CN217705546U - 一种电动汽车cp唤醒电路 - Google Patents

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孟金影
王永庚
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Abstract

本实用新型公开了一种电动汽车CP唤醒电路，包括供电输入单元、CP信号触发单元以及唤醒单元；供电输入单元，用于接入电源VCC信号，并且在收到供电输入单元提供的驱动信号时，输出高电平信号至唤醒单元；CP信号触发单元，与供电输入单元相连接，用于接入CP信号，并在接入CP信号后，为供电输入单元提供CP驱动信号；唤醒单元，与供电输入单元相连接，用于在接收到所述供电输入单元100输出的高电平信号后，实时向电池管理系统BMS输出脉冲信号，从而唤醒电池管理系统BMS。本实用新型可以通过MOS管与定时器的组合，利用CP信号对唤醒电路电源进行控制，实现节能环保的目标，功能可靠。

Description

一种电动汽车CP唤醒电路
技术领域
本实用新型涉及新能源电子池技术领域，特别是涉及一种电动汽车CP 唤醒电路。
背景技术
电池管理系统(Battery Management System，以下简称BMS)是电池保护装置，也是电池与负载终端的桥梁，根据在线监测的电池实际使用状态为电池提供过充、过放、过温等保护功能，确保电池被安全使用。电池管理系统BMS在电动汽车、通信基站、机器人等诸多领域，被广泛应用。
根据国标GBT 18487.1-2015《电动汽车传导充电系统第1部分通用要求》，慢充桩与车辆充电接口存在的识别信号端口，分别为CP(即控制引导功能，control pilotfunction)信号端口和CC(即连接确认功能，connection confirm function)信号端口，其中，CC信号端口与PE(地线)间为纯电阻性，CP信号为PWM(脉冲宽度调制)波。当充电枪插入车辆的接口后，电池管理系统BMS被唤醒，通过对比检测点3的电压值，判断CC信号是否符合要求，并判断充电桩线缆的供电能力，进一步BMS通过输入检测检测点2的PWM波的占空比，来确定该充电桩输出功率，在配置完成后，BMS 控制闭合S2开关，充电桩K1、K2开关相继闭合，车辆开始充电。
需要说明的是，现有的电动汽车，使用CC和CP信号确认充电枪与车辆连接，同时可以设定车载充电机的功率。检测点3为车辆电子锁与车辆控制装置之间的连接检测点，检测的是CC信号，车辆控制装置通过测量检测点3与PE(车身地)之间电阻值，来判断车辆插头与车辆插座是否完全连接。检测点2是供电控制装置与电动汽车之间的连接部分，检测点2设于电动汽车端，检测CP信号，通过测量检测点2的PWM信号占空比确认当前供电设备的最大供电电流。
S2开关为电动汽车的控制导引电路中的车辆内部开关，在车辆接口与供电接口完全连接，并且配置了电子锁的接口被完全锁止后，当车载充电机自检测完成后无故障，并且电池组处于可充电状态时，S2开关闭合。需要说明的是，控制导引电路中也可以不配置开关S2；充电桩K1、K2开关是控制导引电路中供电设备高压母线开关，当K1、K2开关闭合时，供电设备可通过开关所在高压线路给电动车输送电源。
目前，现有技术中的CP唤醒电路存在的问题包括：由于CP信号是PWM 波，存在上升沿和下降沿，通常需要很多芯片配合触发，进而激活电池管理系统BMS，且众多芯片需要一直处于待机状态，同时增加了电池管理系统的休眠功耗。此外，由于CP信号的PWM一直存在，所以在充满电后，在未拔充电枪的情况下，电池管理系统BMS无法进入休眠模式。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种电动汽车 CP唤醒电路。
为此，本实用新型提供了一种电动汽车CP唤醒电路，包括供电输入单元、CP信号触发单元以及唤醒单元；
供电输入单元，用于接入电源VCC信号，并且在收到供电输入单元提供的驱动信号时，输出高电平信号至唤醒单元；
