CN101257273A - 一种由二次锂电池组供电的直流电机驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种由二次锂电池组供电的直流电机驱动装置。其结构为：它包括由二次锂电池串联组成的电池组，电池组与电流检测电阻串联；充电模块一端与电池组一端，另一端与电流检测电阻连接；同时电池组的各电池两端以及电流检测电阻两端分别与控制模块的输入端连接；控制模块输出端与显示模块连接；控制模块输出端还分别与MOSFET驱动模块和电机工作状态检测模块连接，MOSFET驱动模块输出端与充电模块连接，电机工作状态检测模块输出端与直流电机模块连接。其优点为集成度高、电源转换效率高、结构简单、成本低、工作可靠、使用方便。

Description

一种由二次锂电池组供电的直流电机驱动装置

技术领域

本发明是一种由二次锂电池组供电的直流电机驱动装置，属于电子控制技术领域。

背景技术

当今电池技术日新月异，二次锂电池的能量密度、功率密度都越来越大，体积却越来越小、成本也越来越低，这些都促进了二次锂电池在直流电机驱动领域的应用。由于二次锂电池所具有优越性能，在便携式电动工具、电动自行车、电动汽车等各种使用电池的供电的直流电机驱动领域中，二次锂电池已经获得了越来越广泛的应用；可是由于二次锂电池存在安全性的问题，在二次锂电池的使用中都需要专用的充电和放电保护电路，另外直流电机特别是无刷电机也需要专门的驱动电路才能可靠的工作。当前使用二次锂电池供电的直流电机的驱动方案一般采用图1所示的电路结构，图中控制模块3通过检测电池1的状态，确定充电MOSFET模块7和放电MOSFET模块6开启和关闭，同时控制模块3可以根据电池的状态通过显示模块10显示系统的剩余电量和充放电状态；直流电机的驱动控制使用另外的直流电机驱动保护模块11实现，电机驱动模块4通过电机状态检测模块9输入的电机状态控制PWM输出和MOSFET的输出状态。这样由电池到电机的驱动回路中就要串联两个MOSFET，MOSFET的导通电阻和开关损耗都会耗散电池的能量，降低了电源的转换效率；控制模块3和直流电机驱动模块11分别工作，控制模块3无法实时了解电机的工作状态，不利于二次锂电池存储能源的充分利用；另外使用两个分离的模块分别保护电池和驱动直流电机，使系统的集成度低、可靠性差；另外成本也很高，这些都限制了使用二次锂电池驱动的直流电机在更广阔的范围内的应用。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术的不足，提供具有结构简单、电源转换效率高、使用方便、成本低、集成度高、工作可靠等优点的一种由二次锂电池组供电的直流电机驱动装置。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种由二次锂电池组供电的直流电机驱动装置，它包括由二次锂电池串联组成的电池组，电池组与电流检测电阻串联；充电模块一端与电池组一端，另一端与电流检测电阻连接；同时电池组的各电池两端以及电流检测电阻两端分别与控制模块的输入端连接；控制模块输出端与显示模块连接；控制模块输出端还分别与MOSFET驱动模块和电机工作状态检测模块连接，MOSFET驱动模块输出端与充电模块连接，电机工作状态检测模块输出端与直流电机模块连接。

所述直流电机模块为直流有刷电机，它与电机工作状态检测模块连接，直流有刷电机两端还与电池组和电流检测电阻连接。

所述充电模块包括充电器以及与之串联的充电MOSFET模块和放电MOSFET模块，它们共同与电池组和电流检测电阻串联，充电MOSFET模块和充电器与直流有刷电机两端并联，充电器还与控制模块连接；充电MOSFET模块和放电MOSFET模块还与MOSFET驱动模块的输出端与连接。

所述直流电机模块为直流无刷电机，它与MOSFET驱动桥连接，MOSFET驱动桥与电池组和电流检测电阻连接，同时MOSFET驱动桥还与MOSFET驱动模块输出端连接。

所述充电模块由充电器和与之串联的充电MOSFET模块组成，它们与电池组和电流检测电阻串联，充电器还与控制模块连接，充电MOSFET模块与MOSFET驱动模块连接。

