一种电池管理系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种电池管理系统，包括采集检测单元、主控单元、整车控制器，所述主控单元包括ＭＣＵ和ＣＡＮ通讯接口，所述采集检测单元和整车控制器分别通过ＣＡＮ通讯接口与所述主控单元中ＭＣＵ相连。本实用新型专利技术提供一种电池管理系统，该管理系统包含主控和采集检测单元。采集检测单元包含电池温度、电池电压、电池电流等检测功能。主控将采集检测单元所检测的数据进行处理后通过ＣＡＮ与整车控制器（ＨＣＵ）进行通讯，将电池的详细状况体现在汽车仪表盘，对严重故障问题还可通过外接继电器断开总电源，保障行车安全。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电池
，尤其涉及一种电池管理系统。
技术介绍
随着电动车的快速发展，能量和环境的协调问题有了很大的改善。但是，电动车的 发展也受到了不同因素的制约，其中关键的难题表现在能源自身和能源管理两个方面。能 源问题主要表现为电池寿命、安全系数、一致性等。能源管理系统也就是动力电池管理系 统。完善的电池管理系统不但可以让使用者及时详细的了解电池状况，而且能够保证电池 安全运行。电池管理系统可以说是电动车的关键组成部分，它可以保障电动车电池安全运 行，为驾驶者掌控电动车续航里程提供数据来源，并能保证电池性能，防止电池提前损坏， 在异常发生时能及时提醒使用者。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种电池管理系统。为解决上述技术问题，本技术是通过以下技术方案实现的一种电池管理系统，包括采集检测单元、主控单元、整车控制器，所述主控单元包 括MCU和CAN通讯接口，所述采集检测单元和整车控制器分别通过CAN通讯接口与所述主 控单元中MCU相连。其中，所述采集检测单元包括电压调理均衡电路、电压采集处理电路、温度采集处 理电路和电流采集处理电路。其中，该系统还包括继电器和总开关，所述主控单元还包括报警信号输出端口 ；所 述总开关经继电器与所述报警信号输出端口相连。其中，所述主控单元还包括分别用于存储参数和运行数据的参数存储器和运行数 据存储器。其中，所述参数存储器采用FM24C16 ；所述运行数据存储器采用M25P64。其中，还包括用于将主控单元处理后的电池状况显示出来的显示模块。其中，所述主控单元还包括分别与MCU相连的电源模块和时钟电路。本技术具有以下有益效果本技术提供一种电池管理系统，该管理系统包含主控和采集检测单元。采集 检测单元包含电池温度、电池电压、电池电流等检测功能。主控将采集检测单元所检测的数 据进行处理后通过CAN与整车控制器(HCU)进行通讯，将电池的详细状况体现在汽车仪表 盘，对严重故障问题还可通过外接继电器断开总电源，保障行车安全。附图说明图1是本技术电池管理系统的原理框图；图2是本技术采集检测单元中电压调理均衡电路；3图3是本技术电池管理系统主控部分功能框图；图4是本技术电池管理系统主控单元中显示模块的基于MX232串口通讯电路。具体实施方式为便于对本技术进一步理解，现结合附图及具体实施例对本技术进行详 细描述。请参阅图1所示，包括采集检测单元、主控单元、整车控制器(HCU)、继电器及总 开关；采集检测单元用于检测电池电压、电流、温度等信息，并将检测数据通过CAN通讯 接口发送到主控单元。其中采集检测单元中包含电压调理均衡电路，如图2所示，图中BATn+1和BATn为采 集芯片入口端，可以看出当此节电池单体电压过高时，采集芯片的内部控制逻辑就会将控 制输出端CBn+1置为高电平，MOSFET导通后运用RB放电防止电池过充。主控单元用于将采集检测单元所检测的数据进行处理后通过CAN通讯接口与整 车控制器(HCU)进行通讯，并将电池的详细状况通过显示单元体现出来，同时对于严重故 障问题，通过报警信号输出至端口外接继电器断开总开关电源。请参阅图3所示电池管理系统主控单元的功能框图，包括电源部分主控部分提供三路相互隔离电源，其中两路+5V，一路+12V ；—路+5V 给MCU及周边外围电路供电，一路+5V给CAN及显示部分电路供电，另外一路+12V给报警 保护电路和信号采集电路供电；时钟电路主控部分有定时记录历史数据和故障数据的功能，因此需加时钟功能， 对相关数据进行按时记录。时钟芯片采用具有I2C通讯功能的芯片，采用I2C接口进行通讯， 外部接线非常简单，只通过SDA、SCL即可实现与MCU的通讯。为了使时钟芯片在车辆断电 后仍能继续工作，保证时间的正常累计，加入标称3V的辅助后备电池，芯片供电方式选择 可采用两个对接的二极管控制；数据存储电路主控在调试设置参数及运行过程中，需要存储起来存储相关数据。 