CN110994706B - 电池保护装置、电池系统和保护方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种电池保护装置、电池系统和保护方法，涉及电池技术领域，其中的电池保护装置包括：主动保险丝模块、隔离供电模块和处理器；主动保险丝模块连接在电池电路中；处理器根据电池系统采样信息和/或电池保护触发信息控制隔离供电模块向主动保险丝模块供电，以使主动保险丝模块断开电池电路。本公开的电池保护装置、电池系统和保护方法，能够在需要断开电池电路的情况下，通过隔离部件提供电压实现主动断开主动保险丝模块的功能；可调节性控制输出不同需求的电压及电流，可以触发多个主动保险丝模块断开；能够降低发生的误操作，提高电池的安全性和可靠性，能够更好地保护用户的人身安全。

Description

电池保护装置、电池系统和保护方法

技术领域

本公开涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池保护装置、电池系统和保护方法。

背景技术

电动汽车替代燃油汽车已成为汽车业发展的趋势。由于电动汽车电机的功率较大，目前使用的电池包通常为高压小电流或者较低电压大电流的电池包，电池包的电压通常超过安全电压，所以需要将电池包与外部隔开。目前通常使用可控开关器件(如继电器、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)等)作为通常情况下的控制高压通断的器件，在高压回路中串入保险丝作为紧急情况下的断开器件。传统方案依赖于保险以及开关器件(如继电器、IGBT等)，但是，高压系统中通常只在正极或负极设置一个保险丝，若继电器出现故障无法断开，即使保险丝熔断，高压的另外一极也会存在输出。例如，在车辆碰撞等情况下，往往继电器还会有较大电流流过，此时强行断开继电器，会导致继电器的损坏并出现粘连，导致高压无法断开。

发明内容

有鉴于此，本公开要解决的一个技术问题是提供一种电池保护装置、电池系统和保护方法。

根据本公开的一个方面，提供一种电池保护装置，包括：主动保险丝模块、隔离供电模块和处理器；主动保险丝模块连接在电池电路中；所述隔离供电模块与所述主动保险丝模块电连接；所述处理器，与所述隔离供电模块电连接，用于根据电池系统采样信息和/或电池保护触发信息控制所述隔离供电模块向所述主动保险丝模块供电，以使所述主动保险丝模块断开所述电池电路。

可选地，还包括：第一开关模块，设置在所述隔离供电模块向所述主动保险丝模块进行供电的供电回路中；隔离驱动模块，与所述处理器连接，用于基于所述处理器发送的第一控制信号生成第一驱动信号，将所述第一驱动信号发送至所述第一开关模块，用以控制所述第一开关模块进行打开或闭合操作。

可选地，还包括：激励信号源模块，与所述供电回路连接，用于在所述供电回路中输入激励信号；检测单元，分别与所述处理器和所述供电回路相连接，用于在所述供电回路中获得与所述激励信号相对应的检测反馈信号，将所述检测反馈信号发送给所述处理器；所述处理器，用于基于所述检测反馈信号确定所述主动保险丝模块以及所述供电回路的状态，并基于所述状态进行相应地处理。

可选地，还包括：隔离单元，设置在所述检测单元和所述处理器之间，用于将所述检测单元发送的所述检测反馈信号输入至所述处理器。

可选地，所述供电回路包括：第一线路和第二线路；所述第一线路和所述第二线路的一端分别连接所述隔离供电模块的第一接口和第二接口，所述第一线路和所述第二线路的另一端分别连接所述主动保险丝模块；其中，所述第一接口或第二接口用于输出电能；所述第一开关模块、第一采样点和第二采样点设置在所述第一线路中，第一采样点和第二采样点分别位于所述第一开关单元的两侧；所述检测单元，分别与所述第一采样点和所述第二采样点连接，用于将在所述第一采样点获得的第一反馈信号、在所述第二采样点获得的第二反馈信号发送给所述处理器；

可选地，所述激励信号源模块通过激励线路与所述第一线路连接，所述激励线路与所述第一线路的连接点位于所述第二采样点与所述主动保险丝模块之间；所述电池保护装置，还包括：第二开关模块，设置在所述激励线路中；所述隔离驱动模块，用于基于所述处理器发送的第二控制信号生成第二驱动信号，将所述第二驱动信号发送至所述第二开关模块，用以控制所述第二开关模块进行打开或闭合操作。

可选地，在所述第二线路上设置第三采样点，所述检测单元与所述第三采样点连接，将在所述第三采样点获得的第三反馈信号发送给所述处理器。

可选地，所述处理器，用于在所述第一开关模块打开、第二开关单元闭合的状态下，基于所述第二反馈信号、第三反馈信号以及所述激励信号获得与所述主动保险丝模块相对应的触发断路需求信息，基于触发断路需求信息生成发送给所述隔离供电模块的第三驱动信号，用于控制控制所述隔离供电模块输出与所述触发断路需求信息相对应的供电电能；其中，所述触发断路需求信息包括：触发所述主动保险丝模块断开的电流和/或电压需求信息。

可选地，所述处理器，用于基于所述第二反馈信号、第三反馈信号以及所述激励信号获得至少一个所述主动保险丝模块的总电阻值，基于所述总电阻值和所述主动保险丝模块的预设触发电流和/或电压，获得所述触发断路需求信息；其中，多个所述主动保险丝模块的连接方式为串联或并联。

可选地，所述激励信号源模块包括：光MOS管模块、恒流或恒压模块；所述光MOS管模块的驱动输入端与所述处理器连接，电压接入端与所述恒流或恒压模块连接，电压输出端接入所述第一线路；其中，在所述驱动输入端接收到所述处理器发送的检测指令的状态下，所述光MOS管模块导通，以使所述电压输出端向所述第一线路输入激励信号。

可选地，所述隔离供电模块包括：可调供电模块和隔离变压器；所述隔离供电模块还包括隔离电源驱动模块或第三开关模块；所述可调供电模块根据所述处理器发送的第三驱动信号，通过输出端输出可调节的电压；其中，所述可调供电模块的输入端与供电电源连接，所述可调供电模块的输出端通过所述隔离电源驱动模块与所述隔离变压器的初级线圈连接，所述隔离变压器的次级线圈通过所述供电回路与所述主动保险丝模块连接；或者，所述隔离变压器的初级线圈通过所述隔离电源驱动模块与供电电源连接，所述隔离变压器的次级线圈与所述可调供电模块的输入端连接，所述可调供电模块的输出端通过所述供电回路与所述主动保险丝模块连接；或者，所述可调供电模块的输入端与供电电源连接，所述可调供电模块的输出端通过可调供电回路与所述隔离变压器的初级线圈连接，所述隔离变压器的次级线圈通过所述供电回路与所述主动保险丝模块连接；其中，在所述可调供电回路中设置所述第三开关模块，所述处理器控制所述第三开关模块的开合状态。

可选地，所述可调供电模块包括：第一升降压模块，包括：第一可调电压回路、多个第一储能电容、至少一个电容电能输出线路、至少一个电容控制单元、第四开关单元和第五开关单元；所述第一可调电压回路包括：第三线路、第四线路和第五线路；所述第三线路和所述第四线路并行设置，所述第五线路的两端分别与所述第三线路和所述第四线路连接，所述多个第一储能电容串联在所述第五线路中；所述第四开关单元、所述第五开关单元分别设置在所述第三线路和所述第四线路中；在相邻的两个第二储能电容之间设置有所述电容电能输出线路，所述电容电能输出线路与所述第五线路连接，所述电容电能输出线路的第一端为电能输出端；其中，所述电容控制单元与所述电容电能输出线路一一对应设置；所述电容控制单元包括：第一控制线路、第二控制线路和多路开关，所述多路开关包括：第一触点、第二触点和活动触片；所述第一控制线路的两端分别连接所述第一触点和所述第三线路，所述第二控制线路的两端分别连接所述第二触点和所述第四线路，其中，与此电容控制单元相对应的电容电能输出线路的第二端连接所述活动触片；所述处理器，用于向所述第四开关单元、所述第五开关单元和所述多路开关发送所述第三驱动信号，控制所述第四开关单元、所述第五开关单元和所述多路开关的开合状态。

