成时控制所述内阻测量单元与所述电池进行连接；所述内阻测量单元，用于在与所述电池连接后，对所述电池的内阻进行测量并记录内阻值，并在后续经过多次充电记录得到多个内阻值后，根据多个内阻值预算出所述电池距离报废的最大充电次数。进一步地，，所述内阻测量单元具体包括:交流电输出模块、电压采样模块、整流模块以及运算处理模块，其中，所述交流电输出模块，用于给所述电池施加预定频率和预定电流强度的恒定交流电，并触发所述电压采样模块；所述电压采样模块，用于对所述电池进行电压采样，并将采样得到的交流电压信号传输给所述整流模块；所述整流模块，用于对所述交流电压信号进行整流滤波，并将整流滤波得到的单向脉冲直流电压输出给运算处理模块；所述运算处理模块，用于根据所述单向脉冲直流电压、已知电池电压以及施加的预定电流强度进行计算得到电池的内阻值，在经过充电得到多个所述内阻值后，根据多个所述内阻值预算出所述电池距离报废的最大充电次数。进一步地,，所述运算处理模块具体包括:第一计算单元和第二计算单元,其中，第一计算单元，用于在每次充电时根据如下公式计算得到所述电池的内阻并进行记录:U「U2 = I*R,其中，U1表示单向脉冲直流电压，U2表示电池电压，I表示施加的预定电流强度，R表示电池的内阻值；第二计算单元，用于经过多次充电记录得到多个所述内阻值后，将每次充电测量到的内阻值与上次充电测量到的内阻值相减得到内阻差，根据多个所述内阻差的变化以及所述电池报废时的最大内阻值建立对应的指数函数，并根据所述指数函数预算出所述电池距离报废的最大充电次数。其中，，所述预定频率为1kHz，预定电流强度为50mA。本发明还提供了一种自测电池性能的方法，利用一种自测电池性能的装置，所述装置包括:充电管理单元、内阻测量单元以及开关控制单元，则所述方法包括: 所述充电管理单元给电池充电；所述开关控制单元在所述电池开始充电时控制所述内阻测量单元与所述电池断开连接，在充电完成时控制所述内阻测量单元与所述电池进行连接；所述内阻测量单元在与所述电池连接后，对所述电池的内阻进行测量，并在后续经过多次充电得到多个所述内阻值后，根据多个所述内阻值预算出所述电池距离报废的最大充电次数。进一步地，，对所述电池的内阻进行测量，预算所述电池距离报废的最大充电次数的过程包括:所述内阻测量单元在与所述电池连接后，给所述电池施加预定频率和预定电流强度的恒定交流电；对施加了恒定交流电的所述电池进行电压采样，对所述交流电压信号进行整流滤波得到单向脉冲直流电压；根据所述单向脉冲直流电压、已知电池电压以及施加的预定电流强度进行计算得到电池的内阻值并记录，在经过充电记录得到多个所述内阻值后，根据多个所述内阻值预算出所述电池距离报废的最大充电次数。进一步地，，根据如下公式计算得到所述电池的内阻值:U「U2 = I*R,其中，U1表示单向脉冲直流电压，U2表示电池电压，I表示施加的预定电流强度，R表示所述电池的内阻值。进一步地，，根据多个所述内阻值预算出所述电池距离报废的最大充电次数的步骤具体包括:经过多次充电记录得到多个所述内阻值后，将所述电池每次充电测量到的内阻值与上次充电测量到的内阻值相减得到内阻差，根据多个所述内阻差的变化以及所述电池报废时的最大内阻值建立对应的指数函数，并根据建立的指数函数预算出所述电池距离报废的最大充电次数。本发明有益效果如下:
本发明通过在终端上增加一个电池内阻的测量系统，当电池正常充满电后对电池进行内阻测试，根据多次测量得到的内阻差和电池距离报废的最大内阻值预算出电池距电池报废的最大充电次数，能使用户直观通过屏幕显示知道自己的电池目前处于什么样的水平。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
图1为本发明实施例所述装置的结构示意图；图2为本发明实施例的内阻测量单元的结构示意图；图3为本发明实施例中，根据多个所述内阻差的变化以及电池报废时的最大内阻值建立的指数函数示意图；图4为利用本发明实施例所述装置进行电池自测的方法流程示意图。
