專利名稱：電池組及控制電池組的方法
技術領域：
所公開的技術涉及電池組及控制電池組的方法。
背景技術：
隨著諸如移動電話、數字照相機和膝上型電腦之類的便攜式電子設備的使用的增多，用于供應電力以操作這種便攜式電子設備的電池已得到了發(fā)展。電池經常被提供為包括單電池以及控制單電池的充電和放電的保護電路的電池組。根據單電池的類型，電池可以是鋰離子(Li離子)電池、鎳-鎘(Ni-Cd)電池等等中的任意一種。單電池可以用作可再充電二次電池。某些電池進一步包括微控制器或其它可編程處理器，微控制器或其它可編程處理器用于控制電池的操作，從而使電池正確地操作，并且保護電池免受可能損壞或毀壞電池的過電流。因此，如果微控制器失靈，則電池可能容易發(fā)生故障。

發(fā)明內容
發(fā)明的一個方面是一種電池組，該電池組包括單電池、端子單元和被配置為選擇性連接所述單電池和所述端子單元的開關。所述電池組還包括被配置為生成命令的微控制器，以及被配置為從所述微控制器接收所述命令并根據所述命令控制所述單電池的充電和放電的模擬前端。所述模擬前端包括狀態(tài)輸入端子，被配置為接收指示所述微控制器的狀態(tài)的狀態(tài)信號；故障確定處理器，被配置為基于所述狀態(tài)信號確定所述微控制器是否已經歷故障并生成故障信號；以及開關控制器，被配置為根據所述故障信號控制所述開關。發(fā)明的另一方面是一種控制電池組的方法，其中所述電池組包括單電池、端子單元和與微控制器通信的模擬前端。所述方法包括所述模擬前端接收指示所述微控制器的狀態(tài)的狀態(tài)信號，所述模擬前端確定所述微控制器是否已經歷故障，并且所述模擬前端在所述微控制器已經歷故障的情況下生成控制信號，以將所述單電池從所述端子單元斷開。


圖1是根據實施例的電池組的框圖；圖2是根據實施例的狀態(tài)指示器電路的電路圖；圖3是根據另一實施例的狀態(tài)指示器電路的電路圖；圖4是根據另一實施例的狀態(tài)指示器電路的電路圖；圖5是根據另一實施例的狀態(tài)指示器電路的電路圖；圖6是根據實施例的狀態(tài)指示器電路的輸入信號和輸出信號的時序圖；圖7是根據另一實施例的電池組的框圖；圖8是根據另一實施例的狀態(tài)指示器電路的輸入信號和輸出信號的時序圖；圖9是根據另一實施例的狀態(tài)指示器電路的輸入信號和輸出信號的時序圖；圖10是根據另一實施例的電池組的框圖；以及
圖11是根據另一實施例的電池組的框圖。
具體實施例方式參照附圖更充分地描述某些實施例，附圖中示出各種創(chuàng)新的方面和特征。在以下描述中，描述了各種特征，并且為了不使發(fā)明主題變得模糊，沒有提供某些其它特征的詳細描述。除非另外限定，否則這里所使用的術語具有本發(fā)明所屬領域的普通技術人員通常所理解的含義。應當進一步理解，術語應當被解釋為具有與它們在相關領域的背景中的含義相一致的含義，并且除非在這里進行特別明確地限定，否則這些術語不應當被解釋為理想化的或者過于形式上的意義。圖1是根據實施例的電池組1的框圖。參見圖1，電池組1包括電池保護電路100 (下文稱作“保護電路”)和單電池200。單電池200包括至少一個裸電池。單電池200連接至保護電路100。在外部設備連接至保護電路100的端子單元110時發(fā)生充電或放電。單電池200可以是可再充電二次電池。保護電路100控制單電池200的充電和放電，并且檢測單電池200的異常狀況以防止損壞單電池200。保護電路100包括端子單元110、模擬前端120、微控制器或處理器 130、狀態(tài)指示器電路140、充電/放電開關150和保護器件160。端子單元110連接至用于對單電池200進行充電的充電設備或外部設備。外部設備可以是消耗存儲在單電池200中的電能的負載。端子單元110包括正端子111和負端子 112。如果充電設備連接至端子單元110，則在電池組1中可能發(fā)生充電。在充電的同時，電流經由正端子111流進電池組1，并且經由負端子112流出電池組1。