CN106451669A - 快速充电控制方法、装置、多电芯电池和移动终端 - Google Patents
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Abstract
本发明关于快速充电控制方法、装置、多电芯电池和移动终端，涉及可充电电池技术领域，其中，快速充电控制方法包括：在多电芯电池中的多个电芯之间设置并联电路；在并联电路中耦合开关电路，形成串并联转换电路，其中，开关电路具有多个电子开关；将串并联转换电路连接至多电芯电池的外部接口；外部接口接收到充电电流，通过多个电子开关的通断状态改变将并联电路转换成串联电路进行充电。通过本发明的技术方案，能够根据所述多电芯电池的充放电情况调整开关电路中电子开关的通断情况改变电池电芯的串并联关系，至少能够实现串联充电并联放电的过程，提升充电速度，为用户带来更好的使用体验。
Description
技术领域
本发明涉及可充电电池技术领域，具体而言，涉及快速充电控制方法、快速充电控制系统、多电芯电池和移动终端。
背景技术
随着智能手机性能的提升，其耗电量也在不断增大，相应地需要提供更大容量的电池，形成充电所需时间越来越长的技术问题，目前市场上有加高电压的快充技术，对充电速度有一定提升，但仍显充电速度不够快，满足不了越来越大电池容量的充电随度需求。
因此，如何进一步提升具有多电芯的大容量电池的充电速度成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明旨在至少解决上述现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出了一种快速充电控制方法。
本发明的另一个目的在于提供了一种快速充电控制系统。
本发明的再一个目的在于提供了一种移动终端。
本发明的再一个目的在于提供了一种多电芯电池。
本发明的第一方面提出了一种快速充电控制方法，包括：在多电芯电池中的多个电芯之间设置并联电路；在并联电路中耦合开关电路，形成串并联转换电路，其中，开关电路具有多个电子开关；将串并联转换电路连接至多电芯电池的外部接口；外部接口接收到充电电流，通过多个电子开关的通断状态改变将并联电路转换成串联电路进行充电。
根据本发明第一方面的快速充电控制方法，利用多个电芯组成多电芯电池，并在多个电芯并联电路中设置开关电路，开关电路与并联电路耦合形成串并联转换电路，能够根据电池的使用情况随时切换串并联状态，通过外部接口接收充电电流或者为负载电路供电，其中，在外部接口接收到充电电流的情况下将多个电芯之间的并联状态转换为串联状态，以适应更高电压的充电过程，进行快速充电。此外，有关串并联状态的转换过程，不仅能够被充电电流的电压大小信息进行电触发，也能够设置机械开关，在外部接口被插入充电器充电头时触动机械开关，将并联放电的多个电芯转换为串联状态进行充电。通过此方案，能够灵活地改变多个电芯之间的串并联关系，采用变换电池芯间串、并联关系的方式，大幅提高充电时电压，将大幅提升大容量电池的充电速度，减少充电时间，为用户带来良好的使用体验。
在上述技术方案中，优选地，还包括：充电结束之后，通过多个电子开关的通断状态改变将串联电路转换为并联电路，以供放电过程使用。
在该技术方案中，串联充电能够利用较大电压的充电器提升充电速度，但是在放电过程中就需要根据负载情况调整连接状态，在放电过程中通过开关电路将串联充电状态转换为并联放电的状态，适应负载的工作环境。
在上述技术方案中，优选地，开关电路包括导电介质、磁力开关、继电器、二极管、三极管、晶体管、场效应管、电容、电感和电阻中的一种或多种。
在该技术方案中，开关电路由导电介质(导线)、磁力开关、继电器、二极管、三极管、晶体管、场效应管、电容、电感和电阻中的一种或多种组成，例如，通过导线连接多个微型电子继电器，同时根据具体需求设置多个电阻、电感进行阻抗匹配，构成能够调节电路串并联关系的开关电路。或者利用微型电磁开关配合三极管、晶体管和场效应管制作开关电路，电容、电感和电阻通过导电介质构成保护电路，组成符合转换机制的开关电路。采用多样化的电子元件构造不同种类的开关电路，能够满足更多的使用场景。
