CN114301140A - 一种基于pos的电池充电管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于POS的电池充电管理方法，具体包括如下步骤：S1、设备开机、启动充电IC驱动并对充电IC功能进行初始化；S2、启动电池驱动并对电池功能进行初始化，进行电池信息获取；S3、启动电池充电管理驱动，从充电IC驱动和电池驱动获取对应的信息以初始化电池和充电IC初始状态，并上报至系统上层。本发明的电池充电管理驱动采用分层的策略，在不同的Soc平台或者适配不同的电池和充电IC外设上，保证整体的电池管理策略保持一致性，减少日常开发维护的成本，避免每次在新的产品或者新的soc平台上适配时均对电池充电管理驱动进行大幅修改；另外电池管理驱动的相关策略，开机电量获取，电池更新策略以及满电条件判断等策略能够有效的提高用户体验。

Description

一种基于POS的电池充电管理方法

技术领域

本发明应用于电池管理领域，具体是一种基于POS的电池充电管理方法。

背景技术

当前智能POS终端由于需要支持打印功能，因此广泛的采用双节电池供电的方案，而其智能手持POS终端采用的SOC平台多是手机方案，其内置的电池充电方案大多是仅支持单节电池的方案，因此带电池的智能POS终端在电池充电管理上大多采用外置充电IC的方案，且由于智能POS终端对于不同客户的定位以及成本相关的需求，其采用的电池电量算法多是通过ADC或者电量计等方案来实现，因此可能存在同一个硬件平台上兼容多套充电IC或者电池电量采集方案，目前大多的电池充电管理方案多是将充电IC管理、电池管理等耦合在充电IC驱动中，从而对开发和维护造成一定的困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于POS的电池充电管理方法。

为解决上述技术问题，本发明的一种基于POS的电池充电管理方法，具体包括如下步骤：

S1、设备开机、启动充电IC驱动并对充电IC功能进行初始化；

S2、启动电池驱动并对电池功能进行初始化，进行电池信息获取；

S3、启动电池充电管理驱动，从充电IC驱动和电池驱动获取对应的信息以初始化电池和充电IC初始状态，并上报至系统上层。

作为一种可能的实施方式，进一步的，所述步骤S1具体包括：

S1-1、解析设备上预置的充电IC配置信息，并根据配置信息对充电IC进行初始化；

S1-2、注册USB回调，用于检测USB状态，并根据状态进行不同的操作；

S1-3、维护充电状态工作队列，以检测充电IC的充电状态。

作为一种可能的实施方式，进一步的，所述步骤S2具体包括：

S2-1、解析设备上预置的电池相关配置信息；

S2-2、从电池的EEPROM中获取上一次关机存储的电池电量信息；

S2-3、维护电池电量更新工作队列，实时将电池电压转换为电池电量。

作为一种可能的实施方式，进一步的，所述步骤S2-3具体包括：

S2-3-1、从充电IC驱动获取充电使能状态以及电源适配器在位状态；

S2-3-2、将实时获取到的电池电压值进行平均采样；

S2-3-3、根据获取到的充电使能状态，对照电量转换表，将电池电压值转换为对应的电量值。

作为一种可能的实施方式，进一步的，所述步骤S3具体包括：

S3-1、读取设备中预置的电池相关配置信息；

S3-2、计算开机电量，充电IC将充电使能关闭，再读取电池驱动上报的电池电量信息，将其与上一次关机的存储的电池电量进行对比，若二者电量差异大于预置的阈值，则采用开机读取到的开机电量，否则采用上一次关机存储的电池电量；通知充电IC驱动将充电使能开启；

S3-3、建立电量更新策略的工作队列对电池电量进行更新；

S3-4、建立电池充电异常状态维护工作队列，用于轮询判断电池充电异常状态，对异常状态进行处理；

S3-5、建立电池满电复充维护工作队列，以对电池满电复充维护。

作为一种可能的实施方式，进一步的，所述步骤S3-3具体包括：

S3-3-1、通过电池驱动获取电池实时电压和实时电量，并通过充电IC驱动获取充电IC的充电状态，若实时电量或者实时电压达到满电的阈值，或者充电IC的充电状态是已充满的状态，则执行步骤S3-3-2，若不是充满电的状态，则执行步骤S3-3-3；

