一种新能源汽车管理控制系统的制作方法

本发明属于新能源汽车控制领域，具体涉及一种新能源汽车管理控制系统。

背景技术：

新能源汽车，目前主要为锂电池供电电动汽车，为整车提供动力的电池组，是由许多电芯串并联组成的，放置在专用的电池箱中。由于电池箱通常安装在车辆的底部，为了避免箱内的动力电池组及其控制单元受损，电池箱一般会有防水防尘的设计要求,通常需要满足ip67等级。由于强控箱内部的控制单元与箱外设备存在电气联系，因此电池箱设计中通常会采用航插，既可以解决电池箱内外线束电气连接的问题，又满足箱体在防水防尘设计上ip67等级的要求。

动力电池组的充电和放电过程，是通过控制单元组合控制多个高压继电器来实现的。这个过程涉及到高压、大电流的通断，会产生较大的噪声干扰。为了降低对其他整车控制单元的干扰，同时防止操作人员误触高压，整车上通常会有强电控制箱，将涉及到高压继电器、预充电阻等设备均放在其中，对高压设备进行空间隔离。箱体设计上，一般也有防水防尘的要求，同样需要航插。

根据强控箱安装位置不同，可以分为两种应用场景:强控箱放在电池箱外部，称为pdu(powerdistributionunit)；强控箱放在电池箱内部，称为bdu(batterydisconnectunit)。

传统的新能源汽车常用解决方案如图1、图2所示。新能源汽车的核心控制单元由bms(电池管理系统)主机和从机，vcu(vcu&bmssystem整车控制器)组成。其中bms主机和从机主要功能包括电池充放电管理，监控和均衡电池的单体电压，实时计算soc电池，上高压、下高压等。vcu负责汽车行驶控制管理，制动能量回收，整车能量管理和优化，网络管理，故障诊断和处理，车辆状态的监测和显示等。

强控箱放在电池箱外部的情况下，bms一般采用分体式的方案，即bms分为主机模块和从机模块，其中主机模块安装在pdu中，从机模块安装在电池箱中。vcu安装在驾驶舱。整车中的蓄电池通过vcu的电源线直接给vcu供电，蓄电池通过pdu的航插连接到bms主机的电源线，给bms主机供电。bms主机引出从机的供电线束通过pdu和电池箱的航插给从机供电，bms从机模块的电源受主机控制。主机模块和从机模块的通信有两种解决方案，分别是can通信和isospi通信，均为差分信号。其中can通信为传统汽车通信方案，isospi是凌力尔特公司提供的通信解决方案。从机的通信线束通过pdu和电池箱的航插与主机的主从通信模块(主从can或isospi)相连，主机的整车can线束从pdu的航插引出与vcu的整车can线束相连，形成三个模块之间的通信。

强控箱在电池箱内部的情况下，bms一般采用一体式的方案，即bms主机和从机功能集成在一个模块中，安装在电池箱内，vcu安装在驾驶舱。整车中的蓄电池通过电池箱的航插与bms一体机的电源线相连，为bms一体机供电。vcu的整车can通信线通过电池箱航插与一体机的整车can通信线相连。bms一体机未引出线束的功能模块用于实现电池箱内部的功能，不需要引出到电池箱之外。

不同的基本功能模块组合在一起，成为控制单元，导致产品线束复杂，电池箱上的航插pin脚数量较多。从整车系统应用的角度来分析，传统的解决方案有如下缺点：一、各模块的基本功能存在重复、交叉的问题，造成硬件资源及成本的浪费；二、模块之间功能不解耦，电池箱和强控箱的之间线束复杂，增加了线束的数量和长度，航插选型也要选择pin脚数量较多的高价位航插，导致线束和航插的成本较高。三、安装维护的难度加大，简单的功能问题可能就要拆电池箱来维护模块，无形中增加了售后成本。

技术实现要素：

本发明的目的就在于为了解决背景技术中存在的问题，提出一种新能源汽车管理控制系统。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种新能源汽车管理控制系统，包括vbs主机、vbs高压模块、vbs从机。其中：

