电池管理系统、电池、车辆和电池管理方法与流程

allin2025-06-07  35


本发明涉及电池,尤其是涉及一种电池管理系统,以及电池、车辆和电池管理方法。


背景技术:

1、目前,电池管理系统的性能低,不能及时准确的对电池状态进行估算和管理,进而影响电池管理系统的工作效率。在某些应用场景中,现有的电池管理系统并不适用,进而影响电池的使用和推广。


技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明第一方面实施例提出了一种电池管理系统,该电池管理系统可以提高电池管理系统的运行效率,提高系统安全可靠性,进而适用于更多的应用场景。

2、本发明第二方面实施例提出一种电池;

3、本发明第三方面实施例提出一种车辆;

4、本发明第四方面实施例提出一种电池管理方法。

5、为了解决上述问题,本发明第一方面实施例的电池管理系统包括:模拟前端芯片、高压管理芯片、集成专用芯片和处理器芯片;所述模拟前端芯片与电池组连接,用于检测所述电池组中单体电池的状态参数信息,所述电池组包括至少一个单体电池;所述高压管理芯片连接于电池包的电源线,用于检测所述电池包的状态参数信息,所述电池包包括多个所述电池组;所述处理器芯片通过所述集成专用芯片与所述模拟前端芯片电连接,所述高压管理芯片通过所述集成专用芯片与所述处理器芯片电连接,所述处理器芯片用于根据所述单体电池和所述电池包的状态参数信息管理所述电池管理系统。

6、根据本发明实施例的电池管理系统,基于模拟前端芯片、高压管理芯片、集成专用芯片和处理器芯片的架构来实现电池管理,处理器芯片获取数据更加快速高效,提高了系统的运行效率,数据传输路径更加统一,提高了数据稳定性,并且基于该架构电池管理系统可以适用于更多的应用场景。

7、在一些实施例中,所述集成专用芯片包括:供电电路,所述供电电路用于连接外部电源并向所述电池管理系统中的至少一个芯片提供工作电源。

8、在一些实施例中,所述集成专用芯片还包括:电源输入端口和电源输出端口,所述供电电路通过所述电源输入端口连接外部电源,所述供电电路通过所述电源输出端口连接所述处理器芯片,以为所述处理器芯片提供工作电源。

9、在一些实施例中,所述供电电路通过所述电源输出端口连接所述高压管理芯片,以为所述高压管理芯片提供工作电源。

10、在一些实施例中,所述供电电路包括电压转换子电路,以为所述处理器芯片和所述高压管理芯片提供不同的工作电压。

11、在一些实施例中,所述处理器芯片还用于根据所述电池管理系统内部用电芯片的供电需求生成供电配置信息并发送所述供电配置信息给所述集成专用芯片,以管理所述电池管理系统对内部用电芯片提供工作电源;所述集成专用芯片还包括:第一数字逻辑电路,分别与所述处理器芯片、所述供电电路电连接,用于根据所述供电配置信息控制所述供电电路为所述电池管理系统内部用电芯片提供工作电源。

12、在一些实施例中,所述集成专用芯片还包括:电源开关电路,所述电源开关电路的第一端与所述供电电路连接,所述电源开关电路的第二端适于与外部用电单元连接,所述电源开关电路用于控制所述外部用电单元的供电状态通断。

13、所述电源开关电路包括:高边驱动子电路,所述高边驱动子电路的第一端与所述供电电路的输出端连接,所述高边驱动子电路的第二端适于与所述外部用电单元的供电回路的供电电源侧连接,所述高边驱动子电路的第三端适于与所述外部用电单元的正极端连接,所述高边驱动子电路用于控制所述外部用电单元与所述供电电源侧之间的通断。

14、在一些实施例中,所述电源开关电路包括:低边驱动子电路,所述低边驱动子电路的第一端与所述供电电路的输出端连接,所述低边驱动子电路的第二端适于与所述外部用电单元的供电回路的供电地侧连接,所述低边驱动子电路的第三端适于与所述外部用电单元的负极端连接,所述低边驱动子电路用于控制所述外部用电单元与所述供电地侧之间的通断。

15、在一些实施例中,所述电源开关电路还包括:使能开关子电路,所述使能开关子电路的一端分别与所述高边驱动子电路、所述低边驱动子电路连接,所述使能开关子电路的另一端与所述供电电路连接,用于控制所述高边驱动子电路和所述低边驱动子电路的通断。

16、在一些实施例中,所述处理器芯片还用于根据所述外部用电单元的用电需求生成对于所述高边驱动子电路和所述低边驱动子电路的电源开关通道选择控制信号,并将所述电源开关通道选择控制信号发送给所述集成专用芯片,以管理所述电池管理系统对于所述外部用电单元的供电通断;所述第一数字逻辑电路与所述使能开关子电路电连接,用于根据所述电源开关通道选择控制信号控制所述使能开关子电路。

