CN220553838U - 一种基于bms的电池包省电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于BMS的电池包省电电路，所述省电电路可以集成在BMS上或作为单独模块结合BMS使用，其中包括控制电路、触发电路、保持电路和MCU,控制电路一端与低压常通的电源输出端相连接，另一端接LDO；触发电路与控制电路连接，用于触发控制电路的导通和关闭；保持电路与控制电路连接，用于保持控制电路的导通和关闭；MCU供电端与所述LDO相连，两个信号输入端与触发电路连接，一个信号输出端与保持电路连接。该电路通过自复位按钮操作让MCU识别相应电平的转换，触发低压常通的电源端控制电路的导通和关闭，并通过保持电路来保持控制电路的导通和关闭，从而实现BMS在低功耗状态和正常使用状态之间迅速切换。

Description

一种基于BMS的电池包省电电路

技术领域

本实用新型涉及电池管理系统技术领域，尤其涉及一种基于BMS的电池包省电电路。

背景技术

户外电池包，通常被称做户外电源，在日常出游中越来越常见。户外电池包通常为低压常通电源，对于这类电池包，使用频率相对比较低，放置的时间相对比较长，在漫长待机时间下不但会白白流失很多电能造成浪费，在重新启用时也常常会因为电量不足而影响使用。因此这类电池包会设置一个低功耗模式，为了电池包不工作在正常连接负载的模式下、运输中或者仓储存储模式下，最大的节约电能。低功耗模式的启动让电池包可以存储更长的时间，同时还能避免造成电芯过放电等一些损坏电芯的状况出现。

通常情况下，电池包需要通过按钮来实现低功耗唤醒和进入低功耗唤醒状态。一般的通过按钮来实现低功耗唤醒同时进入低功耗唤醒状态需要外加一个复杂的电路来实现。

因此，现需要一种简单实用的启动并维持电池包低功耗状态的电路，使得电池包实现在低功耗状态和正常使用状态之间迅速切换。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于BMS的电池包省电电路，基于BMS基础电路，通过自复位按钮操作让MCU识别相应电平的转换，触发低压常通电源输出端控制电路的导通和关闭，并通过保持电路来保持控制电路的导通和关闭，从而实现BMS在低功耗状态和正常使用状态之间迅速切换。

根据本实用新型一实施例的一种基于BMS的电池包省电电路，所述省电电路可以集成在BMS上或作为单独模块结合BMS使用，包括控制电路、触发电路、保持电路和MCU, 所述控制电路一端接低压常通的电源输出端，例如：LDO或者DC-DC的输出端，另一端接LDO；所述触发电路与控制电路连接，用于触发控制电路的导通和关闭；所述保持电路与控制电路连接，用于保持控制电路的导通和关闭；所述MCU供电端与所述LDO相连，两个信号输入端与触发电路连接，一个信号输出端与保持电路连接。

作为本实用新型技术方案的一种可选方案，所述控制电路包括一个PMOS管，其中所述PMOS管的源极串联第一电阻后与低压常通的电源输出端连接，漏极连接LDO，同时漏极串联第二电阻后接地，栅极串联第三电阻后与源极连接。

作为本实用新型技术方案的一种可选方案，所述触发电路包括一个自复位按钮，所述自复位按钮的第一端接地，第二端串联第一二极管后与所述PMOS管栅极连接，第二端又串联第二二极管和第一电容后接地。

作为本实用新型技术方案的一种可选方案，所述自复位按钮两端并联有第三二极管，所述第三二极管由两个正极互连的瞬态抑制二极管串联而成。

作为本实用新型技术方案的一种可选方案，所述保持电路包括一个NMOS管，其中所述NMOS管的源极串联第四电阻后接地，漏极串联第四二极管后与所述PMOS管栅极连接，栅极串联第五电阻和第六电阻后接地。

作为本实用新型技术方案的一种可选方案，所述NMOS管的源极和栅极之间连接有第一稳压二极管。

作为本实用新型技术方案的一种可选方案，所述MCU两个信号输入端一个接于第二二极管和第一电容之间，另一个接于自复位按钮的第二端和第一二极管之间；所述MCU一个信号输出端接于第五电阻和第六电阻之间。

本实用新型所取得的有益效果：通过自复位按钮操作让MCU识别相应电平的转换，触发低压常通电源控制电路的导通和关闭，并通过保持电路来保持控制电路的导通和关闭，从而实现BMS在低功耗状态和正常使用状态之间迅速切换。使得户外电池包可以存储更长的时间，尽可能的节省了电能，还能避免造成电芯过放电等一些损坏电芯的状况出现。

