CN102280669B - 电池组及控制电池组的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池组及控制电池组的方法。所述电池组具有模拟前端，所述模拟前端检测微控制器中是否发生故障，并且响应于所述故障而中断电池的充电和放电。

Description

电池组及控制电池组的方法

技术领域

所公开的技术涉及电池组及控制电池组的方法。

背景技术

随着诸如移动电话、数字照相机和膝上型电脑之类的便携式电子设备的使用的增多，用于供应电力以操作这种便携式电子设备的电池已得到了发展。

电池经常被提供为包括单电池以及控制单电池的充电和放电的保护电路的电池组。根据单电池的类型，电池可以是锂离子(Li离子)电池、镍-镉(Ni-Cd)电池等等中的任意一种。单电池可以用作可再充电二次电池。

某些电池进一步包括微控制器或其它可编程处理器，微控制器或其它可编程处理器用于控制电池的操作，从而使电池正确地操作，并且保护电池免受可能损坏或毁坏电池的过电流。因此，如果微控制器失灵，则电池可能容易发生故障。

发明内容

发明的一个方面是一种电池组，该电池组包括单电池、端子单元和被配置为选择性连接所述单电池和所述端子单元的开关。所述电池组还包括被配置为生成命令的微控制器，以及被配置为从所述微控制器接收所述命令并根据所述命令控制所述单电池的充电和放电的模拟前端。所述模拟前端包括：状态输入端子，被配置为接收指示所述微控制器的状态的状态信号；故障确定处理器，被配置为基于所述状态信号确定所述微控制器是否已经历故障并生成故障信号；以及开关控制器，被配置为根据所述故障信号控制所述开关。

发明的另一方面是一种控制电池组的方法，其中所述电池组包括单电池、端子单元和与微控制器通信的模拟前端。所述方法包括：所述模拟前端接收指示所述微控制器的状态的状态信号，所述模拟前端确定所述微控制器是否已经历故障，并且所述模拟前端在所述微控制器已经历故障的情况下生成控制信号，以将所述单电池从所述端子单元断开。

附图说明

图1是根据实施例的电池组的框图；

图2是根据实施例的状态指示器电路的电路图；

图3是根据另一实施例的状态指示器电路的电路图；

图4是根据另一实施例的状态指示器电路的电路图；

图5是根据另一实施例的状态指示器电路的电路图；

图6是根据实施例的状态指示器电路的输入信号和输出信号的时序图；

图7是根据另一实施例的电池组的框图；

图8是根据另一实施例的状态指示器电路的输入信号和输出信号的时序图；

图9是根据另一实施例的状态指示器电路的输入信号和输出信号的时序图；

图10是根据另一实施例的电池组的框图；以及

图11是根据另一实施例的电池组的框图。

具体实施方式

参照附图更充分地描述某些实施例，附图中示出各种创新的方面和特征。在以下描述中，描述了各种特征，并且为了不使发明主题变得模糊，没有提供某些其它特征的详细描述。除非另外限定，否则这里所使用的术语具有本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的含义。应当进一步理解，术语应当被解释为具有与它们在相关领域的背景中的含义相一致的含义，并且除非在这里进行特别明确地限定，否则这些术语不应当被解释为理想化的或者过于形式上的意义。

图1是根据实施例的电池组1的框图。

参见图1，电池组1包括电池保护电路100(下文称作“保护电路”)和单电池200。

单电池200包括至少一个裸电池。单电池200连接至保护电路100。在外部设备连接至保护电路100的端子单元110时发生充电或放电。单电池200可以是可再充电二次电池。

保护电路100控制单电池200的充电和放电，并且检测单电池200的异常状况以防止损坏单电池200。保护电路100包括端子单元110、模拟前端120、微控制器或处理器130、状态指示器电路140、充电/放电开关150和保护器件160。

端子单元110连接至用于对单电池200进行充电的充电设备或外部设备。外部设备可以是消耗存储在单电池200中的电能的负载。端子单元110包括正端子111和负端子112。如果充电设备连接至端子单元110，则在电池组1中可能发生充电。在充电的同时，电流经由正端子111流进电池组1，并且经由负端子112流出电池组1。如果外部设备连接至端子单元110，则在电池组1中可能发生放电。在放电的同时，电流经由正端子111流出电池组1，并且经由负端子112流进电池组1。

