电池保护方法、电池管理系统的保护装置、芯片及设备与流程

1.本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种电池保护方法、电池管理系统的保护装置、芯片及电池供电设备。


背景技术：

2.电池可以为多种电子产品提供续航。通常，电子产品中的电池由多个电池单元组合在一起进行工作。各个电池单元可以由电池管理系统(bms，battery management system)进行管理。部分安全性要求较高的电池管理系统，具备有二级保护机制，以防止电池严重过充或过放。所谓的二级保护机制是指在一级保护失效的情况下向电池提供的第二级保护的功能。
3.然而，本技术的发明人在研究中发现，现有的电池管理系统，二级保护机制触发的准确率比较低，经常会误触发，从而影响电子产品的工作效率，由于二级保护存在不可逆的特点，误触发会导致增加成本。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供电池保护方法、电池管理系统的保护装置、芯片及电池供电设备，可以避免电池管理系统的二级保护机制的误触发，提高电子产品的工作效率。
5.一方面，本技术提供一种电池管理方法，所述方法包括：
6.对电池的电信号进行采样；
7.根据所述电信号判断是否触发二级保护机制，若是，则判断所述电池的状态是否为首次上电或电信号异常；
8.若所述电池的状态为首次上电或电信号异常，则延迟预设时间段；
9.在所述预设时间段的延迟终止后，再次对电池进行采样，若符合触发二级保护机制的条件，则启动二级保护功能。
10.结合第一方面，在一种可行的实现方式中，所述方法还包括：
11.在延迟所述预设时间段的时间内，停止对所述电池进行采样，直至所述预设时间段的延迟终止后，再次对电池进行采样，若符合触发二级保护机制的条件，则启动二级保护功能；或者
12.在延迟所述预设时间段的时间内，持续对所述电池进行采样，直至所述预设时间段的延迟终止后，若符合触发二级保护机制的条件，则启动二级保护功能。
13.结合第一方面，在一种可行的实现方式中，所述对电池的电信号进行采样包括：
14.通过模拟前端的引脚通过排线与所述电池中串联的多个电池单元的两端进行连接，并通过检测所述排线获取对多个电池单元进行采样的电信号；
15.所述判断所述电池的状态是否为首次上电或电信号异常，包括：
16.判断所述排线中是否出现悬空信号，若出现悬空信号，则所述电池的状态为首次上电或电信号异常。
17.第二方面，本技术提供一种电池管理系统的保护装置，包括：
18.对电池的电信号进行采样的检测单元；
19.根据所述电信号判断是否触发二级保护机制以及所述电池的状态是否为首次上电或电信号异常的处理单元；
20.在触发二级保护机制以及所述电池为首次上电或电信号异常时触发延迟的延迟单元；以及
21.在预设时间段的延迟终止后，且再次对电池进行采样，符合触发二级保护机制的条件时，在所述处理单元的控制下启动二级保护功能的通电控制单元。
22.结合第二方面，在一种可行的实现方式中，所述处理单元，在延迟所述预设时间段的时间内，控制所述检测单元停止对所述电池进行采样，直至所述预设时间段的延迟终止后，再次对电池进行采样，若符合触发二级保护机制的条件，则控制所述通电控制单元启动二级保护功能；或者
23.所述处理单元，在延迟所述预设时间段的时间内，控制所述检测单元持续对所述电池进行采样，直至所述预设时间段的延迟终止后，若符合触发二级保护机制的条件，则控制所述通电控制单元启动二级保护功能。
24.结合第二方面，在一种可行的实现方式中，所述检测单元具体包括模拟前端，所述模拟前端的引脚通过排线与所述电池中串联的多个电池单元的两端进行连接，并通过检测所述排线获取多个电池单元的电信号；
25.所述处理单元为mcu；
26.所述延迟单元为内置或外置于所述mcu的延时电路；
27.所述通电控制单元包括连接在所述电池和负载之间的开关电路；
28.所述mcu根据所述排线中是否出现悬空信号，来确定所述电池的状态为首次上电或电信号异常，若出现悬空信号，则所述电池的状态为首次上电或电信号异常。
29.第三方面，本技术提供一种电池管理系统的保护芯片，包括：
30.对电池的电信号进行采样的检测电路；
31.根据所述电信号判断是否触发二级保护机制以及所述电池的状态是否为首次上电或电信号异常的处理器；
32.在触发二级保护机制以及所述电池为首次上电或电信号异常时触发延迟的延迟电路；以及
33.在预设时间段的延迟终止后，且再次对电池进行采样，符合触发二级保护机制的条件时，在所述处理器的控制下启动二级保护功能的通电控制电路。
