CN210897531U - 一种新型低压蓄电池补电监控器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种新型低压蓄电池补电监控器；由以下单元组成：低休眠功耗主控MCU单元、低压蓄电池电压检测单元、低休眠功耗辅助电源单元、受控CAN通信电源单元、带SPI接口的CAN控制器单元、CAN收发控制器单元、硬线唤醒使能输出单元。本实用新型监控器检测到低压蓄电池电压接近馈电压状态时，发出VCU或BMS唤醒电压信号，同时发出低压电池补电请求，然后VCU或BMS控制车载DC/DC输入继电器吸合，DC/DC输出充电电压，实现汽车自动对低压蓄电池的电能补充，避免了低压蓄电池由于长时间不使用而导致馈电的风险。

Description

一种新型低压蓄电池补电监控器

技术领域

本实用新型涉及监控器领域，具体地，涉及一种新型低压蓄电池补电监控器。

背景技术

目前大量新能源电动汽车由于长期停放后低压蓄电池自放电电能长期无法得到补充，造成电池馈电现象，最终导致汽车无法启动，给人们出行带来了极大的不便；另外，更为严重的导致低压蓄电池损坏，给人们带来了经济的损失。

目前社会上的各类充放电设备品种虽多，但普遍存在的是功能单一，技术水平低，应用范围小，尤其在绿色能源风电和光电的联合综合利用和自动充电补电方面，已不能满足目前的技术发展需要。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种新型低压蓄电池补电监控器。

本实用新型的技术方案如下：

本实用新型涉及一种新型低压蓄电池补电监控器，由以下单元组成：低休眠功耗主控MCU单元、低压蓄电池电压检测单元、低休眠功耗辅助电源单元、受控 CAN通信电源单元、带SPI接口的CAN控制器单元、CAN收发控制器单元、硬线唤醒使能输出单元。

低休眠功耗主控MCU单元用于：将接收到的所述低压蓄电池电压检测单元的采样信息进行分析，并根据接收到的采样信息和客户的休眠、唤醒设置来综合执行已确定的控制过程。在蓄电池电压未降低到补电电压点时，所述低休眠功耗主控MCU单元通过自动间歇休眠和唤醒来监控所述低压蓄电池单元的电压，并在休眠时输出控制信号控制所述低休眠功耗辅助电源单元和受控CAN通信电源单元进入休眠状态，以保证休眠时处于极低的休眠功耗状态(休眠功耗可小于1mW)；在唤醒时输出控制信号使各路电源正常输出，并进入正常工作状态。在蓄电池电压降低到补电电压点时，所述低休眠功耗主控MCU单元通过所述带SPI接口的 CAN控制器单元、CAN收发控制器单元、硬线唤醒使能输出单元向所述VCU/BMS单元发出硬线唤醒使能信号和补电请求信号。

低休眠功耗辅助电源单元用于：在正常工作状态下向所述低休眠功耗主控 MCU单元供电，在休眠工作状态下保持低功耗休眠。

低压蓄电池检测单元用于：检测低压蓄电池的实时电压并传输给所述低休眠功耗主控MCU单元。

受控CAN通信电源单元用于：在正常工作状态下给所述带SPI接口的CAN 控制器单元和CAN收发控制器单元供电。

带SPI接口的CAN控制器单元用于：在数据上传时通过SPI接口接收所述低休眠功耗主控MCU单元的SPI协议数据并转换成CAN通信协议数据发送给所述 CAN收发控制器；在数据下行时，通过CAN接口接收所述CAN收发控制器的CAN 通信协议数据，并转换成SPI协议数据发送给所述低休眠功耗主控MCU单元。

CAN收发控制器单元用于：在数据上传时接收所述带SPI接口的CAN控制器单元的数据并上传给所述VCU/BMS单元；在数据下行时，接收所述VCU/BMS单元的控制信号并发送给所述带SPI接口的CAN控制器单元。

硬线唤醒使能输出单元用于：接收所述低休眠功耗主控MCU单元的使能信号并转换成9-16V的电压信号上传给唤醒信号。

优选地，所述低休眠功耗主控MCU单元分别与所述低休眠功耗辅助电源单元、低压蓄电池检测单元、受控CAN通信电源单元、带SPI接口的CAN控制器单元、硬线唤醒使能输出单元连接；