17、在一些实施例中,所述集成专用芯片还包括:输入源检测子电路,所述输入源检测子电路的一端通过所述电源输入端口与所述外部电源连接,所述输入源检测子电路的另一端与所述第一数字逻辑电路连接,用于对所述外部电源进行检测,并将所述外部电源的电源检测信息传输至所述第一数字逻辑电路。

18、在一些实施例中,所述集成专用芯片包括:输入源隔离电路,与所述外部电源和所述供电电路连接,所述供电电路通过所述输入源隔离电路与所述外部电源连接。

19、在一些实施例中,所述集成专用芯片包括:第一菊花链串行外设接口电路,所述集成专用芯片通过所述第一菊花链串行外设接口电路与所述模拟前端芯片电连接。

20、在一些实施例中,所述集成专用芯片包括:

21、第一标准串行外设接口电路,所述第一标准串行外设接口电路的一端与第一菊花链串行外设接口电路电连接,所述第一标准串行外设接口电路的另一端与所述处理器芯片电连接。

22、在一些实施例中,所述第一标准串行外设接口电路用于向所述处理器芯片发送标准串行数据或者从所述处理器芯片接收数据,并且将从所述处理器芯片接收的数据以标准串行数据传输至所述第一菊花链串行外设接口电路,所述第一菊花链串行外设接口电路用于将所述标准串行数据转换为对应差分数据,并将所述对应差分数据发送至所述模拟前端芯片;

23、所述第一菊花链串行外设接口电路还用于从所述模拟前端芯片接收数据,并将从所述模拟前端芯片接收的数据以对应差分数据发送至所述第一标准串行外设接口电路,所述第一标准串行外设接口电路将所述差分数据转换为对应标准串行数据,并且将所述对应标准串行数据发送给所述处理器芯片。

24、在一些实施例中,所述集成专用芯片包括:

25、第二菊花链串行外设接口电路,所述集成专用芯片通过所述第二菊花链串行外设接口电路与所述高压管理芯片连接。

26、在一些实施例中,所述集成专用芯片包括:

27、第二标准串行外设接口电路,所述第二标准串行外设接口电路的一端与所述第二菊花链串行外设接口电路电连接,另一端与所述处理器芯片电连接。

28、在一些实施例中,所述第二标准串行外设接口电路用于从所述处理器芯片接收数据,并且将从所述处理器芯片接收的数据以标准串行数据传输至所述第二菊花链串行外设接口电路,所述第二菊花链串行外设接口电路用于将所述标准串行数据转换为对应差分数据,并将所述对应差分数据发送至所述高压管理芯片;

29、所述第二菊花链串行外设接口电路还用于从所述高压管理芯片接收数据,并将从所述高压管理芯片接收的数据以对应差分数据发送至所述第二标准串行外设接口电路,所述第二标准串行外设接口电路将所述差分数据转换为对应标准串行数据,并且将所述对应标准串行数据发送给所述处理器芯片。

30、在一些实施例中,所述集成专用芯片还包括第一i2c总线接口电路、第一通用异步收发器接口电路、第一第一控制器局域网总线接口电路中的至少一种接口电路,所述至少一种接口电路用于所述集成专用芯片的菊花链串行外设接口电路与所述处理器芯片之间的电连接,或者,所述至少一种接口电路用于所述集成专用芯片与外部控制系统之间的通信。

31、在一些实施例中,所述集成专用芯片还包括:

32、第一模拟输入接口电路,所述第一模拟输入接口电路的一端与外部传感器电连接,所述第一模拟输入接口电路的另一端与所述第一数字逻辑电路电连接,用于采集所述外部传感器的传感器信息。

33、在一些实施例中,所述集成专用芯片还包括:

34、第一通用输入/输出接口电路,所述第一通用输入/输出接口电路的一端与外围电路电连接,所述第一通用输入/输出接口电路的另一端与所述第一数字逻辑电路连接,用于输出所述第一数字逻辑电路对所述外围电路的控制信息或者采集所述外围电路的状态信息。

35、在一些实施例中,所述处理器芯片还用于发送所述集成专用芯片的配置信息给所述集成专用芯片,以及获取所述集成专用芯片的接口电路传递信息、安全监控信息、安全报警信息和运行状态信息中的至少一种信息。

36、在一些实施例中,所述高压管理芯片包括:

37、信号输入端口,用于输入所述电池包的状态参数信息;

38、第一检测电路,所述第一检测电路通过所述信号输入端口与所述电池包的电源线连接,用于检测所述电池包的状态参数信息。

39、在一些实施例中,所述高压管理芯片还包括:

40、外围差分检测电路,所述外围差分检测电路的一端与所述电池包的电源线连接,所述外围差分检测电路的另一端与所述高压管理芯片的信号输入端口连接,所述第一检测电路通过所述外围差分检测电路检测所述电池包的状态参数信息。

