CN110800183B - 多节电芯的充电方法、装置、介质及电子设备 - Google Patents

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Abstract

一种多节电芯的充电方法，包括：对所接收到的充电电压进行转换，获得转换后的充电电压；将所述转换后的充电电压对串联的多节电芯进行充电。上述技术方案降低了充电电流，并减少了终端在充电过程中所产生的发热量，同时，在充电电流保持相同的情况下，提高了充电电压，以实现快速充电。

Description

多节电芯的充电方法、装置、介质及电子设备
技术领域
本申请涉及充电技术领域，具体而言，涉及一种多节电芯的充电方法、多节电芯的充电装置、一种计算机可读介质以及一种电子设备。
背景技术
目前，移动终端(例如智能手机)对生活中带来了巨大的便利，受到了越来越多的消费者的青睐，并且会有相当多的一部分人会经常使用移动终端，而导致移动终端的耗电量大，需要经常的充电。
而现有技术方案中，移动终端通常会使用单电芯结构对终端进行供电。
在终端的充电速度越来越快的情况下，其发热问题也越来越严重。
因此，在保证充电速度的前提下，如何降低终端的发热是目前需要解决的问题。
需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种多节电芯的充电方法、装置、介质及电子设备，进而至少在一定程度上克服终端快速充电过程中发热等一个或多个问题。
本发明的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本发明的实践而习得。
根据本发明实施例的第一方面，提供了一种多节电芯的充电方法，包括：
对所接收到的充电电压进行转换，获得转换后的充电电压；
将所述转换后的充电电压对串联的多节电芯进行充电。
在本发明的一个实施例中，上述对所接收到的充电电压进行转换，获得转换后的充电电压，包括：
通过电荷泵对所接收到的充电电压进行转换，获得转换后的充电电压。
在本发明的一个实施例中，上述方法还包括：
获取所述串联的多节电芯的充电参数，所述充电参数至少包括各单节电芯的电压和充电电流；
将所述充电参数反馈给电源提供设备，所述充电参数用于指示所述电源提供设备调整输出电压和/或电流，以满足所述串联的多节电芯所需的电压和电流。
在本发明的一个实施例中，上述获得转换后的充电电压之后，所述方法还包括：
所述根据所述转换后的充电电压，确定出充电模式；
当转换后的充电电压的电压值为第一电压值时，确定出第一充电模式；
当转换后的充电电压的电压值为第二电压值时，确定出第二充电模式；其中，所述第一电压值大于所述第二电压值。
在本发明的一个实施例中，上述将所述转换后的充电电压对串联的多节电芯进行充电，包括：
当所述转换后的充电电压对应为所述第一充电模式时，通过与所述第一充电模式对应的第一充电电路，将所述转换后的充电电压向所述串联的多节电芯的两端施加；其中，所述输入的转换后的充电电压大于所述串联的多节电芯的总电压。
在本发明的一个实施例中，上述方法还包括：
当所述转换后的充电电压对应为所述第二充电模式时，通过与所述第二充电模式对应的第二充电电路，将所述转换后的充电电压向所述串联的多节电芯中的任一单节电芯的两端施加；其中，所述转换后的充电电压大于所加载的单节电芯的电压，所述输入的转换后的充电电压小于所述串联的多节电芯的总电压。
在本发明的一个实施例中，上述将所述转换后的充电电压对串联的多节电芯进行充电，所述方法还包括：
根据所述多节电芯中的任一单节电芯的电芯参数确定出对应的截止电压；
对所述串联的多节电芯中的任一单节电芯的电压检测，获得所述单节电芯当前的电压值；
当所述单节电芯当前的电压值已充电至所述单节电芯对应的截止电压时，通过多个充电阶段对所述单节电芯进行充电，直至所述单节电芯的电压值提升至预设的目标电压值，其中，所述预设的目标电压值大于所述单节电芯对应的截止电压。
在本发明的一个实施例中，上述通过多个充电阶段对所述单节电芯进行充电，直至所述单节电芯的电压值提升至预设的目标电压值，包括：
通过多个充电阶段对电池进行充电，每个所述充电阶段对应一个充电电流，且相邻所述充电阶段的前一充电阶段对应的充电电流大于后一充电阶段对应的充电电流，每个所述充电阶段使用其对应的充电电流将所述电池的电压充电至预设的目标电压值；
当多个所述充电阶段完成时，停止充电。
在本发明的一个实施例中，上述通过多个充电阶段对所述单节电芯进行充电，所述方法还包括：
通过多个充电阶段对电池进行充电，每个所述充电阶段对应一个充电电流，且相邻所述充电阶段的前一充电阶段对应的充电电流大于后一充电阶段对应的充电电流，每个所述充电阶段使用其对应的充电电流将所述电池的电压充电至预设的目标电压值；
以所述预设的目标电压值对所述电池进行恒压充电，直至所述单节电芯的充电电流达到预设的目标恒压充电截止电流或充电时长达到预设时长时，停止充电。
在本发明的一个实施例中，上述方法还包括：均衡所述串联的多节电芯中的各电芯之间的电量。
在本发明的一个实施例中，上述多节电芯至少包括第一电芯和第二电芯，所述均衡所述串联的多节电芯中的各电芯之间的电量，包括：
分别获取所述第一电芯的第一电量和所述第二电芯的第二电量；
将所述第一电量和所述第二电量的比值与预设的阈值进行对比，获得对比结果；
