CN113824179B - 级联电池保护系统和电池保护设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种级联电池保护系统和电池保护设备。该系统包括低位检测模块、低位充放电控制模块、高位检测模块和高位充放电控制模块；低位检测模块用于对第1节至第X节电池进行电池检测，获取低位电池检测数据；高位检测模块用于对第X+1节至第X+Y节电池进行电池检测，获取高位电池检测数据；高位充放电控制模块与高位检测模块相连，用于在高位电池检测数据不符合安全标准时，形成高位关断控制信号；低位充放电控制模块与低位检测模块和高位充放电控制模块相连，用于在低位电池检测数据不符合安全标准时，形成低位关断控制信号，根据低位关断控制信号或者高位关断控制信号，控制充放电开关管关断。本发明可实现对多节电池进行可靠保护，且成本较低。

Description

级联电池保护系统和电池保护设备
技术领域
本发明涉及电池保护技术领域，尤其涉及一种级联电池保护系统和电池保护设备。
背景技术
现有多节电池保护系统，主要是通过检测各节电池的电池电压、充放电电电流和温度等信息，控制充电开关管或者放电开关管的导通或关断，以实现对多节电池的安全保护。在多节电池保护系统设计过程中，电池节数越多，其工艺耐压越高，设计难度和设计成本越大，因此，为了兼顾成本和应用需求，通常采用外围器件将至少两个低节数的电池保护系统串联叠加使用，以达到保护高节数电池目的。例如，针对14节电池或者其他高串电池保护系统设计时，可采用外围电平转换控制电路或者其他简单外围器件，将两个7节电池对应的低串电池保护系统串联叠加，共同控制充电开关管或者放电开关管的导通或关断，以实现对14节电池的安全保护。现有采用外围电平转换控制电路或者其他简单外围器件，封装多个低串电池保护系统形成一个高串电池保护系统中，由于增加的外围器件多且复杂，使得封装形成的高串电池保护系统的可靠性变差，易受外部干扰且成本较高。
发明内容
本发明实施例提供一种级联电池保护系统和电池保护设备，以解决多节电池保护系统设计过程中存在成本高且可靠性差的问题。
本发明提供一种级联电池保护系统，与X+Y节电池和充放电开关管相连，包括低位电池保护系统和高位电池保护系统，所述低位电池保护系统包括低位检测模块和低位充放电控制模块，所述高位电池保护系统包括高位检测模块和高位充放电控制模块；
所述低位检测模块，与所述低位充放电控制模块相连，用于对第1节至第X节电池进行电池检测，获取低位电池检测数据，将所述低位电池检测数据发送给低位充放电控制模块；
所述高位检测模块，与所述高位充放电控制模块相连，用于对第X+1节至第X+Y节电池进行电池检测，获取高位电池检测数据，将所述高位电池检测数据发送给高位充放电控制模块；
所述高位充放电控制模块，与所述低位充放电控制模块相连，用于在所述高位电池检测数据不符合安全标准时，形成高位关断控制信号，将所述高位关断控制信号发送给所述低位充放电控制模块；
所述低位充放电控制模块，与充放电开关管相连，用于在所述低位电池检测数据不符合安全标准时，形成低位关断控制信号，并根据所述低位关断控制信号或者所述高位关断控制信号，控制所述充放电开关管关断。
优选地，所述低位检测模块包括低位电压检测单元和低位电流检测单元；所述低位电压检测单元，用于对第1节至第X节电池进行电压检测，获取低位电压检测数据；所述低位电流检测单元，用于对第1节至第X节电池进行电流检测，获取低位电流检测数据；
所述低位充放电控制模块，用于在所述低位电压检测数据或者所述低位电流检测数据不符合安全标准时，形成低位关断控制信号；
所述高位检测模块包括高位电压检测单元和高位电流检测单元；所述高位电压检测单元，用于对第X+1节至第X+Y节电池进行电压检测，获取高位电压检测数据；所述高位电流检测单元，用于对第X+1节至第X+Y节电池进行电流检测，获取高位电流检测数据；
所述高位充放电控制模块，用于在所述高位电压检测数据或者所述高位电流检测数据不符合电池安全标准时，形成高位关断控制信号。
优选地，所述低位电池保护系统还包括低位状态检测模块，所述高位电池保护系统还包括高位状态检测模块；
所述低位状态检测模块，与所述检测管脚和所述高位状态检测模块相连，用于通过所述检测管脚获取电池状态检测数据，将所述电池状态检测数据发送高位状态检测模块；
所述高位状态检测模块，与所述高位充放电控制模块相连，用于将所述电池状态检测数据发送高位充放电控制模块；
所述高位充放电控制模块，用于根据所述电池状态检测数据，形成高位导通控制信号，将所述高位导通控制信号发送给低位充放电控制模块；
所述低位充放电控制模块，用于根据所述高位导通控制信号，控制所述充放电开关管导通。
优选地，所述低位状态检测模块包括低位状态检测输入单元和低位状态检测输出单元，所述高位状态检测模块包括高位状态检测输入单元和高位状态检测输出单元；
所述低位状态检测输入单元，与检测管脚和所述低位状态检测输出单元相连，通过所述检测管脚获取电池状态检测数据，将所述电池状态检测数据发送低位状态检测输出单元；
所述低位状态检测输出单元，与所述高位状态检测输入单元相连，用于将所述电池状态检测数据发送给所述高位状态检测输入单元；
所述高位状态检测输入单元，与所述高位状态检测输出单元相连，将所述电池状态检测数据发送给所述高位状态检测输出单元；
所述高位状态检测输出单元，与所述高位充放电控制模块相连，用于将所述电池状态检测数据发送给所述高位充放电控制模块。
优选地，所述低位状态检测输出单元和所述高位状态检测输出单元为电池状态检测输出电路，所述电池状态检测输出电路包括充电器检测输出电路和负载检测输出电路；
所述充电器检测输出电路包括第一晶体管、第二晶体管和第一电阻；
所述第一晶体管的第一端与第一偏置电压端相连，第二端与接地端电压VSS相连，第三端与所述第二晶体管的第二端相连；
所述第二晶体管的第一端与充电信号输入端相连，第二端与第一晶体管的第三端相连，第三端与所述第一电阻相连；
所述第一电阻的一端与所述第二晶体管的第三端相连，另一端与充电检测输出端相连；
所述负载检测输出电路包括第三晶体管、第四晶体管和第二电阻；
所述第三晶体管的第一端与第一偏置电压端相连，第二端与接地端电压VSS相连，第三端与第四晶体管的第二端相连；
所述第四晶体管的第一端与负载信号输入端相连，第二端与第三晶体管的第三端相连，第三端与第二电阻相连；
所述第二电阻的一端与所述第四晶体管的第三端相连，另一端与负载检测输出端相连。
优选地，所述低位状态检测输入单元和所述高位状态检测输入单元为电池状态检测输入电路，所述电池状态检测输入电路包括充电器检测输入电路和负载检测输入电路；
所述充电器检测输入电路包括第一PMOS管、第五NMOS管、第一二极管、第一缓冲器和第三电阻；
所述第一PMOS管的栅极与第二偏置电压端相连，源极与芯片电源端相连，漏极与所述第五NMOS管的第三端相连；
所述第五NMOS管的第一端与第一偏置电压端相连，第二端与所述第三电阻相连，第三端与所述第一PMOS管的漏极相连；
所述第三电阻的一端与所述第五NMOS管的第二端相连，另一端与充电检测输入端相连；
所述第一缓冲器的输入端与所述第一PMOS管和所述第五NMOS管之间的连接节点相连，第一缓冲器的输出端与充电信号输出端相连；
所述第一二极管的阳极与接地端电压相连，阴极与所述第五NMOS管和所述第三电阻之间的连接节点相连；
所述负载检测输入电路包括第二PMOS管、第六NMOS管、第二二极管、第二缓冲器和第四电阻；
所述第二PMOS管的栅极与第二偏置电压端相连，源极与芯片电源端相连，漏极与所述第六NMOS管的第三端相连；
所述第六NMOS管的第一端与第一偏置电压端相连，第二端与所述第四电阻相连，第三端与所述第二PMOS管的漏极相连；
所述第四电阻的一端与所述第六NMOS管的第二端相连，另一端与负载检测输入端相连；
所述第二缓冲器的输入端与所述第二PMOS管和所述第六NMOS管之间的连接节点相连，第二缓冲器的输出端与负载信号输出端相连；
所述第二二极管的阳极与接地端电压相连，阴极与所述第六NMOS管和所述第四电阻之间的连接节点相连。
优选地，所述低位充放电控制模块包括低位充放电控制输入单元和低位充放电控制输出单元，所述高位充放电控制模块包括高位充放电控制输入单元和高位充放电控制输出单元；
所述高位充放电控制输入单元，用于接收外部电路输入的外部充放电控制信号，并将所述外部充放电控制信号发送给高位充放电控制输出单元；
所述高位充放电控制输出单元，与所述高位充放电控制输入单元、所述高位检测模块和所述低位充放电控制输入单元相连，用于根据外部充放电控制信号和高位电池检测数据，形成高位充放电控制信号，将所述高位充放电控制信号发送给所述低位充放电控制输入单元；
