电源管理方法、装置与芯片的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本发明是关于一种电源管理方法、装置与芯片。
【背景技术】
[0002] 即便可携带式信息和通信技术（Information and Communication Technology, ICT)装置，如智能型手机，平板计算机等的发展与普及，当电池电量降低时，系统因为电源 切断而突然当机的情况并不罕见。这种电源切断主要的原因在于：在充电状态（state of Charge，SoC)变低时，"极化损耗"和锂离子电池相关的"阻抗"会变得非常高。在ICT装 置上执行不同的程序和功能所造成相同的功率/电涌波动在电池的SoC在低阶段时会导致 更大电压波动。当电压波动达到低电压阈值（threshold)时，电池低电压保护机制将被启 动以切断电源。这种情况在老化的电池尤其显着，因为老化电池的阻抗增加，因此低SoC的 电压波动会更大，进而也导致减少在ICT系统进行正确的数据保存和系统关机的预防准备 时间。现行大部分的电源管理方法是基于电与电子方面的考虑，而电池特征曲线（Battery Characteristic Curve, BCC)是基于在图1中所示的电池的电化学特性。BCC将电化学特 性转换成常见的电子控制域（电位-容量域，Potential-Capacity Domain)，以便执行定量 和简单的控制算法。当浓差极化损耗（Concentration Polarization Loss)高时，BCC在低 状态SoC时特别有用。
[0003] 目前电子装置的电池在低容量状态时的已知问题是，在操作过程中可能出现的电 源涌动会导致系统在使用完低容量状态电池的剩余电量在之前就径行关机。当前的电源管 理技术，是以限制用户使用消耗大量功率的功能，以当电池电量低时延长电子装置的使用 时间。然而，在电力有限时这类的限制可能会带来极大的不便，因为用户经常必须使用消耗 更多功率的功能，例如拨打电话、发送带有附件的电子邮件等。在功率消耗的高点，若无其 它有效的管理，一般是采用在低容量状态的电池可能因达到最低安全电压定义的阈值，迫 使电池保护电路启动，无预警地切断电池电路和关闭系统。然而，当一个功能被启动执行 时，经常发生功率消耗的高点，因此，开始执行一个重要的功能往往会导致峰值功率消耗超 过安全阈值，必须过早的电源关闭。其结果是，电池的剩余容量不恰当地使用，即便在剩余 的电力是足以使该系统的操作延长使用一些重要的功能。
【发明内容】
[0004] 本发明提供一种电池的极化损失开始显着增加时阈值的检测方法。本方法也适应 于电池的老化的调整。
[0005] 本发明提供一种可用于低容量状态电化学电池的电源管理方法。本电源管理方 法是基于BCC，其能反映电池在低容量状态下，在电池极化显著上升前的边界线。本电源管 理方法还提供了自适性方式，可随着电池老化而调整，并适用于任何由电池驱动的装置，例 如，电动汽车、3C装置等。通过控制装置中的每一功能元件的功率消耗，本方法可能会停止 某些功能线程（function thread),或启动（或保持）一些功能线程。
[0006] 本发明的一实施例是关于一种电源管理方法，适应于一电子装置在低容量状态 的多个电化学电池，该电子装置能执行多个功能线程，并且该多个电化学电池中至少一个 电化学电池具有最低电池容量（minimum battery capacity)。此方法可包含：获取多笔电 池信息，该多笔电池信息包括当该至少一个电化学电池在该低容量状态时，最大允许电流 (maximum allowable current)与最大允许功率（maximum allowable power);经由检测电 压相对于电流的变化（change of current),更新电池特征曲线（Battery Characteristic Curve，BCC);利用此电池特征曲线，决定该多个功能线程中是否有任一功能线程可以被终 止，并且控制终止或继续在该电子装置上执行的该多个功能线程；以及当达到该最低电池 容量，并且没有任一功能线程可以被终止时，关闭该至少一电化学电池；否则，返回获取该 多个电池信息的步骤。
