汽车的电池管理系统控制策略的验证系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出一种汽车的电池管理系统控制策略的验证系统，包括：用于根据整车控制策略生成车辆控制信号的整车控制器模拟器；可执行多种电池管理系统的控制程序的电子控制器，电子控制器与整车控制器模拟器相连，以根据车辆控制信号由控制程序执行相应的动作；主控机，主控机与电子控制器相连，监测电子控制器的执行动作并进行显示，以便根据显示结果判断电池管理系统的控制程序是否正确。根据本实用新型的系统可快速检测控制策略是否满足设计需求，提高电池管理系统的控制程序开发效率，缩短开发周期。
【专利说明】汽车的电池管理系统控制策略的验证系统
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及汽车电池管理【技术领域】，特别涉及一种汽车的电池管理系统控制 策略的验证系统。
【背景技术】
[0002] 电池管理控制系统通常由软件和硬件组成，软件容易修改及调试，而硬件装置却 不能重复使用。由于实验项目内容的不同对控制系统的功能要求也不同，如果对每项实验 项目都为其开发硬件及底层驱动程序，可能带来如下问题：
[0003] 1)硬件投入成本较大，即在对控制规律的控制特性或控制效果还没有确定的情况 下，如果硬件电路已经完成，此时不能确定所设计的方案是否能满足要求，但投入了较大的 硬件成本；2)手工编写代码不可靠，容易出错，并且耗费人力成本；3)修改控制方案费时费 力，即使软件编程不存在问题，如果在测试过程中发现控制方案不理想，需要进行修改，大 量的时间将耗费在软件的修改和调试上。 实用新型内容
[0004] 本实用新型旨在至少解决上述技术问题之一。
[0005] 为此，本实用新型的一个目的在于提出一种汽车的电池管理系统控制策略的验证 系统，该系统可以快速检测控制策略是否满足设计需求，易于修改和验证，提高电池管理系 统的控制程序开发效率，缩短开发周期。
[0006] 为例实现上述目的，本实用新型一个方面的实施例提出了一种汽车的电池管理系 统控制策略的验证系统，包括：用于根据整车控制策略生成车辆控制信号的整车控制器模 拟器；可执行多种电池管理系统的控制程序的电子控制器，所述电子控制器与所述整车控 制器模拟器相连，以根据所述车辆控制信号由所述控制程序执行相应的动作；以及主控机， 所述主控机与所述电子控制器相连，监测所述电子控制器的执行动作并进行显示，以便根 据显示结果判断所述电池管理系统的控制程序是否正确。
[0007] 根据本实用新型的汽车的电池管理系统控制策略的验证系统，整车控制器模拟器 根据整车控制策略，模拟整车控制器的工作过程，发送车辆控制信号给电子控制器，通过电 子控制器快速实现电池管理系统控制策略（即控制程序）的验证，快速检测控制策略是否满 足设计需求，易于修改和验证，提高电池管理系统的控制程序开发效率，缩短开发周期，并 有效提升控制策略的可靠性。
[0008] 在一些示例中，还包括：负载，所述负载与所述整车控制器模拟器相连，所述负载 由所述整车控制器模拟器控制；电池模块；控制开关，所述负载通过所述控制开关与所述 电池模块相连，所述控制开关由所述电子控制器控制，所述电子控制器根据所述车辆控制 信号控制所述控制开关断开或者闭合以便所述电池模块为所述负载供电或者停止供电；
[0009] 在一些示例中，还包括：分别与所述电池模块和所述电子控制器相连的电池模块 控制器，所述电池模块控制器由所述电子控制器控制，并向所述电子控制器反馈所述电池 模块的信息。
[0010] 在一些示例中，还包括：连接器，所述连接器分别与所述电子控制器、所述整车控 制器模拟器、所述电池模块控制器和所述主控机相连，以实现所述电子控制器、所述整车控 制器模拟器、所述电池模块控制器和所述主控机之间的通讯。
[0011] 在一些示例中，还包括：电流传感器，所述电流传感器分别与所述电池模块、所述 电子控制器和所述控制开关相连，以将采集到的所述电池模块的放电电流发送至所述电子 控制器。
[0012] 在一些示例中，还包括：与所述电子控制器相连的风扇，所述风扇邻近所述电池模 ±夬，以在所述电子控制器的控制下对所述电池模块进行降温。
[0013] 在一些示例中，所述电子控制器包括：电源管理模块，所述电源管理模块分别与所 述电流传感器和电源相连；信号接收模块，所述信号接收模块与所述电流传感器相连；第 一 CAN通讯模块，所述第一 CAN通讯模块与所述连接器相连；驱动模块，所述驱动模块分别 与所述控制开关和所述风扇相连，所述控制开关和所述风扇由所述驱动模块控制。
