CN113212247A - 一种动力电池包的管理***和新能源汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动力电池包的管理***和新能源汽车，包括：主控制器、N个从控制器、电源转换模块、驱动模块、监测模块、采集模块以及多个接触器；电源转换模块为主控制器的工作电压；各从控制器采集对应的电芯中各单体电池的状态信息，并将状态信息反馈至主控制器；主控制器控制驱动模块一一对应地驱动各接触器闭合或断开，并检测动力电池包的充电状态，控制监测模块对动力电池包的高压电压和绝缘电阻进行监测，通过采集模块采集动力电池包的运行状态，根据状态信息、充电状态、高压电压、绝缘电阻和运行状态，输出控制信号，以获取更加全面的状态信息，从而能够实现对动力电池包安全、精确的管理和控制，提高可靠性。

Description

一种动力电池包的管理***和新能源汽车

技术领域

本发明涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种动力电池包的管理***和新能源汽车。

背景技术

随着科技的不断发展，汽车的能源趋于多样化，逐渐出现了纯电动汽车和混合动力汽车等新能源汽车。为满足新能源汽车的动力需求，作为新能源汽车的主要能源之一的动力电池包一般包括多个电芯，每个电芯还包括多个电池单体。如此复杂重要的动力电池包需要专门的动力电池包管理***进行管理控制。现有的动力电池包的管理***所获取动力电池包的状态信息单一，缺乏对动力电池包的检测和管理，存在可靠性低、安全性低的问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种动力电池包的管理***和新能源汽车，可获取更加全面的状态信息，实现对动力电池包安全、精确的管理和控制，提高安全性和可靠性。

第一方面，本发明实施例提供了一种动力电池包的管理***，所述动力电池包包括N个电芯，每个所述电芯包括多个单体电池，所述动力电池包的管理***包括：主控制器、N个从控制器、电源转换模块、驱动模块、监测模块、采集模块以及多个接触器；其中，N为正整数；

所述电源转换模块分别与车载蓄电池和所述主控制器电连接；所述电源转换模块用于将所述车载蓄电池的供电电压转换为所述主控制器的工作电压，并提供至所述主控制器；

各所述从控制器的信号采集端与各所述电芯一一对应电连接；所述从控制器用于在所述主控制器的控制下采集对应的所述电芯中各所述单体电池的状态信息，控制对应的所述电芯中各所述单体电池的充放电状态，并将所述状态信息反馈至所述主控制器；

所述主控制器与所述驱动模块电连接；所述主控制器还用于控制所述驱动模块一一对应地驱动各所述接触器闭合或断开，并接收由所述接触器反馈的接触信号，以检测所述动力电池包的充电状态；

所述主控制器还与所述监测模块电连接；所述主控制器还用于控制所述监测模块对所述动力电池包的高压电压和绝缘电阻进行监测；

所述主控制器还与所述采集模块电连接；所述主控制器还用于通过所述采集模块采集所述动力电池包的运行状态；

所述主控制器用于根据各所述从控制器反馈的所述状态信息、所述动力电池包的所述充电状态、所述高压电压、所述绝缘电阻和所述运行状态，输出控制信号。

可选的，N个所述从控制器通过菊花链呈环路级联设置；其中，第一级从控制器的第一输入端与所述主控制器电连接；由所述第一级从控制器指向第N-1级从控制器的各级从控制器的第一输出端与其下一级从控制器的第一输入端电连接；第N级从控制器的第一输出端与其第二输入端电连接；由所述第N级从控制器指向第二级从控制器的各级从控制器的第二输出端与其下一级从控制器的第二输入端电连接；所述第一级从控制器的第二输出端与所述主控制器电连接；所述第一级从控制器用于在所述主控制器输出的电芯控制信号的控制下采集对应的所述电芯中各所述单体电池的状态信息，并将所采集的所述状态信息和所述电芯控制信号输出至其下一级所述从控制器；所述第一级从控制器与所述第N级从控制器之间的各级从控制器用于在所述电芯控制信号的控制下，采集对应的所述电芯中各所述单体电池的状态信息，并将所采集的所述状态信息、其上级从控制器的输出的状态信息以及所述电芯控制信号传输至其下一级从控制器；从所述第N级从控制器至所述第一级从控制器的各级从控制器还用于将各级所述从控制器所采集的所述状态信息依次级传至所述第一级从控制器，并由所述第一级从控制器输出至所述主控制器。

可选的，所述动力电池包的管理***还包括：时钟模块；所述时钟模块分别与所述主控制器和所述电源转换模块电连接；所述时钟模块用于在所述主控制器的控制下控制所述电源转换模块定期休眠或定期唤醒。