[0007] 本发明的又一实施例是关于一种电源管理装置，用于一种电子装置在低容量状态 的多个电化学电池，该电子装置能执行多个功能线程，并且该多个电化学电池中至少一个 电化学电池具有最低容量，该电源管理装置包含：获取多笔电池信息的获取装置，其中该多 笔电池信息包括当该至少一个电化学电池在该低容量状态时，最大允许电流与最大允许功 率；通过检测电压相对于电流的变化，更新电池特征曲线的更新装置；利用该电池特征曲 线，决定该多个功能线程中是否有任一功能线程可以被终止，并且控制终止或继续在该电 子装置上执行的该多个功能线程的控制装置；以及当达到该最低电池容量，并且没有任一 功能线程可以被终止时，关闭该至少一电化学电池的关闭装置；否则，返回到获取该多个电 池信息的获取装置的返回装置。
[0008] 本发明的又一实施例是关于一种电源管理芯片，包含一或多个集成电路，此一或 多个集成电路被配置来处理：获取多个电化学电池中至少一个电化学电池的多笔电池信 息，此多笔电池信息包括当此至少一个电化学电池在低容量状态时，最大允许电流与最大 允许功率，并且该至少一个电化学电池具有最低电池容量；通过检测电压相对于电流的变 化，更新电池特征曲线；利用此电池特征曲线，决定该多个功能线程中是否有任一功能线程 可以被终止，并且控制终止或继续在该电子装置上执行的该多个功能线程；以及当达到该 最低电池容量，并且没有任一功能线程可以被终止时，关闭该至少一电化学电池；否则，返 回获取该多个电池信息的步骤。
[0009] 兹配合下列图示、实施例的详细说明及申请专利范围，将上述及本发明的其它特 征详述于后。
【附图说明】
[0010] 图1是一典型的电池的极化曲线的一示意图，包含的电阻电位降（IR drop)、活化 极化（activation polarization)、以及电池的浓差极化（concentration polarization) 〇
[0011] 图2是根据本发明的一实施例，说明在一实际情境中，一 3G手机通话时的电源浪 涌所产生的率消耗的一示意图。
[0012] 图3是根据本发明的一实施例，说明一种电源管理方法，适应于一低容量状态下 的电化学电池。
[0013] 图4是根据本发明的一实施例，说明电池在低容量状态的特性。
[0014] 图5是根据本发明的一实施例，说明一电池放电曲线模型，其中（a)V-I-Ah特征、 (b) V-Ah 特征、（c)P-I-Ah 特征、（d) P-Ah 特征。
[0015] 图6是根据本发明的一实施例，说明决定BCC曲线的一示意图。
[0016] 图7是根据本发明的一实施例，说明在一实际应用中，将电池放电的V-I-Ah的一 示意图。
[0017] 图8是根据本发明的一实施例，说明通过取样Λ V/Λ I变化率，决定BCC曲线的一 示意图。
[0018] 图9是根据本发明的一实施例，说明BCC曲线以V-Ah来获得I-Ah和P-Ah的示意 图，其中（a)BCC曲线在V-Ah域的一示意图、（b)BCC曲线在I-Ah域的一示意图、（c)BCC曲 线在P-Ah域的一示意图。
[0019] 图10是根据本发明的一实施例，说明含有更新该BCC曲线步骤的电源管理方法的 一流程图。
[0020] 图11是根据本发明的一实施例，说明基于电流预算与功率预算，执行功能线程的 执行控制步骤的一流程图。
[0021] 图12是根据本发明的一实施例，说明基于BCC曲线，CPU的工作频率调整的结果 的一不意图。
[0022] 图13是根据本发明的一实施例，说明基于BCC曲线，CPU的工作频率调整的性能 表现的一不意图。
[0023] [标号说明]
[0024] 201 供应电压 202电流
[0025] 203功率消耗 USB通用序列总线
[0026] CCM云端运算移动应用I/O输入/输出
[0027] 3G 第三代移动通讯技术
[0028] 301获取电池信息
[0029] 302通过检测电压的相对于电流变化，并且更新一电池特征曲线（BCC)
[0030] 303使用此BCC曲线作为功率预算来控制装置功能线程的开启/关闭
[0031] 304确定是否达到一最低电池容量与一控制限制<