所述低压蓄电池电压检测单元的一端与所述低休眠功耗主控MCU单元相连，另一端与低压蓄电池单元连接；

所述低休眠功耗辅助电源单元的一端与所述低休眠功耗主控MCU单元连接；其另一端与低压蓄电池单元连接；

所述受控CAN通信电源单元分别与低休眠功耗主控MCU单元、带SPI接口的CAN控制器单元、CAN收发控制器单元相连；

所述带SPI接口的CAN控制器单元分别连接低休眠功耗主控MCU单元、受控 CAN通信电源单元、CAN收发控制器单元；

所述CAN收发控制器单元分别与受控CAN通信电源单元、带SPI接口的CAN 控制器单元、VCU/BMS单元相连；

所述硬线唤醒使能输出单元的一端与低休眠功耗主控MCU单元连接，另一端与所述VCU/BMS单元连接。

优选地，补电监控器与低压蓄电池电压检测单元、VCU/BMS单元、动力电池单元、DC/DC单元配合使用。

优选地，所述补电监控器分别与所述低压蓄电池电压检测单元、VCU/BMS单元连接；

所述DC/DC单元分别与所述低压蓄电池电压检测单元、动力电池单元连接；

优选地，所述补电监控器用于通过检测所述低压蓄电池单元的电压识别其电能状态，当检测到所述低压蓄电池单元处于馈电状态后，所述补电监控器发出 VCU/BMS唤醒信号和发送蓄电池补电请求，并在所述VCU/BMS单元根据所述蓄电池补电请求唤醒后，控制所述动力电池和DCDC单元给蓄电池补电。

优选地，所述低压蓄电池单元还连接电池电压检测器，所述电池电压检测器可依据检测到的低压蓄电池电压大小来自动设置休眠时间。

优选地，所述电池电压检测器检测的低压蓄电池的电压在12V以上时，休眠时间在4-12小时内由用户设定。

优选地，所述电池电压检测器检测的低压蓄电池的电压小于12V时，休眠时间可在1-4小时内由用户设定。

优选地，所述电池电压检测器检测的低压蓄电池的电压小于等于设定的补电电压点时，发出使能信号，唤醒VCU或BMS，同时通过CAN通信发出补电请求。

优选地，所述补电默认电压点为10.5V，此电压点可由用户自己设定。

本实用新型基于：一方面，依据由于低压蓄电池电压不会突变，故蓄电池监控没有必要实时监控其电压，可定时自唤醒监控其电压。这样非唤醒期间，监控休眠，功耗降低。本实用新型该设计可以实现监控功能的同时，实现最小化功耗；另外，由于该车载低压蓄电池监控的电源来自于低压蓄电池常电。故要求，车载低压蓄电池监控休眠时功耗越低越好，本实用新型实现休眠时功耗<1mW，效果非常显著。

另外一方面，自唤醒逻辑：可依据检测到的低压蓄电池电压大小来自动设置休眠时间。当检测到电压在12V以上时，休眠时间可在4-12小时内由用户设定；当检测到电压小于12V时，休眠时间可在1-4小时内由用户设定；当检测到电压小于等于设定的补电电压点(默认为10.5V)时，发出使能信号，唤醒VCU或BMS，同时通过CAN通信发出补电请求，根据需求，切换所需模式。

本实用新型的工作原理：监控器定时唤醒并检测低压蓄电池的电压，当低压蓄电池的电压降低到补电电压点以下时，监控器继续进入休眠状态。当唤醒后的检测到低压蓄电池电压低于补电点电压时，监控器发出VCU或BMS 唤醒电压信号，同时发送低压电池补电请求，然后VCU或BMS控制车载DC/DC 输入继电器吸合，DC/DC输出充电电压，实现汽车自动对低压蓄电池的电能补充，避免了低压蓄电池由于长时间不使用而导致馈电的风险。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

