CN105186610A - 一种基于无线传感器网络通信的电池管理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于无线传感器网络通信的电池管理系统及方法，系统包括输入输出单元、无线传感器网络数据采集单元和综合管理单元，本发明的输入输出单元通过充电端口与充电机相连给电池组进行充电，电池组通过高压输出端口对外进行供电；无线传感器网络数据采集单元分组采集各个单电池的电压和温度，记录充放电时间，基于Zigbee技术的无线传感器网络与综合管理单元进行数据通信；综合管理单元接收无线传感器网络数据采集单元的各种信息，估计电池组的SOC和SOH值，利用上位机和LCD进行实时显示，控制电池组的充放电操作，通过GPRS向远程监控中心发送上述信息。本发明充分利用了无线传感器网络进行数据通信，减少了布线量，提高了系统的可靠性和可扩展性。
Description
技术领域
本发明属于新能源汽车动力系统技术领域，涉及一种电池管理系统及方法,具体涉及一种基于无线传感器网络进行数据通信的电池管理系统及方法。
背景技术
在新能源汽车动力系统领域，电池组通常作为常用的电能储存和输出关键部件，在进行大功率的输出和储能时，电池组通常需要上百片甚至几百片单电池串联组成，开发电池组的管理系统对监测其参数和状态、提高电池的可靠性和耐久性具有重要意义。目前，电池管理系统主要采用主从结构，检测从板与检测主板（综合管理但也）通过有线方式如CAN总线、RS485总线等进行通信，多个检测从板与检测主板之间需要大量布线，这样加大了电池组安装布置的复杂性，一旦其中一个检测从板与检测主板之间的通信连接线出现脱落会降低了电池管理系统整体的可靠性；若采用无线传感器网络实现检测从板与检测主板之间的通信，既可以免去大量布线的繁琐，又可以实现检测从板之间的模块化扩展，从而提高系统的灵活性和可靠性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于无线传感器网络进行数据采集和通信的电池管理系统，通过在电池组的数据采集单元与综合管理单元采用基于Zigbee的无线传感器网络进行通信实现电池组数据的采集和状态的监测，省去大量布线的麻烦，同时提高系统的可扩展性和模块化设计。具有智能、高效、可靠性强的优点。
本发明的系统所采用的技术方案是：一种基于无线传感器网络通信的电池管理系统，其特征在于：包括输入输出单元、无线传感器网络数据采集单元和综合管理单元；
所述的输入输出单元包括由n片电池串联组成的电池组，电池组其正负极分别经过第一二极管D1和第一开关K1后通过高压输出端口与外部用电设备相连向外供电；充电机的正负极通过充电端口分别经过第二二极管D2和第二开关K2后与电池组的正负极相连对其进行充电；
所述的无线传感器网络数据采集单元包括m个无线传感器网络数据采集模块，各个无线传感器网络数据采集模块对应采集电池组中10片单电池的电压、电流和温度，记录它们的充电和放电时间，分别综合利用安时法和开路电压法估算它们的荷电状态SOC和健康状态SOH，利用基于Zigbee技术的无线传感器网络与综合管理单元相连进行通信；
所述的综合管理单元接收来自无线传感器网络数据采集单元的各种数据，采集电池组的输出总电压和电流，控制第一开关K1和第二开关K2的导通与关断，分别利用第一CAN网络和第二CAN网络与整车控制器和充电器控制器相连进行通信，利用USB模块和SCI模块与上位机通信显示上述各个数据和状态信息，通过LCD进行现场实时显示，通过GPRS向远程监控中心发送上述数据和状态信息，若电池组中某一个电池的输出电压、充放电电流、温度、荷电状态SOC值和健康状态SOH值超出所设定的阈值时，综合管理单元进行声光报警提示。
作为优选，所述的输入输出单元由电池组、电压传感器V1、电流传感器A1、第一二极管D1和第二二极管D2、第一开关K1和第二开关K2构成；电池组的正极分别与第一二极管D1的正极和第二二极管D2的负极相连，第一二极管D1的负极作为高压输出端口的正极，电池组的负极与电流传感器A1串联后分为两路，一路与第一开关K1的输入端相连，同时与电池组的正极之间并联电压传感器V1，另一路与第二开关K2的输入端相连，第一开关K1和第二开关K2的输出端分别作为高压输出端口和充电端口的负极。
