本申请涉及电子技术领域，特别是涉及一种充放电控制电路以及一种电池管理系统。
背景技术：
锂离子电池由于其物理特性的影响，在低温(如5℃(摄氏度)以下)情况下不能使用大电流进行充电，如若进行大电流充电将大大降低电池的使用寿命和可用容量。为此，目前的电池管理系统采用两种方案：一是通过加热片加热，使温度上升，然后充电；二是与充电器通讯，在低温情况下输出小电流，温度恢复正常后再开始大电流充电。这两种方案均需要依赖外部设备的辅助，不仅提高了成本，同时也降低了产品的通用性。
技术实现要素：
基于此，本申请实施例的目的在于提供一种充放电控制电路以及一种电池管理系统，以提高通用性。
一种充放电控制电路，包括：充电限流单元、充电控制单元和放电控制单元，以及获取电池组温度并基于所述电池组温度输出控制信号的主控单元；
所述主控单元的第一输出端与所述充电限流单元的控制端连接，所述主控单元的第二输出端与所述充电控制单元连接，所述主控单元的第三输出端与所述放电控制单元连接，所述放电控制单元的输入端通过分流器与b-电极连接，输出端与所述充电限流单元的输入端、所述充电控制单元的输入端连接，所述充电限流单元的输出端、所述充电控制单元的输出端与p-电极连接。
在一个实施例中，该充放电控制电路还包括：检测电池组温度的温度检测单元，所述温度检测单元包括：第一温度探测器、第二温度探测器、第三温度探测器和第四温度探测器；所述第一温度探测器、第二温度探测器、第三温度探测器和第四温度探测器分别放置于电池组中的预定单体电芯的表面。
在一个实施例中，该充放电控制电路还包括：识别充电器接入状态、在检测到充电器接入时输出充电器接入信号的充电识别单元，所述充电识别单元的输出端与所述主控单元的第二输入端连接。
在一个实施例中，该充放电控制电路还包括：识别外部接入的充电器、输出充电器电压信号，并基于所述主控单元的控制在所述充电器不符合充电要求时屏蔽所述充电器的充电电压检测单元，所述充电电压检测单元与所述主控单元连接。
在一个实施例中，充电限流单元包括：开关控制模块、控制装置、开关装置以及储能装置，开关控制模块的输入端与主控单元的第一输出端连接，开关控制模块的输出端与控制装置的输入端连接，控制装置的输出端与开关装置的控制端连接，储能装置连接在放电控制单元的输出端与开关装置的第一端之间，所述开关装置的第二端连接p-电极。
在一个实施例中，充电控制单元包括：充电驱动模块和充电装置，所述充电驱动模块的输入端与所述主控单元的第二输出端连接，所述充电驱动模块的输出端与所述充电装置的控制端连接，所述充电装置的输入端与所述放电控制单元的输出端连接，所述充电装置的输出端与所述p-电极连接。
在一个实施例中，放电控制单元包括：放电驱动模块和放电装置，所述放电驱动模块的输入端与所述主控单元的第三输出端连接，所述放电驱动模块的输出端与所述放电装置的控制端连接，所述放电装置的输入端与所述b-电极连接，所述放电装置的输出端与所述p-电极连接。
在一个实施例中，该充放电控制电路还包括：电流采样单元，所述电流采样单元的第一采样端与所述放电控制单元连接，所述电流采样单元的第二采样端连接电池组的负极。
在一个实施例中，主控单元包括主控模块、晶振模块和复位模块，所述主控模块与所述晶振模块和所述复位模块连接。
一种电池管理系统，包括电池组以及如上所述的电池检测电路。
基于如上所述的实施例的方案，主控单元可获取电池组温度并基于所述电池组温度输出控制信号，从而可以据此控制充电限流单元、充电控制单元和放电控制单元的工作状态，从而可以据此基于监测到的电池组的温度进行有效的限流处理，其无需外部设备的帮助，不仅通用性强，且可以进一步降低成本。
附图说明
图1为一个实施例的充放电控制电路的结构原理示意图；
图2为另一个实施例的充放电控制电路的结构原理示意图；
图3为一个实施例中的充电识别单元的电路结构示意图；
图4为一个实施例中的充电限流单元的电路结构示意图；
图5为一个实施例中的充电驱动模块的电路结构示意图；