所述控制模块内部有4路电平转换电路、6路A/D输入回路与数据选择器MUX电连接，数据选择器MUX与A/D转换器连接，A/D转换器与数据总线双向通信；程序计数器输入端与数据总线连接，输出端与ROM模块输入端连接，ROM模块输出端与指令寄存器输入端连接，指令寄存器输出端与指令译码器输入端连接，指令译码器输出端与控制总线连接；工作寄存器与数据总线双向通信连接，其输出端与程序计数器输入端、SRAM模块输入端和ALU模块输入端连接，ALU模块输出端与数据总线连接，同时指令寄存器输出端分别与工作寄存器输入端和SRAM模块输入端连接，SRAM模块则与数据总线双向通信连接；状态寄存器、EEPROM模块分别与数据总线双向通信连接；4路电平转换电路输出端与电池保护寄存器输入端连接，电池保护寄存器与数据总线双向通信，电池保护寄存器还通过电压比较器与电平转换电路与电流检测电阻连接；电流检测电阻通过电阻和电容与∑-Δ变换器连接，∑-Δ变换器与电量累积寄存器连接，电量累积寄存器则与数据总线双向通信；至少一个输入/输出模块、中断处理单元、定时器计数器、PWM输出模块、MOS状态寄存器分别与数据总线双向通信；MOS状态寄存器与MOS驱动电路连接，MOS驱动电路则分别与充电MOS和放电MOS连接；控制模块通过电平转换电路、A/D电路采样每节电池的电压，通过A/D电路采样电池的温度变化，通过电流检测电阻检测流过电池组的电流，并根据电池的电压、电流、温度的变化实现对串联电池组的充电和放电控制。

本发明提供了一种由二次锂电池组供电的直流电机驱动装置。该装置中二次锂电池与电平转换电路电连接，电平转换电路的输出与数据选择器MUX连接，多路A/D输入接口也与数据选择器MUX电连接，数据选择器MUX的输出连接到A/D转换器，A/D转换器的转换结果送入数据总线，电平转换电路的输出分别同时送入一个门值可设的比较器，比较器的结果送入电池保护状态寄存器，流过二次锂电池的电流通过检测电阻变换为电压信号，该电压信号通过RC滤波后送入∑-Δ转换电路，∑-Δ转换电路的结果送入电量累积寄存器，电量累积寄存器的结果送入数据总线，同时该电压送入一个门值电平可设的比较器，比较器的结果也送入电池保护状态寄存器，控制模块根据电池保护状态寄存器的值实现对电池充电放电异常状态的保护操作，MOS状态寄存器连入数据总线并控制MOS驱动电路，进而驱动充电和放电MOS，实现对电池充电和放电过程的保护，借助输入输出线实现对外部直流电机工作模式的管理控制，多路A/D输入口分别检测电池的电压和输入输出的电流，并根据检测数据控制MOSFET的开启关闭，实现对电池的完美保护，A/D输入口还同时检测直流电机输入状态检测模块的输出，了解电机的运行状态，并通过PWM输出口控制直流电机的运行状态。

控制模块对电池组的管理包括对锂离子电池的智能管理，可以完成对锂离子电池组充电和放电管理、可以完成锂离子电池组剩余容量的指示、可以完成对锂离子电池组异常工作状态的保护管理；

控制模块对直流电机的驱动管理包括，直流电机的软启动控制、直流电机的工作速度控制、直流电机的电流过载保护、直流电机的温度超范围保护、其它直流电机异常工作状态保护；

控制模块控制的直流电机可以是直流有刷电机；

控制模块控制的直流电机可以是直流无刷电机。

本发明的有益效果是：结构简单、电源转换效率高、使用方便、成本低、集成度高、工作可靠。

附图说明

图1为当前电机驱动结构图(以3串为例)；

图2为有刷直流电机驱动结构图(以3串为例)；

图3无刷直流电机驱动结构图(以3串电池3相无刷电机为例)；

图4控制模块内部结构框图；

图5二次锂电池保护处理流程；

图6直流有刷电机控制流程。

其中，1.电池组，2.直流电机，3.控制模块，301.4路电平转换电路，302.数据选择器MUX，303.A/D转换器，304.程序计数器，305.ROM模块，306.指令寄存器，307.指令译码器，308.工作寄存器，309.ALU模块，310.SRAM模块，311.状态寄存器，312.EEPROM模块，313.电量累积寄存器，314.∑-Δ转换电路，315.输入/输出模块，316.中断处理单元，317.定时器计数器，318.PWM输出模块，319.MOS状态寄存器，320.MOS驱动电路，321.电池保护寄存器，4.电机驱动模块，5.充电器，6.放电MOSFET模块，7.充电MOSFET模块，8.电流检测电阻，9.电机工作状态检测模块，10.显示模块，11.电机驱动保护模块，12.MOSFET驱动桥，13.MOSFET驱动模块。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。

