CN207984603U - 一种电池管理***的主控模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池管理***的主控模块，包括主处理器、CAN总线组件和继电器驱动组件；继电器驱动组件包括有分别与主正继电器、主负极电器和预充继电器相配合的高边驱动器和低边驱动器；主控模块还包括与主处理器相连的绝缘电阻检测电路、高压互锁检测电路和电源控制电路；电源控制电路包括电源主控单元、唤醒源输入接口组件和时钟信号单元；唤醒源输入接口组件、电源主控单元与和主处理器依次相连；并且，所述电源主控单元与时钟信号单元和主处理器依次相连。本实用新型继电器的驱动采用高、低边同时控制的方式，提高了整个电池管理***的稳定性和可靠性；并且能够进行唤醒源的识别，进一步识别到整车唤醒BMS具体对应的人机接口。

Description

一种电池管理***的主控模块

技术领域

本实用新型涉及电池管理技术领域，尤其涉及一种电池管理***的主控模块。

背景技术

新能源技术已经成为了当前汽车技术领域的重点研究方向，现有的电池管理***BMS控制高压继电器的方案如图1所示，对应地，主控模块的方案如图2所示，可以看出，现有的技术方案中，电池管理***的主控模块相对较为简陋，并没有考虑到整车使用环境及功能安全的使用要求，比如硬件的设计中，并未考虑到继电器的驱动需要采用高、低边同时控制的方式；并没有考虑到BMS的各种唤醒源的识别，在无法识别唤醒源的情况下，并无法识别到整车到唤醒BMS的是哪一个人机接口；并且，从现有的技术方案来看，也没有充分的预留出足够的存储设备。其中，原有的***中，绝缘电阻采集方案是做平衡桥方案来实现的，这就需要高、低压***之间能够有效的通过测量电路进行连接，而原有的***方案并没有考虑到。

本实用新型通过对BMU主板部分的架构进行优化，使得整个BMU处于核心地位的主控模块的功能得到更优化的设置，很好的实现了整个BMS的功能，从而对于控制整个电池管理的功能更具有实际操作意义。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电池管理***的主控模块，包括主处理器、CAN总线组件和继电器驱动组件；所述继电器驱动组件包括有分别与主正继电器、主负极电器和预充继电器相配合的高边驱动器和低边驱动器；

所述主控模块还包括与所述主处理器相连的绝缘电阻检测电路、高压互锁检测电路和电源控制电路；所述电源控制电路包括电源主控单元、唤醒源输入接口组件和时钟信号单元；所述唤醒源输入接口组件、电源主控单元与和主处理器依次相连；并且，所述电源主控单元与时钟信号单元和主处理器依次相连。

进一步地，所述高压互锁检测电路包括高压互锁控制检测电路和高压互锁状态回检电路；

所述高压互锁控制检测电路与高压负载所在的回路相连；所述高压互锁状态回检电路的一端与所述高压负载所在的回路相连，另一端与所述主处理器相连。

进一步地，所述主控模块还包括冷却管路温度检测器，所述冷却管路温度检测器包括冷却管路进水口温度检测器和冷却管路出水口温度检测器。

进一步地，所述主控模块还包括存储电路，所述存储电路包括FLASH存储器和EEPROM存储器。

进一步地，所述主控模块还包括处理器检测电路，所述处理器检测电路包括主处理检测器和主处理复位器。

进一步地，所述CAN总线组件包括整车CAN通信总线、私有CAN通信总线和快充CAN通信总线。

进一步地，所述电源主控单元与所述主处理器之间通过SPI串口通信线路和CAN串口通信线路相连。

进一步地，所述继电器驱动组件还包括多个继电器驱动供电电源。

进一步地，所述唤醒源输入接口组件包括ACC信号接口、IG1信号接口、IG2信号接口、TEM信号接口。

进一步地，所述电源主控单元外接有电压输出电路，所述电压输出电路包括多路供电电路和稳压器。

本实用新型提供的电池管理***的主控模块，其中，继电器的驱动采用高、低边同时控制的方式，提高了整个电池管理***的稳定性和可靠性。本实用新型的电源主控单元能够进行唤醒源的识别，并且能进一步识别到整车唤醒BMS具体对应的人机接口。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是现有的电池管理***的结构图；

图2是现有的电池管理***的主控模块的结构图；

图3实施例提供的所述电池管理***的主控模块的框架图；

图4是实施例提供的所述电池管理***的主控模块的拓扑架构图。

图中：主处理器1，CAN总线组件2，继电器驱动组件3，绝缘电阻检测电路4，高压互锁检测电路5，电源控制电路6，冷却管路温度检测器7，存储电路8，处理器检测电路9。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例：

