CN116488307B - 储能系统低功耗开关电路及电池管理系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种储能系统低功耗开关电路及电池管理系统，电路包括：电源开关电路、开机电路、保持锁定电路；电源开关电路、开机电路和保持锁定电路两两相连；电源开关电路、开机电路分别与储能电池连接；电源开关电路、保持锁定电路还与电池管理系统中的MCU连接；开机电路控制电池管理系统上电，通过电源开关电路控制储能电池为MCU供电；保持锁定电路用于结合电源开关电路锁定对MCU的供电，还用于在储能电池的电量低于预设电量阈值时，基于MCU的控制关断电源开关电路，以使电池管理系统工作于低功耗模式。本申请通过电源开关电路、开机电路和保持锁定电路能够实现电池管理系统中的低功耗模式，以提高系统寿命。

Description

储能系统低功耗开关电路及电池管理系统

技术领域

本申请涉及储能技术领域，尤其是涉及一种储能系统低功耗开关电路及电池管理系统。

背景技术

随着用户储能的迅速发展，客户对BMS电池管理系统使用年限要求越来越高。为了保证电池系统使用安全，防止电池欠压过放鼓包，需要增加低功耗模式。相关技术中，并没有高效实现低功耗模式的控制电路。

发明内容

本申请的目的在于提供一种储能系统低功耗开关电路及电池管理系统，通过电源开关电路、开机电路和保持锁定电路能够实现电池管理系统中的低功耗模式，以提高系统寿命。

第一方面，本申请实施例提供一种储能系统低功耗开关电路，低功耗开关电路包括：电源开关电路、开机电路、保持锁定电路；其中，电源开关电路、开机电路和保持锁定电路两两相连；电源开关电路、开机电路分别与储能电池连接；电源开关电路、保持锁定电路还与电池管理系统中的MCU连接；开机电路用于控制电池管理系统上电，通过电源开关电路控制储能电池为MCU供电；保持锁定电路用于结合电源开关电路锁定对MCU的供电，还用于在储能电池的电量低于预设电量阈值时，基于MCU的控制关断电源开关电路，以使电池管理系统工作于低功耗模式，并控制储能电池停止向外放电。

在本申请较佳的实施方式中，上述电源开关电路包括：第一船型开关、第一二极管、第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻、第二电阻、第一开关器件；其中，第一船型开关的一端分别连接储能电池的电压输出端、第一电容的一端、第一二极管的阳极；第一二极管的阴极分别连接第一电阻的一端、第一开关器件的源极；第一开关器件的栅极与第一电阻的另一端均连接第二电阻的一端；第二电阻的另一端连接开机电路；第一开关器件的漏极分别连接第二电容的一端、第三电容的一端、MCU的供电端口；第一船型开关的另一端、第一电容的另一端、第二电容的另一端、第三电容的另一端均接地。

在本申请较佳的实施方式中，上述开机电路包括：第二船型开关、第五电阻、第九电阻、第十电阻、第四电容、第五电容、第六电容、第二开关器件；其中，第二船型开关的一端连接储能电池的电压输出端，第二船型开关的另一端通过第五电阻分别连接于第五电容的一端、第九电阻的一端、第四电容的一端；第四电容的另一端、第六电容的一端、第十电阻的一端均连接于第二开关器件的栅极；第二开关器件的源极、第十电阻的另一端、第六电容的另一端、第九电阻的另一端、第五电容的另一端均接地；第二开关器件的漏极连接电源开关电路中第二电阻的另一端。

在本申请较佳的实施方式中，上述保持锁定电路包括：第十五电阻、第三电阻、第八电阻、第十二电阻、第十四电阻、第十三电阻、第四电阻、第六电阻、第七电容、第五开关器件、第三开关器件和第六开关器件；其中，第十五电阻的一端、第三电阻的一端均连接MCU的指定端口；第三电阻的另一端分别连接第七电容的一端、第八电阻的一端、第五开关器件的漏极；第七电容的另一端、第八电阻的另一端、第五开关器件的栅极均通过第十二电阻连接于第六开关器件的漏极；第六开关器件的栅极分别连接第十四电阻的一端、第十三电阻的一端；第十三电阻的另一端连接于开机电路中的第五电阻和第五电容之间；第五开关器件的源极通过第四电阻连接于第六电阻的一端、第三开关器件的栅极；第三开关器件的漏极连接于电源开关电路中的第二电阻的另一端；第十五电阻的另一端、第六开关器件的源极、第十四电阻的另一端、第六电阻的另一端、第三开关器件的源极均接地；

