CN219728103U - 一种汽车电池管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种汽车电池管理系统，属于电池技术领域。它解决了现有的电池管理系统与上一级控制器的功能存在较高重复性，存在资源配置过剩，导致单个的电池管理系统成本较高的问题。本汽车电池管理系统包括采集芯片、用于采集电池包电流信号的分流器和用于采集电池包温度信号的热敏电阻，汽车包括整车控制器，分流器和热敏电阻均与采集芯片连接，分流器引出有用于与电池包负极连接的负极接口，采集芯片的供电端引出有用于与电池包正极连接的正极接口，采集芯片的采集端与正极接口连接，采集芯片的通讯端引出有用于输出采集信号、故障信号或接收唤醒信号、休眠信号的信号接口，信号接口与整车控制器连接。本实用新型能够降低成本。

Description

一种汽车电池管理系统

技术领域

本实用新型属于电池技术领域，涉及一种汽车电池管理系统。

背景技术

随着社会的发展，随着对环保，安全性，稳定性，轻量化等要求的提高，锂电池由于具有体积小，能量密度高，循环寿命长，自放电低，无记忆效应，工作温度范围宽等优势，锂电池被广泛地用于替换传统的铅酸电池，目前手机、摄像头、电动车、蓝牙设备等越来越多的产品都开始采用锂电池作为主电源。尤其在乘用车领域，有的甚至采用双锂电系统，以提高车辆稳定性及安全性。

锂电池因能量密度高，电池的安全性存在一定的风险，因此，为进行锂电池的健康状态及安全管理，并实现电池的高效利用，锂电池一般内置电池管理系统(BMS，BatteryManagement System)。目前的锂电池的电池管理系统带有软件和硬件，乘用车级别的软件一般还需要配备AutoSar平台，而硬件则必须具备主芯片和采集芯片。通过软硬件的方案配置，可以进行电池状态采集，均衡控制，故障诊断，电池状态估算等，并将相关信息通过通讯网络(CAN或者LIN)上传到更高一级的控制器(如整车VCU)，并按控制器指令实现电池管理。常规方案虽然可以独立评估电池系统状态，但其在软硬件配置上与上一级的控制器有较高的重复性，特别是在乘用车领域应用时，将会导致资源配置过剩，导致单个的电池管理系统成本较高。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种汽车电池管理系统，其所要解决的技术问题是：如何降低成本。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种汽车电池管理系统，汽车包括整车控制器，该汽车电池管理系统包括采集芯片、用于采集电池包电流信号的分流器和用于采集电池包温度信号的热敏电阻，所述分流器和热敏电阻均与所述采集芯片连接，所述分流器引出有用于与电池包负极连接的负极接口，所述采集芯片的供电端引出有用于与电池包正极连接的正极接口，所述采集芯片的采集端与所述正极接口连接，所述采集芯片的通讯端引出有用于输出采集信号、故障信号或接收唤醒信号、休眠信号的信号接口，所述信号接口与所述整车控制器连接。

本汽车电池管理系统在使用时，将正极接口与电池包的正极连接，将负极接口与电池包的负极连接，信号接口与汽车上的整车控制器连接，热敏电阻设置在电池包上。在各接口连接好后，本汽车电池管理系统由电池包提供供电电量，采集芯片由信号接口接收到整车控制器输入的唤醒信号时唤醒，开始信号采集，包括通过正极接口采集电池包电压信号、采集热敏电阻采集的温度信号以及分流器采集的电流信号，采集的各信号通过信号接口输出给整车控制器，同时采集芯片还能对故障信号进行采集，在采集芯片内预设各阈值，在电流、电压或温度超过设定的对应阈值时即输出故障信号，并由信号接口输出给整车控制器，在整车控制器由信号接口输送休眠信号给采集芯片时，采集芯片进入休眠，停止采集工作，降低功耗。本汽车电池管理系统虽然取消了主控制芯片，但是整车控制器集成了主控制芯片的功能，在控制时，由整车控制器对汽车电池管理系统进行直接控制，仍能实现电池包信息实时且精确地监控，并不会对汽车电池管理系统的正常使用造成影响，而且通过本汽车电池管理系统的设计，有效避免了硬件资源的重复性，有效优化了硬件资源配置，降低了成本。