可选地，所述可调供电模块包括：第二升降压模块，包括：包括：第二可调电压回路、电感、第三储能电容、第六开关单元、第七开关单元、第八开关单元和第九开关单元；所述第二可调电压回路包括：第六线路、第七线路和第八线路；所述第七线路的一端和所述第八线路的一端分别连接在所述第六线路上，所述第七线路的另一端和所述第六线路的一端用于接入电能，所述第八线路的另一端和所述第六线路的另一端用于输出电能；所述第六开关单元和所述第七开关单元串联在所述第七线路中；第八开关单元和所述第九开关单元串联在所述第八线路中；所述电感的一端与所述第七线路连接，连接点位于所述第六开关单元和所述第七开关单元之间，所述电感的另一端与所述第八线路连接，连接点位于所述第八开关单元和所述第九开关单元之间；所述第三储能电容的两端分别与所述第六线路和所述第八线路连接，并且所述第三储能电容与串联的第八开关单元和所述第九开关单元并联；所述处理器，用于向所述第六开关单元、所述第七开关单元、所述第八开关单元和所述第九开关单元发送所述第三驱动信号，控制所述第六开关单元、所述第七开关单元、所述第八开关单元和所述第九开关单元的开合状态。

可选地，还包括：与所述处理器连接的信息处理模块；所述信息处理模块包括通信模块、信号检测模块和触发检测模块中的至少一个；其中，所述通信模块，用于将所述电池系统采样信息和/或所述电池保护触发信息输入所述处理器；所述信号检测模块，用于对所述电池系统采样信息和/或所述电池保护触发信息进行检测处理，将经过所述检测处理后的所述电池保护触发信息输入所述处理器；所述触发检测模块，用于基于预设的信号处理规则将所述电池系统采样信息和/或所述电池保护触发信息转换为具有预设格式的信号并发送给所述处理器。。

根据本公开的另一方面，提供一种电池系统，包括：如上所述的电池保护装置。

根据本公开的又一方面，通过一种电池保护方法，应用于电池保护装置中，所述电池保护装置包括：主动保险丝模块、隔离供电模块和处理器；主动保险丝模块连接在电池电路中；所述隔离供电模块与所述主动保险丝模块电连接；所述处理器与所述隔离供电模块电连接；所述电池保护方法包括：所述处理器根据电池系统采样信息和/或电池保护触发信息控制所述隔离供电模块向所述主动保险丝模块供电；在所述隔离供电模块向所述主动保险丝模块供电后，所述主动保险丝模块断开所述电池电路。

可选地，所述电池保护装置包括：第一开关模块和隔离驱动模块，所述第一开关模块设置在所述隔离供电模块向所述主动保险丝模块进行供电的供电回路中；所述电池保护方法包括：所述隔离驱动模块基于所述处理器发送的第一控制信号生成第一驱动信号，将所述第一驱动信号发送至所述第一开关模块；所述第一开关模块根据所述第一驱动信号进行打开或闭合操作。

可选地，所述电池保护装置包括：激励信号源模块和检测单元；所述电池保护方法包括：所述处理器控制所述激励信号源模块在所述供电回路中输入激励信号；所述检测单元在所述供电回路中获得与所述激励信号相对应的检测反馈信号，将所述检测反馈信号发送给所述处理器；所述处理器基于所述检测反馈信号确定所述主动保险丝模块以及所述供电回路的状态，并基于所述状态进行相应地处理。

可选地，所述供电回路包括：第一线路和第二线路；所述第一开关模块、第一采样点和第二采样点设置在所述第一线路中，第一采样点和第二采样点分别位于所述第一开关单元的两侧；在所述第二线路上设置第三采样点；所述检测反馈信号包括：所述检测单元在所述第一采样点获得的第一反馈信号、在所述第二采样点获得的第二反馈信号、在所述第三采样点获得的第三反馈信号中的至少一个信号。

可选地，所述电池保护装置，还包括：第二开关模块；所述激励信号源模块通过激励线路与所述第一线路连接，所述激励线路与所述第一线路的连接点位于所述第二采样点与所述主动保险丝模块之间，所述第二开关模块设置在所述激励线路中；所述电池保护方法包括：所述隔离驱动模块基于所述处理器发送的第二控制信号生成第二驱动信号，将所述第二驱动信号发送至所述第二开关模块；所述第二开关模块基于所述第二驱动信号进行打开或闭合操作。

可选地，所述处理器发送所述第二控制信号，控制所述第二开关单元闭合；所述处理器接收所述第二反馈信号和所述第三反馈信号；所述处理器基于第一信号阈值信息判断所述第二反馈信号和所述第三反馈信号是否都为正常；如果是，则所述处理器获得与所述主动保险丝模块相对应的触发断路需求信息，如果否，则确定所述主动保险丝模块出现故障并进行相应地处理。

可选地，所述处理器获得与所述主动保险丝模块相对应的触发断路需求信息包括：所述处理器，基于所述第二反馈信号、第三反馈信号以及所述激励信号获得至少一个所述主动保险丝模块的总电阻值，基于所述总电阻值和所述主动保险丝模块的预设触发电流和/或电压，获得触发断路需求信息；其中，多个所述主动保险丝模块的连接方式为串联或并联；所述触发断路需求信息包括：触发所述主动保险丝模块断开的电流和/或电压需求信息。

可选地，所述处理器发送所述第二驱动信号，控制所述第二开关单元打开；所述处理器基于所述触发断路需求信息生成发送给所述隔离供电模块的第三驱动信号并发送给所述隔离供电模块，控制所述隔离供电模块输出与所述触发断路需求信息相对应的供电电能；所述处理器发送所述第一驱动信号，控制所述第一开关单元闭合；所述处理器接收所述第一反馈信号和所述第二反馈信号；所述处理器基于第二信号阈值信息判断所述第一反馈信号和所述第二反馈信号是否都为正常并进行相应地处理。

可选地，所述基于所述第二信号阈值信息判断所述第一反馈信号和所述第二反馈信号是否都为正常并进行相应地处理包括：如果所述处理器基于所述第二信号阈值信息判断所述第一反馈信号不正常，则确定所述隔离供电模块出现故障并上报故障信息；如果所述处理器基于所述第二信号阈值信息判断所述第二反馈信号不正常，则确定所述第一开关单元出现故障并上报故障信息。如果确定所述第一反馈信号和所述第二反馈信号都正常，则所述处理器发送第三控制信号，用以控制所述隔离供电模块停止输出供电电能，并发送所述第一控制信号、所述第二控制信号，用以控制所述第一开关单元打开、所述第二开关单元关闭；所述处理器获得所述第二反馈信号和所述第三反馈信号，并基于所述第二反馈信号和所述第三反馈信号对所述主动保险丝模块的状态进行检验。

可选地，所述基于所述第二反馈信号和所述第三反馈信号对所述主动保险丝模块的状态进行检验包括：所述处理器获得第三信号阈值信息，基于所述第三信号阈值信息判断所述第一反馈信号和所述第二反馈信号是否都为正常；如果是，则确定所述主动保险丝模块以及所述电池电路已断开，如果否，则确定所述主动保险丝模块以及所述电池电路未断开并上报相应的故障信息。

本公开的电池保护装置、电池系统和保护方法，处理器根据采样信息以及触发信息控制隔离供电模块向主动保险丝模块供电，以使主动保险丝断开；能够在需要断开电池电路的情况下，通过隔离部件提供电压实现主动断开主动保险丝模块的功能，提高电池的使用安全性；能够实时监控触发主动保险丝模块断开所需的能量，可调节性控制输出不同需求的电压及电流，可以触发多个主动保险丝模块断开，提升可靠性；可以提高主动切断电路操作的准确性，降低发生的误操作，能够提高电池的安全性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本公开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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本公开的电池保护装置的一个实施例的模块示意图；

