CN111740464A

CN111740464A - 电池电量补偿方法、装置、设备及可读存储介质

Info

Publication number: CN111740464A
Application number: CN202010631867.2A
Authority: CN
Inventors: 白彬
Original assignee: Goertek Techology Co Ltd
Current assignee: Goertek Techology Co Ltd
Priority date: 2020-07-03
Filing date: 2020-07-03
Publication date: 2020-10-02
Anticipated expiration: 2040-07-03
Also published as: WO2022000999A1; CN111740464B

Abstract

本发明公开了一种电池电量补偿方法、装置、设备及可读存储介质，所述方法包括：在所述设备当前进行充电操作时，基于所述设备的电压充电采集模块采集电池当前的初始充电电压，而后确定电池当前的充电阶段，并基于所述当前充电阶段获取充电补偿电流，接下来基于所述充电补偿电流对初始充电电压进行补偿，得到当前充电操作对应的电池电量。通过利用充电补偿电流对充电电压进行补充，得到更准确的电压，进而能较准确的显示电量，使用户能及时了解充电情况或更好的使用。

Description

电池电量补偿方法、装置、设备及可读存储介质

技术领域

本发明涉及电子产品的电量显示领域，尤其涉及一种电池电量补偿方法、装置、设备及可读存储介质。

背景技术

在锂离子电池技术领域，电池的容量是电池一项关键的技术指标，电子产品使用锂电池，其电量显示一般使用电量计来显示电池的电量。电量计分为两种，一种是电流型电量计，另一种是电压型电量计。但是为了节约成本，是可以去掉电量计的，使用MCU直接采集电池的电压，然后把采集的电压转化为电量。

但是，使用MCU的AD模块采集电池的电压，根据电池的电压通过查表方式，计算出对应的电量，相当于电压型电量计的算法放到MCU里面。充电盒对电池进行充电的时候，AD实际采集的值比真实的电压值虚高，在电池放电的时候，AD实际采集的电压值比真实的值虚低，这是因为电池内阻以及接触阻抗的存在，因而导致电子产品的电量显示不准确。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种电池电量补偿方法、装置、设备及可读存储介质，旨在解决现有使用MCU直接采集电池的电压，再把电压转化为电量，导致电池电量显示不准确的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种电池电量补偿方法，所述的电池电量补偿方法包括以下步骤：

