CN208015401U - 电池管理系统电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池管理系统电路，适于对电动汽车的电池进行管理，电动汽车发出一实时信号，电池管理系统电路包括电路板、充电模块、采集模块及控制模块，电路板开设有至少一插槽；充电模块置于电路板上，充电模块的输入端用于接电动汽车，充电模块的输出端接电池；采集模块呈直立的插接于插槽上，采集模块采集电池的电压值和温度值；控制模块置于电路板上，控制模块分别与电动汽车、充电模块及采集模块通讯连接，控制模块分别接收实时信号及电池的电压值和温度值，控制模块依据实时信号及电池的电压值和温度值控制充电模块对电池充电；本实用新型既能实现电池系统的一体化、轻量化，又能有效降低电池管理系统的体积及增大电池管理系统的扩展性。

Description

电池管理系统电路

技术领域

本实用新型涉及新能源技术领域，尤其涉及一种电池管理系统电路。

背景技术

随着能源危机、环境恶化等问题日益严峻，近年来，新能源汽车，特别是电动汽车得到了迅猛发展。而电池管理系统作为电动汽车和电池系统的连接桥梁，对电动汽车的行驶、充电管理以及电池系统的管理都有至关重要的作用。同时，为了增加电动汽车的续航里程以及降低生产成本，电动汽车各零部件轻量化、集成化是行业发展的必然趋势。

然而，现有技术中，大部分的电池管理系统主要使用主从式的电路结构，该结构一般都是以一个主机配N个从机的硬件架构，该结构有利于适应不同规模的电池系统，比如面对不同串数的电池系统，通过增加或者减少从机的数量即可实现匹配，缺点是该结构的硬件成本较高，从机数量的增加会迅速增加整个电池管理系统的体积和重量；也有少量的电池管理系统采用一体式电路结构，该结构把主机和从机集成到一个电路上，仅使用一个模块即可实现基本的电池管理功能，且该结构一般比主从式的成本低、体积小、重量轻，但其缺点是对于不同规模的电池管理系统的适用性差，不能像主从式结构那样简单增加从机数量即可实现更大规模的电池系统的匹配，一体式结构往往需要重新设计电路结构，特别是重新设计采集模块的电路结构来完成特定规模电池系统的匹配，大大降低了一体式电池管理系统的可扩展性。

因此，亟需一种既能实现电池系统的一体化、轻量化，又能有效降低电池管理系统的体积及增大电池管理系统的扩展性的电池管理系统电路。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种既能实现电池系统的一体化、轻量化，又能有效降低电池管理系统的体积及增大电池管理系统的扩展性的电池管理系统电路。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种电池管理系统电路，适于对电动汽车的电池进行管理，所述电动汽车发出一实时信号，所述电池管理系统电路包括电路板、充电模块、采集模块及控制模块，所述电路板开设有至少一插槽；所述充电模块置于所述电路板上，所述充电模块的输入端用于接所述电动汽车，所述充电模块的输出端用于接所述电池；所述采集模块呈直立的插接于所述插槽上，所述采集模块采集所述电池的电压值和温度值；所述控制模块置于所述电路板上，所述控制模块分别与所述电动汽车、所述充电模块及所述采集模块通讯连接，所述控制模块分别接收所述实时信号及所述电池的电压值和温度值，所述控制模块依据所述实时信号及所述电池的电压值和温度值控制所述充电模块对所述电池充电。

与现有技术相比，本实用新型的电池管理系统电路的电路板上集成了充电模块、采集模块及控制模块，充电模块对电池进行充电，采集模块呈直立的插接于电路板的预设插槽上以采集电池的电压值和温度值，实现了电池管理系统电路的一体化；由于采集模块采用立式插接的方法置于电路板上，有效降低电池管理系统电路的体积；根据不同类型的电动汽车的电池串数，合理设置电路板的插槽数量，以使不同数量的采集模块能够插接于对应插槽上，有效增大电池管理系统电路的扩展性及适用性，避免因扩展采集模块的数量而变相扩大电池管理系统电路的重量及体积，从而实现电池管理系统电路的轻量化。

较佳地，所述电池设置有若干电池单元，所述采集模块包括单体电池电压采集端口，所述单体电池电压采集端口接所述电池单元，所述单体电池电压采集端口采集任一所述电池单元的电压值。

