CN116722235A - 多电池系统以及相关的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种多电池系统以及相关的处理方法，多电池系统包括多个装置和处理电路。多个装置中的每一个包括电池、测量电路和通信接口，其中测量电路用于测量电池以生成电池信息；通信接口耦接到测量电路，用于传送电池信息。处理电路用于接收多个装置的多个电池信息，并使用通用的计量主算法分别处理多个装置的多个电池信息，生成多个计量结果。根据本发明可以降低装置的制造成本，并且最终的计量结果将更符合电池的真实状态。

Description

多电池系统以及相关的处理方法
技术领域
本发明涉及多电池系统以及相关的处理方法。
背景技术
目前，多电池系统(multi-battery system)已广泛应用于电子装置和外围组件中。例如，可折叠(foldable)手机可以具有两个或更多电池为不同区域供电，移动电源(power bank)可以有多个电池为(多个)外部设备供电，手机可以以有线或无线方式与周围的耳机、手表或其他测量组件通信。通常，每块电池都有自己的电量计(fuel gauge)，用于提供充电状态或剩余容量等电池信息，但是，在每个电池中都放置电量计会显著增加制造成本，并且每个电量计的功能和质量可能会不一致。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种多电池系统及其处理电路，通过多电池系统中的通用计量主方法以解决上述问题。
根据本发明的一个实施例，公开了一种多电池系统，其包括多个装置以及处理电路。多个装置中的每个装置包括电池、测量电路和通信接口。测量电路用于测量所述电池以生成电池信息；通信接口耦接到所述测量电路，用于传送所述电池信息。处理电路用于接收多个装置的多个电池信息，并使用通用的计量主算法分别处理多个装置的多个电池信息，生成多个计量结果。
根据本发明的一个实施例，公开了一种电子装置内的处理方法，所述方法包括以下步骤：从第一装置接收第一电池信息，其中第一电池信息对应于第一装置内的第一电池；使用通用计量主算法来处理第一电池信息以产生第一计量结果；从第二装置接收第二电池信息，其中第二电池信息对应于第二装置内的第二电池；以及使用通用计量主算法处理第二电池信息以产生第二计量结果。
根据本发明，装置内无须设置电池电量计或者可以仅设置简单的电池电量计，从而可降低装置的制造成本，并且最终的计量结果将更符合电池的真实状态。
本领域的普通技术人员在阅读了以下各种附图中所示的优选实施例的详细描述后，本发明的这些和其他目标无疑将变得显而易见。
附图说明
本发明通过结合附图，阅读随后的详细描述和实施例可以更全面地理解，其中：
图1为根据本发明一个实施例的多电池系统的示意图。
图2为根据本发明一个实施例的多电池系统的示意图。
图3为根据本发明一个实施例的多电池系统的示意图。
具体实施方式
在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的组件。本领域一般技术人员应可理解，电子设备制造商可以会用不同的名词来称呼同一组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区别组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区别的基准。在通篇说明书及后续的权利要求当中所提及的“包括”是开放式的用语，故应解释成“包括但不限定于”。此外，“耦接”一词在此是包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述第一装置电性连接于第二装置，则代表该第一装置可直接连接于该第二装置，或通过其他装置或连接手段间接地连接至该第二装置。
图1为根据本发明一个实施例的多电池系统100的示意图。如图1所示，多电池系统100包括多个装置110_1～110_N、处理电路120以及多媒体接口130，其中N可为大于1的任何合适的正整数。在此实施例中，装置110_1～110_N中的每一者包含电池112、包含模数转换器(ADC)模块115的测量电路114、电池参数116和通信接口118。
