CN105486951A

CN105486951A - 一种便携式电池管理系统诊断仪及其工作方法

Info

Publication number: CN105486951A
Application number: CN201510905305.1A
Authority: CN
Inventors: 刘新天; 何耀; 曾国建; 郑昕昕
Original assignee: Anhui Rntec Technology Co Ltd; Hefei University of Technology
Current assignee: Anhui Rntec Technology Co Ltd; Hefei University of Technology
Priority date: 2015-12-10
Filing date: 2015-12-10
Publication date: 2016-04-13

Abstract

本发明公开了一种便携式电池管理系统诊断仪，包括控制模块，所述控制模块包括用于接收信息、数据处理并发出信号的微控制单元，所述微控制单元通过一路串行外设接口连接有用于储存电池信息、整车信息以及故障信息的TF储存卡，所述微控制单元还连接用于与BMS进行信息交互的第一路CAN通信，所述微控制单元还连接用于与整车控制器进行信息交互的第二路CAN通信；所述TF储存卡还连接有用于连接外部电脑的USB接口。本发明所述的一种便携式电池管理系统诊断仪，具有体积小、方便手持、便于现场的诊断调试的特点。本发明还公开了上述一种便携式电池管理系统诊断仪的工作方法。

Description

一种便携式电池管理系统诊断仪及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种便携式电池管理系统诊断仪及其工作方法，属于电池管理系统诊断监测技术领域。

背景技术

动力电池目前已经在储能、电动汽车及智能电网中广泛应用，为保证电池安全长效运行，需要配备相应的电池管理系统（BatteryManagementSystem，下文简称BMS），实时检测电池的运行状态，并进行充放电管理。电池管理系统一般情况下会被装在电池箱体内部，当电池系统或BMS出现故障的时候，就出现了故障检测和程序更新的难题。

目前常用的故障检测和程序更新都必须要通过手提电脑和上位机软件通过CAN总线实现，有些甚至需要通过拆开BMS外壳通过专用的程序下载口实现程序的在线升级，非常不方便。

发明内容

本发明正是针对现有技术存在的不足，提供一种便携式电池管理系统诊断仪，具有体积小、方便手持、便于现场的诊断调试的特点；本发明同时提供了一种便携式电池管理系统诊断仪的工作方法，可通过CAN总线实现电池与BMS的信息读取、BMS参数配置、故障诊断以及程序的在线更新等功能。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：

一种便携式电池管理系统诊断仪，包括控制模块，所述控制模块包括用于接收信息、数据处理并发出信号的微控制单元，所述微控制单元通过一路串行外设接口连接有用于储存电池信息、整车信息以及故障信息的TF储存卡，所述微控制单元还连接用于与BMS进行信息交互的第一路CAN通信，所述微控制单元还连接用于与整车控制器进行信息交互的第二路CAN通信；所述TF储存卡还连接有用于连接外部电脑的USB接口。

作为上述技术方案的改进，还包括用于显示控制模块上传的电池信息、BMS信息、整车信息以及相应的故障代码，并用于修改BMS相关保护参数和配置、输入程序的在线更新指令的触摸屏，所述触摸屏与所述微控制单元通过RS485通信接口连接。

作为上述技术方案的改进，还包括用于为所述控制模块、所述触摸屏和BMS供电的充电电池，所述充电电池设置有外部充电器，且所述充电电池与所述微控制单元之间通过电压检测电路连接以检测所述充电电池的总压并估算其电量。

