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CN110574217A - Bms唤醒设备、以及包括该bms唤醒设备的bms和电池组 - Google Patents

Bms唤醒设备、以及包括该bms唤醒设备的bms和电池组 Download PDF

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CN110574217A CN201880027107.1A CN201880027107A CN110574217A CN 110574217 A CN110574217 A CN 110574217A CN 201880027107 A CN201880027107 A CN 201880027107A CN 110574217 A CN110574217 A CN 110574217A
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Abstract

本公开公开了一种用于响应于所接收的外部电力信号来唤醒电池管理系统(BMS)的设备。根据本公开的BMS唤醒设备响应于从外部电力模块接收的外部电力信号来唤醒BMS，并且包括脉冲生成模块，该脉冲生成模块从外部电力模块接收外部电力信号并且通过与外部电力信号不同的路径被供应有电源电力，并根据在脉冲生成模块接收外部电力信号时电源电力是否通过来生成脉冲信号，以及电力输出模块，该电力输出模块将电源电力供应给脉冲生成模块，并当电力输出模块从脉冲生成模块接收到脉冲信号时，基于脉冲信号输出用于操作电池管理系统的操作电力。

Description

BMS唤醒设备、以及包括该BMS唤醒设备的BMS和电池组
技术领域
本公开涉及一种电池管理系统(BMS)唤醒设备，以及包括其的BMS和电池组，更具体地，涉及响应于接收的外部电力信号来唤醒BMS。
本申请要求于2017年11月7日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2017-0147190的优先权，其公开内容通过引用并入本文。
背景技术
最近，对诸如笔记本电脑、摄像机和移动电话的便携式电子产品的需求急剧增长，并且随着用于储能的蓄电池、机器人和卫星的广泛发展，正在对能够重复地再充电的高性能二次电池进行许多研究。
目前，市售的二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂二次电池等，在它们中，锂二次电池具有很少记忆效果或没有记忆效果，并且因此由于锂二次电池的自由充电和放电、非常低的自放电率和高能量密度的优点，锂二次电池比镍基二次电池得到更多关注。
电池组用于各种领域，并且在许多情况下，它们用于诸如电动车辆或智能电网系统的需要大容量的应用。为了增加电池组的容量，可以进行尝试以增加二次电池或电池单体本身的容量，但是在这种情况下，容量增加效果不是那么大，并且存在对二次电池的尺寸扩展的物理限制。因此，通常，广泛使用包括串联和并联连接的多个电池模块的电池组。
在许多情况下，电池组包括用于管理电池模块的电池管理系统(BMS)。BMS监视电池模块的温度、电压和电流，并基于电池模块的监视状态来控制电池组的平衡操作、冷却操作、充电操作或放电操作。
特别地，在相当数量的例如12V锂电池组的电池组中提供的BMS，可以使用从包括在对应电池组中的电池模块供应的电力来操作。然而，在该配置中，由于BMS的电流消耗，无论该值多小，电池组都可能被过放电或完全放电。例如，如果BMS在电池模块的充电能量不足的情况下继续操作，则由于BMS的电流消耗，电池组的充电能量可能进一步降低。在这种情况下，电池组的充电能量可能太低，以至于不能再从电池组向负载提供电力供应。
为了解决该问题，已经建议仅在BMS需要操作时才接通BMS而不需要一直将BMS置于接通状态。然而，在这种情况下，当需要BMS操作例如以对放电的电池模块进行充电时，需要再次唤醒BMS。
然而，具有传统BMS唤醒技术的电路由于其复杂的结构难以控制，并且该问题可能增加缺陷率。
发明内容
技术问题
本公开被设计为解决上述问题，并且因此本公开旨在提供一种具有简单结构的电池管理系统(BMS)唤醒设备。
本公开的这些和其他目的和优点通过以下描述将理解，并且通过本公开的实施例将显而易见。此外，将容易理解的是，本公开的目的和优点可以通过所附权利要求中阐述的装置及其组合来实现。
技术方案
为了实现上述目的，根据本公开实施例的电池管理系统(BMS)唤醒设备响应于从外部电力模块接收的外部电力信号来唤醒BMS，并且包括：脉冲生成模块，其从外部电力模块接收外部电力信号，并通过与外部电力信号不同的路径被供应有电源电力，并根据在脉冲生成模块接收外部电力信号时电源电力是否通过来生成脉冲信号；以及电力输出模块，其向脉冲生成模块供应电力，并且当电力输出模块从脉冲生成模块接收到脉冲信号时，基于脉冲信号输出用于操作电池管理系统的操作电力。
另外，脉冲生成模块可以包括开关单元，该开关单元布置在通过其提供外部电力信号的外部电力信号路径和通过其供应电源电力的路径之间的连接点处，以基于外部电力信号断开和闭合通过其供应电源电力的路径。