作为优选，所述的无线传感器网络数据采集单元包括m个无线传感器网络数据采集模块；m个无线传感器网络数据采集模块中的A/D转换电路分别采集电池组中它们各自对应的10片单电池的正负极输出电压，m个无线传感器网络数据采集模块分别与设置在其对应电池组中10片单电池表面上的温度传感器输出端相连读取其温度值，m个无线传感器网络数据采集模块分别利用时钟电路分别记录其对应的电池组中10片单电池的充放电时间，通过无线传感器网络接收综合管理单元采集的电流传感器A1的值，综合利用安时法和开路电压法估算各个单电池的荷电状态SOC值和健康状态SOH值，将各个单电池的电压、温度、荷电状态SOC值和健康状态SOH值通过无线传感器网络发送给综合管理单元。
作为优选，所述的无线传感器网络数据采集模块由电源电路、多路选择开关、译码电路、差分放大电路、滤波电路、A/D转换电路、I/O扩展接口、10片DS18B20、CC2530核心模块、JTAG接口、时钟电路、收发天线、复位电路、拨码开关和LED构成；10片单电池作为一个整体，其对应的正负极输出端依次通过多路选择开关、差分放大电路和滤波电路后与每个无线传感器网络数据采集模块的A/D转换电路相连，CC2530核心模块通过I/O口与译码电路相连控制多路选择开关的分时导通实现10路电池电压的采集，每个无线传感器网络数据采集模块通过I/O扩展接口与10片单电池表面安装的温度传感器DS18B20的输出端相连读取其温度值，各个线传感器网络数据采集模块利用时钟电路记录对应10片单电池的充放电时间，利用基于CC2530核心模块的无线传感器网络接收来自综合管理单元采集的电流传感器A1的值，综合利用安时法和开路电压法进行加权运算估算各个单电池的荷电状态SOC值和健康状态SOH值，并基于CC2530核心模块的无线传感器网络将对应的10片单电池的电压、温度、荷电状态SOC值和健康状态SOH值发送给综合管理单元。
作为优选，所述的综合管理单元由车载电源、第一DC/DC、第二DC/DC、协调器控制模块、上位机构成；车载电源的输出端分别与第一DC/DC和第二DC/DC的输入端相连；第一DC/DC的输出端分别与m个无线传感器网络数据采集模块的供电端相连为它们供电；第二DC/DC的输出端与协调器控制模块的供电端相连；协调器控制模块通过USB模块和SCI模块与上位机相连进行通信，通过第一CAN网络与整车控制器相连进行通信，通过第二CAN网络与充电机控制器相连进行通信，通过A/D转换模块与电压传感器V1和电流传感器A1的输出端相连采集数据，通过GPRS向远程监控中心发送上述数据和状态信息，通过I/O输出模块与第一开关K1和第二开关K2的信号控制端相连。
作为优选，所述的协调器控制模块由电源模块、微控制器MCU、Zigbee模块、第一CAN模块、第二CAN模块、时钟模块、USB模块、SCI模块、A/D转换模块、LCD模块、GPRS模块、I/O输出模块和声光报警电路构成，电源模块的输入端与综合管理单元中第一DC/DC的输出端相连；微控制器MCU通过Zigbee模块分别与m个无线传感器网络数据采集模块以无线传感器网络方式相连进行通信；A/D转换模块的输入端与电压传感器V1和电流传感器A1的信号输出端相连，A/D转换模块的输出端与微控制器MCU相连实现电池组电压和电流信号的模数转换；微控制器MCU通过I/O输出模块与声光报警电路相连实现异常情况时通过I/O输出信号驱动蜂鸣器和发光二极管实现报警；微控制器MCU通过I/O口和数据线与GPRS模块相连，GPRS模块与远程监控中心相连进行通信发送电池组所有电池的电压、电流、温度、荷电状态SOC值、健康状态SOH值、电池组的总电压V1、电池组的荷电状态SOC值，以及发送第一开关K1和第二开关K2的导通与关闭状态；微控制器MCU还可通过USB模块或SCI模块与现场上位机相连发送电池组所有单电池的电压、电流、温度、荷电状态SOC值、健康状态SOH值、电池组的总电压V1、电池组的荷电状态SOC值，以及发送第一开关K1和第二开关K2的导通与关闭状态。
本发明的方法所采用的技术方案是：一种基于无线传感器网络通信的电池管理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：无线传感器网络数据采集单元的m个无线传感器网络数据采集模块通过拨码开关设置自身的ID号，采集其对应10片单电池的电压和温度；
