CN214045094U - 锂电池组管理芯片、系统及电设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种锂电池组管理芯片，锂电池组包括串联连接的N个锂电池单体，包括：多路复用单元，被控制以便分别采集N个锂电池单体中的一个锂电池单体的电池电压；模数转换单元，接收电池电压，并且将电池电压转换为数字信号；第一滤波单元，用于对数字信号进行滤波处理并且生成滤波后信号；比较转换单元，用于对滤波后信号及预设电压阈值进行比较，以便生成状态信息；状态滤波单元，将状态信息转换为电压状态信号；以及开关控制模块，基于电压状态信号来生成锂电池组的充电开关及放电开关的控制信号，以控制充电开关及放电开关的导通与断开，从而控制锂电池组的充电及放电。本公开还提供了锂电池组管理系统及电设备。

Description

锂电池组管理芯片、系统及电设备

技术领域

本公开涉及一种锂电池组管理芯片、系统及电设备。

背景技术

锂电池对充放电要求很高，当过充、过放、过电流及短路等情况发生时，锂电池内部压力于热量大量增加，容易产生火花、燃烧甚至爆炸。因此，对锂电池组进行过充、过放电保护是必要的。

目前，对于低成本独立锂电池管理芯片(不含上位机)，通常使用若干模拟比较器采样电池电压，从放电电流、温度等信息和用户配置的阈值做比较完成电池充放电控制。对用户配置支持的越灵活，比较器参考电压生成电路就越复杂，带来的功耗越大。

同时，因为模拟比较器只能输出单比特信息，所以限制了更复杂的后处理算法被应用。

实用新型内容

为了解决上述技术问题之一，本公开提供了一种锂电池组管理芯片、系统及电设备。

根据本公开的至少一个方面，一种锂电池组管理芯片，所述锂电池组包括串联连接的N个锂电池单体，包括：

多路复用单元，所述多路复用单元被控制以便分别采集N个锂电池单体中的一个锂电池单体的电池电压；

模数转换单元，所述模数转换单元接收所述电池电压，并且将所述电池电压转换为数字信号；

第一滤波单元，所述第一滤波单元用于对所述数字信号进行滤波处理并且生成滤波后信号；

比较转换单元，所述比较转换单元用于对所述滤波后信号及预设电压阈值进行比较，以便生成状态信息；

状态滤波单元，所述状态滤波单元将所述状态信息转换为电压状态信号；以及

开关控制模块，所述开关控制模块基于所述电压状态信号来生成所述锂电池组的充电开关及放电开关的控制信号，以控制所述充电开关及放电开关的导通与断开，从而控制所述锂电池组的充电及放电。

根据本公开的至少一个实施方式，还包括信号放大单元，所述信号放大单元接收来自所述多路复用单元的一个锂电池的电池电压，并且对所述电池电压进行放大以便生成放大后信号，所述放大后信号提供至所述模数转换单元。

根据本公开的至少一个实施方式，所述第一滤波单元为FIR滤波器并且数量为N个，N个第一滤波单元中的每个第一滤波单元用于分别对所述多路复用单元所采集的N个锂电池单体的每个锂电池单体的电池电压所生成的数字信号进行滤波处理。

根据本公开的至少一个实施方式，所述比较转换单元的数量为N 个，N个比较转换单元中的每个比较转换单元用于分别接收N个第一滤波单元中的每个第一滤波单元所输出的滤波后信号。

根据本公开的至少一个实施方式，所述状态滤波单元的数量为N 个，N个状态滤波单元中的每个状态滤波单元用于分别接收N个比较转换单元中的每个比较转换单元所输出的状态信息。

根据本公开的至少一个实施方式，所述预设电压阈值包括过压阈值和欠压阈值，所述滤波后信号分别与所述过压阈值和欠压阈值进行比较，以便将所述滤波后信号转换为状态信息。

根据本公开的至少一个实施方式，所述状态信息为单比特状态信息。

根据本公开的至少一个实施方式，所述电压状态信号包括过压状态信号及欠压状态信号。

根据本公开的至少一个实施方式，还包括增益控制模块，所述增益控制模块用于调整所述信号放大单元的放大增益系数。

根据本公开的至少一个实施方式，所述信号放大单元及所述模数转换单元的数量为一个。

根据本公开的至少一个实施方式，还包括均衡判别模块，所述均衡判别模块用于接收所述第一滤波单元所输出的滤波后信号，以判断所述N个锂电池单体的电池电压的均衡情况。

根据本公开的至少一个实施方式，还包括温度传感单元、第N+1 个第一滤波器、第N+1个比较转换单元、和第N+1个状态滤波单元，所述温度传感单元用于检测锂电池组温度以生成温度电压值，并且通过控制所述多路复用单元来采集所述温度传感单元的温度电压值，并且通过所述信号放大单元对所述温度电压值进行放大处理以生成放大后温度电压信号，所述模数转换单元接收所述放大后温度电压信号并且输出至所述第N+1个第一滤波器进行滤波以生成滤波后温度电压信号，第N+1个比较转换单元用于对所述滤波后温度电压信号及预设温度阈值进行比较，以便生成温度状态信息，所述第N+1个状态滤波单元将所述温度状态信息转换为温度状态信号，所述开关控制模块根据所述温度状态信号控制所述充电开关及放电开关的导通与断开。

根据本公开的至少一个实施方式，所述预设温度阈值包括充电低温阈值、充电高温阈值、放电低温阈值和放电高温阈值，根据所述锂电池组的充放电状态，将所述滤波后温度电压信号分别与所述充电低温阈值、充电高温阈值、放电低温阈值和放电高温阈值进行比较。

根据本公开的至少一个实施方式，所述温度状态信号包括充电低温状态、充电高温状态、放电低温状态和放电高温状态。

根据本公开的至少一个实施方式，还包括电流传感单元、第N+1 个第一滤波器、第N+1个比较转换单元、和状态滤波组，所述电流传感单元用于检测所述锂电池组的充放电电流以生成表示所述充放电电流的第一电压值，并且通过控制所述多路复用单元来采集所述电流传感单元的第一电压值，并且通过所述信号放大单元对所述第一电压值进行放大处理以生成放大后第一电压信号，所述模数转换单元接收所述放大后第一电压信号并且输出至所述第N+1个第一滤波器进行滤波以生成滤波后第一电压信号，第N+1个比较转换单元用于对滤波后第一电压信号及预设电流电压阈值进行比较，以便生成电流状态信息，所述状态滤波组将所述电流状态信息转换为电流状态信号，所述开关控制模块根据所述电流状态信号控制所述充电开关及放电开关的导通与断开。

根据本公开的至少一个实施方式，所述状态滤波组包括多个状态滤波器，所述多个状态滤波器对应于不同的电流阈值及响应时间，从而使得充放电电流越大响应时间越短。

根据本公开的至少一个实施方式，所述状态滤波单元包括状态寄存器和计数器，当所述状态滤波单元接收的状态信息与所述状态寄存器所寄存的状态信息相反时，所述计数器加1，否则所述计数器清零，当所述计数器累加至指定响应时间阈值后，所述状态寄存器翻转。

