电池充放电电路及其控制方法与流程

本发明涉及电池，具体涉及一种电池充放电电路及其控制方法。

背景技术：

1、在bms(battery management system，电池管理系统)中，电池充放电电路通常采用大功率的高压mos管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，金属-氧化物半导体场效应开关管)作为充放电开关管，而在电路开关瞬间，电流突变产生的尖峰电压可能损坏充mos管。如果没有对充放电开关管进行失效诊断，若出现mos管失效，可导致电池充放电电路功能失效甚至产生安全事故。为了延长bms的使用寿命，同时也考虑到电池在充放电过程中的安全问题，必须对充放电开关管进行失效诊断。

2、但是，目前市面上充放电开关管的诊断方案，均需要设置多个驱动模块分别控制不同的充放电开关管，电路结构复杂。

技术实现思路

1、本发明的实施例提供了一种电池充放电电路及其控制方法，仅设置一驱动模块，即可判断充放电开关模块是否失效，解决了现有诊断方案中电路结构复杂的技术问题。

2、第一方面，本发明的实施例提供了一种电池充放电电路，包括主控模块、驱动模块、充放电开关模块、电流采集模块以及电池；

3、所述驱动模块连接于所述主控模块，所述驱动模块用于在所述主控模块的控制下输出第一驱动电压和第二驱动电压，所述第一驱动电压的电压值和所述第二驱动电压的电压值均可调；

4、所述充放电开关模块包括第一控制端、第二控制端、输入端以及输出端，所述第一控制端接入所述第一驱动电压，所述第二控制端接入所述第二驱动电压，所述输入端连接于所述电池的正极，所述输出端连接于所述电池充放电电路的第一外接端口，所述电池的负极连接于所述电池充放电电路的第二外接端口；所述充放电开关模块用于在所述第一驱动电压和所述第二驱动电压的驱动下导通所述电池充放电电路的回路；

5、所述电流采集模块连接于所述主控模块，所述电流采集模块用于采集所述电池充放电电路的回路电流，并将所述回路电流反馈至所述主控模块；

6、所述主控模块分别连接于所述输入端和所述输出端，所述主控模块用于采集所述输入端的电压值和所述输出端的电压值，并根据所述输入端的电压值、所述输出端的电压值以及所述回路电流计算所述充放电开关模块的内阻，以判断所述充放电开关模块是否失效。

7、在一实施例中，所述驱动模块包括驱动芯片以及连接于所述驱动芯片的第一调压单元和第二调压单元；

8、所述驱动芯片、所述第一调压单元以及所述第二调压单元分别连接于所述主控模块，所述驱动芯片用于在所述主控模块的控制下输出第一初始驱动电压和第二初始驱动电压；所述第一调压单元用于基于所述第一初始驱动电压调整所述第一驱动电压，所述第二调压单元用于基于所述第二初始驱动电压调整所述第二驱动电压。

9、在一实施例中，所述第一调压单元和/或所述第二调压单元均集成在所述驱动芯片内。

10、在一实施例中，所述电流采集模块包括采样电阻和电流采集芯片；

11、所述采样电阻串联在所述电池的负极和所述第二外接端口之间，所述电流采集芯片具有第一输入引脚、第二输入引脚以及输出引脚；所述第一输入引脚连接于所述采样电阻的一端，所述第二输入引脚连接于所述采样电阻的另一端，所述输出引脚连接于所述主控模块。

12、在一实施例中，所述电流采集模块还包括第一电阻和第二电阻；

13、所述第一电阻串联在所述第一输入引脚和所述采样电阻的一端之间，所述第二电阻串联在所述第二输入引脚和所述采样电阻的另一端之间；所述第一电阻的阻值和所述第二电阻的阻值相等。

14、在一实施例中，所述充放电开关模块包括放电开关管和充电开关管，所述放电开关管的第一极和充电开关管的第一极连接于一节点，所述放电开关管的栅极连接于所述第一控制端，所述充电开关管的栅极连接于所述第二控制端；所述放电开关管的第二极连接于所述输入端，所述充电开关管的第二极连接于所述输出端。

15、在一实施例中，所述主控模块还连接于所述节点，以采集所述节点的电压值；

16、所述主控模块用于根据所述输入端的电压值、所述节点的电压值以及所述回路电流计算所述放电开关管的内阻，以判断所述放电开关管是否失效；所述主控模块还用于根据所述输出端的电压值、所述节点的电压值以及所述回路电流计算所述充电开关管的内阻，以判断所述充电开关管是否失效。