图2为根据本公开的电池保护装置的另一个实施例的示意图；

图3为根据本公开的电池保护装置的一个实施例的增加信息处理模块的示意图；

图4为根据本公开的电池保护装置的一个实施例的信息处理模块的示意图；

图5为根据本公开的电池保护装置的一个实施例的增加触发检测模块的示意图；

图6为根据本公开的电池保护装置的一个实施例的增加隔离驱动模块的示意图；

图7为根据本公开的电池保护装置的一个实施例的增加激励信号模块、检测模块和隔离单元的示意图；

图8为根据本公开的电池保护装置的一个实施例的检测模块采集电压信号的示意图；

图9为根据本公开的电池保护装置的一个实施例的多个主动保险丝模块串联的示意图；

图10为根据本公开的电池保护装置的一个实施例的多个主动保险丝模块并联的示意图；

图11为根据本公开的电池保护装置的一个实施例的隔离供电模块的实现示意图；

图12为根据本公开的电池保护装置的另一个实施例的隔离供电模块的实现示意图；

图13为根据本公开的电池保护装置的又一个实施例的隔离供电模块的实现示意图；

图14为根据本公开的电池保护装置的一个实施例的可调供电模块中的第一升降压模块的实现示意图；

图15为根据本公开的电池保护装置的另一个实施例的可调供电模块中的第二升降压模块的实现示意图；

图16为根据本公开的电池保护方法的一个实施例的流程示意图；

图17为根据本公开的电池保护方法的一个实施例的检测流程示意图；

图18为根据本公开的电池保护方法的另一个实施例的获得触发短路需求信息的流程示意图；

图19为根据本公开的电池保护方法的另一个实施例的流程示意图；

图20为根据本公开的电池保护方法的又一个实施例的流程示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本公开进行更全面的描述，其中说明本公开的示例性实施例。下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，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，都属于本公开保护的范围。下面结合各个图和实施例对本公开的技术方案进行多方面的描述。

下文中的“第一”、“第二”等仅用于描述上相区别，并没有其它特殊的含义。

如图1所示，本公开提供一种电池保护装置，包括：主动保险丝模块3、隔离供电模块2和处理器1。主动保险丝模块3连接在电池电路中，隔离供电模块2与主动保险丝模块3电连接。主动保险丝模块3包括连接在电池电路中的主动保险丝等。电池电路可以为电池系统中的高压电路等。

处理器1与隔离供电模块2电连接，处理器1根据电池系统采样信息和/或电池保护触发信息控制隔离供电模块2向主动保险丝模块3供电，以使主动保险丝模块3断开电池电路。隔离供电模块2向主动保险丝模块3输出切断电压或切断电流，以使主动保险丝模块3断开，使得电池电路断开。主动保险丝模块3断开即指主动保险丝模块3中的主动保险丝断开。

电池系统采样信息可以有多种，包括电池管理系统BMS发送的采样信号，采样信号可以包括对于高压电压、放电或者充电电流信息、电芯温度、继电器状态等信息的采样信号。电池保护触发信息可以为多种信息，例如，电池保护触发信息包括在正常工作的情况下(行车、充电等)，外部对BMS输入的触发信号，例如碰撞信号、CAN(Controller AreaNetwork，控制器局域网络)通信信号等。电池系统采样信息包括采样信号，电池保护触发信息包括外部触发信号，外部触发信号可以为碰撞信号等触发信号、其他控制信号、异常信号等。处理器1可以获得采样信号以及获得外部触发信号，结合判定策略，决定是否需要触发主动保险丝模块3主动断开，使得电池电路断开。

主动保险丝模块3为能够主动断开的保险丝模块，可以有多种实现方式。例如：主动保险丝模块3为一种智能保险模块，智能保险模块使用火药作为断开主动保险丝的机械结构的动力源，通过隔离供电模块2向智能保险模块输入切断电压或切断电流，用于触发智能保险模块中的火药爆炸，将智能保险模块中的主动保险丝断开。也可以采用加电熔断的方式断开主动保险丝模块3中的主动保险丝。主动保险丝可以为多种保险丝。

在一个实施例中，如图2所示，当处理器1判断外部触发信号满足触发条件时，输出第三驱动信号控制隔离供电模块2进行供电。外部触发信号可以为碰撞信号等触发信号、其他控制信号、异常信号等。隔离供电模块2接入低压电源，低压电源来源于低压蓄电池的电源，也可为低压蓄电池本身。隔离供电模块2可以输出满足主动保险丝模块3断开的电压、电流及功率，R为主动保险丝模块3的内阻。当在主动保险丝模块3的驱动端输入的电压或电流满足触发条件时，主动保险丝模块3中的保险丝断开，从而切断高压回路。

在一个实施例中，如图3所示，信息处理模块01与处理器1连接，可以对电池系统采样信息和/或电池保护触发信息进行处理，将处理后的信息发送给处理器1。信息处理模块01可以有多种，例如，如图4所示，信息处理模块01可以包括通信模块4、信号检测模块5和触发检测模块6中的至少一个，可以基于对信息的处理需求选取通信模块4、信号检测模块5和触发检测模块6中的一个或多个模块。

通信模块4将电池系统采样信息和/或电池保护触发信息输入处理器1。通信模块4可以有多种，例如为CAN通信模块、无线通信模块等。例如，外部触发信号通过通信模块4输入处理器1。

信号检测模块5对电池系统采样信息和/或电池保护触发信息进行检测处理，将经过检测处理后的电池保护触发信息输入处理器1。信号检测模块5可以为硬件检测模块等，用于对外部触发信号进行硬件检测处理后输入至处理器1。

信号检测模块5可以避免误触发或者识别特定触发信号，信号检测模块5可以设置比较器、触发器、逻辑门电路等。信号检测模块5可以有多种实现方式，例如包括施密特触发器等，施密特触发器电器可以通过电阻分压形成一个迟滞阈值，防止外部干扰信号对触发信号的影响。触发检测模块6基于预设的信号处理规则将电池系统采样信息和/或电池保护触发信息转换为具有预设格式的信号并发送给处理器1。

在一个实施例中，如图5所示，触发检测模块6与处理器1连接，用于基于预设的信号处理规则将电池保护触发信息转换为具有预设格式的触发信号并发送给处理器1。触发检测模块6将外部触发信号处理成能被处理器识别的信号，处理器1也接收采样信号，当采样信号和外部触发信号中有其一满足触发条件，处理器1可以快速输出第三驱动信号，可以避免某一触发信号失效而无法触发主动保险丝模块3断开，保证可靠性。

如图6所示，第一开关模块SW1设置在隔离供电模块2向主动保险丝模块3进行供电的供电回路中。隔离驱动模块7与处理器1连接，基于处理器1发送的第一控制信号生成第一驱动信号EN1，隔离驱动模块7将第一驱动信号EN1发送至第一开关模块SW1，用以控制第一开关模块SW1进行打开或闭合操作。

第一开关模块SW1可以控制隔离供电模块2的电能输出，防止主动保险断开的误触发。第一开关模块SW1可以有多种实现方式。隔离驱动模块7用于控制SW1的开关状态，隔离驱动模块可以有多种实现方式，例如隔离驱动模块为满足要求设计的开启隔离MOS管的使能电路等。

如图7所示，激励信号源模块8与供电回路连接，用于在供电回路中输入激励信号。激励信号源模块8提供的激励信号远小于隔离供电模块2向主动保险丝模块3的供电电流等，例如激励信号为小于100mA的电流。

检测单元9分别与处理器1和供电回路相连接，用于在供电回路中获得与激励信号相对应的检测反馈信号，将检测反馈信号发送给处理器1。处理器1基于检测反馈信号确定主动保险丝模块3以及供电回路的状态等，并基于状态进行相应地处理。激励信号源模块8可以实现为能够提供特定激励信号的多种电路及器件，例如激励信号源模块8为恒压信号源、恒流信号源、交流信号源等。

