CN217882916U

CN217882916U - 双电池均衡管理电路、双电池并联充放电模组及移动终端

Info

Publication number: CN217882916U
Application number: CN202221884118.1U
Authority: CN
Inventors: 祁庆克
Original assignee: Nubia Technology Co Ltd
Current assignee: Nubia Technology Co Ltd
Priority date: 2022-07-21
Filing date: 2022-07-21
Publication date: 2022-11-22
Anticipated expiration: 2032-07-21

Abstract

本实用新型提供一种双电池均衡管理电路，包括设有第一开关的放电通道以及设有第一电阻的均衡通道，放电通道与均衡通道的两端分别用于第一电池与第二电池。还提供一种双电池并联充放电模组，包括SOC芯片、电池管理芯片、第一电池、充电芯片、第二电池、双电池均衡管理电路；其中：双电池均衡管理电路包括设有第一开关的放电通道以及设有第一电阻的均衡通道；第一电池与电池管理芯片及放电通道的第一端部、均衡通道的第一端部相连；第二电池与充电芯片及放电通道的第二端部、均衡通道的第二端部相连；SOC芯片与双电池均衡管理电路、电池管理芯片、充电芯片相连。本实用新型能支持使用两块不同容量的电芯电池并联使用。

Description

双电池均衡管理电路、双电池并联充放电模组及移动终端

技术领域

本实用新型涉及电池充放电管理技术领域，尤其涉及一种双电池均衡管理电路、双电池并联充放电模组及移动终端。

背景技术

现在手机的充电功率越来越大，120W/135W等高充电功率已经普及商用，更高充电功率也在研发之中，不久的将来也会商业化应用；由于充电功率的提升，高功率手机的电池业界多采用双电芯串联的设计方式。

现阶段的双电芯并联电池设计，采用单电芯并联，对充电电路的要求低，但是要求单电芯电池的性能要完全相同(如电芯容量，内阻，保护板内阻等)，可见，双电芯串联对电池要求采用相同体积、相同容量的电芯，对电芯的选择应用非常受限制，不便利；无法实现不同容量电池的并联。

实用新型内容

本实用新型的特征和优点在下文的描述中部分地陈述，或者可从该描述显而易见，或者可通过实践本实用新型而学习。

为克服现有技术的问题，本实用新型提供一种双电池均衡管理电路，包括设有第一开关的放电通道以及设有第一电阻的均衡通道，所述放电通道与所述均衡通道的两端分别用于连接第一电池与第二电池。

在本申请的一个实施例中，还包括与所述第一电阻并联的加速均衡通道，所述加速均衡通道包括串联的第二开关及第二电阻。

在本申请的一个实施例中，所述第一电阻的阻值大于所述第二电阻的阻值。

在本申请的一个实施例中，所述第一开关和所述第二开关通过逻辑控制器控制。

本申请还提供一种双电池并联充放电模组，包括SOC芯片、电池管理芯片、第一电池、充电芯片、第二电池、双电池均衡管理电路；其中：

所述双电池均衡管理电路包括设有第一开关的放电通道以及设有第一电阻的均衡通道；

所述第一电池与所述电池管理芯片及所述放电通道的第一端部、所述均衡通道的第一端部相连；

所述第二电池与所述充电芯片及所述放电通道的第二端部、所述均衡通道的第二端部相连；

所述SOC芯片与所述双电池均衡管理电路、所述电池管理芯片、所述充电芯片相连。

在本申请的一个实施例中，所述双电池均衡管理电路还包括与所述第一电阻并联的加速均衡通道，所述加速均衡通道包括串联的第二开关及第二电阻。

在本申请的一个实施例中，所述第一开关和所述第二开关通过逻辑控制器控制，所述逻辑控制器与所述SOC芯片相连。

在本申请的一个实施例中，还包括第一检流电阻和第二检流电阻，其中：

所述第一检流电阻的一端与所述第一电池、所述电池管理芯片相连，另一端接地；

所述第二检流电阻的一端与所述第二电池、所述充电芯片相连，另一端接地。

本申请提供一种移动终端，包括上述的双电池并联充放电模组。

本实用新型提供的双电池均衡管理电路能支持使用两块不同容量的电芯电池并联使用，本实用新型提供的双电池并联充放电模组及移动终端，将2块独立的不同容量电池通过双电池均衡管理电路并入终端系统，有效提升电池在终端开发中的应用便利性。

