CN214280983U - 串联电池组的均衡芯片及电池管理*** - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种串联电池组的均衡芯片，均衡芯片包括：i个控制开关，i个控制开关的第i个控制开关的第一端经由均衡电阻与第i个电池的正极端连接，第i个控制开关的第二端与第i‑1个电池的正极端连接；以及i个第一电阻，i个第一电阻的第i个第一电阻的第一端与第i个控制开关的第二端连接，并且第i个第一电阻的第二端连接至第i个控制开关的控制端，第i个控制开关被控制为：当从第i个电池的正极端流向第i‑1个电池的正极端的电流大于电流阈值时，基于第i个第一电阻产生的电压使得第i个控制开关被导通，从而电流流过第i个控制开关以便对第i个电池进行电流均衡，其中1＜i≤N。本公开还提供了一种电池管理***。

Description

串联电池组的均衡芯片及电池管理***

技术领域

本公开涉及一种串联电池组的均衡芯片及电池管理***。

背景技术

诸如锂电池的可充电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，锂电池内部压力与热量大量增加，容易产生火花、燃烧甚至***，因此，对锂电池电池组进行过充、过放电保护是必要的。

随着电池的使用，各个电池的性能可能将会不一致，这时就会出现不均衡的问题，例如在充放电的过程中，以充电为例，某些电池可能已经被完全充电，而某些电池可能还存在没有被完全充电的情况，或者某些电池已经被过充电。放电过程也是如此。

由于各个单体电池不一致性，要求在充电时采取必要均衡措施以确保其安全性和稳定性。

此外，现有技术中，对于均衡控制的电路设置在印刷电路板上，其并不符合小型化集成化的趋势等。

实用新型内容

为了解决上述技术问题之一，本公开提供了一种串联电池组的均衡芯片及电池管理***。

根据本公开的一个实施方式，一种串联电池组的均衡芯片，所述串联电池组包括N个串联的电池，其中N＞1，所述均衡芯片包括：

i个控制开关，所述i个控制开关的第i个控制开关的第一端经由均衡电阻与第i个电池的正极端连接，所述第i个控制开关的第二端与第i-1个电池的正极端连接；以及

i个第一电阻，所述i个第一电阻的第i个第一电阻的第一端与所述第i个控制开关的第二端连接，并且所述第i个第一电阻的第二端连接至所述第i个控制开关的控制端，

所述第i个控制开关被控制为：当从所述第i个电池的正极端流向第i-1个电池的正极端的电流大于电流阈值时，基于所述第i个第一电阻产生的电压使得所述第i个控制开关被导通，从而电流流过所述第i个控制开关以便对所述第i个电池进行电流均衡，其中1＜i≤N。

根据本公开至少一个实施方式的均衡芯片，所述i个控制开关为NMOS晶体管，所述i个控制开关的第一端为漏极，所述i个控制开关的第二端为源极，所述i个控制开关的控制端为栅极；或者所述i个控制开关为三极管，所述i个控制开关的第一端为集电极，所述i个控制开关的第二端为发射极，所述i个控制开关的控制端为基极。

根据本公开至少一个实施方式的均衡芯片，还包括i个第二电阻，所述i个第二电阻的第i个第二电阻的第一端连接所述第i个控制开关的控制端，所述第i个第二电阻的第二端连接所述第i个第一电阻的第二端。

根据本公开至少一个实施方式的均衡芯片，还包括i个第一二极管，所述i个第一二极管的第i个第一二极管的阳极连接至所述第i个控制开关的第一端，所述第i个第一二极管的阴极接地。

根据本公开至少一个实施方式的均衡芯片，还包括i个第二二极管，所述i个第二二极管的第i个第二二极管的阳极连接所述控制开关的第二端，所述第i个第二二极管的阴极连接所述控制开关的控制端。

根据本公开至少一个实施方式的均衡芯片，还包括i个第三二极管，所述i个第二三极管的第i个第二三极管的阳极连接第i+1个第一电阻的第二端，所述第i个第二三极管的阴极连接第i个第一电阻的第二端。

