CN102231553B - 带电源控制的电池管理*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带电源控制的电池管理***,包括辅助电源、BMS电源控制模块和BMS功能模块,BMS电源控制模块包括连接辅助电源和BMS功能模块的主开关,检测辅助电源电压并输出信号控制主开关的电压检测保护模块,接收辅助电源及BMS功能模块信号,输出控制信号至电压检测保护模块的逻辑开关,以及连接辅助电源,逻辑开关和BMS功能模块的钥匙开关。实现BMS电源过欠压检测保护、上电后主动控制自锁供电电源,以及在关闭电源开关后先完成***安全检测及数据存储再将***断电的电源控制功能,有效提高了电池管理***的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于车辆电池管理***领域,具体涉及一种带电源控制的电池管理***。
背景技术
电池管理***(BMS)作为汽车能源***的重要组成部分,主要就是为了优化电池性能,提高电池的利用率,防止电池出现过充电和过放电,延长电池的使用寿命,监控电池的状态并为整车提供准确的电池信息等功能,其性能直接影响着汽车的整体性能。
电池管理***接入电源进入工作状态,需要处理运行各种数据,包括电池运行的历史数据,SOC数据等等,如果接入的电源电压出现问题或***断电,导致电池管理***某段历史记录丢失,可能引起SOC估算错误或其他输出指令错误,直接影响整车的控制策略。理想的情况应使电池管理***在关闭电源前,处理当前数据,并将数据作以记录存储后,再关闭电源。
目前的BMS自身电源控制存在以下问题:
1、BMS的电源由钥匙直接控制,不具有自动控制功能,当发生钥匙误操作或动作时序错误时,导致数据丢失。
2、有的BMS的控制器用可充电电池供电,***掉电后控制器仍可以工作一段时间,但可充电电池使有寿命有限,如果电池失效,导致数据丢失。
3、有时BMS需要控制汽车动力电池的电源,如果BMS的电源在汽车运行中意外断开,直接导致动力电源突然中断,将引发接触器寿命缩短,甚至直接烧毁,电机控制器受损等等严重后果。
这些问题严重影响了电动汽车的性能和使用安全性。但是,目前针对BMS电源控制仍没有提出一种有效的解决方案。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺点,本发明的目的在于提供一种带电源控制的电池管理***,实现BMS电源过欠压保护及主动控制自锁功能。
为实现上述目的,本发明采用如下的技术方案:
一种带电源控制的电池管理***,包括辅助电源、BMS电源控制模块和BMS功能模块,其中BMS电源控制模块包括
主开关,连接所述辅助电源和所述BMS功能模块;
电压检测保护模块,连接所述辅助电源和所述主开关,检测辅助电源电压,输出信号控制主开关;
逻辑开关,接收所述辅助电源及BMS功能模块信号,输出信号控制所述电压检测保护模块。
钥匙开关,一端接所述辅助电源,另一端接所述逻辑开关及BMS功能模块。
所述BMS功能模块内设有微控制器,所述钥匙开关连接BMS功能模块中的微控制器,所述逻辑开关连接BMS功能模块中的微控制器。
所述逻辑开关与所述微控制器之间设有锁存接口。
所述逻辑开关为“或门”开关,接收辅助电源和BMS功能模块的信号至少有一个值满足条件,则输出控制信号至所述电压检测保护模块。
所述逻辑开关输出控制信号连接所述电压检测保护模块的电源端。
所述电压检测保护模块包括过/欠压保护电路。
所述锁存接口包括接口芯片,通过I2C或SPI总线与微控制器连接。
