CN116027207A - 电池电量检测电路、电子设备和电量计量方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电池电量检测电路、电子设备和电量计量方法,电池电量检测电路包括:电流采样单元、N个单电芯电量计量单元以及(N‑1)个处理电路;电流采样单元连接于N串电芯电池与N个电量计量单元之间,用于获取N串电芯电池的电流后传输至N个电量计量单元;N个电量计量单元与N个电芯电池一一对应,(N‑1)个处理电路与N个电芯电池中靠近N串电芯电池的正极的(N‑1)个一一对应;处理电路基于对应的电芯电池的正负极电压差,向对应的电量计量单元传输该第三电压,电量计量单元根据该第三电压和电流确定该电芯电池的电量;目标电芯电池的正极与目标电量计量单元连接,目标电量计量单元根据目标电芯电池的电压和电流确定目标电芯电池的电量。
Description
技术领域
本申请属于电子技术领域,具体涉及一种电池电量检测电路、电子设备和电量计量方法。
背景技术
随着大功率快充技术的快速普及,越来越多的智能手机产品使用了双串电芯电池,原因在于双串电芯电池的电压是单电芯电池的2倍,如果充入相同的电流,双串电芯电池的充电功率可以达到后者的2倍,从而大大缩短充电时长。
在相关技术中,为了能准确监测双串电芯电池的电量,行业内普遍使用双串电芯电量计来计量双串电芯电池的电量。
但是,相比技术成熟且结构简单的单电芯电量计,双串电芯电量计的电路复杂且成本昂贵。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种电池电量检测电路、电子设备和电量计量方法,能够使用单电芯电量计来检测双串电芯电池的电量。
为了解决上述技术问题,本申请是这样实现的:
第一方面,本申请实施例提供了一种电池电量检测电路,该电池电量检测电路用于检测N串电芯电池的电量,所述N串电芯电池包括N个电芯电池,所述N个电芯电池串联,N为大于1的整数;
所述电池电量检测电路包括:电流采样单元、N个电量计量单元以及(N-1)个处理电路,所述N个电量计量单元为单电芯电量计量单元;
所述电流采样单元连接于所述N串电芯电池与所述N个电量计量单元之间,所述电流采样单元用于获取所述N串电芯电池的电流,并传输至所述N个电量计量单元;
所述N个电量计量单元与所述N个电芯电池一一对应,所述(N-1)个处理电路与所述N个电芯电池中靠近所述N串电芯电池的正极的(N-1)个一一对应;
所述处理电路的第一端与对应的电芯电池的正极连接,所述处理电路的第二端与对应的电芯电池的负极连接,所述处理电路的第三端与对应的电量计量单元连接,其中,所述处理电路基于第一电压和第二电压之间的差值向对应的电量计量单元传输第三电压,所述第一电压为所述处理电路的第一端的电压,,所述第二电压为所述处理电路的第二端的电压,所述电量计量单元根据所述第三电压和所述N串电芯电池的电流确定对应的电芯电池的电量;
目标电芯电池的正极与目标电量计量单元连接,所述目标电量计量单元根据所述目标电芯电池的电压和所述N串电芯电池的电流确定所述目标电芯电池的电量,所述目标电芯电池为所述N串电芯电池中除所述(N-1)个电芯电池之外的电芯电池,所述目标电量计量单元为所述N个电量计量单元中除所述(N-1)个电量计量单元之外的电量计量单元。
第二方面,本申请实施例提供了一种电子设备,该电子设备包括N串电芯电池和如第一方面所述的电池电量检测电路,所述N串电芯电池包括N个电芯电池,所述N个电芯电池串联,N为大于1的整数。
第三方面,本申请实施例提供了一种电量计量方法,用于如第一方面所述的电池电量检测电路,该方法包括:
获取N个电量计量单元输出的N个电芯电池的电量;
根据所述N个电芯电池的电量确定N串电芯电池的总电量,其中,所述N串电芯电池包括所述N个电芯电池。
