CN113949126A - 充电保护电路、电池管理系统、电池组及电路控制方法 - Google Patents

充电保护电路、电池管理系统、电池组及电路控制方法 Download PDF

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CN113949126A CN202111198058.8A CN202111198058A CN113949126A CN 113949126 A CN113949126 A CN 113949126A CN 202111198058 A CN202111198058 A CN 202111198058A CN 113949126 A CN113949126 A CN 113949126A
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Abstract

本申请实施例提供了一种充电保护电路、电池管理系统、电池组及电路控制方法。具体包括：用于控制一级保护模块和二级保护模块通断的控制模块，一级保护模块电连接于二级保护模块；其中，一级保护模块和二级保护模块用于对电池组进行过充保护，响应于一级保护模块失效，控制模块控制二级保护模块导通；二级保护模块电连接于电池组的正极端子和负极端子之间，二级保护模块导通时，流经二级保护模块的电流被配置为断开电池组的充电操作。通过本方案，可以有效避免电池发生过充。

Description

充电保护电路、电池管理系统、电池组及电路控制方法
技术领域
本申请涉及电池充电技术领域，特别涉及充电保护电路、电池管理系统、电池组及电路控制方法。
背景技术
电池过度充电会导致电解液发热并分解产生气体，气体在密封的电池内部形成压力，导致电池膨胀，膨胀过程中如果隔膜破裂，正负极接触就会导致短路并起火。
因此，相关技术中，为了避免电池发生过充，往往需要在充电电路的主充电回路增设保护开关。若电池充电过程中发生过充，则可以断开保护开关，以中断电池充电。
然而，由于各种因素的影响，如器件故障，大电流等，保护开关可能无法有效断开，此时将无法有效中断电池充电，极易引发安全事故。因此，如何有效避免电池发生过充是亟需解决的技术问题。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种充电保护电路、电池管理系统、电池组及电路控制方法，以有效避免电池发生过充：
第一方面，本申请实施例提供一种充电保护电路包括：用于控制一级保护模块和二级保护模块通断的控制模块，所述一级保护模块电连接于所述二级保护模块。所述一级保护模块和所述二级保护模块用于对电池组进行过充保护，响应于所述一级保护模块失效，所述控制模块控制所述二级保护模块导通。所述二级保护模块电连接于所述电池组的正极端子和负极端子之间，所述二级保护模块导通时，流经所述二级保护模块的电流被配置为断开所述电池组的充电操作。
可选地，所述二级保护模块导通时，流经所述二级保护模块的电流被配置为断开所述电池组的充电操作，还包括：所述流经所述二级保护模块的电流大于充电器的短路保护电流或过流保护电流。
可选地，所述二级保护模块包括串联连接的第一开关和第一电阻，所述第一开关的控制端电连接于所述控制模块，所述第一开关响应于所述控制模块的控制信号导通时，所述二级保护模块导通。
可选地，所述二级保护模块还包括等效电阻，所述等效电阻包括：所述第一开关导通时的电阻，以及所述第一电阻，其中，所述等效电阻值小于指定电阻值。所述指定阻值包括：所述充电器的充电电压与所述过流保护电流的比值，或，所述充电器的充电电压与所述短路保护电流的比值。
可选地，所述一级保护模块包括第二开关和第三开关，所述第二开关的控制端和所述第三开关的控制端分别电连接于所述控制模块，在所述第二保护模块导通时，所述第三开关响应于所述控制模块的控制信号断开。
第二方面，本申请实施例提供一种电池管理系统，包括如第一方面所述的充电保护电路，所述电池管理系统用于控制所述电池组的充放电。
第三方面，本申请实施例提供一种电池组，包括电池模组和第二方面所述的电池管理系统，其中，所述电池模组包括多个串联和/或并联的电芯，所述电池模组电连接于所述电池管理系统。
第四方面，本申请实施例提供一种用电设备，包括负载和第三方面所述的电池组，所述电池组为所述负载提供电能。
第五方面，本申请实施例提供一种电路控制方法，应用于第一方面所述充电保护电路，所述方法包括：响应于所述充电保护电路的过充保护被触发，控制所述一级保护模块和/或所述二级保护模块通断，检测所述一级保护模块的状态，并响应于检测结果，控制所述二级保护模块通断，其中，所述一级保护模块的状态包括生效状态和失效状态。
可选地，所述检测所述一级保护模块的状态，在满足以下条件中的至少一种，所述一级保护模块处于失效状态：所述电池组的单体电芯电压不小于预设的第一电压阈值；所述电池组的充电电流不小于预设的第一电流阈值；所述电池组的电池温度不小于预设的第一温度阈值。