当所述对比结果大于1并且大于预设的第一阈值时，将所述第一电芯的电量向所述第二电芯转移，直至所述对比结果小于所述第一阈值并大于等于1；
当所述对比结果小于1并且小于预设的第二阈值时，将所述第二电芯的电量将所述第一电芯转移，直至所述对比结果大于所述第二阈值并小于等于1。
在本发明的一个实施例中，上述方法还包括：
与所述适配器进行双向通信，以控制所述第一充电模式的所述适配器输入的电压或电流，以及控制所述第二充电模式的所述适配器输入的电压或电流。
在本发明的一个实施例中，上述与所述适配器进行双向通信，以控制所述第一充电模式的所述适配器输入的电压或电流，包括：
通过与所述适配器进行双向通信，使所述适配器在第一充电模式下所输入的第一电压与预设的第一期望值匹配。
在本发明的一个实施例中，上述与所述适配器进行双向通信，控制所述第二充电模式的所述适配器输入的电压或电流，包括：
通过与所述适配器进行双向通信，使所述适配器在第二充电模式下所输入的第二电压与预设的第二期望值匹配。
在本发明的一个实施例中，上述将所述转换后的充电电压对串联的多节电芯进行充电之后，所述方法还包括：
通过电荷泵将所述串联电池的多节电芯的总电压降低至终端系统所需要的电压，并向所述终端系统输出。
在本发明的一个实施例中，上述输出所述串联的多节电芯中单节电芯的电压，包括：
通过第一开关电路将所述串联的多节电芯切换为并联的多节电芯；
将所述并联的多节电芯所输出的电压降低至所述多节电芯中单节电芯的电压并输出。
在本发明的一个实施例中，上述方法还包括：
通过第二开关电路将所述串联的多节电芯中的任一单节电芯单独输出，并均衡所述串联的多节电芯中的各电芯之间的电量。
根据本发明实施例的第二方面，提供了一种多节电芯的充电装置，包括：
转换模块，用于对所接收到的充电电压进行转换，获得转换后的充电电压；
充电模块，用于将所述转换后的充电电压对串联的多节电芯进行充电。
在本发明的一个实施例中，上述转换模块是电荷泵或开关电容直流电源转换器。
在本发明的一个实施例中，上述装置还包括：
输出模块，用于通过电荷泵将所述串联电池的多节电芯的总电压降低至终端系统所需要的电压，并向所述终端系统输出。
在本发明的一个实施例中，上述输出模块是电荷泵或开关电容直流电源转换器。
在本发明的一个实施例中，上述输出模块是电荷泵或开关电容直流电源转换器。
根据本发明实施例的第三方面，提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，上述程序被处理器执行时实现如上述实施例中第一方面上述的多节电芯的充电方法。
根据本发明实施例的第四方面，提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当上述一个或多个程序被上述一个或多个处理器执行时，使得上述一个或多个处理器实现如上述实施例中第一方面上述的多节电芯的充电方法。
本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
在本发明的一些实施例所提供的技术方案中，通过对所接收到的充电电压进行转换，获得转换后的充电电压；将所述转换后的充电电压对串联的多节电芯进行充电；输出所述串联的多节电芯中单节电芯的电压。本发明实施例的技术方案降低了充电电流，并减少了终端在充电过程中所产生的发热量，同时，在充电电流保持相同的情况下，提高了充电电压，以实现快速充电。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。在附图中：
图1示意性示出了根据本发明的一个实施例的多节电芯的充电方法的流程图；
图2示意性示出了根据本发明的一个实施例基于开关电容直流电源转换器实现双节电池的充电方法以及向终端系统供电的示意图；
图3示意性示出了根据本发明的一个实施例的多节电芯的充电装置的框图；
图4示出了适于用来实现本发明实施例的电子设备的计算机系统的结构示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本发明将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本发明的各方面。
附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
图1示意性示出了根据本发明的一个实施例的多节电芯的充电方法的流程图。
参照图1所示，根据本发明的一个实施例的多节电芯的充电方法，包括以下步骤：
步骤S110，对所接收到的充电电压进行转换，获得转换后的充电电压；
步骤S120，将所述转换后的充电电压对串联的多节电芯进行充电。
图1所示实施例的技术方案通过降低了充电电流，并减少了终端在充电过程中所产生的发热量，同时，在充电电流保持相同的情况下，提高了充电电压，以实现快速充电。
以下对图1中所示的各个步骤的实现细节进行详细阐述：
在步骤S110中，对所接收到的充电电压进行转换，获得转换后的充电电压。
在本发明的一个实施例中，可以通过电荷泵对所接收到的充电电压进行转换，获得转换后的充电电压。