CP信号触发单元，与供电输入单元相连接，用于接入CP信号，并在接入CP信号后，为供电输入单元提供CP驱动信号；
唤醒单元，与供电输入单元相连接，用于在接收到所述供电输入单元输出的高电平信号后，实时向电池管理系统BMS输出脉冲信号，从而唤醒电池管理系统BMS。
优选地，供电输入单元，包括二极管D1、电容C1、电容C3以及PMOS 管Q1；
其中，二极管D1的阳极连接现有电动汽车上的BMS供电模块的供电输出端口，用于接入电源VCC信号；
二极管D1的阴极，分别连接电容C1的一端与PMOS管Q1的源极S；
电容C1的另一端接地；
PMOS管Q1的漏极D连接电容C3的一端；
电容C3的另一端接地。
CP 信号触发单元，包括二极管D2、电容C2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4以及NMOS管Q2；
其中，二极管D2的阳极连接现有电动汽车上的整车低压通信端口，用于接入CP信号；
二极管D2的阴极连接电阻R3的一端；
电阻R3的另一端，分别连接电容C2的一端、电阻R4的第一端和NMOS 管Q2的栅极G；
电容C2的另一端接地，电阻R4的另一端接地；
NMOS管Q2的源极S接地；
NMOS管Q2的漏极D连接电阻R2的一端；
电阻R2的另一端，分别连接电阻R1的一端以及所述供电输入单元中的PMOS管Q1的栅极G；
电阻R1的另一端连接所述供电输入单元中的二极管D1的阴极。
优选地，唤醒单元，包括定时器模块U1和电容C4；
定时器模块U1的第一端，连接供电输入单元中的PMOS管Q1的漏极 D和电容C3的一端；
定时器模块U1的第二端，连接电容C4的一端以及连接现有电动汽车上的BMS唤醒模块的唤醒输入接口，用于向电池管理系统BMS输出CP唤醒信号；
电容C4的另一端接地。
优选地，定时器模块U1，采用555定时器模块。
由以上本实用新型提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本实用新型提供了一种电动汽车CP唤醒电路，其设计科学，可以通过MOS管与定时器的组合，利用CP信号对唤醒电路电源进行控制，从而实现节能环保的目标，成本低廉，功能可靠，具有重大的实践意义。
对于本实用新型，具体实现上，通过MOS管与555定时器的组合，利用CP信号对唤醒电路电源进行控制，在插枪初始之初识别CP信号并唤醒电池管理系统BMS后，不再触发电池管理系统BMS的唤醒信号，从而实现了节能环保的目标，具有广泛的推广价值。
附图说明
图1为本实用新型提供的一种电动汽车CP唤醒电路的原理图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型的实施例，对本实用新型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作出创造性劳动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。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
参见图1，本实用新型提供了一种电动汽车CP唤醒电路，包括供电输入单元100、CP信号触发单元200以及唤醒单元300；
供电输入单元100，用于接入电源(VCC)信号，并且在收到供电输入单元100提供的驱动信号时，输出高电平信号至唤醒单元300(具体是输出至唤醒单元300中的定时器模块U1)；
CP信号触发单元200，与供电输入单元100相连接，用于接入CP(即控制引导功能，control pilot function)信号，并在接入CP信号后，为供电输入单元100提供CP驱动信号；
唤醒单元300，与供电输入单元100相连接，用于在接收到所述供电输入单元100输出的高电平信号后，实时向电池管理系统BMS输出CP唤醒信号(是脉冲信号)，从而唤醒电池管理系统BMS。
在本实用新型中，具体实现上，供电输入单元100，包括二极管D1、电容C1、电容C3以及PMOS管Q1；
