本发明公开了一种电池均衡电路及控制方法及电池系统，基于多个均衡模块级联的电路结构，形成电池均衡电路，在实现同步电池状态检测和电池均衡的同时，引入了电池或均衡模块状态异常的判断，通过判断状态异常(包括电压异常、温度异常和电流异常等异常)，并通过信号传输，以停止均衡，与此同时，当从状态异常恢复正常后，均衡也随之恢复正常。本发明增加了状态异常的判断，以实现异常状态下的检测和报警，提高了系统的可靠性。
1.一种电池均衡电路，包括多个均衡模块，前级均衡模块的逻辑输出端与后级均衡模块的逻辑输入端连接，第一级均衡模块的逻辑输入端接收由控制模块产生的控制信号；最后一级均衡模块的逻辑输出端与所述的控制模块连接；其特征在于：其中一个均衡模块检测到相应电池或均衡模块状态异常时，则该均衡模块停止均衡，并将表征状态异常的信号通过其逻辑输出端传输给后级均衡模块，以使后级的所有均衡模块停止均衡，最后一级均衡模块的逻辑输出端输出表征状态异常的信号，所述的控制模块接收所述的表征状态异常的信号，并作出状态异常的判断，以输出表征停止均衡的信号至第一级均衡模块的逻辑输入端，并逐级传递使所有均衡模块停止均衡。
2.根据权利要求1所述的电池均衡电路，其特征在于：所述均衡模块内设置有第一控制电路与其逻辑输入端连接，设置有第二控制电路与其逻辑输出端连接，所述均衡模块的逻辑输入端经逻辑电路与所述第二控制电路的控制端连接。
3.根据权利要求2所述的电池均衡电路，其特征在于：所述的均衡模块还包括电池异常检测模块，所述电池异常检测模块分别检测该均衡模块所对应的第一电池和第二电池两端的电压或/和流过的电流或/和电池温度。
4.根据权利要求3所述的电池均衡电路，其特征在于：检测该均衡模块所对应的第一电池和第二电池两端的电压或/和流过的电流或/和电池温度是指，判断所述第一电池和第二电池两端的电压或/和流过的电流或/和电池温度是否在其上下限值范围内，若第一电池或/和第二电池两端的电压或/和流过的电流或/和电池温度超出其相应之上下限值范围，则所述电池异常检测模块判断发生电池状态异常，并将判断结果传输给该均衡模块的逻辑电路。
5.根据权利要求3所述的电池均衡电路，其特征在于：在电池状态异常情况下，所述的控制模块发出表征电池状态异常的信号，当所述电池异常检测模块检测到所述第一电池和第二电池两端的电压或/和流过的电流或/和电池温度恢复至正常范围内，则表征当前均衡模块所检测的第一电池和第二电池恢复正常，并逐级传输表征电池状态正常的信号，最终通过最后级均衡模块传输给所述控制模块。
6.根据权利要求1所述的电池均衡电路，其特征在于：所述的控制模块接收所述的表征电池状态的信号是通过光耦进行传输的。
7.根据权利要求3所述的电池均衡电路，其特征在于：所述的电池异常检测模块包括第一比较器、第二比较器、第三比较器和第四比较器，所述的第一比较器接收表征第一电池电压的信号和表征第一电池上限值的参考电压，所述的第二比较器接收表征第一电池电压的信号和表征第一电池下限值的参考电压；所述的第三比较器接收表征第二电池电压的信号和表征第二电池上限值的参考电压，所述的第四比较器接收表征第二电池电压的信号和表征第二电池下限值的参考电压；所述第一比较器、第二比较器、第三比较器和第四比较器的输出端连接或非门的输入端，所述或非门的输出端与所述逻辑电路连接。
8.根据权利要求2所述的电池均衡电路，其特征在于：所述控制模块发出表征进入电池状态检测模式的控制信号，第一级均衡模块的逻辑输入端接收该表征进入电池状态检测模式的控制信号，第一级均衡模块进入电池状态检测模式，并经逻辑电路控制相应的第二控制电路，使得后级均衡模块逐级进入电池状态检测模式，该过程中不进行电池均衡，同时逻辑电路对电池状态检测进行计时；预设第一时间，当均衡模块的逻辑输入端的状态被改变，此时电池状态检测时间若未达到第一时间，则电池状态检测无效，也不进行电池均衡，进入空闲模式；当均衡模块的逻辑输入端的状态被改变，此时电池状态检测时间若大于第一时间，则进行电池均衡。
