CN104276048B - 一种分布式电池管理系统的低压管理系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种分布式电池管理系统的低压管理系统，包括一主控单元、多个受控于主控单元的从控单元，还包括一组电源线路，该电源线路将主控单元和多个从控单元并联连接于整车控制器的电源输出端，所述电源线路设有一个主节点和多个分节点，所述主节点与所述主控单元连接用以直接为主控单元提供电源，所述分节点的任一个均单独连接一从控单元，用以同时直接为从控单元提供电源；本发明解决了电动汽车分布式电池管理系统与整车控制器低压上电与下电同步性，同时解决分布式电池管理系统内部各个节点的低压电源上电与下电的同步性。

Description

一种分布式电池管理系统的低压管理系统和方法

技术领域

本发明涉及电池管理领域，特别涉及一种分布式电池管理系统的低压管理系统和方法。

背景技术

一般来说，现有的分布式电池管理系统的低压连接及上电及下电管理都是采用系统的各个分节点的工作电源由主节点提供，主节点低压下电后，分节点同时下电，这样的接法存在以下不足：所有的分节点消耗的工作电流都要经过主节点，这样有可能会导致主节点电流过载，且由于不同的应用设计，系统的分节点数量不一致，在设计上难以确定主节点的电流过载参数；各个分节点的电源完全由主节点控制，无法实现自身的低压电源管理，如分节点需要在低压下电前保存必要的数据，关闭一些器件等。

发明内容

本发明的技术问题是，提供一种分布式电池管理系统的低压管理系统及其管理方法。

本发明的技术方案是：

一种分布式电池管理系统的低压管理系统，包括一主控单元、多个受控于主控单元的从控单元，还包括一组电源线路，该电源线路将主控单元和多个从控单元并联连接于整车控制器的电源输出端，所述电源线路设有一个主节点和多个分节点，所述主节点与所述主控单元连接用以直接为主控单元提供电源，所述分节点的任一个均单独连接一从控单元，用以同时直接为从控单元提供电源。

所述主控单元还通过CAN总线与所述整车控制器连接，用以接收整车控制器是否允许低压下电的信号；同时通过另一路CAN总线与所述从控单元连接，用以指示从控单元是否低压下电。

所述整车控制器为所述主控单元和从控单元分别提供激活信号。

所述主控单元和从控单元内均设有自保持电路，用以在激活信号消失后维持主控单元和从控单元的工作。

所述自保持电路包括一整车控制器的常电正极的输入端，来自整车控制器的常电正极信号通过一滤波电路后输入一电源转换芯片，还包括一接收整车控制器提供的激活信号的信号端，所述信号端接收的激活信号通过一稳压滤波电路后输出连接至电源转换芯片的控制端，电源转换芯片输出端受控制端控制输出稳定直流电压为主控单元或从控单元的CPU供电，主控单元或从控单元的CPU上电后通过I/O口输出保持信号，该信号经处理后输出至电源转换芯片的控制端实现输出保持。

一种使用如上所述的分布式电池管理系统的低压管理系统进行管理的方法,包括如下步骤:

S1:检测整车对电池管理系统的激活信号是否存在,如果存在则无论任何状态,主控单元和从控单元都正常工作;

S2:当激活信号不存在时，则判断整车控制器是否允许电池管理系统低压下电时,是则进行下一步，否则主控单元通过CAN总线向从控单元发出不允许从控单元低压下电的信号;

S3:判断主控单元是否向从控单元发出允许低压下电的信号, 是则进行步骤S5，否则进行步骤S4;

S4:判断是否在设定时间内无主控单元的CAN总线信号，是则进行步骤S5，否则主控单元继续通过CAN总线向从控单元发出不允许从控单元低压下电的信号;

S5：从控单元延时一定时间，进行必要的数据保存和关闭必要的器件，并判断在在这延时的时间内主控单元是否通过CAN总线通信指示从控单元继续保持低压电或者整车提供的激活信号是否重新存在，是则从控单元继续保持工作状态，否则从控单元在延时后关闭自保持电路，从控单元低压下电。

