CN118199225A - 充电控制方法、储能设备和可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种充电控制方法、储能设备和存储介质，该充电控制方法包括：在检测到供电设备接入充放电接口时，获取供电设备的供电能力信息；若供电设备支持可编程供电，则断开DC‑DC转换单元与电池模组之间的连接，控制供电设备对电荷泵单元进行可编程供电，控制电荷泵单元对电池模组进行充电；若供电设备支持多个供电档位供电，则断开电荷泵单元与电池模组之间的连接，控制供电设备对DC‑DC转换单元进行供电，并控制DC‑DC转换单元对电池模组进行充电。上述方法，通过使用电荷泵单元对电池模组进行低电压、大电流的高功率快速充电，大大节省充电时间，从而避免电池模组长时间工作在高温环境，进而确保电池模组的充电效率与安全性。
Description
技术领域
本申请涉及电源技术领域，尤其涉及一种充电控制方法、储能设备和计算机可读存储介质。
背景技术
目前，随着快充技术、半导体行业和电池技术的发展，各类储能设备（例如，手机、移动电源）纷纷推出了快充技术。不同的功率需求和不同的电池模组又催生了多种多样的DC-DC（Direct Current to Direct Current，直流转直流）转换单元，DC-DC转换单元通常是将供电设备所输出在一定电压范围内的固定电压转换为电池模组充电所需的电压。在充电过程中，充电功率越大，DC-DC转换单元的能量损耗越大，导致DC-DC转换单元产生更多的热量，不仅会降低电池模组的充电效率，而且会存在安全隐患。
因此，如何确保电池模组采用高功率进行充电的同时，兼顾电池模组的充电效率和安全性成为亟需解决的问题。
发明内容
本申请提供了一种充电控制方法、储能设备和计算机可读存储介质，可以解决相关技术中电池模组在采用高功率进行充电时影响电池模组的充电效率与安全性的问题。
第一方面，本申请还提供了一种充电控制方法，应用于储能设备中的电源控制器，所述储能设备还包括充放电接口、DC-DC转换单元、电荷泵单元以及电池模组，所述DC-DC转换单元连接于所述充放电接口与所述电池模组之间，所述电荷泵单元连接于所述充放电接口与所述电池模组之间；所述方法包括：在检测到供电设备接入所述充放电接口时，获取所述供电设备的供电能力信息，所述供电能力信息包括所述供电设备能够支持多个供电档位供电或支持可编程供电；若所述供电设备支持可编程供电，则断开所述DC-DC转换单元与所述电池模组之间的连接，控制所述供电设备对所述电荷泵单元进行可编程供电，并控制所述电荷泵单元对所述电池模组进行充电；若所述供电设备支持多个供电档位供电，则断开所述电荷泵单元与所述电池模组之间的连接，基于固定档位供电方式控制所述供电设备对所述DC-DC转换单元进行供电，并控制所述DC-DC转换单元对所述电池模组进行充电。
上述充电控制方法，通过在供电设备支持可编程供电方式，根据可编程供电方式控制供电设备对电荷泵单元进行供电，并控制电荷泵单元对电池模组进行充电，可以实现在电池模组具备高倍率充电特性且供电设备具备可编程供电特性时，使用电荷泵单元对电池模组进行低电压、大电流的高功率快速充电，可以大大节省充电时间，从而避免电池模组长时间工作在高温环境，进而可以确保电池模组的充电效率与安全性。通过在供电设备支持多个供电档位供电方式，根据多个供电档位供电方式控制供电设备对所述DC-DC转换单元进行供电，可以实现在供电设备不支持可编程供电时，采用固定档位供电方式控制供电设备对DC-DC转换单元进行供电，可以提高储能设备的兼容性。
第二方面，本申请还提供了一种储能设备，所述储能设备包括存储器和处理器；
所述存储器，用于存储计算机程序；
所述处理器，用于执行所述计算机程序并在执行所述计算机程序时实现如上述的充电控制方法。
第三方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时使所述处理器实现如上述的充电控制方法。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种储能设备的结构框图；
图2是本申请实施例提供的第二种储能设备的结构框图；
图3是本申请实施例提供的第三种储能设备的结构框图；
图4是本申请实施例提供的第一电压转换电路的简化电路图；
图5是本申请实施例提供的一种储能设备的结构示意性框图；
图6是本申请实施例提供的一种充电控制方法的示意性流程图；
图7是本申请实施例提供的一种可编程供电的子步骤的示意性流程图；
图8是本申请实施例提供的一种对供电设备的输出进行动态调节的子步骤的示意性流程图；
图9是传统技术中锂电池的充电曲线图；
图10是本申请实施例提供的一种基于USB Type-C接口的快充协议对电池模组进行可编程供电的充电曲线图；
图11是本申请实施例提供的一种控制供电设备对DC-DC转换单元进行供电的子步骤的示意性流程图；
图12是本申请实施例提供的一种DC-DC转换单元的转换效率和不同压差之间的关系曲线图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
附图中所示的流程图仅是示例说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
应当理解，在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
在相关技术中，由于DC-DC转换单元存在转换效率问题，在充电过程中，DC-DC转换单元的充电功率越大，DC-DC转换单元的能量损耗越大，导致DC-DC转换单元产生更多的热量，使得电池模组长时间工作在高温环境中，不仅会降低电池模组的充电效率，而且会存在安全隐患。
为此，本申请的实施例提供一种充电控制方法、储能设备和计算机可读存储介质，通过在供电设备支持可编程供电时，根据可编程供电方式控制供电设备对电荷泵单元进行供电，并控制电荷泵单元对电池模组进行充电，可以实现在电池模组具备高倍率充电特性且供电设备具备可编程供电特性时，使用电荷泵单元对电池模组进行低电压、大电流的高功率快速充电，可以大大节省充电时间，从而避免电池模组长时间工作在高温环境，进而可以确保电池模组的充电效率与安全性。以下将对如何控制外部的供电设备对储能设备进行充电作详细说明。
请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种储能设备10的结构框图。储能设备10可以包括充放电接口101、电源控制器102、DC-DC转换单元103、电荷泵单元104和电池模组105。
如图1所示，DC-DC转换单元103连接于充放电接口101与电池模组105之间，电荷泵单元104连接于充放电接口101与电池模组105之间。电源控制器102分别与充放电接口101、DC-DC转换单元103、电荷泵单元104和电池模组105连接。例如，电源控制器102可以通过总线与充放电接口101、DC-DC转换单元103、电荷泵单元104以及电池模组105连接，该总线可以为集成电路（Inter-integrated Circuit，I2C）总线等任意适用的总线。
示例性的，储能设备10可以包括但不限于移动电源、便携式直流储能设备、电子设备等等。其中，电子设备可以包括但不限于智能手机、平板电脑、笔记本电脑等支持快速充电的设备。
在本申请实施例中，储能设备10可以支持PD快充协议（Power Delivery，基于USBType-C接口的快充协议），可以通过具备快充功能的供电设备20进行充电。例如，储能设备10可以基于USB Type-C接口的快充协议，与具备快充功能的供电设备20进行通信和充电。供电设备20可以包括外部的电源适配器，外部电源可以通过电源适配器与储能设备连接。例如，外部电源可以包括光伏充电电源、交流电源等等。
需要说明的是，具有快充功能的供电设备20可以支持多个供电档位（Power DataObjects，PDO）。其中，多个供电档位是指供电设备20能够输出不同电压，例如，PD3.0、PD3.1快充协议支持5V、9V、12V、15V以及20V等等多个供电档位。此外，具有快充功能的供电设备20还可以支持或不支持可编程供电（Programmable Power Supply，PPS）。其中，可编程供电是指供电设备20的输出电压可以在内动态调节，/>是指供电设备20的最小输出的电压，/>是指供电设备20的输出最大电压。可以理解的是，可编程供电是PD3.0快充协议和PD3.1快充协议的可选功能。
