电池电压平衡控制系统、电池电压平衡装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种电池电压平衡控制系统、电池电压平衡装置及其控制方法，该装置中多个电池单元的正端与负端耦接串联成一串；一电池电压平衡控制系统，包含多个电池电压平衡单元，每一个电池电压平衡单元对应耦接相邻的两个电池单元，前级电池电压平衡单元的逻辑输出端与后级电池电压平衡单元的逻辑输入端耦接；其中，所述电池电压平衡控制系统还包含一决定单元，耦接第一级电池电压平衡单元，用以决定所有电池电压平衡单元同步进入检测阶段或者平衡阶段。本发明专利技术通过外部决定单元控制级联的第一级电池电压平衡单元，并以简单的逻辑电平转换方式逐级传输控制信号，从而实现逻辑信号的同步控制，以及更简单方便的级联使用和更精确的同步控制。

【技术实现步骤摘要】
电池电压平衡控制系统、电池电压平衡装置及其控制方法
本专利技术涉及电池电压平衡控制
，尤其涉及一种电池电压平衡控制系统、电池电压平衡装置及其控制方法。
技术介绍
随着绿色能源的倡导，可充电式电池越来越多的应用于电子产品中。而为了适应更多高电压应用场景，电池级联使用的频率越来越高。在电池级联使用中，由于每个电池生产时的特性不一致，在出厂时候就存在电压的差异，电池在反复充放电的使用过程中会由于这些差异导致电压的差异越来越大，进而严重影响电池的续航和使用寿命。而电池平衡技术可以有效解决此类问题，电池平衡技术能够在电池使用过程中不断将原本有电压差异的电池电压逐渐平衡，并能够有效维持这种电压的平衡状态，使电池的续航和寿命得到有效延长。一个好的电池平衡系统可以准确地检测电池电压之间的压差，并进行能量的搬运实现电池电压的平衡，因此，为了准确地进行平衡，电池电压的压差的判断是关键。这其中，同步控制也是影响系统有效平衡非常重要的一方面。例如，在锂电池系统中，由于平衡一般发生在电池充电的时候，当检测和平衡同时发生的时候，必然会造成电池电压的检测不准确，进而有可能无法准确地进行平衡动作。请参见图1，为现有技术中国专利CN103035965B中提出的4节电池的电池电压平衡器的电路示意图，该专利提出了一种将平衡和检测分开时段进行的技术方案，但是其只在检测结束时进行同步平衡动作，并且其在通信传输过程中实行双向控制，该技术方案存在精确同步的局限性。由于级联电池浮动地的原理，电池平衡系统如何进行安全有效的逻辑信号传输也一直是个难题。级联使用的级数越多，叠加的电池电压越高，如果每一颗电池平衡芯片的使能信号都直接通过外部提供，则需要处理高压，这会增加芯片设计难度及成本。以上问题亟待解决。
技术实现思路
本专利技术的目的在于通过一种电池电压平衡控制系统、电池电压平衡装置及其控制方法，来解决以上
技术介绍
部分提到的问题。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种电池电压平衡装置，该装置包括：一电池模块，包含多个电池单元，所述多个电池单元的正端与负端耦接串联成一串；一电池电压平衡控制系统，包含多个电池电压平衡单元，每一个电池电压平衡单元对应耦接相邻的两个电池单元，前级电池电压平衡单元的逻辑输出端与后级电池电压平衡单元的逻辑输入端耦接；其中，所述电池电压平衡控制系统还包含一决定单元，耦接第一级电池电压平衡单元，用以决定所有电池电压平衡单元同步进入检测阶段或者平衡阶段。特别地，所述决定单元还用于决定所有电池电压平衡单元的平衡时间和检测时间。特别地，所述决定单元包含一使能控制模块，所述使能控制模块耦接第一级电池电压平衡单元，并输出一第一使能信号用以决定所有电池电压平衡单元同步开启或关断。特别地，所述决定单元包含一MCU模块，提供一第一同步信号给第一级电池电压平衡单元的所述逻辑输入端，并通过所述逻辑输出端传输给后级电池电压平衡单元的所述逻辑输入端，其中，所述MCU模块包含所述使能控制模块。特别地，所述MCU模块提供的所述第一同步信号决定所有电池电压平衡单元的平衡时间和检测时间。