CN210427754U - 一种电池管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例涉及新能源汽车领域，公开了一种电池管理系统。本申请的部分实施例中，电池管理系统包括：第一控制器、第二控制器、电源模块、主动保险模块、通信模块、高压互锁模块、继电器驱动模块、高压采样模块、绝缘采样模块、电芯监控模块和电流采样模块；电源模块用于为电池管理系统供电；主动保险模块、通信模块、继电器驱动模块、高压采样模块、绝缘采样模块、电芯监控模块分别与第一控制器和第二控制器连接；高压互锁模块和电流采样模块与第二控制器连接。该实现中，可以减轻第一控制器的负荷，提高系统的可靠性。

Description

一种电池管理系统

技术领域

本实用新型实施例涉及新能源汽车领域，特别涉及一种电池管理系统。

背景技术

目前，新能源汽车已经被纳入节能减排的重大战略之中。电动汽车作为人们出行的重要交通工具，安全问题也是消费者和车企最关心最重视的问题。电池为电动汽车提供动力，动力安全问题是各车企亟待解决的问题。而一辆电动汽车电池包的状态信息由电池管理系统 (Battery Management System，BMS)监控。目前，行业普遍设计中，BMS中仅包含一个微处理器(Microcontroller Unit，MCU)，所有控制逻辑和策略均以编程的方式存入MCU里，以实现BMS对电芯的管理、与整车的通讯以及信息交换。

然而，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：MCU作为BMS的中枢大脑，一旦其出现故障，整车有可能产生极大风险，车辆功能受到极大影响，甚至威胁到车内人员生命安全。前期，广大汽车设计者，通过设计整车控制器与BMS互相诊断策略，以互相监督的方式来解决单个MCU失控带来的影响。但大量诊断信号使得软件复杂度提升，系统鲁棒性降低。而最主要的问题是，BMS中的MCU独立承担了一定的功能，MCU失效所导致的BMS功能失效无法通过增加与整车控制器相互诊断的方式覆盖，这导致整车仍然存在极大风险。

实用新型内容

本实用新型实施方式的目的在于提供一种电池管理系统，使得可以减轻第一控制器的负荷，提高系统的可靠性。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种电池管理系统，包括：第一控制器、第二控制器、电源模块、主动保险模块、通信模块、高压互锁模块、继电器驱动模块、高压采样模块、绝缘采样模块、电芯监控模块和电流采样模块；电源模块用于为电池管理系统供电；主动保险模块、通信模块、继电器驱动模块、高压采样模块、绝缘采样模块、电芯监控模块分别与第一控制器和第二控制器连接；高压互锁模块和电流采样模块与第二控制器连接。

本实用新型实施方式相对于现有技术而言，电池管理系统中设置有两个控制器，两个控制器中的一个工作，另一个备用，避免了一个控制器故障会对整车安全运行造成极大风险的问题，提高电池管理系统乃至整车的安全性。或者，两个控制器同时工作且相互协作控制电池管理系统，避免了由于一个控制器输出错误信号而导致电池管理系统功能异常的问题，提高了电池管理系统及整车的安全性。除此之外，将高压互锁模块和电流采样模块与第二控制器连接，降低了第一控制器的负荷。

另外，通信模块包括第一逻辑单元、第二逻辑单元和通信单元；第一控制器与第一逻辑单元的第一输入端连接，第一逻辑单元的第二输入端与第一电信号线连接，第一逻辑单元的输出端与通信单元的接收端连接；第二控制器与第二逻辑单元的第一输入端连接，第二逻辑单元的第二输入端与第二电信号线连接，第二逻辑单元的输出端与通信单元的接收端连接；第一控制器和第二控制器分别与通信单元的发送端连接。该实现中，同一通信模块可以连接两个控制器，两个控制器可以接收相同的通信信号，做冗余处理，以提高可靠性，也可以接收不同的通信信号，节约了一个通信模块，降低了成本。

另外，第一逻辑单元为第一与门元件，第二逻辑单元为第二与门元件；第一与门元件的第一输入端通过第一上拉单元与第一电信号线连接，第二与门元件的第一输入端通过第二上拉单元与第二电信号线连接；第一电信号线和第二电信号线均为高电平信号线。

另外，通信单元为控制器局域网络CAN单元，通信模块还包括滤波防护单元；CAN单元的高位信号端与滤波防护单元的第一端连接，CAN单元的低位信号端与滤波防护单元的第二端连接，滤波防护单元的第三端与CAN总线的高位信号线连接，滤波防护单元的第四端与 CAN总线的低位信号线连接。该实现中，可以对CAN单元进行滤波防护，提高了信号的质量，保护了CAN单元。

另外，继电器驱动模块包括高边驱动单元，高边驱动单元的第一端与第三电信号线连接，高边驱动单元的第二端与电池供电电路中的继电器的第一端连接，继电器的第二端接地；高边驱动单元包括第一开关元件、开关控制子单元和第三逻辑单元；第一控制器与第三逻辑单元的第一输入端连接，第二控制器与第三逻辑单元的第二输入端连接，第三逻辑单元的输出端与开关控制子单元的控制端连接，开关控制子单元的第一端与第一开关元件的控制端连接，第一开关元件的第一端作为高边驱动单元的第一端，第一开关元件的第二端作为高边驱动单元的第二端；第一开关元件在第一控制器和第二控制器均输出第一控制信号时闭合。该实现中，有第一控制器和第二控制器共同控制高边驱动单元，提高了整车的安全性能。

另外，开关控制子单元包括第二开关元件、第一分压组件和第二分压组件；第一分压组件的第一端作为开关控制子单元的第二端，与第一开关元件的第一端连接；第一分压组件的第二端与第二分压组件的第一端连接，第一分压组件的第二端和第二分压组件的第一端之间的节点作为开关控制子单元的第一端，第二分压组件的第二端与第二开关元件的第一端连接，第二开关元件的第二端与第一参考电位点连接，第二开关元件的控制端作为开关控制子单元的控制端。

另外，高边驱动单元还包括限流子单元，第三逻辑单元的输出端通过限流子单元与开关控制子单元的控制端连接。该实现中，避免开关控制子单元的控制端输入电流过大导致开关控制子单元中的器件烧坏等问题。

另外，继电器驱动模块还包括负载单元和电流检测单元，高边驱动单元的第二端通过负载单元与继电器的第一端连接，电流检测单元的第一端与负载单元的第一端连接，电流检测单元的第二端与负载单元的第二端连接，电流检测单元的输出端与第二控制器连接。该实现中，对高边驱动单元所在支路进行监控，提高了安全性能。除此之外，电流检测单元与第二控制器连接，减轻了第一控制器的负荷。

另外，继电器驱动模块还包括滤波防反单元，高边驱动单元的第一端通过滤波防反单元与第三电信号线连接。该实现中，能够保证输入继电器驱动模块的电流的稳定性。

另外，继电器驱动模块包括N个低边驱动单元；每个低边驱动单元的第一端分别与电池供电电路中的继电器的第二端连接，每个低边驱动单元的第二端与第一参考电位点连接，N 为大于等于1的正整数。该实现中，通过控制低边驱动单元的通断，闭合或断开继电器。

另外，低边驱动单元包括第三开关元件和第四逻辑单元，第三开关元件的第一端作为低边驱动单元的第一端，第三开关元件的第二端作为低边驱动单元的第二端；第一控制器与第四逻辑单元的第一输入端连接，第二控制器与第四逻辑单元的第二输入端连接，第四逻辑单元的输出端与第三开关元件的控制端连接；第三开关元件在第一控制器和第二控制器均输出第二控制信号时闭合。该实现中，低边驱动单元与第一控制器和第二控制器连接，提高了系统的安全可靠性。

另外，继电器驱动模块还包括高边驱动单元和续流单元，高边驱动单元的第一端与第三电信号线连接，高边驱动单元的第二端与继电器的第一端连接，低边驱动单元的第一端通过续流单元与高边驱动单元的第二端连接。该实现中，低边驱动单元设置有续流回路回到对应的高边驱动单元，能够有效保护继电器。

