異構電池單元切換的製作方法

2023-07-04 04:39:41 2

背景技術：

已經開發了移動計算設備以增加在移動設置中可用於用戶的功能。例如用戶可以與行動電話、平板計算機或者其他移動計算設備交互以檢查電子郵件、瀏覽web、編寫文本、與應用交互等等。移動計算設備的開發者面臨的一個挑戰是高效功率管理和延長電池壽命。例如由處理器以最大程度或者接近最大程度對任務的延長處理可能耗盡設備電池和產生可能迫使設備關閉的熱條件。可以應用各種功率管理策略以一般地以總體設備性能為代價控制處理器和電池利用。如果為設備實施的功率管理無法達到在性能與電池壽命之間的良好平衡，則可能導致用戶對設備和製造商的不滿。

技術實現要素：

描述用於具有電池系統的設備的異構電池單元切換技術，該電池系統具有異構電池單元。控制系統被提供，該控制系統被配置為實施用於在異構電池單元之間切換用於設備的負載的策略。該切換可以涉及基於對用於設備的操作上下文的評估在由設備支持的多個不同模式之間選擇。可用於異構電池單元系統的模式可以包括但不限於如下不同模式，該不同模式用於一次連接多個異構電池單元之一以服務負載、在多個異構電池單元之中快速地切換以通過從每個單元汲取總負載的百分比來服務負載和/或從多個異構電池單元中的每個異構電池單元汲取設置的電流量以服務負載。

提供這一發明內容以用簡化的形式介紹以下在具體實施方式中進一步描述的概念選集。這一發明內容不是為了標識要求保護的主題的關鍵特徵或者必要特徵，它也不是為了用來限制要求保護的主題的範圍。

附圖說明

圖1圖示根據一個或者多個實現方式的示例操作環境。

圖2是描繪根據一個或者多個實現方式的具有電池系統的計算設備的示例細節的圖，該電池系統具有異構電池單元。

圖3是描繪根據一個或者多個實現方式的具有多個電池單元的電池系統的布置的示例的圖。

圖4是描繪根據一個或者多個實現方式的具有異構電池單元的系統的細節的圖。

圖5是描述根據一個或者多個實現方式的用於切換異構電池單元的示例過程的細節的流程圖。

圖6是描述根據一個或者多個實現方式的用於控制電池系統的切換硬體的操作的示例過程的細節的流程圖。

圖7是描述根據一個或者多個實現方式的用於實行切換策略的示例過程的細節的流程圖。

圖8是根據一個或者多個實現方式的可以用於異構單元切換的系統的框圖。

具體實施方式

概述

一般而言，設備可以實施功率管理策略以控制處理器和電池利用和熱條件，但是功率管理決定可能不利地影響設備性能。因而，如果功率管理被欠佳地實施和使性能受損，則設備的用戶可能變得有受挫感。

描述用於具有電池系統的設備的異構電池單元切換技術，該電池系統具有異構電池單元。異構電池單元可以包括具有各種不同特性的單元、諸如不同大小、容量、電池技術、化學性質、形狀、充電狀態(soc)等等的電池。控制系統被提供，該控制系統被配置為實施用於在多個異構電池單元之間切換用於設備的負載的策略。該切換可以涉及基於對用於設備的操作上下文的評估在由設備支持的電池系統的多個不同模式之間選擇。該評估可以基於包括但不限於電池特性、充電狀態、實際和預計負載、正在使用的設備應用和系統資源等等的因素。不同模式可以被映射到指示用於設備的操作上下文的因素的不同組合。響應於識別用於設備的特定操作上下文，標識對應模式並且指引電池系統的切換硬體以引起向標識的模式的切換以用於服務負載。可用於多異構電池單元系統的模式可以包括但不限於如下不同模式，該不同模式用於一次連接多個異構電池單元之一以服務負載、在多個異構電池單元之中快速地切換以通過從每個單元汲取總負載的百分比來服務負載和/或從多個異構電池單元中的每個異構電池單元汲取設置的電流量以服務負載。

這裡描述的異構電池單元切換技術支持功率工作負載在異構電池單元的不同集合之間的高效分布。此外，通過在不同單元之間智能地切換、高效地使用單元和/或選擇利用不足的單元以平衡負載來優化功率使用。取代僅使用相同種類的單個電池或者單元，具有不同特性的單元的組合被提供和映射到不同場景，使得為操作上下文定製用來在給定的場景中服務負載的電池單元的組合，這進一步提高功率使用、電池壽命和總體設備性能。

在以下討論中，標題為「操作環境」的章節被提供並且描述可以在其中採用一個或者多個實現方式的一個示例環境。此後，標題為「異構電池單元切換細節」的章節描述根據一個或者多個實現方式的示例細節和過程。最後，標題為「示例系統」的章節描述可以用於異構電池單元切換的一個或者多個實現方式的示例計算設備、部件和設備。

操作環境

圖1在100大體地圖示根據一個或者多個實施例的操作環境。環境100包括計算設備102，該計算設備具有處理系統104(該處理系統具有一個或者多個處理器和設備(例如cpu、gpu、微控制器、硬體元件、固定邏輯器件等))、一個或者多個計算機可讀介質106、作業系統108和在計算機可讀介質上駐留並且由處理系統可執行的一個或者多個應用110。處理系統104可以被配置為包括並行或者串行配置的多個獨立處理器和一個或者多個多核處理單元。多核處理單元可以具有在相同晶片或者集成電路上包括的兩個或者更多處理器(「核」)。在一個或者多個實現方式中，處理系統104可以包括提供一系列性能能力、處理效率和功率使用特性的多個處理核。

