CN220031753U - 一种具有afe芯片的电池管理电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种具有AFE芯片的电池管理电路通过温度检测装置对开关管附近的温度和放电电阻所在区域的温度进行检测，开关管控制器基于开关管附近检测的最高温度值Tmax和放电电阻所在区域最高温度值Tmax1来确定开关管的最终占空比。当温度升高并大于一定的温度阈值时，由最高温度值Tmax和最高温度值Tmax1确定的最终开关管占空比会减小。通过双重的温度检测，保证AFE的芯片内和芯片外部温度均在安全区内，可以避免因温度的升高对芯片、开关管或者电池管理系统等性能的影响。另外，当在温度上升过程中或者温度下降过程中，需要经过一定的迟滞温度后，占空比才会跳变，可以避免因温度的微小波动造成的占空比的不稳定跳变，提升开关管控制的稳定性。

Description

一种具有AFE芯片的电池管理电路

技术领域

本实用新型涉及热管理技术领域，具体涉及一种具有AFE芯片的电池管理电路。

背景技术

在电动汽车或者混动汽车中设置有AFE(AnalogFrontEnd)芯片，用于在电动汽车或者混动汽车的BMS(BatteryManagementsystem)中监测和均衡电池电压。在电池的均衡中，一般通过被动均衡的方式来实现电池的整体平衡，其中，被动均衡一般是通过在AFE芯片内部设置有开关管，通过电阻放电的方式，对电压较高的电池进行放电，其将电压较高的电池的能量转化为热量进行散发，以实现电池的整体平衡。然而，在AFE芯片内部设置的开关管存在内阻，因此，在进行均衡时，由于开关管内阻上温度的升高会导致AFE芯片温度上升，而AFE芯片温度的上升进而会影响其性能。同样地，在AFE芯片外部因为放电电阻的存在，在进行均衡时，放电电阻上也会积累热量，会导致放电电阻附近的温度上升，而温度的上升会对放电电阻或其附近的元器件的性能产生影响。因此，有必要对均衡时由于开关管内阻或者放电电阻所产生的热量导致的温升进行管理，以避免因温度的升高而影响芯片或开关管等元器件的性能。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种具有AFE芯片的电池管理电路，通过双重的温度检测，可以避免因温度的升高对芯片、开关管或者电池管理系统等性能的影响。另外，通过本实用新型可以提升开关管控制的稳定性。

根据本实用新型第一方面，提供了一种具有AFE芯片的电池管理电路，包括：

开关管，设置在所述AFE芯片内部；

放电电阻，设置在所述AFE芯片外部；

电池电芯，所述电池电芯的两端通过所述放电电阻与所述开关管的两端连接，以形成放电回路；

温度检测装置，分别设置在所述AFE芯片内部和所述AFE芯片外部，以检测所述开关管所在区域和所述放电电阻所在区域的温度；

开关管控制器，用于控制所述开关管的导通或关断，所述开关管控制器基于在所述开关管所在区域检测的最高温度值Tmax和在所述放电电阻所在区域检测的最高温度值Tmax1来确定所述开关管的最终占空比。

进一步地，在所述AFE芯片内部，所述开关管控制器根据所述开关管所在区域检测的最高温度值Tmax确定第一比例系数；

在所述AFE芯片外部，所述开关管控制器根据所述放电电阻所在区域检测的最高温度值Tmax1确定第二比例系数；

所述开关管控制器根据所述第一比例系数和所述第二比例系数的最小值控制开关管的最终占空比。

进一步地，在所述AFE芯片内部，当最高温度值Tmax大于第一温度阈值后，所述第一比例系数的值随着温度升高而减小；

在所述AFE芯片外部，当最高温度值Tmax1大于第二温度阈值后，所述第二比例系数的值随着温度升高而减小。

进一步地，所述开关管控制器基于在所述开关管所在区域检测的最高温度值Tmax获得第一占空比；

所述开关管控制器基于在所述放电电阻所在区域检测的最高温度值Tmax1获得第二占空比；

所述开关管控制器根据所述第一占空比和所述第二占空比的最小值控制开关管的最终占空比。

进一步地，在所述AFE芯片内部，当最高温度值Tmax大于第一温度阈值后，所述第一占空比的值随着温度升高而减小；

在所述AFE芯片外部，当最高温度值Tmax1大于第二温度阈值后，所述第二占空比的值随着温度升高而减小。

进一步地，所述开关管控制器设置有对应于所述开关管所在区域的1-N个温度阈值，1-N个温度阈值依次增大，其中，N为正整数；

所述开关管控制器设置有对应于所述放电电阻所在区域的1-M个温度阈值，1-M个温度阈值依次增大，其中，M为正整数。

进一步地，所述开关管控制器设置有对应于所述开关管所在区域的1-N个温度阈值，1-N个温度阈值依次增大，其中，N为正整数；

所述开关管控制器设置有对应于所述放电电阻所在区域的1-M个温度阈值，1-M个温度阈值依次增大，其中，M为正整数。

进一步地，所述开关管控制器控制所述开关管的最终占空比根据所述开关管的设置的占空比与所述第一比例系数和所述第二比例系数的最小值的乘积获得，其中，所述第一比例系数和所述第二比例系数的最小值根据所述1-N个温度阈值和所述1-M个温度阈值设定。

