CN116388321A - 电池放电电路、电路控制方法及电池放电装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电池放电电路、电路控制方法及电池放电装置,电池放电电路包括电阻配置支路、电流采样支路、开关支路、信号放大支路与控制器。电阻配置支路连接于电池与开关支路之间,电阻配置支路与控制器连接,电阻配置支路被配置为第一预设电阻。电流采样支路连接于电池与开关支路之间,电流采样支路基于电池的放电电流输出采样信号。控制器与信号放大支路连接,控制器输出与电池的目标放电电流对应的电压信号。信号放大支路连接于开关支路与开关支路之间,信号放大支路基于采样信号与电压信号输出调节信号。开关支路基于调节信号调节开关支路的导通程度。电池通过第一预设电阻与开关支路放电。通过上述方式,能够降低电池放电的成本。
Description
技术领域
本申请涉及电子电路技术领域,特别是涉及一种电池放电电路、电路控制方法及电池放电装置。
背景技术
随着电动车应用越来越广,用于为电动车供电的电池的返修需求也越来越多。在电池返修的运输过程中,要求电池保持在低电量水平以确保安全。那么,基于电池需要返修时的电量大小不同,就需要设计相应的放电装置对电池进行放电,以使电池保持在低电量水平。
目前,通常使用的方式是通过将电池的电能回馈电网的模式以实现电池的放电。然而,该种方式需要付出较高的成本。
发明内容
本申请旨在提供一种电池放电电路、电路控制方法及电池放电装置,能够降低电池放电的成本。
为实现上述目的,第一方面,本申请提供一种电池放电电路,包括:
电阻配置支路、电流采样支路、开关支路、信号放大支路与控制器;
所述电阻配置支路的第一端与所述电池的第一端连接,所述电阻配置支路的第二端与开关支路的第一端连接,所述电流采样支路的第一端与所述电池的第二端连接,所述电流采样支路的第二端分别与所述开关支路的第二端及所述信号放大支路的第二端连接,所述信号放大支路的第一端及所述电阻配置支路的第三端均与所述控制器连接,所述信号放大支路的第三端与所述开关支路的第三端连接;
所述电阻配置支路受控于所述控制器,并被配置为第一预设电阻;
所述电流采样支路用于采样所述电池的放电电流,并输出采样信号;
所述控制器用于输出与所述电池的目标放电电流对应的电压信号;
所述信号放大支路用于接收所述采样信号与所述电压信号,并输出调节信号;
所述开关支路用于接收所述调节信号,并基于所述调节信号调节所述开关支路的导通程度;
所述电池通过所述第一预设电阻与所述开关支路放电,所述电池的放电电流与所述开关支路的导通程度呈现正相关关系。
在一种可选的方式中,所述电阻配置支路包括N个电阻单元与线路连接切换支路,所述N个电阻单元中的任一电阻单元均包括至少一个电阻,N为≥1的整数;
所述线路连接切换支路分别与所述N个电阻单元、所述控制器、所述电池的第一端及所述开关支路的第一端连接;
所述线路连接切换支路受控于所述控制器,所述线路连接切换支路用于切换所述N个电阻单元中不同电阻单元之间的连接关系,并生成所述第一预设电阻。
在一种可选的方式中,所述N个电阻单元包括第一电阻单元与第二电阻单元,所述线路连接切换支路包括第一开关、第二开关与第三开关;
所述第一电阻单元的第一端分别与所述第一开关的第一端及所述电池的第一端连接,所述第一开关的第二端分别与所述第二电阻单元的第一端及所述第二开关的第一端连接,所述第二开关的第二端分别与所述第一电阻单元的第二端及所述第三开关的第一端连接,所述第三开关的第二端分别与所述第二电阻单元的第二端及所述开关支路的第一端连接,所述第一开关、所述第二开关及所述第三开关还均与所述控制器连接;
所述控制器通过控制所述第一开关、所述第二开关与所述第三开关的导通与关断,切换所述第一电阻单元与所述第二电阻单元之间的连接关系。
在一种可选的方式中,所述第一电阻单元包括第一电阻、第二电阻与第四开关,所述第二电阻单元包括第三电阻、第四电阻与第五开关;
所述第一电阻与所述第二电阻串联连接,所述第二电阻与所述第四开关并联连接,所述第一电阻的非串联连接端为所述第一电阻单元的第一端,所述第二电阻的非串联连接端为所述第一电阻单元的第二端,所述第三电阻与所述第四电阻串联连接,所述第四电阻与所述第五开关并联连接,所述第三电阻的非串联连接端为所述第二电阻单元的第一端,所述第四电阻的非串联连接端为所述第二电阻单元的第二端。
在一种可选的方式中,所述电流采样支路包括第一采样电阻;
所述第一采样电阻的第一端与所述电池的第二端连接,所述第一采样电阻的第二端与所述开关支路的第二端连接。
在一种可选的方式中,所述开关支路包括第一开关管;
所述第一开关管的第一端与所述信号放大支路的第三端连接,所述第一开关管的第二端与所述电流采样支路连接,所述第一开关管的第三端与所述电阻配置支路的第二端连接。
在一种可选的方式中,所述信号放大支路包括第一放大单元与第二放大单元;
所述第一放大单元的第一端与所述开关支路的第二端连接,所述第一放大单元的第二端与所述第二放大单元的第一端连接,所述第二放大单元的第二端与所述控制器连接,所述第二放大单元的第三端与所述开关支路的第三端连接;
所述第一放大单元用于接收所述采样信号,并对所述采样信号进行放大;
所述第二放大单元用于接收所述电压信号与放大后的所述采样信号,并输出所述调节信号。
在一种可选的方式中,所述第一放大单元包括第一运放、第五电阻与第六电阻;
所述第一运放的第一输入端与所述开关支路的第二端连接,所述第一运放的第二输入端与所述第五电阻的第一端及所述第六电阻的第一端连接,所述第一运放的输出端与所述第五电阻的第二端及所述第二放大单元的第一端连接,所述第六电阻的第二端接地。
在一种可选的方式中,所述第二放大单元包括第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一电容、第二电容、第三电容与第二运放;
所述第七电阻的第一端与所述第一放大单元的第二端连接,所述第七电阻的第二端分别与所述第八电阻的第一端、所述第一电容的第一端、所述第二电容的第一端及所述第二运放的第二输入端连接,所述第八电阻的第二端分别与所述第九电阻的第一端及所述控制器连接,所述第九电阻的第二端分别与所述第一电容的第二端、所述第三电容的第一端及所述第二运放的第一输入端连接,所述第二运放的输出端分别与所述第二电容的第二端及所述开关支路的第三端连接,所述第三电容的第二端接地。
第二方面,本申请提供一种电路控制方法,用于控制如上所述的电池放电电路,所述方法包括:
切换所述电阻配置支路的N个电阻单元中不同电阻单元之间的连接关系,以获得所述N个电阻单元的M种连接状态,其中,M、N均为≥1的整数;
针对所述M种连接状态的每一种连接状态,改变所述N个电阻单元中有效电阻的个数,确定每一种连接状态下的电阻集合,并获得所述M种连接状态下的M个电阻集合;