当需要启动电池管理系统的MCU时，通过操作人员手动闭合第二船型开关，储能电池的输出电压为第四电容充电，使得第二开关器件导通、第一开关器件导通，从而使储能电池的输出电压为MCU供电，完成开机过程；MCU控制指定端口为高电平，第五开关器件和第六开关器件均导通，使第一开关器件的栅极接地，使得MCU的供电被保持锁定；在第四电容充电完成后，第二开关器件断开，由保持锁定电路和电源开关电路的工作来确保MCU的供电；MCU在监测到储能电池的电量低于预设电量阈值时，控制指定端口为低电平，使第五开关器件、第三开关器件和第一开关器件关断，从而使MCU掉电，使电池管理系统工作于低功耗模式。

在本申请较佳的实施方式中，上述低功耗开关电路还包括：分别与电源开关电路、保持锁定电路连接的激活电路；激活电路包括：第四开关器件和光耦器件；第四开关器件的漏极连接于电源开关电路中的第二电阻的另一端；第四开关器件的源极接地；第四开关器件的栅极连接光耦器件的第一输出端；光耦器件的第二输出端连接于保持锁定电路中第六开关器件的栅极；光耦器件的输入端连接充电器；在电池管理系统处于低功耗模式时，如果激活电路中的光耦器件被充电器激活导通，第四开关器件和第一开关器件再次导通，以使MCU被激活，激活后再次控制指定端口为高电平，通过保持锁定电路和电源开关电路的工作来确保MCU的供电。

在本申请较佳的实施方式中，上述开机电路还包括：快速放电电路；快速放电电路包括：第二二极管和第十一电阻；其中，第二二极管的阴极连接于第二开关器件的栅极；第二二极管的阳极连接第十一电阻的一端；第十一电阻的另一端接地；通过快速放电电路实现电池管理系统的快速重启过程。

在本申请较佳的实施方式中，上述第十一电阻的阻值远小于第十电阻的阻值。

在本申请较佳的实施方式中，上述开机电路中第二开关器件的导通时间大于预设时间；预设时间为从第二船型开关闭合完成系统上电到保持锁定电路正常工作的时间。

在本申请较佳的实施方式中，上述第四电容的电容值与第十电阻的电阻值的乘积大于预设时间；第四电容的电容值在0.1uf-10uf之间。

第二方面，本申请实施例还提供一种电池管理系统，电池管理系统包括：储能电池、MCU以及如第一方面所述的储能系统低功耗开关电路。

本申请实施例提供的储能系统低功耗开关电路及电池管理系统中，低功耗开关电路包括：电源开关电路、开机电路、保持锁定电路；其中，电源开关电路、开机电路和保持锁定电路两两相连；电源开关电路、开机电路分别与储能电池连接；电源开关电路、保持锁定电路还与电池管理系统中的MCU连接；开机电路用于控制电池管理系统上电，通过电源开关电路控制储能电池为MCU供电；保持锁定电路用于结合电源开关电路锁定对MCU的供电，还用于在储能电池的电量低于预设电量阈值时，基于MCU的控制关断电源开关电路，以使电池管理系统工作于低功耗模式，并控制储能电池停止向外放电。本申请实施例中通过电源开关电路、开机电路和保持锁定电路能够实现电池管理系统中的低功耗模式，以提高系统寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种低功耗开关电路的结构框图；

