CN219247499U - 电池模组和移动终端 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及电子器械技术领域，公开了一种电池模组和移动终端。电池模组包括：电芯、电池保护板、第一支路及连接器；电芯，用于存储和释放电荷；电池保护板，分别与电芯及连接器耦接，用于根据电池模组的电池数据检测结果，变更电芯与外部电路的连通状态，并将电池数据传输至连接器；第一支路一端与电芯的负极连接，另一端与连接器连接，用于将电芯的负极电压传输至连接器；连接器，用于将电池模组与外部主机连通，并将电池数据及电芯的负极电压传输至外部主机，供外部主机根据电池数据及电芯的负极电压，确定电池模组的电芯电压。便于外部主机简单高效的获取电池模组电芯电压，从而提高电池模组充电效率和安全性。

Description

电池模组和移动终端

技术领域

本实用新型实施例涉及电子器械技术领域，特别涉及一种电池模组和移动终端。

背景技术

随着电子制造技术的日益发展，各类型电子产品都得到了广泛的应用，随着市场对手机等数码产品的充电速度和安全性要求越来越高，手机等数码产品的充电功率越来越大，从30W、66W、120W甚至发展到了超过200W，为满足此类需求，电池需要能满足6A、13A甚至超过20A的充电电流，电池进行快速充电时需要监控电池电压或者电芯电压，避免电池出现发鼓、漏液甚至起火等严重的安规隐患。

当前常用的电池充电方案中，主机设备通过电池模组中的连接器，获取电池保护板中多个端口上的电池数据，进而根据电池模组正极电位和电池模组负极电位获取电池电压。根据电池电压与电池最大电压的关系，进行电池模组充电制式的选择，从而提高电池模组的充电速度；或者在电池保护板中采用定制的电量计IC对电池模组的电芯电压进行测量，主机根据获取到的电芯电压进行电池模组充电制式的选择以实现电池快速充电。

实用新型内容

本申请部分实施例的目的在于提供一种电池模组和移动终端，通过在电池模组中设计直接输出电芯负极电位的支路，使得外部主机能够根据电池模组正极电位和电芯负极电位简单高效的获取电池模组的电芯电压，便于主机根据电芯电压进行充电制式的选择，以提高电池模组的充电效率和安全性。

为至少解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种电池模组，包括：电芯、电池保护板、第一支路及连接器；所述电芯，用于存储和释放电荷；所述电池保护板，分别与所述电芯及所述连接器耦接，用于根据所述电池模组的电池数据检测结果，变更所述电芯与外部电路的连通状态，并将包含所述电池模组正极电位的所述电池数据传输至所述连接器；所述第一支路一端与所述电芯的负极连接，另一端与所述连接器连接，用于将所述电芯的负极电位传输至所述连接器；所述连接器，用于将所述电池模组与外部主机连通，并将所述电池数据及所述电芯的负极电位传输至所述外部主机，供所述外部主机根据所述电池模组正极电位及所述电芯的负极电位，确定所述电池模组的电芯电压。

另外，所述第一支路包括：第一限流电阻；所述第一限流电阻的一端与所述电芯的负极连接，另一端与所述连接器连接，用于限制所述第一支路的短路电流。

另外，所述第一支路还包括：第一防护单元；所述第一防护单元与所述第一限流电阻并联，用于防护浪涌电流和静电释放。

另外，所述第一防护单元包括至少一个电容或至少一个瞬态二极管。

另外，所述电池模组还包括：第二支路；所述第二支路的一端与所述电芯的正极连接，另一端与所述连接器连接，用于将所述电芯的正极电位传输至所述连接器；所述连接器还用于将所述电芯的正极电位传输至所述外部主机，供所述外部主机根据所述电芯的正极电位及所述电芯的负极电位确定所述电芯电压。

另外，所述第二支路包括：第二限流电阻；所述第二限流电阻的一端与所述电芯的正极连接，另一端与所述连接器连接，用于限制所述第二支路的短路电流。

另外，所述第二支路还包括：第二防护单元；所述第二防护单元与所述第二限流电阻并联，用于防护浪涌电流和静电释放。

另外，所述第二防护单元包括至少一个电容或至少一个瞬态二极管。

另外，所述电池保护板包括至少两个依次级联的电池保护电路。

为至少解决上述技术问题，本申请实施例还提供了一种移动终端，包括：控制单元及如上所述的电池模组；所述电池模组通过连接器与所述控制单元连接，用于存储电荷、为所述移动终端供电，并向所述控制单元上报所述电池模组的电池数据；所述控制单元用于根据所述电池数据，获取所述电池模组的电芯电压，并根据所述电芯电压控制所述电池模组的充电。

