CN114899906A - 电池***的控制电路装置及电池管理*** - Google Patents

电池***的控制电路装置及电池管理*** Download PDF

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Abstract

本申请提供了电池***的控制电路装置及电池管理***，可应用于电池均衡技术领域。本申请中的控制电路装置包括开关矩阵网络单元、第一均衡单元和第二均衡单元，开关矩阵网络单元用于将电池***中的m个电池单元分别与第一均衡单元和第二均衡单元形成回路，其中，第一均衡单元通过电阻单元对电压较高的电池单元进行放电，第二均衡单元通过变压器对电压较低的电池单元进行补电。本申请的技术方案中，由于第二均衡单元的MOS管的驱动比现有技术中的双向均衡电路的MOS管的驱动简单，因此可以降低电池***的均衡电路的MOS管的驱动装置的复杂度。

Description

电池***的控制电路装置及电池管理***
技术领域
本申请涉及电池技术领域，尤其是涉及电池***的控制电路装置及电池管理***。
背景技术
锂电池***包含电池组，电池组由多个含有电芯的电池串联和/或并联而成。在锂电池***工作的过程中，经常会出现这多个电池中不同电池的电芯电压不完全一致的情况。这会造成每个电池的电芯容量也不一致，从而电池组产生过充或过放的情况。因此，需要对电池组中的电芯的电压进行均衡。
目前，一种对电池组中的电芯电压进行均衡的方法如下：在电芯电压过高的情况下，将电芯中过多的电能传递到蓄电池中存储起来，从而实现高压电芯的低压均衡；在电芯电压过低的情况下，将蓄电池中存储的电能传递给电芯，从而实现低压电芯的高压均衡。
上述均衡电路虽然既能实现电压偏高的电芯的降压均衡功能，又能实现电压偏低的电芯的升压均衡功能，但是均衡电路中的电子元器件的驱动装置较为复杂。
因此如何降低电池***的电芯的均衡电路的驱动装置的复杂度，成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请提供一种电池***的控制电路装置及电池管理***，用以解决电池***的均衡电路的驱动装置的复杂度较高的问题。
第一方面，本申请提供一种电池***的控制电路装置，所述电池***包括m个电池单元，所述m个电池单元串联，所述控制电路装置包括第一端口、开关矩阵网络单元、第一均衡单元、第二均衡单元和第二端口，所述第一端口、所述开关矩阵网络单元、所述第二均衡单元和所述第二端口依次相连，所述第一均衡单元与所述第二均衡单元并联。
所述第一端口用于连接所述m个电池单元，所述第二端口用于连接电源。
所述开关矩阵网络单元用于：将所述m个电池单元中的待放电电池单元与所述第一均衡单元连通，以及将在所述m个电池单元中的待充电电池单元与所述第二均衡单元连通。
所述第一均衡单元用于：通过电阻单元对所述待放电电池单元进行放电。
所述第二均衡单元用于：通过所述电源对所述待充电电池单元进行充电。
该装置中，通过第一均衡单元中的电阻单元来对需要放电的电芯进行放电，从而逐渐降低该电芯电压，实现放电均衡。因此，在需要对高压电芯进行低压均衡时，只需将待放电电池单元与电阻连接即可，即不需要复杂的元器件，更不需要复杂的驱动方案，因此简化了电路结构，降低了成本。
结合第一方面的装置，在第一种可能的电路结构中，所述第二均衡单元包括变压器、第一开关单元、第二开关单元和第三开关单元，所述变压器包括第一原边绕组和第一副边绕组；所述第一原边绕组和所述第三开关单元串联形成第一原边电路，所述第一原边电路与所述第二端口连接，所述第一原边电路通过所述第二端口与所述电源形成回路时所述第一原边绕组的第一端与所述电源的正极连接；所述第一开关单元、所述第一副边绕组和所述第二开关单元依次串联形成第一副边电路，所述第一副边电路与所述开关矩阵网络单元相连。
所述第二均衡单元用于：所述第一副边电路与所述开关矩阵网络单元的第一连接点的电压大于所述第一副边电路与所述开关矩阵网络单元的第二连接点的电压时，导通所述第二开关单元，交替导通所述第一开关单元和所述第三开关单元，其中，所述第一连接点与所述第一副边绕组的第一端连接，所述第一副边绕组的第一端与所述第一原边绕组的第一端为一组同名端。
该装置中，为待充电电池单元充电时，可以导通第三开关单元且关断第一开关单元，使电源可以为第一原边绕组传递能量，第一原边绕组储存该部分能量，然后导通第一开关单元关断第三开关单元，使第一副边绕组可以将储存的能量传递给待充电电池单元，从而对待充电电池单元进行充电，以实现充电均衡。
结合第一种可能的电路结构，所述第一开关单元包括第一场效应MOS管。
可选地，所述第一MOS管通过漏极与所述第一连接点连接。这样，当第一连接点的电压大于第二连接点的电压的情况下，可以导通该第一MOS管，使第一副边绕组可以将能量传递给待充电电池单元，进而可以实现对待充电电池单元进行升压均衡的目的。
结合第一种可能的电路结构，所述第二开关单元包括第一二极管，所述第一二极管的正极与所述第一连接点连接。
第一二极管的正极与所述第一连接点连接，根据二极管的单向导电性，当第一连接点的电压大于第二连接点的电压时，该第一二极管可以允许电流经过，起到整流的作用。
结合第一种可能的电路结构，所述第三开关单元包括第二MOS管。
可选地，所述第二MOS管的漏极通过所述第二端口与所述电源的正极连接。这样，当第一连接点的电压大于第二连接点的电压的情况下，可以导通该第三MOS管，使第一原边绕组可以从电源处储存能量，实现对待充电电池单元进行升压均衡的目的。
结合第一方面的装置，在第二种可能的电路结构中所述第二均衡单元还包括第四开关单元和第五开关单元，所述变压器还包括第二副边绕组；所述第四开关单元、所述第二副边绕组和所述第五开关单元依次串联形成第二副边电路，所述第二副边电路与所述开关矩阵网络单元相连，且所述第二副边电路与所述开关矩阵网络单元的一个连接点为所述第一连接点，所述第二副边电路与所述开关矩阵网络单元的另一个连接点为所述第二连接点，所述第二副边绕组的第一端与所述第一原边绕组的第一端为一组同名端，所述第二连接点与所述第一副边绕组的第一端连接。
所述第二均衡单元还用于：所述第一连接点与所述第二连接点之间的电压差小于零时，导通所述第五开关单元，交替导通所述第四开关单元和所述第三开关单元。
该装置可以通过一个原边绕组和两个副边绕组来实现电压正负极相反的电池单元的升压均衡。不仅可以减少元器件数量，还可以降低对电池单元的正负极连接限制，使用场景更广泛。
结合第二种可能的电路结构，所述第四开关单元包括第三场MOS管。
可选地，所述第三MOS管的漏极与所述第二连接点连接。这样，当第一连接点的电压小于第二连接点的电压的情况下，可以导通该第三MOS管，使第二副边绕组可以将能量传递给待充电电池单元，实现对待充电电池单元进行升压均衡的目的。
结合第二种可能的电路结构，所述第五开关单元包括第二二极管，所述第二二极管的正极与所述第二连接点连接。
第二二极管的正极与所述第二连接点连接，根据二极管的单向导电性，当第一连接点的电压小于第二连接点的电压时，该第一二极管可以允许电流经过，起到整流的作用。