可选地，在所述响应于所述充电保护电路的过充保护被触发之前，还包括：检测所述电池组是否过充，响应于所述电池组过充时，触发所述过充保护电路的过充保护。
可选地，所述检测所述电池组是否过充时，在满足以下条件中的至少一种，所述电池组处于过充状态：所述电池组的单体电芯电压不小于预设的第二电压阈值，其中所述第二电压阈值小于所述第一电压阈值；所述电池组的充电电流不小于预设的第二电流阈值；所述电池组的电池温度不小于预设的第二温度阈值。
第六方面，本申请实施例提供一种电路控制装置，应用于第五方面所述的电路控制方法，所述装置包括：通断控制模块，用于响应于所述充电保护电路的过充保护被触发，控制所述一级保护模块和/或所述二级保护模块通断，状态检测模块，用于检测所述一级保护模块的状态，所述通断控制模块响应于检测结果，控制所述二级保护模块通断，其中，所述一级保护模块的状态包括生效状态和失效状态。
可选地，所述状态检测模块，具体用于在满足以下条件中的至少一种，所述一级保护模块处于失效状态：所述电池组的单体电芯电压不小于预设的第一电压阈值；所述电池组的充电电流不小于预设的第一电流阈值；所述电池组的电池温度不小于预设的第一温度阈值。
可选地，所述状态检测模块，还用于在响应于所述充电保护电路的过充保护被触发之前，检测所述电池组是否过充，并响应于所述电池组过充时，触发所述过充保护电路的过充保护。
可选地，所述状态检测模块，具体用于在满足以下条件中的至少一种，所述电池组处于过充状态：所述电池组的单体电芯电压不小于预设的第二电压阈值，其中所述第二电压阈值小于所述第一电压阈值；所述电池组的充电电流不小于预设的第二电流阈值；所述电池组的电池温度不小于预设的第二温度阈值。
第七方面，本申请实施例提供一种控制模块，包括处理器和机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，所述处理器被所述机器可执行指令促使：实现第五方面任一所述的方法步骤。
第八方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第五方面任一项所述的方法步骤。
第九方面，本申请实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行第五方面任一项所述的方法。
本申请实施例提供的充电保护电路，包括用于控制一级保护模块和二级保护模块通断的控制模块，一级保护模块电连接于二级保护模块。由于二级保护模块导通时，流经二级保护模块的电流被配置为断开电池组的充电操作，从而当响应于一级保护模块失效时，控制模块控制二级保护模块导通，可以中断电池组的充电，避免了电池组过充的发生。可见，在一级保护模块失效的情况下，仍然可以通过二级保护模块对电池进行过充保护，有效避免了电池过充的发生。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
图1为本申请实施例提供的第一种充电保护电路的示意图；
图2为本申请实施例提供的第二种充电保护电路的示意图；
图3为本申请实施例提供的第三种充电保护电路的示意图；
图4为本申请实施例提供的第四种充电保护电路的示意图；
图5为本申请实施例提供的第一种电路控制方法的流程示意图；
图6为本申请实施例提供的第二种电路控制方法的流程示意图；
图7为本申请实施例提供的一种电路控制装置的结构示意图；
图8为本申请实施例提供的控制模块的示意图。
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、详尽地描述，显然，所描述的实施例仅仅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基于本申请所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种充电保护电路，电池组中包括至少一个电池模组或至少一个电池单元，在此并不具体限定。电池组可以应用于电单车、电轻摩托车、电动车等用电设备，为用电设备供电，例如，当电池组应用于电单车时，可以作为电单车的动力源，并且还可以为电单车中的其他用电器件供电，比如照明设备、响铃设备等。
下面将结合本申请实施例中的附图，首先对本申请实施例中的充电保护电路进行清楚、详细地描述。
如图1所示，本申请实施例提供一种充电保护电路，包括：用于控制一级保护模块101和二级保护模块102通断的控制模块103，一级保护模块101电连接于二级保护模块102，其中，一级保护模块101和二级保护模块102用于对电池组进行过充保护。
为了有效避免电池过充的发生，该充电保护电路中增设了用于对电池组进行过充保护的二级保护模块102，并且响应于一级保护模块101失效，控制模块103控制二级保护模块102导通。在本申请实施例中，当一级保护模块101失效时，控制模块103可以控制充电保护电路中的二级保护模块102导通，实现对电池组的二级过充保护。
