CN111284362A - 电池管理***bms的控制电路、电池管理***及用电设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及电子技术领域,提供了一种电池管理***BMS的控制电路、电池管理***及用电设备,其中,电池管理***BMS的控制电路包括控制单元、通讯单元、唤醒触发单元、直流稳压单元以及第一转换单元,通过通讯单元在控制单元处于休眠状态时接收唤醒指令,利用唤醒触发单元根据唤醒指令向控制单元和直流稳压单元输出唤醒电信号,由于直流稳压单元在接收到唤醒电信号时能够输出待转换直流电,因此再利用第一转换单元将待转换直流电转换为第一工作用电输出至控制单元,即可实现在无需蓄电池为控制电路提供工作用电的条件下,令控制单元仅根据唤醒电信号与第一工作用电即可切换至工作状态,进而提高了控制电路对用电设备的休眠控制效率。
Description
技术领域
本申请属于电子技术领域,尤其涉及一种电池管理***BMS的控制电路、电池管理***及用电设备。
背景技术
随着人们的环保意识越来越高,市面上许多使用清洁能源的用电设备也深受消费者们追捧。例如,储能类型的用电设备,如电瓶车、应急灯、机器人、飞行器等。
目前,储能类型的用电设备均是搭配相应的电池管理***(Battery ManagementSystem,BMS)与蓄电池进行驱动,也即蓄电池为用电设备中包括BMS在内的所有用电模块提供工作用电。虽然在无需用电设备进行工作时,可以通过BMS的控制电路控制蓄电池停止向其他用电模块供电,也即进入休眠状态,但为了保证用电设备能够被唤醒,仍需蓄电池为BMS的控制电路提供工作用电,也即在用电设备休眠时仍然消耗蓄电池的电能,进而容易导致蓄电池的续航时长变短或者导致蓄电池出现充放电不均衡等问题。可见,现有技术中存在控制电路对用电设备的休眠控制效率较低的问题。
发明内容
本申请的目的在于提供一种电池管理***BMS的控制电路、电池管理***BMS的及用电设备,旨在解决现有技术中存在控制电路对用电设备的休眠控制效率较低的问题。
本申请实施例的第一方面提了一种电池管理***BMS的控制电路,包括:
控制单元,用于在休眠状态下根据唤醒电信号与第一工作用电切换至工作状态;
通讯单元,用于在所述控制单元处于休眠状态时,接收唤醒指令;
唤醒触发单元,与所述控制单元和所述通讯单元分别相连,所述唤醒触发单元用于根据所述唤醒指令输出所述唤醒电信号;
直流稳压单元,与所述唤醒触发单元相连,所述直流稳压单元用于在接收到所述唤醒电信号时,输出待转换直流电;
第一转换单元,连接于所述直流稳压单元与所述控制单元之间,所述第一转换单元用于将所述待转换直流电转换为所述第一工作用电,并将所述第一工作用电输出至所述控制单元。
进一步,电池管理***BMS的控制电路还包括:供电电源与低压差线性稳压单元;
供电电源,与所述低压差线性稳压单元和所述直流稳压单元分别相连,所述供电电源用于为所述低压差线性稳压单元和所述直流稳压单元提供工作用电;
所述低压差线性稳压单元与所述唤醒触发单元相连,所述低压差线性稳压单元用于根据所述工作用电为所述唤醒触发单元提供待机用电。
进一步,直流稳压单元具体用于,在接收到所述唤醒电信号时,根据所述工作用电输出待转换直流电。
进一步,控制单元还用于在从所述休眠状态切换至所述工作状态时,输出通讯触发信号。
进一步,电池管理***BMS的控制电路还包括:第二转换单元;
所述第二转换单元分别与所述控制单元、所述通讯单元以及所述直流稳压单元相连,所述第二转换单元用于在接收到所述通讯触发信号时,将所述待转换直流电转换所述第二工作用电,并将所述第二工作用电输出至所述通讯单元;
所述通讯单元与所述控制单元电信相连,所述通讯单元还用于根据所述第二工作用电进入工作状态,为所述控制单元提供物理通讯链路。
进一步,直流稳压单元包括:第一开关单元和直流降压单元;
所述第一开关单元分别与所述供电电源、所述唤醒触发单元以及所述直流降压单元相连,所述第一开关单元用于在接收到所述唤醒电信号时,导通所述供电电源与所述直流降压单元之间的链路,并将所述工作用电传递至所述直流降压单元;
所述直流降压单元用于对所述工作用电进行降压处理,输出待转换直流电。
进一步,第一转换单元包括:低压转换单元;
所述低压转换单元的电压输入端与所述直流降压单元相连,所述低压转换单元的电压输出端与所述控制单元相连。
进一步,所述第二转换单元包括:第二开关单元和隔离用电转换单元;
所述第二开关单元分别与所述控制单元、所述直流降压单元以及所述隔离用电转换单元相连,所述第二开关单元用于在接收到所述通讯触发信号时,导通所述直流降压单元与所述隔离用电转换单元之间的通路,将所述待转换直流电传递至所述隔离用电转换单元;
