一种车辆的无线电池管理系统以及车辆的制作方法

    专利2025-04-14  29


    本申请涉及车辆电池管理,具体而言,涉及一种车辆的无线电池管理系统以及车辆。


    背景技术:

    1、目前,传统的车辆的电池管理系统(bms,battery management system)均为有线bms,有线bms存在以下几个问题:(1)复杂的有线连接结构,传统的有线bms采用双绞线电缆以菊花链方式连接电池监控器,导致电缆布置复杂,增加了电池组的重量和复杂性;(2)可靠性低:每个电池模块都必须通过通信电缆连接到监控芯片,要求连接非常可靠。这通常需要使用重型铜线,而连接器和电缆容易出现故障,成为电池组问题的主要原因;(3)维护成本高昂:电缆和连接器的故障可能导致整个电池组需要更换,这会产生高昂的维护成本,对车主和制造商都是负担;(4)占用空间较大:有线电缆占用大量电池组的空间,导致整体体积较大,限制了电池能量密度的提高和整车轻量化的实现。

    2、同时,电源对车辆中的芯片的供电和高压环路的保护均存在一定程度的缺陷,导致外部高压回路存在异常风险较大,对h桥驱动芯片的控制存在高压安全风险。


    技术实现思路

    1、有鉴于此,本申请的目的在于提供一种车辆的无线电池管理系统以及车辆,能够通过无线电池管理模块基于无线通信技术,显著减少布线需求,从而降低电池包的体积,提高了电池模块的设计灵活性、电池包的能量密度和组装效率,同时降低了组装过程中的错误率,进而降低了车辆制造商的售后维护成本,通过电源供电模块控制驱动外部驱动芯片控制接触器高压回路的通断,通过高压环路互锁模块对外部高压环路进行控制,根据返回信号对h桥驱动芯片进行控制,实现锁定和解锁功能。

    2、第一方面,本申请实施例提供了一种车辆的无线电池管理系统,所述无线电池管理系统包括:无线电池管理模块,用于基于无线通信技术实时获取电池的工作信息,以形成对电池的数据监控,电源供电模块,用于对车辆中的多个其他芯片供电,并在车辆的至少一个其他芯片出现异常时,生成使能信号,以通过使能信号驱动外部驱动芯片切断接触器高压回路,高压环路互锁模块,用于向外部高压接插件发送脉冲宽度调制信号,以及用于对返回信号进行检测,并根据检测到的返回信号,对h桥驱动芯片进行控制,以确定外部高压接插件的连接状态,其中,所述脉冲宽度调制信号经过外部高压接插件返回高压环路互锁模块,所述返回信号为经过外部高压接插件返回高压环路互锁模块的信号。

    3、可选地,所述无线电池管理模块包括贴片天线、无线芯片和2.4ghz带通滤波器,所述贴片天线与上部空间的距离至少为第一距离,以避免非空气介质的干扰,所述无线芯片包括jtag接口和uart接口,所述jtag接口用于烧录程序,所述uart接口用于对所述天线芯片进行调试,所述2.4ghz带通滤波器的插入损耗在2.1db至4.0db之间。

    4、可选地,所述电池的工作信息包括电池的温度信息、电池的电压信息和电池的电流信息,所述电池的温度信息、电池的电压信息和电池的电流信息数据传输的时钟同步,以确保数据采集的精确度,其中,所述无线电池管理模块采用smartmesh架构,以避免单个和/或多个节点的故障导致无线电池管理模块失效。

    5、可选地,所述电源供电模块包括电源供电芯片,其中,通过以下步骤选择电源供电芯片:根据无线电池管理系统的外部负载所需要的电流大小和外部负载所需要的电压大小,确定电源供电芯片的输出标准值;根据电源供电芯片的输出标准值,选择电源供电芯片。

    6、可选地,所述电源供电芯片输出多路电源,所述多路电源包括一级电源和二级电源,所述电源供电模块还包括第一线性稳压器,所述电源供电芯片输出的一级电源经第一线性稳压器稳压后输出第一目标电压,所述电源供电芯片包括第二线性稳压器,所述第二线性稳压器对电源供电芯片内部电压进行稳压后,输出第二目标电压,以使电源供电芯片输出多路二级电源。

