CN111806297A - 一种车载电池管理系统的休眠和唤醒系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了一种车载电池管理系统的休眠和唤醒系统，包括车载电池管理系统、与车载电池管理系统连接的外部设备，还包括与车载电池管理系统连接的传感器检测电路，其中，传感器检测电路用于检测车辆的状态并输出对应的状态信号；传感器检测电路检测到车辆静置时输出静置状态信号，传感器检测电路检测到车辆使用时输出运行状态信号；车载电池管理系统用于检测电池包的放电电流和根据传感器检测电路输出的状态信号切换不同的工作模式，工作模式包括休眠模式和唤醒模式。本发明不依赖整车控制器输出的唤醒信号即可唤醒车载电池管理系统，降低了整车控制器的运行功耗，提高了电池利用效率，增加了车辆行驶里程。

Description

一种车载电池管理系统的休眠和唤醒系统及方法

技术领域

本发明涉及电池管理的技术领域，尤其涉及一种车载电池管理系统的休眠和唤醒系统及方法。

背景技术

电池管理系统(BatteryManagement System，BMS)是电动车辆电池管理中的一项关键技术。BMS的传统唤醒方法是通过外部信号使整车控制器输出唤醒信号进行唤醒，比如遥控器，但这种唤醒方法需要BMS长期处于待机状态。BMS为整车控制器供电，如果要提高电池的利用效率，就需要在车辆静置时让整车控制器进行低功耗运行，而此时整车控制器处于下电状态，无法输出唤醒信号。因此车载BMS需要一种不依赖整车控制器输出的唤醒信号进行唤醒的方法，以降低整车控制器的运行功耗，提高车辆行驶里程。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种车载电池管理系统的休眠和唤醒系统及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种车载电池管理系统的休眠和唤醒系统，包括：车载电池管理系统、与所述车载电池管理系统连接的外部设备，还包括与所述车载电池管理系统连接的传感器检测电路，其中，

所述传感器检测电路用于检测车辆的状态并输出对应的状态信号；所述传感器检测电路检测到车辆静置时输出静置状态信号，所述传感器检测电路检测到车辆使用时输出运行状态信号；

所述车载电池管理系统用于检测电池包的放电电流和根据所述传感器检测电路输出的状态信号切换不同的工作模式，所述工作模式包括休眠模式和唤醒模式。

优选地，所述车载电池管理系统根据所述传感器检测电路输出的状态信号切换不同的工作模式具体为：

所述车载电池管理系统处于唤醒模式时，若所述电池包的放电电流小于预设阈值，同时所述传感器检测电路输出的状态信号为静止状态信号且持续一段预设时间均为静置状态信号，则车载电池管理系统切换到休眠模式；

所述车载电池管理系统处于休眠模式时，若所述传感器检测电路输出的状态信号为运行状态信号，则切换到唤醒模式。

优选地，所述传感器检测电路包括用于调整设置传感器灵敏度的灵敏度调节电路。

优选地，所述传感器检测电路中采用加速度传感器检测电路或振动传感器检测电路来检测车辆状态。

优选地，所述加速度传感器检测电路包括三轴加速度传感器U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2，其中：

所述三轴加速度传感器U1第二引脚SDI/SDA和第十二引脚SCK分别经所述第一电阻R1和所述第二电阻R2与供电VCC连接，所述三轴加速度传感器U1第三引脚VDDIO一路与供电VCC连接一路经所述第一电容C1接地，所述三轴加速度传感器U1第七引脚VDD一路与供电VCC连接一路经所述第二电容C2接地，所述三轴加速度传感器U1第八引脚GNDIO和第九引脚GND均接地。

优选地，所述振动传感器检测电路包括振动传感器、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、电位器RP、第三电容C3、MOS管Q1、比较器U2，其中：