[0014] 在一些示例中，所述电池模块控制器包括：用于采集所述电池模块的端电压的电 压采集模块，所述电压采集模块与所述电池模块相连；用于采集所述电池模块的温度的温 度采集模块，所述温度采集模块与所述电池模块相连；电池平衡模块，所述电池平衡模块与 所述电子控制器和所述电池模块相连，在所述电子控制器的控制下对所述电池模块进行平 衡；第二CAN通讯模块，所述第二CAN通讯模块分别与所述电压采集模块、所述温度采集模 块、所述电池平衡模块和所述连接器相连。
[0015] 在一些示例中，还包括：设置在所述主控机和所述连接器之间的USB转CAN装置。 [0016] 本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述 中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中 将变得明显和容易理解，其中：
[0018] 图1是根据本实用新型一个实施例的汽车的电池管理系统控制策略的验证系统 的结构图
[0019] 图2是根据本实用新型另一个实施例的汽车的电池管理系统控制策略的验证系 统的结构图；
[0020] 图3是根据本实用新型一个实施例的电子控制器的结构图；以及
[0021] 图4是根据本实用新型一个实施例的电池模块控制器的结构图。
【具体实施方式】
[0022] 下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始 至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参 考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的 限制。
[0023] 在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"上"、"下"、 "前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"等指示的方位或位置关系为 基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示 或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解 为对本实用新型的限制。此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或 暗示相对重要性。
[0024] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安 装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体 地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相 连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述 术语在本实用新型中的具体含义。
[0025] 以下结合附图描述根据本实用新型实施例的汽车的电池管理系统控制策略的验 证系统。
[0026] 图1是根据本实用新型一个实施例的汽车的电池管理系统控制策略的验证系统 的结构图。如图1所示，根据本实用新型一个实施例的汽车的电池管理系统控制策略的验 证系统100,包括：整车控制器模拟器110、电子控制器120和主控机130。
[0027] 其中，整车控制器模拟器110用于根据整车控制策略生成车辆控制信号。电子控 制器120与整车控制器模拟器110相连，可执行多种电池管理系统的控制程序，以根据车 辆控制信号由控制程序执行相应的动作。主控机130与电子控制器120相连，监测电子控 制器120的执行动作并进行显示，以便根据显示结果判断电池管理系统的控制程序是否正 确。具体的，主控机130负责完成电池管理系统的功能模型的搭建、模型的转换、参数设定 和编译下载，在调试阶段对相关电子控制器120的控制程序进行在线监测和控制，以根据 电子控制器120的反馈判断电池管理系统的控制程序是否正确，监测相关控制程序是否满 足预期，使控制系统满足设计要求。
[0028] 根据本实用新型的汽车的电池管理系统控制策略的验证系统，整车控制器模拟器 根据整车控制策略，模拟整车控制器的工作过程，发送车辆控制信号给电子控制器，通过电 子控制器快速实现电池管理系统控制策略（即控制程序）的验证，可以实时监测控制策略的 相关参数并进行在线标定，快速检测控制策略是否满足设计需求，易于修改和验证，提高电 池管理系统的控制程序开发效率，缩短开发周期，并有效提升控制策略的可靠性。
