CN108474822A - 终端设备及其电池安全监控方法和监控系统 - Google Patents

终端设备及其电池安全监控方法和监控系统 Download PDF

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Abstract

一种终端设备及其电池安全监控方法和监控系统，其中，电池安全监控方法包括以下步骤：实时获取所述终端设备的电池电压，并实时获取所述终端设备的电池表面每个区域的温度，其中，所述电池表面分为多个区域(S1)；根据实时获取的电池电压判断所述终端设备的电池是否发生电压突变现象，并根据每个区域的温度判断所述电池表面是否存在温度异常区域(S2)；如果所述电池发生电压突变现象、且所述电池表面存在温度异常区域，则判断所述电池当前发生异常(S3)。终端设备的电池安全监控方法通过监控电池是否出现电压突变和电池表面是否存在温度异常区域以在电池受损时就能监测到电池异常，以便及时提醒和送修，从而避免因电池异常带来的安全隐患。

Description

终端设备及其电池安全监控方法和监控系统
技术领域
本发明涉及终端设备技术领域，特别涉及一种终端设备的电池安全监控方法、一种终端设备的电池安全监控系统以及一种具有该电池安全监控系统的终端设备。
背景技术
电池是终端设备的动力之源，为移动终端例如手机提供长时间稳定供电。最早用于移动终端的电池为镍铬电池和镍氢电池，但是随着移动终端屏幕的增大、功能的增强等，镍铬电池和镍氢电池的容量已经无法满足能量需求，而锂离子电池由于具有较多的优点，例如，能量密度高，所以能够做的比较轻巧且容量比较大，充放电比较快，并且与镍铬、镍氢电池相比，不具有记忆效应，且对环境的元素损害也是最小的，所以逐渐取代了传统的镍铬电池和镍氢电池。
虽然锂离子电池的出现有效解决了电池容量的问题，但是也存在安全性的问题，例如，当锂离子电池受损引起短路时，导致电芯内部产生热，当该热量产生过快时，很可能出现电池起火、炸裂的情况，因此，需要对电池进行安全监测，以防止事故发生。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种终端设备的电池安全监控方法，通过监控电池是否出现电压突变和电池表面是否存在温度异常区域以在电池受损时就能监测到电池异常，以便及时提醒和送修，从而避免因电池异常带来的安全隐患。
本发明的第二个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。
本发明的第三个目的在于提出一种终端设备的电池安全监控系统。
本发明的第四个目的在于提出一种终端设备。
为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出的一种终端设备的电池安全监控方法，包括以下步骤：实时获取所述终端设备的电池电压，并实时获取所述终端设备的电池表面每个区域的温度，其中，所述电池表面分为多个区域；根据实时获取的电池电压判断所述终端设备的电池是否发生电压突变现象，并根据每个区域的温度判断所述电池表面是否存在温度异常区域；如果所述电池发生电压突变现象、且所述电池表面存在温度异常区域，则判断所述电池当前发生异常。
根据本发明实施例的终端设备的电池安全监控方法，通过实时获取终端设备的电池电压和电池表面每个区域的温度，然后根据实时获取的电池电压判断终端设备的电池是否发生电压突变现象，并根据每个区域的温度判断电池表面是否存在温度异常区域，最后在电池发生电压突变现象且电池表面存在温度异常区域时判断电池当前发生异常，即言，电池当前受到损伤时，电池电压会出现突然跳变，同时因为损伤而引起电池内部短路的区域会出现发热现象，本发明通过检测电池电压是否出现突然跳变和电池表面是否存在温度异常区域来判断电池当前是否发生异常，从而能够在电池受损时就能实时监控到，实现及时进行提醒和送修，避免因电池异常带来的安全隐患，大大提高了终端设备使用时的安全性。
另外，根据本发明上述实施例提出的终端设备的电池安全监控方法还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，当所述电池处于空载状况或轻载状况时，如果所述电池发生电压突变现象、且所述电池表面存在温度异常区域，则判断所述电池当前发生异常。
根据本发明的一个实施例，当所述电池当前发生异常时，还对异常电池进行标记，并在所述终端设备处于开机状态时控制所述终端设备发出电池存在异常的提醒信息。
根据本发明的一个实施例，根据实时获取的电池电压判断所述终端设备的电池是否发生电压突变现象，包括：根据实时获取的电池电压判断所述电池是否出现电压瞬间跌落；如果所述电池出现电压瞬间跌落，则判断所述电池发生电压突变现象。
根据本发明的一个实施例，当所述电池电压在预设时间内降低的幅度大于等于预设值时，判断所述电池出现电压瞬间跌落。
根据本发明的一个实施例，通过每个区域对应设置的温度感应探头获取每个区域的温度。
根据本发明的一个实施例，所述多个区域呈阵列设置。
根据本发明的一个实施例，所述多个区域包括电池角部区域、头部区域和尾部区域。