步骤2：无线传感器网络数据采集单元基于Zigbee协议与综合管理单元组成星形网络并进行时间同步；
步骤3：无线传感器网络数据采集单元接收来自综合管理单元采集的电流传感器A1数据，估算对应10片单电池的荷电状态SOC值和健康状态SOH值，然后进入休眠模式；
步骤4：当其通信时间到了，第1无线传感器网络数据采集模块向综合管理单元发送完其对应的电池的实时电压、温度、充电时间、放电时间、荷电状态SOC值和健康状态SOH值后再次进入休眠状态，接着第2无线传感器网络数据采集模块重复进行第1无线传感器网络数据采集模块上述进行的操作，依次类推，直到第m个无线传感器网络数据采集模块向综合管理单元发送完其对应的电池的实时电压、温度、荷电状态SOC值和健康状态SOH值后进入休眠状态；然后第1无线传感器网络数据采集模块被再次唤醒进入如上述的下一轮循环向综合管理单元发送其对应的电池的实时电压、温度、充电时间、放电时间、荷电状态SOC值和健康状态SOH值值，发送完毕后第1无线传感器网络数据采集模块再次进入休眠，接着第2无线传感器网络数据采集模块被唤醒向综合管理单元发送上述数据，以此类推不断进行下一次循环通信发送数据。
作为优选，步骤4中无线传感器网络数据采集单元在与综合管理单元进行星形组网通信时，若其中一个无线传感器网络数据采集模块到了该向综合管理单元发送其对应的电池的实时电压、温度、充电时间、放电时间、荷电状态SOC值和健康状态SOH值的时刻掉网了，该模块自动进行重新组网连接操作，同时由其下一个ID号对应的无线传感器网络数据采集模块向综合管理单元发送其对应的电池的实时电压、温度、充电时间、放电时间、荷电状态SOC值和健康状态SOH值；之后若掉网了的模块重新组网成功，则该模块恢复向综合管理单元发送其对应的电池的实时电压、温度、充电时间、放电时间、荷电状态SOC值和健康状态SOH值。
由于本发明充分利用了基于Zigbee技术的无线传感器网络实现电池管理系统中多个数据采集模块的数据传输，减少了数据采集模块与综合管理单元之间通信布线的工作量，提高了系统的可扩展性，该系统还通过GPRS模块向远程监控中心发送电池组的相关过程参数和工作状态等信息，还可以利用上位机和LCD进行实时显示，当电池组某片或某些单电池出现欠压、过压、过流、过温时进行声光报警提示。该系统智能化程度高、实时性强、操作简单，适用于各种新能源汽车所需的动力电池应用场合。
附图说明
图1：为本发明实施例的系统结构原理框图。
图2：为本发明实施例的系统中无线传感器网络数据采集模块的结构框图。
图3：为本发明实施例的系统中综合管理单元的结构框图。
图4：为本发明实施例的方法流程图。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
请见图1，本发明提供的一种基于无线传感器网络通信的电池管理系统，包括输入输出单元、无线传感器网络数据采集单元和综合管理单元；输入输出单元包括由n片电池串联组成的电池组，电池组其正负极分别经过第一二极管D1和第一开关K1后通过高压输出端口与外部用电设备相连向外供电；充电机的正负极通过充电端口分别经过第二二极管D2和第二开关K2后与电池组的正负极相连对其进行充电；无线传感器网络数据采集单元包括m个无线传感器网络数据采集模块，10*m=n；各个无线传感器网络数据采集模块对应采集电池组中10片单电池的电压、电流和温度，记录它们的充电和放电时间，分别利用安时法和开路电压法进行各为0.5倍的加权运算估算它们的荷电状态SOC和健康状态SOH，利用基于Zigbee技术的无线传感器网络与综合管理单元相连进行通信；综合管理单元接收来自无线传感器网络数据采集单元的各种数据，采集电池组的输出总电压和电流，控制第一开关K1和第二开关K2的导通与关断，分别利用第一CAN网络和第二CAN网络与整车控制器和充电器控制器相连进行通信，利用USB模块和SCI模块与上位机通信显示上述各个数据和状态信息，通过LCD进行现场实时显示，通过GPRS向远程监控中心发送上述数据和状态信息，若电池组中某一个电池的输出电压、充放电电流、温度、荷电状态SOC值和健康状态SOH值超出所设定的阈值时，综合管理单元进行声光报警提示。
