一种电池包智能传感控制器及应用的制作方法

本发明涉及新能源，具体地，涉及一种电池包智能传感控制器、应用以及一种新能源汽车。

背景技术：

1、目前锂离子电池包，应用范围及重视程度越来越高，例如储能应用和新能源汽车应用等。由于能量密度大，普及范围广，且和使用者范围近，安全要求越来越高。

2、新能源汽车为了保证安全性，具有汽车安全完整性等级标准，即当新能源汽车遇到故障时，每个部件或系统都需要达到相应的功能安全等级，以避免严重事故的发生。现有技术中，针对电动汽车中电池包的功能安全目标，包括：对于电池包中电流的采集，并确定电池包中的电流是否超过规定的范围，判断电池包中的电流是否过流，电池包是否故障；对于电池包中高压的采集，并确定电压是否在正常范围；电池包绝缘电阻值的采集，并确定其值是否在正常范围；电池包高压继电器的控制，以决定电池包是否可以对外输出电能。

3、但是，当前采用的hall电流传感器采集电池包中的电流，hall电流传感器存在零漂现象，并容易受电磁干扰；高压的采集和高压继电器的控制，往往由电池包外的电池管理系统主控制器或者动力域控制器完成，使得电池管理系统主控制器或者动力域控制器设计复杂，对于高压采集线路、继电器驱动线路和隔离要求很高，一旦发生问题，很容易烧毁电池管理系统主控制器或者动力域控制器，造成安全故障。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种电池包智能传感控制器、应用以及一种新能源汽车。

2、根据本发明的一个方面，提供一种电池包智能传感控制器，包括：

3、数据采集单元，所述数据采集单元获取电池包的多个参数并转化为数字信号，多个所述参数包括电流、电压、功率、电量、能量变化值、绝缘电阻值、温度和气体浓度；

4、通讯和处理单元，所述通讯和处理单元汇总多个所述参数的数字信号，进行处理运算，发送至通讯网络，供外部的电池管理系统主控制器或者动力域控制器使用；所述通讯和处理单元接收电池管理系统主控制器或者动力域控制器的指令；

5、高压继电器驱动单元，所述高压继电器驱动单元根据所述通讯和处理单元接收的所述指令，控制外部的高压继电器的闭合和断开，使能或者终止电池包的充放电，并进行故障诊断和安全保护；

6、供电单元，所述供电单元为所述采集单元、通讯和处理单元和高压继电器驱动单元进行低压供电；

7、通讯和供电隔离单元，所述通讯和供电隔离单元对外部的电池管理系统主控制器或者动力域控制器的低压供电和进行通讯隔离。

8、优选地，所述数据采集单元，包括：

9、分流器，所述分流器采集所述电池包的母线流经的模拟电流信号，转换为模拟电压信号；

10、电流采集芯片，所述电流采集芯片将所述分流器两端的模拟电压信号转换为数字信号；

11、电压采集电路，所述电压采集电路采集所述电池包的多路电压，将所述多路电压的模拟电压信号转换为数字信号；基于所述分流器、电流采集芯片以及电压采集电路获得的电流和电压参数信息，通过充放电电流对时间积分的方式，获得充放电的电量；通过电流与电压相乘得出实时的输入、输出功率；通过对所述输入、输出功率积分，统计电池包的能量变化值；

12、气体传感器，所述气体传感器感知所述电池包中危险气体浓度信号并将其转换为数字信号；

13、温度传感器，所述温度传感器感知所述电池包中温度信号并将其转换为数字信号；

14、绝缘电阻检测开关，通过控制所述绝缘电阻检测开关周期性闭合和断开，获得测量回路的电压变化，得到所述电池包正对地和负对地的绝缘阻值。

15、优选地，所述通讯和处理单元包括主芯片，所述主芯片按照通讯协议接收和发送信号、接收所述数据采集单元的参数信息并进行数据处理和控制；所述高压继电器驱动单元包括高压继电器驱动电路，所述高压继电器驱动电路包括高边或者低边驱动，接收来自所述主芯片的控制信号，控制继电器的闭合和断开，使能或者终止电池包的充放电，并进行故障诊断和安全保护。

16、优选地，闭合所述高压继电器时，通过所述高压继电器驱动电路将12v或者24v输出至所述高压继电器控制线圈，使得所述高压继电器触点闭合；断开所述高压继电器时，断开输出至所述高压继电器控制线圈的12v或者24v，使得所述高压继电器触点断开；

17、所述故障诊断包括：根据所述数据采集单元测量所得的电池包的电压，判断所述高压继电器是否按照指令执行闭合或者断开，是否存在粘连现象。

18、优选地，所述通讯协议包括协议can、rs485、lin、flexray和/或以太网。

19、优选地，所述主芯片可根据采集的电流、电压、温度、气体浓度及故障诊断信息，自行决定是否断开所述高压继电器。

20、优选地，当所述电池包内部出现故障，烧毁传感控制器时，所述通讯及供电隔离单元保护整车及电池管理系统主控制器不受影响。

21、根据本发明的第二个方面，提供一种电池包智能传感控制器的应用，将上述的电池包智能传感控制器和电池包集成在一个电池包连接盒中，所述智能传感控制器与外部的电池管理系统主控制器或者动力域控制器通讯。

