CN110329075B - 一种基于锂电池供电的控制系统和控制方法及电动车 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种基于锂电池供电的控制系统和控制方法及电动车，该系统包括采集模块，安全保护装置，高速运算电路，低功耗运算电路，与采集模块相连；其中，低功耗运算电路还用于在接收到整车启动信号时，向高速运算电路发送高速唤醒信号，以使高速运算电路唤醒启动；高速运算电路在启动后向低功耗运算电路发送低功耗休眠信号，以使低功耗运算电路进入休眠状态；高速运算电路还用于在接收到整车休眠信号时，向低功耗运算电路发送低功耗唤醒信号，以使低功耗运算电路唤醒启动；低功耗运算电路在启动后向高速运算电路发送高速休眠信号，以使高速运算电路进入休眠状态。实现了能够在电动车整车休眠后对锂电池保护板进行低功耗的监控和保护。

Description

一种基于锂电池供电的控制系统和控制方法及电动车

技术领域

本发明实施例涉及锂电池组装技术领域，尤其涉及一种基于锂电池供电的控制系统和控制方法及电动车。

背景技术

电动车在整车正常工作时大多采用锂电池包为其整个工作环节提供电源，该工作环节会产生很大的功能消耗，且当整车休眠后部分电气设备，如GPRS、遥控装置、整车控制器等仍需要供电，以及锂电池包的电量状况、电池信息交互、电池状态等需要监控及保护。

为了解决上述问题，目前已有的电动车锂电池通过采用如图1所示的高速运算电路140、采集模块120、安全保护装置110、存储模块130、显示模块150、通讯模块160等来实现电动车在正常工作时和休眠后的整车供电和锂电池的监控及保护。

但是，当电动车整车休眠后，若锂电池保护板仍以高速运算电路对电池进行监控和保护等，则锂电池产生的功耗大，且如若为降低功耗而减少锂电池板的待机及存储时间，则锂电池保护板休眠状态无法对电池进行监控及保护。

因此，基于上述问题，需要提供一种能够实现在整车休眠后对锂电池保护板进行低功耗监控及保护的方法。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于锂电池供电的控制系统和控制方法及电动车，以实现能够在电动车整车休眠后对锂电池保护板进行低功耗的监控和保护。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于锂电池供电的控制系统，包括：

采集模块，用于采集所述锂电池的电池状态信号；

安全保护装置，与所述采集模块电连接，用于触发所述采集模块采集所述锂电池的电池状态信号；

高速运算电路，与所述采集模块相连，用于获取所述电池状态信号，并进行处理；

低功耗运算电路，与所述采集模块相连，用于获取所述电池状态信号，并进行处理；

其中，所述低功耗运算电路还用于在接收到整车启动信号时，向高速运算电路发送高速唤醒信号，以使所述高速运算电路唤醒启动；所述高速运算电路在启动后向所述低功耗运算电路发送低功耗休眠信号，以使所述低功耗运算电路进入休眠状态；

所述高速运算电路还用于在接收到整车休眠信号时，向低功耗运算电路发送低功耗唤醒信号，以使所述低功耗运算电路唤醒启动；所述低功耗运算电路在启动后向所述高速运算电路发送高速休眠信号，以使所述高速运算电路进入休眠状态。

第二方面，本发明实施例还提供了一种电动车，包括锂电池，和第一方面实施例所提供的基于锂电池供电的控制系统。

第三方面，本发明实施例还提供了一种基于锂电池供电的控制方法，由第一方面实施例所提供的控制系统来执行，所述方法包括：

所述低功耗运算电路在接收到整车启动信号时，向高速运算电路发送高速唤醒信号，以使所述高速运算电路唤醒启动；

所述高速运算电路在启动后向所述低功耗运算电路发送低功耗休眠信号，以使所述低功耗运算电路进入休眠状态；且所述高速运算电路在启动后，获取所述电池状态信号，并进行处理；

所述高速运算电路在接收到整车休眠信号时，向低功耗运算电路发送低功耗唤醒信号，以使所述低功耗运算电路唤醒启动；

所述低功耗运算电路在启动后向所述高速运算电路发送高速休眠信号，以使所述高速运算电路进入休眠状态，且所述低功耗运算电路在启动后，获取所述电池状态信号，并进行处理。

本发明实施例的技术方案，采用了双运算电路的控制架构，通过在整车启动时，将高速运算电路唤醒启动而低功耗运算电路关闭并进入休眠，并由高速运算电路对电池状态信号进行处理，而在整车休眠时，将低功耗运算电路唤醒启动而将高速运算电路关闭并进入休眠，并由低功耗运算电路对电池状态信号进行处理，解决电动车锂电池在整车休眠后锂电池对部分电气设备供电和锂电池的监控及保护产生的功耗大或为降低功耗对锂电池包减少待机及存储时间而导致锂电池板休眠不能对锂电池监控及保护的问题，实现电动车整车休眠后对锂电池保护板进行低功耗的监控及保护的效果。