有益效果：

本发明解决了电动汽车分布式电池管理系统与整车控制器低压上电与下电同步性，同时解决分布式电池管理系统内部各个节点的低压电源上电与下电的同步性，在此基础上增加安全的冗余度，提高电动汽车的可靠性，提高电池管理系统各个节点低压电源供电的安全性，各个节点可各自实现自身的电源管理同时，也能实现各节点电源管理的同步性。

附图说明

图1为本发明分布式电池管理系统的低压管理系统结构示意图；

图2为本发明中自保持电路的电路结构示意图；

图3为本发明分布式电池管理系统的低压管理方法的控制流程图。

具体实施方式

如图1所示，一种分布式电池管理系统的低压管理系统，包括一主控单元、多个从控单元和整车控制器，还包括一组电源线路，所述整车控制器的低压常电端与所述电源线路连接为主控单元和从控单元提供低压常电，所述电源线路设有一个主节点和多个分节点，所述主节点与所述主控单元连接用以直接为主控单元提供电源，所述分节点的任一个均单独连接一从控单元，用以同时直接为从控单元提供电源。所述主控单元还通过CAN总线一路与所述整车控制器连接，用以接收整车控制器是否需要低压下电的信息，同时通过另一路与所述从控单元连接，用以指示从控单元是否进行低压下电。所述整车控制器为所述主控单元和从控单元分别提供激活信号。

如图2所示，所述主控单元和从控单元内均设有自保持电路，用以在激活信号消失后维持主控单元和从控单元的工作；所述自保持电路包括一连接整车控制器低压常电的常电正极的输入端LINE+，一连接整车控制器激活信号发送端并接收整车控制器提供的激活信号的信号端K15，一允许输出给主控单元或从控单元的CPU（以下简称CPU）工作电源的控制端EN、一工作电源端VCC、连接于CPU并受CPU输出控制的保持信号端CON以及电源转换芯片U20。

自保持电路工作时，输入端LINE+连接于整车控制器的低压常电端，信号端K15连接于整车控制器的激活信号提供端，保持信号端CON连接于CPU的I/O端口，工作电源端VCC连接于CPU的电源输入端。当信号端K15接入高电平时，即整车控制器提供了激活信号，通过由二极管D21、双稳压二极管D26、电容C120和电阻R147组成的稳压滤波电路后控制端EN得到高电平，从而电源转换芯片U20输出5V的电压给CPU工作，同时CPU将CON引脚输出5V，保持高电平，当激活信号消失后，由于CPU输出保持信号端CON保持高电平，经过由电阻R142、R143、三极管T10、二极管D25、电阻R145、R146、电容C122组成的放大滤波电路后控制端EN也是高电平，电源转换芯片U20也输出工作电源给CPU供电，就实现自身的供电保持，不依懒外部的激活信号实现输出保持，当CPU想自身下电时，关闭工作电源输出，输出端就为低电平，电源转换芯片就关闭了输出，从而系统下电。

本发明解决了电动汽车分布式电池管理系统与整车控制器低压上电与下电同步性，同时解决分布式电池管理系统内部各个节点的低压电源上电与下电的同步性，在此基础上增加安全的冗余度，提高电动汽车的可靠性。

请参照图3，（图中的上电、下电均表示低压上电和低压下电）本发明提供了一种使用分布式电池管理系统的低压管理系统进行管理的方法，包括如下步骤:

S1:检测整车对电池管理系统的激活信号是否存在,如果存在则无论任何状态,主控单元和从控单元都正常工作;

S2:当激活信号不存在时，则判断整车控制器是否允许电池管理系统低压下电时,是则进行下一步，否则主控单元通过CAN总线向从控单元发出不允许从控单元低压下电的信号;

S3:判断主控单元是否向从控单元发出允许低压下电的信号, 是则进行步骤S5，进行步骤S4;

S4: 为防止由于主控单元和从控单元间的CAN总线连接出现故障，判断是否连续3秒（可按照实际情况设置为2～5秒）无主控单元的CAN总线信号，是则进行步骤S5，否则主控单元继续通过CAN总线向从控单元发出不允许从控单元低压下电的信号;

S5：从控单元延时1秒（可按照实际情况设置为1～4秒），进行必要的数据保存和关闭必要的器件，并判断在1秒内主控单元是否通过CAN总线通信指示从控单元继续保持低压电或者整车提供的激活信号是否重新存在，是则从控单元继续保持工作状态，否则从控单元在1秒后关闭自保持电路，从控单元低压下电。