如图1所示，供电设备20可以与充放电接口101连接，通过DC-DC转换单元103或电荷泵单元104对电池模组105进行供电。充放电接口101除了可以通过电源适配器与外部的电源连接，还可以与外部的用电设备（图1中并未示出）连接，实现储能设备10对用电设备充电。此时，电池模组105可以通过DC-DC转换单元103对用电设备充电。
电源控制器102（Micro-Controller with Power Delivery Controller），用于与外部的供电设备20或用电设备进行快充协议交互，按照供电设备20的需求进行自充或按照用电设备的需求进行放电。电源控制器102可以通过数字接口或模拟接口对DC-DC转换单元103进行控制。电源控制器102可以通过充放电接口101的通信线与外部的供电设备20进行通信交互，获取供电设备20的供电能力信息。其中，充放电接口101为USB-Type-C接口时，通信线可以包括CC1、CC2、DP和DM等引脚；充放电接口101为USB-A接口时，通信线可以包括DP和DM等引脚。
DC-DC转换单元103，用于将供电设备20的输入转为电池模组105所需的充电输入，以及将电池模组105的输出转为用电设备所需的充电输入。在一些实施例中，DC-DC转换单元103用于在供电设备20支持多个供电档位供电时，根据供电设备20的输出功率对电池模组105进行充电。
在本申请实施例中，DC-DC转换单元103和电源控制器102可以组合成一个片上***（System-on-a-chip，SoC）。需要说明的是，通过将DC-DC转换单元103和电源控制器102组合成片上***，可以提高设计的自由度，满足不同使用场景。
电荷泵单元104，用于将外部的供电设备20的输入转为电池模组105所需的充电输入。在一些实施例中，在供电设备20支持可编程供电时，电荷泵单元104根据供电设备20的输出功率对电池模组105进行充电。其中，电荷泵单元104可以包括电荷泵，由电荷泵实现对电池模组105进行大电流快速充电。
请参阅图2，图2是本申请实施例提供的第二种储能设备10的结构框图。如图2所示，储能设备10可以包括充放电接口101、电源控制器102、DC-DC转换单元103、电荷泵单元104、电池模组105、微控制器106和电池管理***107。
如图2所示，DC-DC转换单元103连接于充放电接口101与电池模组105之间，电荷泵单元104连接于充放电接口101与电池模组105之间。电源控制器102分别与充放电接口101、DC-DC转换单元103、电荷泵单元104和微控制器106连接，微控制器106与电池管理***107连接，电池管理***107与电池模组105连接。例如，电源控制器102可以通过总线与充放电接口101、DC-DC转换单元103、电荷泵单元104以及微控制器106连接，该总线可以为集成电路（Inter-integrated Circuit，I2C）总线等任意适用的总线。
微控制器106是独立的控制器，负责人机交互、辅助监控整个***的状态等等。示例性的，微控制器106可以与电池管理***107进行通信，获取电池模组105的电池状态、充电状态等等，或者对电池模组105进行参数设置，例如设置充放电电压、电流等等。微控制器106还可以与电源控制器102进行通信，例如，可以获取电源控制器102上报的供电设备20的供电能力信息，以及指示电源控制器102控制供电设备20输出功率至DC-DC转换单元103，以供DC-DC转换单元103根据供电设备20的输出功率对电池模组105进行充电。
电池管理***107（Battery Management System，BMS）用于实现对电池模组105的充放管理、串联电芯的均衡、充电/放电管理、过充保护、过放保护、过温保护等功能，例如，可以采集电池模组105的充电需求信息，将充电需求信息上报给微控制器106。
在一些实施例中，微控制器106集成在片上***，或微控制器106设置在片上***外。
在一些实施例中，电池管理***107可以集成在片上***，或电池管理***107设置在片上***外。
请参阅图3，图3是本申请实施例提供的第三种储能设备10的结构框图，如图3所示，储能设备10还可以包括第一开关电路108，第一开关电路108与充放电接口101、电荷泵单元104、DC-DC转换单元103以及电源控制器102连接；第一开关电路108受控于电源控制器102，是充放电接口101与DC-DC转换单元103之间的双向功率路径开关。
示例性的，第一开关电路108，用于在接收到电源控制器102的第一导通信号时，导通充放电接口101与第二开关电路1042之间的连接。当需要供电设备20通过电荷泵单元104对电池模组105进行充电时，电源控制器102可以控制第一开关电路108导通。
其中，第一开关电路108可以包括但不限于三极管、场效应管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOS）或绝缘栅双极型晶体管（Insulated GateBipolar Transistor，IGBT）等等。
如图3所示，电荷泵单元104可以包括电荷泵控制器1040、第一电压转换电路1041、第二开关电路1042和第三开关电路1043，第一开关电路108的一端与充放电接口101连接，第一开关电路108的另一端与第二开关电路1042的第一端连接，第二开关电路1042的第二端与第一电压转换电路1041连接，第二开关电路1042的第三端与电荷泵控制器1040连接，第三开关电路1043的第一端与第一电压转换电路1041连接，第三开关电路1043的第二端与电池模组105连接，第三开关电路1043的第三端与电源控制器102连接。电荷泵控制器1040还与电源控制器102连接。
其中，电荷泵控制器1040，用于控制第一电压转换电路1041将供电设备20的输入转换为电池模组105所需的充电输入。第二开关电路1042，用于在接收到电荷泵控制器1040的第二导通信号时，导通第一开关电路108与第一电压转换电路1041之间的连接，以使得第一电压转换电路1041根据供电设备20的输入进行电压转换。第三开关电路1043，用于在接收到电源控制器102的第三导通信号时，导通第一电压转换电路1041与电池模组105之间的连接，以使得第一电压转换电路1041对电池模组105进行充电。
示例性的，第二开关电路1042、第三开关电路1043中的开关管可以包括但不限于三极管、场效应管或绝缘栅双极型晶体管等等，本申请实施例对第二开关电路1042、第三开关电路1043中的开关管的类型不作限定。
如图3所示，DC-DC转换单元103可以包括DC-DC转换器1030、第二电压转换电路1031和第四开关电路1032，第二电压转换电路1031的第一端与第一开关电路108连接，第二电压转换电路1031的第二端与第四开关电路1032的第一端连接，第四开关电路1032的第二端与电池模组105连接，第四开关电路1032的第三端与电源控制器102连接；DC-DC转换器1030与第二电压转换电路1031的第三端连接。
示例性的，第二电压转换电路1031可以为由4个开关管和电感组成的双向升降压电路，例如，H桥电路，当然也可以是其它类型的电压转换电路，在此不作限定。第二电压转换电路1031中的开关管可以包括但不限于三极管、场效应管或绝缘栅双极型晶体管等等。
第四开关电路1032，用于在接收到电源控制器102的第四导通信号时，导通第二电压转换电路1031与电池模组105之间的连接。
示例性的，第四开关电路1032中的开关管可以包括但不限于三极管、场效应管或绝缘栅双极型晶体管等等。
需要说明的是，在供电设备20通过DC-DC转换单元103对电池模组105进行充电时，电源控制器102可以控制第四开关电路1032导通第二电压转换电路1031与电池模组105之间的连接，以供第二电压转换电路1031根据供电设备20的输入进行电压转换，并对电池模组105进行充电。
如图3所示，储能设备10还包括交互模块109和第五开关电路110。其中，第五开关电路为充放路径开关，受控于电池管理***107，电池模组105处于电池状态正常时，第五开关电路110处于常开状态。交互模块109可以是输入模块（如按键、开关等），也可以是输出模块（如LED灯、显示屏模块）或者其他类型的交互模块。第五开关电路110中的开关管可以包括但不限于三极管、场效应管或绝缘栅双极型晶体管等等。
在一些实施例中，在充电阶段，第一电压转换电路1041的输出电压为输入电压的一半，在放电阶段，第一电压转换电路1041的输出电流为输入电流的两倍。
在本申请实施例中，第一电压转换电路1041为基于开关电容的DC-DC转换器1030（又称电荷泵），利用电容作为储能元器件进行电压变换，可以使电压减半，而同时使电流倍增，从而可以实现高效率、大电流快速充电。
