一種分布式電池管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及電池管理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種分布式電池管理系統(tǒng)，包括：點(diǎn)火鎖ON檔開關(guān)、主板、至少兩個從板、高壓板以及電池組；所述主板由供電電源供電，并分別與點(diǎn)火鎖ON檔開關(guān)、各從板及所述高壓板連接；各從板與所述電池組連接，得電后采集電池組中單體電壓；所述高壓板與所述電池組連接，得電后采集電池組的總電壓；所述主板檢測到所述點(diǎn)火鎖ON檔開關(guān)閉合后，控制供電電源為各從板以及高壓板供電，所述主板檢測到所述點(diǎn)火鎖ON檔開關(guān)從閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)換為斷開狀態(tài)時，控制供電電源延時為各從板以及高壓板供電，以使各從板與所述高壓板存儲完數(shù)據(jù)。通過本實用新型，提高了電池管理系統(tǒng)的可靠性。
【專利說明】
一種分布式電池管理系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及電池管理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種分布式電池管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電動汽車是未來汽車發(fā)展的新方向，其中電池管理系統(tǒng)則是電動汽車的核心部件。在電動汽車的電池管理系統(tǒng)架構(gòu)中，主要分為集中式電池管理系統(tǒng)及分布式電池管理系統(tǒng)兩種，其中根據(jù)電池包機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的需要，分布式電池管理系統(tǒng)可應(yīng)用于分布式電池包及集中式電池包架構(gòu)，而集中式電池管理系統(tǒng)則更適合于應(yīng)用在集中式電池包中。
[0003]現(xiàn)有的分布式電池管理系統(tǒng)不控制高壓繼電器，控制高壓繼電器的工作主要由整車控制器實現(xiàn)，當(dāng)整車上沒有整車控制器時，整車高壓系統(tǒng)的工作便無法實現(xiàn)。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型提供了一種分布式電池管理系統(tǒng)，以提高電池管理系統(tǒng)的可靠性。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了如下技術(shù)方案:
[0006]—種分布式電池管理系統(tǒng)，包括:點(diǎn)火鎖ON檔開關(guān)、主板、至少兩個從板、高壓板以及電池組;所述主板由供電電源供電，并分別與所述點(diǎn)火鎖ON檔開關(guān)、各從板及所述高壓板連接;各從板與所述電池組連接，得電后采集電池組中單體電壓;所述高壓板與所述電池組連接，得電后采集電池組的總電壓;所述主板檢測到所述點(diǎn)火鎖ON檔開關(guān)閉合后，控制供電電源為各從板以及高壓板供電;所述主板檢測到所述點(diǎn)火鎖ON檔開關(guān)從閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)換為斷開狀態(tài)時，控制供電電源延時斷開為各從板以及高壓板供電，以使各從板與所述高壓板存儲完數(shù)據(jù)。
[0007]優(yōu)選地，所述主板包括:電源控制模塊、與所述電源控制模塊電連接的主控模塊；
[0008]所述電源控制模塊分別與所述供電電源、所述點(diǎn)火鎖ON檔開關(guān)、各從板及所述高壓板電連接，用于在檢測到點(diǎn)火鎖ON檔開關(guān)閉合后，控制供電電源為各從板以及所述高壓板供電；并在檢測到所述點(diǎn)火鎖ON檔開關(guān)從閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)換為斷開狀態(tài)時，控制供電電源延時斷開為各從板以及所述高壓板供電，以使各從板與所述高壓板存儲完數(shù)據(jù)；
[0009]所述主控模塊通過CAN總線分別與各從板以及所述高壓板連接。
[0010]優(yōu)選地，所述電源控制模塊為自保持電路；
[0011]所述自保持電路包括:第一繼電器、第二繼電器、第一二極管、第二二極管、第三二極管，電阻，DC-DC芯片，其中，
[0012]所述主控模塊第一信號輸入端與所述第一二極管的正極連接，所述第一二極管的負(fù)極經(jīng)過第一繼電器的線圈接地；
