专利名称：一种管理电池使用时间的方法、装置和便携式计算机的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及电池技术，特别是指一种管理电池使用时间的方法、装置和便携式计算机。
背景技术：
便携式计算机得到了广泛的应用，特别是在移动式办公的各种应用场景下，人们已经离不开便携式计算机的参与。但是由于电池技术的限制，在没有固定电源的场景中，便携式计算机的工作时间受到了很大的限制，例如在野外，一个电池能够提供的工作时间通常在2 3个小时；使得便携式计算机成为了一个鸡肋。发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术中至少存在如下问题便携式计算机在电池模式下，用户无法控制电池的供电功率，只能被动地使用剩余电池电量，导致便携式计算机无法在足够长的时间内处于工作状态。
发明内容
本发明的目的是提供一种管理电池使用时间的方法、装置和便携式计算机，用户可以利用电池的剩余电量实现便携式计算机能够在用户设定的合理长的时间内处于工作状态。一种管理电池使用时间的方法，包括获取电池的放电电流的上限阈值和所述放电电流的下限阈值；以及获取电池的剩余电量；根据所述剩余电量以及所述放电电流的上限阈值和下限阈值，计算出所述剩余电量所能够提供的使用时间区间范围；根据来自用户选定的使用时间，重新设定所述放电电流的数值；其中，所述使用时间位于所述使用时间区间范围之内。所述的方法中，所述计算出所述剩余电量所能够提供的使用时间区间范围具体包括使用时间区间范围上限Tmax = CRM/(Imin^V)使用时间区间范围下限Tmin = CRM/ (Imax^V)；其中，CRM为电池的剩余电量，物理单位为瓦时；I为放电电流，则Liiin表示所述放电电流的下限阈值，Imax表示所述放电电流的上限阈值；V为电池电压。所述的方法中，所述重新设定所述放电电流的数值，具体包括将所述放电电流的数值设定为平均放电电流；在一个周期内获取实时放电电流并将所述实时放电电流与所述平均放电电流进行比较，所述实时放电电流大于所述平均放电电流时，通过调节CPU频率， LCD背光亮度和/或关闭/打开外部设备，以控制电池的放电电流变小；所述实时放电电流小于等于所述平均放电电流时，不调节。所述的方法中，所述用户选定的使用时间，具体通过以下方式确定建立图表，所述图表的竖轴表示电池提供的剩余电量，所述图表的横轴表示剩余电量所能够提供的使用时间区间范围；则用户在横轴上选择的使用时间区间，应当位于所述使用时间区间范围上限与所述使用时间区间范围下限之间。
一种管理电池使用时间的装置，包括电流阈值获取单元，用于获取电池的剩余电量、放电电流的上限阈值和放电电流的下限阈值；使用时间计算单元，用于根据所述剩余电量以及所述放电电流的上限阈值和下限阈值，计算出电池的剩余电量的所能够提供的使用时间区间范围；放电设定单元，用于根据来自用户选定的使用时间，重新设定所述放电电流的数值；其中，所述使用时间位于所述使用时间区间范围之内。所述的装置还包括电流阈值估算单元，用于当便携式计算机在打开状态下，由所述便携式计算机的最小负载和最大负载预估电池放电电流的上限阈值和下限阈值。所述的装置还包括调节单元，用于调节CPU频率，LCD背光亮度和/或关闭/打开外部设备，以控制所述放电电流的数值；周期检测单元，用于在一个周期内将检测到的实时放电电流与平均放电电流进行比较，所述实时放电电流大于所述平均放电电流时，通知所述调节单元；其中，设定后的所述放电电流为所述平均放电电流。所述装置中，还包括用户交互单元，用于接收用户的输入信息，并根据所述输入信息获得用户选定的所述使用时间。一种便携式计算机，包括电池，用于存储电能，并为便携式计算机提供放电电流； 寄存器，用于存放电池的放电电流的上限阈值和所述放电电流的下限阈值；系统管理总线， 与电池、寄存器连接；电池管理平台，与所述系统管理总线连接，用于获取所述电池的放电电流的上限阈值和下限阈值，电池存储的电能的剩余电量；并根据所述剩余电量以及所述放电电流的上限阈值和下限阈值，计算出电池的剩余电量的所能够提供的使用时间区间范围；根据来自用户选定的使用时间，重新设定所述放电电流的数值；其中，所述使用时间位于所述使用时间区间范围之内。所述便携式计算机中，还包括调节单元，用于调节CPU频率，IXD背光亮度和/或关闭/打开外部设备，以控制电池的放电电流。应用所提供的技术方案，在电池模式下，用户可以根据电池中存储的剩余电量，主动控制电池的供电功率，使得便携式计算机能够在用户设定的合理长的时间内处于工作状态。