本发明以下的描述将结合实例进行，实例中又以三节电池串联驱动直流电机为例说明，但本发明并不限于此中的实例，也不局限于三节电池串联驱动直流电机的应用。本发明应该包括权利要求所界定的发明主旨以及发明范围内的所有变更、修改和等同物。

实施例1：

图2为使用本发明实施例的一种用于三节电池串联驱动有刷直流电机的驱动电路。二次锂电池串联组成的电池组1，电池组1与电流检测电阻8串联，控制模块3的输入端分别与电池组1的各二次锂电池两端以及电流检测电阻8两端电连接，控制模块3输出端与显示模块10电连接，同时控制模块3与MOSFET驱动模块13电连接，MOSFET驱动模块13同时与放电MOSFET模块6和充电MOSFET模块7电连接，MOSFET驱动模块13与控制模块3电连接，电机工作状态检测模块9与控制模块3电连接，充电MOSFET模块7、控制模块3、有刷直流电机2和电流检测电阻8还与充电器5电连接。

控制模块3多数时间处于节电模式下，控制模块被唤醒后首先检查唤醒源是否是按键，如果是按键唤醒，则显示系统的剩余电量，然后再次设置控制模块进入节电模式；如果不是按键唤醒，就再检测外部电源是否存在，如果外部电源存在，电池组处于充电模式，就需要根据电池组的温度和每节电池的电压确定是否需要为电池组充电以及如何充电；首先测量电池的温度，然后判断是否在可充电温度范围内，只有在规定的范围内才能对电池充电，如果温度不符合要求，电池组就会进入温度保护模式，进入温度保护模式后再设置控制模块进入节电模式，如果温度符合要求，控制模块需要再检查每节电池的电压V1、V2、V3，然后再判断是否有电池电压达到过充保护电压，如果有电池的电压达到过充保护电压，控制模块关闭充电电路，进入过充保护模式，进入过充保护模式后再次设置控制模块进入节电模式，如果每节电池电压都小于过充保护电压，就判断每节电池的电压是否都满足快速充电条件，如果满足就启动快速充电，如果不满足快速充电条件，再判断每节电池的电压是否都满足唤醒充电的条件，如果满足就启动唤醒充电模式，否则就是电池电压异常，启动电池电压异常报警模块通知将故障信息通知系统，启动报警后再次设置控制模块进入节电模式，启动快速充电或唤醒充电后测试电池组的充电电流，根据测试的充电电流判断实际充电电流是否大于设定的最大可充电电流，如果大于最大可充电电流就启动充电电流异常报警模块，启动电流异常报警后控制模块再次进入节电模式，如果测试电流小于最大可充电电流，需要再判断测试电流是否小于设定的充电结束电流，如果不小于充电结束电流，则控制模块再次进入节电模式，如果测试电流小于充电结束电流，则再判断电池电压是否满足充电结束电压，如不是，则将控制模块设置进入节电模式，如果是则关闭充电MOSFET结束充电后，再将控制设置进入节电模式；如果判断外部电源不在，则控制模块进入放电管理模式，放电管理模式下，控制模块首先检测电池的温度，二次锂电池的放电对高温和低温都有一定的要求，如果测试温度不在设定的可放电温度范围内，则启动放电温度异常保护，关闭放电MOSFET，而后将控制模块设置进入节电模式，如果满足放电的温度范围要求，控制模块再检测每节电池的电压，然后判断每节电池的电压是否有小于放电保护电压的，如果有，则关闭放电MOSFET，控制模块进入放电欠压保护的模式，然后再设置控制模块进入节电模式，如果每节电池电压都大于放电保护电压，则控制模块再检测放电电流，看放电电流是否大于最大可放电电流，如果是，则关闭放电MOSFET，控制模块进入放电过流保护模式，而后再设置控制模块进入节电模式，否则直接设置控制模块进入节电模式。

