一種用于電動(dòng)汽車的電池管理系統(tǒng)以及電動(dòng)汽車的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于電動(dòng)汽車的電池管理系統(tǒng)，包括：多個(gè)電池模組采樣單元，用于實(shí)時(shí)測(cè)量其對(duì)應(yīng)的電池模組內(nèi)各節(jié)單體電池的電壓，并通過內(nèi)部CAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至控制單元；高壓采樣單元，用于實(shí)時(shí)測(cè)量電池包的高壓直流母線電壓和電流、保險(xiǎn)絲端電壓，并通過內(nèi)部CAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至控制單元；絕緣采樣單元，用于實(shí)時(shí)測(cè)量電池包和整車高壓部件的絕緣電阻，并通過內(nèi)部CAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至控制單元；控制單元，用于對(duì)電池包進(jìn)行均衡管理；對(duì)電動(dòng)汽車高壓接觸器和保險(xiǎn)絲進(jìn)行故障診斷，對(duì)電動(dòng)汽車的高壓回路進(jìn)行通斷控制；和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池包和整車高壓部件的絕緣電阻值。相應(yīng)地，提供包括上述電池管理系統(tǒng)的電動(dòng)汽車。本發(fā)明電池管理系統(tǒng)的采樣精度高且維修方便。
【專利說明】—種用于電動(dòng)汽車的電池管理系統(tǒng)以及電動(dòng)汽車
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種能夠應(yīng)用于電動(dòng)汽車的電池管理系統(tǒng)，以及電動(dòng)汽車。
【背景技術(shù)】
[0002]節(jié)油、減少溫室氣體排放和空氣質(zhì)量?jī)艋钱?dāng)今世界汽車工業(yè)面臨的三大挑戰(zhàn)。為應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，各大汽車公司都在開展電動(dòng)汽車的研制，研究和開發(fā)高性能的電動(dòng)汽車已成為當(dāng)今世界汽車工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
[0003]在電動(dòng)汽車中，動(dòng)力電池(即多個(gè)電池模組串聯(lián)形成的電池包)是其重要組成部分。動(dòng)力電池的性能很復(fù)雜，不同類型的動(dòng)力電池的特性相差很大，需要采用電池管理系統(tǒng)作為動(dòng)力電池與用戶之間的紐帶，用以提高動(dòng)力電池的利用率，防止動(dòng)力電池出現(xiàn)過充和過放現(xiàn)象，延長(zhǎng)動(dòng)力電池的使用壽命，監(jiān)控動(dòng)力電池的使用狀態(tài)。
[0004]現(xiàn)有的電池管理系統(tǒng)一般采用集中式方案，S卩，電池管理系統(tǒng)中的主控板集成了很多功能模塊，例如，集成了用于采集電壓、電流、絕緣電阻等的采樣模塊，由于一些采樣點(diǎn)距離主控板較遠(yuǎn)，導(dǎo)致多條采樣線需要拉的很長(zhǎng)，因此既影響了整車的布線，又降低了采樣的精度，并且維修起來也很不方便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述缺陷，提供一種整車布置簡(jiǎn)易、采樣精度高且維修方便的用于電動(dòng)汽車的電池管理系統(tǒng)以及電動(dòng)汽車。
[0006]解決本發(fā)明技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案:
[0007]所述用于電動(dòng)汽車的電池管理系統(tǒng)包括:多個(gè)電池模組采樣單元、高壓采樣單元、絕緣采樣單元和控制單元；每個(gè)電池模組采樣單元均對(duì)應(yīng)一個(gè)電池模組，其中，所述電動(dòng)汽車包括由多個(gè)電池模組串聯(lián)組成的電池包，每個(gè)電池模組包括多節(jié)單體電池；
[0008]所述電池模組采樣單元用于實(shí)時(shí)測(cè)量其對(duì)應(yīng)的電池模組內(nèi)各節(jié)單體電池的電壓，并通過內(nèi)部CAN網(wǎng)絡(luò)將測(cè)量值發(fā)送至控制單元；
[0009]所述高壓采樣單元用于實(shí)時(shí)測(cè)量電池包的高壓直流母線電壓和電流，以及保險(xiǎn)絲端電壓，并通過內(nèi)部CAN網(wǎng)絡(luò)將測(cè)量值發(fā)送至控制單元；
[0010]所述絕緣采樣單元用于實(shí)時(shí)測(cè)量電池包和整車高壓部件的絕緣電阻，并通過內(nèi)部CAN網(wǎng)絡(luò)將測(cè)量值發(fā)送至控制單元；
