电池组的制作方法

本实用新型涉及电子技术领域，特别涉及一种电池组。

背景技术：

随着电子技术的发展，为了满足电子设备的供电需求，通常会对多个单体电池进行串联来得到电池组，电池组能够为电子设备提供较高的电压。然而，由于电池组直接由多个单体电池串联得到，所以当该电池组中存在故障单体电池时，该电池组的内阻将会增大，导致该电池组无法正常使用。例如，在电池组放电的过程中，如果该电池组中存在故障单体电池，则在该电池组内阻增大的情况下，该电池组的输出电流将会减小，导致该电池组无法正常放电。在电池组充电的过程中，如果该电池组中存在故障单体电池，则在该电池组的内阻增大的情况下，该电池组的电压将会上升较快，导致该电池组无法正常充电。因此，亟需一种在存在故障单体电池时也能正常使用的电池组。

技术实现要素：

为了使电池组在存在故障单体电池时也能正常使用，本实用新型实施例提供了一种电池组。

一方面，提供了一种电池组，所述电池组包括：实体电池组、开关矩阵电路和虚拟电池，所述实体电池组包括串联的N个单体电池，所述N为不小于2的自然数；

所述开关矩阵电路包括N个第一开关和N个第二开关，所述N个第一开关的第一端与所述N个单体电池的正极一一连接，所述N个第二开关的第一端与所述N个单体电池的负极一一连接，所述N个第一开关中每个第一开关的控制端和所述N个第二开关中每个第二开关的控制端均与所述虚拟电池的开关控制端连接；

所述虚拟电池的第一端与所述N个第一开关中每个第一开关的第二端均连接，所述虚拟电池的第二端与所述N个第二开关中每个第二开关的第二端均连接。

可选地，所述N个单体电池的正极和负极与BMS(Battery Management System，电池管理系统)的N+1个检测端一一连接，所述BMS的信息输出端与所述虚拟电池的信息输入端连接，所述BMS用于在检测到所述实体电池组中存在故障单体电池时，确定所述故障单体电池的位置，并将所述故障单体电池的位置信息发送给所述虚拟电池。

可选地，所述电池组还包括N个第一二极管，所述N个第一二极管的阴极与所述N个单体电池的正极一一连接，所述N个第一二极管的阳极与所述N个单体电池的负极一一连接。

可选地，所述虚拟电池包括第一控制电路、电平隔离电路和通信电路；

所述第一控制电路的一端与所述N个第一开关中每个第一开关的控制端和所述N个第二开关中每个第二开关的控制端均连接，所述第一控制电路的另一端与所述电平隔离电路的第一端连接，所述电平隔离电路的第二端与所述通信电路的第一端连接。

可选地，所述虚拟电池还包括泄流电路、电压检测电路和第二控制电路；

所述泄流电路的第一端和所述电压检测电路的第一端分别与所述N个第一开关中每个第一开关的第二端均连接，所述泄流电路的第二端和所述电压检测电路的第二端分别与所述N个第二开关中每个第二开关的第二端均连接，所述泄流电路的调节端与所述电平隔离电路的第三端连接，所述电压检测电路的信息输出端与所述电平隔离电路的第四端连接；

所述第二控制电路的第一端与所述电平隔离电路的第五端连接，所述第二控制电路的第二端与所述通信电路的第二端连接。

可选地，所述泄流电路包括电阻和第一三极管；

所述电阻的一端与所述N个第一开关中每个第一开关的第二端均连接，所述电阻的另一端与所述第一三极管的集电极连接，所述第一三极管的发射极与所述N个第二开关中每个第二开关的第二端均连接，所述第一三极管的基极与所述电平隔离电路的第三端连接。

可选地，所述电池组还包括续流电路，且所述虚拟电池的第三端与所述实体电池组的正极连接，所述虚拟电池的第四端与所述实体电池组的负极连接；

所述续流电路包括第二二极管，所述第二二极管的阴极与所述N个第一开关中每个第一开关的第二端均连接，所述第二二极管的阳极与所述N个第二开关中每个第二开关的第二端均连接。