另外，电源模块包括电源转换子模块、开关电源和第四开关元件；电源转换子模块的输入端分别与第四电信号线和第四开关元件的第一端连接，电源转换子模块的第一输出端分别与主动保险模块的第一电源输入端连接，电源转换子模块的第二输出端分别与通信模块的第一电源输入端和继电器驱动模块的第一电源输入端连接，电源转换子模块的第三输出端分别与主动保险模块的第二电源输入端、通信模块的第二电源输入端、高压采样模块的电源输入端、绝缘采样模块的电源输入端和电流采样模块的第一电源输入端连接，电源转换子模块的第四输出端分别与高压互锁模块的电源输入端和继电器驱动模块的第二电源输入端连接；开关电源的第一端与电池供电电路中的电池包的第一端连接，开关电源的第二端与电池包的第二端连接，开关电源的第三端与第四开关元件的第二端连接，第四开关元件的控制端作为电源模块的控制端，开关电源的第四端与主动保险模块的第三电源输入端连接，开关电源的第四端与电流采样模块的第二电源输入端连接，开关电源的第五端与主动保险模块的第四电源输入端连接。

另外，高压互锁模块包括监控负载子模块和差分放大子模块；监控负载子模块与整车的手动维护开关MSD串联，监控负载子模块的第一端与差分放大子模块的第一端连接，监控负载子模块的第二端与差分放大子模块的第二端连接，差分放大子模块的第三端与第二控制器连接。

另外，高压采样模块的第一端与电池供电电路的第一待测端连接，高压采样模块的第二端与电池供电电路的第二待测端连接，高压采样模块的第三端分别与第一控制器和第二控制器连接，高压采样模块的第四端分别与第一控制器和第二控制器连接，高压采样模块的第五端分别与第一控制器和第二控制器连接；第一控制器和第二控制器根据高压采样模块的第三端输出的电信号、高压采样模块的第四端输出的电信号和高压采样模块的第五端输出的电信号，确定电池供电电路是否导通；高压采样模块包括第一采样电阻子模块、第二采样电阻子模块、第一分压电阻子模块、第二分压电阻子模块、第一电压跟随子模块、第二电压跟随子模块和第一接地控制子模块，第一分压电阻子模块的第一端作为高压采样模块的第一端，第一分压电阻子模块的第二端与第一采样电阻子模块的第一端连接，第一采样电阻子模块的第二端与第二采样电阻子模块的第一端连接，第二采样电阻子模块的第二端与第二分压电阻子模块的第一端连接，第二分压电阻子模块的第二端作为高压采样模块的第二端；第一电压跟随子模块的第一端与第一分压电阻子模块的第二端和第一采样电阻子模块的第一端之间的节点连接，第一电压跟随子模块的第二端作为高压采样模块的第三端；第二电压跟随子模块的第一端与第二采样电阻子模块的第二端和第二分压电阻子模块的第一端之间的节点连接，第二电压跟随子模块的第二端作为高压采样模块的第四端，第一采样电阻子模块的第二端和第二采样电阻子模块的第一端之间的节点作为高压采样模块的第五端；第一采样电阻子模块的第二端和第二采样电阻子模块的第一端之间的节点与第一接地控制子模块的第一端连接，第一接地控制子模块的第二端与第一参考电位点连接，第一接地控制子模块的控制端与第一控制器和第二控制器连接；其中，电池供电电路包括电池包、主正继电器和主负继电器；电池包的第一端与主正继电器的第三端连接，电池包的第二端与主负继电器的第三端连接，主正继电器的第四端作为电池供电电路的第一连接端，与负载模块的第一端连接，主负继电器的第四端作为电池供电电路的第二连接端，与负载模块的第二端连接；第一待测端为电池包的正极，第二待测端为电池包的负极；或者，第一待测端为主正继电器的第四端，第二待测端为电池包的负极；或者，第一待测端为主正继电器的第四端，第二待测端为主负继电器的第四端。

另外，电芯监控模块包括第一电芯监控子模块、第二电芯监控子模块、第一通讯转换子模块和第二通讯转换子模块；第一电芯监控子模块的第一端和第二电芯监控子模块的第一端分别与电池供电回路中的电池包连接；第一通讯转换子模块的第一端与第一控制器连接，第一通讯转换子模块的第二端分别与第一电芯监控子模块的第二端和第二电芯监控子模块的第二端连接；第二通讯转换子模块的第一端与第二控制器连接，第二通讯转换子模块的第二端分别与第一电芯监控子模块的第二端和第二电芯监控子模块的第二端连接，以使第一通讯转换子模块与第一电芯监控子模块或第二电芯监控子模块构成菊花链式通讯网络，第二通讯转换子模块与第一电芯监控子模块或第二电芯监控子模块构成菊花链式通讯网络。

另外，电池管理系统应用于电动汽车，主动保险模块包括触发子模块、隔离开关子模块、控制组件和隔离电源子模块；触发子模块的第一端作为主动保险模块的输入端，与电动汽车的整车部件连接，触发子模块的第二端与隔离开关子模块的第一端连接，隔离开关子模块的第二端与控制组件的第一端连接，控制组件的第二端分别与第一控制器和第二控制器连接，控制组件的第三端与隔离电源子模块的第一端连接，控制组件的第四端与隔离电源子模块的第二端连接，隔离电源子模块的第三端与电动汽车的主动保险器件的第一端连接，隔离电源子模块的第四端与电动汽车的主动保险器件的第二端连接。

另外，绝缘采样模块的第一端与电池供电电路的电池包的正极连接，绝缘采样模块的第二端与电池包的负极连接，绝缘采样模块的第三端分别与第一控制器和第二控制器连接，绝缘采样模块的第四端分别与第一控制器和第二控制器连接，绝缘采样模块的第五端分别与第一控制器和第二控制器连接，第一控制器和第二控制器根据绝缘采样模块的第三端输出的电信号、绝缘采样模块的第四端输出的电信号和绝缘采样模块的第五端输出的电信号，确定电池供电电路的绝缘阻值；绝缘采样模块包括第五开关元件、第六开关元件、第二负载子模块、第三负载子模块、第四负载子模块、第五负载子模块、第六负载子模块、第七负载子模块、第三电压跟随子模块、第四电压跟随子模块和第二接地控制子模块；第二负载子模块的第一端与第六负载子模块的第一端连接，第二负载子模块的第一端和第六负载子模块之间的节点作为绝缘采样模块的第一端，第二负载子模块的第二端与第三负载子模块的第一端连接，第三负载子模块的第二端与第四负载子模块的第一端连接，第四负载子模块的第二端与第五负载子模块的第一端连接，第五负载子模块的第二端与第七负载子模块的第一端连接，第五负载子模块的第二端和第七负载子模块的第一端之间的节点作为绝缘采样模块的第二端；第六负载子模块的第二端与第五开关元件的第一端连接，第五开关元件的第二端与第一参考电位点连接，第七负载子模块的第二端与第六开关元件的第一端连接，第六开关元件的第二端与第一参考电位点连接，第五开关元件的控制端和第六开关元件的控制端分别与第一控制器连接；第二负载子模块的第二端和第三负载子模块的第一端之间的节点与第三电压跟随子模块的第一端连接，第三电压跟随子模块的第二端作为绝缘采样模块的第三端，第四负载子模块的第二端与第五负载子模块的第一端之间的节点与第四电压跟随子模块的第一端连接，第四电压跟随子模块的第二端作为绝缘采样模块的第四端；第三负载子模块和第四负载子模块之间的节点作为绝缘采样模块的第五端；第三负载子模块和第四负载子模块之间的节点与第二接地控制子模块的第一端连接，第二接地控制子模块的第二端与第一参考电位点连接，第二接地控制子模块的控制端分别与第一控制器和第二控制器连接。

另外，电流采样模块的第一端与电池供电电路的分流器的第一端连接，电流采样模块的第二端与分流器的第二端连接，电流采样模块的第三端与第二控制器连接。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本实用新型的第一实施方式的电池管理系统的结构示意图；

图2是本实用新型的第二实施方式的通信模块的结构示意图；

图3是本实用新型的第二实施方式的高边驱动单元的结构示意图；

图4是本实用新型的第二实施方式的低边驱动单元的结构示意图；

图5是本实用新型的第二实施方式的电源模块的结构示意图；

图6是本实用新型的第二实施方式的电源转换芯片的连接示意图；

图7是本实用新型的第二实施方式的滤波防反子模块的结构示意图；

图8是本实用新型的第二实施方式的滤波单元的结构示意图；

图9是本实用新型的第二实施方式的高压互锁模块的结构示意图；

图10是本实用新型的第二实施方式的差分放大电路的电路示意图；

图11是本实用新型的第二实施方式的高压采样模块的结构示意图；

图12是本实用新型的第二实施方式的电芯监控模块的结构示意图；

图13是本实用新型的第二实施方式的主动保险模块的结构示意图；

图14是本实用新型的第二实施方式的绝缘采样模块的结构示意图；

图15是本实用新型的第二实施方式的电流采样模块的结构示意图。

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各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

