CN105576746A - 一种电池管理系统的定时激活电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电池管理系统的定时激活电路,外接供电电源分别与定时模块的输入端、激活使能模块的电压输入端和系统电源降压模块的电压输入端连接,定时模块的输出端与激活使能模块的控制端连接,激活使能模块的输出端与系统电源降压模块的使能端连接,电源降压模块的输出端与系统控制中心电源输入端连接,外接供电电源分别向定时模块、激励使能模块和系统电源降压模块输入常火电压信号,定时模块定时输出触发信号到激活使能模块,激活使能模块输出相应的激活使能信号到系统电源降压模块,系统电源降压模块根据激活使能信号输出相应的供电电压到系统控制中心,实现电池管理系统的定时激活。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车电池管理系统技术领域,具体涉及一种电池管理系统的定时激活电路。
背景技术
目前,电动汽车的电池组在汽车行驶过程中进行均衡,以实现电池组中各电池单体之间的一致性,从而延长电池组的使用时间。但电池组在充放电过程中进行均衡效果有限,而在静置时进行均衡,均衡效果更好。在电池组静置时进行均衡,电池单体之间的一致性更好,能进一步延长电池组的使用时间。
此外,如果电动汽车长时间不使用,则电池管理系统也长时间处于下电状态,因此在电动汽车长时间不使用时电池管理系统无法进行系统自检,从而不能及时发现故障以通知用户。
综上所述,电池管理系统的定时激活已成为实现高效均衡和及时的故障检测的必不可少的功能。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足和缺陷,提供一种电池管理系统的定时激活电路。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
一种电池管理系统的定时激活电路,包括:外接供电电源、定时模块、激活使能模块、系统电源降压模块、系统控制中心,所述外接供电电源分别与定时模块的输入端、激活使能模块的电压输入端和系统电源降压模块的电压输入端连接,所述定时模块的输出端与激活使能模块的控制端连接,激活使能模块的输出端与系统电源降压模块的使能端连接,所述电源降压模块的输出端与系统控制中心电源输入端连接,所述外接供电电源分别向定时模块、激励使能模块和系统电源降压模块输入常火电压信号,所述定时模块定时输出触发信号到激活使能模块,所述激活使能模块输出相应的激活使能信号到系统电源降压模块,所述系统电源降压模块根据激活使能信号输出相应的供电电压到系统控制中心。
作为优选,还包括串联在外接供电电源和定时模块之间的电源滤波模块,对外接供电电源提供的常火电压进行滤波,确保输入定时模块的常火电压稳定,提高电池管理系统的可靠性。
作为优选,所述定时模块包括稳压单元和时钟单元,所述稳压单元的输入端与外接供电电源的输出端连接,输出端与时钟单元的电源输入端连接,时钟单元的输出端与激活使能模块的控制端连接。
作为优选,所述激活使能模块的电压输入端与稳压单元的输出端连接。
作为优选,所述时钟单元包括时钟芯片U2及电阻R8,所述时钟芯片U2的电源引脚VDD作为电压输入端与稳压单元输出端连接,同时串联电阻R8后接至INT引脚,所述INT引脚还作为时钟单元的输出端与激活使能模块的控制端连接。
作为优选,所述时钟芯片U2通过IIC通讯与系统控制中心通讯连接。
作为优选,所述时钟单元还包括电阻R10、电阻R11及电容C5,所述时钟芯片U2的SCL引脚串接电阻R10后接直流电压VCC,时钟芯片U2的SDA引脚串接电阻R11后接直流电压VCC,同时串联电容C5后接地。
作为优选,所述时钟单元还包括二极管D4,所述二极管D4的正极接直流电压VCC,负极接时钟芯片U2的电源引脚VDD,以防止从稳压单元输入的常火电压反窜至直流电压VCC。
作为优选,所述稳压单元包括初级滤波电容C3、次级滤波电容、二极管D1及LDO稳压器U1,所述初级滤波电容C3并联在LDO稳压器的输入端,次级滤波电容并联在LDO稳压器的输出端,LDO稳压器的输出端还与二极管D1的正极连接,二极管D1的负极作为稳压单元的输出端与时钟芯片U2的电源引脚VDD连接,通过初级滤波电容C3和次级滤波电容分别对稳压前后的电压信号进行滤波,进一步确保输入时钟单元的常火信号的稳定性,从而确保电池管理系统的可靠性。
作为优选,所述次级滤波电容为由电容E1、电容C1及电容C2并联组成的并联支路。
