CN113783239A - 混联电池充放电方法及混联电池系统 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种混联电池充放电方法，应用于包括混联电池和主板的混联电池系统，所述混联电池连接所述主板，且所述混联电池包括至少两个相互连接的电池，所述方法包括：根据充电或放电需求类型，确定并调整混联电池中各电池的连接方式；根据所述混联电池中各电池的连接方式，对所述混联电池进行充电或放电；本公开实施例可以根据充放电需求使混联电池中各电池电芯采取串联或并联的连接方式，相对于现有单节电池供电系统来说,无需电源芯片就能将串联电池电压转换成单节电池电压，有效提高放电效率；对于现有固定串联充电来说，无需增加升压电路使得5V电源适配串联电池充电，有效提高充电效率。本公开还提供一种混联电池系统。

Description

混联电池充放电方法及混联电池系统
技术领域
本公开涉及电池技术领域，具体涉及一种混联电池充放电方法及混联电池系统。
背景技术
手机等终端已成为通讯交互、数字娱乐等多方面的重要生活工具，大容量电池是提高终端续航能力的主要措施。大容量电池及频繁使用的方式，使得快速充电成为提高用户体验的一个重要方面。受制于线缆的传输电流限制为5A，以及为了提高充电效率，降低电源传输损耗及电源转换损耗，高压充电已成为主流选择方案。提高电压降低电流的传输方法，可以有效降低线路的传输损耗，但是高电压和电池的电压并不匹配，不能直接给电池进行充电。即使采用5V电源进行充电时，同样也需要通过电源转换芯片将5V电源转换成适合电池的电压进行充电。
目前，一种将高电压与电池电压进行适配的方案是将电池串联。将电池串联适配高电压的输入，可以降低电源转换的带来的功率损耗，但是仍然存在以下缺陷：(1)电路系统只支持单节电池的供电，因而需要电源芯片将串联电池转换成适应电源输出，同样会带来一定损耗。(2)串联电池充电在针对常规5V充电时，需要增加升压电路适配串联电池充电，升压转换效率也较低。(3)固定串联电池降低充电损耗，但也带来了放电损耗，随着5G等普及，系统整体功率增加，放电损耗也会较明显降低续航能力。
发明内容
本公开针对现有技术中存在的上述不足，提供一种混联电池充放电方法及混联电池系统。
第一方面，本公开实施例提供一种混联电池充放电方法，应用于包括混联电池和主板的混联电池系统，所述混联电池连接所述主板，且所述混联电池包括至少两个相互连接的电池，所述方法包括：
根据充电或放电需求类型，确定并调整混联电池中各电池的连接方式；
根据所述混联电池中各电池的连接方式，对所述混联电池进行充电或放电。
在一些实施例中,所述混联电池至少包括：电池组合管理单元、第一电芯、第二电芯、第一保护单元、第二保护单元和第三保护单元，所述第一电芯、所述第一保护单元和所述第二保护单元属于同一电池，所述第二电芯和所述第三保护单元属于同一电池；
所述混联电池系统还包括用于调整所述各电池连接方式的开关，所述开关设置于所述混联电池内或所述主板上。
在一些实施例中，所述开关设置于所述混联电池内，开关的第一端连接第一电芯的第一端和混联电池的第一正极端，开关的第二端连接第二电芯的第一端和混联电池的第二正极端，开关的第三端连接电池组合管理单元的第四端；
第一电芯的第一端分别连接混联电池的第一正极端和第一保护单元的第三端、第二保护单元的第三端、电池组合管理单元的第三端，第一电芯的第二端分别连接第一保护单元的第一端和第二保护单元的第一端；
第二电芯的第一端分别连接第一保护单元的第二端、第三电池保护单元的第三端、混联电池的第二正极端、电池组合管理单元的第五端，第二电芯的第二端连接第三保护单元的第一端；
电池组合管理单元的第一端连接第一保护单元的第四端，电池组合管理单元的第二端连接第二保护单元的第四端，电池组合管理单元的第六端连接混联电池的通讯端；
第三保护单元的第二端分别连接第二保护单元的第二端和混联电池的负极端；
所述主板包括充放电管理单元，所述充放电管理单元连接所述混联电池的通讯端。
在一些实施例中,所述开关设置于所述主板上，所述主板还包括充放电管理单元，开关的第一端连接混联电池的第一正极端，开关的第二端连接混联电池的第二正极端，开关的第三端连接所述充放电管理单元的第一端，所述充放电管理单元的第二端连接所述混联电池的通讯端；
第一电芯的第一端分别连接混联电池的第一正极端和第一保护单元的第三端、第二保护单元的第三端、电池组合管理单元的第三端，第一电芯的第二端分别连接第一保护单元的第一端和第二保护单元的第一端；
第二电芯的第一端分别连接第一保护单元的第二端、第三保护单元的第三端、混联电池的第二正极端、电池组合管理单元的第五端，第二电芯的第二端连接第三保护单元的第一端；
电池组合管理单元的第一端连接第一保护单元的第四端，电池组合管理单元的第二端连接第二保护单元的第四端，电池组合管理单元的第六端连接混联电池的通讯端；
第三保护单元的第二端分别连接第二保护单元的第二端和混联电池的负极端。
在一些实施例中，所述根据所述混联电池中各电池的连接方式，对所述混联电池进行充电之前，所述方法还包括：
检测各所述混联电池中各电池电芯的电压，并确定电压的最大值；
分别将所述混联电池中各电池电芯与所述电压的最大值对应的电芯划分为一组，并分别计算各组中两个电芯的电压差；
若至少一组电芯的电压差大于或等于预设的第一阈值，则对该组电芯中电压较小的电芯进行平衡预充电，并检测进行平衡预充电的电芯的电压，直到本组中两个电芯的电压差小于第一阈值时停止对所述电芯平衡预充电；
若各组电芯的电压差均小于所述第一阈值，则根据所述混联电池中各电池的连接方式，对所述混联电池进行充电。
在一些实施例中，所述混联电池充放电方法还包括：
在根据所述混联电池中各电池的连接方式对所述混联电池充电过程中，检测所述混联电池中各电池电芯的电压；
若至少一个电芯的电压达到截止电压，且至少一个电芯的电压未达到截止电压，则单独对未达到截止电压的电芯进行补偿充电。
在一些实施例中，所述混联电池中各电池的连接方式为串联，所述方法还包括：若至少一个电芯的电压达到截止电压，且至少一个电芯的电压未达到截止电压，则根据所述未达到截止电压的电芯在开始补偿充电时的电压和预设的第二阈值，判断所述混联电池中各电池的电芯是否异常；
若所述混联电池中各电池的连接方式为并联，则在所述单独对未达到截止电压的电芯进行补偿充电之后，还包括：根据所述混联电池中各电池电芯的补偿充电时长和预设的第三阈值，判断所述混联电池中进行补偿充电的电芯是否异常。
在一些实施例中，所述根据所述未达到截止电压的电芯在开始补偿充电时的电压和预设的第二阈值，判断所述混联电池中各电池的电芯是否异常，包括：
计算所述未达到截止电压的电芯在开始补偿充电时的电压与参考电压的差值；
若所述差值大于或等于预设的第二阈值，且所述未达到截止电压的电芯在开始补偿充电时的电压小于所述参考电压，则确定先达到截止电压的电芯异常；
若所述差值大于或等于预设的第二阈值，且所述未达到截止电压的电芯在开始补偿充电时的电压大于或等于所述参考电压，则确定未达到截止电压的电芯异常；
若所述差值小于预设的第二阈值，则确定所述混联电池中各电池的电芯均正常。
在一些实施例中，所述参考电压为，前预设次数的进行补偿充电的电芯在开始补偿充电时的平均电压，所述补偿充电的电芯为正常电芯，且所述补偿充电为电池串联方式下的补偿充电；
所述混联电池充放电方法还包括：
若所述差值小于预设的第二阈值，则根据本次进行补偿充电的电芯在开始补偿充电时的电压更新所述参考电压。
在一些实施例中，所述根据所述混联电池中各电池电芯的补偿充电时长和预设的第三阈值，判断所述混联电池中进行补偿充电的电芯是否异常，包括：