隔离单元10设置在检测单元9和处理器1之间，用于将检测单元9发送的检测反馈信号输入至处理器1。隔离单元10可以有多种实现方式，例如，隔离单元10为实现在隔离带两侧传输数字信号、模拟信号的器件，如光耦、隔离数字芯片、隔离运放等。

在一个实施例中，供电回路包括第一线路21和第二线路22。第一线路21和第二线路22的一端分别连接隔离供电模块2的第一接口和第二接口，第一线路21和第二线路22的另一端分别连接主动保险丝模块3，其中，第一接口用于输出电能。第一开关模块SW1、第一采样点91和第二采样点92设置在第一线路21中，第一采样点91和第二采样点92分别位于第一开关单元SW1的两侧。检测单元9分别与第一采样点91和第二采样点92连接，用于将在第一采样点91获得的第一反馈信号V1、在第二采样点92获得的第二反馈信号V2发送给处理器1。

激励信号源模块8通过激励线路81与第一线路21连接，激励线路81与第一线路21的连接点位于第二采样点92与主动保险丝模块3之间。第二开关模块SW2设置在激励线路81中。隔离驱动模块7基于处理器1发送的第二控制信号生成第二驱动信号EN2，将第二驱动信号EN2发送至第二开关模块SW2，用以控制第二开关模块SW2进行打开或闭合操作。处理器1通过分析处理第一反馈信号V1、第二反馈信号V2，可判断驱动信号是否有效，以及SW1和主动保险丝模块3的通断状态等，上报结果或进一步采取措施。

如图8所示，在第二线路22上设置第三采样点93，检测单元9与第三采样点93连接，将在第三采样点93获得的第三反馈信号发送给处理器1。处理器1在第一开关模块SW1打开、第二开关单元SW2关闭的状态下，基于第二反馈信号、第三反馈信号以及激励信号获得与主动保险丝模块3相对应的触发断路需求信息，基于触发断路需求信息生成发送给隔离供电模块2的第三驱动信号，用于控制控制隔离供电模块2输出与触发断路需求信息相对应的供电电能，触发断路需求信息包括：触发主动保险丝模块3断开的电流和/或电压需求信息。

上述实施例中的电池保护装置，能够精确检测出断开主动保险丝模块3所需电压及电流值，控制隔离供电模块2的输出电压或电流可调；由于隔离供电模块的输出电能可调，使得主动断开主动保险丝模块3在一定范围内可选，大大提高了应用灵活性。

在一个实施例中，处理器1基于第二反馈信号V2、第三反馈信号V3以及激励信号获得至少一个主动保险丝模块3的总电阻值，基于总电阻值和主动保险丝模块3的预设触发电流和/或电压，获得触发断路需求信息。隔离供电模块2为可调的隔离供电模块，根据主动保险丝模块3的触发能量，可调节性地输出满足主动保险丝模块3断开的电压、电流及功率的电路。

在采样信号和外部触发信号均正常的情况下，隔离驱动模块7输出第二驱动信号EN2闭合第二开关单元SW2，通过实时采集反馈信号V2、V3电压值，结合激励信号源模块8发送的激励信号的输出参数，可得Fuse_Pos与Fuse_Neg间的总电阻值R_total，再结合主动保险丝模块3本身的触发电压及电流特性，经处理器1分析处理后，即可得到触发主动保险丝模块3断开所需要的实时电压及电流。当接收到满足触发条件的信号时，处理器1输出对应的控制信号控制隔离供电模块2输出满足触发条件的电压及电流。

如图9所示，多个主动保险丝模块3的连接方式为可以串联。当高压回路中具有n(n≥1)个主动保险丝模块3串联连接，处理器1分析处理数据后，通过调节隔离供电模块2的电压及电流输出，驱动串联的多个主动保险丝模块3断开。如图10所示，多个主动保险丝模块3的连接方式可以为并联。当高压回路中具有n(n≥1)个主动保险丝模块3并联连接，处理器1分析处理数据后，通过调节隔离供电模块2的电压及电流输出，驱动并联的多个主动保险丝模块3断开。

在一个实施例中，在正常工作的情况下(行车、充电等)，处理器1实时监控触发主动保险丝模块3断开所需的能量，可调节性控制输出不同需求的电压及电流，提升可靠性。对于串联或并联的多个主动保险丝模块3，通过反馈信号V2、V3计算分析出断开多个主动保险丝模块3所需的电压及电流。

例如，在多个主动保险丝模块3并联的情况下，假设单个主动保险丝模块3的阻值为R，驱动电流和功率分别为I和P，若检测到主动保险丝模块3的总电阻为Ra，则处理器1可判断主动保险丝模块3的个数n为R/Ra，则隔离供电模块2的输出电压需求至少为I*R，输出电流和功率至少为n*I和n*P。

激励信号源模块可以有多种实现方式。如图11所示，激励信号源模块包括光MOS管模块81、恒流或恒压模块。恒流或恒压模块可以为恒流源/恒压源82，R1、R2、R3为分压电阻。

光MOS管模块81的驱动输入端与处理器1连接，可以在连接线路中设置开关单元，开关单元可以有多种，例如为NMOS Q1等。电压接入端与恒流源/恒压源82连接，电压输出端接入第一线路21。在光MOS管模块81的驱动输入端接收到处理器1发送的检测指令的状态下，光MOS管模块81导通，以使电压输出端向第一线路输入激励信号。

光MOS管模块81接入低压电压，在光MOS管模块81和低压电压的连接线路中设置有限流电阻R4。当光MOS管模块81的驱动输入端接收到处理器1发送的检测指令时，低压电压接入光MOS管模块81的光耦部件，使得光MOS管模块81导通，光MOS管模块81的电压输出端输出激励信号，通过光MOS管模块81隔离且控制恒流源/恒压源82的输出。

检测模块9用于获得反馈信号V1、V2、V3，V1、V2、V3可以为电压值。在恒定电流或电压下，检测模块9采集Fuse_Pos与Fuse_Neg间的精准分压V2、V3，经隔离单元11传回至处理器1，处理器1经过数据处理及分析，可以判断主动保险丝模块3的状态，计算主动保险丝模块3断开所需能量，并驱动隔离供电模块2输出满足条件的电压及电流。V1为隔离供电模块输出电压、V2、V3为主动保险丝模块两端电压(可以来源于V1或信号激励源)。

在一个实施例中，隔离供电模块可以有多种实现方式。如图11所示，隔离供电模块包括可调供电模块24和隔离变压器26，可调供电模块24可以提供可调节的单路电压输出或多路电压输出，可以包括降压电路、升压电路、升降压电路以及多功能集成IC等。隔离供电模块也可以包括隔离电源驱动模块25。

可调供电模块24的输入端与供电电源连接，供电电源为低压电源。可调供电模块24的输出端通过隔离电源驱动模块25和隔离变压器26的初级线圈连接，隔离变压器26的次级线圈通过供电回路与主动保险丝模块3连接。

如图12所示，隔离变压器26的初级线圈通过隔离电源驱动模块25与低压电源连接，隔离变压器26的次级线圈与可调供电模块24的输入端连接，可调供电模块24的输出端通过供电回路与主动保险丝模块3连接。可调供电模块24通过隔离驱动模块12与处理器1连接，根据处理器1发送的第三驱动信号，通过输出端输出可调节的电压。

如图13所示，隔离供电模块也可以包括第三开关单元SW3。可调供电模块24的输入端与低压电源连接，可调供电模块24的输出端通过可调供电回路与隔离变压器26的初级线圈连接，隔离变压器26的次级线圈通过供电回路与主动保险丝模块3连接，在可调供电回路中设置第三开关模块SW3。设置与隔离变压器26的初级线圈并联的第一储能电容Cs1，用以存储能量，能够起到稳定在隔离变压器26的次级线圈两端的电压的作用。

处理器1通过发送第四驱动信号控制第三开关模块SW3的开合状态，即控制第三开关模块SW3的开关频率和占空比，可调隔离供电模块24的输出以及第一储能电容Cs1在隔离变压器26中产生变化的磁场，从而使隔离变压器26的次级线圈感生电动势，完成能量从第一储能电容Cs1到主动保险丝模块3的转移，从而使主动保险丝模块断开。