S3-3-2、判断当前上报的电量是否为100％，若不是100％则每15s增加1％，直到上报的电量为100％为止；

S3-3-3、判断读取充电IC状态，判断是否处于充电状态，若处于充电状态则执行步骤S3-3-4；若不是充电状态，则执行步骤S3-3-6；

S3-3-4、判断当前实时的电量是否小于或者等于当前上报的电量，若是则维持当前上报的电量不变，不允许充电过程电量下降；若不是则执行步骤S3-3-5；

S3-3-5、判断当前的电池电压是否大于预设的电池恒压充电电压，且电池电量低于99％，若是则配置240s后增加1％的电量，若不是则维持99％的电量在30分钟后设置为100％，并上报充电满电；

S3-3-6、判断当前实时电量是否大于上报的电池电量，若是则维持当前上报的电量值不变，不允许电量上升，否则则根据实际的电量进行判断，电池电量下降的时间最快不超过120s。

作为一种可能的实施方式，进一步的，所述步骤S3-4具体包括：

通过充电IC驱动读取充电异常状态，判断当前充电是否出现充电时间过久，充电温度过高或者过低等异常状态；若出现异常状态，则控制充电IC驱动关闭充电，并继续轮询充电状态，待充电异常恢复后，再重新使能充电功能；

作为一种可能的实施方式，进一步的，所述步骤S3-5具体包括：

在电池已充满的状态下，读取电池实时的电压，判断其实时的电压是否低于预设的复充电压阈值，若是，则控制充电IC驱动使能充电功能。

本发明采用以上技术方案，具有以下有益效果：

本发明的电池充电管理驱动采用分层的策略，在不同的Soc平台或者适配不同的电池和充电IC外设上，不需要对电池管理驱动进行大范围的修改，只需要对参数配置进行修改，保证整体的电池管理策略保持一致性，减少日常开发维护的成本，避免每次在新的产品或者新的soc平台上适配时均对电池充电管理驱动进行大幅修改；另外电池管理驱动的相关策略，例如开机电量获取，电池更新策略以及满电条件判断等策略能够有效的提高用户体验。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步详细的说明：

图1为本发明实施例整体驱动框架简图；

图2为本发明实施例电量更新策略流程简图；

图3为本发明实施例开机电量获取流程简图；

图4为本发明实施例充电IC具体流程简图；

图5为本发明实施例电池驱动流程简图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1-5所示，本发明主要将电池管理驱动分为两层，其中一层为硬件抽象层，另外一层为硬件驱动层，二者由三个驱动构成，主要包括电池管理驱动、电池驱动和充电IC驱动等，其中电池管理驱动位于硬件抽象层，而电池驱动和充电IC驱动位于硬件驱动层；这三部分驱动都作为独立的设备驱动均注册到power-supply中，每个设备驱动为单独的Psy，各个Psy之间可以通过power-supply属性来进行相互访问，这三者的关系可通过图1来进行表示；

位于硬件抽象层的电池管理驱动不需要了解具体的硬件细节，其通过power-supply框架的属性功能从硬件驱动层中的电池驱动和充电IC驱动来获取相关信息，而电池驱动和充电IC驱动则与实际硬件绑定；

电池管理驱动功能与策略：

电池管理驱动处理电池充放电过程的策略，其不与实际的硬件配置关联，用于处理充电IC和电池驱动的充放电管理逻辑，其主要具备以下几个方面的功能：

1、电量更新策略

由于存在ADC精度、环境温度和硬件准确性等因素影响，电池驱动通过ADC电压转换的电池电量会存在一定的误差，因此在电池管理驱动上会对电量更新显示进行处理，其主要的策略如下：

