CN111342506B - 用于串联电池的充电技术 - Google Patents

Abstract

本公开涉及用于串联电池的充电技术。一种电子设备具有带有在充电和放电期间使用的控制电路的电池系统。电池组具有串联耦接的两个电池单元。控制电路包括电池充电电路，所述电池充电电路在充电期间向电池组施加充电电流。控制电路包括可被选择性地激活以在充电期间使充电电流离开所选电池泄放的泄放电阻器和开关。这允许控制电路平衡存储在电池上的电荷并平衡相关联的电池电压。控制电路被配置为保持关于存储在第一电池单元上的电荷与存储在第二电池单元上的电荷之间的差值的信息。关于该电荷差值的信息在充电和放电期间被保持，并且被用于建立电池组充电电压目标。

Description

用于串联电池的充电技术

本专利申请要求2019年4月22日提交的美国专利申请No.16/391,178以及2018年12月19日提交的美国临时专利申请号No.62/781,985的优先权，这些专利申请据此全文以引用方式并入本文。

技术领域

本发明整体涉及电力系统，并且更具体地涉及平衡电子设备中的电池单元。

背景技术

电子设备具有电池组。一些电池组由多个电池组成。电池单元可以例如串联耦接。串联电池组中的单个电池电压可能会由于存储在电池上的电量差异而变得不平衡。这可在确保电荷在电池组内的各个电池中适当分布方面带来挑战。

发明内容

一种电子设备具有带有在充电和放电期间使用的控制电路的电池系统。电池系统用于便携式电子产品或其他装置中。电池组具有串联耦接的两个或多个电池单元。该控制电路包括电池充电电路，该电池充电电路在充电期间向电池组施加充电电流。

该控制电路包括泄放电阻器和开关，在充电期间，这些电阻器和开关可被选择性地激活以泄放充电电流，使其远离所选电池。这允许控制电路平衡存储在电池上的电荷，从而平衡电池的电压。

控制电路被配置成保持电池的放电速率的差值的信息。在操作期间，控制电路可保持关于存储在第一电池单元上的电荷与存储在第二电池单元上的电荷之间的差值的信息。关于该电荷差值的信息在充电和放电期间被保持，并且与关于电池的开路电压对充电行为的信息一起用于建立在充电期间使用的电池组充电电压目标。

当达到电池组充电电压目标时，控制电路停止充电操作，以避免将电池充电到大于期望的最大值(例如，避免过度充电)。电压传感器用于测量跨电池组的电池组电压。因为电池组充电电压目标为整个电池组设置了令人满意的充电电压水平，所以可将电池组充电到电压目标，而无需测量电池组内单个电池的电压。

附图说明

图1为根据实施方案的例示性电子设备的示意图。

图2为根据实施方案的例示性电池电路的电路图。

图3为根据实施方案的包含电池组中的电池电压对时间的曲线图的图。

图4为根据实施方案的电池单元的例示性开路电压与充电特性的曲线图。

图5为根据实施方案的使用具有电池平衡电路的电子设备所涉及的例示性操作的流程图。

具体实施方式

电子设备包含由多个单独的电池单元形成的电池组(电池)。电池单元串联和/或并联连接以形成完整的电池组。具有两个串联连接的电池单元的电池组有时可以称为串联连接的电池组或2s电池组。如果需要，多单元电池组可以包含三个或更多串联的电池。

期望平衡多单元电池组中的单个单元中的每一个上的单元电压(例如，两单元组、三单元组、或其中单元串联电耦接的其他类型的多单元组中的每个单元)。例如，在具有2s电池组的电子设备中，希望组中两个单元中的每个单元上的电压相差不大。这有助于确保单元保持所需的工作条件，例如电压水平。

图1是包括具有串联耦接的多个单元的电池组的例示性电子设备的示意图。图1的设备10可以为任何合适的电子设备，诸如充电宝、手表、蜂窝电话或其他手持设备、膝上型计算机、平板计算机，诸如一副耳塞的附件、计算机手写笔(数字铅笔)或计算机鼠标或触控板，和/或其他电池供电的装置(例如，其他便携式电子设备等)。在示例性配置中，电子设备10是便携式电子设备，诸如电池盒。电池盒可具有被配置为接收另一电子设备诸如蜂窝电话的外壳。电池盒可以具有电池组(例如，图1的电池92)，该电池组用于经由有线或无线链路向蜂窝电话或其他电子设备提供补充的电力。具有串联连接的多个电池的电池组也可以用在蜂窝电话、附件和/或其他电子装置中。在本文中有时以使用在电池盒中的具有串联耦接的两个电池的电池组为例进行描述。

