一种电池管理系统的制作方法

本实用新型涉及涉及电动汽车技术领域，尤其是涉及一种电池管理系统。

背景技术：

动力电池组的单体电池电压、电池包内温度采集及均衡控制策略是电池管理系统中的一项关键技术，如何实现电池组的单体电压同步采集以及电池单体电压的采集精度是国内外研究单体电压采集的关键问题。如果电动汽车要求装配电池的区域更加灵活，六通道的电池电压监测芯片提供了更加灵活的选择。电动汽车动力电池组由上百节电池单体串联组成，采用多芯片进行级联，可以同时采集电池组的电池电压。尤其是随着新能源汽车种类的不断扩展，电动汽车的动力电池的电压也越来越高，所以需要多节电池串联，带来的电池管理需要检测的温度点数量比较多。且单个控制芯片需要采集十几节甚至更多的单体电池的电压，其自带的温度点个数过少，带来测量精度不高的问题。

基于上述问题，有必要提供一种能够解决上述问题的电池管理系统。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种降低了物料成本，安装灵活，可扩展性高的电池管理系统。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种电池管理系统，包括电源模块、中央处理器模块，其特征在于，还包括数据通讯模块、电池电压温度采集模块和电流采集模块，所述的电源模块分别与所述的中央处理器模块、数据通讯模块、电池电压温度采集模块和电流采集模块相连，所述中央处理器模块又分别与所述的数据通讯模块、电池电压温度采集模块和电流采集模块相连，所述的电源模块、数据通讯模块与电流采集模块分别与外部电路相连。

在使用时，电池管理系统由多个模块协同工作，系统工作时，电源模块将直流电经过滤波处理，再通过降压处理得到纯净的电压供给中央处理器模块和其他的模块供电，数据通讯模块负责与上位机通讯，将采集的电压、电流、温度信息直观的在上位机中显示出来，中央处理器模块分析处理采集到的信息，再将信号传送给上位机，电池电压温度采集模块分别采集单体电压和单体温度，电流采集模块采集单体电流，模块化的设计，减少了不必要的贵金属材料成本，该优点在大型电池包设计中尤为突出；子模块充分发挥了体积小，便于布局的优势，由于体积小、重量轻，无需在电池包中设计特殊的布置空间和高强度支架，对安装环境的要求较低；同一车型往往会配备不同大小的动力电池包，以实现不同续航里程，来细分市场，本项目研发的BMS系统，客户在增加电池数量扩大电池包后，只需要增加子模块数量，便可实现不同大小电池包设计需求，可扩展性高。

作为优选，所述电源模块由前级滤波电路和降压电路构成，所述前级滤波电路与所述外部电路相连。在使用时，经过前级滤波电路和降压电路可以得到更稳定的电压供给整个系统的芯片用电。

作为优选，所述电池电压温度采集模块包括单体电压采集电路、温度采集电路、通信电路，所述的单体电压采集电路包括若干个单体电压输入模块、总压采集模块和用于控制所述中央处理器模块工作与否的SHDN模块，每个所述的单体电压输入模块都单独接入所述中央处理器模块的引脚上，且所述的单体电压输入模块依次串联，所述的总压采集模块与串联着的单体电压输入模块的一端相连，所述的中央处理器模块上设有温度点和GPIO口，所述的GPIO口连接一个模拟开关扩展芯片，所述的模拟开关扩展芯片上连接若干个温度点扩展电路，所述的温度点扩展电路上都设有温度点，所述的通信电路连接在所述中央处理器模块上。在使用时，每个单体电压输入模块采集每节电池的单体电压，每个所述的单体电压输入模块都单独接入所述中央处理器模块的引脚上，实现对每个单体电池的电压采集，再把采集的数据传给中央处理器模块，总压采集模块的设置有利于实现电池组的总压采集，SHDN模块的设置有利于合理的控制中央处理器模块的工作与否，这种电压采集电路稳定性好，采集精度更高。中央处理器模块自带有温度点，再结合自带的GPIO口利用模拟开关扩展芯片对温度点进行扩展，从而使温度点的总个数增多，使其对电池温度变化更为敏感，精度更高。