可选的，所述动力电池包的管理***还包括：智能开关和机械开关；所述智能开关的输入端与所述车载蓄电池，所述智能开关的输出端通过所述机械开关与所述驱动模块电连接，所述智能开关的控制端与所述主控制器电连接；所述智能开关用于在所述主控制器的控制下导通或断开，并在导通时将所述车载蓄电池的供电电压通过导通的所述机械开关传输至所述驱动模块，为所述驱动模块供电。

可选的，所述动力电池包的管理***还包括主继电器；所述主继电器的第一端与所述车载蓄电池电连接，所述主继电器的第二端分别与所述电源转换模块和所述智能开关电连接，所述主继电器的控制端与所述主控制器电连接；所述主继电器用于在所述主控制器的控制下闭合或断开。

可选的，所述驱动模块包括多个高边开关和多个低边开关；各所述高边开关与各所述接触器的电源端一一对应电连接，各所述低边开关与各所述接触器的接地端一一对应电连接；各所述高边开关的控制端和各所述低边开关的控制端均与所述主控制器电连接；所述主控制器用于分别控制各所述高边开关和各所述低边开关的闭合或断开，以驱动各所述接触器的闭合或断开。

可选的，所述监测模块包括电压监测单元和绝缘电阻监测单元；所述电压监测单元分别与所述动力电池包的正极端和负极端电连接；所述电压监测单元用于在所述主控制器的控制下采集所述正极母线和所述负极母线之间的所述高压电压；所述绝缘电阻监测单元与所述动力电池包的正极端和负极端电连接；所述绝缘电阻监测单元用于在所述主控制器的控制下采集所述正极母线对地的第一绝缘电阻和所述负极母线对地的第二绝缘电阻。

可选的，所述动力电池包的管理***还包括通信模块；所述通信模块分别与整车控制器和所述主控制器电连接；所述通信模块用于传输所述整车控制器与所述主控制器之间的通讯信息。

可选的，所述通信模块包括整车通信单元和充电通信单元；所述整车通信单元分别与所述整车控制器、所述主控制器和所述电源转换模块电连接；所述整车通信单元用于在所述整车控制器的控制下，将所述主控制器的所述控制信号传输至所述电源转换模块，以控制所述电源转换模块休眠或唤醒；所述充电通信单元与所述主控制器电连接；所述充电通信单元用于将充电确认信号传输至所述主控制器。

第二方面，本发明实施例提供了一种新能源汽车，包括第一方面所述的动力电池包的管理***。

本发明实施例中通过各从控制器一一对应地采集各电芯内的各单体电池的状态信息并反馈至主控制器，且在主控制器控制驱动模块一一对应驱动各接触器时，主控制器接收各接触器反馈的接触信号检测动力电池包的充电状态；同时，主控制器还控制监测模块监测动力电池包的高压电压和绝缘电阻，以及控制采集模块采集动力电池包的运行状态，使得主控制器能够根据接收到的状态信息、充电状态、高压电压、绝缘电阻和运行状态，输出各种控制信号，从而在获取更加全面的状态信息的前提下，对动力电池包进行安全、精确的管理和控制，提高动力电池包运行的安全性和可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种动力电池包的管理***的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种动力电池包的管理***的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种动力电池包的管理***的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种动力电池包的管理***的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的另一种动力电池包的管理***的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的一种绝缘电阻监测单元的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的一种新能源汽车的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1是本发明实施例提供的一种动力电池包的管理***的结构示意图，如图1所示，该动力电池包的管理***1包括主控制器10、N个从控制器20(第一级从控制器21、第二级从控制器22、……、第N级从控制器2n)、电源转换模块30、驱动模块40、监测模块50、采集模块60以及多个接触器70(接触器71、接触器72、……、接触器7p，其中，p为大于或等于2的自然数)；其中，N为正整数。

其中，电源转换模块30分别与车载蓄电池2和主控制器10电连接；电源转换模块30用于将车载蓄电池2的供电电压转换为主控制器10的工作电压，并提供至主控制器10。示例性的，电源转换模块30可以包括英飞凌集成电源芯片TLE7368-2E和各种分立电源单元，例如内部逻辑供电单元、驱动模块供电单元、传感器供电单元、隔离供电单元等。电源转换模块30与车载蓄电池2电连接，可以接收车载蓄电池2的12V的供电电压，并可以将该供电电压转换为主控制器10的3.3V和1.2V的工作电压，为主控制器10供电。另外，电源转换模块30还可以将12V的供电电压转换为5.5V的工作电压，为动力电池包的管理***1中的各上拉电阻、传感器或处理电路等供电。

