电池的充电状态检测方法、检测装置以及充电装置与流程

本申请属于电池充电技术领域，尤其涉及一种电池的充电状态检测方法、检测装置、充电装置、电子设备、计算机可读存储介质以及芯片。

背景技术：

随着新能源技术的广泛应用，电池的安全问题越来越引起社会的重视，每年因为电池爆炸和电池自燃等问题引起的事故也越来越多，而引起电池事故的主要原因就是电池过充。电池过充是指在电池电量已经充满了的情况下，充电器仍继续对电池进行大功率充电。

电池出现电池过充的主要原因有：一、无差别充电的充电器可以对不同容量的电池进行充电，但是充电器无法判断电池是否充满电量，充电会一直对电池进行充电，从而导致电池出现过充导致意外发生；二、充电器按照电池的容量对电池进行一定时间的充电，充电器的充电时间超出老化后的电池实际所需的充电时间，导致电池过充。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种电池的充电状态检测方法，旨在解决传统的充电器无法判断电池是否充满电量的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种电池的充电状态检测方法，包括：

在充电开始时进行计时，并实时记录充电时间；

在充电过程中以预设的采集周期获取充电器的特征参数；所述特征参数包括所述采集周期的开始时刻对应的第一电压特征值以及所述采集周期的结束时刻对应的第二电压特征值；

根据所述第一电压特征值和所述第二电压特征值确定第一电压差；

根据所述充电时间和所述第一电压差确定所述电池的充电状态。

其中一实施例中，所述特征参数具体包括所述采集周期的n个时刻所对应的n个电压特征值；所述n个时刻中的任意两个相邻时刻的时间间隔相同；第一个时刻对应所述采集周期的开始时刻，第n个时刻对应所述采集周期的结束时刻；第一个电压特征值对应所述第一电压特征值，第n个电压特征值对应所述第二电压特征值；

相应地，所述根据所述第一电压特征值和所述第二电压特征值确定第一电压差，包括：

依次将第i时刻对应的电压特征值与第i-1时刻对应的电压特征值进行作差，得到第i-1时间段对应的第二电压差；

根据n-1个第二电压差得到所述第一电压差；

其中，n为大于等于4的正整数，i为大于等于2且小于等于n的正整数。

其中一实施例中，所述根据所述n-1个第二电压差得到所述第一电压差，包括：

删除所述n-1个第二电压差中的最大值和最小值；

将剩余的n-3个第二电压差进行求和，得到所述第一电压差。

其中一实施例中，所述特征参数具体包括所述采集周期的m个时刻所对应的m个电压特征值；所述m个时刻中的任意两个相邻时刻的时间间隔相同；第一个时刻对应所述采集周期的开始时刻，第m个时刻对应所述采集周期的结束时刻；第一个电压特征值对应所述第一电压特征值，第m个电压特征值对应所述第二电压特征值；

相应地，所述根据所述充电时间和所述第一电压差确定所述电池的充电状态，包括：

依次将第j时刻对应的电压特征值与第j-1时刻对应的电压特征值进行作差，得到第j-1时间段对应的第三电压差；

将第j时间段对应的第三电压差与第j-1时间段对应的第三电压差进行作差，得到第j时间段对应的第四电压差；

当所述充电时间大于第一预设值、所述第一电压差大于第二预设值且至少l个时间段对应的第四电压差大于第三预设值时，确定所述电池处于满电状态；

其中，m为大于等于3的正整数，j为大于等于2且小于等于m的正整数，l为小于等于m-2的正整数。

其中一实施例中，所述特征参数还包括充电过程中的电流特征值；

相应地，所述根据所述充电时间和所述第一电压差确定所述电池的充电状态，包括：

当所述充电时间大于第一预设值、所述第一电压差大于第二预设值以及所述电流特征值小于第四预设值时，确定所述电池处于满电状态。

本申请实施例的第二方面提供了一种电池的充电状态检测装置，包括：

计时模块，用于在充电开始时进行计时，并实时记录充电时间；

特征参数获取模块，用于在充电过程中以预设的采集周期获取充电器的特征参数；所述特征参数包括所述采集周期的开始时刻对应的第一电压特征值以及所述采集周期的结束时刻对应的第二电压特征值；