9.根据权利要求2或7所述的电池均衡电路，其特征在于：当均衡模块进行均衡时，逻辑电路对均衡时间进行计时；预设第二时间，若电池均衡模块进行电池均衡的时间大于第二时间，则停止进行电池均衡，进入空闲模式；若进行电池均衡时间不到第二时间，电池均衡模块的逻辑输入端的状态被改变，则进入电池状态检测模式；在该空闲模式时，当均衡模块的逻辑输入端接收表征进入电压状态检测模式的信号时，也进入电池状态检测模式。
10.根据权利要求2所述的电池均衡电路，其特征在于：所述的第一控制电路为上拉电路，所述的第二控制电路为下拉电路，电池均衡模块的逻辑输入端经逻辑电路与下拉电路的控制端连接；或者所述的第一控制电路为下拉电路，所述的第二控制电路为上拉电路，电池均衡模块的逻辑输入端经逻辑电路与上拉电路的控制端连接。
11.根据权利要求4所述的电池均衡电路，其特征在于：当均衡模块检测到电池电压异常时，均衡模块停止均衡和电池状态检测，并使其逻辑输入端持续为高电平或低电平，并将该高电平或低电平信号传输给后级均衡模块的逻辑输入端，使得后级模块的逻辑输入端也被置高或低，如此一级一级往后传输，使得最后级的均衡模块的逻辑输入端为高电平或低电平，并通过其逻辑输出端将高电平或低电平信号传输给光耦，光耦将所述高电平或低电平信号传输给控制模块；控制模块接收到的光耦所传输的持续高电平或低电平信号，则判断发生电池状态异常。
12.根据权利要求4所述的电池均衡电路，其特征在于：在均衡模块判断发生电池状态异常后，则控制模块会接收到的最后级均衡模块的逻辑输出端，持续为高电平或低电平；控制模块则向第一级均衡模块的逻辑输入端发送电池状态检测脉冲。
13.一种电池均衡控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
多个均衡模块之前级均衡模块的逻辑输出端与后级均衡模块的逻辑输入端连接，第一级均衡模块的逻辑输入端接收由控制模块产生的控制信号；最后一级均衡模块的逻辑输出端与所述的控制模块连接；
其中一个均衡模块检测到相应电池或均衡模块状态异常时，则该均衡模块停止均衡，并将表征状态异常的信号通过其逻辑输出端传输给后级均衡模块，以使后级的所有均衡模块停止均衡，最后一级均衡模块的逻辑输出端输出表征状态异常的信号，所述的控制模块接收所述的表征状态异常的信号，并作出状态异常的判断，以输出表征停止均衡的信号至第一级均衡模块的逻辑输入端，并逐级传递使所有均衡模块停止均衡。
14.根据权利要求13所述的电池均衡控制方法，其特征在于：分别检测该均衡模块所对应的第一电池和第二电池两端的电压或/和流过的电流或/和电池温度。
15.根据权利要求14所述的电池均衡控制方法，其特征在于：检测该均衡模块所对应的第一电池和第二电池两端的电压或/和流过的电流或/和电池温度是指，判断所述第一电池和第二电池两端的电压或/和流过的电流或/和电池温度是否在其上下限值范围内，若第一电池或/和第二电池两端的电压或/和流过的电流或/和电池温度超出其相应之上下限值范围，则判断发生电池状态异常。
16.根据权利要求14所述的电池均衡控制方法，其特征在于：在电池状态异常情况下，所述的控制模块发出表征电池状态异常的信号，当所述电池异常检测模块检测到所述第一电池和第二电池两端的电压或/和流过的电流或/和电池温度恢复至正常范围内，则表征当前均衡模块所检测的第一电池和第二电池恢复正常，并逐级传输表征电池状态正常的信号，最终通过最后级均衡模块传输给所述控制模块。
17.一种电池系统，其特征在于：权利要求1-12中任意一种电池均衡电路。
