一种电池管理系统技术方案

本实用新型专利技术提供的一种电池管理系统，包括模拟前端模块、高速转换器、MCU处理模块、电流检测模块、总压检测模块、低压供电管理模块、唤醒模块、CAN通信模块、模拟信号检测模块、HVIL检测模块、绝缘检测模块、诊断模块、NVM模块和实时时钟模块；本实用新型专利技术将所述电流检测模块和所述总压检测模块直接与所述模拟前端模块连接，利用菊花链和高速转换器向MCU处模块上报检测数据，减少MCU、CAN等元器件使用的同时仍然能高效执行均衡相关的策略；将所述绝缘检测模块与所述MCU处理模块连接，利用所述MCU处理模块进行数据处理，同时采用非平衡电阻法进行绝缘检测，不仅省略了数据处理的MCU，还减少了高低压之间的电气隔离设计，同时还能提高功能的可靠性。

A battery management system

The utility model provides a battery management system, which includes an analog front-end module, a high-speed converter, a MCU processing module, a current detection module, a total voltage detection module, a low-voltage power supply management module, a wake-up module, a can communication module, an analog signal detection module, a hvil detection module, an insulation detection module, a diagnosis module, an NVM module and a real-time clock module; the utility model will The current detection module and the total voltage detection module are directly connected with the analog front-end module, and the daisy chain and high-speed converter are used to report the detection data to the MCU module, so as to reduce the use of MCU, can and other components while still effectively implementing the equalization related strategy; the insulation detection module is connected with the MCU processing module, and the MCU processing module is used for data processing At the same time, the unbalanced resistance method is used for insulation detection, which not only omits the MCU of data processing, but also reduces the design of electrical isolation between high and low voltage, and improves the reliability of function.

