一种电池管理控制系统及控制方法、车辆与流程

本技术涉及汽车，尤其涉及电池管理系统，具体涉及一种电池管理控制系统及控制方法、车辆。

背景技术：

1、随着近几年新能源汽车的高速发展，新能源汽车行业与信息技术结合在汽车的自动驾驶技术的研究也随之受到了相关行业的高度重视。针对新能源汽车，其内部各种电子零部件的增加以及相较于传统汽车新增的电池包，其系统性失效和随机硬件失效的风险大大增加，因此汽车的功能安全设计逐渐被提上研发流程，汽车电子行业，功能安全设计的国际标准为iso26262(基于iec61508(generic standard for functional safety ofelectr))，iso26262是第一个适用于道路车辆的功能安全标准，而中国在其基础上，于2017年发布了对应的国标gb/t34590。国标gb/t34590被定义为避免因电子电气系统故障而导致不合理的风险。即随机硬件失效和系统性失效不会导致安全系统的错误功能，从而导致人的伤害死亡。

2、现有的电池管理控制系统对电池充/放电管理时，需要具有安全功能，在故障发生时需要保证功能安全。现有的电池管理控制系统设计中，对于电池充/放电管理，当电池出现过温或过充或过放时，电池管理控制系统需要发出信号，通过控制驱动模块来断开继电器，但是当电池管理控制系统发生故障时，会导致此安全功能失效。安全功能失效有可能导致执行器执行错误，从而导致危险情况发生。并且目前的电池管理控制系统中，针对驱动模块的控制和诊断进行硬件层面的功能安全设计较少，并且没有考虑到避免动力中断以及避免非预期动力中断的功能安全等级需求。

技术实现思路

1、本技术提供一种电池管理控制系统及控制方法、车辆，该电池管理控制系统可以满足驱动模块断开高压时可预测的需求，并提高驱动模块的功能安全等级。本技术的技术方案如下：

2、第一方面，本技术提供一种电池管理控制系统，电池管理控制系统包括：主控芯片、电源模块、驱动模块、第一控制电路和第二控制电路；电源模块的输入端与第一电压端电连接，电源模块的第一输出端与主控芯片的第一供电端电连接；电源模块的监控端与主控芯片的复位端电连接；驱动模块的使能端与电源模块的第二输出端fs1b电连接；驱动模块的输出端与继电器电连接。

3、第一控制电路的第一端与主控芯片的控制端电连接，第一控制电路的第二端与驱动模块的使能端电连接，还与第二电压端电连接，第一控制电路的第三端与接地端电连接；第二控制电路的第一端与驱动模块的使能端电连接，还与第二电压端电连接，第二控制电路的第二端与第一电压端电连接，第二控制电路的第三端与驱动模块的电压输入端电连接。

4、主控芯片被配置为向第一控制电路输出上电信号，第一控制电路被配置为在上电信号的控制下断开，第二控制电路被配置为在第二电压端的第二电压信号的控制下导通，将第一电压端的第一电压信号传输至驱动模块；驱动模块被配置为在第二电压信号和第一电压信号的驱动下工作。

5、电源模块被配置为通过第一控制端接收主控芯片的工作状态信号，在主控芯片异常工作时，通过第二输出端延时第一时段输出下电信号，第二控制电路被配置为在下电信号的控制下关闭，驱动模块被配置为在下电信号的控制下停止工作。

6、根据上述技术手段，本技术一些实施例提供一种电池管理控制系统，该控制系统通过主控芯片向第一控制电路发出上电或者下电信号可以使得第一控制电路导通或者截止，从而使得驱动模块可以工作或者不工作；并且在第一控制电路截止时，第二控制电路导通，从而使得继电器可以导通，完成向电池包供电的工作。在主控芯片异常时，电源模块使得主控芯片复位，并且以延时的方式来控制驱动模块停止工作，保证了驱动模块断开输出的延时性和可预测性，进一步提高了驱动模块的功能安全等级。

7、在一种可能的实施方式中，第一控制电路包括：第一晶体管；第二控制电路包括：第二晶体管、第三晶体管和第一电阻；第一晶体管的控制端与控制电路的第一端电连接，第一晶体管的第一端与控制电路的第二端电连接，第一晶体管的第二端与接地端电连接；第二晶体管的控制端与第一电阻的第二端电连接，还与控制电路的第二端电连接，第二晶体管的第一端与第三晶体管的控制端电连接，第二晶体管的第二端与接地端电连接；第三晶体管的第一端与第一电压端电连接，第三晶体管的第二端与控制电路的第三端电连接；第一电阻的第一端与第二电压端电连接。

