專利名稱：一種基于光纖can網絡的電池管理系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于汽車技術領域，涉及一種電池管理系統(tǒng)，特別是一種基于光纖CAN 網絡的電池管理系統(tǒng)。
背景技術：
現(xiàn)階段國內新能源汽車行業(yè)的競爭日益激烈，其競爭的核心部分還是針對新能源 車型動力系統(tǒng)控制部分。其中電池管理系統(tǒng)便是核心技術之一，其設計的難點和重點之一 便是采集系統(tǒng)與主控系統(tǒng)之間通訊的可靠性。因為動力電池采集系統(tǒng)中有高的共模電壓和 開關切換沖擊電壓，所以給通信帶來的干擾很大。特別是采集板都安裝在動力電池包內部， 在高頻開關及高共模電壓的環(huán)境下，其抗干擾能力的設計尤為重要。目前采集系統(tǒng)與主控系統(tǒng)之間普通應用Wire-CAN網絡進行通訊，采用Wire-CAN 網絡的優(yōu)點是容易實現(xiàn)、造價低廉，且理論上節(jié)點數(shù)無限制、對環(huán)境電磁輻射有一定抑制能 力。但仍存在一些問題，Wire-CAN網絡其雙絞線線對的衰減很大，雙絞線還有所謂近端串 擾，即在發(fā)送線對和接受線對之間存在電磁耦合干擾。
發(fā)明內容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有的技術存在上述問題，提出了一種能消除電池管理 系統(tǒng)中其上層電池主控模塊與下層電池組采集模塊之間通訊的串擾(即在發(fā)送線對和接 受線對之間存在的電磁耦合干擾)的基于光纖CAN網絡的電池管理系統(tǒng)。本實用新型的目的可通過下列技術方案來實現(xiàn)一種基于光纖CAN網絡的電池管 理系統(tǒng)，包括一個上層電池主控模塊和多個下層電池組采集模塊，其特征在于所述的上層 電池主控模塊與多個下層電池采集模塊之間通過光纖CAN網絡進行通訊。光纖CAN網絡在通信系統(tǒng)中為了解決大容量、高速率數(shù)據傳輸問題，產生了光纖 通信網。與雙絞線和同軸電纜相比，光纖的低傳輸損耗使中繼之間距離大為增加。除此以 外，光纜還具有不輻射能量、不導電、沒有電感，且光纜中不存在串擾以及光信號相互干擾 的影響，也不會有在線路“接頭處”感應耦合導致的安全問題，從而使得在發(fā)送線對和接受 線對之間不存在電磁耦合干擾，大大提高其通訊的抗干擾性，使通訊更為安全、通暢和高 效。在上述的一種基于光纖CAN網絡的電池管理系統(tǒng)中，所述的下層電池組采集模塊 包括下層電池組CAN控制器、光發(fā)射器、光接收器、X型2X2定向耦合器、采集單元和下層 電池組E⑶(電子控制單元)，下層電池組CAN控制器、采集單元均與下層電池組E⑶連接， 所述的X型2X2定向耦合器分別與上述的光發(fā)射器、光接收器和光纖CAN網絡連接，所述 的光發(fā)射器和光接收器與下層電池組CAN控制器連接且通過X型2 X 2定向耦合器與光纖 CAN網絡進行通訊。光發(fā)射器能將從下層電池組CAN控制器發(fā)送來的電信號轉換成光信號再通過X型 2 X 2定向耦合器發(fā)送到光纖CAN網絡上，光接收器能通過X型2 X 2定向耦合器從光纖CAN網絡上接收光信號并將光信號轉換成電信號再發(fā)送給下層電池組ECU，下層電池組CAN控 制器能對從下層電池組ECU發(fā)送來的電信號進行編譯成符合光纖CAN網絡通訊標準的電信 號，對從光接收器發(fā)送來的符合光纖CAN網絡通訊標準的電信號進行解析。采集單元采集 電池組信息后發(fā)送給下層電池組ECU，下層電池組ECU將這些信息以電信號方式發(fā)送給下 層電池組CAN控制器，下層電池組CAN控制器將其編譯發(fā)送給光發(fā)射器，光發(fā)射器將其轉換 成光信號通過X型2X2定向耦合器發(fā)送到光纖CAN網絡上。