华为电池核心之battery_charge_balance 模块
一、模块概述
battery_charge_balance 模块是华为电源管理子系统中的双电池充电平衡驱动，专门用于多电池充电电流智能分配场景。该模块根据双电池的温度、电压、电流状态，通过 CC/CV 曲线查表和智能平衡算法，动态计算每个电池的最优充电电流，确保双电池充电安全性和一致性。
核心功能：
- 支持并联模式（BAT_PARALLEL_MODE）和串联模式（BAT_SERIAL_MODE）
- 多维度 CC/CV 曲线管理（温度-电压-电流三维表）
- 双电池充电电流动态平衡算法
- 电流偏差检测与 DSM 故障报告
- 电池缺失检测与容错处理
- Power log 日志记录功能
架构图：
┌─────────────────────────────────────────────────┐
│ bat_chg_balance_get_cur_info() │
│ (External Interface) │
└────────────────┬────────────────────────────────┘
│
┌──────┴──────┐
│ Mode Check │
└──────┬──────┘
│
┌──────────┴──────────┐
│ │
┌─────▼─────┐ ┌─────▼─────┐
│ Parallel │ │ Serial │
│ Mode │ │ Mode │
└─────┬─────┘ └─────┬─────┘
│ │
│ Current Balance │ Min Current
│ Algorithm │ Selection
│ │
└─────┴─────────────────────┴─────┘
│
┌─────▼─────┐
│ CC/CV │
│ Lookup │
└───────────┘二、主要数据结构
2.1 CC/CV 节点 bat_cccv_node
c
struct bat_cccv_node {
int vol; // 电压阈值（mV）
int cur; // 对应电流限制（mA）
};说明： 定义 CC/CV 充电曲线的一个采样点，电压达到 vol 时，充电电流限制为 cur。
2.2 电池充电信息 bat_chg_balance_info
c
struct bat_chg_balance_info {
int temp; // 电池温度（0.1°C）
int vol; // 电池电压（mV）
int cur; // 电池电流（mA）
};用途： 传递单个电池的实时状态给平衡算法。
2.3 充电平衡结果 bat_chg_balance_cur
c
struct bat_chg_balance_cur {
int total_cur; // 总充电电流（mA）
struct bat_cccv_node cccv[BAT_BALANCE_COUNT]; // 每个电池的 CC/CV 节点
};2.4 温度-CC/CV 映射表 bat_temp_cccv
c
struct bat_temp_cccv {
int temp; // 温度阈值（0.1°C）
int len; // CC/CV 表长度
struct bat_cccv_node cccv_tab[BAL_CCCV_TAB_LEN]; // CC/CV 曲线表
};说明： 一个温度区间对应一条 CC/CV 充电曲线。
2.5 电池参数表 bat_param
c
struct bat_param {
u32 weight; // 电池容量权重（mAh）
int len; // 温度表长度
struct bat_temp_cccv temp_tab[BAL_TEMP_TAB_LEN]; // 温度-CC/CV 映射表
};2.6 主设备结构体 bat_chg_bal_device
c
struct bat_chg_bal_device {
struct device *dev;
struct bat_param param_tab[BAT_BALANCE_COUNT]; // 双电池参数表
int unbalance_th[BAL_UNBAL_TAB_LEN]; // 电流不平衡阈值（比例）
int req_cur[BAT_BALANCE_COUNT]; // 请求电流记录
int bal_cur; // 平衡后总电流
int ratio_err_cnt; // 比例错误计数器
int detect_cycle; // 检测周期计数器
};三、核心算法
3.1 CC/CV 查表算法 bat_chg_bal_get_cccv_node()
查表流程：
c
输入：bat_id（电池编号）、info（温度/电压/电流）
输出：cccv_node（对应的 CC/CV 节点）
步骤：
1. 根据温度查找 temp_tab[] 中对应的温度区间（二分查找）
→ 找到 temp_cccv 结构
2. 根据电压在 cccv_tab[] 中查找对应的电压区间
→ 找到 bat_cccv_node
