一种电池状态检测系统及方法与流程

本发明属于电池状态检测领域，特别是一种电池状态检测系统及方法。

背景技术：

目前越来越多的电子设备采用市电和电池的双重供电方式，利于实现停电维持、便携移动等功能，例如笔记本电脑、可充电台灯等。有了电池作为后备电源，在未接入市电时允许用户持续使用一段时间，也可以有效避免使用时因突然停电造成的损失，起到数据保护的作用。这就需要用电设备提前告知电池状态，如电池是否接入、电量是否充足等信息。目前一般采用的方式是利用具有电池状态检测的电池管理芯片实现上述提示功能，但这种芯片相较于普通电阻来说价格较贵、电路较复杂，而且对于普通人来说对其功能的学习难度较大。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电池状态检测系统及方法，以采用简单的电路和少量的电阻实现电池接入状态、电量状态的检测，减少电池状态检测的物料成本、设计成本和学习成本。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种电池状态检测系统，包括第一接头单元、第二接头单元、检测单元和充电单元；

所述第一接头单元输入端设有第一触点和第三触点，输出端设有第二触点和第四触点；所述第一触点和第三触点分别用于接入电池的正极和负极，第二触点和第四触点分别对应第一触点和第三触点；

所述第二接头单元包括第一限流电阻、第一电磁继电器、第二限流电阻、第二继电器、第三限流电阻、第三继电器；所述第二触点分成5路分别接入第一电磁继电器、第二继电器的输入端、第一限流电阻、第二限流电阻、第三限流电阻；所述第四触点接入第三继电器的输入端，且第四触点和第三继电器的输入端之间接地；所述第一限流电阻、第二限流电阻、第三限流电阻分别接入第一电磁继电器、第二继电器和第三继电器的正控制端；三个电磁继电器的负控制端均接地；第一电磁继电器的输出端接入检测单元，第二继电器的输出端接入充电单元正极，第三继电器的输出端接入充电单元负极；当第一接头单元导通后，三个电磁继电器导通，所述检测单元用于对电池的输出电压进行分压，并检测输出电压以检测电池状态。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

本发明采用简单的电路和少量的电阻实现电池接入状态、电量状态的检测方法，减少电池状态检测的物料成本、设计成本和学习成本。

附图说明

图1为本发明总体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。

结合图1，本实施例的一种电池状态检测系统，包括第一接头单元a、第二接头单元b、检测单元和充电单元；

所述第一接头单元a输入端设有第一触点a1和第三触点a3，输出端设有第二触点a2和第四触点a4；所述第一触点a1和第三触点a3分别用于接入电池的正极和负极，第二触点a2和第四触点a4分别对应第一触点a1和第三触点a3；

所述第二接头单元b包括第一限流电阻、第一电磁继电器、第二限流电阻、第二继电器、第三限流电阻、第三继电器；所述第二触点a2分成5路分别接入第一电磁继电器、第二继电器的输入端、第一限流电阻、第二限流电阻、第三限流电阻；所述第四触点a4接入第三继电器的输入端，且第四触点a4和第三继电器的输入端之间接地；所述第一限流电阻、第二限流电阻、第三限流电阻分别接入第一电磁继电器、第二继电器和第三继电器的正控制端；三个电磁继电器的负控制端均接地；第一电磁继电器的输出端接入检测单元，第二继电器的输出端接入充电单元正极，第三继电器的输出端接入充电单元负极；当第一接头单元a导通后，三个电磁继电器导通，所述检测单元用于对电池的输出电压进行分压，并检测输出电压以检测电池状态。

在本实施例中，所述检测单元包括第一电阻r1、第二电阻r2、指示器件；所述第一电阻r1、第二电阻r2串联在第一电磁继电器输出端和接地间；所述指示器件采用将获得的电压转换成起到提示作用的器件，所述指示器件一端接入第一电阻r1和第二电阻r2之间，另一端接地，