图2为本申请实施例提供的一种低功耗开关电路中电源开关电路的电路图；

图3为本申请实施例提供的一种低功耗开关电路中开机电路的电路图；

图4为本申请实施例提供的一种低功耗开关电路中保持锁定电路的电路图；

图5为本申请实施例提供的一种低功耗开关电路中激活电路的电路图；

图6为本申请实施例提供的一种开机电路没有采用二极管D2和电阻R11时的波形示意图；

图7为本申请实施例提供的一种开机电路采用二极管D2和电阻R11时的波形示意图；

图8为本申请实施例提供的一种电池管理系统的结构框图；

图9为本申请实施例提供的一种电池管理系统的实际应用示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

针对相关技术中没有高效实现电池管理系统中的低功耗模式的控制电路，基于此，本申请实施例提供一种低功耗开关电路及电池管理系统，通过电源开关电路、开机电路和保持锁定电路能够实现电池管理系统中的低功耗模式，以提高系统寿命，为便于对本实施例进行理解，首先对本申请实施例所公开的一种低功耗开关电路进行详细介绍。

图1为本申请实施例提供的一种储能系统低功耗开关电路的结构框图，低功耗开关电路包括：电源开关电路11、开机电路12、保持锁定电路13；其中，电源开关电路11、开机电路12和保持锁定电路13两两相连；电源开关电路11、开机电路12分别与储能电池14连接；电源开关电路11、保持锁定电路13还与电池管理系统中的MCU15连接。

其中，开机电路12用于控制电池管理系统上电，通过电源开关电路11控制储能电池为MCU15供电；保持锁定电路13用于结合电源开关电路11锁定对MCU15的供电，还用于在储能电池14的电量低于预设电量阈值时，基于MCU15的控制关断电源开关电路11，以使电池管理系统工作于低功耗模式，并控制储能电池14停止向外放电。

本申请实施例提供的储能系统低功耗开关电路，能够通过电源开关电路、开机电路和保持锁定电路能够实现电池管理系统中的低功耗模式，以提高系统寿命。

在本申请较佳的实施方式中，参见图2所示，上述电源开关电路包括：第一船型开关、第一二极管、第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻、第二电阻、第一开关器件；其中，第一船型开关的一端分别连接储能电池的电压输出端、第一电容的一端、第一二极管的阳极；第一二极管的阴极分别连接第一电阻的一端、第一开关器件的源极；第一开关器件的栅极与第一电阻的另一端均连接第二电阻的一端；第二电阻的另一端（如图2中A）连接开机电路；第一开关器件的漏极分别连接第二电容的一端、第三电容的一端、MCU的供电端口；第一船型开关的另一端、第一电容的另一端、第二电容的另一端、第三电容的另一端均接地。

参见图3所示，上述开机电路包括：第二船型开关、第五电阻、第九电阻、第十电阻、第四电容、第五电容、第六电容、第二开关器件；其中，第二船型开关的一端连接储能电池的电压输出端，第二船型开关的另一端通过第五电阻分别连接于第五电容的一端、第九电阻的一端、第四电容的一端；第四电容的另一端、第六电容的一端、第十电阻的一端均连接于第二开关器件的栅极；第二开关器件的源极、第十电阻的另一端、第六电容的另一端、第九电阻的另一端、第五电容的另一端均接地；第二开关器件的漏极（如图3中的A）连接电源开关电路中第二电阻的另一端（如图2中的A）。

参见图4所示，上述保持锁定电路包括：第十五电阻、第三电阻、第八电阻、第十二电阻、第十四电阻、第十三电阻、第四电阻、第六电阻、第七电容、第五开关器件、第三开关器件和第六开关器件；其中，第十五电阻的一端、第三电阻的一端均连接MCU的指定端口；第三电阻的另一端分别连接第七电容的一端、第八电阻的一端、第五开关器件的漏极；第七电容的另一端、第八电阻的另一端、第五开关器件的栅极均通过第十二电阻连接于第六开关器件的漏极；第六开关器件的栅极分别连接第十四电阻的一端、第十三电阻的一端；第十三电阻的另一端（如图4中的B）连接于开机电路中的第五电阻和第五电容之间（如图3中的B）；第五开关器件的源极通过第四电阻连接于第六电阻的一端、第三开关器件的栅极；第三开关器件的漏极（如图4中的A）连接于电源开关电路中的第二电阻的另一端（如图2中的A）；第十五电阻的另一端、第六开关器件的源极、第十四电阻的另一端、第六电阻的另一端、第三开关器件的源极均接地。

