CN106611984A - 一种电池管理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池管理方法及系统，应用于电池管理芯片，该系统包括：电池模块，电池模块包括第一电池至第N电池，N为不小于2的整数；求最大电路，用于获取与第一电池至第N电池一一对应的第一电压至第N电压，并将第一电压至第N电压中最大的电压确定为最大电压；求最小电路，用于获取与第一电池至第N电池一一对应的第一电压至第N电压，并将第一电压至第N电压中最小的电压确定为最小电压；均衡模块，用于在最小电压大于均衡开启阈值且最大电压及最小电压的电压差大于电压差阈值时，对最大电压对应的电池进行电压均衡。从而避免了在没必要对电池进行均衡时却强制对多个电池同时均衡的情况出现，均衡效果较好。

Description

一种电池管理方法及系统

技术领域

本发明涉及电池管理技术领域，更具体地说，涉及一种电池管理方法及系统。

背景技术

市面上常用的锂电池保护芯片，比如S8254、S8204，通常没有均衡功能，需要外加一个专用的均衡芯片，比如HY2213来实现均衡功能；当然市面上也存在集成了均衡功能的锂电池保护芯片，比如R5432等。

上述实现均衡功能的方案，具有一个共同的特点，具体为：当每节电池的电压超过均衡开启值时，就对对应的电池进行均衡，即使电池之间的压差足够小。但是其实当电池之间的压差足够小时，并没有必要对电池进行电压均衡，不过因为现有技术的上述方案无法判断电池之间的压差，因此只要电池的电压超过均衡开启值，就会对其进行强制电压均衡，这样会造成在没必要对电池进行均衡时却强制对多个电池同时均衡的情况出现，进而造成均衡时发热严重，因此无法设置较大的均衡电流，最终导致均衡效果较差。

综上所述，现有技术中实现电池的均衡功能的方案存在由于均衡时发热严重因此无法设置较大的均衡电流，最终导致均衡效果较差的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电池管理方法及系统，以解决现有技术中实现电池的均衡功能的方案中存在的由于均衡时发热严重因此无法设置较大的均衡电流，最终导致均衡效果较差的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电池管理系统，应用于电池管理芯片，包括电池模块、求最大电路、求最小电路及均衡模块；

所述电池模块包括第一电池至第N电池，N为不小于2的整数；

所述求最大电路，用于获取与所述第一电池至第N电池一一对应的第一电压至第N电压，并将第一电压至第N电压中最大的电压确定为最大电压；

所述求最小电路，用于获取与所述第一电池至第N电池一一对应的第一电压至第N电压，并将第一电压至第N电压中最小的电压确定为最小电压；

均衡模块，用于在所述最小电压大于所述均衡开启阈值且所述最大电压及所述最小电压的电压差大于电压差阈值时，对所述最大电压对应的电池进行电压均衡。

优选的，所述求最大电路还用于将所述最大电压所属电池对应输出端输出高电平，其余电压所属电池对应输出端输出低电平；对应的，所述均衡模块包括第一比较器、第二比较器、逻辑单元及均衡单元；

所述第一比较器，用于将所述最小电压与所述均衡开启阈值进行比较，并在所述最小电压大于所述均衡开启阈值时，输出高电平；

所述第二比较器，用于获取所述最大电压及所述最小电压的电压差，并在所述电压差大于所述电压差阈值时，输出高电平；

所述逻辑单元，用于分别将第一电池至第N电池中每个电池在所述求最大电路中对应输出端输出的电平、所述第一比较器输出的电平及所述第二比较器输出的电平进行逻辑与，并将与每个电池对应的逻辑与的结果输出；

所述均衡单元，用于获取所述逻辑单元输出的与每个电池对应的逻辑与的结果，并对其对应的结果为“真”的电池进行电压均衡。

优选的，所述均衡单元包括均衡驱动单元和均衡电路；所述均衡电路包括均衡电阻、NMOS管，所述均衡电阻的第一端与对应电池的正极连接，所述均衡电阻的第二端与所述NMOS管的漏极连接，所述NMOS管的源极与对应电池的负极连接，所述NMOS管的栅极与所述均衡驱动单元连接；所述均衡驱动单元用于获取所述逻辑模块输出的与每个电池对应的逻辑与的结果，并控制其对应的结果为“真”的电池对应的均衡电路的NMOS管开启，以实现对对应电池的电压均衡。