41、在一些实施例中,所述第一检测电路包括:第一电压检测电路,所述第一电压检测电路与所述信号输入端口连接,用于检测所述电池包的电压信息。

42、在一些实施例中,所述第一检测电路包括:第一电流检测电路,所述第一电流检测电路与所述信号输入端口连接,用于检测所述电池包的电流信息。

43、在一些实施例中,所述处理器芯片用于根据所述单体电池和所述电池包的状态参数信息管理所述电池管理系统包括:所述处理器芯片用于根据所述电池包的电压信息和电流信息估算所述电池包的荷电状态值和/或健康状态值。

44、在一些实施例中,所述高压管理芯片还包括:数据处理电路,所述数据处理电路与所述第一电压检测电路和所述第一电流检测电路分别连接,用于根据所述电池包的电压信息和电流信息估算所述电池包的荷电状态值和/或健康状态值。

45、在一些实施例中,所述第一检测电路包括:绝缘阻值检测电路,所述绝缘阻值检测电路用于检测所述电池包的电源线与车身绝缘地之间的阻值;

46、所述数据处理单元还用于根据所述所述阻值判断所述电池包的漏电状态。

47、在一些实施例中,所述高压管理芯片还包括:

48、第一安全诊断电路,所述第一安全诊断电路与所述第一检测电路连接,用于识别所述电池包的状态参数信息是否异常,并在所述电池包的状态参数信息异常时进行安全保护。

49、在一些实施例中,所述第一安全诊断电路包括:

50、第一电流诊断电路,所述第一电流诊断电路与所述第一电流检测电路连接,用于根据所述电池包的电流信息识别所述电池包是否存在过流,并在所述电池包存在过流时进行过流保护。

51、在一些实施例中,所述第一安全诊断电路包括:

52、第一电压诊断电路,所述第一电压诊断电路与所述第一电压检测电路连接,用于根据所述电池包的电压信息识别所述电池包是否存在过压或者欠压,并在所述电池包存在过压或者欠压时进行过压或欠压保护。

53、在一些实施例中,所述高压管理芯片包括:

54、第二通用输入/输出接口电路,所述第二通用输入/输出接口电路与外部传感器或外部负载连接,用于采集所述外部传感器信息或者输出控制信号给所述外部负载。

55、在一些实施例中,所述高压管理芯片还包括:

56、第一温度检测电路,所述第一温度检测电路通过所述第二通用输出/输出接口电路与外部温度传感器连接,以检测所述高压管理芯片的温度信息;

57、第一温度诊断电路,所述第一温度诊断电路与所述第一温度检测电路连接,用于根据所述高压管理芯片的温度信息识别所述高压管理芯片是否存在过温,并在所述高压管理芯片存在过温时进行过温保护。

58、在一些实施例中,所述处理器芯片还用于通过所述集成专用芯片将所述高压管理芯片的配置信息发送给所述高压管理芯片,以及通过所述集成专用芯片获取所述高压管理芯片的检测信息、计算结果信息、安全诊断信息和安全报警信息中的至少一种。

59、在一些实施例中,所述高压管理芯片包括:

60、第三菊花链串行外设接口电路,所述高压管理芯片通过所述第三菊花链串行外设接口电路与所述集成专用芯片的第二菊花链串行外设接口电路连接。

61、在一些实施例中,所述高压管理芯片包括第二标准串行外设接口电路和第二i2c总线接口电路中的至少一种,所述第二标准串行外设接口电路和所述第二i2c总线接口电路中的至少一种为备用接口电路。

62、在一些实施例中,所述高压管理芯片包括:第二控制器局域网总线接口电路,所述第二控制器局域网总线接口电路用于与外部通信总线连接以获取外部总线信息。

63、在一些实施例中,所述模拟前端芯片包括:第二检测电路,所述第二检测电路与所述电池组连接,用于检测所述电池组中单体电池的状态参数信息。

64、在一些实施例中,所述模拟前端芯片还包括:第二模拟输入接口电路,所述第二检测电路通过所述第二模拟输入接口电路与外部检测电路连接,以检测所述电池组中单体电池的状态参数信息。

65、在一些实施例中,所述模拟前端芯片还包括:第三通用输入/输出接口电路,所述第三通用输入/输出接口电路与外部传感器连接,所述第二检测电路通过所述第三通用输入/输出接口电路与所述外部传感器连接,以检测所述电池组中单体电池的状态参数信息。

66、在一些实施例中,所述第二检测电路包括:第二电压检测电路,所述第二电压检测电路用于采集所述电池组中单体电池的电压信息。

67、在一些实施例中,所述第二检测电路还包括:第二电流检测电路,所述第二电流检测电路用于采集所述电池组中单体电池的电流信息。

68、在一些实施例中,所述第二检测电路还包括:应力检测电路,所述应力检测电路用于检测所述电池组中单体电池内的应力信息。

69、在一些实施例中,所述第二检测电路还包括:第二温度检测电路,所述第二温度检测电路用于检测所述电池组中单体电池的温度信息。

70、在一些实施例中,所述前端模拟芯片还包括:第二安全诊断电路,所述第二安全诊断电路与所述第二检测电路连接,用于识别所述单体电池的状态参数信息是否异常,并在所述单体电池的状态参数存在异常时进行安全保护。