结合第一方面的装置，在第三种可能的电路结构中，所述第二均衡单元还包括第六开关单元，所述变压器还包括第二原边绕组；所述第六开关单元和所述第二原边绕组串联形成第二原边电路，所述第二原边电路与所述第二端口连接，所述第二原边电路通过所述第二端口与所述电源形成回路时所述第二原边绕组的第一端与所述电源的负极连接，所述第二原边电路的第一端与所述第一副边电路的第一端为一组同名端。
所述第二均衡单元还用于：所述第一连接点与所述第二连接点之间的电压差小于零时，导通所述第二开关单元，交替导通所述第一开关单元和所述第六开关单元。
该装置可以通过两个原边绕组和一个副边绕组来实现电压正负极相反的电池单元的升压均衡。不仅可以减少元器件数量，还可以降低对电池单元的正负极连接限制，使用场景更广泛。
结合第二种可能的电路结构，所述第六开关单元包括第四MOS管，所述第四MOS管的漏极通过所述第二端口与所述电源的正极连接。这样，当第一连接点的电压小于第二连接点的电压的情况下，可以导通该第四MOS管，使第二原边绕组可以从电源处储存能量，进而可以实现对待充电电池单元进行升压均衡的目的。
结合第一方面的装置，所述第一均衡单元包括第七开关单元和电阻单元，所述第七开关单元和电阻单元串联，所述第一均衡单元与开关矩阵网络单元相连；
所述第一均衡单元用于：导通所述第七开关单元，以使得所述电阻单元为所述待放电电池单元放电。
该装置中，当电池单元需要放电时，导通第七开关单元，可以使电阻单元消耗该电池单元中多余的能量，从而可以实现对高压电池单元进行均衡的目的。
所述第七开关单元包括第五MOS管和第六MOS管，且所述第五MOS管的源极与所述第六MOS管的源极连接，或所述第五MOS管的漏极与所述第六MOS管的漏极连接。
该装置可以通过一个第一均衡单元来实现电压正负极相反的电池单元的降压均衡。不仅可以减少元器件数量，还可以降低对电池单元的正负极连接限制，使用场景更广泛。
结合第一方面的装置，该装置还可以包括电压采样电路单元，所述电压采样电路单元通过所述开关矩阵网络单元与所述m个电池单元分别形成回路；
所述开关矩阵网络单元还用于：将所述m个电池单元中的待采样电池单元与所述电压采样电路连通；
所述电压采样电路单元用于对所述待采样电池单元进行采样，得到所述待采样电池单元的电压值，所述电压值用于判断所述待采样电池单元是否为所述待充电电池单元或待放电电池单元。
该装置中，电压采样电路单元可以对m个电池单元中的每个电池单元进行采样，得到每个电池单元的电压值，进而根据每个电池单元的电压值判断所述m个电池单元中哪个电池单元为待放电电池单元或待充电电池单元，便于对电池单元的电压进行均衡。
所述电压采样电路单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻，所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻和所述第四电阻依次串联，所述第三电阻和所述第四电阻的相连端接地，所述第一电阻和所述第三电阻之间存在第三端口，所述第二电阻和所述第四电阻之间存在第四端口，所述第三端口和所述第四端口用于输出确定所述待采样电池单元的电压值的电信号。
第三端口和第四端口可以将待采样电池单元的电压值的电信号输出给ADC，然后ADC将连续变化的电压值的电信号转化为数字形式的离散电信号，从而得到待采样电池单元的电压值。
结合第一方面的装置，该装置还可以包括电容控制单元，所述电容控制单元包括电容和第八开关单元，所述电容与所述第八开关单元串联；
所述第八开关单元用于：在需要对所述m个电池单元中的待采样电池单元进行采样的情况下关断，在需要对所述待充电电池单元进行充电时导通；
所述电容控制单元与所述第二均衡单元并联。
该装置中，当通过第二均衡单元对电压较低的电池单元进行均衡时，导通该第八开关单元，可以将该电容接入到电路中滤除高频纹波，得到较为平缓的直流电压。另外，当通过电压采样电路单元对待采样电池单元进行采样时，关断该第八开关单元，可以防止出现因电容的接入导致采样延时，影响待采样电池单元电压值的准确性。
第八开关单元包括第七MOS管和第八MOS管，且所述第七MOS管的源极与所述第八MOS管的源极连接，或所述第七MOS管的漏极与所述第八MOS管的漏极连接。
该装置可以通过一个电压采样电路单元来实现电压正负极相反的电池单元的电压采样。不仅可以减少元器件数量，还可以降低对电池单元的正负极连接限制，使用场景更广泛。
第二方面，本申请提供一种电池管理***。所述电池管理***与电池***连接，所述电池管理***包括控制器和第一方面中所述的控制电路装置，所述控制电路装置与所述控制器相连。
在一种实现方式中，所述控制电路装置包括第一端口、开关矩阵网络单元、第一均衡单元、第二均衡单元和第二端口，所述第一端口、所述开关矩阵网络单元、所述第二均衡单元和所述第二端口依次相连，所述第一均衡单元与所述第二均衡单元并联。
相应地，所述控制器用于：向所述控制电路装置输出第一控制信号，所述第一控制信号用于控制所述开关矩阵网络单元连通所述待放电电池单元与所述控制电路装置中的第一均衡单元，以及用于控制所述第一均衡单元通过电阻单元对所述待放电电池单元进行放电。
所述控制电路装置用于：接收所述第一控制信号，在所述第一控制信号的控制下通过所述开关矩阵网络单元连通所述待放电电池单元与所述第一均衡单元，以及在所述第一控制信号的控制下通过电阻单元对所述待放电电池单元进行放电。
所述控制器还用于：向所述控制电路装置输出第二控制信号，所述第二控制信号用于控制所述开关矩阵网络单元连通所述待充电电池单元与所述控制电路装置中的第二均衡单元，以及用于控制所述第二均衡单元通过电源对所述待充电电池单元进行充电。
所述控制电路装置用于：接收所述第二控制信号，在所述第二控制信号的控制下通过所述开关矩阵网络单元连通所述待充电电池单元与所述第二均衡单元，以及在所述第二控制信号的控制下通过电源对所述待充电电池单元进行充电。
在一些实现方式中，所述第二均衡单元包括变压器、第一开关单元、第二开关单元和第三开关单元，所述变压器包括第一原边绕组和第一副边绕组；所述第一原边绕组和所述第三开关单元串联形成第一原边电路，所述第一原边电路与所述第二端口连接，所述第一原边电路通过所述第二端口与所述电源形成回路时所述第一原边绕组的第一端与所述电源的正极连接；所述第一开关单元、所述第一副边绕组和所述第二开关单元依次串联形成第一副边电路，所述第一副边电路与所述开关矩阵网络单元相连。
相应地，在所述第一副边电路与所述开关矩阵网络单元的第一连接点的电压大于所述第一副边电路与所述开关矩阵网络单元的第二连接点的电压时，所述第二控制信号具体用于导通所述第二开关单元，交替导通所述第一开关单元和所述第三开关单元，其中，所述第一连接点与所述第一副边绕组的第一端连接，所述第一副边绕组的第一端与所述第一原边绕组的第一端为一组同名端。
在一些实现方式中，所述第二均衡单元还包括第四开关单元和第五开关单元，所述变压器还包括第二副边绕组；所述第四开关单元、所述第二副边绕组和所述第五开关单元依次串联形成第二副边电路，所述第二副边电路与所述开关矩阵网络单元相连，且所述第二副边电路与所述开关矩阵网络单元的一个连接点为所述第一连接点，所述第二副边电路与所述开关矩阵网络单元的另一个连接点为所述第二连接点，所述第二副边绕组的第一端与所述第一原边绕组的第一端为一组同名端，所述第二连接点与所述第一副边绕组的第一端连接。
