CN204857892U - 一种电池管理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种电池管理系统，包括：主单片机、通讯隔离芯片、单体电压采集主模块、至少两个串接主电池组，所述电池管理系统还包括单体电压采集扩展模块，所述单体电压采集扩展模块包括扩展模块高压通讯接口，所述单体电压采集主模块包括主模块高压通讯接口，所述主模块高压通讯接口与所述扩展模块高压通讯接口连接。该电池管理系统实现了物理连接上可裁剪，从而可很好地解决同一产品在不同平台中使用的问题，既能满足纯电动汽车又能满足重度混合动力汽车对电池单体串数不同的需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池管理技术领域，具体地涉及一种多功能电池管理系统。
背景技术
电动汽车是未来汽车发展的新方向，其中电池管理系统则是电动汽车的核心部件。在电动汽车的电池管理系统架构中，主要分为集中式电池管理系统及分布式电池管理系统两种，其中根据电池包机械结构设计的需要，分布式电池管理系统可应用于分布式电池包及集中式电池包架构，而集中式电池管理系统则更适合于应用在集中式电池包中。而随着当下对各种类型新能源汽车开发周期的限制越来越苛刻，采用单一的集中式电池管理系统必须要考虑可容许的单体电压采集串数的要求，例如在重度混合动力汽车中，所需求的电池单体串数相对较少，例如68串，而对于增程型插电式混合动力汽车中，电池管理系统要求能支持的采集电池单体电压的串数相对较多，例如需要108串。如果在最短的时间内需要满足插电式混合动力车辆和重度混合动力汽车的使用需求，如果采用同样一个电池管理系统平台，势必在重度混合动力汽车中，也需要采用能够支持108串的电池管理系统，这种势必会造成电池单体电压采集通道的浪费，从而会浪费生产成本。同时由于需要支持多余的电池单体的信号采集通道作为预留，而这种预留带来了电池管理系统体积的增加及电池包布置设计的困难。如图1所示为现有技术的电池管理系统架构图。
但是随着目前从传统燃油车到纯电动汽车的过度过程中，集中式电池管理系统逐渐成为主流趋势，既能满足纯电动汽车又能满足重度混合动力汽车需要的电池管理系统的矛盾点在于两种新能源汽车中所需要支持的电池单体串数的不同。
实用新型内容
针对不同设备对单体电池串数的需求不同，本实用新型提供了一种多功能电池管理系统，对模块化设备之间的物理连接方式进行调整，从而可很好地解决上述问题。
为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种电池管理系统，包括：主单片机、通讯隔离芯片、单体电压采集主模块、至少两个串接主电池组，所述电池管理系统还包括单体电压采集扩展模块和至少一个扩展电池组，所述单体电压采集扩展模块包括至少一个扩展模块单体电压采集芯片、扩展模块高压通讯接口和至少一个扩展模块单体电压采集接口，所述单体电压采集主模块包括至少两个串接主模块单体电压采集芯片、主模块高压通讯接口和至少两个主模块单体电压采集接口，所述主模块高压通讯接口与所述扩展模块高压通讯接口连接，所述至少一个扩展模块单体电压采集芯片通过扩展模块单体电压采集接口与对应的所述至少一个扩展电池组连接，所述至少两个串接主模块单体电压采集芯片通过主模块单体电压采集接口与对应的至少两个串接主电池组连接。
优选地，所述至少两个串接主模块电池单体电压采集芯片通过向上通讯接口和向下通讯接口依次首尾连接。
优选地，所述至少两个串接主模块单体电压采集芯片中位于高压端的主模块电池单体电压采集芯片通过向上通讯接口与所述主模块高压通讯接口连接，所述至少两个串接主模块单体电压采集芯片中位于低压端的主模块电池单体电压采集芯片通过向下通讯接口与通讯隔离芯片的对应端口连接。
优选地，所述至少一个扩展模块电池单体电压采集芯片中位于高压端的扩展模块电池单体电压采集芯片的向上通讯接口的收接口和发接口短路连接，所述至少一个扩展模块电池单体电压采集芯片中位于低压端的扩展模块电池单体电压采集芯片的向上通讯接口与扩展模块高压通讯接口连接。
优选地，当所述电池管理系统包括至少两个所述扩展模块电池单体电压采集芯片时，所述至少两个所述扩展模块电池单体电压采集芯片通过向上通讯接口和向下通讯接口依次首尾连接。
优选地，所述主模块高压通讯接口与所述扩展模块高压通讯接口的通讯方式为UART通讯方式。