[0013]所述第一繼電器的常開開關(guān)的第一端分別與供電電源正極、所述第二繼電器的常開開關(guān)的第一端連接，所述第一繼電器的常開開關(guān)的第二端分別與所述第二二極管負(fù)極、第三二極管負(fù)極、第二繼電器的線圈端第一端連接;第二繼電器的線圈端第二端分別與所述電阻的第一端、所述主控模塊第二信號輸入端連接；
[0014]所述第二繼電器的常開開關(guān)的第二端分別與所述第三二極管正極、所述電源控制模塊的電源輸出端連接；
[0015]所述第二二極管正極與DC-DC芯片輸出端連接;所述電阻的第二端與地連接；
[0016]所述點(diǎn)火鎖ON檔開關(guān)與DC-DC芯片輸入端連接。
[0017]優(yōu)選地，所述主控模塊具有充電喚醒接口、繼電器控制輸出端口以及CAN通信接口，分別用于接收充電喚醒信號、控制高壓繼電器以及進(jìn)行CAN通信。
[0018]優(yōu)選地，所述主控模塊還具有風(fēng)扇驅(qū)動輸出端口。
[0019]優(yōu)選地，所述從板包括:單片機(jī)、與所述單片機(jī)連接的隔離芯片、以及位于所述隔離芯片與電池組之間的單體電壓采集模塊；
[0020]所述單體電壓采集模塊采集電池組中單體電池的電壓，并將所述電壓通過隔離芯片傳送給單片機(jī)；
[0021]所述單片機(jī)通過CAN總線與所述主控模塊連接，實現(xiàn)與主控模塊的通信。
[0022]優(yōu)選地，所述高壓板包括:主控制器、與所述主控制器連接的隔離芯片、以及連接在所述隔離芯片與所述電池組之間的高壓信息處理模塊；
[0023]所述主控制器通過CAN總線與所述主控模塊連接，實現(xiàn)與主控模塊的通信；
[0024]所述高壓信息處理模塊用于采集電池組的總電壓，并將所述總電壓通過隔離芯片傳送給所述主控制器。
[0025]優(yōu)選地，還包括與從板中單片機(jī)一一對應(yīng)連接的溫度傳感器，所述溫度傳感器用于檢測電池組中電池模組的溫度。
[0026]優(yōu)選地，還包括分流計，所述分流計連接在所述高壓信息處理模塊與所述電池組之間，用于檢測電池組的電流。
[0027]本實用新型的有益效果在于:
[0028]本實用新型提供的分布式電池管理系統(tǒng)，主板檢測到所述點(diǎn)火鎖ON檔開關(guān)閉合后，控制供電電源為所有從板以及高壓板供電，以使各從板得電后采集電池組中單體電壓、高壓板得電后采集所述電池組的總電壓;所述主板檢測到所述點(diǎn)火鎖ON檔開關(guān)從閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)換為斷開狀態(tài)時，控制供電電源延時斷開為各從板以及高壓板供電，以使各從板與所述高壓板存儲完數(shù)據(jù)。本實用新型中，高壓板與從板分立，高壓板與各從板的供電由主板獨(dú)立控制，提高了電池管理系統(tǒng)的可靠性。
【附圖說明】
[0029]圖1是本實用新型實施例分布式電池管理系統(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖2是本實用新型實施例中電源控制模塊的一種電路圖。
[0031]圖3是本實用新型實施例分布式電池管理系統(tǒng)的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]附圖中標(biāo)記:K1、繼電器控制輸出端口 K2、風(fēng)扇驅(qū)動端口 K3、CAN通信接口K4、充電喚醒接口 W1、第一溫度傳感器Wn、第η溫度傳感器F、分流計ΚΒ1、第一繼電器ΚΒ2、第二繼電器DA1、第一二極管DA2、第二二極管DA3、第三二極管R5、電阻RC2、DC-DC芯片Rl、第一信號輸入端R2、第二信號輸入端S1、電源輸出端
【具體實施方式】
[0033]為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員能更進(jìn)一步了解本實用新型的特征及技術(shù)內(nèi)容，下面結(jié)合附圖和實施方式對本實用新型實施例作詳細(xì)說明。
[0034]如圖1是本實用新型實施例分布式電池管理系統(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)示意圖，包括:點(diǎn)火鎖ON檔開關(guān)、主板、至少兩個從板、高壓板以及電池組;所述主板由供電電源供電，并分別與所述點(diǎn)火鎖ON檔開關(guān)、各從板及所述高壓板連接;各從板與所述電池組連接，得電后采集電池組中單體電壓;所述高壓板與所述電池組連接，得電后采集電池組的總電壓;所述主板檢測到所述點(diǎn)火鎖ON檔開關(guān)閉合后，控制供電電源為各從板以及高壓板供電；所述主板檢測到所述點(diǎn)火鎖ON檔開關(guān)從閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)換為斷開狀態(tài)時，控制供電電源延時斷開為各從板以及高壓板供電，以使各從板與所述高壓板存儲完數(shù)據(jù)。
