CN110687458A

CN110687458A - 终端电池电量确定方法及装置

Info

Publication number: CN110687458A
Application number: CN201910934264.7A
Authority: CN
Inventors: 郝英宝
Original assignee: STAR SOFTWARE TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: STAR SOFTWARE TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2019-09-29
Filing date: 2019-09-29
Publication date: 2020-01-14

Abstract

本发明提供了一种终端电池电量确定方法及装置，方法包括：获取终端的电池参数、电池当前电流、当前电压；根据电池参数确定终端开机时电池的开机剩余电量；检测电池的充放电状态，根据电池当前电流确定充放电电量；根据电池的开机剩余电量、充放电电量及当前电压确定电池电量信息，电量信息包括：电池的剩余电量、电池的满电电量。根据实时采集的电池的当前电流、当前电压确定电池的剩余电量、电池满电电量，提供一种有关剩余电量计量和总电量更新的设计，具有较高的计量精度，并且经过用户使用的频次增加，系统不断的学习和更新总电量，使得总电量计量和剩余电量的计量精度会越来越高。

Description

终端电池电量确定方法及装置

技术领域

本发明涉及电力技术，具体的讲是一种终端电池电量确定方法及装置。

背景技术

磷酸铁锂电池即正极材料为磷酸铁锂(LiFePO4)的锂离子电池，对比其它正极材料的锂离子电池具有安全性高、寿命长、高温性能好、重量轻、容量大和环保的优点，被广泛应用于电动汽车、电动工具和电网储能等行业中。

电池剩余电量预估作为储能电池最基本最重要的功能之一，其精度直接影响用户使用的判断和体验。目前人们主要使用两种监测方法：一种方法通过电流积分；而另一种则是通过电压测量。前者是对锂电池的充、放电流进行积分，得出电池总电量和剩余电量的大小。当系统经常关机，关机时间越长电池的电量变化越大，单纯的使用积分算法去计算剩余电量会使误差积累越来越大，测量精度会随着使用时长的增加而越来越低。以电压为基础的剩余电量估计方法仅需测量电池两级间的电压，该方法要求电池开路电压和剩余电量之间必须存在一定的相关性，一旦电池正在进行负载放电或者电源充电，这种相关性就不再存在，另外，通过研究磷酸铁锂电池的SOC曲线可以看到在中间电量阶段电池电压变化不大趋于平坦，在这种情况下通过电池电压获得一个相对精确的剩余电量几乎不可能。

现有的磷酸铁锂电池电量计量系统主要有三种方法：OCV测试法、电池建模法和库仑计。OCV测试法就是说磷酸铁锂电池在无负载的状态下监控电池的电压估算电量；电池建模法是根据锂电的放电曲线来建立一个数据表，数据表中会标明不同电压电流下的电量值；库仑计是在磷酸铁锂电池的正极或者负极串连一个电流检查电阻，当有电流流经电阻时就会在电阻两端产生压差，通过压差计算出流过电池的电流，对电流进行积分。

OCV测试法：使用OCV测试法时电池必须静置一段时间使其电压达到稳定状态，根据此时的电池电压去预估电池剩余电量，当电池连接电流不固定的负载时，该方法很难实时检测剩余电量。另外，根据图1所示的磷酸铁锂电池的倍率放电曲线可知，电池在中间电量部分电压变化很小，检测难度很大。电池建模法：磷酸铁锂电池的电量和电压不是规则的线性关系，在中间电量部分电压特别平坦，并且电池的实际使用环境非常复杂，涉及到了电池的自放电、老化等多方面因素，要获得一个精准的数据表并不简单；库仑计：在系统正常工作的情况下库仑计可以相对精确的获得电池的剩余电量，但当系统处于关机或者其它不工作状态时无法进行有效计量，会产生计量误差。

发明内容

为解决现有技术中的至少一问题，本发明一种终端电池电量确定方法，方法包括：

获取终端的电池参数、电池当前电流、当前电压；

根据所述的电池参数确定终端开机时电池的开机剩余电量；

检测电池的充放电状态，根据电池当前电流确定充放电电量；

根据所述的电池的开机剩余电量、充放电电量及当前电压确定电池电量信息，所述的电量信息包括：电池的剩余电量、电池的满电电量。

本发明一实施例中，所述的根据所述的电池参数确定终端开机时电池的开机剩余电量包括：

根据电池参数中的终端关机时电池的剩余电量数据、关机时间、终端关机状态时电池电流以及开机时间确定终端开机时电池的开机剩余电量。

本发明一实施例中，所述的确定终端开机时电池的开机剩余电量包括。

本发明一实施例中，所述的检测电池的充放电状态，根据电池当前电流确定充放电电量包括：

根据电池当前电流确定电池为充电状态或放电状态；

确定电池为充电状态时，根据充电电流确定充电电量；

确定电池为放电状态时，根据放电电流确定放电电量。

本发明一实施例中，所述的根据所述的电池的开机剩余电量、充放电电量及当前电压确定电池电量信息包括：

确定电池为充电状态时，根据所述的电池的开机剩余电量和确定的充电电量确定电池的剩余电量；

确定电池为放电状态，根据所述的电池的开机剩余电量和确定的放电电量确定电池的剩余电量。

本发明一实施例中，所述的电池参数还包括：电池的空电电压、电池满电电压、最小充电电流、电池低电量放电深度参数。

本发明一实施例中，所述的根据所述的电池的开机剩余电量、充放电电量及当前电压确定电池电量信息还包括：

确定电池为充电状态，获取电池的当前充电电流；

根据所述电池的满电电压、最小充电电流、所述的当前电压、当前充电电流确定电池是否为满电状态；

确定电池为不满电状态，且当前电池剩余电量大于电池的满电电量，且电池参数中存在电量参数更新标志的条件下，利用当前电池的剩余电量更新所述电池的满电电量，电量参数更新标志为电池电量为零时生成的标志。

本发明一实施例中，所述的方法还包括：

确定电池为满电状态，根据当前电池剩余电量和电池的满电电量对电池进行电量平衡处理。

本发明一实施例中，所述的根据当前电池剩余电量和电池的满电电量对电池进行电量平衡处理包括：

根据当前电池剩余电量和满电电量确定电量差；

确定所述电量差不小于预设电量差阈值，且电池参数中存在所述电量参数更新标志，按预设频率利用第一平衡算法更新所述满电电量；

确定所述电量差不小于预设电量差阈值，且电池参数中不存在所述电量参数更新标志，按预设频率利用第二平衡算法更新当前电池剩余电量；

确定所述电量差小于预设电量差阈值，将所述满电电量更新为当前电池剩余电量。

本发明一实施例中，所述的第一平衡算法为：Q_full-＝ΔQ_full/t_adj1；

所述的第二平衡算法为：Q_rem+＝ΔQ_full/t_adj2；

其中，Q_full满电电量；

Q_rem为当前电池剩余电量；

ΔQ_full为电量差；

ΔQ_full＝Q_full-Q_rem；t_adj1、t_adj2预设的电池电量平衡时间。

本发明一实施例中，所述的根据所述电池的满电电压、最小充电电流、所述的当前电压、当前充电电流确定电池是否为满电状态包括：

当前电压不小于满电电压，且当前充电电流小于最小充电电流，确定电池为满电状态。

本发明一实施例中，所述的根据所述的电池的开机剩余电量和充放电电量确定电池电量信息还包括

确定电池为放电状态，获取电池的放电电流

根据所述的当前电压、当前放电电流、空电电压及电池低电量放电深度参数确定电池状态是否为电量放空状态；

确定电池不为电量放空状态，根据所述的电池的开机剩余电量和确定的放电电量确定电池的剩余电量。

本发明一实施例中，所述方法还包括：

确定为电量放空状态，且剩余电量不为零，则根据剩余电量和满电电量对电池进行平衡处理；

确定电量为放空状态，且剩余电量为零，则生成电量参数更新标志。

本发明一实施例中，所述的根据所述的当前电压、放电电流、空电电压及电池低电量放电深度参数确定电池状态是否为电量放空状态包括：

确定所述当前电压、放电电流、空电电压及电池低电量放电深度参数满足下式(1)，确定电池状态为电量放空状态；

V_bat+(i_discharge*K)≤V_{bat_min} (1)

其中，i_discharge为电池的放电电流；

V_bat为电池当前电压；

V_{bat_min}为电池空电电压；

K为电池低电量放电深度参数。

本发明一实施例中，所述的确定为电量放空状态，且剩余电量不为零，根据剩余电量和满电电量对电池进行平衡处理包括：

确定剩余电量不小于预设的第一空电量阈值，且不存在所述电量参数更新标志，按预设频率利用第一空电平衡算法更新电池剩余电量；

确定剩余电量不小于预设的第二空电量阈值，且不存在所述电量参数更新标志，按预设频率利用第二空电平衡算法更新电池剩余电量；

确定剩余电量小于预设的第二空电量阈值，且不存在所述电量参数更新标志，将电池剩余电量更新为零。

同时，本发明还提供一种终端电池电量确定装置，包括：检测电路、处理器；

所述硬件电流，用于存储终端电池参数并检测电池当前电流、当前电压；

所述的处理器用于实现前述的方法。

本发明一实施例中，所述的检测电路包括：

电流检测电路，用于实时检测电池的充电电流、放电电流；

电压检测电路，用于实时检测电池电压；

存储装置，用于存储终端电池参数。

本发明一实施例中，所述的电流检测电路利用同一检流电阻进行充电电流检测、放电电流检测。

本发明一实施例中，所述的电流检测电路包括：一检流电阻、第一运算放大器、第二运算放大器以及两钳压二极管；

所述检流电阻与电池串联，所述第一运算放大器的反相输入端和第二运算放大器的同相输入端连接到检流电阻与电池相连接的一端，所述的第一运算放大器的同相输入端和第二运算放大器的反相输入端连接到检流电阻的另一端，所述第一运算放大器、第二运算放大器的输出端分别连接一钳压二极管。

本发明一实施例中，所述的电压检测电路包括：分压电阻、运算放大器以及一钳压二极管；

所述的分压电阻包括：两串联的第一电阻、第二电阻，所述的运算放大器的同相输入端连接到所述第一电阻和第二电阻之间，钳压二极管连接到运算放大器的输出端，所述分压电阻与终端的电池并联。

同时，本发明还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述方法。

同时，本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有执行上述方法的计算机程序。

本发明的终端电池电量确定方法及装置中，根据所述的电池的开机剩余电量、充放电电量及当前电压确定电池电量信息，实现剩余电量计量和总电量更新的设计，具有较高的计量精度，误差可控制在2％以内，并且经过用户使用的频次增加，系统不断的学习和更新总电量，使得总电量计量和剩余电量的计量精度会越来越高。终端电池电量确定装置中，充放电使用同一颗检流电阻，可以有效的减小由检流电阻阻值偏差引起的充放电电量偏差，检流电阻偏差控制在要求的范围内，可在生产过程中完全版去掉校准环节，提高产品生产效率。该技术专利中有关电池电压检测的设计，使用运算放大器搭建电压跟随器，对电池电压分压后的电信号进行处理，将高阻抗、抗干扰性能差的电压信号转化为低阻抗、驱动能力强、抗干扰能力强的电压信号，有效的减小了测量误差和提高了电压信号的正确性。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为磷酸铁锂电池的倍率放电曲线；

图2为终端电池电量确定方法流程图；

图3为终端电池电量确定装置框图；

图4为本实施例提供的磷酸铁锂电池充放电电流测量示意图；

图5为本实施例中采用的磷酸铁锂电池电压检测电路示意图；

图6为本实施例公开具有RTC实时时钟功能的MCU最小电路的示意图；

图7为本实施例中公开的开机剩余电量获取的流程图；

图8为本实施例中公开的在充放电过程中实时更新电量信息的流程图；

图9为本发明实施例的电子设备600的系统构成的示意框图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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做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。

本发明提供一种终端电池电量确定方法，如图2所示，该方法包括：

步骤S101，获取终端的电池参数、电池当前电流、当前电压；

步骤S102，根据电池参数确定终端开机时电池的开机剩余电量；

步骤S103，检测电池的充放电状态，根据电池当前电流确定充放电电量；

步骤S104，根据电池的开机剩余电量、充放电电量及当前电压确定电池电量信息，电量信息包括：电池的剩余电量、电池的满电电量。

同时，本发明还提供一种终端电池电量确定装置，如图3所示，该装置包括：检测电路301、处理器302；

检测电路301，用于存储终端电池参数并检测电池当前电流、当前电压；

处理器302从检测电路301获取电池参数、当前电流、当前电压信号，实现终端电池电量确定方法，即获取终端的电池参数、电池当前电流、当前电压；根据电池参数确定终端开机时电池的开机剩余电量；检测电池的充放电状态，根据电池当前电流确定充放电电量；根据电池的开机剩余电量、充放电电量及当前电压确定电池电量信息，电量信息包括：电池的剩余电量、电池的满电电量。

本发明实施例中，检测电路包括：

电流检测电路，用于实时检测电池的充电电流、放电电流；

电压检测电路，用于实时检测电池电压；

存储装置，用于存储终端电池参数。

本发明实施例中，电流检测电路利用同一检流电阻进行充电电流检测、放电电流检测。具体的，本发明一实施方式中，电流检测电路包括：一检流电阻、第一运算放大器、第二运算放大器以及两钳压二极管；检流电阻与电池串联，所述第一运算放大器的反相输入端和第二运算放大器的同相输入端连接到检流电阻与电池相连接的一端，所述的第一运算放大器的同相输入端和第二运算放大器的反相输入端连接到检流电阻的另一端，所述第一运算放大器、第二运算放大器的输出端分别连接一钳压二极管。

充放电使用同一颗检流电阻，可以有效的减小由检流电阻阻值偏差引起的充放电电量偏差，检流电阻偏差控制在要求的范围内，可在生产过程中完全版去掉校准环节，提高产品生产效率。

具体的，本发明一实施方式中，电压检测电路包括：分压电阻、运算放大器以及一钳压二极管；分压电阻包括：两串联的第一电阻、第二电阻，所述的运算放大器的同相输入端连接到所述第一电阻和第二电阻之间，钳压二极管连接到运算放大器的输出端，所述分压电阻与终端的电池并联。

本发明实施例中，有关电池电压检测的设计，使用运算放大器搭建电压跟随器，对电池电压分压后的电信号进行处理，将高阻抗、抗干扰性能差的电压信号转化为低阻抗、驱动能力强、抗干扰能力强的电压信号，有效的减小了测量误差和提高了电压信号的正确性。

本发明公开的终端电池电量确定方法及装置，根据实时采集的电池的当前电流、当前电压确定电池的剩余电量、电池满电电量，提供一种有关剩余电量计量和总电量更新的设计，具有较高的计量精度，误差可控制在2％以内，并且经过用户使用的频次增加，系统不断的学习和更新总电量，使得总电量计量和剩余电量的计量精度会越来越高。

本发明一实施例提供磷酸铁锂电池电量计量的方案，本实施例中的磷酸铁锂电池电量计量方案设计中主要有两大系统组成：硬件测量系统和软件电量计量系统。硬件测量系统包括磷酸铁锂电池充放电电流检测电路、电池电压检测电路和含有RTC功能的MCU最小系统电路；软件电量计量系统实现开机获取初始电量、系统运行阶段充放电电流积分和满电空电时电量平衡处理。

本实施例中硬件检测系统为电量计量系统的运行提供所必须的参数，充放电电流检测电路用于实时检测电池在充放电时的电流大小，对电流进行积分处理获取实时的剩余电量；电池电压检测电路用于实时检测电池电压的大小，辅助系统进行电池空电或者满电判断；含有RTC功能的MCU最小系统电路为整个系统运行电路，具有RTC功能，整个软件电量计量系统在此电路的MCU上运行。

软件电量计量系统为剩余电量计算和总电量更新的系统，开机获取初始电量是综合考虑关机时间段内系统的功耗(包括电池的自放电)，获得一个相对准确误差较小的系统开机初始电量；系统运行阶段充放电电流积分，是对这个系统运行时间段内测量的充电或放电电流进行积分处理，获取实时的剩余电量；满电空电时电量平衡处理主要包括电池充满时电量更新的处理策略和电池放空时实际电量跟剩余电量值不匹配时的处理策略，避免出现电量较大的变动，做到平滑处理。

图4所示为本实施例提供的磷酸铁锂电池充放电电流测量示意图，主要器件包括检流电阻401、钳压二极管、两个同等规格的运放AMP1和AMP2(本实施例中，运放为运算放大器或者专门用于检测电流的放大器)，检流电阻阻值根据最大充电电流和最大放电电流确定，运放的放大倍数要综合考虑电流大小和MCU的ADC接口最大测量电压。本实施例中，充电电流检测和放电电流检测使用的是同一个检流电阻401，这样可以有效减小由检流电阻阻值偏差引起的充放电电流检测误差，避免导致充电的满电量与放空的电量在测量值上出现较大偏差。

图5为本实施例中采用的磷酸铁锂电池电压检测电路示意图，主要器件包括分压电阻、钳压二极管、使用运算放大器搭建的电压跟随器，分压的目的是使测量的电压值按照一定比例缩小到MCU的ADC接口最大测量电压范围内，电压跟随器具有高阻抗输入低阻抗输出、隔离和缓冲的作用，另外钳压二极管可以将ADC信号嵌到处理器可接受的安全电压范围内，有效保护处理器正常工作。如图5所示，本实施例中采用两串联的电阻R1、电阻R2作为分压电阻。

如图6所示，为本实施例公开的RTC实时时钟功能的MCU最小电路的示意图，在系统关机状态下RTC计时功能可以正常工作，RTC功能模块的工作功耗极低(μA级别)，RTC功能模块电源要求通过磷酸铁锂电池经过电源转换器601给MCU的RTC功能模块供电，纽扣电池602作为备用电池给RTC功能模块供电，本发明的装置，要求在整个产品生命周期内RTC功能模块部分一直有电且正常工作。

同时，本发明在确定电量的过程中，考虑了终端在关机状态下的电量消耗，在确定电量的过程中，对开机电量进行重新确定。具体的本发明一实施例中根据所述的电池参数确定终端开机时电池的开机剩余电量包括：

判断所述电池参数中是否存在电量参数更新标志，所述电量参数更新标志为电池电量为零时生成的标志；

确定不存在电量更新标志时，根据电池参数中的终端关机时电池的剩余电量数据、关机时间、终端关机状态时电池电流以及开机时间确定终端开机时电池的开机剩余电量。

确定存在电量参数更新标志时，确定终端开机时电池的开机剩余电量零。本发明实施例中，电量更新标志为电池在电量放空为零时生成的标志，即在确定电量为放空状态，且剩余电量为零，则生成电量参数更新标志。

其中，根据电池参数中的终端关机时电池的剩余电量数据、关机时间、终端关机状态时电池电流以及开机时间确定终端开机时电池的开机剩余电量包括：

终端系统上电后会读取终端闪存中存储的剩余电量Q_rem1、上次关机时间点t1，系统关机状态电流为i_off，系统根据实时获取的开机时间点t2可以得出关机时间段的时间长度△t、关机时间段内的电量消耗ΔQ:

Δt＝t2-t1；

ΔQ＝i_off*Δt；

由此，可以得出开机的初始剩余电量：Q_rem＝Q_rem1-ΔQ；

电池当前剩余电量百分比：

SOC＝(Q_rem/Q_rem1)*100％。

如图7所示，为本实施例中公开的开机剩余电量获取的流程图，确定开机的电池初始剩余电量，计算确定当前剩余电量百分比，其中，标志更新参数是否更新，通过确定是否存在标志更新参数，即电池的上一次的状态为电池电量放空状态，则生成参数更新标志。

本发明一实施方式中，检测电池的充放电状态，根据电池当前电流确定充放电电量包括：

根据电池当前电流确定电池为充电状态或放电状态；即根据电池的当前充电电流i_charge、放电电流i_discharge确定电池为充电状态或放电状态：

电池充电检测条件：i_charge＞＝i_discharge；

电池放电检测条件：i_charge＜i_discharge；

确定电池为充电状态时，根据充电电流确定充电电量；

Q_rem＝Q_rem'+∫i_charge(t)*dt；

其中，Q_rem为当前时刻的剩余电量；

Q_rem'为系统进行充放电电流积分前获得的剩余电量；

i_charge(t)为t时间点的电池充电电流；

确定电池为放电状态时，根据放电电流确定放电电量，对电量进行累减，确定电池剩余电量。

Q_rem＝Q_rem'-∫i_discharge(t)*dt；

其中，i_discharge(t)为t时间点的电池放电电流。

本发明的方案，在确定终端电池的开机剩余电量后，在电池的充放电过程中，根据充放电过程中的充放电电流实时的更新电池电量和电池的满电电量。具体为在充电和放电的过程中每隔预设的时间都会对电池状态进行判断，同时对充放电电流进行积分，整个过程大体可以分为四种状态：充电、放电、空电和满电。

当系统处于充电和放电状态过程主要是对电流进行积分，充电时对充电电流进行累加，放电时对电流进行累减，本发明实施例中电池的满电和空电需要电压作为辅助条件进行判断，通过完整的充放电流程不断的修正和更新电量。

如图8所示，为本实施例中公开的在充放电过程中，根据充放电状态实时更新电量信息的流程图。确定开机的初始剩余电量后，更新电池的当前剩余电量，检测电池状态。

具体的，确定电池为充电状态，获取电池的当前充电电流；

根据电池的满电电压、最小充电电流、当前电压、当前充电电流确定电池是否为满电状态；

确定电池为不满电状态，且当前电池剩余电量大于电池的满电电量，且存在电量参数更新标志的条件下，利用当前电池的剩余电量更新电池的满电电量。

具体的，本发明实施例中，对电池满电状态的判断规则如下：

V_bat＞＝V_{bat_full}，i_charge＜i_{charge_min}

其中，V_bat为电池实时电压；

V_{bat_full}为电池满电电压，即电池充电截止时的电压；

i_charge为电池实时充电电流；

i_{charge_min}为电池充电最小电流。

具体的，确定电池为放电状态，对电量进行累减，具体为：

获取电池的放电电流；

根据当前电压、当前放电电流、空电电压及电池低电量放电深度参数确定电池状态是否为电量放空状态；

确定电池不为电量放空状态，根据电池的开机剩余电量和确定的放电电量确定电池的剩余电量。

具体的本实施例中，根据所述的当前电压、放电电流、空电电压及电池低电量放电深度参数确定电池状态是否为电量放空状态包括：

确定当前电压、放电电流、空电电压及电池低电量放电深度参数满足下式，确定电池状态为电量放空状态；

V_bat+(i_discharge*K)≤V_{bat_min}

其中，i_discharge为电池的放电电流；

V_bat为电池当前电压；

V_{bat_min}为电池空电电压，电池放电截止时的开路电压；

K为电池低电量放电深度参数，电池低电量放电深度参数K与电池并联的节数、电池内阻及电池本身的电化学性能有关，例如：4S8P的磷酸铁锂电池K值为0.05。

另外，电池实际使用过程中，存在电池在满足满电条件时剩余电量不等于总电量，在满足空电条件时剩余电量不为零的状况发生，当电量偏差不大时可能对用户的使用体验不会产生影响，一旦偏差过大将直接影响用户的正常使用，本发明的技术方案中提供一种策略降低电量偏差较大时影响用户正常使用，使电量即使在偏差较大的情况下也可以平稳的变化，即本发明的方案中进一步对电池进行电量平衡处理，分为满电电量平衡处理和空电电量平衡处理。

具体的，本发明实施例中提供的一种满电平衡处理如下：

根据当前电池剩余电量和电池的满电电量对电池进行电量平衡处理，具体包括：

根据当前电池剩余电量和满电电量确定电量差；

确定电量差不小于预设电量差阈值，且存在电量参数更新标志，按预设频率利用第一平衡算法更新满电电量；

确定电量差不小于预设电量差阈值，且不存在电量参数更新标志，按预设频率利用第二平衡算法更新当前电池剩余电量；

确定电量差小于预设电量差阈值，将满电电量更新为当前电池剩余电量。

其中，第一平衡算法为：Q_full-＝ΔQ_full/t_adj1；

第二平衡算法为：Q_rem+＝ΔQ_full/t_adj2；

其中，Q_full满电电量；

Q_rem为当前电池剩余电量；

ΔQ_full为电量差，ΔQ_full＝Q_full-Q_rem；

t_adj1、t_adj2预设的电池电量平衡时间。

确定为电量放空状态，且剩余电量不为零，则根据剩余电量和满电电量对电池进行空电电量平衡处理。

具体的，对电池进行空电电量平衡处理包括：

确定剩余电量不小于预设的第一空电量阈值，且不存在电量参数更新标志，按预设频率利用第一空电平衡算法更新电池剩余电量；

确定剩余电量不小于预设的第二空电量阈值，且不存在电量参数更新标志，按预设频率利用第二空电平衡算法更新电池剩余电量；

确定剩余电量小于预设的第二空电量阈值，且不存在电量参数更新标志，将电池剩余电量更新为零。

如图8所示，本发明的实施例方案中，电量的平衡处理策略具体分为满电电量平衡策略和空电电量平衡策略。

在电池处于充电状态，满足满电条件，剩余电量Q_rem小于总电量Q_full，电量差ΔQ_full＝Q_full-Q_rem；

满电电量平衡策略逻辑如下表1所示：

表1

条件	电量更新标记	平衡方式	备注
				ΔQ<sub>full</sub>＞＝Q<sub>full</sub>*1％	可更新	Q<sub>full</sub>-＝ΔQ<sub>full</sub>/t<sub>adj1</sub>	每秒执行一次平衡算法
ΔQ<sub>full</sub>＞＝Q<sub>full</sub>*1％	不可更新	Q<sub>rem</sub>+＝ΔQ<sub>full</sub>/t<sub>adj2</sub>	每秒执行一次平衡算法
				ΔQ<sub>full</sub>＜Q<sub>full</sub>*1％		Q<sub>full</sub>＝Q<sub>rem</sub>	偏差过小，直接纠正

其中，电池放电电量平衡完成时间即为t_adj1、t_adj2为预设值，大小可调。

即本实施例中，满电电量平衡处理中，预设的电量差阈值为Q_full*1％，预设每秒一次的频率执行一次平衡算法。

如图8所示，在电池处于充电状态，不满足满电条件，剩余电量Q_rem大于总电量Q_full，相关处理逻辑如下表2所示：

表2

条件	电量更新标记	平衡方式	备注
				Q<sub>rem</sub>＞Q<sub>full</sub>	不可更新	Q<sub>rem</sub>＝Q<sub>full</sub>	总电量保持不变
Q<sub>rem</sub>＞Q<sub>full</sub>	可更新	Q<sub>full</sub>＝Q<sub>rem</sub>	总电量实时更新

电池处于放电状态，满足空电条件，剩余电量Q_rem大于总电量0，电量差ΔQ_empty＝Q_rem，相关处理逻辑如下表3所示：

表3

条件	电量更新标记	平衡方式	备注
				ΔQ<sub>empty</sub>＞＝Q<sub>full</sub>*5％	不可更新	Q<sub>rem</sub>-＝ΔQ<sub>empty</sub>/t<sub>adj3</sub>	每秒执行一次平衡算法
ΔQ<sub>empty</sub>＞＝Q<sub>full</sub>*1％	不可更新	Q<sub>rem</sub>-＝ΔQ<sub>empty</sub>/t<sub>adj4</sub>	每秒执行一次平衡算法
				ΔQ<sub>empty</sub>＜Q<sub>full</sub>*1％	不可更新	Q<sub>rem</sub>＝0	偏差过小，直接纠正

其中，表中，电池放电电量平衡完成时间即为t_adj3、t_adj4为预设值，大小可调。

电池处于放电状态，不满足空电条件，剩余电量Q_rem为0，这种情况下电量一直为0，直到满足空电条件停止放电。

即满足下式：

V_bat+(i_discharge*K)≤V_{bat_min}

其中，i_discharge为电池的放电电流；

V_bat为电池当前电压；

V_{bat_min}为电池空电电压；

K为电池低电量放电深度参数。

本发明实施例提供了一整套的磷酸铁锂电池的电量计量解决方案，不仅适用于多串和多并的磷酸铁锂电池组合中，还可以应用于其它特性的聚合物电池中。整个系统参数配置相对简单，调试方便，当电量出现较大偏差时可以通过充电或者放电进行自我调整。本方案的硬件检测电路成本低，稳定性高，软件部分占用的资源较少，软件所完成的功能可以嵌入到用户使用的处理器中，或者使用一颗成本较低的专用处理器来完成电量计量的相关软件工作。相比于市场上专用的电量计量芯片具有明显的成本优势，并且具有非常强的实用性。