所述隔离用电转换单元与所述通讯单元相连,所述隔离用电转换单元用于将所述待转换直流电传递转换为所述第二工作用电,并将所述第二工作用电输出至所述通讯单元。
本申请实施例的第二方面提了一种电池管理***,包括与电芯相连的电芯控制单元,所述电池管理***还包括如上所述的电池管理***BMS的控制电路。
本申请实施例的第三方面提了一种用电设备,包括如上所述的电池管理***。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是:上述的电池管理***BMS的控制电路包括控制单元、通讯单元、唤醒触发单元、直流稳压单元以及第一转换单元,通过通讯单元在控制单元处于休眠状态时接收唤醒指令,利用唤醒触发单元根据唤醒指令向控制单元和直流稳压单元输出唤醒电信号,由于直流稳压单元在接收到唤醒电信号时能够输出待转换直流电,因此再利用第一转换单元将待转换直流电转换为第一工作用电输出至控制单元,即可实现在无需蓄电池为控制电路提供工作用电的条件下,令控制单元仅根据唤醒电信号与第一工作用电即可切换至工作状态,避免了在用电设备休眠时,因蓄电池持续为控制电路供电导致蓄电池待机时长变短或者出现充放电不均衡的现象,进而提高了控制电路对用电设备的休眠控制效率。
附图说明
图1为本申请实施例提供的电池管理***BMS的控制电路结构示意图;
图2为本申请另一实施例提供的电池管理***BMS的控制电路结构示意图;
图3为本申请再一实施例提供的电池管理***BMS的控制电路结构示意图;
图4为本申请实施例提供的电池管理***BMS的控制电路的具体结构示意图;
图5为本申请实施例提供的电池管理***BMS的控制电路中控制单元的具体电路图;
图6为本申请实施例提供的电池管理***BMS的控制电路中通讯单元和唤醒触发单元的具体电路图;
图7为本申请实施例提供的电池管理***BMS的控制电路中直流稳压单元、第一转换单元以及低压差线性稳压单元的具体电路图;
图8为本申请实施例提供的电池管理***BMS的控制电路中第二转换单元的具体电路图;
图9为本申请实施例提供的电池管理***示意图;
图10为本申请实施例提供的用电设备示意图。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
本实施例的目的在于提供一种电池管理***BMS的控制电路,如图1所示。
需要说明的是,本申请实施例提供的电池管理***BMS的控制电路,应用于BMS中,而BMS应用于电设备中。例如,控制电路可以被封装成BMS中独立的控制模块,通过外接引脚的方式内置于BMS中,而BMS被配置到用电设备中,其中,用电设备可以是储能类型的用电设备,如电瓶车、应急灯、机器人、飞行器等。应理解,以上用电设备举例仅用于说明控制电路可适用的产品,并不意味着控制电路的适用范围仅限如此。
图1示出了本申请实施例提供的电池管理***BMS的控制电路结构示意图,为了便于说明,仅示出了与本实施例相关的部分,详述如下:
如图1所示,电池管理***BMS的控制电路100包括:控制单元10、通讯单元20、唤醒触发单元30、直流稳压单元40以及第一转换单元50。具体地:
控制单元10,用于在休眠状态下根据唤醒电信号与第一工作用电切换至工作状态。
通讯单元20,用于在控制单元10处于休眠状态时,接收唤醒指令。
唤醒触发单元30,与控制单元10和通讯单元20分别相连,唤醒触发单元30用于根据唤醒指令输出唤醒电信号。
直流稳压单元40,与唤醒触发单元30相连,直流稳压单元40用于在接收到唤醒电信号时,输出待转换直流电。
第一转换单元50,连接于直流稳压单元40与控制单元10之间,第一转换单元50用于将待转换直流电转换为第一工作用电,并将第一工作用电输出至控制单元10。
需要说明的是,由于本申请所有实施例中的电池管理***BMS的控制电路100位于BMS中,且BMS被配置于用电设备中,因此可以利用该控制电路100对用电设备进行休眠操作和唤醒操作,也即对用电设备进行休眠状态和唤醒状态的切换。
为了最大程度上降低用电设备的能耗,本申请所有实施例中的控制电路100在对用电设备进行休眠操作时,控制电路100中的控制单元10也处于休眠状态,也即控制单元10处于断电状态。在本实施例中,第一工作用电为控制单元10的工作用电,第一工作用电是由直流稳压单元40在接收到唤醒电信号时向第一转换单元50输出待转换直流电,再利用第一转换单元50对待转换直流电进行装换所得到。