上述二级保护模块102电连接于电池组的正极端子P+和负极端子P-之间，二级保护模块102导通时，流经二级保护模块102的电流被配置为断开电池组的充电操作。
其中，电池组的正极端子为与充电器的正极连接的端子，参考图1中的P+，电池组的负极端子为与充电器的负极连接的端子，参考图1中的P-。二级保护模块102电连接于电池组的正极端子和负极端子之间，即二级保护模块的一端与电池组的正极端子连接，另一端与电池组的负极端子连接。
当二级保护模块102断开时，二级保护模块102所在回路断开，此时，充电保护电路的输入电流可经过一级保护模块101流入电池组；当二级保护模块102导通时，此时充电保护电路的输入电流可流经二级保护模块102后，回流至充电器。
为了使得二级保护模块102能够为电池组提供过充保护，当二级保护模块102导通时，流经二级保护模块102的电流被配置为断开电池组的充电操作。
可选的，在本申请一种具体实现方式中，二级保护模块102导通时，流经二级保护模块102的电流可以大于充电器的短路保护电流或过流保护电流。
示例性的，电池组作为电动自行车的动力电源，电动自行车的充电器的过流保护阈值为5A，则充电保护电路中，二级保护模块102导通时，流经二级保护模块102的电流大于5A。
由于流经二级保护模块102的电流大于充电器的短路保护电流或过流保护电流，回流至充电器的电流大于充电器的短路保护电流或过流保护电流，触发充电器的短路保护或过流保护，停止充电器的充电动作，进而断开了电池组的充电操作。
在本申请的其中一个实施例，二级保护模块102可以是控制模块103响应于一级保护模块101失效时，所控制导通的。在控制模块103控制二级保护模块102导通之前，一级保护模块101已经启动其保护机制，例如控制一级保护模块101断开，若一级保护模块101未失效，则一级保护模块101断开，可以断开充电保护电路中电池组的充电回路，从而断开电池组的充电操作，此时可不需要启动二级保护模块102的保护机制，仅由一级保护模块101实现过充保护，以避免电池组发生过充。若一级保护模块101失效，如一级保护模块101断开失败或无法完全断开电池组的充电回路，此时，启动充电保护电路的二级保护，控制模块103控制二级保护模块102导通。
控制模块103可以控制一级保护模块101和二级保护模块102通断，其意味着，利用控制模块103对一级保护模块101和二级保护模块102的通断进行控制，使得该充电保护电路可以适用于不同情景。以下针对不同情景，分别说明：
一、正常充电，控制模块103控制一级保护模块101导通，并控制二级保护模块102断开。
二、电池组发生过充，为避免电池组继续过充，控制模块103启动一级过充保护，即控制一级保护模块101断开，此时二级保护模块102仍断开。
三、控制模块103判断一级保护失效，在电池组发生过充，一级保护模块101无法正常断开电池组的充电回路，此时控制模块103控制二级保护模块102导通。
本申请实施例提供的充电保护电路，包括用于控制一级保护模块和二级保护模块通断的控制模块，一级保护模块电连接于二级保护模块。由于二级保护模块导通时，流经二级保护模块的电流被配置为断开电池组的充电操作，从而当控制模块响应于一级保护模块失效时，控制二级保护模块导通，可以中断电池组的充电，避免了电池组过充的发生。可见，在一级保护模块失效的情况下，仍然可以通过二级保护模块对电池进行过充保护，有效避免了电池过充的发生。
在图1所示充电保护电路的基础上，如图2所示，本申请实施例提供另一种充电保护电路，二级保护模块102包括：串联连接的第一开关1021和第一电阻1022。第一开关1021的控制端电连接于控制模块103，第一开关1021响应于控制模块103的控制信号导通时，二级保护模块导通。
第一开关1021可以为可控开关，包括但不限于三极管、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管)、继电器或IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)中的至少一种。
其中，三极管主要应用于小功率场景，因此，当电池组作为小功率器件的供电电源时，例如手机、电动玩具，第一开关1021可以为三极管。
上述MOSFET和IGBT主要应用于大功率场景，因此，当电池组作为大功率期间的供电电源时，例如电动自行车、电动摩托车、电动汽车以及工业用电设备等，第一开关1021可以为MOSFET和IGBT。
同时，由于IGBT相比于MOSFET的成本更高、占用空间更大，进一步的，考虑空间以及成本，当电池组作为空间有限的电动自行车、电摩托车的供电电源时，第一开关1021可以为MOSFET，而电池组作为空间充足的电动汽车、工业用电设备的供电电源时，第一开关1021可以为IGBT。
