CN113541271A - 一种电池组的充放电控制电路、电源以及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种电池组的充放电控制电路、电源以及用电设备，涉及电池充放电技术领域。其中，电池组的充放电控制电路包括：采集单元、控制单元、充电输入单元以及补充单元，在基于放电数据从电池组中确定出放电截止的第一目标电池时，为电池组进行统一充电，在为电池组进行统一充电的过程中，基于充电数据从电池组中确定出充电完成的第二目标电池，利用补充单元导通充电输入单元与第一目标电池之间的回路，形成补充充电回路，通过该补充充电回路以第二充电电流为第一目标电池进行补充充电，在实现了对电池组过放保护与过充保护的同时，还以补充充电的方式，令电池组中的各电池在多次充放电后中趋于均衡，能够延长了电池组的使用寿命。

Description

一种电池组的充放电控制电路、电源以及用电设备

技术领域

本申请属于电池充放电技术领域，尤其涉及一种电池组的充放电控制电路、电源以及用电设备。

背景技术

现有的许多电子产品中均搭载能进行反复充电使用的充电电池组，例如，终端、智能穿戴设备等。为了能够对电池组实现过充保护与过放保护，现有技术中通过在电池组外围配置相应的充放电控制电路，对电池组的充电情况与放电情况进行监测，然后根据监测到的数据判断是否对电池组实现过充保护或者过放保护。

然而，对于电池组中的各个单体电池来说，由于各单体电池之间存在差异，如容量差异、内阻差异、电压平台差异、极化差异、自放电率差异等，导致串并联后的电池组呈现出各种不一致性。随着电池组的使用，电池组中单体电池之间的差异会越来越大，可用容量大幅度降低，导致整个电池组的循环寿命大幅度缩短。可见，现有技术中在为电池组配置充放电控制电路时，电池组的充放电控制电路存在功能较为单一的问题。

发明内容

本申请实施例提供一种电池组的充放电控制电路、电源以及用电设备，以解决现有技术中电池组的充放电控制电路存在功能较为单一的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种电池组的充放电控制电路，与电池组相连，充放电控制电路包括：

采集单元，用于对电池组中每个电池的放电数据与充电数据进行采集；

控制单元，用于在基于放电数据从电池组中确定出放电截止的第一目标电池时，输出统一充电控制信号，在基于充电数据从电池组中确定出充电完成的第二目标电池时，输出补充充电控制信号与通路控制信号；

充电输入单元，用于在接收到统一充电控制信号时，根据市电输出第一充电电流为电池组进行统一充电，在接收到补充充电控制信号时，根据市电输出第二充电电流；

补充单元，用于在接收到通路控制信号时，根据通路控制信号导通充电输入单元与第一目标电池之间的回路，形成补充充电回路；其中，补充充电回路用于，以第二充电电流为第一目标电池进行补充充电。

第二方面，本申请实施例还提供一种电源，包括电池组，还包括第一方面中的电池组的充放电控制电路。

第三方面，本申请实施例还提供一种用电设备，包括第二方面中的电源。

本申请实施例提供了一种电池组的充放电控制电路、电源以及用电设备，其中，电池组的充放电控制电路，与电池组相连，包括：采集单元、控制单元、充电输入单元以及补充单元，利用采集单元对电池组中每个电池的放电数据与充电数据进行采集，在电池组放电的过程中，控制单元基于放电数据从电池组中确定出放电截止的第一目标电池，输出统一充电控制信号，当该统一充电控制信号传递至充电输入单元时，充电输入单元能够根据市电输出第一充电电流为电池组进行统一充电，在电池组充电的过程中，控制单元基于充电数据从电池组中确定出充电完成的第二目标电池，输出补充充电控制信号与通路控制信号，充电输入单元在接收到补充充电控制信号时，根据市电输出第二充电电流，补充单元在接收到通路控制信号时，根据该通路控制信号导通充电输入单元与第一目标电池之间的回路，形成补充充电回路，进而通过该补充充电回路以第二充电电流为第一目标电池进行补充充电。实现了在电池组放电过程中，一旦基于放电数据从电池组中确定出放电截止的第一目标电池，立即停止电池组的放电操作并为电池组进行统一充电，避免了电池组出现过放的现象；同时在为电池组进行统一充电的过程中，一旦基于充电数据从电池组中确定出充电完成的第二目标电池，立即停止对电池组的统一充电操作，且利用补充单元导通充电输入单元与第一目标电池之间的回路，形成补充充电回路，进而通过该补充充电回路以第二充电电流为第一目标电池进行补充充电，在实现了对电池组过放保护与过充保护的同时，还以补充充电的方式，令电池组中的各电池在多次充放电后中趋于均衡，能够延长了电池组的使用寿命。

此外，在对电池组统一充电后继续为第一目标电池进行补充充电，对于第一目标电池来说，并未损耗其充放电次数，对于电池组中的除第一目标电池以外的其他单体电池来说，无需增加外设放电电路进行放电，因此在没有增加电池组中所有电池的充放电循环次数的情况下，令电池组中的所有单体电池能够在多次放电、统一充电以及补充充电之后，实现电池组中各单体电池的充放电均衡，且令单体电池的蓄电趋向最大化，能够实现电池组中所有单体电池的满充满放，提高了电池组的整体利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种电池组的充放电控制电路的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种电池组的充放电控制电路的具体结构示意图一；

