电池管理芯片、电池管理系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种电池管理芯片、电池管理系统和方法。该电池管理芯片包括：电池管理单元，用于监测与所述电池管理芯片耦合的电池模块中多个单体电池的状态以响应主机处理器发出的指令；以及垂直总线电路，用于传输所述电池管理单元和所述主机处理器之间的信号，其中，所述垂直总线电路包括：第一接收机，用于接收第一对差分输入数据信号；指令处理器，与所述第一接收机耦合，用于处理表示所述主机处理器发出的所述指令的数据；以及第一传输器，与所述指令处理器耦合，用于输出第一对差分输出数据信号。当相邻的电池模块之间的连接断开时，即使断点处产生较高的负电压，本发明专利技术也可以提高电池管理系统的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电池管理
，特别涉及一种。
技术介绍
多个电池模块可以用于为各种电子设备供电。为了监测多个电池模块的状态，将多个电池管理芯片与这些电池模块相连，以及将主机处理器与多个电池管理芯片相连。图I所示为一种传统的电池管理系统100的框图，其中，主机处理器120通过公用总线130与电池管理芯片相连。如图I所示，电池管理系统100包括多个电池模块(如电池模块140-1、电池模块140-2、电池模块140-3)，这些电池模块140-1 电池模块140-3分别与电池管理芯片101、电池管理芯片102、电池管理芯片103耦合，其中，每个电池模块包含一节或多节单体电池。电池管理芯片101 电池管理芯片103分别用于监测电池模块140-1 电池模块140-3的状态。电池管理系统100还包括一个主机处理器120,主机处理器120通过公用总线130与电池管理芯片101 电池管理芯片103相连。公用总线130的工作电压为主机处理器120的电压。然而，串联稱合的电池模块140-1 电池模块140-3的累积电压可能使得公用总线130达到高电压电位。为了将公用总线130与高电压电位隔离，使用了多个隔离器110-1、隔离器110-2、隔离器110-3，其中，每个隔离器包括多个光电耦合器，例如，图I所示的两对光电耦合器。隔离器110-1 隔离器110-3连接在电池管理芯片101 电池管理芯片103与公用总线130之间，用于将公用总线130与较高的电压电位隔离，以保护电池管理系统100。由于光电耦合器价格较贵，因此，传统的电池管理系统的成本较高。图2所不为另一种传统的电池管系统200的框图，其中，主机处理器220与电池管理芯片耦合。传统的电池管理系统200包括多个电池模块(如电池模块240-1、电池模块240-2、电池模块240-3)，这些电池模块分别与电池管理芯片201、电池管理芯片202、电池管理芯片203 f禹合。电池管理芯片201 电池管理芯片203通过一条向上和向下的总线相互率禹合，例如，串行外围接口(Serial Peripheral Interface, SPI)总线。电池管理系统200还包括一个主机处理器220，该主机处理器220通过向上和向下的总线与最底端的电池管理芯片203耦合。因此，主机处理器220可以通过向上和向下的总线与电池管理芯片201 电池管理芯片203通信。然而，当相邻的电池模块之间的连接断开时，由于电池管理系统200中的电流突变(例如，电流由一个相对较大的值迅速变为0)，使得断点处产生较高的负电压。较高的负电压足以损坏与断点相邻的电池管理芯片，例如，当断点出现在电池模块240-1和电池模块240-2之间时，电池管理芯片201和电池管理芯片202会被损坏。图3所示为再一种传统的电池管理系统300的框图。传统的电池管理系统300包括多个电池模块(如电池模块340-1和电池模块340-2)，电池管理芯片301和电池管理芯片302分别与电池模块340-1和电池模块340-2及一个主机处理器320耦合。电池管理芯片301通过高压二极管331和高压二极管332与电池管理芯片302耦合，当电池模块340-1和电池模块340-2之间出现断点时，高压二极管331和高压二极管332可以避免电池管理芯片301和302被较高的负电压损坏。高压二极管331和3高压二极管32正常工作时为正向偏置。当断点处产生负电压时，高压二极管331和332为反向偏置，以此保护电池管理系统300。因为断点处产生的负电压相对较高(如一些应用中电压高于600V)。为了保护电池管理系统300，高压二极管331和高压二极管332的反向击穿电压也相对较高。由于高压二极管价格较贵，因此电池管理系统的成本较高。以及，高压二极管的响应速度较慢，在高压二极管331和332响应且采取保护措施之前，电池管理芯片301和302可能已经损坏。此夕卜，为确保正向传导，还需要几毫安电流，这样会增加电池管理系统的能耗。
