CN115840407A - 一种智能bdu - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能BDU，包括MCU；菊花链通信模块与MCU的菊花链通信端口一一对应通信连接；CAN通信模块与MCU通信连接；若干检测模块与菊花链通信模块或者CAN通信模块通信连接；电源模块与电池包的常电输出端电性连接，所述电源模块还与MCU、菊花链通信模块或者CAN通信模块通信连接；MCU、菊花链通信模块或者CAN通信模块选择性的唤醒电源模块，为所述若干检测模块供电。本方案同时具备菊花链通信模块与CAN通信模块，兼顾不同距离的通信范围，而且通信的可靠性更高。

Description

一种智能BDU

技术领域

本发明涉及新能源汽车高压回路设备技术领域，尤其涉及一种智能BDU。

背景技术

电池能量分配单元，Battery energy Distribution Unit又称电池切断单元，是新能源汽车高压回路的重要组件。其控制着高边侧电气回路的上、下电动作以及电芯的充电与放电过程。

公开号为CN112550067A的中国专利申请公开了一种车辆BDU系统，采用了单一的菊花链通信链路，各电芯参数采集单元和电池包参数采集单元均依次串行设置于该单一的菊花链通信链路上，相邻的设备之间可以直接通信，适合短距离通信，但是当菊花链通信链路某一设备发生故障时，远离中控单元的电池包采集单元会有延迟而得不到响应而导致工作效率降低，可能导致数据传输延迟而不能及时响应。因此，提供一种能够兼有短距离通信和长距离通信的特点，且通信更稳定的智能BDU，是非常必要的。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种兼有短距离通信和长距离通信、且通信更稳定的智能BDU。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种智能BDU，包括

MCU；

菊花链通信模块（1），其与MCU的菊花链通信端口一一对应通信连接；

CAN通信模块（2），与MCU通信连接；

若干检测模块（4），与菊花链通信模块（1）或者CAN通信模块（2）通信连接；

电源模块（3），与电池包的常电输出端电性连接，所述电源模块（3）还与MCU、菊花链通信模块（1）或者CAN通信模块（2）通信连接；MCU、菊花链通信模块（1）或者CAN通信模块（2）选择性的唤醒电源模块（3），为所述若干检测模块（4）供电。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述MCU包括若干串行通信端口和GPIO端口，所述若干串行通信端口均包括时钟输出端、使能信号端、数据输出端和数据输入端；菊花链通信模块（1）包括顺次设置的若干从属芯片，所述若干从属芯片的时钟输入端均与同一个MCU的串行通信端口的时钟输出端电性连接，若干从属芯片的使能端与同一个MCU的串行通信端口的信号使能端电性连接，菊花链通信模块（1）首端的从属芯片的输入端与MCU的串行通信端口的数据输出端电性连接，当前从属芯片的输出端与其顺次相邻从属芯片的输入端电性连接，菊花链通信模块（1）末端的从属芯片的输出端与同一个MCU的串行通信端口的数据输入端电性连接。

优选的，所述电源模块（3）包括第一电源管理芯片IC1和隔离电源单元；第一电源管理芯片IC1的电源输入端与电池包的常电输出端电性连接，第一电源管理芯片IC1的唤醒端IGN与MCU的GPIO端口、至少一个检测模块（4）、车载VCU的唤醒输出端、钥匙点火开关或者CAN通信模块（2）连接；第一电源管理芯片IC1还与MCU的一个串行通信端口通信连接；第一电源管理芯片IC1的电压输出端输出若干电压信号、故障保护失效输出端FSN和复位信号输出端RST；第一电源管理芯片IC1输出的电压信号供MCU、菊花链通信模块（1）、CAN通信模块（2）或者若干检测模块（4）工作时使用；隔离电源单元用于输出12V电压。

优选的，所述第一电源管理芯片IC1还包括采样部；采样部与车载VCU的唤醒输出端以及第一电源管理芯片IC1的至少一路电压输出端电性连接，采样部对车载VCU的唤醒输出端或者第一电源管理芯片IC1的至少一路电压输出端的输出信号进行采样后返回第一电源管理芯片IC1中。

