CN108288735A - 电动汽车的电源唤醒控制电路 - Google Patents

电动汽车的电源唤醒控制电路 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种电动汽车的电源唤醒控制电路，包括电源唤醒模块、信号检测模块及处理器；电源唤醒模块与连接电动汽车的供电装置的时钟脉冲信号输出端连接，还用于连接电动汽车的电池管理系统，电源唤醒模块用于接收供电装置发送的时钟脉冲信号并唤醒电池管理系统；信号检测模块与供电装置的时钟脉冲信号输出端连接，还连接处理器，信号检测模块用于检测时钟脉冲信号并输出检测结果至处理器。通过接收供电装置发送的时钟脉冲信号并直接唤醒电池管理系统，无需对接收的信号进行检测，从而简化电路结构，降低电路实现成本。

Description

电动汽车的电源唤醒控制电路
技术领域
本申请涉及电动汽车充电技术领域，特别是涉及一种电动汽车的电源唤醒控制电路。
背景技术
电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶的车辆。相对传统汽车来说，电动汽车对环境造成的污染较小，因此，随着低碳经济模式的流行，电动汽车相关技术也得到了很大的发展。电动汽车在点火开关关断状态下进行充电时，需要对其BMS(BatteryManagement System，电池管理系统)进行唤醒；并且，需要车辆控制装置判断充电连接设备是否完全连接及检测CP(Clock Pulse，时钟脉冲)信号占空比来确认当前供电设备的最大供电电流。
传统的电动汽车电源唤醒方法，是通过增添监控模块来实现电动汽车的唤醒功能。当电动汽车为待机状态时，监控模块处于休眠状态；当监控模块接收到外部设备发送的信号，且判断接收的信号为有效信号时，该监控模块唤醒电动汽车的BMS。
然而，上述唤醒方式需要增加监控模块，即需要通过附加电路完成BMS的唤醒功能，并且该监控模块中至少包含信号接收电路以及信号检测电路，从而导致上述唤醒方式中使用的电路结构较为复杂，电路实现成本高。
发明内容
基于此，有必要针对传统技术中电路复杂且成本高的问题，提供一种结构更简单的电动汽车的电源唤醒控制电路。
一种电动汽车的电源唤醒控制电路，包括：电源唤醒模块、信号检测模块及处理器；
所述电源唤醒模块与连接电动汽车的供电装置的时钟脉冲信号输出端连接，还用于连接电动汽车的电池管理系统，所述电源唤醒模块用于接收所述供电装置发送的时钟脉冲信号并唤醒所述电池管理系统；
所述信号检测模块与所述供电装置的时钟脉冲信号输出端连接，还连接所述处理器，所述信号检测模块用于检测所述时钟脉冲信号并输出检测结果至所述处理器。
上述电动汽车的电源唤醒控制电路，包括电源唤醒模块、信号检测模块及处理器；电源唤醒模块与连接电动汽车的供电装置的时钟脉冲信号输出端连接，还用于连接电动汽车的电池管理系统，电源唤醒模块用于接收供电装置发送的时钟脉冲信号并唤醒电池管理系统；信号检测模块与供电装置的时钟脉冲信号输出端连接，还连接处理器，信号检测模块用于检测时钟脉冲信号并输出检测结果至处理器。通过接收供电装置发送的时钟脉冲信号并直接唤醒电池管理系统，无需对接收的信号进行检测，从而简化电路结构，降低电路实现成本。
附图说明
图1为一个实施例中电动汽车的电源唤醒控制电路的模块结构图；
图2为一个实施例中电动汽车的电源唤醒控制电路的电路结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。
在一个实施例中，提供一种电动汽车的电源唤醒控制电路，如图1所示，该电源唤醒控制电路包括电源唤醒模块100、信号检测模块200及处理器300。
电源唤醒模块100与连接电动汽车的供电装置的时钟脉冲信号输出端连接，还用于连接电动汽车的电池管理系统，电源唤醒模块100用于接收供电装置发送的时钟脉冲信号并唤醒电池管理系统。信号检测模块200与供电装置的时钟脉冲信号输出端连接，还连接处理器300，信号检测模块200用于检测时钟脉冲信号并输出检测结果至处理器300。
