CN215896498U - 一种适用于车载bms的功能安全系统方案 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种适用于车载BMS的功能安全系统方案，包括电池管理系统，所述电池管理系统包括软件组件和硬件组件，所述硬件组件的输出端与AFE电路的输入端电连接，所述AFE电路的输出端与RELAY模块的输入端电连接，所述RELAY模块包括低边驱动和高边驱动，所述RELAY模块的输入端与SBC模块的输出端电连接，所述SBC模块的输出端与MCU最小系统的输入端电连接，所述MCU最小系统的输出端与RELAY模块的输入端电连接。在现有电池管理技术的基础上，专门针对功能安全的一套系统设计方案，加强实现了电池管理系统(BMS)的安全保护，降低了因电池管理系统(BMS)安全功能失效而导致执行器执行错误的风险，针对热失控功能安全目标满足ASILC等级。
Description
技术领域
本实用新型涉及车载电池管理技术领域，具体为一种适用于车载BMS的功能安全系统方案。
背景技术
随着新能源汽车的迅速迭代，国家也对锂电池的热失控风险发布了行业的标准进行限制，电动汽车上使用的电池容量及其密度也愈来愈高，随之而来的带来的就是电池起火或冒烟等危害事件也越来越多，因此电池管理系统(BMS)面向功能安全的设计开发也就越来越有必要，BMS系统在应用中需要具有安全功能，在故障发生时需要保证功能安全，功能安全与使用的芯片特点、软硬件架构及电路拓扑有关，同时，也需要考虑到设计达到的功能安全等级，现有的BMS系统设计中，对于电池充/放电管理，当电池出现过温或过充或过放时，BMS系统需要发出信号，断开总线继电器，但是当BMS系统发生故障时，会导致此安全功能失效，安全功能失效有可能导致执行器执行错误，从而导致危险情况发生；目前，现有的BMS系统对电池充/放电管理时，采集输入部分、控制与处理部分、执行与通信部分，安全机制覆盖率低、可控性差，或者强功能安全落实成本较高无法满足车厂的性价比要求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种适用于车载BMS的功能安全系统方案，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种适用于车载BMS的功能安全系统方案，所述电池管理系统包括软件组件和硬件组件，所述硬件组件的输出端与AFE电路的输入端电连接，所述AFE电路的输出端与RELAY模块的输入端电连接，所述RELAY模块包括低边驱动和高边驱动，所述RELAY模块的输入端与SBC模块的输出端电连接，所述SBC模块的输出端与MCU最小系统的输入端电连接，所述MCU最小系统的输出端与RELAY模块的输入端电连接。
优选的，所述软件组件的输入端与MCU最小系统的输入端电连接，所述硬件组件的输出端与MCU-ADC模块的输入端电连接，所述硬件组件的输出端与碰撞检测结果信号的输入端电连接，所述硬件组件的输出端与电池断开电路的输入端电连接，所述硬件组件的输出端与MCU看门狗电路的输入端电连接，所述硬件组件的输出端与上电复位电路的输入端电连接。
优选的，所述软件组件的输出端与MCU最小系统的输入端电连接，所述MCU最小系统的输出端与CAN通讯的输入端电连接。
优选的，所述MCU-ADC模块的工作包括诊断电压和状态检测，所述电池断开电路的输出端与继电器及其驱动模块的输入端电连接，所述电池断开电路的输出端与输出状态检测电路的输入端电连接。
优选的，所述供电电路的输出端与上电复位电路的输入端电连接，所述供电电路的输出端与MCU看门狗电路的输入端电连接，所述供电电路的输出端与AFE电路的输入端电连接，所述供电电路的输出端与电池断开电路的输入端电连接，所述供电电路的输出端与碰撞检测结果信号的输入端电连接，所述供电电路的输出端与MCU-ADC模块的输入端电连接。
优选的，所述MCU最小系统的输出端与低边驱动的输入端电连接，所述MCU最小系统的输出端与高边驱动的输入端电连接，所述SBC模块的输出端与高边驱动的输入端电连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：在现有电池管理技术的基础上，专门针对功能安全的一套系统设计方案，加强实现了电池管理系统(BMS)的安全保护，降低了因电池管理系统(BMS)安全功能失效而导致执行器执行错误的风险，针对热失控功能安全目标满足ASILC等级。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
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。
请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种适用于车载BMS的功能安全系统方案，包括电池管理系统，其特征在于：电池管理系统包括软件组件和硬件组件，硬件组件的输出端与AFE电路的输入端电连接，AFE电路的输出端与RELAY模块的输入端电连接，RELAY模块包括低边驱动和高边驱动，RELAY模块的输入端与SBC模块的输出端电连接，SBC模块的输出端与MCU最小系统的输入端电连接，MCU最小系统的输出端与RELAY模块的输入端电连接。
软件组件的输入端与MCU最小系统的输入端电连接，硬件组件的输出端与MCU-ADC模块的输入端电连接，硬件组件的输出端与碰撞检测结果信号的输入端电连接，硬件组件的输出端与电池断开电路的输入端电连接，硬件组件的输出端与MCU看门狗电路的输入端电连接，硬件组件的输出端与上电复位电路的输入端电连接。
软件组件的输出端与MCU最小系统的输入端电连接，MCU最小系统的输出端与CAN通讯的输入端电连接。