所述低位充放电控制输入单元，与所述低位充放电控制输出单元相连，用于接收所述高位充放电控制信号，并将所述高位充放电控制信号发送给所述低位充放电控制输出单元；
所述低位充放电控制输出单元，与所述低位检测模块和所述充放电开关管相连，用于根据所述高位充放电控制信号和所述低位电池检测数据，形成低位充放电控制信号，根据所述低位充放电控制信号，控制所述充放电开关管工作。
优选地，所述低位充放电控制输出单元和所述高位充放电控制输出单元为充放电控制输出电路，所述充放电控制输出电路包括充电器控制输出电路和负载控制输出电路；
所述充电器控制输出电路包括第三PMOS管和第七NMOS管；所述第三PMOS管的栅极和所述第七NMOS管的栅极均与充电逻辑控制端相连，所述第三PMOS管的漏极与所述第七NMOS管的漏极相连，所述第三PMOS管的源极与高压供电端电压VHH相连，所述第七NMOS管的源极与接地端电压相连；所述第三PMOS管的漏极和所述第七NMOS管的漏极之间的连接节点与充电控制端相连；
所述负载控制输出电路包括第四PMOS管和第八晶体管；所述第四PMOS管的栅极和所述第八晶体管的栅极均与放电逻辑控制端相连，所述第四PMOS管的漏极与所述第八晶体管的漏极相连，所述第四PMOS管的源极与所述高压供电端电压相连，所述第八晶体管的漏极与接地端电压相连；所述第四PMOS管的漏极和所述第八晶体管的漏极之间的连接节点与放电控制端相连。
优选地，所述低位充放电控制输入单元和所述高位充放电控制输入单元为充放电控制输入电路，所述充放电控制输入电路包括充电器控制输入电路和负载控制输入电路；
所述充放电控制输入电路包括第五PMOS管、第六PMOS管、第九NMOS管、第十NMOS管、第十一NMOS管、第十二NMOS管、第一保护支路、第二保护支路、第六二极管和第三缓冲器；
所述第五PMOS管的栅极与所述第六PMOS管的栅极相连，所述第五PMOS管的源极通过所述第一保护支路与电源电压相连，所述第五PMOS管的漏极与所述第九NMOS管的漏极相连，所述第九NMOS管的源极与所述第十一NMOS管的漏极相连，所述第九NMOS管的栅极与所述第十NMOS管的源极相连；所述第十一NMOS管的栅极与第一偏置电压端相连，所述第十一NMOS管的源极与接地端电压相连；所述第九NMOS管和所述第十一NMOS管之间的连接节点通过所述第三缓冲器与充电处理信号输出端相连；所述第六二极管的阳极与所述第五PMOS管的栅极与所述第六PMOS管的栅极之间的连接节点相连，所述第六二极管的阴极与所述第五PMOS管和所述第一保护支路之间的连接节点相连；
所述第六PMOS管的栅极还与所述第六PMOS管的源极相连，所述第六PMOS管的漏极通过所述第二保护支路与充电输入端相连，所述第六PMOS管的源极与所述第十NMOS管的漏极相连，所述第十NMOS管的源极与所述第十二NMOS管的漏极相连，所述第十二NMOS管的栅极与所述第一偏置电压端相连，所述第十二NMOS管的源极与接地端电压相连；
所述负载控制输入电路包括第七PMOS管、第八PMOS管、第十三NMOS管、第十四NMOS管、第十五NMOS管、第十六NMOS管、第三保护支路、第四保护支路、第十二极管和第四缓冲器；
所述第七PMOS管的栅极与所述第八PMOS管的栅极相连，所述第七PMOS管的源极通过所述第三保护支路与电源电压相连，所述第七PMOS管的漏极与所述第十三NMOS管的漏极相连，所述第十三NMOS管的源极与所述第十五NMOS管的漏极相连，所述第十三NMOS管的栅极与所述第十四NMOS管的栅极相连，所述第十五NMOS管的栅极与第一偏置电压端相连，所述第十五NMOS管的源极与接地端电压相连；所述第十三NMOS管和所述第十五NMOS管之间的连接节点通过第四缓冲器与放电信号输出端相连；所述第十二极管的阳极与所述第七PMOS管的栅极与所述第八PMOS管的栅极之间的连接节点相连，所述第十二极管的阴极与所述第七PMOS管的源极和所述第三保护支路之间的连接节点相连；
所述第八PMOS管的栅极还与所述第八PMOS管的的源极相连，所述第八PMOS管的漏极通过所述第四保护支路与放电输入端相连，所述第八PMOS管的源极与所述第十四NMOS管的漏极相连，所述第十四NMOS管的源极与所述第十六NMOS管的漏极相连，所述第十六NMOS管的栅极与所述第一偏置电压端相连，所述第十六NMOS管的源极与接地端电压相连。
本发明提供一种电池保护设备，用于与X+Y节电池相连，包括控制芯片和充放电开关管，还包括上述级联电池保护系统，所述级联电池保护系统与所述控制芯片和所述充放电开关管相连。
上述级联电池保护系统和电池保护设备，采用低位检测模块检测前X节电池的低位电池检测数据，使得低位充放电控制模块在低位电池检测数据不符合安全标准时，形成低位关断控制信号，以实现对前X节电池进行电池检测和安全保护。采用高位检测模块检测后Y节电池的高位电池检测数据，使得高位充放电控制模块在高位电池检测数据不符合安全标准时，形成高位关断控制信号，以实现对后Y节电池进行电池检测和安全保护。由于高位充放电控制模块和低位充放电控制模块相连，而低位充放电控制模块与充放电开关管相连，可实现低位充放电控制模块直接控制充放电开关管导通或关断，而高位充放电控制模块间接控制充放电开关管导通或关断，以实现对X+Y节电池的级联保护，无需额外增加外围器件，避免外围器件的干扰，有助于保障级联电池保护系统的可靠性，且可有效降低级联电池保护系统的成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的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是本发明一实施例中级联电池保护系统的一电路示意图；
图2是本发明一实施例中电池状态检测输出电路的一电路示意图；
图3是本发明一实施例中电池状态检测输入电路的一电路示意图；
图4是本发明一实施例中级联电池保护系统的另一电路示意图；
图5是本发明一实施例中充放电控制输出电路的一电路示意图；
图6是本发明一实施例中充放电控制输入电路的一电路示意图；
图7是本发明一实施例中级联电池保护系统的另一电路示意图。
其中，1、低位电池保护系统；11、低位检测模块；111、低位电压检测单元；112、低位电流检测单元；12、低位充放电控制模块；121、低位充放电控制输入单元；122、低位充放电控制输出单元；13、低位状态检测模块；131、低位状态检测输入单元；132、低位状态检测输出单元；高位电池保护系统；21、高位检测模块；211、高位电压检测单元；212、高位电流检测单元；22、高位充放电控制模块；221、高位充放电控制输入单元；222、高位充放电控制输出单元；23、高位状态检测模块；231、高位状态检测输入单元；232、高位状态检测输出单元；31、电池状态检测输出电路；311、充电器检测输出电路；312、负载检测输出电路；32、电池状态检测输入电路；321、充电器检测输入电路；322、负载检测输入电路；41、充放电控制输出电路；411、充电器控制输出电路；412、负载控制输出电路；42、充放电控制输入电路；421、充电器控制输入电路；422、负载控制输入电路。
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作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。
应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大自始至终相同附图标记表示相同的元件。
应当明白，当元件或层被称为“在…上”、“与…相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在…上”、“与…直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
空间关系术语例如“在…下”、“在…下面”、“下面的”、“在…之下”、“在…之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在…下面”和“在…下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构及步骤，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
本发明实施例提供一种级联电池保护系统，如图1所示，级联电池保护系统与X+Y节电池和充放电开关管相连，包括低位电池保护系统1和高位电池保护系统2，低位电池保护系统1包括低位检测模块11和低位充放电控制模块12，高位电池保护系统2包括高位检测模块21和高位充放电控制模块22；
