[实用新型]一种基于光纤CAN网络的电池管理系统

说明书

技术领域

本实用新型属于汽车技术领域，涉及一种电池管理系统，特别是一种基于光纤CAN网络的电池管理系统。

背景技术

现阶段国内新能源汽车行业的竞争日益激烈，其竞争的核心部分还是针对新能源车型动力系统控制部分。其中电池管理系统便是核心技术之一，其设计的难点和重点之一便是采集系统与主控系统之间通讯的可靠性。因为动力电池采集系统中有高的共模电压和开关切换冲击电压，所以给通信带来的干扰很大。特别是采集板都安装在动力电池包内部，在高频开关及高共模电压的环境下，其抗干扰能力的设计尤为重要。

目前采集系统与主控系统之间普通应用Wire-CAN网络进行通讯，采用Wire-CAN网络的优点是容易实现、造价低廉，且理论上节点数无限制、对环境电磁辐射有一定抑制能力。但仍存在一些问题，Wire-CAN网络其双绞线线对的衰减很大，双绞线还有所谓近端串扰，即在发送线对和接受线对之间存在电磁耦合干扰。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种能消除电池管理系统中其上层电池主控模块与下层电池组采集模块之间通讯的串扰(即在发送线对和接受线对之间存在的电磁耦合干扰)的基于光纤CAN网络的电池管理系统。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种基于光纤CAN网络的电池管理系统，包括一个上层电池主控模块和多个下层电池组采集模块，其特征在于：所述的上层电池主控模块与多个下层电池采集模块之间通过光纤CAN网络进行通讯。

光纤CAN网络在通信系统中为了解决大容量、高速率数据传输问题，产生了光纤通信网。与双绞线和同轴电缆相比，光纤的低传输损耗使中继之间距离大为增加。除此以外，光缆还具有不辐射能量、不导电、没有电感，且光缆中不存在串扰以及光信号相互干扰的影响，也不会有在线路“接头处”感应耦合导致的安全问题，从而使得在发送线对和接受线对之间不存在电磁耦合干扰，大大提高其通讯的抗干扰性，使通讯更为安全、通畅和高效。

在上述的一种基于光纤CAN网络的电池管理系统中，所述的下层电池组采集模块包括下层电池组CAN控制器、光发射器、光接收器、X型2×2定向耦合器、采集单元和下层电池组ECU(电子控制单元)，下层电池组CAN控制器、采集单元均与下层电池组ECU连接，所述的X型2×2定向耦合器分别与上述的光发射器、光接收器和光纤CAN网络连接，所述的光发射器和光接收器与下层电池组CAN控制器连接且通过X型2×2定向耦合器与光纤CAN网络进行通讯。

光发射器能将从下层电池组CAN控制器发送来的电信号转换成光信号再通过X型2×2定向耦合器发送到光纤CAN网络上，光接收器能通过X型2×2定向耦合器从光纤CAN网络上接收光信号并将光信号转换成电信号再发送给下层电池组ECU，下层电池组CAN控制器能对从下层电池组ECU发送来的电信号进行编译成符合光纤CAN网络通讯标准的电信号，对从光接收器发送来的符合光纤CAN网络通讯标准的电信号进行解析。采集单元采集电池组信息后发送给下层电池组ECU，下层电池组ECU将这些信息以电信号方式发送给下层电池组CAN控制器，下层电池组CAN控制器将其编译发送给光发射器，光发射器将其转换成光信号通过X型2×2定向耦合器发送到光纤CAN网络上。

在上述的一种基于光纤CAN网络的电池管理系统中，所述的采集单元包括温度传感器和电压传感器。

温度传感器用以采集电池组表面温度信号，电压传感器用以采集电池组电压信号。

在上述的一种基于光纤CAN网络的电池管理系统中，所述的上层电池主控模块包括上层电池CAN控制器、光发射器、光接收器、X型2×2定向耦合器和主控ECU，上层电池CAN控制器与主控ECU连接，所述的X型2×2定向耦合器分别与上述的光发射器、光接收器和光纤CAN网络连接，所述的光发射器和光接收器与上层电池CAN控制器连接且通过X型2×2定向耦合器与光纤CAN网络进行通讯。

上述上层电池CAN控制器功能和工作原理与上述下层电池组CAN控制器相同，这里的光发射器和光接收器功能和工作原理与下层电池组采集模块中的光发射器和光接收器相同。

在上述的一种基于光纤CAN网络的电池管理系统中，所述的光发射器和光接收器其输出和输入电信号均为TTL电平信号。

TTL电平信号被利用的最多是因为通常数据表示采用二进制规定，+5V等价于逻辑“1”，0V等价于逻辑“0”，这被称做TTL(晶体管-晶体管逻辑电平)信号系统。其输出和输入的TTL电平信号可以除实现光电转换外还具有光电隔离作用。