计算所述混联电池中各电池电芯的补偿充电时长与参考时长的差值；
若所述差值大于或等于预设的第三阈值，且所述补偿充电时长小于所述参考时长，则确定相应的进行补偿充电的电芯异常；
若所述差值小于预设的第三阈值，则确定所述混联电池中进行补偿充电的电芯均正常。
在一些实施例中，所述参考时长为，前预设次数的电芯进行补偿充电的平均时长，所述进行补偿充电的电芯为正常电芯，且所述补偿充电为电池并联方式下的补偿充电；
所述方法还包括：
若所述差值小于预设的第三阈值，则根据本次进行补偿充电的电芯的补偿充电时长更新所述参考时长。
在一些实施例中，所述放电需求类型包括：并联输出放电、多路独立输出放电、串联输出放电；和/或
所述充电需求类型包括：并联充电、串联充电。
本公开实施例提供的混联电池充放电方法，应用于包括混联电池和主板的混联电池系统，所述混联电池连接所述主板，且所述混联电池包括至少两个相互连接的电池，所述方法包括：根据充电或放电需求类型，确定并调整混联电池中各电池的连接方式；根据所述混联电池中各电池的连接方式，对所述混联电池进行充电或放电；本公开实施例可以根据充放电需求使混联电池中各电池电芯采取串联或并联的连接方式，相对于现有单节电池供电系统来说,无需电源芯片就能将串联电池电压转换成单节电池电压,有效提高放电效率；对于现有固定串联充电来说，无需增加升压电路使得5V电源适配串联电池充电，有效提高充电效率。
又一方面，本公开实施例还提供一种混联电池系统，包括相互连接的混联电池和主板，所述主板包括充放电管理单元，所述混联电池包括电池组合管理单元和至少两个相互连接的电池，所述充放电管理单元与电池组合管理单元相连，用于确定充电或放电需求类型，并根据所述充电或放电需求类型向所述电池组合管理单元发送相应的调整指令；
所述电池组合管理单元用于根据所述调整指令调整所述电池的连接方式，并根据所述电池的连接方式进行充电或放电。
在一些实施例中，所述混联电池还至少包括：第一电芯、第二电芯、第一保护单元、第二保护单元和第三保护单元，所述第一电芯、所述第一保护单元和所述第二保护单元属于同一电池，所述第二电芯和所述第三保护单元属于同一电池；
所述混联电池系统还包括用于调整所述各电池连接方式的开关，所述开关设置于所述混联电池内或所述主板上。
在一些实施例中，所述开关设置于所述混联电池内，开关的第一端连接第一电芯的第一端和混联电池的第一正极端，开关的第二端连接第二电芯的第一端和混联电池的第二正极端，开关的第三端连接电池组合管理单元的第四端；
第一电芯的第一端分别连接混联电池的第一正极端和第一保护单元的第三端、第二保护单元的第三端、电池组合管理单元的第三端，第一电芯的第二端分别连接第一保护单元的第一端和第二保护单元的第一端；
第二电芯的第一端分别连接第一保护单元的第二端、第三电池保护单元的第三端、混联电池的第二正极端、电池组合管理单元的第五端，第二电芯的第二端连接第三保护单元的第一端；
电池组合管理单元的第一端连接第一保护单元的第四端，电池组合管理单元的第二端连接第二保护单元的第四端，电池组合管理单元的第六端连接混联电池的通讯端；
第三保护单元的第二端分别连接第二保护单元的第二端和混联电池的负极端；
所述充放电管理单元连接所述混联电池的通讯端。
在一些实施例中，所述开关设置于所述主板上，开关的第一端连接混联电池的第一正极端，开关的第二端连接混联电池的第二正极端，开关的第三端连接所述充放电管理单元的第一端，所述充放电管理单元的第二端连接所述混联电池的通讯端；
第一电芯的第一端分别连接混联电池的第一正极端和第一保护单元的第三端、第二保护单元的第三端、电池组合管理单元的第三端，第一电芯的第二端分别连接第一保护单元的第一端和第二保护单元的第一端；
第二电芯的第一端分别连接第一保护单元的第二端、第三保护单元的第三端、混联电池的第二正极端、电池组合管理单元的第五端，第二电芯的第二端连接第三保护单元的第一端；
电池组合管理单元的第一端连接第一保护单元的第四端，电池组合管理单元的第二端连接第二保护单元的第四端，电池组合管理单元的第六端连接混联电池的通讯端；
第三保护单元的第二端分别连接第二保护单元的第二端和混联电池的负极端。
在一些实施例中，所述充放电管理单元还用于，在所述电池组合管理单元根据所述混联电池中各电池的连接方式，对所述混联电池进行充电之前，检测各所述混联电池中各电池电芯的电压，并确定电压的最大值；分别将所述混联电池中各电池电芯与所述电压的最大值对应的电芯划分为一组，并分别计算各组中两个电芯的电压差；若至少一组电芯的电压差大于或等于预设的第一阈值，则对该组电芯中电压较小的电芯进行平衡预充电，并检测进行平衡预充电的电芯的电压，直到本组中两个电芯的电压差小于第一阈值时停止对所述电芯平衡预充电；若各组电芯的电压差均小于所述第一阈值，则根据所述混联电池中各电池的连接方式，对所述混联电池进行充电。
在一些实施例中，所述充放电管理单元还用于，在所述电池组合管理单元根据所述混联电池中各电池的连接方式对所述混联电池充电过程中，检测所述混联电池中各电池电芯的电压；若至少一个电芯的电压达到截止电压，且至少一个电芯的电压未达到截止电压，则指示所述电池组合管理单元单独对未达到截止电压的电芯进行补偿充电。
在一些实施例中，当所述混联电池中各电池的连接方式为串联时，所述电池组合管理单元还用于，若至少一个电芯的电压达到截止电压，且至少一个电芯的电压未达到截止电压，则根据所述未达到截止电压的电芯在开始补偿充电时的电压和预设的第二阈值，判断所述混联电池中各电池的电芯是否异常；
当所述混联电池中各电池的连接方式为并联时，所述充放电管理单元还用于，在所述单独对未达到截止电压的电芯进行补偿充电之后，根据所述混联电池中各电池电芯的补偿充电时长和预设的第三阈值，判断所述混联电池中进行补偿充电的电芯是否异常。
在一些实施例中，当所述混联电池中各电池的连接方式为串联时，所述电池组合管理单元用于，计算所述未达到截止电压的电芯在开始补偿充电时的电压与参考电压的差值；若所述差值大于或等于预设的第二阈值，且所述未达到截止电压的电芯在开始补偿充电时的电压小于所述参考电压，则确定先达到截止电压的电芯异常；若所述差值大于或等于预设的第二阈值，且所述未达到截止电压的电芯在开始补偿充电时的电压大于或等于所述参考电压，则确定未达到截止电压的电芯异常；若所述差值小于预设的第二阈值，则确定所述混联电池中各电池的电芯均正常。
在一些实施例中，所述参考电压为，前预设次数的进行补偿充电的电芯在开始补偿充电时的平均电压，所述补偿充电的电芯为正常电芯，且所述补偿充电为电池串联方式下的补偿充电；
所述充放电管理单元还用于，若所述差值小于预设的第二阈值，则根据本次进行补偿充电的电芯在开始补偿充电时的电压更新所述参考电压。
在一些实施例中，当所述混联电池中各电池的连接方式为并联时，所述电池组合管理单元用于，计算所述混联电池中各电池电芯的补偿充电时长与参考时长的差值；若所述差值大于或等于预设的第三阈值，且所述补偿充电时长小于所述参考时长，则确定相应的进行补偿充电的电芯异常；若所述差值小于预设的第三阈值，则确定所述混联电池中各进行补偿充电的电芯均正常。
在一些实施例中，所述参考时长为，前预设次数的电芯进行补偿充电的平均时长，所述进行补偿充电的电芯为正常电芯，且所述补偿充电为电池并联方式下的补偿充电；
所述充放电管理单元还用于，若所述差值小于预设的第三阈值，则根据本次进行补偿充电的电芯的补偿充电时长更新所述参考时长。
在一些实施例中，所述放电需求类型包括：并联输出放电、多路独立输出放电、串联输出放电；和/或
所述充电需求类型包括：并联充电、串联充电。