图1的电路包括任选的电路部件。可以省略这些任选的部件中的一者或多者，以降低设备10的成本和复杂性。例如，诸如AC-DC转换器90之类的部件可以被包括以向设备10提供接收交流电的能力，或者可以被省略以降低成本和复杂性。

如图1所示，设备10可包括控制电路104。控制电路104可用于控制设备10的操作。此控制电路可包括与微处理器、功率管理单元、基带处理器、数字信号处理器、微控制器和/或具有处理电路的专用集成电路相关联的处理电路。处理电路在设备10中实现期望的控制和通信特征。例如，处理电路可用于选择线圈(在设备10包含多个感应充电线圈的情况下)、确定电力传输水平、处理传感器数据和其他数据、处理用户输入、处理设备之间的协商(例如，以建立电力传输设置)、发送和接收带内和带外数据、进行测量、监视电池状态、控制电池充电以及以其他方式控制设备10的运行。

设备10中的控制电路(诸如控制电路104)可被配置为使用硬件(例如，专用硬件或电路)、固件和/或软件在设备10中执行操作。用于在系统8中执行操作的软件代码存储在控制电路104中的非暂态计算机可读存储介质(例如，有形计算机可读存储介质)上。该软件代码可有时被称为软件、数据、程序指令、指令、或代码。非暂态计算机可读存储介质可包括非易失性存储器诸如非易失性随机存取存储器(NVRAM)、一个或多个硬盘驱动器(例如，磁盘驱动器或固态驱动器)、一个或多个可移动闪存驱动器、或其它可移动介质等。存储在非暂态计算机可读存储介质上的软件可以在控制电路104的处理电路上执行。处理电路可包括具有处理电路的专用集成电路、一个或多个微处理器、中央处理单元(CPU)、或其他处理电路。

电子设备10可以包括如图1的输入-输出设备94所示的输入-输出电路。输入-输出设备94可以包括基于光的设备(例如，显示器、由发光二极管或其他发光器形成的状态指示灯、环境光传感器、图像传感器、光学接近传感器、由投射光束的发光器和检测投射光束撞击物体的点的相应图像传感器形成的三维图像传感器、相机闪光灯部件、和/或其他发出和/或检测光的电路)、射频电路(例如，诸如雷达电路之类的射频电路和/或用于检测物体的位置和移动的其他射频电路)、声学部件(例如，用于收集声音的麦克风和用于发出声音的扬声器)、用于提供振动和其他触觉输出的触觉输出设备、触摸传感器、按钮、力传感器、操纵杆、旋钮、温度传感器、气体传感器和/或用于检测用户输入以及测量环境数据的其他电路。

如果需要，设备10可以包括无线电力电路96。电路96可以包括用于发送无线电力信号的无线电力发射器TX和用于接收无线电力信号的无线电力接收器RX。如果需要的话，可以省略发射器TX和/或接收器RX，以降低设备10的成本和复杂性。

设备10可以包括有线或无线通信电路，诸如图3的通信电路102。设备10可以使用通信电路，以允许设备10使用带内或带外通信与其他电子设备进行无线通信。电路102可以例如具有无线收发器电路(例如，无线发射器)，该无线收发器电路使用天线将带外信号无线地发送到外部设备。电路102还可以具有无线收发器电路(例如，无线接收器)，该无线收发器电路用于使用天线从外部设备无线地接收带外信号。电路102中的有线通信电路可以用于允许设备10通过有线路径与其他设备通信。无线通信电路102可使用一个或多个线圈(例如，发射器电路TX和/或接收器电路RX中的线圈)来发送和/或接收带内信号(例如，使用频移键控、幅移键控或其他合适的调制方案)。测量电路100(例如，任选的异物检测电路)可以用于检测何时异物存在于设备10的充电线圈上。

