CN114987239B - 电动车及其充放电控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电动车及其充放电控制系统，包括充电模块、主控芯片、参数采集模块、充电控制开关与电机驱动模块，充电模块对市电端子接入的市电进行降压整流，输出充电直流电对电池组进行充电；电机驱动模块根据电池组存储的电能给电机供电；参数采集模块采集电池组的状态参数发送至主控芯片；主控芯片在根据状态参数确定电池组的工作状态为充电状态时，输出第一关断指令至电机驱动模块，并输出第一导通指令至充电控制开关；在根据状态参数确定电池组的工作状态为放电状态时，输出第二关断指令至充电控制开关，并输出第二导通指令至电机驱动模块，避免出现充电时放电回路导通或放电时充电回路导通的情况，集成度与安全性大大提升。

Description

电动车及其充放电控制系统

技术领域

本申请涉及电动车技术领域，特别是涉及一种电动车及其充放电控制系统。

背景技术

随着全世界石油资源越来越紧缺，人们对于新型能源的需求越来越大。而锂电池作为当下最火热的替代石油化石的新型能源，以其高安全性、高稳定性、长寿命和绿色环保的特点被广泛应用于电动车及能源车等领域。在单个电芯的电压和容量无法满足使用需求时，还会将多个电芯进行串并联形成电池组，来提高电池的使用电压与容量。为了在使用过程中更加安全可控，也增加了电池管理系统(Battery Management System，BMS)来对各个电芯进行智能化管理及维护。

目前市面上的电动车的电池组，在充电时，一般通过外置的充电器控制将市电供给电池组；在放电时，电池组的电信号经过电动车的控制器控制对电动车进行供电。导致了电池组充电与放电时采用两个分开的控制过程，一旦经常出现充电时放电回路导通或放电时充电回路导通的情况，电动车的电池组极易损坏或老化。

发明内容

基于此，有必要针对由于电池组充电与放电时采用两个分开的控制过程，导致极易损坏或老化的问题，提供一种电动车及其充放电控制系统。

一种电动车的充放电控制系统，包括：充电模块、主控芯片、参数采集模块、充电控制开关与电机驱动模块，所述充电模块连接市电端子、电池组与所述主控芯片，所述主控芯片连接所述参数采集模块、所述充电控制开关与所述电机驱动模块，所述参数采集模块连接所述电池组，所述充电控制开关串接在所述充电模块与所述电池组的连接线路上，所述电机驱动模块连接所述电池组与电机；

所述充电模块用于对所述市电端子接入的市电进行降压整流，输出充电直流电对所述电池组进行充电；

所述电机驱动模块用于根据所述电池组存储的电能给所述电机供电；

所述参数采集模块用于采集所述电池组的状态参数，并将所述状态参数发送至所述主控芯片；

所述主控芯片用于在根据所述状态参数确定所述电池组的工作状态为充电状态时，输出第一关断指令至所述电机驱动模块，并输出第一导通指令至所述充电控制开关，还根据所述状态参数输出调节指令至所述充电模块，以使所述充电模块输出符合所述电池组充电需求的充电直流电；