作为优选，所述的单体电压输入模块包括第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻，所述第一电阻的一端与第一电容的一端相连，其公共端接入所述的中央处理器模块的引脚，所述第一电容的另一端接地，所述第一电阻的另一端与第二电阻的一端相连，所述第二电阻的另一端与所述第二电容的一端相连，其公共端接入所述的中央处理器模块的引脚，所述第二电容的另一端接地。在使用时，单体电压输入模块采集每个单体电池的电压，再把采集数据传给中央处理器模块，所有的单体电压输入模块相互串联。

作为优选，前一个所述的单体电压输入模块的第二电容的接地端与后一个所述的单体电压输入模块的第二电阻与第二电容的公共端相连。在使用时，所有的单体电压输入模块共用一个接地端，减少了不必要的贵金属材料成本，这种设计在大型电池包设计中尤为突出。

作为优选，所述的SHDN模块的一端接入所述中央处理器模块的引脚，另一端接地。在使用时，SHDN模块与中央处理器模块相连的一端常态高电平，使得中央处理器模块一直处于工作状态。

作为优选，所述的温度点扩展电路包括电感线圈、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第三电容，所述电感线圈的一端与所述第三电阻和第四电阻的一端相连，所述第四电阻的另一端与所述第五电阻的一端和第三电容的一端相连，所述第三电容的另一端接地，所述第五电阻的另一端与所述模拟开关扩展芯片相连，所述电感线圈的另一端设有温度传感器，所述第四电阻的另一端设置有温度点。

作为优选，所述模拟开关扩展芯片上设有接地点，所述接地点与所述第三电容的另一端相连。

作为优选，所述第三电阻、第四电阻与第五电阻的阻值相同。

作为优选，所述电流采集模块包括ADC模拟电路，所述ADC模拟电路外接一个分流器。在使用时，将分流器接入电池系统中，利用分流器的输出电压的微小变化来反映电池电流的变化，然后通过一个运放，放大这个电压信号，然后传送给中央处理器模块处理，通过中央处理器模块的内部程序的计算得出具体电池电流的值。

本实用新型带来的有益效果是，降低了物料成本，安装灵活，可扩展性高，扩展中央处理器模块上的温度点，使其对电池温度变化更为的敏感，检测精度更高，提供一种使整个系统电压温度采集精度高，稳定性好的电压温度采集模块。

附图说明

附图1是本实用新型的一种结构示意图；

附图2是本实用新型的一种结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

如图1和图2所示，本实用新型是一种电池管理系统，包括电源模块、中央处理器模块1，其特征在于，还包括数据通讯模块、电池电压温度采集模块和电流采集模块，所述的电源模块分别与所述的中央处理器模块、数据通讯模块、电池电压温度采集模块和电流采集模块相连，所述中央处理器模块又分别与所述的数据通讯模块、电池电压温度采集模块和电流采集模块相连，所述的电源模块、数据通讯模块与电流采集模块分别与外部电路相连。电池管理系统由多个模块协同工作，系统工作时，电源模块将直流电经过滤波处理，再通过降压处理得到纯净的电压供给中央处理器模块和其他的模块供电，数据通讯模块负责与上位机通讯，将采集的电压、电流、温度信息直观的在上位机中显示出来，中央处理器模块分析处理采集到的信息，再将信号传送给上位机，电池电压温度采集模块分别采集单体电压和单体温度，电流采集模块采集单体电流，模块化的设计，减少了不必要的贵金属材料成本，该优点在大型电池包设计中尤为突出；子模块充分发挥了体积小，便于布局的优势，由于体积小、重量轻，无需在电池包中设计特殊的布置空间和高强度支架，对安装环境的要求较低；同一车型往往会配备不同大小的动力电池包，以实现不同续航里程，来细分市场，本项目研发的BMS系统，客户在增加电池数量扩大电池包后，只需要增加子模块数量，便可实现不同大小电池包设计需求，可扩展性高。