在上述技术方案中，优选地，还包括：设置电压检测电路连接至多芯电池的外部接口，电压检测电路根据充电电流的电压值，控制多个电子开关的通断状态。
在该技术方案中，通过设置电压检测电路(元件)的方式实现更精准的串并联切换策略。此外，通过设置电压检测电路(元件)的方法，对充放电过程的电压变化进行检测，在检测到充电电压达到并联充电的要求情况下触发开关电路自动切换为串联模式，在检测到放电过程中，电芯电压较低时，改变一部分并联电路，叠加电压较低的电芯，获得更高的放电电压，用于给负载供电。
在上述技术方案中，优选地，还包括：在串并联转换电路中设置平衡电路，用以平衡控制各个电芯的充电过程。
在该技术方案中，由于充电或放电过程中，各个电芯的阻抗会略有差异，影响到各个电芯的使用寿命和性能发挥，设置平衡电路能够平衡各个电芯的工作状态，使之能够更好地完成充放电过程，同时延长电芯使用寿命。
本发明的第二方面提供了一种快速充电控制系统，包括：并联电路，用于将多电芯电池中的多个电芯之间并联连接；转换电路，在并联电路中耦合开关电路，形成串并联转换电路，其中，开关电路具有多个电子开关；外部接口，连接至转换电路，外部接口用于接收充电器的充电电流或通过多个电芯对外部电路进行供电；充电单元，外部接口接收到充电电流，通过多个电子开关的通断状态改变将并联电路转换成串联电路进行充电。
根据本发明第二方面的快速充电控制系统，利用多个电芯组成多电芯电池，并在多个电芯并联电路中设置开关电路，开关电路与并联电路耦合形成串并联转换电路，能够根据电池的使用情况随时切换串并联状态，通过外部接口接收充电电流或者为负载电路供电，其中，在外部接口接收到充电电流的情况下将多个电芯之间的并联状态转换为串联状态，以适应更高电压的充电过程，进行快速充电。此外，有关串并联状态的转换过程，不仅能够被充电电流的电压大小信息进行电触发，也能够设置机械开关，在外部接口被插入充电器充电头时触动机械开关，将并联放电的多个电芯转换为串联状态进行充电。通过此方案，能够灵活地改变多个电芯之间的串并联关系，采用变换电池芯间串、并联关系的方式，大幅提高充电时电压，将大幅提升大容量电池的充电速度，减少充电时间，为用户带来良好的使用体验。
根据本发明第二方面的快速充电控制系统，还包括：放电单元，用于在充电结束之后，通过多个电子开关的通断状态改变将串联电路转换为并联电路，以供放电过程使用。
在该技术方案中，串联充电能够利用较大电压的充电器提升充电速度，但是在放电过程中就需要根据负载情况调整连接状态，在放电过程中通过开关电路将串联充电状态转换为并联放电的状态，适应负载的工作环境。
在上述技术方案中，优选地，开关电路包括：导电介质、磁力开关、继电器、二极管、三极管、晶体管、场效应管、电容、电感和电阻中的一种或多种。
在该技术方案中，开关电路由导电介质(导线)、磁力开关、继电器、二极管、三极管、晶体管、场效应管、电容、电感和电阻中的一种或多种组成，例如，通过导线连接多个微型电子继电器，同时根据具体需求设置多个电阻、电感进行阻抗匹配，构成能够调节电路串并联关系的开关电路。或者利用微型电磁开关配合三极管、晶体管和场效应管制作开关电路，电容、电感和电阻通过导电介质构成保护电路，组成符合转换机制的开关电路。采用多样化的电子元件构造不同种类的开关电路，能够满足更多的使用场景。
在上述技术方案中，优选地，还包括：电压检测电路，连接至多芯电池的外部接口，电压检测电路根据充电电流的电压值，控制多个电子开关的通断状态。
在该技术方案中，通过设置电压检测电路(元件)的方式实现更精准的串并联切换策略。此外，通过设置电压检测电路(元件)的方法，对充放电过程的电压变化进行检测，在检测到充电电压达到并联充电的要求情况下触发开关电路自动切换为串联模式，在检测到放电过程中，电芯电压较低时，改变一部分并联电路，叠加电压较低的电芯，获得更高的放电电压，用于给负载供电。