动力电池包3可以包括N个电芯300(电芯301、电芯302、……、电芯30n)，每个电芯300包括多个单体电池(图1中未示出)，以满足新能源汽车的能源需求。N个从控制器20的信号采集端与N个电芯300一一对应电连接；从控制器20用于在主控制器10的控制下采集对应的电芯300中单体电池的状态信息，控制对应的电芯300中各单体电池的充放电状态，并将状态信息反馈至主控制器10。

具体的，单体电池的状态信息可以包括单体电池的电量信息、温度信息等。N个从控制器20可以分别为第一级从控制器21、第二级从控制器22、……、第N级从控制器2n；其中，第一级从控制器21与电芯301电连接，第一级从控制器21获取电芯301中各单体电池的当前电量和温度信息，并调节控制所有单体电池的电量保持均衡，在某个单体电池的电量较高时，可以为该单体电池放电，在某一单体电池的电量较低时，还可以为该单体电池充电，即第一级从控制器21可以管理控制对应的电芯301的电量均衡；同样的，第二级从控制器22与电芯302电连接，第二级从控制器22获取电芯302中各单体电池的当前电量和温度信息，并调节控制所有单体电池的电量保持均衡，在某个单体电池的电量较高时，可以为该单体电池放电，在某一单体电池的电量较低时，还可以为该单体电池充电，即第二级从控制器22可以管理控制对应的电芯302的电量均衡；以此类推，第N级从控制器2n与电芯30n电连接，第N级从控制器2n获取电芯30n中各单体电池的当前电量和温度信息，并调节控制所有单体电池的电量保持均衡，在某个单体电池的电量较高时，可以为该单体电池放电，在某一单体电池的电量较低时，还可以为该单体电池充电，即第N级从控制器2n可以管理控制对应的电芯30n的电量均衡。相应的，N个从控制器20均可由主控制器10管理控制，也就是说，各从控制器(21、22、……、2n)可以接收主控制器10的控制信号，在控制信号的控制下采集对应的电芯300的状态信息，再反馈至主控制器10，还可以在主控制器10的控制下控制对应的电芯300的电量均衡。

此外，主控制器10还分别与驱动模块40、监测模块50和采集模块60电连接；主控制器10控制驱动模块40一一对应地驱动各接触器70闭合或断开，并接收由接触器70反馈的接触信号，以检测动力电池包3的充电状态；主控制器10还能够控制监测模块50对动力电池包3的高压电压和绝缘电阻进行监测；主控制器10还通过采集模块60采集动力电池包3的运行状态；如此，主控制器10能够根据各从控制器20反馈的状态信息、动力电池包3的充电状态、高压电压、绝缘电阻和运行状态，输出控制信号。

具体的，动力电池包3的充电状态可以包括快充状态、预充状态和慢充状态；当驱动模块40可分别与各接触器(71、72、……、7p)电连接时，驱动模块40能够在主控制器10的控制下，分别驱动不同的接触器(71、72、……、7p)闭合或断开，使得相应的接触器(例如接触器71和接触器72)形成的闭合回路会反馈不同的接触信号至主控制器10，主控制器10根据不同的接触信号，判断动力电池包3当前的充电状态是否与充电确认处的充电模式一致。例如，充电确认处的充电模式为慢充模式，但主控制器10根据接触器71和接触器72反馈的接触信号检测到动力电池包3的当前充电状态为快充，则可判断动力电池包3的充电状态异常，进而可进行报警和故障排查。同时，监测模块50可分别与动力电池包3的正极母线端和负极母线端电连接，监测模块50在主控制器10的控制信号下对动力电池包3的高压电压和绝缘电阻进行实时采集和检测，并将监测结果反馈至主控制器10。相应的，动力电池包3的运行状态可以包括各种模拟量信号、各种开关量信号和各种频率量信号。示例性的，模拟量信号可以包括动力电池包3的进水口和出水口的温度信号、动力电池包3的母线电流信号等，开关量信号可以包括交流充电的确认信号、互锁信号等，频率量信号可以包括安全气囊碰撞信号和风扇信号等；此时，采集模块60可与各种传感器电连接，采集模块60通过各种传感器获取动力电池包3当前的运行状态，并由主控制器10接收，以使主控制器10确认动力电池包3是否处于正常的运行状态。

