CN106004497B - 一种电池管理系统及bmu单元自标定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电池管理系统及BMU单元自标定方法。该系统包括：电池主控单元BCU、多个电池单体监测单元BMU、编码信号线和BMU控制器；所述BCU与所述多个电池单体监测单元BMU通信连接，所述BMU控制器通过编码信号线与所述多个电池单体监测单元BMU连接；所述BMU控制器用于生成唯一编码发送给对应的BMU；所述BMU用于根据所述BCU的查询请求获取自身的唯一编码并反馈给所述BCU。BMU单元自标定方法基于上述电池管理系统实现。本发明不会增加硬件设计难度且无需定点安装，可以提高生产效率。

Description

一种电池管理系统及BMU单元自标定方法
技术领域
本发明涉及电池管理技术领域，具体涉及一种电池管理系统及BMU单元自标定方法。
背景技术
在环境污染以及化石能源短缺等问题的大环境下，具有无污染优点的电动汽车得到迅速的发展。电动汽车采用电池组驱动，通常情况下该电池组包括几十只甚至几百只以上的电池构成。为实现对电池组进行统一管理，电动汽车中通常设置有电池管理系统。该电池管理系统包括电池主控单元(BCU)、电池单体监测单元(BMU)和绝缘监测单元(HVU)。
实际应用中，每个BMU可以同时监控12～30个电池单体，因此在电池单体为几十只甚至几百只以上时则需要几个甚至十几个BMU。BCU与上述多个BMU进行通信时需要明确每个BMU的唯一地址加以区别。现有技术中主要采用以下两种方法实现BMU的地址配置：
硬件拨码方法：在BMU电路设置可拨动的开关，通过手工拨动开关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BMU的地址。该方法需要增加相应的硬件电路，导致电路设计时比较复杂，并且拨码开关容易松动。另外人工操作也容易出错。
静态配置方法：利用不同的软件代码为BMU分配唯一的地址，然后根据不同的软件代码定点安装BMU。该方法需要不同的软件代码，工作量大，并且在定点安装时容易出错。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种电池管理系统及BMU单元自标定方法，以解决现有技术中BMU安装易出错或者增加硬件电路导致设计复杂的问题。
第一方面，本发明提供了一种电池管理系统，包括：电池主控单元BCU、多个电池单体监测单元BMU、编码信号线和BMU控制器；所述BCU与所述多个电池单体监测单元BMU通信连接，所述BMU控制器通过编码信号线与所述多个电池单体监测单元BMU连接；
所述BMU控制器用于生成唯一编码发送给对应的BMU；
所述BMU用于根据所述BCU的查询请求获取自身的唯一编码并反馈给所述BCU。
可选地，所述编码信号线包括多根导线。
可选地，导线数量与BMU数量的关系满足：
2N≤M；
式中，N表示导线数量，M表示BMU数量。
可选地，所述BCU与所述多个BMU之间通过CAN总线连接。
第二方面，本发明实施例还提供了一种电池管理系统BMU单元自标定方法，所述电池管理系统包括电池主控单元BCU、多个电池单体监测单元BMU、编码信号线和BMU控制器，所述方法包括：
所述BCU向任意一个BMU发出询问所述BMU唯一编码的请求；
所述BMU查询所述编码信号线的组合状态以获取对应的唯一编码并反馈给所述BCU以供所述BCU根据所述唯一编码与所述BMU进行通信。
可选地，所述BCU向任意一个BMU发出询问所述BMU唯一编码的请求的步骤之前，所述方法还包括：
所述BMU控制器根据BMU的数量为每个BMU生成唯一编码。
可选地，每个BMU的唯一编码通过设置所述编码信号中多根导线的组合状态生成。
可选地，导线数量与BMU数量的关系满足：
2N≤M；
式中，N表示导线数量，M表示BMU数量。
可选地，所述BCU与所述多个BMU之间通过CAN总线连接。
由上述技术方案可知，本发明通过设置编码信号线，使BMU控制器为每个BMU单元生成唯一编码。当任意一个BMU单元获取到BCU的查询请求时会根据该编码信号线中多根导线的组合状态确定该唯一编码并反馈给BCU；从而BCU与BMU之间可以根据该唯一编码进行通信。本发明无需设置拨码开关，不会增加硬件设计难度。BMU控制器可以根据BMU的数量调整每个BMU的唯一编码，无需定点安装，从而减少安装错误，提高生产效率。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1是本发明实施例提供的一种电池管理系统框图；