图6为一个实施例中的充电装置的电路结构示意图；
图7为一个实施例中的放电驱动模块的电路结构示意图；
图8为一个实施例中的放电装置及采样电路的电路结构示意图；
图9为一个实施例中的主控单元的电路结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
图1示出了一个实施例中的充放电控制电路的结构示意图，其包括充电限流单元13、充电控制单元14和放电控制单元15，以及获取电池组温度并基于所述电池组温度输出控制信号的主控单元11。
主控单元11的第一输出端gpio7与充电限流单元13的控制端连接，主控单元11的第二输出端gpio8与充电控制单元14的控制端连接，主控单元11的第三输出端gpio9与放电控制单元15的控制端连接，放电控制单元15的输入端与电池负极(b-电极)连接，输出端与充电限流单元13的输入端、充电控制单元14的输入端连接，充电限流单元13的输出端、充电控制单元14的输出端与放电端负极(p-电极)连接。
基于如上所述的实施例的方案，主控单元可获取电池组温度并基于所述电池组温度输出控制信号，从而可以据此控制充电限流单元、充电控制单元和放电控制单元的工作状态，从而可以据此基于监测到的电池组的温度进行有效的限流处理，其无需外部设备的帮助，不仅通用性强，且可以进一步降低成本。
其中，如图1所示，该实施例中的充放电控制电路还可以包括检测电池组温度的温度检测单元10。一个具体示例中，该温度检测单元10可以包括：第一温度探测器、第二温度探测器、第三温度探测器和第四温度探测器；所述第一温度探测器、第二温度探测器、第三温度探测器和第四温度探测器分别放置于电池组中的预定单体电芯的表面。可以理解，在其他实施例中，该温度检测单元10也可以无需包含在该充放电控制电路中，只要主控单元11能够获得电池组温度即可。
参考图1所示，一个实施例中的充放电控制电路还可以包括：识别充电器接入状态、在检测到充电器接入时输出充电器接入信号的充电识别单元11，充电识别单元11的输出端与主控单元11的第二输入端连接。
参考图3所示，一个实施例中，充电识别单元11包括：光耦iso9，正极与光耦iso9的第一端连接的二极管df2，二极管df2的另一端与p-电极连接，正极与光耦iso9的第二端连接的二极管zf1，与二极管zf1的负极连接的电阻组件，电阻组件的另一端与p+电极连接，与光耦ios9的第四端连接的电阻rf7和电阻rf8，与电阻rf7的另一端连接的电容cf2，电阻rf7的另一端与主控单元的输入端连接，电阻rf8的另一端接入电源，电容cf2的另一端接地。
其中，上述电阻组件包括相互串联的电阻rf5和电阻rf6。电阻rf5的另一端与p+电极连接，电阻rf6的另一端与二极管zf1的负极连接。
基于该充电识别单元11，外部充电器插入后，并且电压大于对应的电压阈值(如43v，由稳压二极管zf1决定)时，p+到p-回路导通，从而光耦iso9的3脚和4脚导通，gpio6变成低电平；如果无外部充电器，p+到p-回路截止，光耦iso9的3脚和4脚不导通，gpio6为高电平。
参考图2所示，在一个实施例中，上述充电限流单元13包括：开关控制模块131、控制装置132、开关装置133以及储能装置134。其中，开关控制模块131的输入端与主控单元11的第一输出端gpio7连接，开关控制模块131的输出端与控制装置132的输入端连接，控制装置132的输出端与开关装置133的控制端连接，储能装置134连接在放电控制单元15的输出端与开关装置133的第一端之间，开关装置133的第二端连接放电端负极(p-电极)。
其中，在具体实现时，在一个具体示例中，上述控制装置132可以包括pwm控制器，开关装置133可以包括mosfet开关，储能装置134可以包括储能电感。
参考图4所示，在一个实施例中，开关控制模块131包括：电阻rx9、电阻rx4、电阻rx2、电容cx8、电容cx1、光耦op1、二极管dx2、以及三极管q1。
