CN115995870B - 手机电池智能管理系统 - Google Patents

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Abstract

本公开公开了手机电池智能管理系统。所述手机电池由多个功能相同的电池元模块并联组成,所述系统包括:信息采集单元,实时获取每个电池元模块的运行数据和物理数据;均衡计算单元,基于物理数据计算出电池元模块的均衡数据,同时基于均衡数据和运行数据计算出每个电池元模块的非均衡数据;电池平衡管理单元,基于计算出的每个电池元模块的非均衡数据;充电控制单元,当检测到手机充电时,首先对处于暂停运行状态的电池元模块进行充电操作;所述电池平衡管理单元在接收到信号后,将启动处于停止运行状态的电池元模块。本发明旨在利用多电池元模块构成的手机电池来实现精准化的手机电池智能管理,提升了电池管理的准确率和效率。

Description

手机电池智能管理系统
技术领域
本公开涉及但不限于手机电池技术领域,尤其涉及手机电池智能管理系统。
背景技术
手机电池是为手机提供电力的储能工具,由三部分组成:电芯、保护电路和外壳,手机电池一般用的是锂电池和镍氢电池。现有技术中,对手机电池在电池容量和电池安全性方面已经有较多研究。但在如何保证电池容量,如何更加科学地的使用手机电池,以及如何确认电池的使用寿命方面,却存在空白。
专利申请号为CN2010101769499A的专利文献公开了一种电池管理系统及其驱动方法。该电池管理系统包括至少一个子电池管理系统和主电池管理系统。所述子电池管理系统在被供电时输出就绪信号,所述主电池管理系统响应所述就绪信号向所述子电池管理系统提供同步启动信号。所述主电池管理系统向所述子电池管理系统周期性地提供同步复位信号。
该发明虽然提及了一种电池管理系统,但其并不能完全适用于手机电池领域,同时,在手机电池的高效管理和寿命预测方面,依然存在空白。
发明内容
本公开在于提供手机电池智能管理系统,旨在利用多电池元模块构成的手机电池来实现精准化的手机电池智能管理,提升了电池管理的准确率和效率。
根据一个方面,本公开的一个实施例提供的手机电池智能管理系统,所述手机电池由多个功能相同的电池元模块并联组成,所述系统包括:信息采集单元,配置用于实时获取每个电池元模块的运行数据和物理数据;均衡计算单元,配置用于基于物理数据计算出电池元模块的均衡数据,同时基于均衡数据和运行数据计算出每个电池元模块的非均衡数据;电池平衡管理单元,配置用于基于计算出的每个电池元模块的非均衡数据,将非均衡数据的值超过设定阈值范围的电池元模块进行停止运行操作,同时对非均衡数据的值低于设定阈值范围的电池元模块进行启动运行操作,以及,对非均衡数据的值在设定阈值范围内的电池元模块进行持续时间为第一时间的暂停运行操作;充电控制单元,配置用于当检测到手机充电时,首先对处于暂停运行状态的电池元模块进行充电操作,并实时计算被充电的电池元模块的非均衡数据,直到其非均衡数据低于设定阈值范围,则停止充电,并发送信号至电池平衡管理单元;所述电池平衡管理单元在接收到信号后,将启动处于暂停运行状态的电池元模块。
进一步的,所述运行数据包括:电池当前电量,电池温度和放电率。
进一步的,所述物理数据包括:电池能量密度、电池额定电压、电池容量和电池额定电流。
进一步的,所述信息采集单元在获取到运行数据和物理数据后,还将对运行数据和物理数据进行预处理;所述预处理至少包括以下其中两项:异常值剔除,遗漏值填补或平滑滤波。
进一步的,所述均衡计算单元,基于物理数据计算出手机电池元模块的均衡数据的方法包括:基于电池额定电压U、电池额定电流I、电池能量密度P和电池容量R计算出手机电池元模块的均衡数据Balance。