作为优选,系统控制中心的系统上电自保持信号使能引脚CON高电平有效时,所述激活使能模块包括PNP三极管T1、PNP三极管T2、NPN三极管T3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R9及电阻R12,所述PNP三极管T1的发射极作为激活使能模块的电压输入端与稳压单元的输出端连接,PNP三极管T1的发射极与基极之间跨接电阻R1,PNP三极管T1的基极还串联电阻R2后作为激活使能模块的控制端,PNP三极管T1的集电极串联电阻R3后作为使能激活模块的输出端与系统电源降压模块的使能端连接;所述PNP三极管T2的发射极接直流电压VCC,且发射极和基极之间串接电阻R4,PNP三极管T2的基极还串接电阻R5后接NPN三极管T3的集电极,PNP三极管T2的集电极与PNP三极管T1的集电极连接;所述NPN三极管T3的基极串联电阻R9后与系统控制中心的上电自保持使能端CON连接,基极与发射极之间跨接电阻R12,发射极接地。
作为优选,系统控制中心的系统上电自保持信号使能引脚CON低电平有效时,所述激活使能模块包括PNP三极管T1、PNP三极管T2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R7、电阻R9及电阻R12,所述PNP三极管T1的发射极作为激活使能模块的电压输入端与稳压单元的输出端连接,PNP三极管T1的发射极与基极之间跨接电阻R1,PNP三极管T1的基极还串联电阻R2后作为激活使能模块的控制端,PNP三极管T1的集电极串联电阻R3后作为使能激活模块的输出端与系统电源降压模块的使能端连接;所述PNP三极管T2的发射极接直流电压VCC,且发射极和基极之间串接电阻R4,PNP三极管T2的基极还依次串联电阻R7、电阻R9后与系统控制中心的上电自保持使能端CON连接,PNP三极管T2的集电极与PNP三极管T1的集电极连接。
作为优选,所述激活使能模块还包括电阻R6及电容C4,所述电阻R6的一端与PNP三极管T2的集电极连接,另一端接地;所述电容C4的一端接使能激活模块的输出端,另一端接地,通过对激活使能信号进行滤波,防止误激活,进一步确保电池管理系统的可靠性。
作为优选,所述激活使能模块还包括二极管D2和二极管D3,所述二极管D2的正极与PNP三极管T1的集电极连接,负极与电阻R3和电阻R6连接的节点连接;所述二极管D3的正极与PNP三极管T2的集电极连接,负极与电阻R3和电阻R6连接的节点连接,通过二极管D2和二极管D3防止激活使能模块输出端出现电压反窜,进一步确保电池管理系统的可靠性。
作为优选,所述电源滤波模块包括二极管D5、稳压管D6、电阻R13、电容C6、电容C7、电容C8及电感COML1,二极管D5的正极作为外接供电电源的正极输入端,负极分别与电阻R13的一端和稳压管D6的负极连接;稳压管D6的正极作为外接供电电源的负极输入端;电阻R3的另一端串联电容C6后接至稳压管D6的正极;电感COML1的输入端分别跨接在电容C6两端,正极输出端作为外接供电电源的输出端分别与定时模块的输入端、激活使能模块的电压输入端和系统电源降压模块的电压输入端连接,正极输出端还串联电容C7后接地,负极输出端串联电容C8后接地。
本发明相比现有技术包括以下优点及有益效果:
本发明通过定时模块定时输出触发信号到激活使能模块,激活使能模块输出相应的激活使能信号到系统电源降压模块,系统电源降压模块根据激活使能信号输出相应的供电电压到系统控制中心,最终实现电池管理系统的定时激活,实现电池组在长时间静置时进行均衡和自检,均衡效果好,且能及时向用户提供电池组的故障信息。
附图说明
图1为本发明电池管理系统的定时激活电路的原理框图;
图2为实施例1中电源滤波模块的电路原理图;
图3为实施例1中定时模块的电路原理图;
图4为实施例1中激活使能模块的电路原理图;
图5为实施例1中系统电源降压模块的电路原理图;
图6为实施例2中激活使能模块的电路原理图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
如图1所示,一种电池管理系统的定时激活电路,包括:外接供电电源、电源滤波模块、定时模块、激活使能模块、系统电源降压模块、系统控制中心。所述外接供电电源与电源滤波模块的输入端连接,电源滤波模块的输出端分别与定时模块的输入端和系统电源降压模块的电压输入端连接。