进一步优选的，所述CAN通信模块（2）具有URAT端口和CAN总线端口，CAN通信模块（2）的使能端分别与故障保护失效输出端FSN和MCU的一个GPIO端口电性连接；CAN通信模块（2）的URAT端口与MCU的一路串行通信端口通信连接；CAN通信模块（2）的输出端INH与第一电源管理芯片IC1的唤醒端IGN电性连接；若干检测模块（4）与CAN总线端通信连接。

进一步优选的，所述若干检测模块（4）包括模拟信号检测单元（41）和PWM信号检测单元（42）； MCU还具有若干ADC端口；所述BDU内还设置有热失效传感器、若干温度传感器和霍尔传感器；所述热失效传感器设置在BDU的铜排或者触点位置；所述若干温度传感器设置在BDU的不同位置；霍尔传感器设置在电池包的常电输出端；

模拟信号检测单元（41）的输入端与热失效传感器的唤醒输出端、钥匙点火开关的输出端、隔离电源单元、若干温度传感器以及霍尔传感器的输出端电性连接，模拟信号检测单元（41）的输出端与MCU的不同的ADC端口一一对应电性连接；热失效传感器的唤醒输出端与第一电源管理芯片IC1的唤醒端IGN电性连接；

PWM信号检测单元（42）的输入端与BDU的高边输出端、气囊传感器的输出端和热失效传感器的输出端电性连接，PWM信号检测单元（42）的输出端与MCU的不同的GPIO端口一一对应电性连接。

更进一步优选的，所述若干检测模块（4）还包括绝缘测试单元（43）；

绝缘测试单元（43）包括第一继电器、第二继电器、若干电阻和计量芯片IC3；若干电阻顺次首位相接设置，首端电阻的非公共端与电池包的正极电性连接，末端电阻的非公共端与电池包负极电性连接；第一继电器的常开触点分别与电池包负极以及第一电阻与第二电阻的公共端电性连接，第一继电器的输入端与MCU的ISO_det端口电性连接，第二继电器的常开触点与第二电阻和第三电阻的公共端以及车身地电性连接，第二继电器的线圈与MCU的ISO_main端口电性连接；第三电阻和第四电阻的公共端与计量芯片IC3的模数转换端口电性连接；计量芯片IC3的通信端口与MCU的一路串行输入端口对应通信连接；

再进一步优选的，所述若干检测模块（4）还包括电压电流检测单元（44）；所述电压电流检测单元（44）包括高压测点信号调理单元（441）和分流器（442）；高压测点信号调理单元（441）的输入端与BDU高边侧的不同位置电性连接，高压测点信号调理单元（441）的输出端与计量芯片IC3的不同的电压输入端一一对应电性连接；分流器（442）设置在BDU的高边侧，获取高边侧的电流的采样信号，并输入计量芯片IC3的电流采样端口中。

优选的，还包括高低边驱动模块（5）；高低边驱动模块（5）包括高低边开关芯片IC4和高边驱动器IC5；高低边开关芯片IC4的串行通信端口与MCU的一路串行输入端口对应通信连接；高低边开关芯片IC4的电源输入端与隔离电源单元的输出端电性连接；高低边开关芯片IC4的复位端分别与MCU的GPIO端口和第一电源管理芯片IC1的复位信号输出端RST电性连接，高低边开关芯片IC4的输出端分别与BDU的高边继电器、低边继电器、高边互锁和热失效传感器电性连接；高边驱动器IC5的电源输入端与隔离电源单元的输出端电性连接，高边驱动器IC5的输入端分别与MCU的一路GPIO端和第一电源管理芯片IC1的故障保护失效输出端FSN电性连接；高边驱动器IC5的输出端输出至少一路高边电平信号。

本发明提供的一种智能BDU，相对于现有技术，具有以下有益效果：

（1）通过同时设置菊花链通信模块与CAN通信模块，使得多个检测模块可以分别与菊花链通信模块或者CAN通信模块进行通信，并对不同通信模块的功能进行了分工：菊花链通信模块主要获取电池包的电压、温度信息，用于BDU的内部通； CAN通信模块与整车VCU或车载域控制器进行通信，实现BDU的外部通信；每一路通信模块都满足ISO26262功能要求，发生任何故障时，能够对故障码进行存储并报警；