进一步的,所述均衡计算单元,基于均衡数据和运行数据计算出每个手机电池元模块的非均衡数据的方法包括:
Figure GDA0004215461140000031
Figure GDA0004215461140000032
其中,IBalance为非均衡数据;Rt为电池当前电量;C为放电率。
进一步的,所述第一时间的计算方法包括:使用如下公式,计算得到第一时间:
Figure GDA0004215461140000033
其中,Time为第一时间。
进一步的,所述系统还包括:电池寿命预测单元,配置用于基于实时的所有电池元模块的非均衡数据和均衡数据,对当前电池的预期寿命进行预测,得到预测结果。
进一步的,所述电池寿命预测单元对当前电池的预期寿命进行预测,得到预测结果的方法包括:基于非均衡数据和均衡数据,使用预测模型对电池的寿命状态进行预测,以获得所述电池的寿命预测值,将所述寿命预测值与所述电池的设定的寿命失效阈值进行比较,当所述寿命预测值达所述寿命失效阈值时,判断所述电池失效;同时,基于非均衡数据和均衡数据,以及预测模型在对电池的寿命状态进行预测时的迭代次数,基于内阻增大原理,根据电池单体寿命衰减速率,确定电池容量衰减阶段,得到电池寿命预测曲线。
进一步的,所述获得所述电池的寿命预测值的方法包括:通过如下公式,计算得到电池的当前寿命预测值:
Figure GDA0004215461140000041
其中,N为电池的预期最大充电次数;所述预测模型在进行迭代式的预测时,通过每一次的非均衡数据和均衡数据计算得到当前寿命预测值,再将当前的寿命预测值与寿命失效阈值进行比较,若没有达到寿命失效阈值,则继续执行下一次计算;同时,根据当前迭代次数,根据内阻增大原理和电池单体寿命衰减速率,可以得到当前电池冲量衰减阶段,进而得到电池的寿命预测曲线。
本发明的手机电池智能管理系统,具有以下有益效果:本发明在一方面通过计算电池元模块的均衡数据和非均衡数据,以判断当前电池是否还能够继续运行,若判断不能运行,则直接将电池进行暂停,优先使用均衡状态较好的电池元模块,这种方式,不仅可以延长电池寿命,还可以提升电池运行效率;同时在另外方面,通过均衡数据和非均衡数据的方法来计算当前电池的寿命,也能为手机电池的预期寿命进行预测,实现手机电池管理的智能化。
附图说明
图1为本发明实施例提供的手机电池智能管理系统的系统结构示意图;
具体实施方式
为了使本公开所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白,以下结合附图和实施例,对本公开进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本公开,并不用于限定本公开。
参考图1,手机电池智能管理系统,所述手机电池由多个功能相同的电池元模块并联组成。现有技术中,手机电池一般为整块电池,在本发明中,通过多个电池元模块来构建一个整块电池,这样虽然增加了电池的制造成本。但对于电池的精细化管理,具有很多好处。
信息采集单元,在实时获取每个电池元模块的运行数据和物理数据后还将对获取到的运行数据和物理数据进行数据降噪处理。这是因为无论通过何种手段,获取到的运行数据或物理数据都将存在噪声。所述运行数据包括:电池当前电量,电池温度和放电率。所述物理数据包括:电池能量密度、电池额定电压、电池容量和电池额定电流。所述信息采集单元在获取到运行数据和物理数据后,还将对运行数据和物理数据进行预处理;所述预处理至少包括以下其中两项:异常值剔除,遗漏值填补或平滑滤波。
均衡计算单元,基于物理数据计算出电池元模块的均衡数据,同时基于均衡数据和运行数据计算出每个电池元模块的非均衡数据。均衡数据的本质是当前电池的最佳运行状态对应的特征参数。而非均衡数据则是当前电池实际运行状态偏离最佳运行状态对应的参数。