低位检测模块11，与低位充放电控制模块12相连，用于对第1节至第X节电池进行电池检测，获取低位电池检测数据，将低位电池检测数据发送给低位充放电控制模块12；
高位检测模块21，与高位充放电控制模块22相连，用于对第X+1节至第X+Y节电池进行电池检测，获取高位电池检测数据，将高位电池检测数据发送给高位充放电控制模块22；
高位充放电控制模块22，与低位充放电控制模块12相连，用于在高位电池检测数据不符合安全标准时，形成高位关断控制信号，将高位关断控制信号发送给低位充放电控制模块12；
低位充放电控制模块12，与充放电开关管相连，用于在低位电池检测数据不符合安全标准时，形成低位关断控制信号，并根据低位关断控制信号或者高位关断控制信号，控制充放电开关管关断。
其中，级联电池保护系统是用于实现对X+Y节电池进行电池检测，以根据电池检测结果，控制充放电开关管导通或关断的电池保护系统。低位电池保护系统1是用于实现对串联的X+Y节电池中的前X节电池进行电池检测，以根据电池检测结果，控制充放电开关管导通或关断的电池保护系统。高位电池保护系统2是实现对串联的X+Y节电池中的后Y节电池进行电池检测，以根据电池检测结果，控制充放电开关管导通或关断的电池保护系统。
其中，低位检测模块11是设置在低位电池保护系统1中，用于实现对X+Y节电池中的前X节电池进行电池检测的检测模块。低位电池检测数据是低位检测模块11实时检测到的用于反映前X节电池是否存在过充、过放和过流等情况的数据。低位充放电控制模块12是与低位检测模块11相连，用于根据低位电池检测数据确定是否需要控制充放电开关管导通或关断的模块。低位关断控制信号是由低位充放电控制模块12生成的用于控制充放电开关管导通或关断的信号。
其中，高位检测模块21是设置在高位电池保护系统2中，用于实现对X+Y节电池中的后Y节电池进行电池检测的检测模块。高位电池检测数据是高位检测模块21实时检测到的用于反映后Y节电池是否存在过充、过放和过流等情况的数据。高位充放电控制模块22是与高位检测模块21相连，用于根据高位电池检测数据确定是否需要控制充放电开关管导通或关断的模块。高位关断控制信号是由高位充放电控制模块22生成的用于控制充放电开关管导通或关断的信号。
作为一示例，在X+Y节电池充电或者放电过程中，低位检测模块11实时对前X节电池进行电池检测，以获取低位电池检测数据，再将低位电池检测数据发送给低位充放电控制模块12。低位充放电控制模块12在接收到低位电池检测数据之后，需判断该低位电池检测数据是否符合安全标准；若低位电池检测数据符合安全标准，则无需进行保护控制；若低位电池检测数据不符合安全标准，即存在过充、过放或者过流等不安全情况时，低位充放电控制模块12可生成低位关断控制信号，基于低位关断控制信号直接控制充放电开关管导通或关断，以实现对X+Y节电池进行安全保护。
作为一示例，在X+Y节电池充电或者放电过程中，高位检测模块21实时对后Y节电池进行电池检测，以获取高位电池检测数据，再将高位电池检测数据发送给高位充放电控制模块22。高位充放电控制模块22在接收到高位电池检测数据之后，需判断该高位电池检测数据是否符合安全标准；若高位电池检测数据符合安全标准，则无需进行保护控制；若高位电池检测数据不符合安全标准，即存在过充、过放或者过流等不安全情况时，高位充放电控制模块22可生成高位关断控制信号，将高位关断控制信号发送给低位充放电控制模块12，以使低位充放电控制模块12，基于高位关断控制信号控制充放电开关管导通或关断，以实现对X+Y节电池进行安全保护。
本实施例所提供的级联电池保护系统中，采用低位检测模块11检测前X节电池的低位电池检测数据，使得低位充放电控制模块12在低位电池检测数据不符合安全标准时，形成低位关断控制信号，以实现对前X节电池进行电池检测和安全保护。采用高位检测模块21检测后Y节电池的高位电池检测数据，使得高位充放电控制模块22在高位电池检测数据不符合安全标准时，形成高位关断控制信号，以实现对后Y节电池进行电池检测和安全保护。由于高位充放电控制模块22和低位充放电控制模块12相连，而低位充放电控制模块12与充放电开关管相连，可实现低位充放电控制模块12直接控制充放电开关管导通或关断，而高位充放电控制模块22间接控制充放电开关管导通或关断，以实现对X+Y节电池的级联保护，无需额外增加外围器件，避免外围器件的干扰，有助于保障级联电池保护系统的可靠性，且可有效降低级联电池保护系统的成本。
在一实施例中，如图1所示，低位检测模块11包括低位电压检测单元111和低位电流检测单元112；低位电压检测单元111，用于对第1节至第X节电池进行电压检测，获取低位电压检测数据；低位电流检测单元112，用于对第1节至第X节电池进行电流检测，获取低位电流检测数据；
低位充放电控制模块12，用于在低位电压检测数据或者低位电流检测数据不符合安全标准时，形成低位关断控制信号；
高位检测模块21包括高位电压检测单元211和高位电流检测单元212；高位电压检测单元211，用于对第X+1节至第X+Y节电池进行电压检测，获取高位电压检测数据；高位电流检测单元212，用于对第X+1节至第X+Y节电池进行电流检测，获取高位电流检测数据；
高位充放电控制模块22，用于在高位电压检测数据或者高位电流检测数据不符合电池安全标准时，形成高位关断控制信号。
其中，低位电压检测单元111是用于实现对串联的X+Y节电池中的前X节电池进行电压检测的处理单元。低位电压检测数据是低位电压检测单元111检测到的用于反映前X节电池是否存在过充或过放情况的电压。低位电流检测单元112是用于实现对串联的X+Y节电池中的前X节电池进行电流检测的处理单元。低位电流检测数据是低位电流检测单元112实时检测到的用于反映前X节电池是否存在过流情况的电流。
作为一示例，低位电池保护系统1中设有低位电压检测单元111，用于在X+Y节电池处于充电状态时，实时检测X+Y节电池中的前X节电池的电压，以确定每一节电池是否存在过充的低位电压检测数据，并将该低位电压检测数据发送给低位充放电控制模块12；在X+Y节电池处于放电状态时，实时检测X+Y节电池中的前X节电池的电压，以确定每一节电池是否存在过放的低位电压检测数据，并将该低位电压检测数据发送给低位充放电控制模块12。
作为一示例，低位电池保护系统1中设有低位电流检测单元112，用于在X+Y节电池处于充电状态时，检测X+Y节电池中的前X节电池的电流，以确定每一节电池在充电过程中是否存在过流的低位电流检测数据，并将该低位电流检测数据发送给低位充放电控制模块12；在X+Y节电池处于放电状态时，实时检测X+Y节电池中的前X节电池的电流，以确定每一节电池在放电过程中是否存在过流的低位电流检测数据，并将该低位电流检测数据发送给低位充放电控制模块12。
作为一示例，低位充放电控制模块12，可接收低位电压检测单元111发送的低位电压检测数据和低位电流检测单元112发送的低位电流检测数据，在低位电压检测数据或者低位电流检测数据不符合安全标准时，即在X+Y节电池中的前X节电池中的任一个存在过充、过放或者过流情况时，认定不符合安全标准，此时，形成低位关断控制信号，以便利用该低位关断控制信号控制充放电开关管关断。本示例中，X+Y节电池处于充电状态时，低位充放电控制模块12形成的低位关断控制信号，用于控制充电MOS管Q1关断；X+Y节电池处于放电状态时，低位充放电控制模块12形成的低位关断控制信号，用于控制放电MOS管Q2关断。
例如，在X+Y节电池中的前X节电池中的任一个电池被检测到存在过充电现象，或者被检测到充电电流过大可能会损坏电池时，低位充放电控制模块12形成低位关断控制信号，将其充电控制端CO翻转为低电平，以关断充电MOS管Q1，停止充电。在X+Y节电池中的前X节电池中的任一个电池被检测到存在过放电现象，或者被检测到放电电流过大可能会损坏负载时，低位充放电控制模块12形成低位关断控制信号，将其放电控制端DO翻转为低电平，以关断放电MOS管Q2，停止放电。
其中，高位电压检测单元211是用于实现对串联的X+Y节电池中的后Y节电池进行电压检测的处理单元。高位电压检测数据是高位电压检测单元211检测到的用于反映后Y节电池是否存在过充或过放情况的电压。高位电流检测单元212是用于实现对串联的X+Y节电池中的后Y节电池进行电流检测的处理单元。高位电流检测数据是高位电流检测单元212检测到的用于反映后Y节电池是否存在过流情况的电流。
作为一示例，高位电池保护系统2中设有高位电压检测单元211，用于在X+Y节电池处于充电状态时，检测X+Y节电池中的后Y节电池的电压，以确定每一节电池是否存在过充的高位电压检测数据，并将该高位电压检测数据发送给高位充放电控制模块22；在X+Y节电池处于放电状态时，检测X+Y节电池中的后Y节电池的电压，以确定每一节电池是否存在过放的高位电压检测数据，并将该高位电压检测数据发送给高位充放电控制模块22。
