电池、终端及电池保护方法与流程

本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种电池、终端及电池保护方法。

背景技术：

随着电子产品的普及，电子产品配套的电池越来越多，对电池性能以及使用寿命等各方面要求也越来越高。电池在使用过程中发生的变形、凸出现象会影响电池的使用寿命，严重情况下导致电池漏液、破裂炸开、烧焦，甚至导致爆炸、火灾等安全事故，因此需要对电池鼓包现象进行及时检测。

目前为了对电池鼓包、损坏等形变现象进行技术检测，通常是通过人工巡查的方式来检测电池形变情况。但是在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中存在一些问题：目前采取的人工巡查方式，不能实现实时在线监测，并且由于分析数据不够具体，跌落形变程度和相关分析主要靠经验，使得难以发现电池早期细微的鼓包、损坏等形变现象，无法有效避免在用户无防备的情况下遇到上述情况时，使用终端过程中会造成的伤害。

技术实现要素：

本发明实施方式的目的在于提供一种电池、终端及电池保护方法，实现了对电池鼓包、损坏等形变现象的及时检测，提高了检测结果的准确性，有效避免了由于电池形变导致的电池炸裂等情况对终端和使用者的伤害。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种电池，包括：电芯、电池保护板、电池壳以及压力传感器；其中，电池壳包覆电芯和电池保护板，且电池保护板与电芯的正、负极耳电连接；电池保护板上设有控制芯片和与控制芯片电连接的压力传感芯片；压力传感器固定于电池壳，且覆盖电芯所在区域，压力传感器电连接至压力传感芯片。

本发明的实施方式还提供了一种终端包括充电电路、处理器以及上述述电池；充电电路和电池分别与处理器电连接，充电电路和电池电连接。

本发明的实施方式还提供了一种电池保护方法，基于本发明任意实施例提供的电池，包括：在电池处于充电状态时，压力传感芯片获取压力传感器的压力值，并上报至控制芯片；控制芯片根据压力值，控制施加在电芯的电压和/或控制输入电芯的电流。

本发明的实施方式还提供了一种电池保护方法，应用于本发明任意实施例提供的终端，包括：处理器接收来自电池的压力信息；处理器分析压力信息，控制充电电路输出的电压和/或电流和/或控制电池输出的电压和/或电流。

本发明实施方式相对于现有技术而言，通过将压力传感器固定在电池壳，且覆盖在电芯所在区域，并将压力传感器电连接至设置于电池保护板上与控制芯片电连接的压力传感芯片上，在电池充、放电的过程中，控制芯片可以通过与之电连接的压力传感芯片获取到在电芯发生变化时，压力传感器检测到的压力值，从而可以根据压力值的变化准确得到电池的形变程度，大大提高了对电池形变检测结果的准确性。

另外，压力传感器以电子油墨制作，并印刷到电池壳表面。压力传感器通过采用电子油墨制作，从而可以直接印刷到电池壳表面，制备工艺简单，且不会增加电池的厚度和重量，符合用户使用需求。

另外，压力传感器由电子薄膜制作，并贴合在电池壳表面。压力传感器通过采用电子薄膜制作，并通过贴合的方式固定在电池壳表面，从而可以根据需要进行贴合。

另外，终端还包括报警电路；报警电路与处理器电连接。在终端内设置一报警电路，并将报警电路与处理器电连接，通过对报警电路的控制，从而在电池存在异常时，及时提醒用户，保障了用户安全。

另外，压力传感芯片在获取压力传感器的压力值，并上报至控制芯片时，还获取各压力值在电芯上所处的位置，并上报至控制芯片。通过将压力值在电芯上所处的位置上报至控制芯片，从而可以根据当前位置的压力值确定电芯的形变是否在正常范围内，进一步提升了对电池形变的检测结果的准确性。

另外，控制芯片根据压力值，控制施加在电芯的电压和/或控制输入电芯的电流之后，电池保护方法还包括：控制芯片发送压力信息至终端的处理器；其中，压力信息包括压力值和对应的位置。通过发送压力信息到终端的处理器，由终端的处理器做进一步的操作处理，从而做到从源头上进行控制，进一步保证了电池的使用寿命，及用户在使用过程中的安全。