相应地，所述第一连接点与所述第二连接点之间的电压差小于零时，所述第二控制信号具体用于导通所述第五开关单元，交替导通所述第四开关单元和所述第三开关单元。
在一些实现方式中，所述第二均衡单元还包括第六开关单元，所述变压器还包括第二原边绕组；所述第六开关单元和所述第二原边绕组串联形成第二原边电路，所述第二原边电路与所述第二端口连接，所述第二原边电路通过所述第二端口与所述电源形成回路时所述第二原边绕组的第一端与所述电源的负极连接，所述第二原边电路的第一端与所述第一副边电路的第一端为一组同名端。
相应地，所述第一连接点与所述第二连接点之间的电压差小于零时，所述第二控制信号具体用于导通所述第二开关单元，交替导通所述第一开关单元和所述第六开关单元。
在一些实现方式中，所述第一均衡单元包括第七开关单元和电阻单元，所述第七开关单元和电阻单元串联，所述第一均衡单元与开关矩阵网络单元相连。
相应地，所述第一控制信号具体用于导通所述第七开关单元。
在一些实现方式中，所述控制电路装置还包括电压采样电路单元，所述电压采样电路单元通过所述开关矩阵网络单元与所述m个电池单元分别形成回路。
所述控制器还用于向所述控制电路装置发送第三控制信息，所述第三控制信号用于控制所述开关矩阵网络单元将所述m个电池单元中的待采样电池单元与所述电压采样电路连通，以使得所述电压采样电路单元对所述待采样电池单元进行采样，得到所述待采样电池单元的电压值。
在一些实现方式中，所述控制电路装置中还包括电容控制单元，所述电容控制单元包括电容和第八开关单元，所述电容与所述第八开关单元串联，所述电容控制单元与所述第二均衡单元并联。
所述控制器还用于：在需要对所述m个电池单元中的待采样电池单元进行采样时向所述控制电路装置输出第四控制信号，所述第四控制信号用于控制所述第八单元关断；在需要对所述待充电电池单元进行充电时向所述控制电路装置输出第五控制信号，所述第五控制信号用于控制所述第八单元导通。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1为本申请实施例适用的一种电池***场景示意图；
图2为一种均衡电路的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种电池***的控制电路装置示意图；
图4为本申请一个实施例提供的第二均衡单元的示例性结构图；
图5为本申请另一个实施例提供的第二均衡单元的示例性结构图；
图6为本申请又一个实施例提供的第二均衡单元的示例性结构图；
图7为本申请一个实施例提供的第一均衡单元的示例性结构图；
图8为本申请一个实施例提供的第七开关单元的示例性结构图；
图9为本申请另一个实施例提供的电池***的控制电路装置示意图；
图10为本申请一个实施例提供的电压采样电路单元的示例性结构图；
图11为本申请又一个实施例提供的电池***的控制电路装置示意图；
图12为本申请一个实施例的电池管理***的结构示意图。
通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。
具体实施方式
为了更清楚地了解本申请的目的、技术方案以及优点，接下来将结合附图做进一步的说明。显然，所描述的实施例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获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
图1为本申请实施例适用的一种电池***场景示意图。如图1所示，该电池***中包括m个电池单元：电池单元1、电池单元2、电池单元3、…、电池单元m，这m个电池单元串联组成一个电池组，m为正整数。
实际中，多个电池单元的电压和容量往往不完全一样，有一定的误差。假设电池单元2为容量较大的电池单元，电池单元m为容量较低的电池单元，在该电池***对外进行放电的过程中，当电池单元m的电量放电完毕后，其他的电池单元停止放电，导致该电池组中其他电池单元剩余的电量不能彻底放出。在对该电池***进行充电的过程中，当电池单元2的电量充满后，其他的电池单元停止充电，导致该电池组中其他电池单元的电量没有充满。随着充电和放电次数的增加，这m个电池单元中各电池单元的容量差异会越来越大，最终导致整个电池组过早失效。因此，需要对这m个电池单元的电压进行均衡。
例如，电池单元m的电量相对于其他电池单元的电量较低的情况下，可以额外对电池单元m进行充电，以提升电池单元m的电量，使得电池单元m的电量与其他电池单元的电量相对均衡。
又如，电池单元2的电量相对于其他电池单元的电量较高的情况下，可以额外对电池单元2进行放电，以降低电池单元2的电量，使得电池单元2的电量与其他电池单元的电量相对均衡。
图2为一种均衡电路的结构示意图。如图2所示。当某一节电池的电芯电压较高时，将该电芯与第一母线(即BUS-)和第二母线(即BUS+)连通。在第二母线与第一母线之间电压大于零的情况下，均衡电路的驱动电路控制K3关断，以及控制K1、K4和K5在导通和关断之间进行切换，从而可以将该电芯中的能量传递给蓄电池，以降低该电芯的电压。在第二母线与第一母线之间电压小于零的情况下，均衡电路的驱动电路控制K1关断，以及控制K3、K4和K5在导通和关断之间进行切换，从而可以将该电芯中的能量传递给蓄电池，以降低该电芯的电压。
当某一节电池的电芯电压较低时，将该电芯与第一母线和第二母线连通。在第二母线与第一母线之间电压小于零的情况下，均衡电路的驱动电路控制K1关断，以及控制K3、K4和K5在导通和关断之间进行切换，从而可以将蓄电池中的能量传递给该电芯，以升高该电芯的电压。在第二母线与第一母线之间电压大于零的情况下，均衡电路的驱动电路控制K3关断，以及控制K1、K4和K5在导通和关断之间进行切换，从而可以将蓄电池中的能量传递给该电芯，以升高该电芯的电压。
但是，该均衡电路通过较多数量的开关管的关断和导通来实现低压均衡和高压均衡，不仅导致均衡电路结构复杂，还导致均衡电路的驱动方式复杂。
针对上述问题，本申请提出了新的均衡方案。本申请提出的均衡方案，可以降低均衡电路的驱动复杂度，进一步还可以减小均衡电路的复杂度。
图3为本申请实施例提供的一种电池***的控制电路装置示意图。如图3所示，该电池***包括m个电池单元：电池单元1、电池单元2、…、电池单元m-1、电池单元m。
该电池***的控制电路装置300中可以包括开关矩阵网络单元301、第二均衡单元3021和第一均衡单元3022、第一端口304和第二端口305。其中，第二均衡单元3021和第一均衡单元3022合起来可以称为混合均衡单元302。
第一端口304、开关矩阵网络单元301、第二均衡单元3021和第二端口305依次相连，第二均衡单元3021与第一均衡单元3022并联。
第一端口304可以用于连接这m个电池单元，第二端口305用于连接的电源。该电源可以是不同于该电池***的电源，也可以是该电池***。
开关矩阵网络单元301可以用于：将m个电池单元中的待放电电池单元与第一均衡单元3022连通。
其中，待放电电池单元为m个电池单元中电压或容量较高的电池单元。例如，当某一个电池单元的电压值大于其他m-1个电池单元的电压值，且该电池单元与其它m-1个电池单元的电压差值超过预设阈值时，则该电池单元为待放电电池单元。此时，待放电电池单元中的电压过大，需要进行降压以均衡。