所述钥匙开关经电阻R18连接至三极管Q3基极,三极管Q3集电极与三极管Q2集电极共同连接至所述电压检测保护模块电源端负极,三极管Q2、Q3发射极接地,三极管Q2、Q3的基极和发射极之间分别并联电阻R19、R20,三极管Q2基极串联电阻R17后通过所述锁存接口连接至BMS功能模块的微控制器。
所述电阻R18与钥匙开关连接的一端还连接有电阻R21,电阻R21另一端连接三极管Q4及电阻R8,电阻R8的另一端及三极管Q4发射极接地,三极管Q4集电极连接至所述BMS功能模块的微控制器。
所述主开关采用功率管。
本发明的优点在于:
1、具有电源自动锁定功能,当钥匙开关给电池管理***(BMS)接入辅助电源后,BMS功能模块上电工作,同时控制电源锁定,不再受钥匙开关控制,避免了由于***误动作或电源出现问题造成***掉电,引起电池管理***工作数据丢失导致车辆控制策略出现错误的问题。
2、具有过压保护和欠压保护功能,有效保护电池管理***(BMS)在正常电压下工作,提高***运行的安全性及可靠性。
3、采用半导体器件作为电源的开关,具有体积小,重量轻,功耗低,寿命长等优点。
4、钥匙控制信号在10mA内,极大的方便了电源的控制,减小了钥匙开关的负担,更好地延长BMS的使用寿命。
5、使用锁存接口电路,防止微控制器复位造成的意外断电引起时序问题,保证电池管理***自锁信号的可靠性。
附图说明
图1为本发明带电源控制的电池管理***的原理框图;
图2为本发明带电源控制的电池管理***实施例局部电路图。
具体实施方式
下面结合附图来进一步说明本发明的技术方案。
如图1所示,1是辅助电源,2是主开关,3是BMS功能模块,4是电压检测保护模块,5是逻辑开关,6是钥匙开关,7是锁存接口,8是微控制器。
一种带电源控制的电池管理***,包括辅助电源1、BMS电源控制模块和BMS功能模块3,其中BMS电源控制模块包括主开关2、电压检测保护模块4、逻辑开关5、锁存接口7、钥匙开关6。主开关2连接辅助电源1和BMS功能模块3;电压检测保护模块4连接辅助电源1和1主开关2,检测辅助电源1的电压,输出信号控制主开关2,内部包括过/欠压保护电路;逻辑开关5接收辅助电源1和BMS功能模块3信号,输出信号控制电压检测保护模块4;钥匙开关6一端接辅助电源1,另一端接逻辑开关5及BMS功能模块3。
BMS功能模块3内设有微控制器8,钥匙开关6连接BMS功能模块3中的微控制器8,逻辑开关5连接BMS功能模块中的微控制器8,逻辑开关5与微控制器8之间设有锁存接口7,锁存接口7包括接口芯片,通过I2C或SPI总线与微控制器8连接。
逻辑开关5为“或门”开关,接收的辅助电源1和BMS功能模块3的信号中至少有一个值满足条件时,则输出控制信号至电压检测保护模块4的电源端,控制其上电。
如图2所示的实施例局部电路中,三极管Q2、Q3与电阻R17、R18、R19、R20组成或门开关电路,具体连接方式为:钥匙开关6经电阻R18连接至三极管Q3基极,三极管Q3集电极与三极管Q2集电极共同连接至电压检测保护模块4电源端负极,三极管Q2、Q3发射极接地,三极管Q2、Q3的基极和发射极之间分别并联电阻R19、R20,三极管Q2基极串联电阻R17后通过锁存接口7连接至BMS功能模块3的微控制器8。
电阻R18与钥匙开关6连接的一端还连接有电阻R21,电阻R21另一端连接三极管Q4及电阻R8,电阻R8的另一端及三极管Q4发射极接地,三极管Q4集电极连接至BMS功能模块3的微控制器7。
主开关2采用功率管Q1,具体为P型MOS管,Q1源极接辅助电源1的正极,Q1漏极接BMS功能模块3供电端,Q1栅极和源极之间并联一稳压管Z1,电压检测保护模块4输出信号至Q1栅极。当电压检测模块4上电并检测到辅助电源1电压正常时,输出低电信号控制功率管Q1导通;当检测到辅助电源1欠压或过压时,输出高电信号控制Q1截止。