可以理解的是，在本发明实施例中，主控制器10可以为任何具有管理控制功能的微型计算机，如单片机，优选的，本发明实施例提供的主控制器10采用恩智浦公司的32位单片机SPC5642AF2MLU1，该单片机的引脚资源丰富，在满足控制需求的同时还可降低成本。主控制器10可以向各从控制器20发送控制信号，以使各从控制器20采集对应的电芯300的状态信息，并根据状态信息控制从控制器20对对应的电芯300的各单体电池进行充放电，以使所有单体电池的电量保持均衡；主控制器10还可以向驱动模块40发送控制信号，以使驱动模块40控制各接触器70的闭合和断开，并接收接触器70反馈的接触信号，以检测动力电池包3的当前充电状态是否正常；主控制器10还可以向监测模块50发送控制信号，以使监测模块50对动力电池包3的高压电压和绝缘电阻进行实时检测；主控制器10还可以通过采集模块60获取各种模拟量信号、开关量信号和频率量信号，以判断动力电池包30当前的运行状态是否正常；另外，主控制器10还可以根据各个模块反馈的信息，包括单体电池的状态信息、接触器70的接触信息、监测模块50的高压电压和绝缘电阻，以及采集模块60采集的运行状态，对各种控制信号进行调整，以实现对动力电池包3安全精准的控制。

需要说明的是，本发明实施例中，主控制器10、N个从控制器20、电源转换模块30、驱动模块40、监测模块50、以及采集模块60可以集成于同一电路板1’，即在同一电路板1’上集成了动力电池包的管理***1的各种功能模块，提供的硬件电路更加完整，可靠性更高，而且减少电路板和接口数量，节省空间和成本。此时，各接触器70可设置于电路板1’外。

本发明实施例提供的动力电池包的管理***，集成了主控制器、多个从控制器、电源转换模块、驱动模块、监测模块和采集模块，在节省空间降低成本的同时，还可获取更加全面的状态信息，实现对动力电池包安全、精确的管理和控制，提高安全性和可靠性。

可选的，图2是本发明实施例提供的另一种动力电池包的管理***的结构示意图，如图2所示，N个从控制器20通过菊花链呈环路级联设置；其中，第一级从控制器21的第一输入端与主控制器10电连接；由第一级从控制器21指向第N-1级从控制器2n-1的各级从控制器的第一输出端与其下一级从控制器的第一输入端电连接；第N级从控制器2n的第一输出端与其第二输入端电连接；由第N级从控制器2n指向第二级从控制器22的各级从控制器的第二输出端与其下一级从控制器的第二输入端电连接；第一级从控制器21的第二输出端与主控制器10电连接；第一级从控制器21用于在主控制器10输出的电芯控制信号的控制下采集对应的电芯301中各单体电池的状态信息，并将所采集的状态信息和电芯控制信号输出至其下一级从控制器；第一级从控制器21与第N级从控制器2n之间的各级从控制器用于在电芯控制信号的控制下，采集对应的电芯300中各单体电池的状态信息，并将所采集的状态信息、其上级从控制器的输出的状态信息以及电芯控制信号传输至其下一级从控制器；从第N级从控制器2n至第一级从控制器21的各级从控制器还用于将各级从控制器所采集的状态信息依次级传至第一级从控制器21，并由第一级从控制器21输出至主控制器10。

具体的，当N个从控制器20以菊花链的方式级联时，第一级从控制器21的第一输入端与主控制器10电连接，可以接收主控制器10的电芯控制信号；第一级从控制器21的第一输出端与第二级从控制器22的第一输入端电连接，第一级从控制器21将电芯控制信号和电芯301中各单体电池的状态信息传输至第二级从控制器22；第二级从控制器22的第一输出端与第三级从控制器23的第一输入端电连接，第二级从控制器22将电芯控制信号、电芯301中各单体电池的状态信息和电芯302中各单体电池的状态信息传输至第三级从控制器23；以此类推，第N-1级从控制器2n-1的第一输出端与第N级从控制器2n的第一输入端电连接，第N-1级从控制器2n-1将电芯控制信号、电芯301中各单体电池的状态信息、电芯302中各单体电池的状态信息、电芯303中各单体电池的状态信息、……、以及电芯30n-1中各单体电池的状态信息一并传输至第N级从控制器2n；第N级从控制器2n的第一输出端与其自身的第二输入端电连接，第N级从控制器2n的第二输出端与第N-1级从控制器2n-1的第二输入端电连接，第N级从控制器2n将电芯301中各单体电池的状态信息、电芯302中各单体电池的状态信息、电芯303中各单体电池的状态信息、……、电芯30n-1中各单体电池的状态信息、以及电芯30n中各单体电池的状态信息再传输至第N-1级从控制器2n-1；依次级传……；第二级从控制器22的第二输出端与第一级从控制器21的第二输入端电连接，将电芯301中各单体电池的状态信息、电芯302中各单体电池的状态信息、电芯303中各单体电池的状态信息、……、电芯30n-1中各单体电池的状态信息、以及电芯30n中各单体电池的状态信息传输至第一极从控制器21；第一级从控制器21的第二输出端与主控制器10电连接，将电芯301中各单体电池的状态信息、电芯302中各单体电池的状态信息、电芯303中各单体电池的状态信息、……、电芯30n-1中各单体电池的状态信息、以及电芯30n中各单体电池的状态信息传输至主控制器10，以使主控制器10对各状态信息进行分析和处理。优选的，本发明实施例中的各从控制器20可以采用美信公司的MAX17823芯片，可以对对应的电芯300中的各单体电池的电量状态采集、电量均衡、温度检测，以及故障报警等。