其中，将待放电电池单元与第一均衡单元3022连通，待放电电池单元与第一均衡单元3022之间形成电流通路，待放电电池单元中的电路能够流通到第一均衡单元3022。
开关矩阵网络单元301还可以用于：将m个电池单元中的待充电电池单元与第二均衡单元3021连通。
其中，待充电电池单元为m个电池单元中电压或容量较低的电池单元。例如，当m个电池单元中的电池单元的电压值小于其他m-1个电池单元的电压值，且该电池单元与其它m-1个电池单元的电压差值超过预设阈值时，该电池单元为待充电电池单元。此时，待充电电池单元中的电压过小，需要进行升压以均衡。
其中，将待充电电池单元与第一均衡单元3022连通，待充电电池单元与第二均衡单元3021之间形成电流通路，第二均衡单元3021输出的电流能够流通到待充电电池单元。
第一均衡单元3022用于：通过电阻单元对待放电电池单元进行放电。或者说，第一均衡单元3022通过电阻单元来消耗待放电电池单元输出的电。
第二均衡单元3021用于：通过电源303对待充电电池单元进行充电。或者说，第二均衡单元3021将电源303中的电传输给待充电电池单元，从而为待充电电池单元充电。
下面介绍本申请中的混合均衡单元中第二均衡单元3021和第一均衡单元3022的示例性结构。
需要说明的是，本申请的实施例中，一个单元与另一个单元连接可以包括直接连接，也可以包括通过其他单元间接连接。
其中的第一单元可以是任意电子元器件或者任意数量电子元件器构成的电子单元，第二单元可以是任意电子元器件或者任意数量电子元件器构成的电子单元或者连接点或者端口。
图4为本申请一个实施例提供的第二均衡单元的示例性结构图。如图4所示，该第二均衡单元3021可以包括变压器、第一开关单元、第二开关单元和第三开关单元。其中，变压器包括第一原边绕组和第一副边绕组。
第二均衡单元3021与开关矩阵网络单元的连接点包括第一连接点和第二连接点。
在一种示例中，第一连接点可以为节点A，第二连接点可以为节点B。当节点A与待充电电池单元的正极连接、节点B与待充电电池单元的负极连接时，第一连接点的电压值大于第二连接点的电压值。当节点A与待充电电池单元的负极连接、节点B与待充电电池单元的正极连接时，第一连接点的电压值小于第二连接点的电压值。
在另一种示例中，该第一连接点可以为节点B，第二连接点可以为节点A。当节点A与待充电电池单元的正极连接、节点B与待充电电池单元的负极连接时，第一连接点的电压值小于第二连接点的电压值。当节点A与待充电电池单元的负极连接、节点B与待充电电池单元的正极连接时，第一连接点的电压值大于第二连接点的电压值。
可以理解的是，在上述两种示例中，通过第二均衡单元对待充电电池单元进行充电的方法一致。本申请将以第一连接点为节点A、第二连接点为节点B为例进行说明。
本实施例中，作为一种示例，第一开关单元可以为S1，第二开关单元可以为S2，第三开关单元可以为S3。作为另一种示例，第一开关单元可以为S2，第二开关单元可以为S1，第三开关单元可以为S3。
第一原边绕组和第三开关单元串联形成第一原边电路，第一原边电路中变压器第一原边绕组的第一端与电源的正极连接，该第一原边电路与第二端口连接，该第一原边电路可以通过第二端口与电源303形成回路。需要说明的是，这里变压器第一原边绕组的第一端即为图4所示变压器第一原边绕组中的D1所对应的一端。
第一开关单元、第一副边绕组和第二开关单元依次串联形成第一副边电路，第一连接点、第一副边电路和第二连接点依次串联，第一副边绕组的第一端与第一连接点连接，第一副边绕组的第一端与第一原边绕组的第一端为一组同名端。需要说明的是，这里变压器第一副边绕组的第一端即为图4所示变压器第一副边绕组中D2所对应的一端。
本实施例中，第一副边电路与第一连接点、第二连接点相连接，可以通过开关矩阵网络单元301与m个电池单元分别形成回路。
本实施例中，第二均衡单元可以用于：开关矩阵网络单元301连通待充电电池单元与第一连接点和第二连接点之间的电路，且第一连接点的电压大于第二连接点的电压(即VAB>0)时，导通第二开关单元，交替导通第一开关单元和第三开关单元，以使得电源303通过第一原边绕组和第一副边绕组为待充电电池单元充电。
其中，交替导通第一开关单元和第三开关单元可以理解为：在导通和关断之间切换第一开关单元和第三开关单元的状态，第三开关单元导通时第一开关单元关断，或第三开关单元关断时第一开关单元导通。
在一种示例中，在待充电电池单元需要充电，且第一连接点的电压大于第二连接点的电压(即VAB>0)的情况下，开关矩阵网络单元301的驱动电路控制待充电电池单元与第一连接点和第二连接点之间的开关单元导通，第二均衡单元3021的驱动电路控制第二开关单元导通，以及控制第一开关单元和第三开关单元交替导通。这样，在第三开关单元导通且第一开关单元关断时，电源303为第一原边绕组充电；第一开关单元导通且第三开关单元关断时，第一副边绕组为待充电电池单元充电，从而实现待充电电池的低压均衡。
在一些可能的实现方式中，第一开关单元可以包括第一MOS管，该第一MOS管通过漏极与第一连接点连接。
在一些可能的实现方式中，第二开关单元可以包括第一二极管，该第一二极管的正极与第一连接点连接。
在一些可能的实现方式中，第三开关单元可以包括第二MOS管，第二MOS管的漏极通过第二端口与电源303的正极连接。
可以理解的是，当m个电池单元中存在多个待充电电池单元需要充电，且第一连接点的电压大于第二连接点的电压(即VAB>0)的情况下，开关矩阵网络单元301的驱动电路可以依次驱动开关矩阵网络单元301中与每个待充电电池单元两端连接的开关单元导通，并驱动开关矩阵网络单元301中其他开关单元关断，以依次将这多个待充电电池单元与第二均衡单元3021中的第一副边电路接通，通过第二均衡单元3021中的第一副边电路对这些待充电电池单元依次进行放电，从而实现低压均衡。
图5为本申请另一个实施例提供的第二均衡单元的示例性结构图。如图5所示，该第二均衡单元3021还可以包括第四开关单元和第五开关单元，该第二均衡单元3021中的变压器还可以包括第二副边绕组。
本实施例中，作为一种示例，第四开关单元可以为S4，第五开关单元可以为S5。作为另一种示例，第四开关单元可以为S5，第五开关单元可以为S4。
第四开关单元、第二副边绕组和第五开关单元依次串联形成第二副边电路，第一连接点、第二副边电路和第二连接点依次串联，第二副边绕组的第一端与第二连接点连接，第二副边绕组的第一端与第一原边绕组的第一端为一组同名端。需要说明的是，这里变压器第二副边绕组的第一端即为图5所示变压器第二副边绕组中D3所对应的一端。
本实施例中，第二副边电路与第一连接点、第二连接点相连接，可以通过开关矩阵网络单元301与m个电池单元分别形成回路。
本实施例中，第二均衡单元可以用于：开关矩阵网络单元301将待充电电池单元与第一连接点和第二连接点连通，在待充电电池单元需要充电，且第一连接点的电压小于第二连接点的电压(即VAB<0)的情况下，导通第五开关单元，交替导通第四开关单元和第三开关单元，以使得电源303通过第一原边绕组和第二副边绕组为待充电电池单元充电。
其中，交替导通第四开关单元和第三开关单元可以理解为：在导通和关断之间切换第四开关单元和第三开关单元的状态，第三开关单元导通时第四开关单元关断，或第三开关单元关断时第四开关单元导通。