在本发明的一个实施例中，基于上述方案，还包括：获取所述串联的多节电芯的充电参数，所述充电参数至少包括各单节电芯的电压和充电电流；将所述充电参数反馈给电源提供设备(例如：适配器)，所述充电参数用于指示所述电源提供设备调整输出电压和/或电流，以满足所述串联的多节电芯所需的电压和电流，需要说明的是，向电源提供设备反馈的充电参数与所述串联的多节电芯所需求电压和电流是对应的，举例而言，如果电荷泵用于产生比输入电压小一半的电压，即半压电荷泵，当向电源提供设备反馈的单节电芯电压为X伏时，电源提供设备应该调整输出电压为2X伏，例如：向电源提供设备反馈的单节电芯电压为5伏时，电源提供设备应该调整输出电压为10伏。
在本发明的一个实施例中，在获得转换后的充电电压之后，还包括：所述根据所述转换后的充电电压，确定出充电模式；当转换后的充电电压的电压值为第一电压值时，确定出第一充电模式；当转换后的充电电压的电压值为第二电压值时，确定出第二充电模式；其中，所述第一电压值大于所述第二电压值。
在本发明的一个实施例中，待充电终端可以设置有充电接口，用于通过数据线与适配器连接，还可以设置有无线充电模组，通过线圈的方式与适配器耦合连接。适配器在工作时，其向移动终端待充电终端输入的电压基本保持恒定，例如：5V、9V、12V或者20V等，适配器所输出的电压在经过移动终端待充电终端内的变换电路进行变换后，得到能够满足移动终端待充电终端内电芯所需求的充电电压和/或充电电流，其中，该变换电路具有电压/电流反馈功能，以实现对充电电压以及充电电流的管理，例如：当适配器的输出电压大于移动终端待充电终端内电芯所需求的充电电压时，通过上述变换电路对适配器输出的电压进行降压处理，使处理后的电压能够满足移动终端待充电终端内电芯所需求的充电电压，具体的，上述变换电路可以通过电荷泵等装置实现。
在本发明的一个实施例中，本申请实施例对充电接口的类型不作具体限定，例如，可以是通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)接口，USB接口可以是标准USB接口，也可以是micro USB接口，还可以是Type-C接口。
在本发明的一个实施例中，基于前述方案，当待充电终端连接适配器后，通过与适配器进行握手，即待充电终端与适配器进行双向通信，确定出该适配器所能支持的充电模式，举例而言，待充电终端接收适配器发送的适配信息，该适配信息包括适配器所支持的充电模式，待充电终端响应于适配信息向适配器发送控制指令，该控制指令用于控制适配器使用待充电终端所支持的充电模式向待充电终端充电。
在本发明的一个实施例中，基于前述方案，当转换后的充电电压的电压值为第一电压值时，确定出第一充电模式，这里，第一电压值可以是20V，并且与适配器握手后确定适配器可支持多节电芯快速充电，则执行第一充电模式，其中，第一充电模式对应于第一充电电路；当转换后的充电电压的电压值为第二电压值时，确定出第二充电模式，这里，第二电压值可以是10V，并且与适配器握手后确定适配器仅支持单节电芯充电，则执行第二充电模式，其中，第二充电模式对应于第二充电电路；其中，第一充电电路和第二充电电路可以通过上述变换电路进行切换。
步骤S120，将所述转换后的充电电压对串联的多节电芯进行充电。
在本发明的一个实施例中，当所述转换后的充电电压对应为所述第一充电模式时，通过与所述第一充电模式对应的第一充电电路，将所述转换后的充电电压向所述串联的多节电芯的两端施加；其中，所述输入的转换后的充电电压大于所述串联的多节电芯的总电压。
在本发明的一个实施例中，基于前述方案，待充电终端与适配器握手确定出第一充电模式后，仅开启第一充电模式对应的第一充电电路，关闭其余充电模式所对应的充电电路，其中，第一充电电路将适配器所输入的第一电压向待充电终端内串联的多节电芯的两端施加，并且第一电压的电压值大于待充电终端内串联的多节电芯的总电压值。
在本发明的一个实施例中，当所述转换后的充电电压对应为所述第二充电模式时，通过与所述第二充电模式对应的第二充电电路，将所述转换后的充电电压向所述串联的多节电芯中的任一单节电芯的两端施加；其中，所述转换后的充电电压大于所加载的单节电芯的电压，所述输入的转换后的充电电压小于所述串联的多节电芯的总电压。
在本发明的一个实施例中，基于前述方案，待充电终端与适配器握手确定出第二充电模式后，仅开启第二充电模式对应的第二充电电路，关闭其余充电模式所对应的充电电路，其中，第二充电电路将适配器所输入的第二电压向待充电终端内串联的多节电芯中的任一单节电芯的两端施加，并且第二电压的电压值大于所加载的单节电芯的电压，并且第二电压小于待充电终端内串联的多节电芯的总电压。
在本发明的一个实施例中，基于前述方案，上述将所述转换后的充电电压对串联的多节电芯进行充电，所述方法还包括：
根据所述多节电芯中的任一单节电芯的电芯参数确定出对应的截止电压；对所述串联的多节电芯中的任一单节电芯的电压检测，获得所述单节电芯当前的电压值；当所述单节电芯当前的电压值已充电至所述单节电芯对应的截止电压时，通过多个充电阶段对所述单节电芯进行充电，直至所述单节电芯的电压值提升至预设的目标电压值，其中，所述预设的目标电压值大于所述单节电芯对应的截止电压。
在本发明的一个实施例中，基于前述方案，通过多个充电阶段对电池进行充电，每个所述充电阶段对应一个充电电流，且相邻所述充电阶段的前一充电阶段对应的充电电流大于后一充电阶段对应的充电电流，每个所述充电阶段使用其对应的充电电流将所述电池的电压充电至预设的目标电压值；当多个所述充电阶段完成时，停止充电。。