充电过程，电量不允许下降，放电过程，电量不允许上升；

支持不同配置的电池的充放电1％最快时间配置；

恒压充电模式下，模拟电量上升超时时间配置；

长时间休眠唤醒电量更新；

其具体策略详见图2

2、开机电量获取

由于采用ADC采集电池电压来转换电池电量存在比较大的误差，因此在每次开机的时候获取到的电池电量可能会与关机前的电量存在一定的误差，因此对于开机电量的获取的策略方案如下：

开机时判断是冷启动还是热启动，若是热启动则直接采用关机前存储的电池电量，若是冷启动，则在开机过程读取电池电量，将其与关机电量对比，若超过一定的阈值，则采用开机读取的电量来显示；

具体策略实现，详见图3

3、电池充满判断

由于在实际使用过程中，在恒压充电模式下，当设备的耗电流大于充电电流时，会使充电IC很难达到截止电流，从而长时间无法上报充满状态，为了提高用户体验，当达到如下任意条件时，则上报电池满电：

充电电流低于或等于截止电流时，充电IC上报充电完成；

适配器在位且获取到的电量是100％

适配器在位情况下，获取的电池电压大于或者等于配置的满充电池电压；

4、满电复充处理

在适配器在位的情况下，充满电后充电截止，但是设备会持续耗电，此时则需要对电池的实时电压进行轮询，当电池的电压下降到配置的复充电压时，则重启充电，对于不同温度下的复充电压是存在一定差异的；

5、异常状态处理

异常状态处理主要是针对充电过程的异常状态处理，其异常状态主要是通过充电IC上报，主要包括电池电压过压，电池过热，电池过冷以及电池充电过久等，当出现异常状态时需要关闭充电功能并上报异常，等待充电状态正常后再开启充电；

6、兼容不同的充电IC和电池驱动

对于不同的充电IC和电池驱动，电池管理驱动能够通过识别当前运行的充电IC和电池驱动，从而选择正确的驱动，从而达到兼容不同的充电IC和电池驱动，且无需对驱动进行修改；

充电IC驱动功能与策略：

充电IC驱动主要负责更新充电配置，管理维护充电IC状态并配置VBUS电压输出用于OTG使用，并导出相关接口用于电池管理驱动使用等，以下以mp2672a充电IC为例，描述充电IC驱动的具体流程，详见图4

电池驱动功能与策略：

电池驱动功能较为简单，其主要负责管理电池状态，实时获取电池电压并转换为对应的电量，并导出相关接口用于电池管理驱动使用，以ADC电池驱动为例，描述电池驱动的具体流程，详见图5，其主要具备如下几个功能：

1、电压防抖处理；

由于采用ADC采集电池的电压会存在精度、温度等其他环境因素的影响，其采集到电压会存在一定的浮动，因此对于采集到的电压采用周期性的工作队列来处理，对实时的电压值取平均值来防抖；

2、电量转换处理

电池的电压在充电和放电情况下相同电量百分比对于的电池电压存在一定的差异，其是由于充电过程会一定程度上抬高电池的电压，因此电池驱动需要维护两个电量表，并根据充放电情况选择不同的电量表来转换电压。

