CN116190823A - 电池模组及电子设备 - Google Patents

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CN116190823A CN202310334243.8A CN202310334243A CN116190823A CN 116190823 A CN116190823 A CN 116190823A CN 202310334243 A CN202310334243 A CN 202310334243A CN 116190823 A CN116190823 A CN 116190823A
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陈康廉
宁顺刚
杨书俊
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Dongguan Nvt Technology Co Ltd
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Dongguan Nvt Technology Co Ltd
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Abstract

本申请提供一种电池模组及电子设备，包括电芯组，电芯组包括第一正极、第二正极、负极、第一电极组件和第二电极组件，第一电极组件与第二电极组件并联，第一电极组件的充电倍率大于第二电极组件的充电倍率；电池模组还包括电源管理电路，电源管理电路与电芯组的第一电极组件和第二电极组件均电连接；电源管理电路还用于在第一电极组件和/或第二电极组件充电时，断开第一电极组件和第二电极组件之间的电连接。本申请通过电源管理电路在第一电极组件和/或第二电极组件充电时，断开第一电极组件和第二电极组件之间的电连接，使得第一电极组件和第二电极组件均独立充电。

Description

电池模组及电子设备
技术领域
本申请涉及电化学装置领域，尤其涉及一种电池模组及电子设备。
背景技术
为了保证电子产品的充电速度和续航能力，现有的电池会采用不同倍率的两个电芯并联成一个电芯组。如此可以利用高倍率电芯充电速度快和低倍率电芯容量更高的特性实现充电速度较快和续航能力较高。但是由于两个电芯的倍率不同，电池在充电时会产生电压差，影响电路正常工作。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本申请提供一种电池模组及电子设备，提高电子设备的续航能力的同时提高电池模组的可靠性。
本申请提供一种电池模组，包括电芯组，所述电芯组包括第一正极、第二正极、负极、第一电极组件和第二电极组件，所述第一电极组件与所述第二电极组件并联，所述第一电极组件的充电倍率大于所述第二电极组件的充电倍率；所述电池模组还包括：
电源管理电路，所述电源管理电路与所述电芯组的第一电极组件和第二电极组件均电连接；
所述电源管理电路还用于在所述第一电极组件和/或所述第二电极组件充电时，断开所述第一电极组件和所述第二电极组件之间的电连接。
在一实施例中，所述第一电极组件与所述第一正极和所述负极电连接；所述第二电极组件与所述第二正极和所述负极电连接。
在一实施例中，所述第一电极组件和第二电极组件的容量比例为1:2～1:4。
在一实施例中，所述电芯组还包括：
第一充电端子，所述第一充电端子与所述第一电极组件电连接；
第二充电端子，所述第二充电端子与所述第二电极组件电连接，所述第一充电端子的可充电功率大于所述第二充电端子的可充电功率。
在一实施例中，所述电源管理电路用于获取充电电源的充电功率，并在所述充电功率小于第一预设功率时，控制所述第一电极组件进行充电，和第二电极组件不进行充电；在所述充电功率大于或等于第一预设功率时，控制所述第一电极组件和所述第二电极组件均进行充电；以及，在所述充电功率小于第二预设功率时，控制所述第二电极组件进行充电，和所述第一电极组件不进行充电，所述第二预设功率小于或等于所述第一预设功率。
在一实施例中，所述电源管理电路还用于获取所述第一电极组件的第一电压值和所述第二电极组件的第二电压值，并根据所述第一电压值和所述第二电压值控制所述第一电极组件和/或所述第二电极组件放电。
在一实施例中，所述电源管理电路还用于计算所述第一电压值和所述第二电压值的电压差值，并在所述第一电压值大于所述第二电压值，且所述电压差值大于预设电压差值时，控制所述第一电极组件放电，和控制所述第二电极组件不放电；在所述第一电压值小于所述第二电压值，且所述电压差值大于预设电压差值时，控制所述第二电极组件放电，和控制所述第一电极组件不放电；以及在所述电压差值小于或等于预设电压差值时，控制所述第一电极组件和所述第二电极组件均放电。
在一实施例中，所述电池模组还包括：
第一变压电路，所述第一变压电路的输入端用于接入充电电源，所述第一变压电路的输出端与所述第一电极组件电连接；所述第一变压电路用于将充电电源电压转换为第一电压并输出，以对所述第一电极组件进行充电；
第二变压电路，所述第二变压电路的输入端用于接入充电电源，所述第二变压电路的输出端与所述第二电极组件电连接；所述第二变压电路用于将充电电源电压转换为第二电压并输出，以对所述第二电极组件进行充电。
在一实施例中，所述电池模组还包括：
开关电路，所述开关电路包括第一开关部件和第二开关部件；所述第一开关部件的一端与所述电源管理电路电连接，所述第一开关部件的另一端与所述第一变压电路以及所述第一电极组件电连接；所述第二开关部件的一端与所述电源管理电路电连接，所述第二开关部件的另一端与所述第二变压电路以及所述第二电极组件电连接；
所述电源管理电路用于在所述第一电极组件充电时，控制所述第二开关部件断开；在所述第二电极组件充电时，控制所述第一开关部件断开；在所述第一电极组件和所述第二电极组件均充电时，控制所述第二开关部件断开。
在一实施例中，所述电源管理电路还用于获取所述第一电极组件的第一电量参数，并根据所述第一电量参数控制所述第一电极组件工作；
所述电源管理电路还用于获取所述第二电极组件的第二电量参数，并根据所述第二电量参数控制所述第二电极组件工作。
在一实施例中，所述第一电量参数包括第一循环次数和第一健康状态值，所述第二电量参数包括第二循环次数和第二健康状态值；
