CN106627181A - 电池管理系统及包括其的车辆以及控制电池继电器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于车辆的电池管理系统、包含其的车辆以及用于控制车辆的电池继电器的方法。该电池管理系统包括：主控制单元，从车辆的整车控制器接收主控制信号，并根据所述主控制信号发出正极主控制信号和负极主控制信号；辅助信号处理单元，从所述整车控制器接收第一辅助控制信号和第二辅助控制信号，并根据所述第一辅助控制信号和所述第二辅助控制信号发出正极辅助控制信号和负极辅助控制信号；以及驱动单元，根据所述正极主控制信号和所述正极辅助控制信号向所述车辆的正极继电器发送正极驱动信号，并根据所述负极主控制信号和所述负极辅助控制信号向所述车辆的负极继电器发送负极驱动信号。

Description

电池管理系统及包括其的车辆以及控制电池继电器的方法
技术领域
本发明属于电动车辆的电池管理技术领域，具体涉及用于车辆的电池管理系统、包含其的车辆以及用于控制车辆的电池继电器的方法。
背景技术
新能源汽车高压上下电一般是由整车控制器(VCU)通过车辆的CAN总线给电池管理系统(BMS)发送上下电命令来实现的。在高速运行路况下，当VCU与BMS通讯异常时，BMS不受VCU控制，可能出现误断车辆电路的主继电器的情况。
在现有技术中，只能由VCU通过CAN发送命令给BMS，以控制车辆电路的主继电器的通断。当车辆高速运行或其他不能切断高压电的情况时，BMS若出现误动作，会造成一定的安全隐患。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种用于车辆的电池管理系统、包含其的车辆以及用于控制车辆的电池继电器的方法。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于车辆的电池管理系统，包括：主控制单元，从车辆的整车控制器接收主控制信号，并根据所述主控制信号发出正极主控制信号和负极主控制信号；辅助信号处理单元，从所述整车控制器接收第一辅助控制信号和第二辅助控制信号，并根据所述第一辅助控制信号和所述第二辅助控制信号发出正极辅助控制信号和负极辅助控制信号；以及驱动单元，根据所述正极主控制信号和所述正极辅助控制信号向所述车辆的正极继电器发送正极驱动信号，并根据所述负极主控制信号和所述负极辅助控制信号向所述车辆的负极继电器发送负极驱动信号。
根据本发明的另一方面，提供了一种车辆，包括：车辆电池；继电器，连接于所述车辆电池与所述车辆的电路负载之间；整车控制器，用于发出控制信号；以及上述电池管理系统，根据所述整车控制器所发出的所述控制信号来控制所述继电器的通断。
根据本发明的又一方面，提供了一种用于控制车辆的电池继电器的方法，包括：从车辆的整车控制器接收主控制信号、第一辅助控制信号和第二辅助控制信号；根据所述主控制信号发出正极主控制信号和负极主控制信号；根据所述第一辅助控制信号和所述第二辅助控制信号发出正极辅助控制信号和负极辅助控制信号；根据所述正极主控制信号和所述正极辅助控制信号向所述车辆的正极继电器发送正极驱动信号；以及根据所述负极主控制信号和所述负极辅助控制信号向所述车辆的负极继电器发送负极驱动信号。
根据本发明所提供的技术方案，在电池管理系统中设置了辅助信号处理单元，除了通过主控制单元经由CAN总线接收VCU的控制信号(主控制信号)外，另设计了一路辅助控制电路，其通过辅助信号处理单元可经由不同于CAN总线的其他附加线缆从VCU接收辅助控制信号，从而在VCU与BMS通讯异常时，BMS还能够利用辅助控制信号来对车辆中的电池进行正确的通断操作。
附图说明
参照附图来阅读本发明的各实施方式，将更容易理解本发明的其它特征和优点，在此描述的附图只是为了对本发明的实施方式进行示意性说明的目的，而非全部可能的实施，并且不旨在限制本发明的范围。在附图中：
图1示出了根据本发明一个示例性实施方式用于车辆的电池管理系统的框图；
图2示出了根据本发明另一示例性实施方式用于车辆的电池管理系统的框图；
图3示出了根据本发明另一示例性实施方式用于车辆的电池管理系统的框图；
图4示出了根据本发明一个示例性实施方式的车辆的示意性框图；
