專(zhuān)利名稱(chēng)：降低電池管理系統(tǒng)功耗的方法與低功耗電池管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā) 明涉及車(chē)輛電池管理系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種降低電池管理系統(tǒng)功耗的方法與低功耗電池管理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電池管理系統(tǒng)作為電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)研究當(dāng)中的一個(gè)重要組成部分，也是關(guān)鍵部分， 在電動(dòng)汽車(chē)的產(chǎn)業(yè)化、市場(chǎng)化發(fā)展中起到重要的意義。功能完善、荷電狀態(tài)(SOC)估算準(zhǔn)確、成本低廉的電池管理系統(tǒng)不僅可以為電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力電池組提供安全良好的運(yùn)行保證，還可以降低電動(dòng)汽車(chē)的整車(chē)成本以普及電動(dòng)汽車(chē)的大眾化要求。所以，汽車(chē)動(dòng)力電池智能管理系統(tǒng)可以分為以下幾個(gè)研發(fā)模塊(1)、電池均衡技術(shù)；(2)、荷電狀態(tài)(SOC)估算；(3)、電池安全保護(hù)完善；(4)、電池管理系統(tǒng)低功耗解決方法；(5)、電池管理系統(tǒng)低成本解決方法。降低電池管理系統(tǒng)功耗，系統(tǒng)必須在空閑情況下進(jìn)入休眠模式。為了節(jié)省能源一般的電池管理系統(tǒng)都會(huì)在空載時(shí)進(jìn)入休眠模式，為此就有了各種喚醒電池管理系統(tǒng)的方法。其主要有以下兩種方式(1)、通信喚醒模式；當(dāng)需要電磁管理系統(tǒng)工作時(shí)，通過(guò)通信主機(jī)來(lái)喚醒電池管理系統(tǒng)。但當(dāng)通信主機(jī)失效時(shí)，電池管理系統(tǒng)就不能夠得到及時(shí)喚醒，因此，該系統(tǒng)存在一定的安全隱患。(2)、看門(mén)狗計(jì)時(shí)喚醒；看門(mén)狗計(jì)時(shí)喚醒方式是每隔一段時(shí)間喚醒一次，那么，當(dāng)該系統(tǒng)會(huì)被反復(fù)的喚醒而又休眠。雖然，此種方式在一定程度上降低了功耗，但是，在反復(fù)喚醒又休眠的過(guò)程中還仍存在能量浪費(fèi)的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的在于提供一種降低電池管理系統(tǒng)功耗的方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種降低電池管理系統(tǒng)功耗的方法，其是以微控制單元為電池管理系統(tǒng)的管理平臺(tái)，包括設(shè)定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電流值，所述標(biāo)準(zhǔn)電流值大于等于系統(tǒng)空載時(shí)系統(tǒng)總回路電流、小于等于系統(tǒng)空載時(shí)總回路的電流；時(shí)時(shí)采集系統(tǒng)總回路電流大小數(shù)值，獲取一個(gè)總回路電流信號(hào)；將采集到的總回路電流信號(hào)與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)電流值進(jìn)行比較，獲得一個(gè)系統(tǒng)工作狀態(tài)信號(hào)；微控制單元讀取所述系統(tǒng)工作狀態(tài)信號(hào)，并根據(jù)該信號(hào)指令電池管理系統(tǒng)進(jìn)入休眠狀態(tài)或是工作狀態(tài)。

本發(fā)明的第二目的在于提供一種低功耗電池管理系統(tǒng)，為了實(shí)現(xiàn)前述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種低功耗電池管理系統(tǒng)，包括一微控制單元，所述微控制單元用以控制電池單元和負(fù)載單元?jiǎng)幼?