71、在一些实施例中,所述第二安全诊断电路包括:第二电压诊断电路,所述第二电压诊断电路与所述第二电压检测电路连接,用于识别所述电池组中单体电池的电压是否过压/欠压,在所述单体电池的电压过压或欠压时进行过压或欠压保护。

72、在一些实施例中,所述第二电压检测电路还用于检测所述电池组的电压和所述模拟前端芯片内部器件的电压;所述第二电压诊断电路还用于识别所述电池组的电压是否异常以及识别所述模拟前端芯片内部器件的电压是否异常,并在存在异常时进行电压安全保护。

73、在一些实施例中,所述第二安全诊断电路包括:第二电流诊断电路,所述第二电流诊断电路与所述第二电流检测电路连接,用于识别所述单体电池的电流是否存在过流,并在所述单体电池的电流存在过流时进行过流保护。

74、在一些实施例中,所述第二电流检测电路还用于检测所述电池组的电流和所述模拟前端芯片内部器件的电流;所述第二电流诊断电路还用于诊断所述电池组的电流是否异常以及识别所述模拟前端芯片内部器件的电流是否异常,并在存在电流异常时进行电流异常安全保护。

75、在一些实施例中,所述第二安全诊断电路包括:应力诊断电路,所述应力诊断电路用于识别所述电池组中单体电池内的应力是否异常,并在应力异常时进行应力异常安全保护。

76、在一些实施例中,所述第二安全诊断电路包括:第二温度诊断电路,所述第二温度诊断电路与第二温度检测电路连接,用于识别所述电池组中的单体电池的温度是否过温,并在所述单体电池的温度过温时进行过温安全保护。

77、在一些实施例中,所述模拟前端芯片还包括:第二数字逻辑电路,所述第二数字逻辑电路与所述第二安全诊断电路连接,用于在所述电池组中的单体电池的状态参数信息存在异常时生成异常信息,以进行报警提示。

78、在一些实施例中,所述处理器芯片还用于通过所述集成专用芯片将所述模拟前端芯片的配置信息发送给所述模拟前端芯片,以及通过所述集成专用芯片获取所述模拟前端芯片的检测信息、安全诊断信息、安全报警信息和计算结果信息中的至少一种。

79、在一些实施例中,所述处理器芯片用于根据所述单体电池和所述电池包的状态参数信息管理管理所述电池管理系统包括:所述处理器芯片用于在根据所述电池组中单体电池的状态参数信息确定所述电池组中单体电池的电量不均衡时,生成电量均衡信息,并将所述电量均衡信息通过所述集成专用芯片转发给对应的所述前端模拟芯片;所述模拟前端芯片包括均衡电路,所述均衡电路用于根据所述电量均衡信息对所述电池组中单体电池进行电量均衡处理。

80、在一些实施例中,所述处理器芯片用于根据所述单体电池和所述电池包的状态参数信息管理所述电池管理系统包括:所述处理器芯片用于根据所述单体电池和所述电池包的状态参数信息确定电池状态,根据所述电池状态判断是否对所述电池包进行充电或放电以及判断是否对所述电池包停止充电或放电。

81、在一些实施例中,所述处理器芯片用于根据所述单体电池和所述电池包的状态参数信息管理所述电池管理系统包括:所述处理器用于根据所述单体电池和/或电池包的状态参数信息估算所述电池包的荷电状态值,并获取所述高压管理芯片估算的所述电池包的荷电状态值,根据自身估算的所述电池包的荷电状态值与所述高压管理芯片估算的所述电池包的荷电状态值进行电池状态校验。

82、在一些实施例中,所述模拟前端芯片为多个,多个所述模拟前端芯片串联连接。

83、在一些实施例中,所述第一菊花链串行外设接口电路为两个;每个所述模拟前端芯片均包括第四菊花链串行外设接口电路和第五菊花链串行外设接口电路;串联连接的多个所述模拟前端芯片中,首端模拟前端芯片通过所述第四菊花链串行外设接口电路与所述集成专用芯片的一个所述第一菊花链串行外设接口电路连接,末端模拟前端芯片通过所述第五菊花链串行外设接口电路与所述集成专用芯片的另一个所述第一菊花链串行外设接口电路连接。

84、在一些实施例中,在串联连接的多个所述模拟前端芯片中,第n个所述模拟前端芯片通过所述第五菊花链串行外设接口电路与第(n+1)个所述模拟前端芯片的第四菊花链串行外设接口电路连接,其中,1≤n<n+1≤n,n为串联连接的多个所述模拟前端芯片的总数量。

85、在一些实施例中,所述模拟前端芯片包括第三标准串行外设接口电路和第三i2c总线接口电路中的至少一个接口电路,所述第三标准串行外设接口电路和所述第三i2c总线接口电路中的至少一个接口电路为备用接口电路。