所述主控芯片还用于在根据所述状态参数确定所述电池组的工作状态为放电状态时，输出第二关断指令至所述充电控制开关，并输出第二导通指令至所述电机驱动模块。

在其中一个实施例中，所述电机驱动模块包括驱动芯片与驱动开关组件，所述驱动芯片连接所述主控芯片与所述驱动开关组件，所述驱动开关组件连接所述电池组与所述电机。

在其中一个实施例中，所述参数采集模块为前端监视芯片，所述前端监视芯片连接所述电池组与所述主控芯片。

在其中一个实施例中，所述充电控制开关为场效应管，所述场效应管的栅极连接所述主控芯片，所述场效应管的源极连接所述充电模块，所述场效应管的漏极连接所述电池组。

在其中一个实施例中，上述充放电控制系统还包括逻辑或电路，所述逻辑或电路连接所述主控芯片、所述前端监视芯片与所述充电控制开关。

在其中一个实施例中，所述充电模块包括电源芯片与变压器，所述电源芯片连接所述市电端子、所述主控芯片与所述变压器，所述变压器连接所述电池组。

在其中一个实施例中，上述充放电控制系统还包括温度采集单元，所述温度采集单元连接所述充电模块与所述主控芯片。

在其中一个实施例中，上述充放电控制系统还包括电源模块，所述电源模块连接所述电池组与所述主控芯片。

在其中一个实施例中，所述电源模块还包括DC/DC变换器与线性稳压器，所述DC/DC变换器连接所述电池组与所述线性稳压器，所述线性稳压器连接所述主控芯片。

在其中一个实施例中，提供一种电动车，包括电池组、电机以及上述的充放电控制系统，所述充放电控制系统连接所述电池组与所述电机。

上述电动车及其充放电控制系统，通过充电模块与充电控制开关连接电池组形成充电回路直接获取市电进行充电，电池组通过电机驱动模块连接电机形成放电回路对电机进行驱动供电，然后采用主控芯片根据电池组的状态参数对充放电过程进行统一控制，避免出现充电时放电回路导通或放电时充电回路导通的情况，集成度与安全性大大提升。

附图说明

图1为一实施例中电动车及其充放电系统的系统框图；

图2为一实施例中电动车及其充放电系统的电路示意图。

具体实施方式

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说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一电阻称为第二电阻，且类似地，可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻，但其不是同一电阻。

可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。

如背景技术所述，随着全世界石油资源越来越紧缺，锂电池作为当下最火热的替代石油化石的新型能源，以其高安全性、高稳定性、长寿命和绿色环保的特点被广泛应用于电动车及能源车等领域。在单个电芯的电压和容量无法满足使用需求时，还会将多个电芯进行串并联形成电池组，来提高电池的使用电压与容量。为了在使用过程中更加安全可控，也增加了电池管理系统来对各个电芯进行智能化管理及维护。目前市面上的电动车的电池组，在充电时，一般通过外置的充电器控制将市电供给电池组；在放电时，电池组的电信号经过电动车的控制器控制对电动车进行供电。导致了电池组充电与放电时采用两个分开的控制过程，一旦经常出现充电时放电回路导通或放电时充电回路导通的情况，电动车的电池组极易损坏或老化。

基于此，本申请提供一种电动车及其充放电控制系统，通过充电模块与充电控制开关连接电池组形成充电回路直接获取市电进行充电，电池组通过电机驱动模块连接电机形成放电回路对电机进行驱动供电，然后采用主控芯片根据电池组的状态参数对充放电过程进行统一控制，避免出现充电时放电回路导通或放电时充电回路导通的情况，集成度与安全性大大提升。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种电动车的充放电控制系统10，包括充电模块110、主控芯片120、参数采集模块130、充电控制开关140与电机驱动模块150，充电模块110连接市电端子、电池组20与主控芯片120，主控芯片120连接参数采集模块130、充电控制开关140与电机驱动模块150，参数采集模块130连接电池组20，充电控制开关140串接在充电模块110与电池组20的连接线路上，电机驱动模块150连接电池组20与电机30；充电模块110用于对市电端子接入的市电进行降压整流，输出充电直流电对电池组20进行充电；电机驱动模块150用于根据电池组20存储的电能给电机30供电；参数采集模块130用于采集电池组20的状态参数，并将状态参数发送至主控芯片120；主控芯片120用于在根据状态参数确定电池组20的工作状态为充电状态时，输出第一关断指令至电机驱动模块150，并输出第一导通指令至充电控制开关140，还根据状态参数输出调节指令至充电模块110，以使充电模块110输出符合电池组20充电需求的充电直流电；主控芯片120还用于在根据状态参数确定电池组20的工作状态为放电状态时，输出第二关断指令至充电控制开关140，并输出第二导通指令至电机驱动模块150。