本公开实施例提供的混联电池系统，包括相互连接的混联电池和主板，所述主板包括充放电管理单元，所述混联电池包括电池组合管理单元和至少两个相互连接的电池，所述充放电管理单元与电池组合管理单元相连，用于确定充电或放电需求类型，并根据所述充电或放电需求类型向所述电池组合管理单元发送相应的调整指令；所述电池组合管理单元用于根据所述调整指令调整所述电池的连接方式，并根据所述电池的连接方式进行充电或放电；可以根据充放电需求使混联电池中各电池电芯采取串联或并联的连接方式，相对于现有单节电池供电系统来说,无需电源芯片就能将串联电池电压转换成单节电池电压，有效提高放电效率；对于现有固定串联充电来说，无需增加升压电路使得5V电源适配串联电池充电，有效提高充电效率。
附图说明
图1为本公开实施例提供的混联电池充放电方法流程示意图之一；
图2a为本公开实施例提供的混联电池系统的结构示意图之一；
图2b为图2a中混联电池系统中混联电池的结构示意图；
图3a为本公开实施例提供的混联电池系统的结构示意图之二；
图3b为图3a中混联电池系统中混联电池的结构示意图；
图4为本公开实施例提供的平衡预充电的流程示意图；
图5为本公开实施例提供的补偿充电的流程示意图；
图6为本公开实施例提供的电池串联方式下判断电芯异常的流程示意图；
图7为本公开实施例提供的电池并联方式下判断电芯异常的流程示意图；
图8为本公开实施例提供的混联电池系统的结构示意图。
具体实施方式
在下文中将参考附图更充分地描述示例实施例，但是所述示例实施例可以以不同形式来体现且不应当被解释为限于本文阐述的实施例。反之，提供这些实施例的目的在于使本公开透彻和完整，并将使本领域技术人员充分理解本公开的范围。
如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列举条目的任何和所有组合。
本文所使用的术语仅用于描述特定实施例，且不意欲限制本公开。如本文所使用的，单数形式“一个”和“该”也意欲包括复数形式，除非上下文另外清楚指出。还将理解的是，当本说明书中使用术语“包括”和/或“由……制成”时，指定存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。
本文所述实施例可借助本公开的理想示意图而参考平面图和/或截面图进行描述。因此，可根据制造技术和/或容限来修改示例图示。因此，实施例不限于附图中所示的实施例，而是包括基于制造工艺而形成的配置的修改。因此，附图中例示的区具有示意性属性，并且图中所示区的形状例示了元件的区的具体形状，但并不旨在是限制性的。
除非另外限定，否则本文所用的所有术语(包括技术和科学术语)的含义与本领域普通技术人员通常理解的含义相同。还将理解，诸如那些在常用字典中限定的那些术语应当被解释为具有与其在相关技术以及本公开的背景下的含义一致的含义，且将不解释为具有理想化或过度形式上的含义，除非本文明确如此限定。
本公开实施例提供一种混联电池充放电方法，所述方法应用于图8所示的混联电池系统，如图8所示，所述混联电池系统包括混联电池和主板，混联电池连接主板，且混联电池包括至少两个相互连接的电池(图中未绘示)。
本公开实施例提供的混联电池充放电方法用于对混联电池进行充放电，以下结合图8和图1，对所述混联电池充放电方法进行详细说明。
结合图1、图8所示，本公开实施例提供的混联电池充放电方法，包括以下步骤：
步骤11，根据充电或放电需求类型，确定并调整混联电池中各电池的连接方式。
在一些实施例中，充电需求类型可以包括：并联充电、串联充电。放电需求类型可以包括：并联输出放电、多路独立输出放电、串联输出放电。
在本步骤中，主板的充放电管理单元根据充电或放电需求类型，确定混联电池中各电池的连接方式，并指示混联电池的电池组合管理单元调整各电池的连接方式。
步骤12，根据混联电池中各电池的连接方式，对混联电池进行充电或放电。
在本步骤中，混联电池的电池组合管理单元根据充放电管理单元的指示调整各电池的连接方式，并控制混联电池在调整后的连接方式下进行充电或放电。例如，若需要对混联电池进行并联充电，则将混联电池中的各电池调整为并联连接方式，并在该并联连接方式下对该混联电池充电。
本公开实施例提供的混联电池充放电方法，应用于包括混联电池和主板的混联电池系统，所述混联电池连接所述主板，且所述混联电池包括至少两个相互连接的电池，所述方法包括：根据充电或放电需求类型，确定并调整混联电池中各电池的连接方式；根据所述混联电池中各电池的连接方式，对所述混联电池进行充电或放电；本公开实施例可以根据充放电需求使混联电池中各电池电芯采取串联或并联的连接方式，相对于现有单节电池供电系统来说,无需电源芯片就能将串联电池电压转换成单节电池电压,有效提高放电效率；对于现有固定串联充电来说，无需增加升压电路适配串联电池充电，有效提高充电效率。
现有的一种串联充电并联放电的方案是在双节串联电池之间设置4个开关组合，满足不同充电、放电需求。但是该方案存在以下缺陷：(1)在充电和放电阶段，电路都会有两个开关工作，会增加开关的阻抗损耗。例如对于65W充电时，进入电池的电流大于5A，10毫欧的开关阻抗损耗也会带来高于0.25W的开关导通损耗。(2)多个电子开关实现电路，同时会占据较大的电路面积，特别是移动终端的电路，实现较为困难。
为解决上述问题，本公开实施例提出一种混联电池系统，包括用于调整混联电池中各电池连接方式的开关，开关可以设置于混联电池内或主板上。其中，混联电池至少包括：电池组合管理单元、第一电芯、第二电芯、第一保护单元、第二保护单元和第三保护单元，其中，第一电芯、第一保护单元和第二保护单元属于同一电池(例如第一电池)，第二电芯和第三保护单元属于同一电池(例如第二电池)。
在一节电池中，电芯进行电量储存，保护单元检测电芯两端的电压和电流，从而对电芯进行过充和过放保护。第一保护单元或第二保护单元与第一电芯配合完成第一电池的充电和放电。第二电芯和第三保护单元配合完成第二电池的充电和放电。电池组合管理单元根据充放电管理单元确定出的充放电需求，控制开关及各保护单元导通或关闭，实现各节电池的串联或并联组合,或者,充放电管理单元控制开关导通或关闭,实现各节电池的串联或并联组合。
本公开实施例减少了开关的数量，利用一个开关即可实现充电状态下电池连接方式和放电状态下电池连接方式的切换，降低充放电回路上的阻抗损耗，进一步提高充放电效率，还可以优化电路布局，有利于终端设备更加轻薄化，并降低成本。
以下分别结合图2a-2b和图3a-3b，对开关设置在混联电池内或设置在主板上的方案分别进行详细说明。
在一些实施例中，结合图2a和图2b所示，开关设置于混联电池内，开关的第一端连接第一电芯的第一端和混联电池的第一正极端，开关的第二端连接第二电芯的第一端和混联电池的第二正极端，开关的第三端连接电池组合管理单元的第四端。开关用于第一正极端和第二正极端导通，第一正极端和第二正极端用于充电或放电，第二正极端默认给主板提供单节电池供电电压。第一电芯的第一端分别连接混联电池的第一正极端和第一保护单元的第三端、第二保护单元的第三端、电池组合管理单元的第三端，第一电芯的第二端分别连接第一保护单元的第一端和第二保护单元的第一端。第二电芯的第一端分别连接第一保护单元的第二端、第三电池保护单元的第三端、混联电池的第二正极端、电池组合管理单元的第五端，第二电芯的第二端连接第三保护单元的第一端。电池组合管理单元的第一端连接第一保护单元的第四端，电池组合管理单元的第二端连接第二保护单元的第四端，电池组合管理单元的第六端连接混联电池的通讯端。第三保护单元的第二端分别连接第二保护单元的第二端和混联电池的负极端。