图3是本申请实施例提供的一种电池组的充放电控制电路的具体结构示意图二；

图4是本申请实施例提供的一种电池组的充放电控制电路中开关电路与电池组连接的电路示例图；

图5是本申请实施例提供的一种电源的结构示意图；

图6是本申请实施例提供的一种用电设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

请参见图1，图1是本申请实施例提供的一种电池组的充放电控制电路的结构示意图。如图1所示，一种电池组的充放电控制电路100，与电池组110相连，用于外接市电120为电池组110充电，该电池组的充放电控制电路100包括：采集单元10、控制单元20、充电输入单元30以及补充单元40。具体地：

采集单元10，用于对电池组110中每个电池的放电数据与充电数据进行采集。

控制单元20，用于在基于放电数据从电池组110中确定出放电截止的第一目标电池时，输出统一充电控制信号，在基于充电数据从电池组110中确定出充电完成的第二目标电池时，输出补充充电控制信号与通路控制信号。

充电输入单元30，用于在接收到统一充电控制信号时，根据市电120输出第一充电电流为电池组110进行统一充电，在接收到补充充电控制信号时，根据市电120输出第二充电电流。

补充单元40，用于在接收到通路控制信号时，根据通路控制信号导通充电输入单元30与第一目标电池之间的回路，形成补充充电回路；其中，补充充电回路用于，以第二充电电流为第一目标电池进行补充充电。

在本实施例中，采集单元10对电池组110中的每个电池的充放电过程进行数据采集，也即当为电池组110充电时，采集单元10采集电池组110的每个电池的充电数据，在电池组110放电时，采集单元10采集电池组110的每个电池的放电数据。采集单元10将采集到的每个电池的放电数据与充电数据发送至控制单元20。控制单元20接收采集单元10采集到的每个电池的充电数据与放电数据，如果控制单元20基于放电数据从电池组110中确定出放电截止的第一目标电池，则输出统一充电控制信号，如果控制单元20基于充电数据从电池组110中确定出充电完成的第二目标电池，则输出补充充电控制信号与通路控制信号。这里，放电截止的第一目标电池为电池组110在单次放电过程已放电截止的单个电池，充电完成的第二目标电池为电池组110在单次充电过程已充电完成的单个电池。在电池组110多次放电过程中，不同的放电过程确定出的第一目标电池可以是电池组110中的不同单个电池，相应地，在为电池组110进行多次充电的过程中，每次充电过程确定出的第二目标电池也可以是电池组110中的不同单个电池。

需要说明的是，在电池组110放电过程中，采集单元10采集电池组110中每个电池的放电数据，并将其发送至控制单元20。控制单元20在基于放电数据从电池组110中确定出放电截止的第一目标电池时，即可确定在电池组110中的第一目标电池已经无法进行放电操作，此时控制单元20输出统一充电控制信号。这里，控制单元20在基于放电数据从电池组110中确定出放电截止的第一目标电池时，输出统一充电控制信号，是为了以出现已经放电截止的第一目标电池为停止放电的时机，输出统一充电控制信号，同时也能够停止电池组的放电操作。充电输入单元30在接收到该统一充电控制信号时，根据市电120输出第一充电电流为电池组110进行统一充电。这里，充电输入单元30输出第一充电电流为电池组110进行统一充电，指的是对电池组110整体进行充电。在所有实施例中，电池组110可以是由多个单体电池串联组成的电池组，也可以是由多个单体电池并联组成的电池组，此处不作限制。

在为电池组110充电的过程中，采集单元10采集电池组110中每个电池的充电数据，并将其发送至控制单元20。这里，为电池组110充电的过程指的是为电池组110进行统一充电的过程。

控制单元20在基于充电数据从电池组110中确定出充电完成的第二目标电池时，即可确定该第二目标电池处于充电完成，也即在电池组110中的第二目标电池已经无需进行充电操作，此时控制单元20输出补充充电控制信号与通路控制信号。这里，控制单元20在基于充电数据从电池组110中确定出充电完成的第二目标电池时，输出补充充电控制信号与通路控制信号，是为了以出现已经充电完成的第二目标电池为停止统一充电的时机，输出补充充电控制信号与通路控制信号，同时能够停止对电池组的统一充电操作。充电输入单元30在接收到该补充充电控制信号时，根据市电120输出第二充电电流，补充单元40在接收到通路控制信号时，根据该通路控制信号导通充电输入单元30与第一目标电池之间的回路，形成补充充电回路，进而通过该补充充电回路以第二充电电流为第一目标电池进行补充充电。

在实现时，采集单元10可以是由多个传感器组合成的电路单元，通过将多个传感器对电池组110中的每个电池进行检测，并将每个电池在放电过程中产生的放电数据，与每个电池在充电过程中产生的充电数据发送至控制单元20。

作为一个示例，采集单元10可以包括电流传感器、电压传感器以及温度传感器中的至少一种。对应地，每个电池的放电数据可以包括每个电池的放电电流、放电电压以及放电温度中的至少一种，每个电池的充电数据可以包括每个电池的充电电流、蓄电电压以及充电温度中的至少一种。

作为本实施例一种可能实现的方式，控制单元20可以是具有数据处理和控制能力的功能单元，如单片机单元，或者由单片机与外接电路组成的具有数据处理能力和控制能力的单元。

结合上示例，控制单元20基于放电数据从电池组110中确定出放电截止的第一目标电池时，输出统一充电控制信号，可以是基于每个电池的放电电流、放电电压以及放电温度中的至少一种数据，在从电池组110中确定出放电截止的第一目标电池时，输出统一充电控制信号。控制单元20基于充电数据从电池组110中确定出充电完成的第二目标电池时，输出补充充电控制信号与通路控制信号，可以是基于每个电池的充电电流、蓄电电压以及充电温度中的至少一种数据，在从电池组110中确定出充电完成的第二目标电池时，输出补充充电控制信号与通路控制信号。