在本发明的一个实施例中，基于前述方案，通过多个充电阶段对电池进行充电，每个所述充电阶段对应一个充电电流，且相邻所述充电阶段的前一充电阶段对应的充电电流大于后一充电阶段对应的充电电流，每个所述充电阶段使用其对应的充电电流将所述电池的电压充电至预设的目标电压值；以所述预设的目标电压值对所述电池进行恒压充电，直至所述单节电芯的充电电流达到预设的目标恒压充电截止电流或充电时长达到预设时长时，停止充电。
在本发明的一个实施例中，通过上述采用预设的恒定充电电流对所述单节电芯进行充电，直至所述单节电芯的电压值提升至预设的目标电压值，可以进一步提高充电速度，通过对充电电压和电流的控制，实现缩短恒压充电阶段的充电时长或去掉恒压充电阶段。从而，相比于相关技术中的充电过程，可极大的提高充电速度，举例而言：
在本发明的一个实施例中，可以设置一个高于上述单节电芯标准截止电压的限制电压Vn，以及设置多个充电电流：I1、I2、I3、……、In，其中，n≥1，I1≥I2≥I3……≥In，应当理解的是，上述限制电压Vn跟上述串联的多节电芯的体系、采用的材料等相关，充电电流I1、I2、I3、……、In的电流值也跟上述串联的多节电芯的体系、采用的材料等相关。优选地，若电池的标准截止电压为V0，可将Vn设置为V0+△V，例如，△V可在0.05V到0.1V之间取值。
在本发明的一个实施例中，当串联的多节电芯体系确定后，串联的多节电芯的容量确定，根据充电电压、充电电流、充电时间和电池容量的关系，当上述转换后的充电电压等于限制电压Vn时，可确定不同阶段的充电电流的大小，具体地，可设置I1、I2、I3……In中，相邻两个充电电流之间的差值均为△I，例如，△I可在100mA到1A之间进行取值。
在本发明的一个实施例中，无论是采用上述的第一充电模式，还是第二充电模式，当串联的多节电芯中任一单节电芯的电压被充到与其对应的标准截止电压时，以充电电流I1对电池进行恒流充电，直到单节电芯电压达到限制电压Vn，由于以电流I1进行恒流充电并停止后，单节电芯的电压会产生回落，因此，再对单节电芯以电流I2进行恒流充电，直到电池电压达到限制电压Vn，重复以上步骤，直至使用最后一个充电电流In将单节电芯充电至限制电压Vn，则可停止充电。如此，通过设置限制电压Vn，以及各个阶段的充电电流，可省去相关技术中的恒压充电阶段，极大的节省了充电时间。
在本发明的另一个实施例中，基于前述方案，无论是采用上述的第一充电模式，还是第二充电模式，当串联的多节电芯中任一单节电芯的电压被充到与其对应的标准截止电压时，以充电电流I1对电池进行恒流充电，直到单节电芯电压达到限制电压Vn，再对单节电芯以电流I2进行恒流充电，直到电池电压达到限制电压Vn，重复以上步骤，直至使用最后一个充电电流In将单节电芯充电至限制电压Vn，继续以Vn为充电电压对单节电芯充电，当恒压充电达到预设的充电时间后，或对单节电芯充电的电流减小到预设电流值后，停止对单节电芯充电。如此，相比于前述相关技术方案减少了恒压充电阶段的时间，并且本发明的一个实施例中由于设置了高于标准截止电压的限制电压，减小了恒压充电的时长，极大的节省了充电时间。
在本发明的一个实施例中，在对待充电终端内串联的多节电芯进行充电时，待充电终端检测串联的各个电芯的电量，当电芯之间的电量不均衡时，通过均衡模组均衡多节电芯之间的电量，使各个电芯的电量保持一致，以保证多节电芯的整体性能，延长电芯寿命。
在本发明的一个实施例中，基于前述方案，待充电终端内所设置的多节电芯至少包括两块电芯：第一电芯和第二电芯，分别获取第一电芯的第一电量和第二电芯的第二电量；将第一电量和第二电量的比值与预设的阈值进行对比，获得对比结果；当对比结果大于1并且大于预设的第一阈值时，将第一电芯的电量向第二电芯转移，直至对比结果小于第一阈值并大于等于1；当对比结果小于1并且小于预设的第二阈值时，将第二电芯的电量将第一电芯转移，直至对比结果大于第二阈值并小于等于1；举例而言，当第一电芯的电量与第二电芯的电量的不均衡状态超过预设的阈值后，通过均衡模组将第一电芯输出的能量耦合至均衡模组中，并在均衡模组形成充电电流，将该充电电流向第二电芯输出，对第二电芯进行充电，直至第一电芯的电量与第二电芯的电量均衡。
在本发明的一个实施例中，基于前述方案，与适配器进行双向通信，以控制第一充电模式的适配器输入的电压或电流，以及控制第二充电模式的适配器输入的电压或电流，具体地，通过与适配器进行双向通信，使适配器在第一充电模式下所输入的第一电压与预设的第一期望值匹配，或
通过与适配器进行双向通信，使适配器在第二充电模式下所输入的第二电压与预设的第二期望值匹配。
在本发明的一个实施例中，待充电终端系统与适配器通信，交互多节电芯的当前总电压或当前总电量，并基于多节电芯的当前总电压或当前总电量调整适配器的输出电压或输出电流。
在本发明的一个实施例中，适配器与待充电设备中的任何一方均可作为主设备方发起双向通信会话，相应地，另外一方可以作为从设备方对主设备方发起的通信做出响应或回复。
在本发明的一个实施例中，在上述步骤S120之后，还包括：
通过电荷泵将所述串联电池的多节电芯的总电压降低至终端系统所需要的电压，并向所述终端系统输出。
在本发明的一个实施例中，基于前述方案，通过电荷泵将所述串联电池的多节电芯的总电压降低至终端系统所需要的电压具体包括：
上述输出所述串联的多节电芯中单节电芯的电压，包括：通过第一开关电路将所述串联的多节电芯切换为并联的多节电芯；将所述并联的多节电芯所输出的电压降低至所述多节电芯中单节电芯的电压并输出。