（2）电源模块受到外部模块或者BDU的其他模块的唤醒信号的驱动，从而处于可靠的唤醒工作状态，在车辆正常运行或者故障时，均能够可靠的执行短路或者合路操作；

（3）检测模块能够获取各传感器、PWM输出信号、高边侧的电压电流信号或者电池包的绝缘状态，为BDU的状态切换或者状态保持提供依据。

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，下面描述中的附图仅仅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为本发明一种智能BDU的结构框图；

图2为本发明一种智能BDU的菊花链通信模块与MCU的接线示意图；

图3为本发明一种智能BDU的CAN通信模块、电源模块与MCU的接线示意图；

图4为本发明一种智能BDU的电源模块的采样部以及第一电源管理芯片的唤醒端的接线示意图；

图5为本发明一种智能BDU的检测模块的部分接线示意图；

图6为本发明一种智能BDU的检测模块的模拟信号检测单元的接线示意图；

图7为本发明一种智能BDU的检测模块的PWM信号检测单元的接线示意图；

图8为本发明一种智能BDU的检测模块的绝缘测试单元、电压电流检测单元的接线示意图；

图9为本发明一种智能BDU的检测模块的高压测点信号调理单元的接线示意图；

图10为本发明一种智能BDU的高低边驱动模块的一种接线示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种智能BDU，包括

MCU；

菊花链通信模块1与MCU的菊花链通信端口一一对应通信连接；

CAN通信模块2与MCU通信连接；

若干检测模块4与菊花链通信模块1和CAN通信模块2通信连接；检测模块4用于获取BDU内置或者车载的传感器的输入或者输出部分的输出状态，为BDU的状态保持或者切换提供依；

电源模块3与电池包的常电输出端电性连接，电源模块3还与MCU、菊花链通信模块1或者CAN通信模块2通信连接；MCU、菊花链通信模块1或者CAN通信模块2选择性的唤醒电源模块3，为所述若干检测模块4供电。由于同时具备菊花链通信模块1和CAN通信模块2，因此，既适用于与当前BDU内部模块的短距离通信，也适用于更大范围或者通信距离的车载设备的有线通信。菊花链通信模块1主要用于BDU内部的信息采集和数据传输，而CAN通信模块2主要用于BDU与外部车载设备的通信功能；，通过对两者进行合理分工，连接相同或者不同的检测模块4，避免因菊花链链路某一环节故障导致后端设备传输延迟，远离MCU的末端菊花链链路环节可能产生较大延迟，不能及时响应的问题，确保BDU工作状态的可靠性和稳定性。菊花链通信模块1或者CAN通信模块2均获取电池包的电压、温度信息，并与整车VCU或车载域控制器进行通信，VCU或车载域控制器根据智能BDU提供的信息，更好的实现电池包的上下电、SOC的估算、电池充放电策略及电池安全的管理。整车电气架构因为智能BDU的出现而实现了电气架构的重构，省掉了BMS，成本节约非常明显。每一路通信模块都满足ISO26262功能要求，发生任何故障时，能够对故障码进行存储并报警。

MCU包括若干串行通信端口和GPIO端口，所述若干串行通信端口均包括时钟输出端、使能信号端、数据输出端和数据输入端；菊花链通信模块1包括顺次设置的若干从属芯片，所述若干从属芯片的时钟输入端均与同一个MCU的串行通信端口的时钟输出端电性连接，若干从属芯片的使能端与同一个MCU的串行通信端口的信号使能端电性连接，菊花链通信模块1首端的从属芯片的输入端与MCU的串行通信端口的数据输出端电性连接，当前从属芯片的输出端与其顺次相邻从属芯片的输入端电性连接，菊花链通信模块1末端的从属芯片的输出端与同一个MCU的串行通信端口的数据输入端电性连接。MCU的串行通信端口，如SPI端口可以构成顺次设置的各从属芯片之间的通信，即图2所示的SLAVE1、SLAVE2、……，由MCU下发的命令可以直接在相邻的从属芯片之间直接通信，开支较小。上一个从属芯片的DOUT端口发出的命令可以直接传输到下一个相邻的从属芯片的DIN端口，到达对应的从属芯片的指令可以执行相应的命令。如果对应从属芯片的CS引脚为高电平，则该从属芯片的DOUT端口不会有输出。MCU可以采用SPC574S64E3C，这是一种车规级32为MCU，具有丰富的通信接口和通用输入输出接口GPIO。

