CN205543135U - 一种电动汽车及其电池管理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电动汽车及其电池管理系统，涉及汽车技术领域。其电池管理系统包括：控制模块、定时模块、电源模块；控制模块与定时模块电连接，控制模块与电源模块电连接，定时模块与电源模块电连接；控制模块每次在下电前向定时模块发送定时时间，定时模块开始计时，并在达到定时时间后发送信号唤醒电源模块，电源模块向控制模块供电，控制模块采集动力电池的状态信息。本实用新型在电池管理系统断电后能够定时自主唤醒，监测本地动力电池状态，从而及时发现异常的单体电池，提升整个电池包的寿命和整车的续航里程。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车技术领域，特别是涉及一种电动汽车及其电池管理系统。
背景技术
随着新能源电动汽车的广泛应用，电池的容量、安全性、健康状态与续航能力日益成为关注重点。电池管理系统(BMS)负责监控电池的状态，实时反馈电池相关信息。但纯电动汽车若长期放置时，BMS始终处于掉电状态，无法监测电池状态。同时动力电池由于单体间的差异性，电池包内各单体会有不同程度的能量衰减，时间越长差异化越严重，而动力电池的能量输出取决于性能最差的那个单体电池，因此及早发现电池“短板”有助于提升整个电池包的寿命和整车的续航里程。
然而，电动汽车目前是整车上电后完成电池状态监控，尚没有针对断电时的电池数据监测方案。
实用新型内容
本实用新型的一个目的在于提供一种针对断电时的电池数据监测方案。
为实现上述目的，本实用新型提供一种电池管理系统，包括：控制模块、定时模块、电源模块；控制模块与定时模块电连接，控制模块与电源模块电连接，定时模块与电源模块电连接；控制模块每次在下电前向定时模块发送定时时间，定时模块开始计时，并在达到定时时间后发送信号唤醒电源模块，电源模块向控制模块供电，控制模块采集动力电池的状态信息。
在一个实施例中，电池管理系统还包括：存储模块，其与控制模块电连接，控制模块将采集的动力电池的状态信息发送给存储模块进行存储。
在一个实施例中，电池管理系统还包括：发送模块，其与控制模块电连接，用于将动力电池的状态信息以及电池预警上传监控中心。
在一个实施例中，定时模块的电源引脚VDD连接备用电池或者法拉电容，法拉电容的容值大于两次唤醒之间所需的能量。
在一个实施例中，定时模块的中断输出引脚INT连接电源模块的使能引脚EN。
在一个实施例中，在定时模块与电源模块连接的线路上还设置或门数据处理电路OR，或门数据处理电路OR的其中一个输入端连接定时模块的中断输出引脚INT，或门数据处理电路OR的输出端连接电源模块的使能引脚EN。
在一个实施例中，在定时模块与或门数据处理电路OR连接的线路上还设置三极管Q1，三极管Q1在定时模块产生定时中断时导通。
在一个实施例中，定时模块的晶振引脚OSCI，OSCO连接晶体振荡器X1。
在一个实施例中，定时模块为时钟芯片PCA21125。
本实用新型还提供一种电动汽车，包括前述的电池管理系统。
本实用新型在电池管理系统断电后能够定时自主唤醒，监测本地动力电池状态，从而及时发现异常的单体电池，提升整个电池包的寿命和整车的续航里程。
附图说明
图1为本实用新型具有定时唤醒功能的电池管理系统一个实施例的结构示意图。
图2为本实用新型的电池管理系统定时唤醒过程示意图。
图3为本实用新型具有定时唤醒功能的电池管理系统中的定时模块和电源模块部分的一个应用实例的结构示意图。
附图标记：
具体实施方式
在附图中，使用相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
针对电动汽车断电时的电池数据监测需求，提出本方案。
图1为本实用新型具有定时唤醒功能的电池管理系统一个实施例的结构示意图。电池管理系统可以应用于电动汽车。
如图1所示，电池管理系统包括：控制模块101、定时模块102、电源模块103。其中，控制模块101的定时输出引脚与定时模块102电连接，控制模块101的电源引脚与电源模块103电连接，定时模块102与电源模块103电连接。控制模块101每次在下电前向定时模块102发送定时时间，定时模块102开始计时，并在达到定时时间后发送信号唤醒电源模块103，电源模块103向控制模块101供电，控制模块101采集动力电池的状态信息，监测本地动力电池状态。在断电期间，定时模块102由备用电池或者法拉电容供电，法拉电容的容值大于两次唤醒之间所需的能量。
如图1所示，可选的，电池管理系统还包括：存储模块104，其与控制模块101电连接，控制模块101将采集的动力电池的状态信息发送给存储模块104进行存储。可选的，电池管理系统还包括：发送模块105，其与控制模块101电连接，用于将动力电池的状态信息以及电池预警上传监控中心。从而及时发现异常的单体电池，提升整个电池包的寿命和整车的续航里程。
图2为本实用新型的电池管理系统定时唤醒过程示意图。下面结合图1和图2描述电池管理系统的定时唤醒过程。
在步骤S201，控制模块101进行下电准备。其中，控制模块101例如可以采用中央处理器(CPU)。
在步骤S202，控制模块101每次下电前向定时模块102发送定时时间。其中，定时模块102例如可以采用实时时钟(RTC)芯片作为定时芯片，CPU每次下电操作前通过SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)或I2C(Inter-Integrated Circuit)(由芯片决定通讯方式)与RTC芯片通讯进行定时，定时时间设为t1。
在步骤S203，定时模块102启动定时。