另外，开关单元可以被配置为：当预设参考电压值以上的外部电力信号被施加到开关单元时允许电源电力通过，并且当小于参考电压值的外部电力信号被施加到开关单元时不允许电源电力通过。
另外，脉冲生成模块还可包括：开关控制单元，其布置在外部电力信号路径上以调整发送到开关单元的外部电力信号的时间。
另外，开关控制单元可以被配置为在施加外部电力信号之后经过预定时间时减少发送到开关单元的外部电力信号的时间。
另外，开关控制单元可以包括：电容器，其布置在外部电力信号路径上并由外部电力信号充电；以及电阻器，其布置在将外部电力信号路径连接到接地的路径上。
另外，开关控制单元可以被配置为调整在其期间电源电力通过开关单元的时间。
另外，脉冲生成模块还可包括：放电单元，其布置在第一节点和接地之间，以使连接到外部电力信号路径上的第一节点的、除外部电力模块以外的外部设备放电，第一节点布置在外部电力模块和开关控制单元之间。
另外，脉冲生成模块还可以包括布置在第一节点和开关控制单元之间的过电流保护单元，以防止过电流被供应给开关控制单元和开关单元。
另外，脉冲生成模块还可包括：过压保护单元，其布置在第二节点和接地之间，以防止过电压被供应给开关单元，第二节点布置在开关控制单元和开关单元之间的外部电力信号路径上。
另外，为了实现上述目的，根据本公开的BMS包括根据本公开的BMS唤醒设备。
另外，为了实现上述目的，根据本公开的电池组包括根据本公开的BMS唤醒设备。
有益效果
根据本公开的一个方面，在电池管理系统(BMS)唤醒配置中，可以简化电路，这使得易于控制并降低缺陷率。
此外，根据本公开的另一方面，可以获得可以通过过电压和过电流保护电路来稳定地唤醒BMS的BMS唤醒设备。
另外，根据本公开的又一方面，可以获得可以通过使外部设备放电以避免外部设备的影响来增加电路的稳定性的BMS唤醒设备。
本公开可以具有各种其他效果，并且这些和其他效果可以通过以下描述理解，并且将根据本公开的实施例而显而易见。
附图说明
附图说明了本公开的优选实施例，并且与本公开的以下详细描述一起用于提供对本公开的技术方面的进一步理解，因此本公开不应该被解释为限于附图。
图1是示出根据本公开的实施例的电池管理系统(BMS)唤醒设备和应用了BMS唤醒设备的电池组的示意性配置的示意性视图。
图2是示出根据本公开的实施例的BMS唤醒设备被包括在电池组中并连接到许多部件的详细视图。
图3至图5是示出根据本公开的实施例的脉冲生成模块、电力输出模块和系统控制模块的功能性配置的示意性框图。
图6是示出根据本公开的实施例的脉冲生成模块的详细配置的视图。
图7是示出根据本公开的实施例的从外部电力模块提供的外部电力信号和施加到开关单元的栅极端子的电力随时间的电压改变的示意性视图。
图8是示出根据本公开的实施例的外部电力信号、脉冲信号和操作电力随时间的电压改变的示意性视图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本公开的优选实施例。在描述之前，应当理解的是，说明书和所附权利要求中使用的术语或词语不应被解释为限于一般和字典含义，而是在允许发明人适当地定义术语以获得最佳解释的原则的基础上，基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念来解释。
因此，本文描述的实施例和附图中示出的图示仅仅是本公开的最优选实施例，但是并不旨在完全描述本公开的技术方面，因此应该理解可以在提交申请时对其提出其他等同物和修改。
除非上下文另有明确指示，否则将理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”或“包含”指定所述元件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他元件。另外，本文使用的诸如“脉冲生成模块”和“开关单元”的术语“模块”和“单元”指至少一个功能或操作的逻辑处理单元，并且不一定指示可以是或者应该在物理上与另一个分离的部件，并且对于本领域技术人员来说显而易见的是，每个实体不一定由一个物理元件或设备实现。
另外，在整个说明书中，当一部分被称为“连接”到另一部分时，它不限于它们“直接连接”的情况，而是还包括它们与插入在它们之间的另一元件“间接连接”的情况。
图1是示出根据本公开的实施例的电池管理系统(BMS)唤醒设备和应用了BMS唤醒设备的电池组的示意性配置的示意性视图。图2是示出根据本公开的实施例的BMS唤醒设备被包括在电池组中并连接到许多部件的详细视图。
参照图1和图2，应用了根据本公开实施例的BMS唤醒设备B的电池组P可以包括至少一个电池模块10。具体地，尽管在附图中仅示出了一个电池模块10，电池组P可以包括多个电池模块10。在这种情况下，每个电池模块10可以串联和/或并联电连接。因此，可以通过电池模块10的电连接来增加电池组P的输出和/或容量。
这里，每个电池模块10可包括至少一个二次电池。特别地，每个电池模块10可以包括多个二次电池，并且在这种情况下，设置在每个电池模块10中的多个二次电池可以彼此电连接以增加电池模块10的输出和/或容量。例如，根据本公开的电池模块10可以用12V输出来实现。然而，本公开不限于此。