86、为了达到上述目的,本发明第二方面实施例提出一种电池,包括:电池包,所述电池包包括多个电池组,每个电池组包括至少一个单体电池;其中,所述电池包与所述的电池管理系统连接,并且每个所述电池组也与所述的电池管理系统连接。

87、根据本发明实施例的电池,通过连接上面实施例的电池管理系统,该电池管理系统运行高效,数据稳定性、可靠性高,从而提高了电池使用安全。

88、为了达到上述目的,本发明第三方面实施例的车辆,包括:电池包,所述电池包包括多个电池组,每个电池组包括至少一个单体电池;所述的电池管理系统,所述电池管理系统与所述电池包连接。

89、根据本发明实施例的车辆,通过采用上面实施例的电池管理系统,该电池管理系统运行效率高、安全可靠性高、应用场景多,提高了车辆电池管理效率和安全。

90、为了达到上述目的,本发明第四方面实施例的电池管理方法,用于所述的电池管理系统,所述电池管理方法包括:高压管理芯片检测电池包的状态参数信息,以及模拟前端检测电池组中单体电池的状态参数信息,所述电池包包括多个所述电池组,所述电池组包括至少一个单体电池;集成专用芯片将所述电池包的状态参数信息和所述电池组中单体电池的状态参数信息转发给处理器芯片;处理器芯片根据所述单体电池的状态参数信息和所述电池包的状态参数信息管理所述电池管理系统。

91、根据本发明实施例的电池管理方法,通过集成专用芯片来实现模拟前端和高压管理芯片与处理器芯片之间的数据交互,可以有效快速地传输数据,提高系统的运行效率,数据传输路径更加统一,提高了系统安全可靠性,可以适用于更多的应用场景。

92、在一些实施例中,处理器芯片根据所述单体电池的状态参数信息和所述电池包的状态参数信息管理所述电池管理系统,包括:所述处理器芯片根据所述电池包的电压信息和电流信息估算所述电池包的荷电状态值和/或健康状态值。

93、在一些实施例中,处理器芯片根据所述单体电池的状态参数信息和所述电池包的状态参数信息管理所述电池管理系统还包括:所述处理器芯片根据所述电池包的荷电状态判断是否对所述电池包进行充电或者放电以及判断是否停止对所述电池包充电或放电。

94、在一些实施例中,处理器芯片根据所述单体电池的状态参数信息和所述电池包的状态参数信息管理所述电池管理系统,包括:所述处理器芯片根据所述电池组中单体电池的状态参数信息确定所述电池组中单体电池的电量不均衡,生成电量均衡信息,并将所述电量均衡信息通过所述集成专用芯片转发给所述前端模拟芯片。

95、在一些实施例中,所述电池管理方法还包括:所述处理器芯片根据所述电池管理系统内部用电芯片的供电需求生成供电配置信息并发送给所述集成专用芯片,以管理所述电池管理系统对内部用电芯片提供工作电源。

96、在一些实施例中,所述电池管理方法还包括:所述处理器芯片根据外部用电单元的用电需求生成电源开关通道选择控制信号,并将所述电源开关通道选择控制信号发送给所述集成专用芯片,以管理所述电池管理系统对于外部用电单元的供电通断;所述集成专用芯片根据所述电源开关通道选择控制信号控制所述供电电路所连接的外部用电单元与供电电源侧的通断或者控制所述外部用电单元与供电地侧的通断。

97、在一些实施例中,所述电池管理方法还包括:所述处理器芯片发送所述集成专用芯片的配置信息给所述集成专用芯片,并获取所述集成专用芯片的接口电路传递信息;以及所述处理器芯片获取所述集成专用芯片的安全监控信息、安全报警信息和运行状态信息中的至少一种信息。

98、在一些实施例中,所述电池管理方法还包括:所述处理器芯片通过所述集成专用芯片将所述高压管理芯片的配置信息发送给所述高压管理系统,并通过所述集成专用信息获取所述高压管理系统的检测信息;以及所述处理器芯片通过所述集成专用信息获取所述高压管理芯片的计算结果信息、安全诊断信息和安全报警信息中的至少一种。

99、在一些实施例中,所述电池管理方法还包括:所述处理器芯片通过所述集成专用芯片将所述模拟前端芯片的配置信息发送给所述模拟前端芯片,并通过所述集成专用芯片获取所述模拟前端芯片的检测信息;以及所述处理器芯片通过所述集成专用芯片获取所述模拟前端芯片的安全诊断信息、安全报警信息和计算结果信息中的至少一种。

100、在一些实施例中,所述电池管理方法还包括:所述集成专用芯片根据所述供电配置信息控制所述集成专用芯片的供电电路向所述电池管理系统内部用电芯片中的至少一个芯片提供工作电源。

101、在一些实施例中,所述电池包的状态参数信息包括所述电池包的电压信息和电流信息,所述电池管理方法还包括:所述高压管理芯片根据所述电池包的电压信息和电流信息估算所述电池包的荷电状态值和/或健康状态值。

