一种具有安全机制的电池组均衡电路的制作方法

1.本实用新型涉及电池管理技术领域，特别是涉及一种具有安全机制的电池组均衡电路。


背景技术：

2.电池管理系统(battery management system，以下简称bms)是电池保护装置，也是电池与负载终端的桥梁，用于根据在线监测的电池实际使用状态，来为电池提供过充、过放、过温等保护功能，确保电池被安全使用。目前，电池管理系统bms在电动汽车、通信基站、机器人、消费类电子产品等诸多领域，被广泛应用。
3.在实际电池应用中，通常会采用多个单体电池串联形成电池组，来为负载提供电能，但是，由于单体电池性能并不是绝对一致的，因此容易出现单体电池之间的电量存在差异的情况，如果这个差异严重，就会导致电量较低的单体电池不能被充满或者总是最先进入过放电状态，以及导致电量较高的单体电池总是最先进入过充电状态，这样，不但会减少电池组的循环使用寿命，而且还会因为频繁的过充电和过放电而引发安全事故，因此，在电池管理系统bms中，就需要采用均衡电路，来减小单体电池之间的电量差异或者维持电量差异不再继续增大，以求尽量延长电池组的整体循环使用寿命，降低安全事故的发生几率。
4.目前，在现有被动均衡技术方案中，电池组中每个单体电池分别对应配置一个均衡电路，根据均衡控制策略，只由软件控制相应均衡电路的通断，这个技术方案，存在以下的技术问题：
5.第一，当多个相邻的均衡电路同时开启时，其中位置最低的那个均衡开关电路(即最靠近电池组负极端的那个单体电池所连接的均衡开关电路)中的开关管，会因为承受与之依次相邻的位置较高的几个单体电池电压之和，这个电压之和可能会超过开关管的最高规格值，因而被高压击穿，失效率比较高；
6.第二，由于均衡电阻的发热量比较大，当相邻的几个均衡电路同时开启时，会发生热量积聚现象，从而导致软件需要频繁控制均衡电路的通断，以减少热量积聚，这样就降低了对电池的均衡效果，甚至不能起到良好的均衡作用；
7.因此，迫切需要开发出一种电路，能够有效地提高均衡电路的可靠性和对电池的均衡效果，降低安全事故的发生概率。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种具有安全机制的电池组均衡电路。
9.为此，本实用新型提供了一种具有安全机制的电池组均衡电路，电池组包括多个串联的单体电池b；
10.该电池组均衡电路，包括多个均衡电路、mcu模块和电源模块；
11.其中，每个单体电池b，分别与一个均衡电路相对应连接；
12.每个均衡电路，分别包括一个均衡开关回路、一个均衡控制回路和一个均衡检测回路；
13.对于每个均衡电路，均衡开关回路分别与单体电池b的正极端和负极端相连接，以及分别与均衡控制回路和均衡检测回路相连接；
14.均衡控制回路和均衡检测回路相连接；
15.均衡控制回路和均衡检测回路，分别与mcu模块相连接；
16.均衡检测回路，与电源模块相连接；
17.其中，mcu模块和电源模块相连接。
18.优选地，对于每个均衡电路的均衡开关回路，其输入端1，分别连接一个单体电池 b的正极端b+，使单体电池b能够通过均衡开关回路分流实现均衡；
19.对于每个均衡电路的均衡开关回路，其输入端2，分别对应连接单体电池b的负极端b
‑
，使单体电池b能够通过均衡开关回路分流实现均衡；
20.对于每个均衡电路的均衡开关回路，其输入端3，分别连接该均衡电路中的均衡控制回路的输出端p3，用于接收所在均衡电路中的均衡控制回路输出的控制信号p3，该均衡控制回路用于控制均衡开关回路的通断；
21.对于每个均衡电路的均衡开关回路，其输入端4，分别连接该均衡电路中的均衡控制回路的输出端p4，用于接收该均衡电路中的均衡控制回路输出的控制信号p4，该均衡控制回路用于控制均衡开关回路的通断；
22.对于每个均衡电路的均衡开关回路，其输出端tb，分别连接该均衡电路中的均衡检测回路的输入端1，用于向均衡检测回路输出均衡检测控制信号tb。
23.优选地，对于每个均衡电路的均衡控制回路，其输入端1，分别对应连接单体电池 b的正极端b+，用于接收单体电池b正极端提供的电压和电流；
24.对于每个均衡电路的均衡控制回路，其输入端2，分别连接单体电池b的负极端，用于接收该单体电池的负极端提供的电压和电流；
25.对于每个均衡电路的均衡控制回路，其输入端3，分别连接单体电池b的高位相邻单体电池的正极端，用于接收该单体电池b的高位相邻单体电池的正极端提供的电压和电流；
26.对于除了连接电池组负极端bp
‑
的单体电池之外的其他单体电池b，这些其他单体电池的均衡电路的均衡控制回路，都具有输入端4，分别连接单体电池b的低位相邻单体电池对应的均衡控制回路的输出端p2，用于接收由单体电池b的低位相邻单体电池的均衡控制回路发送的控制信号p2；
27.对于每个均衡电路的均衡控制回路，其输入端5，分别连接mcu模块的一个输出端，用于接收mcu模块针对本均衡控制回路发送的一个均衡启动信号cb，根据该均衡启动信号cb，对应控制本均衡电路开启和截止；
28.对于除了连接电池组正极端bp+的单体电池之外的其他单体电池b，这些其他单体电池b的均衡电路的均衡控制回路，都具有输出端p2，分别连接单体电池b的高位相邻单体电池的均衡控制回路的输入端4，用于向单体电池b的高位相邻单体电池对应具有的均衡控制回路输出控制信号p2；
29.其中，对于不连接电池组的正极端bp+的每个单体电池b，其相邻的、更靠近电池组
正极端bp+的一个单体电池，定义为单体电池b的高位相邻单体电池；
30.对于不连接电池组的负极端bp
‑
的每个单体电池b，其相邻的、更靠近电池组负极端bp
‑
的一个单体电池，定义为单体电池b的低位相邻单体电池。
31.优选地，对于每个均衡电路的均衡检测回路，其输入端1，分别连接该均衡电路中的均衡开关回路的输出端tb，用于接收该均衡电路中的均衡开关回路的输出信号tb，并根据信号tb的信号状态，输出对应状态的均衡检测信号mb给mcu模块；
32.对于每个均衡电路的均衡检测回路，其输入端2，分别连接单体电池b的正极端 b+，用于接收单体电池b的电压和电流；
33.对于每个均衡电路的均衡检测回路，其输入端3，分别连接mcu模块的一个输出端，用于接收mcu模块向单体电池b的均衡控制回路输出的均衡启动信号；
34.对于除了连接电池组负极端bp
‑
的单体电池之外的其他单体电池b，每个单体电池 b的均衡电路的均衡检测回路，均具有输入端4，分别连接mcu模块的一个输出端cb，用于接收mcu模块向单体电池b的低位相邻电池的均衡控制回路输出的均衡启动信号；
35.对于每个均衡电路的均衡检测回路，其输入端5，分别连接电源模块的输出端 vdd，用于接收电源模块提供的直流电源；
36.对于每个均衡电路的均衡检测回路，其检测输出端mb，分别连接mcu模块的一个输入端，用于输出均衡检测信号mb给mcu模块，为mcu模块提供该均衡电路中的均衡开关回路的均衡状态。
37.优选地，对于mcu模块，其包括多个输入端，每个输入端分别连接一个均衡电路的均衡检测回路的检测输出端mb，用于接收多个均衡检测回路所输出的均衡检测信号 mb；
38.mcu模块，其电源输入端vcc连接电源模块的输出端vdd，用于接收接电源模块提供的直流电源；
39.mcu模块，其包括多个输出端，每个输出端分别连接一个均衡电路的均衡控制回路的输入端5，用于给多个均衡控制回路提供均衡启动信号cb；
40.对于电源模块，其输出端vdd连接多个均衡电路中的均衡检测回路的输入端5以及mcu模块的电源输入端vcc，用于提供直流电源。
41.优选地，对于不连接电池组的正极端bp+和负极端bp
‑
的任意一个单体电池bn
‑
m，单体电池bn
‑
m所连接的均衡开关回路包括：均衡电阻rbn
‑
m、开关管q21、开关管 q22，其中：
42.均衡电阻rbn
‑
m的第1管脚，连接单体电池bn
‑
m的正极端bn
‑
m+；
43.均衡电阻rbn
‑
m的第2管脚，作为均衡开关回路的输出端tb，连接所述mcu模块的第n
‑