處理系統104可以從應用110取回和執行電腦程式指令以向計算設備102提供廣泛功能、包括但不限於遊戲、辦公生產力、電子郵件、媒體管理、列印、聯網、web瀏覽等等。與應用110有關的多種數據和程序文件也可以被包括，它們的示例包括遊戲文件、辦公文檔、多媒體文件、電子郵件、數據文件、web頁面、用戶簡檔和/或偏好數據等等。

計算設備102可以被體現為任何適當計算系統和/或設備、諸如舉例而言而無限制遊戲系統、桌面型計算機、便攜計算機、平板或者板式計算機、諸如個人數字助理(pda)的手持計算機、蜂窩電話、機頂盒、可穿戴設備(例如手錶、腕帶、眼鏡等)等。例如如圖1中所示，計算設備102可以被實施為連接到顯示設備118以顯示媒體內容的電視客戶端設備112、計算機114和/或遊戲系統116。備選地，計算設備可以是包括集成顯示器122的任何類型的便攜計算機、行動電話或者便攜設備120。計算設備也可以被配置為被設計為由用戶穿戴、附著到用戶、由用戶攜帶或者由用戶以別的方式運送的可穿戴設備124。在圖1中描繪的可穿戴設備124的示例包括眼鏡、智能腕帶或者手錶和pod設備、諸如夾式健身設備、媒體播放器或者跟蹤器。僅舉幾個示例，可穿戴設備124的其他示例包括但不限於徽章、鑰匙鏈、進出卡和環、衣物、手套或者手鐲。可以用各種部件、諸如一個或者多個處理器和存儲器設備以及用不同部件的任何組合實施計算設備中的任何計算設備。以下關於圖8示出和描述可以代表包括計算設備102的各種系統和/或設備的計算系統的一個示例。

舉例而言而無限制，計算機可讀介質可以包括通常地與計算設備關聯的所有形式的易失性和非易失性存儲器和/或存儲介質。這樣的介質可以包括rom、ram、快閃記憶體、硬碟、可移除介質等。計算機可讀介質可以包括「計算機可讀存儲介質」和「通信介質」，可以在對圖8的示例計算系統的討論中找到它們的示例。

計算設備102也可以包括如以上和以下描述的那樣操作的功率管理器模塊126和電池系統128。電池系統128被配置為包括如以下更具體討論的多個異構電池單元。可以使用硬體、軟體、固件和/或邏輯器件的任何適當組合來提供功率管理器模塊126和電池系統128。如圖所示，功率管理模塊126和電池系統128可以被配置為分離、單獨模塊。附加地或者備選地，功率管理器模塊126也可以被配置為與作業系統108組合或者經由電池系統128的控制器或者其他部件實施的模塊。

功率管理器模塊126代表如下功能，該功能可操作用於評估系統範圍的功率管理考慮並且基於評估來管理電池系統128、處理器和/或處理核的異構單元的可用性。在一個或者多個實現方式中，功率管理器模塊126可以被配置為實施基於功率管理考慮建立的切換策略以控制電池系統128。這可以涉及分析如下因素，這些因素包括但不限於電池特性、電池充電水平/狀態、設備功率狀態、實際和預計工作負載、熱條件、用戶存在、處理器/核利用、應用上下文、設備上下文、優先級、上下文線索和可以用來在系統級驅動功率管理決定的其他適當性能度量。功率管理器模塊126可以被配置為應用切換策略以基於對系統範圍的性能度量和條件的評估(這裡也稱之為分析用於設備的操作上下文)來調整電池系統128的性能。應用切換策略可以涉及控制電池系統的模式、電池單元的單元狀態和/或在電池系統128內包括的異構電池單元的可用性。例如功率管理器模塊126可操作用於與電池系統128傳達控制信號或者以別的方式與它交互以指引切換硬體的操作以根據切換策略和對操作上下文的分析在異構電池單元之間切換以服務負載。在以下章節中討論關於異構電池單元切換的這些和其他方面的細節。

環境100還描繪計算設備102可以經由網絡130通信地耦合到服務提供者132，這使計算設備102能夠訪問由服務提供者132使得可用的各種資源134並且與這些資源交互。資源134可以包括通常地由一個或者多個服務提供者通過網絡使得可用的內容和/或服務的任何適當組合。例如內容可以包括文本、視頻、廣告、音頻、多媒體流、應用、動畫、圖像、web頁面等的各種組合。服務的一些示例包括但不限於在線計算服務(例如「雲」計算)、認證服務、基於web的應用、文件存儲和協作服務、搜索服務、消息傳送服務、諸如電子郵件和/或即時消息傳送和社交聯網服務。

已經描述了示例操作環境，現在考慮與異構電池單元切換的一個或者多個實現方式關聯的示例細節和技術。

異構電池單元切換細節

為了進一步說明，考慮在這一章節中對可以用來提供如這裡描述的異構電池單元切換的示例設備、部件、過程和實施細節的討論。一般而言，可以在這一章節中描述的示例過程的上下文中採用關於以上和以下示例描述的功能、特徵和概念。另外，在本文中關於不同圖和示例描述的功能、特徵和概念可以相互互換而不限於在特定圖或者過程的上下文中實施。另外，可以一起應用和/以不同方式組合與這裡的不同代表過程和對應圖關聯的塊。因此，這裡關於不同示例環境、設備、部件、圖和過程描述的個體功能、特徵和概念可以以任何適當組合被使用而不限於在這一描述中由枚舉的示例代表的特定組合。

示例設備

圖2在200大體地描繪根據一個或者多個實現方式的具有電池系統128的計算設備102的示例細節，該電池系統具有異構電池單元。計算設備102也包括如關於圖1討論的處理系統104、計算機可讀介質106、作業系統108和應用110。在描繪的示例中，功率管理器模塊126也被示出為被實施為作業系統108的部件。