[0035]需要說明的是，本實用新型實施例中，供電電源可以是蓄電池通過電源轉(zhuǎn)換得到的電源，比如，供電電源為5V，蓄電池為12V。
[0036]進(jìn)一步，主板檢測到點(diǎn)火鎖ON檔開關(guān)從閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)換為斷開狀態(tài)時，還可以控制供電電源延時設(shè)定時間再斷開為各從板與高壓板供電;所述設(shè)定時間由從板與高壓板的存儲性能決定，以使各從板與高壓板能夠存儲完相應(yīng)數(shù)據(jù)，比如，設(shè)定時間為5s。
[0037]具體地，所述主板包括:電源控制模塊、與所述電源控制模塊電連接的主控模塊。
[0038]所述電源控制模塊分別與所述供電電源、所述點(diǎn)火鎖ON檔開關(guān)、所有從板及所述高壓板電連接，用于在檢測到點(diǎn)火鎖ON檔開關(guān)閉合后，控制供電電源為各從板以及所述高壓板供電；并在檢測到所述點(diǎn)火鎖ON檔開關(guān)從閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)換為斷開狀態(tài)時，控制供電電源延時斷開為各從板以及所述高壓板供電，以使各從板與所述高壓板存儲完數(shù)據(jù);所述主控模塊通過CAN總線分別與各從板以及所述高壓板連接。
[0039]進(jìn)一步，電源控制模塊檢測到點(diǎn)火鎖ON檔開關(guān)從閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)換為斷開狀態(tài)時，還可以控制供電電源延時設(shè)定時間斷開為各從板與高壓板供電;所述設(shè)定時間由從板與高壓板的存儲性能決定，比如，設(shè)定時間為5s。
[0040]本實用新型實施例中，電源控制模塊可以是自保持電路;所述自保持電路具有電源輸出端SI，用于輸出電源為各從板以及所述高壓板供電。如圖2所示，自保持電路包括:自保持電路包括:第一繼電器KBl、第二繼電器KB2、第一二極管DAl、第二二極管DA2、第三二極管 DA3，電阻 R5，DC-DC 芯片 RC2。
[0041]其中，所述主控模塊第一信號輸入端Rl與所述第一二極管DAl的正極連接，所述第一二極管DAl的負(fù)極經(jīng)過第一繼電器KBl的線圈接地。
[0042]所述第一繼電器KBl的常開開關(guān)的第一端分別與供電電源正極、所述第二繼電器KB2的常開開關(guān)的第一端連接，所述第一繼電器KBl的常開開關(guān)的第二端分別與所述第二二極管DA2負(fù)極、第三二極管DA3負(fù)極、第二繼電器KB2的線圈端第一端連接;第二繼電器KB2的線圈端第二端分別與所述電阻R5的第一端、所述主控模塊第二信號輸入端R2連接。
[0043]所述第二繼電器KB2的常開開關(guān)的第二端分別與所述第三二極管DA3正極、所述電源控制模塊的電源輸出端Si連接。
[0044]所述第二二極管DA2正極與DC-DC芯片輸出端連接;所述電阻R5的第二端與地連接;所述點(diǎn)火鎖ON檔開關(guān)與DC-DC芯片輸入端連接。
[0045]需要說明的是，所述DC-DC芯片輸入端可以輸入12V電源，比如，DC-DC芯片型號為LM2576-5.0，可以將點(diǎn)火鎖ON檔開關(guān)信號轉(zhuǎn)換為5V。
[0046]需要說明的是，電阻R5的阻值由主控模塊的第二輸入端R2的輸出電平?jīng)Q定，比如，電阻R5為200Ω。
[0047]具體地，主控模塊除了具有上述第一信號輸入端R1、第二信號輸入端R2，還具有充電喚醒接口 K4、繼電器控制輸出端口 KI以及CAN通信接口 K3，分別用于接收充電喚醒信號、控制高壓繼電器以及進(jìn)行CAN通信。
[0048]進(jìn)一步，所述主控模塊還具有風(fēng)扇驅(qū)動輸出端口K2，所述風(fēng)扇驅(qū)動輸出端口可以與電池組風(fēng)扇連接，主控模塊在電池組溫度達(dá)到設(shè)定值(比如50°C)時，向風(fēng)扇驅(qū)動輸出端口輸出控制信號，以驅(qū)動電池組風(fēng)扇工作。
[0049]具體地，所述從板包括:單片機(jī)、與所述單片機(jī)連接的隔離芯片、以及位于所述隔離芯片與電池組之間的單體電壓采集模塊。
[0050]所述單體電壓采集模塊采集電池組中單體電池的電壓，并將所述電壓通過隔離芯片傳送給單片機(jī);所述單片機(jī)通過CAN總線與所述主控模塊連接，實現(xiàn)與主控模塊的通信。[0051 ]具體地，所述高壓板包括:主控制器、與所述主控制器連接的隔離芯片、以及連接在所述隔離芯片與所述電池組之間的高壓信息處理模塊。