本发明实施例提供了一套电量计量系统，包括硬件测量电路和软件计量流程，系统具有较高的扩展性和较高的计量准确性；充放电电流检测方式，尤其是使用一颗检测电阻进行充放电电流检测，减小了系统的计量误差，提高了检测的准确性和安全性；设计了一套系统在满电或者空电时的电量平衡处理方法，使电量计量系统在剩余电量计量出现偏差时不会发生电量突变，使电量平稳变化，不会对用户体验造成较大影响，根据策略不断学习和更新总电量；设计了一套系统初始电量获得方法，减小系统在长时间关机系统自耗电或者电池自放电产生的计量误差，最大限度提高产品电量计量的准确性。

本发明实施例还提供一种电子设备，该电子设备可以是台式计算机、平板电脑及移动终端等，本实施例不限于此。在本实施例中，该电子设备可以参照前述的实施例，其内容被合并于此，重复之处不再赘述。

图9为本发明实施例的电子设备600的系统构成的示意框图。如图9所示，该电子设备600可以包括中央处理器100和存储器140；存储器140耦合到中央处理器100。值得注意的是，该图是示例性的；还可以使用其他类型的结构，来补充或代替该结构，以实现电信功能或其他功能。

一实施例中，终端电池电量确定功能可以被集成到中央处理器100中。其中，中央处理器100可以被配置为进行如下控制：获取终端的电池参数、电池当前电流、当前电压；根据电池参数确定终端开机时电池的开机剩余电量；检测电池的充放电状态，根据电池当前电流确定充放电电量；根据电池的开机剩余电量、充放电电量及当前电压确定电池电量信息，电量信息包括：电池的剩余电量、电池的满电电量。

如图9所示，该电子设备600还可以包括：通信模块110、输入单元120、音频处理单元130、显示器160、电源170。值得注意的是，电子设备600也并不是必须要包括图9中所示的所有部件；此外，电子设备600还可以包括图9中没有示出的部件，可以参考现有技术。

如图9所示，中央处理器100有时也称为控制器或操作控件，可以包括微处理器或其他处理器装置和/或逻辑装置，该中央处理器100接收输入并控制电子设备600的各个部件的操作。

其中，存储器140，例如可以是缓存器、闪存、硬驱、可移动介质、易失性存储器、非易失性存储器或其它合适装置中的一种或更多种。可储存上述与失败有关的信息，此外还可存储执行有关信息的程序。并且中央处理器100可执行该存储器140存储的该程序，以实现信息存储或处理等。

输入单元120向中央处理器100提供输入。该输入单元120例如为按键或触摸输入装置。电源170用于向电子设备600提供电力。显示器160用于进行图像和文字等显示对象的显示。该显示器例如可为LCD显示器，但并不限于此。

该存储器140可以是固态存储器，例如，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、SIM卡等。还可以是这样的存储器，其即使在断电时也保存信息，可被选择性地擦除且设有更多数据，该存储器的示例有时被称为EPROM等。存储器140还可以是某种其它类型的装置。存储器140包括缓冲存储器141(有时被称为缓冲器)。存储器140可以包括应用/功能存储部142，该应用/功能存储部142用于存储应用程序和功能程序或用于通过中央处理器100执行电子设备600的操作的流程。

存储器140还可以包括数据存储部143，该数据存储部143用于存储数据，例如联系人、数字数据、图片、声音和/或任何其他由电子设备使用的数据。存储器140的驱动程序存储部144可以包括电子设备的用于通信功能和/或用于执行电子设备的其他功能(如消息传送应用、通讯录应用等)的各种驱动程序。

通信模块110即为经由天线111发送和接收信号的发送机/接收机110。通信模块(发送机/接收机)110耦合到中央处理器100，以提供输入信号和接收输出信号，这可以和常规移动通信终端的情况相同。

基于不同的通信技术，在同一电子设备中，可以设置有多个通信模块110，如蜂窝网络模块、蓝牙模块和/或无线局域网模块等。通信模块(发送机/接收机)110还经由音频处理器130耦合到扬声器131和麦克风132，以经由扬声器131提供音频输出，并接收来自麦克风132的音频输入，从而实现通常的电信功能。音频处理器130可以包括任何合适的缓冲器、解码器、放大器等。另外，音频处理器130还耦合到中央处理器100，从而使得可以通过麦克风132能够在本机上录音，且使得可以通过扬声器131来播放本机上存储的声音。

本发明实施例还提供一种计算机可读程序，其中当在电子设备中执行所述程序时，所述程序使得计算机在所述电子设备中执行如上面实施例所述的终端电池电量确定方法。

本发明实施例还提供一种存储有计算机可读程序的存储介质，其中所述计算机可读程序使得计算机在电子设备中执行上面实施例所述的终端电池电量确定方法。

以上参照附图描述了本发明的优选实施方式。这些实施方式的许多特征和优点根据该详细的说明书是清楚的，因此所附权利要求旨在覆盖这些实施方式的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本发明的实施方式限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种终端电池电量确定方法，其特征在于，所述的方法包括：