根据本发明的一个实施例，当所述电池当前发生异常时，还根据所述电池发生电压突变的情况和温度异常区域的温度信息进行故障等级划分，并根据所述故障等级对所述终端设备的相应功能进行限制。
为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的电池安全监控方法。
根据本发明实施例的非临时性计算机可读存储介质，通过执行上述的电池安全监控方法，能够通过监控电池电压是否出现突然跳变和电池表面是否存在温度异常区域来判断电池当前是否发生异常，从而能够在电池受损时就能实时监控到，实现及时进行提醒和送修，避免因电池异常带来的安全隐患，大大提高了终端设备使用时的安全性。
为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种终端设备的电池安全监控系统，包括：第一获取模块，用于实时获取所述终端设备的电池电压；第二获取模块，用于实时获取所述终端设备的电池表面每个区域的温度，其中，所述电池表面分为多个区域；判断模块，用于根据实时获取的电池电压判断所述终端设备的电池是否发生电压突变现象，并根据每个区域的温度判断所述电池表面是否存在温度异常区域；安全监控模块，用于在所述电池发生电压突变现象、且所述电池表面存在温度异常区域时判断所述电池当前发生异常。
根据本发明实施例的终端设备的电池安全监控系统，通过第一获取模块实时获取终端设备的电池电压，并通过第二获取模块实时获取电池表面每个区域的温度，然后判断模块根据实时获取的电池电压判断终端设备的电池是否发生电压突变现象，并根据每个区域的温度判断电池表面是否存在温度异常区域，最后在电池发生电压突变现象且电池表面存在温度异常区域时通过安全监控模块判断电池当前发生异常，即言，电池当前受到损伤时，电池电压会出现突然跳变，同时因为损伤而引起电池内部短路的区域会出现发热现象，本发明通过检测电池电压是否出现突然跳变和电池表面是否存在温度异常区域来判断电池当前是否发生异常，从而能够在电池受损时就能实时监控到，实现及时进行提醒和送修，避免因电池异常带来的安全隐患，大大提高了终端设备使用时的安全性。
另外，根据本发明上述实施例提出的终端设备的电池安全监控系统还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，当所述电池处于空载状况或轻载状况时，如果所述电池发生电压突变现象、且所述电池表面存在温度异常区域，所述安全监控模块则判断所述电池当前发生异常。
根据本发明的一个实施例，当所述电池当前发生异常时，所述安全监控模块还用于对异常电池进行标记，并在所述终端设备处于开机状态时控制所述终端设备发出电池存在异常的提醒信息。
根据本发明的一个实施例，所述判断模块进一步用于，根据实时获取的电池电压判断所述电池是否出现电压瞬间跌落；如果所述电池出现电压瞬间跌落，则判断所述电池发生电压突变现象。
根据本发明的一个实施例，当所述电池电压在预设时间内降低的幅度大于等于预设值时，所述判断模块判断所述电池出现电压瞬间跌落。
根据本发明的一个实施例，所述第二获取模块通过每个区域对应设置的温度感应探头获取每个区域的温度。
根据本发明的一个实施例，所述多个区域呈阵列设置。
根据本发明的一个实施例，所述多个区域包括电池角部区域、头部区域和尾部区域。
根据本发明的一个实施例，当所述电池当前发生异常时，所述安全监控模块还用于根据所述电池发生电压突变的情况和温度异常区域的温度信息进行故障等级划分，并根据所述故障等级对所述终端设备的相应功能进行限制。
为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种终端设备，其包括上述的终端设备的电池安全监控系统。
根据本发明实施例的终端设备，通过上述的终端设备的电池安全监控系统，能够通过监控电池电压是否出现突然跳变和电池表面是否存在温度异常区域来判断电池当前是否发生异常，从而能够在电池受损时就能实时监控到，实现及时进行提醒和送修，避免因电池异常带来的安全隐患，大大提高使用安全性。
附图说明
图1为根据本发明一个实施例的电池受损过程示意图；
图2为根据本发明实施例的终端设备的电池安全监控方法的流程图；
图3为根据本发明一个实施例的电池表面区域划分示意图；
图4为根据本发明另一个实施例的电池表面区域划分示意图；
图5为根据本发明一个实施例的电压突变监测电路示意图；
图6为根据本发明一个实施例的受损电池与正常电池的电压监测曲线对比示意图；
图7为根据本发明一个实施例的移动终端的提醒信息的示意图；
图8为根据本发明实施例的终端设备的电池安全监控系统的方框示意图；
图9为根据本发明实施例的终端设备的方框示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在描述本发明实施例提出的终端设备的电池安全监控方法、终端设备的电池安全监控系统以及具有该电池安全监控系统的终端设备之前，先来描述一下终端设备中的电池结构以及其可能存在的安全隐患。