如图3和图4所示，电源模块3包括第一电源管理芯片IC1和隔离电源单元；第一电源管理芯片IC1的电源输入端与电池包的常电输出端电性连接，第一电源管理芯片IC1的唤醒端IGN与MCU的GPIO端口、至少一个检测模块4、车载VCU的唤醒输出端、钥匙点火开关或者CAN通信模块2连接；第一电源管理芯片IC1还与MCU的一个串行通信端口通信连接；第一电源管理芯片IC1的电压输出端输出若干电压信号、故障保护失效输出端FSN和复位信号输出端RST；第一电源管理芯片IC1输出的电压信号供MCU、菊花链通信模块1、CAN通信模块2或者若干检测模块4工作时使用；隔离电源单元用于输出12V电压。

由图3可知，VBAT是来自电池包的常电输入信号。FSN是故障保护失效输出端，RST是复位信号输出端；VDD5、VCC5、VCC、Vsensor1和Vsensor2输出不同的5V信号，UBR为12V以上的直流电压。第一电源管理芯片IC1的WAKEUP 部分，如图4所示，即唤醒端IGN是同时受到多个信号的同时控制的，如来自车载VCU的唤醒输出端输入的VCU_WK信号，来自钥匙点火开关的KEY_ON信号，来自MCU的GPIO0端口的MCU_WK信号，来自检测模块4的SMOKE_WK信号以及来自CAN通信模块2输入的INH信号。任何一路输入高电平，经过电阻R47和电阻R48的分压后，作为IGN的输入信号，唤醒第一电源管理芯片IC1，使其输出不同的电压信号供不同的模块使用。

唤醒端IGN的上电逻辑是：1）当VCU_WK信号、KEY_ON信号或者SMOKE_WK信号均为高电平时，此时第一电源管理芯片IC1有输出VCC供MCU使用，由MCU持续输出高电平的MCU_WK信号，保持唤醒端IGN为高电平状态；2）当VCU_WK信号、KEY_ON信号和SMOKE_WK信号均为低电平，CAN通信模块2的INH信号为高电平，此时唤醒第一电源管理芯片IC1输出VCC，由MCU持续输出高电平的MCU_WK信号，保持唤醒端IGN为高电平状态；3）当VCU_WK信号、KEY_ON信号、SMOKE_WK信号以及CAN通信模块2的INH信号均为低电平，菊花链通信模块1上的从属芯片输出高电平信号至MCU中，MCU自身输出高电平的MCU_WK信号或者驱动CAN通信模块2输出高电平的INH信号，保持第一电源管理芯片IC1的唤醒状态。

唤醒端IGN的下电逻辑是：拔出钥匙后，KEY_ON信号为低电平，MCU通过若干检测模块4获取高边侧无电压或者电流信号后，向唤醒端IGN输出低电平的MCU_WK信号，使第一电源管理芯片IC1进入休眠状态。

故障保护失效输出端FSN与CAN通信模块2的使能端以及菊花链通信模块1的各从属芯片的使能端电性连接。如图2所示，不同的菊花链通信模块1的从属芯片的使能端EN分别是由故障保护失效输出端FSN的输出信号与MCU的不同的GPIO端口的输出状态决定的。此处采用的是与门，即FSN即MCU的不同的GPIO口，如GPIO17、GPIO18或者GPIO19，同时为高电平时，从属芯片才被使能。当然此处也可以采用三极管或者MOS管结构，MCU的GPIO口输出控制电平，故障保护失效输出端FSN的输出信号连接在三极管的集电极或者MOS管的漏极，从属芯片的使能端EN与三极管的发射极或者MOS管的源极，同样可使实现类似的开关的效果。