图1为本发明实施例管理电池使用时间的方法流程示意图；图2为本发明实施例管理电池的嵌入式控制器结构示意图；图3为本发明实施例嵌入式控制器与其他设备连接示意图；图4为本发明实施例电池结构电路示意图；图5为本发明实施例放电曲线示意图；图6为本发明实施例管理电池使用时间的装置结构示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术特征和实施效果更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明的技术方案进行详细描述。本发明提供的实施例中，用户可以根据需要在一定时间范围内选择电池的剩余使用时间，动态控制电池的供电功率。一种管理电池使用时间的方法，如图1所示，包括
步骤101，获取电池的放电电流的上限阈值和所述放电电流的下限阈值；步骤102，获取电池的剩余电量；步骤103，根据所述剩余电量以及所述放电电流的上限阈值和所述放电电流的下限阈值，计算出电池的剩余电量的所能够提供的使用时间区间范围；步骤104，根据来自用户选定的使用时间，重新调整所述放电电流的数值；其中， 所述使用时间位于所述使用时间区间范围之内。应用所提供的技术方案，在电池模式下，用户可以根据电池中存储的剩余电量，主动控制电池的供电功率，使得便携式计算机能够在用户设定的合理长的时间内处于工作状态。其步骤101中，便携式计算机在计算机打开状态(SO)下，由系统的最小负载预估电池放电电流的上限阈值，由系统的最大负载预估放电电流的下限阈值。其中，放电电流的上限阈值和下限阈值是根据计算机的硬件预先计算出来的；例如，某款特定型号的便携式计算机的硬件配置是一定的，那么结合省电方案，可以提前测试得到它的放电电流的上限阈值Imax和下限阈值Imin，并作为重要参数保存在寄存器里面。与状态SO相关的状态还包括S3，暂挂到RAM ；S4/S5，暂挂到磁盘/软关闭。在步骤103中，对应的计算出使用时间区间范围的上限和下限，公式是使用时间区间范围上限Tmax = CRM/(Imin*V)(1)使用时间区间范围下限Tmin = CRM/(Imax*V)(2)其中，CRM为电池的剩余电量，物理单位为瓦时(Wh)，I为放电电流，物理单位为安培，V为电池电压，物理单位为伏特；这些参数均可以通过系统管理总线(SMBus)实时从电池的寄存器(BMU，BATTERYMONITORING UNIT)中读取，通常，电池读取信息的周期是250毫秒。并且，公式⑴以及⑵可以不用考虑电池的设计容量，温度条件或者放电次数。例如，某时刻电池的CRM = 25. llWh，电压V = 12. 47V，之后，确定放电电流的下限阈值Lnin以及上限阈值Imax，分别计算出使用时间区间范围上限Tmax以及使用时间区间范围下限Tmin0如果上限阈值Imax = 1. 81A，则使用时间区间范围下限Tmin = 25. 11/ (1.81*12.47) = 1. 1125Hr ；如果下限阈值Lnin = 1A，则使用时间区间范围上限Tmax = 25. 11/(1*12. 47) = 2. 0136Hr。步骤102中，通过系统管理总线获取电池气量计(GAS Gauge)芯片中记载的电池剩余电量，以及温度等工作参数。步骤104中，根据来自用户选定的使用时间Tdes，重新设定所述放电电流的数值， 其中，Tdes是用户希望达到的一个时间值。作为一个动态的实时过程，具体包括在用户选定使用时间Tdes之后，根据剩余电量CRM和Tdes计算出平均放电电流Imid，这是一个理论数值，重新设定所述放电电流为所述平均放电电流Liiid，并实时检测放电电流的实际数值 Ireal。将Ireal与hid进行比较，如果Ireal大于Imid，则执行调节操作，具体包括通过调节CPU频率，LCD背光亮度和/或关闭外部硬件和打开/关闭不在使用的硬件，以控制电池的供电功率；其中，外部硬件可以是USB设备，以太网控制芯片等。反之，Ireal小于等于Imid，则不需执行调节操作。进一步优化上述方案，实时检测放电电流时，周期性采集放电电流，例如，以5秒钟为一个调节周期，一个调节周期内采集k/250ms = 20次，如果超过10次采集到的Ireal 大于Imid，则认为当前周期的Ireal大于Imid，则在下一个调节周期内，执行调节操作。反之，则认为Ireal小于等于Imid。步骤104之后，还包括步骤105，对电池的放电情况做补偿监测，动态地调整系统的用电情况。