本發(fā)明涉電動汽車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電池管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

動力電池是電動汽車的動力來源，其關(guān)鍵控制信號，例如，繼電器控制信號對電動汽車的安全性至關(guān)重要。目前的電池管理系統(tǒng)(Battery Management System，BMS)中，常用的電動汽車?yán)^電器控制方法均是采用由單片機(jī)發(fā)出I/O信號，再通過外部的功率器件，例如，MOS管或者光繼電器去控制繼電器的做法。然而，該控制方法所使用的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，控制信號是由單片機(jī)產(chǎn)生的，接著由外部功率器件控制外部執(zhí)行器，其本質(zhì)上是一種串聯(lián)式的系統(tǒng)，由于串聯(lián)系統(tǒng)中任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)的單點(diǎn)失效均會導(dǎo)致系統(tǒng)失效，系統(tǒng)失效概率是各個(gè)單點(diǎn)失效概率之和，進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)的失效概率較高。

鑒于此，實(shí)有必要提供一種新的電池管理系統(tǒng)以克服上述缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種電池管理系統(tǒng)，所述電池管理系統(tǒng)的失效概率較低且可靠性及安全性較高。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種電池管理系統(tǒng)，包括信號分配模塊、兩個(gè)單機(jī)模塊、邏輯仲裁模塊、第一輸出模塊以及執(zhí)行器；所述信號分配模塊用于接收外部信號并將接收到的外部信號進(jìn)行分配后分別傳輸至所述兩個(gè)單機(jī)模塊；每個(gè)單機(jī)模塊用于接收所述外部信號，并對所述外部信號進(jìn)行處理后輸出第一控制信號至所述邏輯仲裁模塊；所述邏輯仲裁模塊用于對所述兩個(gè)單機(jī)模塊輸出的第一控制信號進(jìn)行判斷并輸出第二控制信號至所述第一輸出模塊；所述第一輸出模塊用于將所述第二控制信號輸出至所述執(zhí)行器并驅(qū)動所述執(zhí)行器以控制高壓系統(tǒng)斷開或者閉合。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述每個(gè)單機(jī)模塊包括電源模塊、檢測模塊、主控模塊以及第二輸出模塊；所述電源模塊用于為所述單機(jī)模塊的正常工作提供工作電壓；所述檢測模塊用于對所述外部信號進(jìn)行檢測并將所述外部信號輸出至所述主控模塊；所述主控模塊用于對所述外部信號進(jìn)行運(yùn)算以及判斷并輸出控制信號至所述第二輸出模塊；所述第二輸出模塊用于將所述控制信號輸出至所述邏輯仲裁模塊。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述每個(gè)單機(jī)模塊還包括同步模塊；所述同步模塊用于將所述兩個(gè)單機(jī)模塊進(jìn)行上電同步、信息交換以及相互自檢。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述同步模塊為SPI總線。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述每個(gè)單機(jī)模塊還包括外部監(jiān)視模塊；所述外部監(jiān)視模塊包括看門狗以及電壓監(jiān)視單元；所述看門狗用于對程序運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控，并當(dāng)程序跑飛且內(nèi)部自檢失效時(shí)，對所述主控模塊進(jìn)行復(fù)位；所述電壓監(jiān)視單元用于監(jiān)視所述電源模塊為所述主控模塊提供的工作電壓，并當(dāng)所述工作電壓高于或低所述主控模塊的額定工作電壓時(shí)，將所述電源模塊以及所述主控模塊復(fù)位。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述檢測模塊為傳感器。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述主控模塊為MCU且包括自檢電路。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述第一輸出模塊以及所述第二輸出模塊均包括輸出電路。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述執(zhí)行器為直流繼電器。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述信號分配模塊為多路分配器。

