CN113030821A

CN113030821A - 一种电量校准方法及装置

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Publication number: CN113030821A
Application number: CN201911348314.XA
Authority: CN
Inventors: 刘灿斌; 陈宇恒; 范敏; 谭小牮; 周琳
Original assignee: China Mobile Communications Group Co Ltd; China Mobile IoT Co Ltd
Current assignee: China Mobile Communications Group Co Ltd; China Mobile IoT Co Ltd
Priority date: 2019-12-24
Filing date: 2019-12-24
Publication date: 2021-06-25

Abstract

本发明提供一种电量校准方法及装置，属于工业生产领域，所述方法包括：确定目标设备的电量测量误差类型；获取所述目标设备在不同的外加测试电压下对应采集的电压值；根据所述不同的外加测试电压、所述目标设备采集的电压值以及所述目标设备的电量测量误差类型，计算所述目标设备的电量校准参数。本发明通过在产测流程中增加电量校准流程，重新计算设备的电量校准参数，可以有效提高设备电池电量测量的准确性，解决批量设备电池电量测量不准确的问题，有效提高了电池电量测量的效率。

Description

一种电量校准方法及装置

技术领域

本发明涉及工业生产技术领域，尤其涉及一种电量校准方法及装置。

背景技术

目前，对设备电量的检测方案通常包括以下两种：(1)库仑计方案：使用库伦器件对单位时间内的电池放电、充电的电量进行积分，计算出当前电池的电量值；(2)电压测量方案：基于电池开路电压反映电池电量的原理，测量电池两端电压计算出当前电池的电量值。两种方案各有优缺点，库仑计方案能得到更准确的结果但成本相对较高，测量方法也相对复杂；而对于对成本敏感、对电量精度要求不高的设备，基于测量电压值来计算电池电量是一种低成本的、简单有效的方案。然而，上述方案存在着设备电池电量测量不准确、需要对每一台设备单独进行电量校准而造成效率低下等缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种人群分布预测方法和***，以解决现有技术中电池电量测量不准确、需要对每一台设备单独进行电量校准而造成效率低下的问题。

为解决上述技术问题，第一方面，本发明提供一种电量校准方法，包括：

确定目标设备的电量测量误差类型；

获取所述目标设备在不同的外加测试电压下对应采集的电压值；

根据所述不同的外加测试电压、所述目标设备采集的电压值以及所述目标设备的电量测量误差类型，计算所述目标设备的电量校准参数。

可选的，获取目标设备在不同的外加测试电压下对应采集的电压值的步骤包括：

控制外部程控电源向所述目标设备输出不同的外加测试电压；

获取所述目标设备在不同的外加测试电压下对应采集的所述程控电源的电压值。

可选的，获取目标设备在不同的外加测试电压下对应采集的电压值之前，还包括：

清除所述目标设备存储的原有电量校准参数。

可选的，确定所述目标设备的电量测量误差类型的步骤包括：

获取与所述目标设备同类的N台设备中每一台设备在不同的外加测试电压下对应采集的电压值数据，其中，N为正整数；

根据所述N台设备的所有电压值数据，确定所述N台设备的电量测量误差类型，将所述N台设备的电量测量误差类型作为所述目标设备的电量测量误差类型，所述电量测量误差类型包括线性误差和非线性误差。