具体地，充电模块110用于对市电端子接入的220V高压交流市电，进行整流与降压稳压后输出低压稳定的充电直流电给电池组20充电。其中，如图2所示，电池组20可以是单个电芯构成，也可以是多个电芯(C1-Cx)串联组成，串联后包括总正端子B+与总负端子B-，电池组20的总正端子B+与外部正极端P+连接，电池组20的总负端子B-分别与第一外部负极端P1-、第二外部负极端P2-连接。充电模块110在接入市电对电池组20充电时，其DC+端子通过外部正极端P+连接电池组20的总正端子B+，其DC-端子通过第一外部负极端P1-连接电池组20的总负端子B-，形成对电池组20的充电回路。

其中，充电控制开关140通过切换其开闭状态，来控制电池组20与充电模块110形成的充电回路是否开启，电池组20是否接入市电进行充电。具体地，充电控制开关140可以是串接在电池组20的总正端子B+与充电模块110的DC+端子的连接线路上，也可以是连接在电池组20的总负端子B-与充电模块110的DC-端子的连接线路上，不做限定。以下均以图2所示，充电控制开关140设置于电池组20的总负端子B-与充电模块110的DC-端子的连接线路上为例进行说明。当充电控制开关140为导通状态时，电池组20与充电模块110的充电回路连通，可用于通过充电模块110接入市电进行充电；当充电控制开关140为断开状态时，电池组20与充电模块110的充电回路断开，无法通过充电模块110接入市电进行充电。

进一步地，电机驱动模块150用于将电池组20存储的电能输出给电机30供电，以使电机30通电后产生有规律的磁场，进而产生电动势与电流，实现能量变换控制电动车的运动。电机驱动模块150的驱动正极端子D+通过外部正极端P+连接电池组20的总正端子B+，电机驱动模块150的驱动负极端子D-通过第二外部负极端P2-连接电池组20的总负端子B-，形成电池组20对电机30的放电回路。其中，电机驱动模块150还可根据主控芯片120的控制指令切换其开闭状态，来控制电池组20与电机30形成的放电回路是否开启，电池组20是否对电机30进行放电。当电机驱动模块150为导通状态时，电池组20与电机30形成的放电回路连通，可用于对电机30进行放电；当电机驱动模块150为断开状态时，电池组20与电机30形成的放电回路断开，无法对电机30进行放电。

参数采集模块130用于采集电池组20的状态参数，并将状态参数发送至主控芯片120。可以理解，状态参数用于表征电池组20的工作状态，其参数类型与内容并不唯一，可包括在工作过程中实时变化的状态参数，例如，电池组20的标称电压、工作电压、工作电流、剩余电量与温度值等。对应地，参数采集模块130的具体结构并不唯一，可通过在电池组20侧增加电压、电流与温度等参数采集的传感元件获取，也可以通过多通道的模拟前端采集芯片分别连接电池组20的电芯，对各电芯的状态参数进行采集与汇总。

主控芯片120在得到表征电池组20的工作状态的状态参数后，即可根据状态参数判断此时电池组20的工作状态。对应地，电池组20的工作状态可包括充电状态或放电状态。充电状态表示电池组20的电量已接近耗尽，无法继续对负载进行放电，需要及时充电；放电状态表示电池组20的电量足够对负载进行放电。可以理解，主控芯片120根据电池组20的状态参数与预设阈值判断电池组20的工作状态。其中，预设阈值的类型并不唯一，可根据电池组20状态参数的类型与当前时刻实际的工作状态确定。以状态参数为剩余电量为例，在电池组20持续放电至剩余电量低于预设低电阈值时，可判断得到此时电池组20的工作状态切换为充电状态；在电池组20持续充电至剩余电量高于预设满电阈值时，可判断得到此时电池组20的工作状态切换为放电状态。在其他实施例中，主控芯片120还可以是根据是否接入市电端子来判断电池组20是否处于充电状态，也可以是根据电动车的启动信号来判断电池组20是否处于放电状态。

进一步地，主控芯片120还用于在判断得到电池组20的工作状态为充电状态时，输出第一关断指令至电机驱动模块150，以使电机驱动模块150为断开状态，电池组20与电机30形成的放电回路断开，电池组20无法给电机30进行放电。并输出第一导通指令至充电控制开关140，以使充电控制开关140为导通状态，电池组20与充电模块110的充电回路连通，电池组20通过充电模块110接入市电进行充电。

