CN106547718A - 一种总线地址的分配方法和电池管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种总线地址的分配方法和电池管理系统，涉及电动汽车的电池管理系统技术领域。通过所述总线地址的分配方法，主模块能自动为总线上的多个从模块分配地址值，以使主模块能够根据从模块地址值实现对任意一个从模块的单独访问。本发明中主模块分配地址之前获取所有从模块的数量，以地址值递减的方式逐一向从模块分配，预防漏分配等异常情况的发生，且可以校验出是否所有从模块均完成了地址分配。同时，从模块直接与主模块交互，从模块之间不会相互影响，简化了通信协议；且从模块会对获取到的地址值进行校验，能够及时发现寻址过程中的异常，有利于提高系统的稳定性。

Description

一种总线地址的分配方法和电池管理系统

技术领域

本发明涉及电动汽车的电池管理系统技术领域，尤其涉及一种总线地址的分配方法和电池管理系统。

背景技术

通常，电动汽车的电池管理系统中，总线上会划分为一个主模块和多个从模块，多个从模块可以被连接至一条总线，如CAN总线或RS485总线。为了主模块能够单独访问任意一个从模块，每个从模块必须具有唯一的逻辑地址。通常采用定址方法或者地址分配方法给所有的从模块分配唯一的地址。现有技术分配地址的通常做法是：在从模块上安放拨码开关，或者通过主模块对每个从模块单独连接，手动地逐一设置地址。所以现有技术不能实现地址自动分配，且生产、安装及后期维护变得复杂和困难。

现有技术中的地址分配方法，对于连接在总线上的多个模块，先禁用对多个模块的地址分配；再启动对第一模块的地址分配，存储新的地址至所述第一模块，禁用对所述第一模块的地址分配；接着，启动对第二模块的地址分配，以此类推，直到所有连接的模块都完成地址分配。该方法可以实现对多个模块设置地址，但总线上多个模块的连接方式为串行，会造成当上一个模块故障时，下一个模块将不能与总线通信；并且，其分配地址的方法不能检验所有从模块是否均连接上总线，影响系统的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提出一种总线地址的分配方法和电池管理系统，主模块能自动为总线上的多个从模块分配地址值，以使主模块能够根据从模块地址值实现对任意一个从模块的单独访问。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种总线地址的分配方法，应用于电动汽车的电池管理系统总线上的主模块，包括：