需要说明的是，当电池模组105中的电芯的串数较少时，电池模组105的电池电压较低，因此通过配置第一电压转换电路1041对输入电压减半，可以满足电池模组105对充电电压的要求。例如，一节锂电池的充电电压要求4.2V，两节串联起来的充电电压为8.4V。因此要求第一电压转换电路1041的输入端提供至少16.8V的电压，恰好接近PD快充的20V档位，而且PD快充的可编程供电特性支持调压。
上述实施例，由于电池模组105在低电压、大电流进行充电的情况下，电池模组105的充电效率最高，因此通过利用第一电压转换电路1041对电压减半，同时使电流倍增，不仅可以确保电池模组105以最高充电效率进行充电，而且还可以避免电池模组105的充电电压过高，从而可以延长电池模组105的寿命与提高了安全性。
请参阅图4，图4是本申请实施例提供的第一电压转换电路1041的简化电路图，如图4所示，第一电压转换电路1041可以包括第一储能电容CFLY、第二储能电容COUT、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4。第一开关管Q1的第一端与电源端VIN连接，第一开关管Q1的第二端与第二开关管Q2的第一端连接，第二开关管Q2的第二端与第三开关管Q3的第一端连接，第三开关管Q3的第二端与第四开关管Q4的第一端连接，第四开关管Q4接地。第一储能电容CFLY的第一端连接于第一开关管Q1的第二端与第二开关管Q2的第一端之间的公共端，第一储能电容CFLY的第二端连接于第三开关管Q3的第二端与第四开关管Q4的第一端之间的公共端；第二储能电容COUT的第一端连接于第二开关管Q2的第二端与第三开关管Q3的第一端之间的公共端，第二储能电容COUT的第二端连接于第四开关管Q4的第二端。
如图4所示，在充电阶段，第一开关管Q1与第三开关管Q3被配置为导通，第二开关管Q2与第四开关管Q4被配置为截止，第一储能电容CFLY与第二储能电容COUT串联。在放电阶段，第一开关管Q1与第三开关管Q3被配置为截止，第二开关管Q2与第四开关管Q4被配置为导通，第一储能电容CFLY与第二储能电容COUT并联。
需要说明的是，当第一储能电容CFLY与第二储能电容COUT串联时，第一储能电容CFLY与第二储能电容COUT两端的电压分别为，即输出电压Vout=/>，其中，/>是指电源端的电压，可以理解为供电设备20输入的电压。当第一储能电容CFLY与第二储能电容COUT并联时，充能完毕的第一储能电容CFLY与第二储能电容COUT对外放电，并联结构使得输出电流为充电阶段的输入电流的两倍。
需要说明的是，通过在充电阶段，配置第一开关管Q1与第三开关管Q3为导通，配置第二开关管Q2与第四开关管Q4为截止，可以使得第一储能电容与第二储能电容串联，进而实现第一电压转换电路1041在充电阶段的输出电压为输入电压的一半。通过在放电阶段，配置第一开关管Q1与第三开关管Q3为截止，配置第二开关管Q2与第四开关管Q4为导通，可以使得第一储能电容CFLY与第二储能电容COUT并联，进而实现第一电压转换电路1041在放电阶段的输出电流为充电阶段的输入电流的两倍。
上述实施例，通过采用电荷泵对电池模组进行充电，由于电荷泵在快速充电时，转换效率高，热损耗低，因此可以在极短时间内完成对电池模组的充电，大大提升了用户使用体验，并且还可以避免电池模组长时间工作在高温环境，确保电池模组的充电效率与安全性。
请参阅图5，图5是本申请实施例提供的一种储能设备10的结构示意性框图。在图5中，储能设备10包括处理器1001和存储器1002，其中，处理器1001和存储器1002通过总线连接，该总线比如为I2C（Inter-integrated Circuit，集成电路）总线、分布式软总线。
其中，存储器1002可以包括存储介质和内存储器。存储介质可存储操作***和计算机程序。该计算机程序包括程序指令，该程序指令被执行时，可使得处理器1001执行任意一种充电控制方法。
处理器1001用于提供计算和控制能力，支撑整个储能设备10的运行。示例性的，处理器1001可以是上述图1至图3中的电源控制器102，或图2至图3中的微控制器106。可以理解的是，当微控制器106作为本申请实施例中的充电控制方法的执行主体时，微控制器106可以通过电源控制器102控制DC-DC转换单元103、电荷泵单元104进行工作。
其中，处理器1001可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
其中，处理器1001用于运行存储在存储器1002中的计算机程序，并在执行计算机程序时实现如下步骤：
在检测到供电设备接入充放电接口时，获取供电设备的供电能力信息，供电能力信息包括供电设备能够支持多个供电档位供电或支持可编程供电；若供电设备支持可编程供电，则断开DC-DC转换单元与电池模组之间的连接，控制供电设备对电荷泵单元进行可编程供电，并控制电荷泵单元对电池模组进行充电；若供电设备支持多个供电档位供电，则断开电荷泵单元与电池模组之间的连接，基于固定档位供电方式控制供电设备对DC-DC转换单元进行供电，并控制DC-DC转换单元对电池模组进行充电。
在一些实施例中，处理器1001在实现控制供电设备对电荷泵单元进行可编程供电时，用于实现：
获取电池模组的充电需求信息；根据充电需求信息对供电设备进行可编程供电配置，得到供电设备对应的可编程供电参数；控制供电设备按照可编程供电参数对电荷泵单元进行供电。
在一些实施例中，充电需求信息包括充电需求电压和充电需求电流；处理器1001在实现根据充电需求信息对供电设备进行可编程供电配置，得到供电设备对应的可编程供电参数时，用于实现：
根据充电需求电压确定供电设备对应的供电输出电压，供电输出电压为充电需求电压的两倍与预设的电压补偿值之和；根据充电需求电流确定供电设备对应的供电输出电流，供电输出电流为充电需求电流的一半与预设的电流补偿值之和；根据供电输出电压与供电输出电流生成可编程供电参数。
在一些实施例中，储能设备还包括第一开关电路，第一开关电路与充放电接口、电荷泵单元连接；可编程供电参数包括供电输出电压与供电输出电流；处理器1001在实现控制供电设备按照可编程供电参数对电荷泵单元进行供电时，用于实现：
向供电设备发送第一可编程供电请求，第一可编程供电请求用于指示供电设备按照供电输出电压以及供电输出电流对电荷泵单元进行供电；在检测到供电设备输出电压后，控制第一开关电路导通，以供供电设备对电荷泵单元进行供电。
在一些实施例中，电荷泵单元包括电荷泵控制器和第一电压转换电路，电荷泵控制器与第一电压转换电路连接，第一电压转换电路的一端与充放电接口连接，第一电压转换电路的另一端与电池模组连接；处理器1001在实现控制电荷泵单元对电池模组进行充电时，用于实现：
控制电荷泵控制器进入充电模式，以供电荷泵控制器在进入充电模式后控制第一电压转换电路对电池模组进行充电。
在一些实施例中，处理器1001还用于实现：
在控制电荷泵单元对电池模组进行充电过程中，获取电池模组的当前充电电压和当前充电电流，以及获取充放电接口的当前端口电压与当前端口电流；根据当前充电电压与当前端口电压，确定储能设备的电压补偿变化值，并根据电压补偿变化值对供电设备的供电输出电压进行调节，获得调节后的供电输出电压；根据当前充电电流与当前端口电流，确定储能设备的电流补偿变化值，并根据电流补偿变化值对供电设备的供电输出电流进行调节，获得调节后的供电输出电流；向供电设备发送第二可编程供电请求，第二可编程供电请求用于指示供电设备按照调节后的供电输出电压和/或调节后的供电输出电流对电荷泵单元进行供电。
在一些实施例中，处理器1001在实现基于固定档位供电方式控制供电设备对DC-DC转换单元进行供电时，用于实现：
获取电池模组的充电需求信息；根据充电需求信息与多个供电档位对应的输出电压，确定供电设备对应的目标输出电压，目标输出电压为DC-DC转换单元的输入电压与输出电压之间的压差最小时，多个供电档位中的其中一个供电档位对应的输出电压；控制供电设备按照目标输出电压对DC-DC转换单元进行供电。
在一些实施例中，充电需求信息包括充电需求电压和充电需求电流；处理器1001在实现根据充电需求信息与多个供电档位对应的输出电压，确定目标输出电压时，用于实现：
获取充电需求电流对应的最小压差以及预设的电压补偿值；基于预设的最小压差公式和多个供电档位对应的输出电压，对充电需求电压、最小压差以及电压补偿值进行电压配置，获得目标输出电压。
在一些实施例中，DC-DC转换单元包括DC-DC转换器、第二电压转换电路和第四开关电路，储能设备还包括第一开关电路，第二电压转换电路的第一端与第一开关电路连接，第二电压转换电路的第二端与第四开关电路的第一端连接，第四开关电路的第二端与电池模组连接，第四开关电路的第三端与电源控制器连接；DC-DC转换器与第二电压转换电路的第三端连接；处理器1001在实现控制DC-DC转换单元对电池模组进行充电时，用于实现：