通过阅读说明书，本领域普通技术人员将更好地了解这些技术方案的特征和内容。

附图说明

下面通过参考附图并结合实例具体地描述本实用新型，本实用新型的优点和实现方式将会更加明显，其中附图所示内容仅用于对本实用新型的解释说明，而不构成对本实用新型的任何意义上的限制，在附图中：

图1为本实用新型实施例的双电池均衡管理电路的结构示意图一。

图2为本实用新型实施例的双电池均衡管理电路的结构示意图二。

图3为本实用新型实施例的双电池并联充放电模组的结构示意图。

附图标记：

10-放电通道；11-第一开关；20-均衡通道；21-第一电阻；30-加速均衡通道；31-第二电阻；32-第二开关；33-逻辑控制器；40-双电池均衡管理电路；51-第一电池；52-第一电池连接器；53-电池管理芯片；54-第一检流电阻；61-第二电池；62-第二电池连接器；63-充电芯片；64-第二检流电阻；71-SOC芯片；72-电源线接口。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

如图1所示，本实用新型提供一种双电池均衡管理电路，包括设有第一开关11的放电通道10以及设有第一电阻21的均衡通道20，放电通道10与均衡通道20的两端分别用于连接第一电池与第二电池。

在充电阶段，第一开关11断开，放电通道10处于关闭状态，此时，第一电池与第二电池可以单独进行充电，充电电流可以按照电池容量比例进行，如第一电池与第二电池分别为2500mAh和3000mAh，则恒流充电电流按照2.5A和3A进行充电。

在放电阶段，第一开关11闭合，放电通道10处于开启状态，实现双电池给系统同时供电。

实施例1

在充电阶段，第一开关11断开，放电通道10处于关闭状态，此时，第一电池与第二电池可以单独进行充电，充电电流可以按照电池容量比例进行，如第一电池与第二电池分别为2500mAh和3000mAh，则恒流充电电流按照2.5A和3A进行充电。在放电阶段，第一开关11闭合，放电通道10处于开启状态，实现双电池给系统同时供电。

上述第一电阻21可以实现关机后的双电池并联均衡，均衡是指可使个单体电池的电压趋于一致，不存在某一单体电压太高或太低的情况。

本实施例提供一种双电池均衡管理电路，在充电阶段断开放电通道，使两个电池可以单独进行充电，在放电阶段开启放电通道，使第一电池与第二电池能实现并联放电。

实施例2

如图2所示，本实用新型提供一种双电池均衡管理电路，包括放电通道10、均衡通道20以及加速均衡通道30。放电通道10与均衡通道20的两端分别用于连接第一电池与第二电池。

其中，放电通道10上设有第一开关11；均衡通道20上设有第一电阻21；加速均衡通道30上设有第二开关32及第二电阻31，且第二开关32及第二电阻31是串联的。第一电阻21的阻值大于第二电阻31的阻值，如此，当第二开关32闭合时，均衡电阻就是第一电阻21、第二电阻31并联后的阻值。当第二开关32断开时，均衡电阻就是第二电阻31的阻值，可见，当第二开关32闭合时，可以加速均衡。

上述第一开关11和第二开关32通过逻辑控制器33控制，如此可以控制第一开关11和第二开关32，进而控制放电通道10与加速均衡通道的开启和关闭。

本实施例提供的双电池均衡管理电路，均衡电阻可以为第一电阻21，或第一电阻21和第二电阻31并联，第一电阻21和第二电阻31并联后降低了均衡阻抗，提升了均衡效率。

实施例3

如图3所示，本申请还提供一种双电池并联充放电模组，包括SOC芯片71、电池管理芯片53、第一电池51、充电芯片63、第二电池61、双电池均衡管理电路40；其中：

双电池均衡管理电路40为上述实施例1或实施例2提供的双电池均衡管理电路，在此不再赘述。

第一电池51通过第一电池连接器52与电池管理芯片53及双电池均衡管理电路40中放电通道10的第一端部、均衡通道20的第一端部相连。在具体实施时，放电通道10的第一端部、均衡通道20的第一端部可以先连接在一起，再通过第一电池连接器52与第一电池51相连。