在本申请实施例中,N串电芯电池中的N个电芯电池串联,这样,N个电芯电池之间的连接节点的电压逐步升高,例如:假设电芯电池CELL 1、CELL2和CELL 3串联时,CELL 1的正极与CELL 2的负极连接,CELL 2的正极与CELL 3的负极连接,则CELL 1与CELL 2之间的连接节点的电压为V1,CELL 2与CELL 3之间的连接节点的电压为V1+V2,CELL 3的正极的电压为V1+V2+V3,其中,V1为CELL 1的电压,V2为CELL 2的电压,V3为CELL 3的电压。本申请实施例中通过并联在(N-1)个电芯电池的正负极的(N-1)个处理电路来分别获取(N-1)个电芯电池的电压,剩余的1个电芯电池是最靠近接地端的一个电芯电池,该电芯电池的电压等于该电芯电池的正极电压。例如:假设N等于3,可以将1个处理电路并联在CELL 2的正负极,以获取CELL 2的电压V2,以及将另1个处理电路并联在CELL 3的正负极,以获取CELL 3的电压V3,CELL 1的电压则等于CELL 1与CELL 2之间的连接节点的电压V1。这样,再通过电流采样单元采集整个N串电芯电池的电流后,基于相互串联的N个电芯电池的电流相等,此时,利用N个适用于单电芯电量计量的电量计量单元,便可以分别基于各自对应的电芯电池的电流和电压,计量得到各自对应的电芯电池的电量,从而根据N个电量计量单元所计量得到的N个电芯电池的电量确定N串电芯电池的总电量。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种电池电量检测电路的结构框图之一;
图2是本申请实施例提供的一种电池电量检测电路的结构框图之二;
图3是本申请实施例提供的一种电池电量检测电路的电路结构示意图之一;
图4是本申请实施例提供的一种电池电量检测电路的结构框图之三;
图5是本申请实施例提供的一种电池电量检测电路的电路结构示意图之二;
图6是本申请实施例提供的一种电池电量检测电路的结构框图之四;
图7是本申请实施例提供的一种电池电量检测电路的电路结构示意图之三;
图8是本申请实施例提供的一种电池电量检测电路的结构框图之五;
图9是本申请实施例提供的一种电池电量检测电路的电路结构示意图之四;
图10是本申请实施例提供的一种电量计量方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施,且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类,并不限定对象的个数,例如第一对象可以是一个,也可以是多个。此外,说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一,字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合附图,通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的电池电量检测电路、电子设备和电量计量方法进行详细地说明。
请参阅图1,本申请提供的电池电量检测电路10可以用于检测N串电芯电池20的电量,其中,N串电芯电池20包括N个电芯电池201(即目标电芯电池、第2个电芯电池至第N个电芯电池),所述N个电芯电池201串联,N为大于1的整数。
如图1所示实施例中,以N等于2为例进行举例说明,在实施中N还可以大于2,例如N=3或4等,在此不作具体限定。
其中,N个电芯电池串联,这样,N个电芯电池之间的连接节点的电压由N串电芯电池20的负极(通常为接地端)至N串电芯电池20的正极逐步升高,如图1中所示,电芯电池(CELL)1的正极与CELL2的负极连接,此时,CELL1的负极的电压可以等于0,即CELL1的负极接地,CELL1与CELL2之间的电压为V1,即CELL1的电压,CELL2的正极的电压为V1+V2,即CELL1与CELL2的电压之和。
如图1和图3所示,电池电量检测电路10包括:电流采样单元11、N个电量计量单元12(即目标电量计量单元、第1个电量计量单元至第(N-1)个电量计量单元)以及(N-1)个处理电路13(即第1个处理电路至第(N-1)个处理电路),所述N个电量计量单元12为单电芯电量计量单元。
其中,电流采样单元11连接于所述N串电芯电池20与所述N个电量计量单元12之间,所述电流采样单元11用于获取所述N串电芯电池20的电流,并传输至所述N个电量计量单元12。
