CN105914411A - 电动汽车的分布式电池管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动汽车的分布式电池管理系统，包括一组以上的电池采集模块、一组电池采集管理模块及一电池控制单元，所述电池采集模块之间采用菊花链方式级联连接，每一电池采集模块分别与一组电池组一一对应连接，最高一级的电池采集管理模块包括采集单元及CPU模块，所述CPU模块将各电池采集模块采集的电池组信息进行处理，所述最高一级的电池采集模块与后级电池采集模块通讯连接。采集模块与电池采集管理模块之间的连接简单，使电池管理系统的可靠性好、安全性能高；而且电池管理系统的结构紧凑、简单，大大缩小电池管理系统的占用空间；此外还大大降低元器件成本。

Description

电动汽车的分布式电池管理系统
技术领域
本发明涉及电动汽车的电池管理技术领域，具体涉及电动汽车的分布式电池管理系统。
背景技术
随着电子、汽车、蓄电池技术的不断发展，电动汽车各项技术趋向成熟，电动汽车正逐步向各行各业推广应用。电动汽车的电池管理系统主要采用集中式和集散式两种结构。集中式结构是指电池管理系统的所有功能都集中在一个模块上，也称为一体机，此结构适一般适用于电池容量较小、串数较少的低速车场合，如物流车、乘用车等。集散式即分布式的结构，每个电池箱对应一个采集节点，每套系统有一个主节点，从而形成一个一主多从的网络式结构，即一个电池管理系统包含一个主控单元BCU模块和多个从控单元BMU模块，此结构适一般应用于电池容量较大、串数较多高速车场合。
现有分布式结构电池管理系统，每一电池组需配备一相应的BMU模块，对该电池组的电压、温度、均衡信息进行管理，每一BMU模块将采集到的信息通过CAN通讯传输至主控单元BCU，BMU模块之间相互独立。该结构的每一BMU模块需包含有相应的CPU模块对采集到的信息进行处理，将导致CPU及外围电路电子元器件数量增多，系统的成本随之增加，另一方面将会降低电池管理系统的可靠性。其中，
BMM：即电池采集模块，采集电池的电压、温度等信息。
BMU：电池采集管理模块，即从控单元，集电池电压采集、温度采集、均衡管理、通讯、保护等功能为一体的电气系统。
BCU：电池控制单元，即主控单元，是电池管理系统的重要组成部分，主要完成电流采集、电池总压检测、绝缘检测、继电器控制、整车通讯等一系列监测控制功能。
电池组：由多节单体电芯以不同串并联的方式组合成的多节电池的合集，主要应用于以电池作为动力来源的电动汽车或储能电站或UPS装置等不同的技术领域。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足和缺陷，提供一种结构简单且成本低廉的电动汽车的分布式电池管理系统。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
电动汽车的分布式电池管理系统，包括一组以上的电池采集模块、一电池采集管理模块及一电池控制单元，所述电池采集模块采用菊花链方式级联连接，每一电池采集模块与分别与一组电池组一一对应连接，所述电池采集管理模块包括最高一级的电池采集模块及CPU模块，所述CPU模块将各电池采集模块采集的电池组信息进行处理，所述电池采集管理模块与电池控制单元通讯连接。
作为优选实施方式，所述电池采集模块包括用于采集其对应电池组的电池组信息的电池采集单元。
作为优选实施方式，所述电池组信息包括电压信息及温度信息。
作为优选实施方式，所述电池采集管理模块通过CAN通信方式与电池控制单元通信连接。
作为优选实施方式，所述电池采集模块间通过SPI隔离通讯方式级联连接。
作为优选实施方式，所述最高一级的电池采集模块与CPU模块通过SPI隔离通讯方式连接。
本发明相比现有技术包括以下优点及有益效果：
(1)本发明通过将电池采集模块采用菊花链方式级联连接，仅电池采集管理模块与电池控制单元通讯连接，因而电池采集模块与电池控制单元之间的连接简单，使电池管理系统的可靠性好、安全性能高；而且电池管理系统的结构紧凑、简单，大大缩小电池管理系统的占用空间；此外还大大降低元器件成本。