，該低功耗電池管理系統(tǒng)還包括一電流采樣單元和一比較單元；所述電流采樣單元一端與負(fù)載單元連接，所述電流采樣單元用于時(shí)時(shí)采集系統(tǒng)總回路電流大小數(shù)值、獲取一個(gè)總回路電流信號(hào)；所述比較單元包括兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端；所述比較單元的其中一個(gè)輸入端與一標(biāo)準(zhǔn)電流設(shè)置單元連接，所述標(biāo)準(zhǔn)電流設(shè)置單元用于設(shè)置一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電流值，所述標(biāo)準(zhǔn)電流值大于等于系統(tǒng)空載時(shí)系統(tǒng)總回路電流、小于等于系統(tǒng)空載時(shí)總回路的電流；所述比較單元的另一個(gè)輸入端與電流采樣單元連接，所述比較單元將輸入的總回路電流信號(hào)與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)電流值進(jìn)行比較，獲得一個(gè)系統(tǒng)工作狀態(tài)信號(hào)；所述比較單元的輸出端與微控制單元連接，所述微控制單元讀取系統(tǒng)工作狀態(tài)信號(hào)，并根據(jù)該信號(hào)指令電池管理系統(tǒng)進(jìn)入休眠狀態(tài)或是工作狀態(tài)。所述低功耗電池管理系統(tǒng)，所述電流采樣單元由一采樣電阻和一放大器單元構(gòu)成；所述電流采樣單元一端與負(fù)載單元連接，具體是采樣電阻的一端與負(fù)載單元連接，所述采樣電阻的另一端接地；所述比較單元的另一個(gè)輸入端與電流采樣單元連接，具體是 比較單元的另一個(gè)輸入端與放大器單元的輸出端連接，所述放大器單元的輸入端、和采樣電阻與負(fù)載單元的節(jié)點(diǎn)電連接。所述低功耗電池管理系統(tǒng)，所述標(biāo)準(zhǔn)電流設(shè)置單元由串聯(lián)在一起的兩分壓電阻構(gòu)成，該串聯(lián)電路的一端與電源端連接，該串聯(lián)電路的另一端與地連接；所述比較單元的其中一個(gè)輸入端與一標(biāo)準(zhǔn)電流設(shè)置單元連接，具體是比較單元的其中一個(gè)輸入端與兩分壓電阻的節(jié)點(diǎn)電連接。所述低功耗電池管理系統(tǒng)，所述比較單元集成在微控制單元中。所述低功耗電池管理系統(tǒng)，所述比較單元由一個(gè)比較器構(gòu)成。本發(fā)明中通過(guò)時(shí)時(shí)采集系統(tǒng)總回路電流大小數(shù)值，即可讀取體現(xiàn)每時(shí)每刻讀取系統(tǒng)工作狀態(tài)，因?yàn)橐坏到y(tǒng)工作狀態(tài)發(fā)生改變，其總回路電流立刻隨之改變。本發(fā)明中通過(guò)將系統(tǒng)總回路電流與預(yù)先設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)電流值進(jìn)行比較，得到系統(tǒng)工作狀態(tài)信號(hào)，該信號(hào)可以進(jìn)而中斷微控制單元改變電池管理系統(tǒng)的狀態(tài)。由上可知，本發(fā)明就是通過(guò)以系統(tǒng)總回路電流為觸發(fā)信號(hào)，使電池管理系統(tǒng)在需要電池工作時(shí)自動(dòng)喚醒和在不需要電池工作時(shí)自動(dòng)睡眠，從而大大降低了電池管理系統(tǒng)的功耗。


此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定，在附圖中圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種降低電池管理系統(tǒng)功耗的方法的流程示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種低功耗電池管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例二的一種具體電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例三的一種具體電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標(biāo)號(hào)1、微控制單元3、負(fù)載單元41、放大器單元
2、電池單元
4、電流采樣單元
5、標(biāo)準(zhǔn)電流設(shè)置單元6、比較單元