进一步地，所述1-N个温度阈值与所述1-M个温度阈值的值设置为不同。

进一步地，所述开关管控制器控制所述第一占空比根据所述开关管的设置占空比与第一比例系数的乘积获得，所述第一比例系数根据所述1-N个温度阈值设定，

所述开关管控制器控制第二占空比根据所述开关管的设置占空比与第二比例系数的乘积获得，所述第二比例系数根据所述1-M个温度阈值设定。

进一步地，在所述1-N个温度阈值中的每奇数位和与该奇数位相邻的下一个偶数位的温度阈值对应同一个第一占空比，该奇数位和偶数位的温度差值记为迟滞温度，

在温度上升过程中，所述开关管控制器检测所述开关管所在区域的温度大于该奇数位和偶数位的温度阈值中的较高者，则调整所述第一占空比的大小，

在温度下降过程中，所述开关管控制器检测所述开关管所在区域的温度小于该奇数位和偶数位的温度阈值中的较低者，则调整所述第一占空比的大小。

进一步地，在所述1-M个温度阈值中的每奇数位和与该奇数位相邻的下一个偶数位的温度阈值对应同一个第二占空比，该奇数位和偶数位的温度差值记为迟滞温度，

在温度上升中，所述开关管控制器检测所述放电电阻所在区域的温度大于该奇数位和偶数位的温度阈值中的较高者，则调整所述第二占空比的大小，

在温度下降中，所述开关管控制器检测所述放电电阻所在区域的温度小于该奇数位和偶数位的温度阈值中的较低者，则调整所述第二占空比的大小。

进一步地，在所述1-N个温度阈值中的每奇数位和与该奇数位相邻的下一个偶数位的温度阈值对应同一个第一比例系数，该奇数位和偶数位的温度差值记为迟滞温度，

在温度上升过程中，所述开关管控制器检测所述开关管所在区域的温度大于该奇数位和偶数位的温度阈值中的较高者，则调整所述第一比例系数的大小，

在温度下降过程中，所述开关管控制器检测所述开关管所在区域的温度小于该奇数位和偶数位的温度阈值中的较低者，则调整所述第一比例系数的大小。

进一步地，在所述1-M个温度阈值中的每奇数位和与该奇数位相邻的下一个偶数位的温度阈值对应同一个第二比例系数，该奇数位和偶数位的温度差值记为迟滞温度，

在温度上升中，所述开关管控制器检测所述放电电阻所在区域的温度大于该奇数位和偶数位的温度阈值中的较高者，则调整所述第二比例系数的大小，

在温度下降中，所述开关管控制器检测所述放电电阻所在区域的温度小于该奇数位和偶数位的温度阈值中的较低者，则调整所述第二比例系数的大小。

进一步地，在所述AFE芯片内部，所述温度检测装置的数量与所述开关管的数量一致或者是所述温度检测装置的数量少于所述开关管的数量；

在所述AFE芯片外部，所述温度检测装置的数量与所述放电电阻的数量一致或者是所述温度检测装置的数量少于所述放电电阻的数量。

本实用新型的有益效果至少包括：

本实用新型提供的具有AFE芯片的电池管理电路通过温度检测装置，如温度传感器对开关管附近的温度进行检测，开关管控制器选取开关管附近检测的最高温度值Tmax；并通过温度传感器对放电电阻所在区域的温度进行检测，开关管控制器选取放电电阻所在区域最高温度值Tmax1，开关管控制器在获取了最高温度值Tmax和最高温度值Tmax1的基础上，来确定开关管的最终占空比。本实用新型中，当温度升高并大于一定的温度阈值时，由最高温度值Tmax和最高温度值Tmax1确定的最终开关管占空比会减小。通过双重的温度检测，保证AFE的芯片内和芯片外部温度均在安全区内，可以避免因温度的升高对芯片、开关管或者电池管理系统等性能的影响。另外，当在温度上升过程中或者温度下降过程中，需要经过一定的迟滞温度后，占空比才会跳变，可以避免因温度的微小波动造成的占空比的不稳定跳变，提升开关管控制的稳定性。