根据国标GBT18487.1-2015对电动汽车充电系统的规定及要求，当电动汽车在点火开关关断状态下进行充电时，需要车辆控制装置判断充电连接设备是否完全连接及检测CP信号(PWM)占空比来确认当前供电设备的最大供电电流。而由供电装置提供的CP信号在电动汽车充电时的不同控制时序中主要有有两种信号模式：一是CP为12VDC信号模式，二是CP为PWM波信号模式。因此，电动汽车充电时需要在其点火开关关断状态下首先对其电池管理系统进行唤醒，然后对供电设备发出的CP信号进行检测与控制。本实施例提供的电动汽车的电源唤醒控制电路中，一方面，电源唤醒模块100直接通过CP信号唤醒电池管理系统，另一方面，信号检测模块200同时完成CP信号的检测工作。
本实施例中，处理器300可以是显示或保存信号检测模块200的检测结果，还可以根据检测结果输出用于对时钟脉冲信号进行调节的控制信号。
在一个实施例中，电动汽车的电源唤醒控制电路还包括信号控制模块400，信号控制模块400与处理器300与连接，还用于连接供电装置的时钟脉冲信号输出端，处理器300用于根据检测结果输出控制信号至信号控制模块400，信号控制模块400用于接收控制信号并根据控制信号调节时钟脉冲信号。本实施例提供的电动汽车的电源唤醒控制电路中，在通过电源唤醒模块100直接唤醒电池管理系统的同时，通过信号控制模块400完成CP信号的控制工作。
在一个实施例中，如图2所示，该电源唤醒控制电路还包括第一二极管D1，第一二极管D1正极与供电装置的时钟脉冲信号输出端连接(通过CP-OUT端口)，第一二极管D1负极分别与电源唤醒模块100、信号控制模块400及信号检测模块200连接。第一二极管D1为防反向保护二极管。
在一个实施例中，电源唤醒模块100包括第一电容C1，第二二极管D2，第一电阻R1，第二电阻R2，第一开关管Q1，第三电阻R3，第二开关管Q2及第四电阻R4。
第一电容C1一端与供电装置的时钟脉冲信号输出端连接，第一电容C1另一端与第二二极管D2正极连接，第二二极管D2负极分别与第一电阻R1一端及第二电阻R2一端连接，第一电阻R1另一端接地，第二电阻R2另一端与第一开关管Q1的控制端连接，第一开关管Q1的输出端接地，第一开关管Q1的输入端连接至第三电阻R3一端，第三电阻R3另一端连接至第二开关管Q2的控制端，第二开关管Q2的输出端连接至电池管理系统的电源输出端(12VOUTPUT端口)，第二开关管Q2的输入端连接至电池管理系统的电源输入端(12VINPUT端口)。第四电阻R4一端连接至第三电阻R3与第二开关管Q2的公共端，第四电阻R4另一端连接至第二开关管Q2与电源输入端的公共端。其中，第二二极管D2为整流二极管，第一电阻R1及第二电阻R2起到限流分压的作用，第三电阻R3及第四电阻R4起到限流的作用。
第一开关管Q1及第二开关管Q2的具体类型并不唯一，可以是MOS管或三极管。进一步地，本实施例中第一开关管Q1为N沟道MOS管，第一开关管Q1的栅极为控制端，第一开关管Q1的漏极为输入端，第一开关管Q1的源极为输出端。第二开关管Q2为P沟道MOS管，第二开关管Q2的栅极为控制端，第二开关管Q2的漏极为输出端，第二开关管Q2的源极为输入端。
在一个实施例中，电源唤醒模块100还包括第二电容C2。第二电容C2一端连接至第二电阻R2与第一开关管Q1的公共端，第二电容C2另一端接地。第二电容C2起到储能滤波的作用。
在一个实施例中，电源唤醒模块100还包括第三稳压二极管D3，第三稳压二极管D3正极连接至第三电阻R3与第二开关管Q2的公共端，第三稳压二极管D3负极连接至第二开关管Q2与电源输入端的公共端。第三稳压二极管D3起到稳压保护的作用。
在一个实施例中，电源唤醒模块100的工作原理为：供电装置输出的CP信号初始状态为12VDC信号，由于第一电容C1的存在，在接通CP信号瞬间，第一电容C1相当于短路，CP信号通过第一电容C1提供一个CP唤醒信号从而可以唤醒BMS。具体地，当接通瞬间CP信号通过第一电容C1及第一二极管D1整流与第一电阻R1形成分压，在第二电阻R2左端口存在一高电平信号，此高电平信号经过第二电阻R2限流与第二电容C2滤波后使第一开关管Q1的栅极为高电平信号从而使第一开关管Q1导通。第一开关管Q1导通后，则会使第二开关管Q2栅极电压通过第一开关管Q1拉到低电平而使第二开关管Q2导通，进而唤醒BMS。
在一个实施例中，信号检测模块200包括滤波电路210，第五稳压二极管D5，第四开关管Q4及第十电阻R10。
