CN104600792A - 一种储能电池管理系统的地址分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种储能电池管理系统的地址分配方法。所述储能电池管理系统包括电池管理单元和电池串单元。所述电池管理单元与所述电池串单元之间、电池串单元之间通过总线通信。所述储能电池管理系统可用于管理铅酸蓄电池、锂离子电池等串联形式应用的电池串。本发明自动配置所述电池管理单元的地址。如果所述电池管理单元用于测试阶段，则地址不储存，断电后，分配的地址即失效；如果所述电池管理单元用于安装使用阶段，则地址储存，每个所述电池管理单元按规则分配到唯一的地址，断电后，分配的地址不会失效。所述电池管理单元还具有更改地址和清除地址的功能。本发明在地址分配方法上无需硬件电路，简化了电路结构，能自动分配地址和更改地址提高了系统的可靠性和灵活性。

Description

一种储能电池管理系统的地址分配方法

技术领域

本发明涉及一种储能电池管理系统的地址分配方法。

背景技术

在储能电站中，储能电池系统通常由几十只甚至几百只以上的电池构成，这些电池需要有专门的电池管理系统进行统一检测并控制。这种电池管理系统包括电池管理单元（BMU）、电池串单元（BCU）和电池阵列单元（BAU）。一个电池管理单元（BMU）管理的是由若干单体电池组成的电池组。一个电池串单元（BCU）管理下辖所有的电池管理单元（BMU）。一个电池阵列单元（BAU）管理下辖所有的电池串单元（BCU）。一个电池串单元（BCU）要与多个电池管理单元（BMU）通信，因此每个电池管理单元（BMU）需要有唯一的地址加以区别。目前在解决电池管理单元（BMU）地址配置的问题上主要有以下两类方式：

1、硬件拨码方式：在电池管理单元（BMU）的电路设计中设置可拨动的开关，通过手工拨动开关来控制输出电平的高低，CPU检测每个开关位置的电平信号，确定电池管理单元（BMU）的地址。这种方式的缺点有：（1）增加了硬件电路设计的复杂度；（2）人工操作易出错；（3）拨码开关容易松动，造成误拨动，从而导致地址分配错误。

2、静态配置方式：通过不同的软件代码为电池管理单元（BMU）分配唯一的地址，然后电池管理单元（BMU）根据不同的软件代码定点安装。这种方式的缺点有：（1）需要不同的软件代码，工作量大；（2）人工定点安装容易出错。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术所述的电池管理单元（BMU）地址分配存在的缺点，提供一种储能电池管理系统的地址分配方法。

为此，本发明采用以下技术方案：

一种储能电池管理系统的地址分配方法，所述储能电池管理系统包括电池管理单元（BMU）和电池串单元（BCU）；所述电池管理单元（BMU）与所述电池串单元（BCU）之间、各个电池管理单元（BMU）之间通过总线通信；

所述电池管理单元（BMU）的地址分配方式为按上电顺序由其自身自动配置。

电池管理单元（BMU）上电后，判断电池管理单元（BMU）内部的非易失性存储器E²PROM内是否有地址。如果没有地址，则电池管理单元（BMU）发送地址请求报文，通过计算获得自身地址。

所述储能电池管理系统可以管理铅酸蓄电池、锂离子电池等串联形式应用的电池串。

在采用上述技术方案的基础上，本发明还可采用以下进一步的技术方案：

所述电池管理单元（BMU）具有三种地址分配状态：未分配地址状态、已分配地址但地址未储存状态和已分配地址且地址已储存状态；三种状态能相互转换。

所述电池管理单元（BMU）的地址在被分配时，分为测试阶段和安装使用阶段；在测试阶段时，所述电池管理单元（BMU）分配到的地址不储存，断电后，所述电池管理单元（BMU）分配到的地址即失效；在安装使用阶段时，所述电池管理单元（BMU）分配到的地址被储存，断电后，所述电池管理单元（BMU）分配到的地址不会失效。

