BMS充电系统及其充电方法与流程

本发明涉及动力电池加工技术领域，特别涉及一种BMS充电系统及其充电方法。

背景技术：

电池管理系统(BMS)是电池与用户之间的纽带，主要对象是二次电池。二次电池存在下面的一些缺点，如存储能量少、串并联使用离散问题、使用安全性、电池电量估算困难等。电池的性能是很复杂的,不同类型的电池特性亦相差很大。BMS主要通过监控电池的状态，提高电池的利用率，防止电池出现过度充放电，延长电池的使用寿命。由于BMS的存在，电池不可避免会产生功耗，长时间静置会造成电池过度放电。

现有的技术主要是通过检测充电器两端电压，通过散热方法或者采用更优的器件的方法来实现充电和放电隔离做到低功耗。其实是治标而不治本，而不最根本的能源浪费问题并没有解决。

现有充电唤醒检测是在休眠时通过电阻分压检测充电器两端电压信号唤醒MUC打开充电MOS管，通过二极管隔离放电达到低功耗。二极管隔离的放电时功耗大、温度高，充电电流很大时，需要并多个才能解决散热问题，电流太大二极管隔离就行不通。又或者休眠时可以通过检测充电电流，间歇性的开启充电MOS。长时间的间歇性MOS会消耗掉电池的电量，甚至会造成过放，损坏电池。

技术实现要素：

本发明为了解决上述技术问题，提供一种BMS充电系统及其充电方法，通过隔离导通电路，唤醒充电MOS管，减少了MOS管不必要的导通时间，从而延长电池贮存的时间，提高了电池的使用寿命。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种BMS充电系统，其特征是，包括MCU、充电器检测电路、MCU中断唤醒电路、充电工作电路和电流采样电路，所述充电器检测电路包括隔离导通模块，所述充电检测电路连接至MCU，所述充电工作电路连接至MCU，所述电流采样电路连接所述充电工作电路和MCU，所述充电器检测电路检测到充电状态时，通过MCU中断唤醒电路唤醒MCU，所述MCU驱动充电工作电路对电池进行充电，所述电流采样电路采样充电电流，当充电完成后，所述MCU进入休眠。

进一步，所述充电器检测电路的隔离导通模块为光电耦合电路，所述光电耦合电路光电端连接充电器侧，接收端连接至MCU中断唤醒电路。

进一步，所述充电器检测电路的隔离导通模块为继电器电路，所述继电器电路的感应端连接充电电源侧，驱动端连接至MCU中断唤醒电路。

进一步，所述充电工作电路为MOS电路。

一种如上述的BMS充电系统进行充电的方法，其特征是，包括如下步骤：

(1)充电器接入；

(2)隔离导通电路工作；

(3)MCU中断唤醒电路唤醒MCU；

(4)MCU控制充电工作电路对电池进行充电；

(5)采样电路进充电电流进行采样；

(6)根据采样电路判断，当充电完成后，MCU进入休眠。

进一步，所述隔离导通电路为光电耦合电路，所述第2步中，所述光电耦合电路导通，中断信号发送至MCU的中断检测引脚。

进一步，所述隔离导通电路为继电器电路，所述第2步中，所述继电器电路导通，中断信号发送至MCU的中断检测引脚。

本发明的有益效果是：

通过光电耦合检测电路等隔离导通电路来唤醒充电MOS管，减少了MOS管不必要的导通时间，从而延长电池贮存的时间，提高了电池的使用寿命，另避免了不必要的能源浪费，最终实现节能减排的效果。

附图说明

附图1是本发明的结构框图；

附图2是光电耦合电路图；

附图3是继电器电路图；

附图4是MCU电路图；

附图5是充电方法流程示意图。

具体实施方式

下面对本发明BMS充电系统及其充电方法的具体实施方式作详细说明。

参见附图1，原理的框架图包含以下几部分电路：充电器检测电路，MCU中断唤醒电路，充电MOS工作电路，电流采样电路。其中中断唤醒电路，电流采样是通过MCU来判断识别。所述充电器检测电路包括隔离导通模块，所述充电检测电路连接至MCU，所述充电工作电路连接至MCU，所述电流采样电路连接所述充电工作电路和MCU，所述充电器检测电路检测到充电状态时，通过MCU中断唤醒电路唤醒MCU，所述MCU驱动充电工作电路对电池进行充电，所述电流采样电路采样充电电流，当充电完成后，所述MCU进入休眠。

参见附图2，在没有接充电器之前，充电MOS管Q4的D与S两端的电压是0V，U2内部的光电二极管没有压降不导通，信号CHG是高电平3.3V。

插上充电器，由于Q4是断开的，充电支路没有形成回路，电压就作用在Q4的D、S两端和电阻R23与光耦U2内部光电二极管上面。Q4的D、S两端电压Vds＝Vchg(充电器的电压)-Vbat(电池电压)。光耦内部光电二极管的导通压降Vf＝1.2V,导通电流If＝1mA那么要使光耦U2能够导通条件：Vds＝If*R23+Vf＝2.2V，也就是说充电器的电压Vchg要比电池的电压Vbat高出2.2V(可以通过调节电阻R23来降低导通电压的阀值)。当Vds>＝2.2V时，光耦U2导通，检测信号CHG被拉低，有中断信号进入MCU。

参见附图4，MCU检测的1脚检测到中断信号，唤醒MCU。MCU由休眠状态中唤醒，通过14脚发出高电平驱动信号CHG_DRV，将充电MOS管Q4导通，BMS进入充电状态。在充电过程中，通过MCU的14脚检测流过采样电阻R10的电流Ifb，当R10的Ifb低于50mA时，MCU进入休眠模式。

参见附图3，光电耦合电路可以通过继电器电路替代，产生相同作用。继电器驱动开关将高压信号发送至MCU，唤醒MCU对电池进行充电。

参见附图5，具体充电的方法如下：

(1)充电器接入；

(2)隔离导通电路工作；

(3)MCU中断唤醒电路唤醒MCU；

(4)MCU控制充电工作电路对电池进行充电；

(5)采样电路进充电电流进行采样；

(6)根据采样电路判断，当充电完成后，MCU进入休眠。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。