在上述技术方案中，优选地，还包括：平衡电路，用以平衡控制各个电芯的充电过程。
在该技术方案中，由于充电或放电过程中，各个电芯的阻抗会略有差异，影响到各个电芯的使用寿命和性能发挥，设置平衡电路能够平衡各个电芯的工作状态，使之能够更好地完成充放电过程，同时延长电芯使用寿命。
本发明的第三方面提供了一种移动终端，包括上述任一技术方案提供的快速充电控制系统。
本发明的第四方面提供了一种多电芯电池，包括上述任一技术方案提供的快速充电控制系统。
通过本发明的技术方案，能够灵活地改变多个电芯之间的串并联关系，采用变换电池芯间串、并联关系的方式，大幅提高充电时电压，将大幅提升大容量电池的充电速度，减少充电时间，为用户带来良好的使用体验。
附图说明
图1示出了根据本发明第一方面实施例的快速充电控制方法流程图。
图2示出了根据本发明第二方面实施例的快速充电控制系统框图。
图3示出了根据本发明第三方面实施例的移动终端框图。
图4示出了根据本发明第四方面实施例的多电芯电池框图。
图5示出了根据本发明实施例的多电芯电池结构示意图。
图6示出了根据本发明实施例的三电芯电池结构示意图。
图7示出了根据本发明实施例的三电芯电池并联状态示意图。
图8示出了根据本发明实施例的三电芯电池串联状态示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征能够相互组合。
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，但是，本发明还能够采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
图1示出了根据本发明第一方面实施例的快速充电控制方法流程图。
如图1所示，本发明的第一方面实施例提出了一种快速充电控制方法，包括：步骤102，在多电芯电池中的多个电芯之间设置并联电路；步骤104，在并联电路中耦合开关电路，形成串并联转换电路，其中，开关电路具有多个电子开关；步骤106，将串并联转换电路连接至多电芯电池的外部接口；步骤108，外部接口接收到充电电流，通过多个电子开关的通断状态改变将并联电路转换成串联电路进行充电。
根据本发明第一方面实施例的快速充电控制方法，步骤102，利用多个电芯组成多电芯电池，步骤104，在多个电芯并联电路中设置开关电路，开关电路与并联电路耦合形成串并联转换电路，能够根据电池的使用情况随时切换串并联状态，步骤106，通过外部接口接收充电电流或者为负载电路供电，其中，在外部接口接收到充电电流的情况下将多个电芯之间的并联状态转换为串联状态，以适应更高电压的充电过程，进行快速充电。此外，步骤108中有关串并联状态的转换过程，不仅能够被充电电流的电压大小信息进行电触发，也能够设置机械开关，在外部接口被插入充电器充电头时触动机械开关，将并联放电的多个电芯转换为串联状态进行充电。通过此方案，能够灵活地改变多个电芯之间的串并联关系，采用变换电池芯间串、并联关系的方式，大幅提高充电时电压，将大幅提升大容量电池的充电速度，减少充电时间，为用户带来良好的使用体验。
根据本发明第一方面实施例的快速充电控制方法，优选地，还包括：充电结束之后，通过多个电子开关的通断状态改变将串联电路转换为并联电路，以供放电过程使用。
在该实施例中，串联充电能够利用较大电压的充电器提升充电速度，但是在放电过程中就需要根据负载情况调整连接状态，在放电过程中通过开关电路将串联充电状态转换为并联放电的状态，适应负载的工作环境。
根据本发明第一方面实施例的快速充电控制方法，优选地，开关电路包括导电介质、磁力开关、继电器、二极管、三极管、晶体管、场效应管、电容、电感和电阻中的一种或多种。