在上述的一種基于光纖CAN網絡的電池管理系統(tǒng)中，所述的采集單元包括溫度傳 感器和電壓傳感器。溫度傳感器用以采集電池組表面溫度信號，電壓傳感器用以采集電池組電壓信號。在上述的一種基于光纖CAN網絡的電池管理系統(tǒng)中，所述的上層電池主控模塊包 括上層電池CAN控制器、光發(fā)射器、光接收器、X型2 X 2定向耦合器和主控E⑶，上層電池 CAN控制器與主控ECU連接，所述的X型2 X 2定向耦合器分別與上述的光發(fā)射器、光接收器 和光纖CAN網絡連接，所述的光發(fā)射器和光接收器與上層電池CAN控制器連接且通過X型 2X2定向耦合器與光纖CAN網絡進行通訊。上述上層電池CAN控制器功能和工作原理與上述下層電池組CAN控制器相同，這 里的光發(fā)射器和光接收器功能和工作原理與下層電池組采集模塊中的光發(fā)射器和光接收 器相同。在上述的一種基于光纖CAN網絡的電池管理系統(tǒng)中，所述的光發(fā)射器和光接收器 其輸出和輸入電信號均為TTL電平信號。TTL電平信號被利用的最多是因為通常數(shù)據表示采用二進制規(guī)定，+5V等價于邏 輯“1”，0V等價于邏輯“0”，這被稱做TTL(晶體管-晶體管邏輯電平)信號系統(tǒng)。其輸出和 輸入的TTL電平信號可以除實現(xiàn)光電轉換外還具有光電隔離作用。與現(xiàn)有技術相比，本電池管理系統(tǒng)中其上層電池主控模塊與下層電池組采集模塊 之間通過光纖CAN網絡進行通訊，其光纖CAN網絡具有不輻射能量、不導電和沒有電感，使 得通訊時不存在串擾及光信號相互干擾，從而使得通訊更為安全、通暢和高效。
圖1是本實用新型的結構原理框圖。
具體實施方式
以下是本實用新型的具體實施例并結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步 的描述，但本實用新型并不限于這些實施例。如圖1所示，本基于光纖CAN網絡的電池管理系統(tǒng)，包括一個上層電池主控模塊和 四個下層電池組采集模塊，上層電池主控模塊與四個下層電池采集模塊之間通過光纖CAN 網絡進行通訊。每個下層電池組采集模塊均包括下層電池組CAN控制器、光發(fā)射器、光接收器、X 型2X2定向耦合器A、采集單元和下層電池組E⑶，下層電池組CAN控制器、采集單元均與 下層電池組ECU連接，X型2X2定向耦合器A分別與光發(fā)射器、光接收器和光纖CAN網絡連接，光發(fā)射器和光接收器與下層電池組CAN控制器連接且通過X型2 X 2定向耦合器A與 光纖CAN網絡進行通訊。采集單元包括溫度傳感器和電壓傳感器。上層電池主控模塊包括上層電池CAN控制器、光發(fā)射器、光接收器、X型2X2定向 耦合器A和主控E⑶，上層電池CAN控制器與主控E⑶連接，X型2 X 2定向耦合器A分別與 上述的光發(fā)射器、光接收器和光纖CAN網絡連接，所述的光發(fā)射器和光接收器與上層電池 CAN控制器連接且通過X型2 X 2定向耦合器A與光纖CAN網絡進行通訊。光發(fā)射器和光接 收器其輸出和輸入電信號均為TTL電平信號。本基于光纖CAN網絡的電池管理系統(tǒng)中其上層電池主控模塊和四個下層電池組 采集模塊之間通訊的工作原理詳細如下各個下層電池組采集模塊上的溫度傳感器采集電池組表面溫度信號，電壓傳感器 采集電池組電壓信號，上述傳感器將各自采集到的信號發(fā)送給下層電池組ECU，下層電池組 E⑶將這些信息以電信號方式發(fā)送給下層電池組CAN控制器，下層電池組CAN控制器將這些 電信號編譯成符合光纖CAN網絡通訊標準的電信號然后將其編譯后的電信號發(fā)送給下層 電池組采集模塊中的光發(fā)射器，該光發(fā)射器將其轉換成光信號通過X型2 X 2定向耦合器A 發(fā)送到光纖CAN網絡上。上層電池主控模塊中的光接收器通過X型2X2定向耦合器A從 光纖CAN網絡接收從下層電池組采集模塊中的光發(fā)射器發(fā)送到光纖CAN網絡上的光信號， 該光信號中含有下層電池組采集模塊中對應電池組的信息，此信息為電池組電壓信息或電 池組表面溫度信息。