补偿监测中，不仅需要实时检测电池的放电电流Ireal，而且检测电池的剩余电量CRM，并根据当前的CRM，实时计算出预估使用时间Td，由于用户在通常情形下需要Td 大于等于Tdes，因此，如果出现Td小于Tdes的情形，需要通过调节CPU频率，IXD背光亮度和/或关闭外部硬件和打开/关闭不在使用的硬件，以降低电池的供电功率。在随后的补偿监测过程中，直至Td大于用户设定时间Tdes时，停止调节。由于实际使用过程中可能会遇到各种各样的情形，这会导致便携式计算机的实际使用时间小于用户设定时间Tdes，应用补偿监测技术，根据当前的放电电流Ireal和剩余电量CRM，实时计算出Td，并在Td小于Tdes时，通过调节便携式计算机的功耗来保证用户的体验。包括图5中，竖轴表示电池提供的剩余电量(mAh)，横轴表示剩余电量所能够提供的使用时间范围，根据公式(1)和(2)可以看出，直线斜率的物理意义在于I*V = CRM/T，其中， V是常量，因此直线斜率直接表征了 I的大小，其中，图中作为直线的两条实线的斜率分别表示放电电流的上限阈值和下限阈值，分别对应系统的最小使用负载和最大使用负载；两条直线与横轴的交点形成了使用时间区间范围上限和使用时间区间范围下限。在此状况区间下，假如客户选择2小时作为剩余时间，则表明需要在横轴的120分钟处，甚至在横轴的 120分钟之后的某处选定。图中的虚线是实时检测的放电电流Ireal所形成的曲线，为一种优选的放电电流数值，但并非唯一的技术方案，这是因为，在该虚线的右侧，在实线所划定的范围内，仍然可以作出其他不同的虚线对应的技术方案。在实际应用的过程中，以ThinkPad等商务型的便携式计算机为例，其电池携带的电量，正常情形下可以支持计算机高负荷工作3小时，当处于特殊场合，例如旅行途中时， 用户希望计算机的工作时间可以延长。当电池的剩余电量是满电量时，Tmin = 3小时，则 Imax是正常工作3小时的电流强度，且根据经验或者通过预设的各个器件的最小工作电流，可以计算出^iin = 3/5Imax,由于工作电压通常保持恒定(这也是保护计算机内部器件的需要)，因此可以计算得到上限阈值Tmax = 5小时。用户设定的使用时间Tdes = 4小时， 则显然可以计算出Liiid = 3/4Imax，并重新设定所述放电电流的数值。实时检测放电电流时，周期性采集放电电流，例如，以5秒钟为一个调节周期，一个调节周期内采集^/250ms =20次，如果超过10次采集到的Ireal大于Imid,则认为当前周期的Ireal大于Imid,即， 出现了 Td小于Tdes的情形，则在下一个调节周期内，执行调节操作。反之，则认为Ireal 小于等于Imid，不必调节。对应的，本发明还提供一种管理电池使用时间的装置，如图6所示，包括电流阈值获取单元2011，用于获取电池的剩余电量、放电电流的上限阈值和下限阈值；使用时间计算单元2012，用于根据所述剩余电量以及所述放电电流的上限阈值和下限阈值，计算出电池的剩余电量的所能够提供的使用时间区间范围；
放电设定单元2013，用于根据来自用户选定的使用时间，重新设定所述放电电流的数值；其中，所述使用时间位于所述使用时间区间范围之内。应用所提供的技术方案，在电池模式下，根据电池中存储的剩余电量，自行控制电池的供电功率，使得便携式计算机能够在用户设定的合理长的时间内处于工作状态。其中，使用时间计算单元2012根据的计算公式是使用时间区间范围上限Tmax = CRM/(Imin*V) (1)使用时间区间范围下限Tmin = CRM/(Imax*V) (2)可以将管理电池使用时间的装置设计在一个芯片中实现，该芯片称为电池管理平台201，并与充电控制器202，电池监测器203，以及寄存器204连接。如图2所示，是其中的一种具体实施例的结构；包括电池管理平台201，充电控制器202，电池监测器203，寄存器204，电池205， 以及系统管理总线206。上述的若干器件共同组成了一个嵌入式控制器(EC，Embedded Controller)200。寄存器204，用于存放电池的放电电流的上限阈值和下限阈值；电池监测器203(GAS Gauge芯片)，用于监测放电电流和剩余电量等工作参数，内预设有系统最小负载和最大负载对应的电池放电电流的上限阈值和下限阈值。电池管理平台201通过系统管理总线206读取电池205的工作参数，进而得到可选择的电池剩余电量使用时间范围。除此，充电控制器202，以及电池监测器203也可以嵌入到电池205中，称为电池 205内部的部件。或者，电池205应当能够为电池管理平台201提供相应的工作参数，并且这些工作参数可以被用于获取放电电流的上限阈值和下限阈值，电池的剩余电量。