可选地，所述虚拟电池还包括电压检测电路、第二控制电路和降压电路；

所述电压检测电路的第一端与所述N个第一开关中每个第一开关的第二端均连接，所述电压检测电路的第二端与所述N个第二开关中每个第二开关的第二端均连接，所述电压检测电路的信息输出端与所述电平隔离电路的第四端连接；

所述第二控制电路的第二端与所述通信电路的第二端连接，所述第二控制电路的第三端与所述降压电路的调节端连接；

所述降压电路的第一输入端与所述N个第二开关中每个第二开关的第二端均连接，所述降压电路的第一输出端与所述N个第一开关中每个第一开关的第二端均连接，所述降压电路的第二输入端与所述实体电池组的正极连接，所述降压电路的第二输出端与所述实体电池组的负极连接。

可选地，所述降压电路包括变压器、MOS(Metal Oxide Semiconductor，金属氧化物半导体)管、整流二极管和滤波电容；

所述变压器中初级线圈的一端与所述实体电池组的正极连接，所述变压器中初级线圈的另一端与所述MOS管的源极连接，所述MOS管的栅极与所述第二控制电路的第三端连接，所述MOS管的漏极与所述实体电池组的负极连接，所述变压器中次级线圈的一端和所述滤波电容的一个引脚分别与所述N个第二开关中每个第二开关的第二端均连接，所述变压器中次级线圈的另一端与所述整流二极管的阳极连接，所述整流二极管的阴极和所述滤波电容的另一个引脚分别与所述N个第一开关中每个第一开关的第二端均连接。

可选地，所述降压电路包括变压器、第二三极管、整流二极管和滤波电容；

所述变压器中初级线圈的一端与所述实体电池组的正极连接，所述变压器中初级线圈的另一端与所述第二三极管的集电极连接，所述第二三极管的基极与所述第二控制电路的第三端连接，所述第二三极管的发射极与所述实体电池组的负极连接，所述变压器中次级线圈的一端和所述滤波电容的一个引脚分别与所述N个第二开关中每个第二开关的第二端均连接，所述变压器中次级线圈的另一端与所述整流二极管的阳极连接，所述整流二极管的阴极和所述滤波电容的另一个引脚分别与所述N个第一开关中每个第一开关的第二端均连接。

可选地，所述虚拟电池还包括电流检测电路；

所述电流检测电路的第一端与所述N个第二开关中每个第二开关的第二端均连接，所述电流检测电路的第二端与所述电压检测电路的第二端连接，所述电流检测电路的信息输出端与所述电平隔离电路的第六端连接。

本实用新型提供的技术方案的有益效果是：在本实用新型实施例中，电池组包括实体电池组、开关矩阵电路和虚拟电池。此时在实体电池组充电的过程中，当虚拟电池接收到实体电池组中存在的故障单体电池的位置信息时，可以基于故障单体电池的位置信息，控制故障单体电池的正极连接的第一开关和故障单体电池的负极连接的第二开关闭合。之后，虚拟电池可以控制故障单体电池的电压与实体电池组中除故障单体电池之外的其它单体电池的平均电压之差小于预设数值，即使故障单体电池的电压接近其它单体电池的平均电压，此时故障单体电池的充电性能与其它单体电池的充电性能保持一致，从而自动修复了因存在故障单体电池而失效的实体电池组，保证了实体电池组的正常充电。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的第一种电池组的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的第二种电池组的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的第三种电池组的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的第四种电池组的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的第五种电池组的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的第六种电池组的结构示意图；

图7是本实用新型实施例提供的第七种电池组的结构示意图；

图8是本实用新型实施例提供的第八种电池组的结构示意图；

图9是本实用新型实施例提供的第九种电池组的结构示意图；

图10(a)是本实用新型实施例提供的第十种电池组的结构示意图；

图10(b)是本实用新型实施例提供的第十一种电池组的结构示意图；

图11是本实用新型实施例提供的第十二种电池组的结构示意图。

附图标记：

1：实体电池组；11：单体电池；

2：开关矩阵电路；21：第一开关；22：第二开关；

3：虚拟电池；3a：虚拟电池的开关控制端；3b：虚拟电池的第一端；3c：虚拟电池的第二端；3d：虚拟电池的信息输入端；3e：虚拟电池的第三端；3f：虚拟电池的第四端；

