CN2869954Y - 一种轻度混合动力汽车用的bcm控制器总成 - Google Patents

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齐铂金
吴红杰
杨冬
刘永喆
任勇
周安健
赵川林
杜昌松
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Beihang University
Beijing University of Aeronautics and Astronautics
Chongqing Changan Automobile Co Ltd
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Beihang University
Chongqing Changan Automobile Co Ltd
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Abstract

本实用新型涉及一种轻度混合动力汽车用的BCM控制器总成，包括一安装在盒体内的数字信号处理器、与该数字信号处理器相连的单体分时采样电路、总电压采样电路、电池组温度采样电路、电池电流采样电路、与该数字信号处理器和以上各电路相连的稳压电源电路，其特征在于：数字信号处理器通过与其连接的CAN通信电路与PC机相连、通过与其连接的串口通信电路和整车通信，并与电池风扇及电池保护继电器的控制电路连接；CAN通信电路包括第一光电隔离芯片、第一驱动芯片；串口通信电路包括第二驱动芯片、第二光电隔离芯片和第三驱动芯片；电池风扇及电池保护继电器的控制电路包括第四驱动芯片和继电器。具有以下优点：实现了混合动力汽车电池充放电的控制管理；能以较高的速度完成控制策略的实施，使动力电池保持在最佳的运行范围内工作；而且结构简单、体积小、操作方便，适合整车安装布置。