应当说明的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

图1示出本实用新型实施例提供的具有AFE芯片的电池管理电路的原理图；

图2a示出本实用新型开关控制器根据在AFE芯片内部，设置在开关管附近的温度传感器检测的温度产生占空比的控制变化图；

图2b示出本实用新型开关控制器根据在AFE芯片外部，设置在放电电阻所在区域上的温度传感器检测的温度产生占空比的控制变化图。

图3示出根据本实用新型实施例提供的开关管控制器根据温度传感器检测的温度产生控制开关管的脉宽波形图；

图4a示出本实用新型另一实施例开关控制器根据在AFE芯片内部，设置在开关管附近的温度传感器检测的温度产生占空比的控制变化图；

图4b示出本实用新型另一实施例开关控制器根据在AFE芯片外部，设置在放电电阻所在区域上的温度传感器检测的温度产生占空比的控制变化图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以通过不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反的，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

如图1所示，为本实用新型所提供的具有AFE芯片的电池管理电路的原理图，其包括多个电池电芯Cell1、Cell2……Celln-1、Celln，AFE芯片和连接在电池电芯和AFE芯片之间的放电电阻R1、R2……R2n，在AFE芯片内部设置有开关1、开关管2……开关管n-1、开关管n，具体地，电芯Cell1、Cell2……Celln-1、Celln分别通过放电电阻R1、R2、R3、R4……R2n-3、R2n-2、R2n-1、R2n与开关管1、开关管2……开关管n-1、开关管n连接，开关管1、开关管2……开关管n-1、开关管n的驱动端与开关管控制器连接，开关管控制器产生开关控制信号分别控制开关管1、开关管2……开关管n-1、开关管n的导通或者关断。例如，当开关管控制器控制开关管1导通时，电芯Cell1可以通过放电电阻R2、R1形成一个放电回路，电芯Cell1上多余的能量可以通过该放电回路进行放电；当开关管控制器控制开关管1关断时，停止放电。其中开关管控制器可以设置在AFE芯片的内部，也可以设置在AFE芯片的外部，图1中示出了开关管控制电路设置在了AFE芯片内部，但是本实用新型并不限于图1中的实施例。其中，开关管控制器通过产生PWM信号实现对开关管的控制，PWM信号为周期性的脉宽信号，在一个开关周期Tc里，其包括导通时间和关断时间，开关周期Tc即为导通时间和关断时间之和。占空比D为开关管导通时间与开关周期的比值，当开关周期Tc一定时，占空比D越大，表示开关管的导通时间越长，反之，占空比D越小，表示开关管的导通时间越小。

在开关管内部存在内阻，由于该内阻的存在，当开关管导通时，在该内阻上会产生热量，进而会导致AFE芯片温度的上升，该温度的上升进而会对芯片的性能产生影响，在本实用新型中，在AFE芯片内部设置温度检测装置，如为温度传感器，温度传感器可以设置在多个开关管的附近位置，温度传感器对开关管附近的温度进行检测，这里，AFE芯片内部设置的温度传感器的数量可以与开关管的数量一致，通过这样设置可以方便精准的检测开关管的实时温度；可选地，AFE芯片内部设置的温度传感器的数量也可以不与开关管的数量一致，示例地，可以少于开关管的数量。

同样地，在进行均衡时，当放电回路导通后，设置在AFE芯片外部的放电电阻上同样也会产生热量，当放电电阻上的热量过高时，会对放电电阻本身以及其附近的元器件的性能产生影响。本实用新型将放电电阻R1、R2、R3、R4……R2n-3、R2n-2、R2n-1、R2n所在的区域划分为多个区域，在每个区域内设置有温度检测装置，如为温度传感器，温度传感器可以对其所在区域的温度进行检测，多个区域的温度传感器分别检测其相应区域的温度。示例地，如图1中所示，在AFE芯片外部，可以将每个放电回路上的放电电阻所在的区域设置为一个区域，在该区域内设置温度传感器，温度传感器对该放电回路上设置在AFE芯片外部的放电电阻的温度进行检测，即在AFE芯片外部，将放电电阻R1、R2、R3、R4……R2n-3、R2n-2、R2n-1、R2n所在的区域划分为n个区域，每个区域都设置有温度传感器，用于检测其所在区域的温度，可以实现对每个放电回路上设置在AFE芯片外部的放电电阻温度的精准检测。示例地，也可以将放电电阻R1、R2、R3、R4……R2n-3、R2n-2、R2n-1、R2n所在的区域分别划分为数量小于n的区域，即1≤区域的数量＜n(n为正整数)，即在AFE芯片外部，可以将多个放电回路上的放电电阻所在的区域设置为一个区域，在该区域内设置温度传感器，温度传感器对多个放电回路上设置在AFE芯片外部的放电电阻的温度进行检测。通过这样设置，可以减小相应的温度传感器的数量。其中，本实用新型中温度传感器的类型可以根据实际的应用场景进行选择设置。

