電池監(jiān)控裝置及可穿戴設(shè)備的制作方法

本實用新型涉及一種電池監(jiān)控裝置及使用該裝置的可穿戴設(shè)備，特別涉及一種電池溫度監(jiān)控裝置及使用該裝置的可穿戴設(shè)備。

背景技術(shù)：

生活中鋰電池幾乎無處不在，手機(jī)、平板電腦、相機(jī)以及筆記本電腦等電子產(chǎn)品都需要通過鋰離子電池供電，即使電池本身已經(jīng)作了過充過放保護(hù)，但有時也會因為某些意外狀況導(dǎo)致過熱爆炸。對于使用時與用戶體表接觸的電子產(chǎn)品，例如可穿戴設(shè)備，與電池相關(guān)的用戶安全問題更加需要引起重視。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本實用新型提出了一種電池監(jiān)控裝置，包括電池接口電路單元、第一溫度監(jiān)測單元、第二溫度監(jiān)測單元、充電控制單元以及放電控制單元；所述電池接口電路單元包括第一溫度輸出端和第二溫度輸出端，所述充電控制單元包括充電控制輸入端和充電控制輸出端，所述放電控制單元包括第一放電控制輸入端和放電控制輸出端；所述第一溫度輸出端連接至所述第一溫度監(jiān)測單元的輸入端，所述第一溫度監(jiān)測單元的輸出端連接至所述充電控制輸入端，所述充電控制輸出端連接至所述電池接口電路單元；所述第二溫度輸出端連接至所述第二溫度監(jiān)測單元的輸入端，所述第二溫度監(jiān)測單元的輸出端連接至所述第一放電控制輸入端，所述放電控制輸出端連接至所述電池接口電路單元。

在一個實施方案中，所述第一溫度監(jiān)測單元包括第一熱敏電阻器和第一溫度比判單元，所述第二溫度監(jiān)測單元包括第二熱敏電阻器和第二溫度比判單元；所述第一熱敏電阻器的輸入端作為所述第一溫度監(jiān)測單元的輸入端，所述第一熱敏電阻器的輸出端連接至所述第一溫度比判單元的輸入端，所述第一溫度比判單元的輸出端作為所述第一溫度監(jiān)測單元的輸出端；所述第二熱敏電阻器的輸入端作為所述第二溫度監(jiān)測單元的輸入端，所述第二熱敏電阻器的輸出端連接至所述第二溫度比判單元的輸入端，所述第二溫度比判單元的輸出端作為所述第二溫度監(jiān)測單元的輸出端。

可選地，所述電池接口電路單元還包括電量輸出端，所述電池監(jiān)控裝置還包括電量監(jiān)測單元，所述放電控制單元還包括第二放電控制輸入端；所述電量輸出端連接至所述電量監(jiān)測單元的輸入端，所述電量監(jiān)測單元的輸出端連接至所述第二放電控制輸入端。

進(jìn)一步地，所述電量監(jiān)測單元包括電量傳感器和電量比判單元，所述電量傳感器的輸入端作為所述電量監(jiān)測單元的輸入端，所述電量傳感器的輸出端連接至所述電量比判單元的輸入端，所述電量比判單元的輸出端作為所述電量監(jiān)測單元的輸出端。

另一方面，本實用新型還提供一種可穿戴設(shè)備，所述可穿戴設(shè)備包括所述電池監(jiān)控裝置。優(yōu)選地，該可穿戴設(shè)備為智能手表、智能手環(huán)或智能貼片。

本實用新型通過監(jiān)測電池充電和放電過程的溫度，并通過對應(yīng)的充電控制單元和放電控制單元控制電池接口電路單元，避免電池發(fā)熱產(chǎn)生危險事故。

同時，本實用新型設(shè)置分離式的電池充電溫度監(jiān)測控制單元和電池放電溫度監(jiān)測控制單元：充電監(jiān)控時，各放電監(jiān)控單元(第二溫度監(jiān)測單元及其附屬單元、電量監(jiān)測單元及其附屬單元、放電控制單元)處于斷電模式；放電監(jiān)控時，各充電監(jiān)控單元(第一溫度監(jiān)測單元及其附屬單元、充電控制單元)處于斷電模式；與一體式的電池充放電管理單元相比，本實用新型能夠使整體裝置的功耗降低，提高續(xù)航能力。

附圖說明

圖1為本實用新型一示例性實施例的電池監(jiān)控裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型電池監(jiān)控裝置的一種實施方案的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型電池監(jiān)控裝置的再一種實施方案的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實用新型的一種可穿戴設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)行更詳細(xì)的闡述。

參考圖1，電池監(jiān)控裝置，包括：電池接口電路單元160、第一溫度監(jiān)測單元110、第二溫度監(jiān)測單元120、充電控制單元130以及放電控制單元140；電池接口電路單元160包括第一溫度輸出端和第二溫度輸出端，充電控制單元130包括充電控制輸入端和充電控制輸出端，放電控制單元140包括第一放電控制輸入端和放電控制輸出端；第一溫度輸出端連接至第一溫度監(jiān)測單元110的輸入端，第一溫度監(jiān)測單元110的輸出端連接至充電控制輸入端，充電控制輸出端連接至電池接口電路單元160；第二溫度輸出端連接至第二溫度監(jiān)測單元120的輸入端，第二溫度監(jiān)測單元120的輸出端連接至第一放電控制輸入端，放電控制輸出端連接至電池接口電路單元160。

