CN105743146A - 终端电池及其充放电的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种终端电池，包括：电池阵列单元，电池阵列单元包括至少两个电池；阵列控制单元，用于当电池阵列单元处于充电状态时，控制电池阵列单元内的所有电池以并联的方式电连接；以及当电池阵列单元处于非充电状态时，控制电池阵列单元内的所有电池以串联的方式电连接。本发明还公开了一种终端电池充放电的控制方法。本发明所提供的终端电池及方法，降低了电池阵列单元的充电输入电压，在充电过程中，充电电压上升缓慢，充电阻抗上升缓慢，不会出现充电阻抗过大导致充电异常截止的现象，能够在保证终端电池容量高前提下，缩短终端电池的充电时间，无需采用高压电芯，充电电路不会因高压充电而损坏，终端电池制作成本更低，使用寿命更长。

Description

终端电池及其充放电的控制方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种终端电池及其充放电的控制方法。

背景技术

电池在人们的日常生活中应用十分广泛，小到电子玩具、手机等移动终端，大到电动汽车、雷达站。人们在使用电池过程总希望电池容量大，充电时间短，但是现有技术容量比较大的电池，其单次充电(由电量耗尽到充满为止)耗费的时间长；充电时间短的电池，其容量小，不能满足用户的使用要求。

为了在保证终端电池容量的基础上缩短充电时间，现有技术采用高压充电器对终端电池充电的方式，采用这种方式电池因需要采用高压电芯，同时需要增加相应的电路，电路受高电压的影响容易损坏，导致电池成本高、使用寿命短；同时充电时随着电池电压的升高会发生充电异常截止的现象，导致电池电量无法充满。

发明内容

本发明的主要目的在于解决现有技术为保证容量实现短时间充电的电池，存在成本高、使用寿命短，且电池电量无法充满的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供的一种终端电池，所述终端电池包括：

电池阵列单元，所述电池阵列单元包括至少两个电池；

阵列控制单元，用于当所述电池阵列单元处于充电状态时，控制所述电池阵列单元内的所有电池以并联的方式电连接；以及当所述电池阵列单元处于非充电状态时，控制所述电池阵列单元内的所有电池以串联的方式电连接。

优选地，所述阵列控制单元，具体用于在所述电池阵列单元处于充电状态时，根据充电电源输入的充电电压触发将所述电池阵列单元内的所有电池以并联的方式电连接。

优选地，所述的终端电池，当所述电池阵列单元处于充电状态时，由充电电源向终端供电。

优选地，所述阵列控制单元，还用于当充电电源向终端供电的电量少于终端工作所需电量时，切换所述电池阵列单元内的所有电池以串联的方式电连接，以使所述充电电源与所述电池阵列单元同时向所述终端供电，以满足终端工作所需电量。

优选地，所述电池阵列单元具体包括：第一电池、第二电池、第一开关、第二开关、第三开关；

所述第一电池的正极分别与所述第一开关的第一端、所述第二开关的第一端连接，所述第一电池的负极分别与所述第三开关的第一端、以及地连接；所述第二电池的正极分别与所述第一开关的第二端以及电压输入/输出端连接，所述第二电池的负极分别与所述第二开关的第二端、以及所述第三开关的第二端连接。

优选地，所述阵列控制单元，具体用于当电池阵列单元处于充电状态时，控制第一开关、第三开关处于闭合状态，第二开关处于断开状态；以及当电池阵列单元处于非充电状态时，控制第一开关、第三开关处于断开状态，第二开关处于闭合状态。

为实现上述目的，本发明另提供一种终端电池充放电的控制方法，所述终端电池包括：电池阵列单元，所述电池阵列单元包括至少两个电池；所述终端电池充放电的控制方法的步骤包括：

当所述电池阵列单元处于充电状态时，控制所述电池阵列单元内的所有电池以并联的方式电连接；

当所述电池阵列单元处于非充电状态时，控制所述电池阵列单元内的所有电池以串联的方式电连接。

优选地，所述的终端电池充放电的控制方法，当所述电池阵列单元处于充电状态时，控制所述电池阵列单元内的所有电池以并联的方式电连接具体包括：

在所述电池阵列单元处于充电状态时，根据充电电源输入的充电电压触发将所述电池阵列单元内的所有电池以并联的方式电连接。

优选地，所述的终端电池充放电的控制方法，其特征在于，当电池阵列单元处于充电状态时，由充电电源向终端供电。

优选地，所述的终端电池充放电的控制方法，其特征在于，还包括：

当所述充电电源向终端供电的电量少于终端工作所需电量时，切换所述电池阵列单元内的所有电池以串联的方式电连接，以使所述充电电源与所述电池阵列单元同时向所述终端供电，以满足终端工作所需电量。

