一種電動汽車的電池管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電動汽車的電池管理系統(tǒng)，其特征在于：所述的管理系統(tǒng)為單片機(jī)與FPGA通過數(shù)據(jù)線構(gòu)成冗余備份結(jié)構(gòu)；單片機(jī)、FPGA分別通過主控制、檢測線和備份控制、檢測線接入控制I\O單元，控制I\O單元通過信號線接入被控對象。本發(fā)明以FPGA作為備份系統(tǒng)，利用FPGA可編程、響應(yīng)速度快的特點，極大的增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性，集成度，降低了系統(tǒng)的故障點數(shù)目。
【專利說明】—種電動汽車的電池管理系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動汽車的設(shè)計制造領(lǐng)域，特別涉及一種電動汽車的電池管理系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，環(huán)境污染問題越來越受到人們的重視，電動汽車作為一種新型能源的汽車在排放方面有著傳統(tǒng)燃油車無法企及的優(yōu)勢。
[0003]伴隨電動汽車產(chǎn)量的與日俱增，其功能安全必將是評價系統(tǒng)可靠性的重要指標(biāo)，然而作為電動汽車核心零部件的電池管理系統(tǒng)在目前形勢下的功能安全設(shè)計嚴(yán)重落后于其他核心零部件。
[0004]針對上述問題，為電動汽車提供一種新型的電池管理系統(tǒng)，對電池組進(jìn)行安全管理，避免可能產(chǎn)生的事故是現(xiàn)有技術(shù)需要解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種電動汽車的電池管理系統(tǒng)，對電池組進(jìn)行安全管理，避免可能產(chǎn)生的事故。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種電動汽車的電池管理系統(tǒng)，其特征在于:所述的管理系統(tǒng)為單片機(jī)與FPGA通過數(shù)據(jù)線構(gòu)成冗余備份結(jié)構(gòu)；單片機(jī)、FPGA分別通過主控制、檢測線和備份控制、檢測線接入控制1\0單元，控制1\0單元通過信號線接入被控對象。
[0007]所述的FPGA內(nèi)設(shè)有控制算法硬線邏輯單元，控制算法硬線邏輯單元與控制1\0單元通過備份控制、檢測線進(jìn)行連接。
[0008]所述的單片機(jī)與FPGA之間通過輔助控制端口進(jìn)行連接。
[0009]所述的單片機(jī)檢測到FPGA運行異常時，通過輔助控制端口將FPGA的控制、檢測端口置為高阻狀態(tài)，使FPGA的控制信號無效，避免FPGA的錯誤輸出造成被控對象的錯誤動作；在FPGA與單片機(jī)數(shù)據(jù)交互過程中，當(dāng)FPGA檢測到單片機(jī)輸出數(shù)據(jù)異常時，通過FPGA內(nèi)置的控制算法硬線邏輯單元由備份控制、檢測線，經(jīng)控制1\0單元控制被控對象。
[0010]所述的單片機(jī)實時接收電池組傳感器傳遞過來的傳感器信號。
[0011 ] 所述的單片機(jī)設(shè)有車輛通訊端口。
[0012]所述的FPGA還可以替換為PLD、CPLD。
[0013]一種電動汽車的電池管理系統(tǒng)，本發(fā)明以FPGA作為備份系統(tǒng)，利用FPGA可編程、響應(yīng)速度快的特點，極大的增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性，集成度，降低了系統(tǒng)的故障點數(shù)目。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明；
[0015]圖1為本發(fā)明一種電動汽車的電池管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]在圖1中，1、被控對象；2、信號線；3、控制1\0單元；4、備份控制、檢測線；5、控制算法硬線邏輯電路；6、FPGA ;7、輔助控制端口 ；8、數(shù)據(jù)線；9、單片機(jī)；10、主控制、檢測線；
11、傳感器；12、傳感器信號；13、車輛通訊端口。
【具體實施方式】
[0017]如圖1所示，本發(fā)明為單片機(jī)9與FPGA6通過數(shù)據(jù)線8構(gòu)成冗余備份結(jié)構(gòu)；單片機(jī)
9、FPGA6分別通過主控制、檢測線10和備份控制、檢測線4接入控制1\0單元3，控制1\0單元3通過信號線2接入被控對象I。
[0018]FPGA6內(nèi)設(shè)有控制算法硬線邏輯單元5，控制算法硬線邏輯單元5與控制1\0單元3通過備份控制、檢測線4進(jìn)行連接。單片機(jī)9與FPGA6之間通過輔助控制端口 7進(jìn)行連接。
[0019]單片機(jī)9實時接收電池組傳感器11傳遞過來的傳感器信號12。單片機(jī)9設(shè)有車輛通訊端口 13。
[0020]本發(fā)明以FPGA6作為單片機(jī)9的硬件冗余備份系統(tǒng)。在系統(tǒng)運行過程中，當(dāng)檢測到單片機(jī)9或者其他的硬件電路出現(xiàn)故障時，F(xiàn)PGA6作為備份系統(tǒng)，接管與功能安全相關(guān)的工作，根據(jù)車輛的運行狀況，控制電池管理系統(tǒng)進(jìn)入安全的模式，避免可能產(chǎn)生的事故。本發(fā)明以FPGA6作為備份系統(tǒng)，利用FPGA6可編程、響應(yīng)速度快的特點，極大的增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性，集成度，降低了系統(tǒng)的故障點數(shù)目。
[0021]FPGA6為現(xiàn)場可編程邏輯門陣列，是一個含有可編輯元件的半導(dǎo)體設(shè)備，可供使用者現(xiàn)場程序化的邏輯門陣列元件。而電池管理系統(tǒng)是為了能夠提高電池的利用率，防止電池出現(xiàn)過充電和過放電，延長電池的使用壽命，監(jiān)控電池狀態(tài)的系統(tǒng)。