本实施例提供了一种电池管理***的主控模块，如图3所示为主要结构框架图；包括主处理器1、CAN总线组件2和继电器驱动组件3。

所述继电器驱动组件3包括有分别与主正继电器、主负极电器和预充继电器相配合的高边驱动器和低边驱动器；具体地，如图4所示，主正继电器对应着主正继电器高边驱动、主正继电器低边驱动；主负继电器对应着主负极电器高边驱动、主负极电器低边驱动；预充继电器对应着预充继电器高边驱动、预充继电器低边驱动。其中，继电器驱动组件3部分属于主控模块中的输出部分，通过考虑将继电器的驱动采用高、低边同时控制的方式，提高了整个电池管理***的稳定性和可靠性。进一步地，所述继电器驱动组件3还包括多个继电器驱动供电电源，对应到图4中的两条继电器驱动供电电源线路。

所述主控模块还包括与所述主处理器1相连的绝缘电阻检测电路4、高压互锁检测电路5和电源控制电路6；其中，所述绝缘电阻检测电路4与电池管理***的高压模块相连，用于获取所述高压模块的绝缘值，根据获取的绝缘值与预设绝缘值进行比较，判断所述高压模组是否属于绝缘故障状态；在判断出属于绝缘故障状态的情况下，将对应的故障信息发送给所述主处理器1，通过所述主处理器1控制信息的输出，从而使驾驶员获知故障问题。

对于高压互锁检测电路5给与说明的是：

所述高压互锁检测电路5包括高压互锁控制检测电路和高压互锁状态回检电路；所述高压互锁控制检测电路与高压负载所在的回路相连；所述高压互锁状态回检电路的一端与所述高压负载所在的回路相连，另一端与所述主处理器1相连。

具体地过程为：所述高压互锁控制检测电路向所述高压负载所在的回路发送一个检测源信号，所述检测源信号在高压负载所在的回路传输得到回检信号，之后回检信号返回给所述高压互锁状态回检电路，所述高压互锁状态回检电路将回检信号传送给所述主处理器1，所述主处理器1根据对回检信号的分析判断出外部的充放电的高压回路是否为连接正常。

对于电源控制电路6给与说明的是：

所述电源控制电路6包括电源主控单元、唤醒源输入接口组件和时钟信号单元；所述唤醒源输入接口组件、电源主控单元与和主处理器1依次相连；并且，所述电源主控单元与时钟信号单元和主处理器1依次相连。

所述唤醒源输入接口组件具体包括ACC信号接口、IG1信号接口、IG2信号接口、TEM信号接口。其中，所述唤醒源输入接口组件为所述主控模块的人机接口输入部分，即低压电源的输入部分；可以对应到图4中，唤醒源信号包括ACC信号、IG1信号、IG2信号和TEM信号。在唤醒源信号过来时，整个BMS中的所有的模块都开始进入工作准备。

其中，时钟信号单元(图4中的实时时钟RTC)用于计时，他能够根据主处理器1设定的时钟信号(比如说什么时间开始计时或是计时多长时间)进行计时；在到达对应的时间后，唤醒源输入接口组件的接口会向电源主控单元输出触发信号(也就是唤醒源信号)，电源主控单元识别出哪一个唤醒源信号，之后，因电源主控单元和主处理器MCU之间通过SPI通讯，电源主控单元就把这个信息告诉给MCU；进而MCU就会获知是哪一个类型的信号输入进去了。

详细地，所述电源主控单元与所述主处理器1之间通过SPI串口通信线路和CAN串口通信线路相连。所述电源主控单元能够识别出传送过来的唤醒源信号，并检测出对应的外部人机接口，进而根据该唤醒源信号使BMS进入相应的工作模式。

进一步地，所述电源主控单元外接有电压输出电路，所述电压输出电路包括多路供电电路和稳压器。对应到图4中，多路输出的供电电路包括为模拟信号供电的5VD、为数字信号供电的5VA，以及用于为外部供电的3.3V。并且，还可以根据单片机的需要进行稳压获取一个特定的电压值，比如图4中，输出的3.3V电压连接有LDO低压差线性稳压器，之后输出1.2V电压值，为对应的单片机供电；也可以根据需要获取1.25V的电压值。

对CAN总线组件2给与说明的是：

所述CAN总线组件2包括整车CAN通信总线、私有CAN通信总线和快充CAN通信总线。其中，私有CAN通信总线为电池管理***BMS与整车控制器VCU单独通信的CAN通信，将BMS所有的内部信息通过私有CAN与整车控制器VCU单独通信；也就是说，考虑到BMS的所有信息都需要传送给VCU，总线的通信负载率较高的原因，这一路通信只涉及到整车控制器和电池管理***这两个点。