由于本申请实施例提供的充电保护电路，利用一个第一开关和第一电阻即可有效避免电池组过充的发生，从而具备低成本、高安全以及占用空间小的特点，可以很好的适用于空间有限的用电设备，例如电单车、电轻摩托车、电动自行车等。
第一开关1021具有控制端，如三极管中的基极，MOSFET中的栅极以及IGBT中的门极。本实施例中，第一开关1021的控制端与控制模块103连接，控制模块103可以通过向第一开关1021控制端发送控制信号的方式，控制第一开关的通断。
一种控制信号实现方式中，控制信号可以为高电平和低电平，如当控制模块103向第一开关1021的控制端输出高电平时，第一开关1021导通，而当控制模块103停止向第一开关1021的控制端输出高电平，即第一开关1021的控制端为低电平时，第一开关1021断开。
可选的，可以采用多种控制策略控制第一开关1021，示例性的，至少包括以下至少两种：
第一种：为了保证第一开关1021有效导通，控制模块103可以向第一开关1021的控制端持续输出高电平，使得第一开关1021始终保持导通。当控制模块103停止输出高电平时，第一开关1021断开。
第二种：由于控制模块103持续向第一开关1021输出高电平，可能导致第一开关1021的温度升高，在引起不必要的能源损耗的同时，也降低了第一开关1021的使用寿命。基于此，控制模块103可以采用PWM(Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制)控制的方式控制第一开关1021的通断。示例性的，控制模块103可以周期性的向第一开关1021的控制端输出高电平脉冲，第一开关1021在接收到高电平脉冲时导通，在未接收到高电平脉冲时关闭，实现第一开关1021周期性的通断，从而避免第一开关1021温度的升高。
控制模块103向第一开关1021的控制端发送的控制信号与第一开关1021的工作状态之间的对应关系，例如可以高电平对应第一开关1021导通，也可以低电平对应第一开关1021导通，这都可以依据实际情况设定，本申请对此不作具体限定。
第一电阻1022与第一开关1021串联，如图2所示，第一电阻1022一端连接与电池组的正极端子P+，另一端与第一开关1021连接，第一开关1021另一端与电池组的负极端子P-连接。当然，也可以为第一电阻1022一端连接与电池组的负极端子P-，另一端与第一开关1021连接，第一开关1021另一端与电池组的负极端子P+连接，这都是可以的。
通过串联第一电阻1022，可以避免二级保护模块102导通时，二级保护模块102所在回路的电流过大，从而可能击穿二级保护模块102中的第一开关1021，导致第一开关1021损坏。
同时，由于需要确保二级保护模块102导通后，流经二级保护模块的电流大于充电器的短路保护电流或过流保护电流，因此，第一电阻1022的选取需要在合适的范围。
在二级保护模块102导通后，流经二级保护模块102的电流与施加在二级保护模块102两端的电压，以及二级保护模块102的等效电阻相关，具体的：
Figure BDA0003303847330000091
其中，I102为流经二级保护模块102的电流，U102为施加在二级保护模块102两端的最小电压，可选的，该最小电压可以为电池组的最低工作电压，例如在电池组作为电动自行车或电动摩托车的供电电源时，该电池组的最低工作电压为39V至40V，R102为二级保护模块102的等效电阻。一种实现方式中，等效电阻值小于指定电阻值，该指定阻值包括：充电器的充电电压与过流保护电流的比值，或，充电器的充电电压与短路保护电流的比值。
二级保护模块102的等效电阻R102包括第一开关1021导通时的电阻，以及第一电阻1022，即：
R102＝R1021+R1022
其中，R1021为第一开关1021导通时的电阻，R1022为及第一电阻1022的阻值。
为了确保二级保护模块102导通后，流经二级保护模块的电流大于充电器的短路保护电流或过流保护电流，则有：
Figure BDA0003303847330000101
其中，Ic为充电器的短路保护电流或过流保护电流。
进一步的，为了避免二级保护模块102导通后，流经二级保护模块的电流过大，流经二级保护模块的电流应当小于一个预警电流，例如10A，则此时有，
Figure BDA0003303847330000102
其中，Iy为预设的预警电流。
由于第一开关1021导通时的电阻R1021，充电器的短路保护电流或过流保护电流Ic、充电器的充电电压U102以及预警电流Iy可以结合实际使用的场景确定，进而可以根究上述公式，确定第一电阻1022合适的阻值。
当流经二级保护模块的电流大于充电器的过充保护电流或短路电流时，将使得充电器启动其自身的过充保护或短路保护，从而使得充电器停止对电池组的充电操作。