向第四开关电路发送第四导通信号，以供第四开关电路在接收到第四导通信号时，导通第二电压转换电路与电池模组之间的连接；根据充电需求信息对DC-DC转换器的充电输出参数进行配置，并将DC-DC转换器的工作模式设置为充电模式，以供DC-DC转换器按照配置好的充电输出参数控制第二电压转换电路对电池模组充电。
下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。请参阅图6，图6是本申请实施例提供的一种充电控制方法的示意性流程图，如图6所示，充电控制方法包括步骤S201至步骤S203。
步骤S201、在检测到供电设备接入充放电接口时，获取供电设备的供电能力信息，供电能力信息包括供电设备能够支持多个供电档位供电或支持可编程供电。
需要说明的是，本申请实施例提供的充电控制方法可以应用于储能设备中的电源控制器，也可以应用于储能设备中的微控制器，为了便于说明，下面将以电源控制器为执行主体进行说明。
示例性的，参见图1至图3，电源控制器102在检测到供电设备20接入充放电接口101时，可以通过充放电接口101与供电设备20进行通信，向供电设备20发送供电能力请求消息，以供供电设备20根据供电能力请求消息返回供电设备20的供电能力信息。例如，当充放电接口101为USB Type-C接口时，电源控制器102可以基于USB Type-C接口的快充协议与供电设备20进行通信，从而获取供电设备20的供电能力信息。其中，供电设备20的供电能力信息支持多个供电档位供电或支持可编程供电。
示例性的，当供电设备20支持多个供电档位供电时，可以基于固定档位供电方式控制供电设备20对DC-DC转换单元103进行供电。需要说明的是，固定档位供电方式是指在电池模组105的充电阶段，控制供电设备20采用固定的供电档位进行供电。其中，不同的充电阶段，对应的供电档位不同。
示例性的，当供电设备20支持可编程供电时，控制供电设备20对电荷泵单元104进行供电。
通过获取供电设备20的供电能力信息，可以根据供电设备20的供电能力信息确定供电设备20是支持多个供电档位供电还是支持可编程供电，后续可以根据供电设备20所支持的供电方式采用相应的供电策略对电池模组105进行充电。
步骤S202、若供电设备支持可编程供电，则断开DC-DC转换单元与电池模组之间的连接，控制供电设备对电荷泵单元进行可编程供电，并控制电荷泵单元对电池模组进行充电。
在一些实施例中，当确定供电设备支持可编程供电时，电源控制器可以断开DC-DC转换单元与电池模组之间的连接，控制供电设备对电荷泵单元进行可编程供电，并控制电荷泵单元对电池模组进行充电。
示例性的，如图3所示，在断开DC-DC转换单元103与电池模组105之间的连接时，可以向第四开关电路1032发送关断信号，控制第四开关电路1032截止，以使得第四开关电路1032断开DC-DC转换单元103与电池模组105之间的连接。
需要说明的是，通过断开DC-DC转换单元103与电池模组105之间的连接，可以实现在控制供电设备20对电荷泵单元104进行可编程供电，避免DC-DC转换单元103对电池模组105进行充电。
上述实施例，通过在供电设备支持可编程供电时，控制供电设备对电荷泵单元进行可编程供电，并控制电荷泵单元对电池模组进行充电，可以实现在电池模组具备高倍率充电特性且供电设备具备可编程供电特性时，使用电荷泵单元对电池模组进行低电压、大电流的高功率快速充电，可以大大节省充电时间，从而避免电池模组长时间工作在高温环境，进而可以确保电池模组的充电效率与安全性。
请参阅图7，图7是本申请实施例提供的一种可编程供电的子步骤的示意性流程图，如图7所示，步骤S202中控制供电设备对电荷泵单元进行可编程供电，可以包括以下步骤S2021至步骤S2023。
步骤S2021、获取电池模组的充电需求信息。
示例性的，如图3所示，电源控制器102可以获取电池管理***107采集电池模组105的充电需求信息。例如，电源控制器102向微控制器106请求获取电池管理***107采集电池模组105的充电需求信息。其中，充电需求信息可以包括充电需求电压和充电需求电流。电池管理***107可以实时采集电池模组105的充电需求电压和充电需求电流。充电需求电压可以表示为，其电压范围为/>，其中，/>为点滴式充电电压，/>为充电完成时的充电截止电压。充电需求电流可以表示为，其电压范围为/>，其中，/>为最大充电电流。
步骤S2022、根据充电需求信息对供电设备进行可编程供电配置，得到供电设备对应的可编程供电参数。
在一些实施例中，在获取电池模组的充电需求信息之后，电源控制器可以根据充电需求信息对供电设备进行可编程供电配置，得到供电设备对应的可编程供电参数。
需要说明的是，可编程供电配置是指根据充电需求信息配置供电设备对应的可编程供电参数，使得供电设备根据可编程供电参数输出电池模组所需的电压和电流。
其中，可编程供电参数可以包括供电设备20的供电输出电压和供电输出电流。供电输出电压可以表示为，其范围为/>供电输出电流可以表示为，其范围为/>，/>是指供电设备20输出的最大电流。
上述实施例，通过根据充电需求信息对供电设备进行可编程供电配置，可以得到供电设备对应的可编程供电参数，后续可以控制供电设备基于可编程供电参数输出电池模组所需的充电电压和充电电流。
在一些实施例中，在供电设备支持可编程供电时，电池模组的最大充电电压为供电设备的最大供电输出电压的一半，电池模组的最小充电电压为供电设备的最小供电输出电压的一半。
需要说明的是，在本申请实施例中，当供电设备支持可编程供电时，若电池模组为具备高倍率充电特性的电芯，且电池模组的充电电压需要在的情况下才能实现速度最快的充电，电池模组的最大充电电流为。可以理解的是，由于经过电荷泵单元可以使电压减半，因此电池模组的充电电压满足条件/>，可以实现大电流（供电设备输出的最大电流的两倍）进行充电。
在一些实施例中，根据充电需求信息对供电设备进行可编程供电配置，得到供电设备对应的可编程供电参数，可以包括：基于预设的第一电压配置公式，根据充电需求电压确定供电设备对应的供电输出电压，供电输出电压为充电需求电压的两倍与预设的电压补偿值之和；基于预设的电流配置公式，根据充电需求电流确定供电设备对应的供电输出电流，供电输出电流为充电需求电流的一半与预设的电流补偿值之和；根据供电输出电压与供电输出电流生成可编程供电参数。
示例性的，预设的第一电压配置公式如下：
式中，为电压补偿值，/>为供电输出电压。需要说明的是，电压补偿值是基于电路设计、被动器件、不同工作温度的电压损耗而设置的电压补偿值，不同硬件设计、使用不同被动器件、不同工作温度下的电路会有不同的电压损耗。
示例性的，可以利用上述第一电压配置公式，根据充电需求电压计算出确定供电设备对应的供电输出电压。例如，若充电需求电压为5V，电压补偿值/>为0.2V，则可以计算出供电输出电压/>为10.2V。
示例性的，预设的第一电流配置公式如下：
式中，为电流补偿值，/>为供电输出电流。需要说明的是，电流补偿值是基于电路设计、被动器件的电流损耗而设置的电流补偿值，不同硬件设计、使用不同被动器件、不同工作温度下的电路会有不同的电流损耗。
示例性的，可以利用上述第一电流配置公式，根据充电需求电流计算出确定供电设备对应的供电输出电流。例如，若充电需求电流为10A，电流补偿值/>为0.5A，则可以计算出供电输出电流/>为5.5A。
需要说明的是，由于电荷泵单元104在进行电压变换时，电荷泵单元的输出电压为输入电压的一半，输出电流为输入电流的两倍，因此为了确保供电设备输出电池模组所需的电压和电流，需要配置供电设备的供电输出电压相对充电需求电压倍增，配置供电设备的供电输出电流相对充电需求电流减半。
上述实施例，通过配置供电输出电压为充电需求电压的两倍与预设的电压补偿值之和，可以充分考虑在充电过程中由于电路设计、被动器件、工作温度造成的电压损耗，从而可以提高供电设备的供电输出电压的准确性与精度，确保供电设备可以输出电池模组所需的电压。通过供电输出电流为充电需求电流的一半与预设的电流补偿值之和，可以充分考虑在充电过程中由于电路设计、被动器件、工作温度造成的电流损耗，从而可以提高供电设备的供电输出电流的准确性与精度，确保供电设备可以输出电池模组所需的电流。
示例性的，在计算得到供电输出电压与供电输出电流之后，可以根据供电输出电压与供电输出电流生成可编程供电参数。
步骤S2023、控制供电设备按照可编程供电参数对电荷泵单元进行供电。
示例性的，在根据充电需求信息对供电设备进行可编程供电配置，得到供电设备对应的可编程供电参数之后，电源控制器可以控制供电设备按照可编程供电参数对电荷泵单元进行供电。