当需要启动电池管理系统的MCU时，通过操作人员手动闭合第二船型开关，储能电池的输出电压为第四电容充电，使得第二开关器件导通、第一开关器件导通，从而使储能电池的输出电压为MCU供电，完成开机过程；MCU控制指定端口为高电平，第五开关器件和第六开关器件均导通，使第一开关器件的栅极接地，使得MCU的供电被保持锁定；在第四电容充电完成后，第二开关器件断开，由保持锁定电路和电源开关电路的工作来确保MCU的供电；MCU在监测到储能电池的电量低于预设电量阈值时，控制指定端口为低电平，使第五开关器件、第三开关器件和第一开关器件关断，从而使MCU掉电，使电池管理系统工作于低功耗模式。

具体实施时，电源开关电路中的开关U1采用常开型的PMOS管；储能电池所输出的电源电压Vin连接第一船型开关J1和第二船型开关J2；通过对第二船型开关J2的闭合与断开可以实现系统的开机上电与关机断电。

（1）上电启动过程：

当需要启动电池管理系统的MCU时，通过操作人员手动闭合船型开关J2，电源电压Vin被连接到启动单元。其中，电阻R5和R9用于分压，电容C4在船型开关J2闭合瞬间开始充电，相当于短路状态，从而使得开关MOS管U2的栅源电压Vgs大于阈值电压，开关U2导通。

当然，船型开关J2闭合后，保持锁定电路中的开关MOS管U6也同样是导通的，但由于开关Q1漏极端所连接的En_Pwr_Lock处此时未接高电平电压，开关Q1仍处于关断状态。

开关U2导通后，也就将图2中电阻R2的一端接地，根据电路连接关系，从而进一步使得开关U1导通，电源电压Vin连接到图中的POWERIN端口，为MCU供电，完成开机过程。

此后，MCU通过其引脚将图4中保持锁定电路的En_Pwr_Lock处的电压置为高电平，由于开关U6在之前已导通，其将图1中电阻R12的一端接地，根据电路连接关系，开关Q1的漏极所连接的En_Pwr_Lock被置为高电平后，Q1导通，进一步将开关U3导通，使得电阻R2的一端还能够通过开关U3接地。通过这种方式，可以使得MCU的供电被保持锁定。

而MCU完成上电后，由于开机电路中的电容C4充电完成，不再有电流流动，电容C4所在支路相当于断路，开关U2的栅源极电压Vgs降低到阈值电压之下，开关U2变为断开状态。因此，在MCU完成上电后，开机电路不再工作，仅由保持锁定电路和电源开关电路的工作来确保MCU的供电。

（2）低功耗模式

系统正常工作后，由MCU监测对应储能电池的电量。当监测到其电量低于某一设定阈值时，MCU将图4中En_Pwr_Lock处变为低电平，进而依次使得开关Q1关断，开关U3关断，开关U1关断，MCU掉电，储能电池不再向外放电，系统处于低功耗模式。

参见图5所示，上述低功耗开关电路还包括：分别与电源开关电路、保持锁定电路连接的激活电路；激活电路包括：第四开关器件和光耦器件；第四开关器件的漏极（如图5中的A）连接于电源开关电路中的第二电阻的另一端（如图2中的A）；第四开关器件的源极接地；第四开关器件的栅极连接光耦器件的第一输出端；光耦器件的第二输出端连接于保持锁定电路中第六开关器件的栅极；光耦器件的输入端连接充电器；在电池管理系统处于低功耗模式时，如果激活电路中的光耦器件被充电器激活导通，第四开关器件和第一开关器件再次导通，以使MCU被激活，激活后再次控制指定端口为高电平，通过保持锁定电路和电源开关电路的工作来确保MCU的供电。

（3）激活模式

储能电池电量过低，系统处于低功耗模式，当通过充电器给电池进行充电时，由于激活电路中的光耦U5输入端连接如图5中所示的PACKIN+和PACKIN-，其被充电器激活，使得光耦U5导通，开关U4的栅极连接到Switch端，也就是与开关U6的栅极端，因此，开关U4被导通，U1再次导通，MCU重新被激活。MCU激活后，再次将保持锁定电路的En_Pwr_Lock置为高电平，通过保持锁定电路和电源开关电路的工作来确保MCU的供电。

