CN207868327U - 电动汽车电池管理装置与系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电动汽车电池管理装置与系统，涉及电池管理技术的技术领域，其中电动汽车电池管理装置包括主控模块、多个从控模块、CAN总线、CAN通信模块以及多个电池模块组成的电池组；其中主控模块的输入端与电池组的输出端电连接，用于获取电池组的总量参数；从控模块与电池模块一一对应，从控模块的输入端与电池模块的输出端连接，用于获取电池模块的分量参数；主控模块的第一通信端与CAN总线的第一通信端连接；每个从控模块的通信端与CAN通信模块的一端连接，CAN通信模块的另一端接入CAN总线。本申请解决了从控模块之间通信协议不一致所造成的主控与从控之间通信协议难以统一的技术问题，达到了主控与从控之间数据传输的技术效果。

Description

电动汽车电池管理装置与系统

技术领域

本实用新型涉及电池管理技术领域，尤其是涉及一种电动汽车电池管理装置与系统。

背景技术

电池管理系统BMS是电动汽车及混合动力汽车等电能储能系统的车辆核心部件之一。其使用目的在于对上述车辆的电能储能系统进行实时测量、均衡及热管理，其中，实时测量的参数包括：单体电池电压、温度测点温度、环境温度、电池包总电流等。之后，BMS根据上述参数对电池组进行保护、热管理、单体电池均衡等。

现有BMS大多采用主从式结构进行设计，主控模块CMU用于电动汽车与充电设备的通信、整车内部模块的通信、电池剩余电量SOC/电池健康状态SOH的估计、总电压电流检测、绝缘检测等功能。而从控模块BMU用于监控不同的电池包，并将电池包的数据汇总至主控模块，以便主控模块对进行电池剩余电量SOC/电池健康状态SOH的估计、总电压电流检测、绝缘检测。

但现有电池管理系统在使用过程中也存在一定程度的不足。BMS中主控模块CMU与从控模块BMU通过CAN总线实现通信，但在具体使用过程中，由于从控模块BMU针对的电池包不同，因此关于从控模块BMU的选型及制造商也并不相同，进而从控模块BMU所支持的通信协议也存在差异，最终导致主控模块CMU与从控模块BMU之间通信无法统一通信协议。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种电动汽车电池管理装置与系统，以缓解现有电池管理系统中从控模块通信协议存在差异，并导致主控模块与从控模块之间无法实现统一的数据通信的技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种电动汽车电池管理装置，包括：主控模块、多个从控模块、CAN总线、CAN通信模块以及多个电池模块组成的电池组；

其中所述主控模块的输入端与所述电池组的输出端电连接，用于获取所述电池组的总量参数；

所述从控模块与所述电池模块一一对应，所述从控模块的输入端与所述电池模块的输出端连接，用于获取所述电池模块的分量参数；

所述主控模块的第一通信端与所述CAN总线的第一通信端连接；

每个所述从控模块的通信端与所述CAN通信模块的一端连接，所述CAN通信模块的另一端接入所述CAN总线。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述主控模块包括：处理器、总电压采样子模块、电流采样子模块、保护模拟前端AFE子模块、存储模块及数据模型子模块；

所述总量参数包括：所述电池组的采样总电压、所述电池组的采样电流、温度采样参数。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述处理器的第一输入端通过与所述总电压采样子模块的输出端电连接以获取所述总电压采样子模块采集的所述电池组的总电压；

所述处理器的第二输入端通过与所述电流采样子模块的输出端电连接以获取所述电流采样子模块采集的所述电池组的采样电流；

所述处理器的第三输入端通过与所述AFE子模块的输出端电连接以获取所述AFE子模块采集的所述电池组的温度采样参数；

所述处理器的第一输出端通过与所述存储模块电连接、用于存储所述总量参数。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述数据模型子模块与所述处理器的第二输出端电连接，用于获取所述总量参数，计算得到电池剩余电量SOC以及电池健康状态SOH。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述从控模块包括：第二处理器、单体电压采样子模块、单体温度采样子模块、被动均衡子模块；

所述分量参数包括：所述电池模块的电压、所述电池模块的温度参数。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述第二处理器的第一输入端通过与所述单体电压采样子模块的输出端电连接以获取所述单体电压采样子模块采集的所述电池模块的电压；

所述第二处理器的第二输入端通过与所述单体温度采样子模块的输出端电连接以获取所述单体温度采样子模块采集的所述电池模块的温度参数。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述CAN通信模块为CAN控制器。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述主控模块还包括第二通信端及第三通信端，其中所述第二通信端用于与所述电动汽车整车控制器通信，所述第三通信端用于所述电动汽车与外部充电装置通信。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种电动汽车电池管理系统，包括：电动汽车整车控制器和外部充电装置以及第一方面所述的电动汽车管理装置。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述主控模块的第二通信端与所述电动汽车整车控制器的通信端连接，用于在所述电池组放电过程中，对所述电动汽车整车控制器进行保护；