为了实现控制单元10处于断电状态下,能够通过控制电路100对用电设备进行唤醒操作,唤醒触发单元30始终保持待机,也即无论控制单元10是否处于休眠状态,都不会影响唤醒触发单元30的正常工作。在本实施例中,唤醒触发单元30的供电方式或供电电路与控制单元10的供电方式或供电电路不同,且相互分开,控制单元10处于休眠状态或者工作状态,对唤醒触发单元30的供电方式或供电电路无影响。由于唤醒触发单元30与控制单元10和通讯单元20分别相连,且通讯单元20在控制单元10处于休眠状态时接收唤醒指令,因此通讯单元20可将唤醒指令传递至唤醒触发单元30,再由唤醒触发单元30根据唤醒指令输出唤醒电信号,使得控制电路100中的其他单元能够唤醒电信号进入工作状态,进而对用电设备完成唤醒操作。
在实际应用中,用电设备的工作状态与休眠状态之间的切换可以通过确定是否与上位机之间进行通讯来控制。例如,当上位机与BMS进行数据交互,如读取电池电压、读取温度等信息,其中,两者间的通讯频率可以根据需求设置,例如100ms一次。当BMS在一段时间内(例如10秒内)未进行与上位机的通讯,则进入休眠状态,也即切断给控制单元10的电源。此时只有唤醒触发单元20内持续供电。当BMS重新与上位机进行通讯后,通讯信号会激活唤醒触发单元20,从而实现从休眠状态切换至工作状态。
为了实现在控制单元10处于休眠状态下,控制单元10所在的控制电路100无需用电设备中的蓄电池进行供电,作为本实施例一种可能实现的方式,可以在唤醒触发单元30中内置恒定电源,且该恒定电源用于为唤醒触发单元30单独供电,进而使得唤醒触发单元30的供电电路能够与控制电路100中的其他单元的供电电路相互区分或隔离。
在实际应用中,唤醒指令可以是由控制电路100的外接设备触发,例如与控制电路100相连的上位机进行触发,再例如,与控制电路100相连的且具有定时功能的计时电路进行触发。可以理解的是,在控制单元10处于正常工作状态时,当接收到用于触发休眠操作的指令时,控制单元10从工作状态切换至休眠状态,具体地,可以通过控制电路100的外接设备触发休眠指令,也即通过控制电路100相连的上位机触发休眠指令,或者通过与控制电路100相连的且具有定时功能的计时电路触发休眠指令。
在本实施例中,唤醒触发单元30根据唤醒指令输出唤醒电信号后,将唤醒电信号分别输出至控制单元10和直流稳压单元40。由于直流稳压单元40与第一转换单元50相连,第一转换单元50连接于直流稳压单元40与控制单元10之间,且直流稳压单元40在接收到唤醒电信号时输出待转换直流电,因此当唤醒触发单元30将唤醒电信号分别输出至控制单元10和直流稳压单元40时,直流稳压单元40向第一转换单元50输出待转换直流电,进而使得第一转换单元50将待转换直流电转换为第一工作用电,并将第一工作用电输出至控制单元10,令控制单元10在休眠状态下根据唤醒电信号与第一工作用电切换至工作状态。
需要说明的是,由于在本申请的所有实施例中,唤醒触发单元30的供电电路与控制单元10的供电电路相互独立,因此为了实现控制单元10处于休眠状态时完全断电,且保证控制单元10能够从休眠状态下被唤醒,设置控制电路100中的直流稳压单元40受控于唤醒触发单元30,也即直流稳压单元40只有在接收到唤醒触发单元30输出的唤醒电信号时才输出待转换直流电,才能令第一转换单元50将待转换直流电转换为第一工作用电输出至控制单元10,其中,由于唤醒触发单元30根据唤醒指令输出唤醒电信号后,将唤醒电信号分别输出至控制单元10和直流稳压单元40,因此当直流稳压单元40接收到唤醒触发单元30输出的唤醒电信号时,控制单元10也接收到该唤醒电信号,进而控制单元10能够在唤醒电信号与第一工作用电的作用下被唤醒,也即控制单元10在休眠状态下根据唤醒电信号与第一工作用电切换至工作状态。
作为本实施例一种可能实现的方式,直流稳压单元40中设置有受控于唤醒触发单元30的电源,例如,直流稳压单元40中设置有恒压电源,当恒压电源接收到唤醒触发单元30输出的唤醒电信号时,即可输出待转换直流电。
在实际应用中,为了减少电路中的器件数量,利用直流稳压单元40在接收到唤醒电信号时输出待转换直流电,使得电路中的所有用电单元可以通过增加相应的直流电转换器件或直流转换电路,即可将该待转换直流电转换成适合用电单元的工作用电,进而提高了直流稳压单元40的利用率,降低了电路实现成本。
在本实施例中,第一转换单元50连接于直流稳压单元40与控制单元10之间,当唤醒触发单元30将唤醒电信号分别输出至控制单元10和直流稳压单元40时,直流稳压单元40输出待转换直流电后,由该第一转换单元50将待转换直流电转换为第一工作用电,并将该第一工作用电输出至控制单元10,令控制单元10在休眠状态下根据唤醒电信号与第一工作用电切换至工作状态,即可实现在无需蓄电池为控制电路100提供工作用电的条件下,令控制单元10仅根据唤醒电信号与第一工作用电即可切换至工作状态。