舉例而言而非限制，電池系統128被描繪為具有電池單元202和電池控制器204。電池單元202代表可以在計算設備內包括的各種不同種類的單元。如提到的那樣，電池單元202包括具有不同特性、諸如不同大小/容量、化學性質、電池技術、形狀、充電狀態(soc)等等的單元。因而，電池系統128包括多個電池單元的不同組合，這些電池單元中的至少一些電池單元具有互不相同的特性。可以利用電池單元202的各種組合以提供可以被映射到不同終端使用場景的一系列容量、性能能力、效率和功率使用特性。

電池控制器204代表控制系統，其用於控制電池系統128的操作和控制從電池單元202遞送功率以服務系統負載。電池控制器204可以使用適合用於相互連接電池單元202、向系統供應功率、在電池單元之間切換等等的各種邏輯、硬體、電路、固件和/或軟體被配置。舉例而言而非限制，圖2中的電池控制器204被描繪為包括可操作用於在不同時間在使用電池單元202的不同指定的單元之間選擇性地切換的切換硬體206和控制邏輯207。控制邏輯207可以反映由系統支持的不同切換模式，以上和以下討論這些切換模式的示例。可以根據基於功率管理評估建立的切換策略使用切換硬體206來設置切換模式，該功率管理評估可以包括分析設備的操作內容。因此，取代僅並行或者串行互連電池，可以利用切換硬體206以設立用於為不同條件/上下文選擇不同電池單元的切換方案。可以採用切換硬體206以一次選擇一個電池單元以支持負載以及在兩個或者更多不同電池之間快速地循環以從用來支持負載的每個電池同時汲取總負載的百分比或者指定的電流量。因而，可以激活異構電池單元的不同單元以在不同操作上下文中服務負載。

在一種方式中，在模式之間切換和/或使用不同電池單元在功率管理器模塊126的影響之下出現。如先前指出的那樣，功率管理器模塊126可操作用於基於對指示操作上下文的因素的分析和切換策略管理電池系統128的異構單元的可用性。例如可以至少基於指示電池單元202的類型、單元的特性、充電狀態等等的電池單元數據208評估操作上下文。操作上下文也可以代表反映如下因素的設備狀態，這些因素包括設備功率狀態、實際和預計工作負載、負載電流要求、熱條件、用戶存在、處理器/核利用、應用上下文和其他性能參數。可以基於通過分析電池單元數據208和經由功率管理器模塊126跟蹤的用於設備的其他上下文因素和/或性能參數識別的操作上下文選擇和設置用於電池系統128的模式或者狀態。

此外，功率管理器模塊126可以被配置為實施切換策略210。切換策略210指定異構電池系統的切換模式和對應電池單元以用於不同操作上下文。換言之，切換策略210被設計為將電池單元202與不同上下文匹配並且控制何時使用異構電池系統的不同單元。在識別操作上下文時，切換策略210用來從由電池系統支持的多個模式之中選擇匹配上下文的切換模式。然後電池系統的開關或者其他切換硬體204被控制以引起向選擇的切換模式的切換。以這一方式，功率管理器模塊126實施切換策略210以關於從哪個或者哪些電池汲取功率、從每個電池汲取多少功率和何時在不同模式和/或電池單元的組合之間切換做出確定。舉例而言而非限制，功率管理器模塊126和切換策略210在圖2中被圖示為被實施為作業系統108的部件。也設想作為作業系統108的部件或別的方式的其他實現方式。

通過以這裡描述的方式在不同種類的電池之間切換，可以對於在給定的時間段期間執行的任務定製用於該時間段的電池單元202。根據負載要求和其他因素，可以在可以容許功率節流的場景中節省功率和電池壽命，並且可以管理電池單元202以在需要低等待時間和/或大量功率的其他「優先級」場景中實現高性能水平。這樣，可以通過使用這裡討論的技術在電池單元202和/或對應模式之間選擇性地切換來在功率高效使用、等待時間、電池壽命和對多個單元的利用之間實現平衡。例如可以利用相對小和高效的電池單元以服務用於操作上下文的與低優先級任務和負載要求關聯的負載。在另一方面，更大容量的電池單元或者多個更小電池的組合可以被激活用於被指派高優先級和/或與相對高的負載要求關聯的進行中或者預計的任務。因而，具有電池單元202的不同集合的電池系統128的切換硬體206支持以各種方式在不同電池單元202之中切換負載電流以適應不同操作上下文和場景。

示例電池單元布置

一般而言，具有多個不同電池單元的電池系統128可以用各種方式來配置並且採用多種不同類型的電池。在一個或者多個實現方式中，僅舉幾個示例，在系統內包括的不同電池單元202具有不同特性、諸如電池化學性質、容量、電壓、大小、形狀和/或充電狀態中的一項或者多項的不同。使用不同類型的單元提供用於電池系統和電路板的設計的靈活性、因而使設備開發者能夠進行對內部空間的更佳利用以提供具有增加的電池壽命和效率的設備。不同電池單元被布置在支持在電池單元之中的選擇性切換的電路中。

具體地，圖3大體地在300描繪具有多個電池單元202的電池系統128的一個說明性示例布置。可以在包括電池控制器204的電路中連接電池單元202，該電池控制器實施用於在電池單元202之中來回切換的切換硬體206和控制邏輯207。

可以根據電池模型302代表電池單元202中的每個電池單元，在圖3中描繪該電池模型302的示例。電池單元中的每個電池單元也可以耦合到電容器緩衝器304，該電容器緩衝器304被提供用於在採用切換硬體206以在單元之間切換時平滑供應的功率。雖然在圖3中示出電池模型302的一個說明性示例，但是將認識這裡描述的概念不限於特定模型，並且可以個體地或者組合利用各種不同模型。一般而言，多個電池單元202與支持在單元之間切換的切換硬體206一起布置。切換電路也可以包括用於平滑從不同單元汲取的電流的機制、諸如示例電容器緩衝器304或者其他平滑部件。此外，切換電路包括用於指定和控制哪些單元用來服務負載、單元的操作模式和從每個單元汲取的功率量的控制邏輯207或者類似功能。