[0011]所述控制單元用于根據(jù)多個(gè)電池模組采樣單元的測(cè)量值對(duì)電池包進(jìn)行均衡管理；根據(jù)高壓采樣單元的測(cè)量值對(duì)電動(dòng)汽車高壓接觸器和保險(xiǎn)絲進(jìn)行故障診斷，對(duì)電動(dòng)汽車的高壓回路進(jìn)行通斷控制；以及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)絕緣采樣單元測(cè)量的電池包和整車高壓部件的絕緣電阻值。
[0012]優(yōu)選地，所述控制單元根據(jù)多個(gè)電池模組采樣單元的測(cè)量值對(duì)電池包進(jìn)行均衡管理具體為:[0013]所述控制單元根據(jù)各個(gè)電池模組采樣單元測(cè)得的對(duì)應(yīng)電池模組內(nèi)各節(jié)單體電池的電壓值，判斷各節(jié)單體電池之間是否達(dá)到電量均衡，并在判斷電量不均衡時(shí)通過內(nèi)部CAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)送電量均衡命令至需要進(jìn)行電量均衡的單體電池所在的電池模組對(duì)應(yīng)的電池模組采樣單元；所述對(duì)應(yīng)的電池模組采樣單元還用于在接收到電量均衡命令后對(duì)其對(duì)應(yīng)的電池模組內(nèi)各節(jié)單體電池進(jìn)行電量均衡。
[0014]優(yōu)選地，所述電池模組采樣單元包括:內(nèi)部CAN通訊子單元、采集子單元、均衡子單元、第一處理子單元、時(shí)鐘復(fù)位子單元和電源管理子單元；
[0015]所述內(nèi)部CAN通訊子單元用于使第一處理子單元通過內(nèi)部CAN網(wǎng)絡(luò)分別與其它電池模組采樣單元及控制單元進(jìn)行通訊；
[0016]所述采集子單元用于實(shí)時(shí)采集其對(duì)應(yīng)的電池模組內(nèi)各節(jié)單體電池的電壓值，并將采集到的所述電壓值發(fā)送至第一處理子單元；
[0017]所述第一處理子單元用于將所述電壓值經(jīng)由內(nèi)部CAN通訊子單元發(fā)送至控制單元；以及在控制單元判斷電量不均衡而向其發(fā)送電量均衡命令時(shí)，經(jīng)由內(nèi)部CAN通訊子單元接收所述電量均衡命令，并控制均衡子單元對(duì)其對(duì)應(yīng)的電池模組內(nèi)各節(jié)單體電池進(jìn)行電量均衡；
[0018]所述時(shí)鐘復(fù)位子單元用于為第一處理子單元提供實(shí)時(shí)時(shí)鐘；
[0019]所述電源管理子單元用于將整車提供的電源轉(zhuǎn)換為工作電源供內(nèi)部CAN通訊子單元、采集子單元、均衡子單元、第一處理子單元和時(shí)鐘復(fù)位子單元使用。
[0020]優(yōu)選地，所述采集子單元還用于實(shí)時(shí)采集其對(duì)應(yīng)的電池模組內(nèi)各節(jié)單體電池的溫度值，并將采集到的所述溫度值和所述電壓值發(fā)送至第一處理子單元；
[0021]所述電池模組采樣單元還包括:硬件監(jiān)控子單元；
[0022]所述第一處理子單元還用于將采集子單元采集到的所述溫度值和所述電壓值發(fā)送至硬件監(jiān)控子單元；
[0023]所述硬件監(jiān)控子單元用于分別對(duì)采集子單元采集到的對(duì)應(yīng)電池模組內(nèi)各節(jié)單體電池的電壓值和溫度值進(jìn)行實(shí)時(shí)冗余監(jiān)控，以判斷對(duì)應(yīng)電池模組內(nèi)各節(jié)單體電池是否過充、過放或過溫，并在判斷過充、過放或過溫時(shí)發(fā)送報(bào)警提示至第一處理子單元；
[0024]所述第一處理子單元還用于在接收到所述報(bào)警提示時(shí)進(jìn)行報(bào)警；或者，通過內(nèi)部CAN網(wǎng)絡(luò)將所述報(bào)警提示發(fā)送至控制單元，由控制單元進(jìn)行報(bào)警；
[0025]所述電源管理子單元還用于將整車提供的電源轉(zhuǎn)換為工作電源供硬件監(jiān)控子單元使用。
[0026]優(yōu)選地，所述采集子單元包括采集芯片和隔離芯片；
[0027]所述采集芯片用于實(shí)時(shí)采集其對(duì)應(yīng)電池模組內(nèi)各節(jié)單體電池的電壓值和溫度值；
[0028]所述隔離芯片用于對(duì)采集芯片的采集結(jié)果進(jìn)行隔離處理。
[0029]優(yōu)選地，所述控制單元還用于根據(jù)高壓采樣單元測(cè)量到的電池包的高壓直流母線電壓值和電流值進(jìn)行電池包SOC計(jì)算。
[0030]優(yōu)選地，所述高壓采樣單元包括分流器。