3. 返回该节点的电压阈值和电流限制示例：
| 温度范围 | CC/CV 曲线 |
|---|---|
| temp < 150 (15°C) | cccv_tab_0: [(3000mV, 1000mA), (4000mV, 500mA), ...] |
| 150 ≤ temp < 250 (25°C) | cccv_tab_1: [(3000mV, 2000mA), (4000mV, 1000mA), ...] |
| temp ≥ 250 | cccv_tab_2: [(3000mV, 1500mA), (4000mV, 800mA), ...] |
3.2 并联模式平衡算法 bat_chg_bal_parallel_get_cur_info()
算法核心：动态电流分配确保双电池同步充电
3.2.1 电池缺失检测
c
if (!is_exist[BAT_MAIN] && !is_exist[BAT_AUX])
total_cur = cccv_main.cur + cccv_aux.cur // 双电池缺失，不平衡
else if (!is_exist[BAT_MAIN])
total_cur = cccv_aux.cur // 主电池缺失，仅充辅助
else if (!is_exist[BAT_AUX])
total_cur = cccv_main.cur // 辅助电池缺失，仅充主电池3.2.2 电流请求计算 bat_chg_bal_parallel_requst_current()
公式推导：
对于主电池：
c
若 cur_main > 0:
own_cur_main = cccv_main.cur
delta = cccv_main.cur - cur_main // 电流偏差
若 cur_aux > 0:
other_cur_main = cur_aux + delta × cur_aux / cur_main
// 按比例分配电流偏差给辅助电池
否则:
other_cur_main = 0
否则:
own_cur_main = cccv_main.cur
other_cur_main = cccv_aux.cur意义： 当主电池 CC/CV 限制提高时，按当前电流比例增加辅助电池的电流请求，确保双电池同步到达满电。
3.2.3 最终电流裁决
c
request_cur[BAT_MAIN] = min(own_cur[BAT_MAIN], other_cur[BAT_AUX])
request_cur[BAT_AUX] = min(own_cur[BAT_AUX], other_cur[BAT_MAIN])
total_cur = request_cur[BAT_MAIN] + request_cur[BAT_AUX]示例计算：
| 参数 | 值 |
|---|---|
| cccv_main.cur | 2000mA |
| cccv_aux.cur | 1800mA |
| cur_main（当前） | 1500mA |
| cur_aux（当前） | 1350mA |
计算过程：
主电池请求：
delta_main = 2000 - 1500 = 500mA
other_cur_main = 1350 + 500 × 1350 / 1500 = 1800mA
辅助电池请求：
delta_aux = 1800 - 1350 = 450mA
other_cur_aux = 1500 + 450 × 1500 / 1350 = 2000mA
最终电流：
request_cur[MAIN] = min(2000, 1800) = 1800mA
request_cur[AUX] = min(1800, 2000) = 1800mA
total_cur = 1800 + 1800 = 3600mA3.2.4 电流偏差检测 bat_chg_bal_parallel_current_bias_detect_dmd()
检测逻辑：
c
cur_ratio = cur_main × 1000 / cur_aux // 计算电流比例
if (total_cur < 5600mA)
复位检测计数器 // 小电流不检测
if (cur_ratio < unbalance_th[0] || cur_ratio > unbalance_th[1])
ratio_err_cnt++
if (ratio_err_cnt == 3) // 连续3次超限
触发 DMD 报告：POWER_DSM_DUAL_BATTERY_CURRENT_BIAS_DETECT
每经过 5 个检测周期复位计数器DTS 配置示例：
unbalance_th = <800 1200>; // 允许电流比例 0.8 ~ 1.23.3 串联模式算法 bat_chg_bal_serial_get_cur_info()
算法逻辑：取最小电流
c
total_cur = min(cccv_main.cur, cccv_aux.cur) × 2说明： 串联模式下双电池流过相同电流，因此选择较小的 CC/CV 限制，乘以 2 是因为串联电压加倍但系统视角电流不变。
