CN208385571U - 一种主控模块及电池管理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电子电器领域，提出了一种主控模块及电池管理装置，所述主控模块包括：主板处理器、电源分配管理单元、CAN总线标准化接口、外部设备驱动标准化接口和信号输入输出标准化接口。主板处理器连接CAN总线标准化接口、外部设备驱动标准化接口和信号输入输出标准化接口。电源分配管理单元连接主板处理器，电源分配管理单元连接CAN总线标准化接口、外部设备驱动标准化接口和信号输入输出标准化接口。本实用新型提出的一种电池管理装置的主控模块，具有标准化的接口，能够适用于纯电动车辆、插电式混合动力车辆和混合动力车辆，具有很好的兼容性。

Description

一种主控模块及电池管理装置

技术领域

本实用新型涉及电子电器领域，尤其涉及一种主控模块及电池管理装置。

背景技术

电动汽车作为节能减排型的新能源汽车，需要电池提供动力或者电池辅助发动机提供动力。电动汽车可以分为纯电动汽车、插电式混合动力汽车和混合动力汽车，在这三种不同类型的电动汽车中，都需要设置电池包来提供全部或者部分动力。因此在电动汽车中，电池管理系统是重要的组成成分之一，电池管理系统可以对电池进行监控、故障检测及均衡控制，保证电池包工作在正常状态。

在现有的电池管理系统中，电池管理系统通常是采用了一种定制化的电池管理系统方案，所以在现有的技术方案中，电池的串数是不定的，因此现有的电池管理系统是很难做到兼容和通用化的要求。

现有电池管理系统不能够兼容纯电动车平台、插电式混合动力平台和混合动力平台，因此企业在进行电池管理系统的开发时，需要分别开发纯电动车适用的电池管理系统、插电式混合动力车辆适用的电池管理系统和混合动力车辆适用的电池管理系统。因此对于企业的开发来说，就是一种资源的浪费。

此外，为了生产三种不同的电池管理系统，生产线相对比较复杂，因此在生产线的管理和产品的加工成本上，也造成了一定的浪费。同时按照定制化开发的电池管理系统很难做到很好的质量，因为多个平台的BMS都是一种相对定制化的产品。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是现有的电池管理装置中的主控模块不具备标准化特征，导致兼容性差的问题。为了解决上述问题，本实用新型提出了一种主控模块及电池管理装置，本实用新型具体是以如下技术方案实现的：

本实用新型的第一个方面提出了一种主控模块，所述主控模块包括：主板处理器、电源分配管理单元、CAN总线标准化接口、外部设备驱动标准化接口和信号输入输出标准化接口。

所述主板处理器用于对各个控制器反馈的信息进行处理，并发送信息到其他的控制器中。所述主板处理器能够获得来自单体电压采集模块的信息，进行绝缘电阻检测，进行充放电的控制等。所述主板处理器能够维持主控模块执行相应的功能。

所述主板处理器连接CAN总线标准化接口、外部设备驱动标准化接口和信号输入输出标准化接口。

所述电源分配管理单元连接主板处理器，所述电源分配管理单元连接CAN总线标准化接口、外部设备驱动标准化接口和信号输入输出标准化接口。

进一步地，所述CAN总线标准接口包括充电CAN总线标准化接口、整车CAN总线标准化接口和主板内部CAN总线标准化接口。所述整车CAN总线标准化接口用于和整车控制器通信。

进一步地，所述充电CAN总线标准化接口连接控制线，所述控制线连接电源分配管理单元，对电池的充放电过程进行控制和管理。所述整车CAN总线标准化接口用于和整车控制器通信。所述主板内部CAN总线标准化接口则用于主板内部各个控制器之间的通信。

进一步地，所述信号输入输出标准化接口包括模拟信号输入标准化接口、数字信号输入标准化接口和数字信号输出标准化接口。所述模拟信号输入标准化接口用于获得油门踏板信号、制动踏板信号等车载总成模拟量信号。所述数字信号输入标准化接口和数字信号输出标准化接口用于获得数字信号及发送数字信号。

进一步地，所述电源分配及管理单元包括点火开关唤醒标准化接口、快充唤醒标准化接口、车载充电唤醒标准化接口、预留唤醒标准化接口和对外电源供给标准化接口。所述电源分配管理单元用于进行电源分配。所述电源分配管理单元能够获得外部电源的输入，比如说充电及快速充电等。所述对外电源供给标准化接口是预留给对外供电的。

进一步地，所述主控模块还包括通讯隔离单元，所述通讯隔离单元连接主板处理器。所述主板处理器具有单体电压采集接口，所述通讯隔离单元连接单体电压采集接口。所述通讯隔离单元与单体电压采集模块连接，用于实时反馈电芯单体的温度、电压等信息，以及总电压、充电电流等信息。所述主板处理器根据通讯隔离单元反馈的信息，对单体电芯进行监控。

