电池管理芯片及电池管理系统技术方案

本公开提供了一种电池管理芯片，包括：开关驱动单元，开关驱动单元用于提供驱动充电开关与放电开关的开关控制信号，其中充电开关和放电开关串联至电池组的高压侧或低压侧，并且根据开关控制信号进行导通与断开以便控制电池组的充电与放电；以及数字控制单元，数字控制单元用于向开关驱动单元提供充放电控制信号，以便开关驱动单元根据充放电控制信号生成开关控制信号，其中，开关驱动单元通过开关控制信号控制充电开关和/或放电开关的导通与关断，以便调节电池组的充电电流。本公开还提供了一种电池管理系统。

【技术实现步骤摘要】
电池管理芯片及电池管理系统
本公开涉及电池管理领域，尤其涉及电池管理芯片及电池管理系统。
技术介绍
在锂电池组进行充电，由于锂电池内部等性质所决定，在不同的时候需要通过不同大小的电流进行充电，通常为了实现采用不同大小的电流为锂电池组进行充电，通常采用设置支路的方式，通过选择不同的电流通路来实现充电电流的不同。在进行电流调整时，现有的调整方式存在很多的不灵活性。另外，因为锂电池不能在过高温或者过低温环境下充放电，当外界温度变化时，现有技术中充电电流也不能够随外界温度自动调节。此外，虽然现有技术中存在各种调节电池组的充电电流的方式，有的在调节充电电流时，但是均使用充电场效应管等来进行调节，这种方式将会带来很大的问题。因为充电场效应管设置有寄生二极管，当充电电流较大会使得寄生二极管两端的电压过大，从而会损坏寄生二极管，将造成了充电场效应管的整体损坏等。
技术实现思路
为了解决上述技术问题中的至少之一，本公开提供了以下技术方案。根据本公开的一个方面，一种电池管理芯片，包括：开关驱动单元，所述开关驱动单元用于提供驱动充电开关与放电开关的开关控制信号，其中所述充电开关和放电开关串联至电池组的高压侧或低压侧，并且根据所述开关控制信号进行导通与断开以便控制所述电池组的充电与放电；以及数字控制单元，所述数字控制单元用于向所述开关驱动单元提供充放电控制信号，以便所述开关驱动单元根据充放电控制信号生成所述开关控制信号，其中，所述开关驱动单元通过所述开关控制信号控制充电开关和/或放电开关的导通与关断，以便调节所述电池组的充电电流。根据本公开的至少一个实施方式，还包括充电电流检测端，以检测充电电流值，并且所述数字控制单元基于所述充电电流值来生成所述充放电控制信号，并且所述开关驱动单元根据所述充放电控制信号生成所述开关控制信号，以控制所述充电开关和/或放电开关。根据本公开的至少一个实施方式，所述开关控制信号为电流信号，并且所述充电开关和放电开关分别为场效应晶体管，充电开关的场效应晶体管的栅极与源极之间连接有第一电阻，放电开关的场效应晶体管的栅极与源极之间连接第二电阻，通过改变提供至场效应晶体管的栅极的电流信号，来改变充电开关和/或放电开关的场效应晶体管的栅源电压，从而增大/减小充电开关和/或放电开关的场效应晶体管的导通电阻，进而减小/增大所述电池组的充电电流。根据本公开的至少一个实施方式，还包括温度检测单元，所述温度检测单元用于检测电池组的温度，所述开关控制信号可由电池组的检测温度来进行调整，或者在所述电池管理芯片包括充电电流检测端，以获得充电电流值，并且将充电电流值与预设电流值比较的情况下，电池组的检测温度用于调整所述预设电流值，以控制所述开关控制信号。根据本公开的至少一个实施方式，所述开关控制信号为频率固定但占空比变化的脉宽调制信号，根据所述脉宽调制信号来控制所述充电开关和/或放电开关的导通与关断时间，从而控制所述电池组的充电电流值。根据本公开的至少一个实施方式，所述开关控制信号的一个周期的时间段包括第一时间段和第二时间段，其中所述第一时间段和第二时间段之和等于该周期的时间段，在所述第一时间段内，通过频率固定且占空比固定的多个高低电平控制所述充电开关和/或放电开关导通与关断，在所述第二时间段内，通过低电平控制所述充电开关和/或放电开关关断。根据本公开的至少一个实施方式，还包括：运放单元，用于比较与检测充电电流对应的检测电压和与充电电流预设值对应的预设电压以得到电压比较值；低通滤波单元，对所述电压比较值进行低通滤波处理；波形生成单元，用于生成固定频率的预定波形信号；比较单元，用于比较低通滤波处理后的电压比较值与预定波形信号，以便生成频率固定但占空比变化的脉宽调制信号。根据本公开的至少一个实施方式，还包括：比较单元，用于比较与检测充电电流对应的检测电压和与充电电流预设值对应的预设电压以得到电压比较值，时钟信号生成单元，用于生成时钟信号，逻辑电路，根据所述电压比较值和时钟信号生成所述开关控制信号，其中当所述电压比较值为高电平时，所述逻辑电路输出与时钟信号同频率且占空比固定的多个高低电平以基于所述多个高低电平控制所述充电开关和/或放电开关导通与关断，当所述电压比较值为低电平时，所述逻辑电路输出低电平以通过低电平控制所述充电开关和/或放电开关关断。根据本公开的至少一个实施方式，包括：数模转换单元，接收与充电电流对应的模拟电压，并且将所述模拟电压转换为数字电压；数字低通滤波器，用于对所述数字电压进行低通滤波处理；以及数字比较单元，用于比较低通滤波处理后的数字电压和与充电电流预设值对应的预设电压以得到电压比较值，其中，所述电压比较值用于生成驱动充电开关和/或放电开关的开关控制信号。根据本公开的另一方面，一种电池管理系统，包括：如上所述的电池管理芯片；以及充电开关和放电开关，所述充电开关和放电开关串联至电池组的高压侧或低压侧，并且通过所述电池管理芯片进行控制以便导通与关闭。附图说明附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。图1示出了根据本公开的一个实施方式的电池管理系统的示意图。图2示出了根据本公开的一个实施方式的充电开关和放电开关的开关驱动单元的示意图。图3示出了根据本公开的一个实施方式的充电开关和放电开关的开关驱动单元的示意图。图4示出了根据本公开的一个实施方式的充电开关和放电开关的开关驱动单元的示意图。图5示出了根据本公开的一个实施方式的反馈控制的示意图。图6示出了根据本公开的一个实施方式的数字环路控制的示意图。图7示出了根据本公开的一个实施方式的反馈控制的示意图。图8示出了图7所示电路的波形示意图。图9示出了根据本公开的一个实施方式的反馈控制的示意图。图10示出了根据本公开的一个实施方式的反馈控制的示意图。图11示出了图10所示电路的波形示意图。图12示出了根据本公开的一个实施方式的反馈控制的示意图。图13示出了根据本公开的一个实施方式的反馈控制的示意图。图14示出了图13所示电路的波形示意图。图15示出了根据本公开的电池管理系统的脉宽调制控制方式的开关管示意图。图16示出了图15所示电路的波形示意图。图17示出了根据本公开的一个实施方式的电池管理系统的示意图。附图标记说明：10电池管理系统20电池组30外部电源100电池管理芯片110开关驱动单元120模数转换单元130数字控制单元140温度传感单元150接口电路160低通滤波单元170波形生成单元190高压电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池管理芯片，其特征在于，包括：/n开关驱动单元，所述开关驱动单元用于提供驱动充电开关与放电开关的开关控制信号，其中所述充电开关和放电开关串联至电池组的高压侧或低压侧，并且根据所述开关控制信号进行导通与断开以便控制所述电池组的充电与放电；以及/n数字控制单元，所述数字控制单元用于向所述开关驱动单元提供充放电控制信号，以便所述开关驱动单元根据充放电控制信号生成所述开关控制信号，/n其中，所述开关驱动单元通过所述开关控制信号控制充电开关和/或放电开关的导通与关断，以便调节所述电池组的充电电流。/n