电机需要启动时，首先测试电机的温度，如果电机的温度大于设定的工作温度，则电机不能启动，需要通过延时程序延时一定时间，然后再次测试电电机温度，如果电机温度不大于设定的工作温度，需要再测试电机的工作速度，看电机的速度是否为0，如果为0需要启动软启动电路，如果速度不为0，就需要判断电机的工作速度是否达到设定的速度范围，如果达到设定的速度范围就保持PWM输出的占空比不变，如果速度超出规定的速度范围，需要判断电机速度是大于设定速度还是小于设定速度，如果大于设定速度，就减小PWM输出的占空比，如果小于设定速度，就增大PWM输出的占空比，这样电机就在控制模块的管理下实现正常运转。

实施例2：

图3中，它包括由二次锂电池串联组成的电池组1，电池组1与电流检测电阻8串联，控制模块3的输入端分别与电池组1的各二次锂电池两端以及电流检测电阻8两端连接，控制模块3输出端与显示模块10电连接，同时控制模块3与MOSFET驱动模块13电连接，MOSFET驱动模块13与串联在电池组1和无刷直流电机2间的MOSFET驱动桥12电连接，并通过该MOSFET驱动桥12驱动直流无刷电机16，充电MOSFET模块7、控制模块3以及电流检测电阻8、与充电器5电连接。

实施例2的二次锂电池管理与实施例1相同，实施例2控制的电机为无刷直流电机。电机启动，首先测试电机的工作温度是否符合工作要求，如符合，控制模块通过电机工作状态检测模块测试电机各转子在电机内的相位，然后根据表1中相位、转动方向和驱动绕组的关系，对相应的绕组通电，然后再测试电机的工作速度是否达到设定的要求，如果合适就保持PWM输出的占空比不变，如果速度小于设定的速度，则增加PWM输出的占空比，提高电机的速度，如果大于设定的速度，就减小PWM输出的占空比，减小电机的速度。由此实现对无刷电机的控制。

当实施例2中使用的无刷电机为无位置传感器的无刷电机时，控制模块会提前试启动电机运转，然后检测各绕组的反向电动势，进而确定电机各绕组的相位。

图4为本发明控制模块3的结构图。

控制模块3内部有4路电平转换电路301、6路A/D输入回路与数据选择器MUX302电连接，数据选择器MUX302与A/D转换器303连接，A/D转换器303与数据总线双向通信；程序计数器304输入端与数据总线连接，输出端与ROM模块305输入端连接，ROM模块305输出端与指令寄存器306输入端连接，指令寄存器306输出端与指令译码器307输入端连接，指令译码器307输出端与控制总线连接；工作寄存器308与数据总线双向通信连接，其输出端与程序计数器304输入端、SRAM模块310输入端和ALU模块309输入端连接，ALU模块309输出端与数据总线连接，同时指令寄存器306输出端分别与工作寄存器308输入端和SRAM模块310输入端连接，SRAM模块310则与数据总线双向通信连接；状态寄存器311、EEPROM模块312分别与数据总线双向通信连接；4路电平转换电路301输出端与电池保护寄存器321输入端连接，电池保护寄存器321与数据总线双向通信，电池保护寄存器321还通过电压比较器与电平转换电路与电流检测电阻连接；电流检测电阻通过电阻和电容与∑-Δ变换器连接，∑-Δ变换器与电量累积寄存器313连接，电量累积寄存器313则与数据总线双向通信；至少一个输入/输出模块315、中断处理单元316、定时器计数器317、PWM输出模块318、MOS状态寄存器319分别与数据总线双向通信；MOS状态寄存器319与MOS驱动电路320连接，MOS驱动电路320则分别与充电MOS和放电MOS连接；控制模块3通过电平转换电路、A/D电路采样每节电池的电压，通过A/D电路采样电池的温度变化，通过电流检测电阻检测流过电池组的电流，并根据电池的电压、电流、温度的变化实现对串联电池组的充电和放电控制。