根据本公开至少一个实施方式的均衡芯片，从所述第i个电池的正极端流向第i-1个电池的正极端的电流通过i个第一开关的第i个第一开关的导通与断开来进行控制，当所述第i个第一开关导通时，电流从所述第i个电池的正极端流向第i-1个电池的正极端。

根据本公开至少一个实施方式的均衡芯片，所述i个第一开关集成在所述均衡芯片中。

根据本公开至少一个实施方式的均衡芯片，还包括i个电流控制电路，所述i个电流控制电路的第i个电流控制电路的第一端连接在第i+1个第一电阻的第二端，所述第i个电流控制电路的第二端连接在第i个第一电阻的第二端。

根据本公开至少一个实施方式的均衡芯片，基于第N个电池的正极端的电压和第i-1个电池的正极端的电压，来控制i个电流控制电路中的每个电流控制电路所生成的电流。

根据本公开至少一个实施方式的均衡芯片，当需要对第i个电池进行均衡控制时，则第i个电流控制电路进行工作。

根据本公开至少一个实施方式的均衡芯片，所述i个电流控制电路分别包括镜像电路及电流源，所述电流源基于第N个电池的正极端的电压生成电流，并且经由镜像电流生成流入第i个第一电阻的第二端的电流。

根据本公开至少一个实施方式的均衡芯片，基于第i个电池的正极端的电压和第i-1个电池的正极端的电压，来控制i个电流控制电路中的每个电流控制电路所生成的电流。

根据本公开至少一个实施方式的均衡芯片，当需要对第i个电池进行均衡控制时，则第i个电流控制电路进行工作。

根据本公开至少一个实施方式的均衡芯片，所述i个电流控制电路分别包括镜像电路及电流源，所述电流源基于第i个电池的正极端的电压生成电流，并且经由镜像电流生成流入第i个第一电阻的第二端的电流。

根据本公开的另一实施方式，一种电池管理***，包括：

如上所述的均衡电路；以及

电池管理芯片，所述电池管理芯片至少经由所述均衡电路来测量第i个电池的电压。

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例的电池管理***的示意图。

图2示出了根据本公开的一个实施例的电池管理***的示意图。

图3示出了根据本公开的一个实施例的电池管理***的示意图。

图4示出了根据本公开的一个实施例的电池管理***的示意图。

图5示出了根据本公开的一个实施例的电池管理***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。

根据本公开的一个实施方式，提供了一种串联电池组的均衡芯片，串联电池组包括N个串联的电池，其中N＞1，均衡芯片包括：i个控制开关，i个控制开关的第i个控制开关的第一端经由均衡电阻与第i个电池的正极端连接，第i个控制开关的第二端与第i-1个电池的正极端连接；以及i个第一电阻，i个第一电阻的第i个第一电阻的第一端与第i个控制开关的第二端连接，并且第i个第一电阻的第二端连接至第i个控制开关的控制端，第i个控制开关被控制为：当从第i个电池的正极端流向第i-1个电池的正极端的电流大于电流阈值时，基于第i个第一电阻产生的电压使得第i个控制开关被导通，从而电流流过第i个控制开关以便对第i个电池进行电流均衡，其中1＜i≤N。

i个控制开关为NMOS晶体管，i个控制开关的第一端为漏极，i个控制开关的第二端为源极，i个控制开关的控制端为栅极；或者i个控制开关为三极管，i个控制开关的第一端为集电极，i个控制开关的第二端为发射极，i个控制开关的控制端为基极。

还包括i个第二电阻，i个第二电阻的第i个第二电阻的第一端连接第i个控制开关的控制端，第i个第二电阻的第二端连接第i个第一电阻的第二端。

还包括i个第一二极管，i个第一二极管的第i个第一二极管的阳极连接至第i个控制开关的第一端，第i个第一二极管的阴极接地。

还包括i个第二二极管，i个第二二极管的第i个第二二极管的阳极连接控制开关的第二端，第i个第二二极管的阴极连接控制开关的控制端。

还包括i个第三二极管，i个第二三极管的第i个第二三极管的阳极连接第i+1个第一电阻的第二端，第i个第二三极管的阴极连接第i个第一电阻的第二端。

从第i个电池的正极端流向第i-1个电池的正极端的电流通过i个第一开关的第i个第一开关的导通与断开来进行控制，当第i个第一开关导通时，电流从第i个电池的正极端流向第i-1个电池的正极端。