具体实施例方式下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。为了清楚和简化目的，当其可能使本发明的主题模糊不清时，将省略本文所描述的器件中已知功能和结构的详细具体说明。首先结合附图1对本发明实施例所述装置进行详细说明。如图1所示，图1为本发明实施例所述装置的结构示意图,具体可以包括:充电管理单元11，内阻测量单元12以及开关控制单元13，以下将对各个功能单元分别予以详细说明。(一)充电管理单元11，当终端插上充电器后，给电池正常充电，此时，充电管理单元11的信号为充电，触发开关控制单元，让开关控制单元13控制电池与内阻测量12的连接保持原来的断开状态；当电池充满，充电管理单元11触发开关控制单元13，让开关控制单元13控制内阻测量单元12与电池进行连接进行内阻测试，此测量时间很短，当内阻测量单元有数值反馈后，开关控制单元13则永久断开内阻测量单元12与电池的连接，直至下次插入充电器。需要说明的是，开关控制单元13通过充电管理单元11和内阻测量单元12反馈的信号来控制内阻测量单元12何时进行电池内阻测试，何时结束测试，因为根据锂离子电池特性只有当电池满电的情况下测得的电池内阻才是最准确的。(二)内阻测量单元12，在与电池连接后，内阻测量单元对电池的内阻进行测量并记录；后续用户每次充电时，内侧测量单元12都会对电池的内阻进行测量并记录测量得到的内阻值，这样在经过多次充电记录后，就会得到多个内阻值，根据多个内阻值预算出电池距离报废的最大充电次数，并可以显示到屏幕上。如图2所示，图2为本发明实施例的内阻测量单元的结构示意图，其中，内阻测量单元具体包括:交流电输出模块121、电压采样模块122、整流模块123以及运算处理模块124。
交流电输出模块121，当内阻测量系统12开始工作时，交流电输出模块121通过内部晶振和电阻控制输出频率为1kHz，电流为50mA的恒定交流电给终端电池122两端，此动作时间很短大约在IOOms左右，因为只需很短的时间便可测出电池内阻；在交流电流的施加下，会有与电池的内阻成比例的交流电压发生(与电池电压重叠)；电压采样模块122，在电池两端进行电压采样，将采样得到的交流电压信号传输给整流模块123 ；整流模块123，对电压采样模块122输出的交流电压信号电压进行整流滤波，得到单向脉冲直流电压，并将单向脉冲性直流电压输送给运算处理模块124 ；运算处理模块124，根据整流模块123输出的单向脉冲直流电压、已知的电池电压以及施加的预定电流强度进行计算得到电池的内阻值，在经过充电得到多个所述内阻值后，根据多个所述内阻值预算出所述电池距离报废的最大充电次数；其中，运算处理模块具体可以包括:第一计算单元和第二计算单元，第一计算单元，在每次充电时根据如下公式计算得到所述电池的内阻并记录:U「U2 = I*R,其中，U1表示单向脉冲直流电压，U2表示电池电压，I表示施加的预定电流强度，R表示电池的内阻值；第二计算单元，经过多次充电记录得到多个所述内阻值后，第二计算单元将每次充电测量到的内阻值与上次充电测量到的内阻值相减得到内阻差，根据多个所述内阻差的变化以及所述电池报废时的最大内阻值建立对应的指数函数，并根据所述指数函数预算出所述电池距离报废的最大充电次数。例如图3所示，每次充电测得的电池内阻值记为Rl、R2、R3...Rn，电池初始测得内阻记为R0，你内阻差AR为(Rl-RO)、(R2-R1)、(R3-R2)...(Rn-Rn-1)，根据每次Λ R的变化值以及电池报废时的最大内阻值Rmax，可以求得如图3所示的Λ R相对应的指数函数，进而就可以预估出此时电池距报废还有多少使用次数，从而直观反映给用户，以便用户及时购买新的电池。(三)开关控制单元13，在电池开始充电时控制内阻测量单元与电池断开连接，以及在充电完成时控制内阻测量单元与电池进行连接。