在一些实施例中，控制供电设备按照可编程供电参数对电荷泵单元进行供电，可以包括：向供电设备发送第一可编程供电请求，第一可编程供电请求用于指示供电设备按照供电输出电压以及供电输出电流对电荷泵单元进行供电；在检测到供电设备输出电压后，控制第一开关电路导通，以供供电设备对电荷泵单元进行供电。
示例性的，第一可编程供电请求可以包括供电输出电压以及供电输出电流。供电设备可以按照供电输出电压进行输出电压和按照供电输出电流进行输出电流。电源控制器可以通过采样端口充放路径（充放电接口与第一开关路径之间为端口充放路径）检测供电设备是否输出电压。在检测到供电设备输出电压后，控制第一开关电路导通，打开端口充放路径，以供供电设备对电荷泵单元进行供电。
上述实施例，通过向供电设备发送第一可编程供电请求，可以控制供电设备按照供电输出电压以及供电输出电流对电荷泵单元进行供电，由于电荷泵在快速充电时，转换效率高，热损耗低，因此可以在极短时间内完成对电池模组的充电，大大提升了用户使用体验，并且还可以避免电池模组长时间工作在高温环境，确保电池模组的充电效率与安全性。
在一些实施例中，控制电荷泵单元对电池模组进行充电，可以包括：控制电荷泵控制器进入充电模式，以供电荷泵控制器在进入充电模式后控制第一电压转换电路对电池模组进行充电。
示例性的，电源控制器可以向电荷泵控制器发送充电指令，以供电荷泵控制器根据充电指令进入充电模式。
如图3所示，电荷泵控制器1040在进入充电模式后，可以向第二开关电路1042发送导通信号，以供第二开关电路1042在接收到电荷泵控制器1040的导通信号时，导通第一开关电路108与第一电压转换电路1041之间的连接。电源控制器102还可以向第三开关电路1043发送导通信号，以供第三开关电路1043在接收到电源控制器102的导通信号时，导通第一电压转换电路1041与电池模组105之间的连接。
需要说明的是，通过导通第一电压转换电路1041与电池模组105之间的连接，可以开启第一电压转换电路1041与电池模组105之间的电荷泵充电路径。
在本申请实施例中，在控制电荷泵单元对电池模组进行充电过程中，为了提高可编程供电的精度，还可以实时获取电池模组的当前充电电压与当前充电电流，根据当前充电电压对供电设备的供电输出电压进行动态调节，以及根据当前充电电流对供电设备的供电输出电流进行动态调节。以下将对供电设备的输出进行动态调节作详细说明。
请参阅图8，图8是本申请实施例提供的一种对供电设备的输出进行动态调节的子步骤的示意性流程图，如图8所示，可以包括以下步骤S2024至步骤S2027。
步骤S2024、在控制电荷泵单元对电池模组进行充电过程中，获取电池模组的当前充电电压和当前充电电流，以及获取充放电接口的当前端口电压与当前端口电流。
示例性的，在控制电荷泵单元对电池模组进行充电过程中，电源控制器可以通过电池管理***采集电池模组的当前充电电压和当前充电电流，电源控制器还可以采集充放电接口的当前端口电压与当前端口电流/>。可以理解的是，当前端口电压/>相当于供电设备的供电输出电压，当前端口电流/>相当于供电设备的供电输出电流。
步骤S2025、根据当前充电电压与当前端口电压，确定储能设备的电压补偿变化值，并根据电压补偿变化值对供电设备的供电输出电压进行调节，获得调节后的供电输出电压。
需要说明的是，在充电过程中，由于设备的工作温度发生变化，导致电压损耗和电流损耗也发生变化，为了使得供电设备输出符合电池模组所需的电压和电流，需要根据发生变化的电压损耗和电流损耗对供电设备的输出进行调节。
示例性的，可以基于上述的电压配置公式，根据当前充电电压与当前端口电压，确定储能设备的电压补偿变化值。例如，若当前充电电压为4.8V，当前端口电压为10.2V，预设的电压补偿值为0.2V，则可以计算出当前的电压补偿值为0.6V，说明储能设备在充电过程中电压损耗增大了，根据预设的电压补偿值0.2V与当前的电压补偿值0.6V，可以计算出电压补偿变化值为0.4V，即电压损耗增大了0.4V。此时，为了抵消增大的电压损耗值，可以根据电压补偿变化值对供电设备20的供电输出电压进行调节。示例性的，可以控制供电输出电压增大0.4V，若供电设备20原来的供电输出电压/>为10.2V，则可以将供电输出电压/>调节为10.6V。可以理解的是，电压补偿变化值，相当于电压损耗的变化值。
上述实施例，为了减小在充电过程中电压损耗的变化对电池模组的充电效率造成影响，通过确定储能设备的电压补偿变化值，并根据电压补偿变化值对供电设备的供电输出电压进行调节，可以实现根据电压损耗的变化值对供电设备的供电输出电压进行动态调节，从而可以提高供电设备的供电输出电压的准确性与精度，确保供电设备可以准确输出电池模组所需的电压。
步骤S2026、根据当前充电电流与当前端口电流，确定储能设备的电流补偿变化值，并根据电流补偿变化值对供电设备的供电输出电流进行调节，获得调节后的供电输出电流。
示例性的，可以基于上述的电流配置公式，根据当前充电电流与当前端口电流，确定储能设备的电流补偿变化值。例如，若当前充电电流为9.8A，当前端口电流为5.5A，预设的电流补偿值为0.5A，则可以计算出当前的电压补偿值为0.9A，说明储能设备在充电过程中电流损耗增大了，根据预设的电流补偿值0.5A与当前的电流补偿值0.9A，可以计算出电流补偿变化值为0.4A，即电流损耗增大了0.4A。此时，为了抵消增大的电流损耗值，可以根据电流补偿变化值对供电设备的供电输出电流进行调节。示例性的，可以控制供电输出电流增大0.4A，若供电设备原来的供电输出电流/>为5.5A，则可以将供电输出电流调节为5.9A。
上述实施例，为了减小在充电过程中电流损耗的变化对电池模组的充电效率造成影响，通过确定储能设备的电流补偿变化值，并根据电流补偿变化值对供电设备的供电输出电流进行调节，可以实现根据电流损耗的变化值对供电设备的供电输出电流进行动态调节，从而可以提高供电设备的供电输出电流的准确性与精度，确保供电设备可以准确输出电池模组所需的电流。
步骤S2027、向供电设备发送第二可编程供电请求，第二可编程供电请求用于指示供电设备按照调节后的供电输出电压和/或调节后的供电输出电流对电荷泵单元进行供电。
示例性的，在获得调节后的供电输出电压和调节后的供电输出电流之后，可以根据调节后的供电输出电压和调节后的供电输出电流生成第二可编程供电请求，并向供电设备发送第二可编程供电请求，以使得供电设备按照调节后的供电输出电压和/或调节后的供电输出电流对电荷泵单元进行供电。
上述实施例，通过向供电设备发送第二可编程供电请求，可以使得供电设备按照调节后的供电输出电压和/或调节后的供电输出电流对电荷泵单元进行供电，实现动态控制供电设备进行可编程供电，从而可以提高供电设备供电的准确性与精度，确保供电设备可以输出电池模组所需的电压和电流。
请参阅图9，图9是传统技术中锂电池的充电曲线图，如图9所示，左侧纵轴表示电压（Voltage），右侧纵轴表示电流（Current），红色曲线表示锂电池的充电电流（ChargingCurrent），蓝色曲线表示锂电池的电池电压（Battery Voltage）。锂电池的充电过程主要包括点滴式充电（Trickle Charge）、预充电（Pre-Charge）、恒流充电（Constant-CurrentCharge）、恒压充电（Constant-Voltage Charge）和充电截止（End of Charge）等过程。
由图9中的充电曲线可知，在充电过程中需要不断进行调节充电电压和充电电流，而供电设备可编程供电的特性支持充电电压和充电电流的动态调节，本申请实施例可以基于供电设备可编程供电的特性，控制供电设备进行可编程供电。
请参阅图10，图10是本申请实施例提供的一种基于USB Type-C接口的快充协议对电池模组进行可编程供电的充电曲线图。如图10所示，左侧纵轴表示电压，右侧纵轴表示电流，绿色曲线表示请求供电设备基于可编程供电输出的调节电压；红色曲线表示锂电池的充电电流，蓝色曲线表示锂电池的电池电压。示例性的，可以对点滴式充电过程、预充电过程、恒流充电过程、恒压充电过程以及充电截止过程的电压进行动态调节。
需要说明的是，在采用USB PD3.0快充协议的情况下，供电设备的输出电压为3.3V-21V，电压调节精度达到20mV，供电设备的最大输出电流为5A，电流调节精度达到50mA，完全满足锂电池在不同充电阶段对于充电电压和充电电流的精度要求。
步骤S203、若供电设备支持多个供电档位供电，则断开电荷泵单元与电池模组之间的连接，基于固定档位供电方式控制供电设备对DC-DC转换单元进行供电，并控制DC-DC转换单元对电池模组进行充电。