(1)本实用新型对新能源电动汽车低压蓄电池电压的即时监控，能实时检测低压蓄电池的电压，当蓄电池电压低于设定的补电点时，本实用新型监控器发出VCU或BMS唤醒电压信号，同时发出低压电池补电请求，然后VCU 或BMS控制车载DCDC输入继电器吸合，DCDC输出充电电压，实现汽车自动对低压蓄电池的电能补充，避免了低压蓄电池由于长时间不使用而导致馈电的风险。

(2)本实用新型监控器具有超低休眠功耗(＜1mW)，通过间歇休眠/ 自唤醒控制逻辑来监测蓄电池电压，保证了在实现即时监测低压蓄电池电压的同时还能尽可能少的消耗电池的能量，延长电池的使用时间。

(3)本实用新型该设计可以实现在需要补电时，同时发出软件协议补电请求和硬线电平信号补电请求，通过软硬件双重请求提高补电功能的可靠性。

(4)本实用新型效果显著，其具有突出的优越性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型原理框图及系统框图；

图2为本实用新型工作原理框图；

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

实施例

本实施例涉及一种新型低压蓄电池补电监控器，见附图1所示：由以下单元组成：低休眠功耗主控MCU单元、低压蓄电池电压检测单元、低休眠功耗辅助电源单元、受控CAN通信电源单元、带SPI接口的CAN控制器单元、CAN收发控制器单元、硬线唤醒使能输出单元。

低休眠功耗主控MCU单元用于：将接收到的所述低压蓄电池电压检测单元的采样信息进行分析，并根据接收到的采样信息和客户的休眠、唤醒设置来综合执行已确定的控制过程。在蓄电池电压未降低到补电电压点时，所述低休眠功耗主控MCU单元通过自动间歇休眠和唤醒来监控所述低压蓄电池单元的电压，并在休眠时输出控制信号控制所述低休眠功耗辅助电源单元和受控CAN通信电源单元进入休眠状态，以保证休眠时处于极低的休眠功耗状态(休眠功耗可小于1mW)；在唤醒时输出控制信号使各路电源正常输出，并进入正常工作状态。在蓄电池电压降低到补电电压点时，所述低休眠功耗主控MCU单元通过所述带SPI接口的 CAN控制器单元、CAN收发控制器单元、硬线唤醒使能输出单元向所述VCU/BMS单元发出硬线唤醒使能信号和补电请求信号。

低休眠功耗辅助电源单元用于：在正常工作状态下向所述低休眠功耗主控MCU单元供电，在休眠工作状态下保持低功耗休眠。

低压蓄电池检测单元用于：检测低压蓄电池的实时电压并传输给所述低休眠功耗主控MCU单元。

受控CAN通信电源单元用于：在正常工作状态下给所述带SPI接口的CAN 控制器单元和CAN收发控制器单元供电。

带SPI接口的CAN控制器单元用于：在数据上传时通过SPI接口接收所述低休眠功耗主控MCU单元的SPI协议数据并转换成CAN通信协议数据发送给所述CAN收发控制器；在数据下行时，通过CAN接口接收所述CAN收发控制器的CAN 通信协议数据，并转换成SPI协议数据发送给所述低休眠功耗主控MCU单元。

CAN收发控制器单元用于：在数据上传时接收所述带SPI接口的CAN控制器单元的数据并上传给所述VCU/BMS单元；在数据下行时，接收所述VCU/BMS单元的控制信号并发送给所述带SPI接口的CAN控制器单元。

硬线唤醒使能输出单元用于：接收所述低休眠功耗主控MCU单元的使能信号并转换成9-16V的电压信号上传给唤醒信号。

进一步地，所述低休眠功耗主控MCU单元分别与所述低休眠功耗辅助电源单元、低压蓄电池电压检测单元、受控CAN通信电源单元、带SPI接口的CAN控制器单元、硬线唤醒使能输出单元连接；