在图1所示的实施例中，装置110_1～110_N中的每一者可以是电池组(batterypack)或包含电池的电子装置。举例来说，装置110_1～110_N中的一者或多者可以是包含处理电路120的手机或平板电脑中的电池组。此外，装置110_1～110_N中的一者或多者可以是能够与包含处理电路120的手机或平板电脑通信的耳机、手表或任何其他电子装置，其中通信接口118可以是Wi-Fi接口电路或蓝牙接口电路。在一个实施例中，其中装置110_1～110_N中的两个装置被包含在包含处理电路120的手机中，即两个装置为两个电池组。在另一实施例中，装置110_1被包含在包含处理电路120的手机中，而装置110_2是无线连接至该手机的耳机或手表。
在装置110_1的运行中，测量电路114用于测量电池112的电压、电流和温度，ADC模块115对电池112的电压、电流和温度分别进行模数转换操作，以产生对应的数字码(digital code)。具体地，测量电路114可以测量电池112的正极(anode)处的电压，得到电池的电压；测量电路114可测量感测电阻器(sensing resistor)的跨压(cross voltage)，并根据感测电阻器的跨压和阻值计算电池112的电流；测量电路114可以使用负温度系数热敏电阻器(negative temperature coefficient thermistor)来获得电池112的温度。另外，ADC模块115可以包括一个或多个ADC用于执行模数转换操作，例如ADC模块115可以仅包括一个ADC，以时分复用的方式对电池112的电压、电流和温度进行模数转换操作。或者ADC模块115可以包括三个ADC，分别对电池112的电压、电流和温度进行模数转换操作。需注意的是，测量电路114的操作仅供说明，并非对本发明的限制。
在本实施例中，装置110_1不具有任何电池电量计，而电池112的电压、电流及温度的数字码经由通信接口118被传送至处理电路120。
此外，储存于装置110_1的电池参数116可包含开路电压(open circuit voltage，OCV)、最大化学容量(maximal chemical capacity，Qmax)、电池阻值和/或任何其他参数，当装置110_1最初连接到处理电路120时，电池参数116可经由通信接口118被传送至处理电路120。
类似地，诸如装置110_N的其他装置也将电池的电压、电流和温度的数字码(digital code)传送至处理电路120。
处理电路120可以是能够执行通用计量主算法(universal gauge masteralgorithm)的应用处理器，或者处理电路120可以是具有能够执行通用计量主算法的电路的电源管理集成电路(power management integrated circuit，PMIC)。处理电路120在接收到装置110_1的电池112的电池参数以及诸如电压、电流和温度的数字码的电池信息后，可根据电池参数建立电池112的电池模型(battery model)，并使用该电池模型和电池信息以确定计量结果(gauge result)，其中计量结果可以包括充电状态、剩余容量、完全充电容量(full charge capacity)、健康状态、寿命或与电池112相关的任何其他信息。注意，生成上述计量结果是本领域技术人员所熟知的，在此不再赘述。
此外，处理电路120还可以利用该电池模型以及其他装置(例如装置110_N)的电池信息来判断装置110_N内电池的计量结果。
处理电路120分别判断出各装置的计量结果后，将这些计量结果通过多媒体接口130传送至后续元件。例如，若处理电路120位于手机内，则计量结果可以显示在屏幕上，以便用户可以看到不同装置的计量结果。又例如，若装置110_1位于包含处理电路120的手机内，而装置110_2位于该手机外部，则处理电路120可以在手机屏幕上显示装置110_1的计量结果，并将装置110_2的计量结果传送至装置110_2。
在图1所示的上述实施例中，由于装置110_1～110_N的电池信息直接传送至处理电路120以产生对应的计量结果，因此装置内无须设置电池电量计，可降低装置110_1～110_N的制造成本。另外，由于处理电路120的通用计量主算法具有更多的功能和更好的准确性，因此计量结果将更符合电池的真实状态。