优选的，还包括第三比较器，所述第三比较器用于获取所述最大电压及所述最小电压的电压差，并在所述电压差大于风险阈值时，控制所述电池管理芯片进入不平衡保护状态。

优选的，还包括报警器，所述报警器用于在所述第三比较器判断出所述电压差大于所述风险阈值时，发出告警信号。

优选的，还包括第四比较器，所述第四比较器用于将所述最小电压与欠压阈值进行比较，并在所述最小电压小于所述欠压阈值时，控制所述电池管理芯片在经过第一预设时间段后进入过放电保护状态。

优选的，还包括第五比较器，所述第五比较器用于将所述最大电压与过压阈值进行比较，并在所述最大电压大于所述过压阈值时，控制所述电池管理芯片在经过第二预设时间段后进入过充电保护状态。

一种电池管理方法，应用于电池管理芯片，包括：

获取与第一电池至第N电池一一对应的第一电压至第N电压；

确定所述第一电压至第N电压中最大的电压为最大电压，所述第一电压至第N电压中最小的电压为最小电压；

如果所述最小电压大于均衡开启阈值且所述最大电压及所述最小电压的电压差大于电压差阈值，则对所述最大电压对应的电池进行电压均衡。

优选的，还包括：

将所述最大电压及所述最小电压的电压差与风险阈值进行比对，如果所述电压差大于所述风险阈值，则控制所述电池管理芯片进入不平衡保护状态。

优选的，还包括：

将所述最小电压与欠压阈值进行比较，如果所述最小电压小于所述欠压阈值，则控制所述电池管理芯片在经过第一预设时间段后进入过放电保护状态。

本发明提供的一种电池管理方法及系统，应用于电池管理芯片，该系统包括电池模块、求最大电路、求最小电路及均衡模块；所述电池模块包括第一电池至第N电池，N为不小于2的整数；所述求最大电路，用于获取与所述第一电池至第N电池一一对应的第一电压至第N电压，并将第一电压至第N电压中最大的电压确定为最大电压；所述求最小电路，用于获取与所述第一电池至第N电池一一对应的第一电压至第N电压，并将第一电压至第N电压中最小的电压确定为最小电压；均衡模块，用于在所述最小电压大于所述均衡开启阈值且所述最大电压及所述最小电压的电压差大于电压差阈值时，对所述最大电压对应的电池进行电压均衡。本发明提供的上述电池管理系统，不同于背景技术中仅仅在电池电压超过均衡开启值时就对其进行均衡，而是在最小电压超过均衡开启阈值，且最大电压与最小电压的电压差大于电压差阈值时才开启均衡，从而避免了在电池之间的压差足够小而没必要开启均衡功能时开启均衡功能；并且本申请中仅仅对最大电压对应的电池进行均衡，一定程度上避免了对多个电池同时均衡的情况出现。总之，本申请提供的上述电池管理系统，避免了在没必要对电池进行均衡时却强制对多个电池同时均衡的情况出现，从而避免了均衡时发热严重的现象，因此能够设置较大的均衡电路，均衡效果较好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种电池管理系统的第一种结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种电池管理系统中电压转换电路的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种电池管理系统的第二种结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种电池管理系统中均衡驱动单元的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种电池管理系统的第三种结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种电池管理系统的第四种结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种电池管理系统的第五种结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种电池管理系统中第二比较器的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的一种电池管理系统中求最大电路的第一种结构示意图；

图10为本发明实施例提供的一种电池管理系统中求最大电路的第二种结构示意图；

图11为本发明实施例提供的一种电池管理系统中求最小电路的第一种结构示意图；

图12为本发明实施例提供的一种电池管理系统中求最小电路的第二种结构示意图；

图13为本发明实施例提供的一种电池管理方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，其示出了本发明实施例提供的一种电池管理系统，该电池管理系统应用于电池管理芯片，其中，电池管理芯片可以为锂电池管理芯片，上述电池管理系统可以包括电池模块1、求最大电路2、求最小电路3及均衡模块4；

