CN220114492U - 一种电池管理系统的唤醒电路及电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池管理系统的唤醒电路及电池包，唤醒电路包括：电源端口、电池端口、第一唤醒模块和第二唤醒模块；电源端口用于连接充电器；电池端口用于连接电池；第一唤醒模块连接电源端口和电池端口，第一唤醒模块被配置为在电源端口的电压与电池端口的电压的差值大于或等于预设阈值时，通过输出端输出唤醒信号；第二唤醒模块连接电源端口和电池端口，第二唤醒模块被配置为在电源端口的电压与电池端口的电压的差值小于预设阈值时，通过输出端输出唤醒信号。本实用新型提供的电池管理系统唤醒电路解决了只有在电池电压与充电器电压存在压差时才能输出唤醒信号的问题，同时电路简单、成本较低。

Description

一种电池管理系统的唤醒电路及电池包

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种电池管理系统的唤醒电路及电池包。

背景技术

电池管理系统(BMS)是对动力电池进行管理的系统，主要用于估算电池的剩余容量和健康状态，保证电池维持在合理的工作范围，在动力电池工作时，电池管理系统需要被唤醒。

目前，电源管理系统的唤醒方式主要包括通过充电器电压与电池电压的电压差进行唤醒，以及通过电压比较器判断充电器电压和电池电压进行唤醒。其中，通过充电器电压与电池电压的电压差进行唤醒的方式，需要电池电压和充电器电压有一定的电压差，当充电器电压大于电池电压满足一定的电压值时可以检测到充电器在线，唤醒电池管理系统，如果在电池充满电而处于休眠状态时，由于电池电压和充电器之间的电压差很小，所以在这种情况下就无法唤醒电池管理系统。通过电压比较器判断充电器电压和电池电压进行唤醒的方式，虽然可以解决充电器电压和电池电压需要有一定压差的缺点，但由于比较器本身需要从电池取电，所以需要消耗一定的电池能量，且电路结构相对复杂，比较器成本也较高。

实用新型内容

本实用新型提供了一种电池管理系统的唤醒电路及电池包，以解决现有技术中只有在电池电压与充电器电压存在压差时才能唤醒电池管理系统、以及成本较高的问题。

根据本实用新型的一方面，提供了一种电池管理系统的唤醒电路，包括：电源端口、电池端口、第一唤醒模块和第二唤醒模块；

所述电源端口包括电源正极端口和电源负极端口，用于连接充电器；

所述电池端口包括电池正极端口和电池负极端口，用于连接电池；

所述第一唤醒模块连接所述电源端口和所述电池端口，并且被配置为在所述电源端口的电压与所述电池端口的电压的差值大于或等于预设阈值时，通过输出端输出唤醒信号；

所述第二唤醒模块连接所述电源端口和所述电池端口，并且被配置为在所述电源端口的电压与所述电池端口的电压的差值小于所述预设阈值时，通过所述输出端输出唤醒信号。

可选的，所述第一唤醒模块包括第一开关单元和第二开关单元；所述第一开关单元连接所述电源负极端口和所述电池负极端口，所述第一开关单元用于在所述电池负极端口与所述电源负极端口之间的电压差大于或等于预设阈值时导通，所述第二开关单元连接所述第一开关单元和所述电池正极端口，所述第二开关单元用于在所述第一开关单元导通时导通，并通过所述输出端输出所述唤醒信号。

可选的，所述第二唤醒模块包括充电单元和第三开关单元；所述充电单元连接所述电源负极端口、所述电池正极端口和所述电池负极端口，所述充电单元用于在所述电池负极端口与所述电源负极端口之间的电压差小于预设阈值时输出关断信号，所述第三开关单元连接所述充电单元和第一电源，所述第三开关单元用于根据所述充电单元输出的关断信号关断，并通过所述输出端输出所述唤醒信号。

可选的，所述充电单元包括电压调整子单元，所述电压调整子单元连接所述电源负极端口和所述电池正极端口，所述电压调整子单元用于在所述电源负极端口未接入所述充电器时，提升所述电源负极端口的电压。

可选的，所述电压调整子单元包括第一电阻，所述第一电阻的第一端连接所述电源负极端口，所述第一电阻的第二端连接所述电池正极端口。

可选的，所述充电单元还包括第二电阻、第三电阻、第一稳压管和第一二极管，所述第一二极管的第一端连接所述第一电阻的第一端，所述第一二极管的第二端连接所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端连接所述第三电阻的第一端和所述第一稳压管的第一端，所述第三电阻的第二端和所述第一稳压管的第二端接地。

