(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 112440934 A(43)申请公布日 2021.03.05
(21)申请号 201910826310.1(22)申请日 2019.08.29
(71)申请人 上海万位数字技术有限公司
地址 200000 上海市宝山区友谊路2699号B
座501室(72)发明人 王长军 张浩 朱勇 杨梦祺
汪树祥 满建超 (51)Int.Cl.
B60R 25/045(2013.01)B60R 25/33(2013.01)H01M 10/42(2006.01)H05K 7/20(2006.01)
权利要求书1页 说明书4页 附图5页
(54)发明名称
带定位功能的BMS电池管理系统模块(57)摘要
本发明公开了带定位功能的BMS电池管理系统模块，包括PCB电路板和散热板，所述散热板设置在PCB电路板的上方，且所述PCB电路板与散热板之间通过M4螺钉固定连接，所述PCB电路板上分别设置有数字控制硬核模组、电池采样模组、CAN接口、GPS定位模块、GSM通讯模块和蜂鸣器。本发明通过设置GPS定位模块、GSM通讯模块、蜂鸣器和移动端APP，解决了现有的电动车及其电池屡遭失窃，且不易追回的问题，通过将GPS定位模块以及断电报警系统集成到BMS电池保护系统中，不仅能保护电池硬件的安全，而且能避免电池被盗的危险，以及实时监控。CN 112440934 ACN 112440934 A
权 利 要 求 书
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1.带定位功能的BMS电池管理系统模块，包括PCB电路板(1)和散热板(2)，其特征在于：所述散热板(2)设置在PCB电路板(1)的上方，且所述PCB电路板(1)与散热板(2)之间通过M4螺钉(3)固定连接，所述PCB电路板(1)上分别设置有数字控制硬核模组(4)、电池采样模组(5)、CAN接口(6)、GPS定位模块(7)、GSM通讯模块(8)和蜂鸣器(9)。
2.根据权利要求1所述的带定位功能的BMS电池管理系统模块，其特征在于：所述BMS电池管理系统模块的长宽高分别设置为260mm*200mm*34mm。
3.根据权利要求1所述的带定位功能的BMS电池管理系统模块，其特征在于：所述M4螺钉(3)设置有四个，四个所述M4螺钉(3)均匀设置在该电池管理系统模块的四个拐角处。
4.根据权利要求1所述的带定位功能的BMS电池管理系统模块，其特征在于：所述GPS定位模块(7)的型号设置为SM1110-MT GPS定位器。
5.根据权利要求1所述的带定位功能的BMS电池管理系统模块，其特征在于：所述GSM通讯模块(8)的型号设置为TC35i。
6.根据权利要求1所述的带定位功能的BMS电池管理系统模块，其特征在于：所述GPS定位模块(7)与数字控制硬核模组(4)双向连接，所述电池采样模组(5)的输出端与数字控制硬核模组(4)的输入端电性连接，所述数字控制硬核模组(4)的输出端与蜂鸣器(9)的输入端电性连接。
7.根据权利要求1所述的带定位功能的BMS电池管理系统模块，其特征在于：所述数字控制硬核模组(4)通过GSM通讯模块(8)与移动端APP(10)网络连接，所述移动端APP(10)设置在用户的手机或平板上。
8.根据权利要求1所述的带定位功能的BMS电池管理系统模块，其特征在于：所述BMS电池管理系统模块的定位功能的具体实现步骤包括：
S1：当电池遭遇意外拆除、非法开启、以及锁车状态下产生异常震动时，此时电池采样模组(5)采集到异常信号，并将该信号传递给数字控制硬核模组(4)；
S2：数字控制硬核模组(4)一方面控制控制蜂鸣器(9)发出声响，警告偷盗者，另一方面通过GSM通讯模块(8)将偷盗信息发送到移动端APP(10)上；
S3：用户接收到偷盗信息后，可通过GPS定位模块(7)实时查看电池或电动车所在位置，用户可报警并追踪电池的去处，亦可远程发出车辆断电指令，数字控制硬核模组(4)接收到指令后，控制车辆断电，极大的保护了车辆的安全。
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说 明 书
带定位功能的BMS电池管理系统模块
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技术领域
[0001]本发明涉及电池管理系统技术领域，具体为带定位功能的BMS电池管理系统模块。背景技术