技术实现思路
本专利技术提供一种，以提 高电池管理系统的可靠性。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种电池管理芯片，该电池管理芯片包括电池管理单元，用于监测与所述电池管理芯片耦合的电池模块中多个单体电池的状态以响应主机处理器发出的指令；以及垂直总线电路，用于传输所述电池管理单元和所述主机处理器之间的信号，其中，所述垂直总线电路包括第一接收机，用于接收第一对差分输入数据信号；指令处理器，与所述第一接收机耦合，用于处理表示所述主机处理器发出的所述指令的数据；以及第一传输器，与所述指令处理器耦合，用于输出第一对差分输出数据信号。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种电池管理系统，该电池管理系统包括第一芯片,所述第一芯片包括第一垂直总线电路；第二芯片，通过电流隔离器与所述第一芯片耦合；以及主机处理器，与所述第一芯片耦合，用于发送第一输入数据至所述第一芯片和所、卓 AA- ~· -H-* LL述弟·~ 心片，其中，所述主机处理器通过转换器与所述第一垂直总线电路耦合，所述转换器将适用于第一类型协议的所述第一输入数据转化成适用于第二类型协议的第一对差分输入数据信号。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种电池管理方法，该方法包括从主机处理器发送指令至多个电池管理芯片；将所述指令转换成第一对差分输入数据信号；将所述第一对差分输入数据信号通过垂直总线电路从一个芯片到另一个芯片传输至多个电池管理芯片；以及当所述指令中的地址与所述电池管理芯片的地址相匹配时，监测与所述电池管理芯片耦合的电池模块中的单体电池状态以响应所述指令。本专利技术提供的，当相邻的电池模块之间的连接断开时，即使断点处产生较高的负电压，本专利技术实施例中的电池管理芯片也不会损坏，从而提高了电池管理系统的可靠性。附图说明以下通过对本专利技术的一些实施例结合其附图的描述，可以进一步理解本专利技术的目的、具体结构特征和优点。图I所不为一种传统的电池管理系统的框图；图2所不为另一种传统的电池管理系统的框图；图3所不为再一种传统的电池管理系统的框图；图4所示为根据本专利技术一个实施例的电池管理系统的框图；图5A所示为根据本专利技术一个实施例的垂直总线电路的框图；图5B所示为根据本专利技术一个实施例的垂直总线电路中接收机中的信号波形图；图5C所示为根据本专利技术另一个实施例的垂直总线电路中接收机中的信号波形图；图6所示为根据本专利技术一个实施例的电池管理系统的工作流程图。具体实施例方式以下将结合附图对本专利技术的实施例给出详细的说明。虽然本专利技术将结合实施例进行阐述，但应理解这并非意指将本专利技术限定于这些实施例。相反，本专利技术意在涵盖权利要求项所界定的本专利技术精神和范围内所定义的各种可选项，可修改项和等同项。此外，在以下对本专利技术的详细描述中，为了提供一个针对本专利技术的完全理解，阐明了大量的具体细节。然而本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本专利技术同样可以实施。在另外的一些实施例中，对于大家熟知的方案、流程、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本专利技术主旨。本领域技术人员可以理解的是，本专利技术实施例所述的管脚，例如，正输出管脚OUT(i_l)’ +、负输出管脚OUT (i_l)’_、正输入管脚IN+、负输入管脚IN (i_l)’_、管脚ALT( i-1) ’、正输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池管理芯片，其特征在于，所述电池管理芯片包括：电池管理单元，用于监测与所述电池管理芯片耦合的电池模块中多个单体电池的状态以响应主机处理器发出的指令；以及垂直总线电路，用于传输所述电池管理单元和所述主机处理器之间的信号，其中，所述垂直总线电路包括：第一接收机，用于接收第一对差分输入数据信号；指令处理器，与所述第一接收机耦合，用于处理表示所述主机处理器发出的所述指令的数据；以及第一传输器，与所述指令处理器耦合，用于输出第一对差分输出数据信号。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：菲利普·艾伦，威廉·丹森，吴进兴，康斯坦丁·布克，法拉维斯·卢浦，斯蒂芬·美瑞努，
申请(专利权)人：凹凸电子武汉有限公司，
类型：发明
国别省市：