本实用新型基于在AFE芯片内部在开关管附近设置的温度传感器检测到的最高温度值Tmax，和基于在AFE芯片外部放电电阻所在区域设置的温度传感器检测到的最高温度Tmax1，开关管控制器确定控制开关管的占空比。进一步地，如图2a所示，为本实用新型开关控制器根据开关管附近的温度传感器检测的最高温度值Tmax产生占空比d1的控制变化图，其中Ds为设置的开关管工作的占空比，其中，开关管控制器对于开关管1到开关管n分别设置有占空比Ds，每个开关管的占空比Ds可以根据实际情况进行设置。当检测到的最高温度值Tmax逐渐升高时，占空比d1会发生变化。本实施例中，设置第二温度阈值T2、第四温度阈值T4和第六温度阈值T6，其中，T2<T4<T6。从图2a中可以看出，在最高温度值Tmax上升的过程中，当温度传感器检测到对应的开关管附近的最高温度值Tmax小于T2时，开关管控制器控制开关管的占空比d1为Ds；当最高温度值Tmax逐渐升高到大于T2时，开关管控制器控制开关管的占空比d1与Ds成比例关系，如此时占空比d1为a1*Ds；当最高温度值Tmax再次升高到大于T4时，开关管控制器控制开关管的占空比d1为a2*Ds；当最高温度值Tmax继续升高到大于T6时，开关管控制器控制开关管的占空比d1为a3*Ds，其中，a1>a2>a3。尤其地，当T6的值设为较高时，则a3可以设置零。其中，设置的占空比Ds，以及比例系数a1、a2不是一个定值，在实际的应用中其是可变设置的，增加了均衡时进行热管理的灵活度。在本实用新型中，通过比例系数a1、a2的设置，开关管占空比随着温度阈值的升高呈线性关系下降或者不呈线性关系下降是可以设置的。另外，占空比d1随着最高温度值Tmax的升高逐渐降低到零的相应的温度阈值及温度阈值数量的设置，在实际的应用中可以根据需要进行设置，并不限于本实用新型中限定的T2、T4和T6。

同样地，如图2b所示，为本实用新型开关控制器根据在AFE芯片外部，设置在放电电阻所在区域上的温度传感器检测的最高温度值Tmax1产生占空比d2的控制变化图，其中Ds为设置的开关管工作的占空比，其中，开关管控制器对于开关管1到开关管n分别设置有占空比Ds，每个开关管的占空比Ds可以根据实际情况进行设置。当最高温度值Tmax1逐渐升高时，占空比d2会发生变化。本实施例中，设置第八温度阈值T2’、第十温度阈值T4’和第十二温度阈值T6’，其中，T2’<T4’<T6’。从图2b中可以看出，在最高温度值Tmax1上升过程中，当温度传感器检测到放电电阻所在区域上的最高温度值Tmax1小于T2’时，开关管控制器控制开关管的占空比d2为Ds；当最高温度值Tmax1逐渐升高到大于T2’时，开关管控制器控制开关管的占空比d2与Ds成比例关系，如此时占空比d2为a1’*Ds；当最高温度值Tmax1再次升高到大于T4’时，开关管控制器控制开关管的占空比d2为a2’*Ds；当最高温度值Tmax1继续升高到大于T6’时，开关管控制器控制开关管的占空比d2为a3’*Ds，其中，a1’>a2’>a3’。尤其地，当T6’的值设为较高时，则a3’可以设置零。其中，设置的占空比Ds，以及比例系数a1’、a2’不是一个定值，在实际的应用中其是可变设置的，增加了均衡时进行热管理的灵活度。在本实用新型中，通过比例系数a1’、a2’的设置，开关管占空比随着温度阈值的升高呈线性关系下降或者不呈线性关系下降是可以设置的。另外，占空比d2随着最高温度值Tmax1的升高逐渐降低到零的相应的温度阈值及温度阈值数量的设置，在实际的应用中可以根据需要进行设置，并不限于本实用新型中限定的T2’、T4’和T6’。