电池模块1包括第一电池至第N电池，N为不小于2的整数；

求最大电路2，用于获取与第一电池至第N电池一一对应的第一电压至第N电压，并将第一电压至第N电压中最大的电压确定为最大电压；

求最小电路3，用于获取与第一电池至第N电池一一对应的第一电压至第N电压，并将第一电压至第N电压中最小的电压确定为最小电压；

均衡模块4，用于在最小电压大于均衡开启阈值且最大电压及最小电压的电压差大于电压差阈值时，对最大电压对应的电池进行电压均衡。

需要说明的是，本发明实施例提供的上述电池管理系统中还可以包括电压转换电路，电压转换电路用于将由电池模块获取的电压信号转换成与第一电池至第N电池一一对应的第一电压至第N电压。具体来说，电池模块中的第一电池至第N电池可以为串联，且，第一电池的负极可以与接地端连接，对应的，电压转换电路可以分别与第一电池至第N电池的正极连接，从而获取对应的电压信号。其中，电压转换电路可以如图2所示，这里的电流补偿电路采用电阻的方式来实现，简单可靠。通过图2所示的电压转换电路，能够得到与第一电池至第N电池对应的第一电压至第N电压。

本发明实施例提供的上述电池管理系统，不同于背景技术中仅仅在电池电压超过均衡开启值时就对其进行均衡，而是在最小电压超过均衡开启阈值，且最大电压与最小电压的电压差大于电压差阈值时才开启均衡，从而避免了在电池之间的压差足够小而没必要开启均衡功能时开启均衡功能；并且本申请中仅仅对最大电压对应的电池进行均衡，一定程度上避免了对多个电池同时均衡的情况出现。总之，本申请提供的上述电池管理系统，避免了在没必要对电池进行均衡时却强制对多个电池同时均衡的情况出现，从而避免了均衡时发热严重的现象，因此能够设置较大的均衡电流，均衡效果较好。

本发明实施例提供的一种电池管理系统中，求最大电路还可以用于将最大电压所属电池对应输出端输出高电平，其余电压所属电池对应输出端输出低电平；对应的，均衡模块可以包括第一比较器、第二比较器、逻辑单元及均衡单元；

第一比较器，用于将最小电压与均衡开启阈值进行比较，并在最小电压大于均衡开启阈值时，输出高电平；

第二比较器，用于获取最大电压及最小电压的电压差，并在电压差大于电压差阈值时，输出高电平；

逻辑单元，用于分别将第一电池至第N电池中每个电池在求最大电路中对应输出端输出的电平、第一比较器输出的电平及第二比较器输出的电平进行逻辑与，并将与每个电池对应的逻辑与的结果输出；

均衡单元，用于获取逻辑单元输出的与每个电池对应的逻辑与的结果，并对其对应的结果为“真”的电池进行电压均衡。

其中，当N为4，即电池数量为4个时，本发明实施例提供的上述电池管理系统的结构示意图如图3所示，其中，均衡单元包括均衡电路和均衡驱动单元，逻辑单元由与电池对应数量的与门组成，对应的，均衡单元的数量也与电池的数量对应，即逻辑单元中与门的数量、均衡单元的数量均与电池的数量相同。另外，本发明实施例中提供的其他附图均是N为4时对应电路的结构示意图，对应的，在对附图的详细介绍中也以N为4为例进行说明。

以N为4为例对本发明实施例提供的上述电池管理系统进行说明，通过求最大电路获取到第一电压VB1至第四电池VB4中的最大电压VOUT_MAX，并将每个电压对应的电平通过输出端进行输出，分别记做V1_CMP、V2_CMP、V3_CMP及V4_CMP；其中，最大电压对应的输出端输出高电平，其余电压对应的输出端输出低电平，当然，最大电压对应的电池可能为一个，也可能为多个。通过求最小电路获取到第一电压VB1至第四电池VB4中的最小电压VOUT_MIN。通过第一比较器将最小电压VOUT_MIN与均衡开启阈值VTH_CB进行比较，当最小电压VOUT_MIN大于均衡开启阈值时，CB_ENA1为高电平，因为均衡开启阈值可以根据实际需要进行灵活设置，比如设置为3.6V，因此，本发明实施例中的电池管理系统可实时进行均衡。通过第二比较器将最大电压VOUT_MAX与最小电压VOUT_MIN的电压差与电压差阈值进行比较，当上述电压差大于电压差阈值时，CB_ENA2为高电平，其中，电压差阈值可以根据实际需要进行设置，比如可以为50mV。进而利用逻辑单元将每个电池在求最大电路中对应输出端输出的电平、第一比较器输出的电平以及第二比较器输出的电平进行逻辑与，并且，仅有上述三项电平均为高电平时，即逻辑与的结果为“真”时，才对对应的电池进行电压均衡。假设第一电压为最大电压，则V1_CMP、CB_ENA1及CB_ENA2对应的电平通过与门后为高电平，此时，对第一电压对应的第一电池进行电压均衡。

