CN218558591U

CN218558591U - 功耗调节电路及电动车

Info

Publication number: CN218558591U
Application number: CN202222972680.6U
Authority: CN
Inventors: 王志刚; 周斌; 彭焓
Original assignee: Jiangsu Zenio New Energy Battery Technologies Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Zenio New Energy Battery Technologies Co Ltd
Priority date: 2022-11-08
Filing date: 2022-11-08
Publication date: 2023-03-03
Anticipated expiration: 2032-11-08

Abstract

本申请的提供的功耗调节电路及电动车中，功耗调节电路包括目标电路以及与目标电路电连接的调节电路，目标电路用于检测充电枪是否插入电动车；调节电路用于在充电枪插入电动车，并且电动车中的电池管理芯片从休眠状态进行唤醒状时，控制目标电路处于第一功耗状态；调节电路还用于在充电枪插入电动车，并且电池管理芯片从唤醒状态进入休眠状态时，控制目标电路处于第二功耗状态。由于该目标电路能够提供的两种功耗状态中，第二功耗状态的功耗低于第一功耗状态的功耗，因此，在充电枪插入电动车，并且电池管理芯片从唤醒状态进入休眠状态时，主动降低目标电路的功耗。

Description

功耗调节电路及电动车

技术领域

本申请涉及电路领域，具体而言，涉及一种功耗调节电路及电动车。

背景技术

随着电动车的普及，电池管理系统(Battery Management System，BMS)的运用也越来越广泛，对它的要求越来越高。在平时使用过程中，除了希望它具备常规的功能以及可靠运行外，还希望其静态功耗尽可能低。因为在实际运用场景中BMS需具备实时唤醒功能，即使BMS进入休眠状态，也不会完全断电，与唤醒功能相关的电路仍会继续工作。故在实际使用场景中，希望与唤醒功能相关的电路的功耗越小越好。

然而研究发现，目前一些与唤醒功能相关的电路存在BMS进入休眠状态之后，功耗过高的问题。

实用新型内容

为了克服现有技术中的至少一个不足，本申请提供一种功耗调节电路及电动车，用于降低BMS进入休眠状态之后，与唤醒功能相关的电路的功耗，具体包括：

第一方面，本申请提供一种功耗调节电路，所述功耗调节电路包括目标电路以及与所述目标电路电连接的调节电路，所述目标电路用于检测充电枪是否插入电动车；

所述调节电路用于在所述充电枪插入所述电动车，并且所述电动车中的电池管理芯片从休眠状态进行唤醒状时，控制所述目标电路处于第一功耗状态；

所述调节电路还用于在所述充电枪插入所述电动车，并且所述电池管理芯片从唤醒状态进入休眠状态时，控制所述目标电路处于第二功耗状态，其中，所述第二功耗状态的功耗低于所述第一功耗状态的功耗。

第二方面，本申请提供一种电动车，所述电动车包括所述的功耗调节电路。

相对于现有技术而言，本申请具有以下有益效果：

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1-图2为本申请实施例提供的唤醒电路工作原理示意图；

图3为本申请实施例提供的功耗调节电路的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的D型触发器的管脚示意图；

图5-图7为本申请实施例提供的等效电路。

图标：101-等效电路；102-目标电路；1021-受控单元；103-调节电路；104-电池管理芯片。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。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，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

基于以上声明，研究发现，目前一些与唤醒功能相关的电路存在BMS进入休眠状态之后，功耗过高的问题。

示例性的，与唤醒功能相关的电路包括菊链通讯唤醒电路、A+快充信号唤醒电路、CC2快充信号唤醒电路、RTC(Real-Time Clock,实时时钟)唤醒电路、CAN(Controller AreaNetwork,控制器域网)唤醒电路。其中，CC2快充信号唤醒电路中，通过CC2快充信号唤醒BMS对电池进行充电；然而，在电动车充满电、BMS进入休眠状态后，若未拔出充电枪时，存在功耗较大的问题。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合图1-图2说明CC2快充信号唤醒电路的工作原理。CC2快充信号唤醒电路是通过CC2快充信号唤醒电路上的1k上拉电阻R1以及10MΩ分压电阻R2之间的电压变化来检测是否插入了充电枪。如图1所示，当充电枪未接入时，由于R2的阻值远远大于R1的阻值，因此，R2与R1之间的电压为VCC。