N个电量计量单元12与N个电芯电池201一一对应,(N-1)个处理电路13与N个电芯电池201中靠近N串电芯电池20的正极的(N-1)个(即第2个电芯电池至第N个电芯电池)一一对应,处理电路13的第一端与对应的电芯电池201的正极连接,处理电路13的第二端与对应的电芯电池201的负极连接,处理电路13的第三端与对应的电量计量单元12连接,其中,处理电路13基于第一电压和第二电压之间的差值向对应的电量计量单元12传输第三电压,所述第一电压为处理电路13的第一端输入的电压,第二电压为处理电路13的第二端输入的电压,电量计量单元12根据第三电压和N串电芯电池20的电流确定对应的电芯电池201的电量。
目标电芯电池的正极与目标电量计量单元连接,目标电量计量单元根据所述目标电芯电池的电压和所述N串电芯电池20的电流确定目标电芯电池的电量,目标电芯电池为N串电芯电池20中除(N-1)个电芯电池201之外的电芯电池,目标电量计量单元为N个电量计量单元12中除N-1个电量计量单元12之外的电量计量单元。
其中,处理电路13对应的电量计量单元12可以理解为:处理电路13和电量计量单元12与同一个电芯电池201对应。
上述第三电压为对应的电芯电池201的正负极电压差,即为该电芯电池201自身的电压。
其中,上述(N-1)个电量计量单元可以是如图1至图5所示实施例中的单电芯电量计U3,或者如图6和图7所示实施例中的PMIC U5,或者如图8和图9所示实施例中的单电芯电量计U3和单电芯电量计U7。
对于靠近所述N串电芯电池20的正极的(N-1)个电芯电池201,如图1至图5所示实施例中的第2个电芯电池(CELL2),或者如图6和图7所示实施例中的第2个电芯电池(CELL2)和第3个电芯电池(CELL3),其正极的电压等于自身电压以及位于该电芯电池201的第一侧的其他电芯电池201的电压之和,其中,第一侧为靠近N串电芯电池20的负极的一侧,如接地端。这样,不能够从该(N-1)个电芯电池201的正极来检测该电芯电池201的电压。
本申请实施例中,利用处理电路13根据其第一端和第二端的电压差来确定对应的电芯电池的电压(即第三电压),并向对应的电量计量单元12传输该第三电压,此时,处理电路13既可以基于该第三电压实现对该电量计量单元12供能,电量计量单元12也可以将该第三电压作为确定对应的电芯电池201的电量的依据之一。
对于剩下的1个电芯电池201,即目标电芯电池(如图1至图7所示实施例中的CELL1),从该目标电芯电池的正极检测到的电压即为该目标电芯电池的电压,此时,可以直接将从该目标电芯电池的正极检测到的电压作为电量计量的依据之一。
在实施中,单电芯电量计U2可以由CELL1供电。
如图2和图3所示,CELL1的正极与单电芯电量计U2连接,CELL1为所述N串电芯电池20中除所述(N-1)个电芯电池201之外的目标电芯电池,目标电量计量单元(即如图2和图3中所示的单电芯电量计U2)为所述N个电量计量单元12中除所述(N-1)个电量计量单元12之外的电量计量单元,U2可以根据CELL1的电压和所述N串电芯电池20的电流确定CELL1的电量。
当然,如图4和图5所示,上述目标电量计量单元还可以是集成有电量计功能的电源管理芯片(Power Management IC,PMIC)。
在相关技术中,PMIC中可能会同时集成充电、电量计、马达驱动等多种功能,而一些PMIC的电量计功能只支持监测单电芯电池的电量。当电子设备(如手机)厂商使用了这些PMIC,又出于实现大功率快充的目的使用双串电芯电池时,普遍的做法是为双串电芯电池搭配一个双串电芯电量计来监测电量,PMIC集成的电量计功能将得不到利用。
而本申请实施例中,对于N串电芯电池的电量监测,可以利用PMIC的电量计功能,同时,还能够减少电池电量检测电路中的电量计量单元的数量,达到简化电池电量检测电路的有益效果。
需要说明的是,除了可以复用上述PMIC的电量计功能作为目标电量计量单元之外,该PMIC的电量计功能还可以作为上述(N-1)个电量计量单元中的任一个,例如:如图6和图7所示,PMIC的电量计功能用于计量CELL2的电量。
在一种可能的实现方式中,在N个电量计量单元12计量得到N个电芯电池的电量之后,可以将该N个电芯电池的电量传输至外部的设备、电路或元器件,以使外部的设备、电路或元器件根据该N个电芯电池的电量来确定N串电芯电池20的总电量。