本实用新型的第一实施方式涉及一种电池管理系统，如图1所示，包括：第一控制器101、第二控制器102、电源模块103、主动保险模块104、通信模块105、高压互锁模块106、继电器驱动模块107、高压采样模块108、绝缘采样模块109、电芯监控模块110和电流采样模块111；电源模块103用于为电池管理系统供电；主动保险模块104、通信模块105、继电器驱动模块107、高压采样模块108、绝缘采样模块109、电芯监控模块110分别与第一控制器 101和第二控制器102连接；高压互锁模块106和电流采样模块111与第二控制器102连接。

在一个例子中，第一控制器101和第二控制器102同时工作且相互协作。当第一控制器 101和第二控制器102输出相同的控制信号时，该控制信号所控制的功能模块才工作，避免由于一个控制器输出错误信号而导致电池管理系统功能异常的问题，提高了电池管理系统及整车的安全性。

在另一个例子中，第一控制器101工作，第二控制器102备用。当第一控制器101出现故障时，可以由第二控制器承担控制功能，以提高整车的安全性能，避免现有电池管理系统中一个控制器发生故障，对整车运行安全造成极大风险的问题，提高了电池管理系统及整车的安全性。

在一个例子中，第一控制器101为主处理器，第二控制器102为协处理器。

需要说明的是，本领域技术人员可以理解，实际应用中，电池管理系统中还可以设置其他模块，本实施方式并没有一一列举，但这并不表明本实施方式中不存在其它的模块。

需要说明的是，以上仅为举例说明，并不对本实用新型的技术方案构成限定。

与现有技术相比，本实施方式中提供的电池管理系统，电池管理系统中设置有两个控制器，两个控制器中的一个工作，另一个备用，避免了一个控制器故障会对整车安全运行造成极大风险的问题，提高电池管理系统乃至整车的安全性。或者，两个控制器同时工作且相互协作控制电池管理系统，避免了由于一个控制器输出错误信号而导致电池管理系统功能异常的问题，提高了电池管理系统及整车的安全性。除此之外，将高压互锁模块和电流采样模块与第二控制器连接，降低了第一控制器的负荷。

本实用新型的第二实施方式涉及一种电池管理系统，本实施方式是对第一实施方式的进一步细化，该实施方式中，主要是举例说明了第一实施方式中提及的各个模块的结构。

以下对通信模块105的结构进行举例说明。

在一个例子中，通信模块105包括第一逻辑单元、第二逻辑单元和通信单元；第一控制器101与第一逻辑单元的第一输入端连接，第一逻辑单元的第二输入端与第一电信号线连接，第一逻辑单元的输出端与通信单元的接收端连接；第二控制器102与第二逻辑单元的第一输入端连接，第二逻辑单元的第二输入端与第二电信号线连接，第二逻辑单元的输出端与通信单元的接收端连接；第一控制器101和第二控制器102分别与通信单元的发送端连接。

在一个例子中，第一控制器101和第二控制器102的配置方式包括但不限于以下两种：

第一种配置方式：第一控制器101和第二控制器102接收相同ID的通信信号。采用该配置方式时，可以由第一控制器101工作，第二控制器备用，以提高电池管理系统的可靠性。

第二种配置方式：第一控制器101和第二控制器102接收不同ID的通信信号。例如，第一控制器接收ID为1的信号(如该信号用于程序刷写、要求反馈电池组电流数据等)，第二控制器接收ID为2的信号。不同控制器处理不同的命令，降低了各自的负荷，节约了一路通信通道，降低了成本。

值得一提的是，两个控制器接收相同的通信信号，相同的通信信号由两个控制器分别处理，提高了系统的可靠性。两个控制器接收不同的通信信号时，两个控制器通过同一个通信模块与外部通信，节约了通信模块的个数，降低了成本。

在一个例子中，第一逻辑单元为第一与门元件，第二逻辑单元为第二与门元件；第一与门元件的第一输入端通过第一上拉单元与第一电信号线连接，第二与门元件的第一输入端通过第二上拉单元与第二电信号线连接；第一电信号线和第二电信号线均为高电平信号线。其中，第一上拉单元和第二上拉单元可以是电阻元件，两者阻值可以相同，也可以不同。

在一个例子中，第一电信号线的另一端和第二电信号线的另一端与电源模块连接。第一电信号线的一端与第一上拉单元连接，另一端与电源转换子模块的第二输出端连接，第二电信号线的一端与第二上拉单元连接，另一端与电源转换子模块的第三输出端连接。

在一个例子中，通信单元为控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)单元，通信模块105还包括滤波防护单元；CAN单元的高位信号端与滤波防护单元的第一端连接，CAN 单元的低位信号端与滤波防护单元的第二端连接，滤波防护单元的第三端与CAN总线的高位信号线连接，滤波防护单元的第四端与CAN总线的低位信号线连接。

例如，通信模块105的结构示意图如图2所示。第一控制器101与第一逻辑单元1051的第一输入端连接，第一逻辑单元1051的第一输入端通过第一上拉单元1054与第一电信号线 (V_LV1)连接，第一逻辑单元1051的第二输入端与第一电信号线(V_LV1)连接，第一逻辑单元1051的输出端与通信单元1053的接收端(TXD)连接。第二控制器102与第二逻辑单元1052的第一输入端连接，第二逻辑单元1052的第一输入端通过第二上拉单元1055与第二电信号线(V_HV1)连接，第二逻辑单元1052的第二输入端与第二电信号线(V_HV1) 连接，第二逻辑单元1052的输出端与通信单元1053的接收端(TXD)连接；第一控制器101 和第二控制器102分别与通信单元1053的发送端(RXD)连接。通信单元1053的高位信号端与滤波防护单元1056的第一端连接，通信单元1053的低位信号端与滤波防护单元1056的第二端连接，滤波防护单元1056的第三端与CAN总线的高位信号线(CANH)连接，滤波防护单元1056的第四端与CAN总线的低位信号线(CANL)连接，CANH和CANL可以通过连接器与整车控制器连接。其中，V_LV1和V_HV1为由电源模块103引出的电信号线，电压大小可以根据第一逻辑单元1051和第二逻辑单元1052器件的工作模式设置。

需要说明的是，本领域技术人员可以理解，滤波防护单元1056的具体电路可以根据需要设置，例如，滤波防护单元1056可以包括终端电阻，终端电阻的第一端作为滤波防护单元 1056的第一端和滤波防护单元1056的第三端，终端电阻的第二端作为滤波防护单元1056的第二端和滤波防护单元1056的第四端，此处限制滤波防护单元1056的具体电路结构。

值得一提的是，在CAN单元和CAN总线之间设置滤波防护单元，可以对CAN单元进行滤波防护，提高了信号的质量，保护了CAN单元。

需要说明的是，本领域技术人员可以理解，实际应用中，可以为每个控制器分别设置通信模块，例如，第一控制器直接与第一通信模块连接，通过第一通信模块与整车控制器进行通信，第二控制器直接与第二通信模块连接，通过第二通信模块与整车控制器通信。本实施方式不限制通信模块的个数，以及第一控制器和第二控制器与通信模块的连接方式。

以下对继电器驱动模块107的结构进行举例说明。

继电器驱动模块107的结构包括但不限于以下两种：

第一种结构：继电器驱动模块107包括高边驱动单元，高边驱动单元的第一端与第三电信号线连接，高边驱动单元的第二端与电池供电电路中的继电器的第一端连接，继电器的第二端接地；高边驱动单元包括第一开关元件、开关控制子单元和第三逻辑单元；第一控制器与第三逻辑单元的第一输入端连接，第二控制器与第三逻辑单元的第二输入端连接，第三逻辑单元的输出端与开关控制子单元的控制端连接，开关控制子单元的第一端与第一开关元件的控制端连接，第一开关元件的第一端作为高边驱动单元的第一端，第一开关元件的第二端作为高边驱动单元的第二端；第一开关元件在第一控制器和第二控制器均输出第一控制信号时闭合。

在一个例子中，该电池管理系统为电动汽车的电池管理系统，电动汽车由铅酸电池提供低电压，由电池包提供高电压。第三电信号线的一端与高边驱动单元连接，另一端与铅酸电池的正极连接。

需要说明的是，本领域技术人员可以理解，继电器的第二端可以直接与第一参考电位点连接，也可以通过低边驱动单元与第一参考电位点连接，本实施方式不限制继电器的第二端的与第一参考电位点的连接方式。