其所提供的具体的工作参数不应加以限制。如图3所示，电池管理平台201与CPU206，LCD207，USB外设208，图像控制器209， 局域网(LAN，Local Area Network) 201 以及用户界面(UI，UserInterface) 211 连接，其中用户可以通过UI界面设置使用时间，该使用时间在所述使用时间区间范围之内。 相应地，电源管理需要根据该重新设置的使用时间，调整系统的用电负载，如关闭LCD屏幕背光，CPU降频等。嵌入式控制器200可以直接控制IXD背光亮度；网络芯片在没有使用的时候也可以通过操作系统将其关闭达到省电的目的；CPU降频和显卡降频有相应的现有方案可以实现；USB5V电压可以通过线路控制将其关闭。在实现上述技术方案的过程中，采用程序代码实现，并将代码存放在电池管理平台201中。装置中还包括电流阈值估算单元，用于当便携式计算机在打开状态下，由所述便携式计算机的最小负载和最大负载预估电池放电电流的合理的上限阈值和下限阈值。调节单元，用于调节CPU频率，LCD背光亮度，以及关闭/打开外部设备，以控制电池的供电功率。用户交互单元(UI)，用于接收用户的输入信息，并根据所述输入信息获得用户选定的所述使用时间。具体而言，可以是提供一个图表，竖轴表示电池提供的剩余电量(mAh)，横轴表示剩余电量所能够提供的使用时间范围，根据公式(1)和(2)可以看出，直线斜率的物理意义在于I*V = CRM/T，其中，V是常量，因此直线斜率直接表征了 I的大小，其中，图中作为直线的两条实线的斜率分别表示放电电流的上限阈值和下限阈值，两条直线与横轴的交点形成了使用时间区间范围上限和使用时间区间范围下限。用户在横轴上选择的使用时间区间，应当位于使用时间区间范围的上限与下限之间。或者，提供数字，例如，以0. 5小时作为使用时间的最小粒度，显示的数字则是3小时、3. 5小时、4小时、4. 5小时，以及5小时。并等待用户的选择作为输入信息，根据所述输入信息获得用户选定的所述使用时间。如图4所示，则是电池结构电路的示意图，描述了电池205与嵌入式控制器200以及用户界面211的电连接关系，并描述了嵌入式控制器200的内部的电路结构。其中嵌入式控制器200的内部包括系统管理总线206，寄存器204，电池管理平台201，以及比较器212。寄存器204 中有根据用户设定得到的参考放电电流，系统实时放电电流与此参考值在比较器212中做比较，通过GPIO信号反馈给电池管理平台201。用户界面211处选择具体的调整方案，由电池管理平台201根据用户的选择，计算出相应的调整指令，并发送给CPU、IXD，以及其他的设备硬件，以调节CPU频率，IXD背光亮度和关闭不在使用的硬件，控制电池的供电功率。对应的，本发明提供一种便携式计算机，包括电池205，用于为便携式计算机提供放电电流；还进一步包括寄存器204，用于存放电池的放电电流的上限阈值和下限阈值；电池管理平台201，用于获取所述电池的放电电流的上限阈值和下限阈值，电池的剩余电量；并根据所述剩余电量以及所述放电电流的上限阈值和下限阈值，计算出电池的剩余电量的所能够提供的使用时间区间范围；其中，所述使用时间位于所述使用时间区间范围之内；根据来自用户选定的使用时间，重新设定所述放电电流的数值。计算机中还可以包括系统管理总线206，与电池205、寄存器204连接；调节单元，用于调节CPU频率，LCD背光亮度，以及关闭/打开外部设备，以控制电池的供电功率。本发明的实施例具有以下有益效果，在电池原有具备的性能的基础上，根据电池的剩余电量以及放电电流的上限阈值和下限阈值，计算出剩余电量所能够提供的使用时间区间范围，供用户在此区间范围内选择；并根据用户选择的一个特定的时间值，计算和协调系统工作负载，这包括调节CPU频率，IXD背光亮度和关闭不在使用的硬件，以控制电池的供电功率，达到符合电池目标时间。用户不再是被动地使用电池的剩余电量，而是动态控制使用剩余电量，特别是对于野外作业的便携式计算机，尤为实用。应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，所有的参数取值可以根据实际情况调整，且在该权利保护范围内。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种管理电池使用时间的方法，其特征在于，包括获取电池的放电电流的上限阈值和所述放电电流的下限阈值；以及获取电池的剩余电量；根据所述剩余电量以及所述放电电流的上限阈值和下限阈值，计算出所述剩余电量所能够提供的使用时间区间范围；根据来自用户选定的使用时间，重新设定所述放电电流的数值；其中，所述使用时间位于所述使用时间区间范围之内。