[0031]優(yōu)選地，所述控制單元實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)絕緣采樣單元測(cè)量的電池包和整車高壓部件的絕緣電阻值具體為:[0032]所述控制單元內(nèi)預(yù)設(shè)有絕緣報(bào)警閾值，其還用于在電池包或整車高壓部件的絕緣電阻值低于所述絕緣報(bào)警閾值時(shí)，進(jìn)行報(bào)警。
[0033]優(yōu)選地，所述控制單元包括:內(nèi)部CAN通訊子單元、整車CAN通訊子單元、快充CAN通訊子單元、第二處理子單元、時(shí)鐘與外部EEPROM子單元、PWM控制與反饋?zhàn)訂卧?、模擬信號(hào)采樣子單元、數(shù)字信號(hào)采樣子單元、高壓接觸器控制與診斷子單元以及電源管理子單元;
[0034]所述內(nèi)部CAN通訊子單元用于使第二處理子單元通過內(nèi)部CAN網(wǎng)絡(luò)分別與各個(gè)電池模組采樣單元、高壓采樣單元和絕緣采樣單元進(jìn)行通訊；
[0035]所述整車CAN通訊子單元用于使第二處理子單元通過整車CAN網(wǎng)絡(luò)分別與電動(dòng)汽車的整車控制器和電機(jī)控制器進(jìn)行通訊；
[0036]所述快充CAN通訊子單元用于使第二處理子單元通過快充CAN網(wǎng)絡(luò)與電動(dòng)汽車外部的快充電設(shè)備進(jìn)行通訊；
[0037]所述第二處理子單元用于接收數(shù)據(jù)，以及對(duì)其接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將處理后的數(shù)據(jù)經(jīng)由內(nèi)部CAN通訊子單元發(fā)送至各個(gè)電池模組采樣單元，或者經(jīng)由整車CAN通訊子單元發(fā)送至整車控制器、電機(jī)控制器，或者經(jīng)由快充CAN通訊子單元發(fā)送至快充電設(shè)備；
[0038]所述時(shí)鐘與外部EEPROM子單元用于為第二處理子單元提供數(shù)據(jù)掉電保存及實(shí)時(shí)時(shí)鐘；
[0039]所述PWM控制與反饋?zhàn)訂卧糜趯?duì)電動(dòng)汽車的熱管理系統(tǒng)的風(fēng)扇進(jìn)行控制，以及對(duì)所述風(fēng)扇進(jìn)行故障診斷；
[0040]所述模擬信號(hào)采樣子單元用于對(duì)第二處理子單元接收的模擬信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)；
[0041]所述數(shù)字信號(hào)采樣子單元用于對(duì)第二處理子單元接收的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)；
[0042]所述高壓接觸器控制與診斷子單元用于對(duì)電動(dòng)汽車的高壓接觸器進(jìn)行控制并對(duì)其狀態(tài)進(jìn)行故障診斷；
[0043]所述電源管理子單元用于將整車提供的電源轉(zhuǎn)換為工作電源供第二處理子單元、整車CAN通訊子單元、內(nèi)部CAN通訊子單元、快充CAN通訊子單元、時(shí)鐘與外部EEPROM子單元、PWM控制與反饋?zhàn)訂卧?、模擬信號(hào)采樣子單元、數(shù)字信號(hào)采樣子單元以及高壓接觸器控制與診斷子單元使用；還具備整車供電電源和工作電源檢測(cè)功能，工作電源過溫和短路保護(hù)功能，以及看門狗功能。
[0044]本發(fā)明還提供一種包括上述電池管理系統(tǒng)的電動(dòng)汽車。
[0045]有益效果:
[0046]本發(fā)明所述用于電動(dòng)汽車的電池管理系統(tǒng)采用分散式方案，S卩，將電池采樣、高壓采樣和絕緣采樣功能從主控板(即控制單元)中分離出來，以形成多個(gè)電池模組采樣單元、高壓采樣單元和絕緣采樣單元，更有利于整車功能安全，還可根據(jù)需要將上述采樣單元設(shè)置在采樣點(diǎn)附近，然后通過內(nèi)部CAN網(wǎng)絡(luò)使控制單元分別與上述采樣單元進(jìn)行通訊，如此設(shè)計(jì)，由于不需要在采樣點(diǎn)和控制單元之間設(shè)置采樣線，因此即使某些采樣點(diǎn)距離控制單元較遠(yuǎn)，也不會(huì)影響整車布線，不但解決了現(xiàn)有電池管理系統(tǒng)中存在的整車布線繁多、雜亂的難題，還使得整車布置更加簡(jiǎn)潔，可維修性更強(qiáng)，同時(shí)，由于上述采樣單元可設(shè)置在采樣點(diǎn)附近，因此提高了采樣精度?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0047]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1所述電池管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048]圖2為圖1中電池模組采樣單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049]圖3為圖1中控制單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050]圖4為本發(fā)明實(shí)施例2所述電池管理系統(tǒng)的電池模組采樣單元的結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0051]為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0052]實(shí)施例1:
[0053]本實(shí)施例提供一種用于電動(dòng)汽車的電池管理系統(tǒng)，所述電動(dòng)汽車包括由多個(gè)電池模組串聯(lián)組成的電池包，整車控制器(VMS, Vehicle Management Syetem)和電機(jī)控制器(MCU, Motor Control Unit),其中，每個(gè)電池模組均包括多節(jié)單體電池,例如,每個(gè)電池模組均由多節(jié)單體電池通過串并聯(lián)組成。如圖1所示，所述電池管理系統(tǒng)包括:多個(gè)電池模組采樣單元、高壓采樣單元、絕緣采樣單元和控制單元；每個(gè)電池模組采樣單元均對(duì)應(yīng)一個(gè)電池模組。
[0054]其中，所述電池模組采樣單元用于實(shí)時(shí)測(cè)量其對(duì)應(yīng)的電池模組內(nèi)各節(jié)單體電池的電壓，并通過內(nèi)部CAN網(wǎng)絡(luò)將測(cè)量值發(fā)送至控制單元。所述控制單元用于根據(jù)多個(gè)電池模組采樣單元的測(cè)量值對(duì)電池包進(jìn)行均衡管理，即電量均衡管理。由于電池包的電量不均衡將極大地妨礙電池包性能的發(fā)揮，極大地降低電池包的使用壽命，因此需要對(duì)電池包進(jìn)行
電量均衡管理。
[0055]具體地，所述控制單元根據(jù)各個(gè)電池模組采樣單元測(cè)得的對(duì)應(yīng)電池模組內(nèi)各節(jié)單體電池的電壓值,判斷各節(jié)單體電池之間是否達(dá)到電量均衡(即判斷各節(jié)單體電池的電壓是否具有一致性，所述一致性指的是各節(jié)單體電池之間的電壓差值在預(yù)設(shè)值范圍內(nèi))，從而得知哪節(jié)或哪些單體電池需要進(jìn)行電量均衡，并在判斷電量不均衡(即某節(jié)或某些單體電池的電壓一致性偏差較大)時(shí)通過內(nèi)部CAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)送電量均衡命令至需要進(jìn)行電量均衡的單體電池所在的電池模組對(duì)應(yīng)的電池模組采樣單元；所述對(duì)應(yīng)的電池模組采樣單元還用于在接收到電量均衡命令后對(duì)其對(duì)應(yīng)的電池模組內(nèi)各節(jié)單體電池進(jìn)行電量均衡。
[0056]優(yōu)選地，如圖2所示，所述電池模組采樣單元包括:內(nèi)部CAN通訊子單元、采集子單元、均衡子單元、第一處理子單元、時(shí)鐘復(fù)位子單元和電源管理子單元；
[0057]所述內(nèi)部CAN通訊子單元用于使第一處理子單元通過內(nèi)部CAN網(wǎng)絡(luò)分別與其它電池模組采樣單元的第一處理子單元及控制單元進(jìn)行通訊；
[0058]所述采集子單元用于實(shí)時(shí)采集其對(duì)應(yīng)的電池模組內(nèi)各節(jié)單體電池的電壓值，并將采集到的所述電壓值發(fā)送至第一處理子單元；
[0059]優(yōu)選地，所述采集子單元包括采集芯片和隔離芯片；所述采集芯片用于實(shí)時(shí)采集其對(duì)應(yīng)電池模組內(nèi)各節(jié)單體電池的電壓值；所述隔離芯片用于對(duì)采集芯片的采集結(jié)果進(jìn)行隔離處理，并將隔離處理結(jié)果發(fā)送至第一處理子單元；
[0060]所述第一處理子單元用于將所述電壓值經(jīng)由內(nèi)部CAN通訊子單元發(fā)送至控制單元；以及在控制單元判斷電量不均衡而向其發(fā)送電量均衡命令時(shí)，經(jīng)由內(nèi)部CAN通訊子單元接收所述電量均衡命令，并控制均衡子單元對(duì)其對(duì)應(yīng)的電池模組內(nèi)各節(jié)單體電池進(jìn)行電量均衡(由于所述電量均衡的具體方案屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述);
[0061]所述時(shí)鐘復(fù)位子單元用于為第一處理子單元提供實(shí)時(shí)時(shí)鐘；
[0062]所述電源管理子單元用于將整車提供的電源(一般為12V)轉(zhuǎn)換為工作電源供內(nèi)部CAN通訊子單元、采集子單元、均衡子單元、第一處理子單元和時(shí)鐘復(fù)位子單元使用。
[0063]所述高壓采樣單元用于實(shí)時(shí)測(cè)量電池包的高壓直流母線電壓和電流，以及保險(xiǎn)絲端電壓，并通過內(nèi)部CAN網(wǎng)絡(luò)將測(cè)量值發(fā)送至控制單元。