i个第一开关集成在均衡芯片中。

还包括i个电流控制电路，i个电流控制电路的第i个电流控制电路的第一端连接在第i+1个第一电阻的第二端，第i个电流控制电路的第二端连接在第i个第一电阻的第二端。

基于第N个电池的正极端的电压和第i-1个电池的正极端的电压，来控制i个电流控制电路中的每个电流控制电路所生成的电流。

当需要对第i个电池进行均衡控制时，则第i个电流控制电路进行工作。

i个电流控制电路分别包括镜像电路及电流源，电流源基于第N个电池的正极端的电压生成电流，并且经由镜像电流生成流入第i个第一电阻的第二端的电流。

基于第i个电池的正极端的电压和第i-1个电池的正极端的电压，来控制i个电流控制电路中的每个电流控制电路所生成的电流。

当需要对第i个电池进行均衡控制时，则第i个电流控制电路进行工作。

i个电流控制电路分别包括镜像电路及电流源，电流源基于第i个电池的正极端的电压生成电流，并且经由镜像电流生成流入第i个第一电阻的第二端的电流。

下面将结合附图对本公开的技术方案进行说明。

<第一实施例>

图1示出了根据本公开的第一实施例的均衡芯片。串联电池组100包括N个串联的电池101、102、……、10n。

均衡芯片200包括：i个控制开关211、212、……21n，i个控制开关的第i个控制开关的第一端经由均衡电阻401、402、……、40n与第i个电池的正极端连接，第i个控制开关的第二端与第i-1个电池的正极端连接；以及i个第一电阻231、232、……、23n，i个第一电阻的第i个第一电阻的第一端与第i个控制开关的第二端连接，并且第i个第一电阻的第二端连接至第i个控制开关的控制端，第i个控制开关被控制为：当从第i个电池的正极端流向第i-1个电池的正极端的电流大于电流阈值时，基于第i个第一电阻产生的电压使得第i个控制开关被导通，从而电流流过第i个控制开关以便对第i个电池进行电流均衡，其中1＜i≤N。

i个控制开关为NMOS晶体管，i个控制开关的第一端为漏极，i个控制开关的第二端为源极，i个控制开关的控制端为栅极；或者i个控制开关为三极管，i个控制开关的第一端为集电极，i个控制开关的第二端为发射极，i个控制开关的控制端为基极。

下面将以第2节电池的内容为例并且设定控制开关为NMOS晶体管进行说明。

NMOS晶体管212的漏极通过管脚通过均衡电阻402连接第2节电池的正极端，并且NMOS晶体管212的源极经由管脚连接第1节电池的正极端。NMOS晶体管212的栅极连接第二电阻222，并且在NMOS晶体管212的源极与第二电阻222之间连接有第一电阻232。这样电池出现不均衡情况时，将会从电池102的正极端、经由电阻23n、电阻232形成电流，电阻222和电阻232所形成的电压构成NMOS晶体管212的栅源电压，当该栅源电压大于阈值开启电压时，则NMOS晶体管212将会导通，这时将会有均衡电流从电阻402流经NMOS晶体管212，从而对电池102实施均衡。当没有电流流过时，NMOS晶体管212的栅源电压为零，则NMOS晶体管212断开，这时将不实施均衡控制。

此外，还包括i个第一二极管251、252、……、25n，i个第一二极管的第i个第一二极管的阳极连接至第i个控制开关的第一端，第i个第一二极管的阴极接地。例如二极管252的阳极连接控制开关212的漏极，阴极接地，用于保护控制开关212的漏极。

还包括i个第二二极管241、242、……24n，i个第二二极管的第i个第二二极管的阳极连接控制开关的第二端，第i个第二二极管的阴极连接控制开关的控制端。例如二极管242的阳极连接晶体管212的栅极，阴极连接晶体管212的源极，用于保护晶体管212的栅极氧化层。