所述电源管理电路还用于计算所述第一循环次数与所述第二循环次数的次数差值以及计算所述第一健康状态值和所述第二健康状态值的状态差值，并在所述第一循环次数大于所述第二循环次数，且所述次数差值大于第一预设差值时，控制所述第一电极组件停止工作；和/或，在所述第一健康状态值小于所述第二健康状态值，且所述状态差值大于第二预设差值时，控制所述第一电极组件停止工作；
所述电源管理电路还用于在所述第一循环次数小于所述第二循环次数，且所述次数差值大于第一预设差值时，控制所述第二电极组件停止工作；和/或，在所述第一健康状态值大于所述第二健康状态值，且所述状态差值大于第二预设差值时，控制所述第二电极组件停止工作。
在一实施例中，所述电池模组还包括：
电量计，所述电量计分别与所述电源管理电路、所述第一电极组件以及所述第二电极组件电连接；
所述电量计用于检测所述第一电极组件的电压、电流和温度以及根据所述第一电极组件的电压、电流和温度确定所述第一循环次数和所述第一健康状态值；
所述电量计还用于检测所述第二电极组件的电压、电流和温度以及根据所述第二电极组件的电压、电流和温度确定所述第二循环次数和所述第二健康状态值；
所述电量计还用于将所述第一循环次数、所述第一健康状态值、所述第二循环次数和所述第二健康状态值传输至电源管理电路。
在一实施例中，所述电量计用于根据所述第一电极组件的温度和预设模型信息确定所述第一电极组件的第一额定容量，以及根据所述第一电极组件的电压、电流和温度，确定所述第一电极组件的第一当前容量；所述电量计还用于计算所述第一当前容量与所述第一额定容量的比值，确定所述第一健康状态值；
所述电量计还用于根据所述第一电极组件的电流，确定所述第一电极组件的第一放电量，并计算所述第一放电量与所述第一额定容量的第一放电比例，当所述第一放电比例大于或等于第一预设比例时，所述第一循环次数加一；
所述电量计还用于根据所述第二电极组件的温度和预设模型信息获取所述第二电极组件的第二额定容量，以及根据所述第二电极组件的电压、电流和温度，确定所述第二电极组件的第二当前容量；所述电量计还用于计算所述第二当前容量与所述第二额定容量的比值，确定所述第二健康状态值；
所述电量计还用于根据所述第二电极组件的电流，确定所述第二电极组件的第二放电量，并计算所述第二放电量与所述第二额定容量的第二放电比例，当所述第二放电比例大于或等于第二预设比例时，所述第二循环次数加一。
在一实施例中，所述电量计还用于计算所述第一电极组件的电流对时间的积分，以确定所述第一电极组件的第一放电量；
所述电量计还用于获取所述预设模型信息中的第一电极组件的第一补偿容量、第一初始放电深度和第一最终放电深度；以及根据所述第一电极组件的开路电压获取预设模型信息中当前温度对应的第一当前放电深度，根据所述第一放电量、所述第一当前放电深度和所述第一初始放电深度确定所述第一电极组件的最大容量，根据所述最终放电深度、所述第一当前放电深度和所述第一电极组件的最大容量确定所述第一电极组件的第一剩余容量；所述电量计还用于根据所述第一放电量、所述第一补偿容量、所述第一剩余容量确定所述第一当前容量；
所述电量计还用于计算所述第二电极组件的电流对时间的积分，以确定所述第二电极组件的第二放电量；
所述电量计还用于获取所述预设模型信息中的第二电极组件的第二补偿容量、第二初始放电深度和第二最终放电深度；以及根据所述第二电极组件的温度和所述预设模型信息确定第二当前放电深度，根据所述第二放电量、所述第二当前放电深度和所述第二初始放电深度确定所述第二电极组件的最大容量，根据所述最终放电深度和所述第二电极组件的最大容量确定所述第二电极组件的第二剩余容量；所述电量计还用于根据所述第二放电量、所述第二补偿容量、所述第二剩余容量确定所述第二当前容量。
在一实施例中，所述电源管理电路还用于在所述第一电极组件处于异常状态时，控制所述第一电极组件停止工作，所述第一电极组件处于异常状态为所述第一健康状态值小于第一预设状态、所述第一电极组件的电压大于第一预设电压和所述第一电极组件的温度大于第一预设温度中的任意一者或多者；
所述电源管理电路还用于在所述第二电极组件处于异常状态时，控制所述第二电极组件停止工作，所述第二电极组件处于异常状态为所述第二健康状态值小于第二预设状态、所述第二电极组件的电压大于第二预设电压和所述第二电极组件的温度大于第二预设温度中的任意一者或多者。
本申请还提出一种电子设备，所述电子设备包括上述的电池模组。
本申请通过电源管理电路在第一电极组件和/或第二电极组件充电时，断开第一电极组件和第二电极组件之间的电连接，使得第一电极组件和第二电极组件均独立充电，避免充电过程中第一电极组件和第二电极组件之间存在电压差异而影响电池模组正常工作。
附图说明
图1为本申请的电芯组的结构示意图。
图2为本申请的电池模组的结构示意图。
图3为本申请的电量计一实施例的逻辑图。
主要元件符号说明
电芯组 100 第一正极 B1+
第二正极 B2+ 负极 B-
第一电极组件 110 第二电极组件 120
第一充电端子 130 第二充电端子 140
电池模组 10 电源管理电路 200
第一变压电路 300 第二变压电路 400
开关电路 500 电量计 600
第一开关部件 K1 第二开关部件 K2
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式
以下描述将参考附图以更全面地描述本申请内容。附图中所示为本申请的示例性实施例。然而，本申请可以以许多不同的形式来实施，并且不应该被解释为限于在此阐述的示例性实施例。提供这些示例性实施例是为了使本申请透彻和完整，并且将本申请的范围充分地传达给本领域技术人员。类似的附图标记表示相同或类似的组件。
本文使用的术语仅用于描述特定示例性实施例的目的，而不意图限制本申请。如本文所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一”，“一个”和“该”旨在也包括复数形式。此外，当在本文中使用时，“包括”和/或“包含”和/或“具有”，整数，步骤，操作，组件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征，区域，整数，步骤，操作，组件和/或其群组。
除非另外定义，否则本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本申请所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。此外，除非文中明确定义，诸如在通用字典中定义的那些术语应该被解释为具有与其在相关技术和本申请内容中的含义一致的含义，并且将不被解释为理想化或过于正式的含义。
