一种电池管理系统及车辆的制作方法

本实用新型涉及新能源车辆技术领域，特别涉及一种电池管理系统及车辆。

背景技术：

随着现代社会的发展，人们对于车辆的需求越来越大，伴随而来的是大量车辆的废气排放。随着人们对于生活环境的要求越来越高，新能源车辆的普及与发展也越来越迅速。

新能源车辆是指除汽油、柴油发动机之外的其它能源车辆，包括燃料电池汽车、混合动力汽车、氢能源动力汽车和太阳能汽车等。新能源车辆的废气排放量低于一般车辆。而对于大多新能源车辆，由于其中使用蓄电池作为车载动力电池，往往存在以下的一些缺点，如寿命短、使用安全性、电池电量估算困难等。

此时，电池管理系统(Battery Management system，BMS)作为连接车载动力电池和新能源车辆的重要纽带出现了。电池管理系统(BMS)能够提高电池的利用率，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。

现有技术中，电池管理系统(BMS)的主控板与分别连接着一个电池组的分控板连接时，由于主控板与分控板之间通过RS-232/458总线(一种串行总线)或CAN总线连接，主控板需要识别分控板的电压顺序和电压绝对值，导致分控板必须按照电压由高到低的顺序排布接入主控板，致使用户使用过程十分麻烦，而且一旦接入顺序不对，电池管理系统就无法正常工作，甚至会产生电池管理系统内元器件烧毁的问题；并且即使分控板按照电压由高到低的顺序排布接入了主控板，主控板上也存在串数限制，即16串的电池管理系统只能连接16个单体电池，如要应用到20串的车辆时，就需要另行设计20串或采用其他规格的电池管理系统，如果用20串的主控板连接16串的电池，则会造成硬件浪费，因此现有的电池管理系统的通用性较低，市场适应能力较差，并且由于需要多种规格的电池管理系统，导致生产和开发过程中存在重复制版，重复开发的现象，费时费力。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种电池管理系统及车辆，该电池管理系统能够实现主控板在元器件耐压值准许的范围内，分控板可自由接入主控板，而不需像传统方式那样按电池组的串联顺序一一对应(电池组本身的串联方式不变)，整个系统不受分控板的接入顺序影响或损坏。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种电池管理系统，主控板、与所述主控板连接的多个分控板；每个分控板连接一个电池组；所述分控板通过VC电平总线串联接入所述主控板、所述分控板通过I²C总线并联接入所述主控板或所述分控板通过所述VC电平总线串联和所述I²C总线并联接入所述主控板。

可选的，所述分控板通过I²C总线并联接入所述主控板或所述分控板通过所述VC电平总线串联和所述I²C总线并联接入所述主控板时，所述主控板还包括存储分控板数量的MCU程序对应的寄存器。

可选的，所述电池管理系统还包括：

与所述主控板连接，输出所述主控板内各元器件达到耐压值限制报警信号的报警器。

可选的，所述报警器具体为蜂鸣器和/或指示灯。

可选的，所述电池管理系统还包括：

与所述VC电平总线和/或所述I²C总线连接，监控所述VC电平总线和/或所述I²C总线是否失效的监控器。

可选的，所述监控器具体为显示屏和/或指示灯。

本实用新型还提供一种车辆，包括：如上述任一项所述的电池管理系统。

本实用新型所提供的电池管理系统包括主控板、与主控板连接的多个分控板；每个分控板连接一个电池组；所述分控板通过VC电平总线串联接入所述主控板、所述分控板通过I²C总线并联接入所述主控板或所述分控板通过所述VC电平总线串联和所述I²C总线并联接入所述主控板。

该电池管理系统的主控板与分控板之间通过VC电平总线和/或I²C总线连接，使得主控板不需要识别多个分控板的电压顺序和电压绝对值，直接根据电平信号和/或数字信号执行设定动作，进而分控板可以按任意顺序接入主控板，易于用户使用，并且在主控板内各元器件耐压值准许范围内，分控板可以自由接入或接出主控板，增强了电池管理系统的通用性和市场适应性。本实用新型还提供一种包括上述电池管理系统的车辆，同样具有上述有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所提供的一种电池管理系统的结构框图；

图2为本实用新型实施例所提供的另一种电池管理系统的结构框图；

图3为本实用新型实施例所提供的另一种电池管理系统的结构框图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1，图1为本实用新型实施例所提供的一种电池管理系统的结构框图；本电池管理系统可以包括：主控板11、通过VC电平总线12串联接入主控板11的多个分控板13和与分控板13连接的一个电池组14。