充电状态判断模块，用于根据所述第一电压特征值和所述第二电压特征值确定第一电压差，以及根据所述充电时间和所述第一电压差确定所述电池的充电状态。

本申请实施例的第三方面提供了一种充电装置，包括充电器和如第二方面任一项所述的电池的充电状态检测装置。

本申请实施例的第四方面提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，所述处理器和存储器耦合，所述存储器用于存储计算机程序指令，当所述处理器执行所述计算机程序指令时，使得电子设备执行第一方面所述的音量调节方法的步骤。

本申请实施例的第五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，使得计算机可以执行上述第一方面中任一种设计所涉及的方法。

本申请实施例的第六方面提供了一种芯片，该芯片包括处理器，当该处理器执行指令时，处理器用于执行上述第一方面中任一种设计所涉及的方法。该指令可以来自芯片内部的存储器，也可以来自芯片外部的存储器。可选的，该芯片还包括输入输出电路。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：通过在充电开始时进行计时，并实时记录充电时间；在充电过程中以预设的采集周期获取充电器的特征参数；所述特征参数包括所述采集周期的开始时刻对应的第一电压特征值以及所述采集周期的结束时刻对应的第二电压特征值；根据所述第一电压特征值和所述第二电压特征值确定第一电压差；根据所述充电时间和所述第一电压差确定所述电池的充电状态；实现判断不同容量的电池是否处于满电状态，且当电池发老化之后容量发生变化也能够准确判断电池是否处于满电状态，并且无需对电池进行改造，具备应用范围广、安全性高、成本低以及可行性高的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本申请一实施例提供的电池的充电状态检测方法的实现流程示意图；

图2为本申请另一实施例提供的电池的充电状态检测方法的实现流程示意图；

图3为图2所示的电池的充电状态检测方法中的采集周期的示意图；

图4为本申请另一实施例提供的电池的充电状态检测方法的实现流程示意图；

图5为本申请另一实施例提供的电池的充电状态检测方法的实现流程示意图；

图6为图5所示的电池的充电状态检测方法中的采集周期的示意图；

图7为本申请另一实施例提供的电池的充电状态检测方法的实现流程示意图；

图8为本申请实施例提供的充电电量判断装置的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的充电装置的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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申请，并不用于限定本申请。

请参阅图1，本申请实施例提供了一种电池的充电状态检测方法，该电池的充电状态检测方法包括步骤s100至步骤s400。

s100：在充电开始时进行计时，并实时记录充电时间。

其中，充电开始是指充电器开始对电池进行充电，可以理解为充电器开始输出充电电压和充电电流至电池。电池可以为单体电池，也可以为多个单体电池构成的电池组。电池可以为铅酸电池或磷酸铁锂电池等具备充电电压翘尾现象的电池。充电电压翘尾现象是指电池在快充满电的时候，充电器的电压会快速上升，在电压时间曲线形成翘尾的现象。在本申请实施例中，电池满电状态可以理解为电池完全满电或者电池即将充满电，电池即将充满电是指电池的电量与完全满电存在略微差别，例如电池的电量大于等于电池完全满电的电量的95％，95％该比值仅是举例说明，具体的比值为本领域技术人员根据实际需要进行相应的设计。

s200：在充电过程中以预设的采集周期获取充电器的特征参数；特征参数包括采集周期的开始时刻对应的第一电压特征值以及采集周期的结束时刻对应的第二电压特征值。

其中，第t个采集周期的结束时刻与第t+1个采集周期的开始时刻重叠，第t个采集周期的结束时刻与第t+1个采集周期的开始时刻仅需采集一个电压特征值，而该电压特征值分别为第t个采集周期的结束时刻对应的第二电压特征值和第t+1个采集周期的开始时刻对应的第一电压特征值。