主板包括充放电管理单元，充放电管理单元连接混联电池的通讯端。
混联电池通过第一正极端、第二正极端、通讯端和负极端与主板连接。第一正极端和负极端用于电池充电或放电，第二正极端和负极端用于提供单节电池电压放电，通讯端用于电池组合管理单元与主板的充放电管理单元进行通讯。开关用于第一正极端和第二正极端导通，第一正极端和第二正极端用于充电或放电，第二正极端默认给主板提供单节电池供电电压。
在一些实施例中，结合图3a和图3b所示，开关设置于主板上，主板还包括充放电管理单元，开关的第一端连接混联电池的第一正极端，开关的第二端连接混联电池的第二正极端，开关的第三端连接充放电管理单元的第一端，充放电管理单元的第二端连接混联电池的通讯端。第一电芯的第一端分别连接混联电池的第一正极端和第一保护单元的第三端、第二保护单元的第三端、电池组合管理单元的第三端，第一电芯的第二端分别连接第一保护单元的第一端和第二保护单元的第一端。第二电芯的第一端分别连接第一保护单元的第二端、第三保护单元的第三端、混联电池的第二正极端、电池组合管理单元的第五端，第二电芯的第二端连接第三保护单元的第一端。电池组合管理单元的第一端连接第一保护单元的第四端，电池组合管理单元的第二端连接第二保护单元的第四端，电池组合管理单元的第六端连接混联电池的通讯端。第三保护单元的第二端分别连接第二保护单元的第二端和混联电池的负极端。
图3a和3b所示的方案与图2a和图2b所示的方案相比，将开关从混联电池内部移到主板上，由充放电管理单元控制开关的关断与导通，可以简化混联电池内部电路。
在本公开实施例中，以图2a和图2b所示的方案为例进行说明。
在一些实施例中，在步骤12中，混联电池的电池组合管理单元通过通讯端与主板的充放电管理单元进行通讯，根据充电或放电需求控制第一电芯和第二电芯进行串联或者并联操作。结合图2a和图2b所示，若为串联充电需求，则电池组合管理单元关断第二保护单元和开关，使能第一保护单元，使得整个电源通路从第一正极端进入，经过第一电芯、第一保护单元、第二电芯和第三保护单元，构成两个电芯串联的充电通路。若为并联充电需求，则电池组合管理单元关断第一保护单元，使能第二保护单元和开关，使得整个电源通路从第一正极端进入，分别经过第一电芯和第二保护单元，同时电源通路从第二正极端进入，经过开关、第二电芯和第三保护单元，从而构成两个电芯并联的充电通路。
在一些实施例中，如图4所示，根据混联电池中各电池的连接方式，对混联电池进行充电(即步骤12)之前，所述混联电池充放电方法还可以包括以下步骤：
步骤21，检测混联电池中各电池电芯的电压，并确定电压的最大值。
步骤22，分别将混联电池中各电池电芯与所述电压的最大值对应的电芯划分为一组，并分别计算各组中两个电芯的电压差。
步骤23，若至少一组电芯的电压差大于或等于预设的第一阈值，则执行步骤24；若各组电芯的电压差均小于所述第一阈值，则执行步骤12。
在一些实施例中，第一阈值可以为0.02V。
在本步骤中，若存在两个电芯的电压差大于或等于第一阈值的情况，则先对所述两个电芯中电压较小的电芯进行平衡预充电。
若混联电池中任意两个电芯的电压差均小于第一阈值，则可以进入混联电池充电阶段，即根据混联电池中各电池的连接方式，对混联电池进行充电。
步骤24，对该组电芯中电压较小的电芯进行平衡预充电,并检测进行平衡预充电的电芯的电压，直到本组中两个电芯的电压差小于第一阈值时停止对所述电芯平衡预充电。
在本步骤中，在平衡预充电过程中，电池组合管理单元还需检测正在进行平衡预充电的电芯的电压，再次计算该组中两个电芯的电压差，若该电压差仍然大于或等于第一阈值，则继续平衡预充电，若该电压差小于第一阈值，则停止平衡预充电。
如图2b所示，如果第一电芯电压偏低，电池组合管理单元关断第一保护单元和开关，使能第二保护单元，开始对第一电芯进行平衡预充电；如果第二电芯电压偏低，电池组合管理单元关断第一保护单元和第二保护单元，使能开关，开始对第二电芯进行预平衡预充电。
混联电池内各组电芯均按照上述步骤进行平衡预充电，各组电芯的电压差均小于第一阈值时，平衡预充电阶段结束，进入混联电池充电阶段。
以图2b所示的混联电池为例，该混联电池包括2节电池，因此只有一个电池分组，电池组合管理单元判断第一电芯和第二电芯中哪个电芯的电压偏低，该就对哪个电芯就进行进入平衡预充电。平衡预充电过程只针对单个电芯进行充电，因而，电池组合管理单元切换该电芯进行平衡预充电。如果第一电芯的电压偏低，说明第一电芯需要进行平衡预充电，电池组合管理单元关断开关和第一保护单元，使能第二保护单元，就可以实现第一电芯的单节电池充电。如果第二电芯的电压偏低，说明第二电芯需要进行平衡预充电，电池组合管理单元关断第一保护单元和第二保护单元，使能开关，就可以实现第二电芯的单节电池充电。主板的充放电管理单元根据电芯当前电压所处的充电曲线范围控制充电电流，在平衡预充电过程中，电池组合管理单元检测正在进行平衡预充电的电芯电压，当第一电芯和第二电芯的电压差小于第一阈值时，平衡预充电过程结束。
在一些实施例中，如图5所示，所述混联电池充放电方法还可以包括以下步骤：
步骤31，在根据混联电池中各电池的连接方式对混联电池充电过程中，检测混联电池中各电池电芯的电压。
步骤32，若至少一个电芯的电压达到截止电压，则执行步骤33，否则，返回步骤31。
在本步骤中，若至少一个电芯的电压达到截止电压，则判断是否混联电池中所有电池电芯的电压均达到截止电压(即执行步骤33)。若混联电池中各电池电芯均未达到截止电压，则返回步骤31，继续检测各电池电芯的电压。
步骤33，若至少一个电芯的电压未达到截止电压，则执行步骤34；否则，结束流程。
步骤34，单独对未达到截止电压的电芯进行补偿充电。
在本步骤中，如果有多个电芯未达到截止电压，则分别单独对这些电芯进行补偿充电。
需要说明的是，在步骤34中以及在步骤32中判断出有点小的电压达到截止电压时，还需对已达到截止电压的电芯终止充电。
以图2b所示的混联电池为例，如果第一电芯已达到截止电压，而第二电芯尚未达到截止电压，则单独对第二电芯进行补偿充电，直至第二电芯也达到截止电压为止。在这种情况下，电池组合管理单元关断第一保护单元和第二保护单元，使能开关，第二电芯按照充电曲线单电芯充电直至第二电芯达到截止电压为止。如果第二电芯已达到截止电压，而第一电芯尚未达到截止电压，则单独对第一电芯进行补偿充电，直至第一电芯也达到截止电压为止。在这种情况下，电池组合管理单元关断第一保护单元和开关，使能第二保护单元，第一电芯按照充电曲线单电芯充电直至第一电芯达到截止电压为止。
本公开实施例能够单独对未达到截止电压的电芯补偿充电，可以实现单节电池充电控制，相对于多节电池平衡充电过程中并联电阻旁路其他电池的方案，可以提高充电效率，实现快速充电，无需使用电阻旁路，相应节约成本。而且，采用补偿充电机制可以降低混联电池中各节电池一致性的要求，相应也可节约成本。
电芯补偿充电过程与电芯平衡预充电过程类似，主要区别在于:电芯平衡预充电是在充电开始时，对电压偏低的电芯预充电使得两个电芯电压一致。而电芯补偿充电过程是在充电即将结束时，将未达到充电截止电压的电芯继续充电至达到截止电压为止才结束充电。
在一些实施例中，在混联电池充电阶段还能够对混联电池中各电芯状态是否异常进行检测。
对于混联电池中各电池的连接方式为串联的情况，所述混联电池充放电方法还可以包括以下步骤：若至少一个电芯的电压达到截止电压，且至少一个电芯的电压未达到截止电压，则根据未达到截止电压的电芯在开始补偿充电时的电压和预设的第二阈值，判断混联电池中各电池的电芯是否异常。也就是说，对于电芯串联连接方式下的充电，在开始补偿充电之前或补偿充电过程中，可确定电芯是否发生异常。
