CN114696429B - 一种实现电池组被动均衡控制策略的电路 - Google Patents

Abstract

本申请提出了一种实现电池组被动均衡控制策略的电路，包括被动均衡控制器及其相关电路，所述相关电路包括顺序连接的多路选通器、电压比较器、比较结果采样模块和电压检测模块，所述多路选通器连接电池组，所述被动均衡控制器包括均衡检测调度模块、多路选通控制模块、比较器阈值配置模块、均衡判断模块和均衡时序控制模块。本申请的被动均衡控制策略在于设置了n个逐步升高的均衡电压阈值，使得均衡电压阈值可以随着电池组的最低电池电压变化而动态改变，只要电压差足够，便会触发均衡，而通过本申请的电路可以实现该控制策略，解决了软件控制方案成本高、可靠性低的弊端，以及硬件控制方案均衡效果不明显或资源消耗大的缺陷。

Description

一种实现电池组被动均衡控制策略的电路

技术领域

本申请涉及电池管理技术领域，具体涉及一种实现电池组被动均衡控制策略的电路。

背景技术

在锂电池的应用中，由于单体电池电压和电池容量有限，为满足大容量、高电压的要求，锂电池单体通常会串联成组使用。而锂电池的制作工艺以及使用环境会存在一定的差别，会导致各个锂电池单体之间的不一致性，使得电池单体电压之间存在不均衡。由于电池组充电截止电压取决于多个单体电池中的最高电压，电池组放电截止电压取决于多个单体电池中的最低电压，所以这种电池单体电压之间的不均衡程度越大，整个电池组的充放电电压范围就越小，也就是整个电池组的可用容量越小。这样，不但会减少电池组的循环使用寿命，而且还会因为频繁的过充电和过放电而引发安全事故，因此必须对电池组进行相应的均衡处理，改善电池单体间的不一致性，以求尽量延长电池组的整体循环使用寿命，降低安全事故的发生几率。

目前，锂电池组均衡方案主要有能耗型的被动均衡方式和非能耗型的主动均衡方式两种。被动均衡就是在每节电池单体上并联一个可由开关控制的耗散电阻回路，当某节电池电压过高时打开对应的回路开关引入一定的旁路电流，通过减小充入高电压电池的电流或者使高电压电池多放电来减小其电压，使其电压和其他电池达到一致。多余的能量大部分通过耗散电阻以热能的形式损失掉了，和主动均衡相比能量利用率较低，但是被动均衡的结构简单、成本低、稳定性高，目前仍是小型储能系统均衡的主流方案。

对于现有的被动均衡控制策略，分为软件方案和硬件方案两种。软件方案通过MCU与模拟前端AFE芯片交互，MCU利用从模拟前端AFE芯片获取的电池组电压等参数进行被动均衡的判断和控制。这种软件方案需要MCU来执行整个控制策略，成本较高；而且MCU与模拟前端AFE芯片间需要时刻进行数据的传输，必须保证通信过程的稳定性。而硬件方案则可以将整个被动均衡控制策略直接集成到模拟前端AFE芯片中，节约成本，提高可靠性。

对于现有的硬件实现方法，一般是基于电压比较器进行的，将每节电池的电压和某一固定的均衡阈值电压相比较，当某节电池的电压高于该阈值时则会启动此节电池的均衡，当所有电池的电压高于该阈值时均衡结束。这种控制策略逻辑非常简单，硬件实现也很容易，但是只能设定一个均衡电压阈值，当电池组的整体高于或低于均衡阈值电压时，有时候电池组间的电压差也会很大，但不会触发均衡，使得均衡总的持续时间较短，均衡效果不明显。除此之外还有基于ADC的被动均衡控制策略，此方法只要电压差足够就会触发均衡，控制精确且均衡效果好，但是需要ADC的支持，硬件资源消耗比较大，成本较高。