在所述设备当前进行充电操作时，基于所述设备的电压充电采集模块采集电池当前的初始充电电压；

确定电池当前的充电阶段，并基于所述当前充电阶段获取充电补偿电流；

基于所述充电补偿电流对初始充电电压进行补偿，得到当前充电操作对应的电池电量。

进一步地，所述在所述设备当前进行充电操作时，基于所述设备的电压充电采集模块采集电池当前的初始充电电压的步骤之前，包括：

获取不同充电阶段对应的预设电流；

基于所述充电阶段与所述预设电流的对应关系，生成电流对照表；

所述确定电池当前的充电阶段，并基于所述当前充电阶段获取充电补偿电流的步骤包括：

在所述电流对照表中查找所述当前充电阶段对应的预设电流作为所述充电补偿电流。

进一步地，所述充电阶段为恒压阶段，所述恒压阶段包括多个子阶段，所述获取不同充电阶段对应的预设电流的步骤包括：

获取恒压阶段对应的多个预设电流；

按照进入恒压阶段的充电时长将多个预设电流进行分组，并计算各个分组对应的平均电流，将所述平均电流作为子阶段对应的预设电流。

进一步地，所述基于所述充电补偿电流对初始充电电压进行补偿，得到当前充电操作对应的电池电量的步骤包括：

基于所述充电补偿电流计算得到电池当前补偿后的充电电压；

利用预设的充电曲线将所述充电电压转换为电池电量。

进一步地，所述基于所述充电补偿电流计算得到电池当前补偿后的充电电压的步骤包括：

获取所述充电补偿电流对应的电阻值，并将所述充电补偿电流与所述电阻值相乘得到充电补偿电压；

将所述电池当前的初始充电电压与所述充电补偿电压的差值作为所述补偿后的充电电压。

进一步地，所述充电阶段包括：涓流阶段、预充阶段、快充阶段和恒压阶段、待截止充电阶段。

进一步地，所述电池电量补偿方法包括：

在所述设备当前进行放电操作时，基于所述设备的电压充电采集模块，采集电池当前的初始放电电压；

获取电池当前的放电补偿电流以及所述放电补偿电流对应的电阻值；

将所述放电补偿电流与所述电阻值相乘得到放电补偿电压，将所述电池当前的初始放电电压与所述放电补偿电压的和作为补偿后的放电电压，利用预设的放电曲线将所述放电电压转换为电池电量。

进一步地，所述电池电量补偿装置包括：

充电采集模块，用于在所述设备当前进行充电操作时，基于所述设备的电压充电采集模块采集电池当前的初始充电电压；

确定模块，用于确定电池当前的充电阶段，并基于所述当前充电阶段获取充电补偿电流；

计算模块，用于基于所述充电补偿电流对初始充电电压进行补偿，得到当前充电操作对应的电池电量。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种设备，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的电池电量补偿程序，所述电池电量补偿程序被所述处理器执行时实现上述任一项所述的电池电量补偿方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有电池电量补偿程序，所述电池电量补偿程序被处理器执行时实现上述任一项所述的电池电量补偿方法的步骤。

本发明在所述设备当前进行充电操作时，基于所述设备的电压充电采集模块采集电池当前的初始充电电压，而后确定电池当前的充电阶段，并基于所述当前充电阶段获取充电补偿电流，接下来基于所述充电补偿电流对初始充电电压进行补偿，得到当前充电操作对应的电池电量。通过利用充电补偿电流对充电电压进行补充，得到更准确的电压，进而能较准确的显示电量，使用户能及时了解充电情况或更好的使用。

附图说明

图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境中设备的结构示意图；

图2为本发明基于电池电量补偿方法第一实施例的流程示意图；

图3为本发明基于电池电量补偿方法第二实施例的流程示意图；

图4为本发明基于电池电量补偿装置实施例的功能模块示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境中设备的结构示意图。

如图1所示，该设备可以包括：处理器1001，例如CPU，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的目标检测系统结构并不构成对设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及基于电池电量补偿程序。

在图1所示的设备中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接用户端，与用户端进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的基于电池电量补偿程序。

在本实施例中，设备包括：存储器1005、处理器1001及存储在所述存储器1005上并可在所述处理器1001上运行的基于电池电量补偿程序，其中，处理器1001调用存储器1005中存储的基于电池电量补偿程序时，执行本申请各个实施例提供的基于电池电量补偿方法的步骤

本发明还提供一种电池电量补偿方法，参照图2，图2为本发明电池电量补偿方法第一实施例的流程示意图。

本发明实施例提供了电池电量补偿方法的实施例，需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

在本实施例中，该电池电量补偿方法包括：

步骤S100，在所述设备当前进行充电操作时，基于所述设备的电压充电采集模块采集电池当前的初始充电电压；

在本实施例中，微控制单元(Microcontroller Unit；MCU)，又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)或者单片机，是把中央处理器(Central Process Unit；CPU)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。诸如手机、PC外围、遥控器，至汽车电子、工业上的步进马达、机器手臂的控制等，都可见到MCU的身影。在现有技术中，采用为了节约成本，可以直接使用MCU采集电池的电压，然后把采集的电压转化为电量。

如前所述，使用MCU的AD模块采集电池的电压，根据电池的电压通过查表方式，计算出对应的电量，相当于电压型电量计的算法放到MCU里面。充电盒对电池进行充电的时候，AD实际采集的值比真实的值虚高，在电池放电的时候，AD实际采集的值比真实的值虚低，因而导致电子产品的电量显示不准确。本申请提出的电池电量补偿方法，通过利用充电补偿电流对充电电压进行补充，得到更准确的电压，进而能较准确的显示电量，使用户能及时了解充电情况或更好的使用。

