电池控制系统和方法、电子设备

技术领域

本申请涉及充放电技术领域，特别是涉及一种电池控制系统和方法、电子设备。

背景技术

一般电子设备主要采用单电池供电，其容量有限，使用场景受限；当采用双电池供电时，双电池一般采用固定的连接方式输出低电压为负载供电，其中，双电池时，由于其连接方式单一，充电效率低。

发明内容

本申请实施例提供一种电池控制系统和方法、电子设备，可以产生多元化的充放电电压，提高充电效率。

一种电池控制系统，包括：

多个电池单元，用于存储电能并为负载供电；

多个开关单元，与多个所述电池单元连接以构成充放电支路，用于导通或断开所述电池单元所在所述充放电支路的导通或断开；及

第一控制单元，与多个开关单元分别连接，以控制多个所述开关单元的通断使多个电池单元串联以形成串联充电支路；以及用于接收放电控制信号，以控制多个所述开关单元的通断，使所述多个电池单元并联以形成并联放电支路；

接口模块，用于与外部充电设备连接；

第一开关模块，分别与所述接口模块、第一控制单元连接，用于连接或断开所述接口模块与第一控制单元构成的通路；

第二控制单元，分别与所述接口模块、第一开关模块连接，用于识别外部充电设备，当所述外部充电设备为预设充电设备时，控制所述第一开关模块导通输出所述充电控制信号至所述第一控制单元，使所述外部充电设备为多个串联的电池单元充电。

一种电池控制方法，应用于电池控制系统，所述电池控制系统包括

接口模块、第一控制单元、与所述接口模块连接的第二控制单元、分别与所述接口模块、所述第一控制单元、第二控制单元连接的第一开关模块、多个电池单元以及与多个所述电池单元连接以构成多个充放电支路的多个开关单元；其中，所述第一控制单元还分别与多个所述开关单元连接，所述方法，包括：

所述第一控制单元接收充电控制信号和放电控制信号；

所述第一控制单元根据所述充电控制信号控制多个所述开关单元的通断使多个所述电池单元串联以形成串联充电支路，根据所述放电控制信号控制多个所述开关单元的通断使所述多个所述电池单元并联以形成并联放电支路；

所述第二控制单元识别与所述电池控制系统外接的充电设备是否为预设充电设备，并当所述充电设备为预设充电设备时，生成所述充电控制信号并控制所述第一开关模块导通以将所述充电控制信号输出至所述第一控制单元，以使所述外部充电设备为串联的多个所述电池单元充电。

一种电子设备，包括上述电池控制系统。

一种电子设备，包括多个电池单元、多个开关单元、存储器及处理器；所述处理器分别与多个电池单元、多个开关单元、存储器连接；所述存储器中储存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行上述电池控制方法的步骤。

上述电池控制系统和方法、电子设备，电池控制系统包括：多个电池单元，用于存储电能并为负载供电；多个开关单元，与多个电池单元连接以构成充放电支路，用于导通或断开电池单元所在充放电支路；第一控制单元，与多个开关单元分别连接，用于接收充电控制信号以控制多个所述开关单元的通断使多个电池单元串联以形成串联充电支路可以产生多元化的充放电电压以提供高电压大电流的充电模式；待高压大电流充电完成后基于放电控制信号可以使多个电池单元并联形成的并联放电支路为负载供电，以满足为负载供电的需求。

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为一个实施例中电池控制系统的电路框架图；

图2为一个实施例中电池控制系统为多电池单元充电的电流流向示意图；

图3为一个实施例中电池控制系统为负载供电的电流流向示意图；

图4为另一个实施例中电池控制系统为多电池单元充电的电流流向示意图；

图5为另一个实施例中电池控制系统为负载供电的电流流向示意图；

图6为又一个实施例中电池控制系统为多电池单元充电的电流流向示意图；

图7为再一个实施例中电池控制系统为多电池单元充电的电流流向示意图；

图8为又一个实施例中电池控制系统为负载供电的电流流向示意图；

图9为一个实施例中电池控制方法的流程图；

图10为另一个实施例中电池控制方法的流程图；

图11为又一个实施例中电池控制方法的流程图；

图12为与本申请实施例提供的电子设备相关的手机的部分结构的框图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一电池单元称为第二电池单元，且类似地，可将第二电池单元称为第一电池单元。第一电池单元和第二电池单元两者都是电池单元，但其不是同一电池单元。

本申请实施例提供一种电池控制系统。如图1所示，电池控制系统，包括：多个电池单元110，多个开关单元120以及第一控制单元130。其中，多个电池单元110用于存储电能并为负载供电，即每个电池单元110都能存储电能并为负载供电，其中，负载与电池控制系统的正向输出端VBAT+连接。

需要说明的是，本申请中，多个可以理解为至少2个(大于等于2)，也即，多个为2个、3个甚至更多个。

负载可以理解为可以内置该供电装置的电子设备，例如，移动终端、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内的待供电模块。

在一个实施例中，电池单元110的电池类型可以包括铅酸电池、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。多个电池单元110的电池类型可以相同，也可以不相同。同一电池单元中的电池类型相同，同一电池单元中包括的电池数量可以为1个、2个、3个或者更多，若电池数量大于1个时，电池单元110中的各个电池串联。