电池均衡电路及控制方法及电池系统
技术领域
[0001] 本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种电池均衡电路及控制方法及电池系统。
背景技术
[0002] 电池在串联使用时，为了延长电池寿命，需对电池电量进行均衡。如图1所示，均衡模块U1、U2和U3对四个串联的电池1-电池4进行均衡。均衡模块U1的三个输入输出端分别连接到电池1的负端，电池1的正端(电池2的负端)，电池2的正端。均衡模块U1通过检测电池1和电池2的电压并对其进行均衡，使两者电压差在一定值以内。当电池2的电压比电池1高于一定值，则B点为均衡模块U1的输入，A点为均衡模块U1的输出，电池2中的电量通过均衡模块U1被传输到电池1中；当电池1的电压比电池2高一定值时，A点为均衡模块U1的输入，B点位均衡模块U1的输出，电池1中的电量通过均衡模块U1被传输到电池2中；同理，U3对电池3和电池4进行均衡；U2对电池1，电池2和电池3，电池4进行均衡。
[0003] 为了提高均衡的电压检测精度，在均衡模块检测电池电压时，所有均衡模块都停止均衡。因此需要对所有均衡模块进行同步，使其同时均衡和停止均衡，以检测相应的电池电压。均衡模块对电池均衡一定时间，然后停止均衡，并检测电池电压，然后再进行均衡……如此循环。检测电压的时间远短于电池均衡的时间。所有均衡模块需要CPU去同步均衡，例如，同步该均衡的时间和停止均衡并检测电池电压的时间。
[0004] 对于现有技术之多节电池串联的电池均衡系统中，采用下拉电流的方式来传输同步信号。均衡模块有一个同步信号输入端Fi和一个同步信号输出端Fo。当均衡模块1的地电位不高于均衡模块2的地电位，则均衡模块1的同步信号输出端Fo可以对均衡模块2的同步信号输入端Fi进行下拉，则同步信号由均衡模块1传递给均衡模块2，即由前级模块将同步信号传输给后级模块；均衡模块2再继续将同步信号传输给下一个地电位不高于均衡模块2的均衡模块。以上方式虽能解决实现均衡模块的同步问题，但是难以实现电池异常检测和报警，系统可靠性有待提高。
发明内容
[0005] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种能够检测电池状态异常的电池均衡电路及控制方法及电池系统，用以解决现有技术存在的无法实现异常检测的技术问题，以提高系统可靠性。
[0006] 本发明的技术解决方案是，提供一种以下结构的电池均衡电路，包括多个均衡模块，前级均衡模块的逻辑输出端与后级均衡模块的逻辑输入端连接，第一级均衡模块的逻辑输入端接收由控制模块产生的控制信号；最后一级均衡模块的逻辑输出端与所述的控制模块连接；
[0007] 其中一个均衡模块检测到相应电池或均衡模块状态异常时，则该均衡模块停止均衡，并将表征状态异常的信号通过其逻辑输出端传输给后级均衡模块，以使后级的所有均衡模块停止均衡，最后一级均衡模块的逻辑输出端输出表征状态异常的信号，所述的控制模块接收所述的表征状态异常的信号，并作出状态异常的判断，以输出表征停止均衡的信号至第一级均衡模块的逻辑输入端，并逐级传递使所有均衡模块停止均衡。
[0008] 优选地，所述均衡模块内设置有第一控制电路与其逻辑输入端连接，设置有第二控制电路与其逻辑输出端连接，所述均衡模块的逻辑输入端经逻辑电路与所述第二控制电路的控制端连接。
[0009] 优选地，所述的均衡模块还包括电池异常检测模块，所述电池异常检测模块分别检测该均衡模块所对应的第一电池和第二电池两端的电压或/和流过的电流或/和电池温度。
