[发明专利]电池保护电路及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及电池管理技术，特别是涉及一种应用于电池管理系统(battery management system，BMS)的电池保护电路及其方法。

背景技术

在电池应用过程中，由于外部意外原因，常会出现威胁到电池安全性的异常情况，例如过度充电、过度放电、过度大电流充放电等等。这些异常情况的出现，会极大地影响电池的使用寿命，甚至导致电池的漏液以及爆炸等严重情况。为了避免这些异常情况的出现，通常会在电池管理系统设置电池保护电路，以保护电池。

目前常用的电池保护电路主要有两种，一种是采用软件方式，其采用软件/MCU来采集电池的电压，并与预定阈值进行比较，然后做出相应的保护动作；而另一种是采用硬件方式，其采用比较器来提供固定的阈值，从而进行比较，然后做出相应的保护动作。

采用软件方式的电池保护电路比较灵活，其保护程序可以多次修改，且预定阈值可以根据不同的电池和需求而进行调整，但是其整体功耗较大，而且容易受到干扰，易出现误动作或者死机，从而无法再提供正常的保护。而采用硬件方式的电池保护电路比较稳定，但是不够灵活，其无法根据客户的实际需求而进行高效的调配以及参数的修改。

此外，某些电池管理系统中可能设置多个电池保护电路，例如使用两个采用硬件方式的电池保护电路，或者一个采用软件方式的电池保护电路和一个采用硬件方式的电池保护电路的组合，但是其会有冗余保护的情况出现，而且其功耗和成本都比较难以控制。

因此，为了改善上述问题，迫切需要发展出新的电池保护电路。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种电池保护电路，其耗能较少，且保护能力较强。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种电池保护电路，用于保护电池组。该电池保护电路包括硬件保护电路、软件保护电路和电流检测电路，其中该电流检测电路用于侦测该电池组是否处于工作状态，当该电池组处于非工作状态时，则利用该硬件保护电路执行保护操作；而当该电池组处于工作状态时，则利用该软件保护电路执行该保护操作。

其中，该硬件保护电路电性连接该软件保护电路，以侦测该软件保护电路的状态，当该电池组处于工作状态以利用该软件保护电路执行该保护操作，当该软件保护电路出现异常状态时，则切换至利用该硬件保护电路来执行该保护操作。

其中，该电流检测电路包括检流元件和电流检测模块，其中该电流检测模块与该检流元件并联，以侦测是否有电流流经该检流元件，当该电流检测模块侦测到有电流流经该检流元件时，则该电池组处于工作状态；而当该电流检测模块侦测到无电流流经该检流元件或电流小于设定阈值时，则该电池组处于非工作状态。

其中，该检流元件为检流电阻、MOS管、电流镜像电路或电池本身。

其中，该硬件保护电路包括至少一个比较器、参考电压源和第一输出控制模块，该比较器的一输入端电性连接该电池组中的一个电池单元以采集该电池单元的电压，该比较器的另一输入端电性连接该参考电压源以利用该参考电压源所提供的参考电压作为固定阈值，从而比较该电池单元的电压和该固定阈值，以在该比较器的输出端产生相应的比较结果，而该第一输出控制模块用于接收该比较结果并执行相应的保护动作。

其中，该软件保护电路为单片机电路。该软件保护电路包括模拟-数字转换模块、阈值设定模块、逻辑模块和第二输出控制模块，其中模拟-数字转换模块用于采集该电池组中各个电池单元的电压并将其转换为数字信号，该阈值设定模块用于供使用者设定预定的阈值，逻辑模块用于比较该预定的阈值和该数字信号以产生对应的比较结果，而该第二输出控制模块用于接收该比较结果并执行相应的保护动作。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种电池保护方法，适用于电池保护电路以保护电池组。该电池保护电路包括硬件保护电路、软件保护电路和电流检测电路。该电池保护方法包括：利用该电流检测电路侦测该电池组是否处于工作状态；当侦测到该电池组处于非工作状态时，则利用该硬件保护电路执行保护操作；以及当侦测到该电池组处于工作状态时，则利用该软件保护电路执行该保护操作。

其中，当侦测到该电池组处于工作状态时，利用该软件保护电路执行该保护操作的步骤进一步包括：侦测该软件保护电路是否出现异常状态；当未侦测到该软件保护电路出现异常状态时，则继续利用该软件保护电路执行该保护操作；以及当侦测到该软件保护电路出现异常状态时，则切换至利用该硬件保护电路来执行该保护操作。