基于整车控制器的电源管理系统及方法与流程

本发明涉及电动汽车用电源管理设备技术领域，尤其涉及一种基于整车控制器的电源管理系统及方法。

背景技术：

整车控制器是新能源汽车的核心控制单元，目前随着国家政策的鼓励和车厂的不断发展和竞争，整车的功能不断强大和完善，同时对整车控制器的功能和性能要求也就相应的增加，因此造成了整车控制器硬件的静态功耗增大，同时也需要整车控制器在下电时需要进行掉电延时来实现对重要数据的存储和相关的设备进行下电时序处理。

因此，为了解决上述问题，急需发明一种新的基于整车控制器的电源管理系统及方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供一种基于整车控制器的电源管理系统及方法，解决了电源启动信号既能够使能电源管理电路又能够同时被监测的难题。

本发明提供了下述方案：

一种基于整车控制器的电源管理系统，包括电源管理芯片，所述电源管理芯片上设有第一电源输出使能信号输入端e1、第一电源输出端q1和第二电源输出端q2，所述第一电源输出使能信号输入端e1分别与电源启动开关和整车控制器的第一电源输出使能信号输出端io_e1电连接，所述第一电源输出端q1与所述整车控制器的电能输入端vcc电连接，所述第二电源输出端q2用于与用电器件电连接。

优选地，所述的基于整车控制器的电源管理系统还包括保护电路，所述第一电源输出使能信号输入端e1与所述保护电路的一端电连接，所述保护电路的另一端与所述电源启动开关电连接。

优选地，所述保护电路包括第一电阻r1，第二电阻r2和第一二极管d1，所述第一电源输出使能信号输入端e1与所述第一电阻的一端电连接，所述第一电阻的另一端接地，所述第二电阻的一端与所述第一电源输出使能信号输入端和所述第一电阻的公共连接端电连接，所述第二电阻的另一端与所述第一二极管的截止端电连接，所述第一二极管的导通端与所述电源启动开关电连接。

优选地，所述保护电路还包括第二二极管d2，所述第二二极管的截止端与所述第一二极管和所述第二电阻的公共连接端电连接，所述第二二极管的导通端接地。

优选地，所述的基于整车控制器的电源管理系统还包括滤波电路，所述第一电源输出使能信号输入端e1与所述滤波电路的一端电连接，所述滤波电路的另一端与所述整车控制器的第一电源输出使能信号输出端io_e1电连接。

优选地，所述滤波电路包括第三电阻r3，第四电阻r4和第一电容c1，所述第一电源输出使能信号输入端e1还与所述第三电阻的一端电连接，所述第三电阻的另一端与所述第四电阻的一端电连接，所述第四电阻的另一端接地，所述整车控制器的第一电源输出使能信号输出端io_e1与所述第三电阻和所述第四电阻的公共连接端电连接，所述第一电容与所述第四电阻并联。

优选地，所述电源管理芯片上还设有第二电源输出使能信号输入端e2和第三电源输出使能信号输入端e3，所述第二电源输出使能信号输入端e2与所述整车控制器的第二电源输出使能信号输出端io_e2电连接，所述第三电源输出使能信号输入端e3与所述整车控制器的第三电源输出使能信号输出端io_e3电连接。

优选地，所述电池管理芯片还设有附加电源输出使能信号输入端en和附加电源输出端q3，所述附加电源输出使能信号输入端en与所述整车控制器的附加电源输出使能信号输出端io_en电连接，所述附加电源输出端q3用于与用电器件电连接。

优选地，所述的基于整车控制器的电源管理系统还包括附加使能电阻r6，所述附加使能电阻的一端与所述附加电源输出使能信号输入端en电连接，所述附加使能电阻的另一端与所述整车控制器的附加电源输出使能信号输出端io_en电连接。

