CN113300005A - 电量检测装置和方法、电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供一种电量检测装置和方法、电子设备，电量检测装置，包括：电池单元，包括至少一电池，接口模块，与电池单元连接，用于连接充电设备；采样电路，分别与电池单元、接口模块连接，用于采集电池单元的电流信号；充电管理集成电路，被配置有电压检测引脚和电流检测引脚，电压检测引脚与电池单元连接，电流检测引脚与采样电路连接；其中，充电管理集成电路用于基于电压检测引脚检测电压信号和电流采样引脚检测电流信号获取电池单元的电压信息、电流信息和电量信息，可以基于充电管理集成电路来检测电池的电流和电压并获取电池的电量，简化了电量检测的硬件电路，降低了成本。

Description

电量检测装置和方法、电子设备
技术领域
本申请涉及充电技术领域，特别是涉及一种电量检测装置和方法、电子设备。
背景技术
电子设备在人们生活中扮演着越来越重要的角色，而电子设备充电技术的发展也越来越快。传统的电子设备中会配置一个专门用于检测电池电量的电量计IC，该电量计IC还可以用于检测电池的电压、电流、计算电池容量、温度和当前电量等参数，并可通过I2C连接到充电管理集成电路和电子设备的处理电路中以备使用。
但是，通过在电子设备中配置电量计IC来获取电池的电量信息时，还需要配置相应的硬件电路来支持，增加了电子设备中硬件器件的数量，会造成器件冗余，且成本高。
发明内容
本申请实施例提供一种电量检测装置和方法、电子设备，可以基于充电管理集成电路来检测电池的电流和电压并获取电池的电量，简化了电量检测的硬件电路，降低了成本。
一种电量检测装置，包括：
电池单元，包括至少一电池，
采样电路，与所述电池单元连接，用于采集所述电池单元的电流信号；
充电管理集成电路，被配置有电压检测引脚和电流检测引脚，所述电压检测引脚与所述电池单元连接，所述电流检测引脚与所述采样电路连接；其中，
所述充电管理集成电路用于基于所述电压检测引脚检测电压信号和所述电流采样引脚检测电流信号获取电池单元的电压信息、电流信息和电量信息。
一种电量检测方法，应用于电量检测装置，所述电量检测装置包括：电池单元，包括至少一电池；采样电路，与所述电池单元连接，用于采集所述电池单元的电流信号；其中，所述方法包括：
接收配置指令；
根据所述配置指令配置电压检测引脚和电流检测引脚；
基于所述电压检测引脚检测所述电压信号和所述电流采样引脚检测所述电流信号获取电池单元的电压信息、电流信息和电量信息。
一种电子设备，包括：
上述的电量检测装置；及
处理电路，分别与所述电池单元、充电管理集成电路连接，用于接收所述充电管理集成电路输出的电流信号、电压信号及电量信息，并对所述充电管理集成电路进行管理。
上述电量检测装置和方法、电子设备，通过给充电管理集成电路配置电压检测引脚和电流检测引脚，充电管理集成电路用于基于所述电压检测引脚检测所述电压信号和所述电流采样引脚检测所述电流信号获取电池单元的电压信息、电流信息和电量信息，在不配置使用电量计IC的情况下，也可以获取电池单元的电量信息，可以简化电量检测的硬件电路，同时还降低了成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一个实施例中单电池的电量检测装置的结构框图；
图2为一个实施例中双电池串联的电量检测装置的结构框图；
图3为一个实施例中双电池并联的电量检测装置的结构框图；
图4为又一个实施例中单电池的电量检测装置的结构框图；
图5为又一个实施例中双电池串联的电量检测装置的结构框图；
图6为又一个实施例中双电池并联的电量检测装置的结构框图；
图7为一个实施例中电量检测电路的流程图；
图8为一个实施例中电子设备的结构框图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
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。在本发明的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。
如图1所示，在其中一个实施例中，电量检测装置包括电池单元10、采样电路30和充电管理集成电路40。
电池单元10，包括至少一电池。其中，电池的电池类型可以为铅酸电池、镍氢电池、钠硫电池、液流电池、超级电容器、锂电池和柔性电池中的至少一种。电池单元10中的电池类型相同，电池单元10中包括的电池数量可以为1个、2个、3个或者更多。
在本申请中，以电池的类型为锂电池为例进行说明。其中，锂电池包括电芯。电芯可包括卷绕的正极片、负极片和设置在正极片、负极片之间的隔膜。其中，可从电芯的正极片引出来的金属导电体称之为正极耳，从电芯的负极片引出来的金属导电体称之为负极耳。