[0002]电池作为最常见的储能设备，正在随着能源问题的日趋紧迫而被越来越多地研究和重视，在电力领域，它是新能源能够取代日益枯竭的化石能源并成功进行大规模应用的关键支柱；在汽车领域，它是电动车辆能够完美取代内燃机车辆所需解决的核心技术；在船舶、航空、军工其他领域等全电化发展的各个行业，电池技术已经日益成为各领域发展的关键，电池技术日新月异发展的同时，电池管理系统的技术也面临着新的挑战。[0003]目前，公知的BMS电池保护系统由电池采样模组、电流检测模组、温度监控模组、通信模组、报警模组、负载/充电器检测模组、充/放电驱动模组以及数字控制硬核构成。但目前的BMS电池管理系统只对电池进行保护，但是对于电动车电池的失窃却不能提供任何保障，电池作为电动车最重要价值最高的部分，电池被盗窃的事件也已屡见不鲜，如没有任何保障，极易造成车主的财产损失，故本发明设计带定位功能的BMS电池管理系统模块来解决上述问题。
发明内容[0004](一)解决的技术问题[0005]针对现有技术的不足，本发明提供了带定位功能的BMS电池管理系统模块，解决了现有的电动车及其电池屡遭失窃，且不易追回的问题。[0006](二)技术方案
[0007]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：带定位功能的BMS电池管理系统模块，包括PCB电路板和散热板，所述散热板设置在PCB电路板的上方，且所述PCB电路板与散热板之间通过M4螺钉固定连接，所述PCB电路板上分别设置有数字控制硬核模组、电池采样模组、CAN接口、GPS定位模块、GSM通讯模块和蜂鸣器。[0008]优选的，所述BMS电池管理系统模块的长宽高分别设置为260mm*200mm*34mm。[0009]优选的，所述M4螺钉设置有四个，四个所述M4螺钉均匀设置在该电池管理系统模块的四个拐角处。[0010]优选的，所述GPS定位模块的型号设置为SM1110-MT GPS定位器。[0011]优选的，所述GSM通讯模块的型号设置为TC35i。[0012]优选的，所述GPS定位模块与数字控制硬核模组双向连接，所述电池采样模组的输出端与数字控制硬核模组的输入端电性连接，所述数字控制硬核模组的输出端与蜂鸣器的输入端电性连接。[0013]优选的，所述数字控制硬核模组通过GSM通讯模块与移动端APP网络连接，所述移动端APP设置在用户的手机或平板上。[0014]优选的，所述BMS电池管理系统模块的定位功能的具体实现步骤包括：
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说 明 书
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S1：当电池遭遇意外拆除、非法开启、以及锁车状态下产生异常震动时，此时电池
采样模组采集到异常信号，并将该信号传递给数字控制硬核模组；[0016]S2：数字控制硬核模组一方面控制控制蜂鸣器发出声响，警告偷盗者，另一方面通过GSM通讯模块将偷盗信息发送到移动端APP上；[0017]S3：用户接收到偷盗信息后，可通过GPS定位模块实时查看电池或电动车所在位置，用户可报警并追踪电池的去处，亦可远程发出车辆断电指令，数字控制硬核模组接收到指令后，控制车辆断电，极大的保护了车辆的安全。[0018](三)有益效果
[0019]本发明提供了带定位功能的BMS电池管理系统模块，具备以下有益效果：[0020]本发明通过设置GPS定位模块、GSM通讯模块、蜂鸣器和移动端APP，当电池遭遇意外拆除、非法开启、以及锁车状态下产生异常震动时，此BMS系统可产生报警信息，并同步发送到用户移动端APP上，用户收到报警信息后可实时查看电池或电动车所在位置，可报警并追踪电池的去处、远程控制车辆断电，极大的保护了车辆的安全。
附图说明
[0021]图1为本发明爆炸图；[0022]图2为本发明装配图；
[0023]图3为本发明电池采样模组架构图；[0024]图4为本发明BMS保护系统电路图；
[0025]图5为本发明BMS硬件保护IC系统架构图；[0026]图6为本发明数字控制硬核模组架构图；[0027]图7为本发明定位功能原理框图。[0028]图中附图标记为：[0029]1、PCB电路板；2、散热板；3、M4螺钉；4、数字控制硬核模组；5、电池采样模组；6、CAN接口；7、GPS定位模块；8、GSM通讯模块；9、蜂鸣器；10、移动端APP。具体实施方式
[0030]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0031]如图1-7所示，本发明提供一种技术方案：带定位功能的BMS电池管理系统模块，包括PCB电路板1和散热板2，散热板2设置在PCB电路板1的上方，且PCB电路板1与散热板2之间通过M4螺钉3固定连接，M4螺钉3设置有四个，四个M4螺钉3均匀设置在该电池管理系统模块的四个拐角处，PCB电路板1上分别设置有数字控制硬核模组4、电池采样模组5、CAN接口6、GPS定位模块7、GSM通讯模块8和蜂鸣器9，GPS定位模块7的型号设置为SM1110-MT GPS定位器，GSM通讯模块8的型号设置为TC35i，GPS定位模块7与数字控制硬核模组4双向连接，电池采样模组5的输出端与数字控制硬核模组4的输入端电性连接，数字控制硬核模组4的输出端与蜂鸣器9的输入端电性连接，且数字控制硬核模组4通过GSM通讯模块8与移动端APP10