m个输入端，用于为mcu模块提供所在均衡开关回路的均衡状态；
44.均衡电阻rbn
‑
m的第2管脚，还连接开关管q21的集电极c；
45.开关管q21的基极b，作为均衡开关回路的输入端3，连接均衡控制回路的输出端p3；
46.开关管q21的发射极e，连接开关管q22的发射极e；
47.开关管q22的基极b，作为均衡开关回路的输入端4，连接均衡控制回路的输出端p4；
48.开关管q21的集电极c，连接单体电池bn
‑
m的负极端bn
‑
m
‑
；
49.其中，n为电池组中单体电池串联的数量，n是大于3的自然数；m为大于或等于 1，
且小于或等于n
‑
2的自然数。
50.优选地，单体电池bn
‑
m连接的均衡控制回路包括：电阻r20～r26、电阻r28、电阻r30、二极管d1、电容c21～c22、开关管q23～q27和光耦q28，其中：
51.电阻r21的第1管脚，作为单体电池bn
‑
m具有的均衡控制回路的输出端p3，连接电容c21的第1管脚和单体电池bn
‑
m所连接的均衡控制回路中作为输入端3的开关管q21的基极b；
52.电阻r21的第2管脚，连接p5端；
53.p5端，分别连接电阻r23的第1管脚和开关管q26的集电极c；
54.电容c21的第2管脚，连接二极管d1的阳极；
55.二极管d1的阳极，还分别连接开关管q23的发射极e、电容c22的第2管脚、电阻r24的第2管脚、开关管q25的发射极e和开关管q27的源极s；
56.电阻r23的第2管脚，分别连接电阻r24的第1管脚、电容c22的第1管脚和开关管q23的基极b；
57.开关管q23的集电极c，连接电阻r22的第2管脚；
58.电阻r22的第1管脚，作为单体电池bn
‑
m具有的均衡控制回路的输出端p4，连接单体电池bn
‑
m具有的均衡开关回路中作为输入端4的开关管q22的基极b；
59.二极管d1的阴极，作为单体电池bn
‑
m具有的均衡控制回路的输入端2，连接单体电池bn
‑
m的负极端bn
‑
m
‑
；
60.电阻r25的第1管脚，作为单体电池bn
‑
m具有的均衡控制回路的输入端3，连接单体电池bn
‑
m的高位相邻单体电池bn
‑
m+1的正极端bn
‑
m+1+；
61.电阻r25的第2管脚，分别连接开关管q27的栅极g和开关管q25的集电极c；
62.开关管q27的漏极d，作为单体电池bn
‑
m具有的均衡控制回路的输出端p2，用于给单体电池bn
‑
m的高位相邻单体电池bn
‑
m+1的均衡控制回路提供控制信号p2；
63.开关管q25的基极b，连接p1端；
64.p1端，还分别连接开关管q26的发射极e、电阻r28的第1管脚和光耦q28的第 2管脚；
65.开关管q26的基极b，连接电阻r26的第1管脚；
66.电阻r26的第2管脚，作为单体电池bn
‑
m具有的均衡控制回路的输入端4，连接单体电池bn
‑
m的低位相邻单体电池bn
‑
m
‑
1的均衡控制回路的输出端p2，用于接收低位相邻单体电池bn
‑
m+1的均衡控制回路输入的控制信号p2；
67.电阻r28的第2管脚，连接单体电池bn
‑
m的负极端bn
‑
m
‑
；
68.光耦q28的第1管脚，连接电阻r20的第2管脚；
69.光耦q28的第3管脚，连接电阻r30的第2管脚；
70.光耦q28的第4管脚，连接接地端gnd；
71.电阻r20的第1管脚，作为均衡控制回路的输入端1，连接单体电池bn
‑
m的正极端bn
‑
m+；
72.电阻rc2的第1管脚，作为均衡控制回路的输入端5，连接mcu模块的第n
‑
m 个输出端，用于接收mcu模块所输出的均衡启动信号cbn
‑
m。
73.优选地，对于连接电池组负极端bp
‑
的单体电池b，该单体电池的均衡电路中的均
衡控制回路与单体电池bn
‑
m均衡控制回路的结构基本相同，只是在电阻r26的第2 管脚和电阻r28的第2管脚之间，连接有一个电阻r27；
74.对于连接电池组正极端bp+的单体电池b，其均衡电路中的均衡控制回路与单体电池bn
‑
m均衡控制回路的结构基本相同，只是没有连接电阻r25、开关管q25和开关管q27。
75.优选地，单体电池bn
‑
m的均衡检测回路包括：电阻r40～r47、开关管q40～q43 和光耦q40，其中：
76.电阻r40的第1管脚，作为均衡检测回路的输入端2，连接单体电池bn
‑
m的正极端bn
‑
m+；
77.电阻r40的第2管脚，连接光耦q40的第1管脚；
78.光耦q40的第2管脚，作为均衡检测回路的输入端1，连接单体电池bn
‑
m具有的均衡开关回路的输出端tb，用于接收均衡开关回路输出的均衡检测信号tb；
79.光耦q40的第3管脚，连接电阻r47的第1管脚；
80.光耦q40的第4管脚，连接开关管q41的集电极c；
81.开关管q41的基极b，连接电阻r41的第2管脚；
82.开关管q41的发射极e，作为单体电池bn
‑
m具有的均衡检测回路的检测输出端 mb，分别连接电阻r42的第1管脚、电阻r43的第1管脚和电阻r44的第2管脚；
83.电阻r41的第1管脚，作为单体电池bn
‑
m具有的均衡检测回路的输入端3，连接 mcu模块的第n
‑
m个输出端，用于接收mcu模块向单体电池bn
‑
m具有的均衡控制回路输出的均衡启动信号cbn
‑
m；
84.电阻r42的第2管脚，连接接地端gnd；
85.电阻r43的第2管脚，连接接地端gnd；
86.电阻r44的第1管脚，连接开关管q43的集电极c；
87.开关管q43的发射极e，连接电阻r45的第1管脚；
88.开关管q43的基极b，连接开关管q42的集电极c；
89.电阻r45的第2管脚和电阻r47的第2管脚在汇流后的端点，作为均衡检测回路的输入端5，连接电源模块的输出端vdd，用于接收直流电源5v；
90.开关管q42的基极b，连接电阻r46的第1管脚；
91.开关管q42的发射极e，连接接地端gnd；
92.电阻r46的第2管脚，作为均衡检测回路的输入端4，连接mcu模块的第n
‑
m
‑
1 个输出端cb，用于接收mcu模块向单体电池bn
‑
m的低位相邻单体电池bn
‑
m
‑
1具有的均衡控制回路输出的均衡启动信号cbn
‑
m
‑
1。
93.由以上本实用新型提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本实用新型提供了一种具有安全机制的电池组均衡电路，其设计科学，能够通过硬件控制电路，使得任意相邻的多个单体电池不能同时开启均衡，降低均衡电路的失效概率，提高均衡电路的可靠性，从而降低了因为均衡电路失效而造成的电池损伤，有效地提高对电池的均衡效果，降低安全事故的发生概率，具有重大的实践意义。
94.通过应用本实用新型，当用于执行现有均衡控制策略的原有mcu模块，由于软件错误而输出任意多个相邻的均衡启动信号时，能够自动按照规定的优先级别，只是开启其中更靠近电池组负极端的一个单体电池对应的均衡电路，而停止更靠近电池组正极端的其他
单体电池对应的均衡电路，有效地避免了多个相邻的单体电池对应的均衡电路同时开启，因此，不但显著降低了均衡电路中的均衡开关被高压击穿的失效概率，而且降低了均衡电路中发热元件因热量积聚而引起均衡电路失效的概率。
附图说明
95.图1为本实用新型提供的一种具有安全机制的电池组均衡电路的结构方框图；
96.图2为本实用新型提供的一种具有安全机制的电池组均衡电路中，其中一个均衡开关回路和其对应的均衡控制回路的电路连接原理图；
97.图3为本实用新型提供的一种具有安全机制的电池组均衡电路中，均衡检测回路的电路原理图。
具体实施方式
98.为使本实用新型实现的技术手段更容易理解，下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关申请，而非对该申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分。
99.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