在本发明的一个实施例中，上述方法还包括：通过第二开关电路将所述串联的多节电芯中的任一单节电芯单独输出，并均衡所述串联的多节电芯中的各电芯之间的电量。
在本发明的一个实施例中，待充电终端的系统对电压的需求一般为3.3伏左右，对于配置串联的多节电芯的待充电终端，其组成的电池电压为3.3*N伏，其中，N表示电芯数量，其电压远远高于系统所需求的电压，因此，本发明实施例提出了两种供电方式：第一种方式为将串联的电芯切换为并联的方式，可通过切换开关进行切换，这样电池电压可降低，然后，再通过降压芯片降压进行供电；第二种方式为只接出串联的多节电芯中的一个电芯对系统进行供电，为保证电池的整体性能，还需要保持串联的多节电芯之间的电量一致。
在本发明的一个实施例中，通过第一开关电路将串联的多节电芯切换为并联的多节电芯；将并联的多节电芯所输出的电压降低至多节电芯中单节电芯的电压并输出，或
通过第二开关电路将串联的多节电芯中的任一单节电芯单独输出，并均衡串联的多节电芯中的各电芯之间的电量。
在本发明的一个实施例中，为了简化电路的实现，可以通过电荷泵降低并联的多节电芯所输出的电压，通过电荷泵可以直接将多节电芯的总电压降为当前总电压的1/N，其中，N表示该多节电芯所包含的电芯的数量，电荷泵主要是利用开关管和电容进行降压，电容基本上不消耗额外的能量，因此，采用电荷泵能够降低降压过程带来的功率损耗。具体地，电荷泵内部的开关管以一定方式控制电容的充电和放电，使输入电压以一定因数降低，从而得到所需要的电压。
在本发明的另一个实施例中，经过降压电路降压处理之后的电压可能会出现纹波，从而影响待充电设备的供电质量，本发明实施例提出了直接从多节电芯中的单节电芯的两端引出供电电压，为待充电设备内的器件供电，由于电芯输出的电压比较稳定，能够保持终端系统的供电质量。
图2示意性示出了根据本发明的一个实施例基于开关电容直流电源转换器实现双节电池的充电方法以及向终端系统供电的示意图。
参照图2所示，根据本发明的一个实施例的基于开关电容直流电源转换器模块实现双节电池的充电方法以及向终端系统供电，包括：
适配器201，用于向移动终端供电；
第一开关电容直流电源转换器202，用于执行第一充电模式；
第二开关电容直流电源转换器203，用于执行第二充电模式；
第一单节电芯204，用于串联第二单节电芯205，组成串联结构电芯；
第二单节电芯205，用于串联第一单节电芯204，组成串联结构电芯；
第三开关电容直流电源转换器206，用于将串联结构电芯所输出的电压变为1/2，向移动终端系统供电；
移动终端系统207，用于控制适配器的输出以及实现移动终端的相关功能；
均衡模组208，用于均衡第一单节电芯204和第二单节电芯205之间的电量。
在本发明的一个实施例中，当插入的适配器201支持两节电芯快充充电时，例如：适配器201能够输出20V电压，第一开关电容直流电源转换器202工作为两节电芯进行串联充电，第二开关电容直流电源转换器不工作；在充电过程中，移动终端系统207与适配器201进行双向通信，调节适配器201的输出电压或电流，以保证加在第一单节电芯204和第二单节电芯205上的电压或者进入电芯的电流为预设的期望值。若在充电过程中，第一单节电芯204和第二单节电芯205不均衡的状态超过预设的第一阈值时，均衡模组208开始工作，在第一单节电芯204、第二单节电芯205不均衡的状态小于预设的第一阈值后，均衡模组208停止工作。
在本发明的一个实施例中，当插入的适配器201仅支持单节电芯快充充电时，例如：适配器201最高能够输出10V电压，第二开关电容直流电源转换器203工作为电芯第一进行充电，第一开关电容直流电源转换器202不工作；在充电过程中，均衡模组208将一部分(通常为一半)适配器201提供的能量搬移到第二单节电芯205，保证第一单节电芯204和第二单节电芯205不均衡的状态小于预设的第二阈值；在充电过程中，移动终端系统207与适配器201进行双向通信，调节适配器201的输出电压或电流，以保证加在第一单节电芯204和第二单节电芯205上的电压或者进入电芯的电流为预设的期望值。
在本发明的一个实施例中，移动终端系统对电压的需求一般是3.3V左右，而以双电芯为例，如果是串联，则电芯电压将达到4.3+4.3＝8.6V，远高于系统的需求电压，因此，本发明的一个实施例所提出了两种供电方式：(1)将串联的电芯切换为并联的方式，可通过开关管的导通进行切换，这样电芯电压可降低，然后，再通过第三开关电容直流电源转换器206降压进行供电；(2)只接一个电芯进行供电，并保持电芯电量一致。
需要说明的是，本发明实施例所提出的基于开关电容直流电源转换器模块实现双节电池的充电方法以及向终端系统供电的具体步骤具体可以参照上述第一方面的多节电芯的充电方法的相关内容，这里不再赘述。
需要说明的是，上述内容，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
以下介绍本发明的装置实施例，可以用于执行本发明上述的多节电芯的充电方法。
图3示意性示出了根据本发明的一个实施例的多节电芯的充电装置的框图。
参照图3所示，根据本发明的一个实施例的多节电芯的充电装置300，包括：
转换模块301，用于对所接收到的充电电压进行转换，获得转换后的充电电压；