模拟前端120控制单电池200的充电和放电。模拟前端120检测单电池200的充电/放电状态，例如电池组1的内部电流流动状态和电池组1的温度等。模拟前端120将检测到的数据作为检测数据Sdata发送到微控制器130。虽然在图1中，检测数据Sdata以单箭头表示，但是检测数据Sdata可以包括多个数据，并且可以在多条数据线上传送。例如，检测数据Sdata可以包括温度数据、电压数据和电流数据等。另外，数据可以分别通过独立的信号传递线发送到微控制器130。

模拟前端120使用单电池200的电压来操作。模拟前端120包括调节器121，用于产生电力电压Vreg，并将电力电压Vreg施加至微控制器130。

模拟前端120从微控制器130接收命令信号Scom，并且根据命令信号Scom向充电/放电开关150施加充电控制信号Sc或放电控制信号Sd，以控制充电/放电开关150的通/断状态。

模拟前端120可以包括故障确定处理器123和开关控制器124。故障确定处理器123经由状态输入端子P1接收从状态指示器电路140输出的信号，并且在接收的信号的幅度落入预定条件内的情况下确定微控制器130失灵。例如，故障确定处理器123可以在接收的信号的幅度低于或等于基准电压Vref的幅度的情况下，确定微控制器130失灵。可替代地，故障确定处理器123可以在接收的信号从逻辑高变为逻辑低时，确定微控制器130失灵，或者在接收的信号从逻辑低变为逻辑高时，确定微控制器130失灵。如果故障确定处理器123确定微控制器130失灵，则开关控制器124向充电/放电开关150发送充电控制信号Sc或放电控制信号Sd以关断充电/放电开关150。

微控制器130从模拟前端120接收电力电压Vreg作为电源。微控制器130从模拟前端120接收检测数据Sdata，并且根据检测数据Sdata向模拟前端120发送命令信号Scom以控制模拟前端120的操作。例如，如果单电池200的各个裸电池中存在电压变化，则微控制器130可以控制模拟前端120以控制单电池平衡操作，从而使裸电池具有恒定的电压。作为另一示例，如果单电池200具有过充电或过放电状态，则微控制器130可以执行控制以停止单电池200的充电或放电操作。虽然在图1中，为了方便解释以单箭头表示命令信号Scom，但是命令信号Scom可以包括多个命令。在某些实施例中，多个命令信号可以通过独立的信号传递线发送到模拟前端120。

在某些实施例中，如果模拟前端120失灵，则微控制器130检测模拟前端120失灵并保护电池组，控制保护器件160以停止单电池200的充电或放电操作。在某些实施例中，保护器件160不需要外部控制，而是自主操作。

微控制器130经由端子P2向状态指示器电路140输出操作状态信号Sos，供模拟前端120检测微控制器130的故障或失灵。例如，如果微控制器130处于正常状况，则逻辑高信号可以作为操作状态信号Sos被输出。可替代地，如果微控制器130处于正常状况，则连续的脉冲序列可以作为操作状态信号Sos被输出。

状态指示器电路140接收操作状态信号Sos，并且为模拟前端120生成状态信号。状态指示器电路140包括低通滤波器，并且对来自微控制器130的操作状态信号Sos进行滤波。状态指示器电路140向模拟前端120输出指示微控制器130是处于正常状况还是处于异常状况的状态信号，从而使模拟前端120的故障确定处理器123可以检测状态信号。

充电/放电开关150包括充电控制开关151和放电控制开关152。充电控制开关151和放电控制开关152中的每个可以包括场效应晶体管(FET)和寄生二极管。例如，充电控制开关151包括场效应晶体管FET11和寄生二极管D11。放电控制开关152包括场效应晶体管FET12和寄生二极管D12。连接充电控制开关151的场效应晶体管FET11的源极和漏极的方向与连接放电控制开关152的场效应晶体管FET12的源极和漏极的方向相反。换句话说，在该实施例中，充电控制开关151的场效应晶体管FET11被连接为限制电流在正端子111与单电池200之间的流动。另一方面，放电控制开关152的场效应晶体管FET12被连接为限制电流在单电池200与正端子111之间的流动。就这一点来说，充电控制开关151的场效应晶体管FET11和放电控制开关152的场效应晶体管FET12是开关器件。然而，场效应晶体管FET11和FET12不限于此，并且可以是具有开关功能的任何电子器件。充电控制开关151的寄生二极管D11和放电控制开关152的寄生二极管D12可以以使得电流在与场效应晶体管FET11和FET12分别限制电流流动的方向相反的方向上流过寄生二极管D11和寄生二极管D12的这种方式来布置。