滤波电路210一端连接至供电装置的时钟脉冲信号输出端，滤波电路210另一端分别连接第五稳压二极管D5负极以及第四开关管Q4的控制端，第五稳压二极管D5正极连接至第四开关管Q4的输出端，第四开关管Q4的输入端分别连接至第十电阻R10一端及处理器300(通过CP-IN端口)，第十电阻R10另一端连接至模拟电源(+5V-AVCC)。第五稳压二极管D5起到钳位保护的作用，第十电阻R10为第四开关管Q4的上拉电阻。
第四开关管Q4的具体类型并不唯一，可以是MOS管或三极管。进一步地，本实施例中第四开关管Q4为N沟道MOS管，第四开关管Q4的栅极为控制端，第四开关管Q4的漏极为输入端，第四开关管Q4的源极为输出端。
在一个实施例中，滤波电路210包括第九电阻R9及第三电容C3，滤波电路210用于过滤电路中的交流成分。第九电阻R9一端与供电装置的时钟脉冲信号输出端连接，第九电阻R9另一端分别连接至第五稳压二极管D5负极以及第三电容C3一端，第三电容C3另一端接地，第三电容C3另一端还连接至第五稳压二极管D5正极与第四开关管Q4的输出端的公共端。滤波电路210可以尽可能减小直流电压中的交流成分，保留其直流成分，使输出电压纹波系数降低。
在一个实施例中，信号检测模块200的工作原理为：CP信号经过滤波电路210及第五稳压二极管D5后到第四开关管Q4的栅极输入端口，若CP信号为高电平，则第四开关管Q4导通。若CP信号为低电平，则第四开关管Q4关闭。处理器300根据第四开关管Q4漏极信号判断CP信号状态，从而输出高电平或低电平控制信号。
在一个实施例中，信号控制模块400包括第五电阻R5，第六电阻R6，第三开关管Q3，第七电阻R7及第八电阻R8。
第五电阻R5一端连接至供电装置的时钟脉冲信号输出端，第五电阻R5另一端接地，第六电阻R6一端连接至供电装置的时钟脉冲信号输出端，第六电阻R6另一端连接至第三开关管Q3的输入端，第三开关管Q3的输出端接地，第三开关管Q3的控制端连接至第七电阻R7一端，第七电阻R7另一端分别连接至第八电阻R8一端及处理器300(通过S2-CON端口)，第八电阻R8另一端接地。其中，第五电阻R5起到分压的作用。
第三开关管Q3的具体类型并不唯一，可以是MOS管或三极管。进一步地，本实施例中第三开关管Q3为N沟道MOS管，第三开关管Q3的栅极为控制端，第三开关管Q3的漏极为输入端，第三开关管Q3的源极为输出端。
在一个实施例中，信号控制模块400还包括第四稳压二极管D4，第四稳压二极管D4负极连接至供电装置的时钟脉冲信号输出端，第四稳压二极管D4正极接地。第四稳压二极管D4起到钳位保护的作用。
在一个实施例中，信号控制模块400电路工作原理为：初始状态时,信号控制模块接收的控制信号为低电平信号，第三开关管Q3为断开状态，第六电阻R6不接入电路，CP-OUT端口输出CP信号经过第四稳压二极管D4与第五电阻R5分压，其中第四稳压二极管D4起钳位保护作用，分压后CP信号输入到信号检测模块200。处理器300根据检测到的CP-IN信号输出控制信号S2-CON，信号控制模块400在S2-CON为低电平信号时则继续保持断开第三开关管Q3,而当S2-CON为高电平信号时则控制导通第三开关管Q3使第六电阻R6并入电路从而改变CP信号幅值。
在一个实施例中，电动汽车的电源唤醒控制电路总工作原理如下：
一方面，CP-OUT端口输出的CP信号其初始状态为12VDC信号，由于第一电容C1的存在，在通电瞬间第一电容C1相当于短路，由此CP信号通过第一电容C1提供一个高电平唤醒信号。此高电平唤醒信号经过第二二极管D2整流保护并由第一电阻R1、第二电阻R2限流分压及第二电容C2储能滤波后输入到第一开关管Q1的栅极。由于高电平信号输入到第一开关管Q1的栅极，则第一开关管Q1导通从而拉低第二开关管Q2的栅极电压而使第二开关管Q2导通，因此而实现CP信号唤醒BMS的功能。
另一方面，CP信号通过信号检测模块200进行CP信号检测，检测结果由CP-IN端口输入给处理器300以判断CP-IN信号。处理器300根据CP信号判断结果，通过S2-CON端口输出高电平或低电平控制信号给信号控制模块400，从而控制CP信号幅值的改变，继而完成判断充电连接设备是否完全连接并确认CP信号(PWM)的占空比。
本实施例针对传统技术中电路复杂且成本高的问题，提供一种结构更简单的电动汽车的电源唤醒控制电路。一方面根据CP信号直接唤醒BMS，另一方面也能完成CP信号的检测及控制功能，从而简化电路结构，降低电路实现成本。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电动汽车的电源唤醒控制电路，其特征在于，包括：电源唤醒模块、信号检测模块及处理器；
