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CN111295793B - 用于显示电池的电量的方法以及执行该方法的电池组和电子装置 - Google Patents

用于显示电池的电量的方法以及执行该方法的电池组和电子装置 Download PDF

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CN111295793B
CN111295793B CN201880070695.7A CN201880070695A CN111295793B CN 111295793 B CN111295793 B CN 111295793B CN 201880070695 A CN201880070695 A CN 201880070695A CN 111295793 B CN111295793 B CN 111295793B
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Abstract

一种电池组可以包括：电池；以及电池管理系统，用于检测电池的电量，在电池的电量小于第一阈值时将指示电量设定为所述电量，并且在电池的电量大于或等于第一阈值时按等式1所示设定指示电量。[等式1]指示电量＝实际电量×校正率＝实际电量×(1+((100/第二阈值)‑1)/(第二阈值‑第一阈值)×(实际电量‑第一阈值))，其中，实际电量是电池的电量。

Description

用于显示电池的电量的方法以及执行该方法的电池组和电子 装置
技术领域
示例性实施例涉及一种用于显示电量的方法以及执行该方法的电池组和电子装置。
背景技术
二次电池单体(secondary cell)是指可以交替地重复充电和放电的电池单体。二次电池单体可以通过将化学能转换为电能来执行放电，并且当在放电状态下充入电能时，二次电池单体可以以化学能的形式存储被充入的电能。
二次电池单体与充电/放电电路组合从而形成电池组，并且由外部电源充电以及通过设置在电池组中的组端子向外部负载放电。
许多使用由二次电池单体组成的电池组的产品也以1％为单位在0％-100％的范围内显示电池的剩余电量。通常，当电池的充电状态满足预定条件时，这种产品阻止充电来防止过充电并且将电池的剩余电量显示为100％。然后，当电池组的电量下降到某一水平(例如，96％)以下时，恢复充电。因此，当在充电器与电池连接的同时长时间使用该产品时，由于二次电池单体的自放电特性以及因满电而停止充电的同时内置在电池组中的保护电路的电流消耗，所以电量减少，因此显示减少后的电量直到恢复充电。
因此，用户体验到的是即使当充电器连接到电池时电池电量也逐渐减少并且没有被充电到100％，因此用户可能认为充电器或产品故障。
发明内容
技术问题
根据示例性实施例的将要被解决的技术问题是为了解决由于在充满电之后的充电的充电停止时间段而导致用户怀疑充电器或产品的故障的情形，并且用于提供一种改善由用户感到的充电速度的电池电量显示方法以及用于执行该方法的电池组和电子装置。
技术方案
为了解决上述问题，根据示例性实施例的电池组可以包括：电池；以及电池管理系统，检测电池的电量，在电池的电量低于第一阈值时将指示电量设定为所述电量，并且在电池的电量高于或等于第一阈值时如等式1所示设定指示电量。
[等式1]
指示电量＝实际电量×校正率＝实际电量×(1+((100/第二阈值)-1)/(第二阈值-第一阈值)×(实际电量-第一阈值))
其中，在等式1中，实际电量是电池的电量。
电池管理系统可以在电池的电量高于或等于第二阈值时，将指示电量设定为满电状态，第二阈值可以高于第一阈值。
电池管理系统可以在电池的电量高于或等于第三阈值时确定电池满足满电条件并且停止对电池的充电，第三阈值可以高于第二阈值。
电池管理系统可以停止对电池的充电直到电池的电量低于或等于第二阈值为止，并且可以在电池的电量低于或等于第二阈值时恢复对电池的充电。
校正率可以随着电池的电量增加而增大。
电池管理系统可以根据电池的劣化来调整第一阈值或第二阈值。
电池管理系统可以控制第一阈值或第二阈值随着电池的劣化的增加而减小。
电池管理系统可以根据电池的温度来调整第一阈值或第二阈值。