如图14所示，可调供电模块包括：第一升降压模块，第一升降压模块包括：第一可调电压回路、多个第一储能电容Cs101,Cs102,Cs103……Cs10n、多个电容电能输出线路104,105等，第一储能电容的数量可以为n个，例如为2、3、4个等，在相邻的两个第二储能电容之间设置有电容电能输出线路，电容电能输出线路的数量可以为m个，例如为1、2、3个等。第一升降压模块还包括：多个电容控制单元、第四开关单元S101和第五开关单元S102，电容电能输出线路与电容控制单元一一对应设置。

第一可调电压回路包括：第三线路101、第四线路102和第五线路103。第三线路101和第四线路102并行设置，第五线路103的两端分别与第三线路101和第四线路102连接，多个第一储能电容Cs101,Cs102,Cs103……Cs10n串联在第五线路103中。第四开关单元S101、第五开关单元S102分别设置在第三线路101和第四线路102中。

在相邻的两个第二储能电容之间设置有电容电能输出线路，例如，在第一储能电容Cs101和第一储能电容Cs102之间设置有电容电能输出线路104，在第一储能电容Cs102和第一储能电容Cs103之间设置有电容电能输出线路105等。

电容电能输出线路104,105等与第五线路103连接，电容电能输出线路104,105的第一端为电能输出端。电容控制单元与电容电能输出线路104,105等一一对应设置。例如，与电容电能输出线路104对应设置一个电容控制单元，此电容控制单元包括：第一控制线路107、第二控制线路106和多路开关S103，多路开关S103包括：第一触点1、第二触点2和活动触片3。多路开关S103为闭合状态时，活动触片3可以与第一触点1或第二触点2连接，多路开关S103为断开状态时，活动触片3与第一触点1和第二触点2分离。

第一控制线路107的两端分别连接多路开关S103的第一触点1和第三线路101，第二控制线路106的两端分别连接多路开关S103的第二触点2和第四线路102，其中，与此电容控制单元相对应的电容电能输出线路104的第二端连接多路开关S103的活动触片3。

与电容电能输出线路105对应设置一个电容控制单元，此电容控制单元包括：第一控制线路108、第二控制线路109和多路开关S104，多路开关S104包括：第一触点1、第二触点2和活动触片3。第一控制线路108的两端分别连接多路开关S104的第一触点1和第三线路101，第二控制线路109的两端分别连接多路开关S104的第二触点2和第四线路102，其中，与此电容控制单元相对应的电容电能输出线路105的第二端连接多路开关S104的活动触片3。

处理器1向第四开关单元S101、第五开关单元S102和多路开关S103，S104等发送第三驱动信号，控制第四开关单元S101、第五开关单元S102和多路开关S103，S104等的开合状态。本发明的多路开关可以有多种。

例如，第一升降压模块实现降压输出实现方式为：当第四开关单元S101、第五开关单元S102闭合，其余多路开关S103，S104等断开时，输出Vout1为输入Vin。第一升降压模块可以输出多种电压，例如，Vout2为Vin*(n-1)/n，以此类推。通过控制第四开关单元S101、第五开关单元S102、多路开关S103，S104等的闭合与断开，第一升降压模块可实现在Vin/n≤Vout≤Vin范围内输出可选的电压。

第一升降压模块实现升压输出实现方式为：当第四开关单元S101闭合、多路开关S103的第二触点2和活动触片3连接、其余开关断开时，通过Vin给第一储能电容Cs101充电。当多路开关S103的活动触片3连接至第一触点1、多路开关S104连接至第二触点2、其余开关断开时，通过Vin给第一储能电容Cs102充电，以此类推；当所有开关均断开，输出Vout1为n*Vin，输出Vout2为(n-1)*Vin，通过控制开关频率及占空比，可实现在Vin≤Vout≤n*Vin范围内输出可调。

因此，处理器通过输出(隔离)第三驱动信号101,102，103，104等，控制各开关的开关频率及占空比，实现升降压输出，且Vout在Vin/n≤Vout≤n*Vin范围内可调。

如图15所示，可调供电模块包括：第二升降压模块。第二升降压模块包括第二可调电压回路、电感L201、第三储能电容Cs201、第六开关单元S201、第七开关单元S202、第八开关单元S203和第九开关单元S204。第二可调电压回路包括：第六线路201、第七线路202和第八线路203。

第七线路202的一端和第八线路203的一端分别连接在第六线路201上，第七线路202的另一端和第六线路201的一端用于接入电能，例如连接外部电源Vin。第八线路203的另一端和第六线路201的另一端用于输出电能。

第六开关单元S201和第七开关单元S202串联在第七线路202中，第八开关单元S203和第九开关单元S204串联在第八线路203中。电感L201的一端与第七线路202连接，连接点位于第六开关单元S201和第七开关单元S202之间；电感L201的另一端与第八线路203连接，连接点位于第八开关单元S203和第九开关单元S204之间。

第三储能电容Cs201的两端分别与第六线路201和第八线路203连接，并且第三储能电容Cs201与串联的第八开关单元S203和第九开关单元S204并联。处理器分别向第六开关单元S201、第七开关单元S202、第八开关单元S203和第九开关单元S204发送第三驱动信号201、第三驱动信号202、第三驱动信号203、第三驱动信号204，控制第六开关单元S201、第七开关单元S202、第八开关单元S203和第九开关单元S204的开合状态，以使电感L201、第三储能电容Cs201进行充电，或者通过第三储能电容Cs201输出电压Vout，或者通过外部电源Vin、电感L201输出叠加电压并为第三储能电容Cs201充电等。

例如，当S201、S204闭合，S202、S203断开，L201存储能量，而Cs201存储的能量提供输出Vout；当S201、S203闭合，S202、S204断开，存储在L201中的能量与Vin相加，提供输出Vout，并向Cs1充电，实现升压输出。当S201、S203闭合，S202、S204断开，L201存储能量并向电容Cs201充电，Cs201提供输出Vout；当S202、S203闭合，S201、S204断开，存储在L201的能量释放，既提供输出又继续对Cs201充电，实现降压输出。处理器通过(隔离)第三驱动信号控制S201～S204的开关频率及占空比，实现可调升降压输出Vout。本发明的各个开关单元可以有多种。

在一个实施例中，本公开提供一种电池系统，包括如上任一实施例中的电池保护装置。电池系统可以安装在汽车上等。

图16为根据本公开的电池保护方法的一个实施例的流程示意图；电池保护装置包括主动保险丝模块、隔离供电模块和处理器；主动保险丝模块连接在电池电路中；隔离供电模块与主动保险丝模块电连接；处理器与隔离供电模块电连接；如图16所示：

步骤101，处理器根据电池系统采样信息和/或电池保护触发信息控制隔离供电模块向主动保险丝模块供电。

步骤102，在隔离供电模块向主动保险丝模块供电后，主动保险丝模块断开电池电路。

电池保护装置包括：第一开关模块和隔离驱动模块，第一开关模块设置在隔离供电模块向主动保险丝模块进行供电的供电回路中。隔离驱动模块基于处理器发送的第一控制信号生成第一驱动信号，将第一驱动信号发送至第一开关模块；第一开关模块根据第一驱动信号进行打开或闭合操作。

图17为根据本公开的电池保护方法的一个实施例的检测流程示意图；电池保护装置包括：激励信号源模块和检测单元；如图17所示：

步骤201，处理器控制激励信号源模块在供电回路中输入激励信号。

步骤202，检测单元在供电回路中获得与激励信号相对应的检测反馈信号，将检测反馈信号发送给处理器。

步骤203，处理器基于检测反馈信号确定主动保险丝模块以及供电回路的状态，并基于状态进行相应地处理。

在一个实施例中，供电回路包括：第一线路和第二线路。第一开关模块、第一采样点和第二采样点设置在第一线路中，第一采样点和第二采样点分别位于第一开关单元的两侧，在第二线路上设置第三采样点。检测反馈信号为检测单元在第一采样点获得的第一反馈信号、在第二采样点获得的第二反馈信号、在第三采样点获得的第三反馈信号中的至少一个信号。