可选的，所述第三开关单元包括第一晶体管和第四电阻，所述第一晶体管的控制端连接所述充电单元，所述第一晶体管的第一端接地，所述第一晶体管的第二端连接所述输出端和所述第四电阻的第一端，所述第四电阻的第二端连接所述第一电源。

可选的，所述第一开关单元包括第二晶体管、第二二极管、第五电阻、第二稳压管、第六电阻、第三二极管、第七电阻和第三稳压管，所述第二晶体管的第一端连接所述电源负极端口，所述第二晶体管的控制端连接所述第二稳压管的第一端和所述第五电阻的第一端，所述第二稳压管的第二端连接所述第二晶体管的第一端，所述第五电阻的第二端连接所述第二二极管的第一端，所述第二二极管的第二端连接所述电池负极端口，所述第二晶体管的第二端连接所述第六电阻的第一端，所述第六电阻的第二端连接所述第三二极管的第一端，所述第三二极管的第二端连接所述第七电阻的第一端和所述第三稳压管的第一端，所述第七电阻的第二端连接所述第二开关单元，所述第三稳压管的第二端连接所述第七电阻的第二端。

可选的，所述第二开关单元包括第三晶体管、第八电阻和第四稳压管，所述第三晶体管的第一端连接所述电源正极端口，所述第三晶体管的控制端连接所述第一开关单元，所述第三晶体管的第二端连接所述第八电阻的第一端，所述第八电阻的第二端连接所述输出端和所述第四稳压管的第一端，所述第四稳压管的第二端接地。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种电池包，包括电池、电池管理系统和所述电池管理系统的唤醒电路，所述唤醒电路连接所述电池和所述电池管理系统。

本实用新型实施例的技术方案，提供了一种电池管理系统的唤醒电路，包括：电源端口、电池端口、第一唤醒模块和第二唤醒模块；电源端口用于连接充电器；电池端口用于连接电池；第一唤醒模块连接电源端口和电池端口，第一唤醒模块被配置为在电源端口的电压与电池端口的电压的差值大于或等于预设阈值时，通过输出端输出唤醒信号；第二唤醒模块连接电源端口和电池端口，第二唤醒模块被配置为在电源端口的电压与电池端口的电压的差值小于预设阈值时，通过输出端输出唤醒信号。本实用新型提供的电池管理系统唤醒电路通过第二唤醒模块在电源端口的电压与电池端口的电压的差值小于预设阈值时输出唤醒信号，即电源端口的电压与电池端口的电压不存在压差时可以输出唤醒信号，实现了电池在满电休眠状态下唤醒电路可以输出唤醒信号的目的，同时唤醒电路的电路设计简单、成本较低。解决了现有技术中只有在电池电压与充电器电压存在压差时才能唤醒电池管理系统、以及成本较高的问题。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本实用新型的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本实用新型实施例提供的一种电池管理系统的唤醒电路的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种电池管理系统的唤醒电路的电路图；

图3是本实用新型实施例提供的另一种电池管理系统的唤醒电路的电路图；

图4是本实用新型实施例提供的一种电池包的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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的实施例，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前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本实用新型实施例提供了一种电池管理系统的唤醒电路，图1是本实用新型实施例提供的一种电池管理系统的唤醒电路的结构示意图，如图1所示，唤醒电路包括：电源端口P、电池端口B、第一唤醒模块110和第二唤醒模块120；电源端口P包括电源正极端口和电源负极端口，电源端口P用于连接充电器；电池端口B包括电池正极端口和电池负极端口，电池端口B用于连接电池；第一唤醒模块110连接电源端口P和电池端口B，第一唤醒模块110被配置为在电源端口P的电压与电池端口B的电压的差值大于或等于预设阈值，通过输出端a输出唤醒信号；第二唤醒模块120连接电源端口P和电池端口B，第二唤醒模块120被配置为在电源端口P的电压与电池端口B的电压的差值小于预设阈值，通过输出端a输出唤醒信号。

本实施例中，电池管理系统的唤醒电路是控制电池管理系统唤醒的电路，例如，电池管理系统根据唤醒电路输出的唤醒信号实现唤醒。第一唤醒模块110是在电池的电压与充电器的电压的压差大于或等于预设阈值，接入充电器时实现导通并输出唤醒信号的模块，例如，第一唤醒模块110包括开关器件，其中，电池的电压与充电器的电压的压差大于或等于预设阈值，是指电池的电压与充电器的电压存在一定的压差。第二唤醒模块120是在电池的电压与充电器的电压的压差小于预设阈值，接入充电器时实现导通并输出唤醒信号的模块，例如，第二唤醒模块120包括开关器件，其中，电池的电压与充电器的电压的压差小于预设阈值，是指电池的电压与充电器的电压存在较小压差或者不存在压差，当电池的电压与充电器的电压不存在压差时，可以理解为电池充满电而处于休眠的状态。电源端口P是连接充电器的端口，其中，电源正极端口与电池正极端口可以设置为同一个端口。

