電動汽車的分布式電池管理系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種電動汽車的分布式電池管理系統，包括一組以上的電池采集模塊、一組電池采集管理模塊及一電池控制單元，所述電池采集模塊之間采用菊花鏈方式級聯連接，每一電池采集模塊分別與一組電池組一一對應連接，最高一級的電池采集管理模塊包括采集單元及CPU模塊，所述CPU模塊將各電池采集模塊采集的電池組信息進行處理，所述最高一級的電池采集模塊與后級電池采集模塊通訊連接。采集模塊與電池采集管理模塊之間的連接簡單，使電池管理系統的可靠性好、安全性能高；而且電池管理系統的結構緊湊、簡單，大大縮小電池管理系統的占用空間；此外還大大降低元器件成本。
【專利說明】
電動汽車的分布式電池管理系統
技術領域
[0001]本發明涉及電動汽車的電池管理技術領域，具體涉及電動汽車的分布式電池管理系統。
【背景技術】
[0002]隨著電子、汽車、蓄電池技術的不斷發展，電動汽車各項技術趨向成熟，電動汽車正逐步向各行各業推廣應用。電動汽車的電池管理系統主要采用集中式和集散式兩種結構。集中式結構是指電池管理系統的所有功能都集中在一個模塊上，也稱為一體機，此結構適一般適用于電池容量較小、串數較少的低速車場合，如物流車、乘用車等。集散式即分布式的結構，每個電池箱對應一個采集節點，每套系統有一個主節點，從而形成一個一主多從的網絡式結構，即一個電池管理系統包含一個主控單元BCU模塊和多個從控單元BMU模塊，此結構適一般應用于電池容量較大、串數較多高速車場合。
[0003]現有分布式結構電池管理系統，每一電池組需配備一相應的BMU模塊，對該電池組的電壓、溫度、均衡信息進行管理，每一 BMU模塊將采集到的信息通過CAN通訊傳輸至主控單元BCU，BMU模塊之間相互獨立。該結構的每一 BMU模塊需包含有相應的CPU模塊對采集到的信息進行處理，將導致CPU及外圍電路電子元器件數量增多，系統的成本隨之增加，另一方面將會降低電池管理系統的可靠性。其中，
[0004]BMM:即電池采集模塊，采集電池的電壓、溫度等信息。
[0005]BMU:電池采集管理模塊，即從控單元，集電池電壓采集、溫度采集、均衡管理、通訊、保護等功能為一體的電氣系統。
[0006]BCU:電池控制單元，即主控單元，是電池管理系統的重要組成部分，主要完成電流采集、電池總壓檢測、絕緣檢測、繼電器控制、整車通訊等一系列監測控制功能。
[0007]電池組:由多節單體電芯以不同串并聯的方式組合成的多節電池的合集，主要應用于以電池作為動力來源的電動汽車或儲能電站或UPS裝置等不同的技術領域。
【發明內容】
[0008]本發明的目的是克服現有技術的不足和缺陷，提供一種結構簡單且成本低廉的電動汽車的分布式電池管理系統。
[0009]本發明的目的是通過以下技術方案來實現的:
[0010]電動汽車的分布式電池管理系統，包括一組以上的電池采集模塊、一電池采集管理模塊及一電池控制單元，所述電池采集模塊采用菊花鏈方式級聯連接，每一電池采集模塊與分別與一組電池組一一對應連接，所述電池采集管理模塊包括最高一級的電池采集模塊及CPU模塊，所述CPU模塊將各電池采集模塊采集的電池組信息進行處理，所述電池采集管理模塊與電池控制單元通訊連接。
[0011]作為優選實施方式，所述電池采集模塊包括用于采集其對應電池組的電池組信息的電池采集單元。
[0012]作為優選實施方式，所述電池組信息包括電壓信息及溫度信息。
[0013]作為優選實施方式，所述電池采集管理模塊通過CAN通信方式與電池控制單元通信連接。
[0014]作為優選實施方式，所述電池采集模塊間通過SPI隔離通訊方式級聯連接。
[0015]作為優選實施方式，所述最高一級的電池采集模塊與CPU模塊通過SPI隔離通訊方式連接。
[0016]本發明相比現有技術包括以下優點及有益效果:
[0017](I)本發明通過將電池采集模塊采用菊花鏈方式級聯連接，僅電池采集管理模塊與電池控制單元通訊連接，因而電池采集模塊與電池控制單元之間的連接簡單，使電池管理系統的可靠性好、安全性能高；而且電池管理系統的結構緊湊、簡單，大大縮小電池管理系統的占用空間;此外還大大降低元器件成本。
[0018](2)電池采集模塊采用菊花鏈方式級聯連接，可根據實際需要增減電池采集模塊的數量，靈活性好，安裝及維護方便。
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1為實施例1中的電動汽車的分布式電池管理系統的原理圖。
【具體實施方式】
[0021]為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0022]實施例1