具體工作過程為：第一溫度監(jiān)測單元110通過電池接口電路單元160的第一溫度輸出端監(jiān)測電池充電過程中的電池溫度，當(dāng)?shù)谝粶囟缺O(jiān)測單元110監(jiān)測的電池溫度大于或等于預(yù)設(shè)的第一溫度閾值時，充電控制單元130控制降低輸出至電池接口電路單元160的充電電流的大小；第二溫度監(jiān)測單元120通過電池接口電路單元160的第二溫度輸出端監(jiān)測電池放電過程中的電池溫度，當(dāng)?shù)诙囟缺O(jiān)測單元120監(jiān)測的電池溫度大于或等于預(yù)設(shè)的第二溫度閾值時，放電控制單元140控制斷開電池接口電路單元160的電源、停止電池繼續(xù)供電。

需要說明的是，前述電池監(jiān)控裝置的配置中，充電監(jiān)測控制單元和放電監(jiān)測控制單元在硬件電路中是彼此劃分開的，其中，充電監(jiān)測控制單元包括第一溫度監(jiān)測單元110和充電控制單元130，放電監(jiān)測控制單元包括第二溫度監(jiān)測單元120和放電控制單元140；而充電監(jiān)測控制單元涉及的各模塊單元，即第一溫度監(jiān)測單元110和充電控制單元130在硬件電路中可以不是劃分開的，類似的，放電監(jiān)測控制單元涉及的各模塊單元，即第二溫度監(jiān)測單元120和放電監(jiān)控單元140在硬件電路中也可以不是劃分開的。

前述電池監(jiān)控裝置監(jiān)測控制電池的充電和放電過程中的電池溫度，避免電池發(fā)熱產(chǎn)生危險事故：第一溫度監(jiān)測單元110監(jiān)測電池充電過程的電池溫度，當(dāng)溫度接近第一溫度閾值(預(yù)設(shè)充電溫度危險值)時，充電控制單元130通過電池接口電路單元160控制降低電池充電電流的大小，而當(dāng)溫度大于或等于第一溫度閾值時，充電控制單元130通過電池接口電路單元160控制切斷電池的充電電流；第二溫度監(jiān)測單元120監(jiān)測電池放電過程的電池溫度，當(dāng)溫度大于或等于第二溫度閾值(預(yù)設(shè)放電溫度危險值)時，放電控制單元140通過電池接口電路單元160控制斷開部分外接負(fù)載的電源供電，或者更進(jìn)一步地控制斷開全部外接負(fù)載的電源、停止電池繼續(xù)供電。

對于充電和放電使用環(huán)境完全分離的情況，即，電池在充電的時候不會放電，放電的時候不會充電：

前述電池監(jiān)控裝置監(jiān)測充電過程的電池溫度時，監(jiān)測控制的過程由外部電源提供，放電控制單元140和第二溫度監(jiān)測單元120處于斷電狀態(tài)；當(dāng)監(jiān)測放電過程的電池溫度時，監(jiān)測控制的過程由電池電源提供，充電控制單元130和第一溫度監(jiān)測單元110處于斷電狀態(tài)。

如果采用一體式的電池充放電管理單元，在監(jiān)控放電過程的電池溫度時，監(jiān)測控制的過程由電池電源提供，由于一體式的電池充放電管理單元中的充電監(jiān)控單元和放電監(jiān)控單元在硬件電路中集成混合在一起，不可避免地在放電監(jiān)控過程中，充電監(jiān)測控制單元所涉及的元器件也會產(chǎn)生工作電流，從而會產(chǎn)生一定的功耗。

因此，與一體式的電池充放電管理單元相比較，前述電池監(jiān)控裝置配置分離式的電池充電監(jiān)測控制單元和電池放電監(jiān)測控制單元，可以節(jié)省整體裝置的電能、降低功耗、延長續(xù)航時間。

在一個具體的實施案例中，參考圖2：

第一溫度監(jiān)測單元110包括第一熱敏電阻器111和第一溫度比判單元112，第一熱敏電阻器111的輸入端作為第一溫度監(jiān)測單元110的輸入端，第一溫度比判單元112的輸出端作為第一溫度監(jiān)測單元110的輸出端；電池接口電路單元160的第一溫度輸出端與第一熱敏電阻器111的輸入端連接，第一熱敏電阻器111的輸出端與第一溫度比判單元112的輸入端連接，第一溫度比判單元112的輸出端與充電控制單元130的充電控制輸入端連接。