所述电源模块由前级滤波电路和降压电路构成，所述前级滤波电路与所述外部电路相连。在使用时，经过前级滤波电路和降压电路可以得到更稳定的电压供给整个系统的芯片用电。所述电池电压温度采集模块包括单体电压采集电路2、温度采集电路6、通信电路7，所述的单体电压采集电路2包括若干个单体电压输入模块2、总压采集模块3和用于控制所述中央处理器模块1工作与否的SHDN模块4，每个所述的单体电压输入模块2都单独接入所述中央处理器模块1的引脚上，且所述的单体电压输入模块2依次串联，所述的总压采集模块3与串联着的单体电压输入模块2的一端相连。设有温度点A和GPIO口，所述的GPIO口连接一个模拟开关扩展芯片5，所述的模拟开关扩展芯片5上连接若干个温度点扩展电路，所述的温度点扩展电路上都设有温度点A，所述的通信电路7连接在所述中央处理器模块1上。每个单体电压输入模块2采集每节电池的单体电压，每个所述的单体电压输入模块2都单独接入所述中央处理器模块1的引脚上，实现对每个单体电池的电压采集，再把采集的数据传给中央处理器模块1，总压采集模块3的设置有利于实现电池组的总压采集，SHDN模块4的设置有利于合理的控制中央处理器模块的工作与否，这种电压采集电路稳定性好，采集精度更高。中央处理器模块1自带有温度点A，再结合自带的GPIO口利用模拟开关扩展芯片5对温度点A进行扩展，从而使温度点A的总个数增多，使其对电池温度变化更为敏感，精度更高。

所述的单体电压输入模块2包括第一电容21、第二电容22、第一电阻23、第二电阻24，所述第一电阻23的一端与第一电容21的一端相连，其公共端接入所述的中央处理器模块1的引脚，所述第一电容21的另一端接地，所述第一电阻23的另一端与第二电阻24的一端相连，所述第二电阻24的另一端与所述第二电容22的一端相连，其公共端接入所述的中央处理器模块1的引脚，所述第二电容22的另一端接地。单体电压输入模块2采集每个单体电池的电压，再把采集数据传给中央处理器模块1，所有的单体电压输入模块2相互串联。前一个所述的单体电压输入模块2的第二电容22的接地端与后一个所述的单体电压输入模块2的第二电阻24与第二电容22的公共端相连。所有的单体电压输入模块2共用一个接地端，减少了不必要的贵金属材料成本，这种设计在大型电池包设计中尤为突出。所述的SHDN模块4的一端接入所述中央处理器模块1的引脚，另一端接地。在使用时，SHDN模块4与中央处理器模块1相连的一端常态高电平，使得中央处理器模块1一直处于工作状态。所述的中央处理器模块1上设有与所述总压采集模块3相连的HV口。所述的总压采集模块3一端接入所述HV口，另一端与串联着的单体电压输入模块2相连。在使用时，总压采集模块3的设置有利于实现电池组的总压采集。

所述的温度点扩展电路包括电感线圈61、第三电阻62、第四电阻63、第五电阻64、第三电容65，所述电感线圈61的一端与所述第三电阻62和第四电阻63的一端相连，所述第四电阻63的另一端与所述第五电阻64的一端和第三电容65的一端相连，所述第三电容65的另一端接地，所述第五电阻64的另一端与所述模拟开关扩展芯片5相连，所述电感线圈61的另一端设有温度传感器66，所述第三电阻62的另一端设置有温度点A。所述模拟开关扩展芯片5上设有接地点67，所述接地点67与所述第三电容65的另一端相连。所述第三电阻62、第四电阻63与第五电阻64的阻值相同。

所述电流采集模块包括ADC模拟电路，所述ADC模拟电路外接一个分流器。在使用时，将分流器接入电池系统中，利用分流器的输出电压的微小变化来反映电池电流的变化，然后通过一个运放，放大这个电压信号，然后传送给中央处理器模块处理，通过中央处理器模块的内部程序的计算得出具体电池电流的值。

本实用新型带来的有益效果是，降低了物料成本，安装灵活，可扩展性高，扩展中央处理器模块上的温度点，使其对电池温度变化更为的敏感，检测精度更高，提供一种使整个系统电压温度采集精度高，稳定性好的电压温度采集模块。