电池保护装置包括：第二开关模块。激励信号源模块通过激励线路与第一线路连接，激励线路与第一线路的连接点位于第二采样点与主动保险丝模块之间，第二开关模块设置在激励线路中。隔离驱动模块基于处理器发送的第二控制信号生成第二驱动信号，将第二驱动信号发送至第二开关模块，第二开关模块基于第二驱动信号进行打开或闭合操作。

图18为根据本公开的电池保护方法的另一个实施例的获得触发短路需求信息的流程示意图，如图18所示：

步骤301，处理器发送第二控制信号，控制第二开关单元闭合。

步骤302，处理器接收第二反馈信号和第三反馈信号。

步骤303，处理器基于第一信号阈值信息判断第二反馈信号和第三反馈信号是否都为正常。

可以预先设置第一信号阈值信息，处理器基于第一信号阈值信息判断第二反馈信号和第三反馈信号是否都为正常。第一信号阈值信息可以为多种，例如，第一信号阈值信息为信号值区间，如果第二反馈信号和第三反馈信号对应的信号值在信号值区间内，则确定第二反馈信号和第三反馈信号为正常，如果第二反馈信号和第三反馈信号对应的信号值不在信号值区间内，则确定第二反馈信号和第三反馈信号为不正常。

步骤304，如果是，则处理器获得与主动保险丝模块相对应的触发断路需求信息，如果否，则确定主动保险丝模块出现故障并进行相应地处理。

在一个实施例中，以单个主动保险丝模块为例。隔离驱动模块发送第二驱动信号EN2，检测单元获得V2(第二反馈信号)、V3(第三反馈信号)电压值，并将数据通过隔离单元传送至处理器，由处理器分析处理后判断驱动回路是否正常。如果存在故障，则上报故障状态，同时可以将故障上传至整车控制器并做出相应安全动作(例如降功率行驶等)。

用于故障状态判断的第一信号阈值信息如表1所示，其中I1为激励信号源模块的输出电流，R为主动保险丝模块的内阻，Rl为线束及连接器接触阻抗之和，Vo为激励信号源模块的输出电压，表1中的满偏值可以为激励源输出的最大电压或检测电路的最大检测电压。

表1—用于故障状态判断的第一信号阈值信息

在一个实施例中，处理器基于第二反馈信号、第三反馈信号以及激励信号获得至少一个主动保险丝模块的总电阻值，基于总电阻值和主动保险丝模块的预设触发电流和/或电压，获得触发断路需求信息；其中，多个主动保险丝模块的连接方式为串联或并联，触发断路需求信息包括：触发主动保险丝模块断开的电流和/或电压需求信息。

如果驱动回路正常，则计算并记录R+Rl电阻值，以及对应触发主动保险丝模块断开的电压及电流需求，并实时更新数据。当处理器接收到满足条件的触发信号时，输出第三驱动信号，同时控制隔离驱动模块发送第一驱动信号EN1，停止输出第二驱动信号EN2，通过控制可调隔离供电模块的电压及电流输出，将触发电流输入主动保险丝模块，从而切断高压回路。

隔离供电模块的输出电流、电压等值与主动保险丝模块的触发电流、实时检测电阻值以及第一开关单元的SW1导通阻抗有关。例如，主动保险丝模块的触发电流为I，检测电阻值为R+Rl，SW1导通阻抗为Rs，隔离供电模块的转换效率为η，则基于公式1-1和公式1-2获得主动保险丝模块断开的需求电压U：

处理器根据以上结果U，通过调节隔离供电模块的开关频率或占空比等参数，使其输出所需要的电压U及电流I。如果电池回路中具有n个主动保险丝模块串联，则所需要的输出电压为n*U，输出电流不变；若为n个主动保险丝模块并联，则输出电压不变，输出电流为n*I。

图19为根据本公开的电池保护方法的另一个实施例的流程示意图，如图19所示：

步骤401，处理器发送第二驱动信号，控制第二开关单元打开。

步骤402，处理器基于触发断路需求信息生成发送给隔离供电模块的第三驱动信号并发送给隔离供电模块，控制隔离供电模块输出与触发断路需求信息相对应的供电电能。

步骤403，处理器发送第一驱动信号，控制第一开关单元闭合。

步骤404，处理器接收第一反馈信号和第二反馈信号。

步骤405，处理器基于第二信号阈值信息判断第一反馈信号和第二反馈信号是否都为正常并进行相应地处理。

可以预先设置第二信号阈值信息，处理器基于第二信号阈值信息判断第一反馈信号和第二反馈信号是否都为正常。第二信号阈值信息可以为多种，例如，第二信号阈值信息为信号值区间，如果第一反馈信号和第二反馈信号对应的信号值在信号值区间内，则确定第一反馈信号和第二反馈信号为正常，如果第一反馈信号和第二反馈信号对应的信号值不在信号值区间内，则确定第一反馈信号和第二反馈信号为不正常。

在一个实施例中，如果处理器基于第二信号阈值信息判断第一反馈信号不正常，则确定隔离供电模块出现故障并上报故障信息；如果处理器基于第二信号阈值信息判断第二反馈信号不正常，则确定第一开关单元出现故障并上报故障信息。

如果确定第一反馈信号和第二反馈信号都正常，则处理器发送第三控制信号，用以控制隔离供电模块停止输出供电电能，并发送第一控制信号、第二控制信号，用以控制第一开关单元打开、第二开关单元关闭。处理器获得第二反馈信号和第三反馈信号，并基于第二反馈信号和第三反馈信号对主动保险丝模块的状态进行检验。

例如，处理器获得第三信号阈值信息，基于第三信号阈值信息判断第一反馈信号和第二反馈信号是否都为正常；如果是，则确定主动保险丝模块以及电池电路已断开，如果否，则确定主动保险丝模块以及电池电路未断开并上报相应的故障信息。

在一个实施例中，在发送第三驱动信号和第一驱动信号后，隔离供电模块向主动保险丝模块供电，通过检测V1(第一反馈信号)、V2(第二反馈信号)电压值，由处理器分析处理后可判断隔离供电电源输出和SW1开关是否正常，判断标准如下表2中的第二信号阈值信息所示：

故障状态	V1	V2
			U输出正常，SW1导通	U	U-I*Rs
U输出正常，SW1断开	U	0
			U输出异常	≠U	≠U-I*Rs

表2-用于对隔离供电电源及SW1进行故障判断的第二信号阈值信息

隔离供电模块向主动保险丝模块供电，待持续预设的供电时长(例如为2、3、4秒等)结束后，停止输出第三驱动信号和第一驱动信号EN1，隔离驱动模块输出第二驱动信号EN2，检测单元采集V2(第二反馈信号)和V3(第三反馈信号)电压值，并将数据通过隔离单元传送至处理器，由处理器分析处理后判断驱动回路是否正常。

如果存在故障，则上报故障状态，处理器可根据上报结果采取进一步措施，如再次发送第三驱动信号、第一控制信号等。故障状态判断标准如表3中的第三信号阈值信息。其中，I1为激励信号源模块输出电流，R为主动保险丝模块的内阻，Rl为线束及连接器接触阻抗之和，Vo为信号激励源模块的输出电压，其中，Rl较小。

