电池管理系统的制作方法

本实用新型涉电动汽车技术领域，尤其涉及一种电池管理系统。

背景技术：

动力电池是电动汽车的动力来源，其关键控制信号，例如，继电器控制信号对电动汽车的安全性至关重要。目前的电池管理系统(Battery Management System，BMS)中，常用的电动汽车继电器控制方法均是采用由单片机发出I/O 信号，再通过外部的功率器件，例如，MOS管或者光继电器去控制继电器的做法。然而，该控制方法所使用的电路拓扑结构中，控制信号是由单片机产生的，接着由外部功率器件控制外部执行器，其本质上是一种串联式的系统，由于串联系统中任何一个节点的单点失效均会导致系统失效，系统失效概率是各个单点失效概率之和，进而导致系统的失效概率较高。

鉴于此，实有必要提供一种新的电池管理系统以克服上述缺陷。

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，所述电池管理系统的失效概率较低且可靠性及安全性较高。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种电池管理系统，包括用于接收外部信号并将接收到的外部信号进行分配的多路分配器，与所述多路分配器相连且用于接收所述外部信号并对所述外部信号进行处理后输出第一控制信号的两个单机模块，与所述两个单机模块相连且用于对所述两个单机模块输出的第一控制信号进行判断并输出第二控制信号的逻辑仲裁模块，与所述逻辑仲裁模块相连并包括输出电路且用于将所述第二控制信号进行输出的第一输出模块以及与所述第一输出模块相连且用于依据所述第二控制信号控制高压系统断开或者闭合的直流继电器。

在一个优选实施方式中，所述每个单机模块包括用于为所述单机模块的正常工作提供工作电压的电源模块以及用于对所述外部信号进行检测并将所述外部信号输出至MCU的传感器；所述单机模块还包括第二输出模块，所述MCU 用于对所述外部信号进行运算以及判断并输出控制信号至包括输出电路的第二输出模块；所述第二输出模块用于将所述控制信号输出至所述逻辑仲裁模块。

在一个优选实施方式中，所述每个单机模块还包括SPI总线；所述SPI总线用于将所述两个单机模块进行上电同步、信息交换以及相互自检。

在一个优选实施方式中，所述每个单机模块还包括外部监视模块；所述外部监视模块包括用于对程序运行进行监控，并当程序跑飞且内部自检失效时对所述MCU进行复位的看门狗以及用于监视所述电源模块为所述MCU提供的工作电压，并当所述工作电压高于或低所述MCU的额定工作电压时，将所述电源模块以及所述MCU复位的电压监视单元。

在一个优选实施方式中，所述MCU包括自检电路。

本实用新型提供的电池管理系统，由于同时设置有两个单机模块以及逻辑仲裁模块，使得当其中一个单机模块失效或者异常时所述电池管理系统仍能正常工作。进一步地，即使两个单机模块同时失效或者出现异常，所述逻辑仲裁模块也能输出正确的控制信号以保证所述电池管理系统的可靠性以及安全性。

【附图说明】

图1为本实用新型提供的电池管理系统的原理框图。

图2为图1中单机模块的原理框图。

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本实用新型，并不是为了限定本实用新型。

请参阅图1，其为本实用新型提供的电池管理系统100的原理框图。所述电池管理系统100包括信号分配模块10、两个单机模块20、逻辑仲裁模块30、第一输出模块40以及执行器50。

所述信号分配模块10用于接收外部信号并将接收到的外部信号进行分配后分别传输至所述两个单机模块20，亦即，所述信号分配模块10将所述外部信号进行复制以得出两路相同的外部信号并分别传送至所述两个单机模块20。在本实施方式中，所述信号分配模块10为多路分配器。所述外部信号为所述执行器 50输出的反馈信号。