保护器件160被布置在高电流路径(HCP)上，以控制流出单电池200的电流流动或流进单电池200的电流流动。保护器件160在模拟前端120经历故障时操作。保护器件160可以是保险丝或正温度系数(PTC)热敏电阻。可替代地，保护器件160可以是可根据通过保护器件160的电流流动自主操作的器件。可替代地，保护器件160可以是可在微控制器130的控制下操作的器件。

下文更详细地描述状态指示器电路140。

图2和图3分别是图1的状态指示器电路140的实施例的电路图。

参见图2，状态指示器电路140可以是直接连接微控制器130的端子P2和模拟前端120的状态输入端子P1的信号线。在一些实施例中，如果微控制器130处于正常状况，则微控制器130输出逻辑高信号作为操作状态信号Sos。如果故障确定处理器123确定经由状态输入端子P1和状态指示器电路140接收的操作状态信号Sos的电平低于或等于基准电压Vref的电平，则模拟前端120可以确定微控制器130有故障。基准电压Vref可以具有在制造电池组1时预先确定的电平。

参见图3，在一些实施例中，状态指示器电路140包括电平偏移器电路，电平偏移器电路包括多个电阻器R31和R32以及开关器件SW1。电阻器R31连接在状态输入端子P1与第一电压Vcc的电压源之间。电阻器R32连接在状态输入端子P1与开关器件SW1的第一电极之间。开关器件SW1的第二电极接地。开关器件SW1的栅电极连接至端子P2。开关器件SW1可以是p沟道场效应晶体管(FET)。

在正常状况下，微控制器130输出逻辑高信号作为操作状态信号Sos。因此，状态指示器电路140的开关器件SW1由操作状态信号Sos关断，使得第一电压Vcc被施加至状态输入端子P1。第一电压Vcc具有比基准电压Vref高的电平。故障确定处理器123确定通过状态输入端子P1接收的第一电压Vcc具有比基准电压Vref高的电平，并且模拟前端120确定微控制器130处于正常状况。

另一方面，如果故障或失灵状况发生，则微控制器130输出逻辑低信号作为操作状态信号Sos，或停止输出操作状态信号Sos。结果，状态指示器电路140的开关器件SW1由操作状态信号Sos接通，使得由电阻器R31和R32从第一电压Vcc分出的电压被施加至状态输入端子P1。例如，施加至状态输入端子P1的电压可以近似为Vcc*R32/(R31+R32)。就这一点来说，电阻器R31和R32可以以使得电压具有比基准电压Vref低的电平的方式来设计。因此，故障确定处理器123确定通过状态输入端子P1接收的状态指示器电路140的输出信号具有比基准电压Vref低的电平，并且模拟前端120确定微控制器130已发生故障。

图4是图1的状态指示器电路140的实施例的电路图。

参见图4，根据图4的实施例的状态指示器电路140包括反相电平偏移器电路，反相电平偏移器电路包括多个电阻器R41和R42以及开关器件SW2。电阻器R41连接在状态输入端子P1与第一电压Vcc的电压源之间。电阻器R42连接在状态输入端子P1与开关器件SW2的第一电极之间。开关器件SW2的第二电极接地。开关器件SW2的栅电极连接至端子P2。开关器件SW2可以是n沟道场效应晶体管(FET)。

在正常状况下，微控制器130输出逻辑高信号作为操作状态信号Sos。结果，状态指示器电路140的开关器件SW2由操作状态信号Sos接通，使得由电阻器R41和R42从第一电压Vcc分出的电压被施加至状态输入端子P1。例如，施加至状态输入端子P1的部分电压可以近似为Vcc*R42/(R41+R42)。就这一点来说，电阻器R41和R42可以以使得电压具有比基准电压Vref低的电平的方式来设计。故障确定处理器123确定通过状态输入端子P1接收的状态指示器电路140的输出信号比基准电压Vref低，并且模拟前端120确定微控制器130处于正常状况。

