电池管理系统及电动汽车的制作方法

本发明涉及动力电池技术领域，具体涉及一种电池管理系统及电动汽车。

背景技术：

电池管理系统(batterymanagementsystem，简称bms)俗称为电池保姆或电池管家，主要是为了智能化管理及维护各个电池单元，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。

对于一般的电池管理系统(bms)，当为了临时提高电池系统能量而临时增加电芯模组控制器时，需要先切断bms系统的低压12v供电，才能接入额外的电芯模组控制器，在接收新的电芯模组控制器后，再给bms恢复低压供电，使扩展后的bms系统重启工作。bms通常使用12v供电的，这就需要维护人员在扩展时，首先断开bms的12v电瓶的连接，不仅操作繁琐，还占用时间。

技术实现要素：

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的电池管理系统及电动汽车。

根据本发明的一个方面，提供了一种电池管理系统，电池管理系统包括：主控制器和至少一个电芯模组控制器；

其中，主控制器包括：can通信模块和n个主控模块，每个主控模块包括：供电单元、激励输出单元及反馈输入单元；至少一个电芯模组控制器包括：供电模块及can通信模块；

主控器中的供电单元、can通信模块分别与至少一个电芯模组控制器中的供电模块、can通信模块连接，主控模块中的激励输出单元与反馈输入单元连接；

主控制器用于检测反馈输入单元输入的信号是否为有效目标信号，若是，则通过供电单元为至少一个电芯模组控制器供电，通过can通信模块与至少一个电芯模组控制器进行通信，以实现扩展电芯模组控制器。

可选地，主控制器还用于：若检测到反馈输入单元输入的信号为无效目标信号，则通过供电单元切断电芯模组控制器的供电，以实现移除电芯模组控制器。

可选地，电池管理系统还包括：接插件；

其中，主控器中的供电单元、can通信模块通过接插件与至少一个电芯模组控制器中的供电模块、can通信模块连接；以及

在与至少一个电芯模组控制器对应的接插件侧通过线束接通主控模块中的激励输出单元与反馈输入单元。

可选地，供电单元具体为12v供电蓄电池。

根据本发明的另一方面，提供了一种电动汽车，电动汽车采用上述电池管理系统。

根据本发明提供的电池管理系统，能够在工作状态下，不断开低压供电而直接接入额外的电芯模组控制器，对bms系统进行扩展，整个扩展过程bms系统一直处于工作状态，不需要12v断电和重启，不仅简化了扩展操作，还节省了扩展所需时间。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明实施例中的主控制器的架构示意图；

图2示出了本发明实施例中的电芯模组控制器的架构示意图；

图3示出了根据本发明实施例的扩展前的电池管理系统的架构示意图；

图4示出了根据本发明实施例的扩展后的电池管理系统的架构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明实施例提供了一种电池管理系统，其中，该电池管理系统包括：主控制器和至少一个电芯模组控制器。图1示出了本发明实施例中的主控制器的架构示意图，如图1所示，主控制器包括：can通信模块和n个主控模块，每个主控模块包括：供电单元、激励输出单元及反馈输入单元；其中，供电单元具体为12v供电蓄电池，包括12v+和12v-(接地端)，其中，can通信模块用于通过can通信网络与电芯模组控制器进行信息交互。

图2示出了本发明实施例中的电芯模组控制器的架构示意图，如图2所示，至少一个电芯模组控制器包括：供电模块及can通信模块；其中，供电模块包括供电正单元和供电负单元。

在本实施例中，在需要扩展电芯模组控制器时，可以将主控器中的供电单元、can通信模块分别与至少一个电芯模组控制器中的供电模块、can通信模块连接，主控模块中的激励输出单元与反馈输入单元连接；然后，主控制器用于检测反馈输入单元输入的信号是否为有效目标信号，若是，则通过供电单元为至少一个电芯模组控制器供电，通过can通信模块与至少一个电芯模组控制器进行通信，以实现扩展电芯模组控制器。

下面结合具体实例进行说明，图3示出了根据本发明实施例的扩展前的电池管理系统的架构示意图，在图3所示实施例中，主控制器中的主控模块1至主控模块n-1分别与电芯模组控制器1至电芯模组控制器n-1连接，在本实施例中，通过接插件和线束连接主控模块与电芯模组控制器，具体地，主控模块1至主控模块n-1中的供电单元分别通过接插件及线束与电芯模组控制器1至电芯模组控制器n-1中的供电模块相连，主控制器中的can通信模块通过接插件及线束与电芯模组控制器1至电芯模组控制器n-1中的can通信模块连接，并在电芯模组控制器1至电芯模组控制器n-1对应的接插件侧通过线束接通主控模块中的激励输出单元1与反馈输入单元1，…激励输出单元n-1与反馈输入单元n-1。在图3所示实施例中，主控制器通过can通信网络与电芯模组控制器1至电芯模组控制器n-1进行信息交互。