(2)电池采集模块采用菊花链方式级联连接，可根据实际需要增减电池采集模块的数量，灵活性好，安装及维护方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例1中的电动汽车的分布式电池管理系统的原理图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种电动汽车的分布式电池管理系统。参考图1，所述电池管理系统包括一组以上的电池采集模块(BMM)、一电池采集管理模块(BMU)及一电池控制单元(BCU)。所述电池采集模块采用菊花链方式级联连接，每一电池采集模块与分别与一组电池组一一对应连接。所述电池采集管理模块包括最高一级的电池采集模块及CPU模块，所述CPU模块将各电池采集模块采集的电池组信息进行处理，所述电池采集管理模块与电池控制单元通讯连接。
所述电池采集模块(BMM 1，BMM1 2，……，BMM1n)包括采集其对应电池组的电池组(电池组1，电池组2，……，电池组n)信息的电池采集单元(电池采集单元1，电池采集单元2，……，电池采集单元n)、通讯单元(通讯单元1，通讯单元2，……，通讯单元n)及外围保护单元(外围保护单元1，外围保护单元2，……，外围保护单元n)。所述电池采集单元用于采集其对应电池组的电池组信息，在本实施例中，所述电池组信息包括电压信息及温度信息。
所述最高一级电池采集模块的电池采集单元1通过SPI隔离通讯方式与CPU模块隔离通讯，实现电池采集单元1与CPU模块通讯的同时实现高压侧的电池采集单元1与低压侧的CPU模块相互电气隔离。所述电池采集管理模块通过CAN通信方式与电池控制单元通信连接。所述CPU模块将电池采集单元(电池采集单元1，电池采集单元2，……，电池采集单元n)采集到的对应电池组的电压信息及温度信息进行处理，并将处理后的电压信息及温度信息通过CAN通信方式发送至电池控制单元。通过将电池采集模块采用菊花链方式级联连接，仅电池采集管理模块与电池控制单元通讯连接，且除最高一级的电池采集模块外的其他电池采集模块不需要设置CPU模块也不需要直接与电池控制单元直接连接，因而电池采集模块与电池控制单元之间的连接简单，使电池管理系统的可靠性好、安全性能高；而且电池管理系统的结构紧凑、简单，大大缩小电池管理系统的占用空间；此外还大大降低元器件成本。
在本实施例中，所述电池采集模块间通过SPI隔离通讯方式级联连接。
一般情况下，单个电池采集单元采集电池组中单体电芯的数量从12串到14串之间，也可以根据实际需要增减单个电池采集单元采集单体电芯的数量。例如，若需要24串的电池管理系统时，可用一个包含一个12串电池采集单元1的电池采集模块1和一个包含12串电池采集单元的电池采集模块2级联通讯连接；若需要48串的电池管理系统时，可用一个包含一个12串电池采集单元1的电池采集模块1、一个包含12串电池采集单元的电池采集模块2、一个包含12串电池采集单元的电池采集模块3及一个包含12串电池采集单元的电池采集模块4级联通讯连接。如需适用更高电压的情况，可增加电池采集模块的级联数量，以满足不同的需求。电池采集模块采用菊花链方式级联连接，可根据实际需要增减电池采集模块的数量，灵活性好，安装及维护方便。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以在存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.电动汽车的分布式电池管理系统，其特征在于：包括一组以上的电池采集模块、一电池采集管理模块及一电池控制单元，所述电池采集模块采用菊花链方式级联连接，每一电池采集模块与分别与一组电池组一一对应连接，所述电池采集管理模块包括最高一级的电池采集模块及CPU模块，所述CPU模块将各电池采集模块采集的电池组信息进行处理，所述电池采集管理模块与电池控制单元通讯连接。
2.根据权利要求1所述的电动汽车的分布式电池管理系统，其特征在于：所述电池采集模块包括用于采集其对应电池组的电池组信息的电池采集单元。
3.根据权利要求2所述的电动汽车的分布式电池管理系统，其特征在于：所述电池组信息包括电压信息及温度信息。
4.根据权利要求2或3所述的电动汽车的分布式电池管理系统，其特征在于：所述电池采集管理模块通过CAN通信方式与电池控制单元通信连接。
5.根据权利要求2或3所述的电动汽车的分布式电池管理系统，其特征在于：所述电池采集模块间通过SPI隔离通讯方式级联连接。
6.根据权利要求2或3所述的电动汽车的分布式电池管理系统，其特征在于：所述最高一级的电池采集模块与CPU模块通过SPI隔离通讯方式连接。
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