具体地，当设备接收到充电指令时，开始启动充电操作，该充电指令一般是由设备的电池充电接口触发，即当检测到电池充电接口有充电电压时，则触发充电指令，设备进入充电状态。当设备当前进行充电操作时，利用设备内置的微控制单元MCU的AD模块采集电池的电压，作为电池当前的初始充电电压。

步骤S200，确定电池当前的充电阶段，并基于所述当前充电阶段获取充电补偿电流；

在本实施例中，设备进入充电状态，根据电池当前的充电阶段获取充电补偿电流，不同充电阶段对应的充电补偿电流。该充电补偿电流可以在电流对照表中查找，根据当前充电阶段在电流对照表中获取对应的充电补偿电流。需要说明的是，电池当前的充电阶段是可以通过设备的MCU读取。

具体地，涓流阶段是用来对完全放电的电池单元进行预充(恢复性充电)；预充恒流阶段和快充恒流阶段都属于恒流充电，当电池电压上升到涓流充电阈值以上时，提高充电电流进行恒流充电，恒流充电时的电流并不要求十分精确，准恒定电流也可以；恒压充电，以固定电压进行充电，当电池电压上升到预设电压值时，如4.2V，恒流充电结束，开始恒压充电阶段；充电终止阶段，因为不建议对锂离子电池连续涓流充电，连续涓流充电会导致金属锂出现极板电镀效应，这会使电池不稳定，并且有可能导致突然的自动快速解体，有两种典型的充电终止方法：采用最小充电电流判断或采用定时器(或者两者的结合)，最小电流法监视恒压充电阶段的充电电流，并在充电电流减小到阈值范围时终止充电；第二种方法从恒压充电阶段开始时计时，持续充电预设时长后终止充电过程。

步骤S300，基于所述充电补偿电流对初始充电电压进行补偿，得到当前充电操作对应的电池电量。

具体地，步骤S300包括：

步骤S310，基于所述充电补偿电流计算得到电池当前补偿后的充电电压；

具体地，步骤S310包括：

步骤S311，获取所述充电补偿电流对应的电阻值，并将所述充电补偿电流与所述电阻值相乘得到充电补偿电压；

步骤S312，将所述电池当前的初始充电电压与所述充电补偿电压的差值作为所述补偿后的充电电压。

在本实施例中，当电池在产品主板上工作时，由于电池内阻以及接触阻抗的存在，会使得AD采集电池的电压在充电和放电的时候存在虚高虚低的现象，因此针对这种现象对电池的电压进行补偿。

具体地，首先根据充电补偿电流计算得到电池当前补偿后的充电电压，即获取充电补偿电流对应的电阻值，并将充电补偿电流与所述电阻值相乘得到充电补偿电压，将电池当前的初始充电电压与充电补偿电压的差值作为所述补偿后的充电电压。电池设置在设备的主板上，电子产品出厂时，电池内阻以及接触阻抗是已知的，电池内阻与接触阻抗的总阻值为充电补偿电流对应的电阻值，将充电补偿电流与电阻值相乘得到充电补偿电压。电池在充电时，AD实际采集的电压值比真实的值虚高，因此，需要将电池当前的充电电压与补偿电压进行相减，得到的差值为补偿后的充电电压，即接近电池真实的电压。

步骤S320，利用预设的充电曲线将所述充电电压转换为电池电量。

在本实施例中，当利用充电补偿电流以及电阻值计算得到电池当前补偿后的充电电压后，进而电池当前的初始充电电压与充电补偿电压的差值作为所述补偿后的充电电压。电压与电量存在对应关系，根据预设的充电曲线将充电电压转换为电池电量，其中预设的充电曲线就是电压与电量的对应关系曲线。例如，电池额定电压为4.2V，充电曲线用成对的电压、电量表示，(4.2V，100％)，(4.1V，95％)，(4.0V，95％)……如果当前补偿后的充电电压为4.0V，则根据充电曲线得到当前的电池电量为95％。