附图说明

图1为现有技术基于锂电池供电的高速运算电路控制系统的结构框图；

图2是本发明实施例一中的基于锂电池供电的控制系统的结构框图；

图3是本发明实施例三中的基于锂电池供电的控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图2为本发明实施例一提供的基于锂电池供电的控制系统的结构框图，包括：采集模块220、安全保护装置210、高速运算电路240和低功耗运算电路250。

其中，采集模块220用于采集锂电池的电池状态信号；安全保护装置210与采集模块220电连接，用于触发采集模块220采集锂电池的电池状态信号；高速运算电路240，与采集模块220相连，用于获取电池状态信号，并进行处理；低功耗运算电路250，与采集模块220相连，用于获取电池状态信号，并进行处理；

其中，低功耗运算电路250还用于在接收到整车启动信号时，向高速运算电路240发送高速唤醒信号，以使高速运算电路240唤醒启动；高速运算电路240在启动后向低功耗运算电路250发送低功耗休眠信号，以使低功耗运算电路250进入休眠状态；

高速运算电路240还用于在接收到整车休眠信号时，向低功耗运算电路250发送低功耗唤醒信号，以使低功耗运算电路250唤醒启动；低功耗运算电路250在启动后向高速运算电路240发送高速休眠信号，以使高速运算电路240进入休眠状态。

在本发明实施例的技术方案中，增加了低功耗运算电路。低功耗运算电路的主要作用在于，在整车休眠时能够提供对电池的监控和保护运算，以及还可以执行其他在整车休眠时需要执行的策略运算功能。由于比整车启动时所需的策略运算量要少，所以低功耗运算电路能够相比于高速运算电路以更节约功耗的方式运行。此外，休眠状态的控制精度、响应速度也可以适当降低，从而也能够降低功耗。

本实施例技术方案的工作过程是：当电动车启动正常工作模式时，电动车向低功耗运算电路250发送整车启动信号，低功耗运算电路250接收到整车启动信号后，向高速运算电路240发送高速唤醒信号，高速运算电路240接收到高速唤醒信号后被唤醒并启动；高速运算电路240启动后向低功耗运算电路250发送低功耗休眠信号，低功耗运算电路250接收到低功耗休眠信号后进入休眠状态；安全保护装置210监测电池的状态信号，通过与采集模块220电连接触发采集模块220对电池状态信号进行实时采集，采集模块220通过与高速运算电路240电连接将采集的电池状态信号发送给高速运算电路240，高速运算电路240接收到电池状态信号后对电池状态信号进行处理。

当电动车整车休眠时，电动车向高速运算电路240发送整车休眠信号，高速运算电路240接收到整车休眠信号后，向低功耗运算电路250发送低功耗唤醒信号，低功耗运算电路250接收到低功耗唤醒信号后被唤醒并启动；低功耗运算电路250启动后向高运算电路240发送高速休眠信号，高速运算电路240接收到高速休眠信号后进入休眠状态；安全保护装置210监测电池的状态信号，通过与采集模块220电连接触发采集模块220对电池状态信号进行实时采集，采集模块220通过与低功耗运算电路250电连接将采集的电池状态信号发送给低功耗运算电路250，低功耗运算电路250接收到电池状态信号后对电池状态信号进行处理。

可选的，采集模块220与高速运算电路240和低功耗运算电路250通过串口通讯电连接。通过串口通讯实现采集模块与高速运算电路和低功耗运算电路之间的信号传输，传输过程中使用传输线路短，硬件实现简单，芯片与芯片之间的短距信号传输更易实现。

可选的，将高速运算电路240或低功耗运算电路250对电池状态信号的处理结果通过与存储模块230电连接存储到存储模块中。

可选的，将高速运算电路240或低功耗运算电路250对电池状态信号的处理结果通过与显示模块260电连接显示在显示模块上，将存储在存储模块230中的电池状态信号处理结果通过与显示模块电连接显示在显示模块上。

可选的，将通讯模块270与高速运算电路240或低功耗运算电路250相连，实现将电池状态信号和/或处理结果进行通信交互。

可选的，通讯模块为无线通信模块，无线通信模块用于将电池状态信号或处理结果发送到电子设备终端，无线通讯模块如GPRS、遥控装置等。

可选的，电池状态信号包括第一电池状态信号和第二电池状态信号，第一电池状态信号是由安全保护装置210在实时监控状态下监测所得，安全保护装置监测到第一电池状态信号后触发采集模块采集第一电池状态信号，采集模块将采集到的第一电池状态信号发送给高速运算电路，由高速运算电路对该第一电池状态信号进行处理；第二电池状态信号是由安全保护装置210在定时监控状态下监测所得，安全保护装置监测到第二电池状态信号后触发采集模块采集第二电池状态信号，采集模块将采集到的第二电池状态信号发送给低功耗运算电路，由低功耗运算电路对该第二电池状态信号进行处理。

