CN107171414A - 一种低功耗的电池管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低功耗的电池管理系统，包括微处理器U1及分别与微处理器U1连接的电源模块、震动可控电路单元、电压采集模块、存储模块及电流检测电阻及通讯模块，通讯模块无线连接PC或手持设备。本发明在BMS或电池保护板上加装一个低功耗的震动可控电路单元，再结合特殊设计的电路及专用的配置设备，来实现电池静置低功耗及长途运输低功耗，可以在电池组不使用时，将电池管理系统或保护板的功耗降到极低，保证长时间的静置或运输过程中，不过多消耗电池包的电量，不影响电池包的正常使用。
Description
技术领域
本发明属于锂电池领域，涉及锂电池的管理，尤其是一种低功耗的电池管理系统。
背景技术
锂电池包在长期运输或静置时，电池管理系统(以下简称BMS)或保护板会有微弱的耗电，由于电池组出厂时为了安全运输，只能充电至30％的容量，所以长时间不充电，这些微弱的耗电，会使得电池电量过放，导致无法正常使用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种低功耗的电池管理系统，保证长时间的静置或运输过程中，不过多消耗电池包的电量。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：
一种低功耗的电池管理系统，包括微处理器U1及分别与微处理器U1连接的电源模块、震动可控电路单元、电压采集模块、存储模块及电流检测电阻及通讯模块，通讯模块无线连接PC或手持设备。
而且，所述的震动可控电路单元包括控制开关单元、阻抗转换单元、滤波单元及多个电阻，震动开关R4的供电端连接控制开关单元，控制开关单元通过电阻R1连接微处理器U1的CKEN引脚，震动开关的另一端分别连接滤波单元及电阻R11，电阻R11接入电源负极，滤波单元连接阻抗转换单元，阻抗转换单元通过电阻R7连接微处理器U1的CKIN引脚。
而且，所述的控制开关单元包括控制晶体管Q1和稳压管D1，晶体管Q1的集电极连接震动开关R4、发射极连接电源正极、基极分别连接电阻R1及稳压管D1，稳压管D1连接电源正极。
而且，所述的滤波单元包括电阻R8、电容C1、稳压管D4、电容C2及电阻R9，电阻R8的一端连接震动开关R4，电阻R8的另一端连接电容C1的一端，电容C1的另一端分别连接稳压管D4、电容C2、电阻R9的一端，稳压管D4、电容C2、电阻R9的另一端接地，电阻R9还连接阻抗转换单元。
而且，所述阻抗转换单元包括晶体管Q4、电阻R2、电阻R3、稳压管D2、晶体管Q2及电阻R10，晶体管Q4的基极连接滤波单元的电阻R9，发射极接地、集电极连接电阻R3的一端，电阻R3另一端分别连接电阻R2的一端、稳压管D2的一端、晶体管Q2的基极，电阻R2的另一端分别连接控制开关单元的晶体管Q1集电极及稳压管D2的另一端，稳压管D2连接晶体管Q2的发射极，晶体管Q2的集电极分别连接电阻R7及电阻R10，电阻R10接地，电阻R7连接微处理器U1的CKIN引脚。
本发明的优点和积极效果是：
本发明在BMS或电池保护板上加装一个低功耗的震动可控电路单元，再结合特殊设计的电路及专用的配置设备，来实现电池静置低功耗及长途运输低功耗，可以在电池组不使用时，将电池管理系统或保护板的功耗降到极低，保证长时间的静置或运输过程中，不过多消耗电池包的电量，不影响电池包的正常使用。
附图说明
图1为电池管理系统的电路框图；
图2为震动可控电路单元的电路图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种低功耗的电池管理系统，包括微处理器U1及分别与微处理器U1连接的电源模块、震动可控电路单元、电压采集模块、存储模块及电流检测电阻及通讯模块，通讯模块无线连接PC或手持设备。所述的震动可控电路单元包括包括控制开关单元2、阻抗转换单元1、滤波单元3及多个电阻，震动开关R4的供电端连接控制开关单元，控制开关单元通过电阻R1连接微处理器U1的CKEN引脚，震动开关的另一端分别连接滤波单元及电阻R11，电阻R11接入电源负极，滤波单元连接阻抗转换单元，阻抗转换单元通过电阻R7连接微处理器U1的CKIN引脚。
所述的控制开关单元包括控制晶体管Q1和稳压管D1，晶体管Q1的集电极连接震动开关R4、发射极连接电源正极、基极分别连接电阻R1及稳压管D1，稳压管D1连接电源正极。
所述的滤波单元包括电阻R8、电容C1、稳压管D4、电容C2及电阻R9，电阻R8的一端连接震动开关R4，电阻R8的另一端连接电容C1的一端，电容C1的另一端分别连接稳压管D4、电容C2、电阻R9的一端，稳压管D4、电容C2、电阻R9的另一端接地，电阻R9还连接阻抗转换单元。
