CN111610449A - 一种基于mtk平台自制电池曲线数据方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于MTK平台自制电池曲线数据方法及系统，属于电池测试领域。本发明基于MTK平台自制电池曲线数据方法，包括如下步骤：开机，读取设定分区中的客制化位置信息中的数据；如果存在客制化数据信息，根据客制化数据进入对应的工作模式；分别进行自动校准电流补偿参数、充电模式或放电模式；读取设定分区中自制电池曲线相关的数据，处理成需要的数据格式并导出。本发明的有益效果为：低成本，高效率，操作简单，全自动化。

Description

一种基于MTK平台自制电池曲线数据方法及系统

技术领域

本发明涉及电池测试领域，尤其涉及一种基于MTK平台自制电池曲线数据方法及系统。

背景技术

电池电量是移动智能设备(手机/平板)中很关键的信息,其准确度依赖于电池曲线数据。目前电池曲线数据的获取通常有3种途径：

1.由电池厂商提供；

2.送样给平台商帮忙制作；

3.公司采购专业仪器去制作。

其中，由电池厂商(尤其是电池小厂商)提供的电池曲线数据在实际应用中大多数是不准确的，不可取。作为方案公司，项目众多，有大量的电池需要调试，都送样给平台商也不现实。利用专业仪器去制作虽然比较准确靠谱，但MTK推荐的专业仪器采购价在3万多元，一个电池的标准制作周期在20天左右，大多数方案公司考虑到时间和成本，不会专门去采购这样的仪器去制作。

基于上述背景，一种相对准确、低成本、高效率获取电池曲线数据的方案诞生。

发明内容

为解决现有技术中的问题，本发明提供一种基于MTK平台自制电池曲线数据方法及系统。

本发明基于MTK平台自制电池曲线数据方法，包括如下步骤：

S1：开机，读取设定在分区里客制化信息位置中的数据；

S2：判断是否存在客制化信息数据，如果不存在，正常开机，如果存在，根据客制化数据中的模式位进入对应的工作模式；

S3：如果客制化数据的模式位为模式一设定值，则自动校准电流补偿参数，校准完成，设置客制化数据模式位为模式二的设定值，并关机，然后执行步骤S1；

如果客制化数据的模式位为模式二设定值，进入充电模式，充电完成，设置客制化数据模式位为模式三的设定值，设置定时30分钟之后执行步骤S1，关机；

如果客制化数据的模式位为模式三设定值，进入放电模式，直至开路电压小于设定电压，放电结束，关机。

S4：读取设定分区中自制电池曲线相关的数据，处理成需要的数据格式并导出，

其中，所述放电模式的处理过程为：

(1)读取电源管理芯片pmic中保存的开机前开路电压OCV；

(2)判断开路电压OCV是否小于设定电压，如果否，放电结束，如果是，实时调整背光使电流维持在400ma；

(3)放电设定时间后，记录此时的闭路电压、放电电流、库仑量；

(4)设置定时30分钟后执行步骤S1，关机。

本发明作进一步改进，在步骤S1中，在MTK平台主板1k阶段读取。

本发明作进一步改进，在步骤S3中，自动校准电流补偿参数的处理方法为：

(1)搭建硬件环境，使主板的电阻rfg的一端接电池的负极，另一端接系统地，电池正极接4V电源正极，电池负极接恒流源负极，4V电源负极和恒流源正极均接系统地；

(2)调整恒流源电流Icc在500ma；

(3)电源管理芯片pmic读取流过电阻rfg上的电流Ibat0；

(4)设置校准参数CAR_TUNE_VALUE初始值为1000,设置校准后的电流Ibat，使Icc＝Ibat＝Ibat0*CAR_TUNE_VALUE/1000；

(5)判断Ibat是否大于Icc，如果是，CAR_TUNE_VALUE-1，如果否，CAR_TUNE_VALUE+1，然后循环执行步骤(5)，直至Ibat＝Icc；

(6)记录校准参数CAR_TUNE_VALUE值并写入设定分区后关机。

本发明作进一步改进，开机后，重复执行步骤(1)-(6)设定次数后，取每次记录的校准参数CAR_TUNE_VALUE值的平均值作为最终的电流补偿参数。

本发明作进一步改进，所述充电模式的处理过程为：

(1)根据客制化电池信息配置充电参数，所述充电参数包括高/低压充电、充电电流及截止充电电流；

(2)恒流放电到电池电压小于模式二设定的电压值；

(3)恒流充电，至电池电量超过设定阈值，改为恒压充电；

(4)当充电电流小于截止充电电流后，认为电池充满电，充电完成；

(5)设置定时30分钟之后执行步骤S1，关机。

本发明作进一步改进，充满电后关机并设置RTC时钟芯片定时在30分钟后开机，30分钟后开机前的开路电压ocv会保存在电源管理芯片pmic的寄存器中，开机后读取开路电压ocv并保存，随后初始化库仑计。

