CN115219926A - 确定电池的电量和温度的方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于超声波确定电池的电量和温度的方法、装置、设备和存储介质，属于计算机技术领域。包括：采集检测信号，检测信号是由在电池内部传播的超声波转换成的电信号；确定检测信号的n个特征信息，n个特征信息中的每个特征信息随电池的电量和温度的变化而变化；将n个特征信息输入状态预测模型，以通过状态预测模型输出电池的电量和温度。本申请中，由于该n个特征信息会随着电池的电量和温度的变化而变化，且电池的电量和温度的变化对于该n个特征信息的影响相对独立，所以该n个特征信息可以同时且准确反映出电池的电量和温度的变化情况，从而该状态预测模型根据该n个特征信息可以同时且准确地输出电池的电量和温度。

Description

确定电池的电量和温度的方法、装置、设备和存储介质

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，特别涉及一种基于超声波确定电池的电量和温度的方法、装置、设备和存储介质。

背景技术

随着提倡新能源的使用，市场上电动设备越来越多，对于电动设备来说电池是最重要的组成部分，其中电池的电量(也可称为SOC(Stage of Charge，荷电状态))是电池管理系统的基础。SOC是电池剩余可用电量与电池容量的百分比，其为电动设备的电池安全管理、充放电控制、设备能量管理等功能提供重要参考。因而，得到高精度的SOC是非常重要的。

相关技术中，技术人员根据经验事先设置电池的电压、电流等电学特性与电池的SOC之间的对应关系。在实际应用中，设备采集电池充放电过程中的电压、电流等电学特性，根据采集的电压、电流等电学特性，从事先设置的该对应关系中确定对应的SOC。

然而，由于电池的电压、电流等电学特性与电池的SOC之间往往是非线性关系，所以技术人员根据经验设置的电池的电压、电流等电学特性与电池的SOC之间的对应关系可能会不准确，如此会导致据此确定的电池的SOC不够准确。

发明内容

本申请提供了一种基于超声波确定电池的电量和温度的方法、装置、设备和存储介质，可以同时准确确定电池的电量和温度。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种基于超声波确定电池的电量和温度的方法，所述方法包括：

采集检测信号，所述检测信号是由在电池内部传播的超声波转换成的电信号；

确定所述检测信号的n个特征信息，所述n个特征信息中的每个特征信息随所述电池的电量和温度的变化而变化，所述n为正整数；

将所述n个特征信息输入状态预测模型，以通过所述状态预测模型输出所述电池的电量和温度。

在本申请中，采集检测信号，该检测信号是由在电池内部传播的超声波转换成的电信号。确定出该检测信号的n个特征信息，之后将该n个特征信息输入状态预测模型，以通过该状态预测模型输出电池的电量和温度。由于该n个特征信息会随着电池的电量和温度的变化而变化，且电池的电量和温度的变化对于该n个特征信息的影响相对独立，所以该n个特征信息可以同时且准确反映出电池的电量和温度的变化情况，从而该状态预测模型根据该n个特征信息可以同时且准确地输出电池的电量和温度。

可选地，所述电池具有位置相对的第一表面和第二表面，所述电池的第一表面具有压电晶片，所述采集检测信号，包括：

向所述压电晶片发送负方波脉冲信号，以使所述压电晶片在所述负方波脉冲信号的作用下产生所述超声波，所述超声波在所述电池内部传播至所述电池的第二表面后，被所述电池的第二表面反射回所述电池的第一表面；

获取所述压电晶片在所述超声波的作用下产生的所述检测信号。

可选地，所述电池具有位置相对的第一表面和第二表面，所述电池的第一表面具有第一压电晶片，所述电池的第二表面具有第二压电晶片，所述采集检测信号，包括：

向所述第一压电晶片发送负方波脉冲信号，以使所述第一压电晶片在所述负方波脉冲信号的作用下产生所述超声波，所述超声波在所述电池内部传播至所述电池的第二表面；

获取所述第二压电晶片在所述超声波的作用下产生的所述检测信号。

可选地，所述确定所述检测信号的n个特征信息之前，还包括：

对所述检测信号进行信号滤波操作和信号放大操作。

可选地，所述确定所述检测信号的n个特征信息，包括：

获取所述检测信号的连续k个第一幅值信息，所述第一幅值信息为具有包络特征的幅值信息，所述k为大于或等于2的整数；

根据所述k个第一幅值信息，确定所述检测信号的n个特征信息。

第二方面，提供了一种基于超声波确定电池电量和温度的装置，所述装置包括：

采集模块，用于采集检测信号，所述检测信号是由在电池内部传播的超声波转换成的电信号；

确定模块，用于确定所述检测信号的n个特征信息，所述n个特征信息中的每个特征信息随所述电池的电量和温度变化而变化，所述n为正整数；

预测模块，用于将所述n个特征信息输入状态预测模型，以通过所述状态预测模型输出所述电池的电量和温度。

可选地，所述电池具有位置相对的第一表面和第二表面，所述电池的第一表面具有压电晶片，所述采集模块用于：

向所述压电晶片发送负方波脉冲信号，以使所述压电晶片在所述负方波脉冲信号的作用下产生所述超声波，所述超声波在所述电池内部传播至所述电池的第二表面后，被所述电池的第二表面反射回所述电池的第一表面；

获取所述压电晶片在所述超声波的作用下产生的所述检测信号。

可选地，所述电池具有位置相对的第一表面和第二表面，所述电池的第一表面具有第一压电晶片，所述电池的第二表面具有第二压电晶片，所述采集模块用于：

向所述第一压电晶片发送负方波脉冲信号，以使所述第一压电晶片在所述负方波脉冲信号的作用下产生所述超声波，所述超声波在所述电池内部传播至所述电池的第二表面；

获取所述第二压电晶片在所述超声波的作用下产生的所述检测信号。

可选地，所述装置还包括：

处理模块，用于对所述检测信号进行信号滤波操作和信号放大操作。

可选地，所述确定模块用于：

获取所述检测信号的连续k个第一幅值信息，所述第一幅值信息为具有包络特征的幅值信息，所述k为大于或等于2的整数；

根据所述k个第一幅值信息，确定所述检测信号的n个特征信息。

第三方面，提供了一种基于超声波确定电池组的电量和温度的电路，所述电池组包括串联的h个电池，所述电路包括：脉冲发生器、第一开关、二极管、h个第二开关、h个压电晶片、处理模块；

所述脉冲发生器用于产生负方波脉冲信号，所述脉冲发生器的正极与所述第一开关的第一端连接，所述脉冲发生器的负极与地线连接；

所述二极管的正极与所述第一开关的第二端连接，所述二极管的负极与所述h个压电晶片中的第1个压电晶片的正极连接；所述h个压电晶片中的前一个压电晶片的负极与后一个压电晶片的正极连接；所述h个压电晶片中的第h个压电晶片的负极与所述地线连接；

所述h个压电晶片中第i个压电晶片的负极与所述h个电池中第i个电池的表面接触，所述i为大于或等于1且小于或等于h的整数；

所述h个第二开关中第i个第二开关的第一端与所述第i个压电晶片的正极连接，所述第i个第二开关的第二端与所述处理模块连接；

所述处理模块用于：根据所述第i个电池的检测信号确定所述第i个电池的电量和温度，根据所述h个电池中每个电池的电量和温度确定所述电池组的电量和温度，所述第i个电池的检测信号是由在所述第i个电池内部传播的超声波转换成的电信号，所述超声波是所述第i个压电晶片在所述负方波脉冲信号的作用下产生的。

