CN212219965U - 一种新能源汽车及其快充唤醒系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及新能源汽车领域，尤其涉及一种新能源汽车及其快充唤醒系统。其中新能源汽车快充唤醒系统包括电池管理系统、连接模块和控制模块，所述连接模块用于连接充电机辅助电源，所述控制模块分别与所述连接模块和所述电池管理系统的输出引脚连接，所述控制模块用于当所述辅助电源连接至所述连接模块时控制所述电池管理系统保持工作状态，并当充电完成时控制所述电池管理系统休眠。用上升沿触发方式，唤醒电池管理系统，且能保持唤醒信号，充电结束时释放唤醒信号，使电池管理系统进入休眠。减少插枪时电池管理系统功耗；电池管理系统能在插枪时休眠。

Description

一种新能源汽车及其快充唤醒系统
技术领域
本实用新型涉及新能源汽车领域，尤其涉及一种新能源汽车及其快充唤醒系统。
背景技术
发展新能源汽车是国家战略。经过10余年的研究开发和示范运行，我国新能源汽车行业已经形成了从原材料供应、动力电池、整车控制器等关键零部件研发生产，到整车设计制造，以及充电基础设施的配套建设等完整的产业链，具备了产业化基础。
但是目前的快充唤醒技术还存在问题。快充唤醒是指，将BMS(BATTERYMANAGEMENTSYSTEM，电池管理系统10)从休眠模式中唤醒。现阶段快充唤醒方式有CC2唤醒、非车载充电机辅助电源唤醒。
结合图1所示，在CC2唤醒方式中，V12P为铅酸电池常电，AD1检测铅酸电池电压，AD2检测R_CC2阻值确认充电枪是否插入。当充电枪插入电动汽车充电座，R_CC2接入,PMOS导通,CC2_WK为高电平，唤醒BMS。此时充电枪一直插着BMS一直处于工作状态，其工作电流可达几百mA，且用铅酸电池检测R_CC2时BMS增加V12P/(R1+R_CC2)电流消耗。长时间工作可能引起铅酸电池馈电，导致汽车不能正常启动。且用铅酸电池检测R_CC2时BMS增加V12P/(R1+R_CC2)电流消耗。
结合图2所示，在非车载充电机辅助电源唤醒方式中，APS_DC为非车载充电机辅助电源，AD3检测辅助电源电压。当充电枪插入电动汽车插座，充电机判断充电插头与车辆插座已完全连接，非车载充电机提供辅助电源，APS_DC_WK为高电平，唤醒BMS。此时充电枪一直插着且一直提供辅助电源，BMS就一直处于工作状态，其工作电流可达几百mA，长时间工作可能引起铅酸电池馈电，导致汽车不能正常启动。
总之，在现有技术中，唤醒需要检测CC2电阻，但会增加BMS系统功耗；此外，快充唤醒信号一直存在，充电机的充电枪插入时BMS不能进入休眠模式，会持续消耗铅酸电池电量，长时间工作可能引起铅酸电池馈电，导致汽车不能正常启动。
因此，有必要提供一种方案，解决现有快充唤醒技术中BMS系统功耗大、充电机的充电枪插入时BMS无法休眠进而引起电池馈电的技术问题。
实用新型内容
为了解决现有技术中充电机的充电枪插入时BMS无法休眠进而引起电池馈电的技术问题，本实用新型提出了一种新能源汽车及其快充唤醒系统。本实用新型具体是以如下技术方案实现的。
本实用新型提供的新能源汽车快充唤醒系统包括电池管理系统、连接模块和控制模块，所述连接模块用于连接充电机辅助电源，所述控制模块分别与所述连接模块和所述电池管理系统的输出引脚连接，所述控制模块用于当所述辅助电源连接至所述连接模块时控制所述电池管理系统保持工作状态，并当充电完成时控制所述电池管理系统休眠。
本实用新型新能源汽车快充唤醒系统的进一步改进在于，所述电池管理系统还设有用于当所述电池管理系统唤醒后检测所述辅助电源是否连接至所述连接模块的检测引脚，所述检测引脚连接于所述连接模块。