继续参考图2，该动力电池包的管理***1还可以包括数据转化芯片11；数据转化芯片11分别与主控制器10和第一级从控制器21电连接。数据转化芯片11可以采用美信公司的MAX17841芯片，各从控制器20之间采用UART通信，主控制器10采用SPI通信，数据转化芯片11用于实现SPI协议和UART协议的相互转化，即实现主控制器10和第一级从控制器21之间的通信。

可选的，在数据转化芯片11和第一级从控制器21之间还可以设置隔离电路(图2中未示出)，隔离电路可以采用TDK公司的VMT35DR_X01S1P2隔离变压器，抗干扰能力强、漏电流小，可提高可靠性。

可选的，图3是本发明实施例提供的另一种动力电池包的管理***的结构示意图，如图3所示，该动力电池包的管理***1还可以包括：时钟模块80；时钟模块80分别与主控制器10和电源转换模块30电连接；时钟模块80用于在主控制器10的控制下控制电源转换模块30定期休眠或定期唤醒。

示例性的，时钟模块80可以为实时时钟。主控制器10可以控制时钟模块80的启动时间，以使时钟模块80定期唤醒电源转换模块30，以便电源转换模块30为该动力电池包的管理***1的其他模块供电，更新数据，示例性的，主控制器10可以设置时钟模块80每隔3天或一周唤醒一次电源转换模块30，以为各模块供电，主控制器10可以对动力电池包3的状态，以及各模块的状态进行数据更新，或查看是否出现故障。

可选的，继续参考图3，该动力电池包的管理***1还可以包括：智能开关90和机械开关91；智能开关90的输入端与车载蓄电池2，智能开关90的输出端通过机械开关91与驱动模块40电连接，智能开关90的控制端与主控制器10电连接；智能开关90用于在主控制器10的控制下导通或断开，并在导通时将车载蓄电池2的供电电压通过导通的机械开关91传输至驱动模块40，为驱动模块40供电。

具体的，智能开关90可以设置于电路板1’内，由主控制器10控制其导通或断开；机械开关91可以设置于电路板1’外，可以人为实现其导通或断开，机械开关91可以采用低压维修开关。驱动模块40的供电直接来自于车载蓄电池2，动力电池包的管理***1上其他模块的供电来自于电源转换模块30，也就是说，动力电池包的管理***1上其他模块的供电与驱动模块40的供电是隔离开的，驱动模块40的供电电路的导通或断开由两个开关控制，即智能开关90和机械开关91。可以理解的是，机械开关91可以设置为常闭开关，驱动模块40的供电通断由主控制器10通过智能开关90控制，但在动力电池包的管理***1出现故障时，工作人员也可以通过电路板1’外的机械开关91实现驱动模块40的供电电路的关断。

可选的，继续参考图3，该动力电池包的管理***1还可以包括主继电器92；主继电器92的第一端与车载蓄电池2电连接，主继电器92的第二端分别与电源转换模块30和智能开关90电连接，主继电器92的控制端与主控制器10电连接；主继电器92用于在主控制器10的控制下闭合或断开。

具体的，主继电器92可以设置于车载蓄电池2和动力电池包的管理***1的供电回路之间，可以由主控制器10控制。在主控制器10的控制下，主继电器92闭合，车载蓄电池2的供电电压分别传输至电源转换模块30和智能开关90。

可选的，图4是本发明实施例提供的另一种动力电池包的管理***的结构示意图，如图4所示，驱动模块40包括多个高边开关41(高边开关411、高边开关412、高边开关413、……、高边开关41p)和多个低边开关42(低边开关421、低边开关422、低边开关423、……、低边开关42p)；各高边开关(411、412、413、……、41p)与各接触器(71、72、73、……、7p)的电源端一一对应电连接，各低边开关(421、422、423、……、42p)与各接触器(71、72、73、……、7p)的接地端一一对应电连接；各高边开关(411、412、413、……、41p)的控制端和各低边开关(421、422、423、……、42p)的控制端均与主控制器10电连接；主控制器10用于分别控制各高边开关(411、412、413、……、41p)和各低边开关(421、422、423、……、42p)的闭合或断开，以驱动各接触器(71、72、73、……、7p)的闭合或断开。