另外，处理器分析压力信息，具体包括：记录电池各位置的压力值，分析得到电池的形变数据；在形变数据与预设的报警参数相吻合时，触发报警；其中，预设的报警参数通过模拟测试电池形变至电池爆炸的临界参数获得。本发明实施例提供了一种处理器对压力信息的具体分析方法，通过将形变数据与预设的报警参数进行比对，使得数据分析更加具体，分析结果更加准确。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明第一实施方式的电池的结构示意图；

图2是本发明第一实施方式的电池中压力传感器固定在电芯所在区域的结构示意图；

图3是本发明第二实施方式的电池中压力传感器包覆整个电芯的结构示意图；

图4是本发明第三实施方式的终端的内部器件连接示意图；

图5是本发明第四实施方式的终端的内部器件连接示意图；

图6是本发明第五实施方式的电池保护方法的流程图；

图7是本发明第六实施方式的电池保护方法的流程图；

图8是本发明第七实施方式的电池保护方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种电池，如图1、2所示。该电池包括：电芯1、电池保护板2、电池壳3以及压力传感器4。其中，电池壳3包覆电芯1和电池保护板2，且电池保护板2与电芯的正极耳1-1、负极耳1-2电连接。

另外，在电池保护板2上设有控制芯片2-1和与控制芯片2-1电连接的压力传感芯片4-1。

具体的说，电芯1的正、负极耳实际是与电池保护板2上的露铜区域连接的，在实际应用中电芯1的正、负极耳也可以颠倒设置，相应的电池保护板2上与正、负极耳连接的露铜区域与之一一对应即可。

值得一提的是，现有技术中，电池保护板2主要用于在充电过程中对电芯1进行过充保护和过放保护，在实际应用中可以通过分流的方式连接电芯1的负极耳1-2与外设的负极以减少发热。

压力传感器4固定于电池壳3上，且覆盖在电芯1所在的区域，并且压力传感器4电连接至位于电池保护板2上的压力传感芯片4-1上。

另外，本实施方式中的压力传感器4可以采用电子油墨制作而成，也可以采用电子薄膜制作而成。需要说明的是，在采用电子油墨制作压力传感器4时，在制备好电池壳3后，直接将电子油墨印刷到电池壳3表面即可；在采用电子薄膜制备压力传感器4时，作为压力传感器4使用的电子薄膜是单独制备的，在制备好后，需要将电子薄膜贴合到电池壳3上。不管是采用电子油墨还是电子薄膜制备压力传感器4，具体结构关系均可如图2所示。

另外，值得一提的是，在实际应用中，压力传感器4还可以采用柔性电路板fpc制作，根据需要选择合适的材料制作即可，这里不做限制。

与现有技术相比，本实施方式中的电池通过将压力传感器固定在电池壳，且覆盖在电芯所在区域，并将压力传感器电连接至设置于电池保护板上与控制芯片电连接的压力传感芯片上，在电池充、放电的过程中，控制芯片可以通过与之电连接的压力传感芯片获取到在电芯发生变化时，压力传感器检测到的压力值，从而可以根据压力值的变化准确得到电池的形变程度，大大提高了对电池形变检测结果的准确性。

本发明的第二实施方式涉及一种电池，本实施方式在第一实施方式的基础上做了进一步改进，具体改进之处为：在电池壳3和电芯1之间，直接包覆一层压力传感器，具体结构关系如图3所示。

与现有技术相比，本实施方式中的电池通过将制作压力传感器4的电子油墨或者电子薄膜可以直接印刷或贴合在电芯1所在区域的整个电池壳3上，从而将电芯1完全包覆在内，实现对整个电芯任意位置形变的检测，进一步提高了对电池形变程度检测结果的准确性。

本发明的第三实施方式涉及一种终端，本实施方式中终端内的各器件连接关系如图4所示。

终端200包括：充电电路201、处理器202以及本发明任意实施例中的电池100。其中，充电电路201和电池100分别与处理器202电连接，充电电路和电池电连接。

充电电路201用于对电池100进行充电。处理器201用于接收来自电池的压力信息，并对接收到的压力信息进行分析，根据分析结果控制充电电路201输出的电压和/或电流。在实际应用中，处理器202在根据分析结果控制充电电路201的输出时，既可以同时控制充电电路201输出的电压和电流，也可以根据实际分析结果，择一进行控制，这里不作赘述。

另外，值得一提的是，处理器在分析压力信息后，不仅可以根据分析结果控制充电电路201的输出，如电压、电流；还可以根据分析结果控制电池100的输出，如电压、电流，具体的可以根据实际情况进行控制。