在本申请较佳的实施方式中，上述开机电路还包括：快速放电电路；快速放电电路包括：第二二极管和第十一电阻；其中，第二二极管的阴极连接于第二开关器件的栅极；第二二极管的阳极连接第十一电阻的一端；第十一电阻的另一端接地；通过快速放电电路实现电池管理系统的快速重启过程。上述第十一电阻的阻值远小于第十电阻的阻值。上述开机电路中第二开关器件的导通时间大于预设时间；预设时间为从第二船型开关闭合完成系统上电到保持锁定电路正常工作的时间。上述第四电容的电容值与第十电阻的电阻值的乘积大于预设时间；第四电容的电容值在0.1uf-10uf之间。

（4）系统重启

在电池管理系统中，存在某些需要重启系统的场景，也就是关机后再开机，这个过程通过手动断开船型开关J2再手动闭合船型开关J2来实现。

而在开机电路中通过设置如图2中所示的二极管D2和电阻R11，能够确保操作人员能迅速实现对系统的重启。以下通过对比例来说明其所起作用以及具体的工作过程。

图6中为开机电路没有采用二极管D2和电阻R11时的波形。图7中为开机电路采用二极管D2和电阻R11时的波形。其中，S用于代表船型开关J2的闭合或关断状态；Va为电容C4左侧电压，可以反映船型开关J2是否闭合；Vb为电容C4右侧电压，也就是开关U2的栅极电压；Vm为MCU某一端口电压，可以反映MCU是否正常完成上电。

在t0时刻，船型开关J2处于闭合状态，且MCU已完成开机启动阶段，处于正常工作状态，因此，S和Vm为高电平。同时，电容C4已完成了充电，其所在支路相当于断路，电容C4左侧电压Va等于电阻R9所分得的电压，而电容C4右侧电压Vb为0V，开关U2为断开状态。

在t1时刻，操作人员断开船型开关J2，S变为低电平，MCU掉电，Vm变为低电平。而电容C4所存储的电荷开始放电，主要放电路径从电容C4左侧到R9再到R10，最后回到电容C4右侧。由于电路中接地点GND恒定为0电平，因此，电容C4的上述放电过程使得在t1时刻电容C4右侧（即开关U2的栅极）电压为负电压，并随着放电过程，逐步向零电压恢复。

在t2时刻，操作人员闭合船型开关J2，S变为高电平。从图6（a）中可以看到，MCU并未能完成上电，其原因在于t2与t1的时间间隔较小，而电容C4的放电过程较慢，使得在t2时刻，电容C4右端仍然为一个相对较大的负电压。此时闭合开关J2，虽然能给电容C4充电，但最终电容C4右侧的电压并不能达到开关U2开启的阈值电压Vth，无法闭合开关U2，也就是无法启动MCU。

而图6（b）中，当t2与t1的时间间隔大于某一时间段时，电容C4已完成或完成了大部分放电时，其能够使得再次启动时，电容C4右端电压能够超过开关U2的阈值电压Vth使其能够闭合，并最终使得MCU完成上电。

可见，在开机电路没有采用二极管D2和电阻R11的方案中，操作人员在重启系统时，需要在关闭系统后间隔一定的时长再闭合开关J2才能确保系统正常重启，这导致用户体验感极差，可靠性降低。

而在图7中，在开机电路中加入了二极管D2和电阻R11。其中电阻R11的阻值远小于电阻R10的阻值，如图3所示，R11=1KΩ，R10=2MΩ。

同样，在t0时刻，船型开关J2处于闭合状态，且MCU已完成开机启动阶段，处于正常工作状态，因此，S和Vm为高电平，Va等于电阻R9所分得的电压，Vb为0V。在t1时刻，船型开关J2被断开，S和Vm为低电平，电容C4开始放电，由于R11远小于R10，且二极管此时被正偏导通，因此电容C4的主要放电路径为从电容C4左侧到R9再到R11、D2，最后回到电容C4右侧。通过选择较小阻值的R11可以实现电容C4的快速放电。因此，在t2时刻，操作人员闭合船型开关J2时，MCU能正常完成上电，无需考虑t2与t1的时间间隔，即能够实现快速的关闭和重启系统。