作一个实施例，电池组110中包括N个电池，且N个电池串联，其中，N为大于1的整数；采集单元10包括N对采集端，每对采集端与每个电池的正负极相连，采集单元10具体用于，采集每个电池在放电过程中的放电电压，以及每个电池在充电过程中的蓄电电压。

在本实施例中，控制单元20在基于放电数据判断从电池组110中确定出放电截止的第一目标电池，基于充电数据判断从电池组110中确定出充电完成的第二目标电池，具体可以是：控制单元20在接收到由采集单元10采集到的电池组110中每个电池的放电电压时，将每个电池的放电电压与预设的截止放电阈值进行比较，当有电池的放电电压等于或小于该预设的截止放电阈值，即可将该电池作为第一目标电池。对应地，控制单元20在接收到由采集单元10采集到的电池组110中每个电池的蓄电电压时，将每个电池的充电数据与预设的充电完成阈值进行比较，当有电池的蓄电电压等于或大于该预设的充电完成阈值，即可将该电池作为第二目标电池。

容易理解的是，控制单元20可以是基于已有微处理器芯片与其外围电路组合而成的具有数据处理能力和控制能力的单元。在具体实现时，可以根据实际需求选用独立的微处理器芯片，或者通过复用电池组所在设备的处理器芯片作为本实施例中的控制单元20，故此处不再对控制单元20的具体选用或者配置进行赘述。

在本申请的所有实施例中，由于充电输入单元30在接收到统一充电控制信号时，根据市电120输出第一充电电流为电池组110进行统一充电，在接收到补充充电控制信号时，根据市电120输出第二充电电流，其中，第一充电电流用于为电池组110进行统一充电，第二充电电流用于通过补充充电回路为第一目标电池进行补充充电，由于第一目标电池为电池组110中的单体电池，因此第一充电电流大于第二充电电流。

这里，第一目标电池为电池组110中的单体电池，指的是电池组110中的某个电池，并非限定第一目标电池的数量。在一些实施例中，第一目标电池可以是电池组110中的两个或两个以上的放电截止的电池。相应地，第二目标电池也可以是电池组110中的两个或两个以上的充电完成的电池。

需要说明的是，由于充电输入单元30对市电120进行转换得到第一充电电流或第二充电电流，而市电120为交流电，因此无论是充电输入单元30根据市电输出第一充电电流还是输出第二充电电流，都需要先对市电120的交流电进行转换。也即，将市电120的交流电转换为直流电，然后通过对该直流电进行变压、限流等操作，得到能够为电池组110进行统一充电的第一充电电流，且在停止进行统一充电时，能够为电池组110中的第一电池输出第二电流进行补充充电。

在实现时，充电输入单元30可以由交直流转换电路与变压电路组合得到，通过交直流转换电路对市电进行转换，得到相应的直流电后，由变压电流对该直流电进行降压或者升压，进而得到能够为电池组110进行统一充电的第一充电电流，和/或得到能够为第一目标电池进行补充充电的第二充电电流。

本实施例中，控制单元20输出统一充电控制信号时，充电输入单元30接收到该统一充电控制信号，进而根据市电120输出第一充电电流为电池组110进行统一充电，由于统一充电操作是针对电池组110整体进行的，因此无需补充单元40参与统一充电工作。在为电池组110进行统一充电的过程中，采集单元10对电池组110中每个电池的充电数据进行采集，当控制单元20在基于充电数据从电池组110中确定出充电完成的第二目标电池时，输出补充充电控制信号与通路控制信号。这里，控制单元20将补充充电控制信号输出至充电输入单元30，令充电输入单元30根据市电输出第二充电电流。控制单元20将通路控制信号输出至补充单元40，令补充单元40根据该通路控制信号导通充电输入单元30与第一目标电池之间的回路，形成补充充电回路，使得充电输入单元30根据市电输出的第二充电电流能够通过该补充充电回路向电池组110中的第一目标电池传递，进而为第一目标电池进行补充充电。

在实现时，补充单元40可以包括多对导电支路，且多对导电支路与电池组110中的多个电池一一对应连接。这里，每对导电支路中的一个支路可以通过一个统一的节点与充电输入单元30相连，同时配合另一个支路连接电池组中的单个电池，实现多对导电支路对应连接多个电池的正负极，使得在补充单元40接收到通路控制信号时，根据该通路控制信号选择与第一目标电池对应的导电支路进行导通，也即根据通路控制信号导通充电输入单元30与第一目标电池之间的回路，形成补充充电回路，进而通过该补充充电回路以第二充电电流为第一目标电池进行补充充电。

容易理解的是，补充单元40中的各对导电支路中各导电支路之间为互相配合关系，也即各对导电支路中的两个导电支路为同通同断关系，当补充单元40接收到通路控制信号时，根据该通路控制信号导通目标导电支路中的两个导电支路，也即导通了充电输入单元30与第一目标电池之间的回路，形成补充充电回路。

作为一个示例，补充单元40还可以包括用于控制每对导电支路通断的通路控制单元，由该通路控制单元根据通路控制信号从多对导电支路中确定出与第一目标电池对应的目标导电支路，控制该目标导电支路导通，实现导通充电输入单元30与第一目标电池之间的回路，形成补充充电回路。

可以理解的是，在具体实现时，补充单元40中的导电支路可以是利用已有的电控元器件组件得到的导电支路。其中，电控元器件可以是电控开关、继电器或者由开关管组成的电控开关等。