图5为二次锂电池充电放电保护处理的流程(以3节电池串联为例)，为节省电力，控制模块多数时间处于节电状态，步骤SP1控制模块被唤醒，处理开始，控制模块被唤醒后首先检查唤醒源是否是按键(步骤SP2)，如果是按键唤醒，则显示系统的剩余电量(步骤SP3)，然后再次设置控制模块进入节电模式(步骤SP13)；如果不是按键唤醒，再检测外部电源是否存在(步骤SP14)，如果外部电源存在，电池组处于充电模式，就需要根据电池组的温度和每节电池的电压确定是否需要为电池组充电以及如何充电；首先测量电池组的温度Tcell(步骤SP15)，然后判断Tcell是否在可充电温度范围内(步骤SP16)，二次锂电池对充电的最高和最低温度都有严格的要求，只有在规定的范围内才能对电池充电，否则会降低电池的寿命，也存在安全隐患，如果温度不符合要求，电池组就会进入温度保护模式(步骤SP17)，进入温度保护模式后再设置控制模块进入节电模式(步骤SP13)，如果温度符合要求，控制模块需要再检查每节电池的电压V1、V2、V3(步骤SP18)，然后再判断V1、V2、V3是否有达到过充保护电压Vovp(步骤19)，如果有电池的电压达到过充保护电压，控制模块关闭充电MOSFET，进入过充保护模式(步骤20)，进入过充保护模式后再次设置控制模块进入节电模式(步骤13)，如果每节电池电压都小于过充保护电压，还要判断每节电池的电压是否都满足快速充电条件(步骤SP23)，如果满足就启动快速充电(步骤SP27)，如果不满足快速充电条件，再判断每节电池的电压是否都满足唤醒充电的条件(步骤SP24)，如果满足就启动唤醒充电模式(步骤SP26)，否则就是电池电压异常，启动电池电压异常报警模块将故障信息通知系统(步骤SP25)，启动报警后再次设置控制模块进入节电模式(步骤SP13)，启动快速充电或唤醒充电后就需要测试电池组的充电电流Icell(步骤SP28)，然后判断Icell是否大于设定的最大可充电电流(步骤SP29)，如果Icell大于最大可充电电流就启动充电电流异常报警模块(步骤SP31)，启动电流异常报警后设置控制模块进入节电模式(步骤SP13)，如果Icell小于最大可充电电流，需要再判断Icell是否小于设定的充电结束电流(步骤SP30)，如果不小于充电结束电流，则设置控制模块进入节电模式(步骤SP13)，如果Icell小于充电结束电流，则再判断步骤SP18测试的电池电压是否满足充电结束电压(步骤SP32)，如不是，则将控制模块设置进入节电模式，如果是则关闭充电MOSFET结束充电后(步骤SP33)，再将控制设置进入节电模式；如果步骤SP14判断外部电源不在，则控制模块进入放电管理模式，放电管理模式下，控制模块首先检测电池的温度(步骤SP4)，二次锂电池的放电对高温和低温也有严格的要求，并且一般与充电的温度范围也不相同，如果测试温度不在设定的可放电温度范围内，(步骤SP5)则启动放电温度异常保护，关闭放电MOSFET(步骤SP6)，而后将控制模块设置进入节电模式(步骤SP13)，如果满足放电的温度范围要求，控制模块再检测每节电池的电压(步骤SP7)，然后判断每节电池的电压是否有小于放电保护电压的(步骤SP8)，如果有，则关闭放电MOSFET，控制模块进入放电欠压保护的模式(步骤SP9)，然后再设置控制模块进入节电模式(步骤SP13)，如果每节电池电压都大于放电保护电压，则控制模块再检测放电电流，看放电电流是否大于设定的最大可放电电流(步骤SP11)，如果是，则关闭放电模式，控制模块进入放电过流保护模式(步骤SP12)，而后再设置控制模块进入节电模式，否则直接设置控制模块进入节电模式(步骤SP13)。

图6是有刷电机的驱动的程序流程：电机需要启动时，首先测试电机的温度Tmotor(步骤SP51)，如果电机的温度Tmotor大于设定的最高工作温度，则电机不能启动，需要通过延时程序延时一定时间(步骤SP61)，然后再次测试电机温度，如果电机温度不大于设定的最高工作温度，再测试电机的转动速度(步骤SP54)，看电机的转动速度是否为0，如果为0为防止电机的启动电流太大，就启动软启动电路(步骤SP55)，如果速度不为0，再判断电机的工作速度是否达到设定的速度范围(步骤SP56)，如果达到设定范围就保持PWM输出的占空比不变，程序返回步骤SP51，开始下一轮循环，如果速度超出规定的速度范围，需要判断电机速度是大于设定速度还是小于设定速度，如果大于设定速度，就减小PWM输出的占空比(步骤SP59)，如果小于设定速度，就增大PWM输出的占空比(步骤SP60)调整完占空比后，程序返回步骤SP51开始下一轮循环。