在一些实施例中，如图6所示，所述根据未达到截止电压的电芯在开始补偿充电时的电压和预设的第二阈值，判断混联电池中各电池的电芯是否异常，包括以下步骤：
步骤41，计算未达到截止电压的电芯在开始补偿充电时的电压与参考电压的差值。
步骤42，若差值大于或等于预设的第二阈值，则执行步骤43，否则，确定混联电池中各电池的电芯均正常。
为了保证判断准确性，第二阈值应该小于第一阈值。
在本步骤中，若未达到截止电压的电芯在开始补偿充电时的电压与参考电压的差值大于或等于第二阈值，说明存在电芯异常，并进一步执行步骤43以具体判断哪些电芯异常；若未达到截止电压的电芯在开始补偿充电时的电压与参考电压的差值小于第二阈值，说明混联电池中各电池的电芯均正常。
步骤43，若未达到截止电压的电芯在开始补偿充电时的电压小于参考电压，则确定先达到截止电压的电芯异常，否则，确定未达到截止电压的电芯异常。
在本步骤中，若未达到截止电压的电芯在开始补偿充电时的电压小于参考电压，说明未达到截止电压的电芯(即需要进行补偿充电的电芯)正常，那么是先达到截止电压的电芯过早达到截止电压，其升压过快，发生异常。若未达到截止电压的电芯在开始补偿充电时的电压大于或等于参考电压，说明该未达到截止电压的电芯(即需要进行补偿充电的电芯)升压过快，发生异常。
判断出有电芯发生异常后，电池组合管理单元可以向主板发出告警，以便通知用户及时更换电池。
在一些实施例中，参考电压可以为，前预设次数的进行补偿充电的电芯在开始补偿充电时的平均电压，其中，补偿充电的电芯为正常电芯，且补偿充电为电池串联方式下的补偿充电。也就是说，参考电压可以是前n次串联充电中，每次的补偿充电电芯(该电芯未发生异常)在开始补偿充电时的电压值平均值。例如，n＝10，在前10次串联充电中，分别取这10次串联充电中各次的补偿充电电芯在补偿充电开始时的电压值，并计算这些电压值的平均值。需要说明的是，若串联充电中电芯补偿充电未达到预设次数，则在计算参考电压时可以将实际补偿充电的次数作为预设次数。
在一些实施例中，所述混联电池充放电方法还可以包括以下步骤：若未达到截止电压的电芯在开始补偿充电时的电压与参考电压的差值小于预设的第二阈值，则根据本次进行补偿充电的电芯在开始补偿充电时的电压更新参考电压。也就是说，在确定出混联电池中各电池的电芯均正常后，可以利用本次串联充电过程中补偿充电的电芯在开始补偿充电时的电压(该电压值为最新的可靠数据)更新参考电压。即如果补偿充电的电芯正常，参考电压为包含本次补偿充电电芯电压值的平均值，以便下次补偿充电时判断电芯是否异常。如果发现有电芯发生异常，则不更新参考电压，这样可以确保参考电压的准确性。
参考电压动态更新可以保证参考电压的准确性，提高电芯异常判断的准确性。
对于混联电池中各电池的连接方式为并联的情况，在单独对未达到截止电压的电芯进行补偿充电(即步骤34)之后，所述混联电池充放电方法还包括以下步骤：根据混联电池中各电池电芯的补偿充电时长和预设的第三阈值，判断混联电池中进行补偿充电的电芯是否异常。也就是说，对于电芯并联连接方式下的充电，在完成补偿充电之后，可确定电芯是否发生异常。需要说明的是,本公开实施例所述的补偿充电时长是指各电芯在相同补偿充电电流下的补偿充电时长。
对于混联电池中各电池的连接方式为并联的情况，只有电芯的截止电压不一样，才会进入补偿充电的流程。以图2a和图2b所示的混联电池为例，第一电芯与第二电芯并联连接充电，若第一电芯未达到截止电压，第二电芯达到截止电压，在进入补偿充电时，电池组合管理单元将第一电芯切换至单节电芯充电，第二电芯电芯停止充电，同时告知主板的充放电管理单元进行第一电芯的单节电芯充电，主板的充放电管理单元根据第一电芯的充电曲线控制第一电芯充电至结束，同时电池组合管理单元记录第一电芯整个补偿充电的充电时间。
在一些实施例中，如图7所示，所述根据混联电池中各电池电芯的补偿充电时长和预设的第三阈值，判断混联电池中进行补偿充电的电芯是否异常，包括以下步骤：
步骤51，计算混联电池中各电池电芯的补偿充电时长与参考时长的差值。
步骤52，若差值大于或等于预设的第三阈值，则执行步骤53；否则，确定混联电池中进行补偿充电的电芯均正常。
在本步骤中，若电芯的补偿充电时长与参考时长的差值大于或等于第三阈值，说明存在进行补偿充电的电芯异常，并进一步执行步骤53以具体判断哪些电芯异常；若电芯的补偿充电时长与参考时长的差值小于第三阈值，说明混联电池中进行补偿充电的电芯均正常。
步骤53，若补偿充电时长小于参考时长，则确定相应的进行补偿充电的电芯异常，否则，结束流程。
在本步骤中，若补偿充电时长小于参考时长，说明该进行补偿充电的电芯的容量降低，发生异常。若补偿充电时长大于或等于参考时长，则无法确定哪些电芯发生异常，结束本流程。
在判断出有电芯发生异常后，电池组合管理单元可以向主板发出告警，以便通知用户及时更换电池。
在一些实施例中，参考时长可以为，前预设次数的电芯进行补偿充电的平均时长，其中，进行补偿充电的电芯为正常电芯，且补偿充电为电池并联方式下的补偿充电。也就是说，参考时长可以是前m次并联充电中，每次的补偿充电电芯(该电芯未发生异常)进行补偿充电的时长平均值。例如，m＝10，前10次并联充电中，分别取这10次并联充电中各次的补偿充电时长，并计算这些补偿充电时长的平均值。需要说明的是，若并联充电中电芯补偿充电未达到预设次数，则在计算参考时长时可以将实际补偿联充电的次数作为预设次数。
在一些实施例中，所述混联电池充放电方法还可以包括以下步骤：若电芯的补偿充电时长与参考时长的差值小于预设的第三阈值，则根据本次进行补偿充电的电芯的补偿充电时长更新参考时长。也就是说，在确定出混联电池中进行补偿充电的电芯均正常后，可以利用本次并联充电过程中补偿充电的电芯的补偿充电时长(该时长为最新的可靠数据)更新参考时长。即如果补偿充电的电芯正常，参考时长为包含本次补偿充电时长的平均值，以便下次补偿充电时判断电芯是否异常。如果发现有电芯发生异常，则不更新参考时长，这样可以确保参考时长的准确性。
参考时动态更新可以保证参考时长的准确性，提高电芯异常判断的准确性。
本公开实施例提供的混联电池充放电方法还可以实现混联电池多种类型放电，例如，并联输出放电、多路独立输出放电、串联输出放电。
在一些实施例中，结合图2a和图2b所示，混联电池可以根据放电需求，既可以由第一电芯和第二电芯分别通过不同的正极端给主板独立供电(即多路独立输出放电)，也可以由第一电芯和第二电芯并联输出放电，也可以由第一电芯和第二电芯串联输出放电。
多路独立输出放电情况下，电池组合管理单元关断第一保护单元和开关，使能第二保护单元，第一电芯通过第一正极端给主板供电，第二电芯通过第二正极端给主板供电。
并联输出放电情况下，电池组合管理单元关断第一保护单元，使能第二保护单元和开关，由第一电芯和第二电芯通过第一正极端和第二正极端(其中，第一正极端和第二正极端连接在一起)给主板供电。
串联输出放电可以包括一路串联输出放电和一路单独放电。结合图2a和图2b所示，一路串联输出放电和一路单独放电的情况下，电池组合管理单元关断第二保护单元和开关，使能第一保护单元，由第一电芯和第二电芯串联通过第一正极端给主板供电，并且，由第二电芯通过第二正极端给主板供电。第一正极端提供两个电芯串联的高电压，第二正极端提供单节电芯的低电压，这样可以满足高电压需求，降低部分由低电压转换成高电压带来的转换损耗。
在如图3a和图3b所示的实施例中，与图2a和图2b所示的实施例的区别在于，开关的开启和关闭由主板的充放电管理单元控制，电芯平衡预充电流程、补偿充电流程、电芯异常判断的流程均相同，在此不再赘述。
