CN204687867U - 一种电池管理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电池管理系统，其包括电池控制单元和多个电池监控单元，电池控制单元包括控制单片机和第一控制器局域网总线，电池监控单元包括监控单片机、两端分别与控制单片机和监控单片机相连的看门狗电路、和与第一控制器局域网总线相连接的第二控制器局域网总线；看门狗电路包括与电池控制单元相连的光耦、和一端与光耦串联连接而另一端与监控单片机相连的复位模块。该电池管理系统通过控制器局域网总线与看门狗电路实现当电池监控单元出现故障时，由电池控制单元控制电池监控单元重新启动，使电池监控单元的复位更安全；且看门狗电路舍去看门狗芯片，采用基础元件构成看门狗电路，能有效地降低电路的成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电池管理系统。
背景技术
目前新能源汽车中对电池管理系统安全性能要求越来越高，要求电池管理系统在单片机异常情况下能实现单片机的自动复位，基本采用看门狗方案。看门狗方案有两中，一种是在电池控制单元与电池监控单元上分别增加看门狗电路，此方案的缺点是：电池监控单元自动复位的控制权没有给电池控制单元，由于电池控制单元可获取包括电池总电流、电池总电压和电池温度等更全面的信息，因此由电池控制单元来控制池监控单元复位会更安全。还有一种在分布式电池管理系统中应用较广的方案：在池监控单元中增加看门狗芯片，此方案的缺点是：看门狗芯片成本较高，导致整个电路成本上升。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：当电池监控单元中监控单片机出现故障，程序跑飞时，由电池控制单元来控制电池监控单元中的监控单片机复位，使整个复位过程更安全，且能有效地控制电路成本。
为解决上述问题，本实用新型提供一种电池管理系统，其特征在于：包括电池控制单元和多个相同的电池监控单元，所述电池控制单元包括控制单片机和第一控制器局域网总线，电池监控单元包括监控单片机、两端分别与控制单片机和监控单片机相连的看门狗电路、和与第一控制器局域网总线相连接的第二控制器局域网总线；看门狗电路包括与电池控制单元相连的光耦、和一端与光耦串联连接而另一端与监控单片机相连的复位模块；电池控制单元和电池监控单元之间通过第一、二控制器局域网总线建立通讯，进行数据处理并发布控制指令。
电池管理系统中每个电池监控单元内部结构均相同。
看门狗电路中光耦的第一输入端和电池控制单元中的控制单片机连接，第二输入端接地，第三输出端接地，第四输出端和复位模块相连。
看门狗电路的复位模块包括电源、稳压二极管、电阻、电容、其中稳压二极管反向连接和电阻并联，且其并联部分一端与电源相连，另一端分别和光耦的第四输出端、电容以及电池监控单元中监控单片机相连，而电容另一端和监控单片机相连并接地。
看门狗电路中两端分别放置第一、二限流电阻(RA1)和(RA5)，其中第一限流电阻(RA1)位于监控单片机(MCU1)和光耦(U1)的第四输出端之间，而第二限流电阻(RA5)位于光耦(U1)的第一输入端和电池控制单元(BCU)中的控制单片机(MCU3)。
看门狗电路和电池控制单元中的控制单片机之间通过总线复位控制线连接。
优选地，电池管理系统中，电池控制单元和电池控制单元之间通过控制器局域网总线进行通讯，控制器局域网总线不辐射能量、不导电且没有电感，使得通讯时不存在串扰及光信号相互干扰、从而使得通讯更为安全、通畅和高效，且控使用控制器局域网总线不会增加额外成本。
优选地，所有单片机可使用相同的型号。
优选地，看门狗电路中，光耦作为一个隔离开关，使得电信号传输具有单向性。
在电池监控单元正常状态下，总线复位控制线上是低电平，经过看门狗电路，输出一个高电平给电池监控单元中的单片机，控制器局域网总线将该正常数据输送给电池控制单元，电池控制单元继续输出低电平信号，如此往复，以达到电池管理系统的正常运行。
在电池监控单元出现死机或者发生故障时，控制器局域网总线会发送无效数据，电池控制单元中控制器局域网总线接收到该无效数据后电池控制单元立即发出重新启动电池监控单元的指示，即通过给总线复位控制线加一个短暂的高电平信号，高电平信号传输经过光耦，之后该高电平信号通过复位模块并随着电容的放电过程而逐渐回落为低电平信号，即在看门狗电路输出端得到一个低电平的复位信号，从而重新启动电池监控单元中的单片机，此时控制器局域网总线将有效信号传递至电池控制单元，整个电路恢复正常运行状态。
本实用新型的有益效果：
本实用新型提供的电池管理系统，通过控制器局域网总线与看门狗电路实现由电池控制单元来控制电池监控单元复位，使电池监控单元的复位更安全；看门狗电路舍去看门狗芯片，采用基础元件构成看门狗电路，能有效地降低电路的成本。
附图说明：
图1是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式：
实施例：如图1所示，本实用新型提供一种电池管理系统，包括电池控制单元BCU和两个电池监控单元BMU。电池控制单元BCU包括控制单片机MCU3和第一控制器局域网总线CAN3，第一电池监控单元BMU1包括监控单片机MCU1、两端分别与控制单片机MCU3和监控单片机MCU1相连的看门狗电路、和与第一控制器局域网总线CAN3相连接的第二控制器局域网总线CAN1；看门狗电路包括与电池控制单元BCU相连的光耦U1、和一端与光耦U1串联连接而另一端与监控单片机MCU1相连的复位模块；电池控制单元BCU和电池监控单元BMU1之间通过第一、二控制器局域网总线CAN建立通讯，进行数据处理并发布控制指令。电池管理系统以包括两个相同的电池监控单元为例，也可以包括更多相同的电池监控单元。看门狗电路中光耦U1的第一输入端和电池控制单元BCU中的控制单片机MCU3连接，第二输入端接地，第三输出端接地，第四输出端和复位模块相连。看门狗电路的复位模块包括电源、稳压二极管DA1、电阻RA3、电容CA1、其中稳压二极管DA1反向连接和电阻RA3并联，且其并联部分一端与电源相连，另一端分别和光耦U1的第四输出端1、电容CA1以及电池监控单元BMU1中监控单片机MCU1相连，而电容CA1另一端和监控单片机MCU1相连，同时接地。看门狗电路中两端分别放置第一、二限流电阻RA1和RA5，其中第一限流电阻RA1位于监控单片机MCU1和光耦U1的第四输出端之间，而第二限流电阻RA5位于光耦U1的第一输入端和电池控制单元BCU中的控制单片机MCU3。看门狗电路和电池控制单元BCU中的控制单片机MCU3之间通过总线复位控制线BBUS.RST连接。