本实施例中，当电源端口P的电压与电池端口B的电压的差值大于或等于预设阈值时，第一唤醒模块110根据电源端口P接入的充电器导通，输出端a在第一唤醒模块110导通时输出唤醒信号。当源端口P的电压与电池端口B的电压的差值小于预设阈值时，第二唤醒模块120根据电源端口P接入的充电器导通，输出端a在第二唤醒模块120导通时输出唤醒信号。其中，预设阈值可以为第一唤醒模块110中开关器件的阈值电压。

本实施例技术方案，提供了一种电池管理系统的唤醒电路，包括：电源端口、电池端口、第一唤醒模块和第二唤醒模块；电源端口用于连接充电器；电池端口用于连接电池；第一唤醒模块连接电源端口和电池端口，第一唤醒模块被配置为在电源端口的电压与电池端口的电压的差值大于或等于预设阈值时，通过输出端输出唤醒信号；第二唤醒模块连接电源端口和电池端口，第二唤醒模块被配置为在电源端口的电压与电池端口的电压的差值小于预设阈值时，通过输出端输出唤醒信号。本实用新型提供的电池管理系统唤醒电路通过第二唤醒模块在电源端口的电压与电池端口的电压的差值小于预设阈值时输出唤醒信号，即电源端口的电压与电池端口的电压不存在压差时也可以输出唤醒信号，实现了电池在满电休眠状态下唤醒电路可以输出唤醒信号的目的，同时唤醒电路的电路设计简单、成本较低。解决了现有技术中只有在电池电压与充电器电压存在压差时才能唤醒电池管理系统、以及成本较高的问题。

图2是本实用新型实施例提供的一种电池管理系统的唤醒电路的电路图，如图2所示，第一唤醒模块110包括第一开关单元210和第二开关单元220；第一开关单元210连接电源端口P和电池端口B，第一开关单元210用于在电池的电压与充电器的电压的压差大于或等于预设阈值，且在电源端口P接入充电器时导通，第二开关单元220连接第一开关单元210和输出端a，第二开关单元220用于在第一开关单元210导通时导通。其中，第一开关单元210包括开关器件，第二开关单元220包括开关器件。

具体的，第一开关单元210包括第二晶体管Q2、第二二极管D2、第五电阻R5、第二稳压管Z2、第六电阻R6、第三二极管D3、第七电阻R7和第三稳压管Z3，第二晶体管Q2的第一端连接电源端口P，第二晶体管Q2的控制端连接第二稳压管Z2的第一端和第五电阻R5的第一端，第二稳压管Z2的第二端连接第二晶体管Q2的第一端，第五电阻R5的第二端连接第二二极管D2的第一端，第二二极管D2的第二端接地，第二晶体管Q2的第二端连接第六电阻R6的第一端，第六电阻R6的第二端连接第三二极管Q3的第一端，第三二极管Q3的第二端连接第七电阻R7的第一端和第三稳压管Z3的第一端，第七电阻R7的第二端连接电池端口B，第三稳压管Z3的第二端连接第七电阻R7的第二端。第二开关单元220包括第三晶体管Q3、第八电阻R8和第四稳压管Z4，第三晶体管Q3的第一端连接电源端口P，第三晶体管Q3的控制端连接第一开关单元210，第三晶体管Q3的第二端连接第八电阻R8的第一端，第八电阻R8的第二端连接输出端a和第四稳压管Z4的第一端，第四稳压管Z4的第二端接地。

本实施例中，电源端口P包括电源正极端口P+和电源负极端口P-，电池端口B包括电池正端口B+和电池负端口B-。其中，电源正极端口P+与电池正端口B+可以设置为同一个端口，电池负端口B-即为接地端。

示例性的，电池的电压与充电器的电压的压差大于或等于预设阈值，且电池电压与充电器电压的压差满足的预设阈值为大于等于1.7V，电源端口P接入的充电器电压为14.4V，当电池端口B接入的电池电压低于12.7V时，第二晶体管Q2导通，第七电阻R7进行分压，第三晶体管Q3的控制端连接第七电阻R7的第一端，第三晶体管Q3根据第七电阻R7分压后的电压导通，输出端a输出唤醒信号，此时，预设阈值为第二晶体管Q2的阈值电压。其中，唤醒信号可以用电平信号表示，例如，输出端a输出的唤醒信号为高电平信号时表示唤醒信号有效。如果电池电压大于12.7V，可认为电池为充满状态，第一开关单元210关断，第二开关单元220关断。其中，第四稳压管Z4可以使得输出端a输出的唤醒信号更加稳定。