在一个实施例中，并非所有装置110_1～110_N的计量结果都经由多媒体接口130传送至后续元件，可以分析装置110_1～110_N中的两个或多个电池信息或计量结果，以确定输出的计量结果。具体而言，处理电路120可基于装置110_1～110_N中的至少两个装置的电池信息或计量结果以及多电池系统100的状态或特性，来产生输出的计量结果。例如，假设装置110_1和110_2是折叠式手机的两个部分内的两个电池组，如果装置110_2的电池电量下降太多以至于折叠式手机需要关机或进入省电模式，则处理电路120可以主要根据装置110_2的电池信息或计量结果，产生输出的计量结果，即输出的计量结果通过多媒体接口130显示可折叠手机的剩余电量不足，即使装置110_1的电池信息或计量结果表明其电池电量充足。
图2为根据本发明一个实施例的多电池系统200的示意图。如图2所示，多电池系统200包括多个装置210_1～210_N、处理电路220以及多媒体接口230，其中N可为大于1的任何合适的正整数。在此实施例中，装置210_1～210_N中的每个装置都包括电池212、包括ADC模块215的测量电路214、电池参数216、通信接口218和电池电量计219。
在图2所示的实施例中，装置210_1～210_N中的每一者可以是电池组(batterypack)或包含电池的电子装置。举例来说，装置210_1～210_N中的一者或多者可以是包含处理电路220的手机或平板电脑中的电池组。此外，装置210_1～210_N中的一者或多者可以是能够与包含处理电路220的手机或平板电脑通信的耳机、手表或任何其他电子装置，在一个实施例中，其中装置210_1～210_N中的两个装置被包含在包含处理电路220的手机中，即两个装置为两个电池组。在另一实施例中，装置210_1被包含在包含处理电路220的手机中，而装置210_2是无线连接至该手机的耳机或手表。
在装置210_1的运行中，测量电路214用于测量电池212的电压、电流和温度，ADC模块215对电池212的电压、电流和温度分别进行模数转换操作，以产生对应的数字码(digital code)。
电池电量计219是具有较少功能和精度的简单的电量计，电池电量计219接收电池212的电压、电流和温度等电池信息，生成简单的计量结果，其中该简单的计量结果可以包括充电状态和剩余容量。此外，电池电量计219可通过通信接口218将简单的计量结果传送至多媒体接口230等后续元件，或电池电量计219可通过通信接口218将简单的计量结果传送至处理电路220。
此外，装置210_1所储存的电池参数216可包括OCV、Qmax、电池电阻值和/或任何其他参数，当装置210_1最初连接到处理电路220时，电池参数216可经由通信接口218被传送至处理电路220。
类似地，其他装置(例如装置210_N)也可以将其电池的电压、电流和温度的数字码传送至处理电路220。
处理电路220可以是能够执行通用计量主算法(universal gauge masteralgorithm)的应用处理器，或者处理电路220可以是具有能够执行通用计量主算法的电路的PMIC。处理电路220在接收到装置210_1的电池212的电池参数和诸如电压、电流和温度的数字码的电池信息后，可根据电池参数建立电池212的电池模型(battery model)，并使用电池模型和电池信息以确定计量结果(gauge result)，其中计量结果可以包括充电状态、剩余容量、完全充电容量、健康状态、寿命或与电池212相关的任何其他信息。
此外，计量结果的产生也可以指电池电量计219所产生的简单的计量结果。
此外，处理电路220还可以利用电池模型以及其他装置(例如装置210_N)的电池信息来判断装置210_N内电池的计量结果。
处理电路220分别判断出各装置的计量结果后，将这些计量结果通过多媒体接口230传送至后续元件。例如，若处理电路220位于手机内，则计量结果可以显示在屏幕上，以便用户可以看到不同装置的计量结果。又例如，若装置210_1位于包含处理电路220的手机内，而装置210_2位于该手机外部，则处理电路220可以在手机屏幕上显示装置210_1的计量结果，并将装置210_2的计量结果传送至装置210_2。
在一个实施例中，电池电量计219可根据装置210_1与处理电路220之间的连接而启动或关闭。具体而言，若处理电路220未连接至装置210_1，则电池电量计219可被启动，生成简单的计量结果；若处理电路220连接至装置210_1，则电池电量计219可被关闭，仅将处理电路220产生的计量结果传送至多媒体接口230。