根据本公开的至少一个实施方式，所述第一滤波单元为FIR滤波器。

根据本公开的至少一个实施方式，所述预设电压阈值包括过压阈值和欠压阈值，所述滤波后信号分别与所述过压阈值和欠压阈值进行比较，以便将所述滤波后信号转换为状态信息。

根据本公开的至少一个实施方式，所述状态信息为单比特状态信息。

根据本公开的至少一个实施方式，所述电压状态信号包括过压状态信号及欠压状态信号。

根据本公开的至少一个实施方式，还包括增益控制模块，所述增益控制模块用于调整所述信号放大单元的放大增益系数。

根据本公开的至少一个实施方式，还包括均衡判别模块、第一中值滤波器、及卡尔曼滤波器，所述第一中值滤波器接收来自所述模数转换单元的数字信号，进行中值滤波处理，处理后的信号提供至所述卡尔曼滤波器进行处理，并且所述卡尔曼滤波器处理后的信号提供至所述均衡判别模块，所述均衡判别模块根据所接收的信号来判断所述 N个锂电池单体的电池电压的均衡情况。

根据本公开的至少一个实施方式，还包括电流传感单元、第二比较转换单元、和状态滤波组，所述电流传感单元用于检测所述锂电池组的充放电电流以生成表示所述充放电电流的第一电压值，并且通过控制所述多路复用单元来采集所述电流传感单元的第一电压值，并且通过所述信号放大单元对所述第一电压值进行放大处理以生成放大后第一电压信号，所述模数转换单元接收所述放大后第一电压信号并且输出至第二比较转换单元，第二比较转换单元用于对放大后第一电压信号及预设电流电压阈值进行比较，以便生成电流状态信息，所述状态滤波组将所述电流状态信息转换为电流状态信号，所述开关控制模块根据所述电流状态信号控制所述充电开关及放电开关的导通与断开。

根据本公开的至少一个实施方式，还包括温度传感单元、第二中值滤波器、第三比较转换单元、和第二状态滤波单元，所述温度传感单元用于检测锂电池组温度以生成温度电压值，并且通过控制所述多路复用单元来采集所述温度传感单元的温度电压值，并且通过所述信号放大单元对所述温度电压值进行放大处理以生成放大后温度电压信号，所述模数转换单元接收所述放大后温度电压信号并且输出至所述第二中值滤波器进行滤波以生成滤波后检测温度信号，第三比较转换单元用于对滤波后检测温度信号及预设温度阈值进行比较，以便生成温度状态信息，所述第二状态滤波单元将所述温度状态信息转换为温度状态信号，所述开关控制模块根据所述温度状态信号控制所述充电开关及放电开关的导通与断开。

根据本公开的至少一个实施方式，所述预设温度阈值包括充电低温阈值、充电高温阈值、放电低温阈值和放电高温阈值，根据所述锂电池组的充放电状态，将所述滤波后检测温度信号分别与所述充电低温阈值、充电高温阈值、放电低温阈值和放电高温阈值进行比较。

根据本公开的至少一个实施方式，所述温度状态信号包括充电低温状态、充电高温状态、放电低温状态和放电高温状态。

根据本公开的至少一个实施方式，还包括电池开路检测单元，所述电池开路检测单元包括N个电容，所述N个电容中的每个电容分别与所述N个锂电池单体中的每个锂电池单体并联，并且对每个电容进行放电后再进行充电，通过测量每个电容两端的电压来得到每个锂电池单体的电池电压，根据该电池电压来进行开路检测。

根据本公开的至少一个实施方式，还包括电流模数转换单元、电流传感单元、第二比较转换单元、和状态滤波组，所述电流传感单元用于检测所述锂电池组的充放电电流以生成表示所述充放电电流的第一电压值，并且通过控制所述多路复用单元来采集所述电流传感单元的第一电压值，并且通过所述信号放大单元对所述第一电压值进行放大处理以生成放大后第一电压信号，所述电流模数转换单元接收所述放大后第一电压信号并且输出至第二比较转换单元，第二比较转换单元用于对放大后第一电压信号及预设电流电压阈值进行比较，以便生成电流状态信息，所述状态滤波组将所述电流状态信息转换为电流状态信号，所述开关控制模块根据所述电流状态信号控制所述充电开关及放电开关的导通与断开。

根据本公开的至少一个实施方式，还包括电流传感单元、过流比较器、第二比较转换单元、和状态滤波组，所述电流传感单元用于检测所述锂电池组的充放电电流以生成表示所述充放电电流的第一电压值，并且通过控制所述多路复用单元来采集所述电流传感单元的第一电压值，并且通过所述信号放大单元对所述第一电压值进行放大处理以生成放大后第一电压信号，所述模数转换单元接收所述放大后第一电压信号并且输出至第二比较转换单元，第二比较转换单元用于对放大后第一电压信号及预设电流电压阈值进行比较，以便生成电流状态信息，所述状态滤波组将所述电流状态信息转换为电流状态信号，所述开关控制模块根据所述电流状态信号控制所述充电开关及放电开关的导通与断开，其中，所述过流比较器用于比较所述电流传感单元检测的充放电电流与预设电流电压阈值以判断该充放电电流是否大于预设电流电压阈值，在大于的情况下，控制所述模数转换单元以将所述模数转换单元的采样周期缩短。

根据本公开的另一方面，一种锂电池组管理系统，包括：

如上任一项所述的锂电池组管理芯片，所述锂电池组管理芯片至少用于检测所述锂电池组的所述N个锂电池单体中的每个锂电池单体的电池电压；以及

充电开关和放电开关，所述锂电池组管理芯片根据所检测的电池电压来控制所述充电开关和放电开关的导通与断开。

根据本公开的再一方面，一种电设备，包括：锂电池组；如上所述的锂电池组管理系统，所述锂电池组管理系统用于控制所述锂电池组的充电及放电；以及用电装置，所述用电装置与所述锂电池组连接以便通过所述锂电池组供电。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1示出了根据本公开的一个实施方式的锂电池组管理芯片的示意图。

图2示出了根据本公开的一个实施方式的锂电池组管理芯片的示意图。

图3示出了根据本公开的一个实施方式的锂电池组管理芯片的示意图。

图4示出了根据本公开的一个实施方式的锂电池组管理方法的流程图。

图5示出了根据本公开的一个实施方式的锂电池组管理方法的流程图。

图6示出了根据本公开的一个实施方式的锂电池组管理方法的流程图。

图7示出了根据本公开的一个实施方式的状态滤波器的示意图。

图8示出了根据本公开的一个实施方式的电设备的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开的技术方案。

除非另有说明，否则示出的示例性实施方式/实施例将被理解为提供可以在实践中实施本公开的技术构思的一些方式的各种细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离本公开的技术构思的情况下，各种实施方式/实施例的特征可以另外地组合、分离、互换和/或重新布置。