在本申请的所有实施例中，电池组的充放电控制电路100，在实现为电池组110统一充电的同时，相当于同时控制了电池组110停止放电。可见，控制电池组110停止放电的时机是在基于放电数据从电池组110中确定出放电截止的第一目标电池之时。另外，为电池组110统一充电与为第一目标电池进行补充充电，属于两种不同的充电方式，且为第一目标电池进行补充充电是在为电池组110统一充电的操作之后，由于第一目标电池是在电池组110放电过程中确定出的最先放电截止的单个电池，因此为了保证放电时最先放电完成的单个电池能够充满电，在为电池组110统一充电且在基于充电数据从电池组110中确定出充电完成的第二目标电池时，输出补充充电控制信号与通路控制信号，通过充电输入单元30与补充单元40的配合，实现为放电时最先放电完成的单个电池，也即为第一目标电池进行单独的补充充电操作。

作为一个实施例，采集单元10还用于，对第一目标电池在补充充电过程中的补充充电数据进行采集。相应地，控制单元20还用于，在从补充充电数据中检测到第一目标充电数据时，输出断路控制信号。补充单元40还用于，在接收到断路控制信号时，断开充电输入单元30与第一目标电池之间的回路，停止为第一目标电池进行补充充电。

在本实施例中，第一目标充电数据用于描述第一目标电池在充电完成时的数据。这里，当电池组110中的多个电池为规格相同的电池时，该第一目标充电数据还可以用于表征电池组110中各电池在完成充电时的数据。

作为一个示例，电池组110处于放电状态或充电状态，采集单元10检测到的放电数据与充电数据均为电池组110中各电池在放电时的数据，如电池放电电压和/或电池放电电流。

在为第一目标电池进行单独的补充充电过程中，利用采集单元10对第一目标电池在补充充电过程中的补充充电数据进行采集，并将该补充充电数据发送至控制单元20。由于控制单元20还用于在从补充充电数据中检测到第一目标充电数据时，输出断路控制信号，也即控制单元20在从补充充电数据中检测到第一目标充电数据时，即可确定第一目标电池已经充电完成，进而通过输出短路控制信号至补充单元40，令补充单元40在接收到断路控制信号时，断开充电输入单元30与第一目标电池之间的回路，停止为第一目标电池进行补充充电。实现了在为电池组110进行统一充电后，再为电池组110中的第一目标电池进行补充充电，如此一来，在电池组110不断的充电与放电过程中，能够令电池组110中每个单体电池都能够在后续充放电中作为第一目标电池被补充充电，进而实现了对电池组110的充放电均衡，延长了电池组的使用寿命。

作为一个实施例，控制单元20具体用于，在从放电数据中确定出目标放电数据时，输出统一充电控制信号，在从充电数据中确定出第一目标充电数据时，输出补充充电控制信号与通路控制信号；其中，目标放电数据用于从电池组中确定出放电截止的第一目标电池；第一目标充电数据用于从电池组中确定出充电完成的第二目标电池。

在本实施例中，目标放电数据用于指示电池组110中的电池放电截止，也即当电池组110中的某一电池的放电数据为该目标放电数据时，即可确定该电池为放电截止的第一目标电池。第一目标充电数据用于指示电池组110中的电池充电完成，也即当电池组110中的某一电池的充电数据为该第一目标充电数据时，即可确定该电池为充电完成的第二目标电池。

作为一个实施例，控制单元20还用于，记录第一目标电池的信息与第二目标电池的信息。

控制单元20具体还用于，在从放电数据中确定出目标放电数据时，输出统一充电控制信号，在从充电数据中确定出第一目标充电数据，且在第一目标电池的信息与第二目标电池的信息不同时，输出补充充电控制信号与通路控制信号。

在本实施例中，控制单元20通过记录第一目标电池的信息与第二目标电池的信息，且在从充电数据中确定出第一目标充电数据，且在第一目标电池的信息与第二目标电池的信息不同时，即可确定此轮充放电过程中的第二目标电池与第一目标电池为两个不同的单体电池，进而输出补充充电控制信号与通路控制信号。

作为本实施例一种可能实现的方式，采集单元10具体用于，采集每个电池在放电过程中的放电电压，以及每个电池在充电过程中的蓄电电压。

控制单元20具体用于，在从每个电池的放电电压中识别出目标放电电压时，通过第一输出端输出统一充电控制信号，在从每个电池的蓄电电压中识别出第一目标蓄电电压，且在第一目标电池的信息与第二目标电池的信息不同时，通过第二输出端输出补充充电控制信号与通路控制信号；其中，目标放电电压用于从电池组中确定出放电截止的第一目标电池；第一目标蓄电电压用于从电池组中确定出充电完成的第二目标电池。

作为一个实施例，控制单元20还用于，在从充电数据中确定出第一目标充电数据，且在第一目标电池的信息与第二目标电池的信息相同时，输出用于提示第一目标电池异常或者第二目标电池异常的告警信息。

在本实施例中，由于第一目标电池为电池组110中放电速度最快的单体电池，也是已经完全放电的单体电池，因此在对电池组110统一充电后，为该第一目标电池进行了补充充电操作。由于第二目标电池为电池组110在统一充电过程中最先完成充电的单体电池，故如果此时第二目标电池与第一目标电池为同一电池时，便不再为第一目标电池进行补充充电操作。

这里，控制单元20输出用于提示第一目标电池异常或者第二目标电池异常的告警信息，具体可以是蜂鸣告警信号或者是指示灯闪烁信号。

在实际应用中，可以根据实际应用场景或者需求配置与该告警信号匹配的输出设备，用于指示第一目标电池异常或者第二目标电池异常，故此处不对告警信号的具体呈现过程进行赘述。