在本申请中，脉冲发生器产生负方波脉冲信号，负方波脉冲信号流向h个电池中每个电池表面的压电晶片。负方波脉冲信号作用在第i个压电晶片后，第i个压电晶片在该负方波脉冲信号的作用下产生超声波，该超声波在第i个电池内部传播后再次反射回第i个压电晶片，使第i个压电晶片产生检测信号，在仅闭合h个第二开关中的第i个第二开关的情况下，处理模块可以采集到第i个电池的检测信号，之后可以根据第i个电池的检测信号确定第i个电池的电量和温度，根据h个电池中每个电池的电量和温度确定电池组的电量和温度。如此只需要脉冲发生器产生一次负方波脉冲信号，即一次负方波脉冲激励，就可以采集到h个电池中每个电池的检测信号，从而便于后续据此同时准确地确定电池组的电量和温度，该电路结构简单，成本低廉，易于应用。

第四方面，提供了一种基于超声波确定电池组的电量和温度的电路，所述电池组包括并联的h个电池，所述电路包括：脉冲发生器、第一开关、h个二极管、h个第二开关、h个压电晶片、处理模块；

所述脉冲发生器用于产生负方波脉冲信号，所述脉冲发生器的正极与所述第一开关的第一端连接，所述脉冲发生器的负极与地线连接；

所述h个二极管中第i个二极管的正极与所述第一开关的第二端连接，所述第i个二极管的负极与所述h个压电晶片中第i个压电晶片的正极连接，所述第i个压电晶片的负极与所述地线连接；所述h个第二开关中第i个第二开关的第一端与所述第i个压电晶片的正极连接，所述第i个第二开关的第二端与所述处理模块连接；所述i为大于或等于1且小于或等于h的整数；

所述处理模块用于：根据所述第i个电池的检测信号确定所述第i个电池的电量和温度，根据所述h个电池中每个电池的电量和温度确定所述电池组的电量和温度，所述第i个电池的检测信号是由在所述第i个电池内部传播的超声波转换成的电信号，所述超声波是所述第i个压电晶片在所述负方波脉冲信号的作用下产生的。

在本申请中，脉冲发生器产生负方波脉冲信号，负方波脉冲信号流向h个电池中每个电池表面的压电晶片。负方波脉冲信号作用在第i个压电晶片后，第i个压电晶片在该负方波脉冲信号的作用下产生超声波，该超声波在第i个电池内部传播后再次反射回第i个压电晶片，使第i个压电晶片产生检测信号，在仅闭合h个第二开关中的第i个第二开关的情况下，处理模块可以采集到第i个电池的检测信号，之后可以根据第i个电池的检测信号确定第i个电池的电量和温度，根据h个电池中每个电池的电量和温度确定电池组的电量和温度。如此只需要脉冲发生器产生一次负方波脉冲信号，即一次负方波脉冲激励，就可以采集到h个电池中每个电池的检测信号，从而便于后续据此同时准确地确定电池组的电量和温度，该电路结构简单，成本低廉，易于应用。另外，该电路所需的激励电压比较小，从而可以节省电能。

第五方面，提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述的基于超声波确定电池的电量和温度的方法。

第六方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的基于超声波确定电池的电量和温度的方法。

第七方面，提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述的基于超声波确定电池的电量和温度的方法的步骤。

可以理解的是，上述第二方面、第五方面、第六方面、第七方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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是本申请实施例提供的一种基于超声波确定电池的电量和温度的方法的流程图；

图2是本申请实施例提供的一种压电晶片与电池之间的位置示意图；

图3是本申请实施例提供的另一种压电晶片与电池之间的位置示意图；

图4是本申请实施例提供的第一种基于超声波确定电池组的电量和温度的电路图；

图5是本申请实施例提供的第二种基于超声波确定电池组的电量和温度的电路图；

图6是本申请实施例提供的第三种基于超声波确定电池组的电量和温度的电路图；

图7是本申请实施例提供的第四种基于超声波确定电池组的电量和温度的电路图；

图8是本申请实施例提供的第五种基于超声波确定电池组的电量和温度的电路图；

图9是本申请实施例提供的第六种基于超声波确定电池组的电量和温度的电路图；

图10是本申请实施例提供的一种基于超声波确定电池电量和温度的装置的结构示意图；

图11是本申请实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

应当理解的是，本申请提及的“多个”是指两个或两个以上。在本申请的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，比如，A/B可以表示A或B；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，比如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，为了便于清楚描述本申请的技术方案，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。

在对本申请实施例进行详细地解释说明之前，先对本申请实施例的应用场景予以说明。

本申请实施例提供的基于超声波确定电池的电量和温度的方法可以应用于对电池的电量和温度进行确定的场景中。

具体地，采集检测信号，这个检测信号是超声波在电池内部传播后转换成的电信号，之后确定出这个检测信号的多个特征信息，这多个特征信息是用于同时表征电池的电量和温度的特征信息，也就是说这多个特征信息中的每个特征信息均随着电池的电量和温度的变化而变化，且这多个特征信息会共同反映出电池的电量和温度的变化情况。之后根据这多个特征信息预测得到电池的电量和温度，如此可以利用这多个特征信息同时准确确定出电池的电量和温度。

下面对本申请实施例提供的基于超声波确定电池的电量和温度的方法进行详细地解释说明。

图1是本申请实施例提供的一种基于超声波确定电池的电量和温度的方法的流程图。该方法可以应用于计算机设备，该计算机设备用于检测电池状态，该计算机设备所检测的电池可以是安装于该计算机设备中的，也可以是未安装于该计算机设备中的其他电池，本申请实施例对此不作限定。参见图1，该方法包括以下步骤。

步骤101：计算机设备采集检测信号，该检测信号是由在电池内部传播的超声波转换成的电信号。

超声波是一种频率高于20000Hz(赫兹)的声波。超声波具有方向性好，穿透能力强等特点，因而通过计算机设备检测超声波在电池内部传播后转换成的电信号可以得到比较准确的电池内部的信息。

可选地，电池具有位置相对的第一表面和第二表面，这种情况下，步骤101可以通过如下两种可能的方式实现。

第一种可能的方式，在电池的第一表面具有压电晶片的情况下，计算机设备向该压电晶片发送负方波脉冲信号，以使该压电晶片在该负方波脉冲信号的作用下产生该超声波，该超声波在电池内部传播至电池的第二表面后，被电池的第二表面反射回电池的第一表面；计算机设备获取该压电晶片在该超声波的作用下产生的该检测信号。

这种方式中，电池的第一表面具有压电晶片，电池的第二表面可以不具有压电晶片，且电池的第二表面可以反射超声波。

该压电晶片用于产生和接收该超声波。该压电晶片可以实现电信号与超声波之间的转换。也即，该压电晶片在接收到电信号时，可以将电信号转换为超声波，即在电信号的作用下产生超声波；该压电晶片在接收到超声波时，可以将超声波转换为电信号，即在超声波的作用下产生电信号。例如：该压电晶片可以为PZT(piezoelectric ceramics，压电陶瓷)晶片。

例如：图2为压电晶片与电池之间的位置示意图，参见图2，图2包括电池201、电池的第一表面202和压电晶片203。压电晶片203可以紧紧固定到电池201的第一表面202上。

计算机设备使用脉冲发生器产生该负方波脉冲信号，并将该负方波脉冲信号发送到该压电晶片。由于该压电晶片的逆压电效应，该压电晶片会将负方波脉冲信号转化为高频机械振动，也即产生该超声波。该超声波经过电池的第一表面后会在电池内部进行传播，到达电池的第二表面后被反射回电池的第一表面。此时由于该压电晶片的压电效应，该压电晶片会将反射回第一表面的该超声波转化为电信号，之后计算机设备采集这个电信号，也即采集得到该检测信号。

在这种情况下，该压电晶片不仅产生该超声波，还接收该超声波，如此可以减少检测所需的元件，从而节省成本。

第二种可能的方式，在电池的第一表面具有第一压电晶片，电池的第二表面具有第二压电晶片的情况下，计算机设备向第一压电晶片发送负方波脉冲信号，以使第一压电晶片在该负方波脉冲信号的作用下产生该超声波，该超声波在电池内部传播至电池的第二表面；计算机设备获取第二压电晶片在该超声波的作用下产生的该检测信号。