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，在此本發(fā)明的示意性實(shí)施例以及說(shuō)明用來(lái)解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。實(shí)施例一本發(fā)明公開(kāi)了一種降低電池管理系統(tǒng)功耗的方法，其是以微控制單元為電池管理系統(tǒng)的管理平臺(tái)，包括設(shè)定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電流值，所述標(biāo)準(zhǔn)電流值大于等于系統(tǒng)空載時(shí)系統(tǒng)總回路電流、小于等于系統(tǒng)空載時(shí)總回路的電流；時(shí)時(shí)采集系統(tǒng)總回路電流大小數(shù)值，獲取一個(gè)總回路電流信號(hào)；將采集到的總回路電流信號(hào)與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)電流值進(jìn)行比較，獲得一個(gè)系統(tǒng)工作狀態(tài)信號(hào)；微控制單元讀取所述系統(tǒng)工作狀態(tài)信號(hào)，并根據(jù)該信號(hào)指令電池管理系統(tǒng)進(jìn)入休眠狀態(tài)或是工作狀態(tài)。圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種降低電池管理系統(tǒng)功耗的方法的流程示意圖； 如圖1所示，包括步驟SlOl 時(shí)時(shí)采集系統(tǒng)總回路電流大小數(shù)值，獲取一個(gè)總回路電流信號(hào)Ia ；步驟S102 將總回路電流信號(hào)Ia與標(biāo)準(zhǔn)值電流值進(jìn)行比較，獲取一個(gè)系統(tǒng)工作狀態(tài)信號(hào)χ ；若Ia小于等于標(biāo)準(zhǔn)電流，系統(tǒng)工作狀態(tài)信號(hào)X為低電平，即X = 0 ；若Ia大于標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)電流，系統(tǒng)工作狀態(tài)信號(hào)X為高電平，即X = 1 ；步驟S103 微控制單元讀取系統(tǒng)工作狀態(tài)信號(hào)X并判別系統(tǒng)工作狀態(tài)；如系統(tǒng)工作狀態(tài)信號(hào)X = 0表示系統(tǒng)處于空載狀態(tài)，則下達(dá)休眠指令給電池管理系統(tǒng)；如系統(tǒng)工作狀態(tài)信號(hào)X = 1表示系統(tǒng)處于帶載狀態(tài)，則下達(dá)喚醒指令給電池管理系統(tǒng)。由上可知，總回路電流信號(hào)Ia實(shí)質(zhì)上攜帶的是系統(tǒng)工作狀態(tài)信息，本方法通過(guò)對(duì) Ia的識(shí)別處理，進(jìn)而影響電池管理系統(tǒng)的管理平臺(tái)-微控制單元，通過(guò)微控制單元指令喚醒或休眠電池管理系統(tǒng)，進(jìn)而使電池管理系統(tǒng)在需要電池工作時(shí)自動(dòng)喚醒和在不需要電池工作時(shí)自動(dòng)睡眠，從而大大降低了電池管理系統(tǒng)的功耗。實(shí)施例二 圖2為本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種低功耗電池管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。如圖2所示，包括一微控制單元1，該微控制單元1與電池單元2和負(fù)載單元3連接，微控制單元1控制電池單元2和負(fù)載單元3動(dòng)作。如圖2所示，該低功耗電池管理系統(tǒng)還包括電流采樣單元4和比較單元6，所述電流采樣單元4 一端與負(fù)載單元3連接，所述電流采樣單元4用于時(shí)時(shí)采集系統(tǒng)總回路電流大小數(shù)值、獲取一個(gè)總回路電流信號(hào)；所述比較單元6包括兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，所述比較單元6的其中一個(gè)輸入端與一標(biāo)準(zhǔn)電流設(shè)置單元5連接，所述標(biāo)準(zhǔn)電流設(shè)置單元5用于設(shè)置一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電流值，所述標(biāo)準(zhǔn)電流值大于等于系統(tǒng)空載時(shí)系統(tǒng)總回路電流、小于等于系統(tǒng)空載時(shí)總回路的電流；所述比較單元6的另一個(gè)輸入端與電流采樣單元4連接，所述比較單元6將輸入的總回路電流信號(hào)與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)電流值進(jìn)行比較，獲得一個(gè)系統(tǒng)工作狀態(tài)信號(hào)；所述比較單元6的輸出端與微控制單元1連接，所述微控制單元1讀取系統(tǒng)工作狀態(tài)信號(hào)，并根據(jù)該信號(hào)指令電池管理系統(tǒng)進(jìn)入休眠狀態(tài)或是工作狀態(tài)。