图3是本实用新型实施例提供的另一种电池管理系统的唤醒电路的电路图，如图3所示，第二唤醒模块120包括充电单元310和第三开关单元320；充电单元310连接电源端口P和电池端口B，充电单元310用于在电池的电压与充电器的电压的压差小于预设阈值，且在电源端口P接入充电器时进行信号关断，第三开关单元320连接充电单元310和输出端a，第三开关单元320用于在充电单元310进行信号关断后通过输出端a输出唤醒信号。其中，第三开关单元320包括开关器件。充电单元310包括电压调整子单元，电压调整子单元连接电源端口P和电池端口B，电压调整子单元用于在电源端口P未接入充电器时，提升电源端口P的电压。

本实施例中，电池的电压与充电器的电压的压差小于预设阈值，当电池的电压与充电器的电压的压差为零时，即电池处于休眠状态，在电源端口P未接入充电器时，电压调整子单元可以将电源端口P的电压调节到较大电压值，此时，充电单元320输出信号，第三开关单元320不能通过输出端a输出唤醒信号。在电源端口P接入充电器时，充电单元320进行信号关断，充电单元320不再输出信号，第三开关单元320通过输出端a输出唤醒信号。

具体的，电压调整子单元包括第一电阻R1，第一电阻R1的第一端连接电源端口P，第一电阻R1的第二端连接电池端口B。充电单元310还包括第二电阻R2、第三电阻R3、第一稳压管Z1和第一二极管D1，第一二极管D1的第一端连接第一电阻R1的第一端，第一二极管D1的第二端连接第二电阻R2的第一端，第二电阻R2的第二端连接第三电阻R3的第一端和第一稳压管Z1的第一端，第三电阻R3的第二端和第一稳压管Z1的第二端接地。第三开关单元320包括第一晶体管Q1和第四电阻R4，第一晶体管Q1的控制端连接充电单元310，第一晶体管Q1的第一端接地，第一晶体管Q1的第二端连接输出端a和第四电阻R4的第一端，第四电阻R4的第二端连接第一电源V1。

示例性的，参考上述实施例，充电器电压为14.4V，当电池端口B接入的电池电压大于12.7V时，可以认为电池满电而处于休眠状态。第一电阻R1为上拉电阻，在电源端口P未接入充电器时，电源负极端口P-的电压通过第一电阻R1上拉至电池正极端口B+的电压，电池正极端口B+与电池负极端口B-之间的电压在第三电阻R3上产生分压，第一晶体管Q1根据第三电阻R3的分压导通，输出端a输出的信号为低电平信号，参考上述实施例，当输出端a输出的唤醒信号为高电平信号时表示唤醒信号有效，因此，在电源端口P未接入充电器时，输出端a不能输出唤醒信号。当电源端口P接入充电器时，由于充电器电压与电池电压接近或相等，第一晶体管Q1根据第三电阻R3的分压不再导通，第一晶体管Q1截止，输出端a与第一电压V1接通，输出端a输出高电平信号，因此，当电源端口P接入充电器时，输出端a输出唤醒信号。实现了电池电压与充电器电压不存在压差时输出唤醒信号。

图4是本实用新型实施例提供的一种电池包的结构示意图，如图4所示，电池包包括电池、电池管理系统410和电池管理系统的唤醒电路，唤醒电路连接电池和电池管理系统410。

本实施例中，电池管理系统410是对电池进行监控和保护的系统，电池管理模块410可以根据接收的唤醒信号进行数据的处理、计算等实现唤醒。电池管理系统410通过输出端a与唤醒电路连接，电池通过电池端口B与唤醒电路连接。示例性的，当电池电压与充电器电压的压差大于或等于预设阈值时，电源端口P接入充电器，唤醒电路通过第一唤醒模块110使得输出端a输出唤醒信号，电池管理系统410根据唤醒信号实现唤醒。当电池电压与充电器电压的压差小于预设阈值时，电源端口P接入充电器，唤醒电路通过第二唤醒模块120使得输出端a输出唤醒信号，电池管理系统410根据唤醒信号实现唤醒。因此，本实施例提供的电池管理系统的唤醒电路在电池电压与充电器电压存在压差或者不存在压差两种情况下，均可实现对电池管理系统的唤醒。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本实用新型中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本实用新型的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池管理系统的唤醒电路，其特征在于，包括：电源端口、电池端口、第一唤醒模块和第二唤醒模块；