由于本申请公开的上述电池管理系统，能够通过灵活设置均衡开启阈值，可实时进行均衡，因此，均衡效率较高，进一步提高了均衡效果。且，现有技术中每个电池均需要配置一比较器才能够实现均衡功能，而本申请公开的上述电池管理系统中，仅需两个比较器，即第一比较器及第二比较器即可实现均衡功能，节约了芯片的面积和功耗，大大降低了成本。

本发明实施例提供的一种电池管理系统中，均衡单元可以包括均衡驱动单元和均衡电路；均衡电路可以包括均衡电阻、NMOS管，均衡电阻的第一端与对应电池的正极连接，均衡电阻的第二端与NMOS管的漏极连接，NMOS管的源极与对应电池的负极连接，NMOS管的栅极与均衡驱动单元连接；均衡驱动单元用于获取逻辑模块输出的与每个电池对应的逻辑与的结果，并控制其对应的结果为“真”的电池对应的均衡电路的NMOS管开启，以实现对对应电池的电压均衡。

其中，均衡电路的结构示意图可以参见图3，均衡电阻即为其中的RCB，NMOS(N-Metal-Oxide-Semiconductor，N型金属-氧化物-半导体)管即为其中的NMOS；而均衡驱动单元的结构示意图可以如图4所示，当第四电池对应的第四电压为最大电压时，第四电池在求最大电路中对应的输出端输出高电平，如果同时第一比较器和第二比较器输出的电平也为高电平，则与第四电池对应的与门输出高电平，该高电平触发开关S1开启，此时，R1和R2被电流I1下拉至VC3，MP1开启，MN3关闭，倒相器MP1和MN3输出高电平，NMOS管NMOS开启，开始均衡；如果第四电池在求最大电路中对应的输出端输出的电平、第一比较器输出的电平及第二比较器输出的电平中的任一个或两个输出低电平，则无法触发S1开启，此时S1是关闭的，R1和R2被电流I1上拉至VC4，倒相器MP1和MN3输出低电平，外部的NMOS管NMOS关闭，均衡不工作。

本发明实施例提供的一种电池管理系统中，还可以包括第三比较器，第三比较器用于获取最大电压及最小电压的电压差，并在电压差大于风险阈值时，控制锂电池管理芯片进入不平衡保护状态。

当电池管理芯片包括第三比较器时，其结构示意图如图5所示，其中，风险阈值可以根据实际需要进行设置，比如0.7V左右，当电压差大于风险阈值时，第三比较器输出高电平，即UBP为高电平，经过一定时间的延迟后，电池管理芯片进入不平衡保护状态，电池不能充电也不能放电，均衡模块始终工作直至不平衡保护状态解除，电池才会被允许充电和放电。

同时，为了保证电池的正常工作，本发明实施例提供的一种电池管理系统中，还可以包括报警器，报警器用于在第三比较器判断出电压差大于风险阈值时，发出告警信号，以通知用户，电池存在风险，应立即检修。

另外，本发明实施例提供的一种电池管理系统，还可以配合其他电路模块，以实现过流、短路、温度保护等完全的保护功能，因上述电路模块在现有技术中已有相关技术方案，在此不再赘述。

本发明实施例提供的一种电池管理系统，还可以包括第四比较器，第四比较器用于将最小电压与欠压阈值进行比较，并在最小电压小于欠压阈值时，控制锂电池管理芯片在经过第一预设时间段后进入过放电保护状态。

当电池管理芯片包括第四比较器时，其结构示意图如图6所示，其中，欠压阈值及第一预设时间段可以根据实际需要进行设置。当最小电压大于欠压阈值VTH_UV时，第四比较器输出高电平，即UVP＝1，为高电平，在经过第一预设时间段后，即经过一定时间的延迟后，控制电池管理芯片进入过放电保护状态，关闭放电管。

本发明实施例提供的一种电池管理系统，还可以包括第五比较器，第五比较器用于将最大电压与过压阈值进行比较，并在最大电压大于过压阈值时，控制锂电池管理芯片在经过第二预设时间段后进入过充电保护状态。