如图2所示，当充电枪接入后，由于快充枪的等效电路中，将快充枪等效为一个电阻R3，并且电阻R3的阻值远远小于R2阻值，因此，形成R3与R1之间的通路，又由于R3与R1之间的阻值相同，因此，R3与R1或者R2与R1之间的电压为VCC/2。如此，通过R2与R1之间的电压变化，就能识别出充电枪是否插入车辆。

继续参见图2，在电动车充满电、BMS进入休眠状态后，若此时未拔出充电枪，则CC2快充信号唤醒电路的电流为VCC/(R1+R3)。由于R1＝1k，R3＝1k，VCC＝5V，因此，CC2快充信号唤醒电路中的电流必定会大于1mA，因此，存在功耗过大的问题。

需要注意的是，以上现有技术中的方案所存在的缺陷，均是经过实践并仔细研究后得出的结果，因此，上述问题的发现过程以及下文中本申请实施例针对上述问题所提出的解决方案，都应该视为创造过程中对本申请做出的贡献，而不应当理解为本领域技术人员所公知的技术内容。

鉴于此，本实施例提供一种功耗调节电路，该功耗调节电路包括目标电路以及与目标电路电连接的调节电路，目标电路用于检测充电枪是否插入电动车；调节电路用于在充电枪插入电动车，并且电动车中的电池管理芯片从休眠状态进行唤醒状时，控制目标电路处于第一功耗状态；调节电路还用于在充电枪插入电动车，并且电池管理芯片从唤醒状态进入休眠状态时，控制目标电路处于第二功耗状态。由于该目标电路能够提供的两种功耗状态中，第二功耗状态的功耗低于第一功耗状态的功耗，因此，在充电枪插入电动车，并且电池管理芯片从唤醒状态进入休眠状态时，主动降低目标电路的功耗。

当然，调节电路还用于在充电枪未插入电动车时，控制目标电路处于第一功耗状态。

由以上实施方式可知，该调节电路的正常工作依赖于两个输入一个输出，其中，两个输入分别用于获取第一指示信号以及第二指示信号，第一指示信号用于指示充电枪是否插入电动车，第二指示信号用于指示电池管理芯片在唤醒状态与休眠状态之间的状态变换。而一个输出，则是用于输出控制信号，以控制目标电路的功耗状态。

因此，如图3所示，该调节电路103包括控制输出端、第一输入端以及第二输入端；而目标电路102则包括受控单元1021以及充电状态输出端，其中，受控单元1021与控制输出端连接，充电状态输出端与第一输入端相连接。此外，如图3所示，为使电池管理芯片104能够获取第一指示信息，该充电状态输出端还与电池管理芯片104的一管脚连接。而为了获取第二指示信号，调节电路103的第二输入端与电池管理芯片104的休眠状态输出端连接。

基于以上连接关系，控制输出端与受控单元1021连接，控制输出端被配置为根据第一指示信号以及第二指示信号，控制受控单元1021，以使目标电路102在第一功耗状态与第二功耗状态之间切换。

相较于常规的快充信号唤醒电路，本实施例中的目标电路102包括有受控单元1021。该受控单元1021的结构可以继续参见图3，目标电路102中的受控单元1021包括功耗调节电阻R4以及第一受控开关Q1。