在另一种可能的实现方式中,如图2所述,本申请实施例提供的电池电量检测电路10还包括:处理器14,该处理器14与N个电量计量单元12连接。
其中,处理器14用于根据N个电量计量单元12得到的N个电芯电池201的电量,确定N串电芯电池20的总电量。
例如:处理器14可以是微控制单元(Microcontroller Unit,MCU)或者是具有电池电量检测电路10的电子设备的中央处理器(Central Processing Unit,CPU)等。
可选地,处理器14的第一接口与N个电量计量单元12的第二接口匹配连接;
所述第一接口和所述第二接口包括以下至少一项:
内置集成电路(Inter-Integrated Circuit,I2C)接口、***管理总线(SystemManagement Bus,SMBus)接口、高速数据队列(High-speed Data Queue,HDQ)接口、***电源管理接口(System Power Management Interface,SPMI)。
本实施方式中,上述处理器14可以通过I2C、SMBUS、HDQ、SPMI等任意类型的通信接口分别与上述N个电量计量单元12连接,以实现处理器14与N个电量计量单元12之间的数据传输,例如:N个电量计量单元12通过上述通信接口向处理器14传输N个电芯电池201的电量,或者处理器14也可以通过上述通信接口向N个电量计量单元12中的至少一个发送复位信号、开关控制信号等,在此不做赘述。
在一种可能的实现方式中,上述N个电量计量单元12的第二接口可以使用各自的通信总线。
在另一种可能的实现方式中,至少两个电量计量单元12的第二接口可以使用公共的通信总线。这样,处理器14通过同一通信总线与至少两个电量计量单元12连接,其中,所述N个电量计量单元21包括所述至少两个电量计量单元12,且所述至少两个电量计量单元12分别具有不同的器件地址。
例如:以处理器14通过I2C通信接口与N个电量计量单元12分别连接为例,如图3所示,如果U2和U3的I2C器件地址不相同则两者可以共用一路I2C总线连接到处理器U4。
本实施方式中,通过在电池电量检测电路10中设置与全部电量计量单元12连接的处理器14,以使该处理器14能够根据N个电芯电池201的电量,确定N串电芯电池20的总电量。
作为一种可选的实施方式,如图3所示,处理电路13包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和运算放大器U1,所述第一电阻R1与所述第二电阻R2的阻值相等,所述第三电阻R3与所述第四电阻R4的阻值相等;
第一电阻R1与第二电阻R2串联在处理电路13对应的电芯电池CELL2的正极和接地端之间;
第三电阻R3与第四电阻R4串联在处理电路13对应的电芯电池CELL2的负极和所述运算放大器U1的输出端之间;
运算放大器U1的同相输入端(即“+”端)连接于第一电阻R1与第二电阻R2之间,运算放大器U1的反相输入端(即“-”端)连接于第三电阻R3与第四电阻R4之间,运算放大器U1的参考端接地。
在实施中,U1的电源端可以与N串电芯电池20的输出端连接,如图3所示,该U1的电源端从N串电芯电池20获取的电源电压为V1+V2。
其中,上述第一电阻R1的连接CELL2正极的一端可以作为处理电路13的第一端,第三电阻R3的连接CELL2负极的一端可以作为处理电路13的第二端,运算放大器U1的输出端可以作为处理电路13的第三端,U1的同相输入端电压为(V1+V2)/2,反相输入端电压与同相输入端电压相同也为(V1+V2)/2,输出端的电压则为(V1+V2)-V1=V2,至此,U1便实现了CELL2的正极电压V1+V2减去CELL2的负极电压V1,得到V2的减法功能。
具体地,如图3所示,假设CELL1两端的电压为V1,CELL2两端的电压为V2,运算放大器的同相输入端电压为VU1_+,反相输入端电压为VU1_-,输出端电压为VU1_OUT;通过设置R1=R2,R3=R4,根据运算放大器“虚断”的原理,即同相输入端和反相输入端的输入电流始终为0,满足以下公式:
根据运算放大器“虚短”的原理,即同相输入端与反相输入端的电压相等,满足以下公式:
VU1_+=VU1_-
综合运算放大器的“虚断”和“虚短”原理,可以得到:
VU1_OUT=V2
也就是说,U1的输出端输出取值为V2的电压。
需要说明的是,在实施中,处理电路13的电路结构还可以是除了如图3所示的处理电路13之外的其他结构,仅需使该处理电路13能够实现将其第一端的第一电压与其第二端的第二电压进行相减,并通过其第三端输出相减后得到的第三电压即可,在此不作具体限定。
作为一种可选地实施方式,如图3所示,电流采样单元11包括第五电阻Rs,第五电阻Rs的第一端连接于N串电芯电池20的负极和N个电量计量单元12的第一电流采样端,第五电阻Rs的第二端连接于N个电量计量单元12的电流采样端和N串电芯电池20对应的充电或用电设备的负极。
其中,上述第五电阻Rs可以是高精度采样电阻,基于该电阻N个电量计量单元12可以实现电流采样功能,例如:N个电量计量单元12采集N串电芯电池20的充电电流或放电电流。
本实施方式中,N个电量计量单元12通过采样电阻来采集N串电芯电池20的充电电流或放电电流,可以简化电流采样单元11的结构复杂程度。
作为一种可选的实施方式,如图3所示,本申请实施例提供的电池电量检测电路10还包括:温度检测单元15,用于检测N个电芯电池201的温度;
温度检测单元15与N个电量计量单元12连接,N个电量计量单元12分别用于根据对应的电芯电池201的温度和电压,以及N串电芯电池20的电流,确定对应的电芯电池201的电量。
在一些实施方式中,电芯电池201的电量还受温度的影响,例如:温度越低,电芯电池201的内阻越大。此时,电量计量单元12还可以通过温度检测单元15获取对应的电芯电池201的温度,从而根据电芯电池201的电流、电压以及温度三个变量来确定该电芯电池201的电量,这样,可以提升电量计量单元12确定的电量的准确度。
可选地,如图3所述,温度检测单元15的数量为N个,N个温度检测单元15包括N个热敏电阻,即NTC1和NTC2,NTC1与CELL1对应设置,NTC2与CELL2对应设置,且NTC1与CELL1对应的电量计量单元12连接,NTC2与CELL2对应的电量计量单元12连接。
其中,NTC1与CELL1对应设置,可以是NTC1与CELL1靠近,或者NTC1贴设于CELL1的表面,或者NTC1嵌入CELL1内部等,这样,NTC1的阻值会跟随CELL1的温度变化而变化,从而使得电量计量单元12能够根据NTC1的电信号的取值来确定CELL1的温度。
同理,上述NTC2与CELL2对应设置的含义和作用与上述NTC1与CELL1对应设置相同,在此不再赘述。
需要说明的是,在其他实施方式中,还可以设置一个温度检测单元15来检测整个N串电芯电池20的温度,来作为N个电芯电池201的温度,在此不作赘述。
此外,N还可以大于2,例如:如图8和图9所示实施例中,N=3,此时,3串电芯电池的电量计量过程与如图1至图7所示的双串电芯电池的电量计量过程相似,不同之处在于,基于3串电芯电池中电芯电池的数量增加了,与之对应的处理电路13、电量计量单元12(如图9中所示U2、U3和U7)、温度检测单元15(如图9中所示NTC1、NTC2和NTC3)的数量也相应的增加,且各个处理电路13的输入电平和输出电平也有所改变。
具体地,如图8和图9所示实施例中,2个处理电路13的电路结构与如图3所示实施例中的处理电路13的电路结构相同,此时,如图8和图9所示实施例中假设CELL1两端的电压为V1,CELL2两端的电压为V2,CELL3两端的电压为V3。与CELL2对应的处理电路13中,通过设置R1=R2,R3=R4,根据运算放大器“虚短虚断”的原理,U1的同相输入端电压为(V1+V2)/2,反相输入端电压与同相输入端电压相同也为(V1+V2)/2,输出端电压则为(V1+V2)-V1=V2,实现了减法功能。此外,与CELL3对应的处理电路13中,通过设置R5=R6,R7=R8,根据运算放大器“虚短虚断”的原理,U6的同相输入端电压为(V1+V2+V3)/2,反相输入端电压与同相输入端电压相同也为(V1+V2+V3)/2,输出端电压则为(V1+V2+V3)-(V1+V2)=V3,实现了减法功能。