四、DTS 配置
4.1 配置示例
battery_charge_balance {
compatible = "huawei,battery_charge_balance";
/* 电流不平衡检测阈值 */
unbalance_th = <800 1200>; // 比例范围 [0.8, 1.2]
/* 主电池配置 */
battery0 {
weight = <2500>; // 容量 2500mAh
/* 温度-CC/CV 映射表 */
temp_tab =
"0" "cccv_0c", // 0°C → cccv_0c 表
"150" "cccv_15c", // 15°C → cccv_15c 表
"450" "cccv_45c"; // 45°C → cccv_45c 表
/* 0°C 的 CC/CV 曲线 */
cccv_0c = <
3000 1000 // 3000mV → 1000mA
3500 800
4000 500
4200 300
4350 150
>;
/* 15°C 的 CC/CV 曲线 */
cccv_15c = <
3000 2000
3500 1800
4000 1000
4200 500
4350 200
>;
/* 45°C 的 CC/CV 曲线 */
cccv_45c = <
3000 1500
3500 1200
4000 800
4200 400
4350 150
>;
};
/* 辅助电池配置 */
battery1 {
weight = <2500>;
temp_tab =
"0" "cccv_0c_aux",
"150" "cccv_15c_aux",
"450" "cccv_45c_aux";
cccv_0c_aux = <
3000 950
3500 750
4000 480
4200 280
4350 140
>;
cccv_15c_aux = <
3000 1900
3500 1700
4000 950
4200 480
4350 190
>;
cccv_45c_aux = <
3000 1450
3500 1150
4000 750
4200 380
4350 140
>;
};
};4.2 DTS 参数说明
| 参数 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|
unbalance_th[2] | u32[2] | 电流不平衡阈值，格式：[下限, 上限]（千分比） |
weight | u32 | 电池容量权重（mAh），用于多电池容量加权计算 |
temp_tab | string[] | 温度-CC/CV 表映射，格式：["温度1" "表名1" "温度2" "表名2" ...] |
cccv_xxx | u32[] | CC/CV 曲线，格式：[vol1 cur1 vol2 cur2 ...]（mV, mA） |
五、外部接口
5.1 主接口 bat_chg_balance_get_cur_info()
c
int bat_chg_balance_get_cur_info(
struct bat_chg_balance_info *info, // 输入：双电池状态数组
u32 info_len, // 输入：数组长度（必须为 2）
struct bat_chg_balance_cur *result, // 输出：平衡后的电流信息
int mode // 输入：BAT_PARALLEL_MODE 或 BAT_SERIAL_MODE
)调用流程：
1. 调用 bat_chg_bal_get_cccv_node() 获取双电池的 CC/CV 节点
2. 根据 mode 调用对应的平衡算法：
- BAT_PARALLEL_MODE → bat_chg_bal_parallel_get_cur_info()
- BAT_SERIAL_MODE → bat_chg_bal_serial_get_cur_info()
3. 返回 total_cur 和 cccv[] 数组使用示例：
c
struct bat_chg_balance_info info[2];
struct bat_chg_balance_cur result;
// 填充双电池状态
info[BAT_MAIN].temp = 250; // 25°C
info[BAT_MAIN].vol = 3800; // 3800mV
info[BAT_MAIN].cur = 1500; // 1500mA
info[BAT_AUX].temp = 240; // 24°C
info[BAT_AUX].vol = 3750; // 3750mV
info[BAT_AUX].cur = 1400; // 1400mA
// 获取平衡电流
bat_chg_balance_get_cur_info(info, 2, &result, BAT_PARALLEL_MODE);
// 结果：
// result.total_cur = 平衡后的总电流（mA）