    7、可选地,所述高压环路互锁模块包括故障保护芯片,所述故障保护芯片用于对地对电源保护,以及用于过流过温保护。

    8、可选地,所述高压环路互锁模块的信号输入端还设置有采样电路,所述采样电路用于对电路诊断进行辅助采样。

    9、可选地,所述高压环路互锁模块还包括电源短路保护电路,所述电源保护短路电路包括多个并联的电阻,其中,通过以下步骤确定多个并联的电阻的数量和并联的每个电阻的电阻值:获取电源保护需求,并根据所述电源保护需求确定多个并联的电阻的数量和并联的每个电阻的电阻值。

    10、可选地,所述高压环路互锁模块的信号输入端还包括短路控制电路,所述短路控制电路用于在电源短路时切断供电回路。

    11、第二方面,本申请实施例还提供了一种车辆,包括车辆本体以及如上述的任一项所述的无线电池管理系统。

    12、本申请实施例提供的车辆的无线电池管理系统以及车辆,能够通过无线电池管理模块基于无线通信技术,显著减少布线需求,从而降低电池包的体积,提高了电池模块的设计灵活性、电池包的能量密度和组装效率,同时降低了组装过程中的错误率,进而降低了车辆制造商的售后维护成本,通过电源供电模块控制驱动外部驱动芯片控制接触器高压回路的通断,通过高压环路互锁模块对外部高压环路进行控制,根据返回信号对h桥驱动芯片进行控制,实现锁定和解锁功能。

    13、为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。



    技术特征:

    1.一种车辆的无线电池管理系统,其特征在于,所述无线电池管理系统包括:

    2.根据权利要求1所述的无线电池管理系统,其特征在于,所述无线电池管理模块包括贴片天线、无线芯片和2.4ghz带通滤波器,

    3.根据权利要求1所述的无线电池管理系统,其特征在于,所述电池的工作信息包括电池的温度信息、电池的电压信息和电池的电流信息,

    4.根据权利要求1所述的无线电池管理系统,其特征在于,所述电源供电模块包括电源供电芯片,

    5.根据权利要求1所述的无线电池管理系统,其特征在于,所述电源供电芯片输出多路电源,所述多路电源包括一级电源和二级电源,所述电源供电模块还包括第一线性稳压器,所述电源供电芯片输出的一级电源经第一线性稳压器稳压后输出第一目标电压,

    6.根据权利要求1所述的无线电池管理系统,其特征在于,所述高压环路互锁模块包括故障保护芯片,所述故障保护芯片用于对地对电源保护,以及用于过流过温保护。

    7.根据权利要求1所述的无线电池管理系统,其特征在于,所述高压环路互锁模块的信号输入端还设置有采样电路,所述采样电路用于对电路诊断进行辅助采样。

    8.根据权利要求1所述的无线电池管理系统,其特征在于,所述高压环路互锁模块还包括电源短路保护电路,所述电源保护短路电路包括多个并联的电阻,

    9.根据权利要求1所述的无线电池管理系统,其特征在于,所述高压环路互锁模块的信号输入端还包括短路控制电路,所述短路控制电路用于在电源短路时切断供电回路。

    10.一种车辆,其特征在于,包括车辆本体以及如权利要求1-9中的任一项所述的无线电池管理系统。


    技术总结
    本申请提供了一种车辆的无线电池管理系统以及车辆,其中,该系统包括:无线电池管理模块,用于基于无线通信技术实时获取电池的工作信息,以形成对电池的数据监控,电源供电模块,用于对车辆中的多个其他芯片供电,并在车辆的至少一个其他芯片出现异常时,生成使能信号,以通过使能信号驱动外部驱动芯片切断接触器高压回路,高压环路互锁模块,用于向外部高压接插件发送脉冲宽度调制信号,以及用于对返回信号进行检测,并根据检测到的返回信号,对H桥驱动芯片进行控制,以确定外部高压接插件的连接状态。提高了电池模块的设计灵活性、电池包的能量密度和组装效率,确保了整个系统的功能完整性和稳定性,实现了H桥驱动芯片的锁定和解锁功能。

    技术研发人员:杨紫涵,张伟杰,刘渺然,朱明月,杨雪枫
    受保护的技术使用者:中国第一汽车股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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