CN215042210U - 一种多架构电动车信息采集bms系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种多架构电动车信息采集BMS系统，本实用新型中：上层控制系统分别与十六个主控系统连接；每个主控系统分别与八个从控系统连接；从控系统采集电池的数据信息并传输至主控系统；主控系统将接收的数据信息传输至上层控制系统。本实用新型通过设置从控系统与电池连接，实现电池单体电压、温度等信息采集及电池SOC估算功能；通过主控系统完成电池模组总压、总电流等信息采集并收到单体信息后汇总从控系统详细信息，上传至上位机及上层控制系统，供用户查看和充放电控制；对千伏高压系统实现电池信息的监控和管理。

Description

一种多架构电动车信息采集BMS系统
技术领域
本实用新型属于新能源汽车技术领域，特别是涉及一种多架构电动车信息采集BMS系统。
背景技术
为了保护电芯和整个电池包不受放热反应的影响，需要一个电子安全电路，即电池管理系统(BMS)；BMS最重要的功能是安全防护，使电池系统中电芯的电压、温度和电流不超过规定的极限。一般来说，BMS是一种模拟和/或数字电子设备，预期可达到以下主要目标和要求：①提高电池系统的安全性和可靠性；②保护电芯和电池系统免受损坏；③提高电池的能量使用效率(增加续驶里程)；④延长电池寿命。基于以上要求，需要BMS的信息采集的精度和实时性要求较高。
在一个集中的BMS中，电芯监控单元、模块管理单元和包管理单元被整合到一个单一的印刷电路板，它处理BMS所需的所有任务，并直接连接到电池。
在模块化BMS拓扑结构中，模块管理单元被划分为多个单独的实例，这些实例可以放置在靠近电池模块的位置，从而降低了布线的复杂性。模块化拓扑的另一个高级变体是主从拓扑。在这里，从机的功能和元素被减少到最小，与整个电池系统相关的功能只在主机上实现。
现有车用BMS系统中，模块化最多用一主2-5从系统，但对于千伏高压以上的系统，5从系统满足不了电池串数的需求，集中式的拓扑结构更加无法适用。
针对上述不足，设计一种多架构电动车信息采集BMS系统，每个主控下拖8个从控，每个主控上传各自从控信息，该系统可通过CAN连接电脑，通过客户端软件读取实时数据并记录，可有效解决千伏以上高压系统中，BMS信息通讯问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种多架构电动车信息采集BMS系统，通过设置从控系统与电池连接，实现电池单体电压、温度等信息采集及电池SOC估算功能；通过主控系统完成电池模组总压、总电流等信息采集并收到单体信息后汇总从控系统详细信息，上传至上位机及上层控制系统，供用户查看和充放电控制；对千伏高压系统实现电池信息的监控和管理。
为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
本实用新型为一种多架构电动车信息采集BMS系统，包括上层控制系统、主控系统和从控系统，所述上层控制系统分别与十六个主控系统连接；每个所述主控系统分别与八个从控系统连接；所述从控系统采集20节单体电池的数据信息并传输至主控系统；所述主控系统将接收的数据信息传输至上层控制系统；所述从控系统包括从控系统MCU，所述从控系统MCU分别与看门狗、隔离模块、CAN通信模块、模拟量采样模块、前端采样模块、SOC估算模块、电池内阻估算模块、SOH估算模块、均衡控制模块连接；所述从控系统MCU通过隔离模块与主控系统连接；所述从控系统MCU通过模拟量采样模块、前端采样模块采集电池数据；所述从控系统MCU通过SOC估算模块、电池内阻估算模块、SOH估算模块计算电池SOC、SOH和电阻数据；所述从控系统MCU通过看门狗监控从控系统运行；所述从控系统MCU通过均衡控制模块对各单体电池进行均衡控制；所述从控系统MCU通过CAN通信模块与主控系统进行信息交互；所述主控系统包括主控系统MCU；所述主控系统MCU分别与RS485模块、电池数据分析模块、模拟量采集模块、实时时钟模块、信息存储模块、高压电流采样模块、看门狗、内网CAN、充电CAN和调试CAN连接；所述主控系统MCU通过内网CAN、充电CAN和调试CAN与从控系统的CAN通信模块连接；所述主控系统MCU通过高压电流采样模块采集充电机的电流数据；所述主控系统MCU通过模拟量采集模块采集电池组的数据；所述主控系统MCU将采集和接收的电池数据存放在信息存储模块中；所述主控系统MCU通过电池数据分析模块分析从控系统传输的电池数据；所述实时时钟模块向主控系统MCU提供时钟信号；所述主控系统MCU看门狗监控主控系统运行；所述主控系统MCU通过RS485模块与上层控制系统连接。
进一步地，所述从控系统MCU采集的电池数据包括电池单体电压、电流和温度数据。
进一步地，所述隔离模块采用光耦。
本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型通过设置从控系统与电池连接，实现电池单体电压、温度等信息采集及电池SOC估算功能；通过主控系统完成电池模组总压、总电流等信息采集并收到单体信息后汇总从控系统详细信息，上传至上位机及上层控制系统，供用户查看和充放电控制；对千伏高压系统实现电池信息的监控和管理。
当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为一种多架构电动车信息采集BMS系统的系统框图；
图2为主控系统的系统框图；
图3为从控系统的系统框图。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-3所示，本实用新型为一种多架构电动车信息采集BMS系统，包括上层控制系统、主控系统和从控系统，上层控制系统分别与十六个主控系统连接；每个主控系统分别与八个从控系统连接；从控系统采集20节单体电池的数据信息并传输至主控系统；主控系统将接收的数据信息传输至上层控制系统；
其中如图2所示，主控系统包括主控系统MCU；主控系统MCU分别与RS485模块、电池数据分析模块、模拟量采集模块、实时时钟模块、信息存储模块、高压电流采样模块、看门狗、内网CAN、充电CAN和调试CAN连接；主控系统MCU通过内网CAN、充电CAN和调试CAN与从控系统的CAN通信模块连接；主控系统MCU通过高压电流采样模块采集充电机的电流数据；主控系统MCU通过模拟量采集模块采集电池组的数据；主控系统MCU将采集和接收的电池数据存放在信息存储模块中；主控系统MCU通过电池数据分析模块分析从控系统传输的电池数据；实时时钟模块向主控系统MCU提供时钟信号；主控系统MCU看门狗监控主控系统运行；主控系统MCU通过RS485模块与上层控制系统连接；
其中如图3所示，从控系统包括从控系统MCU，从控系统MCU分别与看门狗、隔离模块、CAN通信模块、模拟量采样模块、前端采样模块、SOC估算模块、电池内阻估算模块、SOH估算模块、均衡控制模块连接；从控系统MCU通过隔离模块与主控系统连接；隔离模块采用光耦；从控系统MCU通过模拟量采样模块、前端采样模块采集电池数据；从控系统MCU通过SOC估算模块、电池内阻估算模块、SOH估算模块计算电池SOC、SOH和电阻数据；从控系统MCU通过看门狗监控从控系统运行；从控系统MCU通过均衡控制模块对各单体电池进行均衡控制；从控系统MCU通过CAN通信模块与主控系统进行信息交互；从控系统MCU采集的电池数据包括电池单体电压、电流和温度数据。
针对千伏高压系统，优化BMS系统架构，满足系统对电池串数等的要求。实现电池单体电压、温度等信息采集及电池SOC估算等功能。每个主控系统完成电池模组总压、总电流等信息采集并收到单体信息后，汇总从控详细信息，上传至上位机及上层控制系统，供用户查看和充放电控制，上位机具有实时记录功能。
实施例一：本实施例为一种多架构电动车信息采集BMS系统的工作流程为：BMS是电池管理系统；对系统电池包内的单体电压、电流、温度进行时刻检测，同时还进行电池均衡管理、报警提醒、计算剩余容量、报告SOC&SOH状态，通过CAN总线接口与充电机及显示屏等实时通讯；BMS正常工作情况下，每个从控系统上传信息至主控系统，各个主控系统分别汇总信息后上传至上层控制器；充电机单独控制各个主控系统，实现对各个电池模组的充电。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (3)

