一種鋰離子動力電池管理系統(tǒng)的下位機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池管理系統(tǒng)領(lǐng)域，特別涉及一種鋰離子動力電池管理系統(tǒng)的下位機。
【背景技術(shù)】
[0002]由于鋰離子電池性能的局限性，利用鋰電作為電動汽車的能量來源，必須要安裝相應的電池管理系統(tǒng)保護電池的安全、保持電池的一致性、告知電池能否正常工作、與人交互電池信息、給電池提供一個適宜的工作環(huán)境以應對汽車上惡劣的工作環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]所述的動力鋰離子電池管理系統(tǒng)包括針對于電池的下位機和管理所有下位機的上位機，本發(fā)明涉及所述的動力鋰離子電池管理系統(tǒng)的下位機。
[0004]具體提供一種鋰離子動力電池管理系統(tǒng)的下位機，其中，所述下位機主要包括微處理器、電壓采集模塊、均衡模塊、溫度采集模塊、熱管理模塊、TTCAN通訊模塊、電源模塊、ID配置開關(guān)模塊；微處理器通過隔離電路后分別與電壓采集模塊、均衡模塊、溫度采集模塊、熱管理模塊連接并完成控制；微處理器還用于控制程序的下載、調(diào)試；所述的電壓采集模塊內(nèi)部包括鋰電專用芯片單元和ADC單元，其中，鋰電專用芯片單元接收微處理器發(fā)送的控制信號，進而選通電池，將選通的電池電壓傳給電壓采集模塊內(nèi)部的ADC單元，ADC單元輸出信號通過隔離電路后回傳給微處理器；所述的均衡模塊內(nèi)部包括譯碼器和多路均衡電路單元，微處理器通過隔離電路后向譯碼器發(fā)送控制信號，譯碼器進而驅(qū)動所對應的均衡電路單元；其中，譯碼器占用微處理器4路資源，譯碼器接收微處理器發(fā)送的控制信號后，輸出η路命令給η路電池所對應的均衡電路，以節(jié)省微處理器的I/O資源；同時保證了一次有且僅有一節(jié)電池的均衡電路被選通；所述下位機還通過微處理器與鋰離子動力電池管理系統(tǒng)的上位機通訊。
[0005]優(yōu)選的所述溫度采集模塊接收2路溫度信號，傳給微控制器內(nèi)部ADC。
[0006]優(yōu)選的所述熱管理模塊中的2路輸出模擬量用于風扇驅(qū)動，2路輸入開關(guān)量用于檢測風扇堵轉(zhuǎn)。
[0007]優(yōu)選的所述TTCAN通訊模塊為時間觸發(fā)的CAN通訊，所述下位機通過TTCAN方式向上位機上報其所管理的電池單體參數(shù)信息。
[0008]優(yōu)選的所述ID配置開關(guān)模塊為5路開關(guān)量信號，其能夠配置32個ID。
[0009]本發(fā)明所述鋰離子動力電池管理系統(tǒng)下位機具有以下優(yōu)點:12/24V_5V電源模塊為電源通用系統(tǒng)；電壓采集模塊使用鋰電專用芯片加外擴ADC的方式，這樣優(yōu)化了集成度，增加了可靠性、提高了性價比，通過隔離回傳相應電壓信號給微處理器，隔離電路提高了電路的可靠性；通過撥碼開關(guān)配置下位機的物理地址，增強了下位機的互換性，減少了軟件的工作量；下位機通過TTCAN方式向上位機上報其所管理的電池單體參數(shù)信息，這樣減少了總線的占用率，提高了通訊的可靠性；通過帶有風扇狀態(tài)檢測功能，保障了熱管理的安全性；所述均衡模塊，微處理器通過隔離向譯碼器下指令，譯碼器解釋指令后，驅(qū)動指令所對應的均衡電路單元，隔離電路提高了電路的可靠性，其中的譯碼器占用微處理器4路資源，譯碼器解釋微處理器命令后，輸出n路命令給η路電池所對應的均衡電路，節(jié)省了微處理器的I/O資源；由于譯碼器是邏輯器件，這樣的設(shè)計提高了電路的可靠性，保證了一次有且僅有一節(jié)電池的均衡電路被選通。
【附圖說明】
