CN106183874A - 一种电池管理系统中供电电源延迟掉电的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池管理系统中供电电源延迟掉电的装置及方法，包括微型MCU主控制器、MOS管驱动控制单元和用于检测整车上电信号或充电机充电信号的信号检测单元；所述的信号检测单元上连接有充电机辅助供电单元和整车上电信号，信号检测单元与微型MCU主控制器相连，微型MCU主控制器上连接有片外Flash储存单元和MOS管驱动控制单元，MOS管驱动控制单元上连接有大功率MOS管，大功率MOS管上连接有车载蓄电池供电单元和充电机辅助供电单元。本发明可以在电池管理系统在整车电源关闭或者充电完成时自动保存电池管理系统采样数据，之后控制该电池管理系统自身供电电源断电，真正实现了电池管理系统数据集保存的安全性与可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及新能源电池管理系统技术，主要是涉及一种电池管理系统中供电电源延迟掉电的装置及方法。
背景技术
电能存储技术能够有效地实现需平滑负荷、削峰填谷、有效地均衡电能的使用，从而提高电能的使用效率，是缓解当今能源危机和环境污染的一项重要技术，其中电池储能以其自身独有的特点而越来越受到人们的关注，电池储能系统由于占地面积小，建设速度快，近年来得到了飞速的发展。在电池的充放电使用过程中，由于电池的物理特性的变化，诸如极化电压、电池内阻变化，各电池单体的一致性降低，将造成电池组性能的劣化甚至损坏，大大降低电池组的使用寿命。再此应用背景下，电池管理系统(Battery ManagementSystem,简称BMS)应运而生，它不但能检测使用过程中单节电池电压、温度、电池剩余容量(又称SOC)以及电池组总电压、总电流、绝缘检测等，同时通过能量转移或者耗散，均衡各节电池电压，从而使各节电池不会出现过充、过放等情况，从而提升了电池组的使用寿命。
但是在电池管理系统的使用过程中，不管是在充电还是在放电阶段，整个系统都会采集到大量数据和信息，这些数据和信息在整个系统持续运行的过程中都是非常重要和关键的信息，如果因为系统突然下电而来不做任何保存，将会在系统之后运行过程造成重大影响，所以在电池管理系统中增加供电电源延迟掉电的功能是必不可少的。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种电池管理系统中供电电源延迟掉电的装置及方法，可以在电池管理系统在整车电源关闭或者充电完成时自动保存电池管理系统采样数据，之后控制该电池管理系统自身供电电源断电，真正实现了电池管理系统数据集保存的安全性与可靠性。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种电池管理系统中供电电源延迟掉电的装置，包括微型MCU主控制器、MOS管驱动控制单元和用于检测整车上电信号或充电机充电信号的信号检测单元；所述的信号检测单元上连接有充电机辅助供电单元和整车上电信号，信号检测单元与微型MCU主控制器相连，微型MCU主控制器上连接有片外Flash储存单元和MOS管驱动控制单元，MOS管驱动控制单元上连接有大功率MOS管，大功率MOS管上连接有车载蓄电池供电单元和充电机辅助供电单元。
所述的微型MCU主控制器为Freescale的MC9S12XE系列。
所述的信号检测单元和MOS管驱动控制单元均包括光耦隔离器。
所述的车载蓄电池供电单元为用于给整车低压系统设备提供所需电源的电动汽车上自带的蓄电池组，所述的充电机辅助供电单元为充电机自带的低压辅助电源。
一种电池管理系统中供电电源延迟掉电的方法，包括以下步骤：
1)电池管理系统的信号检测单元接收电平由高电平变为低电平的电平变换信号，并将电平变换信号反馈给微型MCU主控制器；
2)微型MCU主控制器接收到信号检测单元反馈的电平由高电平变为低电平的电平变换信号后，判定整车控制系统供电电源已关闭或者充电机已断开充电，并立即将电池管理系统采集到的重要数据和信息储存到片外Flash储存单元；
3)信息储存结束后，MCU主控制器发出指令控制MOS管驱动控制单元关闭MOS管，电池管理系统被停止供电。