MCU-ADC模块的工作包括诊断电压和状态检测，电池断开电路的输出端与继电器及其驱动模块的输入端电连接，电池断开电路的输出端与输出状态检测电路的输入端电连接。
供电电路的输出端与上电复位电路的输入端电连接，供电电路的输出端与MCU看门狗电路的输入端电连接，供电电路的输出端与AFE电路的输入端电连接，供电电路的输出端与电池断开电路的输入端电连接，供电电路的输出端与碰撞检测结果信号的输入端电连接，供电电路的输出端与MCU-ADC模块的输入端电连接。
MCU最小系统的输出端与低边驱动的输入端电连接，MCU最小系统的输出端与高边驱动的输入端电连接，SBC模块的输出端与高边驱动的输入端电连接。
AFE电路：采集电压、电流、温度信号及诊断相关故障并反馈；诊断出安全相关故障后通过请求断开继电器。
MCU最小系统：读取AFE电路采集的电压、电流、温度信号及诊断相关故障；诊断电池管理系统(BMS)安全相关故障；通过CAN通讯向整车反馈BMS相关信息状态及报警提示；诊断出安全相关故障后通过请求高边驱动和低边驱动断开继电器；接收到CAN通讯总线上的碰撞信号后通过请求高边驱动和低边驱动断开继电器；对MCU最小系统的相关信号的处理及运行。
SBC模块：给MCU最小系统及相关电路供电；采集并诊断SEC安全相关故障通过SPI反馈给MCU最小系统；诊断出安全相关故障后通过请求断开继电器。
RELAY模块：高边驱动由MCU最小系统控制并监控；低边驱动由AFE电路控制；高边驱动和低边驱动完全独立，无共因失效，共同分解执行器动作；为了继电器控制可靠性，MCU最小系统同时驱动高边驱动、低边驱动控制继电器。
在使用时，能够在现有电池管理技术的基础上，专门针对功能安全的一套系统设计方案，加强实现了电池管理系统(BMS)的安全保护，降低了因电池管理系统(BMS)安全功能失效而导致执行器执行错误的风险，针对热失控功能安全目标满足ASILC等级。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，但是并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内，关于本实用新型的实施例内容，在本领域的普通技术人员来说，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种适用于车载BMS的功能安全系统方案，包括电池管理系统，其特征在于：所述电池管理系统包括软件组件和硬件组件，所述硬件组件的输出端与AFE电路的输入端电连接，所述AFE电路的输出端与RELAY模块的输入端电连接，所述RELAY模块包括低边驱动和高边驱动，所述RELAY模块的输入端与SBC模块的输出端电连接，所述SBC模块的输出端与MCU最小系统的输入端电连接，所述MCU最小系统的输出端与RELAY模块的输入端电连接。
2.根据权利要求1所述的一种适用于车载BMS的功能安全系统方案，其特征在于：所述软件组件的输入端与MCU最小系统的输入端电连接，所述硬件组件的输出端与MCU-ADC模块的输入端电连接，所述硬件组件的输出端与碰撞检测结果信号的输入端电连接，所述硬件组件的输出端与电池断开电路的输入端电连接，所述硬件组件的输出端与MCU看门狗电路的输入端电连接，所述硬件组件的输出端与上电复位电路的输入端电连接。
3.根据权利要求2所述的一种适用于车载BMS的功能安全系统方案，其特征在于：所述软件组件的输出端与MCU最小系统的输入端电连接，所述MCU最小系统的输出端与CAN通讯的输入端电连接。
4.根据权利要求1所述的一种适用于车载BMS的功能安全系统方案，其特征在于：所述MCU-ADC模块的工作包括诊断电压和状态检测，所述电池断开电路的输出端与继电器及其驱动模块的输入端电连接，所述电池断开电路的输出端与输出状态检测电路的输入端电连接。
5.根据权利要求1所述的一种适用于车载BMS的功能安全系统方案，其特征在于：所述供电电路的输出端与上电复位电路的输入端电连接，所述供电电路的输出端与MCU看门狗电路的输入端电连接，所述供电电路的输出端与AFE电路的输入端电连接，所述供电电路的输出端与电池断开电路的输入端电连接，所述供电电路的输出端与碰撞检测结果信号的输入端电连接，所述供电电路的输出端与MCU-ADC模块的输入端电连接。
6.根据权利要求1所述的一种适用于车载BMS的功能安全系统方案，其特征在于：所述MCU最小系统的输出端与低边驱动的输入端电连接，所述MCU最小系统的输出端与高边驱动的输入端电连接，所述SBC模块的输出端与高边驱动的输入端电连接。
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| CN202121657459.0U CN215896498U (zh) | 2021-07-21 | 2021-07-21 | 一种适用于车载bms的功能安全系统方案 |
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|---|---|---|---|---|
| CN115632176A (zh) * | 2022-12-06 | 2023-01-20 | 深圳市首航新能源股份有限公司 | 电池管理电路与电池管理系统 |
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| CN115632176B (zh) * | 2022-12-06 | 2023-02-28 | 深圳市首航新能源股份有限公司 | 电池管理电路与电池管理系统 |
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