优选地，所述电池阵列单元具体包括：第一电池、第二电池、第一开关、第二开关、第三开关；

所述第一电池的正极分别与所述第一开关的第一端、所述第二开关的第一端连接，所述第一电池的负极分别与所述第三开关的第一端、以及地连接；所述第二电池的正极分别与所述第一开关的第二端以及电压输入/输出端连接，所述第二电池的负极分别与所述第二开关的第二端、以及所述第三开关的第二端连接。

优选地，所述当电池阵列单元处于充电状态时，控制所述电池阵列单元内的所有电池以并联的方式电连接具体为：

当电池阵列单元处于充电状态时，控制第一开关、第三开关处于闭合状态，第二开关处于断开状态；

所述当电池阵列单元处于非充电状态时，控制所述电池阵列单元内的所有电池以串联的方式电连接具体为：

当电池阵列单元处于非充电状态时，控制第一开关、第三开关处于断开状态，第二开关处于闭合状态。

本发明所提供的终端电池及其充放电的控制方法，通过当电池阵列单元处于充电状态时，控制所述电池阵列单元内的所有电池以并联的方式电连接；当电池阵列单元处于非充电状态时，控制所述电池阵列单元内的所有电池以串联的方式电连接的方式，降低了电池阵列单元的充电输入电压，在充电过程中，电池阵列单元的充电电压上升速度缓慢，因而充电阻抗上升速度缓慢，不会出现因此充电阻抗过大导致充电异常截止，而无法充满电的现象，能够在保证终端电池容量高前提下，缩短终端电池的充电时间(提高终端电池的充电速度)。同时相比高压充电电池，本发明的终端电池无需采用高压电芯，电池阵列单元的充电电路不会受到高压充电的影响而损坏，终端电池的制作成本更低，使用寿命更长。

附图说明

图1是本发明的终端电池一实施例的功能模块示意图；

图2是图1中电池阵列单元的电路结构示意图；

图3是本发明的终端电池充放电的控制方法一实施例的流程图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明进一步提供一种终端电池，参见图1，图1是本发明的终端电池一实施例的功能模块示意图。在本实施例中，终端电池100包括：电池阵列单元110和阵列控制单元120。电池阵列单元110包括至少两个电池。阵列控制单元120，用于当电池阵列单元110处于充电状态时，控制电池阵列单元110内的所有电池以并联的方式电连接；以及当电池阵列单元110处于非充电状态时，控制电池阵列单元110内的所有电池以串联的方式电连接。

所述阵列控制单元120，具体用于在所述电池阵列单元110处于充电状态时，根据充电电源输入的充电电压触发将所述电池阵列单元110内的所有电池以并联的方式电连接。即在本实施例中可为充电器的充电电源与终端连接后，充电器与终端电池100的阵列控制单元120实现电连接，此时充电器向阵列控制单元120输入电压信号，电池阵列单元120根据充电器的输入电压信号(5V电压信号)，触发将电池阵列单元110内的所有电池以并联的方式电连接。另外由于充电器的输入电压高于电池阵列单元110的充电电压，本实施例在所述终端内部设置有buck电压变换电路；充电器连接终端后，buck电压变换电路的电压输入端与充电器的电压输入端电连接，buck电压变换电路的电压输出端与电池陈列单元110电连接，使得在充电过程中充电器向buck电压变换电路输入的高电压，通过buck电压变换电路变换为低电压，然后由buck电压变换电路电压输出端向电池阵列单元110输入低电压。

本实施例在对电池阵列单元110进行充电时，通过将电池阵列单元110内的所有电池以并联的方式电连接，能够降低电池阵列单元110的充电电压，电池阵列单元110的充电电压降低后，随着充电时间的增加，电池阵列单元110的充电电压上升速度缓慢，因而电池阵列单元110的充电阻抗上升速度缓慢，电池阵列单元110不会出现因此充电阻抗过大导致充电异常截止，而无法充满电的现象。同时由于电池阵列单元110的充电电压低，因此电池阵列单元110的充电电路不会受到充电电压的影响而损坏。

本实施例中所述电池阵列单元110非充电状态包括：电池阵列单元110放电状态、电池阵列单元110不放电不供电状态(终端关机状态)，即所述阵列控制单元120在充电器不再向其输入电压信号的初始时刻，将所述电池阵列单元内的所有电池从并联的电连接的方式转换为以串联的方式电连接，并一直维持所有电池以串联的方式电连接，直至充电器向其再次输入电压信号。