在图2所示的上述实施例中，由于装置210_1～210_N的电池信息被直接传送至处理电路220以产生对应的计量结果，因此装置可以只具有简单的电池电量计，可降低装置210_1～210_N的制造成本。另外，由于处理电路220的通用计量主算法具有更多的功能和更好的准确性，因此计量结果将更符合电池的真实状态。
在替代实施例中，可以组合多电池系统100和多电池系统200，使得装置的一部分没有任何电池电量计，而装置的另一部分具有简单的电池电量计。
图3为根据本发明一个实施例的多电池系统300的示意图。如图3所示，多电池系统300包括多个装置310_1～310_N、处理电路320以及多媒体接口330，其中N可为大于1的任何合适的正整数。在本实施例中，装置310_1～310_N中的每个装置包括电池312、包括ADC模块315的测量电路314、电池参数316、存储单元317、通信接口318和电池电量计319。
在图3所示的实施例中，装置310_1～310_N中的每一者可以是电池组(batterypack)或包含电池的电子装置。举例来说，装置310_1～310_N中的一者或多者可以是包含处理电路320的手机或平板电脑中的电池组。此外，装置310_1～310_N中的一者或多者可以是能够与包含处理电路320的手机或平板电脑通信的耳机、手表或任何其他电子装置。在一个实施例中，其中装置310_1～310_N中的两个装置被包含在包含处理电路320的手机中，即该两个装置为两个电池组。在另一实施例中，装置310_1被包含在包含处理电路320的手机中，而装置310_2是无线连接至该手机的耳机或手表。
在装置310_1的运行中，测量电路314用于测量电池312的电压、电流和温度，ADC模块315对电池312的电压、电流和温度分别进行模数转换操作，以产生对应的数字码(digital code)。
电池电量计319是具有较少功能和精度的简单的电量计，电池电量计319接收电池312的电压、电流和温度等电池信息，生成简单的计量结果，其中该简单的计量结果可以包括充电状态和剩余容量。此外，电池电量计319可通过通信接口318将简单的计量结果传送至多媒体接口230等后续元件，或电池电量计319可通过通信接口318将简单的计量结果传送至处理电路320。
此外，存储单元317储存电池信息历史(battery information history)，其中电池信息历史包括在过去一段时间(例如数小时或数天)电池312的电压、电流和温度的数字码。
此外，装置310_1所储存的电池参数316可包括OCV、Qmax、电池电阻值和/或任何其他参数，当装置310_1最初连接到处理电路320时，电池参数316可经由通信接口318被传送至处理电路320。
类似地，其他装置(例如装置310_N)也可以将其电池的电压、电流和温度的数字码传送至处理电路320。
处理电路320可以是能够执行通用计量主算法(universal gauge masteralgorithm)的应用处理器，或者处理电路320可以是具有能够执行通用计量主算法的电路的PMIC。处理电路320在接收到装置310_1的电池312的电池参数和诸如电压、电流和温度的数字码的电池信息后，可根据电池参数建立电池312的电池模型(battery model)，并使用电池模型和电池信息以确定计量结果(gauge result)，其中计量结果可以包括充电状态、剩余容量、完全充电容量、健康状态、寿命、剩余容量历史或与电池312相关的任何其他信息。
此外，处理电路320还可以利用电池模型以及其他装置(例如装置310_N)的电池信息来判断装置310_N内电池的计量结果。
处理电路320分别判断出各装置的计量结果后，将这些计量结果通过多媒体接口330传送至后续元件。例如，若处理电路320位于手机内，则计量结果可以显示在屏幕上，以便用户可以看到不同装置的计量结果。又例如，若装置310_1位于包含处理电路320的手机内，而装置310_2位于该手机外部，则处理电路320可以在手机屏幕上显示装置310_1的计量结果，并将装置310_2的计量结果传送至装置310_2。