100.参见图1至图3，本实用新型提供了一种具有安全机制的电池组均衡电路，该电池组包括多个串联的单体电池b；
101.该电池组均衡电路，包括多个均衡开关回路100、多个均衡控制回路200、多个均衡检测回路300、mcu模块400和电源模块500；
102.其中，对于不连接电池组的正极端bp+(即不在图1所示的电池组尾端)的每个单体电池b，其相邻的、更靠近电池组正极端bp+的一个单体电池，定义为单体电池b 的高位相邻单体电池；
103.对于不连接电池组的负极端bp
‑
(即不在图1所示的电池组首端)的每个单体电池 b，其相邻的、更靠近电池组负极端bp
‑
的一个单体电池，定义为单体电池b的低位相邻单体电池；
104.其中，每个单体电池b，分别与一个均衡电路相对应连接；
105.每个均衡电路，分别包括一个均衡开关回路100、一个均衡控制回路200和一个均衡检测回路300；
106.对于每个均衡电路，均衡开关回路100分别与单体电池b的正极端和负极端相连接，以及分别与均衡控制回路200和均衡检测回路300相连接；
107.均衡控制回路200和均衡检测回路300相连接；
108.均衡控制回路200和均衡检测回路300，分别与mcu模块400相连接；
109.均衡检测回路300，与电源模块500相连接；
110.mcu模块400和电源模块500相连接。
111.在本实用新型中，具体实现上，对于每个均衡电路的均衡开关回路100，其输入端 1，分别连接一个单体电池b的正极端b+，使单体电池b能够通过均衡开关回路100 分流实现
均衡，流过均衡开关回路100的电流为均衡电流；
112.对于每个均衡电路的均衡开关回路100，其输入端2，分别对应连接单体电池b的负极端b
‑
，使单体电池b能够通过均衡开关回路100分流实现均衡；
113.对于每个均衡电路的均衡开关回路100，其输入端3，分别连接该均衡电路中的均衡控制回路200的输出端p3，用于接收所在均衡电路中的均衡控制回路200输出的控制信号p3，该均衡控制回路200用于控制均衡开关回路100的通断；
114.对于每个均衡电路的均衡开关回路100，其输入端4，分别连接该均衡电路中的均衡控制回路200的输出端p4，用于接收该均衡电路中的均衡控制回路200输出的控制信号p4，该均衡控制回路200用于控制均衡开关回路100的通断；
115.对于每个均衡电路的均衡开关回路100，其输出端tb，分别连接该均衡电路中的均衡检测回路300的输入端1，用于向均衡检测回路300输出均衡检测控制信号tb，从而控制该均衡检测回路300输出端mb的检测信号mb的信号状态(例如高低变化)；
116.在本实用新型中，具体实现上，对于每个均衡电路的均衡控制回路200，其输入端 1，分别对应连接单体电池b的正极端b+，用于接收单体电池b正极端提供的电压和电流；
117.对于每个均衡电路的均衡控制回路200，其输入端2，分别连接单体电池b的负极端，用于接收该单体电池的负极端提供的电压和电流；
118.对于每个均衡电路的均衡控制回路200，其输入端3，分别连接单体电池b的高位相邻单体电池的正极端，用于接收该单体电池b的高位相邻单体电池的正极端提供的电压和电流；
119.对于除了连接电池组负极端bp
‑
的单体电池b(即b1)之外的其他单体电池b，这些其他单体电池b的均衡电路的均衡控制回路200，都具有输入端4，分别连接单体电池b的低位相邻单体电池对应的均衡控制回路200的输出端p2，用于接收由单体电池b的低位相邻单体电池的均衡控制回路200发送的控制信号p2，从而根据该控制信号p2，进一步控制本均衡控制回路200的输出端p3和p4输出信号的状态；
120.具体实现上，对于连接电池组负极端bp
‑
的单体电池b(即b1)，其具有的输入端 4固定为低电平状态。
121.需要说明的是，在本实用新型的技术方案中，对于单体电池b1的均衡控制回路 200的输入端4，由于没有相邻的低位单体电池的均衡控制回路200，所以该输入端4 将被固定为低电平状态，与外部输入信号不相关。
122.对于每个均衡电路的均衡控制回路200，其输入端5，分别连接mcu模块400的一个输出端，用于接收mcu模块400针对本均衡控制回路200发送的一个均衡启动信号cb，根据该均衡启动信号cb，对应控制本均衡电路(具体包括均衡开关回路100、均衡控制回路200和均衡检测回路300)的开启和截止；
123.对于除了连接电池组正极端bp+的单体电池b(即bn)之外的其他单体电池b，这些其他单体电池b的均衡电路的均衡控制回路200，都具有输出端p2，分别连接单体电池b的高位相邻单体电池的均衡控制回路200的输入端4，用于向单体电池b的高位相邻单体电池对应具有的均衡控制回路200输出控制信号p2，从而进一步控制单体电池b的高位相邻单体电池对应具有的均衡控制回路200的输出端p3和输出端p4 的信号状态，从而可以使单体电池b的高位相邻单体电池的均衡电路(具体包括均衡开关回路100、均衡控制回路200和均衡检
测回路300)停止均衡；
124.需要说明的是，在本实用新型的技术方案中，对于单体电池bn(即连接电池组正极端bp+的单体电池b)的均衡控制回路200，其输出端p2，没有相邻的高位单体电池的均衡控制回路200，所以不需要输出端p2输出控制信号p2，该p2端为不相关的输出端。
125.对于本实用新型，需要说明的是，当一个单体电池b对应的均衡电路中的均衡控制回路200控制所连接的均衡开关回路100导通，从而对单体电池b进行均衡时，应当控制单体电池b的高位相邻单体电池的均衡控制回路200关断该均衡控制回路200 所连接的均衡开关回路100，停止对单体电池b的高位相邻单体电池的均衡。
126.在本实用新型中，具体实现上，对于每个均衡电路的均衡检测回路300，其输入端 1，分别连接该均衡电路中的均衡开关回路100的输出端tb，用于接收该均衡电路中的均衡开关回路100的输出信号tb，并根据信号tb的信号状态，输出对应状态的均衡检测信号mb给mcu模块400；
127.对于每个均衡电路的均衡检测回路300，其输入端2，分别连接单体电池b的正极端b+，用于接收单体电池b的电压和电流；
128.对于每个均衡电路的均衡检测回路300，其输入端3，分别连接mcu模块400的一个输出端，用于接收mcu模块400向单体电池b的均衡控制回路200输出的均衡启动信号；
129.对于除了连接电池组的负极端bp
‑
的单体电池(即b1)之外的其他单体电池b，每个单体电池b的均衡电路的均衡检测回路300，均具有输入端4，分别连接mcu模块400的一个输出端cb，用于接收mcu模块400向单体电池b的低位相邻电池的均衡控制回路200输出的均衡启动信号；
130.对于每个均衡电路的均衡检测回路300，其输入端5，分别连接电源模块500的输出端vdd，用于接收电源模块500提供的直流电源(例如为5v)；
131.对于每个均衡电路的均衡检测回路300，其检测输出端mb，分别连接mcu模块 400的一个输入端，用于输出均衡检测信号mb给mcu模块400，为mcu模块400 提供该均衡电路中的均衡开关回路100的均衡状态。
132.在本实用新型中，具体实现上，对于mcu模块400，其包括多个输入端，每个输入端分别连接一个均衡电路的均衡检测回路300的检测输出端mb，用于接收多个均衡检测回路300所输出的均衡检测信号mb；
133.mcu模块400，其电源输入端vcc连接电源模块500的输出端vdd，用于接收接电源模块500提供的直流电源(例如为5v)；
134.mcu模块400，其包括多个输出端，每个输出端分别连接一个均衡电路的均衡控制回路200的输入端5，用于给多个均衡控制回路200提供均衡启动信号cb；
135.需要说明的是，对于电池组中的任意一个单体电池b(包括位于电池组非首尾两端位置的单体电池bn
‑