在一些实施例中，如图3a和图3b所示，可以根据充电需求，由第一电芯和第二电芯以并联连接方式或串联连接方式给混联电池充电。若为串联充电需求，则电池组合管理单元关断第二保护单元并使能第一保护单元，充放电管理单元关断开关，使得整个电源通路从第一正极端进入，经过第一电芯、第一保护单元、第二电芯和第三保护单元，构成两个电芯串联的充电通路。若为并联充电需求，则电池组合管理单元关断第一保护单元并使能第二保护单元，充放电管理单元使能开关，使得整个电源通路从第一正极端进入，并经过第一电芯和第二保护单元，同时，电源通路经过开关从第二正极端进入，并经过第二电芯、第三保护单元，从而构成两个电芯并联的充电通路。
在一些实施例中，如图3a和图3b所示，混联电池可以根据放电需求，既可以由第一电芯和第二电芯分别通过不同的正极端给主板独立供电(即多路独立输出放电)，也可以由第一电芯和第二电芯并联输出放电，也可以由第一电芯和第二电芯串联输出放电。
多路独立输出放电情况下，电池组合管理单元关断第一保护单元，使能第二保护单元，充放电管理单元关断开关，第一电芯通过第一正极端给主板供电，第二电芯通过第二正极端给主板供电。
并联输出放电情况下，电池组合管理单元关断第一保护单元，使能第二保护单元，充放电管理单元使能开关，由第一电芯和第二电芯通过第一正极端和第二正极端(其中，第一正极端和第二正极端连接在一起)给主板供电。
串联输出放电可以包括一路串联输出放电和一路单独放电，一路串联输出放电和一路单独放电的情况下，电池组合管理单元关断第二保护单元，使能第一保护单元，充放电管理单元关断开关，由第一电芯和第二电芯串联通过第一正极端给主板供电，并且，由第二电芯通过第二正极端给主板供电。第一正极端提供两个电芯串联的高电压，第二正极端提供单节电芯的低电压，这样可以满足高电压需求，降低部分由低电压转换成高电压带来的转换损耗。
基于相同的技术构思，本公开实施例还提供一种混联电池系统，如图8所示，所述混联电池系统包括相互连接的混联电池和主板，所述主板包括充放电管理单元，所述混联电池包括电池组合管理单元和至少两个相互连接的电池，所述充放电管理单元与电池组合管理单元相连，用于确定充电或放电需求类型，并根据所述充电或放电需求类型向所述电池组合管理单元发送相应的调整指令；
所述电池组合管理单元用于根据所述调整指令调整所述电池的连接方式，并根据所述电池的连接方式进行充电或放电。
在一些实施例中,所述混联电池还至少包括：第一电芯、第二电芯、第一保护单元、第二保护单元和第三保护单元，所述第一电芯、所述第一保护单元和所述第二保护单元属于同一电池，所述第二电芯和所述第三保护单元属于同一电池；
所述混联电池系统还包括用于调整所述各电池连接方式的开关，所述开关设置于所述混联电池内或所述主板上。
在一些实施例中,所述开关设置于所述混联电池内，开关的第一端连接第一电芯的第一端和混联电池的第一正极端，开关的第二端连接第二电芯的第一端和混联电池的第二正极端，开关的第三端连接电池组合管理单元的第四端；
第一电芯的第一端分别连接混联电池的第一正极端和第一保护单元的第三端、第二保护单元的第三端、电池组合管理单元的第三端，第一电芯的第二端分别连接第一保护单元的第一端和第二保护单元的第一端；
第二电芯的第一端分别连接第一保护单元的第二端、第三电池保护单元的第三端、混联电池的第二正极端、电池组合管理单元的第五端，第二电芯的第二端连接第三保护单元的第一端；
电池组合管理单元的第一端连接第一保护单元的第四端，电池组合管理单元的第二端连接第二保护单元的第四端，电池组合管理单元的第六端连接混联电池的通讯端；
第三保护单元的第二端分别连接第二保护单元的第二端和混联电池的负极端；
所述充放电管理单元连接所述混联电池的通讯端。
在一些实施例中,所述开关设置于所述主板上，开关的第一端连接混联电池的第一正极端，开关的第二端连接混联电池的第二正极端，开关的第三端连接所述充放电管理单元的第一端，所述充放电管理单元的第二端连接所述混联电池的通讯端；
第一电芯的第一端分别连接混联电池的第一正极端和第一保护单元的第三端、第二保护单元的第三端、电池组合管理单元的第三端，第一电芯的第二端分别连接第一保护单元的第一端和第二保护单元的第一端；
第二电芯的第一端分别连接第一保护单元的第二端、第三保护单元的第三端、混联电池的第二正极端、电池组合管理单元的第五端，第二电芯的第二端连接第三保护单元的第一端；
电池组合管理单元的第一端连接第一保护单元的第四端，电池组合管理单元的第二端连接第二保护单元的第四端，电池组合管理单元的第六端连接混联电池的通讯端；
第三保护单元的第二端分别连接第二保护单元的第二端和混联电池的负极端。
在一些实施例中,所述充放电管理单元还用于，在所述电池组合管理单元根据所述混联电池中各电池的连接方式，对所述混联电池进行充电之前，检测各所述混联电池中各电池电芯的电压，并确定电压的最大值；分别将所述混联电池中各电池电芯与所述电压的最大值对应的电芯划分为一组，并分别计算各组中两个电芯的电压差；若至少一组电芯的电压差大于或等于预设的第一阈值，则对该组电芯中电压较小的电芯进行平衡预充电，并检测进行平衡预充电的电芯的电压，直到本组中两个电芯的电压差小于第一阈值时停止对所述电芯平衡预充电；若各组电芯的电压差均小于所述第一阈值，则根据所述混联电池中各电池的连接方式，对所述混联电池进行充电。
在一些实施例中,所述充放电管理单元还用于，在所述电池组合管理单元根据所述混联电池中各电池的连接方式对所述混联电池充电过程中，检测所述混联电池中各电池电芯的电压；若至少一个电芯的电压达到截止电压，且至少一个电芯的电压未达到截止电压，则指示所述电池组合管理单元单独对未达到截止电压的电芯进行补偿充电。
在一些实施例中,当所述混联电池中各电池的连接方式为串联时，所述电池组合管理单元还用于，若至少一个电芯的电压达到截止电压，且至少一个电芯的电压未达到截止电压，则根据所述未达到截止电压的电芯在开始补偿充电时的电压和预设的第二阈值，判断所述混联电池中各电池的电芯是否异常；
当所述混联电池中各电池的连接方式为并联时，所述充放电管理单元还用于，在所述单独对未达到截止电压的电芯进行补偿充电之后，根据所述混联电池中各电池电芯的补偿充电时长和预设的第三阈值，判断所述混联电池中进行补偿充电的电芯是否异常。
在一些实施例中,当所述混联电池中各电池的连接方式为串联时，所述电池组合管理单元用于，计算所述未达到截止电压的电芯在开始补偿充电时的电压与参考电压的差值；若所述差值大于或等于预设的第二阈值，且所述未达到截止电压的电芯在开始补偿充电时的电压小于所述参考电压，则确定先达到截止电压的电芯异常；若所述差值大于或等于预设的第二阈值，且所述未达到截止电压的电芯在开始补偿充电时的电压大于或等于所述参考电压，则确定未达到截止电压的电芯异常；若所述差值小于预设的第二阈值，则确定所述混联电池中各电池的电芯均正常。
在一些实施例中,所述参考电压为，前预设次数的进行补偿充电的电芯在开始补偿充电时的平均电压，所述补偿充电的电芯为正常电芯，且所述补偿充电为电池串联方式下的补偿充电；
所述充放电管理单元还用于，若所述差值小于预设的第二阈值，则根据本次进行补偿充电的电芯在开始补偿充电时的电压更新所述参考电压。
在一些实施例中,当所述混联电池中各电池的连接方式为并联时，所述电池组合管理单元用于，计算所述混联电池中电池电芯的补偿充电时长与参考时长的差值；若所述差值大于或等于预设的第三阈值，且所述补偿充电时长小于所述参考时长，则确定相应的进行补偿充电的电芯异常；若所述差值小于预设的第三阈值，则确定所述混联电池中进行补偿充电的电芯均正常。