其中，二极管D1的阳极连接现有电动汽车上的BMS供电模块的供电输出端口，此端口在BMS休眠时为常电，用于接入电源(VCC)信号；
需要说明的是，现有BMS供电模块在BMS休眠时输出常电，具体是输出5V的直流电源信号，该5V的直流电源信号用于给定时器模块U1供电。
二极管D1的阴极，分别连接电容C1的一端与PMOS管Q1的源极S；
电容C1的另一端接地；
PMOS管Q1的漏极D连接电容C3的一端；
电容C3的另一端接地。
需要说明的是，在本实用新型中，供电输入单元100通过二极管D1的设置，来防止电源(VCC)信号的电流反向，并通过PMOS管Q1为后续的唤醒单元300中的555定时器模块U1提供输入电源。
在本实用新型中，具体实现上，CP信号触发单元200，包括二极管D2、电容C2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4以及NMOS管Q2；
其中，二极管D2的阳极连接现有电动汽车上的整车低压通信端口，用于接入CP(即控制引导功能)信号；
需要说明的是，在充电时，电动汽车整车连接充电桩，通过现有电动汽车上的整车低压通信端口，能够将CP(即控制引导功能)信号输入给BMS，从而检测充电桩的供电能力。
二极管D2的阴极连接电阻R3的一端；
电阻R3的另一端，分别连接电容C2的一端、电阻R4的第一端和NMOS 管Q2的栅极G；
电容C2的另一端接地，电阻R4的另一端接地；
NMOS管Q2的源极S接地；
NMOS管Q2的漏极D连接电阻R2的一端；
电阻R2的另一端，分别连接电阻R1的一端以及所述供电输入单元100 中的PMOS管Q1的栅极G；
电阻R1的另一端连接所述供电输入单元100中的二极管D1的阴极。
需要说明的是，在本实用新型中，CP信号触发单元200通过二极管D2 的设置，来防止输入CP(即控制引导功能，control pilot function)信号的电流反向，通过电阻R4分压驱动NMOS管Q2，使NMOS管Q2导通，从而将电阻R2上与NMOS管Q2漏极D的连接端电压拉低，从而驱动PMOS 管Q1，使PMOS管Q1导通，从而输出高电平信号至唤醒单元300(具体是输出至唤醒单元300中的定时器模块U1)。
在本实用新型中，具体实现上，唤醒单元300，包括定时器模块U1和电容C4；
定时器模块U1的第一端，连接供电输入单元100中的PMOS管Q1的漏极D和电容C3的一端；
定时器模块U1的第二端，连接电容C4的一端以及连接现有电动汽车上的BMS唤醒模块的唤醒输入接口，用于向电池管理系统BMS输出CP唤醒信号；
需要说明的是，对于现有电动汽车上的BMS唤醒模块的唤醒输入接口，通过此接口可以唤醒BMS。
电容C4的另一端接地。
需要说明的是，在本实用新型中，唤醒单元300中的定时器模块U1在输入高电平信号后，会输出一个脉冲信号CP_WKUP，用于唤醒电池管理系统BMS。
具体实现上，定时器模块U1，具体可以采用现有的555定时器模块。例如，可以采用意法半导体公司生产的型号为SA555的精密定时器。用于提供BMS CP唤醒电路。此外，还可以采用深圳达尔科技有限公司生产的型号为SA555的精密定时器。
具体实现上，定时器模块U1的第一端，具体是定时器模块的Vcc管脚，即供电电压管脚，用于为定时器模块提供工作电压。
定时器模块U1的第二端，具体是定时器模块的OUT管脚，是定时器输出管脚，用于让定时器模块输出信号，本实用新型中输出的是BMS的唤醒信号。
为了更加清楚地理解本实用新型的技术方案，下面说明本实用新型的工作原理。
对于本实用新型，在充电机正常工作时，CP信号通过CP信号触发单元200中的D2、R3、C2、R4、Q2、R1、R2等，形成CP驱动信号，同时，电源(VCC)信号(如5V直流电压信号)通过供电输入单元100中的D1、 C1、Q1、C3，并在CP驱动信号有效情况下，使得PMOS管Q1导通，从而将高电平信号(如5V直流电压信号)传递给唤醒单元300中的定时器模块U1，从而使定时器模块U1向电池管理系统BMS输出CP唤醒信号 (是脉冲信号)CP_WKUP，从而实现唤醒电池管理系统BMS。