基于预设的目标集合,确定所述M个电阻集合中与所述目标集合匹配的第一电阻集合;
在所述第一电阻集合中获取第一预设电阻,其中,所述电池通过所述第一预设电阻放电。
在一种可选的方式中,所述基于目标集合,确定所述M个电阻集合中与所述目标集合匹配的第一电阻集合,包括:
获取所述目标集合与所述M个电阻集合中每一个电阻集合的交集;
根据所述交集、所述目标集合,确定电阻覆盖率;
针对所述M个电阻集合中每一个电阻集合,获取电池的最大放电电流,以及获取电池的目标放电电流,并基于所述最大放电电流和目标放电电流的比值确定电流覆盖率;
根据所述M个电阻集合中每一个电阻集合的电阻覆盖率与电流覆盖率,确定所述M个电阻集合中每一个电阻集合的匹配率,并获得所述M个电阻集合下的M个匹配率;
确定所述M个匹配率中的最大值,并将所述最大值对应的电阻集合确定为所述第一电阻集合。
在一种可选的方式中,所述在所述第一电阻集合中获取第一预设电阻,包括:
基于所述电池的电压与所述目标放电电流的比值,确定目标电阻;
若所述第一电阻集合中存在第一等效电阻的电阻值与所述目标电阻的电阻值之间的差值的绝对值小于第一预设差值,则将所述第一等效电阻作为所述第一预设电阻。
在一种可选的方式中,所述方法还包括:
若所述第一电阻集合中不存在所述第一等效电阻,且所述第一电阻集合中存在电阻值小于所述目标电阻的电阻值的J个电阻,则获取第二等效电阻,其中,所述第二等效电阻为所述J个电阻中电阻值最大的电阻,J为≥1的整数;
基于所述电池当前的放电电流、所述电池的电压与所述第二等效电阻,确定所述开关支路上的功率;
若所述功率小于或等于所述开关支路的额定功率,则将所述第二等效电阻作为所述第一预设电阻。
在一种可选的方式中,所述方法还包括:
若所述第一电阻集合中不存在所述第一等效电阻与所述第二等效电阻,且所述第一电阻集合中存在电阻值大于所述目标电阻的电阻值的L个电阻,则获取第三等效电阻,并将所述第三等效电阻作为所述第一预设电阻,其中,所述第三等效电阻为所述L个电阻中电阻值最小的电阻,L为≥1的整数。
在一种可选的方式中,在所述在所述第一电阻集合中获取第一预设电阻之后,所述方法还包括:
基于所述电池的电压、所述第一预设电阻及所述开关支路的额定功率,确定第一差值;
若所述第一差值小于或等于预设阈值,则基于所述电池的电压与所述第一预设电阻的电阻值的比值,确定最大放电电流;
若所述电池的目标放电电流小于所述最大放电电流,则控制所述电池实际的放电电流为所述目标放电电流;
若所述目标放电电流大于或等于所述最大放电电流,则控制所述电池实际的放电电流为所述最大放电电流。
在一种可选的方式中,所述方法还包括:
若所述第一差值大于预设阈值,则基于所述电池当前的放电电流、所述电池的电压、所述第一预设电阻的电阻值及所述开关支路的额定功率,确定电池的两个放电电流;
若所述目标放电电流小于或等于所述两个放电电流中的第一个放电电流,或所述目标放电电流大于或等于所述两个放电电流中的第二个放电电流,则控制所述电池实际的放电电流为所述目标放电电流,其中,所述第一个放电电流小于所述第二个放电电流;
若所述目标放电电流大于所述第一个放电电流,且所述目标放电电流小于所述第二个放电电流,则控制所述电池实际的放电电流为所述第一个放电电流。
第三方面,本申请提供一种控制器,包括:
至少一个处理器以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行如上所述的方法。
第四方面,本申请提供一种电池放电装置,包括如上所述的电池放电电路,和/或,如上所述的控制器。
本申请的有益效果是:本申请提供的电池放电电路包括电阻配置支路、电流采样支路、开关支路、信号放大支路与控制器。在需要控制电池放电时,一方面,控制器控制电阻配置支路,可将电阻配置支路配置为第一预设电阻,电池通过第一预设电阻放电;另一方面,电池也通过开关支路放电。从而,实现了电池放电的过程,并且采用较为简单的电路结构实现,相对于相关技术中将电池的电能回馈电网的模式,所需的成本较低。其次,电流采样支路基于电池的放电电流在开关支路的第二端输出采样信号。控制器输出与电池的目标放电电流对应的电压信号。信号放大支路基于采样信号与电压信号输出调节信号至开关支路的第三端。继而,开关支路可基于调节信号而调节开关支路的导通程度,从而调节电池的放电电流,有利于保持电池快速并稳定的放电,提高电池放电电路的效率与稳定性。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。
图1为本申请实施例提供的电池放电电路的结构示意图;
图2为本申请另一实施例提供的电池放电电路的结构示意图;
图3为本申请又一实施例提供的电池放电电路的结构示意图;
图4为本申请又一实施例提供的电池放电电路的结构示意图;
图5为本申请又一实施例提供的电池放电电路的结构示意图;
图6为本申请又一实施例提供的电池放电电路的结构示意图;
图7为本申请实施例提供的信号放大支路的电路结构示意图;
图8为本申请实施例提供的电路控制方法的流程图;
图9为本申请实施例提供的图8中示出的步骤803的一实施方式的示意图;
图10为本申请实施例提供的图8中示出的步骤804的一实施方式的示意图;
图11为本申请实施例提供的在执行图8中示出的步骤804之后的一实施方式的示意图;
图12为本申请实施例提供的第一差值的示意图;
图13为本申请实施例提供的控制器的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
请参照图1,图1为本申请实施例提供的电池放电电路的结构示意图。如图1所示,该电池放电电路100包括电阻配置支路10、电流采样支路20、开关支路30、信号放大支路40与控制器50。
其中,电阻配置支路10的第一端与电池200的第一端连接,电阻配置支路10的第二端与开关支路30的第一端连接,电阻配置支路10的第三端及信号放大支路40的第一端均与控制器50连接。电流采样支路20的第一端与电池200的第二端连接,电池采样支路20的第二端分别与开关支路30的第二端及信号放大支路40的第二端连接。信号放大支路40的第三端与开关支路30的第三端连接。
具体地,电阻配置支路10受控于控制器50,并被配置为第一预设电阻。电流采样支路20用于采样电池200的放电电流,并基于电池200的放电电流在开关支路30的第二端输出采样信号。控制器50用于输出与电池200的目标放电电流对应的电压信号至信号放大支路40。信号放大支路40用于接收采样信号与电压信号,并基于采样信号与电压信号输出调节信号至开关支路30的第三端。开关支路30用于接收调节信号,并基于调节信号调节开关支路30的导通程度。其中,开关支路30的等效电阻与其导通程序呈现负相关关系,即开关支路30的等效电阻随着开关支路30导通程度的加深而减小。电池通过第一预设电阻与开关支路30放电。电池200的放电电流与开关支路30的导通程度呈现正相关关系,即电池200的放电电流随着开关支路30的导通程度的加深而增大。