特别地，所述第一同步信号为高电平时进入平衡阶段，所述第一同步信号为低电平时进入检测阶段，或者所述第一同步信号为低电平时进入平衡阶段，所述第一同步信号为高电平时进入检测阶段。特别地，所述第一级电池电压平衡单元为级联最开始的一级或最后一级。特别地，所述逻辑输入端和所述逻辑输出端均为多功能Pin脚，第一级电池电压平衡单元的所述逻辑输入端还接收所述使能控制模块提供的所述第一使能信号，并通过所述逻辑输出端传输给后级电池电压平衡单元的逻辑输入端。特别地，所述逻辑输入端为一输入端组，包括一同步输入端，所述逻辑输出端为一输出端组，包括一同步输出端，前级电池电压平衡单元的所述同步输出端与后级电池电压平衡单元的所述同步输入端耦接，第一级电池电压平衡单元通过所述同步输入端接收所述第一同步信号，并通过所述同步输出端传输给后级电池电压平衡单元的所述同步输入端。特别地，所述输入端组还包括一使能输入端，所述输出端组还包括一使能输出端，前级电池电压平衡单元的所述使能输出端与后级电池电压平衡单元的所述使能输入端耦接，其中，第一级电池电压平衡单元通过所述使能输入端接收所述第一使能信号，并通过所述使能输出端传输给后级所述使能输入端。特别地，每一个所述电池电压平衡单元还具有一报错输入端及一报错输出端，当任一电池电压平衡单元出现状态异常报错时均会产生一报错信号至所述报错输出端，并逐级传输给前级电池电压平衡单元的所述报错输入端，第一级电池电压平衡单元的所述报错输出端输出一第一报错信号给所述决定单元。特别地，所述报错信号的传输为单向传输，传输方向与使能信号及同步信号的传输方向相反。特别地，所述决定单元还包含一外部设定电路，所述外部设定电路决定所有电池电压平衡单元的平衡时间和检测时间。特别地，所述逻辑输入端为一输入端组，包括一同步输入端和一使能输入端，所述逻辑输出端为一输出端组，包括一同步输出端和一使能输出端，前级电池电压平衡单元的所述同步输出端与后级电池电压平衡单元的所述同步输入端耦接，前级电池电压平衡单元的所述使能输出端与后级电池电压平衡单元的所述使能输入端耦接，第一级电池电压平衡单元的所述同步输入端处于悬浮状态，所述使能输入端接收所述第一使能信号，并通过所述使能输出端传输给后级电池电压平衡单元的所述使能输入端。特别地，每一个所述电池电压平衡单元还包含一逻辑信号传输电路，所述逻辑信号传输电路接收对应同步信号及对应使能信号，进行电平转换后，传输给后级电池电压平衡单元。特别地，所述逻辑信号传输电路包含一第一功能模块，一逻辑单元，一第二功能模块，所述第一功能模块为下拉电路，所述第二功能模块为上拉电路。特别地，所述逻辑信号传输电路包含一逻辑单元，一电平转换电路。特别地，所述下拉电路为电流源或者电阻，所述上拉电路为功率器件。本专利技术还公开了一种电池电压平衡控制方法，该方法包括以下步骤：多个电池单元的正端与负端耦接串联成一串；多个电池电压平衡单元对应耦接相邻的两个电池单元，并通过前级电池电压平衡单元的逻辑输出端与后级电池电压平衡单元的逻辑输入端耦接；一决定单元耦接第一级电池电压平衡单元，用以决定所有电池电压平衡单元同步进入检测阶段或者平衡阶段。特别地，所述决定单元还用于决定所有电池电压平衡单元的平衡时间和检测时间。特别地，所述决定单元包含一使能控制模块，所述使能控制模块耦接第一级电池电压平衡单元，并输出一第一使能信号用以决定所有电池电压平衡单元同步开启或关断。特别地，所述决定单元包含一MCU模块，提供一第一同步信号给第一级电池电压平衡单元的所述逻辑输入端，并通过所述逻辑输出端传输给后级电池电压平衡单元的所述逻辑输入端，其中，所述MCU模块包含所述使能控制模块。特别地，每一个电池电压平衡单元还具有一报错输入端及一报错输出端，当任一电池电压平衡单元出现状态异常报错时，均会产生一报错信号至所述报错输出端，并逐级传输给前级电池电压平衡单元的所述报错输入端，所述第一级电池电压平衡单元的所述报错输出端输出一第一报错信号给所述决定单元。