当电池管理芯片包括第五比较器时，其结构示意图如图7所示，其中，过压阈值及第二预设时间段可以根据实际需要进行设置。当最大电压大于过压阈值VTH_OV时，第五比较器输出高电平，即OVP＝1，为高电平，在经过第二预设时间段后，即经过一定时间的延迟后，控制电池管理芯片进入过充电保护状态，关闭充电管。

另外，需要说明的是，第二比较器和第三比较器可以为迟滞比较器，以第二比较器为例，如图8所示，为一种典型的迟滞比较器电路，如果电压差阈值为50mV，迟滞为25mV，则当VOUT_MAX比VOUT_MIN大50mV以上时，CB_ENA1变为高电平，PM2开启，R3被短接，当VOUT_MAX与VOUT_MIN的差值小于25mV时，CB_ENA1变为低电平。而对于第三比较器，如果风险阈值为0.7V左右，迟滞为0.2V，则当VOUT_MAX与VOUT_MIN的电压差大于0.7V左右时，第三比较器输出高电平，当VOUT_MAX与VOUT_MIN的电压差小于0.2V时，第三比较器输出低电平。

而上述实施例中的其他比较器均可以使用通用的CMOS输入的二级比较器即可，当然也可以根据实际需要进行其他设置，均在本发明的保护范围之内。

本发明实施例提供的一种电池管理系统，如图9所示，为N为4时求最大电路的结构示意图，求最大电路可以包括第一组NMOS管、第二组NMOS管、第一组PMOS管、第二组PMOS管、第三组PMOS管、第四组PMOS管、第一组电流源、第二组电流源及第三组电流源，其中，第一组NMOS管包括N个NOMS管，即为图中的NM1A至NM4A，第二组NMOS管包括一个NMOS管，即为图中的NM1B，第一组PMOS管、第二组PMOS管及第三组PMOS管分别包括N个PMOS管，第一组PMOS管对应图中的PM1A至PM4A，第二组PMOS管对应图中的PM1B至PM4B，第三组PMOS管对应图中的PM1C至PM4C；第四组POMS管包括一个PMOS管，即为图中的PM1D，第一组电流源和第二组电流源分别包括一个电流源，第一组电流源对应图中的A(2*Ib)，第二组电流源对应图中的B(2*Ib)，第三组电流源包括N个电流源，即对应图中的四个Ib/2；

第一组NMOS管中N个NMOS管的栅极与电压转换电路输出第一电压至第N电压的N个输出端一一连接，源极分别与第一组电流源的一端及第二组NMOS管中NMOS管的源极连接，漏极与第一组PMOS管中N个PMOS管的漏极一一连接；

第一组PMOS管中N个PMOS管的漏极与第二组PMOS管中N个PMOS管的栅极一一连接的同时与第三组PMOS管中N个PMOS管的栅极一一连接，栅极分别与第四组PMOS管中PMOS管的栅极及漏极连接；

第四组PMOS管中PMOS管的漏极与第二组NMOS管中NMOS管的漏极连接；

第二组PMOS管中每个PMOS管的栅极和漏极之间分别串联有对应电容，且N个PMOS管的漏极连接于一点，该点作为最大电压的输出端，分别与第二组NMOS管中NMOS管的栅极及第二组电流源中电流源的一端连接；

第三组PMOS管中N个PMOS管的漏极与第一电压至第N电压一一对应，作为输出每个电压对应电平的输出端，且与第三组电流源中N个电流源的一端一一连接；

第一组PMOS管至第四组PMOS管的源极均与稳压电源连接；

第一组电流源至第三组电流源中每个电流源的另一端均接地。

对应图9对上述求最大电路进行说明，假设VB1大于VB2、VB3及VB4，NM1A开启而NM2A、NM3A和NM4A被关断，PM2A、PM3A和PM4A对应的节点N2、N3和N4上拉，导致PM1B、PM2B、PM3B、PM1C、PM2C和PM3C被关断，V2_CMP、V3_CMP和V4_CMP输出低电平；NM1A、NM1X、PM1A、PM1D和PM1B构成单位增益的运算放大器，VOUT_MAX＝VB1，PM1C的VGS与PM1B的VGS相等，因此PM1C复制流过PM1B上的电流(＝2*Ib)，因此V1_CMP输出高电平，告诉电池管理芯片第一电池的电压最高。当VB1和VB2相等，而大于VB3和VB4时，NM1A、NM2A开启而NM3A和NM4A被关断，PM3A和PM4A对应的节点N3和N4上拉，导致PM4B、PM1C、PM2C、PM3C和PM4C被关断，V3_CMP和V4_CMP输出低电平；NM1A、NM2A、NM1B、PM1A、PM2A、PM1D和PM1B构成2个单位增益的运算放大器，VOUT_MAX＝VB1＝VB2，PM1C的VGS与PM1B的VGS相等，PM2C的VGS与PM2B的VGS相等，因此PM1C复制流过PM1B上的电流(＝Ib)，PM2C复制流过PM2B上的电流(＝Ib)，因此V1_CMP和V2_CMP输出高电平，告诉电池管理芯片第一电池和第二电池的电压最高。

