專利名稱：一種電池智能管理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池，具體涉及一種電池智能管理方法，尤其涉及可循環(huán)充電鋰離子電池。
背景技術(shù)：
可循環(huán)充電鋰離子電池的出現(xiàn)為人們的生活帶來(lái)了極大的方便，可循環(huán)充電鋰離子電池廣范應(yīng)用于手機(jī)，數(shù)碼相機(jī)，醫(yī)療設(shè)備，手提電腦，視聽(tīng)設(shè)備，電動(dòng)工具等產(chǎn)品。對(duì)于某些非智能化管理的用電設(shè)備(如電鉆，高級(jí)自行車燈光系統(tǒng))，本身不具備電池電量計(jì)量 及電量顯示部分。而對(duì)終端用戶來(lái)說(shuō)，及時(shí)了解電池電量狀態(tài)是非常必要的，這樣可以提醒人們及時(shí)給電池充電，以免因電池缺電而影響所使用的工具不能正常工作。進(jìn)一步電池的使用次數(shù)是有一定的限度的，對(duì)于超過(guò)使用次數(shù)的電池，電化學(xué)性已顯劇下降，將嚴(yán)重影響用戶的正常使用，這時(shí)也應(yīng)根據(jù)使用次數(shù)的計(jì)量報(bào)警指示并及時(shí)提醒用戶報(bào)廢舊電池并且更換新的電池。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是，如何提供一種電池智能管理方法，能有效管理使用電池。本發(fā)明技術(shù)問(wèn)題這樣解決構(gòu)建一種電池智能管理方法，采用與其內(nèi)部電芯電連接的內(nèi)置微控芯片，其特征在于，包括以下具體步驟A所述微控芯片進(jìn)入睡眠狀態(tài)，等待被中斷喚醒；B用戶通過(guò)與所述微控芯片電連接的電池外殼上按鍵產(chǎn)生按鍵中斷，所述微控芯片被中斷喚醒，檢測(cè)并根據(jù)電池電壓執(zhí)行相對(duì)容量的電池電量運(yùn)算，再根據(jù)運(yùn)算結(jié)果控制點(diǎn)亮電池外殼上的復(fù)數(shù)個(gè)指示燈中對(duì)應(yīng)數(shù)量的指示燈；C定時(shí)器產(chǎn)生定時(shí)器中斷，所述微控芯片被中斷喚醒，判斷電池的檢測(cè)電壓小于低壓門限設(shè)置低壓標(biāo)記；當(dāng)存在所述低壓標(biāo)記且電池充放電回路上的電流感應(yīng)電阻的兩端電壓高于充電門限，累計(jì)充電時(shí)間，其中所述兩端電壓為正、電池充電，所述兩端電壓為負(fù)、電池放電；當(dāng)充電時(shí)間超過(guò)有效時(shí)間，累計(jì)充電次數(shù)，再判斷充電次數(shù)是否大于最高次門限；若大于最高次門限，則控制點(diǎn)亮/閃亮電池外殼上的對(duì)應(yīng)指示燈，指示電池可以報(bào)廢。按照本發(fā)明提供的電池智能管理方法，可選方案一對(duì)應(yīng)的所述步驟C具體包括201)定時(shí)器產(chǎn)生定時(shí)器中斷，所述微控芯片被中斷喚醒；202)判斷電池的檢測(cè)電壓是否小于低壓門限，是設(shè)置低壓標(biāo)記；203)判斷電池充放電回路上的電流感應(yīng)電阻的兩端電壓是否高于充電門限，是設(shè)置充電標(biāo)記；所述兩端電壓為正、電池充電，所述兩端電壓為負(fù)、電池放電；204)判斷是否同時(shí)存在低壓標(biāo)記且充電標(biāo)記，是累計(jì)充電時(shí)間檢測(cè)計(jì)數(shù)，否則跳過(guò)下面步驟進(jìn)入步驟207)；205)判斷充電時(shí)間檢測(cè)計(jì)數(shù)是否超過(guò)有效時(shí)間對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)，是累計(jì)充電次數(shù)，否則跳過(guò)下面步驟進(jìn)入步驟207)；206)判斷充電次數(shù)是否大于最高次門限；是則控制點(diǎn)亮/閃亮電池外殼上的對(duì)應(yīng)指示燈；207)進(jìn)入步驟A。