CN205211878U - 汽车的电池管理系统 - Google Patents

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CN205211878U CN201521087140.3U CN201521087140U CN205211878U CN 205211878 U CN205211878 U CN 205211878U CN 201521087140 U CN201521087140 U CN 201521087140U CN 205211878 U CN205211878 U CN 205211878U
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China
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battery
monitoring modular
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郑鹏飞
王宏伟
杨真
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Datang NXP Semiconductors Co Ltd
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Datang NXP Semiconductors Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

本实用新型涉及一种汽车的电池管理系统,用于管理电池组。该电池组有多个单体电池串联而成。该系统包括监测模块、组控制器和电子控制单元,该监测器连接该组控制器,该组控制器连接该电子控制单元。该监测模块包括多个监测器,各监测器一一对应地连接到各个单体电池,且各监测器以菊花链方式相互连接。

Description

汽车的电池管理系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及新能源汽车领域,尤其是涉及汽车的电池管理系统。
背景技术
[0002]汽车行业的发展关乎到民生、环保、能源等重要方面,开发既节省能源又能减少污染的新能源汽车已经是大势所趋。在纯电动汽车和混合动力汽车中,动力电池是汽车运行的关键部分,所以对车载电池管理系统的研究意义重大。
[0003]汽车的电池管理系统作为电池与动力系统之间的纽带,用于动力电池的管理和监控,使电池性能和寿命最大化,充分保证电池的运行性能。如何精确的采集电池或电池组的各种数据,确保电池工作在最佳状态,延长电池寿命,并对电池的故障,老化进行早期预测和报警,尽可能节约资源降低电动车的成本,提高电动车运行的安全性,是研究电池管理系统的主要目标。
[0004]然而,传统电池管理系统还有诸多的弊端,其中包括以下几点,首先,传统电池管理系统的一个监测模块要管理几个甚至十几个单体电池,通常情况下这种架构的连接导线都比较长,而导线越长测量结果就越容易受到干扰,所以整个电池管理系统的测量精度就会下降。其次,传统的电池管理系统中的一个监测芯片要监测几个或者十几个单体电池,所以,监测芯片需进行耐高压处理,这既增加了成本,又降低了安全性。
实用新型内容
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种汽车的电池管理系统,可以提高测量精度和安全性。
[0006]本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提出一种汽车的电池管理系统,用于管理电池组。该电池组有多个单体电池串联而成。该系统包括监测模块、组控制器和电子控制单元,该监测器连接该组控制器,该组控制器连接该电子控制单元。该监测模块包括多个监测器,各监测器一一对应地连接到各个单体电池,且各监测器以菊花链方式相互连接。
[0007]在本实用新型的一实施例中,该组控制器与该电子控制单元相连接通过菊花链总线相互连接。
[0008]在本实用新型的一实施例中,该电子控制单元包括中央处理器模块。
[0009]在本实用新型的一实施例中,该中央处理器模块是由一个或多个微控制器及其外围电路所组成。
[0010]在本实用新型的一实施例中,该中央处理器模块是由一个或多个处理器及其外围电路所组成。
[0011]在本实用新型的一实施例中,该组控制器是由微控制器、可编程门阵列、专用集成电路或其组合构成。
[0012]本实用新型由于电池组由多个单体电池串联组成,监测模块由多个监测器组成,并且监测模块的每一个监测器监测且仅监测一个单体电池的状态。这样监测器和单体电池之间的连接导线可以很短,解决了传统电池系统中因连接导线过长引起的干扰问题。并且这种连接方式使得每个监测器所承受的电压仅为一个单体电池的电压,避免了耐高压处理,从而解决了耐高压处理带来的成本高与安全性低的问题。
附图说明
[0013]为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂,以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明,其中:
[0014]图1为本实用新型一实施例的电池管理系统的结构图。
[0015]图2为本实用新型一实施例的系统的连接关系图。
[0016]图3为本实用新型一实施例的单一监测模块的示意框图。
[0017]图4为本实用新型一实施例的监测模块、电池组及组控制器相互连接的示意框图。
[0018]图5为本实用新型一实施例的一种电池管理流程的访问步骤示意图。
具体实施方式
[0019]以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所披露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
[0020]需要说明的是,本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想,遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0021]图1为本实用新型一实施例的电池管理系统的框图。图2为本实用新型一实施例的系统的连接关系图。如图1和图2所示,该电池管理系统100包括电子控制单元(ElectronicController Unit ,ECU) 110、组控制器(Pack Controller,PC) 120及监测模块 130,这一系统用于管理电池组140。
