电池监控装置及可穿戴设备的制作方法

本实用新型涉及一种电池监控装置及使用该装置的可穿戴设备，特别涉及一种电池温度监控装置及使用该装置的可穿戴设备。

背景技术：

生活中锂电池几乎无处不在，手机、平板电脑、相机以及笔记本电脑等电子产品都需要通过锂离子电池供电，即使电池本身已经作了过充过放保护，但有时也会因为某些意外状况导致过热爆炸。对于使用时与用户体表接触的电子产品，例如可穿戴设备，与电池相关的用户安全问题更加需要引起重视。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提出了一种电池监控装置，包括电池接口电路单元、第一温度监测单元、第二温度监测单元、充电控制单元以及放电控制单元；所述电池接口电路单元包括第一温度输出端和第二温度输出端，所述充电控制单元包括充电控制输入端和充电控制输出端，所述放电控制单元包括第一放电控制输入端和放电控制输出端；所述第一温度输出端连接至所述第一温度监测单元的输入端，所述第一温度监测单元的输出端连接至所述充电控制输入端，所述充电控制输出端连接至所述电池接口电路单元；所述第二温度输出端连接至所述第二温度监测单元的输入端，所述第二温度监测单元的输出端连接至所述第一放电控制输入端，所述放电控制输出端连接至所述电池接口电路单元。

在一个实施方案中，所述第一温度监测单元包括第一热敏电阻器和第一温度比判单元，所述第二温度监测单元包括第二热敏电阻器和第二温度比判单元；所述第一热敏电阻器的输入端作为所述第一温度监测单元的输入端，所述第一热敏电阻器的输出端连接至所述第一温度比判单元的输入端，所述第一温度比判单元的输出端作为所述第一温度监测单元的输出端；所述第二热敏电阻器的输入端作为所述第二温度监测单元的输入端，所述第二热敏电阻器的输出端连接至所述第二温度比判单元的输入端，所述第二温度比判单元的输出端作为所述第二温度监测单元的输出端。

可选地，所述电池接口电路单元还包括电量输出端，所述电池监控装置还包括电量监测单元，所述放电控制单元还包括第二放电控制输入端；所述电量输出端连接至所述电量监测单元的输入端，所述电量监测单元的输出端连接至所述第二放电控制输入端。

进一步地，所述电量监测单元包括电量传感器和电量比判单元，所述电量传感器的输入端作为所述电量监测单元的输入端，所述电量传感器的输出端连接至所述电量比判单元的输入端，所述电量比判单元的输出端作为所述电量监测单元的输出端。

另一方面，本实用新型还提供一种可穿戴设备，所述可穿戴设备包括所述电池监控装置。优选地，该可穿戴设备为智能手表、智能手环或智能贴片。

本实用新型通过监测电池充电和放电过程的温度，并通过对应的充电控制单元和放电控制单元控制电池接口电路单元，避免电池发热产生危险事故。

同时，本实用新型设置分离式的电池充电温度监测控制单元和电池放电温度监测控制单元：充电监控时，各放电监控单元(第二温度监测单元及其附属单元、电量监测单元及其附属单元、放电控制单元)处于断电模式；放电监控时，各充电监控单元(第一温度监测单元及其附属单元、充电控制单元)处于断电模式；与一体式的电池充放电管理单元相比，本实用新型能够使整体装置的功耗降低，提高续航能力。

附图说明

图1为本实用新型一示例性实施例的电池监控装置的结构示意图；

图2为本实用新型电池监控装置的一种实施方案的结构示意图；

图3为本实用新型电池监控装置的再一种实施方案的结构示意图；

图4为本实用新型的一种可穿戴设备的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行更详细的阐述。

参考图1，电池监控装置，包括：电池接口电路单元160、第一温度监测单元110、第二温度监测单元120、充电控制单元130以及放电控制单元140；电池接口电路单元160包括第一温度输出端和第二温度输出端，充电控制单元130包括充电控制输入端和充电控制输出端，放电控制单元140包括第一放电控制输入端和放电控制输出端；第一温度输出端连接至第一温度监测单元110的输入端，第一温度监测单元110的输出端连接至充电控制输入端，充电控制输出端连接至电池接口电路单元160；第二温度输出端连接至第二温度监测单元120的输入端，第二温度监测单元120的输出端连接至第一放电控制输入端，放电控制输出端连接至电池接口电路单元160。