可选的，高速运算电路为第一MCU，第一MCU可为具有高处理性能的MCU，如STM32控制板、MicroAutoBox控制板等控制芯片，可在整车正常工作时为整车供电以及为锂电池进行实时的监控及保护；低功耗运算电路为第二MCU，第二MCU可为低功耗的MCU，如ARM单片机等控制芯片，可在整车休眠后为部分电气如GPRS、整车控制器、遥控装置等供电，以及为锂电池提供监控及保护。

本发明实施例的技术方案，采用了双运算电路的控制架构，通过在整车启动时，将高速运算电路唤醒启动而低功耗运算电路关闭并进入休眠，并由高速运算电路对电池状态信号进行处理，而在整车休眠时，将低功耗运算电路唤醒启动而将高速运算电路关闭并进入休眠，并由低功耗运算电路对电池状态信号进行处理，解决电动车锂电池在整车休眠后锂电池对部分电气设备供电和锂电池的监控及保护产生的功耗大或为降低功耗对锂电池包减少待机及存储时间而导致锂电池板休眠不能对锂电池监控及保护的问题，实现电动车整车休眠后对锂电池保护板进行低功耗的监控及保护的效果。

实施例二

本发明实施例所提供的电动车可包括本发明实施例一所提供的基于锂电池供电的控制系统，具备控制系统相应的功能模块和有益效果。

电动车，包括锂电池，和本发明任意实施例所提供的基于锂电池供电的控制系统。

其中，电动车可以包括两轮电动车、三轮电动车、四轮电动车等；锂电池可为可充电蓄电池，用于为电动车供电。

实施例三

图3为本发明实施例三提供的基于锂电池供电的控制方法的流程图，本实施例可适用于电动车基于锂电池供电的控制系统的实现过程，该方法可以由任意实施例所述的基于锂电池供电的控制系统来执行，具体包括如下步骤：

步骤310、当低功耗运算电路接收到整车启动信号时，向高速运算电路发送高速唤醒信号，使高速运算电路唤醒启动；

其中，整车启动信号可选为车锁开关打开信号或整车控制器通过CAN、RS485等通信方式发出的电信号，用于将整车从休眠状态唤醒并进入到正常工作状态；高速唤醒信号可选为用于将高速运算电路从休眠状态唤醒并进入到工作状态的电平信号。

步骤320、高速运算电路在启动后向低功耗运算电路发送低功耗休眠信号，以使低功耗运算电路进入休眠状态；且所述高速运算电路在启动后，获取所述电池状态信号，并进行处理；

其中，低功耗休眠信号可选为用于将低功耗运算电路关闭的电平信号。

步骤330、高速运算电路在接收到整车休眠信号时，向低功耗运算电路发送低功耗唤醒信号，以使低功耗运算电路唤醒启动；

其中，整车休眠信号可选为车锁开关关闭信号或整车控制器通过CAN、RS485等通信方式发出的电信号，用于将整车从正常工作状态关闭并进入到休眠状态；低功耗唤醒信号可选为用于将低功耗运算电路从休眠状态唤醒并进入到工作状态的电平信号。

步骤340、低功耗运算电路在启动后向高速运算电路发送高速休眠信号，以使高速运算电路进入休眠状态，且低功耗运算电路在启动后，获取电池状态信号，并进行处理。

其中，高速休眠信号可选为用于将高速运算电路关闭的电平信号。

该基于锂电池供电的控制方法的工作原理：

当低功耗运算电路接收到整车启动信号时，向高速运算电路发送高速唤醒信号，使高速运算电路唤醒启动，高速运算电路在启动后向低功耗运算电路发送低功耗休眠信号，以使低功耗运算电路进入休眠状态，且所述高速运算电路在启动后，获取所述电池状态信号，并进行处理；当高速运算电路在接收到整车休眠信号时，向低功耗运算电路发送低功耗唤醒信号，以使低功耗运算电路唤醒启动；低功耗运算电路在启动后向高速运算电路发送高速休眠信号，以使高速运算电路进入休眠状态，且低功耗运算电路在启动后，获取所述电池状态信号，并进行处理。

