一种电池检测方法与流程

本发明涉及一种电池的检测方法，具体涉及一种一次性锂锰扣式电池的带负载压降检测方法。

背景技术：

随着社会的发展，智能化产品越来越普及，且人们对产品要求越来越高，这就使得成本低廉、尺寸小容量大的锂锰扣式电池得到广泛的应用，例如轻智能手表、传统手表等产品。但是扣式电池由于其内阻高，带负载能力差的特征，在智能产品上应用时特别容易遇到供电异常的问题。

一次性锂锰扣式电池相对比二次可充电锂电池，成本更低，体积更小，但是内阻较大，带负载能力偏低。当扣式电池使用一段时间后，随着电池容量逐渐减小，电池内阻会逐步增大，使得带负载能力进一步降低。对于类似于轻智能手表等产品，内部有很多电气功能，例如蓝牙、计步、马达等，这些功能工作时需要较大电流，使得扣式电池产生较大压降，导致产品的供电电源波动较大。在这种情况下，如果不能准确判断电池压降，产品在使用过程中很容易因为电池压降过大导致产品供电不足出现异常，这结果是不可接受的。

技术实现要素：

本发明基于上述的缺陷提供一种在使用一次性扣式电池供电产品上实现准确检测电池压降的电路和方法，解决产品无法准确测试当电气功能启动时电池压降的缺陷，并且有效解决产品因突然启动电气功能使得电池电压过低导致产品死机的问题，进一步提升产品的可靠性和用户的体验。

本发明具体的技术方案如下：

一种电池检测方法，所述方法包括：

检测第一工作模块在第一持续时间t1内的第一工作电流i1和第一电压压降v1；检测第二工作模块在第二持续时间t2内的第二工作电流i2和第二电压压降v2；

将所述第一工作模块和第二工作模块负载电阻化，依据r=v/i，分别得出第一工作模块的第一模拟负载电阻r1和第二工作模块的第二模拟负载电阻r2；

对所述电池附加模拟电路，所述模拟电路包括单片机、分压路和包括第一模拟负载电阻路和第二模拟负载电阻路的至少两路模拟负载电阻路；所述分压路用于对所述单片机提供设定值的电压；每路所述模拟负载电阻电路的电阻可调，均包括可调电阻和场效应管；

赋予所述第一模拟负载电阻路的第一可调电阻所述第一模拟负载电阻r1，所述第二模拟负载电阻路的第二可调电阻所述第二模拟负载电阻r2；

s1，关闭除所述第一工作模块的其余工作模块，（开启该模拟负载电阻路时，其他所有工作模块都要处于关闭状态），所述单片机通过控制所述第一模拟负载电阻路的第一场效应管开启所述第一模拟负载电阻路，开启时长为所述第一持续时间t1，检测所述第一持续时间t1后的第一电池电压v11；

s2，所述单片机对压降进行判断：

若所述第一电池电压v11处于所述第一电压压降v1的第一误差范围内，则确认所述第一工作模块的负载电阻化，将所述第一可调电阻的电阻固定为所述第一模拟负载电阻r1；

若所述第一电池电压v11不处于所述第一电压压降v1的第一误差范围内，则调整所述第一可调电阻的电阻，重复所述s1和s2，直至所述第一电池电压v11处于所述第一电压压降v1的第一误差范围内，则确认所述第一工作模块的负载电阻化，将所述第一可调电阻的电阻固定为所述第一模拟负载电阻r1固定为最后一次调整得到的第一可调电阻的电阻；

s3，关闭除所述第二工作模块的其余工作模块，所述单片机通过控制所述第二模拟负载电阻路的第二场效应管开启所述第二模拟负载电阻路，开启时长为所述第二持续时间t2，检测所述第二持续时间t2后的第二电池电压v21；

s4，所述单片机对压降进行判断：

若所述第二电池电压v21处于所述第二电压压降v2的第二误差范围内，则确认所述第二工作模块的负载电阻化，将所述第二可调电阻的电阻固定为所述第二模拟负载电阻r2；

若所述第二电池电压v21不处于所述第二电压压降v2的第二误差范围内，则调整所述第二可调电阻的电阻，重复所述s3和s4，直至所述第二电池电压v21处于所述第二电压压降v2的第二误差范围内，则确认所述第二工作模块的负载电阻化，将所述第二可调电阻的电阻固定为所述第二模拟负载电阻r2固定为最后二次调整得到的第二可调电阻的电阻；