[0064]優(yōu)選地，所述高壓采樣單元包括分流器(低值電阻)。即，采用分流器對(duì)電池包的高壓直流母線電流進(jìn)行采樣，其與電流霍爾傳感器相比，具有采樣精度高、采樣穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)。
[0065]所述控制單元還用于根據(jù)高壓采樣單元的測(cè)量值對(duì)電動(dòng)汽車高壓接觸器(用于控制電池包高壓輸出的通斷)和保險(xiǎn)絲進(jìn)行故障診斷，以及對(duì)電動(dòng)汽車的高壓回路進(jìn)行通斷控制，具體為，對(duì)高壓接觸器的粘連診斷和對(duì)保險(xiǎn)絲的燒斷診斷；所述高壓接觸器包括正極接觸器、預(yù)充電接觸器、負(fù)極接觸器和車載充電器接觸器等。
[0066]優(yōu)選地，所述控制單元還用于根據(jù)高壓采樣單元測(cè)量到的電池包的高壓直流母線電壓值和電流值進(jìn)行電池包SOC (stage of charge,荷電狀態(tài))計(jì)算；所述電池包SOC用于反映電池包的剩余容量，即電池包剩余容量與電池包滿電容量的比值。
[0067]所述絕緣采樣單元用于實(shí)時(shí)測(cè)量電池包和整車高壓部件(包括高壓電動(dòng)空調(diào)、電機(jī)控制器、加熱器和車載充電器等)的絕緣電阻，并通過內(nèi)部CAN網(wǎng)絡(luò)將測(cè)量值發(fā)送至控制單元；其中，電池包的絕緣電阻指的是電池包正負(fù)極和車殼之間的絕緣電阻。所述絕緣采樣單元可采用單片機(jī)，其包括AD模塊，用以采集電池包和整車高壓部件的絕緣電阻。
[0068]所述控制單元還用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)絕緣采樣單元測(cè)量的電池包和整車高壓部件的絕緣電阻值。具體地，所述控制單元內(nèi)預(yù)設(shè)有絕緣報(bào)警閾值，其還用于在電池包或整車高壓部件的絕緣電阻值低于所述絕緣報(bào)警閾值時(shí)，進(jìn)行報(bào)警。
[0069]優(yōu)選地,如圖3所示,所述控制單元包括:內(nèi)部CAN通訊子單元、整車CAN通訊子單元、快充CAN通訊子單元、第二處理子單元、時(shí)鐘與外部EEPROM子單元、PWM控制與反饋?zhàn)訂卧?、模擬信號(hào)采樣子單元、數(shù)字信號(hào)采樣子單元、高壓接觸器控制與診斷子單元以及電源管理子單元；
[0070]所述內(nèi)部CAN通訊子單元用于使第二處理子單元通過內(nèi)部CAN網(wǎng)絡(luò)分別與各個(gè)電池模組采樣單元、高壓采樣單元和絕緣采樣單元進(jìn)行通訊；
[0071]所述整車CAN通訊子單元用于使第二處理子單元通過整車CAN網(wǎng)絡(luò)分別與電動(dòng)汽車的整車控制器和電機(jī)控制器進(jìn)行通訊；
[0072]所述快充CAN通訊子單元用于使第二處理子單元通過快充CAN網(wǎng)絡(luò)與電動(dòng)汽車外部的快充電設(shè)備進(jìn)行通訊；
[0073]所述第二處理子單元用于接收數(shù)據(jù)，以及對(duì)其接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，例如，接收各個(gè)電池模組采樣單元測(cè)得的對(duì)應(yīng)電池模組內(nèi)各節(jié)單體電池的電壓值，根據(jù)所述電壓值，判斷各節(jié)單體電池之間是否達(dá)到電量均衡，從而得知哪節(jié)或哪些單體電池需要進(jìn)行電量均衡，并將處理后的數(shù)據(jù)經(jīng)由內(nèi)部CAN通訊子單元發(fā)送至各個(gè)電池模組采樣單元，或者經(jīng)由整車CAN通訊子單元發(fā)送至整車控制器、電機(jī)控制器，或者經(jīng)由快充CAN通訊子單元發(fā)送至快充電設(shè)備；所述第二處理子單元可采用32位單片機(jī)；[0074]所述時(shí)鐘與外部EEPROM子單元用于為第二處理子單元提供數(shù)據(jù)(包括電池包電量數(shù)據(jù)和電池包故障數(shù)據(jù)等)掉電保存及實(shí)時(shí)時(shí)鐘；
[0075]所述PWM控制與反饋?zhàn)訂卧糜趯?duì)電動(dòng)汽車的熱管理系統(tǒng)(包括風(fēng)扇、進(jìn)風(fēng)口溫度傳感器和出風(fēng)口溫度傳感器)的風(fēng)扇進(jìn)行控制，以及對(duì)所述風(fēng)扇進(jìn)行故障診斷；
[0076]所述模擬信號(hào)采樣子單元用于對(duì)第二處理子單元接收的模擬信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，例如檢測(cè)熱管理系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)口溫度傳感器信號(hào)和出風(fēng)口溫度傳感器信號(hào)；