電池控制器204和切換硬體206可以被配置為支持用於電池單元202的多個不同操作模式。在一個模式中，切換硬體206被控制為一次選擇從其汲取電流以支持負載的一個電池單元。為給定的時間段選擇的特定單元依賴於操作上下文和切換策略。例如在相對低的電流閾值、諸如二十毫安以下，可以經由切換硬體206選擇第一低功率、高效率電池單元。然後，在超過電流閾值(例如在二十毫安以上)時，可以通過指引切換硬體206將負載切換到第二更高性能電池單元。在這一模式中，切換以相對低的頻率出現，使得一次使用單個電池單元來服務負載。

在另一模式中，切換硬體206被控制以在兩個或者更多不同電池單元之間快速地切換以從每個單元汲取總負載電流的百分比。換言之，以相對高的頻率循環切換硬體206以根據由切換策略向每個電池指派的加權從不同電池拉取電流。有效地，在這一模式中的快速循環支持通過同時從不同單元汲取負載電流的不同部分來服務負載。例如對於具有三個單元的電池系統，可以從第一單元汲取負載的百分之十，從第二單元汲取百分之三十，並且從第三單元汲取百分之六十。

在再一模式中，切換硬體206被控制以在兩個或者更多不同電池單元之間快速地循環或者連接到兩個或者更多不同電池單元以在基本上相同時間(例如同時)從正在用來支持負載的兩個或者更多電池單元汲取指定的電流量。在這一模式中，與設置百分比或者加權因子相反，指定由每個單元供應的電流量。同樣，在這一模式中的快速循環支持通過同時從不同單元汲取負載電流的不同部分來服務負載，但是在這一情況下在用於從每個單元供應的電流量的約束內。舉例而言而非限制，上至指定的量(例如十毫安)的電流可以由第一電池單元供應。隨後，在指定的量以上的附加指定的電流量可以由第二電池單元供應(例如在十毫安以上的接下來二十毫安)。在前兩個量以上和超出該前兩個量(例如在三十毫安以上)的附加負載電流可以由第三電池單元供應。

圖3還描繪用於電池系統128的等效電路模型306。具體地，等效電路模型306代表可以用來使用多個電池單元202的布置向負載308提供電流i的切換硬體206。在描繪的示例中，四個不同電池單元310(1)-310(4)經由開關312可連接到負載308。開關312可以被實施為固態開關或者其他適當硬體切換器件。示例電池單元310(1)-310(4)代表被配置為提供相應電流量i1、i2、i3和i4的不同異構電池。可以使用電池單元310(1)-310(4)之一或者電池單元310(1)-310(4)的組合來供應負載電流i。為了這樣做，可以如先前描述的那樣根據切換策略和/或在功率管理器模塊126的影響之下經由控制邏輯207控制開關312以服務負載。開關312也用來實施以上和以下描述的各種不同切換模式。例如開關312可以被定位為選擇電池單元310(1)-310(4)之一併且經由選擇的單元服務負載。開關312也可以被快速地循環到與不同單元關聯的不同定位以有效地從每個電池同時汲取總電流i的部分。在這一方式中，通過集中從每個電池供應的電流i1、i2、i3和i4(例如i＝i1+i2+i3+i4)來供應總電流i。可以用各種方式、諸如通過將百分比、權重因子、閾值或者指定的量與單元關聯來指定從每個單元獲得的電流部分。

圖4在400大體地描繪根據一個或者多個實現方式的具有異構電池單元的系統的示例細節。具體地，圖4的示例描繪具有可以與計算設備102集成的電池單元202的系統。諸如經由包括切換硬體206和控制邏輯207的電池控制器204，經由使用這裡討論的技術的電池單元供應功率。在描繪的示例中，經由適於支持異構電池單元切換的功率管理集成電路(pmic)402實施電池控制器204。例如在一個或者多個實現方式中，pmic或者其他電池控制器適於包括寄存器404以支持對切換策略的策略實行。寄存器404可以被配置為保持各種參數，控制邏輯207利用這些參數以控制切換硬體206的操作並且相應地從電池單元供應功率。例如寄存器404可以包括指示切換策略、選擇的切換模式的寄存器、定時寄存器以及指示電池狀態、特性和指定的電流切換約束(量、權重、百分比、閾值等)的特定於電池單元的寄存器。可以向寄存器指派為在典型場景中的一般使用選擇的默認值。然後可以在作業系統和/或用戶輸入的影響之下選擇性地適配寄存器以實施用於不同使用情況的策略設置。

暴露由電池控制器實施的寄存器404以支持對切換的作業系統108和/或應用110級別控制。換言之，寄存器404提供對異構電池單元切換的用戶可訪問控制。舉例而言而非限制，可以如在圖4中代表的那樣經由應用編程接口(api)406動態地設置和更新用於寄存器404的參數值，該api406經由作業系統108被暴露。可以通過適當通信總線408在電池控制器204與作業系統之間交換api消息和/或其他控制信號，該通信總線408的一個示例是i2c總線。也可以經由控制信號和/或api向作業系統108和/或功率管理器模塊126傳達關於電池單元202的電池狀態、工作負載和特性的信息以支持對操作上下文的評估和基於操作上下文的策略決定。

因此，如在圖4中代表的那樣，作業系統108通過功率管理器模塊126或者以別的方式可以做出策略決定、諸如模式選擇和用於電池切換的電池單元約束設置。策略決定基於指示操作上下文的性能參數被做出，該操作上下文至少包括從電池控制器204獲得的關於電池狀態和特性的信息。api406提供用來向電池控制器204傳達控制信號以根據策略決定設置寄存器404的機制。因此，作業系統108和/或功率管理器模塊126可以指引電池控制器204的操作以通過設置寄存器404和使切換硬體206操作以實現由選擇的策略指定的模式和電池單元約束來實施對該選擇的策略的策略實行。然後根據策略決定經由電池單元中的一個或者多個電池單元向系統供應功率。