第一压电晶片用于产生该超声波，第二压电晶片用于接收该超声波，且第一压电晶片在第一表面的位置与第二压电晶片在第二表面的位置相对。

例如：图3为压电晶片与电池之间的位置示意图，图3中的(a)图为第一压电晶片与电池的位置示意图，图3中的(b)图为第二压电晶片与电池的位置示意图。参见图3，图3中的(a)图包括电池301、电池的第一表面302、第一压电晶片303；图3中的(b)图包括电池301、电池的第二表面304、第二压电晶片305。第一压电晶片303紧紧固定到电池301的第一表面302的中心、第二压电晶片305紧紧固定到电池301的第二表面304的中心。

计算机设备使用脉冲发生器产生该负方波脉冲信号，并将该负方波脉冲信号发送到第一压电晶片。由于第一压电晶片的逆压电效应，第一压电晶片会将该负方波脉冲信号转化为高频机械振动，也即产生该超声波。该超声波经过电池的第一表面后会在电池内部进行传播，到达电池的第二表面中的第二压电晶片。此时由于第二压电晶片的压电效应，第二压电晶片会将到达第二表面的该超声波转化为电信号，之后计算机设备采集这个电信号，也即采集得到该检测信号。

在这种情况下，由位于第一表面的第一压电晶片产生超声波，位于第二表面的第二压电晶片接收超声波，可以减少超声波在电池内部的传播时间，从而提高检测信号的采集效率。

步骤102：计算机设备确定该检测信号的n个特征信息，该n个特征信息中的每个特征信息随电池的电量和温度的变化而变化，n为正整数。

由于电池的电量和温度的变化会引起该检测信号的该n个特征信息的变化，所以该n个特征信息可以反映出电池的电量和温度的变化情况。例如：电池的温度升高时，该检测信号的n个特征信息会出现增大或减小的变化。所以根据该检测信号的n个特征信息就可以知道电池的温度升高。

值得注意的是，计算机设备在确定该检测信号的n个特征信息之前，可以对该检测信号进行信号滤波操作和信号放大操作。

信号滤波操作用于过滤该检测信号的噪声，可以抑制和防止该检测信号中存在干扰信号。如此可以保证该检测信号的精度。

信号放大操作用于对该检测信号进行放大，可以增强该检测信号的信号强度，从而方便计算机设备对该检测信号进行处理。

计算机设备对该检测信号进行信号滤波操作和信号放大操作与相关技术中某个计算机设备对某个信号进行信号滤波和信号放大的操作类似，本申请实施例对此不进行详细阐述。

具体地，步骤102的操作可以为：计算机设备获取该检测信号的连续k个第一幅值信息，k为大于或等于2的整数；根据k个第一幅值信息，确定该检测信号的n个特征信息。

第一幅值信息为具有包络特征的幅值信息，具有包络特征的幅值信息为该检测信号中信息比较集中的幅值信息，也就是说计算机设备根据具有包络特征的幅值信息能够更准确的确定出该n个特征信息。

可选地，第一幅值信息可以为该检测信号的电压值，也可以是该检测信号中其他能够用于确定该n个特征信息的信息，本申请实施例对此不作限定。

示例地，n＝4，该检测信号的n个特征信息包括能量积分、峰度系数、形状系数和时域峰值。则计算机设备可以根据k个第一幅值信息，确定该检测信号的能量积分、峰度系数、形状系数和时域峰值。

能量积分为该检测信号的包络区间内的信号的总能量，包络区间内的信号的幅值信息均具有包络特征；峰度系数用于表示该检测信号的陡缓程度；形状系数用于表示该检测信号在时间轴上的分布范围；时域峰值为该检测信号的包络区间内信号的最大值。电池的电量或温度发生变化，该检测信号的4个特征信息也会发生变化。例如：电池的电量减少，该检测信号的能量积分增大、峰度系数减小、形状系数减小、时域峰值增大。

其中，计算机设备根据k个第一幅值信息，确定该检测信号的能量积分的操作可以为：

计算机设备对k个第一幅值信息进行离散积分运算，得到该检测信号的能量积分。

例如：计算机设备可以通过程序代码p1＝signal(a:b)；p2＝p1.*p1；Q＝trapz(p2)来得到该检测信号的能量积分。p1为k个第一幅值信息，signal(a:b)用于获取该检测信号的k个第一幅值信息，a为k个第一幅值信息中的第一个第一幅值信息的序号；b为k个第一幅值信息中的第k个第一幅值信息的序号。p2为p1的平方值，Q为该检测信号的能量积分，trapz(p₂)为进行离散积分运算。

其中，计算机设备根据k个第一幅值信息，确定该检测信号的峰度系数的操作可以为：

计算机设备根据k个第一幅值信息，通过如下公式确定该检测信号的峰度系数：

其中，m为该检测信号的峰度系数，A_i为k个第一幅值信息中的第i个第一幅值信息。

例如：k＝3，k个第一幅值信息中的第一个第一幅值信息为2，k个第一幅值信息中的第二个第一幅值信息为3，k个第一幅值信息中的第三个第一幅值信息为5。则将这三个第一幅值信息带入上述公式中得到：

则计算机设备确定该检测信号的峰度系数为1.5。

其中，计算机设备根据k个第一幅值信息，确定该检测信号的形状系数的操作可以为：

计算机设备根据k个第一幅值信息，通过如下公式确定该检测信号的形状系数：

其中，S_c为该检测信号的形状系数，A_i为k个第一幅值信息中的第i个第一幅值信息。

例如：k＝3，k个第一幅值信息中的第一个第一幅值信息为2，k个第一幅值信息中的第二个第一幅值信息为3，k个第一幅值信息中的第三个第一幅值信息为5。则将这三个第一幅值信息带入上述公式中得到：

则计算机设备确定该检测信号的形状系数为0.08。

其中，计算机设备根据k个第一幅值信息，确定该检测信号的时域峰值的操作可以通过如下两种可能的方式实现。

第一种可能的方式，计算机设备根据k个第一幅值信息获取该检测信号的连续多个第二幅值信息，将多个第二幅值信息中的最大值确定为该检测信号的时域峰值。

多个第二幅值信息中第一个第二幅值信息处于k个第一幅值信息中第一个第一幅值信息之后，且处于k个第一幅值信息中第k个第一幅值信息之前。多个第二幅值信息中最后一个第二幅值信息处于k个第一幅值信息中第k个第一幅值信息之后，且多个第二幅值信息和k个第一幅值信息中存在部分相同的幅值信息，第二幅值信息为具有包络特征的幅值信息。也即，多个第二幅值信息与k个第一幅值信息有所重合，但整体位置比k个第一幅值信息靠后一点。

该检测信号的包络区间的起始位置的幅值信息比较大，而该检测信号的包络区间的中间位置的幅值信息是信息最丰富的，也即包络区间的中间位置的幅值信息更具有参考价值。但是中间位置的幅值信息往往没有起始位置的幅值信息大，这可能会导致计算机设备确定的时域峰值出现误差。所以需要根据k个第一幅值信息获取该检测信号的连续多个第二幅值信息。该多个第二幅值信息整体位置比k个第一幅值信息靠后一点，因而该多个第二幅值信息的整体位置较为接近包络区间的中间位置，从而根据该多个第二幅值信息确定的该检测信号的时域峰值比较准确。

例如：k＝3，k个第一幅值信息中的第一个第一幅值信息为2，k个第一幅值信息中的第二个第一幅值信息为3，k个第一幅值信息中的第三个第一幅值信息为5。根据k个第一幅值信息获取该检测信号的连续3个第二幅值信息，这三个第二幅值信息中的第一个第二幅值信息为3，这三个第二幅值信息中的第二个第二幅值信息为5，这三个第二幅值信息中的第三个第二幅值信息为4。则将这三个第二幅值信息中的第二个第二幅值信息5确定为该检测信号的时域峰值。