本实施例中，在电池阵列单元110放电(电池阵列单元110为终端供电)时，通过将电池阵列单元110内的所有电池以串联的方式电连接，能够升高电池阵列单元110的放电电压，以满足终端正常用电的需求。

参见图2，图2是图1中电池阵列单元的电路结构示意图，其中，图2的以两个电池为例对本发明实施例中的电池阵列单元的串联、并联方式进行举例说明。本实例中所述电池阵列单元110包括两个电池，具体包括：第一电池BAT1、第二电池BAT2、第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3。所述第一电池BAT1的正极分别与所述第一开关K1的第一端1、所述第二开关K2的第一端1连接，所述第一电池BAT1的负极分别与所述第三开关K3的第一端1、以及地连接；所述第二电池BAT2的正极分别与所述第一开关K1的第二端2以及电压输入/输出端连接，所述第二电池BAT2的负极分别与所述第二开关K2的第二端2、以及所述第三开关K3的第二端2连接。其中，所述电压输入/输出端为：当终端电池处于充电状态下为电压输入端，当终端电池处于放电状态下为电压输出端。所述阵列控制单元120，具体用于当电池阵列单元110处于充电状态时，控制第一开关K1、第三开关K3处于闭合状态，第二开关K2处于断开状态，即此时第一电池BAT1和第二电池BAT2以并联的方式电连接；以及当电池阵列单元110处于非充电状态时，控制第一开关K1、第三开关K3处于断开状态，第二开关K2处于闭合状态，即此时第一电池BAT1和第二电池BAT2以串联的方式电连接。

本发明提出终端电池另一实施例，本实施例在上述实施例的基础上进行了改进，改进之处在于：当电池阵列单元110处于充电状态时，由充电电源向终端供电。所述阵列控制单元120，还用于当充电电源向终端供电的电量少于终端工作所需电量时，切换所述电池阵列单元110内的所有电池以串联的方式电连接，以使所述充电电源与所述电池阵列单元110同时向所述终端供电，以满足终端工作所需电量。即当充电电源向终端供电的电量少于终端工作所需电量时，由阵列控制单元120将电池阵列单元110内所有电池由并联的电连接方式切换为串联的电连接方式。此时充电电源不再向电池阵列单元110充电，只为终端供电，并由电池阵列单元110为终端续流。

本发明所提供的终端电池100实施例，通过当电池阵列单元110处于充电状态时，控制所述电池阵列单元110内的所有电池以并联的方式电连接；当电池阵列单元110处于非充电状态时，控制所述电池阵列单元110内的所有电池以串联的方式电连接的方式，降低了电池阵列单元110的充电输入电压，在充电过程中，电池阵列单元110的充电电压上升速度缓慢，因而充电阻抗上升速度缓慢，不会出现因此充电阻抗过大导致充电异常截止，而无法充满电的现象，能够在保证终端电池100容量高前提下，缩短终端电池100的充电时间(提高终端电池100的充电速度)。同时相比高压充电电池，本发明的终端电池100无需采用高压电芯，电池阵列单元110的充电电路不会受到高压充电的影响而损坏，终端电池100的制作成本更低，使用寿命更长。

本发明提供一种终端电池充放电的控制方法，参照图3，图3是本发明的终端电池充放电的控制方法一实施例的流程图。在一实施例中，所述终端电池充放电的控制方法包括：

步骤S10、当电池阵列单元110处于充电状态时，控制所述电池阵列单元110内的所有电池以并联的方式电连接。

本实施例所述的终端电池为上述实施例所述的终端电池100包括电池阵列单元110和阵列控制单元120。所述电池陈列单元110包括至少两电池。所述步骤S10具体为：在所述电池阵列单元110处于充电状态时，根据充电电源输入的充电电压触发将所述电池阵列单元110内的所有电池以并联的方式电连接。即在本实施例中可为充电器的充电电源与终端连接后，充电器与终端电池100的阵列控制单元120实现电连接，此时充电器向阵列控制单元120输入电压信号，电池阵列单元120根据充电器的输入电压信号(如5V电压信号)，触发将电池阵列单元110内的所有电池以并联的方式电连接。另外由于充电器的输入电压高于电池阵列单元110的充电电压，本实施例在所述终端内部设置有buck电压变换电路；充电器连接终端后，buck电压变换电路的电压输入端与充电器的电压输入端电连接，buck电压变换电路的电压输出端与电池陈列单元110电连接，使得在充电过程中充电器向buck电压变换电路输入的高电压，通过buck电压变换电路变换为低电压，然后由buck电压变换电路电压输出端向电池阵列单元110输入低电压。