本發(fā)明提供的電池管理系統(tǒng)，由于同時(shí)設(shè)置有兩個(gè)單機(jī)模塊以及邏輯仲裁模塊，使得當(dāng)其中一個(gè)單機(jī)模塊失效或者異常時(shí)所述電池管理系統(tǒng)仍能正常工作。進(jìn)一步地，即使兩個(gè)單機(jī)模塊同時(shí)失效或者出現(xiàn)異常，所述邏輯仲裁模塊也能輸出正確的控制信號以保證所述電池管理系統(tǒng)的可靠性以及安全性。

【附圖說明】

圖1為本發(fā)明提供的電池管理系統(tǒng)的原理框圖。

圖2為圖1中單機(jī)模塊的原理框圖。

【具體實(shí)施方式】

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益技術(shù)效果更加清晰明白，以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，本說明書中描述的具體實(shí)施方式僅僅是為了解釋本發(fā)明，并不是為了限定本發(fā)明。

請參閱圖1，其為本發(fā)明提供的電池管理系統(tǒng)100的原理框圖。所述電池管理系統(tǒng)100包括信號分配模塊10、兩個(gè)單機(jī)模塊20、邏輯仲裁模塊30、第一輸出模塊40以及執(zhí)行器50。

所述信號分配模塊10用于接收外部信號并將接收到的外部信號進(jìn)行分配后分別傳輸至所述兩個(gè)單機(jī)模塊20，亦即，所述信號分配模塊10將所述外部信號進(jìn)行復(fù)制以得出兩路相同的外部信號并分別傳送至所述兩個(gè)單機(jī)模塊20。在本實(shí)施方式中，所述信號分配模塊10為多路分配器。所述外部信號為所述執(zhí)行器50輸出的反饋信號。

每個(gè)單機(jī)模塊20分別用于接收所述外部信號，并對所述外部信號進(jìn)行處理后輸出第一控制信號至所述邏輯仲裁模塊30。

所述邏輯仲裁模塊30用于對所述兩個(gè)單機(jī)模塊20輸出的第一控制信號進(jìn)行判斷，并輸出第二控制信號至所述第一輸出模塊40。

所述第一輸出模塊40用于將所述第二控制信號輸出至所述執(zhí)行器50，并驅(qū)動所述執(zhí)行器50工作。在本實(shí)施方式中，所述第一輸出模塊40包括輸出電路。

所述執(zhí)行器50用于接收所述第二控制信號以控制高壓系統(tǒng)斷開或者閉合。在本實(shí)施方式中，所述執(zhí)行器50為繼電器，具體地，所述執(zhí)行器50為直流繼電器?？梢岳斫?，在其他實(shí)施方式中，所述執(zhí)行器50也可以為接觸器以及其他可以控制高壓系統(tǒng)斷開以及閉合的元器件。

當(dāng)所述兩個(gè)單機(jī)模塊20均正常工作時(shí)，所述邏輯仲裁模塊30接收到的所述兩個(gè)單機(jī)模塊20輸出的第一控制信號相同，因此，所述邏輯仲裁模塊30輸出的所述第二控制信號與所述第一控制信號相同，此時(shí)，所述一個(gè)單機(jī)模塊20處于單機(jī)運(yùn)行模式，所述另一個(gè)單機(jī)模塊20處于單機(jī)熱備份模式。當(dāng)其中一個(gè)所述單機(jī)模塊20失效或者功能異常時(shí)，另一個(gè)所述單機(jī)模塊20即時(shí)投入運(yùn)行，此時(shí)，所述邏輯仲裁模塊30接收到的所述兩個(gè)單機(jī)模塊20輸出的所述第一控制信號并不相同，因此，所述邏輯仲裁模塊30輸出的所述第二控制信號與正常工作的所述單機(jī)模塊20輸出的所述第一控制信號相同。當(dāng)所述兩個(gè)單機(jī)模塊20同時(shí)失效或者功能異常時(shí)，所述邏輯仲裁模塊30輸出的所述第二控制信號與所述兩個(gè)單機(jī)模塊20輸出的所述第一控制信號均不相同，亦即，所述邏輯仲裁模塊30同時(shí)屏蔽所述兩個(gè)單機(jī)模塊20輸出的控制結(jié)果，并按照預(yù)設(shè)的故障情況輸出最終結(jié)果以保證所述電池管理系統(tǒng)100的安全運(yùn)行。