电池管理芯片53为现有市面上可以实现充电、电源功率路径管理(VPH_PWR)、支持电池电压检测(VBAT1_Vsns信号)、支持电池输入和输出电流检测(BAT1_Isns信号)的电池管理芯片。可见，电池管理芯片53可以实现对其他各个电源管理器72和独立电源的供电，SOC芯片71的供电就是由其他各个电源管理器72提供的。此外，电池管理芯片53还可以实现第一电池51的电芯电压的检测。

第二电池61通过第二电池连接器62与充电芯片63及双电池均衡管理电路40中放电通道10的第二端部、均衡通道20的第二端部相连。在具体实施时，放电通道10的第二端部、均衡通道20的第二端部可以先连接在一起，再通过第二电池连接器62与第二电池61相连。

充电芯片63为现有市面上可以支持电池电压检测(VBAT2_Vsns),支持电池输入和输出电流检测(BAT2_Isns信号)的充电芯片。可见，充电芯片63可以实现第二电池61的电芯电压的检测。

电池管理芯片53、充电芯片63均与电源线接口73相连。当电源线接口73连接外部电源后，就会检测到充电电源VBUS。

SOC芯片71与双电池均衡管理电路40、电池管理芯片53、充电芯片63相连。

SOC芯片71通过SPMI协议使电池管理芯片53、充电芯片63为第一电池51、第二电池61充电时，充电电流能按照电池容量比例进行，如第一电池为2500mAh，第二电池为3000mAh，则电池管理芯片53为第一电池51充电的恒流充电电流为2.5A，充电芯片63为第二电池61充电的恒流充电电流为3A。

SOC芯片71能控制双电池均衡管理电路40中放电通道10的开启或关闭。在充电阶段，放电通道10通道处于关闭状态，第一开关11断开，此时，由电池管理芯片53为第一电池51单独充电，充电芯片63为第二电池61，充电电流按照电池容量比例进行。充满电后，第一电池51和第二电池61均达到SOC 100％电量，电池管理芯片53和充电芯片63停止给第一电池51和第二电池61充电，此时第一开关11闭合，放电通道10处于开启状态，实现双电池给系统同时供电。

当双电池均衡管理电路包括放电通道10、均衡通道20以及加速均衡通道30时。双电池均衡管理电路40中的逻辑控制器33与SOC芯片71相连。SOC芯片71通过逻辑控制器33可以控制放电通道10及加速均衡通道30的开启或关闭。

更具体地，当电源线接口73连接外部电源后，SOC芯片71控制逻辑控制器33关闭放电通道10和加速均衡通道30，由电池管理芯片53为第一电池51单独充电，充电芯片63为第二电池61，充电电流按照电池容量比例进行。

第一电池51在充满电芯电量100％后，电池管理芯片53关闭给第一电池51充电，进而维持给系统提供VPH_PWR电源；第二电池61在充满电芯电量100％后，充电芯片63关闭第二电池61充电。第一电池51和第二电池61均充满电后，且电源线接口73不再连接电源后，SOC芯片71控制逻辑控制器33的放电通道10导通，实现双电芯并联放电。

当充电在第一电池51、第二电池61均未达到电芯电量100％，但又停止充电时，此时两个电池的由于前期充电电流不能达到绝对与电池容量成正比，会存在两个电池的OCV(开路电压)不同；

如果第一电池51和第二电池61的OCV相差不大，小于IBAT目标最大值，则SOC芯片71开启放电通道10，通过快充实现均衡和对负载并联供电。

如果第一电池51和第二电池61的OCV相差较大，大于IBAT目标最大值，则SOC芯片71开启加速均衡通道30，让第一电阻21和第二电阻31形成并联，降低均衡电阻的阻值(相对于外部均衡电阻R2)，减少均衡发热，提高均衡效率和速率，快充实现均衡和对负载并联供电。