另外，应用了根据本公开的BMS唤醒设备B的电池组P可以被安装在车辆中。也就是说，采用根据本公开的BMS唤醒设备B的电池组P可以是汽车电池组P。这里，可以由电池组P向车辆供应用于驱动车辆的驱动电力或用于操作诸如音频或空调的电气设备的操作电力。
特别地，应用了根据本公开的BMS唤醒设备B的车辆可以是从电池组P被供应驱动电力的车辆，例如，电动车辆(EV)、混合动力电动车辆(HEV)、插电式混合动力车辆(PHEV)或传统车辆。
如图1和图2所示，根据本公开的电池组P可以进一步包括继电器单元30和BMS唤醒设备B。
继电器单元30可以布置在电池模块10与电池组P的正电池组端子Pack+之间的电流路径上，以断开和闭合电流路径。在图1和图2的配置中，继电器单元30可以布置在大电流路径L1上，其一端连接到电池模块10的正模块端子，而另一端连接到电池组P的正电池组端子Pack+，以断开和闭合大电流路径L1。这里，电池组P的电池组端子Pack+、Pack-可以连接到车辆的负载，并且车辆的负载可以是电子控制单元(ECU)、电动机或空调。
BMS唤醒设备B可以连接到电池模块10以从电池模块10接收电力。例如，如图1和图2的配置中所示，BMS唤醒设备B可以连接到电池模块10的两端以从电池模块10接收电力。
根据本公开的BMS唤醒设备B可以唤醒电池管理系统(BMS)。即，当BMS处于睡眠模式时，根据本公开的BMS唤醒设备B可以将BMS从睡眠模式转换到正常模式。具体地，根据本公开的BMS唤醒设备B可以从外部电力模块40接收外部电力信号以唤醒BMS。
为此，根据本公开的BMS唤醒设备B可以连接到外部电力模块40。例如，如图1的实施例中所示，外部电力模块40可以通过电池组P的电池组端子Pack+、Pack-向电池组P提供外部电力信号。在这种情况下，BMS唤醒设备B可以从外部电力模块40接收外部电力信号。这里，外部电力模块40可以用例如12V的各种电压的电力来实现。
为了从外部电力模块40接收外部电力信号，BMS唤醒设备B可以连接到大电流路径L1上的正电流路径和负电流路径。例如，如图1和图2所示，BMS唤醒设备B可以连接在继电器单元30与电池组P的正电池组端子Pack+之间的一个点以及电池模块10的负模块端子与电池组P的负电池组端子Pack-之间的一个点。另外，当外部电力模块40连接到电池组P的电池组端子Pack+、Pack-时，可以从外部电力模块40向BMS唤醒设备B提供外部电力信号。
如图1和图2所示的，根据本公开的实施例的BMS唤醒设备B可以包括脉冲生成模块100和电力输出模块200。
脉冲生成模块100可以从外部电力模块40接收外部电力信号。即，如上所述，脉冲生成模块100可以连接到大电流路径L1上的正电流路径和负电流路径以从外部电力模块40接收外部电力信号。这里，在上面的BMS唤醒设备B与外部电力模块40之间的连接关系中描述了脉冲生成模块100与正电流路径和负电流路径之间的连接关系，因此在此省略其详细描述。
可以向脉冲生成模块100供应电源电力。特别地，可以通过与外部电力信号不同的路径向脉冲生成模块100供应电源电力。这里，供应给脉冲生成模块100的电源电力可以是从与外部电力模块40不同的能量源供应的电力。例如，电源电力可以是从BMS内部供应的电力。
脉冲生成模块100可以生成脉冲信号。这里，脉冲生成模块100可以根据电源电力是否通过来生成脉冲信号。也就是说，脉冲生成模块100可以基于通过脉冲生成模块100的电源电力来生成脉冲信号。具体地，当脉冲生成模块100接收到外部电力信号时，脉冲生成模块100可以基于所接收的外部电力信号确定电源电力是否通过。
电力输出模块200可以将电源电力供应给脉冲生成模块。即，电力输出模块200可以连接到脉冲生成模块100，以将电源电力发送到脉冲生成模块100。例如，电源电力可以是5V电力。然而，本公开不限于电源电力的特定大小。
电力输出模块200可以输出用于操作BMS的操作电力。即，当电力输出模块200从脉冲生成模块100接收到脉冲信号时，电力输出模块200可以基于所接收的脉冲信号来输出操作电力。
例如，如图2的配置中所示，电力输出模块200可以通过R1路径将电源电力发送到脉冲生成模块100。另外，电力输出模块200可以通过R2路径从脉冲生成模块100接收脉冲信号，该R2路径与用于向脉冲生成模块100供应电源电力的R1路径不同。这里，电力输出模块200可以通过R3路径输出操作电力，该R3路径与用于供应电源电力的R1路径和用于接收脉冲信号的R2路径不同。
根据本公开的BMS唤醒设备，在BMS唤醒配置中，可以简化电路，这使得其易于控制并且降低了缺陷率。
优选地，如图1和图2中所示，根据本公开的BMS唤醒设备B可以进一步包括系统控制模块300。
系统控制模块300可以连接到电力输出模块200，以从电力输出模块200接收操作电力。另外，可以从电力输出模块200向系统控制模块300供应操作电力，以便操作BMS。同时，系统控制模块300可以被实现为BMS的微控制器单元(MCU)。
另外，优选地，如图2中所示，根据本公开的BMS唤醒设备B可以进一步包括第一电压测量单元50和第二电压测量单元70。