请见图1，本发明实施例的输入输出单元由电池组、电压传感器V1、电流传感器A1、第一二极管D1和第二二极管D2、第一开关K1和第二开关K2构成；电池组的正极分别与第一二极管D1的正极和第二二极管D2的负极相连，第一二极管D1的负极作为高压输出端口的正极，电池组的负极与电流传感器A1串联后分为两路，一路与第一开关K1的输入端相连，同时与电池组的正极之间并联电压传感器V1，另一路与第二开关K2的输入端相连，第一开关K1和第二开关K2的输出端分别作为高压输出端口和充电端口的负极。
请见图1，本实施例的无线传感器网络数据采集单元包括m个无线传感器网络数据采集模块；m个无线传感器网络数据采集模块中的A/D转换电路分别采集电池组中它们各自对应的10片单电池的正负极输出电压，m个无线传感器网络数据采集模块分别与设置在电池组中10片单电池表面上的温度传感器输出端相连读取其温度值，10片无线传感器网络数据采集模块分别利用时钟电路分别记录其对应的电池组中10片单电池的充放电时间，通过无线传感器网络接收综合管理单元采集的电流传感器A1的值，估算各个单电池的荷电状态SOC值和健康状态SOH值，将各个单电池的电压、温度、荷电状态SOC值和健康状态SOH值通过无线传感器网络发送给综合管理单元。
请见图2，本实施例的无线传感器网络数据采集模块由电源电路、多路选择开关、译码电路、差分放大电路、滤波电路、A/D转换电路、I/O扩展接口、10片DS18B20、CC2530核心模块、JTAG接口、时钟电路、收发天线、复位电路、拨码开关和LED构成；10片单电池作为一个整体，其对应的正负极输出端依次通过多路选择开关、差分放大电路和滤波电路后与每个无线传感器网络数据采集模块的A/D转换电路相连，CC2530核心模块通过I/O口与译码电路相连控制多路选择开关的分时导通实现10片单电池电压的采集，每个无线传感器网络数据采集模块通过I/O扩展接口与10片单电池表面安装的温度传感器DS18B20的输出端相连读取其温度值，各个线传感器网络数据采集模块利用时钟电路记录对应10片单电池的充放电时间，利用基于CC2530核心模块的无线传感器网络接收来自综合管理单元采集的电流传感器A1的值，估算各个单电池的荷电状态SOC值和健康状态SOH值，并基于CC2530核心模块的无线传感器网络将对应的10片单电池的电压、温度、荷电状态SOC值和健康状态SOH值发送给综合管理单元。
请见图1，本实施例的综合管理单元由车载电源、第一DC/DC、第二DC/DC、协调器控制模块、上位机构成；车载电源的输出端分别与第一DC/DC和第二DC/DC的输入端相连；第一DC/DC的输出端分别与m个无线传感器网络数据采集模块的供电端相连为它们供电；第二DC/DC的输出端与协调器控制模块的供电端相连；协调器控制模块通过USB和SCI与上位机相连进行通信，通过第一CAN网络与整车控制器相连进行通信，通过第二CAN网络与充电机控制器相连进行通信，通过A/D转换模块与电压传感器V1和电流传感器A1的输出端相连采集数据，通过GPRS向远程监控中心发送上述数据和状态信息，通过I/O输出模块与第一开关K1和第二开关K2的信号控制端相连。
请见图3，本实施例的协调器控制模块由电源模块、微控制器MCU、Zigbee模块、第一CAN模块、第二CAN模块、时钟模块、USB模块、SCI模块、A/D转换模块、LCD模块、GPRS模块、I/O输出模块和声光报警电路构成，电源模块的输入端与综合管理单元中第一DC/DC的输出端相连；微控制器MCU通过Zigbee模块分别与m个无线传感器网络数据采集模块以无线传感器网络方式相连进行通信；A/D转换模块的输入端与电压传感器V1和电流传感器A1的信号输出端相连，A/D转换模块的输出端与微控制器MCU相连实现电池组电压和电流信号的模数转换；微控制器MCU通过I/O输出模块与声光报警电路相连实现异常情况时通过I/O输出信号驱动蜂鸣器和发光二极管实现报警；微控制器MCU通过I/O口和数据线与GPRS模块相连，GPRS模块与远程监控中心相连进行通信发送电池组所有电池的电压、电流、温度、荷电状态SOC值、健康状态SOH值、电池组的总电压V1、电池组的荷电状态SOC值，以及发送第一开关K1和第二开关K2的导通与关闭状态；微控制器MCU还可通过USB模块或SCI模块与现场上位机相连发送电池组所有单电池的电压、电流、温度、荷电状态SOC值、健康状态SOH值、电池组的总电压V1、电池组的荷电状态SOC值，以及发送第一开关K1和第二开关K2的导通与关闭状态。
