CN104316882A - 一种移动电源剩余电量的检测方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动电源剩余电量的检测方法和装置，实现移动电源实时电量的精确测量。所述方法包括：定义执行目标次数的信号采样流程为一组循环，在一组循环中，执行当前信号采样流程；其中，所述信号采样流程包括：按照预设采样周期对电源的充电电流进行多次采样得到多个采样值；取所述多个采样值的均值；对所述均值进行平衡滤波；每执行完一组循环，输出一次实时电源电量。

Description

一种移动电源剩余电量的检测方法和装置

技术领域

本发明涉及移动电源技术领域，尤其涉及一种移动电源剩余电量的检测方法和装置。

背景技术

目前，智能终端已经被普遍使用，智能终端应用较多，耗电量较大，需要经常给智能终端充电，而现有的固定电源充电方式限制了人们使用智能终端的便利性。随后移动电源的出现为智能终端用户提供了充电的便利。移动电源可以实现随时随地为终端充电，提高了用户体验。

移动电源能够为终端充电多长时间，取决于移动电源的剩余电量，现有技术中，电源的实时电量一般都是通过测量移动电源的电压来计量得到，由于电池受老化和温度的影响，导致测量得到的电压与电源实际的电压有较大的偏差，因此，依据测量得到的电源电压进一步得到的电源的实时电量的准确度较低。

发明内容

为了解决现有技术中，移动电源的电压受环境影响较大，比如温度，使得依据电源电压测量得到的电源实时电量的结果存在较大误差的技术问题。本发明提供一种移动电源剩余电量的检测方法和装置，提高电源电量测量结果的准确度。本发明提供了如下技术方案：

一种移动电源剩余电量的检测方法，包括：

定义执行目标次数的信号采样流程为一组循环，在一组循环中，执行当前信号采样流程；

其中，所述信号采样流程包括：按照预设采样周期对电源的充电电流进行多次采样得到多个采样值；取所述多个采样值的均值；对所述均值进行平衡滤波；

每执行完一组循环，输出一次实时电源电量。

优选的，所述取所述多个采样值的均值，包括：

直接对多个采样值取平均；

或，

去除多个采样值中最大值和最小值之后，对剩余采样值取平均。

优选的，所述采样值的个数为2^m，其中m为正整数。

优选的，所述目标次数为2ⁿ，其中n为正整数。

优选的，对所述均值进行平衡滤波时，采用如下滤波公式：

$I=I_{\mathrm{SUM}}-\frac{I_{\mathrm{SUM}}}{\mathrm{NUM}}+I_{\mathrm{EQ}};$

其中，I为当前信号采样流程中采用平衡滤波得到的电流，I_SUM为上一信号采样流程中平衡滤波得到的电流；I_EQ为当前信号采样流程中多个采样值的均值，NUM为一组循环中，当前信号采样流程之前执行的信号采样流程的次数。

本发明还提供一种移动电源剩余电量的检测装置，所述装置包括：

执行模块，用于在一组循环中，执行当前信号采样流程，其中执行目标次数的信号采样流程为一组循环；

所述执行模块包括：采样模块，用于按照预设采样周期对电源的充电电流进行多次采样；计算模块，用于取所述多个采样值的均值；滤波模块，用于对所述均值进行平衡滤波；

输出模块，用于每执行完一组循环，输出一次实时电源电量。

由本发明提供的技术方案可知，与现有技术不同的是，本申请没有采用测量电源电压的方式来计量电量，而是采用监测电源充电电流的方式进行电量的计算，由电学理论可知，相对于电压容易受外界温度和湿度等环境因素的影响，电流受到的影响相对较小，结果更为准确。另外，本申请中对采样得到的电流值进行了均值滤波，减小毛刺信号对电流的影响，减小测量误差，进一步采用平衡滤波减小电流的抖动起伏，提高电流的稳定性，使得到的电量更准确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种移动电源剩余电量的检测方法实施例1的流程图；

图2为本发明提供的一种移动电源剩余电量的检测装置实施例1的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

要精准测量电量(库仑总量)，主要是要准确计算出电流(1C＝1A*S)，但是因为锂电池在充电过程中电流不是恒定的，所以需要对电流采样值进行滤波以减少误差。其中，库仑就是电流在时间上的累积。