图4第一电源管理芯片IC1还包括采样部；采样部与车载VCU的唤醒输出端以及第一电源管理芯片IC1的至少一路电压输出端电性连接，采样部对车载VCU的唤醒输出端或者第一电源管理芯片IC1的至少一路电压输出端的输出信号进行采样后返回第一电源管理芯片IC1中。采样部提供了监测部分唤醒信号和输出的电压信号的能力。即第一电源管理芯片IC1的可以通过分压电路获取VCU_WK、Vsensor1和Vsensor2的采样信号AN_VCU_WK、AN_Vsensor1和AN_Vsensor2，采样信号送入第一电源管理芯片IC1自带的ADC模块中，根据采样信号的大小，反推VCU_WK、Vsensor1和Vsensor2是否符合要求。

同样如图3所示，CAN通信模块2具有URAT端口和CAN总线端口，CAN通信模块2的使能端分别与故障保护失效输出端FSN和MCU的一个GPIO端口电性连接；CAN通信模块2的URAT端口与MCU的一路串行通信端口通信连接；CAN通信模块2的输出端INH与第一电源管理芯片IC1的唤醒端IGN电性连接；若干检测模块4与CAN总线端通信连接。故障保护失效输出端FSN的输出信号或者MCU的CAN1_EN端口的信号均能使能CAN通信模块2，使其保持在可靠的工作状态。

如图5—7所示，若干检测模块4包括模拟信号检测单元41和PWM信号检测单元42；MCU还具有若干ADC端口； BDU内还设置有热失效传感器、若干温度传感器和霍尔传感器；热失效传感器设置在BDU的铜排或者触点位置，热失效传感器用SMOKE代替；所述若干温度传感器设置在BDU的不同位置；霍尔传感器设置在电池包的常电输出端，霍尔传感器的符号为HALL；

模拟信号检测单元41的输入端与热失效传感器的唤醒输出端、钥匙点火开关的输出端、隔离电源单元、若干温度传感器以及霍尔传感器的输出端电性连接，模拟信号检测单元41的输出端与MCU的不同的ADC端口一一对应电性连接；热失效传感器的唤醒输出端与第一电源管理芯片IC1的唤醒端IGN电性连接。

具体如图5和6所示，热失效传感器的唤醒输出端SMOKE_WK通过TPS管、电阻R34、电阻R35和电容C56构成的浪涌吸收和分压电路后得到AN_SMOKE_WK信号；钥匙点火开关的输出端输入的信号KEY_ON同理得到AN_KEY_ON信号；隔离电源单元的输出电压UBR经过电阻R28和R30构成的分压电路后得到AN_UBR信号；若干温度传感器以及霍尔传感器的对应的电路类似，均是通过上拉电阻和分压电阻结构得到相应的各温度信号AN_TEMP和霍尔传感器处理信号AN_HALL，此处的I_A_RES是预留的端口。上述AN_SMOKE_WK信号、AN_UBR信号、AN_KEY_ON信号、各AN_TEMP信号和AN_HALL信号，均与MCU自带的ADC端口一一对应电性连接。

PWM信号检测单元42的输入端与BDU的高边输出端、气囊传感器的输出端和热失效传感器的输出端电性连接，PWM信号检测单元42的输出端与MCU的不同的GPIO端口一一对应电性连接。如图5和图7所示，从高边互锁输出端HSD_HVIL处获取的信号I_F_HV_BACK经过上拉和分压后，得到电平信号DI_HV_BACK，其余记录电路也是同理，气囊传感器的输出信号I_F_SRS/Emer对应转换为电平信号DI_SRS/Emer，热失效传感器的输出信号I_F_SMOKE对应转换为电平信号DI_SMOKE，同样的I_F_RES为预留的端口，这些电平信号均送至MCU的不同的GPIO端口，如GPIO4、GPIO5、GPIO6和GPIO7。

如图8所示，若干检测模块4还包括绝缘测试单元43；绝缘测试单元43用测试电池包正极或者负极的绝缘状态。

绝缘测试单元43包括第一继电器、第二继电器、若干电阻和计量芯片IC3；若干电阻顺次首位相接设置，首端电阻的非公共端与电池包的正极电性连接，末端电阻的非公共端与电池包负极电性连接；第一继电器的常开触点分别与电池包负极以及第一电阻R1与第二电阻R2的公共端电性连接，第一继电器的输入端与MCU的ISO_det端口电性连接，第二继电器的常开触点与第二电阻R2和第三电阻R3的公共端以及车身地电性连接，第二继电器的线圈与MCU的ISO_main端口电性连接；第三电阻R3和第四电阻R4的公共端与计量芯片IC3的模数转换端口电性连接；计量芯片IC3的通信端口与MCU的一路串行输入端口对应通信连接。第一继电器、第二继电器即图示的方框部位，第一继电器、第二继电器的输入信号分别来自MCU的ISO_det端口和MCU的ISO_main端口。