如图2所示,所述电源滤波模块包括二极管D5、稳压管D6、电阻R13、电容C6、电容C7、电容C8及电感COML1,二极管D5的正极作为外接供电电源的正极输入端,负极分别与电阻R13的一端和稳压管D6的负极连接;稳压管D6的正极作为外接供电电源的负极输入端;电阻R3的另一端串联电容C6后接至稳压管D6的正极;电感COML1的输入端分别跨接在电容C6两端,正极输出端作为外接供电电源的输出端分别与定时模块的输入端和系统电源降压模块的电压输入端连接,正极输出端还串联电容C7后接地,负极输出端串联电容C8后接地。
如图3所示,所述定时模块包括稳压单元和时钟单元,所述稳压单元的输入端与电源滤波电路的输出端连接,输出端分别与时钟单元的电压输入端和激活使能模块的电压输入端连接,时钟单元的输出端与激活使能模块的控制端连接。
如图3所示,所述稳压单元包括初级滤波电容C3、次级滤波电容、二极管D1及LDO稳压器U1,所述初级滤波电容C3并联在LDO稳压器的输入端,次级滤波电容并联在LDO稳压器的输出端,LDO稳压器的输出端还与二极管D1的正极连接,二极管D1的负极作为稳压单元的输出端与时钟芯片U2的电源引脚VDD连接。作为优选,所述次级滤波电容为由电容E1、电容C1及电容C2并联组成的并联支路。所述稳压单元将所从电源滤波模块接收的常火电压进行稳压后输出到时钟单元的电压输入端,为时钟单元的计时工作提供工作电压。
如图3所示,所述时钟单元包括时钟芯片U2、电阻R8、电阻R10、电阻R11、电容C5及二极管D4。所述时钟芯片U2通过IIC通讯与系统控制中心通讯连接。所述时钟芯片U2的电源引脚VDD作为电压输入端与稳压单元输出端连接,同时串联电阻R8后接至INT引脚,所述INT引脚还作为时钟单元的输出端与激活使能模块的控制端连接;所述时钟芯片U2的SCL引脚串接电阻R10后接直流电压VCC,时钟芯片U2的SDA引脚串接电阻R11后接直流电压VCC,同时串联电容C5后接地;所述二极管D4的正极接直流电压VCC,负极接时钟芯片U2的电源引脚VDD,以防止从稳压单元输入的常火电压反窜至直流电压VCC。
如图4所示,系统控制中心的系统上电自保持信号使能引脚CON高电平有效时,所述激活使能模块包括PNP三极管T1、PNP三极管T2、NPN三极管T3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R9及电阻R12、电容C4、二极管D2及二极管D3。所述PNP三极管T1的发射极作为激活使能模块的电压输入端与稳压单元的输出端连接,PNP三极管T1的发射极与基极之间跨接电阻R1,PNP三极管T1的基极还串联电阻R2后作为激活使能模块的控制端,PNP三极管T1的集电极串联电阻R3后与二极管D2的正极连接,二极管D2的负极作为使能激活模块的输出端与系统电源降压模块的使能端EN连接;所述PNP三极管T2的发射极接直流电压VCC,且发射极和基极之间串接电阻R4,PNP三极管T2的基极还串接电阻R5后接NPN三极管T3的集电极,PNP三极管T2的集电极与二极管D3的正极连接,二极管D3的负极与二极管D2的负极连接;所述NPN三极管T3的基极串联电阻R9后与系统控制中心的上电自保持使能端CON连接,基极与发射极之间跨接电阻R12,发射极接地;所述电阻R6的一端与二极管D3的负极连接,另一端接地;所述电容C4的一端接使能激活模块的输出端,另一端接地。
如图5所示,所述系统电源降压模块包括DC-DC电源芯片U3、电容C9、电容C10、电容C11、电容C12、电容C13、电容C15、电容C16、电容C17、电容C18、电容E2、电容E3、电阻R14及电感L1,所述电容C10和电容C13组成的并联支路的一端作为系统电源降压模块的电压输入端与电源滤波模块的输出端连接,同时串联电感L1后由电容C11、电容C12级电容E2组成的并联支路的一端连接及与DC-DC电源芯片U3的VS引脚连接,另一端接地;所述电容C11、电容C12级电容E2组成的并联支路的另一端接地;所述DC-DC电源芯片的COMP引脚分别与电阻R14的一端和电容C16的一端连接,电阻R14的另一端串联电容C17后接地;DC-DC电源芯片U3的BDU引脚分别与电容C15、电感L2、电容C9的一端连接,电容C9的另一端接至DC-DC电源芯片U3的BDS引脚,电感L2的另一端与DC-DC电源芯片U3的FB引脚连接,同时与分别与电容E3、电容C18的一端连接,且作为系统电源降压模块的输出端VCC与系统控制中心连接,电容E3、电容C18的另一端接地。