当所述电池管理单元（BMU）收到更改地址命令并且经过确认是更改自身地址命令时，所述电池管理单元（BMU）自动更改成新地址。

当所述电池管理单元（BMU）收到地址清除命令时，所述电池管理单元（BMU）的已储存的地址被清除。

与背景技术相比，本发明具有的有益效果是：

本发明按上电顺序自动配置电池管理单元（BMU）的地址，简化了硬件电路，降低了系统成本，提高了电池管理单元（BMU）的地址配置的可靠性和灵活性。

附图说明

图1为本发明储能电池管理系统管理电池串的结构图。

图2为本发明所述地址分配状态转化图。

图3为本发明所述地址分配方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，本发明的储能电池管理系统包括电池管理单元（BMU）和电池串单元（BCU）。所述电池管理单元（BMU）与所述电池串单元（BCU）之间可以采用CAN通信、RS485通信或SPI通信等方式通信，优选采用CAN通信。CAN是控制器局域网络(Controller Area Network, CAN)的简称，是由德国博世公司在20世纪80年代专门为汽车行业开发的一种串行通信总线。CAN总线具有高性能、高可靠性和良好的错误检测能力，被广泛应用在汽车业、航空业、工业控制、安全防护等领域中。各个电池管理单元（BMU）之间采用和电池管理单元（BMU）与所述电池串单元（BCU）之间相同的方式通信。

所述储能电池管理系统可用于管理铅酸蓄电池、锂离子电池等串联形式应用的电池串。

电池管理单元（BMU）采集单体电池的电压、温度和内阻，处理后将数据上传给电池串单元（BCU），并接受电池串单元（BCU）的指令对电池进行相应的均衡管理。1个电池管理单元（BMU）管理n只串联的单体电池，同一电池串的多个电池管理单元（BMU）由一个电池串单元（BCU）统一管理。当电池串单元（BCU）检测到电池管理单元（BMU）出错时，会显示在电池串单元（BCU）的触摸屏上，根据不同的错误手动选择不同的处理方式，包括向电池管理单元（BMU）发送“地址更改报文”、“地址储存报文”和“地址清除报文”。

所述电池管理单元（BMU）的地址分配方式为按上电顺序由其自身自动配置。

所述电池管理单元（BMU）的地址分配状态为未分配地址、已分配地址但地址未储存和已分配地址且地址已储存三种状态。这三种状态之间能相互转化。

所述电池管理单元（BMU）的地址在被分配时，分为测试阶段和安装使用阶段。在测试阶段时，所述电池管理单元（BMU）不会收到地址储存命令，所述电池管理单元（BMU）分配到的地址不会被储存，断电后，所述电池管理单元（BMU）分配到的地址即失效。在安装使用阶段时，所述电池管理单元（BMU）收到地址储存命令，储存地址，断电后，所述电池管理单元（BMU）分配到的地址不会失效。

当所述电池管理单元（BMU）收到更改地址命令并且经过确认是更改自身地址命令时，所述电池管理单元（BMU）会自动更改成新地址。

当所述电池管理单元（BMU）收到地址清除命令时，所述电池管理单元（BMU）的储存的地址被清除。

如图2，本发明的地址分配状态转化关系如下：

已分配地址但地址未储存的电池管理单元（BMU）在断电情况下可以转化成未分配地址的电池管理单元（BMU）。未分配地址的电池管理单元（BMU）通过地址计算得到自身地址，如果收到地址储存报文，则可以转化成已分配地址且地址已储存的电池管理单元（BMU），如果没有收到地址储存报文，则可以转化成已分配地址但地址未储存的电池管理单元（BMU）。已分配地址且地址已储存的电池管理单元（BMU）在收到地址清除报文后可以转化成未分配地址的电池管理单元（BMU）。已分配地址但地址未储存的电池管理单元（BMU）在收到地址储存报文后可以转化成已分配地址且地址已储存的电池管理单元（BMU）。