[0077]所述數(shù)字信號(hào)采樣子單元用于對(duì)第二處理子單元接收的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，例如聞低電平/[目號(hào)；
[0078]所述高壓接觸器控制與診斷子單元用于對(duì)電動(dòng)汽車的高壓接觸器進(jìn)行控制并對(duì)其狀態(tài)進(jìn)行故障診斷；
[0079]所述電源管理子單元用于將整車提供的電源(一般為12V)轉(zhuǎn)換為工作電源供第二處理子單元、整車CAN通訊子單元、內(nèi)部CAN通訊子單元、快充CAN通訊子單元、時(shí)鐘與外部EEPROM子單元、PWM控制與反饋?zhàn)訂卧?、模擬信號(hào)采樣子單元、數(shù)字信號(hào)采樣子單元以及高壓接觸器控制與診斷子單元使用；還具備整車供電電源和工作電源檢測(cè)功能，工作電源過溫和短路保護(hù)功能，以及看門狗功能，還可在整車供電電源或工作電源發(fā)生異常時(shí)、工作電源發(fā)生過溫或短路時(shí)，進(jìn)行報(bào)警。
[0080]本實(shí)施例所述電池管理系統(tǒng)通過對(duì)電動(dòng)汽車的電池包進(jìn)行有效地管理，能夠提高電池包的效率，延長(zhǎng)電池包的使用壽命，還可確保電池包的正常運(yùn)行，使得用戶人身安全和整車資源安全得到保障。
[0081]本實(shí)施例還提供一種包括上述電池管理系統(tǒng)的電動(dòng)汽車，其還包括整車控制器和電機(jī)控制器。
[0082]所述電池管理系統(tǒng)中控制單元的第二處理子單元還用于通過整車CAN網(wǎng)絡(luò)將其獲取的電池包的高壓直流母線電壓和電流、電池包SOC等信息發(fā)送至整車控制器；所述整車控制器用于根據(jù)接收到的信息進(jìn)行整車輸出功率控制。
[0083]實(shí)施例2:
[0084]本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于:
[0085]如圖4所示，所述電池模組采樣單元還包括:硬件監(jiān)控子單元；所述采集子單元還用于實(shí)時(shí)采集其對(duì)應(yīng)的電池模組內(nèi)各節(jié)單體電池的溫度值，并將采集到的所述溫度值和所述電壓值發(fā)送至第一處理子單元；所述第一處理子單元還用于將采集子單元采集到的所述溫度值和所述電壓值發(fā)送至硬件監(jiān)控子單元；
[0086]所述硬件監(jiān)控子單元用于分別對(duì)采集子單元采集到的對(duì)應(yīng)電池模組內(nèi)各節(jié)單體電池的電壓值和溫度值進(jìn)行實(shí)時(shí)冗余監(jiān)控，以判斷對(duì)應(yīng)電池模組內(nèi)各節(jié)單體電池是否過充、過放或過溫，并在判斷過充、過放或過溫時(shí)發(fā)送報(bào)警提示至第一處理子單元；
[0087]所述第一處理子單元還用于在接收到所述報(bào)警提示時(shí)進(jìn)行報(bào)警；或者，通過內(nèi)部CAN網(wǎng)絡(luò)將所述報(bào)警提示發(fā)送至控制單元，由控制單元進(jìn)行報(bào)警；
[0088]所述電源管理子單元還用于將整車提供的電源(一般為12V)轉(zhuǎn)換為工作電源供硬件監(jiān)控子單元使用。
[0089]優(yōu)選地，所述采集子單元包括采集芯片和隔離芯片；所述采集芯片用于實(shí)時(shí)采集其對(duì)應(yīng)電池模組內(nèi)各節(jié)單體電池的電壓值和溫度值；所述隔離芯片用于對(duì)采集芯片的采集結(jié)果進(jìn)行隔離處理，并將隔離處理結(jié)果發(fā)送至第一處理子單元。
[0090]由于電池模組內(nèi)各節(jié)單體電池在過充(即過度充電)時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致電池包熱失控和氣體逃逸，在過放(即過度放電，也稱為欠壓)時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致電池包受損、容量下降，在過溫(即過高溫和過低溫)時(shí)具有危險(xiǎn)性，還會(huì)影響電池包的使用壽命及性能，因此需要在電池模組內(nèi)各節(jié)單體電池過充、過放和過溫故障時(shí)進(jìn)行報(bào)警，以提示用戶。
[0091]本實(shí)施例還提供一種包括上述電池管理系統(tǒng)的電動(dòng)汽車。
[0092]本實(shí)施例中的其他結(jié)構(gòu)及作用都與實(shí)施例1相同，這里不再贅述。