另一方面，如果故障或失灵状况发生，则微控制器130输出逻辑低信号作为操作状态信号Sos，或停止输出操作状态信号Sos。结果，状态指示器电路140的开关器件SW2由操作状态信号Sos关断，使得第一电压Vcc被施加至状态输入端子P1。第一电压Vcc具有比基准电压Vref高的电平。故障确定处理器123确定通过状态输入端子P1接收的第一电压Vcc具有比基准电压Vref高的电平，并且模拟前端120确定微控制器130已发生故障。

图4的状态指示器电路140以与以上参照图3所描述的状态指示器电路140相反的极性操作。

图5是图1的状态指示器电路140的另一实施例的电路图。参见图5，根据图5的实施例的状态指示器电路140包括多个电阻器R51和R52、多个电容器C51和C52以及多个二极管D51和D52。

在该实施例中，二极管D51、电容器C51和电阻器R51串联连接在端子P1与P2之间。二极管D51的阴极连接至状态输入端子P1，并且二极管D51的阳极连接至电容器C51以防止电流从状态输入端子P1向端子P2反向流动。电容器C51从通过端子P2输出的操作状态信号Sos中去除偏移分量。

电容器C52和电阻器R52并联连接在状态输入端子P1与地之间。二极管D52的阴极连接至二极管D51的阳极，并且二极管D52的阳极接地。

在正常状况下，微控制器130可以输出例如重复的恒定间隔的脉冲信号作为操作状态信号Sos。由于操作状态信号Sos被施加至状态指示器电路140，电容器C52中累积了电荷，并且电容器C52两端的电压被施加至状态输入端子P1。故障确定处理器123具有电压比较单元122，电压比较单元122将电容器C52两端的电压与基准电压Vref进行比较，并在电容器C52两端的电压具有比基准电压Vref高的电平的情况下，确定微控制器130处于正常状况。电容器C52两端的电压幅度根据操作状态信号Sos的占空比来确定。微控制器130控制操作状态信号Sos的占空比，使得在微控制器130处于正常状况的情况下，电容器C52两端的电压具有比基准电压Vref高的电平。

另一方面，如果故障或失灵状况发生，则微控制器130可以输出逻辑低信号或DC信号作为操作状态信号Sos，或者停止输出操作状态信号Sos。结果，电容器C52中的电荷通过电阻器R52流到地，并且电容器C52两端的电压降低到比基准电压Vref低的电平，并且模拟前端120确定微控制器130已发生故障。

图6示出根据实施例的图5的状态指示器电路140的输入信号和输出信号的时序图。

参见图6，在从端子P2接收到脉冲信号的同时，具有高于或等于基准电压Vref的电平的电压被输出到状态输入端子P1。因此，模拟前端120确定微控制器130处于正常状况。然而，如果在时刻t1之后不再接收到脉冲信号，则电容器C52开始放电，并且电容器C52两端的电压下降，并在时刻t2达到比基准电压Vref低的电平。因此，模拟前端120可以从时刻t2开始确定微控制器130已发生故障。

基准电压Vref和状态指示器电路140的部件可以被设计为使得时刻t1与时刻t2之间的间隔大于从端子P2输出的脉冲信号的逻辑低时段的宽度。这可能是有利的，原因在于，如果从端子P2输出的脉冲信号的逻辑低时段的宽度大于时刻t1与时刻t2之间的间隔，则电容器C52两端的电压会在从端子P2输出的脉冲信号处于逻辑低时具有比基准电压Vref低的电平，从而导致错误地确定微控制器130发生故障。

如上所述，根据图1的电池保护电路100，模拟前端120可以在微控制器130的故障或失灵被检测到的情况下停止电池组1的充电和放电操作。因此，可以稳定地控制电池组1的操作。

图7示出根据另一实施例的电池组2的框图。根据当前实施例的电池组2具有与图1的电池组1类似的结构和功能。

参见图7，电池组2包括保护电路300和单电池400。保护电路300包括端子单元310、模拟前端320、微控制器330、状态指示器电路340、充电/放电开关350和保护器件360。

在当前实施例中，故障确定处理器323包括定时器322。定时器322经由状态指示器电路340和状态输入端子P1从状态指示器电路340接收操作状态信号Sos，并且模拟前端电路320在基准持续时间Δt内没有接收到操作状态信号Sos的情况下确定微控制器330失灵。可替代地，模拟前端320可以在基准持续时间Δt内接收到具有高于或等于基准电压Vref的电平的信号的情况下，确定微控制器330失灵，或者在基准持续时间Δt内没有接收到具有高于或等于基准电压Vref的电平的信号的情况下，确定微控制器330失灵。