进一步地，所述主控模块还包括霍尔电流传感器。所述霍尔电流传感器连接供电输入线和电流信号反馈线，所述供电输入线连接主板处理器，所述电流信号反馈线连接主板处理器。

所述电源分配管理单元和主板处理器上的所有接口都是标准化接口，所述标准化接口能够兼容纯电动汽车、插电式混动汽车和混合动力汽车。通过接口标准化的设置，能够使得主控模块适应不同车型的电池管理，具有良好的普适性和通用性。

本实用新型的第二个方面提出了一种电池管理装置，所述电池管理装置包括上述的具有通用化特征的主控模块，因而所述电池管理装置可以适应纯电动车、插电式混合动力车辆及混合动力车辆。

采用上述技术方案，本实用新型所述的一种主控模块及电池管理装置，具有如下有益效果：

1)本实用新型提出的一种主控模块，具有标准化的接口，能够适用于纯电动车辆、插电式混合动力车辆和混合动力车辆，具有很好的兼容性；

2)本实用新型提出的一种主控模块能够兼容纯电动车辆、插电式混合动力车辆和混合动力车辆，使得开发一种主控模块就能够适用于多数车型，降低了开发成本；

3)本实用新型提出的一种主控模块能够兼容纯电动车辆、插电式混合动力车辆和混合动力车辆，由于一种主控模块就能够适配多种车型，因此降低了生产的复杂度，降低了生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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提供的一种主控模块的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种电池管理装置的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅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的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。

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。

实施例1：

本实用新型实施例中提供了一种电池管理装置的主控模块，如图1所示，所述主控模块包括：主板处理器、电源分配管理单元、CAN总线标准化接口、外部设备驱动标准化接口和信号输入输出标准化接口。

所述主板处理器用于对各个控制器反馈的信息进行处理，并发送信息到其他的控制器中。所述主板处理器能够获得来自单体电压采集模块的信息，进行绝缘电阻检测，进行充放电的控制等。所述主板处理器能够维持主控模块执行相应的功能。

所述主板处理器连接CAN总线标准化接口、外部设备驱动标准化接口和信号输入输出标准化接口。

所述电源分配管理单元连接主板处理器，所述电源分配管理单元还连接CAN总线标准化接口、外部设备驱动标准化接口和信号输入输出标准化接口。

所述CAN总线标准化接口包括充电CAN总线标准化接口、整车CAN总线标准化接口和主板内部CAN总线标准化接口。

所述充电CAN总线标准化接口连接控制线，所述控制线连接电源分配管理单元，对电池的充放电过程进行控制和管理。

所述整车CAN总线标准化接口用于和整车控制器通信，用于获得整车情况，主板处理器发送当前电池系统的信息，根据整车情况和当前电池系统的信息，对电池进行相应的管理。例如，当发生碰撞时，获得车辆发生碰撞的信息，主板处理器获得该信息后，需要切断高压继电器。

所述主板内部CAN总线标准化接口则用于主板内部各个控制器之间的通信。

所述CAN总线标准化接口用于将控制器与CAN总线相连接，通过CAN总线标准化接口和CAN总线，控制器与控制器之间交流各种信息，使得控制器能够获得整车的情况，并对整车上的操作进行控制。这三路CAN总线各自独立，能够在不同的装置间进行信息的传递。

所述信号输入输出标准化接口包括模拟信号输入标准化接口、数字信号输入标准化接口和数字信号输出标准化接口。所述模拟信号输入标准化接口用于获得油门踏板信号、制动踏板信号等车载总成模拟量信号。所述数字信号输入标准化接口和数字信号输出标准化接口用于获得数字信号及发送数字信号。

所述电源分配及管理单元包括点火开关唤醒标准化接口、快充唤醒标准化接口、车载充电唤醒标准化接口、预留唤醒标准化接口和对外电源供给标准化接口。所述电源分配管理单元用于进行电源分配。所述电源分配管理单元能够获得外部电源的输入，比如说充电及快速充电等。所述对外电源供给标准化接口是预留给对外供电的，所述电源分配管理单元也能够与外部的受电装置连接，当车辆能够进行车对车充电时，通过电源分配管理单元预留的对外电源供给标准化接口，利用电池放电带动车载充电机，从而给外部设备充电。

所述充电CAN总线标准化接口与电源分配管理单元连接，电源分配管理单元通过充电CAN总线标准化接口给主板处理器分配电源。

所述主控模块还包括通讯隔离单元，所述主板处理器具有单体电压采集接口，所述通讯隔离单元连接单体电压采集接口。

所述通讯隔离单元还与单体电压采集模块连接，用于实时反馈电芯单体的温度、电压等信息，以及总电压、充电电流等信息，如图2所示。主板处理器获得单体电压采集模块反馈的信息，对单体电芯进行监控，根据获得的信息进行故障报警、过流保护、均衡控制等功能，使得电池能够工作在正常状态，并能够持久进行工作。

