CN202782733U - 一种支持诊断功能的电池管理系统 - Google Patents

Abstract

一种支持诊断功能的电池管理系统，包括电池管理系统、整车控制器，整车控制器与电池管理系统之间通过整车CAN总线连接，还包括在线诊断仪，该在线诊断仪通过诊断CAN总线与电池管理系统连接。本实用新型通过完善的在线诊断仪获得详细的故障状态信息，将大量具体且准确的故障信息发送到在线诊断仪上显示，用户和售后维护人员可以快速获得详细的故障信息,方便维护人员了解当前动力电池的工作状态是否正常。

Description

一种支持诊断功能的电池管理系统

技术领域

本实用新型涉及电动汽车电池管理系统的改进技术。

背景技术

目前新能源汽车使用的电池管理系统（BMS）产品，具有常见的故障诊断及报警功能。首先BMS通过内部的故障诊断模块周期性地对各个单元进行故障检测，发现故障同时进行适当处理并将相应的故障报警信息反馈给整车控制器。由于整车CAN总线通信的限制，反馈给整车控制器的故障信息往往是一个故障报警标志，而无更多具体的故障相关的状态和信息。产生一个故障报警标志可能有几个原因，因此会造成用户和售后维护人员无法及时有效的处理，浪费大量的人力和物力资源，同时用户体验较差也可能对新能源汽车渐渐失去信心。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题是提供一种可精确识别各类电池故障的支持诊断功能的电池管理系统。

为了解决上述技术问题，该技术问题采用如下方案解决：

一种支持诊断功能的电池管理系统，包括电池管理系统、整车控制器，整车控制器与电池管理系统之间通过整车CAN总线连接，还包括在线诊断仪，该在线诊断仪通过诊断CAN总线与电池管理系统连接。

作为对上述方案的改进，所述的电池管理系统具有故障诊断模块以及通信模块，通信模块通过诊断CAN总线与故障诊断模块连接。

本实用新型通过增设专用于采集和获取电池故障详细信息的诊断CAN总线以及在线诊断仪，通过完善的在线诊断仪获得详细的故障状态信息，将大量具体且准确的故障信息发送到在线诊断仪上显示，用户和售后维护人员可以快速获得详细的故障信息，及时有效的给出解决方案，并迅速完成维护工作，节省资源也让用户满意。并且，通过在线诊断仪与电池管理系统之间的信息通道，也可对电池管理系统的一些内在参数根据需要进行重新设置，方便维护动力电池工作在合适的状态下；也可使电池管理系统执行一段内部嵌入的测试程序，将测试结果反馈给在线诊断仪，方便维护人员了解当前动力电池的工作状态是否正常。

附图说明

图1为本实用新型实施例电路框图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，下面将结合实施例对本实用新型作进一步详细描述：

如附图1所示。本实施例揭示的支持诊断功能的电池管理系统，包括电池管理系统1、整车控制器2、在线诊断仪4，整车控制器2与电池管理系统1之间通过整车CAN总线3连接，在线诊断仪4通过诊断CAN总线5与电池管理系统1连接。并且，该电池管理系统1具有故障诊断模块11以及通信模块12，通信模块12通过诊断CAN总线5与在线诊断仪4连接。

本实用新型所描述的电池管理系统当然也包括电池电压检测、温度检测、SOC估算、接触器控制等其它必备模块，在线诊断仪常是根据诊断协议预先开发的，里面预先存储有电池的各种故障信息等数据，可根据采集的电池的各种数据得出相应的故障的精确、详细的信息。

本实用新型的两路CAN总线一路用于与整车控制器通信进行简单的故障信息传输，另一路用于与在线诊断仪通信进行大量具体的故障信息传输。在线诊断仪利用完善的硬件和软件检测方法，精确识别动力电池是否发生各类故障。例如电芯电压采样故障、温度采样故障、电流采样故障、总电压采样故障、充放电电流过大、总电压过高或过低、单体电压过高或过低、CAN通信故障、正负接触器故障等等。

以单体电压过高故障为例，故障诊断模块的工作原理为:

在线诊断仪首先通过比较获得所有电芯中最高的电芯电压值，然后与程序中的一级、二级故障阀值比较，当最高的电芯电压值超过相应等级的故障阀值时，在线诊断仪给出故障报警信息：包括故障等级（一级或二级）和故障类型（单体电压过高）。通常故障等级和故障类型信息会上报给整车控制器。但对于故障诊断模块，在线诊断仪输出更多有效信息：共有多少电芯电压过高，每个电压过高电芯的故障等级，过高电芯的序列号等。通过故障诊断模块可以全面了解电芯电压过高的情况。

总电压过高或过低、充放电电流过大的工作原理与单体电压过高故障类似。

CAN总线通信故障的诊断原理为：

在线诊断仪监听内部通信单元所有的CAN总线消息，每一条CAN总线消息对应一个定时器。当接收到一条CAN总线消息时，对应的定时器执行清零操作；当未收到该条CAN总线消息时，对应的定时器时间持续增加，直到超出规定的超时时间阀值。此时在线诊断仪给出故障报警信息：包括故障等级（二级）和故障类型（CAN总线通信故障）。通常故障等级和故障类型信息会上报给整车控制器。但对于在线诊断仪，在线诊断仪输出更多有效信息：具体哪条CAN总线消息丢失，目前丢失多长时间，是否有丢失后又恢复的现象。通过故障诊断模块可以全面了解内部通信单元的CAN总线消息收发情况。

正负接触器故障的诊断原理为：

在线诊断仪获得正负接触器当前的控制状态，同时通过检测接触器的辅助触点获得接触器的实际状态，当接触器控制状态与实际状态不一致时，在线诊断仪给出故障报警信息：包括故障等级（二级）和故障类型（接触器故障）。通常故障等级和故障类型信息会上报给整车控制器。但对于故障诊断模块，在线诊断仪输出更多有效信息：当前接触器控制状态和实际检测状态。通过在线诊断仪可以全面了解所有接触器的工作情况。

所有故障信息通过全局变量传递数据给通信模块。通信模块主要按照国际标准ISO14229-1和ISO15765-2等诊断协议规定的内容，在电池管理系统和故障诊断模块之间建立一个稳定的信息通道，将动力电池大量的具体故障信息发送给诊断仪显示。同时用户也可以操作在线诊断仪给电池管理系统发送测试命令和设置内部参数。通信模块软件采用模块化分层结构，主要分为诊断服务层、传输层和硬件驱动层。诊断服务层按照国际标准ISO14229-1主要实现了诊断信息通道建立、撤销，安全访问确认，诊断信息上传，诊断命令下传等所需的各类服务。其中启动诊断服务用于诊断信息通道建立，安全访问服务用于安全访问的权限确认，读取数据服务用于诊断信息的上传，写入数据服务用于设置BMS的内部参数，例程控制服务用于诊断测试命令下传。为完整实现诊断通信协议还不需加入ECU复位、通信控制，故障码设置控制，清除诊断信息等必要的服务。传输层按照国际标准ISO15765-2主要实现了诊断信息数据在电池管理系统和诊断仪之间的传输。当诊断信息数据小于等于8字节时，使用单帧消息方式传输；当诊断信息数据大于8字节时，使用多帧消息方式传输。多帧消息数据场的第一字节用于传输过程控制。当传输过程中出现通信异常时，进行通信超时处理，放弃之前的通信数据，重新进行数据传输。

硬件驱动层主要按照具体硬件芯片和单片机的工作流程，将每一帧诊断信息数据及时发送到CAN总线。同时不断接收诊断仪传来的数据消息和测试命令，上传给传输层进行解析。

本实用新型采用模块化结构、分层式通信协议实现诊断信息的传输，移植方便、推广便利，有利于提高电池管理系统产品的价值，有利于大量减少动力电池后期的维护工作。

上述实施例仅为本实用新型的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.一种支持诊断功能的电池管理系统，包括电池管理系统（1）、整车控制器（2），整车控制器与电池管理系统之间通过整车CAN总线（3）连接，其特征在于，还包括在线诊断仪（4），该在线诊断仪通过诊断CAN总线（5）与电池管理系统连接。

2.根据权利要求1所述的支持诊断功能的电池管理电路，其特征在于，所述的电池管理系统具有故障诊断模块（11）以及通信模块（12），通信模块通过诊断CAN总线与在线诊断仪连接。

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