用于測試電池的狀況的方法和設備與流程

本公開的實施例涉及測試技術，更具體而言，涉及用于測試電池的狀況的方法和設備。

背景技術：

在例如數據存儲設備之類的電子設備中，通常使用電池作為備用供電裝置。對于數據存儲設備而言，數據的安全性尤為重要。因此，在電源斷電時，需要電池提供充足的電力以至少將數據存儲到非易失性存儲器或硬盤中。電池存在故障或電量不足的可能。因此，對于例如數據存儲設備之類的電子設備而言，需要定時測試電池以獲得例如電池是否存在故障和電量是否充足之類的信息。

技術實現要素：

總體而言，本公開的示例實施例提供用于測試電池的狀況的方法和設備。

根據第一方面，提供一種用于測試設備的電池的方法，包括：接收針對所述電池的測試指令；響應于接收到所述測試指令，使所述電池進入測試模式，所述電池在所述測試模式中與所述設備的電源并行地向所述設備供電，所述電池提供的第一電壓大于所述電源提供的第二電壓；以及通過監測所述電池輸出的電流，來確定所述電池的狀況。

在一些實施例中，所述確定所述電池的狀況包括：響應于確定所述電流處于由下限閾值電流和上限閾值電流限定的范圍內，在預定時段內監測所述電流；響應于所述電流在所述預定時段內保持在所述范圍內，確定所述電池處于正常狀態；以及響應于所述電流在 所述預定時段內落到所述范圍以下，確定所述電池處于故障狀態。

在一些實施例中，所述確定所述電池的狀況還包括：響應于所述電流高于所述上限閾值電流，通過在所述第二電壓之上降低所述第一電壓，將所述電流調節到所述范圍內。

在一些實施例中，所述確定所述電池的狀況還包括：響應于所述電流低于所述下限閾值電流，通過提高所述第一電壓來將所述電流調節到所述范圍內。

在一些實施例中，所述確定所述電池的狀況還包括：響應于提高后的所述第一電壓超過第一閾值電壓而所述電流仍低于所述下限閾值電流，確定所述電池處于故障狀態。

在一些實施例中，監測所述電源提供的所述第二電壓；以及響應于所述第二電壓降低到第二閾值電壓之下，使所述電池從所述測試模式切換到工作模式以向所述設備供電。

在一些實施例中，向所述控制器發送所述電池的所述狀況的指示。

在一些實施例中，響應于接收到所述指令，檢測所述電池的當前電量；以及響應于所述電池的所述當前電量高于閾值電量，使所述電池進入所述測試模式。

根據第二方面，提供一種用于測試電池的狀況的裝置，包括：控制器；以及電池管理器，與所述控制器通信地耦合并且被配置成：從設備的控制器接收針對所述電池的測試指令；響應于接收到所述指令，使所述電池進入測試模式，所述電池在所述測試模式中與所述設備的電源并行地向所述設備供電，所述電池提供的第一電壓大于所述電源提供的第二電壓；通過監測所述電池輸出的電流，來確定所述電池的狀況。

根據第三方面，提供一種電池管理器，包括：通信模塊，被配置成接收針對所述電池的測試指令；電池控制模塊，被配置成響應于接收到所述測試指令，使所述電池進入測試模式，所述電池在所述測試模式中與所述設備的電源并行地向所述設備供電，所述電池 提供的第一電壓大于所述電源提供的第二電壓；以及電池狀況確定模塊，被配置成通過監測所述電池輸出的電流來確定所述電池的狀況。

根據第四方面，提供一種計算機程序產品，所述計算機程序產品被有形地存儲在非瞬態計算機可讀介質上并且包括機器可執行指令，所述機器可執行指令在被執行時使機器執行根據權利要求1至8任一項所述的方法的步驟。