可以理解的是,在已有技术方案中,为了保证用电设备处于休眠状态下能够被唤醒,蓄电池仍然需要为控制电路中的部分单元,如持续为控制单元进行供电,保证控制单元待机且能够响应唤醒操作。与已有技术方案不同的是,本实施例提供的控制电路100应用于用电设备中,可以在控制用电设备处于休眠状态后,令控制单元10完全断电,在进行唤醒操作时,利用控制单元10、通讯单元20、唤醒触发单元30、直流稳压单元40以及第一转换单元50之间的连接关系和协同作用,令控制单元10从休眠状态切换至工作状态,也即实现对控制电路100和用电设备的唤醒操作。
本实施例提供的电池管理***BMS的控制电路100中,通过通讯单元20在控制单元10处于休眠状态时接收唤醒指令,利用唤醒触发单元30根据唤醒指令向控制单元10和直流稳压单元40输出唤醒电信号,由于直流稳压单元40在接收到唤醒电信号时能够输出待转换直流电,因此再利用第一转换单元50将待转换直流电转换为第一工作用电输出至控制单元,即可实现在无需蓄电池为控制电路100提供工作用电的条件下,令控制单元10仅根据唤醒电信号与第一工作用电即可切换至工作状态,避免了在用电设备休眠时,因蓄电池持续为控制电路100供电导致蓄电池待机时长变短或者出现充放电不均衡的现象,进而提高了控制电路100对用电设备的休眠控制效率。
图2示出了本申请另一实施例提供的电池管理***BMS的控制电路结构示意图。图2所示的电池管理***BMS的控制电路100是以上一实施例中电池管理***BMS的控制电路100为基础,提出的另一电池管理***BMS的控制电路100的实施例。
如图2所示,电池管理***BMS的控制电路100包括上一实施例中的控制单元10、通讯单元20、唤醒触发单元30、直流稳压单元40以及第一转换单元50之外,还包括:供电电源60与低压差线性稳压单元70。具体地:
供电电源60,与低压差线性稳压单元70和直流稳压单元40分别相连,供电电源60用于为低压差线性稳压单元70和直流稳压单元40提供工作用电。
低压差线性稳压单元70与唤醒触发单元30相连,低压差线性稳压单元70用于根据工作用电为唤醒触发单元30提供待机用电。
为了简化控制电路100结构,提高供电电源60在控制电路100中的利用率,供电电源60作为控制电路100的内部电源,为控制电路100提供工作用电。也即,供电电源60通过向低压差线性稳压单元70提供工作用电,能够令低压差线性稳压单元70持续为唤醒触发单元30提供待机用电。
在本实施例中,控制电路100中的供电电源60为独立电源,也即与控制电路100的***其他电路无关,也不与控制电路100所在用电设备中的蓄电池相连,供电电源60持续为低压差线性稳压单元70输出工作用电,低压差线性稳压单元70根据工作用电为唤醒触发单元30提供持续的待机用电。
可以理解的是,供电电源60可以为独立的蓄能电源,在实际应用中,还可以为该供电电源60搭配相应的充电电路,随时为该供电电源60进行充电。另外,供电电源60还向直流稳压单元40提供工作用电,使得直流稳压单元40能够基于该工作用电向第一转换单元50输出电压值稳定的直流电,也即输出待转换直流电。
作为本实施例一种可能实现的方式,直流稳压单元40具体用于,在接收到唤醒电信号时,根据工作用电输出待转换直流电。
需要说明的是,供电电源60为低压差线性稳压单元70和直流稳压单元40提供工作用电,由于直流稳压单元40受控于唤醒触发单元30,因此只有在直流稳压单元40接收到唤醒电信号时,才能够根据工作用电输出待转换直流电,也即根据工作用电向第一转换单元50输出待转换直流电。
在本申请的所有实施例中,唤醒触发单元30根据唤醒指令输出的唤醒电信号,相当于控制电路100中的开关信号,在唤醒触发单元30未接收到唤醒指令时,控制单元10与直流稳压单元40均不会接收到唤醒电信号,也即控制单元10保持休眠状态,直流稳压单元40未被开启进而无法根据工作用电输出待转换直流电,也即控制单元10与直流稳压单元40均不会产生能耗。只有当唤醒触发单元30根据唤醒指令,向控制单元10与直流稳压单元40分别输出唤醒电信号时,直流稳压单元40能够根据工作用电输出待转换直流电,进而令第一转换单元50将待转换直流电转换为第一工作用电输出至控制单元10,使得控制单元10能够根据唤醒电信号和第一工作用电从休眠状态切换至工作状态。
以上述任一实施例为基础提出本申请的再一实施例,图3示出了本申请再一实施例提供的电池管理***BMS的控制电路结构示意图。