在附图中使用交叉影线和/或阴影通常用于使相邻部件之间的边界变得清晰。如此，除非说明，否则交叉影线或阴影的存在与否均不传达或表示对部件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的部件之间的共性和/或部件的任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述性的目的，可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时，可以以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如，可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的部件。

当一个部件被称作“在”另一部件“上”或“之上”、“连接到”或“结合到”另一部件时，该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件，或者可以存在中间部件。然而，当部件被称作“直接在”另一部件“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时，不存在中间部件。为此，术语“连接”可以指物理连接、电气连接等，并且具有或不具有中间部件。

为了描述性目的，本公开可使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“在……下”、“下”、“在……上方”、“上”、“在……之上”、“较高的”和“侧(例如，如在“侧壁”中)”等的空间相对术语，从而来描述如附图中示出的一个部件与另一(其它)部件的关系。除了附图中描绘的方位之外，空间相对术语还意图包含设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为“在”其它部件或特征“下方”或“之下”的部件将随后被定位为“在”所述其它部件或特征“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以包含“上方”和“下方”两种方位。此外，设备可被另外定位(例如，旋转90度或者在其它方位处)，如此，相应地解释这里使用的空间相对描述语。

这里使用的术语是为了描述具体实施例的目的，而不意图是限制性的。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个 (种、者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”以及它们的变型时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组。还要注意的是，如这里使用的，术语“基本上”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不用作程度术语，如此，它们被用来解释本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供的值的固有偏差。

根据本公开的一个方面，提供了一种锂电池组管理芯片。

图1示出了根据本公开的一个实施方式的锂电池组管理芯片10。该锂电池组管理芯片10用于对锂电池组11进行管理，锂电池组11包括串联连接的N个锂电池单体。

如图1所示，该锂电池组管理芯片10可以包括：多路复用单元110、信号放大单元120、模数转换单元130、第一滤波单元104、比较转换单元150、状态滤波单元160、开关控制模块170。

多路复用单元110被控制以便分别采集N个锂电池单体中的一个锂电池单体的电池电压VC0～VCn。其中该多路复用单元110可以被选通，以便采用时分复用的方式对N个锂电池单体的每个锂电池单体的电池电压进行采集。其中，多路复用单元110的选通可以由通道控制单元111 来进行控制。

信号放大单元120(放大器)接收来自多路复用单元110选择的一个锂电池的电池电压，并且对该电池电压进行放大以便生成放大后信号，放大后信号提供至模数转换单元130。例如该放大器可以为可调增益放大器，通过增益控制单元121来调节信号放大单元120的增益。对于单体电池电压，充放电电流以及温度的检测值范围相差非常大，为了充分利用ADC的分辨率，在采样值送到ADC之前，经过一个增益可控的模拟放大器，尽可能在ADC的满量程范围内实现模拟到数字的转换。

模数转换单元130接收该电池电压，并且将电池电压转换为数字信号。其中该模数转换单元130可以为高精度ADC。

第一滤波单元140用于对数字信号进行滤波处理并且生成滤波后信号。第一滤波单元140可以为FIR滤波器。

比较转换单元150用于对滤波后信号及预设电压阈值进行比较，以便生成状态信息。预设电压阈值包括过压阈值和欠压阈值，滤波后信号分别与过压阈值和欠压阈值进行比较，以便将滤波后信号转换为状态信息。

状态滤波单元160将状态信息转换为电压状态信号。电压状态信号包括过压状态信号及欠压状态信号。

开关控制模块170基于电压状态信号来生成锂电池组的充电开关12 及放电开关13的控制信号，以控制充电开关12及放电开关13的导通与断开，从而控制锂电池组的充电及放电。

通过可调增益的放大器及高精度的ADC构成模拟前端，通过时分复用来对电池电压进行采集，经过ADC转换之后的电池电压经过第一滤波单元140滤波之后，分别与过压阈值和欠压阈值进行比较转换，其中转换后的数据可以为单比特状态信息，再经过状态滤波单元变成欠压或过压状态提供给开关控制模块。

该锂电池组管理芯片10还可以包括均衡判别模块(未示出)，均衡判别模块用于接收第一滤波单元140所输出的滤波后信号，以判断N个锂电池单体的电池电压的均衡情况。

图2给出了根据本公开的一个实施例的锂电池组管理芯片。

该锂电池组管理芯片20用于对锂电池组21进行管理，锂电池组21 包括串联连接的N个锂电池单体。

如图2所示，该锂电池组管理芯片20可以包括：多路复用单元210、信号放大单元220、模数转换单元230、第一滤波单元240、比较转换单元250、状态滤波单元260、开关控制模块270。

多路复用单元210被控制以便分别采集N个锂电池单体中的一个锂电池单体的电池电压VC0～VCn。其中该多路复用单元210可以被选通，以便采用时分复用的方式对N个锂电池单体的每个锂电池单体的电池电压进行采集。其中，多路复用单元210的选通可以由通道控制单元211 来进行控制。

信号放大单元220(放大器)接收来自多路复用单元210选择的一个锂电池的电池电压，并且对该电池电压进行放大以便生成放大后信号，放大后信号提供至模数转换单元230。例如该放大器可以为可调增益放大器，通过增益控制单元221来调节信号放大单元220的增益。

模数转换单元230接收该电池电压，并且将电池电压转换为数字信号。其中该模数转换单元230可以为高精度ADC。

第一滤波单元240用于对数字信号进行滤波处理并且生成滤波后信号。第一滤波单元240可以为FIR滤波器。

比较转换单元250用于对滤波后信号及预设电压阈值进行比较，以便生成状态信息。预设电压阈值包括过压阈值和欠压阈值，滤波后信号分别与过压阈值和欠压阈值进行比较，以便将滤波后信号转换为状态信息。

状态滤波单元260将状态信息转换为电压状态信号。电压状态信号包括过压状态信号及欠压状态信号。

开关控制模块270基于电压状态信号来生成锂电池组的充电开关22 及放电开关23的控制信号，以控制充电开关22及放电开关23的导通与断开，从而控制锂电池组的充电及放电。

通过可调增益的放大器及高精度的ADC构成模拟前端，通过时分复用来对电池电压进行采集，经过ADC转换之后的电池电压经过第一滤波单元140滤波之后，分别与过压阈值和欠压阈值进行比较转换，其中转换后的数据可以为单比特状态信息，再经过状态滤波单元变成欠压或过压状态提供给开关控制模块。

如图2所示，第一滤波单元240的数量为N个，N个第一滤波单元 240中的每个第一滤波单元240用于分别对多路复用单元所采集的N个锂电池单体的每个锂电池单体的电池电压所生成的数字信号进行滤波处理。比较转换单元250的数量为N个，N个比较转换单元中的每个比较转换单元用于分别接收N个第一滤波单元中的每个第一滤波单元所输出的滤波后信号。状态滤波单元260的数量为N个，N个状态滤波单元中的每个状态滤波单元用于分别接收N个比较转换单元中的每个比较转换单元所输出的状态信息。