m，以及第一个单体电池b1以及最后一个电池单体电池bn)， mcu模块400，用于通过比较向单体电池b的均衡电路提供的均衡启动信号cb以及单体电池b的均衡电路中的均衡检测回路输出的均衡检测信号mb的电平状态，来判定单体电池b具有的均衡电路的状态，其判定逻辑和对应的均衡电路状态具体如下：
136.1，均衡开启状态：均衡启动信号cb为高电平且均衡检测信号mb为高电平，说明单体电池b具有的均衡开关电路100导通，均衡电路处于均衡开启状态；
137.2，均衡截止状态：均衡启动信号cb为低电平且均衡检测信号mb为0v，说明单体电池b具有的均衡开关电路100截止，均衡电路处于均衡截止状态；
138.3，均衡无效状态：均衡启动信号cb为高电平且均衡检测信号mb为低电平，说明均衡开启信号cb无效，此时单体电池b所对应连接的均衡开关电路100处于均衡截止状态；
139.4，均衡故障状态：均衡启动信号cb为高电平且均衡检测信号mb为0v，或者均衡启动信号cb为低电平且均衡检测信号mb为高电平，说明单体电池b具有的均衡电路发生故障；
140.在本实用新型中，电源模块500，其输出端vdd连接多个均衡电路中的均衡检测回路300的输入端5以及mcu模块400的电源输入端vcc，用于提供5v的直流电源。
141.在本实用新型中，具体实现上，参见图1所示，电池组包括n个单体电池，n是大于或者等于1的自然数。
142.在图1中，对于电池组中的单体电池b，n为电池组中电池串联的数量，对应的有 n个均衡电路(具体包括n个均衡开关回路100、n个均衡控制回路200和n个均衡检测回路300)，n是大于3的自然数；m表示电池组中任意一个单体电池所处的位置，m 的最大值等于n
‑
2。
143.需要说明的是，在本实用新型中，m为大于或等于1，且小于或等于n
‑
2的自然数，例如m的取值可以为1、2、
……
或n
‑
2，数值依次增大，m的数值越大，说明该单体电池在电池组中的位置越靠近电池组的正极端bp+，反之，就越靠近电池组的负极端 bp
‑
。
144.具体实现上，对于电池组，单体电池bn是处于电池组中的最高位，单体电池bn 的正极端bn+与电池组的正极端b+连接；单体电池b1是处于电池组中的最低位，单体电池b1的负极端b1
‑
与电池组的负极端b
‑
连接。
145.对于电池组，单体电池bn
‑
m是处于电池组中的中间位置，是不连接电池组的正极端bp+和负极端bp
‑
的任意一个单体电池b；
146.单体电池bn
‑
m的正极端bn
‑
m+与高位相邻单体电池的负极端bn
‑
m+1
‑
连接；
147.bn
‑
m的负极端bn
‑
m
‑
与低位相邻单体电池的正极端bn
‑
m
‑
1+连接；例如：bn
‑
1的正极端bn
‑
1+与bn的负极端bn
‑
连接，b2的负极端b2
‑
与b1的正极端b1+连接。
148.在本实用新型中，需要说明是，每个单体电池都分别具有一个均衡电路，例如，不连接电池组的正极端bp+和负极端bp
‑
的单体电池bn
‑
m，对应具有第n
‑
m个均衡电路，而第n
‑
m个均衡电路只包括第n
‑
m个均衡开关回路100、第n
‑
m个均衡控制回路 200和第n
‑
m个均衡检测回路300，并不包括mcu模块400和mcu模块500。
149.参见图1所示，下面以图1中第n
‑
m个均衡电路为例，即不连接电池组的正极端 bp+和负极端bp
‑
单体电池bn
‑
m的均衡电路，做具体解释。
150.参见图1，对于不连接电池组的bp+和负极端bp
‑
的单体电池bn
‑
m，其对应第n
‑
m 个均衡开关回路100，其输入端1连接单体电池bn
‑
m的正极端bn
‑
m+，使单体电池 bn
‑
m能够通过第n
‑
m个均衡开关回路100分流实现均衡，流过均衡开关回路100的电流为均衡电流；
151.第n
‑
m个均衡开关回路100，其输入端2连接单体电池bn
‑
m的负极端bn
‑
m
‑
，使单体电池bn
‑
m能够通过第n
‑
m个均衡开关回路100分流实现均衡；
152.第n
‑
m个均衡开关回路100，其输入端3连接第n
‑
m个均衡控制回路200的输出端p3，用于接收均衡控制回路200输出的控制信号p3，该均衡控制回路200用于控制第n
‑
m个均衡开关回路100的通断；
153.第n
‑
m个均衡开关回路100，其输入端4连接第n
‑
m个均衡控制回路200的输出端p4，用于接收均衡控制回路200输出的控制信号p4，该均衡控制回路200用于控制第n
‑
m个均衡开关回路100的通断；
154.第n
‑
m个均衡开关回路100，其输出端tb连接第n
‑
m个均衡检测回路300的输入端1，用于向均衡检测回路300输出均衡检测控制信号tb，从而用于控制第n
‑
m个均衡检测回路300输出端mb的检测信号mb的信号状态(例如高低变化)；
155.参见图1，对于第n
‑
m个均衡控制回路200，其输入端1连接单体电池bn
‑
m的正极端bn
‑
m+，用于接收单体电池bn
‑
m正极端提供的驱动电压bn
‑
m+；
156.第n
‑
m个均衡控制回路200，其输入端2连接单体电池bn
‑
m的负极端bn
‑
m
‑
，用于接收单体电池bn
‑
m负极端提供的驱动电压bn
‑
m
‑
；
157.第n
‑
m个均衡控制回路200，其输入端3连接高温相邻单体电池bn
‑
m+1(即单体电池bn
‑
m的高位相邻电池)的正极端bn
‑
m+1+，用于接收高温相邻单体电池bn
‑
m+1 正极端提供的驱动电压bn
‑
m+1+；
158.第n
‑
m个均衡控制回路200，其输入端4连接低位相邻单体电池bn
‑
m
‑
1的均衡控制回路200的输出端p2，用于接收由低位相邻单体电池bn
‑
m
‑
1的均衡控制回路200 (即第n
‑
m
‑
1个均衡控制回路)发送的控制信号p2，从而根据该控制信号p2，进一步控制第n
‑
m个均衡控制回路200的输出端p3和p4输出信号的状态；
159.第n
‑
m个均衡控制回路200，其输入端5连接mcu模块400的输出端，用于接收 mcu模块400针对本均衡控制回路200发送的均衡启动信号cbn
‑
m，根据该均衡启动信号cbn
‑
m，对应控制单体电池bn
‑
m具有的第n
‑
m个均衡电路(具体包括第n
‑
m个均衡开关回路100、第n
‑
m个均衡控制回路200和第n
‑
m个均衡检测回路300)的开启和截止；
160.第n
‑
m个均衡控制回路200，其输出端p2连接高位相邻单体电池bn
‑
m+1的均衡控制回路(即第n
‑
m+1个均衡控制回路200)的输入端4，用于向高位相邻单体电池 bn
‑
m+1具有的均衡控制回路200(即第n
‑
m+1个均衡控制回路200)输出控制信号p2，从而进一步控制高位相邻单体电池bn
‑
m+1具有的均衡控制回路(即第n
‑
m+1个均衡控制回路)的输出端p3和输出端p4(图1中未示出)的信号状态，从而可以使高位相邻单体电池bn
‑
m+1的第n
‑
m+1个均衡电路(具体包括第n
‑
m+1个均衡开关回路100、第n
‑
m+1个均衡控制回路200和第n
‑
m+1个均衡检测回路300)停止均衡；
161.对于本实用新型，需要说明的是，当第n
‑
m个均衡控制回路200控制所连接的第 n
‑
m个均衡开关回路100导通，从而对单体电池bn
‑
m进行均衡时，应当控制相邻的第 n
‑
m+1个均衡控制回路200关断第n
‑
m+1个均衡开关回路100，停止对相邻的单体电池bn
‑
m+1的均衡。
162.参见图1，对于第n
‑
m个均衡检测回路300，其输入端1连接第n
‑
m个均衡开关回路100的输出端tb，用于接收第n
‑
m个均衡开关回路100的输出信号tb，并根据信号tb的信号状态，输出对应状态的均衡检测信号mb给mcu模块400；
163.第n
‑
m个均衡检测回路300，其输入端2连接单体电池bn
‑
m的正极端bn
‑
m+，用于接收单体电池bn
‑
m的电压和电流；
164.第n
‑
m个均衡检测回路300，其输入端3，连接mcu模块400的第n
‑
