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一种电池组管理电路和电池组的制作方法

2021-10-29 23:08:00 来源:中国专利 TAG:电池组 电路 电力 特别 实施


1.本发明实施例涉及电子电力技术领域,特别涉及一种电池组管理电路和电池组。


背景技术:

2.目前随着高倍率锂电池的应用越来越广泛,高倍率锂电的存储问题也逐渐成为人们关注的一个焦点。尤其是高倍率锂电池,高电量、长时间存储的时候,如果没有做科学的存储处理,就会存在电芯鼓胀,从而加速电芯老化。尤其当多电芯串联使用的时候,老化的电芯又会进一步导致电池电量的不均衡。
3.目前常规的针对锂电池的高电量存储的方案,一般采用跟电量计通信的方式确定电池的放电状态及电量状态,然后再根据电量状态利用设定的程序进行放电存储,这种方式不仅设计复杂且成本高。


技术实现要素:

4.本发明实施例的目的是提供一种电池组管理电路和电池组,无需跟电量计通信确定电池电量,设计简单且成本低。
5.第一方面,本发明实施方式采用的一个技术方案是:提供一种电池组管理电路,包括:主开关电路、第一采样电路、第二采样电路、放电开关、放电单元和控制单元;
6.所述主开关电路的第一端连接电池组的第一端,所述主开关电路的第二端连接输出口的第一端,所述主开关电路的第三端连接所述控制单元的第一端,所述控制单元用于输出第一控制信号至所述主开关电路,所述主开关电路用于根据所述第一控制信号导通所述电池组的第一端和所述输出口的第一端之间的连接;
7.所述第一采样电路的第一端连接所述输出口的第一端,所述第一采样电路的第二端连接所述控制单元的第二端,所述第一采样电路的第三端连接所述控制单元的第一端,所述控制单元还用于输出所述第一控制信号至所述第一采样电路,所述第一采样电路用于根据所述第一控制信号采集所述输出口的电压、并输出所述输出口的电压至所述控制单元的第二端;
8.所述第二采样电路的第一端连接所述电池组的第一端,所述第二采样电路的第二端连接所述控制单元的第三端,所述第二采样电路的第三端连接所述控制单元的第四端,所述控制单元还用于接收到所述输出口的电压时、控制所述第二采样电路不工作,以及,用于未接收到所述输出口的电压时、控制所述第二采样电路工作,以使所述第二采样电路采集所述电池组的电压、并输出所述电池组的电压至所述控制单元的第四端;
9.所述放电单元的第一端连接所述电池组的第一端,所述放电单元的第二端连接所述放电开关的第一端,所述放电开关的第二端连接所述输出口的第二端,所述放电开关的第三端连接所述控制单元的第五端,所述控制单元还用于根据所述电池组的电压输出放电信号至所述放电开关,所述放电开关用于根据放电信号导通所述放电单元的第二端和所述输出口的第二端之间的连接,以使所述电池组放电。
10.在一些实施例中,所述控制单元用于当所述电池组的电压高于预设存储电压值时,输出放电信号至所述放电开关,以及,当所述电池组的电压低于或等于预设存储电压值时、控制所述第二采样电路不工作。
11.在一些实施例中,所述第一采样电路包括第一开关电路和第一分压电路;
12.所述第一开关电路的第一端连接所述输出口的第一端,所述第一开关电路的第二端连接所述第一分压电路的第一端,所述第一开关电路的第三端连接所述控制单元的第一端,所述第一分压电路的第二端连接所述控制单元的第二端,所述控制单元用于输出所述第一控制信号至所述第一开关电路,所述第一开关电路用于根据所述第一控制信号导通所述输出口的第一端和所述第一分压电路的第一端之间的连接,以使所述第一分压电路采集所述输出口的电压、以及输出所述输出口的电压至所述控制单元。
13.在一些实施例中,所述第一开关电路包括第一开关管;
14.所述第一开关管的第一端连接所述输出口的第一端,所述第一开关管的第二端连接所述第一分压电路的第一端,所述第一开关管的第三端连接所述控制单元的第一端。
