CN104578261B - 一种低功耗电池管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种低功耗电池管理系统，包括主控模块，辅助电源模块。在该电池管理系统中采用低功耗部件，主控模块采用低功耗单片机，辅助电源模块中采用纽扣电池替代功耗大的DC/DC部件作为电池管理系统的供电电源，并采取合理的采样充电策略对纽扣电池充电，可避免过大的电路功耗，同时提高动力电池组的能量利用效率和安全性能。

Description

一种低功耗电池管理系统

技术领域

本发明涉及电池管理系统技术领域，是一种低功耗的电池管理系统。

背景技术

随着电动汽车的快速发展，电池组供电成为了重要的支撑。电池管理系统是电池组使用安全性的有效保障。目前的电池管理系统大多为大容量电池组应用而设计，这种管理系统服务的电路功耗大，以致电池组的放电运用时间短，对续航里程的提升有一定的制约。如果电动汽车搁置一段时间不使用，管理系统电路的自耗还会造成电池组过放。过放会造成电池组损坏，甚至发生漏液，存在起火等安全问题的发生。

现有电动汽车电池管理系统供电一般通过12V车载铅酸电池进行DC/DC后供给或者由充电机提供工作电源，DC/DC是主要的功耗电路，且消耗较大。其它电路模块中如器件选型不当，也占有一定的功耗。这样受限于整车高压回路设计，有以下不足和缺点：

1、如果充电机的低压供电功率不足，将无法带动低压系统工作，需车载铅酸电池辅助供电。

2、整车全部的ECU电气部件和高压系统的启动供电均由车载铅酸电池提供，在电池亏电情况下，将无法正常启动高压系统，动力电池动力无法输出给整车系统，电池管理系统也无法工作。

发明内容

为了满足电动汽车电池组低功耗应用，提高电池组能量利用效率，避免过大的电路功耗及安全性能提升，本发明提出了一种低功耗的电池管理系统BMS的设计方案，该低功耗电池管理系统包括主控模块及辅助电源模块，辅助电源模块包括电池组件；辅助电源模块对包括主控模块在内的整个电池管理系统供电，主控模块连接辅助电源模块并对其进行控制，采集电池组件剩余电压信息，并适时接通动力电池组为电池组件充电。

辅助电源模块还包括电阻R1、电阻R2、电位器R、开关K1、开关K2、二极管D1；电池组件正极与二极管D1负极连接，电池组件负极接地并依次通过电阻R2、电阻R1、开关K2与二极管D1正极连接；二极管D1正极还通过电位器R连接至动力电池组正极；主控模块采集辅助电源模块中电阻R1与电阻R2连接处POW_D点的电压值并进行相应的控制。

电池组件包括第一纽扣电池U1、第二纽扣电池U2；第一纽扣电池U1与第二纽扣电池并联。

与现有技术相比， 因本发明中采用纽扣电池代替传统的DC/DC降压电路，并采用了低功耗器件及合理的采样充电策略，可避免过大的电路功耗，平均工作电流仅100μA，同时提高动力电池组的能量利用效率和安全性能。

附图说明

图1是电池管理系统结构图；

图2是电池管理系统电源模块原理图。

具体实施方式

为方便本领域的技术人员理解，下面结合附图和实施例对本发明做详细介绍。

低功耗电池管理系统包括主控模块1及辅助电源模块2，辅助电源模块1包括电池组件3；辅助电源模块2对包括主控模块1在内的整个电池管理系统供电，主控模块1连接辅助电源模块2并对其进行控制，采集电池组件剩余电压信息，并适时接通动力电池组4为电池组件充电。

图1中的主控模块1对辅助电源模块2进行控制，控制图2所示辅助电源模块2中开关K1、开关K2的开合，调节电位器R的阻值，采集电阻R1与电阻R2连接处POW_D点的电压值，以此判断电池组件剩余电压信息。

优选的，第一纽扣电池U1、第二纽扣电池U2的额定电压均为3.3V，最大输出电流为1000μA。

优选的，电位器R为数字电位器, 调节范围为0~100kΩ，静态电流为50nA。

优选的，主控模块1采用低功耗单片机。

在每一个采集周期到来时,主控模块1根据动力电池组4电压值CELL+调整电位器R的阻值，其中R=(R1+R2)[(CELL+)-3.6V)]。之后主控模块1闭合开关K1和开关K2并采集电阻R1和电阻R2连接处POW_D点的电压，由此来判定纽扣电池的电量。若POW_D电压值小于充电阈值电压，则说明纽扣电池电压过低，那么断开K2并调节电位器R，用适当的电流对纽扣电池进行充电。下一个采集周期到来时重新调整电位器R，闭合开关K1和开关K2并采集POW_D点的电压，由此来判定纽扣电池的电量是否充满，若POW_D电压大于充电完成阈值电压，说明纽扣电池充满，则断开开关K1和开关K2,由此完成对纽扣电池的充电调节控制。

Claims (7)

1.一种低功耗电池管理系统，包括主控模块（1）及辅助电源模块（2），其特征在于：所述辅助电源模块（2）包括电池组件（3）；辅助电源模块（2）对包括主控模块（1）在内的整个电池管理系统供电，主控模块（1）连接辅助电源模块（2）并对其进行控制，采集电池组件（3）剩余电压信息，并适时接通动力电池组（4）为电池组件（3）充电；

所述辅助电源模块（2）还包括电阻R1、电阻R2、电位器R、开关K1、开关K2、二极管D1；电池组件（3）正极与二极管D1负极连接，电池组件（3）负极接地并依次通过电阻R2、电阻R1、开关K2与二极管D1正极连接；二极管D1正极还通过电位器R连接至动力电池组（4）正极；主控模块（1）采集辅助电源模块（2）中电阻R1与电阻R2连接处POW_D点的电压值并进行相应的控制。

2.依据权利要求1所述低功耗电池管理系统，其特征在于：所述电池组件（3）包括第一纽扣电池U1、第二纽扣电池U2；第一纽扣电池U1与第二纽扣电池并联。

3.依据权利要求2所述低功耗电池管理系统，其特征在于：所述第一纽扣电池U1、第二纽扣电池U2的额定电压均为3.3V，最大输出电流为1000μA。

4.依据权利要求1所述低功耗电池管理系统，其特征在于：所述电位器R为数字电位器。

5.依据权利要求1所述低功耗电池管理系统，其特征在于：所述电位器R调节范围为0~100kΩ。

6.依据权利要求1所述低功耗电池管理系统，其特征在于：所述电位器R选用静态电流为50nA的电位器。

7.依据权利要求1所述低功耗电池管理系统，其特征在于：所述主控模块（1）采用低功耗单片机。