在一实施例中，正极耳采用表面镀有镍层的铜片，负极耳采用铝片。其中，镍层可以作为铜片的保护层，以避免铜片氧化导致内阻增大，导电性能变差的情况出现。铝片的电导率高，在大电流通过时，极耳温升较低，铝片的硬度较小，不容易刺穿隔膜或相邻电芯，提高了电池单元10的安全性能。
当电池单元10包括一个电池时，该单电池的正极耳可以理解为该电池单元10的正极端，该单电池的负极耳可以理解为该电池单元10的负极端。
当电池的数量为多个时，电池单元10中的多个电池可串联连接，也可以并联连接。示例性的，当电池单元10包括n个依次串联的电池时，n个依次串联的电池可以分别记为第一电池、第二电池、…、第n电池。其中，第一电池电池的正极耳可以理解为该电池单元10的正极端，第n电池的负极耳可以理解为该电池单元10的负极端。当电池单元10包括n个依次并联的电池时，n个电池的正极耳的公共连接端可以理解为该电池单元10的正极端，n个电池的正极耳的公共连接端可以理解为该电池单元10的负极端。
需要说明的是，在本申请实施例中，对电池单元10中电池的数量不做进一步的限定。
采样电路30与所述电池单元10连接，用于采集所述电池单元10的电流信号。在其中一个实施例中的，采样电路30可以为采样电阻Rsns。
充电管理集成电路40，也可以理解为充电控制IC(Integrated Circuit)。其中，充电管理集成电路40可被配置有电压检测引脚和电流检测引脚，所述电压检测引脚与所述电池单元10连接，所述电流检测引脚与所述采样电路30连接。其中，所述充电管理集成电路40基于所述电压检测引脚检测所述电池单元10的电压信号，并基于所述电流采样引脚检测所述电池单元10的电流信号，并根据所述电压信号、电流信号获取所述电池单元10的电量信息。
当给充电管理集成电路40配置电压检测引脚和电流检测引脚时，可以向充电管理集成电路40写入用于启动电压检测引脚和电流检测引脚的程序，以使该充电管理集成电路40的电压检测引脚具备电压检测的功能，并使该充电管理集成电路40的电流检测引脚具备电流检测的功能。
在其中一个实施例中，电流检测引脚的数量为两个，可具体包括正电流检测引脚401和负电流检测引脚402。其中，正电流检测引脚401分别与采样电路30的第一端、电池单元10的正极端连接，负电流检测引脚402分别与采样电路30的第二端、接口模块20连接。
电压检测引脚的数量与电池单元10中电池的数量向关联，其至少包括正电压检测引脚403和负电压检测引脚404。示例性的，当电池单元10仅包括一个电池时，该正电压检测引脚403可与电池的正极耳连接，负电压检测引脚404可与电池的负极耳连接。将电压检测引脚直接与电池的极耳连接，可以减小因通路阻抗造成的误差以提高电压信号的采样精度。
当电池的数量为多个时，且多个电池之间的连接方式不同，其电压检测引脚的数量也不同，电压检测引脚与多个电池之间的连接方式也就不同，其具体的连接方式在后续实施例中进行详细说明。
在其中一个实施例中的，充电管理集成电路40中还集成有高精度的模/数转换器来通过电压检测引脚采集电压信号以及通过电流检测引脚来采集电流信号进行模数转换，以获取电池单元10的电压信息和电流信息。充电管理集成电路40还可以根据获取的电压信息和电流信息来计算当前电池单元10的电量信息。
在其中一个实施例中，电量检测装置还包括接口模块20。接口模块20分别与电池单元10、采样电路30连接，用于连接充电设备。其中，接口模块20中可包括VBUS、USB+、USB-、GND等充电接口。当接口模块20与该充电设备连接时，该充电设备可以为电池单元10进行充电。其中，与充电接口连接的充电设备可以为快充适配器、普通适配器、充电宝或能够为电子设备的电池单元10进行充电的终端等。例如，该快充适配器可提供的充电功率大于15W。普通充电设备可为5V1A、5V2A的充电设备。
需要说明的是，本申请对接口模块20中接口类型不做限定，例如，可以为Microusb接口、Type-C接口、30-pin接口、lightning接口等。
在其中一个实施例中，采样电阻Rsns设置在接口模块20与电池单元10构成的充电回路中。示例性的，该采样电阻Rsns的第一端可以与电池单元10的正极端连接，采样电阻Rsns的第二端可与接口模块20中的VBUS接口连接。
具体地，当接口模块20外接充电设备为电池单元10充电，或电池单元10处于放电状态时，若充电管理集成电路40采集到当前电池单元10的充电电流或放电电流小于预设值时，可以获取当前电池单元10的电压值，并根据预设的电压值与初始电量的映射关系表来获取初始电量。若充电电流大于或等于预设值时，则可以对电流值进行积分，根据初始电量与该积分进行累计加而获取当前的电量信息；若充电电流大于或等于预设值时，则可以对电流值进行积分，根据初始电量与该积分进行累计减而获取当前的电量信息。