15.在一些实施例中,所述第一开关管为第一nmos管;
16.所述第一nmos管的漏极连接所述输出口的第一端,所述第一nmos管的源极连接所述第一分压电路的第一端,所述第一nmos管的栅极连接所述控制单元的第一端。
17.在一些实施例中,所述第一分压电路包括第一分压电阻和第二分压电阻;
18.所述第一分压电阻的第一端连接所述第一开关电路的第二端,所述第一分压电阻的第二端分别连接所述控制单元的第二端和所述第二分压电阻的第一端,所述第二分压电阻的第二端接地。
19.在一些实施例中,所述第二采样电路包括第二开关电路和第二分压电路;
20.所述第二开关电路的第一端连接所述电池组的第一端,所述第二开关电路的第二端连接所述第二分压电路的第一端,所述第二开关电路的第三端连接所述控制单元的第三端,所述第二分压电路的第二端连接所述控制单元的第四端,所述控制单元用于接收到所述输出口的电压时、或者、所述电池组的电压低于或等于预设存储电压值时,输出第二控制信号至所述第二开关电路,以使所述第二开关电路断开所述电池组的第一端和所述第二分压电路的第一端之间的连接、所述第二分压电路不工作,以及,用于未接收到所述输出口的电压时,输出第三控制信号至所述第二开关电路,以使所述第二开关电路导通所述电池组的第一端和所述第二分压电路的第一端之间的连接,所述第二分压电路采集所述电池组的电压、并输出所述电池组的电压至所述控制单元。
21.在一些实施例中,所述第二开关电路包括第二开关管和第三开关管;
22.所述第二开关管的第一端连接所述电池组的第一端,所述第二开关管的第二端连接所述第二分压电路的第一端,所述第二开关管的第三端连接所述第三开关管的第一端,所述第三开关管的第二端连接所述控制单元的第三端。
23.在一些实施例中,所述第二开关管为pmos管,所述第三开关管为第二nmos管;
24.所述pmos管的源极连接所述电池组的第一端,所述pmos管的漏极连接所述第二分压电路的第一端,所述pmos管的栅极连接所述第二nmos管的漏极,所述第二nmos管的栅极连接所述控制单元的第三端,所述第二nmos管的源极接地。
25.在一些实施例中,所述第二分压电路包括第三分压电阻和第四分压电阻;
26.所述第三分压电阻的第一端连接所述第二开关电路的第二端,所述第三分压电阻的第二端分别连接所述控制单元的第四端和所述第四分压电阻的第一端,所述第四分压电阻的第二端接地。
27.在一些实施例中,所述电池组管理电路还包括第一电容和第二电容,所述第一电容的第一端连接第二分压电阻的第一端,所述第一电容的第二端接地,所述第二电容的第一端连接第四分压电阻的第一端,所述第二电容的第二端接地。
28.在一些实施例中,所述放电开关为第三nmos管;
29.所述第三nmos管的漏极连接所述放电单元的第二端,所述第三nmos管的源极连接所述输出口的第二端,所述第三nmos管的栅极连接所述控制单元的第五端。
30.在一些实施例中,所述放电单元为限流电阻;
31.所述限流电阻串接于所述电池组的第一端和所述第三nmos管的漏极之间。
32.在一些实施例中,其特征在于,所述电池组管理电路还包括第一偏置电阻、第二偏置电阻和第三偏置电阻;
33.所述第一偏置电阻的第一端连接第二nmos管的栅极,所述第一偏置电阻的第二端接地,所述第二偏置电阻串接于pmos管的源极和pmos管的漏极之间,所述第三偏置电阻串接于第三nmos管的源极和第三nmos管的漏极之间。
34.在一些实施例中,所述主开关电路包括第四nmos管和第五nmos管;
35.第四nmos管的源极连接电池组的第一端,第四nmos管的漏极连接第五nmos管的漏极,第五nmos管的源极连接输出口的第二端,第四nmos管的栅极和第五nmos管的栅极均连接控制单元。
36.第二方面,本发明实施例提供一种电池组,包括如第一方面任意一项所述的电池组管理电路。
