[發明專利]電池保護電路及其方法

有效

• 申請號: 201210016924.1
• 申請日: 2012-01-17
• 公開（公告）號: CN103208784A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 周軍
• 申請（專利權）人: 東莞賽微微電子股份有限公司
• 主分類號: H02H7/18
• 分類號: H02H7/18
• 代理公司: 深圳市威世博知識產權代理事務所(普通合伙) 44280
• 代理人: 何青瓦;李慶波

技術領域

本發明涉及電池管理技術，特別是涉及一種應用于電池管理系統(battery?management?system，BMS)的電池保護電路及其方法。

背景技術

在電池應用過程中，由于外部意外原因，常會出現威脅到電池安全性的異常情況，例如過度充電、過度放電、過度大電流充放電等等。這些異常情況的出現，會極大地影響電池的使用壽命，甚至導致電池的漏液以及爆炸等嚴重情況。為了避免這些異常情況的出現，通常會在電池管理系統設置電池保護電路，以保護電池。

目前常用的電池保護電路主要有兩種，一種是采用軟件方式，其采用軟件/MCU來采集電池的電壓，并與預定閾值進行比較，然后做出相應的保護動作；而另一種是采用硬件方式，其采用比較器來提供固定的閾值，從而進行比較，然后做出相應的保護動作。

采用軟件方式的電池保護電路比較靈活，其保護程序可以多次修改，且預定閾值可以根據不同的電池和需求而進行調整，但是其整體功耗較大，而且容易受到干擾，易出現誤動作或者死機，從而無法再提供正常的保護。而采用硬件方式的電池保護電路比較穩定，但是不夠靈活，其無法根據客戶的實際需求而進行高效的調配以及參數的修改。

此外，某些電池管理系統中可能設置多個電池保護電路，例如使用兩個采用硬件方式的電池保護電路，或者一個采用軟件方式的電池保護電路和一個采用硬件方式的電池保護電路的組合，但是其會有冗余保護的情況出現，而且其功耗和成本都比較難以控制。

因此，為了改善上述問題，迫切需要發展出新的電池保護電路。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種電池保護電路，其耗能較少，且保護能力較強。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種電池保護電路，用于保護電池組。該電池保護電路包括硬件保護電路、軟件保護電路和電流檢測電路，其中該電流檢測電路用于偵測該電池組是否處于工作狀態，當該電池組處于非工作狀態時，則利用該硬件保護電路執行保護操作；而當該電池組處于工作狀態時，則利用該軟件保護電路執行該保護操作。

其中，該硬件保護電路電性連接該軟件保護電路，以偵測該軟件保護電路的狀態，當該電池組處于工作狀態以利用該軟件保護電路執行該保護操作，當該軟件保護電路出現異常狀態時，則切換至利用該硬件保護電路來執行該保護操作。

其中，該電流檢測電路包括檢流元件和電流檢測模塊，其中該電流檢測模塊與該檢流元件并聯，以偵測是否有電流流經該檢流元件，當該電流檢測模塊偵測到有電流流經該檢流元件時，則該電池組處于工作狀態；而當該電流檢測模塊偵測到無電流流經該檢流元件或電流小于設定閾值時，則該電池組處于非工作狀態。

其中，該檢流元件為檢流電阻、MOS管、電流鏡像電路或電池本身。

其中，該硬件保護電路包括至少一個比較器、參考電壓源和第一輸出控制模塊，該比較器的一輸入端電性連接該電池組中的一個電池單元以采集該電池單元的電壓，該比較器的另一輸入端電性連接該參考電壓源以利用該參考電壓源所提供的參考電壓作為固定閾值，從而比較該電池單元的電壓和該固定閾值，以在該比較器的輸出端產生相應的比較結果，而該第一輸出控制模塊用于接收該比較結果并執行相應的保護動作。

其中，該軟件保護電路為單片機電路。該軟件保護電路包括模擬-數字轉換模塊、閾值設定模塊、邏輯模塊和第二輸出控制模塊，其中模擬-數字轉換模塊用于采集該電池組中各個電池單元的電壓并將其轉換為數字信號，該閾值設定模塊用于供使用者設定預定的閾值，邏輯模塊用于比較該預定的閾值和該數字信號以產生對應的比較結果，而該第二輸出控制模塊用于接收該比較結果并執行相應的保護動作。

為解決上述技術問題，本發明采用的另一個技術方案是：提供一種電池保護方法，適用于電池保護電路以保護電池組。該電池保護電路包括硬件保護電路、軟件保護電路和電流檢測電路。該電池保護方法包括：利用該電流檢測電路偵測該電池組是否處于工作狀態；當偵測到該電池組處于非工作狀態時，則利用該硬件保護電路執行保護操作；以及當偵測到該電池組處于工作狀態時，則利用該軟件保護電路執行該保護操作。

其中，當偵測到該電池組處于工作狀態時，利用該軟件保護電路執行該保護操作的步驟進一步包括：偵測該軟件保護電路是否出現異常狀態；當未偵測到該軟件保護電路出現異常狀態時，則繼續利用該軟件保護電路執行該保護操作；以及當偵測到該軟件保護電路出現異常狀態時，則切換至利用該硬件保護電路來執行該保護操作。