上述OCV的计算可以采用本领域技术人员常用的方法，例如通过电池管理芯片53、充电芯片63采集的电池电芯电压V_bat、电池流出电流I_bat，计算出电芯内阻R_bat，即推算出电池OCV＝V_bat+R_bat*I_bat。IBAT目标最大值分别对应第一电池51的最大输入电流和第二电池61的最大输出电流或者第二电池61的最大输入电流和第一电池51最大输出电流。

实施例4

如图3所示，本实施例也提供了一种双电池并联充放电模组，结构基本与实施例3相同，在此不再赘述。其区别在于：本实施例中，该双电池并联充放电模组还包括第一检流电阻54和第二检流电阻64。

第一检流电阻54的一端与第一电池51、电池管理芯片53相连，另一端接地；电池管理芯片53采集第一检流电阻54的电压，通过电流公式即可计算出第一电池51的流入和流出的电流。

第二检流电阻64的一端与第二电池61、充电芯片63相连，另一端接地。充电芯片63采集第二检流电阻64的电压，通过电流公式即可计算出第二电池61的流入和流出的电流。

本实施例提供的双电池并联充放电模组通过第一检流电阻54、第二检流电阻64的设置可以实时检测第一电池51、第二电池61的流入和流出的电流。

实施例5

本申请提供一种移动终端，包括上述任一实施例提供的双电池并联充放电模组。

本实用新型提供的双电池均衡管理电路结构简单，能持不同容量(A≠BmAh)电池并联的充电、放电管理。本实用新型提供的双电池并联充放电模组及移动终端，能支持关机后电池并联均衡、开机放电时由多种不同的放电均衡通道可供选择，在保证电池安全的前提下，实现不同容量电池并联安全使用。

以上参照附图说明了本实用新型的优选实施例，本领域技术人员不脱离本实用新型的范围和实质，可以有多种变型方案实现本实用新型。举例而言，作为一个实施例的部分示出或描述的特征可用于另一实施例以得到又一实施例。以上仅为本实用新型较佳可行的实施例而已，并非因此局限本实用新型的权利范围，凡运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效变化，均包含于本实用新型的权利范围之内。

Claims

1.一种双电池均衡管理电路，其特征在于，包括设有第一开关的放电通道以及设有第一电阻的均衡通道，所述放电通道与所述均衡通道的两端分别用于连接第一电池与第二电池。

2.根据权利要求1所述的双电池均衡管理电路，其特征在于，还包括与所述第一电阻并联的加速均衡通道，所述加速均衡通道包括串联的第二开关及第二电阻。

3.根据权利要求2所述的双电池均衡管理电路，其特征在于，所述第一电阻的阻值大于所述第二电阻的阻值。

4.根据权利要求2所述的双电池均衡管理电路，其特征在于，所述第一开关和所述第二开关通过逻辑控制器控制。

5.一种双电池并联充放电模组，其特征在于，包括SOC芯片、电池管理芯片、第一电池、充电芯片、第二电池、双电池均衡管理电路；其中：

6.根据权利要求5所述的双电池并联充放电模组，其特征在于，所述双电池均衡管理电路还包括与所述第一电阻并联的加速均衡通道，所述加速均衡通道包括串联的第二开关及第二电阻。

7.根据权利要求6所述的双电池并联充放电模组，其特征在于，所述第一电阻的阻值大于所述第二电阻的阻值。

8.根据权利要求6所述的双电池并联充放电模组，其特征在于，所述第一开关和所述第二开关通过逻辑控制器控制，所述逻辑控制器与所述SOC芯片相连。

9.根据权利要求5所述的双电池并联充放电模组，其特征在于，还包括第一检流电阻和第二检流电阻，其中：

10.一种移动终端，其特征在于，包括如权利要求5至9任一所述的双电池并联充放电模组。