充电模块302，用于将所述转换后的充电电压对串联的多节电芯进行充电。
在本发明的一个实施例中，上述转换模块可以通过电荷泵或开关电容直流电源转换器实现。
在本发明的一个实施例中，上述装置还包括：
输出模块303，用于通过电荷泵将所述串联电池的多节电芯的总电压降低至终端系统所需要的电压，并向所述终端系统输出。
在本发明的一个实施例中，上述输出模块303具体用于：
通过第一开关电路将所述串联的多节电芯切换为并联的多节电芯；
将所述并联的多节电芯所输出的电压降低至所述多节电芯中单节电芯的电压并输出。
在本发明的一个实施例中，上述输出模块303还具体用于：
通过第二开关电路将所述串联的多节电芯中的任一单节电芯单独输出，并均衡所述串联的多节电芯中的各电芯之间的电量。
在本发明的一个实施例中，输出模块可以通过电荷泵或开关电容直流电源转换器实现。
在本发明的一个实施例中，电荷泵或开关电容直流电源转换器用于产生比输入电压大的输出电压，或产生负的输出电压，例如，上述转换模块通过电荷泵是产生比输入电压大的输出电压，以向串联的多节电芯进行充电，由于系统的供电需求通常为5V，而串联的多节电芯的总电压远远高于5V，因此，输出模块通过电荷泵可以将串联的多节电芯的总电压降低至5V，向系统供电。
在本发明的一个实施例中，参照图2所示，转换模块301可以包括：第一开关电容直流电源转换器202和第二开关电容直流电源转换器203，对适配器201输出的电压进行转换后，分别执行第一充电模式和第二充电模式，其中，当执行第一充电模式时，第二开关电容直流电源转换器203为断开状态，当执行第二充电模式时，第一开关电容直流电源转换器202位断开状态。
在本发明的一个实施例中，参照图2所示，当执行第一充电模式时，第一开关电容直流电源转换器202向串联的电芯205和电芯204的两端施加充电电压，此时，第一开关电容直流电源转换器202将适配器201输出的充电电压进行转换，使充电电压大于串联的电芯205和电芯204的总电压。
在本发明的一个实施例中，参照图2所示，当执行第二充电模式时，第二开关电容直流电源转换器203直接向电芯204的两端施加充电电压，并通过均衡模组208将电芯204中的电量转移至电芯205，以实现对串联的电芯205和电芯204进行充电。
在本发明的一个实施例中，参照图2所示，输出模块303可以是第三开关电容直流电源转换器206，连接于串联的电芯205和电芯204的两端，用于将串联的电芯205和电芯204的总电压降低，将降低后的电压向移动终端系统207输出。
由于本发明的示例实施例的多节电芯的充电装置的各个功能模块与上述多节电芯的充电方法的示例实施例的步骤对应，因此对于本发明装置实施例中未披露的细节，请参照本发明上述的多节电芯的充电方法的实施例。
下面参考图4，其示出了适于用来实现本发明实施例的电子设备的计算机系统400的结构示意图。图4示出的电子设备的计算机系统400仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图4所示，计算机系统400包括中央处理单元(CPU)401，其可以根据存储在只读存储器(ROM)402中的程序或者从存储部分408加载到随机访问存储器(RAM)403中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 403中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。CPU401、ROM 402以及RAM 403通过总线404彼此相连。输入/输出(I/O)接口405也连接至总线404。
以下部件连接至I/O接口405：包括键盘、鼠标等的输入部分406；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分407；包括硬盘等的存储部分408；以及包括诸如局域网(LAN)卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分409。通信部分409经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器410也根据需要连接至I/O接口405。可拆卸介质411，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等，根据需要安装在驱动器410上，以便于从其读出的计算机程序可根据需要被安装入存储部分408。
特别地，根据本发明的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分409从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质411被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)401执行时，执行本申请的系统中限定的上述功能。
需要说明的是，本发明所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本发明中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本发明实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的单元也可以设置在处理器中。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。
