專利名稱：一種集中式電池管理系統(tǒng)電池電源模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車電源管理領(lǐng)域，尤其涉及一種集中式電池管理系統(tǒng)電池電源模塊。
背景技術(shù)：
隨著能源短缺的問題逐漸顯現(xiàn)及環(huán)境的惡化，電動(dòng)汽車隨之將逐漸普及，而電池管理系統(tǒng)則成為電動(dòng)汽車的最重要的核心部件之一，電池管理系統(tǒng)主要用于測量單體電池的信息、總電壓、總電流等信息的處理分析、對各繼電器的控制及熱管理及采集處理人機(jī)接口信號(hào)等功能。電池管理系統(tǒng)的供電則成為電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)中較為關(guān)鍵環(huán)節(jié)，低壓控制電源的合理設(shè)計(jì)不僅要滿足電池管理系統(tǒng)本身的需求，并要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的綜合功耗最小的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了 一種集中式電池管理系統(tǒng)電池電源模塊，在下電時(shí)在一定時(shí)間內(nèi)仍提供電壓，提高系統(tǒng)的安全性。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種集中式電池管理系統(tǒng)電池電源模塊，其特征在于，包括:上電輸出單兀,在上電信號(hào)時(shí),為電池管理系統(tǒng)提供電源；上電信號(hào)監(jiān)控單元，輸出上電信號(hào)和下電信號(hào)的狀態(tài)信號(hào)；下電輸出單元，接收電源監(jiān)控單元輸出的狀態(tài)信號(hào)，在下電信號(hào)時(shí)，在預(yù)定時(shí)間內(nèi)，為電池管理系統(tǒng)提供電源?？蛇x地，所述上電輸出單元包括上電信號(hào)控制單元和系統(tǒng)電源輸出單元，所述下電輸出單元包括下電控制單元和系統(tǒng)電源輸出單元；上電信號(hào)控制單元，與上下電信號(hào)輸入連接，具有第一輸出端和第二輸出端；上電信號(hào)監(jiān)控單元，與所述第一輸出端連接，具有第三輸出端；下電控制單元，具有與所述第三輸出端連接的處理器單元，并具有第四輸出端；系統(tǒng)電源輸出單元，與所述第二輸出端及所述第四輸出端連接，并具有系統(tǒng)電源輸出端；僅當(dāng)上電信號(hào)時(shí)，第一輸出端和第二輸出端分別輸出第一驅(qū)動(dòng)電壓和第二驅(qū)動(dòng)電壓，在第二驅(qū)動(dòng)電壓的驅(qū)動(dòng)下，系統(tǒng)電源輸出單元輸出所需電源電壓，同時(shí)，在第一驅(qū)動(dòng)電壓的驅(qū)動(dòng)下，上電信號(hào)監(jiān)控單元的第三輸出端輸出第三電壓，該第三電壓為上電信號(hào)的狀態(tài)信號(hào)；當(dāng)下電信號(hào)時(shí)，上電信號(hào)監(jiān)控單元的第三輸出端輸出第四電壓，由第三電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榈谒碾妷簳r(shí)，為下電信號(hào)的狀態(tài)信號(hào)，下電控制單元的處理器單元接收到下電信號(hào)的狀態(tài)信號(hào)并控制第四輸出端在預(yù)定時(shí)間內(nèi)輸出第五驅(qū)動(dòng)電壓，在第五驅(qū)動(dòng)電壓的驅(qū)動(dòng)下，系統(tǒng)電源輸出單兀輸出所需電源電壓。
可選地，所述上電信號(hào)控制單元包括第一二極管單元，第一二極管單元的輸入端接上下電信號(hào)，第一二極管單元的輸出端分別接第一分壓電阻和第二分壓電阻，第一分壓電阻和第二分壓電阻分別引出第一輸出端和第二輸出端?？蛇x地，上電信號(hào)監(jiān)控單元包括第一三極管單元，第一三級(jí)管單元的開關(guān)由第一輸出端控制，并與車載電源連接以提供第三輸出端的輸出電壓?？蛇x地，下電控制單元包括第二三級(jí)管單元，第二三級(jí)管單元的開關(guān)由處理器單元控制，并與車載電源連接以提供第四輸出端的輸出電壓?？蛇x地，系統(tǒng)電源輸出單元包括第三三級(jí)管單元、第四三極管單元和第二二極管單元，所述第三三極管單元的開關(guān)由第二輸出端或第四輸出端控制，車載電源經(jīng)第二二極管單元分別與第三三極管單元和第四三極管單元連接，由第三三極管單元的輸出電壓控制第四三極管單元的開關(guān)，以由第四三級(jí)管單元提供系統(tǒng)電源輸出端的輸出電壓?？蛇x地，通過整車點(diǎn)火鎖或充電口發(fā)送上電信號(hào)或下電信號(hào)。 本發(fā)明的集中式電池管理系統(tǒng)電池電源模塊，上電信號(hào)監(jiān)控單元將上電信號(hào)和下電信號(hào)的狀態(tài)信息傳送給下電輸出單元，這樣，在下電信號(hào)時(shí)，由下電輸出單元為電池管理系統(tǒng)提供電源，有效實(shí)現(xiàn)電源模塊的供電控制及掉電控制，在下電時(shí)，使電池管理系統(tǒng)各控制器的模塊能夠可靠實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理及存儲(chǔ)，大大提高了系統(tǒng)工作的穩(wěn)定及可靠性。


圖1為本發(fā)明電源模塊的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明電池管理系統(tǒng)的硬件框圖架構(gòu)中，A為電池管理系統(tǒng)的主控模塊，并參與與整車的通訊功能，主要用于接收與反饋整車人機(jī)接口的信號(hào)，處理各種關(guān)系安全的傳感器信號(hào)，實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)內(nèi)部控制模塊的通訊模塊與B2模塊為電池管理系統(tǒng)采集單體電池信息的功能每個(gè)模塊可采集到50串的單體電池電壓，將上報(bào)的單體電壓通過每個(gè)各自的MCU通過CAN通訊及時(shí)上報(bào)至主控模塊；C模塊則主要用于采集電池總壓及總電流等信息，并及時(shí)上報(bào)至主控模塊。電池管理系統(tǒng)的供電方式則是由主控模塊的電源電路提供。在本發(fā)明實(shí)施例中，參考圖1所示，所述上電輸出單元包括上電信號(hào)控制單元100和系統(tǒng)電源輸出單元140，所述下電輸出單元包括下電控制單元130和系統(tǒng)電源輸出單元140 ；上電信號(hào)控制單兀100,與上下電信號(hào)輸入ON連接,具有第一輸出端Al和第二輸出立而A2 ；上電信號(hào)監(jiān)控單元120，與所述第一輸出端連接Al，具有第三輸出端A3 ；下電控制單元130，具有與所述第三輸出端A3連接的處理器單元150，并具有第四輸出端A4 ；系統(tǒng)電源輸出單元140，與所述第二輸出端A2及所述第四輸出端A4連接，并具有系統(tǒng)電源輸出端Vsy ；
僅當(dāng)上電信號(hào)時(shí),第一輸出端Al和第二輸出端A2分別輸出第一驅(qū)動(dòng)電壓和第二驅(qū)動(dòng)電壓，在第二驅(qū)動(dòng)電壓的驅(qū)動(dòng)下，系統(tǒng)電源輸出單元140輸出所需電源電壓，同時(shí)，在第一驅(qū)動(dòng)電壓的驅(qū)動(dòng)下，上電信號(hào)監(jiān)控單兀120的第三輸出端A3輸出第三電壓,該第三電壓為上電信號(hào)的狀態(tài)信號(hào)；當(dāng)下電信號(hào)時(shí)，上電信號(hào)監(jiān)控單元120的第三輸出端A3輸出第四電壓，由第三電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榈谒碾妷簳r(shí)，為下電信號(hào)的狀態(tài)信號(hào)，下電控制單元130的處理器單元150接收到下電信號(hào)的狀態(tài)信號(hào)并控制第四輸出端A4在預(yù)定時(shí)間內(nèi)輸出第五驅(qū)動(dòng)電壓,在第五驅(qū)動(dòng)電壓的驅(qū)動(dòng)下，系統(tǒng)電源輸出單元140輸出所需電源電壓。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，如圖1所示，上電信號(hào)控制單元100包括第一二極管單元D1，第一二極管單元Dl輸入端接上下位信號(hào)，本實(shí)施例最后那個(gè)通過整車點(diǎn)火鎖或充電口發(fā)送上下電信號(hào)，輸出端分別接第一分壓電阻和第二分壓電阻后接地，本實(shí)施例中第一分壓電阻由電阻RC3和電阻RClO組成，并在這兩個(gè)電阻之間引出第一輸出端Al，第二分壓電阻由電阻RC2和電阻RCll組成，并在這兩個(gè)電阻之間引出第一輸出端A2。這樣，在上電信號(hào)時(shí)，輸入端ON接入一定電壓,第一二極管Dl導(dǎo)通,分別會(huì)在第一輸出端Al和第二輸出端A2輸出一定的電壓值,第一輸出端Al可以經(jīng)過第四二極管D4后接上電信號(hào)監(jiān)控單兀120,第二輸出端A2可以經(jīng)過第五二極管D5后接系統(tǒng)電源輸出單元140。上電信號(hào)監(jiān)控單元120包括第一三級(jí)管單元QF1，第一輸出端Al依次通過第四二極管D4和電阻RC7與第一三級(jí)管單兀QFl的第一端I連接，從而通過第一輸出端的輸出電壓控制第一三極管單元QFl的開關(guān)狀態(tài)，第一三級(jí)管單元QFl的第二端2接地，第三端3通過電阻RC5接車載電源Vvh、通過電阻RC8后引出第三輸出端A3，此實(shí)施例中第一三極管單元QFl為NMOS器件。下電控制單元130包括第二三極管單元QF2和處理器單元150，處理器單元150的輸入接第三輸出端A3，處理器單元150的輸出接第二三極管單元QF2的第一端1，這樣，處理器單元150根據(jù)第三輸入端A3的輸出電壓控制第二三級(jí)管單元QF2的開關(guān)狀態(tài)，第二三級(jí)管QF2的第三端3接車載電源Vvh，第二三級(jí)管QF2的第二端2經(jīng)第三二極管D3和第一電容CBl后接地,第三二極管D3和第一電容CBl之間為第四輸出端A4,該第四輸出端A4經(jīng)電阻RC12后接系統(tǒng)電源輸出單元140的輸入端，電阻RC12經(jīng)電阻RC13接地，此實(shí)施例中第二三極管單元QF2為NMOS器件。系統(tǒng)電源輸出單元140包括第三三極管單元QF3、第四三極管單元QC4和第二二極管單元D2，第三三極管單元QF3的第一端I與第四輸出端A4連接，第三三極管單元QF3的第二端2接地，第三端3經(jīng)電阻RC4和電阻RCl后分別與第四三極管QC4的第三端3和第二二極管D2的輸出端連接，第二二極管D2的輸入端接車載電源Vvh，第三三極管單元QF3的第三端3經(jīng)電阻RC4后接第四三級(jí)管QC4的第一端，這樣，在第二輸出端A2或第四輸出端A4的輸出電壓驅(qū)動(dòng)第三三極管QF3工作后，繼而驅(qū)動(dòng)第四三極管QC4工作，進(jìn)而在第四三極管QC4的第二端2輸出所需的系統(tǒng)電源Vsy，本實(shí)施例中第三三極管單元為NMOS器件，第四三極管單元為PMOS器件。對于以上電路，在上電信號(hào)有效時(shí)，輸入一定電壓信號(hào)，第一二極管Dl處于正向?qū)顟B(tài)，進(jìn)而在第二輸出端A2具有第一驅(qū)動(dòng)電壓，接著第五二極管D5導(dǎo)通，并驅(qū)動(dòng)第三二極管QF3和第四二極管QC4導(dǎo)通,完成上電時(shí)序,從而輸出系統(tǒng)電源Vsy ;同時(shí),第一二極管Dl處于正向?qū)顟B(tài)后，在第一輸出端Al具有第一驅(qū)動(dòng)電壓，第四二極管D4導(dǎo)通并驅(qū)動(dòng)第一三極管單元QFl導(dǎo)通，從而在第三輸出端A3輸出第三電壓，該第三電壓值傳送至處理器單元150。而當(dāng)下電信號(hào)時(shí)，第一二極管Dl輸入端的電壓信號(hào)消失，第一二極管Dl處于非導(dǎo)通狀態(tài)，此時(shí)，第三輸出端A3輸出的第三電壓消失，此時(shí)處理器單元150接收到由第三電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榱愕男盘?hào)，進(jìn)而，處理器單元150控制第二三極管單元QF2導(dǎo)通，從而在第四輸出端A4輸出驅(qū)動(dòng)電壓，進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)第三二極管QF3和第四二極管QC4導(dǎo)通，從而輸出系統(tǒng)電源Vsy，可以由處理器單元150控制第二三極管單元QF2導(dǎo)通的時(shí)間，直到電池管理系統(tǒng)做好數(shù)據(jù)保存及處理后再控制第二三極管單元QF2關(guān)閉，這樣可以避免在下電信號(hào)時(shí)立即關(guān)斷電源而導(dǎo)致電池管理系統(tǒng)無法備份數(shù)據(jù)等操作，有效實(shí)現(xiàn)電源模塊的供電控制及掉電控制，在下電時(shí)，使電池管理系統(tǒng)各控制器的模塊能夠可靠實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理及存儲(chǔ)，大大提高了系統(tǒng)工作的穩(wěn)定及可靠性。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同限定。
權(quán)利要求
1.一種集中式電池管理系統(tǒng)電池電源模塊，其特征在于，包括: 上電輸出單元，在上電信號(hào)時(shí)，為電池管理系統(tǒng)提供電源； 上電信號(hào)監(jiān)控單元，輸出上電信號(hào)和下電信號(hào)的狀態(tài)信號(hào)； 下電輸出單元，接收電源監(jiān)控單元輸出的狀態(tài)信號(hào)，在下電信號(hào)時(shí)，在預(yù)定時(shí)間內(nèi)，為電池管理系統(tǒng)提供電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集中式電池管理系統(tǒng)電池電源模塊，其特征在于，所述上電輸出單元包括上電信號(hào)控制單元和系統(tǒng)電源輸出單元，所述下電輸出單元包括下電控制單元和系統(tǒng)電源輸出單元； 上電信號(hào)控制單元，與上下電信號(hào)輸入連接，具有第一輸出端和第二輸出端； 上電信號(hào)監(jiān)控單元，與所述第一輸出端連接，具有第三輸出端； 下電控制單元，具有與所述第三輸出端連接的處理器單元，并具有第四輸出端； 系統(tǒng)電源輸出單元，與所述第二輸出端及所述第四輸出端連接，并具有系統(tǒng)電源輸出端; 僅當(dāng)上電信號(hào)時(shí)，第一輸出端和第二輸出端分別輸出第一驅(qū)動(dòng)電壓和第二驅(qū)動(dòng)電壓，在第二驅(qū)動(dòng)電壓的驅(qū)動(dòng)下，系統(tǒng)電源輸出單元輸出所需電源電壓，同時(shí)，在第一驅(qū)動(dòng)電壓的驅(qū)動(dòng)下，上電信號(hào)監(jiān)控單元的第三輸出端輸出第三電壓，該第三電壓為上電信號(hào)的狀態(tài)信號(hào); 當(dāng)下電信號(hào)時(shí)，上電信號(hào)監(jiān)控單元的第三輸出端輸出第四電壓，由第三電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榈谒碾妷簳r(shí)，為下電信號(hào)的狀態(tài)信號(hào)，下電控制單元的處理器單元接收到下電信號(hào)的狀態(tài)信號(hào)并控制第四輸出端在預(yù)定時(shí)間內(nèi)輸出第五驅(qū)動(dòng)電壓，在第五驅(qū)動(dòng)電壓的驅(qū)動(dòng)下，系統(tǒng)電源輸出單元輸出所需電源電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集中式電池管理系統(tǒng)電池電源模塊，其特征在于，所述上電信號(hào)控制單元包括第一二極管單元，第一二極管單元的輸入端接上下電信號(hào)，第一二極管單元的輸出端分別接第一分壓電阻和第二分壓電阻，第一分壓電阻和第二分壓電阻分別引出第一輸出端和第二輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集中式電池管理系統(tǒng)電池電源模塊，其特征在于，上電信號(hào)監(jiān)控單元包括第一三極管單元，第一三級(jí)管單元的開關(guān)由第一輸出端控制，并與車載電源連接以提供第三輸出端的輸出電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集中式電池管理系統(tǒng)電池電源模塊，其特征在于，下電控制單元包括第二三級(jí)管單元，第二三級(jí)管單元的開關(guān)由處理器單元控制，并與車載電源連接以提供第四輸出端的輸出電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集中式電池管理系統(tǒng)電池電源模塊，其特征在于，系統(tǒng)電源輸出單元包括第三三級(jí)管單元、第四三極管單元和第二二極管單元，所述第三三極管單元的開關(guān)由第二輸出端或第四輸出端控制，車載電源經(jīng)第二二極管單元分別與第三三極管單元和第四三極管單元連接，由第三三極管單元的輸出電壓控制第四三極管單元的開關(guān)，以由第四三級(jí)管單元提供系統(tǒng)電源輸出端的輸出電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的集中式電池管理系統(tǒng)電池電源模塊，其特征在于，通過整車點(diǎn)火鎖或充電口發(fā)送上電信號(hào)或下電信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種集中式電池管理系統(tǒng)電池電源模塊，包括上電輸出單元，在上電信號(hào)時(shí)，為電池管理系統(tǒng)提供電源；上電信號(hào)監(jiān)控單元，輸出上電信號(hào)和下電信號(hào)的狀態(tài)信號(hào)；下電輸出單元，接收電源監(jiān)控單元輸出的狀態(tài)信號(hào)，在下電信號(hào)時(shí)，在預(yù)定時(shí)間內(nèi)，為電池管理系統(tǒng)提供電源。實(shí)現(xiàn)下電的延時(shí)可控功能，能夠滿足電池管理系統(tǒng)的使用需求。
文檔編號(hào)H02J7/00GK103199575SQ201310073549
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月7日
發(fā)明者丁更新, 夏順禮, 龐艷紅, 張偉友, 臧超, 陳武廣, 沙偉 申請人:安徽江淮汽車股份有限公司