本专利技术进一步公开了一种电池电压平衡系统，该电池电压平衡系统为上述电池电压平衡装置、电池电压平衡控制方法中任一电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池电压平衡装置，其特征在于，该装置包括：一电池模块，包含多个电池单元，所述多个电池单元的正端与负端耦接串联成一串；一电池电压平衡控制系统，包含多个电池电压平衡单元，每一个电池电压平衡单元对应耦接相邻的两个电池单元，前级电池电压平衡单元的逻辑输出端与后级电池电压平衡单元的逻辑输入端耦接；其中，所述电池电压平衡控制系统还包含一决定单元，耦接第一级电池电压平衡单元，用以决定所有电池电压平衡单元同步进入检测阶段或者平衡阶段。

【技术特征摘要】
1.一种电池电压平衡装置，其特征在于，该装置包括：一电池模块，包含多个电池单元，所述多个电池单元的正端与负端耦接串联成一串；一电池电压平衡控制系统，包含多个电池电压平衡单元，每一个电池电压平衡单元对应耦接相邻的两个电池单元，前级电池电压平衡单元的逻辑输出端与后级电池电压平衡单元的逻辑输入端耦接；其中，所述电池电压平衡控制系统还包含一决定单元，耦接第一级电池电压平衡单元，用以决定所有电池电压平衡单元同步进入检测阶段或者平衡阶段。2.根据权利要求1所述的电池电压平衡装置，其特征在于，所述决定单元还用于决定所有电池电压平衡单元的平衡时间和检测时间。3.根据权利要求1所述的电池电压平衡装置，其特征在于，所述决定单元包含一使能控制模块，所述使能控制模块耦接第一级电池电压平衡单元，并输出一第一使能信号用以决定所有电池电压平衡单元同步开启或关断。4.根据权利要求3所述的电池电压平衡装置，其特征在于，所述决定单元包含一MCU模块，提供一第一同步信号给第一级电池电压平衡单元的所述逻辑输入端，并通过所述逻辑输出端传输给后级电池电压平衡单元的所述逻辑输入端，其中，所述MCU模块包含所述使能控制模块。5.根据权利要求4所述的电池电压平衡装置，其特征在于，所述MCU模块提供的所述第一同步信号决定所有电池电压平衡单元的平衡时间和检测时间。6.根据权利要求4所述的电池电压平衡装置，其特征在于，所述第一同步信号为高电平时进入平衡阶段，所述第一同步信号为低电平时进入检测阶段，或者所述第一同步信号为低电平时进入平衡阶段，所述第一同步信号为高电平时进入检测阶段。7.根据权利要求1所述的电池电压平衡装置，其特征在于，所述第一级电池电压平衡单元为级联最开始的一级或最后一级。8.根据权利要求4所述的电池电压平衡装置，其特征在于，所述逻辑输入端和所述逻辑输出端均为多功能Pin脚，第一级电池电压平衡单元的所述逻辑输入端还接收所述使能控制模块提供的所述第一使能信号，并通过所述逻辑输出端传输给后级电池电压平衡单元的逻辑输入端。9.根据权利要求4所述的电池电压平衡装置，其特征在于，所述逻辑输入端为一输入端组，包括一同步输入端，所述逻辑输出端为一输出端组，包括一同步输出端，前级电池电压平衡单元的所述同步输出端与后级电池电压平衡单元的所述同步输入端耦接，第一级电池电压平衡单元通过所述同步输入端接收所述第一同步信号，并通过所述同步输出端传输给后级电池电压平衡单元的所述同步输入端。10.根据权利要求9所述的电池电压平衡装置，其特征在于，所述输入端组还包括一使能输入端，所述输出端组还包括一使能输出端，前级电池电压平衡单元的所述使能输出端与后级电池电压平衡单元的所述使能输入端耦接，其中，第一级电池电压平衡单元通过所述使能输入端接收所述第一使能信号，并通过所述使能输出端传输给后级所述使能输入端。11.根据权利要求1所述的电池电压平衡装置，其特征在于，每一个所述电池电压平衡单元还具有一报错输入端及一报错输出端，当任一电池电压平衡单元出现状态异常报错时均会产生一报错信号至所述报错输出端，并逐级传输给前级电池电压平衡单元的所述报错输入端，第一级电池电压平衡单元的所述报错...

【专利技术属性】
技术研发人员：李立民，邵超，李帅，施金飞，
申请(专利权)人：无锡旭康微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32