由外置供电唤醒的多串低速车锂电池管理系统的制作方法

本实用新型属于低速车锂电池领域，具体涉及了由外置供电唤醒的多串低速车锂电池管理系统。

背景技术：

低速电动车的锂电化是在电池系统低成本的条件下进行的，而安全又是一个无法规避的因素。动力电池企业要实现成本控制和安全保障，一是要把产能拉上去，再就是把性能参数分组之后的类电芯利用在低速电动车用锂电系统，以此获得价格下探动力。

现在低速车锂电池管理系统依然存在不少的问题，首先其待机唤醒机制是采用的电压较高的内部检测唤醒方式，其次由于内部管理系统由于一直处于较高的运行状态，因此功耗和发热量都会比较大。

技术实现要素：

为了解决上诉存在的高功耗而且高发热的问题，本实用新型提出了一种低功耗不易发热，且性能稳定可靠，而且安全的由外置供电唤醒的多串低速车锂电池管理系统。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是，一种由外置供电唤醒的多串低速车锂电池管理系统，包括多穿锂电池和通信模块，还包括：控制模块，与微控制器模块电连接；检测模块，与微控制模块电连接；外置直流供电模块，与隔离电源电连接；隔离电源，与微控制器模块电连接；电量显示模块，与为微控制模块电连接；预放电电源模块，与微控制模块电连接，与控制模块电连接，与检测模块电连接；微控制器模块，与锂电池电连接；微控制器模块包括：一号微控制器模块，与二号微控制器电连接，与检测模块、控制模块和预放电电源模块电连接；二号微控制器模块，与电量显示模块、控制模块、传感器模块和通信模块电连接。

作为优选，所述的检测模块包括：预放电电流检测模块，与一号微控制器模块和控制模块电连接；模拟前端监测模块，与二号微控制器模块电连接；霍尔传感器电流检测模块，与二号微控制器模块电连接。

作为优选，所述的控制模块包括：充电继电器控制模块；与二号微控制模块和外置直流供电模块电连接；放电继电器控制模块，与二号微控制模块和外置直流供电模块电连接；预放电开关控制模块，与一号微控制器模块和预防电电源模块电连接；钥匙控制模块，与外置直流供电模块电连接。

作为优选，所述的隔离电源包括：3.3V隔离电源，与二号微控制器电连接；5V隔离电源，与通信模块电连接。所述的电量显示模块采用LED的显示方式。

作为优选，所述的外置直流供电模块的电路为:电容C1的第一端接12V电压源和转接器，电容C1的第二端接地，电容C2的第一端接电容C1的第一端，电容C2的第二端接地；电容C3的第一端接电容 C2的第一端，电容C3的第二端接地；电阻R1的第一端接电容C1的第一端，电容R1的第二端接三极管Q1的基极，电容C4的第一端接电阻R1的第二端，电容C4的第二端接地；电阻R2的第一端接电阻 R1的第一端，电阻R1的第二端与三极管Q1的集电极连接，三极管 Q1的发射级与电阻R1的第二端连接；电阻R3的第一端与电阻R2的第一端连接，电阻R3的第二端与三极管Q2的集电极连接；三极管 Q2的基极与三极管Q1的集电极连接，三极管Q2的发射极与电阻R4 的第二端连接；电阻R4的第一端与电阻R3的第二端连接，电阻R4 的第二端接地；电容C5的第二端与电阻R4的第二端连接，电容C5 的第一端同时与电阻R3的二端和降压电源稳压器U1的EN引脚连接；降压电源稳压器的VIN引脚与电阻R3的第一端连接；降压电源稳压器的BOOT引脚与电容C15的第一端连接，电容C15的第二端与降压电源稳压器U1的PH引脚连接；降压电源稳压器U1的SS/TR引脚与电容C6的第一端连接，电容C6的第二端接地；电阻R5的第一端与降压电源稳压器U1的TR/CLK引脚连接，电阻R5的第二端接地；降压电源稳压器U1的PH引脚与电感L1的第一端连接；降压电源稳压器U1的GND引脚与二极管D1的正极连接；降压电源稳压器U1的COMP 引脚与电阻R6的第一端连接；降压电源稳压器U1的VSENSE引脚与电阻R9的第二端连接；降压电源稳压器U1的PWRGD引脚空接；电阻 R6的第二端与电容C8的第一端连接，电容C8的第二端电容C9的第二端连接；电容C9的第一端与电阻R6的第一端连接，电容C9的第二端接地；二极管D1的阴极与电感L1的第一端连接，电感L1的第二端与电容C7的第一端连接；电容C7的第二端与二极管D1的正极连接，并同时接地；电阻R9的第二端接地，电阻R9的第一端与电阻 R8的第二端连接，电阻R8的第一端接5V电压源并电感L1的第二端连接；电容C10的第二端与电容C7的第一端连接，电容C10的第二端接地；直流转换器U2的GND引脚与电容C10的第一端连接；直流转换器U2的VIN借口与电感L1的第二端连接；直流转换器的0V引脚接地并与电容C11的第一端连接，直流转换器的+V0引脚与电容C11 的第二端连接并与电容C12的第一端连接，电容C12的第二端接地，直流转换器U2的NC引脚全部空接；正电压稳压器U4的INPUT引脚与电容C12的第一端连接；正电压稳压器U4的GND引脚接地，正电压稳压器U4的OUTPUT引脚与电容C13的第一端连接并与+3.3V电压源连接；电容C13的第二端接地；电容C16的第二端与电感L1的第二端连接，电容C16的第一端接地并同时与直流转换器U3的GND引脚连接；直流转换器U3的VIN引脚与电容C16的第二端连接；直流转换器U3的0V引脚与电容C14的第一端连接，电容C14的第二端与直流转换器U3的+V0引脚连接并同时接地；直流转换器的U3的NC 引脚全部空接。