【技术实现步骤摘要】
一种电池管理系统
本技术属于新能源汽车用动力电池管理系统领域，尤其涉及一种电池管理系统。
技术介绍
随着新能源行业的快速发展，新能源汽车越来越被人们所接受，动力电池系统是新能源汽车的关键部位。因为锂离子电池具有体积小、能量密度高、储存寿命长、无记忆效应、高电压和自放电率低等优良性能，在新能源汽车领域中得到了广泛应用。而电池管理系统是整个动力电池系统的核心组成部分，能够对动力电池系统能否安全有效的运行进行实时监测和有效的管控。在现有技术中，关于电池管理系统的技术仍然存在设计冗杂繁复，所需要的元器件多的问题，例如前端模拟模块包括多个MCU和CAN通讯模块，绝缘检测模块的设计不仅需要连接单独的MCU，更需要隔离高低压。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供一种电池管理系统，设计简单合理、能够减少很多元器件的使用，同时还能提高功能的可靠性。本技术提供的一种电池管理系统，包括模拟前端模块、高速转换器、MCU处理模块、电流检测模块、总压检测模块、低压供电管理模块、唤醒模块、CAN通信模块、模拟信号检测模块、HVIL检测模块、绝缘检测模块、诊断模块、NVM模块和实时时钟模块；所述模拟前端模块包括第一模拟前端、第二模拟前端、第N模拟前端，所述N个模拟前端通过菊花链通信连接，所述第一模拟前端模块与所述高速转换器通过菊花链通信连接；进一步的，所述高速转换器另一端与所述MCU处理模块连；进一步的，所述模拟前端模块与所述电流检测模块、所述总压检测模块连接；进一步的，所述电流检测模块与所述模拟前端模块连接对电流的检测是基于分流器的使用，分流器接入到动力电池系统总负端，动力电池系统的电流通过分流器产生的电压信号通过双绞线传输至电池管理系统的信号输入端口，该电压信号经过端口的滤波处理后经过所述模拟前端模块、所述电流检测模块进行采样量化，再通过所述模拟前端模块传导至所述MCU处理模块;进一步的，对电池管理系统接收分流器电压信号的端口做ESD防护。进一步的，所述总压检测模块与所述模拟前端模块连接对总压进行检测的方案是基于电阻分压网络的应用，将总压接入电阻分压网络，分压后的电压信号经过滤波处理，经过所述模拟前端模块采集量化处理，再根据电阻分压网络电阻的比值计算得出总压值，从而完成总压检测。进一步的，所述MCU处理模块分别与所述低压供电管理模块、所述唤醒模块、所述CAN通信模块、所述模拟信号检测模块、所述HVIL检测模块、所述绝缘检测模块、所述诊断模块、所述NVM模块和所述实时时钟模块连接；进一步的，所述绝缘检测模块直接与所属MCU处理模块连接，利用所述MCU处理模块进行数据处理，同时采用非平衡电阻法进行绝缘检测。有益效果：本技术的一种电池管理系统，将所述电流检测模块和所述总压检测模块直接与所述模拟前端模块连接，利用菊花链和高速转换器向MCU处模块上报检测数据，减少MCU、CAN等元器件使用的同时仍然能高效执行均衡相关的策略；将所述绝缘检测模块与所述MCU处理模块连接，利用所述MCU处理模块进行数据处理，同时采用非平衡电阻法进行绝缘检测，不仅省略了一个数据处理的MCU，还减少了高低压之间的电气隔离设计，同时还能提高功能的可靠性。附图说明图1本技术的一种电池管理系统框图图2为电流检测方案拓补图图3为总压检测方案拓补图图4为绝缘检测方案拓补图具体实施方式为了使本技术的解决方案和优点更容易被理解，下面将结合附图做进一步详细的说明。如图1所示，本技术提供的一种电池管理系统，包括模拟前端模块1、高速转换器13、MCU处理模块14、电流检测模块2、总压检测模块3、低压供电管理模块4、唤醒模块5、CAN通信模块6、模拟信号检测模块7、HVIL检测模块8、绝缘检测模块9、诊断模块10、NVM模块11和实时时钟模块12；模拟前端模块1包括第一模拟前端、第二模拟前端、第N模拟前端，所述N个模拟前端通过菊花链通信连接，所述第一模拟前端模块与所述高速转换器13通过菊花链通信连接；进一步的，所述高速转换器13另一端与所述MCU处理模块14连接；进一步的，所述模拟前端模块1与所述电流检测模块2、所述总压检测模块3连接；进一步的，所述MCU处理模块14分别与所述低压供电管理模块4、所述唤醒模块5、所述CAN通信模块6、所述模拟信号检测模块7、所述HVIL检测模块8、所述绝缘检测模块9、所述诊断模块10、所述NVM模块11和所述实时时钟模块12连接；在本具体实施例中，如图1和图2所示，电流检测模块2与模拟前端模块1连接对电流的检测方案是基于分流器的使用，分流器接入到动力电池系统总负端，动力电池系统的电流通过分流器产生的电压信号通过双绞线传输至电池管理系统的信号输入端口，该电压信号经过端口的滤波处理后经过模拟前端模块1进行采样量化，再由模拟前端模块1通过高速转换器13传导至MCU处理模块14。也就是说，将现有技术方案中与MCU处理模块连接的电流检测模块2移到前端，与模拟前端模块1直接连接，通过菊花链通讯，就可以实现CAN通讯和MCU的功能，省略了CAN和MCU的使用。进一步的，对电池管理系统接收分流器电压信号的端口做ESD防护，在BMS环境温度发生变化时，需要进行温漂校准。在本实施例中，如图1和图3所示，总压检测模块3与模拟前端模块1连接对总压进行检测，其方案如下：电池管理系统闭合开关Q1将总压接入电阻分压网络，分压后的电压信号经过滤波处理，经过模拟前端模块1采集量化处理，再根据电阻分压网络中R1、R2电阻的比值计算得出总压值，从而完成总压检测。也就是说，将总压检测模块3与模拟前端模块1直接连接，减少了CAN和MCU的使用，仍然可以利用电阻分压网络完成总压的检测。优选的，分压电阻网络中R1、R2采用低温漂、高耐压、高阻值、高精度的电阻；优选的，开关Q1为耐压值大于等于600V的MOS开关；在本实施例中，如图1和图4所示，绝缘检测模块9接入MCU处理模块14，与MCU处理模块14共同作用，采用非平衡电阻法进行绝缘检测，也就是说，将绝缘检测模块9连接MCU处理模块14，与系统共用一个MCU，不仅能实现绝缘检测功能，还减少了电气隔离设计，同时也减少了CAN和多余MCU的使用。其检测方案如下：如图4所示，该方案采用非平衡电阻法进行检测，包括动力电池系统等效的正端电阻Rp、负端绝缘阻抗Rn，电阻R3（R3=Ra+Rb）、R4（R4=Rc+Rd），开关Q1、Q2，电池管理系统控制开关Q1和Q2，将电阻R3、R4接入到检测回路中，采集R3、R4分压电阻网络中的电压值，利用下公式计算得出电池系统等效的正端电阻Rp、负端绝缘阻抗Rn值，从而判断绝缘性能。具体开关控制方式如下：步骤1：控制开关Q1、Q2闭合，可得：（公式一）（公式二）步骤2：控制开关Q1断开、Q2闭合，可得：（公式三）<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池管理系统，包括模拟前端模块、高速转换器、MCU处理模块、电流检测模块、总压检测模块、低压供电管理模块、唤醒模块、CAN通信模块、模拟信号检测模块、HVIL检测模块、绝缘检测模块、诊断模块、NVM模块和实时时钟模块；其特征在于，所述模拟前端模块与所述电流检测模块、所述总压检测模块连接；所述MCU处理模块分别与所述低压供电管理模块、所述唤醒模块、所述CAN通信模块、所述模拟信号检测模块、所述HVIL检测模块、所述绝缘检测模块、所述诊断模块、所述NVM模块和所述实时时钟模块连接；所述模拟前端模块与所述高速转换器通过菊花链通信连接，所述电流检测模块与所述模拟前端模块连接对电流的检测是基于分流器的使用，所述总压检测模块与所述模拟前端模块连接对总压进行检测的方案是基于电阻分压网络的应用，所述绝缘检测模块直接与所述MCU处理模块连接，利用所述MCU处理模块进行数据处理，同时采用非平衡电阻法进行绝缘检测。/n

【技术特征摘要】
1.一种电池管理系统，包括模拟前端模块、高速转换器、MCU处理模块、电流检测模块、总压检测模块、低压供电管理模块、唤醒模块、CAN通信模块、模拟信号检测模块、HVIL检测模块、绝缘检测模块、诊断模块、NVM模块和实时时钟模块；其特征在于，所述模拟前端模块与所述电流检测模块、所述总压检测模块连接；所述MCU处理模块分别与所述低压供电管理模块、所述唤醒模块、所述CAN通信模块、所述模拟信号检测模块、所述HVIL检测模块、所述绝缘检测模块、所述诊断模块、所述NVM模块和所述实时时钟模块连接；所述模拟前端模块与所述高速转换器通过菊花链通信连接，所述电流检测模块与所述模拟前端模块连接对电流的检测是基于分流器的使用，所述总压检测模块与所述模拟前端模块连接对总压进行检测的方案是基于电阻分压网络的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李航，文黎阳，雷晶晶，欧阳文斌，黄靖，
申请(专利权)人：欣旺达惠州动力新能源有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44