电池管理系统以及多路复用器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了电池管理系统以及多路复用器，该多路复用器包括多个开关、第一开关模块以及第二开关模块。其中，第一开关模块包括第一输入端、第二输入端和第一输出端，在第一输入端和第二输入端之间的电压差处于第一状态时第一输入端连接至第一输出端，并第一输入端和第二输入端之间的电压差处于第二状态时第二输入端连接至第一输出端。第二开关模块包括第三输入端、第四输入端和第二输出端，在第三输入端和第四输入端之间的电压差处于第一状态第四输入端连接至第二输出端，并在第三输入端和第四输入端之间的电压差处于第二状态第三输入端连接至第二输出端。通过以上方式，本实用新型能够减少开关的数量，降低多路复用器的成本。
【专利说明】电池管理系统以及多路复用器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电池管理【技术领域】，特别是涉及一种电池管理系统以及多路复用器。
【背景技术】
[0002]请参见图1，图1是现有技术中多路复用器电路图。如图1所示，现有技术中多路
复用器10包括开关S1、S2、......、S2n,第一输出端11以及第二输出端12。其中，多路复用
器10应用于多节电池B1、B2、......、Bn，第奇数个开关S1、S3、......、S2n_3以及S2n_l的
一端分别连接在多节电池B1、B2、……、Bn的正极，第奇数个开关S1、S3、……、S2n_3以及S2n-1的另一端与第一输出端11连接，第偶数个开关S2、S4、……、S2n_2以及S2n的一端分别连接在多节电池B1、B2、……、Bn的负极，第偶数个开关S2、S4、……、S2n_2以及S2n的另一端与第二输出端12连接，以使多节电池B1、B2、……、Bn的正极与第一输出端11连接，多节电池B1、B2、……、Bn的负极与第二输出端12连接。因此，现有技术中多路复用器10需要大量的开关，导致多路复用器10的成本高。
实用新型内容
[0003]本实用新型主要解决的技术问题是提供一种电池管理系统以及多路复用器，能够减少开关的数量，降低成本。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是:提供一种多路复用器，其包括:多个开关，其的一端分别对应连接由多个电池串联形成的电池串的端节点和中间节点中的一个；第一开关模块，包括第一输入端、第二输入端和第一输出端，第一输入端连接多个开关中的第奇数个开关的另一端，第二输入端连接多个开关中的第偶数个开关的另一端，第一开关模块在第一输入端和第二输入端之间的电压差处于第一状态时将第一输入端连接至第一输出端，并在第一输入端和第二输入端之间的电压差处于第二状态时，将第二输入端连接至第一输出端；第二开关模块，包括第三输入端、第四输入端和第二输出端，第三输入端连接多个开关中的第奇数个开关的另一端，第四输入端连接多个开关中的第偶数个开关的另一端，第二开关模块在第三输入端和第四输入端之间的电压差处于第一状态将第四输入端连接至第二输出端，并在第三输入端和第四输入端之间的电压差处于第二状态时，将第三输入端连接至第二输出端。
[0005]其中，第一开关模块还包括第一 MOS管以及第二 MOS管，第一 MOS管的第一端与第一输入端连接，第一 MOS管的第二端与第二 MOS管的第一端连接，第一 MOS管的第三端与第一输出端连接，第二 MOS管的第一端与第二输入端连接，第二 MOS管的第二端与第一 MOS管的第一端连接，第二 MOS管的第三端与第一输出端连接。
[0006]其中，第二开关模块还包括第三MOS管以及第四MOS管，第三MOS管的第一端与第三输入端连接，第三MOS管的第二端与第四MOS管的第一端连接，第三MOS管的第三端与第二输出端连接，第四MOS管的第一端与第四输入端连接，第四MOS管的第二端与第三MOS管的第一端连接，第四MOS管的第三端与第二输出端连接。
[0007]其中，第一 MOS管和第二 MOS管为P型MOS管，第三MOS管和第四MOS管为N型MOS管,第一状态的电压差为正值,第二状态的电压差为负值。
[0008]其中，第一 MOS管和第二 MOS管为N型MOS管，第三MOS管和第四MOS管为P型MOS管,第一状态的电压差为负值,第二状态的电压差为正值。
[0009]其中，P型MOS管的第一端为源极，P型MOS管的第二端为栅极，P型MOS管的第三端为漏极，N型MOS管的第一端为漏极，N型MOS管的第二端为栅极，N型MOS管的第三端为源极
[0010]其中，第一开关模块还包括第一高压开关和第二高压开关，第一高压开关串联在第一输入端和第一输出端之间，第二高压开关串联在第二输入端和第一输出端之间。