每个单机模块20分别用于接收所述外部信号，并对所述外部信号进行处理后输出第一控制信号至所述逻辑仲裁模块30。

所述逻辑仲裁模块30用于对所述两个单机模块20输出的第一控制信号进行判断，并输出第二控制信号至所述第一输出模块40。

所述第一输出模块40用于将所述第二控制信号输出至所述执行器50，并驱动所述执行器50工作。在本实施方式中，所述第一输出模块40包括输出电路。

所述执行器50用于接收所述第二控制信号以控制高压系统断开或者闭合。在本实施方式中，所述执行器50为继电器，具体地，所述执行器50为直流继电器。可以理解，在其他实施方式中，所述执行器50也可以为接触器以及其他可以控制高压系统断开以及闭合的元器件。

当所述两个单机模块20均正常工作时，所述逻辑仲裁模块30接收到的所述两个单机模块20输出的第一控制信号相同，因此，所述逻辑仲裁模块30输出的所述第二控制信号与所述第一控制信号相同，此时，所述一个单机模块20 处于单机运行模式，所述另一个单机模块20处于单机热备份模式。当其中一个所述单机模块20失效或者功能异常时，另一个所述单机模块20即时投入运行，此时，所述逻辑仲裁模块30接收到的所述两个单机模块20输出的所述第一控制信号并不相同，因此，所述逻辑仲裁模块30输出的所述第二控制信号与正常工作的所述单机模块20输出的所述第一控制信号相同。当所述两个单机模块20 同时失效或者功能异常时，所述逻辑仲裁模块30输出的所述第二控制信号与所述两个单机模块20输出的所述第一控制信号均不相同，亦即，所述逻辑仲裁模块30同时屏蔽所述两个单机模块20输出的控制结果，并按照预设的故障情况输出最终结果以保证所述电池管理系统100的安全运行。

请再参阅图2，其为所述单机模块20的原理框图。具体地，所述每个单机模块20均包括电源模块21、检测模块22、主控模块23、第二输出模块24、同步模块25以及外部监视模块26。

所述电源模块21用于为所述单机模块20的正常工作提供工作电压。

所述检测模块22用于对所述外部信号进行检测，并将所述外部信号输出至所述主控模块23。在本实施方式中，所述检测模块22为传感器。

所述主控模块23用于对所述外部信号进行运算以及判断，并输出控制信号至所述第二输出模块24。在本实施方式中，所述主控模块23包括自检电路，能够检测自身故障，进而能够保证所述电池管理系统100的安全运行。具体地，所述主控模块23为MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)。

所述第二输出模块24用于将所述主控模块23输出的所述控制信号输出至所述逻辑仲裁模块30。具体地，所述第二输出模块24包括输出电路。

所述同步模块25用于将所述两个单机模块20进行同步。具体地，所述两个单机模块20通过所述同步模块25进行上电同步以避免所述两个单机模块20 因上电时间或上电时序不一致而导致的错误出现。进一步地，所述两个单机模块20还通过所述同步模块25交换信息并进行互检以进一步保证两个所述单机模块20之间的信息同步性。在本实施方式中，所述同步模块25为SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)总线。

所述外部监视模块26包括看门狗261以及电压监视单元262。其中，所述看门狗261用于对程序运行进行监控，并当出现程序跑飞且内部自检失效的情况时，对所述主控模块23进行复位；所述电压监视单元262用于监视所述电源模块21为所述主控模块23提供的工作电压，并当所述工作电压高于或低所述主控模块23的额定工作电压时，将所述电源模块21以及所述主控模块23复位以保证所述电池管理系统100的正确运行，进而能够避免因所述主控模块23的工作电压而引起的运算错误出现。

本实用新型所提供的电池管理系统100，由于同时设置有两个单机模块20 以及逻辑仲裁模块30，使得当其中一个单机模块20失效或者异常时所述电池管理系统100仍能正常工作。进一步地，即使两个单机模块20同时失效或者出现异常，所述逻辑仲裁模块30也能输出正确的控制信号以保证所述电池管理系统100的可靠性以及安全性。

本实用新型并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本实用新型并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。