电池管理系统可以随着温度增加来调整第一阈值或第二阈值。
电池管理系统可以向电子装置的控制器传输指示电量，使得可以在电子装置中显示与指示电量对应的电池充电状态。
根据示例性实施例的电子装置包括：显示器；以及控制器，接收内置在电子装置中的电池组中的电池的电量，在电池的电量低于第一阈值时将指示电量设定为所述电量，在电池的电量高于或等于第一阈值时如等式2所示设定指示电量，并且在显示器中显示与指示电量对应的电池充电状态。
[等式2]
指示电量＝实际电量×校正率＝实际电量×(1+((100/第二阈值)-1)/(第二阈值-第一阈值)×(实际电量-第一阈值))
其中，在等式2中，实际电量是电池的电量。
控制器可以在电池的电量高于或等于第二阈值时，将指示电量设定为满电状态，当电池的电量高于或等于第三阈值时控制器可以确定电池满足满电条件从而停止对电池的充电，第二阈值可以大于第一阈值且第三阈值可以大于第二阈值。
可以停止对电池组的充电直到电量低于或等于第二阈值为止，可以在电量低于或等于第二阈值时恢复对电池组的充电。
控制器可以基于电池的劣化状态和电池的温度中的至少一种来控制第一阈值或第二阈值。
另外，根据示例性实施例，提供了一种用于显示电子装置的电池电量的方法。该方法包括：检测内置在电子装置中的电池的电量；当电池的电量低于第一阈值时，将指示电量设定为所述电量；当电池的电量高于或等于第一阈值时，如等式3所示设定指示电量；以及在屏幕上显示与指示电量对应的电池的充电状态。
[等式3]
指示电量＝实际电量×校正率＝实际电量×(1+((100/第二阈值)-1)/(第二阈值-第一阈值)×(实际电量-第一阈值))
其中，在等式3中，实际电量为电池的电量。
用于显示电子装置的电池电量的方法还可以包括在电池的电量高于或等于第二阈值时，将指示电量设定为满电状态，其中，第二阈值可以高于第一阈值。
用于显示电子装置的电池电量的方法还可以包括：当电池的电量高于或等于第三阈值时确定电池满足满电条件，并且停止对电池的充电直到电池的电量达到第二阈值为止；以及当电池的电量逐渐减小从而低于或等于第二阈值时，恢复对电池的充电，其中，第三阈值可以高于第二阈值。
用于显示电子装置的电池电量的方法还可以包括基于电池的劣化状态和温度中的至少一种来调整第一阈值或第二阈值。
所述调整可以包括随着电池的劣化增加或电池温度升高而减小第一阈值或第二阈值。
有益效果
根据示例性实施例，可以解决由于在电池充满电之后的充电停止时间段而导致用户怀疑充电器或产品的故障的情况，并且可以改善由用户感受到的充电速度。
附图说明
图1示意性地示出了根据示例性实施例的电子装置。
图2示出了根据示例性实施例的电子装置中的电池的实际电量、指示电量和校正率之间的相关性。
图3示意性地示出了根据示例性实施例的用于控制电池组的充电的方法。
图4示意性地示出了电子装置中显示的指示电量与电池的实际电量之间的关系。
图5示意性地示出了根据示例性实施例的用于显示电子装置的电池电量的方法。
具体实施方式
在下文中将参照附图更充分地描述本发明，在附图中示出了发明的示例性实施例。如本领域技术人员将认识到的，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以以各种不同的方式修改所描述的实施例。
附图和描述本质上将被视为是说明性的而非限制性的。在整个说明书中，同样的附图标记表示同样的元件。因此，在下一幅图中可以使用在前一幅图中使用的构成元件的附图标记。
此外，在附图中，为了更好地理解并易于描述，任意地表示每个元件的尺寸和厚度，但是本发明不限于此。在附图中，可以夸大厚度和面积以清楚地表示各个层和区域。
将两个构成元件电连接不仅包括这两个构成元件的直接连接，而且还包括这两个构成元件之间经由其他构成元件的连接。其他构成元件可以包括开关、电阻器和电容器。在描述示例性实施例时，“连接”及其变型的表述意味着当不存在直接连接的表述时将其电连接。
在下文中，将参照必要的附图详细地描述根据示例性实施例的电池电量显示方法以及执行该方法的电池组和电子装置。
图1示意性地示出了根据示例性实施例的电子装置。图2示出了根据示例性实施例的电子装置中的电池的实际电量、指示电量和校正率之间的相关性。