在实际应用中,当需要控制电池200进行放电时,一方面,控制器50控制电阻配置支路10,并将电阻配置支路10配置为第一预设电阻。电池200可通过第一预设电阻放电。另一方面,电池200也通过开关支路30放电。通过上述方式,实现了通过第一预设电阻与开关支路30对电池200的放电电能进行消耗的过程,也就是电池200放电的过程。并且,该过程采用较为简单的电路结构实现,相对于相关技术中将电池200的电能回馈电网的模式,所需的成本较低。
同时,通过调节开关支路30的导通程度,还能够调节电池200的放电电流,有利于保持电池200快速并稳定的放电,提高该电池放电电路100的工作效率与稳定性。具体实现为,电流采样支路20基于电池200的放电电流输出采样信号至信号放大支路40。控制器50输出与电池200的目标放电电流对应的电压信号。其中,目标放电电流为预先设置的放电电流。信号放大支路40基于采样信号与电压信号输出调节信号至开关支路30,以调节开关支路30的导通程度,进而调节开关支路30导通时的等效电阻。由于开关支路30在不同导通程度下,能够等效为电阻值不同的电阻。根据欧姆定律可得,在开关支路30的电阻值改变时,流经开关支路30的电流也随着改变,流经开关支路30的电流也为电池200的放电电流。综上可知,调节开关支路30的导通程度,能够调节电池200的放电电流。
在一实施例中,如图2所示,电阻配置支路10包括N个电阻单元12与线路连接切换支路11。N个电阻单元12中的任一电阻单元均包括至少一个电阻,N为≥1的整数。N个电阻单元12包括第一电阻单元Ra1、第二电阻单元Ra2…第N电阻单元RaN。
其中,线路连接切换支路11分别与N个电阻单元12、控制器50、电池200的第一端及开关支路30的第一端连接。线路连接切换支路11受控于控制器50。线路连接切换支路11用于切换N个电阻单元12中不同电阻单元之间的连接关系,并生成第一预设电阻。
具体地,控制器50通过控制线路连接切换支路11,能够切换第一电阻单元Ra1、第二电阻单元Ra2…第N电阻单元RaN之间的连接关系。在第一电阻单元Ra1、第二电阻单元Ra2…第N电阻单元RaN之间的连接关系已确定时,第一电阻单元Ra1、第二电阻单元Ra2…第N电阻单元RaN的整体作为一个等效电阻。在第一电阻单元Ra1、第二电阻单元Ra2…第N电阻单元RaN之间的连接关系改变时,第一电阻单元Ra1、第二电阻单元Ra2…第N电阻单元RaN的整体对应的等效电阻也随着改变。从而,通过切换第一电阻单元Ra1、第二电阻单元Ra2…第N电阻单元RaN之间的连接关系,能够获得一个或多个等效电阻。在这些等效电阻可中确定第一预设电阻。例如,控制器50通过控制线路连接切换支路11,以使第一电阻单元Ra1、第二电阻单元Ra2…第N电阻单元RaN依次串联连接,则第一预设电阻可以为串联连接后的第一电阻单元Ra1、第二电阻单元Ra2…第N电阻单元RaN的等效电阻。
在该实施例中,通过切换第一电阻单元Ra1、第二电阻单元Ra2…第N电阻单元RaN之间的连接关系,能够获得不同的第一预设电阻,以满足在不同应用场景下所需的电阻,有利于提高该电阻配置支路10的实用性。
在一实施例中,如图3所示,N个电阻单元12包括第一电阻单元Ra1与第二电阻单元Ra2,线路连接切换支路11包括第一开关K1、第二开关K2与第三开关K3。
其中,第一电阻单元Ra1的第一端分别与第一开关K1的第一端及电池200的第一端连接,第一开关K1的第二端分别与第二电阻单元Ra2的第一端及第二开关K2的第一端连接,第二开关K2的第二端分别与第一电阻单元Ra1的第一端以及第三开关K3的第一端连接,第三开关K3的第二端与第二电阻单元Ra2的第二端及开关支路30的第一端连接,第一开关K1、第二开关K2及第三开关K3还均与控制器50连接。
具体地,控制器50通过控制第一开关K1、第二开关K2与第三开关K3的导通与关断,切换第一电阻单元Ra1与第二电阻单元Ra2之间的连接关系,可获得电阻值不同的第一预设电阻。例如,控制器50控制第一开关K1与第三开关K3导通,并控制第二开关K2断开,则第一电阻单元Ra1与第二电阻单元Ra2并联,第一预设电阻为第一电阻单元Ra1与第二电阻单元Ra2并联后的等效电阻。又如,控制器50控制第二开关K2导通,并控制第一开关K1与第三开关K3断开,则第一电阻单元Ra1与第二电阻单元Ra2串联,第一预设电阻为第一电阻单元Ra1与第二电阻单元Ra2串联后的等效电阻。
可以理解的是,在该实施例中,以N=2为例,而在其他的实施例中,N也可以选择其他方式,那么线路连接切换支路11中的开关也需要相应的调整,具体调整方式可参照图3所示的方式,其在本领域技术人员容易理解的范围内,这里不再赘述。
在一实施例中,如图4所述,第一电阻单元Ra1包括第一电阻R1、第二电阻R2与第四开关K4,第二电阻单元Ra2包括第三电阻R3、第四电阻R4与第五开关K5。
其中,第一电阻R1与第二电阻R2串联连接,第二电阻R2与第四开关K4并联连接,第一电阻R1的非串联连接端为第一电阻单元Ra1的第一端,第二电阻R2的非串联连接端为第一电阻单元Ra1的第二端,第三电阻R3与第四电阻R4串联连接,第四电阻R4与第五开关K5并联连接,第三电阻R3的非串联连接端为第二电阻单元Ra2的第一端,第四电阻R4的非串联连接端为第二电阻单元Ra2的第二端。
在该实施例中,以第一电阻单元Ra1与第二电阻单元Ra2均包括两个电阻为例,而在其他的实施例,各电阻单元可以包括更多或更少的电阻,并且第一电阻单元Ra1与第二电阻单元Ra2可以相同也可以不同。
在此实施例中,当第四开关K4断开时,第一电阻R1与第二电阻R2串联后的电阻为第一电阻单元Ra1的等效电阻,此时,有效电阻为第一电阻R1与第二电阻R2;当第四开关K4导通时,第二电阻R2被短路,第一电阻R1即为第一电阻单元Ra1的等效电阻,此时,有效电阻为第一电阻R1。同样地,当第五开关K5断开时,第三电阻R3与第四电阻R4串联后的电阻为第二电阻单元Ra2的等效电阻,此时,有效电阻为第三电阻R3与第四电阻R4;当第五开关K5导通时,第四电阻R4被短路,第三电阻R3即为第二电阻单元Ra2的等效电阻,此时,有效电阻为第三电阻R3。
因此,通过控制第四开关K4与第五开关K5的导通或断开,能够改变第一电阻单元Ra1或第二电阻单元Ra2的等效电阻,进而可获得更多不同电阻值的第一预设电阻,能够满足的应用场景也增加,有利于进一步提高该电池放电电路的实用性。
在一实施例中,请结合图1参照图5,如图5所示,电流采样支路20包括第一采样电阻RC1。
具体地,第一采样电阻RC1的第一端与电池200的第二端连接,第一采样电阻RC1的第二端与开关支路30的第二端连接。第一采样电阻RC1用于将电池200输出的电流转换为电压,并输入至信号放大支路40。