进一步地，在一实施例中，所述步骤S100之前包括：

步骤S400，获取不同充电阶段对应的预设电流；

在本实施例中，充电阶段包括：涓流阶段、预充恒流阶段、快充恒流阶段和恒压阶段、充电终止阶段，每个阶段对应的电流是不同的。充电阶段包括：涓流阶段、预充恒流阶段、快充恒流阶段和恒压阶段、充电终止阶段，其中，涓流阶段、预充恒流阶段、快充恒流阶段的电流是恒定的，并依次增大，涓流阶段的电流非常小，具体的电流值大小根据电池容量的实际情况，以及实验数据确定。

进一步地，当充电阶段为恒压阶段时，步骤S400包括：

步骤S410，获取恒压阶段对应的多个预设电流；

步骤S420，按照进入恒压阶段的充电时长将多个预设电流进行分组，并计算各个分组对应的平均电流，将所述平均电流作为子阶段对应的预设电流。

在本实施例中，恒压阶段是指电压在充电时间里保持恒定的数值，随着电池端电压的逐渐升高，电流逐渐减小，恒压阶段前期的电流往往会很大，随着端电压的逐渐上升，电流慢慢减小。当充电器电压和电池两端的稳定电压接近时，电流接近于零。

进一步，可以将恒压阶段按照时间分成若干时间段，记为子阶段，然后求每个时间段内的平均电流，即子阶段对应的电流。利用恒压阶段的历史数据，将在同一个时间段的电流分为一组，然后分别求每个时间段内的平均电流。

步骤S500，基于所述充电阶段与所述预设电流的对应关系，生成电流对照表；

在本实施例中，将各个充电阶段以及充电阶段对应的电流，保存到电流对照表中，当电池充电过程中，可以根据当前电池的充电阶段，获取对应的电流。

所述步骤S200包括：在所述电流对照表中查找所述当前充电阶段对应的预设电流作为所述充电补偿电流。

本实施例提出的电池电量补偿方法，在所述设备当前进行充电操作时，基于所述设备的电压充电采集模块采集电池当前的初始充电电压，而后确定电池当前的充电阶段，并基于所述当前充电阶段获取充电补偿电流，接下来基于所述充电补偿电流对初始充电电压进行补偿，得到当前充电操作对应的电池电量。通过利用充电补偿电流对充电电压进行补充，得到更准确的电压，进而能较准确的显示电量，使用户能及时了解充电情况或更好的使用。

基于第一实施例，参照图3，提出本发明电池电量补偿方法的第二实施例，在本实施例中，所述电池电量补偿方法包括：

步骤S600，在所述设备当前进行放电操作时，基于所述设备的电压充电采集模块，采集电池当前的初始放电电压；

在本实施例中，当设备接收到放电指令时，开始启动放电操作，该放电指令一般是由设备运行所触发的，只要设备处于开机状态且没有进行充电，则一直处于放电状态。当设备当前进行放电操作时，利用设备内置的微控制单元MCU的AD模块采集电池的电压，作为电池当前的初始放电电压。

步骤S700，获取电池当前的放电补偿电流以及所述放电补偿电流对应的电阻值；

步骤S800，将所述放电补偿电流与所述电阻值相乘得到放电补偿电压，将所述电池当前的初始放电电压与所述放电补偿电压的和作为补偿后的放电电压，利用预设的放电曲线将所述放电电压转换为电池电量。

在本实施例中，电池当前的放电补偿电流是可以直接通过设备的MCU读取的，并且电池设置在设备的主板上，电子产品出厂时，电池内阻以及接触阻抗是已知的，电池内阻与接触阻抗的总阻值为放电补偿电流对应的电阻值，与充电时的电阻是一致的。电池设置在设备的主板上，电子产品出厂时，电池内阻以及接触阻抗是已知的，电池内阻与接触阻抗的总阻值为充电补偿电流对应的电阻值，将放电补偿电流与电阻值相乘得到放电补偿电压。电池在放电时，AD实际采集的电压值比真实的值虚低，故将电池当前的初始放电电压与放电补偿电压进行相加，得到的和作为补偿后的放电电压，然后利用预设的放电曲线将所述放电电压转换为电池电量。放电电压转换为电量的过程与充电电压转换为电量的过程一致，在此不再赘述。