具体工作过程为：第一温度监测单元110通过电池接口电路单元160的第一温度输出端监测电池充电过程中的电池温度，当第一温度监测单元110监测的电池温度大于或等于预设的第一温度阈值时，充电控制单元130控制降低输出至电池接口电路单元160的充电电流的大小；第二温度监测单元120通过电池接口电路单元160的第二温度输出端监测电池放电过程中的电池温度，当第二温度监测单元120监测的电池温度大于或等于预设的第二温度阈值时，放电控制单元140控制断开电池接口电路单元160的电源、停止电池继续供电。

需要说明的是，前述电池监控装置的配置中，充电监测控制单元和放电监测控制单元在硬件电路中是彼此划分开的，其中，充电监测控制单元包括第一温度监测单元110和充电控制单元130，放电监测控制单元包括第二温度监测单元120和放电控制单元140；而充电监测控制单元涉及的各模块单元，即第一温度监测单元110和充电控制单元130在硬件电路中可以不是划分开的，类似的，放电监测控制单元涉及的各模块单元，即第二温度监测单元120和放电监控单元140在硬件电路中也可以不是划分开的。

前述电池监控装置监测控制电池的充电和放电过程中的电池温度，避免电池发热产生危险事故：第一温度监测单元110监测电池充电过程的电池温度，当温度接近第一温度阈值(预设充电温度危险值)时，充电控制单元130通过电池接口电路单元160控制降低电池充电电流的大小，而当温度大于或等于第一温度阈值时，充电控制单元130通过电池接口电路单元160控制切断电池的充电电流；第二温度监测单元120监测电池放电过程的电池温度，当温度大于或等于第二温度阈值(预设放电温度危险值)时，放电控制单元140通过电池接口电路单元160控制断开部分外接负载的电源供电，或者更进一步地控制断开全部外接负载的电源、停止电池继续供电。

对于充电和放电使用环境完全分离的情况，即，电池在充电的时候不会放电，放电的时候不会充电：

前述电池监控装置监测充电过程的电池温度时，监测控制的过程由外部电源提供，放电控制单元140和第二温度监测单元120处于断电状态；当监测放电过程的电池温度时，监测控制的过程由电池电源提供，充电控制单元130和第一温度监测单元110处于断电状态。

如果采用一体式的电池充放电管理单元，在监控放电过程的电池温度时，监测控制的过程由电池电源提供，由于一体式的电池充放电管理单元中的充电监控单元和放电监控单元在硬件电路中集成混合在一起，不可避免地在放电监控过程中，充电监测控制单元所涉及的元器件也会产生工作电流，从而会产生一定的功耗。

因此，与一体式的电池充放电管理单元相比较，前述电池监控装置配置分离式的电池充电监测控制单元和电池放电监测控制单元，可以节省整体装置的电能、降低功耗、延长续航时间。

在一个具体的实施案例中，参考图2：

第一温度监测单元110包括第一热敏电阻器111和第一温度比判单元112，第一热敏电阻器111的输入端作为第一温度监测单元110的输入端，第一温度比判单元112的输出端作为第一温度监测单元110的输出端；电池接口电路单元160的第一温度输出端与第一热敏电阻器111的输入端连接，第一热敏电阻器111的输出端与第一温度比判单元112的输入端连接，第一温度比判单元112的输出端与充电控制单元130的充电控制输入端连接。

类似地，第二温度监测单元120包括第二热敏电阻器121和第二温度比判单元122，第二热敏电阻器121的输入端作为第二温度监测单元120的输入端，第二温度比判单元122的输出端作为第二温度监测单元120的输出端；电池接口电路单元160的第二温度输出端与第二热敏电阻器121的输入端连接，第二热敏电阻器121的输出端与第二温度比判单元122的输入端连接，第二温度比判单元122的输出端与放电控制单元140的第一放电控制输入端连接。

