一种电池管理系统的制作方法

本实用新型实施例涉及车用动力电池系统的管理系统技术领域，尤其涉及一种电池管理系统。

背景技术：

锂电池作为动力在低速车、叉车、街道清洁车、仓储搬运车辆等应用日益广泛，这类特种车辆所使用的电池包中的电芯数量相对于乘用车、商用车而言较少，电压通常在100V以下，但基于安全的考虑，仍需监控锂电池充放电过程、进行电池能量管理。

目前，电池管理系统以分布式(包括主模块和从模块)为主，对于单个电池包的系统，需要更多的安装空间。并且，通常的电池管理系统是主模块的高低压均需独立的中央处理单元进行信息处理后再隔离互联，而从模块也需独立中央处理单元进行信息处理后再隔离互联，多个中央处理单元的应用使软硬件开发难度增加，开发周期长，架构复杂且成本高。

技术实现要素：

本实用新型提供一种电池管理系统，以简化电池管理系统，减小电池管理系统所占用的空间，降低电池管理系统中软硬件开发的难度，缩短开发周期，以及降低成本。

本实用新型实施例提供一种电池管理系统，该电池管理系统包括：高压区和低压区；

所述高压区设置有数据采集单元，所述低压区设置有数据处理单元；

还包括隔离区，所述隔离区位于所述高压区与所述低压区之间；所述隔离区包括数据传输单元；

所述数据采集单元用于采集电池包的当前数据；

所述数据传输单元用于将所述数据采集单元采集到的所述电池包的当前数据传输至所述数据处理单元；

所述数据处理单元用于接收所述数据传输单元传输的所述电池包的当前数据，并根据所述当前数据判断所述电池包的状态。

进一步地，所述数据采集单元包括多个电芯单体电压采集子单元，所述电芯单体电压采集子单元用于采集所述电池包中的电芯单体的电压；

各所述电芯单体电压采集子单元之间采用菊花链的方式进行通讯。

进一步地，所述多个电芯单体电压采集子单元包括第一电芯单体电压采集子单元；

所述数据采集单元还包括电池包总压采集子单元、电芯总电压采集子单元、绝缘监测子单元；

所述电池包总压采集子单元的输出端、所述电芯总电压采集子单元的输出端和所述绝缘监测子单元的输出端分别与所述第一电芯单体电压采集子单元电连接；

所述电池包总压采集子单元用于采集所述电池包的总电压，所述电芯总电压采集子单元用于采集电芯总电压，所述绝缘监测子单元用于监测所述电池包与所述电池包的外壳之间的绝缘电阻，所述第一电芯单体电压采集子单元还用于将所述电池包总压采集子单元、所述电芯总电压采集子单元和所述绝缘监测子单元的模拟信号转换为数字信号，并传输至所述数据传输单元。

进一步地，所述数据采集单元还包括实时时钟子单元；

所述实时时钟子单元的受电端与第一电芯单体电压采集子单元的供电端电连接；

所述实时时钟子单元用于采集所述电池包的实时时钟信息，所述第一电芯单体电压采集子单元还用于为所述实时时钟子单元供电。

进一步地，所述数据传输单元包括第一传输子单元和第二传输子单元；

所述第一传输子单元用于对所述第一电芯单体电压采集子单元与所述数据处理单元之间的数据进行传输；所述第二传输子单元用于对所述实时时钟子单元与所述数据处理单元之间的数据进行传输。

进一步地，所述第一传输子单元包括第一磁隔离电路，所述第二传输子单元包括第二磁隔离电路；

所述第一磁隔离电路用于对所述第一电芯单体电压采集子单元与所述数据处理单元之间的数据进行传输，所述第二磁隔离电路用于对所述实时时钟子单元与所述数据处理单元之间的数据进行传输。

进一步地，所述多个电芯单体电压采集子单元还包括第二电芯单体电压采集子单元和第三电芯单体电压采集子单元；

所述第三电芯单体电压采集子单元与所述第二电芯单体电压采集子单元之间进行双向数据传输，所述第二电芯单体电压采集子单元与所述第一电芯单体电压采集子单元之间进行双向数据传输，所述第一电芯单体电压采集子单元与所述数据处理单元之间进行双向数据传输。

进一步地，所述数据采集单元包括第一通讯子单元和第二通讯子单元；

所述第一通讯子单元用于对所述第三电芯单体电压采集子单元与所述第二电芯单体电压采集子单元之间的数据进行传输；

所述第二通讯子单元用于对所述第二电芯单体电压采集子单元与所述第一电芯单体电压采集子单元之间的数据进行传输。

进一步地，所述第一通讯子单元包括第三磁隔离电路，所述第二通讯子单元包括第四磁隔离电路；

所述第三磁隔离电路用于对所述第三电芯单体电压采集子单元与所述第二电芯单体电压采集子单元之间的数据进行传输；

所述第四磁隔离电路用于对所述第二电芯单体电压采集子单元与所述第一电芯单体电压采集子单元之间的数据进行传输。

进一步地，所述数据采集单元还包括电芯温度采集子单元；

所述电芯温度采集子单元的输出端分别与所述第二电芯单体电压采集子单元以及第三电芯单体电压采集子单元电连接；

所述电芯温度采集子单元用于采集所述电池包中的电芯的温度；所述第二电芯单体电压采集子单元和第三电芯单体电压采集子单元均用于将所述电芯温度采集子单元的模拟信号转换为数字信号，并传输至所述第一电芯单体电压采集子单元。