在一个实施例中，当有两个电池单元110时，其第一电池单元可为锂电池单元、第二电池单元可为柔性电池单元。在一个实施例中，锂电池单元110中可包括的两个串联的锂电池，柔性电池单元110中可包括一个柔性电池。

在一个实施例中，每个电池单元110的输出电压的范围可为2.0-4.4伏特，应理解，各个电池单元110的输出电压的范围可以相同，也可以不相同，在此，本申请实施例对此不做进一步的限定。

多个开关单元120，与多个电池单元110连接以构成充放电支路，开关单元120用于导通或断开电池单元110所在的充放电支路。

在一个实施例中，多个开关单元120的类型可以为多种，其中，至少一个开关单元120具有两个电源输出端，通过开关单元120可以控制电源向两个不同的电源输出端输出。具有两个电源输出端的开关可以为单刀双掷开关、继电器等。其他开关单元可以为二极管、三极管、继电器、晶闸管、可控硅、MOS管和IGBT中的至少一种。

第一控制单元130，与多个开关单元120分别连接，用于接收充电控制信号以控制多个开关单元120的通断使多个电池单元110串联以形成串联充电支路；以及用于接收放电控制信号，以控制多个开关单元120的通断，使多个电池单元110并联以形成并联放电支路。

可以理解为，第一控制单元130根据接收的充电控制信号可以输出用于控制多个开关单元通断的第一通断指令，还可以根据接收的放电控制信号输出用于控制多个开关单元通断的第二通断指令。

在一个实施例中，第一控制单元130也可以理解为逻辑控制单元，第一控制单元130可以接收充电控制信号，并根据接收的充电控制信号输出用于控制多个开关单元120导通或断开的第一通断指令以控制每个开关单元120的通断，最终使多个电池单元110串联连接，以形成串联充电支路。形成串联充电支路后，由多个电池单元110构成的电池组的总充电电压为各个电池单元110输出电压之和。

第一控制单元130可以接收放电控制信号，并根据接收的放电控制信号输出用于控制每个开关单元120的通断的第二通断指令，最终使每个电池单元110彼此并联连接，以形成多条并联放电支路。此时，当各个电池单元110的输出电压相同时，多个电池单元110构成的电池组的总放电电压为当前任一电池单元110的输出电压；当各个电池单元110的输入电压不同时，根据基于并联电压计算方法，根据各个电池单元110的输出电压获取该电池组的总输出电压。

每个开关单元120可以根据接收的第一通断指令或第二通断指令控制自身的导通或断开。其中，每个开关单元120接收到的第一通断指令或第二通断指令可以相同也可以不同。例如，第一开关单元121接收的第一通断指令是用于指示该开关单元121导通，第一开关单元121接收的第一通断指令是用于指示该开关单元121断开，使其不导通。

需要说明的是，当该第一通断指令或第二通断指令用于控制开关单元120自身导通时，可以根据开关单元120的型号或属性进一步控制该开关单元120导通的具体支路。例如，当开关单元120为单刀双掷开关时，根据接收的第一通断指令，可以具有控制该单刀双掷开关的不动端的切换，使该单刀双掷开关的不动端与所需要连接的通路导通。

上述电池控制系统，可以根据接收的充电控制信号以控制各个开关单元的通断，使多个电池单元串联连接，以形成串联充电支路；以及根据接收的放电控制信号以控制各个开关单元的通断，使每个电池单元彼此并联连接，以形成多天并联放电支路，可以产生多元化的充电电压和放电电压，提供高电压大电流的充电模式，提高充电效率，待高压大电流充电完成，多个电池单元又可输出正常负载所使用的电压范围的电能。

如图2所示，在一个实施例中，多个电池单元可以为由两个电池单元构成的电池组，包括第一电池单元111和第二电池单元113，可以将该多电池单元作为电池组，用于为负载供电。多个开关单元包括第一开关单元121和第二开关单元123。

第一控制单元130分别与第一开关单元121、第二开关单元123连接。第一控制单元130控制第一电池单元111、第二开关单元121、第二电池单元113依次连接，以形成的第一串联充放电支路。第一控制单元130还可控制第一电池单元111、第一开关单元121连接以形成第一充放电支路，并控制第二开关单元123、第二电池单元113连接以形成第二充放电支路，其中，第一电池单元与第二电池单元并联。

在一个实施例中，第一电池单元111的一端与电池控制系统的正向输出端VBAT+连接；第一电池单元111的另一端经第一开关单元121与第二电池单元113的一端连接；第二电池单元113的另一端接地。其中，电池控制系统的正向输出端VBAT+可以理解为由多个电池单元构成的电池组的正向输出端，电池控制系统的接地端可以理解为该电池组的接地端。

在一个实施例中，第一开关单元121包括第一输出端和第二输出端，其中，第一开关单元121的第一输出端与第二电池单元113连接，形成通路A1，第一开关单元121的第二输出端接地，形成通路A2。其中，第一输出端和第二输出端可以理解为电源输出端，通过第一开关单元121可以控制电源向两个不同的方向输出。第一开关单元121还包括来电端，用于连接电源的进线，该来电端与第一电池单元111连接。例如，第一开关单元121可以为单刀双掷开关、继电器或其他具有两个电源输出端的开关元器件。

第二开关单元123的一端与正向输出端连接；第二开关单元123的另一端与第二电池单元113连接，或者，第二开关单元123的另一端接入至第一开关单元121与第二电池单元113形成的通路中A1。