所述MOS管Q1源极与供电VCC连接，所述MOS管Q1栅极连接第四电阻R4，所述MOS管Q1漏极经所述第五电阻R5一路与所述比较器U2正输入端，所述MOS管Q1漏极经所述第五电阻R5一路经所述振动传感器接地；第六电阻R6连接在所述MOS管Q1漏极与所述比较器U2输出端之间；所述电位器RP第一引脚接所述MOS管Q1漏极，所述电位器RP第二引脚接地，所述电位器RP第三引脚接所述比较器U2负输入端；所述第一电容C1并联连接在所述振动传感器两端。

本发明还提供一种车载电池管理系统的休眠和唤醒方法，包括如下步骤：

S1：判断车载电池管理系统是否处于唤醒模式，若是则进入步骤S2；

S2：获取电池包的放电电流；

S3：判断所述电池包的放电电流是否小于预设阈值，若是则进入步骤S4，若否则返回步骤S2；

S4：打开对传感器检测电路的供电并获取所述传感器检测电路输出的状态信号，所述传感器检测电路输出的状态信号包括静置状态信号和运行状态信号；

S5：判断预设时间段内所述传感器检测电路输出的状态信号是否均为静置状态信号，若是则进入步骤S6，若否则返回步骤S2；

S6：车载电池管理系统进入休眠模式。

优选地，所述步骤S1判断结果为否则执行以下步骤：

S7：实时获取所述传感器检测电路输出的状态信号；

S8：判断所述传感器检测电路输出的状态信号是否为运行状态信号，若是则进入步骤S9，若否则返回步骤S7；

S9：车载电池管理系统进入唤醒模式。

优选地，所述步骤S6包括：

断开对外部设备的供电，打开对所述传感器检测电路的供电使其进入正常工作模式。

优选地，所述步骤S9包括：

打开对外部设备的供电，断开对所述传感器检测电路的供电使其进入低功耗模式。

实施本发明的技术方案，具有以下有益效果：使车载BMS不依赖整车控制器输出的唤醒信号进行唤醒，而是通过检测用户使用车辆时产生地微小振动或加速度进行自主唤醒，避免车载BMS需要长期处于待机状态，从而降低整车控制器的运行功耗，提高电池的利用效率，增加车辆行驶里程。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明车载电池管理系统的休眠和唤醒系统的结构示意图；

图2是本发明加速度传感器检测电路的电路原理图；

图3是本发明振动传感器检测电路的电路原理图；

图4是本发明车载电池管理系统的休眠和唤醒方法一实施例的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参考图1，为本发明车载电池管理系统的休眠和唤醒系统的结构示意图。

如图1所示，车载电池管理系统的休眠和唤醒系统，包括车载电池管理系统20、与车载电池管理系统连接的外部设备30，还包括与车载电池管理系统连接的传感器检测电路10，其中，

传感器检测电路10用于检测车辆的状态并输出对应的状态信号；传感器检测电路10检测到车辆静置时输出静置状态信号，传感器检测电路10检测到车辆使用时输出运行状态信号；

车载电池管理系统20用于检测电池包的放电电流和根据传感器检测电路10输出的状态信号切换不同的工作模式，这里的工作模式包括休眠模式和唤醒模式。

可以理解，不同的外部设备30工作电压不同，因此电池通过车载电池管理系统20为外部设备30供电，外部设备30包括所有与车载电池管理系统20直接连接的设备或负载，其中当然也包括整车控制器。

进一步地，车载电池管理系统20根据所述传感器检测电路10输出的状态信号切换不同的工作模式具体为：

车载电池管理系统20处于唤醒模式时，若电池包的放电电流小于预设阈值，同时传感器检测电路10输出的状态信号为静止状态信号且持续一段预设时间均为静置状态信号，则车载电池管理系统20切换到休眠模式；

