CN103424705B - 一种不同厚度电池的检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不同厚度电池的检测方法及装置，该装置包括设在靠近电池仓的电池安装位置处的带有按压触点的机械开关；按压触点的高度高于第一厚度电池的安装高度，低于第二厚度电池的安装高度；第二厚度电池安装入电池仓时，按下按压触点，触发机械开关处于导通状态；第一厚度电池安装入电池仓时，按压触点未受到触发，机械开关保持断开状态；根据机械开关的导通或者断开状态检测出不同厚度的电池。采用本发明，能够快速准确地判别电子设备所使用的不同厚度的电池。

Description

一种不同厚度电池的检测方法及装置

技术领域

本发明涉及电子设备使用的可循环充电电池技术领域，尤其涉及一种不同厚度电池的检测方法及装置。

背景技术

目前，采用可循环充电电池作为电源的便携式电子设备，如移动终端，笔记本电脑，平板电脑等的市场需求迅猛发展，而这些电子设备的功能和应用越来越多，这就造成耗电量越来越大，设备对电池容量的需求越来越大。但由于现有电池技术的限制，电池的容量往往与电池的体积成正比。在设备的电量持续力和便携性上很难两全，这就造成很多电子设备配有两套甚至多套可选电池，在同一设备电池卡槽中对应不同需求时换用不同容量和体积的电池。这样的应用同时带来了一些问题，如对不同容量电池的识别和电量计算以及电量显示等问题。

锂电池具有高存储能量、寿命长、重量轻和无记忆效应等优点，已经在现行便携式设备中得到了广泛的使用。mAh是电池容量的计量单位，具体是电池中可以释放为外部使用的电子的总数，折合为物理上的标准单位就是库仑。库仑的国际标准单位为电流乘于时间的安培秒，即1mAh＝0.001安培*3600秒＝3.6安培秒＝3.6库仑。

现有的电子设备，主要有如下三种方法实现电量的计算：

1.直接电池电压监控方法：直接电池电压监控方法简单易行；但是该方法精度较低(20％)，且缺乏对电池的有效保护；

2.电池建模方法：电池建模方法有效地提高电量的测量精度(5％)，简单易用，无需做电池的初次预估；但是数据表的建立是一个复杂的过程，并且对不同容量或类型的电池的兼容也不好；

3.库仑计检测法：库仑计可以精确跟踪电池的电量变化，精度可达1％；但是，库仑计存在电池初次预估的问题，需要知道额定容量、当前容量和当前的电流损耗，且电流电阻的精度直接影响了电量的精度。

目前，以库仑计检测法最为准确和有效，主流的智能手机终端以及平板电脑等电子设备大多都采用库仑计检测法，但是库仑计检测法只能解决固定容量电池的电量计算和电量显示问题，对应不同容量的电池，库仑计检测法则无法准确计算显示电量。因此，如何实现简单、快捷、准确的识别不同容量的电池成为当前需要解决的一个技术难题。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种不同厚度电池的检测方法及装置，能够快速准确地判别电子设备所使用的不同厚度的电池。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种不同厚度电池的检测装置，所述装置包括设在靠近电池仓的电池安装位置处的带有按压触点的机械开关；所述按压触点的高度高于第一厚度电池的安装高度，低于第二厚度电池的安装高度；

所述第二厚度电池安装入电池仓时，按下所述按压触点，触发所述机械开关处于导通状态；所述第一厚度电池安装入电池仓时，所述按压触点未受到触发，所述机械开关保持断开状态；

根据所述机械开关的导通或者断开状态检测出不同厚度的电池。

进一步地，所述机械开关包括三个工作引脚：所述按压触点连接的工作引脚S3，拱形薄膜金属片连接的工作引脚S1，以及薄膜金属片连接的工作引脚S2；其中，所述工作引脚S1接地，所述工作引脚S2连接高电平；

所述按压触点按下时，触发所述工作引脚S1与所述工作引脚S2相连通，所述机械开关处于导通状态；所述按压触点回位时，所述工作引脚S1与所述工作引脚S2断开，所述机械开关处于断开状态。