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算出所述剩余电量所能够提供的使用时间区间范围具体包括使用时间区间范围上限Tmax = CRM/(Imin^V)使用时间区间范围下限Tmin = CRM/(Imax^V)；其中，CRM为电池的剩余电量，物理单位为瓦时；I为放电电流，则Liiin表示所述放电电流的下限阈值，Imax表示所述放电电流的上限阈值；V为电池电压。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述重新设定所述放电电流的数值，具体包括将所述放电电流的数值设定为平均放电电流；在一个周期内获取实时放电电流并将所述实时放电电流与所述平均放电电流进行比较，所述实时放电电流大于所述平均放电电流时，通过调节CPU频率，LCD背光亮度和/或关闭/打开外部设备，以控制电池的放电电流变小；所述实时放电电流小于等于所述平均放电电流时，不调节。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述用户选定的使用时间，具体通过以下方式确定建立图表，所述图表的竖轴表示电池提供的剩余电量，所述图表的横轴表示剩余电量所能够提供的使用时间区间范围；则用户在横轴上选择的使用时间区间，应当位于所述使用时间区间范围上限与所述使用时间区间范围下限之间。
5.一种管理电池使用时间的装置，其特征在于，包括电流阈值获取单元，用于获取电池的剩余电量、放电电流的上限阈值和放电电流的下限阈值；使用时间计算单元，用于根据所述剩余电量以及所述放电电流的上限阈值和下限阈值，计算出电池的剩余电量的所能够提供的使用时间区间范围；放电设定单元，用于根据来自用户选定的使用时间，重新设定所述放电电流的数值；其中，所述使用时间位于所述使用时间区间范围之内。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括电流阈值估算单元，用于当便携式计算机在打开状态下，由所述便携式计算机的最小负载和最大负载预估电池放电电流的上限阈值和下限阈值。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括调节单元，用于调节CPU频率，LCD背光亮度和/或关闭/打开外部设备，以控制所述放电电流的数值；周期检测单元，用于在一个周期内将检测到的实时放电电流与平均放电电流进行比较，所述实时放电电流大于所述平均放电电流时，通知所述调节单元；其中，设定后的所述放电电流为所述平均放电电流。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，用户交互单元，用于接收用户的输入信息，并根据所述输入信息获得用户选定的所述使用时间。
9.一种便携式计算机，其特征在于，包括电池，用于存储电能，并为便携式计算机提供放电电流；寄存器，用于存放电池的放电电流的上限阈值和所述放电电流的下限阈值；系统管理总线，与电池、寄存器连接；电池管理平台，与所述系统管理总线连接，用于获取所述电池的放电电流的上限阈值和下限阈值，电池存储的电能的剩余电量；并根据所述剩余电量以及所述放电电流的上限阈值和下限阈值，计算出电池的剩余电量的所能够提供的使用时间区间范围；根据来自用户选定的使用时间，重新设定所述放电电流的数值；其中，所述使用时间位于所述使用时间区间范围之内。
10.根据权利要求9所述的便携式计算机，其特征在于，还包括调节单元，用于调节CPU频率，LCD背光亮度和/或关闭/打开外部设备，以控制电池的放电电流。
全文摘要
本发明提供一种管理电池使用时间的方法、装置和便携式计算机，其中，方法包括获取电池的放电电流的上限阈值和所述放电电流的下限阈值；获取电池的剩余电量；根据所述剩余电量以及所述放电电流的上限阈值和下限阈值，计算出所述剩余电量所能够提供的使用时间区间范围；根据来自用户选定的使用时间，重新设定所述放电电流的数值；其中，所述使用时间位于所述使用时间区间范围之内。应用所提供的技术方案，在电池模式下，根据电池中存储的剩余电量，自行控制电池的供电功率，使得便携式计算机能够在用户设定的合理长的时间内处于工作状态。
文档编号G06F1/32GK102195304SQ20101012475
公开日2011年9月21日 申请日期2010年3月12日 优先权日2010年3月12日
发明者周卫春 申请人:联想(北京)有限公司