第一电压测量单元50可以测量电池模块10的电压，并且将所测量的信息发送到系统控制模块300。特别地，第一电压测量单元50可以被连接到电池模块10的两端以测量电池模块10的电压。在多个电池模块10的情况下，第一电压测量单元50可以被连接到每个电池模块10的两端以测量每个电池模块10的电压。例如，第一电压测量单元50可以以预设周期测量电池模块10的电压，并将所测量的信息发送到系统控制模块300。
第二电压测量单元70可以测量从外部电力模块40提供的外部电力信号的电压，并且将所测量的信息发送到系统控制模块300。例如，如图2的配置中所示，第二电压测量单元70可以被连接到将继电器单元30和电池组P的正电池组端子Pack+之间的一个点连接到脉冲生成模块100的路径。另外，第二电压测量单元70可以被连接到将电池模块10的负模块端子和电池组P的负电池组端子Pack-之间的一个点连接到脉冲生成模块100的路径。在该配置中，第二电压测量单元70可以测量从外部电力模块40提供给脉冲生成模块100的外部电力信号的电压。
将在下面的图3至图5的描述中详细描述脉冲生成模块100、电力输出模块200和系统控制模块300的功能配置以及部件之间的连接关系。
同时，在本公开的实施例中，BMS唤醒设备B可以被实现为BMS的各种部件之一。
图3至图5是示出根据本公开的实施例的脉冲生成模块、电力输出模块和系统控制模块的功能配置的示意性框图。
首先，参考图2和图3，脉冲生成模块100可以包括外部电力输入单元110、电源电力输入单元130和脉冲信号输出单元150。
外部电力输入单元110可以连接到外部电力模块40，以从外部电力模块40接收外部电力信号。也就是说，脉冲生成模块100可以通过外部电力输入单元110接收从外部电力模块40输出的外部电力信号。例如，如图2的配置中所示，外部电力输入单元110被连接到电池组P的电池组端子Pack+、Pack-以在外部电力模块40被连接到电池组端子Pack+、Pack-时，从外部电力模块40接收外部电力信号。例如，外部电力信号可以是12V电力。
电源电力输入单元130可以被连接到电力输出模块200以从电力输出模块200接收电源电力。这里，电源电力输入单元130可以在脉冲生成模块100上在与外部电力输入单元110不同的位置处实现。也就是说，可以通过与外部电力信号不同的路径向脉冲生成模块100供应电源电力。例如，电源电力可以是5V电力。
脉冲信号输出单元150可以被连接到电力输出模块200，以将脉冲信号提供给电力输出模块200。也就是说，脉冲生成模块100可以生成脉冲信号，并通过脉冲信号输出单元150将所生成的脉冲信号发送到电力输出模块200。例如，脉冲信号可以是5V信号。
另外，参考图2和图4，电力输出模块200可以包括转换器210、第一调节器230、脉冲信号输入单元250和第二调节器270。
转换器210可以被连接到电池模块10的两端以从电池模块10接收电力。也就是说，转换器210可以将从电池模块10供应的电力发送到电力输出模块200。这里，电力输出模块200可以基于从电池模块10供应的电力来生成电源电力和/或操作电力。例如，电力输出模块200可以转换从电池模块10供应的12V电力的电压以生成各自5V的电源电力和操作电力。
第一调节器230可以将电源电力供应给脉冲生成模块100。也就是说，第一调节器230可以被连接到脉冲生成模块100的电源电力输入单元130以将电源电力发送到电源电力输入单元130。例如，第一调节器230可以基于从电池模块10供应的电力来输出电源电力。
脉冲信号输入单元250可以从脉冲生成模块100接收脉冲信号。也就是说，脉冲信号输入单元250可以被连接到脉冲生成模块100的脉冲信号输出单元150以从脉冲信号输出单元150接收脉冲信号的输入。
第二调节器270可以输出用于操作BMS的操作电力。也就是说，第二调节器270可以被连接到系统控制模块300以向系统控制模块300供应操作电力。例如，从第二调节器270输出的操作电力可以是5V电力。
另外，参照图2和图5，系统控制模块300可以包括第一电压接收单元310、第二电压接收单元370、继电器控制单元330和操作电力输入单元350。
第一电压接收单元310可以接收由第一电压测量单元50测量的电池模块10的信息。也就是说，第一电压接收单元310可以被连接到第一电压测量单元50，以从第一电压测量单元50接收关于电池模块10的电压的信息。
第二电压接收单元370可以接收由第二电压测量单元70测量的外部电力信号的电压。也就是说，第二电压接收单元370可以被连接到第二电压测量单元70，以从第二电压测量单元70接收关于外部电力信号的电压的信息。
继电器控制单元330可以控制继电器单元30的断开/闭合操作。也就是说，继电器控制单元330可以基于从第一电压接收单元310或第二电压接收单元370接收到的信息向继电器单元30发送关断或接通信号。
更详细地，系统控制模块300可以测量电池模块10的电压，并且基于所测量的电池模块10的电压来控制继电器单元30的断开/闭合操作。例如，当电池模块10被放电以使得电池模块10的电压低于参考电压值时，系统控制模块300可以关断继电器单元30。这里，参考电压值指用于保护电池组P免受过放电的电池模块10的最小电压值，可以为每个用户设置最小电压值。参考电压值可以被预先存储在系统控制模块300中。例如，当参考电压值是10V时，当跨电池模块10的两端的电压低于10V时，系统控制模块300可以关断继电器单元30以阻断大电流路径L1。