举例来说，锂离子电池主要由电芯和电池保护系统组成，其中，电芯被称为锂离子电池的“心脏”，含有正负极材料、电解液、隔离膜以及外壳，外面是电池的保护系统。电芯的正极材料为锰酸锂、钴酸锂等锂分子的材料，决定着电池的能量，负极材料为石墨。隔离膜设置在电池的正负极之间，通俗来讲，隔离膜就像一种纸，不断折叠在小小的电池盒内，隔离膜里充满了正负极材料和电解液，充电时，外部电场把正极材料里面的锂分子激活赶到负极，存储在石墨碳结构的空隙里，驱赶的锂分子越多，存储的能量就越大；放电时，把负极里的锂离子赶到正极，锂离子又变成了原有正极材料里的锂分子，如此循环往复，实现电池的充放电。
其中，隔离膜主要是用于把电芯的正负极材料完全区隔开来，一旦正负极直接接触，就会发生电池内部短路，从而带来一定的安全隐患，因此隔离膜不能太薄，太薄很容易导致隔离膜损坏。但是，随着消费者对终端设备的更高要求，例如，要求移动终端轻薄、屏幕大以及续航能力强，使得生产厂商开始寻求能量密度更高的电池。例如，通过填充更多的正负极材料来提高电池的能量密度，但是在相同体积下，填充的正负极材料越多，隔离膜就会越来越薄，而电池受到外部撞击等损伤时就很容易导致隔离膜损坏，很可能引起短路。
作为一种示例，当电池受到外界机械损伤例如挤压损伤、跌落损伤、刺破损伤时，由于隔离膜很薄，很容易导致隔离膜损坏而引起正负极间的短路，即所谓的电池内部发生短路，在短路的瞬间，电池电压会被瞬间拉低，主要原因是电池内部形成了一个局部的内短路点，电池损伤程度越高，电压被拉低的越严重。同时，短路点发热比较严重，会导致短路点的温度明显高于电池其他区域的温度。
通常，特别严重的损伤，电池内部短路面积较大，在损伤点会持续发热，直至电池电压降低至0V，如果电池电压较高，电池甚至会起火、燃烧；轻微的损伤，电池内部短路面积较小，在短路点形成短路电流，由于短路电流较大，在短路点产生较大的热量，温度变高，会熔断短路点，因此电池电压又会回复到初始状态，这时电池可能与正常电池一样，可以被正常使用，但此时的电池已经存在安全隐患，在后期的使用过程中可能会随时被触发内短路，具体可如图1所示。而电池在受到外界机械损伤时，大多都是轻微损伤，这样引起内部短路的时间很短暂，并且电池内部短路很快又会恢复原状，但此时隔离膜已经局部损坏，因此，这种电池异常一般很难监控到，而这种电池异常的存在又会给终端设备带来一定的安全隐患。
作为又一种示例，在电池充放电过程中，锂离子可能在正负极产生堆积，产生堆积的时候，它会像我们看到很多东西生成晶体一样，产生一种晶枝，该晶枝会慢慢变长，在这个过程中，可能刺穿隔离膜导致电池内部短路发生，而上述一种示例中描述的由于电池受到外界机械损伤引起电池内部短暂短路后又恢复原状的情况，在这时表现的更为明显，即更容易导致电池内部短路再次发生。
一旦短路发生，在电池使用过程中，电芯内部将会产生大量的热，该热量会使电芯内部的电解液产生气化，当热量产生过快时，气化过程就会很快，电芯内部气压就会增大，当气压达到一定程度时，外壳的强度承受不了，外壳就会崩裂，引起爆炸，当遇到明火时还会发生电池起火。
另外，除了能量密度越来越高，使得隔离膜越来越薄，导致隔离膜易损坏，进而导致安全事故发生之外，快充也是电池存在安全隐患的主要原因之一。
所谓快充，顾名思义，就是对二次可充放电池的快速充电的过程。举例来说，电池的充电过程可包括涓流充电阶段、恒流充电阶段和恒压充电阶段中的一个或者多个。在涓流充电阶段，可利用电流反馈环使得在涓流充电阶段进入到电池的电流满足电池所预期的充电电流大小(譬如第一充电电流)，例如，当电压低于3.0V时，采用100mA的充电电流对电池进行预充电。在恒流充电阶段，可利用电流反馈环使得在恒流充电阶段进入电池的电流满足电池所预期的充电电流大小(譬如第二充电电流，该第二充电电流可大于第一充电电流)，例如，根据不同的电池该充电电流可以从0.1C到几C不等，其中C是指电池容量。通常在这个阶段，标准充电是采用0.1C的充电电流进行充电，而快速充电就是指在这个阶段用大于0.1C的电流进行充电，以在短时间内完成充电。在恒压充电阶段，可利用电压反馈环使得在恒压充电阶段加载到电池两端的电压满足电池所预期的充电电压大小，例如，当电池电压等于4.2V时，进入恒压充电阶段，这个阶段的充电电压恒定为4.2V，当电池逐渐充满时，充电电流会越来越小，当充电电流小于100mA时，即可判断电池充满。
其中，在恒流充电阶段，由于充电电流比较大，如充电电流可以为0.2C～0.8C，有的甚至可达到1C，并且电池的充电过程是一个电化学反应的过程，必然伴随着热量的产生，并且充电电流越大，短时间内产生的热量越多，当隔离膜出现过损伤时，很容易导致正负极短路，一旦短路发生，产生的热量就会更多，电解液发生气化，电芯内部气压增大，当气压达到一定程度时，外壳的强度承受不了，外壳就会崩裂，引起爆炸，当遇到明火时还会发生电池起火。
也就是说，一旦电池发生过内部短路的现象，就说明电池是存在异常的，此时电池也就存在一定的安全隐患，在使用过程中就可能引起安全事故发生。
本申请的发明人基于多年来对电池的不断研究和实验，发现电池在正常使用的状态下，其电压是相对比较稳定的，电池表面各个区域的温度相对比较均衡，但是当电池受到损伤时，由于电池内部可能发生短路，从而此时电池电压会出现突然降低的现象，同时在短路点形成短路电流，由于短路电流较大，在短路点产生较大的热量，温度变高，使得短路点的温度明显高于电池其他区域的温度，造成短路点对应的区域温度异常。而发明人经过大量实验也验证了电压突变现象和温度异常区域的存在，因此，从测试结果来看，只要电池受到损伤，电压突变的信号就会出现，温度异常区域也会存在。