示例過程

關於圖5至7的示例討論異構電池單元切換技術的更多方面。可以利用這裡描述的環境、系統、設備和部件和結合任何適當硬體、軟體、固件或者其組合來實施在本文中描述的過程。過程可以被表示為指定由一個或者多個實體執行的操作的塊的集合，並且不必限於用於由相應塊執行操作的所示順序。

圖5是描述根據一個或者多個實現方式的用於切換異構電池單元的示例過程500的細節的流程圖。過程500可以通過適當地配置的計算設備、諸如通過作業系統108、功率管理器模塊126和/或關於圖1-4的示例描述的其他功能來實施。關於過程500討論的個體操作和細節也可以用各種方式與這裡關於圖6和圖7的示例過程討論的操作和細節組合。

用於具有電池系統的計算設備的操作上下文被分析，該電池系統具有異構電池單元(塊502)。例如作業系統108可以被配置為評估性能參數以識別操作上下文，並且基於操作上下文做出用於設備的系統範圍的功率管理決定。舉例而言而非限制，操作上下文可以反映電池狀態、電池容量、總工作負載、工作負載分布、熱條件、對用戶存在的指示、功率可用性(例如電池水平、連接連接等)、應用類型、工作類別、優先級設置等等中的一項或者多項的組合。可以經由如這裡描述的功率管理器模塊126或者類似功能做出評估。

從由電池系統支持的多個切換模式之中選擇切換模式以服務計算設備的負載，該切換模式被選擇為匹配操作上下文(塊504)。具體地，可以如先前描述的那樣基於對操作上下文的分析以做出策略決定來選擇模式。例如由作業系統108實施的切換策略210可以被配置為將不同模式與操作上下文匹配。響應於識別操作上下文，作業系統108可以被配置為應用切換策略210以選擇被映射到識別的操作上下文的模式。設想各種切換模式，先前描述了這些切換模式的示例。切換策略210可以反映用於在性能與功率使用之間達到平衡的設計決定。另外，切換策略210可以由開發者和/或用戶可配置以更多朝著性能或者更多朝著高效功率使用(例如延長的電池壽命)轉移平衡。

控制信號被傳達以指引電池系統的切換硬體以在異構電池單元之間切換以使用選擇的切換模式來服務負載(塊506)。例如作業系統108可以經由控制信號發送命令以指引電池控制器204的操作以實施切換策略210和/或選擇的模式。這可以涉及動態地更新寄存器404和/或引起切換硬體206的對應改變以選擇用於服務負載電流的電池單元202並且如由切換策略210和/或選擇的模式指定的那樣操作電池單元。因而，控制信號可以被配置為使切換硬體如由選擇的切換模式指定的那樣選擇性地激活和去激活異構電池單元的單元。

圖6是描述根據一個或者多個實現方式的用於控制電池系統的切換硬體的操作的示例過程400的細節的流程圖。過程600可以通過適當地配置的計算設備、諸如通過關於圖1-4的示例描述的功率管理器模塊126和/或其他功能來實施。關於過程600討論的個體操作和細節也可以用各種方式與這裡關於圖5和圖7的示例過程討論的操作和細節組合。

根據為設備選擇的切換策略確定具有多個異構電池單元的電池系統的一個或者多個電池單元用於服務設備負載(塊602)。例如可以利用為設備建立的切換策略210以用先前描述的方式做出策略決定。這可以涉及標識異構系統的用於特定操作上下文的電池單元。可以基於對各種性能參數和/或電池單元數據的分析來評估操作上下文。可以基於切換策略210和策略決定標識和選擇不同切換模式，該不同切換模式指示使用哪些單元和如何使用單元以服務負載。然後控制電池系統的切換硬體的操作以通過在如由切換策略指定的那樣確定的一個或者多個電池單元之間切換來服務設備負載(塊604)。例如可以用任何適當方式提供用於引起切換硬體206的操作並且實施策略和/或模式的控制信號。在一種方式中，可以調用api406以如先前討論的那樣傳達用於設置電池控制器的寄存器404的指令。附加地或者備選地，控制信號可以提供由電池控制器204可解釋以如由信號指引的那樣設置開關312的定位的命令。可以經由i2c總線或者其他適當通信總線在功率管理器模塊126與電池控制器204之間傳達這樣的信號。在任何情況下，控制信號被配置為引起如由切換策略指定的那樣在一個或者多個電池單元之間切換。

圖7是描述根據一個或者多個實現方式的用於實行切換策略的示例過程700的細節的流程圖。過程700可以通過適當地配置的計算設備、諸如通過電池控制器204、控制邏輯207和/或關於圖1-4的示例描述的其他功能來實施。關於過程700討論的個體操作和細節也可以用各種方式與這裡關於圖5和圖6的示例過程討論的操作和細節組合。

跟蹤用於具有異構電池單元的電池系統的性能參數(塊702)。基於跟蹤，傳達足以支持選擇用於在指定的時間段期間服務設備負載的切換策略的數據(塊704)。例如電池控制器204可以被配置為跟蹤各種參數，這些參數指示經由電池控制器控制的電池系統128的性能。例如電池控制器204可以被配置為收集和存儲指示電池單元的類型、單元的特性、充電狀態等等的各種電池單元數據208。可以使得電池單元數據208由功率管理器模塊126或者等效功能可訪問以支持包括用於電池切換的策略決定的功率管理操作。例如可以經由api通過適當通信總線傳達至少一些電池單元數據208用於由功率管理器模塊126、作業系統和/或其他應用使用。