如果外部設備連接至端子單元110，則在電池組1中可能發(fā)生放電。在放電的同時，電流經由正端子111流出電池組1，并且經由負端子112流進電池組1。模擬前端120控制單電池200的充電和放電。模擬前端120檢測單電池200的充電/放電狀態(tài)，例如電池組1的內部電流流動狀態(tài)和電池組1的溫度等。模擬前端120將檢測到的數據作為檢測數據Sdata發(fā)送到微控制器130。雖然在圖1中，檢測數據Sdata以單箭頭表示，但是檢測數據Sdata可以包括多個數據，并且可以在多條數據線上傳送。例如， 檢測數據Sdata可以包括溫度數據、電壓數據和電流數據等。另外，數據可以分別通過獨立的信號傳遞線發(fā)送到微控制器130。模擬前端120使用單電池200的電壓來操作。模擬前端120包括調節(jié)器121，用于產生電力電壓Vreg，并將電力電壓Vreg施加至微控制器130。模擬前端120從微控制器130接收命令信號kom，并且根據命令信號kom向充電 /放電開關150施加充電控制信號&或放電控制信號Sd，以控制充電/放電開關150的通 /斷狀態(tài)。模擬前端120可以包括故障確定處理器123和開關控制器124。故障確定處理器 123經由狀態(tài)輸入端子Pl接收從狀態(tài)指示器電路140輸出的信號，并且在接收的信號的幅度落入預定條件內的情況下確定微控制器130失靈。例如，故障確定處理器123可以在接收的信號的幅度低于或等于基準電壓Vref的幅度的情況下，確定微控制器130失靈。可替代地，故障確定處理器123可以在接收的信號從邏輯高變?yōu)檫壿嫷蜁r，確定微控制器130失靈，或者在接收的信號從邏輯低變?yōu)檫壿嫺邥r，確定微控制器130失靈。如果故障確定處理器123確定微控制器130失靈，則開關控制器124向充電/放電開關150發(fā)送充電控制信號&或放電控制信號Sd以關斷充電/放電開關150。微控制器130從模擬前端120接收電力電壓Vreg作為電源。微控制器130從模擬前端120接收檢測數據Sdata，并且根據檢測數據Sdata向模擬前端120發(fā)送命令信號 Scom以控制模擬前端120的操作。例如，如果單電池200的各個裸電池中存在電壓變化，則微控制器130可以控制模擬前端120以控制單電池平衡操作，從而使裸電池具有恒定的電壓。作為另一示例，如果單電池200具有過充電或過放電狀態(tài)，則微控制器130可以執(zhí)行控制以停止單電池200的充電或放電操作。雖然在圖1中，為了方便解釋以單箭頭表示命令信號kom，但是命令信號kom可以包括多個命令。在某些實施例中，多個命令信號可以通過獨立的信號傳遞線發(fā)送到模擬前端120。在某些實施例中，如果模擬前端120失靈，則微控制器130檢測模擬前端120失靈并保護電池組，控制保護器件160以停止單電池200的充電或放電操作。在某些實施例中， 保護器件160不需要外部控制，而是自主操作。微控制器130經由端子P2向狀態(tài)指示器電路140輸出操作狀態(tài)信號Sos，供模擬前端120檢測微控制器130的故障或失靈。例如，如果微控制器130處于正常狀況，則邏輯高信號可以作為操作狀態(tài)信號Sos被輸出?？商娲?，如果微控制器130處于正常狀況，則連續(xù)的脈沖序列可以作為操作狀態(tài)信號Sos被輸出。狀態(tài)指示器電路140接收操作狀態(tài)信號Sos，并且為模擬前端120生成狀態(tài)信號。 狀態(tài)指示器電路140包括低通濾波器，并且對來自微控制器130的操作狀態(tài)信號Sos進行濾波。狀態(tài)指示器電路140向模擬前端120輸出指示微控制器130是處于正常狀況還是處于異常狀況的狀態(tài)信號，從而使模擬前端120的故障確定處理器123可以檢測狀態(tài)信號。充電/放電開關150包括充電控制開關151和放電控制開關152。充電控制開關 151和放電控制開關152中的每個可以包括場效應晶體管(FET)和寄生二極管。