1.一种多架构电动车信息采集BMS系统，包括上层控制系统、主控系统和从控系统，其特征在于：所述上层控制系统分别与十六个主控系统连接；每个所述主控系统分别与八个从控系统连接；
所述从控系统采集20节单体电池的数据信息并传输至主控系统；所述主控系统将接收的数据信息传输至上层控制系统；
所述从控系统包括从控系统MCU，所述从控系统MCU分别与看门狗、隔离模块、CAN通信模块、模拟量采样模块、前端采样模块、SOC估算模块、电池内阻估算模块、SOH估算模块、均衡控制模块连接；
所述从控系统MCU通过隔离模块与主控系统连接；所述从控系统MCU通过模拟量采样模块、前端采样模块采集电池数据；所述从控系统MCU通过SOC估算模块、电池内阻估算模块、SOH估算模块计算电池SOC、SOH和电阻数据；所述从控系统MCU通过看门狗监控从控系统运行；所述从控系统MCU通过均衡控制模块对各单体电池进行均衡控制；所述从控系统MCU通过CAN通信模块与主控系统进行信息交互；
所述主控系统包括主控系统MCU；所述主控系统MCU分别与RS485模块、电池数据分析模块、模拟量采集模块、实时时钟模块、信息存储模块、高压电流采样模块、看门狗、内网CAN、充电CAN和调试CAN连接；
所述主控系统MCU通过内网CAN、充电CAN和调试CAN与从控系统的CAN通信模块连接；所述主控系统MCU通过高压电流采样模块采集充电机的电流数据；所述主控系统MCU通过模拟量采集模块采集电池组的数据；所述主控系统MCU将采集和接收的电池数据存放在信息存储模块中；所述主控系统MCU通过电池数据分析模块分析从控系统传输的电池数据；所述实时时钟模块向主控系统MCU提供时钟信号；所述主控系统MCU看门狗监控主控系统运行；所述主控系统MCU通过RS485模块与上层控制系统连接。
2.根据权利要求1所述的一种多架构电动车信息采集BMS系统，其特征在于，所述从控系统MCU采集的电池数据包括电池单体电压、电流和温度数据。
3.根据权利要求1所述的一种多架构电动车信息采集BMS系统，其特征在于，所述隔离模块采用光耦。
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