进一步地，所述电芯总电压采集子单元包括第一选择电路；所述高压区还包括与所述第一选择电路电连接的第一高压接口、第二高压接口和第三高压接口；

所述第一高压接口还与所述第一电芯单体电压采集子单元的一输入端电连接，所述第二高压接口还与所述第二电芯单体电压采集子单元的一输入端电连接，所述第三高压接口还与所述第三电芯单体电压采集子单元的一输入端电连接，所述第一选择电路的输出端与所述第一电芯单体电压采集子单元的一模数转换接口电连接；

所述第一选择电路用于根据所述第一高压接口、所述第二高压接口以及所述第三高压接口上的电压输出电芯总电压及表征电压；

所述第一电芯单体电压采集子单元还用于将所述第一选择电路输出的模拟信号转换为数字信号，并传输至所述数据传输单元。

进一步地，所述绝缘监测子单元包括第二选择电路，所述高压区还包括电压转换电路；

所述第一高压接口、所述第二高压接口和所述第三高压接口分别与所述第二选择电路的输入端电连接；所述第二选择电路的输出端与所述数据处理单元电连接，所述第二选择电路的控制端通过第一开关与低压地电连接；

所述电压转换电路的高压端与高压地电连接，所述电压转换电路的低压端通过第二开关与所述低压地电连接，所述电压转换电路的输出端与所述第一电芯单体电压采集子单元的一模数转换接口电连接；

所述第一开关的控制端与所述数据处理单元的控制端口电连接，所述第二开关的控制端与所述第一电芯单体电压采集子单元的控制端口电连接；

所述第二选择电路用于在所述第一开关闭合时采集所述电池包的外壳与所述电池包的电芯总正之间的漏电流，所述第一电芯单体电压采集子单元还用于在所述第二开关闭合时采集所述电池包的外壳与所述电池包的电芯总负之间的漏电流。

进一步地，所述高压区还包括N个第四高压接口以及N条电芯单体电压采集支路；第i 个所述第四高压接口通过第i条所述电芯单体电压采集支路与对应的所述电芯单体电压采集子单元电连接；

所述电芯单体电压采集支路包括第一采样电阻和第二采样电阻，所述第一采样电阻的第一端与所述第二采样电阻的第一端电连接，该所述电连接的位置为中间点，所述第一采样电阻的第二端与所述第四高压接口电连接，所述第二采样电阻的第二端与所述电芯单体电压采集子单元电连接；

第i条所述电芯单体电压采集支路与第i+1条所述电芯单体电压采集支路之间还设置有第三开关和均衡电阻，所述均衡电阻的一端与所述第三开关的一端电连接，所述均衡电阻的另一端与第i个所述第四高压接口电连接，所述第三开关的另一端与第i+1个所述中间点电连接，所述第三开关的控制端与对应的所述电芯单体电压采集子单元的信号控制端电连接；其中，N≥1且N为正整数；1≤i≤N-1且i为正整数；

所述电芯单体电压采集子单元还用于控制第三开关的开合状态，并在所述第三开关闭合时获取第一均衡电压，在所述第三开关打开时获取第二均衡电压；所述数据处理单元用于比较所述第一均衡电压和所述第二均衡电压，判断所述第三开关是否断路或短路，以及判断所述电芯单体电压采集支路是否断路。

进一步地，所述低压区还包括通讯转换单元；

所述通讯转换单元用于电连接所述数据处理单元与所述数据传输单元，所述通讯转换单元用于将所述数据传输单元传输的数据转换后传输至所述数据处理单元。

本实用新型实施例提供的电池管理系统包括高压区和低压区；高压区设置有数据采集单元，低压区设置有数据处理单元；还包括隔离区，隔离区位于高压区与低压区之间；隔离区包括数据传输单元；数据采集单元用于采集电池包的当前数据；数据传输单元用于将数据采集单元采集到的电池包的当前数据传输至数据处理单元；数据处理单元用于接收数据传输单元传输的电池包的当前数据，并根据当前数据判断电池包的状态。由此，可在高压区仅进行数据采集，采集到的数据通过隔离区的数据传输单元传送至低压区的数据处理单元，数据处理单元对数据进行处理以判断电池包的状态，从而可简化电池管理系统，减小电池管理系统所占用的空间，降低电池管理系统中软硬件开发的难度，缩短开发周期，以及降低成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种电池管理系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的另一种电池管理系统的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的电池管理系统中的一种电芯总电压采集电路架构的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的电池管理系统中的一种绝缘监测电路架构的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的电池管理系统中的一种均衡电路架构的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的一种电池管理系统的应用场景示意图；

图7是本实用新型实施例提供的一种电池管理方法的流程示意图；

图8是本实用新型实施例提供的另一种电池管理方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

图1是本实用新型实施例提供的一种电池管理系统的结构示意图。参照图1，该电池管理系统00包括：高压区10QZ和低压区20QZ；高压区10QZ设置有数据采集单元10，低压区 20QZ设置有数据处理单元20；还包括隔离区30QZ，隔离区30QZ位于高压区10QZ与低压区 20QZ之间；隔离区30QZ包括数据传输单元30；数据采集单元10用于采集电池包的当前数据；数据传输单元30用于将数据采集单元10采集到的电池包的当前数据传输至数据处理单元20；数据处理单元20用于接收数据传输单元30传输的电池包的当前数据，并根据当前数据判断电池包的状态。

