专利名称：电池电量的估算方法及终端设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及终端设备，特别涉及终端设备中的电池电量估计技术。
背景技术：
目前对于电池供电的系统而言，最大的挑战在于电池的运行时间。通常，电子系统设计人员将注意力集中在提高DC(直流)/DC电源转换效率、降低系统功耗及扩大电池容量，以此来延长电池的运行时间，而往往会忽略与电源转换效率和电池容量同等重要的电池电量监测计的精确度问题。如果电池电量监测计的误差范围是±10%，那么就会有相当于10%的电池容量或运行时间被损失掉。精确的电量计量可使手持设备充分利用其电池，延长系统工作时间及待机时间，提高了客户满意度。在有些手机中，要求电池电量显示精度为I %，而不同以往的仅显示若干个电池格数，这无疑对电池管理提出了更高的要求。目前市面上有专用芯片来精确显示电池电量，但是考虑到成本等因素，大多数手机仍然使用通用电源管理芯片(PMU)来管理电池，通过电压侦测法来计算电池电量。电池的可用电量与其放电速度(与负载相关)、工作温度、老化程度以及自放电特性具有函数关系。此外，传统的电池电量监测计还要求对电池进行完全充电和完全放电以更新电池容量，但是这在现实应用中很少发生，因而造成了更大的测量误差。因此，在电池运行周期内很难精确预测电池剩余容量及工作时间。在现有技术中主要的解决方案包括:(I)电压侦测法。电压侦测法所依循的理论是:在放电过程中，电池电压随电量的流逝会逐渐降低。放电曲线如图1所示。(2)电流侦测法。通过专用电路来执行基于电流积分的库仑计算法，从而精确计算出放电电量。(3)电压电流结合法。开路情况下用电压侦测法来计算出电池满电电量，电流法用来计算放电电量，这两种方法结合起来可以很好的解决电池自身特性引入的问题及不同耗电电流情况下的电量显示问题。考虑检测到成本及PCB板(印刷线路板)面积等因素，方案(2)、(3)在手机领域应用较少，主要使用电压侦测法来估算电池电量。而目前的电压侦测法主要缺点是电量显示误差较大，尤其是受耗电电流的影响较为严重。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电池电量的估算方法及终端设备，使得终端设备在不增加硬件成本的情况下，可以有较高的电池电量显示精度，避免在大负载工作情况下容易让系统进入低电量或者直接关机的情况，从而可延长系统工作及待机时间。为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种电池电量的估算方法，包含以下步骤:
预先在终端设备中保存标准电流下的电池电压与电池电量的对应关系表；其中，所述标准电流为系统进入待机状态但未进入睡眠状态时的工作电流；在需对电池电量进行估算时，采样电池电压；根据当前的负载情况对所述采样到的电池电压进行电压补偿；将经所述电压补偿后的电池电压代入所述电池电压与电池电量的对应关系表中，得到对应的电池电量；显示所述得到的电池电量。本发明的实施方式还提供了一种终端设备，包含:电压电量对应关系保存模块，用于保存标准电流下的电池电压与电池电量的对应关系表；其中，所述标准电流为系统进入待机状态但未进入睡眠状态时的工作电流；采样模块，用于在需对电池电量进行估算时，采样电池电压；补偿模块，用于根据当前的负载情况对所述采样模块采样到的电池电压进行电压补偿； 转换模块，用于将经所述电压补偿后的电池电压代入所述电池电压与电池电量的对应关系表中，得到对应的电池电量；显示模块，用于显示所述转换模块得到的电池电量。本发明实施方式相对于现有技术而言，通过在将采样到的电池电压代入根据电池放电曲线图得到的电池电压与电池电量的对应关系表之前，先对采样到的电池电压进行电压补偿，将经所述电压补偿后的电池电压代入所述电池电压与电池电量的对应关系表中，得到对应的电池电量并进行显示。由于对耗电量较大负载因放电量较大而导致的电压下降进行了补偿，使其补偿后的电压能与标准放电曲线的电压相匹配，避免了电压侦测法中的电量显示误差较大问题。因此，根据电压补偿后的电池电压得到的电池电量可以有较高的电池电量显示精度，避免在大负载工作情况下容易让系统进入低电量或者直接关机的情况，从而可延长系统工作及待机时间。而且，基于的仍是电压侦测法的原理，无需进行电流侦测，从而可以在不增加硬件成本的情况下实现该方案，即硬件成本低廉。优选地，根据当前的负载情况对所述采样到的电池电压进行电压补偿的步骤中，包含以下子步骤:预先存储第一对应关系表，所述第一对应关系表为各负载在各电压段下所对应的压降；根据所述采样到的电池电压所处的电压段，查找所述第一对应关系表，得到在当前负载下所对应的压降；将所述查找到的对应的压降，作为需要补偿的电压，对所述采样到的电池电压进行电压补偿。