图5示出了根据本发明一个示例性实施方式用于控制车辆的电池继电器的方法的流程图；
图6示出了根据本发明一个示例性实施方式根据正极主控制信号和正极辅助控制信号向车辆的正极继电器发送正极驱动信号的流程图；以及
图7示出了根据本发明一个示例性实施方式根据负极主控制信号和负极辅助控制信号向车辆的负极继电器发送负极驱动信号的流程图。
具体实施方式
现参照附图对本发明的实施方式进行详细描述。应注意，以下描述仅仅是示例性的，而并不旨在限制本发明，并且为了简要起见，在以下描述中省略了与现有技术相同的一些部件的具体描述。此外，在以下描述中，将采用相同的附图标号表示不同附图中的相同或相似的部件。在以下描述的不同实施方式中的不同特征，可彼此结合，以形成本发明范围内的其他实施方式。
图1示出了根据本发明一个示例性实施方式用于车辆的电池管理系统的框图。如图1所示，电池管理系统100可包括主控制单元110、辅助信号处理单元120和驱动单元130。主控制单元110可从车辆的整车控制器(VCU)接收主控制信号，并根据所接收的主控制信号向驱动单元130发出正极主控制信号MCU_POS和负极主控制信号MCU_NEG。辅助信号处理单元120可从VCU接收第一辅助控制信号和第二辅助控制信号，并根据该第一辅助控制信号和第二辅助控制信号向驱动单元130发出正极辅助控制信号SafeCtrl1和负极辅助控制信号SafeCtrl2。驱动单元130可根据从主控制单元110接收到的正极主控制信号和从辅助信号处理单元120接收到的正极辅助控制信号向车辆的正极继电器发送正极驱动信号DRI_POS，并根据主控制单元110接收到的负极主控制信号和从辅助信号处理单元120接收到的负极辅助控制信号向车辆的负极继电器发送负极驱动信号DRI_NEG。
由此，在电池管理系统中设置了辅助信号处理单元，除了通过主控制单元经由CAN总线接收VCU的控制信号(主控制信号)外，另设计了一路辅助控制电路，其通过辅助信号处理单元可经由不同于CAN总线的其他附加线缆从VCU接收辅助控制信号，从而在VCU与BMS通讯异常时，BMS还能够利用辅助控制信号来对车辆中的电池进行正确的通断操作。
此外，辅助信号处理单元从VCU接收第一辅助控制信号和第二辅助控制信号，该两个辅助控制信号分为两路，分别辅助控制正极继电器和负极继电器，这种控制较为灵活，可同时控制正负极继电器，也可分时控制。两路信号可以同时为高电平有效或低电平有效，也可一个为高有效，一个为低有效。当两路信号的有效电平不同时，可以防止车辆的CPU复位或线束松动等异常情况时对继电器产生误操作。
图2示出了根据本发明另一示例性实施方式用于车辆的电池管理系统的框图。如图2所示，驱动单元130可包括逻辑判断子单元131和信号生成子单元132。为了简要起见，以下仅针对图2所示实施方式与图1的不同之处进行详细描述，其相同之处在此将不再赘述。
如图2所示，逻辑判断子单元131可对从主控制单元110接收的正极主控制信号MCU_POS和从辅助信号处理单元120接收的正极辅助控制信号SafeCtrl1的电平进行逻辑判断，并对从主控制单元110接收的负极主控制信号MCU_NEG和从辅助信号处理单元120接收的负极辅助控制信号SafeCtrl2的电平进行逻辑判断。信号生成子单元132可根据逻辑判断子单元131的逻辑判断结果生成分别发送至正极继电器和负极继电器的正极驱动信号DRI_POS和负极驱动信号DRI_NEG。
图3示出了根据本发明另一示例性实施方式用于车辆的电池管理系统的框图。如图3所示，逻辑判断子单元131可包括第一或门电路131a和第二或门电路131b。为了简要起见，以下仅针对图3所示实施方式与图2的不同之处进行详细描述，其相同之处在此将不再赘述。
如图3所示，第一或门电路131a可对从主控制单元110接收的正极主控制信号MCU_POS和从辅助信号处理单元120接收的正极辅助控制信号SafeCtrl1的电平进行或判断。类似地，第二或门电路131b可对从主控制单元110接收的负极主控制信号MCU_NEG和从辅助信号处理单元120接收的负极辅助控制信号SafeCtrl2的电平进行或判断。
根据本发明的一个实施方式，信号生成子单元132可根据第一或门电路131a的逻辑判断结果生成发送至正极继电器的正极驱动信号DRI_POS，并根据第二或门电路131b的逻辑判断结果生成发送至负极继电器的负极驱动信号DRI_NEG。