为至少解决上述技术问题，本申请实施例还提供了一种充电方法，应用于上述移动终端，包括：获取电池模组的电芯电压；在充电电路导通的情况下，检测所述电芯电压是否处于快充电压区间；在所述电芯电压处于所述快充电压区间的情况下，采用第一电流为所述电池模组充电。

另外，在所述检测所述电芯电压是否处于快充电压区间后，还包括：在所述电芯电压不处于所述快充电压区间的情况下，获取所述电芯电压与所述快充电压区间上限或下限之间的差值，采用电流大小根据所述差值大小确定的第二电流为所述电池模组充电，所述第二电流的大小小于所述第一电流。

另外，在所述获取电池模组的电芯电压后，还包括：检测所述电芯电压是否小于第一预设电压，所述第一预设电压为所述电池模组的电芯在充电过程中发生副反应的临界电压；在所述电芯电压小于所述第一预设电压的情况下，发起电池更换告警。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是根据本申请实施例提供的一种电池模组的结构示意图；

图2是根据本申请实施例提供的一种电池保护板的电路结构示意图；

图3是根据本申请实施例提供的另一种电池保护板的电路结构示意图；

图4是根据本申请实施例提供的另一种电池模组的结构示意图；

图5是根据本申请实施例提供的一种电池模组的电路结构示意图；

图6是根据本申请实施例提供的另一种电池模组的电路结构示意图；

图7是根据本申请实施例提供的又一种电池模组的电路结构示意图；

图8是根据本申请实施例提供的再一种电池模组的电路结构示意图；

图9是根据本申请另一实施例提供的一种移动终端的结构示意图；

图10是根据本申请另一实施例提供的一种充电方法的流程图。

具体实施方式

本申请实施例提供的一种电池模组，在电池模组中设置一端与电芯的负极连接，另一端与连接器连接的第一支路，使得电池模组不仅可以通过连接器将电池保护板中各端口包括电池模组正极电位在内的电池数据传输至外部主机，还可以通过第一支路和连接器直接将电芯的负极电位传输至外部主机。通过设置第一支路，使得电池模组中电芯的负极电位可以直接通过连接器传输至外部主机，使得外部主机能够根据电池数据中的电池模组正极电位和电芯的负极电位准确高效的获取电池模组的电芯电压，便于外部主机根据电芯电压进行充电制式的选择，提高电池模组快速充电的安全性和充电效率。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本实用新型的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。

下面将结合具体的实施例对本申请记载的电池模组的实现细节进行具体的说明，电池模组可以是内置不可拆卸的电池，也可以是外置可更换电池，以下内容仅为方便理解提供的实现细节，并非实施本方案的必须。

本申请实施例的第一方面提供了一种电池模组10，包括：电芯101、电池保护板102、第一支路103及连接器104；

在电池模组10的使用过程中，连接器104分别与电池模组10连接的外部主机，例如，手机、电脑等电子设备，通过连接器104上的多个引脚进行连接，将电池模组10与外部主机连通。电池模组10中的电芯101在电池模组10与外部主机联通后，在采用电池模组10进行外部主机供电的过程中，释放电芯101中存储的电荷。在利用外部主机中的充电回路进行电池模组10充电的过程中，对充电回路传输至电池模组10的电荷进行存储。为了避免电芯101在使用过程中出现过充、过放、过流、短路等问题，以及出于对电芯101充电时的高温保护，在电池模组10中设置电池保护板102。电池保护板102一侧分别与电芯101的正极和负极连接，另一侧通过多个端口与连接器104上多个引脚对应的接口耦接，在电池模组10工作过程中，利用多个端口对电池模组10的电池数据进行采样，并根据电池模组10的电池数据对电芯101与外部主机的外部电路之间的连通状态进行变更，并将电池模组10正极电位在内的电池数据传输至连接器104。此外，电池模组10中还设置了第一支路103，第一支路103的一端与电芯101的负极连接，另一端与连接器104连接，用于将电芯101的负极电位传输至连接器104。连接器104在将电池模组10与外部主机联通后，还用于将电池保护板102上多个端口输出的电池数据及第一支路103输出的电芯101的负极电位传输至外部主机，供外部主机根据获取到的电池模组10正极电位及电芯101的负极电位，准确确定出电池模组10的电芯电压，进而可以根据电芯电压对电池模组10的充电制式进行选择和变更。