需要说明的是，预设值可以为1mA、2mA、5mA、10mA等，其预设值的大小可以根据电池单元10的内阻、电化学反应的等参数进行设置，在本申请实施例中不做进一步的限定。
上述电量检测装置通过给充电管理集成电路40配置电压检测引脚和电流检测引脚，充电管理集成电路40用于基于所述电压检测引脚检测所述电压信号和所述电流采样引脚检测所述电流信号获取电池单元10的电压信息、电流信息和电量信息，在不配置使用电量计IC的情况下，也可以获取电池单元10的电量信息，可以简化电量检测的硬件电路，同时还降低了成本。
在其中一个实施例中，电量检测装置还包括充电电路50，充电电路50分别与所述接口模块20、采样电路30、控制引脚连接。
充电电路50可包括两个串联的电子开关管。电子开关管可以为三极管、MOS管、IGBT等具有三个连接端子的开关管。示例性的，充电电路50可包括第一MOS管M1和第二MOS管M2。其中，第一MOS管M1的栅极和第二MOS管M2的栅极均与控制引脚连接；第一MOS管M1的漏极与接口模块20连接，第一MOS管M1的源极与第二MOS管M2的源极模块连接，第二MOS管M2的漏极模块与采样电路30连接。
所述充电管理集成电路40还被配置有控制引脚以及与接口模块20连接的通信引脚405、406。当接口模块20接入充电设备时，可通过该通信引脚405、406与连接的充电设备进行通信，进而可以对应获取充电设备的设备类型。
当设备类型为预设类型时，可用于控制所述控制引脚410向所述充电电路50输出充电指令，以导通所述接口模块20与所述电池单元10之间的充电通路，以为所述电池单元10充电。示例性的，当该接口模块20接入的充电设备为快充适配器时，充电管理管理集成电路可以输出高电平控制信号至第一MOS管M1的栅极和第二MOS管M2的栅极，使第一MOS管M1和第二MOS管M2均处于导通状态，进而可以通过快充适配器以快充模式为电池单元10进行充电。
进一步的，充电管理集成电路40还可以获取的电流信息、电压信息、电量信息、温度信息来反馈调节充电电路50输出的充电电流或充电电压以输出适用于为电池单元10充电的点信号。
可选的，充电电路50还可以包括多个电子开关管，其多个电子电子开关管均以串联的形式接在电池单元10与接口模块20之间。在本申请实施例中，对充电电路50中的电子开关管的数量以及类型不做进一步的限定，只要多个电子开关管能够在充电管理管理集成电路的控制下均能够处于导通状态，以使充电设备为电池单元10进行充电即可。
在其中一个实施例中，电池单元10还可包括n个依次串联的电池。其中，n个依次串联的电池可分别记为第一电池、第二电池、…第n电池，其中，n≥2。示例性的，如图2所示，以n＝2为例进行说明，电池单元10包括两个依次串联的电池，可记为第一电池T1和第二电池T2。其中，电压检测引脚包括正电压检测引脚403、端电压检测引脚407和负电压检测引脚404。其中，正电压检测引脚403与第一电池T1的正极耳连接，端电压检测引脚407与第二电池T2的正极耳连接，负电压检测引脚404与第二电池T2的负极耳连接。
可选的，当n＞2时，其中，电压检测引脚包括正电压检测引脚403、负电压检测引脚404和n-1个端电压检测引脚。具体的，第一电池的正极耳与所述正电压检测引脚403连接，第n电池的负极耳与所述负电压检测引脚404连接，相邻两个电池的公共端一一对应与n-1个端电压检测引脚连接。示例性的，n-1个端电压检测引脚可分别记为端电压检测引脚4071、4072、…、407n-1。也可以理解为，第二电池至第n电池的正极耳一一对应与一个端电压检测引脚连接。也即，第二电池的正极耳与端电压检测引脚4071连接，第三电池的正极耳与端电压检测引脚4072连接，以此类推，第n电池的正极耳与端电压检测引脚407n-1连接。
充电管理集成电路40可对应获取每个电压检测引脚的检测的电压信号进而可对应获取每个电池的电压信号，并根据每一所述电池的电压信号获取所述电池单元10的电压信号。示例性的，第一电池T1的电压信息可以根据正电压检测引脚403和端电压检测引脚407的信号来计算获得，第二电池T2的电压信息可以根据端电压检测引脚407与负电压检测引脚404的信号来计算获得。电池单元10的电压信号可以为每个电池电压信息的和值。
在其中一个实施例中，该电池单元10中包括多个串联的电池。电池单元10在充电状态或放电状态均有可能出现电池容量的不匹配的情况，电池容量的不匹配可包括充电状态(SOC)失配和容量/能量(C/E)失配。当电池容量不匹配时，则需要对电池单元10进行均衡处理。电量检测装置还包括第一均衡电路60，所述充电管理集成电路40还被配置有第一均衡引脚，所述第一均衡电路60分别与所述电池单元10、第一均衡引脚连接。所述充电管理集成电路40还用于控制所述第一均衡引脚输出第一均衡信号；所述第一均衡电路60用于根据所述第一均衡信号对多个所述电池进行均衡。