在一个例子中，第三逻辑单元可以是与门元件，第一控制信号可以是高电平信号。

值得一提的是，由第一控制器和第二控制器共同控制高边驱动单元，提高了整车的安全性能。

在一个例子中，开关控制子单元包括第二开关元件、第一分压组件和第二分压组件；第一分压组件的第一端作为开关控制子单元的第二端，与第一开关元件的第一端连接；第一分压组件的第二端与第二分压组件的第一端连接，第一分压组件的第二端和第二分压组件的第一端之间的节点作为开关控制子单元的第一端，第二分压组件的第二端与第二开关元件的第一端连接，第二开关元件的第二端与第一参考电位点连接，第二开关元件的控制端作为开关控制子单元的控制端。其中，第一参考电位点可以是铅酸电池的负极。

需要说明的是，第一开关元件和第二开关元件可以是晶体管等元件，第一分压组件和第二分压组件可以是电阻元件等，本实施方式不限制第一开关元件、第二开关元件、第一分压组件和第二分压组件的电路结构。

需要说明的是，本领域技术人员可以理解，实际应用中，开关控制子单元可以采用其他的能够根据第三逻辑单元输出的信号控制第一开关元件的开断作用的其他电路结构或芯片，本实施方式不限制开关控制子单元的具体电路结构。

在一个例子中，高边驱动单元还包括限流子单元，第三逻辑单元的输出端通过限流子单元与开关控制子单元的控制端连接。

值得一提的是，避免开关控制子单元的控制端输入电流过大导致开关控制子单元中的器件烧坏等问题。

在一个例子中，继电器驱动模块还包括负载单元和电流检测单元，高边驱动单元的第二端通过负载单元与继电器的第一端连接，电流检测单元的第一端与负载单元的第一端连接，电流检测单元的第二端与负载单元的第二端连接，电流检测单元的输出端与第二控制器连接。具体地说，第二控制器获取负载单元两侧的电压值，将负载单元两端的电压值除去负载单元的阻值，得到高边驱动单元所在支路的电流值。其中，负载单元可以是电阻，也可以是其他器件。

在一个例子中，电流检测单元可以采用差分放大电路结构，也可以使用集成的放大电路，或者其他具有电流检测功能的电路，本实施方式不限制电流检测单元的具体电路形式。

值得一提的是，对高边驱动单元所在支路进行监控，提高了安全性能。除此之外，电流检测单元与第二控制器连接，减轻了第一控制器的负荷。

在一个例子中，继电器驱动模块还包括滤波防反单元，高边驱动单元的第一端通过滤波防反单元与第三电信号线连接。

值得一提的是，在继电器驱动模块中加入滤波防反单元，能够保证输入继电器驱动模块的电流的稳定性。

在一个例子中，第一开关元件和第二开关元件为晶体管，第一分压组件包括第一电阻，第二分压组件包括第二电阻，限流子单元包括第三电阻，高边驱动单元的结构示意图如图3 所示。图3中，R1表示第一电阻，R2表示第二电阻，R3表示第三电阻，K1表示第一开关元件，K2表示第二开关元件，由K2、R1和R2构成开关控制子单元，由K1、开关控制子单元、第三逻辑单元2011和R3构成高边驱动单元201。高边驱动单元201的第一端通过滤波防反单元204与第三电信号线连接，第三电信号线的另一端与铅酸电池Bat1的正极连接，铅酸电池的负极作为第一参考电位点。高边驱动单元201的第二端与负载单元202的第一端连接，负载单元202的第二端与继电器的第一端连接，负载单元202的第二端通过第一滤波防护子模块205与第一参考电位点连接。第二控制器102根据电流检测单元203检测得到的电压值，确定高边驱动单元201所在支路的电流值。

第二种结构：继电器驱动模块包括N个低边驱动单元；每个低边驱动单元的第一端分别与电池供电电路中的继电器的第二端连接，每个低边驱动单元的第二端与第一参考电位点连接，N为大于等于1的正整数。

值得一提的是，当低边驱动单元个数大于1时，可以避免由于单个低边驱动单元使用故障，导致继电器无法闭合的问题。

在一个例子中，低边驱动单元包括第三开关元件和第四逻辑单元，第三开关元件的第一端作为低边驱动单元的第一端，第三开关元件的第二端作为低边驱动单元的第二端；第一控制器与第四逻辑单元的第一输入端连接，第二控制器与第四逻辑单元的第二输入端连接，第四逻辑单元的输出端与第三开关元件的控制端连接；第三开关元件在第一控制器和第二控制器均输出第二控制信号时闭合。

需要说明的是，本领域技术人员可以理解，继电器的第一端可以直接与电池连接，也可以通过高边驱动单元与电池连接，有选择的，高边驱动单元的结构可以采用第一种结构中的高边驱动单元的结构，此处不再赘述，本实施方式不限制继电器的第一端与电池的连接方式。

在一个例子中，继电器驱动模块还包括高边驱动单元和续流单元，高边驱动单元的第一端与第三电信号线连接，高边驱动单元的第二端与继电器的第一端连接，低边驱动单元的第一端通过续流单元与高边驱动单元的第二端连接。

在一个例子中，继电器驱动模块包括高边驱动单元、低边驱动单元、负载单元、电流检测单元和续流单元。继电器驱动模块的电路连接关系为：高边驱动单元的第一端与第三电信号线连接，高边驱动单元的第二端与负载单元的第一端连接，负载单元的第二端与继电器的第一端连接，继电器的第二端与低边驱动单元的第一端连接，低边驱动单元的第二端接地。续流单元的第一端与负载单元的第二端连接，续流单元的第二端与低边驱动单元的第一端连接。

在一个例子中，继电器驱动模块包括高边驱动单元和低边驱动单元，继电器的闭合控制策略包括但不限于以下两种：

策略1：先闭合高边驱动单元，再闭合低边驱动单元，使得继电器闭合；

策略2：先闭合低边驱动单元，再闭合高边驱动单元，使得继电器闭合。

继电器的断开控制策略包括但不限于以下两种：

策略1：先断开低边驱动单元，再断开高边驱动单元，使得继电器断开；

策略2：先断开高边驱动单元，再断开低边驱动单元，使得继电器断开。

值得一提的是，由于第一控制器和第二控制器均检测正常才能闭合低边驱动单元，提高了系统的安全可靠性。

在一个例子中，低边驱动单元的个数为2个，低边驱动单元的结构示意图如图4所示。第一个低边驱动单元包括开关元件K3、第四逻辑单元A3011和限流电阻R4，K3通过第二滤波防护子模块A3021与继电器的第二端连接，K3和第二滤波防护子模块A3021之间的节点通过第一续流单元3031与端口HSD连接，其中，端口HSD为高边驱动单元的第二端或负载单元202的第二端。第二个低边驱动单元包括开关元件K4和第四逻辑单元B3012，开关元件K4通过第二滤波防护子模块B3022与继电器的第二端连接，开关元件K4和第二滤波防护子模块B3022之间的节点通过第二续流单元3032与端口HSD连接，其中，端口HSD为高边驱动单元的第二端或负载单元202的第二端。

需要说明的是，由图4可知，本领域技术实施人员可以根据需要，有选择的在第三开关元件和第四逻辑单元之间增设限流电阻R4。

需要说明的是，本领域技术人员可以理解，图4以设置2个低边驱动单元为例对低边驱动单元的结构进行了举例说明，实际应用中，可以根据需要，设置3个，甚至更多的低边驱动单元，且每个低边驱动单元的结构可以相同，也可以不同。

以下对电源模块的结构进行举例说明。

在一个例子中，电源模块包括电源转换子模块、开关电源和第四开关元件；电源转换子模块的输入端分别与第四电信号线和第四开关元件的第一端连接，电源转换子模块的第一输出端分别与主动保险模块的第一电源输入端连接，电源转换子模块的第二输出端分别与通信模块的第一电源输入端和继电器驱动模块的第一电源输入端连接，电源转换子模块的第三输出端分别与主动保险模块的第二电源输入端、通信模块的第二电源输入端、高压采样模块的电源输入端、绝缘采样模块的电源输入端和电流采样模块的第一电源输入端连接，电源转换子模块的第四输出端分别与高压互锁模块的电源输入端和继电器驱动模块的第二电源输入端连接；开关电源的第一端与电池供电电路中的电池包的第一端连接，开关电源的第二端与电池包的第二端连接，开关电源的第三端与第四开关元件的第二端连接，第四开关元件的控制端作为电源模块的控制端；开关电源的第四端与主动保险模块的第三电源输入端连接，开关电源的第五端与主动保险模块的第四电源输入端连接。