本实用新型新能源汽车快充唤醒系统的更进一步改进在于，所述快充唤醒系统设有用于连接充电机内快充确认电阻的电阻检测端口，所述检测引脚包括电阻检测引脚，所述连接模块连接于所述电阻检测端口，所述电阻检测端口连接于所述电阻检测引脚。
本实用新型新能源汽车快充唤醒系统的更进一步改进在于，还包括第一电阻和电容，所述连接模块连接于所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端连接于所述电阻检测端口，所述电阻检测端口连接于所述电容的第一端和所述电阻检测引脚，所述电容的第二端接地。
本实用新型新能源汽车快充唤醒系统的更进一步改进在于，所述检测引脚包括电压检测引脚，所述电压检测引脚连接于所述连接模块。
本实用新型新能源汽车快充唤醒系统的进一步改进在于，还包括直流电源，所述控制模块为D触发器，所述D触发器的复位端连接于所述输出引脚，所述D触发器的数据输入端连接于所述直流电源，所述D触发器的上升沿触发端连接于所述连接模块。
本实用新型新能源汽车快充唤醒系统的更进一步改进在于，还包括晶体管，所述晶体管的控制极连接于所述输出引脚，所述晶体管的第一极接地，所述晶体管的第二极连接于所述D触发器的复位端和所述直流电源。
本实用新型新能源汽车快充唤醒系统的更进一步改进在于，所述晶体管为NMOS管，所述NMOS管的栅极连接于所述输出引脚，所述NMOS管的漏极连接于所述D触发器的复位端，所述NMOS管的源极接地。
本实用新型新能源汽车快充唤醒系统的更进一步改进在于，所述直流电源和所述D触发器的数据输入端之间连接有第二电阻，所述直流电源和所述D触发器的复位端之间连接有第三电阻，所述NMOS管的漏极连接于所述D触发器的复位端和所述第三电阻之间。
此外，本实用新型还提供一种新能源汽车，包括上述的新能源汽车快充唤醒系统。
采用上述技术方案，本实用新型提供的一种新能源汽车及其快充唤醒系统，具有如下有益效果：
1)用上升沿触发方式，唤醒BMS，且能保持唤醒信号，充电结束时释放唤醒信号，使BMS进入休眠。减少插枪时BMS功耗；BMS能在插枪时休眠。
2)用非车载充电机辅助电源DC_APS检测快充确认电阻CC2，不会增加电池功耗。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为现有技术中CC2唤醒方案的电路结构示意图；
图2为现有技术中非车载充电机辅助电源唤醒方案的电路结构示意图；
图3为本实用新型实施例1提供的新能源汽车快充唤醒系统与辅助电源的连接关系示意图。
图4为本实用新型实施例1提供的新能源汽车快充唤醒系统的电路结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在现有技术中，汽车的快充唤醒系统设有充电插座，充电机的充电枪连接于插座，电池管理系统(BMS)被唤醒，从而允许充电机向汽车电池充电；但是当汽车电池充电结束而充电枪依旧连接于插座的时候，BMS无法休眠，由此BMS会持续消耗铅酸电池电量，长时间工作可能引起铅酸电池馈电，导致汽车不能正常启动。此外，现有技术中，充电枪插设于插座后，汽车会使用自带的电池检测充电机内快充确认电阻CC2(CC，Connection Confirm)，由此会增加电池功耗。
为了解决现有技术中充电机的充电枪插入时BMS无法休眠进而引起电池馈电的技术问题，本实用新型提出了一种新能源汽车及其快充唤醒系统。
实施例1：
结合图3和图4所示，本实用新型提出的新能源汽车快充唤醒系统，包括电池管理系统10、连接模块30和控制模块IC1，连接模块30用于连接充电机辅助电源DC_APS，控制模块IC1分别与连接模块30和电池管理系统10的输出引脚OUT连接，控制模块IC1用于当辅助电源DC_APS连接至连接模块30时控制电池管理系统10保持工作状态，并当充电完成时控制电池管理系统10休眠。