当控制的电机为无刷直流电机时，控制模块首先测试无刷电机的转子的相位，根据转子相位的不同，对不同的相位绕组通电，相位的测试采用霍尔位置传感器或光电位置传感器采样取得，对无位置传感器的无刷电机，则采用先通过试运行使电机先转动起来，然后通过测试各绕组的反向电压来测试转子的相位，通电绕组、旋转方向与电机转子相位的关系如下表：(以3相电机为例)表中“0”表示相位传感器输出为低电平，“1”表示相位传感器输出为高电平，“O”表对应相位绕组不通电，“C”表示对应相位绕组通电。

表1：

Claims (6)

1. 一种由二次锂电池组供电的直流电机驱动装置，其特征是：它包括由二次锂电池串联组成的电池组，电池组与电流检测电阻串联；充电模块一端与电池组一端，另一端与电流检测电阻连接；同时电池组的各电池两端以及电流检测电阻两端分别与控制模块的输入端连接；控制模块输出端与显示模块连接；控制模块输出端还分别与MOSFET驱动模块和充电模块连接，MOSFET驱动模块输出端与直流电机连接，电机工作状态检测模块分别与控制模块和直流电机连接。

2. 根据权利要求1所述的由二次锂电池组供电的直流电机驱动装置，其特征是：所述直流电机模块为直流有刷电机，它与电机工作状态检测模块连接，直流有刷电机两端还与电池组和电流检测电阻连接。

3. 根据权利要求1或2所述的由二次锂电池组供电的直流电机驱动装置，其特征是：所述充电模块包括充电器以及与之串联的充电MOSFET模块，它们共同与电池组和电流检测电阻串联，充电器还与控制模块连接；充电MOSFET模块和放电MOSFET模块还与MOSFET驱动模块的输出端连接。

4. 根据权利要求1所述的由二次锂电池组供电的直流电机驱动装置，其特征是：所述直流电机模块为直流无刷电机，它与MOSFET驱动桥连接，MOSFET驱动桥与电池组和电流检测电阻连接，同时MOSFET驱动桥还与MOSFET驱动模块输出端连接。

5. 根据权利要求1或4所述的由二次锂电池组供电的直流电机驱动装置，其特征是：所述充电模块由充电器和与之串联的充电MOSFET模块组成，它们与电池组和电流检测电阻串联，充电器还与控制模块连接，充电MOSFET模块与MOSFET驱动模块连接。

6. 根据权利要求1所述的由二次锂电池组供电的直流电机驱动装置，其特征是：所述控制模块内部有4路电平转换电路、6路A/D输入回路与数据选择器MUX电连接，数据选择器MUX与A/D转换器连接，A/D转换器与数据总线双向通信；程序计数器输入端与数据总线连接，输出端与ROM模块输入端连接，ROM模块输出端与指令寄存器输入端连接，指令寄存器输出端与指令译码器输入端连接，指令译码器输出端与控制总线连接；工作寄存器与数据总线双向通信连接，其输出端与程序计数器输入端、SRAM模块输入端和ALU模块输入端连接，ALU模块输出端与数据总线连接，同时指令寄存器输出端分别与工作寄存器输入端和SRAM模块输入端连接，SRAM模块则与数据总线双向通信连接；状态寄存器、EEPROM模块分别与数据总线双向通信连接；4路电平转换电路输出端与电池保护寄存器输入端连接，电池保护寄存器与数据总线双向通信，电池保护寄存器还通过电压比较器与电平转换电路与电流检测电阻连接；电流检测电阻通过电阻和电容与∑-Δ变换器连接，∑-Δ变换器与电量累积寄存器连接，电量累积寄存器则与数据总线双向通信；至少一个输入/输出模块、中断处理单元、定时器计数器、PWM输出模块、MOS状态寄存器分别与数据总线双向通信；MOS状态寄存器与MOS驱动电路连接，MOS驱动电路则分别与充电MOS和放电MOS连接；控制模块通过电平转换电路、A/D电路采样每节电池的电压，通过A/D电路采样电池的温度变化，通过电流检测电阻检测流过电池组的电流，并根据电池的电压、电流、温度的变化实现对串联电池组的充电和放电控制；控制电路通过输入输出模块或A/D模块检测直流电机的工作状态，并根据检测的状态实现对直流电机工作状态的控制。

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