CN205335890U - 电池管理系统以及具有其的电动汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池管理系统以及具有其的电动汽车，电池管理系统包括：电池信息采集模块，其包括与多个电池模组对应的多个电池信息采集单元，每个电池信息采集单元用于采集对应的电池模组的电池信息；电池管理控制器；连接在电池信息采集模块与电池管理控制器之间的通信转换板，其通过第一通信方式与电池信息采集模块进行通信以接收采集到的每个电池模组的电池信息，并对采集到的每个电池模组的电池信息进行转换以通过第二通信方式将转换后的每个电池模组的电池信息传输给电池管理控制器。由此，通过第一通信方式可降低电池信息采集模块的硬件规模和成本，并且通过第二通信方式可在整车上灵活布置电池管理控制器，优化电池管理系统的结构。

Description

电池管理系统以及具有其的电动汽车

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，特别涉及一种电池管理系统，以及一种电动汽车。

背景技术

相关技术公开了一种分布式电池管理系统，包括主控制器和多个下位机，主控制器与多个下位机中的一个下位机电连接，该下位机再和其它下位机依次串联电连接，但是，其存在的缺点是，每个下位机内部都有单片机、收发机、电源等CAN收发模块，从而硬件复杂成本高，失效几率高，占用空间大。

相关技术还公开了一种电池模块管理系统，包括：多个采样均衡单元，每个采样均衡单元包括电芯监控芯片，电池管理系统通过SPI通信方式与电芯监控芯片进行通信。但是，其存在的缺点是，SPI通讯方式适于短距离的传输，从而限制电池管理器在整车上的布置位置。

综上，相关技术需要进行改进。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种减少硬件规模并可在整车上灵活地布置电池管理控制器的电池管理系统。

本实用新型的另一个目的在于提出一种电动汽车。

为达到上述目的，本实用新型一方面提出了一种电池管理系统，包括：电池信息采集模块，所述电池信息采集模块包括与多个电池模组对应的多个电池信息采集单元，每个电池信息采集单元用于采集对应的电池模组的电池信息；电池管理控制器；通信转换板，所述通信转换板连接在所述电池信息采集模块与所述电池管理控制器之间，所述通信转换板通过第一通信方式与所述电池信息采集模块进行通信以接收采集到的每个电池模组的电池信息，并对采集到的每个电池模组的电池信息进行转换以通过第二通信方式将转换后的每个电池模组的电池信息传输给所述电池管理控制器。

根据本实用新型提出的电池管理系统，通信转换板连接在电池信息采集模块与电池管理控制器之间，通信转换板通过第一通信方式与电池信息采集模块进行通信以接收采集到的每个电池模组的电池信息，并对采集到的每个电池模组的电池信息进行转换以通过第二通信方式将转换后的每个电池模组的电池信息传输给电池管理控制器。由此，通过采用硬件简单且成本低的第一通信方式，可大幅降低电池信息采集模块的硬件规模和成本，并且通过采用适于长距离传输的第二通信方式，可在整车上灵活地布置电池管理控制器，这样采用两种不同的通信方式，可优化电池管理系统的结构，优化整车空间布局。

优选地，任意相连的两个所述电池信息采集单元之间通过所述第一通信方式进行通信。

优选地，任意相连的两个所述电池信息采集单元之间通过两根通信线束连接，并通过所述两根通信线束进行级联差分传输。其中，所述通信线束可采用屏蔽双绞线。

优选地，所述多个电池信息采集单元中的一个电池信息采集单元与所述通信转换板相连。

优选地，所述多个电池信息采集单元之间以菊花链方式连接。

优选地，所述第一通信方式可为SPI通信方式，所述第二通信方式可为CAN总线通信方式。

优选地，所述每个电池信息采集单元还包括隔离电路以对相应地所述电池信息采集单元进行保护。

为达到上述目的，本实用新型另一方面提出了一种电动汽车，包括所述的电池管理系统。

根据本实用新型提出的电动汽车，通过采用上述电池管理系统，可大幅降低电池信息采集模块的硬件规模和成本，并在整车上灵活地布置电池管理控制器，优化电池管理系统的结构，优化整车空间布局。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的电池管理系统的方框示意图；