第二种可能的方式，计算机设备将k个第一幅值信息中的最大值确定为该检测信号的时域峰值。

例如：k＝3，k个第一幅值信息中的第一个第一幅值信息为2，k个第一幅值信息中的第二个第一幅值信息为3，k个第一幅值信息中的第三个第一幅值信息为5。则将k个第一幅值信息中的第三个第一幅值信息5确定为该检测信号的时域峰值。

步骤103：计算机设备将该n个特征信息输入状态预测模型，以通过该状态预测模型输出电池的电量和温度。

由于电池的电量和温度的变化对于该n个特征信息的影响相对独立，且该n个特征信息的趋势变化差异较为明显，所以该n个特征信息可以准确反映出电池的电量和温度的变化情况，并且，根据该n个特征信息采用神经网络可以同时确定出电池的电量和温度，从而达到联合测量的目的。如此计算机设备将该n个特征信息输入状态预测模型，该状态预测模型可以同时输出电池的电量和温度，且输出的电池的电量和温度比较准确。

该状态预测模型用于对电池的电量和温度进行预测，该状态预测模型的输入为该n个特征信息，输出为电池的电量和温度。

示例地，n＝4。该状态预测模型可以为一个全连接神经网络，且该状态预测模型为4个输入，5个隐藏层，2个输出的神经网络。4个输入为4个特征信息，2个输出为电池的电量和电池的温度。

值得注意的是，计算机设备将该n个特征信息输入该状态预测模型，以通过该状态预测模型输出电池的电量和温度之前，需要训练得到该状态预测模型。

具体地，计算机设备可以获取多个训练样本，使用该多个训练样本对神经网络模型进行训练，得到该状态预测模型。

该多个训练样本可以是预先设置的。该多个训练样本中的每个训练样本包括样本数据和样本标记，样本数据为样本信号的n个特征信息，样本标记为采集样本信号时电池的电量和温度。也即，该多个训练样本中的每个训练样本中的输入数据为n个特征信息、样本标记为该n个特征信息对应的电池的电量和温度。

该神经网络模型可以包括多个网络层，该多个网络层中包括输入层、多个隐藏层和输出层。输入层负责接收输入数据；输出层负责输出处理后的数据；多个隐含层位于输入层与输出层之间，负责处理数据，多个隐藏层对于外部是不可见的。该神经网络模型可以为全连接神经网络、深度神经网络，且可以为深度神经网络中的卷积神经网络等，本申请实施例对此不作限定。

其中，计算机设备使用多个训练样本对神经网络模型进行训练时，对于该多个训练样本中的每个训练样本，可以将这个训练样本中的输入数据输入神经网络模型，获得输出数据；通过损失函数确定该输出数据与这个训练样本中的样本标记之间的损失值；根据该损失值调整该神经网络模型中的参数。在基于该多个训练样本中的每个训练样本对该神经网络模型中的参数进行调整后，参数调整完成的该神经网络模型即为该状态预测模型。

其中，计算机设备根据该损失值调整该神经网络模型中的参数的操作可以参考相关技术，本申请实施例对此不进行详细阐述。

比如，计算机设备可以通过公式

来对该神经网络模型中的任意一个参数进行调整。其中，

是调整后的参数。z是调整前的参数。α是学习率，α可以预先设置，如α可以为0.001、0.000001等，本申请实施例对此不作唯一限定。dz是该损失函数关于z的偏导数，可以根据该损失值求得。

值得注意的是，技术人员可以事先建立用于训练该神经网络模型的多个训练样本。

示例地，技术人员可以准备一个完备的电池和一个示波器，使用电池充放电机对电池进行充放电实验，示波器在对电池的充放电实验过程中采集样本信号，根据采集到的样本信号生成训练样本。

由于电池充放电机对电池进行充电和放电的方式均为恒流，所以可以将示波器的采样频率设置为预设频率来采集样本数据。

预设频率可以预先进行设置，且预设频率可以由技术人员根据实际需求进行设置，例如：预设频率可以设置为6分钟/次。

终端与电池充放电机连接，首先使用电池充放电机对电池进行充电，在电池电量为100％时停止充电，然后使用电池充电机对电池进行放电实验。在使用电池充放电机对电池进行放电的过程中，示波器以预设频率采集电池的检测信号作为样本信号，终端以预设频率采集电池的电量和温度。之后终端确定每个样本信号的n个特征信息，如此每个样本信号的n个特征信息均对应电池的一个电量和温度，一个样本信号的n个特征信息就是一个训练样本中的样本数据，而这个样本信号的n个特征信息对应的电池的电量和温度就是这个训练样本中的样本标记。如此多个样本信号中每个样本信号的n个特征信息以及对应的电池的电量和温度的集合就是用于训练该神经网络模型的多个训练样本。

由于在电池充电过程中采集的样本信号不稳定，所以充电过程中电池的样本信号不够准确，从而导致根据样本信号确定的n个特征信息不够准确。这种情况下，在对电池进行放电的过程中采集样本信号，可以得到比较准确的样本信号，每一次采集的样本信号与电池的电量和温度是对应的。如此使用放电过程中采集的数据建立的训练样本对该神经网络模型进行训练，可以得到准确率比较高的该状态预测模型。

在本申请实施例中，计算机设备采集检测信号，该检测信号是由在电池内部传播的超声波转换成的电信号。确定出该检测信号的n个特征信息，之后将该n个特征信息输入状态预测模型，以通过该状态预测模型输出电池的电量和温度。由于该n个特征信息会随着电池的电量和温度的变化而变化，且电池的电量和温度的变化对于该n个特征信息的影响相对独立，所以该n个特征信息可以同时且准确反映出电池的电量和温度的变化情况，从而该状态预测模型根据该n个特征信息可以同时且准确地输出电池的电量和温度。

本申请实施例还提供了一种基于超声波确定电池组的电量和温度的电路。下面对用于确定电池串联的电池组的电量和温度的电路进行说明。

图4是本申请实施例提供的一种基于超声波确定电池组的电量和温度的电路。参见图4，该电池组包括串联的h个电池401，该电路包括：脉冲发生器403、第一开关405、二极管406、h个第二开关402、h个压电晶片407、处理模块404。

脉冲发生器403用于产生负方波脉冲信号，脉冲发生器403的正极与第一开关405的第一端连接，脉冲发生器403的负极与地线连接；二极管406的正极与第一开关405的第二端连接，二极管406的负极与h个压电晶片407中的第1个压电晶片407的正极连接；h个压电晶片407中的前一个压电晶片407的负极与后一个压电晶片407的正极连接；h个压电晶片407中的第h个压电晶片407的负极与地线连接；h个压电晶片407中第i个压电晶片407的负极与h个电池401中第i个电池401的表面接触，i为大于或等于1且小于或等于h的整数；h个第二开关402中第i个第二开关402的第一端与第i个压电晶片407的正极连接，第i个第二开关402的第二端与处理模块404连接；处理模块404用于：根据第i个电池401的检测信号确定第i个电池401的电量和温度，根据h个电池401中每个电池401的电量和温度确定电池组的电量和温度，第i个电池401的检测信号是由在第i个电池401内部传播的超声波转换成的电信号，该超声波是第i个压电晶片407在该负方波脉冲信号的作用下产生的。

脉冲发生器403是一种用于产生脉冲激励信号的电子器件。参见图4，脉冲发生器403用于产生负方波脉冲信号，该负方波脉冲信号作用到压电晶片407上，可以使压电晶片407产生超声波。

第一开关405是一种可以使电路开路、使电流中断或使电流流到其他开路的电子器件。其中有一个电子接点，电子接点闭合表示导通，允许电流通过。参见图4，第一开关405闭合，脉冲发生器403产生的负方波脉冲信号可以通过第一开关405到达二极管406。