[0010] 优选地，检测该均衡模块所对应的第一电池和第二电池两端的电压或/和流过的电流或/和电池温度是指，判断所述第一电池和第二电池两端的电压或/和流过的电流或/和电池温度是否在其上下限值范围内，若第一电池或/和第二电池两端的电压或/和流过的电流或/和电池温度超出其相应之上下限值范围，则所述电池异常检测模块判断发生电池状态异常，并将判断结果传输给该均衡模块的逻辑电路。
[0011] 优选地，在电池状态异常情况下，所述的控制模块发出表征电池状态异常的信号，当所述电池异常检测模块检测到所述第一电池和第二电池两端的电压或/和流过的电流或/和电池温度恢复至正常范围内，则表征当前均衡模块所检测的第一电池和第二电池恢复正常，并逐级传输表征电池状态正常的信号，最终通过最后级均衡模块传输给所述控制模块。
[0012] 优选地，所述的控制模块接收所述的表征电池状态异常的信号是通过光耦进行传输的。
[0013] 优选地，所述的电池异常检测模块包括第一比较器、第二比较器、第三比较器和第四比较器，所述的第一比较器接收表征第一电池电压的信号和表征第一电池上限值的参考电压，所述的第二比较器接收表征第一电池电压的信号和表征第一电池下限值的参考电压；所述的第三比较器接收表征第二电池电压的信号和表征第二电池上限值的参考电压，所述的第四比较器接收表征第二电池电压的信号和表征第二电池下限值的参考电压；所述第一比较器、第二比较器、第三比较器和第四比较器的输出端连接或非门的输入端，所述或非门的输出端与所述逻辑电路连接。
[0014] 优选地，所述控制模块发出表征进入电池状态检测模式的控制信号，第一级均衡模块的逻辑输入端接收该表征进入电池状态检测模式的控制信号，第一级均衡模块进入电池状态检测模式，并经逻辑电路控制相应的第二控制电路，使得后级均衡模块逐级进入电压状态检测模式，该过程中不进行电池均衡，同时逻辑电路对电池状态检测进行计时；预设第一时间，当均衡模块的逻辑输入端的状态被改变，此时电池状态检测时间若未达到第一时间，则电压检测无效，也不进行电池均衡，进入空闲模式；当均衡模块的逻辑输入端的状态被改变，此时电池状态检测时间若大于第一时间，则进行电池均衡。
[0015] 优选地，当均衡模块进行均衡时，逻辑电路对均衡时间进行计时；预设第二时间，若电池均衡模块进行电池均衡的时间大于第二时间，则停止进行电池均衡，进入空闲模式；若进行电池均衡时间不到第二时间，电池均衡模块的逻辑输入端的状态被改变，则进入电池状态检测模式；在该空闲模式时，当均衡模块的逻辑输入端接收表征进入电压状态检测模式的信号时，也进入电池状态检测模式。
[0016] 优选地，所述的第一控制电路为上拉电路，所述的第二控制电路为下拉电路，电池均衡模块的逻辑输入端经逻辑电路与下拉电路的控制端连接；或者所述的第一控制电路为下拉电路，所述的第二控制电路为上拉电路，电池均衡模块的逻辑输入端经逻辑电路与上拉电路的控制端连接。
[0017] 优选地，当均衡模块检测到电池电压异常时，均衡模块停止工作，并使其逻辑输入端持续为高电平或低电平，并将该高电平或低电平信号传输给后级均衡模块的逻辑输入端，使得后级模块的逻辑输入端也被置高或低，如此一级一级往后传输，使得最后级的均衡模块的逻辑输入端为高电平或低电平，并通过其逻辑输出端将高电平或低电平信号传输给光耦，光耦将所述高电平或低电平信号传输给控制模块；控制模块接收到的光耦所传输的持续高电平或低电平信号，则判断发生电池状态异常。
[0018] 本发明的另一技术解决方案是，提供一种以下步骤的电池均衡控制方法，包括以下步骤：
[0019] 多个均衡模块之前级均衡模块的逻辑输出端与后级均衡模块的逻辑输入端连接，第一级均衡模块的逻辑输入端接收由控制模块产生的控制信号；最后一级均衡模块的逻辑输出端与所述的控制模块连接；