电池平衡管理单元,基于计算出的每个电池元模块的非均衡数据,将非均衡数据的值超过设定阈值范围的电池元模块进行停止运行操作,同时对非均衡数据的值低于设定阈值范围的电池元模块进行启动运行操作,以及,对非均衡数据的值在设定阈值范围内的电池元模块进行持续时间为第一时间的暂停运行操作。处于暂停状态的电池元模块实际处于休眠状态,此时的电池元模块不工作,但是可以被充电。处于暂停状态的电池元模块往往存在诸多问题。其中之一就是当前电量可能较少,或当前温度较高,这个时候的电池如果持续使用,则很容易降低电池的寿命,因此,将其暂停,可以提升电池的使用寿命。
充电控制单元,当检测到手机充电时,首先对处于暂停运行状态的电池元模块进行充电操作,并实时计算被充电的电池元模块的非均衡数据,直到其非均衡数据低于设定阈值范围,则停止充电,并发送信号至电池平衡管理单元;所述电池平衡管理单元在接收到信号后,将启动处于暂停运行状态的电池元模块。该过程实质上是将处于暂停状态的电池元模块充电后重新提交给电池平衡管理单元,重新投入使用。
在上一实施例的基础上,所述均衡计算单元,基于物理数据计算出手机电池元模块的均衡数据的方法包括:基于电池额定电压U、电池额定电流I、电池能量密度P和电池容量R计算出手机电池元模块的均衡数据Balance。
通过此方法计算出的均衡数据反映了电池中所有电池元模块的最佳运行状态下对应的一个参数。
在上一实施例的基础上,所述均衡计算单元,基于均衡数据和运行数据计算出每个手机电池元模块的非均衡数据的方法包括:
Figure GDA0004215461140000071
Figure GDA0004215461140000072
其中,IBalance为非均衡数据;Rt为电池当前电量;C为放电率。
具体的,非均衡数据则是每个电池元模块在当前运行状态下,偏离最佳运行状态的一个参数。
在上一实施例的基础上,所述第一时间的计算方法包括:使用如下公式,计算得到第一时间:
Figure GDA0004215461140000073
其中,Time为第一时间。
在上一实施例的基础上,所述系统还包括:电池寿命预测单元,配置用于基于实时的所有电池元模块的非均衡数据和均衡数据,对当前电池的预期寿命进行预测,得到预测结果。
在上一实施例的基础上,所述电池寿命预测单元对当前电池的预期寿命进行预测,得到预测结果的方法包括:基于非均衡数据和均衡数据,使用预测模型对电池的寿命状态进行预测,以获得所述电池的寿命预测值,将所述寿命预测值与所述电池的设定的寿命失效阈值进行比较,当所述寿命预测值达所述寿命失效阈值时,判断所述电池失效;同时,基于非均衡数据和均衡数据,以及预测模型在对电池的寿命状态进行预测时的迭代次数,基于内阻增大原理,根据电池单体寿命衰减速率,确定电池容量衰减阶段,得到电池寿命预测曲线。
在上一实施例的基础上,所述获得所述电池的寿命预测值的方法包括:通过如下公式,计算得到电池的当前寿命预测值:
Figure GDA0004215461140000081
其中,n为电池的预期最大充电次数;所述预测模型在进行迭代式的预测时,通过每一次的非均衡数据和均衡数据计算得到当前寿命预测值,再将当前的寿命预测值与寿命失效阈值进行比较,若没有达到寿命失效阈值,则继续执行下一次计算;同时,根据当前迭代次数,根据内阻增大原理和电池单体寿命衰减速率,可以得到当前电池冲量衰减阶段,进而得到电池的寿命预测曲线。、
具体的内阻增大原理是指电池的内阻是指电池在工作时,电流流过电池内部所受到的阻力,它包括欧姆内阻和极化内阻,极化内阻又包括电化学极化内阻和浓差极化内阻.电池的内阻不是常数,在充放电过程中随时间不断变化,这是因为活性物质的组成,电解液的浓度和温度都在不断的改变.欧姆内阻遵守欧姆定律,极化内阻随电流密度增加而增大,但不是线性关系.常随电流密度的对数增大而线性增加.