在本发明的输入输出单元通过充电端口与充电机的输出端相连，同时综合管理单元通过I/O输出模块控制第一开关K1和第二开关K2断开，综合管理单元通过第一CAN网络与充电机控制器进行通信，当收到充电机控制器发送出的充电确认握手信息后，综合管理单元通过I/O输出模块控制第二开关K2闭合实现电池组充电操作；当充电过程中电池组出现单电池的电压、充电电流和温度高于设定的阈值时，综合管理单元通过I/O输出模块控制第二开关K2断开，同时通过I/O输出模块驱动声光报警电路进行报警提示。
在本发明的综合管理单元首先通过I/O输出模块控制第一开关K1和第二开关K2断开，当输入输出单元通过高压输出端口与外部用电设备相连后，综合管理单元通过I/O输出模块控制第一开关K1闭合实现电池组的电能输出；当输出过程中电池组出现单电池的电压低于设定的阈值、放电电流和温度高于设定的阈值时，综合管理单元通过I/O输出模块控制第一开关K1断开，同时通过I/O输出模块驱动声光报警电路进行报警提示。
请见图4，本发明提供的一种基于无线传感器网络通信的电池管理方法，包括以下步骤：
步骤1：无线传感器网络数据采集单元的m个无线传感器网络数据采集模块通过拨码开关设置自身的ID号，采集其对应10个电池的电压和温度；
步骤2：无线传感器网络数据采集单元基于Zigbee协议与综合管理单元组成星形网络并进行时间同步；
步骤3：无线传感器网络数据采集单元接收来自综合管理单元采集的电流传感器A1数据，先利用安时法和开路电压法计算10片单电池的荷电状态SOC再进行0.5倍的加权运算估算对应10个电池的荷电状态SOC值和健康状态SOH值，然后进入休眠模式；
步骤4：当其通信时间到了，第1无线传感器网络数据采集模块向综合管理单元发送完其对应的电池的实时电压、温度、充电时间、放电时间、荷电状态SOC值和健康状态SOH值后再次进入休眠状态，接着第2无线传感器网络数据采集模块重复进行第1无线传感器网络数据采集模块上述进行的操作，依次类推，直到第m个无线传感器网络数据采集模块向综合管理单元发送完其对应的电池的实时电压、温度、荷电状态SOC值和健康状态SOH值后进入休眠状态；然后第1无线传感器网络数据采集模块被再次唤醒进入如上述的下一轮循环向综合管理单元发送其对应的电池的实时电压、温度、充电时间、放电时间、荷电状态SOC值和健康状态SOH值值，发送完毕后第1无线传感器网络数据采集模块再次进入休眠，接着第2无线传感器网络数据采集模块被唤醒向综合管理单元发送上述数据，以此类推不断进行下一次循环通信发送数据。
步骤4中无线传感器网络数据采集单元在与综合管理单元进行星形组网通信时，若其中一个无线传感器网络数据采集模块到了该向综合管理单元发送其对应的电池的实时电压、温度、充电时间、放电时间、荷电状态SOC值和健康状态SOH值的时刻掉网了，该模块自动进行重新组网连接操作，同时由其下一个ID号对应的无线传感器网络数据采集模块向综合管理单元发送其对应的电池的实时电压、温度、充电时间、放电时间、荷电状态SOC值和健康状态SOH值；之后若掉网了的模块重新组网成功，则该模块再次采集其对应的电池的电压和温度，基于Zigbee协议与综合管理单元组成星形网络并进行时间同步，接收来自综合管理单元采集的电流传感器A1数据，估算对应的单电池的荷电状态SOC值和健康状态SOH值，然后进入休眠模式，当其通信时间到了，第1无线传感器网络数据采集模块向综合管理单元发送完其对应的电池的实时电压、温度、充电时间、放电时间、SOC和SOH值后再次进入休眠状态。
应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。
应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种基于无线传感器网络通信的电池管理系统，其特征在于：包括输入输出单元、无线传感器网络数据采集单元和综合管理单元；
所述的输入输出单元包括由n片电池串联组成的电池组，电池组其正负极分别经过第一二极管D1和第一开关K1后通过高压输出端口与外部用电设备相连向外供电；充电机的正负极通过充电端口分别经过第二二极管D2和第二开关K2后与电池组的正负极相连对其进行充电；