进一步的，第一均衡引脚的数量与电池的数量相等，均为n个。所述第一均衡电路60包括n个级联的第一均衡单元610。每一级所述第一均衡单元610的第一端一一对应与一个所述电池的正极连接，每一级所述第一均衡单元610的第三端一一对应与一个所述均衡引脚连接；第n-1级所述第一均衡单元610的第二端与第n级所述第一均衡单元610的第一端连接，第n级所述第一均衡单元610的第二端接地。
第一均衡单元610第一均衡单元610参考图2，具体的，第一均衡单元610包括第一均衡电阻和第一均衡电子管；所述第一均衡电阻的第一端作为所述第一均衡单元610的第一端与所述电池的正极连接，所述第一均衡电阻的第二端与所述第一均衡电子管的第一端连接，所述第一均衡电子管的第二端作为所述第一均衡单元610的第二端，所述第一均衡电子管的第三端作为所述第一均衡单元610的第三端。
在其中一个实施例中，第一均衡电子管510可以为MOS管。其中，MOS管的漏极作为所述第一均衡电子管的第一端，MOS管的源极作为所述第一均衡电子管的第二端，MOS管的栅极作为所述第一均衡电子管的第三端。
示例性的，当电池单元10包括第一电池T1和第二电池T2时，MOS管M3和电阻R1用于为第一电池T1均衡，MOS管M4和电阻R2用于为第二电池T2均衡。其中，MOS管M3的漏极经电阻R1与第一电池T1的正极耳连接；MOS管M4的漏极经电阻R2与第二电池T2的正极耳连接；MOS管M3的源极与MOS管M4的漏极连接，MOS管M3的栅极与第一均衡引脚408连接，MOS管M4的栅极与第一均衡引脚409连接。
当多个所述电池的电压信号符合均衡条件时，控制所述第一均衡引脚408、409对应输出均衡信号以使所述第一均衡电路60的多个第一均衡单元610对多个所述电池进行均衡。
当外接的充电设备为多个串联的电池充电时，若多个电池之间的电压差大于预设电压值时，则符合该该均衡条件。示例性的，若外接的充电设备为串联的第一电池T1和第二电池T2充电时，充电管理集成电路40可通过电压检测引脚、电流检测引脚对应获取第一电池T1和第二电池T2的电流和电压值。例如，当第一电池T1的电压大于第二电池T2的电压时，则充电管理集成电路40可控制导通与第一电池T1并联的MOS管M3，并关闭与第二电池T2并联的MOS管M4，此时，可继续保持充电，流经第一电池T1的电流就可以小于流经第二电池T2的电流，让第二电池T2的电压升高，以使第一电池T1与第二电池T2的电压保持均衡。反之，若第一电池T1的电压小于第二电池T2的电压时，则充电管理集成电路40可控制关闭与第一电池T1并联的MOS管M3，并导通与第二电池T2并联的MOS管M4，此时，可继续保持充电，流经第一电池T1的电流就可以大于流经第二电池T2的电流，让第一电池T1的电压升高，以使第一电池T1与第二电池T2的电压差保持在一定范围内。
需要说明的是，当电池单元10包括n个串联的电池时，可以对应设置n个第一均衡单元610，通过检测并获取每个电池的电压信号，若某一个或多个电池的电压符合均衡条件时，可以对应控制与该电池并联的MOS管的通断状态，以使每个电池的电压差均不保持在一定范围内，以实现均衡。
本申请实施例中，通过给充电管理集成电路40配置相应的均衡引脚，并对应设置第一均衡电路60，就可以实现对多个串联的电池的均衡处理，可以代替传统均衡电路中的均衡IC，简化了均衡电路，并降低了成本。
在其中一个实施例中，电池单元10还可包括n个依次并联的电池。其中，n个依次并联的电池可分别记为第一电池T1、第二电池T2、…第n电池，其中，n≥2。示例性的，如图3所示，以n＝2为例进行说明，电池单元10包括两个依次并联的电池，可记为第一电池T1和第二电池T2。正电流检测引脚401与电池单元10的正极端连接，负电流检测引脚402与电池单元10的负极端连接，可用于检测电池单元10的电流信号。其中，电压检测引脚包括两对正电压检测引脚403和负电压检测引脚404(4031,4041)、(4032,4042)。其中，第一电池T1的正极耳与正电压检测引脚4031连接，第一电池T1的负极耳与负电压检测引脚4041连接，第二电池T2的正极耳与正电压检测引脚4032连接，第二电池T2的负极耳与负电压检测引脚4042连接。
可选的，当n＞2时，每一所述电池的正、负极耳对应与一对正电压检测引脚403、负电压检测引脚404连接。示例性的，n对正电压检测引脚403和负电压检测引脚404可分别用(4031,4041)、(4032,4042)、…、(403n,404n)来表示。其中403为正电压检测引脚403、404为负电压检测引脚404。其中，第一电池T1的正极耳与正电压检测引脚4031连接，第一电池T1的负极耳与负电压检测引脚4041连接，相应的，第n电池的正极耳与正电压检测引脚403n连接，第一电池T1的负极耳与负电压检测引脚404n连接。