[0029] 图2是根据本实用新型另一个实施例的汽车的电池管理系统控制策略的验证系 统的结构图。如图2所示，根据本实用新型另一个实施例的汽车的电池管理系统控制策略 的验证系统100,包括：整车控制器模拟器110、电子控制器120、主控机130、负载140、电池 模块150、控制开关160、电池模块控制器170、连接器180、电流传感器190、风扇200、USB (Universal Serial Bus，通用串行总线）转 CAN (Controller Area Network，控制器局域 网络）装置210和电源220。
[0030] 电子控制器120可执行多种电池管理系统的控制程序，具体的，电子控制器120由 电源220提供12V的直流电压，电子控制器120通过电池模块控制器170与电池模块150 相连，电池模块控制器170在电子控制器120的控制下，将采集到的电池模块150的信息反 馈至电子控制器120,电池模块150的信息包括电池模块150的端电压和温度等信息，电子 控制器120与整车控制器模拟器110相连，电子控制器120将电池模块150的端电压和温 度信息发送至整车控制器模拟器110,整车控制器模拟器110利用整车控制策略，根据端电 压和温度信息，判断是否发送车辆控制信号给电子控制器120,使得电子控制器120根据车 辆控制信号由控制程序执行相应的动作，以达到控制控制开关160的目的，包括电子控制 器120闭合控制开关160,由于负载140通过控制开关160与电池模块150相连，则当控制 开关160闭合时，电池模块150开始工作，为负载140供电，或者电子控制器120断开控制 开关160,使得电池模块150停止为负载140供电。
[0031] 整车控制器模拟器110也通过电气连接与负载140相连，当电池模块150为负载 140供电时，整车控制器模拟器110根据预先设定的控制策略和实验方法，实时控制负载 140进行相关动作，此时与电池模块150、电子控制器120和控制开关160分别相连的电流 传感器190,将采集到的电池模块150的放电电流发送至电子控制器120,同时电池模块控 制器170将采集到的电池模块150的温度和端电压反馈至电子控制器120,如果电池模块 150的温度和端电压有变化，则电流传感器190采集到的电池模块150的放电电流也会发生 相应的变化，电子控制器120将电池模块150的端电压和温度信息发送至整车控制器模拟 器110,整车控制器模拟器110利用控制策略，根据端电压和温度信息，发送车辆控制信号 至电子控制器120,电子控制器120根据车辆控制信号由控制程序执行相应的动作，包括对 电池模块150进行容量的平衡或者温度的平衡，如果端电压发生了较大的变化则进行容量 的平衡，如果温度发生了较大的变化则进行温度的平衡。必要时电子控制器120断开控制 开关160,使得电池模块150停止为负载140供电。在这里需要说明的是，电流传感器190 自身的供电电能可由电子控制器120提供。
[0032] 电子控制器120控制电池模块控制器170执行电池模块150的主动平衡，主动平 衡为对电池模块150的各个电池单体的容量的平衡。电子控制器120也控制风扇200对 电池模块150进行温度平衡操作，具体的，风扇200与电子控制器120相连，风扇200邻近 电池模块150,由12V的直流电源220提供电能，以在电子控制器120的控制下对电池模块 150进行降温，当检测到电池模块150的温度满足要求时，开启或者关闭风扇200,对电池模 块150进行温度调节，实现对电池模块150的温度平衡操作。
[0033] 主控机130与电子控制器120相连，监测电子控制器120的执行动作并进行显示， 以便根据显示结果判断电池管理系统的控制程序是否正确。具体的，主控机130负责完成 电池管理系统的功能模型的搭建、模型的转换、参数设定和编译下载，在调试阶段对相关电 子控制器120的控制程序进行在线监测和控制，以根据电子控制器120的反馈判断电池管 理系统的控制程序是否正确，监测相关控制程序是否满足预期，使控制系统满足设计要求。
[0034] 在这里需要说明的是，在本实用新型的实施例中，连接器180分别与电子控制器 120、整车控制器模拟器110、电池模块控制器170和主控机130相连，以实现电子控制器 120、整车控制器模拟器110、电池模块控制器170和主控机130之间的CAN通讯。而USB转 CAN装置210设置在主控机130和连接器180之间，负责连接主控机130和连接器180之间 的CAN通讯。