在图3所示的上述实施例中，由于装置310_1～310_N的电池信息被直接传送至处理电路320以产生对应的计量结果，因此装置可以只具有简单的电池电量计，可降低装置310_1～310_N的制造成本。另外，由于处理电路320的通用计量主算法具有更多的功能和更好的准确性，因此计量结果将更符合电池的真实状态。
在替代实施例中，可以组合多电池系统100、多电池系统200和/或多电池系统300，使得装置的一部分没有任何电池电量计，装置的另一部分具有简单的电池电量计，并且装置的再一部分具有存储单元用于存储电池信息历史。
本领域的技术人员将容易地认识到在保留本发明的教导的同时可以对装置和方法进行许多修改和改变。因此，上述公开内容应被解释为仅受所附权利要求的限制。

Claims (15)

1.一种多电池系统，包括：
多个装置，其中所述多个装置中的每个装置包括：
电池；
测量电路，用于测量所述电池以生成电池信息；以及
通信接口，耦接到所述测量电路，用于传送所述电池信息；
处理电路，用于接收所述多个装置的多个电池信息，并使用通用的计量主算法分别处理所述多个装置的多个电池信息，生成多个计量结果。
2.如权利要求1所述的多电池系统，其中，所述电池信息包括所述电池的电压、电流和温度的数字码。
3.如权利要求1所述的多电池系统，其中，所述多个装置中的每个装置包括电池参数，所述每个装置通过所述通信接口将所述电池参数传送至所述处理电路，所述处理电路根据所述电池参数建立电池模型，并且所述处理电路使用所述电池模型和所述电池信息来确定对应装置的计量结果。
4.如权利要求1所述的多电池系统，其中，所述多个装置包括第一装置和第二装置，并且所述第一装置和所述第二装置以及所述处理电路位于一个电子装置内。
5.如权利要求1所述的多电池系统，其中，所述多个装置包括第一装置和第二装置，所述第一装置和所述处理电路位于一个电子装置内，所述第二装置位于所述电子装置外部并且与所述电子装置无线通信。
6.如权利要求1所述的多电池系统，其中，所述多个装置包括第一装置，并且所述第一装置还包括：
电池电量计，用于根据所述电池信息生成简单的计量结果；
其中，所述电池电量计通过所述通信接口将所述简单的计量结果传送至所述处理电路。
7.如权利要求1所述的多电池系统，其中，所述多个装置包括第一装置，并且所述第一装置还包括：
存储单元，用于存储电池信息历史，所述电池信息历史包括在过去一段时间内所述电池的电压、电流和温度的数字码；
其中，所述电池信息历史通过所述通信接口传送至所述处理电路。
8.如权利要求1所述的多电池系统，其中，所述多个计量结果分别对应于所述多个装置的多个电池，并且每个计量结果包括相应电池的充电状态、剩余容量、完全充电容量、健康状态和寿命中的至少一个。
9.如权利要求1所述的多电池系统，其中，所述处理电路根据所述多个计量结果中的第一计量结果和第二计量结果以及所述多电池系统的状态或特性，产生输出的计量结果。
10.一种电子装置内的处理方法，所述方法包括以下步骤：
从第一装置接收第一电池信息，其中所述第一电池信息对应于所述第一装置内的第一电池；
使用通用计量主算法来处理所述第一电池信息以产生第一计量结果；
从第二装置接收第二电池信息，其中所述第二电池信息对应于所述第二装置内的第二电池；以及
使用所述通用计量主算法处理所述第二电池信息以产生第二计量结果。
11.如权利要求10所述的处理方法，其中所述第一装置和所述第二装置位于所述电子装置内。
12.如权利要求10所述的处理方法，其中，所述第一装置位于所述电子装置内，所述第二装置位于所述电子装置外部。
13.如权利要求10所述的处理方法，还包括：
从所述第一装置接收所述第一电池的电池参数；
根据所述电池参数建立所述第一电池的电池模型；以及
使用所述通用计量主算法处理所述第一电池信息以生成所述第一计量结果的步骤包括：
使用所述通用计量主算法和所述电池模型处理所述第一电池信息以生成所述第一计量结果。
14.如权利要求10所述的处理方法，其中，所述第一计量结果包括所述第一电池的充电状态、剩余容量、完全充电容量、健康状态和寿命中的至少一个；所述第二计量结果包括所述第二电池的充电状态、剩余容量、完全充电容量、健康状态和寿命中的至少一者。
15.如权利要求10所述的处理方法，其中，还包括：
根据所述第一计量结果和所述第二计量结果以及所述电子装置的状态或特性，产生输出的计量结果。
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