进一步地，所述机械开关包括座体，所述可伸缩的按压触点可伸缩地设于所述座体中；

所述拱形薄膜金属片设在所述座体内部靠近所述按压触点处；所述薄膜金属片设在所述座体内部所述拱形薄膜金属片的后方；

所述按压触点按下后，所述拱形薄膜金属片产生形变，并与后方的所述薄膜金属片相接触，导致所述工作引脚S1与所述工作引脚S2相连通。

进一步地，所述第二厚度电池对应所述机械开关的一侧设有与所述按压触点相配合的凸起结构。

进一步地，所述凸起结构设在所述第二厚度电池与金手指共面的一侧。

进一步地，所述工作引脚S2连接至基带处理芯片的通用I/O口；

所述基带处理芯片根据所述通用I/O口的高低电平状态，判断所述机械开关的导通或者断开状态，进而检测出不同厚度的电池。

本发明还提供了一种不同厚度电池的检测方法，在靠近电池仓的电池安装位置处设置带有按压触点的机械开关，其中所述按压触点的高度高于第一厚度电池的安装高度，低于第二厚度电池的安装高度；

根据所述机械开关的导通或者断开状态，按照以下方式检测出不同厚度的电池：所述第二厚度电池安装入电池仓时，按下所述按压触点，触发所述机械开关处于导通状态；所述第一厚度电池安装入电池仓时，所述按压触点回位，所述机械开关保持断开状态。

进一步地，所述机械开关包括三个工作引脚：所述按压触点连接的工作引脚S3，拱形薄膜金属片连接的工作引脚S1，以及薄膜金属片连接的工作引脚S2；其中，所述工作引脚S1接地，所述工作引脚S2连接高电平；

所述按压触点按下时，触发所述工作引脚S1与所述工作引脚S2相连通，所述机械开关处于导通状态；所述按压触点回位时，所述工作引脚S1与所述工作引脚S2断开，所述机械开关处于断开状态。

进一步地，所述机械开关包括座体，所述可伸缩的按压触点可伸缩地设于所述座体中；

所述拱形薄膜金属片设在所述座体内部靠近所述按压触点处；所述薄膜金属片设在所述座体内部所述拱形薄膜金属片的后方；

所述按压触点按下后，所述拱形薄膜金属片产生形变，并与后方的所述薄膜金属片相接触，导致所述工作引脚S1与所述工作引脚S2相连通。

进一步地，所述方法还包括：

在所述第二厚度电池对应所述机械开关的一侧设置与所述按压触点相配合的凸起结构；

所述第二厚度电池安装入电池仓时，通过所述凸起结构按下所述按压触点。

相较于现有技术，本发明方案至少具有如下优点：

1.能够识别电子设备中不同容量的电池，为用户提供了多种选择，提高了产品在市场的竞争优势；

2.同一个电池腔中可以兼容两种不同容量的电池；

3.如果客户选择容量较小的薄电池，可以降低整机成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例中机械开关与后壳装配示意图；

图2为本发明实施例中机械开关及轨道的示意图；

图3为本发明实施例中薄电池装配示意图；

图4为本发明实施例中带有凸起结构的厚电池装配示意图；

图5为本发明机械开关与GPIO连接示意图；

图6为本发明实施例中机械开关的第一状态示意图；

图7为本发明实施例中机械开关的第二状态示意图；

图8为本发明实施例中薄电池的电池盖示意图；

图9为本发明实施例中厚电池的电池盖示意图。

具体实施方式

本实施方式提供一种不同厚度电池的检测装置，采用如下方案：

该装置包括设在靠近电池仓的电池安装位置处的带有按压触点的机械开关；所述按压触点的高度高于第一厚度电池的安装高度，低于第二厚度电池的安装高度；

所述第二厚度电池安装入电池仓时，按下所述按压触点，触发所述机械开关处于导通状态；所述第一厚度电池安装入电池仓时，所述按压触点未受到触发，所述机械开关保持断开状态；

根据所述机械开关的导通或者断开状态检测出不同厚度的电池。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

图1和图2为本发明实施例中机械开关15与后壳1的装配示意图。机械开关15带有按压触点，根据按压触点的高度，在此高度之下，后壳1中对应的位置预留一个跑道型轨道18，保证贴有机械开关15的主板2在装配过程中与后壳1不发生干涉。同时机械开关15按压触点的高度设置成比薄电池厚度要高，以保证薄电池在装配过程中不会触发机械开关。