充电管理集成电路40可对应获取每个电压检测引脚的检测的电压信号进而可对应获取每个电池的电压信号，并根据每一所述电池的电压信号获取所述电池单元10的电压信号。示例性的，第一电池T1的电压信息可以根据正电压检测引脚4031和负电压检测引脚4041的差值来计算获得，第二电池T2的电压信息可以根据正电压检测引脚4032和负电压检测引脚4042的差值来计算获得来计算获得。充电管理集成电路40进一步可以根据第一电池T1和第二电池T2的电压信息以获取电池单元10的电压信息。
在其中一个实施例中，该电池单元10中包括多个并联的电池。电池单元10在充电状态或放电状态均有可能出现电池容量的不匹配的情况，电池容量的不匹配可包括充电状态(SOC)失配和容量/能量(C/E)失配。当电池容量不匹配时，则需要对电池单元10进行均衡处理。该电流检测装置还包括第二均衡电路70，所述充电管理集成电路40还被配置有第二均衡引脚，所述第二均衡电路70分别与所述电池单元10、第二均衡引脚连接。所述充电管理集成电路40还用于控制所述第二均衡引脚输出第二均衡信号；所述第二均衡电路70用于根据所述第二均衡信号对多个所述电池进行均衡。
进一步的，所述第二均衡电路70包括n个第二均衡单元710，所述第二均衡单元710的第一端一一对应与所述电池的正极串联，所述第二均衡单元710的第二端与所述采样电路30连接；所述第二均衡单元710的第三端一一对应与所述第二均衡引脚连接第二均衡单元710第二均衡单元710。
参考图3，具体的，第二均衡单元710包括第二均衡电子管。在其中一个实施例中，第二均衡电子管也可以为MOS管。示例性的，当电池单元10包括第一电池T1和第二电池T2时，MOS管M5用于为第一电池T1均衡，MOS管M6用于为第二电池T2均衡。其中，MOS管M5的源极与第一电池T1的正极耳连接，MOS管M5的漏极与采样电路30连接，MOS管M5的栅极与第二均衡引脚408连接；MOS管M6的源极与第二电池T2的正极耳连接，MOS管M6的漏极与采样电路30连接，MOS管M6的栅极与第二均衡引脚409连接。
当多个所述电池的电压信号符合均衡条件时，控制所述第二均衡引脚输出均衡信号以使所述第二均衡电路70对多个所述电池进行均衡。
当外接的充电设备为多个并联的电池充电时，充电同属上阻抗差异较大时，充电电流在阻抗小的一侧会更大，当某一电池的电流偏大是，其电压也会偏大，则需要对其进行均衡处理。也即，若多个电池之间的电压差大于预设电压值时，则符合该该均衡条件。示例性的，若外接的充电设备为并联的第一电池T1和第二电池T2充电时，若第一电池T1和第二电池T2的电压差符合该均衡条件时，可以通过第二均衡引脚408或409来对应调节与之连接的MOS管(M5或M6)的Vgs电压，从而改变相应通路中MOS管(M5或M6)的阻抗，以补偿第一电池T1与第二电池T2之间的阻抗差异。其中，MOS管的Vgs电压越大，MOS管的阻抗越低；MOS管的Vgs电压越小，MOS管的阻抗越大。通过补偿第一电池T1与第二电池T2之间的阻抗差异进而可以对应控制第一电池T1与第二电池T2之间的电流分配关系，确保第一电池T1和第二电池T2的电压差保持在一定范围内，以实现均衡。
需要说明的是，当电池单元10包括n个并联的电池时，可以对应设置n个第二均衡单元710，通过检测并获取每个电池的电压信号，若某一个或多个电池的电压符合均衡条件时，可以对应控制与该电池串联的MOS管的Vgs电压，以使每个电池的电压差均不保持在一定范围内，以实现均衡。
本申请实施例中，通过给充电管理集成电路40配置相应的均衡引脚，并对应设置第二均衡电路70，就可以实现对多个并联的电池的均衡处理，可以代替传统均衡电路中的均衡IC，简化了均衡电路，并降低了成本。
在其中一个实施例中，所述装置还包括用于检测所述电池单元10温度信息的温度检测电路。具体地，温度检测电路可为热敏电阻器。示例性的，温度检测电路可以为负温度系数热敏电阻器(NTC)。所述充电管理集成电路40还被配置有温度检测引脚，所述温度检测电路的第一端与所述电池单元10的负极端连接，所述温度检测电路的第二端与所述温度检测引脚连接，所述充电管理集成电路40还用于获取电池单元10的温度信息。
在其中一个实施例中，所述装置还包括保护电路80，所述保护电路80分别与所述电池单元10、充电管理集成电路40连接，所述保护电路80在所述充电管理集成电路40保护电路的控制下对所述电池单元10进行过压互或过流保护、过放或过充保护。
在其中一个实施例中，电量检测装置还包括保护板，该电池单元10、保护电路均设置在该保护板上。进一步的，该保护板还包括连接器850，用于将电池单元10、保护电路连接至充电管理集成电路40、接口模块20。示例性的，该连接器850可以为板对板连接器850(Board-to-board Connectors，BTB)。该连接器850上也设置有多个接口，例如可包括P+接口、P-接口、b+接口、b-接口、NTC接口、Hdis接口、Ldis接口、bc接口等。其中，P+接口用于与正电流检测引脚401连接、P-接口用于与负电流检测引脚402连接、b+接口用于与正电压检测引脚403连接、b-接口用于与负电压检测引脚404连接、Hdis接口用于与均衡引脚连接，Ldis接口用于与均衡引脚连接等等。