诸如AC-DC转换器90之类的交流-直流功率转换器电路可以被包括在设备10中(例如，将来自交流电源的功率转换成直流功率，以用于为设备10的电路供电)。

设备10包括电池诸如电池组92。电池组92包括电池单元。在实施方案中，电池组92包括2s(串联)配置的两个电池。电池组92可以是锂电池组(例如，使用基于锂的电池化学物质诸如锂离子化学物质的电池组)。

图2是示出与操作设备10中的电池组92相关联的电路的电路图。如图2所示，电池组92具有串联耦接在第一电池组端子T1和第二电池组端子T2之间的第一电池单元BH和第二电池单元BL。在设备10的操作期间，负载电路110(例如，参见图1的电子设备10的部件和/或通过设备10和外部电子设备之间的有线或无线电源路径从设备10汲取电力的蜂窝电话或其他外部电子设备的部件)可以使用来自电池组92的电源供电。电池BH和BL可以是不对称的，因为它们可以具有不同的尺寸和能量存储容量。

设备10包括电池管理电路，诸如控制电路112(例如，形成图1的控制电路104的一部分的控制电路)。电路112可以包括传感器，充电和控制电路，诸如电路118。电路118具有用于感测端子T1和T2之间的电压的电压传感器118V和用于感测流过电池组92(例如，在端子T1和T2之间)的电流的电流传感器118A，并且包括用于执行控制操作的控制电路。电路118包括用于向电池组92施加电流以对电池组92进行充电的充电电路(例如，从端子T1流到端子T2流过电池组92的电流)。

泄放电阻器116可用于在充电期间从选定的电池汲取(泄放)充电电流以帮助平衡电池。由电路118执行的控制操作可以包括例如当期望通过泄放电阻器116中的相关联的一者泄放给定的电池单元时选择性地断开和闭合开关114。例如，当电池单元BH上的电压相对于电池单元BL高于所需电压时，与电池单元BH相关联的开关114可以在充电期间被电路118闭合，从而导致原本会流过电池BH为电池BH充电的电流通过与电池BH相关的电阻器116泄放。这样，可以在充电期间减小存储在电池单元BH上的电荷相对于存储在电池单元BL上的电荷之间的差值，从而有助于平衡电池单元BH和BL上的相关联的电压。如果需要，电流可以在非充电状态(例如，空闲状态)下泄放。例如，在空闲状态期间，可以使用设备10中的电气部件来泄放电流。

耦接到电池组92的电路(例如，电路112)为电池BH和BL产生不均匀的寄生(静态)漏极电流。可以在电池组制造期间测量这些寄生电流，其数量级可以在微安的量级。当电路112处于静态时，关于从单元BH和BL流出的寄生电流的信息可以被存储在设备10中的电路中(例如，电路118中和/或设备10的控制电路104中的其他存储装置中)。关于电池单元BH和BL之间的不同寄生漏极电流的这种知识可以用于帮助确定在电池单元BH和BL之间产生的电荷不平衡的量。继而，可以使用有关电荷不平衡量的信息(结合电池的开路电压对充电特性的知识)来确定何时停止充电以防止电池BH和BL上的电压过高，即使在电路112(例如，电路118中的电压传感器)仅能够测量端子T1和T2之间的电池组电压并且不能单独测量单元BH和BL上的电压的布置中。

电池BH和BL可以通过有选择地从具有更多电荷的电池中放出电流来平衡。通过闭合用于该电池的开关114并且由此切换到使用用于该电池的泄放电阻器114，可以使电流从选定的电池中流出。通过消耗泄放电阻器的电力而不是在充电过程中使用电力为高电压电池充电，在充电期间，高电压电池相对于低电压电池将以较慢的速率充电。这趋于平衡高压电池和低压电池。(当设备10不充电时，也可以激活平衡器。)尽管并非所有电荷平衡都可以在给定的充电周期中完成，但由于电池之间的寄生电流的差异，在每个充电周期完成的平衡量往往比在每个放电周期在电池上施加的不平衡量大很多。因此，单元BH和BL上的电压趋于随时间收敛(例如，经过一系列的充放电循环)。非直观地，这种平衡将一些能量消耗到泄放电阻器上(例如，在充电期间)，但是允许电池组提供总体上优异的用户体验(例如，在放电期间)。