下面对本发明提供的技术方案做详细公开的说明，首先，参考图1所示，为本发明提供的一种移动电源剩余电量的检测方法实施例1的流程图，本实施例具体可以包括如下步骤：

S11：在一组循环中，执行当前信号采样流程；

这里将执行目标次数的信号采样流程定义为一组循环。

当前信号采样流程如下：

按照预设采样周期对电源的充电电流进行多次采样，然后对采样得到的多个采样值取平均，这里对多个采样值取平均可以简单的计算算术平均值，或者将最大值以及最小值去掉，再计算算术平均值，当然也可以将有限个较大的采样值和有限个较小的采样值去掉后再取平均，将多个采样时刻对应的电流值替换为得到的均值可以减小采样带来的误差。这里对多个采样值取均值可以采用已有各种可能的实现方法，所以，上述所述各算法不应看作对本发明实施例的限定。需要注意的是，采样值的个数可以根据具体实施情况进行设定，这里不作限定。

最后，对得到的电流采样值的均值进行平衡滤波，与采样值取均值的作用不同，采样值取均值是为了提高精度消除信号突变误差，比如毛刺信号，对采样结果进行平衡滤波是为了消除电流的抖动起伏，使得信号较为平稳，进一步减小电流突变对电量检测结果的影响。

S12：每执行完一组循环，输出一次实时电源电量。

本实施例每执行所述信号采样流程的次数达到目标次数，就计算一次电池电量，优选的，可以输出至可视化屏幕供用户查看。或者输出用于其它的后续应用，这里不作限定。所述目标次数为整数即可，为了方便计算，在实际操作中，优选的所述目标次数可以选择2ⁿ，因为电子计算一般采用二进制数据，采用2ⁿ便于计算，其中，n为正整数。同理，所述采样值的个数为2^m，其中m为正整数。

本实施例提供的技术方案中，没有采用测量电源电压的方式来计量电量，而是采用监测电源充电电流的方式进行电量的计算，由电学理论可知，相对于电压容易受外界温度和湿度等环境因素的影响，电流受到的影响相对较小，结果更为准确。另外，本申请中对采样得到的电流值进行了均值滤波，减小毛刺信号对电流的影响，减小测量误差，进一步采用平衡滤波减小电流的抖动起伏，提高得到的电量的准确度。

在实施例1的基础上，本发明提供的一种移动电源剩余电量的检测方法实施例2，本实施例可以看作是在实施例1基础上的一个具体实现，本实施例具体可以包括如下步骤：

S21：设置执行周期；

所述执行周期为执行一次信号采样流程所需的时间，在实际操作中，可以采用定时器来具体实现，比如，设置定时器的定时周期为执行周期，比如200ms。每当定时器定时响应发生，开始执行一次信号采样流程。

S22：按照设置的执行周期，执行当前信号采样流程。

所述信号采样流程包括：按照预设采样周期对电源的充电电流进行多次采样得到多个采样值；取所述多个采样值的均值；对所述均值进行平衡滤波。信号采样流程的具体实现可以参考实施例1中相关步骤的描述。

举个例子，假设执行周期为200ms，一次执行周期采样32个电流值，对32个电流值取均值，由于执行周期本身较小，可以将得到的均值作为本周期内每个采样时刻对应的电流值，减小毛刺信号对采样带来的误差。

虽然现有的平衡滤波算法可以应用于本实施例，但是在实际应用中都有较多的条件限制，因此，本实施例引入一种新的平衡滤波算法，经过实际验证，本实施例采用的平衡滤波算法的性能要优于现有的滤波算法，使得最终计算的电量的准确度更高。所述平衡滤波公式如下：

$I=I_{\mathrm{SUM}}-\frac{I_{\mathrm{SUM}}}{\mathrm{NUM}}+I_{\mathrm{EQ}}---\left(1\right);$

其中，I为当前信号采样流程中采用平衡滤波得到的电流，I_SUM为上一信号采样流程中平衡滤波得到的电流；I_EQ为当前信号采样流程中多个采样值的均值，NUM为一组循环中，当前信号采样流程之前执行的信号采样流程的次数。