继续参见图3，第一受控开关Q1的输入端与电阻的一端连接到同一电源，第一受控开关Q1的输出端与电阻的另外一端连接，第一受控开关Q1的控制端与控制输出端连接。如此，第一受控开关Q1在控制输出端的控制下，当第一受控开关Q1导通时，目标电路102处于第一功耗状态；第一受控开关Q1截止时，目标电路102处于第二功耗状态。

其中，为了第二功耗状态的功耗低于第一功耗状态，可以选取一较大组阻值的电阻作为功耗调节电阻R4。本实施中，该功耗调节电阻R4的阻值可以是100kΩ。

而对于目标电路102中的充电状态输出端，其位置可以继续参见图3，目标电路102还包括第一电阻R1以及第二电阻R2。

继续参见图3，第一电阻R1的一端与第一受控开关Q1的输出端以及功耗调节电阻R4远离电源的一端相连接，第二电阻R2串联到第一电阻R1的另一端，而充电状态输出端则位于第一电阻R1以及第二电阻R2之间。

其中，第一电阻R1的阻值小于第二电阻R2的阻值，以使在第一受控开关Q1导通且充电枪未插入电动车时，充电状态输出端输出的第一指示信号为高电平。

为使第一受控开关Q1导通时，充电状态输出端输出高电平，需要第二电阻R2的阻值远远大于第一电阻R1的阻值，以使第二电阻R2分的更多的电压。本实施例中，该第一电阻R1的阻值可以是1kΩ，而第二电阻R2的阻值可以是10MΩ。

继续参见图3，将充电枪等效电路101中的电阻称为第三电阻R3，第三电阻的阻值小于或者等于第一电阻R1的阻值，在第一受控开关Q1导通且充电枪插入电动车时，第三电阻连接至充电状态输出端，以使充电状态输出端输出的第一指示信号为低电平。

为使充电枪插入电动车后，充电状态输出端输出的第一指示信号为低电平，本实施例中，第一电阻R1的阻值为是1kΩ时，第三电阻的阻值同样为1kΩ，如此，使得充电状态输出端输出的第一指示信号为VCC/2。

继续参见图3，本实施例中在调节电路103中巧妙地使用了D型触发器，用于实现以上控制逻辑。如图4所示，D型触发器输入端包括：

端、

端、CLK端、D端；

D型触发器输出端包括：

端、Q端。

其中，D型触发器的真值表如下：

真值表中，“H”表示高电平，L表示低电平，↑表示上升沿信号，↓表示下降沿信号，×表示任意信号。

基于D型触发器的以上真值表，为了实现以上控制逻辑，D型触发器各管脚的连接关系如图2所示。其中，D型触发器的

端与第一输入端连接，若第一指示信号指示充电枪未插入电动车，

端接收到低电平；若第一指示信号指示充电枪插入电动车，为

端接收到高电平。

D型触发器的CLK端与第二输入端连接，若第二指示信号指示电池管理芯片104从休眠状态进入唤醒状态，CLK端接收到低电平；若第二指示信号指示电池管理芯片104从唤醒状态进入休眠状态，CLK端接收到高电平。

D型触发器的

端与控制输出端连接；

端被配置为若

端接收到低电平且CLK端接收到低电平时，输出高电平；

端还被配置为若

端接收到高电平且CLK端接收到高电平，输出低电平。

正如以上实施方式中所介绍的，若充电枪未插入电动车，充电状态输出端输出的第一指示信号为高电平；若充电枪插入电动车，充电状态输出端输出的第一指示信号为低电平。而充电状态输出端输出高电平时，D型触发器的

端接收到低电平；充电状态输出端输出低电平时，D型触发器的

端接收到高电平。因此，继续参见图3，该调节电路103还包括位于

端与充电状态输出端之间的第二受控开关Q2，用于将充电状态输出端输出的电平信号进行反转。

继续参见图3，第二受控开关Q2的控制端与充电状态输出端通过第一输入端连接，

端与第二受控开关Q2的输出端连接；若第二受控开关Q2的控制端接收到高电平，第二受控开关Q2截止，以使

端接收到低电平；若第二受控开关Q2的控制端接收到低电平，第二受控开关Q2导通，以使

端接收到高电平。

在本实施例中，第二受控开关Q2可以是P-MOS管。当第二受控开关Q2是P-MOS管时，第二受控开关Q2的输入端为P-MOS管的源极；第二受控开关Q2的输出端为P-MOS管的漏极；第二受控开关Q2的控制端为P-MOS管的栅极。