在本申请实施例中,N串电芯电池中的N个电芯电池串联,这样,N个电芯电池之间的连接节点的电压逐步升高,例如:假设电芯电池CELL 1、CELL2和CELL 3串联时,CELL 1的正极与CELL 2的负极连接,CELL 2的正极与CELL 3的负极连接,则CELL 1与CELL 2之间的连接节点的电压为V1,CELL 2与CELL 3之间的连接节点的电压为V1+V2,CELL 3的正极的电压为V1+V2+V3,其中,V1为CELL 1的电压,V2为CELL 2的电压,V3为CELL 3的电压。本申请实施例中通过并联在(N-1)个电芯电池的正负极的(N-1)个处理电路来分别获取(N-1)个电芯电池的电压,剩余的1个电芯电池是最靠近接地端的一个电芯电池,该电芯电池的电压等于该电芯电池的正极电压。例如:假设N等于3,可以将1个处理电路并联在CELL 2的正负极,以获取CELL 2的电压V2,以及将另1个处理电路并联在CELL 3的正负极,以获取CELL 3的电压V3,CELL 1的电压则等于CELL 1与CELL 2之间的连接节点的电压V1。这样,再通过电流采样单元采集整个N串电芯电池的电流后,基于相互串联的N个电芯电池的电流相等,此时,利用N个适用于单电芯电量计量的电量计量单元,便可以分别基于各自对应的电芯电池的电流和电压,计量得到各自对应的电芯电池的电量,从而根据N个电量计量单元所计量得到的N个电芯电池的电量确定N串电芯电池的总电量。
本申请实施例还提供一种电子设备,该电子设备可以是手机、平板电脑、佩戴式设备(如:智能手表、智能眼镜等)等任意具有N串电芯电池的设备,其中,所述N串电芯电池包括N个电芯电池,所述N个电芯电池串联,N为大于1的整数,在此不作具体限定。
本申请实施例提供的电子设备还具有如上实施例中提供的任一种电池电量检测电路。
这样,利用本申请实施例提供的任一种电池电量检测电路,可以实现检测电子设备内的N串电芯电池的电量。
本申请实施例中,电子设备可以使用结构更加简单,成本更加低廉的单电芯电量计来实现对N串电芯电池的电量监测,能够降低电子设备的整体结构复杂程度,以及降低电子设备的生产成本。
值得提出的是,以双串电芯电池为例,同一个设备产商所生产的电子设备(如手机)有的会使用单电芯电池的,也有使用双串电芯电池的。在相关技术中,为了满足这两类电池的电量监测需求,该设备产商需要分别导入单电芯电量计和双串电芯电量计,由此增加了管理费用上的支出。
而本申请实施例中,可以使用单电芯电量计来实现这两类电池的电量监测,这样,设备产商可以只导入单电芯电量计,实现物料的归一化从而减少管理费用上的支出。
本申请实施例还提供一种电量计量方法,该方法可以应用于如图1至图9所示实施例中提供的任一种电池电量检测电路,如图10所示,该电量计量方法可以包括以下步骤:
步骤1001、获取N个电量计量单元输出的N个电芯电池的电量;
步骤1002、根据所述N个电芯电池的电量确定N串电芯电池的总电量,其中,所述N串电芯电池包括所述N个电芯电池。
本实施方式中,可以是处理器14执行上述步骤1001和步骤1002。
当然,在实际应用中,还可以是具有电池电量检测电路10的电子设备内的处理器执行上述步骤1001和步骤1002,或者是电池电量检测电路外部的设备或电路执行上述步骤1001和步骤1002,在此不作具体限定。
本申请实施例能够实现与如图1至图9所示实施例中提供的任一种电池电量检测电路相同的有益效果,在此不再赘述。
作为一种可选的实施方式,所述方法还包括:
获取所述N个电量计量单元的内部状态机信息和/或计量参数;
在根据所述N个电量计量单元的内部状态机信息和/或计量参数,确定第一电量计量单元处于异常状态的情况下,向所述第一电量计量单元发送复位信息,其中,所述复位信息用于复位所述第一电量计量单元,所述N个电量计量单元包括所述第一电量计量单元。
其中,上述内部状态机信息可以是反映电量计量单元的内部状态机状态的信息,上述计量参数可以是用于实现电量计量的任意参数,例如:监测到的电芯电池输入或输出的电压、电流等参数。