[0093]可以理解的是，以上實(shí)施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于電動(dòng)汽車的電池管理系統(tǒng)，所述電動(dòng)汽車包括由多個(gè)電池模組串聯(lián)組成的電池包，每個(gè)電池模組包括多節(jié)單體電池，其特征在于，包括: 多個(gè)電池模組采樣單元、高壓采樣單元、絕緣采樣單元和控制單元；每個(gè)電池模組采樣單元均對(duì)應(yīng)一個(gè)電池模組； 所述電池模組采樣單元用于實(shí)時(shí)測(cè)量其對(duì)應(yīng)的電池模組內(nèi)各節(jié)單體電池的電壓，并通過內(nèi)部CAN網(wǎng)絡(luò)將測(cè)量值發(fā)送至控制單元； 所述高壓采樣單元用于實(shí)時(shí)測(cè)量電池包的高壓直流母線電壓和電流，以及保險(xiǎn)絲端電壓，并通過內(nèi)部CAN網(wǎng)絡(luò)將測(cè)量值發(fā)送至控制單元； 所述絕緣采樣單元用于實(shí)時(shí)測(cè)量電池包和整車高壓部件的絕緣電阻，并通過內(nèi)部CAN網(wǎng)絡(luò)將測(cè)量值發(fā)送至控制單元； 所述控制單元用于根據(jù)多個(gè)電池模組采樣單元的測(cè)量值對(duì)電池包進(jìn)行均衡管理；根據(jù)高壓采樣單元的測(cè)量值對(duì)電動(dòng)汽車高壓接觸器和保險(xiǎn)絲進(jìn)行故障診斷，對(duì)電動(dòng)汽車的高壓回路進(jìn)行通斷控制；以及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)絕緣采樣單元測(cè)量的電池包和整車高壓部件的絕緣電阻值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述電池管理系統(tǒng)，其特征在于， 所述控制單元根據(jù)多個(gè)電池模組采樣單元的測(cè)量值對(duì)電池包進(jìn)行均衡管理具體為:所述控制單元根據(jù)各個(gè)電池模組采樣單元測(cè)得的對(duì)應(yīng)電池模組內(nèi)各節(jié)單體電池的電壓值，判斷各節(jié)單體電池之間是否達(dá)到電量均衡，并在判斷電量不均衡時(shí)通過內(nèi)部CAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)送電量均衡命令至需要進(jìn)行電量均衡的單體電池所在的電池模組對(duì)應(yīng)的電池模組采樣單元；所述對(duì)應(yīng)的電池模組采樣單元還用于在接收到電量均衡命令后對(duì)其對(duì)應(yīng)的電池模組內(nèi)各節(jié)單體電池進(jìn)行電量均衡。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述`電池管理系統(tǒng)，其特征在于， 所述電池模組采樣單元包括:內(nèi)部CAN通訊子單元、采集子單元、均衡子單元、第一處理子單元、時(shí)鐘復(fù)位子單元和電源管理子單元； 所述內(nèi)部CAN通訊子單元用于使第一處理子單元通過內(nèi)部CAN網(wǎng)絡(luò)分別與其它電池模組采樣單元及控制單元進(jìn)行通訊； 所述采集子單元用于實(shí)時(shí)采集其對(duì)應(yīng)的電池模組內(nèi)各節(jié)單體電池的電壓值，并將采集到的所述電壓值發(fā)送至第一處理子單元； 所述第一處理子單元用于將所述電壓值經(jīng)由內(nèi)部CAN通訊子單元發(fā)送至控制單元；以及在控制單元判斷電量不均衡而向其發(fā)送電量均衡命令時(shí)，經(jīng)由內(nèi)部CAN通訊子單元接收所述電量均衡命令，并控制均衡子單元對(duì)其對(duì)應(yīng)的電池模組內(nèi)各節(jié)單體電池進(jìn)行電量均衡； 所述時(shí)鐘復(fù)位子單元用于為第一處理子單元提供實(shí)時(shí)時(shí)鐘； 所述電源管理子單元用于將整車提供的電源轉(zhuǎn)換為工作電源供內(nèi)部CAN通訊子單元、采集子單元、均衡子單元、第一處理子單元和時(shí)鐘復(fù)位子單元使用。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述電池管理系統(tǒng)，其特征在于， 所述采集子單元還用于實(shí)時(shí)采集其對(duì)應(yīng)的電池模組內(nèi)各節(jié)單體電池的溫度值，并將采集到的所述溫度值和所述電壓值發(fā)送至第一處理子單元； 所述電池模組采樣單元還包括:硬件監(jiān)控子單元；所述第一處理子單元還用于將采集子單元采集到的所述溫度值和所述電壓值發(fā)送至硬件監(jiān)控子單元； 所述硬件監(jiān)控子單元用于分別對(duì)采集子單元采集到的對(duì)應(yīng)電池模組內(nèi)各節(jié)單體電池的電壓值和溫度值進(jìn)行實(shí)時(shí)冗余監(jiān)控，以判斷對(duì)應(yīng)電池模組內(nèi)各節(jié)單體電池是否過充、過放或過溫，并在判斷過充、過放或過溫時(shí)發(fā)送報(bào)警提示至第一處理子單元； 所述第一處理子單元還用于在接收到所述報(bào)警提示時(shí)進(jìn)行報(bào)警；或者，通過內(nèi)部CAN網(wǎng)絡(luò)將所述報(bào)警提示發(fā)送至控制單元，由控制單元進(jìn)行報(bào)警； 所述電源管理子單元還用于將整車提供的電源轉(zhuǎn)換為工作電源供硬件監(jiān)控子單元使用。