在一个例子中，第四电信号线的一端与电源转换子模块的输入端连接，第四电信号线的另一端与铅酸电池连接。

在一个例子中，电源模块的结构如图5所示，图5中，开关电源包括电压调节器1031、开关组件1032、第一电容C1、第一二极管D1、第一变压器T1、第二二极管D2、瞬态抑制二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4。各器件连接关系如下：电压调节器1031的第一端与T1的第一端连接，电压调节器1031的第一端和T1的第一端之间的节点作为开关电源的第一端，电压调节器1031的第二端和开关组件1032的第一端连接，开关组件1032的第二端与T1的第二端连接，T1的第三端与D2的第一端连接，D2的第二端与C2的第一端连接，D2的第二端和C2的第一端之间的节点作为开关电源的第三端，与第四开关元件1033的第二端连接，D3的第一端与D2的第二端连接，D3的第二端与C2的第二端连接，D3的第二端和C2的第二端之间的节点分别与T1的第四端和第一参考电位点连接。电压调节器1031的第三端与C1的第一端连接，D1的第一端与电压调节器1031的第三端与C1的第一端之间的节点连接，D1的第二端与T1的第五端连接，电压调节器1031的第四端作为开关电源的第二端，分别与电池包的第二端、C1的第二端和T1的第六端连接，T1的第七端分别与D4的第一端连接和D5的第一端连接，D4的第二端与C4的第一端连接，D4的第二端和C4的第一端之间的节点作为开关电源的第四端，输出电压为V_ISO的电信号，D5的第二端与C3的第一端连接，D5的第二端和C3的第一端之间的节点作为开关电源的第五端，输出电压为V_DCDC的电信号。电源转换子模块包括滤波单元1035、第一电源转换芯片1036和第二电源转换芯片1037，滤波单元1035的第一端作为电源转换子模块的输入端，滤波单元1035的第二端分别与第一电源转换芯片1036的输入端和第二电源转换芯片1037的输入端连接，第一电源转换芯片1036的第一输出端作为电源转换子模块的第一输出端，输出电压为V_LV的电信号；第一电源转换芯片1036的第二输出端作为电源转换子模块的第二输出端，输出电压为V_LV1的电信号；第二电源转换芯片1037 的第一输出端作为电源转换子模块的第四输出端，输出电压为V_HV的电信号，第二电源转换芯片1037的第二输出端作为电源转换子模块的第三输出端，输出电压为V_HV1的电信号。第四电信号线的一端与铅酸电池Bat1的正极连接，第四电信号线的另一端通过滤波防反子模块1034与滤波单元1035连接，第四开关元件1033的第一端与滤波单元1035的第一端连接。第一电源转换芯片1036还可以设置第三电源输出端，用于输出电压为V_LV2的电信号，第二电源转换芯片1037还可以设置第三电源输出端，用于输出电压为V_HV2的电信号。

需要说明的是，图5中，以D2的第二端与第一参考电位点之间设置有瞬态抑制二极管 D3为例，对电源模块的结构进行举例说明。本领域技术人员可以理解，设置瞬态抑制二极管的目的在于稳压，实际应用中，可以根据电源模块的其他部分的电路结构，有选择的设置瞬态抑制二极管，本实施方式不限制电源模块的具体结构。

在一个例子中，开关电源的第四端通过电源转换芯片与电流采样模块的第二电源输入端连接。如图6所示，开关电源的第四端输出的电信号的电压为V_ISO，将其与电源转换芯片连接，以得到电压为V_ISO1的电信号，将电压为V_ISO1的电信号输入电流采样模块的第二电源输入端。为实现滤波功能，电源转换芯片的第一端通过第五电容C5与第二参考电位点连接，电源转换芯片的第二端通过第六电容C6与第二参考电位点连接，以达到滤波效果。

需要说明的是，本领域技术人员可以理解，开关电源的第四端和开关电源的第五端可以直接与电池管理系统中的其他模块连接，为其供电，也可以通过电源转换芯片与其他模块连接，以使最终输入其他模块的电压符合其他模块的工作电源幅值的要求。其中，其他模块为电池管理系统中的除电源模块以外的模块。

在一个例子中，滤波防反子模块的电路图如图7所示，包括：瞬态抑制二极管TVS、第七电容C7、第一共轭电感L1、第八电容C8和第六二极管D6，TVS的第一端、C7的第一端和L1的第一端分别与D6的第一端连接，TVS的第一端作为滤波防反子模块的第一端，D6 的第二端作为滤波防反子模块的第二端，L1的第二端与C8的第一端连接，TVS的第二端、 C7的第二端和C8的第二端分别与第一参考电位点连接。

需要说明的是，本领域技术人员可以理解，第一参考电位点可以是以铅酸电池的负极，第二参考电位点可以是C3的第二端和C4的第二端之间的节点，本实施方式不限制各个参考电位点的选取方式。

需要说明的是，本领域技术人员可以理解，实际应用中，可以根据需要选择滤波防反子模块的电路结构，本实施方式不限制滤波防反子模块的具体电路。

在一个例子中，滤波单元的电路图如图8所示，包括：第二共轭电感L2、第九电容C9和第十电容C10，L2的第一端与C9的第一端连接，L2的第一端和C9的第一端之间的节点作为滤波单元的第一端，L2的第二端与C10的第一端连接，L2的第二端和C10的第一端之间的节点作为滤波单元的第二端，C9和C10的第二端分别与第一参考电位点连接。

需要说明的是，本领域技术人员可以理解，实际应用中，可以根据需要选择滤波单元的电路结构，本实施方式不限制滤波单元的具体电路。

需要说明的是，图5以电源转换子模块包括2个电源转换芯片为例，实际应用中，电源转换芯片可以设置一个，也可以设置更多个，每个电源转换芯片的电源输出端的个数可以根据需要设置，本实施方式不限制电源转换芯片的个数。

需要说明的是，电源芯片可以是线性稳压器、开关电源等，本领域技术人员可以理解，实际应用中，可以根据实际需求，使用多种电源转换芯片得到多个不同电压的电源。

以下对高压互锁模块的结构进行举例说明。

在一个例子中，高压互锁模块如图9所示，高压互锁模块包括监控负载子模块1061和差分放大子模块1062；监控负载子模块1061与整车的手动维护开关MSD串联，监控负载子模块1061的第一端与差分放大子模块1062的第一端连接，监控负载子模块1061的第二端与差分放大子模块1062的第二端连接，差分放大子模块1062的第三端与第二控制器102连接。由于监控负载子模块1061与MSD串联，流过MSD的电流与流过监测负载子模块1061的电流相同，第二控制器可以根据通过检测监控负载子模块1061的电流的方式，对MSD进行检测。当有电流流经监控负载子模块1061时，监控负载子模块1061的两端存在压差，差分放大子模块1062检测监控负载子模块1061两端的压差，输出至第二控制器102，第二控制器 102根据预设的阈值，判断是否有电流流入，从而判断MSD是否连接完好。

在一个例子中，监控负载子模块1061由一个或多个电阻串联构成。

在一个例子中，差分放大子模块1062的电路图如图10所示，包括第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、比较放大器LM1和第十一电容C11，R4 的第一端作为差分放大子模块1062的第一端，R6的第一端作为差分放大子模块1062的第二端，R9的第二端作为差分放大子模块1062的第三端。

需要说明的是，本领域技术人员可以理解，上述差分放大子模块的电路结构仅为举例说明，实际应用中，也可以采用其他电路形式的差分放大电路。

以下对高压采样模块108的结构进行举例说明。

在一个例子中，高压采样模块108的第一端与电池供电电路的第一待测端连接，高压采样模块108的第二端与电池供电电路的第二待测端连接，高压采样模块108的第三端分别与第一控制器101和第二控制器102连接，高压采样模块108的第四端分别与第一控制器101 和第二控制器102连接，高压采样模块108的第五端分别与第一控制器101和第二控制器102 连接；第一控制器101和第二控制器102根据高压采样模块108的第三端输出的电信号、高压采样模块108的第四端输出的电信号和高压采样模块108的第五端输出的电信号，确定电池供电电路是否导通。其中，电池供电电路包括电池包、主正继电器和主负继电器；电池包的第一端与主正继电器的第三端连接，电池包的第二端与主负继电器的第三端连接，主正继电器的第四端作为电池供电电路的第一连接端，与负载模块的第一端连接，主负继电器的第四端作为电池供电电路的第二连接端，与负载模块的第二端连接；第一待测端为电池包的正极，第二待测端为电池包的负极；或者，第一待测端为主正继电器的第四端，第二待测端为电池包的负极；或者，第一待测端为主正继电器的第四端，第二待测端为主负继电器的第四端。