以下内容将结合附图对示例性实施例进行描述。须注意的是，参考附图中所描绘的组件不一定按比例显示；而相同或类似的组件将被赋予相同或相似的附图标记表示或类似的技术用语。
参照图1，本申请提出一种电池模组10，电池模组10包括电芯组100，电芯组100包括第一正极B1+、第二正极B2+、负极、第一电极组件110和第二电极组件120。第一电极组件110与第二电极组件120并联，第一电极组件110的充电倍率大于第二电极组件120的充电倍率。
第一电极组件110与第一正极B1+以及负极电连接。第二电极组件120与第二正极B2+以及负极电连接。第一电极组件110的充电倍率大于第二电极组件120的充电倍率。
其中，第一电极组件110可以采用充电速度快、容量相对较小的高倍率电芯，第二电极组件120可以采用容量大、充电速度相对较慢的低倍率电芯。如此，利用高倍率电芯充电速度快和低倍率电芯容量更高的特性，将两种不同倍率的电芯内并成一个电芯组100，既可以保证整体的续航能力，又可以保证短时间的充电速度。
参照图2，电池模组10还包括电源管理电路200。电源管理电路200与电芯组100的第一电极组件110和第二电极组件120均电连接。电源管理电路200用于在第一电极组件110和/或第二电极组件120充电时，断开第一电极组件110和第二电极组件120之间的电连接。
本实施例中，由于第一电极组件110的充电速度比第二电极组件120的充电速度快，充电过程中第一电极组件110的电压比第二电极组件120的电压上升更快，为降低充电时第一电极组件110和第二电极组件120之间电压差异对电路正常工作的影响，电源管理电路200在第一电极组件110和/或第二电极组件120充电时，断开第一电极组件110和第二电极组件120之间的电连接，使得第一电极组件110和第二电极组件120均独立充电。
在一实施例中，第一电极组件110与第一正极B1+和负极电连接；第二电极组件120与第二正极B2+和负极电连接。如此，第一电极组件110和第二电极组件120可以共用负极，节省了一个电极端子。
在一实施例中，第一电极组件110和第二电极组件120的容量比例可以为1:2～1:4，但不限于此。例如，第一电极组件110和第二电极组件120的容量比例可以设置为1:3，由第一电极组件110和第二电极组件120组成的电芯组100的总容量与同尺寸大倍率电芯容量相比具有明显提高，从而在保证充电速度的同时提升电芯组100的续航能力。
在一实施例中，电芯组100还包括第一充电端子130和第二充电端子140。第一充电端子130与第一电极组件110电连接。第二充电端子140与第二电极组件120电连接，第一充电端子130的可充电功率大于第二充电端子140的可充电功率。其中，第一充电端子130和第二充电端子140可以选用导电材料，以传输电流或信号。
第一电极组件110通过第一充电端子130充放电，第二电极组件120通过第二充电端子140充放电。例如，电芯组100可以做成电池模组10内置于手机、平板、笔记本电脑等电子设备中，充电时第一充电端子130和第二充电端子140与外置充电器电连接，充电器通过第一充电端子130和第二充电端子140分别向第一电极组件110和第二电极组件120充电。
在一实施例中，电源管理电路200还用于获取充电电源的充电功率，并在充电功率小于第一预设功率时，控制第一电极组件110进行充电，和第二电极组件120不进行充电；以及，在充电功率大于或等于第一预设功率时，控制第一电极组件110和第二电极组件120均进行充电。
本实施例中，第一预设功率可以根据第一电极组件110充电功率和第二电极组件120充电功率之和设置，例如将第一预设功率设置为等于或大于第一电极组件110充电功率和第二电极组件120充电功率之和。电源管理电路200根据不同充电功率控制第一电极组件110和/或第二电极组件120充电。
其中，充电电源可以是与电池模组10连接的充电器，当充电器充电功率小于第一电极组件110充电功率和第二电极组件120充电功率之和时，说明充电功率不足以满足第一电极组件110和第二电极组件120同时充电所需。由于第一电极组件110充电速度比第二电极组件120充电速度快，此时控制第一电极组件110充电和第二电极组件120不充电，以优先满足第一电极组件110的充电功率，使得第一电极组件110在更短时间内充满电后，再向第二电极组件120的充电，提高电池模组10的充电速度。当充电器的充电功率大于或等于第一电极组件110充电功率和第二电极组件120充电功率之和时，说明充电功率可以满足第一电极组件110和第二电极组件120同时充电所需。此时，控制第一电极组件110充电和第二电极组件120均充电。
进一步地，电源管理电路200还用于在充电功率小于第二预设功率时，控制第二电极组件120进行充电，和第一电极组件110不进行充电。第二预设功率小于或等于第一预设功率。其中，第二预设功率可以根据第一电极组件110充电功率设置，例如将第二预设功率设置为小于或等于第一电极组件110充电功率。当充电功率小于第二预设功率时，说明充电功率过小无法满足第一电极组件110的充电功率。此时，控制第二电极组件120充电和第一电极组件110不充电，以优先满足第二电极组件120的充电功率，使第二电极组件120充满电后，再向第一电极组件110充电。
在一实施例中，电源管理电路200还用于获取第一电极组件110的第一电压值和第二电极组件120的第二电压值，并根据第一电压值和第二电压值控制第一电极组件110和/或第二电极组件120放电。
本实施例中，由于第一电极组件110的充电速度比第二电极组件120的充电速度快，因此充/放电状态下，第一电极组件110的电压比第二电极组件120的电压高。为避免存在较大电压差异的两个电芯同时放电，导致电路故障，电源管理电路200根据第一电极组件110的第一电压值和第二电极组件120的第二电压值控制第一电极组件110和第二电极组件120放电。当第一电压值和第二电压值差异过大时，控制其中电压值较大的电芯放电，另一个电芯不放电，以减小第一电压值和第二电压值的差值。当第一电压值和第二电压值在设定范围内时，控制两个电芯同时放电。
在一实施例中，在电池模组10处于放电状态，电源管理电路200还用于计算第一电压值和第二电压值的电压差值，并在第一电压值大于第二电压值，且电压差值大于预设电压差值时，控制第一电极组件110放电，和控制第二电极组件120不放电；在第一电压值小于第二电压值，且电压差值大于预设电压差值时，控制第二电极组件120放电，和控制第一电极组件110不放电；以及在电压差值小于或等于预设电压差值时，控制第一电极组件110和第二电极组件120均放电。