31：第一控制电路；31a：第一控制电路的一端；31b：第一控制电路的另一端；

32：电平隔离电路；32a：电平隔离电路的第一端；32b：电平隔离电路的第二端；32c：电平隔离电路的第三端；32d：电平隔离电路的第四端；32e：电平隔离电路的第五端；32f：电平隔离电路的第六端；

33：通信电路；33a：通信电路的第一端；33b：通信电路的第二端；

34：泄流电路；34a：泄流电路的第一端；34b：泄流电路的第二端；34c：泄流电路的调节端；R：电阻；Ra：电阻的一端；Rb：电阻的另一端；Q1：第一三极管；C1：第一三极管的集电极；B1：第一三极管的基极；E1：第一三极管的发射极；

35：电压检测电路；35a：电压检测电路的第一端；35b：电压检测电路的第二端；35c：电压检测电路的信息输出端；

36：第二控制电路；36a：第二控制电路的第一端；36b：第二控制电路的第二端；36c：第二控制电路的第三端；

37：降压电路；37a：降压电路的调节端；37b：降压电路的第一输入端；37c：降压电路的第一输出端；37d：降压电路的第二输入端；37e：降压电路的第二输出端；T：变压器；Ta：变压器中初级线圈的一端；Tb：变压器中初级线圈的另一端；Tc：变压器中次级线圈的一端；Td：变压器中次级线圈的另一端；Q2：MOS管；s：MOS管的源极；d：MOS管的漏极；g：MOS管的栅极；DR：整流二极管；C：滤波电容；Q3：第二三极管；C2：第二三极管的集电极；B2：第二三极管的基极；E2：第二三极管的发射极；

38：电流检测电路；38a：电流检测电路的第一端；38b：电流检测电路的第二端；38c：电流检测电路的信息输出端；

4：BMS；4a：BMS的检测端；4b：BMS的信息输出端；

5：续流电路；D1：第一二极管；D2：第二二极管。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

图1是本实用新型实施例提供的一种电池组的结构示意图。参见图1，该电池组包括：实体电池组1、开关矩阵电路2和虚拟电池3，实体电池组1包括串联的N个单体电池11，N为不小于2的自然数；

开关矩阵电路2包括N个第一开关21和N个第二开关22，N个第一开关21的第一端与N个单体电池11的正极一一连接，N个第二开关22的第一端与N个单体电池11的负极一一连接，N个第一开关21中每个第一开关的控制端和N个第二开关22中每个第二开关的控制端均与虚拟电池3的开关控制端3a连接；

虚拟电池3的第一端3b与N个第一开关21中每个第一开关的第二端均连接，虚拟电池3的第二端3c与N个第二开关22中每个第二开关的第二端均连接。

其中，实体电池组1用于通过负载进行放电，或者通过外部电源进行充电。

其中，开关矩阵电路2用于在虚拟电池3的控制下断开或闭合各个第一开关21和各个第二开关22。

具体地，在实体电池组1充电的过程中，当虚拟电池3接收到实体电池组1中存在的故障单体电池的位置信息时，可以基于故障单体电池的位置信息，控制故障单体电池的正极连接的第一开关和故障单体电池的负极连接的第二开关闭合，此时为实体电池组1充电的外部电源的部分电流可以直接传输到虚拟电池3。之后，虚拟电池3可以控制故障单体电池的电压与实体电池组1中除故障单体电池之外的其它单体电池的平均电压之差小于预设数值。

其中，预设数值可以预先进行设置，且预设数值可以设置的较小，本实用新型实施例对此不作限定。

当故障单体电池的电压与实体电池组1中除故障单体电池之外的其它单体电池的平均电压之差小于预设数值时，表明故障单体电池的电压接近其它单体电池的平均电压，即故障单体电池的充电性能与其它单体电池的充电性能保持一致，从而自动修复了因存在故障单体电池而失效的实体电池组1，保证了实体电池组1的正常充电。