37.与现有技术相比,本发明的有益效果是:区别于现有技术的情况,本发明实施例提供一种电池组管理电路和电池组,包括主开关电路、第一采样电路、第二采样电路、放电开关、放电单元和控制单元。当控制单元输出第一控制信号至主开关电路和第一采样电路时,主开关电路导通电池组和输出口之间的连接、第一采样电路采集并输出输出口的电压至控制单元的第二端;控制单元在未接收到输出口的电压时、控制第二采样电路工作,第二采样电路采集电池组的电压、并输出电池组的电压至控制单元的第四端,控制单元根据电池组的电压输出放电信号至放电开关,以使电池组放电。在该电路中,无需跟电量计通信确定电池电量和放电状态,设计简单且成本低。
附图说明
38.一个或多个实施例中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/模块和步骤表示为类似的元件/模块和步骤,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。
39.图1是本发明实施例提供的一种电池组管理电路的结构框图示意图;
40.图2是本发明实施例提供的另一种电池组管理电路的结构框图示意图;
41.图3是本发明实施例提供的一种电池组管理电路的电路结构示意图;
42.图4是本发明实施例提供的另一种电池组管理电路的电路结构示意图。
具体实施方式
43.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
44.为了便于理解本技术,下面结合附图和具体实施例,对本技术进行更详细的说明。除非另有定义,本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是用于限制本技术。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
45.需要说明的是,如果不冲突,本发明实施例中的各个特征可以相互结合,均在本技术的保护范围之内。另外,虽然在装置示意图中进行了功能模块划分,但是在某些情况下,可以以不同于装置中的模块划分。此外,本文所采用的“第一”、“第二”等字样并不对数据和执行次序进行限定,仅是对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。
46.第一方面,本发明实施例提供一种电池组管理电路,请参阅图1,该电池组管理包括:主开关电路10、第一采样电路20、第二采样电路30、放电开关40、控制单元50和放电单元60。主开关电路10的第一端连接电池组200的第一端b ,主开关电路10的第二端连接输出口300的第一端pack ,主开关电路10的第三端连接控制单元50的第一端,控制单元50用于输出第一控制信号至主开关电路10,主开关电路10用于根据第一控制信号导通电池组200的第一端b 和输出口300的第一端pack 之间的连接。第一采样电路20的第一端连接输出口300的第一端pack ,第一采样电路20的第二端连接控制单元50的第二端,第一采样电路20的第三端连接控制单元50的第一端,控制单元50还用于输出第一控制信号至第一采样电路20,第一采样电路20用于根据第一控制信号采集输出口300的电压、并输出输出口300的电压至控制单元50的第二端。第二采样电路30的第一端连接电池组200的第一端b ,第二采样电路30的第二端连接控制单元50的第三端,第二采样电路30的第三端连接控制单元50的第四端,控制单元50还用于接收到输出口300的电压时、控制第二采样电路30不工作,以及,用于未接收到输出口300的电压时、控制第二采样电路30工作,以使第二采样电路30采集电池组200的电压、并输出电池组200的电压至控制单元50的第四端。放电单元60的第一端连接电池组200的第一端b ,放电单元60的第二端连接放电开关40的第一端,放电开关40的第二端连接输出口300的第二端pack

