[发明专利]一种电动汽车的电池管理系统

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车的设计制造领域，特别涉及一种电动汽车的电池管理系统。

背景技术

随着人们环保意识的增强，环境污染问题越来越受到人们的重视，电动汽车作为一种新型能源的汽车在排放方面有着传统燃油车无法企及的优势。

伴随电动汽车产量的与日俱增，其功能安全必将是评价系统可靠性的重要指标，然而作为电动汽车核心零部件的电池管理系统在目前形势下的功能安全设计严重落后于其他核心零部件。

针对上述问题，为电动汽车提供一种新型的电池管理系统，对电池组进行安全管理，避免可能产生的事故是现有技术需要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种电动汽车的电池管理系统，对电池组进行安全管理，避免可能产生的事故。

为达到上述目的，本发明的技术方案是，一种电动汽车的电池管理系统，其特征在于：所述的管理系统为单片机与FPGA通过数据线构成冗余备份结构；单片机、FPGA分别通过主控制、检测线和备份控制、检测线接入控制I/O单元，控制I/O单元通过信号线接入被控对象。

所述的FPGA内设有控制算法硬线逻辑单元，控制算法硬线逻辑单元与控制I/O单元通过备份控制、检测线进行连接。

所述的单片机与FPGA之间通过辅助控制端口进行连接。

所述的单片机检测到FPGA运行异常时，通过辅助控制端口将FPGA的控制、检测端口置为高阻状态，使FPGA的控制信号无效，避免FPGA的错误输出造成被控对象的错误动作；在FPGA与单片机数据交互过程中，当FPGA检测到单片机输出数据异常时，通过FPGA内置的控制算法硬线逻辑单元由备份控制、检测线，经控制I/O单元控制被控对象。

所述的单片机实时接收电池组传感器传递过来的传感器信号。

所述的单片机设有车辆通讯端口。

所述的FPGA还可以替换为PLD、CPLD。

一种电动汽车的电池管理系统，本发明以FPGA作为备份系统，利用FPGA可编程、响应速度快的特点，极大的增强了系统的灵活性，集成度，降低了系统的故障点数目。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明；

图1为本发明一种电动汽车的电池管理系统的结构示意图；

在图1中，1、被控对象；2、信号线；3、控制I/O单元；4、备份控制、检测线；5、控制算法硬线逻辑电路；6、FPGA；7、辅助控制端口；8、数据线；9、单片机；10、主控制、检测线；11、传感器；12、传感器信号；13、车辆通讯端口。

具体实施方式

如图1所示，本发明为单片机9与FPGA6通过数据线8构成冗余备份结构；单片机9、FPGA6分别通过主控制、检测线10和备份控制、检测线4接入控制I/O单元3，控制I/O单元3通过信号线2接入被控对象1。

FPGA6内设有控制算法硬线逻辑单元5，控制算法硬线逻辑单元5与控制I/O单元3通过备份控制、检测线4进行连接。单片机9与FPGA6之间通过辅助控制端口7进行连接。

单片机9实时接收电池组传感器11传递过来的传感器信号12。单片机9设有车辆通讯端口13。

本发明以FPGA6作为单片机9的硬件冗余备份系统。在系统运行过程中，当检测到单片机9或者其他的硬件电路出现故障时，FPGA6作为备份系统，接管与功能安全相关的工作，根据车辆的运行状况，控制电池管理系统进入安全的模式，避免可能产生的事故。本发明以FPGA6作为备份系统，利用FPGA6可编程、响应速度快的特点，极大的增强了系统的灵活性，集成度，降低了系统的故障点数目。

FPGA6为现场可编程逻辑门阵列，是一个含有可编辑元件的半导体设备，可供使用者现场程序化的逻辑门阵列元件。而电池管理系统是为了能够提高电池的利用率，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池状态的系统。

FPGA6是可编程器件，PLD、CPLD也属于可编程器件，虽然相互间有差别，但是PLD、CPLD也可用于本发明所描述的系统。

CPLD是一种整合性较高的逻辑元件。由于具有高整合性的特点，故其有性能提升，可靠度增加，PCB面积减少及成本下降等优点。PLD是做为一种通用集成电路，它的逻辑功能按照用户对器件编程来决定。

通过单片机9加FPGA6的结构形式，指的是以FPGA6或者其他的可编程逻辑器件作为备份冗余系统，用于提高系统的可靠性，所有这种架构的电池管理系统都在此专利的保护范围内。