因此，本发明的另一主要改进点在于在开机电路中加入了电容的快速放电电路，即二极管D2和电阻R11，能够实现系统的快速断电与上电重启的操作。

开机电路参数选择：

开机电路从开关J2闭合到电容C4充电完成，开机电路自动关闭，这一时间段为T1；而MCU从开关J2闭合到完成上电，再到程序运行，发送En_Pwr_Lock置为高电平的信号，使得保持锁定电路正常工作，这个过程需要一定时间T2；为了确保MCU的供电功能能够顺利地从开机电路切换到保持锁定电路，上述时间段T1需要大于T2，也就是确保开机电路中开关U2的导通时间要大于T2。

对于电容C4和电阻R10的参数，粗略的放电时间为t=RC。因此，至少要保证电容C4和电阻R10的乘积要大于T2。实际应用中，例如T2=0.5s，那么通过RC的乘积算出的值通常要确保在2s或以上。

电容C4的值即不能太小也不能太大，太小可能导致开机电路中开关U2的导通时间无法确保MCU的供电功能能够顺利地从开机电路切换到保持锁定电路，太大则可能导致系统关机的等待时间变长。

建议电容在0.1uf~10uf之间，具体参数根据设计需求，本设计为1uf。

本申请实施例提供的低功耗开关电路中，一方面可以实现低功耗模式；另外，当具有外部充电电源时，系统能够自动从低功耗模式下恢复正常模式；而且通过设置D2和R11，确保系统在关机后能够立马开机；船型开关（不可自复位）可以在任何时候，切断系统。

基于上述电路实施例，本申请实施例还提供一种电池管理系统，参见图8所示，该电池管理系统包括：储能电池52、MCU54以及如上所述的储能系统低功耗开关电路56。图9示出了另一种实际应用中电池管理系统示意图。

本申请实施例提供的系统，其实现原理及产生的技术效果和前述电路实施例相同，为简要描述，系统的实施例部分未提及之处，可参考前述电路实施例中相应内容。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，该计算机可执行指令促使处理器实现上述方法，具体实现可参见前述方法实施例，在此不再赘述。

本申请实施例所提供的方法、装置和电子设备的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本申请的范围。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种储能系统低功耗开关电路，其特征在于，所述低功耗开关电路包括：电源开关电路、开机电路、保持锁定电路；其中，所述电源开关电路、所述开机电路和所述保持锁定电路两两相连；所述电源开关电路、所述开机电路分别与储能电池连接；所述电源开关电路、所述保持锁定电路还与电池管理系统中的MCU连接；

所述开机电路用于控制所述电池管理系统上电，通过所述电源开关电路控制所述储能电池为所述MCU供电；

所述保持锁定电路用于结合所述电源开关电路锁定对所述MCU的供电，还用于在所述储能电池的电量低于预设电量阈值时，基于所述MCU的控制关断所述电源开关电路，以使所述电池管理系统工作于低功耗模式，并控制所述储能电池停止向外放电；

所述电源开关电路包括：第一船型开关、第一二极管、第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻、第二电阻、第一开关器件；其中，所述第一船型开关的一端分别连接所述储能电池的电压输出端、所述第一电容的一端、所述第一二极管的阳极；所述第一二极管的阴极分别连接所述第一电阻的一端、所述第一开关器件的源极；所述第一开关器件的栅极与所述第一电阻的另一端均连接所述第二电阻的一端；所述第二电阻的另一端连接所述开机电路；所述第一开关器件的漏极分别连接所述第二电容的一端、所述第三电容的一端、所述MCU的供电端口；所述第一船型开关的另一端、所述第一电容的另一端、所述第二电容的另一端、所述第三电容的另一端均接地；

所述开机电路包括：第二船型开关、第五电阻、第九电阻、第十电阻、第四电容、第五电容、第六电容、第二开关器件；其中，所述第二船型开关的一端连接所述储能电池的电压输出端，所述第二船型开关的另一端通过所述第五电阻分别连接于所述第五电容的一端、所述第九电阻的一端、所述第四电容的一端；所述第四电容的另一端、所述第六电容的一端、所述第十电阻的一端均连接于所述第二开关器件的栅极；所述第二开关器件的源极、所述第十电阻的另一端、所述第六电容的另一端、所述第九电阻的另一端、所述第五电容的另一端均接地；所述第二开关器件的漏极连接所述电源开关电路中所述第二电阻的另一端；