其中，高压区10QZ、低压区20QZ以及隔离区30QZ均集成在同一块电路板(示例性的，该电路板可为印刷电路板)中，结构简单，减少了电池管理系统00在整车中所占用的空间，同时，减少了板间通信，从而降低了信号间的干扰，增强了电池包状态的判断结果的准确性；其次，高压区10QZ中的数据采集单元10仅用于对电池包的当前数据进行采集，低压区 20QZ中的数据处理单元20用于接收电池包的当前数据并判断电池包的状态，单独设置隔离区30QZ，隔离区30QZ中的数据传输单元30用于将数据采集单元10采集到的电池包的当前数据传输至数据处理单元20，由此，该电池管理系统00中，各分区功能明确，从而可降低软硬件开发的难度，缩短电池管理系统00的开发周期。

其中，隔离区30QZ具有符合安全要求的爬电距离。本领域技术人员可理解，这里的“安全要求”可指本领域适用的任一种或几种用电安全标准，本实用新型实施例对此不再详述也不作限定。

示例性的，高压区10QZ与电池包中的电芯电连接。数据采集单元10采集到的电池包的当前数据可包括电芯单体电压、电池包总电压、电芯总电压、绝缘监测漏电流、电芯温度以及本领域技术人员可知其他直接或间接表征电池包状态的数据。数据采集单元10的组成在下文中详述。

示例性的，隔离区30QZ的数据传输单元30的数据传输方式可为光耦合通讯、磁耦合通讯或本领域技术人员可知的其他耦合通讯方式，本实用新型实施例对此不作限定。

示例性的，低压区20QZ的数据处理单元20可判断的电池包的状态包括电池包的温度是否适宜，例如是否存在电芯温度过高或电芯温度过低的问题；电池包与电池包的外壳之间的绝缘程度；电芯单体的电压是否均衡(这部分内容在下文中详述)；当然，还可包括本领域技术人员可知的其他电池包的状态信息，本实用新型实施例对此不作限定。

需要说明的是，图1中仅示例性的示出了高压区10QZ、低压区20QZ和隔离区30QZ均为规则的矩形，但并非对本实用新型实施例提供的电池管理系统00中的各区域划分的限定。在其他实施方式中，可根据电池管理系统11的实际需求，对各区域的划分(包括形状) 进行设计，本实用新型实施例对此不作限定。

可选的，图2是本实用新型实施例提供的另一种电池管理系统的结构示意图。参照图 2，数据采集单元10包括多个电芯单体电压采集子单元101，电芯单体电压采集子单元101 用于采集电池包中的电芯单体的电压；各电芯单体电压采集子单元101之间采用菊花链的方式进行通讯。

其中，各电芯单体电压采集子单元101之间采用菊花链的方式进行通讯，可使每个电芯单体电压采集子单元101仅与一个或两个其他电芯单体电压采集子单元101电连接，而不会形成网状拓扑结构，从而可简化电芯单体电压采集子单元101之间的通讯电路设计，进而可简化数据采集单元10的电路设计，也即有利于简化高压区10QZ的电路设计。

需要说明的是，图2中仅示例性的示出了电芯单体电压采集子单元101的数量为3个，但并非对本实用新型实施例提供的电池管理系统00的限定。在其他实施方式中，可根据电池管理系统00的实际需求，设置电芯单体电压采集子单元101的数量，具体的，电芯单体电压采集子单元101的数量可根据电池包的电芯数量进行设置，具体数量可为一个或多个；并且，每个电芯单体电压采集子单元101可采集的电芯单体的数量也可以根据电池管理系统 00的需求进行设置(下文中详述)，本实用新型实施例对此不作限定。

可选的，继续参照图2，多个电芯单体电压采集子单元101包括第一电芯单体电压采集子单元1011；数据采集单元10还包括电池包总压采集子单元102、电芯总电压采集子单元 103、绝缘监测子单元104；电池包总压采集子单元102的输出端、电芯总电压采集子单元 103的输出端和绝缘监测子单元104的输出端分别与第一电芯单体电压采集子单元1011电连接；电池包总压采集子单元102用于采集电池包的总电压，电芯总电压采集子单元103用于采集电芯总电压，绝缘监测子单元104用于监测电池包与电池包的外壳之间的绝缘电阻，第一电芯单体电压采集子单元1011还用于将电池包总压采集子单元102、电芯总电压采集子单元103和绝缘监测子单元104的模拟信号转换为数字信号，并传输至数据传输单元20。

其中，第一电芯单体电压采集子单元1011包括模数转换接口，电池包总压采集子单元 102的输出端、电芯总电压采集子单元103的输出端和绝缘监测子单元104的输出端分别与第一电芯单体电压采集子单元1011的一模数转换接口电连接，从而实现上述模拟信号至数字信号的转换，即实现电池包的总电压、电芯总电压以及电池包与电池包的外壳之间的绝缘电阻的采样过程。数据传输单元20用于将数据采集单元10中的第一电芯单体电压采集子单元101输出的数字信号传输至数据处理单元30。

示例性的，根据电芯单体电压采集子单元101采集到的电芯单体电压可得到电芯单体电压之和与模组电压(模组电压为电芯单体电压采集子单元101的供电电压)之和，将该电芯单体电压之和与模组电压之和与电芯总电压比较，若三者均匹配，则可确认电池包接线、电芯单体电压采集子单元101接线及电路、电芯总电压采集子单元103的接线、模组电压的接线均无异常。若三者之一不匹配或者三者均不匹配，则判断为电池包接线、电芯单体电压采集子单元101接线及电路、电芯总电压采集子单元103的接线、模组电压的接线中的一处或多处存在异常。

