一种分布式电池管理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及电池管理技术领域，具体涉及一种分布式电池管理系统，包括：点火锁ON档开关、主板、至少两个从板、高压板以及电池组；所述主板由供电电源供电，并分别与点火锁ON档开关、各从板及所述高压板连接；各从板与所述电池组连接，得电后采集电池组中单体电压；所述高压板与所述电池组连接，得电后采集电池组的总电压；所述主板检测到所述点火锁ON档开关闭合后，控制供电电源为各从板以及高压板供电，所述主板检测到所述点火锁ON档开关从闭合状态转换为断开状态时，控制供电电源延时为各从板以及高压板供电，以使各从板与所述高压板存储完数据。通过本实用新型，提高了电池管理系统的可靠性。
【专利说明】
一种分布式电池管理系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及电池管理技术领域，具体涉及一种分布式电池管理系统。
【背景技术】
[0002]电动汽车是未来汽车发展的新方向，其中电池管理系统则是电动汽车的核心部件。在电动汽车的电池管理系统架构中，主要分为集中式电池管理系统及分布式电池管理系统两种，其中根据电池包机械结构设计的需要，分布式电池管理系统可应用于分布式电池包及集中式电池包架构，而集中式电池管理系统则更适合于应用在集中式电池包中。
[0003]现有的分布式电池管理系统不控制高压继电器，控制高压继电器的工作主要由整车控制器实现，当整车上没有整车控制器时，整车高压系统的工作便无法实现。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型提供了一种分布式电池管理系统，以提高电池管理系统的可靠性。
[0005]为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案:
[0006]—种分布式电池管理系统，包括:点火锁ON档开关、主板、至少两个从板、高压板以及电池组;所述主板由供电电源供电，并分别与所述点火锁ON档开关、各从板及所述高压板连接;各从板与所述电池组连接，得电后采集电池组中单体电压;所述高压板与所述电池组连接，得电后采集电池组的总电压;所述主板检测到所述点火锁ON档开关闭合后，控制供电电源为各从板以及高压板供电;所述主板检测到所述点火锁ON档开关从闭合状态转换为断开状态时，控制供电电源延时断开为各从板以及高压板供电，以使各从板与所述高压板存储完数据。
[0007]优选地，所述主板包括:电源控制模块、与所述电源控制模块电连接的主控模块；
[0008]所述电源控制模块分别与所述供电电源、所述点火锁ON档开关、各从板及所述高压板电连接，用于在检测到点火锁ON档开关闭合后，控制供电电源为各从板以及所述高压板供电；并在检测到所述点火锁ON档开关从闭合状态转换为断开状态时，控制供电电源延时断开为各从板以及所述高压板供电，以使各从板与所述高压板存储完数据；
[0009]所述主控模块通过CAN总线分别与各从板以及所述高压板连接。
[0010]优选地，所述电源控制模块为自保持电路；
[0011]所述自保持电路包括:第一继电器、第二继电器、第一二极管、第二二极管、第三二极管，电阻，DC-DC芯片，其中，
[0012]所述主控模块第一信号输入端与所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极经过第一继电器的线圈接地；
[0013]所述第一继电器的常开开关的第一端分别与供电电源正极、所述第二继电器的常开开关的第一端连接，所述第一继电器的常开开关的第二端分别与所述第二二极管负极、第三二极管负极、第二继电器的线圈端第一端连接;第二继电器的线圈端第二端分别与所述电阻的第一端、所述主控模块第二信号输入端连接；
[0014]所述第二继电器的常开开关的第二端分别与所述第三二极管正极、所述电源控制模块的电源输出端连接；
[0015]所述第二二极管正极与DC-DC芯片输出端连接;所述电阻的第二端与地连接；
[0016]所述点火锁ON档开关与DC-DC芯片输入端连接。
[0017]优选地，所述主控模块具有充电唤醒接口、继电器控制输出端口以及CAN通信接口，分别用于接收充电唤醒信号、控制高压继电器以及进行CAN通信。
[0018]优选地，所述主控模块还具有风扇驱动输出端口。
[0019]优选地，所述从板包括:单片机、与所述单片机连接的隔离芯片、以及位于所述隔离芯片与电池组之间的单体电压采集模块；
[0020]所述单体电压采集模块采集电池组中单体电池的电压，并将所述电压通过隔离芯片传送给单片机；