第一控制单元130分别与第一开关单元121、第二开关单元123连接，根据接收的充电控制信号控制第一开关单元121、第二开关单元123的通断使第一电池单元111、第一开关单元121、第二电池单元113形成第一串联充电支路，为第一电池单元111、第二电池单元113充电。

在一个实施例中，当需要给电池控制系统中的电池组充电时，该第一控制单元130会接收到相应的充电控制信号。电池控制系统根据接收到的充电控制信号输出相应的第一通断指令至第一开关单元121和第二开关单元123，控制第一开关单元121的来电端与第一输出端导通(即切换至通路A1)，并同时控制第二开关单元123断电断开，使第一电池单元111与第二电池单元113串联连接，进而形成第一串联充电回路。该串联充电回路，参考图2中的实线箭头方向所示，由电池组正向输出端VBAT+经第一电池单元111、第一开关单元121、第二电池单元113直接到接地端GND。充电过程中，该电池组的输出电压为第一电池单元111输出电压与第二电池单元113输出电压之和。也即，在充电过程中，第一电池单元111和第二电池单元113通过串联可以实现高压直充，提高充电速度和效率。

在一个实施例中，第一控制单元130根据接收的放电控制信号控制第一开关单元121、第二开关单元123的通断，使第一电池单元111、第一开关单元121形成第一放电支路，并使第二开关单元123、第二电池单元113形成第二放电支路，其中，第一放电支路与第二放电支路并联。

在一个实施例中，当该电池控制系统需要给负载供电时，该第一控制单元130会接收到相应的放电控制信号。电池控制系统根据接收到的放电控制信号输出相应的第二通断指令至第一开关单元121和第二开关单元123，控制第一开关单元121的来电端与第二输出端导通(即切换至通路A2)，并同时控制第二开关单元123导通，使第一电池单元111、第一开关单元121形成第一放电支路，并使第二开关单元123、第二电池单元113形成第二放电支路，即第一电池单元111与第二电池单元113并联连接。参考图3中的实线箭头方向所示，第一放电支路由接地端GND经第一开关单元121、第一电池单元111直接到电池组正向输出端VBAT+；参考图3中的虚线箭头，第二放电支路由接地端GND经第二电池单元113、第二开关单元123直接到电池组正向输出端VBAT+。当第一电池单元111与第二电池单元113的输出电压相同时，由第一电池单元111和第二电池单元113形成的电池组的输出电压为第一电池单元111输出电压或第二电池单元113输出电压。也即，在放电过程中，第一电池单元111和第二电池单元113通过并联连接方式可以输出合适的低电压信号为负载供电。

在一个实施例中，第一通断指令和第二通断指令按照预设规则存储在第一控制单元130内。第一控制单元130还用于检测电池控制系统与负载的通讯协议，并根据通讯协议采用相应的预设规则发送第一通断指令和第二通断指令。

在一个实施例中，电池控制系统与负载可以通过I2C通讯协议进行通讯，参考图2，第一控制单元130还设有分别用于与I2C串行数据线、I2C串行时钟线连接的I2C通讯接口，第一控制单元130通过I2C通讯接口分别对应与I2C串行数据线(SDA)、I2C串行时钟线连接(SCL)。当电池控制系统与负载进行通讯的通讯协议为I2C通讯协议时，可以根据通讯协议采用相应的预设规则发送第一通断指令和第二通断指令。

在一个实施例中，第一控制单元130中会设有用于存储控制第一开关单元121和第二开关单元123的寄存器，可以将用于控制第一开关单元121和第二开关单元123的第一通断指令和第二通断指令直接写入值该寄存器中，进而可以实现对第一开关单元121和第二开关单元123的导通或断开的控制。例如，第一通断指令和第二通断指令可以以电平形式进行存储，其中“1”代表高电平信号，用于控制开关单元的导通，“0”代表低电平信号，用于控制开关单元的断开。

可选的，电池控制系统与负载可以通过单线Wire协议进行通讯，参考图3，第一控制单元130上还设有用于与单线通信线连接的单线通信接口，第一控制单元130单线通信接口与单线通信线连接。当电池控制系统与负载进行通讯的通讯协议为单线Wire协议时，可以根据通讯协议采用相应的预设规则发送第一通断指令和第二通断指令。其中，可以通过脉冲信号的方式存储和发送第一通断指令和第二通断指令。例如，负载在单线通信线上先发8个脉冲，告知第一控制单元130准备做操作，第一控制单元130收到负载发送的脉冲信号后，回复8个脉冲信号，表示第一控制单元130已准备好。当负载发送1个脉冲信号，表示第一开关单元121断开或关闭；当负载发送2个脉冲信号，表示第一开关单元121导通或打开；当负载发送3个脉冲信号，表示第二开关单元123断开或关闭；当负载发送4个脉冲信号，表示第二开关单元123导通并切换到通路A；当负载发送5个脉冲信号，表示第二开关单元123导通并切换到通路B。