较佳地，所述采集模块还包括高压采集端口，所述高压采集端口接所述电池，所述高压采集端口采集所述电池的电压值。

较佳地，所述采集模块还包括温度采集端口，所述温度采集端口接所述电池，所述温度采集端口采集所述电池的温度值。

较佳地，所述电池管理系统电路还包括配电模块，所述配电模块置于所述电路板上，所述配电模块的输入端接所述充电模块的输出端，所述配电模块的输出端接所述电池，所述配电模块导通和断开所述充电模块与所述电池的电连接。

较佳地，所述配电模块与所述控制模块通讯连接，所述控制模块依据所述实时信号及所述电池的电压值和温度值控制所述配电模块导通和断开所述充电模块与所述电池的电连接。

较佳地，所述配电模块包括DIDO端口，所述电池设有继电器，所述DIDO端口接所述继电器，藉由所述DIDO端口及所述继电器，所述配电模块电连接所述电池，所述配电模块控制所述继电器的导通和关闭，藉由所述继电器的导通和关闭，所述配电模块导通和断开所述充电模块与所述电池的电连接。

较佳地，所述电池管理系统电路还包括通讯模块，所述通讯模块置于所述电路板上，所述通讯模块分别与所述电动汽车及所述控制模块通讯连接，藉由所述通讯模块，所述控制模块与所述电动汽车通讯连接。

较佳地，所述通讯模块包括通讯端口，所述通讯端口接所述电动汽车，藉由所述通讯端口，所述通讯模块与所述电动汽车通讯连接。

附图说明

图1是本实用新型的电池管理系统电路的框架示意图。

图2是本实用新型的电池管理系统电路的一优选方式的结构示意图。

图3是本实用新型的电池管理系统电路的结构示意图。

图4是本实用新型的电池管理系统电路的各个模块的配合流程图。

具体实施方式

现在参考附图描述本实用新型的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。

请参阅图1所示，本实用新型的电池管理系统电路100，适于对电动汽车1的电池2进行管理，电动汽车1根据电动汽车的实时状态发出一实时信号，以对电池管理系统电路100进行实时控制。本实用新型的电池管理系统电路100将多个不同功能的模块有效集成至电路板10上，实现了电池管理系统电路100的一体化、集成化，并且创新性地采用了立式插接的方式实现电池管理系统电路100的电压采集功能，极大增强了电池管理系统电路100的扩展性，同时实现了电池管理系统电路100的轻量化和小体积化。下面将对本实用新型的电池管理系统电路100进行详细描述。

请参阅图1所示，本实施例的电池管理系统电路100包括开设有插槽的电路板10、充电模块20、采集模块30及控制模块40。其中，充电模块20置于电路板10上，充电模块20的输入端接电动汽车1，充电模块20的输出端接电池2。采集模块30呈直立的插接于插槽上，采集模块30采集电池2的电压值和温度值。控制模块40置于电路板10上，控制模块40分别与电动汽车1、充电模块20及采集模块30通讯连接，控制模块40分别接收实时电动汽车1的信号及电池2的电压值和温度值，控制模块40依据实时信号及电池2的电压值和温度值控制充电模块20对电池2充电。具体的，充电模块20与控制模块40隔离，充电模块20对电池2进行交流慢充和/或直流快充，通过不同的充电方式对电池2进行充电以延长电池2寿命，另，充电模块20还实现《电动汽车传导充电系统第1部分：通用要求》中《GB/T18487.1-2015》所要求的所有功能，由于该标准为充电领域的常用技术手段，在此不做赘述。控制模块40控制充电模块20对电池2进行充电，充电模块20在充电过程中及时将充电信息反馈至控制模块40，以让控制模块40实时调整充电模块20的充电方式。采集模块30与控制模块40隔离，采集模块30采集电池2的电压值和温度值，并将电池2的电压值和温度值发送至控制模块40，从而使得控制模块40能够实时掌握电池2的实时状态。进一步的，采集模块30设置为单元组合的形式，每个单元的采集模块30最多能采集12串电池的电压值及温度值，以优化采集模块30的采集效率，实现本实施例的电池管理系统电路100的最佳资源优化分配。