所述单片机连接所述电池并连接安装所述电池的移动终端，周期性地启动所述模拟电路，并实施如下控制：

所述单片机仅开启所述至少两路模拟负载电阻路中的第一模拟负载电阻路的第一场效应管，并检测此时的第一模拟电池压降，若所述电池压降低于单片机工作电压的下限电压值，则关闭所述第一模拟负载电阻路对应的第一工作模块；若所述电池压降不低于单片机工作电压的下限电压值，则等待下一个周期的检查；

所述单片机仅开启所述至少两路模拟负载电阻路中的第二模拟负载电阻路的第二场效应管，并检测此时的第二模拟电池压降，若所述电池压降低于单片机工作电压的下限电压值，则关闭所述第二模拟负载电阻路对应的第二工作模块；若所述电池压降不低于单片机工作电压的下限电压值，则等待下一个周期的检查。

进一步地，所述第一持续时间t1和第二持续时间t2均为1-5秒（具体的数值依赖于实际产品工作模块的实际工作时间）。

进一步地，所述单片机优选为tlsr8251可编程控制单片机。

进一步地，所述场效应管为n-mos管。

进一步地，所述电池为一次性锂锰扣式电池。

进一步地，所述模拟电路的结构包括：

单片机vcc引脚连接电池，单片机vcc引脚与gnd引脚之间连接有并联设置的第一电容c1和第二电容c2，单片机的rf引脚连接蓝牙天线；单片机的gpio1引脚通过第四电阻r4连接第一n-mos管q1的栅极，单片机的gpio1引脚通过第五电阻r5连接第二n-mos管q2的栅极，单片机的gpio1引脚通过第六电阻r6连接第三n-mos管q3的栅极；

第一n-mos管q1、第二n-mos管q2和第三n-mos管q3的源极接地；第一n-mos管、第二n-mos管和第三n-mos管的栅极和源极之间均链接有第三电容，第一n-mos管的漏极通过第一模拟负载电阻r1连接电池正极，第二n-mos管的漏极通过第二模拟负载电阻r2连接电池正极，第三n-mos管的漏极通过第三模拟负载电阻r3连接电池正极；

电池的正负极之间串联连接有第九电阻r9和第十电阻r10，单片机u1的adc引脚连接到所述第九电阻r9和第十电阻r10之间；电池的负极接地，单片机u1的adc引脚通过第四电容c34接地。

进一步地，所述第一电容容值为10uf，第二电容的容值为0.1uf；第三电容选地为10nf，所述第四电容c23为0.1uf。

进一步地，所述第九电阻的电阻为5.1mω，所述第十电阻的电阻为1.8mω。

一种电池检测方法，所述方法包括：

检测第一工作模块在第一持续时间t1内的第一工作电流i1和第一电压压降v1；

将所述第一工作模块的负载电阻化，依据r=v/i，得出第一工作模块的第一模拟负载电阻r1；

对所述电池附加模拟电路，所述模拟电路包括单片机、分压路和包括第一模拟负载电阻路的至少一路模拟负载电阻路；所述分压路用于对所述单片机提供设定值的电压；每路所述模拟负载电阻电路的电阻可调，均包括可调电阻和场效应管；

赋予所述第一模拟负载电阻路的第一可调电阻所述第一模拟负载电阻r1；并实时如下步骤：

s1，关闭除所述第一工作模块的其余工作模块，所述单片机通过控制所述第一模拟负载电阻路的第一场效应管开启所述第一模拟负载电阻路，开启时长为所述第一持续时间t1，检测所述第一持续时间t1后的第一电池电压v11；

s2，所述单片机对压降进行判断：

若所述第一电池电压v11处于所述第一电压压降v1的第一误差范围内，则确认所述第一工作模块的负载电阻化，将所述第一可调电阻的电阻固定为所述第一模拟负载电阻r1；

若所述第一电池电压v11不处于所述第一电压压降v1的第一误差范围内，则调整所述第一可调电阻的电阻，重复所述s1和s2，直至所述第一电池电压v11处于所述第一电压压降v1的第一误差范围内，则确认所述第一工作模块的负载电阻化，将所述第一可调电阻的电阻固定为所述第一模拟负载电阻r1固定为最后一次调整得到的第一可调电阻的电阻；