需要说明的是，脉动信号的数量与第一通断指令的对应关系还可以根据实际需求来设定，并不限于上述举例说明。

如图4所示，在一个实施例中，多个电池单元可以为由三个电池单元构成的电池组，包括第一电池单元111、第二电池单元113和第三电池单元115；多个开关单元包括第一开关单元121、第二开关单元123、第三开关单元125和第四开关单元127。第三开关单元125、第四开关单元127分别与第一控制单元130连接；第一控制单元130控制第一电池单元111、第二开关单元123、第二电池单元113依次连接，以形成的第二串联充放电支路。第一控制单元130控制第一电池单元111、第一开关单元121依次连接以形成第三充放电支路，控制第二开关单元123、第二电池单元113、第三开关单元125依次连接以形成第四充放电支路；控制第四开关单元127、第三电池单元115连接以形成第五充放电支路。

在一个实施例中，第一电池单元111、第一开关单元121、第二电池单元113、第三开关单元125、第三电池单元115依次连接，第三电池单元115的另一端接地。第二开关单元123的一端与正向输出端连接；第一开关单元121的另一端与第二电池单元113连接，或第一开关单元121的另一端接入至第一开关单元121与第二电池单元113构成的通路A1。第四开关单元127的一端与正向输出端连接，第四开关单元127的另一端与第三电池单元115连接，或第四开关单元127的另一端接入至第三开关单元125与第三电池单元115构成的通路B1。

在一个实施例中，第一开关单元121包括第一输出端和第二输出端，其中，第一开关单元121的第一输出端与第二电池单元113连接，形成通路A1，第一开关单元121的第二输出端接地，形成通路A2。第三开关单元125包括第一输出端和第二输出端，其中，第三开关单元125的第一输出端与第三电池单元115连接，形成通路B1，第三开关单元125的第二输出端接地，形成通路B2。例如，第一开关单元121、第三开关单元125可以为单刀双掷开关、继电器或其他具有两个电源输出端的开关元器件。

第一控制单元130分别与第一开关单元121、第二开关单元123、第三开关单元125、第四开关单元127连接。在一个实施例中，当需要给电池控制系统中的电池组充电时，第一控制单元130根据接收的充电控制信号输出相应的第一通断指令至第一开关单元121、第二开关单元123第三开关单元125、第四开关单元127，控制第一开关单元121切换至通路A1，同时控制第二开关单元123断电断开，同时控制第三开关单元125切换至通路B1，同时控制第四开关单元127断电断开，使第一电池单元111、第一开关单元121、第二电池单元113、第三开关单元125、第三电池单元115形成第二串联充电支路，参考图4中的实线箭头，为第一电池单元111、第二电池单元113、第三电池单元115充电。充电过程中，该电池组的输出电压为第一电池单元111、第二电池单元113和第三电池单元115的输出电压之和。也即，在充电过程中，第一电池单元111、第二电池单元113、第三电池单元115通过串联可以实现高压直充，提高充电速度和效率。

在一个实施例中，当该电池控制系统需要给负载供电时，第一控制单元130根据接收的放电控制信号输出相应的第二通断指令至第一开关单元121、第二开关单元123、第三开关单元125、第四开关单元127，控制第一开关单元121切换至通路A2，同时控制第二开关单元123导通，同时控制第三开关单元125切换至通路B2，同时控制第四开关单元127导通，进而使第一电池单元111、第一开关单元121形成第三放电支路，参考图5中的实线箭头；使第二开关单元123、第二电池单元113、第三开关单元125形成第四放电支路，参考图5中的虚线箭头；使第四开关单元127、第三电池单元115形成第五放电支路，参考图5中的点虚线箭头。其中，第三放电支路、第四放电支路、第五放电支路并联，即第一电池单元111、第二电池单元113、第三电池单元115彼此并联连接。当第一电池单元111、第二电池单元113、第三电池单元115的输出电压相同时，该电池组的输出电压为第一电池单元111、第二电池单元113或第三电池单元115的输出电压。也即，在放电过程中，第一电池单元111、第二电池单元113、第三电池单元115通过并联连接方式可以输出合适的低电压信号为负载供电。

在一个实施例中，由三个电池单元构成的电池组的电池控制系统与负载进行通讯的方式可以包括I2C通讯方式和单线通讯方式。根据通讯方式的不同，可以根据通讯协议采用相应的预设规则存储和发送第一通断指令，如前述实施例阐述，在此，不再赘述。

可选的，多电池单元还可以为由四个、五个、六个或其他给更多电池单元构成的电池组。可以根据电池单元的数量，合理设置对应的多个开关单元，进而根据充电或放电需求，由第一控制单元130输出相应的第一通断指令至各个开关单元，进而控制各个开关单元的导通或断开。当需要为电池组充电时，通过控制各个开关单元的导通或断开，使电池组内的各个电池单元串联连接，形成充电串联支路，实现高压直充，提高充电速度和效率；当电池组为负载供电时，通过控制各个开关单元的导通或断开，使电池组内的各个电池单元并联连接，形成并联放电支路，可以输出合适的低电压信号为负载供电。

如图6所示，在一个实施例中，电池控制系统还包括接口模块140、第一开关模块150和第二控制单元160。接口模块140，用于与外部充电设备连接，其中接口模块140中包括VBUS、USB+、USB-、GND充电接口。

第一开关模块150，分别与接口模块140、第一控制单元130连接，用于连接或断开接口模块140与第一控制单元130构成的通路。在一个实施例中，第一开关模块150的一端与充电接口VBUS连接，第一开关模块150的另一端与电池组的多电池系统的正向输出端VBAT+连接。第一开关模块150可以导通或断开由充电接口VBUS与正向输出端VBAT+构成的通路。