发明内容

本申请提出了一种实现电池组被动均衡控制策略的电路，一是解决软件方案成本高、可靠性低的弊端；二是解决现有的硬件方案均衡效果不明显件或者硬件资源消耗大的缺陷。

本申请提出了一种实现电池组被动均衡控制策略的电路，包括被动均衡控制器及其相关电路，所述相关电路包括顺序连接的多路选通器、电压比较器、比较结果采样模块和电压检测模块，所述多路选通器连接电池组，所述被动均衡控制器包括：

均衡检测调度模块，根据内部计数逻辑顺序检测所述电池组中各节电池的电压分别同当前的窗口上限值、窗口下限值以及均衡电压阈值的比较，每次的检测结果对应生成检测信号并顺序输出，其中，所述窗口上限值、所述窗口下限值以及所述均衡电压阈值均由均衡判断模块发出且不断更新；

多路选通控制模块，接收所述检测信号并对应输出控制信号，所述控制信号控制所述多路选通器选通所述电池组中对应的某一节所述电池；

比较器阈值配置模块，接收所述检测信号，并通过接收所述均衡判断模块发送的所述窗口上限值、所述窗口下限值、所述均衡电压阈值调整所述电压比较器参考端的三个比较阈值，从而令当前选通的所述电池的电压分别同所述电压比较器的三个所述比较阈值进行比较；

所述均衡判断模块，在所述电压比较器将每节所述电池的三种比较结果输入到所述比较结果采样模块后，接收所述比较结果采样模块输出的采样信号并对应生成均衡信号，同时更新得到新的所述窗口上限值、所述窗口下限值、所述均衡电压阈值，其中，通过判断所述电池组的最低电池电压确定其所在的所述窗口上限值和所述窗口下限值，通过所述电池组中各节所述电池的电压同所述窗口上限值和所述窗口下限值的比较结果确定所述均衡电压阈值；

均衡时序控制模块，连续接收所述均衡信号，并判断是否存在相邻两节所述电池需同时均衡，若是，则先对奇数节所述电池进行均衡，再对偶数节所述电池进行均衡。

优选的，所述均衡检测调度模块的每次检测对应一个时钟周期，每节所述电池经过三个时钟周期的检测，每经过三个时钟周期后，所述均衡判断模块重新确定新的所述窗口上限值、所述窗口下限值以及所述均衡电压阈值。

优选的，所述均衡判断模块设定了n个以固定的均衡步长逐步升高的所述均衡电压阈值，每重新一次确定新的所述均衡电压阈值后，新的所述均衡电压阈值与当前所述电池组的最低电池电压之间的差值保持在在1-2个所述均衡步长。

优选的，所述比较结果采样模块将采样信号输入到所述电压检测模块，所述电压检测模块根据采样信号对所述电池进行过压故障、欠压故障以及开路故障的判断。

优选的，所述均衡时序控制模块接收所述电压检测模块传过来的关于所述电池的故障判断结果，当判断存在所述过压故障以外的其它故障时，所述均衡时序控制模块停止对所述电池的均衡。

优选的，所述均衡时序控制模块控制所述电池均衡使能的占空比为90％。

与现有技术相比，本申请的技术效果在于：

(1)改进后的控制策略使得均衡电压阈值可以随着电池组的最低电池电压变化而动态改变，只要电压差足够，便会触发均衡，增加了均衡有效时长，提高了均衡效率。

(2)同软件方案相比，只通过使用集成有该被动均衡控制器的模拟前端AFE芯片便可以实现整个被动均衡的控制，不需要MCU的参与，成本较低，可靠性高。

(3)同传统的基于比较器的单一均衡电压阈值的被动均衡控制策略相比，传统的均衡控制策略只能设置一个均衡电压阈值，一般设置为稍低于满电量电压，使得均衡只能在充电中后期进行，而改进后的均衡控制策略可以在整个充电的前中后期较宽的电压范围内设置多个均衡电压阈值，使得均衡在整个充电过程都可以进行。

(4)同基于ADC的被动均衡控制策略相比，改进后的均衡控制策略不需要获得具体的电压参数，只需要通过电压比较器把各节电池的电压同几种比较阈值进行比较，不使用ADC，能够节省相当一部分的硬件面积。