本发明还提供一种实现所述基于MTK平台自制电池曲线数据方法的系统，包括设有MTK平台的主板、显示屏和温箱，其中，所述主板与显示屏相连，所述主板和显示屏设置在所述温箱中，所述主板设有客制化工具，用于自制电池曲线数据，所述主板还包括电源管理芯片、充电芯片、时钟芯片、设定分区，其中，所述电源管理芯片用于测量电池开路电压、电池闭路电压、电池的放电电流、电池容量；所述充电芯片用于电池充电管理及充电电流的控制；所述时钟芯片用于负责定时开关机；所述设定分区用于保存客制化程序需要的数据。

本发明作进一步改进，所述客制化工具包括：

客制化bin文件：用于选择设定分区，作为保存数据的载体，同时，在特定位置写入客制化数据；

读写分区接口函数：用于对设定分区进行读写，读取特定位置的客制化数据，写入记录放电过程中测得的电池数据；

屏显示信息：用于实时显示需要显示的信息，包括电池的电压、充放电电流、累积容量、已记录数据；

测试小程序：用于运行自动校准电流补偿参数、充电模式或放电模式；

数据导出及处理函数：用于设定分区中自制电池曲线相关的数据，处理成需要的数据格式并导出。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：低成本，利用机器本身便可以测出电池曲线,省去买专业仪器费用；高效率，操作简单，全自动化，导出的数据格式是代码所需格式；相对更准确，由于测数据过程的硬件环境和机器使用中的硬件环境一样，“取之于主板，用之于主板”，理论上结果更准确。

附图说明

图1为MTK提供的测量方法流程图；

图2为本发明一实施例方法流程图；

图3为本发明测试工具结构框图；

图4为电池内阻的计算方法示意图；

图5为校准电流补偿参数的硬件环境示意图；

图6为数据处理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。

电池曲线数据里的信息包含：

不同温度下的电池电压与电池内阻、电池电压与电流百分比、以及容量等信息。

要制作电池曲线，需能测得的数据有：电池开路电压、电池闭路电压、电池的放电电流、电池容量。

需要的辅助外设包括：充电管理芯片(可充高/低压电池)、可控的充电和放电电流、显示器(显示状态信息)、时器/定时器(实现定时开关机自动化)、可控的环境温度(用来测不同温度下的电池曲线)，保存数据的载体、处理数据的算法。

本发明采用MTK平台主板上自带的资源实现自制电池曲线数据。具体的，所述主板资源包括：电源管理芯片pmic、充电芯片、时钟芯片RTC、设定分区，其中，所述电源管理芯片用于测量电池开路电压、电池闭路电压、电池的放电电流、电池容量；所述充电芯片用于电池充电管理及充电电流的控制；所述时钟芯片RTC用于负责定时开关机；所述设定分区用于保存客制化程序需要的数据。本例的独特之处在于，在主板上设置客制化工具，用于用于自制电池曲线数据。

还需要辅助外设包括：

显示屏：接在主板上，利用背光大小实现放电电流的可控，同时可以显示状态信息；

温箱：提供可控的环境温度。

因此，本例的测试设备就是用平板的主板，其中，方法中用到的readback功能是MTK下载工具附带的，只是把分区读出来的功能。

本发明依据MTK提供的测量流程(详见图1)，执行制作电池曲线的“小程序”，本例的测试工具运行环境选择在lk(MTK平台Android开机的引导程序)阶段，初始化完必要模块(电源管理芯片pmic、LCD显示模组lcm、充电芯片charge ic、分区初始化partition init)后的这样一个功耗尽可能低且可控的阶段。软件的结构框图如图3所示，以下对其详细说明。

1.客制化bin文件

选择修改logo分区，使用脚本，在logo.bin文件的特定位置写入客制化数据，这些信息将作为进入“小程序”的钥匙，同时logo.bin也将作为保存数据的载体。

2.读写分区接口函数

用于对logo分区进行读写，读取特定位置的客制化数据，写入记录放电过程中测得的电池数据。

3.屏显示信息

实时显示电池的电压、充放电电流、累积容量、已记录数据等需要提示的信息。

4.“小程序”