,放电开关40的第三端连接控制单元50的第五端,控制单元50还用于根据电池组200的电压输出放电信号至放电开关40,放电开关40用于根据放电信号导通放电单元60的第二端和输出口300的第二端pack

的连接,以使电池组200放电。
47.具体的,电池组200可以为并联电池组、串联电池组或者串并联结合的电池组,其至少包括一个高倍率电芯,高倍率电芯为放电倍率超过1c的电芯。一般,电池组200的第一端b 为电池组的正极,电池组200的第二端b

为电池组的负极,输出口300的第一端pack 为输出口的正极,输出口300的第二端pack

为输出口的负极,电池组200的第二端b

通常与输出口300的第二端pack

相连接,输出口300的第二端pack

通常为接地端,输出口300通常用于连接负载。实际应用中,电池组的第二端与输出口的第二端连接过程中可串接其他元器件,例如将采样电阻串接于电池组的第二端与输出口的第二端之间,所述采样电阻还连接
控制单元,所述采样电阻用于采集主回路电流、并将主回路电流输出至控制单元,所述控制单元用于根据所述主回路电流控制电池组的充放电状态,其具体连接过程、控制过程可参照现有技术,在此不做限定。
48.在该电池组管理电路100中,当电池组处于开机状态时,首先,控制单元50的第一端输出第一控制信号至主开关电路10和第一采样电路20,使主开关电路10导通电池组200和输出口300的连接,同时使第一采样电路20采集并输出输出口300的电压至控制单元50的第二端,然后,控制单元50接收到输出口的电压,便控制第二采样电路30不工作,使第二采样电路30处于待机状态。当电池组处于关机状态时,控制单元50输出第四控制信号至主开关电路10和第一采样电路20,使主开关电路10断开电池组200和输出口300的连接,同时使第一采样电路20不工作,此时,控制单元50接收不到输出口300的电压,便控制第二采样电路30工作;然后,第二采样电路30采集电池组200的电压,并输出电池组200的电压至控制单元50的第四端,控制单元50根据所述电池组200的电压输出放电信号至放电开关40,使放电开关40导通放电单元10的第二端和输出口300的第二端之间的连接,这样,电池组200的第一端b 、放电单元60、输出口300的第二端pack