本实用新型的有益效果：(1)由于使用的是外部电源唤醒，外部电源是12V电源属于低压电源系统，对于用户更加安全；(2)外部给管理系统供电，有效降低了管理系统的功耗和发热量；(3)由于唤醒方式采用的是触发式的，同时又是采用外部电源唤醒供电，降低了管理系统的功耗，即提升了使用寿命得到了提升；(4)在内部使用了多个检测模块和控制模块，使得检测更为精准准确；(5)通过钥匙进行控制，使得系统更加稳定准备；(6)可以对最少20串锂电池进行管理。

附图说明

图1：一种由外置供电唤醒的多串低速车锂电池管理系统结构示意图图2：外置直流供电模块电路图中：1、霍尔传感器电流检测模块，2、电量显示模块，3、通信模块，4、钥匙控制模块，5、5V隔离电源，6、3.3V隔离电源，7、外置直流供电模块，8、充电继电器控制模块，9、放电继电器控制模块， 10、预放电电流检测模块，11、预放电开关控制模块，12、3.3V电压源，13、一号微控制器模块，14、模拟前端监测模块，15、二号微控制器模块。

具体实施方式

实施例：

一种由外置供电唤醒的多串低速车锂电池管理系统，包括多穿锂电池和通信模块3，还包括：控制模块，与微控制器模块电连接；检测模块，与微控制模块电连接；外置直流供电模块7，与隔离电源电连接；隔离电源，与微控制器模块电连接；电量显示模块2，与为微控制模块电连接；预放电电源模块，与微控制模块电连接，与控制模块电连接，与检测模块电连接；微控制器模块，与锂电池电连接；微控制器模块包括：一号微控制器模块13，与二号微控制器电连接，与检测模块、控制模块和预放电电源模块电连接；二号微控制器模块 15，与电量显示模块2、控制模块、传感器模块和通信模块3电连接。

所述的检测模块包括：预防电电流检测模块10，与一号微控制器模块13和控制模块电连接；模拟前端监测模块14，与二号微控制器模块15电连接；霍尔传感器电流检测模块1，与二号微控制器模块15电连接。

所述的控制模块包括：充电继电器控制模块8；与二号微控制模块和外置直流供电模块7电连接；放电继电器控制模块9，与二号微控制模块和外置直流供电模块7电连接；预放电开关控制模块11，与一号微控制器模块13和预防电电源模块电连接；钥匙控制模块4，与外置直流供电模块7电连接。