小程序包括：自动校准电流补偿参数、充电模式、放电模式。开机后会根据客制化数据选择进入相应的程序中。

5.数据导出及处理函数

用于设定分区中自制电池曲线相关的数据，处理成需要的数据格式并导出。

如图2所示，本例的基于MTK平台自制电池曲线数据方法，包括如下步骤：

S1：开机，1k阶段，读取logo分区中的客制化位置信息中的数据；

S2：判断是否存在客制化数据信息，如果不存在，正常开机，如果存在，根据客制化数据中的模式位进入对应的工作模式；

S3：如果客制化数据模式位值为0，则自动校准电流补偿参数，校准完成，设置客制化数据为1，并关机，然后执行步骤S1，准备进入充电模式；

如果客制化数据模式位值为1，进入充电模式，充电完成，设置客制化数据为2，设置定时30分钟之后执行步骤S1，关机，准备进入放电模式；

如果客制化数据模式位值为2，进入放电模式，直至开路电压小于设定电压，放电结束，关机。

S4：读取设定分区中自制电池曲线相关的数据，处理成需要的数据格式并导出。

具体的，在步骤S3中，本例的自动校准电流补偿参数是自动对电流补偿参数校准并做多次取平均。所述自动校准电流补偿参数的处理方法为：

(1)搭建如图5所示的硬件环境，使主板的电阻rfg的一端接电池的负极，另一端接系统地，电池正极接4V电源正极，电池负极接恒流源负极，4V电源负极和恒流源正极均接系统地；

(2)调整恒流源电流Icc在500ma；

(3)电源管理芯片pmic读取流过电阻rfg上的电流Ibat0；

(4)设置校准参数CAR_TUNE_VALUE初始值为1000,设置校准后的电流Ibat，使Icc＝Ibat＝Ibat0*CAR_TUNE_VALUE/1000；

(5)判断Ibat是否大于Icc，如果是，CAR_TUNE_VALUE-1，如果否，CAR_TUNE_VALUE+1，然后循环执行步骤(5)，直至Ibat＝Icc；

(6)记录校准参数CAR_TUNE_VALUE值并写入设定分区后关机。

重复执行步骤(1)-(6)5次后，取每次记录的校准参数CAR_TUNE_VALUE值的平均值作为最终的电流补偿参数。

所述充电模式的处理过程为：

(1)根据客制化电池信息配置充电参数，所述充电参数包括高/低压充电、充电电流及截止充电电流；

(2)恒流放电到电池电压小于模式二设定的电压值；

(3)恒流充电，至电池电量超过设定阈值，改为恒压充电；

(4)当充电电流小于截止充电电流后，认为电池充满电，充电完成；

(5)设置定时30分钟之后执行步骤S1，关机。

充满电后关机并设置RTC时钟芯片定时在30分钟后开机，30分钟后开机前的开路电压ocv会保存在电源管理芯片pmic的寄存器中，开机后读取开路电压ocv并保存，随后初始化库仑计。

所述放电模式的处理过程为：

放电过程中，屏幕开始显示电池的相关信息以及已记录的数据，同时利用加减背光值来实时调节放电电流，使放电电流维持在400ma。每次循环放电的时间Δt,标称容量Q,放电次数n之间的关系为：Δt＝Q/n/400。放电时间Δt后准备关机，准备工作有：设置RTC定时30分钟后开机，保存Δt时间内累计的库伦量Δq，以及关机前瞬间的闭路电压ccv和放电电流i。准备工作完成后关机，等待下次开机，如此循环直到电池电压小于3.4v(图1中是小于2.8v,实际使用中我们只用到3.4v以上的数据，所以这里设定为3.4v)。

数据导出及处理的方法为：

放完电后用MTK刷机工具的readback功能，将logo分区数据读出。电池内阻的计算方法如图4所示，其中，V2为开路电压，V1为闭路电压，电池内阻r＝(V2-V1)/400ma。电池的实际总容量Q等于每次放电的累计库伦量Δq总和，经一系列的算法处理，如图6所示，最终可导出内核驱动中使用设备树格式的电池曲线数据。

本发明的操作过程为：

1.连接好主板、电池和屏幕，烧录修改好的lk和客制化过的logo分区；

2.按照图5接入电路做校准电流补偿参数，校准后充电到完成后拔掉充电器；

3.静置30分钟后自动开机，进入放电程序，只需等待放完电；

4.放完电后读回每组的logo分区，此时的logo分区内容包含了整个放电过程测出来的电池数据，利用脚本处理后便可导出驱动里使用的电池曲线文件；

本例可以多准备几套主板、电池和显示屏，对结果做平均处理，提高准确度，如需不同温度的数据，只需将其放入调整好温度的温箱内测量即可。

本发明具有以下突出优势：

1.低成本。利用机器本身便可以测出电池曲线,省去买专业仪器费用；

2.高效率。操作简单，全自动化，导出的数据格式是代码所需格式；

3.相对更准确。由于测数据过程的硬件环境和机器使用中的硬件环境一样，“取之于主板，用之于主板”，理论上结果更准确。

以上所述之具体实施方式为本发明的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明所作的等效变化均在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于MTK平台自制电池曲线数据方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：开机，读取设定在分区里客制化信息位置中的数据；