[0011]其中，第二开关模块还包括第三高压开关和第四高压开关，第三高压开关串联在第三输入端和第二输出端之间，第四高压开关串联在第四输入端和第二输出端之间。
[0012]其中，第一高压开关、第二高压开关、第三高压开关以及第四高压开关的控制端输入一控制信号。
[0013]为解决上述技术问题，本实用新型采用的另一个技术方案是:提供一种电池管理系统，其包括:电池串、多路复用器以及模拟模块，电池串通过多路复用器与模拟模块连接，其中，多路复用器为上述任一种多路复用器。
[0014]本实用新型的有益效果是:区别于现有技术的情况，本实用新型的电池管理系统以及多路复用器通过设置多个开关、第一开关模块以及第二开关模块，以减少开关的数量，降低多路复用器的成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是现有技术中多路复用器的电路图；
[0016]图2是根据本实用新型第一实施例的多路复用器的电路图；
[0017]图3是根据本实用 新型第二实施例的多路复用器的电路图；
[0018]图4是根据本实用新型的电池管理系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]请参见图2，图2是根据本实用新型第一实施例的多路复用器的电路图。如图2所示，本实施例所揭示的多路复用器20包括多个开关21、第一开关模块22以及第二开关模块23。其中，多路复用器20应用于多个电池串联形成的电池串24。
[0020]在本实施例中，电池串24包括电池B1、B2、......、Bn，多个开关21的开关数量
与电池串24的电池数量相同，即多个开关21包括开关K1、K2、……、Kn。其中，开关Κ1、Κ2、……、Kn的一端分别对应连接电池串24的端节点和中间节点中的一个，例如，开关Kl的一端与电池BI的端节点连接，开关Κ2的一端与电池BI和电池Β2的中间节点连接。
[0021]第一开关模块22包括第一输入端221、第二输入端222以及第一输出端223。其中，第一输入端221连接多个开关21中的第奇数个开关的另一端，第二输入端222连接多个开关21中的第偶数个开关的另一端，以η为偶数为例进行说明，开关Κ1、Κ3、……、Κη-3、Kn-1的另一端均连接至第一输入端221，开关Κ2、Κ4、……、Κη_2、Κη的另一端均连接至第二输入端222。在第一输入端221和第二输入端222之间的电压差处于第一状态时，第一开关模块22将第一输入端221连接至第一输出端223 ;在第一输入端221和第二输入端222之间的压差处于第二状态时，第一开关模块22将第二输入端222连接至第一输出端223。
[0022]第二开关模块23包括第三输入端231、第四输入端232以及第二输出端233。其中，第三输入端231连接多个开关21中的第奇数个开关的另一端，第四输入端232连接多个开关21中的第偶数个开关的另一端，即开关K1、K3、……、Kn-3、Kn-1的另一端均连接至第三输入端231，开关Κ2、Κ4、……、Kn-2、Kn的另一端均连接至第四输入端232。在第三输入端231和第四输入端232之间的电压差处于第一状态时,第二开关模块23将第四输入端232连接至第二输出端233 ;在第三输入端231和第四输入端232之间的压差处于第二状态时，第二开关模块23将第三输入端231连接至第二输出端233。
[0023]在本实施例中，第一开关模块22还包括第一 MOS管224和第二 MOS管225，第一MOS管224的第一端2241与第一输入端221连接，第一 MOS管224的第二端2242与第二MOS管225的第一端2251连接，第一 MOS管224的`第三端2243与第一输出端223连接，第二 MOS管225的第一端2251与第二输入端222连接，第二 MOS管225的第二端2252与第一 MOS管224的第一端2241连接，第二 MOS管225的第三端2253与第一输出端223连接。第二开关模块23还包括第三MOS管234和第四MOS管235，第三MOS管234的第一端2341与第三输入端231连接，第三MOS管234的第二端2342和第四MOS管235的第一端2351连接，第三MOS管234的第三端2343与第二输出端233连接，第四MOS管235的第一端2351与第四输入端232连接，第四MOS管235的第二端2352与第三MOS管234的第一端2341连接，第四MOS管235的第三端2353与第二输出端233连接。
[0024]在本实施例中，第一 MOS管224和第二 MOS管225优选为P型MOS管，第三MOS管234和第四MOS管235优选为N型MOS管。其中，P型MOS管的第一端为源极，P型MOS管的第二端为栅极，P型MOS管的第三端为漏极，N型MOS管的第一端为漏极，N型MOS管的第二端为栅极，N型MOS管的第三端为源极。此外，第一状态的电压差优选为正值，第二状态的电压差优选为负值。