二极管406是一种具有单向导电性的电子器件，也即给二极管406的正极加上正向电压时，二极管406导通。当给二极管406的正极和负极加上反向电压时，二极管406截止。参见图4，二极管406只允许负方波脉冲信号从二极管406的正极流入，从二极管406的负极流出。

h个第二开关402中的每个第二开关402为可以使电路开路、使电流中断或使电流流到其他开路的电子器件。参见图4，h个第二开关402中的第i个第二开关402用于控制h个电池401中第i个电池401的检测信号的流向，也即h个第二开关402中的第i个第二开关402闭合，第i个电池401的检测信号会经过第i个第二开关402流向处理模块404。

h个压电晶片407中的每个压电晶片407用于产生和接收超声波。也即，h个压电晶片407中的第i个压电晶片407在负方波脉冲信号的作用下，可以在第i个电池401表面产生超声波，也就是在接收到电信号时，可以将电信号转换为超声波；第i个压电晶片407在接收到从第i个电池401内部反射回第i个电池401表面的超声波时，可以将超声波转换为电信号，即在超声波的作用下产生电信号，也就是产生第i个电池401的检测信号。

该电路在工作时，脉冲发生器403产生负方波脉冲信号，闭合第一开关405，且打开h个第二开关402，负方波脉冲信号经过第一开关405，从二极管406通过，流向h个电池401中第1个电池401表面的压电晶片407(即第1个压电晶片407)的正极。此时负方波脉冲信号经过第1个压电晶片407的负极传入第2个电池401表面的压电晶片407(即第2个压电晶片407)的正极，以此类推，该负方波脉冲信号可以依次到达h个电池401中的每个电池401表面的压电晶片407。在该负方波脉冲信号到达第h个电池401表面的压电晶片407(即第h个压电晶片407)的正极后，经第h个压电晶片407的负极流向地线。

这种情况下，若需要测量第i个电池401的电量和温度，则保持第一开关405闭合，闭合第i个第二开关402，打开h个第二开关402中除第i个第二开关402之外的其他第二开关402，也即，仅闭合h个第二开关402中的第i个第二开关402。此时，负方波脉冲信号作用在第i个压电晶片407后，第i个压电晶片407在该负方波脉冲信号的作用下产生超声波，该超声波在第i个电池401内部传播后再次到达第i个压电晶片407，也即，与上述实施例类似的，该超声波是从第i个电池401的一个表面开始，在第i个电池401的内部传播至第i个电池401的另一个表面后，被第i个电池401的另一个表面反射回第i个压电晶片407所在的这个表面，使第i个压电晶片407产生检测信号，该检测信号可以经过第i个第二开关402流向处理模块404，如此处理模块404可以采集到第i个电池401的检测信号。

其中，处理模块404根据第i个电池401的检测信号确定第i个电池401的电量和温度的操作已经在步骤102-步骤103进行详细阐述，本申请实施例对此不再赘述。

处理模块404获取到h个电池401中每个电池401的电量和温度后，就可以根据h个电池401中每个电池401的电量和温度确定电池组的电量和温度。

其中，处理模块404根据h个电池401中每个电池401的电量和温度确定电池组的电量和温度的操作可以为：将h个电池401的电量的平均值确定为电池组的电量，将h个电池401的温度的平均值确定为电池组的温度。

可选地，参见图5，该电路中还可以包括滤波放大模块408。滤波放大模块408连接在h个第二开关402中每个第二开关402的第二端与处理模块404之间。

滤波放大模块408用于对h个电池401中每个电池401的检测信号进行信号滤波操作和信号放大操作。参见图5，第i个电池401的检测信号经过第i个第二开关402流向滤波放大模块408，滤波放大模块408对第i个电池401的检测信号进行信号滤波和信号放大操作后，将第i个电池401的检测信号发送到处理模块404，之后处理模块404根据第i个电池401的检测信号确定第i个电池401的电量和温度。

这种情况下，滤波放大模块408对第i个电池401的检测信号先进行信号滤波和信号放大操作，可以增强第i个电池401的检测信号的信号强度，提高第i个电池401的检测信号的精度。如此处理模块404可以根据比较精确的、信号强度比较大的检测信号确定第i个电池401的电量和温度，从而可以确定出比较准确的第i个电池401的电量和温度。

在本申请实施例中，脉冲发生器403产生负方波脉冲信号，负方波脉冲信号流向h个电池401中每个电池401表面的压电晶片407。负方波脉冲信号作用在第i个压电晶片407后，第i个压电晶片407在该负方波脉冲信号的作用下产生超声波，该超声波在第i个电池401内部传播后再次反射回第i个压电晶片407，使第i个压电晶片407产生检测信号，在仅闭合h个第二开关402中的第i个第二开关402的情况下，处理模块404可以采集到第i个电池401的检测信号，之后可以根据第i个电池401的检测信号确定第i个电池401的电量和温度，根据h个电池401中每个电池401的电量和温度确定电池组的电量和温度。如此只需要脉冲发生器403产生一次负方波脉冲信号，即一次负方波脉冲激励，就可以采集到h个电池401中每个电池401的检测信号，从而便于后续据此同时准确地确定电池组的电量和温度，该电路结构简单，成本低廉，易于应用。

上述对电池组中的h个电池中每个电池的一个表面上具有压电晶片的情况进行了说明。可选地，在一些实施例中，电池上的第一表面可以具有第一压电晶片、与第一表面位置相对的第二表面可以具有第二压电晶片。下面对此进行具体说明。

图6是本申请实施例提供的一种基于超声波确定电池组的电量和温度的电路。参见图6，该电池组包括串联的h个电池601，该电路包括：脉冲发生器603、第一开关605、二极管606、h个第二开关602、h个第一压电晶片607、h个第二压电晶片609、滤波放大模块608、处理模块604。

脉冲发生器603用于产生负方波脉冲信号，脉冲发生器603的正极与第一开关605的第一端连接，脉冲发生器603的负极与地线连接；二极管606的正极与第一开关605的第二端连接，二极管606的负极与h个第一压电晶片607中的第1个第一压电晶片607的正极连接；h个第一压电晶片607中的前一个第一压电晶片607的负极与后一个第一压电晶片607的正极连接；h个第一压电晶片607中的第h个第一压电晶片607的负极与地线连接；h个第一压电晶片607中第i个第一压电晶片607的负极与h个电池601中第i个电池601的第一表面接触，h个第二压电晶片609中的第i个第二压电晶片609的负极与h个电池601中的第i个电池601的第二表面接触，第i个电池601的第一表面与第二表面位置相对，i为大于或等于1且小于或等于h的整数；h个第二开关602中第i个第二开关602的第一端与第i个第二压电晶片609的正极连接，第i个第二开关602的第二端与滤波放大模块608连接；滤波放大模块608与处理模块604连接。处理模块604用于：根据第i个电池601的检测信号确定第i个电池601的电量和温度，根据h个电池601中每个电池601的电量和温度确定电池组的电量和温度，第i个电池601的检测信号是由第i个第二压电晶片609将在第i个电池601内部传播的超声波转换成的电信号，该超声波是第i个第一压电晶片607在该负方波脉冲信号的作用下产生的。

h个第一压电晶片607中的每个第一压电晶片607用于产生超声波。也即，h个第一压电晶片607中的第i个第一压电晶片607在该负方波脉冲信号的作用下在第i个电池601的第一表面产生超声波。之后该超声波在第i个电池601内部传播后到达第i个电池601的第二表面。第i个第二压电晶片609用于接收超声波，第i个第二压电晶片609在接收到在第i个电池601内部传播至第i个电池601的第二表面的超声波时，可以将超声波转换为电信号，即在超声波的作用下产生电信号，也就是产生第i个电池601的检测信号。

该电路在工作时，脉冲发生器603产生负方波脉冲信号，闭合第一开关605，且打开h个第二开关602，负方波脉冲信号经过第一开关605，从二极管606通过，流向h个电池601中第1个电池601的第一表面的第一压电晶片607(即第一个第一压电晶片607)的正极。此时负方波脉冲信号经过第1个第一压电晶片607的负极传入第2个电池601的第一表面的第一压电晶片607(即第2个第一压电晶片607)的正极，以此类推，该负方波脉冲信号可以依次到达h个电池601中的每个电池601的第一表面的第一压电晶片607。在该负方波脉冲信号到达第h个电池601的第一表面的第一压电晶片607(即第h个第一压电晶片607)的正极后，经第h个第一压电晶片607的负极流向地线。