但是需要注意的是，如图2所示，信号放大单元200及模数转换单元230的数量为一个。

根据进一步的示例，还包括均衡判别模块(未示出)，均衡判别模块用于接收第一滤波单元所输出的滤波后信号，以判断N个锂电池单体的电池电压的均衡情况。

根据进一步的示例，还包括温度传感单元24、第N+1个第一滤波器 241、第N+1个比较转换单元251、和第N+1个状态滤波单元261。

温度传感单元24可以为热敏电阻的形式，并且其设置在锂电池组的附近，用于检测锂电池组的温度，通过检测热敏电阻两端的电压，来表示温度值，这样温度传感单元24将生成表示温度值的电压信号，并且通过控制多路复用单元来采集温度传感单元的温度电压值，并且通过信号放大单元对温度电压值进行放大处理以生成放大后温度电压信号，模数转换单元接收放大后温度电压信号并且输出至第N+1个第一滤波器进行滤波以生成滤波后温度电压信号，第N+1个比较转换单元用于对滤波后温度电压信号及预设温度阈值进行比较，以便生成温度状态信息，第N+1 个状态滤波单元将温度状态信息转换为温度状态信号，开关控制模块根据温度状态信号控制充电开关及放电开关的导通与断开。

预设温度阈值包括充电低温阈值、充电高温阈值、放电低温阈值和放电高温阈值，根据锂电池组的充放电状态，将滤波后温度电压信号分别与充电低温阈值、充电高温阈值、放电低温阈值和放电高温阈值进行比较。

温度状态信号包括充电低温状态、充电高温状态、放电低温状态和放电高温状态。

根据进一步的示例，还包括电流传感单元25、第N+2个第一滤波器 (未示出)、第N+2个比较转换单元(未示出)、和状态滤波组(未示出)。

电流传感单元可以为串联至锂电池组的电流通路的检测电阻，并且用于检测锂电池组的充放电电流。

通过控制多路复用单元来采集电流传感单元的检测电流，并且通过信号放大单元对检测电流进行放大处理以生成放大后第一电压信号，模数转换单元接收放大后第一电压信号并且输出至第N+2个第一滤波器进行滤波以生成滤波后第一电压信号，第N+2个比较转换单元用于对滤波后第一电压信号及预设电流电压阈值进行比较，以便生成电流状态信息，状态滤波组将电流状态信息转换为电流状态信号，开关控制模块根据电流状态信号控制充电开关及放电开关的导通与断开。

其中，状态滤波组包括多个状态滤波器，多个状态滤波器对应于不同的电流阈值及响应时间，从而使得充放电电流越大响应时间越短。

状态滤波单元包括状态寄存器和计数器，当状态滤波单元接收的状态信息与状态寄存器所寄存的状态信息相反时，计数器加1，否则计数器清零，当计数器累加至指定响应时间阈值后，状态寄存器翻转。在本公开中，图7示出了根据状态滤波单元的示意图。

在本公开的进一步示例中，其中可以不包括上面示例中的第N+2个第一滤波器。电流传感单元可以为串联至锂电池组的电流通路的检测电阻，并且用于检测锂电池组的充放电电流，以生成表示充放电电流的电压信号。通过控制多路复用单元来采集电流传感单元的电压信号，并且通过信号放大单元对该电压信号进行放大处理以生成放大后第一电压信号(该电压信号与电池的电压值相比比较小)，模数转换单元接收放大后第一电压信号并且输出至第N+2个比较转换单元，第N+2个比较转换单元用于对滤波后第一电压信号及预设电流电压阈值进行比较，以便生成电流状态信息，状态滤波组将电流状态信息转换为电流状态信号，开关控制模块根据电流状态信号控制充电开关及放电开关的导通与断开。

图3给出了根据本公开的一个实施例的锂电池组管理芯片。

该锂电池组管理芯片30用于对锂电池组31进行管理，锂电池组31 包括串联连接的N个锂电池单体。

如图3所示，该锂电池组管理芯片30可以包括：多路复用单元310、信号放大单元320、模数转换单元330、第一滤波单元340、比较转换单元350、状态滤波单元360、开关控制模块370。

多路复用单元310被控制以便分别采集N个锂电池单体中的一个锂电池单体的电池电压VC0～VCn。其中该多路复用单元310可以被选通，以便采用时分复用的方式对N个锂电池单体的每个锂电池单体的电池电压进行采集。其中，多路复用单元310的选通可以由通道控制单元311 来进行控制。

信号放大单元320(放大器)接收来自多路复用单元310选择的一个锂电池的电池电压，并且对该电池电压进行放大以便生成放大后信号，放大后信号提供至模数转换单元330。例如该放大器可以为可调增益放大器，通过增益控制单元321来调节信号放大单元320的增益。

模数转换单元330接收该电池电压，并且将电池电压转换为数字信号。其中该模数转换单元330可以为高精度ADC。

第一滤波单元340用于对数字信号进行滤波处理并且生成滤波后信号。第一滤波单元340可以为FIR滤波器。

比较转换单元350(数字比较器2)用于对滤波后信号及预设电压阈值进行比较，以便生成状态信息。预设电压阈值包括过压阈值和欠压阈值，滤波后信号分别与过压阈值和欠压阈值进行比较，以便将滤波后信号转换为状态信息。状态信息为单比特状态信息。

状态滤波单元360将状态信息转换为电压状态信号。电压状态信号包括过压状态信号及欠压状态信号。

开关控制模块370基于电压状态信号来生成锂电池组的充电开关32 及放电开关33的控制信号，以控制充电开关22及放电开关33的导通与断开，从而控制锂电池组的充电及放电。

根据一个示例，还包括增益控制模块321，增益控制模块321用于调整信号放大单元的放大增益系数。

根据一个示例，还包括均衡判别模块380、第一中值滤波器341、及卡尔曼滤波器351，第一中值滤波器341接收来自模数转换单元的数字信号，进行中值滤波处理，处理后的信号提供至卡尔曼滤波器351进行处理，并且卡尔曼滤波器351处理后的信号提供至均衡判别模块，均衡判别模块380根据所接收的信号来判断N个锂电池单体的电池电压的均衡情况。

均衡判别模块380的输出信号用于控制与每个电池单体并联的 MOSFET 390，例如每个MOSFET的漏极和源极分别连接每个电池单体的两端，输出信号控制MOSFET的栅极。

根据一个示例，还包括电流传感单元35、第二比较转换单元352、和状态滤波组361。电流传感单元用于检测锂电池组的充放电电流以生成表示充放电电流的电压信号，并且通过控制多路复用单元来采集电流传感单元的电压信号，并且通过信号放大单元对电压信号进行放大处理以生成放大后第一电压信号，模数转换单元接收放大后第一电压信号并且输出至第二比较转换单元，第二比较转换单元用于对放大后第一电压信号及预设电流电压阈值进行比较，以便生成电流状态信息，状态滤波组将电流状态信息转换为电流状态信号，开关控制模块根据电流状态信号控制充电开关及放电开关的导通与断开。