在一个例子中，高压采样模块108如图11所示，包括第一采样电阻子模块1081、第二采样电阻子模块1082、第一分压电阻子模块1083、第二分压电阻子模块1084、第一电压跟随子模块1085、第二电压跟随子模块1086和第一接地控制子模块1087，第一分压电阻子模块1083的第一端作为高压采样模块108的第一端，第一分压电阻子模块1083的第二端与第一采样电阻子模块1081的第一端连接，第一采样电阻子模块1081的第二端与第二采样电阻子模块1082的第一端连接，第二采样电阻子模块1082的第二端与第二分压电阻子模块1084的第一端连接，第二分压电阻子模块1084的第二端作为高压采样模块108的第二端；第一电压跟随子模块1085的第一端与第一分压电阻子模块1083的第二端和第一采样电阻子模块1081的第一端之间的节点连接，第一电压跟随子模块1085的第二端作为高压采样模块108的第三端；第二电压跟随子模块1086的第一端与第二采样电阻子模块1082的第二端和第二分压电阻子模块1084的第一端之间的节点连接，第二电压跟随子模块1086的第二端作为高压采样模块108的第四端，第一采样电阻子模块1081的第二端和第二采样电阻子模块1082的第一端之间的节点作为高压采样模块108的第五端；第一采样电阻子模块1081的第二端和第二采样电阻子模块1082的第一端之间的节点与第一接地控制子模块1087的第一端连接，第一接地控制子模块1087的第二端与第一参考电位点连接，第一接地控制子模块1087的控制端与第一控制器101和第二控制器102连接。当高压采样模块108两端与对应的待测端连接时，第一分压电阻子模块1083和第二分压电阻子模块1084进行分压。第一分压电阻子模块1083的第一端的电压通过第一电压跟随子模块1085被第一控制器101和第二控制器102 采集，第二分压电阻子模块1084的第二端的电压通过第二电压跟随子模块1086被第一控制器101和第二控制器102采集。其中，第一电压跟随子模块1085和第二电压跟随子模块1086 用于采集电压。第一采样电阻子模块1081和第二采样电阻子模块1082之间的节点的电压直接被主协处理器采集。第一控制器和第二控制器输出使第一接地控制子模块闭合的信号时，可以使得第一采样电阻子模块1081和第二采样电阻子模块1082之间的节点与第一参考电位点连接。

值得一提的是，相同的高压采样结果同时被第一控制器和第二控制器得到，第一控制器和第二控制器对高压状态都进行监控，提高安全可靠性。

需要说明的是，本领域技术人员可以理解，为避免第一分压电阻子模块1083和第二分压电阻子模块1084所在支路电压过高，可以有选择的在高压采样模块108中增加第七二极管 D7、第八二极管D8、第九二极管D9和第十二极管D10，其中，V_HV1表示与D7和D9连接的电信号线的电压为V_HV1。

需要说明的是，本领域技术人员可以理解，实际应用中，第一采样电阻子模块1081、第二采样电阻子模块1082、第一分压电阻子模块1083和第二分压电阻子模块1084可以由多个电阻串联构成，本实施方式不限制第一采样电阻子模块1081、第二采样电阻子模块1082、第一分压电阻子模块1083和第二分压电阻子模块1084所包含的电阻的个数。

以下对电芯监控模块110的结构进行举例说明。

在一个例子中，电芯监控模块110包括第一电芯监控子模块、第二电芯监控子模块、第一通讯转换子模块和第二通讯转换子模块；第一电芯监控子模块的第一端和第二电芯监控子模块的第一端分别与电池供电回路中的电池包连接；第一通讯转换子模块的第一端与第一控制器连接，第一通讯转换子模块的第二端分别与第一电芯监控子模块的第二端和第二电芯监控子模块的第二端连接；第二通讯转换子模块的第一端与第二控制器连接，第二通讯转换子模块的第二端分别与第一电芯监控子模块的第二端和第二电芯监控子模块的第二端连接，以使第一通讯转换子模块与第一电芯监控子模块或第二电芯监控子模块构成菊花链式通讯网络，第二通讯转换子模块与第一电芯监控子模块或第二电芯监控子模块构成菊花链式通讯网络。

在一个例子中，电芯监控子模块和通讯转换子模块之间通过变压器连接。例如，如图12 所示，第一通讯转换子模块1103与第一电芯监控子模块1101和第二电芯监控子模块1102之间通过第二变压器T2和第三变压器T3连接，和第二通讯转换子模块1104与第一电芯监控子模块1101和第二电芯监控子模块1102之间通过第二变压器T2和第三变压器T3连接。

在一个例子中，电芯监控模块110的工作模式如下：正常情况下，第一电芯监控子模块、第一通讯转换子模块和第一控制器为一组监控电路，第二电芯监控子模块、第二通讯转换子模块和第二控制器为另一组监控电路，两组同时工作，第一控制器和第二控制器同时监控电池包状态。由于两路监控电路使用相同的变压器，可以通过FSK技术以使电芯监控模块110 正常工作。

以下对主动保险模块104的结构进行举例说明。

在一个例子中，电池管理系统应用于电动汽车，如图13所示，主动保险模块104包括触发子模块1041、隔离开关子模块1042、控制组件1043和隔离电源子模块1044；触发子模块 1041的第一端作为主动保险模块104的输入端，与电动汽车的整车部件连接，触发子模块1041 的第二端与隔离开关子模块1042的第一端连接，隔离开关子模块1042的第二端与控制组件 1043的第一端连接，控制组件1043的第二端分别与第一控制器101和第二控制器102连接，控制组件1043的第三端与隔离电源子模块1044的第一端连接，控制组件1043的第四端与隔离电源子模块1044的第二端连接，隔离电源子模块1044的第三端与电动汽车的主动保险器件的第一端连接，隔离电源子模块1044的第四端与电动汽车的主动保险器件的第二端连接。

以下对绝缘采样模块109的结构进行举例说明。

在一个例子中，绝缘采样模块109的第一端与电池供电电路的电池包的正极连接，绝缘采样模块109的第二端与电池包的负极连接，绝缘采样模块109的第三端分别与第一控制器 101和第二控制器102连接，绝缘采样模块109的第四端分别与第一控制器101和第二控制器102连接，绝缘采样模块109的第五端分别与第一控制器101和第二控制器102连接，第一控制器101和第二控制器102根据绝缘采样模块109的第三端输出的电信号、绝缘采样模块109的第四端输出的电信号和绝缘采样模块109的第五端输出的电信号，确定电池供电电路的绝缘阻值。

在一个例子中，电池管理系统通过国标法进行绝缘采样，绝缘采样模块109的结构如图 14所示，包括第五开关元件1091、第六开关元件1092、第二负载子模块1093、第三负载子模块1094、第四负载子模块1095、第五负载子模块1096、第六负载子模块1097、第七负载子模块1098、第三电压跟随子模块1099、第四电压跟随子模块190和第二接地控制子模块191。第二负载子模块1093的第一端与第六负载子模块1097的第一端连接，第二负载子模块1093的第一端和第六负载子模块1097之间的节点作为绝缘采样模块109的第一端，第二负载子模块1093的第二端与第三负载子模块1094的第一端连接，第三负载子模块1094的第二端与第四负载子模块1095的第一端连接，第四负载子模块1095的第二端与第五负载子模块1096的第一端连接，第五负载子模块1096的第二端与第七负载子模块1098的第一端连接，第五负载子模块1096的第二端和第七负载子模块1098的第一端之间的节点作为绝缘采样模块109的第二端；第六负载子模块1097的第二端与第五开关元件1091的第一端连接，第五开关元件1091的第二端与第一参考电位点连接，第七负载子模块1098的第二端与第六开关元件1092的第一端连接，第六开关元件1092的第二端与第一参考电位点连接，第五开关元件1091的控制端和第六开关元件1092的控制端分别与第一控制器101连接；第二负载子模块1093的第二端和第三负载子模块1094的第一端之间的节点与第三电压跟随子模块1099的第一端连接，第三电压跟随子模块1099的第二端作为绝缘采样模块109的第三端，第四负载子模块190的第二端与第五负载子模块1096的第一端之间的节点与第四电压跟随子模块190 的第一端连接，第四电压跟随子模块190的第二端作为绝缘采样模块109的第四端；第三负载子模块1094和第四负载子模块1095之间的节点作为绝缘采样模块109的第五端；第三负载子模块1094和第四负载子模块1095之间的节点与第二接地控制子模块191的第一端连接，第二接地控制子模块191的第二端与第一参考电位点连接，第二接地控制子模块191的控制端分别与第一控制器101和第二控制器102连接。