m个输出端，用于接收mcu模块400向单体电池bn
‑
m具有的均衡检测回路300(即第n
‑
m个均衡检测回路300)输出的均衡启动信号cbn
‑
m；
165.第n
‑
m个均衡检测回路300，其输入端4，连接mcu模块400的第n
‑
m
‑
1个输出端cb，用于接收mcu模块400向低位相邻单体电池bn
‑
m
‑
1(即单体电池bn
‑
m的低位相邻电池)具有的均衡控制回路200(即第n
‑
m个均衡控制回路200)输出的均衡启动信号cbn
‑
m
‑
1；
166.第n
‑
m个均衡检测回路300，其输入端5连接电源模块500的输出端vdd，用于接收电源模块500提供的直流电源(例如为5v)；
167.第n
‑
m个均衡检测回路300，其检测输出端mb连接mcu模块400的第n
‑
m个输入端(即对应输入端)，用于输出均衡检测信号mb给mcu模块400，为mcu模块 400提供第n
‑
m个均衡开关回路100的均衡状态；
168.在本实用新型中，对于不连接电池组的正极端bp+和负极端bp
‑
的单体电池bn
‑
m，即位于电池组非首尾两端位置的单体电池bn
‑
m(即不是串联的电池组中的第一个单体电池b1以及最后一个电池单体电池bn)，该单体电池bn
‑
m所连接的第n
‑
m个均衡开关回路100的均衡状态有两种，具体如下：
169.一、均衡开启，此时，第n
‑
m个均衡检测回路300输出的均衡检测信号mb为高电平，说明正在对单体电池bn
‑
m进行均衡；
170.二、均衡截止，此时，第n
‑
m个均衡检测回路300输出的均衡检测信号mbn
‑
m为低电平，说明没有对单体电池bn
‑
m进行均衡。
171.参见图1，对于mcu模块400，其第n
‑
m个输入端连接第n
‑
m个均衡检测回路300 的输出端mb，用于接收第n
‑
m个均衡检测回路300所输出的均衡检测信号mb；
172.mcu模块400，其电源输入端vcc连接电源模块500的输出端vdd，用于接收接电源模块500提供的直流电源(例如为5v)；
173.mcu模块400，其第n
‑
m个输出端连接第n
‑
m个均衡控制回路200的输入端5，用于给第n
‑
m个均衡控制回路200提供均衡启动信号cbn
‑
m；
174.在本实用新型中，需要说明的是，在任意三个相邻的单体电池bn
‑
m+1、单体电池 bn
‑
m和单体电池bn
‑
m
‑
1中，单体电池bn
‑
m+1在电池组中所处位置最高(即更靠近电池组的正极端bp+)，是单体电池bn
‑
m的高位相邻电池；单体电池bn
‑
m
‑
1在电池组中所处位置最低(即更靠近电池组的负极端bp
‑
)，是单体电池bn
‑
m的低位相邻电池；如果这三个单体电池所对应均衡电路的均衡启动信号(包括cbn
‑
m+1、cbn
‑
m和 cbn
‑
m
‑
1))均为高电平时，在本实用新型中，通过硬件电路控制逻辑使更靠近电池组负极端bp
‑
的单体电池bn
‑
m
‑
1具有的均衡电路(即第n
‑
m
‑
1个均衡电路)的均衡优先级最高，也就是，只允许对单体电池bn
‑
m
‑
1开启均衡，而不允许另外位置较高的相邻的两个单体电池(即单体电池bn
‑
m+1和单体电池bn
‑
m)开启均衡，其工作原理如下：
175.当均衡启动信号cbn
‑
m+1、cbn
‑
m和cbn
‑
m
‑
1都为低电平时，其所对应的均衡电路处于均衡截止状态，也就是每个均衡电路中的均衡开关回路100处于均衡截止状态；此时，每个均衡电路中的均衡控制回路200的输出端p2均为低电平、输出端p3均为低电平、输出端p4均为高阻态，使均衡开关回路100处于均衡截止状态，不对单体电池bn
‑
m+1、单体电池bn
‑
m和单体电池bn
‑
m
‑
1进行均衡；
176.当均衡启动信号cbn
‑
m+1、cbn
‑
m和cbn
‑
m
‑
1都由低电平变为高电平时，每个均衡控制回路200的输出端p2都会由低电平变为高阻态，其中，第n
‑
m
‑
1个均衡控制回路200的输出端p2会使第n
‑
m个均衡控制回路200的输出端p3继续保持低电平、输出端p4继续保持高阻
态，使第n
‑
m个均衡开关回路100继续保持均衡截止状态，同时，第n
‑
m个均衡控制回路200的输出端p2会使第n
‑
m+1个均衡控制回路200的输出端 p3继续保持低电平、输出端p4继续保持高阻态，使第n
‑
m+1个均衡开关回路100继续保持均衡截止状态，从而使单体电池bn
‑
m+1和单体电池bn
‑
m都不能进行均衡；但是，由于均衡启动信号cbn
‑
m
‑
1为高电平，则第n
‑
m
‑
1个均衡控制回路200的输出端 p3由低电平变为高电平、输出端p4由高阻态变为低电平，使均衡开关回路100由均衡截止状态变为均衡导通状态，能够对单体电池bn
‑
m
‑
1进行均衡。
177.需要说明的是，对于上述任意三个相邻的单体电池bn
‑
m+1、单体电池bn
‑
m和单体电池bn
‑
m
‑
1，与单体电池bn
‑
m
‑
1相邻的低位单体电池b所对应的均衡电路的均衡启动信号cb应为低电平，才能使单体电池bn
‑
m
‑
1所对应的均衡电路开启。
178.在本实用新型中，需要说明的是，mcu模块400用于储存均衡控制策略和均衡电路状态的判断逻辑，其中，均衡控制策略不属于本实用新型的保护范围，是现有常规的均衡控制技术，故不对其做具体解释，本实用新型中只是利用mcu模块400执行均衡控制策略后所输出的均衡启动信号的信号状态，并通过硬件电路控制逻辑规定了该信号的优先级别。
179.需要说明的是，对于位于电池组非首尾两端位置的单体电池bn
‑
m，同样，所述 mcu模块400通过比较均衡启动信号cbn
‑
m与均衡检测信号mbn
‑
m的电平状态，来判定单体电池bn
‑
m具有的均衡电路的状态，其判定逻辑和对应的均衡电路状态，具体如下：
180.1，均衡开启状态：均衡启动信号cbn
‑
m为高电平且均衡检测信号mbn
‑
m为高电平，说明单体电池bn
‑
m具有的第n
‑
m个均衡开关电路100导通，处于均衡开启状态；
181.2，均衡截止状态：均衡启动信号cbn
‑
m为低电平且均衡检测信号mbn
‑
m为0v，说明单体电池bn
‑
m具有的第n
‑
m个均衡开关电路100截止，处于均衡截止状态；
182.3，均衡无效状态：均衡启动信号cbn
‑
m为高电平且均衡检测信号mbn
‑
m为低电平，说明均衡开启信号cbn
‑
m无效，此时单体电池bn
‑
m具有的第n
‑
m个均衡开关电路100处于均衡截止状态；
183.4，均衡故障状态：均衡启动信号cbn
‑
m为高电平且均衡检测信号mbn
‑
m为0v，或者均衡启动信号cbn
‑
m为低电平且均衡检测信号mbn
‑
m为高电平，说明单体电池 bn
‑
m具有的第n
‑
m个均衡电路发生故障；
184.在本实用新型中，电源模块500，其输出端vdd连接第n
‑
m个均衡检测回路300 的输入端3、mcu模块400的电源输入端vcc，用于提供5v的直流电源。
185.为了更加清楚地理解本实用新型的技术方案，下面就本实用新型提供的一种具有安全机制的电池组均衡电路的工作原理，说明如下：
186.一、当mcu模块400输出的全部多个(即n个)均衡启动信号cb均为低电平时， n个均衡启动信号cb的优先级相同，能够使全部多个(即n个)均衡控制回路200分别控制各自对应的均衡开关回路100处于均衡停止状态，不对全部多个(即n个)单体电池进行均衡，此时，全部多个(即n个)均衡检测回路300输出端mb的均衡检测信号mb均为低电平；
187.二、当mcu模块400对三个任意互不相邻单体电池的均衡电路所输出的均衡启动信号cb均为高电平时，三个均衡启动信号cb的优先级相同，能够使各自的均衡控制回路200的输出端p3为高电平、输出端p4为低电平，从而使各自的均衡开关回路100 导通，开启对这三个单体电池的均衡；
188.三、当mcu模块400对任意两个相邻的均衡控制回路200输出的均衡启动信号 cbn
‑