6、根据权利要求5所述的电池管理系统中供电电源延迟掉电的方法，其特征在于，在步骤1)之前该方法还包括：
当整车控制系统供电电源关闭时，整车上电信号电平由高电平变为低电平，将电平由高电平变为低电平的整车上电信号反馈给电池管理系统的信号检测单元；
或者，当充电机给动力电池组充电的电源关闭时，充电机辅助供电单元的电平由高电平变为低电平，将电平由高电平变为低电平的电平变换信号反馈给电池管理系统的信号检测单元。
具体包括以下步骤：
步骤1：整车控制系统供电电源关闭，整车上电信号电平由高电平变为低电平，将电平由高电平变为低电平的整车上电信号反馈给电池管理系统的信号检测单元；
步骤2：信号检测单元检测到整车控制系统反馈给电池管理系统的信号变为低电平，并将此低电平信号继续反馈微型MCU主控制器；
步骤3：微型MCU主控制器接收到信号检测单元的反馈信息后判定整车控制系统供电电源已关闭，并立即将电池管理系统采集到的重要数据和信息储存到片外Flash储存单元；
步骤4：信息储存结束，MCU主控制器发出指令控制MOS管驱动控制单元关闭MOS管，电池管理系统被停止供电。
具体包括以下步骤：
步骤1，当充电机给动力电池组充电的电源关闭时，充电机辅助供电单元的电平由高电平变为低电平，将电平由高电平变为低电平的电平变换信号反馈给电池管理系统的信号检测单元；
步骤2，信号检测单元检测到充电机反馈给电池管理系统的信号变为低电平，并将此低电平信号继续反馈微型MCU主控制器；
步骤3，微型MCU主控制器接收到信号检测单元的反馈信息后判定充电机已断开充电，微型MCU主控制器并立即将电池管理系统采集到的重要数据和信息储存到片外Flash储存单元；
步骤4，信息储存结束，MCU主控制器发出指令控制MOS管驱动控制单元关闭MOS管，电池管理系统被停止供电。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供的一种电池管理系统中供电电源延迟掉电的装置及方法，通过软硬件结合的办法，可以使整个电池管理系统在整车电源关闭或者充电机充电完成时，自动保存电池管理系统系统采样数据，之后控制该电池管理系统系统自身供电电源断电，不会造成重要数据信息丢失，提高了整个电池管理系统的工作可靠性和安全性。真正实现了电池管理系统数据集保存的安全性与可靠性。
附图说明
图1为本发明提供的电池管理系统中供电电源延迟掉电的装置结构示意图；
图2为一种正常工作模式时的流程图；
图3为充电模式时的具体流程图；
图4为一种正常工作模式时的流程图；
图5为充电模式时的具体流程图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
参见图1，一种电池管理系统中供电电源延迟掉电的装置，包括微型MCU主控制器、MOS管驱动控制单元和用于检测整车上电信号或充电机充电信号的信号检测单元；所述的信号检测单元上连接有充电机辅助供电单元和整车上电信号，信号检测单元与微型MCU主控制器相连，微型MCU主控制器上连接有片外Flash储存单元和MOS管驱动控制单元，MOS管驱动控制单元上连接有大功率MOS管，大功率MOS管上连接有车载蓄电池供电单元和充电机辅助供电单元。
所述的微型MCU主控制器为Freescale的MC9S12XE系列。
所述的信号检测单元和MOS管驱动控制单元均包括光耦隔离器。
所述的车载蓄电池供电单元为用于给整车低压系统设备提供所需电源的电动汽车上自带的蓄电池组，所述的充电机辅助供电单元为充电机自带的低压辅助电源。
参见图1至图3，一种基于上述电池管理系统中供电电源延迟掉电的装置的电池管理系统中供电电源延迟掉电的方法，包括以下步骤：
1)当整车控制系统供电电源关闭时，整车上电信号电平由高电平变为低电平，将电平由高电平变为低电平的整车上电信号反馈给电池管理系统的信号检测单元；
或者，当充电机给动力电池组充电的电源关闭时，充电机辅助供电单元的电平由高电平变为低电平，将电平由高电平变为低电平的电平变换信号反馈给电池管理系统的信号检测单元。
2)电池管理系统的信号检测单元接收电平由高电平变为低电平的电平变换信号，并将电平变换信号反馈给微型MCU主控制器；