和电池组200的第二端b

构成放电回路,从而使电池组200放电。在该电池组管理电路100中,无需与电量计通信即可确定电池的电量状态,并且可以根据电量状态进行放电,结构设计简单并且生产成本较为低廉。
49.进一步地,在其中一些实施例中,控制单元还用于当电池组的电压高于预设存储电压值时,输出放电信号至放电开关,以及,用于电池组的电压低于或等于预设存储电压值时、控制第二采样电路不工作。通过设定一个存储电压的预设值,当电池组的电量放电至预设值时、或电池组的电量低于或等于预设值时,控制单元可以控制第二采样电路不工作,这样,能够让系统处于低功耗状态。
50.在其中一些实施例中,请参阅图2,第一采样电路20包括第一开关电路21和第一分压电路22。其中,第一开关电路21的第一端连接输出口300的第一端pack ,第一开关电路21的第二端连接第一分压电路22的第一端,第一开关电路21的第三端连接控制单元50的第一端,第一分压电路22的第二端连接控制单元50的第二端,控制单元50用于输出第一控制信号至第一开关电路21,第一开关电路21用于根据第一控制信号导通输出口300的第一端pack 和第一分压电路22的第一端之间的连接,以使第一分压电路22采集输出口的300电压、并将输出口300的电压输出至控制单元50。
51.在该电池组管理电路中,当电池组处于开机状态时,控制单元50将输出第一控制信号至第一开关电路21,第一开关电路21导通输出口300的第一端pack 和第一分压电路22的第一端之间的连接,然后,第一分压电路22将采集输出口的电压、并将输出口的电压输出至控制单元50,控制单元50接收到输出口的电压,则控制第二采样电路30不工作。当电池组处于关机状态时,控制单元50将输出第四控制信号至第一开关电路21,第一开关电路21根据第四控制信号断开输出口300的第一端pack 和第一分压电路22的第一端之间的连接,此时,第一分压电路22不进行工作,那么第一分压电路22将不采集输出口的电压,控制单元50将控制第二采样电路30工作。
52.在其中一些实施例中,请继续参阅图2,第二采样电路30包括第二开关电路31和第二分压电路32。其中,第二开关电路31的第一端连接电池组200的第一端b ,第二开关电路31的第二端连接第二分压电路32的第一端,第二开关电路31的第三端连接控制单元50的第
三端,第二分压电路32的第二端连接控制单元50的第四端,控制单元50用于接收到输出口300的电压时、或者、电池组200的电压低于或等于预设存储电压值时,输出第二控制信号至第二开关电路31,以使第二开关电路31断开电池组200的第一端b 和第二分压电路32的第一端之间的连接、从而使第二分压电路32不工作,以及,用于未接收到输出口300的电压时,输出第三控制信号至第二开关电路31,以使第二开关电路31导通电池组200的第一端b 和第二分压电路32的第一端之间的连接,第二分压电路32采集电池组的电压、并输出电池组的电压至控制单元50。
53.在该电池组管理电路中,当电池组处于开机状态时,控制单元50输出第一控制信号至主开关电路10和第一采样电路20,第一采样电路20采集输出口300的电压、并输出至控制单元50的第二端,然后,控制单元50接收到输出口300的电压,便输出第二控制信号至第二开关电路31,第二开关电路31断开电池组200的第一端b 和第二分压电路32的第一端之间的连接,从而使第二分压电路32不采集电池组200的电压。当电池组处于关机状态时,控制单元50输出第四控制信号至主开关电路10和第一采样电路20,第一采样电路20不工作,此时,控制单元50接收不到输出口300的电压,则输出第三控制信号至第二开关电路31,然后,第二开关电路31导通电池组200的第一端b 和第二分压电路32的第一端之间的连接,第二分压电路32采集电池组的电压、并通过第二分压电路32的第二端输出电池组300的电压至控制单元50。接着,如果电池组300的电压高于预设存储电压值,则控制单元50输出放电信号至放电开关40,放电开关40根据放电信号导通放电单元的第二端和输出口的第二端之间的连接,从而使电池组放电,降低电池组的电压至预设存储电压值;如果电池组的电压低于或等于预设存储电压值,则控制单元50输出第二控制信号至第二开关电路31,断开电池组200的第一端b 和第二分压电路32的第一端之间的连接,使第二分压电路32不工作,从而使第二采样电路30处于待机状态,可以降低系统的功耗。
54.在其中一些实施例中,请参阅图3,第一开关电路21包括第一开关管q1,其中,第一开关管q1的第一端连接输出口的第一端pack ,第一开关管q1的第二端连接第一分压电路22的第一端,第一开关管q1的第三端连接控制单元50的第一端a1。具体的,请继续参阅图3,第一开关管q1为第一nmos管,其中,第一nmos管q1的漏极连接输出口的第一端pack ,第一nmos管q1的源极连接第一分压电路22的第一端,第一nmos管q1的栅极连接控制单元50的第一端a1。实际应用中,第一开关管也可以为pmos管、三极管或者是其他一切合适的开关器件,在此不需拘泥于本实施例中的限定。
55.在其中一些实施例中,请再次参阅图3,第一分压电路22包括第一分压电阻rp1和第二分压电阻rp2,其中,第一分压电阻rp1的第一端连接第一开关电路21的第二端,第一分压电阻rp1的第二端分别连接控制单元50的第二端和第二分压电阻rp2的第一端,第二分压电阻rp2的第二端接地。具体的,第一分压电阻rp1的第一端连接第一nmos管q1的源极,当第一nmos管q1闭合导通时,第一分压电路22可对输出口的电压进行采集,并通过第一分压电阻rp1的第二端将所述输出口的电压输出至控制单元50。在实际应用中,第一分压电路22的分压电阻数目、阻值均可自由设置,另外,也可以在第一分压电阻rp1的第二端和控制单元50的第二端之间串接数模转换器,在此不需拘泥于本实施例中的限定。应当注意的是,在图3和图4中,dgnd表示该电池管理电路的数字地,即是控制单元的地,与输出口的第二端pack