在电池组20通过充电模块110接入市电进行充电的之前或过程中，主控芯片120还用于根据电池组20的状态参数输出调节指令至充电模块110，以使充电模块110将接入的市电整流与降压稳压后，输出符合电池组20充电需求的充电直流电。

具体地，如图2所示，主控芯片120输出至充电模块110的调节指令可包括电压调节指令V_C与电流调节指令I_C。其中，电压调节指令V_C由主控芯片120根据电池组20的标称电压判断得出，以使充电模块110输出的充电直流电的电压符合电池组20的标称电压。电流调节指令I_C由主控芯片120根据电池组20的工作电压判断得出，以使充电模块110输出的充电直流电的电流符合电池组20的充电需求。例如，当主控芯片120判断电池组20的工作电压处于低电充电状态时，需先以较小的电流值(涓流)进行预充电，防止太大的电流引起电池组20发热量过大。此时的电流调节指令I_C可使充电模块110输出的充电直流电的电流值较小。进一步地，当充电至电池组20的工作电压与工作电流稳定后，即可通过电流调节指令I_C使充电模块110输出的充电直流电的电流变大，使电池组20能够迅速充电。在充电至电池组20的充电终止阈值过程中，主控芯片120输出的电流调节指令I_C可使充电模块110输出的充电直流电逐渐减小，以减小电池组20在充电过程中的发热量，也确保不会因快速充电而超过其充电终止阈值。

可以理解，主控芯片120输出的电压调节指令与电流调节指令均需根据实际电池组20的参数确定，上述描述的调节方式也可根据实际电池组20进行调整。另外，上述用于判断输出的调节指令的阈值，以及电池组20其他用于输出控制指令的相关阈值，可以是根据电池组20的实际阈值预设于主控芯片120。例如，电池组20的充电开启阈值、充电终止阈值、放电终止阈值、充电过流阈值、放电过流阈值与高温阈值等。

另外，主控芯片120还用于在判断得到电池组20的工作状态为放电状态时，输出第二关断指令至充电控制开关140，以使充电控制开关140为断开状态，电池组20与充电模块110的充电回路断开，电池组20停止通过充电模块110接入市电进行充电。并输出第二导通指令至电机驱动模块150，以使电机驱动模块150为导通状态，电池组20与电机30形成的放电回路导通，电池组20可以给电机30进行放电。

在其他实施例中，主控芯片120还用于根据状态参数判断电池组20在充电状态或放电状态中是否出现异常，并在判断发生异常时，及时切断充电回路放电回路。例如，当电池组20的工作电流高于充电过流阈值时，输出第二关断指令至充电控制开关140，使其切换为断开状态，电池组20停止接入市电进行充电；当电池组20的温度值高于高温阈值时，输出第二关断指令至充电控制开关140，使其切换为断开状态，电池组20停止接入市电进行充电；当电池组20的工作电流高于放电过流阈值时，输出第一关断指令至电机驱动模块150，使其切换为断开状态，电池组20停止给电机30进行放电。

可以理解，主控芯片120输出的第一关断指令与第一导通指令、第二关断指令与第二导通指令均设置为绑定机制，即当第一关断指令控制充电控制开关140为断开状态时，第一导通指令同时输出控制电机驱动模块150为导通状态；当第二关断指令控制电机驱动模块150为断开状态时，第二导通指令同时输出控制充电控制开关140为导通状态。此绑定机制使得电池组20的充电回路与放电回路不同时导通，避免充电时还能放电的现象，提高了电池组20的充放电过程的安全性。

另外，主控芯片120为本申请电池管理系统的数据处理与控制中心，具体采用的芯片结构并不唯一，可以是MCU(Micro Control Unit，微控制单元)芯片，也可以是FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)芯片。在本实施例中，主控芯片120采用MCU芯片实现。