获取终端的电池参数、电池当前电流、当前电压；

根据所述的电池参数确定终端开机时电池的开机剩余电量；

2.如权利要求1所述的终端电池电量确定方法，其特征在于，所述的根据所述的电池参数确定终端开机时电池的开机剩余电量包括：

所述电量参数更新标志为电池电量为零时生成的标志根据电池参数中的终端关机时电池的剩余电量数据、关机时间、终端关机状态时电池电流以及开机时间确定终端开机时电池的开机剩余电量。

3.如权利要求2所述的终端电池电量确定方法，其特征在于，所述的检测电池的充放电状态，根据电池当前电流确定充放电电量包括：

根据电池当前电流确定电池为充电状态或放电状态；

确定电池为充电状态时，根据充电电流确定充电电量；

确定电池为放电状态时，根据放电电流确定放电电量。

4.如权利要求3所述的终端电池电量确定方法，其特征在于，所述的根据所述的电池的开机剩余电量、充放电电量及当前电压确定电池电量信息包括：

5.如权利要求4所述的终端电池电量确定方法，其特征在于，所述的电池参数还包括：电池的空电电压、电池满电电压、最小充电电流、电池低电量放电深度参数。

6.如权利要求5所述的终端电池电量确定方法，其特征在于，所述的根据所述的电池的开机剩余电量、充放电电量及当前电压确定电池电量信息还包括：

确定电池为充电状态，获取电池的当前充电电流；

确定电池为不满电状态，且当前电池剩余电量大于电池的满电电量，且电池参数中存在电量参数更新标志条件下，利用当前电池的剩余电量更新所述电池的满电电量，所述电量参数更新标志为电池电量为零时生成的标志。

7.如权利要求6所述的终端电池电量确定方法，其特征在于，所述的方法还包括：

8.如权利要求7所述的终端电池电量确定方法，其特征在于，所述的根据当前电池剩余电量和电池的满电电量对电池进行电量平衡处理包括：

根据当前电池剩余电量和满电电量确定电量差；

确定所述电量差不小于预设电量差阈值，且电池参数中存在电量参数更新标志，按预设频率利用第一平衡算法更新所述满电电量；

确定所述电量差不小于预设电量差阈值，且电池参数中不存在电量参数更新标志，按预设频率利用第二平衡算法更新当前电池剩余电量；

9.如权利要求8所述的终端电池电量确定方法，其特征在于，

所述的第一平衡算法为：Q_full-＝ΔQ_full/t_adj1；

所述的第二平衡算法为：Q_rem+＝ΔQ_full/t_adj2；

其中，Q_full满电电量；Q_rem为当前电池剩余电量；

ΔQ_full为电量差，ΔQ_full＝Q_full-Q_rem；t_adj1、t_adj2预设的电池电量平衡时间。

10.如权利要求6所述的终端电池电量确定方法，其特征在于，所述的根据所述电池的满电电压、最小充电电流、所述的当前电压、当前充电电流确定电池是否为满电状态包括：

11.如权利要求5所述的终端电池电量确定方法，其特征在于，所述的根据所述的电池的开机剩余电量和充放电电量确定电池电量信息还包括：

确定电池为放电状态，获取电池的放电电流；

12.如权利要求11所述的终端电池电量确定方法，其特征在于，所述方法还包括：

13.如权利要求11所述的终端电池电量确定方法，其特征在于，所述的根据所述的当前电压、放电电流、空电电压及电池低电量放电深度参数确定电池状态是否为电量放空状态包括：

V_bat+(i_discharge*K)≤V_{bat_min} (1)

其中，i_discharge为电池的放电电流；

V_bat为电池当前电压；

V_{bat_min}为电池空电电压；

K为电池低电量放电深度参数。

14.如权利要求12所述的终端电池电量确定方法，其特征在于，所述的确定为电量放空状态，且剩余电量不为零，根据剩余电量和满电电量对电池进行平衡处理包括：

15.一种终端电池电量确定装置，其特征在于，所述的装置包括：检测电路、处理器；

所述检测电路，用于存储终端电池参数并检测电池当前电流、当前电压；

所述的处理器用于实现权利要求1-14中任一权项所述的方法。

16.如权利要求15所述的终端电池电量确定装置，其特征在于，所述的检测电路包括：

电流检测电路，用于实时检测电池的充电电流、放电电流；

电压检测电路，用于实时检测电池电压；

存储装置，用于存储终端电池参数。

17.如权利要求16所述的终端电池电量确定装置，其特征在于，所述的电流检测电路利用同一检流电阻进行充电电流检测、放电电流检测。

18.如权利要求16所述的终端电池电量确定装置，其特征在于，所述的电流检测电路包括：一检流电阻、第一运算放大器、第二运算放大器以及两钳压二极管；

19.如权利要求16所述的终端电池电量确定装置，其特征在于，所述的电压检测电路包括：分压电阻、运算放大器以及一钳压二极管；

20.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至14任一所述方法。

21.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至14任一所述方法的计算机程序。