参见图2，N个单体电池11的正极和负极与BMS4的N+1个检测端4a一一连接，BMS4的信息输出端4b与虚拟电池3的信息输入端3d连接。

其中，BMS4用于监测实体电池组1的工作状态，如监测实体电池组1的电压、各个单体电池11的电压和温度等。

另外，BMS4在监测到实体电池组1的工作状态异常，即检测到实体电池组1中存在故障单体电池时，可以确定故障单体电池的位置，并将故障单体电池的位置信息发送给虚拟电池3。之后，BMS4还可以检测实体电池组1中除故障单体电池之外的其它单体电池的平均电压，并将该平均电压值发送给虚拟电池3。

再者，BMS4还可以将实体电池组1的最大充电电流值和最大放电电流值发送给虚拟电池3。

参见图3，该电池组还包括N个第一二极管D1，N个第一二极管D1的阴极与N个单体电池11的正极一一连接，N个第一二极管D1的阳极与N个单体电池11的负极一一连接。

其中，N个第一二极管D1用于在实体电池组1中存在故障单体电池时，将实体电池组1中除故障单体电池之外的其它单体电池的电流传输到BMS4，以使BMS4能够获得电能来继续工作。

例如，实体电池组1充电之前，即实体电池组1接入外部电源之前，会先进入放电完成后的放电保护状态。此时如果实体电池组1中存在故障单体电池，则可以通过与故障单体电池并联的第一二极管，将实体电池组1中除故障单体电池之外的其它单体电池的电流传输到BMS4，以使BMS4能够获得电能来继续工作。BMS4继续工作后就可以确定故障单体电池的位置，并将故障单体电池的位置信息发送给虚拟电池3，虚拟电池3接收到故障单体电池的位置信息后，可以控制开关矩阵电路2来将虚拟电池3接在故障单体电池的两端。从而在后续将外部电源接在实体电池组1上的瞬间，就可以直接通过虚拟电池3控制故障单体电池的电压接近其它单体电池的电压。

再例如，实体电池组1放电时，如果实体电池组1中存在故障单体电池，则可以通过与故障单体电池并联的第一二极管，将实体电池组1中除故障单体电池之外的其它单体电池的电流传输到BMS4，以使BMS4能够获得电能来继续工作。

需要说明的是，N个第一二极管D1的最大输出电流可以较小，只需满足BMS4的供电需求即可，从而可以在实体电池组1包括较多单体电池11的情况下，减小N个第一二极管D1的成本。

参见图4、图5、图7-图11任一所示，虚拟电池3包括第一控制电路31、电平隔离电路32和通信电路33；

第一控制电路31的一端31a与N个第一开关21中每个第一开关的控制端和N个第二开关22中每个第二开关的控制端均连接，第一控制电路31的另一端31b与电平隔离电路32的第一端32a连接，电平隔离电路32的第二端32b与通信电路33的第一端33a连接。

其中，第一控制电路31用于在通信电路33的控制下对开关矩阵电路2包括的各个第一开关21和各个第二开关22进行断开或闭合。

其中，电平隔离电路32用于将故障单体电池的电平与通信电路33的电平进行隔离，防止开关矩阵电路2和第一控制电路31因故障单体电池的电平与通信电路33的电平不同而被烧毁。

其中，通信电路33用于接收实体电池组1中存在的故障单体电池的位置信息，且用于通过第一控制电路31控制开关矩阵电路2包括的各个第一开关21和各个第二开关22进行断开与闭合。另外，通信电路33可以通过电平隔离电路32来将相关控制参数传输到第一控制电路31。

具体地，当通信电路33接收到实体电池组1中存在的故障单体电池的位置信息时，可以基于故障单体电池的位置信息，通过第一控制电路31控制开关矩阵电路2中连接在故障单体电池的正极的第一开关和连接在故障单体电池的负极的第二开关闭合，以将虚拟电池3接在故障单体电池的两端。