所述保持锁定电路包括：第十五电阻、第三电阻、第八电阻、第十二电阻、第十四电阻、第十三电阻、第四电阻、第六电阻、第七电容、第五开关器件、第三开关器件和第六开关器件；

其中，所述第十五电阻的一端、所述第三电阻的一端均连接所述MCU的指定端口；所述第三电阻的另一端分别连接所述第七电容的一端、所述第八电阻的一端、所述第五开关器件的漏极；所述第七电容的另一端、所述第八电阻的另一端、所述第五开关器件的栅极均通过所述第十二电阻连接于所述第六开关器件的漏极；所述第六开关器件的栅极分别连接所述第十四电阻的一端、所述第十三电阻的一端；所述第十三电阻的另一端连接于所述开机电路中的所述第五电阻和所述第五电容之间；所述第五开关器件的源极通过所述第四电阻连接于所述第六电阻的一端、所述第三开关器件的栅极；所述第三开关器件的漏极连接于所述电源开关电路中的所述第二电阻的另一端；所述第十五电阻的另一端、所述第六开关器件的源极、所述第十四电阻的另一端、所述第六电阻的另一端、所述第三开关器件的源极均接地；

当需要启动电池管理系统的MCU时，通过操作人员手动闭合所述第二船型开关，所述储能电池的输出电压为所述第四电容充电，使得所述第二开关器件导通、所述第一开关器件导通，从而使所述储能电池的输出电压为所述MCU供电，完成开机过程；所述MCU控制所述指定端口为高电平，所述第五开关器件和所述第六开关器件均导通，使所述第一开关器件的栅极接地，使得所述MCU的供电被保持锁定；在所述第四电容充电完成后，所述第二开关器件断开，由所述保持锁定电路和所述电源开关电路的工作来确保所述MCU的供电；

所述MCU在监测到所述储能电池的电量低于预设电量阈值时，控制所述指定端口为低电平，使所述第五开关器件、所述第三开关器件和所述第一开关器件关断，从而使MCU掉电，使所述电池管理系统工作于低功耗模式。

2.根据权利要求1所述的储能系统低功耗开关电路，其特征在于，所述低功耗开关电路还包括：分别与所述电源开关电路、所述保持锁定电路连接的激活电路；所述激活电路包括：第四开关器件和光耦器件；所述第四开关器件的漏极连接于所述电源开关电路中的第二电阻的另一端；所述第四开关器件的源极接地；所述第四开关器件的栅极连接所述光耦器件的第一输出端；所述光耦器件的第二输出端连接于所述保持锁定电路中所述第六开关器件的栅极；所述光耦器件的输入端连接充电器；

在电池管理系统处于低功耗模式时，如果所述激活电路中的光耦器件被充电器激活导通，所述第四开关器件和所述第一开关器件再次导通，以使所述MCU被激活，激活后再次控制所述指定端口为高电平，通过所述保持锁定电路和所述电源开关电路的工作来确保MCU的供电。

3.根据权利要求1所述的储能系统低功耗开关电路，其特征在于，所述开机电路还包括：快速放电电路；所述快速放电电路包括：第二二极管和第十一电阻；其中，所述第二二极管的阴极连接于所述第二开关器件的栅极；所述第二二极管的阳极连接所述第十一电阻的一端；所述第十一电阻的另一端接地；通过所述快速放电电路实现所述电池管理系统的快速重启过程。

4.根据权利要求3所述的储能系统低功耗开关电路，其特征在于，所述第十一电阻的阻值远小于第十电阻的阻值。

5.根据权利要求1所述的储能系统低功耗开关电路，其特征在于，所述开机电路中所述第二开关器件的导通时间大于预设时间；所述预设时间为从所述第二船型开关闭合完成系统上电到所述保持锁定电路正常工作的时间。

6.根据权利要求5所述的储能系统低功耗开关电路，其特征在于，所述第四电容的电容值与所述第十电阻的电阻值的乘积大于所述预设时间；所述第四电容的电容值在0.1uf-10uf之间。

7.一种电池管理系统，其特征在于，所述电池管理系统包括：储能电池、MCU以及如权利要求1-6任一项所述的储能系统低功耗开关电路。