m和cbn
‑
m
‑
1均为高电平时，mcu模块400向更靠近电池组负极端bp
‑
的单体电池bn
‑
m
‑
1具有的均衡电路(即第n
‑
m
‑
1个均衡电路)所输出的均衡启动信号cbn
‑
m
‑
1 的优先级最高，能够使第n
‑
m个均衡控制回路200的输出端p3变为低电平、输出端p 4变为高阻态，从而使第n
‑
m个均衡开关回路100处于均衡停止状态，不再对位置较高(更靠近电池组正极端bp+)的第n
‑
m个单体电池进行均衡，而只对位置较低(更靠近电池组负极端bp
‑
)的第n
‑
m
‑
1个单体电池进行均衡；此时，第n
‑
m个均衡检测回路300输出端mb的均衡检测信号mb变为低电平，而第n
‑
m
‑
1个均衡检测回路300 输出端mb的均衡检测信号mb为高电平；
189.同理，如果对任意相邻的三个单体电池同时开启均衡电路，那么位置较高的两个单体电池的无法进行均衡，而是只对位置较低(更靠近电池组负极端bp
‑
)的一个单体电池进行均衡。例如，当mcu模块400对相邻的三个单体电池b2、b3和b4的均衡电路同时发出高电平的均衡启动信号cb时，只有位置较低的单体电池b2可以进行均衡，而位置较高(更靠近电池组正极端bp+)的单体电池b3、b4却不能进行均衡，其中单体电池b4的位置最高。
190.需要说明的是，本实用新型的均衡电路，对mcu模块400中原有设置的均衡策略没有影响，即使mcu模块400同时输出相邻单体电池的均衡启动信号cb，本实用新型的均衡电路也只对位置较低的单体电池进行均衡，而自动停止对其他位置较高的单体电池的均衡。
191.为了更加清楚地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施例，来说明本实用新型的技术方案。
192.实施例。
193.以三个任意相邻的单体电池bn
‑
m+1、单体电池bn
‑
m和单体电池bn
‑
m
‑
1为例，在这三个单体电池中，单体电池bn
‑
m+1在电池组中的位置最高(更靠近电池组的正极端bp+)，单体电池bn
‑
m
‑
1在电池组中的位置最低(更靠近电池组的负极端bp
‑
)。
194.在本实用新型中，具体实现上，参见图2所示，对于不连接电池组的正极端bp+ 和负极端bp
‑
的任意一个单体电池bn
‑
m，即位于电池组非首尾两端位置的单体电池 bn
‑
m(即不是电池组中的第一个单体电池b1以及最后一个电池单体电池bn)，该单体电池bn
‑
m所连接的均衡开关回路100(即第n
‑
m个均衡开关回路100)包括：均衡电阻rb、开关管q21、开关管q22，其中：
195.均衡电阻rb的第1管脚，连接单体电池bn
‑
m的正极端bn
‑
m+；
196.均衡电阻rb的第2管脚，作为均衡开关回路100的输出端tb，连接所述mcu 模块400的第n
‑
m个输入端，用于为mcu模块400提供所在均衡开关回路100的均衡状态；
197.均衡电阻rb的第2管脚，还连接开关管q21的集电极c；
198.开关管q21的基极b，作为均衡开关回路100的输入端3，连接均衡控制回路200 的输出端p3；
199.开关管q21的发射极e，连接开关管q22的发射极e；
200.开关管q22的基极b，作为均衡开关回路100的输入端4，连接均衡控制回路200 的输出端p4；
201.开关管q21的集电极c，连接单体电池bn
‑
m的负极端bn
‑
m
‑
。
202.需要说明的是，对于电池组中的第一个单体电池b1以及最后一个电池单体电池 bn(即两端的单体电池)，两者所连接的均衡开关回路100，与单体电池bn
‑
m具有的均衡开关回路100的电路结构，除了具体的连接的单体电池不同之外，其他部分结构相同。
203.在本实用新型中，具体实现上，均衡开关回路100的工作原理如下：
204.一、当单体电池bn
‑
m具有的第n
‑
m个均衡控制回路200的输入端p3和第n
‑
m个均衡控制回路200的输入端p4同时为高电平时，所述开关管q21和所述开关管q22 均导通，单体电池bn
‑
m通过正极端bn
‑
m+、所述均衡电阻rb、所述开关管q21、所述开关管q22和负极端bn
‑
m
‑
放电来进行均衡，此时，第n
‑
m个均衡开关回路100中流过的电流就是均衡电流，均衡电流的大小可以通过均衡电阻rb阻值的大小进行调节，第n
‑
m个均衡开关回路100处于均衡开启状态；在均衡开启状态下，第n
‑
m个均衡开关回路100的输出端tb所输出的均衡检测控制信号tb为低电平。
205.二、当第n
‑
m个均衡控制回路200的输入端3和第n
‑
m个均衡控制回路200的输入端4中任何一个为低电平时，所述开关管q21和所述开关管q22不是全都导通，那么单体电池bn
‑
m就不会通过正极端bn
‑
m+、所述均衡电阻rb、所述开关管q21、所述开关管q22和负极端bn
‑
m
‑
放电来进行均衡，此时，所述第n
‑
m个均衡开关回路100 中的均衡电流为零，所述第n
‑
m个均衡开关回路100处于均衡停止状态；在均衡停止状态下，第n
‑
m个均衡开关回路100的输出端tb所输出的均衡检测控制信号tb为高电平。
206.在本实用新型中，具体实现上，参见图2所示，对于不连接电池组的正极端bp+ 和负极端bp
‑
的任意一个单体电池bn
‑
m，即对于位于电池组非首尾两端位置的单体电池bn
‑
m(即不是电池组中的第一个单体电池b1以及最后一个电池单体电池bn)，该单体电池bn
‑
m连接的均衡控制回路200(即第n
‑
m个均衡控制回路200)包括：电阻 r20～r26、电阻r28、电阻r30、二极管d1、电容c21～c22、开关管q23～q27和光耦 q28，其中：
207.电阻r21的第1管脚，作为单体电池bn
‑
m具有的均衡控制回路200的输出端p3，连接电容c21的第1管脚和单体电池bn
‑
m所连接的均衡控制回路200中作为输入端3 的开关管q21的基极b；
208.电阻r21的第2管脚，连接p5端；
209.p5端，分别连接电阻r23的第1管脚和开关管q26的集电极c；
210.电容c21的第2管脚，连接二极管d1的阳极；
211.二极管d1的阳极，还分别连接开关管q23的发射极e、电容c22的第2管脚、电阻r24的第2管脚、开关管q25的发射极e和开关管q27的源极s；
212.电阻r23的第2管脚，分别连接电阻r24的第1管脚、电容c22的第1管脚和开关管q23的基极b；
213.开关管q23的集电极c，连接电阻r22的第2管脚；
214.电阻r22的第1管脚，作为单体电池bn
‑
m具有的均衡控制回路200的输出端p4，连接单体电池bn
‑
m具有的均衡开关回路100中作为输入端4的开关管q22的基极b；
215.二极管d1的阴极，作为单体电池bn
‑
m具有的均衡控制回路200的输入端2，连接单体电池bn
‑
m的负极端bn
‑
m
‑
；
216.电阻r25的第1管脚，作为单体电池bn
‑
m具有的均衡控制回路200的输入端3，连接单体电池bn
‑
m+1的正极端bn
‑
m+1+；
217.电阻r25的第2管脚，分别连接开关管q27的栅极g和开关管q25的集电极c；
218.开关管q27的漏极d，作为单体电池bn
‑
m具有的均衡控制回路200的输出端p2，用于给第n
‑
m+1个均衡控制回路200(该单体电池bn
‑
m的高位相邻单体电池bn
‑
m+1 的均衡控制
回路200)提供控制信号p2；
219.开关管q25的基极b，连接p1端；
220.p1端，还分别连接开关管q26的发射极e、电阻r28的第1管脚和光耦q28的第 2管脚；
221.开关管q26的基极b，连接电阻r26的第1管脚；
222.电阻r26的第2管脚，作为单体电池bn
‑
m具有的均衡控制回路200的输入端4，连接第n
‑
m
‑
1个均衡控制回路200(单体电池bn
‑
m的低位相邻单体电池bn
‑
m
‑
1的均衡控制回路200)的输出端p2，用于接收第n
‑
m
‑