[0022]FPGA6是可編程器件，PLD、CPLD也屬于可編程器件，雖然相互間有差別，但是PLD、CPLD也可用于本發(fā)明所描述的系統(tǒng)。
[0023]CPLD是一種整合性較高的邏輯元件。由于具有高整合性的特點，故其有性能提升，可靠度增加，PCB面積減少及成本下降等優(yōu)點。PLD是做為一種通用集成電路，它的邏輯功能按照用戶對器件編程來決定。
[0024]通過單片機(jī)9加FPGA6的結(jié)構(gòu)形式，指的是以FPGA6或者其他的可編程邏輯器件作為備份冗余系統(tǒng)，用于提高系統(tǒng)的可靠性，所有這種架構(gòu)的電池管理系統(tǒng)都在此專利的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0025]單片機(jī)9通過檢測到傳感器11傳輸?shù)膫鞲衅餍盘?2，經(jīng)過處理后控制被控對象I執(zhí)行相應(yīng)的動作。
[0026]單片機(jī)9在運行過程中與FPGA6進(jìn)行數(shù)據(jù)的通訊，通過特定數(shù)據(jù)的傳輸相互檢測與監(jiān)控。一旦單片機(jī)9檢測到FPGA6運行異常時，通過輔助控制端口 7將FPGA6的控制、檢測端口置為高阻狀態(tài)，使FPGA6的控制信號無效，避免FPGA6的錯誤輸出造成被控對象的錯誤動作。
[0027]在FPGA6與單片機(jī)9數(shù)據(jù)交互過程中，當(dāng)FPGA6檢測到單片機(jī)9輸出數(shù)據(jù)異常時，通過FPGA6內(nèi)置的控制算法硬線邏輯電路由備份控制、檢測線4，經(jīng)控制1\0單元3控制被控對象。
[0028]在本發(fā)明中，單片機(jī)9和FPGA6都可以通過控制、檢測電路檢測被控對象I的狀態(tài)，作為備份電路，F(xiàn)PGA6將檢測的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線8傳輸給單片機(jī)9，單片機(jī)9將主控制、檢測線10和備份控制、檢測線4的檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，一旦檢測的數(shù)據(jù)不相同，則單片機(jī)9通過自身狀態(tài)、整車狀態(tài)、與整車交互的數(shù)據(jù)，綜合分析數(shù)據(jù)的合理性，進(jìn)一步對被控對象I進(jìn)行控制，并將故障記錄在非易失性存儲器中，便于診斷設(shè)備進(jìn)行診斷。
[0029]由于FPGA6具有可編程的特性，使得FPGA6所負(fù)責(zé)的功能有很多優(yōu)化的可能性，通過編程，易于優(yōu)化FPGA6中電路的功能，隨著產(chǎn)品的發(fā)布，不用通過硬件的升級，即可以達(dá)到優(yōu)化硬件電路的目的，極大的減少了產(chǎn)品升級的周期及費用，對于注重功能安全的電池管理系統(tǒng)而言，本專利所述的系統(tǒng)架構(gòu)有很強(qiáng)的的靈活性、可靠性和實用性。
[0030]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電動汽車的電池管理系統(tǒng)，其特征在于:所述的管理系統(tǒng)為單片機(jī)(9)與FPGA(6)通過數(shù)據(jù)線(8)構(gòu)成冗余備份結(jié)構(gòu)；單片機(jī)(9)、FPGA (6)分別通過主控制、檢測線(10)和備份控制、檢測線(4)接入控制1\0單元(3)，控制1\0單元(3)通過信號線(2)接入被控對象(I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動汽車的電池管理系統(tǒng)，其特征在于:所述的FPGA(6)內(nèi)設(shè)有控制算法硬線邏輯單元(5 )，控制算法硬線邏輯單元(5 )與控制I \0單元(3 )通過備份控制、檢測線(4)進(jìn)行連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動汽車的電池管理系統(tǒng)，其特征在于:所述的單片機(jī)(9)與FPGA (6)之間通過輔助控制端口(7)進(jìn)行連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動汽車的電池管理系統(tǒng)，其特征在于:所述的單片機(jī)(9)檢測到FPGA (6)運行異常時，通過輔助控制端口(7)將FPGA (6)的控制、檢測端口置為高阻狀態(tài)，使FPGA (6)的控制信號無效，避免FPGA (6)的錯誤輸出造成被控對象(I)的錯誤動作；在FPGA (6)與單片機(jī)(9)數(shù)據(jù)交互過程中，當(dāng)FPGA (6)檢測到單片機(jī)(9)輸出數(shù)據(jù)異常時，通過FPGA (6)內(nèi)置的控制算法硬線邏輯單元(5)由備份控制、檢測線(4)經(jīng)控制I\0單元(3)控制被控對象(I)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動汽車的電池管理系統(tǒng)，其特征在于:所述的單片機(jī)(9 )實時接收電池組傳感器(11)傳遞過來的傳感器信號(12)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動汽車的電池管理系統(tǒng)，其特征在于:所述的單片機(jī)(9 )設(shè)有車輛通訊端口( 13 )。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種電動汽車的電池管理系統(tǒng)，其特征在于:所述的FPGA (6)還可以替換為PLD、CPLD。
【文檔編號】H02J7/00GK103779943SQ201410058163
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年2月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月20日
【發(fā)明者】鄔學(xué)建 申請人:奇瑞汽車股份有限公司