[0010]圖1是鋰離子動力電池管理系統(tǒng)的下位機結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2是電壓采集模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖3是均衡模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0013]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0014]如圖1所示，本發(fā)明提供所述下位機主要包括微處理器、電壓采集模塊、均衡模塊、溫度采集模塊、熱管理模塊、TTCAN通訊模塊、電源模塊、ID配置開關(guān)模塊；微處理器通過隔離電路后分別與電壓采集模塊、均衡模塊、溫度采集模塊、熱管理模塊連接并完成控制；微處理器模塊還用于控制程序的下載、調(diào)試；所述的下位機還通過微處理器模塊與鋰離子動力電池管理系統(tǒng)中的上位下位機通訊。
[0015]如圖2所示，所述的電壓采集模塊，采用鋰電專用芯片，接收微處理器發(fā)送的控制信號，進而選通電池，將選通的電池電壓傳給電壓采集模塊內(nèi)部的ADC，ADC輸出信號通過隔離電路后回傳給微處理器。
[0016]如圖3所示，所述的均衡模塊內(nèi)部包括譯碼器，微處理模塊通過隔離電路后向譯碼器發(fā)送的控制信號，譯碼器進而驅(qū)動所對應的均衡電路單元；其中，譯碼器占用微處理器4路資源，譯碼器解釋微處理器命令后，輸出η路命令給η路電池所對應的均衡電路，節(jié)省了微處理器的I/O資源；同時保證了一次有且僅有一節(jié)電池的均衡電路被選通。
[0017]具體的所述動力鋰電池管理系統(tǒng)下位機包括微處理器、電壓采集模塊、均衡模塊、溫度采集模塊、熱管理模塊、TTCAN通訊模塊、12/24V-5V電源模塊、ID配置開關(guān)。
[0018]具體的所述微處理器模塊，是動力鋰電池管理系統(tǒng)下位機的核心，用于控制程序的下載、調(diào)試、控制外圍器件以及同上位機的通訊，具有電壓采集、溫度采集、均衡、熱管理、TTCAN等功能。
[0019]具體的所述電壓采集模塊，采用鋰電專用芯片，接收微處理器發(fā)送的指令，直接選通電池，將電池電壓送給外擴的ADC，通過隔離回傳相應電壓信號給微處理器。
[0020]具體的所述均衡模塊，微處理器通過隔離向譯碼器下指令，譯碼器解釋指令后，驅(qū)動指令所對應的均衡電路單元。譯碼器占用微處理器4路資源，譯碼器解釋微處理器命令后，輸出η路命令給η路電池所對應的均衡電路，節(jié)省了微處理器的I/O資源；由于譯碼器是邏輯器件，這樣的設(shè)計提高了電路的可靠性，保證了一次有且僅有一節(jié)電池的均衡電路被選通。
[0021]具體的所述溫度采集模塊，接收2路溫度信號。信號為電阻量，傳給微控制器的ADC。
[0022]具體的所述熱管理模塊，2路模擬量輸出用于風扇驅(qū)動，2路開關(guān)量輸入用于檢測風扇堵轉(zhuǎn)，熱管理模塊與微處理器中間有隔離。
[0023]具體的所述TTCAN通訊模塊，其為時間觸發(fā)的CAN通訊，下位機通過TTCAN方式向上位機上報其所管理的電池單體參數(shù)信息。
[0024]具體的所述ID配置開關(guān)，為5路開關(guān)量信號，即可配置32個ID。
[0025]具體的所述12/24V-5V電源模塊，為通用電源系統(tǒng)。
[0026]應用時可將本發(fā)明所述的鋰離子動力電池管理系統(tǒng)下位機的ID配置開關(guān)撥置特定值；接上12/24V電源，給電路板上電；微處理器發(fā)送指令給鋰電專用芯片，選定電池，電池反饋電壓信號給鋰電專用芯片，外擴ADC將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，通過隔離傳給微處理器；在充電過程中，微處理器啟動均衡模塊，微處理器通過隔離發(fā)送指令給譯碼器，譯碼器解析指令后啟動最高電壓所對應電池的均衡電路；溫度采集模塊采集電池箱內(nèi)溫度并根據(jù)軟件需求傳給微處理器，當溫度過高時，啟動熱管理系統(tǒng)，打開風扇并依據(jù)溫度調(diào)整轉(zhuǎn)速，將電池溫度降低至最佳工作溫度范圍；信號通過隔離發(fā)送給TTCAN上傳至上位機。