34.结合第三方面，在一种可行的实现方式中，所述处理器，在延迟所述预设时间段的时间内，控制所述检测电路停止对所述电池进行采样，直至所述预设时间段的延迟终止后，再次对电池进行采样，若符合触发二级保护机制的条件，则控制所述通电控制电路启动二级保护功能；或者
35.所述处理器，在延迟所述预设时间段的时间内，控制所述检测电路持续对所述电池进行采样，直至所述预设时间段的延迟终止后，若符合触发二级保护机制的条件，则控制所述通电控制电路启动二级保护功能。
36.结合第三方面，在一种可行的实现方式中，所述检测电路具体包括模拟前端，所述
模拟前端的引脚通过排线与所述电池中串联的多个电池单元的两端进行连接，并通过检测所述排线获取多个电池单元的电信号；
37.所述处理器为mcu；
38.所述延迟电路为内置或外置于所述mcu的延时电路；
39.所述通电控制电路包括连接在所述电池和负载之间的开关电路；
40.所述mcu根据所述排线中是否出现悬空信号，来确定所述电池的状态为首次上电或电信号异常，若出现悬空信号，则所述电池的状态为首次上电或电信号异常。
41.第四方面，本技术提供一种电池供电设备，包括电池、模拟前端、mcu、延迟电路以及通电控制电路；
42.所述电池中包括串联的多个电池单元；
43.所述模拟前端的引脚通过排线与所述电池中串联的多个电池单元的两端进行连接，并通过检测所述排线获取对多个电池单元进行采样的电信号；
44.所述模拟前端连接所述mcu；
45.所述mcu连接所述延迟电路；
46.所述mcu连接所述通电控制电路，所述通电控制电路连接在所述电池和负载之间。
47.本技术提供电池保护方法、电池管理系统的保护装置、芯片及电池供电设备，对电池进行采样，获取电池的电信号，根据电信号判断是否触发二级保护机制，在确定符合二级保护机制的条件时，进一步判断电池的状态是否是首次上电或电信号异常，在确定为是的情况下，进行延迟，在延迟后再次获取电池的电信号，如果仍然符合触发二级保护机制的条件，则启动二级保护功能，相比于现有技术，可以避免电池管理系统的二级保护机制的误触发，提高电子产品的工作效率，节约成本。
附图说明
48.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
49.图1是本技术实施例中的一种电池管理系统的保护装置的结构示意图；
50.图2a是本技术一个实施例提供的电池管理系统的保护装置的结构示意图；
51.图2b是本技术又一个实施例提供的电池管理系统的保护装置的结构示意图；
52.图3是本技术实施例提供的电池及检测单元的结构示意图；
53.图4是本技术实施例提供的一种电池管理系统的保护芯片的结构示意图；
54.图5是本技术实施例提供的一种电池保护方法的流程示意图；
55.图6是本技术实施例提供的电池供电设备的结构示意图。
具体实施方式
56.为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
57.应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基
于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
58.在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其它含义。
59.应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
60.参见图1，在本技术的实施例中提供了一种电池管理系统的保护装置。本技术实施例中的电池管理系统的保护装置，可以避免电池管理系统的二级保护机制的误触发，提高电子产品的工作效率。
61.在本技术实施例中，所述的电池管理系统的保护装置，包括：
62.对电池100进行采样，获取电池100的电信号的检测单元101；
63.根据所述电信号判断是否触发二级保护机制以及所述电池100的状态是否为首次上电或电信号异常的处理单元102；
64.在触发二级保护机制以及所述电池100为首次上电或电信号异常时触发延迟的延迟单元103；以及
65.在预设时间段的延迟终止后，且再次对电池100进行采样，若符合触发二级保护机制的条件时，在所述处理单元102的控制下启动二级保护功能的通电控制单元104。
66.上述本技术实施例提供的电池管理系统的保护装置，对电池进行采样，获取电池的电信号，根据电信号判断是否触发二级保护机制，在确定符合二级保护机制的条件时，进一步判断电池的状态是否是首次上电或电信号异常，在确定为是的情况下，进行延迟，在延迟后再次获取电池的电信号，如果仍然符合触发二级保护机制的条件，则启动二级保护功能，相比于现有技术，可以避免电池管理系统的二级保护机制的误触发，提高电子产品的工作效率，节约成本。