图3是本发明实施例中薄电池本体20的装配示意图。以手机终端为例，手机终端壳体上的结构筋用于卡住主板2，同时预留一些卡扣用于卡住后壳1；机械开关15在贴片过程中，直接贴在主板2上，然后装配在后壳1中的跑道型轨道18上，由于机械开关15按压触点位置较高，薄电池本体20无法触动，因此在薄电池本体20装配以及使用过程中不会触发机械开关15。

图4是本发明实施例中带有凸起结构12的厚电池本体30的装配示意图。如图4所示，在与厚电池本体30金手指共面的侧面上，结构上增加一个凸起结构12，该凸起结构12可采用但不限于长方体形式(例如还可以为正方体或者其他形状)，本实施例中具体为一2mm*1mm*1mm的长方体。此凸起结构12与主板2上的机械开关15相匹配，在厚电池30装入电池腔过程中，起到触动主板上面的机械开关作用。

需要说明的是，本实施例中，是将凸起结构放置在电池本体与金手指共面的侧面上，但该凸起结构与机械开关也可以放置在电池本体的其他侧面上，并不限于本发明中限定的方式。

图5为本发明的机械开关与GPIO连接示意图。如图5所示，机械开关的基本工作原理为：机械开关内部包含S1、S2、S3三个工作pin脚，定义根据实际情况确定。

本发明中，机械开关主要包括如下2种状态：

状态1：S1处于短路接地状态，S2处于悬空状态，通过一个上拉电阻网络后，连接到GPIO口，S3为机械开关触点，在S3未受到触动时，开关处于S1与S2断开状态中

状态2：S1处于短路接地状态，S3在受到触动时，将开关pin脚S2与S1连接，受到S3触发后，S2由悬空状态变更到与S1连接，处于接地状态，开关处于S1与S2接触状态中。

通过通用IO口(GeneralPurposeInputOutput，简称为GPIO)的高或者低状态，即可实现基带处理芯片对外围设备的状态控制，实现对应的功能。一般情况下GPIO口处采用手机中一个常用的模拟电压AVDD(数值为2.8V)，在GPIO口上串联一个电阻Rserial进行上拉处理方式，同时预留一个并联电容Cparallel，用于滤除一些干扰信号。

当机械开关处于状态1时，由于S2处于悬空状态，电路上等效为一个无穷大的电阻，等效的无穷大电阻与Rserial构成电阻分压网络，GPIO口处的电压与AVDD电压相同，此时GPIO为一个高电平。

当机械开关处于状态2时，由于S2处于接地状态，电路上等效为一个零欧姆电阻，零欧姆电阻与Rserial构成电阻分压网络时，GPIO口处的电压为零，此时GPIO为一个低电平。GPIO口的高低电平两种状态，分别对应厚薄两种电池类型，因此软件上通过判断此GPIO口处的高低电平，即可判断出电池厚薄类型，实现不同电量控制。具体方式如下：

在使用薄电池时，由于薄电池上面未增加凸起结构，同时由于机械开关放置位置较高，薄电池无法触动主板上的机械开关，导致GPIO口处检测到的电压为高电平；

在使用厚电池时，由于厚电池上面增加了凸起结构，同时由于电池较厚，厚电池上的凸起结构可以触动主板上的机械开关，导致GPIO口处检测到的电压为低电平，故可以检测出厚电池。

结合图6和图7所示，对机械开关的作用原理给出一个具体示例进行详细说明。该示例中，机械开关包括S1、S2、S3三个工作pin脚，分别如下：

pin脚S1连接一个拱形薄膜金属片1，pin脚S1预置成接地状态；

pin脚S2连接一个薄膜金属片2，pin脚S2连接到GPIO口；

pin脚S3为机械开关的触点。

在厚电池装入后壳过程中，受到触动，在行程上面触动拱形薄膜金属片1，使拱形薄膜金属片1产生形变，与薄膜金属片2接触，将pin脚S1与S2连接导通，将S2接触到“地”状态；