所述电源唤醒模块与连接电动汽车的供电装置的时钟脉冲信号输出端连接，还用于连接电动汽车的电池管理系统，所述电源唤醒模块用于接收所述供电装置发送的时钟脉冲信号并唤醒所述电池管理系统；
所述信号检测模块与所述供电装置的时钟脉冲信号输出端连接，还连接所述处理器，所述信号检测模块用于检测所述时钟脉冲信号并输出检测结果至所述处理器。
2.根据权利要求1所述的电动汽车的电源唤醒控制电路，其特征在于，还包括信号控制模块，所述信号控制模块与所述处理器与连接，还用于连接所述供电装置的时钟脉冲信号输出端，所述处理器用于根据所述检测结果输出控制信号至所述信号控制模块，所述信号控制模块用于接收所述控制信号并根据所述控制信号调节所述时钟脉冲信号。
3.根据权利要求2所述的电动汽车的电源唤醒控制电路，其特征在于，还包括第一二极管，所述第一二极管正极与所述供电装置的时钟脉冲信号输出端连接，所述第一二极管负极分别与所述电源唤醒模块、信号控制模块及信号检测模块连接。
4.根据权利要求1所述的电动汽车的电源唤醒控制电路，其特征在于，所述电源唤醒模块包括第一电容，第二二极管，第一电阻，第二电阻，第一开关管，第三电阻，第二开关管及第四电阻；
所述第一电容一端与所述供电装置的时钟脉冲信号输出端连接，所述第一电容另一端与所述第二二极管正极连接，所述第二二极管负极分别与所述第一电阻一端及所述第二电阻一端连接，所述第一电阻另一端接地，所述第二电阻另一端与所述第一开关管的控制端连接，所述第一开关管的输出端接地，所述第一开关管的输入端连接至所述第三电阻一端，所述第三电阻另一端连接至所述第二开关管的控制端，所述第二开关管的输出端连接至所述电池管理系统的电源输出端，所述第二开关管的输入端连接至所述电池管理系统的电源输入端；所述第四电阻一端连接至所述第三电阻与所述第二开关管的公共端，所述第四电阻另一端连接至所述第二开关管与所述电源输入端的公共端。
5.根据权利要求4所述的电动汽车的电源唤醒控制电路，其特征在于，所述电源唤醒模块还包括第二电容，所述第二电容一端连接至所述第二电阻与所述第一开关管的公共端，所述第二电容另一端接地。
6.根据权利要求4所述的电动汽车的电源唤醒控制电路，其特征在于，所述电源唤醒模块还包括第三稳压二极管，所述第三稳压二极管正极连接至所述第三电阻与所述第二开关管的公共端，所述第三稳压二极管负极连接至所述第二开关管与所述电源输入端的公共端。
7.根据权利要求2所述的电动汽车的电源唤醒控制电路，其特征在于，所述信号控制模块包括第五电阻，第六电阻，第三开关管，第七电阻及第八电阻；
所述第五电阻一端连接至所述供电装置的时钟脉冲信号输出端，所述第五电阻另一端接地，所述第六电阻一端连接至所述供电装置的时钟脉冲信号输出端，所述第六电阻另一端连接至所述第三开关管的输入端，所述第三开关管的输出端接地，所述第三开关管的控制端连接至所述第七电阻一端，所述第七电阻另一端分别连接至所述第八电阻一端及所述处理器，所述第八电阻另一端接地。
8.根据权利要求7所述的电动汽车的电源唤醒控制电路，其特征在于，所述信号控制模块还包括第四稳压二极管，所述第四稳压二极管负极连接至所述供电装置的时钟脉冲信号输出端，所述第四稳压二极管正极接地。
9.根据权利要求1所述的电动汽车的电源唤醒控制电路，其特征在于，所述信号检测模块包括滤波电路，第五稳压二极管，第四开关管及第十电阻；
所述滤波电路一端连接至所述供电装置的时钟脉冲信号输出端，所述滤波电路另一端分别连接所述第五稳压二极管负极以及所述第四开关管的控制端，所述第五稳压二极管正极连接至所述第四开关管的输出端，所述第四开关管的输入端分别连接至所述第十电阻一端及所述处理器，所述第十电阻另一端连接至模拟电源。
10.根据权利要求9所述的电动汽车的电源唤醒控制电路，其特征在于，所述滤波电路包括第九电阻及第三电容，所述滤波电路用于过滤电路中的交流成分；所述第九电阻一端与所述供电装置的时钟脉冲信号输出端连接，所述第九电阻另一端分别连接至所述第五稳压二极管负极以及所述第三电容一端，所述第三电容另一端接地，所述第三电容另一端还连接至所述第五稳压二极管正极与所述第四开关管的输出端的公共端。
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