67.下面在本技术提供的更为详细的实施例中说明上述装置。
68.所述的电池管理系统的保护装置，包括检测单元101、处理单元102、延迟单元103以及通电控制单元104。
69.其中，检测单元101可以但不限于是模拟前端(afe，analog front end)，可以采集电池的电信号，电信号可以包括电压信号、电流信号、过压、过流等信号，还可以包括温度信号等等。如图3所示意，电池可以由多个电池单元(电芯)相互串联而成，也可以由多个电芯先并联，再相互串联。模拟前端通过检测引脚引出的排线与多个串联的电池单元的两端相连接，以对各个电池单元进行检测。
70.处理单元102可以是具有控制功能的处理器或控制芯片，例如cpu、mcu等等，可以根据模拟前端检测到的电池的电信号进行进一步的处理。
71.具体的，处理单元102根据检测单元101获取的电池的电信号，在确定符合触发二级保护机制的条件时，进一步判断电池的状态是否为首次上电或电信号异常。
72.处理单元102可以通过排线接线顺序表征出来的电压异常信号，来确定电池的状态是否为首次上电。以图3为例，例如将电池组首次组装到电子产品中时，当完成vc6、vc5、
vc4、vc3的接线，对应于vc2和vc1未进行接线，设定模拟前端采集到接口有电压信号为“1”没有采集到电压信号为“0”，此时，处理单元102从模拟前端中采集到的初次上电的电信号是“1111000”，示例性的，当完成vc0、vc1、vc2的接线，对应于vc3、vc4、vc5和vc6未进行接线，设定模拟前端采集到接口有电压信号为“1”没有采集到电压信号为“0”，此时，处理单元102从模拟前端中采集到的初次上电的电信号是“0001111”。即，在本技术的实施例中，通过判断排线中是否出现悬空信号，若出现悬空信号，则电池的状态为首次上电。当然，在本技术的实施例中，通过判断排线中是否出现悬空信号，不仅仅可以检测电池是否为首次，也可以检测电池在后续工作过程中排线是否出现松动。在实践过程中，电池的首次上电，或者使用过程中的排线松动，都可以产生异常信号而导致二级保护机制误触发。
73.在处理单元102确定当前符合触发二级保护机制的条件，且电池100的状态为首次上电或排线松动，处理单元102可以触发延迟单元103工作。
74.延迟单元103可以是内置于处理单元102的器件，也可以外置于处理单元102的器件。延迟单元103例如可以是计时器、延时电路等等。
75.延迟单元103的设置形式具有两种。
76.其中，第一种可以参照图2a，具体的，所述处理单元102，在延迟所述预设时间段的时间内，控制所述检测单元101停止对所述电池100进行采样，直至所述预设时间段的延迟终止后，再次获取对电池100进行采样的电信号，若符合触发二级保护机制的条件，则控制所述通电控制单元104启动二级保护功能。
77.第二种设置形式可以参照图2b，具体的，处理单元102，在延迟所述预设时间段的时间内，控制所述检测单元101持续对所述电池100进行采样，直至所述预设时间段的延迟终止后，若符合触发二级保护机制的条件，则控制所述通电控制单元104启动二级保护功能。此种延迟电路的设置形式，可以持续对电池的电信号进行采样，从而提高采样的准确率。
78.在本技术实施例中，通电控制单元104连接在电池100和负载200之间。通电控制单元104可以包括开关电路。开关电路中可以但不限于由mos管等器件构成。在本技术的实施例中，当检测单元101检测电信号满足二级保护条件且持续设定的延迟时间，处理单元102输出一个驱动电压，导通自动控制熔断器的加热器端所连接的mos管，自动控制熔断器的加热器两端因存在压差而发热，热量聚集到一定程度时自动控制熔断器进行熔断，切断电池和负载供电回路，从而实现电池的二级保护功能。
79.参见图4，在本技术的一个实施例中，还提供了一种电池管理系统的保护芯片。
80.具体的，本技术实施例中的保护芯片300，包括：
81.对电池进行采样，获取电池的电信号的检测电路301；
82.根据所述电信号判断是否触发二级保护机制以及所述电池的状态是否为首次上电或电信号异常的处理器302；
83.在触发二级保护机制以及所述电池为首次上电或电信号异常时触发延迟的延迟电路303；以及
84.在预设时间段的延迟终止后，且再次对电池进行采样，若符合触发二级保护机制的条件时，在所述处理器302的控制下启动二级保护功能的通电控制电路304。
85.在本技术的一个实施例中，检测电路301具体包括模拟前端，所述模拟前端的引脚
通过排线与所述电池中串联的多个电池单元的两端进行连接，并通过所述排线获取对多个电池单元进行采样的电信号；所述处理器302可以为mcu；所述延迟电路303可以是内置或外置于所述mcu的延时电路；所述通电控制电路304包括连接在所述电池和负载之间的开关电路。