在本实施例中，所述指示器件采用指示灯、蜂鸣器、电压表或单片机。采用指示灯作为指示器件时，若指示灯不亮，即可判断出电池为未接入状态，指示灯被点亮，则可判断此时已接入电池，根据指示灯亮度判定电池状态。采用单片机作为指示器件时，当接头a的输入侧和输出侧分离时(即电池未接入状态)，第一电磁继电器输出侧的处电压和电流均为0，单片机读取i/o输入信号为零，单片机据此驱动指示灯或显示器等外设提示用户电池未接入；若单片机读取i/o输入信号为高电平，单片机据此驱动指示灯或显示器等外设提示用户电池已接入，并可通过电压(u0为电池正极电压)判断并显示电池电量状态。

本发明的电池状态检测系统的工作过程为：

电池的正、负极输出导线分别与第一接头单元a的第一触点a1和第三触点a3连接，当第一接头单元a的输入侧和输出侧分离时(即电池未接入状态)，第二接头单元b的三只电磁继电器的控制端均未得电，则三只继电器的输入端和输出端均不导通，则第一电磁继电器输出端b2处电压和电流均为0，则检测单元电压u为0，则指示器件即可判断出电池为未接入状态；

当电池接入时，即第一接头单元a的输入侧和输出侧闭合，则第一触点a1和第二触点a2闭合，第三触点a3和第四触点a4闭合；此时第二接头单元b输入端b1有电压接入，电势为高，分别形成三条通路：

输入端b1—限流电阻1—控制端1+—控制端1-—接地；

输入端b1—限流电阻2—控制端2+—控制端2-—接地；

输入端b1—限流电阻3—控制端3+—控制端3-—接地。

则所述三只电磁继电器控制端均得电，则所述电磁继电器的输入端和输出端均分别导通，即第一电磁继电器输入端1和输出端1导通、第二继电器输入端2和输出端2导通、第三继电器输入端3和输出端3导通。

输入端b1和第一电磁继电器输出端b2导通，输入端b1和第二继电器输出端b3导通，第三继电器输入端b4和输出端b5导通，则第一电磁继电器输出端b2和电池正极导通，第三继电器输出端b5和电池负极导通，则电流经电池正极、第一电磁继电器输出端b2、检测单元第一电阻r1、第二电阻r2、第三继电器输出端b5、电池负极形成回路，则检测单元电压u不为0，指示器件工作(例如指示灯亮)，则可判断此时已接入电池，并可通过电压u的值判断电池电量状态。

输入端b1和第二继电器输出端b3导通，第三继电器输出端b5和电池负极导通，则充电电路正、负极分别和电池正、负极导通，实现电池充电的目的。此时充电电路正极与电池正极电势相同，充电电路负极与电池负极电势相同，检测电路中电压u仅与电池电压相关，因此充电电路不会对检测电路造成影响。

根据上述的检测系统，本发明还提出了一种电池状态检测方法，具体如下：

(a)判断电池是否接入的方法：

电池与第一接头单元a连接，将电池与第一接头单元a整体作为判断是否接入的对象；

若电池未接入，第二接头单元b未接通，检测单元中电压为零，指示器件不工作(例如指示灯不亮)，则可判断此时未接入电池；

若电池接入时，第二接头单元b接通，检测单元中电压u不为零，指示器件工作(例如指示灯亮)，则可判断此时已接入电池。

(b)判断电池电量的方法：

当电池处于接入状态时，检测单元中电压经r1和r2的分压作用，电压u的值与电池电压值成正比例关系；对于一般常见的可充电或非可充电电池，其剩余电量与其输出的电压值成正相关关系，因此当电池电量越高时，其输出电压越高，检测电路的电压u越高，输送给指示器件的电压越高，反之，输送给指示器件的电压越低；指示器件将电压高低转换成用户可直观感受的信息(例如指示灯的明暗变化，蜂鸣器的声音大小，单片机或其他处理器读取电压的值通过声音、显示等设备提示用户，等等)，实现判断电池电量的目的。