所述主控模块的第三通信端与所述外部装置的通信端通信连接，用于在所述外部装置对所述电池组充电过程中，对所述电池组进行保护。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：本实用新型提供的电动汽车电池管理装置与系统，所述电动汽车电池管理装置包括主控模块、多个从控模块、CAN总线、CAN通信模块以及多个电池模块组成的电池组。其中主控模块与CAN总线的第一通信端连接，多个从控模块分别通过各自连接的CAN通信模块接入CAN总线，利用CAN通信模块进行通信协议的统一，从而克服了不同类型的从控模块之间通信协议不一致所造成的主控与从控之间通信协议难以统一的技术问题，实现了主控与从控之间的数据传输。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的一种电动汽车电池管理装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例二提供的主控模块的结构示意图；

图3为本实用新型实施例二提供的从控模块的结构示意图；

图4为本实用新型实施例三提供的一种电动汽车电池管理系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前电池管理系统中主控模块与从控模块通过CAN总线实现通信，但在具体使用过程中，多个从控模块之间的通信协议可能并不一致，进而导致主控模块与从控模块无法统一通信协议，进而无法实现数据传输。基于此，本实用新型实施例提供的一种电动汽车电池管理装置与系统，可以实现主控模块与从控模块之间通信协议的统一，进而实现了主控模块与从控模块之间的数据传输。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种电动汽车电池管理装置进行详细介绍，

实施例一：

图1示出了本实用新型实施例提供的一种电池管理装置的结构示意图，如图1所示，上述电池管理装置包括：主控模块100、多个从控模块200、CAN总线300、CAN通信模块400以及多个电池模块组成的电池组500；

其中主控模块100的输入端与电池组500的输出端电连接，用于获取电池组500的总量参数；需要补充的是，上述总量参数包括：电池组500的采样总电压、电池组500的采样电流、温度采样参数。其中上述电池组500采样总电压、电池组500的采样电流是针对电池组500在充放电过程中，防止电池损坏所必须测量的参数。同时通过采集温度采样参数，进一步根据其与电量的变化关系，进而可以估计得到电池组500的电池剩余电量SOC。

从控模块200与电池模块一一对应，从控模块200的输入端与电池模块的输出端连接，用于获取电池模块的分量参数。

这里需要说明的是，电池组500包含多个电池模块，每一个电池模块都有一个对应的从控模块200与其对应。从控模块200通过获取上述电池模块的分量参数，用于对上述电池模块进行监控。其中，上述分量参数包括：电池模块的电压、电池模块的温度参数。

主控模块100的第一通信端与CAN总线300的第一通信端连接；

每个从控模块200的通信端与CAN通信模块400的一端连接，CAN通信模块400的另一端接入CAN总线300。

这里需要说明的是，当主控模块100上电的同时，从控模块200也上电。进而，主控模块100采集总量参数的同时，多个从控模块200也各自采集分量参数。并且，主控模块100的第一通信端与CAN总线300的第一通信端连接，作为CAN总线300主从端的主端；多个从控模块200的通信端需要通过与上述CAN通信模块400的一端连接，并通过CAN通信模块400接入CAN总线300，作为CAN总线300主从端的从端。这里需要说明的是，从控模块200与CAN总线300之间添加的CAN通信模块400的作用在于统一不同从控模块200之间的通信协议的差异，进而实现主控模块100与从控模块200之间的数据传输。

本实用新型实施例提供的一种电动汽车电池管理装置，包括主控模块、多个从控模块、CAN总线、CAN通信模块以及多个电池模块组成的电池组。其中主控模块与CAN总线的第一通信端连接，多个从控模块分别通过各自连接的CAN通信模块接入CAN总线，利用CAN通信模块进行通信协议的统一，从而克服了不同类型的从控模块之间通信协议不一致所造成的主控与从控之间通信协议难以统一的技术问题，实现了主控与从控之间的数据传输。

实施例二：

图2示出了本实用新型实施例提供的一种主控模块的结构示意图。如图2所示，上述主控模块包括：处理器110、总电压采样子模块120、电流采样子模块120、保护模拟前端AFE子模块140、存储模块150及数据模型子模块160；

其中，处理器110的第一输入端通过与总电压采样子模块120的输出端电连接以获取总电压采样子模块120采集的电池组的总电压；

处理器110的第二输入端通过与电流采样子模块120的输出端电连接以获取电流采样子模块120采集的电池组的采样电流；

处理器110的第三输入端通过与AFE子模块140的输出端电连接以获取AFE子模块140采集的电池组的温度采样参数。

这里采集的上述电池组的采样总电压、电池组的采样电流以及温度采样参数的作用实施例一已经描述，这了不再重复。

处理器110的第一输出端通过与存储模块150电连接、用于存储总量参数。

并且，数据模型子模块160与处理器110的第二输出端电连接，用于获取总量参数，计算得到电池剩余电量SOC以及电池健康状态SOH。此外，数据模型子模块160通过计算上述总量参数，还可以获得上述电池组的保护策略。