正是基于此发现以及大量实验验证，为了能够有效监测电池是否受到损伤，防止电池存在安全隐患，进而防止安全事故发生，本申请针对电池是否出现异常提出了有效的安全监控方法。
下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的终端设备的电池安全监控方法、终端设备的电池安全监控系统以及终端设备。
需要说明的是，本发明实施例中所使用到的“终端设备”可包括，但不限于被设置成经由有线线路连接(如经由公共交换电话网络(PSTN)、数字用户线路(DSL)、数字电缆、直接电缆连接，以及/或另一数据连接/网络)和/或经由(例如，针对蜂窝网络、无线局域网(WLAN)、诸如DVB-H网络的数字电视网络、卫星网络、AM-FM广播发送器，以及/或另一通信终端的)无线接口接收/发送通信信号的装置。被设置成通过无线接口通信的终端可以被称为“无线通信终端”、“无线终端”以及/或“移动终端”。移动终端的示例包括，但不限于卫星或蜂窝电话；可以组合蜂窝无线电电话与数据处理、传真以及数据通信能力的个人通信系统(PCS)终端；可以包括无线电电话、寻呼机、因特网/内联网接入、Web浏览器、记事簿、日历以及/或全球定位系统(GPS)接收器的PDA；以及常规膝上型和/或掌上型接收器或包括无线电电话收发器的其它电子装置。
图2为根据本发明实施例的终端设备的电池安全监控方法的流程图。如图2所示，该终端设备的电池安全监控方法可包括以下步骤：
S1，实时获取终端设备的电池电压，并实时获取终端设备的电池表面每个区域的温度，其中，电池表面分为多个区域。
根据本发明的一个实施例，可采用热电阻或热电偶的温度检测技术对电池表面每个区域的温度进行检测，而采用热电阻或热电偶的温度检测技术，容易实现集成，方便在小型或便携式设备中实现温度检测。
具体而言，可将电池表面分为若干区域，每个区域放置一个温度感应探头，通过温度感应探头实时检测各个区域的温度。即言，根据本发明的一个实施例，通过每个区域对应设置的温度感应探头获取每个区域的温度。
在本发明的一个实施例中，如图3所示，多个区域呈阵列设置，例如区域1至区域9呈3*3的阵列。
在本发明的另一个实施例中，为了降低温度检测方案的复杂度，还可以将温度感应探头只设置于电池容易损伤的部位，例如电池角部区域、头部区域和尾部区域，具体如图4所示。也就是说，多个区域可包括电池角部区域、头部区域和尾部区域。
S2，根据实时获取的电池电压判断终端设备的电池是否发生电压突变现象，并根据每个区域的温度判断电池表面是否存在温度异常区域。
在本发明一个的实施例中，可通过搭建差分放大电路，来实时检测电池电压。作为一个示例，差分放大电路可如图5所示，其可包括电阻R1和R2、电容C1、差分放大器X1，其中，电阻R2的一端连接到电池的正极，电阻R2的另一端连接到差分放大器的负输入端，电阻R1和电容C1组成RC稳压滤波电路，电阻R1的一端连接到差分放大器X1的负输入端，电阻R1的另一端接地，电容C1与电阻R1并联，差分放大器X1的正输入端也连接到电池的正极。通过差分放大电路可以实现对电池电压的实时监测，并根据差分放大电路的输出信号判断电池电压是否发生突变。
可以理解的是，差分放大器X1的负输入端对地连接一个电容C1，在电池电压发生突变时，由于电容的存在，差分放大器X1的负输入端电压会维持一定时间不变，而差分放大器X1的正输入端电压会直接跳变，差分放大器X1的输出发生翻转，从而可以通过监测差分放大器X1的输出信号来判断电池是否发生电压突变现象。
需要说明的是，在本发明其他的实施例中，还可以通过其他电压检测电路来实时检测电池电压，从而实现对电池电压的实时监测。而对电池的电压进行检测的电路有多种实现方式，为本领域技术人员所熟知，这里就不再详细赘述。
在本发明的一个实施例中，可通过判断多个区域的温度中是否存在某个区域的温度高于其他区域的温度来判断电池表面是否存在温度异常区域，也可通过判断多个区域的温度中是否存在某个区域的温度高于预设的温度阈值来判断电池表面是否存在温度异常区域。例如，当检测到某个区域的温度高于其他区域的温度时，可认定该区域是温度异常区域，表示电池表面存在温度异常区域。
其中，通过各个区域的温度进行比较，也可以避免外界温度对检测结果产生的干扰，提高检测精度。
S3，如果电池发生电压突变现象、且电池表面存在温度异常区域，则判断电池当前发生异常。
在本发明的实施例中，发明人经过大量测试和实验发现，电池在正常使用过程中，其电压相对比较稳定，电池表面的温度也相对比较均衡，但是，一旦电池受到外界机械损伤例如跌落、撞击、挤压、刺破等，此时电池电压就会出现突变现象，同时伴随着局部温度较高现象。因此，本发明实施例的终端设备的电池安全监控方法，通过监测电池电压是否发生电压突变现象和电池表面是否存在温度异常区域，来监控电池当前是否受到损伤，一旦监测到电池电压发生电压突变现象且电池表面存在温度异常区域，则说明电池此时受到损伤，发生内部短路，并判断电池当前发生异常，存在一定的安全隐患。
根据本发明的一个实施例，当所述电池处于空载状况或轻载状况时，如果所述电池发生电压突变现象、且所述电池表面存在温度异常区域，则判断所述电池当前发生异常。