进一步地，本发明还提供了一种基于整车控制器的电源管理方法，包括以下步骤：当电源启动开关闭合时，电源管理芯片的第一电源输出使能信号输入端e1接收使能信号，电池管理芯片开始工作，电源管理芯片的第一电源输出端q1为整车控制器提供电能，整车控制器开始工作，并监测电池管理芯片的第一电源输出使能信号输入端e1、第二电源输出使能信号输入端e2、第三电源输出使能信号输入端e3以及附加电源输出使能信号输入端en的使能状态，从而在电池管理芯片下电时，确定第一电源输出端q1、第二电源输出端q2和第三电源输出端q3的下电时序。

本发明产生的有益效果：

1、本发明所公开的基于整车控制器的电源管理系统及方法，包括电源管理芯片，所述电源管理芯片的第一电源输出使能信号输入端e1与电源启动开关电连接，所述电源管理芯片的第一电源输出使能信号输入端e1还与整车控制器的第一电源输出使能信号输出端io_e1电连接，用于向所述整车控制器发送所述电源启动开关的状态信号，同时接受所述整车控制器发送来的使能信号；与第一电源输出使能信号相对应的所述电源管理芯片的第一电源输出端q1与所述整车控制器的电能输入端vcc电连接，用于为所述整车控制器提供电源并唤醒所述整车控制器，与第一电源输出使能信号相对应的所述电源管理芯片的第二电源输出端q2与用电器件电连接，用于为用电器件提供电源；通过将电源管理芯片的第一电源输出使能信号输入端通过电连接整车控制器和电源启动开关的设置，当电源启动开关闭合时，所述电源管理芯片工作，同时为整车控制器供电，由整车控制器实现对电池管理芯片工作状态的监测，无需额外增加电路便能够实现下电时序，实现电源启动信号的检测和管理，解决了电源启动信号既能够使能电源管理电路又能够同时被监测的难题。

2、同时，当电源启动开关掉电后，整个系统无能量消耗，实现了真正的低功耗，解决了整车控制器静态功耗高的难题。

3、所述保护电路还包括第二二极管d2，所述第二二极管的截止端与所述第一二极管和所述第二电阻的公共连接端电连接，所述第二二极管的导通端接地；所述第二二极管采用tvs管，有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏，提高了系统的容错能力。

4、所述的基于整车控制器的电源管理系统还包括滤波电路，所述电源管理芯片的第一电源输出使能信号输入端e1还与所述滤波电路的一端电连接，所述滤波电路的另一端与所述整车控制器的第一电源输出使能信号输出端io_e1电连接；通过设置滤波电路，提高了系统的抗干扰能力。

附图说明

图1为本发明的基于整车控制器的电源管理系统的电路图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参见图1所示，一种基于整车控制器的电源管理系统，包括电源管理芯片，所述电源管理芯片的第一电源输出使能信号输入端e1与电源启动开关电连接，所述电源管理芯片的第一电源输出使能信号输入端e1还与整车控制器的第一电源输出使能信号输出端io_e1电连接，用于向所述整车控制器发送所述电源启动开关的状态信号，同时接受所述整车控制器发送来的使能信号；与第一电源输出使能信号相对应的所述电源管理芯片的第一电源输出端q1与所述整车控制器的电能输入端vcc电连接，用于为所述整车控制器提供电源并唤醒所述整车控制器，与第一电源输出使能信号相对应的所述电源管理芯片的第二电源输出端q2与用电器件电连接，用于为用电器件提供电源。所述的基于整车控制器的电源管理系统还包括保护电路，所述电源管理芯片的第一电源输出使能信号输入端e1与所述保护电路的一端电连接，所述保护电路的另一端与所述电源启动开关电连接。所述保护电路包括第一电阻r1，第二电阻r2和第一二极管d1，所述电源管理芯片的第一电源输出使能信号输入端e1与所述第一电阻的一端电连接，所述第一电阻的另一端接地，所述第二电阻的一端与所述第一电源输出使能信号输入端和所述第一电阻的公共连接端电连接，所述第二电阻的另一端与所述第一二极管的截止端电连接，所述第一二极管的导通端与所述电源启动开关电连接。所述保护电路还包括第二二极管d2，所述第二二极管的截止端与所述第一二极管和所述第二电阻的公共连接端电连接，所述第二二极管的导通端接地。