在一些实施例中,所述参考时长为，前预设次数的电芯进行补偿充电的平均时长，所述进行补偿充电的电芯为正常电芯，且所述补偿充电为电池并联方式下的补偿充电；
所述充放电管理单元还用于，若所述差值小于预设的第三阈值，则根据本次进行补偿充电的电芯的补偿充电时长更新所述参考时长。
在一些实施例中,所述放电需求类型包括：并联输出放电、多路独立输出放电、串联输出放电；和/或
所述充电需求类型包括：并联充电、串联充电。
本公开实施例提供的混联电池系统，包括相互连接的混联电池和主板，所述主板包括充放电管理单元，所述混联电池包括电池组合管理单元和至少两个相互连接的电池，所述充放电管理单元与电池组合管理单元相连，用于确定充电或放电需求类型，并根据所述充电或放电需求类型向所述电池组合管理单元发送相应的调整指令；所述电池组合管理单元用于根据所述调整指令调整所述电池的连接方式，并根据所述电池的连接方式进行充电或放电；可以根据充放电需求使混联电池中各电池电芯采取串联或并联的连接方式，相对于现有单节电池供电系统来说,无需电源芯片就能将串联电池电压转换成单节电池电压,有效提高放电效率；对于现有固定串联充电来说，无需增加升压电路使得5V电源适配串联电池充电，有效提高充电效率。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。
本文已经公开了示例实施例，并且虽然采用了具体术语，但它们仅用于并仅应当被解释为一般说明性含义，并且不用于限制的目的。在一些实例中，对本领域技术人员显而易见的是，除非另外明确指出，否则可单独使用与特定实施例相结合描述的特征、特性和/或元素，或可与其他实施例相结合描述的特征、特性和/或元件组合使用。因此，本领域技术人员将理解，在不脱离由所附的权利要求阐明的本发明的范围的情况下，可进行各种形式和细节上的改变。

Claims (24)

1.一种混联电池充放电方法，应用于包括混联电池和主板的混联电池系统，所述混联电池连接所述主板，且所述混联电池包括至少两个相互连接的电池，所述方法包括：
根据充电或放电需求类型，确定并调整混联电池中各电池的连接方式；
根据所述混联电池中各电池的连接方式，对所述混联电池进行充电或放电。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述混联电池至少包括：电池组合管理单元、第一电芯、第二电芯、第一保护单元、第二保护单元和第三保护单元，所述第一电芯、所述第一保护单元和所述第二保护单元属于同一电池，所述第二电芯和所述第三保护单元属于同一电池；
所述混联电池系统还包括用于调整所述各电池连接方式的开关，所述开关设置于所述混联电池内或所述主板上。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述开关设置于所述混联电池内，开关的第一端连接第一电芯的第一端和混联电池的第一正极端，开关的第二端连接第二电芯的第一端和混联电池的第二正极端，开关的第三端连接电池组合管理单元的第四端；
第一电芯的第一端分别连接混联电池的第一正极端和第一保护单元的第三端、第二保护单元的第三端、电池组合管理单元的第三端，第一电芯的第二端分别连接第一保护单元的第一端和第二保护单元的第一端；
第二电芯的第一端分别连接第一保护单元的第二端、第三电池保护单元的第三端、混联电池的第二正极端、电池组合管理单元的第五端，第二电芯的第二端连接第三保护单元的第一端；
电池组合管理单元的第一端连接第一保护单元的第四端，电池组合管理单元的第二端连接第二保护单元的第四端，电池组合管理单元的第六端连接混联电池的通讯端；
第三保护单元的第二端分别连接第二保护单元的第二端和混联电池的负极端；
所述主板包括充放电管理单元，所述充放电管理单元连接所述混联电池的通讯端。
4.如权利要求2所述的方法，其中，所述开关设置于所述主板上，所述主板还包括充放电管理单元，开关的第一端连接混联电池的第一正极端，开关的第二端连接混联电池的第二正极端，开关的第三端连接所述充放电管理单元的第一端，所述充放电管理单元的第二端连接所述混联电池的通讯端；
第一电芯的第一端分别连接混联电池的第一正极端和第一保护单元的第三端、第二保护单元的第三端、电池组合管理单元的第三端，第一电芯的第二端分别连接第一保护单元的第一端和第二保护单元的第一端；
第二电芯的第一端分别连接第一保护单元的第二端、第三保护单元的第三端、混联电池的第二正极端、电池组合管理单元的第五端，第二电芯的第二端连接第三保护单元的第一端；
电池组合管理单元的第一端连接第一保护单元的第四端，电池组合管理单元的第二端连接第二保护单元的第四端，电池组合管理单元的第六端连接混联电池的通讯端；
第三保护单元的第二端分别连接第二保护单元的第二端和混联电池的负极端。
5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其中，所述根据所述混联电池中各电池的连接方式，对所述混联电池进行充电之前，所述方法还包括：
检测各所述混联电池中各电池电芯的电压，并确定电压的最大值；
分别将所述混联电池中各电池电芯与所述电压的最大值对应的电芯划分为一组，并分别计算各组中两个电芯的电压差；
若至少一组电芯的电压差大于或等于预设的第一阈值，则对该组电芯中电压较小的电芯进行平衡预充电，并检测进行平衡预充电的电芯的电压，直到本组中两个电芯的电压差小于第一阈值时停止对所述电芯平衡预充电；
若各组电芯的电压差均小于所述第一阈值，则根据所述混联电池中各电池的连接方式，对所述混联电池进行充电。
6.如权利要求1-4任一项所述的方法，其中，还包括：
在根据所述混联电池中各电池的连接方式对所述混联电池充电过程中，检测所述混联电池中各电池电芯的电压；
若至少一个电芯的电压达到截止电压，且至少一个电芯的电压未达到截止电压，则单独对未达到截止电压的电芯进行补偿充电。
7.如权利要求6所述的方法，其中，所述混联电池中各电池的连接方式为串联，所述方法还包括：若至少一个电芯的电压达到截止电压，且至少一个电芯的电压未达到截止电压，则根据所述未达到截止电压的电芯在开始补偿充电时的电压和预设的第二阈值，判断所述混联电池中各电池的电芯是否异常；
若所述混联电池中各电池的连接方式为并联，则在所述单独对未达到截止电压的电芯进行补偿充电之后，还包括：根据所述混联电池中各电池电芯的补偿充电时长和预设的第三阈值，判断所述混联电池中进行补偿充电的电芯是否异常。
8.如权利要求7所述的方法，其中，所述根据所述未达到截止电压的电芯在开始补偿充电时的电压和预设的第二阈值，判断所述混联电池中各电池的电芯是否异常，包括：
计算所述未达到截止电压的电芯在开始补偿充电时的电压与参考电压的差值；
若所述差值大于或等于预设的第二阈值，且所述未达到截止电压的电芯在开始补偿充电时的电压小于所述参考电压，则确定先达到截止电压的电芯异常；
若所述差值大于或等于预设的第二阈值，且所述未达到截止电压的电芯在开始补偿充电时的电压大于或等于所述参考电压，则确定未达到截止电压的电芯异常；
若所述差值小于预设的第二阈值，则确定所述混联电池中各电池的电芯均正常。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述参考电压为，前预设次数的进行补偿充电的电芯在开始补偿充电时的平均电压，所述补偿充电的电芯为正常电芯，且所述补偿充电为电池串联方式下的补偿充电；
所述方法还包括：
若所述差值小于预设的第二阈值，则根据本次进行补偿充电的电芯在开始补偿充电时的电压更新所述参考电压。