例如，充電控制開關151包括場效應晶體管FETll和寄生二極管D11。放電控制開關152包括場效應晶體管FET12和寄生二極管D12。連接充電控制開關151的場效應晶體管FETll的源極和漏極的方向與連接放電控制開關152的場效應晶體管 Τ12的源極和漏極的方向相反。換句話說，在該實施例中，充電控制開關151的場效應晶體管FETll被連接為限制電流在正端子ill與單電池200之間的流動。另一方面，放電控制開關152的場效應晶體管FET12被連接為限制電流在單電池200與正端子111之間的流動。就這一點來說，充電控制開關151 的場效應晶體管FETll和放電控制開關152的場效應晶體管FET12是開關器件。然而，場效應晶體管FETll和FET12不限于此，并且可以是具有開關功能的任何電子器件。充電控制開關151的寄生二極管Dll和放電控制開關152的寄生二極管D12可以以使得電流在與場效應晶體管FETll和FET12分別限制電流流動的方向相反的方向上流過寄生二極管Dll 和寄生二極管D12的這種方式來布置。保護器件160被布置在高電流路徑(HCP)上，以控制流出單電池200的電流流動或流進單電池200的電流流動。保護器件160在模擬前端120經歷故障時操作。保護器件 160可以是保險絲或正溫度系數(PTC)熱敏電阻?？商娲?，保護器件160可以是可根據通過保護器件160的電流流動自主操作的器件?？商娲兀Ｗo器件160可以是可在微控制器130的控制下操作的器件。下文更詳細地描述狀態(tài)指示器電路140。圖2和圖3分別是圖1的狀態(tài)指示器電路140的實施例的電路圖。參見圖2，狀態(tài)指示器電路140可以是直接連接微控制器130的端子P2和模擬前端120的狀態(tài)輸入端子Pl的信號線。在一些實施例中，如果微控制器130處于正常狀況， 則微控制器130輸出邏輯高信號作為操作狀態(tài)信號Sos。如果故障確定處理器123確定經由狀態(tài)輸入端子Pl和狀態(tài)指示器電路140接收的操作狀態(tài)信號Sos的電平低于或等于基準電壓Vref的電平，則模擬前端120可以確定微控制器130有故障。基準電壓Vref可以具有在制造電池組1時預先確定的電平。參見圖3，在一些實施例中，狀態(tài)指示器電路140包括電平偏移器電路，電平偏移器電路包括多個電阻器R31和R32以及開關器件SWl。電阻器R31連接在狀態(tài)輸入端子Pl 與第一電壓Vcc的電壓源之間。電阻器R32連接在狀態(tài)輸入端子Pl與開關器件SWl的第一電極之間。開關器件SWl的第二電極接地。開關器件SWl的柵電極連接至端子P2。開關器件SWl可以是ρ溝道場效應晶體管(FET)。在正常狀況下，微控制器130輸出邏輯高信號作為操作狀態(tài)信號Sos。因此，狀態(tài)指示器電路140的開關器件SWl由操作狀態(tài)信號Sos關斷，使得第一電壓Vcc被施加至狀態(tài)輸入端子P1。第一電壓Vcc具有比基準電壓Vref高的電平。故障確定處理器123確定通過狀態(tài)輸入端子Pl接收的第一電壓Vcc具有比基準電壓Vref高的電平，并且模擬前端 120確定微控制器130處于正常狀況。另一方面，如果故障或失靈狀況發(fā)生，則微控制器130輸出邏輯低信號作為操作狀態(tài)信號Sos，或停止輸出操作狀態(tài)信號Sos。結果，狀態(tài)指示器電路140的開關器件SWl由操作狀態(tài)信號Sos接通，使得由電阻器R31和R32從第一電壓Vcc分出的電壓被施加至狀態(tài)輸入端子P1。例如，施加至狀態(tài)輸入端子Pl的電壓可以近似為Vcc*R32/(R31+R32)。就這一點來說，電阻器R31和R32可以以使得電壓具有比基準電壓Vref低的電平的方式來設計。因此，故障確定處理器123確定通過狀態(tài)輸入端子Pl接收的狀態(tài)指示器電路140的輸出信號具有比基準電壓Vref低的電平，并且模擬前端120確定微控制器130已發(fā)生故障。