響應於對數據的傳達，獲得為指定的時間段選擇的切換策略的指示(塊706)。在指定的時間段期間，應用選擇的切換策略以控制電池系統的切換硬體的操作以通過在多個異構電池單元之間切換來服務設備負載(塊708)。例如電池控制器204對數據的傳達可以發起由功率管理器模塊126或者其他模塊以這裡討論的方式對上下文的分析和對切換策略的選擇。然後可以向電池控制器204提供響應，該響應被配置為包括關於選擇的切換策略的指示。例如響應可以是以控制信號或者api消息的形式，該控制信號或者api消息指定用於由電池控制器204實施的控制邏輯207和/或寄存器404的設置。經由這樣的信號或者消息動態地設置由控制邏輯207和/或寄存器404反映的參數提供用於指引電池控制器204的操作以實施選擇的策略的機制。這可以包括控制電池控制器204的切換硬體206的操作以通過在多個異構電池單元之間切換來服務設備負載。如指出的那樣，可以在由電池控制器支持的多個不同模式中操作多個單元。模式中的至少一些模式可以被配置為在兩個或者更多單元之間來回切換以通過從兩個或者更多單元供應功率的部分來服務負載。也可以在一些場景中個體地使用單元以使用單元中的單個單元來服務負載。採用相同切換電路以實施多個不同模式並且由此個別地和在兩個或者更多單元的組合中提供對異構電池單元的訪問。

示例系統

圖8圖示包括示例計算設備802的示例系統800，該示例計算設備802代表可以實施這裡描述的各種技術的一個或者多個計算系統和/或設備。計算設備802可以例如是服務提供者的伺服器、與客戶端關聯的設備(例如客戶端設備)、片上系統和/或任何其他適當計算設備或者計算系統。

示例計算設備802如圖所示包括處理系統804、一個或者多個計算機可讀介質806和相互通信地耦合的一個或者多個i/o接口808。雖然未示出，但是計算設備802還可以包括將各種部件相互耦合的系統總線或者其他數據和命令傳送系統。系統總線可以包括不同總線結構中的任何總線結構或者組合，該不同總線結構諸如存儲器總線或者存儲器控制器、外圍總線、通用串行總線和/或利用多種總線架構中的任何總線架構的處理器或者本地總線。也設想多種其他示例、諸如控制和數據線。

處理系統804代表用於使用硬體來執行一個或者多個操作的功能。因而，處理系統804被圖示為包括可以被配置為處理器、功能塊等等的硬體元件810。這可以包括作為專用集成電路或者使用一個或者多個半導體形成的其他邏輯器件的在硬體中的實現方式。硬體元件810不受形成它們的材料或者在其中採用的工藝機制所限制。例如處理器可以由一個或者多個半導體和/或電晶體(例如電子集成電路(ic))組成。在這樣的上下文中，處理器可執行的指令可以是電子地可執行的指令。

計算機可讀介質806被圖示為包括存儲器/存儲裝置812。存儲器/存儲裝置812代表與一個或者多個計算機可讀介質關聯的存儲器/存儲容量。存儲器/存儲裝置812可以包括易失性介質(諸如隨機存取存儲器(ram))和/或非易失性介質(諸如只讀存儲器(rom)、快閃記憶體、光碟、磁碟等等)。存儲器/存儲裝置812可以包括固定介質(例如ram、rom、固定硬驅動等等)以及可移除介質(例如快閃記憶體、可移除硬驅動、光碟等等)。可以用如以下進一步描述的多種其他方式配置計算機可讀介質806。

一個或者多個輸入/輸出接口808代表用於使用各種輸入/輸出設備允許用戶向計算設備802錄入命令和信息並且也允許向用戶和/或其他部件或者設備呈現信息的功能。輸入設備的示例包括鍵盤、光標控制設備(例如滑鼠)、用於語音操作的麥克風、掃描儀、觸摸功能(例如被配置為檢測物理觸摸的電容性或者其他傳感器)、相機(例如該相機可以採用可見光或者不可見光波長、諸如紅外線頻率以檢測未涉及觸摸的移動作為手勢)等等。輸出設備的示例包括顯示設備(例如監視器或者投影儀)、揚聲器、印表機、網卡、觸覺響應設備等等。因此，可以用如以下進一步描述的多種方式配置計算設備802以支持用戶交互。

這裡可以在軟體、硬體元件或者程序模塊的一般上下文中描述各種技術。一般而言，這樣的模塊包括執行特定任務或者實施特定抽象數據類型的例程、程序、對象、元件、部件、數據結構等等。如這裡所用術語「模塊」、「功能」和「部件」一般地代表軟體、固件、硬體或者其組合。這裡描述的技術的特徵獨立於平臺，這意味著可以在具有多種處理器的多種商用計算平臺上實施技術。

可以在某個形式的計算機可讀介質上存儲或者跨該形式的計算機可讀介質傳輸描述的模塊和技術的實現方式。計算機可讀介質可以包括計算設備802可以訪問的多種介質。舉例而言而無限制，計算機可讀介質可以包括「計算機可讀存儲介質」和「通信介質」。

「計算機可讀存儲介質」是指與僅信號傳輸、載波或者信號本身對照而言支持信息存儲的介質和/或設備。因此，計算機可讀存儲介質不包括信號承載介質、瞬態信號或者信號本身。計算機可讀存儲介質包括硬體、諸如以適合用於存儲信息、諸如計算機可讀指令、數據結構、程序模塊、邏輯元件/電路或者其他數據的方法或者技術實施的易失性和非易失性、可移除和非可移除介質和/或存儲設備。計算機可讀存儲介質的示例可以包括但不限於ram、rom、eeprom、快閃記憶體或者其他存儲器技術、cd-rom、數字萬用盤(dvd)或者其他光存儲裝置、硬碟、磁盒、磁帶、磁碟存儲裝置或者其他磁存儲設備或者適合用來存儲希望的信息並且可以由計算機訪問的其他存儲設備、有形介質或者製造品。