[0025]以下以电池BI和Β2详细说明本实施例所揭示的多路复用器20的工作原理。
[0026]开关Kl的一端与电池BI的端节点连接,开关Kl的另一端与第一输入端221和第三输入端231连接，开关Κ2的一端与电池BI和电池Β2的中间节点连接，开关Κ2的另一端与第二输入端222和第四输入端232连接，开关Κ3的一端与电池Β2和电池Β3的中间节点连接，开关Κ3的另一端与第一输入端221和第三输入端231连接。
[0027]当选择电池BI时，开关Kl和开关Κ2闭合，Κ3断开，第一输入端221和第三输入端231与电池BI的正极连接，第二输入端222和第四输入端232与电池BI的负极连接。第一MOS管224导通，第二 MOS管225断开，第三MOS管234断开，第四MOS管235导通，第一输入端221和第一输出端223连接，第四输入端232和第二输出端233连接，以使电池BI的正极通过第一输入端221和第一输出端223输出，电池BI的负极通过第四输入端232和第二输出端233输出。此时,第一输入端221和第二输入端222的电压差为正值,即第一输入端221和第二输入端222的电压差处于第一状态,第一开关模块22将第一输入端221连接至第一输出端223。第三输入端231和第四输入端232的电压差处于第一状态,第二开关模块23将第四输入端232连接至第二输出端233。[0028]当选择电池B2时，开关Kl断开，开关K2和开关K3闭合，第一输入端221和第三输入端231与电池B2的负极连接，第二输入端222和第四输入端232与电池B2的正极连接。第一 MOS管224和第四MOS管235断开，第二 MOS管225和第三MOS管234导通，第二输入端222和第一输出端223连接，第三输入端231和第二输出端233连接，以使电池B2的正极通过第二输入端222和第一输出端223输出，电池B2的负极通过第三输入端231和第二输出端233输出。此时,第一输入端221和第二输入端222的电压差为负值,即第一输入端221和第二输入端222的电压差处于第二状态,第一开关模块22将第二输入端222连接至第一输出端223。第三输入端231和第四输入端232的电压差处于第二状态时，第二开关模块23将第三输入端231连接至第二输出端233。
[0029]值得注意的是，在其他实施例中，本领域的技术人员完全可以将第一 MOS管224、第二 MOS管225、第三MOS管234以及第四MOS管235设置为其他类型的开关管，例如第一MOS管224和第二 MOS管225设置为N型MOS管，第三MOS管234和第四MOS管235设置为P型MOS管，此时，第一状态的电压差优选为负值，第二状态的电压差优选为正值。
[0030]区别于现有技术中多路复用器10，本实施所揭示的多路复用器20通过设置多个开关21、第一开关模块22以及第二开关模块23，大大地减少开关的数量，进而降低多路复用器20的成本。
[0031]请再参见图3，图3是根据本实用新型第二实施例的多路复用器的电路图。如图3所示，第二实施例与本实用新型第一实施例不同之处在于:第一开关模块32还包括第一高压开关324和第二高压开关325，第二开关模块33还包括第三高压开关334和第四高压开关335。其中，第一高压开关324串联连接在第一输入端321和第一输出端323之间，第二高压开关325串联连接在第二输入端322和第一输出端323之间，第三高压开关334串联连接在第三输入端331和第二输出端333之间，第四高压开关335串联连接在第四输入端332和第二输出端333之间。第一高压开关324的控制端3241、第二高压开关325的控制端3251、第三高压开关334的控制端3341、第四高压开关335的控制端3351均输入一控制信号。在第一输入端321和第二输入端322之间的电压差处于第一状态时,第一开关模块32通过控制信号控制第一高压开关324导通，以使第一输入端321连接至第一输出端323 ；在第一输入端321和第二输入端322之间的电压差处于第二状态时,第一开关模块32通过控制信号控制第二高压开关325导通，以使第二输入端322连接至第一输出端323。在第三输入端331和第四输入端332之间的电压差处于第一状态时,第二开关模块33通过控制信号控制第四高压开关335导通，以使第四输入端332连接至第二输出端333 ;在第三输入端331和第四输入端332之间的电压差处于第二状态时，第二开关模块33通过控制信号控制第三高压开关334导通，以使第三输入端331连接至第二输出端333。