本申请实施例提供的充电保护电路，可以有效避免了电池过充的发生，同时，二级保护模块包括第一开关和第一电阻，可以为有效避免电池过充提供了实现基础。
在图2所示充电保护电路的基础上，如图3所示，本申请实施例提供另一种充电保护电路，一级保护模块101包括第二开关1011和第三开关1012。
上述第二开关1011的控制端和第三开关1012的控制端分别电连接于控制模块103，在第二保护模块102导通时，第三开关1012响应于控制模块103的控制信号断开。
上述第二开关1011以及第三开关1012与第一开关1021相同或相似，可参见第一开关1021相关描述，在此不再赘述。
上述第二开关1011用于对电池组进行充电保护，即当电池组发生过充时，控制模块103可以控制第二开关1011断开，从而断开电池组的充电回路。上述第三开关1012用于对电池进行放电保护，即当电池组放电异常时，控制模块103可以控制第三开关1012断开，从而断开电池组的放电回路。
在一种实施例中，第二开关1011以及第三开关1012连接于B+以及P+之间，当电池组充电时，电池组的正极端子P+连接充电器的充电正极，而电池组在充电时，其B+的电压也逐渐上升，使得第二开关1011以及第三开关1012的两端的电压均高于控制模块103输出的电压。此时，若仅依靠控制模块103输出的控制信号将无法有效地控制第二开关1011以及第三开关1012的导通，因此，控制模块103可以通过升压电路分别与第二开关1011以及第三开关1012连接。通过升压电路，可以提高控制模块103输出的控制信号的电压，从而实现对第二开关1011以及第三开关1012的有效控制。
本申请实施例提供的充电保护电路，可以有效避免了电池过充的发生，同时，保护模块包括第二开关和第三开关，可以同时为电池组提供充电保护和放电保护。
在上述充电保护电路的基础上，如图4所示，本申请实施例提供另一种充电保护电路。如图4所示，控制模块103包括控制单元1031以及采集模块1032，一级保护模块101还包括第一辅助开关1013，第二辅助开关1014以及升压驱动电路1015。
控制单元1031为控制模块103的逻辑执行单元，可以为MCU(MicrocontrollerUnit，微控制单元)、CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、单片机等具有数据处理能力的计算单元。上述升压驱动电路1015可以为MOS升压驱动电路。
采集模块1032为采集电池组参数的模块，电池组的参数可以包括电池的电压、电流、温度等参数，采集模块1032可以为IC(Integrated Circuit，集成电路)，如AFE(AnalogFront End，模拟前端)等，采集模块1032可以通过测压电路测量电池组的电压、以及通过测流电路测量电池组的电流，并通过温度传感器测量电池组的温度，并可以将采集得到的模拟信号转换为数字信号，并传输至控制单元1031，可选的，AFE可以通过SCL(Serial ClockLine，串行时钟线)\SDA(Serial Data Line，串行数据线)信号线将转换得到的数字信号传输至控制单元1031。
在电池组处于充电状态，如果发生过充或者有发生过充的倾向时，控制模块103会控制一级保护模块101断开，通过采集充电回路中的充电电流，采集模块1032采集流经电阻P6的电流，确认一级保护模块是否失效。在选取采集模块1032时，需要注意零漂电流的影响，零飘电流是由于电路的零飘电压对电阻P6所生成的电流，为了降低零飘电流，可以适当增大电阻P6的阻值，从而在零飘电压不变的情况下，有效降低零飘电流，进而提高采集模块1032的精度。
控制单元1031在接收到采集模块1032传输的参数之后，可以基于预设的处理逻辑，确定电池组的充电状态。具体的处理逻辑将在后续实施例详细描述。当控制单元1031确定电池组过充时，则控制第二开关1011断开，若检测到第二开关1011失效，则控制第一开关1021导通。
可选的，控制单元1031对第二开关1011以及第三开关1012的控制可以通过升压电路完成，即图4中由第一辅助开关1013，第二辅助开关1014以及升压驱动电路1015组成的升压电路。当控制单元1031需要控制第二开关1011导通时，可以控制第一辅助开关1013导通，进而第二开关1011导通，相同的，当控制单元1031需要控制第三开关1012导通时，可以控制第二辅助开关1014导通，进而第三开关1012导通。
本申请实施例提供的充电保护电路，可以有效避免电池过充的发生，其控制模块包括：控制单元以及采集模块，可以使得控制单元能够获得电池组的充电状态，为有效避免电池过充的发生提供了实现基础。同时一级保护模块还包括第一辅助开关、第二辅助开关以及升压驱动，可以实现对第二开关和第三开关的有效控制，为电池的充电保护和放电保护提供实现基础。
根据本申请实施例所提供的充电保护电路，本申请还提供一种电池管理系统、一种电池组、一种用电设备。