S2：判断是否存在客制化信息数据，如果不存在，正常开机，如果存在，根据客制化数据中的模式位进入对应的工作模式；

S3：如果客制化数据的模式位为模式一设定值，则自动校准电流补偿参数，校准完成，设置客制化数据模式位为模式二的设定值，并关机，然后执行步骤S1；

如果客制化数据的模式位为模式二设定值，进入充电模式，充电完成，设置客制化数据模式位为模式三的设定值，设置定时30分钟之后执行步骤S1，关机；

如果客制化数据的模式位为模式三设定值，进入放电模式，直至开路电压小于设定电压，放电结束，关机。

S4：读取设定分区中自制电池曲线相关的数据，处理成需要的数据格式并导出，

其中，所述放电模式的处理过程为：

(1)读取电源管理芯片pmic中保存的开机前开路电压OCV；

(2)判断开路电压OCV是否小于设定电压，如果否，放电结束，如果是，实时调整背光使电流维持在400ma；

(3)放电设定时间后，记录此时的闭路电压、放电电流、库仑量；

(4)设置定时30分钟后执行步骤S1，关机。

2.根据权利要求1所述的基于MTK平台自制电池曲线数据方法，其特征在于：在步骤S1中，在MTK平台主板1k阶段读取。

3.根据权利要求1所述的基于MTK平台自制电池曲线数据方法，其特征在于：在步骤S3中，自动校准电流补偿参数的处理方法为：

(1)搭建硬件环境，使主板的电阻rfg的一端接电池的负极，另一端接系统地，电池正极接4V电源正极，电池负极接恒流源负极，4V电源负极和恒流源正极均接系统地；

(2)调整恒流源电流Icc在500ma；

(3)电源管理芯片pmic读取流过电阻rfg上的电流Ibat0；

(4)设置校准参数CAR_TUNE_VALUE初始值为1000,设置校准后的电流Ibat，使Icc＝Ibat＝Ibat0*CAR_TUNE_VALUE/1000；

(5)判断Ibat是否大于Icc，如果是，CAR_TUNE_VALUE-1，如果否，CAR_TUNE_VALUE+1，然后循环执行步骤(5)，直至Ibat＝Icc；

(6)记录校准参数CAR_TUNE_VALUE值并写入设定分区后关机。

4.根据权利要求3所述的基于MTK平台自制电池曲线数据方法，其特征在于：开机后，重复执行步骤(1)-(6)设定次数后，取每次记录的校准参数CAR_TUNE_VALUE值的平均值作为最终的电流补偿参数。

5.根据权利要求1所述的基于MTK平台自制电池曲线数据方法，其特征在于：所述充电模式的处理过程为：

(1)根据客制化电池信息配置充电参数，所述充电参数包括高/低压充电、充电电流及截止充电电流；

(2)恒流放电到电池电压小于模式二设定的电压值；

(3)恒流充电，至电池电量超过设定阈值，改为恒压充电；

(4)当充电电流小于截止充电电流后，认为电池充满电，充电完成；

(5)设置定时30分钟之后执行步骤S1，关机。

6.根据权利要求5所述的基于MTK平台自制电池曲线数据方法，其特征在于：充满电后关机并设置RTC时钟芯片定时在30分钟后开机，30分钟后开机前的开路电压ocv会保存在电源管理芯片pmic的寄存器中，开机后读取开路电压ocv并保存，随后初始化库仑计。

7.一种实现权利要求1-6任一项所述的基于MTK平台自制电池曲线数据方法的系统，其特征在于：包括设有MTK平台的主板、显示屏和温箱，其中，所述主板与显示屏相连，所述主板和显示屏设置在所述温箱中，所述主板设有客制化工具，用于自制电池曲线数据，所述主板还包括电源管理芯片、充电芯片、时钟芯片、设定分区，其中，所述电源管理芯片用于测量电池开路电压、电池闭路电压、电池的放电电流、电池容量；所述充电芯片用于电池充电管理及充电电流的控制；所述时钟芯片用于负责定时开关机；所述设定分区用于保存客制化程序需要的数据。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于：所述客制化工具包括：

客制化bin文件：用于选择设定分区，作为保存数据的载体，同时，在特定位置写入客制化数据；

读写分区接口函数：用于对设定分区进行读写，读取特定位置的客制化数据，写入记录放电过程中测得的电池数据；

屏显示信息：用于实时显示需要显示的信息，包括电池的电压、充放电电流、累积容量、已记录数据；

测试小程序：用于运行自动校准电流补偿参数、充电模式或放电模式；

数据导出及处理函数：用于设定分区中自制电池曲线相关的数据，处理成需要的数据格式并导出。

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