其中，电阻rx9的一端与主控单元的第一输出端gpio7连接，电阻rx9的另一端与电容cx8的一端、光耦op1的第一端(引脚1)连接，电容cx8的另一端接地，光耦op1的第二端(引脚2)接地，光耦op1的第三端(引脚3)接p-电极，光耦op1的第四端(引脚4)与二极管dx2的负极连接，二极管dx2的正极与电阻rx4的一端连接，电阻rx4的另一端与电阻rx2的一端、三极管q1的基极连接，电阻rx2的另一端、三极管q1的发射极接入电源，电容cx1的一端与p-电极连接，三极管q1的集电极、电容cx1的另一端相接后为该开关控制模块的输出端。
在主控单元置gpio7为高电平时，光耦op1导通，rx2、rx4、dx4形成回路，从而rx2两端有压降，使q1导通，p12v2电源可输出给控制装置132的芯片ux1，ux1开始工作。主控单元置gpio7为低电平时，光耦op1截止，rx2、rx4、dx2回路断开，rx2两端无压降，q1不导通，p12v2电源无法输出给控制装置132的芯片ux1，ux1不工作。
参考图4，一个实施例中，控制装置132包括：控制芯片ux1，电阻rx26、电阻rx27、电阻rx20、电阻rx18、电阻rx12、电阻rx14、电阻rx15、电阻rx21、电阻rx22、电阻rx17、电阻rx24、电阻rx30、电容cx45、电容cx18、电容cx1、电容cx9、电容cx10、电容cx13、电容cx19、电容cx20、电容cx21、电容cx22、二极管dx5、二极管dx7、以及三极管vx8。其中，该控制芯片ux1可以为宽脉冲调制控制芯片，具体的芯片的形式本实施例不做具体限定，例如tl494(eg7500芯片)。
其中，电容cx13连接在控制芯片ux1的第一引脚(1in+引脚)与p-负极之间，电容cx1与电阻rx20串联后，连接在控制芯片ux1的第二引脚(1in-引脚)与第三引脚(fb引脚)之间，电阻rx18连接在控制芯片ux1的第二引脚与第三引脚之间，电阻rx14和电阻rx15串联后，连接在控制芯片ux1的第二引脚和第十四引脚(ref引脚)之间，电容cx9连接在控制芯片ux1的第二引脚与p-电极之间，电阻rx12连接在控制芯片ux1的第二引脚与p-电极之间，电容cx10连接在控制芯片ux1的第十四引脚与p-电极之间，电容cx18连接在控制芯片ux1的第四引脚(dtc引脚)与第五引脚(ct引脚)之间，电阻rx27连接在控制芯片ux1的第四引脚与第六引脚(rt引脚)之间，电阻rx26连接在控制芯片ux1的第四引脚与第七引脚(接地引脚gnd)之间，电容cx45连接在控制芯片ux1的第四引脚与第八引脚(c1引脚)之间，控制芯片ux1的第四引脚还与p-电极连接，控制芯片ux1的第九引脚(e1引脚)与第十引脚(e2引脚)相接后，与电阻rx30的一端、二极管dx5的正极、二极管dx7的负极以及三极管vx8的基极连接，二极管dx5的负极与三极管vx8的发射极、电阻rx24的一端连接，电阻rx30的另一端、二极管dx7的正极以及三极管vx8的集电极与p-电极连接，电阻rx24的另一端与控制装置的第一输出端口连接，控制芯片ux1的第八引脚、控制芯片ux1的第十一引脚、控制芯片ux1的十二引脚、电容cx19的一端、电容cx20的一端与控制装置的输入端口连接，电容cx19的另一端、电容cx20的另一端与控制芯片ux1的第十三引脚连接，电容cx21连接在控制芯片ux1的第十三引脚与第十四引脚之间，电容cx22连接在控制芯片ux1的第十三引脚与第十四引脚之间，电阻rx21连接在控制芯片ux1的第十四引脚与第十五引脚之间，电阻rx22连接在控制芯片ux1的第十三引脚与第十六引脚之间，电阻rx17的一端与控制芯片ux1的第一引脚以及电容cx13之间连接，电阻rx17的另一端与控制装置的第二输出端口连接。