示例性的，各接触器(71、72、……、7p)可以是具有线圈和触点的开关器件。接触器71的线圈的电源端与高边开关411电连接，接触器71的线圈的接地端与低边开关421电连接，高边开关411和低边开关421的导通或断开均由主控制器10控制；在接触器72的线圈的电源端可以设置高边开关412，在接触器72的线圈的接地端可以设置低边开关422，高边开关412和低边开关422的导通或断开均由主控制器10控制；接触器73的线圈的电源端与高边开关413电连接，接触器73的线圈的接地端与低边开关423电连接，高边开关413和低边开关423的导通或断开均由主控制器10控制；……；在接触器7p的线圈的电源端可以设置高边开关41p，在接触器7p的线圈的接地端可以设置低边开关42p，高边开关41p和低边开关42p的导通或断开均由主控制器10控制。主控制器10发送控制信号至与各接触器70对应的高边开关41和低边开关42，在接触器70对应的高边开关41和低边开关42均闭合的状态下，该接触器70才闭合，进一步提高安全性和精确性。

示例性的，图5是本发明实施例提供的另一种动力电池包的管理***的结构示意图，参考图5，多个接触器70可以包括主正接触器71、主负接触器72、快充正接触器73、快充负接触器74和预充接触器75；主正接触器71和快充正接触器73并联连接于动力电池包3的正极端和第一电阻R1的第一端之间；主负接触器72和快充负接触器74并联连接于动力电池包3的负极端和第三电阻R3之间；预充接触器75和预充电阻R串联形成预充支路，预充支路并联连接于动力电池包3的正极端和第一电阻R1的第一端之间；第二电阻R2的第一端与第一电阻R1的第二端电连接，第二电阻R2的第二端与第三电阻R3的第一端电连接；处理电路76电连接于第二电阻R2的第一端和第二端之间，且与主控制器10电连接，用于采集第二电阻R2的电压，并传输至主控制器10。参考图4和图5，主控制器10根据不同的充电模式，例如快充模式和慢充模式，通过向驱动模块40发送不同的控制信号，以使驱动模块40一一对应地驱动各接触器70，示例性的，在快充模式下驱动快充正接触器73和快充负接触器74同时闭合，或在慢充模式下驱动主正接触器71和主负接触器72同时闭合；与此同时，在对应接触器70闭合的状态下，处理电路76采集第二电阻R2的分压，主控制器10根据第二电阻R2的分压来判断当前动力电池包3的充电状态是否正常。需要说明的是，在慢充模式下，主控制器10可以先控制预充接触器75和主负接触器72闭合，随后再控制主正接触器71闭合，预充接触器75断开，进而起到保护后级电路的作用，预防在充电瞬间过大电流损坏后级器件。

可选的，继续参考图3，监测模块50可以包括电压监测单元51和绝缘电阻监测单元52；电压监测单元51分别与动力电池包3的正极端和负极端电连接；电压监测单元51用于在主控制器10的控制下采集正极母线和负极母线之间的高压电压；绝缘电阻监测单元52与动力电池包3的正极端和负极端电连接；绝缘电阻监测单元52用于在主控制器10的控制下采集正极母线对地的第一绝缘电阻和负极母线对地的第二绝缘电阻。

具体的，动力电池包的管理***1可以对动力电池包3的高压电压和绝缘电阻进行监测，电压检测单元51通过采集动力电池包3的正极端和负极端两端的电压，可以得知动力电池包3的当前的总电量信息，并传输至主控制器10；绝缘电阻监测单元52通过与动力电池包3的正极端和负极端电连接，可以采集正极端对地的第一绝缘电阻和负极端对地的第二绝缘电阻的电阻，并传输至主控制器10。

示例性的，图6是本发明实施例提供的一种绝缘电阻监测单元的结构示意图，参考图6，本发明实施例采用桥式检测的方法，第一绝缘电阻Rp的第一端与动力电池包3的正极端电连接，第二绝缘电阻Rn的第一端与动力电池包3的负极端电连接，第一绝缘电阻Rp的第二端和第二绝缘电阻Rn的第二端均与接地端电连接。在开关K1、开关K2均闭合，开关K1闭合、开关K2断开，以及开关K1断开、开关K2闭合三种情况下，运算放大器F1读取第一节点P1的电压，运算放大器F2读取第二节点P2的电压，并传输至主控制器10，主控制器计算出第一绝缘电阻Rp的电阻值和第二绝缘电阻Rn的电阻值，取两者中的较小值为动力电池包3的绝缘电阻。