上述的一种便携式BMS诊断仪的工作方法，包括故障诊断方法，所述故障诊断方法包括以下步骤：

步骤R1、当微控制单元收到触摸屏的读取故障命令后，向连接BMS的第一CAN通信网络发送读取故障代码的指令；

步骤R2、BMS的电池组控制单元在收到读取命令后，发送故障代码给微控制单元；

步骤R3、微控制单元的程序接收线程接收到报文后，判断是否是故障代码报文；

步骤R4、当接收到故障代码报文后，根据SAE1939协议对报文进行解析，获取故障信息；

步骤R5、将故障信息传至触摸屏进行显示。

上述的一种便携式BMS诊断仪的工作方法，还包括对电池管理系统进行程序升级的方法，所述对电池管理系统进行程序升级的方法包括以下步骤：

步骤S1、将升级程序通过USB通信口保存在TF存储卡中；

步骤S2、控制模块对BMS的单片机进行编程；

步骤S3、使BMS的单片机进行FlashBootloader程序；

步骤S4、重启BMS的单片机。

具体地，所述步骤S2包括以下步骤：

S21、当控制模块收到触摸屏的开始编程命令后，获取需要编程的模块类型和编号，并通过CCP协议与BMS进行连接；

S22、呼叫CCP服务，然后对BMS的单片机进行解密；

S23、对BMS的单片机进行擦除操作；

S24、打开可执行文件，检查文件的合法性，通过CCP协议，将可执行文件下载到需要编程的BMS的单片机中；

S25、控制模块发送重启BMS的单片机命令；

具体地，所述步骤S3包括以下步骤：

S31、当控制模块收到触摸屏的进入FlashBootloader命令后，获取需要编程的模块类型和编号；

S32、控制模块发送进入FlashBootloader的指令，强制BMS从APP程序进入Bootloader程序，重新进行编程。

具体地，所述步骤S4包括以下步骤：

S41、当控制模块收到触摸屏的重启BMS命令后，获取需要编程的模块类型和编号，并通过CCP协议与BMS进行连接；

S42、控制模块发送复位BMS的单片机命令，令BMS复位。

本发明所述的一种便携式电池管理系统诊断仪及其工作方法，与现有技术相比，有益效果体现在：

第一、本发明可以实时显示BMS和整车控制器上传的电池信息和整车信息，对电池以及BMS进行故障诊断，并实现BMS的参数配置以及程序的在线更新，功能齐全；第二、本发明可实时存储电池信息、整车信息以及故障信息，便于后期分析；第三、本发明体积小，重量轻，便于电池管理系统的现场诊断与程序更新。

附图说明

图1为本发明所述的一种便携式电池管理系统诊断仪的电路原理图；

图2为本发明所述的一种便携式电池管理系统诊断仪的故障诊断方法的流程示意图；

图3为本发明所述的一种便携式电池管理系统诊断仪的程序在线升级方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合具体的实施例来说明本发明的内容。

如图1所示，为本发明所述的一种便携式电池管理系统诊断仪的电路原理图。本发明所述一种便携式电池管理系统诊断仪，包括控制模块，所述控制模块包括用于接收信息、数据处理并发出信号的MCU，所述MCU通过一路SPI连接有用于储存电池信息、整车信息以及故障信息的TF储存卡，所述MCU还连接用于与BMS进行信息交互的第一路CAN通信，所述MCU还连接用于与整车控制器进行信息交互的第二路CAN通信；所述TF储存卡还连接有用于连接外部PC端的USB接口。

还包括用于显示控制模块上传的电池信息、BMS信息、整车信息以及相应的故障代码，并用于修改电池管理系统相关保护参数和配置、输入程序的在线更新指令的触摸屏，所述触摸屏与所述微控制单元通过RS485通信接口连接。

还包括用于为所述控制模块、所述触摸屏和BMS供电的充电电池，所述充电电池设置有外部充电器，且所述充电电池与所述MCU之间通过电压检测电路连接以检测所述充电电池的总压并估算其电量；具体地，所述充电电池的电压为12伏。