图2是本发明实施例提供的一种电池管理系统BMU单元自标定方法流程示意图；
图3是本发明实施例提供的一种电池管理系统BMU单元自标定方法具体流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。
实施例一
本发明提供了一种电池管理系统，如图1所示，包括：电池主控单元BCU、多个电池单体监测单元BMU、编码信号线和BMU控制器(图中未示出)。BCU与多个电池单体监测单元BMU通信连接，BMU控制器通过编码信号线与多个电池单体监测单元BMU连接；BMU控制器用于生成唯一编码发送给对应的BMU；每个BMU用于根据BCU的查询请求获取自身的唯一编码并反馈给BCU。
需要说明的是，本发明实施例中BMU的数量由电池数量决定。根据每个BMU所能监测的电池单体的数量，得到BMU的数量。例如，电池单体共有200个，每个BMU可以监测的电池数量为15个，则BMU数量为200/15＝13.33，取整数后得到BMU的数量为14个。实际应用中BMU的数量可以按照一定比例增加几个，防止有BMU出现故障时，利用所增加的BMU替代故障BMU工作，从而提高系统工作的可靠性。
本发明实施例中，BMU控制器可以在电池管理系统安装完成后生成对应每个BMU的唯一编码，也可以在BMU请求唯一编码时生成对应该BMU的唯一编码。无论哪种情况，BMU控制器根据编码规则生成的编码应该多于BMU的数量。
当然，本发明实施例中也可以设置编码表，分别为每个BMU分配唯一编码。该编码表预先存储在该BMU控制器中，当任意一个BMU查询自身唯一编码时，该BMU控制器通过查询编码表得到其唯一编码。这样，在生产安装BMU时，可以由生产人员通过PC机生成编码表，然后下载到BMU控制器以及BCU中，无需定点安装BMU，可以提高生产效率。另外也无需设置专用的硬件以及软件为BMU分配统一识别码，控制简单。
基于上文中BMU控制器的功能，BMU控制器可以采用常用的单片机、DSP或者ARM芯片等控制芯片中的一种。并且采用现有技术中的编码方法或者控制方法可以实现本发明的方案，本领域技术人员可以根据具体使用场合进行合理选择，本发明不作限定。
BMU控制器通过编码信号线与所有BMU连接。该编码信号线由多根导线构成，即编码信号线为多根导线构成的排线。其中导线数量与BMU的数量的关系满足：
2N≤M；
式中，N表示导线数量，M表示BMU数量。
BMU控制器为每个BMU生成唯一编码时，是通过调整每个导线的状态(例如高电平、低电平)，然后由多根导线的组合状态得到该唯一编码。如图1所示，该系统中包括4个BMU单元(BMU1、BMU2、BMU3和BMU4)，4根导线(图1中BMU编码1、BMU编码2、BMU编码3和BMU编码4)构成编码信号线。BMU控制器设置有4个管脚，分别对应于标号为BMU编码1、BMU编码2、BMU编码3和BMU编码4的导线，通过控制管脚的高低电平来编码。BMU1的唯一编码为：1/1/1/1；BMU2的唯一编码为：0/1/1/1；BMU3的唯一编码为：1/0/1/1；BMU4的唯一编码为：1/1/0/1。
图1所示的编码信号线最多可以为16个BMU设置唯一编码。以下BMU图1中未示出，BMU5的唯一编码：1/1/1/0；BMU6的唯一编码：0/0/1/1；BMU7的唯一编码：0/1/0/1；BMU8的唯一编码：0/1/1/0；BMU9的唯一编码：1/0/0/1；BMU10的唯一编码：1/0/1/0；BMU11的唯一编码：1/1/0/0；BMU12的唯一编码：0/0/0/1；BMU13的唯一编码：0/0/1/0；BMU14的唯一编码：0/1/0/0；BMU15的唯一编码：1/0/0/0；BMU16的唯一编码：0/0/0/0。
本发明上述实施例仅介绍了一种编码方法，当然也可以采用BCD码、8421码以及其他无权码等编码方法实现。上述所有编码方式中每根导线都表示2种状态(高电平表示1，低电平表示0)，当然每根导线还可以表示多种状态(例如，正电平表示1，0电平表示0，负电平表示-1)等，此时编码方式可以生成更多的唯一编码。本领域技术人员可以根据具有场景合理选择，同样可以实现本发明的方案。
实际应用中，本发明实施例中，BCU通过CAN总线与多个BMU进行通信。当然，BCU与BMU还可以通过RS-232、RS-485、USB、I2C等总线中的一种或者几种。本领域技术人员可以根据需要进行选择，本发明不作限定。
实施例二