所述的隔离电源包括：3.3V隔离电源6，与二号微控制器电连接； 5V隔离电源5，与通信模块3电连接。所述的电量显示模块2采用 LED的显示方式。

所述的外置直流供电模块7的电路为:电容C1的第一端接12V电压源和转接器，电容C1的第二端接地，电容C2的第一端接电容C1 的第一端，电容C2的第二端接地；电容C3的第一端接电容C2的第一端，电容C3的第二端接地；电阻R1的第一端接电容C1的第一端，电容R1的第二端接三极管Q1的基极，电容C4的第一端接电阻R1的第二端，电容C4的第二端接地；电阻R2的第一端接电阻R1的第一端，电阻R1的第二端与三极管Q1的集电极连接，三极管Q1的发射级与电阻R1的第二端连接；电阻R3的第一端与电阻R2的第一端连接，电阻R3的第二端与三极管Q2的集电极连接；三极管Q2的基极与三极管Q1的集电极连接，三极管Q2的发射极与电阻R4的第二端连接；电阻R4的第一端与电阻R3的第二端连接，电阻R4的第二端接地；电容C5的第二端与电阻R4的第二端连接，电容C5的第一端同时与电阻R3的二端和降压电源稳压器U1的EN引脚连接；降压电源稳压器的VIN引脚与电阻R3的第一端连接；降压电源稳压器的BOOT 引脚与电容C15的第一端连接，电容C15的第二端与降压电源稳压器 U1的PH引脚连接；降压电源稳压器U1的SS/TR引脚与电容C6的第一端连接，电容C6的第二端接地；电阻R5的第一端与降压电源稳压器U1的TR/CLK引脚连接，电阻R5的第二端接地；降压电源稳压器 U1的PH引脚与电感L1的第一端连接；降压电源稳压器U1的GND引脚与二极管D1的正极连接；降压电源稳压器U1的COMP引脚与电阻 R6的第一端连接；降压电源稳压器U1的VSENSE引脚与电阻R9的第二端连接；降压电源稳压器U1的PWRGD引脚空接；电阻R6的第二端与电容C8的第一端连接，电容C8的第二端电容C9的第二端连接；电容C9的第一端与电阻R6的第一端连接，电容C9的第二端接地；二极管D1的阴极与电感L1的第一端连接，电感L1的第二端与电容 C7的第一端连接；电容C7的第二端与二极管D1的正极连接，并同时接地；电阻R9的第二端接地，电阻R9的第一端与电阻R8的第二端连接，电阻R8的第一端接5V电压源并电感L1的第二端连接；电容C10的第二端与电容C7的第一端连接，电容C10的第二端接地；直流转换器U2的GND引脚与电容C10的第一端连接；直流转换器U2 的VIN借口与电感L1的第二端连接；直流转换器的0V引脚接地并与电容C11的第一端连接，直流转换器的+V0引脚与电容C11的第二端连接并与电容C12的第一端连接，电容C12的第二端接地，直流转换器U2的NC引脚全部空接；正电压稳压器U4的INPUT引脚与电容C12 的第一端连接；正电压稳压器U4的GND引脚接地，正电压稳压器U4 的OUTPUT引脚与电容C13的第一端连接并与+3.3V电压源12连接；电容C13的第二端接地；电容C16的第二端与电感L1的第二端连接，电容C16的第一端接地并同时与直流转换器U3的GND引脚连接；直流转换器U3的VIN引脚与电容C16的第二端连接；直流转换器U3的 0V引脚与电容C14的第一端连接，电容C14的第二端与直流转换器 U3的+V0引脚连接并同时接地；直流转换器的U3的NC引脚全部空接。

由于使用的是外部电源唤醒，外部电源是12V电源属于低压电源系统，对于用户更加安全；外部给管理系统供电，有效降低了管理系统的功耗和发热量；由于唤醒方式采用的是触发式的，同时又是采用外部电源唤醒供电，降低了管理系统的功耗，即提升了使用寿命得到了提升；在内部使用了多个检测模块和控制模块，使得检测更为精准准确；通过钥匙进行控制，使得系统更加稳定准备；可以对最少20 串锂电池进行管理。

如图1所示，整车处于休眠模式时，管理系统的一号微控制器模块13控制预防电开关模块代开预防电，此时，放电继电器和充电继电器为关闭状态，一号微控制器模块13定时通过预防电电流检测模块监测预防电电流，如果电流过大，则关闭预防电。

当整车钥匙控制模块4接通后，外置直流供电模块7接通，3.3V 隔离电源6和5V隔离电源5得电，二号微控制器模块15得电开机，二号微控制器模块15初始化后，通过模拟前端监测模块14采集多串锂电池各节电压，电池温度数据，二号微控制器计算出电量后，通过 LED电量显示模块2显示电池的电量信息，CAN通信模块3与外部整车通信，获得整车需求，若整车要求充电，则打开充电继电器控制模块8，若整车要求放电，则打开放电继电器模块后，二号微控制器模块15通知一号微控制器模块13关闭预防电。

当管理系统工作起来后，二号微控制器模块15通过霍尔传感器电流检测模块1，检测系统电流,如果放电电流过大，二号微控制器模块15通过放电继电器控制模块9关闭放电MOS管，如果充电电流过大，二号微控制器模块15通过充电继电器控制模块8关闭充电MOS 管；二号微控制器模块15通过模拟前端监测模块14监测多串锂电池各节电压，电池温度数据，针对电压异常和充、放电温度异常，二号微控制器模块15通过放电继电器控制模块9、充电继电器控制模块8 进行异常保护动作的控制。

图中的B+、B-、P+为连接母线，为常规手段。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。