本发明所述的一种便携式电池管理系统诊断仪的工作流程如下：

1）连接好诊断仪与电池管理系统以及整车控制器之间的CAN通信线以及电源线，诊断仪开始工作。

2）BMS和整车控制器通过CAN通信将电池信息、故障信息以及整车信息上传到诊断仪，诊断仪通过触摸屏对这些信息进行集中显示，其中故障信息是以故障代码的形式显示。

触摸屏还显示BMS的一些参数配置信息，比如电池的过充过放保护阈值等，对不合理的保护参数，可通过触摸屏对其进行修改和配置。

通过CAN总线传输的电池信息与故障代码等也会被保存在TF存储卡中，便于后期进行分析。

其中故障诊断具体流程如图2所示：

a）当诊断仪收到触摸屏的读取故障命令后，向电池管理系统的CAN网络发送读取故障代码的指令。

b）电池管理系统的BCU在收到读取命令后，发送故障代码给诊断仪。

c）诊断仪的程序接收线程接收到报文后，判断是否是故障代码报文。

d）当接收到故障代码报文后，根据SAE1939协议对报文进行解析，获取故障信息。

e）将故障信息传至触摸屏进行显示。

3）当需要对BMS进行程序的在线升级时，需首先将升级程序通过USB通信口保存在TF存储卡中，控制模块通过CAN总线对BMS进行程序的在线升级。

程序升级流程分为“编程”、“进入FBL（FlashBootloader）”和“重启BMS”三个部分，具体如图3所示：

a）“编程”部分：

当诊断仪收到触摸屏的开始编程命令后，获取需要编程的模块类型和编号，并通过CCP协议与BMS模块进行连接。

呼叫CCP服务，然后对单片机进行解密。

对单片机进行擦除操作。

打开可执行文件，检查文件的合法性，通过CCP协议，将可执行文件下载到需要编程的单片机中。

诊断仪发送重启单片机命令。

b）“进入FBL”部分：

当诊断仪收到触摸屏的进入FBL（FlashBootloader）命令后，获取需要编程的模块类型和编号。

发送进入FBL的指令，强制BMS从APP程序进入Bootloader程序，重新进行编程。

c）“重启BMS”部分：

当诊断仪收到触摸屏的重启BMS命令后，获取需要编程的模块类型和编号，并通过CCP（CANCalibrationProtocol）协议与BMS模块进行连接。

诊断仪发送复位单片机命令，令BMS复位。

4）整个诊断仪以及BMS通过12V的可充电电池供电，控制模块可实时检测该电池电压，估算其容量，并通过触摸屏显示；当电量较低时，会通过触摸屏提醒用户及时进行充电。

以上内容是结合具体的实施例对本发明所作的详细说明，不能认定本发明具体实施仅限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明保护的范围。

Claims

1.一种便携式电池管理系统诊断仪，其特征是，包括控制模块，所述控制模块包括用于接收信息、数据处理并发出信号的微控制单元，所述微控制单元通过一路串行外设接口连接有用于储存电池信息、整车信息以及故障信息的TF储存卡，所述微控制单元还连接用于与电池管理系统进行信息交互的第一路CAN通信，所述微控制单元还连接用于与整车控制器进行信息交互的第二路CAN通信；所述TF储存卡还连接有用于连接外部电脑的USB接口。

2.如权利要求1所述的一种便携式电池管理系统诊断仪，其特征是，还包括用于显示控制模块上传的电池信息、电池管理系统信息、整车信息以及相应的故障代码，并用于修改电池管理系统相关保护参数和配置、输入程序的在线更新指令的触摸屏，所述触摸屏与所述微控制单元通过RS485通信接口连接。

3.如权利要求2所述的一种便携式电池管理系统诊断仪，其特征是，还包括用于为所述控制模块、所述触摸屏和电池管理系统供电的充电电池，所述充电电池设置有外部充电器，且所述充电电池与所述微控制单元之间通过电压检测电路连接以检测所述充电电池的总压并估算其电量。

4.如权利要求1所述的一种便携式电池管理系统诊断仪的工作方法，其特征是，包括故障诊断方法，所述故障诊断方法包括以下步骤：

步骤R1、当微控制单元收到触摸屏的读取故障命令后，向连接电池管理系统的第一CAN通信网络发送读取故障代码的指令；

步骤R2、电池管理系统的电池组控制单元在收到读取命令后，发送故障代码给微控制单元；

步骤R5、将故障信息传至触摸屏进行显示。

5.如权利要求1所述的一种便携式电池管理系统诊断仪的工作方法，其特征是，包括对电池管理系统进行程序升级的方法，所述对电池管理系统进行程序升级的方法包括以下步骤：

步骤S1、将升级程序通过USB通信口保存在TF存储卡中；

步骤S2、控制模块对电池管理系统的单片机进行编程；

步骤S3、使电池管理系统的单片机进行FlashBootloader程序；

步骤S4、重启电池管理系统的单片机。

6.如权利要求5所述的一种便携式电池管理系统诊断仪的工作方法，其特征是，所述步骤S2包括以下步骤：

S21、当控制模块收到触摸屏的开始编程命令后，获取需要编程的模块类型和编号，并通过CCP协议与电池管理系统进行连接；

S22、呼叫CCP服务，然后对电池管理系统的单片机进行解密；

S23、对电池管理系统的单片机进行擦除操作；

S24、打开可执行文件，检查文件的合法性，通过CCP协议，将可执行文件下载到需要编程的电池管理系统的单片机中；

S25、控制模块发送重启电池管理系统的单片机命令。

7.如权利要求5所述的一种便携式电池管理系统诊断仪的工作方法，其特征是，所述步骤S3包括以下步骤：

S32、控制模块发送进入FlashBootloader的指令，强制电池管理系统从APP程序进入Bootloader程序，重新进行编程。

8.如权利要求5所述的一种便携式电池管理系统诊断仪的工作方法，其特征是，所述步骤S4包括以下步骤：

S41、当控制模块收到触摸屏的重启电池管理系统命令后，获取需要编程的模块类型和编号，并通过CCP协议与电池管理系统进行连接；

S42、控制模块发送复位电池管理系统的单片机命令，令电池管理系统复位。