这种情况下，若需要测量第i个电池601的电量和温度，则保持第一开关605闭合，闭合第i个第二开关602，打开h个第二开关602中除第i个第二开关602之外的其他第二开关602，也即，仅闭合h个第二开关602中的第i个第二开关602。此时，负方波脉冲信号作用在第i个第一压电晶片607后，第i个第一压电晶片607在该负方波脉冲信号的作用下产生超声波，该超声波在第i个电池601内部传播后到达第i个电池601的第二表面的第二压电晶片609(即第i个第二压电晶片609)，使第i个第二压电晶片609产生检测信号，该检测信号可以经过第i个第二开关602流向滤波放大模块608，也即滤波放大模块608可以采集到第i个电池601的检测信号。如此，位于h个电池601中每个电池601的第一表面的第一压电晶片607在负方波脉冲信号的作用下产生超声波，位于第二表面的第二压电晶片609接收超声波，可以减少超声波在电池内部的传播时间，从而提高检测信号的采集效率。

滤波放大模块608对第i个电池601的检测信号进行信号滤波和信号放大操作后，将第i个电池601的检测信号发送到处理模块604，之后处理模块604根据第i个电池601的检测信号确定第i个电池601的电量和温度。其中，处理模块604根据第i个电池601的检测信号确定第i个电池601的电量和温度的操作已经在步骤102-步骤103进行详细阐述，本申请实施例对此不再赘述。

处理模块604获取到h个电池601中每个电池601的电量和温度后，就可以根据h个电池601中每个电池601的电量和温度确定电池组的电量和温度。其中，处理模块604根据h个电池601中每个电池601的电量和温度确定电池组的电量和温度的操作可以为：将h个电池601的电量的平均值确定为电池组的电量，将h个电池601的温度的平均值确定为电池组的温度。

在本申请实施例中，脉冲发生器603产生负方波脉冲信号，负方波脉冲信号流向h个电池601中每个电池601的第一表面的第一压电晶片607。负方波脉冲信号作用在第i个第一压电晶片607后，第i个第一压电晶片607在该负方波脉冲信号的作用下产生超声波，该超声波在第i个电池601内部传播至第i个第二压电晶片609，使第i个第二压电晶片609产生检测信号，在仅闭合h个第二开关602中的第i个第二开关602的情况下，处理模块604可以采集到第i个电池601的检测信号，之后可以根据第i个电池601的检测信号确定第i个电池601的电量和温度，根据h个电池601中每个电池601的电量和温度确定电池组的电量和温度。如此只需要脉冲发生器603产生一次负方波脉冲信号，即一次负方波脉冲激励，就可以采集到h个电池601中每个电池601的检测信号，从而便于后续据此同时准确地确定电池组的电量和温度，该电路结构简单，成本低廉，易于应用。

下面对用于确定电池并联的电池组的电量和温度的电路进行说明。

图7是本申请实施例提供的一种基于超声波确定电池组的电量和温度的电路。参见图7，该电池组包括并联的h个电池701，该电路包括：脉冲发生器703、第一开关702、h个二极管706、h个第二开关705、h个压电晶片707、处理模块704。

脉冲发生器703用于产生负方波脉冲信号，脉冲发生器703的正极与第一开关702的第一端连接，脉冲发生器703的负极与地线连接；h个二极管706中第i个二极管706的正极与第一开关702的第二端连接，第i个二极管706的负极与h个压电晶片707中第i个压电晶片707的正极连接，第i个压电晶片707的负极与地线连接；h个第二开关705中第i个第二开关705的第一端与第i个压电晶片707的正极连接，第i个第二开关705的第二端与处理模块704连接；i为大于或等于1且小于或等于h的整数；处理模块704用于：根据第i个电池701的检测信号确定第i个电池701的电量和温度，根据h个电池701中每个电池701的电量和温度确定电池组的电量和温度，第i个电池701的检测信号是由在第i个电池701内部传播的超声波转换成的电信号，超声波是第i个压电晶片707在负方波脉冲信号的作用下产生的。

脉冲发生器703用于产生负方波脉冲信号，参见图7，该负方波脉冲信号可以通过第一开关702和h个二极管706中的每个二极管706作用到h个压电晶片707中每个压电晶片707上，从而使每个压电晶片707产生超声波。

该电路在工作时，脉冲发生器703产生负方波脉冲信号，闭合第一开关702，且打开h个第二开关705，负方波脉冲信号会通过第一开关702流向h个二极管706中的每个二极管706，由于二极管706的单向导通，负方波脉冲信号会通过每个二极管706流向h个压电晶片707中每个压电晶片707的正极，再经每个压电晶片707的负极流向地线。

这种情况下，若需要测量第i个电池701的电量和温度，则保持第一开关702闭合，闭合第i个第二开关705，打开h个第二开关705中除第i个第二开关705之外的其他第二开关705，也即，仅闭合h个第二开关705中的第i个第二开关705。此时，负方波脉冲信号作用在第i个压电晶片707后，第i个压电晶片707在该负方波脉冲信号的作用下产生超声波，该超声波在第i个电池701内部传播后再次到达第i个压电晶片707，也即，与上述实施例类似的，该超声波是从第i个电池701的一个表面开始，在第i个电池701的内部传播至第i个电池701的另一个表面后，被第i个电池701的另一个表面反射回第i个压电晶片707所在的这个表面，使第i个压电晶片707产生检测信号，该检测信号可以经过第i个第二开关702流向处理模块704，如此处理模块704可以采集到第i个电池701的检测信号。

其中，处理模块704根据第i个电池701的检测信号确定第i个电池701的电量和温度的操作已经在步骤102-步骤103进行详细阐述，本申请实施例对此不再赘述。

处理模块704获取到h个电池701中每个电池701的电量和温度后，就可以根据h个电池701中每个电池701的电量和温度确定电池组的电量和温度。

其中，处理模块704根据h个电池701中每个电池701的电量和温度确定电池组的电量和温度的操作可以为：将h个电池701中每个电池701的电量值之和确定为电池组的电量值，将h个电池701的温度值的平均值确定为电池组的温度值。

可选地，参见图8，该电路中还可以包括滤波放大模块708。滤波放大模块708连接在h个第二开关705中每个第二开关705的第二端与处理模块704之间。

滤波放大模块708用于对h个电池701中每个电池701的检测信号进行信号滤波操作和信号放大操作。参见图8，第i个电池701的检测信号经过第i个第二开关705流向滤波放大模块708，滤波放大模块708对第i个电池701的检测信号进行信号滤波和信号放大操作后，将第i个电池701的检测信号发送到处理模块704，之后处理模块704根据第i个电池701的检测信号确定第i个电池701的电量和温度。

这种情况下，滤波放大模块708对第i个电池701的检测信号先进行信号滤波和信号放大操作，可以增强第i个电池701的检测信号的信号强度，提高第i个电池701的检测信号的精度。如此处理模块704可以根据比较精确的、信号强度比较大的检测信号确定第i个电池701的电量和温度，从而可以确定出比较准确的第i个电池701的电量和温度。

在本申请实施例中，脉冲发生器703产生负方波脉冲信号，负方波脉冲信号流向h个电池701中每个电池701表面的压电晶片707。负方波脉冲信号作用在第i个压电晶片707后，第i个压电晶片707在该负方波脉冲信号的作用下产生超声波，该超声波在第i个电池701内部传播后再次反射回第i个压电晶片707，使第i个压电晶片707产生检测信号，在仅闭合h个第二开关705中的第i个第二开关705的情况下，处理模块704可以采集到第i个电池701的检测信号，之后可以根据第i个电池701的检测信号确定第i个电池701的电量和温度，根据h个电池701中每个电池701的电量和温度确定电池组的电量和温度。如此只需要脉冲发生器703产生一次负方波脉冲信号，即一次负方波脉冲激励，就可以采集到h个电池701中每个电池701的检测信号，从而便于后续据此同时准确地确定电池组的电量和温度，该电路结构简单，成本低廉，易于应用。另外，该电路所需的激励电压比较小，从而可以节省电能。