现有的电池管理系统，在扩展电芯模组控制器时，或者移除电芯模组控制器，都需要断开主控制器的12v供电，然后再重新供电，不仅操作繁琐，还耗费时间，本发明提供了一种能够不断电扩展电芯模组控制器的电池管理系统，下面结合图4详细说明：

图4示出了根据本发明实施例的扩展后的电池管理系统的架构示意图。在图4所示实施例中，扩展了电芯模组控制器n，主控制器中的主控模块n与电芯模组控制器n连接，在本实施例中，通过接插件和线束连接主控模块与电芯模组控制器，具体地，主控模块n中的供电单元分别通过接插件及线束与电芯模组控制器n中的供电模块相连，主控制器中的can通信模块通过接插件及线束与电芯模组控制器n中的can通信模块连接，并在电芯模组控制器n对应的接插件侧通过线束接通主控模块中的激励输出单元n与反馈输入单元n。

主控制器设置激励输出单元n输出目标信号，并检测反馈输入单元n输入的信号是否为有效目标信号，若检测出反馈输入单元n输入的信号为有效目标信号，则可以确定电池管理系统接入了新的电芯模组控制器n，主控制器通过供电单元n为电芯模组控制器n供电，并在电芯模组控制器n完成初始化后，主控制器中的can通信模块通过can通信网络与电芯模组控制器n进行通信完成信息交互，实现扩展电芯模组控制器，在整个扩展过程主控制器一直处于工作状态，不需要断开主控制器的12v供电。

主控制器通过反馈输入1-n识别出电池管理系统接入了n个电芯模组控制器。主控制器的软件可以按照电池管理系统有n个电芯模组控制器进行自动配置，使电芯模组控制器可以正常使用。

在本实施例中，并不是将主控模块中的供电单元与电芯模组控制器中供电模块连接，就能实现给电芯模组控制器供电，而是主控制器检测到反馈输入单元的输入信号为有效目标信号的情况下，通过供电单元为电芯模组控制器供电，若并未将激励输出单元与反馈输入单元连接，反馈输入单元就无法检测到有效目标信号，即便将主控模块的供电单元与电芯模组控制器的供电模块连接，主控制器也不会给电芯模块控制器供电。此外，这里接入电芯模组控制器是在电芯模组控制器不带电的情况下接入的，而主控制器并不需要切断已接入的电芯模组控制器的供电，因此，实现了不断电扩展，简化了扩展操作步骤，节省了扩展所需时间，提高了电芯模组控制器扩展效率。

在本发明实施例中，当需要移除电芯模组控制器n时，可以断开激励输出单元n与反馈输入单元n的连接，具体地，主控制器检测反馈输入单元n处的信号，若检测到反馈输入单元输入的信号为无效目标信号，则可以确定电池管理系统移除了电芯模块控制器n，主控制器通过供电单元n切断电芯模组控制器n的供电，从而完成了电芯模组控制器n的移除，整个移除过程主控制器一直处于工作状态，不需要断开主控制器的12v供电，不会给其他电芯模组控制器的正常工作造成影响。

主控制器通过反馈输入1至n-1识别出电池管理系统接入了n-1个电芯模组控制器，移除了电芯模组控制器n。主控制器的软件可以按照电池管理系统有n-1个电芯模组控制器进行自动配置，使电芯模组控制器可以正常使用。

本发明实施例中，可以实现在主控制器带电工作的情况下，任意增加或移除电芯模组控制器，实现在不断电的情况下，就可以快速增加或移除电芯模组控制器，不需要重启系统，节省时间。

根据本发明提供的电池管理系统，能够在工作状态下，不断开低压供电而直接接入额外的电芯模组控制器，对bms系统进行扩展，整个扩展过程bms系统一直处于工作状态，不需要12v断电和重启，不仅简化了扩展操作，还节省了扩展所需时间。

本发明还公开了一种电动汽车，电动汽车采用上述实时中的电池管理系统。

在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(dsp)来实现根据本发明实施例的电池管理系统中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。