可选的，根据所述不同的外加测试电压、所述目标设备采集的电压值以及所述目标设备的电量测量误差类型，计算所述目标设备的电量校准参数的步骤包括：

根据所述目标设备的电量测量误差类型，选取与所述电量测量误差类型对应的电量测量误差校准模型，所述电量测量误差校准模型包含待定电量校准参数；

利用所述不同的外加测试电压和所述目标设备采集的电压值计算所述电量测量误差校准模型中的待定电量校准参数，得到所述目标设备的电量校准参数。

可选的，所述方法还包括：

将所述电量校准参数存储在所述目标设备的数据存储区。

可选的，所述方法还包括：

向所述目标设备输出不同的外加校验电压；

获取所述目标设备在不同的外加校验电压下的输出值，所述输出值为利用所述电量校准参数对所述目标设备的测量值进行校准后得到；

若所述外加校验电压的电压值与对应的所述输出值的差值满足预设误差范围，则判定所述输出值正确。

第二方面，本发明还提供一种电量校准装置，包括：

获取模块，用于获取目标设备在不同的外加测试电压下对应采集的电压值；

确定模块，用于确定所述目标设备的电量测量误差类型；

计算模块，用于根据所述不同的外加测试电压、所述目标设备采集的电压值以及所述目标设备的电量测量误差类型，计算所述目标设备的电量校准参数。

可选的，所述获取模块包括：

电压控制单元，用于控制外部程控电源向所述目标设备输出不同的外加测试电压

获取单元，用于获取所述目标设备在不同的外加测试电压下对应采集的所述程控电源的电压值。

可选的，所述装置还包括：

清除模块，用于清除所述目标设备存储的原有电量校准参数。

可选的，所述确定模块包括：

同类设备数据获取单元：用于获取与所述目标设备同类的N台设备中每一台设备在不同的外加测试电压下对应采集的电压值数据，其中，N为正整数；

同类设备误差类型确定单元：用于根据所述N台设备的所有电压值数据，确定所述N台设备的电量测量误差类型，将所述N台设备的电量测量误差类型作为所述目标设备的电量测量误差类型，所述电量测量误差类型包括线性误差和非线性误差。

可选的，所述计算模块包括：

模型选取单元，用于根据所述目标设备的电量测量误差类型，选取与所述电量测量误差类型对应的电量测量误差校准模型，所述电量测量误差校准模型包含待定电量校准参数；

计算单元，用于利用所述不同的外加测试电压和所述目标设备采集的电压值计算所述电量测量误差校准模型中的待定电量校准参数，得到所述目标设备的电量校准参数。

可选的，所述装置还包括：

存储模块，用于将所述电量校准参数存储在所述目标设备的数据存储区。

可选的，所述装置还包括：

校验电压控制模块，用于向所述目标设备输出不同的外加校验电压；

输出值获取模块，用于获取所述目标设备在不同的外加校验电压下的输出值，所述输出值为利用所述电量校准参数对所述目标设备的测量值进行校准后得到；

判断模块，用于若所述外加校验电压的电压值与对应的所述输出值的差值满足预设误差范围，则判定所述输出值正确。

第三方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述任一种电量校准方法中的步骤。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

本发明实施例中，通过在产测流程中增加电量校准流程，重新计算设备的电量校准参数，可以有效提高设备电池电量测量的准确性，解决批量设备电池电量测量不准确的问题，有效提高了电池电量测量的效率。

附图说明

图1为本发明实施例一中的一种电量校准方法的流程示意图；

图2为本发明实施例二中的一种电量校准装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前，常见的电量检测方案包括：

(1)库仑计方案：使用库伦器件对单位时间内的电池放电、充电的电量进行积分计算出当前电池的电量值。

(2)电压测量方案：基于电池开路电压反映电池电量的原理，测量电池两端电压计算出当前电池的电量值。

两种方案各有优缺点，库仑计方案能得到更准确的结果但成本相对较高，测量方法也相对复杂；而对于对成本敏感、对电量精度要求不高的设备，基于测量电压值来计算电池电量是一种低成本的、简单有效的方案。

基于电池电压计算电池电量的传统处理方法中，使用专用的ADC芯片(Analog-to-digital converter，即模拟数字转换器)或者MCU((Microcontroller Unit，即微控制单元)集成的ADC模块通过电压采样电路采集设备供电电池的电压值，根据采集到的电池电压值与该类型电池的放电特性曲线，计算出电池的电量。但是由于实际电路特性与理论分析之间的差异以及元器件的参数误差等原因，实际测量结果与理论计算结果可能存在差异。