作为一示例，高位电池保护系统2中设有高位电流检测单元212，用于在X+Y节电池处于充电状态时，检测X+Y节电池中的后Y节电池的电流，以确定每一节电池在充电过程中是否存在过流的高位电流检测数据，并将该高位电流检测数据发送给高位充放电控制模块22；在X+Y节电池处于放电状态时，检测X+Y节电池中的后Y节电池的电流，以确定每一节电池在放电过程中是否存在过流的高位电流检测数据，并将该高位电流检测数据发送给高位充放电控制模块22。
作为一示例，高位充放电控制模块22，可接收高位电压检测单元211发送的高位电压检测数据和高位电流检测单元212发送的高位电流检测数据，在高位电压检测数据或者高位电流检测数据不符合安全标准时，即在X+Y节电池中的后Y节电池中的任一个存在过充、过放或者过流情况时，认定不符合安全标准，此时，形成高位关断控制信号，以便利用该高位关断控制信号控制充放电开关管关断。本示例中，X+Y节电池处于充电状态时，高位充放电控制模块22形成的高位关断控制信号，用于控制充电MOS管Q1关断；X+Y节电池处于放电状态时，高位充放电控制模块22形成的高位关断控制信号，用于控制放电MOS管Q2关断。
例如，在X+Y节电池中的后Y节电池中的任一个电池被检测到存在过充电现象，或者被检测到充电电流过大可能会损坏电池时，高位充放电控制模块22形成高位关断控制信号，将其充电控制端CO翻转为低电平，将低电平的高位关断控制信号发送给低位充放电控制模块12，以使低位充放电控制模块12基于低电平的高位关断控制信号关断充电MOS管Q1，停止充电。在X+Y节电池中的后Y节电池中的任一个电池被检测到存在过放电现象，或者被检测到放电电流过大可能会损坏负载时，高位充放电控制模块22形成高位关断控制信号，将其放电控制端DO翻转为低电平，将低电平的高位关断控制信号发送给低位充放电控制模块12，以使低位充放电控制模块12基于低电平的高位关断控制信号关断放电MOS管Q2，停止放电。
在一实施例中，低位电池保护系统1还包括低位状态检测模块13，高位电池保护系统2还包括高位状态检测模块23；
低位状态检测模块13，与检测管脚VM和高位状态检测模块23相连，用于通过检测管脚VM获取电池状态检测数据，将电池状态检测数据发送高位状态检测模块23；
高位状态检测模块23，与高位充放电控制模块22相连，用于将电池状态检测数据发送高位充放电控制模块22；
高位充放电控制模块22，用于根据电池状态检测数据，形成高位导通控制信号，将高位导通控制信号发送给低位充放电控制模块12；
低位充放电控制模块12，用于根据高位导通控制信号，控制充放电开关管导通。
其中，低位状态检测模块13是设置在低位电池保护系统1中的用于实现电池状态检测的模块，具体是用于实现检测X+Y节电池处于充电状态还是放电状态的模块。高位状态检测模块23是设置在高位电池保护系统2中的用于实现电池状态检测的模块，具体是用于实现检测X+Y节电池处于充电状态还是放电状态的模块。电池状态检测数据是实时检测到的反映X+Y节电池处于充电状态还是放电状态的数据。
作为一示例，低位状态检测模块13与检测管脚VM相连，通过检测管脚VM获取电池状态检测数据，该电池状态检测数据包括充电器连接信号或者负载连接信号。其中，充电器连接信号是用于反映X+Y节电池与充电器相连的信号，是反映X+Y节电池处于充电状态的信号。负载连接信号是用于反映X+Y节电池与负载相连的信号，是反映X+Y节电池处于放电状态的信号。本示例中，低位状态检测模块13将检测管脚VM输入的电池状态检测数据发送给高位状态检测模块23，以使高位电池保护系统2了解X+Y节电池处于充电状态还是放电状态，进而调整高位电池保护系统2的工作状态。
作为一示例，高位状态检测模块23是与低位状态检测模块13和高位充放电控制模块22相连的模块。该高位状态检测模块23可将低位状态检测模块13发送的电池状态检测数据发送高位充放电控制模块22，以使高位充放电控制模块22可根据电池状态检测数据了解电池是处于放电状态还是放电状态，进而调整其充电控制端CO和放电控制端DO的电平状态。
作为一示例，高位充放电控制模块22是与高位状态检测模块23和低位充放电控制模块12相连的模块。该高位充放电控制模块22可接收高位状态检测模块23发送的电池状态检测数据，根据电池状态检测数据，形成高位导通控制信号，将高位导通控制信号发送给低位充放电控制模块12。
作为一示例，低位充放电控制模块12是与高位充放电控制模块22和充放电开关管相连的模块。低位充放电控制模块12可接收高位充放电控制模块22发送的高位导通控制信号，根据高位导通控制信号控制充放电开关管导通。
例如，在电池状态检测数据为充电器连接信号时，可将高位充放电控制模块22的放电控制端DO翻转为高电平，以形成高电平的高位导通控制信号，再将高电平的高位导通控制信号发送给低位充放电控制模块12，以使低位充放电控制模块12根据高电平的高位导通控制信号，控制低位充放电控制模块12的放电控制端DO翻转为高电平，控制放电MOS管Q2导通放电，以避免充电电流损坏放电MOS管Q2。在电池状态检测数据为负载连接信号时，可将高位充放电控制模块22的充电控制端CO翻转为高电平，以形成高电平的高位导通控制信号，再将高电平的高位导通控制信号发送给低位充放电控制模块12，控制低位充放电控制模块12的充电控制端CO翻转为高电平，控制充电MOS管Q1导通，以避免放电电流损坏充电MOS管Q1。
在一实施例中，如图1所示，低位状态检测模块13包括低位状态检测输入单元131和低位状态检测输出单元132，高位状态检测模块23包括高位状态检测输入单元231和高位状态检测输出单元232；
低位状态检测输入单元131，与检测管脚VM和低位状态检测输出单元132相连，通过检测管脚VM获取电池状态检测数据，将电池状态检测数据发送低位状态检测输出单元132；
低位状态检测输出单元132，与高位状态检测输入单元231相连，用于将电池状态检测数据发送给高位状态检测输入单元231；
高位状态检测输入单元231，与高位状态检测输出单元232相连，将电池状态检测数据发送给高位状态检测输出单元232；
高位状态检测输出单元232，与高位充放电控制模块22相连，用于将电池状态检测数据发送给高位充放电控制模块22。
其中，低位状态检测输入单元131是设置在低位电池保护系统1中的用于实现电池状态检测的输入单元。低位状态检测输出单元132是设置在低位电池保护系统1的用于实现电池状态检测的输出单元。高位状态检测输入单元231是设置在高位电池保护系统2中的用于实现电池状态检测的输入单元。高位状态检测输出单元232是设置在高位电池保护系统2的用于实现电池状态检测的输出单元。
作为一示例，低位状态检测输入单元131与检测管脚VM相连，通过检测管脚VM获取电池状态检测数据，再将该电池状态检测数据通过低位状态检测输出单元132发送给高位电池保护系统2中的高位状态检测输入单元231。高位状态检测输入单元231可将接收到电池状态检测数据发送给高位充放电控制模块22，以使高位充放电控制模块22可根据电池状态检测数据了解电池是处于放电状态还是放电状态，进而调整其充电控制端CO和放电控制端DO的状态。
在一实施例中，如图2所示，低位状态检测输出单元132和高位状态检测输出单元232为电池状态检测输出电路31，电池状态检测输出电路31包括充电器检测输出电路311和负载检测输出电路312；
充电器检测输出电路311包括第一晶体管、第二晶体管和第一电阻R1；
第一晶体管的第一端与0第一偏置电压端VBN相连，第二端与接地端电压VSS相连，第三端与第二晶体管的第二端相连；
第二晶体管的第一端与充电信号输入端CH_LV相连，第二端与第一晶体管的第三端相连，第三端与第一电阻R1相连；
第一电阻R1的一端与第二晶体管的第三端相连，另一端与充电检测输出端CH_O相连；
负载检测输出电路312包括第三晶体管、第四晶体管和第二电阻R2；
第三晶体管的第一端与第一偏置电压端VBN相连，第二端与接地端电压VSS相连，第三端与第四晶体管的第二端相连；
第四晶体管的第一端与负载信号输入端LD_LV相连，第二端与第三晶体管的第三端相连，第三端与第二电阻R2相连；
第二电阻R2的一端与第四晶体管的第三端相连，另一端与负载检测输出端LD_O相连。
本示例中，充电器检测输出电路311和负载检测输出电路312均是采用两个NMOS管和一个电阻形成的电路，其电路连接关系基本相同，区别在于，充电器检测输出电路311与充电信号输入端CH_LV和充电检测输出端CH_O相连，而负载检测输出电路312与负载信号输入端LD_LV和负载检测输出端LD_O相连。