Description

一种轻度混合动力汽车用的BCM控制器总成
技术领域
本实用新型涉及汽车电子应用技术，具体涉及一种轻度混合动力汽车用的BCM控制器总成。
背景技术
BCM控制器总成—即动力电池管理系统，是混合动力汽车的关键控制部件，其性能的优劣将直接影响整车性能的好坏。现有的BCM控制器总成根据混合动力汽车所采用电池组的不同(分为锂电池、镍氢电池等)和整车控制要求的不同而具有不同的特性。如《机电一体化》2004年06期，刊登的“基于单片机及可编程器件的电动汽车电池管理系统”一文中所公开的技术，系统利用了单片机技术设计混合动力汽车BCM控制器总成(核心处理器选用西门子公司的C166)，其结构框图如图6所示，它主要包括中央处理系统、显示系统、电池参数传感系统和控制系统，中央处理系统不但要完成制定动力电池运行策略的主要任务，而且对各个子系统进行CAN通信和控制，占用了一定的处理时间，在实现较为复杂的控制策略和通信协议时有一定的局限性。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种轻度混合动力汽车用的BCM控制器总成，它能实现混合动力汽车电池充放电的控制管理，使动力电池在最佳的运行范围内工作。
本实用新型所述的一种轻度混合动力汽车用的BCM控制器总成，包括一盒体及安装在盒体内的数字信号处理器、与该数字信号处理器相连的单体分时采样电路、总电压采样电路、电池组温度采样电路、电池电流采样电路、与该数字信号处理器和以上各电路相连的稳压电源电路，其特征在于：数字信号处理器通过与其连接的CAN通信电路与PC机相连、通过与其连接的串口通信电路和整车通信，并与电池风扇及电池保护继电器的控制电路连接；数字信号处理器通过发送和接收CAN总线上的数据，获取整车控制状态信息，对混合动力车的动力电池工作状态进行判断，并发送电池的工作状态和工作参数，使动力电池按照设定的控制策略在最佳的运行范围内工作。
CAN通信电路，包括第一光电隔离芯片、第一驱动芯片；经过第一驱动芯片MAX232完成了5V电平到标准电平的转换，实现了数字信号处理器DSP与PC机之间稳定而可靠的通信；第一光电隔离芯片6N137的作用是减少外部干扰对数字信号处理器的影响。
串口通信电路，包括第二驱动芯片、第二光电隔离芯片和第三驱动芯片；实现数字信号处理器DSP与整车之间稳定而可靠的CAN通信；
电池风扇及电池保护继电器的控制电路，包括第四驱动芯片和继电器；通过第四驱动芯片74HC244的信号隔离作用，降低了外部信号对数字信号处理器DSP的干扰，并完成了从数字信号处理器DSP与继电器AGY23239的电平转换，继电器AGY23239完成了对数字信号处理器DSP信号的电流放大作用。
所述的一种轻度混合动力汽车用的BCM控制器总成，与数字信号处理器相连的单体电压分时采样电路，包括第三光电隔离芯片、逻辑可编程器件和线性隔离芯片；通过线性隔离芯片IS0124的信号隔离作用，降低了外部信号对数字信号处理器DSP的干扰，第三光电隔离芯片TLP296和逻辑可编程器件BPM7128LC84-15实现了对单体电压的分时采集。
所述的一种轻度混合动力汽车用的BCM控制器总成，与数字信号处理器相连的总电压采样电路，包括第四光电隔离芯片和霍尔传感器；霍尔传感器CHV一25P的信号隔离作用，降低了外部信号对数字信号处理器DSP的干扰。
所述的一种轻度混合动力汽车用的BCM控制器总成，与数字信号处理器相连的电池组温度采样电路，包括数字温度传感器和第五驱动芯片；第五驱动芯片CT3245完成了数字信号处理器DSP和数字温度传感器DS18B20之间不同工作电压的转换，数字温度传感器DS18B20完成了电池温度的采集和A/D转换。
所述的一种轻度混合动力汽车用的BCM控制器总成，与数字信号处理器相连的电池电流采样电路，包括霍尔电流传感器。霍尔电流传感器的作用是利用霍尔效应检测电路中通过电流的大小。
所述的一种轻度混合动力汽车用的BCM控制器总成，与数字信号处理器相连的稳压电源电路，包括直流/直流变换模块和SR5D15/100。稳压电源电路其作用是提供5V、12V和15V的工作电压，避免受外界电压波动时对BCM控制器总成工作的影响。
在数字信号处理器中设置有控制软件。控制软件包括了硬件驱动、对外信号处理、对外通信三部分，保证了各硬件间的协调工作，确保了对于各种数据的分级处理，并实现了与整车的实时通信。
本实用新型和已有的相关技术相比具有以下优点：实现了混合动力汽车电池充放电的控制管理；能以较高的速度完成控制策略的实施，使动力电池保持在最佳的运行范围内工作；而且结构简单、体积小、操作方便，适合整车安装布置。
附图说明
图1是本实用新型的外形示意图。
图2是图1的俯视图。
图3是本实用新型的电路结构示意图。
图4是设在数字处信号理器中的控制软件流程图。
图5是本实用新型的技术分解示意框图。
图6为现有的BCM控制器总成示意框图。
具体实施方式
参见图1、图2、图3，数字信号处理器2选用Ti公司生产的型号为TMS320LF2407ATi的16位芯片，用于混合动力电池系统的能量管理和系统控制，它通过监测动力电池组的各项工作参数，获取动力电池组状态信息；并完成电池组工作策略的计算、CAN通信电路的第一光电隔离芯片3选用型号为6N137，第一驱动芯片4选用型号为MAX232；串口通信电路的第二驱动芯片5选用型号为PCA82C250，第二光电隔离芯片6选用型号为6N137，第三驱动芯片7选用型号为74HC244；电池风扇及电池保护继电器的控制电路的第四驱动芯片8选用型号为74HC244，继电器9选用型号为AGY23239；
单体电压分时采样电路的第三光电隔离芯片10选用型号为TLP296，逻辑可编程器件11选用型号为EPM7128LC84-15，线性隔离芯片12选用型号为ISO124；总电压采样电路的第四光电隔离芯片13选用型号为TLP296、霍尔传感器14选用型号为CHV-25P；电池组温度采样电路的数字温度传感器15选用型号为DS18B20，第五驱动芯片16选用型号为CT3245；电池电流采样电路的霍尔电流传感器17选用型号为CHB200S；稳压电源电路的直流/直流变换模块18选用型号为SR12S5选用型号为SR12S5，DC/DC器件19选用型号SR5D15/100。
将稳压电源电路与数字信号处理器TMS320LF2407AT相连，并与盒体1上的一接插端口；单体分时采样电路与数字信号处理器TMS320LF2407AT和稳压电源电路与数字信号处理器TMS320LF2407AT相连，并与盒体上的一接插端口连接；总电压采样电路与数字信号处理器TMS320LF2407AT和稳压电源电路相连，并与盒体上的一接插端口连接；电池组温度采样电路与数字信号处理器TMS320LF2407AT和稳压电源电路相连，并与盒体上的一接插端口连接；电池电流采样电路与数字信号处理器TMS320LF2407AT和稳压电源电路相连，并与盒体上的一接插端口连接；
将和PC机相连的CAN通信电路与数字处信号理器TMS320LF2407AT相连、并与盒体上的一接插端口连接；将和整车通信的串口通信电路与数字处信号理器TMS320LF2407AT相连，并与盒体上的一接插端口连接；电池风扇及电池保护继电器的控制电路与数字处信号理器TMS320LF2407AT相连，并与盒体上的一接插端口连接即可。
参见图4、图5，本实用新型通过监测动力电池组的各项工作参数，获取动力电池组状态信息，并完成电池组剩余电量的估算，其后将电池组状态信息和剩余电量估算结果传递给整车，为动力电池始终在一个良好的工作状态下运行提供保证，并为电池提供过温、过压、过流、欠压等方面的保护。

