一种主从一体式电池管理系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种主从一体式电池管理系统，包括设置在PCB板上的单片机、和分别与单片机连接的电流采集模块、温度采集模块、PWM信号采集模块、绝缘检测模块、快、慢充信号检测模块；所述单片机还分别通过数字隔离器连接有单体电压采集模块和高压采集模块；所述单片机还连接有继电器控制模块，所述继电器控制模块包括分别与单片机连接的继电器高边控制模块和继电器低边控制模块；所述单片机还连接有供电电源和用于与外部通讯的通讯模块，所述数字隔离器皆为ADUM5401隔离器，所述高压采集模块设置在PCB板底部，所述单体电压采集模块设置在PCB板顶部。

A master-slave battery management system

The utility model discloses a master-slave integrated battery management system, including setting on PCB board microcontroller, and current acquisition module, are respectively connected with the microcontroller PWM temperature acquisition module, signal acquisition module, insulation detection module, the fast and slow charge signal detection module; the single chip is respectively connected with the Digital Isolator single voltage acquisition module and voltage acquisition module; the single-chip microcomputer is connected with the relay control module, the relay control module includes respectively connected with the single-chip microcomputer control module and relay relay high and low side control module; the single-chip microcomputer is connected with the power supply and communication module and external communication for the digital isolator are ADUM5401 isolator, the high voltage acquisition module is arranged on the bottom side of the PCB, the single voltage acquisition module arranged on the PCB board Top.

【技术实现步骤摘要】
一种主从一体式电池管理系统
本技术涉及电池管理
，具体涉及一种主从一体式电池管理系统。
技术介绍
电动汽车电池管理系统（BMS），是连接车载动力电池和电动汽车的重要纽带，其主要功能包括：电池物理参数实时监测；电池状态估计；在线诊断与预警；充、放电与预充控制；均衡管理和热管理等。二次电池存在的下面的一些缺点，如存储能量少、寿命短、串并联使用问题、使用安全性、电池电量估算困难等。电池的性能是很复杂的，不同类型的电池特性亦相差很大。电池管理系统（BMS）主要就是为了能够提高电池的利用率，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。一般而言电动汽车管理系统要实现以下几个功能：（1）准确估测动力电池组的荷电状态；（2）动态监测动力电池组的工作状态；（3）单体电池间的均衡。目前市场上BMS是分离式的，分为主控和从控。一台车上一个主控带几个从控，从控用于对电池包的每节电池进行数据检测，主控对检测到的电池包的数据进行分析。由于主控和从控的各个功能是设置在两个分开的PCB板上的，从而在做PACK上内部通讯、线束布局、占用空间都比较复杂，线束太多会导致安全性不高，存在潜在风险。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种主从一体式电池管理系统，将主控控制模块和从控采集模块结合，从而减少内部通讯、线束布局、占用空间的复杂程度，可以利用最小的空间安装，以及简化线束的复杂程度，减少主控通过通讯线与各从控模块的通讯大大减少信号干扰的程度，提高信号通讯的准确性。本技术通过下述技术方案实现：一种主从一体式电池管理系统，包括设置在PCB板上的单片机、和分别与单片机连接的电流采集模块、温度采集模块、PWM信号采集模块、绝缘检测模块、快、慢充信号检测模块；所述单片机还分别通过数字隔离器连接有单体电压采集模块和高压采集模块；所述单片机还连接有继电器控制模块，所述继电器控制模块包括分别与单片机连接的继电器高边控制模块和继电器低边控制模块；所述单片机还连接有供电电源和用于与外部通讯的通讯模块，所述数字隔离器皆为ADUM5401隔离器，所述高压采集模块设置在PCB板底部，所述单体电压采集模块设置在PCB板顶部。具体地，所述温度采集模块包括输入端Temp_A、输出端Temp_A_AD、二极管D143，二极管D143为稳压二极管；二极管D143的阳极接地；电阻R277一端与基准电压Vref_4.096连接，另一端与电容C204的一端、二极管D143阴极连接后连接到输出端Temp_A_AD，电容C204另一端接地；所述电阻R277另一端还通过电阻R283、电容C198连接到GND_EMC，输入端口Temp_A连接到电容C198和电阻R283之间。具体地，所述电流采集模块包括输入端I_large_in1、输出端I_large_AD1、二极管D137，二极管D137与电容管C178并联，二极管D137与电容管C178的公共端之间还连接有电阻R255，电阻R255的两端分别连接有电阻R253和电容C177的一端，电容C177的另一端与电阻R253的另一端连接；所述电阻R255与电容C177之间连接到地（GNDA）；电阻R254的一端接入电阻R253和电容C177之间，电阻R254的另一端接入电阻R255和电容C177之间，电阻R254的一端还连接电容C183的一端后连接到输入端I_large_in1，电容C183另一端连接到GND-EMC端。具体地，PWM信号检测模块包括输入端IN_IO_1、输出端IO_MCU_1、二极管D116、D92；所述二极管D166为稳压二级管，二极管D116阳极、电容C82、电阻R137的一端连接后连接到地，二极管D116阴极、电容C82、电阻R137的另一端连接后连接到电阻R135的一端和输出端口IO_MCU_1。所述电阻R135的另一端还通过电阻R59连接到二极管D92阴极，二极管D92阳极连接+5V电压，所述电阻R135另一端还通过电容C52的一端连接后连接到输入端口IN_IO_1，所述电容C52的另一端连接到GND-EMC端。（1）本技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：本技术的结构使得电池管理系统主从一体，减少了线束，从而也降低了信号干扰。（2）所示单体电压采集模块和高压采集模块分别设置在PCB板上下方是为了安全考虑。（3）本技术效果突出，值得大规模推广使用。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为温度采集模块的电路原理图。图3为电流采集模块的电路原理图。图4为PWM信号检测模块的电路原理图。图5为继电器低边控制模块的电路原理图。图6为继电器高边控制模块的电路原理图。图7为快、慢充信号检测模块的电路原理图。图8为高压采集模块的电路原理图。具体实施方式下面结合实施例对本技术作进一步地详细说明，但本技术的实施方式不限于此。实施例1如图1所示，一种主从一体式电池管理系统，包括单片机和分别与单片机连接的温度采集模块、电流采集模块、继电器控制模块、PWM信号检测模块、绝缘检测模块和快、慢充信号检测模块。所述单片机还通过数字隔离器和单体电压采集模块连接。所述单片机还通过数字隔离器与高压采集模块连接。上述数字隔离器皆为ADUM5401隔离器。所述高压采集模块用于采集车载电池组总正负之间的电压。单体电压采集模块会对电池包中每节电池的电压进行采集；所述温度采集模块会整个电池包内的温度进行采集；在对电动车进行充电的时候，需要利用电流采集模块采集电动车充放电的电流；所述继电器控制模块包括了分别与单片机连接的继电器低边控制模块和继电器高边控制模块，所述继电器低边控制模块、继电器高边控制模块分别对电动车总正、总负等继电器进行控制。所述PWM信号检测模块用于在单片机的发出PWM信号，PWM信号通过电池包；如果单片机在PWM信号通过电池包后通过PWM信号检测模块再次接收到PWM信号，则说明电池包各个连接接好；所述单片机在PWM信号通过电池包后没有再次接收到PWM信号则说明电池包之间的电池没有连接好，单片机可以将此信息发送给上位机，方便使用者维修。所述绝缘检测模块用于检测电池包的绝缘电阻大小。所述温度检测模块、电流检测模块、单体电压采集模块、高压采集模块皆连接到电池包，用于将检测到的数据传送至单片机进行数据处理后，估测电池剩余电量、防止过充电和过放电对电池的损伤。所述快、慢充信号检测模块检测充电机发出的快充信号和慢充信号，并通过单片机将快充信号和慢充信号发送给上位机。所述单片机还连接有用于与外部进行通讯的通讯模块。所述单片机还连接有供电电源，为单片机提供12/24V的直流电压。所述温度采集模块的电路原理图如图2所示，包括电路的输入端Temp_A，电路的输出端Temp_A_AD；还包括二极管D143，二极管D143为稳压二极管；二极管D143的阳极接地（GNDA）。电阻R277一端与基准电压Vref_4.096连接，另一端与电容C204、二极管D143阴极连接后连接到输出端Temp_A_AD，电容C204另一端接地（GNDA）；所述电阻R277另一端还通过电阻R283、电容C198连接到GND_EMC，输入端口Temp_A连接到电容C198和电阻R283之间。所述电路的输出端T本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种主从一体式电池管理系统，其特征在于：包括设置在PCB板上的单片机、和分别与单片机连接的电流采集模块、温度采集模块、PWM信号采集模块、绝缘检测模块、快、慢充信号检测模块；所述单片机还分别通过数字隔离器连接有单体电压采集模块和高压采集模块；所述单片机还连接有继电器控制模块，所述继电器控制模块包括分别与单片机连接的继电器高边控制模块和继电器低边控制模块；所述单片机还连接有供电电源和用于与外部通讯的通讯模块，所述数字隔离器皆为ADUM5401隔离器，所述高压采集模块设置在PCB板底部，所述单体电压采集模块设置在PCB板顶部。