在该实施例中，开关电路由导电介质(导线)、磁力开关、继电器、二极管、三极管、晶体管、场效应管、电容、电感和电阻中的一种或多种组成，例如，通过导线连接多个微型电子继电器，同时根据具体需求设置多个电阻、电感进行阻抗匹配，构成能够调节电路串并联关系的开关电路。或者利用微型电磁开关配合三极管、晶体管和场效应管制作开关电路，电容、电感和电阻通过导电介质构成保护电路，组成符合转换机制的开关电路。采用多样化的电子元件构造不同种类的开关电路，能够满足更多的使用场景。
根据本发明第一方面实施例的快速充电控制方法，优选地，还包括：设置电压检测电路连接至多芯电池的外部接口，电压检测电路根据充电电流的电压值，控制多个电子开关的通断状态。
在该实施例中，通过设置电压检测电路(元件)的方式实现更精准的串并联切换策略。此外，通过设置电压检测电路(元件)的方法，对充放电过程的电压变化进行检测，在检测到充电电压达到并联充电的要求情况下触发开关电路自动切换为串联模式，在检测到放电过程中，电芯电压较低时，改变一部分并联电路，叠加电压较低的电芯，获得更高的放电电压，用于给负载供电。
根据本发明第一方面实施例的快速充电控制方法，优选地，还包括：在串并联转换电路中设置平衡电路，用以平衡控制各个电芯的充电过程。
在该实施例中，由于充电或放电过程中，各个电芯的阻抗会略有差异，影响到各个电芯的使用寿命和性能发挥，设置平衡电路能够平衡各个电芯的工作状态，使之能够更好地完成充放电过程，同时延长电芯使用寿命。
图2示出了根据本发明第二方面实施例的快速充电控制系统框图。
如图2所示，本发明的第二方面提供了一种快速充电控制系统200，包括：并联电路206，用于将多电芯电池中的多个电芯之间并联连接；转换电路204，在并联电路206中耦合开关电路2042，形成串并联转换电路208，其中，开关电路2042具有多个电子开关；外部接口202，连接至转换电路204，外部接口202用于接收充电器的充电电流或通过多个电芯对外部电路进行供电；充电单元212，外部接口202接收到充电电流，通过多个电子开关的通断状态改变将并联电路206转换成串联电路进行充电。
根据本发明第二方面的快速充电控制系统200，利用多个电芯组成多电芯电池，并在多个电芯并联电路206中设置开关电路2042，开关电路2042与并联电路206耦合形成串并联转换电路208，能够根据电池的使用情况随时切换串并联状态，通过外部接口202接收充电电流或者为负载电路供电，其中，在外部接口202接收到充电电流的情况下将多个电芯之间的并联状态转换为串联状态，以适应更高电压的充电过程，进行快速充电。此外，有关串并联状态的转换过程，不仅能够被充电电流的电压大小信息进行电触发，也能够设置机械开关，在外部接口202被插入充电器充电头时触动机械开关，将并联放电的多个电芯转换为串联状态进行充电。通过此方案，能够灵活地改变多个电芯之间的串并联关系，采用变换电池芯间串、并联关系的方式，大幅提高充电时电压，将大幅提升大容量电池的充电速度，减少充电时间，为用户带来良好的使用体验。
根据本发明第二方面的快速充电控制系统200，优选地，还包括：放电单元210，用于在充电结束之后，通过多个电子开关的通断状态改变将串联电路转换为并联电路206，以供放电过程使用。
在该实施例中，串联充电能够利用较大电压的充电器提升充电速度，但是在放电过程中就需要根据负载情况调整连接状态，在放电过程中通过开关电路2042将串联充电状态转换为并联放电的状态，适应负载的工作环境。
根据本发明第二方面的快速充电控制系统200，优选地，开关电路2042包括：导电介质、磁力开关、继电器、二极管、三极管、晶体管、场效应管、电容、电感和电阻中的一种或多种。
