一种电源安全管理的控制系统及方法技术方案

本发明专利技术提出一种电源安全管理的控制系统及方法，包括：开关单元，用于控制外部电源的接入状态；电源管理单元，用于将所述外部电源的电压分为多路供电单元，每一路所述供电单元的一端分别与所述开关单元连接；电压检测单元，与所述开关单元连接，用于检测所述外部电源以及每一路所述供电单元的电压，得到对应检测结果；主控芯片，与所述电源管理单元和所述开关单元连接，用于根据所述检测结果控制对应供电单元或外部电源的开关状态。本发明专利技术能识别电源的内外部故障并能自我保护，根据电池管理控制系统的复杂程度，可对所需电源进行选择性多级电源设计且对每一个电源均可进行监控以及控制，能满足电源系统安全性的需求。能满足电源系统安全性的需求。能满足电源系统安全性的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种电源安全管理的控制系统及方法


[0001]本申请涉及电池管理系统领域，尤其涉及一种电源安全管理的控制系统及方法。

技术介绍

[0002]目前行业中传统的电池管理控制系统的电源架构相对比较简单，特别是没有功能安全要求的电池管理控制系统除了正常的模块供电外很少考虑电源系统安全性的问题，同时，基于电动汽车越来越复杂的电气架构系统，传统电源系统架构已无法满足及应对现在的电动汽车复杂的电气架构中出现异常情况。
[0003]为了满足电池管理控制器系统的安全可靠性，需对系统的电源可靠性进行优化设计，同时能够满足整车对功能安全的需求，考虑到现在电池管理控制器的多样化以及集成化，需要设计一个既能够满足传统的电池管理控制器的电源需求，又需要适应新的电池管理控制器的集成化设计对电源架构的需求，同时还要考虑高安全性能的电源架构。
[0004]申请号为：CN201821360375.9，一种BMS电源系统及电动设备，BMS电源系统包括开关管、第一供电电路、第二供电电路、电源管理单元、微处理器及继电器驱动单元，微处理器控制所述开关管通断，电源管理单元检测到所述电源异常或微处理器故障输出故障信号至控制主正继电器和/或主负继电器断开。微处理器检测到故障时，可发出故障信号给电源管理单元，电源管理单元检测到输出电压异常或故障信号时，可发出故障信号至继电器驱动断开主正、主负继电器，便于应用层诊断故障来源，避免了BMS系统在出现故障时只作提醒，不能及时切断供电，有安全隐患的问题。此方案主要体现的是在电源出现故障的时候去切断电池包上的主正主负继电器来断开高压，没有针对电池管理控制器电源系统自身的防护和抗故障能力进行设计，只是被动去切断总压，没有对电源系统进行主动保护的设计，在电源架构上无法满足电池管理控制器的系统安全需求。