可以理解，本部分并不旨在標識本公開的實施例的關鍵或重要特征，亦非旨在用于限制本公開的范圍。本公開的其它特征將通過以下的描述變得容易理解。

附圖說明

通過在所附附圖中的本公開的一些實施例的更為詳細的描述，本公開的以上和其它的優勢、特征和目標將變得更為明顯，其中：

圖1是本公開的實施例可實施于其中的電子設備的簡化框圖；

圖2是示出根據本公開實施例的用于電池測試的方法的流程圖；

圖3是示出了根據本公開實施例的用于通過電流監測來確定電池狀況的方法的流程圖；

圖4是示出了根據本公開實施例的電池管理器的示意性框圖；以及

圖5是示出了可以用來實施本公開實施例的設備的示意性框圖。

在所有附圖中，相同或相似參考數字表示相同或相似元素。

具體實施方式

現在將參考一些示例實施例描述本公開的原理。可以理解，這些實施例僅出于說明并且幫助本領域的技術人員理解和實施例本公開的目的而描述，而非建議對本公開的范圍的任何限制。在此描述的本公開的內容可以以下文描述的方式之外的各種方式實施。

如本文中所述，術語“包括”及其各種變體可以被理解為開放 式術語，其意味著“包括但不限于”。術語“基于”可以被理解為“至少部分地基于”。術語“一個實施例”可以被理解為“至少一個實施例”。術語“另一實施例”可以被理解為“至少一個其它實施例”。

如上所述，大量的電子設備可以在必要的情況下由電池驅動。圖1示出了本公開的一些實施例可實施于其中的一個電子設備100的簡化框圖。電子設備100例如可以是數據存儲服務器、個人計算機(pc)、通信服務器等任意類型的設備。如圖所示，電子設備100包括電源單元(psu)102、總線104、耗電器件112、控制器110、電池106和電池管理器108。

在工作模式中，psu102通過總線104向耗電器件112供電。在電池106不放電時，psu102還通過總線104向電池106充電。耗電器件112例如可以是諸如處理器、存儲器、外接設備之類的需要電能工作的部件。電池管理器108可通信地耦合至處理器110以接收來自處理器110的指令，諸如執行針對電池106的測試指令。電池管理器108根據來自控制器110的指令對電池進行管理，諸如控制電池106的輸出電壓，監視電池106的輸出電流，監視psu的輸出電壓等。

傳統的電池測試方法的通用做法是使得psu102斷電。在斷電之前，可以提前存儲數據存儲設備中的數據，以避免數據丟失。在psu102斷電之后，由電池106單獨承擔對耗電器件112的供電任務。為了實現對耗電器件112的單獨供電，電池106需要以例如12v的電壓提供約30a的電流。這將顯著消耗電池的電量。當psu102上電之后，需要較長的時間對電池106充電。如果在該充電過程中，psu102突然斷電，則電池106可能不具有充足的電量為耗電器件112供電。這會導致數據丟失的風險。此外，由于數據存儲設備需要中斷正常的工作進入離線測試模式，這也帶來較大的不便。

本公開的一些實施例針對這類風險和不便提出一種新的在線測試電池的狀況的方法和裝置。總體而言，本公開的一些實施例涉及 用于測試諸如數據存儲服務器之類的電子設備中的電池的狀況的方法和裝置。通過在電子設備的電源供電的同時，使電池以略高于電源電壓的電壓向電子設備供電，并且對電池的輸出電壓和電流監測一段時間來判斷電池的狀況。以此方式，可以通過消耗電池的小的電量來實現針對電池的狀況的測試，從而節省了針對電池進行測試的功率消耗。

圖2顯示了根據本公開的一個實施例的用于測試電池的狀況的方法300的流程圖。在某些實施例中，方法300例如可以由圖1中的電池管理器108實施。如上所述，在根據本公開實施例的在線測試過程中，psu102并不斷電。psu102例如仍以12v的輸出電壓向總線104提供電力以供耗電器件112使用。psu102在測試電池106之前一直通過總線104向電池106充電。

具體而言，在步驟302，電池管理器108接收針對所述電池106的測試指令。該指令例如是由控制器110發出的。備選地，在另一些實施例中，測試指令也可由獨立于電子設備100其他裝置發出。響應于該電池測試指令，在步驟304，電池管理器108使得電池106進入測試模式。在本公開的上下文中，“測試模式”是指電池106與電源psu102同時向所述設備供電的模式。與此相對，由電池106向設備單獨供電的模式稱為“工作模式”或者“常規模式”。特別地，在某些實施例中，電池106是否被切換到測試模式還可以考慮其他有關因素，這將在下文描述。