在一些实施例中，电池保护板的电路结构示意图可以参考图2，一般可以包括：控制IC、精密电阻Rs1，构成开关管Q1的两个MOS管G1和G2、识别电阻R1、具有负温度系数的热敏电阻Rntc。控制IC的一个输入端与电池模组10正极电位输出端口连接，获取电池模组10的正极电位；另外两个输入端分别并联在与电芯CELL负极连接的精密电阻Rs1的两端，通过精密电阻Rs1获取电芯101的负极电位和电流等数据；两个输出端分别与构成开关管Q1的两个MOS管G1和G2的栅极连接，通过调整G1和G2的栅极电压对开关管Q1的导通状态进行控制。电池模组10识别端口通过识别电阻R1的支路输出电池模组10识别数据；温度监测端口通过热敏电阻Rntc支路输出电池模组10的温度数据；电池模组10的正极电位端口和电池模组10的负极电位端口分别输出电池模组10的正极电位和负极电位。

外部主机在对电池模组10进行充电的过程中，一种方案是直接获取电池保护板102上多个端口的电池数据，根据电池模组10的正极电位和负极电位确定电池模组10的电池电压，并根据电池电压进行充电制式的选择和变更。这种充电方案在应用过程中，由于检测的是电池模组10的正负极电位，而电池保护板102又存在一定的阻抗，因此检测到的电池电压不仅包含电芯电压还包括电池保护板102上的电压，由于电池电压获取的不准确，因此快速充电阶段的起始无法准确控制，进而导致电池模组10的充电速率较低。另一种方案是在进行电池模组10构建的过程中，设置定制化的控制IC，即在控制IC中集成电芯电压检测电路，并为控制IC新增一个电芯电位输出端口进行电芯负极电位的输出，主机根据电芯的负极电位和电池数据获取电芯电压进行充电制式的选择和变更。这种充电方法由于控制IC是品牌定制，通用性较差，并且定制化IC的制作难度较大且性价比较低，导致其应用前景差。

而本申请实施例中提供的电池模组10中，在电池模组10构建过程中预先设置一个输出电芯101负极电位的第一支路103，不经过电池保护板102直接利用第一支路103将电芯101的负极电位通过连接器104传输至外部主机，使得外部主机能够根据电池数据中电池模组10的正极电位及电芯101的负极电位准确高效的确定电池模组10的电芯电压，并根据电芯电压进行充电制式的选择和确定，提高外部主机对电池模组10进行充电时的充电效率。并且由于电芯101负极电位的输出不经由电池保护板102，无需对电池保护板102中的控制IC进行定制化设计和制作，可以适用于不同规格的电池模组10的构建中，极大的提升了设计方案的应用前景，并且由于无需定制化设计制作控制IC，降低了电池模组10的生产成本和难度。

在一些实施例中，电池保护板102包括至少两个依次级联的电池保护电路。

在进行电池保护板102构建的过程中，通常电池保护板102中会包含受控制IC主导的一级电池保护电池，电池保护板102的电路结构可以参考图2。其中，控制IC根据精密电阻Rs1的电压采样结果和电池模组10的正极电位，获取电芯101的电芯电压，并根据电芯电压的大小与过放电压及过充电压等电压指标的关系，对开关管Q1的导通或者关断进行控制。在实际使用过程中，可能会发生控制IC由于使用寿命、外部冲击或者电路故障等原因，无法采集电芯电压或者根据电芯电压对开关管Q1的通断进行控制，或者开关管Q1由于故障无法关断等情况，此时电池模组10的安全性无法得到保证。

因此，参考图3，在进行电池保护板102的构建过程中，在精密电阻Rs1的后面串联一个精密电阻Rs2、在控制IC1的后方设置一个控制IC2，并在开关管Q1后面串联一个由两个MOS管G3和G4构成的开关管Q2。将控制IC2的一个输入端与电池模组10的正极电位输出端连接，另外两个输入端分别与精密电阻Rs2的两端连接，将控制IC2的两个输出端分别与G3和G4的栅极连接，并根据采集到的电芯电压调整G3和G4的栅极电压，从而对开关管Q2的导通状态进行控制。

通过在进行电池保护板102构建过程中，设置依次级联的两个电池保护电路，在任一电池保护电路故障的情况下，另一个电池保护电路还可以根据电芯电压对电池模组10与外部主机的连通状态进行调整，尽可能提高电池模组10的容错能力和安全性。