技术实现思路

[0005]鉴于以上现有技术存在的问题，本申请提出一种电源安全管理的控制系统及方法，主要解决电源系统安全性的问题。
[0006]为了实现上述目的及其他目的，本申请采用的技术方案如下。
[0007]本申请提出一种电源安全管理的控制系统，包括：
[0008]开关单元，用于控制外部电源的接入状态；
[0009]电源管理单元，用于将所述外部电源的电压分为多路供电单元，每一路所述供电单元的一端分别与所述开关单元连接，另一端用于内部供电；
[0010]电压检测单元，与所述开关单元连接，用于检测所述外部电源以及每一路所述供电单元的电压，得到对应检测结果；
[0011]主控芯片，与所述电源管理单元和所述开关单元连接，用于根据所述检测结果控制对应供电单元或外部电源的开关状态。
[0012]在本申请一实施例中，所述开关单元，还包括：
[0013]第一开关管，其源极与所述外部电源连接，其栅极通过一个第一电阻接地，所述第一开关管用于所述外部电源防反接处理；
[0014]第二开关管，其源极分别与所述第一开关管的漏极和所述电源管理单元连接，所述第二开关管的栅极与所述主控芯片连接。
[0015]在本申请一实施例中，所述电压检测单元，包括：
[0016]第二电阻，其第一端与所述第二开关管的漏极连接；
[0017]第三电阻，其第一端分别连接所述第二电阻的第二端和所述主控芯片，所述第三电阻的第二端接地。
[0018]在本申请一实施例中，所述电源管理单元，至少包括一级主电源和一级副电源；
[0019]所述开关单元分别连接所述一级主电源和所述一级副电源；
[0020]所述一级主电源分别连接所述开关单元和所述主控芯片。
[0021]在本申请一实施例中，所述电源管理单元还包括二级电源和三级电源；
[0022]所述二级电源的第一端与所述一级主电源相连，接收所述一级主电源的供电，所述二级电源的第二端与主控芯片相连，所述二级电源的第三端用于供电给所述三级电源或外部功能模块；
[0023]所述三级电源分别连接所述二级电源和所述主控芯片。
[0024]在本申请一实施例中，所述一级主电源的电压高于所述一级副电源的电压。
[0025]在本申请一实施例中，所述主控芯片包括复位控制端，所述复位控制端连接所述一级主电源，用于所述一级主电源和所述主控芯片之间相互检测；
[0026]当所述一级主电源出现故障时，切换至一级副电源供电，所述主控芯片通过所述复位端对所述一级主电源进行复位处理；
[0027]当所述主控芯片存在异常，所述一级主电源通过所述复位端对所述主控芯片进行复位处理并接替所述主控芯片控制电路的关断。
[0028]在本申请一实施例中，所述二级电源的输出电压由所述主控芯片监测，若二级电源输出电压异常，则所述主控芯片关闭输出电压异常的电源。
[0029]本专利技术还提出一种电源安全管理的控制方法，适用于上述电源安全管理的控制系统，所述方法包括：
[0030]通过所述开关单元，控制外部电源的接入状态；
[0031]通过所述电源管理单元，将所述外部电源的电压分为多路供电单元；每一路所述供电单元的一端分别与所述开关单元连接，另一端用于内部供电；
[0032]通过所述电压检测单元检测所述外部电源以及每一路所述供电单元的电压，得到对应检测结果；
[0033]通过所述主控芯片接收所述对应检测结果，根据所述检测结果控制对应供电单元或外部电源的开关状态。
[0034]在本申请一实施例中，当所述外部电源电压低于预设工作电压且持续时间超过预设时长时，监测到外部电源恢复，则上报电源系统故障。
[0035]如上所述，本申请一种电源安全管理的控制系统及方法，具有以下有益效果：
[0036]本申请为满足电池系统对功能安全可靠性的设计，对电池管理控制系统的电源管理单元进行设计，通过电源管理单元将外部电源的电压分为多路供电单元，电压检测单元
检测外部电源以及每一路所述供电单元的电压，得到对应检测结果，使用主控芯片根据检测结果控制对应供电单元或外部电源的开关状态。实现了对每一个电源进行监控以及控制，当其中一个电源出现故障时，不影响系统整体功能，同时可通过检测识别预警进行自恢复，从而具备电源的外部故障以及内部故障的识别和自保护的能力，具备较高系统安全等级，能满足电源系统安全管理的需求。本专利技术能够适应不同的电池管理控制系统上，根据电池管理控制系统的复杂程度可对所需电源进行选择性设计，电源管理单元中可以选择一级电源也可选择更复杂多级电源，还可根据需求是否需要多级备份电源设计，整个电源架构可根据需求进行灵活修改与变动，能够适应汽车环境中更低的工作电源环境。
附图说明
[0037]图1为本申请一实施例中电源管理系统安全控制电路的设计总图；
[0038]图2为本申请一实施例中电源管理控制器系统的电源架构图；
[0039]图3为本申请一实施例中电源管理单元的结构图；
[0040]图4为本申请一实施例中含多级电源供电的电源管理系统的设计图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电源安全管理的控制系统，其特征在于，包括：开关单元，用于控制外部电源的接入状态；电源管理单元，用于将所述外部电源的电压分为多路供电单元，每一路所述供电单元的一端分别与所述开关单元连接，另一端用于内部供电；电压检测单元，与所述开关单元连接，用于检测所述外部电源以及每一路所述供电单元的电压，得到对应检测结果；主控芯片，与所述电源管理单元和所述开关单元连接，用于根据所述检测结果控制对应供电单元或外部电源的开关状态。2.根据权利要求1所述的一种电源安全管理的控制系统，其特征在于，所述开关单元，还包括：第一开关管，其源极与所述外部电源连接，其栅极通过一个第一电阻接地，所述第一开关管用于所述外部电源防反接处理；第二开关管，其源极分别与所述第一开关管的漏极和所述电源管理单元连接，所述第二开关管的栅极与所述主控芯片连接。3.根据权利要求2所述的一种电源安全管理的控制系统，其特征在于，所述电压检测单元，包括：第二电阻，其第一端与所述第二开关管的漏极连接；第三电阻，其第一端分别连接所述第二电阻的第二端和所述主控芯片，所述第三电阻的第二端接地。4.根据权利要求1所述的一种电源安全管理的控制系统，其特征在于，所述电源管理单元，至少包括一级主电源和一级副电源；所述开关单元分别连接所述一级主电源和所述一级副电源；所述一级主电源分别连接所述开关单元和所述主控芯片。5.根据权利要求4所述的一种电源安全管理的控制系统，其特征在于，所述电源管理单元还包括二级电源和三级电源；所述二级电源的第一端与所述一级主电源相连，接收所述一级主电源的供电，所述二级电源的第二端与主控芯片相连，所述二级电源的第三端用于供电给所述三级...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔寒霜，童斌，张学达，余桂全，程娅，
申请(专利权)人：深蓝汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：