电子电路以避免电池
故障。

　　图

1 展示了电池包内电池管理的单元方框图，其组成包括了电量计集成电路(IC)、

模拟前端电路

(AFE)、独立的二级安全保护电路。

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1. 电池管理单元

　　电量计电路设计用于精确的指示可用的锂离子电池电量。该电路独特的算法允许实

时的追踪电池包的蓄电量变化、电池阻抗、电压、电流、温度以及其它电路信息。电量计自动的
计算充电及放电的速率、自放电以及电池单元老化，在电池使用寿命期限内实现了高精度的
电量计量。例如，一系列专利的阻抗追踪电量计，包括

bq20z70，bq20z80 以及 bq20z90，均

可在电池寿命期限内提供高达

1%精度的计量。单个热敏电阻被用于监测锂离子电池的温度，

以实现电池单元的过热保护，并用于充电及放电限定。例如，电池单元一般不允许在低于
0

℃或高于 45℃的温度范围内充电，且不允许在电池单元温度高于 65℃时放电。如检测到

过电压、过电流或过热状态，电量计

IC 将指令控制 AFE 关闭充电及放电 MOSFET Q1 及

Q2。当检测到电池欠压(under-voltage)状态时，则将指令控制 AFE 关闭放电 MOSFET Q2，
且同时保持充电

MOSFET 开启，以允许电池充电。

AFE 的主要任务是对过载、短路的检测，并保护充电及放电 MOSFET、电池单元以

及其它线路上的元件，避免过电流状态。过载检测用于检测电池放电流向上的过电流
(OC)，同时，短路(SC)检测用于检测充电及放电流向上的过电流。AFE 电路的过载和短路限
定以及延迟时间均可通过电量计数据闪存编程设定。当检测到过载或短路状态，且达到了程
序设定的延迟时间，则充电及放电

MOSFET Q1 及 Q2 将被关闭，详细的状态信息将存储于

AFE 的状态寄存器，从而电量计可读取并调查导致故障的原因。

对于计量

2、3 或 4 个锂离子电池包的电量计芯片集解决方案来说，AFE 起了很重要的

作用。

AFE 提供了所需的所有高压接口以及硬件电流保护特性。所提供的 I2C 兼容接口允许

电量计访问

AFE 寄存器并配置 AFE 的保护特性。AFE 还集成了电池单元平衡控制。多数情

况下，在多单元电池包中，每个独立电池单元的电荷状态

(SOC)彼此不同，从而导致了不

平衡单元间的电压差别。

AFE 针对每一的电池单元整合了旁通通路。此类旁通通路可用于降

低至每一单元的充电电流，从而为电池单元充电期间的

SOC 平衡提供了条件。基于阻抗追

踪电量计对每一电池单元化学电荷状态的确定，可在需要单元平衡时做出正确的决策。

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