附图说明

包括附图以提供对实施例的进一步理解并且附图被并入本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图图示了实施例并且与描述一起用于解释本申请的原理。将容易认识到其它实施例和实施例的很多预期优点，因为通过引用以下详细描述，它们变得被更好地理解。附图的元件不一定是相互按照比例的。同样的附图标记指代对应的类似部件。

图1是根据本申请一个具体实施例的5串电池组在不同电压下的均衡电压阈值取值情况；

图2是根据本申请实施例的实现电池组被动均衡控制策略的电路原理框图；

图3是根据本申请一个具体实施例的均衡判断模块的状态转换图；

图4是根据本申请一个具体实施例的电压比较过程中相关信号的时序图。

附图标记说明：1、多路选通器；2、电压比较器；3、比较结果采样模块；4、电压检测模块；5、均衡检测调度模块；6、多路选通控制模块；7、比较器阈值配置模块；8、均衡判断模块；9、均衡时序控制模块。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本申请，并不被配置为限定本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解。

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。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括......”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本申请提出了一种实现电池组被动均衡控制策略的电路。

首先对本申请的电池组被动均衡控制策略进行介绍，该控制策略为：

定义三个参数，均衡开始电压(BLC_start)，只有当电池组中电池的电压高于均衡开始电压时，才有可能触发均衡；满电量电压(BLC_VFC)，当电池组中电池的电压高于满电量电压时，可认为该节电池已经充满；均衡步长(BLC_step)，决定了均衡电压阈值逐步升高(或降低)的幅度。上述三个参数可根据不同的电池组类型设定为不同的值，存储在芯片的非易失性存储器中。本申请选取的电池组为锂电池组。

根据上述三个参数，可以设置n个逐步升高的均衡电压阈值，n为均衡开始电压和满电量电压之间均衡步长的数量，不足一个步长时按一个步长计算，n的值计算如下：

其中

为向上取整符号。

把n个逐步升高的电压阈值分别记为BLC_th1、BLC_th2、…、BLC_thn-1、BLC_thn，为方便表述，均衡开始电压可以记为BLC_th0。

均衡电压阈值的计算公式如下：

其中i为均衡步长计数。

当前均衡电压阈值的实际取值是由整个电池组的最低电池电压(VC_min)决定的，图1示出了根据本申请一个具体实施例的5串电池组在不同电压下的均衡电压阈值取值情况，如图1所示，具体关系有如下三种取值情况：

情况(1)，当电池组的最低电池电压(VC_min)小于等于均衡开始电压(BLC_start)时，均衡电压阈值为BLC_th1；

情况(2)，当电池组的最低电池电压(VC_min)在均衡开始电压(BLC_start)和BLC_thn-1之间时，需要判断最低电池电压(VC_min)所在的一个窗口上限值(BLC_high)和窗口下限值(BLC_low)，使得最低电池电压(VC_min)处于两者之间，此时窗口上限值为BLC_thi，窗口下限值为BLC_thi-1，均衡电压阈值为BLC_thi+1，其中i＝1、2、…、n-1；

情况(3)，当电池组的最低电池电压(VC_min)大于BLC_thn-1时，均衡电压阈值为BLC_thn；

可通过下面的公式来描述：

这样就确保了均衡电压阈值(BLC_th)和电池组的最低电池电压(VC_min)之间的差值至少有一个均衡步长。确定了均衡电压阈值后，接下来就可以通过电压比较的检测方式对所有高于均衡电压阈值的电池都进行均衡，若存在相邻两节电池同时均衡的情况，还需增加奇偶分时均衡的控制。

以上为本申请所要实现的电池组被动均衡控制策略，因此，针对此策略提出了一种实现电池组被动均衡控制策略的电路。图2示出了根据本申请实施例的实现电池组被动均衡控制策略的电路原理框图，如图2所示，该电路包括被动均衡控制器及其相关电路，其中，相关电路包括顺序连接的多路选通器1、电压比较器2、比较结果采样模块3和电压检测模块4，多路选通器1连接到电池组且用于选通电池组中的具体某一节电池；被动均衡控制器包括均衡检测调度模块5、多路选通控制模块6、比较器阈值配置模块7、均衡判断模块8和均衡时序控制模块9。电路的各个元件及模块的功能具体如下：