所述单片机连接所述电池并连接安装所述电池的移动终端，周期性地启动所述模拟电路，并实施如下控制：

所述单片机仅开启所述至少一路模拟负载电阻路中的第一模拟负载电阻路的第一场效应管，并检测此时的第一模拟电池压降，若所述电池压降低于单片机工作电压的下限电压值，则关闭所述第一模拟负载电阻路对应的第一工作模块；若所述电池压降不低于单片机工作电压的下限电压值，则等待下一个周期的检查。

附图说明

图1为本发明的模拟电路图。

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，下面将对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述……，但这些……不应限于这些术语。这些术语仅用来将……区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一……也可以被称为第二……，类似地，第二……也可以被称为第一……。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测（陈述的条件或事件）”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测（陈述的条件或事件）时”或“响应于检测（陈述的条件或事件）”。

还需要说明的是，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商品或者系统不仅包括那些要素，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商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

目前的一次性电池应用到移动终端后，一般会在电池快要耗尽的时候，设置提醒的功能，如电量低于15%或者10%的时候会发出电池电量低的警告。当然也有大部分的设备不会发出这个提醒，而是不断地任由电池放电直至电量耗尽。事实上，在电池电量不足以支撑移动终端的功能模块的工作的时候，各个部件可能不能正常地工作，这样，会导致采集的数据不准确，如蓝牙通信无法数据传输、心率监控测量的数据严重失真等等。

对此，本申请主要为了提供一种能够在负载不能正常工作的情况下，及时关闭该负载，防止供电不足导致采集数据失真。

首先，权衡产品中使用频率较高、工作电压较大的至少3个功能模块，如针对智能手表产品的蓝牙、马达和flash三个功能模块，使用具有压vcc的标准电压进行供电，在关闭其余功能的情况下，对该三个功能模块分别进行测试，记录：

蓝牙工作电流i1、持续时间t1和电压压降v1；

马达工作电流i2、持续时间t2和电压压降v2；

flash工作电流i3、持续时间t3和电压压降v3。

将上述的负载电阻化，依据公式r=vcc/i得出蓝牙的模拟电阻r1、马达的模拟电阻r2和flash的模拟电阻r3。

一般来说，持续时间的确定按照各个功能模块的具体工作是确定的，如我们可以以秒为单位来确定，例如，将持续时间t1、t2和t3均设置为1-5秒。优选地可以设置为2s。

其次，设计模拟电路。如附图1所示，单片机u1优选为tlsr8251可编程控制单片机，模拟电路的结构包括：

单片机vcc引脚连接电池，电池一般为安装在智能手表中的一次性锂锰扣式电池；

单片机vcc引脚与gnd引脚之间连接有并联设置的第一电容c1和第二电容c2，其中，第一电容容值为10uf，第二电容的容值为0.1uf；

单片机的rf引脚连接蓝牙天线；

单片机的gpio1引脚通过第四电阻r4连接第一n-mos管q1的栅极，单片机的gpio2引脚通过第五电阻r5连接第二n-mos管q2的栅极，单片机的gpio3引脚通过第六电阻r6连接第三n-mos管q3的栅极；

第一n-mos管q1、第二n-mos管q2和第三n-mos管q3的源极接地；第一n-mos管、第二n-mos管和第三n-mos管的栅极和源极之间均链接有第三电容c3（图1中c3、c4和c5为同一型号电容）。第三电容c3优选地为10nf；

第一n-mos管的漏极通过第一模拟负载电阻r1连接电池正极，第二n-mos管的漏极通过第二模拟负载电阻r2连接电池正极，第三n-mos管的漏极通过第三模拟负载电阻r3连接电池正极；

电池的正负极之间串联连接有第九电阻r9和第十电阻r10，单片机u1的adc引脚连接到所述第九电阻r9和第十电阻r10之间。优选地，所述第九电阻的电阻为5.1mω，所述第十电阻的电阻为1.8mω；