车载电池管理系统20处于休眠模式时，若传感器检测电路10输出的状态信号为运行状态信号，则切换到唤醒模式。

在一些实施例中，传感器检测电路10包括用于调整设置传感器灵敏度的灵敏度调节电路。即，传感器检测电路10包括用于调整设置传感器灵敏度的电路结构。

本发明车载电池管理系统的休眠和唤醒系统，通过传感器检测电路10检测车辆的状态是静置状态还是运行状态，然后根据车辆的状态输出相应的信号给车载电池管理系统20，车载电池管理系统30根据电池包的放电电流信息和传感器检测电路10输出的信号切换不同的工作模式，若车载电池管理系统20处于休眠模式，那么车载电池管理系统20停止对外部设备的供电，因此外部设备30(例如整车控制器)处于低功耗运行状态，若车载电池管理系统20从休眠模式被唤醒，那么车载电池管理系统20打开对外部设备30的供电，因此外部设备30(例如整车控制器)处于正常运行状态，本发明的车载电池管理系统20不需要依赖整车控制器输出唤醒信号来唤醒，提高电池的利用效率，增加车辆行驶里程。

进一步地，本发明车载电池管理系统的休眠和唤醒系统中的传感器检测电路20采用加速度传感器检测电路或振动传感器检测电路来检测车辆状态。

参考图2，为本发明提供的一种加速度传感器检测电路的电路原理图。

如图2所示，加速度传感器检测电路包括三轴加速度传感器U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2，其中：

三轴加速度传感器U1第二引脚SDI/SDA和第十二引脚SCK分别经第一电阻R1和第二电阻R2与供电VCC连接，三轴加速度传感器U1第三引脚VDDIO一路与供电VCC连接一路经第一电容C1接地，三轴加速度传感器U1第七引脚VDD一路与供电VCC连接一路经第二电容C2接地，三轴加速度传感器U1第八引脚GNDIO和第九引脚GND均接地。

具体的，三轴加速度传感器型号为DA260B，系统的MCU与加速度传感器的第二引脚SDI/SDA连接，通过I2C通信可以设置加速度传感器的测量范围：±2g/±4g/±8g/±16g，来实现灵敏度选择，进而调节加速度传感器的灵敏度。根据实际需求设置中断电平(INT1)输出速率，范围在1Hz至1kHz之间。当BMS工作在唤醒模式时，加速度传感器工作在低功耗模式，电流消耗<1uA；当BMS工作在休眠模式时，加速度传感器工作在正常模式，电流消耗<100uA。可以理解，当加速度传感器的灵敏度不适应系统的工作时，维修人员可以通过该加速度传感器检测电路中的灵敏度调节电路来调节灵敏度。

参考图3，为本发明提供的一种振动传感器检测电路的电路原理图。

如图3所示，振动传感器检测电路包括振动传感器、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、电位器RP、第三电容C3、MOS管Q1、比较器U2，其中：

MOS管Q1源极与供电VCC连接，MOS管Q1栅极连接第四电阻R4，MOS管Q1漏极经第五电阻R5一路与比较器U2正输入端，MOS管Q1漏极经第五电阻R5一路经振动传感器接地；第六电阻R6连接在MOS管Q1漏极与比较器U2输出端之间；电位器RP第一引脚接MOS管Q1漏极，电位器RP第二引脚接地，电位器RP第三引脚接比较器U2负输入端；第一电容C1并联连接在振动传感器两端。

若需要调节振动传感器的灵敏度，则将含有振动传感器检测电路的控制板轻放，使其处于静置状态，调节板上电位器RP，直到比较器U2输出低电平，然后稍微回调电位器RP，让比较器U2输出高电平，再震动振动传感器，此时，比较器U2会再次输出低电平。震动停止，比较器U2会输出高电平。可以通过调节电位器RP的阻值，来改变震动触发的灵敏度。振动传感器震动时为开关量信号输出，对0.1uf电容C3进行充电或放电，导致比较器U2正端输入幅度变化的电压信号，通过电位器RP调节比较器U2负端电压信号大小，来调节比较幅值，从而实现震动灵敏度调节。