作为另一方面，本申请还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该电子设备执行时，使得该电子设备实现如上述实施例中的线上产品信息获取方法。
例如，上述的电子设备可实现如图1中所示的：步骤S110，根据输入的电压值，确定出充电模式；步骤S120，通过与充电模式对应的充电电路对串联的多节电芯进行充电。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本发明实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、触控终端、或者网络设备等)执行根据本发明实施方式的方法。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (22)

1.一种多节电芯的充电方法，其特征在于，包括：
对所接收到的充电电压进行转换，获得转换后的充电电压；
将所述转换后的充电电压对串联的多节电芯进行充电；包括：
当所述转换后的充电电压对应为第一充电模式时，通过与所述第一充电模式对应的第一充电电路，将所述转换后的充电电压向所述串联的多节电芯的两端施加；其中，输入的转换后的充电电压大于所述串联的多节电芯的总电压；
当所述转换后的充电电压对应为第二充电模式时，通过与所述第二充电模式对应的第二充电电路，将所述转换后的充电电压向所述串联的多节电芯中的任一单节电芯的两端施加；其中，所述转换后的充电电压大于所加载的单节电芯的电压，所述输入的转换后的充电电压小于所述串联的多节电芯的总电压；其中，所述第一充电电路和所述第二充电电路通过待充电终端内的变换电路进行切换；
均衡所述串联的多节电芯中的各电芯之间的电量；其中，所述多节电芯至少包括第一电芯和第二电芯；所述均衡所述串联的多节电芯中的各电芯之间的电量，包括：分别获取所述第一电芯的第一电量和所述第二电芯的第二电量；当所述第一电量与所述第二电量的比值大于预设阈值后，通过均衡模组将所述第一电芯输出的能量耦合至所述均衡模组中，并在所述均衡模组形成充电电流，将所述充电电流向所述第二电芯输出，以对所述第二电芯进行充电，直至所述第一电量与所述第二电量均衡。
2.根据权利要求1所述的多节电芯的充电方法，其特征在于，所述对所接收到的充电电压进行转换，获得转换后的充电电压，包括：
通过电荷泵对所接收到的充电电压进行转换，获得转换后的充电电压。
3.根据权利要求1或2所述的多节电芯的充电方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述串联的多节电芯的充电参数，所述充电参数至少包括各单节电芯的电压和充电电流；
将所述充电参数反馈给电源提供设备，所述充电参数用于指示所述电源提供设备调整输出电压和/或电流，以满足所述串联的多节电芯所需的电压和电流。
4.根据权利要求1所述的多节电芯的充电方法，其特征在于，所述获得转换后的充电电压之后，所述方法还包括：
根据所述转换后的充电电压，确定出充电模式；
当转换后的充电电压的电压值为第一电压值时，确定出第一充电模式；
当转换后的充电电压的电压值为第二电压值时，确定出第二充电模式；其中，所述第一电压值大于所述第二电压值。
5.根据权利要求1所述的多节电芯的充电方法，其特征在于，所述方法还包括：
待充电终端与适配器握手确定所述第一充电模式后，仅开启所述第一充电模式对应的所述第一充电电路，关闭其余充电模式所对应的充电电路；
待充电终端与适配器握手确定所述第二充电模式后，仅开启所述第二充电模式对应的第二充电电路，关闭其余充电模式所对应的充电电路。
6.根据权利要求1所述的多节电芯的充电方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述转换后的充电电压的电压值为第一电压值时，确定出第一充电模式，并且，与适配器握手后确定适配器可支持多节电芯快速充电，则执行所述第一充电模式；
当所述转换后的充电电压的电压值为第二电压值时，确定出第二充电模式，并且，与适配器握手后确定适配器仅支持单节电芯充电，则执行所述第二充电模式。
7.根据权利要求1所述的多节电芯的充电方法，其特征在于，所述将所述转换后的充电电压对串联的多节电芯进行充电，所述方法还包括：
根据所述多节电芯中的任一单节电芯的电芯参数确定出对应的截止电压；
对所述串联的多节电芯中的任一单节电芯的电压检测，获得所述单节电芯当前的电压值；
当所述单节电芯当前的电压值已充电至所述单节电芯对应的截止电压时，通过多个充电阶段对所述单节电芯进行充电，直至所述单节电芯的电压值提升至预设的目标电压值，其中，所述预设的目标电压值大于所述单节电芯对应的截止电压。
8.根据权利要求7所述的多节电芯的充电方法，其特征在于，所述通过多个充电阶段对所述单节电芯进行充电，直至所述单节电芯的电压值提升至预设的目标电压值，包括：
通过多个充电阶段对电池进行充电，每个所述充电阶段对应一个充电电流，且相邻所述充电阶段的前一充电阶段对应的充电电流大于后一充电阶段对应的充电电流，每个所述充电阶段使用其对应的充电电流将所述电池的电压充电至预设的目标电压值；