还包括i个第三二极管261、262、……、26n，i个第二三极管的第i个第二三极管的阳极连接第i+1个第一电阻的第二端，第i个第二三极管的阴极连接第i个第一电阻的第二端。例如，二极管262连接在电阻232和23n之间，用于对晶体管212进行保护。

此外，该均衡芯片200与BMS芯片300通过管脚连接，例如可以通过BMS芯片300来测量每节电池的电压等。

<第二实施例>

图2示出了根据本公开的第二实施例的均衡芯片。串联电池组100包括N个串联的电池101、102、……、10n。

均衡芯片200包括：i个控制开关211、212、……21n，i个控制开关的第i个控制开关的第一端经由均衡电阻401、402、……、40n与第i个电池的正极端连接，第i个控制开关的第二端与第i-1个电池的正极端连接；以及i个第一电阻231、232、……、23n，i个第一电阻的第i个第一电阻的第一端与第i个控制开关的第二端连接，并且第i个第一电阻的第二端连接至第i个控制开关的控制端，第i个控制开关被控制为：当从第i个电池的正极端流向第i-1个电池的正极端的电流大于电流阈值时，基于第i个第一电阻产生的电压使得第i个控制开关被导通，从而电流流过第i个控制开关以便对第i个电池进行电流均衡，其中1＜i≤N。

i个控制开关为NMOS晶体管，i个控制开关的第一端为漏极，i个控制开关的第二端为源极，i个控制开关的控制端为栅极；或者i个控制开关为三极管，i个控制开关的第一端为集电极，i个控制开关的第二端为发射极，i个控制开关的控制端为基极。

下面将以第2节电池的内容为例并且设定控制开关为NMOS晶体管进行说明。

NMOS晶体管212的漏极通过管脚通过均衡电阻402连接第2节电池的正极端，并且NMOS晶体管212的源极经由管脚连接第1节电池的正极端。NMOS晶体管212的栅极连接第二电阻222，并且在NMOS晶体管212的源极与第二电阻222之间连接有第一电阻232。这样电池出现不均衡情况时，将会从电池102的正极端、经由电阻23n、电阻232形成电流，电阻222和电阻232所形成的电压构成NMOS晶体管212的栅源电压，当该栅源电压大于阈值开启电压时，则NMOS晶体管212将会导通，这时将会有均衡电流从电阻402流经NMOS晶体管212，从而对电池102实施均衡。当没有电流流过时，NMOS晶体管212的栅源电压为零，则NMOS晶体管212断开，这时将不实施均衡控制。

此外，还包括i个第一二极管251、252、……、25n，i个第一二极管的第i个第一二极管的阳极连接至第i个控制开关的第一端，第i个第一二极管的阴极接地。例如二极管252的阳极连接控制开关212的漏极，阴极接地，用于保护控制开关212的漏极。

还包括i个第二二极管241、242、……24n，i个第二二极管的第i个第二二极管的阳极连接控制开关的第二端，第i个第二二极管的阴极连接控制开关的控制端。例如二极管242的阳极连接晶体管212的栅极，阴极连接晶体管212的源极，用于保护晶体管212的栅极氧化层。

还包括i个第三二极管261、262、……、26n，i个第二三极管的第i个第二三极管的阳极连接第i+1个第一电阻的第二端，第i个第二三极管的阴极连接第i个第一电阻的第二端。例如，二极管262连接在电阻232和23n之间，用于对晶体管212进行保护。

第二实施例与第一实施例的区别主要在于，在第二实施例中增加了N个第一开关311、312、……、31n。

从第i个电池的正极端流向第i-1个电池的正极端的电流通过i个第一开关的第i个第一开关的导通与断开来进行控制，当第i个第一开关导通时，电流从第i个电池的正极端流向第i-1个电池的正极端。