如果模拟前端320确定微控制器330失灵，则模拟前端320向充电/放电开关350发送充电控制信号Sc或放电控制信号Sd以关断充电/放电开关350。

描述根据实施例的保护电路300的操作。

图8示出状态指示器电路340的输入信号和输出信号的时序图。状态指示器电路340例如可以是图2至图4的电路中的任意一个。

例如，如果状态指示器电路340具有如图2所示的配置，则在从端子P2接收的操作状态信号Sos在时刻t3从逻辑高变为逻辑低时，状态输入端子P 1处的状态信号基本上同时从逻辑高变为逻辑低。故障确定处理器323使用定时器322测量自通过状态输入端子P1接收的信号从逻辑高变为逻辑低时的时刻t3起的持续时间，并且在基准持续时间Δt之后确定微控制器330已发生故障。除了施加到状态输入端子P1的电压的电平之外，图3和图4的电路的操作原理基本上与图2的电路的操作相同。

图9是根据另一实施例的状态指示器电路340的输入信号和输出信号的时序图。状态指示器电路340可以是图5的电路。

在正常状况下，微控制器330输出一定间隔的脉冲信号作为操作状态信号Sos。由于操作状态信号Sos被施加至状态指示器电路340，因此电容器C52中累积了电荷，并且电容器C52两端的电压作为状态信号被施加至状态输入端子P1。故障确定处理器323使用定时器322以在具有一定电平的状态信号被持续施加到状态输入端子P1的情况下，确定微控制器330处于正常状况。

另一方面，如果故障或失灵状况发生，则微控制器330可以输出逻辑低信号作为操作状态信号Sos，或者停止输出操作状态信号Sos。然后，电容器C52开始放电，并且从时刻t6开始，电容器C52两端的电压的电平降低到比基准电压Vref的电平低的电平。故障确定处理器323使用定时器322测量自时刻t6起的持续时间，并且在持续时间达到基准持续时间(Δt)的情况下，确定微控制器330具有故障。

基准电压Vref和基准持续时间Δt可以被限定为使得时刻t5与时刻t7之间的间隔大于从端子P2输出的脉冲信号的逻辑低时段的宽度，原因如下。如果从端子P2输出的脉冲信号的逻辑低时段的宽度大于时刻t5与时刻t7之间的间隔，则当来自端子P2的脉冲信号处于逻辑低时，电容器C52两端的电压会具有比基准电压Vref低的电平，并且基准持续时间Δt可能已过去，从而导致错误地确定微控制器330发生故障。

如上所述，在电池保护电路300中，模拟前端320可以在微控制器330的故障或失灵被检测到的情况下停止电池组2的充电和放电。因此，可以稳定地控制电池组2的操作。

图10示出根据另一实施例的电池组3的框图。电池组3具有与图1的电池组1类似的结构和功能。

参见图10，电池组3包括保护电路500和单电池600。保护电路500包括端子单元510、模拟前端520、处理器或微控制器530、充电/放电开关550和保护器件560。

模拟前端520包括故障确定处理器523。故障确定处理器523从微控制器530接收命令信号Scom。故障确定处理器523可以通过将命令信号Scom的电压电平与基准电压Vref进行比较来确定微控制器530是否已发生故障或失灵。另外，由于命令信号Scom用于确定微控制器530的操作状况，因此微控制器530和模拟前端520可以具有减少数目的端口。在故障确定处理器523中确定微控制器530是否发生故障或失灵的方法可以类似于以上参照其它实施例所述的方法。

在一些实施例中，命令信号Scom由故障确定处理器523监控，并且状态信号被编码在命令信号Scom的命令中。在一些实施例中，对命令生成的频率进行监控，以确定微控制器530是否正确地工作，并且如果命令生成的频率低于阈值，则故障确定处理器523确定微控制器530已经历故障。

如上所述，在根据当前实施例的电池保护电路500中，模拟前端520可以在微控制器530的故障或失灵被检测到的情况下停止电池组3的充电和放电操作。因此，可以稳定地控制电池组3的操作。