圖4是圖1的狀態(tài)指示器電路140的實施例的電路圖。參見圖4，根據圖4的實施例的狀態(tài)指示器電路140包括反相電平偏移器電路，反相電平偏移器電路包括多個電阻器R41和R42以及開關器件SW2。電阻器R41連接在狀態(tài)輸入端子Pl與第一電壓Vcc的電壓源之間。電阻器R42連接在狀態(tài)輸入端子Pl與開關器件SW2的第一電極之間。開關器件SW2的第二電極接地。開關器件SW2的柵電極連接至端子P2。開關器件SW2可以是η溝道場效應晶體管(FET)。在正常狀況下，微控制器130輸出邏輯高信號作為操作狀態(tài)信號Sos。結果，狀態(tài)指示器電路140的開關器件SW2由操作狀態(tài)信號Sos接通，使得由電阻器R41和R42從第一電壓Vcc分出的電壓被施加至狀態(tài)輸入端子P1。例如，施加至狀態(tài)輸入端子Pl的部分電壓可以近似為Vcc*R42/(R41+R4》。就這一點來說，電阻器R41和R42可以以使得電壓具有比基準電壓Vref低的電平的方式來設計。故障確定處理器123確定通過狀態(tài)輸入端子Pl 接收的狀態(tài)指示器電路140的輸出信號比基準電壓Vref低，并且模擬前端120確定微控制器130處于正常狀況。
另一方面，如果故障或失靈狀況發(fā)生，則微控制器130輸出邏輯低信號作為操作狀態(tài)信號Sos，或停止輸出操作狀態(tài)信號Sos。結果，狀態(tài)指示器電路140的開關器件SW2由操作狀態(tài)信號Sos關斷，使得第一電壓Vcc被施加至狀態(tài)輸入端子Pl。第一電壓Vcc具有比基準電壓Vref高的電平。故障確定處理器123確定通過狀態(tài)輸入端子Pl接收的第一電壓Vcc具有比基準電壓Vref高的電平，并且模擬前端120確定微控制器130已發(fā)生故障。圖4的狀態(tài)指示器電路140以與以上參照圖3所描述的狀態(tài)指示器電路140相反的極性操作。圖5是圖1的狀態(tài)指示器電路140的另一實施例的電路圖。參見圖5，根據圖5的實施例的狀態(tài)指示器電路140包括多個電阻器R51和R52、多個電容器C51和C52以及多個二極管D51和D52。在該實施例中，二極管D51、電容器C51和電阻器R51串聯連接在端子Pl與P2之間。二極管D51的陰極連接至狀態(tài)輸入端子P1，并且二極管D51的陽極連接至電容器C51 以防止電流從狀態(tài)輸入端子Pl向端子P2反向流動。電容器C51從通過端子P2輸出的操作狀態(tài)信號Sos中去除偏移分量。電容器C52和電阻器R52并聯連接在狀態(tài)輸入端子Pl與地之間。二極管D52的陰極連接至二極管D51的陽極，并且二極管D52的陽極接地。在正常狀況下，微控制器130可以輸出例如重復的恒定間隔的脈沖信號作為操作狀態(tài)信號Sos。由于操作狀態(tài)信號Sos被施加至狀態(tài)指示器電路140，電容器C52中累積了電荷，并且電容器C52兩端的電壓被施加至狀態(tài)輸入端子P1。故障確定處理器123具有電壓比較單元122，電壓比較單元122將電容器C52兩端的電壓與基準電壓Vref進行比較，并在電容器C52兩端的電壓具有比基準電壓Vref高的電平的情況下，確定微控制器130處于正常狀況。電容器C52兩端的電壓幅度根據操作狀態(tài)信號Sos的占空比來確定。微控制器 130控制操作狀態(tài)信號Sos的占空比，使得在微控制器130處于正常狀況的情況下，電容器 C52兩端的電壓具有比基準電壓Vref高的電平。另一方面，如果故障或失靈狀況發(fā)生，則微控制器130可以輸出邏輯低信號或DC 信號作為操作狀態(tài)信號Sos，或者停止輸出操作狀態(tài)信號Sos。結果，電容器C52中的電荷通過電阻器R52流到地，并且電容器C52兩端的電壓降低到比基準電壓Vref低的電平，并且模擬前端120確定微控制器130已發(fā)生故障。