一種分布式電池管理系統(tǒng)的低壓管理系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種分布式電池管理系統(tǒng)的低壓管理系統(tǒng)，包括一主控單元、多個受控于主控單元的從控單元，還包括一組電源線路，該電源線路將主控單元和多個從控單元并聯(lián)連接于整車控制器的電源輸出端，所述電源線路設(shè)有一個主節(jié)點和多個分節(jié)點，所述主節(jié)點與所述主控單元連接用以直接為主控單元提供電源，所述分節(jié)點的任一個均單獨連接一從控單元，用以同時直接為從控單元提供電源；本發(fā)明解決了電動汽車分布式電池管理系統(tǒng)與整車控制器低壓上電與下電同步性，同時解決分布式電池管理系統(tǒng)內(nèi)部各個節(jié)點的低壓電源上電與下電的同步性。
【專利說明】一種分布式電池管理系統(tǒng)的低壓管理系統(tǒng)和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池管理領(lǐng)域，特別涉及一種分布式電池管理系統(tǒng)的低壓管理系統(tǒng)和方法。

【背景技術(shù)】
[0002]一般來說，現(xiàn)有的分布式電池管理系統(tǒng)的低壓連接及上電及下電管理都是采用系統(tǒng)的各個分節(jié)點的工作電源由主節(jié)點提供，主節(jié)點低壓下電后，分節(jié)點同時下電，這樣的接法存在以下不足:所有的分節(jié)點消耗的工作電流都要經(jīng)過主節(jié)點，這樣有可能會導致主節(jié)點電流過載，且由于不同的應用設(shè)計，系統(tǒng)的分節(jié)點數(shù)量不一致，在設(shè)計上難以確定主節(jié)點的電流過載參數(shù)；各個分節(jié)點的電源完全由主節(jié)點控制，無法實現(xiàn)自身的低壓電源管理，如分節(jié)點需要在低壓下電前保存必要的數(shù)據(jù)，關(guān)閉一些器件等。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的技術(shù)問題是，提供一種分布式電池管理系統(tǒng)的低壓管理系統(tǒng)及其管理方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種分布式電池管理系統(tǒng)的低壓管理系統(tǒng)，包括一主控單元、多個受控于主控單元的從控單元，還包括一組電源線路，該電源線路將主控單元和多個從控單元并聯(lián)連接于整車控制器的電源輸出端，所述電源線路設(shè)有一個主節(jié)點和多個分節(jié)點，所述主節(jié)點與所述主控單元連接用以直接為主控單元提供電源，所述分節(jié)點的任一個均單獨連接一從控單元，用以同時直接為從控單元提供電源。
[0005]所述主控單元還通過CAN總線與所述整車控制器連接，用以接收整車控制器是否允許低壓下電的信號；同時通過另一路CAN總線與所述從控單元連接，用以指示從控單元是否低壓下電。
[0006]所述整車控制器為所述主控單元和從控單元分別提供激活信號。
[0007]所述主控單元和從控單元內(nèi)均設(shè)有自保持電路，用以在激活信號消失后維持主控單元和從控單元的工作。
[0008]所述自保持電路包括一整車控制器的常電正極的輸入端，來自整車控制器的常電正極信號通過一濾波電路后輸入一電源轉(zhuǎn)換芯片，還包括一接收整車控制器提供的激活信號的信號端，所述信號端接收的激活信號通過一穩(wěn)壓濾波電路后輸出連接至電源轉(zhuǎn)換芯片的控制端，電源轉(zhuǎn)換芯片輸出端受控制端控制輸出穩(wěn)定直流電壓為主控單元或從控單元的(PU供電，主控單元或從控單元的CPU上電后通過I/O 口輸出保持信號，該信號經(jīng)處理后輸出至電源轉(zhuǎn)換芯片的控制端實現(xiàn)輸出保持。