在根据实验数据得到的第一对应关系表准确的情况下，可以较好地补偿电压，使补偿后的电压值可以匹配标准电流的放电曲线数据。优选地，根据当前的负载情况对所述采样到的电池电压进行电压补偿的步骤中，包含以下子步骤:预先存储第二对应关系表，所述第二对应关系表为连续两次采样到的电压值的压差在各电压段下所对应的压降；计算所述采样到的电池电压与上一次采样到的电池电压的压差；根据所述计算的压差，查找所述第二对应关系表，得到在所述采样到的电池电压所处的电压段下所对应的压降；将所述查找到的对应的压降，作为需要补偿的电压，对所述采样到的电池电压进行电压补偿。在有较大压降的情况下通过该补偿机制，能进一步保证补偿后的电压值可以匹配标准电流的放电曲线数据优选地，在计算采样到的电池电压与上一次采样到的电池电压的压差时，先对所述采样到的电池电压与上一次采样到的电池电压进行数据平滑处理，计算的所述压差为经数据平滑处理后的相邻两次采样到的电池电压的压差。由于在工作电流不稳定的情况下，采样电压波动很大，进行电压补偿难度很大。因此通过对数据进行平滑处理可以有效的抑制采样电压的抖动。
图1是现有技术中的电池放电曲线图；图2是根据本发明第一实施方式的电池电量的估算方法流程图；图3是根据本发明第二实施方式的电池电量的估算方法流程图；图4是根据本发明第二实施方式中的各电压曲线示意图；图5是根据本发明第三实施方式的电池电量的估算方法流程图；图6是根据本发明第四实施方式的终端设备结构示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。本发明的第一实施方式涉及一种电池电量的估算方法。具体流程如图2所示。在步骤210中，预先根据标准电流下的电池电压与电池电量的关系，绘制电池放电曲线图，并将根据该电池放电曲线图得到的标准电流下的电池电压与电池电量的对应关系表，保存在终端设备中。其中，所述标准电流为系统进入待机状态但未进入睡眠状态时的工作电流，即没有进行任何业务，关闭显示屏、关闭通讯功能时的工作电流。具体地说，在标准电流下，将充电已满的电池以所述标准电流进行放电，一直到电池电量耗完为止。在所述电池放电期间，周期性地对电池电压进行采样。其中，电压的采样周期可以为30秒钟，并保存采样电压数据。根据所述周期性采样到的电池电压数据，绘制所述电池放电曲线图，这样就可以确定了标准的电压-电量的转换关系。根据电池放电曲线图得到标准电流下的电池电压与电池电量的对应关系表属于本领域的公知技术，在此不再赘述。在需对电池电量进行估算时，进入步骤220。在步骤220中，对电池电压进行采样。采样到的电压为经模数转换后的数字电压。接着，在步骤230中，根据当前的负载情况对所述采样到的电池电压进行电压补偿。由于对终端设备而言，增加负载会引入一个压降，在不同电压情况下其压降不同。这个现象可以通过电池放电曲线得知，即在同一电量情况下，放电电流越大，采样电压越小。因此，在本实施方式中，针对不同负载(比如通讯功能，显示功能等)加入电压补偿机制。在本实施方式中，根据预先存储的第一对应关系表，进行电压补偿。具体地说，预先存储第一对应关系表，该第一对应关系表为各负载在各电压段下所对应的压降(如表I所示)，表I中的矩阵数据通过试验获取，表I中的每一行为一电压段，如“4200”所在的行表示大于4100mV且小于等于4200mV的电压段，“4100”所在的行表示大于3900mV且小于等于4100mV的电压段，依次类推。
权利要求
1.一种电池电量的估算方法，其特征在于，包含以下步骤: 预先在终端设备中保存标准电流下的电池电压与电池电量的对应关系表，其中，所述标准电流为系统进入待机状态但未进入睡眠状态时的工作电流； 在需对电池电量进行估算时，采样电池电压； 根据当前的负载情况对所述采样到的电池电压进行电压补偿； 将经所述电压补偿后的电池电压代入所述电池电压与电池电量的对应关系表中，得到对应的电池电量； 显示所述得到的电池电量。
2.根据权利要求1所述的电池电量的估算方法，其特征在于， 所述根据当前的负载情况对所述采样到的电池电压进行电压补偿的步骤中，包含以下子步骤: 预先存储第一对应关系表，所述第一对应关系表为各负载在各电压段下所对应的压降； 根据所述采样到的电池电压所处的电压段，查找所述第一对应关系表，得到在当前负载下所对应的压降； 将所述查找到的对应的压降，作为需要补偿的电压，对所述采样到的电池电压进行电压补偿。
3.根据权利要求1所述的电池电 量的估算方法，其特征在于，所述根据当前的负载情况对所述采样到的电池电压进行电压补偿的步骤中，包含以下子步骤: 预先存储第二对应关系表，所述第二对应关系表为连续两次采样到的电压值的压差在各电压段下所对应的压降； 计算所述采样到的电池电压与上一次采样到的电池电压的压差； 根据所述计算的压差，查找所述第二对应关系表，得到在所述采样到的电池电压所处的电压段下所对应的压降； 将所述查找到的对应的压降，作为需要补偿的电压，对所述采样到的电池电压进行电压补偿。