均衡检测调度模块5，根据模块内部的计数逻辑确定当前时刻应当进行何种类型的检测，检测类型包括电池组中各节电池的电压同电池组的最低电池电压(VC_min)所在窗口上限值(BLC_high)的比较、各节电池的电压同最低电池电压(VC_min)所在窗口下限值(BLC_low)的比较以及各节电池的电压同均衡电压阈值(BLC_th)的比较。每节电池都会进行上述三种类型的比较，所以对于一个由n串锂电池组成的锂电池组，共需要进行3*n种检测，包括第x节电池的电压和最低电池电压(VC_min)所在窗口上限值(BLC_high)的比较(VCx_BLC_high_check)、第x节电池的电压和最低电池电压(VC_min)所在窗口下限值(BLC_low)的比较(VCx_BLC_low_check)以及第x节电池的电压和均衡电压阈值(BLC_th)的比较(VCx_BLC_th_check)，(x＝1,2,…,n)。均衡检测调度模块5会在一段固定的检测周期内合理的分配这3*n种检测的检测时刻，确保每个时钟周期只进行一种类型的检测，避免检测冲突。同时，均衡检测调度模块5会将这3*n种检测进行编码得到检测信号(VC_type)进行输出，检测信号(VC_type)会传递给多路选通控制模块6、比较器阈值配置模块7和均衡判断模块8。检测信号(VC_type)的位宽可根据电池组的串数n进行调整。

多路选通控制模块6，根据均衡检测调度模块5传过来的检测信号(VC_type)确定当前时刻要对哪一节电池的电压进行比较，进而对应输出控制信号(VC_sel)给多路选通器1，使得该节电池的电压(VCx)选通，并传递给电压比较器2的信号输入端。当进行VC1_BLC_high_check、VC1_BLC_low_check和VC1_BLC_th_check这三种类型的检测时，控制信号(VC_sel)则对应选通第一节电池的电压(VC1)；当进行VC2_BLC_high_check、VC2_BLC_low_check和VC2_BLC_th_check这三种类型的检测时，控制信号(VC_sel)则选通第二节电池的电压(VC2)，以此类推。

比较器阈值配置模块7，根据均衡检测调度模块5传过来的检测信号(VC_type)以及均衡判断模块8传递来的窗口上限值(BLC_high)、窗口下限值(BLC_low)和均衡电压阈值(BLC_th)调整当前时刻电压比较器2参考端的三个比较阈值。

这样一来，电压比较器2会将采集到的电池的电压和三个比较阈值进行比较，输出比较结果。如果电池的电压≥比较阈值，则输出结果为逻辑1；如果电池的电压<比较阈值，则输出结果为逻辑0。其中电压比较器2的三个比较阈值是通过开关电容阵列由比较器阈值配置模块7进行配置的。电压比较器2输出的比较结果经过比较结果采样模块3采样后输出采样信号(VC_comp_result)给均衡判断模块8和电压检测模块4。

电压检测模块4，根据比较结果采样模块3传过来的采样信号(VC_comp_result)进行过压故障(OV)、欠压故障(UV)以及开路故障(OW)的判断，将产生的过压故障判断结果(OV_error)和具体哪节电池发生了OV故障的故障判断结果(VCx_error)传递给均衡判断模块8，同时会把欠压故障判断结果(UV_error)以及断线故障判断结果(OW_error)传递给均衡时序控制模块9。

均衡判断模块8，接收比较结果采样模块3传过来的采样信号(VC_comp_result)、均衡检测调度模块5传过来的检测信号(VC_type)和电压检测模块4传过来的过压故障判断结果(OV_error)以及具体哪节电池发生了OV故障的故障判断结果(VCx_error)，通过以上信号共同来决定哪几节电池需要均衡，具体的判断方式参照如下的具体实施方式：