参见图1所示，所述的基于整车控制器的电源管理系统还包括滤波电路，所述电源管理芯片的第一电源输出使能信号输入端e1还与所述滤波电路的一端电连接，所述滤波电路的另一端与所述整车控制器的第一电源输出使能信号输出端io_e1电连接。所述滤波电路包括第三电阻r3，第四电阻r4和第一电容c1，所述电源管理芯片的第一电源输出使能信号输入端e1还与所述第三电阻的一端电连接，所述第三电阻的另一端与所述第四电阻的一端电连接，所述第四电阻的另一端接地，所述整车控制器的第一电源输出使能信号输出端io_e1与所述第三电阻和所述第四电阻的公共连接端电连接，所述第一电容与所述第四电阻并联。

参见图1所示，所述电源管理芯片的第二电源输出使能信号输入端e2与所述整车控制器的第二电源输出使能信号输出端io_e2电连接，所述电源管理芯片的第三电源输出使能信号输入端e3与所述整车控制器的第三电源输出使能信号输出端io_e3电连接，所述电源管理芯片的第一电源输出端q1和所述电源管理芯片的第二电源输出端q2还分别与第二电源输出使能信号和第三电源输出使能信号相对应。

参见图1所示，所述电源管理芯片的附加电源输出使能信号输入端en与所述整车控制器的附加电源输出使能信号输出端io_en电连接，所述电源管理芯片的附加电源输出端q3与附加电源输出使能信号相对应。所述的基于整车控制器的电源管理系统还包括附加使能电阻r6，所述附加使能电阻的一端与所述电源管理芯片的附加电源输出使能信号输入端en电连接，所述附加使能电阻的另一端与所述整车控制器的附加电源输出使能信号输出端io_en电连接；通过设置附加电源输出使能信号输入端，增加系统的扩展能力。

参见图1所示，所述的基于整车控制器的电源管理系统还包括复位电阻r5，所述复位电阻的一端与所述电源管理芯片的第一电源输出端q1电连接，所述复位电阻的另一端与所述电源管理芯片的复位端r和所述整车控制器的复位状态信号输入端io_r的公共连接端电连接；还包括复位电容c2，所述复位电容的第一电容板与所述电源管理芯片的复位参考端电连接，所述复位电容的第二电容板接地；所述电源启动开关与供电电源电连接，所述供电电源与所述电池管理芯片的电源输入端i电连接。

本实施例中所述基于整车控制器的电源管理系统，包括电源管理芯片，所述电源管理芯片的第一电源输出使能信号输入端e1与电源启动开关电连接，所述电源管理芯片的第一电源输出使能信号输入端e1还与整车控制器的第一电源输出使能信号输出端io_e1电连接，用于向所述整车控制器发送所述电源启动开关的状态信号，同时接受所述整车控制器发送来的使能信号；与第一电源输出使能信号相对应的所述电源管理芯片的第一电源输出端q1与所述整车控制器的电能输入端vcc电连接，用于为所述整车控制器提供电源并唤醒所述整车控制器，与第一电源输出使能信号相对应的所述电源管理芯片的第二电源输出端q2与用电器件电连接，用于为用电器件提供电源；通过将电源管理芯片的第一电源输出使能信号输入端通过电连接整车控制器和电源启动开关的设置，当电源启动开关闭合时，所述电源管理芯片工作，同时为整车控制器供电，由整车控制器实现对电池管理芯片工作状态的监测，无需额外增加电路便能够实现下电时序，实现电源启动信号的检测和管理，解决了电源启动信号既能够使能电源管理电路又能够同时被监测的难题；同时，当电源启动开关掉电后，整个系统无能量消耗，实现了真正的低功耗，解决了整车控制器静态功耗高的难题；此外，电路结构简单，设计灵巧，使用广泛，能够根据不同环境进行微调，成本低廉，性能稳定。