86.在本技术的实施例中，mcu根据所述排线中是否出现悬空信号，来确定所述电池的状态为首次上电或电信号异常。具体的，若出现悬空信号，则所述电池的状态为首次上电或电信号异常。
87.在本技术的一个实施例中，处理器302，可以在延迟所述预设时间段的时间内，控制所述检测电路301停止对所述电池进行采样，直至所述预设时间段的延迟终止后，再次获取对电池进行采样的电信号，若符合触发二级保护机制的条件，则控制所述通电控制电路304启动二级保护功能；或者处理器302，可以在延迟所述预设时间段的时间内，控制所述检测电路301持续对所述电池进行采样，直至所述预设时间段的延迟终止后，若符合触发二级保护机制的条件，则控制所述通电控制电路304启动二级保护功能。
88.上述本技术实施例提供的电池管理系统的保护芯片，对电池进行采样，获取电池对负载的上电信号，根据上电信号判断是否触发二级保护机制，在确定符合二级保护机制的条件时，进一步判断电池的状态是否是首次上电或电信号异常，在确定为是的情况下，进行延迟，在延迟后再次获取电池的电信号，如果仍然符合触发二级保护机制的条件，则启动二级保护功能，相比于现有技术，可以避免电池管理系统的二级保护机制的误触发，提高电子产品的工作效率，节约成本。
89.本技术实施例的另一方面，还提供一种电池保护方法，包括：
90.对电池进行采样，获取电池的电信号；
91.根据所述电信号判断是否触发二级保护机制，若是，则判断所述电池的状态是否为首次上电或电信号异常；
92.若所述电池的状态为首次上电或电信号异常，则延迟预设时间段；
93.在所述预设时间段的延迟终止后，再次对电池进行采样，若符合触发二级保护机制的条件，则启动二级保护功能。
94.上述本技术实施例提供的电池保护方法，对电池进行采样，获取电池对负载的上电信号，根据上电信号判断是否触发二级保护机制，在确定符合二级保护机制的条件时，进一步判断电池的状态是否是首次上电或电信号异常，在确定为是的情况下，进行延迟，在延迟后再次获取电池的电信号，如果仍然符合触发二级保护机制的条件，则启动二级保护功能，相比于现有技术，可以避免电池管理系统的二级保护机制的误触发，提高电子产品的工作效率，节约成本。
95.图5是本技术的一个更为详细的电池保护方法的实施例。
96.在图5的实施例中，所述的电池保护方法，包括：
97.400，电池系统上电开始。
98.401，根据采集的电池的电信号，判断是否达到触发二级保护机制的条件。
99.在判断为是的情况下，进一步执行402，否则执行407。
100.402，进一步判断电池的状态是否为首次上电。
101.若是，执行403，否则执行406。
102.403，进行二级保护动作前的延时。
103.404，判断是否达到预设的延时时间。
104.若是，执行405，否则返回403。
105.405，再次采集电池的电信号，并判断是都满足触发二级保护机制的条件。
106.若是，执行406，否则执行407。
107.406，执行二级保护机制的动作。
108.407，二级保护机制判断流程结束。
109.本技术实施例的另一个方面，还提供一种电池供电设备。
110.如图6所示，所示的电池供电设备包括：电池500、模拟前端501、mcu 502、延迟电路503以及通电控制电路504。
111.具体的，所述电池500中包括串联的多个电池单元；所述模拟前端501的排线与所述电池中串联的多个电池单元的两端进行连接，并通过所述排线获取对多个电池单元进行采样的电信号；所述模拟前端501连接所述mcu502；所述mcu 502连接所述延迟电路503；所述mcu 502连接所述通电控制电路504，所述通电控制电路504连接在所述电池500和负载之间。
112.模拟前端501，可以对电池进行采样，获取电池对负载的上电信号。
113.mcu 502，根据所述上电信号判断是否触发二级保护机制，若是，则判断所述电池500的状态是否为首次上电或电信号异常；在所述电池的状态为首次上电或电信号异常的情况下，则触发延迟电路503进行工作，延迟预设时间段。
114.在所述预设时间段的延迟终止后，mcu 502控制模拟前端501再次对电池500进行采样，若符合触发二级保护机制的条件，则控制通电控制电路504启动二级保护功能。
115.上述电池供电设备，可以避免电池二级保护机制由于电池首次上电或排线松动等原因造成的误触发，提高电子产品的工作效率，节约误触发二级保护导致的电路损坏的成本。
116.以上上述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。