另外，BMS唤醒设备B可以接通继电器单元30以对电池模块10进行充电。也就是说，当可以对电池模块10进行充电时，BMS唤醒设备B可以接通继电器单元30以将充电电力供应给电池模块10。这里，当BMS唤醒设备B接收到外部电力信号时，BMS唤醒设备B可以基于所接收的外部电力信号确定是否可以对电池模块10进行充电。其详细描述将在下面提供。
操作电力输入单元350可以从电力输出模块200接收操作电力的输入。也就是说，操作电力输入单元350可以被连接到第二调节器270，以从第二调节器270接收操作电力。
优选地，系统控制模块300可以是控制BMS的处理器。另外，当根据本公开的BMS唤醒设备B被装备在汽车电池组中时，系统控制模块300可以与车辆的ECU通信。通过这样，系统控制模块300可以向ECU发送信号和从ECU接收信号。这里，当与ECU通信连接的系统控制模块300从ECU接收到操作信号时，系统控制模块300可以操作。
例如，根据本公开的系统控制模块300的操作模式可以被分类为两种模式，睡眠模式和正常模式。这里，睡眠模式可以被定义为其中系统控制模块300不操作的模式，并且正常模式可以被定义为其中系统控制模块300操作的模式。换句话说，在睡眠模式下，系统控制模块300可以由于与ECU的通信断开而不操作，并且在正常模式下，与ECU通信连接的系统控制模块300可以操作。
也就是说，系统控制模块300在睡眠模式下可以不操作BMS。因此，在睡眠模式下，BMS可以不消耗电池模块10的电力。例如，当电池模块10过放电时，系统控制模块300可以关断继电器单元30以阻断大电流路径L1。因此，通过大电流路径L1而被供应有电力的车辆的电气设备可以停止操作。例如，ECU可以通过继电器单元30的关断而停止操作，并且因此，系统控制模块300和ECU之间的通信可以被断开。在该实例中，系统控制模块300的操作模式可以转换到睡眠模式。
在本公开的实施例中，当外部电力在预定范围内时，系统控制模块300可以接通继电器单元30以对电池模块10进行充电。例如，当外部电力为10.5V至14.8V时，系统控制模块300可以接通继电器单元30。在这种情况下，系统控制模块300的操作模式可以保持在正常模式。另外，当外部电力在预定范围之外时，系统控制模块300可以将继电器单元30保持在关断状态。例如，当外部电力为10.5V以下或者14.8V以上时，系统控制模块300可以将继电器单元30保持在关断状态。在这种情况下，系统控制模块300的操作模式可以转换回睡眠模式。
当继电器单元30由系统控制模块300控制时，可以根据外部电力模块40的外部电力的电压范围以及电池模块10的状态来控制继电器单元30。例如，当外部电力为10.5V至14.8V时，系统控制模块300接通继电器单元30，但是根据电池模块10的状态，系统控制模块300可以不接通继电器单元30。例如，根据电池模块10的充电状态，系统控制模块300可以不接通继电器单元30。这里，可以针对每个用户不同地定义电池模块10的状态，并将其存储在系统控制模块300中。
图6是示出根据本公开的实施例的脉冲生成模块的详细配置的图。
另外，参考图3和图6，根据本公开的实施例的脉冲生成模块100可以包括开关单元179。
开关单元179可以布置在通过其供应外部电力信号的外部电力信号路径L2和通过其供应电源电力的电源电力路径L3之间的节点或连接点处。
例如，如图6中的配置所示，开关单元179可以被连接到外部电力信号路径L2和电源电力路径L3中的每一个。这里，外部电力信号路径L2可以具有连接到外部电力输入单元110的一端以及连接到开关单元179的另一端。另外，电源电力路径L3可以具有连接到电源电力输入单元130的一端以及连接到开关单元179的另一端。在该配置中，外部电力信号可以在外部电力信号路径L2中流动，并且电源电力可以在电源电力路径L3中流动。
优选地，如图6所示，根据本公开的开关单元179可以包括场效应晶体管(FET)。FETF可以布置在外部电力信号路径L2和电源电力路径L3相交的节点处，以执行开关操作以允许或不允许电源电力的通过。也就是说，FET F可以执行开关操作以允许或不允许在电源电力路径L3中流动的电源电力的通过。
可以选择性地接通或关断FET F。FET F是包括栅极端子G、漏极端子D和源极端子S的场效应晶体管(FET)器件，并且可以基于是否根据施加在栅极端子G和源极端子S之间的电压形成沟道来被接通或关断。可以根据开关控制单元175的配置来不同地设计沟道的形成或没有沟道。这里，当在栅极端子G和源极端子S之间施加的电压等于或大于阈值电压Th时，FET F可以接通。例如，FET F可以是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。阈值电压Th可以根据FET F而不同，并且本文在阈值电压Th为12V的假设下进行描述。