圖3為本發(fā)明實(shí)施例二的一種具體電路結(jié)構(gòu)示意圖；如圖3所示，電流采樣單元4由一采樣電阻Rl和一放大器單元41構(gòu)成，所述放大器單元41由放大器肌，電阻1 2、1 3、1 4、1 5、1 6，電容(1，共同構(gòu)成典型的放大電路；采樣電阻Rl的一端與負(fù)載單元3連接，所述采樣電阻Rl的另一端接地。該電流采用單元4的采樣電阻Rl直接跨接在系統(tǒng)總回路和地之間，系統(tǒng)總回路上時(shí)時(shí)的變化都能通過(guò)該采樣電阻反映處理。如圖3所示，標(biāo)準(zhǔn)電流設(shè)置單元5由串聯(lián)在一起的兩分壓電阻R7和R8構(gòu)成，分壓電阻R8的一端與電源端VCC連接，分壓電阻R8的另一端與分壓電阻R7連接，分壓電阻R7 的另一端與地連接。該標(biāo)準(zhǔn)電流設(shè)置單元5，可通過(guò)調(diào)節(jié)兩個(gè)分壓電阻R7和R8的阻值以設(shè)定合適的標(biāo)準(zhǔn)電流值。如圖3所示，所述比較單元6由一比較器U2構(gòu)成，所述比較器U2包括有輸入引腳9、輸入引腳10和輸出引腳8。所述輸入引腳10與分壓電阻R7和R8的節(jié)點(diǎn)連接；所述輸入引腳9通過(guò)電阻R6與放大器Ul的輸出端連接，所述比較器U2的輸出端與微控制單元 1的中斷INT連接。如圖3所示，微控制單元1還是電池單元2和負(fù)載單元的控制平臺(tái)，比較器U2輸出的系統(tǒng)工作狀態(tài)信號(hào)，即可成為微控制單元1指令電池管理系統(tǒng)工作或休眠的中斷觸發(fā)信號(hào)。由上可知，本實(shí)施例中采樣電阻Rl采集到的系統(tǒng)總回路數(shù)據(jù)通過(guò)放大器Ul放大后，再通過(guò)比較器U2與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，可得到一個(gè)高低電平的狀態(tài)信號(hào)去觸發(fā)微控制單元，做到時(shí)時(shí)監(jiān)控管理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電池管理系統(tǒng)在需要電池工作時(shí)自動(dòng)喚醒和在不需要電池工作時(shí)自動(dòng)睡眠。實(shí)施例三圖4為本發(fā)明實(shí)施例三的一種具體電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，本實(shí)施例與實(shí)施例二的區(qū)別僅僅在于所述比較器集成在為控制單元中。以上對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所提供的技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的原理以及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只適用于幫助理解本發(fā)明實(shí)施例的原理；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，在具體實(shí)施方式
以及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種降低電池管理系統(tǒng)功耗的方法，其是以微控制單元為電池管理系統(tǒng)的管理平臺(tái)，其特征在于，包括設(shè)定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電流值，所述標(biāo)準(zhǔn)電流值大于等于系統(tǒng)空載時(shí)系統(tǒng)總回路電流、小于等于系統(tǒng)空載時(shí)總回路的電流；時(shí)時(shí)采集系統(tǒng)總回路電流大小數(shù)值，獲取一個(gè)總回路電流信號(hào)； 將采集到的總回路電流信號(hào)與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)電流值進(jìn)行比較，獲得一個(gè)系統(tǒng)工作狀態(tài)信號(hào)；微控制單元讀取所述系統(tǒng)工作狀態(tài)信號(hào)，并根據(jù)該信號(hào)指令電池管理系統(tǒng)進(jìn)入休眠狀態(tài)或是工作狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低電池管理系統(tǒng)功耗的方法，其特征在于所述系統(tǒng)工作狀態(tài)信號(hào)為一高電平或一低電平，所述高電平標(biāo)識(shí)總回路帶載工作，所述低電平標(biāo)識(shí)總回路空載。