上述方案中，利用采集单元对电池组中每个电池的放电数据与充电数据进行采集，在电池组放电的过程中，控制单元基于放电数据从电池组中确定出放电截止的第一目标电池，输出统一充电控制信号，当该统一充电控制信号传递至充电输入单元时，充电输入单元能够根据市电输出第一充电电流为电池组进行统一充电，在电池组充电的过程中，控制单元基于充电数据从电池组中确定出充电完成的第二目标电池，输出补充充电控制信号与通路控制信号，充电输入单元在接收到补充充电控制信号时，根据市电输出第二充电电流，补充单元在接收到通路控制信号时，根据该通路控制信号导通充电输入单元与第一目标电池之间的回路，形成补充充电回路，进而通过该补充充电回路以第二充电电流为第一目标电池进行补充充电。实现了在电池组放电过程中，一旦基于放电数据从电池组中确定出放电截止的第一目标电池，立即停止电池组的放电操作并为电池组进行统一充电，避免了电池组出现过放的现象；同时在为电池组进行统一充电的过程中，一旦基于充电数据从电池组中确定出充电完成的第二目标电池，立即停止对电池组的统一充电操作，且利用补充单元导通充电输入单元与第一目标电池之间的回路，形成补充充电回路，进而通过该补充充电回路以第二充电电流为第一目标电池进行补充充电，在实现了对电池组过放保护与过充保护的同时，还以补充充电的方式，令电池组中的各电池在多次充放电后中趋于均衡，能够延长了电池组的使用寿命。

请参见图2，图2是本申请实施例提供的一种电池组的充放电控制电路的具体结构示意图一。如图2所示，作为本实施例一种可能实现的方式，控制单元20包括数据输入端21、第一输出端22以及第二输出端23。

数据输入端21用于连接采集单元11，第一输出端22用于连接充电输入单元30，第二输出端23用于连接补充单元40。

如图2所示，以上述实施例为基础，作为一个实施例，充电输入单元30包括：整流单元31与直流电压转换单元32。具体地：

整流单元31用于，根据市电输出初始直流电。直流电压转换单元32用于，在接收到统一充电控制信号时，对初始直流电进行电压转换，输出第一充电电流，在接收到补充充电控制信号时，对初始直流电进行电压转换，输出第二充电电流。

需要说明的是，由于市电为交流电，不能直接作为电池组110的充电用电，因此利用整流单元31对市电提供的交流电进行转换，进而输出初始直流电。然后将该初始直流电传递至直流电压转换单元32。通过直流电压转换单元32在接收到统一充电控制信号时，对初始直流电进行电压转换，输出第一充电电流，在接收到补充充电控制信号时，对初始直流电进行电压转换，输出第二充电电流。

在本实施例中，由于控制单元20的数据输入端21连接采集单元11，因此采集单元11能够通过与该输入端21相连，将采集到的电池组110中每个电池的放电数据(如放电电压)与充电数据(如蓄电电压)传输至控制单元20。

这里，以放电数据为放电电压，充电数据为蓄电电压为例，因为控制单元20的第一输出端22连接充电输入单元30，所以当控制单元20在从每个电池的放电电压中识别出目标放电电压时，通过第一输出端22向充电输入单元30输出统一充电控制信号。在充电输入单元30中，由整流单元31根据市电输出初始直流电，单直流电压转换单元32在接收到统一充电控制信号时，对初始直流电进行电压转换，输出第一充电电流为电池组110进行统一充电。

当控制单元20在从每个电池的蓄电电压中识别出第一目标蓄电电压，且在第一目标电池的信息与第二目标电池的信息不同时，通过第一输出端22向充电输入单元30输出补充充电控制信号，通过第二输出端23向补充单元40输出通路控制信号。在充电输入单元30中，由整流单元31根据市电输出初始直流电，单直流电压转换单元32在接收到补充充电控制信号时，对初始直流电进行电压转换，输出第二充电电流。补充单元40在接收到通路控制信号时，根据通路控制信号导通充电输入单元30与第一目标电池之间的回路，形成补充充电回路，进而通过该补充充电回路以第二充电电流为第一目标电池进行补充充电。

如图2所示，以上述实施例为基础，作为一个实施例，直流电压转换单元32包括：第一开关路径321、第二开关路径322以及直流电压转换器323。

第一开关路径321，用于连接直流电压转换器与电池组。

第二开关路径322，用于连接直流电压转换器与补充单元。

直流电压转换器323用于，在接收到统一充电控制信号时，对初始直流电进行电压转换，通过第一开关路径321向电池组110输出第一充电电流，在接收到补充充电控制信号时，对初始直流电进行电压转换，通过第二开关路径322向补充单元40输出第二充电电流。

在本实施例中，直流电压转换器323不会同时接收到统一充电控制信号与补充充电控制信号，因为统一充电控制信号是由控制单元20在基于放电数据从电池组中确定第一目标电池时输出的，且补充充电控制信号是由控制单元20在基于充电数据从电池组中确定出充电完成的第二目标电池时输出的，又因为电池组的充电和放电并不同时进行，因此直流电压转换器323不会同时接收到统一充电控制信号与补充充电控制信号。

在具体实现时，第一开关路径321与第二开关路径322可以选用相同的开关电路，直流电压转换器323在接收到统一充电控制信号或补充充电控制信号时，对初始直流电进行电压转换，同时导通第一开关路径321或第二开关路径322的开关电路，进而通过第一开关路径321或第二开关路径322输出第一充电电流或者输出第二充电电流。