22、优选地，所述电池管理系统或者动力域控制器适配不同车型时，所述电池包智能传感控制器无需重新设计。

23、根据本发明的第三个方面，提供一种新能源汽车，其特征在于，包括上述的电池包智能传感控制器，或者，包括上述的电池包智能传感控制器的应用。

24、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

25、本发明实施例中的电池包智能传感控制器，将电流、电压等参数采集、监测功能集成一体，位于独立的电池包智能传感控制器内，当智能传感控制器发生故障时，不会影响整车系统。

26、本发明实施例中的电池包智能传感控制器，其电流、电压的检测在现场进行采集、计算以及实时转换为通讯信号，降低了误差的引入，更加准确。

27、本发明实施例中的电池包智能传感控制器，电池管理系统主控制器或者动力域控制器与电池包智能传感控制器之间低压供电及通讯，不存在高压测量，一旦电池包失效，高压部分隔离，不会对电池管理系统主控制器或者动力域控制器造成影响，电池管理系统主控制器或者动力域控制器有更多的时间和机会处理故障保证安全。

28、本发明实施例中的电池包智能传感控制器的应用，将电流采样、高压采样和高压继电器驱动，这些与高压或大电流相关的部分从主控制器中剥离开来，由位于电池包中的电池包智能传感控制器完成，主控制器与电池包之间仅存在低压通讯和低压供电给电池包智能传感控制器，使得主控制器与电池包高压完全隔离，克服了现有技术中系统架构划分不清晰，避免了一旦电池包内部出现问题，可能直接将主控制器烧毁的隐患。

29、本发明实施例中的电池包智能传感控制器的应用，电池管理系统或者动力域控制器适配不同车型时，高压及电流采样部分无需变化，降低整机设计的复杂性，便于电池管理系统bms整系统的快速设计交付。

技术特征：

1.一种电池包智能传感控制器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种电池包智能传感控制器，其特征在于，所述数据采集单元，包括：

3.根据权利要求1所述的一种电池包智能传感控制器，其特征在于，所述通讯和处理单元包括主芯片，所述主芯片按照通讯协议接收和发送信号、接收所述数据采集单元的参数信息并进行数据处理和控制；

4.根据权利要求3所述的一种电池包智能传感控制器，其特征在于，闭合所述高压继电器时，通过所述高压继电器驱动电路将12v或者24v输出至所述高压继电器控制线圈，使得所述高压继电器触点闭合；断开所述高压继电器时，断开输出至所述高压继电器控制线圈的12v或者24v，使得所述高压继电器触点断开；

5.根据权利要求3所述的一种电池包智能传感控制器，其特征在于，所述通讯协议包括协议can、rs485、lin、flexray和/或以太网。

6.根据权利要求3所述的一种电池包智能传感控制器，其特征在于，所述主芯片可根据采集的电流、电压、温度、气体浓度及故障诊断信息，自行决定是否断开所述高压继电器。

7.根据权利要求1所述的一种电池包智能传感控制器，其特征在于，当所述电池包内部出现故障，烧毁所述传感控制器时，所述通讯及供电隔离单元保护整车及电池管理系统主控制器不受影响。

8.一种电池包智能传感控制器的应用，其特征在于，将权利要求1-7任一项所述的电池包智能传感控制器和电池包集成在一个电池包连接盒中，所述智能传感控制器与外部的电池管理系统主控制器或者动力域控制器通讯。

9.根据权利要求8所述的一种电池包智能传感控制器的应用，其特征在于，所述电池管理系统或者动力域控制器适配不同车型时，所述电池包智能传感控制器无需重新设计。

10.一种新能源汽车，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的电池包智能传感控制器，或者，包括权利要求8-9任一项所述的电池包智能传感控制器的应用。

技术总结
本发明提供一种电池包智能传感控制器及应用，包括：数据采集单元，获取电池包的多个参数；通讯和处理单元汇总多个参数进行处理运算，发送至通讯网络，供外部电池管理系统主控制器或者动力域控制器使用；通讯和处理单元接收电池管理系统主控制器或者动力域控制器的指令；高压继电器驱动单元控制外部的高压继电器闭合和断开，使能或者终止电池包的充放电，并进行故障诊断和安全保护；供电单元为数据采集单元、通讯和处理单元和高压继电器驱动单元进行低压供电；通讯和供电隔离单元隔离外部低压供电和通讯。本发明用于控制继电器，将电流、电压等参数采集、监测功能、继电器控制功能集成一体，当智能传感控制器发生故障时，不会影响整车系统。

技术研发人员：卢丛翔
受保护的技术使用者：苏州猛禽电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15