在上述的汽车电池管理系统中，该汽车电池管理系统还包括继电器，所述继电器线圈的一端引出有用于与整车控制器连接的控制接口，所述继电器线圈的另一端接地，所述继电器开关的一端与所述正极接口连接，所述继电器开关的另一端引出有用于与整车负载连接的负载接口。继电器的使用，能够在整车控制器控制下进行接通负载，提高负载使用的稳定性。

在上述的汽车电池管理系统中，该汽车电池管理系统还包括保险丝，所述保险丝的一端与正极接口连接，所述保险丝的另一端与继电器开关的一端连接。保险丝的使用，进一步提高了汽车电池管理系统的安全性。

在上述的汽车电池管理系统中，该汽车电池管理系统还包括二极管D，所述二极管D的正极与所述正极接口连接，所述二极管D的负极与所述采集芯片的电源端连接。二极管D的设置，提高了采集芯片供电的稳定性。

在上述的汽车电池管理系统中，该汽车电池管理系统还包括信号转换芯片，所述信号转换芯片通过菊花链与所述采集芯片连接，所述信号转换芯片通过CANFD总线与所述信号接口连接。菊花链、CANFD总线的使用，简化了线路连接，提高了整车使用的安全性和采集信号的精确性，有效避免了硬线连接，采集线过长，导致信息采集不精确，电池管控失效，从而影响整车使用与安全的问题。

在上述的汽车电池管理系统中，该汽车电池管理系统还包括存储芯片，所述存储芯片与所述信号转换芯片连接。存储芯片的使用，能够对采集的各信号进行存储，便于后期进行查看，提高了汽车电池管理系统使用性。

与现有技术相比，本汽车电池管理系统具有以下优点：

1、本实用新型取消了主控制芯片的配置，将该主控制芯片对应电池管理的功能直接集成到整车控制器中，即保证了电池管理系统的实时精确监控，又避免了硬件资源的重复性，有效优化了硬件资源配置，降低了成本。

2、本实用新型采用CANFD总线和菊花链的结合使用，解决了现有采集线过长，感性阻抗大导致信息采集不精确等问题，有效提高了数据采集的精确性，而且CANFD总线的使用，有效提高了通讯速率和稳定性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中，1、采集芯片；2、负极接口；3、正极接口；4、分流器；5、热敏电阻；6、信号接口；7、整车控制器；8、菊花链；9、信号转换芯片；10、存储芯片；11、负载接口；12、控制接口；13、继电器；14、保险丝；15、CANFD总线。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，汽车包括整车控制器7，本汽车电池管理系统包括采集芯片1、信号转换芯片9、继电器13、用于采集电池包电流信号的分流器4和用于采集电池包温度信号的热敏电阻5，分流器4和热敏电阻5均与采集芯片1连接，分流器4引出有用于与电池包负极连接的负极接口2，采集芯片1的供电端引出有用于与电池包正极连接的正极接口3，正极接口3与采集芯片1的供电端之间还连接有二极管D，二极管D的正极与正极接口3连接，二极管D的负极与采集芯片1的电源端连接；采集芯片1的采集端与正极接口3连接，采集芯片1的通讯端通过信号转换芯片9连接有用于输出采集信号、故障信号或接收唤醒信号、休眠信号的信号接口6，采集芯片1的通讯端也可以通过信号转换芯片9与信号接口6连接，信号转换芯片9通过菊花链8与采集芯片1连接，信号转换芯片9通过CANFD总线15与信号接口6连接，信号接口6与整车控制器7连接。

具体的，本汽车电池管理系统还包括继电器13、保险丝14和存储芯片10，其中，继电器13线圈的一端引出有用于与整车控制器7连接的控制接口12，继电器13线圈的另一端接地，继电器13开关的一端与正极接口3连接，为了安全，继电器13开关的一端通过保险丝14与正极接口3连接，继电器13开关的另一端引出有用于与整车负载连接的负载接口11；存储芯片10与信号转换芯片9连接，也可以直接与采集芯片1连接。