一旦進入測試模式，電池106就以高于psu102的電壓向設備100供電。為討論方便起見，在本公開的上下文中，由電池106提供的電壓稱為“第一電壓”，而由psu102提供的電壓稱為“第二電壓”。根據本發明的實施例，在測試模式中，電池管理器108確保第一電壓大于第二電壓。

而后，在步驟206，電池管理器108可以通過監測電池106所提供的輸出電流的情況，來確定電池106的狀況。總體上，如果電池106能夠在給定的時段內穩定地提供處于給定范圍內的電流，則可以 認為電池106處于正常狀態。否則，則可以判定電池106處于故障狀態。下面將結合圖3詳細描述確定電池狀況的示例實施例。

圖3是示出了根據本公開實施例的用于通過電流監測來確定電池狀況的方法300的流程圖。在步驟302處，電池管理器108例如接收針對電池106的測試指令。在電池管理器108接收到測試指令之后，在步驟303中，電池管理器108使得電池106進入測試模式。步驟302和303分別類似于上文描述的方法200中的步驟202和204，在此不再贅述。

為了執行測試，電池106通常需要具有足以用于測試的電量(閾值電量)。因此，在某些實施例中，在步驟304中，在接收到針對電池106的測試指令之后，電池管理器108檢測電池106中的當前電量是否高于該閾值電量。如果電池管理器108確定電池106中的當前電量低于閾值電量，則在步驟330中電池管理器108使得電池106退出測試模式。電池106被psu102繼續充電，以等待下一次測試。如果電池106具有高于閾值電量的當前電量，則在步驟306中，電池管理器108使得電池進入放電狀態，并且監視電池106的輸出電流和psu102的輸出電壓(第二電壓)。應當理解，測試模式的進入并非一定要依賴于電池106的電量。在一些實施例中，電池管理器108可以響應于測試命令而直接控制電池106進入測試模式。

在測試模式中，如上所述，電池管理器108使得電池106輸出高于第二電壓的第一電壓。在某些實施例中，該第一電壓最初僅僅略高于第二電壓。作為示例，如果第二電壓為12v，則第一電壓可以是12.3v。當電池106輸出的第一電壓略高于第二電壓時，電池106可以分擔原本由psu102單獨提供的電流的一部分。例如，當psu102單獨供電時，其以12v的電壓輸出30a的電流。當電池106輸出12.3v的電壓時，電池106可以提供例如3a的電流。此時，psu102僅需提供27a的電流。

可以理解，由于在測試模式中，耗電器件112正常操作所消耗的電力大部分來自于psu102。因此，在某些實施例中，可以監測 psu102的輸出電壓，以防止其突然斷電或出現故障導致電壓大幅度下降。為此，在某些實施例中，電池管理器108可以在步驟308確定第二電壓是否低于一個閾值電壓(為討論方便，稱為“第二閾值電壓”)。如果psu102輸出的第二電壓低于第二閾值電壓，則方法300進行到步驟328，電池管理器108在此使電池106從測試模式切換到工作模式。在工作模式中，電池106單獨對耗電器件112供電。例如，電池106以12v的輸出電壓輸出30a的電流。可以理解，在針對電池106的測試的整個期間，都需要監視psu102的輸出電壓。一旦psu102的輸出電壓低于第二閾值電壓，則電池106退出測試模式并且進入工作模式。

如果在步驟308確定第二電壓等于或者高于第二閾值電壓，則方法300進行到步驟310。在步驟310，電池管理器108確定電池106的輸出電流是否在由下限閾值電流和上限閾值電流限定的一個給定范圍內。對于針對電池106的測試而言，既不希望消耗電池106的大的電量，也不希望檢測不出電池的故障。因此，需要針對這兩種情形設立上限閾值電流和下限閾值電流。作為示例，在數據存儲設備的情形中，上限閾值電流例如可以是5a，而下限閾值電流可以是1a。