根据一个示例，还包括温度传感单元34、第二中值滤波器342、第三比较转换单元353、和第二状态滤波单元362，温度传感单元用于检测锂电池组的温度，并且通过控制多路复用单元来采集温度传感单元的检测温度，并且通过信号放大单元对检测温度进行放大处理以生成放大后温度电压信号，模数转换单元接收放大后温度电压信号并且输出至第二中值滤波器进行滤波以生成滤波后检测温度信号，第三比较转换单元用于对滤波后检测温度信号及预设温度阈值进行比较，以便生成温度状态信息，第二状态滤波单元将温度状态信息转换为温度状态信号，开关控制模块根据温度状态信号控制充电开关及放电开关的导通与断开。预设温度阈值包括充电低温阈值、充电高温阈值、放电低温阈值和放电高温阈值，根据锂电池组的充放电状态，将滤波后检测温度信号分别与充电低温阈值、充电高温阈值、放电低温阈值和放电高温阈值进行比较。温度状态信号包括充电低温状态、充电高温状态、放电低温状态和放电高温状态。

根据一个示例，还包括电池开路检测单元391，电池开路检测单元包括N个电容，N个电容中的每个电容分别与N个锂电池单体中的每个锂电池单体并联，并且对每个电容进行放电后再进行充电，通过测量每个电容两端的电压来得到每个锂电池单体的电池电压，根据该电池电压来进行开路检测。如果发生开路检测，测量出来的电池电压会大于电池最高电压或者小于电池最低电压。

在本公开的另一示例，还包括电流模数转换单元、电流传感单元、第二比较转换单元、和状态滤波组，电流传感单元用于检测锂电池组的充放电电流以生成表示该充放电电流的电压信号，并且通过控制多路复用单元来采集电流传感单元的电压I仙女好，并且通过信号放大单元对电压I仙女好进行放大处理以生成放大后第一电压信号，电流模数转换单元接收放大后第一电压信号并且输出至第二比较转换单元，第二比较转换单元用于对放大后第一电压信号及预设电流电压阈值进行比较，以便生成电流状态信息，状态滤波组将电流状态信息转换为电流状态信号，开关控制模块根据电流状态信号控制充电开关及放电开关的导通与断开。如果一个ADC既要检测电压，又要检测电流，那么这个ADC的采样周期就不能太长，如果太长则会导致电流信息的丢失，如果太短，将会形成很大的功耗。在该示例中，通过增加了一个单独的ADC来对电流进行检测，这样可以使得ADC的功耗下降，并且用于检测电流的ADC由于仅仅是偶尔工作，例如当电流值大于预定值时或者数字间断地控制，才启动该ADC，并且可以通过控制占空比来控制平均功耗。因此根据该方式可以有效地降低功耗。

在本公开的另一示例，还包括电流传感单元、过流比较器、第二比较转换单元、和状态滤波组，电流传感单元用于检测锂电池组的充放电电流以生成表示充放电电流的电压信号，并且通过控制多路复用单元来采集电流传感单元的电压信号，并且通过信号放大单元对电压信号进行放大处理以生成放大后第一电压信号，模数转换单元接收放大后第一电压信号并且输出至第二比较转换单元，第二比较转换单元用于对放大后第一电压信号及预设电流电压阈值进行比较，以便生成电流状态信息，状态滤波组将电流状态信息转换为电流状态信号，开关控制模块根据电流状态信号控制充电开关及放电开关的导通与断开，其中，过流比较器用于比较电流传感单元检测的充放电电流与预设电流电压阈值以判断该充放电电流是否大于预设电流电压阈值，在大于的情况下，控制模数转换单元以将模数转换单元的采样周期缩短。

根据该示例，通过增加了一个过流比较器，当检测电流所对应的电压信号大于阈值的时候，可以将ADC的采样速度增加，这样就可以采用一个ADC来实现电压和电流的实时检测。

根据本公开的另一方面，提供了一种锂电池组管理方法，锂电池组包括串联连接的N个锂电池单体。其中锂电池组管理方法中相关内容可以参照上面的表述，为了简洁起见，在此不再赘述。

图4示出了根据本公开的一个示例的锂电池组管理方法400。如图4 所示，该方法可以包括以下步骤。

在步骤402中，通过多路复用单元被控制以便分别采集N个锂电池单体中的一个锂电池单体的电池电压。

在步骤404中，通过模数转换单元接收电池电压，并且将电池电压转换为数字信号。

在步骤406中，通过第一滤波单元用于对数字信号进行滤波处理并且生成滤波后信号。

在步骤408中，通过比较转换单元用于对滤波后信号及预设电压阈值进行比较，以便生成状态信息。

在步骤410中，通过状态滤波单元将状态信息转换为电压状态信号。

在步骤412中，通过开关控制模块基于电压状态信号来生成锂电池组的充电开关及放电开关的控制信号，以控制充电开关及放电开关的导通与断开，从而控制锂电池组的充电及放电。

进一步地，该锂电池组管理方法400还可以包括通过信号放大单元接收来自多路复用单元的一个锂电池的电池电压，并且对电池电压进行放大以便生成放大后信号，放大后信号提供至模数转换单元，例如步骤 403所示出的。

进一步地，第一滤波单元为FIR滤波器并且数量为N个，N个第一滤波单元中的每个第一滤波单元用于分别对多路复用单元所采集的N个锂电池单体的每个锂电池单体的电池电压所生成的数字信号进行滤波处理。

进一步地，比较转换单元的数量为N个，N个比较转换单元中的每个比较转换单元用于分别接收N个第一滤波单元中的每个第一滤波单元所输出的滤波后信号。

进一步地，状态滤波单元的数量为N个，N个状态滤波单元中的每个状态滤波单元用于分别接收N个比较转换单元中的每个比较转换单元所输出的状态信息。

进一步地，预设电压阈值包括过压阈值和欠压阈值，滤波后信号分别与过压阈值和欠压阈值进行比较，以便将滤波后信号转换为状态信息。

进一步地，状态信息为单比特状态信息。

进一步地，电压状态信号包括过压状态信号及欠压状态信号。

进一步地，还包括调整信号放大单元的放大增益系数。

进一步地，信号放大单元及模数转换单元的数量为一个。

进一步地，其特征在于，还包括接收第一滤波单元所输出的滤波后信号，以判断N个锂电池单体的电池电压的均衡情况。

进一步地，如图5所示，还包括对温度的检测。其中该温度检测方法可以包括以下内容。

在步骤502中，通过温度传感单元用于检测锂电池组的温度。

在步骤504中，通过控制多路复用单元来采集温度传感单元的检测温度。

在步骤506中，通过信号放大单元对检测温度进行放大处理以生成放大后温度电压信号。

在步骤508中，模数转换单元接收放大后温度电压信号并且进行模数转换。

在步骤510中，第N+1个第一滤波器进行滤波以生成滤波后温度电压信号。

在步骤512中，第N+1个比较转换单元用于对滤波后温度电压信号及预设温度阈值进行比较，以便生成温度状态信息。

在步骤514中，第N+1个状态滤波单元将温度状态信息转换为温度状态信号。

在步骤516中，开关控制模块根据温度状态信号控制充电开关及放电开关的导通与断开。

第N+1个状态滤波单元将温度状态信息转换为温度状态信号，开关控制模块根据温度状态信号控制充电开关及放电开关的导通与断开。

进一步地，预设温度阈值包括充电低温阈值、充电高温阈值、放电低温阈值和放电高温阈值，根据锂电池组的充放电状态，将滤波后温度电压信号分别与充电低温阈值、充电高温阈值、放电低温阈值和放电高温阈值进行比较。