比如说，在终端内的电池仅处于充电时，即接入了充电设备，并且终端当前处于关机状态，可以直接控制充电电路201的输出，避免电池的形变程度增大。

还比如说，在终端内的电池仅处于放电时，即没有接入充电设备，但终端当前处于待机或者使用状态，可以直接控制电池100的输出，从而避免电池继续形变。

还比如说，在终端内的电池既处于充电，又在向外放电时，即接入了充电设备，并且终端当前处于待机或者使用状态，可以根据情况同时控制充电电路201的输出和电池100的输出，或者择一控制。

与现有技术相比，本实施方式中的终端，处理器通过接收来自电池的压力信息，并进行分析，根据分析结果对充电电路、电池进行相应的控制，实现对充电电路、电池输出的控制，从而避免终端内的电池发生异常形成，保证了电池和用户的安全。

本发明的第四实施方式涉及一种终端，本实施方式在第三实施方式的基础上做了进一步改进，具体改进之处为：在终端200内增设了报警电路203。

如图5所示，本实施方式中的终端200，除了包括图4中所示的器件，还包括报警电路203。

具体的，报警电路203与处理器202电连接，从而在处理器202对从电池100提供的压力信息进行分析后，并且在处理器202分析得到的电池的形变数据与预设的报警参数相吻合时，触发报警电路203进行报警，从而可以及时提醒用户当前终端的电池存在异常，停止使用当前终端，并远离。

与现有技术相比，本实施方式中的终端，通过增设一与处理器电连接的报警电路，在处理器分析得到的电池的形变数据与预设的报警参数相吻合时，触发报警电路进行报警，从而可以及时提醒用户当前终端的电池存在异常，停止使用当前终端，并远离，有效避免了由于电池鼓包等现象导致的电池炸裂等情况对使用者的伤害。

本发明的第五实施方式涉及一种电池保护方法。本实施方式中，在电池处于充电状态时，压力传感芯片获取压力传感器的压力值，并上报至控制芯片；控制芯片根据压力值，控制施加在电芯的电压和/或控制输入电芯的电流。具体流程如图6所示，其包括：

在步骤601中，压力传感芯片获取压力传感器的压力值，并上报至控制芯片。

具体的说，在电池处于充电状态时，压力传感芯片实时或者以预设的时间间隔获取压力传感器的压力值。

由于电池的电芯会随着充电过程发生形变，而压力传感器是固定在电池壳表面，且覆盖在电芯所在的区域的，压力传感器的压力值会由于电芯的形变而发生变化，因此，与压力传感器电连接的压力传感芯片需要实时或者以预设的时间间隔获取压力传感器的压力值，从而可以根据获取到的压力值，准确记录电池完整的形变情况。

另外，压力传感芯片在获取到压力传感器的压力值，并上报至控制芯片时，还获取各压力值在电芯上所处的位置，一同上报至控制芯片。

具体的说，由于电池的电芯在充电过程中发生的形变情况会因为充电过程中的电压或者电流以及充电时长的不同，在电池的不同位置产生不同的形变，另外，电池在使用中，也会由于跌落导致不同位置发送不同程度的形变，因此，压力传感芯片在上报获取到的压力值到控制芯片时，同时获取压力值在电芯上所处的具体位置一同上报至控制芯片，从而可以更加准确的判断电池形成情况。

在步骤602中，控制芯片根据压力值，控制施加在电芯的电压，结束本次电池保护流程。

具体的说，由于在电池内部，设置于电池保护板上的控制芯片与同样设置于电池保护板上的压力传感芯片电连接，因此控制芯片可以直接根据压力传感芯片上报的压力值，决定施加在电芯上的电压，通过控制施加在电芯的电压，从而达到在充电过程中对电池的保护。

值得一提的是，在实际应用中，控制芯片在控制施加在电芯的电压时，不仅可以根据从压力传感芯片得到的压力值进行控制，还可以结合压力传感芯片上报的压力值在电芯所处的位置进行具体的分析，从而决定是否需要调整施加在电芯的电压，提升了准确性。

另外，需要说明的是，控制芯片在根据压力值或者结合压力值在电芯所处的具体位置，控制施加在电芯的电压时，还可以同时控制输入电芯的电流，或者择一控制，这里不做限制，在实际应用中，控制芯片可以根据压力传感芯片上报的压力值和压力值在电芯所处的具体位置对施加在电芯的电源、输入电芯的电流进行合理控制即可。