针对电压测量方案下的电量校准技术方案，常见的处理方式包括有：1)在硬件层面更改电路设计、布局、替换精度更高的元器件等方式降低误差，2)软件层面设置恒定的误差校准参数对采集到的电量进行校准等。

但是，以上处理方式适用于单一设备或者批量设备所反映出的电量误差规律一致时的情景，当每一台生产的设备所体现出的电量误差无一致性的规律时，以上的电量校准方式难以解决批量设备的电量测量不准的问题，而针对每一台设备都进行逐一电量校准的方式又存在操作效率低下、增加了时间成本的问题。

也就是说，针对电压测量方案下的电量校准技术方案，存在着以下缺陷：

1)对硬件电路、器件进行改动，在产品开发初期比较有效，但是如果到了生产环节重新对硬件电路进行设计则会对产品的开发周期、成本、设备认证、生产物料准备等产生较大的影响。

2)对设备间的误差无一致性的规律时，恒定电量校准参数无法解决批量设备之间的差异性问题，校准效果不佳。

3)对于需要批量生产的设备，对每一台设备单独进行电量校准会增加额外的工序、流程、时间、设备、人力成本等，且效率低下。

由此，请参阅图1，图1为本发明实施例一提供的一种电量校准方法的流程示意图，所述电量校准方法可以包括以下步骤：

步骤11：确定目标设备的电量测量误差类型；

步骤12：获取所述目标设备在不同的外加测试电压下对应采集的电压值；

步骤13：根据所述不同的外加测试电压、所述目标设备采集的电压值以及所述目标设备的电量测量误差类型，计算所述目标设备的电量校准参数。

本发明实施例提供的电量校准方法，通过在产测流程中增加电量校准流程，重新计算设备的电量校准参数，可以有效提高设备电池电量测量的准确性，解决批量设备电池电量测量不准确的问题，有效提高了电池电量测量的效率。

下面举例说明上述的电量校准方法。

其中一种可选的具体实施方式中，步骤11中，具体的，首先需要确定目标设备的电量测量误差类型，在实际生产测试中，由于电路特性差异以及元器件的参数误差等原因，目标设备通过自身的ADC芯片得到的电池的测量电压值与实际电压值之间存在有偏差，也即存在电池的电量测量误差，电池的电量测量误差可以分为线性误差和非线性误差，而线性误差又可以分为加性误差、乘性误差和复合型误差，具体的，当电量测量误差为加性误差时，其对应的电量测量误差校准模型为：U₀＝U+Va，其中，U₀为实际电压值，U为测量电压值，Va为电量测量加性误差参数；当电量测量误差为乘性误差时，其对应的电量测量误差校准模型为：U₀＝Vm×U，其中，U₀为实际电压值，U为测量电压值，Vm为电量测量乘性误差参数；而当电量测量误差为复合型误差时，其对应的电量测量误差校准模型为：U₀＝Vm×U+Va，其中，U₀为实际电压值，U为测量电压值，Vm为电量测量乘性误差参数，Va为电量测量加性误差参数；当电量测量误差为非线性误差时，则需要对具体的电量测量数据进行拟合分析，根据其规律，确定其电量测量误差校准模型，例如采用最小二乘法拟合直线、曲线拟合等方法进行拟合分析。

进一步的，本发明实施例中的步骤11具体可以包括：

步骤111：获取与所述目标设备同类的N台设备中每一台设备在不同的外加测试电压下对应采集的电压值数据，其中，N为正整数；

步骤112：根据所述N台设备的所有电压值数据，确定所述N台设备的电量测量误差类型，将所述N台设备的电量测量误差类型作为所述目标设备的电量测量误差类型，所述电量测量误差类型包括线性误差和非线性误差。

