电池寿命的检测电路、检测方法及用电装置与流程

本技术涉及电池，具体涉及一种电池寿命的检测电路、检测方法及用电装置。

背景技术：

1、目前，采用蓄电池供电的电器应用广泛。蓄电池经过多次充放电后会发生容量衰减，衰减严重时需及时更换。但蓄电池存在个体差异，同时用户充电习惯、设备实际负载各不相同，使得电池衰减规律不固定。现有方案常依靠充放电次数估算电池寿命，受上述因素影响估算误差大，用户无法准确获知蓄电池剩余寿命，难以确定合理的电池更换时机。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术提供了一种电池寿命的检测电路及用电装置，以解决现有技术中无法准确获知蓄电池剩余寿命的技术问题。

2、第一方面，本技术提供了一种电池寿命的检测电路，该检测电路包括：

3、电池；

4、负载开关，负载开关的一端与电池的一端连接，负载开关的另一端连接负载；负载开关的另一端与电池的另一端共同用于向负载供电；

5、检测组件，包括至少两个检测支路，各检测支路并联于电池两端；检测支路包括依次串联的检测开关以及检测电阻，检测开关导通时，对应的检测支路与电池构成检测回路；

6、控制组件，具有采样检测端，采样检测端连接于对应检测支路的检测开关与检测电阻之间；采样检测端用于采集检测电阻两端的检测电压并得到电池的实际内阻； 控制组件分别与负载开关、各检测支路的检测开关电连接，用于控制负载开关、各检测开关的通断；

7、若电池处于满电且未工作状态，且实际内阻大于第一阈值，则电池的寿命已到期；

8、若电池处于工作状态，且实际内阻大于第二阈值，则电池的寿命已到期。

9、有益效果：由于电池寿命与电池的实际内阻相关，因此本方案通过计算电池的实际内阻来判定电池寿命，这样可以不受电池个体差异、用户充电习惯、负载工况的影响，直接基于电池真实内阻进行老化判定，提升电池寿命检测的准确度。并且，本方案设置多个检测支路，可以通过多组电压采样完成内阻求解，不需要额外引入高精度电流采样器件，仅依靠电压采样即可准确算出电池内阻，在一定程度上可以降低硬件成本，简化电路结构。同时，本方案根据电池的不同状态对寿命进行判断，这样可以避免单一阈值在不同工况下出现误判，提高寿命判定可靠性。进一步地，本方案还设置了负载开关，在检测内阻时可断开后端负载，从而可以消除负载电流对内阻采样的干扰，避免负载接入带来的测量误差。

10、在一种可选的实施方式中，检测组件包括第一检测支路和第二检测支路；

11、第一检测支路包括第一检测开关以及第一检测电阻，第二检测支路包括第二检测开关以及第二检测电阻。

12、有益效果：本实施例采用两路检测支路即可完成两组电压采样，足够完成电池内阻运算，既避免单一路检测支路无法进行内阻计算，又不会因为检测支路数量过多造成电路元器件过多、电路结构过于繁杂，适合集成在小家电等电器内部。

13、在一种可选的实施方式中，电池的电压为e，实际内阻为r；采样检测端在第一检测支路采集的检测电压为a，在第二检测支路采集的检测电压为b；流经第一检测支路的电流为i1，流经第二检测支路的电流为i2；第一检测电阻的阻值为t1，第二检测电阻的阻值为t2；

14、控制组件配置为根据如下关系式计算电池的实际内阻r：

15、式1：e=i1r+a；a=i1t1；

16、式2：e=i2r+b；b=i2t2；

17、式3：r=（b-a）/（a/t1-b/t2）。

18、有益效果：本实施例通过两组检测支路采集得到的电压值以及已知的检测电阻阻值，因此可以通过该组关系式直接解算得到电池的实际内阻，无需额外增加电流采样以及对电池电压进行采样的元件，利用控制组件的电压采样端口即可完成全部信号采集与运算，还可以得到真实的电池内阻数值，提高电池内阻的计算准确性。

19、在一种可选的实施方式中，电池具有初始内阻，控制组件预设有第一阈值和第二阈值；第一阈值为初始内阻的3倍，第二阈值为初始内阻的2倍。

20、有益效果：由于电池的内阻随电池电量成u型趋势，即满电和空电时内阻最大，电量在30%-60%时内阻最小，30%-60%也是电池工作时间最长的区域，因此本实施例设置了更高的第一阈值以及更低的第二阈值。并且，本实施例依据电池本身电化学特性差异化设置阈值，避免采用同一阈值，进一步提升了电池寿命判断的准确性。