在一种示例中，在待充电电池单元需要充电，且第一连接点的电压小于第二连接点的电压(即VAB<0)的情况下，开关矩阵网络单元301的驱动电路控制待充电电池单元与第一连接点和第二连接点之间的开关单元导通，第二均衡单元3021的驱动电路控制控制第五开关单元导通，以及控制第四开关单元和第三开关单元交替导通。这样，在第三开关单元导通且第四开关单元关断时，电源为第一原边绕组充电；第四开关单元导通且第三开关单元关断时，第二副边绕组为待充电电池单元充电，从而实现待充电电池的低压均衡。
在一些可能的实现方式中，第四开关单元可以包括第三MOS管，该第三MOS管的漏极与第二连接点连接。
在一些可能的实现方式中，第五开关单元可以包括第二二极管，该第二二极管的正极与第二连接点连接。
可以理解的是，当m个电池单元中存在多个待充电电池单元需要充电，且第一连接点的电压小于第二连接点的电压(即VAB<0)的情况下，开关矩阵网络单元301的驱动电路可以依次驱动开关矩阵网络单元301中与每个待充电电池单元两端连接的开关单元导通，并驱动开关矩阵网络单元301中其他开关单元关断，以依次将这多个待充电电池单元与第二均衡单元3021中的第二副边电路接通，通过第二均衡单元3021中的第二副边电路对这些待充电电池单元依次进行放电，从而实现低压均衡。
本实施例中，假设该电池***可以包括第一电池单元和第二电池单元。其中，第一电池单元的正极与第二连接点相连，第一电池单元的负极与第一连接点相连；第二电池单元的正极与第一连接点相连，第二电池单元的负极与第二连接点相连。在这种情况下，当第一电池单元为待充电电池单元时，开关矩阵网络单元301的驱动电路可以驱动与第一电池单元两端连接的开关单元导通，并驱动其他开关单元关断，此时第一连接点的电压小于第二连接点的电压(即VAB<0)，通过第二副边电路和第一原边电路对该第一电池单元进行充电。当第二电池单元为待充电电池单元时，开关矩阵网络单元301的驱动电路可以驱动与第二电池单元两端连接的开关单元导通，并驱动其他开关单元关断，此时第一连接点的电压大于第二连接点的电压(即VAB>0)，通过第一副边电路和第一原边电路对该第一电池单元进行充电。
图6为本申请又一个实施例提供的第二均衡单元的示例性结构图。如图6所示，该第二均衡单元3021还可以包括第六开关单元，该第二均衡单元3021中的变压器还可以包括第二原边绕组。
本实施例中，第六开关单元可以为S6。
第六开关单元和第二原边绕组串联形成第二原边电路，该第二原边电路与第二端口连接，该第二原边电路可以通过第二端口与电源303形成回路。当该第二原边电路通过第二端口与电源303形成回路时，变压器第二原边绕组的第一端与电源的负极连接，第二原边电路的第一端与第一副边电路的第一端为一组同名端。需要说明的是，这里变压器第二原边绕组的第一端即为图6所示变压器第二原边绕组中D4所对应的一端。
本实施例中，第二均衡单元可以用于：开关矩阵网络单元301将待充电电池单元与第一连接点和第二连接点连通，当第一连接点的电压小于第二连接点的电压时，导通第二开关单元，交替导通第一开关单元和第六开关单元，以使得电源303通过第二原边绕组和第一副边绕组为待充电电池单元充电。
其中，交替导通第一开关单元和第六开关单元可以理解为：在导通和关断之间切换第一开关单元和第六开关单元的状态，第六开关单元导通时第一开关单元关断，或第六开关单元关断时第一开关单元导通。
在一种示例中，在待充电电池单元需要充电，且第一连接点的电压小于第二连接点的电压(即VAB<0)的情况下，开关矩阵网络单元301的驱动电路控制待充电电池单元与第一连接点和第二连接点之间的开关单元导通，第二均衡单元3021的驱动电路控制控制第二开关单元导通，以及控制第一开关单元和第六开关单元交替导通。这样，在第六开关单元导通且第一开关单元关断时，电源为第二原边绕组充电；第一开关单元导通且第六开关单元关断时，第一副边绕组为待充电电池单元充电，从而实现待充电电池的低压均衡。
在一些可能的实现方式中，第六开关单元可以包括第四MOS管，第四MOS管的漏极通过第二端口与电源303的正极连接。
可以理解的是，当m个电池单元中存在多个待充电电池单元需要充电，且第一连接点的电压小于第二连接点的电压(即VAB<0)的情况下，开关矩阵网络单元301的驱动电路可以依次驱动开关矩阵网络单元301中与每个待充电电池单元两端连接的开关单元导通，并驱动开关矩阵网络单元301中其他开关单元关断，以依次将这多个待充电电池单元与第二均衡单元3021中的第一副边电路接通，通过第二均衡单元3021中的第二原边电路对这些待充电电池单元依次进行放电，从而实现低压均衡。
本实施例中，假设该电池***可以包括第一电池单元和第二电池单元。其中，第一电池单元的正极与第二连接点相连，第一电池单元的负极与第一连接点相连；第二电池单元的正极与第一连接点相连，第二电池单元的负极与第二连接点相连。在这种情况下，当第一电池单元为待充电电池单元时，开关矩阵网络单元301的驱动电路可以驱动与第一电池单元两端连接的开关单元导通，并驱动其他开关单元关断，此时第一连接点的电压小于第二连接点的电压(即VAB<0)，通过第二原边电路和第一副边绕组对该第一电池单元进行充电。当第二电池单元为待充电电池单元时，开关矩阵网络单元301的驱动电路可以驱动与第二电池单元两端连接的开关单元导通，并驱动其他开关单元关断，此时第一连接点的电压大于第二连接点的电压(即VAB>0)，通过第一原边电路和第一副边绕组对该第一电池单元进行充电。
图7为本申请一个实施例提供的第一均衡单元的示例性结构图。如图7所示，该第一均衡单元3022可以包括第七开关单元和电阻单元，第七开关单元和电阻单元串联，第一均衡单元3022与开关矩阵网络单元301相连。
本实施例中，第七开关单元可以包括S7，电阻单元可以包括RS。
第一均衡单元3022可以用于：导通第七开关单元，以通过电阻单元为待放电电池单元放电。
作为一个示例，开关矩阵网络单元301的驱动电路控制待放电电池单元与第一连接点和第二连接点之间的开关单元导通，第一均衡单元3022的驱动电路控制第七开关单元导通，以导通第一均衡单元3022中的电阻单元与待放电电池单元之间的回路。在这种情况下，电阻单元可以消耗该待放电电池单元中多余的能量，从而达到均衡该待放电电池单元的电能的目的。
例如，当电池单元1为待放电电池单元时，开关矩阵网络单元301的驱动电路驱动与电池单元1两端连接的开关单元导通，驱动其他开关单元关断，同时，第一均衡单元3022的驱动电路驱动第七开关单元导通。这样，可以通过电阻单元来消耗电池单元1中过多的电能，从而达到对电池***进行高压均衡的目的。
可以理解的是，当m个电池单元中存在多个待放电电池单元时，开关矩阵网络单元301的驱动电路可以依次驱动开关矩阵网络单元301中与每个待放电电池单元两端连接的开关单元导通，并驱动开关矩阵网络单元301中其他开关单元关断，以依次将这多个待放电电池单元与第一均衡单元3022接通，通过该第一均衡单元3022对这些待放电电池单元依次进行放电，从而实现高压均衡。
本实施例中，第七开关单元可以包括第五MOS管和第六MOS管。在一种示例中，第五MOS管的源极与第六MOS管的源极连接。在另一种示例中，第五MOS管的漏极与第六MOS管的漏极连接。