本技术有两块存储电路，其中一块存储参数(数据存储电路1，也可称为参数存储器)， 另一块存储运行数据(数据存储电路2，也可称为运行数据存储器)。参数存储器采用铁电 存储器(FM24C16)，与MCU接口采用I2C串行方式。为了防止系统上电和运行过程中误写入， 采用可控供电方式，其电压供给是由MCU输出高低电平来控制，当需要读写数据时，先让芯 片上电再进行相应操作。运行数据存储器(存储的运行数据包含历史数据和故障数据)采 用串行可编程FLASH存储器(M25P64)，采用SPI串口模式与MCU进行通讯，M25P64是一款 带有先进写保护机制和高速SPI总线访问的8M字节串行Flash存储器，该存储器的主要特 点包括8M字节的存储空间；写入1页数据所需时间为1. 4ms (典型值)；能单块擦除和整 块擦除2. 7 3. 6V单电源供电电压；SPI总线和50MHz数据传输时钟频率；每扇区擦写次 数保证10万次、数据保存期限至少20年；CAN通讯接口 主控单元包含两路CAN通讯接口，其中一路CAN通讯接口负责与各 采集板之间进行通讯，将电池组的电压、电流、故障信息等相关数据通过CAN通讯子网络传送到主控单元的MCU进行统一运算处理。另外一路CAN通讯接口为硬件扩展CAN，负责与整 车控制器和充电机通讯，将电池相关数据通过CAN通讯子网络传送到整车控制器以及通过 CAN通讯子网络控制充电机的充电状况，防止电池过充引起的不安全因素。CAN通讯子网络 可以无破坏性的给予优先权的仲裁，在保证灵活性的同时，错误检测和出错信令方面都有 独特要求，使全系统的数据相兼容，即使数据发送期间丢失仲裁或遭遇破坏，数据帧都可以 重新发送，甚至在严重出错的情况下，系统可以很容易的区分暂时错误和永久故障节点以 及故障节点的自动脱离。电池管理系统的主控单元与采集板、整车控制器以及充电机之间采用CAN2. 0接 口，支持热拔插，所有协议以及传输速率必须相符。其硬件方面主要是通过PCA82C250通用 CAN收发器来提供对总线数据的差动发送能力和对通信总线数据的差动接收能力。通过高 速光耦隔离电路来增强CAN总线上的抗干扰能力，以保证通讯速度；显示模块电池管理系统将采集处理后的数据通过串口发送到PC机界面上，从而 实现了人机交互。显示界面上可以显示电池的总电压、单体电压、电流、SoC、故障状态、充放 电功率等参数。在显示界面上通过串口发送指令实现管理系统的在线标定。其硬件电路主 要由光耦隔离电路和基于MAX232电平转换电路组成，如图4所示。MCU 通过CAN与采集检测单元进行通讯，将采集到的电池电压、电流、温度、绝缘 状况以及故障信息进行处理，并通过RS232发送到显示设备进行显示，通过CAN通讯接口将 信息发送到HCU ；对故障信息进行处理后根据故障等级发送相应报警信息；通过CAN通讯接 口控制充电机的充电状况；通过存储设备保存相应信息。以上实施例仅用以说明本技术的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对 本技术进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本技术的技术 方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术技术方案的精神和范围，均应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池管理系统，包括采集检测单元、主控单元、整车控制器，其特征在于，所述主控单元包括ＭＣＵ和ＣＡＮ通讯接口，所述采集检测单元和整车控制器分别通过ＣＡＮ通讯接口与所述主控单元中ＭＣＵ相连。

【技术特征摘要】
1.一种电池管理系统，包括采集检测单元、主控单元、整车控制器，其特征在于，所述主 控单元包括MCU和CAN通讯接口，所述采集检测单元和整车控制器分别通过CAN通讯接口 与所述主控单元中MCU相连。2.如权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述采集检测单元包括电压调理 均衡电路、电压采集处理电路、温度采集处理电路和电流采集处理电路。3.如权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，该系统还包括继电器和总开关， 所述主控单元还包括报警信号输出端口 ；所述总开关经继电器与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄志光，
申请(专利权)人：八叶厦门新能源科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：92[中国|厦门]