值得一提的是，在电池保护板102构建的过程中，不仅可以设置两级依次级联的电池保护电路，还可以根据安全保护等级的需求，设置两级以上的多级依次级联的电池保护电路，本申请实施例对此不做限制。

在一些实施例中，第一支路103包括：第一限流电阻；第一限流电阻的一端与电芯101的负极连接，另一端与连接器104连接，用于限制第一支路103的短路电流。

在设置第一支路103直接将电芯101的负极电位通过连接器104输出后，第一支路103上在电池模组10发生短路的情况下，由于第一支路103上的阻抗较小，会导致第一支路103上的短路电流很大，进而引起过流或者发热等安全问题。因此，在进行第一支路103设置的过程中，在第一支路103中设置一个一端与电芯101的负极连接，另一端与连接器104连接的第一限流电阻，通过第一限流电阻将第一支路103的短路电流限制在一个较小的值，避免第一支路103在短路或者短接时电池模组10发生安全问题，提高电池模组10的安全性。

值得一提的是，第一限流电阻可以直接由单个电阻构成，也可以由串联的多个电阻构成，本申请实施例对此不做限制。

在一些实施例中，第一支路103还包括：第一防护单元，第一防护单元与第一限流电阻并联，用于防护浪涌电流和静电释放。

在设置第一支路103将电芯101的负极电位通过连接器104输出后，电芯101与外部主机接通瞬间或是在电池模组10出现异常的情况下，第一支路103中会产生的远大于稳态电流的浪涌电流，进而导致电芯101或者电池模组10由于电流过大出现损坏或者烧毁等安全问题。此外，在电池模组10工作过程中，可能在第一支路103上产生未受控制的静电荷转移，进而导致电池模组10发生微芯片受损。因此，在进行第一支路103的设置过程中，在设置好的第一限流电阻的两端并联一个第一防护单元，通过第一防护单元对第一支路103中产生的浪涌电流和静电电荷转移进行遏制和防护，避免浪涌电流或者静电释放导致电池模组10受损，进一步提升电池模组10的安全性和可靠性。

在一些实施例中，第一防护单元包括至少一个电容或至少一个瞬态二极管。在进行第一防护单元构建的过程中，需要保证第一防护单元能够对浪涌电流和静电释放具有较好的防护效果，因此，第一防护单元中可以包括至少一个电容和/或至少一个瞬态二极管，利用电容和/或瞬态二极管的属性，对突变的大电流和静电荷的不受控运动进行抑制，保护第一支路103免受浪涌电流和静电释放的危害，提高电池模组10的安全性和可靠性。

值得一提的是，第一防护单元可以既包括电容，又包括瞬态二极管，或者仅包括两者中的一个，还可以包括一些其他的阻抗器件，可以根据具体的应用场景选择恰当的器件进行第一防护单元的构建，本申请实施例对第一防护单元的具体构成不做限制。

在一些实施例中，参考图4，电池模组10还包括：第二支路105；第二支路105的一端与电芯101的正极连接，另一端与连接器104连接，用于将电芯101的正极电位传输至连接器104；连接器104还用于将电芯101的正极电位传输至外部主机，供外部主机根据电芯101的正极电位及电芯101的负极电位确定电芯电压。

在进行电池模组10的构建过程中，不仅设置第一支路103对电芯101的负极电位进行输出，还可以设置一端与电芯101正极连接，另一端与连接器104连接的第二支路105，从而通过第二支路105对电芯101的正极电位进行采样输出，然后经过连接器104将电芯101的正极电位输出到外部主机。外部主机在接收到连接器104各引脚输出的电池数据及电芯101的正极电位和负极电位后，根据电芯101的正极电位和负极电位之间的差值，确定出电池模组10的电芯电压。

通过分别从电芯101的正极和负极引出第二支路105和第一支路103，使得外部主机能够直接通过连接器104获取到电芯101的电芯电压，利用第二支路105输出的电芯101的正极电位替代电池保护板102输出的电池数据中的电池模组10的正极电位进行电芯电压的计算，避免了电池模组10正极电位与电芯101正极电位之间的误差对电芯电压获取准确性的干扰，进一步提升电芯电压获取的准确性，进而提高外部主机根据电芯电压进行电池模组10充电时充电制式选择的准确性，提高充电效率。