s300：根据第一电压特征值和第二电压特征值确定第一电压差。

其中，第一电压差用于反映采集周期的电压递变特征，递变特征包括采集周期中电压特征值是递增、递减和维持不变。

s400：根据充电时间和第一电压差确定电池的充电状态。

因为充电器在对电池开始充电后，由于充电的特性，充电器的充电电压会先处于快速增大的上升期，而上升期的持续时间为第一预设值。当充电电压过了上升期之后会进入稳定期，处于稳定期时的第一电压差的变化很小。当电池处于满电状态时，充电电压过了稳定期，第一电压差会快速增大，因为电池的第一电压差在充电过程中的变化规律稳定，不受容量和老化程度等参数的影响，因此通过第一电压差和充电时间可准确判断出电池是否处于满电状态。

本实施例的电池的充电状态检测方法根据电池充电特性判断电池是否处于满电状态，应用在不同容量的电池均可准确判断出电池是否处于满电状态，适用范围广；而且当电池出现老化，导致电池容量发生变化之后依旧能够准确地判断电池是否处于满电状态，进一步避免了因电池老化致使电池过充，从而避免因电池过充而导致电池爆炸或自然等情况的发生。

另外，由于本实施例的电池的充电状态检测方法仅需采集充电器在充电期间的特征参数，无需获取电池在充放期间的特征参数，因此相对于通过获取电池的充放电参数判断电池是否处于满电状态的方法具备成本低和可行性高的优点。

请参阅图2，在本申请一实施例中，s200具体执行为s210，s210与s200的区别在于：特征参数具体包括采集周期的n个时刻所对应的n个电压特征值；n个时刻中的任意两个相邻时刻的时间间隔相同；第一个时刻对应采集周期的开始时刻，第n个时刻对应采集周期的结束时刻；第一个电压特征值对应第一电压特征值，第n个电压特征值对应第二电压特征值。

请参阅图3，在一个采集周期中，从第一个时刻采集第一个电压特征值，然后每经一个固定时间间隔采集下一个电压特征值，直至在第n个时刻采集第n个电压特征值。第t个采集周期的第n个电压特征值与第t+1个采集周期的第一个电压特征值相同。

相应地，s300包括以下步骤：

s310：依次将第i时刻对应的电压特征值与第i-1时刻对应的电压特征值进行作差，得到第i-1时间段对应的第二电压差。

在一个采集周期中，将依次将第i时刻对应的电压特征值减去第i-1时刻对应的电压特征值，得到第i-1时间段对应的第二电压差，第i-1时间段有n-1个，因此第二电压差也有n-1个；第i-1时间段是指始于第i-1时刻，并终于第i时刻的时间段。

s320：根据n-1个第二电压差得到第一电压差。

其中，可以将n-1个第二电压差进行求和得到第一电压差；也可以对n-1个第二电压差进行数据处理后得到第一电压差；对n-1个第二电压进行数据处理可以包括剔除极值或选取其中一区间的第二电压差等数据处理方式。

其中，n为大于等于4的正整数；i为大于等于2，小于等于n的正整数。

请参阅图4，在本申请另一实施例中，上述s320具体包括以下步骤：

s321：删除n-1个第二电压差中的最大值和最小值。

s322：将剩余的n-3个第二电压差进行求和，得到第一电压差。

在本实施例中，通过将n-1个第二电压差中的最大值和最小值删除，然后将剩余的n-3个第二电压差进行求和得到第一电压差，能够把由于充电电压的跳变产生的最大值第二电压差和最小值第二电压差排除，从而得到受充电电压跳变影响较小的第一电压差。

当采取本实施例的第一电压差来确定电池的充电状态，则相对于直接将n-1个第二电压差求和得到的第一电压差来确定电池的充电状态，需对电池的充电状态确定规则进行相应的调整。例如当用n-1个第二电压差求和得到的第一电压差，此时确定电池的充电状态的条件为n-1个第二电压差求和得到的第一电压差大于第一比较值；则当用n-3个第二电压差求和得到的第一电压差，此时确定电池的充电状态的条件为n-1个第二电压差求和得到的第一电压差大于第二比较值，第二比较值与第一比较值的比值为(n-3):(n-1)。