参见图4，虚拟电池3还包括泄流电路34、电压检测电路35和第二控制电路36；

泄流电路34的第一端34a和电压检测电路35的第一端35a分别与N个第一开关21中每个第一开关的第二端均连接，泄流电路34的第二端34b和电压检测电路35的第二端35b分别与N个第二开关22中每个第二开关的第二端均连接，泄流电路34的调节端34c与电平隔离电路32的第三端32c连接，电压检测电路35的信息输出端35c与电平隔离电路32的第四端32d连接；

第二控制电路36的第一端36a与电平隔离电路32的第五端32e连接，第二控制电路36的第二端36b与通信电路33的第二端33b连接。

其中，泄流电路34用于在第二控制电路36的控制下改变自身的阻抗。

其中，电压检测电路35用于检测故障单体电池的电压。

其中，第二控制电路36用于对泄流电路34的阻抗进行调节。另外，第二控制电路36可以通过电平隔离电路32来将相关调节参数传输到泄流电路34。

其中，电平隔离电路32还用于将故障单体电池的电平与第二控制电路36的电平进行隔离，防止开关矩阵电路2和电压检测电路35因故障单体电池的电平与第二控制电路36的电平不同而被烧毁。

其中，通信电路33还用于接收实体电池组1中除故障单体电池之外的其它单体电池的平均电压值，并将该平均电压值传输给第二控制电路36。

具体地，在实体电池组1充电的过程中，在通信电路33控制故障单体电池的正极连接的第一开关和故障单体电池的负极连接的第二开关闭合后，即在虚拟电池3接在故障单体电池的两端后，此时为实体电池组1充电的外部电源的部分电流可以直接传输到泄流电路34。之后，第二控制电路36可以调节泄流电路34的阻抗，来改变泄流电路34的电压，泄流电路34的电压即为故障单体电池的电压。

在第二控制电路36调节泄流电路34的阻抗的过程中，电压检测电路35可以实时检测故障单体电池当前的电压，并将检测到的电压值(即第一电压值)通过电平隔离电路32发送给第二控制电路36。通信电路33也可以实时接收实体电池组1中除故障单体电池之外的其它单体电池当前的平均电压值，并将接收到的平均电压值(即第二电压值)发送给第二控制电路36。当第二控制电路36接收到第一电压值和第二电压值时，可以计算第一电压值与第二电压值之间的差值。当计算得到的差值小于预设数值时，表明故障单体电池的电压接近其它单体电池的平均电压，则此时第二控制电路36可以控制泄流电路34保持当前的阻抗。当计算得到的差值不小于预设数值时，表明故障单体电池的电压与其它单体电池的平均电压相差较大，则此时第二控制电路36可以继续调节泄流电路34的阻抗，以使故障单体电池的电压接近其它单体电池的平均电压。

需要说明的是，第二控制电路36对泄流电路34的阻抗的调节实际上是一个不断调节的过程。也即是，当第二控制电路36实时接收到的第一电压值与第二电压值之间的差值小于预设数值时，即会控制泄流电路34保持当前的阻抗。而当第二控制电路36实时接收到的第一电压值与第二电压值相差较大时，就会继续调节泄流电路34的阻抗。第二控制电路36对泄流电路34的阻抗的不断调节可以使得故障单体电池的电压时刻接近其它单体电池的平均电压。

另外，本实用新型实施例中第二控制电路36可以通过不断调节泄流电路34的阻抗，来使故障单体电池的电压时刻接近其它单体电池的平均电压，此时故障单体电池的充电性能时刻与其它单体电池的充电性能保持一致，从而自动修复了因存在故障单体电池而失效的实体电池组1，保证了实体电池组1的正常充电。

参见图5，泄流电路34包括电阻R和第一三极管Q1；

电阻R的一端Ra与N个第一开关21中每个第一开关的第二端均连接，电阻R的另一端Rb与第一三极管Q1的集电极C1连接，第一三极管Q1的发射极E1与N个第二开关22中每个第二开关的第二端均连接，第一三极管Q1的基极B1与电平隔离电路32的第三端32c连接。