其中，预设电压差值可以根据实际需求设置，例如为第一电极组件110和第二电极组件120的放电回路可以承受的电压差值。当第一电压值大于第二电压值，且电压差值大于预设电压差值时，说明第一电极组件110的电压值远大于第二电极组件120的电压值。此时，若电池模组10处于放电状态，电源管理电路200控制第一电极组件110先放电，直至第一电极组件110与第二电极组件120的电压差值小于或等于预设电压差值时，再控制第一电极组件110和第二电极组件120同时放电。当第一电压值小于第二电压值，且电压差值大于预设电压差值时，说明第二电极组件120的电压值远大于第一电极组件110的电压值。此时，若电池模组10处于放电状态，电源管理电路200控制第二电极组件120先放电，直至第二电极组件120与第一电极组件110的电压差值小于或等于预设电压差值时，再控制第一电极组件110和第二电极组件120同时放电。
在一实施例中，电池模组10还包括第一变压电路300和第二变压电路400。
第一变压电路300的输入端用于接入充电电源，第一变压电路300的输出端与第一电极组件110电连接；第一变压电路300用于将充电电源电压转换为第一电压并输出，以对第一电极组件110进行充电。
第二变压电路400的输入端用于接入充电电源，第二变压电路400的输出端与第二电极组件120电连接；第二变压电路400用于将充电电源电压转换为第二电压并输出，以对第二电极组件120进行充电。
其中，第一变压电路300可以选用Buck电路或Buck&ChargePump电路实现，第二变压电路400可以选用Buck电路或Buck&ChargePump电路实现。
在一实施例中，电池模组10还包括开关电路500。
开关电路500包括第一开关部件K1和第二开关部件K2；第一开关部件K1的一端与电源管理电路200电连接，第一开关部件K1的另一端与第一变压电路300以及第一电极组件110电连接；第二开关部件K2的一端与电源管理电路200电连接，第二开关部件K2的另一端与第二变压电路400以及第二电极组件120电连接。
电源管理电路200用于在第一电极组件110充电时，控制第一开关部件K1导通和第二开关部件K2断开；在第二电极组件120充电时，控制第一开关部件K1断开和第二开关部件K2导通；在第一电极组件110和第二电极组件120均充电时，控制第一开关部件K1和第二开关部件K2都导通。
本实施例中，第一开关部件K1可以选用晶闸管、晶体管(GTR、IGBT、Power MOSFET)等中的一种或多种实现，第二开关部件K2可以选用晶闸管、晶体管(GTR、IGBT、PowerMOSFET)等中的一种或多种实现。充电电源电压通过第一变压电路300和第二变压电路400分别给第一电极组件110和第二电极组件120充电，由于第一电极组件110的充电速度比第二电极组件120的充电速度快，充电过程中第一电极组件110的电压比第二电极组件120的电压上升更快。为降低充电时第一电极组件110和第二电极组件120之间电压差异对电路正常工作的影响，电源管理电路200通过控制第一开关部件K1或第二开关部件K2的导通/断开来控制第一电极组件110和第二电极组件120的充电路径，使得第一电极组件110和第二电极组件120的充电路径相互独立，互不影响。
进一步地，第一变压电路300还用于与第一开关部件K1和电源管理电路200形成第一供电回路。第二变压电路400还用于与第二开关部件K2和电源管理电路200形成第二供电回路。
充电电源也可以通过第一变压电路300和第二变压电路400向电源管理电路200供电。电源管理电路200通过控制第一开关部件K1和第二开关部件K2的导通/断开，还可实现控制电源管理电路200自身的供电路径。具体地，在第一电极组件110充电时，电源管理电路200控制第一开关部件K1导通，以接通第一变压电路300和电源管理电路200之间的电连接，和控制第二开关部件K2断开，以断开第一电极组件110和第二电极组件120之间的电连接，且断开第二变压电路400和第二电极组件120与电源管理电路200之间的电连接，从而使第一变压电路300向电源管理电路200供电。
在第二电极组件120充电时，电源管理电路200控制第二开关部件K2导通，以接通第二变压电路400和电源管理电路200之间的电连接，和控制第一开关部件K1断开，以断开第一电极组件110和第二电极组件120之间的电连接，且断开第一变压电路300和第一电极组件110与电源管理电路200之间的电连接，从而使第二变压电路400向电源管理电路200供电。
在第一电极组件110和第二电极组件120均充电时，电源管理电路200控制第一开关部件K1导通，以接通第一变压电路300和电源管理电路200之间的电连接，和控制第二开关部件K2断开，以断开第一电极组件110和第二电极组件120之间的电连接，且断开第二变压电路400和第二电极组件120与电源管理电路200之间的电连接，从而使电压更高的第一变压电路300向电源管理电路200供电。
在一实施例中，电源管理电路200还用于在第一电压值大于第二电压值，且电压差值大于预设电压差值时，控制第一开关部件K1导通和第二开关部件K2断开。
电源管理电路200还用于在第一电压值小于第二电压值，且电压差值大于预设电压差值时，控制第一开关部件K1断开和第二开关部件K2导通；以及在电压差值小于或等于预设电压差值时，控制第一开关部件K1和第二开关部件K2均导通。
由于第一电极组件110的充电速度比第二电极组件120的充电速度快，因此充/放电状态下，第一电极组件110的电压比第二电极组件120的电压高。为降低存在电压差异的两个电芯同时放电导致电路故障的概率，在第一电极组件110和第二电极组件120同时充放电时，电源管理电路200根据第一电极组件110的第一电压值和第二电极组件120的第二电压值控制第一开关部件K1和第二开关部件K2工作，进而控制第一电极组件110和第二电极组件120放电。