【技术特征摘要】
1.一种电池管理芯片，其特征在于，包括：
开关驱动单元，所述开关驱动单元用于提供驱动充电开关与放电开关的开关控制信号，其中所述充电开关和放电开关串联至电池组的高压侧或低压侧，并且根据所述开关控制信号进行导通与断开以便控制所述电池组的充电与放电；以及
数字控制单元，所述数字控制单元用于向所述开关驱动单元提供充放电控制信号，以便所述开关驱动单元根据充放电控制信号生成所述开关控制信号，
其中，所述开关驱动单元通过所述开关控制信号控制充电开关和/或放电开关的导通与关断，以便调节所述电池组的充电电流。


2.如权利要求1所述的电池管理芯片，其特征在于，还包括充电电流检测端，以检测充电电流值，并且所述数字控制单元基于所述充电电流值来生成所述充放电控制信号，并且所述开关驱动单元根据所述充放电控制信号生成所述开关控制信号，以控制所述充电开关和/或放电开关。


3.如权利要求1或2所述的电池管理芯片，其特征在于，所述开关控制信号为电流信号，并且所述充电开关和放电开关分别为场效应晶体管，充电开关的场效应晶体管的栅极与源极之间连接有第一电阻，放电开关的场效应晶体管的栅极与源极之间连接第二电阻，通过改变提供至场效应晶体管的栅极的电流信号，来改变充电开关和/或放电开关的场效应晶体管的栅源电压，从而增大/减小充电开关和/或放电开关的场效应晶体管的导通电阻，进而减小/增大所述电池组的充电电流。


4.如权利要求1或2所述的电池管理芯片，其特征在于，还包括温度检测单元，所述温度检测单元用于检测电池组的温度，
所述开关控制信号可由电池组的检测温度来进行调整，或者
在所述电池管理芯片包括充电电流检测端以获得充电电流值，并且充电电流值与预设电流值被比较以调整所述开关控制信号的情况下，能够根据电池组的检测温度来调整所述预设电流值。


5.如权利要求1或2所述的电池管理芯片，其特征在于，所述开关控制信号为频率固定但占空比变化的脉宽调制信号，根据所述脉宽调制信号来控制所述充电开关和/或放电开关的导通与关断时间，从而控制所述电池组的充电电流值。


6.如权利要求1或2所述的电池管理芯片，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：周号，
申请(专利权)人：珠海迈巨微电子有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东;44