例如，在对第2节电池102进行均衡时，开关312导通，从而形成电流，晶体管212导通来实施均衡。

如图2所示，第一开关311、312、……、31n可以集成在BMS芯片300中。

此外，该均衡芯片200与BMS芯片300通过管脚连接，例如可以通过BMS芯片300来测量每节电池的电压等。

<第三实施例>

图3示出了根据本公开的第三实施例的均衡芯片。串联电池组100包括N个串联的电池101、102、……、10n。

均衡芯片200包括：i个控制开关211、212、……21n，i个控制开关的第i个控制开关的第一端经由均衡电阻401、402、……、40n与第i个电池的正极端连接，第i个控制开关的第二端与第i-1个电池的正极端连接；以及i个第一电阻231、232、……、23n，i个第一电阻的第i个第一电阻的第一端与第i个控制开关的第二端连接，并且第i个第一电阻的第二端连接至第i个控制开关的控制端，第i个控制开关被控制为：当从第i个电池的正极端流向第i-1个电池的正极端的电流大于电流阈值时，基于第i个第一电阻产生的电压使得第i个控制开关被导通，从而电流流过第i个控制开关以便对第i个电池进行电流均衡，其中1＜i≤N。

i个控制开关为NMOS晶体管，i个控制开关的第一端为漏极，i个控制开关的第二端为源极，i个控制开关的控制端为栅极；或者i个控制开关为三极管，i个控制开关的第一端为集电极，i个控制开关的第二端为发射极，i个控制开关的控制端为基极。

下面将以第2节电池的内容为例并且设定控制开关为NMOS晶体管进行说明。

NMOS晶体管212的漏极通过管脚通过均衡电阻402连接第2节电池的正极端，并且NMOS晶体管212的源极经由管脚连接第1节电池的正极端。NMOS晶体管212的栅极连接第二电阻222，并且在NMOS晶体管212的源极与第二电阻222之间连接有第一电阻232。这样电池出现不均衡情况时，将会从电池102的正极端、经由电阻23n、电阻232形成电流，电阻222和电阻232所形成的电压构成NMOS晶体管212的栅源电压，当该栅源电压大于阈值开启电压时，则NMOS晶体管212将会导通，这时将会有均衡电流从电阻402流经NMOS晶体管212，从而对电池102实施均衡。当没有电流流过时，NMOS晶体管212的栅源电压为零，则NMOS晶体管212断开，这时将不实施均衡控制。

此外，还包括i个第一二极管251、252、……、25n，i个第一二极管的第i个第一二极管的阳极连接至第i个控制开关的第一端，第i个第一二极管的阴极接地。例如二极管252的阳极连接控制开关212的漏极，阴极接地，用于保护控制开关212的漏极。

还包括i个第二二极管241、242、……24n，i个第二二极管的第i个第二二极管的阳极连接控制开关的第二端，第i个第二二极管的阴极连接控制开关的控制端。例如二极管242的阳极连接晶体管212的栅极，阴极连接晶体管212的源极，用于保护晶体管212的栅极氧化层。

还包括i个第三二极管261、262、……、26n，i个第二三极管的第i个第二三极管的阳极连接第i+1个第一电阻的第二端，第i个第二三极管的阴极连接第i个第一电阻的第二端。例如，二极管262连接在电阻232和23n之间，用于对晶体管212进行保护。

第三实施例与第二实施例的区别主要在于，N个第一开关311、312、……、31n集成在均衡芯片200中。

从第i个电池的正极端流向第i-1个电池的正极端的电流通过i个第一开关的第i个第一开关的导通与断开来进行控制，当第i个第一开关导通时，电流从第i个电池的正极端流向第i-1个电池的正极端。

例如，在对第2节电池102进行均衡时，开关312导通，从而形成电流，晶体管212导通来实施均衡。

此外，该均衡芯片200与BMS芯片300通过管脚连接，例如可以通过BMS芯片300来测量每节电池的电压等。

<第四实施例>

图4示出了根据本公开的第四实施例的均衡芯片。串联电池组100包括N个串联的电池101、102、……、10n。

均衡芯片200包括：i个控制开关211、212、……21n，i个控制开关的第i个控制开关的第一端经由均衡电阻401、402、……、40n与第i个电池的正极端连接，第i个控制开关的第二端与第i-1个电池的正极端连接；以及i个第一电阻231、232、……、23n，i个第一电阻的第i个第一电阻的第一端与第i个控制开关的第二端连接，并且第i个第一电阻的第二端连接至第i个控制开关的控制端，第i个控制开关被控制为：当从第i个电池的正极端流向第i-1个电池的正极端的电流大于电流阈值时，基于第i个第一电阻产生的电压使得第i个控制开关被导通，从而电流流过第i个控制开关以便对第i个电池进行电流均衡，其中1＜i≤N。

i个控制开关为NMOS晶体管，i个控制开关的第一端为漏极，i个控制开关的第二端为源极，i个控制开关的控制端为栅极；或者i个控制开关为三极管，i个控制开关的第一端为集电极，i个控制开关的第二端为发射极，i个控制开关的控制端为基极。