当第一电压值大于第二电压值，且电压差值大于预设电压差值时，说明第一电极组件110的电压值远大于第二电极组件120的电压值。此时，电源管理电路200控制第一开关部件K1导通和第二开关部件K2断开，以接通第一电极组件110与电源管理电路200之间的电连接，断开第二电极组件120与电源管理电路200之间的电连接，从而使电压更高的第一电极组件110单独向电源管理电路200供电，直至第一电极组件110与第二电极组件120的电压差值小于或等于预设电压差值时，再控制第一开关部件K1和第二开关部件K2均导通，以使第一电极组件110和第二电极组件120同时向电源管理电路200供电。当然，在电池模组10使用过程中，也有可能出现第一电压值小于第二电压值的情况，同理，当第一电压值小于第二电压值，且电压差值大于预设电压差值时，说明第二电极组件120的电压值远大于第一电极组件110的电压值。此时，电源管理电路200控制第一开关部件K1断开和第二开关部件K2导通，以断开第一电极组件110与电源管理电路200之间的电连接，接通第二电极组件120与电源管理电路200之间的电连接，从而使电压更高的第二电极组件120单独向电源管理电路200供电，直至第二电极组件120与第一电极组件110的电压差值小于或等于预设电压差值时，再控制第一开关部件K1和第二开关部件K2均导通，以使第一电极组件110和第二电极组件120同时向电源管理电路200供电。
在一实施例中，电源管理电路200还用于获取第一电极组件110的第一电量参数，并根据第一电量参数控制第一电极组件110工作。电源管理电路200还用于获取第二电极组件120的第二电量参数，并根据第二电量参数控制第二电极组件120工作。
电池模组10管理电路可以根据第一电量参数和第二电量参数分别确定第一电极组件110和第二电极组件120的状态，当其中一个电芯状态较差时，控制该电芯停止工作，让另一个电芯充放电，以平衡第一电极组件110和第二电极组件120的状态，延长电池模组10的使用寿命。例如，第一电极组件110比第二电极组件120使用更频繁会导致第一电极组件110老化更快，电池模组10管理电路根据第一电量参数确定第一电极组件110的状态较差时，可以控制第一电极组件110停止工作，只让第二电极组件120充放电多次，待第一电极组件110和第二电极组件120的状态的状态相差不大时，再恢复第一电极组件110的工作。此外，若电池模组10管理电路根据第一电量参数或第二电量参数确定第一电极组件110或第二电极组件120出现异常触发永久保护，电源管理系统可以控制第一开关部件K1或第二开关部件K2断开，不影响另一个电芯继续使用。
在一实施例中，第一电量参数可以包括第一循环次数和第一健康状态值，第二电量参数可以包括第二电极组件120的第二循环次数和第二健康状态值。其中，循环次数为电芯进行一次充放电循环的次数，健康状态值包括电芯的老化程度和剩余容量。
电源管理电路200还用于计算第一循环次数与第二循环次数的次数差值以及计算第一健康状态值和第二健康状态值的状态差值，并在第一循环次数大于第二循环次数，且次数差值大于第一预设差值时，控制第一电极组件110停止工作；和/或，在第一健康状态值小于第二健康状态值，且状态差值大于第二预设差值时，控制第一电极组件110停止工作。电源管理电路200还用在次数差值小于或等于第一预设差值时，并且状态差值小于或等于第二预设差值时，控制第一电极组件110恢复工作。
电源管理电路200还用于在第一循环次数小于第二循环次数，且次数差值大于第一预设差值时，控制第二电极组件120停止工作；和/或，在第一健康状态值大于第二健康状态值，且状态差值大于第二预设差值时，控制第二电极组件120停止工作。
其中，第一预设差值可以根据应用场景设置，例如30次、40次、50次等。当第一循环次数大于第二循环次数，且次数差值大于第一预设差值时，说明第一电极组件110充放电循环次数较为多，第二电极组件120充放电循环次数较少，可能导致第一电极组件110和第二电极组件120的状态差距较大。若第一电极组件110继续工作，可能会造成第一电极组件110和第二电极组件120的使用寿命相差很大。此时，电源管理电路200控制第一电极组件110停止工作，只让第二电极组件120进行多次充放电循环，直至第二电极组件120与第一电极组件110的次数差值小于或等于第一预设差值时，再控制第一电极组件110工作，以平衡第一电极组件110和第二电极组件120的使用寿命，进而延长电池模组10组的使用寿命。
第二预设差值可以根据应用场景设置，例如10％、15％、20％等。当第一健康状态值小于第二健康状态值，且状态差值大于第二预设差值时，说明第一电极组件110的状态比第二电极组件120的状态差，且第一电极组件110和第二电极组件120的状态差距较大。若第一电极组件110继续工作，可能会造成第一电极组件110和第二电极组件120的使用寿命相差很大。此时，电源管理电路200控制第一电极组件110停止工作，只让第二电极组件120工作，直至第二电极组件120与第一电极组件110的状态差值小于或等于第二预设差值时，再控制第一电极组件110工作，以平衡第一电极组件110和第二电极组件120的使用寿命，进而延长电池模组10组的使用寿命。
同理，电源管理电路200在第一循环次数小于第二循环次数，且次数差值大于第一预设差值时，控制第二电极组件120停止工作；和/或，在第一健康状态值大于第二健康状态值，且状态差值大于第二预设差值时，控制第二电极组件120停止工作。
在一实施例中，电池模组10还包括电量计600。电量计600分别与电源管理电路200、第一电极组件110以及第二电极组件120电连接。电量计600用于检测第一电极组件110的电压、电流和温度；以及根据第一电极组件110的电压、电流和温度确定第一循环次数和第一健康状态值。电量计600还用于检测第二电极组件120的电压、电流和温度；以及根据第二电极组件120的电压、电流和温度确定第二循环次数和第二健康状态值。电量计600还用于将第一循环次数、第一健康状态值、第二循环次数和第二健康状态值传输至电源管理电路200。
本实施例中，电量计600可以根据第一电极组件110的电压、电流和温度确定第一电极组件110的第一循环次数和第一健康状态值，根据第二电极组件120的电压、电流和温度确定第二电极组件120的第二循环次数和第二健康状态值，以使电源管理电路200可以根据第一循环次数和第一健康状态值控制第一电极组件110工作，以及根据第二循环次数和第二健康状态值控制第二电极组件120工作。
在一实施例中，电量计600用于根据第一电极组件110的温度和预设模型信息确定第一电极组件110的第一额定容量，以及根据第一电极组件110的电压、电流和温度，确定第一电极组件110的第一当前容量；电量计600还用于计算第一当前容量与第一额定容量的比值，确定第一健康状态值；
电量计600还用于根据第一电极组件110的电流，确定第一电极组件110的第一放电量，并计算第一放电量与第一额定容量的第一放电比例，当第一放电比例大于或等于第一预设比例时，第一循环次数加一；