当BMS进入唤醒模式后，MCU通过POW-EN控制MOS管Q1断开，使振动传感器检测电路失能，振动传感器检测电路工作在关闭模式(低功耗模式)，功耗极低；当BMS进入休眠模式前，MCU通过POW-EN控制MOS管Q1导通，振动传感器检测电路正常工作。可以理解，当振动传感器的灵敏度不适应系统的工作时，维修人员可以通过该振动传感器检测电路中的灵敏度调节电路来调节灵敏度。

参考图4，为本发明车载电池管理系统的休眠和唤醒方法一实施例的流程示意图。

如图4所示，在本实施例中，车载电池管理系统的休眠和唤醒方法包括以下步骤：

S1：判断车载电池管理系统是否处于唤醒模式，若是则进入步骤S2；

S2：获取电池包的放电电流；

S3：判断电池包的放电电流是否小于预设阈值，若是则进入步骤S4，若否则返回步骤S2；

S4：打开对传感器检测电路的供电并获取传感器检测电路输出的状态信号，传感器检测电路输出的状态信号包括静置状态信号和运行状态信号；

S5：判断预设时间段内传感器检测电路输出的状态信号是否均为静置状态信号，若是则进入步骤S6，若否则返回步骤S2；

S6：车载电池管理系统进入休眠模式。

进一步地，步骤S6包括：断开对外部设备的供电，打开对传感器检测电路的供电使其进入正常工作模式。

可以理解，若车载电池管理系统检测到电池包的放电电流小于预设阈值，那么说明车辆即将停止使用，即静置状态，因此此时打开对传感器检测电路的供电，通过传感器检测电路准确获取车辆的状态，若持续预设时间段内传感器检测电路输出的状态信号均为静置状态信号，则说明车辆处于静置状态，因此车载电池管理系统可以由唤醒模式切换至休眠模式，断开对外部设备的供电，以提高电池的利用效率。

进一步地，若步骤S1判断结果为否则执行以下步骤：

S7：实时获取传感器检测电路输出的状态信号；可以理解，步骤S1判断结果为否，则说明车载电池管理系统处于休眠模式。

S8：判断传感器检测电路输出的状态信号是否为运行状态信号，若是则进入步骤S9，若否则返回步骤S7；

S9：车载电池管理系统进入唤醒模式。

进一步地，步骤S9包括：打开对外部设备的供电，断开对传感器检测电路的供电使其进入低功耗模式。

可以理解，车载电池管理系统处于休眠模式时，车辆只有传感器检测电路处于工作状态，当传感器检测电路检测到有人使用车辆时，例如检测到打开车门产生的震动，传感器检测电路便输出运行状态信号，那么车载电池管理系统由休眠模式切换至唤醒模式。与通过整车控制器根据外部信号(例如遥控器信号)进而输出唤醒信号以唤醒车载电池管理系统的传统方法相比，本发明的技术方案不需要车载电池管理系统长期处于待机状态持续为整车控制器供电。因此，可以提高电池的利用效率，进一步增加车辆的行驶里程。

本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换和等同替代。另外，针对特定情形或具体情况，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。

Claims (10)

1.一种车载电池管理系统的休眠和唤醒系统，包括车载电池管理系统、与所述车载电池管理系统连接的外部设备，其特征在于，还包括与所述车载电池管理系统连接的传感器检测电路，其中，

所述传感器检测电路用于检测车辆的状态并输出对应的状态信号；所述传感器检测电路检测到车辆静置时输出静置状态信号，所述传感器检测电路检测到车辆使用时输出运行状态信号；