上述电动车的充放电控制系统，通过充电模块与充电控制开关连接电池组形成充电回路直接获取市电进行充电，电池组通过电机驱动模块连接电机形成放电回路对电机进行驱动供电，然后采用主控芯片根据电池组的状态参数对充放电过程进行统一控制，避免出现充电时放电回路导通或放电时充电回路导通的情况，集成度与安全性大大提升。

在一个实施例中，如图2所示，电机驱动模块150包括驱动芯片与驱动开关组件，驱动芯片连接主控芯片与驱动开关组件，驱动开关组件连接电池组20与电机30。

具体地，驱动芯片用于接收主控芯片120发出的控制指令，并根据控制指令判断是否输出驱动信号至驱动开关组件。其中，控制指令包括第一关断指令与第二导通指令。对应地，在接收到第一关断指令时，驱动芯片不输出驱动信号至驱动开关组件，在接收到第二导通指令时，驱动芯片输出驱动信号至驱动开关组件。

进一步地，驱动开关组件包括驱动开关Q1、驱动开关Q2、驱动开关Q3、驱动开关Q4、驱动开关Q5与驱动开关Q6。驱动开关Q1、驱动开关Q2、驱动开关Q3、驱动开关Q4、驱动开关Q5与驱动开关Q6的控制端均连接驱动芯片。驱动开关Q1、驱动开关Q2与驱动开关Q3的第一端连接至一起后，作为电机驱动模块150的驱动正极端子D+，通过外部正极端P+连接电池组20的总正端子B+。驱动开关Q4、驱动开关Q5与驱动开关Q6的第二端连接至一起后，作为电机驱动模块150的驱动负极端子D-通过第二外部负极端P2-连接电池组20的总负端子B-，形成电池组20通过电机驱动模块150对电机30的放电回路。进一步地，驱动开关Q1的第二端与驱动开关Q4的第一端连接电机30的第一端，驱动开关Q2的第二端与驱动开关Q5的第一端连接电机30的第二端，驱动开关Q3的第二端与驱动开关Q6的第一端连接电机30的第三端，将电池组20存储的电能输出给电机30供电。

其中，电机30包括三组线圈，三组线圈分时通电后即产生有规律的磁场，进而产生电动势与电流，实现能量变换控制电动车的运动。可以理解，电机30中的三组线圈的连接方式并不唯一，可以是星型接法，也可以是三角形接法。在本实施例中，如图2所示，电机30的X线圈、Y线圈与Z线圈采用星型接法，X线圈、Y线圈与Z线圈的末端连接为公共端，X线圈、Y线圈与Z线圈的始端分别引出三条端线作为第一端(A端子)、第二端(B端子)与第三端(C端子)。

驱动芯片在接收到主控芯片120发出的第二导通指令时，输出驱动信号至驱动开关组件，以使驱动开关组件将电机30上需要通电的线圈通过电池组20存储的电能供电。具体地，驱动信号导通驱动开关Q1与驱动开关Q5，可使Y线圈与Z线圈通电；驱动信号导通驱动开关Q1与驱动开关Q6，可使Z线圈与X线圈通电；驱动信号导通驱动开关Q2与驱动开关Q4，可使Y线圈与Z线圈通电；驱动信号导通驱动开关Q2与驱动开关Q6，可使Y线圈与X线圈通电；驱动信号导通驱动开关Q3与驱动开关Q4，可使Z线圈与X线圈通电；驱动信号导通驱动开关Q3与驱动开关Q5，可使Y线圈与X线圈通电。可以理解，驱动芯片输出驱动信号依次控制电机30中三组线圈通电后，产生有规律的磁场，进而产生电动势与电流，实现能量变换控制电动车的运动。另外，驱动芯片在接收到主控芯片120发出的第一关断指令时，不输出驱动信号至驱动开关组件，驱动开关组件中的各驱动开关均处于断开状态。

可以理解，驱动芯片还将主控芯片120输出的控制指令升压至满足驱动开关组件供电要求的电压。例如，在本实施例中，驱动开关组件中采用的驱动开关均为IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)功率管。则驱动芯片需将主控芯片120输出的3.3V或5V的控制指令，升压至12V来对各驱动开关的控制端实现驱动。另外，驱动芯片的具体选型并不固定，例如在本实施例中，可采用IR2104半桥驱动芯片实现。