本实施例提出的电池电量补偿方法，在所述设备当前进行放电操作时，基于所述设备的电压充电采集模块，采集电池当前的初始放电电压，而后获取电池当前的放电补偿电流以及所述放电补偿电流对应的电阻值，接下来将所述放电补偿电流与所述电阻值相乘得到放电补偿电压，将所述电池当前的初始放电电压与所述放电补偿电压的和作为补偿后的放电电压，利用预设的放电曲线将所述放电电压转换为电池电量通过利用放电补偿电流对放电电压进行补充，得到更准确的电压，进而能较准确的显示电量，使用户能及时了解充电情况或更好的使用。

本发明进一步提供一种电池电量补偿装置，参照图4，图4为本发明电池电量补偿装置实施例的功能模块示意图。

充电采集模块10，用于在所述设备当前进行充电操作时，基于所述设备的电压充电采集模块采集电池当前的初始充电电压；

确定模块20，用于确定电池当前的充电阶段，并基于所述当前充电阶段获取充电补偿电流；

计算模块30，用于基于所述充电补偿电流对初始充电电压进行补偿，得到当前充电操作对应的电池电量。

进一步地，所述电池电量补偿装置还包括：

获取模块，用于获取不同充电阶段对应的预设电流；

生成模块，用于基于所述充电阶段与所述预设电流的对应关系，生成电流对照表；

所述确定模块20还用于：

进一步地，所述获取模块还用于：

获取恒压阶段对应的多个预设电流；

进一步地，所述计算模块30还用于：

利用预设的充电曲线将所述充电电压转换为电池电量。。

进一步地，所述计算模块30还用于：

进一步地，所述电池电量补偿装置还包括：

放电采集模块，用于在所述设备当前进行放电操作时，基于所述设备的电压充电采集模块，采集电池当前的初始放电电压；

电阻确定模块，用于获取电池当前的放电补偿电流以及所述放电补偿电流对应的电阻值；

转换模块，用于将所述放电补偿电流与所述电阻值相乘得到放电补偿电压，将所述电池当前的初始放电电压与所述放电补偿电压的和作为补偿后的放电电压，利用预设的放电曲线将所述放电电压转换为电池电量。

此外，本发明实施例还提出一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有电池电量补偿程序，所述电池电量补偿程序被处理器执行时实现上述各个实施例中电池电量补偿方法的步骤。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个可读存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台系统设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种电池电量补偿方法，应用于可对电池进行充放电的设备，其特征在于，所述电池电量补偿方法包括：

2.如权利要求1所述的电池电量补偿方法，其特征在于，所述在所述设备当前进行充电操作时，基于所述设备的电压充电采集模块采集电池当前的初始充电电压的步骤之前，包括：

获取不同充电阶段对应的预设电流；

3.如权利要求2所述的电池电量补偿方法，其特征在于，所述充电阶段为恒压阶段，所述恒压阶段包括多个子阶段，所述获取不同充电阶段对应的预设电流的步骤包括：

获取恒压阶段对应的多个预设电流；

4.如权利要求1至3中任一项所述的电池电量补偿方法，其特征在于，所述基于所述充电补偿电流对初始充电电压进行补偿，得到当前充电操作对应的电池电量的步骤包括：

利用预设的充电曲线将所述充电电压转换为电池电量。

5.如权利要求4所述的电池电量补偿方法，其特征在于，所述基于所述充电补偿电流计算得到电池当前补偿后的充电电压的步骤包括：

6.如权利要求1所述的电池电量补偿方法，其特征在于，所述充电阶段包括：涓流阶段、预充阶段、快充阶段和恒压阶段、待截止充电阶段。

7.如权利要求1所述的电池电量补偿方法，其特征在于，所述电池电量补偿方法包括：

8.一种电池电量补偿装置，其特征在于，所述电池电量补偿装置包括：

9.一种设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的电池电量补偿程序，所述电池电量补偿程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的电池电量补偿方法的步骤。

10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有所述电池电量补偿程序，所述电池电量补偿程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的电池电量补偿方法的步骤。