其中，电池处于空载状况，是指电池当前没有放电，没有电池耗电流，例如终端设备处于关机状态。电池处于轻载状况，是指电池当前耗电流大概在5mA-6mA左右，电池耗电流很小，例如终端设备处于待机状态、或者系统负载很小的状态。
在电池处于空载状况或轻载状况时，监测电池电压是否发生电压突变现象和电池表面是否存在温度异常区域，能够滤除因系统负载突变引起的电压瞬间跌落和电池表面温度升高的干扰，提高了检测精度。
在本发明的一个实施例中，根据实时获取的电池电压判断所述终端设备的电池是否发生电压突变现象，包括：根据实时获取的电池电压判断所述电池是否出现电压瞬间跌落；如果所述电池出现电压瞬间跌落，则判断所述电池发生电压突变现象。
其中，当所述电池电压在预设时间内降低的幅度大于等于预设值时，判断所述电池出现电压瞬间跌落。
具体地，在本发明的一个示例中，当所述电池处于空载状况或轻载状况时，所述预设值大于等于10mV，例如可以为150-400mV。
具体而言，根据本发明的一个实施例，电池损伤过程中的电压监控如图6所示。其中，曲线1表示电池轻微损伤时的电压变化曲线，曲线2表示电池严重损伤时的电压变化曲线，曲线3表示电池正常未收到损伤时的电压变化曲线。从曲线1可知，电池轻微损伤时电池电压瞬间从3.8V跳变到3.63V后又恢复到3.8V左右，从曲线2可知，电池严重损伤时电池电压瞬间从3.8V跳变到3.51V后又恢复到将近3.8V，从曲线3可知，电池正常未收到损伤时电池电压基本稳定在3.8V不变，因此，对比曲线1、曲线2和曲线3可知，一旦电池受到外界机械损伤例如跌落、撞击、挤压、刺破等，此时电池电压就会出现突变现象，即出现瞬间跌落，并且根据受损程度的不同，电压跌落的幅度也不同。
因此，本发明实施例的终端设备的电池安全监控方法，通过检测电池电压是否出现突然跳变和电池表面存在温度异常区域来判断电池当前是否发生异常，从而能够在电池受损时就能实时监控到，实现及时进行提醒和送修，避免因电池异常带来的安全隐患，大大提高了终端设备使用时的安全性。
根据本发明的一个实施例，当电池当前发生异常时，还对异常电池进行标记，并在终端设备处于开机状态时控制终端设备发出电池存在异常的提醒信息。
举例来说，当监测到电池当前存在异常时，需要对用户进行提醒。作为一种示例，如图7所示，可通过提醒信息“电池安全消息：尊敬的客户，目前您的电池由于受损而处于异常状态，为了您的安全使用，请您到***的客服网点进行检测维修，谢谢！”对用户进行提醒；作为又一种示例，在通过图7所示的提醒信息对用户进行提醒时，还可通过移动终端上的指示灯闪烁来对用户进行提醒，例如，以较快的频率控制指示灯发出红光闪烁；作为又一种示例，还可以通过终端设备中的语音播报功能对用户进行提醒。
一般情况下，当用户看到上述提醒信息时，会及时到相应客服网点进行检测维修，但是也有些用户在看到该消息时，并不清楚问题的严重性，所以很可能将该消息进行忽略，并继续正常使用，所以此时可对用户进行多次提醒，例如，可以对用户进行至少三次提醒。而如果多次提醒后用户仍未进行处理，此时可限制终端设备的某些功能。
根据本发明的一个实施例，当所述电池当前发生异常时，还根据所述电池发生电压突变的情况和温度异常区域的温度信息进行故障等级划分，并根据所述故障等级对所述终端设备的相应功能进行限制。
即言，可根据电池电压瞬间跌落的电压幅度和温度异常区域的温度信息进行故障等级划分，例如电池电压瞬间跌落的电压幅度越大，温度异常区域的温度越高，表示电池受损越严重，从而可根据电池受损程度划分为一般受损、比较严重受损、严重受损、电池失效，其对应的故障等级为一般等级、比较严重等级、严重等级、完全故障等级，进而可根据故障等级对终端设备的相应功能进行限制。
举例而言，通常情况下，终端设备中的应用程序的耗电量越小，在电池使用时，发热量就会小，例如仅开启聊天工具且未进行视频聊天，此时电池耗电量小，电池发热量少，电池发生危险的可能性相对较小，而当应用程序的耗电量比较大时，例如观看视频、玩游戏等，此时电池耗电量大，电池发热量大，很容易发生安全事故，因此，当判断电池存在异常时，如果故障等级为一般等级，禁止耗电量大的视频软件、游戏软件、应用程序等的使用；如果故障等级为比较严重等级和严重等级，此时直接禁止整个系统启动，以防止发生安全事故，并在终端设备的显示屏上显示“电池存在安全隐患，禁止系统启动，请到***的客服网点进行检测维修，谢谢配合！”，以对用户进行提醒；如果故障等级为完全故障等级，此时电池失效，系统关机，并无法启动。
另外，由于电池充电过程中也会产生热，尤其是在快充的状态下，短时间内产生的热量更多，因此在判断电池存在异常时，还禁止对电池进行快速充电，严重的情况下禁止用户对电池充电，以防止发生安全事故，并在终端设备的显示屏上显示“由于电池受损，因此禁止对电池进行充电，还请***的客服网点进行检测维修，谢谢配合！”，以对用户进行提醒。