示例性的，如图3所示，当供电设备20支持多个供电档位供电时，电源控制器102可以断开电荷泵单元104与电池模组105之间的连接。例如，电源控制器102可以向第三开关电路1043电路发送关断信号，控制第三开关电路1043截止，以使得第三开关电路1043断开电荷泵单元104与电池模组105之间的连接。
示例性的，在断开电荷泵单元104与电池模组105之间的连接，电源控制器102可以基于固定档位供电方式控制供电设备20对DC-DC转换单元103进行供电。其中，固定档位供电方式是指以多个供电档位中的其中一个供电档位对应的输出电压对DC-DC转换单元103进行供电。
上述实施例，通过在供电设备支持多个供电档位供电时，基于固定档位供电方式控制供电设备对DC-DC转换单元进行供电，可以实现在供电设备不支持可编程供电时，也能够采用传统的DC-DC转换单元对电池模组进行充电，从而可以提高储能设备的兼容性。
请参阅图11，图11是本申请实施例提供的一种控制供电设备对DC-DC转换单元进行供电的子步骤的示意性流程图，如图11所示，步骤S203中基于固定档位供电方式控制供电设备对DC-DC转换单元进行供电，可以包括以下步骤S2031至步骤S2033。
步骤S2031、获取电池模组的充电需求信息。
示例性的，如图3所示，电源控制器102可以获取电池管理***107采集的电池模组105的充电需求信息。其中，充电需求信息可以包括充电需求电压和充电需求电流。
步骤S2032、根据充电需求信息与多个供电档位对应的输出电压，确定供电设备对应的目标输出电压，目标输出电压为DC-DC转换单元的输入电压与输出电压之间的压差最小时，多个供电档位中的其中一个供电档位对应的输出电压。
示例性的，在获取电池模组105的充电需求信息之后，根据充电需求信息与多个供电档位对应的输出电压，确定供电设备20对应的目标输出电压。其中，目标输出电压为DC-DC转换单元103的输入电压与输出电压之间的压差最小时供电设备20的输出电压。
需要说明的是，对于DC-DC转换单元103，在输入电流一定的情况下，输入电压和输出（负载）电压之间的压差越大，DC-DC转换单元103的转换效率越低，反之，输入电压和输出电压之间的压差越小，DC-DC转换单元103的转换效率越高。
请参阅图12，图12是本申请实施例提供的一种DC-DC转换单元103的转换效率和不同压差之间的关系曲线图。如图12所示，横坐标表示DC-DC转换单元103的电流，单位为安培（A），纵坐标表示DC-DC转换单元103的转换效率，3条曲线分别表示5V、3V和1.8V三种压差。最高转换效率点是指电流大于某个值时，DC-DC转换单元103的转换效率最高，例如在压差为1.8V时，DC-DC转换单元103的转换效率达到最高。交叉点是指在电流小于某个值时，DC-DC转换单元103在压差大时的转换效率反而更高，在电流大于该值时，DC-DC转换单元103在压差大时的转换效率降低。
在一些实施例中，根据充电需求信息与多个供电档位对应的输出电压，确定目标输出电压，可以包括：获取充电需求电流对应的最小压差以及预设的电压补偿值；基于预设的最小压差公式和多个供电档位对应的输出电压，对充电需求电压、最小压差以及电压补偿值进行电压配置，获得目标输出电压。
示例性的，在确定目标输出电压时，需要先获取充电需求电流对应的最小压差。需要说明的是，不同的充电需求电流对应的最小压差不同。例如，如图5所示，在电流小于0.8A时，最小压差3V对应的转换效率最高；在电流大于0.8A时，最小压差1.8V对应的转换效率最高。
示例性的，在确定目标输出电压时，还要获取预设的电压补偿值。其中，电压补偿值可以表示为。电压补偿值/>可以根据实际情况设定，具体数值在此不作限定。需要说明的是，电压补偿值/>是针对电路设计、被动器件产生的电压损耗而设置的补偿值。可以理解，不同的硬件设计、使用不同被动器件以及不同工作温度下的***会有不同的电压损耗，因此为了能够精准地控制DC-DC转换单元工作在最高的转换效率，因此在确定目标输出电压时需要增加电压补偿值/>。
示例性的，在获取充电需求电流对应的最小压差以及预设的电压补偿值之后，可以基于预设的最小压差公式和多个供电档位对应的输出电压，对充电需求电压、最小压差以及电压补偿值进行电压配置，获得目标输出电压。
示例性的，最小压差公式如下：
式中，表示DC-DC转换单元103在充电需求电流为/>的情况下，工作在最高转换效率时对应的最小压差，不同的DC-DC转换单元103，对应的最小压差/>也可能不同；/>可以是供电设备20的供电档位的输出电压中的任意一个。
示例性的，可以将充电需求电压、最小压差/>以及电压补偿值代入上述最小压差公式进行电压配置，得到配置好的输出电压/>，并将配置好的输出电压/>确定为目标输出电压。
步骤S2033、控制供电设备按照目标输出电压对DC-DC转换单元进行供电。
示例性的，在确定供电设备20对应的目标输出电压之后，电源控制器102可以控制供电设备20按照目标输出电压对DC-DC转换单元103进行供电。
示例性的，控制供电设备20按照目标输出电压对DC-DC转换单元103进行供电，可以包括：向供电设备20发送标准快充请求，标准快充请求用于指示供电设备20按照目标输出电压以及目标输出电压对应的输出电流对DC-DC转换单元103进行供电。其中，目标输出电压对应的输出电流可以根据供电设备20的输出功率来确定。
上述实施例，通过基于最小压差公式和多个供电档位对应的输出电压对充电需求电压、最小压差以及电压补偿值进行电压配置，获得目标输出电压，并控制供电设备根据目标输出电压对电池模组进行充电，此时DC-DC转换单元的输入电压与输出电压之间的压差最小，从而DC-DC转换单元可以以最高的转换效率对电池模组充电，进而提高了电池模组的充电效率。此外，控制DC-DC转换单元以最高的转换效率对电池模组充电，还可以降低整个***在充电状态时的损耗，减少发热。
在一些实施例中，控制DC-DC转换单元对电池模组进行充电，可以包括：向第四开关电路发送第四导通信号，以供第四开关电路在接收到第四导通信号时，导通第二电压转换电路与电池模组之间的连接；根据充电需求信息对DC-DC转换器的充电输出参数进行配置，并将DC-DC转换器1030的工作模式设置为充电模式，以供DC-DC转换器按照配置好的充电输出参数控制第二电压转换电路对电池模组充电。
示例性的，如图3所示，电源控制器102可以向第四开关电路1032发送第四导通信号，以控制第四开关电路1032导通第二电压转换电路1031与电池模组105之间的连接。
在本申请实施例中，在控制DC-DC转换单元对电池模组进行充电之前，需要配置DC-DC转换单元的工作参数和工作模式。
示例性的，可以根据充电需求信息对DC-DC转换单元进行参数配置。其中，DC-DC转换单元主要包括充电电压和充电电流/>。充电电压/>可以通过预设的第二电压配置公式计算得到，充电电流/>可以通过预设的第二电流配置公式计算得到。
其中，第二电压配置公式为：，
式中，为电压补偿值。例如，当充电需求电压/>为5V，电压补偿值为0.2V时，可以计算出充电电压/>为5.2V。
第二电流配置公式为：，
式中，为电流补偿值。例如，当充电需求电流/>为10A，电流补偿值为0.5A时，可以计算出充电电流/>为10.5A。
示例性的，电源控制器可以与DC-DC转换单元进行通信，将DC-DC转换单元的工作模式设置为充电模式。需要说明的是，DC-DC转换单元的工作模式可以包括放电模式和充电模式，在对电池模组充电时，DC-DC转换单元需要工作在充电模式。
上述实施例，通过根据电池模组的充电需求信息对DC-DC转换器的充电输出参数进行配置，可以使得DC-DC转换器基于配置好的充电输出参数进行工作时输出电池模组所需的电压和电流，同时，还可以使得DC-DC转换单元的输入电压与输出电压之间的压差最小，进而DC-DC转换单元可以以最高的转换效率对电池模组充电，提高了电池模组的充电效率。
在本申请实施例中，结合上述图1至图3，当供电设备支持可编程供电时，基于可编程供供电方式对电池模组进行充电，主要包括以下步骤：
（1）电源控制器102检查DC-DC转换器1030，确认其处于关闭状态，并关闭第四开关电路1032以切断DC-DC转换单元103到电池模组105之间的充放路径；
（2）电源控制器102通过微控制器106，向电池管理***107请求获取电池模组105的实际状态；
（3）电源控制器102根据电池管理***107对电池模组105所实时采集的SoC反馈，确认电池模组105的状态正常时（第五开关电路110处于开启状态），结合所使用的电池特性确定充电电压和充电电流/>，通过微控制器106设置电池管理***107的充电、保护等参数；否则退出工作流程，并将错误上报给微控制器106，微控制器106通过交互模块109告知用户异常；/>