图2是根据本实用新型一个实施例的电池信息采集单元的通信线束的连接示意图；以及

图3是根据本实用新型一个实施例的电池管理系统的方框示意图。

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，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图来描述本实用新型实施例提出的电池管理系统和具有其的电动汽车。

图1是根据本实用新型实施例的电池管理系统的方框示意图。如图1所示，该电池管理系统包括：电池信息采集模块10、通信转换板20和电池管理控制器30。

其中，电池信息采集模块10包括与多个电池模组40对应的多个电池信息采集单元11，每个电池信息采集单元用于采集对应的电池模组的电池信息。如图1所示，多个电池信息采集单元11可包括电池信息采集单元11-1至电池信息采集单元11-N、多个电池模组40可包括电池模组40-1至电池模组40-N，其中，电池信息采集单元11-1与电池模组40-1相连以采集电池模组40-1的电池信息，电池信息采集单元11-2与电池模组40-2相连以采集电池模组40-2的电池信息，以此类推，电池信息采集单元11-N与电池模组40-N相连以采集电池模组40-N的电池信息，N为大于1的整数。

需要说明的是，电池信息可包括电池温度、电池电压等信息。换言之，电池信息采集单元可包括电压采样子单元、温度采样子单元和均衡子单元，电压采样子单元用于采集对应的电池模组的电压，温度采样子单元用于采集对应的电池模组的温度。

通信转换板20连接在电池信息采集模块10与电池管理控制器30之间，通信转换板20通过第一通信方式与电池信息采集模块10进行通信以接收采集到的每个电池模组的电池信息，并对采集到的每个电池模组的电池信息进行转换以通过第二通信方式将转换后的每个电池模组的电池信息传输给电池管理控制器30。

具体来说，电池信息采集模块10可以第一通信方式对应的第一通信协议对每个电池模组的电池信息进行打包以生成第一数据包，并将第一数据包发送给通信转换板20，通信转换板20接收到第一数据包之后以对应的第一通信协议对第一数据包进行解析以获取每个电池模组的电池信息，然后通信转换板20再以第二通信方式对应的第二通信协议对每个电池模组的电池信息进行打包以生成第二数据包，并将第二数据包发送给电池管理控制器30，电池管理控制器30以对应的第二通信协议对第二数据包进行解析以获得每个电池模组的电池信息。由此，通信转换板20可对电池信息采集模块10与电池管理控制器30之间的通信进行转换，通过通信转换板20实现电池信息转发。

需要说明的是，电池管理控制器30可通过第二通信方式与整车控制器及其他相关模块进行通信。

根据本实用新型的一个具体实施例，第一通信方式可为SPI(SerialPeripheralInterface，串行外设接口)通信方式，第二通信方式可为CAN(ControllerAreaNetwork，控制器局域网络)总线通信方式。其中，SPI通信方式采用SPI通信协议，CAN总线通信方式采用CAN通信协议。

也就是说，电池管理控制器30与通讯转换板20连接，通讯转换板20再与电池信息采集模块10连接，并且电池管理控制器30以CAN总线通信方式与通讯转换板20进行通信，通讯转换板20以SPI通信方式与电池信息采集模块10连接，不同的通信方式无法直接通信，这样，通过通讯转换板20对电池信息采集模块10输出的每个电池模组的电池信息进行转换后再传输给电池管理控制器30，电池管理控制器30即可获取到每个电池模组的电池信息。

由此，通讯转换板20和电池管理控制器30之间使用CAN总线通讯方式，可实现较强的错误检测功能，减少错误数据帧或数据帧丢失，并可实现远距离通讯，可在整车上更灵活地布置电池管理控制器，减少整车布置空间，减少EMC干扰对电池管理控制器的影响。