[0052]所述主控制器通過CAN總線與所述主控模塊連接，實現(xiàn)與主控模塊的通信;所述高壓信息處理模塊用于采集電池組的總電壓，并將所述總電壓通過隔離芯片傳送給所述主控制器。
[0053]如圖3所示，是本實用新型的另一個實施例，分布式電池管理系統(tǒng)還包括與從板中單片機(jī)一一對應(yīng)連接的溫度傳感器(即第一溫度傳感器Wl至第η溫度傳感器Wn)，所述溫度傳感器用于檢測電池組中電池模組的溫度，具體地，所述溫度傳感器可以是NTC熱敏電阻。
[0054]在圖3所示實施例中，分布式電池管理系統(tǒng)還包括分流計F，所述分流計連接在所述高壓信息處理模塊與所述電池組之間，用于檢測電池組的電流。
[0055]本實用新型實施例中，主板的主要作用是:通過與點(diǎn)火鎖ON檔開關(guān)連接以接收整車的點(diǎn)火鎖ON檔信號，從而喚醒從板與高壓板;通過充電喚醒接口接收整車充電喚醒信號，以控制整車充電，主板還與整車、從板以及高壓板進(jìn)行CAN通信，所述CAN通信具體內(nèi)容可以包括:電池組單體電壓信息、電池組總電壓信息、溫度信息、計算得到的絕緣電阻等信息傳輸交互。
[0056]具體地，主板還在接收整車的點(diǎn)火鎖ON檔信號后喚醒從板與高壓板(即控制供電電源為從板與高壓板供電)，當(dāng)主板通過CAN總線獲得了高壓板與從板信息之后，對電池信息的確認(rèn)及相應(yīng)核心參數(shù)的計算，還對電池組故障進(jìn)行判斷。當(dāng)主板通過充電喚醒接口接收到了充電喚醒信號，與充電粧或車載充電器進(jìn)行CAN通信，通信成功后，向繼電器控制輸出端口輸出控制信號，以使高壓繼電器動作，整車開始充電，整車開始充電后，主板還可以與從板、高壓板進(jìn)行CAN通信，以實時確認(rèn)電池組的狀態(tài)正常。
[0057]所述電池信息包括:電池組單體電壓、電池組總電壓、電池模組的溫度以及電池組電流;所述相應(yīng)核心參數(shù)包括:電池組SOC、電池組絕緣電阻以及電池組SOH;所述電池組故障包括:總電壓故障、絕緣電阻故障以及電池組電流故障。
[0058]本實施例中，從板的作用為:承擔(dān)著單體電壓信號的采集及電池模組溫度采集功能。具體地，從板I至從板η可分別采集不同串?dāng)?shù)的電池單體電池，例如從板I中布置有5個單體電壓采集模塊，每個單體電壓采集模塊可采集12串電池，而從板2中布置有3個單體電壓采集模塊，經(jīng)過軟件配置，從而主板I與主板2可最多采集高達(dá)96串電池，或為了該平臺產(chǎn)品的適用范圍，還可以將所有從板上單體電壓采集模塊的個數(shù)均擴(kuò)展到最大個數(shù)(比如6個)。
[0059]本實施例中，高壓板的作用為:承擔(dān)著總電壓信號采集、電流采集、絕緣電阻計算功能。
[0060]綜上所述，本實用新型實施例分布式電池管理系統(tǒng)，主板接收到所述點(diǎn)火鎖ON檔開關(guān)的ON檔信號后，控制供電電源為所有從板以及高壓板供電，以使所有從板得電后采集電池組中單體電壓、高壓板得電后采集所述電池組的總電壓，從而實現(xiàn)了高壓板與從板分立，并且從板與高壓板的供電由主板獨(dú)立控制;主板還具有充電喚醒接口、繼電器控制輸出端口以及CAN通信接口，可以實時控制充電過程，并且在掉電后主板可以控制供電電源延時供電，以使從板與高壓板存儲數(shù)據(jù)，提高了電池管理系統(tǒng)的可靠性。
[0061]以上對本實用新型實施例進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了【具體實施方式】對本實用新型進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實用新型的思想，在【具體實施方式】及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本【實用新型內(nèi)容】不應(yīng)理解為對本實用新型的限制。
【主權(quán)項】
1.一種分布式電池管理系統(tǒng)，其特征在于，包括:點(diǎn)火鎖ON檔開關(guān)、主板、至少兩個從板、高壓板以及電池組;所述主板由供電電源供電，并分別與所述點(diǎn)火鎖ON檔開關(guān)、各從板及所述高壓板連接;各從板與所述電池組連接，得電后采集電池組中單體電壓;所述高壓板與所述電池組連接，得電后采集電池組的總電壓;所述主板檢測到所述點(diǎn)火鎖ON檔開關(guān)閉合后，控制供電電源為各從板以及高壓板供電；所述主板檢測到所述點(diǎn)火鎖ON檔開關(guān)從閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)換為斷開狀態(tài)時，控制供電電源延時斷開為各從板以及高壓板供電，以使各從板與所述高壓板存儲完數(shù)據(jù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述分布式電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述主板包括:電源控制模塊、與所述電源控制模塊電連接的主控模塊； 