上述对电池组中的h个电池中每个电池的一个表面上具有压电晶片的情况进行了说明。可选地，在一些实施例中，电池上的第一表面可以具有第一压电晶片、与第一表面位置相对的第二表面可以具有第二压电晶片。下面对此进行具体说明。

图9是本申请实施例提供的一种基于超声波确定电池组的电量和温度的电路。参见图9，该电池组包括并联的h个电池901，该电路包括：脉冲发生器903、第一开关902、h个二极管906、h个第二开关905、h个第一压电晶片907、h个第二压电晶片909、滤波放大模块908、处理模块904。

脉冲发生器903用于产生负方波脉冲信号，脉冲发生器903的正极与第一开关902的第一端连接，脉冲发生器903的负极与地线连接；h个二极管906中第i个二极管906的正极与第一开关902的第二端连接，第i个二极管906的负极与h个第一压电晶片907中第i个第一压电晶片907的正极连接，第i个第一压电晶片907的负极与地线连接；h个第一压电晶片907中第i个第一压电晶片907的负极与h个电池901中第i个电池901的第一表面接触，h个第二压电晶片909中第i个第二压电晶片909的负极与h个电池901中第i个电池901的第二表面接触，第i个电池601的第一表面与第二表面位置相对，i为大于或等于1且小于或等于h的整数；h个第二开关905中第i个第二开关905的第一端与第i个第二压电晶片909的正极连接，第i个第二开关905的第二端与滤波放大模块908连接，滤波放大模块908与处理模块904连接。处理模块904用于：根据第i个电池901的检测信号确定第i个电池901的电量和温度，根据h个电池901中每个电池901的电量和温度确定电池组的电量和温度，第i个电池901的检测信号是由第i个第二压电晶片909将在第i个电池901内部传播的超声波转换成的电信号，该超声波是第i个第一压电晶片907在该负方波脉冲信号的作用下产生的。

h个第一压电晶片907中的每个第一压电晶片907用于产生超声波。也即，h个第一压电晶片907中的第i个第一压电晶片907在该负方波脉冲信号的作用下在第i个电池901的第一表面产生超声波。之后该超声波在第i个电池901内部传播后到达第i个电池901的第二表面。第i个第二压电晶片909用于接收超声波，第i个第二压电晶片909在接收到在第i个电池901内部传播至第i个电池901的第二表面的超声波时，可以将超声波转换为电信号，即在超声波的作用下产生电信号，也就是产生第i个电池901的检测信号。

该电路在工作时，脉冲发生器903产生负方波脉冲信号，闭合第一开关902，且打开h个第二开关905，负方波脉冲信号会通过第一开关902流向h个二极管906中的每个二极管906，由于二极管906的单向导通，负方波脉冲信号会通过每个二极管906流向h个第一压电晶片907中的每个第一压电晶片907的正极，再经每个第一压电晶片907的负极流向地线。

这种情况下，若需要测量第i个电池901的电量和温度，则保持第一开关902闭合，闭合第i个第二开关905，打开h个第二开关905中除第i个第二开关905之外的其他第二开关905，也即，仅闭合h个第二开关905中的第i个第二开关905。此时，负方波脉冲信号作用在第i个第一压电晶片907后，第i个第一压电晶片907在该负方波脉冲信号的作用下产生超声波，该超声波在第i个电池901内部传播后到达第i个第二压电晶片909，使第i个第二压电晶片909产生检测信号，该检测信号可以经过第i个第二开关902流向滤波放大模块908，也即滤波放大模块908可以采集到第i个电池901的检测信号。如此，位于h个电池901中每个电池901的第一表面的第一压电晶片907在负方波脉冲信号的作用下产生超声波，位于第二表面的第二压电晶片909接收超声波，可以减少超声波在电池内部的传播时间，从而提高检测信号的采集效率。

滤波放大模块908对第i个电池901的检测信号进行信号滤波和信号放大操作后，将第i个电池901的检测信号发送到处理模块904，之后处理模块904根据第i个电池901的检测信号确定第i个电池901的电量和温度。其中，处理模块904根据第i个电池901的检测信号确定第i个电池901的电量和温度的操作已经在步骤102-步骤103进行详细阐述，本申请实施例对此不再赘述。

处理模块904获取到h个电池901中每个电池901的电量和温度后，就可以根据h个电池901中每个电池901的电量和温度确定电池组的电量和温度。其中，处理模块904根据h个电池901中每个电池901的电量和温度确定电池组的电量和温度的操作可以为：将h个电池901中每个电池901的电量值之和确定为电池组的电量值，将h个电池901的温度值的平均值确定为电池组的温度值。

在本申请实施例中，脉冲发生器903产生负方波脉冲信号，负方波脉冲信号流向h个电池901中每个电池901表面的压电晶片907。负方波脉冲信号作用在第i个第一压电晶片907后，第i个第一压电晶片907在该负方波脉冲信号的作用下产生超声波，该超声波在第i个电池901内部传播后到达第i个第二压电晶片909，使第i个第二压电晶片909产生检测信号，在仅闭合h个第二开关905中的第i个第二开关905的情况下，处理模块904可以采集到第i个电池901的检测信号，之后可以根据第i个电池901的检测信号确定第i个电池901的电量和温度，根据h个电池901中每个电池901的电量和温度确定电池组的电量和温度。如此只需要脉冲发生器903产生一次负方波脉冲信号，即一次负方波脉冲激励，就可以采集到h个电池901中每个电池901的检测信号，从而便于后续据此同时准确地确定电池组的电量和温度，该电路结构简单，成本低廉，易于应用。另外，该电路所需的激励电压比较小，从而可以节省电能。

图10是本申请实施例提供的一种基于超声波确定电池的电量和温度的装置的结构示意图。该装置可以由软件、硬件或者两者的结合实现成为计算机设备的部分或者全部，该计算机设备可以为下文图11所示的计算机设备。参见图10，该装置包括：采集模块1001、确定模块1002、预测模块1003。

采集模块1001，用于采集检测信号，该检测信号是由在电池内部传播的超声波转换成的电信号；

确定模块1002，用于确定该检测信号的n个特征信息，该n个特征信息中的每个特征信息随电池的电量和温度的变化而变化，n为正整数；

预测模块1003，用于将该n个特征信息输入状态预测模型，以通过该状态预测模型输出电池的电量和温度。

可选地，电池具有位置相对的第一表面和第二表面，电池的第一表面具有压电晶片，采集模块1001用于：

向该压电晶片发送负方波脉冲信号，以使该压电晶片在该负方波脉冲信号的作用下产生该超声波，该超声波在电池内部传播至电池的第二表面后，被电池的第二表面反射回电池的第一表面；

获取该压电晶片在该超声波的作用下产生的该检测信号。

可选地，电池具有位置相对的第一表面和第二表面，电池的第一表面具有第一压电晶片，电池的第二表面具有第二压电晶片，采集模块1001用于：

向第一压电晶片发送负方波脉冲信号，以使第一压电晶片在该负方波脉冲信号的作用下产生该超声波，该超声波在电池内部传播至电池的第二表面；

获取第二压电晶片在该超声波的作用下产生的该检测信号。

可选地，该装置还包括：

处理模块，用于对该检测信号进行信号滤波操作和信号放大操作。

可选地，确定模块1002包括：

获取单元，用于获取该检测信号的连续k个第一幅值信息，第一幅值信息为具有包络特征的幅值信息，k为大于或等于2的整数；

确定单元，用于根据k个第一幅值信息，确定该检测信号的n个特征信息。

在本申请实施例中，采集检测信号，该检测信号是由在电池内部传播的超声波转换成的电信号。确定出该检测信号的n个特征信息，之后将该n个特征信息输入状态预测模型，以通过该状态预测模型输出电池的电量和温度。由于该n个特征信息会随着电池的电量和温度的变化而变化，且电池的电量和温度的变化对于该n个特征信息的影响相对独立，所以该n个特征信息可以同时且准确反映出电池的电量和温度的变化情况，从而该状态预测模型根据该n个特征信息可以同时且准确地输出电池的电量和温度。