根据本实用新型的一个具体实施例，任意相连的两个电池信息采集单元之间通过第一通信方式进行通信。也就是说，每个电池信息采集单元中均设置有采用第一通信方式例如SPI通信方式的通信子单元，每个电池信息采集单元均可采用SPI通信方式与其他电池信息采集单元进行通信。

由此，与采用CAN总线通信的相关技术相比，本实用新型实施例的电池信息采集模块10内部采用SPI通信方式，可减少电池信息采集模块的硬件规模，降低成本，提高可靠性。

另外，需要说明的是，SPI通信方式的硬件功能很强、软件相对简单。电池信息采集模块10无需安装软件，电池信息采集模块10用于将每个电池模组的电池信息发送给通讯转换板20，而通讯转换板20需安装通讯转换软件并进行电池模组信息标定，这样当通讯转换板20接收到任一个电池信息之后，可根据标定信息进行数据解析，以获取该电池信息对应的电池模组。

需要说明的是，通讯转换软件是通用软件，不同车型只要内部通讯协议相同即可采用同一个通讯转换软件。但是不同车型的电池模组的个数不同、每个模组的电压、温度等信息也都不同，由此通过标定信息可确定接收到的电池信息与电池模组之间的对应关系。

由此，与采用CAN通讯方式相比，采用SPI通信方式可省时省力且不易出错。

根据本实用新型一个实施例，任意相连的两个电池信息采集单元之间通过两根通信线束50连接，并通过两根通信线束50进行级联差分传输，也就是说，两根通信线束50中通过的信号为级联差分信号。

如图2所示，以相邻的两个电池信息采集单元11-i和11-(i+1)为例，电池信息采集单元11-i的输出端通过两根通信线束50-A和50-B与电池信息采集单元11-(i+1)的输入端相连，电池信息采集单元11-i输出的信号通过通信线束50-A和通信线束50-B以差分形式传输至电池信息采集单元11-(i+1)。

其中，通信线束50可采用屏蔽双绞线。由此，可有效提升SPI通讯方式的抗干扰性能，减少EMC电磁干扰。

根据本实用新型一个实施例，如图3所示，多个电池信息采集单元11中的一个电池信息采集单元与通信转换板20相连。即言通信转换板20与多个电池信息采集单元11中的一个电池信息采集单元例如图3中的电池信息采集单元11-N进行通信，其他电池信息采集单元即11-1至11-(N-1)都可将采集到的电池模组的电池信息发送给电池信息采集单元11-N，电池信息采集单元11-N再将电池信息采集单元即11-1至11-(N-1)采集到的电池模组的电池信息转发给通信转换板20。

根据本实用新型一个实施例，如图3所示，多个电池信息采集单元11之间以菊花链方式连接。具体来说，在采用菊花链形式连接时，电池信息采集单元11-1的输出端与电池信息采集单元11-2的输入端相连，电池信息采集单元11-2的输出端与电池信息采集单元11-3的输入端相连，……，电池信息采集单元11-(N-1)的输出端与电池信息采集单元11-N的输入端相连，而电池信息采集单元11-N的输出端与通信转换板20相连

如此，相邻的两个电池信息采集单元之间才能进行通信。即言，电池信息采集单元11-1与电池信息采集单元11-2进行通信，电池信息采集单元11-2与电池信息采集单元11-3进行通信，以此类推，电池信息采集单元11-(N-1)与电池信息采集单元11-N进行通信。

这样，以N＝3为例，电池信息采集单元11-1采集到的电池模组40-1的电池信息之后，先将电池模组40-1的电池信息发送给电池信息采集单元11-2，电池信息采集单元11-2再将电池模组40-1的电池信息转发给电池信息采集单元11-3，电池信息采集单元11-3最终将电池模组40-1的电池信息发送至通信转换板20。而电池信息采集单元11-2采集到的电池模组40-2的电池信息之后，先将电池模组40-2的电池信息发送给电池信息采集单元11-3，电池信息采集单元11-3最终将电池模组40-2的电池信息发送至通信转换板20；而电池信息采集单元11-3采集到的电池模组40-2的电池信息之后，可直接将电池模组40-3的电池信息发送至通信转换板20。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，每个电池信息采集单元还包括隔离电路以对相应地电池信息采集单元保护。也就是说，在每个电池信息采集单元均集成有隔离电路，隔离电路用于对相应的电池信息采样单元进行保护。