下面将以第2节电池的内容为例并且设定控制开关为NMOS晶体管进行说明。

NMOS晶体管212的漏极通过管脚通过均衡电阻402连接第2节电池的正极端，并且NMOS晶体管212的源极经由管脚连接第1节电池的正极端。NMOS晶体管212的栅极连接第二电阻222，并且在NMOS晶体管212的源极与第二电阻222之间连接有第一电阻232。这样电池出现不均衡情况时，将会从电池102的正极端、经由电阻23n、电阻232形成电流，电阻222和电阻232所形成的电压构成NMOS晶体管212的栅源电压，当该栅源电压大于阈值开启电压时，则NMOS晶体管212将会导通，这时将会有均衡电流从电阻402流经NMOS晶体管212，从而对电池102实施均衡。当没有电流流过时，NMOS晶体管212的栅源电压为零，则NMOS晶体管212断开，这时将不实施均衡控制。

此外，还包括i个第一二极管251、252、……、25n，i个第一二极管的第i个第一二极管的阳极连接至第i个控制开关的第一端，第i个第一二极管的阴极接地。例如二极管252的阳极连接控制开关212的漏极，阴极接地，用于保护控制开关212的漏极。

还包括i个第二二极管241、242、……24n，i个第二二极管的第i个第二二极管的阳极连接控制开关的第二端，第i个第二二极管的阴极连接控制开关的控制端。例如二极管242的阳极连接晶体管212的栅极，阴极连接晶体管212的源极，用于保护晶体管212的栅极氧化层。

如图4所示，还包括i个电流控制电路，i个电流控制电路的第i个电流控制电路的第一端连接在第i+1个第一电阻的第二端，第i个电流控制电路的第二端连接在第i个第一电阻的第二端。基于第N个电池的正极端的电压和第i-1个电池的正极端的电压，来控制i个电流控制电路中的每个电流控制电路所生成的电流。当需要对第i个电池进行均衡控制时，则第i个电流控制电路进行工作。

i个电流控制电路分别包括镜像电路及电流源2831、2832、……、283n，电流源基于第N个电池的正极端的电压生成电流，并且经由镜像电流生成流入第i个第一电阻的第二端的电流。镜像电路可以包括NMOS晶体管2811和2821、2812和2822、……、281n和282n。电流源均连接至第N节电池的最高电压。

此外，在需要i个电流控制电路工作时，可以通过开关2841、2842、……、284n的导通来实现。

例如以第2节电池102为例进行说明。开关2842导通，并且电流源2832基于最高电压生成第一电流，同样的在晶体管2812的源极侧生成同样的第一电流，这样将使得晶体管212导通，从而对第2节电池102实施均衡。

此外，该均衡芯片200与BMS芯片300通过管脚连接，例如可以通过BMS芯片300来测量每节电池的电压等。

<第五实施例>

图5示出了根据本公开的第五实施例的均衡芯片。串联电池组100包括N个串联的电池101、102、……、10n。

均衡芯片200包括：i个控制开关211、212、……21n，i个控制开关的第i个控制开关的第一端经由均衡电阻401、402、……、40n与第i个电池的正极端连接，第i个控制开关的第二端与第i-1个电池的正极端连接；以及i个第一电阻231、232、……、23n，i个第一电阻的第i个第一电阻的第一端与第i个控制开关的第二端连接，并且第i个第一电阻的第二端连接至第i个控制开关的控制端，第i个控制开关被控制为：当从第i个电池的正极端流向第i-1个电池的正极端的电流大于电流阈值时，基于第i个第一电阻产生的电压使得第i个控制开关被导通，从而电流流过第i个控制开关以便对第i个电池进行电流均衡，其中1＜i≤N。

i个控制开关为NMOS晶体管，i个控制开关的第一端为漏极，i个控制开关的第二端为源极，i个控制开关的控制端为栅极；或者i个控制开关为三极管，i个控制开关的第一端为集电极，i个控制开关的第二端为发射极，i个控制开关的控制端为基极。