在一个实施例中，预设充电设备可以理解为能够为负载供电提供快速充电的快充充电器或快充适配器。例如，该快充充电器或快充适配器可提供的充电功率大于15W。

该外部充电设备中的USB信号为差分信号，其信号线为D+、D-，外部充电设备的D+或D-上设有上下拉固定电阻。USB1.0/1.1/2.0协议中定义了高低速设备以满足不同情况的需求，例如，高速设备的D+接一个1.5kohm的上拉电阻，D-不接；低速设备的则相反。当该电池控制系统接入充电设备时，第二控制单元160可以快速识别充电设备的D+或D-上的固定电阻的阻值，进而判断该充电设备是否为预设充电设备。

第二控制单元160，与接口模块140、第一开关模块150连接，用于识别外部充电设备。当外部充电设备为预设充电设备时，第二控制单元160控制第一开关模块150导通，形成由充电接口VBUS与正向输出端VBAT+构成的通路，以为负载供电。同时，第二控制单元160还用于输出充电控制信号至第一控制单元130，使外部充电设备同时为串联的多个电池单元充电。进一步的，第二控制单元160分别与第一开关模块150、充电接口USB+、USB-连接。预设充电设备为多个电池单元充电和为负载供电的充电电流的流向参考图5，其中，实线箭头为预设充电设备为多个串联连接的多电池单元充电的电流流向，实现高压大电流快充充电，虚线箭头为预设充电设备为负载供电的电流流向。

在一个实施例中，外部充电设备同时为串联的多个电池单元120充电时，若多个电池单元120的输出电压不同时且当任意两个电池单元之间的电压差值超过预设阈值时，可以对该电池单元进行均衡。

在一个实施例中，预设充电设备的输出电压范围可为4V-9V。电池控制系统还包括分别第一开关模块150、负载连接的压降模块170，压降模块170用于降低外部充电设备输出的用于为所述负载供电的电压。当预设充电设备为负载供电时，可以通过压降模块170对预设充电设备输出的充电电压做降压处理后为负载供电，以满足为负载供电的需求。

在一个实施例中，压降模块170还可以设置在第一开关模块150与电池单元110之间，可以通过压降模块170对预设充电设备输出的充电电压做降压处理后，为各个电池单元110充电。

如图7所示，在一个实施例中，电池控制系统还包括充电处理模块180和第二开关模块190。其中，充电处理模块180分别与接口模块140、第二控制单元160、第一控制单元130连接，用于为负载供电。在一个实施例中，充电处理模块180分别与VBUS充电接口、电池控制系统的正向输出端VBAT+、第二开关模块190连接。充电处理模块180可以理解为充电芯片(充电IC)，用于接收外部充电设备输出的电压信号，并对该电压信号进行处理以输出能够为负载提供稳定的电压信号以为负载供电。

第二开关模块190，分别与充电处理模块180、第一控制单元130、第一开关模块150、负载连接，用于连接或断开充电处理模块180与负载构成的通路。在一个实施例中，第二开关模块190分别与充电处理模块180、电池控制系统的正向输出端VBAT+、第一开关模块150、负载连接。

当该电池控制系统接入充电设备时，第二控制单元160可以快速识别充电设备的D+或D-上的固定电阻的阻值，进而判断该充电设备是否为预设充电设备。当该充电设备不是预设充电设备时，第二控制单元160控制第一开关模块150断开和第二开关模块190导通，形成由充电接口VBUS经充电处理模块180向负载供电的第一通路以及由充电接口VBUS经充电处理模块180向正向输出端VBAT+充电的第二通路。基于第一通路使外部充电设备为负载供电。第二控制单元160还用于基于第二通路输出充电指令至第一控制单元130以控制多个开关单元120的通断，使外部充电设备为每个并联的电池单元110充电。

在一个实施例中，第一控制单元130接收充电信号时，输出对应的通断指令至第一开关单元121和第二开关单元123，使第一开关单元121切换至通路A2，构成第一充电支路；同时使第二开关单元123导通，构成第二充电支路，使第一电池单元111与第二电池单元113并联。即，外界充电设备输出的VBUS电压通过充电处理模块180变压后给电池组的每个电池单元充电。其充电电流的流向参考图7，其中，实线箭头为充电设备为多个并联连接的多电池单元充电的电流流向，虚线箭头为充电设备为负载供电的电流流向。

如图8所示，在一个实施例中，当多电池充电系统未接入外部充电设备且需要为负载供电时，第一控制单元130根据放电控制信号，输出相应的第二通断指令至第一开关单元121、第二开关单元123，控制第一开关单元121的来电端与第二输出端导通(即切换至通路A2)，并同时控制第二开关单元123导通，使第一电池单元111、第一开关单元121形成第一放电支路，并使第二开关单元123、第二电池单元113形成第二放电支路即第一电池单元111与第二电池单元113并联连接，如图8所示。同时，第一控制单元130根据放电控制信号，输出相应的通断指令至第一开关模块150和第二开关模块190，控制第一开关模块150断开、第二开关模块190导通，为负载供电。

可选的，当电池控制系统中包括接口模块140、第一开关模块150、压降模块170、第二控制单元160、充电处理模块180和第二开关模块190中至少一个模块时，电池控制系统中的多电池单元的数量还可以为三个、四个、五个甚至更多个，并不限于上述实施例中的两个电池单元。对于三个、四个、五个甚至更多个电池单元的实施例在此不在赘述。