需要说明的是，连接器850上接口的数量以及类型需要与电池的数量、连接方式、充电管理集成电路40配置的引脚向匹配。
进一步的，保护电路可包括第一保护单元810、多个背靠背设置的MOS管820、第二保护单元830、三端保险丝840和多个限流电阻。
在其中一个实施例中，如图4所示，当电池为单电芯时，保护电路可包括第一保护单元810、两组背靠背设置的MOS管820、第二保护单元830、三端保险丝840和两个限流电路。
在其中一个实施例中，如图5所示，当电池为双电芯串联时，保护电路可包括第一保护单元810、两组背靠背设置的MOS管820、第二保护单元830、三端保险丝840和第三个限流电阻。
在其中一个实施例中，如图6所示，当电池为双电芯并联时，保护电路可包括第一保护单元810、三组背靠背设置的MOS管820、第二保护单元830、三端保险丝840和四个限流电阻。
第一保护单元810和第二保护单元可用于检测电池单元10的电压和电流，并当电流或电压过高时，第一保护单元810可以驱动背靠背MOS管断开，防止电池过充或过放。当电流或电压过高时，第二保护单元830可以驱动熔断三端保险丝840，防止电池过压或过流引起的安全问题。其中，限流电阻可设置在电池的正极耳与连接器850b+(或b1+、b2+)接口之间，限流电阻设置在电池的负极耳与连接器850b-(或b1-、b2-)接口之间，可以防止误将b+接口与P-接口短路这类异常时，大电流烧坏检压线路造成电池损坏。
上述电量检测装置中各个模块的划分仅用于举例说明，在其他实施例中，可将电量检测装置按照需要划分为不同的模块，以完成上述电量检测装置的全部或部分功能。
本申请实施例还提供一种电量检测方法，该检测方法应用在上述任一实施例中的电量检测装置中。在其中一个实施例例中，电量检测方法包括步骤702-步骤706。
步骤702，接收配置指令；
步骤704，根据所述配置指令配置电压检测引脚和电流检测引脚；
步骤706，基于所述电压检测引脚检测所述电压信号和所述电流采样引脚检测所述电流信号获取电池单元10的电压信息、电流信息和电量信息。
充电管理集成电路40可接收配置指令，该配置指令可以理解为用于启动电压检测引脚和电流检测引脚的程序，以使该充电管理集成电路40的电压检测引脚具备电压检测的功能，并使该充电管理集成电路40的电流检测引脚具备电流检测的功能。
在其中一个实施例里中，电流检测引脚的数量为两个，可具体包括正电流检测引脚401和负电流检测引脚402。其中，正电流检测引脚401分别与采样电路30的第一端、电池单元10的正极端连接，负电流检测引脚402分别与采样电路30的第二端、接口模块20连接。
电压检测引脚的数量与电池单元10中电池的数量向关联，其至少包括正电压检测引脚403和负电压检测引脚404。示例性的，当电池单元10仅包括一个电池时，该正电压检测引脚403可与电池的正极耳连接，负电压检测引脚404可与电池的负极耳连接。将电压检测引脚直接与电池的极耳连接，可以减小因通路阻抗造成的误差以提高电压信号的采样精度。
当电池的数量为多个时，且多个电池之间的连接方式不同，其电压检测引脚的数量也不同，电压检测引脚与多个电池之间的连接方式也就不同，其具体的连接方式在后续实施例中进行详细说明。
在其中一个实施例中的，充电管理集成电路40中还集成有高精度的模/数转换器来通过电压检测引脚采集电压信号以及通过电流检测引脚来采集电流信号进行模数转换，以获取电池单元10的电压信息和电流信息。充电管理集成电路40还可以根据获取的电压信息和电流信息来计算当前电池单元10的电量信息。
具体地，当接口模块20外接充电设备为电池单元10充电，或电池单元10处于放电状态时，若充电管理集成电路40采集到当前电池单元10的充电电流或放电电流小于预设值时，可以获取当前电池单元10的电压值，并根据预设的电压值与初始电量的映射关系表来获取初始电量。若充电电流大于或等于预设值时，则可以对电流值进行积分，根据初始电量与该积分进行累计加而获取当前的电量信息；若充电电流大于或等于预设值时，则可以对电流值进行积分，根据初始电量与该积分进行累计减而获取当前的电量信息。
需要说明的是，预设值可以为1mA、2mA、5mA、10mA等，其预设值的大小可以根据电池单元10的内阻、电化学反应的等参数进行设置，在本申请实施例中不做进一步的限定。
本实施例中，通过给充电管理集成电路40配置电压检测引脚和电流检测引脚，充电管理集成电路40用于基于所述电压检测引脚检测所述电压信号和所述电流采样引脚检测所述电流信号获取电池单元10的电压信息、电流信息和电量信息，在不配置使用电量计IC的情况下，也可以获取电池单元10的电量信息，可以简化电量检测的硬件电路，同时还降低了成本。