如果電池106的輸出電流在該范圍內，則在步驟312，電池管理器108監測電池106是否在閾值時段都能保持在該范圍內。作為示例，該預定時段例如可以是1分鐘或者任何適當時長。可以理解，該預定時段可以針對不同的應用場景而有所變化。如果在步驟312確定電池106在預定時段內的輸出電流均在由下限閾值電流和上限閾值電流限定的范圍內，則方法進行到步驟320，電池管理器108在此確定電池106是正常的。在某些實施例中，在接下來的步驟326中，電池管理器108可以向例如設備的控制器110發送表示電池正常的狀況指示。在此之后，在步驟330中，電池管理器108使電池106退出測試模式。

另一方面，如果在步驟312確定電池106無法持續地在給定的 時段內輸出處于預定范圍的電流，則可以在步驟324確定電池處于故障狀態。在某些實施例中，電池管理器108可以向例如控制器110發送指示故障狀態的消息。

返回步驟310，如果在此確定電池106所輸出的電流并未處于預定的范圍內，方法300進行到步驟314，電池管理器108在此確定該電流是否大于上限閾值電流。如果電池管理器108確定該電流大于上限閾值電流，則這表明電池輸出電流較高，需要進行調整。電池管理器108繼而在步驟316中使得電池的輸出電壓降低。在某些實施例中，電池管理器108確保電池106的降低之后的第一電壓仍大于psu102輸出的第二電壓。例如，如果檢測到電池106的輸出電流為4a，則電池管理器108將電池106的輸出電壓從例如12.3v降低至12.1v(仍然高于第二電壓的12v)。當電池106的輸出電壓降低至12.1v之后，電池106的輸出電流例如可以從4a降低至2a。此后，電池管理器108返回步驟310，以確定電池106的輸出的2a位于由下限閾值電流(例如1a)和上限閾值電流(例如3a)限定的范圍內。

如果在步驟314確定電池106的輸出電流小于上限閾值電流，則電池管理器108可以確定該輸出電流低于下限閾值電流(這是因為，在步驟310中已經確定該電流不在該范圍之內)。此時，在步驟318，電池管理器108提高電池106輸出的第一電壓，例如從12.3v增加至12.5v。可以理解，通過增加電池106的輸出電壓，可以增加電池106的輸出電流。

在步驟322，電池管理器108確定電池106所輸出的第一電壓是否超過了一個閾值電壓(稱為“第一閾值電壓”)。也就是說，在這樣的實施例中，對第一電壓的提升不是無限制進行下去的。如果將第一電壓提高到了第一閾值電壓但是電池106仍不能提供超過下限閾值電流的電流，則可以確定電池106可能存在故障。在這種情況下，電池106在工作模式下極有可能無法正常工作，因此需要替換或維修。此時，方法300進行到步驟324，電池管理器108在此確 定電池106存在故障。可選地，在步驟326，電池管理器108向控制器110發送表示電池106存在故障的狀況指示。繼而，在步驟330中，電池管理器108使得電池106退出測試模式。

另一方面，如果電池管理器108在步驟322確定第一電壓小于第一閾值電壓，則方法300可以返回310，以重新判斷電池106的輸出電流是否在范圍內。在此之后，可以重復上述的步驟。

可以理解，雖然按照流程圖的順序步驟描述本公開的方法的一個實施例，但是本公開的實施例的方法步驟并非必然按上述步驟順序執行。可以存在其它一些步驟的組合和順序。例如，可以理解，電池管理器108對于電池106的輸出電流的監控是實時進行的。電池管理器108可以并不按順序先確定電流是否在范圍內，再確定電流是否大于上限閾值電流，繼而確定電流是否小于下限閾值電流。相反，根據實時檢測到的電流值，電池管理器108可以動態調整電池106的輸出電壓。例如，電池管理器108在檢測到電池106的輸出電流為4a時，立即將電池106的輸出電壓從12.3v調整到12.1v。電池管理器108隨之檢測到電池的輸出電流為1a。電池管理器108繼而將電池106的輸出電壓從12.1v調整到12.2v。

圖4示出了根據本公開實施例的電池管理器108的一種示例實現的框圖。如圖所示，電池管理器108包括通信模塊402、電池控制模塊404和電池狀況確定模塊406。通信模塊402被配置成接收針對電池106的測試指令。電池控制模塊404被配置成響應于接收到測試指令使電池106進入測試模式。電池106在測試模式中與設備100的電源psu102并行地向設備100供電。電池106提供的第一電壓大于psu102提供的第二電壓。電池狀況確定模塊406通過監測電池106輸出的電流來確定電池106的狀況。與各個模塊的操作/功能有關的特征均已在上文描述，在此不再贅述。