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说 明 书
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网络连接，移动端APP10设置在用户的手机或平板上，该BMS电池管理系统模块的长宽高分别设置为260mm*200mm*34mm。
[0032]电池采样模组5是系统的核心模组，用于对电池包各个电芯的电压进行检测并给出相应的过压/欠压信号至数字核进行相对应的操作，其模组架构如图3所示，电平转移电路Levelshift将电池包中各节电芯电压转换为对参考地VSS的电压以便后续进行过压/欠压信号处理，决定采样精度主要有两个方面：电平转移电路自身的精度以及比较器失调电压，这在具体设计时都需要仔细考量。为满足低功耗需求，电平转移电路一般都是分时工作的，这里采用有限状态机对电平转移电路工作时序进行控制，采用状态机优点是状态机自身鲁棒性和扩展性，可以对状态机各个状态的不同时序进行分别控制以便达到多通道快速部署的目的。
[0033]BMS保护系统主要由电池包、RC滤波网络、BMS芯片、环温检测、电流检测、充放电控制以及负载几部分构成。电池包是由根据系统功率需求将多个电芯串并连接构成的电池组，系统工作时需要电池包向负载提供能量，在电池包电量不足时需要充电器向电池包进行充电，电池包中充放电控制由两个背靠背的NMOS管构成，当两个NMOS管同时开启时，可以对电池包进行充电/放电操作，放电MOS关闭，则电池包不能进行放电操作。
[0034]BMS硬件保护IC系统中电流采样模组和温度监控模组的架构如图5所示。电流采样模组输入信号为电流采样信号IS，通过模组内部充电过流检测、放电检测、放电过流1检测、放电过流n检测以及短路检测输出至数字核进行信号处理。为降低系统功耗温度监控模组采用与电池采样模组相同的分时技术，采用状态机控制零温度系数电流产生电路产生零温度系数电流，流经NTC电阻的电压输入到充/放电过温、充电欠温检测模块，检测结果输出至数字核进行信号处理。
[0035]数字控制硬核模组4是整个BMS硬件保护IC系统的大脑，所有外围模组给出的信号都会输入至数字核模组，数字核模组根据相应保护策略给出控制信号用以控制外围相关模组工作状态，信号在数字核中有以下四种形态。[0036](1)事件：指外围模组输出至数字核的初始信号。[0037](2)延迟事件：由于电池包系统工况复杂，很有可能误触发事件，因此需要对相关时间进行延迟或者计数以避免误触发。[0038](3)状态：延迟事件触发表明BMS系统出现异常，数字核需要将延迟事件与相关事件运算并锁存，最终锁存的结果称为状态。[0039](4)操作：数字核根据各种状态组合向各个外围模块给出控制信号，称为操作。[0040]该BMS电池管理系统模块的定位功能的具体实现步骤包括：[0041]S1：当电池遭遇意外拆除、非法开启、以及锁车状态下产生异常震动时，此时电池采样模组5采集到异常信号，并将该信号传递给数字控制硬核模组4；[0042]S2：数字控制硬核模组4一方面控制控制蜂鸣器9发出声响，警告偷盗者，另一方面通过GSM通讯模块8将偷盗信息发送到移动端APP10上；[0043]S3：用户接收到偷盗信息后，可通过GPS定位模块7实时查看电池或电动车所在位置，用户可报警并追踪电池的去处，亦可远程发出车辆断电指令，数字控制硬核模组4接收到指令后，控制车辆断电，极大的保护了车辆的安全。[0044]工作原理：该电池管理系统模块由电池采样模组5、电流检测模组、温度监控模组、
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报警模组、负载/充电器检测模组、充/放电驱动模组以及与之相连的数字控制硬核模组4、GSM通讯模块8、GPS定位模块7组成，当电池遭遇意外拆除、非法开启、以及锁车状态下产生异常震动时，此BMS系统可产生报警信息，并同步发送到移动端APP10上，用户收到报警信息后可实时查看电池或电动车所在位置，可报警并追踪电池的去处、远程控制车辆断电，极大的保护了车辆的安全，通过将GPS定位模块7以及断电报警系统集成到BMS电池保护系统中，不仅能保护电池硬件的安全，而且能避免电池被盗的危险，以及实时监控。[0045]综上可得，本发明通过设置GPS定位模块7、GSM通讯模块8、蜂鸣器9和移动端APP10，解决了现有的电动车及其电池屡遭失窃，且不易追回的问题。[0046]需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0047]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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