第一实施例中,如图5所示,开关支路30包括第一开关管Q1。
其中,第一开关管Q1的第一端与信号放大支路40的第三端(即信号放大支路40输出调节信号的一端)连接,第一开关管Q1的第二端与电流采样支路20的第二端连接,第一开关管Q1的第三端与电阻配置支路10的第二端连接。
在一些实施方式中,第一开关管Q1可选用IGBT开关管或MOS管等开关元件,本申请实施例对此不作具体限制。以第一开关管Q1为IGBT开关管为例,IGBT开关管的门极为第一开关管Q1的第一端,IGBT开关管的发射极为第一开关管Q1的第二端,IGBT开关管的集电极为第一开关管Q1的第三端。
以第一开关管Q1为IGBT开关管为例。在该实施方式中,当信号放大支路40输出的调节信号的电压使IGBT开关管工作在可调电阻区时,随着调节信号的电压的增大,IGBT开关管的导通程度增大,IGBT开关管的电阻值减小;随着调节信号的电压的减小,IGBT开关管的导通程度减小,IGBT开关管的电阻值增大。而当调节信号的电压增大至使IGBT开关管工作在饱和区时,IGBT开关管只起到开关作用。其中,IGBT开关管的导通程度即对应开关支路30的导通程度。
在另一些实施例中,为了满足电池200更高的放电功率的需求,可设置多个开关支路、多个电流采样支路与多个信号放大支路。其中,一个开关支路与一个电流采样支路及一个信号放大支路连接。例如,如图6所示,图6中示例性示出了两个开关支路、两个电流采样支路与两个信号放大支路的示意图。各支路之间的连接关系可参照图6,这里不再赘述。在该实施例中,两个开关支路30均能够对电池放电的电能进行消耗,电池200的放电电流为流经两个开关支路30的电流之和。
在一实施例中,如图7所示,信号放大支路40包括第一放大单元41与第二放大单元42。
其中,第一放大单元41的第一端与开关支路30的第二端及电流采样支路20的第二端连接,第一放大单元41的第二端与第二放大单元42的第一端连接。第二放大单元42的第三端与开关支路30的第三端连接。第二放大单元42的第二端与控制器50连接。
具体地,第一放大单元41用于接收采样信号,并对采样信号进行放大后输入至第二放大单元42。由于在实际应用中,电流采样支路20通常采用电阻值较小的采样电阻,以将电流转换成电压,所以由电流采样支路20所转换获得电压的数值也较小。则需要对该电压的数值进行放大后再进行后续操作,以防止因电压的数值较小而出现信号误检测或信号检测错误等异常情况出现,有利于提高该电路工作的稳定性。
第二放大单元42用于基于控制器50输出的电压信号与放大后的采样信号输出调节信号。控制器50输出与目标放电电流对应的电压信号,即该电压信号作为基准信号。基于该基准信号与实际的采样信号进行比较与放大,并基于比较后的结果输出调节信号。调节信号用于调节开关支路30的导通程度,以调节电池200的放电电流,可实现调节电池200的放电电流最终接近或等于目标放电电流。
在一实施方式中,第一放大单元41包括第一运放U1、第五电阻R5与第六电阻R6。
其中,第一运放U1的第一输入端与开关支路30的第二端连接,第一运放U1的第二输入端与第五电阻R5的第一端及第六电阻R6的第一端连接,第一运放U1的输出端与第五电阻R5的第二端及第二放大单元42的第一端连接,第六电阻R6的第二端接地GND。在该实施例中,以第一运放U1的第一输入端为同相输入端,且第二输入端为反向输入端为例。
具体地,第一运放U1、第五电阻R5与第六电阻R6组成的第一放大单元41能够对电流采样支路20上的采样信号进行放大,放大的倍数由第五电阻R5与第六电阻R6的电阻值决定。
在一实施方式中,第二放大单元42包括第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3与第二运放U2。
其中,第七电阻R7的第一端与第一放大单元41的第二端连接,第七电阻R7的第二端分别与第八电阻R8的第一端、第一电容C1的第一端、第二电容C2的第一端及第二运放U2的第二输入端连接,第八电阻R8的第二端分别与第九电阻R9的第一端及控制器50连接,第九电阻R9的第二端分别与第一电容C1的第二端、第三电容C3的第一端及第二运放U2的第一输入端连接,第二运放U2的输出端分别与第二电容C2的第二端及开关支路30的第三端连接,第三电容C3的第二端接地GND。在该实施例中,以第二运放U2的第一输入端为同相输入端,且第二输入端为反向输入端为例。
具体地,经过放大后的采样信号若与控制器50输出的电压信号之间存在差值,即第二运放U2的第一输入端与第二输入端的电压不相等时,第二运放U2所输出的调节信号能够通过第二电容C2的反馈作用于第二运放U2的第二输入端,以自动调节第二运放U2的第一输入端与第二输入端的电压相等。亦即,放大后的采样信号与电压信号之间差值越大,则输出的调节信号的电压越大,才能够调节第二运放U2的第一输入端与第二输入端的电压相等。继而,调节信号的电压值越大,开关支路30的导通程度越大,开关支路30的电阻值越小,电池200的放电电流可增大,以减小放大后的采样信号与电压信号之间的差值,即减小第二运放U2的第一输入端与第二输入端的电压差。不断自动重复上述过程,直至第二运放U2的第一输入端与第二输入端的电压相等。通过上述方式,能够实现基于控制器50输出的电压信号自动调节开关支路30的过程,以实现电池200的放电电流为电压信号对应的目标放电电流。
请参照图8,图8为本申请实施例提供的电路控制方法的流程图。该电路控制方法用于控制本申请任一实施例中的电池放电电路。如图8所示,该电路控制方法包括:
步骤801:切换电阻配置支路的N个电阻单元中不同电阻单元之间的连接关系,以获得N个电阻单元的M种连接状态。
其中,M、N均为≥1的整数。以图3所示的结构为例。此时N=2。由上述实施例可知,若控制线路连接切换支路中的第一开关K1与第三开关K3导通,且第二开关K2断开,则切换第一电阻单元Ra1与第二电阻单元Ra2之间的连接关系为并联。并联的第一电阻单元Ra1与第二电阻单元Ra2为第一种连接状态。
若控制线路连接切换支路中的第一开关K1与第三开关K3断开,且第二开关K2导通,则切换第一电阻单元Ra1与第二电阻单元Ra2之间的连接关系为串联。串联的第一电阻单元Ra1与第二电阻单元Ra2为第二种连接状态。则此时M=2。
可以理解的是,在图3所示的结构中,仅以N=2为例。而当N为其他数值时,能够获得的连接状态的数量也不同,其在本领域技术人员容易理解的范围内,这里不再赘述。其次,在该实施例中,仅示例性示出了M=N=2的一种实施例,而在其他的实施例中,M可以大于N也可以小于N,可根据实际应用情况进行设置,本申请实施例对此不作具体限制。
步骤802:针对M种连接状态的每一种连接状态,改变N个电阻单元中有效电阻的个数,确定每一种连接状态下的电阻集合,并获得M种连接状态下的M个电阻集合。