在其中一个实施例中，当电池单元10包括多个电池时，电量检测方法还包括获取所述电池单元10中每个所述电池的电压信号；当每个所述电池的电压信号符合均衡条件时，控制均衡电路对所述电池单元10进行均衡处理，其中，所述均衡电路分别与每个所述电池连接。
本申请实施例中，通过给充电管理集成电路40配置相应的均衡引脚，并对应设置均衡电路，就可以实现对多个电池的均衡处理，可以代替传统均衡电路中的均衡IC，简化了均衡电路，并降低了成本。
应该理解的是，虽然图7的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图7中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质。一个或多个包含计算机可执行指令的非易失性计算机可读存储介质，当计算机可执行指令被一个或多个处理器执行时，使得处理器执行充电控制方法的步骤。
一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行充电控制方法。
本申请实施例还提供一种电子设备。如图8所示，在其中一个实施例中，电子设备包括上述任一实施例中的电量检测装置80和处理电路90。其中，处理电路，分别与所述电池单元810、充电管理集成电路820连接，用于接收所述充电管理集成电路820输出的电流信号、电压信号及电量信息，并对所述充电管理集成电路820进行管理。示例性的，处理电路可以系统级芯片(System on Chip，SOC)，系统级芯片是把CPU、GPU、RAM、通信基带、GPS模块等等集成整合在一起。
同时，该充电管理集成电路820还可以接收处理电路输出的调节指令，以调节充电电路输出的充电电流或充电电压。
传统的电子设备中需要设置电量计IC、均衡IC、处理电路和充电管理集成电路820，在传统电子设备中，处理电路需要与电量计IC通信，从电量计IC中去获取电压、电流、电量等参数，同时，处理电路还需要与充电管理集成电路820通信，以获取当前电池电源的充电状态，若出现异常，则可控制充电管理集成电路820关闭充电。而本申请实施例所提供的电子设备中，可以省略电子设备中的电量计IC、均衡IC，电量检测装置可以将获取的电池单元的电压信息、电流信息、电量信息、温度信息直接通过I2C或其他通信总线传输到电子设备的处理电路中，而不需要与电量计IC通信，从电量计IC中去获取电压、电流、电量等参数，仅与充电管理集成电路820通信，简化了电子设备中的电路设计，降低了成本，同时还可以提高通信效率。
该电子设备可以为包括手机、平板电脑、PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理)、POS(Point of Sales，销售终端)、车载电脑、穿戴式设备等任意终端设备。
以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (17)

1.一种电量检测装置，其特征在于，包括：
电池单元，包括至少一电池，
采样电路，与所述电池单元连接，用于采集所述电池单元的电流信号；
充电管理集成电路，被配置有电压检测引脚和电流检测引脚，所述电压检测引脚与所述电池单元连接，所述电流检测引脚与所述采样电路连接；其中，
所述充电管理集成电路，用于基于所述电压检测引脚检测电压信号和基于所述电流采样引脚检测电流信号，以获取所述电池单元的电压信息、电流信息和电量信息。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电池单元包括一个电池，所述电压检测引脚包括正电压检测引脚和负电压检测引脚，其中，所述电池的正极耳与所述正电压流检测引脚连接；所述电池的负极耳分别与所述负电压检测引脚连接。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电池单元包括依次串联的第一电池和第二电池，所述电压检测引脚包括正电压检测引脚、负电压检测引脚和端电压检测引脚；所述第一电池的正极耳与所述正电压检测引脚连接，所述第二电池的负极耳与所述负电压检测引脚连接，所述第二电池的正极与所述端电压检测引脚连接。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电池单元包括n个依次串联的电池，所述电压检测引脚包括正电压检测引脚、负电压检测引脚和n-1个端电压检测引脚；第一电池的正极耳与所述正电压检测引脚连接，第n电池的负极耳与所述负电压检测引脚连接，相邻两个电池的公共端一一对应与n-1个端电压检测引脚连接，其中，n>2。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第一均衡电路，所述充电管理集成电路还被配置有第一均衡引脚，所述第一均衡电路分别与所述电池单元、第一均衡引脚连接；