基于上文描述，本实用新型的一个实施例，为了确定开关管工作的占空比，在设置的占空比Ds的基础上，开关管控制器基于在AFE芯片内部开关管附近设置的温度传感器检测到的最高温度值Tmax和针对在AFE芯片内部温度传感器设置的相应的温度阈值(T2、T4、T6)，将最高温度值Tmax与相应的温度阈值进行比较，示例地，当最高温度值Tmax大于T2时，开关管控制器确定与T2温度相对应的比例系数为a1，当最高温度值Tmax大于T4时，开关管控制器确定与T4温度相对应的比例系数为a2，在获取了相应的比例系数的基础上，先得到相应的占空比d1为Ds与该比例系数的乘积。同样地，开关管控制器基于在AFE芯片外部放电电阻所在区域设置的温度传感器检测到的最高温度值Tmax1和针对在AFE芯片外部温度传感器设置的相应的温度阈值(T2’、T4’、T6’)，将最高温度值Tmax1与相应的温度阈值进行比较，示例地，当最高温度值Tmax1大于T2’时，开关管控制器确定与T2’温度相对应的比例系数为a1’，当最高温度值Tmax1大于T4’时，开关管控制器确定与T4’温度相对应的比例系数为a2’，在获取了相应的比例系数的基础上，先得到相应的占空比d2为Ds与该比例系数的乘积。在获取了占空比d1与占空比d2的基础上，开关管控制器将这两者中的最小者，作为控制开关管的最终占空比。示例地，如图3所示，其示出了开关管控制器根据在AFE芯片内部开关管附近的温度传感器检测到的最高温度值Tmax和在AFE芯片外部放电电阻所在区域上的温度传感器检测到的最高温度值Tmax1，分别产生的控制开关管的脉宽信号图(也即占空比)，以图3中左侧部分表示开关管控制器根据在AFE芯片内部开关管附近的温度传感器检测到的最高温度值Tmax产生的脉宽信号，图3中右侧部分表示开关管控制器根据在AFE芯片外部，设置在放电电阻所在区域上的温度传感器检测到的最高温度值Tmax1产生的脉宽信号进行说明。

在AFE芯片内部，示例性地，在温度变化的过程中，在t1时刻、t2时刻、t3时刻，开关管控制器根据在AFE芯片内部开关管附近的温度传感器检测到的三个最高温度值Tmax分别产生三个脉宽大小的脉宽信号PWM1、PWM2、PWM3，在t1时刻，当温度传感器检测到的最高温度值为第一温度时，开关管控制器产生脉宽信号PWM1，在t2时刻，当温度传感器检测到的最高温度值为第二温度时，开关管控制器产生脉宽信号PWM2，在t3时刻，当温度传感器检测到的最高温度值为第三温度时，开关管控制器产生脉宽信号PWM3，这三个脉宽信号PWM1、PWM2、PWM3分别对应的不同的开关占空比D1、D2、D3。其中，开关管导通时，脉宽信号为高电平或者低电平可以根据实际的应用进行设置。示例地，当脉宽信号为高电平时，控制开关管导通，当脉宽信号为低电平时，控制开关管关断，在这种情况下，第一温度<第二温度<第三温度，占空比D1>D2>D3，即随着温度传感器检测到的温度的上升，开关管控制器产生的控制该开关管的占空比会降低。

在AFE芯片外部，示例性地，在温度变化的过程中，在t1时刻、t2时刻、t3时刻，开关管控制器根据在AFE芯片外部，设置在放电电阻所在区域上的温度传感器检测到的三个最高温度值Tmax1分别产生的三个脉宽大小的脉宽信号PWM4、PWM5、PWM6，在t1时刻，当温度传感器检测到的最高温度值为第四温度时，开关管控制器产生脉宽信号PWM4，在t2时刻，当温度传感器检测到的最高温度值为第五温度时，开关管控制器产生脉宽信号PWM5，在t3时刻，当温度传感器检测到的最高温度值为第六温度时，开关管控制器产生脉宽信号PWM6，这三个脉宽信号PWM4、PWM5、PWM6分别对应的不同的开关占空比D4、D5、D6。其中，开关管导通时，脉宽信号为高电平或者低电平可以根据实际的应用进行设置。示例地，当脉宽信号为高电平时，控制开关管导通，当脉宽信号为低电平时，控制开关管关断，在这种情况下，第四温度<第五温度<第六温度，占空比D4>D5>D6，即随着温度传感器检测到的温度的上升，开关管控制器产生的控制开关管的占空比会降低。

在同一时刻，开关管控制器将占空比d1和占空比d2中的最小值作为控制开关管的最终占空比，以最大程度实现降低温度的升高对芯片、开关管或者电池管理系统等性能的影响。示例性地，如图3所示，在t1时刻，占空比D1>D4，则此时，开关管控制器将占空比D4作为控制开关管的占空比信号；在t2时刻，占空比D2<D5，则此时，开关管控制器将占空比D2作为控制开关管的占空比信号；在t3时刻，占空比D3<D6，此时，开关管控制器将占空比D3作为控制开关管的占空比信号。