可选的，由三个、四个、五个甚至更多个电池单元构成的电池组的电池控制系统与负载进行通讯的方式可以包括I2C通讯方式和单线通讯方式。根据通讯方式的不同，可以根据通讯协议采用相应的预设规则存储和发送第一通断指令、第二通断指令、第三通断指令，如前述实施例阐述，在此，不再赘述。

上述电池控制系统中各个模块、单元的划分仅用于举例说明，在其他实施例中，可将电池控制系统按照需要划分为不同的模块、单元，以完成上述电池控制系统的全部或部分功能。

上述电池控制系统中的各个模块、单元可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块、单元可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块、单元对应的操作。

本申请还提供一种电池控制方法，应用于电池控制系统。电池控制系统包括多个电池单元以及多个开关单元。其中，电池单元用于存储电能和为负载供电；多个开关单元与多个电池单元连接以构成多个充放电支路。如图9所示，电池控制方法，包括步骤902-步骤904。

步骤902，接收充电控制信号和放电控制信号。

充电控制信号和充放电控制信号可以根据电池单元的剩余电量或者与该电池控制系统连接的外部充电设备来获取。例如，当电池单元的剩余电量低于预设值时，可以输出充电控制信号，为电池单元充电；或，当有外部充电设备与电池控制系统连接时，也可以输出充电控制信号，通过外部充电设备为负载供电和通过外部充电设备为多个电池单元充电。当没有外部充电设备与电池控制系统连接时，也可以输出放电控制信号，利用电池单元存储的电能为负载供电。

其中，充电控制信号用于指示多个电池单元串联以形成串联充电支路，放电控制信号用于指示多个电池单元并联以形成并联充电支路。

步骤904，根据充电控制信号控制多个开关单元的通断使多个电池单元串联以形成串联充电支路；以及根据放电控制信号控制多个开关单元的通断使多个电池单元并联以形成并联放电支路。

在一个实施例中，电池控制系统根据接收的充电控制信号控制多个开关单元的通断，使多个电池单元串联以形成串联充电支路，进而基于外部充电设备、串联充电支路为多个电池单元充电。形成串联充电支路后，由多个电池单元构成的电池组的总充电电压为各个电池单元输出电压之和。

在一个实施例中，电池控制系统根据接收的放电控制信号控制多个开关单元的通断，最终使每个电池单元彼此并联连接，以形成多天并联放电支路。此时，当各个电池单元的输出电压相同时，多个电池单元构成的电池组的总输出电压为当前任一电池单元的输出电压；当各个电池单元的输入电压不同时，根据基于并联电压计算方法，根据各个电池单元的输出电压获取该电池组的总输出电压。

上述电池控制方法，可以根据接收的充电控制信号，以控制各个开关单元的通断，使多个电池单元串联连接，以形成串联充电支路；以及根据接收的放电控制信号以控制各个开关单元的通断，使每个电池单元彼此并联连接，以形成多天并联放电支路，可以产生多元化的充电电压和放电电压，提供高电压大电流的充电模式，提高充电效率，待高压大电流充电完成，多个电池单元又可输出正常负载所使用的电压范围的电能。

如图10所示，电池控制方法，还包括：

步骤1002，获取电池控制系统与负载进行通信的通信协议。

电池控制系统与负载可以通过I2C通讯协议或单线Wire通讯协议进行通讯。例如，可以检测电池控制系统中用于发送第一通断指令的逻辑控制单元的通讯接口。当通讯接口中设有用于与I2C串行数据线、I2C串行时钟线连接的I2C通讯接口时，则可以认为电池控制系统与负载进行通信的为I2C通信协议；当通讯接口中设有用于与单线通信线的单线通信接口时，则可以认为电池控制系统与负载进行通信的为单线Wire通信协议。

可选的，电池控制系统与负载进行通讯的通讯协议可以预设存储在电池控制系统中，通讯协议可以直接从电池控制系统中调取。

步骤1004，根据通信协议，按照预设规则存储和发送根据充电控制信号输出的第一通断指令和根据放电控制信号输出的第二通断指令，其中，第一通断指令和第二通断指令均用于控制多个开关单元的通断。其中，第一通断指令和第二通断指令可以为电平信号或脉冲信号。

每个开关单元可以根据接收的第一通断指令控制自身的导通或断开，其中，每个开关单元接收到的第一通断指令可以相同也可以不同。例如，第一开关单元接收的第一通断指令是用于指示该开关单元导通，第二开关单元接收的第一通断指令是用于指示该开关单元断开，使其不导通。

其中，电池控制系统根据充电控制信号可输出控制每个开关单元的通断的第一通断指令，最终使多个电池单元串联连接，以形成串联充电支路。电池控制系统根据放电控制信号可输出控制每个开关单元的通断的第二通断指令，最终使多个电池单元并联连接，以形成并联充电支路。

每个开关单元可以根据接收的第一通断指令或第二通断指令控制自身的导通或断开，其中，每个开关单元接收到的第一通断指令或第二通断指令可以相同也可以不同。例如，第一开关单元接收的第一通断指令是用于指示该开关单元导通，第一开关单元接收的第二通断指令是用于指示该开关单元断开，使其不导通。