如图10所示，为本发明实施例提供的另一种求最大电路的结构示意图，求最大电路可以包括第三组NMOS管、第四组NMOS管、第五组PMOS管、第六组PMOS管、第七组PMOS管、第八组PMOS管、第四组电流源、第五组电流源及第六组电流源，其中，第五组PMOS管至第八组PMOS管分别包括N个PMOS管，第五组PMOS管对应图中的PM1E至PM4E，第六组PMOS管对应图中的PM1F至PM4F，第七组PMOS管对应图中的PM1G至PM4G，第八组PMOS管对应图中的PM1H至PM4H，第三组NMOS管及第四组NMOS管分别包括N个NMOS管，第三组NMOS管对应图中的NM1D至NM4D，第四组NMOS管对应图中的NM1E至NM4E，第四组电流源及第六组电流源分别包括N个电流源，第五组电流源包括一个电流源；

第三组NMOS管中N个NMOS管的栅极与电压转换电路输出第一电压至第N电压的N个输出端一一连接，源极与第三组电流源中N个电流源的一端一一连接的同时与第四组NMOS管中N个NMOS管的源极一一连接，漏极与第五组PMOS管中N个PMOS管的漏极一一连接；

第二组NMOS管中N个NMOS管的漏极与第六组PMOS管的漏极一一连接的同时与第六组PMOS管中N个PMOS管的栅极一一连接，栅极连接于一点，该点作为最大电压的输出端，分别与第七组PMOS管中每个PMOS管的漏极及第五组电流源中电流源的一端连接；

第五组PMOS管中N个PMOS管的栅极与第六组PMOS管中N个PMOS管的栅极一一连接，漏极与第七组PMOS管中N个PMOS管的栅极一一连接的同时与第八组PMOS管中N个PMOS管的栅极一一连接；

第七组PMOS管中每个PMOS管的栅极和漏极之间分别串联有对应电容；

第八组PMOS管中N个PMOS管的漏极与第一电压至第N电压一一对应，作为输出每个电压对应电平的输出端，且与第六组电流源中N个电流源的一端一一连接；

第五组PMOS管至第八组PMOS管的源极均与稳压电源连接；

第四组电流源至第六组电流源中每个电流源的另一端均接地。

本发明实施例提供的一种电池管理系统中的求最小电路可以如图11所示，求最小电路可以包括第五组NMOS管、第六组NMOS管、第七组NMOS管、第九组PMOS管、第十组PMOS管、第七组电流源及第八组电流源，其中，第五组NMOS管及第七组NMOS管分别包括N个NMOS管，第五组NMOS管对应图中的NM1E至NM4E，第七组NMOS管对应图中的NM1G至NM4G，第六组NMOS管包括一个NMOS管，对应于图中的NM1F，第九组PMOS管包括N个PMOS管，对应于图中的PM1I至PM4I，第十组PMOS管包括一个PMOS管，对应于图中的PM1J，第七组电流源及第八组电流源分别包括一个电流源；

第九组PMOS管中N个PMOS管的栅极与电压转换电路输出第一电压至第N电压的N个输出端一一连接，源极连接于一点，该点分别与第七组电流源中电流源的一端及第十组PMOS管中PMOS管的源极连接，漏极与第五组NMOS管中N个NMOS管的漏极一一连接的同时与第七组NMOS管中N个NMOS管的栅极一一连接；

第五组NMOS管中N个NMOS管的栅极连接于一点，该点分别与第六组NMOS管中NMOS管的栅极、漏极及第十组PMOS管中PMOS管的漏极连接；

第七组NMOS管中N个NMOS管漏极连接于一点，该点作为最小电压的输出端，分别与第十组PMOS管中PMOS管的栅极及第八组电流源中电流源的一端连接，且每个NMOS管的栅极和漏极之间连接有对应电容；