圖6示出根據實施例的圖5的狀態(tài)指示器電路140的輸入信號和輸出信號的時序圖。參見圖6，在從端子P2接收到脈沖信號的同時，具有高于或等于基準電壓Vref的電平的電壓被輸出到狀態(tài)輸入端子P1。因此，模擬前端120確定微控制器130處于正常狀況。然而，如果在時刻tl之后不再接收到脈沖信號，則電容器C52開始放電，并且電容器 C52兩端的電壓下降，并在時刻t2達到比基準電壓Vref低的電平。因此，模擬前端120可以從時刻t2開始確定微控制器130已發(fā)生故障?；鶞孰妷篤ref和狀態(tài)指示器電路140的部件可以被設計為使得時刻tl與時刻t2 之間的間隔大于從端子P2輸出的脈沖信號的邏輯低時段的寬度。這可能是有利的，原因在于，如果從端子P2輸出的脈沖信號的邏輯低時段的寬度大于時刻tl與時刻t2之間的間隔，則電容器C52兩端的電壓會在從端子P2輸出的脈沖信號處于邏輯低時具有比基準電壓
8Vref低的電平，從而導致錯誤地確定微控制器130發(fā)生故障。如上所述，根據圖1的電池保護電路100，模擬前端120可以在微控制器130的故障或失靈被檢測到的情況下停止電池組1的充電和放電操作。因此，可以穩(wěn)定地控制電池組1的操作。圖7示出根據另一實施例的電池組2的框圖。根據當前實施例的電池組2具有與圖1的電池組1類似的結構和功能。參見圖7，電池組2包括保護電路300和單電池400。保護電路300包括端子單元310、模擬前端320、微控制器330、狀態(tài)指示器電路340、充電/放電開關350和保護器件 360。在當前實施例中，故障確定處理器323包括定時器322。定時器322經由狀態(tài)指示器電路340和狀態(tài)輸入端子Pl從狀態(tài)指示器電路340接收操作狀態(tài)信號Sos，并且模擬前端電路320在基準持續(xù)時間△ t內沒有接收到操作狀態(tài)信號Sos的情況下確定微控制器 330失靈?？商娲?，模擬前端320可以在基準持續(xù)時間At內接收到具有高于或等于基準電壓Vref的電平的信號的情況下，確定微控制器330失靈，或者在基準持續(xù)時間At內沒有接收到具有高于或等于基準電壓Vref的電平的信號的情況下，確定微控制器330失靈。如果模擬前端320確定微控制器330失靈，則模擬前端320向充電/放電開關350 發(fā)送充電控制信號&或放電控制信號Sd以關斷充電/放電開關350。描述根據實施例的保護電路300的操作。圖8示出狀態(tài)指示器電路340的輸入信號和輸出信號的時序圖。狀態(tài)指示器電路 340例如可以是圖2至圖4的電路中的任意一個。例如，如果狀態(tài)指示器電路340具有如圖2所示的配置，則在從端子P2接收的操作狀態(tài)信號Sos在時刻t3從邏輯高變?yōu)檫壿嫷蜁r，狀態(tài)輸入端子P 1處的狀態(tài)信號基本上同時從邏輯高變?yōu)檫壿嫷汀９收洗_定處理器323使用定時器322測量自通過狀態(tài)輸入端子 Pl接收的信號從邏輯高變?yōu)檫壿嫷蜁r的時刻t3起的持續(xù)時間，并且在基準持續(xù)時間At之后確定微控制器330已發(fā)生故障。除了施加到狀態(tài)輸入端子Pl的電壓的電平之外，圖3和圖4的電路的操作原理基本上與圖2的電路的操作相同。圖9是根據另一實施例的狀態(tài)指示器電路340的輸入信號和輸出信號的時序圖。 狀態(tài)指示器電路340可以是圖5的電路。在正常狀況下，微控制器330輸出一定間隔的脈沖信號作為操作狀態(tài)信號Sos。由于操作狀態(tài)信號Sos被施加至狀態(tài)指示器電路340，因此電容器C52中累積了電荷，并且電容器C52兩端的電壓作為狀態(tài)信號被施加至狀態(tài)輸入端子Pl。故障確定處理器323使用定時器322以在具有一定電平的狀態(tài)信號被持續(xù)施加到狀態(tài)輸入端子Pl的情況下，確定微控制器330處于正常狀況。