综上所述，根据本发明实施例的终端设备的电池安全监控方法，通过实时获取终端设备的电池电压和电池表面每个区域的温度，然后根据实时获取的电池电压判断终端设备的电池是否发生电压突变现象，并根据每个区域的温度判断电池表面是否存在温度异常区域，最后在电池发生电压突变现象且电池表面存在温度异常区域时判断电池当前发生异常，即言，电池当前受到损伤时，电池电压会出现突然跳变，同时因为损伤而引起电池内部短路的区域会出现发热现象，本发明通过检测电池电压是否出现突然跳变和电池表面是否存在温度异常区域来判断电池当前是否发生异常，从而能够在电池受损时就能实时监控到，实现及时进行提醒和送修，避免因电池异常带来的安全隐患，大大提高了终端设备使用时的安全性。
另外，本发明的实施例还提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的电池安全监控方法。
根据本发明实施例的非临时性计算机可读存储介质，通过执行上述的电池安全监控方法，能够通过监控电池电压是否出现突然跳变和电池表面是否存在温度异常区域来判断电池当前是否发生异常，从而能够在电池受损时就能实时监控到，实现及时进行提醒和送修，避免因电池异常带来的安全隐患，大大提高了终端设备使用时的安全性。
图8为根据本发明实施例的终端设备的电池安全监控系统的方框示意图。如图8所示，该终端设备的电池安全监控系统100包括：第一获取模块110、第二获取模块140、判断模块120和安全监控模块130。
其中，第一获取模块110用于实时获取所述终端设备的电池电压；第二获取模块140用于实时获取所述终端设备的电池表面每个区域的温度，其中，所述电池表面分为多个区域；判断模块130用于根据实时获取的电池电压判断所述终端设备的电池是否发生电压突变现象，并根据每个区域的温度判断所述电池表面是否存在温度异常区域；安全监控模块140用于在所述电池发生电压突变现象、且所述电池表面存在温度异常区域时判断所述电池当前发生异常。
根据本发明的一个实施例，可采用热电阻或热电偶的温度检测技术对电池表面每个区域的温度进行检测，而采用热电阻或热电偶的温度检测技术，容易实现集成，方便在小型或便携式设备中实现温度检测。
具体而言，可将电池表面分为若干区域，每个区域放置一个温度感应探头，通过温度感应探头实时检测各个区域的温度。即言，根据本发明的一个实施例，第二获取模块140通过每个区域对应设置的温度感应探头获取每个区域的温度。
在本发明的一个实施例中，如图3所示，多个区域呈阵列设置，例如区域1至区域9呈3*3的阵列。
在本发明的另一个实施例中，为了降低温度检测方案的复杂度，还可以将温度感应探头只设置于电池容易损伤的部位，例如电池角部区域、头部区域和尾部区域，具体如图4所示。也就是说，多个区域可包括电池角部区域、头部区域和尾部区域。
在本发明的实施例中，可通过搭建差分放大电路，来实时检测电池电压。作为一个示例，差分放大电路可如图5所示，其可包括电阻R1和R2、电容C1、差分放大器X1，其中，电阻R2的一端连接到电池的正极，电阻R2的另一端连接到差分放大器的负输入端，电阻R1和电容C1组成RC稳压滤波电路，电阻R1的一端连接到差分放大器X1的负输入端，电阻R1的另一端接地，电容C1与电阻R1并联，差分放大器X1的正输入端也连接到电池的正极。通过差分放大电路可以实现对电池电压的实时监测，并根据差分放大电路的输出信号判断电池电压是否发生突变。
可以理解的是，差分放大器X1的负输入端对地连接一个电容C1，在电池电压发生突变时，由于电容的存在，差分放大器X1的负输入端电压会维持一定时间不变，而差分放大器X1的正输入端电压会直接跳变，差分放大器X1的输出发生翻转，从而可以通过监测差分放大器X1的输出信号来判断电池是否发生电压突变现象。
需要说明的是，在本发明其他的实施例中，还可以通过其他电压检测电路来实时检测电池电压，从而实现对电池电压的实时监测。而对电池的电压进行检测的电路有多种实现方式，为本领域技术人员所熟知，这里就不再详细赘述。
在本发明的一个实施例中，判断模块130可通过判断多个区域的温度中是否存在某个区域的温度高于其他区域的温度来判断电池表面是否存在温度异常区域，也可通过判断多个区域的温度中是否存在某个区域的温度高于预设的温度阈值来判断电池表面是否存在温度异常区域。例如，当检测到某个区域的温度高于其他区域的温度时，可认定该区域是温度异常区域，表示电池表面存在温度异常区域。
其中，通过各个区域的温度进行比较，也可以避免外界温度对检测结果产生的干扰，提高检测精度。
根据本发明的一个实施例，当所述电池处于空载状况或轻载状况时，如果所述电池发生电压突变现象、且所述电池表面存在温度异常区域，安全监控模块130则判断所述电池当前发生异常。
其中，电池处于空载状况，是指电池当前没有放电，没有电池耗电流，例如终端设备处于关机状态。电池处于轻载状况，是指电池当前耗电流大概在5mA-6mA左右，电池耗电流很小，例如终端设备处于待机状态、或者系统负载很小的状态。
在电池处于空载状况或轻载状况时，监测电池电压是否发生电压突变现象和电池表面是否存在温度异常区域，能够滤除因系统负载突变引起的电压瞬间跌落和电池表面温度升高的干扰，提高了检测精度。
根据本发明的一个实施例，判断模块120进一步用于，根据实时获取的电池电压判断所述电池是否出现电压瞬间跌落；如果所述电池出现电压瞬间跌落，则判断所述电池发生电压突变现象。
其中，当电池电压在预设时间内降低的幅度大于等于预设值时，判断模块120判断所述电池出现电压瞬间跌落。
