一种一线通智能电池管理系统的制作方法

1.本实用新型涉及电池管理系统技术领域，尤其涉及一种一线通智能电池管理系统。


背景技术：

2.bms管理系统是锂电池保护的一道生命线，能提前把控着锂电池出现异常进而防止危险性发生，从而延长锂电池的使用寿命，目前bms管理系统分为纯硬件和软件的两种管理方式。硬件管理系统很成熟，优点是稳定可靠、成本低，但功能比较单一，软件电池管理系统可定制个性化强，具有数据监控功能，但成本高，开发过程复杂、开发难度大，且软件电池管理系统的通讯方式一般都需要两根以上的通讯线，如rs485通讯需要a和b两根通讯线(输出接口包括p+、p-、485a、485b)，rs232通讯则需要3根通讯线(输出接口包括p+、p-、232gnd、232rx、232tx)，can通讯则需要h、l两根线，安装使用不便。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种一线通智能电池管理系统，该系统采用一根通讯信号线即可与外部的上位机通信连接，进而简化了通信过程，便于操作使用，同时，可有效监控电池组的寿命或故障，以便于及时进行处理，此外，还具有基于软件的数据监控、soc估算等功能，使用方便，实用性强。
4.为实现上述目的，采用以下技术方案：
5.一种一线通智能电池管理系统，包括主控mcu、分别与主控mcu电性连接的采样前端模块、mos管检测模块、充放电控制模块、温度检测模块、电压电流检测模块、一线通讯模块，以及用于与电池组连接以为主控mcu供电的供电模块；所述充放电控制模块还分别与mos管检测模块、温度检测模块电性连接；所述一线通讯模块采用一根通信讯号线与外部的上位机通信连接。
6.进一步地，所述一线通讯模块包括光耦、二极管d13、三极管q25、三极管q26；所述光耦分别经txd2引脚和vdd引脚与主控mcu电性连接，二极管d13的负极连接于光耦与上位机的公共连接端，二极管d13的正极与三极管q25的基极连接；所述三极管q25的发射极与三极管q26的集电极连接后与主控mcu的vdd引脚连接，三极管q25的集电极与三极管q26的发射极连接后接地；所述三极管q26的基极还与三极管q25的集电极连接，三极管q26的集电极还与主控mcu的rxd2引脚连接。
7.进一步地，所述采样前端模块包括用于检测电池组中各单节电池的电压动态状况的采样管理单元，以及用于主动均衡处理电池组中各单节电池电压异常的外部均衡单元。
8.进一步地，所述mos管检测模块包括充电管检测单元、放电管检测单元；所述充电管检测单元和放电管检测单元分别用于检测充放电控制模块中的充电管、放电管的工作状态。
9.进一步地，所述温度检测模块包括用于检测充放电控制模块中pcb板温度的pcb板
检测单元，以及用于检测电池组电芯温度的电芯检测单元。
10.进一步地，所述电压电流检测模块包括电压检测单元、电流检测单元。
11.采用上述方案，本实用新型的有益效果是：
12.该系统采用一根通讯信号线即可与外部的上位机通信连接，进而简化了通信过程，便于操作使用，同时，可有效监控电池组的寿命或故障，以便于及时进行处理，此外，还具有基于软件的数据监控、soc估算等功能，使用方便，实用性强。
附图说明
13.图1为本实用新型的原理性框图；
14.图2为本实用新型的主控mcu、温度检测模块、一线通讯模块的电路图；
15.图3为本实用新型的mos管检测模块的电路图；
16.图4为本实用新型的充放电控制模块的电路图；
17.图5为本实用新型的电流检测单元的电路图；
18.其中，附图标识说明：
19.1—主控mcu；2—采样前端模块；
20.3—mos管检测模块；4—充放电控制模块；
21.5—温度检测模块；6—电压电流检测模块；
22.7—一线通讯模块；8—供电模块；
23.21—采样管理单元；22—外部均衡单元；
24.31—充电管检测单元；32—放电管检测单元；
25.51—pcb板检测单元；52—电芯检测单元；