3.一種低功耗電池管理系統(tǒng)，包括一微控制單元，所述微控制單元用以控制電池單元和負(fù)載單元?jiǎng)幼?，其特征在于該低功耗電池管理系統(tǒng)還包括一電流采樣單元和一比較單元； 所述電流采樣單元一端與負(fù)載單元連接，所述電流采樣單元用于時(shí)時(shí)采集系統(tǒng)總回路電流大小數(shù)值、獲取一個(gè)總回路電流信號(hào)；所述比較單元包括兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端；所述比較單元的其中一個(gè)輸入端與一標(biāo)準(zhǔn)電流設(shè)置單元連接，所述標(biāo)準(zhǔn)電流設(shè)置單元用于設(shè)置一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電流值，所述標(biāo)準(zhǔn)電流值大于等于系統(tǒng)空載時(shí)系統(tǒng)總回路電流、小于等于系統(tǒng)空載時(shí)總回路的電流；所述比較單元的另一個(gè)輸入端與電流采樣單元連接，所述比較單元將輸入的總回路電流信號(hào)與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)電流值進(jìn)行比較，獲得一個(gè)系統(tǒng)工作狀態(tài)信號(hào)；所述比較單元的輸出端與微控制單元連接，所述微控制單元讀取系統(tǒng)工作狀態(tài)信號(hào)， 并根據(jù)該信號(hào)指令電池管理系統(tǒng)進(jìn)入休眠狀態(tài)或是工作狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低功耗電池管理系統(tǒng)，其特征在于 所述電流采樣單元由一采樣電阻和一放大器單元構(gòu)成；所述電流采樣單元一端與負(fù)載單元連接，具體是采樣電阻的一端與負(fù)載單元連接，所述采樣電阻的另一端接地；所述比較單元的另一個(gè)輸入端與電流采樣單元連接，具體是比較單元的另一個(gè)輸入端與放大器單元的輸出端連接，所述放大器單元的輸入端、和采樣電阻與負(fù)載單元的節(jié)點(diǎn)電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低功耗電池管理系統(tǒng)，其特征在于所述標(biāo)準(zhǔn)電流設(shè)置單元由串聯(lián)在一起的兩分壓電阻構(gòu)成，該串聯(lián)電路的一端與電源端連接，該串聯(lián)電路的另一端與地連接；所述比較單元的其中一個(gè)輸入端與一標(biāo)準(zhǔn)電流設(shè)置單元連接，具體是比較單元的其中一個(gè)輸入端與兩分壓電阻的節(jié)點(diǎn)電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低功耗電池管理系統(tǒng)，其特征在于 所述比較單元集成在微控制單元中。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至6任一項(xiàng)所述的低功耗電池管理系統(tǒng)，其特征在于 所述比較單元由一個(gè)比較器構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明涉及車(chē)輛電池管理系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種降低電池管理系統(tǒng)功耗的方法與低功耗電池管理系統(tǒng)。本發(fā)明，通過(guò)時(shí)時(shí)采集系統(tǒng)總回路電流，得到一個(gè)總回路電流信號(hào)Ia；再將其與標(biāo)準(zhǔn)值比較，得到一個(gè)總回路工作狀態(tài)信號(hào)X；微控制單元讀取判別該信號(hào)，并根據(jù)該信號(hào)指令電池管理系統(tǒng)進(jìn)入休眠狀態(tài)或是工作狀態(tài)。本發(fā)明就是通過(guò)以系統(tǒng)總回路電流為觸發(fā)信號(hào)，使電池管理系統(tǒng)在需要電池工作時(shí)自動(dòng)喚醒和在不需要電池工作時(shí)自動(dòng)睡眠，從而大大降低了電池管理系統(tǒng)的功耗。
文檔編號(hào)H02J7/00GK102214846SQ20101014854
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2010年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月9日
發(fā)明者章春元 申請(qǐng)人:欣旺達(dá)電子股份有限公司