如图2所示，以上述实施例为基础，作为一个实施例，补充单元40包括：开关电路41与通断控制单元42。具体地：

开关电路41连接在第二开关路径322与电池组110之间。通断控制单元42与开关电路41相连。通断控制单元42用于，在接收到通路控制信号时，根据通路控制信号控制开关电路41导通第二开关路径322与第一目标电池之间的回路，形成补充充电回路，在接收到断路控制信号时，根据断路控制信号控制开关电路41断开第二开关路径322与第一目标电池之间的回路。

在本实施例中，通路控制信号是由控制单元20发送至补充单元40，由于控制单元20在确定了第一目标电池后，即可确定电池组110中最先放电截止的电池，因此当电池组110中出现了最先充电完成的电池时，为了促进电池组110中各电池的充放均衡，为第一目标电池设置了补充充电的过程。也即，控制单元20在从电池组110中确定出第二目标电池后，向补充单元40发送通路控制信号。由向补充单元40中的通断控制单元42根据该通路控制信号控制开关电路41导通第二开关路径322与第一目标电池之间的回路，形成补充充电回路。由于控制单元20在输出通路控制信号的同时，还向充电输入单元30输出了补充充电控制信号，令充电输入单元30根据市电输出第二充电电流，进而通过补充充电回路以第二充电电流为第一目标电池进行补充充电。

作为一个示例，控制单元20确定了第一目标电池后，即可确定该第一目标电池在电池组110中的位置，通过在通路控制信号中携带第一目标电池的编号或者地址，即可令补充单元40中的通断控制单元42根据该第一目标电池的编号或者地址导通开关电路41中与第一目标电池相连的导电通路或者引脚，进而通过开关电路41在充电输入单元40与第一目标电池之间写成补充充电回路。

图3是本申请实施例提供的一种电池组的充放电控制电路的具体结构示意图二。如图3所示，以上述实施例为基础，作为一个实施例，开关电路41包括：N个第一开关单元与N+1个第二开关单元。

N个第一开关单元串联形成N+1个第一节点。

N+1个第二开关单元分别连接于N+1个第一节点与N+1个第二节点之间；其中，N+1个第二节点由N个电池串联得到。

如图3所示，在本实施例中，开关电路41中的第一开关单元411与电池组110中的单体电池一一对应。且在开关电路41中的首个第一开关单元411与第二开关路径322相连，电池组110中的首个电池与第一开关路径321相连。

在为电池组110进行统一充电时，充电输入单元30通过第二开关路径322向电池组110传递第一充电电流。在为第一目标电阻进行补充充电时，通过断开与第一目标电池对应的第一开关单元411，同时导通其他第一开关单元411，且导通与该第一目标电池相连的两个第二开关单元，进而与第二开关路径形成了补充充电回路。充电输入单元30通过导通第二开关路径322以第二充电电流为第一目标电池进行补充充电。

图4是本申请实施例提供的一种电池组的充放电控制电路中开关电路与电池组连接的电路示例图。如图4所示，作为一个示例，开关电路41中的N个第一开关单元可以视为N个第一类电控开关(S11、S12……S1N)串联，同时形成N+1个第一节点P1。在电池组110中，N个电池(T1、T2……TN)串联得到N+1个第二节点P2。开关电路41中的N+1个第二开关单元可以视为N+1个第二类电控开关(S21、S22……S2N、S2N+1)。如图4所示，N+1个第二类电控开关(S21、S22……S2N、S2N+1)、N+1个第一节点P1以及N+1个第二节点P2在数量上相同，可见在设置第二类电控开关时是基于电池组110中电池的串联个数确定。在本示例中，单个第二类电控开关对应连接在单个第一节点P1与单个第二节点P2之间。

以下结合图3与图4对本实施例中的电池组的充放电控制电路100的工作原理进行详细说明。

如图3所示，电池组的充放电控制电路100，与电池组110相连。电池组的充放电控制电路100包括：采集单元10、控制单元20、充电输入单元30以及补充单元40。

在图3中，采集单元10对电池组110中的每个电池进行数据采集，采集单元10与控制单元20的数据输入端21相连，在电池组110放电过程中，采集单元10对电池组中每个电池的放电数据进行采集，并将每个电池的放电数据通过该数据输入端21传递至控制单元20。在电池组110充电过程中，采集单元10对电池组中每个电池的充电数据进行采集，并将每个电池的充电数据通过该数据输入端21传递至控制单元20。

以在电池组110放电时，采集单元10对电池组中每个电池的放电电压进行采集为例。如果控制单元20基于电池组中每个电池的放电电压，从电池组110中确定出放电截止的第一目标电池，则输出统一充电控制信号。这里，第一目标电池为电池组110在本次放电过程中最先放电截止的电池，故在确定了第一目标电池后，控制单元20输出统一充电控制信号是为了停止电池组110的放电状态，切换成为电池组110进行统一充电的操作。

如图4所示，假设在本示例中，电池组110中的第一目标电池为电池T1，此时控制单元20记录该第一目标电池的信息为T1。如图3所示，控制单元20通过第一输出端22将统一充电控制信号传递至充电输入单元30，充电输入单元30中的整流单元31通过对市电120提供的交流电转换为初始直流电，并将初始直流电传递至直流电压转换单元32。这里，直流电压转换单元32包括：第一开关路径321、第二开关路径322以及直流电压转化器323。直流电压转换器323在接收到统一充电控制信号时，对初始直流电进行电压转换，并通过第一开关路径321向电池组110输出第一充电电流，进而实现为电池组110进行统一充电。