作为本实用新型的另一个实施例，为了确定开关管工作的占空比，在设置的占空比Ds的基础上，开关管控制器基于在AFE芯片内部开关管附近设置的温度传感器检测到的最高温度值Tmax和针对在AFE芯片内部温度传感器设置的相应的温度阈值(T2、T4、T6)，将最高温度值Tmax与相应的温度阈值进行比较，示例地，当最高温度值Tmax大于T2时，开关管控制器确定与T2温度相对应的比例系数为a1，当最高温度值Tmax大于T4时，开关管控制器确定与T4温度相对应的比例系数为a2。同样地，开关管控制器基于在AFE芯片外部放电电阻所在区域设置的温度传感器检测到的最高温度值Tmax1和针对在AFE芯片外部温度传感器设置的相应的温度阈值(T2’、T4’、T6’)，将最高温度值Tmax1与相应的温度阈值进行比较，示例地，当最高温度值Tmax1大于T2’时，开关管控制器确定与T2’温度相对应的比例系数为a1’，当最高温度值Tmax1大于T4’时，开关管控制器确定与T4’温度相对应的比例系数为a2’。在基于最高温度值Tmax和最高温度值Tmax1获取的两个比例系数的基础上，开关管控制器将这两者中的最小者，作为控制开关管的最终比例系数，从而确定开关管的最终占空比为Ds与该最小比例系数的乘积。其中，以上两种实施例中，具体对一个或多个开关管进行控制是本领域技术人员可以根据实际需求进行设置的。

进一步地，如图4a所示，本实用新型开关控制器根据开关管附近的温度传感器检测的最高温度值Tmax产生占空比d1的控制变化图中，还进一步设置有第一温度阈值T1、第三温度阈值T3和第五温度阈值T5，在本申请的实施例中，设置第一温度阈值T1和第二温度阈值T2的差值记为第一迟滞温度ΔT1，设置第三温度阈值T3和第四温度阈值T4的差值记为第二迟滞温度ΔT2，设置第五温度阈值T5和第六温度阈值T6的差值记为第三迟滞温度ΔT3。进一步地，从图4a中可以看出，在最高温度值Tmax上升过程中，当最高温度值Tmax由小于第二温度阈值T2的温度上升到大于第二温度阈值T2的温度之后，占空比d1由Ds跳变为a1*Ds，当最高温度值Tmax下降过程中，当温度下降到T2时，占空比d1并不会由a1*Ds马上跳变为Ds，只有在最高温度值Tmax小于T1时，占空比d1才会跳变为Ds，即是只有经过第一迟滞温度ΔT1后，占空比d1才会由a1*Ds跳变为Ds。同样地，在最高温度值Tmax上升过程中，当最高温度值Tmax大于T4后，占空比d1由a1*Ds跳变为a2*Ds，最高温度值Tmax下降时，只有在最高温度值Tmax下降到T3时，占空比d1才会由a2*Ds跳变为a1*Ds，即只有经过第二迟滞温度ΔT2后，占空比d1才会由a2*Ds跳变为a1*Ds；T5和T6温度与占空比的转换关系类似。通过最高温度值Tmax上升时占空比d1的跳变温度与最高温度值Tmax降时占空比d1的跳变温度之间设置一个迟滞温度，可以防止在跳变点附近，占空比d1的不稳定，即避免了在跳变点附近，因温度的微小波动造成的占空比的不稳定跳变，提升了开关管控制器输出占空比的稳定性。其中，第一迟滞温度ΔT1、第二迟滞温度ΔT2、第三迟滞温度ΔT3在实际的应用中可以根据需要进行设置。另外，在温度上升的过程中，可以根据实际情况设置多个温度阈值，基于多个温度阈值，可以相应的设置多个占空比d1以及多个迟滞温度，每当最高温度值Tmax上升到一定温度阈值时，对开关管输出相对应于该温度阈值的占空比d1，当温度下降时，经过对应于该温度阈值的迟滞温度后，占空比d1才会跳变。可以先设置一个占空比Ds，对应于每个温度阈值，占空比d1与Ds成一定比例系数关系，随着最高温度值Tmax升高越多，该比例系数越小，其中，占空比Ds与该比例系数不是定值，可以根据实际的应用进行设置。