3)微型MCU主控制器接收到信号检测单元反馈的电平由高电平变为低电平的电平变换信号后，判定整车控制系统供电电源已关闭或者充电机已断开充电，并立即将电池管理系统采集到的重要数据和信息储存到片外Flash储存单元；
4)信息储存结束后，MCU主控制器发出指令控制MOS管驱动控制单元关闭MOS管，电池管理系统被停止供电。
参见图2、图4，一种电池管理系统中供电电源延迟掉电的方法，包括以下步骤：
步骤1：整车控制系统供电电源关闭，整车上电信号电平由高电平变为低电平，将电平由高电平变为低电平的整车上电信号反馈给电池管理系统的信号检测单元；
步骤2：信号检测单元检测到整车控制系统反馈给电池管理系统的信号变为低电平，并将此低电平信号继续反馈微型MCU主控制器；
步骤3：微型MCU主控制器接收到信号检测单元的反馈信息后判定整车控制系统供电电源已关闭，并立即将电池管理系统采集到的重要数据和信息储存到片外Flash储存单元；
步骤4：信息储存结束，MCU主控制器发出指令控制MOS管驱动控制单元关闭MOS管，电池管理系统被停止供电。
参见图3、图5，一种电池管理系统中供电电源延迟掉电的方法，包括以下步骤：
步骤1，当充电机给动力电池组充电的电源关闭时，充电机辅助供电单元的电平由高电平变为低电平，将电平由高电平变为低电平的电平变换信号反馈给电池管理系统的信号检测单元；
步骤2，信号检测单元检测到充电机反馈给电池管理系统的信号变为低电平，并将此低电平信号继续反馈微型MCU主控制器；
步骤3，微型MCU主控制器接收到信号检测单元的反馈信息后判定充电机已断开充电，微型MCU主控制器并立即将电池管理系统采集到的重要数据和信息储存到片外Flash储存单元；
步骤4，信息储存结束，MCU主控制器发出指令控制MOS管驱动控制单元关闭MOS管，电池管理系统被停止供电。
具体的，参见图1，一种电池管理系统中供电电源延迟掉电的装置，主要包括车载载蓄电池供电单元，充电机辅助供电单元，整车上电信号以及整车上电信号或充电机充电信号检测单元，大功率MOS管及其驱动控制单元，微型MCU主控制器以及片外Flash储存单元。
作为优选地，所述微型MCU主控制器必须为汽车级微控制器，推荐使用Freescale的MC9S12XE系列。
作为优选地，所述信号检测单元以及MOS管驱动控制单元都是加光耦隔离器的，以提高电池管理系统工作的安全性。
本发明另一目的是提供一种电池管理系统中供电电源延迟掉电的方法，可以在电池管理系统在整车电源关闭或者充电完成时自动保存系统采样数据，之后控制该电池管理系统自身供电电源断电，真正实现了电池管理系统数据集保存的安全性与可靠性。
本发明是这样实现的：正常工作模式时车载蓄电池供电单元或者充电模式时充电机辅助供电单元都可以向整个电池管理系统提供电源，当整车停止工作或者充电结束时，信号检测单元不能检测到正常上电检测信号，并将此信息反馈给MCU主控制器，MCU主控器立即执行将电池采集信息储存到片外Flash的储存功能，储存完毕后MCU主控器控制大功率MOS管的驱动控制单元关闭MOS管，整个电池管理系统供电电源被完全切断。
作为优选地，所述的电池管理系统有两种工作模式：正常工作模式是指电池管理系统工作在电池组向整车放电驱动整车电机系统工作的时段，该时段下整车控制系统发出一个高电平信号给电池管理系统，以表明整车系统处于上电工作状态；充电模式是指外部充电机给整个电池组充电时段，该时段时充电机提供的低压辅助电源作为一个高电平信反馈给电池管理系统，以表明充电机系统已处于与预开启状态。
所述车载蓄电池供电单元是电动汽车上自带蓄电池组，为整车低压系统设备提供所需电源；
所述充电机辅助供电单元，是智能充电机在为电池组高压充电同时提供的一组12V或24V低压辅助电源供电池管理系统使用；
所述的整车上电信号，是指在正常工作模式中整车电机系统上电开启时整车控制系统反馈给电池管理系统的一个信号，该信号通过信号检测单元转换并将其能够传递给MCU主控制器；在充电模式时信号检测单元通过检测充电机提供的低压辅助电源并将其装换为MCU主控制器能够识别的信号；
所述大功率MOS管及其驱动控制单元是作为车载蓄电池供电单元或者充电机辅助供电单元的控制部分，通过接受MCU主控制器发出的指令来实现车载蓄电池或充电机辅助供电单元开通和关断；