本实施例中主控板11直接通过VC电平总线12接收分控板13发送来的电平信号执行设定动作。

其中，通过VC电平总线12串联接入主控板11的多个分控板13的数量可以是用户使用过程中根据应用产品串数规定而自行设置的，如应用在20串的车辆时，分控板13的数量为20。只要在主控板11内各元器件耐压值的准许范围内，分控板13的数量可以为任意值，本实施例并不对分控板13的数量进行具体限定。

其次，与分控板13连接的一个电池组14内包含至少两个电池单体，具体实施中，电池组14内包含的电池单体数量根据规定设置，一般最多设置15个电池单体，本实施例并不对电池组14内包含的电池单体数量进行具体限定。

需要说明的是，分控板13可以按一定时间周期采集对应电池组14内每一电池单体的状态信息，并根据该状态信息确定是否需要进行均衡，如果有电池单体需要均衡，则可以直接进行组内均衡。所述状态信息包括电压值、温度值和温度值中至少一项信息。也就是说，分控板13可以自行完成对应电池组14的组内均衡，不需要主控板11的干预，减轻了主控板的运算任务量。

具体实施中，分控板可以每隔200ms采集一次对应电池组内每一电池单体的电压值，如果该电压值中出现了超过3.9V的电压值，则对该超过3.9V的电压值对应的电池单体进行组内均衡，也就是通过该电池组内其他电池单体均衡此电池单体，使此电池单体的电压值下降到3.9V以下。

优选的，本实施中的主控板11可以连接一个输出所述主控板内各元器件达到耐压值限制报警信号的报警器，所述报警器具体可以为蜂鸣器和/或指示灯。

其中，所述报警器的个数可以是一个，例如只对主控板11内耐压值限制最低的元器件进行报警或只要有元器件超过耐压值限制就进行报警；所述报警器的个数也可以是多个，例如对主控板11内多个容易达到耐压值限制的元器件分别单独报警，从而可以对主控板11中元器件使用情况进一步了解。本实施例并不对报警器的个数和种类进行具体限定。

优选的，本实施例中的VC电平总线12可以连接一个监控所述VC电平总线12是否失效的监控器，所述监控器具体可以为显示屏和/或指示灯。

具体实施中，可以使用显示屏作为监控器，不仅可以监控所述VC电平总线12是否失效，提示用户，进一步的可以将通过所述VC电平总线12的电平信号在显示屏中显示出来，可以让用户随时查看。

基于上述技术方案，本实用新型实施例提供的电池管理系统，通过主控板与分控板之间的VC电平总线连接，使主控板不需要识别多个分控板的电压顺序和电压绝对值，直接根据电平信号执行设定动作，从而保证分控板可以按任意顺序接入主控板，易于用户使用，并且在主控板内各元器件耐压值准许范围内，分控板可以自由接入或接出主控板，增强了电池管理系统的通用性和市场适应性；当然也可以按顺序接入，以便生产和检修。进一步可以的通过报警器和监控器的连接，保证本电池管理系统的安全性和可靠性。

请参考图2，图2为本实用新型实施例所提供的另一种电池管理系统的结构框图；本电池管理系统可以包括：主控板11、通过I²C总线15并联接入主控板11的多个分控板13和与分控板13连接的一个电池组14。

本实施例中主控板11可以通过I²C总线15接收分控板13发送来的数字信号执行设定动作。所述数字信号为I²C总线根据分控板发送的绝对电压模拟值转换成的信号。

其中，由于主控板11与分控板13之间通过I²C总线15连接，所以主控板11还可以包括存储分控板数量的MCU程序对应的寄存器，用于当连接的分控板13数量临时发生改变致使I²C总线15失效时，将分控板的改变量填入该MCU程序对应的寄存器中，可以使I²C总线15继续工作。

具体实施中，本实施中的电池组14与上一实施例中的电池组14功能和结构相似，分控板13对应电池组14的组内均衡也与上一实施例中分控板13对应电池组14的组内均衡类似，在此均不再赘述。

优选的，本实施中的主控板11也可以连接一个输出所述主控板内各元器件达到耐压值限制报警信号的报警器，所述报警器具体可以为蜂鸣器和/或指示灯，具体实施中，报警器的设置与上一实施例相似，在此不再赘述。