例如，如图6中的配置所示，栅极端子G可以被连接到外部电力信号路径L2，漏极端子D可以被连接到电源电力路径L3，并且源极端子S可以被连接到第三节点N3。例如，接地PG是BMS唤醒设备B的接地，并且可以连接到车体。
优选地，当等于或大于预设参考电压值的外部电力信号被施加到开关单元179时，开关单元179可以允许电源电力通过。例如，在图6的实施例中，当等于或大于阈值电压Th的外部电力信号被施加到栅极端子G时，FET F可以被接通以允许电源电力从漏极端子D朝向源极端子S通过。
另外，当小于参考电压值的外部电力被施加到开关单元179时，开关单元179可以不允许电源电力通过。例如，在图6的实施例中，当小于阈值电压Th的外部电力信号被施加到栅极端子G时，FET F可以被关断以不允许电源电力从漏极端子D朝向源极端子S通过。
更优选地，如图3和图6所示，根据本公开的脉冲生成模块100可以进一步包括开关控制单元175。
开关控制单元175可以布置在外部电力信号路径L2上。例如，如图6的配置所示，开关控制单元175可以布置在外部电力输入单元110和开关单元179之间，以调整发送到开关单元179的外部电力信号的时间。也就是说，开关控制单元175可以调整施加到FET F的栅极端子G的外部电力信号的时间。
更优选地，开关控制单元175可以被配置为允许被发送到开关单元179的外部电力信号被发送达设计的时间。特别地，在从外部电力输入单元110施加了外部电力信号之后，开关控制单元175可以允许施加给FET F的栅极端子G的外部电力信号被发送达设计的时间。例如，在从外部电力输入单元110施加12V的外部电力信号之后，开关控制单元175可以允许施加给FET F的栅极端子G的外部电力信号被发送达例如120ms的设计的时间。
为此，开关控制单元175可以包括电容器C和电阻器R3。例如，如图6的配置中所示，电容器C可以布置在外部电力信号路径L2上，并且可以由外部电力信号充电。另外，电阻器R3可以布置在将电容器C和开关单元179之间的外部电力信号路径L2上的一个点或第四节点N4连接到接地PG的路径上。在该实例中，可以提供多个电阻器R3。此外，多个电阻器R3可以串联连接。
当施加外部电力信号时，电容器C可以由外部电力信号充电。这里，当施加外部电力信号时，电容器C可以将外部电力信号发送到栅极端子G。例如，当具有12V电压的外部电力信号通过外部电力输入单元110施加到电容器C时，电容器C可以将12V的外部电力信号发送到栅极端子G，并且可以由外部电力信号充电。
另外，在电容器C由外部电力信号充电之后，可以切断发送到栅极端子G的外部电力信号。例如，施加到FET F的栅极端子G的外部电力信号可以从12V缓慢地降低到0V。这是因为从外部电力模块施加的外部电力信号使电容器C充电并且充电完成，因此外部电力信号不再能够被发送到栅极端子G。这里，栅极端子G可以通过电阻器R3连接到接地PG。在这种情况下，当不施加外部电力信号时，充电的电容器C可以通过接地PG放电，并且栅极端子G的电压可以从12V降低到0V。
更优选地，开关控制单元175可以被配置为调整在其期间电源电力通过开关单元179的时间。也就是说，开关控制单元175可以被配置为根据电容器C的电容和电阻器R3的大小值调整在其期间电源电力被施加到栅极端子G的时间。例如，电容器C的电容越高，电源电力可以通过开关单元179的时间越长。
此外，优选地，如图3和图6所示，根据本公开的实施例的脉冲生成模块100可以进一步包括放电单元171。
放电单元171可以布置在第一节点N1与接地PG之间，该第一节点N1布置在外部电力模块40和开关控制单元175之间。例如，如图6所示，放电单元171可以布置在将外部电力输入单元110和开关控制单元175之间的外部电力信号路径L2上的第一节点N1连接到接地PG的路径上。
放电单元171可以使连接到外部电力信号路径L2上的第一节点N1的、除了外部电力模块40之外的外部设备放电。也就是说，放电单元171可以使通过外部电力输入单元110连接到第一节点N1的外部设备放电。例如，外部设备可以是车辆的电气设备。通过这样，放电单元171可以使从外部设备供应给外部电力输入单元110的电力放电，以防止在从外部电力模块40提供外部电力信号之前电容器C被充电。
例如，如图6的配置所示，放电单元171可以包括放电电阻器R1。特别地，可以提供多个放电电阻器R1。这里，多个放电电阻器R1可以串联连接。
根据本公开，可以获得可以通过使外部设备放电以避免外部设备的影响来增加电路的稳定性的BMS唤醒设备。
更优选地，如图3和图6所示，根据本公开的实施例的脉冲生成模块100可以进一步包括过电流保护单元173。
过电流保护单元173可以布置在第一节点N1和开关控制单元175之间。例如，如图6中所示，过电流保护单元173可以布置在第一节点N1与开关控制单元175之间的外部电力信号路径L2上。
过电流保护单元173可以防止过电流被供应给开关控制单元175和开关单元179。也就是说，过电流保护单元173可以被配置为防止过电流在外部电力信号路径L2上流动。例如，过电流保护单元173可以包括保护电阻器R2。这里，保护电阻器R2和放电电阻器R1可以以不同的大小实现。例如，保护电阻器R2的大小可以小于放电电阻器R1的大小。