具体地,针对M种连接状态的每一种连接状态,改变N个电阻单元中有效电阻的个数,则在每一种连接状态可获得至少一个等效电阻。每一种连接状态下所获得的所有等效电阻的集合,为每一种连接状态下的电阻集合。由于总共有M种连接状态,所以总共可以获得M个电阻集合。
以图4所示的结构为例。由上述内容可知,此时N=M=2。总共可以有两种连接状态。第一种连接状态为并联的第一电阻单元Ra1与第二电阻单元Ra2;第二种连接状态为串联的第一电阻单元Ra1与第二电阻单元Ra2。
对于第一种连接状态而言,当第四开关K4与第五开关K5均导通时,有效电阻的个数为2,有效电阻为第一电阻R1与第三电阻R3。此时,等效电阻为第一电阻R1与第三电阻R3并联后的电阻,记为等效电阻Re1。
当第四开关K4导通,且第五开关K5断开时,有效电阻的个数为3,有效电阻分别为第一电阻R1、第三电阻R3与第四电阻R4。此时,等效电阻为第三电阻R3与第四电阻R4串联后的电路与第一电阻R1并联后的电阻,记为等效电阻Re2。
当第四开关K4断开,且第五开关K5导通时,有效电阻的个数为3,有效电阻分别为第一电阻R1、第二电阻R2与第三电阻R3。此时,等效电阻为第一电阻R1与第二电阻R2串联后的电路与第三电阻R3并联后的电阻。记为等效电阻Re3。
当第四开关K4与第五开关K5均断开时,有效电阻的个数为4,有效电阻分别为第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3与第四电阻R4。此时,等效电阻为第一电阻R1与第二电阻R2串联后的电路与第三电阻R3与第四电阻R4串联后的电路,两个电路并联后的电阻。记为等效电阻Re4。
可见,在第一种连接状态下,总共可获得4个等效电阻。第一种连接状态下的电阻集合包括Re1、Re2、Re3与Re4这4个等效电阻。
对于第二连接状态而言,基于同样的方式可获得在第二种连接状态下的4个等效电阻。其在本领域技术人员容易理解的范围内,这里不再赘述。
综上,在M种连接状态下的每一种连接状态,均能够确定一个电阻集合。例如上述实施例,在两种状态下的第一种连接状态与第二种连接状态,均可确定一个电阻集合,总共确定两个电阻集合。所以,当总共有M种连接状态时,可获得M个电阻集合。
步骤803:基于预设的目标集合,确定M个电阻集合中与目标集合匹配的第一电阻集合。
具体地,获取M个电阻集合中各个电阻集合与目标集合的匹配度,并将M个电阻集合中匹配度最高的电阻集合作为与目标集合匹配的第一电阻集合。
其中,目标集合可根据实际应用情况进行设置,本申请实施例对此不作具体限制。例如,目标集合可根据所需放电的电池的实际电压和需求的目标放电电流的比值进行设计。
在一实施方式中,如图9所示,步骤803中基于预设的目标集合,确定M个电阻集合中与目标集合匹配的第一电阻集合的过程包括如下步骤:
步骤901:获取目标集合与M个电阻集合中每一个电阻集合的交集。
具体地,可通过以下公式获取目标集合与M个电阻集合中每一个电阻集合的交集:
rad(a)=rSet∩r(a)Set(1)
其中,rSet为目标集合,r(a)Set为第a个电阻集合,rad(a)为目标集合与第a个电阻集合的交集,a为≤M的整数。具体为,第一预设电阻集rSet中包括至少一个电阻,目标集合与第a电阻集合的交集即为目标集合与第a电阻集合中电阻值相同的电阻。将a分别赋值为1-M,并依次代入公式(1),就能够获取目标集合与M个电阻集合中每一个电阻集合的交集。
步骤902:根据交集、目标集合,确定电阻覆盖率。
在一些实施方式中,可通过以下公式获取电阻覆盖率:
rp(a)=(rad(a)max-rad(a)min)/(rmax-rmin)(2)
其中,rp(a)为电阻覆盖率,rad(a)max为交集rad(a)中的最大值,rad(a)min为交集rad(a)中的最小值,rmax为目标集合rSet中的最大值,rmin为目标集合rSet中的最小值。公式(2)中的分子为目标集合与第a电阻集合的交集的范围,公式(2)中的分母为目标集合的范围,上述两个范围的比值为电阻覆盖率。将a分别赋值为1-M,并依次代入公式(2),就能够获取M个电阻集合中每一个电阻集合的电阻覆盖率。
电阻覆盖率用于确定M个电阻集合中每一个电阻集合与目标集合的匹配度。例如,在一些实施方式中,目标集合包括10欧姆至90欧姆的电阻范围,而目标集合与第a电阻集合的交集包括20欧姆至60欧姆的电阻范围,则第a电阻集合的电阻覆盖率rp(a)为(90-10)/(60-20)=2。
步骤903:针对M个电阻集合中每一个电阻集合,获取电池的最大放电电流,以及获取电池的目标放电电流,并基于最大放电电流和目标放电电流的比值确定电流覆盖率。
具体地,可通过以下公式获取电流覆盖率:
ip(a)=i(a)max/iSet(3)
其中,ip(a)为电流覆盖率,i(a)max为电池放电时采用第a电阻集合可获得的最大放电电流,iSet为电池的目标放电电流。将a分别赋值为1-M,并依次代入公式(3),就能够获取M个电阻集合中每一个电阻集合的电流覆盖率。
电流覆盖率用于确定最大放电电流与目标放电电流的匹配度。
步骤904:根据M个电阻集合中每一个电阻集合的电阻覆盖率与电流覆盖率,确定M个电阻集合中每一个电阻集合的匹配率,并获得M个电阻集合下的M个匹配率。
步骤905:确定M个匹配率中的最大值,并将最大值对应的电阻集合确定为第一电阻集合。
具体地,在一实施方式中,通过以下公式确定第a电阻集合的匹配率:
p(a)=X*rp(a)+Y*ip(a)(4)
其中,X、Y均为系数,且X+Y=1。
在该实施例中,将a分别赋值为1-M,并依次代入公式(4),就能够获取到M个电阻集合中每一个电阻集合的匹配率,且总共可获得M个匹配率。该实施例综合考虑电阻覆盖率与电流覆盖率的影响,能够获取到在实际应用中与目标集合匹配度较高的电阻集合。
在一些实施方式中,可优先考虑电阻覆盖率,则应提高电阻覆盖率所占比例,此时X大于0.5,且Y小于0.5。例如,X=0.7,且Y=0.3。当然,在其他的实施方式中,X、Y也可以采用其他的数值,本申请实施例对此不作具体限制。
继而,将所获得的M个匹配率进行大小的比较,其中匹配率最大的电阻集合即为第一电阻集合。比如,在一些实施方式中,M=3。即总共有三个电阻集合,第一个电阻集合所计算得到的匹配率为P1,第二个电阻集合所计算得到的匹配率为P2,第三个电阻集合所计算得到的匹配率为P3,且P1<P2<P3。则将第三个电阻集合作为第一电阻集合。
在图9所示的实施例中,实现了基于已有的电阻集合计算与目标集合的匹配率,并使用与目标集合匹配率最高的电阻集合作为实际使用的第一电阻集合。一方面,即使不同的应用场景需要设置不同的目标集合,本申请实施例提供的电池放电电路能够对应目标集合确定第一电阻集合,即该电池放电电路能够适用于多种应用场景,且无需进行元器件的更换,具有较高的实用性;另一方面,在各电阻集合中获取到匹配率最大的电阻集合,则有助于控制电池的放电电流接近或等于需求的目标放电电流,以保持电池能够快速并稳定的放电,从而提高电池放电电路的效率与稳定性。