参考图4所示，一个实施例中的开关装置133包括：mos管qx3，电阻rx23，电阻rx31，以及电容cx17，mos管qx3的栅极、电阻rx23的一端以及电容cx17的一端与开关装置的第一输入端口连接，mos管qx3的源极、电阻rx23的另一端、电容cx17的另一端、以及电阻rx31的一端与开关装置的第二输入端口连接，电阻rx31的另一端与p-电极连接，该开关装置的输出端口与mos管qx3的漏极连接。
参考图4所示，一个实施例中的储能装置134包括：电容cx15、电容cx14以及电容ex4、电阻rx16、电感tx1，储能装置134与开关装置连接的输入端口与电容cx15的一端、电感tx1的一端连接，电容cx15的另一端与电阻rx16的一端连接，电阻rx16的另一端与电源端、电容cx14的一端、电容ex4的一端连接，电感tx1的另一端、电容cx14的另一端、电容ex4的另一端连接储能装置的输出端口。
参考4所示，该实施例中的充电限流单元还包括上述示例中未示出的外围电路，该外围电路包括：二极管dx4、二极管dx8、电容ex2、电容cx11，二极管dx4的正极、二极管dx8的正极与开关装置的输出端口、电容cx15的一端、电感tx1的一端连接，二极管dx4的负极、二极管dx8的负极、电容cx11的一端、电容ex2的一端与电源端连接，电容cx11的另一端、电容ex2的另一端与pg-连接。
工作时，开关装置133的mos管qx3的gate极接收控制模块发送的pwm脉冲，当脉冲为高电平时，qx3导通，输出能量给电感tx1，电感储能；脉冲为低电平时，qx3截止，无能量输出，电感tx1释放能量。在一定频率的pwm脉冲情况下，输出的能量能够保持稳定。
参考图2所示，一个实施例中，充电控制单元14包括：充电驱动模块141和充电装置142，充电驱动模块141的输入端与主控单元11的第二输出端gpio8连接，充电驱动模块141的输出端与充电装置142的控制端连接，充电装置142的输入端与放电控制单元15的输出端连，充电装置142的输出端与p-电极连接。
参考图5所示，一个实施例中的充电驱动模块141包括：电阻r71，电阻r70，电阻r69、电阻r40，电阻r50，电阻r41，电阻r51，三极管v7，三极管v1，三极管v14，二极管v4，二极管v6，二极管d3，二极管d4，以及电容cp17。
其中，电阻r71的一端与主控单元的第二输出端gpio8连接，电阻r71的另一端与电阻r70的一端以及三极管v7的基极连接，电阻r70的另一端接地，三极管v7的集电极与电阻r69的一端连接，三极管v7的发射极接地，电阻r69的另一端与电阻r40的一端以及三极管v1的基极连接，电阻r40的另一端与三极管v1的发射极以及二极管v4的负极连接，三极管v1的集电极与二极管v6的一端连接，二极管v6的负极与电阻r50的一端连接，电阻r50的另一端与电阻r41的一端、二极管d4的负极、二极管d3的正极以及三极管v14的基极连接，二极管d3的负极与三极管v14的发射极以及电阻r51的一端连接，电阻r41的另一端、二极管d4的正极以及三极管v14的集电极与p-电极连接，电阻r51的另一端连接该充电驱动电路的输出端，二极管v4的正极、电容cp17接入电源。
工作时，主控单元置gpio8为高电平时，三极管v7、v1导通，从而vcc12v通过v4、v1的源极和漏极、v6、r50、d3输出给chg1，chg1驱动充电mosfet导通；主控单元输出低电平时，chg1＝0v，充电mosfet断开。
参考图6所示，一个实施例中的充电装置包括相互并联的若干个mos管，图6所示中，是以并联6个mos管为例进行说明，本领域技术人员可以理解，该示例仅仅是一种举例性说明，结合实际技术需要，并联的mos管的数目可以是其他数目。
图6所示中，该充电装置142包括：二极管v2、电阻r31、电阻r49、电阻r57、电阻r58、电阻r59、电阻r60、电阻r61、mos管q4、mos管q6、mos管q9、mos管q11、mos管q13、mos管q16，以及并联连接在输入端与输出端之间的电容c72和电容c43。