的地有所区别。
56.为了对采集到的输出口电压进行滤波,在其中一些实施例中,电池组管理电路还包括第一滤波电路,第一滤波电路串接于第一分压电路的第二端和控制单元的第二端之间。具体地,请再次参阅图3,第一滤波电路为第一电容c1,其中,第一电容c1的第一端分别连接第一分压电阻rp1的第二端和控制单元50的第二端,第一电容c1的第二端接地,通过设置第一电容c1,可对第一分压电路22输出的输出口电压进行滤波,避免杂波影响系统工作,保证系统可靠性。实际应用中,第一电容可用电感或者是其他一切合适的滤波电路替代,在此不需拘泥于本实施例中的限定。
57.在其中一些实施例中,请参阅图3,第二开关电路31包括第二开关管q2和第三开关管q3;第二开关管q2的第一端连接电池组的第一端b ,第二开关管q2的第二端连接第二分压电路32的第一端,第二开关管q2的第三端连接第三开关管q3的第一端,第三开关管q3的第二端连接控制单元50的第三端。
58.具体的,在其中一些实施例中,第二开关管q2为pmos管,第三开关管q3为第二nmos管;pmos管q2的源极连接电池组的第一端b ,pmos管q2的漏极连接第二分压电路32的第一端,pmos管q2的栅极连接第二nmos管q3的漏极,第二nmos管q3的栅极连接控制单元50的第三端,第二nmos管q3的源极接地。
59.在该电池组管理电路中,当电池组处于开机状态时,第一采样电路20输出输出口的电压至控制单元50,控制单元50输出低电平的第二控制信号至第二nmos管q3的栅极,第二nmos管q3不导通,此时,pmos管q2也不导通,第二分压电路32不对电池组的电压进行采集,即第二采样电路30处于待机状态。当电池组处于关机状态时,第一采样电路20不对输出口的电压进行采集,控制单元50接收不到输出口的电压,此时,控制单元50输出高电平的第三控制信号信号至第二nmos管q3的栅极,第二nmos管q3导通,使pmos管q2的栅极接地,从而使pmos管q2导通,那么,电池组的第一端b 和第二分压电路32的第一端之间导通连接,第二分压电路32对电池组的电压进行采集、并将所述电池组的电压输出至控制单元50,控制单元50根据所述电池组的电压进行后续控制。如果电池组的电压大于预设存储电压值,则控制单元50控制电池组进行放电处理,如果电池组的电压小于或等于预设存储电压值,则控制单元50输出低电平的第二控制信号信号至第二nmos管q3的栅极,使第二nmos管q3断开,从而使pmos管q2断开,进而使第二分压电路32不工作,使系统进入低功耗状态。实际应用中,第二开关管和第三开关管可以为其他类型的mos管、三极管或者是其他一切合适的开关器件,在此不需拘泥于本实施例中的限定。
60.在其中一些实施例中,第二分压电路32包括第三分压电阻rp3和第四分压电阻rp4;其中,第三分压电阻rp3的第一端连接第二开关电路31的第二端,第三分压电阻rp3的第二端分别连接控制单元50的第四端和第四分压电阻rp4的第一端,第四分压电阻rp4的第二端接地。具体的,第三分压电阻rp3的第一端连接pmos管q2的漏极,当pmos管q2闭合导通时,第二分压电路32可对电池组的电压进行采集,并通过第三分压电阻rp3的第二端将所述电池组的电压输出至控制单元50。在实际应用中,第二分压电路32的分压电阻数目、阻值均可自由设置,另外,也可以在第三分压电阻rp3的第二端和控制单元50的第四端之间串接数模转换器,在此不需拘泥于本实施例中的限定。
61.为了对采集到的输出口电压进行滤波,在其中一些实施例中,电池组管理电路还包括第二滤波电路,第二滤波电路串接于第二分压电路的第二端和控制单元的第四端之
间。具体地,请继续参阅图3,第二滤波电路为第二电容c2,其中,第二电容c2的第一端连接控制单元50的第四端,第二电容c2的第二端接地,通过设置第二电容c2,可对第二分压电路32输出的电池组电压进行滤波,避免杂波影响系统工作,保证系统可靠性。实际应用中,第二电容可用电感或者是其他一切合适的滤波电路替代,在此不需拘泥于本实施例中的限定。
62.在其中一些实施例中,请参阅图3,放电开关40为第三nmos管q6;第三nmos管q6的漏极连接放电单元60的第二端,第三nmos管q6的源极连接输出口的第二端pack