「通信介質」可以是指被配置為諸如經由網絡向計算設備802的硬體傳輸指令的信號承載介質。通信介質通常地可以在調製的數據信號、諸如載波、數據信號或者其他傳送機制中體現計算機可讀指令、數據結構、程序模塊或者其他數據。通信介質也包括任何信息遞送介質。術語「調製的數據信號」意味著如下信號，該信號讓它的特性中的一個或者多個特性以對信號中的信息進行編碼的方式來設置或者改變。舉例而言而非限制，通信介質包括有線介質、諸如有線網絡或者直接有線連接、以及無線介質、諸如聲學、rf、紅外線和其他無線介質。

如先前描述的那樣，硬體元件810和計算機可讀介質806代表以如下硬體形式實施的指令、模塊、可編程邏輯器件和/或固定器件邏輯，可以在一些實施例中採用該硬體形式以實施這裡描述的技術的至少一些方面。硬體元件可以包括集成電路或者片上系統的部件、專用集成電路(asic)、現場可編程門陣列(fpga)、複雜可編程邏輯器件(cpld)和在矽或者其他硬體器件中的其他實現方式。在本上下文中，硬體元件可以作為執行由指令定義的程序任務的處理設備、模塊和/或由硬體元件體現的邏輯以及用來存儲用於執行的指令的硬體器件操作，該用來存儲用於執行的指令的硬體器件例如先前描述的計算機可讀存儲介質。

也可以採用前述各項的組合以實施這裡描述的各種技術和模塊。因而，軟體、硬體或者程序模塊可以被實施為在某個形式的計算機可讀存儲介質上和/或由一個或者多個硬體元件810體現的一個或者多個指令和/或邏輯，該程序模塊包括作業系統108、應用110、功率管理器模塊126和其他程序模塊。計算設備802可以被配置為實施與軟體和/或硬體模塊對應的特定指令和/或功能。因而，可以至少部分地在硬體中、例如通過使用計算機可讀存儲介質和/或處理系統的硬體元件810來實現實施模塊如下模塊，該模塊作為軟體由計算設備802可執行。指令和/或功能可以由一個或者多個製造品(例如一個或者多個計算設備802和/或處理系統804)可執行/可操作以實施這裡描述的技術、模塊和示例。

如圖8中進一步所示，示例系統800在個人計算機(pc)、電視設備和/或行動裝置上運行應用時支持用於無縫用戶體驗的普適環境。服務和應用在利用應用、玩視頻遊戲、觀看視頻等等時從一個設備向下一設備轉變時在所有三個環境中基本上相似地運行以用於共同用戶體驗。

在示例系統800中，通過中央計算設備互連多個設備。中央計算設備可以是多個設備本地的或者可以位置遠離多個設備。在一個實施例中，中央計算設備可以是通過網絡、網際網路或者其他數據通信鏈路連接到多個設備的一個或者多個伺服器計算機的雲。

在一個實施例中，這一互連架構支持跨多個設備遞送功能以向多個設備的用戶提供共同和無縫體驗。多個設備中的每個設備可以具有不同物理要求和能力，並且中央計算設備使用平臺以支持向設備遞送既為設備定製又為所有設備所公共的體驗。在一個實施例中，創建目標設備類，並且為該泛型設備類定製體驗。設備類可以由物理特徵、使用類型或者設備的其他共同特性定義。

在各種實現方式中，計算設備802可以採用多種不同配置、諸如用於計算機814、移動裝置816和電視818使用。這些配置中的每個配置包括可以具有一般地不同的構造和能力的設備，因此可以根據不同設備類中的一個或者多個設備類配置計算設備802。例如計算設備802可以被實施為計算機814設備類，該設備類包括個人計算機、桌面型計算機、多屏幕計算機、膝上型計算機、上網本等等。

計算設備802也可以被實施為移動裝置816設備類，該設備類包括行動裝置、諸如行動電話、便攜音樂播放器、便攜遊戲設備、平板計算機、多屏幕計算機等等。計算設備802也可以被實施為電視818設備類，該設備類包括在隨意查看環境中具有或者連接到一般地更大的屏幕的設備。這些設備包括電視、機頂盒、遊戲控制臺等等。

這裡描述的技術可以由計算設備802的這些各種配置支持而不限於這裡描述的技術的具體示例。這通過在計算設備802上包括功率管理器模塊126來說明。也可以全部或者部分通過使用分布式系統、諸如如以下描述的那樣經由平臺822在「雲」820上實施由功率管理器模塊126和其他模塊/應用代表的功能。

雲820包括和/或代表用於資源824的平臺822。平臺822抽象化雲820的硬體(例如伺服器)和軟體資源的底層功能。資源824可以包括可以在與計算設備802遠離的伺服器上執行計算機處理之時利用的應用和/或數據。資源824也可以包括在網際網路上和/或通過用戶網絡、諸如蜂窩或者wi-fi網絡提供的服務。

平臺822可以抽象化用於連接計算設備802與其他計算設備的資源和功能。平臺822也可以用於抽象化資源的規模以提供與對於經由平臺822實施的資源824的所遇需求對應的規模級別。因而在一個互連設備實施例中，可以遍及系統800分布這裡描述的功能的實現方式。例如可以部分在計算設備802上以及經由將雲820的功能抽象化的平臺822實施該功能。

示例實現方式

這裡描述的異構電池單元切換的示例實現方式包括但不限於以下示例中的一個或者多個示例之一或者任何組合：

例1.一種由計算設備實施的方法，包括：分析用於具有電池系統的計算設備的操作上下文，該電池系統具有異構電池單元；從由電池系統支持的多個切換模式之中選擇用於服務計算設備的負載的切換模式，該切換模式被選擇為匹配操作上下文；以及傳達控制信號以指引電池系統的切換硬體在異構電池單元之間切換以使用被選擇的切換模式來服務負載。