步骤804:在第一电阻集合中获取第一预设电阻。
其中,电池通过第一预设电阻放电。
在一实施方式中,如图10所示,步骤804中在第一电阻集合中获取第一预设电阻的过程包括如下步骤:
步骤1001:基于电池的电压与目标放电电流的比值,确定目标电阻。
步骤1002:若第一电阻集合中存在第一等效电阻的电阻值与目标电阻的电阻值之间的差值的绝对值小于第一预设差值,则将第一等效电阻作为第一预设电阻。
其中,第一预设差值可根据实际应用情况进行设置,本申请实施例对此不作具体限制。例如,在一实施方式中,将第一预设差值设置为0.1欧姆,若在第一电阻集合中存在一个等效电阻(即第一等效电阻)的电阻值为10欧姆,且目标电阻的电阻值为10欧姆,则第一等效电阻与目标电阻的差值的绝对值为0,小于0.1欧姆。此时,第一等效电阻作为第一预设电阻。
在另一实施例中,该电路控制方法还包括如下步骤:若第一电阻集合中不存在第一等效电阻,且第一电阻集合中存在电阻值小于目标电阻的电阻值的J个电阻,则获取第二等效电阻。其中,第二等效电阻为J个电阻中电阻值最大的电阻,J为≥1的整数。基于电池当前的放电电流、电池的电压与第二等效电阻,确定开关支路上的功率。若功率小于或等于开关支路的额定功率,则将第二等效电阻作为第一预设电阻。
在该实施例中,第一电阻集合中存在J个电阻,这J个电阻的电阻值均小于目标电阻的电阻值。将J个电阻中电阻值最大的电阻作为第二等效电阻,并将第二等效电阻代入以下公式计算开关支路上的功率:
P(v,i0)=vi0-i0 2R2(5)
其中,P(v,i0)为开关支路上的功率,v为电池的电压,i0为电池当前的放电电流,R2为第二等效电阻的电阻值。若根据公式(5)计算得到的功率小于或等于开关支路的额定功率,则将第二等效电阻作为第一预设电阻。
例如,在一实施方式中,第一预设差值设置为0.1欧姆。第一电阻集合包括电阻值分别为5欧姆、10欧姆与20欧姆的三个等效电阻,目标电阻为15欧姆。第一电阻集合中各等效电阻的电阻值与目标电阻的电阻值的差值的绝对值分别为10、5、5,均大于0.1。此时则需要进一步判断第一电阻集合中是否存在电阻值小于目标电阻的电阻值的J个电阻。由于电阻值分别为5欧姆、10欧姆的两个等效电阻的电阻值均小于目标电阻的电阻值,则第一电阻集合中存在电阻值小于目标电阻的电阻值的J个电阻,且J=2。同时,电阻值为10欧姆的等效电阻为J个电阻(包括电阻值分别为5欧姆、10欧姆的两个等效电阻)中的电阻值最大的电阻,所以电阻值为10欧姆的等效电阻为第二等效电阻。
继而,当存在第二等效电阻时,基于电池的电压与第二等效电阻的电阻值的比值确定电池当前的放电电流,并将电池当前的放电电流与第二等效电阻的电阻值代入公式(5)就能够计算获得开关支路上的功率。若开关支路上的功率不大于(小于或等于)开关支路的额定功率,则可确定开关支路能够安全工作,开关支路不会因功率过大而损坏。从而可确定此时所选择的第二等效电阻的电阻值适用于当前的应用场景,可以将第二等效电阻作为第一预设电阻。在该实施例中,优先选择电阻值小于目标电阻电阻值的电阻,能够获得充足的放电电流,以满足电池的放电电流接近或等于需求的目标放电电流。
在另一实施方式中,该电路控制方法还包括如下步骤:若第一电阻集合中不存在第一等效电阻与第二等效电阻,且第一电阻集合中存在电阻值大于目标电阻的电阻值的L个电阻,则获取第三等效电阻,并将第三等效电阻作为第一预设电阻。其中,第三等效电阻为L个电阻中电阻值最小的电阻,L为≥1的整数。
具体地,若第一电阻集合中不存在第一等效电阻与第二等效电阻,则在第一电阻集合中,不存在电阻的电阻值小于目标电阻的电阻值,那么第一电阻集合中就存在L个电阻的电阻值大于目标电阻的电阻值。并且,将L个电阻中电阻值最小的电阻作为第三等效电阻。第三等效电阻既满足其电阻值大于目标电阻的电阻值,又满足其电阻值与目标电阻的电阻值最为接近。
例如,在一实施方式中,第一预设差值设置为0.1欧姆。第一电阻集合包括电阻值分别为8欧姆、10欧姆与20欧姆的三个等效电阻,目标电阻为6欧姆。第一电阻集合中各等效电阻的电阻值与目标电阻的电阻值的差值的绝对值分别为2、4、14,均大于0.1,第一电阻集合中不存在第一等效电阻。并且此时第一电阻集合中不存在小于6欧姆的电阻,即第一电阻集合中不存在第二等效电阻。由于电阻值分别为8欧姆、10欧姆与20欧姆的三个等效电阻的电阻值均大于目标电阻的电阻值,则第一电阻集合中存在电阻值大于目标电阻的电阻值的L个电阻,且L=3。同时,电阻值为8欧姆的等效电阻为L个电阻(包括电阻值分别为8欧姆、10欧姆与20欧姆的三个等效电阻)中的电阻值最小的电阻,所以电阻值为8欧姆的等效电阻为第三等效电阻。
在一实施例中,如图11所示,在执行步骤804之后,该电路控制方法还包括如下步骤:
步骤1101:基于电池的电压、第一预设电阻及开关支路的额定功率,确定第一差值。
在一些实施方式中,可通过以下公式计算第一差值:
Δ=v2-4R0Pmax(6)
其中,Δ为第一差值,v为电池的电压,R0为第一预设电阻的电阻值,Pmax为开关支路的额定功率。
步骤1102:若第一差值小于或等于预设阈值,则基于电池的电压与第一预设电阻的电阻值的比值,确定最大放电电流。
步骤1103:若目标放电电流小于最大放电电流,则控制电池实际的放电电流为目标放电电流。
其中,预设阈值可根据实际应用情况进行设置,本申请实施例对此不作具体限制。在一些实施方式中,预设阈值可设置为0。
以预设阈值设置为0为例。请一并参照图11与图12。如图12所示,横坐标表示电流,纵坐标表示功率。当第一差值Δ不大于0时,第一差值Δ的曲线为曲线L1。此时,第一差值Δ整体均小于开关支路的额定功率Pmax,可确定在该种情况下开关支路的实际功率始终小于额定功率,即开关支路的放电功率能够确保在安全工作范围内,可防止开关支路被击穿,以延长开关支路的使用寿命,并提高电池放电电路工作的稳定性。
在另一实施例中,该电路控制方法还包括如下步骤:若第一差值大于预设阈值,则基于电池当前的放电电流、电池的电压、第一预设电阻的电阻值及开关支路的额定功率,确定电池的两个放电电流;若目标放电电流小于或等于两个放电电流中的第一个放电电流,或目标放电电流不小于两个根中的第二个放电电流,则控制电池实际的放电电流为目标放电电流;若目标放电电流大于第一个放电电流,且目标放电电流小于第二个放电电流,则控制电池实际的放电电流为第一个放电电流。其中,第一个放电电流小于第二个放电电流。
在一些实施方式中,可通过以下公式确定两个放电电流:
-R0*i1 2+v*i1-Pmax=0(7)
其中,i1为电池当前的放电电流,R0为第一预设电阻的电阻值,v为电池的电压,Pmax为开关支路的额定功率。