具体地，在本发明的一个示例中，当所述电池处于空载状况或轻载状况时，所述预设值大于等于10mV，例如可以为150-400mV。
具体而言，根据本发明的一个实施例，电池损伤过程中的电压监控如图6所示。其中，曲线1表示电池轻微损伤时的电压变化曲线，曲线2表示电池严重损伤时的电压变化曲线，曲线3表示电池正常未收到损伤时的电压变化曲线。从曲线1可知，电池轻微损伤时电池电压瞬间从3.8V跳变到3.63V后又恢复到3.8V左右，从曲线2可知，电池严重损伤时电池电压瞬间从3.8V跳变到3.51V后又恢复到将近3.8V，从曲线3可知，电池正常未收到损伤时电池电压基本稳定在3.8V不变，因此，对比曲线1、曲线2和曲线3可知，一旦电池受到外界机械损伤例如跌落、撞击、挤压、刺破等，此时电池电压就会出现突变现象，即出现瞬间跌落，并且根据受损程度的不同，电压跌落的幅度也不同。
因此，本发明实施例的终端设备的电池安全监控系统，通过检测电池电压是否出现突然跳变和电池表面是否存在温度异常区域来判断电池当前是否发生异常，从而能够在电池受损时就能实时监控到，实现及时进行提醒和送修，避免因电池异常带来的安全隐患，大大提高了终端设备使用时的安全性。
根据本发明的一个实施例，当所述电池当前发生异常时，安全监控模块130还用于对异常电池进行标记，并在终端设备处于开机状态时控制所述终端设备发出电池存在异常的提醒信息。
举例来说，当监测到电池当前存在异常时，需要对用户进行提醒。作为一种示例，如图7所示，可通过提醒信息“电池安全消息：尊敬的客户，目前您的电池由于受损而处于异常状态，为了您的安全使用，请您到***的客服网点进行检测维修，谢谢！”对用户进行提醒；作为又一种示例，在通过图7所示的提醒信息对用户进行提醒时，还可通过移动终端上的指示灯闪烁来对用户进行提醒，例如，以较快的频率控制指示灯发出红光闪烁；作为又一种示例，还可以通过终端设备中的语音播报功能对用户进行提醒。
一般情况下，当用户看到上述提醒信息时，会及时到相应客服网点进行检测维修，但是也有些用户在看到该消息时，并不清楚问题的严重性，所以很可能将该消息进行忽略，并继续正常使用，所以此时可对用户进行多次提醒，例如，可以对用户进行至少三次提醒。而如果多次提醒后用户仍未进行处理，此时可限制终端设备的某些功能。
根据本发明的一个实施例，当所述电池当前发生异常时，安全监控模块130还根据所述电池发生电压突变的情况和温度异常区域的温度信息进行故障等级划分，并根据所述故障等级对所述终端设备的相应功能进行限制。
即言，安全监控模块130可根据电池电压瞬间跌落的电压幅度和温度异常区域的温度信息进行故障等级划分，例如电池电压瞬间跌落的电压幅度越大，温度异常区域的温度越高，表示电池受损越严重，从而可根据电池受损程度划分为一般受损、比较严重受损、严重受损、电池失效，其对应的故障等级为一般等级、比较严重等级、严重等级、完全故障等级，进而可根据故障等级对终端设备的相应功能进行限制。
举例而言，通常情况下，终端设备中的应用程序的耗电量越小，在电池使用时，发热量就会小，例如仅开启聊天工具且未进行视频聊天，此时电池耗电量小，电池发热量少，电池发生危险的可能性相对较小，而当应用程序的耗电量比较大时，例如观看视频、玩游戏等，此时电池耗电量大，电池发热量大，很容易发生安全事故，因此，当判断电池存在异常时，如果故障等级为一般等级，安全监控模块130禁止耗电量大的视频软件、游戏软件、应用程序等的使用；如果故障等级为比较严重等级和严重等级，安全监控模块130此时直接禁止整个系统启动，以防止发生安全事故，并在终端设备的显示屏上显示“电池存在安全隐患，禁止系统启动，请到***的客服网点进行检测维修，谢谢配合！”，以对用户进行提醒；如果故障等级为完全故障等级，此时电池失效，系统关机，并无法启动。
另外，由于电池充电过程中也会产生热，尤其是在快充的状态下，短时间内产生的热量更多，因此在判断电池存在异常时，安全监控模块130还禁止对电池进行快速充电，严重的情况下禁止用户对电池充电，以防止发生安全事故，并在终端设备的显示屏上显示“由于电池受损，因此禁止对电池进行充电，还请***的客服网点进行检测维修，谢谢配合！”，以对用户进行提醒。
在本发明的实施例中，安全监控模块130可以是具有电池管理功能的电池管理器，也可以是具有电池保护功能的电池保护系统，还可以是集成电池管理功能、保护功能以及终端设备控制功能的终端设备控制系统，本发明对此并不做具体限定。
根据本发明实施例的终端设备的电池安全监控系统，通过第一获取模块实时获取终端设备的电池电压，并通过第二获取模块实时获取电池表面每个区域的温度，然后判断模块根据实时获取的电池电压判断终端设备的电池是否发生电压突变现象，并根据每个区域的温度判断电池表面是否存在温度异常区域，最后在电池发生电压突变现象且电池表面存在温度异常区域时通过安全监控模块判断电池当前发生异常，即言，电池当前受到损伤时，电池电压会出现突然跳变，同时因为损伤而引起电池内部短路的区域会出现发热现象，本发明通过检测电池电压是否出现突然跳变和电池表面是否存在温度异常区域来判断电池当前是否发生异常，从而能够在电池受损时就能实时监控到，实现及时进行提醒和送修，避免因电池异常带来的安全隐患，大大提高了终端设备使用时的安全性。