可选的，继续参考图3，该动力电池包的管理***1还可以包括通信模块100；通信模块100分别与整车控制器4和主控制器10电连接；通信模块100用于传输整车控制器4与主控制器10之间的通讯信息。

其中，通信模块100可以包括整车通信单元101和充电通信单元102；整车通信单元101分别与整车控制器4、主控制器10和电源转换模块30电连接；整车通信单元101用于在整车控制器4的控制下，将主控制器10的控制信号传输至电源转换模块30，以控制电源转换模块30休眠或唤醒；充电通信单元102与主控制器10电连接；充电通信单元102用于将充电确认信号传输至主控制器10。

具体的，整车通信单元101可以接收整车控制器4的整车控制信号，并传输至主控制器10，主控制器10根据整车控制信号实现对动力电池包3的管理***1的控制，其中，可以对整车通信单元101发送报文，使得整车通信单元101根据报文信息唤醒或休眠电源转换模块30。充电通信单元102可以接收充电桩的充电确认信号，包括充电模式，如快充模式或慢充模式，并传输至主控制器10，主控制器10根据不同的充电确认信号控制驱动模块40驱动不同的接触器70闭合，并接收接触器70反馈的接触信号，进一步判断动力电池包3的当前的充电状态是否与充电确认信号的充电模式一致。

可选的，通信模块100还可以包括子网通信单元103，子网通信单元103在主控制器10的控制下可以获取动力电池包3的运行状态，即在从控制器20出现故障的情况下，主控制器10可以通过子网通信单元103实现对动力电池包3的管理和控制，提高冗余度。

本发明实施例在动力电池包的管理***中集成了主控制器、N个从控制器、电源转换模块、驱动模块、监测模块、采集模块、多个接触器和通信模块；电源转换模块将车载蓄电池的供电电压转换为主控制器的工作电压为主控制器供电；通过主控制器控制各从控制器一一对应地采集各电芯内的各单体电池的状态信息并反馈至主控制器，控制驱动模块一一对应驱动各接触器可检测动力电池包的充电状态，控制监测模块可监测动力电池包的高压电压和绝缘电阻，控制采集模块可采集动力电池包的运行状态，控制通信模块可实现与整车控制器之间的通信，使得主控制器能够根据接收到的状态信息、充电状态、高压电压、绝缘电阻和运行状态，输出各种控制信号，从而在获取更加全面的状态信息的前提下，对动力电池包进行安全、精确的管理和控制，提高动力电池包运行的安全性和可靠性。

基于同样的发明构思，本发明实施例还提供了一种新能源汽车。图7是本发明实施例提供的一种新能源汽车的结构框图，如图7所示，该新能源汽车0包括上述任一实施例所述的动力电池包的管理***1。

本发明实施例提供的新能源汽车，通过在动力电池包的管理***集成主控制器、N个从控制器、电源转换模块、驱动模块、监测模块、采集模块、多个接触器和通信模块等各种功能模块，可获取更加全面的状态信息，实现对动力电池包安全、精确的管理和控制，提高安全性和可靠性。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种动力电池包的管理***，所述动力电池包包括N个电芯，每个所述电芯包括多个单体电池，其特征在于，包括：主控制器、N个从控制器、电源转换模块、驱动模块、监测模块、采集模块以及多个接触器；其中，N为正整数；

所述电源转换模块分别与车载蓄电池和所述主控制器电连接；所述电源转换模块用于将所述车载蓄电池的供电电压转换为所述主控制器的工作电压，并提供至所述主控制器；

各所述从控制器的信号采集端与各所述电芯一一对应电连接；所述从控制器用于在所述主控制器的控制下采集对应的所述电芯中各所述单体电池的状态信息，控制对应的所述电芯中各所述单体电池的充放电状态，并将所述状态信息反馈至所述主控制器；

所述主控制器与所述驱动模块电连接；所述主控制器还用于控制所述驱动模块一一对应地驱动各所述接触器闭合或断开，并接收由所述接触器反馈的接触信号，以检测所述动力电池包的充电状态；