进一步地，温度状态信号包括充电低温状态、充电高温状态、放电低温状态和放电高温状态。

进一步地，还提供了一种电流检测方法，如图6所述，该电流检测方法可以包括以下内容。

在步骤602中，通过电流传感单元用于检测锂电池组的充放电电流以生成表示充放电电流的电压信号。

在步骤604中，通过控制多路复用单元来采集电流传感单元的电压信号。

在步骤606中，通过信号放大单元对电压信号进行放大处理以生成放大后第一电压信号。

在步骤608中，模数转换单元接收放大后第一电压信号并且进行模数转换。

在步骤610中，第N+1个第一滤波器进行滤波以生成滤波后第一电压信号。

在步骤612中，第N+1个比较转换单元用于对滤波后第一电压信号及预设电流电压阈值进行比较，以便生成电流状态信息。

在步骤614中，状态滤波组将电流状态信息转换为电流状态信号。

在步骤616中，开关控制模块根据电流状态信号控制充电开关及放电开关的导通与断开。

进一步地，状态滤波组包括多个状态滤波器，多个状态滤波器对应于不同的电流阈值及响应时间，从而使得充放电电流越大响应时间越短。

进一步地，状态滤波单元包括状态寄存器和计数器，当状态滤波单元接收的状态信息与状态寄存器所寄存的状态信息相反时，计数器加1，否则计数器清零，当计数器累加至指定响应时间阈值后，状态寄存器翻转。

在本公开的进一步示例中，第一滤波单元为FIR滤波器。

预设电压阈值包括过压阈值和欠压阈值，滤波后信号分别与过压阈值和欠压阈值进行比较，以便将滤波后信号转换为状态信息。状态信息为单比特状态信息。

电压状态信号包括过压状态信号及欠压状态信号。

还包括增益控制模块，增益控制模块用于调整信号放大单元的放大增益系数。

还包括均衡判别模块、第一中值滤波器、及卡尔曼滤波器，第一中值滤波器接收来自模数转换单元的数字信号，进行中值滤波处理，处理后的信号提供至卡尔曼滤波器进行处理，并且卡尔曼滤波器处理后的信号提供至均衡判别模块，均衡判别模块根据所接收的信号来判断N个锂电池单体的电池电压的均衡情况。

在一个示例中，还包括电流传感单元、第二比较转换单元、和状态滤波组，电流传感单元用于检测锂电池组的充放电电流，并且通过控制多路复用单元来采集电流传感单元的检测电流，并且通过信号放大单元对检测电流进行放大处理以生成放大后第一电压信号，模数转换单元接收放大后第一电压信号并且输出至第二比较转换单元，第二比较转换单元用于对放大后第一电压信号及预设电流电压阈值进行比较，以便生成电流状态信息，状态滤波组将电流状态信息转换为电流状态信号，开关控制模块根据电流状态信号控制充电开关及放电开关的导通与断开。

在一个示例中，还包括温度传感单元、第二中值滤波器、第三比较转换单元、和第二状态滤波单元，温度传感单元用于检测锂电池组的温度，并且通过控制多路复用单元来采集温度传感单元的检测温度，并且通过信号放大单元对检测温度进行放大处理以生成放大后温度电压信号，模数转换单元接收放大后温度电压信号并且输出至第二中值滤波器进行滤波以生成滤波后温度电压信号，第三比较转换单元用于对滤波后温度电压信号及预设温度阈值进行比较，以便生成温度状态信息，第二状态滤波单元将温度状态信息转换为温度状态信号，开关控制模块根据温度状态信号控制充电开关及放电开关的导通与断开。

预设温度阈值包括充电低温阈值、充电高温阈值、放电低温阈值和放电高温阈值，根据锂电池组的充放电状态，将滤波后温度电压信号分别与充电低温阈值、充电高温阈值、放电低温阈值和放电高温阈值进行比较。

温度状态信号包括充电低温状态、充电高温状态、放电低温状态和放电高温状态。

在一个示例中，还包括电池开路检测单元，电池开路检测单元包括N 个电容，N个电容中的每个电容分别与N个锂电池单体中的每个锂电池单体并联，并且对每个电容进行放电后再进行充电，通过测量每个电容两端的电压来得到每个锂电池单体的电池电压，根据该电池电压来进行开路检测。

在一个示例中，还包括电流模数转换单元、电流传感单元、第二比较转换单元、和状态滤波组，电流传感单元用于检测锂电池组的充放电电流以生成表示其的电压信号，并且通过控制多路复用单元来采集电流传感单元的电压信号，并且通过信号放大单元对电压信号进行放大处理以生成放大后第一电压信号，电流模数转换单元接收放大后第一电压信号并且输出至第二比较转换单元，第二比较转换单元用于对放大后第一电压信号及预设电流电压阈值进行比较，以便生成电流状态信息，状态滤波组将电流状态信息转换为电流状态信号，开关控制模块根据电流状态信号控制充电开关及放电开关的导通与断开。

在一个示例中，还包括电流传感单元、过流比较器、第二比较转换单元、和状态滤波组，电流传感单元用于检测锂电池组的充放电电流以生成表示其的电压信号，并且通过控制多路复用单元来采集电流传感单元的电压信号，并且通过信号放大单元对电压信号进行放大处理以生成放大后第一电压信号，模数转换单元接收放大后第一电压信号并且输出至第二比较转换单元，第二比较转换单元用于对放大后第一电压信号及预设电流电压阈值进行比较，以便生成电流状态信息，状态滤波组将电流状态信息转换为电流状态信号，开关控制模块根据电流状态信号控制充电开关及放电开关的导通与断开，其中，过流比较器用于比较电流传感单元检测的充放电电流与预设电流电压阈值以判断该充放电电流是否大于预设电流电压阈值，在大于的情况下，控制模数转换单元以将模数转换单元的采样周期缩短。