第七组电流源及第八组电流源中每个电流源的另一端均与稳压电源连接；

第五组NMOS管至第七组NMOS管中每个NMOS管的源极均接地。

对应图11对上述求最小电路进行说明，假设，VB1小于VB2、VB3和VB4，PM1I开启而PM2I、PM3I和PM4I被关断，NM2E、NM3E和NM4E对应的节点N2、N3和N4下拉，导致NM2G、NM3G、NM4G被关断；PM1I、PM1J、NM1E、NM1F和NM1G构成单位增益的运算放大器，VOUT_MIN＝VB1；当VB1＝VB2小于VB3和VB4时，PM1I和PM2I开启而PM3I和PM4I被关断，NM3E和NM4E对应的节点N3和N4下拉，导致NM3G、NM4G被关断；PM1I、PM2I、PM1J、NM1E、NM2E、NM1F和NM1G构成2个单位增益的运算放大器，VOUT_MIN＝VB1＝VB2。

如图12所示，为本发明实施例提供的另一种求最小电路的结构示意图，求最小电路可以包括第八组NMOS管、第九组NMOS管、第十组NMOS管、第十一组PMOS管、第十二组PMOS管、第九组电流源及第十组电流源，其中，第八组NMOS管至第十组NMOS管分别包括N个NMOS管，第八组NMOS管对应图中的NM1H至NM4H，第九组NMOS管对应图中的NM1I至NM4I，第十组NMOS管对应图中的NM1J至NM4J，第十一组PMOS管及第十二组PMOS管分别包括N个PMOS管，第十一组PMOS管对应图中的PM1K至PM4K，第十二组PMOS管对应图中的PM1L至PM4L，第九组电流源包括N个电流源，第十组电流源包括一个电流源；

第十一组PMOS管中N个PMOS管的栅极与电压转换电路输出第一电压至第N电压的N个输出端一一连接，源极与第九组电流源中N个电流源的一端一一连接的同时与第十二组PMOS管中N个PMOS管的源极一一连接，漏极与第八组NMOS管中N个NMOS管的漏极一一连接的同时与第十组NMOS管中N个NMOS管的栅极一一连接；

第十二组PMOS管中N个PMOS管的漏极与第九组NMOS管中N个NMOS管的漏极一一连接的同时与第九组NMOS管中N个NMOS管的栅极一一连接，且与第八组NMOS管中N个NMOS管的栅极一一连接，栅极连接于一点，该点作为最小电压的输出端，与第十组NMOS管中N个NMOS管的漏极一一连接的同时与第十组电流源中电流源的一端连接；

第十组NMOS管中每个NMOS管的栅极和漏极之间连接有对应电容；

第八组NMOS管至第十组NMOS管中每个NMOS管的源极均接地；

第九组电流源及第十组电流源中每个电流源的另一端均与稳压电源连接。另外需要说明的是，本发明实施例中涉及的阈值均可以根据实际需要进行设置，且每张附图中的电流源及稳压电源(VREG)也可以根据实际需要进行设置，可以相同也可以不同，在此不做具体设定。

需要说明的是，上述实施例提供的一种电池管理系统对应的附图，如图3、图5、图6及图7等，仅仅为本发明实施例提供的一种电池管理系统的具体实施方式，当然，也可以是其他能够实现本发明的具体实施方式，如图6也可以不包括第三比较器等，均在本发明的保护范围之内，在此不再赘述。