值得一提的是，第一支路103和第二支路105均与连接器104上的引脚连接，在进行连接器104上的引脚设计的过程中，可以将第一支路103和第二支路105分别对应的两个引脚放在相对位置间隔最大的两个位置，例如，将两个引脚分别设置在连接器104相对的两侧，且位置关系为中心对称的两个位置上。通过将两个引脚分别设置在连接器104不同侧且中心对称的两个位置，尽可能增大电芯101正极电位输出引脚和电芯101负极电位输出引脚的间隔，从而降低两者短接的风险，提高电池模组10的可靠性。

另外，不仅第一支路103和第二支路105分别对应的引脚可以按上述方式设置，其他相对应的两个引脚，例如，电池模组10正极电位输出引脚和电池模组10负极电位输出引脚也可以采用相同的设计思路进行安置，尽可能降低连接器104上不同引脚短接的风险，提高安全性和可靠性。

在一些实施例中，第二支路105包括：第二限流电阻；第二限流电阻的一端与电芯101的正极连接，另一端与连接器104连接，用于限制第二支路105的短路电流。

在设置第二支路105直接将电芯101的正极电位通过连接器104输出后，第二支路105上在电池模组10发生短路的情况下，由于第二支路105上的阻抗较小，会导致第二支路105上的短路电流很大，进而引起过流或者发热等安全问题。因此，在进行第二支路105设置的过程中，在第二支路105中设置一个一端与电芯101的正极连接，另一端与连接器104连接的第一限流电阻，通过第一限流电阻将第二支路105的短路电流限制在一个较小的值，避免第二支路105在短路或者短接时电池模组10发生安全问题，提高电池模组10的安全性。

在一些实施例中，第二支路105还包括：第二防护单元，第二防护单元与第二限流电阻并联，用于防护浪涌电流和静电释放。

在设置第二支路105将电芯101的正极电位通过连接器104输出后，电芯101与外部主机接通瞬间或是在电池模组10出现异常的情况下，第二支路105中会产生的远大于稳态电流的浪涌电流，进而导致电芯101或者电池模组10由于电流过大出现损坏或者烧毁等安全问题。此外，在电池模组10工作过程中，可能在第二支路105上产生未受控制的静电荷转移，进而导致电池模组10发生微芯片受损。因此，在进行第二支路105的设置过程中，在设置好的第一限流电阻的两端并联一个第二防护单元，通过第二防护单元对第二支路105中产生的浪涌电流和静电电荷转移进行遏制和防护，避免浪涌电流或者静电释放导致电池模组10受损，进一步提升电池模组10的安全性和可靠性。

在一些实施例中，第二防护单元包括至少一个电容或至少一个瞬态二极管。在进行第二防护单元构建的过程中，需要保证第二防护单元能够对浪涌电流和静电释放具有较好的防护效果，因此，第二防护单元中可以包括至少一个电容和/或至少一个瞬态二极管，利用电容和/或瞬态二极管的属性，对突变的大电流和静电荷的不受控运动进行抑制，保护第二支路105免受浪涌电流和静电释放的危害，提高电池模组10的安全性和可靠性。

值得一提的是，第一防护单元可以既包括电容，又包括瞬态二极管，或者仅包括两者中的一个，还可以包括一些其他的阻抗器件，可以根据具体的应用场景选择恰当的器件进行第一防护单元的构建，本申请实施例对第一防护单元的具体构成不做限制。

另外，在进行防护单元构建的过程中，防护单元中电容的电容值、瞬态二极管型号和限流电阻的具体阻值、各器件的精度和封装大小等具体设计参数，可以根据外部主机的类型确定。根据电池模组10适配的外部主机的类型，确定外部主机对应的数据检测输出要求，根据确定出的数据检测输出要求，对选择恰当的电子器件进行防护单元和限流电阻的设置。通过根据外部主机对应的数据检测输出要求，选择构建防护单元和限流电阻的具体器件和器件属性，尽可能提升防护单元的防护能力和限流电阻的限流能力，进一步保证电池模组10的安全性。

在一些实施例中，第一支路103和第二支路105的线路阻抗相同。由于外部主机是将第一支路103输出的电芯101负极电位与第二支路105输出的电芯101正极电位之间的差值作为电芯电压，而第一支路103和第二支路105上的线路阻抗会对输出的电压值造成干扰，因此，在进行第一支路103和第二支路105设置的过程中，将第一支路103与第二支路105的线路阻抗设置成相同的阻抗，使得两个输出的受干扰程度相同，在进行电芯电压计算时对干扰进行抵消，进一步提升电芯电压获取的准确性。