首先根据上文提到的本申请的电池组被动均衡控制策略确定电池组最低电池电压(VC_min)所在的窗口上限值(BLC_high)和窗口下限值(BLC_low)，再据此确定均衡电压阈值(BLC_th)，确定了均衡电压阈值(BLC_th)后就可以检测所有高于均衡电压阈值(BLC_th)的电池都进行均衡，具体实施方式可分为以下几个步骤：

步骤1，均衡步长计数i从0开始，即BLC_high首先从BLC_th0也就是BLC_start开始，此时BLC_th＝BLC_th1,BLC_low暂无；从VC1开始依次将各节电池的电压同BLC_high相比，若所有电池的电压VCx，均满足VCx>BLC_high，则进入步骤2；否则重复步骤1；

步骤2，BLC_high和BLC_low在原来的基础上增加一个BLC_step，即均衡步长计数i加1，若i<n-1则进入步骤4，否则进入步骤5；

步骤3，BLC_high和BLC_low在原来的基础上减少一个BLC_step，即均衡步长计数i减1，若i>0则进入步骤4，否则进入步骤1；

步骤4，BLC_high＝BLC_thi,BLC_low＝BLC_thi-1,BLC_th＝BLC_thi+1；从VC1开始依次将各节电池的电压同BLC_high和BLC_low相比，若所有电池的电压VCx均满足VCx>BLC_high，则进入步骤2，若存在任意的电池的电压VCx，使得VCx<BLC_low，则进入步骤3；否则重复步骤4；

步骤5，BLC_th＝BLC_VFC,BLC_high暂无,BLC_low＝BLC_thi-1；从VC1开始依次将各节电池的电压同BLC_low相比，若存在任意的电池的电压VCx，使得VCx<BLC_low，则进入步骤3；否则重复步骤5。

在均衡使能的过程中，上述5个步骤一直循环往复，直到均衡不再使能或发生故障停止。上述5个步骤中，步骤2和步骤3为中间过渡状态，整个系统会长时间停留在步骤1、步骤4或者步骤5三个状态中，这三个状态都有各自对应的均衡电压阈值(BLC_th)，确定了均衡电压阈值(BLC_th)后就可以检测所有高于均衡电压阈值(BLC_th)的电池都进行均衡。

除此之外，当检测到整个电池组发生除过压故障OV以外的其他故障时，均衡都会停止；当发生OV故障时，只会对当前存在OV故障的那一节或几节电池进行均衡。

通过上述实施方式，均衡判断模块8会输出对应的均衡信号balance_1…balance_x并传递给均衡时序控制模块9，同时均衡判断模块8会根据比较结果采样模块3输出的采样信号(VC_comp_result)实时更新窗口上限值(BLC_high)、窗口下限值(BLC_low)和均衡电压阈值(BLC_th)并传递给比较器阈值配置模块7，从而更新电压比较器2参考端的三个比较阈值。据此，图3示出了根据本申请一个具体实施例的均衡判断模块的状态转换图，如图3所示，结合参照上述所介绍的本申请的电池组被动均衡控制策略，其中均衡判断模块8各状态的含义如下：

无均衡状态：此时所有电池的电压均低于BLC_start值，BLC_th、BLC_low和BLC_high均处于最低处。此状态中所有均衡信号balance_x均不会打开；

正常均衡状态：此时有的电池的电压已经超过BLC_start值，BLC_th、BLC_low和BLC_high开始逐步上升，每当所有电池的电压都超过BLC_low时，BLC_th、BLC_low和BLC_high都同时提高一个步长BLC_step。此状态中大于或等于BLC_th的电池都打开对应的均衡信号balance_x；

满电量均衡状态，此时的均衡电压阈值BLC_th已经达到满电量电压BLC_VFC，BLC_th、BLC_low和BLC_high不再上升。此状态中电压大于或等于BLC_th的电池都打开对应的均衡信号balance_x；