需要说明的是：上述实施例提供的基于超声波确定电池的电量和温度的装置在确定电池的电量和温度时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

上述实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请实施例的保护范围。

上述实施例提供的基于超声波确定电池的电量和温度的装置与基于超声波确定电池的电量和温度的方法实施例属于同一构思，上述实施例中单元、模块的具体工作过程及带来的技术效果，可参见方法实施例部分，此处不再赘述。

图11为本申请实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。如图11所示，计算机设备11包括：处理器110、存储器111以及存储在存储器111中并可在处理器110上运行的计算机程序112，处理器110执行计算机程序112时实现上述实施例中的基于超声波确定电池的电量和温度的方法中的步骤。

计算机设备11可以是一个通用计算机设备或一个专用计算机设备。在具体实现中，计算机设备11可以是具有电池的计算机设备，本申请实施例不限定计算机设备11的类型。本领域技术人员可以理解，图11仅仅是计算机设备11的举例，并不构成对计算机设备11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，比如还可以包括输入输出设备、网络接入设备等。

处理器110可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，处理器110还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者也可以是任何常规的处理器。

存储器111在一些实施例中可以是计算机设备11的内部存储单元，比如计算机设备11的硬盘或内存。存储器111在另一些实施例中也可以是计算机设备11的外部存储设备，比如计算机设备11上配备的插接式硬盘、智能存储卡(Smart Media Card，SMC)、安全数字(Secure Digital，SD)卡、闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器111还可以既包括计算机设备11的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器111用于存储操作系统、应用程序、引导装载程序(Boot Loader)、数据以及其他程序等。存储器111还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

本申请实施例还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括：至少一个处理器、存储器以及存储在该存储器中并可在该至少一个处理器上运行的计算机程序，该处理器执行该计算机程序时实现上述任意各个方法实施例中的步骤。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时可实现上述各个方法实施例中的步骤。

本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各个方法实施例中的步骤。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述方法实施例中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，该计算机程序包括计算机程序代码，该计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。该计算机可读介质至少可以包括：能够将计算机程序代码携带到拍照装置/终端设备的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、ROM(Read-Only Memory，只读存储器)、RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、CD-ROM(Compact Disc Read-Only Memory，只读光盘)、磁带、软盘和光数据存储设备等。本申请提到的计算机可读存储介质可以为非易失性存储介质，换句话说，可以是非瞬时性存储介质。

应当理解的是，实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过软件、硬件、固件或者其任意结合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。该计算机指令可以存储在上述计算机可读存储介质中。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/计算机设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/计算机设备实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于超声波确定电池的电量和温度的方法，其特征在于，所述方法包括：

采集检测信号，所述检测信号是由在电池内部传播的超声波转换成的电信号；

确定所述检测信号的n个特征信息，所述n个特征信息中的每个特征信息随所述电池的电量和温度的变化而变化，所述n为正整数；

将所述n个特征信息输入状态预测模型，以通过所述状态预测模型输出所述电池的电量和温度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电池具有位置相对的第一表面和第二表面，所述电池的第一表面具有压电晶片，所述采集检测信号，包括：

向所述压电晶片发送负方波脉冲信号，以使所述压电晶片在所述负方波脉冲信号的作用下产生所述超声波，所述超声波在所述电池内部传播至所述电池的第二表面后，被所述电池的第二表面反射回所述电池的第一表面；

获取所述压电晶片在所述超声波的作用下产生的所述检测信号。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电池具有位置相对的第一表面和第二表面，所述电池的第一表面具有第一压电晶片，所述电池的第二表面具有第二压电晶片，所述采集检测信号，包括：

向所述第一压电晶片发送负方波脉冲信号，以使所述第一压电晶片在所述负方波脉冲信号的作用下产生所述超声波，所述超声波在所述电池内部传播至所述电池的第二表面；

获取所述第二压电晶片在所述超声波的作用下产生的所述检测信号。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述检测信号的n个特征信息之前，还包括：

对所述检测信号进行信号滤波操作和信号放大操作。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述检测信号的n个特征信息，包括：

获取所述检测信号的连续k个第一幅值信息，所述第一幅值信息为具有包络特征的幅值信息，所述k为大于或等于2的整数；

根据所述k个第一幅值信息，确定所述检测信号的n个特征信息。

6.一种基于超声波确定电池组的电量和温度的电路，其特征在于，所述电池组包括串联的h个电池，所述电路包括：脉冲发生器、第一开关、二极管、h个第二开关、h个压电晶片、处理模块；

所述脉冲发生器用于产生负方波脉冲信号，所述脉冲发生器的正极与所述第一开关的第一端连接，所述脉冲发生器的负极与地线连接；

所述二极管的正极与所述第一开关的第二端连接，所述二极管的负极与所述h个压电晶片中的第1个压电晶片的正极连接；所述h个压电晶片中的前一个压电晶片的负极与后一个压电晶片的正极连接；所述h个压电晶片中的第h个压电晶片的负极与所述地线连接；

所述h个压电晶片中第i个压电晶片的负极与所述h个电池中第i个电池的表面接触，所述i为大于或等于1且小于或等于h的整数；

所述h个第二开关中第i个第二开关的第一端与所述第i个压电晶片的正极连接，所述第i个第二开关的第二端与所述处理模块连接；

所述处理模块用于：根据所述第i个电池的检测信号确定所述第i个电池的电量和温度，根据所述h个电池中每个电池的电量和温度确定所述电池组的电量和温度，所述第i个电池的检测信号是由在所述第i个电池内部传播的超声波转换成的电信号，所述超声波是所述第i个压电晶片在所述负方波脉冲信号的作用下产生的。

7.一种基于超声波确定电池组的电量和温度的电路，其特征在于，所述电池组包括并联的h个电池，所述电路包括：脉冲发生器、第一开关、h个二极管、h个第二开关、h个压电晶片、处理模块；

所述脉冲发生器用于产生负方波脉冲信号，所述脉冲发生器的正极与所述第一开关的第一端连接，所述脉冲发生器的负极与地线连接；

所述h个二极管中第i个二极管的正极与所述第一开关的第二端连接，所述第i个二极管的负极与所述h个压电晶片中第i个压电晶片的正极连接，所述第i个压电晶片的负极与所述地线连接；所述h个第二开关中第i个第二开关的第一端与所述第i个压电晶片的正极连接，所述第i个第二开关的第二端与所述处理模块连接；所述i为大于或等于1且小于或等于h的整数；

所述处理模块用于：根据所述第i个电池的检测信号确定所述第i个电池的电量和温度，根据所述h个电池中每个电池的电量和温度确定所述电池组的电量和温度，所述第i个电池的检测信号是由在所述第i个电池内部传播的超声波转换成的电信号，所述超声波是所述第i个压电晶片在所述负方波脉冲信号的作用下产生的。

8.一种基于超声波确定电池的电量和温度的装置，其特征在于，所述装置包括：

采集模块，用于采集检测信号，所述检测信号是由在电池内部传播的超声波转换成的电信号；

确定模块，用于确定所述检测信号的n个特征信息，所述n个特征信息中的每个特征信息随所述电池的电量和温度变化而变化，所述n为正整数；

预测模块，用于将所述n个特征信息输入状态预测模型，以通过所述状态预测模型输出所述电池的电量和温度。

9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述的方法。

10.一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计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述的方法。

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