请参阅图5，在本申请另一实施例中，s200具体执行为s220，s220与s200的区别在于特征参数具体包括采集周期的m个时刻所对应的m个电压特征值；m个时刻中的任意两个相邻时刻的时间间隔相同；第一个时刻对应采集周期的开始时刻，第m个时刻对应采集周期的结束时刻；第一个电压特征值对应第一电压特征值，第m个电压特征值对应第二电压特征值。

请参阅图6，在一个采集周期中，从第一个时刻采集第一个电压特征值，然后每经一个固定时间间隔采集下一个电压特征值，直至在第m个时刻采集第m个电压特征值。第t个采集周期的第m个电压特征值与第t+1个采集周期的第一个电压特征值相同。

相应地，s400具体包括以下步骤：

s410：依次将第j时刻对应的电压特征值与第j-1时刻对应的电压特征值进行作差，得到第j-1时间段对应的第三电压差。

在一个采集周期中，将依次将第j时刻对应的电压特征值减去第j-1时刻对应的电压特征值，得到第j-1时间段对应的第三电压差，第j-1时间段有m-1个，因此第三电压差也有m-1个；第j-1时间段是指始于第j-1时刻，并终于第j时刻的时间段。

s420：将第j时间段对应的第三电压差与第j-1时间段对应的第三电压差进行作差，得到第j时间段对应的第四电压差。

其中，在一个采集周期中，将依次将第j时间段对应的第三电压差减去第j-1时间段对应的第三电压差，得到第j-1时间段对应的第三电压差，第j-1时间段有m-1个，因此第三电压差也有m-1个；第j时间段是指始于第j时刻，并终于第j+1时刻的时间段。第四电压差反映了采集周期中的电压特征值的递增速度。

s430：当充电时间大于第一预设值、第一电压差大于第二预设值且至少l个时间段对应的第四电压差大于第三预设值时，确定电池处于满电状态。

其中，m为大于等于3的正整数；j为大于等于2且小于等于m的正整数，l为小于等于m-2的正整数。

其中，当至少l个时间段对应的第四电压差大于第三预设值，第三预设值大于等于0，则此时的电压特征值处于递增速度增大；且充电时间大于第一预设值，则表示充电器对电池的充电已经过了上升期；当第一电压差大于第二预设值也代表着充电器对电池的充电已经过了上升期；因此通过至少l个时间段对应的第四电压差大于第三预设值、当充电时间大于第一预设值以及第一电压差大于第二预设值时，则确定电池处于满电状态，能够提高判断电池是否处于满电状态的准确性。

请参阅图7，其中一实施例中，s200具体执行为s230，s230与s200的区别在于：特征参数还包括充电过程中的电流特征值。

相应地，步骤s400包括以下步骤：

s440：当充电时间大于第一预设值、第一电压差大于第二预设值以及电流特征值小于第四预设值时，确定电池处于满电状态。

因为电池的电量变化为满电状态时，充电器的充电电流会降低至低于第四预设值，因此当充电时间大于第一预设值、第一电压差大于第二预设值以及充电电流小于第四预设值时判断电池处于满电状态，能够提高判断电池处于满电状态的准确性。

请参阅图8，一种电池的充电状态检测装置600，包括计时模块601、特征参数获取模块602以及充电状态判断模块603。

计时模块601用于在充电开始时进行计时，并实时记录充电时间。

特征参数获取模块602用于在充电过程中以预设的采集周期获取充电器的特征参数；特征参数包括采集周期的开始时刻对应的第一电压特征值以及采集周期的结束时刻对应的第二电压特征值。

充电状态判断模块603用于根据第一电压特征值和第二电压特征值确定第一电压差，以及根据充电时间和第一电压差确定电池的充电状态。

其中，在本实施例中，特征参数获取模块可包括电压采集模块，上述电压采集模块用于采集充电过程中的电压特征值。

在本申请一实施例中，特征参数获取模块602还用于采集采集周期的n个时刻所对应的n个电压特征值；n个时刻中的任意两个相邻时刻的时间间隔相同；第一个时刻对应开始时刻，第n个时刻对应结束时刻；第一个电压特征值对应第一电压特征值，第n个电压特征值对应第二电压特征值。