故障状态	V2	V3
			Fuse已断开	Vo≤V2≤满偏值	0
Fuse未断开	I1*R≤V2≤I1*(R+Rl)	0
			无效值	其他	其他

表3-用于在主动保险丝模块断开后进行故障判断的第三信号阈值信息

图20为根据本公开的电池保护方法的又一个实施例的流程示意图，如图20所示：

步骤501，输出EN2(第二驱动信号)，实时读取由检测单元传回的V2(第二反馈信号),V3(第三反馈信号)数据。

步骤502，判断V2和V3是否超出预设的第一信号阈值信息，如果是，则进入步骤503，如果否，进入步骤504。

步骤503，上报主动保险故障。

步骤504，实时计算并记录触发主动保险丝模块断开所需能量与第三驱动信号之间的对应关系。

步骤505，判断是否满足触发条件，如果是，进入步骤506，如果否，则返回步骤504。

步骤506，停止输出EN2，输出第三驱动信号及EN1(第一驱动信号)，触发主动保险丝模块断开。

步骤507，读取由检测单元传回的V1(第一驱动信号)、V2(第二驱动信号)数据，并与预设的第二信号阈值信息进行比较。

步骤508，判断V1、V2数据是否超出预设的第二信号阈值信息，如果是，进入步骤509或步骤511，如果否，进入步骤513。

步骤509，V1超出第二信号阈值信息，步骤510，上报隔离供电故障。

步骤511，V2超出第二信号阈值信息，步骤512，上报SW1(第一开关单元)故障。

步骤513，等待预设的触发时长结束后，停止输出第三驱动信号及EN1，输出EN2。

步骤514，读取由检测单元传回的V2、V3数据，并与预设的第三阈值信息进行比较。

步骤515，判断V2、V3是否超出预设的第三信号阈值信息。如果是，进入步骤516，如果否，进入步骤517。

步骤516，上报保险未断开。

步骤517，保险已断开，寄存器记录当前检测结果。

在一个实施例中，本公开提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，指令被处理器执行时实现如上任一个实施例中的方法。

上述实施例中的电池保护装置、电池系统和保护方法，处理器根据采样信息以及触发信息控制隔离供电模块向主动保险丝模块供电，以使主动保险丝断开；能够在需要断开电池电路的情况下，通过隔离部件提供电压实现主动断开主动保险丝模块的功能，提高电池的使用安全性；能够实时监控触发主动保险丝模块断开所需的能量，可调节性控制输出不同需求的电压及电流，可以触发多个主动保险丝模块断开，提升可靠性；可以提高主动切断电路操作的准确性，降低发生的误操作，能够提高电池的安全性和可靠性，能够更好地保护用户的人身安全。

可能以许多方式来实现本公开的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本公开的方法和系统。用于方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本公开的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本公开实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本公开的方法的机器可读指令。因而，本公开还覆盖存储用于执行根据本公开的方法的程序的记录介质。

本公开的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本公开限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本公开的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本公开从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (19)

1.一种电池保护装置，包括：

主动保险丝模块、隔离供电模块和处理器；主动保险丝模块连接在电池电路中；所述隔离供电模块与所述主动保险丝模块电连接；

所述处理器，与所述隔离供电模块电连接，用于根据电池系统采样信息和/或电池保护触发信息控制所述隔离供电模块向所述主动保险丝模块供电，以使所述主动保险丝模块断开所述电池电路；

其中，所述电池保护装置还包括：第一开关模块、检测单元、激励信号源模块和第二开关模块；所述隔离供电模块向所述主动保险丝模块进行供电的供电回路包括：第一线路和第二线路；所述第一线路和所述第二线路的一端分别连接所述隔离供电模块用于输出电能的第一接口和第二接口，另一端分别连接所述主动保险丝模块；所述第一开关模块、第一采样点和第二采样点设置在所述第一线路中，所述第一采样点和所述第二采样点分别位于所述第一开关模块的两侧；

所述检测单元分别与所述第一采样点和所述第二采样点连接，用于将在所述第一采样点获得的第一反馈信号、在所述第二采样点获得的第二反馈信号发送给所述处理器；在所述第二线路上设置第三采样点，所述检测单元与所述第三采样点连接，将在所述第三采样点获得的第三反馈信号发送给所述处理器；

所述激励信号源模块用于在所述供电回路中输入激励信号；所述激励信号源模块通过激励线路与所述第一线路连接，连接点位于所述第二采样点与所述主动保险丝模块之间；所述第二开关模块设置在所述激励线路中；

所述处理器，用于在所述第一开关模块打开、所述第二开关模块闭合的状态下，基于所述第二反馈信号、第三反馈信号以及所述激励信号获得与所述主动保险丝模块相对应的触发断路需求信息，基于触发断路需求信息生成发送给所述隔离供电模块的第三驱动信号，用于控制所述隔离供电模块输出与所述触发断路需求信息相对应的供电电能。

2.如权利要求1所述的装置，还包括：

隔离驱动模块，与所述处理器连接，用于基于所述处理器发送的第一控制信号生成第一驱动信号，将所述第一驱动信号发送至所述第一开关模块，用以控制所述第一开关模块进行打开或闭合操作。

3.如权利要求1所述的装置，还包括：

隔离单元，设置在所述检测单元和所述处理器之间，用于将所述检测单元发送的检测反馈信号输入至所述处理器；其中，所述检测反馈信号包括：所述检测单元在所述第一采样点获得的第一反馈信号、在所述第二采样点获得的第二反馈信号、在所述第三采样点获得的第三反馈信号中的至少一个信号。

4.如权利要求2所述的装置，其中，

所述隔离驱动模块，用于基于所述处理器发送的第二控制信号生成第二驱动信号，将所述第二驱动信号发送至所述第二开关模块，用以控制所述第二开关模块进行打开或闭合操作。

5.如权利要求1所述的装置，其中，

所述触发断路需求信息包括：触发所述主动保险丝模块断开的电流和/或电压需求信息。

6.如权利要求1所述的装置，还包括：

所述处理器，用于基于所述第二反馈信号、第三反馈信号以及所述激励信号获得至少一个所述主动保险丝模块的总电阻值，基于所述总电阻值和所述主动保险丝模块的预设触发电流和/或电压，获得所述触发断路需求信息；其中，多个所述主动保险丝模块的连接方式为串联或并联。

7.如权利要求1所述的装置，其中，

所述激励信号源模块包括：光MOS管模块、恒流或恒压模块；

所述光MOS管模块的驱动输入端与所述处理器连接，电压接入端与所述恒流或恒压模块连接，电压输出端接入所述第一线路；

其中，在所述驱动输入端接收到所述处理器发送的检测指令的状态下，所述光MOS管模块导通，以使所述电压输出端向所述第一线路输入激励信号。

8.如权利要求1所述的装置，其中，

所述隔离供电模块包括：可调供电模块和隔离变压器；所述隔离供电模块还包括：隔离电源驱动模块或第三开关模块；

所述可调供电模块根据所述处理器发送的第三驱动信号，通过输出端输出可调节的电压；

其中，所述可调供电模块的输入端与供电电源连接，所述可调供电模块的输出端通过所述隔离电源驱动模块与所述隔离变压器的初级线圈连接，所述隔离变压器的次级线圈通过所述供电回路与所述主动保险丝模块连接；

或者，所述隔离变压器的初级线圈通过所述隔离电源驱动模块与供电电源连接，所述隔离变压器的次级线圈与所述可调供电模块的输入端连接，所述可调供电模块的输出端通过所述供电回路与所述主动保险丝模块连接；

或者，所述可调供电模块的输入端与供电电源连接，所述可调供电模块的输出端通过可调供电回路与所述隔离变压器的初级线圈连接，所述隔离变压器的次级线圈通过所述供电回路与所述主动保险丝模块连接；其中，在所述可调供电回路中设置所述第三开关模块，所述处理器控制所述第三开关模块的开合状态。

9.如权利要求8所述的装置，其中，

所述可调供电模块包括：

第一升降压模块，包括：第一可调电压回路、多个第一储能电容、至少一个电容电能输出线路、至少一个电容控制单元、第四开关单元和第五开关单元；

所述第一可调电压回路包括：第三线路、第四线路和第五线路；所述第三线路和所述第四线路并行设置，所述第五线路的两端分别与所述第三线路和所述第四线路连接，所述多个第一储能电容串联在所述第五线路中；所述第四开关单元、所述第五开关单元分别设置在所述第三线路和所述第四线路中；