下面将以第2节电池的内容为例并且设定控制开关为NMOS晶体管进行说明。

NMOS晶体管212的漏极通过管脚通过均衡电阻402连接第2节电池的正极端，并且NMOS晶体管212的源极经由管脚连接第1节电池的正极端。NMOS晶体管212的栅极连接第二电阻222，并且在NMOS晶体管212的源极与第二电阻222之间连接有第一电阻232。这样电池出现不均衡情况时，将会从电池102的正极端、经由电阻23n、电阻232形成电流，电阻222和电阻232所形成的电压构成NMOS晶体管212的栅源电压，当该栅源电压大于阈值开启电压时，则NMOS晶体管212将会导通，这时将会有均衡电流从电阻402流经NMOS晶体管212，从而对电池102实施均衡。当没有电流流过时，NMOS晶体管212的栅源电压为零，则NMOS晶体管212断开，这时将不实施均衡控制。

此外，还包括i个第一二极管251、252、……、25n，i个第一二极管的第i个第一二极管的阳极连接至第i个控制开关的第一端，第i个第一二极管的阴极接地。例如二极管252的阳极连接控制开关212的漏极，阴极接地，用于保护控制开关212的漏极。

还包括i个第二二极管241、242、……24n，i个第二二极管的第i个第二二极管的阳极连接控制开关的第二端，第i个第二二极管的阴极连接控制开关的控制端。例如二极管242的阳极连接晶体管212的栅极，阴极连接晶体管212的源极，用于保护晶体管212的栅极氧化层。

如图5所示，还包括i个电流控制电路，i个电流控制电路的第i个电流控制电路的第一端连接在第i+1个第一电阻的第二端，第i个电流控制电路的第二端连接在第i个第一电阻的第二端。基于第i个电池的正极端的电压和第i-1个电池的正极端的电压，来控制i个电流控制电路中的每个电流控制电路所生成的电流。当需要对第i个电池进行均衡控制时，则第i个电流控制电路进行工作。

i个电流控制电路分别包括镜像电路及电流源2831、2832、……、283n，电流源基于第i个电池的正极端的电压和第i-1个电池的正极端的电压生成电流，并且经由镜像电流生成流入第i个第一电阻的第二端的电流。镜像电路可以包括NMOS晶体管2811和2821、2812和2822、……、281n和282n。

此外，在需要i个电流控制电路工作时，可以通过开关2841、2842、……、284n的导通来实现。

例如以第2节电池102为例进行说明。开关2842导通，并且电流源2832基于第2节电池的正极电压生成第一电流，同样的在晶体管2812的源极侧生成同样的第一电流，这样将使得晶体管212导通，从而对第2节电池102实施均衡。

该实施例与图4所示的实施例的区别在于，第i节电池所用的每个电流源均是基于第i节电池本身的正极端电压，这样避免使用最高电压所带来的电池不均衡因素的影响。因为最高电压是各个电池的总电压，其势必会包含电池的不均衡信息。

此外，该均衡芯片200与BMS芯片300通过管脚连接，例如可以通过BMS芯片300来测量每节电池的电压等。

在本公开中，通过使用相邻两节电池的正极端的电压来实现均衡化控制，从而可以取得更好的均衡化效果，而且可以不受到其他节电池的电流的干扰。在本公开中，通过将均衡电路集成至半导体芯片中，从而可以实现小型化集成化。

在本说明书的描述中，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 (16)