需要补充的是，主控模块还包括第二通信端及第三通信端，其中第二通信端用于与电动汽车整车控制器通信，第三通信端用于电动汽车与外部充电装置通信。

此外，图3示出了本实用新型实施例提供的从控模块的结构示意图，其中，上述从控模块包括第二处理器310、单体电压采样子模块320、单体温度采样子模块330、被动均衡子模块340；

第二处理器310的第一输入端通过与单体电压采样子模块320的输出端电连接以获取单体电压采样子模块320采集的电池模块的电压。这里需要说明的是，单体电压采样子模块通过与上述电池模块电连接以获取电池模块的电压，之后单体电压采样子模块320发送电压的数值至上述第二处理器310。

第二处理器310的第二输入端通过与单体温度采样子模块330的输出端电连接以获取单体温度采样子模块330采集的电池模块的温度参数。

第二处理器310的输出端与被动均衡子模块340电连接，用于控制被动均衡子模块340对电池模块进行放电。具体的，在第二处理器310获取上述电压及温度参数后，对于电压及温度异常的电池模块进行放电。

实施例三

图4示出了本实用新型实施例提供一种电动汽车电池管理系统的结构示意图。其中，上述电动汽车电池管理系统包括实施例一及实施例二的电池管理装置，还包括电动汽车整车控制器600和外部充电装置700。

主控模块100的第二通信端与电动汽车整车控制器600的通信端连接，用于在电池组500放电过程中，对电动汽车整车控制器600进行保护；

主控模块100的第三通信端与外部装置的通信端通信连接，用于在外部装置对电池组500充电过程中，对电池组500进行保护。

本实用新型实施例提供的电动汽车电池管理系统，与上述实施例提供的电动汽车电池管理装置具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电动汽车电池管理装置，其特征在于，包括：主控模块、多个从控模块、CAN总线、CAN通信模块以及多个电池模块组成的电池组；

其中所述主控模块的输入端与所述电池组的输出端电连接，用于获取所述电池组的总量参数；

所述从控模块与所述电池模块一一对应，所述从控模块的输入端与所述电池模块的输出端连接，用于获取所述电池模块的分量参数；

所述主控模块的第一通信端与所述CAN总线的第一通信端连接；

每个所述从控模块的通信端与所述CAN通信模块的一端连接，所述CAN通信模块的另一端接入所述CAN总线。

2.根据权利要求1所述的电动汽车电池管理装置，其特征在于，所述主控模块包括：处理器、总电压采样子模块、电流采样子模块、保护模拟前端AFE子模块、存储模块及数据模型子模块；

所述总量参数包括：所述电池组的采样总电压、所述电池组的采样电流、温度采样参数。

3.根据权利要求2所述的电动汽车电池管理装置，其特征在于，

所述处理器的第一输入端通过与所述总电压采样子模块的输出端电连接以获取所述总电压采样子模块采集的所述电池组的总电压；

所述处理器的第二输入端通过与所述电流采样子模块的输出端电连接以获取所述电流采样子模块采集的所述电池组的采样电流；

所述处理器的第三输入端通过与所述AFE子模块的输出端电连接以获取所述AFE子模块采集的所述电池组的温度采样参数；

所述处理器的第一输出端通过与所述存储模块电连接、用于存储所述总量参数。

4.根据权利要求3所述的电动汽车电池管理装置，其特征在于，所述数据模型子模块与所述处理器的第二输出端电连接，用于获取所述总量参数，计算得到电池剩余电量SOC以及电池健康状态SOH。

5.根据权利要求1所述的电动汽车电池管理装置，其特征在于，所述从控模块包括：第二处理器、单体电压采样子模块、单体温度采样子模块、被动均衡子模块；

所述分量参数包括：所述电池模块的电压、所述电池模块的温度参数。

6.根据权利要求5所述的电动汽车电池管理装置，其特征在于，

所述第二处理器的第一输入端通过与所述单体电压采样子模块的输出端电连接以获取所述单体电压采样子模块采集的所述电池模块的电压；

所述第二处理器的第二输入端通过与所述单体温度采样子模块的输出端电连接以获取所述单体温度采样子模块采集的所述电池模块的温度参数；

所述第二处理器的输出端与所述被动均衡子模块电连接，用于控制所述被动均衡子模块对电池模块进行放电。

7.根据权利要求1所述的电动汽车电池管理装置，其特征在于，所述CAN通信模块为CAN控制器。

8.根据权利要求1所述的电动汽车电池管理装置，其特征在于，所述主控模块还包括第二通信端及第三通信端，其中所述第二通信端用于与所述电动汽车整车控制器通信，所述第三通信端用于所述电动汽车与外部充电装置通信。

9.一种电动汽车电池管理系统，其特征在于，包括电动汽车整车控制器和外部充电装置以及权利要求1-8任一项所述的电动汽车管理装置。

10.根据权利要求9所述的电池管理系统，其特征在于，所述主控模块的第二通信端与所述电动汽车整车控制器的通信端连接，用于在所述电池组放电过程中，对所述电动汽车整车控制器进行保护；

所述主控模块的第三通信端与所述外部装置的通信端通信连接，用于在所述外部装置对所述电池组充电过程中，对所述电池组进行保护。