[發明專利]一種低功耗電池管理系統

在審

• 申請號: 201410801125.4
• 申請日: 2014-12-22
• 公開（公告）號: CN104578261A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 劉飛;文鋒;阮旭松;龔敏明
• 申請（專利權）人: 惠州市億能電子有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 常躍英

技術領域

本發明涉及電池管理系統技術領域，是一種低功耗的電池管理系統。

背景技術

隨著電動汽車的快速發展，電池組供電成為了重要的支撐。電池管理系統是電池組使用安全性的有效保障。目前的電池管理系統大多為大容量電池組應用而設計，這種管理系統服務的電路功耗大，以致電池組的放電運用時間短，對續航里程的提升有一定的制約。如果電動汽車擱置一段時間不使用，管理系統電路的自耗還會造成電池組過放。過放會造成電池組損壞，甚至發生漏液，存在起火等安全問題的發生。

現有電動汽車電池管理系統供電一般通過12V車載鉛酸電池進行DC/DC后供給或者由充電機提供工作電源，DC/DC是主要的功耗電路，且消耗較大。其它電路模塊中如器件選型不當，也占有一定的功耗。這樣受限于整車高壓回路設計，有以下不足和缺點：

1、如果充電機的低壓供電功率不足，將無法帶動低壓系統工作，需車載鉛酸電池輔助供電。

2、整車全部的ECU電氣部件和高壓系統的啟動供電均由車載鉛酸電池提供，在電池虧電情況下，將無法正常啟動高壓系統，動力電池動力無法輸出給整車系統，電池管理系統也無法工作。

發明內容

為了滿足電動汽車電池組低功耗應用，提高電池組能量利用效率，避免過大的電路功耗及安全性能提升，本發明提出了一種低功耗的電池管理系統BMS的設計方案，該低功耗電池管理系統包括主控模塊及輔助電源模塊，輔助電源模塊包括電池組件；輔助電源模塊對包括主控模塊在內的整個電池管理系統供電，主控模塊連接輔助電源模塊并對其進行控制，采集電池組件剩余電壓信息，并適時接通動力電池組為電池組件充電。

輔助電源模塊還包括電阻R1、電阻R2、電位器R、開關K1、開關K2、二極管D1；電池組件正極與二極管D1負極連接，電池組件負極接地并依次通過電阻R2、電阻R1、開關K2與二極管D1正極連接；二極管D1正極還通過電位器R連接至動力電池組正極；主控模塊采集輔助電源模塊中電阻R1與電阻R2連接處POW_D點的電壓值并進行相應的控制。

電池組件包括第一紐扣電池U1、第二紐扣電池U2；第一紐扣電池U1與第二紐扣電池并聯。

與現有技術相比，?因本發明中采用紐扣電池代替傳統的DC/DC降壓電路，并采用了低功耗器件及合理的采樣充電策略，可避免過大的電路功耗，平均工作電流僅100μA，同時提高動力電池組的能量利用效率和安全性能。

附圖說明

圖1是電池管理系統結構圖；

圖2是電池管理系統電源模塊原理圖。

具體實施方式

為方便本領域的技術人員理解，下面結合附圖和實施例對本發明做詳細介紹。

低功耗電池管理系統包括主控模塊1及輔助電源模塊2，輔助電源模塊1包括電池組件3；輔助電源模塊2對包括主控模塊1在內的整個電池管理系統供電，主控模塊1連接輔助電源模塊2并對其進行控制，采集電池組件剩余電壓信息，并適時接通動力電池組4為電池組件充電。

圖1中的主控模塊1對輔助電源模塊2進行控制，控制圖2所示輔助電源模塊2中開關K1、開關K2的開合，調節電位器R的阻值，采集電阻R1與電阻R2連接處POW_D點的電壓值，以此判斷電池組件剩余電壓信息。

優選的，第一紐扣電池U1、第二紐扣電池U2的額定電壓均為3.3V，最大輸出電流為1000μA。

優選的，電位器R為數字電位器,?調節范圍為0~100kΩ，靜態電流為50nA。

優選的，主控模塊1采用低功耗單片機。

在每一個采集周期到來時,主控模塊1根據動力電池組4電壓值CELL+調整電位器R的阻值，其中R=(R1+R2)[(CELL+)-3.6V)]。之后主控模塊1閉合開關K1和開關K2并采集電阻R1和電阻R2連接處POW_D點的電壓，由此來判定紐扣電池的電量。若POW_D電壓值小于充電閾值電壓，則說明紐扣電池電壓過低，那么斷開K2并調節電位器R，用適當的電流對紐扣電池進行充電。下一個采集周期到來時重新調整電位器R，閉合開關K1和開關K2并采集POW_D點的電壓，由此來判定紐扣電池的電量是否充滿，若POW_D電壓大于充電完成閾值電壓，說明紐扣電池充滿，則斷開開關K1和開關K2,由此完成對紐扣電池的充電調節控制。