相应地，充电状态判断模块603还用于依次将第i时刻对应的电压特征值与第i-1时刻对应的电压特征值进行作差，得到第i-1时间段对应的第二电压差；且根据n-1个第二电压差得到第一电压差；删除n-1个第二电压差中的最大值和最小值，以及将剩余的n-3个第二电压差进行求和，得到第一电压差。

其中，n为大于等于4的正整数，i为大于等于2，小于等于n的正整数。

在本申请一实施例中，特征参数获取模块602还用于采集采集周期的m个时刻所对应的m个电压特征值；m个时刻中的任意两个相邻时刻的时间间隔相同；第一个时刻对应开始时刻，第m个时刻对应结束时刻；第一个电压特征值对应第一电压特征值，第m个电压特征值对应第二电压特征值。

相应地，充电状态判断模块603还用于依次将第j时刻对应的电压特征值与第j-1时刻对应的电压特征值进行作差，得到第j-1时间段对应的第三电压差；且将第j时间段对应的第三电压差与第j-1时间段对应的第三电压差进行作差，得到第j时间段对应的第四电压差；以及当充电时间大于第一预设值、第一电压差大于第二预设值且至少l个时间段对应的第四电压差大于第三预设值时，确定电池处于满电状态。

其中，m为大于等于3的正整数，j为大于等于2，小于等于m的正整数。

在本申请一一实施例中，特征参数获取模块602还用于采集充电过程中的电流特征值；

充电状态判断模块603还用于当充电时间大于第一预设值、第一电压差大于第二预设值以及电流特征值小于第四预设值时，确定电池处于满电状态。

在本实施例中，特征参数获取模块602具体可以包括电压采集模块和电流采集模块。

上述电压采集模块用于采集充电过程中的电压特征值，上述电流采集模块用于采集充电过程中的电流特征值。

请参阅图9，本申请实施例还提供一种充电装置700，该充电装置包括充电器710和如上列任一实施例的电池的充电状态检测装置600，因为本实施例的充电装置包括上列任一实施例的电池的充电状态检测装置，因此本实施例的充电装置至少包括上列任一实施例的电池的充电状态检测装置所对应的有益效果。

需要说明的是，上述装置/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本申请方法实施例基于同一构思，其具体功能及带来的技术效果，具体可参见方法实施例部分，此处不再赘述。

图10为本申请一实施例提供的电子设备的结构示意图。如图10所示，该实施例的电子设备4包括：至少一个处理器40(图10中仅示出一个处理器)、存储器41以及存储在所述存储器41中并可在所述至少一个处理器40上运行的计算机程序42，所述处理器40执行所述计算机程序42时实现上述任意各个电池的充电状态检测方法方法实施例中的步骤。

所述电子设备4可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。该电子设备可包括，但不仅限于，处理器40、存储器41。本领域技术人员可以理解，图10仅仅是电子设备4的举例，并不构成对电子设备4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，例如还可以包括输入输出设备、网络接入设备等。

所称处理器40可以是中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，该处理器40还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmablegatearray，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该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器41在一些实施例中可以是所述电子设备4的内部存储单元，例如电子设备4的硬盘或内存。所述存储器41在另一些实施例中也可以是所述电子设备4的外部存储设备，例如所述电子设备4上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smartmediacard,smc)，安全数字(securedigital,sd)卡，闪存卡(flashcard)等。进一步地，所述存储器41还可以既包括所述电子设备4的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器41用于存储操作系统、应用程序、引导装载程序(bootloader)、数据以及其他程序等，例如所述计算机程序的程序代码等。所述存储器41还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、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单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。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的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本申请实施例还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，当计算机程序产品在移动终端上运行时，使得移动终端执行时实现可实现上述各个方法实施例中的步骤。

所述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，本申请实现上述实施例方法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，所述的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，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述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。所述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/电子设备的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质。例如u盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不可以是电载波信号和电信信号。

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/节点设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/节点设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，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。

所述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。