在控制第一支路103和第二支路105阻抗一致的过程中，可以将第一支路103和第二支路105的线路长度设置成一致的，然后选择阻抗一致的防护单元和限流电阻分别进行两条支路的构建。也可以将第一支路103和第二支路105的线路长度设置为不同的，再通过防护单元和限流电阻的阻抗调整，使得两条支路的对外体现出的线路阻抗一致，本申请实施例对此不作限制。为了降低支路制作的难度，还可以允许两条支路之间的线路阻抗存在不大于10％的误差，从而降低设计生产难度，提高产能。

综上，电芯101、电池保护板102及第一支路103的电路结构示意图可以参考图5和图6，电芯101、电池保护板102、第一支路103及第二支路105的电路结构示意图可以参考图7和图8。其中，图5和图7为仅具有一级保护电路的电路结构示意图，图6和图8为具有两级保护电路的电路结构示意图。P+为电池模组10的正极电位输出端口，P-为电池模组10的负极电位输出端口，ID为电池模组10的标识数据输出端口，NTC为电池模组10的温度数据输出端口，BS+为电芯101的正极电位输出端口，BS-为电芯101的负极电位输出端口，R2和R3分别为第一限流电阻和第二限流电阻，Rntc为热敏电阻，R1为标记电阻，Q1为由MOS管G1和G2构成的开关管，Q2为由MOS管G3和G4构成的开关管，CELL为电芯101，Rs1和Rs2分别为一级保护电路的精密电阻和二级保护电路的精密电阻。

需要说明的是，本实施例中的上述各示例均为方便理解进行的举例说明，并不对本实用新型的技术方案构成限定。上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

本申请另一实施例涉及一种移动终端，移动终端90的结构示意图可以参考图9，包括控制单元901，以及如上所述的电池模组10；

电池模组10通过连接器与控制单元901连接，用于存储电荷、为移动终端90供电，并向控制单元901上报电池模组10的电池数据；

具体而言，电池模组10在于移动终端90连通后，在为移动终端90供电的同时，将电池模组10正极电位和电芯负极电位在内的电池数据上传给控制单元901。

控制单元901用于根据电池数据，获取电池模组10的电芯电压，并根据电芯电压选择充电回路的充电制式，控制电池模组10的充电。

具体而言，电池模组10的功能是存储和释放电荷，为移动终端90供电，在电池模组10的电量不足，且移动终端90的充电回路导通的情况下，控制单元901根据电芯电压对电池模组10充电过程中的充电制式进行选择，在电芯电压处于适当的区间内的情况下，采用大电流快速充电，在电芯电压足够大或者过小的情况下采用小电流充电，保证电池模组10的充电效率和安全性。

本申请另一实施例涉及一种充电方法，应用于上述移动终端，充电方法的具体流程可以参考图10，至少包括但不限于以下步骤：

步骤S1：获取电池模组的电芯电压。

具体而言，在移动终端与电池模组连接后，移动终端获取电池模组通过连接器上传的电池数据以及电芯的负极电位，根据电池数据中的电池模组的正极电位与电芯的负极电位之间的压差，确定电池模组的电芯电压。利用电池模组中的连接器和第一支路，绕过电池保护板直接获取电池模组的电芯负极电位，无需对电池保护板中的控制IC进行定制化设计制作，保证电芯电压准确获取的同时，降低电池模组设计制作难度。

步骤S2：在充电电路导通的情况下，检测电芯电压是否处于快充电压区间。

具体而言，电池模组的核心功能在于存储和释放电荷，为移动终端供电，在电池模组的电量不足的情况下，用户会将移动终端中与电池模组连接的充电电路导通，通过充电电路为电池模组充电。在利用充电电路为电池模组充电时，移动终端先对电池模组的电芯电压是否处于快充电压区间进行检测，快充电压区间指的是电池模组可以通过大电流进行快速充电的电芯电压区间，从而根据电池模组的电芯电压，对电池模组当前的最优充电制式进行检测。

步骤S3：在电芯电压处于快充电压区间的情况下，采用第一电流为电池模组充电。

具体而言，在移动终端检测到电池模组的电芯电压处于快充电压区间内的情况下，移动终端会判定电池模组当前最优的充电制式为大电流快充，因此，移动终端通过控制信号对充电电路中的充电电流进行设置，将充电电路中的电流设置为第一电流，对电池模组进行大电流充电。通过根据电芯电压与快充电压区间的关系，准确控制电池模组进行大电流快充的进程，即尽可能采用大电流快充为电池模组充电，提高充电效率。