在该实施例中，开关电路2042由导电介质(导线)、磁力开关、继电器、二极管、三极管、晶体管、场效应管、电容、电感和电阻中的一种或多种组成，例如，通过导线连接多个微型电子继电器，同时根据具体需求设置多个电阻、电感进行阻抗匹配，构成能够调节电路串并联关系的开关电路2042。或者利用微型电磁开关配合三极管、晶体管和场效应管制作开关电路2042，电容、电感和电阻通过导电介质构成保护电路，组成符合转换机制的开关电路2042。采用多样化的电子元件构造不同种类的开关电路2042，能够满足更多的使用场景。
根据本发明第二方面的快速充电控制系统200，优选地，还包括：电压检测电路214，连接至多芯电池的外部接口202，电压检测电路214根据充电电流的电压值，控制多个电子开关的通断状态。
在该实施例中，通过设置电压检测电路214(元件)的方式实现更精准的串并联切换策略。此外，通过设置电压检测电路214(元件)的方法，对充放电过程的电压变化进行检测，在检测到充电电压达到并联充电的要求情况下触发开关电路2042自动切换为串联模式，在检测到放电过程中，电芯电压较低时，改变一部分并联电路206，叠加电压较低的电芯，获得更高的放电电压，用于给负载供电。
根据本发明第二方面的快速充电控制系统200，优选地，还包括：平衡电路216，用以平衡控制各个电芯的充电过程。
在该实施例中，由于充电或放电过程中，各个电芯的阻抗会略有差异，影响到各个电芯的使用寿命和性能发挥，设置平衡电路216能够平衡各个电芯的工作状态，使之能够更好地完成充放电过程，同时延长电芯使用寿命。
图3示出了根据本发明第三方面实施例的移动终端框图。
如图3所示，本发明第三方面实施例提供的终端300，包括如图2所示的快速充电控制系统200。根据本发明第三方面实施例的移动终端300，利用多个电芯组成多电芯电池，并在多个电芯并联电路中设置开关电路，开关电路与并联电路耦合形成串并联转换电路，能够根据电池的使用情况随时切换串并联状态，通过外部接口接收充电电流或者为负载电路供电，其中，在外部接口接收到充电电流的情况下将多个电芯之间的并联状态转换为串联状态，以适应更高电压的充电过程，进行快速充电。此外，有关串并联状态的转换过程，不仅能够被充电电流的电压大小信息进行电触发，也能够设置机械开关，在外部接口被插入充电器充电头时触动机械开关，将并联放电的多个电芯转换为串联状态进行充电。通过此方案，能够灵活地改变多个电芯之间的串并联关系，采用变换电池芯间串、并联关系的方式，大幅提高充电时电压，将大幅提升大容量电池的充电速度，减少充电时间，为用户带来良好的使用体验。
图4示出了根据本发明第四方面实施例的多电芯电池框图。
如图3所示，本发明第四方面实施例提供的多电芯电池400，包括如图2所示的快速充电控制系统200。根据本发明第四方面实施例的多电芯电池400，利用多个电芯组成多电芯电池，并在多个电芯并联电路中设置开关电路，开关电路与并联电路耦合形成串并联转换电路，能够根据电池的使用情况随时切换串并联状态，通过外部接口接收充电电流或者为负载电路供电，其中，在外部接口接收到充电电流的情况下将多个电芯之间的并联状态转换为串联状态，以适应更高电压的充电过程，进行快速充电。此外，有关串并联状态的转换过程，不仅能够被充电电流的电压大小信息进行电触发，也能够设置机械开关，在外部接口被插入充电器充电头时触动机械开关，将并联放电的多个电芯转换为串联状态进行充电。通过此方案，能够灵活地改变多个电芯之间的串并联关系，采用变换电池芯间串、并联关系的方式，大幅提高充电时电压，将大幅提升大容量电池的充电速度，减少充电时间，为用户带来良好的使用体验。
图5至图8示出了根据本发明实施例的具体实施情况，其中：
如图5所示，本发明采用多电池芯并联提高容量的方法，并将电池芯间的连接方式由开关电路控制。在该实施例中，主电池芯502、副电池芯504和副电池芯506以及能够扩展出的多个电芯，被开关电路500控制串并联情况，外部接口508负责接收充电电流或者向外供电。
如图6所示，三电芯情况下的具体结构，共有4个开关，当开关1、开关3接通上方触点，同时开关2、开关4接通，则电池芯间为并联的连接方式，实际连接关系如同图7。当开关1、开关3接通下方触点，同时开关2、开关4断开，则电池芯间为串联的连接方式，实际连接关系如同图8。