4.根据权利要求3所述的电池电量的估算方法，其特征在于，在计算所述压差时，先对所述采样到的电池电压与上一次采样到的电池电压进行数据平滑处理，计算的所述压差为经数据平滑处理后的相邻两次采样到的电池电压的压差。
5.根据权利要求1所述的电池电量的估算方法，其特征在于，所述根据当前的负载情况对所述采样到的电池电压进行电压补偿的步骤中，包含以下子步骤: 预先存储第一对应关系表和第二对应关系表，其中，第一对应关系表为各负载在各电压段下所对应的压降；第二对应关系表为连续两次采样到的电压值的压差在各电压段下所对应的压降； 根据所述采样到的电池电压所处的电压段，查找所述第一对应关系表，得到当前负载下所对应的压降； 将所述查找到的对应的压降，作为第一次需要补偿的电压，对所述采样到的电池电压进行第一次电压补偿； 对经所述第一次电压补偿后的电池电压和上一次采样到的电池电压在经所述第一次电压补偿后得到的电池电压进行数据平滑处理后计算压差； 根据所述计算的压差，查找所述第二对应关系表，得到所处电压段下所对应的压降，并将该压降作为第二次需要补偿的电压，对所述采样到的电池电压进行第二次电压补偿。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电池电量的估算方法，其特征在于所述标准电流下的电池电压与电池电量的对应关系表，通过以下方式获得: 将充电已满的电池以所述标准电流进行放电，一直到电池电量耗完为止； 在所述电池放电期间，周期性地对电池电压进行采样； 根据所述周期性采样到的电池电压数据，绘制电池放电曲线图； 根据所述电池放电曲线图，得到所述标准电流下的电池电压与电池电量的对应关系表。
7.根据权利要求6所述的电池电量的估算方法，其特征在于，所述周期为30秒。
8.—种终端设备，其特征在于，包含: 电压电量对应关系保存模块，用于保存标准电流下的电池电压与电池电量的对应关系表；其中，所述标准电流为系统进入待机状态但未进入睡眠状态时的工作电流； 采样模块，用于在需对电池电量进行估算时，采样电池电压； 补偿模块，用于根据当前的负载情况对所述采样模块采样到的电池电 压进行电压补偿； 转换模块，用于将经所述电压补偿后的电池电压代入所述电池电压与电池电量的对应关系表中，得到对应的电池电量； 显示模块，用于显示所述转换模块得到的电池电量。
9.根据权利要求8所述的终端设备，其特征在于，所述补偿模块包含以下子模块: 第一存储子模块，用于存储第一对应关系表，所述第一对应关系表为各负载在各电压段下所对应的压降； 第一查找子模块，用于根据所述采样到的电池电压所处的电压段，查找所述第一对应关系表，得到在当前负载下所对应的压降； 第一补偿子模块，用于将所述第一查找子模块查找到的对应的压降，作为需要补偿的电压，对所述采样到的电池电压进行电压补偿。
10.根据权利要求8所述的终端设备，其特征在于，所述补偿模块包含以下子模块: 第二存储子模块，用于存储第二对应关系表，所述第二对应关系表为连续两次采样到的电压值的压差在各电压段下所对应的压降； 计算子模块，用于计算所述采样模块采样到的电池电压与上一次采样到的电池电压的压差； 第二查找子模块，用于根据所述计算子模块计算的压差，查找所述第二对应关系表，得到在所述采样到的电池电压所处的电压段下所对应的压降； 第二补偿子模块，用于将所述第二查找子模块查找到的对应的压降，作为需要补偿的电压，对所述采样到的电池电压进行电压补偿。
11.根据权利要求10所述的终端设备，其特征在于，所述计算子模块包含以下子单元: 平滑处理子单元，用于对所述采样到的电池电压与上一次采样到的电池电压进行数据平滑处理；所述计算子模块计算的 所述压差为经数据平滑处理后的相邻两次采样到的电池电压的压差。
全文摘要
本发明涉及终端设备，公开了一种电池电量的估算方法及终端设备。本发明中，通过在将采样到的电池电压代入根据电池放电曲线图得到的电池电压与电池电量的对应关系表之前，先对采样到的电池电压进行电压补偿，将经所述电压补偿后的电池电压代入所述电池电压与电池电量的对应关系表，得到对应的电池电量并进行显示。由于对耗电量较大负载因放电量较大而导致的电压下降进行了补偿，使其补偿后的电压能与标准放电曲线的电压相匹配，避免了电压侦测法中的电量显示误差较大问题。从而可延长系统工作及待机时间。而且，基于的仍是电压侦测法的原理，无需进行电流侦测，从而可以在不增加硬件成本的情况下实现该方案，即硬件成本低廉。
文档编号G01R31/36GK103176132SQ20111043626
公开日2013年6月26日 申请日期2011年12月22日 优先权日2011年12月22日
发明者贾民虎, 刘溪阳, 薛坤 申请人:联芯科技有限公司