作为一示例，第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管可以为NMOS管，也可以为NPN三极管。在第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管为NMOS管时，即分别为第一NMOS管NM1、第二NMOS管NM2、第三NMOS管NM3和第四NMOS管NM4时，其第一端为NMOS管的栅极，第二端为NMOS管的源极，第三端为NMOS管的漏极。本示例中，第一晶体管和第三晶体管主要起到开关控制作用，具体是根据充电信号输入端CH_LV输入的充电器连接信号，控制第一晶体管的导通或关断，根据负载检测输出端LD_O输入的负载连接信号，控制第三晶体管的导通或关断。第二晶体管和第四晶体管主要起到提供偏置电流作用，根据第一偏置电压端VBN输入的偏置电压，产生下拉电流，实现提供偏置电流目的。本示例中，第一电阻R1和第二电阻R2可起限流作用，以起到保护第一晶体管和第三晶体管的目的。
在一实施例中，如图3所示，低位状态检测输入单元131和高位状态检测输入单元231为电池状态检测输入电路32，电池状态检测输入电路32包括充电器检测输入电路321和负载检测输入电路322；
充电器检测输入电路321包括第一PMOS管PM1、第五NMOS管NM5、第一二极管D1、第一缓冲器INV1和第三电阻R3；
第一PMOS管PM1的栅极与第二偏置电压端VBP相连，源极与芯片电源端VPA相连，漏极与第五NMOS管NM5的第三端相连；
第五NMOS管NM5的第一端与第一偏置电压端VBN相连，第二端与第三电阻R3相连，第三端与第一PMOS管PM1的漏极相连；
第三电阻R3的一端与第五NMOS管NM5的第二端相连，另一端与充电检测输入端CH_I相连；
第一缓冲器INV1的输入端与第一PMOS管PM1和第五NMOS管NM5之间的连接节点相连，第一缓冲器INV1的输出端与充电信号输出端CHI_LG相连；
第一二极管D1的阳极与接地端电压VSS相连，阴极与第五NMOS管NM5和第三电阻R3之间的连接节点相连；
负载检测输入电路322包括第二PMOS管PM2、第六NMOS管NM6、第二二极管、第二缓冲器INV2和第四电阻R4；
第二PMOS管PM2的栅极与第二偏置电压端VBP相连，源极与芯片电源端VPA相连，漏极与第六NMOS管NM6的第三端相连；
第六NMOS管NM6的第一端与第一偏置电压端VBN相连，第二端与第四电阻R4相连，第三端与第二PMOS管PM2的漏极相连；
第四电阻R4的一端与第六NMOS管NM6的第二端相连，另一端与负载检测输入端LD_I相连；
第二缓冲器INV2的输入端与第二PMOS管PM2和第六NMOS管NM6之间的连接节点相连，第二缓冲器INV2的输出端与负载信号输出端LDI_LG相连；
第二二极管D2的阳极与接地端电压VSS相连，阴极与第六NMOS管NM6和第四电阻R4之间的连接节点相连。
本示例中，充电器检测输入电路321和负载检测输入电路322数量相同的PMOS管、NMOS管、二极管、缓冲器和电阻形成的电路，其电路连接关系基本相同，区别在于，充电器检测输入电路321与充电检测输入端CH_I和充电信号输出端CHI_LG相连，而负载检测输入电路322与负载检测输入端LD_I和负载信号输出端LD_LG相连。
作为一示例，第一PMOS管PM1和第二PMOS管PM2可根据第二偏置电压端VBP输入的偏置电压，产生上拉电流，以使第一PMOS管PM1和第二PMOS管PM2导通。
作为一示例，第五NMOS管NM5和第六NMOS管NM6可以为NMOS管，也可以为NPN三极管。在第一PMOS管PM1和第二PMOS管PM2为NMOS管时，其第一端为NMOS管的栅极，第二端为NMOS管的源极，第三端为NMOS管的漏极。本示例中，第五NMOS管NM5和第六NMOS管NM6可根据第一偏置电压端VBN输入的偏置电压，产生下拉电流，以使第五NMOS管NM5和第六NMOS管NM6导通。
作为一示例，第三电阻R3和第四电阻R4可起限流作用，以达到保护电池状态检测输入电路32中的元器件目的。
作为一示例，第一二极管D1和第二二极管D2的阳极均与接地端电压VSS相连，阴极分别与第五NMOS管NM5和第六NMOS管NM6相连，以起到钳位第五NMOS管NM5和第六NMOS管NM6的源极电压，避免高压损坏第五NMOS管NM5、第六NMOS管NM6和其他元器件，以达到保护电池状态检测输入电路32中的元器件目的。
如图4所示，高位电池保护系统2的充电器检测输入电路321的充电检测输入端CH_I，与低位电池保护系统1的充电器检测输出电路311的充电检测输出端CH_O相连。在没有充电器接入时，低位电池保护系统1的充电信号输入端CH_LV为低电平，此时，低位电池保护系统1的充电检测输出端CH_O为高阻抗输出，即为高电平。高位电池保护系统2中，第一PMOS管PM1的上拉电流，高于第五NMOS管NM5的下拉电流，使得第一缓冲器INV1的输入端为高电平，相应地，第一缓冲器INV1的输出端，即充电信号输出端CHI_LG也为高电平。当低位电池保护系统1通过检测管脚VM检测到充电器接入时，即检测到充电器连接信号时，低位电池保护系统1的充电信号输入端CH_LV由低电平转为高电平，此时，第二晶体管导通，使得第一偏置电压端VBN输出的偏置电压，可使第一晶体管产生下拉作用，形成下拉电流。本示例中，第一晶体管的下拉电流，高于第一PMOS管PM1的上拉电流，使得第一缓冲器INV1的输入端由高电平转为低电平，相应地，第一缓冲器INV1的输出端，即充电信号输出端CHI_LG也由高电平转为低电平，以使高位电池保护系统2识别到X+Y节电池判定有充电器接入。
同理，高位电池保护系统2的负载检测输入电路322的负载检测输入端LD_I，与低位电池保护系统1的负载检测输出电路312的负载检测输出端LD_O相连。在没有负载接入时，低位电池保护系统1的负载信号输入端LD_LV为低电平，此时，低位电池保护系统1的负载检测输出端LD_O为高阻抗输出，即为高电平。高位电池保护系统2中，第二PMOS管PM2的上拉电流，高于第六NMOS管NM6的下拉电流，使得第二缓冲器INV2的输入端为高电平，第二缓冲器INV2的输出端，即负载信号输出端LD_LG也为高电平。当低位电池保护系统1通过检测管脚VM检测到负载接入时，负载信号输入端LD_LV由低电平转为高电平，第四晶体管导通，使得第一偏置电压端VBN输出的偏置电压，可使第三晶体管产生下拉作用，形成下拉电流。本示例中，第三晶体管的下拉电流，大于第二PMOS管PM2的上拉电流，使得第二缓冲器INV2的输入端由高电平转为低电平，负载信号输出端LD_LG也由高电平转为低电平以使高位电池保护系统2识别到X+Y节电池判定有负载接入。
在一实施例中，如图1所示，低位充放电控制模块12包括低位充放电控制输入单元121和低位充放电控制输出单元122，高位充放电控制模块22包括高位充放电控制输入单元221和高位充放电控制输出单元222；
高位充放电控制输入单元221，用于接收外部电路输入的外部充放电控制信号，并将外部充放电控制信号发送给高位充放电控制输出单元222；
高位充放电控制输出单元222，与高位充放电控制输入单元221、高位检测模块21和低位充放电控制输入单元121相连，用于根据外部充放电控制信号和高位电池检测数据，形成高位充放电控制信号，将高位充放电控制信号发送给低位充放电控制输入单元121；
低位充放电控制输入单元121，与低位充放电控制输出单元122相连，用于接收高位充放电控制信号，并将高位充放电控制信号发送给低位充放电控制输出单元122；
低位充放电控制输出单元122，与低位检测模块11和充放电开关管相连，用于根据高位充放电控制信号和低位电池检测数据，形成低位充放电控制信号，根据低位充放电控制信号，控制充放电开关管工作。
其中，低位充放电控制输入单元121是设置在低位电池保护系统1中的用于接收充放电控制信号的处理单元。低位充放电控制输出单元122是设置在低位电池保护系统1中的用于发送充放电控制信号的处理单元。高位充放电控制输入单元221是设置在高位电池保护系统2中的用于接收充放电控制信号的处理单元。高位充放电控制输出单元222是设置在高位电池保护系统2中的用于发送充放电控制信号的处理单元。外部充放电控制信号是指外部电路输入的用于实现对充放电开关管进行控制的信号。高位充放电控制信号是指高位充放电控制输出单元222形成的用于实现对充放电开关管进行控制的信号，该高位充放电控制信号可以是控制充放电开关管关断的高位关断控制信号和用于控制充放电开关管导通的高位导通控制信号。低位充放电控制信号是指低位充放电控制输出单元122形成的用于实现对充放电开关管进行控制的信号，该低位充放电控制信号可以是控制充放电开关管关断的低位关断控制信号和用于控制充放电开关管导通的低位导通控制信号。