將會理解，圖4中示出的電池管理器108的各個模塊可以通過硬件方式來實現。例如，上述模塊402、404、406中的一個或多個可以實現為硬件模塊，包括但不限于：集成電路(ic)芯片、專用 集成電路(asic)芯片、片上系統(soc)、現場可編程門陣列(fpga)等。

備選地或附加地，電池管理器108的某些或者全部模塊可以通過軟件實現。例如，在一個實施例中，電池管理器108可以被實現為計算機程序產品，其可被有形地包含在設備100可訪問的存儲介質中，并且可由設備100中的控制器110執行。

圖5示出了一個可以用來實施本公開的實施例的設備500的示意性框圖。設備500可以是上文描述的設備100的一個示例。如圖所示，設備500包括中央處理單元(cpu)501，其可以充當上文描述的控制器110。cpu501可以根據存儲在只讀存儲器(rom)502中的計算機程序指令或者從存儲單元508加載到隨機訪問存儲器(ram)503中的計算機程序指令，來執行各種適當的動作和處理。在ram503中，還可存儲設備500操作所需的各種程序和數據。cpu501、rom502以及ram503通過總線504彼此相連。輸入/輸出(i/o)接口505也連接至總線504。

設備500中的多個部件連接至i/o接口505，包括：輸入單元506，例如鍵盤、鼠標等；輸出單元507，例如各種類型的顯示器、揚聲器等；存儲單元508，例如磁盤、光盤等；以及通信單元509，例如網卡、調制解調器、無線通信收發機等。通信單元509允許設備500通過諸如因特網的計算機網絡和/或各種電信網絡與其他設備交換信息/數據。

設備500還包括電池106、電池管理器108和psu102(未示出)。電池106和psu102例如可用于對cpu501、rom502、ram503、輸入單元506、存儲單元508以及通信單元509供電。電池管理器108可以例如根據來自cpu501的指令針對電池106進行測試，并且經由總線504返回關于電池106的狀況的測試結果。

上文所描述的各個過程和處理，例如方法300，可由處理單元501執行。例如，在一些實施例中，方法200和/或300可被實現為計算機軟件程序，其被有形地包含于機器可讀介質，例如存儲單元 508。在一些實施例中，計算機程序的部分或者全部可以經由rom502和/或通信單元509而被載入和/或安裝到設備500上。當計算機程序被加載到ram503并由cpu501執行時，可以執行上文描述的方法200和/或300的一個或多個步驟。

總體而言，本公開的各種實施例可以以硬件或專用電路、軟件、邏輯或其任意組合實施。一些方面可以以硬件實施，而其它一些方面可以以固件或軟件實施，該固件或軟件可以由控制器、微處理器或其它計算設備執行。雖然本公開的各種方面被示出和描述為框圖、流程圖或使用其它一些繪圖表示，但是可以理解本文描述的框、設備、系統、技術或方法可以以非限制性的方式以硬件、軟件、固件、專用電路或邏輯、通用硬件或控制器或其它計算設備或其一些組合實施。

此外，雖然操作以特定順序描述，但是這不應被理解為要求這類操作以所示的順序執行或是以順序序列執行，或是要求所有所示的操作被執行以實現期望結果。在一些情形下，多任務或并行處理可以是有利的。類似地，雖然若干具體實現方式的細節在上面的討論中被包含，但是這些不應被解釋為對本公開的范圍的任何限制，而是特征的描述僅是針對具體實施例。在分離的一些實施例中描述的某些特征也可以在單個實施例中組合地執行。相反對，在單個實施例中描述的各種特征也可以在多個實施例中分離地實施或是以任何合適的子組合的方式實施。

雖然本公開以具體結構特征和/或方法動作來描述，但是可以理解在所附權利要求書中限定的本公開并不必然限于上述具體特征或動作。上述具體特征和動作僅公開為實施權利要求的示例形式。