所述微型MCU主控制器作为整个电池管理系统中供电电源延迟掉电电路的核心控制部分，在正常工作时能够接受并处理整车上电信号或充电机充电信号检测单元的反馈信号，同时发出指令控制开关MOS管驱动控制单元，并能在掉电前及时控制电池管理系统将采集电池信息通过片外Flash储存单元进行储存。
实际应用中，在正常工作模式时车载蓄电池供电单元或者充电模式时充电机辅助供电单元都可以向整个电池管理系统提供电源，当整车停止工作或者充电结束时，整车上电信号或充电机充电信号检测单元不能检测到正常上电检测信号，并将此信息反馈给MCU主控制器，MCU主控器立即执行将电池采集信息储存到片外Flash的储存功能，储存完毕后MCU主控器控制大功率MOS管的驱动控制单元关闭MOS管，整个电池管理系统供电电源被完全切断。通过软硬件结合的方法，使整个电池管理系统不会因为断电造成重要数据信息丢失，提高了整个电池管理系统的工作可靠性和安全性。
图2显示了本发明的一种实施例的设计方法流程图。本实施例中，包括整车上电信号以及信号检测单元，大功率MOS管及其驱动控制单元，微型MCU主控制器以及片外Flash储存单元。该实例实现流程主要有以下步骤：正常工作模式：
步骤1，整车控制系统供电电源关闭，并将反馈给电池管理系统的信号由高电平变为低电平；
步骤2，整车上电信号检测单元检测到控制系统反馈给电池管理系统的信号变为低电平，并将此信息继续反馈微型MCU主控制器；
步骤3，微型MCU主控制器接收到整车上电信号检测单元的反馈信息后判定整车控制系统供电电源已关闭，并立即将电池管理系统采集到的重要数据和信息储存到片外Flash储存单元；
步骤4，信息储存结束，MCU主控制器发出指令控制MOS管驱动控制单元关闭，电池管理系统被停止供电；
如图3显示了本发明的另外一种实施例的设计方法流程图。充电机辅助电源、信号检测单元，大功率MOS管及其驱动控制单元，微型MCU主控制器以及片外Flash储存单元。充电工作模式：
该实例实现流程主要有以下步骤：
步骤1，当充电机给动力电池组充电的电源关闭时，充电机辅助供电单元的电平由高电平变为低电平，将电平由高电平变为低电平的电平变换信号反馈给电池管理系统的信号检测单元；
步骤2，信号检测单元检测到充电机反馈给电池管理系统的信号变为低电平，并将此信息继续反馈微型MCU主控制器；
步骤3，微型MCU主控制器接收到信号检测单元的反馈信息后判定，充电机已断开充电并立即将电池管理系统采集到的重要数据和信息储存到片外Flash储存单元；
步骤4，信息储存结束，MCU主控制器发出指令控制MOS管驱动控制单元关闭，电池管理系统被停止供电；
需要说明的是，在正常模式时，电池管理系统供电电源由车载蓄电池供电单元单独供电；在充电模式时，电池管理系统供电电源由车载蓄电池供电单元和充电机辅助供电电源同时供电。
本发明提供的一种电池管理系统中供电电源延迟掉电的装置及方法，属于新能源汽车电池管理系统领域控制技术。所述方法包括：正常工作模式时车载蓄电池供电单元或者充电模式时充电机辅助供电单元都可以向整个电池管理系统提供电源，当正整车停止工作或者充电结束时，整车上电信号或充电机充电信号检测单元不能检测到正常上电检测信号，并将此信息反馈给MCU主控制器，MCU主控器立即执行将电池采集信息储存到片外Flash的储存功能，储存完毕后MCU主控器控制大功率MOS管的驱动控制单元关闭MOS管，整个电池管理系统供电电源被完全切断。本发明通过软硬件结合的办法，使整个电池管理系统供电电源在电池采集信息储存完毕后才会切断，不会造成重要数据信息丢失，提高了整个电池管理系统的工作可靠性和安全性。
本发明的有益效果为：本发明通过软硬件结合的办法，可以使整个电池管理系统在整车电源关闭或者充电机充电完成时，自动保存电池管理系统系统采样数据，之后控制该电池管理系统系统自身供电电源断电，不会造成重要数据信息丢失，提高了整个电池管理系统的工作可靠性和安全性。真正实现了电池管理系统数据集保存的安全性与可靠性。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种电池管理系统中供电电源延迟掉电的装置，其特征在于，包括微型MCU主控制器、MOS管驱动控制单元和用于检测整车上电信号或充电机充电信号的信号检测单元；所述的信号检测单元上连接有充电机辅助供电单元和整车上电信号，信号检测单元与微型MCU主控制器相连，微型MCU主控制器上连接有片外Flash储存单元和MOS管驱动控制单元，MOS管驱动控制单元上连接有大功率MOS管，大功率MOS管上连接有车载蓄电池供电单元和充电机辅助供电单元。
