一种电池的开关机管理系统及方法与流程

本发明涉及电池充放电，尤其是指一种电池的开关机管理系统及方法。

背景技术：

1、出于经济、环保以及便利等因素的考虑，电动自行车和电动摩托车的越来越普及于人们的日常生活中。电动自行车、电动摩托车锂电池组，装车上和单独放置时充放电不输出，电池进入待机状态(休眠和掉电)，通过外部方式触发，譬如通信(需外置自供电)、钥匙开关、充电开关等信号输入，进入充电或放电状态，电池组内包含电池管理系统(bms)，电池管理系统有控制负极和正极方案，需要外部钥匙或者充电信号(高电平或者低电平)触发开关机。控制正极方案(正极开关(mos))需要用低电平激活，控制负极方案(正极开关(mos))需要高电平激活。

2、然而，现有技术的缺陷在于，目前行业内整车只能根据电池要求高或者低触发一种电平，需要将两个触发信号进行分开执行，mcu端接收也需要2个信号，无法实现同一电路输入和输出仅通过一个i/o端口实现。

技术实现思路

1、为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中的不足，提供一种电池的开关机管理系统及方法，能够通过一个i/o口触发mcu进行开关机控制，即能够通过一个i/o端口，实现同一电路的输入和输出，从而仅通过一个i/o端口，实现控制正极或控制负极的方案。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种电池的开关机管理系统，包括，

3、供电单元，其包括至少一个电池，所述供电单元具有正极输出端和负极输出端，所述电池的正极连接至所述供电单元的正极输出端，所述电池的负极连接至所述供电单元的负极输出端；

4、控制单元，其包括mcu芯片；

5、采样单元，其包括模拟采样芯片afe，所述模拟采样芯片afe用于电流采样、电压采样以及温度采样，所述采样单元与所述供电单元以及所述mcu芯片相连；

6、开关单元，其设置于所述供电单元的正极输出端或负极输出端，所述开关单元包括至少一个mos管，所述mos管的栅极与所述模拟采样芯片afe相连；

7、信号输入单元，其与所述mcu芯片的i/o端口相连，所述信号输入单元包括信号输入端detd和信号输出端，所述信号输入端detd获取激活信号，所述激活信号包括高电平信号或低电平信号，所述信号输入单元通过所述信号输出端输出第一信号至所述mcu芯片的i/o端口，所述mcu芯片输出第二信号至所述采样单元，所述mcu芯片通过所述采样单元控制所述开关单元的通断。

8、在本发明的一个实施例中，所述开关单元包括第一mos管和第二mos管，所述第一mos管的漏极和所述第二mos管的漏极相连，所述第一mos管的栅极与所述模拟采样芯片afe相连，所述第二mos管的栅极与所述模拟采样芯片afe相连；其中，所述第一mos管的源极连接至所述电池的正极时，所述第二mos管的源极连接至所述正极输出端；所述第一mos管的源极连接至所述电池的负极时，所述第二mos管的源极连接至所述负极输出端。

9、在本发明的一个实施例中，所述信号输入单元包括第一电阻r1、第二电阻r2、第一二极管d1、第二二极管d2、第一晶体管q1以及第一电容c1，其中，所述第二二极管d2和所述第一电阻r1设置于所述信号输入端detd至所述mcu芯片之间，沿所述mcu芯片的供电电压输入端至所述信号输入端detd之间设有所述第二电阻r2、所述第一二极管d1、所述第一晶体管q1以及所述第一电容c1，所述第一晶体管q1的基电极连接至所述信号输入端detd，所述第一晶体管q1的射电极与所述第一电容c1相连，所述第一晶体管q1的集电极与所述第一二极管d1相连,所述第一晶体管q1的射电极还与所述供电单元的负极输出端相连。

10、在本发明的一个实施例中，所述信号输入端detd与所述第一晶体管q1的基电极之间设有第三二极管d3和第三电阻r3。

11、在本发明的一个实施例中，所述第一晶体管q1的基电极与接地端之间设有第四电阻r4。

12、在本发明的一个实施例中，所述第一电阻r1、所述第二电阻r2以及所述第四电阻r4为限流电阻，所述第三电阻r3为分压电阻。

13、在本发明的一个实施例中，所述第一二极管d1和所述第二二极管d2为肖特基二极管，所述第三二极管d3为稳压二极管。

14、在本发明的一个实施例中，所述信号输入端detd用于接收钥匙信号、放电信号或充电信号。

15、本发明还提供了一种电池的开关机管理方法，利用如上所述的电池的开关机管理系统进行开关机管理，所述管理方法包括，

16、信号输入端detd接收激活信号，所述激活信号包括高电平信号或低电平信号；

17、在控负极方案中，当无外置电源时，通过所述高电平信号激活mcu芯片，控制开关单元导通，进入开机状态；当有外置电源时，通过所述高电平信号或所述低电平信号激活所述mcu芯片，所述开关单元导通，进入开机状态；