以在为电池组110进行统一充电时，采集单元10对电池组中每个电池的蓄电电压进行采集为例。如果控制单元20基于电池组中每个电池的蓄电电压，从电池组110中确定出充电完成的第二目标电池，则输出补充充电控制信号与通路控制信号。这里，第二目标电池为电池组110中充电完成的电池，故在确定了第二目标电池后，控制单元20输出补充充电控制信号是为了停止电池组110的统一充电状态，切换成为电池组110中第一目标电池进行补充充电。

如图3与图4所示，以上一示例为基础，假设电池组110中的第一目标电池为电池T1，此时控制单元20记录该第一目标电池的信息为T1。如果控制单元20在从电池组110中确定出第二目标电池为电池T2时，则能够确定在统一充电前一次的放电过程最先放电截止的第一目标电池(电池T1)与本次统一充电最先充电完成的第二目标电池(电池T2)不同，故通过第一输出端22输出补充充电控制信号至充电输入单元30。另外，如果控制单元20在从电池组110中确定出第二目标电池也为电池T1时，则能够确定在统一充电前一次的放电过程最先放电截止的第一目标电池与本次统一充电最先充电完成的第二目标电池相同，故通输出用于提示第一目标电池T1异常或者提示第二目标电池T1异常的告警信息。

结合图3与图4所示，在控制单元20在从电池组110中确定出第二目标电池为T2，且第一目标电池为T1的情况下，控制单元20通过第一输出端22将补充充电控制信号传递至充电输入单元30，充电输入单元30中的整流单元31通过对市电120提供的交流电转换为初始直流电，并将初始直流电传递至直流电压转换单元32。这里，直流电压转换单元32中的直流电压转换器323在接收到补充充电控制信号时，对初始直流电进行电压转换，得到第二充电电流，且通过第二开关路径322输出第二充电电流。同时，控制单元20还通过第二输出端23输出通断控制信号至补充单元40。

如图3所示，补充单元40中的通断控制单元42在接收到通路控制信号时，根据通路控制信号控制开关电路41导通第二开关路径322与第一目标电池之间的回路，形成补充充电回路，进而通过该补充充电回路以第二充电电流为第一目标电池进行补充充电。

结合图3与图4所示，第一开关路径321与第二开关路径322均可以是电控开关，通过控制第一开关路径321与第二开关路径322的导通与关断，进而实现统一充电过程与补充充电过程之间的切换。在图4中，开关电路41中的N个第一开关单元串联形成N+1个第一节点，N+1个第二开关单元分别连接于N+1个第一节点与N+1个第二节点之间，其中，N+1个第二节点由N个电池串联得到。

结合上一示例，如图3所示，在控制单元20在从电池组110中确定出第二目标电池为T2，且第一目标电池为T1的情况下，控制单元20向补充单元40发送通路控制信号。补充单元40中的通断控制单元42在接收到通路控制信号时，根据通路控制信号控制开关电路41导通第二开关路径322与第一目标电池之间的回路，得到补充充电回路。如图4所示，导通第二开关路径322与第一目标电池之间的回路，是断开与第一目标电池T1对应的第一开关单元S11，导通除了第一开关单元S11之外的其他第一开关单元(S12、S13……S1N)，同时导通第一目标电池T1两端相连的第二开关单元(S21、S22)，进而将第一目标电池接入到补充充电回路中。在该补充充电回路中，第二充电电流通过第二开关路径322、第二开关单元S21为第一目标电池T1充电，然后再通过第二开关单元S22流向除了第一开关单元S11之外的其他第一开关单元(S12、S13……S1N)组成的电池负极回路路径。

在通过补充充电回路以第二充电电流为第一目标电池T1充电时，采集单元10将第一目标电池T1的充电数据发送至控制单元20。控制单元20在从补充充电数据中检测到第一目标充电数据时，输出断路控制信号至补充单元40。补充单元40中的通断控制单元42在接收到断路控制信号时，根据断路控制信号控制开关电路41断开第二开关路径322与第一目标电池之间的回路，也即断开补充充电回路。

在实际使用中，电池组的多次放电、充电以及补充充电循环过程中，确定出的第一目标电池与第二目标电池可以是电池组中的各不同的单体电池，因此本实施例提供的方案，能够在实现对电池组过放保护与过充保护的同时，还以补充充电的方式，令电池组中的各电池在多次充放电后中趋于均衡，也即在充放电循环过程中动态实现电池组的充放电均衡，能够延长电池组的使用寿命。

图5示出了本申请实施例提供的一种电源的结构示意图。如图5所示，一种电源200包括电池组110，还包括上述实施例中电池组的充放电控制电路100。

图6示出了本申请实施例提供的一种用电设备的结构示意图。如图6所示，一种用电设备300包括上述实施例中电源200。

可以理解的是，由于本实施例提供的一种电源200以及用电设备300，同本申请相关的内容与实现方式在上述内容中已经详细描述，故此处不再赘述。

本申请实施例终端中的单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种电池组的充放电控制电路，与电池组相连，其特征在于，所述充放电控制电路包括：

采集单元，用于对所述电池组中每个电池的放电数据与充电数据进行采集；

控制单元，用于在基于所述放电数据从所述电池组中确定出放电截止的第一目标电池时，输出统一充电控制信号，在基于所述充电数据从所述电池组中确定出充电完成的第二目标电池时，输出补充充电控制信号与通路控制信号；