在一个实施例中，如图2所示，参数采集模块130为前端监视芯片AFE，前端监视芯片AFE连接电池组20与主控芯片120。

具体地，前端监视芯片AFE为多通道的模拟前端采集芯片，可通过其上各通道分别连接电池组200中的各电芯，得到其电芯电压、温度与电流等参数值。也可以直接连接电池组20的总正端子B+与总负端子B-，采集得到电池组20的整体电压、电流与温度等参数。前端监视芯片AFE可与主控芯片120通过I²C通讯方式进行双向数据通讯，主控芯片120可输出参数采集指令至前端监视芯片，前端监视芯片AFE将实时采集到的电池组20的状态参数发送至主控芯片120。前端监视芯片AFE的型号以及通道数等具体属性，本领域技术人员可根据实际电池组20的情况选取，本实施例不做限定。

在本实施例中，通过可实现高精度多通道采集参数的前端监视芯片AFE作为第一参数采集模块，为主控芯片提供监测与控制电池组的工作状态的数据基础，更好的实现电池组的管理。

在一个实施例中，如图2所示，充电控制开关为场效应管(MOS管)，场效应管的栅极连接主控芯片120，场效应管的源极连接充电模块110，场效应管的漏极连接电池组20。具体地，为了适应充电过程中电流大小，充电控制开关还可采用两个以上的MOS管并联组成，具体数量可根据实际充电过程中电流的大小确定。

在一个实施例中，如图2所示，上述充放电控制系统还包括逻辑或电路OR，逻辑或电路OR连接主控芯片120、前端监视芯片AFE与充电控制开关140。

具体地，逻辑或电路OR的第一输入端连接主控芯片120，逻辑或电路OR的第二输入端连接前端监视芯片AFE，逻辑或电路OR的输出端连接充电控制开关140中各场效应管的栅极。可以理解，逻辑或电路OR用于将主控芯片120的控制指令或前端监视芯片AFE的辅助控制指令发送至充电控制开关140，以控制电池组20与充电模块110形成的充电回路是否开启，电池组20是否接入市电进行充电。

在本实施例中，前端监视芯片AFE的辅助充电控制指令可以在主控芯片120失效或失电等情况下，实现充电控制开关的控制功能，达到实现双重充电保护的目的，进一步提高了系统的安全性。

在一个实施例中，如图2所示，充电模块110包括电源芯片与变压器T1，电源芯片连接市电端子、主控芯片120与变压器T1，变压器T1连接电池组20。

具体地，电源芯片用于对市电端子接入的220V高压交流市电进行整流与降压，输出充电直流电。电源芯片还用于接收主控芯片120发出的调节指令，调节后输出的充电直流电的电压值与电流值。调节后输出的充电直流电输入至变压器T1的原边侧，经过变压器T1的隔离后，从变压器T1的副边侧经过DC+端子、外部正极端P+连接电池组20的总正端子B+，经过DC-端子、第一外部负极端P1-连接电池组20的总负端子B-，形成对电池组20的充电回路，通过调节后输出的充电直流电对电池组20充电。其中，电源芯片与变压器的具体选型，本领域技术人员可根据实际情况选取，不作限定。

在一个实施例中，上述充放电控制系统还包括温度采集单元，温度采集单元连接充电模块与主控芯片。

具体地，温度采集单元用于采集充电模块的温度参数，并将温度参数发送至主控芯片120。可以理解，温度参数用于表征充电模块110在工作过程中的发热情况。对应地，温度采集单元设置于靠近充电模块110的位置或设置于充电模块110内部，如图2所示，实时采集得到充电模块110的内部温度t，并将此内部温度t发送至主控芯片120。在一个实施例中，温度采集单元包括温度传感器与温度转换电路。其中，温度传感器可采用热敏电阻或热电偶等器件，温度转换电路可将温度传感器采集的温度值转换为主控芯片120可识别的电压值。