与上述系统实施例相对应，本发明实施例还提供了一种电池管理方法，如图13所示，可以包括以下步骤：

S1：获取与第一电池至第N电池一一对应的第一电压至第N电压。

S2：确定第一电压至第N电压中最大的电压为最大电压，第一电压至第N电压中最小的电压为最小电压。

S3：如果最小电压大于均衡开启阈值且最大电压及最小电压的电压差大于电压差阈值，则对最大电压对应的电池进行电压均衡。

本发明实施例提供的一种电池管理方法，还可以包括：

将最大电压及最小电压的电压差与风险阈值进行比对，如果电压差大于风险阈值，则控制电池管理芯片进入不平衡保护状态。

本发明实施例提供的一种电池管理方法，还可以包括：

在第三比较器判断出电压差大于风险阈值时，发出告警信号。

本发明实施例提供的一种电池管理方法，还可以包括：

将最小电压与欠压阈值进行比较，如果最小电压小于欠压阈值，则控制电池管理芯片在经过第一预设时间段后进入过放电保护状态。

本发明实施例提供的一种电池管理方法，还可以包括：

将最大电压与过压阈值进行比较，如果最大电压大于过压阈值，则控制电池管理芯片在经过第二预设时间段后进入过充电保护状态。

本发明实施例提供的一种电池管理方法中相关部分的说明请参见本发明实施例提供的上述电池管理系统中对应部分的详细说明，在此不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电池管理系统，应用于电池管理芯片，其特征在于，包括电池模块、求最大电路、求最小电路及均衡模块；

所述电池模块包括第一电池至第N电池，N为不小于2的整数；

所述求最大电路，用于获取与所述第一电池至第N电池一一对应的第一电压至第N电压，并将第一电压至第N电压中最大的电压确定为最大电压；

所述求最小电路，用于获取与所述第一电池至第N电池一一对应的第一电压至第N电压，并将第一电压至第N电压中最小的电压确定为最小电压；

均衡模块，用于在所述最小电压大于所述均衡开启阈值且所述最大电压及所述最小电压的电压差大于电压差阈值时，对所述最大电压对应的电池进行电压均衡。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述求最大电路还用于将所述最大电压所属电池对应输出端输出高电平，其余电压所属电池对应输出端输出低电平；对应的，所述均衡模块包括第一比较器、第二比较器、逻辑单元及均衡单元；

所述第一比较器，用于将所述最小电压与所述均衡开启阈值进行比较，并在所述最小电压大于所述均衡开启阈值时，输出高电平；

所述第二比较器，用于获取所述最大电压及所述最小电压的电压差，并在所述电压差大于所述电压差阈值时，输出高电平；

所述逻辑单元，用于分别将第一电池至第N电池中每个电池在所述求最大电路中对应输出端输出的电平、所述第一比较器输出的电平及所述第二比较器输出的电平进行逻辑与，并将与每个电池对应的逻辑与的结果输出；

所述均衡单元，用于获取所述逻辑单元输出的与每个电池对应的逻辑与的结果，并对其对应的结果为“真”的电池进行电压均衡。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述均衡单元包括均衡驱动单元和均衡电路；所述均衡电路包括均衡电阻、NMOS管，所述均衡电阻的第一端与对应电池的正极连接，所述均衡电阻的第二端与所述NMOS管的漏极连接，所述NMOS管的源极与对应电池的负极连接，所述NMOS管的栅极与所述均衡驱动单元连接；所述均衡驱动单元用于获取所述逻辑模块输出的与每个电池对应的逻辑与的结果，并控制其对应的结果为“真”的电池对应的均衡电路的NMOS管开启，以实现对对应电池的电压均衡。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括第三比较器，所述第三比较器用于获取所述最大电压及所述最小电压的电压差，并在所述电压差大于风险阈值时，控制所述电池管理芯片进入不平衡保护状态。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括报警器，所述报警器用于在所述第三比较器判断出所述电压差大于所述风险阈值时，发出告警信号。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括第四比较器，所述第四比较器用于将所述最小电压与欠压阈值进行比较，并在所述最小电压小于所述欠压阈值时，控制所述电池管理芯片在经过第一预设时间段后进入过放电保护状态。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括第五比较器，所述第五比较器用于将所述最大电压与过压阈值进行比较，并在所述最大电压大于所述过压阈值时，控制所述电池管理芯片在经过第二预设时间段后进入过充电保护状态。

8.一种电池管理方法，应用于电池管理芯片，其特征在于，包括：

获取与第一电池至第N电池一一对应的第一电压至第N电压；

确定所述第一电压至第N电压中最大的电压为最大电压，所述第一电压至第N电压中最小的电压为最小电压；

如果所述最小电压大于均衡开启阈值且所述最大电压及所述最小电压的电压差大于电压差阈值，则对所述最大电压对应的电池进行电压均衡。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：

将所述最大电压及所述最小电压的电压差与风险阈值进行比对，如果所述电压差大于所述风险阈值，则控制所述电池管理芯片进入不平衡保护状态。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：

将所述最小电压与欠压阈值进行比较，如果所述最小电压小于所述欠压阈值，则控制所述电池管理芯片在经过第一预设时间段后进入过放电保护状态。