作为一示例，高位充放电控制输入单元221，可以接收外部电路输入的外部充放电控制信号，并将外部充放电控制信号发送给高位充放电控制输出单元222，以便利用外部充放电控制信号实现对充放电开关管进行导通或关断控制。
在一示例中，高位充放电控制输出单元222与高位充放电控制输入单元221和低位充放电控制输入单元121相连，可根据接收到的外部充放电控制信号形成高位充放电控制信号，并将高位充放电控制信号通过低位充放电控制输入单元121发送给低位充放电控制输出单元122，从而实现对充放电开关管进行导通或关断控制。另一示例中，高位充放电控制输出单元222与高位检测模块21和低位充放电控制输入单元121相连，用于可根据高位电池检测数据，形成高位充放电控制信号，并将高位充放电控制信号通过低位充放电控制输入单元121发送给低位充放电控制输出单元122，从而实现对充放电开关管进行导通或关断控制。
作为一示例，低位充放电控制输入单元121，与低位充放电控制输出单元122这一外部电路相连，可接收低位充放电控制输出单元122发送的高位充放电控制信号，再将接收到的高位充放电控制信号转发给低位充放电控制输出单元122。
作为一示例，低位充放电控制输出单元122，与低位充放电控制输入单元121和充放电开关管相连，可根据接收到高位充放电控制信号形成低位充放电控制信号，以利用低位充放电控制信号，控制充放电开关管导通或关断。在另一示例中，低位充放电控制输出单元122，与低位检测模块11和充放电开关管相连，用于低位检测模块11输出的低位电池检测数据，形成低位充放电控制信号以利用低位充放电控制信号，控制充放电开关管导通或关断。例如，在低位检测模块11检测到的低位电池检测数据不符合安全标准时，形成低位关断控制信号，根据低位关断控制信号控制充放电开关管关断。
在一实施例中，如图5所示，低位充放电控制输出单元122和高位充放电控制输出单元222为充放电控制输出电路41，充放电控制输出电路41包括充电器控制输出电路411和负载控制输出电路412；
充电器控制输出电路411包括第三PMOS管PM3和第七NMOS管NM7；
第三PMOS管PM3的栅极和第七NMOS管NM7的栅极均与充电逻辑控制端CO_CT相连，第三PMOS管PM3的漏极与第七NMOS管NM7的漏极相连，第三PMOS管PM3的源极与高压供电端电压VHH相连，第七NMOS管NM7的源极与接地端电压VSS相连；第三PMOS管PM3的漏极和第七NMOS管NM7的漏极之间的连接节点与充电控制端CO相连；
负载控制输出电路412包括第四PMOS管PM4和第八晶体管NM8；
第四PMOS管PM4的栅极和第八晶体管NM8的栅极均与放电逻辑控制端DO_CT相连，第四PMOS管PM4的漏极与第八晶体管NM8的漏极相连，第四PMOS管PM4的源极与高压供电端电压VHH相连，第八晶体管NM8的漏极与接地端电压VSS相连；第四PMOS管PM4的漏极和第八晶体管NM8的漏极之间的连接节点与放电控制端DO相连。
作为一示例，在充电器控制输出电路411中，第三PMOS管PM3和第七NMOS管NM7可接收充电逻辑控制端CO_CT，根据充电逻辑控制端CO_CT控制第三PMOS管PM3和第七NMOS管NM7的导通或关断。在负载控制输出电路412中，第四PMOS管PM4和第八晶体管NM8可接收放电逻辑控制端DO_CT，根据放电逻辑控制端DO_CT控制第四PMOS管PM4和第八晶体管NM8的导通或关断。
在一实施例中，如图6所示，低位充放电控制输入单元121和高位充放电控制输入单元221为充放电控制输入电路42，充放电控制输入电路42包括充电器控制输入电路421和负载控制输入电路422；
充放电控制输入电路42包括第五PMOS管PM5、第六PMOS管PM6、第九NMOS管NM9、第十NMOS管NM10、第十一NMOS管NM11、第十二NMOS管NM12、第一保护支路、第二保护支路、第六二极管D6和第三缓冲器INV3；
第五PMOS管PM5的栅极与第六PMOS管PM6的栅极相连，第五PMOS管PM5的源极通过第一保护支路与电源电压VCC相连，第五PMOS管PM5的漏极与第九NMOS管NM9的漏极相连，第九NMOS管NM9的源极与第十一NMOS管NM11的漏极相连，第九NMOS管NM9的栅极与第十NMOS管NM10的源极相连；第十一NMOS管NM11的栅极与第一偏置电压端VBN相连，第十一NMOS管NM11的源极与接地端电压VSS相连；第九NMOS管NM9和第十一NMOS管NM11之间的连接节点通过第三缓冲器INV3与充电处理信号输出端CO_LG相连；第六二极管D6的阳极与第五PMOS管PM5的栅极与第六PMOS管PM6的栅极之间的连接节点相连，第六二极管D6的阴极与第五PMOS管PM5和第一保护支路之间的连接节点相连；
第六PMOS管PM6的栅极还与第六PMOS管PM6的源极相连，第六PMOS管PM6的漏极通过第二保护支路与充电输入端COH相连，第六PMOS管PM6的源极与第十NMOS管NM10的漏极相连，第十NMOS管NM10的源极与第十二NMOS管NM12的漏极相连，第十二NMOS管NM12的栅极与第一偏置电压端VBN相连，第十二NMOS管NM12的源极与接地端电压VSS相连。
第一保护支路包括串联设置的第三二极管D3和第五电阻R5，第三二极管D3与第五PMOS管PM5相连，第五电阻R5与电源电压VCC相连。第二保护支路包括串联设置的第五二极管D5、第四二极管D4和第六电阻R6，第五二极管与第六PMOS管PM6相连，第六电阻R6与充电输入端COH相连。
充放电控制输入电路42中，第三二极管D3、第四二极管D4和第五二极管D5普通二极管，第三二极管D3用于降低电源电压VCC到第五PMOS管PM5的源极电压，防止电源电压VCC电流流向充电输入端COH；第四二极管D4和第五二极管D5用于降低充电输入端COH到第六PMOS管PM6的源极电压。第六二极管D6为齐纳二极管，用于保护好第五PMOS管PM5，以避免第五PMOS管PM5被损坏。第五电阻R5和第六电阻R6可起到限流作用，可起到保护充放电控制输入电路42中元器件的目的。本示例中，第五PMOS管PM5的源极通过串联设置的第三二极管D3和第五电阻R5与电源电压VCC相连，且第六PMOS管PM6的漏极通过串联设置的第五二极管D5、第四二极管D4和第六电阻R6与充电输入端COH，以使充电输入端COH与电源电压VCC相等时，第五PMOS管PM5的源极电压高于第六PMOS管PM6的源极电压，从而确保第五PMOS管PM5的导通。
如图6所示，负载控制输入电路422包括第七PMOS管PM7、第八PMOS管PM8、第十三NMOS管NM13、第十四NMOS管NM14、第十五NMOS管NM15、第十六NMOS管NM16、第三保护支路、第四保护支路、第十二极管D10和第四缓冲器INV4；
第七PMOS管PM7的栅极与第八PMOS管PM8的栅极相连，第七PMOS管PM7的源极通过第三保护支路与电源电压VCC相连，第七PMOS管PM7的漏极与第十三NMOS管NM13的漏极相连，第十三NMOS管NM13的源极与第十五NMOS管NM15的漏极相连，第十三NMOS管NM13的栅极与第十四NMOS管NM14的栅极相连，第十五NMOS管NM15的栅极与第一偏置电压端VBN相连，第十五NMOS管NM15的源极与接地端电压VSS相连；第十三NMOS管NM13和第十五NMOS管NM15之间的连接节点通过第四缓冲器INV4与放电信号输出端DO_LG相连；第十二极管D10的阳极与第七PMOS管PM7的栅极与第八PMOS管PM8的栅极之间的连接节点相连，第十二极管D10的阴极与第七PMOS管PM7的源极和第三保护支路之间的连接节点相连；
第八PMOS管PM8的栅极还与第八PMOS管PM8的的源极相连，第八PMOS管PM8的漏极通过第四保护支路与放电输入端DOH相连，第八PMOS管PM8的源极与第十四NMOS管NM14的漏极相连，第十四NMOS管NM14的源极与第十六NMOS管NM16的漏极相连，第十六NMOS管NM16的栅极与第一偏置电压端VBN相连，第十六NMOS管NM16的源极与接地端电压VSS相连。
第三保护支路包括串联设置的第七二极管D7和第七电阻R7，第七二极管D7与第七PMOS管PM7相连，第七电阻与电源电压VCC相连。第四保护支路包括串联设置的第九二极管D9、第八二极管D8和第八电阻R8，第九二极管D9与第八PMOS管PM8相连，第八电阻R8与放电输入端DOH相连。