8、根据上述技术手段，本技术中通过第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管可以控制驱动模块是否导通。

9、在一种可能的实施方式中，第二控制电路还包括：第二电阻和第三电阻；第二电阻的第一端与第二晶体管的第一端电连接，第二电阻的第二端与第三晶体管的控制端电连接，还与第三电阻的第二端电连接；第三电阻的第一端与第三晶体管的第一端电连接。

10、根据上述技术手段，本技术中第二电阻和第三电阻主要起到限流的作用。

11、在一种可能的实施方式中，驱动模块还包括：开关电路、通信电路、第四晶体管和第五晶体管；开关电路的第一端与驱动模块的使能端电连接，开关电路的第二端与通信电路的第二端电连接，开关电路的第三端与第四晶体管的控制端电连接，开关电路的第四端与第五晶体管的控制端电连接；第四晶体管的第一端与驱动模块的第一控制端电连接，第四晶体管的第二端与继电器的高边驱动端电连接；第五晶体管的第二端与驱动模块的第二控制端电连接，第五晶体管的第一端与继电器的低边驱动端电连接；通信电路的第一端与主控芯片的通信端电连接。

12、根据上述技术手段，本技术中驱动模块的使能端接收到高电平时工作，并且开关电路会发出信号使得第四晶体管和第五晶体管导通，从而使得继电器导通。

13、在一种可能的实施方式中，驱动模块还包括：保护电路；保护电路的第一端与驱动模块的使能端电连接，保护电路的第二端与开关电路的第一端电连接。

14、根据上述技术手段，本技术中保护电路主要起到限流分压的作用，防止电流或电压过大损坏驱动模块。

15、在一种可能的实施方式中，电池管理控制系统还包括：驱动状态诊断模块；驱动状态诊断模块的第一端与主控芯片的检测端电连接，驱动状态诊断模块的第二端与驱动模块的第二控制端电连接；驱动状态诊断模块被配置为采集驱动模块的输出电压。

16、根据上述技术手段，本技术中驱动状态诊断模块主要用于检测驱动模块的输出电压，并反馈到主控芯片，主控芯片来判断驱动模块是否正常工作。

17、在一种可能的实施方式中，驱动状态诊断模块包括：采样电路、比较器、二极管、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第七电阻；采样电路的第一端与第四电阻的第一端电连接，还与驱动模块的第二控制端电连接，采样电路的第二端与第四电阻的第二端电连接，还与第五电阻的第一端电连接；采样电路的第三端与比较器的第一输入端电连接；比较器的第二输入端与第六电阻的第一端电连接，还与第七电阻的第一端电连接，第六电阻的第二端与接地端电连接，第七电阻的第二端与第二电压端电连接；比较器的输出端与二极管的正极电连接，二极管的负极与主控芯片的检测端电连接。

18、根据上述技术手段，本技术中通过第四电阻和第五电阻采样得到输出电压，并通过比较器得到电平的大小，从而判断驱动模块是否正常工作。一般高电平是指驱动模块正常工作，低电平则说明驱动模块异常。

19、在一种可能的实施方式中，电源模块包括：系统基础芯片；系统基础芯片的第一端与电源模块的输入端电连接，系统基础芯片的第二端与电源模块的第一输出端电连接，系统基础芯片的第三端与电源模块的第二端电连接；系统基础芯片的第四端与电源模块的第二输出端电连接；系统基础芯片能够向主控芯片发出复位信号；系统基础芯片被配置为检测主控芯片的输出电压是否欠压，若是，则延时第一时间输出第一信号使驱动模块停止工作，并使得主控芯片复位；若否，则不作动作。

20、根据上述技术手段，本技术中系统基础芯片为主控芯片供电，并监控主控芯片的工作状态。

21、在一种可能的实施方式中，电源模块还包括：直流电源转换模块和稳压电源转换模块；直流电源转换模块的输入端与第一电压端电连接，直流电源转换模块的输出端与主控芯片的第二供电端电连接，还与驱动模块的第二供电端电连接；稳压电源转换模块的输入端与第一电压端电连接，稳压电源转换模块的输出端与主控芯片的第三供电端电连接；直流电源转换模块被配置为主控芯片和驱动模块供电；稳压电源转换模块被配置为主控芯片供电。