[0022]电子控制单元110的核心是中央处理器模块。中央处理器模块可以是单个或多个微控制器(Microcontroller Unit,MCU)及其外围电路组成的模块,或者是处理器(CPU)及其外围电路组成的模块。电子控制单元110与组控制器120相连,主要用于发送采集命令,接收组控制器120传回的数据信息,并根据数据信息做出相应的响应动作。
[0023] 组控制器120可以是微控制器(Microcontroller Unit,MQJ),也可以是场可编程门阵列(FPGA),或者是专用集成电路(ASIC),或者是他们的组合电路。组控制器120连接于监测模块130和电子控制单元110之间,且可通过菊花链总线150与电子控制单元110连接。组控制器120主要用于将来至电子控制单元110的控制指令转换后传至监测模块130,并接收监测模块130传回的数据信息,对数据进行转换处理后传至菊花链总线150上,最终送至电子控制单元110。
[0024]图3为本实用新型一实施例的单一监测模块的示意框图。如图3所示,电池组140通常是由多个单体电池142串联而成。在本实用新型的一个实施例中,监测模块130包括多个相互连接的监测器(Monitor)132,且每个监测器132仅连接一个单体电池142。也就是说,各个监测器132——对应地连接各个电梯电池142。整个监测模块130连接于电池组140和组控制器120之间,其主要用于采集电池组140的状态数据,并将采集到的状态数据转换处理,然后送至组控制器120。在此,各个监测器132可以通过菊花链(Daisy-chain)连接并建立通
ί目O
[0025]据本实施例的汽车的电池管理系统,由于监测模块130的每一个监测器132监测且仅监测一个单体电池142的状态,这样每个监测器132所承受的电压仅为一个单体电池142的电压,避免了耐高压处理,解决了由此带来的成本高与安全性低的问题,且每个监测器仅监测一个单体电池的状态,增加了监测的精准性。
[0026]图4为本实用新型一实施例的监测模块、电池组及组控制器相互连接的示意框图。如图4所示,当存在多个电池组140-1至140-η时,有相应的监测模块130-1至130-m。每个监测模块,例如监测模块130-1包括多个相互连接的监测器(Monitor)132,且每个监测器132仅连接对应电池组140-1的一个单体电池142。也就是说,各个监测器132——对应地连接各个电梯电池142。监测模块130-1至130-n中各组监测器132之间以菊花链的方式进行通信,电路结构简单,减少了设计的难度。并且,监测模块与组控制器120之间的菊花链(Daisy-chain) 通信做了冗余设计,在一定情况下,监测模块与组控制器 120 可以通过冗余设计进行通信,增加了整个电池管理系统的可靠性,使整个系统更加安全高效。
[0027]图5为本实用新型一实施例的一种电池管理流程的访问步骤示意图。如图5所示,流程包括如下步骤:
[0028] 在步骤501,电子控制单元发送控制命令;
[0029]在步骤511,组控制器接收来自电子控制单元的控制命令,将接收的控制命令进行转换;
[0030] 在步骤512,组控制器将控制命令传送至监测模块;
[0031]在步骤521,监测模块采集电池组的状态数据,并将采集到的状态数据转换处理;
[0032]在步骤522,监测模块将状态数据返回至组控制器;
[0033]在步骤513,组控制器接收监测模块传回的数据信息,对数据进行转换处理;
[0034]在步骤514,控制器将接收的数据传至总线上,最终送至电子控制单元;
[0035]在步骤502,电子控制单元接收组控制器模传回的数据信息,并根据数据信息做出相应的响应动作。
[0036]本实用新型的电池管理系统中,电池组由多个单体电池串联组成,监测模块由多个监测器组成,并且监测模块的每一个监测器监测且仅监测一个单体电池的状态。这样监测器和单体电池之间的连接导线可以很短,解决了传统电池系统中因连接导线过长引起的干扰问题;并且这种连接方式使得每个监测器所承受的电压仅为一个单体电池的电压,避免了耐高压处理,从而解决了耐高压处理带来的成本高与安全性低的问题。另外,监测模块中各监测器之间以菊花链的方式连接,电路结构简单,降低了设计难度。并且基于该连接方式开发的通信协议做了冗余设计,在一定情况下,监测模块与组控制器可以通过冗余设计进行通信,增加了整个电池管理系统的可靠性,使整个系统更加安全高效。
[0037]上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效,而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种汽车的电池管理系统,用于管理电池组,该电池组有多个单体电池串联而成,该系统包括监测模块、组控制器和电子控制单元,该监测器连接该组控制器,该组控制器连接该电子控制单元,其特征在于,该监测模块包括多个监测器,各监测器一一对应地连接到各个单体电池,且各监测器以菊花链方式相互连接。
2.如权利要求1所述的汽车的电池管理系统,其特征在于,该组控制器与该电子控制单元相连接通过菊花链总线相互连接。
3.如权利要求1所述的汽车的电池管理系统,其特征在于,该电子控制单元包括中央处理器模块。
4.如权利要求3所述的汽车的电池管理系统,其特征在于,该中央处理器模块是由一个或多个微控制器及其外围电路所组成。
5.如权利要求3所述的汽车的电池管理系统,其特征在于,该中央处理器模块是由一个或多个处理器及其外围电路所组成。
6.如权利要求1所述的汽车的电池管理系统,其特征在于,该组控制器是由微控制器、可编程门阵列、专用集成电路或其组合构成。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109823230A (zh) * 2019-02-20 2019-05-31 浙江吉利汽车研究院有限公司 一种电池管理系统及电动车

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