本实施例的技术方案，通过在整车启动时将高速运算电路唤醒启动将低功耗运算电路关闭并进入休眠而在整车休眠时将低功耗运算电路唤醒启动将高速运算电路关闭并进入休眠的技术方案，解决了电动车整车在休眠后锂电池的监控及保护功耗大的问题，达到了整车休眠后对锂电池进行低功耗的监控及保护的效果。

在上述技术方案的基础上，高速运算电路和/或低功耗运算电路将电池状态信号的处理结果优选为存储在处理模块中。这样设置的好处在于将电池状态信号存储在存储模块中，方便为用户在电池发生故障后进行故障诊断提供有力的数据信息，方便用户为了解整车在动态行驶过程中和整车休眠后的电池状态信息的变化情况提供数据信息，如电池耗电量的对比，电池充放电的状况对比等。

高速运算电路和/或低功耗运算电路将电池状态信号的处理结果优选为通过显示模块显示。这样设置的好处在于将电池的状态信号显示在显示模块便于与用户共享，让用户具有更加直观、快速的了解整车供电状况、电池状态信号等方便用户在电池发生故障时采取相应的措施。

高速运算电路和/或低功耗运算电路将电池状态信号的处理结果优选为通过通信模块进行通信交互。这样设置的好处在于便于将电池状况信息、整车供电信息等实现快速的传输。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种基于锂电池供电的控制系统，其特征在于，包括：

采集模块，用于采集所述锂电池的电池状态信号；

安全保护装置，与所述采集模块电连接，用于触发所述采集模块采集所述锂电池的电池状态信号；

高速运算电路，与所述采集模块相连，用于获取所述电池状态信号，并进行处理；

低功耗运算电路，与所述采集模块相连，用于获取所述电池状态信号，并进行处理；

其中，所述低功耗运算电路还用于在接收到整车启动信号时，向所述高速运算电路发送高速唤醒信号，以使所述高速运算电路唤醒启动；所述高速运算电路在启动后向所述低功耗运算电路发送低功耗休眠信号，以使所述低功耗运算电路进入休眠状态；

所述高速运算电路还用于在接收到整车休眠信号时，向所述低功耗运算电路发送低功耗唤醒信号，以使所述低功耗运算电路唤醒启动；所述低功耗运算电路在启动后向所述高速运算电路发送高速休眠信号，以使所述高速运算电路进入休眠状态。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述采集模块与所述高速运算电路和所述低功耗运算电路通过串口通讯电连接。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括下述至少一项：

存储模块，与所述高速运算电路和/或所述低功耗运算电路相连，用于存储电池状态信号的处理结果；

显示模块，与所述存储模块、所述高速运算电路和/或所述低功耗运算电路相连，用于显示所述处理结果；

通讯模块，与所述高速运算电路和/或所述低功耗运算电路相连，用于将电池状态信号和/或处理结果进行通信交互。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述通讯模块包括无线通信模块。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电池状态信号包括第一电池状态信号和第二电池状态信号，所述第一电池状态信号为所述安全保护装置在实时监控状态下触发采集，用于传输给所述高速运算电路，所述第二电池状态信号为所述安全保护装置在定时监控状态下触发采集，用于传输给所述低功耗运算电路。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述高速运算电路包括第一MCU，所述低功耗运算电路包括第二MCU。

7.一种电动车，其特征在于，包括锂电池，和权利要求1-6任一所述的基于锂电池供电的控制系统。

8.一种基于锂电池供电的控制方法，由权利要求1-6任一所述的基于锂电池供电的控制系统来执行，其特征在于，所述方法包括：

所述低功耗运算电路在接收到整车启动信号时，向所述高速运算电路发送高速唤醒信号，以使所述高速运算电路唤醒启动；

所述高速运算电路在启动后向所述低功耗运算电路发送低功耗休眠信号，以使所述低功耗运算电路进入休眠状态；且所述高速运算电路在启动后，获取所述电池状态信号，并进行处理；

所述高速运算电路在接收到整车休眠信号时，向所述低功耗运算电路发送低功耗唤醒信号，以使所述低功耗运算电路唤醒启动；

所述低功耗运算电路在启动后向所述高速运算电路发送高速休眠信号，以使所述高速运算电路进入休眠状态，且所述低功耗运算电路在启动后，获取所述电池状态信号，并进行处理。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述低功耗运算电路接收整车启动信号包括：

所述低功耗运算电路通过车锁开关或整车控制器接收整车启动信号。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括下述至少一项：

所述高速运算电路和/或所述低功耗运算电路将电池状态信号的处理结果存储在处理模块中；

所述高速运算电路和/或所述低功耗运算电路将电池状态信号的处理结果通过显示模块显示；

所述高速运算电路和/或所述低功耗运算电路将电池状态信号的处理结果通过通信模块进行通信交互。

Images