其中，电阻r31的一端、二极管v2的负极、电阻r49的一端、电阻r57的一端、电阻r58的一端、电阻r59的一端、电阻r60的一端、电阻r61的一端与该充电装置的控制端连接，电阻r49的另一端与mos管q4的栅极连接，电阻r57的另一端与mos管q6的栅极连接，电阻r58的另一端与mos管q9的栅极连接，电阻r59的另一端与mos管q11的栅极连接，电阻r60的另一端与mos管q13的栅极连接，电阻r61的另一端与mos管q16的栅极连接。
电阻r31的另一端、二极管v2的正极、mos管q4的源极、mos管q6的源极、mos管q9的源极、mos管q11的源极、mos管q13的源极、mos管q16的源极与p-电极连接，mos管q4的漏极、mos管q6的漏极、mos管q9的漏极、mos管q11的漏极、mos管q13的漏极、mos管q16的漏极与充电装置的输出端连接。
参考图2所示，一个实施例中的放电控制单元15包括：放电驱动模块151和放电装置152，其中，放电驱动模块151的输入端与主控单元11的第三输出端gpio9连接，放电驱动模块151的输出端与放电装置152的控制端连接，放电装置152的输入端与b-电极连接，放电装置152的输出端与p-电极连接。
参考图7所示，一个实施例中的放电驱动模块151包括：电阻r44，电阻r45，电阻r80，电阻r27，电阻r42，电阻r43，二极管v4，三极管v22，三极管v9，三极管v15，三极管v21，以及电容cp17。
电阻r44的一端与主控单元的第三输出端gpio9连接，电阻r44的另一端与电阻r45的一端以及三极管v22的基极连接，电阻r45的另一端接地，三极管v22的集电极与三极管v9的基极、电阻r80的一端连接，电阻r80的另一端与电阻r27的一端、电阻r42的一端以及二极管v4的负极连接，三极管v9的集电极与电阻r27的另一端、三极管v15的基极以及三极管v21的基极连接，电阻r42的另一端与三极管v15的集电极连接，三极管v15的发射极、三极管v21的发射极与电阻r43连接，三极管v21的集电极、三极管v22的发射极、三极管v9的发射极接地，二极管v4的正极、电容cp17的一端接入电源，电容cp17的另一端接地。
参考图8所示，一个实施例中的放电装置包括相互并联的若干个mos管，图8所示中，是以并联6个mos管为例进行说明，本领域技术人员可以理解，该示例仅仅是一种举例性说明，结合实际技术需要，并联的mos管的数目可以是其他数目。
如图8所示，在该示例中，放电装置152包括：电阻r38、电阻r31、电阻r56、电阻r74、电阻r55、电阻r73、电阻r76、二极管v3、mos管q3、mos管q5、mos管q8、mos管q10、mos管q12、mos管q14、并联连接在输入端与输出端之间的至少一个二极管、以及电容c51和电容c52。
电阻r38的一端、二极管v3的负极、电阻r31的一端、电阻r56的一端、电阻r74的一端、电阻r55的一端、电阻r73的一端、电阻r76的一端与该放电装置的控制端连接，电阻r31的另一端与mos管q3的栅极连接，电阻r56的另一端与mos管q5的栅极连接，电阻r74的另一端与mos管q8的栅极连接，电阻r55的另一端与mos管q10的栅极连接，电阻r73的另一端与mos管q12的栅极连接，电阻r76的另一端与mos管q14的栅极连接。
电阻r38的另一端、二极管v3的正极、mos管q3的源极、mos管q5的源极、mos管q8的源极、mos管q10的源极、mos管q12的源极、mos管q14的源极与放电装置的输入端连接，mos管q3的漏极、mos管q5的漏极、mos管q8的漏极、mos管q10的漏极、mos管q12的漏极、mos管q14的漏极与放电装置的输出端连接。