本实施例在对电池阵列单元110进行充电时，通过将电池阵列单元110内的所有电池以并联的方式电连接，能够降低电池阵列单元110的充电电压，电池阵列单元110的充电电压降低后，随着充电时间的增加，电池阵列单元110的充电电压上升速度缓慢，因而电池阵列单元110的充电阻抗上升速度缓慢，电池阵列单元110不会出现因此充电阻抗过大导致充电异常截止，而无法充满电的现象。同时由于电池阵列单元110的充电电压低，因此电池阵列单元110的充电电路不会受到充电电压的影响而损坏。

步骤S20、当电池阵列单元110处于非充电状态时，控制所述电池阵列单元110内的所有电池以串联的方式电连接。

本实施例中所述电池阵列单元110非充电状态包括：电池阵列单元110放电状态、电池阵列单元110不放电不供电状态(终端关机状态)，即所述阵列控制单元120在充电器不再向其输入电压信号的初始时刻，将所述电池阵列单元内的所有电池从并联的电连接的方式转换为以串联的方式电连接，并一直维持所有电池以串联的方式电连接，直至充电器向其再次输入电压信号。

本实施例中，在电池阵列单元110放电(电池阵列单元110为终端供电)时，通过将电池阵列单元110内的所有电池以串联的方式电连接，能够升高电池阵列单元110的放电电压，以满足终端正常用电的需求。

参见图2，本实例中所述电池阵列单元110包括两个电池，具体包括：第一电池BAT1、第二电池BAT2、第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3。所述第一电池BAT1的正极分别与所述第一开关K1的第一端1、所述第二开关K2的第一端1连接，所述第一电池BAT1的负极分别与所述第三开关K3的第一端1、以及地连接；所述第二电池BAT2的正极分别与所述第一开关K1的第二端2以及电压输入/输出端连接，所述第二电池BAT2的负极分别与所述第二开关K2的第二端2、以及所述第三开关K3的第二端2连接。其中，所述电压输入/输出端为：当终端电池处于充电状态下为电压输入端，当终端电池处于放电状态下为电压输出端。所述步骤S10具体为：当电池阵列单元110处于充电状态时，控制第一开关K1、第三开关K3处于闭合状态，第二开关K2处于断开状态，即此时第一电池BAT1和第二电池BAT2以并联的方式电连接。所述步骤S20具体为：当电池阵列单元110处于非充电状态时，控制第一开关K1、第三开关K3处于断开状态，第二开关K2处于闭合状态，即此时第一电池BAT1和第二电池BAT2以串联的方式电连接。

本发明提出终端电池充放电的控制方法另一实施例，本实施例在上述实施例的基础上进行了改进，改进之处在于：当电池阵列单元110处于充电状态时，由充电电源向终端供电；而当充电电源向终端供电的电量少于终端工作所需电量时，切换电池阵列单元110内的所有电池以串联的方式电连接，以使所述充电电源与所述电池阵列单元同时向所述终端供电，以满足终端工作所需电量。即当充电电源向终端供电的电量少于终端工作所需电量时，由阵列控制单元120将电池阵列单元110内所有电池由并联的电连接方式切换为串联的电连接方式。此时充电电源不再向电池阵列单元110充电，只为终端供电，并由电池阵列单元为终端续流。

本发明所提供的终端电池充放电的控制方法实施例，通过当电池阵列单元110处于充电状态时，控制所述电池阵列单元110内的所有电池以并联的方式电连接；当电池阵列单元处于110非充电状态时，控制所述电池阵列单元110内的所有电池以串联的方式电连接的方式，降低了电池阵列单元110的充电输入电压，在充电过程中，电池阵列单元110的充电电压上升速度缓慢，因而充电阻抗上升速度缓慢，不会出现因此充电阻抗过大导致充电异常截止，而无法充满电的现象，能够在保证终端电池100容量高前提下，缩短终端电池100的充电时间(提高终端电池的充电速度)。同时相比高压充电电池，本发明的终端电池100无需采用高压电芯，电池阵列单元110的充电电路不会受到高压充电的影响而损坏，终端电池100的制作成本更低，使用寿命更长。