【技术特征摘要】
1.一种主从一体式电池管理系统，其特征在于：包括设置在PCB板上的单片机、和分别与单片机连接的电流采集模块、温度采集模块、PWM信号采集模块、绝缘检测模块、快、慢充信号检测模块；所述单片机还分别通过数字隔离器连接有单体电压采集模块和高压采集模块；所述单片机还连接有继电器控制模块，所述继电器控制模块包括分别与单片机连接的继电器高边控制模块和继电器低边控制模块；所述单片机还连接有供电电源和用于与外部通讯的通讯模块，所述数字隔离器皆为ADUM5401隔离器，所述高压采集模块设置在PCB板底部，所述单体电压采集模块设置在PCB板顶部。2.根据权利要求1所述的一种主从一体式电池管理系统，其特征在于：所述温度采集模块包括输入端Temp_A、输出端Temp_A_AD、二极管D143，二极管D143为稳压二极管；二极管D143的阳极接地；电阻R277一端与基准电压Vref_4.096连接，另一端与电容C204的一端、二极管D143阴极连接后连接到输出端Temp_A_AD，电容C204另一端接地；所述电阻R277另一端还通过电阻R283、电容C198连接到GND_EMC，输入端口Temp_A连接到电容C198和电阻R283之间。3.根据权利要求1所述的一种主从一体式电池管理系统，其特征在于：所述电流采集模块包括输入端I_large_i...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯成华，
申请(专利权)人：四川腾利恒欣科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51