进一步地，主控芯片120还根据内部温度t判断输出第二关断指令至充电控制开关140，以使充电控制开关140切换其开闭状态，进而控制电池组20与充电模块110形成的充电回路是否开启，电池组20是否接入市电进行充电。例如，当充电模块110的内部温度t高于高温阈值时，输出第二关断指令至充电控制开关140，使其切换为断开状态，电池组20停止接入市电进行充电。

可以理解，主控芯片120可通过连接外部电源进行供电，也可以是直接通过电池组20进行供电。在直接通过电池组20进行供电时，需将电池组20的电压进行降压处理后才能输出给主控芯片120供电。则在一个实施例中，如图2所示，上述充放电控制系统10还包括电源模块160，电源模块160连接电池组20与主控芯片120。电源模块160用于将电池组20的电压进行降压稳压后，再给主控芯片120供电。

在一个实施例中，如图2所示，电源模块160包括DC/DC变换器与线性稳压器LDO，DC/DC变换器连接电池组20与线性稳压器LDO，线性稳压器LDO连接主控芯片120。具体地，DC/DC变换器用于连接电池组20的总正端子B+与总负端子B-，将电池组20的电压进行降压后，输出给线性稳压器LDO。线性稳压器LDO用于将DC/DC变换器降压后的电压进行线性稳压处理，输出满足主控芯片120供电要求的电压。

在一个实施例中，如图1所示，还提供了一种电动车，包括电池组20、电机30以及上述的充放电控制系统10，充放电控制系统10连接电池组20与电机30。

其中，电池组20用于获取市电进行充电储能后，再将存储的电能输出给电机30供电。电池组20可以是单个电芯构成，也可以是多个电芯(C1-Cx)串联组成，串联后包括总正端子B+与总负端子B-，电池组20的总正端子B+与外部正极端P+连接，电池组20的总负端子B-分别与第一外部负极端P1-、第二外部负极端P2-连接。另外，电机30包括三组线圈，三组线圈分时通电后即产生有规律的磁场，进而产生电动势与电流，实现能量变换控制电动车的运动。

具体地，充放电控制系统10用于对电池组20的充放电过程进行管理与控制。其中，可将市电端子接入的220V高压交流市电，进行整流与降压稳压后输出低压稳定的充电直流电给电池组20充电，并对串接在电池组20的充电回路上的充电控制开关的开闭状态进行切换，来控制电池组20与市电端子形成的充电回路是否开启，电池组20是否接入市电进行充电。可以理解，在本申请中，电池组20对外仅需通过一根市电接线连接市电即可实现充电，无需额外增加充电器。进一步地，充放电控制系统10可依次控制电机30中三组线圈通电后，产生有规律的磁场，进而产生电动势与电流，实现能量变换控制电动车的运动。

上述所提供的一个或多个电池装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于电源管理系统的限定，在此不再赘述。

在本实施例中，通过充放电控制系统连接电池组形成充电回路直接获取市电进行充电，电池组通过充放电控制系统连接电机形成放电回路对电机进行驱动供电，然后采用充放电控制系统根据电池组的状态参数对充放电过程进行统一控制，避免出现充电时放电回路导通或放电时充电回路导通的情况，使得电动车整体集成度与安全性大大提升。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电动车的充放电控制系统，其特征在于，包括：充电模块、主控芯片、前端监视芯片、充电控制开关、逻辑或电路与电机驱动模块，所述充电模块连接市电端子、电池组与所述主控芯片，所述主控芯片连接所述前端监视芯片、所述充电控制开关与所述电机驱动模块，所述前端监视芯片连接所述电池组，所述充电控制开关串接在所述充电模块与所述电池组的连接线路上，所述电机驱动模块连接所述电池组与电机，所述逻辑或电路连接所述主控芯片、所述前端监视芯片与所述充电控制开关；

所述充电模块用于对所述市电端子接入的市电进行降压整流及恒流恒压，输出充电直流电对所述电池组进行充电；

所述电机驱动模块用于根据所述电池组存储的电能给所述电机供电；

所述前端监视芯片用于采集所述电池组的状态参数，并将所述状态参数发送至所述主控芯片；

所述主控芯片用于在根据所述状态参数确定所述电池组的工作状态为充电状态时，输出第一关断指令至所述电机驱动模块，并输出第一导通指令至所述充电控制开关，还根据所述状态参数输出调节指令至所述充电模块，以使所述充电模块输出符合所述电池组充电需求的充电直流电；