另一方面，如果故障或失靈狀況發(fā)生，則微控制器330可以輸出邏輯低信號作為操作狀態(tài)信號Sos，或者停止輸出操作狀態(tài)信號Sos。然后，電容器C52開始放電，并且從時刻t6開始，電容器C52兩端的電壓的電平降低到比基準電壓Vref的電平低的電平。故障確定處理器323使用定時器322測量自時刻t6起的持續(xù)時間，并且在持續(xù)時間達到基準持續(xù)時間(At)的情況下，確定微控制器330具有故障?；鶞孰妷篤ref和基準持續(xù)時間Δ t可以被限定為使得時刻t5與時刻t7之間的間隔大于從端子P2輸出的脈沖信號的邏輯低時段的寬度，原因如下。如果從端子P2輸出的脈沖信號的邏輯低時段的寬度大于時刻t5與時刻t7之間的間隔，則當來自端子P2的脈沖信號處于邏輯低時，電容器C52兩端的電壓會具有比基準電壓Vref低的電平，并且基準持續(xù)時間At可能已過去，從而導致錯誤地確定微控制器330發(fā)生故障。如上所述，在電池保護電路300中，模擬前端320可以在微控制器330的故障或失靈被檢測到的情況下停止電池組2的充電和放電。因此，可以穩(wěn)定地控制電池組2的操作。圖10示出根據另一實施例的電池組3的框圖。電池組3具有與圖1的電池組1 類似的結構和功能。參見圖10，電池組3包括保護電路500和單電池600。保護電路500包括端子單元510、模擬前端520、處理器或微控制器530、充電/放電開關550和保護器件560。模擬前端520包括故障確定處理器523。故障確定處理器523從微控制器530接收命令信號&om。故障確定處理器523可以通過將命令信號kom的電壓電平與基準電壓 Vref進行比較來確定微控制器530是否已發(fā)生故障或失靈。另外，由于命令信號義隨用于確定微控制器530的操作狀況，因此微控制器530和模擬前端520可以具有減少數目的端口。在故障確定處理器523中確定微控制器530是否發(fā)生故障或失靈的方法可以類似于以上參照其它實施例所述的方法。在一些實施例中，命令信號&0111由故障確定處理器523監(jiān)控，并且狀態(tài)信號被編碼在命令信號kom的命令中。在一些實施例中，對命令生成的頻率進行監(jiān)控，以確定微控制器530是否正確地工作，并且如果命令生成的頻率低于閾值，則故障確定處理器523確定微控制器530已經歷故障。如上所述，在根據當前實施例的電池保護電路500中，模擬前端520可以在微控制器530的故障或失靈被檢測到的情況下停止電池組3的充電和放電操作。因此，可以穩(wěn)定地控制電池組3的操作。圖11示出根據另一實施例的電池組4的框圖。電池組4具有與圖10的電池組3 類似的結構和功能。參見圖11，電池組4包括保護電路700和單電池800。保護電路700包括端子單元710、模擬前端720、微控制器730、充電/放電開關750和保護器件760。在電池組4中，故障確定處理器723包括定時器722。定時器722接收從處理器或微控制器730發(fā)送的命令信號kom。使用定時器722，故障確定處理器723確定命令信號 kom是否被發(fā)送，并且在基準持續(xù)時間(At)內信號&0111不指示正常功能的情況下，確定微控制器730發(fā)生故障。因此，在電池組4中，保護電路700可以不包括圖1的狀態(tài)指示器電路140。另外，由于命令信號kom用于確定微控制器730的操作狀況，因此微控制器730 和模擬前端720可以具有減少數目的端口。確定微控制器730是否發(fā)生故障或失靈的方法可以類似于以上參照其它實施例所述的方法。如上所述，在電池保護電路700中，模擬前端720可以在微控制器730的故障或失靈被檢測到的情況下停止電池組4的充電和放電。因此，可以穩(wěn)定地控制電池組4的操作。用于在電池保護電路100、300、500和700以及電池組1至4中執(zhí)行根據本發(fā)明一個或多個實施例的控制方法的程序，可以存儲在非暫時性計算機可讀介質中。