在图3中示出了示例性的放电和充电循环。如图3所示，在时间t0，电池组92最初可以具有平衡的电池BH和BL。例如，在时间t0，电池BH的电池电压VBH和电池BL的电池电压VBL在时间t0都可以具有值V1(例如，电池BH和BL可以完全平衡)。当放电(不充电)时，电池BH和BL受到不相等的寄生电流消耗，从而导致电池BH和BL变得不平衡。如图3的示例所示，在放电周期TA期间，电池BL上的寄生电流要比电池BH上的更多。这使得在时间t1电压VBH下降到电压V2，并且电压VBL下降到较低电压V3(V3<V2)。因此，电池BH和BL在时间t1不平衡(VBH不等于VBL)。在时间段TA期间没有电池组92用于为负载110供电的时间段，但是，如果需要的话，可以在时间段TA中出现一个或多个此类时间段。在电池组92通过负载110放电期间，电池电压VBH和VBL倾向于相对于在图3的时间段TA期间所示出的下降迅速下降。因此，为清楚起见，图3的曲线图中省略了这些负载驱动周期(其也可中断充电操作)。

在时间t1和时间t3之间的充电时间段TB内，使用电路112通过在端子T1和T2之间施加充电电流和充电电压(例如，超过电池组的开路电压的充电电压)对电池BH和BL充电。最初，在时间t1和t2之间的时间段TB-1期间，电路112中的泄放电阻器可以不使用，从而使电池BH和BL以第一(例如，较高)速率被相等地充电。在时间t2处，当高压电池BH上的电压V3接近最大期望电池电压V4(例如4.35伏或其他期望最大电压)时，使用与电池BH的泄放电阻器相关联的开关114来将该泄放电阻器切换到使用。这在充电期间选择性地从电池BH放出电力，使得电池BH的充电速度比电池BL慢(例如，电池BH和BL在时间t2和t3之间的时间段TB-2充电不均等)。这由图3的VBH曲线120和VBL曲线122示出，其中在时间t3处将BH的泄放电阻器切换到适当位置之后，曲线120在时间t3和t4之间的斜率(充电速率)比曲线122小。由于在时间段TB-2期间BH的充电量少于BL，因此电池BL上的电压VBL倾向于比电池BH上的电压VBH升高更多。因此，周期TB-2的操作趋于平衡电池BL和BH上的电压。

在设备10的操作期间，重复图3的放电周期和充电周期。随着时间的推移，在充电期间(周期TB)执行的平衡量超过在放电期间(周期TA)发生的不平衡量。因此，电池BH和BL上的电压趋于收敛，而电池组92趋于达到平衡状态。

在充电操作期间，控制电路104(例如，参见图2的电路112)可以使用关于电池BH和BL的特性的信息以确保电池BH和BL不被过度充电。通过诸如电路112的电路的电池BH和BL的寄生电流损耗(例如，分别为寄生电流Iph和Ipl)在测试期间(例如，作为制造过程的一部分)被表征，并存储在电路112或其他控制电路104中。还进行了电池电压V对电池电荷Q的表征测量，并将对应的开路电压对存储电荷存储在控制电路112或其他控制电路104中。如图4的开路电压对存储电荷曲线124所示，电池单元的电压V随增加的存储电荷Q的增加而增大。所存储的电荷Q可以以mA-小时或其他单位表示，并且从少量(当电池耗尽时)到大量(例如，在电池荷电状态为100％的情况下，电池的满电量(以毫安小时为单位))。在测量了电池组92中的每个电池(或一批类似电池中的代表性电池)的V对Q特性(图4的曲线124)之后，该信息(曲线124)可以被保留以在充电管理计算期间由控制电路104使用。

在图5中示出了在设备10的操作期间平衡电池组92所涉及的例示性操作的流程图。

在框130的操作期间，电池组92放电。负载110可以为有源的，并且在放电过程中会从电池组92汲取相对大量的电流，或者负载110可以与电池组92电隔离，使得从电池组92汲取的唯一电流是由于电池组92上存在静态负载。在放电期间，从电池BH和BL汲取的寄生电流将不同，从而导致电池BH和BL之间的电荷不平衡。如结合图3的周期TA所描述的，例如，与电池BH相关联的寄生电流(电流Iph)可以小于与电池BL相关联的寄生电流(电流Ipl)。因此，将存在寄生放电电流ΔI＝Iph-Ipl的失配。这导致存储在电池BH和BL上的电荷Q的对应差值ΔQ。在图3的示例中，电池BH放电慢于电池BL，因此在时间t1，电池BH上的电荷QH大于电池BL上的电荷QL。控制电路104可以通过在时间段TA上积分ΔI来确定电池BH和BL上的存储电荷中的失配ΔQ＝QH-QL的值。