在实施中,可能存在电量计量单元的内部状态机跑飞或者参数异常变化的情况,在相关技术中,对于当双串电芯电量计在正常工作过程中出现内部状态机跑飞或者参数异常变化等问题时,手机内的处理器往往很难快速识别出来,无法及时地复位电量计使其恢复正常。
而本申请实施例中,可以通过对比两个单电芯电量计的内部状态机信息和计量参数来判断各个单电芯电量计是否异常,并及时地复位异常的单电芯电量计,使其恢复正常。
作为一种可选的实施方式,所述方法还包括:
在所述N个电量计量单元中的第二电量计量单元处异常状态的情况下,根据第三电量计量单元获取的电量估计所述N串电芯电池的总电量,其中,所述第三电量计量单元为所述N个电量计量单元中的处于正常工作状态下的电量计量单元。
在实施中,可能存在电量计量单元出现硬件损坏等异常状态,从而导致该电量计量单元无法准确计量电芯电池的情况。
在相关技术中,当双串电芯电量计出现了硬件损坏导致无法工作时,双串电芯电池的电量就无法被有效地监控。
而本申请实施例中,基于N个电量计量单元的工作状态是相互独立的,当其中部分出现硬件损坏等导致其处于异常工作状态时,可以基于正常工作状态下的电量计量单元对对应的电芯电池的电量计量结果来推算N串电芯电池的总电量,例如:在N串电芯电池放电的过程中,可以获取正常工作的电量计量单元所计量到的其对应的电芯电池的第一耗电量,并将未正常工作的电量计量单元所对应的电芯电池的耗电量视为等于该第一耗电量,并据此确定N串电芯电池的总耗电量,这样,可以提高电量计量的可靠性。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外,需要指出的是,本申请实施方式中的方法和电子设备的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能,还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能,例如,可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法,并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外,参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机,计算机,服务器,空调器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述,但是本申请并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本申请的启示下,在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,均属于本申请的保护之内。
Claims (13)
1.一种电池电量检测电路,其特征在于,所述电池电量检测电路用于检测N串电芯电池的电量,所述N串电芯电池包括N个电芯电池,所述N个电芯电池串联,N为大于1的整数;
所述电池电量检测电路包括:电流采样单元、N个电量计量单元以及(N-1)个处理电路,所述N个电量计量单元为单电芯电量计量单元;
所述电流采样单元连接于所述N串电芯电池与所述N个电量计量单元之间,所述电流采样单元用于获取所述N串电芯电池的电流,并传输至所述N个电量计量单元;
所述N个电量计量单元与所述N个电芯电池一一对应,所述(N-1)个处理电路与所述N个电芯电池中靠近所述N串电芯电池的正极的(N-1)个一一对应;
所述处理电路的第一端与对应的电芯电池的正极连接,所述处理电路的第二端与对应的电芯电池的负极连接,所述处理电路的第三端与对应的电量计量单元连接,其中,所述处理电路基于第一电压和第二电压之间的差值向对应的电量计量单元传输第三电压,所述第一电压为所述处理电路的第一端的电压,所述第二电压为所述处理电路的第二端的电压,所述电量计量单元根据所述第三电压和所述N串电芯电池的电流确定对应的电芯电池的电量;
目标电芯电池的正极与目标电量计量单元连接,所述目标电量计量单元根据所述目标电芯电池的电压和所述N串电芯电池的电流确定所述目标电芯电池的电量,所述目标电芯电池为所述N串电芯电池中除所述(N-1)个电芯电池之外的电芯电池,所述目标电量计量单元为所述N个电量计量单元中除所述(N-1)个电量计量单元之外的电量计量单元。