所述vbs主机位于驾驶舱内，其对外连接端口包括电源端口、主从can端口和高低电平驱动端口；所述vbs主机的电源端口连接车载低压蓄电池，为整个管理控制系统提供电力；

所述vbs从机位于电池箱内，其对外连接端口包括电源端口、通信端口和/或主从can端口；

所述vbs高压模块位于强控箱内，其对外连接端口包括电源端口、唤醒端口、主从can端口；

所述强控箱内还设有若干高压继电器，用于控制强电的通断；例如，采用100v-800v高压继电器来控制强电通断。

所述vbs主机的电源端口通过航插与vbs高压模块和/或vbs从机的电源端口连接；所述vbs主机的主从can端口通过航插与vbs高压模块和/或vbs从机的主从can端口连接；所述vbs主机的高低电平驱动端口通过航插与vbs高压模块的唤醒端口和强控箱内的高压继电器连接。

进一步优选地，所述vbs主机的对外连接端口还包括充电国标端口、充电can端口、整车can端口、pwm输入端口、pwm输出端口、传感器供电端口、模拟量输入端口和数字量输入端口。

进一步优选地，所述vbs从机的对外连接端口还包括单体电压采集端口、箱内温度检测端口和单体电压均衡端口。

进一步优选地，所述vbs高压模块还包括高压互锁端口、高压检测端口、绝缘检测端口、电流检测端口和高低电平驱动端口。

进一步优选地，所述强控箱位于电池箱外部，电池箱上设有第一航插，强控箱上设有第二航插；vbs主机的电源端口通过第一航插连接到vbs从机的电源端口，vbs主机的电源端口通过第二航插连接到vbs高压模块的电源端口；vbs主机的主从can端口通过第一航插连接到vbs从机的主从can端口，vbs主机的主从can端口通过第二航插连接到vbs高压模块的主从can端口；vbs主机的高压电平驱动端口通过第二航插连接到vbs高压模块的唤醒端口和强控箱内的高压继电器。

进一步优选地，所述强控箱位于电池箱内部，强控箱上设有第三航插，电池箱设有第四航插；vbs主机的电源端口依次通过第四航插、第三航插连接到vbs高压模块的电源端口；vbs主机的主从can端口通过第四航插连接到vbs从机的主从can，vbs主机的主从can端口依次通过第四航插、第三航插连接到vbs高压模块的主从can端口；vbs主机的高低电平驱动端口依次通过第四航插、第三航插连接到vbs高压模块的唤醒端口和强控箱内的高压继电器。

进一步优选地，vbs高压模块和vbs从机通过isospi通信，所述vbs从机的对外连接端口包括isospi通信端口，所述vbs高压模块的对外连接端口包括与vbs从机的通信端口匹配的isospi通信端口，vbs从机的isospi通信端口与vbs高压模块的isospi通信端口通过第三航插连接通讯。

进一步优选地，vbs高压模块和vbs从机通过can通信，所述vbs从机的对外连接端口包括主从can端口，vbs主机的主从can端口通过第四航插与vbs从机的主从can端口连接，vbs从机的电源端口通过第四航插与vbs主机的电源端口连接，或通过第三航插与vbs高压模块的电源端口连接。

有益效果：

相比较现有技术，本发明通过将bms主机与vcu的重复功能，集成到位于驾驶舱的vbs主机中，降低了成本。控制单元的硬件集成度高，功能无交叉、重复。减少电池箱、强控箱通过航插引出的线束，降低航插和线束的成本；可制造性强：产品模块功能充分解耦，降低产品复杂性、提升产品可靠性，有利于批量生产和后期维护。