[0027]還可以將本發(fā)明所述的鋰離子動力電池管理系統(tǒng)下位機的ID配置開關(guān)撥置特定值；接上12/24V電源，給電路板上電；微處理器通過電壓采集模塊采集電池電壓；充電過程通過給最高電壓電池放電均衡電池；溫度采集模塊采集電池箱內(nèi)溫度，溫度若超過限定值，啟動風扇調(diào)整轉(zhuǎn)速給電池降溫至最佳工作溫度范圍；信號通過TTCAN上傳至上位機。
【主權(quán)項】
1.一種鋰離子動力電池管理系統(tǒng)的下位機，其中，所述下位機主要包括微處理器、電壓采集模塊、均衡模塊、溫度采集模塊、熱管理模塊、TTCAN通訊模塊、電源模塊、ID配置開關(guān)模塊；微處理器通過隔離電路后分別與電壓采集模塊、均衡模塊、溫度采集模塊、熱管理模塊連接并完成控制；微處理器還用于控制程序的下載、調(diào)試；其特征在于: 所述的電壓采集模塊內(nèi)部包括鋰電專用芯片單元和ADC單元，其中，鋰電專用芯片單元接收微處理器發(fā)送的控制信號，進而選通電池，將選通的電池電壓傳給電壓采集模塊內(nèi)部的ADC單元，ADC單元輸出信號通過隔離電路后回傳給微處理器； 所述的均衡模塊內(nèi)部包括譯碼器和多路均衡電路單元，微處理器通過隔離電路后向譯碼器發(fā)送控制信號，譯碼器進而驅(qū)動所對應的均衡電路單元；其中，譯碼器占用微處理器4路資源，譯碼器接收微處理器發(fā)送的控制信號后，輸出η路命令給η路電池所對應的均衡電路，以節(jié)省微處理器的I/O資源；同時保證了一次有且僅有一節(jié)電池的均衡電路被選通； 所述下位機還通過微處理器與鋰離子動力電池管理系統(tǒng)的上位機通訊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下位機，其特征在于:所述溫度采集模塊接收2路溫度信號，傳給微控制器內(nèi)部ADC。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下位機，其特征在于:所述熱管理模塊中的2路輸出模擬量用于風扇驅(qū)動，2路輸入開關(guān)量用于檢測風扇堵轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下位機，其特征在于:所述TTCAN通訊模塊為時間觸發(fā)的CAN通訊，所述下位機通過TTCAN方式向上位機上報其所管理的電池單體參數(shù)信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下位機，其特征在于:所述ID配置開關(guān)模塊包括5路開關(guān)量信號，其能夠配置32個ID。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鋰離子動力電池管理系統(tǒng)的下位機，其中，所述下位機主要包括微處理器、電壓采集模塊、均衡模塊、溫度采集模塊、熱管理模塊、TTCAN通訊模塊、電源模塊、ID配置開關(guān)模塊；微處理器通過隔離電路后分別與電壓采集模塊、均衡模塊、溫度采集模塊、熱管理模塊連接并完成控制。其中，所述電壓采集模塊采用鋰電專用芯片加外擴ADC的方式，提高了集成度、增加了可靠性和性價比；所述TTCAN為時間觸發(fā)的CAN通訊，用于下位機上報其所管理電池的參數(shù)信息，TTCAN方式減少了總線占用率，提高了通訊的可靠性。
【IPC分類】G05B19-042, H01M10-42
【公開號】CN104808534
【申請?zhí)枴緾N201410042755
【發(fā)明人】李司光, 祁星鑫, 劉良治, 劉璽斌
【申請人】陜西汽車集團有限責任公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2014年1月29日