需要说明的是，第一热敏电阻器111、第一温度比判单元112以及充电控制单元130各模块单元，可以其中一个模块单元是另一个模块单元的一部分，或者可以其中一个模块单元包含其它模块单元。同样地，第二热敏电阻器121、第二温度比判单元122以及放电控制单元140各模块单元，可以其中一个模块单元是另一个模块单元的一部分，或者可以其中一个模块单元包含其它模块单元。

具体工作过程为，第一热敏电阻器111感测电池充电过程中的电池温度，第一温度比判单元112将第一热敏电阻器111感测的温度值与预设的第一温度阈值进行比较，第一温度比判单元112将比较结果传输给充电控制单元130，当第一热敏电阻器111感测的电池温度值接近第一温度阈值时，充电控制单元130通过电池接口电路单元160控制降低充电电流的大小，当第一热敏电阻器111感测的电池温度值大于或等于第一温度阈值时，充电控制单元130通过电池接口电路单元160控制切断电池的充电电流；第二热敏电阻器121感测电池放电过程中的电池温度，第二温度比判单元122将第二热敏电阻器121感测的温度值与预设的第二温度阈值进行比较，第二温度比判单元122将比较结果传输至放电控制单元140，当第二热敏电阻器121感测的电池温度值大于或等于预设的第二温度阈值时，放电控制单元140通过电池接口电路单元160控制断开部分外接负载的电源供电，或者更进一步地控制断开全部外接负载的电源、停止电池继续供电。

可选地，参考图3：电池接口电路单元160还包括电量输出端，电池监控装置还包括电量监测单元150，放电控制单元140还包括第二放电控制输入端；电池接口电路单元160的电量输出端与电量监测单元150的输入端连接，电量监测单元150的输出端与放电控制单元140的第二放电控制输入端连接。

具体地，电量监测单元150包括电量传感器151和电量比判单元152，电量传感器151的输入端作为电量监测单元150的输入端，电量比判单元152的输出端作为电量监测单元150的输出端；电池接口电路单元160的电量输出端与电量传感器151的输入端连接，电量传感器151的输出端与电量比判单元152的输入端连接，电量比判单元152的输出端与放电控制单元140的第二放电控制输入端连接。

电量传感器151、电量比判单元152、第二热敏电阻器121、第二温度比判单元122以及放电控制单元140各模块单元，可以其中一个模块单元是另一个模块单元的一部分，或者可以其中一个模块单元包含其它模块单元。

具体工作过程为，电量传感器151感测电池的剩余电量，电量比判单元152将电量传感器151感测的电池剩余电量与预设电量阈值进行比较，电量比判单元152将比较结果传输至放电控制单元140，当电量传感器151感测的电池剩余电量小于或等于预设电量阈值时，放电控制单元140通过电池接口电路单元160控制断开部分外接负载的电源供电，或者更进一步地控制断开全部外接负载的电源、停止电池继续供电。

通过配置电量监测单元，能够防止电池过度放电，提高电池使用寿命，还能有助于识别有问题的电池，以便及时更换，从而避免发生电池相关的危险事故。

本实用新型的电池监控装置可应用在可穿戴设备中，特别是体表接触式的可穿戴设备中，例如智能手表、智能手环、智能贴片等。如图4所示，这些可穿戴设备包括上述电池监控装置、心率采集单元、血压采集单元、显示单元、蓝牙通讯单元以及存储器。可穿戴设备能够将用户的健康数据采集传输至用户移动终端、医生移动终端、或者远方服务器，以实现对用户的健康跟踪或疾病监控。

本领域技术人员应当理解，可以对本申请中所公开的实施方案的特征进行组合、重新排列等以产生本实用新型范围内的其它实施方案，还可以进行各种其它的改变、省略和添加，而不脱离本实用新型的精神和范围。