[發明專利]采用通用器件的分布式BMS

有效

• 申請號: 201910491118.1
• 申請日: 2019-06-06
• 公開（公告）號: CN110126670B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 包建軍
• 申請（專利權）人: 包建軍
• 主分類號: B60L58/10
• 分類號: B60L58/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了分布式電源管理系統（BMS）中的通訊總線電路與單串從模塊電路，主模塊IC1與單串從模塊IC2分別通過控制總線中正向與反向電流的有無來傳輸數據，并通過光耦實現雙向雙端電氣隔離，所有單串從模塊并聯在總線上，單串從模塊的ADC參考電源接被測電壓（鋰電池電壓），轉換通道接固定電壓（IC1內置參考電壓），無需外圍元件從而測出被測電壓，整個系統在采用通用元器件的同時以最大限度簡潔電路結構。

技術領域

涉及到電池管理系統中的主從式總線電路。

背景技術

電池管理系統BMS是連接電池組與整車系統的重要紐帶，現如今的BMS分以下幾種：

1.集中式BMS,電池組中各串電池的電壓與溫度采集由一塊電路板完成,優點是結構簡單成本低，缺點是難以用在高串數大容量的電池包上。

2.分布式BMS,每串電池安裝一個從模塊采集電壓與溫度值并通過總線傳輸給主模塊進行處理,優點是容易實現模塊化，高串數應用，缺點是電路復雜成本高。

3.二級集中式BMS,若干串電池組成一個模組,由一塊電路板完成該模組的電壓與溫度采集,再由幾個這樣的模組構成一個大的電池包，各模組通過總線與主模塊相連，優缺點介于集中式BMS與分布式BMS之間。

現在的電動汽車為了長續航，其電池包也向高串數，大容量發展，集中式BMS顯然不適合，同時考慮到退役電池通常要打到單串電池這一級，二級集中式BMS也不適合，剩下的分布式BMS看來是唯一選擇。

附圖說明

圖1是示岀本公開的分布式電源管理系統BMS電路。

圖中虛線框內是總線電路部分，左邊的IC2及外圍元件構成單串從模塊電路部分，右邊的IC1為主模塊電路部分。圖1是示出本公開的分布式電源管理系統BMS電路。

圖中虛線框內是總線電路部分，左邊的IC2及外圍元件構成單串從模塊電路部分，右邊的IC1為主模塊電路部分。

發明內容

一.主從式總線電路。

圖1中的虛線內為主從式總線結構示意圖，總線供電由主模塊IC1控制，總線通訊原理如下：

1.主模塊向單串從模塊發送數據“0”：主模塊IC1的TX端輸岀低電平，光耦U2初級有電流通過，次級呈現低阻態，通過Q1和Q2放大電流以驅動單串從模塊，此時總線中的電流路徑是，電源正極→Q1→A點，在這里一部分電流經R3到電源負極→C點→R7→U3初級→D點→B點，另一路電流從電源正極，U1初級，R2到達B點→Q2→電源負極。U3初級有電流通過，次級呈低阻態把單串從模塊IC2的RX端拉低到“0”電位。

主模塊向單串從模塊發送數據“1”：主模塊IC1的TX端輸岀高電平，光耦U2初級無電流通過，次級呈現高阻態，Q1和Q2截止，沒有電流通過U3初級，其次級呈高阻態，單串從模塊IC2的RX端被R8拉高到“1”電位。

2.單串從模塊向主模塊發送數據“0”：單串從模塊IC2的TX端輸岀低電平，光耦U4初級有電流通過，次級呈現低阻態，此時總線中的電流路徑是，電源正極→U1初級→R2→B點→D點→D2→U4次級→C點→A點→R3→電源負極。U1初級有電流通過，次級呈低阻態把主模塊IC1的RX端拉低到“0”電位。

單串從模塊向主模塊發送數據“1”：單串從模塊IC2的TX端輸岀高電平，光耦U4初級無電流通過，次級呈現高阻態，沒有電流通過U1初級，其次級呈高阻態，主模塊IC1的RX端被R5拉高到“1”電位。

在CD兩點上可并接任意數量的單串從模塊，主模塊向單串從模塊發送數據的驅動電流與接入總線的單串從模塊數量成比例增加，而單串從模塊向主模塊發送數據的驅動電流則保持恒定。

二.單串從模塊電路。