所述电源端口包括电源正极端口和电源负极端口，用于连接充电器；

所述电池端口包括电池正极端口和电池负极端口，用于连接电池；

所述第一唤醒模块连接所述电源端口和所述电池端口，并且被配置为在所述电源端口的电压与所述电池端口的电压的差值大于或等于预设阈值时，通过输出端输出唤醒信号；

所述第二唤醒模块连接所述电源端口和所述电池端口，并且被配置为在所述电源端口的电压与所述电池端口的电压的差值小于所述预设阈值时，通过所述输出端输出唤醒信号。

2.根据权利要求1所述的电池管理系统的唤醒电路，其特征在于，所述第一唤醒模块包括第一开关单元和第二开关单元；所述第一开关单元连接所述电源负极端口和所述电池负极端口，所述第一开关单元用于在所述电池负极端口与所述电源负极端口之间的电压差大于或等于预设阈值时导通，所述第二开关单元连接所述第一开关单元和所述电池正极端口，所述第二开关单元用于在所述第一开关单元导通时导通，并通过所述输出端输出所述唤醒信号。

3.根据权利要求1所述的电池管理系统的唤醒电路，其特征在于，所述第二唤醒模块包括充电单元和第三开关单元；所述充电单元连接所述电源负极端口、所述电池正极端口和所述电池负极端口，所述充电单元用于在所述电池负极端口与所述电源负极端口之间的电压差小于预设阈值时输出关断信号，所述第三开关单元连接所述充电单元和第一电源，所述第三开关单元用于根据所述充电单元输出的关断信号关断，并通过所述输出端输出所述唤醒信号。

4.根据权利要求3所述的电池管理系统的唤醒电路，其特征在于，所述充电单元包括电压调整子单元，所述电压调整子单元连接所述电源负极端口和所述电池正极端口，所述电压调整子单元用于在所述电源负极端口未接入所述充电器时，提升所述电源负极端口的电压。

5.根据权利要求4所述的电池管理系统的唤醒电路，其特征在于，所述电压调整子单元包括第一电阻，所述第一电阻的第一端连接所述电源负极端口，所述第一电阻的第二端连接所述电池正极端口。

6.根据权利要求5所述的电池管理系统的唤醒电路，其特征在于，所述充电单元还包括第二电阻、第三电阻、第一稳压管和第一二极管，所述第一二极管的第一端连接所述第一电阻的第一端，所述第一二极管的第二端连接所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端连接所述第三电阻的第一端和所述第一稳压管的第一端，所述第三电阻的第二端和所述第一稳压管的第二端接地。

7.根据权利要求3所述的电池管理系统的唤醒电路，其特征在于，所述第三开关单元包括第一晶体管和第四电阻，所述第一晶体管的控制端连接所述充电单元，所述第一晶体管的第一端接地，所述第一晶体管的第二端连接所述输出端和所述第四电阻的第一端，所述第四电阻的第二端连接所述第一电源。

8.根据权利要求2所述的电池管理系统的唤醒电路，其特征在于，所述第一开关单元包括第二晶体管、第二二极管、第五电阻、第二稳压管、第六电阻、第三二极管、第七电阻和第三稳压管，所述第二晶体管的第一端连接所述电源负极端口，所述第二晶体管的控制端连接所述第二稳压管的第一端和所述第五电阻的第一端，所述第二稳压管的第二端连接所述第二晶体管的第一端，所述第五电阻的第二端连接所述第二二极管的第一端，所述第二二极管的第二端连接所述电池负极端口，所述第二晶体管的第二端连接所述第六电阻的第一端，所述第六电阻的第二端连接所述第三二极管的第一端，所述第三二极管的第二端连接所述第七电阻的第一端和所述第三稳压管的第一端，所述第七电阻的第二端连接所述第二开关单元，所述第三稳压管的第二端连接所述第七电阻的第二端。

9.根据权利要求2所述的电池管理系统的唤醒电路，其特征在于，所述第二开关单元包括第三晶体管、第八电阻和第四稳压管，所述第三晶体管的第一端连接所述电源正极端口，所述第三晶体管的控制端连接所述第一开关单元，所述第三晶体管的第二端连接所述第八电阻的第一端，所述第八电阻的第二端连接所述输出端和所述第四稳压管的第一端，所述第四稳压管的第二端接地。

10.一种电池包，其特征在于，包括：

电池；

电池管理系统；

如权利要求1-9任一项所述的电池管理系统的唤醒电路，所述唤醒电路连接所述电池和所述电池管理系统。