[0009]一種使用如上所述的分布式電池管理系統(tǒng)的低壓管理系統(tǒng)進行管理的方法，包括如下步驟:
S1:檢測整車對電池管理系統(tǒng)的激活信號是否存在，如果存在則無論任何狀態(tài)，主控單元和從控單元都正常工作；
S2:當激活信號不存在時，則判斷整車控制器是否允許電池管理系統(tǒng)低壓下電時，是則進行下一步，否則主控單元通過CAN總線向從控單元發(fā)出不允許從控單元低壓下電的信號；
S3:判斷主控單元是否向從控單元發(fā)出允許低壓下電的信號，是則進行步驟S5，否則進行步驟S4;
S4:判斷是否在設(shè)定時間內(nèi)無主控單元的CAN總線信號，是則進行步驟S5，否則主控單元繼續(xù)通過CAN總線向從控單元發(fā)出不允許從控單元低壓下電的信號；
S5:從控單元延時一定時間，進行必要的數(shù)據(jù)保存和關(guān)閉必要的器件，并判斷在在這延時的時間內(nèi)主控單元是否通過CAN總線通信指示從控單元繼續(xù)保持低壓電或者整車提供的激活信號是否重新存在，是則從控單元繼續(xù)保持工作狀態(tài)，否則從控單元在延時后關(guān)閉自保持電路，從控單元低壓下電。
[0010]有益效果:
本發(fā)明解決了電動汽車分布式電池管理系統(tǒng)與整車控制器低壓上電與下電同步性，同時解決分布式電池管理系統(tǒng)內(nèi)部各個節(jié)點的低壓電源上電與下電的同步性，在此基礎(chǔ)上增加安全的冗余度，提高電動汽車的可靠性，提高電池管理系統(tǒng)各個節(jié)點低壓電源供電的安全性，各個節(jié)點可各自實現(xiàn)自身的電源管理同時，也能實現(xiàn)各節(jié)點電源管理的同步性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明分布式電池管理系統(tǒng)的低壓管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明中自保持電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明分布式電池管理系統(tǒng)的低壓管理方法的控制流程圖。

【具體實施方式】
[0012]如圖1所示，一種分布式電池管理系統(tǒng)的低壓管理系統(tǒng)，包括一主控單元、多個從控單元和整車控制器，還包括一組電源線路，所述整車控制器的低壓常電端與所述電源線路連接為主控單元和從控單元提供低壓常電，所述電源線路設(shè)有一個主節(jié)點和多個分節(jié)點，所述主節(jié)點與所述主控單元連接用以直接為主控單元提供電源，所述分節(jié)點的任一個均單獨連接一從控單元，用以同時直接為從控單元提供電源。所述主控單元還通過CAN總線一路與所述整車控制器連接，用以接收整車控制器是否需要低壓下電的信息，同時通過另一路與所述從控單元連接，用以指示從控單元是否進行低壓下電。所述整車控制器為所述主控單元和從控單元分別提供激活信號。
[0013]如圖2所示，所述主控單元和從控單元內(nèi)均設(shè)有自保持電路，用以在激活信號消失后維持主控單元和從控單元的工作；所述自保持電路包括一連接整車控制器低壓常電的常電正極的輸入端LINE+，一連接整車控制器激活信號發(fā)送端并接收整車控制器提供的激活信號的信號端K15，一允許輸出給主控單元或從控單元的CPU (以下簡稱CPU)工作電源的控制端EN、一工作電源端VCC、連接于CPU并受CPU輸出控制的保持信號端CON以及電源轉(zhuǎn)換芯片U20。