102、在一些实施例中,处理器芯片根据所述单体电池的状态参数信息和所述电池包的状态参数信息管理所述电池管理系统,还包括:所述处理器芯片通过所述集成专用芯片获取所述高压管理芯片估算的所述电池包的荷电状态值,并根据自身估算的所述电池包的荷电状态值和所述高压管理芯片估算的所述电池包的荷电状态值验证所述电池包的状态。

103、在一些实施例中,所述电池包的状态参数信息包括所述电池包的电源线与车身绝缘地之间的阻值,所述电池管理方法还包括:所述高压管理芯片根据所述阻值判断所述电池包的漏电状态。

104、在一些实施例中,所述电池管理方法还包括:所述高压管理芯片识别所述电池包的状态参数信息是否异常,并在所述电池包的状态参数信息异常时进行安全保护。

105、在一些实施例中,所述高压管理芯片识别所述电池包的状态参数信息是否异常,并在所述电池包的状态参数信息异常时进行安全保护,包括以下至少一项:所述高压管理芯片根据所述电池包的电流信息识别所述电池包是否存在过流,并在所述电池包存在过流时进行过流保护;所述高压管理芯片根据所述电池包的电压信息识别所述电池包是否存在过压或者欠压,并在所述电池包存在过压或者欠压时进行过压或欠压保护。

106、在一些实施例中,所述电池管理方法还包括:所述高压管理芯片获取所述高压管理芯片自身的温度信息;所述高压管理芯片根据所述高压管理芯片自身的温度信息识别所述高压管理芯片是否存在过温,并在所述高压管理芯片存在过温时进行过温保护。

107、在一些实施例中,所述电池管理方法还包括:所述模拟前端芯片识别所述单体电池的状态参数信息是否异常,并在所述单体电池的状态参数存在异常时进行安全保护。

108、在一些实施例中,所述模拟前端芯片识别所述单体电池的状态参数信息是否异常,并在所述单体电池的状态参数存在异常时进行安全保护,包括以下至少一项:所述模拟前端芯片识别所述电池组中单体电池的电压是否过压/欠压,在所述单体电池的电压过压或欠压时进行过压或欠压保护;所述模拟前端芯片识别所述单体电池的电流是否存在过流,并在所述单体电池的电流存在过流时进行过流保护;所述模拟前端芯片识别所述电池组中单体电池内的压力是否异常,并在压力异常时进行安全保护;所述模拟前端芯片识别所述电池组中的单体电池的温度是否过温,并在所述单体电池的温度过温时进行过温安全保护。

109、在一些实施例中,所述电池管理方法还包括以下至少一项:所述模拟前端芯片识别所述电池组的电压是否异常以及识别所述模拟前端芯片内部器件的电压是否异常,并在存在异常时进行电压安全保护;所述模拟前端芯片诊断所述电池组的电流是否异常以及识别所述模拟前端芯片内部器件的电流是否异常,并在存在电流异常时进行电流保护。

110、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。


技术特征:

1.一种电池管理系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的电池管理系统,其特征在于,所述集成专用芯片包括:

3.根据权利要求2所述的电池管理系统,其特征在于,所述集成专用芯片还包括:

4.根据权利要求3所述的电池管理系统,其特征在于,所述供电电路通过所述电源输出端口连接所述高压管理芯片,以为所述高压管理芯片提供工作电源。

5.根据权利要求4所述的电池管理系统,其特征在于,所述供电电路包括电压转换子电路,所述电压转换子电路的一端通过所述电源输入端口与所述外部电路连接,所述电压转换子电路的另一端与所述处理器芯片、所述高压管理芯片连接,用于为所述处理器芯片和所述高压管理芯片提供不同的工作电压。

6.根据权利要求2所述的电池管理系统,其特征在于,

7.根据权利要求6所述的电池管理系统,其特征在于,所述集成专用芯片还包括:

8.根据权利要求7所述的电池管理系统,其特征在于,所述电源开关电路包括:

9.根据权利要求8所述的电池管理系统,其特征在于,所述电源开关电路包括:

10.根据权利要求9所述的电池管理系统,其特征在于,所述电源开关电路还包括:

11.根据权利要求10所述的电池管理系统,其特征在于,

12.根据权利要求3所述的电池管理系统,其特征在于,所述集成专用芯片还包括:

13.根据权利要求2所述的电池管理系统,其特征在于,所述集成专用芯片包括:

14.根据权利要求1所述的电池管理系统,其特征在于,所述集成专用芯片包括:

15.根据权利要求14所述的电池管理系统,其特征在于,所述集成专用芯片包括:

16.根据权利要求15所述的电池管理系统,其特征在于,

17.根据权利要求1所述的电池管理系统,其特征在于,所述集成专用芯片包括:

18.根据权利要求17所述的电池管理系统,其特征在于,所述集成专用芯片包括:

19.根据权利要求18所述的电池管理系统,其特征在于,

20.根据权利要求14或17所述的电池管理系统,其特征在于,所述集成专用芯片还包括第一i2c总线接口电路、第一通用异步收发器接口电路、第一第一控制器局域网总线接口电路中的至少一种接口电路,所述至少一种接口电路用于所述集成专用芯片的菊花链串行外设接口电路与所述处理器芯片之间的电连接,或者,所述至少一种接口电路用于所述集成专用芯片与外部控制系统之间的通信。

21.根据权利要求6所述的电池管理系统,其特征在于,所述集成专用芯片还包括:

22.根据权利要求6所述的电池管理系统,其特征在于,所述集成专用芯片还包括:

23.根据权利要求2-22任一项所述的电池管理系统,其特征在于,所述处理器芯片还用于发送所述集成专用芯片的配置信息给所述集成专用芯片,以及获取所述集成专用芯片的接口电路传递信息、安全监控信息、安全报警信息和运行状态信息中的至少一种信息。

24.根据权利要求1所述的电池管理系统,其特征在于,所述高压管理芯片包括:

25.根据权利要求24所述的电池管理系统,其特征在于,所述高压管理芯片还包括:

26.根据权利要求24所述的电池管理系统,其特征在于,所述第一检测电路包括:

27.根据权利要求26所述的电池管理系统,其特征在于,所述第一检测电路包括:

28.根据权利要求27所述的电池管理系统,其特征在于,

29.根据权利要求27所述的电池管理系统,其特征在于,所述高压管理芯片还包括:

30.根据权利要求29所述的电池管理系统,其特征在于,所述第一检测电路包括:

31.根据权利要求29所述的电池管理系统,其特征在于,所述高压管理芯片还包括:

32.根据权利要求31所述的电池管理系统,其特征在于,所述第一安全诊断电路包括:

33.根据权利要求32所述的电池管理系统,其特征在于,所述第一安全诊断电路包括:

34.根据权利要求1所述的电池管理系统,其特征在于,所述高压管理芯片包括:

35.根据权利要求34所述的电池管理系统,其特征在于,所述高压管理芯片还包括:

36.根据权利要求24-35任一项所述的电池管理系统,其特征在于,所述处理器芯片还用于通过所述集成专用芯片将所述高压管理芯片的配置信息发送给所述高压管理芯片,以及通过所述集成专用芯片获取所述高压管理芯片的检测信息、计算结果信息、安全诊断信息和安全报警信息中的至少一种。

37.根据权利要求17所述的电池管理系统,其特征在于,所述高压管理芯片包括:

38.根据权利要求1所述的电池管理系统,其特征在于,所述高压管理芯片包括第二标准串行外设接口电路和第二i2c总线接口电路中的至少一种,所述第二标准串行外设接口电路和所述第二i2c总线接口电路中的至少一种为备用接口电路。

39.根据权利要求1所述的电池管理系统,其特征在于,所述高压管理芯片包括:

40.根据权利要求1所述的电池管理系统,其特征在于,所述模拟前端芯片包括:

41.根据权利要求40所述的电池管理系统,其特征在于,所述模拟前端芯片还包括:

42.根据权利要求40所述的电池管理系统,其特征在于,所述模拟前端芯片还包括:

43.根据权利要求40所述的电池管理系统,其特征在于,所述第二检测电路包括:

44.根据权利要求43所述的电池管理系统,其特征在于,所述第二检测电路还包括:

45.根据权利要求44所述的电池管理系统,其特征在于,所述第二检测电路还包括:

46.根据权利要求45所述电池管理系统,其特征在于,所述第二检测电路还包括:

47.根据权利要求46所述的电池管理系统,其特征在于,所述前端模拟芯片还包括:

48.根据权利要求47所述的电池管理系统,其特征在于,所述第二安全诊断电路包括:

49.根据权利要求48所述的电池管理系统,其特征在于,所述第二电压检测电路还用于检测所述电池组的电压和所述模拟前端芯片内部器件的电压;

50.根据权利要求47所述的电池管理系统,其特征在于,所述第二安全诊断电路包括:

51.根据权利要求50所述的电池管理系统,其特征在于,

52.根据权利要求47所述的电池管理系统,其特征在于,所述第二安全诊断电路包括:

53.根据权利要求47所述的电池管理系统,其特征在于,所述第二安全诊断电路包括:

54.根据权利要求47-53任一项所述的电池管理系统,其特征在于,所述模拟前端芯片还包括:

55.根据权利要求54所述的电池管理系统,其特征在于,所述处理器芯片还用于通过所述集成专用芯片将所述模拟前端芯片的配置信息发送给所述模拟前端芯片,以及通过所述集成专用芯片获取所述模拟前端芯片的检测信息、安全诊断信息、安全报警信息和计算结果信息中的至少一种。