图11示出根据另一实施例的电池组4的框图。电池组4具有与图10的电池组3类似的结构和功能。

参见图11，电池组4包括保护电路700和单电池800。保护电路700包括端子单元710、模拟前端720、微控制器730、充电/放电开关750和保护器件760。

在电池组4中，故障确定处理器723包括定时器722。定时器722接收从处理器或微控制器730发送的命令信号Scom。使用定时器722，故障确定处理器723确定命令信号Scom是否被发送，并且在基准持续时间(Δt)内信号Scom不指示正常功能的情况下，确定微控制器730发生故障。因此，在电池组4中，保护电路700可以不包括图1的状态指示器电路140。另外，由于命令信号Scom用于确定微控制器730的操作状况，因此微控制器730和模拟前端720可以具有减少数目的端口。确定微控制器730是否发生故障或失灵的方法可以类似于以上参照其它实施例所述的方法。

如上所述，在电池保护电路700中，模拟前端720可以在微控制器730的故障或失灵被检测到的情况下停止电池组4的充电和放电。因此，可以稳定地控制电池组4的操作。

用于在电池保护电路100、300、500和700以及电池组1至4中执行根据本发明一个或多个实施例的控制方法的程序，可以存储在非暂时性计算机可读介质中。介质可以是半导体介质，例如闪存。介质是可读的，并且包括可由处理器执行的指令。这些方法可以通过多种模块来实施。本领域普通技术人员可以理解，每个模块可以包括多个子例程、过程、定义声明以及宏。每个模块可以独立编译并链接成单个可执行程序。因此，为了方便起见，以下对每个方法步骤的描述用于描述方法的功能。因此，由每个模块进行的处理可以任意地再分配到其它模块之一，组合在一起成为单个模块，或者可用于共享动态链接库。进一步，每个模块可以在硬件中实现为功能块。

虽然所公开的系统和方法以多个离散功能块的形式具体实现，但是该系统同样可以在如下布置中具体实现，在该布置中，那些块中的任意一个或多个的功能或者实际上其全部功能例如由一个或多个适当编程的处理器或器件来实现。

应当注意，该处理器或这些处理器可以是通用或专用处理器，并且可以包括在例如具有实施其它功能的其它部件的芯片的器件中。因此，本发明的一个或多个方面可以实现为数字电子电路，或计算机硬件、固件、软件，或它们的组合。此外，本发明的方面可以实现为存储在计算机可读介质中供可编程处理器执行的计算机程序产品。本发明各方面的方法步骤可以由执行指令的可编程处理器实施，以例如通过对输入数据进行运算并生成输出数据来实施本发明那些方面的功能。因此，实施例包括计算机程序产品，计算机程序产品在计算设备上执行时提供以上所述方法中的任意之一的功能。进一步，实施例包括诸如CD-ROM或磁盘之类的数据载体，该数据载体以机器可读的形式存储计算机产品并且在计算设备上执行时执行以上所述方法中的至少之一。

上述描述细化了本发明的某些实施例。然而，应当理解，无论上述内容在文字上如何详细地出现，本发明都可以以各种方式实现。应当注意，在描述本发明的某些特征或方面时使用的特定术语，不应当被认为暗示该术语在这里被重新定义为限于包括本发明的特征或方面中与该术语相关联的任意具体特征。

尽管以上详细的描述已示出、描述并指出应用于各种实施例的本发明的新颖特征，但应当理解，可以由本领域技术人员在不超出所附权利要求所限定的范围的情况下对示出的设备或处理的形式和细节进行各种省略、替换和改变。

应当理解，这里所描述的示例性实施例应当以描述性意义进行考虑，并且不用于限制的目的。每个实施例内的特征或方面的描述应当典型地被考虑为可用于其它实施例中的其它类似特征或方面。

Claims (26)

1.一种电池组，包括：

单电池；

端子单元；

被配置为选择性连接所述单电池和所述端子单元的开关；

被配置为生成命令的控制处理器；

被配置为从所述控制处理器接收所述命令并根据所述命令控制所述单电池的充电和放电的模拟前端，其中所述模拟前端包括：

状态输入端子，被配置为接收指示所述控制处理器的状态的状态信号，

故障确定处理器，被配置为基于所述状态信号确定所述控制处理器是否已经历故障，并生成故障信号，以及

开关控制器，被配置为根据所述故障信号控制所述开关；以及

保护器件，其中所述控制处理器检测所述模拟前端失灵，并且在所述模拟前端失灵的情况下直接控制所述保护器件以停止所述单电池的充电或放电操作。

2.根据权利要求1所述的电池组，其中所述故障确定处理器包括被配置为将所述状态信号与基准电压进行比较的电压比较单元，并且所述故障确定处理器被配置为在所述状态信号大于所述基准电压的情况下，确定所述控制处理器已经历故障。