其中，第一控制器101控制第五开关元件1091闭合，第一控制器101和第二控制器102 得到第一分压值，第一控制器101控制第五开关元件1091断开，第六开关元件1092闭合，第一控制器101和第二控制器102得到第二分压值，第一控制器和第二控制器已知第一分压值、第二分压值、第二负载子模块1093的电阻值、第三负载子模块1094的电阻值、第四负载子模块1095的电阻值、第五负载子模块1096的电阻值、第六负载子模块1097的电阻值和第七负载子模块1098的电阻值后，基于国标法计算得到绝缘阻抗值。采样结果同时被第一控制器与第二控制器得到，检测冗余，提高系统安全可靠性。

需要说明的是，本领域技术人员可以理解，为避免第二负载子模块1093和第五负载子模块1096所在支路电压过高，可以有选择的在绝缘采样模块109中增加第十一二极管D11、第十二二极管D12、第十三二极管D13和第十四二极管D14，其中，V_HV1表示与D11和D13连接的电信号线的电压为V_HV1。

以下对电流采样模块的结构进行举例说明。

在一个例子中，电流采样模块111的第一端与电池供电电路的分流器的第一端连接，电流采样模块111的第二端与分流器的第二端连接，电流采样模块111的第三端与第二控制器 102连接。

在一个例子中，如图15所示，电流采样模块111与第二控制器102之间通过隔离通讯模块112连接。

在一个例子中，电流采样模块111用于实时采集电池包总线上的电流。采样方案为电流采样模块111采集分流器电压并把采样值传输给第二控制器，分流器是一个电阻，阻值确定，根据欧姆定律，可以得到总线上的电流。由于参考电位点不一样，需要使用通讯隔离。

值得一提的是，第二控制器承担电流采样的功能，减轻了第一控制器的负担。

需要说明的是，本领域技术人员可以理解，实际应用中，电流采样模块内部电路结构可以采用各种具有电流采样功能的电路，此处不做限制。

需要说明的是，以上仅为举例说明，并不对本实用新型的技术方案构成限定。

与现有技术相比，本实施方式中提供的电池管理系统，电池管理系统中设置有两个控制器，两个控制器中的一个工作，另一个备用，避免了一个控制器故障会对整车安全运行造成极大风险的问题，提高电池管理系统乃至整车的安全性。或者，两个控制器同时工作且相互协作控制电池管理系统，由于一个控制器输出错误信号而导致电池管理系统功能异常的问题，提高了电池管理系统及整车的安全性。除此之外，将高压互锁模块和电流采样模块与第二控制器连接，降低了第一控制器的负荷。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims (19)

1.一种电池管理系统，其特征在于，包括：第一控制器、第二控制器、电源模块、主动保险模块、通信模块、高压互锁模块、继电器驱动模块、高压采样模块、绝缘采样模块、电芯监控模块和电流采样模块；

所述电源模块用于为所述电池管理系统供电；所述主动保险模块、所述通信模块、所述继电器驱动模块、所述高压采样模块、所述绝缘采样模块、所述电芯监控模块分别与所述第一控制器和所述第二控制器连接；所述高压互锁模块和所述电流采样模块与所述第二控制器连接。

2.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述通信模块包括第一逻辑单元、第二逻辑单元和通信单元；

所述第一控制器与所述第一逻辑单元的第一输入端连接，所述第一逻辑单元的第二输入端与第一电信号线连接，所述第一逻辑单元的输出端与所述通信单元的接收端连接；所述第二控制器与所述第二逻辑单元的第一输入端连接，所述第二逻辑单元的第二输入端与第二电信号线连接，所述第二逻辑单元的输出端与所述通信单元的接收端连接；所述第一控制器和所述第二控制器分别与所述通信单元的发送端连接。

3.根据权利要求2所述的电池管理系统，其特征在于，所述第一逻辑单元为第一与门元件，所述第二逻辑单元为第二与门元件；所述第一与门元件的第一输入端通过第一上拉单元与所述第一电信号线连接，所述第二与门元件的第一输入端通过第二上拉单元与所述第二电信号线连接；所述第一电信号线和所述第二电信号线均为高电平信号线。

4.根据权利要求2所述的电池管理系统，其特征在于，所述通信单元为控制器局域网络CAN单元，所述通信模块还包括滤波防护单元；

所述CAN单元的高位信号端与所述滤波防护单元的第一端连接，所述CAN单元的低位信号端与所述滤波防护单元的第二端连接，所述滤波防护单元的第三端与CAN总线的高位信号线连接，所述滤波防护单元的第四端与CAN总线的低位信号线连接。

5.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述继电器驱动模块包括高边驱动单元，所述高边驱动单元的第一端与第三电信号线连接，所述高边驱动单元的第二端与电池供电电路中的继电器的第一端连接；

所述高边驱动单元包括第一开关元件、开关控制子单元和第三逻辑单元；所述第一控制器与所述第三逻辑单元的第一输入端连接，所述第二控制器与所述第三逻辑单元的第二输入端连接，所述第三逻辑单元的输出端与所述开关控制子单元的控制端连接，所述开关控制子单元的第一端与所述第一开关元件的控制端连接，所述第一开关元件的第一端作为所述高边驱动单元的第一端，所述第一开关元件的第二端作为所述高边驱动单元的第二端；所述第一开关元件在所述第一控制器和所述第二控制器均输出第一控制信号时闭合。

6.根据权利要求5所述的电池管理系统，其特征在于，所述开关控制子单元包括第二开关元件、第一分压组件和第二分压组件；所述第一分压组件的第一端作为所述开关控制子单元的第二端，与所述第一开关元件的第一端连接；所述第一分压组件的第二端与所述第二分压组件的第一端连接，所述第一分压组件的第二端和所述第二分压组件的第一端之间的节点作为所述开关控制子单元的第一端，所述第二分压组件的第二端与所述第二开关元件的第一端连接，所述第二开关元件的第二端与第一参考电位点连接，所述第二开关元件的控制端作为所述开关控制子单元的控制端。

7.根据权利要求6所述的电池管理系统，其特征在于，所述高边驱动单元还包括限流子单元，所述第三逻辑单元的输出端通过所述限流子单元与所述开关控制子单元的控制端连接。

8.根据权利要求5所述的电池管理系统，其特征在于，所述继电器驱动模块还包括负载单元和电流检测单元，所述高边驱动单元的第二端通过所述负载单元与所述继电器的第一端连接，所述电流检测单元的第一端与所述负载单元的第一端连接，所述电流检测单元的第二端与所述负载单元的第二端连接，所述电流检测单元的输出端与所述第二控制器连接。

9.根据权利要求5所述的电池管理系统，其特征在于，所述继电器驱动模块还包括滤波防反单元，所述高边驱动单元的第一端通过所述滤波防反单元与所述第三电信号线连接。

10.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述继电器驱动模块包括N个低边驱动单元；每个所述低边驱动单元的第一端分别与电池供电电路中的继电器的第二端连接，每个所述低边驱动单元的第二端与第一参考电位点连接，N为大于等于1的正整数。

11.根据权利要求10所述的电池管理系统，其特征在于，所述低边驱动单元包括第三开关元件和第四逻辑单元，所述第三开关元件的第一端作为所述低边驱动单元的第一端，所述第三开关元件的第二端作为所述低边驱动单元的第二端；所述第一控制器与所述第四逻辑单元的第一输入端连接，所述第二控制器与所述第四逻辑单元的第二输入端连接，所述第四逻辑单元的输出端与所述第三开关元件的控制端连接；所述第三开关元件在所述第一控制器和所述第二控制器均输出第二控制信号时闭合。

12.根据权利要求10所述的电池管理系统，其特征在于，所述继电器驱动模块还包括高边驱动单元和续流单元，所述高边驱动单元的第一端与第三电信号线连接，所述高边驱动单元的第二端与所述继电器的第一端连接，所述低边驱动单元的第一端通过所述续流单元与所述高边驱动单元的第二端连接。