又由于第一受控开关Q1的控制端接收到低电平时导通，第一受控开关Q1接收到高电平时截止；而需要第一受控开关Q1导通时，D型触发器的

端输出的是高电平；需要第一受控开第一受控开关Q1截止时，D型触发器的

端输出的是低电平，因此，继续参见图3，该调节电路103还包括位于第一受控开关Q1与D型触发器的

端之间的第三受控开关Q3，用于将D型触发器的

端输出的电平信号进行反转。

继续参见图3，

端与第三受控开关Q3的控制端连接，第一受控开关Q1的控制端通过控制输出端与第三受控开关Q3的输入端连接到同一电源；第三受控开关Q3的控制端接收到

端输出的高电平时导通，以使第一受控开关Q1导通；第三受控开关Q3接收到

端输出的低电平时截止，以使第一受控开关Q1截止。

本实施例中，该第一受控开关Q1同样可以时P-MOS管，第三受控开关Q3可以时三极管，当第三受控开关Q3为三极管时，第三受控开关Q3的输入端为集电极、第三受控开关Q3的输出端为发射极、第三受控开关Q3的控制端为基极。

继续参见图3，CLK端接连接有下拉电阻R5，若电池管理芯片104进入休眠模式后，CLK端接被下拉电阻R5拉低至低电平；

端被配置为

端接收到低电平且CLK端接收到低电平时，输出高电平。如此，但充电枪从电动车拔出之后，充电状态输出端输出高电平，使得

端接收到低电平，使得第一受控开关Q1再次导通。

综上所述，当电动车未插入充电枪，且电池管理芯片104处于休眠状态时，该功耗调节电路可以等效为如图5所示的电路，此时，

CLK＝L，

得第一受控开关Q1导通，目标电路102处于第一功耗状态。

当电动车插入充电枪，电池管理芯片104从休眠状态进入唤醒状态，电池管理芯片104使CLK保持低电平，该功耗调节电路可以等效为如图6所示的电路，此时，

CLK＝L，

(保持前一个状态)使得第一受控开关Q1保持导通，目标电路102继续处于第一功耗状态。

当电动车充满电，且充电枪未拔出时，电池管理芯片104从唤醒状态进入休眠状态之前，向CLK引脚发出高电平；该功耗调节电路可以等效为如图7所示的电路，此时，

CLK＝↑、

使得第一受控开关Q1截止，目标电路102处于第二功耗状态。

电池管理芯片104进入休眠状态后，与之连接的CLK端不再受到电池管理芯片104的控制，因此，在下拉电阻R5的作用下，CLK端的电平为低电平。此时，若拔出充电枪，而

端由高电平变为低电平，该功耗调节电路再次等效为如图5所示的电路，则

CLK＝L、

使得第一受控开关Q1导通，目标电路102处于第一功耗状态。

最后，值得说明的是，该电池管理芯片104可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力，并且，该处理器可以包括一个或多个处理核(例如，单核处理器或多核处理器)。仅作为举例，上述处理器可以包括中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、专用指令集处理器(Application Specific Instruction-set Processor，ASIP)、图形处理单元(GraphicsProcessing Unit，GPU)、物理处理单元(Physics Processing Unit，PPU)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，PLD)、控制器、微控制器单元、简化指令集计算机(Reduced Instruction Set Computing，RISC)、或微处理器等，或其任意组合。

以上所述，仅为本申请的各种实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，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，可轻易想到变化或替换，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。