Claims (6)

1、一种轻度混合动力汽车用的BCM控制器总成，包括一盒体(1)及安装在盒体内的数字信号处理器(2)、与该数字信号处理器相连的单体分时采样电路、总电压采样电路、电池组温度采样电路、电池电流采样电路、与该数字信号处理器和以上各电路相连的稳压电源电路，其特征在于：数字信号处理器(2)通过与其连接的CAN通信电路与PC机相连、通过与其连接的串口通信电路和整车通信，并与电池风扇及电池保护继电器的控制电路连接；CAN通信电路包括第一光电隔离芯片(3)、第一驱动芯片(4)；串口通信电路包括第二驱动芯片(5)、第二光电隔离芯片(6)和第三驱动芯片(7)；电池风扇及电池保护继电器的控制电路包括第四驱动芯片(8)和继电器(9)。
2、根据权利要求1所述的一种轻度混合动力汽车用的BCM控制器总成，其特征在于：与数字信号处理器(2)相连的单体电压分时采样电路，包括第三光电隔离芯片(10)、逻辑可编程器件(11)和线性隔离芯片(12)。
3、根据权利要求1所述的一种轻度混合动力汽车用的BCM控制器总成，其特征在于：与数字信号处理器(2)相连的总电压采样电路，包括第四光电隔离芯片(13)和霍尔传感器(14)。
4、根据权利要求1所述的一种轻度混合动力汽车用的BCM控制器总成，其特征在于：与数字信号处理器(2)相连的电池组温度采样电路，包括数字温度传感器(15)和第五驱动芯片(16)。
5、根据权利要求1所述的一种轻度混合动力汽车用的BCM控制器总成，其特征在于：与数字信号处理器(2)相连的电池电流采样电路，包括霍电流传感器(17)。
6、根据权利要求1所述的一种轻度混合动力汽车用的BCM控制器总成，其特征在于：与数字信号处理器(2)相连的稳压电源电路，包括直流/直流变换模块(18)和DC/DC器件(19)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN100422895C (zh) * 2006-02-16 2008-10-01 北京航空航天大学 一种轻度混合动力汽车用的动力电池管理系统控制器总成
CN101863254A (zh) * 2010-06-30 2010-10-20 奇瑞汽车股份有限公司 一种汽车电源管理系统及其管理方法
CN105509912A (zh) * 2015-12-15 2016-04-20 赵晓玲 一种运用于电动车的车载电池安全检测系统

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