根据本公开的进一步实施方式，还提供了一种锂电池组管理系统，包括：如上所述的锂电池组管理芯片，锂电池组管理芯片至少用于检测锂电池组的N个锂电池单体中的每个锂电池单体的电池电压；以及充电开关和放电开关，锂电池组管理芯片根据所检测的电池电压来控制充电开关和放电开关的导通与断开。

在锂电池管理系统中，对充放电电流的检测优先级最高，采样频率也要求尽可能高。本公开设计了一种模拟前端通道控制方法来分配各种检测的时间间隙。工作期间采样电路工作在充放电电流的采样频率不变，按照电压和温度的采样频率需求，分配若干采样周期给电压检测或者温度检测，任意两个电压检测或者温度检测周期不相邻。在非电流检测周期，根据最近的几次电流采样值以及变化率预测当前电流值，因为两次电压或者温度检测的时间间隔足够长，可以认为系统一直在连续检测充放电电流，从而实现使用一套模拟前端实现电流、电压和温度检测。

在本公开的上述中值滤波器中，可以采用递归中值滤波，在不降低采样率的前提下，设定一个预定长度的先进先出队列，每个周期采样一个新的数值，插入采样队列尾并移除队首的旧值，对这个队列进行排序，取中间值作为最终结果。

根据本公开的进一步实施方式，还提供了一种电设备，包括：锂电池组；上述的锂电池组管理系统，锂电池组管理系统用于控制锂电池组的充电及放电；以及用电装置，用电装置与锂电池组连接以便通过锂电池组供电。

本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (32)

1.一种锂电池组管理芯片，所述锂电池组包括串联连接的N个锂电池单体，其特征在于，包括：

多路复用单元，所述多路复用单元被控制以便分别采集N个锂电池单体中的一个锂电池单体的电池电压；

模数转换单元，所述模数转换单元接收所述电池电压，并且将所述电池电压转换为数字信号；

第一滤波单元，所述第一滤波单元用于对所述数字信号进行滤波处理并且生成滤波后信号；

比较转换单元，所述比较转换单元用于对所述滤波后信号及预设电压阈值进行比较，以便生成状态信息；

状态滤波单元，所述状态滤波单元将所述状态信息转换为电压状态信号；以及

开关控制模块，所述开关控制模块基于所述电压状态信号来生成所述锂电池组的充电开关及放电开关的控制信号，以控制所述充电开关及放电开关的导通与断开，从而控制所述锂电池组的充电及放电。

2.如权利要求1所述的锂电池组管理芯片，其特征在于，还包括信号放大单元，所述信号放大单元接收来自所述多路复用单元的一个锂电池的电池电压，并且对所述电池电压进行放大以便生成放大后信号，所述放大后信号提供至所述模数转换单元。

3.如权利要求2所述的锂电池组管理芯片，其特征在于，所述第一滤波单元为FIR滤波器并且数量为N个，N个第一滤波单元中的每个第一滤波单元用于分别对所述多路复用单元所采集的N个锂电池单体的每个锂电池单体的电池电压所生成的数字信号进行滤波处理。

4.如权利要求3所述的锂电池组管理芯片，其特征在于，所述比较转换单元的数量为N个，N个比较转换单元中的每个比较转换单元用于分别接收N个第一滤波单元中的每个第一滤波单元所输出的滤波后信号。

5.如权利要求4所述的锂电池组管理芯片，其特征在于，所述状态滤波单元的数量为N个，N个状态滤波单元中的每个状态滤波单元用于分别接收N个比较转换单元中的每个比较转换单元所输出的状态信息。

6.如权利要求5所述的锂电池组管理芯片，其特征在于，所述预设电压阈值包括过压阈值和欠压阈值，所述滤波后信号分别与所述过压阈值和欠压阈值进行比较，以便将所述滤波后信号转换为状态信息。

7.如权利要求6所述的锂电池组管理芯片，其特征在于，所述状态信息为单比特状态信息。

8.如权利要求7所述的锂电池组管理芯片，其特征在于，所述电压状态信号包括过压状态信号及欠压状态信号。

9.如权利要求2所述的锂电池组管理芯片，其特征在于，还包括增益控制模块，所述增益控制模块用于调整所述信号放大单元的放大增益系数。

10.如权利要求2所述的锂电池组管理芯片，其特征在于，所述信号放大单元及所述模数转换单元的数量为一个。

11.如权利要求1至10中任一项所述的锂电池组管理芯片，其特征在于，还包括均衡判别模块，所述均衡判别模块用于接收所述第一滤波单元所输出的滤波后信号，以判断所述N个锂电池单体的电池电压的均衡情况。

12.如权利要求2至10中任一项所述的锂电池组管理芯片，其特征在于，还包括温度传感单元、第N+1个第一滤波器、第N+1个比较转换单元、和第N+1个状态滤波单元，所述温度传感单元用于检测锂电池组温度以生成温度电压值，并且通过控制所述多路复用单元来采集所述温度传感单元的温度电压值，并且通过所述信号放大单元对所述温度电压值进行放大处理以生成放大后温度电压信号，所述模数转换单元接收所述放大后温度电压信号并且输出至所述第N+1个第一滤波器进行滤波以生成滤波后温度电压信号，第N+1个比较转换单元用于对所述滤波后温度电压信号及预设温度阈值进行比较，以便生成温度状态信息，所述第N+1个状态滤波单元将所述温度状态信息转换为温度状态信号，所述开关控制模块根据所述温度状态信号控制所述充电开关及放电开关的导通与断开。

13.如权利要求12所述的锂电池组管理芯片，其特征在于，所述预设温度阈值包括充电低温阈值、充电高温阈值、放电低温阈值和放电高温阈值，根据所述锂电池组的充放电状态，将所述滤波后温度电压信号分别与所述充电低温阈值、充电高温阈值、放电低温阈值和放电高温阈值进行比较。

14.如权利要求13所述的锂电池组管理芯片，其特征在于，所述温度状态信号包括充电低温状态、充电高温状态、放电低温状态和放电高温状态。

15.如权利要求2至10中任一项所述的锂电池组管理芯片，其特征在于，还包括电流传感单元、第N+1个第一滤波器、第N+1个比较转换单元、和状态滤波组，所述电流传感单元用于检测所述锂电池组的充放电电流以生成表示所述充放电电流的第一电压值，并且通过控制所述多路复用单元来采集所述电流传感单元的第一电压值，并且通过所述信号放大单元对所述第一电压值进行放大处理以生成放大后第一电压信号，所述模数转换单元接收所述放大后第一电压信号并且输出至所述第N+1个第一滤波器进行滤波以生成滤波后第一电压信号，第N+1个比较转换单元用于对滤波后第一电压信号及预设电流电压阈值进行比较，以便生成电流状态信息，所述状态滤波组将所述电流状态信息转换为电流状态信号，所述开关控制模块根据所述电流状态信号控制所述充电开关及放电开关的导通与断开。

16.如权利要求15所述的锂电池组管理芯片，其特征在于，所述状态滤波组包括多个状态滤波器，所述多个状态滤波器对应于不同的电流阈值及响应时间，从而使得充放电电流越大响应时间越短。