本实施例中，首先整车上电，整车控制系统发出激活信号，主控单元、从控单元接收到激活信号后同时上电，进入正常低压上电工作状态，然后主控单元和从控单元中的CPU判断是否存在激活信号，此时探测到激活信号不存在，则判断整车控制器是否允许低压下电，此时探测到整车控制器允许低压下电，则判断主控单元是否指示从控单元低压下电，此时探测到的是主控单元指示从控单元低压下电，则从控单元控制延时1秒，进行必要的数据保存和关闭必要的器件，准备低压下电，在此延时的1秒中，时刻判断是否出现激活信号或主控单元是否指示不允许低压下电，本实施例中，从控单元在延时的1秒内未接收到激活信号或主控单元指示不允许低压下电的信号，此时主控单元、从控单元关闭自保持电路，完成下电。

本发明提高了电动汽车的可靠性，提高电池管理系统各个节点低压电源供电的安全性，各个节点可各自实现自身的电源管理同时，也能实现各节点电源管理的同步性。

本发明中未具体介绍的功能模块均可采用现有技术中的成熟功能模块, 例如主控单元、从控单元、整车控制系统等；其中CPU为现有的微处理器，其中输出的控制程序为常用程序。

以上为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种分布式电池管理系统的低压管理系统，包括一主控单元、多个受控于主控单元的从控单元，其特征在于：还包括一组电源线路，该电源线路将主控单元和多个从控单元并联连接于整车控制器的电源输出端，所述电源线路设有一个主节点和多个分节点，所述主节点与所述主控单元连接用以直接为主控单元提供电源，所述分节点的任一个均单独连接一从控单元，用以同时直接为从控单元提供电源；所述主控单元和从控单元内均设有自保持电路，用以在激活信号消失后维持主控单元和从控单元的工作。

2.根据权利要求1所述的一种分布式电池管理系统的低压管理系统，其特征在于，所述主控单元还通过CAN总线与所述整车控制器连接，用以接收整车控制器是否允许低压下电的信号；同时通过另一路CAN总线与所述从控单元连接，用以指示从控单元是否低压下电。

3.根据权利要求1所述的一种分布式电池管理系统的低压管理系统，其特征在于，所述整车控制器为所述主控单元和从控单元分别提供激活信号。

4.根据权利要求3所述的一种分布式电池管理系统的低压管理系统，其特征在于：所述自保持电路包括一整车控制器的常电正极的输入端，来自整车控制器的常电正极信号通过一滤波电路后输入一电源转换芯片，还包括一接收整车控制器提供的激活信号的信号端，所述信号端接收的激活信号通过一稳压滤波电路后输出连接至电源转换芯片的控制端，电源转换芯片输出端受控制端控制输出稳定直流电压为主控单元或从控单元的CPU供电，主控单元或从控单元的CPU上电后通过I/O口输出保持信号，该信号经处理后输出至电源转换芯片的控制端实现输出保持。

5.一种使用如权利要求1-4任意一项所述的分布式电池管理系统的低压管理系统进行管理的方法,其特征在于，包括如下步骤:

S1:检测整车对电池管理系统的激活信号是否存在,如果存在则无论任何状态,主控单元和从控单元都正常工作;

S2:当激活信号不存在时，则判断整车控制器是否允许电池管理系统低压下电时, 是则进行下一步，否则主控单元通过CAN总线向从控单元发出不允许从控单元低压下电的信号;

S3:判断主控单元是否向从控单元发出允许低压下电的信号, 是则进行步骤S5，否则进行步骤S4;

S4:判断是否在设定时间内无主控单元的CAN总线信号，是则进行步骤S5，否则主控单元继续通过CAN总线向从控单元发出不允许从控单元低压下电的信号;

S5：从控单元延时一定时间，进行必要的数据保存和关闭必要的器件，并判断在在这延时的时间内主控单元是否通过CAN总线通信指示从控单元继续保持低压电或者整车提供的激活信号是否重新存在，是则从控单元继续保持工作状态，否则从控单元在延时后关闭自保持电路，从控单元低压下电。