示例性的，电池包中还可包括动力执行部件。若电芯总电压与电池包的总电压以及动力执行部件的状态匹配，则可确认电芯总电压采集子单元103的接线、电池包总电压采集子单元102的接线、电芯单体电压采集子单元101接线及电路以及动力执行部件的接线均为异常。若三者之一不匹配或三者均不匹配，则判断为电芯总电压采集子单元103的接线、电池包总电压采集子单元102的接线、电芯单体电压采集子单元101接线及电路以及动力执行部件的接线中的一处或多处存在异常。同时，在监控策略中，电芯单体电压采集子单元101通讯中断、通讯丢失或通讯错误的状态，由策略定义对应的告警等级以及报警。

需要说明的是，上两段文字中的判断过程，即涉及到数据处理的过程均由低压区20QZ 的数据处理单元20完成。同时，数据处理单元20可包括参数存储单元26，参数存储单元 26包括参数配置。上述“匹配”的要求为参数配置中设定的阈值，若在阈值范围内，则匹配；若超出阈值范围，则不匹配。

示例性的，参数存储单元26可包括带电可擦可编程读写存储器(Electrica-lly Erasable Programmable read only memory，EEPROM)，或者本领域技术人员可知的其他类型的具有存储功能的元件，本实用新型实施例对此不作限定。

可选的，继续参照图2，数据采集单元10还包括实时时钟子单元105；实时时钟子单元 105的受电端与第一电芯单体电压采集子单元1011的供电端电连接；实时时钟子单元105用于采集电池包的实时时钟信息，第一电芯单体电压采集子单元1011还用于为实时时钟子单元105供电。

其中，第一电芯单体电压采集子单元1011可由电芯总电压取电，并转换为实时时钟子电路105可用的电源后，为实时时钟子电路105供电。

示例性的，控制策略中，下电前保留一次实时时钟，上电后读取实时时钟信息，分别与参数存储单元26中储存的数据比较，用于策略处理，由此可提高电池关系系统00的可靠性。下文中以继电器控制以及诊断策略为例进行说明。

示例性的，继电器断开后，电池包总电压采集子单元102监测电池包的总电压，数据处理单元20判断：若电池包的总电压低于第一设定阈值(示例性的，该第一设定阈值可为正常工作时，电池包的总电压的60％或40％)，则认为继电器正常断开，电路无异常；否则，认为继电器粘连并报警。相关状态记录在参数存储单元26，上电后电池包总电压采集子单元102再次监测电池包的总电压，数据处理单元20判断：若电池包的总电压高于第二设定阈值(示例性的，该第二设定阈值可为正常工作时，电池包的总电压的20％或30％)，则认为继电器粘连并报警；否则，报警消除，正常执行动力控制策略。

需要说明的是，第一设定阈值和第二设定阈值并不限定于上述示例性的示出的具体数值，还可根据电池管理系统00的实际需求设置，本实用新型实施例对此不作限定。实时时钟子单元105还可由电芯总电压取电，经由电路板内其他电源转换电路后供电；或者，实时时钟子单元105还可采用本领域技术人员可知的其他方式供电，本实用新型实施例对此不作限定。

可选的，继续参照图2，数据传输单元30包括第一传输子单元301和第二传输子单元 302；第一传输子单元301用于对第一电芯单体电压采集子单元101与数据处理单元20之间的数据进行传输；第二传输子单元302用于对实时时钟子单元105与数据处理单元20之间的数据进行传输。

示例性的，第一电芯单体电压采集子单元101与数据处理单元20之间的数据传输可包括数据处理单元20发出数据采集命令，例如电池包总电压采集命令、电芯总电压采集命令、电芯单体电压采集命令、绝缘电阻采集命令等，并铜鼓第一传输子单元301传输至第一电芯单体电压采集子单元101；以及可包括第一电芯单体电压采集子单元101根据数据采集命令，将高压区10QZ的数据采集单元10采集到的电池包相关的数据，例如电池包的总电压、电芯总电压、电芯单体电压、电池包与电池包外壳之间的绝缘电阻等数据通过第一传输子单元301传输至数据处理单元20。

示例性的，实时时钟子单元105与数据处理单元20之间的数据传输命令可包括数据处理单元20发出实时时钟信息采集命令，并通过第二传输子单元302传输至实时时钟子单元 105；以及可包括实时时钟采集子单元105采集电池包的实时时钟信息，并通过第二传输子单元302传输至数据处理单元20。

可选的，继续参照图2，第一传输子单元301包括第一磁隔离电路，第二传输子单元 302包括第二磁隔离电路；第一磁隔离电路用于对第一电芯单体电压采集子单元1011与数据处理单元20之间的数据进行传输，第二磁隔离电路用于对实时时钟子单元105与数据处理单元20之间的数据进行传输。

示例性的，数据处理单元20内置串行外设(Serial Peripheral Interface，SPI)接口，该SPI接口经磁隔离后与实时时钟子单元105和第一电芯单体电压采集子单元101通讯。

如此设置，一方面利用第一磁隔离电路和第二磁隔离电路具有较强的抗电磁干扰的能力，可提高数据传输单元30的数据传输的准确性，从而有利于提高电池包的状态的判断结果的准确性。另一方面，由于磁隔离电路(包括第一磁隔离电路和第二磁隔离电路)的信号传输速度较快，从而可减少数据传输单元30将数据在数据采集单元10和数据处理单元20 之间进行传输所用的时间，从而有利于对电池包状态的实时判断，从而有利于实现实时监测。