过压均衡状态：此时电路中已经产生过压故障，此状态下会对触发OV故障的电池打开对应的均衡信号balance_x。

均衡时序控制模块9，接收均衡判断模块8传过来的均衡信号balance_1,…,balance_x，判断是否需要奇偶均衡。若存在相邻两节电池同时需要均衡的情况，则需要进行奇偶均衡，在当前均衡周期首先进行奇数节电池的均衡，下一均衡周期再进行偶数节电池的均衡，再下一均衡周期进行奇数节电池的均衡，以此循环。同时，均衡时序控制模块9会根据从电压检测模块4传过来的欠压故障判断结果(UV_error)以及断线故障判断结果(OW_error)来确定是否存在过压故障(OV)外的其他故障，若存在过压故障(OV)外的其他故障则需要停止均衡。

在优选的实施例中，均衡时序控制模块9还要通过控制均衡使能的占空比来把均衡和采样分开，均衡使能的占空比设置为90％，即在一次均衡周期里90％的时间用于均衡处理，剩余的10％的时间用于电池电压的采样比较。均衡时序控制模块9的输出(VCx_balance)作为使能信号直接控制对应的均衡回路的通断。

在上述对于均衡检测调度模块5的功能介绍中提到，对于各节电池的电压同电池组的最低电池电压(VC_min)所在窗口上限值(BLC_high)的比较、各节电池的电压同最低电池电压(VC_min)所在窗口下限值(BLC_low)的比较以及各节电池的电压同均衡电压阈值(BLC_th)的比较这三种检测类型，每次检测都对应一个时钟周期，因此一节电池需要经过三个时钟周期的检测，每经过三个时钟周期后，均衡判断模块8会更新一次窗口上限值(BLC_high)、窗口下限值(BLC_low)、均衡电压阈值(BLC_th)。

综合上述的全部内容，其核心就是将电池组的各节电池的电压VCx和BLC_high、BLC_low、BLC_th进行比较，下面以第一节电池的电压VC1和BLC_high的比较为例，详细的介绍进行一次电压比较的过程：

图4示出了根据本申请一个具体实施例的电压比较过程中相关信号的时序图，如图4所示：

首先在第一个时钟周期均衡检测调度模块5根据内部的计数逻辑确定当前时刻应当进行第一节电池电压(VC1)同电池组的最低电池电压(VC_min)所在窗口上限值(BLC_high)的比较，产生检测信号VC1_BLC_high_check，此时检测信号(VC_type)的值为4’b0001。

然后在第二个时钟周期多路选通控制模块6根据检测信号(VC_type)的值确定当前是对第一节电池电压的比较，产生的控制信号(VC_sel)的值为3’b001，即选通第一节电池的电压VC1。同时，比较器阈值配置模块7根据检测信号(VC_type)的值确定当前是和最低电池电压(VC_min)所在窗口上限值(BLC_high)的比较，电压比较器2参考端的电容VC_cap配置为均衡判断模块8传递来的BLC_high的值。电压比较器2根据选通的电池电压VC1和电容配置的比较阈值BLC_high进行比较，输出比较结果为逻辑1。

在下一个时钟周期经比较结果采样模块3采样后得到采样信号(VC_comp_result)的值为逻辑1，传给均衡判断模块8。这样均衡判断模块8就可以认为VC1>BLC_high。

依次重复上述步骤，即可得到所有电池电压和BLC_high、BLC_low以及BLC_th的比较结果提供给均衡判断模块8使用。

本申请提出了一种实现电池组被动均衡控制策略的电路，首先，改进后的电池组被动均衡控制策略使得均衡电压阈值可以随着电池组的最低电池电压变化而动态改变，只要电压差足够，便会触发均衡，增加了均衡有效时长，提高了均衡效率。而作为实现该控制策略的电路，同以往的软件方案相比，只通过使用集成有该被动均衡控制器的模拟前端AFE芯片便可以实现整个被动均衡的控制，不需要MCU的参与，成本较低，可靠性高；同传统的基于比较器的单一均衡电压阈值的被动均衡控制策略相比，传统的均衡控制策略只能设置一个均衡电压阈值，一般设置为稍低于满电量电压，使得均衡只能在充电中后期进行，而改进后的均衡控制策略可以在整个充电的前中后期较宽的电压范围内设置多个均衡电压阈值，使得均衡在整个充电过程都可以进行；同基于ADC的被动均衡控制策略相比，改进后的均衡控制策略不需要获得具体的电压参数，只需要通过电压比较器把各节电池电压同几种比较阈值进行比较，不使用ADC，能够节省相当一部分的硬件面积。