需要说明的是,上述装置(设备)实施例和可读存储介质实施例与方法实施例属于同一构思,其具体实现过程详见方法实施例。所述方法实施例中的技术特征在装置实施例中均对应适用,这里不再赘述。
本公开实施例的一种获取文本相似度的方法、装置、设备及可读存储介质,该方法包括:根据文本对的数据集得到所述文本对的数值特征;通过所述文本对的数值特征构造样本特征矩阵;根据所述样本特征矩阵和预测向量进行模型训练,得到预测模型;获取目标文本对,根据所述样本特征矩阵和所述预测模型获取所述目标文本对的相似度得分。通过获取文本对的多个数值特征,该获取文本相似度的方法兼顾语义和句法结构,来判断文本相似度,具有权重可训练、人工干预少、简单快捷、易于实施、准确率高等优点,从而提高了用户体验。
本领域普通技术人员可以理解,上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。
在硬件实施方式中,在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分;例如,一个物理组件可以具有多个功能,或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器,如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件,或者被实施为硬件,或者被实施为集成电路,如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上,计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的,术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外,本领域普通技术人员公知的是,通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据,并且可包括任何信息递送介质。
以上参照附图说明了本公开的优选实施例,并非因此局限本公开的权利范围。本领域技术人员不脱离本公开的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进,均应在本公开的权利范围之内。

Claims (9)

1.手机电池智能管理系统,所述手机电池由多个功能相同的电池元模块并联组成,其特征在于,所述系统包括:信息采集单元,配置用于实时获取每个电池元模块的运行数据和物理数据;均衡计算单元,配置用于基于物理数据计算出电池元模块的均衡数据,同时基于均衡数据和运行数据计算出每个电池元模块的非均衡数据;电池平衡管理单元,配置用于基于计算出的每个电池元模块的非均衡数据,将非均衡数据的值超过设定阈值范围的电池元模块进行停止运行操作,同时对非均衡数据的值低于设定阈值范围的电池元模块进行启动运行操作,以及,对非均衡数据的值在设定阈值范围内的电池元模块进行持续时间为第一时间的暂停运行操作;充电控制单元,配置用于当检测到手机充电时,首先对处于暂停运行状态的电池元模块进行充电操作,并实时计算被充电的电池元模块的非均衡数据,直到其非均衡数据低于设定阈值范围,则停止充电,并发送信号至电池平衡管理单元;所述电池平衡管理单元在接收到信号后,将启动处于暂停运行状态的电池元模块;所述均衡数据是基于物理数据计算出的当前电池的最佳运行状态对应的特征参数;所述非均衡数据则是基于均衡数据和运行数据计算出的当前电池实际运行状态偏离最佳运行状态对应的参数;所述物理数据包括:电池能量密度、电池额定电压、电池容量和电池额定电流。
2.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述运行数据包括:电池当前电量,电池温度和放电率。
3.如权利要求1或2所述的系统,其特征在于,所述信息采集单元在获取到运行数据和物理数据后,还将对运行数据和物理数据进行预处理;所述预处理至少包括以下其中两项:异常值剔除,遗漏值填补或平滑滤波。
4.如权利要求3所述的系统,其特征在于,所述均衡计算单元,基于物理数据计算出手机电池元模块的均衡数据的方法包括:基于电池额定电压U、电池额定电流I、电池能量密度P和电池容量R计算出手机电池元模块的均衡数据Balance。
5.如权利要求4所述的系统,其特征在于,所述均衡计算单元,基于均衡数据和运行数据计算出每个手机电池元模块的非均衡数据的方法包括:
Figure FDA0004215461130000021
Figure FDA0004215461130000022
其中,IBalance为非均衡数据;Rt为电池当前电量;C为放电率。
6.如权利要求5所述的系统,其特征在于,所述第一时间的计算方法包括:使用如下公式,计算得到第一时间:
Figure FDA0004215461130000023
Figure FDA0004215461130000024
其中,Time为第一时间。
7.如权利要求6所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:电池寿命预测单元,配置用于基于实时的所有电池元模块的非均衡数据和均衡数据,对当前电池的预期寿命进行预测,得到预测结果。
8.如权利要求7所述的系统,其特征在于,所述电池寿命预测单元对当前电池的预期寿命进行预测,得到预测结果的方法包括:基于非均衡数据和均衡数据,使用预测模型对电池的寿命状态进行预测,以获得所述电池的寿命预测值,将所述寿命预测值与所述电池的设定的寿命失效阈值进行比较,当所述寿命预测值达所述寿命失效阈值时,判断所述电池失效;同时,基于非均衡数据和均衡数据,以及预测模型在对电池的寿命状态进行预测时的迭代次数,基于内阻增大原理,根据电池单体寿命衰减速率,确定电池容量衰减阶段,得到电池寿命预测曲线。
9.如权利要求8所述的系统,其特征在于,所述获得所述电池的寿命预测值的方法包括:通过如下公式,计算得到电池的当前寿命预测值:
Figure FDA0004215461130000031
其中,N为电池的预期最大充电次数;所述预测模型在进行迭代式的预测时,通过每一次的非均衡数据和均衡数据计算得到当前寿命预测值,再将当前的寿命预测值与寿命失效阈值进行比较,若没有达到寿命失效阈值,则继续执行下一次计算;同时,根据当前迭代次数,根据内阻增大原理和电池单体寿命衰减速率,可以得到当前电池冲量衰减阶段,进而得到电池的寿命预测曲线。
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