所述主控制器还与所述监测模块电连接；所述主控制器还用于控制所述监测模块对所述动力电池包的高压电压和绝缘电阻进行监测；

所述主控制器还与所述采集模块电连接；所述主控制器还用于通过所述采集模块采集所述动力电池包的运行状态；

所述主控制器用于根据各所述从控制器反馈的所述状态信息、所述动力电池包的所述充电状态、所述高压电压、所述绝缘电阻和所述运行状态，输出控制信号。

2.根据权利要求1所述的动力电池包的管理***，其特征在于，N个所述从控制器通过菊花链呈环路级联设置；

其中，第一级从控制器的第一输入端与所述主控制器电连接；由所述第一级从控制器指向第N-1级从控制器的各级从控制器的第一输出端与其下一级从控制器的第一输入端电连接；第N级从控制器的第一输出端与其第二输入端电连接；由所述第N级从控制器指向第二级从控制器的各级从控制器的第二输出端与其下一级从控制器的第二输入端电连接；所述第一级从控制器的第二输出端与所述主控制器电连接；

所述第一级从控制器用于在所述主控制器输出的电芯控制信号的控制下采集对应的所述电芯中各所述单体电池的状态信息，并将所采集的所述状态信息和所述电芯控制信号输出至其下一级所述从控制器；

所述第一级从控制器与所述第N级从控制器之间的各级从控制器用于在所述电芯控制信号的控制下，采集对应的所述电芯中各所述单体电池的状态信息，并将所采集的所述状态信息、其上级从控制器的输出的状态信息以及所述电芯控制信号传输至其下一级从控制器；

从所述第N级从控制器至所述第一级从控制器的各级从控制器还用于将各级所述从控制器所采集的所述状态信息依次级传至所述第一级从控制器，并由所述第一级从控制器输出至所述主控制器。

3.根据权利要求1所述的动力电池包的管理***，其特征在于，还包括：时钟模块；

所述时钟模块分别与所述主控制器和所述电源转换模块电连接；所述时钟模块用于在所述主控制器的控制下控制所述电源转换模块定期休眠或定期唤醒。

4.根据权利要求1所述的动力电池包的管理***，其特征在于，还包括：智能开关和机械开关；

所述智能开关的输入端与所述车载蓄电池，所述智能开关的输出端通过所述机械开关与所述驱动模块电连接，所述智能开关的控制端与所述主控制器电连接；所述智能开关用于在所述主控制器的控制下导通或断开，并在导通时将所述车载蓄电池的供电电压通过导通的所述机械开关传输至所述驱动模块，为所述驱动模块供电。

5.根据权利要求4所述的动力电池包的管理***，其特征在于，还包括主继电器；

所述主继电器的第一端与所述车载蓄电池电连接，所述主继电器的第二端分别与所述电源转换模块和所述智能开关电连接，所述主继电器的控制端与所述主控制器电连接；所述主继电器用于在所述主控制器的控制下闭合或断开。

6.根据权利要求4所述的动力电池包的管理***，其特征在于，所述驱动模块包括多个高边开关和多个低边开关；

各所述高边开关与各所述接触器的电源端一一对应电连接，各所述低边开关与各所述接触器的接地端一一对应电连接；各所述高边开关的控制端和各所述低边开关的控制端均与所述主控制器电连接；所述主控制器用于分别控制各所述高边开关和各所述低边开关的闭合或断开，以驱动各所述接触器的闭合或断开。

7.根据权利要求1所述的动力电池包的管理***，其特征在于，所述监测模块包括电压监测单元和绝缘电阻监测单元；

所述电压监测单元分别与所述动力电池包的正极端和负极端电连接；所述电压监测单元用于在所述主控制器的控制下采集所述正极母线和所述负极母线之间的所述高压电压；

所述绝缘电阻监测单元与所述动力电池包的正极端和负极端电连接；所述绝缘电阻监测单元用于在所述主控制器的控制下采集所述正极母线对地的第一绝缘电阻和所述负极母线对地的第二绝缘电阻。

8.根据权利要求1～7任一项所述的动力电池包的管理***，其特征在于，还包括通信模块；

所述通信模块分别与整车控制器和所述主控制器电连接；所述通信模块用于传输所述整车控制器与所述主控制器之间的通讯信息。

9.根据权利要求8所述的动力电池包的管理***，其特征在于，所述通信模块包括整车通信单元和充电通信单元；

所述整车通信单元分别与所述整车控制器、所述主控制器和所述电源转换模块电连接；所述整车通信单元用于在所述整车控制器的控制下，将所述主控制器的所述控制信号传输至所述电源转换模块，以控制所述电源转换模块休眠或唤醒；

所述充电通信单元与所述主控制器电连接；所述充电通信单元用于将充电确认信号传输至所述主控制器。

10.一种新能源汽车，其特征在于，包括权利要求1～9任一项所述的动力电池包的管理***。

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