当放电在时间段TA的结尾处停止时，操作进行到框132。在框132的操作期间，控制电路104(例如，电路112)通过将在TA期间产生的ΔQ值与上次放电周期结束时计算出的ΔQ值相加确定ΔQ的当前(最新)值(例如，控制电路104保持ΔQ的运行值并基于放电活动来更新该信息)。为了防止电池组92中的电池的充电超过期望的程度，控制电路104使用ΔQ和电池的已知开路电压对充电行为来确定电池组92的电池组充电电压目标Vtotal。该目标值表示将在端子T1和T2两端产生的最大期望电压(例如，在充电期间要获得的最大开路电池组电压)。Vtotal的值可以通过分别预测电池BH和BL的电压VBH和VBL并通过将Vtotal设置为确保VBH和VBL中的较高者(例如，在该示例中为VBH)不超过期望的最大电池电压Vcellmax(例如，期望的最大电压，诸如4.35V或其他合适的值)的值来确定。

在预测将导致电压VBH达到Vcellmax的Vtotal的值时，控制电路104使用ΔQ的当前值以及电池BH和BL的V对Q特性。控制电路104考虑到以下事实：在第一充电周期TB-1期间，电池BH和BL以相同的速率充电，而在第二充电周期TB-2期间，电池BH以比BL慢的速率充电(由于接通了泄放电阻器)。当超过高压电池的充电状态的阈值时，如控制电路112中的设置所确定的(例如，当电池BH的充电状态超过98％的激活阈值时)，可以切换成使用泄放电阻器。在周期TB-2期间流入电池BL的充电电流要多于在周期TB-2期间流入电池BH的充电电流，因此控制电路104在计算BH随时间的预期增长时会考虑充电电流的这种差异。可以通过在两个时间段TB-1和TB-2期间将充电电流积分到电池BH中来计算QH的值(以及由此产生的开路电压VBH)。控制电路104还可以通过在周期TB期间将电荷电流积分到电池BL中来计算BL随时间TB的预期上升。用于电池BL的泄放电阻器在周期TB期间(在该示例中)不被切换成使用，因此控制电路104无需考虑在周期TB-2期间到电池BL的充电电流的减小。

在框132的操作期间，控制电路104(例如，电路112)对电池组94充电直到达到Vtotal的值。电路118包括电压传感器188V，其测量端子T1和T2两端的电压。电路118不需要包括(并且在实施方案中不包括)用于独立地测量电池电压VBH和VBL的任何单独的电压传感器。然而，因为控制电路104在时间段TB-2期间考虑到BH和BL的不同充电状态并且考虑到BH和BL的不同充电速率来确定合适的Vtotal值，所以当电池组92的电压达到Vtotal时(或者，如果需要的话，由于可用充电电源中断、放电周期开始等原因导致更早)，可以令人满意地停止框132的充电过程。

当充电停止时，操作行进至框134。在框134的操作期间，控制电路104确定由于在充电周期TB期间已经发生的平衡而实现的ΔQ的减小。在充电周期TB期间的一个或多个时段期间，泄放电阻器可以是有源的，并且可以帮助平衡电池。通过考虑这些平衡操作，控制电路104可以确定已经实现的ΔQ的减小。

例如，如果充电周期TB由于需要开始放电而被缩短，则不会发生太多的平衡(例如，在框132的充电操作结束时的ΔQ与在框132的开始处的ΔQ没有显著差异)。另一方面，通常会有时间段进行大量充电(例如，足够的充电以使电池组电压达到Vtotal)。在这些更长的充电场景中，有时间进行平衡，并且控制电路104可以根据提供给BH的充电电流与提供给BL的充电电流之差的积分值来计算ΔQ。因此，在框134的操作期间，控制电路104测量在框132期间发生的充电的时间量，并考虑了将泄放电阻器切换到适当位置的任何时间段(例如，超过激活阈值电压并且泄放电阻器被切换成使用以产生不相等的充电速率从而平衡电池BH和BL之后充电的时间段)，并且产生对应的ΔQ更新值。然后，处理可以循环回到框130。