類似地，第二溫度監(jiān)測單元120包括第二熱敏電阻器121和第二溫度比判單元122，第二熱敏電阻器121的輸入端作為第二溫度監(jiān)測單元120的輸入端，第二溫度比判單元122的輸出端作為第二溫度監(jiān)測單元120的輸出端；電池接口電路單元160的第二溫度輸出端與第二熱敏電阻器121的輸入端連接，第二熱敏電阻器121的輸出端與第二溫度比判單元122的輸入端連接，第二溫度比判單元122的輸出端與放電控制單元140的第一放電控制輸入端連接。

需要說明的是，第一熱敏電阻器111、第一溫度比判單元112以及充電控制單元130各模塊單元，可以其中一個模塊單元是另一個模塊單元的一部分，或者可以其中一個模塊單元包含其它模塊單元。同樣地，第二熱敏電阻器121、第二溫度比判單元122以及放電控制單元140各模塊單元，可以其中一個模塊單元是另一個模塊單元的一部分，或者可以其中一個模塊單元包含其它模塊單元。

具體工作過程為，第一熱敏電阻器111感測電池充電過程中的電池溫度，第一溫度比判單元112將第一熱敏電阻器111感測的溫度值與預(yù)設(shè)的第一溫度閾值進(jìn)行比較，第一溫度比判單元112將比較結(jié)果傳輸給充電控制單元130，當(dāng)?shù)谝粺崦綦娮杵?11感測的電池溫度值接近第一溫度閾值時，充電控制單元130通過電池接口電路單元160控制降低充電電流的大小，當(dāng)?shù)谝粺崦綦娮杵?11感測的電池溫度值大于或等于第一溫度閾值時，充電控制單元130通過電池接口電路單元160控制切斷電池的充電電流；第二熱敏電阻器121感測電池放電過程中的電池溫度，第二溫度比判單元122將第二熱敏電阻器121感測的溫度值與預(yù)設(shè)的第二溫度閾值進(jìn)行比較，第二溫度比判單元122將比較結(jié)果傳輸至放電控制單元140，當(dāng)?shù)诙崦綦娮杵?21感測的電池溫度值大于或等于預(yù)設(shè)的第二溫度閾值時，放電控制單元140通過電池接口電路單元160控制斷開部分外接負(fù)載的電源供電，或者更進(jìn)一步地控制斷開全部外接負(fù)載的電源、停止電池繼續(xù)供電。

可選地，參考圖3：電池接口電路單元160還包括電量輸出端，電池監(jiān)控裝置還包括電量監(jiān)測單元150，放電控制單元140還包括第二放電控制輸入端；電池接口電路單元160的電量輸出端與電量監(jiān)測單元150的輸入端連接，電量監(jiān)測單元150的輸出端與放電控制單元140的第二放電控制輸入端連接。

具體地，電量監(jiān)測單元150包括電量傳感器151和電量比判單元152，電量傳感器151的輸入端作為電量監(jiān)測單元150的輸入端，電量比判單元152的輸出端作為電量監(jiān)測單元150的輸出端；電池接口電路單元160的電量輸出端與電量傳感器151的輸入端連接，電量傳感器151的輸出端與電量比判單元152的輸入端連接，電量比判單元152的輸出端與放電控制單元140的第二放電控制輸入端連接。

電量傳感器151、電量比判單元152、第二熱敏電阻器121、第二溫度比判單元122以及放電控制單元140各模塊單元，可以其中一個模塊單元是另一個模塊單元的一部分，或者可以其中一個模塊單元包含其它模塊單元。

具體工作過程為，電量傳感器151感測電池的剩余電量，電量比判單元152將電量傳感器151感測的電池剩余電量與預(yù)設(shè)電量閾值進(jìn)行比較，電量比判單元152將比較結(jié)果傳輸至放電控制單元140，當(dāng)電量傳感器151感測的電池剩余電量小于或等于預(yù)設(shè)電量閾值時，放電控制單元140通過電池接口電路單元160控制斷開部分外接負(fù)載的電源供電，或者更進(jìn)一步地控制斷開全部外接負(fù)載的電源、停止電池繼續(xù)供電。

通過配置電量監(jiān)測單元，能夠防止電池過度放電，提高電池使用壽命，還能有助于識別有問題的電池，以便及時更換，從而避免發(fā)生電池相關(guān)的危險事故。

本實用新型的電池監(jiān)控裝置可應(yīng)用在可穿戴設(shè)備中，特別是體表接觸式的可穿戴設(shè)備中，例如智能手表、智能手環(huán)、智能貼片等。如圖4所示，這些可穿戴設(shè)備包括上述電池監(jiān)控裝置、心率采集單元、血壓采集單元、顯示單元、藍(lán)牙通訊單元以及存儲器?？纱┐髟O(shè)備能夠?qū)⒂脩舻慕】禂?shù)據(jù)采集傳輸至用戶移動終端、醫(yī)生移動終端、或者遠(yuǎn)方服務(wù)器，以實現(xiàn)對用戶的健康跟蹤或疾病監(jiān)控。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本申請中所公開的實施方案的特征進(jìn)行組合、重新排列等以產(chǎn)生本實用新型范圍內(nèi)的其它實施方案，還可以進(jìn)行各種其它的改變、省略和添加，而不脫離本實用新型的精神和范圍。