21、在一种可选的实施方式中，当电池处于满电未工作状态时，控制组件配置为：在第一预设时长内，对电池进行多次内阻检测，每次检测持续第一检测时长。

22、有益效果：本实施例在电池满电未工作状态下，在第一预设时长内进行多次检测，这样可以滤除电路中的瞬时干扰，还可以避免电压采样过程中出现的偶然测量偏差，从而避免单次采样异常造成电池寿命误判。并且，电池在设备整机待机、关机状态下进行检测时，由于此时负载没有运行，因此采样环境比较稳定，适合获取电池真实的内阻数据。

23、在一种可选的实施方式中，当电池处于满电未工作状态下检测得到的实际内阻大于第一阈值时，在电池静置第二预设时长后，控制组件再次获取电池的实际内阻。

24、有益效果：由于电池刚完成快充时，电池处于电化学不平衡状态，测得的内阻偏高，并非电池的真实内阻，因此本方案在检测到内阻超标后，不会直接认为电池寿命到期，而是在电池静置一段时间之后，等电池的极化消除之后，再进行测试，这样可以有效避免电池并未老化但被误判寿命到期的问题，提高测量的准确性。

25、在一种可选的实施方式中，第一预设时长为1分钟，第二预设时长取值在10分钟至30分钟之间。

26、有益效果：本实施例将第一预设时长设定为1分钟，这样可以在较短的时间内尽可能地测量多次电池内阻，避免时间跨度过大，导致检测数据出现偏差。并且，本实施例将静置时长设置在10分钟至30分钟之间，该时间区间足够充分消除锂电池充电后的极化效应，同时不会因静置时间过长造成时间浪费，这样可以兼顾测量可靠性与测量效率。

27、在一种可选的实施方式中，当电池处于工作状态时，控制组件配置为：每隔第三预设时长执行一轮多次内阻检测，得到多组内阻检测值，对多组内阻检测值取平均值，作为电池的实际内阻。

28、有益效果：在电池处于工作放电状态时，电池内部处于动态电化学过程，会使得电池内阻的测量结果波动较大。因此，本实施例通过多轮检测得到多组内阻检测值，然后再将多组内阻检测值取平均值，这样能够有效抑制放电过程中动态变化带来的影响，从而可以得到更加接近真实状态的电池内阻，能够提高测量的准确性。

29、在一种可选的实施方式中，第三预设时长为2分钟。

30、有益效果：本实施例将第三预设时长设置为2分钟，这个时间段既能够及时发现电池内阻的变化过程，又可以减少控制组件的采样、运算次数，在一定程度上可以降低控制组件的功耗。

31、第二方面，本技术提供了一种电池寿命的检测方法，应用于上述任一项实施方式所述的检测电路，该检测方法包括：

32、s1、在检测电池寿命时，断开负载开关，切断负载供电；

33、s2、依次导通各个检测支路，通过控制组件的采样检测端采集各检测支路中检测电阻对应的检测电压；

34、s3、根据各检测电压以及所对应的检测电阻阻值，计算得到电池的实际内阻；

35、s4、获取电池的工作状态以及电量状态；若电池处于满电且未工作状态，当实际内阻大于第一阈值，则判定电池寿命到期；若电池处于工作状态，当实际内阻大于第二阈值，则判定电池寿命到期。

36、第三方面，本技术提供了一种用电装置，该用电装置包括：负载以及如上述任一项实施方式所述的电池寿命的检测电路。

37、有益效果：本方案本电池寿命检测电路集成至用电装置，可以使具备蓄电池的用电装置自带电池老化的自检能力，不需要依赖外接检测仪器。由于设备整机可以自主识别蓄电池的老化状态，因此可以解决现有产品用户无法知晓电池剩余寿命、无法把握更换时机的问题，从而可以提升产品智能化水平与用户的使用体验。

38、在一种可选的实施方式中，该用电装置还包括：

39、提示组件，与检测电路的控制组件通信连接，控制组件判定电池寿命到期时，驱动提示组件输出提示信息。

40、有益效果：在电池寿命到期之后，控制组件驱动提示组件输出提示信息，从而将电池老化的状态主动告知用户，提醒用户及时更换蓄电池，避免电池严重老化之后继续使用，出现续航暴跌、供电不稳的问题，从而可以提升用户的使用体验。