（4）电源控制器102按照PPS快充标准向供电设备20发出PPS请求，获取供电电压（/>）和供电电流/>（）；
（5）电源控制器102通过采样端口充放路径（充放电接口101和第一开关电路108之间）检测到供电设备20的输出电压后，打开第一开关电路108；
（6）电源控制器102打开第三开关电路1043，开启电荷泵充电路径；
（7）电源控制器102与电荷泵控制器1040进行通信，通知其进入工作状态；
（8）电荷泵控制器1040收到通知后，打开第二开关电路1042，控制第一电压转换电路1041进入工作状态，对电池模组105进行充电；
（9）电源控制器102保持与电荷泵控制器1040通信，确认电荷泵控制器1040已经正常工作后，上报微控制器106；
（10）微控制器106收到通知后，与电池管理***107进行通信以获取电池模组105的实时状态，并反馈给电源控制器102；
（11）电源控制器102通过微控制器106实时获取电池管理***107所采集的电池模组105信息，以及功率充放路径的相关参数（温度、电压、SOC（State of Charge，荷电状态）状态信息以及实际充电回路的电压电流/>等）；
（12）电源控制器102根据电池管理***107对于电池模组105的SOC反馈或采用其他SOC算法，结合自身所获知的供电端信息（端口充放路径的电压和电流/>），调整以及/>并向供电设备20发出PPS请求，申请新的/>和/>；
（13）电源控制器102向微控制器106上报调整信息，微控制器106通过交互模块109告知用户；
（14）如果在步骤10中，电源控制器102通过微控制器106的反馈信息得知电池模组105尚未被充满，且电荷泵控制器1040未向电源控制器102上报异常，则不断重复步骤（9）~步骤（13），否则（电池模组105已被充满）继续进行下面的步骤；
（15）电池模组105一旦被充满，则电源控制器102立刻通知电荷泵控制器1040停止工作；
（16）电荷泵控制器1040收到通知后，停止对第一电压转换电路1041的控制，关闭输出，并控制第二开关电路1042切断输入回路；
（17）电源控制器102确认电荷泵控制器1040停止工作后，控制第三开关电路1043切断电荷泵的充电输出路径；
（18）电源控制器102向供电设备20请求输出安全电压，例如5V；
（19）电源控制器102控制第一开关电路108关断供电设备20的输入回路；
（20）电源控制器102向微控制器106发出通知，告知***充电已完成，准备进入待机状态；
（21）微控制器106在进行完所有可能的操作（如用户交互、***状态检查等）后，延迟一段时间通知相连的电源控制器102、电池管理***107、交互模块109进入低功耗休眠状态，随后自身也进入低功耗休眠状态。
在本申请实施例中，结合上述图1至图3，当供电设备支持多个供电档位供电时，基于固定档位供电方式对电池模组进行充电，主要包括以下步骤：
（1）电源控制器102检查电荷泵控制器1040，确认其处于关闭状态，关闭第三开关电路1043以切断电荷泵单元104到电池模组105之间的充电路径；
（2）电源控制器102通过微控制器106，向电池管理***107请求获取电池实际状态；
（3）电源控制器102根据电池管理***107对电池模组105实时采集的SoC反馈，确认电池模组105状态正常后（此时第五开关电路110处于开启状态），结合所使用的电池特性确定充电电压和充电电流，通过微控制器106设置电池管理***107的充电、保护等参数；否则退出工作流程，并将错误上报给微控制器106，微控制器106通过交互模块109告知用户异常；
（4）电源控制器102按照PD快充标准向外部PSU发出标准PD请求，获取转换效率最高的固定快充档位：目标输出电压（多个供电档位的其中一个供电档位对应的电压）和电流（根据供电设备20的输出功率而定，不同供电档位对应的最大输出电流可能不同）；
（5）电源控制器102通过采样端口充放路径（充放电接口101和第一开关电路108之间）检测到供电设备20的输出电压后，打开第一开关电路108；
（6）电源控制器102打开第四开关电路1032，开启第二电压转换电路1031到电池模组105的充放电路径；
（7）电源控制器102与DC-DC转换器1030进行通信，设置DC-DC转换器1030的充电输出参数（充电电压，充电电流），通知其进入工作状态；
（8）DC-DC转换器1030收到通知后，开始控制第二电压转换电路1031，进入充电转换工作状态，开始对电池模组105进行充电；
（9）电源控制器102保持与DC-DC转换器1030通信，确认DC-DC转换器1030已经正常工作后，上报微控制器106；
（10）微控制器106收到通知后，与电池管理***107进行通信以获取电池模组105的实时状态，并反馈给电源控制器102；
（11）电源控制器102通过微控制器106实时获取电池管理***107所采集的电池模组105信息，以及功率充放路径的相关参数（温度、电压、SoC状态信息以及实际充电回路的电压电流等）；
（12）电源控制器102根据电池管理***107对于电池模组105的SoC反馈或采用其他SoC算法，结合自身所获知的供电端信息（端口充放路径的电压和电流）以及DC-DC充电路径的信息（DC-DC的实际充电输出电压和输出电流），修正电压补偿值以及电流补偿值；并向DC-DC转换器1030发出调整输出请求；
（13）电源控制器102向微控制器106上报调整信息，微控制器106通过交互模块109告知用户；
（14）如果在步骤（10）中，电源控制器102通过微控制器106的反馈信息得知电池模组105尚未被充满，且第二电压转换电路1031未向电源控制器102上报异常，则不断重复步骤9~步骤12，否则（电池模组105已被充满）继续进行下面的步骤；
（15）电池模组105一旦被充满，则电源控制器102立刻通知DC-DC转换器1030停止工作；
（16）DC-DC转换器1030收到通知后，停止对第二电压转换电路1031的控制，关闭输出；
（17）电源控制器102确认DC-DC转换器1030停止工作后，控制第四开关电路1032切断第二电压转换电路1031的充电输出路径；
（18）电源控制器102向供电设备20请求输出安全电压（5V）；
（19）电源控制器102控制第一开关电路108关断供电设备20的输入回路；
（20）电源控制器102向微控制器106发出通知，告知***充电已完成，准备进入待机节电状态；
（21）微控制器106在进行完所有可能的操作（如用户交互、***状态检查等）后，延迟一段时间通知相连的电源控制器102、电池管理***107、交互模块109进入低功耗休眠状态，随后自身也进入低功耗休眠状态。
本申请的实施例中还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序中包括程序指令，处理器执行程序指令，实现本申请实施例提供的任一项充电控制方法。例如，该计算机程序被处理器加载，可以执行如下步骤：
在检测到供电设备接入充放电接口时，获取供电设备的供电能力信息，供电能力信息包括供电设备能够支持多个供电档位供电或支持可编程供电；若供电设备支持可编程供电，则断开DC-DC转换单元与电池模组之间的连接，控制供电设备对电荷泵单元进行可编程供电，并控制电荷泵单元对电池模组进行充电；若供电设备支持多个供电档位供电，则断开电荷泵单元与电池模组之间的连接，基于固定档位供电方式控制供电设备对DC-DC转换单元进行供电，并控制DC-DC转换单元对电池模组进行充电。
以上各个操作的具体实施可参见前面的实施例，在此不再赘述。
其中，计算机可读存储介质可以是前述实施例的储能设备的内部存储单元，例如储能设备的硬盘或内存。计算机可读存储介质也可以是储能设备的外部存储设备，例如储能设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字卡(SecureDigital，SD)，闪存卡(Flash Card)等。
以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (15)
1.一种充电控制方法，其特征在于，应用于储能设备，所述储能设备包括充放电接口、DC-DC转换单元、电荷泵单元以及电池模组，所述DC-DC转换单元连接于所述充放电接口与所述电池模组之间，所述电荷泵单元连接于所述充放电接口与所述电池模组之间，所述方法包括：
在检测到供电设备接入所述充放电接口时，获取所述供电设备的供电能力信息，所述供电能力信息包括所述供电设备能够支持多个供电档位供电或支持可编程供电；