[0021]所述单片机通过CAN总线与所述主控模块连接，实现与主控模块的通信。
[0022]优选地，所述高压板包括:主控制器、与所述主控制器连接的隔离芯片、以及连接在所述隔离芯片与所述电池组之间的高压信息处理模块；
[0023]所述主控制器通过CAN总线与所述主控模块连接，实现与主控模块的通信；
[0024]所述高压信息处理模块用于采集电池组的总电压，并将所述总电压通过隔离芯片传送给所述主控制器。
[0025]优选地，还包括与从板中单片机一一对应连接的温度传感器，所述温度传感器用于检测电池组中电池模组的温度。
[0026]优选地，还包括分流计，所述分流计连接在所述高压信息处理模块与所述电池组之间，用于检测电池组的电流。
[0027]本实用新型的有益效果在于:
[0028]本实用新型提供的分布式电池管理系统，主板检测到所述点火锁ON档开关闭合后，控制供电电源为所有从板以及高压板供电，以使各从板得电后采集电池组中单体电压、高压板得电后采集所述电池组的总电压;所述主板检测到所述点火锁ON档开关从闭合状态转换为断开状态时，控制供电电源延时断开为各从板以及高压板供电，以使各从板与所述高压板存储完数据。本实用新型中，高压板与从板分立，高压板与各从板的供电由主板独立控制，提高了电池管理系统的可靠性。
【附图说明】
[0029]图1是本实用新型实施例分布式电池管理系统的一种结构示意图。
[0030]图2是本实用新型实施例中电源控制模块的一种电路图。
[0031]图3是本实用新型实施例分布式电池管理系统的另一种结构示意图。
[0032]附图中标记:K1、继电器控制输出端口 K2、风扇驱动端口 K3、CAN通信接口K4、充电唤醒接口 W1、第一温度传感器Wn、第η温度传感器F、分流计ΚΒ1、第一继电器ΚΒ2、第二继电器DA1、第一二极管DA2、第二二极管DA3、第三二极管R5、电阻RC2、DC-DC芯片Rl、第一信号输入端R2、第二信号输入端S1、电源输出端
【具体实施方式】
[0033]为了使本领域技术人员能更进一步了解本实用新型的特征及技术内容，下面结合附图和实施方式对本实用新型实施例作详细说明。
[0034]如图1是本实用新型实施例分布式电池管理系统的一种结构示意图，包括:点火锁ON档开关、主板、至少两个从板、高压板以及电池组;所述主板由供电电源供电，并分别与所述点火锁ON档开关、各从板及所述高压板连接;各从板与所述电池组连接，得电后采集电池组中单体电压;所述高压板与所述电池组连接，得电后采集电池组的总电压;所述主板检测到所述点火锁ON档开关闭合后，控制供电电源为各从板以及高压板供电；所述主板检测到所述点火锁ON档开关从闭合状态转换为断开状态时，控制供电电源延时断开为各从板以及高压板供电，以使各从板与所述高压板存储完数据。
[0035]需要说明的是，本实用新型实施例中，供电电源可以是蓄电池通过电源转换得到的电源，比如，供电电源为5V，蓄电池为12V。
[0036]进一步，主板检测到点火锁ON档开关从闭合状态转换为断开状态时，还可以控制供电电源延时设定时间再断开为各从板与高压板供电;所述设定时间由从板与高压板的存储性能决定，以使各从板与高压板能够存储完相应数据，比如，设定时间为5s。
[0037]具体地，所述主板包括:电源控制模块、与所述电源控制模块电连接的主控模块。
[0038]所述电源控制模块分别与所述供电电源、所述点火锁ON档开关、所有从板及所述高压板电连接，用于在检测到点火锁ON档开关闭合后，控制供电电源为各从板以及所述高压板供电；并在检测到所述点火锁ON档开关从闭合状态转换为断开状态时，控制供电电源延时断开为各从板以及所述高压板供电，以使各从板与所述高压板存储完数据;所述主控模块通过CAN总线分别与各从板以及所述高压板连接。
[0039]进一步，电源控制模块检测到点火锁ON档开关从闭合状态转换为断开状态时，还可以控制供电电源延时设定时间断开为各从板与高压板供电;所述设定时间由从板与高压板的存储性能决定，比如，设定时间为5s。
[0040]本实用新型实施例中，电源控制模块可以是自保持电路;所述自保持电路具有电源输出端SI，用于输出电源为各从板以及所述高压板供电。如图2所示，自保持电路包括:自保持电路包括:第一继电器KBl、第二继电器KB2、第一二极管DAl、第二二极管DA2、第三二极管 DA3，电阻 R5，DC-DC 芯片 RC2。
[0041]其中，所述主控模块第一信号输入端Rl与所述第一二极管DAl的正极连接，所述第一二极管DAl的负极经过第一继电器KBl的线圈接地。
