[发明专利]一种智能运载车辆的电池管理系统

权利要求书

1.一种智能运载车辆的电池管理系统，其特征在于，包括BMU子系统、BCU子系统、通讯子系统、电源子系统与软件控制系统构成；

所述BMU子系统由单体电压检测模块、单体温度检测模块、总电压检测模块、数模转换模块与数据传输模块组成，用于管理系统前端数据采集；

所述BCU子系统由微控制器、外围电路与继电器控制电路组成，用于承担数据分析、电池状态参数估算、继电器控制与VCU控制命令执行等任务；

所述通讯子系统由CAN总线硬件电路与CAN通讯程序组成，用于实现BMS与VCU的信息交互；

所述电源子系统由FS4500自诊断芯片以及外围电路组成，用于实现高质量供电。

2.根据权利要求1所述的一种智能运载车辆的电池管理系统，其特征在于，所述单体电压检测电路由模拟信号滤波电路、保护电路和电池监测IC构成，模拟信号滤波电路，主要是为了滤除连接管理系统接线端子和电池组的线束上耦合的噪声，以保证测量准确；

所述单体温度检测电路通过温度传感器选用负温度系数热敏电阻，将温度值直接转化为NTC的电阻值，再通过高精度电阻对高精度基准源串联分压，将电阻值转化为易于被电池监测C处理电压信号；

所述总电压检测电路采用电压传感器或分压电路进行电压采样，对采样得到的小电压进行直接测量。

3.根据权利要求1所述的一种智能运载车辆的电池管理系统，其特征在于，所述CAN通讯程序采用两种不同的位速率:CAN帧的帧头和帧尾用总线速率，以实现总线仲裁和报文收发；CAN帧的中间部分采用高于总线位速率的另一速率，从而实现了传输速率可变，提高了通讯效率，采用CANFD通讯，CAN控制器集成在微控制器S32K144中，CAN收发器集成在电源芯片MC33FS4500中。

4.根据权利要求1所述的一种智能运载车辆的电池管理系统，其特征在于，所述继电器控制电路主要用于加热控制、风机控制和高压回路控制，采用电磁继电器，通过微控制器S32K144发送继电器动作指令，使开关管导通，从而使继电器输入回路通电，进而动静触点接触，输出回路导通，由于电池管理系统电路板通过电流能力有限，为避免加热器、风机等功率设备的负载电流直接流过，所述继电器控制电路采取加设中间继电器的方法，用电池管理系统的继电器驱动位于电池箱的中间继电器，再由中间继电器驱动加热器和风机，控制高压回路。

5.根据权利要求1所述的一种智能运载车辆的电池管理系统，其特征在于，所述软件控制系统包括顶层主程序、中间层处理程序与底层硬件驱动程序组成；

主程序的核心功能是使系统在完成初始化后进入主循环，主循环由中间层处理程序组成，中间处理层程序沟通主程序和硬件驱动程序，包括初始化程序、测量程序、状态估计程序、诊断程序、控制程序、通讯程序等等，硬件驱动程序直接面向系统的硬件接口，主要由电源监视程序、电池检测芯片驱动程序、总电压检测程序、总电流检测程序、CAN驱动程序、继电器控制程序等组成。

6.根据权利要求1所述的一种智能运载车辆的电池管理系统，其特征在于，所述FS4500自诊断芯片FS4500包括自诊断、冗余、故障检测等等，在芯片内部，专门设计了功能安全区块用以探测芯片自身故障和外部故障，如输入电压异常、SPI通讯异常等等，为了保证芯片本身从外部电源可靠获取能量输入，FS4500专门设计了3个供电引脚，以降低电源引脚故障引起的失效发生的概率，输出电压有3.3V和5.0V两档，可根据需要通过偏置电阻进行配置成三种不同的组合。