如图3，本发明的地址分配方法的具体流程如下：

步骤1、电池管理单元（BMU）上电后，电池管理单元（BMU）内部的处理器MCU读取非易失性存储器E²PROM数据，判断“E²PROM内是否有地址”；如果有地址，则该电池管理单元（BMU）发送“地址声明报文”，如果没有地址，则该电池管理单元（BMU）发送“地址声明请求报文”；

步骤2、对于E²PROM内有地址的电池管理单元（BMU），在发送“地址声明报文”后，接着接收其它的E²PROM内有地址的电池管理单元（BMU）的“地址声明报文”，延时一段时间后判断是否有“地址冲突”；如果有地址冲突，则报错，如果没有地址冲突，则判断是否收到其它电池管理单元（BMU）的“地址声明请求报文”；

对于E²PROM内没有地址的电池管理单元（BMU），在发送“地址声明请求报文”后，接收其它电池管理单元（BMU）的地址声明报文，延时一段时间并判断总线上已被使用的地址，然后计算出排列最前未使用的地址作为自己的地址，然后发送“地址声明报文”，延时一段时间并判断是否有“地址冲突”；如果有地址冲突，则重新计算出排列最前未使用的地址，延时一段时间并判断是否有地址冲突；如果没有地址冲突，则判断是否收到其它电池管理单元（BMU）的“地址声明请求报文”，此时对于E²PROM内没有地址的电池管理单元（BMU）而言已分配到地址但地址未被储存；

步骤3、电池管理单元（BMU）判断是否收到其它电池管理单元（BMU）的“地址声明请求报文”后，如果收到“地址声明请求报文”，则发“地址声明报文”，然后判断是否收到电池串单元（BCU）所发的“地址更改报文”；如果没有收到“地址声明请求报文”，则直接判断是否收到“地址更改报文”。

步骤4、电池管理单元（BMU）判断是否收到“地址更改报文”后，如果收到地址更改报文，则判断是否为“更改自身地址”，如果是更改自身地址，则更改地址。如果不是更改自身地址，则判断是否收到电池串单元（BCU）所发的“地址储存报文”，如果没有收到“地址更改报文”，则直接判断是否收到“地址储存报文”；

步骤5、电池管理单元（BMU）判断收到“地址储存报文”后，如果收到“地址储存报文”，则将地址写入E²PROM，此时已分配地址但地址未储存的电池管理单元（BMU）内的地址将被储存在E²PROM内，然后判断是否收到电池串单元（BCU）所发的“清除地址报文”；如果没有收到“地址储存报文”，则重复执行步骤3到步骤5。

步骤6、电池管理单元（BMU）判断是否收到“清除地址报文”后，如果收到“清除地址报文”，则将地址清除，程序运行结束，不再执行其它工作任务，此时分配到地址的电池管理单元（BMU）回到未分配地址的状态；如果没有收到清除地址报文，重复执行步骤3到步骤6。

Claims (7)

1.一种储能电池管理系统的地址分配方法，所述储能电池管理系统管理串联形式应用的电池串，所述储能电池管理系统包括电池管理单元（BMU）和电池串单元（BCU）；所述电池管理单元（BMU）与所述电池串单元（BCU）之间、各个电池管理单元（BMU）之间通过总线通信；其特征在于：

所述电池管理单元（BMU）的地址分配方式为按上电顺序由其自身自动配置。

2.根据权利要求1所述的一种储能电池管理系统的地址分配方法，其特征在于：电池管理单元（BMU）上电后，判断电池管理单元（BMU）内部的非易失性存储器E²PROM内是否有地址，如果没有地址，则电池管理单元（BMU）发送地址请求报文，通过计算获得自身地址。

3.根据权利要求1所述的一种储能电池管理系统的地址分配方法，其特征在于：所述电池管理单元（BMU）具有三种地址分配状态：未分配地址状态、已分配地址但地址未储存状态和已分配地址且地址已储存状态；三种状态能相互转换。