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述電池管理系統(tǒng)，其特征在于， 所述采集子單元包括采集芯片和隔離芯片； 所述采集芯片用于實(shí)時(shí)采集其對(duì)應(yīng)電池模組內(nèi)各節(jié)單體電池的電壓值和溫度值； 所述隔離芯片用于對(duì)采集芯片的采集結(jié)果進(jìn)行隔離處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述電池管理系統(tǒng)，其特征在于， 所述控制單元還用于根據(jù)高壓采樣單元測(cè)量到的電池包的高壓直流母線電壓值和電流值進(jìn)行電池包SOC計(jì)算。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓采樣單元包括分流器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述電池管`理系統(tǒng)，其特征在于， 所述控制單元實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)絕緣采樣單元測(cè)量的電池包和整車高壓部件的絕緣電阻值具體為: 所述控制單元內(nèi)預(yù)設(shè)有絕緣報(bào)警閾值，其還用于在電池包或整車高壓部件的絕緣電阻值低于所述絕緣報(bào)警閾值時(shí)，進(jìn)行報(bào)警。
9.根據(jù)權(quán)利要求1~8中任一項(xiàng)所述電池管理系統(tǒng)，其特征在于， 所述控制單元包括:內(nèi)部CAN通訊子單元、整車CAN通訊子單元、快充CAN通訊子單元、第二處理子單元、時(shí)鐘與外部EEPROM子單元、PWM控制與反饋?zhàn)訂卧?、模擬信號(hào)采樣子單元、數(shù)字信號(hào)采樣子單元、高壓接觸器控制與診斷子單元以及電源管理子單元； 所述內(nèi)部CAN通訊子單元用于使第二處理子單元通過內(nèi)部CAN網(wǎng)絡(luò)分別與各個(gè)電池模組采樣單元、高壓采樣單元和絕緣采樣單元進(jìn)行通訊； 所述整車CAN通訊子單元用于使第二處理子單元通過整車CAN網(wǎng)絡(luò)分別與電動(dòng)汽車的整車控制器和電機(jī)控制器進(jìn)行通訊； 所述快充CAN通訊子單元用于使第二處理子單元通過快充CAN網(wǎng)絡(luò)與電動(dòng)汽車外部的快充電設(shè)備進(jìn)行通訊； 所述第二處理子單元用于接收數(shù)據(jù)，以及對(duì)其接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將處理后的數(shù)據(jù)經(jīng)由內(nèi)部CAN通訊子單元發(fā)送至各個(gè)電池模組采樣單元，或者經(jīng)由整車CAN通訊子單元發(fā)送至整車控制器、電機(jī)控制器，或者經(jīng)由快充CAN通訊子單元發(fā)送至快充電設(shè)備； 所述時(shí)鐘與外部EEPROM子單元用于為第二處理子單元提供數(shù)據(jù)掉電保存及實(shí)時(shí)時(shí)鐘； 所述PWM控制與反饋?zhàn)訂卧糜趯?duì)電動(dòng)汽車的熱管理系統(tǒng)的風(fēng)扇進(jìn)行控制，以及對(duì)所述風(fēng)扇進(jìn)行故障診斷；所述模擬信號(hào)采樣子單元用于對(duì)第二處理子單元接收的模擬信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)； 所述數(shù)字信號(hào)采樣子單元用于對(duì)第二處理子單元接收的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)； 所述高壓接觸器控制與診斷子單元用于對(duì)電動(dòng)汽車的高壓接觸器進(jìn)行控制并對(duì)其狀態(tài)進(jìn)行故障診斷； 所述電源管理子單元用于將整車提供的電源轉(zhuǎn)換為工作電源供第二處理子單元、整車CAN通訊子單元、內(nèi)部CAN通訊子單元、快充CAN通訊子單元、時(shí)鐘與外部EEPROM子單元、PWM控制與反饋?zhàn)訂卧⒛M信號(hào)采樣子單元、數(shù)字信號(hào)采樣子單元以及高壓接觸器控制與診斷子單元使用；還具備整車供電電源和工作電源檢測(cè)功能，工作電源過溫和短路保護(hù)功能，以及看門狗功能。
10.一種電動(dòng)汽車，`包括如權(quán)利要求1~9中任一項(xiàng)所述電池管理系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】B60L11/18GK103683428SQ201310718295
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】汪建建 申請(qǐng)人:奇瑞汽車股份有限公司