请再次参照图12,当第一差值Δ大于0时,第一差值Δ的曲线为曲线L2。曲线L2与额定功率Pmax之间相交于两个交点,这两个交点的横坐标分别为X1与X2。X1与X2为-R0*i1 2+v*i1-Pmax=0的两个根,X1与X2也为通过公式(7)所确定的两个放电电流。亦即,基于电池当前的放电电流、电池的电压、第一预设电阻的电阻值及开关支路的额定功率,确定电池的两个放电电流分别为第一个放电电流X1与第二个放电电流X2。当目标放电电流小于或等于第一个放电电流X1,或目标放电电流大于或等于第二个放电电流X2时,由图12可知,曲线L2始终保持小于额定功率Pmax,即还能够继续保持开关支路的实际功率始终不超过额定功率,此时控制电池实际的放电电流为目标放电电流即可。而当目标放电电流大于第一个放电电流X1,且目标放电电流小于第二个放电电流X2时,则需将电池实际的放电电流设置为第一个第一个放电电流X1,以确保开关支路的实际功率始终不超过额定功率。通过上述过程,同样可控制开关支路的放电功率始终在安全工作范围内,可防止开关支路被击穿,以延长开关支路的使用寿命,并提高电池放电电路工作的稳定性。
请参照图13,图13为本申请另一实施例提供的控制器的一种结构。其中,控制器1300可以采用微控制单元(Microcontroller Unit,MCU)或者数字信号处理(DigitalSignal Processing,DSP)控制器等。
如图13所示,控制器1300包括至少一个处理器1301以及存储器1302,其中,存储器1302可以内置在控制器1300中,也可以外置在控制器1300外部,存储器1302还可以是远程设置的存储器,通过网络连接控制器1300。
存储器1302作为一种非易失性计算机可读存储介质,可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块。存储器1302可以包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序;存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外,存储器1302可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中,存储器1302可选包括相对于处理器1301远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
处理器1301通过运行或执行存储在存储器1302内的软件程序和/或模块,以及调用存储在存储器1302内的数据,执行终端的各种功能和处理数据,从而对终端进行整体监控,例如实现本申请任一实施例中的电路控制方法。
处理器1301可以为一个或多个,图13中以一个处理器1301为例。处理器1301和存储器1302可以通过总线或者其他方式连接。处理器1301可包括中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、控制器、现场可编程门阵列(FPGA)设备等。处理器1301还可以被实现为计算设备的组合,例如,DSP与微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP核心的一个或多个微处理器、或者任何其它此类配置。
在一些实施例中,图1-图7所示的控制器50可以实现为图13所示的控制器1300。
本申请实施例还提供一种电池放电装置。该电池放电装置包括本申请任一实施例中的电池放电电路100,和/或,本申请任一实施例中的控制器1300。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;在本申请的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,步骤可以以任意顺序实现,并存在如上所述的本申请的不同方面的许多其它变化,为了简明,它们没有在细节中提供;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (18)
1.一种电池放电电路,其特征在于,包括:
电阻配置支路、电流采样支路、开关支路、信号放大支路与控制器;
所述电阻配置支路的第一端与所述电池的第一端连接,所述电阻配置支路的第二端与开关支路的第一端连接,所述电流采样支路的第一端与所述电池的第二端连接,所述电流采样支路的第二端分别与所述开关支路的第二端及所述信号放大支路的第二端连接,所述信号放大支路的第一端及所述电阻配置支路的第三端均与所述控制器连接,所述信号放大支路的第三端与所述开关支路的第三端连接;
所述电阻配置支路受控于所述控制器,并被配置为第一预设电阻;
所述电流采样支路用于采样所述电池的放电电流,并输出采样信号;
所述控制器用于输出与所述电池的目标放电电流对应的电压信号;
所述信号放大支路用于接收所述采样信号与所述电压信号,并输出调节信号;
所述开关支路用于接收所述调节信号,并基于所述调节信号调节所述开关支路的导通程度;
所述电池通过所述第一预设电阻与所述开关支路放电,所述电池的放电电流与所述开关支路的导通程度呈现正相关关系。
2.根据权利要求1所述的电池放电电路,其特征在于,所述电阻配置支路包括N个电阻单元与线路连接切换支路,所述N个电阻单元中的任一电阻单元均包括至少一个电阻,N为≥1的整数;
所述线路连接切换支路分别与所述N个电阻单元、所述控制器、所述电池的第一端及所述开关支路的第一端连接;
所述线路连接切换支路受控于所述控制器,所述线路连接切换支路用于切换所述N个电阻单元中不同电阻单元之间的连接关系,并生成所述第一预设电阻。
3.根据权利要求2所述的电池放电电路,其特征在于,所述N个电阻单元包括第一电阻单元与第二电阻单元,所述线路连接切换支路包括第一开关、第二开关与第三开关;
所述第一电阻单元的第一端分别与所述第一开关的第一端及所述电池的第一端连接,所述第一开关的第二端分别与所述第二电阻单元的第一端及所述第二开关的第一端连接,所述第二开关的第二端分别与所述第一电阻单元的第二端及所述第三开关的第一端连接,所述第三开关的第二端分别与所述第二电阻单元的第二端及所述开关支路的第一端连接,所述第一开关、所述第二开关及所述第三开关还均与所述控制器连接;
所述控制器通过控制所述第一开关、所述第二开关与所述第三开关的导通与关断,切换所述第一电阻单元与所述第二电阻单元之间的连接关系。
4.根据权利要求3所述的电池放电电路,其特征在于,所述第一电阻单元包括第一电阻、第二电阻与第四开关,所述第二电阻单元包括第三电阻、第四电阻与第五开关;
所述第一电阻与所述第二电阻串联连接,所述第二电阻与所述第四开关并联连接,所述第一电阻的非串联连接端为所述第一电阻单元的第一端,所述第二电阻的非串联连接端为所述第一电阻单元的第二端,所述第三电阻与所述第四电阻串联连接,所述第四电阻与所述第五开关并联连接,所述第三电阻的非串联连接端为所述第二电阻单元的第一端,所述第四电阻的非串联连接端为所述第二电阻单元的第二端。