所述的无线传感器网络数据采集单元包括m个无线传感器网络数据采集模块，每个无线传感器网络数据采集模块对应采集电池组中10片单电池的电压、电流和温度，记录它们的充电和放电时间，分别综合利用安时法和开路电压法估算它们的荷电状态SOC和健康状态SOH，利用基于Zigbee技术的无线传感器网络与综合管理单元相连进行通信；
所述的综合管理单元接收来自无线传感器网络数据采集单元的各种数据，采集电池组的输出总电压和电流，控制第一开关K1和第二开关K2的导通与关断，分别利用第一CAN网络和第二CAN网络与整车控制器和充电器控制器相连进行通信，利用USB模块和SCI模块与上位机通信显示上述各个数据和状态信息，通过LCD进行现场实时显示，通过GPRS向远程监控中心发送上述数据和状态信息，若电池组中某一个电池的输出电压、充放电电流、温度、荷电状态SOC值和健康状态SOH值超出所设定的阈值时，综合管理单元进行声光报警提示。
2.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络通信的电池管理系统，其特征在于：所述的输入输出单元由电池组、电压传感器V1、电流传感器A1、第一二极管D1和第二二极管D2、第一开关K1和第二开关K2构成；电池组的正极分别与第一二极管D1的正极和第二二极管D2的负极相连，第一二极管D1的负极作为高压输出端口的正极，电池组的负极与电流传感器A1串联后分为两路，一路与第一开关K1的输入端相连，同时与电池组的正极之间并联电压传感器V1，另一路与第二开关K2的输入端相连，第一开关K1和第二开关K2的输出端分别作为高压输出端口和充电端口的负极。
3.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络通信的电池管理系统，其特征在于：所述的无线传感器网络数据采集单元包括m个无线传感器网络数据采集模块；m个无线传感器网络数据采集模块中的A/D转换电路分别采集电池组中它们各自对应的10片单电池的正负极输出电压，m个无线传感器网络数据采集模块分别与设置在其对应电池组中10片单电池表面上的温度传感器输出端相连读取其温度值，m个无线传感器网络数据采集模块分别利用时钟电路分别记录其对应的电池组中10片单电池的充放电时间，通过无线传感器网络接收综合管理单元采集的电流传感器A1的值，综合利用安时法和开路电压法估算各个单电池的荷电状态SOC值和健康状态SOH值，将各个单电池的电压、温度、荷电状态SOC值和健康状态SOH值通过无线传感器网络发送给综合管理单元。
4.根据权利要求3所述的基于无线传感器网络通信的电池管理系统，其特征在于：所述的无线传感器网络数据采集模块由电源电路、多路选择开关、译码电路、差分放大电路、滤波电路、A/D转换电路、I/O扩展接口、10片DS18B20、CC2530核心模块、JTAG接口、时钟电路、收发天线、复位电路、拨码开关和LED构成；10片单电池作为一个整体，其对应的正负极输出端依次通过多路选择开关、差分放大电路和滤波电路后与每个无线传感器网络数据采集模块的A/D转换电路相连，CC2530核心模块通过I/O口与译码电路相连控制多路选择开关的分时导通实现10片单电池电压的采集，每个无线传感器网络数据采集模块通过I/O扩展接口与10片单电池表面安装的温度传感器DS18B20的输出端相连读取其温度值，各个线传感器网络数据采集模块利用时钟电路记录对应10片单电池的充放电时间，利用基于CC2530核心模块的无线传感器网络接收来自综合管理单元采集的电流传感器A1的值，分别利用安时法和开路电压法进行计算结果加权估算各个单电池的荷电状态SOC值和健康状态SOH值，并基于CC2530核心模块的无线传感器网络将对应的10片单电池的电压、温度、荷电状态SOC值和健康状态SOH值发送给综合管理单元。
5.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络通信的电池管理系统，其特征在于：所述的综合管理单元由车载电源、第一DC/DC、第二DC/DC、协调器控制模块、上位机构成；车载电源的输出端分别与第一DC/DC和第二DC/DC的输入端相连；第一DC/DC的输出端分别与m个无线传感器网络数据采集模块的供电端相连为它们供电；第二DC/DC的输出端与协调器控制模块的供电端相连；协调器控制模块通过USB模块和SCI模块与上位机相连进行通信，通过第一CAN网络与整车控制器相连进行通信，通过第二CAN网络与充电机控制器相连进行通信，通过A/D转换模块与电压传感器V1和电流传感器A1的输出端相连采集数据，通过GPRS向远程监控中心发送上述数据和状态信息，通过I/O输出模块与第一开关K1和第二开关K2的信号控制端相连。