[0035] 根据本实用新型的汽车的电池管理系统控制策略的验证系统，整车控制器模拟器 根据整车控制策略，模拟整车控制器的工作过程，发送车辆控制信号给电子控制器，通过电 子控制器快速实现电池管理系统控制策略的验证，快速检测控制策略（即控制程序）是否满 足设计需求，易于修改和验证，降低控制策略开发工程师的工作难度，提高电池管理系统的 控制程序开发效率，缩短开发周期，其次，通过本实用新型实施例的连接器，可以使电子控 制器、整车控制器模拟器、电池模块控制器和主控机之间可以方便的进行通讯，通过本实用 新型实施例的电流传感器可以采集电池模块的放电电流，通过本实用新型实施例的风扇可 以对电池模块的温度进行调节，通过本实用新型实施例的USB转CAN装置可以方便主控机 和连接器之间的CAN通讯。
[0036] 图3是根据本实用新型一个实施例的电子控制器120的结构图。如图3所示，根 据本实用新型一个实施例的电子控制器120,包括：电源管理模块121、信号接收模块122、 第一 CAN通讯模块123和驱动模块124。
[0037] 电源管理模块121分别与电流传感器190和电源220相连，负责为电子控制器120 和电流传感器190提供电能，电源220通过电源管理模块121为电子控制器120和电流传 感器190提供12V的直流电压。
[0038] 信号接收模块122与电流传感器190相连，负责接收电流传感器190采集到的电 池模块150的放电电流。
[0039] 第一 CAN通讯模块123与连接器180相连，电子控制器120的第一 CAN通讯模块 123通过连接器180接收电池模块控制器170采集的电池模块150的温度信息和端电压信 息，电子控制器120利用第一 CAN通讯模块123通过连接器180将温度信息和端电压信息 通过连接器180发送至整车控制器模拟器110,电子控制器120的驱动模块124利用第一 CAN通讯模块123通过连接器180接收整车控制器模拟器110发送的车辆控制信号，控制驱 动模块124闭合控制开关160使得电池模块150开始工作为负载140供电，或者断开控制 开关160使得电池模块150停止为负载140供电，同时电子控制器120利用第一 CAN通讯 模块123通过连接器180控制电池模块控制器170对电池模块150中包含的各个电池单体 的容量进行主动平衡操作等。
[0040] 驱动模块124还与风扇200相连，驱动模块124根据整车控制器模拟器110的车 辆控制信号控制风扇200对电池模块150进行降温，当检测到电池模块150的温度满足要 求时，开启或者关闭风扇200,对电池模块150进行温度调节。
[0041] 如图3所示，电源220可为电子控制器120、风扇200和控制开关160提供12V的 直流电压。
[0042] 通过本实用新型实施例的电源管理模块，可以方便的为电流传感器提供电能，通 过本实用新型实施例的信号接收模块可以采集电池模块的放电电流信号，通过本实用新型 实施例的第一 CAN通讯模块可以方便的与连接器进行CAN通讯，通过本实用新型实施例的 驱动模块可以控制风扇对电池模块的温度进行调节。
[0043] 图4是根据本实用新型一个实施例的电池模块控制器170的结构图。如图4所 示，根据本实用新型一个实施例的电池模块控制器170,包括：电压采集模块171、温度采集 模块172、电池平衡模块173和第二CAN通讯模块174。
[0044] 电压采集模块171与电池模块150相连，在电子控制器120的控制下，电压采集模 块171用于采集电池模块150的端电压，并通过第二CAN通讯模块174将端电压发送至电 子控制器120。
[0045] 温度采集模块172与电池模块150相连，在电子控制器120的控制下，温度采集模 块172用于采集电池模块150的温度，通过第二CAN通讯模块174将温度发送至电子控制 器 120。
[0046] 电池平衡模块173与电子控制器120和电池模块150相连，通过第二CAN通讯模 块174,电子控制器120控制电池平衡模块173对电池模块150进行主动平衡操作，对电池 模块150进行平衡包括对电池模块150中的电池单体的容量的平衡。
[0047] 通过本实用新型实施例的电压采集模块可以实时采集电池模块的端电压，通过本 实用新型实施例的温度采集模块可以方便的采集电池模块的温度，通过本实用新型实施例 的电池平衡模块可以方便的对电池模块进行电池单体的容量的平衡，通过本实用新型实施 例的第二CAN通讯模块可以方便的与电子控制器进行CAN通讯。