需要说明的是，CP信号、CP驱动信号、CP唤醒信号(是脉冲信号) 是同一个信号，为PWM信号，在充电前后的电压幅值由9V变到6V。电源(VCC)信号是5V直流电压信号。高电平信号即是5V直流电压信号。
在本实用新型中，CP信号、CP驱动信号、CP唤醒信号(是脉冲信号) 是同一个信号，在本实用新型中用于驱动NMOS管Q2，从而使PMOS管 Q1导通，使定时器具备电源工作。电源(VCC)信号是BMS休眠时的5V 常电，在PMOS管Q1导通时，将5V直流电提供给定时器模块U1。
本实用新型，通过MOS管与555定时器的组合利用CP信号对唤醒电路电源进行控制，在插枪初始识别CP信号并唤醒电池管理系统后，不再触发唤醒信号，实现了节能环保的目标，成本低廉，结构简单，功能可靠，具有广泛的推广价值。
综上所述，与现有技术相比较，本实用新型提供的一种电动汽车CP唤醒电路，其设计科学，可以通过MOS管与定时器的组合，利用CP信号对唤醒电路电源进行控制，从而实现节能环保的目标，成本低廉，功能可靠，具有重大的实践意义。
对于本实用新型，具体实现上，通过MOS管与555定时器的组合，利用CP信号对唤醒电路电源进行控制，在插枪初始之初识别CP信号并唤醒电池管理系统BMS后，不再触发电池管理系统BMS的唤醒信号，从而实现了节能环保的目标，具有广泛的推广价值。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种电动汽车CP唤醒电路，其特征在于，包括供电输入单元(100)、CP信号触发单元(200)以及唤醒单元(300)；
供电输入单元(100)，用于接入电源VCC信号，并且在收到供电输入单元(100)提供的驱动信号时，输出高电平信号至唤醒单元(300)；
CP信号触发单元(200)，与供电输入单元(100)相连接，用于接入CP信号，并在接入CP信号后，为供电输入单元(100)提供CP驱动信号；
唤醒单元(300)，与供电输入单元(100)相连接，用于在接收到所述供电输入单元(100)输出的高电平信号后，实时向电池管理系统BMS输出脉冲信号，从而唤醒电池管理系统BMS。
2.如权利要求1所述的电动汽车CP唤醒电路，其特征在于，供电输入单元(100)，包括二极管D1、电容C1、电容C3以及PMOS管Q1；
其中，二极管D1的阳极连接现有电动汽车上的BMS供电模块的供电输出端口，用于接入电源VCC信号；
二极管D1的阴极，分别连接电容C1的一端与PMOS管Q1的源极S；
电容C1的另一端接地；
PMOS管Q1的漏极D连接电容C3的一端；
电容C3的另一端接地。
3.如权利要求1或2所述的电动汽车CP唤醒电路，其特征在于，CP信号触发单元(200)，包括二极管D2、电容C2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4以及NMOS管Q2；
其中，二极管D2的阳极连接现有电动汽车上的整车低压通信端口，用于接入CP信号；
二极管D2的阴极连接电阻R3的一端；
电阻R3的另一端，分别连接电容C2的一端、电阻R4的第一端和NMOS管Q2的栅极G；
电容C2的另一端接地，电阻R4的另一端接地；
NMOS管Q2的源极S接地；
NMOS管Q2的漏极D连接电阻R2的一端；
电阻R2的另一端，分别连接电阻R1的一端以及所述供电输入单元(100)中的PMOS管Q1的栅极G；
电阻R1的另一端连接所述供电输入单元(100)中的二极管D1的阴极。
4.如权利要求1或2所述的电动汽车CP唤醒电路，其特征在于，唤醒单元(300)，包括定时器模块U1和电容C4；
定时器模块U1的第一端，连接供电输入单元(100)中的PMOS管Q1的漏极D和电容C3的一端；
定时器模块U1的第二端，连接电容C4的一端以及连接现有电动汽车上的BMS唤醒模块的唤醒输入接口，用于向电池管理系统BMS输出CP唤醒信号；
电容C4的另一端接地。
5.如权利要求4所述的电动汽车CP唤醒电路，其特征在于，定时器模块U1，采用555定时器模块。
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