18、在控正极方案中，当无外置电源时，通过所述低电平信号激活所述mcu芯片，控制所述开关单元导通，进入开机状态；当有外置电源时，通过所述高电平信号或所述低电平信号激活所述mcu芯片，所述控制单元导通，进入开机状态。

19、在本发明的一个实施例中，当所述信号输入端detd接收所述高电平信号时，所述mcu芯片接收低电平信号，触发所述开关单元，进入导通状态；当所述信号输入端detd接收所述低电平信号时，所述mcu芯片接收低电平信号，触发所述开关单元，进入导通状态。

20、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

21、本发明所述的一种电池的开关机管理系统，设有供电单元、控制单元、采样单元、开关单元以及信号输入单元，信号输入单元通过信号输入端detd接收激活信号，并向控制单元的mcu芯片的i/o端口输出第一信号，接着mcu芯片向模拟采样芯片输出第二信号，模拟采样芯片向开关单元的mos管输出高电平或低电平信号，从而控制开关单元的导通或者关断。由此以来，能够通过一个i/o口触发mcu芯片从而进行开关机控制，即能够通过一个i/o端口，实现同一电路的输入和输出，从而仅通过一个i/o端口，实现控制正极或控制负极的方案。

技术特征：

1.一种电池的开关机管理系统，其特征在于：包括，

2.根据权利要求1所述的一种电池的开关机管理系统，其特征在于：所述开关单元包括第一mos管和第二mos管，所述第一mos管的漏极和所述第二mos管的漏极相连，所述第一mos管的栅极与所述模拟采样芯片afe相连，所述第二mos管的栅极与所述模拟采样芯片afe相连；其中，所述第一mos管的源极连接至所述电池的正极时，所述第二mos管的源极连接至所述正极输出端；所述第一mos管的源极连接至所述电池的负极时，所述第二mos管的源极连接至所述负极输出端。

3.根据权利要求1所述的一种电池的开关机管理系统，其特征在于：所述信号输入单元包括第一电阻r1、第二电阻r2、第一二极管d1、第二二极管d2、第一晶体管q1以及第一电容c1，其中，所述第二二极管d2和所述第一电阻r1设置于所述信号输入端detd至所述mcu芯片之间，沿所述mcu芯片的供电电压输入端至所述信号输入端detd之间设有所述第二电阻r2、所述第一二极管d1、所述第一晶体管q1以及所述第一电容c1，所述第一晶体管q1的基电极连接至所述信号输入端detd，所述第一晶体管q1的射电极与所述第一电容c1相连，所述第一晶体管q1的集电极与所述第一二极管d1相连,所述第一晶体管q1的射电极还与所述供电单元的负极输出端相连。

4.根据权利要求3所述的一种电池的开关机管理系统，其特征在于：所述信号输入端detd与所述第一晶体管q1的基电极之间设有第三二极管d3和第三电阻r3。

5.根据权利要求4所述的一种电池的开关机管理系统，其特征在于：所述第一晶体管q1的基电极与接地端之间设有第四电阻r4。

6.根据权利要求5所述的一种电池的开关机管理系统，其特征在于：所述第一电阻r1、所述第二电阻r2以及所述第四电阻r4为限流电阻，所述第三电阻r3为分压电阻。

7.根据权利要求5所述的一种电池的开关机管理系统，其特征在于：所述第一二极管d1和所述第二二极管d2为肖特基二极管，所述第三二极管d3为稳压二极管。

8.根据权利要求1所述的一种电池的开关机管理系统，其特征在于：所述信号输入端detd用于接收钥匙信号、放电信号或充电信号。

9.一种电池的开关机管理方法，其特征在于：利用如权利要求1-8中任意一项所述的电池的开关机管理系统进行开关机管理，所述管理方法包括，

10.根据权利要求1所述的一种电池的开关机管理方法，其特征在于：当所述信号输入端detd接收所述高电平信号时，所述mcu芯片接收低电平信号，触发所述开关单元，进入导通状态；当所述信号输入端detd接收所述低电平信号时，所述mcu芯片接收低电平信号，触发所述开关单元，进入导通状态。

技术总结本发明涉及一种电池的开关机管理系统及方法，包括供电单元，其包括至少一个电池；控制单元，其包括MCU芯片；采样单元，其包括模拟采样芯片AFE，所述采样单元与所述供电单元以及所述MCU芯片相连；开关单元，其设置于所述供电单元的正极输出端或负极输出端，所述开关单元包括至少一个MOS管，MOS管的栅极与模拟采样芯片AFE相连；信号输入单元，其与所述MCU芯片的I/O端口相连，信号输入单元包括信号输入端DETD和信号输出端，所述信号输入端DETD获取激活信号，所述激活信号包括高电平信号或低电平信号。本发明能够通过一个I/O口触发MCU进行开关机控制，即能够通过一个I/O端口，实现同一电路的输入和输出，从而仅通过一个I/O端口，实现控制正极或控制负极的方案。技术研发人员：王伟受保护的技术使用者：星久科能源（苏州）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/9