本申请实施例提供了一种电池管理系统，包括本申请上述实施例所提供的充电保护电路，电池管理系统用于控制电池组的充放电。
本申请实施例提供了一种电池组，包括电池模组和本申请上述实施例所提供的电池管理系统，其中，电池模组包括多个串联和/或并联的电芯，电池模组电连接于电池管理系统。
本申请实施例提供了一种用电设备，包括负载和本申请上述实施例所提供的电池组，电池组为负载提供电能。
基于本申请上述实施例所提供的充电保护电路，本申请实施例还提供一种电路控制方法，应用于上述实施例所提供的充电保护电路，可选的，可应用于充电保护电路中的控制模块。
如图5所示，本申请实施例提供一种充电保护电路方法，包括步骤S501和S502：
S501，响应于充电保护电路的过充保护被触发，控制一级保护模块和/或二级保护模块通断；
当充电保护电路的过充保护被触发，说明电池组发生过充或者有发生过充的倾向，为了保护电池组，此时需要断开对电池组的充电。
可选的，在一种实现方式中，控制模块可以控制一级保护模块断开，以断开充电保护电路的主充电回路，在一级保护模块包括第二开关和第三开关时，可以控制第二开关断开电池组的充电回路。
因器件故障等原因，一级保护模块可能失效，因此，本步骤中，控制一级保护模块对电池组断开的操作可能是无效的，为了有效避免电池过充的发生，可以执行步骤S502。
可选的，在另一种实现方式中，响应于充电保护电路的过充保护被触发，控制模块还可以直接控制述二级保护模块导通，由于流经二级保护模块的电流被配置为断开电池组的充电操作，因此，当二级保护模块导通时，可以停止继续对电池组进行充电。
S502，检测一级保护模块的状态，并响应于检测结果，控制二级保护模块通断。
其中，在响应于充电保护电路的过充保护被触发，控制一级保护模块断开的情况下，控制模块可以在一级保护模块过充保护生效的情况下，持续或间隔检测一级保护模块的状态，判断一级保护模块的过充保护是否失效。
若一级保护模块处于失效状态，则需要控制二级保护模块导通，以流经二级保护模块的电流，断开对电池组的充电。若一级保护模块未失效，则不需要控制二级保护模块导通，此时，控制模块可以控制二级保护模块断开。
可选的，在本申请的一种实现方式中，在满足以下条件中的至少一种，一级保护模块处于失效状态：
电池组的单体电芯电压不小于预设的第一电压阈值；
电池组的充电电流不小于预设的第一电流阈值；
电池组的电池温度不小于预设的第一温度阈值。
其中，若一级保护模块未失效，则一级保护模块可以正常断开电池组的充电回路，此时电池组应当停止充电。此时，电池组中电芯的电压和温度应不会继续上升，且电池组的充电电流基本为零。
若电池组的单体电芯电压或电池温度在一级保护模块已断开的情况下，仍然继续上升，则说明一级保护模块失效，因此，可以基于电池理论上的过充电压临界值，以及与该过充电压临界值对应的电池温度，设置第一电压阈值/第一温度阈值。其中，电池组的单体电芯电压为电池组中单个电芯的电压，电池温度可以为电池组中的电芯温度，上述电池理论上的过充电压临界值可以为电池组中单体电芯的额定电芯电压。
在本申请的一种具体实现方式中，电池理论上的过充电压临界值，以及与该过充电压临界值对应的电池温度分别为：4.2v/55℃，则第一电压阈值可以为4.3v，第一温度阈值为60℃。
对于充电电路而言，在实际使用过程中，由于存在零飘电流、测量精度导致误差等因素影响，导致测量的电流值存在误差，即使一级保护模块能够有效断开，依然存在可以测量到充电电流的可能性，因此，可以基于测量充电电路的测量误差，预设第一电流阈值，例如100mA。
当一级保护模块失效时，则需要启动充电保护电路的二级保护，即控制模块需要控制二级保护模块导通。
二级保护模块包括串联连接的第一开关和第一电阻，且第一开关的控制端电连接于控制模块，第一开关的控制端响应控制信号而导通，以使二级保护模块导通。
本申请实施例提供的充电保护方法，应用于充电保护电路，响应于充电保护电路的过充保护被触发，控制一级保护模块和/或二级保护模块通断，检测一级保护模块的状态，并响应于检测结果，控制二级保护模块通断，由于在一级保护模块失效时，控制二级保护模块导通，从而可以有效避免电池过充的发生。
可选的，在另一实施例中，一级保护模块包括第二开关和第三开关，且第二开关的控制端和第三开关的控制端分别电连接于控制模块。如图6所示，本申请实施例提供另一种充电保护电路方法，包括步骤S601-S604：
S601，检测电池组是否过充；
控制模块可以间隔或持续检测电池组是否过充，可选的，控制模块检测到电池组的工作参数满足预设的电池过充条件时，则判定电池组过充，否则，当检测到电池组的工作参数不满足预设的电池过充条件，则判定电池组未过充。
可选的，上述电池过充条件包括以下条件中的至少一种：
电池组的单体电芯电压不小于预设的第二电压阈值，其中第二电压阈值可以小于第一电压阈值；
电池组的充电电流不小于预设的第二电流阈值；