所述電源控制模塊分別與所述供電電源、所述點(diǎn)火鎖ON檔開關(guān)、各從板及所述高壓板電連接，用于在檢測到點(diǎn)火鎖ON檔開關(guān)閉合后，控制供電電源為各從板以及所述高壓板供電；并在檢測到所述點(diǎn)火鎖ON檔開關(guān)從閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)換為斷開狀態(tài)時，控制供電電源延時斷開為各從板以及所述高壓板供電，以使各從板與所述高壓板存儲完數(shù)據(jù)； 所述主控模塊通過CAN總線分別與各從板以及所述高壓板連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分布式電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述電源控制模塊為自保持電路； 所述自保持電路包括:第一繼電器、第二繼電器、第一二極管、第二二極管、第三二極管，電阻，DC-DC芯片，其中， 所述主控模塊第一信號輸入端與所述第一二極管的正極連接，所述第一二極管的負(fù)極經(jīng)過第一繼電器的線圈接地； 所述第一繼電器的常開開關(guān)的第一端分別與供電電源正極、所述第二繼電器的常開開關(guān)的第一端連接，所述第一繼電器的常開開關(guān)的第二端分別與所述第二二極管負(fù)極、第三二極管負(fù)極、第二繼電器的線圈端第一端連接;第二繼電器的線圈端第二端分別與所述電阻的第一端、所述主控模塊第二信號輸入端連接； 所述第二繼電器的常開開關(guān)的第二端分別與所述第三二極管正極、所述電源控制模塊的電源輸出端連接； 所述第二二極管正極與DC-DC芯片輸出端連接;所述電阻的第二端與地連接； 所述點(diǎn)火鎖ON檔開關(guān)與DC-DC芯片輸入端連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分布式電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述主控模塊具有充電喚醒接口、繼電器控制輸出端口以及CAN通信接口，分別用于接收充電喚醒信號、控制高壓繼電器以及進(jìn)行CAN通信。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的分布式電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述主控模塊還具有風(fēng)扇驅(qū)動輸出端口。6.根據(jù)權(quán)利要求3至5任一項所述的分布式電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述從板包括:單片機(jī)、與所述單片機(jī)連接的隔離芯片、以及位于所述隔離芯片與電池組之間的單體電壓采集模塊； 所述單體電壓采集模塊采集電池組中單體電池的電壓，并將所述電壓通過隔離芯片傳送給單片機(jī)； 所述單片機(jī)通過CAN總線與所述主控模塊連接，實現(xiàn)與主控模塊的通信。7.根據(jù)權(quán)利要求3至5任一項所述的分布式電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓板包括:主控制器、與所述主控制器連接的隔離芯片、以及連接在所述隔離芯片與所述電池組之間的高壓信息處理模塊； 所述主控制器通過CAN總線與所述主控模塊連接，實現(xiàn)與主控模塊的通信； 所述高壓信息處理模塊用于采集電池組的總電壓，并將所述總電壓通過隔離芯片傳送給所述主控制器。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的分布式電池管理系統(tǒng)，其特征在于，還包括與從板中單片機(jī)一一對應(yīng)連接的溫度傳感器，所述溫度傳感器用于檢測電池組中電池模組的溫度。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的分布式電池管理系統(tǒng)，其特征在于，還包括分流計，所述分流計連接在所述高壓信息處理模塊與所述電池組之間，用于檢測電池組的電流。
【文檔編號】B60R16/023GK205615448SQ201620485421
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年5月20日
【發(fā)明人】丁更新
【申請人】安徽江淮汽車股份有限公司