接下来结合附图4对利用上述装置进行电池自测的方法进行详细说明。如图4所示，图4为利用上述装置进行电池自测的方法的流程示意图，具体可以包括如下步骤:步骤401:充电管理单元给电池充电；步骤402:开关控制单元在电池开始充电时控制内阻测量单元与电池断开连接；步骤403:当电池充满后，开关控制单元控制内阻测量单元与电池进行连接；步骤404:内阻测量单元在与电池连接后，对电池的内阻进行测量，在经过多次充电得到多个内阻值后，根据多个内阻值预算出电池距离报废的最大充电次数。该步骤具体包括:I)内阻测量单元在与电池连接后，给电池施加预定频率和预定电流强度的恒定交流电；其中，预定频率可以为1kHz，预定电流强度可以为50mA ；2)对施加了恒定交流电的电池进行电压采样，对交流电压信号进行整流滤波得到单向脉冲直流电压；3)根据单向脉冲直流电压、已知电池电压以及施加的预定电流强度进行计算得到电池的内阻值；具体公式为UrU2 = I*R，其中，U1表示单向脉冲直流电压，U2表示电池电压，I表示施加的预定电流强度，R表示电池的内阻值。4)后续用户每次充电时，内阻测量单元12都会对电池的内阻进行测量并记录测量得到的内阻值，这样在经过多次充电记录后，就会得到多个内阻值，根据多个内阻值预算出电池距离报废的最大充电次数。具体的说就是，经过多次充电得到多个内阻值后，将电池每次充电测量到的内阻值与上次充电测量到的内阻值相减得到内阻差，根据多个内阻差的变化以及电池报废时的最大内阻值建立对应的指数函数，并根据建立的指数函数预算出电池距离报废的最大充电次数。需要说明的是，本发明实施例所描述的技术方案不仅适用于手机终端，还可以应用于其他具有锂电池或其他类似性质电池的终端，原理相同，本领域普通技术人员可以根据本发明实施例描述的内容轻易实现，故此处不再一一列举说明。综上所述，本发明实施例提供了一种自测电池性能的装置及方法，通过在终端上增加一个电池内阻测量单元，当电池正常充满电后对电池进行内阻测试，根据多次测量得到的内阻差和电池距离报废的最大内阻值预算出电池距电池报废的最大充电次数。这样，用户在使用一段时间的终端后，在每次对电池充完电后便可知道本次电池能达到的使用状态，当电池快达到使用寿命时也能及时的知道是不是快要换电池了 ；通过给用户以直观具体的屏幕显示告诉用户电池的目前性能，增加了用户体验感受。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
权利要求
1.一种自测电池性能的装置，其特征在于，包括:充电管理单元、内阻测量单元以及开关控制单元，其中， 所述充电管理单元，用于给电池充电，并在开始充电以及充电完成时触发所述开关控制单兀； 所述开关控制单元，用于在所述电池开始充电时控制所述内阻测量单元与所述电池断开连接，以及在充电完成时控制所述内阻测量单元与所述电池进行连接； 所述内阻测量单元，用于在与所述电池连接后，对所述电池的内阻进行测量并记录内阻值，并在后续经过多次充电记录得到多个内阻值后，根据多个内阻值预算出所述电池距离报废的最大充电次数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述内阻测量单元具体包括:交流电输出模块、电压采样模块、整流模块以及运算处理模块，其中， 所述交流电输出模块，用于给所述电池施加预定频率和预定电流强度的恒定交流电，并触发所述电压采样模块； 所述电压采样模块，用于对所述电池进行电压采样，并将采样得到的交流电压信号传输给所述整流模块； 所述整流模块，用于对所述交流电压信号进行整流滤波，并将整流滤波得到的单向脉冲直流电压输出给运算处理模块； 所述运算处理模块，用于根据所述单向脉冲直流电压、已知电池电压以及施加的预定电流强度进行计算得到电池的内阻值，在经过充电得到多个所述内阻值后，根据多个所述内阻值预算出所述电池距离报废的最大充电次数。