电池组的电池温度不小于预设的第二温度阈值。
其中，若电池正常充电时，其电池组的单体电芯的电压不应超出其额定标称电压，例如4.2V，当电池组的单体电芯的电压不小于4.2V时，说明发生了电池过充，因此，上述第二电压阈值可以为电池组的额定电芯电压。
同样的，正常充电时，电池组的充电电流不应超出电池组的额定电流，因此，上述第二电流阈值可以为电池组的额定电流，例如5A。正常充电时，电池组的电池温度不应超出电池组正常充放电时的最大电池温度，因此，上述第二温度阈值可以为电池组正常充放电时的最大电池温度，例如55℃。
S602，响应于电池组过充时，控制一级保护模块断开；
当检测到电池组过充时，为了保护电池组，需要对电池组进行过充保护，即中断电池组充电。控制模块可以响应于电池组过充时，触发过充保护电路的过充保护，进而响应于充电保护电路的过充保护被触发，控制一级保护模块断断开。
控制模块在响应于充电保护电路的过充保护被触发时，也可以在控制一级保护模块断开的同时，控制二级保护模块导通，或者直接控制二级保护模块导通，这都是可以的。
S603，检测一级保护模块的状态，若一级保护模块失效，则执行步骤S604；
其中，控制模块可以检测一级保护模块的状态，实现方式可以参见步骤S502中相关描述，在此不再赘述。
控制模块可以在一级保护模块过充保护生效的情况下，间隔或持续检测检测一级保护模块的状态，判断一级保护模块的过充保护是否失效，若检测到一级保护模块处于失效状态，则执行步骤S604。
S604，控制二级保护模块导通。
其中，若一级保护模块失效，则需要控制二级保护模块导通，以流经二级保护模块的电流，断开对电池组的充电，实现方式可以参见步骤S502中相关描述，在此不再赘述。
本申请实施例提供的充电保护电路，可以有效避免电池过充的发生，进一步的，控制模块可以检测电池是否发生过充，并在发生过充时，通过一级保护模块以及二级保护模块的联合使用，对电池组进行过充保护，从而可以进一步的避免电池组过充的发生。
可选的，在本申请另一实施例中，在控制二级保护模块导通时，第三开关的控制端响应于控制信号而断开。当控制模块控制二级保护模块导通时，可以向第三开关的控制端发送控制信号，以使第三开关响应于控制模块的控制信号而断开。
由于一级保护模块与二级保护模块电连接，因此，当二级保护模块导通时(电流可以流经第二开关1011的体二极管，以及导通的第三开关1012，至二级保护模块)，电池组的放电回路也导通，将导致流经二级保护模块的电流过大，从而可能击穿二级保护模块，因此，为了消除电池组对流经二级保护模块的电流的影响，可以断开第三开关，即断开了电池组的放电回路，从而可以避免电池组对流经二级保护模块的电流的影响。
根据本申请上述实施例提供的电路控制方法，如图7所示，本申请实施例还提供了一种电路控制装置，应用于上述实施例所提供的电路控制方法，该装置包括：通断控制模块701，用于响应于充电保护电路的过充保护被触发，控制一级保护模块和/或二级保护模块通断；状态检测模块702，用于检测一级保护模块的状态，通断控制模块701响应于检测结果，控制二级保护模块通断。其中，一级保护模块的状态包括生效状态和失效状态。
可选地，状态检测模块，具体用于在满足以下条件中的至少一种，一级保护模块处于失效状态：
电池组的单体电芯电压不小于预设的第一电压阈值；
电池组的充电电流不小于预设的第一电流阈值；
电池组的电池温度不小于预设的第一温度阈值。
可选地，状态检测模块，还用于在响应于充电保护电路的过充保护被触发之前，检测电池组是否过充，通断控制模块则响应于电池组过充时，控制一级保护模块和/或二级保护模块通断，以触发过充保护电路的过充保护。
可选地，状态检测模块，还具体用于在满足以下条件中的至少一种，电池组处于过充状态：
电池组的单体电芯电压不小于预设的第二电压阈值，第二电压阈值可小于第一电压阈值；
电池组的充电电流不小于预设的第二电流阈值；
电池组的电池温度不小于预设的第二温度阈值。
本申请实施例提供的充电保护装置，应用于充电保护电路，响应于充电保护电路的过充保护被触发，控制一级保护模块和/或二级保护模块通断，检测一级保护模块的状态，并响应于检测结果，控制二级保护模块通断。由于在一级保护模块失效时，控制二级保护模块导通，从而可以有效避免电池过充的发生。
本申请实施例还提供了一种控制模块，如图8所示，包括处理器801和机器可读存储介质802，所述机器可读存储介质802存储有能够被所述处理器801执行的机器可执行指令，所述处理器801被所述机器可执行指令促使：实现本申请实施例提供的电路控制方法步骤。
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
在本申请提供的又一实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中任一电路控制方法的步骤。