本实施例1中，连接模块30可以为插座，控制模块IC1可以为触发器，电池管理系统10可以包括单片机MCU，输出引脚OUT设于单片机MCU上。
当充电机充电枪插入插座后，实施例1中的插座就与辅助电源DC_APS连接，此时控制模块IC1的第一输入端接收到来自插座的触发信号，控制模块IC1就生成唤醒信号，电池管理系统10接收唤醒信号从而唤醒，电池管理系统10发出指令开始充电；辅助电源DC_APS连接于插座并且在电池充电的过程中，控制模块IC1保持唤醒信号，电池管理系统10一直工作；当电池电量充满时，电池管理系统10的单片机MCU检测到充电完成，生成充电完成信号，控制模块IC1的第二输入端接收到来自单片机MCU的充电完成信号，控制模块IC1就生成休眠信号，电池管理系统10接收休眠信号从而休眠。
在实施例1中，辅助电源DC_APS连接插座后，控制模块IC1就唤醒电池管理系统10直至电池电量充满，从而使电池管理系统10在充电枪插入(辅助电源DC_APS连接至插座)但充电完成时进入休眠状态，避免电池管理系统10耗能，避免电池馈电，保证汽车正常启动。
进一步地，电池管理系统10还设有用于当电池管理系统10唤醒后检测辅助电源DC_APS是否连接至插座的检测引脚，检测引脚连接于插座。检测引脚设于单片机MCU上。
实施例1中，电池管理系统10唤醒后，电池管理系统10的单片机MCU检测辅助电源DC_APS是否完全连接至插座，判断为完全连接后，电池管理系统10与非车载充电机进行CAN通讯，进行充电。
更进一步地，快充唤醒系统设有用于连接充电机内快充确认电阻的电阻检测端口A，检测引脚包括电阻检测引脚Tr，插座连接于电阻检测端口A，电阻检测端口A连接于电阻检测引脚Tr。
实施例1中，电池管理系统10唤醒后，电池管理系统10的单片机MCU需要通过电阻检测引脚Tr检测快充确认电阻，由此来判断充电枪是否完全连接于插座。具体地，快充确认电阻是设于充电机内的，充电枪连接至插座后，由辅助电源DC_APS出发的电流经插座、电阻检测端口A至快充确认电阻，由此，参与快充确认电阻检测的是充电机辅助电源DC_APS，因此不会增加BMS休眠功耗。
更进一步地，快充唤醒系统还包括第一电阻R10和电容C10，插座连接于第一电阻R10的第一端，第一电阻R10的第二端连接于电阻检测端口A，电阻检测端口A连接于电容C10的第一端和电阻检测引脚Tr，电容C10的第二端接地。
实施例1中，快充确认电阻的阻值为：
RCC2＝(R1*VCC2_VOL_AI)/(VDC_APS-VCC2_VOL_AI)
较佳地，R1的阻值为5.1K，则
RCC2＝(5.1*VCC2_VOL_AI)/(VDC_APS-VCC2_VOL_AI)
更进一步地，检测引脚包括电压检测引脚Tu，电压检测引脚Tu连接于插座。
实施例1中，单片机MCU的电压检测引脚Tu检测辅助电源DC_APS电压信号。
图4中单片机MCU的引脚名称仅起到说明的作用，具体实际中使用的引脚根据单片机类型进行确定。
进一步地，快充唤醒系统还包括直流电源SLP_5V0，控制模块IC1为D触发器，D触发器的复位端CLR连接于单片机MCU的输出引脚OUT，D触发器的数据输入端D连接于直流电源SLP_5V0，D触发器的上升沿触发端CLK连接于插座。