1个均衡控制回路200(单体电池bn
‑
m+1 的均衡控制回路)输入的控制信号p2；
223.电阻r28的第2管脚，连接单体电池bn
‑
m的负极端bn
‑
m
‑
；
224.光耦q28的第1管脚，连接电阻r20的第2管脚；
225.光耦q28的第3管脚，连接电阻r30的第2管脚；
226.光耦q28的第4管脚，连接接地端gnd；
227.电阻r20的第1管脚，作为均衡控制回路200的输入端1，连接单体电池bn
‑
m的正极端bn
‑
m+；
228.电阻r30的第1管脚，作为均衡控制回路200的输入端5，连接mcu模块400的第n
‑
m个输出端，用于接收mcu模块400所输出的均衡启动信号cbn
‑
m。
229.在本实用新型中，具体实现上，对于连接电池组负极端bp
‑
的单体电池b(即b1)，该单体电池的均衡电路中的均衡控制回路200与单体电池bn
‑
m均衡控制回路200的结构基本相同，只是在电阻r26的第2管脚和电阻r28的第2管脚之间，连接有一个电阻r27。
230.需要说明的是，对于电阻r27，在实际应用中，只有在单体电池b1的均衡控制回路200中才会使用该电阻，而在其他单体电池的均衡控制回路中，则不需要焊接电阻 r27。
231.在本实用新型中，具体实现上，对于连接电池组正极端bp+的单体电池b，其均衡电路中的均衡控制回路200与单体电池bn
‑
m均衡控制回路200的结构基本相同，只是没有连接电阻r25、开关管q25和开关管q27。
232.需要说明的是，对于电阻r25、开关管q25和开关管q27，在实际应用中，不需要在单体电池bn(即连接电池组正极端bp+的单体电池b)的均衡控制回路200中焊接这三颗元件，而在其他单体电池的均衡控制回路中，则需要焊接这三颗元件。
233.在本实用新型中，具体实现上，单体电池bn
‑
m具有的均衡控制回路200的工作原理如下：
234.一、当第n
‑
m个均衡控制电路200的均衡启动信号cbn
‑
m为低电平时，光耦q28 截止，p1端被电阻r28拉低至单体电池bn
‑
m的负极端bn
‑
m
‑
，使开关管q25截止，则开关管q27的栅极g通过电阻r25被施加单体电池bn
‑
m+1的正极端bn
‑
m+1+电压而导通，使第n
‑
m个均衡控制回路200的输出端p2通过开关管q27和二极管d1与单体电池bn
‑
m的负极端bn
‑
m
‑
接通而处于低电平状态，从而使单体电池bn
‑
m+1具有的第n
‑
m+1个均衡控制回路中的开关管q26(图2未示出)导通，使第n
‑
m+1个均衡控制回路中的p5端与p1端连通；
235.在此状态下，如果mcu模块400向第n
‑
m
‑
1个均衡控制回路200输出的均衡启动信号cbn
‑
m
‑
1为低电平，那么第n
‑
m
‑
1个均衡控制回路200中的开关管q27(图2未示出)导通，其输出端p2也为低电平，使第n
‑
m个均衡控制回路200的开关管q26 导通，连接p5端和p1端；由于
低电平的均衡启动信号cbn
‑
m
‑
1使光耦q28截止，则 p5端被电阻r23、r24和二极管d1下拉至单体电池bn
‑
m的负极端bn
‑
m
‑
，p1端被电阻r28和二极管d1也下拉至单体电池bn
‑
m的负极端bn
‑
m
‑
，所以p5端和p1端电压都等于零，关断开关管q23，使第n
‑
m个均衡控制回路200的输出端p4为高阻态，从而使第n
‑
m个均衡开关回路100中的开关管q22截止，同时，使第n
‑
m个均衡控制回路200的输出端p3的电压也为零，使第n
‑
m个均衡开关回路100中的开关管q21 截止，至此，控制第n
‑
m个均衡开关回路100处于均衡停止状态；
236.如果mcu模块400向第n
‑
m
‑
1个均衡控制回路输出的均衡启动信号cbn
‑
m
‑
1为高电平，那么第n
‑
m
‑
1个均衡控制回路200中的开关管q27(图2未示出)截止，其输出端p2为高阻态，使第n
‑
m个均衡控制回路200的开关管q26截止，断开p5端和 p1端的连接；因此，p5端被电阻r23和电阻r24拉低至单体电池bn
‑
m的负极端bn
‑
m
‑
，使第n
‑
m个均衡控制回路200的输出端p3的电压为零，同时关断开关管q23使第n
‑
m 个均衡控制回路200的输出端p4为高阻态，使第n
‑
m个均衡开关回路100中的开关管q21～q22截止，控制均衡开关回路100处于均衡停止状态；
237.需要说明是，当mcu模块400向n个单体电池所输出的n个均衡启动信号cb都为低电平时，n个单体电池具有的n个均衡控制回路200中的开关管q27全部处于导通状态，从而使开关管q26全部处于导通状态，连接p5端和p1端；
238.二、当第n
‑
m个均衡控制电路200的均衡启动信号cbn
‑
m为高电平时，光耦q28 导通，p1端通过电阻r20和电阻r28分压作用变为高电平；
239.由于p1端为高电平状态，因此开关管q25导通，使开关管q27截止，使第n
‑
m 个均衡控制回路200的输出端p2为高阻态，从而使第n
‑
m+1个均衡控制回路中的开关管q26(图2未示出)截止，使第n
‑
m+1个均衡控制回路中的p5端与p1端断开连接；
240.在此状态下，如果第n
‑
m
‑
1个均衡控制回路200的均衡启动信号cbn
‑
m
‑
1为低电平，第n
‑
m
‑
1个均衡控制回路200中的开关管q27(图2未示出)导通，其输出端p2也为低电平，使第n
‑
m个均衡控制回路200的开关管q26导通，连接p5端和p1端；由于p1端的电压为高电平，因此，p5端也为高电平，使第n
‑
m个均衡控制回路200的输出端p3为高电平；同时使开关管q23导通，使第n
‑
m个均衡控制回路200的输出端p4也为高电平，因此，使第n
‑
m个均衡开关回路100中的开关管q21～q22全部导通；此时，第n
‑
m个均衡开关回路100处于均衡开启状态；
241.如果第n
‑
m
‑
1个均衡控制回路的均衡启动信号cbn
‑
m
‑
1为高电平，那么第n
‑
m
‑
1 个均衡控制回路200中的开关管q27(图2未示出)截止，其输出端p2为高阻态，使第n
‑
m个均衡控制回路200的开关管q26截止，断开p5端和p1端的连接；因此，p5 端被电阻r23和电阻r24拉低至单体电池bn
‑
m的负极端bn
‑
m
‑
，使第n
‑
m个均衡控制回路200的输出端p3的电压为零，同时关断开关管q23使第n
‑
m个均衡控制回路 200的输出端p4为高阻态，使第n
‑
m个均衡开关回路100中的开关管q21～q22截止，控制均衡开关回路100由均衡开启状态变为均衡停止状态；
242.需要说明是，当mcu模块400向任意两个相邻的单体电池bn
‑
m和单体电池bn
‑
m
‑
1具有的均衡电路输出的均衡启动信号cbn
‑
m和cbn
‑
m
‑
1都为高电平时，更靠近电池组负极端b
‑
的单体电池bn
‑
m
‑
1具有的均衡电路(即第n
‑
m
‑
1个均衡电路)的均衡启动信号cbn
‑
m
‑
1优先级最高，只允许单体电池bn
‑
m
‑
1可以开启均衡，单体电池 bn
‑
m
‑
1具有的第n
‑
m
‑
1个均衡控制回路200的输出端p2为高阻态，从而使单体电池 bn
‑
m具有的第n
‑
m个均衡控制回路200中
的开关管q26截止，从而使第n
‑
m个均衡控制回路200的输出端p3为低电平、输出端p4为高阻态，自动将第n
‑
m个均衡开关回路100由均衡开启状态变为均衡停止状态，而仅使第n
‑
m
‑
1个均衡开关回路100处于均衡开启状态，这样不但减小了由于同时开启任意相邻的均衡开关回路100所导致的多路均衡电阻发热，避免积聚的热量，而且降低了由此引发的均衡开关回路失效的概率，还不需要因热量积聚而采取的频繁停止和开启均衡的措施，从而可以提高对单体电池的均衡效果。