10.如权利要求7所述的方法，其中，所述根据所述混联电池中各电池电芯的补偿充电时长和预设的第三阈值，判断所述混联电池中进行补偿充电的电芯是否异常，包括：
计算所述混联电池中各电池电芯的补偿充电时长与参考时长的差值；
若所述差值大于或等于预设的第三阈值，且所述补偿充电时长小于所述参考时长，则确定相应的进行补偿充电的电芯异常；
若所述差值小于预设的第三阈值，则确定所述混联电池中进行补偿充电的电芯均正常。
11.如权利要求10所述的方法，其中，所述参考时长为，前预设次数的电芯进行补偿充电的平均时长，所述进行补偿充电的电芯为正常电芯，且所述补偿充电为电池并联方式下的补偿充电；
所述方法还包括：
若所述差值小于预设的第三阈值，则根据本次进行补偿充电的电芯的补偿充电时长更新所述参考时长。
12.如权利要求1-4任一项所述的方法，其中，所述放电需求类型包括：并联输出放电、多路独立输出放电、串联输出放电；和/或
所述充电需求类型包括：并联充电、串联充电。
13.一种混联电池系统，包括相互连接的混联电池和主板，所述主板包括充放电管理单元，所述混联电池包括电池组合管理单元和至少两个相互连接的电池，所述充放电管理单元与电池组合管理单元相连，用于确定充电或放电需求类型，并根据所述充电或放电需求类型向所述电池组合管理单元发送相应的调整指令；
所述电池组合管理单元用于根据所述调整指令调整所述电池的连接方式，并根据所述电池的连接方式进行充电或放电。
14.如权利要求13所述的混联电池系统，其中，所述混联电池还至少包括：第一电芯、第二电芯、第一保护单元、第二保护单元和第三保护单元，所述第一电芯、所述第一保护单元和所述第二保护单元属于同一电池，所述第二电芯和所述第三保护单元属于同一电池；
所述混联电池系统还包括用于调整所述各电池连接方式的开关，所述开关设置于所述混联电池内或所述主板上。
15.如权利要求14所述的混联电池系统，其中，所述开关设置于所述混联电池内，开关的第一端连接第一电芯的第一端和混联电池的第一正极端，开关的第二端连接第二电芯的第一端和混联电池的第二正极端，开关的第三端连接电池组合管理单元的第四端；
第一电芯的第一端分别连接混联电池的第一正极端和第一保护单元的第三端、第二保护单元的第三端、电池组合管理单元的第三端，第一电芯的第二端分别连接第一保护单元的第一端和第二保护单元的第一端；
第二电芯的第一端分别连接第一保护单元的第二端、第三电池保护单元的第三端、混联电池的第二正极端、电池组合管理单元的第五端，第二电芯的第二端连接第三保护单元的第一端；
电池组合管理单元的第一端连接第一保护单元的第四端，电池组合管理单元的第二端连接第二保护单元的第四端，电池组合管理单元的第六端连接混联电池的通讯端；
第三保护单元的第二端分别连接第二保护单元的第二端和混联电池的负极端；
所述充放电管理单元连接所述混联电池的通讯端。
16.如权利要求14所述的混联电池系统，其中，所述开关设置于所述主板上，开关的第一端连接混联电池的第一正极端，开关的第二端连接混联电池的第二正极端，开关的第三端连接所述充放电管理单元的第一端，所述充放电管理单元的第二端连接所述混联电池的通讯端；
第一电芯的第一端分别连接混联电池的第一正极端和第一保护单元的第三端、第二保护单元的第三端、电池组合管理单元的第三端，第一电芯的第二端分别连接第一保护单元的第一端和第二保护单元的第一端；
第二电芯的第一端分别连接第一保护单元的第二端、第三保护单元的第三端、混联电池的第二正极端、电池组合管理单元的第五端，第二电芯的第二端连接第三保护单元的第一端；
电池组合管理单元的第一端连接第一保护单元的第四端，电池组合管理单元的第二端连接第二保护单元的第四端，电池组合管理单元的第六端连接混联电池的通讯端；
第三保护单元的第二端分别连接第二保护单元的第二端和混联电池的负极端。
17.如权利要求13-16任一项所述的混联电池系统，其中，所述充放电管理单元还用于，在所述电池组合管理单元根据所述混联电池中各电池的连接方式，对所述混联电池进行充电之前，检测各所述混联电池中各电池电芯的电压，并确定电压的最大值；分别将所述混联电池中各电池电芯与所述电压的最大值对应的电芯划分为一组，并分别计算各组中两个电芯的电压差；若至少一组电芯的电压差大于或等于预设的第一阈值，则对该组电芯中电压较小的电芯进行平衡预充电，并检测进行平衡预充电的电芯的电压，直到本组中两个电芯的电压差小于第一阈值时停止对所述电芯平衡预充电；若各组电芯的电压差均小于所述第一阈值，则根据所述混联电池中各电池的连接方式，对所述混联电池进行充电。
18.如权利要求17所述的混联电池系统，其中，所述充放电管理单元还用于，在所述电池组合管理单元根据所述混联电池中各电池的连接方式对所述混联电池充电过程中，检测所述混联电池中各电池电芯的电压；若至少一个电芯的电压达到截止电压，且至少一个电芯的电压未达到截止电压，则指示所述电池组合管理单元单独对未达到截止电压的电芯进行补偿充电。
19.如权利要求18所述的混联电池系统，其中，当所述混联电池中各电池的连接方式为串联时，所述电池组合管理单元还用于，若至少一个电芯的电压达到截止电压，且至少一个电芯的电压未达到截止电压，则根据所述未达到截止电压的电芯在开始补偿充电时的电压和预设的第二阈值，判断所述混联电池中各电池的电芯是否异常；
当所述混联电池中各电池的连接方式为并联时，所述充放电管理单元还用于，在所述单独对未达到截止电压的电芯进行补偿充电之后，根据所述混联电池中各电池电芯的补偿充电时长和预设的第三阈值，判断所述混联电池中进行补偿充电的电芯是否异常。
20.如权利要求19所述的混联电池系统，其中，当所述混联电池中各电池的连接方式为串联时，所述电池组合管理单元用于，计算所述未达到截止电压的电芯在开始补偿充电时的电压与参考电压的差值；若所述差值大于或等于预设的第二阈值，且所述未达到截止电压的电芯在开始补偿充电时的电压小于所述参考电压，则确定先达到截止电压的电芯异常；若所述差值大于或等于预设的第二阈值，且所述未达到截止电压的电芯在开始补偿充电时的电压大于或等于所述参考电压，则确定未达到截止电压的电芯异常；若所述差值小于预设的第二阈值，则确定所述混联电池中各电池的电芯均正常。
21.如权利要求20所述的混联电池系统，其中，所述参考电压为，前预设次数的进行补偿充电的电芯在开始补偿充电时的平均电压，所述补偿充电的电芯为正常电芯，且所述补偿充电为电池串联方式下的补偿充电；
所述充放电管理单元还用于，若所述差值小于预设的第二阈值，则根据本次进行补偿充电的电芯在开始补偿充电时的电压更新所述参考电压。
22.如权利要求19所述的混联电池系统，其中，当所述混联电池中各电池的连接方式为并联时，所述电池组合管理单元用于，计算所述混联电池中各电池电芯的补偿充电时长与参考时长的差值；若所述差值大于或等于预设的第三阈值，且所述补偿充电时长小于所述参考时长，则确定相应的进行补偿充电的电芯异常；若所述差值小于预设的第三阈值，则确定所述混联电池中进行补偿充电的电芯均正常。
23.如权利要求22所述的混联电池系统，其中，所述参考时长为，前预设次数的电芯进行补偿充电的平均时长，所述进行补偿充电的电芯为正常电芯，且所述补偿充电为电池并联方式下的补偿充电；
所述充放电管理单元还用于，若所述差值小于预设的第三阈值，则根据本次进行补偿充电的电芯的补偿充电时长更新所述参考时长。
24.如权利要求13-16任一项所述的混联电池系统，其中，所述放电需求类型包括：并联输出放电、多路独立输出放电、串联输出放电；和/或
所述充电需求类型包括：并联充电、串联充电。
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