电池管理系统处于正常上电状态时,系统控制中心的上电自保持使能端CON输出高电平,PNP三极管T2导通,系统电源降压模块的使能端EN为高电平,DC-DC电源芯片U3维持高电平输出,维持电池管理系统的上电状态。电池管理系统处于正常下电状态时,系统控制中心的上电自保持使能端CON输出低电平,PNP三极管T2截止,系统电源降压模块的使能端EN为低电平,DC-DC电源芯片U3维持低电平输出,维持电池管理系统的下电状态。
所述外接供电电源采用电动汽车上的铅酸蓄电池(正极为+12V,GND为-12V)。所述电源滤波模块接收外接供电电源的常火电压,并对常火电压进行滤波后分别输入到定时模块的稳压单元的输入端和系统电源降压模块的电压输入端,分别为定时模块和系统电源降压模块提供工作电压。稳压单元将所接收的12V常火电压降压至5V后分别输入至时钟单元的电压输入端和激活使能模块的电压输入端,为时钟芯片的工作提供工作电压和为激活使能模块提供驱动电压。所述时钟单元与系统控制中心通过IIC通讯连接,预先通过系统控制中心设定定时时间,时钟芯片累计到定时时间时输出低电压触发信号到激活使能模块的控制端。所述激活使能模块根据其控制端所接收的触发信号输出高电平激活使能信号到系统电源降压模块的使能端。所述系统电源降压模块的使能端根据高电平激活使能信号输出相应的供电电压到系统控制中心,从而激活整个电池管理系统。
实施例2
本实施例与实施例1相比,除以下描述的技术特征,其他均相同:
如图6所示,系统控制中心的系统上电自保持信号使能引脚CON低电平有效时,所述激活使能模块包括PNP三极管T1、PNP三极管T2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R6、电阻R7、电阻R9、电阻R12、电容C4、二极管D2及二极管D3。所述PNP三极管T1的发射极作为激活使能模块的电压输入端与稳压单元的输出端连接,PNP三极管T1的发射极与基极之间跨接电阻R1,PNP三极管T1的基极还串联电阻R2后作为激活使能模块的控制端,PNP三极管T1的集电极与二极管D2的正极连接,二极管D2的负极串联电阻R3后作为使能激活模块的输出端与系统电源降压模块的使能端连接;所述PNP三极管T2的发射极接直流电压VCC,且发射极和基极之间串接电阻R4,PNP三极管T2的基极还依次串联电阻R7、电阻R9后与系统控制中心的上电自保持使能端CON连接,PNP三极管T2的集电极与二极管D3的正极连接,二极管D3的负极与二极管D2的负极连接;所述电阻R6的一端与二极管D3的负极连接,另一端接地;所述电容C4的一端接使能激活模块的输出端,另一端接地。
电池管理系统处于正常上电状态时,系统控制中心的上电自保持使能端CON输出低电平,PNP三极管T2导通,系统电源降压模块的使能端EN为高电平,DC-DC电源芯片U3维持高电平输出,维持电池管理系统的上电状态。
电池管理系统处于正常下电状态时,系统控制中心的上电自保持使能端CON输出低电平,PNP三极管T2截止,系统电源降压模块的使能端EN为低电平,DC-DC电源芯片U3维持低电平输出,维持电池管理系统的下电状态。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电池管理系统的定时激活电路,其特征在于,包括:外接供电电源、定时模块、激活使能模块、系统电源降压模块、系统控制中心,所述外接供电电源分别与定时模块的输入端、激活使能模块的电压输入端和系统电源降压模块的电压输入端连接,所述定时模块的输出端与激活使能模块的控制端连接,激活使能模块的输出端与系统电源降压模块的使能端连接,所述电源降压模块的输出端与系统控制中心电源输入端连接,所述外接供电电源分别向定时模块、激励使能模块和系统电源降压模块输入常火电压信号,所述定时模块定时输出触发信号到激活使能模块,所述激活使能模块输出相应的激活使能信号到系统电源降压模块,所述系统电源降压模块根据激活使能信号输出相应的供电电压到系统控制中心。
2.根据权利要求1所述的电池管理系统的定时激活电路,其特征在于:还包括串联在外接供电电源和定时模块之间的电源滤波模块。
3.根据权利要求1所述的电池管理系统的定时激活电路,其特征在于:所述定时模块包括稳压单元和时钟单元,所述稳压单元的输入端与外接供电电源的输出端连接,输出端与时钟单元的电源输入端连接,时钟单元的输出端与激活使能模块的控制端连接。