6.根据权利要求5所述的基于无线传感器网络通信的电池管理系统，其特征在于：所述的协调器控制模块由电源模块、微控制器MCU、Zigbee模块、第一CAN模块、第二CAN模块、时钟模块、USB模块、SCI模块、A/D转换模块、LCD模块、GPRS模块、I/O输出模块和声光报警电路构成，电源模块的输入端与综合管理单元中第一DC/DC的输出端相连；微控制器MCU通过Zigbee模块分别与m个无线传感器网络数据采集模块以无线传感器网络方式相连进行通信；A/D转换模块的输入端与电压传感器V1和电流传感器A1的信号输出端相连，A/D转换模块的输出端与微控制器MCU相连实现电池组电压和电流信号的模数转换；微控制器MCU通过I/O输出模块与声光报警电路相连实现异常情况时通过I/O输出信号驱动蜂鸣器和发光二极管实现报警；微控制器MCU通过I/O口和数据线与GPRS模块相连，GPRS模块与远程监控中心相连进行通信发送电池组所有单电池的电压、电流、温度、荷电状态SOC值、健康状态SOH值、电池组的总电压V1、电池组的荷电状态SOC值，以及发送第一开关K1和第二开关K2的导通与关闭状态；微控制器MCU还可通过USB模块或SCI模块与现场上位机相连发送电池组所有单电池的电压、电流、温度、荷电状态SOC值、健康状态SOH值、电池组的总电压V1、电池组的荷电状态SOC值，以及发送第一开关K1和第二开关K2的导通与关闭状态。
7.一种利用权利要求1所述的基于无线传感器网络通信的电池管理系统进行电池管理的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：无线传感器网络数据采集单元的m个无线传感器网络数据采集模块通过拨码开关设置自身的ID号，采集其对应10片单电池的电压和温度；
步骤2：无线传感器网络数据采集单元基于Zigbee协议与综合管理单元组成星形网络并进行时间同步；
步骤3：无线传感器网络数据采集单元接收来自综合管理单元采集的电流传感器A1数据，估算对应10片单电池的荷电状态SOC值和健康状态SOH值，然后进入休眠模式；
步骤4：当其通信时间到了，第1无线传感器网络数据采集模块向综合管理单元发送完其对应的电池的实时电压、温度、充电时间、放电时间、荷电状态SOC值和健康状态SOH值后再次进入休眠状态，接着第2无线传感器网络数据采集模块重复进行第1无线传感器网络数据采集模块上述进行的操作，依次类推，直到第m个无线传感器网络数据采集模块向综合管理单元发送完其对应的电池的实时电压、温度、荷电状态SOC值和健康状态SOH值后进入休眠状态；然后第1无线传感器网络数据采集模块被再次唤醒进入如上述的下一轮循环向综合管理单元发送其对应的电池的实时电压、温度、充电时间、放电时间、荷电状态SOC值和健康状态SOH值值，发送完毕后第1无线传感器网络数据采集模块再次进入休眠，接着第2无线传感器网络数据采集模块被唤醒向综合管理单元发送上述数据，以此类推不断进行下一次循环通信发送数据。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：步骤4中无线传感器网络数据采集单元在与综合管理单元进行星形组网通信时，若其中一个无线传感器网络数据采集模块到了该向综合管理单元发送其对应的电池的实时电压、温度、充电时间、放电时间、荷电状态SOC值和健康状态SOH值的时刻掉网了，该模块自动进行重新组网连接操作，同时由其下一个ID号对应的无线传感器网络数据采集模块向综合管理单元发送其对应的电池的实时电压、温度、充电时间、放电时间、荷电状态SOC值和健康状态SOH值；之后若掉网了的模块重新组网成功，则该模块恢复向综合管理单元发送其对应的电池的实时电压、温度、充电时间、放电时间、荷电状态SOC值和健康状态SOH值。
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