一种电池管理系统自动休眠与唤醒的电路技术方案

本实用新型专利技术公开了一种电池管理系统自动休眠与唤醒的电路，电子开关的电源输入与BMS系统的电源连接，电子开关的脉冲输入与BMS系统的Pulse引脚相连，电子开关的电源输出与超级电容充电电路相连；超级电容充电电路的输出与自动唤醒电路相连；自动唤醒电路的输出连接到电池管理系统BMS的INT_active引脚；电子开关接收到BMS系统的Pulse高电平信号后，超级电容充电；系统发出Pulse低电平信号,超级电容停止充电，电容不断放电，自动唤醒电路输出信号INT_active逐渐升高，直到超过一定阈值,唤醒BMS系统。本实用新型专利技术能够大大延长延迟唤醒的时间，减少多次唤醒引起系统频繁启动带来的额外损耗。

Circuit for automatically sleeping and waking of battery management system

The utility model discloses an automatic sleep circuit and wake a battery management system, power supply system and power input BMS electronic switch connecting the electronic switch pulse input and BMS system connected to Pulse pin, connected to the power output of the electronic switch and super capacitor charging circuit; super capacitor charging circuit output and Automatic wake-up circuit connected; Automatic wake-up circuit output is connected to the battery management system BMS INT_active pin; electronic switch receives a Pulse signal BMS system, super capacitor charging system; a Pulse low level signal, super capacitor stop charging capacitor discharge time, Automatic wake-up circuit output signal of INT_active was gradually increased, until it exceeds a certain threshold wake up, BMS system. The utility model can greatly prolong the time of delayed wake-up, and reduce the additional loss caused by the frequent startup of the system after repeated wake-up.

【技术实现步骤摘要】
一种电池管理系统自动休眠与唤醒的电路
本技术涉及电池管理系统领域，特别涉及一种电池管理系统自动休眠与唤醒的电路。
技术介绍
近年来，随着国家节能减排政策的大力推行，电动车已经成为了日常生活中非常便捷的交通工具，大大节省了人们的出行时间。电池管理系统(BATTERYMANAGEMENTSYSTEM，BMS)作为电动车技术研究当中的一个重要组成部分，也是最关键的动力部件，保证了单体电池和电池包的可靠运行。但由于电池本身的自放电和电池管理系统的工作能耗等原因，即使电动车不在行车状态，电池电量也一直在不断地被消耗。如果不对其功耗加以控制，随着电池电量的不断下降，最后可能会导致电池过放、电池失衡等极端情况出现，并可能直接损坏电池，影响电池组的使用寿命。分析电动车的使用情况，其绝大多数时间都属于静置状态，为了降低电池管理系统的工作能耗状况，系统必须在空闲情况下进入休眠模式。但是，系统如果一直不工作，也会因为电池的自放电而导致前述问题的出现。这要求电池管理系统在空闲工况下的最佳工作方式为：首先检测是否处于空闲状态，是则进入休眠状态，在休眠状态经过一段时间后能自动被唤醒，重新进行工况的检测，并不断对上述过程进行循环。现有技术中，电池管理系统唤醒方式多半为人工唤醒或者是定时器唤醒，具体表现为：通信唤醒、看门狗计时唤醒等等。虽然这些方式在一定程度上降低了空闲工况的功耗，但人工唤醒并不能自动对电池状态进行判断，可能会在长时间静置后导致电池自放电过放而损坏；看门狗计时唤醒的周期较短，会导致系统的反复唤醒而变相加大功耗。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种电池管理系统自动休眠与唤醒的电路，通过采用超级电容储能的方式来延迟唤醒系统，能够大大延长延迟唤醒的时间，减少多次唤醒引起系统频繁启动带来的额外损耗。本技术的目的通过以下技术方案实现：一种电池管理系统自动休眠与唤醒的电路，包括BMS系统、电子开关、超级电容充电电路和自动唤醒电路；BMS系统包括Pulse引脚和INT_active引脚；电子开关的电源输入与BMS系统的电源连接，电子开关的脉冲输入与BMS系统的Pulse引脚相连，电子开关的电源输出与超级电容充电电路相连；超级电容充电电路的输出与自动唤醒电路相连；自动唤醒电路的输出连接到BMS系统的INT_active引脚；系统处于唤醒状态时，所述电子开关接收到BMS系统的Pulse高电平信号后，给后级超级电容充电电路供电，超级电容充电，自动唤醒电路输出信号INT_active,电压值接近超级电容电压；反之,系统发出Pulse低电平信号,超级电容充电电路停止为超级电容充电,系统进入休眠状态；自动唤醒电路输出信号INT_active初始为低电平,且电容不断放电，自动唤醒电路输出信号INT_active逐渐升高，直到超过一定阈值,唤醒BMS系统。优选地，电子开关包括第一三极管、第四三极管和第三电阻、第六电阻，电子开关中PNP管第一三极管发射极与BMS系统的电源连接，第一三极管基极和发射极之间并接第三电阻，第一三极管集电极与超级电容充电电路的输入端相连，基极与NPN管第四三极管的集电极相连，且第四三极管的基极通过第六电阻与BMS系统的Pulse引脚相连，第四三极管发射极与地相连。优选地，超级电容充电电路包括二极管和超级电容,二极管的输入端与电子开关的输出相连，二极管的输出端与超级电容的正端相连，超级电容的负端与地相连。进一步的，所述的超级电容采用1F/5.5V的超级电容。优选地，自动唤醒电路包括第三三极管、第二三极管、第五三极管和第七电阻、第一电阻、第八电阻、第四电阻；第三三极管选用PNP管，第三三极管基极通过第七电阻与地相连，并汇连到超级电容充电电路的输入端，第三三极管发射极通过第四电阻与超级电容充电电路的输出端相连，第三三极管集电极通过第八电阻接地并且与NPN管第五三极管的基极相连，第五三极管的集电极与PNP管第二三极管的基极相连，第二三极管的发射极通过第一电阻与超级电容充电电路的输出端相连，第二三极管集电极与地相连，并且把第二三极管的基极信号输出到BMS系统的INT_active引脚。优选的，所述电池管理系统自动休眠与唤醒的电路还包括振动检测电路和/或点火信号电路，振动检测电路和/或点火信号电路并联接入到超级电容充电电路的输出端与自动唤醒电路的输出端之间；当受到震动时，振动检测电路导通，INT_active电压上升，或者点火信号传来时，点火信号电路导通，INT_active信号电压上升，一旦INT_active信号电压超过阈值就唤醒BMS系统。进一步的，所述振动检测电路通过振动开关和第二电阻串联之后与超级电容充电电路的输出端相连，并且下端与INT_active引脚相连。进一步的，所述点火信号电路通过点火开关和第五电阻串联之后与超级电容充电电路的输出端相连，并且下端与INT_active引脚相连。优选的，所述BMS系统还包括CAN总线信号接口。优选的，所述BMS系统还包括继电器的驱动信号接口。优选的，电路中NPN管可以用Nmos管代替，PNP管可以用Pmos代替。本技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：1、本技术通过采用超级电容储能的方式来延迟唤醒系统，一方面大大加大了延迟唤醒的时间，避免多次唤醒引起的系统频繁启动带来的额外损耗，另一方面，超级电容充放电功率高，使用寿命长，储能效率高，大大提高了电路的可实现性和稳定性。2、本技术通过振动检测电路、点火信号电路和电池管理系统CAN总线信号接口能够实现振动唤醒、点火唤醒和通讯唤醒，提高了系统退出休眠模式回归正常模式的可靠性，保证系统能够可靠地在休眠和正常模式之间自由切换。3、本技术通过电池管理系统继电器的驱动信号接口能够实现故障应对策略，在检测到系统存在一下不可修复的故障时，通过Relay信号把系统的电源切断，直接进入断电模式，避免系统损坏。4、本技术实现通过简单的电子元件组成控制电路，功耗低，结构简单，操作容易。附图说明图1是本技术实施例的电路原理图；图2(a)、(b)是本技术实施例的输出结构等效图；图3是本技术实施例的自动休眠与唤醒的方法实现流程图；图4是本技术实施例的时序逻辑图。具体实施方式下面结合实施例及附图对本技术作进一步详细的描述，但本技术的实施方式不限于此。实施例1如图1所示，一种电池管理系统自动休眠与唤醒的电路，包括电子开关1、超级电容充电电路2、自动唤醒电路3和BMS系统6；其中，电子开关1的电源输入与BMS系统的5V电源连接，电源输出与超级电容充电电路2相连，其脉冲输入与BMS系统的Pulse引脚相连；超级电容充电电路2的输出与自动唤醒电路3相连；自动唤醒电路3连接到BMS系统6的INT_active引脚；每个模块中，又分别由电阻电容及三极管等简单元件组成，实现方式简单可靠。其所述NPN管和PNP管不局限于所用型号，也可以换成NMOS管和PMOS管等替代管。所用的5V电源是电池电压经过开关电源和线性稳压电源LDO转化得到。电子开关1中包括三极管Q1、Q4和电阻R3、R6，电子开关中Q1发射极与BMS系统的电源连接，PNP管Q1基极和发射极之间并接电阻R3，Q1集电极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池管理系统自动休眠与唤醒的电路，其特征在于，包括BMS系统、电子开关、超级电容充电电路和自动唤醒电路；BMS系统包括Pulse引脚和INT_active引脚；电子开关的电源输入与BMS系统的电源连接，电子开关的脉冲输入与BMS系统的Pulse引脚相连，电子开关的电源输出与超级电容充电电路相连；超级电容充电电路的输出与自动唤醒电路相连；自动唤醒电路的输出连接到BMS系统的INT_active引脚；系统处于唤醒状态时，所述电子开关接收到BMS系统的Pulse高电平信号后，给后级超级电容充电电路供电，超级电容充电，自动唤醒电路输出信号INT_active,电压值接近超级电容电压；反之,系统发出Pulse低电平信号,超级电容充电电路停止为超级电容充电,系统进入休眠状态；自动唤醒电路输出信号INT_active初始为低电平,且电容不断放电，自动唤醒电路输出信号INT_active逐渐升高，直到超过一定阈值,唤醒BMS系统。