需要说明的是，当电池模组内部电芯之间动力连接松动而导致接触不良时，在放电过程中电池模组通过采样线与相应的电池信息采集单元内部的二极管等低阻抗通道形成高压反向回路，由此，通过隔离电路隔离电池模组与电池信息采集单元，从而避免形成高压反向回路，避免烧毁电池信息采集单元内部器件，有效保护电池信息采样单元。

这样，当多个电池信息采集单元11之间以菊花链方式连接时，在保证相邻两个电池信息采集器之间的压差在隔离电路的耐压值范围之内的情况下，多个电池信息采集单元11之间的连接可不按照动力铜排的走向布置，从而提高多个电池信息采集单元11之间线束连接的灵活性。

需要说明的是，隔离电路的耐压值范围可根据实际情况进行调整，以保护电池信息采样单元、满足线束连接的要求。

综上，根据本实用新型实施例提出的电池管理系统，通信转换板连接在电池信息采集模块与电池管理控制器之间，通信转换板通过第一通信方式与电池信息采集模块进行通信以接收采集到的每个电池模组的电池信息，并对采集到的每个电池模组的电池信息进行转换以通过第二通信方式将转换后的每个电池模组的电池信息传输给电池管理控制器。由此，通过采用硬件简单且成本低的第一通信方式，可大幅降低电池信息采集模块的硬件规模和成本，并且通过采用适于长距离传输的第二通信方式，可在整车上灵活地布置电池管理控制器，这样采用两种不同的通信方式，可优化电池管理系统的结构，优化整车空间布局。

最后，本实用新型实施例还提出了应用上述电池管理系统的电动汽车。

在本实用新型的一些实施例中，电动汽车包括电池管理系统。

由此，本实用新型实施例提出的电动汽车，通过采用上述电池管理系统，可大幅降低电池信息采集模块的硬件规模和成本，并在整车上灵活地布置电池管理控制器，优化电池管理系统的结构，优化整车空间布局。

本实用新型实施例的电动汽车中未展开的部分，可参以上实施例的电池管理系统的对应部分，在此不再详细展开。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种电池管理系统，其特征在于，包括：

电池信息采集模块，所述电池信息采集模块包括与多个电池模组对应的多个电池信息采集单元，每个电池信息采集单元用于采集对应的电池模组的电池信息；

电池管理控制器；

通信转换板，所述通信转换板连接在所述电池信息采集模块与所述电池管理控制器之间，所述通信转换板通过第一通信方式与所述电池信息采集模块进行通信以接收采集到的每个电池模组的电池信息，并对采集到的每个电池模组的电池信息进行转换以通过第二通信方式将转换后的每个电池模组的电池信息传输给所述电池管理控制器。

2.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，任意相连的两个所述电池信息采集单元之间通过所述第一通信方式进行通信。

3.根据权利要求1或2所述的电池管理系统，其特征在于，任意相连的两个所述电池信息采集单元之间通过两根通信线束连接，并通过所述两根通信线束进行级联差分传输。

4.根据权利要求3所述的电池管理系统，其特征在于，所述通信线束采用屏蔽双绞线。

5.根据权利要求3所述的电池管理系统，其特征在于，所述多个电池信息采集单元中的一个电池信息采集单元与所述通信转换板相连。

6.根据权利要求5所述的电池管理系统，其特征在于，所述多个电池信息采集单元之间以菊花链方式连接。

7.根据权利要求1或2所述的电池管理系统，其特征在于，所述第一通信方式为SPI通信方式，所述第二通信方式为CAN总线通信方式。

8.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述每个电池信息采集单元还包括隔离电路以对相应地所述电池信息采集单元进行保护。

9.一种电动汽车，其特征在于，包括根据权利要求1-8中任一项所述的电池管理系统。