其中，第二控制电路36调节泄流电路34的阻抗时，可以通过调节第一三极管Q1的基极B1上的电压，来改变第一三极管Q1的导通程度，第一三极管Q1的导通程度改变后，第一三极管Q1的阻抗会随之改变，则第一三极管Q1和电阻R组成的泄流电路34的阻抗也会改变。

需要说明的是，为了避免泄流电路34的电压，即故障单体电池的电压总是远大于其它单体电池的电压，电阻R的阻值应小于或等于(U1-U2)/I。其中，U1为单体电池11的欠电压保护值，U2为第一三极管Q1的饱和导通压降，I为实体电池组1的最大充电电流。

参见图6，该电池组还包括续流电路5，且虚拟电池3的第三端3e与实体电池组1的正极连接，虚拟电池3的第四端3f与实体电池组1的负极连接；

续流电路5包括第二二极管D2，第二二极管D2的阴极与N个第一开关21中每个第一开关的第二端均连接，第二二极管D2的阳极与N个第二开关22中每个第二开关的第二端均连接。

其中，续流电路5用于在实体电池组1中存在故障单体电池时，将实体电池组1中除故障单体电池之外的其它单体电池的电流传输到虚拟电池3。

具体地，在实体电池组1放电的过程中，当虚拟电池3接收到实体电池组1中存在的故障单体电池的位置信息时，可以基于故障单体电池的位置信息，控制故障单体电池的正极连接的第一开关和故障单体电池的负极连接的第二开关闭合，此时实体电池组1中除故障单体电池之外的其它单体电池的一部分电流可以直接传输到虚拟电池3，另一部分电流可以通过续流电路5传输到虚拟电池3。之后，虚拟电池3可以控制故障单体电池的电压与实体电池组1中除故障单体电池之外的其它单体电池的平均电压之差小于预设数值。

当故障单体电池的电压与实体电池组1中除故障单体电池之外的其它单体电池的平均电压之差小于预设数值时，表明故障单体电池的电压接近其它单体电池的平均电压，即故障单体电池的放电性能与其它单体电池的放电性能保持一致，从而自动修复了因存在故障单体电池而失效的实体电池组1，保证了实体电池组1的正常放电。

参见图7，虚拟电池3还包括电压检测电路35、第二控制电路36和降压电路37；

电压检测电路35的第一端35a与N个第一开关21中每个第一开关的第二端均连接，电压检测电路35的第二端35b与N个第二开关22中每个第二开关的第二端均连接，电压检测电路35的信息输出端35c与电平隔离电路32的第四端32d连接；

第二控制电路36的第二端36b与通信电路33的第二端33b连接，第二控制电路36的第三端36c与降压电路37的调节端37a连接；

降压电路37的第一输入端37b与N个第二开关22中每个第二开关的第二端均连接，降压电路37的第一输出端37c与N个第一开关21中每个第一开关的第二端均连接，降压电路37的第二输入端37d与实体电池组1的正极连接，降压电路37的第二输出端37e与实体电池组1的负极连接。

其中，第二控制电路36还用于调节降压电路37的输出电压。

其中，降压电路37用于在第二控制电路36的控制下改变自身的输出电压。

具体地，在实体电池组1放电的过程中，在通信电路33控制故障单体电池的正极连接的第一开关和故障单体电池的负极连接的第二开关闭合后，即在虚拟电池3接在故障单体电池的两端后，此时实体电池组1中除故障单体电池之外的其它单体电池的一部分电流可以直接传输到降压电路37，另一部分电流可以通过续流电路5传输到降压电压37。之后，第二控制电路36可以调节降压电路37的输出电压，降压电路37的输出电压即为故障单体电池的电压。

其中，在第二控制电路36调节降压电路37的输出电压的过程中，电压检测电路35可以实时检测故障单体电池当前的电压，并将检测到的电压值(即第一电压值)通过电平隔离电路32发送给第二控制电路36。通信电路可以实时接收实体电池组1中除故障单体电池之外的其它单体电池当前的平均电压值，并将接收到的平均电压值(即第二电压值)发送给第二控制电路36。当第二控制电路36接收到第一电压值和第二电压值时，可以计算第一电压值与第二电压值之间的差值。当计算得到的差值小于预设数值时，表明故障单体电池的电压接近其它单体电池的平均电压，则此时第二控制电路36可以控制降压电路37保持当前的输出电压。当计算得到的差值不小于预设数值时，表明故障单体电池的电压与其它单体电池的平均电压相差较大，则此时第二控制电路36可以继续调节降压电路37的输出电压，以使故障单体电池的电压接近其它单体电池的平均电压。