当电池控制系统与负载进行通讯的通讯协议为I2C通讯协议时，可以根据通讯协议采用相应的预设规则发送第一通断指令和第二通断治指令。例如，逻辑控制单元中设有寄存器，可以将用于控制多个开关单元的第一通断指令和第二通断治指令直接写入值该寄存器中，进而可以实现对多个开关单元的导通或断开的控制。例如，第一通断指令和第二通断治指令可以以电平形式进行存储，其中“1”代表高电平信号，用于控制开关单元的导通，“0”代表低电平信号，用于控制开关单元的断开。

当电池控制系统与负载进行通讯的通讯协议为单线Wire协议时，可以根据通讯协议采用相应的预设规则发送第一通断指令和第二通断治指令。例如，可以通过脉冲信号的方式存储和发送第一通断指令和第二通断治指令。例如，负载在单线通信线上先发8个脉冲，告知第一控制单元130准备做操作，第一控制单元130收到负载发送的脉冲信号后，回复8个脉冲信号，表示第一控制单元130已准备好。当负载发送1个脉冲信号，表示第一开关单元121断开或关闭；当负载发送2个脉冲信号，表示第一开关单元121导通或打开；当负载发送3个脉冲信号，表示第二开关单元123断开或关闭；当负载发送4个脉冲信号，表示第二开关单元123导通并切换到通路A；当负载发送5个脉冲信号，表示第二开关单元123导通并切换到通路B。

在一个实施例中，电池控制系统还包括用于与外部充电设备连接的接口模块，以及与用于连接或断开接口模块与多个电池单元之间构成的通路的第一开关模块。如图11示，电池控制方法，还包括：

步骤1102，识别与电池控制系统外接的充电设备是否为预设充电设备。

接口模块用于与外部充电设备连接，其中，接口模块中包括VBUS、USB+、USB-、GND充电接口。预设充电设备可以理解为能够为负载供电提供快速充电的快充充电器或快充适配器。该外部充电设备中的USB信号为差分信号，其信号线为D+、D-，外部充电设备的D+或D-上设有上下拉固定电阻。USB1.0/1.1/2.0协议中定义了高低速设备以满足不同情况的需求，例如，高速设备的D+接一个1.5kohm的上拉电阻，D-不接；低速设备的则相反。当该电池控制系统接入充电设备时，电池控制系统可以快速识别充电设备的D+或D-上的固定电阻的阻值，进而判断该充电设备是否为预设充电设备。

步骤1104，当充电设备为预设充电设备时，控制第一开关模块导通以为负载供电；以及生成充电控制信号，以使外部充电设备为串联的多个电池单元充电。

如图6所示，当该充电设备为预设充电设备时，电池控制系统控制第一开关模块导通，以形成由充电接口VBUS与正向输出端VBAT+构成的通路，继而为负载供电。同时，电池控制系统还可以生成充电控制信号，并根据充电控制信号控制多个开关单元的通断，使多个电池单元串联以形成多电池的串联充电支路，使预设充电设备同时为串联的多电池单元充电。

在一个实施例中，电池控制系统还包括为负载供电的充电处理模块，以及用于连接或断开充电处理模块与负载之间构成的通路的第二开关模块。电池控制方法，还包括：

步骤1106，当充电设备不是预设充电设备时，控制第一开关模块断开和第二开关模块导通，以使充电设备利用充电处理模块为负载供电；以及生成充电信号，以使充电设备利用充电处理模块为并联的多个电池单元充电。当该电池控制系统接入充电设备时，电池控制系统可以快速识别充电设备的D+或D-上的固定电阻的阻值，进而判断该充电设备是否为预设充电设备。如图7所示，当该充电设备不是预设充电设备时，电池控制系统控制第一开关模块断开和控制第二开关模块导通，形成由充电接口VBUS经充电处理模块向负载供电的第一通路以及由充电接口VBUS经充电处理模块180向正向输出端VBAT+充电的第二通路，继而基于第一通路为负载供电。电池控制系统还用于生成充电信号，以使充电设备利用充电处理模块为并联的多个电池单元充电。例如，多电池系统同时还对应输出通断指令至第一开关单元和第二开关单元，使第一开关单元切换至通路A2，构成第一充电支路；同时使第二开关单元导通，构成第二充电支路，使第一电池单元与第二电池单元并联。即，外界充电设备输出的VBUS电压通过充电处理模块变压后给电池组的每个电池单元充电。

在一个实施例中，电池控制方法还包括：当电池控制系统未接入充电设备时，生成放电控制指令以控制各开关单元的通断，使每个电池单元彼此并联以形成并联放电支路为负载供电的步骤。

在一个实施例中，如图8所示，当多电池充电系统未接入外部充电设备且需要为负载供电时，电池控制系统根据放电控制信号，输出第二通断指令至第一开关单元、第二开关单元，控制第一开关单元的来电端与第二输出端导通(即切换至通路A2)，并同时控制第二开关单元导通，使第一电池单元、第一开关单元形成第一放电支路，并使第二开关单元、第二电池单元形成第二放电支路，即第一电池单元与第二电池单元并联连接。同时，电池控制系统根据放电控制信号，输出相应的通断指令至第一开关模块和第二开关模块，控制第一开关模块断开、第二开关模块导通，为负载供电。即，第一电池单元、第二电池单元并联连接，同时为负载供电。