请参阅图1和图3所示，电池2设置有若干电池单元，采集模块30包括单体电池电压采集端口31、高压采集端口32及温度采集端口33，单体电池电压采集端口31接电池单元，单体电池电压采集端口31采集任一电池单元的电压值；高压采集端口32接电池2，高压采集端口32采集电池2的电压值。温度采集端口33接电池2，温度采集端口33采集电池2的温度值，通过采集任一电池单元的电压值、电池2的电压值及电池2的温度值并发送至控制模块40，以使控制模块40全方位的实时掌握电池2的状态，以实现电池2的最佳充电方式。其中，本实施例的采集模块30采用立式插接方式插接于电路板10的插槽上。具体的，本实施例的电路板设置有四个插槽，任一单元的采集模块30由四片小板34组成，每片小板34对应的插接到对应的插槽上，每片小板34可以采集一定串数的电池2的电压值，每片小板34所能采集的电池2的串数上限取决于所用的采集模块30的芯片的采集上限，如本实施例的采集模块30的每片小板34可以采集12串的电池2的电压，四片小板34可以最多实现48串的电池2的采集，如果电池2的串数超过48串，则可以在电路板2上增加相应数量的插槽以供更多的小板34插接，即可轻易扩展本实施例的电池管理系统电路100的适用性。采集模块30采用立式插接的设计方式，既能实现电池2的采集功能，又能大大利用了电路板10的空间，有效减小电池管理系统电路100的体积，同时还大大的增强了电池管理系统电路100的扩展性。

请参阅图2和图3所示，本实施例的电池管理系统电路100还包括配电模块50，配电模块50置于电路板10上，配电模块50的输入端接充电模块20的输出端，配电模块50的输出端接电池2，配电模块50导通和断开充电模块20与电池2的电连接。其中，配电模块50与控制模块40通讯连接，控制模块40依据实时信号及电池2的电压值和温度值控制配电模块50导通和断开充电模块20与电池2的电连接。进一步的，配电模块50包括DIDO端口51(数字量输入输出控制端口)，电池2设有继电器，DIDO端口51接继电器，藉由DIDO端口51及继电器，配电模块50电连接电池2，配电模块50控制继电器的导通和关闭，藉由继电器的导通和关闭，配电模块50导通和断开充电模块与电池的电连接。具体的，配电模块50与控制模块隔离，配电模块50通过功率型电子开关控制高压继电器，以实现电动汽车1的高压上电逻辑，例如电动汽车1的预充继电器的通断控制以及总正、总负继电器通断控制，从而实现有效利用电动汽车1行驶时产生的电量对电池2进行充电。另，配电模块50还兼具漏电管理功能，配电模块50通过控制光电高压隔离开关监测本实施例的电池管理系统电路100的漏电情况，从而判断本实施例的电池管理系统电路100的绝缘性能的可靠性，以保证本实施例的电池管理系统电路100的安全运行。需要说明的是，本实施例的配电模块50的开关功能及放漏电功能均为本领域技术人员所熟知的，在此不做赘述。

请继续参阅图2和图3所示，本实施例的电池管理系统电路100还包括通讯模块60，通讯模块60置于电路板10上，通讯模块60分别与电动汽车1及控制模块40通讯连接，藉由通讯模块60，控制模块40与电动汽车1通讯连接。其中，通讯模块60包括通讯端口61，通讯端口61接电动汽车1，藉由通讯端口61，通讯模块60与电动汽车1通讯连接。具体的，通讯模块60与控制模块40隔离，通讯模块60实现：1、电池管理系统电路100内部各个模块的通讯功能，如各个模块的自检通讯功能及充电管理通讯功能；2、电池管理系统电路100与电动汽车1的通讯功能，如电动汽车1的整车通讯功能。通讯模块可灵活的配置总线阻抗，以满足电池管理系统电路100与电动汽车1的有效通讯。进一步的，通讯端口61优选设为电池管理系统电路100的电源端，通讯端口61接电动汽车1时，同时获取电动汽车1的供电电源以为电池管理系统电路100供电。