2.根据权利要求1所述的电池电量检测电路,其特征在于,还包括:处理器,所述处理器与所述N个电量计量单元连接;
所述处理器用于根据所述N个电量计量单元得到的所述N个电芯电池的电量,确定所述N串电芯电池的总电量。
3.根据权利要求1所述的电池电量检测电路,其特征在于,所述处理电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和运算放大器,所述第一电阻与所述第二电阻的阻值相等,所述第三电阻与所述第四电阻的阻值相等;
所述第一电阻与所述第二电阻串联在所述处理电路对应的电芯电池的正极和接地端之间;
所述第三电阻与所述第四电阻串联在所述处理电路对应的电芯电池的负极和所述运算放大器的输出端之间;
所述运算放大器的同相输入端连接于所述第一电阻与所述第二电阻之间,所述运算放大器的反相输入端连接于所述第三电阻与所述第四电阻之间,所述运算放大器的参考端接地。
4.根据权利要求1所述的电池电量检测电路,其特征在于,所述电流采样单元包括第五电阻,所述第五电阻的第一端连接于所述N串电芯电池的负极和所述N个电量计量单元的第一电流采样端,所述第五电阻的第二端连接于所述N个电量计量单元的第二电流采样端和所述N串电芯电池对应的充电或用电设备的负极。
5.根据权利要求1所述的电池电量检测电路,其特征在于,还包括:温度检测单元,用于检测所述N个电芯电池的温度;
所述温度检测单元与所述N个电量计量单元连接,所述N个电量计量单元分别用于根据对应的电芯电池的温度和电压,以及所述N串电芯电池的电流,确定对应的电芯电池的电量。
6.根据权利要求5所述的电池电量检测电路,其特征在于,所述温度检测单元的数量为N个,所述N个温度检测单元包括N个热敏电阻,所述N个热敏电阻与所述N个电芯电池一一对应设置,且所述N个热敏电阻分别与对应同一个电芯电池的电量计量单元连接。
7.根据权利要求2所述的电池电量检测电路,其特征在于,所述处理器的第一接口与所述N个电量计量单元的第二接口匹配连接;
所述第一接口和所述第二接口包括以下至少一项:
内置集成电路I2C接口、***管理总线SMBus接口、高速数据队列HDQ接口、***电源管理接口SPMI。
8.根据权利要求7所述的电池电量检测电路,其特征在于,所述处理器通过同一通信总线与至少两个电量计量单元连接,其中,所述N个电量计量单元包括所述至少两个电量计量单元,且所述至少两个电量计量单元分别具有不同的器件地址。
9.根据权利要求1所述的电池电量检测电路,其特征在于,所述N个电量计量单元中的至少一个电量计量单元为电源管理芯片PMIC。
10.一种电子设备,其特征在于,包括:N串电芯电池和如权利要求1至9中任一项所述的电池电量检测电路,所述N串电芯电池包括N个电芯电池,所述N个电芯电池串联,N为大于1的整数。
11.一种电量计量方法,其特征在于,用于如权利要求1至9中任一项所述的电池电量检测电路,所述方法包括:
获取N个电量计量单元输出的N个电芯电池的电量;
根据所述N个电芯电池的电量确定N串电芯电池的总电量,其中,所述N串电芯电池包括所述N个电芯电池。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
获取所述N个电量计量单元的内部状态机信息和/或计量参数;
在根据所述N个电量计量单元的内部状态机信息和/或计量参数,确定第一电量计量单元处于异常状态的情况下,向所述第一电量计量单元发送复位信息,其中,所述复位信息用于复位所述第一电量计量单元,所述N个电量计量单元包括所述第一电量计量单元。
13.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在所述N个电量计量单元中的第二电量计量单元处异常状态的情况下,根据第三电量计量单元获取的电量估计所述N串电芯电池的总电量,其中,所述第三电量计量单元为所述N个电量计量单元中的处于正常工作状态下的电量计量单元。
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