应该理解的是，虽然图9-11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9-11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。

本申请还提供一种电子设备，包括上述任一实施例中的电池控制系统，电池控制系统可以用于存储电能并为负载供电。

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，使得处理器执行电池控制方法的步骤。

一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行电池控制方法。

本申请实施例还提供了一种电子设备。如图12所示，为了便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的部分，具体技术细节未揭示的，请参照本申请实施例方法部分。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，或移动电源、充电宝、充电器等电子设备。以电子设备为手机为例：

图12为与本申请实施例提供的电子设备相关的手机的部分结构的框图。参考图12，手机包括：射频(Radio Frequency，RF)电路1210、存储器1220、输入单元1230、显示单元1240、传感器1250、音频电路1260、无线保真(wireless fidelity，WiFi)模块1270、处理器1280、以及电源1290等部件。本领域技术人员可以理解，图12所示的手机结构并不构成对手机的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

其中，RF电路1210可用于收发信息或通话过程中，信号的接收和发送，可将基站的下行信息接收后，给处理器1280处理；也可以将上行的数据发送给基站。通常，RF电路包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器(Low Noise Amplifier，LNA)、双工器等。此外，RF电路1210还可以通过无线通信与网络和其他设备通信。上述无线通信可以使用任一通信标准或协议，包括但不限于全球移动通讯系统(Global System ofMobile communication，GSM)、通用分组无线服务(General Packet Radio Service，GPRS)、码分多址(Code Division Multiple Access，CDMA)、宽带码分多址(Wideband CodeDivision Multiple Access，WCDMA)、长期演进(Long Term Evolution，LTE))、电子邮件、短消息服务(Short Messaging Service，SMS)等。

存储器1220可用于存储软件程序以及模块，处理器1280通过运行存储在存储器1220的软件程序以及模块，从而执行手机的各种功能应用以及数据处理。存储器1220可主要包括程序存储区和数据存储区，其中，程序存储区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能的应用程序、图像播放功能的应用程序等)等；数据存储区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、通讯录等)等。此外，存储器1220可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

输入单元1230可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与手机1200的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。具体地，输入单元1230可包括触控面板1231以及其他输入设备1232。触控面板1231，也可称为触摸屏，可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板1231上或在触控面板1231附近的操作)，并根据预先设定的程式驱动相应的连接装置。在一个实施例中，触控面板1231可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中，触摸检测装置检测用户的触摸方位，并检测触摸操作带来的信号，将信号传送给触摸控制器；触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给处理器1280，并能接收处理器1280发来的命令并加以执行。此外，可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触控面板1231。除了触控面板1231，输入单元1230还可以包括其他输入设备1232。具体地，其他输入设备1232可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)等中的一种或多种。

显示单元1240可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及手机的各种菜单。显示单元1240可包括显示面板1241。在一个实施例中，可以采用液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)等形式来配置显示面板1241。在一个实施例中，触控面板1231可覆盖显示面板1241，当触控面板1231检测到在其上或附近的触摸操作后，传送给处理器1280以确定触摸事件的类型，随后处理器1280根据触摸事件的类型在显示面板1241上提供相应的视觉输出。虽然在图12中，触控面板1231与显示面板1241是作为两个独立的部件来实现手机的输入和输入功能，但是在某些实施例中，可以将触控面板1231与显示面板1241集成而实现手机的输入和输出功能。

手机1200还可包括至少一种传感器1250，比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地，光传感器可包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示面板1241的亮度，接近传感器可在手机移动到耳边时，关闭显示面板1241和/或背光。运动传感器可包括加速度传感器，通过加速度传感器可检测各个方向上加速度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别手机姿态的应用(比如横竖屏切换)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等；此外，手机还可配置陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器等。

音频电路1260、扬声器1261和传声器1262可提供用户与手机之间的音频接口。音频电路1260可将接收到的音频数据转换后的电信号，传输到扬声器1261，由扬声器1261转换为声音信号输出；另一方面，传声器1262将收集的声音信号转换为电信号，由音频电路1260接收后转换为音频数据，再将音频数据输出处理器1280处理后，经RF电路1210可以发送给另一手机，或者将音频数据输出至存储器1220以便后续处理。

WiFi属于短距离无线传输技术，手机通过WiFi模块1270可以帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等，它为用户提供了无线的宽带互联网访问。虽然图12示出了WiFi模块1270，但是可以理解的是，其并不属于手机1200的必须构成，可以根据需要而省略。

处理器1280是手机的控制中心，利用各种接口和线路连接整个手机的各个部分，通过运行或执行存储在存储器1220内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器1220内的数据，执行手机的各种功能和处理数据，从而对手机进行整体监控。在一个实施例中，处理器1280可包括一个或多个处理单元。在一个实施例中，处理器1280可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等；调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器1280中。

手机1200还包括给各个部件供电的电源1290(比如电池)，优选的，电源可以通过电源管理系统与处理器1280逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。电源1290包括多个电池单元、与多个所述电池单元一一对应连接的多个开关单元，电源1290可以为本申请实施例中的供电装置。

在一个实施例中，手机1100还可以包括摄像头、蓝牙模块等。

在本申请实施例中，该电子设备所包括的处理器1180执行存储在存储器上的计算机程序时实现多电池控制方法的步骤。

本申请所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)，它用作外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDR SDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)。

以上所述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。