在相邻的两个第一储能电容之间设置有所述电容电能输出线路，所述电容电能输出线路与所述第五线路连接，所述电容电能输出线路的第一端为电能输出端；其中，所述电容控制单元与所述电容电能输出线路一一对应设置；所述电容控制单元包括：第一控制线路、第二控制线路和多路开关，所述多路开关包括：第一触点、第二触点和活动触片；所述第一控制线路的两端分别连接所述第一触点和所述第三线路，所述第二控制线路的两端分别连接所述第二触点和所述第四线路，其中，与此电容控制单元相对应的电容电能输出线路的第二端连接所述活动触片；

所述处理器，用于向所述第四开关单元、所述第五开关单元和所述多路开关发送所述第三驱动信号，控制所述第四开关单元、所述第五开关单元和所述多路开关的开合状态。

10.如权利要求8所述的装置，其中，

所述可调供电模块包括：

第二升降压模块，包括：第二可调电压回路、电感、第三储能电容、第六开关单元、第七开关单元、第八开关单元和第九开关单元；

所述第二可调电压回路包括：第六线路、第七线路和第八线路；所述第七线路的一端和所述第八线路的一端分别连接在所述第六线路上，所述第七线路的另一端和所述第六线路的一端用于接入电能，所述第八线路的另一端和所述第六线路的另一端用于输出电能；

所述第六开关单元和所述第七开关单元串联在所述第七线路中；第八开关单元和所述第九开关单元串联在所述第八线路中；所述电感的一端与所述第七线路连接，连接点位于所述第六开关单元和所述第七开关单元之间，所述电感的另一端与所述第八线路连接，连接点位于所述第八开关单元和所述第九开关单元之间；

所述第三储能电容的两端分别与所述第六线路和所述第八线路连接，并且所述第三储能电容与串联的第八开关单元和所述第九开关单元并联；

所述处理器，用于向所述第六开关单元、所述第七开关单元、所述第八开关单元和所述第九开关单元发送所述第三驱动信号，控制所述第六开关单元、所述第七开关单元、所述第八开关单元和所述第九开关单元的开合状态。

11.如权利要求1所述的装置，还包括：

与所述处理器连接的信息处理模块；所述信息处理模块包括通信模块、信号检测模块和触发检测模块中的至少一个；

其中，所述通信模块，用于将所述电池系统采样信息和/或所述电池保护触发信息输入所述处理器；

所述信号检测模块，用于对所述电池系统采样信息和/或所述电池保护触发信息进行检测处理，将经过所述检测处理后的所述电池保护触发信息输入所述处理器；

所述触发检测模块，用于基于预设的信号处理规则将所述电池系统采样信息和/或所述电池保护触发信息转换为具有预设格式的信号并发送给所述处理器。

12.一种电池系统，包括：

如权利要求1至11任一项所述的电池保护装置。

13.一种电池保护方法，应用于电池保护装置中，所述电池保护装置包括：主动保险丝模块、隔离供电模块和处理器；主动保险丝模块连接在电池电路中；所述隔离供电模块与所述主动保险丝模块电连接；所述处理器与所述隔离供电模块电连接；所述电池保护装置还包括：第一开关模块、检测单元、激励信号源模块和第二开关模块；所述隔离供电模块向所述主动保险丝模块进行供电的供电回路包括：第一线路和第二线路；所述第一开关模块、第一采样点和第二采样点设置在所述第一线路中，所述第一采样点和所述第二采样点分别位于所述第一开关模块的两侧；所述激励信号源模块通过激励线路与所述第一线路连接，连接点位于所述第二采样点与所述主动保险丝模块之间；所述第二开关模块设置在所述激励线路中；在所述第二线路上设置第三采样点；

所述电池保护方法包括：

所述处理器根据电池系统采样信息和/或电池保护触发信息控制所述隔离供电模块向所述主动保险丝模块供电；

在所述隔离供电模块向所述主动保险丝模块供电后，所述主动保险丝模块断开所述电池电路；

所述电池保护方法还包括：

所述处理器控制所述激励信号源模块在所述供电回路中输入激励信号；所述检测单元在所述供电回路中获得与所述激励信号相对应的检测反馈信号，将所述检测反馈信号发送给所述处理器；所述检测反馈信号包括：所述检测单元在所述第一采样点获得的第一反馈信号、在所述第二采样点获得的第二反馈信号、在所述第三采样点获得的第三反馈信号中的至少一个信号；

所述处理器基于所述检测反馈信号确定所述主动保险丝模块以及所述供电回路的状态，并基于所述状态进行相应地处理；

其中，所述处理器控制所述第二开关模块闭合，接收所述第二反馈信号和所述第三反馈信号；所述处理器基于第一信号阈值信息判断所述第二反馈信号和所述第三反馈信号是否都为正常；如果是，则所述处理器获得与所述主动保险丝模块相对应的触发断路需求信息，如果否，则确定所述主动保险丝模块出现故障并进行相应地处理。

14.如权利要求13所述的方法，所述电池保护装置包括：隔离驱动模块；所述电池保护方法包括：

所述隔离驱动模块基于所述处理器发送的第一控制信号生成第一驱动信号，将所述第一驱动信号发送至所述第一开关模块；

所述第一开关模块根据所述第一驱动信号进行打开或闭合操作。

15.如权利要求14所述的方法，包括：

所述隔离驱动模块基于所述处理器发送的第二控制信号生成第二驱动信号，将所述第二驱动信号发送至所述第二开关模块；

所述第二开关模块基于所述第二驱动信号进行打开或闭合操作。

16.如权利要求13所述的方法，所述处理器获得与所述主动保险丝模块相对应的触发断路需求信息包括：

所述处理器基于所述第二反馈信号、第三反馈信号以及所述激励信号获得至少一个所述主动保险丝模块的总电阻值，基于所述总电阻值和所述主动保险丝模块的预设触发电流和/或电压，获得触发断路需求信息；

其中，多个所述主动保险丝模块的连接方式为串联或并联；所述触发断路需求信息包括：触发所述主动保险丝模块断开的电流和/或电压需求信息。

17.如权利要求16所述的方法，还包括：

所述处理器发送第二驱动信号，控制所述第二开关模块打开；

所述处理器基于所述触发断路需求信息生成发送给所述隔离供电模块的第三驱动信号并发送给所述隔离供电模块，控制所述隔离供电模块输出与所述触发断路需求信息相对应的供电电能；

所述处理器发送第一驱动信号，控制所述第一开关模块闭合；

所述处理器接收所述第一反馈信号和所述第二反馈信号；

所述处理器基于第二信号阈值信息判断所述第一反馈信号和所述第二反馈信号是否都为正常并进行相应地处理。

18.如权利要求17所述的方法，所述基于所述第二信号阈值信息判断所述第一反馈信号和所述第二反馈信号是否都为正常并进行相应地处理包括：

如果所述处理器基于所述第二信号阈值信息判断所述第一反馈信号不正常，则确定所述隔离供电模块出现故障并上报故障信息；

如果所述处理器基于所述第二信号阈值信息判断所述第二反馈信号不正常，则确定所述第一开关模块出现故障并上报故障信息；

如果确定所述第一反馈信号和所述第二反馈信号都正常，则所述处理器发送第三驱动信号，用以控制所述隔离供电模块停止输出供电电能，并发送所述第一驱动信号、所述第二驱动信号，用以控制所述第一开关模块打开、所述第二开关模块闭合；

所述处理器获得所述第二反馈信号和所述第三反馈信号，并基于所述第二反馈信号和所述第三反馈信号对所述主动保险丝模块的状态进行检验。

19.如权利要求18所述的方法，所述基于所述第二反馈信号和所述第三反馈信号对所述主动保险丝模块的状态进行检验包括：

所述处理器获得第三信号阈值信息，基于所述第三信号阈值信息判断所述第一反馈信号和所述第二反馈信号是否都为正常；

如果是，则确定所述主动保险丝模块以及所述电池电路已断开，如果否，则确定所述主动保险丝模块以及所述电池电路未断开并上报相应的故障信息。

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