[发明专利]一种电池管理系统及其电池切换矩阵互锁电路和互锁方法

说明书

技术领域

本发明涉及电池管理领域，特别是涉及一种电池管理系统及其电池切换矩阵互锁电路和互锁方法。

背景技术

锂离子电池等新型电池在串联使用时，为了保证电池的安全使用，一般需要配置电池管理系统(BMS)。BMS的作用主要用来实时检测电池单体的电压，单体电压采集方案市场上目前主流的有两种方案，一种是芯片厂商提供的专用集成芯片，一个芯片采样12串，供BMS开发厂商进行组合和使用。另外一种是使用开关矩阵，进行电池单体切换和采样。其中集成芯片采样电池数不够灵活，使用和接线有很多弊端。开关矩阵方案方便客户灵活配置电池管理数量，受走线影响很小。电池搭配灵活。

BMS在使用开关切换矩阵方式中，都会使用到类似三八译码器、多路选通器等IO扩展的元器件，在使用中，这类器件需要合理的避免误导通，提高开关的容错能力，不然很可能导致电池电压直接进入到板子，损坏开关器件或者采样相关的低压器件，造成BMS系统故障，所以在BMS设计时，尤其是串数不断增加的情况下，对切换开关的容错能力要求更高。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本发明目的在于提出一种电池管理系统及其电池切换矩阵互锁电路和互锁方法，以解决上述现有技术存在的容错能力低的技术问题。

为此，本发明提出一种用于电池管理系统的电池切换矩阵互锁电路，包括依次连接的处理模块、开关选通模块和切换开关矩阵；切换开关矩阵由开关选通模块控制其开合；开关选通模块包括第一和第二译码单元，第一译码单元的第一信号接收端口连接处理模块的第一控制输出端口，第二译码单元的第二信号接收端口连接处理模块的第二控制输出端口，第一译码单元的第一信号输出端口与切换开关矩阵中的m个第一类切换开关的控制端连接，第二译码单元的第二信号输出端口与切换开关矩阵中的n个第二类切换开关的控制端连接。

优选地，开关选通模块设置两个或两个以上，两个或两个以上的开关选通模块之间通过第三译码单元实现外部互锁；第三译码单元的第三信号接收端口连接处理模块的第三控制输出端口，第三译码单元的第三信号输出端口与对应个数的开关选通模块的使能端口连接。优选的，第三译码单元包括z个第三信号输出端口，开关选通模块的扩展个数大于等于2小于等于Z。

优选地，第一和第二译码单元分别包括两个译码器；第一译码单元的两个译码器各自的第一信号接收端口共接第一控制输出端口，第二译码单元的两个译码器各自的第二信号接收端口共接第二控制输出端口；第一译码单元的两个译码器连接第一类切换开关，第二译码单元的两个译码器连接第二类切换开关；两个译码器的使能端口共接处理模块的片选控制端口，使同一个译码单元下的两个译码器之间形成互锁。优选地，两个译码器为IO扩展元器件，包括三八译码器、多路选通器。

优选地，第一和第二译码单元为译码器，译码器I/O扩展个数为1-8个。

同时，本发明还提出了一种电池管理系统，包括电池组和对电池组进行采样的电压采样单元，电压采样单元包括如上任一的电池切换矩阵互锁电路。

此外，本发明还提出了一种用于电池管理系统的电池切换矩阵互锁方法，电池管理系统的电池切换矩阵互锁电路包括依次连接的处理模块、开关选通模块和切换开关矩阵；切换开关矩阵由开关选通模块控制其开合；电池切换矩阵互锁方法包括以下步骤：1)对开关选通模块设置第一和第二译码单元，将第一译码单元的第一信号接收端口连接处理模块的第一控制输出端口，并使第二译码单元的第二信号接收端口连接处理模块的第二控制输出端口；同时将第一译码单元的第一信号输出端口与切换开关矩阵中的m个第一类切换开关的控制端连接，以及将第二译码单元的第二信号输出端口与切换开关矩阵中的n个第二类切换开关的控制端连接；2)第一信号接收端口接收第一控制输出端口的控制信号，控制第一译码单元选择m个第一类切换开关中的一个并将其导通；第二信号接收端口接收第二控制输出端口的控制信号，控制第二译码单元选择n个第二类切换开关中的一个并将其导通，完成对第一类切换开关中各个切换开关之间的互锁，和对第二类切换开关中各个切换开关之间的互锁。