26.61—电压检测单元；62—电流检测单元。
具体实施方式
27.以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。
28.参照图1至5所示，本实用新型提供一种一线通智能电池管理系统，包括主控mcu1、分别与主控mcu1电性连接的采样前端模块2、mos管检测模块3、充放电控制模块4、温度检测模块5、电压电流检测模块6、一线通讯模块7，以及用于与电池组连接以为主控mcu1供电的供电模块8；所述充放电控制模块4还分别与mos管检测模块3、温度检测模块5电性连接；所述一线通讯模块7采用一根通信讯号线与外部的上位机通信连接。
29.其中，所述一线通讯模块7包括光耦、二极管d13、三极管q25、三极管q26；所述光耦分别经txd2引脚和vdd引脚与主控mcu1电性连接，二极管d13的负极连接于光耦与上位机的公共连接端，二极管d13的正极与三极管q25的基极连接；所述三极管q25的发射极与三极管q26的集电极连接后与主控mcu1的vdd引脚连接，三极管q25的集电极与三极管q26的发射极连接后接地；所述三极管q26的基极还与三极管q25的集电极连接，三极管q26的集电极还与主控mcu1的rxd2引脚连接。
30.所述采样前端模块2包括用于检测电池组中各单节电池的电压动态状况的采样管理单元21，以及用于主动均衡处理电池组中各单节电池电压异常的外部均衡单元22；所述mos管检测模块3包括充电管检测单元31、放电管检测单元32；所述充电管检测单元31和放
电管检测单元32分别用于检测充放电控制模块4中的充电管、放电管的工作状态；所述温度检测模块5包括用于检测充放电控制模块4中pcb板温度的pcb板检测单元51，以及用于检测电池组电芯温度的电芯检测单元52；所述电压电流检测模块6包括电压检测单元61、电流检测单元62。
31.本实用新型工作原理：
32.继续参照图1至5所示，本实用新型通过采用一根通讯信号线与外部的上位机或仪表通讯连接，可有效监控电池组的寿命或故障，以便于及时进行处理，具体的：
33.供电模块8包含依次电性连接的一级线性降压单元和二级线性稳压降压单元；一级线性降压单元的输入端与电池组的正负极电性相连，另外一端经二级线性稳压降压单元与主控mcu1电性连接，进而为主控mcu1提供稳定的输入电压。
34.采样前端模块2包括采样管理单元21(用于检测电池组中各单节电池的电压动态状况)和外部均衡单元22(用于主动均衡处理电池组中各单节电池电压异常)，该模块虽然可以主动为电压、电流提供保护功能(不需要外部软件控制)，但不能将采集到的信息(温度、电压、电流等)输出至外部，因此，增加了温度检测模块5、电压检测单元61和电流检测单元62，可将其采集到的温度、电压和电流传输至主控mcu1，以用于soc计算(电池可用容量和额定容量的百分比)。
35.充放电控制模块4用于控制电池组充放电，充电管检测单元31和放电管检测单元32分别用于检测充放电控制模块4中的充电管、放电管是否被击穿损坏，pcb板检测单元51用于检测充放电控制模块4中pcb板温度，电芯检测单元52用于检测电池组电芯温度。
36.参照图2所示，一线通讯模块7采用一根通讯信号线(对应于图中的flc网络)与外部的上位机或仪表通讯连接，其参考p-的电平变化，达到传输数据的目的，从而把系统的电压、电流、温度、soc等数据传输至上位机或仪表等；具体地，当主控mcu1发送数据时，主控mcu1通过把数据转换为高低电平的信号，通过与主控mcu1连接的光耦隔离后，把信号传递到flc的节点上；当外部有数据进来至flc节点时，高低电平信号通过二极管d13传递到三极管q25和三极管q26，两个三级管通过电平变化可以把flc的信号经过隔离后，经rxd2引脚实时反馈至主控mcu1，进而完成数据交互。
37.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。