根据本发明的一个实施方式，当主控制单元110由于故障发出用于指示下电的错误的正极主控制信号时，辅助信号处理单元120仍可根据第一辅助控制信号发出用于维持上电的正极辅助控制信号，以使得信号生成子单元132能够根据第一或门电路131a的逻辑判断结果生成用于维持正极继电器上电的正极驱动信号。另一方面，当主控制单元110由于故障发出用于指示下电的错误的负极主控制信号时，辅助信号处理单元120仍可根据第二辅助控制信号发出用于维持上电的负极辅助控制信号，以使得信号生成子单元132能够根据第二或门电路131b的逻辑判断结果生成用于维持负极继电器上电的负极驱动信号。
由此，当VCU与BMS通讯异常以导致主控制单元发出错误的下电信号时，BMS还能够利用辅助控制信号来对车辆中的电池进行正确的操作，以维持车辆在运行中电池的上电状态，从而能够有效避免故障的发生。
图4示出了根据本发明一个示例性实施方式的车辆的示意性框图。如图4所示，车辆400可包括车辆电池410、继电器420、整车控制器(VCU)430和电池管理系统(BMS)440。继电器420可连接于车辆电池410与车辆的电路负载之间。整车控制器430可用于向电池管理系统440发出控制信号。电池管理系统440可以是上述任一实施方式的电池管理系统，其可根据整车控制器430所发出的控制信号来控制继电器420的通断。
根据本发明的一个实施方式，整车控制器430所发出的控制信号可包括：主控制信号、第一辅助控制信号和第二辅助控制信号。
图5示出了根据本发明一个示例性实施方式用于控制车辆的电池继电器的方法的流程图。如图5所示，该方法500可包括步骤S510至S550。在步骤S510中，从车辆的整车控制器接收主控制信号、第一辅助控制信号和第二辅助控制信号。随后，在步骤S520中，根据主控制信号发出正极主控制信号和负极主控制信号；并在步骤S530中，根据第一辅助控制信号和第二辅助控制信号发出正极辅助控制信号和负极辅助控制信号。随后，在步骤S540中，根据正极主控制信号和正极辅助控制信号向车辆的正极继电器发送正极驱动信号；并且在步骤S550中，根据负极主控制信号和负极辅助控制信号向车辆的负极继电器发送负极驱动信号。
可以理解，在上述图5所示的实施方式中，步骤S520和S530之间的顺序可以调换，或者并行执行。类似地，骤S540和S550之间的顺序可以调换，或者并行执行。
图6示出了根据本发明一个示例性实施方式根据正极主控制信号和正极辅助控制信号向车辆的正极继电器发送正极驱动信号的流程图。如图6所示，上述步骤S540可包括子步骤S541和S542。在子步骤S541中，对正极主控制信号和正极辅助控制信号的电平进行逻辑判断。随后，在子步骤S542中，根据逻辑判断的结果生成正极驱动信号。
图7示出了根据本发明一个示例性实施方式根据负极主控制信号和负极辅助控制信号向车辆的负极继电器发送负极驱动信号的流程图。如图7所示，上述步骤S550可包括子步骤S551和S552。在子步骤S551中，对负极主控制信号和负极辅助控制信号的电平进行逻辑判断。随后，在子步骤S552中，根据逻辑判断的结果生成负极驱动信号。
根据本发明的一个实施方式，对正极主控制信号和正极辅助控制信号的电平进行的逻辑判断和对负极主控制信号和负极辅助控制信号的电平进行的逻辑判断均为或判断。
根据本发明的一个实施方式，当正极主控制信号错误地指示下电时，正极辅助控制信号仍用于维持上电，以使得对正极主控制信号和正极辅助控制信号的电平进行的或判断的结果能够用于生成维持正极继电器上电的正极驱动信号。另一方面，当负极主控制信号错误地指示下电时，负极辅助控制信号仍用于维持上电，以使得对负极主控制信号和负极辅助控制信号的电平进行的或判断的结果能够用于生成维持负极继电器上电的负极驱动信号。
以上对本发明各实施方式的描述是为了更好地理解本发明，其仅仅是示例性的，而非旨在对本发明进行限制。应注意，在以上描述中，针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。本领域技术人员可以理解，在不脱离本发明的构思的情况下，针对以上所描述的实施方式进行的各种变化和修改，均属于本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种用于车辆的电池管理系统，包括：