图8为本申请一个实施例提供的第七开关单元的示例性结构图。如图8所示，(a)中的两个MOS管分别为第五MOS管和第六MOS管，第五MOS管的漏极与第六MOS管的漏极连接。(b)中的两个MOS管分别为第五MOS管和第六MOS管，第五MOS管的源极与第六MOS管的源极连接。
本实施例中，第五MOS管和第六MOS管可以称为两个对顶的MOS管。
本申请的技术方案中，需要放电的电池单元是通过第一均衡单元来实现电压均衡的，需要充电的电池单元是通过第二均衡单元来实现电压均衡的，因此第二均衡单元只需实现为低压电池单元进行均衡的功能。第二均衡单元需要驱动第一开关单元、第二开关单元和第三开关单元为导通状态或关断状态，或驱动第四开关单元、第五开关单元和第三开关单元为导通状态或关断状态，或驱动第一开关单元、第二开关单元和第六开关单元为导通状态或关断状态，第一均衡单元只需要驱动第七开关单元为导通状态或关断状态即可。与现有技术中需要放电的电池单元和需要充电的电池单元都通过双向均衡电路来进行电压均衡而言，本实施例中均衡电路的MOS管的驱动较为简单。
可选地，图9为本申请另一个实施例提供的电池***的控制电路装置示意图。如图9所示，电池***的控制电路装置300还可以包括电压采样电路单元306，该电压采样电路单元306通过开关矩阵网络单元301与m个电池单元分别形成回路。作为示例，电压采样电路单元306的端口可以分别与第一连接点和第二连接点相连。
在这种情况下，开关矩阵网络单元301还可以用于将m个电池单元中的待采样电池单元与电压采样电路单元306连通，电压采样电路单元306可以用于对m个电池单元中的待采样电池单元进行电压采样，得到待采样电池单元的电压值，该电压值可以用于判断该待采样电池单元是否为待充电电池单元或待放电电池单元。
以电池单元1为待采样电池单元为例，开关矩阵网络单元301的驱动电路控制电池单元1与该电压采样电路单元304之间的回路连通，以通过电压采样电路单元304采集电池单元1的电压值。
可以理解的是，将m个电池单元中的每个电池单元分别通过第一连接点和第二连接点接入该电池单元采样电路304中，可以得到这m个电池单元中每个电池单元的电压值，进而可以根据每个电池单元的电压值确定这m个电池单元中哪些电池单元为待充电电池单元或待放电电池单元。
图10为本申请一个实施例提供的电压采样电路单元的示例性结构图。如图10所示，该电压采样电路单元306可以包括四个电阻单元，分别记为R1、R2、R3和R4。这四个电阻单元可以对待采样电池单元的电压进行分压处理。
为了方便描述，本实施例中将这四个电阻单元分别称为第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻。
第一电阻与第三电阻串联，串联所得电路的一端与第二连接点相连，另一端接地；第二电阻和第四电阻串联，串联所得电路的一端与第一连接点相连，另一端接地。
第一电阻和第三电阻之间存在第一端口，第二电阻和第四电阻之间存在第二端口，第一端口和第二端口用于将待采样电池单元的电压值的电信号输出给模数转换器(analog-to-digital converter，ADC)。
ADC用于将连续变化的电压值的电信号转化为数字形式的离散电信号，从而得到电池单元的电压值。
作为一种示例，第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻可以分别包括一个或多个电阻。
图11为本申请又一个实施例提供的电池***的控制电路装置示意图。如图11所示，电池***的控制电路装置300还可以包括电容控制单元307，该电容控制单元307可以包括电容和第八开关单元，电容与第八开关单元串联。在一种示例中，该电容可以为C1，该第八开关单元可以为S8。
电容控制单元307可以用于：在需要对m个电池单元中的待充电电池单元进行充电时导通第八开关单元，使电容可以作为反激的输出滤波电容接入到电路中，得到较为稳定的直流电；在需要对m个电池单元中的待采样电池单元进行采样时，关断第八开关单元，以避免因接入电容导致采样延时，提升待采样电池单元电压值的准确性。
本实施例中，第八开关单元可以包括第七MOS管和第八MOS管，第七MOS管的源极与第八MOS管的源极连接，或第七MOS管的漏极与第八MOS管的漏极连接。这里第七MOS管和第八MOS管可以称为两个对顶的MOS管，且第七MOS管和第八MOS管的连接方式和图8所示第七开关单元中第五MOS管和第六MOS管的连接方式类似，故不再赘述。
除此之外，本实施例还给出了开关矩阵网络单元301的一种示例性结构。如图11所示，该开关矩阵网络单元301可以包括m+1个开关单元，即K1、K2、K3、…、Km、Km+1。这m+1个开关单元中第i个开关单元和第i+1个开关单元与m个电池单元中第i个电池单元串联，并且，第i个开关单元的一端连接第i个电池单元的正极，第i+1个开关单元的一端连接第i个电池单元的负极，i为整数，且依次从1取至m。
其中，这m+1个开关单元中排序为奇数的开关单元的另一端连接第二连接点，排序为偶数的开关单元的另一端连接第一连接点。
作为一个示例，电池单元1的正极和负极分别与K1和K2相连，电池单元2的正极和负极分别与K2和K3相连，同理，电池单元m的正极和负极分别与Km和Km+1相连。
开关矩阵网络单元301可以通过这m+1个开关单元将m个电池单元中的任意一个电池单元连接到第一连接点和第二连接点上，也可以切换这m个电池单元中与第一连接点和第二连接点连通的电池单元。
具体地，这m个电池单元中哪个电池单元作为待均衡电池单元，则开关矩阵网络单元301的驱动电路驱动开关矩阵网络单元301中与该待均衡电池单元的正负极分别相连的开关单元连通，并驱动开关矩阵网络单元301中其他开关单元关断，从而使得该待均衡电池单元与混合均衡单元302连通。其中，待均衡电池单元包括待放电电池单元或待充电电池单元。
排序为奇数的电池单元与第一连接点和第二连接点连通的情况下，该电池单元的正极连接到第二连接点上，该电池单元的负极连接到第一连接点上。此时，第二连接点的电压值高于第一连接点的电压值，即第一连接点和第二连接点之间的电压VAB<0。
例如当K1和K2导通后，电池单元1连通到第一连接点和第二连接点时，电池单元1的正极连接到第二连接点上，电池单元1的负极连接到第一连接点上。此时，第二连接点的电压值高于第一连接点的电压值，即第一连接点和第二连接点之间的电压VAB<0。
可以理解的是，本实施例中排序为奇数的电池单元可以构成如图5或图6所示的第一电池单元。
排序为偶数的电池单元与第一连接点和第二连接点连通的情况下，该电池单元的正极连接到第一连接点上，该电池单元的负极连接到第二连接点上。此时，第一连接点的电压值高于第二连接点的电压值，即第一连接点和第二连接点之间的电压VAB>0。
例如，当K2和K3导通后，电池单元2连通到第一连接点和第二连接点上，此时电池单元2的正极连接到第一连接点，电池单元2的负极连接到第二连接点上，第一连接点的电压值高于第二连接点的电压值，即第一连接点和第二连接点之间的电压VAB>0。
可以理解的是，本实施例中排序为偶数的电池单元可以构成如图5或图6所示的第二电池单元。
作为一种示例，这m+1个开关单元中每个开关单元可以包括两个对顶的MOS管。这m+1个开关单元中每个开关单元的结构可以参考图8。