所述低压蓄电池电压检测单元的一端与所述低休眠功耗主控MCU单元相连，另一端与低压蓄电池单元连接；

所述低休眠功耗辅助电源单元的一端与所述低休眠功耗主控MCU单元连接；其另一端与低压蓄电池单元连接；

所述受控CAN通信电源单元分别与低休眠功耗主控MCU单元、带SPI接口的 CAN控制器单元、CAN收发控制器单元相连；

所述带SPI接口的CAN控制器单元分别连接低休眠功耗主控MCU单元、受控 CAN通信电源单元、CAN收发控制器单元；

所述CAN收发控制器单元分别与受控CAN通信电源单元、带SPI接口的CAN 控制器单元、VCU/BMS单元相连；

所述硬线唤醒使能输出单元的一端与低休眠功耗主控MCU单元连接，另一端与所述VCU/BMS单元连接。

进一步地，补电监控器与低压蓄电池电压检测单元、VCU/BMS单元、动力电池单元、DC/DC单元配合使用。

进一步地，所述补电监控器分别与所述低压蓄电池电压检测单元、VCU单元连接；

所述DC/DC单元分别与所述低压蓄电池电压检测单元、动力电池单元连接；

所述BMS单元分别与所述动力电池单元、VCU单元连接。

进一步地，所述补电监控器用于通过检测所述低压蓄电池单元的电压识别其电能状态，当检测到所述低压蓄电池单元处于馈电状态后，所述补电监控器发出 VCU/BMS唤醒信号和发送蓄电池补电请求，并在所述VCU/BMS单元根据所述蓄电池补电请求唤醒后，控制所述动力电池和DCDC单元给蓄电池补电。

进一步地，所述低压蓄电池单元还连接电池电压检测器，所述电池电压检测器可依据检测到的低压蓄电池电压大小来自动设置休眠时间。

进一步地，所述电池电压检测器检测的低压蓄电池的电压在12V以上时，休眠时间在4-12小时内由用户设定。

进一步地，所述电池电压检测器检测的低压蓄电池的电压小于12V时，休眠时间可在1-4小时内由用户设定。

进一步地，所述电池电压检测器检测的低压蓄电池的电压小于等于设定的补电电压点时，发出使能信号，唤醒VCU或BMS，同时通过CAN通信发出补电请求。

进一步地，所述补电默认电压点为10.5V，此电压点可由用户自己设定。

更进一步地，本实用新型基于：一方面，依据由于低压蓄电池电压不会突变，故蓄电池监控没有必要实时监控其电压，可定时自唤醒监控其电压。这样非唤醒期间，监控休眠，功耗降低。本实用新型该设计可以实现监控功能的同时，实现最小化功耗；另外，由于该车载低压蓄电池监控的电源来自于低压蓄电池常电。故要求，车载低压蓄电池监控休眠时功耗越低越好，本实用新型实现休眠时功耗 <1mW，效果非常显著。

另外一方面，自唤醒逻辑：可依据检测到的低压蓄电池电压大小来自动设置休眠时间。当检测到电压在12V以上时，休眠时间可在4-12小时内由用户设定；当检测到电压小于12V时，休眠时间可在1-4小时内由用户设定；当检测到电压小于等于设定的补电电压点(默认为10.5V)时，发出使能信号，唤醒VCU或BMS，同时通过CAN通信发出补电请求，根据需求，切换所需模式。

本实用新型的工作原理：监控器定时唤醒并检测低压蓄电池的电压，当低压蓄电池的电压降低到补电电压点以下时，监控器继续进入休眠状态。当唤醒后的检测到低压蓄电池电压低于补电点电压时，监控器发出VCU或BMS 唤醒电压信号，同时发送低压电池补电请求，然后VCU或BMS控制车载DC/DC 输入继电器吸合，DC/DC输出充电电压，实现汽车自动对低压蓄电池的电能补充，避免了低压蓄电池由于长时间不使用而导致馈电的风险。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

(1)本实用新型对新能源电动汽车低压蓄电池电压的即时监控，能实时检测低压蓄电池的电压，当蓄电池电压低于设定的补电点时，本实用新型监控器发出VCU或BMS唤醒电压信号，同时发出低压电池补电请求，然后VCU 或BMS控制车载DCDC输入继电器吸合，DCDC输出充电电压，实现汽车自动对低压蓄电池的电能补充，避免了低压蓄电池由于长时间不使用而导致馈电的风险。