可选的，继续参照图2，多个电芯单体电压采集子单元101还包括第二电芯单体电压采集子单元1012和第三电芯单体电压采集子单元1013；第三电芯单体电压采集子单元1013与第二电芯单体电压采集子单元1012之间进行双向数据传输，第二电芯单体电压采集子单元 1012与第一电芯单体电压采集子单元1011之间进行双向数据传输，第一电芯单体电压采集子单元1011与数据处理单元20之间进行双向数据传输。

示例性的，以图2中示出的方位为例，数据处理单元20发出的数据采集命令由第一电芯单体电压采集子单元1011沿垂直方向自下而上传输至第二电芯单体电压采集子单元 1012、第三电芯单体电压采集子单元1013；由电芯单体电压采集子单元101采集到的数据自上而下回传，并回传至数据处理单元20。

示例性的，该电池管理系统00可适用于6串-36串电芯串联的系统，即可适用于不同串数电池包系统灵活应用。图2中的高压接口区可包括电芯数据采集接口，电芯数据采集接口电连接至电芯单体电压采集子单元101；电芯数据采集接口的数量可根据电芯串联数目配置，电芯先分组后接入电芯单体电压采集子单元101。

其中，每一个电芯单体电压采集子单元101可采集6串-12串电芯数据，即最少采集电芯传输为6串，最多可采集电芯串数为12串。示例性的，当电芯串联串数为6串-12串时，仅使用第一电芯单体电压采集子单元1011采集电芯数据；当电芯串联串数为13串-24串时，使用第一电芯单体电压采集子单元1012和第二电芯单体电压采集子单元1012采集电芯数据；当电芯串联串数为25串-36串时，则使用第一电芯单体电压采集子单元1011、第二电芯单体电压采集子单元1012和第三电芯单体电压采集子单元1013采集电芯数据。在此原则上，电芯串数要尽可能均匀地分配至各电芯单体电压采集子单元101中。

示例性的，当电芯串联串数为18串时，采用第一电芯单体电压采集子单元1012和第二电芯单体电压采集子单元1012采集电芯数据，且第一电芯单体电压采集子单元1012和第二电芯单体电压采集子单元1012采集的电芯串数分别为9串；当电芯串联串数为24串时，采用第一电芯单体电压采集子单元1012和第二电芯单体电压采集子单元1012采集电芯数据，且第一电芯单体电压采集子单元1012和第二电芯单体电压采集子单元1012采集的电芯串数分别为12串；当电芯串联串数为27串时，采用第一电芯单体电压采集子单元1012和第二电芯单体电压采集子单元1012采集电芯数据，且第一电芯单体电压采集子单元1012和第二电芯单体电压采集子单元1012采集的电芯串数分别为9串。

需要说明的是，上述电芯串数的具体数值仅为示例性的说明，而非对本实用新型实施例提供的电池管理系统00的限定。在其他实施方式中，还可根据电池管理系统00的实际需求，在符合上述基本原则的前提下，设置电芯串数，本实用新型实施例对此不作限定。同时，每一串电芯可包括并联的多个电芯，本实用新型实施例对并联在同一串中的电芯的数量不作限定。

可选的，继续参照图2，数据采集单元10还包括电芯温度采集子单元107；电芯温度采集子单元107的输出端分别与第二电芯单体电压采集子单元1012以及第三电芯单体电压采集子单元1013电连接；电芯温度采集子单元107用于采集电池包中的电芯的温度；第二电芯单体电压采集子单元1012和第三电芯单体电压采集子单元1013均用于将电芯温度采集子单元107的模拟信号转换为数字信号，并传输至第一电芯单体电压采集子单元1011。

其中，第二电芯单体电压采集子单元1012包括模数转换接口，第三电芯单体电压采集子单元1013包括模数转换接口，电芯温度采集子单元107的输出端分别与第二电芯单体电压采集子单元1012和第三电芯单体电压采集子单元1013的模数转换接口电连接，可应用其中任一模数转换接口实现模拟信号至数字信号的转换。当然，电芯温度采集子单元107的输出端还可与电路板中的一单独设置的模数转换子单元电连接，当第二电芯单体电压采集子单元1012和第三电芯单体电压采集子单元1013均不工作时，可由该单独设置的模数转换子单元实现电芯的温度的模数转换，并传输至第一电芯单体电压采集子单元1011。

示例性的，数据处理单元20发出的数据采集命令还可包括电芯温度采集指令，电芯单体电压采集子单元101回传的数据还可包括电芯的温度数据。

可选的，继续参照图2，数据采集单元10包括第一通讯子单元1061和第二通讯子单元 1062；第一通讯子单元1061用于对第三电芯单体电压采集子单元1013与第二电芯单体电压采集子单元1012之间的数据进行传输；第二通讯子单元1062用于对第二电芯单体电压采集子单元1012与第一电芯单体电压采集子单元1011之间的数据进行传输。

示例性的，数据处理单元20发出的数据采集命令由第一电芯单体电压采集子单元1011 经第一通讯子单元1061传输至第二电芯单体电压采集子单元1012，再由第二电芯单体电压采集子单元1012经第二通讯子单元1062传输至第三电芯单体电压采集子单元1013。由第三电芯单体电压采集子单元1013采集到的数据经第二通讯子单元1062回传至第二电芯单体电压采集子单元1012，第二电芯单体电压采集子单元1012将接收的回传数据以及由自身采集到的数据经第一通讯子单元1061回传至第一电芯单体电压采集子单元1011；第一电芯单体电压采集子单元1011将接收的回传数据以及由自身采集到的数据回传至数据处理单元20。