介質可以是半導體介質，例如閃存。介質是可讀的，并且包括可由處理器執(zhí)行的指令。這些方法可以通過多種模塊來實施。本領域普通技術人員可以理解，每個模塊可以包括多個子例程、過程、 定義聲明以及宏。每個模塊可以獨立編譯并鏈接成單個可執(zhí)行程序。因此，為了方便起見， 以下對每個方法步驟的描述用于描述方法的功能。因此，由每個模塊進行的處理可以任意地再分配到其它模塊之一，組合在一起成為單個模塊，或者可用于共享動態(tài)鏈接庫。進一步，每個模塊可以在硬件中實現為功能塊。雖然所公開的系統(tǒng)和方法以多個離散功能塊的形式具體實現，但是該系統(tǒng)同樣可以在如下布置中具體實現，在該布置中，那些塊中的任意一個或多個的功能或者實際上其全部功能例如由一個或多個適當編程的處理器或器件來實現。應當注意，該處理器或這些處理器可以是通用或專用處理器，并且可以包括在例如具有實施其它功能的其它部件的芯片的器件中。因此，本發(fā)明的一個或多個方面可以實現為數字電子電路，或計算機硬件、固件、軟件，或它們的組合。此外，本發(fā)明的方面可以實現為存儲在計算機可讀介質中供可編程處理器執(zhí)行的計算機程序產品。本發(fā)明各方面的方法步驟可以由執(zhí)行指令的可編程處理器實施，以例如通過對輸入數據進行運算并生成輸出數據來實施本發(fā)明那些方面的功能。因此，實施例包括計算機程序產品，計算機程序產品在計算設備上執(zhí)行時提供以上所述方法中的任意之一的功能。進一步，實施例包括諸如 CD-ROM或磁盤之類的數據載體，該數據載體以機器可讀的形式存儲計算機產品并且在計算設備上執(zhí)行時執(zhí)行以上所述方法中的至少之一。上述描述細化了本發(fā)明的某些實施例。然而，應當理解，無論上述內容在文字上如何詳細地出現，本發(fā)明都可以以各種方式實現。應當注意，在描述本發(fā)明的某些特征或方面時使用的特定術語，不應當被認為暗示該術語在這里被重新定義為限于包括本發(fā)明的特征或方面中與該術語相關聯的任意具體特征。盡管以上詳細的描述已示出、描述并指出應用于各種實施例的本發(fā)明的新穎特征，但應當理解，可以由本領域技術人員在不超出所附權利要求所限定的范圍的情況下對示出的設備或處理的形式和細節(jié)進行各種省略、替換和改變。應當理解，這里所描述的示例性實施例應當以描述性意義進行考慮，并且不用于限制的目的。每個實施例內的特征或方面的描述應當典型地被考慮為可用于其它實施例中的其它類似特征或方面。
權利要求
1.一種電池組，包括單電池；端子單元；被配置為選擇性連接所述單電池和所述端子單元的開關；被配置為生成命令的控制處理器；以及被配置為從所述控制處理器接收所述命令并根據所述命令控制所述單電池的充電和放電的模擬前端，其中所述模擬前端包括狀態(tài)輸入端子，被配置為接收指示所述控制處理器的狀態(tài)的狀態(tài)信號，故障確定處理器，被配置為基于所述狀態(tài)信號確定所述控制處理器是否已經歷故障， 并生成故障信號，以及開關控制器，被配置為根據所述故障信號控制所述開關。
2.根據權利要求1所述的電池組，其中所述故障確定處理器包括被配置為將所述狀態(tài)信號與基準電壓進行比較的電壓比較單元，并且所述故障確定處理器被配置為在所述狀態(tài)信號大于所述基準電壓的情況下，確定所述控制處理器已經歷故障。
3.根據權利要求1所述的電池組，其中所述故障確定處理器包括被配置為將所述狀態(tài)信號與基準電壓進行比較的電壓比較單元，并且所述故障確定處理器被配置為在所述狀態(tài)信號小于所述基準電壓的情況下，確定所述控制處理器已經歷故障。
4.根據權利要求1所述電池組，其中所述故障確定處理器包括定時器，并且所述故障確定處理器被配置為在長于最小時間的持續(xù)時間內所述狀態(tài)信號指示處理器故障的情況下，確定所述控制處理器已經歷故障。
5.根據權利要求4所述的電池組，進一步包括被配置為基于從所述控制處理器接收的操作狀態(tài)信號生成所述狀態(tài)信號的狀態(tài)指示器電路。