请参阅图4所示，下面将简要说明本实施例的电池管理系统电路100的各个模块的配合过程：S1、电池管理系统电路100上电自检；S2、配电模块50工作；S3、控制模块40判断充电模块20是否处于充电状态；S41、判断结果为是时，采集模块30实时采集电池2的电压值和温度值；S42、判断结果为否时，启动充电模块20，充电模块20对电池2进行充电；S421、采集模块30实时采集电池2的电压值和温度值；S5、控制模块40接收电池2的电压值和温度值及电动汽车1的实时信号，以进行统一协调管理；S6、控制模块40通过通讯模块60与电动汽车1进行实时交互通讯。值得注意的是，控制模块40与充电模块20、采集模块30及配电模块50时刻保持实时通讯，控制模块40实时根据上述各个模块的工作状态协调电池管理系统电路100的整体运行。

结合图1-图4所示，本实用新型的电池管理系统电路100的电路板10上集成了充电模块20、采集模块30及控制模块40，充电模块20对电池2进行充电，采集模块30呈直立的插接于电路板10的预设的插槽上以采集电池2的电压值和温度值，实现了电池管理系统电路100的一体化；由于采集模块30采用立式插接的方法置于电路板10上，有效降低电池管理系统电路100的体积；根据不同类型的电动汽车1的电池2的串数，合理设置电路板10的插槽的数量，以使不同数量的采集模块30能够插接于对应的插槽上，有效增大电池管理系统电路100的扩展性及适用性，避免因扩展采集模块30的数量而变相扩大电池管理系统电路100的重量及体积，从而实现电池管理系统电路100的轻量化。

以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种电池管理系统电路，适于对电动汽车的电池进行管理，所述电动汽车发出一实时信号，其特征在于，所述电池管理系统电路包括：

电路板，所述电路板开设有至少一插槽；

充电模块，所述充电模块置于所述电路板上，所述充电模块的输入端用于接所述电动汽车，所述充电模块的输出端用于接所述电池；

采集模块，所述采集模块呈直立的插接于所述插槽上，所述采集模块采集所述电池的电压值和温度值；

控制模块，所述控制模块置于所述电路板上，所述控制模块分别与所述电动汽车、所述充电模块及所述采集模块通讯连接，所述控制模块分别接收所述实时信号及所述电池的电压值和温度值，所述控制模块依据所述实时信号及所述电池的电压值和温度值控制所述充电模块对所述电池充电。

2.如权利要求1所述的电池管理系统电路，其特征在于，所述电池设置有若干电池单元，所述采集模块包括单体电池电压采集端口，所述单体电池电压采集端口接所述电池单元，所述单体电池电压采集端口采集任一所述电池单元的电压值。

3.如权利要求1所述的电池管理系统电路，其特征在于，所述采集模块还包括高压采集端口，所述高压采集端口接所述电池，所述高压采集端口采集所述电池的电压值。

4.如权利要求1所述的电池管理系统电路，其特征在于，所述采集模块还包括温度采集端口，所述温度采集端口接所述电池，所述温度采集端口采集所述电池的温度值。

5.如权利要求1所述的电池管理系统电路，其特征在于，所述电池管理系统电路还包括配电模块，所述配电模块置于所述电路板上，所述配电模块的输入端接所述充电模块的输出端，所述配电模块的输出端接所述电池，所述配电模块导通和断开所述充电模块与所述电池的电连接。

6.如权利要求5所述的电池管理系统电路，其特征在于，所述配电模块与所述控制模块通讯连接，所述控制模块依据所述实时信号及所述电池的电压值和温度值控制所述配电模块导通和断开所述充电模块与所述电池的电连接。

7.如权利要求6所述的电池管理系统电路，其特征在于，所述配电模块包括DIDO端口，所述电池设有继电器，所述DIDO端口接所述继电器，藉由所述DIDO端口及所述继电器，所述配电模块电连接所述电池，所述配电模块控制所述继电器的导通和关闭，藉由所述继电器的导通和关闭，所述配电模块导通和断开所述充电模块与所述电池的电连接。

8.如权利要求1所述的电池管理系统电路，其特征在于，所述电池管理系统电路还包括通讯模块，所述通讯模块置于所述电路板上，所述通讯模块分别与所述电动汽车及所述控制模块通讯连接，藉由所述通讯模块，所述控制模块与所述电动汽车通讯连接。

9.如权利要求8所述的电池管理系统电路，其特征在于，所述通讯模块包括通讯端口，所述通讯端口接所述电动汽车，藉由所述通讯端口，所述通讯模块与所述电动汽车通讯连接。