[0042]所述第一继电器KBl的常开开关的第一端分别与供电电源正极、所述第二继电器KB2的常开开关的第一端连接，所述第一继电器KBl的常开开关的第二端分别与所述第二二极管DA2负极、第三二极管DA3负极、第二继电器KB2的线圈端第一端连接;第二继电器KB2的线圈端第二端分别与所述电阻R5的第一端、所述主控模块第二信号输入端R2连接。
[0043]所述第二继电器KB2的常开开关的第二端分别与所述第三二极管DA3正极、所述电源控制模块的电源输出端Si连接。
[0044]所述第二二极管DA2正极与DC-DC芯片输出端连接;所述电阻R5的第二端与地连接;所述点火锁ON档开关与DC-DC芯片输入端连接。
[0045]需要说明的是，所述DC-DC芯片输入端可以输入12V电源，比如，DC-DC芯片型号为LM2576-5.0，可以将点火锁ON档开关信号转换为5V。
[0046]需要说明的是，电阻R5的阻值由主控模块的第二输入端R2的输出电平决定，比如，电阻R5为200Ω。
[0047]具体地，主控模块除了具有上述第一信号输入端R1、第二信号输入端R2，还具有充电唤醒接口 K4、继电器控制输出端口 KI以及CAN通信接口 K3，分别用于接收充电唤醒信号、控制高压继电器以及进行CAN通信。
[0048]进一步，所述主控模块还具有风扇驱动输出端口K2，所述风扇驱动输出端口可以与电池组风扇连接，主控模块在电池组温度达到设定值(比如50°C)时，向风扇驱动输出端口输出控制信号，以驱动电池组风扇工作。
[0049]具体地，所述从板包括:单片机、与所述单片机连接的隔离芯片、以及位于所述隔离芯片与电池组之间的单体电压采集模块。
[0050]所述单体电压采集模块采集电池组中单体电池的电压，并将所述电压通过隔离芯片传送给单片机;所述单片机通过CAN总线与所述主控模块连接，实现与主控模块的通信。[0051 ]具体地，所述高压板包括:主控制器、与所述主控制器连接的隔离芯片、以及连接在所述隔离芯片与所述电池组之间的高压信息处理模块。
[0052]所述主控制器通过CAN总线与所述主控模块连接，实现与主控模块的通信;所述高压信息处理模块用于采集电池组的总电压，并将所述总电压通过隔离芯片传送给所述主控制器。
[0053]如图3所示，是本实用新型的另一个实施例，分布式电池管理系统还包括与从板中单片机一一对应连接的温度传感器(即第一温度传感器Wl至第η温度传感器Wn)，所述温度传感器用于检测电池组中电池模组的温度，具体地，所述温度传感器可以是NTC热敏电阻。
[0054]在图3所示实施例中，分布式电池管理系统还包括分流计F，所述分流计连接在所述高压信息处理模块与所述电池组之间，用于检测电池组的电流。
[0055]本实用新型实施例中，主板的主要作用是:通过与点火锁ON档开关连接以接收整车的点火锁ON档信号，从而唤醒从板与高压板;通过充电唤醒接口接收整车充电唤醒信号，以控制整车充电，主板还与整车、从板以及高压板进行CAN通信，所述CAN通信具体内容可以包括:电池组单体电压信息、电池组总电压信息、温度信息、计算得到的绝缘电阻等信息传输交互。
[0056]具体地，主板还在接收整车的点火锁ON档信号后唤醒从板与高压板(即控制供电电源为从板与高压板供电)，当主板通过CAN总线获得了高压板与从板信息之后，对电池信息的确认及相应核心参数的计算，还对电池组故障进行判断。当主板通过充电唤醒接口接收到了充电唤醒信号，与充电粧或车载充电器进行CAN通信，通信成功后，向继电器控制输出端口输出控制信号，以使高压继电器动作，整车开始充电，整车开始充电后，主板还可以与从板、高压板进行CAN通信，以实时确认电池组的状态正常。
[0057]所述电池信息包括:电池组单体电压、电池组总电压、电池模组的温度以及电池组电流;所述相应核心参数包括:电池组SOC、电池组绝缘电阻以及电池组SOH;所述电池组故障包括:总电压故障、绝缘电阻故障以及电池组电流故障。
[0058]本实施例中，从板的作用为:承担着单体电压信号的采集及电池模组温度采集功能。具体地，从板I至从板η可分别采集不同串数的电池单体电池，例如从板I中布置有5个单体电压采集模块，每个单体电压采集模块可采集12串电池，而从板2中布置有3个单体电压采集模块，经过软件配置，从而主板I与主板2可最多采集高达96串电池，或为了该平台产品的适用范围，还可以将所有从板上单体电压采集模块的个数均扩展到最大个数(比如6个)。
[0059]本实施例中，高压板的作用为:承担着总电压信号采集、电流采集、绝缘电阻计算功能。