6.根據權利要求5所述的電池組，其中所述狀態(tài)指示器電路包括低通濾波器。
7.根據權利要求6所述的電池組，其中所述操作狀態(tài)信號在所述控制處理器沒有經歷故障的情況下包括多個脈沖。
8.根據權利要求1所述的電池組，進一步包括被配置為基于從所述控制處理器接收的操作狀態(tài)信號生成所述狀態(tài)信號的狀態(tài)指示器電路。
9.根據權利要求8所述的電池組，其中所述狀態(tài)指示器電路包括低通濾波器。
10.根據權利要求9所述的電池組，其中所述操作狀態(tài)信號在所述控制處理器沒有經歷故障的情況下包括多個脈沖。
11.根據權利要求8所述的電池組，其中所述狀態(tài)指示器電路包括電平偏移器。
12.根據權利要求11所述的電池組，其中所述電平偏移器包括反相器。
13.根據權利要求1所述的電池組，其中所述狀態(tài)信號被編碼在所述命令內。
14.根據權利要求13所述的電池組，其中所述狀態(tài)信號是命令生成的頻率。
15.根據權利要求14所述的電池組，其中所述故障確定處理器被配置為在所述命令生成的頻率小于閾值的情況下，確定所述控制處理器已經歷故障。
16.根據權利要求1至15中任一項所述的電池組，其中所述控制處理器是微控制器。
17.一種控制電池組的方法，所述電池組包括單電池、端子單元和與控制處理器通信的模擬前端，所述方法包括所述模擬前端接收指示所述控制處理器的狀態(tài)的狀態(tài)信號； 所述模擬前端確定所述控制處理器是否已經歷故障；并且所述模擬前端在所述控制處理器已經歷故障的情況下生成控制信號，以將所述單電池與所述端子單元斷開。
18.根據權利要求17所述的控制電池組的方法，其中所述模擬前端從所述控制處理器接收所述狀態(tài)信號。
19.根據權利要求18所述的控制電池組的方法，其中所述控制處理器被配置為生成用于所述模擬前端的命令，并且所述狀態(tài)信號被編碼在所述命令內。
20.根據權利要求19所述的控制電池組的方法，其中所述狀態(tài)信號是命令生成的頻率。
21.根據權利要求20所述的控制電池組的方法，進一步包括所述故障確定處理器在所述命令生成的頻率小于閾值的情況下，確定所述控制處理器已經歷故障。
22.根據權利要求17所述的控制電池組的方法，其中所述電池組進一步包括狀態(tài)指示器電路，并且其中所述方法進一步包括所述狀態(tài)指示器電路基于從所述控制處理器接收的操作狀態(tài)信號生成所述狀態(tài)信號；并且所述模擬前端從所述狀態(tài)指示器電路接收所述狀態(tài)信號。
23.根據權利要求22所述的控制電池組的方法，其中所述狀態(tài)指示器電路包括低通濾波器，并且所述方法進一步包括所述狀態(tài)指示器電路對來自所述控制處理器的所述操作狀態(tài)信號進行濾波。
24.根據權利要求23所述的控制電池組的方法，其中所述操作狀態(tài)信號在所述控制處理器沒有經歷故障的情況下包括多個脈沖。
25.根據權利要求22所述的控制電池組的方法，其中所述狀態(tài)指示器電路包括電平偏移器。
26.根據權利要求17至25中任一項所述的控制電池組的方法，其中所述電池組進一步包括電連接在所述單電池與所述端子單元之間的開關，并且其中所述方法進一步包括所述開關響應于從所述模擬前端接收所述控制信號而打開。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電池組及控制電池組的方法。所述電池組具有模擬前端，所述模擬前端檢測微控制器中是否發(fā)生故障，并且響應于所述故障而中斷電池的充電和放電。
文檔編號H01M10/42GK102280669SQ20111016321
公開日2011年12月14日 申請日期2011年6月9日 優(yōu)先權日2010年6月9日
發(fā)明者尹韓碩, 梁鐘云, 沈世燮, 瀨川進, 金珍完, 金范奎, 黃義晶 申請人:三星Sdi株式會社