可以理解的是，图11中介绍的开关矩阵网络单元的结构图仅是一种示例。本申请中的开关矩阵网络单元还可以通过其他方式实现。只要能够将这m个电池单元中每个电池单元分别与混合均衡单元302连成回路并能控制每个电池单元与混合均衡单元302之间的回路导通或关断的开关矩阵网络单元都可以纳入本申请的开关矩阵网络单元的保护范围。
本申请的技术方案中，第一均衡单元中的电阻单元用于实现电压偏高的电池单元的降压功能，第二均衡单元用于实现电压偏低的电池单元的升压功能。也就是说，第二均衡单元只需实现基于电源为低压电池单元进行均衡的功能。由于第二均衡单元的MOS管的驱动比现有技术中的双向均衡电路的MOS管的驱动简单，因此本申请提出的电池***的控制电路装置可以降低均衡电路的驱动复杂性。
本申请还提供了一种电池管理***。该电池管理***也可以称为电池保姆或电池管家，主要用于实现智能化管理及维护电池***中各个电池单元，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态等功能。
本实施例中，该电池管理***可以与电池***连接。图12为本申请一个实施例的电池管理***的结构示意图。该电池管理***包括控制器1210和控制电路装置1220，控制电路装置1220与控制器1210相连。
在一些实现方式中，控制电路装置1220可以包括第一端口、开关矩阵网络单元、第一均衡单元、第二均衡单元和第二端口，第一端口、开关矩阵网络单元、第二均衡单元和第二端口依次相连，第一均衡单元与第二均衡单元并联。
相应地，控制器1210可以用于向控制电路装置1220输出第一控制信号，该第一控制信号用于控制开关矩阵网络单元连通待放电电池单元与控制电路装置1220中的第一均衡单元，以及用于控制第一均衡单元通过电阻单元对待放电电池单元进行放电。
控制电路装置1220可以用于接收第一控制信号，在第一控制信号的控制下通过开关矩阵网络单元连通待放电电池单元与第一均衡单元，以及在第一控制信号的控制下通过电阻单元对待放电电池单元进行放电。
控制器1210还可以用于向控制电路装置1220输出第二控制信号，该第二控制信号用于控制开关矩阵网络单元连通待充电电池单元与控制电路装置1220中的第二均衡单元，以及用于控制第二均衡单元通过电源对待充电电池单元进行充电。
控制电路装置1220还可以用于接收第二控制信号，在第二控制信号的控制下通过开关矩阵网络单元连通待充电电池单元与第二均衡单元，以及在第二控制信号的控制下通过电源对待充电电池单元进行充电。
在一些实现方式中，控制电路装置1220还可以包括电压采样电路单元，该电压采样电路单元通过开关矩阵网络单元与上述电池***中的m个电池单元分别形成回路。
相应地，控制器1210还可以用于向控制电路装置1220发送第三控制信息，该第三控制信号用于控制开关矩阵网络单元将m个电池单元中的待采样电池单元与电压采样电路连通，以使得电压采样电路单元对待采样电池单元进行采样，得到待采样电池单元的电压值。
在一些实现方式中，控制电路装置1220中还可以包括电容控制单元，该电容控制单元可以包括电容和第八开关单元，电容与第八开关单元串联，该电容控制单元与前述第二均衡单元并联。
相应地，控制器1210还可以用于在需要对m个电池单元中的待采样电池单元进行采样时向控制电路装置1220输出第四控制信号，该第四控制信号用于控制第八单元关断；在需要对待充电电池单元进行充电时向控制电路装置1220输出第五控制信号，该第五控制信号用于控制第八单元导通。
作为一种示例，控制电路装置1220中还可以包括显示模组、无线通信模组、用于为电路模组供电的电池组以及用于采集电池组的电池信息的采集模组等模组中一种或多种模组。控制器1210通过通信接口分别与无线通信模组及显示模组连接，所述采集模组的输出端与控制器1210的输入端连接，控制器1210的输出端与均衡单元的输入端连接，均衡单元与电池组连接，控制器1210通过无线通信模块与服务器端连接。
控制器1210可以包括微控制单元(microcontroller unit，MCU)。MCU又称单片微型计算机(single chip microcomputer)或者单片机，是把中央处理器(central processunit，CPU)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(Timer)、通用串行总线(universal serial bus，USB)、A/D转换、通用异步收发传输器(universal asynchronousreceiver/transmitter，UART)、可编程逻辑控制器(programmable logic controller，PLC)、直接存储器访问(direct memory access，DMA)等周边接口，甚至液晶显示器(liquidcrystal display，LCD)驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为显示模组、无线通信模组、电路模组和采集模组构成组合控制。
作为示例，本申请的采集模组中可以包括电池电压采集电路、电池电流采集电路、电池温度采集电路等。
在本申请的各个实施例中，如果没有特殊说明以及逻辑冲突，不同的实施例之间的术语和/或描述具有一致性、且可以相互引用，不同的实施例中的技术特征根据其内在的逻辑关系可以组合形成新的实施例。本文中的术语“多个”是指两个或两个以上。本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系；在公式中，字符“/”，表示前后关联对象是一种“相除”的关系。
可以理解的是，在本申请的实施例中涉及的电池单元正负极的连接方式、开关矩阵网络单元的连接方式以及各电路单元之间的连接方式均为一种简单的示例，并不用来限制本申请的实施例的范围。
可以理解的是，在本申请的实施例中涉及的各种数字编号仅为描述方便进行的区分，并不用来限制本申请的实施例的范围。
可以理解的是，在本申请的实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请的实施例的实施过程构成任何限定。

Claims (17)

1.一种电池***的控制电路装置，所述电池***包括m个电池单元，所述m个电池单元串联，其特征在于，所述控制电路装置包括第一端口、开关矩阵网络单元、第一均衡单元、第二均衡单元和第二端口，所述第一端口、所述开关矩阵网络单元、所述第二均衡单元和所述第二端口依次相连，所述第一均衡单元与所述第二均衡单元并联；
所述第一端口用于连接所述m个电池单元，所述第二端口用于连接电源；
所述开关矩阵网络单元用于：将所述m个电池单元中的待放电电池单元与所述第一均衡单元连通，以及将所述m个电池单元中的待充电电池单元与所述第二均衡单元连通；
所述第一均衡单元用于：通过电阻单元对所述待放电电池单元进行放电；
所述第二均衡单元用于：通过所述电源对所述待充电电池单元进行充电。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二均衡单元包括变压器、第一开关单元、第二开关单元和第三开关单元，所述变压器包括第一原边绕组和第一副边绕组；
所述第一原边绕组和所述第三开关单元串联形成第一原边电路，所述第一原边电路与所述第二端口连接，所述第一原边电路通过所述第二端口与所述电源形成回路时所述第一原边绕组的第一端与所述电源的正极连接；