接收到光信號后，其將光信號轉換成電信號發(fā)送給上層電池CAN控制 器，上層電池CAN控制器對電信號進行解析再發(fā)送給主控E⑶，完成上層電池主控模塊和各 個下層電池組采集模塊之間的通訊，使主控ECU能了解到各個下層電池組采集模塊對應的 各個電池組的實際工作狀況便于采取相應的措施。其光纖CAN網絡具有不輻射能量、不導 電和沒有電感，使得通訊時不存在串擾及光信號相互干擾，從而使得通訊更為安全、通暢和 高效。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所 屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似 的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。
權利要求1.一種基于光纖CAN網絡的電池管理系統(tǒng)，包括一個上層電池主控模塊和多個下層電 池組采集模塊，其特征在于所述的上層電池主控模塊與多個下層電池采集模塊之間通過 光纖CAN網絡進行通訊。
2.根據權利要求1所述的一種基于光纖CAN網絡的電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的 下層電池組采集模塊包括下層電池組CAN控制器、光發(fā)射器、光接收器、X型2X2定向耦合 器、采集單元和下層電池組ECU(電子控制單元)，下層電池組CAN控制器、采集單元均與下 層電池組ECU連接，所述的X型2X2定向耦合器分別與上述的光發(fā)射器、光接收器和光纖 CAN網絡連接，所述的光發(fā)射器和光接收器與下層電池組CAN控制器連接且通過X型2 X 2 定向耦合器與光纖CAN網絡進行通訊。
3.根據權利要求2所述的一種基于光纖CAN網絡的電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的 采集單元包括溫度傳感器和電壓傳感器。
4.根據權利要求2或3所述的一種基于光纖CAN網絡的電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所 述的上層電池主控模塊包括上層電池CAN控制器、光發(fā)射器、光接收器、X型2 X 2定向耦合 器和主控E⑶，上層電池CAN控制器與主控E⑶連接，所述的X型2 X 2定向耦合器分別與上 述的光發(fā)射器、光接收器和光纖CAN網絡連接，所述的光發(fā)射器和光接收器與上層電池CAN 控制器連接且通過X型2X2定向耦合器與光纖CAN網絡進行通訊。
5.根據權利要求4所述的一種基于光纖CAN網絡的電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的 光發(fā)射器和光接收器其輸出和輸入電信號均為TTL電平信號。
專利摘要本實用新型提供了一種基于光纖CAN網絡的電池管理系統(tǒng)，屬于汽車技術領域。它解決了現(xiàn)有的電池管理系統(tǒng)中其上層電池主控模塊與下層電池組采集模塊之間通訊存在串擾的問題。本基于光纖CAN網絡的電池管理系統(tǒng)，包括一個上層電池主控模塊和多個下層電池組采集模塊，上層電池主控模塊與多個下層電池采集模塊之間通過光纖CAN網絡進行通訊。本基于光纖CAN網絡的電池管理系統(tǒng)具有不存在串擾及光信號相互干擾使得通訊更為安全、通暢和高效的優(yōu)點。
文檔編號H01M10/42GK201789043SQ20102029446
公開日2011年4月6日 申請日期2010年8月17日 優(yōu)先權日2010年8月17日
發(fā)明者丁勇, 孫文凱, 方文平, 李書福, 李傳海, 楊健, 由毅, 趙福全, 閆濤, 陳華明 申請人:浙江吉利控股集團有限公司, 浙江吉利汽車研究院有限公司