需要说明的是，第二控制电路36对降压电路37的输出电压的调节实际上是一个不断调节的过程。也即是，当第二控制电路36实时接收到的第一电压值与第二电压值之间的差值小于预设数值时，即会控制降压电路37保持当前的输出电压。而当第二控制电路36实时接收到的第一电压值与第二电压值相差较大时，就会继续调节降压电路37的输出电压。第二控制电路36对降压电路37的输出电压的不断调节可以使得故障单体电池的电压时刻接近其它单体电池的平均电压。

另外，本实用新型实施例中第二控制电路36可以通过不断调节降压电路37的输出电压，来使故障单体电池的电压时刻接近其它单体电池的平均电压，此时故障单体电池的放电性能时刻与其它单体电池的放电性能保持一致，从而自动修复了因存在故障单体电池而失效的实体电池组1，保证了实体电池组1的正常放电。

参见图8，降压电路37包括变压器T、MOS管Q2、整流二极管DR和滤波电容C；

变压器T中初级线圈的一端Ta与实体电池组1的正极连接，变压器T中初级线圈的另一端Tb与MOS管Q2的源极s连接，MOS管Q2的栅极g与第二控制电路36的第二端36b连接，MOS管Q2的漏极d与实体电池组1的负极连接，变压器T中次级线圈的一端Tc和滤波电容C的一个引脚分别与N个第二开关22中每个第二开关的第二端均连接，变压器T中次级线圈的另一端Td与整流二极管DR的阳极连接，整流二极管DR的阴极和滤波电容C的另一个引脚分别与N个第一开关21中每个第一开关的第二端均连接。

其中，第二控制电路36调节降压电路37的输出电压时，可以通过调节MOS管Q2的导通脉宽，以改变变压器T中初级线圈上的交流电压，MOS管Q2的导通脉宽为MOS管Q2的栅极g上导通电压持续的时间。变压器T中初级线圈上的交流电压改变后，变压器T中次级线圈上的交流电压会随之改变。由于整流二极管DR用于将变压器T中次级线圈上的交流电压转变为直流电压，所以变压器T中次级线圈上的交流电压改变后，整流二极管DR的输出电压也会改变。整流二极管DR的输出电压由滤波电容C滤波后即为降压电路37的输出电压。

参见图9，降压电路37包括变压器T、第二三极管Q3、整流二极管DR和滤波电容C；

变压器T中初级线圈的一端Ta与实体电池组1的正极连接，变压器T中初级线圈的另一端Tb与第二三极管Q3的集电极C2连接，第二三极管Q3的基极B2与第二控制电路36的第二端36b连接，第二三极管Q3的发射极E2与实体电池组1的负极连接，变压器T中次级线圈的一端Tc和滤波电容C的一个引脚分别与N个第二开关22中每个第二开关的第二端均连接，变压器T中次级线圈的另一端Td与整流二极管DR的阳极连接，整流二极管DR的阴极和滤波电容C的另一个引脚分别与N个第一开关21中每个第一开关的第二端均连接。

其中，第二控制电路36调节降压电路37的输出电压时，可以通过调节第二三极管Q3的导通脉宽，以改变变压器T中初级线圈上的交流电压，第二三极管Q3的导通脉宽为第二三极管Q3的基极B2上导通电压持续的时间。变压器T中初级线圈上的交流电压改变后，变压器T中次级线圈上的交流电压会随之改变。由于整流二极管DR用于将变压器T中次级线圈上的交流电压转变为直流电压，所以变压器T中次级线圈上的交流电压改变后，整流二极管DR的输出电压也会改变。整流二极管DR的输出电压由滤波电容C滤波后即为降压电路37的输出电压。