[0048] 在本说明书的描述中，参考术语"一个实施例"、"一些实施例"、"示例"、"具体示 例"、或"一些示例"等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特 点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表 述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在 任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[〇〇49] 尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解： 在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换 和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同限定。
【权利要求】
1. 一种汽车的电池管理系统控制策略的验证系统，其特征在于，包括： 依据整车控制策略生成车辆控制信号的整车控制器模拟器； 可执行多种电池管理系统控制程序的电子控制器，所述电子控制器与所述整车控制器 模拟器相连，以依据所述车辆控制信号确定所述控制程序并执行相应的动作；以及 主控机，所述主控机与所述电子控制器相连，监测所述电子控制器的执行动作并进行 显示，以便根据显示结果判断所述电池管理系统的控制程序是否正确。
2. 根据权利要求1所述的汽车的电池管理系统控制策略的验证系统，其特征在于，还 包括： 负载，所述负载与所述整车控制器模拟器相连，所述负载由所述整车控制器模拟器控 制； 电池模块； 控制开关，所述负载通过所述控制开关与所述电池模块相连，所述控制开关由所述电 子控制器控制，所述电子控制器根据所述车辆控制信号控制所述控制开关断开或者闭合以 便所述电池模块为所述负载供电或者停止供电。
3. 根据权利要求2所述的汽车的电池管理系统控制策略的验证系统，其特征在于，还 包括： 分别与所述电池模块和所述电子控制器相连的电池模块控制器，所述电池模块控制器 由所述电子控制器控制，并向所述电子控制器反馈所述电池模块的信息。
4. 根据权利要求3所述的汽车的电池管理系统控制策略的验证系统，其特征在于，还 包括： 连接器，所述连接器分别与所述电子控制器、所述整车控制器模拟器、所述电池模块控 制器和所述主控机相连，以实现所述电子控制器、所述整车控制器模拟器、所述电池模块控 制器和所述主控机之间的通讯。
5. 根据权利要求4所述的汽车的电池管理系统控制策略的验证系统，其特征在于，还 包括： 电流传感器，所述电流传感器分别与所述电池模块、所述电子控制器和所述控制开关 相连，以将采集到的所述电池模块的放电电流发送至所述电子控制器。
6. 根据权利要求5所述的汽车的电池管理系统控制策略的验证系统，其特征在于，还 包括： 与所述电子控制器相连的风扇，所述风扇邻近所述电池模块，以在所述电子控制器的 控制下对所述电池模块进行降温。
7. 根据权利要求6所述的汽车的电池管理系统控制策略的验证系统，其特征在于，所 述电子控制器包括： 电源管理模块，所述电源管理模块分别与所述电流传感器和电源相连； 信号接收模块，所述信号接收模块与所述电流传感器相连； 第一 CAN通讯模块，所述第一 CAN通讯模块与所述连接器相连； 驱动模块，所述驱动模块分别与所述控制开关和所述风扇相连，所述控制开关和所述 风扇由所述驱动模块控制。
8. 根据权利要求6所述的汽车的电池管理系统控制策略的验证系统，其特征在于，所 述电池模块控制器包括： 用于采集所述电池模块的端电压的电压采集模块，所述电压采集模块与所述电池模块 相连； 用于采集所述电池模块的温度的温度采集模块，所述温度采集模块与所述电池模块相 连； 电池平衡模块，所述电池平衡模块与所述电子控制器和所述电池模块相连，在所述电 子控制器的控制下对所述电池模块进行平衡； 第二CAN通讯模块，所述第二CAN通讯模块分别与所述电压采集模块、所述温度采集模 块、所述电池平衡模块和所述连接器相连。
9.根据权利要求4所述的汽车的电池管理系统控制策略的验证系统，其特征在于，还 包括：设置在所述主控机和所述连接器之间的USB转CAN装置。
【文档编号】B60L11/18GK203832282SQ201320726279
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2013年11月15日 优先权日:2013年11月15日
【发明者】周健, 苏海霞, 张君鸿, 赵景辉, 杨伟斌 申请人:北汽福田汽车股份有限公司