17.如权利要求1至10中任一项所述的锂电池组管理芯片，其特征在于，所述状态滤波单元包括状态寄存器和计数器，当所述状态滤波单元接收的状态信息与所述状态寄存器所寄存的状态信息相反时，所述计数器加1，否则所述计数器清零，当所述计数器累加至指定响应时间阈值后，所述状态寄存器翻转。

18.如权利要求2所述的锂电池组管理芯片，其特征在于，所述第一滤波单元为FIR滤波器。

19.如权利要求18所述的锂电池组管理芯片，其特征在于，所述预设电压阈值包括过压阈值和欠压阈值，所述滤波后信号分别与所述过压阈值和欠压阈值进行比较，以便将所述滤波后信号转换为状态信息。

20.如权利要求19所述的锂电池组管理芯片，其特征在于，所述状态信息为单比特状态信息。

21.如权利要求20所述的锂电池组管理芯片，其特征在于，所述电压状态信号包括过压状态信号及欠压状态信号。

22.如权利要求2所述的锂电池组管理芯片，其特征在于，还包括增益控制模块，所述增益控制模块用于调整所述信号放大单元的放大增益系数。

23.如权利要求18至22中任一项所述的锂电池组管理芯片，其特征在于，还包括均衡判别模块、第一中值滤波器、及卡尔曼滤波器，所述第一中值滤波器接收来自所述模数转换单元的数字信号，进行中值滤波处理，处理后的信号提供至所述卡尔曼滤波器进行处理，并且所述卡尔曼滤波器处理后的信号提供至所述均衡判别模块，所述均衡判别模块根据所接收的信号来判断所述N个锂电池单体的电池电压的均衡情况。

24.如权利要求18至22中任一项所述的锂电池组管理芯片，其特征在于，还包括电流传感单元、第二比较转换单元、和状态滤波组，所述电流传感单元用于检测所述锂电池组的充放电电流以生成表示所述充放电电流的第一电压值，并且通过控制所述多路复用单元来采集所述电流传感单元的第一电压值，并且通过所述信号放大单元对所述第一电压值进行放大处理以生成放大后第一电压信号，所述模数转换单元接收所述放大后第一电压信号并且输出至第二比较转换单元，第二比较转换单元用于对放大后第一电压信号及预设电流电压阈值进行比较，以便生成电流状态信息，所述状态滤波组将所述电流状态信息转换为电流状态信号，所述开关控制模块根据所述电流状态信号控制所述充电开关及放电开关的导通与断开。

25.如权利要求18至22中任一项所述的锂电池组管理芯片，其特征在于，还包括温度传感单元、第二中值滤波器、第三比较转换单元、和第二状态滤波单元，所述温度传感单元用于检测锂电池组温度以生成温度电压值，并且通过控制所述多路复用单元来采集所述温度传感单元的温度电压值，并且通过所述信号放大单元对所述温度电压值进行放大处理以生成放大后温度电压信号，所述模数转换单元接收所述放大后温度电压信号并且输出至所述第二中值滤波器进行滤波以生成滤波后检测温度信号，第三比较转换单元用于对滤波后检测温度信号及预设温度阈值进行比较，以便生成温度状态信息，所述第二状态滤波单元将所述温度状态信息转换为温度状态信号，所述开关控制模块根据所述温度状态信号控制所述充电开关及放电开关的导通与断开。

26.如权利要求25所述的锂电池组管理芯片，其特征在于，所述预设温度阈值包括充电低温阈值、充电高温阈值、放电低温阈值和放电高温阈值，根据所述锂电池组的充放电状态，将所述滤波后检测温度信号分别与所述充电低温阈值、充电高温阈值、放电低温阈值和放电高温阈值进行比较。

27.如权利要求26所述的锂电池组管理芯片，其特征在于，所述温度状态信号包括充电低温状态、充电高温状态、放电低温状态和放电高温状态。

28.如权利要求18至22中任一项所述的锂电池组管理芯片，其特征在于，还包括电池开路检测单元，所述电池开路检测单元包括N个电容，所述N个电容中的每个电容分别与所述N个锂电池单体中的每个锂电池单体并联，并且对每个电容进行放电后再进行充电，通过测量每个电容两端的电压来得到每个锂电池单体的电池电压，根据该电池电压来进行开路检测。

29.如权利要求18至22中任一项所述的锂电池组管理芯片，其特征在于，还包括电流模数转换单元、电流传感单元、第二比较转换单元、和状态滤波组，所述电流传感单元用于检测所述锂电池组的充放电电流以生成表示所述充放电电流的第一电压值，并且通过控制所述多路复用单元来采集所述电流传感单元的第一电压值，并且通过所述信号放大单元对所述第一电压值进行放大处理以生成放大后第一电压信号，所述电流模数转换单元接收所述放大后第一电压信号并且输出至第二比较转换单元，第二比较转换单元用于对放大后第一电压信号及预设电流电压阈值进行比较，以便生成电流状态信息，所述状态滤波组将所述电流状态信息转换为电流状态信号，所述开关控制模块根据所述电流状态信号控制所述充电开关及放电开关的导通与断开。

30.如权利要求18至22中任一项所述的锂电池组管理芯片，其特征在于，还包括电流传感单元、过流比较器、第二比较转换单元、和状态滤波组，所述电流传感单元用于检测所述锂电池组的充放电电流以生成表示所述充放电电流的第一电压值，并且通过控制所述多路复用单元来采集所述电流传感单元的第一电压值，并且通过所述信号放大单元对所述第一电压值进行放大处理以生成放大后第一电压信号，所述模数转换单元接收所述放大后第一电压信号并且输出至第二比较转换单元，第二比较转换单元用于对放大后第一电压信号及预设电流电压阈值进行比较，以便生成电流状态信息，所述状态滤波组将所述电流状态信息转换为电流状态信号，所述开关控制模块根据所述电流状态信号控制所述充电开关及放电开关的导通与断开，其中，所述过流比较器用于比较所述电流传感单元检测的充放电电流与预设电流电压阈值以判断该充放电电流是否大于预设电流电压阈值，在大于的情况下，控制所述模数转换单元以将所述模数转换单元的采样周期缩短。

31.一种锂电池组管理系统，其特征在于，包括：

如权利要求1至30中任一项所述的锂电池组管理芯片，所述锂电池组管理芯片至少用于检测所述锂电池组的所述N个锂电池单体中的每个锂电池单体的电池电压；以及

充电开关和放电开关，所述锂电池组管理芯片根据所检测的电池电压来控制所述充电开关和放电开关的导通与断开。

32.一种电设备，其特征在于，包括：

锂电池组；

如权利要求31所述的锂电池组管理系统，所述锂电池组管理系统用于控制所述锂电池组的充电及放电；以及

用电装置，所述用电装置与所述锂电池组连接以便通过所述锂电池组供电。

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