本发明提供一种基于POS的电池充电管理方法，具体包括：

S1、设备开机时率先启动充电IC驱动，对充电IC功能进行初始化，包括充电控制管脚初始化、充电状态获取等，其主要包括如下步骤：

S1-1、解析设备上预置的充电IC的配置信息，包括充电参数配置、充电IC IO控制等，并根据上述的配置信息对充电IC进行初始化；

S1-2、注册usb回调，用于检测USB状态，包括device和host状态，并根据device和host状态进行不同的操作，包括检测电源适配器在位等；

S1-3、维护充电状态维护工作队列，用于检测充电IC的充电状态；

S2、待充电IC驱动初始化完成后，再启动电池驱动，对电池功能进行初始化，包括电池电压，电池ID以及电池温度等电池信息获取，其主要步骤如下：

S2-1、解析设备上预置的电池相关配置信息，包括电池电压与电量转换表、IO配置，ADC通道信息等；

S2-2、从电池的EEPROM中获取上一次关机存储的电池电量信息；

S2-3、维护电池电量更新工作队列，实时将电池电压转换为电池电量，其主要步骤包括如下：

S2-3-1、首先从充电IC驱动获取充电使能状态以及电源适配器在位状态；

S2-3-2、将实时获取到的电池电压值进行平均采样；

S2-3-3、根据获取到的充电使能状态，对照电量转换表，将电池电压值转换为对应的电量值；

S3、待上述两个驱动模块初始化完成后，启动电池充电管理驱动，从充电IC驱动和电池驱动获取对应的信息来初始化电池和充电IC初始状态，并上报到系统上层，所述的初始化操作包括如下步骤：

S3-1、首先读取设备中预置的电池相关配置信息，包括电池最大充电电压、电池满电电压配置、复充电压值、充电温度阈值、电量更新策略参数以及充电IC和电池驱动信息等；

S3-2、计算开机电量，首先通知充电IC将充电使能关闭，然后读取电池驱动上报的电池电量信息，将其与上一次关机的存储的电池电量进行对比，若二者电量差异大于预置的阈值，则采用开机读取到的开机电量，否则采用上一次关机存储的电池电量；然后再通知充电IC驱动将充电使能开启；

S3-3、建立电量更新策略的工作队列对电池电量进行更新，其电池电量更新策略包括如下步骤：

S3-3-1、通过电池驱动获取电池实时电压和实时电量，并通过充电IC驱动获取充电IC的充电状态，若实时电量或者实时电压达到满电的阈值，或者充电IC的充电状态是已充满的状态，则进入步骤S3-3-2，若不是充满电的状态，则进入步骤S3-3-3；

S3-3-2、判断当前上报的电量是否为100％，若不是100％则每15s增加1％，直到上报的电量为100％为止；

S3-3-3、判断读取充电IC状态，判断是否处于充电状态，若处于充电状态则进入步骤S3-3-4；若不是充电状态，则进入步骤S3-3-6；

S3-3-4、判断当前实时的电量是否小于或者等于当前上报的电量，若是则维持当前上报的电量不变，不允许充电过程电量下降；若不是则进入步骤S3-3-5；

S3-3-5、判断当前的电池电压是否大于预设的电池恒压充电电压，且电池电量低于99％，若是则配置240s后增加1％的电量，若不是则维持99％的电量在30分钟后设置为100％，并上报充电满电；

S3-3-6、判断当前实时电量是否大于上报的电池电量，若是则维持当前上报的电量值不变，不允许电量上升，否则则根据实际的电量进行判断，电池电量下降的时间最快不超过120s；

S3-4、建立电池充电异常状态维护工作队列，用于轮询判断电池充电异常状态，对异常状态进行处理，其维护策略包括如下步骤：

S3-4-1、通过充电IC驱动读取充电异常状态，判断当前充电是否出现充电时间过久，充电温度过高或者过低等异常状态；若出现异常状态，则控制充电IC驱动关闭充电，并继续轮询充电状态，待充电异常恢复后，再重新使能充电功能；

S3-5、建立电池满电复充维护工作队列，用于对电池满电复充的维护，其策略包括如下步骤：

S3-5-1、在电池已充满的状态下，读取电池实时的电压，判断其实时的电压是否低于复充电压的阈值，是的话，则控制充电IC驱动使能充电功能；

以上所述为本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理和精神的情况下凡依本发明申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种基于POS的电池充电管理方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