此外，如图9所示，本发明的实施例还提出了一种终端设备10，其包括上述的终端设备的电池安全监控系统100。
根据本发明实施例的终端设备，通过上述的终端设备的电池安全监控系统，能够通过监控电池电压是否出现突然跳变和电池表面是否存在温度异常区域来判断电池当前是否发生异常，从而能够在电池受损时就能实时监控到，实现及时进行提醒和送修，避免因电池异常带来的安全隐患，大大提高使用安全性。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (20)

1.一种终端设备的电池安全监控方法，其特征在于，包括以下步骤：
实时获取所述终端设备的电池电压，并实时获取所述终端设备的电池表面每个区域的温度，其中，所述电池表面分为多个区域；
根据实时获取的电池电压判断所述终端设备的电池是否发生电压突变现象，并根据每个区域的温度判断所述电池表面是否存在温度异常区域；
如果所述电池发生电压突变现象、且所述电池表面存在温度异常区域，则判断所述电池当前发生异常。
2.如权利要求1所述的终端设备的电池安全监控方法，其特征在于，当所述电池处于空载状况或轻载状况时，如果所述电池发生电压突变现象、且所述电池表面存在温度异常区域，则判断所述电池当前发生异常。
3.如权利要求1或2所述的终端设备的电池安全监控方法，其特征在于，当所述电池当前发生异常时，还对异常电池进行标记，并在所述终端设备处于开机状态时控制所述终端设备发出电池存在异常的提醒信息。
4.如权利要求2所述的终端设备的电池安全监控方法，其特征在于，根据实时获取的电池电压判断所述终端设备的电池是否发生电压突变现象，包括：
根据实时获取的电池电压判断所述电池是否出现电压瞬间跌落；
如果所述电池出现电压瞬间跌落，则判断所述电池发生电压突变现象。
5.如权利要求4所述的终端设备的电池安全监控方法，其特征在于，当所述电池电压在预设时间内降低的幅度大于等于预设值时，判断所述电池出现电压瞬间跌落。
6.如权利要求1所述的终端设备的电池安全监控方法，其特征在于，通过每个区域对应设置的温度感应探头获取每个区域的温度。
7.如权利要求1所述的终端设备的电池安全监控方法，其特征在于，所述多个区域呈阵列设置。
8.如权利要求1所述的终端设备的电池安全监控方法，其特征在于，所述多个区域包括电池角部区域、头部区域和尾部区域。
9.如权利要求1所述的终端设备的电池安全监控方法，其特征在于，当所述电池当前发生异常时，还根据所述电池发生电压突变的情况和温度异常区域的温度信息进行故障等级划分，并根据所述故障等级对所述终端设备的相应功能进行限制。
10.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-9中任一项所述的电池安全监控方法。
11.一种终端设备的电池安全监控系统，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于实时获取所述终端设备的电池电压；
第二获取模块，用于实时获取所述终端设备的电池表面每个区域的温度，其中，所述电池表面分为多个区域；
判断模块，用于根据实时获取的电池电压判断所述终端设备的电池是否发生电压突变现象，并根据每个区域的温度判断所述电池表面是否存在温度异常区域；
安全监控模块，用于在所述电池发生电压突变现象、且所述电池表面存在温度异常区域时判断所述电池当前发生异常。
12.如权利要求11所述的终端设备的电池安全监控系统，当所述电池处于空载状况或轻载状况时，如果所述电池发生电压突变现象、且所述电池表面存在温度异常区域，所述安全监控模块则判断所述电池当前发生异常。
13.如权利要求11或12所述的终端设备的电池安全监控系统，其特征在于，当所述电池当前发生异常时，所述安全监控模块还用于对异常电池进行标记，并在所述终端设备处于开机状态时控制所述终端设备发出电池存在异常的提醒信息。
14.如权利要求12所述的终端设备的电池安全监控系统，其特征在于，所述判断模块进一步用于，
根据实时获取的电池电压判断所述电池是否出现电压瞬间跌落；
如果所述电池出现电压瞬间跌落，则判断所述电池发生电压突变现象。
15.如权利要求14所述的终端设备的电池安全监控系统，其特征在于，当所述电池电压在预设时间内降低的幅度大于等于预设值时，所述判断模块判断所述电池出现电压瞬间跌落。
16.如权利要求11所述的终端设备的电池安全监控系统，其特征在于，所述第二获取模块通过每个区域对应设置的温度感应探头获取每个区域的温度。
17.如权利要求11所述的终端设备的电池安全监控系统，其特征在于，所述多个区域呈阵列设置。
18.如权利要求11所述的终端设备的电池安全监控系统，其特征在于，所述多个区域包括电池角部区域、头部区域和尾部区域。
19.如权利要求11所述的终端设备的电池安全监控系统，其特征在于，当所述电池当前发生异常时，所述安全监控模块还用于根据所述电池发生电压突变的情况和温度异常区域的温度信息进行故障等级划分，并根据所述故障等级对所述终端设备的相应功能进行限制。
20.一种终端设备，其特征在于，包括如权利要求11-19中任一项所述的终端设备的电池安全监控系统。
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