下面结合图1、图2说明本发明***电路工作原理。
辅助电源1经稳压后得到定值电压REF作为电压检测保护模块4的供电电源,闭合钥匙开关6,Q3导通,将电压检测保护模块4的电源端负极接地,控制其上电工作,当辅助电源1的电压正常时,输出低电信号控制Q1导通,即接入辅助电源1使BMS功能模块3上电并工作。
BMS功能模块3中微控制器8通过电阻R21、R8和三极管Q4检测到钥匙开关6接通辅助电源1的信号,则通过I2C或SPI总线经锁存接口7输出一个高电信号,则Q2导通,则此时无论钥匙开关6所控制的Q3是否导通,电压检测保护模块4都通过Q2保持持续上电,BMS功能模块3的电源不再受钥匙开关6控制。
当BMS功能模块3的微控制器8在工作过程中检测到钥匙开关6关闭,微控制器8开始判断是否属于正常关闭,包括检测车辆是否仍在运行等。如果不是正常关闭,则继续工作,如果属于正常关闭,则执行关机前操作,包括检测动力电池电流,电机工作状态、保存数据等等。确认完成数据存储、***安全后向锁存接口7发送低电关闭指令,Q2截止,电压检测保护模块4掉电,Q1截止,BMS功能模块3断电,电池管理***安全关机。
Claims (8)
1.一种带电源控制的电池管理***,包括辅助电源、BMS电源控制模块和BMS功能模块,其特征在于:BMS电源控制模块包括主开关,连接所述辅助电源和所述BMS功能模块;电压检测保护模块,连接所述辅助电源和所述主开关,检测辅助电源电压,输出信号控制主开关;逻辑开关,接收所述辅助电源及BMS功能模块信号,输出信号控制所述电压检测保护模块;钥匙开关,一端接所述辅助电源,另一端接所述逻辑开关及BMS功能模块;所述BMS功能模块内设有微控制器,所述钥匙开关连接BMS功能模块中的微控制器,所述逻辑开关连接BMS功能模块中的微控制器;所述逻辑开关与所述微控制器之间设有锁存接口,所述逻辑开关为“或门”开关。
2.根据权利要求1所述的一种带电源控制的电池管理***,其特征在于:所述逻辑开关接收辅助电源和BMS功能模块的信号至少有一个值满足条件,则输出控制信号至所述电压检测保护模块。
3.根据权利要求2所述的一种带电源控制的电池管理***,其特征在于:所述逻辑开关输出控制信号连接所述电压检测保护模块的电源端。
4.根据权利要求1所述的一种带电源控制的电池管理***,其特征在于:所述电压检测保护模块包括过/欠压保护电路。
5.根据权利要求2所述的一种带电源控制的电池管理***,其特征在于:所述锁存接口包括接口芯片,通过I2C或SPI总线与微控制器连接。
6.根据权利要求5所述的一种带电源控制的电池管理***,其特征在于:所述钥匙开关经电阻R18连接至三极管Q3基极,三极管Q3集电极与三极管Q2集电极共同连接至所述电压检测保护模块电源端负极,三极管Q2、Q3发射极接地,三极管Q2、Q3的基极和发射极之间分别并联电阻R19、R20,三极管Q2基极串联电阻R17后通过所述锁存接口连接至BMS功能模块的微控制器。
7.根据权利要求6所述的一种带电源控制的电池管理***,其特征在于:所述电阻R18与钥匙开关连接的一端还连接有电阻R21,电阻R21另一端连接三极管Q4及电阻R8,电阻R8的另一端及三极管Q4发射极接地,三极管Q4集电极连接至所述BMS功能模块的微控制器。
8.根据权利要求1所述的一种带电源控制的电池管理***,其特征在于:所述主开关采用功率管。
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