本实用新型的效果不限于如上的效果，本领域技术人员可以从以下的说明中得出上文中未记载的效果。

附图说明

图1是根据本实用新型的基于BMS的电池包省电电路系统方块图。

图2是根据本实用新型的基于BMS的电池包省电电路示意图。

图3是根据本实用新型的基于BMS的电池包省电电路参数示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案和有益效果更加清楚明白，以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。应当理解，以下具体实施例仅用于解释本实用新型，而并不用于限定本实用新型。基于以下实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

需要说明，在本实用新型的说明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系是基于附图的方位或位置关系，并且仅是为了便于描述本实用新型的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”等应做广义理解。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实用新型中的具体含义。

如图1所示的根据本实用新型的基于BMS的电池包省电电路系统方块图，该电路通过控制是否向MCU（Microcontroller Unit，微控制单元）供电从而实现BMS（BatteryManagement System，电池管理系统）在正常使用状态和低功耗状态之间切换。省电电路包括控制电路，低压常通电源从控制电路一端输入，另一端与LDO（Low Dropout，低压差线性稳压器）直流正接，当控制电路导通时，低压常通电源经过控制电路和LDO给后级的MCU正常供电，BMS进入正常使用状态；当控制电路关闭时，低压常通电源断开给LDO供电，从而断开给后级的MCU供电，BMS进入低功耗状态。省电电路还包括触发电路和保持电路，触发电路和保持电路均与控制电路连接，其中触发电路用于触发控制电路的导通和关闭，保持电路用于保持控制电路的导通和关闭。省电电路还包括一个MCU，MCU供电端与所述LDO相连，MCU两个信号输入端与触发电路连接，用于接收触发信号；一个信号输出端与保持电路连接，用于输出保持信号。

如图2所示的根据本实用新型的基于BMS的电池包省电电路示意图，控制电路包括一个PMOS管Q1，其中PMOS管Q1的源极串联第一电阻R1后与低压常通的电源输出端连接，漏极与LDO直流正接，同时漏极串联第二电阻R2后接地，栅极串联第三电阻R3后与源极连接。当栅极无另外电路连接时，此时栅极为高电平，PMOS管Q1关闭，低压常通电源断开给LDO供电。触发电路包括一个自复位按钮SW1，自复位按钮SW1的第一端接地，第二端串联第一二极管D1后与所述PMOS管Q1的栅极连接，第二端又串联第二二极管D2和第一电容C1后接地。自复位按钮SW1的第一端均连接于第一二极管D1和第二二极管D2的负极。自复位按钮SW1的两端并联有第三二极管D3，第三二极管D3由两个正极互连的瞬态抑制二极管串联而成。其中，第一电容C1用于过滤干扰信号，第三二极管D3用于电压保护，维持自复位按钮SW1的正常工作。保持电路包括一个NMOS管Q2，其中NMOS管Q2的源极串联第四电阻R4后接地，漏极串联第四二极管D4后与PMOS管Q1的栅极连接，漏极与第四二极管D4的负极连接，栅极串联第五电阻R5和第六电阻R6后接地。栅极和源极之间还连接有第一稳压二极管Z1。当栅极无另外电路连接时，此时栅极为低电平，NMOS管Q2关闭；当栅极接入高电平时，NMOS管Q2导通。MCU两个信号输入端，Power OFF端（I₁端）接于第二二极管D2和第一电容C1之间，用于侦测自复位按钮SW1按下的信号；S1端（I₂端）接于自复位按钮SW1的第二端和第一二极管D1之间，用于侦测PMOS管Q1导通的信号。MCU一个信号输出端Power ON端（O端）接于第五电阻R5和第六电阻R6之间，用于给NMOS管Q2的栅极输入高电平信号。

综上描述了本实用新型的基于BMS的电池包省电电路的详细布局，接下来结合图2通过阐述该省电电路的工作原理来进一步说明。

当自复位按钮SW1不按时，PMOS管Q1的栅极通过第三电阻R3和第一电阻R1连接于低压常通的电源输出端，此时PMOS管Q1的栅极为高电平，PMOS管Q1关闭，低压常通电源断开给LDO供电，从而断开给后级的MCU供电，BMS处于低功耗状态。