2.根据权利要求1所述的电池管理系统中供电电源延迟掉电的装置，其特征在于，所述的微型MCU主控制器为Freescale的MC9S12XE系列。
3.根据权利要求1所述的电池管理系统中供电电源延迟掉电的装置，其特征在于，所述的信号检测单元和MOS管驱动控制单元均包括光耦隔离器。
4.根据权利要求1所述的电池管理系统中供电电源延迟掉电的装置，其特征在于，所述的车载蓄电池供电单元为用于给整车低压系统设备提供所需电源的电动汽车上自带的蓄电池组，所述的充电机辅助供电单元为充电机自带的低压辅助电源。
5.一种基于权利要求1～4任一项所述的装置的电池管理系统中供电电源延迟掉电的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)电池管理系统的信号检测单元接收电平由高电平变为低电平的电平变换信号，并将电平变换信号反馈给微型MCU主控制器；
2)微型MCU主控制器接收到信号检测单元反馈的电平由高电平变为低电平的电平变换信号后，判定整车控制系统供电电源已关闭或者充电机已断开充电，并立即将电池管理系统采集到的重要数据和信息储存到片外Flash储存单元；
3)信息储存结束后，MCU主控制器发出指令控制MOS管驱动控制单元关闭MOS管，电池管理系统被停止供电。
6.根据权利要求5所述的电池管理系统中供电电源延迟掉电的方法，其特征在于，在步骤1)之前该方法还包括：
当整车控制系统供电电源关闭时，整车上电信号电平由高电平变为低电平，将电平由高电平变为低电平的整车上电信号反馈给电池管理系统的信号检测单元；
或者，当充电机给动力电池组充电的电源关闭时，充电机辅助供电单元的电平由高电平变为低电平，将电平由高电平变为低电平的电平变换信号反馈给电池管理系统的信号检测单元。
7.根据权利要求5所述的电池管理系统中供电电源延迟掉电的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：整车控制系统供电电源关闭，整车上电信号电平由高电平变为低电平，将电平由高电平变为低电平的整车上电信号反馈给电池管理系统的信号检测单元；
步骤2：信号检测单元检测到整车控制系统反馈给电池管理系统的信号变为低电平，并将此低电平信号继续反馈微型MCU主控制器；
步骤3：微型MCU主控制器接收到信号检测单元的反馈信息后判定整车控制系统供电电源已关闭，并立即将电池管理系统采集到的重要数据和信息储存到片外Flash储存单元；
步骤4：信息储存结束，MCU主控制器发出指令控制MOS管驱动控制单元关闭MOS管，电池管理系统被停止供电。
8.根据权利要求5所述的电池管理系统中供电电源延迟掉电的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，当充电机给动力电池组充电的电源关闭时，充电机辅助供电单元的电平由高电平变为低电平，将电平由高电平变为低电平的电平变换信号反馈给电池管理系统的信号检测单元；
步骤2，信号检测单元检测到充电机反馈给电池管理系统的信号变为低电平，并将此低电平信号继续反馈微型MCU主控制器；
步骤3，微型MCU主控制器接收到信号检测单元的反馈信息后判定充电机已断开充电，微型MCU主控制器并立即将电池管理系统采集到的重要数据和信息储存到片外Flash储存单元；
步骤4，信息储存结束，MCU主控制器发出指令控制MOS管驱动控制单元关闭MOS管，电池管理系统被停止供电。
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- 2016-08-23 CN CN201610708034.5A patent/CN106183874A/zh active Pending
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |