CN114228564B - 电池包接入检测装置、方法及电动车 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池包接入检测装置及电动车。电池包接入检测装置包括电池管理系统和切换模块；电池管理系统包括通信端口；第一电源信号用于维持通信端口的电平状态为第一状态；切换模块用于在待供电设备接入电池包时，与通信端口连接，以及用于将通信端口的电平状态由第一状态切换为第二状态；电池管理系统用于在通信端口的电平状态由第一状态转化为第二状态时，确定电池包接入待供电设备，并控制电池包向待供电设备的控制器供电，以使待供电设备的控制器输出电信号；切换模块用于在接收到电信号时，断开与通信端口之间的连接，以使电池管理系统通过通信端口与待供电设备的控制器进行通信。本申请达到了降低电池包供电的安全隐患的效果。

Description

电池包接入检测装置、方法及电动车

技术领域

本申请实施例涉及检测技术领域，尤其涉及一种电池包接入检测装置、方法及电动车。

背景技术

随着电气化的应用越来越广泛，使用大功率电池供电的应用场景越来越多，例如两轮电动车、电动摩托车和三轮电动车等，这也使得电池包供电安全也越来越受重视。

现有的电池管理系统只与待供电设备进行通信，并不检测电池包插入状态，无法判断电池包是否接入待供电设备，只是利用外部设置控制开关来控制电池供电的通断，而电池包一直处于放电状态，增大了电池包供电的安全隐患。

发明内容

本申请提供一种电池包接入检测装置、方法及电动车，以实现降低电池包供电的安全隐患。

第一方面，本申请实施例提供了一种电池包接入检测装置，电池包接入检测装置包括：电池管理系统和切换模块；所述电池管理系统包括通信端口；

所述通信端口的第一极分别与所述电池管理系统和第一电源信号连接，所述第一电源信号用于维持所述通信端口的电平状态为第一状态；

所述切换模块用于在待供电设备接入所述电池包时，与所述通信端口连接，以及用于将所述通信端口的电平状态由第一状态切换为第二状态；

所述电池管理系统用于在所述通信端口的电平状态由所述第一状态转化为所述第二状态时，确定所述电池包接入所述待供电设备，并控制所述电池包向所述待供电设备的控制器供电，以使所述待供电设备的控制器输出电信号；

所述切换模块与所述待供电设备的控制器连接，所述切换模块还用于在接收到所述电信号时，断开与所述通信端口之间的连接，以使所述电池管理系统通过所述通信端口与所述待供电设备的控制器进行通信。

可选地，所述切换模块包括：第二电阻、第三电阻和晶体管；

所述晶体管的第一端与所述待供电设备的控制器的电源模块电连接，所述晶体管的第二端用于在所述电池包接入所述待供电设备的控制器时，与所述通信端口的第二极电连接，所述晶体管的第三端通过所述第二电阻连接第二电源信号；

所述第三电阻的第一端与所述晶体管的第一端电连接，所述第三电阻的第二端连接所述第二电源信号。

可选地，所述切换模块包括：光耦单元和第四电阻；所述光耦单元包括常闭光耦器；

所述光耦单元的第一端用于在所述电池包接入所述待供电设备的控制器时，与所述通信端口的第二极电连接，所述光耦单元的第二端连接第二电源信号，所述光耦单元的第三端与所述第四电阻的第一端电连接，所述第四电阻的第二端与所述待供电设备的控制器连接，所述光耦单元的第四端连接所述第二电源信号。

可选地，所述晶体管包括P型晶体管。

可选地，电池包接入检测装置还包括第一电阻；

所述通信端口的第一极通过所述第一电阻连接所述第一电源信号。

可选地，所述第二电阻的阻值小于所述第一电阻的阻值。

可选地，所述通信端口包括异步收发传输器UART通信端口、集成电路总线IIC通信端口或串行外设接口SPI通信端口。

第二方面，本申请实施例还提供了一种电池包接入检测方法，所述电池包接入检测方法由第一方面任意所述的电池包接入检测装置实现；所述电池包接入检测方法包括：

当待供电设备接入电池包时，切换模块与电池管理系统的通信端口连接，以及将所述通信端口的电平状态由第一状态切换为第二状态；

在通信端口的电平状态由第一状态转化为第二状态时，所述电池管理系统确定所述电池包接入所述待供电设备，并向待供电设备的控制器供电，以使所述待供电设备的控制器向切换模块输出电信号；

所述切换模块在接收到所述电信号时，断开与所述通信端口之间的连接；

所述电池管理系统通过所述通信端口与所述待供电设备的控制器进行通信。

第三方面，本申请实施例还提供了一种电动车，该电动车包括第一方面任意所述的电池包接入检测装置。

本申请中，电池管理系统通过通信端口的电平状态变化来确定待供电设备是否接入电池包，在通信端口的电平发生变化时，才向待供电设备放电，实现了避免电池包一直处于放电状态，降低了电池包的安全隐患，达到了安全供电的效果。而且，本申请在确定电池包接入待供电设备后断开切换模块与通信端口的连接，使得电池管理系统可以通过通信端口与待供电设备通信，实现了将电池插入检测逻辑集成到通信线束上，不需要额外增添端口和MCU IO资源来检测电池包是否接入待供电设备，能在最少1个端口(电源、地除外)下实现电池插入检测功能。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种电池包接入检测装置的电路结构示意图；

图2是本申请实施例提供的又一种电池包接入检测装置的电路结构示意图；

图3是本申请实施例提供的又一种电池包接入检测装置的电路结构示意图；

图4是本申请实施例提供的一种电池包接入检测方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请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申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。

图1是本申请实施例提供的一种电池包接入检测装置的电路结构示意图，参见图1，电池包接入检测装置包括：电池管理系统101和切换模块102；电池管理系统101包括通信端口1011；通信端口1011的第一极分别与电池管理系统101和第一电源信号V1连接，第一电源信号V1用于维持通信端口1011的电平状态为第一状态；切换模块102用于在待供电设备2接入电池包1时，与通信端口1011连接，以及用于将通信端口1011的电平状态由第一状态切换为第二状态；电池管理系统101用于在通信端口1011的电平状态由第一状态转化为第二状态时，确定电池包1接入待供电设备2，并控制电池包1向待供电设备的控制器20供电，以使待供电设备的控制器20输出电信号；切换模块102与待供电设备的控制器20连接，切换模块102还用于在接收到电信号时，断开与通信端口1011之间的连接，以使电池管理系统101通过通信端口1011与待供电设备的控制器20进行通信。

具体地，第一电源信号V1可以维持通信端口1011的电平状态为第一状态，第一电源信号V1例如为正电压信号，则第一状态为高电平状态；当电池包1接入待供电设备2时，通信端口1011的第二极通过切换模块102与第二电源信号V2电连接，切换模块102将通信端口1011的电平状态由第一状态切换为第二状态，第二电源信号V2例如为接地，第二电源信号V2拉低通信端口1011的电压，则第二状态为低电平状态；电池管理系统101检测到通信端口1011的电平状态由高电平状态转换为低电平状态时，确认电池包1接入待供电设备2，就会控制电池包1向待供电设备的控制器20供电，待供电设备的控制器20向切换模块102输出电信号，切换模块102就会得电，切换模块102得电后断开与通信端口1011之间的连接，即通信端口1011与第二电源信号V2之间的连接断开，电池管理系统101就可以通过通信端口1011与待供电设备的控制器20进行通信。

本申请中，电池管理系统通过通信端口的电平状态变化来确定待供电设备是否接入电池包，在通信端口的电平发生变化时，才向待供电设备放电，实现了避免电池包一直处于放电状态，降低了电池包的安全隐患，达到了安全供电的效果。而且，本申请在确定电池包接入待供电设备后断开切换模块与通信端口的连接，使得电池管理系统可以通过通信端口与待供电设备通信，实现了将电池插入检测逻辑集成到通信线束上，不需要额外增添端口和MCU IO资源来检测电池包是否接入待供电设备，能在最少1个端口(电源、地除外)下实现电池插入检测功能。

需要说明的是，参见图1，电池管理系统101和通信端口1011均位于电池包1中，切换模块102和待供电设备的控制器20均位于待供电设备2中。

此外，当电池包1接入待供电设备2后，切换模块102控制通信端口1011的第二极与第二电源信号V2之间的连接断开，通信端口1011的第二极通过切换模块102与待供电设备的控制器20的通信端之间的连接导通，待供电设备的控制器20的通信端可以拉升通信端口1011的电位，通信端口1011的电平状态从第二状态转换为第三状态，第三状态例如为高电平状态，当电池管理系统101检测到通信端口1011的电平状态从第二状态转换为第三状态时，电池管理系统101就会与待供电设备的控制器20进行通信。

需要说明的是，图1中只示出了电池包1接入待供电设备2后的电路连接情况。并且，通信端口1011可以连接多条通信线，不同类型的通信端口1011的通信线数量不同，图1只示出了电池管理系统101与待供电设备的控制器20通过一条通信线连接的情况，但并不进行限定。

可选地，通信端口1011包括异步收发传输器UART通信端口、集成电路总线IIC通信端口或串行外设接口SPI通信端口。

具体地，通信端口1011例如可以包括异步收发传输器UART通信端口，可以是UART通信端口中的接收端，可以是UART通信端口中的发送端；通信端口1011也可以是集成电路总线IIC通信端口，也可以是串行外设接口SPI通信端口，还可以是其他通信端口，此处并不进行限定。

电池管理系统101可以对通信端口1011进行配置，当电池包1接入待供电设备2后，切换模块102控制通信端口1011的第二极与第二电源信号V2之间的连接断开，电池管理系统101就会将通信端口1011配置为通信状态，使得电池管理系统101可以通过通信端口1011与控制器进行通信，待供电设备的控制器20就可以控制电池包1是否对待供电设备2进行供电。

本实施例的技术方案，通过在通信端口的第一极连接第一电源信号，当电池包未接入待供电设备时，第一电源信号可以维持通信端口的电平状态为第一状态；当电池包接入待供电设备时，通信端口的第二端通过切换模块与第二电源信号电连接，切换模块将通信端口的电平状态由第一状态切换为第二状态，电池管理系统检测到通信端口的电平状态由第一状态转换为第二状态，电池管理系统就获知电池包接入待供电设备。当电池包接入待供电设备时，通信端口的第二极与待供电设备的控制器的通信端电连接，切换模块在电池包接入待供电设备后得电，断开与通信端口之间的连接，电池管理系统就可以通过通信端口与控制器进行通信，待供电设备的控制器就可以控制电池包是否对待供电设备进行供电，从而实现了控制电池包是否进行放电，避免电池包一直处于放电状态，降低了电池包的安全隐患，达到了安全供电的效果。本实施例的技术方案解决了只利用外部设置控制开关来控制电池供电的通断，使得电池包一直处于放电状态，增大了电池包供电的安全隐患的问题，达到了降低电池包供电的安全隐患的效果，实现了安全供电。

图2是本申请实施例提供的又一种电池包接入检测装置的电路结构示意图，可选地，参见图2，电池包接入检测装置还包括第一电阻R1；通信端口1011的第一极通过第一电阻R1连接第一电源信号V1。

具体地，当第一电源信号V1为正电压信号时，第一电阻R1为上拉电阻，使得电池包1未接入待供电设备2时，第一电源信号V1和第一电阻R1将通信端口1011上拉为高电平状态。

可选地，参见图2，切换模块102包括：第二电阻R2、第三电阻R3和晶体管Q1；晶体管Q1第一端与待供电设备的控制器20的电源模块的输出端A1电连接，晶体管Q1的第二端用于在电池包1接入待供电设备的控制器20时，与通信端口1011的第二极电连接，晶体管Q1的第三端通过第二电阻R2连接第二电源信号V2；第三电阻R3的第一端与晶体管Q1的第一端电连接，第三电阻R3的第二端连接第二电源信号V2。

具体地，当电池包1未接入待供电设备2时，待供电设备的控制器未得电，控制器电源模块的输出端A1没有输出电压，晶体管Q1的第一端的电压较低，晶体管Q1导通，通信端口1011的第二端通过第二电阻R2连接第二电源信号V2，第二电源信号V2拉低通信端口1011的电压，使得电池包1接入待供电设备2后，通信端口1011的电平状态由第一状态转换为第二状态；电池管理系统101检测到通信端口1011的电平状态由第一状态转换为第二状态，电池管理系统101就确定电池包1接入待供电设备2，就会控制电池包1向待供电设备的控制器20供电，待供电设备的控制器20的电源模块输出端A1就可以输出电信号，晶体管Q1的第一端的电压较大，晶体管Q1断开，断开通信端口1011与第二电源信号V2之间的连接，电池管理系统101就可以通过通信端口1011与待供电设备的控制器20进行通信，待供电设备的控制器20就可以控制电池包1是否对待供电设备2进行供电，从而实现了控制电池包1是否进行放电。

可选地，参见图2，晶体管Q1包括P型晶体管。

具体地，晶体管Q1例如包括P型晶体管，电池包1刚接入待供电设备2，电池包无输出电压时，待供电设备的控制器20的电源模块输出端A1无电压输出，晶体管Q1的第一端的电压较低，晶体管Q1可以导通，通信端口1011在电池包刚接入待供电设备时，可以连接第二电源信号V2，第二电源信号V2可以拉低通信端口1011的电压，通信端口1011的电平状态由第一状态转换为第二状态；当电池管理系统101获知电池包1接入待供电设备2后，就会控制电池包1向待供电设备的控制器20供电，待供电设备的控制器20就可以输出电信号，晶体管Q1的第一端的电压较大晶体管Q1可以断开，使得通信端口1011的第二极与第二电源信号V2的连接断开，电池管理系统101就可以通过通信端口1011与待供电设备的控制器20进行通信。

可选地，参见图2，第二电阻R2的阻值小于第一电阻R1的阻值。

具体地，第一电源信号V1例如为正电压信号，第二电源信号V2例如为接地，电池包1未接入待供电设备2时，通信端口1011的电平状态为高电平；当电池包1接入待供电设备2时，通过设置第二电阻R2的阻值小于第一电阻R1的阻值，使得第一电阻R1分压较小，通信端口1011的电位才能接近第二电源信号V2的电位，通信端口1011的电平状态为低电平状态，可以保证在电池包1接入待供电设备2后，通信端口1011的电平状态可以由第一状态转换为第二状态，从而保证了电池管理系统101准确获知通信端口1011的电平状态，可以准确判断电池包1是否接入待供电设备2。

图3是本申请实施例提供的又一种电池包接入检测装置的电路结构示意图，可选地，参见图3，切换模块102包括：光耦单元1021和第四电阻R4；光耦单元1021包括常闭光耦器；光耦单元1021的第一端用于在电池包1接入待供电设备的控制器20时，与通信端口1011的第二极电连接，光耦单元1021的第二端连接第二电源信号V2，光耦单元1021的第三端与第四电阻R4的第一端电连接，第四电阻R4的第二端与待供电设备的控制器连接，光耦单元1021的第四端连接第二电源信号V2。

具体地，当电池包1未接入待供电设备2时，第一电源信号V1维持通信端口1011的电平状态处于第一状态，第一状态例如为高电平状态，当电池包刚接入待供电设备，电池包1无输出电压，待供电设备的控制器20的电源模块输出端A1无电压输出，光耦单元1021的第三端的电压较低，光耦单元1021处于导通状态，即光耦单元1021的第一端与光耦单元1021的第二端之间导通，通信端口1011的第二极可以连接第二电源信号V2，第二电源信号V2例如为接地，可以拉低通信端口1011的电压，使得电池包接入待供电设备时，通信端口1011的电平状态转换为低电平状态，即通信端口1011的电平状态由第一状态转换为第二状态；当电池管理系统101获知电池包1接入待供电设备2后，就会控制电池包1向待供电设备的控制器供电，待供电设备的控制器就可以输出电信号，光耦单元1021的第三端的电压较大，光耦单元1021就会断开，即光耦单元1021的第一端与光耦单元1021的第二端之间断开，使得通信端口1011的第二极与第二电源信号V2之间的连接断开，电池管理系统101可以通过通信端口1011与待供电设备的控制器20进行通信，从而可以控制电池包是否进行放电，实现了电池包1的可控放电，避免电池包一直处于放电状态，降低了电池包供电的安全隐患。

图4是本申请实施例提供的一种电池包接入检测方法的流程图，电池包接入检测方法由上述任意实施方案所述的电池包接入检测装置实现，参见图4，电池包接入检测方法包括：

S410、当待供电设备接入电池包时，切换模块与电池管理系统的通信端口连接，以及将通信端口的电平状态由第一状态切换为第二状态。

具体地，当电池包1未接入待供电设备2时，第一电源信号V1维持通信端口1011的电平状态为第一状态，电池管理系统101就会检测到通信端口1011的电平状态为第一状态，第一状态例如为高电平状态；当电池包接入待供电设备时，通信端口1011的第二极通过切换模块102与第二电源信号V2电连接，第二电源信号V2例如为接地，就会拉低通信端口1011的电位，使得通信端口1011的电平状态为第二状态，第二状态例如为低电平状态，电池管理系统101就会检测到通信端口1011的电平状态由第一状态转换为第二状态，电池管理系统101就获知电池包1接入待供电设备2。

S420、在通信端口的电平状态由第一状态转化为第二状态时，电池管理系统确定电池包接入待供电设备，并向待供电设备的控制器供电，以使待供电设备的控制器向切换模块输出电信号。

具体地、电池管理系统101检测到通信端口1011的电平状态由第一状态转换为第二状态时，电池管理系统101确认电池包1接入待供电设备2，就会控制电池包1向待供电设备的控制器20供电，待供电设备的控制器20就可以输出电信号，切换模块102就会得电。

S430、切换模块在接收到电信号时，断开与通信端口之间的连接。

具体地、切换模块102得电后，断开与通信端口1011之间的连接，即通信端口1011与第二电源信号V2之间的连接断开。

S440、电池管理系统通过通信端口与待供电设备的控制器进行通信。

具体地，切换模块102得电后，断开与通信端口1011之间的连接，电池管理系统101就可以通过通信端口1011与待供电设备的控制器20进行通信，待供电设备的控制器20就可以控制电池包1是否对待供电设备2进行供电，从而实现了控制电池包1是否进行放电，避免电池包1一直处于放电状态，降低了电池包1的安全隐患，达到了安全供电的效果。

本实施例还提供了一种电动车，电动车包括上述任意实施方案所述的电池包接入检测装置。本实施例提供的电动车的实现原理和技术效果与上述实施例类似，此处不再赘述。

注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本申请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申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种电池包接入检测装置，其特征在于，包括：电池管理系统和切换模块；所述电池管理系统包括通信端口；

所述通信端口的第一极分别与所述电池管理系统和第一电源信号连接，所述第一电源信号用于维持所述通信端口的电平状态为第一状态；

所述切换模块用于在待供电设备接入所述电池包时，与所述通信端口连接，以及用于将所述通信端口的电平状态由第一状态切换为第二状态；

所述电池管理系统用于在所述通信端口的电平状态由所述第一状态转化为所述第二状态时，确定所述电池包接入所述待供电设备，并控制所述电池包向所述待供电设备的控制器供电，以使所述待供电设备的控制器输出电信号；

所述切换模块与所述待供电设备的控制器连接，所述切换模块还用于在接收到所述电信号时，断开与所述通信端口之间的连接，以使所述电池管理系统通过所述通信端口与所述待供电设备的控制器进行通信。

2.根据权利要求1所述的电池包接入检测装置，其特征在于，所述切换模块包括：第二电阻、第三电阻和晶体管；

所述晶体管的第一端与所述待供电设备的控制器的电源模块电连接，所述晶体管的第二端用于在所述电池包接入所述待供电设备的控制器时，与所述通信端口的第二极电连接，所述晶体管的第三端通过所述第二电阻连接第二电源信号；

所述第三电阻的第一端与所述晶体管的第一端电连接，所述第三电阻的第二端连接第二电源信号。

3.根据权利要求1或2所述的电池包接入检测装置，其特征在于，所述切换模块包括：光耦单元和第四电阻；所述光耦单元包括常闭光耦器；

所述光耦单元的第一端用于在所述电池包接入所述待供电设备的控制器时，与所述通信端口的第二极电连接，所述光耦单元的第二端连接第二电源信号，所述光耦单元的第三端与所述第四电阻的第一端电连接，所述第四电阻的第二端与所述待供电设备的控制器连接，所述光耦单元的第四端连接所述第二电源信号。

4.根据权利要求2所述的电池包接入检测装置，其特征在于，所述晶体管包括P型晶体管。

5.根据权利要求2任一项所述的电池包接入检测装置，其特征在于，所述电池包接入检测装置还包括第一电阻；

所述通信端口的第一极通过所述第一电阻连接所述第一电源信号。

6.根据权利要求5所述的电池包接入检测装置，其特征在于，所述第二电阻的阻值小于所述第一电阻的阻值。

7.根据权利要求1所述的电池包接入检测装置，其特征在于，所述通信端口包括异步收发传输器UART通信端口、集成电路总线IIC通信端口或串行外设接口SPI通信端口。

8.一种电池包接入检测方法，其特征在于，所述电池包接入检测方法由权利要求1-7任一项所述的电池包接入检测装置实现；

所述电池包接入检测方法包括：

当待供电设备接入电池包时，切换模块与电池管理系统的通信端口连接，以及将所述通信端口的电平状态由第一状态切换为第二状态；

在通信端口的电平状态由第一状态转化为第二状态时，所述电池管理系统确定所述电池包接入所述待供电设备，并向待供电设备的控制器供电，以使所述待供电设备的控制器向切换模块输出电信号；

所述切换模块在接收到所述电信号时，断开与所述通信端口之间的连接；

所述电池管理系统通过所述通信端口与所述待供电设备的控制器进行通信。

9.一种电动车，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的电池包接入检测装置。