也就是说，首先，准备与目标设备同类的N台设备，其中N为正整数，然后获取每一台设备在不同的外加测试电压下对应采集的电压值数据，由于每一台设备均可利用自身的电压采样电路采集电压，因此，通过对每一台设备施加不同的外加测试电压，即可获得在不同的外加测试电压下设备采集的电压值数据，在实际实施时，可以通过程控电源对设备施加不同的外加测试电压；在获取了N台设备的所有电压值数据后，对所有的电压值数据进行分析，即可判断出N台设备的电量测量误差类型，也即与目标设备同类的该类设备的电量测量误差类型，如加性误差、乘性误差等，由此可将N台设备的电量测量误差类型作为目标设备的电量测量误差类型。可以推知的是，对越多数量的同类设备进行试验，采集越多的样本数据，电量测量误差类型的最终判断结果也将越准确。

本发明实施例中，步骤12具体可以包括：

步骤121：控制外部程控电源向所述目标设备输出不同的外加测试电压；

步骤122：获取所述目标设备在不同的外加测试电压下对应采集的所述程控电源的电压值。

具体而言，在目标设备的产测流程中，可以将外部程控电源作为目标设备的电源输入，该程控电源可在控制下输出特定电压、电流，通过控制外部程控电源向目标设备输出不同的外加测试电压，目标设备即可通过自身的电压采样电路采集在不同的外加测试电压下的程控电源的电压值，也就是说，通过控制程控电源的输出可以确定给定目标设备的电压值，也即实际电压值，而目标设备在给定的电压值下采集到的电压值即为测量电压值，一个实际电压值和一个测量电压值相对应，两者为一组数据；要实现目标设备的电量校准参数的准确计算，一般情况下，需要获取该目标设备的多组数据。

在本发明的一些实施例中，在步骤12之前，还包括：

清除所述目标设备存储的原有电量校准参数。

也就是说，某些目标设备可能在一开始就已经设定存储有电量校准参数，因此在获取目标设备在不同的外加测试电压下对应采集的电压值之前，还应先清除掉目标设备存储的原有电量校准参数，避免最终获得的电压值是经过目标设备原有电量校准参数校准后得到的，以免对后续的计算产生影响。

在本发明实施例中，步骤13具体可以包括：

步骤131：根据所述目标设备的电量测量误差类型，选取与所述电量测量误差类型对应的电量测量误差校准模型，所述电量测量误差校准模型包含待定电量校准参数；

步骤132：利用所述不同的外加测试电压和所述目标设备采集的电压值计算所述电量测量误差校准模型中的待定电量校准参数，得到所述目标设备的电量校准参数。

也就是说，在确定了目标设备的电量测量误差类型后，可以根据目标设备的电量测量误差类型，选取与该电量测量误差类型对应的电量测量误差校准模型，如当电量测量误差为加性误差时，其对应的电量测量误差校准模型为：U₀＝U+Va，其中，U₀为实际电压值，U为测量电压值，Va为电量测量加性误差参数；当电量测量误差为乘性误差时，其对应的电量测量误差校准模型为：U₀＝Vm×U，其中，U₀为实际电压值，U为测量电压值，Vm为电量测量乘性误差参数；而当电量测量误差为复合型误差时，其对应的电量测量误差校准模型为：U₀＝Vm×U+Va，其中，U₀为实际电压值，U为测量电压值，Vm为电量测量乘性误差参数，Va为电量测量加性误差参数。

进一步的，利用上述步骤12中获取的不同的外加测试电压和目标设备对应采集的电压值，即可结合选取出来的电量测量误差校准模型，计算出电量测量误差校准模型中的待定电量校准参数，也即上述的电量测量加性误差参数Va、电量测量乘性误差参数Vm等，最终得到目标设备的电量校准参数，目标设备即可利用这些电量校准参数对测得的电池电量数据进行校准，输出准确的电压值。可以知道的是，上述步骤12中采集得到的数据中，需要过滤除去其中包含的部分无效数据，以确保最终计算得到的电量校准参数的准确性。

本发明实施例中，所述方法还可以包括：

将所述电量校准参数存储在所述目标设备的数据存储区。

也就是说，在计算得到目标设备的电量校准参数后，可以将电量校准参数存储在对应目标设备的数据存储区，使得目标设备在接收到这些电量校准参数后，即使掉电关机重启后仍能进行电量校准。