电量计600还用于根据第二电极组件120的温度和预设模型信息获取第二电极组件120的第二额定容量，以及根据第二电极组件120的电压、电流和温度，确定第二电极组件120的第二当前容量；电量计600还用于计算第二当前容量与第二额定容量的比值，确定第二健康状态值；
电量计600还用于根据第二电极组件120的电流，确定第二电极组件120的第二放电量，并计算第二放电量与第二额定容量的第二放电比例，当第二放电比例大于或等于第二预设比例时，第二循环次数加一。
本实施例中，预设模型信息包括不同温度下的第一额定容量和第二额定容量。电量计600通过检测第一电极组件110的温度可以确定当前温度下的第一额定容量，并根据第一电极组件110的电压、电流和温度，确定第一电极组件110的第一当前容量，再计算第一当前容量与第一额定容量的比值确定第一健康状态值。例如，当前温度下，第一额定容量为2000mAh，第一当前容量为1800mAh，则确定第一健康状态值为1800mAh/2000mAh*100％＝90％。
本实施例中，第一预设比例可以根据实际场景设置，例如80％、90％、95％等，在此不作限制。第一放电量与第一额定容量的第一放电比例大于第一预设比例时，说明第一电极组件110完成了一次充放电循环，则第一循环次数加一。
同理，电量计600可以根据第二电极组件120的电压、电流和温度，确定第二电极组件120的第二当前容量，并计算第二当前容量与第二额定容量的比值，确定第二健康状态值；以及根据第二电极组件120的电流，确定第二电极组件120的第二放电量，并计算第二放电量与第二额定容量的第二放电比例，进而确定第二循环次数是否加一。
在一实施例中，电量计600还用于计算第一电极组件110的电流对时间的积分，以确定第一电极组件110的第一放电量；
电量计600还用于获取预设模型信息中的第一电极组件110的第一补偿容量、第一初始放电深度和第一最终放电深度；以及根据第一电极组件110的开路电压获取预设模型信息中当前温度对应的第一当前放电深度，根据第一放电量、第一当前放电深度和第一初始放电深度确定第一电极组件110的最大容量，根据最终放电深度、第一当前放电深度和第一电极组件110的最大容量确定第一电极组件110的第一剩余容量；电量计600还用于根据第一放电量、第一补偿容量、第一剩余容量确定第一当前容量；
电量计600还用于计算第二电极组件120的电流对时间的积分，以确定第二电极组件120的第二放电量；
电量计600还用于获取预设模型信息中的第二电极组件120的第二补偿容量、第二初始放电深度和第二最终放电深度；以及根据第二电极组件120的温度和预设模型信息确定第二当前放电深度，根据第二放电量、第二当前放电深度和第二初始放电深度确定第二电极组件120的最大容量，根据最终放电深度和第二电极组件120的最大容量确定第二电极组件120的第二剩余容量；电量计600还用于根据第二放电量、第二补偿容量、第二剩余容量确定第二当前容量。
参照图3，本实施例中，电量计600还可以根据库仑积分计算第一电极组件110的第一放电量。例如，
Figure BDA0004161798680000181
其中，PassedCharge1为第一放电量，I1为第一电极组件110的电流，t0为初始时刻，t1为当前时刻。
电量计600可以根据第一电极组件110的电压、电流和内阻确定第一电极组件110的开路电压。例如，OCV1＝V1+I1*R1，其中，OCV1为第一电极组件110的开路电压，V1为第一电极组件110的电压，R1为第一电极组件110的内阻。第一电极组件110的内阻可以通过预设模型信息中当前温度对应的内阻确定。再根据第一电极组件110的开路电压OCV1获取预设模型信息中当前温度对应的第一当前放电深度，并根据第一当前放电深度、初始放电深度和第一放电量算第一电极组件110的最大容量。例如，Qmax1＝PassedCharge1/(DOD11-DOD10)，其中，DOD11为第一当前放电深度，DOD1o为第一初始放电深度。
之后，根据第一最终放电深度、第一当前放电深度和第一电极组件110的最大容量计算第一电极组件110的第一剩余容量。例如，RM1＝(DODfinal1-DOD11)*Qmax1。其中，RM1为第一剩余容量，DODfinal1为第一最终放电深度。第一最终放电深度为第一电极组件110放完电时的放电深度。可以通过第一电极组件110的电压或第一放电量确定第一电极组件110放完电。例如，当第一电极组件110的电压小于或等于第一截止电压或第一电极组件110的第一放电量大于或等于第一预设电量时，说明第一电极组件110放完电。
最后，根据第一放电量、第一补偿容量、第一剩余容量确定第一当前容量。例如，FCC1＝PassedCharge1+RM1+Qstart1，其中，FCC1为第一当前容量，Qstart1为第一补偿容量。第一补偿容量可以是第一电极组件110开始充电之前已存在的电量，或者第一电极组件110充满电后消耗的电量。除此之外，还可以根据实际应用需求增加或减少计算参数。
本实施例中，电量计600可以根据库仑积分计算第二电极组件120的第二放电量。例如，
Figure BDA0004161798680000191
其中，PassedCharge2为第二放电量，I2为第二电极组件120的电流，t0为初始时刻，t1为当前时刻。
电量计600可以根据第二电极组件120的电压、电流和内阻确定第二电极组件120的开路电压。例如，OCV2＝V2+I2*R2，其中，OCV2为第二电极组件120的开路电压，V2为第二电极组件120的电压，R2为第二电极组件120的内阻。第二电极组件120的内阻可以通过预设模型信息中当前温度对应的内阻确定。再根据第二电极组件120的开路电压OCV2获取预设模型信息中当前温度对应的第二当前放电深度，并根据第二当前放电深度、初始放电深度和第二放电量计算第二电极组件120的最大容量。例如，Qmax2＝PassedCharge2/(DOD21-DOD20)，其中，DOD21为第二当前放电深度，DOD20为第二初始放电深度。
之后，根据第二最终放电深度、第二当前放电深度和第二电极组件120的最大容量计算第二电极组件120的第二剩余容量。例如，RM2＝(DODfinal2-DOD21)*Qmax2。其中，RM2为第二剩余容量，DODfinal2为第二最终放电深度。第二最终放电深度为第二电极组件120放完电时的放电深度。可以通过第二电极组件120的电压或第二放电量确定第一电极组件110放完电。例如，当第二电极组件120的电压小于或等于第二截止电压，或者，第二电极组件120的第二放电量大于或等于第二预设电量时，说明第二电极组件120放完电。