充放电控制输入电路42中，第七二极管D7、第八二极管D8和第九二极管D9为普通二极管，第七二极管D7用于降低电源电压VCC到第七PMOS管PM7的源极电压，防止电源电压VCC电流流向放电输入端DOH；第八二极管D8和第九二极管D9用于降低放电输入端DOH到第八PMOS管PM8的源极电压。第十二极管D10为齐纳二极管，用于保护好第七PMOS管PM7，以避免第七PMOS管PM7被损坏。第七电阻R7和第八电阻R8可起到限流作用，可起到保护充放电控制输入电路42中元器件的目的。本示例中，第七PMOS管PM7的源极通过第七二极管D7和第七电阻R7与电源电压VCC相连，在第八PMOS管PM8的漏极通过第九二极管D9、第八二极管D8和第八电阻R8与放电输入端DOH相连，以使放电输入端DOH与电源电压VCC相等时，第七PMOS管PM7的源极电压高于第八PMOS管PM8的源极电压，从而确保第七PMOS管PM7的导通。
如图7所示，高位电池保护系统2的充电器控制输出电路411的充电控制端CO与低位电池保护系统1的充放电控制输入电路42的充电输入端COH相连，低位电池保护系统1的电源电压VCC等于高位电池保护系统2的源极电压(即接地端电压VSS)。当高位电池保护系统2的充电逻辑控制端CO_CT为低电平时，充电控制端CO为高电平，充电控制端CO的电压为高压供电端电压VHH，高于高位电池保护系统2的源极电压(即接地端电压VSS)，即充电输入端COH高于低位电池保护系统1的电源电压VCC，当充电输入端COH比电源电压VCC高2V以上，第六PMOS管PM6始终导通，此时第六PMOS管PM6的栅极电压(即第五PMOS管PM5的栅极电压)，高于第五PMOS管PM5的源极电压，使得第五PMOS管PM5关断，因此，在左侧支路无上拉时，第三缓冲器INV3的输入端被第十一NMOS管NM11下拉为低电平，缓冲器的输出端充电处理信号输出端CO_LG也为低电平，低位电池保护系统1判断X+Y节电池处于正常状态。当高位电池保护系统2的充电逻辑控制端CO_CT为高电平时，充电控制端CO为低电平，此时，充电输入端COH等于低位电池保护系统1的电源电压VCC，第六PMOS管PM6始终导通，但栅极电压(即第五PMOS管PM5的栅极电压)，低于第五PMOS管PM5的源极电压，因为第五PMOS管PM5导通，左侧支路打开上拉电流，第五PMOS管PM5的上拉电流大于第十一NMOS管NM11的下拉电流，使得第三缓冲器INV3的输入端被第五PMOS管PM5上拉为高电平，第三缓冲器INV3的输出端充电处理信号输出端CO_LG也为高电平，低位电池保护系统1判断为充电保护状态，控制低位电池保护系统1的充电控制端CO关断充电MOS管Q1。
同理，如图7所示，高位电池保护系统2的负载控制输出电路412的放电控制端DO与低位电池保护系统1的负载控制输入电路422的放电输入端DOH相连，低位电池保护系统1的电源电压VCC等于高位电池保护系统2的源极电压(即接地端电压VSS)。当高位电池保护系统2的放电逻辑控制端DO_CT为低电平时，放电控制端DO为高电平，放电控制端DO输出的电压为高压供电端电压VHH，高于高位电池保护系统2的源极电压(即接地端电压VSS)，即放电输入端DOH，高于低位电池保护系统1的电源电压VCC，当放电输入端DOH比电源电压VCC高2V以上，第八PMOS管PM8始终导通，此时第八PMOS管PM8的栅极电压(即第七PMOS管PM7的栅极电压)，高于第七PMOS管PM7的源极电压，因此第五PMOS管PM5关断，使得左侧支路无上拉，第四缓冲器INV4的输入端被第十三NMOS管NM13下拉为低电平，第四缓冲器INV4的输出端放电信号输出端DO_LG也为低电平，低位电池保护系统1判断为正常状态。当高位电池保护系统2的放电逻辑控制端DO_CT为高电平时，放电控制端DO为低电平，即放电输入端DOH等于低位电池保护系统1的电源电压VCC。此时，第八PMOS管PM8始终导通，但第八PMOS管PM8的栅极电压(即第七PMOS管PM7的栅极电压)，低于第七PMOS管PM7的源极电压，因此第七PMOS管PM7导通，左侧支路打开上拉电流，第七PMOS管PM7的上拉电流大于第十五NMOS管NM15的下拉电流，因此第四缓冲器INV4的输入端被第七PMOS管PM7上拉为高电平，第四缓冲器INV4的输出端放电信号输出端DO_LG也为高电平，低位电池保护系统1判断为放电保护状态，需控制放电控制端DO关断放电MOS管Q2。
本发明实施例提供一种电池保护设备，用于与X+Y节电池相连，包括控制芯片和充放电开关管，包括上述实施例中的级联电池保护系统，级联电池保护系统与控制芯片和充放电开关管相连。
本示例中，控制芯片是用于实现逻辑控制的芯片，该控制芯片多个端口，用于与级联电池保护系统相连。例如，级联电池保护系统与控制芯片的充电信号输出端CHI_LG、负载信号输出端LDI_LG或者其他端口相连，用于实现逻辑控制。
本实施例所提供的电池保护设备包括级联电池保护系统，该级联电池保护系统，采用低位检测模块11检测前X节电池的低位电池检测数据，使得低位充放电控制模块12在低位电池检测数据不符合安全标准时，形成低位关断控制信号，以实现对前X节电池进行电池检测和安全保护。采用高位检测模块21检测后Y节电池的高位电池检测数据，使得高位充放电控制模块22在高位电池检测数据不符合安全标准时，形成高位关断控制信号，以实现对后Y节电池进行电池检测和安全保护。由于高位充放电控制模块22和低位充放电控制模块12相连，而低位充放电控制模块12与充放电开关管相连，可实现低位充放电控制模块12直接控制充放电开关管导通或关断，而高位充放电控制模块22间接控制充放电开关管导通或关断，以实现对X+Y节电池的级联保护，无需额外增加外围器件，避免外围器件的干扰，有助于保障级联电池保护系统的可靠性，且可有效降低级联电池保护系统的成本。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种级联电池保护系统，其特征在于，与X+Y节电池和充放电开关管相连，包括低位电池保护系统和高位电池保护系统，所述低位电池保护系统包括低位检测模块和低位充放电控制模块，所述高位电池保护系统包括高位检测模块和高位充放电控制模块；
所述低位检测模块，与所述低位充放电控制模块相连，用于对第1节至第X节电池进行电池检测，获取低位电池检测数据，将所述低位电池检测数据发送给所述低位充放电控制模块；
所述高位检测模块，与所述高位充放电控制模块相连，用于对第X+1节至第X+Y节电池进行电池检测，获取高位电池检测数据，将所述高位电池检测数据发送给所述高位充放电控制模块；
所述高位充放电控制模块，与所述低位充放电控制模块相连，用于在所述高位电池检测数据不符合安全标准时，形成高位关断控制信号，将所述高位关断控制信号发送给所述低位充放电控制模块；
所述低位充放电控制模块，与所述充放电开关管相连，用于在所述低位电池检测数据不符合安全标准时，形成低位关断控制信号，并根据所述低位关断控制信号或者所述高位关断控制信号，控制所述充放电开关管关断；
所述低位充放电控制模块包括低位充放电控制输入单元和低位充放电控制输出单元，所述高位充放电控制模块包括高位充放电控制输入单元和高位充放电控制输出单元；
所述高位充放电控制输入单元，用于接收外部电路输入的外部充放电控制信号，并将所述外部充放电控制信号发送给所述高位充放电控制输出单元；
所述高位充放电控制输出单元，与所述高位充放电控制输入单元、所述高位检测模块和所述低位充放电控制输入单元相连，用于根据所述外部充放电控制信号和所述高位电池检测数据，形成高位充放电控制信号，将所述高位充放电控制信号发送给所述低位充放电控制输入单元；
所述低位充放电控制输入单元，与所述低位充放电控制输出单元相连，用于接收所述高位充放电控制信号，并将所述高位充放电控制信号发送给所述低位充放电控制输出单元；
所述低位充放电控制输出单元，与所述低位检测模块和所述充放电开关管相连，用于根据所述高位充放电控制信号和所述低位电池检测数据，形成低位充放电控制信号，根据所述低位充放电控制信号，控制所述充放电开关管工作；
所述低位充放电控制输出单元和所述高位充放电控制输出单元为充放电控制输出电路，所述充放电控制输出电路包括充电器控制输出电路和负载控制输出电路；
所述低位充放电控制输入单元和所述高位充放电控制输入单元为充放电控制输入电路，所述充放电控制输入电路包括充电器控制输入电路和负载控制输入电路；
所述充电器控制输入电路包括第五PMOS管、第六PMOS管、第九NMOS管、第十NMOS管、第十一NMOS管、第十二NMOS管、第一保护支路、第二保护支路、第六二极管和第三缓冲器；