附图说明

图1是现有技术中强控箱放于电池箱外部结构图；

图2是现有技术中强控箱放于电池箱内部结构图；

图3是本发明实施例1中强控箱放于电池箱外部结构图；

图4是本发明实施例2中强控箱放于电池箱内部结构图；

图5是本发明实施例3中强控箱放于电池箱内部结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

实施例1

本实施例提供了一种新能源汽车管理控制系统，为强电控制箱设于电池箱外部的实施例，这时强电控制箱称作pdu，下面结合附图图3对本发明的管理控制系统做进一步阐述。

所述vbs主机位于驾驶舱内，其对外连接端口包括用于本控制系统供电的电源端口、主从can端口、高低电平驱动端口，还包括充电国标端口、充电can端口、整车can端口、pwm输入端口、pwm输出端口、传感器供电端口、模拟量输入端口和数字量输入端口；所述vbs主机的电源端口连接车载低压蓄电池，为整个管理控制系统提供电力。

所述vbs从机位于电池箱内，其对外连接端口包括电源端口、主从can端口，还包括单体电压采集端口、箱内温度检测端口和单体电压均衡端口。

所述vbs高压模块位于强控箱内，其对外连接端口包括电源端口、唤醒端口、主从can端口，还包括高压互锁端口、高压检测端口、绝缘检测端口、电流检测端口和高低电平驱动端口。

所述强控箱内还设有若干高压继电器，用于控制强电的通断。

所述电池箱上设有航插1，强控箱上设有航插2；vbs主机的电源端口通过航插1连接到vbs从机的电源端口，vbs主机的电源端口通过航插2连接到vbs高压模块的电源端口；vbs主机的主从can端口通过航插1连接到vbs从机的主从can端口，vbs主机的主从can端口通过航插2连接到vbs高压模块的主从can端口；vbs主机的高压电平驱动端口通过航插2连接到vbs高压模块的唤醒端口和强控箱内的高压继电器。

实施例2

本实施例提供了另一种新能源汽车管理控制系统，为强电控制箱设于电池箱内部的实施例，这时强电控制箱称作bdu。下面结合附图图4对本发明的管理控制系统做进一步阐述。

所述vbs主机位于驾驶舱内，其对外连接端口包括用于本控制系统供电的电源端口、主从can端口、高低电平驱动端口，还包括充电国标端口、充电can端口、整车can端口、pwm输入端口、pwm输出端口、传感器供电端口、模拟量输入端口和数字量输入端口；所述vbs主机的电源端口连接车载低压蓄电池，为整个管理控制系统提供电力。

所述vbs从机位于电池箱内，其对外连接端口包括电源端口、isospi通信端口，还包括单体电压采集端口、箱内温度检测端口和单体电压均衡端口。

所述vbs高压模块位于强控箱内，其对外连接端口包括电源端口、唤醒端口、主从can端口、isospi通信端口，还包括高压互锁端口、高压检测端口、绝缘检测端口、电流检测端口和高低电平驱动端口。

所述强控箱内还设有若干高压继电器，用于控制强电的通断。

所述强控箱位于电池箱内部，强控箱上设有航插3，电池箱上设有航插4；vbs主机的电源端口通过航插4连接到vbs从机的电源端口，vbs主机的电源端口依次通过航插4、航插3连接到vbs高压模块的电源端口；vbs主机的主从can端口依次通过航插4、航插3连接到vbs高压模块的主从can端口；vbs主机的高低电平驱动端口依次通过航插4、航插3连接到vbs高压模块的唤醒端口和强控箱内的高压继电器；vbs高压模块的isospi通信端口通过航插3与vbs从机的isospi通信端口连接，通过isospi端口进行通讯。

实施例3

本实施例提供了另一种新能源汽车管理控制系统，如图5，与实施例4的区别在于vbs高压模块通过主从can与vbs从机通讯。本实施例中，vbs高压模块和vbs从机需要从vbs主机取电，vbs主机的电源端口依次通过航插6、航插5与vbs高压模块的电源端口连接，vbs主机的电源端口通过航插6与vbs从机的电源端口连接。vbs主机的主从can端口依次通过航插6、航插5与vbs高压模块的主从can端口连接，vbs主机的主从can端口通过航插6与vbs从机的主从can端口连接。

其中实施例1较图1的传统方式，实施例2/3较图2的传统方式，减少了航插线束，降低了航插和线束的采购成本。增加了系统稳定性，降低了维护成本。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。