如图7所示，当为手机供电时，电池芯间采用并联的方式，进行连接。输出电压与单芯电压一致，满足手机供电需求。
如图8所示，以3芯为例，当充电器为手机供电时，通过开关电路将电池芯切换为串联模式，从而可以使用n倍于正常充电电压的电源进行充电(n为电池芯数量)。
以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，通过本发明的技术方案，能够灵活地改变多个电芯之间的串并联关系，采用变换电池芯间串、并联关系的方式，大幅提高充电时电压，将大幅提升大容量电池的充电速度，减少充电时间，为用户带来良好的使用体验。
本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减，本发明实施例装置和终端中的单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种快速充电控制方法，用于多电芯电池，其特征在于，包括：
在所述多电芯电池中的多个电芯之间设置并联电路；
在所述并联电路中耦合开关电路，形成串并联转换电路，其中，所述开关电路具有多个电子开关；
将所述串并联转换电路连接至所述多电芯电池的外部接口；
所述外部接口接收到充电电流，通过所述多个电子开关的通断状态改变将所述并联电路转换成串联电路进行充电。
2.根据权利要求1所述的快速充电控制方法，其特征在于，还包括：
充电结束之后，通过所述多个电子开关的通断状态改变将所述串联电路转换为并联电路，以供放电过程使用。
3.根据权利要求1或2所述的快速充电控制方法，其特征在于，所述开关电路包括：导电介质、磁力开关、继电器、二极管、三极管、晶体管、场效应管、电容、电感和电阻中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的快速充电控制方法，其特征在于，还包括：
设置电压检测电路连接至所述多芯电池的外部接口，所述电压检测电路根据所述充电电流的电压值，控制所述多个电子开关的通断状态。
5.根据权利要求4所述的快速充电控制方法，其特征在于，还包括：
在所述串并联转换电路中设置平衡电路，用以平衡控制各个电芯的充电过程。
6.一种快速充电控制系统，用于多电芯电池，其特征在于，包括：
并联电路，用于将所述多电芯电池中的多个电芯之间并联连接；
转换电路，在所述并联电路中耦合开关电路，形成串并联转换电路，其中，所述开关电路具有多个电子开关；
外部接口，连接至所述转换电路，所述外部接口用于接收充电器的充电电流或通过所述多个电芯对外部电路进行供电；
充电单元，所述外部接口接收到充电电流，通过所述多个电子开关的通断状态改变将所述并联电路转换成串联电路进行充电。
7.根据权利要求6所述的快速充电控制系统，其特征在于，还包括：
放电单元，用于在充电结束之后，通过所述多个电子开关的通断状态改变将所述串联电路转换为并联电路，以供放电过程使用。
8.根据权利要求6或7所述的快速充电控制系统，其特征在于，所述开关电路包括：导电介质、磁力开关、继电器、二极管、三极管、晶体管、场效应管、电容、电感和电阻中的一种或多种。
9.根据权利要求8所述的快速充电控制系统，其特征在于，还包括：
电压检测电路，连接至所述多芯电池的外部接口，所述电压检测电路根据所述充电电流的电压值，控制所述多个电子开关的通断状态。
10.根据权利要求9所述的快速充电控制系统，其特征在于，还包括：
平衡电路，用以平衡控制各个电芯的充电过程。
11.一种多电芯电池，其特征在于，包括：如权利要求6至10中任一项所述的快速充电控制系统。
12.一种移动终端，其特征在于，包括：如权利要求6至10中任一项所述的快速充电控制系统。
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