[0020] 其中一个均衡模块检测到相应电池或均衡模块状态异常时，则该均衡模块停止均衡，并将表征状态异常的信号通过其逻辑输出端传输给后级均衡模块，以使后级的所有均衡模块停止均衡，最后一级均衡模块的逻辑输出端输出表征状态异常的信号，所述的控制模块接收所述的表征状态异常的信号，并作出状态异常的判断，以输出表征停止均衡的信号至第一级均衡模块的逻辑输入端，并逐级传递使所有均衡模块停止均衡。
[0021] 优选地，分别检测该均衡模块所对应的第一电池和第二电池两端的电压或/和流过的电流或/和电池温度。
[0022] 优选地，检测该均衡模块所对应的第一电池和第二电池两端的电压或/和流过的电流或/和电池温度是指，判断所述第一电池和第二电池两端的电压或/和流过的电流或/和电池温度是否在其上下限值范围内，若第一电池或/和第二电池两端的电压或/和流过的电流或/和电池温度超出其相应之上下限值范围，则判断发生电池状态异常。
[0023] 优选地，在电池状态异常情况下，所述的控制模块发出表征电池状态异常的信号，当所述电池异常检测模块检测到所述第一电池和第二电池两端的电压或/和流过的电流或/和电池温度恢复至正常范围内，则表征当前均衡模块所检测的第一电池和第二电池恢复正常，并逐级传输表征电池状态正常的信号，最终通过最后级均衡模块传输给所述控制模块。
[0024] 本发明的又一技术解决方案是，提供一种以下结构的电池系统，包括以上任意一种电池均衡电路。
[0025] 采用本发明的电路结构和方法，与现有技术相比，具有以下优点：本发明基于多个均衡模块级联的电路结构，形成电池均衡电路，在实现同步电压状态检测和电池均衡的同时，引入了状态异常的判断，通过判断状态异常，并通过信号传输，以停止检测和均衡，与此同时，当从电池状态异常恢复正常范围后，电池状态检测和均衡也随之恢复正常。本发明以采用下拉电流的方式来传输控制信号为例，均衡模块有一个逻辑输入端Fi和一个逻辑输出端Fo。当前级均衡模块的地电位不高于后级均衡模块的地电位，则前级均衡模块的逻辑输出端可以对后级均衡模块的逻辑输入端进行下拉，则控制信号由前级均衡模块传递给后级均衡模块。本发明增加了电池状态异常的判断，以实现异常状态下的检测和报警，提高了系统的可靠性。
附图说明
[0026] 图1为现有技术中电池均衡电路的电路结构图；
[0027] 图2为本发明电池均衡电路的电路结构图；
[0028] 图3为均衡模块的电路结构示意图；
[0029] 图4为本发明一种工作模式的流程框图；
[0030] 图5为本发明基于图4之流程框图的工作波形图；
[0031] 图6为第一级均衡模块和最后级均衡模块的工作波形图(第一状态)；
[0032] 图7为第一级均衡模块和最后级均衡模块的工作波形图(第二状态)。
具体实施方式
[0033] 以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。
[0034] 为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。
[0035] 在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0036] 参考图2所示，示意了本发明的电池均衡电路，并以4节电池为例，三个均衡模块构成级联电路，包括串联的电池1、电池2、电池3和电池4，均衡模块U1、U2和U3对四个串联的电池1-电池4进行均衡。均衡模块U1的三个输入输出端分别连接到电池1的负端，电池1的正端(电池2的负端)以及电池2的正端。均衡模块U1通过检测电池1和电池2的电压，得到二者的压差，并对其进行均衡，使两者电压差在合理值以内。当电池2的电压比电池1高一定值，则B点为均衡模块U1的输入，A点为均衡模块U1的输出，电池2中的电量通过均衡模块U1被传输到电池1中，U1工作在降压模式；当电池1的电压比电池2高一定值时，A点为均衡模块U1的输入，B点为均衡模块U1的输出，U1工作在升压模式，电池1中的电量通过均衡模块U1被传输到电池2中；同理，U3对电池3和电池4进行均衡；U2对电池1、电池2和电池3、电池4进行均衡。