CN105774699A - 应用于新能源电动汽车中的电池管理系统集设备 - Google Patents

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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/023—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for transmission of signals between vehicle parts or subsystems

Abstract

本发明提供新能源汽车电池管理技术领域中的应用于新能源电动汽车中的电池管理系统集设备。本发明公开了一种新能源汽车电池管理系统BMS无线数据采集设备。本设备包括微处理器，无线数据收发模块，数据存储模块，人机交互模块，CAN总线接口、电源管理模块及锂电池组。通过使用锂电池组供电和采用无线自组网模块完成数据收发，本发明设备以便捷、可靠地方式完成一定地域范围内新能源汽车电池管理系统数据的采集、显示与存储。本发明所述微处理器用于与新能源汽车BMS主控模块进行数据交互以完成该设备的数据收发、存储及显示；该设备体积小，功耗低，可应用于新能源汽车运营中心、私家车及BMS厂家调试等场合。

Description

应用于新能源电动汽车中的电池管理系统集设备
技术领域
本发明涉及新能源汽车电池管理技术领域中的应用于新能源电动汽车中的电池管理系统集设备。
背景技术
伴随着新能源汽车的迅猛发展，其安全性也越来越受到重视，尤其是作为其动力来源的高容量电池组，要安全、高效地发挥它的作用，电池管理系统BMS必不可少。目前，汽车内部的BMS大多采用CAN总线完成系统内部以及和整车控制器的通信，CAN总线系统以其结构简单，通信自由、传输稳定等特点，在汽车电子领域得到了广泛应用，与之对应的CAN总线数据采集设备在汽车厂家、售后服务商及车辆运营中心等场所使用也越来越广泛。
目前，应用于新能源汽车电池管理系统的数据分析设备大多采用手持式CAN数据分析仪，该分析仪采用有线方式接入BMS总线系统，电源供应包括自身蓄电池及车载直流电源两种方式，每次只能读取一辆汽车的BMS总线数据，而对于那些无法提供车载电源或者没有预留CAN总线接口的新能源汽车，还有对于那些需要快速获取场地内多辆新能源汽车BMS数据的场合，上述手持式CAN数据分析仪使用起来极为不便。
发明内容
本发明提供了应用于新能源电动汽车中的电池管理系统集设备，解决了现有手持CAN数据分析仪在汽车内没有预留CAN总线接口情况下无法使用，且无法同时采集多辆汽车BMS数据的问题。
本发明提供的新能源汽车电池管理系统无线数据采集设备，通过以下技术方案实现：
微处理器3收到人机交互模块8的指令后、通过无线数据收发模块2发送到各个BMS主控模块1，各主控模块与采集设备以特定协议完成自组网过程，然后采集设备便可获取网络内所有主控模块的BMS数据，进而完成数据的显示和存储，同时，采集设备还预留CAN总线接口，可实现对不能组网车辆的BMS数据采集。采集设备使用锂电池组供电，通过与之相连的电源管理模块为微处理器、数据收发模块、人机交互模块及数据存储模块提供不同的电源供应。
所述的微处理器3采用飞思卡尔(Freescale)公司的32位Power架构单片机MPC5604，内部集成6路增强型CAN总线模块FlexCAN，4路LIN、3路SPI及1路IIC串行接口模块，片内FLASH、中断控制器等模块。
所述的电源模块5使用磷酸铁锂电池组供电，采用电源管理芯片LM2576-12提供+12V电压及电源管理芯片TPS54225提供+5V、+3.3V、+1.2V电压。
所述的无线数据收发模块2采用以德州仪器TI的CC2530为核心的Zigbee模块，与所述微处理器和所述电源管理模块连接。
所述的数据存储模块采用8GBSD卡，与所述微处理器和所述电源管理模块连接。
所述的主控模块1作为新能源汽车BMS系统一部分与所述无线数据收发模块连接。
所述人机交互模块8采用可触摸式液晶屏，与所述微处理器和所述电源管理模块连接。
所述CAN总线接口6采用CAN收发器ADM3053，与所述微处理器和所述电源模块连接，对于无法组网的主控模块，所述CAN总线接口还将与所述主控模块CAN总线接口连接。
本发明提供的新能源汽车电池管理系统无线数据采集设备，采用Zigbee无线自组模块完成采集设备和各主控模块的通信，进一步地，该设备可一次性完成多辆汽车BMS数据的采集，更进一步地，该设备使用高容量锂电池组供电并进行低功耗设计，解决了现有手持CAN总线数据分析仪使用不便，效率低下的问题。另外，该设备预留CAN总线接口，以便采集无法组网的主控模块BMS数据。
附图说明
图1是本发明的原理框图
图1中：1是BMS主控模块，2是无线数据收发模块，3是微处理器，4是锂电池组，5是电源管理模块，6是CAN总线接口，7是数据存储模块，8是人机交互模块。
具体实施方式
下面通过实施例，结合附图1，对本发明的技术方案做进一步说明。
实施例：如图1所示，本发明的新能源汽车电池管理系统无线数据采集设备，包括微处理器3，与之连接的电源管理模块5、无线数据收发模块2、CAN总线接口6、数据存储模块7、人机交互模块8，锂电池组4与电源管理模块5连接；还有与无线数据收发模块2连接的新能源汽车BMS主控模块1。
其中，微处理器3采用汽车级单片机MPC5604，其一路SPI模块连接无线数据收发模块2的串行通信接口，另一路SPI模块连接数据存储模块7的SPI接口，微处理器3的一路LIN接口模块连接人机交互模块8的串行通信接口，微处理器3的一路CAN模块连接CAN总线接口6，微处理器3的电源输入端及外部参考电源输入端连接电源管理模块5的输出端。
无线数据收发模块2以TI的CC2530为核心，其串行通信接口连接射频功放模块nRF2401的SPI模块，射频功放模块nRF2401的天线接口连接外置天线，无线数据收发模块的串行通信接口与微处理器3的一路LIN接口模块及主控模块1的一路LIN接口模块连接，完成数据的内部通信，另外，无线数据收发模块2的电源部分输入端与电源管理模块5的输出端连接。
数据存储模块7采用8GBSDHC卡，等级为4，理论数据读取速度4MB/S，该存储卡采用SPI模式与微处理器3的一路SPI模块连接，另外，数据存储模块7电源输入端与电源管理模块5输出端连接。
人机交互模块8包括一个液晶显示屏、显示驱动电路及接口模块，本实施例采用8.0英寸65K色电阻式触摸屏，接口模块为TTL电平类型串口模块，该接口模块与微处理器3的一路LIN总线模块连接，另外，人机交互模块8的电源输入端与电源管理模块5的输出端连接。
电源管理模块5包括18650型磷酸铁锂电池组和直流稳压电源模块LM2576-12、TPS54225.直流稳压电源模块的电源输入端与锂电池组的两端连接，直流稳压电源模块的使能输入端与微处理器3的数字输入输出端口连接，通过上述实施例的具体说明，本发明的技术优势体现在下面三个方面：便捷、可靠--本发明采用无线自组网方式实现数据的采集，通过一款内嵌Zigbee协议的单片机CC2530，用户在开启数据采集设备后，无需进行任何操作，几分钟内便可完成与一定地域内所有BMS主控模块的连接，然后用户可根据自己需要，采集任意网络节点的数据，另外，数据在网络中的传递具有极高的安全性，Zigbee协议包含数据完整性检查和鉴权功能，还可采用AES-128加密算法对数据进行加密，确保数据的安全、可靠。
低功耗--本发明针对锂电池供电方案做了低功耗设计，微处理器判断用户无操作2秒后发指令给无线数据收发模块使其处于睡眠模式2，同时发指令给人机交互模块使其降低屏幕亮度，再过2秒后用户仍无操作，微处理器发指令给无线数据收发模块使其处于睡眠模式3，同时发指令给人机交互模块关闭显示屏，最后微处理器进入低功耗模式。在用户短按设备电源键后，微处理器退出低功耗模式，开启显示屏，等待用户继续操作。
应用灵活--本发明提供的无线数据采集设备，借助锂电池供电及数据无线收发方案，可根据需要实施固定式和手持式两种结构方案，同时，本设备还预留CAN总线接口，便于在没有组网的新能源车辆上使用，用户使用方式灵活。
最后应特别申明的是：此说明书所示实施例，仅用以说明本发明的技术方案，并不是对本发明技术方案实施细节的限制，对此，本领域的技术人员应知悉这一点：可对上实施例所采用的技术方案进行细节修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换，但所有这些细节修改及等同替换，并不使其技术方案的本质脱离本发明提出的技术方案的范围。