同样地，如图4b所示，本实用新型开关控制器根据在AFE芯片外部，设置在放电电阻所在区域上的温度传感器检测的最高温度值Tmax1产生占空比d2的控制变化图中，还进一步设置有第七温度阈值T1’、第九温度阈值T3’和第十一温度阈值T5’。在本申请的实施例中，设置第七温度阈值T1’和第八温度阈值T2’的差值记为第四迟滞温度ΔT1’，设置第九温度阈值T3’和第十温度阈值T4’的差值记为第五迟滞温度ΔT2’，设置第十一温度阈值T5’和第十二温度阈值T6’的差值记为第六迟滞温度ΔT3’。进一步地，从图4b中可以看出，在最高温度值Tmax1上升过程中，当最高温度值Tmax1由小于第八温度阈值T2’的温度上升到大于第八温度阈值T2’的温度之后，占空比d2由Ds跳变为a1’*Ds，当最高温度值Tmax1下降过程中，当最高温度值Tmax1下降到T2’时，占空比d2并不会由a1’*Ds马上跳变为Ds，只有在最高温度值Tmax1小于T1’时，占空比d2才会跳变为Ds，即是只有经过第四迟滞温度ΔT1’后，占空比d2才会由a1’*Ds跳变为Ds。同样地，在最高温度值Tmax1上升过程中，当最高温度值Tmax1大于T4’后，占空比d2由a1’*Ds跳变为a2’*Ds，最高温度值Tmax1下降时，只有在最高温度值Tmax1下降到T3’时，占空比d2才会由a2’*Ds跳变为a1’*Ds，即只有经过第五迟滞温度ΔT2’，占空比d2才会由a2’*Ds跳变为a1’*Ds；T5’和T6’温度与占空比的转换关系类似。通过最高温度值Tmax1上升时占空比d2的跳变温度与最高温度值Tmax1下降时占空比d2的跳变温度之间设置一个迟滞温度，可以防止在跳变点附近，占空比d2的不稳定，即避免了在跳变点附近，因温度的微小波动造成的占空比的不稳定跳变，提升了开关管控制器输出占空比的稳定性。其中，第四迟滞温度ΔT1’、第五迟滞温度ΔT2’、第六迟滞温度ΔT3’在实际的应用中可以根据需要进行设置。另外，在温度上升的过程中，可以根据实际情况设置多个温度阈值，基于多个温度阈值，可以相应的设置多个占空比d2以及多个迟滞温度，每当温度上升到一定温度阈值时，对开关管输出相对应于该温度阈值的占空比d2，当温度下降时，经过对应于该温度阈值的迟滞温度后，占空比d2才会跳变。可以先设置一个占空比Ds，对应于每个温度阈值，占空比d2与Ds成一定比例系数关系，随着温度升高越多，该比例系数越小，其中，占空比Ds与该比例系数不是定值，可以根据实际的应用进行设置。

基于上述描述，本实用新型提供的具有AFE芯片的电池管理电路通过温度检测装置，如温度传感器对开关管附近的温度进行检测，开关管控制器选取开关管附近检测的最高温度值Tmax；并通过温度传感器对放电电阻所在区域的温度进行检测，开关管控制器选取放电电阻所在区域最高温度值Tmax1，开关管控制器在获取了最高温度值Tmax和最高温度值Tmax1的基础上，来确定开关管的最终占空比。其中，具体对一个或多个开关管进行控制是本领域技术人员可以根据实际需要进行设置的。另外，本实用新型中，当温度升高并大于一定的温度阈值时，由最高温度值Tmax和最高温度值Tmax1确定的最终开关管占空比会减小。通过双重的温度检测，保证AFE的芯片内和芯片外部温度均在安全区内，可以避免因温度的升高对芯片、开关管或者电池管理系统等性能的影响。另外，当在温度上升过程中或者温度下降过程中，需要经过一定的迟滞温度后，占空比才会跳变，可以避免因温度的微小波动造成的占空比的不稳定跳变，提升开关管控制的稳定性。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (15)

1.一种具有AFE芯片的电池管理电路，其中，包括：

开关管，设置在所述AFE芯片内部；

放电电阻，设置在所述AFE芯片外部；

电池电芯，所述电池电芯的两端通过所述放电电阻与所述开关管的两端连接，以形成放电回路；

温度检测装置，分别设置在所述AFE芯片内部和所述AFE芯片外部，以检测所述开关管所在区域和所述放电电阻所在区域的温度；

开关管控制器，用于控制所述开关管的导通或关断，所述开关管控制器基于在所述开关管所在区域检测的最高温度值Tmax和在所述放电电阻所在区域检测的最高温度值Tmax1来确定所述开关管的最终占空比。