充电输入单元，用于在接收到所述统一充电控制信号时，根据市电输出第一充电电流为所述电池组进行统一充电，在接收到所述补充充电控制信号时，根据市电输出第二充电电流；

补充单元，用于在接收到所述通路控制信号时，根据所述通路控制信号导通所述充电输入单元与所述第一目标电池之间的回路，形成补充充电回路；其中，所述补充充电回路用于，以所述第二充电电流为所述第一目标电池进行补充充电。

2.根据权利要求1所述的电池组的充放电控制电路，其特征在于，所述采集单元还用于，对所述第一目标电池在补充充电过程中的补充充电数据进行采集；

所述控制单元还用于，在从所述补充充电数据中检测到第一目标充电数据时，输出断路控制信号；

所述补充单元还用于，在接收到所述断路控制信号时，断开所述充电输入单元与所述第一目标电池之间的回路，停止为所述第一目标电池进行补充充电。

3.根据权利要求2所述的电池组的充放电控制电路，其特征在于，所述控制单元具体用于，在从所述放电数据中确定出目标放电数据时，输出所述统一充电控制信号，在从所述充电数据中确定出第二目标充电数据时，输出所述补充充电控制信号与所述通路控制信号；其中，所述目标放电数据用于从所述电池组中确定出放电截止的第一目标电池；所述第二目标充电数据用于从所述电池组中确定出充电完成的第二目标电池。

4.根据权利要求1至3任一项所述的电池组的充放电控制电路，其特征在于，所述控制单元还用于，记录所述第一目标电池的信息与所述第二目标电池的信息。

5.根据权利要求4所述的电池组的充放电控制电路，其特征在于，所述控制单元具体用于，在从所述放电数据中确定出目标放电数据时，输出所述统一充电控制信号，在从所述充电数据中确定出第一目标充电数据，且在所述第一目标电池的信息与所述第二目标电池的信息不同时，输出所述补充充电控制信号与所述通路控制信号。

6.根据权利要求5所述的电池组的充放电控制电路，其特征在于，所述电池组中包括N个电池，且所述N个电池串联，其中，N为大于1的整数；

所述采集单元包括N对采集端，每对所述采集端与每个所述电池的正负极相连，所述采集单元具体用于，采集每个所述电池在放电过程中的放电电压，以及每个所述电池在充电过程中的蓄电电压。

7.根据权利要求6所述的电池组的充放电控制电路，其特征在于，所述控制单元包括数据输入端、第一输出端以及第二输出端；

所述数据输入端用于连接所述采集单元，所述第一输出端用于连接所述充电输入单元，所述第二输出端用于连接所述补充单元。

8.根据权利要求7所述的电池组的充放电控制电路，其特征在于，所述控制单元具体用于，在从每个所述电池的所述放电电压中识别出目标放电电压时，通过所述第一输出端输出所述统一充电控制信号，在从每个所述电池的所述蓄电电压中识别出第一目标蓄电电压，且在所述第一目标电池的信息与所述第二目标电池的信息不同时，通过所述第二输出端输出所述补充充电控制信号与所述通路控制信号；其中，所述目标放电电压用于从所述电池组中确定出放电截止的第一目标电池；所述第一目标蓄电电压用于从所述电池组中确定出充电完成的第二目标电池。

9.根据权利要求6所述的电池组的充放电控制电路，其特征在于，所述充电输入单元包括：整流单元与直流电压转换单元；

所述整流单元用于，根据所述市电输出初始直流电；

所述直流电压转换单元用于，在接收到所述统一充电控制信号时，对所述初始直流电进行电压转换，输出第一充电电流，在接收到所述补充充电控制信号时，对所述初始直流电进行电压转换，输出第二充电电流。

10.根据权利要求9所述的电池组的充放电控制电路，其特征在于，所述直流电压转换单元包括：第一开关路径、第二开关路径以及直流电压转换器；

所述第一开关路径，用于连接所述直流电压转换器与所述电池组；

所述第二开关路径，用于连接所述直流电压转换器与所述补充单元；

所述直流电压转换器用于，在接收到所述统一充电控制信号时，对所述初始直流电进行电压转换，通过所述第一开关路径向所述电池组输出第一充电电流，在接收到所述补充充电控制信号时，对所述初始直流电进行电压转换，通过所述第二开关路径向所述补充单元输出第二充电电流。

11.根据权利要求10所述的电池组的充放电控制电路，其特征在于，所述补充单元包括：

连接在所述第二开关路径与所述电池组之间的开关电路；

与所述开关电路相连的通断控制单元，所述通断控制单元用于，在接收到所述通路控制信号时，根据所述通路控制信号控制所述开关电路导通所述第二开关路径与所述第一目标电池之间的回路，形成补充充电回路，在接收到所述断路控制信号时，根据所述断路控制信号控制所述开关电路断开所述第二开关路径与所述第一目标电池之间的回路。

12.根据权利要求11所述的电池组的充放电控制电路，其特征在于，所述开关电路包括：N个第一开关单元与N+1个第二开关单元；

所述N个第一开关单元串联形成N+1个第一节点；

N+1个所述第二开关单元分别连接于N+1个所述第一节点与N+1个第二节点之间；其中，所述N+1个第二节点由所述N个电池串联得到。

13.根据权利要求4所述的电池组的充放电控制电路，其特征在于，所述控制单元还用于，在从所述充电数据中确定出第一目标充电数据，且在所述第一目标电池的信息与所述第二目标电池的信息相同时，输出用于提示所述第一目标电池异常或者所述第二目标电池异常的告警信息。

14.一种电源，包括电池组，其特征在于，所述电源还包括权利要求1至13任一项所述的电池组的充放电控制电路。

15.一种用电设备，其特征在于，所述用电设备包括权利要求14所述的电源。

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