243.需要说明的是，当由于mcu模块400的均衡策略错误而使任意相邻的均衡启动信号都为高电平时，本实用新型的均衡电路仅响应优先级最高的均衡启动信号，而将与优先级别最高的均衡启动信号相邻的均衡启动信号视为无效信号；此外，当任意互不相邻的均衡启动信号都为高电平时，其所对应的均衡开关回路100均处于均衡开启状态。
244.在本实用新型中，具体实现上，参见图3所示，对于不连接电池组的正极端bp+ 和负极端bp
‑
的单体电池bn
‑
m，该单体电池bn
‑
m的均衡检测回路300包括：电阻 r40～r47、开关管q40～q43和光耦q40，其中：
245.电阻r40的第1管脚，作为均衡检测回路300的输入端2，连接单体电池bn
‑
m的正极端bn
‑
m+；
246.电阻r40的第2管脚，连接光耦q40的第1管脚；
247.光耦q40的第2管脚，作为均衡检测回路300的输入端1，连接单体电池bn
‑
m具有的均衡开关回路100的输出端tb，用于接收均衡开关回路100输出的均衡检测信号 tb；
248.光耦q40的第3管脚，连接电阻r47的第1管脚；
249.光耦q40的第4管脚，连接开关管q41的集电极c；
250.开关管q41的基极b，连接电阻r41的第2管脚；
251.开关管q41的发射极e，作为单体电池bn
‑
m具有的均衡检测回路300的检测输出端mb，分别连接电阻r42的第1管脚、电阻r43的第1管脚和电阻r44的第2管脚；
252.需要说明是，所述均衡检测回路300的检测输出端mb输出的均衡检测信号mb 具有三种状态：高电平、低电平和0v。
253.电阻r41的第1管脚，作为单体电池bn
‑
m具有的均衡检测回路300的输入端3，连接mcu模块400的第n
‑
m个输出端，用于接收mcu模块400向单体电池bn
‑
m具有的均衡控制回路200(即第n
‑
m个均衡控制回路200)输出的均衡启动信号cbn
‑
m；
254.电阻r42的第2管脚，连接接地端gnd；
255.电阻r43的第2管脚，连接接地端gnd；
256.电阻r44的第1管脚，连接开关管q43的集电极c；
257.开关管q43的发射极e，连接电阻r45的第1管脚；
258.开关管q43的基极b，连接开关管q42的集电极c；
259.电阻r45的第2管脚和电阻r47的第2管脚在汇流后的端点，作为均衡检测回路 300的输入端5，连接电源模块500的输出端vdd，用于接收直流电源5v；
260.开关管q42的基极b，连接电阻r46的第1管脚；
261.开关管q42的发射极e，连接接地端gnd；
262.电阻r46的第2管脚，作为均衡检测回路300的输入端4，连接mcu模块400的第n
‑
m
‑
1个输出端cb，用于接收mcu模块400向单体电池bn
‑
m的低位相邻单体电池bn
‑
m
‑
1具有的均衡
控制回路200(即第n
‑
m个均衡控制回路200)输出的均衡启动信号cbn
‑
m
‑
1；
263.在本实用新型中，具体实现上，单体电池bn
‑
m具有的均衡检测回路300的工作原理如下：
264.一、当mcu模块400向单体电池bn
‑
m
‑
1具有的均衡控制回路200(即第n
‑
m个均衡控制回路200)输出的第n
‑
m
‑
1个均衡开启信号cbn
‑
m
‑
1为低电平时，开关管q41、 q42截止；
265.如果第n
‑
m个均衡开启信号cbn
‑
m为高电平且均衡开关回路100为均衡开启状态时，其输出端tbn
‑
m为低电平，所述光耦q40导通；由于均衡开启信号cbn
‑
m为高电平，通过电阻r41～r43分压后使所述第n
‑
m个均衡检测回路300输出端mb为高电平；由于均衡开启信号cbn
‑
m为高电平且均衡状态检测信号mb也为高电平，因此， mcu模块400判定第n
‑
m个均衡开关回路100处于均衡开启状态。
266.如果第n
‑
m个均衡开启信号cbn
‑
m为低电平且均衡开关回路100为均衡截止状态时，其输出端tb为高阻态，所述光耦q40截止，第n
‑
m个均衡检测回路300输出端 mb被电阻r42～r43拉低0v；由于均衡开启信号cbn
‑
m为低电平且均衡状态检测信号mb为0v，因此，mcu模块400判定第n
‑
m个均衡开关回路100处于均衡截止状态。
267.如果第n
‑
m个均衡开启信号cbn
‑
m为高电平且均衡开关回路100为均衡截止状态时，其输出端tb为高阻态，所述光耦q40截止，第n
‑
m个均衡检测回路300输出端 mb被电阻r42～r43拉低0v；由于均衡开启信号cbn
‑
m为高电平且均衡状态检测信号mb为0v，因此，mcu模块400判定第n
‑
m个均衡开关回路100或第n
‑
m个均衡控制回路200处于均衡故障状态。
268.如果第n
‑
m个均衡开启信号cbn
‑
m为低电平且均衡开关回路100为开启截止状态时，其输出端tb为低电平，所述光耦q40导通，使所述第n
‑
m个均衡检测回路300 输出端mb为高电平；由于均衡开启信号cbn
‑
m为低电平且均衡状态检测信号mb为高电平，因此，mcu模块400判定第n
‑
m个均衡开关回路100或第n
‑
m个均衡控制回路200处于均衡故障状态。
269.二、当第n
‑
m
‑
1个均衡开启信号cbn
‑
m
‑
1为高电平(优先级最高)时，开关管q41、 q42导通，所述电源模块500的输出电压vdd被电阻r42～r44分压后使所述第n
‑
m 个均衡检测回路300输出端mb为低电平；
270.由于，所述第n
‑
m个均衡检测回路300输出端mb为低电平，因此，mcu模块 400判定第n
‑
m个均衡开关回路100和均衡控制回路200处于均衡无效状态。
271.需要说明的是，由于第n
‑
m
‑
1个均衡开启信号cbn
‑
m
‑
1为高电平，优先级最高，所以使得第n
‑
m个均衡开关回路100处于截止状态，则第n
‑
m个均衡开关回路100的输出端tb为高阻态，使所述光耦q40截止，此时，不管第n
‑
m个均衡开启信号cbn
‑
m 为高电平还是低电平，都不会影响第n
‑
m个均衡检测回路300输出端mb的低电平信号状态。
272.在本实用新型中，具体实现上，需要说明的是，mcu模块400的芯片mcu，可以应用目前普遍应用的品牌、系列和型号，如nxp的mc9s12系列、英飞凌的tc2系列的tc235等，芯片mcu的型号不在本实用新型保护范围内。
273.在本实用新型中，具体实现上，需要说明的是，电源模块500为现有bms技术方案中普遍应用的电源电路，技术人员无需创新即可轻松获得并应用，该电源电路的技术方案不属于本实用新型的技术方案，故在此不作具体解释。
274.与现有技术相比较，本实用新型提供的具有安全机制的电池组均衡电路，具有如下有益效果：
275.1、对于本实用新型的技术方案，硬件电路设计科学，电子元器件为普遍应用型号，易于选型且元器件价格低廉；
276.2、由于本实用新型的技术方案的硬件电路功耗较低，故可以采用表贴型小功率电子元器件，因此电路板占用空间小，极大降低了材料成本。因此，本实用新型的技术方案具有很强的实用价值和市场推广价值。
277.综上所述，与现有技术相比较，本实用新型提供的一种具有安全机制的电池组均衡电路，其设计科学，能够通过硬件控制电路，使得任意相邻的多个单体电池不能同时开启均衡，降低均衡电路的失效概率，提高均衡电路的可靠性，从而降低了因为均衡电路失效而造成的电池损伤，有效地提高对电池的均衡效果，降低安全事故的发生概率，具有重大的实践意义。
278.通过应用本实用新型，当用于执行现有均衡控制策略的原有mcu模块，由于软件错误而输出任意多个相邻的均衡启动信号时，能够自动按照规定的优先级别，只是开启其中更靠近电池组负极端的一个单体电池对应的均衡电路，而停止更靠近电池组正极端的其他单体电池对应的均衡电路，有效地避免了多个相邻的单体电池对应的均衡电路同时开启，因此，不但显著降低了均衡电路中的均衡开关被高压击穿的失效概率，而且降低了均衡电路中发热元件因热量积聚而引起均衡电路失效的概率。
279.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。