最后，根据第二放电量、第二补偿容量、第二剩余容量确定第二当前容量。例如，FCC2＝PassedCharge2+RM2+Qstart2，其中，FCC2为第二当前容量，Qstart2为第二补偿容量。第二补偿容量可以是第二电极组件120开始充电之前已存在的电量，或者第二电极组件120充满电后消耗的电量。除此之外，还可以根据实际应用需求增加或减少计算参数。
在一实施例中，电源管理电路200还用于在第一电极组件110处于异常状态时，控制第一电极组件110停止工作，第一电极组件110处于异常状态为第一健康状态值小于第一预设状态、第一电极组件110的电压大于第一预设电压和第一电极组件110的温度大于第一预设温度中的任意一者或多者；
电源管理电路200还用于在第二电极组件120处于异常状态时，控制第二电极组件120停止工作，第二电极组件120处于异常状态为第二健康状态值小于第二预设状态、第二电极组件120的电压大于第二预设电压和第二电极组件120的温度大于第二预设温度中的任意一者或多者。
其中，第一预设状态、第一预设电压和第一预设温度可以根据实际应用设置。例如，第一预设状态可以设置为60％，当第一健康状态值小于60％时，说明第一电极组件110老化较为严重或者损坏。第一预设电压可以根据第一电极组件110的正常工作电压设置。例如，第一电极组件110的正常工作电压为4.45V，第一预设电压可以设置为4.5V，当第一电极组件110的电压大于4.5V时，说明第一电极组件110过压异常。第一预设温度可以根据第一电极组件110的正常工作温度设置。例如，第一电极组件110的正常工作温度为65°，第一预设温度可以设置为70°。当第一电极组件110的温度大于70°时，说明第一电极组件110过温异常。当第一电极组件110处于上述任意一种或多种异常状态时，电源管理电路200可以控制第一电极组件110停止工作，或者永久禁用第一电极组件110，避免第一电极组件110继续工作造成能源浪费或者电路损坏。
同理，第二预设状态、第二预设电压和第二预设温度可以根据实际应用设置。当第二电极组件120处于任意一种或多种异常状态时，电源管理电路200可以控制第二电极组件120停止工作，或者永久禁用第二电极组件120，避免第二电极组件120继续工作造成能源浪费或者电路损坏。
本申请还提出一种电子设备，电子设备包括上述的电池模组10。电子设备可以是电动摩托、电动单车、电功工具、电动汽车、无人机、手机、平板电脑、个人数字助理、个人电脑，或者任何其他适合的可充电式设备，本申请对此不作限定。
该电池模组10的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在本申请电子设备中使用了上述电池模组10，因此，本申请电子设备的实施例包括上述电池模组10的全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。
上文中，参照附图描述了本申请的具体实施方式。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本申请的精神和范围的情况下，还可以对本申请的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本申请所限定的范围内。

Claims (16)

1.一种电池模组，包括电芯组，所述电芯组包括第一电极组件和第二电极组件，所述第一电极组件与所述第二电极组件并联，所述第一电极组件的充电倍率大于所述第二电极组件的充电倍率；其特征在于，所述电池模组还包括：
电源管理电路，所述电源管理电路与所述电芯组的第一电极组件和第二电极组件均电连接；
所述电源管理电路还用于在所述第一电极组件和/或所述第二电极组件充电时，断开所述第一电极组件和所述第二电极组件之间的电连接。
2.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述电芯组还包括第一正极、第二正极和负极，所述第一电极组件与所述第一正极以及所述负极电连接；所述第二电极组件与所述第二正极以及所述负极电连接。
3.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述第一电极组件和第二电极组件的容量比例为1:2～1:4。
4.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述电芯组还包括：
第一充电端子，所述第一充电端子与所述第一电极组件电连接；
第二充电端子，所述第二充电端子与所述第二电极组件电连接，所述第一充电端子的可充电功率大于所述第二充电端子的可充电功率。
5.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述电源管理电路用于获取充电电源的充电功率，并在所述充电功率小于第一预设功率时，控制所述第一电极组件进行充电，和第二电极组件不进行充电；在所述充电功率大于或等于第一预设功率时，控制所述第一电极组件和所述第二电极组件均进行充电；以及，在所述充电功率小于第二预设功率时，控制所述第二电极组件进行充电，和所述第一电极组件不进行充电，所述第二预设功率小于所述第一预设功率。
6.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述电源管理电路还用于获取所述第一电极组件的第一电压值和所述第二电极组件的第二电压值，并根据所述第一电压值和所述第二电压值控制所述第一电极组件和/或所述第二电极组件放电。
7.如权利要求6所述的电池模组，其特征在于，所述电源管理电路还用于计算所述第一电压值和所述第二电压值的电压差值，并在所述第一电压值大于所述第二电压值，且所述电压差值大于预设电压差值时，控制所述第一电极组件放电，和控制所述第二电极组件不放电；在所述第一电压值小于所述第二电压值，且所述电压差值大于预设电压差值时，控制所述第二电极组件放电，和控制所述第一电极组件不放电；以及在所述电压差值小于或等于预设电压差值时，控制所述第一电极组件和所述第二电极组件均放电。
8.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组还包括：