在步骤S204，随后系统(如控制模块101)断电。此时，定时模块102由备用电池供电，开始计时。
在步骤S205，定时模块102判断是否到定时时间，如果没有到定时时间，继续计时，如果到定时时间，通过芯片管脚发出中断信号，唤醒电源模块103(步骤S206)。
在步骤S207，电源模块103向控制模块101供电，控制模块101上电。
在步骤S208，控制模块101采集动力电池的状态信息，还可以将采集的电池信息及时间存储在存储模块104，便于下次上电或在远程监控中查看停电期间的电池参数变化，便于后续研发设计优化。
在步骤S209，控制模块101判断动力电池是否异常，该异常例如可以是电池容量较低或某个单体电池电压达到警告条件。
如果动力电池没有出现异常，则监控完毕后控制模块101可以准备下电，继续执行S201及其后续步骤。
如果动力电池出现异常，可以将动力电池的状态信息以及电池预警上传监控中心，提示进行充电维护(步骤S210)。此外，还可以将定时时间设为比之前较小的一个值(设为t2，t2＜t1)，报警级别越高，定时时间可以设置的越短，不断提高监控中心的关注度。
图3为本实用新型具有定时唤醒功能的电池管理系统中的定时模块102和电源模块103部分的一个应用实例的结构示意图。
如图3所示，定时模块102例如可以采用时钟芯片PCA21125(用U1表示)。电源模块103例如采用电源芯片U2。U1通讯方式例如是SPI，亦可为其他通讯方式，可根据CPU资源和系统需求灵活选型。U1的晶振引脚OSCI，OSCO连接晶体振荡器(晶振)X1。U1具有两种供电方式，当BMS上电时，U1通过二极管D1由系统3.3V供电，当BMS掉电时，U1由备用电池BT通过二极管D2供电，备用电池可由法拉电容代替，选型时容值需大于两次唤醒之间所需的能量。电容C1～C3为稳压滤波电容，X1为晶体振荡器，C4为晶振的补偿电容，R1为上拉电阻，U1的中断输出引脚INT通过三极管Q1(PMOS管)连接或门数据处理电路OR的其中一个输入端CLK_WAKE,其另一输入端可以是其他唤醒信号，其输出端连接电源芯片U2的使能引脚EN，通过二极管D3、D4与其他唤醒信号构成或门数据处理电路OR。U1的INT管脚平时为高电平，当U1产生定时中断时，INT管脚输出低电平，三极管Q1导通，CLK_WAKE管脚由低电平变为高电平，经过或门数据处理电路OR后生成使能信号，唤醒电源芯片U2，完成系统上电。CPU定时自主唤醒后监测本地动力电池状态，从而及时发现异常的单体电池，提升整个电池包的寿命和整车的续航里程。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。本领域的普通技术人员应当理解：可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种电池管理系统，其特征在于，包括：控制模块(101)、定时模块(102)、电源模块(103)；控制模块(101)与定时模块(102)电连接，控制模块(101)与电源模块(103)电连接，定时模块(102)与电源模块(103)电连接；控制模块(101)每次在下电前向定时模块(102)发送定时时间，定时模块(102)开始计时，并在达到定时时间后发送信号唤醒电源模块(103)，电源模块(103)向控制模块(101)供电，控制模块(101)采集动力电池的状态信息。
2.如权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，还包括：存储模块(104)，其与控制模块(101)电连接，控制模块(101)将采集的动力电池的状态信息发送给存储模块(104)进行存储。
3.如权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，还包括：发送模块(105)，其与控制模块(101)电连接，用于将动力电池的状态信息以及电池预警上传监控中心。
4.如权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，定时模块(102)的电源引脚(VDD)连接备用电池或者法拉电容，法拉电容的容值大于两次唤醒之间所需的能量。
5.如权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，定时模块(102)的中断输出引脚(INT)连接电源模块(103)的使能引脚(EN)。
6.如权利要求5所述的电池管理系统，其特征在于，在定时模块(102)与电源模块(103)连接的线路上还设置或门数据处理电路(OR)，或门数据处理电路(OR)的其中一个输入端连接定时模块(102)的中断输出引脚(INT)，或门数据处理电路(OR)的输出端连接电源模块(103)的使能引脚(EN)。
7.如权利要求6所述的电池管理系统，其特征在于，在定时模块(102)与或门数据处理电路(OR)连接的线路上还设置三极管(Q1)，三极管(Q1)在定时模块(102)产生定时中断时导通。
8.如权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，定时模块(102)的晶振引脚(OSCI，OSCO)连接晶体振荡器(X1)。
9.如权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，定时模块(102)为时钟芯片PCA21125。
10.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的电池管理系统。
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