参见图10(a)或图10(b)，虚拟电池3还包括电流检测电路38；

电流检测电路38的第一端38a与N个第二开关22中每个第二开关的第二端均连接，电流检测电路38的第二端38b与电压检测电路35的第二端35b连接，电流检测电路38的信息输出端38c与电平隔离电路32的第六端32f连接。

其中，电流检测电路38用于在实体电池组1充电时检测泄流电路34的电流，在实体电池组1放电时检测降压电路37的输出电流。

其中，通信电路33还用于接收实体电池组1的最大充电电流值和最大放电电流值。

需要说明的是，在第二控制电路36调节泄流电路34的阻抗的过程中，电流检测电路38可以实时检测泄流电路34当前的电流，并将检测到的电流值通过电平隔离电路32发送给通信电路33。通信电路33接收到泄流电路34的电流值和实体电池组1的最大充电电流值后，可以判断泄流电路34的电流是否大于实体电池组1的最大充电电流；当泄流电路34的电流大于实体电池组1的最大充电电流时，表明实体电池组1充电异常，此时通信电路33可以进行示警来提醒用户该充电异常情况，以防止燃烧、爆炸等危险事故的发生。

另外，在第二控制电路36调节降压电路37的输出电压的过程中，电流检测电路38可以实时检测降压电路37当前的输出电流，并将检测到的电流值通过电平隔离电路32发送给通信电路33。通信电路33接收到降压电路37的输出电流值和实体电池组1的最大放电电流值后，可以判断降压电路37的输出电流是否大于实体电池组1的最大放电电流；当降压电路37的输出电流大于实体电池组1的最大放电电流时，表明实体电池组1放电异常，此时通信电路33可以进行示警来提醒用户该放电异常情况，以防止出现燃烧、爆炸等危险事故的发生。

需要说明的是，图4-图10(b)所示的电池组，在实际使用时如果外接有BMS4，则该电池组均可以包括N个第一二极管D1，以保证在实体电池组1放电时，或处于放电保护状态时，在实体电池组1中存在故障单体电池的情况下，BMS4可以获得除故障单体电池之外的其它单体电池的电能来继续工作。

另外，参见图11，图4和图7所示的电池组，在实际使用时可以进行组合。例如，可以在图4所示的电池组中增加续流电路5和降压电路37，以得到图11所示的电池组。或者，可以在图7所示的电池组中增加泄流电路34，并将电平隔离电路32和第二控制电路36进行连接，以得到图11所示的电池组。此时该电池组不仅能够保证实体电池组1的正常充电，也能够保证实体电池组1的正常放电。

再者，图11所示的电池组，在实际应用时还可以包括电流检测电路38，此时该电池组不仅能够保证实体电池组1的正常充电和正常放电，还可以在实体电池组1充电异常和放电异常时进行示警来提醒用户，从而可以有效防止燃烧、爆炸等危险事故的发生。

需要说明的是，实际应用中，往往会将多个实体电池组并联连接，得到一个并联电池组，而当该并联电池组中的任一实体电池组不能正常充放电时，该并联电池组也将不能正常充放电。因而本实用新型实施例中对因存在故障单体电池而失效的实体电池组的自动修复，实际上也是对实体电池组所在的并联电池组的自动修复，保证了该并联电池组的正常充电和正常放电。

在本实用新型实施例中，电池组包括实体电池组、开关矩阵电路和虚拟电池。此时在实体电池组充电的过程中，当虚拟电池接收到实体电池组中存在的故障单体电池的位置信息时，可以基于故障单体电池的位置信息，控制故障单体电池的正极连接的第一开关和故障单体电池的负极连接的第二开关闭合。之后，虚拟电池可以控制故障单体电池的电压与实体电池组中除故障单体电池之外的其它单体电池的平均电压之差小于预设数值，即使故障单体电池的电压接近其它单体电池的平均电压，此时故障单体电池的充电性能与其它单体电池的充电性能保持一致，从而自动修复了因存在故障单体电池而失效的实体电池组，保证了实体电池组的正常充电。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。