所述车载电池管理系统用于检测电池包的放电电流和根据所述传感器检测电路输出的状态信号切换不同的工作模式，所述工作模式包括休眠模式和唤醒模式。

2.根据权利要求1所述的车载电池管理系统的休眠和唤醒系统，其特征在于，所述车载电池管理系统根据所述传感器检测电路输出的状态信号切换不同的工作模式具体为：

所述车载电池管理系统处于唤醒模式时，若所述电池包的放电电流小于预设阈值，同时所述传感器检测电路输出的状态信号为静止状态信号且持续一段预设时间均为静置状态信号，则车载电池管理系统切换到休眠模式；

所述车载电池管理系统处于休眠模式时，若所述传感器检测电路输出的状态信号为运行状态信号，则切换到唤醒模式。

3.根据权利要求1所述的车载电池管理系统的休眠和唤醒系统，其特征在于，所述传感器检测电路包括用于调整设置传感器灵敏度的灵敏度调节电路。

4.根据权利要求3所述的车载电池管理系统的休眠和唤醒系统，其特征在于，所述传感器检测电路中采用加速度传感器检测电路或振动传感器检测电路来检测车辆状态。

5.根据权利要求4所述的车载电池管理系统的休眠和唤醒系统，其特征在于，所述加速度传感器检测电路包括三轴加速度传感器U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2，其中：

所述三轴加速度传感器U1第二引脚SDI/SDA和第十二引脚SCK分别经所述第一电阻R1和所述第二电阻R2与供电VCC连接，所述三轴加速度传感器U1第三引脚VDDIO一路与供电VCC连接一路经所述第一电容C1接地，所述三轴加速度传感器U1第七引脚VDD一路与供电VCC连接一路经所述第二电容C2接地，所述三轴加速度传感器U1第八引脚GNDIO和第九引脚GND均接地。

6.根据权利要求4所述的车载电池管理系统的休眠和唤醒系统，其特征在于，所述振动传感器检测电路包括振动传感器、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、电位器RP、第三电容C3、MOS管Q1、比较器U2，其中：

所述MOS管Q1源极与供电VCC连接，所述MOS管Q1栅极连接第四电阻R4，所述MOS管Q1漏极经所述第五电阻R5一路与所述比较器U2正输入端，所述MOS管Q1漏极经所述第五电阻R5一路经所述振动传感器接地；第六电阻R6连接在所述MOS管Q1漏极与所述比较器U2输出端之间；所述电位器RP第一引脚接所述MOS管Q1漏极，所述电位器RP第二引脚接地，所述电位器RP第三引脚接所述比较器U2负输入端；所述第一电容C1并联连接在所述振动传感器两端。

7.一种车载电池管理系统的休眠和唤醒方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：判断车载电池管理系统是否处于唤醒模式，若是则进入步骤S2；

S2：获取电池包的放电电流；

S3：判断所述电池包的放电电流是否小于预设阈值，若是则进入步骤S4，若否则返回步骤S2；

S4：打开对传感器检测电路的供电并获取所述传感器检测电路输出的状态信号，所述传感器检测电路输出的状态信号包括静置状态信号和运行状态信号；

S5：判断预设时间段内所述传感器检测电路输出的状态信号是否均为静置状态信号，若是则进入步骤S6，若否则返回步骤S2；

S6：车载电池管理系统进入休眠模式。

8.根据权利要求7所述的车载电池管理系统的休眠和唤醒方法，其特征在于，所述步骤S1判断结果为否则执行以下步骤：

S7：实时获取所述传感器检测电路输出的状态信号；

S8：判断所述传感器检测电路输出的状态信号是否为运行状态信号，若是则进入步骤S9，若否则返回步骤S7；

S9：车载电池管理系统进入唤醒模式。

9.根据权利要求7所述的车载电池管理系统的休眠和唤醒方法，其特征在于，所述步骤S6包括：

断开对外部设备的供电，打开对所述传感器检测电路的供电使其进入正常工作模式。

10.根据权利要求8所述的车载电池管理系统的休眠和唤醒方法，其特征在于，所述步骤S9包括：

打开对外部设备的供电，断开对所述传感器检测电路的供电使其进入低功耗模式。

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