在一些实施例中，检测电芯电压是否处于快充电压区间后，还包括：在电芯电压不处于快充电压区间的情况下，获取电芯电压与快充电压区间上限或下限之间的差值，采用电流大小根据差值大小确定的第二电流为电池模组充电，第二电流的大小小于第一电流。

移动终端在对电芯电压是否处于快充电压区间内进行检测后，电芯电压可能不处于快充电压区间内，即电芯电压低于快充电压区间的电压下限或者高于快充电压区间的电压上限。在电芯电压不处于快充电压区间内的情况下，移动终端对电芯电压与快充电压区间上限或者下限的差值进行计算，例如，获取电芯电压与快充电压区间上限的差值。为了便于计算，还可以根据电芯电压与快充电压区间的具体关系选择差值获取方式，例如，在电芯电压高于快充电压区间上限的情况下，获取电芯电压与快充电压区间上限的差值；在电芯电压低于快充电压区间下限的情况下，获取电芯电压与快充电压区间下限的差值。然后根据差值的大小采用一个电流大小与差值大小相关联的第二电流为电池模组充电，第二电流的电流大小小于第一电流的电流大小。在电芯电压不处于快充电压区间内，采用电流大小小于第一电流，且电流大小与电压差值大小相关的第二电流对电池模组进行充电，在尽可能保证电池模组充电效率的同时，避免在电芯电压过大或过小时，采用较大的充电电流进行充电时电芯发生鼓胀的问题，保证充电效率的同时，提高电池模组的安全性。

值得一提的是，为了进一步提升电池模组的安全性，在进行充电控制的过程中，在电芯电压低于快充电压区间下限的情况下，还可以对电芯电压与预设电压门限进行比较，预设电压门限小于快充电压区间下限，根据电芯的材料确定。在电芯电压处于快充电压区间下限与预设电压门限之间的情况下，由于电芯电压处于快充电压区间下限与预设电压门限之间时，电芯充电时反应速率上限误差较小，因此，采用大小不超过第一阈值，且电流大小与差值大小相关的电流对电池模组充电，在保证充电效率的同时避免充电电流过大导致电池反应不良或异常引起电池故障。在电芯电压小于预设电压门限的情况下，采用大小不超过第二阈值，且电流大小与差值大小相关的电流对电池模组充电，第二阈值远小于第一阈值。类似的，在电芯电压小于预设电压门限的情况下，电芯充电时的反应速率上限极低，因此，采用电流大小不超过第二阈值，且电流大小与差值大小相关的电流对电池模组进行充电，在保证电芯电压达到预设电压门限的速率的同时，避免电池充电故障。

通过根据电芯电压的大小与预设电压门限及快充电压区间下限的关系，采用电流最大值不同，且与差值大小相关的电流对电池模组充电，在快速将电芯电压充到快充电压区间下限的同时，尽可能规避电芯低压充电发鼓的问题。

在一些实施例中，在获取电池模组的电芯电压后，还包括：检测电芯电压是否小于第一预设电压，第一预设电压为电池模组的电芯在充电过程中发生副反应的临界电压；在电芯电压小于第一预设电压的情况下，发起电芯更换告警。

移动终端在对电池模组进行充电前，还会对电芯电压与第一预设电压的大小关系进行检测，第一预设电压为电池模组中电芯在充电过程中发生副反应的临界电压。也就是说，移动终端在对电池模组进行充电前，根据电芯电压与第一预设电压的关系，对电池模组是否能够进行充电进行检测，在电芯电压低于第一预设电压的情况下，移动终端会判定电池模组电芯电压过低，充电后可能发生安全问题，因此，移动终端通过控制信号将充电电路关断，不对电池模组进行充电，并发起电芯更换告警，提示用户对电池模组或者电芯进行更换。

通过在对电池模组充电前，根据电芯电压与第一预设电压的关系对电池模组充电是否安全进行检测，从而避免在电芯电压过低对电池模组充电导致电芯发生副反应引起安全问题，同时及时提升用户进行电芯更换，保证用户和移动终端的安全，提高用户体验。