// result.cccv[BAT_MAIN] = 主电池的 CC/CV 节点
// result.cccv[BAT_AUX] = 辅助电池的 CC/CV 节点六、Power Log 日志系统
6.1 日志注册
c
static struct power_log_ops bat_chg_bal_log_ops = {
.dev_name = "bat_balance",
.dump_log_head = bat_chg_bal_get_log_head,
.dump_log_content = bat_chg_bal_dump_log_data,
};
// probe 中注册
power_log_ops_register(&bat_chg_bal_log_ops);6.2 日志格式
表头：
bal_cur req_cur0 req_cur1数据示例：
3600 1800 1800说明：
bal_cur: 平衡后总电流（mA）req_cur0: 主电池请求电流（mA）req_cur1: 辅助电池请求电流（mA）
七、DMD 故障报告
报告事件
| DMD 错误码 | 触发条件 | 内容 |
|---|---|---|
| POWER_DSM_DUAL_BATTERY_CURRENT_BIAS_DETECT | 双电池电流比例超出阈值 3 次 | 包含双电池的 cur/vol/temp 和 cur_ratio |
7.1 DMD 消息示例
cur_ratio out range, cur vol temp info:
main-1800, 3850, 245,
aux-1200, 3820, 242
cur_ratio: 1500
ratio_range:800 1200解读：
- 主电池电流 1800mA，辅助电池 1200mA
- 电流比例 1.5（1500/1000），超出阈值 [0.8, 1.2]
- 可能原因：电池老化不一致、温度差异导致内阻不同
十、驱动生命周期
10.1 初始化流程 bat_chg_bal_probe()
1. 分配设备结构体：devm_kzalloc()
2. 解析 DTS 配置：bat_chg_bal_parse_dts()
├─ 读取 unbalance_th
├─ 解析 battery0 节点（主电池）
│ ├─ 读取 weight
│ ├─ 读取 temp_tab
│ └─ 逐条读取 CC/CV 曲线表
└─ 解析 battery1 节点（辅助电池）
3. 注册全局设备：g_bat_chg_bal_dev = di
4. 注册 power_log 日志系统10.2 DTS 解析细节
温度表解析：
c
temp_tab = "150" "cccv_15c" "450" "cccv_45c"
解析结果：
temp_tab[0].temp = 150 (15°C)
temp_tab[0].cccv_tab 从 "cccv_15c" 属性读取
temp_tab[1].temp = 450 (45°C)
temp_tab[1].cccv_tab 从 "cccv_45c" 属性读取CC/CV 表解析：
c
cccv_15c = <3000 2000 4000 1000 4350 200>
解析结果：
cccv_tab[0] = {vol: 3000, cur: 2000}
cccv_tab[1] = {vol: 4000, cur: 1000}
cccv_tab[2] = {vol: 4350, cur: 200}10.3 模块加载优先级
c
late_initcall_sync(bat_chg_bal_init);说明： 使用 late_initcall_sync 确保在电池驱动和充电驱动之后加载，避免依赖问题。
十一、调试技巧
11.1 查看实时平衡日志
通过 power_log 系统查看：
bash
cat /sys/kernel/debug/hwpower/power_log # 具体路径依系统而定输出示例：
bal_cur req_cur0 req_cur1
3600 1800 1800
3400 1700 170011.2 模拟温度变化测试
修改 battery_charge_balance.c 添加日志：
c
hwlog_info("bat%d temp=%d, select temp_cccv[%d].temp=%d, vol=%d, select cccv[%d] vol=%d cur=%d\n",
bat_id, info.temp, temp_idx, temp_cccv->temp,
info.vol, cccv_idx, node->vol, node->cur);11.3 验证平衡算法
在 battery_charge_balance_parallel.c 末尾添加详细日志：
c
hwlog_info("=== Balance Algorithm ===\n");
hwlog_info("Input: main[%dmA,%dmV,%d°C] aux[%dmA,%dmV,%d°C]\n",