U1和U3作为第一层的均衡模块，T1表示第一层，而U2作为第二层的均衡模块，T2表示第二层。均衡模块U3作为本实施例中的最后级均衡模块，其逻辑输出端Fo与光耦连接，并经光耦将相应的信号传输给CPU，所述CPU输出控制信号，并与均衡模块U1的逻辑输入端连接。CPU仅为控制模块的一种实施方式，同时CPU也兼具其他功能，即控制模块可采用单独实现本发明之功能的模块，也采用集于其他模块当中用以实现本发明之功能。
[0037] 对于多节电池串联的电池均衡电路中，采用下拉电流或上拉电流的方式来传输控制信号，在本实施例中，所述的控制信号通常可以认为同步信号，即实现多个级联的均衡模块逐级实现同步均衡、电压状态检测和电池状态异常的信号传输。
[0038] 均衡模块有一个同步信号输入端Fi(由于传递同步信号，故将逻辑输入端也称为同步输入端)和一个同步信号输出端Fo(由于传递同步信号，故将逻辑输出端也称为同步输出端)。当前级均衡模块的地电位不高于后均衡模块的地电位，则前级均衡模块的同步信号输出端Fo可以对后级均衡模块的同步信号输入端Fi进行下拉，则同步信号由前级均衡模块传递给后级均衡模块。后级均衡模块再继续将同步信号传输给下一个地电位不高于该均衡模块的均衡模块。最后级的均衡模块为顶层模块，顶层模块将同步信号传输到光耦，光耦将同步信号传输给CPU。
[0039] 当电池正常时，CPU接收到的同步信号和发出的同步信号相同；当均衡模块检测到电池状态异常(例如，电压偏高或偏低，还可能存在其他的异常现象)，则停止均衡，并将同步信号持续拉高或者拉低，则其后级模块也停止均衡，同步信号也为持续拉高或者拉低，则CPU接收到的同步信号也为持续拉高或者拉低，即和发出的同步信号不同，则CPU判断为电池异常，也将输出的同步信号持续拉高或者拉低，即所有均衡模块都不进行均衡，并且报警，提醒维修人员对电池异常情况进行检查。需要注意的是，所述的持续拉高或拉低只是用以表征电池状态异常的一种方式，还可能采用其他的信号表征方式，例如，具有一定规律的高低电平组合的信号也可以实现。
[0040] 参考图3所示，示意了本发明均衡模块的具体电路结构，包括同步输入端Fi和同步输出端Fo(作为逻辑输出端)，第一控制电路采用上拉电路与其同步输入端Fi连接，第二控制电路采用下拉电路与其同步输出端Fo连接，所述均衡模块的同步输入端Fi经逻辑电路与下拉电路的控制端连接。
[0041] 所述的上拉电路包括电阻R10，所述电阻R1的一端接电源端Vd，其另一端接同步输入端Fi。所述的下拉电路包括开关管M10，所述开关管M10的第一端接同步输出端Fo，其第二端接相应的地电位，所述的开关管M10的控制端G与逻辑电路连接。所述的开关管M10可采用N型MOS。当开关管M10可采用P型功率开关管，则需要对第二控制电路等电路进行改进，本领域普通技术人员能够知悉这样的变换。
[0042] 本实施例还包括电池异常检测模块，所述电池异常检测模块分别检测该均衡模块所对应的第一电池1和第二电池2两端的电压，并判断所述第一电池1和第二电池2两端的电压是否在其上下限值范围内，若第一电池或/和第二电池两端的电压超出其相应之上下限值范围，则所述电池异常检测模块判断发生电池状态异常，并将判断结果传输给该均衡模块的逻辑电路。