22、根据上述技术手段，本技术中直流电源转换模块和稳压电源转换模块主要为电池管理控制系统中的其它电路供电。

23、在一种可能的实施方式中，电池管理控制系统还包括：总电流采集模块；总电流采集模块的输出端与主控芯片的电流采集端电连接；总电流采集模块包括：第一电流采集模块和第二电流采集模块；

24、第一电流采集模块包括：总线接口电路和分流器；分流器与总线接口电路的输入端电连接，总线接口电路的通信端与主控芯片的第一电流采集端电连接；分流器被配置为采集主控芯片运行时电路中的电流。

25、第二电流采集模块包括：模拟信号采集电路和霍尔传感器；霍尔传感器与模拟信号采集电路的输入端电连接，模拟信号采集电路的输出端与主控芯片的第二电流采集端电连接；霍尔传感器被配置为采集主控芯片运行时电路中的电流。

26、主控芯片还被配置为接收总电流采集模块传输的电流信号并判断电流信号是否超出预期电流，若是，则控制驱动电路停止工作；若否，则不作动作。

27、根据上述技术手段，本技术中总电流采集模块负责采集电路中的电流，并将电流信号传输至主控芯片，主控芯片来判断电流的大小，从而判断是否产生热失控。

28、在一种可能的实施方式中，电池管理控制系统还包括：电压温度采集模块；电压温度采集模块的输出端与主控芯片的电压温度采集端电连接；电压温度采集模块被配置为实时采集电路中的电池的单体电压及温度，并将电压信号和温度信号传输至主控芯片。

29、主控芯片还被配置为接收电压温度采集模块传输的电压信号和温度信号并判断电压信号和温度信号是否超出预期范围，若是，则控制驱动电路停止工作；若否，则不作动作。

30、根据上述技术手段，本技术中电压温度采集模块负责采集电路中的电压和温度，并将电压信号和温度信号传输至主控芯片，主控芯片来判断电压和温度的大小，从而判断是否产生热失控。

31、第二方面，本技术提供一种电池管理控制系统的控制方法，该控制方法应用于上述电池管理控制系统。

32、主控芯片向第一控制电路输出上电信号，第一控制电路断开，第二控制电路导通，驱动模块工作。

33、电源模块接收主控芯片的工作状态信号，判断主控芯片是否异常；若是，则通过第二输出端延时第一时段输出下电信号，第二控制电路关闭，驱动模块停止工作；若否，不作动作。

34、在一种可能的实施方式中，电池管理控制系统还包括：驱动状态诊断模块；驱动状态诊断模块的第一端与主控芯片的检测端电连接，驱动状态诊断模块的第二端与驱动模块的第二控制端电连接。

35、主控芯片向第一控制电路输出上电信号，第一控制电路断开，第二控制电路导通，驱动模块工作包括：驱动状态诊断模块采集驱动模块的输出电压；驱动状态诊断模块输出电平至主控芯片；主控芯片判断电平是否为高电平，若是，则驱动模块正常工作；若否，则驱动模块异常。

36、在一种可能的实施方式中，电池管理控制系统还包括：总电流采集模块和电压温度采集模块；总电流采集模块的输出端与主控芯片的电流采集端电连接；电压温度采集模块的输出端与主控芯片的电压温度采集端电连接。

37、控制方法还包括：

38、主控芯片检测电路是否发生热失控，若是，则控制第一控制电路导通，第二控制电路截止，驱动模块停止工作；若否，则第一控制电路截止，第二控制电路导通，驱动模块正常工作。

39、总电流采集模块采集电路中的电流信号，并传输至主控芯片；电压温度采集模块采集电路中电池的单体电压及温度的电压信号和温度信号，并传输至主控芯片。

40、主控芯片接收电流信号、电压信号和温度信号，并判断是否超出预设范围；若是，则发生热失控；若否，则未发生热失控。

41、第三方面，本技术提供一种车辆，该车辆包括：上述的电池管理控制系统。

42、由此，本技术的上述技术特征具有以下有益效果：

43、(1)本技术中该电池管理控制系统可以满足驱动模块断开高压时可预测的需求，并提高驱动模块的功能安全等级。

44、(2)本技术中的检测方法可以检测到热失控，然后主控芯片可以断开驱动模块，从而主动断开高压。

45、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。