另外，以上终端电池实施例以及终端电池充放电的控制方法实施例中也可以采用boost电路代替阵列控制单元120，采用boost电路无需充电器向其输入电压信号即可实现对电池阵列单元120中所有电池的连接方式进行切换，但采用boost电路时，boost电路需要始终处于开启状态。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种终端电池，其特征在于，所述终端电池包括：

电池阵列单元，所述电池阵列单元包括至少两个电池；

阵列控制单元，用于当所述电池阵列单元处于充电状态时，控制所述电池阵列单元内的所有电池以并联的方式电连接；以及当所述电池阵列单元处于非充电状态时，控制所述电池阵列单元内的所有电池以串联的方式电连接。

2.根据权利要求1所述的终端电池，其特征在于，所述阵列控制单元，具体用于在所述电池阵列单元处于充电状态时，根据充电电源输入的充电电压触发将所述电池阵列单元内的所有电池以并联的方式电连接。

3.如权利要求1所述的终端电池，其特征在于，当所述电池阵列单元处于充电状态时，由充电电源向终端供电。

4.如权利要求3所述的终端电池，其特征在于，

所述阵列控制单元，还用于当充电电源向终端供电的电量少于终端工作所需电量时，切换所述电池阵列单元内的所有电池以串联的方式电连接，以使所述充电电源与所述电池阵列单元同时向所述终端供电，以满足终端工作所需电量。

5.如权利要求1至4任一项所述的终端电池，其特征在于，所述电池阵列单元具体包括：第一电池、第二电池、第一开关、第二开关、第三开关；

所述第一电池的正极分别与所述第一开关的第一端、所述第二开关的第一端连接，所述第一电池的负极分别与所述第三开关的第一端、以及地连接；所述第二电池的正极分别与所述第一开关的第二端以及电压输入/输出端连接，所述第二电池的负极分别与所述第二开关的第二端、以及所述第三开关的第二端连接。

6.如权利要求5所述的终端电池，其特征在于，

所述阵列控制单元，具体用于当电池阵列单元处于充电状态时，控制第一开关、第三开关处于闭合状态，第二开关处于断开状态；以及当电池阵列单元处于非充电状态时，控制第一开关、第三开关处于断开状态，第二开关处于闭合状态。

7.一种终端电池充放电的控制方法，其特征在于，所述终端电池包括：电池阵列单元，所述电池阵列单元包括至少两个电池；所述终端电池充放电的控制方法的步骤包括：

当所述电池阵列单元处于充电状态时，控制所述电池阵列单元内的所有电池以并联的方式电连接；

当所述电池阵列单元处于非充电状态时，控制所述电池阵列单元内的所有电池以串联的方式电连接。

8.如权利要求7所述的终端电池充放电的控制方法，其特征在于，当所述电池阵列单元处于充电状态时，控制所述电池阵列单元内的所有电池以并联的方式电连接具体包括：

在所述电池阵列单元处于充电状态时，根据充电电源输入的充电电压触发将所述电池阵列单元内的所有电池以并联的方式电连接。

9.如权利要求8所述的终端电池充放电的控制方法，其特征在于，当电池阵列单元处于充电状态时，由充电电源向终端供电。

10.如权利要求9所述的终端电池充放电的控制方法，其特征在于，还包括：

当所述充电电源向终端供电的电量少于终端工作所需电量时，切换所述电池阵列单元内的所有电池以串联的方式电连接，以使所述充电电源与所述电池阵列单元同时向所述终端供电，以满足终端工作所需电量。

11.如权利要求7至10任一项所述的终端电池充放电的控制方法，其特征在于，

所述电池阵列单元具体包括：第一电池、第二电池、第一开关、第二开关、第三开关；

所述第一电池的正极分别与所述第一开关的第一端、所述第二开关的第一端连接，所述第一电池的负极分别与所述第三开关的第一端、以及地连接；所述第二电池的正极分别与所述第一开关的第二端以及电压输入/输出端连接，所述第二电池的负极分别与所述第二开关的第二端、以及所述第三开关的第二端连接。

12.如权利要求11所述的终端电池充放电的控制方法，其特征在于，

所述当电池阵列单元处于充电状态时，控制所述电池阵列单元内的所有电池以并联的方式电连接具体为：

当电池阵列单元处于充电状态时，控制第一开关、第三开关处于闭合状态，第二开关处于断开状态；

所述当电池阵列单元处于非充电状态时，控制所述电池阵列单元内的所有电池以串联的方式电连接具体为：

当电池阵列单元处于非充电状态时，控制第一开关、第三开关处于断开状态，第二开关处于闭合状态。