[0043] 具体地，第一比较器U10接收表征第一电池电压的信号VM和表征第一电池电压上限值的参考电压VREF1，所述的第二比较器U11接收表征第一电池电压的信号VM和表征第一电池电压下限值的参考电压VREF2；所述的第三比较器U12接收表征第二电池电压的信号VP-VM和表征第二电池上限值的参考电压VREF3，所述的第四比较器U13接收表征第二电池电压的信号VP-VM和表征第二电池电压下限值的参考电压VREF4；所述第一比较器U10、第二比较器U11、第三比较器U12和第四比较器U13的输出端连接或非门U15的输入端，所述或非门U15的输出端与所述逻辑电路U16连接。VREF1和VREF2分别为第一电池电压正常值的上限和下限，所述的上下限可根据实际情况进行设置。当第一电池1的电压VM高于VREF1时，则比较器U10输出为正；当第一电池1的电压VM低于VREF2时，比较器U11的输出为正；当第二电池2的电压VP-VM高于VREF1时，则比较器U12输出为正；当第二电池2的电压VP-VM低于VREF2时，比较器U13的输出为正；比较器U10-U14只要有一个为正，则或非门U15的输出FLT为0，即有电池存在电压异常情况。当FLT为0时，逻辑电路使M10断开，则该均衡模块的同步信号输出端Fo被后级模块持续拉高。所述的第一电池1和第二电池2仅仅表征了某一均衡模块所对应的两个电池或电池组，第一和第二并不具有特定的指代意义，所述的第一电池和第二电池可以值具体的单一电池，也可以指的是电池组。
[0044] 参考图4所示，示意了本发明一种工作模式的流程。在同步输入端Fi为低时，逻辑电路U16输出G为高，开关管M10导通，同步输出端Fo则为低，此时均衡模块不进行均衡，进行电压检测(作为电池状态检测的一种情况)，同时逻辑电路对电压检测的时间进行计时。当同步输入端Fi下拉停止，出现上升沿，则均衡模块停止电压检测，并且逻辑电路在同步输入端Fi为高的时候输出G为低，控制M10关断，逐级使得后级均衡模块的同步输入端Fi下拉停止以产生上升沿。预设第一时间t1，作为电压检测时间的参考值，若同步输入端Fi的低电平时间计时(即电压检测时间)大于第一时间t1，则均衡电路在Fi转为高电平时则均衡模块进行均衡；若同步输入端Fi的低电平时间计时(即电压检测时间)小于第一时间t1，则认为电压检测无效，均衡模块在同步输入端Fi转为高电平时不进行均衡，进入空闲状态或模式，以避免因干扰而造成的误检测的情况。
[0045] 当均衡模块进行均衡时，逻辑电路U16对均衡的时间进行计时。预设第二时间t2，若均衡模块进行均衡的时间大于第二时间t2，Fi被置为低电平，则停止进行均衡，进入空闲模式，即不均衡也不检测电压；若在均衡时间不到第二时间t2时，同步输入端Fi被置为低电平，出现下降沿，则进入电压检测状态。在空闲模式时，当同步输入端Fi为0，检测到下降沿，也进入电压检测状态。
[0046] 参考图5所示，示意了本发明基于图4之流程框图的工作波形。第一级均衡模块U1接CPU进行同步，由CPU产生同步信号，并将同步信号连接到均衡模块U1的同步信号输入端Fi，均衡模块U1的同步信号输出端Fo连接到均衡模块U2的同步信号输入端Fi，均衡模块U1将该同步信号传输给均衡模块U2，U2再将该同步信号传输给U3。依次将同步信号传递给后级模块。最后级均衡模块将同步信号通过光耦传输给CPU。其中，前级均衡模块的地电位不低于后级均衡模块的地电位，则在正常工作时，CPU发送的同步信号和接收的同步信号是一样的。
[0047] 当CPU对U1的Fi端进行下拉，则U1的Fi为低，并控制相应的开关管M10导通。Fo对前级的均衡模块的同步信号输入端Fi进行下拉，使后级均衡模块的开关检测到Fi为低，M10导通。如此一级一级地将均衡模块的Fi端拉低，相应的M10导通，使所有均衡模块同时停止均衡，进行电压检测。
[0048] 若电压检测时间大于第一时间t1后，CPU停止对Fi进行下拉，则Fi被上拉电路上拉到高电平，停止电压检测，进行均衡，同时Fi通过控制逻辑电路，使其输出G为低，M10关断，使下拉电流停止对后级的均衡模块的同步信号输入端进行下拉。如此一级一级地将均衡模块的Fi端拉高，使M10关断，使所有均衡模块同时停止电压检测，进行均衡。