13.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述电源模块包括电源转换子模块、开关电源和第四开关元件；所述电源转换子模块的输入端分别与第四电信号线和第四开关元件的第一端连接，所述电源转换子模块的第一输出端分别与所述主动保险模块的第一电源输入端连接，所述电源转换子模块的第二输出端分别与所述通信模块的第一电源输入端和所述继电器驱动模块的第一电源输入端连接，所述电源转换子模块的第三输出端分别与所述主动保险模块的第二电源输入端、所述通信模块的第二电源输入端、所述高压采样模块的电源输入端、所述绝缘采样模块的电源输入端和所述电流采样模块的第一电源输入端连接，所述电源转换子模块的第四输出端分别与所述高压互锁模块的电源输入端和所述继电器驱动模块的第二电源输入端连接；所述开关电源的第一端与电池供电电路中的电池包的第一端连接，所述开关电源的第二端与所述电池包的第二端连接，所述开关电源的第三端与所述第四开关元件的第二端连接，所述第四开关元件的控制端作为所述电源模块的控制端，所述开关电源的第四端与所述主动保险模块的第三电源输入端连接，所述开关电源的第四端与所述电流采样模块的第二电源输入端连接，所述开关电源的第五端与所述主动保险模块的第四电源输入端连接。

14.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述高压互锁模块包括监控负载子模块和差分放大子模块；所述监控负载子模块与整车的手动维护开关MSD串联，所述监控负载子模块的第一端与所述差分放大子模块的第一端连接，所述监控负载子模块的第二端与所述差分放大子模块的第二端连接，所述差分放大子模块的第三端与所述第二控制器连接。

15.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述高压采样模块的第一端与电池供电电路的第一待测端连接，所述高压采样模块的第二端与所述电池供电电路的第二待测端连接，所述高压采样模块的第三端分别与所述第一控制器和所述第二控制器连接，所述高压采样模块的第四端分别与所述第一控制器和所述第二控制器连接，所述高压采样模块的第五端分别与所述第一控制器和所述第二控制器连接；第一控制器和所述第二控制器根据所述高压采样模块的第三端输出的电信号、所述高压采样模块的第四端输出的电信号和所述高压采样模块的第五端输出的电信号，确定所述电池供电电路是否导通；

所述高压采样模块包括第一采样电阻子模块、第二采样电阻子模块、第一分压电阻子模块、第二分压电阻子模块、第一电压跟随子模块、第二电压跟随子模块和第一接地控制子模块，所述第一分压电阻子模块的第一端作为所述高压采样模块的第一端，所述第一分压电阻子模块的第二端与所述第一采样电阻子模块的第一端连接，所述第一采样电阻子模块的第二端与所述第二采样电阻子模块的第一端连接，所述第二采样电阻子模块的第二端与所述第二分压电阻子模块的第一端连接，所述第二分压电阻子模块的第二端作为所述高压采样模块的第二端；所述第一电压跟随子模块的第一端与所述第一分压电阻子模块的第二端和所述第一采样电阻子模块的第一端之间的节点连接，所述第一电压跟随子模块的第二端作为所述高压采样模块的第三端；所述第二电压跟随子模块的第一端与所述第二采样电阻子模块的第二端和所述第二分压电阻子模块的第一端之间的节点连接，所述第二电压跟随子模块的第二端作为所述高压采样模块的第四端，所述第一采样电阻子模块的第二端和所述第二采样电阻子模块的第一端之间的节点作为所述高压采样模块的第五端；所述第一采样电阻子模块的第二端和所述第二采样电阻子模块的第一端之间的节点与所述第一接地控制子模块的第一端连接，所述第一接地控制子模块的第二端与第一参考电位点连接，所述第一接地控制子模块的控制端与所述第一控制器和所述第二控制器连接；

其中，所述电池供电电路包括电池包、主正继电器和主负继电器；所述电池包的第一端与所述主正继电器的第三端连接，所述电池包的第二端与所述主负继电器的第三端连接，所述主正继电器的第四端作为所述电池供电电路的第一连接端，与负载模块的第一端连接，所述主负继电器的第四端作为所述电池供电电路的第二连接端，与所述负载模块的第二端连接；所述第一待测端为所述电池包的正极，所述第二待测端为所述电池包的负极；或者，所述第一待测端为所述主正继电器的第四端，所述第二待测端为所述电池包的负极；或者，所述第一待测端为所述主正继电器的第四端，所述第二待测端为所述主负继电器的第四端。

16.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述电芯监控模块包括第一电芯监控子模块、第二电芯监控子模块、第一通讯转换子模块和第二通讯转换子模块；所述第一电芯监控子模块的第一端和所述第二电芯监控子模块的第一端分别与电池供电回路中的电池包连接；所述第一通讯转换子模块的第一端与所述第一控制器连接，所述第一通讯转换子模块的第二端分别与所述第一电芯监控子模块的第二端和所述第二电芯监控子模块的第二端连接；所述第二通讯转换子模块的第一端与所述第二控制器连接，所述第二通讯转换子模块的第二端分别与所述第一电芯监控子模块的第二端和所述第二电芯监控子模块的第二端连接，以使所述第一通讯转换子模块与所述第一电芯监控子模块或所述第二电芯监控子模块构成菊花链式通讯网络，所述第二通讯转换子模块与所述第一电芯监控子模块或所述第二电芯监控子模块构成菊花链式通讯网络。

17.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述电池管理系统应用于电动汽车，所述主动保险模块包括触发子模块、隔离开关子模块、控制组件和隔离电源子模块；所述触发子模块的第一端作为所述主动保险模块的输入端，与所述电动汽车的整车部件连接，所述触发子模块的第二端与所述隔离开关子模块的第一端连接，所述隔离开关子模块的第二端与所述控制组件的第一端连接，所述控制组件的第二端分别与所述第一控制器和所述第二控制器连接，所述控制组件的第三端与所述隔离电源子模块的第一端连接，所述控制组件的第四端与所述隔离电源子模块的第二端连接，所述隔离电源子模块的第三端与所述电动汽车的主动保险器件的第一端连接，所述隔离电源子模块的第四端与所述电动汽车的主动保险器件的第二端连接。

18.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述绝缘采样模块的第一端与电池供电电路的电池包的正极连接，所述绝缘采样模块的第二端与所述电池包的负极连接，所述绝缘采样模块的第三端分别与所述第一控制器和所述第二控制器连接，所述绝缘采样模块的第四端分别与所述第一控制器和所述第二控制器连接，所述绝缘采样模块的第五端分别与所述第一控制器和所述第二控制器连接，第一控制器和所述第二控制器根据所述绝缘采样模块的第三端输出的电信号、所述绝缘采样模块的第四端输出的电信号和所述绝缘采样模块的第五端输出的电信号，确定所述电池供电电路的绝缘阻值；

所述绝缘采样模块包括第五开关元件、第六开关元件、第二负载子模块、第三负载子模块、第四负载子模块、第五负载子模块、第六负载子模块、第七负载子模块、第三电压跟随子模块、第四电压跟随子模块和第二接地控制子模块；

所述第二负载子模块的第一端与所述第六负载子模块的第一端连接，所述第二负载子模块的第一端和所述第六负载子模块之间的节点作为所述绝缘采样模块的第一端，所述第二负载子模块的第二端与所述第三负载子模块的第一端连接，所述第三负载子模块的第二端与所述第四负载子模块的第一端连接，所述第四负载子模块的第二端与所述第五负载子模块的第一端连接，所述第五负载子模块的第二端与所述第七负载子模块的第一端连接，所述第五负载子模块的第二端和所述第七负载子模块的第一端之间的节点作为所述绝缘采样模块的第二端；所述第六负载子模块的第二端与所述第五开关元件的第一端连接，所述第五开关元件的第二端与第一参考电位点连接，所述第七负载子模块的第二端与所述第六开关元件的第一端连接，所述第六开关元件的第二端与所述第一参考电位点连接，所述第五开关元件的控制端和所述第六开关元件的控制端分别与所述第一控制器连接；所述第二负载子模块的第二端和所述第三负载子模块的第一端之间的节点与所述第三电压跟随子模块的第一端连接，所述第三电压跟随子模块的第二端作为所述绝缘采样模块的第三端，所述第四负载子模块的第二端与所述第五负载子模块的第一端之间的节点与所述第四电压跟随子模块的第一端连接，所述第四电压跟随子模块的第二端作为所述绝缘采样模块的第四端；所述第三负载子模块和所述第四负载子模块之间的节点作为所述绝缘采样模块的第五端；所述第三负载子模块和所述第四负载子模块之间的节点与所述第二接地控制子模块的第一端连接，所述第二接地控制子模块的第二端与第一参考电位点连接，所述第二接地控制子模块的控制端分别与所述第一控制器和所述第二控制器连接。

19.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述电流采样模块的第一端与电池供电电路的分流器的第一端连接，所述电流采样模块的第二端与所述分流器的第二端连接，所述电流采样模块的第三端与所述第二控制器连接。

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