所述充电管理集成电路还用于控制所述第一均衡引脚输出第一均衡信号；
所述第一均衡电路用于根据所述第一均衡信号对多个所述电池进行均衡。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一均衡电路包括n个级联的第一均衡单元，所述第一均衡引脚的数量为n个；其中，每一级所述第一均衡单元的第一端一一对应与一个所述电池的正极连接，每一级所述第一均衡单元的第三端一一对应与一个所述均衡引脚连接；第n-1级所述第一均衡单元的第二端与第n级所述第一均衡单元的第一端连接，第n级所述第一均衡单元的第二端接地。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一均衡单元包括第一均衡电阻和第一均衡电子管；所述第一均衡电阻的第一端作为所述第一均衡单元的第一端与所述电池的正极连接，所述第一均衡电阻的第二端与所述第一均衡电子管的第一端连接，所述第一均衡电子管的第二端作为所述第一均衡单元的第二端，所述第一均衡电子管的第三端作为所述第一均衡单元的第三端。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电池单元包括n个并联的电池，所述电压检测引脚包括n对正电压检测引脚和负电压检测引脚；其中，每一所述电池的正、负极耳对应与一对正电压检测引脚、负电压检测引脚连接，其中，n≥2。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第二均衡电路，所述充电管理集成电路还被配置有第二均衡引脚，所述第二均衡电路分别与所述电池单元、第二均衡引脚连接；
所述充电管理集成电路还用于控制所述第二均衡引脚输出第二均衡信号；
所述第二均衡电路用于根据所述第二均衡信号对多个所述电池进行均衡。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第二均衡电路包括n个第二均衡单元，所述第二均衡引脚的数量为n个；所述第二均衡单元的第一端一一对应与所述电池的正极串联，所述第二均衡单元的第二端与所述采样电路连接；所述第二均衡单元的第三端一一对应与所述第二均衡引脚连接。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第二均衡单元包括第二均衡电子管。
12.根据权利要求1-11任一项所述的装置，其特征在于，所述充电管理集成电路还被配置有用于输出充电指令的控制引脚；
所述装置还包括：其中，
接口模块，分别与所述电池单元、充电管理集成电路连接，用于连接充电设备；
充电电路，分别与所述接口模块、采样电路、控制引脚连接，用于接收所述充电指令，并根据所述充电指令导通所述接口模块与所述电池单元之间的充电通路，以为所述电池单元充电。
13.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括用于检测所述电池单元温度信息的温度检测电路，所述充电管理集成电路还被配置有温度检测引脚，所述温度检测电路的第一端与所述电池单元的负极端连接，所述温度检测电路的第二端与所述温度检测引脚连接；
所述充电管理集成电路还用于获取所述温度信息。
14.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括保护电路，所述保护电路分别与所述电池单元、充电管理集成电路连接；
所述保护电路用于对所述电池单元进行过压或过流保护。
15.一种电量检测方法，应用于电量检测装置，所述电量检测装置包括：电池单元，包括至少一电池；采样电路，与所述电池单元连接，用于采集所述电池单元的电流信号；其中，所述方法包括：
接收配置指令；
根据所述配置指令配置电压检测引脚和电流检测引脚；
基于所述电压检测引脚检测电压信号和所述电流采样引脚检测电流信号获取电池单元的电压信息、电流信息和电量信息。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述电池单元包括多个电池，所述方法还包括：
获取所述电池单元中每个所述电池的电压信号；
当每个所述电池的电压信号符合均衡条件时，控制均衡电路对所述电池单元进行均衡处理，其中，所述均衡电路分别与每个所述电池连接。
17.一种电子设备，其特征在于，包括：
如权利要求1至14中任一项所述的电量检测装置；及
处理电路，分别与所述电池单元、充电管理集成电路连接，用于接收所述充电管理集成电路输出的电流信号、电压信号及电量信息，并对所述充电管理集成电路进行管理。
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