由此，通过单路径上数据的双向传输，可简化数据采集单元10与数据处理单元20之间的通讯电路设计，即简化数据传输单元30的电路设计，从而可简化电池管理系统00的设计。

可选的，继续参照图2，第一通讯子单元1061包括第三磁隔离电路，第二通讯子单元 1062包括第四磁隔离电路；第三磁隔离电路用于对第三电芯单体电压采集子单元1013与第二电芯单体电压采集子单元1012之间的数据进行传输；第四磁隔离电路用于对第二电芯单体电压采集子单元1012与第一电芯单体电压采集子单元1011之间的数据进行传输。

如此设置，一方面利用第三磁隔离电路和第四磁隔离电路具有较强的抗电磁干扰的能力，可提高第一通讯子单元1061和第二通讯子单元1062的数据传输的准确性，从而有利于提高电池包的状态的判断结果的准确性。另一方面，由于磁隔离电路(包括第三磁隔离电路和第四磁隔离电路)的信号传输速度较快，从而可减少第一通讯子单元1061和第二通讯子单元1062将数据在电芯单体电压采集子单元101中进行传输所用的时间，从而有利于对电池包状态的实时判断，从而有利于实现实时监测。

可选的，图3是本实用新型实施例提供的电池管理系统中的一种电芯总电压采集电路架构的结构示意图。结合图2和图3，电芯总电压采集子单元103包括第一选择电路1081；高压区10QZ还包括与第一选择电路1081电连接的第一高压接口1H1、第二高压接口1H2和第三高压接口1H3；第一高压接口1H1还与第一电芯单体电压采集子单元1011的一输入端电连接，第二高压接口1H2还与第二电芯单体电压采集子单元1012的一输入端电连接，第三高压接口1H3还与第三电芯单体电压采集子单元1013的一输入端电连接，第一选择电路 1081的输出端与第一电芯单体电压采集子单元1011的一模数转换接口电连接；第一选择电路1081用于根据第一高压接口1H1、第二高压接口1H2以及第三高压接口1H3上的电压输出电芯总电压及表征电压；第一电芯单体电压采集子单元1011还用于将第一选择电路1081输出的模拟信号转换为数字信号，并传输至数据传输单元20。

示例性的，数据处理单元20通常可为微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)中的中央处理器，其中，微控制单元又称单片微型计算机或单片机，微控制单元可包括的其他组件在下文中示例性的说明。

其中，中央处理器可处理的电压通常为低压，表正电压为一低压表征量，表征电压与电芯单体电压对应，即与电芯串的电压对应，中央处理区可根据表征电压和内置的表征电压与电芯单体电压的对应关系反推得到电芯单体电压。

示例性的，表征电压为4V，反推可得电芯单体电压为8V。当然此仅为示例性的说明。需要说明的是，为得到上述处于低压范围的表征电压，可将电芯单体电压通过分压电阻进行分压，因此，表征电压也可称为电芯单体电压的分压。

可选的，图4是本实用新型实施例提供的电池管理系统中的一种绝缘监测电路架构的结构示意图。结合图1和图4，绝缘监测子单元104包括第二选择电路1082，高压区10QZ 还包括电压转换电路109；第一高压接口1H1、第二高压接口1H2和第三高压接口1H3分别与第二选择电路1082的输入端电连接；第二选择电路1082的输出端与数据处理单元20电连接，第二选择电路1082的控制端通过第一开关K1与低压地DYD电连接；电压转换电路109 的高压端与高压地(图4中示例性的以高压地接口1HG示出高压地)电连接，电压转换电路 109的低压端通过第二开关K2与低压地DYD电连接，电压转换电路109的输出端与第一电芯单体电压采集子单元1011的一模数转换接口电连接；第一开关K1的控制端与数据处理单元 20的控制端口电连接，第二开关K2的控制端与第一电芯单体电压采集子单元1011的控制端口电连接；第二选择电路1082用于在第一开关K1闭合时采集电池包的外壳与电池包的电芯总正之间的漏电流，第一电芯单体电压采集子单元1011还用于在第二开关K2闭合时采集电池包的外壳与电池包的电芯总负之间的漏电流。

其中，电芯总正即电芯串联后电压最高的该节电芯的正极，电芯总负为电芯串联后电压最低的该节电芯的负极；电池包的外壳可理解为低压地DYD。

示例性的，对于电压总正对于电池包的外壳的绝缘，检测过程可为：数据处理单元20 内置通用输入/输出(General Purpose Input Output，GPIO)接口，该GPIO接口控制第一开关K1闭合时，可选通电压总正与低压地DYD的连接，此“连接”可理解为电流由第三高压接口1H3依次经过第二选择电路1082和第一开关K1流向低压地DYD。电池包的外壳与电池包的电芯总正之间的漏电流经过第二选择电路1082后输入到数据处理单元20的模数转换接口，由数据处理单元20完成漏电流的模数转换。

示例性的，对于电压总负对于电池包的外壳的绝缘，检测过程可为：数据处理单元20 通过第一磁隔离电路301通讯，使第一电芯单体电压采集子单元1011内置的GPIO接口控制第二开关K2闭合，此时选通低压地DYD与电芯总负的连接，此“连接”可理解为电流由低压地DYD依次经过第二开关K2和电压转换电路109流向高压地接口1HG。电池包的外壳与电池包的电芯总负之间的漏电流经过第一电芯单体电压采集子单元1011的又一模数转换接口完成模数转换，最后通过磁隔离通讯回传至数据处理单元20。