需要说明的是,本实施例中的控制单元10还用于在从休眠状态切换至工作状态时,输出通讯触发信号。通讯触发信号不同于控制电路100中各单元的工作用电,通讯触发信号用于触发通讯单元20与用电设备中的其他功能模块,如蓄电池内部控制电路等进行通讯。
如图3所述,电池管理***BMS的控制电路100还包括:第二转换单元80。具体地:
第二转换单元80分别与控制单元10、通讯单元20以及直流稳压单元40相连,第二转换单元80用于在接收到通讯触发信号时,将待转换直流电转换第二工作用电,并将第二工作用电输出至通讯单元20。
通讯单元20与控制单元10电信相连,通讯单元20还用于根据第二工作用电进入工作状态,为控制单元10提供物理通讯链路。
在本申请的所有实施例中,通讯单元20在未上电时能够作为指令输入端口接收唤醒指令,且通讯单元20只有在第二工作用电的作用下进入工作状态时,才能作为控制单元10的物理通讯链路。由于唤醒触发单元30与通讯单元20分别相连,因此当通讯单元20未上电时,作为指令输入端口直接将接收到的唤醒指令传递至唤醒触发单元30,由唤醒触发单元30根据唤醒指令输出唤醒电信号。当控制单元10从休眠状态切换至工作状态时,向第二转换单元80输出通讯触发信号,利用第二转换单元80将直流稳压单元40输出的待转换直流电转换第二工作用电,作为通讯单元20的工作用电,使得通讯单元20能够根据第二工作用电进入工作状态,为控制单元10提供物理通讯链路。
图4示出了本申请再一实施例提供的电池管理***BMS的控制电路具体结构示意图。
如图4所示,作为本实施例一种可能实现的方式,直流稳压单元40包括:第一开关单元41和直流降压单元42。
第一开关单元41分别与供电电源60、唤醒触发单元30以及直流降压单元42相连,第一开关单元41用于在接收到唤醒电信号时,导通供电电源60与直流降压单元42之间的链路,并将工作用电传递至直流降压单元42。直流降压单元42用于对工作用电进行降压处理,输出待转换直流电。
在本实施例中,第一开关单元41可以为已有的电子开关,如继电器等,或者是由现有的开关管进行组合而成的开关电路。直流降压单元42可以为DC-DC直流降压单元。
如图4所示,作为本实施例一种可能实现的方式,第一转换单元50包括:低压转换单元51。低压转换单元51的电压输入端511与直流降压单元42相连,低压转换单元51的电压输出端512与控制单元10相连。
在本实施例中,由于直流降压单元42输出的直流电为待转换直流电,故无法被控制单元10直接作为工作用电,因此需要在控制单元10与直流降压单元42之间设置低压转换单元51,利用该低压转换单元51将待转换直流电转换为第一工作直流电作为控制单元10的工作用电。
如图4所示,作为本实施例一种可能实现的方式,第二转换单元80包括:第二开关单元81和隔离用电转换单元82。
第二开关单元81分别与控制单元10、直流降压单元42以及隔离用电转换单元82相连,第二开关单元81用于在接收到通讯触发信号时,导通直流降压单元42与隔离用电转换单元82之间的通路,将待转换直流电传递至隔离用电转换单元82。隔离用电转换单元82与通讯单元20相连,隔离用电转换单元82用于将待转换直流电传递转换第二工作用电,并将第二工作用电输出至通讯单元20。
在本实施例中,与第一开关单元41类似,第二开关单元81可以为已有的电子开关,如继电器等,或者是由现有的开关管进行组合而成的开关电路。为了避免对通讯单元20提供的工作用电中混杂有干扰信号,利用隔离用电转换单元82对待转换直流电传递进行转换,得到更为纯净的第二工作用电,并将第二工作用电输出至通讯单元20,令通讯单元20根据第二工作用电进入工作状态。
需要说明的是,当通讯单元20根据第二工作用电进入工作状态时,由于通讯单元20与控制单元10电信相连,因此当通讯单元20根据第二工作用电进入工作状态时,通讯单元20可以作为控制单元10的物理通讯链路,为控制单元10向控制电路100以外的其他电路或者器件收发数据。
以电池管理***BMS的控制电路100通过通讯单元20连接用电设备的蓄电池控制电路为例,当通讯单元20根据第二工作用电进入工作状态时,通讯单元20作为控制单元10与蓄电池控制电路之间的物理通讯链路。蓄电池控制电路通过采集蓄电池的工作参数,通过通讯单元20传递至控制单元10,由控制单元10基于该工作参数进行数据计算等处理后,生成相应的控制指令,再通过通过通讯单元20传递至蓄电池控制电路。
为了进一步地解释本实施例中控制电路的实现方式和工作原理,图5至图8示出了电池管理***BMS的控制电路中各单元的具体实现电路。