2.根据权利要求1所述的具有AFE芯片的电池管理电路，其中，

在所述AFE芯片内部，所述开关管控制器根据所述开关管所在区域检测的最高温度值Tmax确定第一比例系数；

在所述AFE芯片外部，所述开关管控制器根据所述放电电阻所在区域检测的最高温度值Tmax1确定第二比例系数；

所述开关管控制器根据所述第一比例系数和所述第二比例系数的最小值控制开关管的最终占空比。

3.根据权利要求2所述的具有AFE芯片的电池管理电路，其中，

在所述AFE芯片内部，当最高温度值Tmax大于第一温度阈值后，所述第一比例系数的值随着温度升高而减小；

在所述AFE芯片外部，当最高温度值Tmax1大于第二温度阈值后，所述第二比例系数的值随着温度升高而减小。

4.根据权利要求1所述的具有AFE芯片的电池管理电路，其中，

所述开关管控制器基于在所述开关管所在区域检测的最高温度值Tmax获得第一占空比；

所述开关管控制器基于在所述放电电阻所在区域检测的最高温度值Tmax1获得第二占空比；

所述开关管控制器根据所述第一占空比和所述第二占空比的最小值控制开关管的最终占空比。

5.根据权利要求4所述的具有AFE芯片的电池管理电路，其中，

在所述AFE芯片内部，当最高温度值Tmax大于第一温度阈值后，所述第一占空比的值随着温度升高而减小；

在所述AFE芯片外部，当最高温度值Tmax1大于第二温度阈值后，所述第二占空比的值随着温度升高而减小。

6.根据权利要求4所述的具有AFE芯片的电池管理电路，其中，

所述开关管控制器设置有对应于所述开关管所在区域的1-N个温度阈值，1-N个温度阈值依次增大，其中，N为正整数；

所述开关管控制器设置有对应于所述放电电阻所在区域的1-M个温度阈值，1-M个温度阈值依次增大，其中，M为正整数。

7.根据权利要求2所述的具有AFE芯片的电池管理电路，其中，

所述开关管控制器设置有对应于所述开关管所在区域的1-N个温度阈值，1-N个温度阈值依次增大，其中，N为正整数；

所述开关管控制器设置有对应于所述放电电阻所在区域的1-M个温度阈值，1-M个温度阈值依次增大，其中，M为正整数。

8.根据权利要求7所述的具有AFE芯片的电池管理电路，其中，

所述开关管控制器控制所述开关管的最终占空比根据所述开关管的设置的占空比与所述第一比例系数和所述第二比例系数的最小值的乘积获得，其中，所述第一比例系数和所述第二比例系数的最小值根据所述1-N个温度阈值和所述1-M个温度阈值设定。

9.根据权利要求6或7所述的具有AFE芯片的电池管理电路，其中，

所述1-N个温度阈值与所述1-M个温度阈值的值设置为不同。

10.根据权利要求6所述的具有AFE芯片的电池管理电路，其中，

所述开关管控制器控制所述第一占空比根据所述开关管的设置占空比与第一比例系数的乘积获得，所述第一比例系数根据所述1-N个温度阈值设定，

所述开关管控制器控制第二占空比根据所述开关管的设置占空比与第二比例系数的乘积获得，所述第二比例系数根据所述1-M个温度阈值设定。

11.根据权利要求10所述的具有AFE芯片的电池管理电路，其中，

在所述1-N个温度阈值中的每奇数位和与该奇数位相邻的下一个偶数位的温度阈值对应同一个第一占空比，该奇数位和偶数位的温度差值记为迟滞温度，

在温度上升过程中，所述开关管控制器检测所述开关管所在区域的温度大于该奇数位和偶数位的温度阈值中的较高者，则调整所述第一占空比的大小，

在温度下降过程中，所述开关管控制器检测所述开关管所在区域的温度小于该奇数位和偶数位的温度阈值中的较低者，则调整所述第一占空比的大小。

12.根据权利要求10所述的具有AFE芯片的电池管理电路，其中，

在所述1-M个温度阈值中的每奇数位和与该奇数位相邻的下一个偶数位的温度阈值对应同一个第二占空比，该奇数位和偶数位的温度差值记为迟滞温度，

在温度上升中，所述开关管控制器检测所述放电电阻所在区域的温度大于该奇数位和偶数位的温度阈值中的较高者，则调整所述第二占空比的大小，

在温度下降中，所述开关管控制器检测所述放电电阻所在区域的温度小于该奇数位和偶数位的温度阈值中的较低者，则调整所述第二占空比的大小。

13.根据权利要求8所述的具有AFE芯片的电池管理电路，其中，

在所述1-N个温度阈值中的每奇数位和与该奇数位相邻的下一个偶数位的温度阈值对应同一个第一比例系数，该奇数位和偶数位的温度差值记为迟滞温度，

在温度上升过程中，所述开关管控制器检测所述开关管所在区域的温度大于该奇数位和偶数位的温度阈值中的较高者，则调整所述第一比例系数的大小，

在温度下降过程中，所述开关管控制器检测所述开关管所在区域的温度小于该奇数位和偶数位的温度阈值中的较低者，则调整所述第一比例系数的大小。

14.根据权利要求8所述的具有AFE芯片的电池管理电路，其中，

在所述1-M个温度阈值中的每奇数位和与该奇数位相邻的下一个偶数位的温度阈值对应同一个第二比例系数，该奇数位和偶数位的温度差值记为迟滞温度，

在温度上升中，所述开关管控制器检测所述放电电阻所在区域的温度大于该奇数位和偶数位的温度阈值中的较高者，则调整所述第二比例系数的大小，

在温度下降中，所述开关管控制器检测所述放电电阻所在区域的温度小于该奇数位和偶数位的温度阈值中的较低者，则调整所述第二比例系数的大小。

15.根据权利要求1所述的具有AFE芯片的电池管理电路，其中，

在所述AFE芯片内部，所述温度检测装置的数量与所述开关管的数量一致或者是所述温度检测装置的数量少于所述开关管的数量；

在所述AFE芯片外部，所述温度检测装置的数量与所述放电电阻的数量一致或者是所述温度检测装置的数量少于所述放电电阻的数量。