1.一种串联电池组的均衡芯片，所述串联电池组包括N个串联的电池，其中N＞1，其特征在于，所述均衡芯片包括：

i个控制开关，所述i个控制开关的第i个控制开关的第一端经由均衡电阻与第i个电池的正极端连接，所述第i个控制开关的第二端与第i-1个电池的正极端连接；以及

i个第一电阻，所述i个第一电阻的第i个第一电阻的第一端与所述第i个控制开关的第二端连接，并且所述第i个第一电阻的第二端连接至所述第i个控制开关的控制端，

所述第i个控制开关被控制为：当从所述第i个电池的正极端流向第i-1个电池的正极端的电流大于电流阈值时，基于所述第i个第一电阻产生的电压使得所述第i个控制开关被导通，从而电流流过所述第i个控制开关以便对所述第i个电池进行电流均衡，其中1＜i≤N。

2.如权利要求1所述的均衡芯片，其特征在于，

所述i个控制开关为NMOS晶体管，所述i个控制开关的第一端为漏极，所述i个控制开关的第二端为源极，所述i个控制开关的控制端为栅极；或者

所述i个控制开关为三极管，所述i个控制开关的第一端为集电极，所述i个控制开关的第二端为发射极，所述i个控制开关的控制端为基极。

3.如权利要求2所述的均衡芯片，其特征在于，还包括i个第二电阻，所述i个第二电阻的第i个第二电阻的第一端连接所述第i个控制开关的控制端，所述第i个第二电阻的第二端连接所述第i个第一电阻的第二端。

4.如权利要求2所述的均衡芯片，其特征在于，还包括i个第一二极管，所述i个第一二极管的第i个第一二极管的阳极连接至所述第i个控制开关的第一端，所述第i个第一二极管的阴极接地。

5.如权利要求2所述的均衡芯片，其特征在于，还包括i个第二二极管，所述i个第二二极管的第i个第二二极管的阳极连接所述控制开关的第二端，所述第i个第二二极管的阴极连接所述控制开关的控制端。

6.如权利要求2所述的均衡芯片，其特征在于，还包括i个第三二极管，所述i个第二三极管的第i个第二三极管的阳极连接第i+1个第一电阻的第二端，所述第i个第二三极管的阴极连接第i个第一电阻的第二端。

7.如权利要求1至6中任一项所述的均衡芯片，其特征在于，从所述第i个电池的正极端流向第i-1个电池的正极端的电流通过i个第一开关的第i个第一开关的导通与断开来进行控制，当所述第i个第一开关导通时，电流从所述第i个电池的正极端流向第i-1个电池的正极端。

8.如权利要求7所述的均衡芯片，其特征在于，所述i个第一开关集成在所述均衡芯片中。

9.如权利要求1至6中任一项所述的均衡芯片，其特征在于，还包括i个电流控制电路，所述i个电流控制电路的第i个电流控制电路的第一端连接在第i+1个第一电阻的第二端，所述第i个电流控制电路的第二端连接在第i个第一电阻的第二端。

10.如权利要求9所述的均衡芯片，其特征在于，基于第N个电池的正极端的电压和第i-1个电池的正极端的电压，来控制i个电流控制电路中的每个电流控制电路所生成的电流。

11.如权利要求10所述的均衡芯片，其特征在于，当需要对第i个电池进行均衡控制时，则第i个电流控制电路进行工作。

12.如权利要求11所述的均衡芯片，其特征在于，所述i个电流控制电路分别包括镜像电路及电流源，所述电流源基于第N个电池的正极端的电压生成电流，并且经由镜像电流生成流入第i个第一电阻的第二端的电流。

13.如权利要求9所述的均衡芯片，其特征在于，基于第i个电池的正极端的电压和第i-1个电池的正极端的电压，来控制i个电流控制电路中的每个电流控制电路所生成的电流。

14.如权利要求13所述的均衡芯片，其特征在于，当需要对第i个电池进行均衡控制时，则第i个电流控制电路进行工作。

15.如权利要求14所述的均衡芯片，其特征在于，所述i个电流控制电路分别包括镜像电路及电流源，所述电流源基于第i个电池的正极端的电压生成电流，并且经由镜像电流生成流入第i个第一电阻的第二端的电流。

16.一种电池管理***，其特征在于，包括：

如权利要求1至15中任一项所述的均衡芯片；以及

电池管理芯片，所述电池管理芯片至少经由所述均衡电路来测量第i个电池的电压。

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