参照图1，根据示例性实施例的电子装置10可以包括电池组11、控制器12和显示器13。
电池组11可以包括由串联或并联连接的电池单体中的至少一个形成的电池111以及电池管理系统(BMS)112。在本文中，术语“电池单体(cell)”是指二次电池单体(secondary cell)，并且术语“电池(battery)”指由串联或并联结合的电池的电池单体中的至少一个形成的模块化电池单体。
在图1中，示例性地示出了BMS 112位于电池组11内部，但本发明不限于此，BMS112可以位于电池组11外部，例如，位于电子装置10的控制器12内部。
BMS 112通过电压传感器(未示出)、电流传感器(未示出)、温度传感器(未示出)等持续地检测与电池111的状态相关的多条信息(诸如电压、电流、温度等)，并且可以基于所述信息获取电池111的充电量(以下简称为“电量”)。
BMS 112可以设定通过电子装置10的显示器13显示的电池充电状态(在下文中，该状态将被称为“指示电量”)。
当电池111的电量小于第一阈值时，BMS 112可以如等式1中所示设定电池111的指示电量。
[等式1]
指示电量＝实际电量
参照等式1，当电池111的电量小于第一阈值时，BMS 112可以设定指示电量，使得显示的指示电量变得等于实际电量。
当电池111的电量(即，实际电量)大于或等于第一阈值且小于第二阈值时，BMS112可以如等式2中所示设定电池111的指示电量。
[等式2]
指示电量＝实际电量×校正率
在等式2中，校正率可以如等式3中给出的那样来表达。
[等式3]
校正率＝1+((100/第二阈值)-1)/(第二阈值-第一阈值)×(实际电量-第一阈值)
参照等式2和等式3，在电池111的实际电量达到第一阈值(例如，50％)之前，校正率保持为1，而当电池111的实际电量超过第一阈值时，校正率被设定为随着电池111的电量增大而增大。例如，当实际电量为60％时，校正率约为1.01，当实际电量为90％时，校正率约为1.036。
当电池111的电量(实际电量)大于或等于第二阈值时，BMS 112可以将电池111的指示电量设定为与满电状态对应的100％。
BMS 112可以基于电池111的电量来控制电池111的充电/放电。
当电池111的电量在充电期间满足满电条件时，BMS 112可以停止对电池111的充电。当电池111的电量超过第三阈值时，BMS 112可以确定电池111的电量满足满电条件。
当充电停止状态持续时，由于电池111的自放电特性和内置在电池组11中的保护电路(未示出)的电流消耗，即使当连接充电器时，电池111的电量也减少。
BMS 112可以在由于检测到满电而停止对电池111的充电的情况下电池111的电量满足补充充电开始条件时恢复(或允许)对电池111的充电。BMS112可以在由于电池111的满电而停止对电池111的充电的情况下电池111的电量低于或等于第二阈值时确定电池111的电量满足补充充电开始条件。
根据示例性实施例，第一阈值可以被设定为低于第二阈值和第三阈值，并且第二阈值可以被设定为低于第三阈值。例如，当电池111在满电状态下的电量为100％时，第一阈值、第二阈值和第三阈值可以分别被设定为50％、96％和99％。
可以根据电池111的状态对第一阈值、第二阈值和第三阈值进行改变。
例如，BMS 112持续地监视电池111的电流、电压、温度等以获取电池111的劣化状态，并且可以基于劣化状态来改变第一阈值、第二阈值和第三阈值中的至少一个。在这种情况下，BMS 112可以将第一阈值、第二阈值和第三阈值中的至少一个控制为随着电池111劣化而减小。
另外，例如，BMS 112可以根据电池111的温度来改变第一阈值、第二阈值和第三阈值中的至少一个的值。即使电池111的实际充电状态相同，也可以根据电池111的温度(电池温度或环境温度)来不同地估计电池111的电量。因此，BMS 112可以将第一阈值、第二阈值和第三阈值中的至少一个控制为当电池111的当前温度高时减小。
BMS 112可以与电子装置10的控制器12通信。例如，BMS 112可以向控制器12传输电池111的实际电量和指示电量。
当从BMS 112接收到指示电量时，控制器12可以基于接收的指示电量通过显示器13显示电池充电状态。
同时，在本说明书中，示例性地描述了通过BMS 112来执行用来基于电池111的电量设定指示电量的功能，但是本发明不限于此，用来基于电池111的电量设定指示电量的功能也可以通过电子装置10的控制器12来执行。在这种情况下，电子装置10可以从BMS 112接收电池111的实际电量，并且基于接收的实际电量来计算指示电量。
图3示意性地示出了根据示例性实施例的用于控制电池组的充电的方法。
参照图3，当充电器(未示出)与电池111连接时，根据示例性实施例的BMS 112开始对电池111的充电(S101)(参照图4中的t0)。
当充电持续时，BMS 112持续地检测电池111的电压、电流、温度等以控制充电/放电，并且基于检测值估计电池111的电量。
当电池111在充电期间满足满电条件时，即，当电池111的电量达到第三阈值时(S102)，BMS 112停止充电以防止电池111的过充电(S103，参照图4中的t2至t3)。
当充电停止状态持续时，由于电池111的自放电特性和内置在电池组11中的保护电路(未示出)的电流消耗，电池111的电量即使在连接充电器时也减少。
当电池111在电池111被确定为充满电并因此停止对电池111的充电的情况下满足补充充电条件时，即，当电池111的电量变得比第二阈值低或与第二阈值相等时(S104)时，BMS 112恢复对电池111的充电(S105，参照图4中的t3)。
BMS 112直到充电器与电池组111分离(S106)在通过步骤S102至步骤S105反复地执行充电、充电停止和充电恢复的情况下充电器与电池组111完全分离时终止对电池111的充电(S107)。
图5示意性地示出了根据示例性实施例的用于显示电子装置的电池电量的方法。
参照图5，根据示例性实施例的BMS 112随着充电器(未示出)连接到电池111开始对电池111进行充电(S102，参照图4中的t0)。
BMS 112为了在充电持续的同时进行充电/放电控制而持续地监视电池111的电流、电压、温度等，并且基于检测的值来估计电池的充电容量(即，电量)。
当电池111的电量低于第一阈值时(S202)，BMS 112将电池111的显示电量设定为实际电量(S203)。
另一方面，当电池111的电量高于或等于第一阈值且低于第二阈值时(S204)，BMS112如等式2和等式3中所示将校正率应用于电池111的电量，从而设定指示电量(S205，参照图4中的t0至t1)。
另外，在电池111的电量高于或等于第二阈值的时段中，BMS 112将指示电量设定为满电状态，例如100％(S206，图4中t1之后的时段)。
如先前所述的设定的指示电量与电池111的实际电量一起被传输到电子装置10的控制器12。
当从BMS 112接收指示电量和实际电量时，控制器12基于指示电量通过显示器13在电子装置10的屏幕上显示电池充电状态(或电池荷电状态)(S207)。
根据上述示例性实施例，在由于电池满足满电条件而停止充电的状态下，即使电池电量因电池的自放电特性和保护电路的电力消耗而减少，电子装置仍将电池的电量显示为满电状态。因此，即使当充电器被连接时，指示电量也减少，从而可以消除用户怀疑充电器或产品的故障的情形。
另外，根据示例性实施例，电子装置可以通过在电池满足满电条件之前以满电状态显示指示电量来改善由用户感测的充电速度。另外，电子装置具有隐藏在电池因检测到满电对电量的计算的误差而脱离满电状态时极大地校正电池的电量的情形的功能，从而改善了用户感觉到的产品可靠性。
虽然已经结合目前被认为是实际的示例实施例描述了本发明，但是将理解的是，发明不限于公开的实施例，而是相反，发明旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。本领域技术人员将理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。因此，本发明的真实范围应由所附权利要求的技术构思来确定。
(符号说明)
10：电子装置
11：电池组
12：控制器
13：显示器
111：电池
112：电池管理系统

Claims (20)

1.一种电池组，所述电池组包括：
电池；以及
电池管理系统，检测电池的电量，在电池的电量低于第一阈值时将指示电量设定为所述电量，并且在电池的电量高于或等于第一阈值时按等式1所示设定指示电量，
[等式1]
指示电量＝实际电量×校正率＝实际电量×(1+((100/第二阈值)-1)/(第二阈值-第一阈值)×(实际电量-第一阈值))
其中，在等式1中，实际电量是电池的电量，并且第二阈值高于第一阈值。
2.根据权利要求1所述的电池组，其中，电池管理系统在电池的电量高于或等于第二阈值时将指示电量设定为满电状态。
3.根据权利要求2所述的电池组，其中，电池管理系统在电池的电量高于或等于第三阈值时确定电池满足满电条件，并且停止对电池的充电，第三阈值高于第二阈值。
4.根据权利要求3所述的电池组，其中，电池管理系统停止对电池的充电直到电池的电量低于或等于第二阈值为止，并且在电池的电量低于或等于第二阈值时恢复对电池的充电。
5.根据权利要求1所述的电池组，其中，校正率随着电池的电量增加而增大。
6.根据权利要求1所述的电池组，其中，电池管理系统根据电池的劣化来调整第一阈值或第二阈值。
7.根据权利要求6所述的电池组，其中，电池管理系统控制第一阈值或第二阈值随着电池的劣化增加而减小。
8.根据权利要求1所述的电池组，其中，电池管理系统根据电池的温度来调整第一阈值或第二阈值。
9.根据权利要求8所述的电池组，其中，电池管理系统随着温度升高来调整第一阈值或第二阈值。
10.根据权利要求1所述的电池组，其中，电池管理系统向电子装置的控制器传输指示电量，使得在电子装置中对应于指示电量来显示电池充电状态。
11.一种电子装置，所述电子装置包括：
显示器；以及
控制器，接收内置在电子装置中的电池组中的电池的电量，在电池的电量低于第一阈值时将指示电量设定为所述电量，在电池的电量高于第一阈值时按等式1所示设定指示电量，并且在显示器中对应于指示电量显示电池充电状态，
[等式1]
指示电量＝实际电量×校正率＝实际电量×(1+((100/第二阈值)-1)/(第二阈值-第一阈值)×(实际电量-第一阈值))
其中，在等式1中，实际电量是电池的电量，并且第二阈值大于第一阈值。
12.根据权利要求11所述的电子装置，其中，控制器在电池的电量高于或等于第二阈值时将指示电量设定为满电状态，当电池的电量高于或等于第三阈值时，控制器确定电池满足满电条件从而停止对电池的充电，
第三阈值大于第二阈值。
13.根据权利要求12所述的电子装置，其中，停止对电池组的充电直到电池的电量达到第二阈值为止，在电池的电量低于或等于第二阈值时恢复对电池组的充电。
14.根据权利要求11所述的电子装置，其中，校正率随着电池的电量增加而增大。
15.根据权利要求11所述的电子装置，其中，控制器基于电池的劣化状态和电池的温度中的至少一种来控制第一阈值或第二阈值。
16.一种用于显示电子装置的电池电量的方法，所述方法包括：
检测内置在电子装置中的电池的电量；
当电池的电量低于第一阈值时，将指示电量设定为所述电量；
当电池的电量高于或等于第一阈值时，按等式1所示设定指示电量；以及
在屏幕上对应于指示电量显示电池的充电状态，
[等式1]
指示电量＝实际电量×校正率＝实际电量×(1+((100/第二阈值)-1)/(第二阈值-第一阈值)×(实际电量-第一阈值))
其中，在等式1中，实际电量为电池的电量，并且第二阈值高于第一阈值。
17.根据权利要求16所述的用于显示电子装置的电池电量的方法，所述方法还包括：在电池的电量高于或等于第二阈值时，将指示电量设定为满电状态。
18.根据权利要求17所述的用于显示电子装置的电池电量的方法，所述方法还包括：
当电池的电量高于或等于第三阈值时确定电池满足满电条件，并且停止对电池的充电直到电池的电量达到第二阈值为止；以及
当电池的电量逐渐减小从而低于或等于第二阈值时，恢复电池的充电，
其中，第三阈值高于第二阈值。
19.根据权利要求16所述的用于显示电子装置的电池电量的方法，所述方法还包括：基于电池的劣化状态和温度中的至少一种来调整第一阈值或第二阈值。
20.根据权利要求19所述的用于显示电子装置的电池电量的方法，其中，所述调整包括随着电池的劣化增加或电池温度增大而减小第一阈值或第二阈值。
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