[0060]综上所述，本实用新型实施例分布式电池管理系统，主板接收到所述点火锁ON档开关的ON档信号后，控制供电电源为所有从板以及高压板供电，以使所有从板得电后采集电池组中单体电压、高压板得电后采集所述电池组的总电压，从而实现了高压板与从板分立，并且从板与高压板的供电由主板独立控制;主板还具有充电唤醒接口、继电器控制输出端口以及CAN通信接口，可以实时控制充电过程，并且在掉电后主板可以控制供电电源延时供电，以使从板与高压板存储数据，提高了电池管理系统的可靠性。
[0061]以上对本实用新型实施例进行了详细介绍，本文中应用了【具体实施方式】对本实用新型进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本【实用新型内容】不应理解为对本实用新型的限制。
【主权项】
1.一种分布式电池管理系统，其特征在于，包括:点火锁ON档开关、主板、至少两个从板、高压板以及电池组;所述主板由供电电源供电，并分别与所述点火锁ON档开关、各从板及所述高压板连接;各从板与所述电池组连接，得电后采集电池组中单体电压;所述高压板与所述电池组连接，得电后采集电池组的总电压;所述主板检测到所述点火锁ON档开关闭合后，控制供电电源为各从板以及高压板供电；所述主板检测到所述点火锁ON档开关从闭合状态转换为断开状态时，控制供电电源延时断开为各从板以及高压板供电，以使各从板与所述高压板存储完数据。2.根据权利要求1所述分布式电池管理系统，其特征在于，所述主板包括:电源控制模块、与所述电源控制模块电连接的主控模块； 所述电源控制模块分别与所述供电电源、所述点火锁ON档开关、各从板及所述高压板电连接，用于在检测到点火锁ON档开关闭合后，控制供电电源为各从板以及所述高压板供电；并在检测到所述点火锁ON档开关从闭合状态转换为断开状态时，控制供电电源延时断开为各从板以及所述高压板供电，以使各从板与所述高压板存储完数据； 所述主控模块通过CAN总线分别与各从板以及所述高压板连接。3.根据权利要求2所述的分布式电池管理系统，其特征在于，所述电源控制模块为自保持电路； 所述自保持电路包括:第一继电器、第二继电器、第一二极管、第二二极管、第三二极管，电阻，DC-DC芯片，其中， 所述主控模块第一信号输入端与所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极经过第一继电器的线圈接地； 所述第一继电器的常开开关的第一端分别与供电电源正极、所述第二继电器的常开开关的第一端连接，所述第一继电器的常开开关的第二端分别与所述第二二极管负极、第三二极管负极、第二继电器的线圈端第一端连接;第二继电器的线圈端第二端分别与所述电阻的第一端、所述主控模块第二信号输入端连接； 所述第二继电器的常开开关的第二端分别与所述第三二极管正极、所述电源控制模块的电源输出端连接； 所述第二二极管正极与DC-DC芯片输出端连接;所述电阻的第二端与地连接； 所述点火锁ON档开关与DC-DC芯片输入端连接。4.根据权利要求3所述的分布式电池管理系统，其特征在于，所述主控模块具有充电唤醒接口、继电器控制输出端口以及CAN通信接口，分别用于接收充电唤醒信号、控制高压继电器以及进行CAN通信。5.根据权利要求4所述的分布式电池管理系统，其特征在于，所述主控模块还具有风扇驱动输出端口。6.根据权利要求3至5任一项所述的分布式电池管理系统，其特征在于，所述从板包括:单片机、与所述单片机连接的隔离芯片、以及位于所述隔离芯片与电池组之间的单体电压采集模块； 所述单体电压采集模块采集电池组中单体电池的电压，并将所述电压通过隔离芯片传送给单片机； 所述单片机通过CAN总线与所述主控模块连接，实现与主控模块的通信。7.根据权利要求3至5任一项所述的分布式电池管理系统，其特征在于，所述高压板包括:主控制器、与所述主控制器连接的隔离芯片、以及连接在所述隔离芯片与所述电池组之间的高压信息处理模块； 所述主控制器通过CAN总线与所述主控模块连接，实现与主控模块的通信； 所述高压信息处理模块用于采集电池组的总电压，并将所述总电压通过隔离芯片传送给所述主控制器。8.根据权利要求6所述的分布式电池管理系统，其特征在于，还包括与从板中单片机一一对应连接的温度传感器，所述温度传感器用于检测电池组中电池模组的温度。9.根据权利要求7所述的分布式电池管理系统，其特征在于，还包括分流计，所述分流计连接在所述高压信息处理模块与所述电池组之间，用于检测电池组的电流。
【文档编号】B60R16/023GK205615448SQ201620485421
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年5月20日
【发明人】丁更新
【申请人】安徽江淮汽车股份有限公司