第一变压电路，所述第一变压电路的输入端用于接入充电电源，所述第一变压电路的输出端与所述第一电极组件电连接；所述第一变压电路用于将充电电源电压转换为第一电压并输出，以对所述第一电极组件进行充电；
第二变压电路，所述第二变压电路的输入端用于接入充电电源，所述第二变压电路的输出端与所述第二电极组件电连接；所述第二变压电路用于将充电电源电压转换为第二电压并输出，以对所述第二电极组件进行充电。
9.如权利要求8所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组还包括：
开关电路，所述开关电路包括第一开关部件和第二开关部件；所述第一开关部件的一端与所述电源管理电路电连接，所述第一开关部件的另一端与所述第一变压电路以及所述第一电极组件电连接；所述第二开关部件的一端与所述电源管理电路电连接，所述第二开关部件的另一端与所述第二变压电路以及所述第二电极组件电连接；
所述电源管理电路用于在所述第一电极组件充电时，控制所述第二开关部件断开；在所述第二电极组件充电时，控制所述第一开关部件断开；在所述第一电极组件和所述第二电极组件均充电时，控制所述第二开关部件断开。
10.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述电源管理电路还用于获取所述第一电极组件的第一电量参数，并根据所述第一电量参数控制所述第一电极组件工作；
所述电源管理电路还用于获取所述第二电极组件的第二电量参数，并根据所述第二电量参数控制所述第二电极组件工作。
11.如权利要求10所述的电池模组，其特征在于，所述第一电量参数包括第一循环次数和第一健康状态值，所述第二电量参数包括第二循环次数和第二健康状态值；
所述电源管理电路还用于计算所述第一循环次数与所述第二循环次数的次数差值以及计算所述第一健康状态值和所述第二健康状态值的状态差值，并在所述第一循环次数大于所述第二循环次数，且所述次数差值大于第一预设差值时，控制所述第一电极组件停止工作；和/或，在所述第一健康状态值小于所述第二健康状态值，且所述状态差值大于第二预设差值时，控制所述第一电极组件停止工作；
所述电源管理电路还用于在所述第一循环次数小于所述第二循环次数，且所述次数差值大于第一预设差值时，控制所述第二电极组件停止工作；和/或，在所述第一健康状态值大于所述第二健康状态值，且所述状态差值大于第二预设差值时，控制所述第二电极组件停止工作。
12.如权利要求11所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组还包括：
电量计，所述电量计分别与所述电源管理电路、所述第一电极组件以及所述第二电极组件电连接；
所述电量计用于检测所述第一电极组件的电压、电流和温度以及根据所述第一电极组件的电压、电流和温度确定所述第一循环次数和所述第一健康状态值；
所述电量计还用于检测所述第二电极组件的电压、电流和温度以及根据所述第二电极组件的电压、电流和温度确定所述第二循环次数和所述第二健康状态值；
所述电量计还用于将所述第一循环次数、所述第一健康状态值、所述第二循环次数和所述第二健康状态值传输至电源管理电路。
13.如权利要求12所述的电池模组，其特征在于，所述电量计用于根据所述第一电极组件的温度和预设模型信息确定所述第一电极组件的第一额定容量，以及根据所述第一电极组件的电压、电流和温度，确定所述第一电极组件的第一当前容量；所述电量计还用于计算所述第一当前容量与所述第一额定容量的比值，确定所述第一健康状态值；
所述电量计还用于根据所述第一电极组件的电流，确定所述第一电极组件的第一放电量，并计算所述第一放电量与所述第一额定容量的第一放电比例，当所述第一放电比例大于或等于第一预设比例时，所述第一循环次数加一；
所述电量计还用于根据所述第二电极组件的温度和预设模型信息获取所述第二电极组件的第二额定容量，以及根据所述第二电极组件的电压、电流和温度，确定所述第二电极组件的第二当前容量；所述电量计还用于计算所述第二当前容量与所述第二额定容量的比值，确定所述第二健康状态值；
所述电量计还用于根据所述第二电极组件的电流，确定所述第二电极组件的第二放电量，并计算所述第二放电量与所述第二额定容量的第二放电比例，当所述第二放电比例大于或等于第二预设比例时，所述第二循环次数加一。
14.如权利要求13所述的电池模组，其特征在于，所述电量计还用于计算所述第一电极组件的电流对时间的积分，以确定所述第一电极组件的第一放电量；
所述电量计还用于获取所述预设模型信息中的第一电极组件的第一补偿容量、第一初始放电深度和第一最终放电深度；以及根据所述第一电极组件的开路电压获取预设模型信息中当前温度对应的第一当前放电深度，根据所述第一放电量、所述第一当前放电深度和所述第一初始放电深度确定所述第一电极组件的最大容量，根据所述最终放电深度、所述第一当前放电深度和所述第一电极组件的最大容量确定所述第一电极组件的第一剩余容量；所述电量计还用于根据所述第一放电量、所述第一补偿容量、所述第一剩余容量确定所述第一当前容量；
所述电量计还用于计算所述第二电极组件的电流对时间的积分，以确定所述第二电极组件的第二放电量；
所述电量计还用于获取所述预设模型信息中的第二电极组件的第二补偿容量、第二初始放电深度和第二最终放电深度；以及根据所述第二电极组件的温度和所述预设模型信息确定第二当前放电深度，根据所述第二放电量、所述第二当前放电深度和所述第二初始放电深度确定所述第二电极组件的最大容量，根据所述最终放电深度和所述第二电极组件的最大容量确定所述第二电极组件的第二剩余容量；所述电量计还用于根据所述第二放电量、所述第二补偿容量、所述第二剩余容量确定所述第二当前容量。
15.如权利要求12所述的电池模组，其特征在于，所述电源管理电路还用于在所述第一电极组件处于异常状态时，控制所述第一电极组件停止工作，所述第一电极组件处于异常状态为所述第一健康状态值小于第一预设状态、所述第一电极组件的电压大于第一预设电压和所述第一电极组件的温度大于第一预设温度中的任意一者或多者；
所述电源管理电路还用于在所述第二电极组件处于异常状态时，控制所述第二电极组件停止工作，所述第二电极组件处于异常状态为所述第二健康状态值小于第二预设状态、所述第二电极组件的电压大于第二预设电压和所述第二电极组件的温度大于第二预设温度中的任意一者或多者。
16.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求4～13任一项所述的电池模组。
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