所述主控芯片还用于在根据所述状态参数确定所述电池组的工作状态为放电状态时，输出第二关断指令至所述充电控制开关，并输出第二导通指令至所述电机驱动模块；

在所述主控芯片失效或失电的情况下，所述前端监视芯片通过所述逻辑或电路将辅助控制指令发送至所述充电控制开关。

2.根据权利要求1所述的充放电控制系统，其特征在于，所述调节指令包括电压调节指令与电流调节指令；

所述电压调节指令由所述主控芯片根据电池组的标称电压判断得出，以使所述充电模块输出的充电直流电的电压符合所述电池组的标称电压；

所述电流调节指令由所述主控芯片根据所述电池组的工作电压判断得出，以使所述充电模块输出的充电直流电的电流符合所述电池组的充电需求。

3.根据权利要求2所述的充放电控制系统，其特征在于，当所述主控芯片判断所述电池组的工作电压处于低电充电状态时，输出电流调节指令以使所述充电模块输出的充电直流电的电流值较小；当所述主控芯片判断所述电池组已充电至工作电压与工作电流稳定后，输出电流调节指令以使所述充电模块输出的充电直流电的电流变大；当所述主控芯片判断所述电池组已充电至充电终止阈值时，输出电流调节指令以使所述充电模块输出的充电直流电逐渐减小。

4.根据权利要求1所述的充放电控制系统，其特征在于，所述电机驱动模块包括驱动芯片与驱动开关组件，所述驱动芯片连接所述主控芯片与所述驱动开关组件，所述驱动开关组件连接所述电池组与所述电机。

5.根据权利要求4所述的充放电控制系统，其特征在于，所述驱动开关组件包括驱动开关Q1、驱动开关Q2、驱动开关Q3、驱动开关Q4、驱动开关Q5与驱动开关Q6，所述驱动开关Q1、所述驱动开关Q2、所述驱动开关Q3、所述驱动开关Q4、所述驱动开关Q5与所述驱动开关Q6的控制端均连接所述驱动芯片；

所述驱动开关Q1、所述驱动开关Q2与所述驱动开关Q3的第一端连接至一起后，作为所述电机驱动模块的驱动正极端子D+，通过外部正极端P+连接所述电池组的总正端子B+，所述驱动开关Q4、所述驱动开关Q5与所述驱动开关Q6的第二端连接至一起后，作为所述电机驱动模块的驱动负极端子D-，通过第二外部负极端P2-连接所述电池组的总负端子B-，形成所述电池组通过所述电机驱动模块对所述电机的放电回路；

所述驱动开关Q1的第二端与所述驱动开关Q4的第一端连接所述电机的第一端，所述驱动开关Q2的第二端与所述驱动开关Q5的第一端连接所述电机的第二端，所述驱动开关Q3的第二端与所述驱动开关Q6的第一端连接电机30的第三端，将所述电池组存储的电能输出给所述电机供电。

6.根据权利要求4所述的充放电控制系统，其特征在于，所述充电控制开关为场效应管，所述场效应管的栅极连接所述主控芯片，所述场效应管的源极连接所述充电模块，所述场效应管的漏极连接所述电池组。

7.根据权利要求1所述的充放电控制系统，其特征在于，还包括温度采集单元，所述温度采集单元连接所述充电模块与所述主控芯片。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的充放电控制系统，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块连接所述电池组与所述主控芯片。

9.根据权利要求8所述的充放电控制系统，其特征在于，所述电源模块还包括DC/DC变换器与线性稳压器，所述DC/DC变换器连接所述电池组与所述线性稳压器，所述线性稳压器连接所述主控芯片。

10.一种电动车，其特征在于，包括电池组、电机以及权利要求1至9中任意一项所述的充放电控制系统，所述充放电控制系统连接所述电池组与所述电机。