,第三nmos管q6的栅极连接控制单元50的第五端。当电池组的电压高于预设存储电压值时,控制单元50输出高电平的放电信号至第三nmos管q6的栅极,使第三nmos管q6导通,从而导通放电单元的第二端和输出口的第二端之间的连接,使电池组处于放电状态;当电池组的电压低于或等于预设存储电压值、或电池组的电压放电至预设存储电压值时,控制单元50输出低电平信号至第三nmos管q6的栅极,使第三nmos管q6断开,从而断开放电单元的第二端和输出口的第二端之间的连接,断开电池组放电回路。实际应用中,放电开关可以为pmos管、三极管或者是其他一切合适的开关器件,放电开关的开关数量可按实际需要进行设置,在此不做限定。
63.进一步地,在其中一些实施例中,请再次参阅图3,放电单元60为限流电阻rf,限流电阻rf串接于电池组的第一端b 和第三nmos管q6的漏极之间,通过设置限流电阻rf来充当放电单元,可以消耗电池组的电量,并且限制放电电流的大小。实际应用中,限流电阻rf的数量和阻值可根据实际需要进行设置,放电单元可以采用其他一切可消耗电池电量的电路结构,在此不做限定。
64.为了提升系统的可靠性,在其中一些实施例中,请继续参阅图3,电池组管理电路还包括第一偏置电阻r1、第二偏置电阻r2和第三偏置电阻r3;其中,第一偏置电阻r1的第一端连接第二nmos管q3的栅极,第一偏置电阻r1的第二端接地,第二偏置电阻r2串接于pmos管q2的源极和pmos管q2的漏极之间,第三偏置电阻r3串接于第三nmos管q6的源极和第三nmos管q6的漏极之间。通过在设置偏置电阻,可以防止mos管受噪声信号的影响而产生误动作,从而提高系统的可靠性。
65.在其中一些实施例中,请参阅图3,主开关电路10包括第四nmos管q4和第五nmos管q5;其中,第四nmos管q4的源极连接电池组的第一端b ,第四nmos管q4的漏极连接第五nmos管q5的漏极,第五nmos管q5的源极连接输出口的第二端pack ,第四nmos管q4的栅极连接控制单元50的第一端a1,第五nmos管q5的栅极连接控制单元50的第六端a2。这样,通过两个反向串联的mos管可以实现电池组的正常充放电,并且由于第四nmos管q4和第五nmos管q5均有一个体内二极管,可以防止电流倒灌,使电池组在充放电时能够更加安全。实际应用中,主开关电路10的开关管类型、数量可根据实际需要设置,控制单元50的第一端a1和控制单元50的第六端a6可以为控制单元50的同一个端口、或者为控制单元50的不同端口,在此不需拘泥于本实施例中的限定。
66.在其中一些实施例中,请参阅图4,控制单元可以包括第一控制器u1和第二控制器u2,那么,前述中控制单元的第一端和控制单元的第六端分别为第一控制器u1的两个端口,控制单元的第二端至第五端可以为第二控制器u2的四个端口,其连接方式参照上面的描述,在此不再赘述。第一控制器u1和第二控制器u2可采用stm8、stm16、stm32系列的微控制
处理器,当然也可以采用其他一切可用于接收和输出数据的微控制处理器。具体的,第二控制器u2可采用stm8l050j3芯片,对照用户手册设置好第二控制器u2的供电电源vcc,一般vcc为3.3v。在该电池组管理电路中,通过设置两个控制器,可以进一步降低系统的功耗,例如当电池组处于关机状态时,可通过设置让第一控制器进入待机状态,只让第二控制器进行工作,从而可以节约能耗。
67.下面以图4所示的电路图详细阐述本发明提供的电池组管理电路的具体工作过程。
68.当电池组处于开机状态时,首先,第一控制器u1输出高电平的第一控制信号至主开关电路10的第四nmos管q4的栅极和第五nmos管q5的栅极,通常第一控制信号的驱动电压比电池组的第一端b 电压高,此时,第四nmos管q4和第五nmos管q5均闭合,电池组和输出口之间导通,那么,输出口的第一端pack 的电压等于电池组的第一端b 的电压;又由于高电平的第一控制信号同时输出至第一nmos管q1,所以第一nmos管q1处于闭合状态,第二控制器u2的8脚即可检测到第一分压电阻rp1的第二端输出的输出口电压,此时第二控制器u2判断出当前电池组处于开机状态;然后,第二控制器u2输出低电平的第二控制信号至第二nmos管q3的栅极,第二nmos管q3断开,此时,pmos管q2的栅极不接地,pmos管q2断开,第二分压电路32无法采集电池组电压,第二控制器u2无法检测到电池组电压,第二控制器u2处于待机状态。