图5示出了本申请实施例提供的电池管理***BMS的控制电路中控制单元的具体电路图。如图5所示,控制单元10包括第一芯片U1,第一芯片U1包括用于接收唤醒电信号的接收引脚U1_16、用于与通讯单元20进行数据传输的信号引脚组(UART2_RX、UART2_TX、UART2_RD)、用于接收第一工作用电的电源引脚PD1,以及用于发送通讯触发信号的发送引脚RS485_CTR。
如图5所示,第一芯片U1的接收引脚U1_16用于连接唤醒触发单元30,第一芯片U1的信号引脚组(UART2_RX、UART2_TX、UART2_RD)用于与通讯单元20电信连接,第一芯片U1的电源引脚PD1用于通过端口P1连接第一转换单元50,第一芯片U1的发送引脚UART2_CTR用于连接第二转换单元80。
在本实施例中,第一芯片U1还包括控制引脚对(EN_L、EN_C),用于之间连接受控单元,例如,受控单元为用电设备中蓄电池的控制电路。
图6示出了本申请实施例提供的电池管理***BMS的控制电路中通讯单元和唤醒触发单元的具体电路图。如图6所示,通讯单元20包括:由第二芯片U2组成的接收电路与由第三芯片U3组成的信号转换电路,唤醒触发单元30包括第四芯片U4。
结合图5和图6,第二芯片U2的信号接收引脚(A、B)分别通过电阻R7和电阻R9与唤醒触发单元30相连,形成第一节点P1和第二节点P2;第二芯片U2的电源输入端上设有节点P3,用于接收第二工作用电。第三芯片U3通过电阻R6和电阻R8与第二芯片U2相连,第三芯片U3通过通讯引脚组(A3、A1、A2)连接第一芯片U1的信号引脚组(UART2_RX、UART2_TX、UART2_RD);第三芯片U3上的电源输入端VDD用于接收第二工作用电。第四芯片U4的使能输出端EM用于传输唤醒电信号,且第四芯片U4通过该使能输出端EM连接芯片U1的接收引脚U1_16与直流稳压单元40;第四芯片U4的电源输入端CO用于连接低压差线性稳压单元70。
图7示出了本申请实施例提供的电池管理***BMS的控制电路中直流稳压单元、第一转换单元以及低压差线性稳压单元的具体电路图。
如图7所示,在直流稳压单元40中,第一开关单元41包括第一开关管Q1和第二开关管Q2,直流降压单元42包括第五芯片U5,第一开关管Q1的高电位端与第五芯片U5的第一输入端VIN相连,第一开关管Q1的低电位端作为直流稳压单元40的输入端,用于连接供电电源60。第二开关管Q2的受控端上的节点P5作为直流稳压单元40的信号输入端,用于接收唤醒电信号。第五芯片U5通过引脚SW与电感L2的第一端相连,电感L2的第二端上设有输出节点P4,用于连接低压差线性稳压单元70与第一转换单元50并向该低压差线性稳压单元70与第一转换单元50输出待转换直流电。
如图7所述,第一转换单元50中的低压转换单元51,包括第七芯片U7,该第七芯片U7的输入端IN上设有节点P6,用于连接直流稳压单元40中的输出节点P4,进而接收直流稳压单元40输出的待转换直流电;第七芯片U7的输出端OUT用于连接控制单元10中的端口P1,进而通过第一芯片U1的电源引脚PD1向第一芯片U1提供第一工作用电。
在本实施例中,第七芯片U7为低压转换芯片,通过第七芯片U7的输入端IN上的节点P6连接直流稳压单元40中的输出节点P4,进而接收直流稳压单元40输出的待转换直流电,第七芯片U7对该待转换直流电进行低压转换,得到第一工作用电,再将该第一工作用电通过输出端OUT和控制单元10中的端口P1传输至第一芯片U1。
如图7所示,供电电源60包括第一输出端61和第二输出端62,供电电源60的第一输出端61连接第一开关管Q1的低电位端,供电电源60的第二输出端62连接低压差线性稳压单元70。低压差线性稳压单元70包括第六芯片U6,该第六芯片U6的输入端IN用于连接供电电源60的第二输出端62,第六芯片U6的输出端OUT用于向唤醒触发单元30输出待机用电。
图8示出了本申请实施例提供的电池管理***BMS的控制电路中第二转换单元的具体电路图。如图8所示,第二转换单元80中的第二开关单元81包括第三开关管Q3和第四开关管Q4,隔离用电转换单元82包括第八芯片U8。
在第二开关单元81中,第三开关管Q3的低电位端上设有用电输入节点P7作为第二转换单元80的用电输入端,用于连接直流降压单元42中的输出节点P4,第三开关管Q3的高电位端用于连接第八芯片U8的输入端VIN,第三开关管Q3的受控端与第四开关管Q4的低电位端相连,第四开关管Q4的受控端作为第二转换单元80的信号输入端,用于连接控制单元10中第一芯片U1的发送引脚RS485_CTR,进而接收第一芯片U1通过该发送引脚RS485_CTR输出的通讯触发信号,第四开关管Q4的高电位端接地。在隔离用电转换单元82中,第八芯片U8的输出端+Vo上设有节点P8,用于输出第二工作用电。