[0014]自保持電路工作時，輸入端LINE+連接于整車控制器的低壓常電端，信號端K15連接于整車控制器的激活信號提供端，保持信號端CON連接于CPU的I/O端口，工作電源端VCC連接于CPU的電源輸入端。當信號端K15接入高電平時，即整車控制器提供了激活信號，通過由二極管D21、雙穩(wěn)壓二極管D26、電容Cl20和電阻R147組成的穩(wěn)壓濾波電路后控制端EN得到高電平，從而電源轉(zhuǎn)換芯片U20輸出5V的電壓給CPU工作，同時CPU將CON引腳輸出5V，保持高電平，當激活信號消失后，由于CPU輸出保持信號端CON保持高電平，經(jīng)過由電阻R142、R143、三極管T10、二極管D25、電阻R145、R146、電容C122組成的放大濾波電路后控制端EN也是高電平，電源轉(zhuǎn)換芯片U20也輸出工作電源給CPU供電，就實現(xiàn)自身的供電保持，不依懶外部的激活信號實現(xiàn)輸出保持，當CPU想自身下電時，關(guān)閉工作電源輸出，輸出端就為低電平，電源轉(zhuǎn)換芯片就關(guān)閉了輸出，從而系統(tǒng)下電。
[0015]本發(fā)明解決了電動汽車分布式電池管理系統(tǒng)與整車控制器低壓上電與下電同步性，同時解決分布式電池管理系統(tǒng)內(nèi)部各個節(jié)點的低壓電源上電與下電的同步性，在此基礎(chǔ)上增加安全的冗余度，提高電動汽車的可靠性。
[0016]請參照圖3，(圖中的上電、下電均表示低壓上電和低壓下電)本發(fā)明提供了一種使用分布式電池管理系統(tǒng)的低壓管理系統(tǒng)進行管理的方法，包括如下步驟:
S1:檢測整車對電池管理系統(tǒng)的激活信號是否存在，如果存在則無論任何狀態(tài)，主控單元和從控單元都正常工作；
S2:當激活信號不存在時，則判斷整車控制器是否允許電池管理系統(tǒng)低壓下電時，是則進行下一步，否則主控單元通過CAN總線向從控單元發(fā)出不允許從控單元低壓下電的信號；
S3:判斷主控單元是否向從控單元發(fā)出允許低壓下電的信號，是則進行步驟S5，進行步驟S4;
S4:為防止由于主控單元和從控單元間的CAN總線連接出現(xiàn)故障，判斷是否連續(xù)3秒(可按照實際情況設(shè)置為2?5秒)無主控單元的CAN總線信號，是則進行步驟S5，否則主控單元繼續(xù)通過CAN總線向從控單元發(fā)出不允許從控單元低壓下電的信號；
S5:從控單元延時I秒(可按照實際情況設(shè)置為I?4秒)，進行必要的數(shù)據(jù)保存和關(guān)閉必要的器件，并判斷在I秒內(nèi)主控單元是否通過CAN總線通信指示從控單元繼續(xù)保持低壓電或者整車提供的激活信號是否重新存在，是則從控單元繼續(xù)保持工作狀態(tài)，否則從控單元在I秒后關(guān)閉自保持電路，從控單元低壓下電。
[0017]本實施例中，首先整車上電，整車控制系統(tǒng)發(fā)出激活信號，主控單元、從控單元接收到激活信號后同時上電，進入正常低壓上電工作狀態(tài)，然后主控單元和從控單元中的CPU判斷是否存在激活信號，此時探測到激活信號不存在，則判斷整車控制器是否允許低壓下電，此時探測到整車控制器允許低壓下電，則判斷主控單元是否指示從控單元低壓下電，此時探測到的是主控單元指示從控單元低壓下電，則從控單元控制延時I秒，進行必要的數(shù)據(jù)保存和關(guān)閉必要的器件，準備低壓下電，在此延時的I秒中，時刻判斷是否出現(xiàn)激活信號或主控單元是否指示不允許低壓下電，本實施例中，從控單元在延時的I秒內(nèi)未接收到激活信號或主控單元指示不允許低壓下電的信號，此時主控單元、從控單元關(guān)閉自保持電路，完成下電。
[0018]本發(fā)明提高了電動汽車的可靠性，提高電池管理系統(tǒng)各個節(jié)點低壓電源供電的安全性，各個節(jié)點可各自實現(xiàn)自身的電源管理同時，也能實現(xiàn)各節(jié)點電源管理的同步性。
[0019]本發(fā)明中未具體介紹的功能模塊均可采用現(xiàn)有技術(shù)中的成熟功能模塊，例如主控單元、從控單元、整車控制系統(tǒng)等；其中CPU為現(xiàn)有的微處理器，其中輸出的控制程序為常用程序。