例2.在這一章節中的示例中的任何一個或者多個示例中的方法，其中異構電池單元包括具有不同特性的至少兩個單元，這些特性包括大小、容量、電池技術、化學性質、形狀或者充電狀態(soc)中的至少一項中的不同。

例3.在這一章節中的示例中的任何一個或者多個示例中的方法，其中多個切換模式包括可操作用於以下各項的不同模式：一次連接異構電池單元之一以服務負載；在異構電池單元之間快速地切換以通過從每個異構電池單元汲取負載的百分比來服務負載；以及從異構電池單元中的每個異構電池單元同時汲取設置的電流量以服務負載。

例4.在這一章節中的示例中的任何一個或者多個示例中的方法，其中分析操作上下文包括跟蹤電池狀態、當前電池工作負載、預測的將來工作負載、熱條件、對用戶存在的指示和功率可用性。

例5.在這一章節中的示例中的任何一個或者多個示例中的方法，其中分析操作上下文包括獲得從電池控制器傳達的電池單元數據以支持功率管理操作，並且至少部分基於電池單元數據識別操作上下文。

例6.在這一章節中的示例中的任何一個或者多個示例中的方法，其中多個切換模式的不同模式被映射到不同操作上下文。

例7.在這一章節中的示例中的任何一個或者多個示例中的方法，其中控制信號被配置為使切換硬體如由被選擇的切換模式指定的那樣選擇性地激活和去激活異構電池單元的單元。

例8.在這一章節中的示例中的任何一個或者多個示例中的方法，其中傳達控制信號包括傳達消息以指引電池系統的功率管理集成電路的操作以設置功率管理集成電路的寄存器以引起被選擇的切換模式的實施。

例9.一種用於計算設備的電池系統，包括：異構電池單元；以及電池控制器，包括：切換硬體，可操作用於從異構電池單元選擇性地汲取功率；以及控制邏輯，用於根據為計算設備建立的切換策略控制切換硬體以在異構電池單元之間切換。

例10.在這一章節中的示例中的任何一個或者多個示例中記載的電池系統，其中電池控制器被配置為支持多個不同切換模式。

例11.在這一章節中的示例中的任何一個或者多個示例中記載的電池系統，其中切換硬體包括固態開關和電容器緩衝器，固態開關可定位以在異構電池單元之間選擇，電容器緩衝器與異構電池單元中的每個異構電池單元關聯以平滑當在異構電池單元之間切換時被產生的電流的電容器緩衝器。

例12.在這一章節中的示例中的任何一個或者多個示例中記載的電池系統，其中切換硬體被配置為在異構電池單元之間快速地切換以通過從每個異構電池單元汲取負載的部分來服務用於計算設備的電流負載。

例13.在這一章節中的示例中的任何一個或者多個示例中記載的電池系統，其中切換硬體還被配置為一次連接異構電池單元之一以服務電流負載。

例14.在這一章節中的示例中的任何一個或者多個示例中記載的電池系統，其中根據切換策略控制切換硬體包括：跟蹤用於電池系統的異構電池單元的性能參數；基於跟蹤，傳達足以支持選擇用於在指定的時間段期間服務設備負載的切換策略的數據；響應於對數據的傳達，獲得對為指定的時間段選擇的切換策略的指示；以及在指定的時間段期間，應用被選擇用於控制切換硬體的操作的切換策略以通過在異構電池單元之間切換來服務設備負載。

例15.在這一章節中的示例中的任何一個或者多個示例中記載的電池系統，其中電池控制器適於包括寄存器，這些寄存器被配置為保持由控制邏輯用來控制切換硬體的操作的各種參數，這些寄存器包括指示至少選擇的切換策略和為異構電池單元指定的特定於電池的約束的寄存器。

例16.一種計算設備，包括：具有異構電池單元的電池系統；以及控制系統，被配置為實施用於使用多個切換模式在異構電池單元之間切換用於設備的負載的策略，這些切換模式包括可操作用於以下各項的不同模式：一次連接異構電池單元之一以服務負載；在異構電池單元之中快速地切換以通過從每個異構電池單元汲取負載的百分比來服務負載；以及從異構電池單元中的每個異構電池單元同時汲取設置的電流量以服務負載。

例17.在這一章節中的示例中的任何一個或者多個示例中記載的計算設備，其中電池系統還包括：電池控制器，其具有可操作用於在不同時間在異構電池單元的不同單元的使用之間選擇性地切換的切換硬體和控制邏輯。

例18.在這一章節中的示例中的任何一個或者多個示例中記載的計算設備，其中控制系統包括：計算設備的作業系統的功率管理器模塊，其被配置為指引切換硬體的操作以將電池系統設置到多個切換模式中。

例19.在這一章節中的示例中的任何一個或者多個示例中記載的計算設備，其中功率管理器模塊還被配置為：獲得從電池控制器傳達的電池單元數據；至少部分基於電池單元數據識別用於計算設備的操作上下文；選擇多個切換模式中的匹配操作上下文的模式；以及向電池控制器傳達控制信號以引起由切換硬體的切換以使用被選擇的模式來操作電池系統。

例20.在這一章節中的示例中的任何一個或者多個示例中記載的計算設備，其中控制信號被配置為通過設置由電池控制器實施的寄存器的值以指示被選擇的模式和為異構電池單元的單元被指定的特定於電池的切換約束來引起切換。

結論

雖然已經用特定於結構特徵和方法動作的言語描述示例實現方式，但是將理解在所附權利要求中定義的實現方式未必地限於描述的具體特徵或者動作。實際上，具體特徵和動作作為實施要求保護的特徵的示例形式被公開。