当需要进行绝缘检测时，MCU的ISO_main端口输出低电平，电池包正负极与车身地断开。

当需要进行绝缘检测时，ISO_main端口输出高电平，第二继电器的常开触点闭合，车身地接入电池包正负极中，1）此时如果ISO_det端口为低电平，电池包正极绝缘电阻R+与串联的第一电阻R1和第二电阻R2并联，即R+//(R1+R2)，电池包负极绝缘电阻R-与串联的第三电阻R3和第四电阻R4并联，及R-//(R3+R4)，由于R1=R2=R3=3M欧姆，令R1=R2=R3=R，AN_VX端获取的电压Uan_vx1=U*[(R//R-)/(R//R-+2R//R+)]*R4/(R4+R)；2）将ISO_det端口输出高电平，电池包负极绝缘电阻R-与第二电阻R2及串联的第三电阻R3和第四电阻R4并联，此时AN_VX端获取的电压Uan_vx2=U*[R//R-//(R+R4)/(R//R-//(R+R4)+R+)]*R4/(R4+R)；U是电池包的开路电压，通过联立两个方程，可以求得电池包正极绝缘电阻R+和电池包负极绝缘电阻R-。

如图8和9所示，若干检测模块4还包括电压电流检测单元44；所述电压电流检测单元44包括高压测点信号调理单元441和分流器442；高压测点信号调理单元441的输入端与BDU高边侧的不同位置电性连接，高压测点信号调理单元441的输出端与计量芯片IC3的不同的电压输入端一一对应电性连接；分流器442设置在BDU的高边侧，获取高边侧的电流的采样信号，并输入计量芯片IC3的电流采样端口中。本方案中的计量芯片IC3可以选用亚诺德公司的LTC2949芯片。图示的高压测点信号调理单元441的输入端共有五路信号，分别为VA、VD、VC、VG和 VI，通过连续设置的电阻进行分压和RC滤波环节后，输出AN_VA、AN_VD、AN_VC、AN_VG和AN_VI五路信号至计量芯片IC3中。本方案的各个检测模块4，即可以通过CAN总线与CAN通信模块2及MCU进行通信，也可以选择通过自带的SPI端口加入菊花链通信模块1与MCU构成的环形链路中，实现冗余通道传输，即便一路通信方式出现故障，仍可及时进行可靠的通信。

菊花链通信模块1上接入的若干检测模块4，采用环形拓扑的方式逐个进行信号的双向传递，当T1时刻MCU向菊花链通信模块1发出指令后，位于菊花链上的从属芯片顺次执行对应的指令，同时MCU会统计各从属芯片执行对应指令后返回的信息，如果某一从属芯片返回信息的到达时间T2与T1时刻的延时大于时间延迟阈值T时，则将该从属芯片及其后端的从属芯片选择通过CAN总线与MCU、VCU或车载域控制器进行通信，避免引因菊花链通信的某一环节延迟过高导致的通信不及时，影响BDU或者其他车载设备通信动作的可靠性问题。上述的T1、T2和T的单位为秒或者毫秒。

ISO26262《道路车辆功能安全》国际标准是针对乘用车电子电气系统的安全相关的标准。该标准表述和定义了可能由于乘用车电子电器系统，导致新能源车在内的乘用车可能的危险行为及故障代码。通过设定相关故障的代码，即可知道是哪一个环节除了什么；故障代码，故障的严重度和可能的后果，结合上述构建的互为冗余的菊花链通信和CAN通信，是为了更好的消除指令传输不及时或者延迟过高的现象，这样车辆在意外碰撞后，能够及时反馈相应的传感检测信号，促使BDU及时动作，避免事故进一步发生。