优选地，电池管理系统中，电池控制单元BCU和电池控制单元BMU1之间通过控制器局域网总线CAN进行通讯，控制器局域网总线CAN不辐射能量、不导电且没有电感，使得通讯时不存在串扰及光信号相互干扰、从而使得通讯更为安全、通畅和高效，且使用控制器局域网总线CAN不会增加额外成本。
优选地，电池管理系统中的单片机MCU1、MCU2、MCU3为相同型号的单片机，型号为MC9S12G。
优选地，看门狗电路中，光耦U1的型号是ACPL217，光耦U1作为一个隔离开关，使得电信号传输具有单向性。
在电池监控单元BMU1正常状态下，总线复位控制线BBUS.RST上是低电平，经过看门狗电路，输出一个高电平给电池监控单元BMU1中的单片机MCU1，控制器局域网总线CAN将该正常数据输送给电池控制单元BCU，电池控制单元BCU继续输出低电平信号，如此往复，以达到电池管理系统的正常运行。
在电池监控单元BMU1出现死机或者发生故障时，控制器局域网总线CAN1会发送无效数据，电池控制单元BCU中控制器局域网总线CAN3接收到该无效数据后电池控制单元BCU立即发出重新启动电池监控单元BMU1的指示，即通过给总线复位控制线BBUS.RST加一个短暂的高电平信号，高电平信号传输经过光耦U1，之后该高电平信号通过复位模块并随着电容CA1的放电过程而逐渐回落为低电平信号，即在看门狗电路输出端得到一个低电平的复位信号，从而重新启动电池监控单元BMU1中的单片机MCU1，此时控制器局域网总线CAN1将有效信号传递至电池控制单元BCU，整个电路恢复正常运行状态。
当然上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种电池管理系统，其特征在于：包括电池控制单元(BCU)和多个电池监控单元(BMU1)，所述电池控制单元(BCU)包括控制单片机(MCU3)和第一控制器局域网总线(CAN3)，所述电池监控单元(BMU1)包括监控单片机(MCU1)、两端分别与控制单片机(MCU3)和监控单片机(MCU1)相连的看门狗电路、和与第一控制器局域网总线(CAN3)相连接的第二控制器局域网总线(CAN1)；所述看门狗电路包括与电池控制单元(BCU)相连的光耦(U1)、和一端与光耦串联连接而另一端与监控单片机(MCU1)相连的复位模块；所述电池控制单元(BCU)和电池监控单元(BMU1)之间通过第一、二控制器局域网总线(CAN)建立通讯，进行数据处理并发布控制指令。
2.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于：所述每个电池监控单元内部结构均相同。
3.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于：所述看门狗电路中光耦(U1)的第一输入端和电池控制单元(BCU)中的控制单片机(MCU3)连接，第二输入端接地，第三输出端接地，第四输出端和复位模块相连。
4.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于：所述看门狗电路的复位模块，包括电源、稳压二极管(DA1)、电阻(RA3)、电容(CA1)、其中稳压二极管(DA1)反向连接和电阻(RA3)并联，且其并联部分一端与电源相连，另一端分别和光耦(U1)的第四输出端、电容(CA1)以及电池监控单元(BMU1)中监控单片机(MCU1)相连，而电容(CA1)另一端和监控单片机(MCU1)相连并接地。
5.根据权利要求1或2或3所述的电池管理系统，其特征在于：所述看门狗电路中两端分别放置第一、二限流电阻(RA1)和(RA5)，其中第一限流电阻(RA1)位于监控单片机(MCU1)和光耦(U1)的第四输出端之间，而第二限流电阻(RA5)位于光耦(U1)的第一输入端和电池控制单元(BCU)中的控制单片机(MCU3)。
6.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于：所述看门狗电路和电池控制单元(BCU)中的控制单片机(MCU3)之间通过总线复位控制线(BBUS.RST)连接。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107323280A (zh) * | 2017-06-23 | 2017-11-07 | 北京新能源汽车股份有限公司 | 一种电池监控单元参数的更新方法、装置、系统及汽车 |
| CN110661043A (zh) * | 2018-06-29 | 2020-01-07 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池管理电路及其控制方法、电池管理系统 |
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2015
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