17、在一实施例中，所述主控模块还连接于所述放电开关管的栅极和所述充电开关管的栅极，以采集所述放电开关管的栅极电压和所述充电开关管的栅极电压。

18、在一实施例中，所述电池充放电电路还包括可控保险，所述可控保险串接在所述电池充放电电路的回路中；

19、所述主控模块连接于所述可控保险，所述主控模块还用于当判断出所述充放电开关模块失效时，开启所述可控保险。

20、第二方面，本发明的实施例提供了一种电池充放电电路的控制方法，应用于如上述任一项所述的电池充放电电路，其包括：

21、s1、获取所述第一驱动电压和所述第二驱动电压；

22、s2、基于所述第一驱动电压和所述第二驱动电压，采集所述电池充放电电路的回路电流；

23、s3、采集所述输入端的电压值和所述输出端的电压值，并根据所述输入端的电压值和所述输出端的电压值以及所述回路电流计算所述充放电开关模块的内阻；

24、s4、根据所述内阻判断所述充放电开关模块是否失效。

25、在一实施例中，步骤s4具体为：

26、根据所述内阻和所述充放电开关模块的特性曲线判断所述充放电开关模块是否失效。

27、在一实施例中，在步骤s4之前还包括：

28、s5、调节所述第一驱动电压的电压值和所述第二驱动电压的电压值；

29、重复步骤s2-s3至少两次；

30、步骤s4具体为：

31、根据至少两次计算得到的所述内阻判断所述充放电开关模块是否失效。

32、本发明的实施例的有益效果：

33、在本发明的实施例中，电池充放电电路包括主控模块、驱动模块、充放电开关模块、电流采集模块以及电池，通过主控模块分别采集充放电开关模块输入端和输出端的电压值，以及通过电流采集模块采集电池充放电电路的回路电流，可以计算充放电开关模块的内阻，并根据计算得到的内阻判断充放电开关模块是否失效，从而在电池充放电的状态下，都能判断出充放电开关模块是否失效，进而提高电池充放电电路在应用过程中的安全可靠性。且本发明的实施例仅需设置一驱动模块，即可判断充放电开关模块是否失效，简化了电池充放电电路的电路结构。

技术特征：

1.一种电池充放电电路，其特征在于，包括主控模块、驱动模块、充放电开关模块、电流采集模块以及电池；

2.根据权利要求1所述电池充放电电路，其特征在于，所述驱动模块包括驱动芯片以及连接于所述驱动芯片的第一调压单元和第二调压单元；

3.根据权利要求2所述电池充放电电路，其特征在于，所述第一调压单元和/或所述第二调压单元均集成在所述驱动芯片内。

4.根据权利要求1至3任一项所述的电池充放电电路，其特征在于，所述电流采集模块包括采样电阻和电流采集芯片；

5.根据权利要求4所述的电池充放电电路，其特征在于，所述电流采集模块还包括第一电阻和第二电阻；

6.根据权利要求1至3任一项所述的电池充放电电路，其特征在于，所述充放电开关模块包括放电开关管和充电开关管，所述放电开关管的第一极和充电开关管的第一极连接于一节点，所述放电开关管的栅极连接于所述第一控制端，所述充电开关管的栅极连接于所述第二控制端；所述放电开关管的第二极连接于所述输入端，所述充电开关管的第二极连接于所述输出端。

7.根据权利要求6所述的电池充放电电路，其特征在于，所述主控模块还连接于所述节点，以采集所述节点的电压值；

8.根据权利要求6所述的电池充放电电路，其特征在于，所述主控模块还连接于所述放电开关管的栅极和所述充电开关管的栅极，以采集所述放电开关管的栅极电压和所述充电开关管的栅极电压。

9.根据权利要求1至3任一项所述的电池充放电电路，其特征在于，所述电池充放电电路还包括可控保险，所述可控保险串接在所述电池充放电电路的回路中；

10.一种电池充放电电路的控制方法，应用于如权利要求1-9任一项所述的电池充放电电路，其特征在于，包括：

11.根据权利要求10所述的电池充放电电路的控制方法，其特征在于，步骤s4具体为：

12.根据权利要求10所述的电池充放电电路的控制方法，其特征在于，在步骤s3和步骤s4之间还包括：

技术总结
本发明提供一种电池充放电电路及其控制方法。电池充放电电路包括主控模块、驱动模块、充放电开关模块、电流采集模块以及电池。驱动模块用于在主控模块的控制下输出电压值均可调的第一驱动电压和第二驱动电压；充放电开关模块包括的第一控制端接入第一驱动电压，第二控制端接入第二驱动电压；电流采集模块用于采集电池充放电电路的回路电流，并将回路电流反馈至主控模块；主控模块用于采集输入端的电压值和输出端的电压值，并根据输入端的电压值、输出端的电压值以及回路电流计算充放电开关模块的内阻，以判断充放电开关模块是否失效。本发明能够判断充放电开关模块是否失效，并简化电池充放电电路的电路结构。

技术研发人员：张雄
受保护的技术使用者：湖北亿纬动力有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13