所述第五PMOS管的栅极与所述第六PMOS管的栅极相连，所述第五PMOS管的源极通过所述第一保护支路与电源电压相连，所述第五PMOS管的漏极与所述第九NMOS管的漏极相连，所述第九NMOS管的源极与所述第十一NMOS管的漏极相连，所述第九NMOS管的栅极与所述第十NMOS管的栅极相连；所述第十一NMOS管的栅极与第一偏置电压端相连，所述第十一NMOS管的源极与接地端电压相连；所述第九NMOS管和所述第十一NMOS管之间的连接节点通过所述第三缓冲器与充电处理信号输出端相连；所述第六二极管的阳极与所述第五PMOS管的栅极与所述第六PMOS管的栅极之间的连接节点相连，所述第六二极管的阴极与所述第五PMOS管和所述第一保护支路之间的连接节点相连；
所述第六PMOS管的栅极还与所述第六PMOS管的源极相连，所述第六PMOS管的漏极通过所述第二保护支路与充电输入端相连，所述第六PMOS管的源极与所述第十NMOS管的漏极相连，所述第十NMOS管的源极与所述第十二NMOS管的漏极相连，所述第十二NMOS管的栅极与所述第一偏置电压端相连，所述第十二NMOS管的源极与所述接地端电压相连；
所述负载控制输入电路包括第七PMOS管、第八PMOS管、第十三NMOS管、第十四NMOS管、第十五NMOS管、第十六NMOS管、第三保护支路、第四保护支路、第十二极管和第四缓冲器；
所述第七PMOS管的栅极与所述第八PMOS管的栅极相连，所述第七PMOS管的源极通过所述第三保护支路与所述电源电压相连，所述第七PMOS管的漏极与所述第十三NMOS管的漏极相连，所述第十三NMOS管的源极与所述第十五NMOS管的漏极相连，所述第十三NMOS管的栅极与所述第十四NMOS管的栅极相连，所述第十五NMOS管的栅极与所述第一偏置电压端相连，所述第十五NMOS管的源极与所述接地端电压相连；所述第十三NMOS管和所述第十五NMOS管之间的连接节点通过所述第四缓冲器与放电信号输出端相连；所述第十二极管的阳极与所述第七PMOS管的栅极与所述第八PMOS管的栅极之间的连接节点相连，所述第十二极管的阴极与所述第七PMOS管的源极和所述第三保护支路之间的连接节点相连；
所述第八PMOS管的栅极还与所述第八PMOS管的源极相连，所述第八PMOS管的漏极通过所述第四保护支路与放电输入端相连，所述第八PMOS管的源极与所述第十四NMOS管的漏极相连，所述第十四NMOS管的源极与所述第十六NMOS管的漏极相连，所述第十六NMOS管的栅极与所述第一偏置电压端相连，所述第十六NMOS管的源极与所述接地端电压相连。
2.如权利要求1所述的级联电池保护系统，其特征在于，所述低位检测模块包括低位电压检测单元和低位电流检测单元；所述低位电压检测单元，用于对第1节至第X节电池进行电压检测，获取低位电压检测数据；所述低位电流检测单元，用于对第1节至第X节电池进行电流检测，获取低位电流检测数据；
所述低位充放电控制模块，用于在所述低位电压检测数据或者所述低位电流检测数据不符合安全标准时，形成所述低位关断控制信号；
所述高位检测模块包括高位电压检测单元和高位电流检测单元；所述高位电压检测单元，用于对第X+1节至第X+Y节电池进行电压检测，获取高位电压检测数据；所述高位电流检测单元，用于对第X+1节至第X+Y节电池进行电流检测，获取高位电流检测数据；
所述高位充放电控制模块，用于在所述高位电压检测数据或者所述高位电流检测数据不符合安全标准时，形成所述高位关断控制信号。
3.如权利要求1所述的级联电池保护系统，其特征在于，所述低位电池保护系统还包括低位状态检测模块，所述高位电池保护系统还包括高位状态检测模块；
所述低位状态检测模块，与检测管脚和所述高位状态检测模块相连，用于通过所述检测管脚获取电池状态检测数据，将所述电池状态检测数据发送给所述高位状态检测模块；
所述高位状态检测模块，与所述高位充放电控制模块相连，用于将所述电池状态检测数据发送给所述高位充放电控制模块；
所述高位充放电控制模块，用于根据所述电池状态检测数据，形成高位导通控制信号，将所述高位导通控制信号发送给所述低位充放电控制模块；
所述低位充放电控制模块，用于根据所述高位导通控制信号，控制所述充放电开关管导通。
4.如权利要求3所述的级联电池保护系统，其特征在于，所述低位状态检测模块包括低位状态检测输入单元和低位状态检测输出单元，所述高位状态检测模块包括高位状态检测输入单元和高位状态检测输出单元；
所述低位状态检测输入单元，与所述检测管脚和所述低位状态检测输出单元相连，通过所述检测管脚获取所述电池状态检测数据，将所述电池状态检测数据发送给所述低位状态检测输出单元；
所述低位状态检测输出单元，与所述高位状态检测输入单元相连，用于将所述电池状态检测数据发送给所述高位状态检测输入单元；
所述高位状态检测输入单元，与所述高位状态检测输出单元相连，用于将所述电池状态检测数据发送给所述高位状态检测输出单元；
所述高位状态检测输出单元，与所述高位充放电控制模块相连，用于将所述电池状态检测数据发送给所述高位充放电控制模块。
5.如权利要求4所述的级联电池保护系统，其特征在于，所述低位状态检测输出单元和所述高位状态检测输出单元为电池状态检测输出电路，所述电池状态检测输出电路包括充电器检测输出电路和负载检测输出电路；
所述充电器检测输出电路包括第一晶体管、第二晶体管和第一电阻；
所述第一晶体管的第一端与所述第一偏置电压端相连，第二端与所述接地端电压相连，第三端与所述第二晶体管的第二端相连；
所述第二晶体管的第一端与充电信号输入端相连，第二端与所述第一晶体管的第三端相连，第三端与所述第一电阻的一端相连；
所述第一电阻的另一端与充电检测输出端相连；
所述负载检测输出电路包括第三晶体管、第四晶体管和第二电阻；
所述第三晶体管的第一端与所述第一偏置电压端相连，第二端与所述接地端电压相连，第三端与所述第四晶体管的第二端相连；
所述第四晶体管的第一端与负载信号输入端相连，第二端与所述第三晶体管的第三端相连，第三端与所述第二电阻的一端相连；
所述第二电阻的另一端与负载检测输出端相连。
6.如权利要求4所述的级联电池保护系统，其特征在于，所述低位状态检测输入单元和所述高位状态检测输入单元为电池状态检测输入电路，所述电池状态检测输入电路包括充电器检测输入电路和负载检测输入电路；
所述充电器检测输入电路包括第一PMOS管、第五NMOS管、第一二极管、第一缓冲器和第三电阻；
所述第一PMOS管的栅极与第二偏置电压端相连，源极与芯片电源端相连，漏极与所述第五NMOS管的第三端相连；
所述第五NMOS管的第一端与所述第一偏置电压端相连，第二端与所述第三电阻的一端相连，第三端与所述第一PMOS管的漏极相连；
所述第三电阻的另一端与充电检测输入端相连；
所述第一缓冲器的输入端与所述第一PMOS管和所述第五NMOS管之间的连接节点相连，所述第一缓冲器的输出端与充电信号输出端相连；
所述第一二极管的阳极与所述接地端电压相连，阴极与所述第五NMOS管和所述第三电阻之间的连接节点相连；
所述负载检测输入电路包括第二PMOS管、第六NMOS管、第二二极管、第二缓冲器和第四电阻；
所述第二PMOS管的栅极与所述第二偏置电压端相连，源极与所述芯片电源端相连，漏极与所述第六NMOS管的第三端相连；
所述第六NMOS管的第一端与所述第一偏置电压端相连，第二端与所述第四电阻的一端相连，第三端与所述第二PMOS管的漏极相连；
所述第四电阻另一端与负载检测输入端相连；
所述第二缓冲器的输入端与所述第二PMOS管和所述第六NMOS管之间的连接节点相连，第二缓冲器的输出端与负载信号输出端相连；
所述第二二极管的阳极与所述接地端电压相连，阴极与所述第六NMOS管和所述第四电阻之间的连接节点相连。
7.如权利要求1所述的级联电池保护系统，其特征在于，所述充电器控制输出电路包括第三PMOS管和第七NMOS管；所述第三PMOS管的栅极和所述第七NMOS管的栅极均与充电逻辑控制端相连，所述第三PMOS管的漏极与所述第七NMOS管的漏极相连，所述第三PMOS管的源极与高压供电端电压相连，所述第七NMOS管的源极与所述接地端电压相连；所述第三PMOS管的漏极和所述第七NMOS管的漏极之间的连接节点与充电控制端相连；
所述负载控制输出电路包括第四PMOS管和第八晶体管；所述第四PMOS管的栅极和所述第八晶体管的栅极均与放电逻辑控制端相连，所述第四PMOS管的漏极与所述第八晶体管的漏极相连，所述第四PMOS管的源极与所述高压供电端电压相连，所述第八晶体管的源极与所述接地端电压相连；所述第四PMOS管的漏极和所述第八晶体管的漏极之间的连接节点与放电控制端相连。
8.一种电池保护设备，用于与X+Y节电池相连，包括控制芯片和充放电开关管，其特征在于，还包括权利要求1-7任一项所述级联电池保护系统，所述级联电池保护系统与所述控制芯片和所述充放电开关管相连。
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