[0023]本實施例提供一種電動汽車的分布式電池管理系統。參考圖1，所述電池管理系統包括一組以上的電池采集模塊(BMM)、一電池采集管理模塊(BMU)及一電池控制單元(B⑶)。所述電池采集模塊采用菊花鏈方式級聯連接，每一電池采集模塊與分別與一組電池組一一對應連接。所述電池采集管理模塊包括最高一級的電池采集模塊及CPU模塊，所述CPU模塊將各電池采集模塊采集的電池組信息進行處理，所述電池采集管理模塊與電池控制單元通訊連接。
[0024]所述電池采集模塊(BMM I,BMMl 2，……，ΒΜΜ1η)包括采集其對應電池組的電池組(電池組I，電池組2，……，電池組η)信息的電池采集單元(電池采集單元I，電池采集單元
2，......，電池采集單元η)、通訊單元(通訊單元I，通訊單元2，......，通訊單元η)及外圍保護單元(外圍保護單元I，外圍保護單元2，……，外圍保護單元η)。所述電池采集單元用于采集其對應電池組的電池組信息，在本實施例中，所述電池組信息包括電壓信息及溫度信息。
[0025]所述最高一級電池采集模塊的電池采集單元I通過SPI隔離通訊方式與CPU模塊隔離通訊，實現電池采集單元I與CPU模塊通訊的同時實現高壓側的電池采集單元I與低壓側的CHJ模塊相互電氣隔離。所述電池采集管理模塊通過CAN通信方式與電池控制單元通信連接。所述CPU模塊將電池采集單元(電池采集單元I，電池采集單元2，……，電池采集單元η)采集到的對應電池組的電壓信息及溫度信息進行處理，并將處理后的電壓信息及溫度信息通過CAN通信方式發送至電池控制單元。通過將電池采集模塊采用菊花鏈方式級聯連接，僅電池采集管理模塊與電池控制單元通訊連接，且除最高一級的電池采集模塊外的其他電池采集模塊不需要設置CHJ模塊也不需要直接與電池控制單元直接連接，因而電池采集模塊與電池控制單元之間的連接簡單，使電池管理系統的可靠性好、安全性能高;而且電池管理系統的結構緊湊、簡單，大大縮小電池管理系統的占用空間;此外還大大降低元器件成本。
[0026]在本實施例中，所述電池采集模塊間通過SPI隔離通訊方式級聯連接。
[0027]—般情況下，單個電池采集單元采集電池組中單體電芯的數量從12串到14串之間，也可以根據實際需要增減單個電池采集單元采集單體電芯的數量。例如，若需要24串的電池管理系統時，可用一個包含一個12串電池采集單元I的電池采集模塊I和一個包含12串電池采集單元的電池采集模塊2級聯通訊連接;若需要48串的電池管理系統時，可用一個包含一個12串電池采集單元I的電池采集模塊1、一個包含12串電池采集單元的電池采集模塊
2、一個包含12串電池采集單元的電池采集模塊3及一個包含12串電池采集單元的電池采集模塊4級聯通訊連接。如需適用更高電壓的情況，可增加電池采集模塊的級聯數量，以滿足不同的需求。電池采集模塊采用菊花鏈方式級聯連接，可根據實際需要增減電池采集模塊的數量，靈活性好，安裝及維護方便。
[0028]本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬件來完成，所述的程序可以在存儲于一計算機可讀取存儲介質中，所述的存儲介質，如R0M/RAM、磁盤、光盤等。
[0029]上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.電動汽車的分布式電池管理系統，其特征在于:包括一組以上的電池采集模塊、一電池采集管理模塊及一電池控制單元，所述電池采集模塊采用菊花鏈方式級聯連接，每一電池采集模塊與分別與一組電池組一一對應連接，所述電池采集管理模塊包括最高一級的電池采集模塊及CPU模塊，所述CPU模塊將各電池采集模塊采集的電池組信息進行處理，所述電池采集管理模塊與電池控制單元通訊連接。2.根據權利要求1所述的電動汽車的分布式電池管理系統，其特征在于:所述電池采集模塊包括用于采集其對應電池組的電池組信息的電池采集單元。3.根據權利要求2所述的電動汽車的分布式電池管理系統，其特征在于:所述電池組信息包括電壓信息及溫度信息。4.根據權利要求2或3所述的電動汽車的分布式電池管理系統，其特征在于:所述電池采集管理模塊通過CAN通信方式與電池控制單元通信連接。5.根據權利要求2或3所述的電動汽車的分布式電池管理系統，其特征在于:所述電池采集模塊間通過SPI隔離通訊方式級聯連接。6.根據權利要求2或3所述的電動汽車的分布式電池管理系統，其特征在于:所述最高一級的電池采集模塊與CPU模塊通過SPI隔離通訊方式連接。
【文檔編號】H01M10/42GK105914411SQ201610390041
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月1日
【發明人】徐文賦, 任素云, 賀亮
【申請人】惠州市藍微新源技術有限公司