与现有技术相比，本实施方式中的电池保护方法，在电池处于充电状态时，压力传感芯片通过获取压力传感器的压力值，并上报到与之电连接的控制芯片，从而与压力传感芯片电连接的控制芯片可以根据上报的压力值，决定控制在电芯的电压和/或控制输入电芯的电流，达到控制电池形变的作用，保障了电池和用户的安全。

本发明的第六实施方式涉及一种电池保护方法。本实施方式在第五实施的基础上做了进一步改进，具体改进之处为：控制芯片根据压力值，控制施加在电芯的电压之后，控制芯片发送压力信息至终端的处理器，具体流程如图7所示。

在步骤701中，压力传感芯片获取压力传感器的压力值，并上报至控制芯片。

在步骤702中，控制芯片根据压力值，控制施加在电芯的电压。

由于步骤701和步骤702与第五实施方式中的步骤601和步骤602大致相同，旨在当电池处于充电状态时，压力传感芯片获取压力传感器的压力值，并上报至控制芯片，然后控制芯片根据压力值，控制施加在电芯的电压，此处不再赘述。

在步骤703中，控制芯片发送压力信息至终端的处理器，结束本次电池保护流程。

具体的说，控制芯片向终端的处理器发送的压力信息中具体包括压力值和对应的位置。

通过将压力传感器的压力值和压力值在电芯所处的具体位置作为压力信息发送至终端的处理器，可以由终端的处理器对压力信息进行分析，实现控制控制充电电路和/或电池的输出，具体的如电压、电流，从而达到直接从源头上控制电池的充、放电，从根本上限制了电池的形变。

与现有技术相比，本实施方式中的电池保护方法，控制芯片通过发送包括压力值和与压力值对应的位置的压力信息至终端的处理器，终端的处理器做进一步的操作处理，做到从源头上进行控制，进一步保证了电芯的使用寿命，及用户在使用过程中的安全。

本发明的第七实施方式涉及一种电池保护方法，具体流程如图8所示。

在步骤801中，接收来自电池的压力信息。

具体的说，处理器在接收到来自电池的压力信息后会对接收到的压力信息进行分析。

需要说明的是，本实施方式中处理器接收到的压力信息具体包括压力传感器的压力值以及与该压力值对应的在电芯上所处的位置，在实际应用中还可以根据电池、终端的使用环境等设置由控制芯片发送至终端处理器的压力信息具体写到的内容，如添加对应位置的压力值的持续时长，从而在对压力信息进行分析时进一步增加准确性，这里不做限制。

在步骤802中，分析压力信息，并控制充电电路输出的电压，结束本次电池保护流程。

具体的说，处理器对压力信息的分析主要可以通过记录压力信息中电池各位置的压力值，通过对记录数据的分析得到电池的形变数据，当得到的形变数据与预设的报警参数相吻合时，处理器会发送相应的控制命令，触发与之电连接的报警电路报警，从而提示用户当前终端内的电池发生形变，使得用户可以根据情况进行维修处理等。

需要说明的是，本实施方式中预设的报警参数是通过模拟测试电池形变至电池爆炸的临界参数获得的，为了保证预设的报警参数的准确性，可以进行多次模拟测试，充分考虑在不受外力干扰和受跌落、挤压等外力干扰的情况下电池爆炸的临界参数，从而丰富了进行对比的数据，使得分析对比结果更加准确，从而大大提高对电池形变程度检测的结果。

值得一提的是，在实际应用中，处理器除了可以根据对压力信息的分析结果对充电电路输出的电压进行控制，还可以控制充电电路输出的电流，或者同时控制充电电路输出的电压和电流，这里不再一一赘述。

另外，在非充电状态下，由于用户对终端、电池的不合理使用，也会造成电池发生不同程度的形变，因此处理器也可以根据对压力信息的分析结果控制电池的输出电压和电流，或者择一控制。当然为了使终端的电池的形变程度得到更好的控制和检测，也可以根据实际情况对充电电路的输出和电池的输出选择性的进行控制，这里不做限制。

与现有技术相比，本实施方式中的电池保护方法，处理器通过对接收到的来自电池的压力信息进行分析，并根据分析结果控制充电电路、电池的输出，从而实现了对终端中电池形变程度及时准确的分析，并可以根据分析结果进行相应的保护措施，达到了保守终端、电池及用户安全的目的。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。