主控制单元，从车辆的整车控制器接收主控制信号，并根据所述主控制信号发出正极主控制信号和负极主控制信号；
辅助信号处理单元，从所述整车控制器接收第一辅助控制信号和第二辅助控制信号，并根据所述第一辅助控制信号和所述第二辅助控制信号发出正极辅助控制信号和负极辅助控制信号；以及
驱动单元，根据所述正极主控制信号和所述正极辅助控制信号向所述车辆的正极继电器发送正极驱动信号，并根据所述负极主控制信号和所述负极辅助控制信号向所述车辆的负极继电器发送负极驱动信号。
2.如权利要求1所述的电池管理系统，其中所述驱动单元包括：
逻辑判断子单元，对所述正极主控制信号和所述正极辅助控制信号的电平进行逻辑判断，并对所述负极主控制信号和所述负极辅助控制信号的电平进行逻辑判断；以及
信号生成子单元，根据所述逻辑判断子单元的逻辑判断结果生成所述正极驱动信号和所述负极驱动信号。
3.如权利要求2所述的电池管理系统，其中所述逻辑判断子单元包括：
第一或门电路，对所述正极主控制信号和所述正极辅助控制信号的电平进行或判断；以及
第二或门电路，对所述负极主控制信号和所述负极辅助控制信号的电平进行或判断。
4.如权利要求3所述的电池管理系统，其中所述信号生成子单元根据所述第一或门电路的逻辑判断结果生成所述正极驱动信号，并根据所述第二或门电路的逻辑判断结果生成所述负极驱动信号。
5.如权利要求4所述的电池管理系统，其中
当所述主控制单元由于故障发出用于指示下电的错误的正极主控制信号时，所述辅助信号处理单元根据所述第一辅助控制信号发出用于维持上电的正极辅助控制信号，以使得所述信号生成子单元根据所述第一或门电路的逻辑判断结果生成用于维持所述正极继电器上电的正极驱动信号；并且
当所述主控制单元由于故障发出用于指示下电的错误的负极主控制信号时，所述辅助信号处理单元根据所述第二辅助控制信号发出用于维持上电的负极辅助控制信号，以使得所述信号生成子单元根据所述第二或门电路的逻辑判断结果生成用于维持所述负极继电器上电的负极驱动信号。
6.一种车辆，包括：
车辆电池；
继电器，连接于所述车辆电池与所述车辆的电路负载之间；
整车控制器，用于发出控制信号；以及
如权利要求1至4中任一项所述的电池管理系统，根据所述整车控制器所发出的所述控制信号来控制所述继电器的通断。
7.一种用于控制车辆的电池继电器的方法，包括：
从车辆的整车控制器接收主控制信号、第一辅助控制信号和第二辅助控制信号；
根据所述主控制信号发出正极主控制信号和负极主控制信号；
根据所述第一辅助控制信号和所述第二辅助控制信号发出正极辅助控制信号和负极辅助控制信号；
根据所述正极主控制信号和所述正极辅助控制信号向所述车辆的正极继电器发送正极驱动信号；以及
根据所述负极主控制信号和所述负极辅助控制信号向所述车辆的负极继电器发送负极驱动信号。
8.如权利要求7所述的方法，其中
根据所述正极主控制信号和所述正极辅助控制信号向所述车辆的正极继电器发送正极驱动信号包括：
对所述正极主控制信号和所述正极辅助控制信号的电平进行逻辑判断；以及
根据逻辑判断的结果生成所述正极驱动信号，
和/或
根据所述负极主控制信号和所述负极辅助控制信号向所述车辆的负极继电器发送负极驱动信号包括：
对所述负极主控制信号和所述负极辅助控制信号的电平进行逻辑判断；以及
根据逻辑判断的结果生成所述负极驱动信号。
9.如权利要求8所述的方法，其中对所述正极主控制信号和所述正极辅助控制信号的电平进行的逻辑判断和对所述负极主控制信号和所述负极辅助控制信号的电平进行的逻辑判断均为或判断。
10.如权利要求9所述的方法，其中
当所述正极主控制信号错误地指示下电时，所述正极辅助控制信号仍用于维持上电，以使得对所述正极主控制信号和所述正极辅助控制信号的电平进行的或判断的结果用于生成维持所述正极继电器上电的正极驱动信号；并且
当所述负极主控制信号错误地指示下电时，所述负极辅助控制信号仍用于维持上电，以使得对所述负极主控制信号和所述负极辅助控制信号的电平进行的或判断的结果用于生成维持所述负极继电器上电的负极驱动信号。
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