[0032]本实用新型还提供了一种电池管理系统，如图4所示，电池管理系统40包括电池串41、多路复用器42以及模拟模块43，电池串41通过多路复用器42与模拟模块43连接，其中，多路复用器42为上述实施例所述的多路复用器，因此于此不再赘述。
[0033]综上所述，本实用新型的电池管理系统以及多路复用器通过设置多个开关、第一开关模块以及第二开关模块，以减少开关的数量，降低多路复用器的成本。
[0034]以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的【技术领域】，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种多路复用器，其特征在于，所述多路复用器包括: 多个开关，所述多个开关的一端分别对应连接由多个电池串联形成的电池串的端节点和中间节点中的一个； 第一开关模块，包括第一输入端、第二输入端和第一输出端，所述第一输入端连接所述多个开关中的第奇数个开关的另一端，所述第二输入端连接所述多个开关中的第偶数个开关的另一端，所述第一开关模块在所述第一输入端和所述第二输入端之间的电压差处于第一状态时将所述第一输入端连接至所述第一输出端，并在所述第一输入端和所述第二输入端之间的电压差处于第二状态时，将所述第二输入端连接至所述第一输出端； 第二开关模块，包括第三输入端、第四输入端和第二输出端，所述第三输入端连接所述多个开关中的所述第奇数个开关的另一端，所述第四输入端连接所述多个开关中的所述第偶数个开关的另一端，所述第二开关模块在所述第三输入端和所述第四输入端之间的电压差处于所述第一状态将所述第四输入端连接至所述第二输出端，并在所述第三输入端和所述第四输入端之间的电压差处于所述第二状态时，将所述第三输入端连接至所述第二输出端。
2.根据权利要求1所述的多路复用器，其特征在于，所述第一开关模块还包括第一MOS管以及第二 MOS管，所述第一 MOS管的第一端与所述第一输入端连接，所述第一 MOS管的第二端与所述第二 MOS管的第一端连接，所述第一 MOS管的第三端与所述第一输出端连接，所述第二 MOS管的第一端与所述第二输入端连接，所述第二 MOS管的第二端与所述第一 MOS管的第一端连接，所述第二 MOS管的第三端与所述第一输出端连接。
3.根据权利要求2所述的多路复用器，其特征在于，所述第二开关模块还包括第三MOS管以及第四MOS管，所述第三MOS管的第一端与所述第三输入端连接，所述第三MOS管的第二端与所述第四MOS管的第一端连接，所述第三MOS管的第三端与所述第二输出端连接，所述第四MOS管的第一 端与所述第四输入端连接，第四MOS管的第二端与所述第三MOS管的第一端连接，所述第四MOS管的第三端与所述第二输出端连接。
4.根据权利要求3所述的多路复用器，其特征在于，所述第一MOS管和所述第二 MOS管为P型MOS管，所述第三MOS管和所述第四MOS管为N型MOS管，所述第一状态的电压差为正值，所述第二状态的电压差为负值。
5.根据权利要求3所述的多路复用器，其特征在于，所述第一MOS管和所述第二 MOS管为N型MOS管，所述第三MOS管和所述第四MOS管为P型MOS管，所述第一状态的电压差为负值，所述第二状态的电压差为正值。
6.根据权利要求4或5所述的多路复用器，其特征在于，所述P型MOS管的第一端为源极，所述P型MOS管的第二端为栅极，所述P型MOS管的第三端为漏极，所述N型MOS管的第一端为漏极，所述N型MOS管的第二端为栅极，所述N型MOS管的第三端为源极。
7.根据权利要求1所述的多路复用器，其特征在于，所述第一开关模块还包括第一高压开关和第二高压开关，所述第一高压开关串联在所述第一输入端和第一输出端之间，所述第二高压开关串联在所述第二输入端和第一输出端之间。
8.根据权利要求7所述的多路复用器，其特征在于，所述第二开关模块还包括第三高压开关和第四高压开关，所述第三高压开关串联在所述第三输入端和第二输出端之间，所述第四高压开关串联在所述第四输入端和第二输出端之间。
9.根据权利要求8所述的多路复用器，其特征在于，所述第一高压开关、第二高压开关、第三高压开关以及第四高压开关的控制端输入一控制信号。
10.一种电池管理系统，其特征在于，所述电池管理系统包括电池串、多路复用器以及模拟模块，所述电池串通过所述多路复用器与模拟模块连接，其中，所述多路复用器为权利要求1-9中任一项所述的多 路复用器。
【文档编号】H03K17/00GK203674740SQ201320746449
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年11月21日 优先权日:2012年11月28日
【发明者】赵建华 申请人:东莞赛微微电子有限公司