所述第一开关单元、所述第一副边绕组和所述第二开关单元依次串联形成第一副边电路，所述第一副边电路与所述开关矩阵网络单元相连；
所述第二均衡单元用于：所述第一副边电路与所述开关矩阵网络单元的第一连接点的电压大于所述第一副边电路与所述开关矩阵网络单元的第二连接点的电压时，导通所述第二开关单元，交替导通所述第一开关单元和所述第三开关单元，其中，所述第一连接点与所述第一副边绕组的第一端连接，所述第一副边绕组的第一端与所述第一原边绕组的第一端为一组同名端。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一开关单元包括第一场效应MOS管，所述第一MOS管通过漏极与所述第一连接点连接。
4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述第二开关单元包括第一二极管，所述第一二极管的正极与所述第一连接点连接。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述第三开关单元包括第二MOS管，所述第二MOS管的漏极通过所述第二端口与所述电源的正极连接。
6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第二均衡单元还包括第四开关单元和第五开关单元，所述变压器还包括第二副边绕组；
所述第四开关单元、所述第二副边绕组和所述第五开关单元依次串联形成第二副边电路，所述第二副边电路与所述开关矩阵网络单元相连，且所述第二副边电路与所述开关矩阵网络单元的一个连接点为所述第一连接点，所述第二副边电路与所述开关矩阵网络单元的另一个连接点为所述第二连接点，所述第二副边绕组的第一端与所述第一原边绕组的第一端为一组同名端，所述第二连接点与所述第一副边绕组的第一端连接；
所述第二均衡单元还用于：所述第一连接点与所述第二连接点之间的电压差小于零时，导通所述第五开关单元，交替导通所述第四开关单元和所述第三开关单元。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第四开关单元包括第三MOS管，所述第三MOS管的漏极与所述第二连接点连接。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述第五开关单元包括第二二极管，所述第二二极管的正极与所述第二连接点连接。
9.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第二均衡单元还包括第六开关单元，所述变压器还包括第二原边绕组；
所述第六开关单元和所述第二原边绕组串联形成第二原边电路，所述第二原边电路与所述第二端口连接，所述第二原边电路通过所述第二端口与所述电源形成回路时所述第二原边绕组的第一端与所述电源的负极连接，所述第二原边电路的第一端与所述第一副边电路的第一端为一组同名端；
所述第二均衡单元还用于：所述第一连接点与所述第二连接点之间的电压差小于零时，导通所述第二开关单元，交替导通所述第一开关单元和所述第六开关单元。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第六开关单元包括第四MOS管，所述第四MOS管的漏极通过所述第二端口与所述电源的正极连接。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一均衡单元包括第七开关单元和电阻单元，所述第七开关单元和电阻单元串联，所述第一均衡单元与开关矩阵网络单元相连；
所述第一均衡单元用于：导通所述第七开关单元。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第七开关单元包括第五MOS管和第六MOS管，且所述第五MOS管的源极与所述第六MOS管的源极连接，或所述第五MOS管的漏极与所述第六MOS管的漏极连接。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括电压采样电路单元，所述电压采样电路单元通过所述开关矩阵网络单元与所述m个电池单元分别形成回路；
所述开关矩阵网络单元还用于：将所述m个电池单元中的待采样电池单元与所述电压采样电路连通；
所述电压采样电路单元用于：对所述待采样电池单元进行采样，得到所述待采样电池单元的电压值，所述电压值用于判断所述待采样电池单元是否为所述待充电电池单元或所述待放电电池单元。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述电压采样电路单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻，所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻和所述第四电阻依次串联，所述第三电阻和所述第四电阻的相连端接地，所述第一电阻和所述第三电阻之间存在第三端口，所述第二电阻和所述第四电阻之间存在第四端口，所述第三端口和所述第四端口用于输出确定所述待采样电池单元的电压值的电信号。
15.根据权利要求13或14所述的装置，其特征在于，所述装置中还包括电容控制单元，所述电容控制单元包括电容和第八开关单元，所述电容与所述第八开关单元串联；
所述第八开关单元用于：在需要对所述m个电池单元中的待采样电池单元进行采样的情况下关断，在需要对所述待充电电池单元进行充电时导通；
所述电容控制单元与所述第二均衡单元并联。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述第八开关单元包括第七MOS管和第八MOS管，且所述第七MOS管的源极与所述第八MOS管的源极连接，或所述第七MOS管的漏极与所述第八MOS管的漏极连接。
17.一种电池管理***，其特征在于，所述电池管理***与电池***连接，所述电池管理***包括控制器和如权利要求1至16中任一项所述的控制电路装置，所述控制电路装置与所述控制器相连；
所述控制器用于：向所述控制电路装置输出第一控制信号，所述第一控制信号用于控制所述开关矩阵网络单元连通待放电电池单元与所述控制电路装置中的第一均衡单元，以及用于控制所述第一均衡单元通过电阻单元对所述待放电电池单元进行放电；
所述控制电路装置用于：接收所述第一控制信号，在所述第一控制信号的控制下通过所述开关矩阵网络单元连通所述待放电电池单元与所述第一均衡单元，以及在所述第一控制信号的控制下通过电阻单元对所述待放电电池单元进行放电；
所述控制器还用于：向所述控制电路装置输出第二控制信号，所述第二控制信号用于控制所述开关矩阵网络单元连通待充电电池单元与所述控制电路装置中的第二均衡单元，以及用于控制所述第二均衡单元通过电源对所述待充电电池单元进行充电；
所述控制电路装置用于：接收所述第二控制信号，在所述第二控制信号的控制下通过所述开关矩阵网络单元连通所述待充电电池单元与所述第二均衡单元，以及在所述第二控制信号的控制下通过电源对所述待充电电池单元进行充电。
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