[0049] 若电压检测时间小于第一时间t1后，CPU停止对Fi进行下拉，则Fi被上拉电路上拉到高电平，停止电压检测，也不进行均衡，同时Fi通过控制逻辑电路，使其输出G为低，M10关断，使下拉电流停止对上级均衡模块的同步信号输入端进行下拉。如此一级一级地将均衡模块的Fi端拉高，使M10关断，使所有均衡模块同时停止电压检测，不进行均衡，进入空闲状态或模式。
[0050] 在Fi为高，且进行均衡时，若均衡时间到了第二时间t2，CPU还未对Fi进行下拉，则均衡模块进入空闲模式，即不进行均衡也不进行电压检测。经过CPU设置的高电平时间后，CPU对Fi进行下拉，则Fi被下拉到低电平，M10导通，如此一级一级地将均衡模块的Fi端拉低，并进入电压检测，如此循环。设置产生同步信号的第一级均衡模块的地电位，为所有均衡模块中的地电平最低的均衡模块。
[0051] 参考图6所示，示意了第一级均衡模块和最后级均衡模块的工作波形，针对电池状态异常后又恢复正常的状态。当均衡模块发现电池电压超出范围等异常时，均衡模块停止工作，并使Fo持续为高电平，并将Fo为高的信号传输给后级模块的Fi，使得后级模块的Fo也为高，如此一级一级往后传，使得最后级的均衡模块的Fo为高电平，并且将高电平信号传输给光耦，光耦将高电平信号传输给CPU。当CPU发现接收到的Fo信号持续为高时，判断为发生异常。在电池状态异常的情况下，CPU周期性的发送电压检测脉冲，最多发送N次，且电压检测脉冲的发送频率低于正常工作时的频率。在该期间，如果电池电压恢复正常，CPU接收到的同步信号Fo正常后，则系统恢复正常工作，即以正常的频率进行电压检测和均衡，连接CPU的第一级均衡模块的同步信号输入端信号Fi和最后级同步信号输出端Fo信号。
[0052] 参考图7所示，示意了第一级均衡模块和最后级均衡模块的工作波形，针对电池状态异常后无法恢复正常的状态。如果在CPU周期性的发送电压检测脉冲器件，电池一直异常，则CPU一直接收到高电平，CPU经过N次发送电压检测脉冲后，则停止发送电压检测脉冲，并发送高电平。此时系统发出报警信号，需要维护人员对电池异常情况进行检查。
[0053] 由于每个均衡模块的计时会有所不同，可能不会所有模块同时停止均衡，也就是不会同时停止下拉Fi，而是有先后顺序，有可能会出现有的模块进入了检测模式而有的模块还处于均衡模式，所以本发明所述的同步会存在信号传输的延迟，并非绝对的同步，但已能够解决本发明的技术问题，同时在此说明，技术问题的解决并非完美的。
[0054] 以上实施例中，均以电池状态异常为例进行详细说明，而实际上状态异常还包括均衡模块的异常，一旦均衡模块发生异常，亦按照电池状态异常进行处理和信号传输。当然，在电池状态异常中，实施例又以电压异常为例进行了详细描述，而实际上，还包括电流异常、电池温度异常等情况，这几种异常可能只发生其中一种，也可能同时发生几种异常的情况。对于电流异常的情况，可以通过电阻采样相应的电流，得到表征电流的电压信号，与其正常范围或上下限值进行比较，来实现判断。而对于电池温度异常，可以通过PN结在一定电流下的压降来检测，例如，二极管的PN结压降，或者NPN中PN结的压降，等等。
[0055] 除此之外，虽然以上将实施例分开说明和阐述，但涉及部分共通之技术，在本领域普通技术人员看来，可以在实施例之间进行替换和整合，涉及其中一个实施例未明确记载的内容，则可参考有记载的另一个实施例。
[0056] 以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。