3.根据权利要求1所述的电池组，其中所述故障确定处理器包括被配置为将所述状态信号与基准电压进行比较的电压比较单元，并且所述故障确定处理器被配置为在所述状态信号小于所述基准电压的情况下，确定所述控制处理器已经历故障。

4.根据权利要求1所述电池组，其中所述故障确定处理器包括定时器，并且所述故障确定处理器被配置为在长于最小时间的持续时间内所述状态信号指示所述控制处理器具有故障的情况下，确定所述控制处理器已经历故障。

5.根据权利要求4所述的电池组，进一步包括被配置为基于从所述控制处理器接收的操作状态信号生成所述状态信号的状态指示器电路。

6.根据权利要求5所述的电池组，其中所述状态指示器电路包括低通滤波器。

7.根据权利要求6所述的电池组，其中所述操作状态信号在所述控制处理器没有经历故障的情况下包括多个脉冲。

8.根据权利要求1所述的电池组，进一步包括被配置为基于从所述控制处理器接收的操作状态信号生成所述状态信号的状态指示器电路。

9.根据权利要求8所述的电池组，其中所述状态指示器电路包括低通滤波器。

10.根据权利要求9所述的电池组，其中所述操作状态信号在所述控制处理器没有经历故障的情况下包括多个脉冲。

11.根据权利要求8所述的电池组，其中所述状态指示器电路包括电平偏移器。

12.根据权利要求11所述的电池组，其中所述电平偏移器包括反相器。

13.根据权利要求1所述的电池组，其中所述状态信号被编码在所述命令内。

14.根据权利要求13所述的电池组，其中所述状态信号是所述命令的生成频率。

15.根据权利要求14所述的电池组，其中所述故障确定处理器被配置为在所述命令的生成频率小于阈值的情况下，确定所述控制处理器已经历故障。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的电池组，其中所述控制处理器是微控制器。

17.一种控制电池组的方法，所述电池组包括单电池、端子单元、与控制处理器通信的模拟前端以及保护器件，所述方法包括：

所述模拟前端接收指示所述控制处理器的状态的状态信号；

所述模拟前端确定所述控制处理器是否已经历故障；并且

所述模拟前端在所述控制处理器已经历故障的情况下生成控制信号，以将所述单电池与所述端子单元断开，

其中所述方法进一步包括：所述控制处理器检测所述模拟前端失灵，并且在所述模拟前端失灵的情况下直接控制所述保护器件以停止所述单电池的充电或放电操作。

18.根据权利要求17所述的控制电池组的方法，其中所述模拟前端从所述控制处理器接收所述状态信号。

19.根据权利要求18所述的控制电池组的方法，其中所述控制处理器被配置为生成用于所述模拟前端的命令，并且所述状态信号被编码在所述命令内。

20.根据权利要求19所述的控制电池组的方法，其中所述状态信号是所述命令的生成频率。

21.根据权利要求20所述的控制电池组的方法，其中所述模拟前端包括故障确定处理器，所述故障确定处理器在所述命令的生成频率小于阈值的情况下，确定所述控制处理器已经历故障。

22.根据权利要求17所述的控制电池组的方法，其中所述电池组进一步包括状态指示器电路，并且其中所述方法进一步包括：

所述状态指示器电路基于从所述控制处理器接收的操作状态信号生成所述状态信号；并且

所述模拟前端从所述状态指示器电路接收所述状态信号。

23.根据权利要求22所述的控制电池组的方法，其中所述状态指示器电路包括低通滤波器，并且所述方法进一步包括：所述状态指示器电路对来自所述控制处理器的所述操作状态信号进行滤波。

24.根据权利要求23所述的控制电池组的方法，其中所述操作状态信号在所述控制处理器没有经历故障的情况下包括多个脉冲。

25.根据权利要求22所述的控制电池组的方法，其中所述状态指示器电路包括电平偏移器。

26.根据权利要求17至25中任一项所述的控制电池组的方法，其中所述电池组进一步包括电连接在所述单电池与所述端子单元之间的开关，并且其中所述方法进一步包括：所述开关响应于从所述模拟前端接收所述控制信号而打开。