本发明实施例中，为了对计算得到的目标设备的电量校准参数进行校验，以判断校准结果是否准确，所述方法还可以包括：

向所述目标设备输出不同的外加校验电压；

具体而言，可以再次控制程控电源向目标设备输出不同的外加校验电压，然后目标设备将利用自身的电压采样电路获取在不同的外加校验电压下的测量值，再利用电量校准参数对测量值进行校准，得到目标设备在不同的外加校验电压下的输出值，获取到目标设备的输出值后，将其与对应的外加校验电压的电压值进行对比，若两者的差值满足预设误差范围，则判定目标设备利用电量校准参数校准后得到的输出值正确，从而完成电量校准参数的校验；如若两者的差值不满足预设误差范围，则需要重新进行上述步骤，重新计算目标设备的电量校准参数，直至目标设备最终得到的输出值满足预设要求。

根据本发明实施例的电量校准方法，通过在产测流程中增加电量校准流程，重新计算设备的电量校准参数，可以有效提高设备电池电量测量的准确性，解决批量设备电池电量测量不准确的问题，有效提高了电池电量测量的效率。

请参阅图2，图2是本发明实施例二提供的一种电量校准装置的结构示意图，该电量校准装置20可以包括：

确定模块22，用于确定所述目标设备的电量测量误差类型；

获取模块23，用于获取目标设备在不同的外加测试电压下对应采集的电压值；

计算模块24，用于根据所述不同的外加测试电压、所述目标设备采集的电压值以及所述目标设备的电量测量误差类型，计算所述目标设备的电量校准参数。

可选的，所述获取模块23包括：

可选的，所述装置20还包括：

清除模块21，用于清除所述目标设备存储的原有电量校准参数。

可选的，所述确定模块22包括：

可选的，所述计算模块24包括：

可选的，所述装置20还包括：

存储模块25，用于将所述电量校准参数存储在所述目标设备的数据存储区。

可选的，所述装置20还包括：

校验电压控制模块26，用于向所述目标设备输出不同的外加校验电压；

输出值获取模块27，用于获取所述目标设备在不同的外加校验电压下的输出值，所述输出值为利用所述电量校准参数对所述目标设备的测量值进行校准后得到；

判断模块28，用于若所述外加校验电压的电压值与对应的所述输出值的差值满足预设误差范围，则判定所述输出值正确。

本发明实施例提供的是与上述实施例一人群分布预测方法对应的、具有相同发明构思的技术方案，且能达到相同的技术效果，详细可参阅上述实施例一，此处不再赘述。

本发明实施例三提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例一中电量校准方法中的步骤。详细请参阅以上对应实施例中方法步骤的说明。

上述计算机可读存储介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种电量校准方法，其特征在于，包括：

确定目标设备的电量测量误差类型；

2.根据权利要求1所述的电量校准方法，其特征在于，获取目标设备在不同的外加测试电压下对应采集的电压值的步骤包括：

3.根据权利要求1所述的电量校准方法，其特征在于，获取目标设备在不同的外加测试电压下对应采集的电压值之前，还包括：

清除所述目标设备存储的原有电量校准参数。

4.根据权利要求1所述的电量校准方法，其特征在于，确定所述目标设备的电量测量误差类型的步骤包括：

5.根据权利要求1所述的电量校准方法，其特征在于，根据所述不同的外加测试电压、所述目标设备采集的电压值以及所述目标设备的电量测量误差类型，计算所述目标设备的电量校准参数的步骤包括：

6.根据权利要求1所述的电量校准方法，其特征在于，还包括：

将所述电量校准参数存储在所述目标设备的数据存储区。

7.根据权利要求1所述的电量校准方法，其特征在于，还包括：

向所述目标设备输出不同的外加校验电压；

8.一种电量校准装置，其特征在于，包括：

确定模块，用于确定所述目标设备的电量测量误差类型；

9.根据权利要求8所述的电量校准装置，其特征在于，还包括：

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述电量校准方法中的步骤。