数据处理单元20根据上述两个检测过程中的漏电流、第二选择电路1082中内置的并联电阻，电压转换电路109中内置的虚拟电阻以及参数存储单元26中预置的公式，计算出电芯总正对低压地DYD的绝缘电阻，以及计算出电芯总负对低压地DYD的绝缘电阻并根据绝缘电阻的大小判断绝缘情况。

示例性的，以电芯总正对低压地DYD的绝缘电阻为示例，绝缘电阻大小为20KΩ/100V -50KΩ/100V时，可认为电芯总正与电池包的外壳之间绝缘良好；当绝缘电阻的大小低于 20KΩ/100V，可认为电芯总正与电池包的外壳之间绝缘较差。当然，该数值范围仅为示例性的说明，而非对本实用新型实施例提供的电池管理系统00的限定。在其他实施方式中，还可根据电池管理系统00的实际需求，设置绝缘电阻的阈值范围，本实用新型实施例对此不作限定。

可选的，图5是本实用新型实施例提供的电池管理系统中的一种均衡电路架构的结构示意图。结合图1和图5，高压区10QZ还包括N个第四高压接口1H4以及N条电芯单体电压采集支路1CJ；第i个第四高压接口1H4(i)通过第i条电芯单体电压采集支路1CJ(i)与对应的电芯单体电压采集子单元101电连接；电芯单体电压采集支路1CJ包括第一采样电阻 1CJR1和第二采样电阻1CJR2(示例性的，图5中示出的第i条电芯单体电压采集支路1CJ(i) 可包括i通道第一采样电阻和i通道第二采样电阻；第i+1条电芯单体电压采集支路1CJ(i+1) 可包括i+1通道第一采样电阻和i+1通道第二采样电阻)，第一采样电阻1CJR1的第一端与第二采样电阻1CJR2的第一端电连接，该电连接的位置为中间点1CJZ，第一采样电阻1CJR1 的第二端与第四高压接口1H4电连接，第二采样电阻1CJR2的第二端与电芯单体电压采集子单元101电连接；第i条电芯单体电压采集支路1CJ(i)与第i+1条电芯单体电压采集支路 1CJ(i+1)之间还设置有第三开关1JHK和均衡电阻1JHR，均衡电阻1JHR的一端与第三开关 1JHK的一端电连接，均衡电阻1JHR的另一端与第i个第四高压接口1H4(i)电连接，第三开关1JHK的另一端与第i+1个中间点1CJZ(i+1)电连接，第三开关1JHK的控制端与对应的电芯单体电压采集子单元101的信号控制端电连接；其中，N≥1且N为正整数；1≤i≤N-1 且i为正整数；电芯单体电压采集子单元101还用于控制第三开关1JHK的开合状态，并在第三开关1JHK闭合时获取第一均衡电压，在第三开关1JHK打开时获取第二均衡电压；数据处理单元20用于比较第一均衡电压和第二均衡电压，判断第三开关1JHK是否断路或短路，以及判断电芯单体电压采集支路1CJ是否断路。

其中，上文中的“电芯数据采集接口”可包括N个第四高压接口1H4。N个第四高压接口1H4以及N条电芯单体电压采集支路1CJ一一对应连接，电芯单体电压采集支路1CJ与对应的电芯单体电压采集子单元101电连接可基于上文中对“电芯单体电压采集子单元101包括第一电芯单体电压采集子单元1011、第二电芯单体电压采集子单元1012以及第三单体电压采集子单元1013”时，电芯串数的分配原则(先选择用哪个或哪几个电芯单体电压采集子单元101，在尽可能均匀地分配)来理解，在此不再赘述。

其中，均衡电阻1JHR可导致其所在的电流支路(即图5中由中间点1CJZ经由第三开关 1JHK、均衡电阻1JHR至第四高压接口1H4的支路)的漏电流较大，即第一采样电阻1CJR1 上的分压较大。若第三开关1JHK闭合时，第一采样电阻1CJR1上有压降；第三开关1JHK打开时，第一采样电阻1CJR1上无压降；即第二均衡电压小于第一均衡电压，则判断均衡电路正常，即第三开关1JHK不存在断路和短路，以及电芯单体电压采集支路1CJ中不存在断路；否则，可判断电池包中的接线和均衡电路中存在一处或处异常，即存在第三开关1JHK断路或断路、或者电芯单体电压采集支路1CJ中存在断路的至少一种情况。

需要说明的是，这里的“第二均衡电压小于第一均衡电压”可理解为第二均衡电压与第一均衡电压之间的差值小于预设阈值。

可选的，继续参照图2，低压区20QZ还包括通讯转换单元21；通讯转换单元21用于电连接数据处理单20元与数据传输单元30，通讯转换单元21用于将数据传输单元30传输的数据转换后传输至数据处理单元20。

示例性的，结合上文，数据处理单元内置SPI接口时，通讯转换单元21可为SPI通讯转换单元。

示例性的，继续参照图2，低压区还可包括：电源转换单元22、低压通讯单元23、模拟/数字输入输出单元24以及动力控制驱动单元25；其中，电源转换单元22的输入端与低压接口区的一供电接口电连接，输出端分别与数据处理单元20和参数存储单元26电连接，低压通讯单元23的第一端与低压接口区的一通讯接口电连接，模拟/数字输入输出单元24 的第一端与低压接口区的一输入输出接口电连接，动力控制驱动单元25的第一端与低压接口区的一动力控制接口电连接；低压通讯单元23的第二端、模拟/数字输入输出单元24的第二端、动力控制驱动单元25的第二端分别与数据处理单元20的一控制端电连接。