【技术特征摘要】
1.一种电池管理系统自动休眠与唤醒的电路，其特征在于，包括BMS系统、电子开关、超级电容充电电路和自动唤醒电路；BMS系统包括Pulse引脚和INT_active引脚；电子开关的电源输入与BMS系统的电源连接，电子开关的脉冲输入与BMS系统的Pulse引脚相连，电子开关的电源输出与超级电容充电电路相连；超级电容充电电路的输出与自动唤醒电路相连；自动唤醒电路的输出连接到BMS系统的INT_active引脚；系统处于唤醒状态时，所述电子开关接收到BMS系统的Pulse高电平信号后，给后级超级电容充电电路供电，超级电容充电，自动唤醒电路输出信号INT_active,电压值接近超级电容电压；反之,系统发出Pulse低电平信号,超级电容充电电路停止为超级电容充电,系统进入休眠状态；自动唤醒电路输出信号INT_active初始为低电平,且电容不断放电，自动唤醒电路输出信号INT_active逐渐升高，直到超过一定阈值,唤醒BMS系统。2.根据权利要求1所述的电池管理系统自动休眠与唤醒的电路，其特征在于，所述电子开关包括第一三极管、第四三极管和第三电阻、第六电阻，PNP管第一三极管发射极与BMS系统的电源连接，第一三极管基极和发射极之间并接第三电阻，第一三极管集电极与超级电容充电电路的输入端相连，基极与NPN管第四三极管的集电极相连，且第四三极管的基极通过第六电阻与BMS系统的Pulse引脚相连，第四三极管发射极与地相连。3.根据权利要求1所述的电池管理系统自动休眠与唤醒的电路，其特征在于，所述超级电容充电电路包括二极管和超级电容,二极管的输入端与电子开关的输出相连，二极管的输出端与超级电容的正端相连，超级电容的负端与地相连。4.根据权利要求3所述的电池管理系统自动休眠与唤醒的电路，其特征在于，所述超级电容采用1F/5.5V的超级电容。5.根据权利要求1所述的电池管理系统自动休眠与唤醒的电路，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚诗雨，肖兵，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东,44