优选地，所述主模块高压通讯接口与所述扩展模块高压通讯接口的通讯方式为I2C通讯方式。
优选地，所述扩展模块单体电压采集接口通过插针或者插孔与对应的所述扩展电池组连接，所述主模块单体电压采集接口通过插针或者插孔与对应的所述主电池组连接。
优选地，所述通讯隔离芯片的端口与所述主单片机的对应端口连接。
优选地，所述主单片机、通讯隔离芯片、单体电压采集主模块和单体电压采集扩展模块集成布置在一块电路板上。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型提供了一种电池管理系统，该电池管理系统通过将单体电压采集主模块的主模块高压通讯接口与单体电压采集扩展模块的扩展模块高压通讯接口连接，实现电池管理系统的物理连接上可裁剪，从而可很好的解决同一产品在不同平台中使用的问题，既能满足纯电动汽车又能满足重度混合动力汽车对电池单体串数不同的需求。
附图说明
图1为现有技术的电池管理系统架构图。
图2为本发明的电池管理系统架构图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。
从跨平台(模块化)的角度出发，兼顾功能模块在物理结构上的可裁剪性。因此本方案是从设备的物理连接上可裁剪，从而可很好的解决同一产品在不同平台中使用的问题。希望一套电池管理系统方案能够兼容不同平台车型，有的车型需求电池包的电池单体串数多，有的需求电池串数较少。
如图2所示，本实用新型提拱了一种电池管理系统，包括：主单片机、通讯隔离芯片、单体电压采集主模块、至少两个串接主电池组，所述电池管理系统还包括单体电压采集扩展模块和至少一个扩展电池组，所述单体电压采集扩展模块包括至少一个扩展模块单体电压采集芯片、扩展模块高压通讯接口和至少一个扩展模块单体电压采集接口，所述单体电压采集主模块包括至少两个串接主模块单体电压采集芯片、主模块高压通讯接口和至少两个主模块单体电压采集接口，所述主模块高压通讯接口与所述扩展模块高压通讯接口连接，所述至少一个扩展模块单体电压采集芯片通过扩展模块单体电压采集接口与对应的所述至少一个扩展电池组连接，所述至少两个串接主模块单体电压采集芯片通过主模块单体电压采集接口与对应的至少两个串接主电池组连接。
集中式电池管理系统具有安装简便的特点，分布式电池管理系统则具有较繁琐的系统架构，本方案中采用的电池单体电压采集芯片位于电池管理系统的高压端，所述电池单体电压采集芯片为一款基于UART通讯方式的类型芯片，可实现差分信号通讯方式。在左边图所示的是，如果电动汽车需要的电传输不是很多，那么就不需要图2中的扩展模块，如果需求的电池单体串数量超过了主模块所能支持的最高电输，扩展模块就显得必不可少了，这里m是右边模块的最高电池单体电压采集芯片，而Last是需要扩展的单体电压采集扩展模块。这样做的好处是，只需将左右两个模块做成比较成熟的状态，这样就可以兼容传输不同的电动车平台。需要说明的是，图2中的单体电压扩展模块可以含有1个单体电压采集芯片，也可以有2个或者3个，从而扩展模块包含的单体电压采集芯片多少需要根据车辆所需要的电池串数来选择。单体电压采集芯片是实现了单体电压采集功能，每个芯片对上对下各有一个信号的收发端口。每相邻两个芯片间是一个发一个收，从而构成了芯片间的信号双向传输。
其中，所述至少两个串接主模块单体电压采集芯片中位于高压端的主模块电池单体电压采集芯片通过向上通讯接口与所述主模块高压通讯接口连接，所述至少两个串接主模块单体电压采集芯片中位于低压端的主模块电池单体电压采集芯片通过向下通讯接口与通讯隔离芯片的对应端口连接。
其中，所述至少一个扩展模块电池单体电压采集芯片中位于高压端的扩展模块电池单体电压采集芯片的向上通讯接口的收接口和发接口短路连接，所述至少一个扩展模块电池单体电压采集芯片中位于低压端的扩展模块电池单体电压采集芯片的向上通讯接口与扩展模块高压通讯接口连接。靠近电池组总正极一端的单体电压采集芯片的顶端的通讯端口，通常有收接口和发接口两个接口，这里如果单体电压采集芯片处于最顶端，那么该采集芯片的顶端收、发接口就可以做短接处理。以实现整个菊花链信号的传递回路。
其中，所述单体电压采集主模块的所述主模块高压通讯接口与单体电压采集扩展模块的所述扩展模块高压通讯接口的通讯方式为UART通讯方式。UART通讯方式的抗干扰能力比较强。还有其他的通讯方式例如I2C通讯方式。