示例性的，电源转换单元22用于将高压电转换为低压电，并给数据处理单元20和参数存储单元26供电。其中，“将高压电转换为低压电”可为将24V的电压转换为5V、3.3V、 1.8V、1.5V或其他单片机中的组成组件的用电电压，或者可为将12V的电压转换为5V、 3.3V、1.8V、1.5V或其他单片机中的组成组件的用电电压，关于低压的设置可根据单片机中的组成组件的用电电压设置，本实用新型实施例对此不作限定。

示例性的，模拟/数字输入输出单元24主要以数据处理单元20配置方式实现输出方向选择，配合放大电路做小电流驱动，如指示灯驱动、其他外部设备的唤醒信号等；还可以配置为模数转换输入检测，如附加的环境温度的检测。

示例性的，图6是本实用新型实施例提供的一种电池管理系统的应用场景示意图。参照图6，电池包40可包括电池管理系统00，与电池管理系统00电连接的电芯串401、动力执行部件402和充放电设备50。结合图2和图6，动力执行部件402的控制端与动力控制驱动单元25电连接，充放电设备50的控制端与低压通讯单元23电连接，动力执行部件402 的第一端与电芯串401的正极电连接，第二端与充放电设备50的第一端电连接，充放电设备50的第二端与电芯串401的负极电连接。示例性的，动力执行部件402可为一开关，当开关闭合时，电芯串401用于为充放电设备50供电，电池管理系统00用于监测电池包40 的状态。结合图2和图6，动力控制驱动单元25用于控制动力执行部件402的工作与否，低压通讯单元23用于数据处理单元20与充放电设备50之间的数据传输。

需要说明的是，上述图2-图6中仅示例性的以直线或折线连接具有电连接关系的组成单元或子单元，仅是为了清楚简单地示出连接关系，而并非对本实用新型实施提供的电池管理系统00以及电池管理系统00的应用场景的限定。在其他实施方式中，可根据电池管理系统00的实际需求设置各组成单元和子单元的空间位置关系，以及设置连线的实际形态，本实用新型实施例对此不作限定。

基于同一实用新型构思，本实用新型实施例还提供一种电池管理方法，该电池管理方法可应用上述实施方式提供的电池管理系统执行，因此，该电池管理方法也具有上述实施方式提供的电池管理系统所具有的有益效果，未详尽解释之处可参照上文理解，在此不再赘述。示例性的，图7是本实用新型实施例提供的一种电池管理方法的流程示意图。参照图7，该电池管理方法包括：

S61、高压区的数据采集单元采集电池包的当前数据。

示例性的，可参照图1和图2，当前数据包括电池包的总电压、电芯总电压、电芯单体电压、电池包的外壳与电池包之间的绝缘电阻、电芯温度以及实时时钟信息。该步骤可理解为由数据采集单元10中的各子单元获取上述电池包的当前数据，具体获取方式可为本领域技术人员可知的一种或多种方式，本实用新型实施例对此不作限定。

S62、隔离区的数据传输单元将数据采集单元采集到的电池包的当前数据传输至数据处理单元。

示例性的，可参照图2，隔离区30QZ的数据传输单元30包括第一磁隔离电路和第二磁隔离电路，通过磁隔离通讯的方式将上述电池包的当前数据快速准确地传输至数据处理单元。

S63、低压区的数据处理单元接收数据传输单元传输的电池包的当前数据，并根据当前数据判断电池包的状态。

电池包的状态包括电池包的温度是否适宜，例如是否存在电芯温度过高或电芯温度过低的问题；电池包与电池包的外壳之间的绝缘程度；电芯单体的电压是否均衡；以及上文示出的或本领域技术人员可知的其他电池包的状态，本实用新型实施例对此不作限定。

其中，隔离区位于高压区与低压区之间。

示例性的，参照图1或图2，高压区10QZ、低压区20QZ以及隔离区30QZ均集成在同一块电路板(示例性的，该电路板可为印刷电路板)中，结构简单，减少了电池管理系统00 在整车中所占用的空间，同时，减少了板间通信，从而降低了信号间的干扰，增强了电池包状态的判断结果的准确性；其次，高压区10QZ中的数据采集单元10仅用于对电池包的当前数据进行采集，低压区20QZ中的数据处理单元20用于接收电池包的当前数据并判断电池包的状态，单独设置隔离区30QZ，隔离区30QZ中的数据传输单元30用于将数据采集单元 10采集到的电池包的当前数据传输至数据处理单元20，由此，该电池管理系统00中，各分区功能明确，从而可降低软硬件开发的难度，缩短电池管理系统00的开发周期。

可选的，图8是本实用新型实施例提供的另一种电池管理方法的流程示意图，参照图5 和图8，电池管理方法还可包括：

S71、第三开关闭合，电芯单体电压采集子单元获取电池包中的电芯单体的电压，记录为第一均衡电压。

S72、第三开关打开，电芯单体电压采集子单元获取电池包中的电芯单体的电压，记录为第二均衡电压。

S73、数据传输单元将第一均衡电压和第二均衡电压传输至数据处理单元。

S74、数据处理单元比较第一均衡电压与第二均衡电压，判断第三开关是否断路或短路，以及判断电芯单体电压采集支路是否断路。

上述S71-S74示出了电池管理方法中的电芯均衡方式，具体原理和过程可参照上文对图 5的解释说明，在此不再赘述

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、任意组合和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。