本发明提供了一种电池管理系统，与实施例一不同之处在于，本发明实施例无需BMU控制器，可以按照编码规则将每个BMU控制器的导线分别接地或者接高电平(本申请中为悬空)，那么图1所示出的4个BMU的编码方式为：
BMU1的唯一编码为：悬空/悬空/悬空/悬空；BMU2的唯一编码为：接地/悬空/悬空/悬空；BMU3的唯一编码为：悬空/接地/悬空/悬空；BMU4的唯一编码为：悬空/悬空/接地/悬空。
本实施例中通过在BMU安装后，将编码信号线接地或者悬空，使该BMU能够具有唯一识别码。该BMU可以根据BCU的询问请求查询并识别该编码信号线的组合状态得到唯一识别码，然后通过CAN总线发送给BCU。本实施例相对于实施例一电路更加简单，可以适用于BMU数量较少的场合。
实施例三
本发明实施例还提供了一种电池管理系统BMU单元自标定方法，所述电池管理系统包括电池主控单元BCU、多个电池单体监测单元BMU、编码信号线和BMU控制器，如图2所示，所述方法包括：
S1、BCU向任意一个BMU发出询问BMU唯一编码的请求；
S2、该BMU查询编码信号线的组合状态以获取对应的唯一编码，并反馈给BCU以供所述BCU根据该唯一编码与BMU进行通信。
如图3所示，BCU询问BMU唯一编码(即位置信息)，BMU根据编码信号线的高低电平得到唯一编码，然后判断该唯一编码是否有效。当该唯一编码有效时通过CAN总线发送给BCU。当该唯一编码无效时，返回无效状态，由BCU继续询问。
为避免多个BMU同时查询编码信号线的组合状态，本发明实施例中BMU控制器按照查询时间的顺序，依次为每个BMU生成唯一编码。例如，BMU1查询时间为08：01：20(时：分：秒)，BMU3查询时间为08：01：21，BMU3查询时间为08：02：00；则BMU控制器按照查询时间的顺序分别为BMU1、BMU3和BMU2生成唯一编码。当然也可以预先为每个BMU设置相应的优先级，按照候先级的顺序为每个BMU生成唯一编码。本领域技术人员可以根据具体情况进行设置，本发明不作限定。
本发明实施例中编码信号线由多根导线构成，并且导线数量与BMU数量的关系满足：
2N≤M；
式中，N表示导线数量，M表示BMU数量。
上述关系中，每根导线表示两种状态。当每根导线表示多种状态(n)时，此时将公式中的底数2替换成n，从而使生成的编码数量更多，能够管理更多的BMU。
在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (7)

1.一种电池管理系统，其特征在于，包括：电池主控单元BCU、多个电池单体监测单元BMU、编码信号线和BMU控制器，其中，所述编码信号线包括多根导线；所述BCU与所述多个电池单体监测单元BMU通信连接，所述BMU控制器通过编码信号线与所述多个电池单体监测单元BMU连接；
所述BMU控制器用于生成唯一编码发送给对应的BMU；
所述BMU用于根据所述BCU的查询请求获取自身的唯一编码并反馈给所述BCU。
2.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，导线数量与BMU数量的关系满足：
2N≤M；
式中，N表示导线数量，M表示BMU数量。
3.根据权利要求1～2任一项所述的电池管理系统，其特征在于，所述BCU与所述多个BMU之间通过CAN总线连接。
4.一种电池管理系统BMU单元自标定方法，其特征在于，所述电池管理系统包括电池主控单元BCU、多个电池单体监测单元BMU、编码信号线和BMU控制器，所述方法包括：
所述BCU向任意一个BMU发出询问所述BMU唯一编码的请求；
所述BMU查询所述编码信号线的组合状态以获取对应的唯一编码并反馈给所述BCU以供所述BCU根据所述唯一编码与所述BMU进行通信，其中，每个BMU的唯一编码通过设置所述编码信号中多根导线的组合状态生成。
5.根据权利要求4所述的BMU单元自标定方法，其特征在于，所述BCU向任意一个BMU发出询问所述BMU唯一编码的请求的步骤之前，所述方法还包括：
所述BMU控制器根据BMU的数量为每个BMU生成唯一编码。
6.根据权利要求4～5任一项所述的BMU单元自标定方法，其特征在于，导线数量与BMU数量的关系满足：
2N≤M；
式中，N表示导线数量，M表示BMU数量。
7.根据权利要求6所述的BMU单元自标定方法，其特征在于，所述BCU与所述多个BMU之间通过CAN总线连接。
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