如图10所示，本方案的智能BDU还包括高低边驱动模块5；高低边驱动模块5包括高低边开关芯片IC4和高边驱动器IC5；高低边开关芯片IC4的串行通信端口与MCU的一路串行输入端口对应通信连接；高低边开关芯片IC4的电源输入端与隔离电源单元的输出端电性连接；高低边开关芯片IC4的复位端分别与MCU的GPIO端口和第一电源管理芯片IC1的复位信号输出端RST电性连接，高低边开关芯片IC4的输出端分别与BDU的高边继电器、低边继电器、高边互锁和热失效传感器电性连接。高低边开关芯片IC4的复位端同样可以采用三极管和MOS管的形式连接MCU的GPIO端口和第一电源管理芯片IC1的复位信号输出端RST，连接方式与前述的菊花链通信模块1的从属芯片的使能端EN的连接方式类似，在此不再赘述。高边继电器的驱动信号为HSD_OUT；低边继电器的驱动信号为LSD_OUT；高边互锁输出信号为前述的HSD_HVIL；热失效传感器的驱动信号为HSD_SMOKE。HSD_RL和LSD_RL分别为预留高边输出和预留低边输出，实现不同电压侧的器件或者模块的驱动功能。

高边驱动器IC5的电源输入端与隔离电源单元的输出端电性连接，高边驱动器IC5的输入端分别与MCU的一路GPIO端和第一电源管理芯片IC1的故障保护失效输出端FSN电性连接；高边驱动器IC5的输出端输出至少一路高边电平信号。MCU的端口GPIO9、GPIO10、GPIO11和 GPIO12是通道选择输入，对应了高边驱动器IC5的不同的输出通道。MCU的端口GPIO13、GPIO14、 GPIO15和 GPIO16分别与第一电源管理芯片IC1的故障保护失效输出端FSN决定了高边驱动器IC5的输入的输入信号。此处采用的是与门，同样的可以采用前述的菊花链通信模块1的从属芯片的使能端EN的连接方式类似的三极管或者MOS管连接方式，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种智能BDU，其特征在于，包括

MCU；

菊花链通信模块（1），其与MCU的菊花链通信端口一一对应通信连接；

CAN通信模块（2），与MCU通信连接；

若干检测模块（4），与菊花链通信模块（1）或者CAN通信模块（2）通信连接；

电源模块（3），与电池包的常电输出端电性连接，所述电源模块（3）还与MCU、菊花链通信模块（1）或者CAN通信模块（2）通信连接；MCU、菊花链通信模块（1）或者CAN通信模块（2）选择性的唤醒电源模块（3），为所述若干检测模块（4）供电。

2.根据权利要求1所述的一种智能BDU，其特征在于，所述MCU包括若干串行通信端口和GPIO端口，所述若干串行通信端口均包括时钟输出端、使能信号端、数据输出端和数据输入端；菊花链通信模块（1）包括顺次设置的若干从属芯片，所述若干从属芯片的时钟输入端均与同一个MCU的串行通信端口的时钟输出端电性连接，若干从属芯片的使能端与同一个MCU的串行通信端口的信号使能端电性连接，菊花链通信模块（1）首端的从属芯片的输入端与MCU的串行通信端口的数据输出端电性连接，当前从属芯片的输出端与其顺次相邻从属芯片的输入端电性连接，菊花链通信模块（1）末端的从属芯片的输出端与同一个MCU的串行通信端口的数据输入端电性连接。

3.根据权利要求2所述的一种智能BDU，其特征在于，所述电源模块（3）包括第一电源管理芯片IC1和隔离电源单元；第一电源管理芯片IC1的电源输入端与电池包的常电输出端电性连接，第一电源管理芯片IC1的唤醒端IGN与MCU的GPIO端口、至少一个检测模块（4）、车载VCU的唤醒输出端、钥匙点火开关或者CAN通信模块（2）连接；第一电源管理芯片IC1还与MCU的一个串行通信端口通信连接；第一电源管理芯片IC1的电压输出端输出若干电压信号、故障保护失效输出端FSN和复位信号输出端RST；第一电源管理芯片IC1输出的电压信号供MCU、菊花链通信模块（1）、CAN通信模块（2）或者若干检测模块（4）工作时使用；隔离电源单元用于输出12V电压。