info[BAT_MAIN].cur, info[BAT_MAIN].vol, info[BAT_MAIN].temp,
info[BAT_AUX].cur, info[BAT_AUX].vol, info[BAT_AUX].temp);
hwlog_info("CCCV: main[%dmV→%dmA] aux[%dmV→%dmA]\n",
cccv_node[BAT_MAIN].vol, cccv_node[BAT_MAIN].cur,
cccv_node[BAT_AUX].vol, cccv_node[BAT_AUX].cur);
hwlog_info("Result: total=%dmA, req_main=%dmA, req_aux=%dmA\n",
result->total_cur, request_cur[BAT_MAIN], request_cur[BAT_AUX]);11.4 监控 DMD 告警
bash
dmesg | grep "battery_charge_balance"常见日志：
battery_charge_balance: cur_ratio out range # 电流不平衡
battery_charge_balance: battery main not exist # 主电池缺失
battery_charge_balance: battery aux not exist # 辅助电池缺失11.5 验证 DTS 解析
在 battery_charge_balance.c 末尾添加 dump 代码：
c
for (bat_id = 0; bat_id < BAT_BALANCE_COUNT; bat_id++) {
hwlog_info("Battery%d: weight=%u\n", bat_id, di->param_tab[bat_id].weight);
for (i = 0; i < di->param_tab[bat_id].len; i++) {
hwlog_info(" temp_tab[%d]: temp=%d, cccv_len=%d\n",
i, di->param_tab[bat_id].temp_tab[i].temp,
di->param_tab[bat_id].temp_tab[i].len);
}
}十二、关键宏定义
c
#define BAT_MAIN 0 // 主电池索引
#define BAT_AUX 1 // 辅助电池索引
#define BAT_BALANCE_COUNT 2 // 电池总数
#define BAL_TEMP_TAB_LEN 10 // 最大温度区间数
#define BAL_CCCV_TAB_LEN 10 // 单条 CC/CV 曲线最大节点数
#define BAL_UNBAL_TAB_LEN 2 // 不平衡阈值数组长度
#define BAL_DETECT_CYCLE 5 // 检测周期
#define BAL_RATIO_ERR_COUNT 3 // 触发 DMD 的错误计数阈值
#define BAL_DETECT_CUR_TH 5600 // 电流检测阈值（mA）十三、算法流程图
13.1 完整调用流程
外部充电模块
│
├─ 获取双电池状态（temp, vol, cur）
│
▼
bat_chg_balance_get_cur_info()
│
├─ bat_chg_bal_get_cccv_node(BAT_MAIN)
│ └─ 查温度表 → 查 CC/CV 表 → 返回 cccv_node_main
│
├─ bat_chg_bal_get_cccv_node(BAT_AUX)
│ └─ 查温度表 → 查 CC/CV 表 → 返回 cccv_node_aux
│
├─ mode == PARALLEL?
│ YES ▼
│ bat_chg_bal_parallel_get_cur_info()
│ ├─ 电池存在检测
│ ├─ 电流偏差检测（DMD）
│ ├─ 双向电流请求计算
│ ├─ 电流裁决（取最小）
│ └─ 返回 total_cur
│
│ NO ▼
│ bat_chg_bal_serial_get_cur_info()
│ ├─ 取 min(cccv_main.cur, cccv_aux.cur)
│ └─ 返回 total_cur × 2
│
▼
返回 total_cur 给充电控制器十四、总结
battery_charge_balance 模块通过多温度区间 CC/CV 曲线表和智能电流平衡算法，实现了双电池充电的精细化管理。核心亮点包括：
- 三维查表机制： 温度 → CC/CV 表 → 电压/电流限制，适配不同工况
- 动态平衡算法： 并联模式下按比例分配电流偏差，确保双电池同步充电
- 容错设计： 电池缺失自动降级，电流偏差持续监控并 DMD 上报
- 灵活配置： DTS 完全可配置 CC/CV 曲线，支持不同电池规格
- 调试友好： power_log 系统实时记录平衡结果，便于问题定位
该模块是华为折叠屏等多电池设备充电系统的核心组件，确保了双电池充电安全性、一致性和最优充电速度。