为了便于理解，以电池模组的电池容量为5000mAh，最大充电电流10A，最大电芯电压5V(整机约50W充电)，电池模组的电池保护板阻抗15毫欧，电芯为锂离子电芯为例进行说明。根据快速充电的安全规范，在电池电量处于最大电量的0％至80％的情况下电池适用快速充电，其中，电池电量为0％是指电池模组处于电芯电压为3V的状态。由于锂离子电芯在电芯电压小于1.2V的情况下会发生副反应，因此，结合电池电量和电芯电压的关系，移动终端对电池模组的电芯电压进行检测，在电芯电压低于1.2V的情况下，终止电池模组的充电并提示用户需要更换电池模组。在电芯电压处于1.2V至2.1V的情况下，根据预设的快速充电机制，根据电芯电压与2.1V的差值，采用充电电流小于等于0.02C的电流对电池模组进行充电；在电芯电压处于2.1V至3V的情况下，采用充电电流小于等于0.1C的电流对电池模组进行充电，其中，C是指电池模组的电池容量。在电芯电压处于3V至4.25V(亦可以是其他小于最大电压5V的数值，比如4.3V、4.4V或者4.45V等)的情况下，采用10A的充电电流对电池模组进行充电，并在电芯电压达到4.25V后，根据电芯电压与4.25V的差值，采用大小小于10A，例如8A、6A或者5A等大小的电流将电池模组充至满电。

值得一提的是，电池模组不同阶段的充电电流大小不仅与电芯电压有关，还与电芯的材料有关，对于不同材料的电芯，在相同的充电阶段也可以采用大小不同的充电电流进行充电，本申请实施例对不同阶段充电电流的具体大小不做限制。

根据电池模组的电池保护板阻抗、最大充电电流及电池容量进行计算可以得知，按照上述方案依据电芯电压进行充电相较于根据电池电压进行充电的方案，电池模组充电至电芯电量达到50％的时间分别为15min和16.66min，缩短了10％的充电时长；充电至电芯电量达到80％的时间分别是21.83min和31.62min，缩短了30％的充电时长。此外，由于电池保护板的阻抗特性，在最大充电电流越大和/或电池保护板阻抗越大的情况下，上述方案充电时长缩短的比例也越大。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电池模组，其特征在于，包括：电芯、电池保护板、第一支路及连接器；

所述电芯，用于存储和释放电荷；

所述电池保护板，分别与所述电芯及所述连接器耦接，用于根据所述电池模组的电池数据检测结果，变更所述电芯与外部电路的连通状态，并将包含所述电池模组正极电位的所述电池数据传输至所述连接器；

所述第一支路一端与所述电芯的负极连接，另一端与所述连接器连接，用于将所述电芯的负极电位传输至所述连接器；

所述连接器，用于将所述电池模组与外部主机连通，并将所述电池数据及所述电芯的负极电位传输至所述外部主机，供所述外部主机根据所述电池模组正极电位及所述电芯的负极电位，确定所述电池模组的电芯电压。

2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述第一支路包括：第一限流电阻；

所述第一限流电阻的一端与所述电芯的负极连接，另一端与所述连接器连接，用于限制所述第一支路的短路电流。

3.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，所述第一支路还包括：第一防护单元；

所述第一防护单元与所述第一限流电阻并联，用于防护浪涌电流和静电释放。

4.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，所述第一防护单元包括至少一个电容或至少一个瞬态二极管。

5.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组还包括：第二支路；

所述第二支路的一端与所述电芯的正极连接，另一端与所述连接器连接，用于将所述电芯的正极电位传输至所述连接器；

所述连接器还用于将所述电芯的正极电位传输至所述外部主机，供所述外部主机根据所述电芯的正极电位及所述电芯的负极电位确定所述电芯电压。

6.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，所述第二支路包括：第二限流电阻；

所述第二限流电阻的一端与所述电芯的正极连接，另一端与所述连接器连接，用于限制所述第二支路的短路电流。

7.根据权利要求6所述的电池模组，其特征在于，所述第二支路还包括：第二防护单元；

所述第二防护单元与所述第二限流电阻并联，用于防护浪涌电流和静电释放。

8.根据权利要求7所述的电池模组，其特征在于，所述第二防护单元包括至少一个电容或至少一个瞬态二极管。

9.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述电池保护板包括至少两个依次级联的电池保护电路。

10.一种移动终端，其特征在于，包括：控制单元及如权利要求1至9中任一项所述的电池模组；

所述电池模组通过连接器与所述控制单元连接，用于存储电荷、为所述移动终端供电，并向所述控制单元上报所述电池模组的电池数据；

所述控制单元用于根据所述电池数据，获取所述电池模组的电芯电压，并根据所述电芯电压控制所述电池模组的充电。

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