4.根据权利要求3所述的电池管理系统的定时激活电路,其特征在于:所述时钟单元包括时钟芯片U2、电阻R8、电阻R10、电阻R11、电容C5及二极管D4,所述时钟芯片U2通过IIC通讯与系统控制中心通讯连接;时钟芯片U2的电源引脚VDD作为电压输入端与稳压单元输出端连接,同时串联电阻R8后接至INT引脚,所述INT引脚还作为时钟单元的输出端与激活使能模块的控制端连接;时钟芯片U2的SCL引脚串接电阻R10后接直流电压VCC,时钟芯片U2的SDA引脚串接电阻R11后接直流电压VCC,同时串联电容C5后接地;所述二极管D4的正极接直流电压VCC,负极接时钟芯片U2的电源引脚VDD。
5.根据权利要求3所述的电池管理系统的定时激活电路,其特征在于:所述稳压单元包括初级滤波电容C3、次级滤波电容、二极管D1及LDO稳压器U1,所述初级滤波电容C3并联在LDO稳压器的输入端,次级滤波电容并联在LDO稳压器的输出端,LDO稳压器的输出端还与二极管D1的正极连接,二极管D1的负极作为稳压单元的输出端与时钟芯片U2的电源引脚VDD连接;所述次级滤波电容为由电容E1、电容C1及电容C2并联组成的并联支路。
6.根据权利要求4所述的电池管理系统的定时激活电路,其特征在于:所述系统控制中心的系统上电自保持信号使能引脚CON高电平有效时,所述激活使能模块包括PNP三极管T1、PNP三极管T2、NPN三极管T3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R9及电阻R12,所述PNP三极管T1的发射极作为激活使能模块的电压输入端与稳压单元的输出端连接,PNP三极管T1的发射极与基极之间跨接电阻R1,PNP三极管T1的基极还串联电阻R2后作为激活使能模块的控制端,PNP三极管T1的集电极串联电阻R3后作为使能激活模块的输出端与系统电源降压模块的使能端连接;所述PNP三极管T2的发射极接直流电压VCC,且发射极和基极之间串接电阻R4,PNP三极管T2的基极还串接电阻R5后接NPN三极管T3的集电极,PNP三极管T2的集电极与PNP三极管T1的集电极连接;所述NPN三极管T3的基极串联电阻R9后与系统控制中心的上电自保持使能端CON连接,基极与发射极之间跨接电阻R12,发射极接地。
7.根据权利要求4所述的电池管理系统的定时激活电路,其特征在于:所述系统控制中心的系统上电自保持信号使能引脚CON低电平有效时,所述激活使能模块包括PNP三极管T1、PNP三极管T2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R7、电阻R9及电阻R12,所述PNP三极管T1的发射极作为激活使能模块的电压输入端与稳压单元的输出端连接,PNP三极管T1的发射极与基极之间跨接电阻R1,PNP三极管T1的基极还串联电阻R2后作为激活使能模块的控制端,PNP三极管T1的集电极串联电阻R3后作为使能激活模块的输出端与系统电源降压模块的使能端连接;所述PNP三极管T2的发射极接直流电压VCC,且发射极和基极之间串接电阻R4,PNP三极管T2的基极还依次串联电阻R7、电阻R9后与系统控制中心的上电自保持使能端CON连接,PNP三极管T2的集电极与PNP三极管T1的集电极连接。
8.根据权利要求6或7所述的电池管理系统的定时激活电路,其特征在于:所述激活使能模块还包括电阻R6及电容C4,所述电阻R6的一端与PNP三极管T2的集电极连接,另一端接地;所述电容C4的一端接使能激活模块的输出端,另一端接地。
9.根据权利要求8所述的电池管理系统的定时激活电路,其特征在于:所述激活使能模块还包括二极管D2和二极管D3,所述二极管D2的正极与PNP三极管T1的集电极连接,负极与电阻R3和电阻R6连接的节点连接;所述二极管D3的正极与PNP三极管T2的集电极连接,负极与电阻R3和电阻R6连接的节点连接。
10.根据权利要求1所述的电池管理系统的定时激活电路,其特征在于:所述电源滤波模块包括二极管D5、稳压管D6、电阻R13、电容C6、电容C7、电容C8及电感COML1,二极管D5的正极作为外接供电电源的正极输入端,负极分别与电阻R13的一端和稳压管D6的负极连接;稳压管D6的正极作为外接供电电源的负极输入端;电阻R3的另一端串联电容C6后接至稳压管D6的正极;电感COML1的输入端分别跨接在电容C6两端,正极输出端作为外接供电电源的输出端分别与定时模块的输入端、激活使能模块的电压输入端和系统电源降压模块的电压输入端连接,正极输出端还串联电容C7后接地,负极输出端串联电容C8后接地。
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