56.根据权利要求1所述的电池管理系统,其特征在于,

57.根据权利要求1所述的电池管理系统,其特征在于,

58.根据权利要求27所述的电池管理系统,其特征在于,所述处理器芯片用于根据所述单体电池和所述电池包的状态参数信息管理所述电池管理系统包括:所述处理器芯片用于根据所述单体电池和/或电池包的状态参数信息估算所述电池包的荷电状态值,并获取所述高压管理芯片估算的所述电池包的荷电状态值,根据自身估算的所述电池包的荷电状态值与所述高压管理芯片估算的所述电池包的荷电状态值进行电池状态校验。

59.根据权利要求14所述的电池管理系统,其特征在于,所述模拟前端芯片为多个,多个所述模拟前端芯片串联连接。

60.根据权利要求59所述的电池管理系统,其特征在于,

61.根据权利要求60所述的电池管理系统,其特征在于,在串联连接的多个所述模拟前端芯片中,第n个所述模拟前端芯片通过所述第五菊花链串行外设接口电路与第(n+1)个所述模拟前端芯片的第四菊花链串行外设接口电路连接,其中,1≤n<n+1≤n,n为串联连接的多个所述模拟前端芯片的总数量。

62.根据权利要求1所述的电池管理系统,其特征在于,所述模拟前端芯片包括第三标准串行外设接口电路和第三i2c总线接口电路中的至少一个接口电路,所述第三标准串行外设接口电路和所述第三i2c总线接口电路中的至少一个接口电路为备用接口电路。

63.一种电池,其特征在于,包括:

64.一种车辆,其特征在于,包括:

65.一种电池管理方法,其特征在于,用于权利要求1-62任一项所述的电池管理系统,所述电池管理方法包括:

66.根据权利要求65所述的电池管理方法,其特征在于,处理器芯片根据所述单体电池的状态参数信息和所述电池包的状态参数信息管理所述电池管理系统,包括:

67.根据权利要求66所述的电池管理方法,其特征在于,处理器芯片根据所述单体电池的状态参数信息和所述电池包的状态参数信息管理所述电池管理系统还包括:

68.根据权利要求65所述的电池管理方法,其特征在于,处理器芯片根据所述单体电池的状态参数信息和所述电池包的状态参数信息管理所述电池管理系统,包括:

69.根据权利要求65所述的电池管理系统,其特征在于,所述电池管理方法还包括:

70.根据权利要求65所述的电池管理方法,其特征在于,所述电池管理方法还包括:

71.根据权利要求65所述的电池管理方法,其特征在于,所述电池管理方法还包括:

72.根据权利要求65所述的电池管理方法,其特征在于,所述电池管理方法还包括:

73.根据权利要求65所述的电池管理方法,其特征在于,所述电池管理方法还包括:

74.根据权利要求69所述的电池管理方法,其特征在于,所述电池管理方法还包括:

75.根据权利要求66所述的电池管理方法,其特征在于,所述电池包的状态参数信息包括所述电池包的电压信息和电流信息,所述电池管理方法还包括:

76.根据权利要求75所述的电池管理方法,其特征在于,处理器芯片根据所述单体电池的状态参数信息和所述电池包的状态参数信息管理所述电池管理系统,还包括:

77.根据权利要求65所述的电池管理方法,其特征在于,所述电池包的状态参数信息包括所述电池包的电源线与车身绝缘地之间的阻值,所述电池管理方法还包括:

78.根据权利要求72所述的电池管理方法,其特征在于,所述电池管理方法还包括:

79.根据权利要求78所述的电池管理方法,其特征在于,所述高压管理芯片识别所述电池包的状态参数信息是否异常,并在所述电池包的状态参数信息异常时进行安全保护,包括以下至少一项:

80.根据权利要求79所述的电池管理方法,其特征在于,所述电池管理方法还包括:

81.根据权利要求73所述的电池管理方法,其特征在于,所述电池管理方法还包括:

82.根据权利要求81所述的电池管理方法,其特征在于,所述模拟前端芯片识别所述单体电池的状态参数信息是否异常,并在所述单体电池的状态参数存在异常时进行安全保护,包括以下至少一项:

83.根据权利要求82所述的电池管理方法,其特征在于,所述电池管理方法还包括以下至少一项:


技术总结
本发明公开了一种电池管理系统、电池、车辆和电池管理方法,其中,电池管理系统包括模拟前端芯片、高压管理芯片、集成专用芯片和处理器芯片;模拟前端芯片与电池组连接,用于检测电池组中单体电池的状态参数信息,电池组包括至少一个单体电池;高压管理芯片连接于电池包的电源线,用于检测电池包的状态参数信息,电池包包括多个电池组;处理器芯片通过集成专用芯片与模拟前端芯片电连接,高压管理芯片通过集成专用芯片与处理器芯片电连接,处理器芯片用于根据单体电池和电池包的状态参数信息管理电池管理系统。本发明的电池管理系统可以提高电池管理系统的工作效率,提高系统安全可靠性。

技术研发人员:鲍文静,李杰,李奇峰,杨云
受保护的技术使用者:比亚迪半导体股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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