69.当电池组处于关机状态时,首先,第一控制器u1输出低电平的第四控制信号至第四nmos管q4的栅极、第五nmos管q5的栅极和第一nmos管q1的栅极,那么第四nmos管q4、第五nmos管q5和第一nmos管q1均断开,第二分压电路22无法采集输出口电压,那么第二控制器u2的8脚检测不到第一分压电阻rp1的第二端电压,此时,第二控制器u2判断出电池组处于关机状态。然后,经过用户通过程序设置的周期后,第二控制器u2输出高电平的第三控制信号至第二nmos管q3的栅极,第二nmos管q3闭合,pmos管q2的栅极接地,pmos管q2闭合,第二分压电路32可采集电池组的电压,第二控制器u2可以检测到第三分压电阻rp3的第二端的分压,然后计算出对应电池组的电压。
70.如果电池组电压低于或等于预设存储电压值,则不做放电处理,第二控制器u2输出低电平的第二控制信号至第二nmos管q3的栅极,第二nmos管q3断开,此时导致pmos管q2断开,第二控制器u2无法检测到电池组电压,第二控制器u2处于待机状态。如果电池组电压大于预设存储电压值,则做放电处理,此时第二控制器u2控制1脚由低电平变为高电平的放电信号,第三nmos管q6闭合,从而使电池组的第一端b 通过限流电阻rf进行放电,在放电过程中第二控制器u2一直检测电池组的电压值,一旦电池组的电压值低于或等于预设存储电压值,则认为放电完成,最后第二控制器u2输出低电平的第二控制信号至第二nmos管q3的栅极,关闭第二采样电路工作,使第二控制器u2进入低功耗状态。
71.综上,该电池组管理电路无需与电量计通信即可确定电池电量状态,并且可以根据电量状态进行放电,结构设计简单。并且,该电路采用常规的电子器件和简易的微处理器搭建而成,易于设计,生产成本低廉,性价比较高。
72.第二方面,本发明实施例还提供一种电池组,该电池组包括如第一方面任意一项所述的电池组管理电路。该电池组无需与电量计通信即可确定电池组的电量状态,并且可以根据电量状态进行放电,结构设计简单并且生产成本较为低廉。
73.本发明实施例提供一种电池组管理电路和电池组,包括主开关电路、第一采样电路、第二采样电路、放电开关、放电单元和控制单元。当控制单元输出第一控制信号至主开关电路和第一采样电路时,主开关电路导通电池组和输出口之间的连接、第一采样电路采集并输出输出口的电压至控制单元的第二端;控制单元在未接收到输出口的电压时、控制第二采样电路工作,第二采样电路采集电池组的电压、并输出电池组的电压至控制单元的第四端,控制单元根据电池组的电压输出放电信号至放电开关,以使电池组放电。在该电路中,无需跟电量计通信确定电池电量和放电状态,设计简单且成本低。
74.需要说明的是,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
75.最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;在本发明的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,步骤可以以任意顺序实现,并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化,为了简明,它们没有在细节中提供;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
再多了解一些

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