在薄电池装入后壳过程中，无法触动pin脚S3，拱形薄膜金属片1与薄膜金属片2不接触，pin脚S1与S2不导通，S2处于悬空状态。

图8和图9示出了本发明实施例中不同电池盖的结构防呆设计，即在厚薄两种电池的电池盖的不同位置设置有大小相同的筋条211和311，而在厚薄两种电池上的相应位置开有缺口。当盖上电池盖时，薄电池盖31上的筋条311可以嵌入薄电池30上的缺口301，而与厚电池的结构干涉；厚电池盖21上的筋条211可以嵌入厚电池20上的缺口201，而与薄电池的结构干涉。这样确保了在手机电池仓中放入薄电池时，只能盖上薄电池盖；在手机电池仓中放入厚电池时，只能盖上厚电池盖。

以上仅为本发明的优选实施案例而已，并不用于限制本发明，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

Claims (10)

1.一种不同厚度电池的检测装置，其特征在于，所述装置包括设在靠近电池仓的电池安装位置处的带有按压触点的机械开关；所述按压触点的高度高于第一厚度电池的安装高度，低于第二厚度电池的安装高度；

所述第二厚度电池安装入电池仓时，按下所述按压触点，触发所述机械开关处于导通状态；所述第一厚度电池安装入电池仓时，所述按压触点未受到触发，所述机械开关保持断开状态；

根据所述机械开关的导通或者断开状态检测出不同厚度的电池。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述机械开关包括三个工作引脚：所述按压触点连接的工作引脚S3，拱形薄膜金属片连接的工作引脚S1，以及薄膜金属片连接的工作引脚S2；其中，所述工作引脚S1接地，所述工作引脚S2连接高电平；

所述按压触点按下时，触发所述工作引脚S1与所述工作引脚S2相连通，所述机械开关处于导通状态；所述按压触点回位时，所述工作引脚S1与所述工作引脚S2断开，所述机械开关处于断开状态。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，

所述机械开关还包括座体，所述按压触点可伸缩地设于所述座体中；

所述拱形薄膜金属片设在所述座体内部靠近所述按压触点处；所述薄膜金属片设在所述座体内部所述拱形薄膜金属片的后方；

所述按压触点按下后，所述拱形薄膜金属片产生形变，并与后方的所述薄膜金属片相接触，导致所述工作引脚S1与所述工作引脚S2相连通。

4.如权利要求1、2或3所述的装置，其特征在于，

所述第二厚度电池对应所述机械开关的一侧设有与所述按压触点相配合的凸起结构。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，

所述凸起结构设在所述第二厚度电池与金手指共面的一侧。

6.如权利要求2或3所述的装置，其特征在于，

所述工作引脚S2连接至基带处理芯片的通用I/O口；

所述基带处理芯片根据所述通用I/O口的高低电平状态，判断所述机械开关的导通或者断开状态，进而检测出不同厚度的电池。

7.一种不同厚度电池的检测方法，其特征在于，

在靠近电池仓的电池安装位置处设置带有按压触点的机械开关，其中所述按压触点的高度高于第一厚度电池的安装高度，低于第二厚度电池的安装高度；

根据所述机械开关的导通或者断开状态，按照以下方式检测出不同厚度的电池：所述第二厚度电池安装入电池仓时，按下所述按压触点，触发所述机械开关处于导通状态；所述第一厚度电池安装入电池仓时，所述按压触点回位，所述机械开关保持断开状态。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，

所述机械开关包括三个工作引脚：所述按压触点连接的工作引脚S3，拱形薄膜金属片连接的工作引脚S1，以及薄膜金属片连接的工作引脚S2；其中，所述工作引脚S1接地，所述工作引脚S2连接高电平；

所述按压触点按下时，触发所述工作引脚S1与所述工作引脚S2相连通，所述机械开关处于导通状态；所述按压触点回位时，所述工作引脚S1与所述工作引脚S2断开，所述机械开关处于断开状态。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，

所述机械开关还包括座体，所述按压触点可伸缩地设于所述座体中；

所述拱形薄膜金属片设在所述座体内部靠近所述按压触点处；所述薄膜金属片设在所述座体内部所述拱形薄膜金属片的后方；

所述按压触点按下后，所述拱形薄膜金属片产生形变，并与后方的所述薄膜金属片相接触，导致所述工作引脚S1与所述工作引脚S2相连通。

10.如权利要求7、8或9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述第二厚度电池对应所述机械开关的一侧设置与所述按压触点相配合的凸起结构；

所述第二厚度电池安装入电池仓时，通过所述凸起结构按下所述按压触点。