在本实施例中,当通过第二开关单元81中的节点P7,向第三开关管Q3的低电位端的输入待转换直流电,且控制单元10通过第一芯片U1的发送引脚RS485_CTR向第四开关管Q4的受控端输出通讯触发信号时,第三开关管Q3和第四开关管Q4所组成的开关电路导通,进而将待转换直流电传输至第八芯片U8,通过该第八芯片U8对该待转换直流电进行隔离转换,输出第二工作用电,并将第二工作用电输出至通讯单元20中的节点P3,以及第三芯片U3上的电源输入端VDD。
为了便于理解本实施例提供的电池管理***BMS的控制电路100的具体工作原理,以下结合图6至图8进行工作原理说明。
结合图5、图6以及图7,通讯单元20通过第二芯片U2组成的接收电路上的接口(RS485_A、RS485_B)接收唤醒指令,并通过第一节点P1和第二节点P2传递至唤醒单元40中的第四芯片U4,进而使第四芯片U4根据该唤醒指令生成唤醒电信号,并通过第四芯片U4的使能输出端EM将唤醒电信号输出至第一芯片U1的接收引脚U1_16与直流稳压单元40中第一开关单元41的节点P5。
如图7所示,供电电源60向直流稳压单元40与低压差线性稳压单元70提供工作用电。由于供电电源60持续为直流稳压单元40中的第一开关单元41提供工作用电,因此当第一开关单元41接收到唤醒电信号时,导通供电电源60与直流降压单元42之间的链路,也即将工作用电传递至直流降压单元42,为直流降压单元42中的第五芯片U5通电,进而对工作用电进行降压处理,输出待转换直流电至第一转换单元50和第二转换单元80。
结合图5、图7和图8,第七芯片U7为低压转换芯片,通过第七芯片U7的输入端IN上的节点P6连接直流稳压单元40中的输出节点P4,进而接收直流稳压单元40输出的待转换直流电,第七芯片U7对该待转换直流电进行低压转换,得到第一工作用电,再将该第一工作用电通过输出端OUT和控制单元10中的端口P1传输至第一芯片U1,令第一芯片U1根据第一工作用电启动且根据唤醒电信号进入工作状态,也即实现对控制单元10的唤醒操作。当控制单元10从休眠状态切换至工作状态时,输出通讯触发信号,也即第一芯片U1通过发送引脚UART2_CTR将通讯触发信号输出至第二转换单元80。
如图8所示,由于第三开关管Q3的低电位端上设有用电输入节点P7作为第二转换单元80的用电输入端,第四开关管Q4的受控端作为第二转换单元80的信号输入端,用于连接控制单元10中第一芯片U1的发送引脚RS485_CTR,因此当通过第二开关单元81中的节点P7,向第三开关管Q3的低电位端的输入待转换直流电,且控制单元10通过第一芯片U1的发送引脚RS485_CTR向第四开关管Q4的受控端输出通讯触发信号时,第三开关管Q3和第四开关管Q4所组成的开关电路导通,进而将待转换直流电传输至第八芯片U8,通过该第八芯片U8对该待转换直流电进行隔离转换,输出第二工作用电,并将第二工作用电输出至通讯单元20中的节点P3,以及第三芯片U3上的电源输入端VDD,也即实现为通讯单元20提供第二工作用电。
本实施例提供的电池管理***BMS的控制电路100中,通过通讯单元20在控制单元10处于休眠状态时接收唤醒指令,利用唤醒触发单元30根据唤醒指令向控制单元10和直流稳压单元40输出唤醒电信号,由于直流稳压单元40在接收到唤醒电信号时能够输出待转换直流电,因此再利用第一转换单元50将待转换直流电转换为第一工作用电输出至控制单元,即可实现在无需蓄电池为控制电路100提供工作用电的条件下,令控制单元10仅根据唤醒电信号与第一工作用电即可切换至工作状态,避免了在用电设备休眠时,因蓄电池持续为控制电路100供电导致蓄电池待机时长变短或者出现充放电不均衡的现象,进而提高了控制电路100对用电设备的休眠控制效率。
本实施例的目的在于提供一种电池管理***和一种用电设备,如图9和图10所示。
图9为本申请实施例提供的电池管理***示意图,如图9所示,电池管理***200,包括与电芯110相连的电芯控制单元120,还包括如上述实施例中所述的电池管理***BMS的控制电路100。
图10为本申请实施例提供的用电设备示意图,如图10所示,用电设备300,包括如上述实施例中所述的电池管理***200。
需要说明的是,由于与本申请相关的主要实现方式和工作原理以在控制电路的实施例中详细阐述,故此处不再赘述。