Claims (7)

1.应用于新能源电动汽车中的电池管理系统集设备，其特征在于：包括BMS主控模块、微处理器、无线数据收发模块、数据存储模块、人机交互模块、CAN总线接口、电池管理模块及锂电池组；所述微处理器一路SPI模块连接无线数据收发模块串行通信接口，所述微处理器另一路SPI模块连接数据存储模块SPI接口，所述微处理器一路LIN接口模块连接人机交互模块串行通信接口，所述微处理器一路CAN总线模块连接CAN总线接口，所述微处理器电源输入端及外部参考电源输入端连接电源管理模块输出端；所述无线数据收发模块连接BMS主控模块、微处理器及电源管理模块；所述数据存储模块连接微处理器与电源管理模块；所述人机交互模块连接微处理器及电源管理模块；所述CAN总线接口连接微处理器及电源管理模块；所述电源管理模块连接锂电池组及上述各模块。
2.根据权利要求1所述的应用于新能源电动汽车中的电池管理系统集设备，其特征在于：所述的微处理器采用飞思卡尔的32位单片机MPC5604。
3.根据权利要求1所述的应用于新能源电动汽车中的电池管理系统集设备，其特征在于：所述的无线收据收发模块采用德州仪器的单片机CC2530及NORDIC的nRF2401，采用Zigbee协议通信。
4.根据权利要求1所述的应用于新能源电动汽车中的电池管理系统集设备，其特征在于：所述的人机交互模块采用的是电阻式可触摸液晶显示屏及带串行通信接口的驱动电路板。
5.根据权利要求1所述的应用于新能源电动汽车中的电池管理系统集设备，其特征在于：所述的数据存储模块采用的是容量为8GB、速度等级为4的SDHC型存储卡。
6.根据权利要求1所述的应用于新能源电动汽车中的电池管理系统集设备，其特征在于：所述的CAN总线接口采用的是ADI的电源隔离型CAN数据收发器ADM3053。
7.根据权利要求1所述的应用于新能源电动汽车中的电池管理系统集设备，其特征在于：所述的电源管理模块采用的是18650型磷酸铁锂电池组及德州仪器的电源芯片LM2576-12、TPS54225。
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