在本申请实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置/系统/方法实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

显然，本领域技术人员在不偏离本申请的精神和范围的情况下可以作出对本申请的实施例的各种修改和改变。以该方式，如果这些修改和改变处于本申请的权利要求及其等同形式的范围内，则本申请还旨在涵盖这些修改和改变。词语“包括”不排除未在权利要求中列出的其它元件或步骤的存在。某些措施记载在相互不同的从属权利要求中的简单事实不表明这些措施的组合不能被用于获利。权利要求中的任何附图标记不应当被认为限制范围。

Claims (6)

1.一种实现电池组被动均衡控制策略的电路，其特征在于，包括被动均衡控制器及其相关电路，所述相关电路包括顺序连接的多路选通器(1)、电压比较器(2)、比较结果采样模块(3)和电压检测模块(4)，所述多路选通器(1)连接电池组，所述被动均衡控制器包括：

均衡检测调度模块(5)，根据模块内部计数逻辑生成检测信号并顺序输出，所述检测信号用于确定当前时刻进行何种类型的检测，检测类型包括检测所述电池组中各节电池的电压分别同当前的窗口上限值、窗口下限值以及均衡电压阈值的比较，其中，每节所述电池的均衡开始电压和满电量电压之间通过固定的均衡步长设置了n个逐步升高的所述均衡电压阈值，相邻两个所述均衡电压阈值构成一个窗口，所述窗口上限值、所述窗口下限值以及所述均衡电压阈值均由均衡判断模块(8)发出且不断更新；

多路选通控制模块(6)，接收所述检测信号并对应输出控制信号，所述控制信号控制所述多路选通器(1)选通所述电池组中对应的某一节所述电池；

比较器阈值配置模块(7)，接收所述检测信号，并通过接收所述均衡判断模块(8)发送的所述窗口上限值、所述窗口下限值、所述均衡电压阈值调整所述电压比较器(2)参考端的三个比较阈值，从而令当前选通的所述电池的电压分别同所述电压比较器(2)的三个所述比较阈值进行比较；

所述均衡判断模块(8)，在所述电压比较器(2)将每节所述电池的三种比较结果输入到所述比较结果采样模块(3)后，接收所述比较结果采样模块(3)输出的采样信号并对应生成均衡信号，同时更新得到新的所述窗口上限值、所述窗口下限值、所述均衡电压阈值，其中，通过判断所述电池组的最低电池电压确定其所在的所述窗口上限值和所述窗口下限值，通过所述电池组中各节所述电池的电压同所述窗口上限值和所述窗口下限值的比较结果确定所述均衡电压阈值；

均衡时序控制模块(9)，连续接收所述均衡信号，并判断是否存在相邻两节所述电池需同时均衡，若是，则先对奇数节所述电池进行均衡，再对偶数节所述电池进行均衡。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述均衡检测调度模块(5)的每次检测对应一个时钟周期，每节所述电池经过三个时钟周期的检测，每经过三个时钟周期后，所述均衡判断模块(8)重新确定新的所述窗口上限值、所述窗口下限值以及所述均衡电压阈值。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述均衡判断模块(8)设定了n个以固定的均衡步长逐步升高的所述均衡电压阈值，每重新一次确定新的所述均衡电压阈值后，新的所述均衡电压阈值与当前所述电池组的最低电池电压之间的差值保持在1-2个所述均衡步长。

4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述比较结果采样模块(3)将采样信号输入到所述电压检测模块(4)，所述电压检测模块(4)根据采样信号对所述电池进行过压故障、欠压故障以及开路故障的判断。

5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述均衡时序控制模块(9)接收所述电压检测模块(4)传过来的关于所述电池的故障判断结果，当判断存在所述过压故障以外的其它故障时，所述均衡时序控制模块(9)停止对所述电池的均衡。

6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述均衡时序控制模块(9)控制所述电池均衡使能的占空比为90％。

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