所述阻抗转换单元包括晶体管Q4、电阻R2、电阻R3、稳压管D2、晶体管Q2及电阻R10，晶体管Q4的基极连接滤波单元的电阻R9，发射极接地、集电极连接电阻R3的一端，电阻R3另一端分别连接电阻R2的一端、稳压管D2的一端、晶体管Q2的基极，电阻R2的另一端分别连接控制开关单元的晶体管Q1集电极及稳压管D2的另一端，稳压管D2连接晶体管Q2的发射极，晶体管Q2的集电极分别连接电阻R7及电阻R10，电阻R10接地，电阻R7连接微处理器U1的CKIN引脚。
震动可控电路单元的工作原理为：
整个电路中，震动传感器(震动开关)只是一个信号的触发源，此电路在震动传感器的供电端接入一个控制晶体管Q1和稳压管D1，经过一个电阻R1，接入微控制器U1的CKEN引脚，传感器信号通过一个电阻R11接入电源负极，同时经过电阻R8和电容C1后，接入晶体管Q4的基极，通过Q4来控制晶体管Q2的通断，再将信号接入微处理器的CKIN引脚，从而完成低功耗和信号整形滤波及放大处理。这样无论震动传感器处于闭合还是分开状态，整个电路都不耗电。而只有当震动传感器连续震动时，才会在CKIN有脉冲输出。
当需要震动使能时，微处理器将CKEN脚置低电平，Q1导通，震动传感器震动时，有信号输出，当需要关闭震动触发信号时，微处理器将CKEN脚置高电平，同时进入休眠状态，震动时，传感器无信号触发微处理器，将无法唤醒微处理器，从而实现了低功耗和震动可控。
1、电池包长时间静置及正常使用
电池包静置时，BMS或保护板通过低功耗的震动可控电路单元，微处理器U1会判断电池包是否静置状态，并通过电流检测电阻，检测当前工作电流，如果是静置状态且输出电池包输出电流小于设定的工作电流，且连续静置时间大于BMS软件设定的休眠时间，则关断电池包的输出电压，同时BMS进入休眠状态，整体功耗几乎为零。当需要使用时，可以晃动电池包，激活低功耗的震动可控电路单元，唤醒BMS或保护板，同时BMS打开电池包输出电压，用电设备即可正常使用电池了。
2、长时间运输
如果电池包或安装了电池包的设备，需要长时间运输，在运输前通过一个专用配置设备(手持机或pc)给BMS或保护板发送一条关闭唤醒功能的特殊指令，收到指令后，BMS或保护板会关闭低功耗的震动可控电路单元，使它失效，并且关断电池输出电压同时进入休眠状态，此时即使电池包发生震动，也不会唤醒BMS或保护板。当电池包或安装了此电池包的设备运到目的地，需要使用时，可以对电池进行充电或使用专用配置设备与电池包BMS的通讯模块进行通讯连接，将BMS唤醒，并发送使能唤醒特殊指令，此时激活低功耗的震动可控电路单元，电池包即可正常使用。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种低功耗的电池管理系统，其特征在于：包括微处理器U1及分别与微处理器U1连接的电源模块、震动可控电路单元、电压采集模块、存储模块及电流检测电阻及通讯模块，通讯模块无线连接PC或手持设备。
2.根据权利要求1所述的低功耗的电池管理系统，其特征在于：所述的震动可控电路单元包括控制开关单元、阻抗转换单元、滤波单元及多个电阻，震动开关R4的供电端连接控制开关单元，控制开关单元通过电阻R1连接微处理器U1的CKEN引脚，震动开关的另一端分别连接滤波单元及电阻R11，电阻R11接入电源负极，滤波单元连接阻抗转换单元，阻抗转换单元通过电阻R7连接微处理器U1的CKIN引脚。
3.根据权利要求2所述的低功耗的电池管理系统，其特征在于：所述的控制开关单元包括控制晶体管Q1和稳压管D1，晶体管Q1的集电极连接震动开关R4、发射极连接电源正极、基极分别连接电阻R1及稳压管D1，稳压管D1连接电源正极。
4.根据权利要求2所述的低功耗的电池管理系统，其特征在于：所述的滤波单元包括电阻R8、电容C1、稳压管D4、电容C2及电阻R9，电阻R8的一端连接震动开关R4，电阻R8的另一端连接电容C1的一端，电容C1的另一端分别连接稳压管D4、电容C2、电阻R9的一端，稳压管D4、电容C2、电阻R9的另一端接地，电阻R9还连接阻抗转换单元。
5.根据权利要求2所述的低功耗的电池管理系统，其特征在于：所述阻抗转换单元包括晶体管Q4、电阻R2、电阻R3、稳压管D2、晶体管Q2及电阻R10，晶体管Q4的基极连接滤波单元的电阻R9，发射极接地、集电极连接电阻R3的一端，电阻R3另一端分别连接电阻R2的一端、稳压管D2的一端、晶体管Q2的基极，电阻R2的另一端分别连接控制开关单元的晶体管Q1集电极及稳压管D2的另一端，稳压管D2连接晶体管Q2的发射极，晶体管Q2的集电极分别连接电阻R7及电阻R10，电阻R10接地，电阻R7连接微处理器U1的CKIN引脚。
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