按照本發(fā)明提供的電池智能管理方法，可選方案二對(duì)應(yīng)的所述步驟C具體包括301)定時(shí)器產(chǎn)生定時(shí)器中斷，所述微控芯片被中斷喚醒；302)判斷是否存在低壓標(biāo)記，是直接進(jìn)入步驟304)，否則進(jìn)入下一步；303)判斷電池的檢測(cè)電壓是否小于低壓門限，是設(shè)置低壓標(biāo)記，否則進(jìn)入步驟307)； 304)判斷電池充放電回路上的電流感應(yīng)電阻的兩端電壓是否高于充電門限，是累計(jì)充電時(shí)間檢測(cè)計(jì)數(shù)，否則跳過(guò)下面步驟進(jìn)入步驟307);所述兩端電壓為正、電池充電，所述兩端電壓為負(fù)、電池放電；305)判斷充電時(shí)間檢測(cè)計(jì)數(shù)是否超過(guò)有效時(shí)間對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)，是累計(jì)充電次數(shù)，否則跳過(guò)下面步驟進(jìn)入步驟307)；306)判斷充電次數(shù)是否大于最高次門限；是則控制點(diǎn)亮/閃亮電池外殼上的對(duì)應(yīng)指示燈；307)進(jìn)入步驟A。按照本發(fā)明提供的電池智能管理方法，所述步驟C中累計(jì)充電次數(shù)的同時(shí)還包括清除所述低壓標(biāo)記和所述充電次數(shù)清零。按照本發(fā)明提供的電池智能管理方法，所述定時(shí)器是獨(dú)立器件，其定時(shí)周期是50-150 秒，優(yōu)選 60。按照本發(fā)明提供的電池智能管理方法，所述定時(shí)器是能在整體睡眠時(shí)保持工作的微控芯片內(nèi)部模塊，所述微控芯片被中斷喚醒后，還包括累計(jì)喚醒次數(shù)，再判斷喚醒次數(shù)是否大于喚醒門限；若喚醒次數(shù)小于喚醒門限，則重新進(jìn)入睡眠狀態(tài)，否則喚醒次數(shù)清零，再執(zhí)行后續(xù)程序動(dòng)作；所述喚醒門限對(duì)應(yīng)的喚醒周期是50-150秒，優(yōu)選60。按照本發(fā)明提供的電池智能管理方法，步驟B和C中所述微控芯片被中斷喚醒后，所述按鍵中斷和定時(shí)器中斷被禁止，步驟B和C執(zhí)行完后再打開(kāi)；除所述大于最高次門限情況外，步驟C最后返回步驟A。按照本發(fā)明提供的電池智能管理方法，所述步驟B中所述電池電量運(yùn)算包括電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)值比較；所述數(shù)值比較包括與復(fù)數(shù)個(gè)從小到大的數(shù)值門限比較，如3個(gè)指示燈對(duì)應(yīng)3個(gè)門限，小于最小門限指示燈全滅，大于最高門限指示燈全亮。按照本發(fā)明提供的電池智能管理方法，所述步驟B中所述電池電量運(yùn)算包括電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)值計(jì)算；所述數(shù)值計(jì)算是(U-12) X100/3%。按照本發(fā)明提供的電池智能管理方法，所述有效時(shí)間大于電池從空到所述低壓門限需要的充電時(shí)間，小于電池從空到滿需要的充電時(shí)間；步驟B點(diǎn)亮電池外殼上的復(fù)數(shù)個(gè)指示燈指定時(shí)長(zhǎng)后熄滅所有指示燈返回步驟A。本發(fā)明提供的電池智能管理方法，使用微控芯片和智能管理程序，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)I、電池電量顯示，讓終端用戶及時(shí)了解電池電量的相關(guān)信息；在電池電量不足時(shí)及時(shí)做好各 方面準(zhǔn)備；2、電池使用次數(shù)報(bào)警顯示，電池的使用次數(shù)是有一定的限度的，對(duì)于超過(guò)使用次數(shù)的電池，電化學(xué)性已顯劇下降，將嚴(yán)重影響用戶的正常使用，對(duì)使用次數(shù)的計(jì)量報(bào)警指示能及時(shí)提醒用戶報(bào)廢電池及更換新的電池；3、芯片程序最低限度耗電，提高電池使用效能。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖I是本發(fā)明鋰離子電池內(nèi)部控制電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I中微控芯片U7的智能管理程序流程示意圖一；圖3是圖I中微控芯片U7的智能管理程序流程示意圖二。
具體實(shí)施例方式首先，說(shuō)明本發(fā)明具體實(shí)施例的硬件基礎(chǔ)如圖I所示，該鋰離子電池采用電池管理芯片U3和微控芯片U7為基礎(chǔ)的硬件線路，包括電池管理部分11和額外增加的智能控制部分12，智能控制部分12中微控芯片U3的型號(hào)具體是SN8P2711，還包括三個(gè)電量指示燈LED1、LED2和LED3以及一個(gè)電量指示控制按鍵K1。點(diǎn)亮指示燈LED1、LED2和LED3的數(shù)量表示電池現(xiàn)有電量針對(duì)電池容量的相對(duì)百分比例，每一個(gè)被點(diǎn)亮指示燈即代表一個(gè)33. 33%的電池容量，指示燈LEDl、LED2和LED3序號(hào)從小到大被點(diǎn)亮。其中電池管理部分11具有普通電池保護(hù)功能的控制部分。第二，進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明應(yīng)用本發(fā)明方法的控制程序如圖2和3所示，電池內(nèi)置微控芯片U7中本發(fā)明電池智能管理控制程序具體包括以下步驟1001)上電，硬件初始化；1002)微控芯片U7進(jìn)入睡眠省電狀態(tài)；進(jìn)入步驟1101)或1201)；1101)判斷是否有按鍵中斷產(chǎn)生？否返回步驟1002)，是則進(jìn)入下一步；1102)禁止按鍵中斷和定時(shí)器中斷，進(jìn)行電池電壓模數(shù)AD轉(zhuǎn)換；1103)根據(jù)電池電壓AD轉(zhuǎn)換值計(jì)算電池容量百分比并點(diǎn)亮對(duì)應(yīng)數(shù)量的電池電量指示燈直至持續(xù)點(diǎn)亮3秒結(jié)束；1104)熄滅所有電池電量指示燈，允許按鍵中斷和定時(shí)器中斷，返回步驟1002)。1201)判斷10秒定時(shí)器中斷是否到？否返回步驟1002)，是則進(jìn)入下一步；10秒是微控芯片U7內(nèi)部定時(shí)累計(jì)模塊最大計(jì)數(shù)值；1202)禁止按鍵中斷和定時(shí)器中斷，定時(shí)器中斷計(jì)數(shù)變量加I ;1203)判斷定時(shí)器中斷計(jì)數(shù)變量是否彡6 否允許按鍵中斷和定時(shí)器中斷、返回步驟1002)，是則進(jìn)入下一步；1204)定時(shí)器中斷計(jì)數(shù)變量清零，對(duì)電池電壓進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換；1205)判斷上一步的AD轉(zhuǎn)換值是否小于低壓門限(1737，對(duì)應(yīng)電池電量12. 8V，電池滿電壓15V) 是設(shè)置低電壓標(biāo)記變量LowBattery, LowBattery = I,進(jìn)入下一步，否則直接進(jìn)入下一步；
1206)判斷電池充放電回路上的電流感應(yīng)電阻的兩端電壓AD轉(zhuǎn)換值是否大于3( “3”對(duì)應(yīng)充電電流80mA，該實(shí)施例中充電時(shí)兩端電壓為正、放電時(shí)兩端電壓為負(fù))？否允許按鍵中斷和定時(shí)器中斷、返回步驟1002)，是則進(jìn)入下一步；1207)判斷電池處于充電狀態(tài)，設(shè)置充電標(biāo)記變量ChglNoChgO，ChglNoChgO = I ；1208)判斷LowBattery& ChglNoChgO = I 否允許按鍵中斷和定時(shí)器中斷、返回步驟1002)，是則進(jìn)入下一步；
1209)充電檢測(cè)次數(shù)變量加I ;1210)判斷定時(shí)器中斷計(jì)數(shù)變量是否彡30 否允許按鍵中斷和定時(shí)器中斷、返回步驟1002)，是則進(jìn)入下一步；1211)充電工作周期計(jì)數(shù)器加I并寫入電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器EEPR0M，充電檢
測(cè)次數(shù)變量清零；1212)判斷工作周期計(jì)數(shù)器是否彡300 否允許按鍵中斷和定時(shí)器中斷、返回步驟1002)，是則進(jìn)入下一步；1213)允許按鍵中斷和禁止定時(shí)器中斷，調(diào)用LED3黃色光閃爍程序，指示電池壽命用盡；1214)結(jié)束。最后，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解范圍內(nèi)，在本發(fā)明權(quán)利要求范圍內(nèi)，各種變化都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種電池智能管理方法，采用與其內(nèi)部電芯電連接的內(nèi)置微控芯片，其特征在于，包括以下具體步驟 A所述微控芯片進(jìn)入睡眠狀態(tài)，等待被中斷喚醒； B用戶通過(guò)與所述微控芯片電連接的電池外殼上按鍵產(chǎn)生按鍵中斷，所述微控芯片被中斷喚醒，檢測(cè)并根據(jù)電池電壓執(zhí)行相對(duì)容量的電池電量運(yùn)算，再根據(jù)運(yùn)算結(jié)果控制點(diǎn)亮電池外殼上的復(fù)數(shù)個(gè)指示燈中對(duì)應(yīng)數(shù)量的指示燈； C定時(shí)器產(chǎn)生定時(shí)器中斷，所述微控芯片被中斷喚醒，判斷電池的檢測(cè)電壓小于低壓門限設(shè)置低壓標(biāo)記；當(dāng)存在所述低壓標(biāo)記且電池充放電回路上的電流感應(yīng)電阻的兩端電壓高于充電門限，累計(jì)充電時(shí)間，其中所述兩端電壓為正、電池充電，所述兩端電壓為負(fù)、電池放電；當(dāng)充電時(shí)間超過(guò)有效時(shí)間，累計(jì)充電次數(shù)，再判斷充電次數(shù)是否大于最高次門限；若大于最高次門限，則控制點(diǎn)亮/閃亮電池外殼上的對(duì)應(yīng)指示燈。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述電池智能管理方法，其特征在于，所述步驟C具體包括 201)定時(shí)器產(chǎn)生定時(shí)器中斷，所述微控芯片被中斷喚醒； 202)判斷電池的檢測(cè)電壓是否小于低壓門限，是設(shè)置低壓標(biāo)記； 203)判斷電池充放電回路上的電流感應(yīng)電阻的兩端電壓是否高于充電門限，是設(shè)置充電標(biāo)記；所述兩端電壓為正、電池充電，所述兩端電壓為負(fù)、電池放電； 204)判斷是否同時(shí)存在低壓標(biāo)記且充電標(biāo)記，是累計(jì)充電時(shí)間檢測(cè)計(jì)數(shù)，否則跳過(guò)下面步驟進(jìn)入步驟207)； 205)判斷充電時(shí)間檢測(cè)計(jì)數(shù)是否超過(guò)有效時(shí)間對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)，是累計(jì)充電次數(shù)，否則跳過(guò)下面步驟進(jìn)入步驟207)； 206)判斷充電次數(shù)是否大于最高次門限；是則控制點(diǎn)亮/閃亮電池外殼上的對(duì)應(yīng)指示燈； 207)進(jìn)入步驟A。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述電池智能管理方法，其特征在于，所述步驟C具體包括 301)定時(shí)器產(chǎn)生定時(shí)器中斷，所述微控芯片被中斷喚醒； 302)判斷是否存在低壓標(biāo)記，是直接進(jìn)入步驟304)，否則進(jìn)入下一步； 303)判斷電池的檢測(cè)電壓是否小于低壓門限，是設(shè)置低壓標(biāo)記，否則進(jìn)入步驟307)； 304)判斷電池充放電回路上的電流感應(yīng)電阻的兩端電壓是否高于充電門限，是累計(jì)充電時(shí)間檢測(cè)計(jì)數(shù)，否則跳過(guò)下面步驟進(jìn)入步驟307);所述兩端電壓為正、電池充電，所述兩端電壓為負(fù)、電池放電； 305)判斷充電時(shí)間檢測(cè)計(jì)數(shù)是否超過(guò)有效時(shí)間對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)，是累計(jì)充電次數(shù)，否則跳過(guò)下面步驟進(jìn)入步驟307)； 306)判斷充電次數(shù)是否大于最高次門限；是則控制點(diǎn)亮/閃亮電池外殼上的對(duì)應(yīng)指示燈； 307)進(jìn)入步驟A。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述電池智能管理方法，其特征在于，所述步驟C中累計(jì)充電次數(shù)的同時(shí)還包括清除所述低壓標(biāo)記和所述充電次數(shù)清零。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述電池智能管理方法，其特征在于，所述定時(shí)器是獨(dú)立器件，其定時(shí)周期是50-150秒。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述電池智能管理方法，其特征在于，所述定時(shí)器是能在整體睡眠時(shí)保持工作的微控芯片內(nèi)部模塊，所述微控芯片被中斷喚醒后，還包括累計(jì)喚醒次數(shù)，再判斷喚醒次數(shù)是否大于喚醒門限；若喚醒次數(shù)小于喚醒門限，則重新進(jìn)入睡眠狀態(tài)，否則喚醒次數(shù)清零，再執(zhí)行后續(xù)程序動(dòng)作；所述喚醒門限對(duì)應(yīng)的喚醒周期是50-150秒。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述電池智能管理方法，其特征在于，步驟B和C中所述微控芯片被中斷喚醒后，所述按鍵中斷和定時(shí)器中斷被禁止，步驟B和C執(zhí)行完后再打開(kāi)；除所述大于最高次門限情況外，步驟C最后返回步驟A。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述電池智能管理方法，其特征在于，所述步驟B中所述電池電量運(yùn)算包括電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)值比較；所述數(shù)值比較包括與復(fù)數(shù)個(gè)從小到大的數(shù)值門限比較。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述電池智能管理方法，其特征在于，所述步驟B中所述電池電量運(yùn)算包括電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)值計(jì)算；所述數(shù)值計(jì)算是(U-12) X100/3%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述電池智能管理方法，其特征在于，所述有效時(shí)間大于電池從空到所述低壓門限需要的充電時(shí)間，小于電池從空到滿需要的充電時(shí)間；步驟B點(diǎn)亮電池外殼上的復(fù)數(shù)個(gè)指示燈指定時(shí)長(zhǎng)后熄滅所有指示燈返回步驟A。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電池智能管理方法，包括A微控芯片進(jìn)入睡眠狀態(tài)，等待被中斷喚醒；B用戶通過(guò)與微控芯片電連接的電池外殼上按鍵產(chǎn)生按鍵中斷，微控芯片被中斷喚醒，根據(jù)電池的檢測(cè)電壓執(zhí)行相對(duì)容量的電池電量運(yùn)算并控制點(diǎn)亮電池外殼上復(fù)數(shù)個(gè)指示燈；C定時(shí)器產(chǎn)生定時(shí)器中斷，微控芯片被中斷喚醒，判斷電池的檢測(cè)電壓小于低壓門限設(shè)置低壓標(biāo)記；當(dāng)存在所述低壓標(biāo)記且電池充放電回路上的電流感應(yīng)電阻的兩端電壓高于充電門限，累計(jì)充電時(shí)間；當(dāng)充電時(shí)間超過(guò)有效時(shí)間，累計(jì)充電次數(shù)，再判斷充電次數(shù)是否大于最高次門限；若大于最高次門限，則控制點(diǎn)亮/閃亮電池外殼上的對(duì)應(yīng)指示燈。這種電池智能管理方法大大提升了電池使用的效益和安全。
文檔編號(hào)H02J7/00GK102638072SQ20121003594
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月17日
發(fā)明者劉軍, 夏秀華 申請(qǐng)人:深圳市富士達(dá)工業(yè)有限公司