当多个所述充电阶段完成时，停止充电。
9.根据权利要求7所述的多节电芯的充电方法，其特征在于，所述通过多个充电阶段对所述单节电芯进行充电，所述方法还包括：
通过多个充电阶段对电池进行充电，每个所述充电阶段对应一个充电电流，且相邻所述充电阶段的前一充电阶段对应的充电电流大于后一充电阶段对应的充电电流，每个所述充电阶段使用其对应的充电电流将所述电池的电压充电至预设的目标电压值；
以所述预设的目标电压值对所述电池进行恒压充电，直至所述单节电芯的充电电流达到预设的目标恒压充电截止电流或充电时长达到预设时长时，停止充电。
10.根据权利要求1所述的多节电芯的充电方法，其特征在于，所述均衡所述串联的多节电芯中的各电芯之间的电量，包括：
分别获取所述第一电芯的第一电量和所述第二电芯的第二电量；
将所述第一电量和所述第二电量的比值与预设的阈值进行对比，获得对比结果；
当所述对比结果大于1并且大于预设的第一阈值时，将所述第一电芯的电量向所述第二电芯转移，直至所述对比结果小于所述第一阈值并大于等于1；
当所述对比结果小于1并且小于预设的第二阈值时，将所述第二电芯的电量将所述第一电芯转移，直至所述对比结果大于所述第二阈值并小于等于1。
11.根据权利要求6所述的多节电芯的充电方法，其特征在于，所述方法还包括：
与适配器进行双向通信，以控制所述第一充电模式的所述适配器输入的电压或电流，以及控制所述第二充电模式的所述适配器输入的电压或电流。
12.根据权利要求11所述的多节电芯的充电方法，其特征在于，所述与所述适配器进行双向通信，以控制所述第一充电模式的所述适配器输入的电压或电流，包括：
通过与所述适配器进行双向通信，使所述适配器在第一充电模式下所输入的第一电压与预设的第一期望值匹配。
13.根据权利要求11所述的多节电芯的充电方法，其特征在于，所述与所述适配器进行双向通信，控制所述第二充电模式的所述适配器输入的电压或电流，包括：
通过与所述适配器进行双向通信，使所述适配器在第二充电模式下所输入的第二电压与预设的第二期望值匹配。
14.根据权利要求1所述的多节电芯的充电方法，其特征在于，所述将所述转换后的充电电压对串联的多节电芯进行充电之后，所述方法还包括：
通过电荷泵将串联电池的多节电芯的总电压降低至终端系统所需要的电压，并向所述终端系统输出。
15.根据权利要求14所述的多节电芯的充电方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过第一开关电路将所述串联的多节电芯切换为并联的多节电芯；
将所述并联的多节电芯所输出的电压降低至所述多节电芯中单节电芯的电压并输出。
16.根据权利要求15所述的多节电芯的充电方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过第二开关电路将所述串联的多节电芯中的任一单节电芯单独输出，并均衡所述串联的多节电芯中的各电芯之间的电量。
17.一种多节电芯的充电装置，其特征在于，包括：
转换模块，用于对所接收到的充电电压进行转换，获得转换后的充电电压；
充电模块，用于将所述转换后的充电电压对串联的多节电芯进行充电；包括：
当所述转换后的充电电压对应为第一充电模式时，通过与所述第一充电模式对应的第一充电电路，将所述转换后的充电电压向所述串联的多节电芯的两端施加；其中，输入的转换后的充电电压大于所述串联的多节电芯的总电压；
当所述转换后的充电电压对应为第二充电模式时，通过与所述第二充电模式对应的第二充电电路，将所述转换后的充电电压向所述串联的多节电芯中的任一单节电芯的两端施加；其中，所述转换后的充电电压大于所加载的单节电芯的电压，所述输入的转换后的充电电压小于所述串联的多节电芯的总电压；其中，所述第一充电电路和所述第二充电电路通过待充电终端内的变换电路进行切换；
均衡模块，用于均衡所述串联的多节电芯中的各电芯之间的电量；其中，所述多节电芯至少包括第一电芯和第二电芯；所述均衡所述串联的多节电芯中的各电芯之间的电量，包括：分别获取所述第一电芯的第一电量和所述第二电芯的第二电量；当所述第一电量与所述第二电量的比值大于预设阈值后，通过均衡模组将所述第一电芯输出的能量耦合至所述均衡模组中，并在所述均衡模组形成充电电流，将所述充电电流向所述第二电芯输出，以对所述第二电芯进行充电，直至所述第一电量与所述第二电量均衡。
18.根据权利要求17所述的多节电芯的充电装置，其特征在于，所述转换模块是电荷泵或开关电容直流电源转换器。
19.根据权利要求17所述的多节电芯的充电装置，其特征在于，所述装置还包括：
输出模块，用于通过电荷泵将串联电池的多节电芯的总电压降低至终端系统所需要的电压，并向所述终端系统输出。
20.根据权利要求19所述的多节电芯的充电装置，其特征在于，所述输出模块是电荷泵或开关电容直流电源转换器。
21.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至16中任一项所述的多节电芯的充电方法。
22.一种电子设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1至16中任一项所述的多节电芯的充电方法。
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