(2)本实用新型监控器具有超低休眠功耗(＜1mW)，通过间歇休眠/ 自唤醒控制逻辑来监测蓄电池电压，保证了在实现即时监测低压蓄电池电压的同时还能尽可能少的消耗电池的能量，延长电池的使用时间。

(3)本实用新型该设计可以实现在需要补电时，同时发出软件协议补电请求和硬线电平信号补电请求，通过软硬件双重请求提高补电功能的可靠性。

(4)本实用新型效果显著，其具有突出的优越性。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。

Claims (10)

1.一种新型低压蓄电池补电监控器，其特征在于，由以下单元组成：低休眠功耗主控MCU单元、低压蓄电池电压检测单元、低休眠功耗辅助电源单元、受控CAN通信电源单元、带SPI接口的CAN控制器单元、CAN收发控制器单元、硬线唤醒使能输出单元。

2.如权利要求1所述的新型低压蓄电池补电监控器，其特征在于，所述低休眠功耗主控MCU单元分别与所述低压蓄电池电压检测单元、低休眠功耗辅助电源单元、低压蓄电池单元、受控CAN通信电源单元、带SPI接口的CAN控制器单元、硬线唤醒使能输出单元连接；

所述低压蓄电池电压检测单元的一端与所述低休眠功耗主控MCU单元相连，另一端与低压蓄电池单元连接；

所述低休眠功耗辅助电源单元的一端与所述低休眠功耗主控MCU单元连接；其另一端与低压蓄电池单元连接；

所述受控CAN通信电源单元分别与低休眠功耗主控MCU单元、带SPI接口的CAN控制器单元、CAN收发控制器单元相连；

所述带SPI接口的CAN控制器单元分别连接低休眠功耗主控MCU单元、受控CAN通信电源单元、CAN收发控制器单元；

所述CAN收发控制器单元分别与受控CAN通信电源单元、带SPI接口的CAN控制器单元、VCU/BMS单元相连；

所述硬线唤醒使能输出单元的一端与低休眠功耗主控MCU单元连接，另一端与所述VCU/BMS单元连接。

3.如权利要求1所述的新型低压蓄电池补电监控器，其特征在于，补电监控器与低压蓄电池电压检测单元、VCU/BMS单元、动力电池单元、DC/DC单元配合使用。

4.如权利要求3所述的新型低压蓄电池补电监控器，其特征在于，所述补电监控器分别与所述低压蓄电池电压检测单元、VCU/BMS单元连接；

所述DC/DC单元分别与所述低压蓄电池电压检测单元、动力电池单元连接。

5.如权利要求3所述的新型低压蓄电池补电监控器，其特征在于，所述补电监控器用于通过检测所述低压蓄电池电压检测单元的电压识别其电能状态，当检测到所述低压蓄电池单元处于馈电状态后，所述补电监控器发出VCU/BMS唤醒信号和发送蓄电池补电请求，并在所述VCU/BMS单元根据所述蓄电池补电请求唤醒后，控制所述动力电池和DCDC单元给蓄电池补电。

6.如权利要求1所述的新型低压蓄电池补电监控器，其特征在于，所述低压蓄电池单元还连接电池电压检测单元，所述电池电压检测单元可依据检测到的低压蓄电池电压大小来自动设置休眠时间。

7.如权利要求6所述的新型低压蓄电池补电监控器，其特征在于，所述电池电压检测单元检测的低压蓄电池的电压在12V以上时，休眠时间在4-12小时内由用户设定。

8.如权利要求6所述的新型低压蓄电池补电监控器，其特征在于，所述电池电压检测单元检测的低压蓄电池的电压小于12V时，休眠时间可在1-4小时内由用户设定。

9.如权利要求6所述的新型低压蓄电池补电监控器，其特征在于，所述电池电压检测单元检测的低压蓄电池的电压小于等于设定的补电电压点时，发出使能信号，唤醒VCU或BMS，同时通过CAN通信发出补电请求。

10.如权利要求9所述的新型低压蓄电池补电监控器，其特征在于，所述补电默认电压点为10.5V。

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