本汽车电池管理系统在使用时，首先将本汽车电池管理系统与整车上的其他部件进行连接，如将正极接口3与电池包的正极连接，将负极接口2与电池包的负极连接，负载接口11与车辆上的负载进行连接，如收音机、组合仪表等，信号接口6与汽车上的整车控制器7连接，热敏电阻5设置在电池包上，用于采集电池包的温度。在各接口连接好后，本汽车电池管理系统由电池包提供供电电量，之后，采集芯片1由信号接口6接收到整车控制器7输入的唤醒信号时唤醒，开始信号采集，包括通过正极接口3采集电池包电压信号、通过热敏电阻5采集的温度信号以及通过分流器4采集电流信号，采集的各信号通过菊花链8传输到信号转换芯片9，通过信号转换芯片9进行信号转换后，输出适合于CANFD总线15传输的信号后，输送到信号接口6，由信号接口6输出给整车控制器7，同时采集芯片1还能对故障信号进行采集，在采集芯片1内预设各阈值，在电流、电压或温度超过设定的对应阈值时即输出故障信号，并由信号接口6输出给整车控制器7，在整车控制器7由信号接口6输送休眠信号给采集芯片1时，采集芯片1进入休眠，停止采集工作，降低功耗，在休眠过程中，在采集芯片1检测到有故障信号时，可以将故障信号输出给整车控制器7，将会反向唤醒整车控制器7，由整车控制器7做出处理。

电池包进行供电时，整车控制器7控制继电器13工作，由负载接口11接通整车负载与电池包的供电线路，以对负载进行控制，保证负载使用的安全性，通过本汽车电池管理系统使用，有效避免了硬件资源的重复性，有效优化了硬件资源配置，降低了成本。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1.一种汽车电池管理系统，汽车包括整车控制器(7)，其特征在于，该汽车电池管理系统包括采集芯片(1)、用于采集电池包电流信号的分流器(4)和用于采集电池包温度信号的热敏电阻(5)，所述分流器(4)和热敏电阻(5)均与所述采集芯片(1)连接，所述分流器(4)引出有用于与电池包负极连接的负极接口(2)，所述采集芯片(1)的供电端引出有用于与电池包正极连接的正极接口(3)，所述采集芯片(1)的采集端与所述正极接口(3)连接，所述采集芯片(1)的通讯端引出有用于输出采集信号、故障信号或接收唤醒信号、休眠信号的信号接口(6)，所述信号接口(6)与所述整车控制器(7)通讯连接。

2.根据权利要求1所述的汽车电池管理系统，其特征在于，该汽车电池管理系统还包括继电器(13)，所述继电器(13)线圈的一端引出有用于与整车控制器(7)连接的控制接口(12)，所述继电器(13)线圈的另一端接地，所述继电器(13)开关的一端与所述正极接口(3)连接，所述继电器(13)开关的另一端引出有用于与整车负载连接的负载接口(11)。

3.根据权利要求2所述的汽车电池管理系统，其特征在于，该汽车电池管理系统还包括保险丝(14)，所述保险丝(14)的一端与正极接口(3)连接，所述保险丝(14)的另一端与继电器(13)开关的一端连接。

4.根据权利要求1或2或3所述的汽车电池管理系统，其特征在于，该汽车电池管理系统还包括二极管D，所述二极管D的正极与所述正极接口(3)连接，所述二极管D的负极与所述采集芯片(1)的电源端连接。

5.根据权利要求1或2或3所述的汽车电池管理系统，其特征在于，该汽车电池管理系统还包括信号转换芯片(9)，所述信号转换芯片(9)通过菊花链(8)与所述采集芯片(1)连接，所述信号转换芯片(9)通过CANFD总线(15)与所述信号接口(6)连接。

6.根据权利要求5所述的汽车电池管理系统，其特征在于，该汽车电池管理系统还包括存储芯片(10)，所述存储芯片(10)与所述信号转换芯片(9)连接。