4.根据权利要求3所述的一种智能BDU，其特征在于，所述第一电源管理芯片IC1还包括采样部；采样部与车载VCU的唤醒输出端以及第一电源管理芯片IC1的至少一路电压输出端电性连接，采样部对车载VCU的唤醒输出端或者第一电源管理芯片IC1的至少一路电压输出端的输出信号进行采样后返回第一电源管理芯片IC1中。

5.根据权利要求3所述的一种智能BDU，其特征在于，所述CAN通信模块（2）具有URAT端口和CAN总线端口，CAN通信模块（2）的使能端分别与故障保护失效输出端FSN和MCU的一个GPIO端口电性连接；CAN通信模块（2）的URAT端口与MCU的一路串行通信端口通信连接；CAN通信模块（2）的输出端INH与第一电源管理芯片IC1的唤醒端IGN电性连接；若干检测模块（4）与CAN总线端通信连接。

6.根据权利要求5所述的一种智能BDU，其特征在于，所述若干检测模块（4）包括模拟信号检测单元（41）和PWM信号检测单元（42）； MCU还具有若干ADC端口；所述BDU内还设置有热失效传感器、若干温度传感器和霍尔传感器；所述热失效传感器设置在BDU的铜排或者触点位置；所述若干温度传感器设置在BDU的不同位置；霍尔传感器设置在电池包的常电输出端；

模拟信号检测单元（41）的输入端与热失效传感器的唤醒输出端、钥匙点火开关的输出端、隔离电源单元、若干温度传感器以及霍尔传感器的输出端电性连接，模拟信号检测单元（41）的输出端与MCU的不同的ADC端口一一对应电性连接；热失效传感器的唤醒输出端与第一电源管理芯片IC1的唤醒端IGN电性连接；

PWM信号检测单元（42）的输入端与BDU的高边输出端、气囊传感器的输出端和热失效传感器的输出端电性连接，PWM信号检测单元（42）的输出端与MCU的不同的GPIO端口一一对应电性连接。

7.根据权利要求6所述的一种智能BDU，其特征在于，所述若干检测模块（4）还包括绝缘测试单元（43）；

绝缘测试单元（43）包括第一继电器、第二继电器、若干电阻和计量芯片IC3；若干电阻顺次首位相接设置，首端电阻的非公共端与电池包的正极电性连接，末端电阻的非公共端与电池包负极电性连接；第一继电器的常开触点分别与电池包负极以及第一电阻与第二电阻的公共端电性连接，第一继电器的输入端与MCU的ISO_det端口电性连接，第二继电器的常开触点与第二电阻和第三电阻的公共端以及车身地电性连接，第二继电器的线圈与MCU的ISO_main端口电性连接；第三电阻和第四电阻的公共端与计量芯片IC3的模数转换端口电性连接；计量芯片IC3的通信端口与MCU的一路串行输入端口对应通信连接。

8.根据权利要求7所述的一种智能BDU，其特征在于，所述若干检测模块（4）还包括电压电流检测单元（44）；所述电压电流检测单元（44）包括高压测点信号调理单元（441）和分流器（442）；高压测点信号调理单元（441）的输入端与BDU高边侧的不同位置电性连接，高压测点信号调理单元（441）的输出端与计量芯片IC3的不同的电压输入端一一对应电性连接；分流器（442）设置在BDU的高边侧，获取高边侧的电流的采样信号，并输入计量芯片IC3的电流采样端口中。

9.根据权利要求3所述的一种智能BDU，其特征在于，还包括高低边驱动模块（5）；高低边驱动模块（5）包括高低边开关芯片IC4和高边驱动器IC5；高低边开关芯片IC4的串行通信端口与MCU的一路串行输入端口对应通信连接；高低边开关芯片IC4的电源输入端与隔离电源单元的输出端电性连接；高低边开关芯片IC4的复位端分别与MCU的GPIO端口和第一电源管理芯片IC1的复位信号输出端RST电性连接，高低边开关芯片IC4的输出端分别与BDU的高边继电器、低边继电器、高边互锁和热失效传感器电性连接；高边驱动器IC5的电源输入端与隔离电源单元的输出端电性连接，高边驱动器IC5的输入端分别与MCU的一路GPIO端和第一电源管理芯片IC1的故障保护失效输出端FSN电性连接；高边驱动器IC5的输出端输出至少一路高边电平信号。

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