若所述供电设备支持可编程供电，则断开所述DC-DC转换单元与所述电池模组之间的连接，控制所述供电设备对所述电荷泵单元进行可编程供电，并控制所述电荷泵单元对所述电池模组进行充电；
若所述供电设备支持多个供电档位供电，则断开所述电荷泵单元与所述电池模组之间的连接，基于固定档位供电方式控制所述供电设备对所述DC-DC转换单元进行供电，并控制所述DC-DC转换单元对所述电池模组进行充电。
2.根据权利要求1所述的充电控制方法，其特征在于，所述控制所述供电设备对所述电荷泵单元进行可编程供电，包括：
获取所述电池模组的充电需求信息；
根据所述充电需求信息对所述供电设备进行可编程供电配置，得到所述供电设备对应的可编程供电参数；
控制所述供电设备按照所述可编程供电参数对所述电荷泵单元进行供电。
3.根据权利要求2所述的充电控制方法，其特征在于，所述充电需求信息包括充电需求电压和充电需求电流；
所述根据所述充电需求信息对所述供电设备进行可编程供电配置，得到所述供电设备对应的可编程供电参数，包括：
根据所述充电需求电压确定所述供电设备对应的供电输出电压，所述供电输出电压为所述充电需求电压的两倍与预设的电压补偿值之和；
根据所述充电需求电流确定所述供电设备对应的供电输出电流，所述供电输出电流为所述充电需求电流的一半与预设的电流补偿值之和；
根据所述供电输出电压与所述供电输出电流生成所述可编程供电参数。
4.根据权利要求2所述的充电控制方法，其特征在于，所述储能设备还包括第一开关电路，所述第一开关电路与所述充放电接口、所述电荷泵单元连接；所述可编程供电参数包括供电输出电压与供电输出电流；
所述控制所述供电设备按照所述可编程供电参数对所述电荷泵单元进行供电，包括：
向所述供电设备发送第一可编程供电请求，所述第一可编程供电请求用于指示所述供电设备按照所述供电输出电压以及所述供电输出电流对所述电荷泵单元进行供电；
在检测到所述供电设备输出电压后，控制所述第一开关电路导通，以供所述供电设备对所述电荷泵单元进行供电。
5.根据权利要求1所述的充电控制方法，其特征在于，所述电荷泵单元包括电荷泵控制器和第一电压转换电路，所述电荷泵控制器与所述第一电压转换电路连接，所述第一电压转换电路的一端与所述充放电接口连接，所述第一电压转换电路的另一端与所述电池模组连接；
所述控制所述电荷泵单元对所述电池模组进行充电，包括：
控制所述电荷泵控制器进入充电模式，以供所述电荷泵控制器在进入充电模式后控制所述第一电压转换电路对所述电池模组进行充电。
6.根据权利要求5所述的充电控制方法，其特征在于，所述储能设备还包括电源控制器，所述电荷泵单元还包括第二开关电路和第三开关电路；所述储能设备还包括第一开关电路，所述第一开关电路的一端与所述充放电接口连接，所述第一开关电路的另一端与所述第二开关电路的第一端连接，所述第二开关电路的第二端与所述第一电压转换电路连接，所述第二开关电路的第三端与所述电荷泵控制器连接；所述第三开关电路的第一端与所述第一电压转换电路连接，所述第三开关电路的第二端与所述电池模组连接，所述第三开关电路的第三端与所述电源控制器连接；
所述第一开关电路，用于在接收到所述电源控制器的第一导通信号时，导通所述充放电接口与所述第二开关电路之间的连接；
所述第二开关电路，用于在接收到所述电荷泵控制器的第二导通信号时，导通所述第一开关电路与所述第一电压转换电路之间的连接；
所述第三开关电路，用于在接收到所述电源控制器的第三导通信号时，导通所述第一电压转换电路与所述电池模组之间的连接。
7.根据权利要求5所述的充电控制方法，其特征在于，在充电阶段，所述第一电压转换电路的输出电压为输入电压的一半，在放电阶段，所述第一电压转换电路的输出电流为输入电流的两倍。
8.根据权利要求7所述的充电控制方法，其特征在于，所述第一电压转换电路包括第一储能电容、第二储能电容、第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；
所述第一开关管的第一端与电源端连接，所述第一开关管的第二端与所述第二开关管的第一端连接，所述第二开关管的第二端与所述第三开关管的第一端连接，所述第三开关管的第二端与所述第四开关管的第一端连接，所述第四开关管接地；
所述第一储能电容的第一端连接于所述第一开关管的第二端与所述第二开关管的第一端之间的公共端，所述第一储能电容的第二端连接于所述第三开关管的第二端与所述第四开关管的第一端之间的公共端；所述第二储能电容的第一端连接于所述第二开关管的第二端与所述第三开关管的第一端之间的公共端，所述第二储能电容的第二端连接于所述第四开关管的第二端；
其中，在充电阶段，所述第一开关管与所述第三开关管被配置为导通，所述第二开关管与所述第四开关管被配置为截止，所述第一储能电容与所述第二储能电容串联；
在放电阶段，所述第一开关管与所述第三开关管被配置为截止，所述第二开关管与所述第四开关管被配置为导通，所述第一储能电容与所述第二储能电容并联。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的充电控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
在控制所述电荷泵单元对所述电池模组进行充电过程中，获取所述电池模组的当前充电电压和当前充电电流，以及获取所述充放电接口的当前端口电压与当前端口电流；
根据所述当前充电电压与所述当前端口电压，确定所述储能设备的电压补偿变化值，并根据所述电压补偿变化值对所述供电设备的供电输出电压进行调节，获得调节后的供电输出电压；
根据所述当前充电电流与所述当前端口电流，确定所述储能设备的电流补偿变化值，并根据所述电流补偿变化值对所述供电设备的供电输出电流进行调节，获得调节后的供电输出电流；
向所述供电设备发送第二可编程供电请求，所述第二可编程供电请求用于指示所述供电设备按照调节后的所述供电输出电压和/或调节后的所述供电输出电流对所述电荷泵单元进行供电。
10.根据权利要求1所述的充电控制方法，其特征在于，所述基于固定档位供电方式控制所述供电设备对所述DC-DC转换单元进行供电，包括：
获取所述电池模组的充电需求信息；
根据所述充电需求信息与多个所述供电档位对应的输出电压，确定所述供电设备对应的目标输出电压，所述目标输出电压为所述DC-DC转换单元的输入电压与输出电压之间的压差最小时，多个所述供电档位中的其中一个供电档位对应的输出电压；
控制所述供电设备按照所述目标输出电压对所述DC-DC转换单元进行供电。
11.根据权利要求10所述的充电控制方法，其特征在于，所述充电需求信息包括充电需求电压和充电需求电流；
所述根据所述充电需求信息与多个所述供电档位对应的输出电压，确定所述目标输出电压，包括：
获取所述充电需求电流对应的最小压差以及预设的电压补偿值；
基于预设的最小压差公式和多个所述供电档位对应的输出电压，对所述充电需求电压、所述最小压差以及所述电压补偿值进行电压配置，获得所述目标输出电压。
12.根据权利要求10所述的充电控制方法，其特征在于，所述储能设备还包括电源控制器，所述DC-DC转换单元包括DC-DC转换器、第二电压转换电路和第四开关电路，所述储能设备还包括第一开关电路，所述第二电压转换电路的第一端与第一开关电路连接，所述第二电压转换电路的第二端与所述第四开关电路的第一端连接，所述第四开关电路的第二端与所述电池模组连接，所述第四开关电路的第三端与所述电源控制器连接；所述DC-DC转换器与所述第二电压转换电路的第三端连接；
所述控制所述DC-DC转换单元对所述电池模组进行充电，包括：
向所述第四开关电路发送第四导通信号，以供所述第四开关电路在接收到所述第四导通信号时，导通所述第二电压转换电路与所述电池模组之间的连接；
根据所述充电需求信息对所述DC-DC转换器的充电输出参数进行配置，并将所述DC-DC转换器的工作模式设置为充电模式，以供所述DC-DC转换器按照配置好的充电输出参数控制所述第二电压转换电路对所述电池模组充电。
13.根据权利要求1所述的充电控制方法，其特征在于，在所述供电设备支持可编程供电时，所述电池模组的最大充电电压为所述供电设备的最大供电输出电压的一半，所述电池模组的最小充电电压为所述供电设备的最小供电输出电压的一半。
14.一种储能设备，其特征在于，所述储能设备包括存储器和处理器；
所述存储器，用于存储计算机程序；
所述处理器，用于在执行所述计算机程序时实现如权利要求1至13任一项所述的充电控制方法。
15.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至13任一项所述的充电控制方法。
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