其中，所述接口电路还包括单体电压采集接口，所述单体电压采集接口的插针或者插孔与电池模组连接。采集接口均具有防误插结构，所以，本实用新型的上述接口电路结构可以大大提高接线人员的接线效率，而且可以避免出现各种形式的接线错误，进而可以防止电池模组损坏。
其中，所述电池管理系统还包括主单片机，所述通讯隔离芯片的端口与所述主单片机的对应端口连接，所述主单片机通过CAN通讯接口电路与低压通讯接口连接，所述低压通讯接口与整车控制器、点火电路或多媒体设备连接。
另外，所述主单片机、单体电压采集主模块、单体电压采集扩展模块和接口电路集成布置在一块电路板上，这样不但便于主单片机、单体电压采集主模块、单体电压采集扩展模块和接口电路的连接，还有助于减少安装占有空间。
以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电池管理系统，包括：主单片机、通讯隔离芯片、单体电压采集主模块、至少两个串接主电池组，其特征在于，所述电池管理系统还包括单体电压采集扩展模块和至少一个扩展电池组，所述单体电压采集扩展模块包括至少一个扩展模块单体电压采集芯片、扩展模块高压通讯接口和至少一个扩展模块单体电压采集接口，所述单体电压采集主模块包括至少两个串接主模块单体电压采集芯片、主模块高压通讯接口和至少两个主模块单体电压采集接口，所述主模块高压通讯接口与所述扩展模块高压通讯接口连接，所述至少一个扩展模块单体电压采集芯片通过扩展模块单体电压采集接口与对应的所述至少一个扩展电池组连接，所述至少两个串接主模块单体电压采集芯片通过主模块单体电压采集接口与对应的至少两个串接主电池组连接。
2.根据权利要求1所述电池管理系统，其特征在于，所述至少两个串接主模块电池单体电压采集芯片通过向上通讯接口和向下通讯接口依次首尾连接。
3.根据权利要求1所述电池管理系统，其特征在于，所述至少两个串接主模块单体电压采集芯片中位于高压端的主模块电池单体电压采集芯片通过向上通讯接口与所述主模块高压通讯接口连接，所述至少两个串接主模块单体电压采集芯片中位于低压端的主模块电池单体电压采集芯片通过向下通讯接口与通讯隔离芯片的对应端口连接。
4.根据权利要求1所述电池管理系统，其特征在于，所述至少一个扩展模块电池单体电压采集芯片中位于高压端的扩展模块电池单体电压采集芯片的向上通讯接口的收接口和发接口短路连接，所述至少一个扩展模块电池单体电压采集芯片中位于低压端的扩展模块电池单体电压采集芯片的向上通讯接口与扩展模块高压通讯接口连接。
5.根据权利要求1所述电池管理系统，其特征在于，当所述电池管理系统包括至少两个所述扩展模块电池单体电压采集芯片时，所述至少两个所述扩展模块电池单体电压采集芯片通过向上通讯接口和向下通讯接口依次首尾连接。
6.根据权利要求1所述电池管理系统，其特征在于，所述主模块高压通讯接口与所述扩展模块高压通讯接口的通讯方式为UART通讯方式。
7.根据权利要求1所述电池管理系统，其特征在于，所述主模块高压通讯接口与所述扩展模块高压通讯接口的通讯方式为I2C通讯方式。
8.根据权利要求1所述电池管理系统，其特征在于，所述扩展模块单体电压采集接口通过插针或者插孔与对应的所述扩展电池组连接，所述主模块单体电压采集接口通过插针或者插孔与对应的所述主电池组连接。
9.根据权利要求1至8任一项所述电池管理系统，其特征在于，所述通讯隔离芯片的端口与所述主单片机的对应端口连接。
10.根据权利要求1至8任一项所述电池管理系统，其特征在于，所述主单片机、通讯隔离芯片、单体电压采集主模块和单体电压采集扩展模块集成布置在一块电路板上。
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| CN110970671A (zh) * | 2019-03-06 | 2020-04-07 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 一种电池管理单元、电池系统及机动车 |
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| CN111722116A (zh) * | 2019-03-22 | 2020-09-29 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池管理系统及其检测方法 |
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