另外，优选地，如图3和图6中所示，根据本公开的实施例的脉冲生成模块100可以进一步包括过电压保护单元177。
过电压保护单元177可以布置在将开关控制单元175和开关单元179之间的外部电力信号路径L2上的第二节点N2连接到接地PG的路径上。例如，过电压保护单元177可以包括稳压二极管(Zener diode)。
过电压保护单元177可以防止将过电压供应给开关单元179。也就是说，当通过开关控制单元175发送给栅极端子G的外部电力是过电压时，过电压保护单元177可以防止过电压被发送到开关单元179。例如，当将15V设置为过电压时，过电压保护单元177可以防止将15V以上的外部电力信号发送到开关单元179，以保护开关单元179的FET F。
例如，如图6的配置中所示，设置在过电压保护单元177中的稳压二极管ZD可以将从第二节点N2到接地PG的方向设置为传导的正向。这里，对于跨第二节点N2和接地PG的电压，稳压二极管ZD可以根据稳压二极管ZD的预设值设置过电压参考值。在该配置中，当小于过电压的电压被施加到第二节点N2时，过电压保护单元177可以将施加到第二节点N2的电压发送到开关单元179。另外，当等于或大于过电压的电压被施加到第二节点N2时，过电压保护单元177可以根据预设值来限制电压，以防止施加到第二节点N2的过电压被发送到开关单元179。
根据本公开，可以获得能够通过过电压和过电流保护电路稳定地唤醒BMS的BMS唤醒设备。
图7是示出根据本公开的实施例的从外部电力模块提供的外部电力信号和施加到开关单元的栅极端子的电力随时间的电压改变的示意图。
更详细地，图7的曲线图(a)是示出外部电力信号随时间的电压变化的曲线图，图7的曲线图(b)是示出由外部电力信号而施加到开关单元的栅极端子的电压随时间的幅度变化的曲线图。也就是说，图7的曲线图(b)示出了在从外部电力模块向脉冲生成模块施加外部电力信号之后，栅极端子G随时间的电压变化。
参考图7，当外部电力信号被施加到脉冲生成模块时，外部电力信号可以被施加到脉冲生成模块中包括的开关单元的栅极端子G。例如，在图7的曲线图(a)和(b)中，当从外部电力模块向脉冲生成模块施加12V的外部电力信号时，外部电力信号和栅极端子G的初始电压可以相等地为12V。
然而，栅极端子G的电压可以根据开关控制单元的电容器C的电容而缓慢地降低。在该实例中，可以基于开关控制单元的电容器C的电容来不同地实现电压-时间曲线图。例如，图7的曲线图(b)示出了当第一曲线VG1的电容器C的电容值大于第二曲线VG2的电容器C的电容值时的电压-时间曲线图。
电源电力可以通过开关单元达设计的时间。例如，在图7的曲线图(b)中，当开关单元的阈值电压Th为12V时，在其期间电源电力按照12V通过的时间在第一曲线VG1的情况下可以是130ms，并且在第二曲线VG2的情况下可以是120ms。
图8是示出根据本公开的实施例的外部电力信号、脉冲信号和操作电力随时间的电压改变的示意图。
特别地，图8示出了从外部电力模块施加的外部电力信号(图8的(a))、从脉冲生成模块生成的脉冲信号(图8的(b))以及从电力输出模块输出的操作电力(图8中的(c))随时间的电压改变。
参照图8，当施加外部电力信号时，脉冲生成模块可以确定电源电力是否通过开关单元并生成脉冲信号。也就是说，脉冲生成模块可以基于外部电力信号允许电源电力通过达预定时间以生成脉冲信号。
例如，图8的曲线图(b)示出了针对在图7的第一曲线VG1中确定的130ms生成的5V的第一脉冲信号PL1。另外，图8的曲线图(b)示出了针对图7的第二曲线VG2中确定的120ms生成的5V的第二脉冲信号PL2。
同时，当施加到开关单元的栅极端子的外部电力信号的电压小于阈值电压时，脉冲生成模块可以不生成脉冲信号。也就是说，当施加到开关单元的栅极端子的外部电力信号的电压小于阈值电压时，脉冲生成模块可以不允许电源电力通过。
例如，图8的曲线图(b)是第一脉冲信号PL1的电压-时间曲线图，其中从图7的第一曲线VG1降至12V的阈值电压以下的130ms的点开始不生成5V的脉冲信号。另外，图8的曲线图(b)是第二脉冲信号PL2的电压-时间曲线图，其中从图7的第二曲线VG2降至12V的阈值电压以下的120ms的点开始不生成5V的脉冲信号。
当电力输出模块从脉冲生成模块接收脉冲信号时，电力输出模块可以输出操作电力。也就是说，当电力输出模块接收脉冲信号时，电力输出模块可以将操作电力发送到系统控制模块以唤醒BMS。在该实例中，系统控制模块可以被供应有来自电力输出模块的操作电力，并测量外部电力信号的电压。另外，系统控制模块可以基于所测量的外部电力信号的电压来控制从电力输出模块输出的操作电力。
这里，参照图8的曲线图(c)中所示的第一操作电力曲线OP1和第二操作电力曲线OP2，如第一操作电力曲线OP1所示，当外部电力信号的电压对应于预定范围时，系统控制模块可以继续输出操作电力。相反，如第二操作电力曲线OP2所示，当外部电力信号的电压不对应于预定范围时，系统控制模块可以不继续输出操作电力。