实施例1中，控制模块IC1使用D触发器，D触发器根据数据输入端D、复位端CLR和上升沿触发端CLK的信号生成输出信号，由输出端Q输出。具体地，上升沿触发端CLK使用上升沿触发，上升沿触发端CLK连接插座，在插座连接辅助电源DC_APS时上升沿触发端CLK为上升沿；数据输入端D连接直流电源SLP_5V0，因此数据输入端D始终为高电平；复位端CLR连接单片机MCU的输出引脚OUT，在电量充满时单片机MCU使复位端CLR置0，其余时间复位端CLR置1。由此实现：当插座连接辅助电源DC_APS到位的时刻，上升沿触发，D触发器输出高电平，唤醒电池管理系统10；唤醒状态一直保持，直至电池电量充满时，此时复位端CLR置零，D触发器输出低电平，使电池管理系统10休眠，此时虽然充电枪插设于插座，但是由于没有上升沿，因此不会唤醒电源管理系统。较佳地，直流电源SLP_5V0的电压为5V。
具体的，本实施例1中，D触发器为带异步清零D触发器。
在其他实施例中，可使用其他控制模块IC1或已知电路替代实施例1中的D触发器，只要能够实现实施例1中D触发器的功能即可。
更进一步地，快充唤醒系统还包括晶体管，晶体管的控制极连接于单片机MCU的输出引脚OUT，晶体管的第一极接地，晶体管的第二极连接于D触发器的复位端CLR和直流电源SLP_5V0。
实施例1中，电量未充满时，单片机MCU控制晶体管截止，复位端CLR与直流电源SLP_5V0之间导通，复位端CLR置1；单片机MCU检测到电量充满后，控制晶体管导通，复位端CLR接地，复位端CLR置0；由此实现了单片机MCU对D触发器和电源管理系统的控制，使单片机MCU在检测到充电完成后控制电源管理系统休眠。
更进一步地，晶体管为NMOS管，NMOS管的栅极连接于单片机MCU的输出引脚OUT，NMOS管的漏极连接于D触发器的复位端CLR，NMOS管的源极接地。
更进一步地，直流电源SLP_5V0和D触发器的数据输入端D之间连接有第二电阻R20，直流电源SLP_5V0和D触发器的复位端CLR之间连接有第三电阻R30，NMOS管的漏极连接于D触发器的复位端CLR和第三电阻R30之间。
图4中，CC2为充电桩阻值为1K的电阻信号；DCAPS_VOL_AI为辅助电源电压信号；CC2_VOL_AI为检测CC2阻值的AD信号；175_CLR01_DOH为唤醒保持释放信号，即单片机MCU输出引脚OUT的输出信号；QC_WK为D触发器保持信号，做系统唤醒信号，是D触发器输出端Q的输出信号。单片机MCU的电压检测引脚Tu用于辅助电源电压检测，电阻检测引脚Tr用于CC2电阻检测，输出引脚OUT用于锁存器触发信号释放。
本实施例1中，IC1为带异步清零D触发器，当CLR为高，CLK为上升沿，输出Q等于输入D，CLR为低时，输出Q为低。异步清零D触发器静态工作电流小于10μA，极大的减少了BMS静态功耗。
当充电枪插入电动汽车插座，充电机判断充电插头与车辆插座已完全连接，非车载充电机提供辅助电源DC_APS，此时DC_APS由低电平变为高电平，QC_WK变为高电平唤醒BMS。BMS工作后，检测DC_APS电压、CC2电阻，BMS判断充电插头与车辆插座已完全连接，发起与非车载充电机进行CAN通讯，进行充电。当BMS判断充电已经完成，需进入休眠模式，MCU发出脉冲信号175_CLR01_DOH，当175_CLR01_DOH变高时，CLR变低，QC_WK为低即快充唤醒信号变低，BMS进入休眠模式。因MCU发出的是脉冲信号175_CLR01_DOH马上又变低，CLR变高，等待下一次CLK上升沿信号唤醒BMS，此时虽然充电枪一直插着，DC_APS一直是高电平，CLK没有上升沿，不会再次唤醒BMS。
本实用新型解决了现有技术中存在的技术问题——检测CC2电阻会增加BMS系统功耗；快充唤醒信号一直存在，BMS不能进入休眠模式，会持续消耗铅酸电池电量，长时间工作可能引起铅酸电池馈电，导致汽车不能正常启动。