本实施例提供了一种电池管理***BMS的控制电路100、电池管理***200以及用电设备300,其中,电池管理***BMS的控制电路100通过通讯单元20在控制单元10处于休眠状态时接收唤醒指令,利用唤醒触发单元30根据唤醒指令向控制单元10和直流稳压单元40输出唤醒电信号,由于直流稳压单元40在接收到唤醒电信号时能够输出待转换直流电,因此再利用第一转换单元50将待转换直流电转换为第一工作用电输出至控制单元,即可实现在无需蓄电池为控制电路100提供工作用电的条件下,令控制单元10仅根据唤醒电信号与第一工作用电即可切换至工作状态,避免了在用电设备休眠时,因蓄电池持续为控制电路100供电导致蓄电池待机时长变短或者出现充放电不均衡的现象,进而提高了控制电路100对用电设备的休眠控制效率。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;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精神和范围,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电池管理***BMS的控制电路,其特征在于,包括:
控制单元,用于在休眠状态下根据唤醒电信号与第一工作用电切换至工作状态;
通讯单元,用于在所述控制单元处于休眠状态时,接收唤醒指令;
唤醒触发单元,与所述控制单元和所述通讯单元分别相连,所述唤醒触发单元用于根据所述唤醒指令输出所述唤醒电信号;
直流稳压单元,与所述唤醒触发单元相连,所述直流稳压单元用于在接收到所述唤醒电信号时,输出待转换直流电;
第一转换单元,连接于所述直流稳压单元与所述控制单元之间,所述第一转换单元用于将所述待转换直流电转换为所述第一工作用电,并将所述第一工作用电输出至所述控制单元。
2.如权利要求1所述的电池管理***BMS的控制电路,其特征在于,所述电池管理***BMS的控制电路还包括:供电电源与低压差线性稳压单元;
供电电源,与所述低压差线性稳压单元和所述直流稳压单元分别相连,所述供电电源用于为所述低压差线性稳压单元和所述直流稳压单元提供工作用电;
所述低压差线性稳压单元与所述唤醒触发单元相连,所述低压差线性稳压单元用于根据所述工作用电为所述唤醒触发单元提供待机用电。
3.如权利要求2所述的电池管理***BMS的控制电路,其特征在于,所述直流稳压单元具体用于,在接收到所述唤醒电信号时,根据所述工作用电输出待转换直流电。
4.如权利要求1至3任一项所述的电池管理***BMS的控制电路,其特征在于,所述控制单元还用于在从所述休眠状态切换至所述工作状态时,输出通讯触发信号。
5.如权利要求4所述的电池管理***BMS的控制电路,其特征在于,所述电池管理***BMS的控制电路还包括:第二转换单元;
所述第二转换单元分别与所述控制单元、所述通讯单元以及所述直流稳压单元相连,所述第二转换单元用于在接收到所述通讯触发信号时,将所述待转换直流电转换所述第二工作用电,并将所述第二工作用电输出至所述通讯单元;
所述通讯单元与所述控制单元电信相连,所述通讯单元还用于根据所述第二工作用电进入工作状态,为所述控制单元提供物理通讯链路。
6.如权利要求3所述的电池管理***BMS的控制电路,其特征在于,所述直流稳压单元包括:第一开关单元和直流降压单元;
所述第一开关单元分别与所述供电电源、所述唤醒触发单元以及所述直流降压单元相连,所述第一开关单元用于在接收到所述唤醒电信号时,导通所述供电电源与所述直流降压单元之间的链路,并将所述工作用电传递至所述直流降压单元;
所述直流降压单元用于对所述工作用电进行降压处理,输出待转换直流电。
7.如权利要求6所述的电池管理***BMS的控制电路,其特征在于,所述第一转换单元包括:低压转换单元;
所述低压转换单元的电压输入端与所述直流降压单元相连,所述低压转换单元的电压输出端与所述控制单元相连。
8.如权利要求5所述的电池管理***BMS的控制电路,其特征在于,所述第二转换单元包括:第二开关单元和隔离用电转换单元;
所述第二开关单元分别与所述控制单元、所述直流降压单元以及所述隔离用电转换单元相连,所述第二开关单元用于在接收到所述通讯触发信号时,导通所述直流降压单元与所述隔离用电转换单元之间的通路,将所述待转换直流电传递至所述隔离用电转换单元;
所述隔离用电转换单元与所述通讯单元相连,所述隔离用电转换单元用于将所述待转换直流电传递转换为所述第二工作用电,并将所述第二工作用电输出至所述通讯单元。
9.一种电池管理***,包括与电芯相连的电芯控制单元,其特征在于,所述电池管理***还包括如权利要求1至8任一项所述的电池管理***BMS的控制电路。
10.一种用电设备,其特征在于,包括如权利要求9所述的电池管理***。
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