所述主控模块还包括霍尔电流传感器，所述霍尔电流传感器连接供电输入线和电流信号反馈线，所述供电输入线连接主板处理器，所述电流信号反馈线连接主板处理器。所述霍尔电流传感器和主板处理器直接为双向通讯。所述主控模块给霍尔电流传感器供电，所述霍尔电流传感器向主板处理器反馈电流信号。

具体地，所述电源分配管理单元和主板处理器上的所有接口都是标准化接口，所述标准化接口能够兼容纯电动汽车、插电式混动汽车和混合动力汽车。通过接口标准化的设置，能够使得主控模块适应不同车型的电池管理，具有良好的普适性和通用性。

如图2所示，所述主控模块与电压采集模块相连接，主控模块还与CVS(充电电压检测)相连接，所示电压采集模块还与高压继电器相连接，从而构成了电池管理装置。所述主控模块为电池管理装置的核心部分，所述主控模块即BMU(电池管理单元)，当主控模块具有良好的兼容性时，所述电池管理装置进行调整后，也能够与不同的车辆进行兼容，从而使得整个电池管理系统更具有通用性。

本实施例中所述的一种电池管理装置的主控模块通过预留好足够的引脚资源，实现了车载充电、快速充电、钥匙唤醒及整车的CAN信号通讯控制等的功能，可以很好的实现了整个BMU主板(电池管理单元主板)与整车进行必要的信息交互及硬线信号的交互。同时对BMS(电池管理系统)内部，则是可以实现了单体电压采集接口线的标准接口预留，当整车电池包上采用了必要的标准化通讯接口电路之后，就可以采用同样的主板单元来实现匹配不同电压平台的电动车型，包括混合动力车型，很好的实现了整个电池管理系统的通用化目标。

实施例2：

本实用新型实施例中提出了一种电池管理装置，所述电池管理装置包括上述的具有通用化特征的主控模块，所述主控模块通过预留好足够的引脚资源，实现了车载充电、快速充电、钥匙唤醒及整车的CAN信号通讯控制等的功能，可以很好的实现了整个BMU主板(电池管理单元主板)与整车进行必要的信息交互及硬线信号的交互。同时对BMS(电池管理系统)内部，则是可以实现了单体电压采集接口线的标准接口预留，当整车电池包上采用了必要的标准化通讯接口电路之后，就可以采用同样的主板单元来实现匹配不同电压平台的电动车型，包括混合动力车型，因而所述电池管理装置可以适应纯电动车、插电式混合动力车辆及混合动力车辆，具有良好的通用性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、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)

1.一种主控模块，其特征在于，所述主控模块包括：主板处理器、电源分配管理单元、CAN总线标准化接口、外部设备驱动标准化接口和信号输入输出标准化接口；

所述主板处理器连接CAN总线标准化接口、外部设备驱动标准化接口和信号输入输出标准化接口；

所述电源分配管理单元连接主板处理器，所述电源分配管理单元连接CAN总线标准化接口、外部设备驱动标准化接口和信号输入输出标准化接口。

2.根据权利要求1所述的一种主控模块，其特征在于，所述CAN总线标准接口包括充电CAN总线标准化接口、整车CAN总线标准化接口和主板内部CAN总线标准化接口。

3.根据权利要求2所述的一种主控模块，其特征在于，所述充电CAN总线标准化接口连接控制线，所述控制线连接电源分配管理单元。

4.根据权利要求1所述的一种主控模块，其特征在于，所述信号输入输出标准化接口包括模拟信号输入标准化接口、数字信号输入标准化接口和数字信号输出标准化接口。

5.根据权利要求1所述的一种主控模块，其特征在于，所述电源分配及管理单元包括点火开关唤醒标准化接口、快充唤醒标准化接口、车载充电唤醒标准化接口、预留唤醒标准化接口和对外电源供给标准化接口。

6.根据权利要求1所述的一种主控模块，其特征在于，所述主控模块还包括通讯隔离单元，所述通讯隔离单元连接主板处理器。

7.根据权利要求6所述的一种主控模块，其特征在于，所述主板处理器具有单体电压采集接口，所述通讯隔离单元连接单体电压采集接口。

8.根据权利要求1所述的一种主控模块，其特征在于，所述主控模块还包括霍尔电流传感器。

9.根据权利要求8所述的一种主控模块，其特征在于，所述霍尔电流传感器连接供电输入线和电流信号反馈线，所述供电输入线连接主板处理器，所述电流信号反馈线连接主板处理器。

10.一种电池管理装置，其特征在于，所述电池管理装置包括权利要求1到9任意一项所述的主控模块。