本实用新型用非车载充电机辅助电源DC_APS，检测CC2电阻。用非车载充电机辅助电源DC_APS检测CC2，不会增加铅酸电池功耗。用上升沿触发方式唤醒BMS，且能保持唤醒信号，充电结束时释放唤醒信号，使BMS进入休眠。本实用新型的有益效果在于：减少插枪时BMS功耗；BMS能控制快充唤醒信号，能在插枪时休眠。
实施例2：
本实施例2提供了一种新能源汽车，包括实施例1中的新能源汽车快充唤醒系统。
以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新能源汽车快充唤醒系统，其特征在于：包括电池管理系统(10)、连接模块(30)和控制模块(IC1)，所述连接模块(30)用于连接充电机辅助电源(DC_APS)，所述控制模块(IC1)分别与所述连接模块(30)和所述电池管理系统(10)的输出引脚(OUT)连接，所述控制模块(IC1)用于当所述辅助电源(DC_APS)连接至所述连接模块(30)时控制所述电池管理系统(10)保持工作状态，并当充电完成时控制所述电池管理系统(10)休眠。
2.如权利要求1所述的新能源汽车快充唤醒系统，其特征在于：所述电池管理系统(10)还设有用于当所述电池管理系统(10)唤醒后检测所述辅助电源(DC_APS)是否连接至所述连接模块(30)的检测引脚，所述检测引脚连接于所述连接模块(30)。
3.如权利要求2所述的新能源汽车快充唤醒系统，其特征在于：所述快充唤醒系统设有用于连接充电机内快充确认电阻的电阻检测端口(A)，所述检测引脚包括电阻检测引脚(Tr)，所述连接模块(30)连接于所述电阻检测端口(A)，所述电阻检测端口(A)连接于所述电阻检测引脚(Tr)。
4.如权利要求3所述的新能源汽车快充唤醒系统，其特征在于：还包括第一电阻(R10)和电容(C10)，所述连接模块(30)连接于所述第一电阻(R10)的第一端，所述第一电阻(R10)的第二端连接于所述电阻检测端口(A)，所述电阻检测端口(A)连接于所述电容(C10)的第一端和所述电阻检测引脚(Tr)，所述电容(C10)的第二端接地。
5.如权利要求2所述的新能源汽车快充唤醒系统，其特征在于：所述检测引脚包括电压检测引脚(Tu)，所述电压检测引脚(Tu)连接于所述连接模块(30)。
6.如权利要求1所述的新能源汽车快充唤醒系统，其特征在于：还包括直流电源(SLP_5V0)，所述控制模块(IC1)为D触发器，所述D触发器的复位端(CLR)连接于所述输出引脚(OUT)，所述D触发器的数据输入端(D)连接于所述直流电源(SLP_5V0)，所述D触发器的上升沿触发端(CLK)连接于所述连接模块(30)。
7.如权利要求6所述的新能源汽车快充唤醒系统，其特征在于：还包括晶体管，所述晶体管的控制极连接于所述输出引脚(OUT)，所述晶体管的第一极接地，所述晶体管的第二极连接于所述D触发器的复位端(CLR)和所述直流电源(SLP_5V0)。
8.如权利要求7所述的新能源汽车快充唤醒系统，其特征在于：所述晶体管为NMOS管，所述NMOS管的栅极连接于所述输出引脚(OUT)，所述NMOS管的漏极连接于所述D触发器的复位端(CLR)，所述NMOS管的源极接地。
9.如权利要求8所述的新能源汽车快充唤醒系统，其特征在于：所述直流电源(SLP_5V0)和所述D触发器的数据输入端(D)之间连接有第二电阻(R20)，所述直流电源(SLP_5V0)和所述D触发器的复位端(CLR)之间连接有第三电阻(R30)，所述NMOS管的漏极连接于所述D触发器的复位端(CLR)和所述第三电阻(R30)之间。
10.一种新能源汽车，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的新能源汽车快充唤醒系统。
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