当按下自复位按钮SW1时，PMOS管Q1的栅极通过第一电容D1接地，此时栅极为低电平，PMOS管Q1导通，低压常通电源经过PMOS管Q1和LDO给后级的MCU正常供电，BMS进入正常使用状态。与此同时MCU通过Power OFF端侦测到自复位按钮SW1按下，随即通过Power ON端输出高电平信号至 NMOS管Q2的栅极，从而NMOS管Q2导通，PMOS管Q1的栅极通过NMOS管Q2保持接地。S1端侦测到PMOS管Q1导通，Power ON端持续输出高电平，因此当自复位按钮SW1按下复位后，NMOS管Q2保持导通，从而使得PMOS管Q1保持导通，BMS一直处于正常使用状态。

在BMS处于正常使用状态时再次按下自复位按钮SW1，MCU通过Power OFF端侦测到自复位按钮SW1按下，经过MCU内计数器累加判断，Power ON端停止输出高电平，NMOS管Q2关闭，PMOS管Q1的栅极变为高电平，PMOS管Q1关闭，低压常通电源断开给LDO供电，从而断开给后级的MCU供电，BMS进入低功耗状态。S1端侦测到PMOS管Q1关闭，Power ON端持续停止输出高电平，因此当自复位按钮SW1再次按下复位后，NMOS管Q2保持关闭，从而使得PMOS管Q1保持关闭，BMS一直处于低功耗状态。

接下来通过结合实际测试情况来进一步说明，如图3所示的根据本实用新型的基于BMS的电池包省电电路参数示意图，所测电池包采用磷酸铁锂18650电芯六串十四并，单颗电芯电压为3.65V，容量为3350mAh，省电电路中各元件参数如图3所示。该情况下，BMS处于正常使用状态时，耗电电流为25mA；BMS处于低功耗状态时，耗电电流小于100μA。由此可知，开启低功耗模式能够大幅降低电池不使用时BMS所消耗的电量。

综上所述，本实用新型所提供的一种基于BMS的电池包省电电路，通过按下自复位按钮SW1，MCU接收到相应的信号后控制Power ON端的高电平输出和停止，进而通过控制NMOS管Q2的导通和关闭来实现PMOS管Q1的导通和关闭，从而实现BMS在正常使用状态和低功耗状态之间迅速切换。当BMS处于低功耗状态时，能够大幅降低电池不使用时BMS所消耗的电量，使得户外电池包可以存储更长的时间，尽可能的节省了电能，还能避免造成电芯过放电等一些损坏电芯的状况出现。

以上记载的关于一种基于BMS的电池包省电电路的实施例仅仅是示意性的较佳实施例而已，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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础；当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于BMS的电池包省电电路，所述省电电路可以集成在BMS上或作为单独模块结合BMS使用，其特征在于，包括：

控制电路，一端接低压常通的电源输出端，例如：LDO或者DC-DC的输出端，另一端接LDO；

触发电路，与控制电路连接，用于触发控制电路的导通和关闭；

保持电路，与控制电路连接，用于保持控制电路的导通和关闭；

MCU，供电端与所述LDO相连，所述MCU两个信号输入端与触发电路连接，一个信号输出端与保持电路连接。

2.如权利要求1所述的基于BMS的电池包省电电路，其特征在于，所述控制电路包括一个PMOS管，其中所述PMOS管的源极串联第一电阻后与低压常通的电源输出端连接，漏极连接LDO，同时漏极串联第二电阻后接地，栅极串联第三电阻后与源极连接。

3.如权利要求2所述的基于BMS的电池包省电电路，其特征在于，所述触发电路包括一个自复位按钮，所述自复位按钮的第一端接地，第二端串联第一二极管后与所述PMOS管栅极连接，第二端又串联第二二极管和第一电容后接地。

4.如权利要求3所述的基于BMS的电池包省电电路，其特征在于，所述自复位按钮两端并联有第三二极管，所述第三二极管由两个正极互连的瞬态抑制二极管串联而成。

5.如权利要求3所述的基于BMS的电池包省电电路，其特征在于，所述保持电路包括一个NMOS管，其中所述NMOS管的源极串联第四电阻后接地，漏极串联第四二极管后与所述PMOS管栅极连接，栅极串联第五电阻和第六电阻后接地。

6.如权利要求5所述的基于BMS的电池包省电电路，其特征在于，所述NMOS管的源极和栅极之间连接有第一稳压二极管。

7.如权利要求5所述的基于BMS的电池包省电电路，其特征在于，所述MCU两个信号输入端一个接于第二二极管和第一电容之间，另一个接于自复位按钮的第二端和第一二极管之间；所述MCU一个信号输出端接于第五电阻和第六电阻之间。