[0020]以上為本發(fā)明的其中具體實現(xiàn)方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些顯而易見的替換形式均屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種分布式電池管理系統(tǒng)的低壓管理系統(tǒng)，包括一主控單元、多個受控于主控單元的從控單元，其特征在于:還包括一組電源線路，該電源線路將主控單元和多個從控單元并聯(lián)連接于整車控制器的電源輸出端，所述電源線路設(shè)有一個主節(jié)點和多個分節(jié)點，所述主節(jié)點與所述主控單元連接用以直接為主控單元提供電源，所述分節(jié)點的任一個均單獨連接一從控單元，用以同時直接為從控單元提供電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式電池管理系統(tǒng)的低壓管理系統(tǒng)，其特征在于，所述主控單元還通過CAN總線與所述整車控制器連接，用以接收整車控制器是否允許低壓下電的信號；同時通過另一路CAN總線與所述從控單元連接，用以指示從控單元是否低壓下電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式電池管理系統(tǒng)的低壓管理系統(tǒng)，其特征在于，所述整車控制器為所述主控單元和從控單元分別提供激活信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式電池管理系統(tǒng)的低壓管理系統(tǒng)，其特征在于，所述主控單元和從控單元內(nèi)均設(shè)有自保持電路，用以在激活信號消失后維持主控單元和從控單元的工作。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種分布式電池管理系統(tǒng)的低壓管理系統(tǒng),其特征在于:所述自保持電路包括一整車控制器的常電正極的輸入端，來自整車控制器的常電正極信號通過一濾波電路后輸入一電源轉(zhuǎn)換芯片，還包括一接收整車控制器提供的激活信號的信號端，所述信號端接收的激活信號通過一穩(wěn)壓濾波電路后輸出連接至電源轉(zhuǎn)換芯片的控制端，電源轉(zhuǎn)換芯片輸出端受控制端控制輸出穩(wěn)定直流電壓為主控單元或從控單元的CPU供電，主控單元或從控單元的CPU上電后通過I/O 口輸出保持信號，該信號經(jīng)處理后輸出至電源轉(zhuǎn)換芯片的控制端實現(xiàn)輸出保持。
6.—種使用如權(quán)利要求1-5所述的分布式電池管理系統(tǒng)的低壓管理系統(tǒng)進行管理的方法，其特征在于，包括如下步驟: S1:檢測整車對電池管理系統(tǒng)的激活信號是否存在，如果存在則無論任何狀態(tài)，主控單元和從控單元都正常工作； S2:當激活信號不存在時，則判斷整車控制器是否允許電池管理系統(tǒng)低壓下電時，是則進行下一步，否則主控單元通過CAN總線向從控單元發(fā)出不允許從控單元低壓下電的信號； S3:判斷主控單元是否向從控單元發(fā)出允許低壓下電的信號，是則進行步驟S5，否則進行步驟S4; S4:判斷是否在設(shè)定時間內(nèi)無主控單元的CAN總線信號，是則進行步驟S5，否則主控單元繼續(xù)通過CAN總線向從控單元發(fā)出不允許從控單元低壓下電的信號； S5:從控單元延時一定時間，進行必要的數(shù)據(jù)保存和關(guān)閉必要的器件，并判斷在在這延時的時間內(nèi)主控單元是否通過CAN總線通信指示從控單元繼續(xù)保持低壓電或者整車提供的激活信號是否重新存在，是則從控單元繼續(xù)保持工作狀態(tài)，否則從控單元在延時后關(guān)閉自保持電路，從控單元低壓下電。
【文檔編號】G05B19/04GK104276048SQ201410465021
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月15日
【發(fā)明者】劉飛, 文鋒, 阮旭松, 王占國, 阮廷軍 申請人:惠州市億能電子有限公司