5.根据权利要求1所述的电池放电电路,其特征在于,所述电流采样支路包括第一采样电阻;
所述第一采样电阻的第一端与所述电池的第二端连接,所述第一采样电阻的第二端与所述开关支路的第二端连接。
6.根据权利要求1所述的电池放电电路,其特征在于,所述开关支路包括第一开关管;
所述第一开关管的第一端与所述信号放大支路的第三端连接,所述第一开关管的第二端与所述电流采样支路的第二端连接,所述第一开关管的第三端与所述电阻配置支路的第二端连接。
7.根据权利要求1所述的电池放电电路,其特征在于,所述信号放大支路包括第一放大单元与第二放大单元;
所述第一放大单元的第一端与所述开关支路的第二端连接,所述第一放大单元的第二端与所述第二放大单元的第一端连接,所述第二放大单元的第二端与所述控制器连接,所述第二放大单元的第三端与所述开关支路的第三端连接;
所述第一放大单元用于接收所述采样信号,并对所述采样信号进行放大;
所述第二放大单元用于接收所述电压信号与放大后的所述采样信号,并输出所述调节信号。
8.根据权利要求7所述的电池放电电路,其特征在于,所述第一放大单元包括第一运放、第五电阻与第六电阻;
所述第一运放的第一输入端与所述开关支路的第二端连接,所述第一运放的第二输入端与所述第五电阻的第一端及所述第六电阻的第一端连接,所述第一运放的输出端与所述第五电阻的第二端及所述第二放大单元的第一端连接,所述第六电阻的第二端接地。
9.根据权利要求7所述的电池放电电路,其特征在于,所述第二放大单元包括第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一电容、第二电容、第三电容与第二运放;
所述第七电阻的第一端与所述第一放大单元的第二端连接,所述第七电阻的第二端分别与所述第八电阻的第一端、所述第一电容的第一端、所述第二电容的第一端及所述第二运放的第二输入端连接,所述第八电阻的第二端分别与所述第九电阻的第一端及所述控制器连接,所述第九电阻的第二端分别与所述第一电容的第二端、所述第三电容的第一端及所述第二运放的第一输入端连接,所述第二运放的输出端分别与所述第二电容的第二端及所述开关支路的第三端连接,所述第三电容的第二端接地。
10.一种电路控制方法,其特征在于,用于控制如权利要求1-9任意一项所述的电池放电电路,所述方法包括:
切换所述电阻配置支路的N个电阻单元中不同电阻单元之间的连接关系,获得所述N个电阻单元的M种连接状态,其中,M、N均为≥1的整数;
针对所述M种连接状态的每一种连接状态,改变所述N个电阻单元中有效电阻的个数,确定每一种连接状态下的电阻集合,并获得所述M种连接状态下的M个电阻集合;
基于预设的目标集合,确定所述M个电阻集合中与所述目标集合匹配的第一电阻集合;
在所述第一电阻集合中获取第一预设电阻,其中,所述电池通过所述第一预设电阻放电。
11.根据权利要求10所述的电路控制方法,其特征在于,所述基于预设的目标集合,确定所述M个电阻集合中与所述目标集合匹配的第一电阻集合,包括:
获取所述目标集合与所述M个电阻集合中每一个电阻集合的交集;
根据所述交集与所述目标集合,确定电阻覆盖率;
针对所述M个电阻集合中每一个电阻集合,获取所述电池的最大放电电流,以及获取所述电池的目标放电电流,并基于所述最大放电电流和所述目标放电电流的比值确定电流覆盖率;
根据所述M个电阻集合中每一个电阻集合的电阻覆盖率与电流覆盖率,确定所述M个电阻集合中每一个电阻集合的匹配率,并获得所述M个电阻集合下的M个匹配率;
确定所述M个匹配率中的最大值,并将所述最大值对应的电阻集合确定为所述第一电阻集合。
12.根据权利要求10所述的电路控制方法,其特征在于,所述在所述第一电阻集合中获取第一预设电阻,包括:
基于所述电池的电压与所述电池的目标放电电流的比值,确定目标电阻;
若所述第一电阻集合中存在第一等效电阻的电阻值与所述目标电阻的电阻值之间的差值的绝对值小于第一预设差值,则将所述第一等效电阻作为所述第一预设电阻。
13.根据权利要求12所述的电路控制方法,其特征在于,所述方法还包括:
若所述第一电阻集合中不存在所述第一等效电阻,且所述第一电阻集合中存在电阻值小于所述目标电阻的电阻值的J个电阻,则获取第二等效电阻,其中,所述第二等效电阻为所述J个电阻中电阻值最大的电阻,J为≥1的整数;
基于所述电池当前的放电电流、所述电池的电压与所述第二等效电阻,确定所述开关支路上的功率;
若所述功率小于或等于所述开关支路的额定功率,则将所述第二等效电阻作为所述第一预设电阻。
14.根据权利要求13所述的电路控制方法,其特征在于,所述方法还包括:
若所述第一电阻集合中不存在所述第一等效电阻与所述第二等效电阻,且所述第一电阻集合中存在电阻值大于所述目标电阻的电阻值的L个电阻,则获取第三等效电阻,并将所述第三等效电阻作为所述第一预设电阻,其中,所述第三等效电阻为所述L个电阻中电阻值最小的电阻,L为≥1的整数。
15.根据权利要求10所述的电路控制方法,其特征在于,在所述第一电阻集合中获取第一预设电阻之后,所述方法还包括:
基于所述电池的电压、所述第一预设电阻及所述开关支路的额定功率,确定第一差值;
若所述第一差值小于或等于预设阈值,则基于所述电池的电压与所述第一预设电阻的电阻值的比值,确定最大放电电流;
若所述电池的目标放电电流小于所述最大放电电流,则控制所述电池实际的放电电流为所述目标放电电流;
若所述目标放电电流大于或等于所述最大放电电流,则控制所述电池实际的放电电流为所述最大放电电流。
16.根据权利要求15所述的电路控制方法,其特征在于,所述方法还包括:
若所述第一差值大于所述预设阈值,则基于所述电池当前的放电电流、所述电池的电压、所述第一预设电阻的电阻值及所述开关支路的额定功率,确定电池的两个放电电流;
若所述目标放电电流小于或等于所述两个放电电流中的第一个放电电流,或所述目标放电电流大于或等于所述两个放电电流中的第二个放电电流,则控制所述电池实际的放电电流为所述目标放电电流,其中,所述第一个放电电流小于所述第二个放电电流;
若所述目标放电电流大于所述第一个放电电流,且所述目标放电电流小于所述第二个放电电流,则控制所述电池实际的放电电流为所述第一个放电电流。
17.一种控制器,其特征在于,包括:
至少一个处理器以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行权利要求10-16任一项所述的方法。
18.一种电池放电装置,其特征在于,包括如权利要求1-9任意一项所述的电池放电电路,和/或,如权利要求17所述的控制器。
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