前述内容描述了在电力传输操作的上下文中使用数据通信的技术。本公开设想，电力发射器和接收器电路可能希望传达信息，诸如充电状态、充电速度等，以控制电力传输。上述技术无需涉及使用个人可识别信息即可发挥作用。在某种程度上，这种充电技术的实现涉及使用个人可识别信息，实施者应遵循通常被认为符合或超过行业或政府要求以维护用户隐私的隐私政策和做法。具体地，应管理和处理个人可识别信息数据，以使无意或未经授权的访问或使用的风险最小化，并应当向用户明确说明授权使用的性质。

根据实施方案，提供了一种包括电池组的电子设备，该电池组具有串联电耦接第一电池单元和第二电池单元以及控制电路，第一电池单元存储第一电荷，第二电池单元存储第二电荷，并且当电池组处于静态时，第一电池单元的特征在于第一寄生电流，第二电池单元的特征在于与第一寄生电流不同的第二寄生电流，并且所述控制电路被配置为通过使用关于第一寄生电流和第二寄生电流的信息来确定由于在放电期间使电池组放电而导致的第一电荷和第二电荷之间的差值的增加。

根据另一实施方案，控制电路被配置为确定由于在充电时段内对电池组充电而导致的第一电荷和第二电荷之间的差值的减小。

根据另一实施方案，控制电路被配置为使用电池组充电电压目标来控制电池组的充电。

根据另一实施方案，控制电路包括与第一电池单元相关的第一泄放电阻器和第一开关以及与第二电池单元相关的第二泄放电阻器和第二开关。

根据另一实施方案，所述控制电路被配置为当超过第一电池单元和第二电池单元中的选定的一者的充电阈值状态时，闭合第一开关和第二开关中的选定的一者，以在充电期间切换成使用第一泄放电阻器和第二泄放电阻器中的选定的一者。

根据另一实施方案，控制电路被配置为至少部分地基于关于何时超过充电的阈值状态的信息来确定要使用的电池组充电电压目标。

根据实施方案，提供了一种电池电路，其包括串联耦接在第一端子和第二端子之间的第一电池单元和第二电池单元以及被配置为测量第一端子和第二端子之间的电压并且被配置成在不测量第一电池单元和第二电池单元上的各个电压的情况下跟踪第一电池单元和第二电池单元之间的电荷的差值的变化的控制电路。

根据另一实施方案，第一电池单元存储第一电荷，第二电池单元存储第二电荷，当电池组处于静态时，第一电池单元的特征在于第一寄生电流，第二电池单元的特征在于与第一寄生电流不同的第二寄生电流，并且控制电路被配置为在第一电池单元和第二电池单元的充电和放电期间保持关于第一电荷和第二电荷之间的差值的信息。

根据另一实施方案，控制电路被配置为确定在第一电池单元和第二电池单元的放电期间增加第一电荷和第二电荷之间的差值的量。

根据另一实施方案，控制电路被配置为基于与放电相关的持续时间来确定增加第一电荷与第二电荷之间的差值的量。

根据另一实施方案，控制电路包括切换电路和泄放电阻器，泄放电阻器被配置为在充电期间平衡第一电池单元和第二电池单元。

根据另一实施方案，控制电路被配置为至少部分地通过确定在充电期间何时将泄放电阻器切换为使用以及至少部分地通过测量充电持续时间来保持关于第一电荷与第二电荷之间的差值的信息。

根据另一实施方案，第一电池单元和第二电池单元形成电池组，并且控制电路被配置为使用所保持的关于第一电荷和第二电荷之间的差值的信息来确定用于对电池组充电的电池组充电电压目标。