本实施例中所述基于整车控制器的电源管理系统，所述保护电路还包括第二二极管d2，所述第二二极管的截止端与所述第一二极管和所述第二电阻的公共连接端电连接，所述第二二极管的导通端接地；所述第二二极管采用tvs管，有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏，提高了系统的容错能力。

本实施例中所述基于整车控制器的电源管理系统，所述的基于整车控制器的电源管理系统还包括滤波电路，所述电源管理芯片的第一电源输出使能信号输入端e1还与所述滤波电路的一端电连接，所述滤波电路的另一端与所述整车控制器的第一电源输出使能信号输出端io_e1电连接；通过设置滤波电路，提高了系统的抗干扰能力。

本实施例中还提供了一种基于整车控制器的电源管理方法，包括以下步骤：当电源启动开关闭合时，电源管理芯片的第一电源输出使能信号输入端e1接收使能信号，电池管理芯片开始工作，电源管理芯片的第一电源输出端q1为整车控制器提供电能，整车控制器开始工作，并监测电池管理芯片的第一电源输出使能信号输入端e1、第二电源输出使能信号输入端e2、第三电源输出使能信号输入端e3以及附加电源输出使能信号输入端en的使能状态，从而在电池管理芯片下电时，确定第一电源输出端q1、第二电源输出端q2和第三电源输出端q3的下电时序。

本实施例中所述基于整车控制器的电源管理系统的工作过程为：系统由供电电源power(可为蓄电池)供电，key_on信号作为电源启动开关(也可增加与其并联的其他启动信号，如can唤醒信号，充电信号等)，电源启动后对整车控制器进行供电，整车控制器监控key_on信号状态，并监管电源电路从而对电源进行控制：其中，当key_on未使能时，key_on电压为0v，整车控制器未供电，整个系统处于未工作状态；当key_on使能时：(1)电源管理芯片的e1端口处于使能状态，此时电源管理芯片的q1和q2输出5v电压(e1、e2和e3为或的逻辑关系控制q1和q2)；(2)q1输出的电压给整车控制器供电，整车控制器监控到电源管理芯片的e1引脚的使能状态，此时通过控制e1、e2、e3和en信号来全面控制电源管理芯片的输出；(3)整车控制器根据需要使能e2、e3和en信号实现下电时序，其中en控制q3的输出，e2、e3和e1控制q1和q2的输出；(4)当key_on信号无效时(通过io_e1端口检测)，此时整车控制器通过控制e1和e2端口对应控制q1和q2的输出，可达到下电的逻辑的控制。

本实施例中所述基于整车控制器的电源管理系统，各器件端口功能说明如下：(1)电源管理芯片实现三重电压稳压器的功能，型号为tle4471:输入电压范围为5.5v～40v，输出3路5v供电电压，能够为整车控制器和用电器件供电，最大电流可达450ma。(2)第一二极管d1，型号为mmsd4148：本系统选用二极管正向导通，反向截止的功能。(3)第二二极管d2为tvs管，型号为smbj24ca：有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏。(4)key_on：电源启动开关的电源唤醒信号，唤醒电压范围为12±5％v，可引用汽车on档信号。(5)io_e1：整车控制器的第一电源输出使能输出端，与电源管理芯片的e1、e3引脚共同管控电源输出q1和q2，也作为信号采集输入口，采集e1端口信号状态。(6)io_e2：整车控制器的第二电源输出使能输出端，与电源管理芯片的e1、e3引脚共同管控电源输出q1和q2；(7)io_e3：整车控制器的第三电源输出使能输出端，与电源管理芯片的e1、e2引脚共同管控电源输出q1和q2；io_e1、io_e2和io_e3只要有一路有使能信号，q1和q2均同时输出5v电压。(8)io_en：整车控制器的附加电源输出使能输出端，用于使能电源输出q3；(9)io_r：复位状态采集端口；(10)power为电源输入电压。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。