S23：若执行所述信号采样流程的循环次数达到目标次数，输出一次实时电源电量。

以200ms的执行周期为例，以目标次数为64举例，当执行所述信号采样流程的次数达到64次时，时间为64*200ms＝12800ms，由一组循环中的最后一次信号采样流程的平衡滤波输出可以获得一组循环时间内的总电流，时间和电流相乘即可得到实时电量。

输出一次电量后，如果继续执行信号采样流程，则在定时器定时响应后，返回步骤S22，直至再次执行64次信号采样流程，输出一次电源电量。至于何时停止采样以及电源电量的输出，可以在开始测量电源电量之前自定义设置循环组数来表示电量输出的次数；另外，也可以不做设置，在电源工作的整个过程中，一直周期性的输出实时电量。

本发明还提供一种移动电源剩余电量的检测装置实施例1，参考图2所示，为所述移动电源剩余电量的检测装置实施例1的结构示意图，所述装置包括：

执行模块21，用于在一组循环中，执行当前信号采样流程，其中执行目标次数的信号采样流程为一组循环；

所述执行模块21包括：采样模块22，用于按照预设采样周期对电源的充电电流进行多次采样；计算模块23，用于取所述多个采样值的均值；滤波模块24，用于对所述均值进行平衡滤波；

输出模块25，用于每执行完一组循环，输出一次实时电源电量。

其中所述采样值的个数为2^m，其中m为正整数。

所述目标次数为2ⁿ，其中n为正整数。

滤波模块24对所述均值进行平衡滤波时，滤波公式如下：

$I=I_{\mathrm{SUM}}-\frac{I_{\mathrm{SUM}}}{\mathrm{NUM}}+I_{\mathrm{EQ}};$

其中，I为当前信号采样流程中采用平衡滤波得到的电流，I_SUM为上一信号采样流程中平衡滤波得到的电流；I_EQ为当前信号采样流程中多个采样值的均值，NUM为一组循环中，当前信号采样流程之前执行的信号采样流程的次数。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本发明时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。以上所述仅是本发明的具体实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种移动电源剩余电量的检测方法，其特征在于，所述方法包括：

定义执行目标次数的信号采样流程为一组循环，在一组循环中，执行当前信号采样流程；

其中，所述信号采样流程包括：按照预设采样周期对电源的充电电流进行多次采样得到多个采样值；取所述多个采样值的均值；对所述均值进行平衡滤波；

每执行完一组循环，输出一次实时电源电量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述取所述多个采样值的均值，包括：

直接对多个采样值取平均；

或，

去除多个采样值中最大值和最小值之后，对剩余采样值取平均。

3.根据权利要求1-2任一项所述的方法，其特征在于，所述采样值的个数为2^m，其中m为正整数。

4.根据权利要求1-2任一项所述的方法，其特征在于，所述目标次数为2ⁿ，其中n为正整数。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述均值进行平衡滤波时，采用如下滤波公式：

$I=I_{\mathrm{SUM}}-\frac{I_{\mathrm{SUM}}}{\mathrm{NUM}}+I_{\mathrm{EQ}};$

其中，I为当前信号采样流程中采用平衡滤波得到的电流，I_SUM为上一信号采样流程中平衡滤波得到的电流；I_EQ为当前信号采样流程中多个采样值的均值，NUM为一组循环中，当前信号采样流程之前执行的信号采样流程的次数。

6.一种移动电源剩余电量的检测装置，其特征在于，所述装置包括：

执行模块，用于在一组循环中，执行当前信号采样流程，其中执行目标次数的信号采样流程为一组循环；

所述执行模块包括：采样模块，用于按照预设采样周期对电源的充电电流进行多次采样；计算模块，用于取所述多个采样值的均值；滤波模块，用于对所述均值进行平衡滤波；

输出模块，用于每执行完一组循环，输出一次实时电源电量。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述采样值的个数为2^m，其中m为正整数。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述目标次数为2ⁿ，其中n为正整数。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，对所述均值进行平衡滤波时，滤波公式如下：

$I=I_{\mathrm{SUM}}-\frac{I_{\mathrm{SUM}}}{\mathrm{NUM}}+I_{\mathrm{EQ}};$

其中，I为当前信号采样流程中采用平衡滤波得到的电流，I_SUM为上一信号采样流程中平衡滤波得到的电流；I_EQ为当前信号采样流程中多个采样值的均值，NUM为一组循环中，当前信号采样流程之前执行的信号采样流程的次数。