参考图2所示，一个实施例中的充放电控制电路还可以包括：识别外部接入的充电器、输出充电器电压信号、并基于所述主控单元的控制在所述充电器不符合充电要求时屏蔽所述充电器的充电电压检测单元17，充电电压检测单元17与主控单元11连接。
目前市场上的电池管理系统，在保护mosfet或者继电器之后的总电压(负载端电压)无法采集，因此需要后端产品，比如控制器或者充电器去监控，效率大大降低。而负载端电压由bms(batterymanagementsystem，电池管理系统)。
系统自身采集不仅可提高效率，还能提高bms系统的安全系数。通过充电电压检测单元17，可以在进行充放电前先判断外部环境是否安全，如果安全则将导通主电路进行下一步的充放电操作。
参考图2，一个实施例中的充电检测设备，还包括电流采样单元16，该电流采样单元16的第一采样端与放电控制单元15连接，电流采样单元的第二采样端连接电池组的负极。参考图8所示，一个实施例中的采样电路16包括：与agnd连接的电阻jr1，与电阻jr1的另一端以及agnd1连接的第一分流器rs1、第二分流器rs2、第三分流器rs3、第四分流器rs4、第五分流器rs5，第一分流器rs1的另一端、第二分流器rs2的另一端、第三分流器rs3的另一端、第四分流器rs4的另一端、第五分流器rs5的另一端与与采样电路的输出端以及短路检测电路连接。
一个示例中的主控单元的电路结构示意图如9所示，如图9所示，该主控单元11包括主控模块1101、晶振模块1102和复位模块1103，主控模块1101与晶振模块1102和复位模块1103连接。本领域技术人员可以该主控单元也可以通过其他的方式来实现。
基于如上所述的本申请实施例的方案，本申请的一个实施例还提供一种电池管理系统，该电池管理系统包括上述任意一个实施例所涉及的充电检测装置。
基于如上所述的实施例的方案，通过设计单独的充电限流模块，可识别非法充电器来保护电池组，还可以实现在低温和高温下启动2a限流模块保护电芯、正常情况下使用大电流充电缩短充电时间、异常情况下或者充满电后断开充电等功能。在设置了温度检测单元的情况下，低温和高温下启动2a限流模块保护电芯。
参考图2所示的示例，在本申请实施例的方案中，充电识别单元可识别出充电器接入状态，当充电器接入后，充电识别单元产生一个充电器接入信号(如低电平)给主控单元gpio6，主控单元收到后进行相应动作。
结合图1、图2所示，在一个仅供示例中，充电限流单元实现低温(如t<5℃)或者高温(如t>55℃)的充电功能。例如，主控单元在电池组温度低温(如5℃)或者高温(如t>55℃)，主控单元通过gpio7控制启动控制功能块，实现充电限流单元的启动和停止，当主控单元发送启动命令后，启动控制功能块启动pwm控制器，该pwm控制器发出设定好的pwm脉冲给mosfet开关，在pwm脉冲的作用下，储能电感维持电路2a小电流充电。
充电控制单元由mos驱动和mos组组成，mos驱动接收主控单元gpio8的启动和停止信号，当接收到启动信号后，mos驱动功能块驱动mos组导通，实现正常充电功能，接收到停止信号后，mos驱动功能块停止工作，mos组断开，充电截止。
放电控制单元由mos驱动和mos组组成，mos驱动接收主控单元gpio9的启动和停止信号，当接收到启动信号后，mos驱动功能块驱动mos组导通，实现放电功能，接收到停止信号后，mos驱动功能块停止工作，mos组断开，放电截止。
结合图1、图2所示，在一个仅供示例中，充电限流单元实现低温(如t<5℃)或者高温(如t>55℃)的充电功能。例如，主控单元可在电池组温度低温(如5℃)或者高温(如t>55℃)，开启充电限流单元、放电控制单元，并在电池组温度介于低温与高温之间时，开启充电控制单元和放电控制单元。在充电未完成的情况下，重复执行上述过程，直至充电完成(如电池组电压大于预定电压阈值或者充电识别为无效)，主控单元再控制断开充电限流单元、充电控制单元以及放电控制单元。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。