S1、设备开机、启动充电IC驱动并对充电IC功能进行初始化；

S2、启动电池驱动并对电池功能进行初始化，进行电池信息获取；

S3、启动电池充电管理驱动，从充电IC驱动和电池驱动获取对应的信息以初始化电池和充电IC初始状态，并上报至系统上层。

2.根据权利要求1所述的一种基于POS的电池充电管理方法，其特征在于：所述步骤S1具体包括：

S1-1、解析设备上预置的充电IC配置信息，并根据配置信息对充电IC进行初始化；

S1-2、注册USB回调，用于检测USB状态，并根据状态进行不同的操作；

S1-3、维护充电状态工作队列，以检测充电IC的充电状态。

3.根据权利要求1所述的一种基于POS的电池充电管理方法，其特征在于：所述步骤S2具体包括：

S2-1、解析设备上预置的电池相关配置信息；

S2-2、从电池的EEPROM中获取上一次关机存储的电池电量信息；

S2-3、维护电池电量更新工作队列，实时将电池电压转换为电池电量。

4.根据权利要求3所述的一种基于POS的电池充电管理方法，其特征在于：所述步骤S2-3具体包括：

S2-3-1、从充电IC驱动获取充电使能状态以及电源适配器在位状态；

S2-3-2、将实时获取到的电池电压值进行平均采样；

S2-3-3、根据获取到的充电使能状态，对照电量转换表，将电池电压值转换为对应的电量值。

5.根据权利要求1所述的一种基于POS的电池充电管理方法，其特征在于：所述步骤S3具体包括：

S3-1、读取设备中预置的电池相关配置信息；

S3-2、计算开机电量，充电IC将充电使能关闭，再读取电池驱动上报的电池电量信息，将其与上一次关机的存储的电池电量进行对比，若二者电量差异大于预置的阈值，则采用开机读取到的开机电量，否则采用上一次关机存储的电池电量；通知充电IC驱动将充电使能开启；

S3-3、建立电量更新策略的工作队列对电池电量进行更新；

S3-4、建立电池充电异常状态维护工作队列，用于轮询判断电池充电异常状态，对异常状态进行处理；

S3-5、建立电池满电复充维护工作队列，以对电池满电复充维护。

6.根据权利要求5所述的一种基于POS的电池充电管理方法，其特征在于：所述步骤S3-3具体包括：

S3-3-1、通过电池驱动获取电池实时电压和实时电量，并通过充电IC 驱动获取充电IC的充电状态，若实时电量或者实时电压达到满电的阈值，或者充电IC的充电状态是已充满的状态，则执行步骤S3-3-2，若不是充满电的状态，则执行步骤S3-3-3；

S3-3-2、判断当前上报的电量是否为100％，若不是100％则每15s增加1％，直到上报的电量为100％为止；

S3-3-3、判断读取充电IC状态，判断是否处于充电状态，若处于充电状态则执行步骤S3-3-4；若不是充电状态，则执行步骤S3-3-6；

S3-3-4、判断当前实时的电量是否小于或者等于当前上报的电量，若是则维持当前上报的电量不变，不允许充电过程电量下降；若不是则执行步骤S3-3-5；

S3-3-5、判断当前的电池电压是否大于预设的电池恒压充电电压，且电池电量低于99％，若是则配置240s后增加1％的电量，若不是则维持99％的电量在30分钟后设置为100％，并上报充电满电；

S3-3-6、判断当前实时电量是否大于上报的电池电量，若是则维持当前上报的电量值不变，不允许电量上升，否则则根据实际的电量进行判断，电池电量下降的时间最快不超过120s。

7.根据权利要求5所述的一种基于POS的电池充电管理方法，其特征在于：所述步骤S3-4具体包括：

通过充电IC驱动读取充电异常状态，判断当前充电是否出现充电时间过久，充电温度过高或者过低等异常状态；若出现异常状态，则控制充电IC驱动关闭充电，并继续轮询充电状态，待充电异常恢复后，再重新使能充电功能。

8.根据权利要求5所述的一种基于POS的电池充电管理方法，其特征在于：所述步骤S3-5具体包括：

在电池已充满的状态下，读取电池实时的电压，判断其实时的电压是否低于预设的复充电压阈值，若是，则控制充电IC驱动使能充电功能。

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