根据另一实施方案，控制电路被配置为使用所保持的关于第一电荷和第二电荷之间的差值的信息、充电持续时间信息以及电池的开路电压对充电信息来确定电池组充电电压目标。

根据实施方案，提供了一种用于电子设备的电池系统，其包括电池组，该电池组由串联耦接在第一电池组端子和第二电池组端子之间的第一电池单元和第二电池单元形成，跨第一电池单元耦接的第一泄放电阻器和第一开关，跨第二电池单元耦接的第二泄放电阻器和第二开关，耦接在第一电池组端子和第二电池组端子之间的电压传感器，以及控制电路，所述控制电路包括被配置为提供在第一端子和第二端子之间流过电池组的充电电流以对电池组进行充电的充电电路，所述控制电路被配置为在电池组的充电期间控制第一开关和第二开关，以跨第一电池单元和第二电池单元中的选定的一者短接第一泄放电阻器和第二泄放电阻器中的选定的一者，并且控制充电电路以将电池组充电到至少部分地基于关于第一电池单元上的第一电荷与第二电池单元上的第二电荷之间的差值的信息确定的目标电池组充电电压目标。

根据另一实施方案，所述控制电路被配置为使用用于所述第一电池单元和所述第二电池单元的开路电压对充电信息以及关于所述第一电池单元上的第一电荷与所述第二电池单元上的第二电荷之间的差值的信息来确定电池组充电电压目标。

根据另一实施方案，控制电路被配置为在电池组的充电和放电期间保持关于第一电池单元上的第一电荷与第二电池单元上的第二电荷之间的差值的信息。

根据另一实施方案，控制电路被配置为使用关于放电周期持续时间的信息来计算在放电周期之后第一电池单元上的第一电荷与第二电池单元上的第二电荷之间的差值的更新值。

根据另一实施方案，所述控制电路被配置为使用关于当控制电路处于静态时从第一电池单元通过控制电路汲取的第一寄生电流以及当控制电路处于静态时从第二电池单元通过控制电路汲取的第二寄生电流的信息来计算在放电周期之后第一电池单元上的第一电荷与第二电池单元上的第二电荷之间的差值的更新值。

根据另一实施方案，控制电路被配置为使用关于充电期间的泄放电阻器使用的信息来计算在充电周期之后第一电池单元上的第一电荷与第二电池单元上的第二电荷之间的差值的更新值。

前述内容仅为例示性的并且可对所述实施方案作出各种修改。前述实施方案可独立实施或可以任意组合实施。

Claims (20)

1.一种电子设备，包括：

电池组，所述电池组具有串联电耦接的第一电池单元和第二电池单元，其中所述第一电池单元存储第一电荷并且所述第二电池单元存储第二电荷，并且其中当所述电池组处于静态时，所述第一电池单元的特征在于第一寄生电流，并且所述第二电池单元的特征在于不同于所述第一寄生电流的第二寄生电流；以及

控制电路，所述控制电路被配置为通过使用关于所述第一寄生电流和所述第二寄生电流的信息来确定由于在放电周期内使所述电池组放电而导致的所述第一电荷和所述第二电荷之间的差值的增加。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述控制电路被配置为：

确定由于在充电周期内对所述电池组充电而导致的所述第一电荷和所述第二电荷之间的差值的减小。

3.根据权利要求2所述的电子设备，其中所述控制电路被配置为使用电池组充电电压目标来控制所述电池组的充电。

4.根据权利要求3所述的电子设备，其中所述控制电路包括与所述第一电池单元相关联的第一泄放电阻器和第一开关，以及与所述第二电池单元相关联的第二泄放电阻器和第二开关。

5.根据权利要求4所述的电子设备，其中所述控制电路被配置为当超过所述第一电池单元和所述第二电池单元中的选定一者的充电阈值状态时闭合所述第一开关和所述第二开关中的选定一者以在充电期间切换到使用所述第一泄放电阻器和所述第二泄放电阻器中的选定一者。

6.根据权利要求5所述的电子设备，其中所述控制电路被配置为至少部分地基于关于何时超过所述充电阈值状态的信息来确定要使用的所述电池组充电电压目标。

7.电池电路，所述电池电路包括：

串联耦接在第一端子和第二端子之间的第一电池单元和第二电池单元；以及

控制电路，所述控制电路被配置为测量所述第一端子和所述第二端子之间的电压，并且被配置为跟踪所述第一电池单元和所述第二电池单元之间的电荷的差值的变化，而无需测量所述第一电池单元和所述第二电池单元上的单独电压。

8.根据权利要求7所述的电池电路，其中所述第一电池单元和所述第二电池单元形成电池组，其中所述第一电池单元存储第一电荷，并且所述第二电池单元存储第二电荷，其中当所述电池组处于静态时，所述第一电池单元的特征在于第一寄生电流，并且所述第二电池单元的特征在于不同于所述第一寄生电流的第二寄生电流，并且其中所述控制电路被配置为在所述第一电池单元和所述第二电池单元的充电和放电期间保持关于所述第一电荷和所述第二电荷之间的差值的信息。