电池的负极接地，单片机u1的adc引脚通过第四电容c34接地，优选地，所述第四电容c23为0.1uf。

所述的单片机u1根据分压采样第九电阻r9和第十电阻r10的分压值，配置好其adc引脚获取的电压值。具体的实现方法如下：

找一个标准的直流源，给r9和r10组成的分压电路施加3v直流电压，此时可以得到分压后的adc值为3/(r9+r10)*r10。举例参考附图1的参数，r9=5.1mω，r10=1.8mω，计算出3v电源时的分压adc值为3/(5.1+1.8)*1.8=0.78v。将用标准3v直流电源得出来的adc分压值配置进u1单片机。之后u1单片机即可根据采样到的adc值，推算出此时供电的电池电压值。

然后，优选设置所述的第一模拟负载电阻r1、第二模拟负载电阻r2和第三模拟负载电阻r3可以为可调电阻。

由单片机u1依次驱动其gpio1、gpio2和gpio3输出高电平，持续时间分别为上述的持续时间t1、t2和t3，此时，第一n-mos管q1、第二n-mos管q2和第三n-mos管q3的栅极为高电平，第一n-mos管q1、第二n-mos管q2和第三n-mos管q3依次导通，电池vcc依次通过模拟电阻r11、模拟电阻r21和模拟电阻r31对地放电，依次采样记录此时的电池电压v11、v21和v31。

对比所述电压压降v1和电池电压v11、电压压降v2和电池电压v21和电压压降v3和电池电压v31，若他们之间的差值分别在比例阈值的范围之内，第一模拟负载电阻r1、第二模拟负载电阻r2和第三模拟负载电阻r3的电阻即为所述模拟电阻r11、模拟电阻r21和模拟电阻r31，并将第一模拟负载电阻r1、第二模拟负载电阻r2和第三模拟负载电阻r3调节至计算出的电阻。

若他们之间的差值有任何一个不处于所述比例阈值的范围之内，则调整对应的模拟电阻，直至他们之间的差值分别在误差的范围之内。

误差优选为±3%，即当电池电压v11处于【97%v1，103%v1】的范围之内，计算出第二模拟负载电阻r1；当电池电压v21处于【97%v2，103%v2】的范围之内，计算出第二模拟负载电阻r2；当电池电压v31处于【97%v3，103%v3】的范围之内，计算出第三模拟负载电阻r3。

由此，模拟电路配置完毕。上述优选选择了三个负载，根据不同的需求，可以选定不同的负载，按照上述的方法确定出该负载在模拟电路中的模拟负载。

再次，在产品的使用过程中，在产品正常使用过程中，单片机周期性的依次驱动gpio1，gpio2，gpio3输出高电平，q1,q2，q3开关管导通后，立即采用adc检测电池电压。当检测到电池电压接近单片机工作电压门阀值时，及时关闭相应功能模块。例如单片机驱动gpio1输出高电平，q1导通，电池vcc通过r1电阻对地放电，以此来模拟蓝牙功能打开时的耗电情况。当adc检测到此时电池电压接近单片机u1工作电压的下限电压值时，此时单片机u1就会判断出该电池电量比较低，不适合使用蓝牙功能，单片机u1就会屏蔽蓝牙功能，并且提示用户此时电量低，蓝牙功能关闭。以此来保证产品不会因为客户突然启动蓝牙功能模块而导致单片机供电不足引起设备工作异常。产品在非检测过程的其他时间段，gpio1，gpio2，gpio3输出低电平，此时q1，q2，q3栅极电压为低电平，q1，q2，q3开关管关断，防止产品漏电导致电池电量消耗。

通过上述的技术方案，一是计出电池的模拟负载电路，并且设置相应的负载电阻，二是可以解决现有的当电池电量过低时，一揽子全部关闭移动终端的所有耗电功能的缺陷，本申请可以分别针对不同的负载关闭不同的功能，而不会影响其他功能的使用，如有可能q3对应的马达功能被关闭的时候，蓝牙芯片的检测电压值大于下限电压，使得蓝牙芯片可以正常使用。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围。