所述主控模块还能够进行进一步的优化，具体地：

所述主控模块还包括冷却管路温度检测器7，所述冷却管路温度检测器7包括冷却管路进水口温度检测器和冷却管路出水口温度检测器；通过对整个冷却热管理回路的进水口温度和出水口温度进行监控，很好的实现了整个***的有机运行。

所述主控模块还包括存储电路8，所述存储电路8包括FLASH存储器和EEPROM存储器，还可以包括其他外部存储设备，使得减轻所述主处理器1的负担。

所述主控模块还包括处理器检测电路9，所述处理器检测电路9包括主处理检测器和主处理复位器。比如图4中的看门狗电路，所述看门狗电路与主处理器1之间信息传输包括两路信号，喂狗信号和复位信号，用于检测所述主处理器1MCU内部的软件运行是否失效；具体地，MCU内部的软件需要定期地向看门狗电路喂狗，也就是定期的打招呼；若打招呼正常，则说明MCU内部的软件运行正常；若没有定期的定期的打招呼，则看门狗电路向所述主处理器1发送复位信号，使主处理器1MCU从头开始进行。通过处理器检测电路9进行内部软件运行的自动检测，且能够在软件运行失效的情况下自动复位重新开始运行，进而提升了主控模块的控制效率。

本实用新型提供的电池管理***的主控模块，其中，继电器的驱动采用高、低边同时控制的方式，提高了整个电池管理***的稳定性和可靠性。本实用新型的电源主控单元能够进行唤醒源的识别，并且能进一步识别到整车唤醒BMS具体对应的人机接口。本实用新型的主控模块预留出足够的存储资源进行数据的存储，进一步减轻了主处理器的负担。本实用新型的冷却管路温度检测器，通过对整个冷却热管理回路的进水口温度和出水口温度进行监控，很好的实现了整个***的有机运行。本实用新型通过处理器检测电路进行内部软件运行的自动检测，且能够在软件运行失效的情况下自动复位重新开始运行，进而提升了主控模块的控制效率。

本实用新型的主控模块的功能得到优化，很好的实现了整个BMS的功能，从而对于控制整个电池管理的功能更具有实际操作意义。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以使直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电池管理***的主控模块，包括主处理器(1)、CAN总线组件(2)和继电器驱动组件(3)；其特征在于，所述继电器驱动组件包括分别与主正继电器、主负极电器和预充继电器相配合的高边驱动器和低边驱动器；

所述主控模块还包括与所述主处理器相连的绝缘电阻检测电路(4)、高压互锁检测电路(5)和电源控制电路(6)；所述电源控制电路包括电源主控单元、唤醒源输入接口组件和时钟信号单元；所述唤醒源输入接口组件、电源主控单元与和主处理器依次电连接；并且，所述电源主控单元与时钟信号单元和主处理器依次电连接。

2.根据权利要求1所述的主控模块，其特征在于，所述高压互锁检测电路(5)包括高压互锁控制检测电路和高压互锁状态回检电路；

所述高压互锁控制检测电路与高压负载所在的回路相连；所述高压互锁状态回检电路的一端与所述高压负载所在的回路相连，另一端与所述主处理器相连。

3.根据权利要求1所述的主控模块，其特征在于，所述主控模块还包括冷却管路温度检测器(7)，所述冷却管路温度检测器(7)包括冷却管路进水口温度检测器和冷却管路出水口温度检测器。

4.根据权利要求1所述的主控模块，其特征在于，所述主控模块还包括存储电路(8)，所述存储电路(8)包括FLASH存储器和EEPROM存储器。

5.根据权利要求1所述的主控模块，其特征在于，所述主控模块还包括处理器检测电路(9)，所述处理器检测电路(9)包括主处理检测器和主处理复位器。

6.根据权利要求1所述的主控模块，其特征在于，所述CAN总线组件包括整车CAN通信总线、私有CAN通信总线和快充CAN通信总线。

7.根据权利要求1所述的主控模块，其特征在于，所述电源主控单元与所述主处理器之间通过SPI串口通信线路和CAN串口通信线路相连。

8.根据权利要求1所述的主控模块，其特征在于，所述继电器驱动组件还包括多个继电器驱动供电电源。

9.根据权利要求1所述的主控模块，其特征在于，所述唤醒源输入接口组件包括ACC信号接口、IG1信号接口、IG2信号接口、TEM信号接口。

10.根据权利要求1-9任一所述的主控模块，其特征在于，所述电源主控单元外接有电压输出电路，所述电压输出电路包括多路供电电路和稳压器。