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述运算处理模块具体包括:第一计算单元和第二计算单元，其中， 第一计算单元，用于在每次充电时根据如下公式计算得到所述电池的内阻并进行记录: U1-1K = I*R,其中，U1表示单向脉冲直流电压，U2表示电池电压，I表示施加的预定电流强度，R表示电池的内阻值； 第二计算单元，用于经过多次充电记录得到多个所述内阻值后，将每次充电测量到的内阻值与上次充电测量到的内阻值相减得到内阻差，根据多个所述内阻差的变化以及所述电池报废时的最大内阻值建立对应的指数函数，并根据所述指数函数预算出所述电池距离报废的最大充电次数。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述预定频率为1kHz，预定电流强度为50mA。
5.一种自测电池性能的方法，其特征在于，利用一种自测电池性能的装置，所述装置包括:充电管理单元、内阻测量单元以及开关控制单元，则所述方法包括: 所述充电管理单元给电池充电； 所述开关控制单元在所述电池开始充电时控制所述内阻测量单元与所述电池断开连接，在充电完成时控制所述内阻测量单元与所述电池进行连接； 所述内阻测量单元在与所述电池连接后，对所述电池的内阻进行测量，并在后续经过多次充电得到多个所述内阻值后，根据多个所述内阻值预算出所述电池距离报废的最大充电次数。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，对所述电池的内阻进行测量，预算所述电池距离报废的最大充电次数的过程包括: 所述内阻测量单元在与所述电池连接后，给所述电池施加预定频率和预定电流强度的恒定交流电； 对施加了恒定交流电的所述电池进行电压采样，对所述交流电压信号进行整流滤波得到单向脉冲直流电压； 根据所述单向脉冲直流电压、已知电池电压以及施加的预定电流强度进行计算得到电池的内阻值并记录，在经过充电记录得到多个所述内阻值后，根据多个所述内阻值预算出所述电池距离报废的最大充电次数。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，根据如下公式计算得到所述电池的内阻值: U1-1K = I*R,其中，U1表示单向脉冲直流电压，U2表示电池电压，I表示施加的预定电流强度，R表示所述电池的内阻值。
8.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，根据多个所述内阻值预算出所述电池距离报废的最大充电次数的步骤具体包括: 经过多次充电记录得到多个所述内阻值后，将所述电池每次充电测量到的内阻值与上次充电测量到的内阻值相减得到内阻差，根据多个所述内阻差的变化以及所述电池报废时的最大内阻值建立对应的指数函数，并根据建立的指数函数预算出所述电池距离报废的最大充电次数。
全文摘要
本发明公开了一种自测电池性能的装置及方法，其中装置包括充电管理单元、内阻测量单元以及开关控制单元，充电管理单元用于给电池充电，并在开始充电以及充电完成时触发开关控制单元；开关控制单元用于在电池开始充电时控制内阻测量单元与电池断开连接，以及在充电完成时控制内阻测量单元与电池进行连接；内阻测量单元用于在与电池连接后，对电池的内阻进行测量并记录内阻值，并在后续经过多次充电记录得到多个内阻值后，根据多个内阻值预算出电池距离报废的最大充电次数；本发明通过在终端上增加一个电池内阻测量单元，能使用户直观通过屏幕显示知道自己的电池目前处于什么样的水平。
文档编号G01R27/14GK103105582SQ20111035659
公开日2013年5月15日 申请日期2011年11月11日 优先权日2011年11月11日
发明者许志伟, 蔡成亮 申请人:中兴通讯股份有限公司