4.根据权利要求2所述的一种储能电池管理系统的地址分配方法，其特征在于：所述自动配置所述电池管理单元（BMU）的地址时分为测试阶段和安装使用阶段；

在测试阶段时，所述电池管理单元（BMU）分配到的地址不储存，断电后，所述电池管理单元（BMU）分配到的地址即失效；在安装使用阶段时，所述电池管理单元（BMU）分配到的地址被储存，断电后，所述电池管理单元（BMU）分配到的地址不会失效。

5.根据权利要求1所述的一种储能电池管理系统的地址分配方法，其特征在于：当所述电池管理单元（BMU）收到更改地址命令并且经过确认是更改自身地址命令时，所述电池管理单元（BMU）会自动更改成新地址。

6.根据权利要求1所述的一种储能电池管理系统的地址分配方法，其特征在于：当所述电池管理单元（BMU）收到地址清除命令时，所述电池管理单元（BMU）的储存的地址被清除。

7.根据权利要求1所述的一种储能电池管理系统的地址分配方法，其特征在于：它包括以下步骤：

步骤1、电池管理单元（BMU）上电后，电池管理单元（BMU）内部的处理器MCU读取非易失性存储器E²PROM数据，判断“E²PROM内是否有地址”；如果有地址，则该电池管理单元（BMU）发送“地址声明报文”，如果没有地址，则该电池管理单元（BMU）发送“地址声明请求报文”；

步骤2、对于E²PROM内有地址的电池管理单元（BMU），在发送“地址声明报文”后，接着接收其它的E²PROM内有地址的电池管理单元（BMU）的“地址声明报文”，延时一段时间后判断是否有“地址冲突”；如果有地址冲突，则报错，如果没有地址冲突，则判断是否收到其它电池管理单元（BMU）的“地址声明请求报文”；

对于E²PROM内没有地址的电池管理单元（BMU），在发送“地址声明请求报文”后，接收其它电池管理单元（BMU）的地址声明报文，延时一段时间并判断总线上已被使用的地址，然后计算出排列最前未使用的地址作为自己的地址，然后发送“地址声明报文”，延时一段时间并判断是否有“地址冲突”；如果有地址冲突，则重新计算出排列最前未使用的地址，延时一段时间并判断是否有地址冲突；如果没有地址冲突，则判断是否收到其它电池管理单元（BMU）的“地址声明请求报文”，此时对于E²PROM内没有地址的电池管理单元（BMU）而言已分配到地址但地址未被储存；

步骤3、电池管理单元（BMU）判断是否收到其它电池管理单元（BMU）的“地址声明请求报文”后，如果收到“地址声明请求报文”，则发“地址声明报文”，然后判断是否收到电池串单元（BCU）所发的“地址更改报文”；如果没有收到“地址声明请求报文”，则直接判断是否收到“地址更改报文”；

步骤4、电池管理单元（BMU）判断是否收到“地址更改报文”后，如果收到地址更改报文，则判断是否为“更改自身地址”，如果是更改自身地址，则更改地址，

如果不是更改自身地址，则判断是否收到电池串单元（BCU）所发的“地址储存报文”，如果没有收到“地址更改报文”，则直接判断是否收到“地址储存报文”；

步骤5、电池管理单元（BMU）判断收到“地址储存报文”后，如果收到“地址储存报文”，则将地址写入E²PROM，此时已分配地址但地址未储存的电池管理单元（BMU）内的地址将被储存在E²PROM内，然后判断是否收到电池串单元（BCU）所发的“清除地址报文”；如果没有收到“地址储存报文”，则重复执行步骤3到步骤5；

步骤6、电池管理单元（BMU）判断是否收到“清除地址报文”后，如果收到“清除地址报文”，则将地址清除，程序运行结束，不再执行其它工作任务，此时分配到地址的电池管理单元（BMU）回到未分配地址的状态；如果没有收到清除地址报文，重复执行步骤3到步骤6。