优选的，本实施例中的I²C总线15可以连接监控I²C总线15是否失效的监控器，所述监控器具体可以具体为显示屏和/或指示灯。

具体实施中，上述监控器的个数可以为一个，例如监控器可以为一个指示灯，当I²C总线15失效时，通过指示灯颜色的改变提示用户。监控器也可以为两个指示灯，分别监控I²C总线15是因分控板13数量临时发生改变导致的失效，还是因为其他故障导致的失效，这样可以进一步方便用户的调整和维护。进一步的监控器还可以为一个显示屏，不仅可以提示用户I²C总线15失效的两种情况，还可以将通过I²C总线15的电平信号在显示屏中显示出来，可以让用户随时查看。例如监控器包含显示屏，可以将采集到的数据转换为图示显示，生动展示，便于用户查看)。

基于上述技术方案，本实用新型实施例提供的电池管理系统，通过主控板与分控板之间的I²C总线连接，使主控板不需要识别多个分控板的电压顺序和电压绝对值，直接根据数字信号执行设定动作，从而保证分控板可以按任意顺序接入主控板，易于用户使用，并且在主控板内各元器件耐压值准许范围内，分控板可以自由接入或接出主控板，增强了电池管理系统的通用性和市场适应性；进一步可以的通过报警器和监控器的连接，保证本电池管理系统的安全性和可靠性。

请参考图3，图3为本实用新型实施例所提供的另一种电池管理系统的结构框图；本电池管理系统可以包括：主控板11、通过VC电平总线12串联接入和通过I²C总线15并联接入主控板11的多个分控板13和与分控板13连接的一个电池组14。

本实施例中主控板11可以通过VC电平总线12和I²C总线15接收分控板13发送来的电平信号和数字信号，根据两种信号的任意一种均可以执行设定动作。所述数字信号为I²C总线根据分控板发送的绝对电压模拟值转换成的信号。

其中，本实施中的电池组14与上述实施例中的电池组14功能和结构相似，分控板13对应电池组14的组内均衡也与上述实施例中分控板13对应电池组14的组内均衡类似，在此均不再赘述。

具体实施中，本实施例中与主控板11通过VC电平总线12和I²C总线15的多个分控板13的数量可以是用户使用过程中根据应用产品串数规定而自行设置的，如应用在16串的车辆时，分控板13的数量为16。只要在主控板11内各元器件耐压值的准许范围内，分控板13的数量可以为任意值，本实施例并不对分控板13的数量进行具体限定。

需要说明的是，本实施例中由于主控板11与分控板13之间通过I²C总线15连接，所以主控板11还可以包括存储分控板数量的MCU程序对应的寄存器，用于当连接的分控板13数量临时发生改变致使I²C总线15失效时，将分控板的改变量填入该MCU程序对应的寄存器中，可以使I²C总线15继续工作。

优选的，本实施中的主控板11也可以连接一个输出所述主控板内各元器件达到耐压值限制报警信号的报警器，所述报警器具体可以为蜂鸣器和/或指示灯，具体实施中，报警器的设置与上述实施例相似，在此不再赘述。

优选的，本实施例中的VC电平总线12和I²C总线15可以连接监控VC电平总线12和/或I²C总线15是否失效的监控器，所述监控器具体可以具体为显示屏和/或指示灯。

具体实施中，上述监控器的个数可以为一个，例如用一个显示屏分别与VC电平总线12和I²C总线15连接，并将两种总线内的信号情况共同在显示屏中体现出来，不仅可以提示用户存在两种总线都失效或其中一种失效的情况，进一步可以让用户随时查看两条总线的运行情况。监控器的个数也可以为两个，例如VC电平总线12和I²C总线15分别连接一个指示灯，通过指示灯颜色的改变，提示用户两种总线是否失效。

基于上述技术方案，本实用新型实施例提供的电池管理系统，在上述两个实施例的基础上主控板与分控板之间通过VC电平总线和I²C总线连接，进一步提高本系统的可靠性，即使两种总线其中任意一种失效，均不会对整个电池管理系统的运行造成影响；同时可以的通过报警器和监控器的连接，保证本电池管理系统的安全性和可靠性。

本实用新型还提供一种车辆，包括：如上述任意技术方案所述的电池管理系统。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本实用新型所提供的电池管理系统及车辆进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。