例如，在图8的曲线图(c)中所示的第一操作电力曲线OP1中，当外部电力信号为10.5V至14.8V时，系统控制模块可以接通继电器单元以对电池模块进行充电，并控制电力输出模块连续地输出操作电力。在这种情况下，系统控制模块的操作模式可以保持在正常模式下。另外，在图8的曲线图(c)中所示的第二操作电力曲线OP2中，当外部电力信号为10.5V以下或者14.8V以上时，系统控制模块可以使继电器单元保持关断状态，并控制电力输出模块停止输出操作电力。在这种情况下，系统控制模块的操作模式可以转换回睡眠模式。
根据本公开的BMS唤醒设备可以通过外部电力供应将BMS从睡眠模式唤醒。
特别地，即使当电池组处于放电状态时，也可以应用根据本公开的BMS唤醒设备。也就是说，当例如汽车电池组的电池组被放电时，BMS通常处于关断状态。在该实例中，当充电器连接到电池组以对电池组进行充电时，根据本公开的BMS唤醒设备可以利用外部充电器的充电电力的所供应的外部电力来唤醒BMS。
然而，本公开不必限于这种类型的应用。例如，在电池组被安装在车辆上的情况下，当车辆启动时，可以向BMS唤醒设备供应外部电力以使BMS唤醒设备能够唤醒BMS。
根据本公开的BMS唤醒设备可以应用于BMS。也就是说，根据本公开的BMS可以包括如上所述的根据本公开的BMS唤醒设备。在该配置中，可以通过补充或添加常规BMS中包括的部件的功能来实现根据本公开的BMS唤醒设备的至少一些部件。例如，根据本公开的BMS唤醒设备的电力输出模块200和系统控制模块300可以被实现为BMS的部件。
另外，根据本公开的BMS唤醒设备可以被设置在电池组中。也就是说，根据本公开的电池组可以包括如上所述的根据本公开的BMS唤醒设备。这里，电池组可以包括一个或多个二次电池、BMS唤醒设备、电气设备(BMS、继电器、保险丝等)和壳体。
虽然以上已经关于有限数量的实施例和附图描述了本公开，但是本公开不限于此，并且对于本领域技术人员而言显而易见的是，可以在本公开的技术方面和所附权利要求的等同范围内对其进行各种修改和改变。
另外，本领域技术人员可以在不脱离本公开的技术方面的情况下，对上文描述的本公开进行许多替换、修改和改变，并且本公开不限于上述实施例和附图，并且每个实施例可以选择性地部分或整体组合以允许各种修改。

Claims (12)

1.一种用于响应于从外部电力模块接收的外部电力信号来唤醒电池管理系统(BMS)的BMS唤醒设备，所述BMS唤醒设备包括：
脉冲生成模块，所述脉冲生成模块从所述外部电力模块接收所述外部电力信号，并通过与所述外部电力信号不同的路径被供应有电源电力，并根据在所述脉冲生成模块接收所述外部电力信号时所述电源电力是否通过来生成脉冲信号；以及
电力输出模块，所述电力输出模块将所述电源电力供应给所述脉冲生成模块，并当所述电力输出模块从所述脉冲生成模块接收所述脉冲信号时，基于所述脉冲信号输出用于操作所述电池管理系统的操作电力。
2.根据权利要求1所述的BMS唤醒设备，其中，所述脉冲生成模块包括开关单元，所述开关单元布置在通过其提供所述外部电力信号的外部电力信号路径与通过其供应所述电源电力的路径之间的连接点处，以基于所述外部电力信号断开和闭合通过其供应所述电源电力的所述路径。
3.根据权利要求2所述的BMS唤醒设备，其中，所述开关单元被配置为：当预设参考电压值以上的外部电力信号被施加到所述开关单元时允许所述电源电力通过，并且当小于所述参考电压值的外部电力信号被施加到所述开关单元时不允许所述电源电力通过。
4.根据权利要求3所述的BMS唤醒设备，其中，所述脉冲生成模块还包括：开关控制单元，所述开关控制单元布置在所述外部电力信号路径上，以调整发送到所述开关单元的所述外部电力信号的时间。
5.根据权利要求4所述的BMS唤醒设备，其中，所述开关控制单元被配置为在施加所述外部电力信号之后经过预定时间时，减少发送到所述开关单元的所述外部电力信号的时间。
6.根据权利要求5所述的BMS唤醒设备，其中，所述开关控制单元包括：电容器，所述电容器布置在所述外部电力信号路径上，并且由所述外部电力信号充电；以及电阻器，所述电阻器布置在将所述外部电力信号路径连接到接地的路径上。
7.根据权利要求6所述的BMS唤醒设备，其中，所述开关控制单元被配置为调整在其期间所述电源电力通过所述开关单元的时间。
8.根据权利要求4所述的BMS唤醒设备，其中，所述脉冲生成模块还包括放电单元，所述放电单元布置在第一节点与接地之间，以使连接到所述外部电力信号路径上的所述第一节点的、除所述外部电力模块以外的外部设备放电，所述第一节点布置在所述外部电力模块和所述开关控制单元之间。
9.根据权利要求8所述的BMS唤醒设备，其中，所述脉冲生成模块还包括过电流保护单元，所述过电流保护单元布置在所述第一节点与所述开关控制单元之间，以防止过电流被供应给所述开关控制单元和所述开关单元。
10.根据权利要求4所述的BMS唤醒设备，其中，所述脉冲生成模块还包括过电压保护单元，所述过电压保护单元布置在第二节点与接地之间，以防止过电压被供应给所述开关单元，所述第二节点布置在所述开关控制单元和所述开关单元之间的所述外部电力信号路径上。
11.一种包括根据权利要求1至10中的任一项所述的电池管理系统(BMS)唤醒设备的BMS。
12.一种包括根据权利要求1至10中的任一项所述的BMS唤醒设备的电池组。
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