在本申请提供的又一实施例中，还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中任一电路控制方法。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
对于电池管理系统、电池组、用电设备、装置、控制模块、计算机可读存储介质、计算机程序产品实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，相关之处参可见方法实施例。
以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用于限定本申请的保护范围。凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本申请的保护范围内。

Claims (13)

1.一种充电保护电路，包括：用于控制一级保护模块和二级保护模块通断的控制模块，所述一级保护模块电连接于所述二级保护模块；
其中，所述一级保护模块和所述二级保护模块用于对电池组进行过充保护，响应于所述一级保护模块失效，所述控制模块控制所述二级保护模块导通；
所述二级保护模块电连接于所述电池组的正极端子和负极端子之间，所述二级保护模块导通时，流经所述二级保护模块的电流被配置为断开所述电池组的充电操作。
2.根据权利要求1所述的充电保护电路，其中，所述二级保护模块导通时，流经所述二级保护模块的电流被配置为断开所述电池组的充电操作，还包括：所述流经所述二级保护模块的电流大于充电器的短路保护电流或过流保护电流。
3.根据权利要求1或2所述的充电保护电路，其中，所述二级保护模块包括串联连接的第一开关和第一电阻，所述第一开关的控制端电连接于所述控制模块，所述第一开关响应于所述控制模块的控制信号导通时，所述二级保护模块导通。
4.根据权利要求3所述的充电保护电路，其中，所述二级保护模块还包括等效电阻，所述等效电阻包括：所述第一开关导通时的电阻，以及所述第一电阻；其中，所述等效电阻值小于指定电阻值，所述指定阻值包括：所述充电器的充电电压与所述过流保护电流的比值，或，所述充电器的充电电压与所述短路保护电流的比值。
5.根据权利要求3所述的充电保护电路，其中，所述一级保护模块包括第二开关和第三开关，所述第二开关的控制端和所述第三开关的控制端分别电连接于所述控制模块，在所述第二保护模块导通时，所述第三开关响应于所述控制模块的控制信号而断开。
6.一种电池管理系统，包括：如权利要求1至5中任一项所述的充电保护电路，所述电池管理系统用于控制所述电池组的充放电。
7.一种电池组，包括：电池模组和如权利要求6所述的电池管理系统，其中，所述电池模组包括多个串联和/或并联的电芯，所述电池模组电连接于所述电池管理系统。
8.一种用电设备，包括：负载和如权利要求7所述的电池组，所述电池组为所述负载提供电能。
9.一种电路控制方法，应用于权利要求1至5任一项所述充电保护电路，包括：
响应于所述充电保护电路的过充保护被触发，控制所述一级保护模块和/或所述二级保护模块通断；
检测所述一级保护模块的状态，并响应于检测结果，控制所述二级保护模块通断；
其中，所述一级保护模块的状态包括生效状态和失效状态。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述检测所述一级保护模块的状态，还包括：
在满足以下条件中的至少一种，所述一级保护模块处于失效状态：
所述电池组的单体电芯电压不小于第一电压阈值；
所述电池组的充电电流不小于第一电流阈值；
所述电池组的电池温度不小于第一温度阈值。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，
在所述响应于所述充电保护电路的过充保护被触发之前，还包括：检测所述电池组是否过充；
响应于所述电池组过充时，触发所述过充保护电路的过充保护。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述检测电池组是否过充，还包括：
在满足以下条件中的至少一种，所述电池组处于过充状态：
所述电池组的单体电芯电压不小于预设的第二电压阈值，其中所述第二电压阈值小于所述第一电压阈值；
所述电池组的充电电流不小于预设的第二电流阈值；
所述电池组的电池温度不小于预设的第二温度阈值。
13.一种电路控制装置，应用于权利要求9-12任一项所述的电路控制方法，所述装置包括：
通断控制模块，用于响应于所述充电保护电路的过充保护被触发，控制所述一级保护模块和/或所述二级保护模块通断；
状态检测模块，用于检测所述一级保护模块的状态，所述通断控制模块响应于检测结果，控制所述二级保护模块通断；
其中，所述一级保护模块的状态包括生效状态和失效状态。
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