請?jiān)賲㈤唸D2，其為所述單機(jī)模塊20的原理框圖。具體地，所述每個(gè)單機(jī)模塊20均包括電源模塊21、檢測模塊22、主控模塊23、第二輸出模塊24、同步模塊25以及外部監(jiān)視模塊26。

所述電源模塊21用于為所述單機(jī)模塊20的正常工作提供工作電壓。

所述檢測模塊22用于對所述外部信號進(jìn)行檢測，并將所述外部信號輸出至所述主控模塊23。在本實(shí)施方式中，所述檢測模塊22為傳感器。

所述主控模塊23用于對所述外部信號進(jìn)行運(yùn)算以及判斷，并輸出控制信號至所述第二輸出模塊24。在本實(shí)施方式中，所述主控模塊23包括自檢電路，能夠檢測自身故障，進(jìn)而能夠保證所述電池管理系統(tǒng)100的安全運(yùn)行。具體地，所述主控模塊23為MCU(Microcontroller Unit，微控制單元)。

所述第二輸出模塊24用于將所述主控模塊23輸出的所述控制信號輸出至所述邏輯仲裁模塊30。具體地，所述第二輸出模塊24包括輸出電路。

所述同步模塊25用于將所述兩個(gè)單機(jī)模塊20進(jìn)行同步。具體地，所述兩個(gè)單機(jī)模塊20通過所述同步模塊25進(jìn)行上電同步以避免所述兩個(gè)單機(jī)模塊20因上電時(shí)間或上電時(shí)序不一致而導(dǎo)致的錯誤出現(xiàn)。進(jìn)一步地，所述兩個(gè)單機(jī)模塊20還通過所述同步模塊25交換信息并進(jìn)行互檢以進(jìn)一步保證兩個(gè)所述單機(jī)模塊20之間的信息同步性。在本實(shí)施方式中，所述同步模塊25為SPI(Serial Peripheral Interface，串行外設(shè)接口)總線。

所述外部監(jiān)視模塊26包括看門狗261以及電壓監(jiān)視單元262。其中，所述看門狗261用于對程序運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控，并當(dāng)出現(xiàn)程序跑飛且內(nèi)部自檢失效的情況時(shí)，對所述主控模塊23進(jìn)行復(fù)位；所述電壓監(jiān)視單元262用于監(jiān)視所述電源模塊21為所述主控模塊23提供的工作電壓，并當(dāng)所述工作電壓高于或低所述主控模塊23的額定工作電壓時(shí)，將所述電源模塊21以及所述主控模塊23復(fù)位以保證所述電池管理系統(tǒng)100的正確運(yùn)行，進(jìn)而能夠避免因所述主控模塊23的工作電壓而引起的運(yùn)算錯誤出現(xiàn)。

本發(fā)明所提供的電池管理系統(tǒng)100，由于同時(shí)設(shè)置有兩個(gè)單機(jī)模塊20以及邏輯仲裁模塊30，使得當(dāng)其中一個(gè)單機(jī)模塊20失效或者異常時(shí)所述電池管理系統(tǒng)100仍能正常工作。進(jìn)一步地，即使兩個(gè)單機(jī)模塊20同時(shí)失效或者出現(xiàn)異常，所述邏輯仲裁模塊30也能輸出正確的控制信號以保證所述電池管理系統(tǒng)100的可靠性以及安全性。

本發(fā)明并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所描述，因此對于熟悉領(lǐng)域的人員而言可容易地實(shí)現(xiàn)另外的優(yōu)點(diǎn)和修改，故在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念的精神和范圍的情況下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)、代表性的設(shè)備和這里示出與描述的圖示示例。