9.根据权利要求8所述的电池电路，其中所述控制电路被配置为确定在所述第一电池单元和所述第二电池单元的放电期间增加所述第一电荷和所述第二电荷之间的所述差值的量。

10.根据权利要求9所述的电池电路，其中所述控制电路被配置为基于与所述放电相关联的持续时间来确定增加所述第一电荷和所述第二电荷之间的所述差值的所述量。

11.根据权利要求10所述的电池电路，其中所述控制电路包括切换电路和被配置为在充电期间平衡所述第一电池单元和所述第二电池单元的泄放电阻器。

12.根据权利要求11所述的电池电路，其中所述控制电路被配置为至少部分地通过确定在充电期间何时将泄放电阻器切换为使用以及至少部分地通过测量充电持续时间来保持有关所述第一电荷与所述第二电荷之间的所述差值的所述信息。

13.根据权利要求12所述的电池电路，其中所述控制电路被配置为使用所保持的关于所述第一电荷和所述第二电荷之间的所述差值的所述信息来确定要用于对所述电池组充电的电池组充电电压目标。

14.根据权利要求13所述的电池电路，其中所述控制电路被配置为使用所保持的关于所述第一电荷和所述第二电荷之间的所述差值的信息、充电持续时间信息以及所述第一电池单元和所述第二电池单元的开路电压对充电信息的特性来确定所述电池组充电电压目标。

15.一种用于电子设备的电池系统，包括：

电池组，所述电池组由串联耦接在第一电池组端子和第二电池组端子之间的第一电池单元和第二电池单元形成；

跨所述第一电池单元耦接的第一泄放电阻器和第一开关；

跨所述第二电池单元耦接的第二泄放电阻器和第二开关；

电压传感器，所述电压传感器耦接在所述第一电池组端子和所述第二电池组端子之间；以及

控制电路，所述控制电路包括充电电路，所述充电电路被配置为在所述第一电池组端子和所述第二电池组端子之间提供流过所述电池组的充电电流以对所述电池组进行充电，其中所述控制电路被配置为：

在所述电池组的充电期间控制所述第一开关和所述第二开关，以跨所述第一电池单元和所述第二电池单元中的选定一者短接所述第一泄放电阻器和所述第二泄放电阻器中的选定一者；以及

控制所述充电电路以将所述电池组充电到至少部分地基于关于所述第一电池单元上的第一电荷与所述第二电池单元上的第二电荷之间的差值的信息所确定的目标电池组充电电压目标。

16.根据权利要求15所述的电池系统，其中所述控制电路被配置为使用用于所述第一电池单元和所述第二电池单元的开路电压对充电信息的特性以及关于所述第一电池单元上的所述第一电荷与所述第二电池单元上的所述第二电荷之间的所述差值的所述信息来确定所述电池组充电电压目标。

17.根据权利要求15所述的电池系统，其中所述控制电路被配置为在所述电池组的充电和放电期间保持关于所述第一电池单元上的所述第一电荷与所述第二电池单元上的所述第二电荷之间的所述差值的所述信息。

18.根据权利要求17所述的电池系统，其中所述控制电路被配置为使用关于放电周期持续时间的信息来计算在放电周期之后所述第一电池单元上的所述第一电荷与所述第二电池单元上的所述第二电荷之间的所述差值的更新值。

19.根据权利要求18所述的电池系统，其中所述控制电路被配置为使用关于当所述控制电路处于静态时从所述第一电池单元通过所述控制电路汲取的第一寄生电流以及当所述控制电路处于静态时从所述第二电池单元通过所述控制电路汲取的第二寄生电流的信息来计算在所述放电周期之后所述第一电池单元上的所述第一电荷与所述第二电池单元上的所述第二电荷之间的所述差值的所述更新值。

20.根据权利要求17所述的电池系统，其中所述控制电路被配置为使用关于充电期间的泄放电阻器使用的信息来计算在充电周期之后所述第一电池单元上的所述第一电荷与所述第二电池单元上的所述第二电荷之间的所述差值的更新值。