将所有从模块的当前地址值设置为默认值，并将各所述从模块设置为未激活状态；

获取所述从模块的数量；

在各从模块中选择当前从模块；

将当前从模块变更为激活状态，并向当前从模块下发地址值，所述地址值的初始值等于从模块的数量；

收到所述当前从模块的注册应答命令后，为所述当前从模块注册所述地址值，向所述当前从模块反馈注册成功消息；

收到所述当前从模块对注册成功消息的应答后，将所述当前从模块复位为未激活状态；

将所述地址值减1后，判断所述地址值是否等于0，若是，结束寻址；否则，返回执行选择当前从模块的操作。

其中，在各从模块中选择当前从模块包括：

在各从模块中选择与主模块或已注册地址的从模块相邻的从模块，作为当前从模块。

其中，将当前从模块变更为激活状态，包括：

给所述当前从模块一有效电平作为激活信号，使所述当前从模块从未激活状态切换到激活状态。

进一步的，向当前从模块下发地址值之后，包括：

若未收到所述当前从模块的注册应答命令，则重复向所述当前从模块下发地址值达到预设次数后，进行出错提示。

第二方面，本发明提供一种总线地址的分配方法，应用于电动汽车的电池管理系统总线上的从模块，包括：

在主模块的控制下将当前地址值设置为默认值，并设置为未激活状态；

收到激活信号切换为激活状态；

获取所述主模块下发的地址值；

判断所述当前地址值是否与所述地址值相等，若否，则将所述当前地址值设置为所述地址值，向所述主模块反馈注册应答命令；

收到所述主模块的注册成功消息后，向相邻的从模块发送激活信号，向所述主模块发送对注册成功消息的应答；

复位为未激活状态。

其中，判断所述当前地址值是否与所述地址值相等，还包括：

若是，则结束寻址。

进一步的，将所述当前地址值设置为所述地址值之后，还包括：

将所述当前地址值保存到存储器中。

第三方面，本发明提供一种电池管理系统，包括一个主模块和多个从模块；

所述主模块通过总线分别与多个所述从模块连接；

所述主模块采用权利要求1至4任一项所述的分配方法，为所述从模块分配地址值；

所述从模块采用权利要求5至7任一项所述的分配方法，从所述主模块获取地址值。

其中，所述主模块包括：第一处理单元和第一控制单元；

所述第一处理单元用于，将所有从模块的当前地址值设置为默认值，并将各所述从模块设置为未激活状态；获取所述从模块的数量；在各从模块中选择当前从模块；

所述第一控制单元用于，将当前从模块变更为激活状态；

所述第一处理单元还用于，向所述当前从模块下发地址值，所述地址值的初始值等于从模块的数量；收到所述当前从模块的注册应答命令后，为所述当前从模块注册所述地址值，向所述当前从模块反馈注册成功消息；

所述第一控制单元还用于，在所述第一控制单元收到所述当前从模块对注册成功消息的应答后，将所述当前从模块复位为未激活状态；

所述第一处理单元还用于，将所述地址值减1后，判断所述地址值是否等于0，若是，结束寻址；否则，返回执行选择当前从模块的操作。

其中，所述从模块包括：隔离检测单元，第二处理单元和第二控制单元；

所述第二处理单元用于，在主模块的控制下将当前地址值设置为默认值，并设置为未激活状态；

所述隔离检测单元用于，收到激活信号后切换为激活状态；

所述第二处理单元还用于，获取所述主模块下发的地址值；判断所述当前地址值是否与所述地址值相等，若否，则将所述当前地址值设置为所述地址值，向所述主模块反馈注册应答命令；

所述第二控制单元用于，在所述第二处理单元收到所述主模块的注册成功消息后，向相邻的从模块发送激活信号；

所述第二处理单元还用于，向所述主模块发送对注册成功消息的应答；复位为未激活状态。

本发明的有益效果为：

主模块能自动为总线上的多个从模块分配地址值，以使主模块能够根据从模块地址值实现对任意一个从模块的单独访问。主模块分配地址之前获取所有从模块的数量，以地址值递减的方式逐一向从模块分配，预防漏分配等异常情况的发生，且能容易的校验到是否所有从模块均完成了地址分配。从模块直接与主模块交互，从模块之间不会相互影响，简化了通信协议；且从模块会对获取到的地址值进行校验，能够及时发现寻址过程中的异常，有利于提高系统的稳定性。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的总线地址的分配方法的流程图。

图2是本发明实施例二提供的总线地址的分配方法的流程图。

图3是本发明实施例三提供的电池管理系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一

本实施例提供一种总线地址的分配方法，应用于电动汽车的电池管理系统总线上的主模块，适用于为连接在总线上的多个从模块分配地址的情况，所述总线包括但不限于CAN总线、RS485总线，所述方法一般由电池管理系统来执行，该电池管理系统由软件和/或硬件实现。

图1是本发明实施例一提供的总线地址的分配方法的流程图。参考图1，所述分配方法包括如下步骤：

S101，将所有从模块的当前地址值设置为默认值，并将各所述从模块设置为未激活状态。

主模块根据上位机或者整车控制器发出的启动命令，启动寻址程序。

主模块通过总线先广播寻址控制命令，以使所有从模块的当前地址值设置为默认值，默认值为0或者其他特定值，默认值不能与后续需要分配的地址值相同，可以防止主模块在分配过程中出错；并且，将各所述从模块设置为未激活状态，可以通过给予从模块一个非有效电平来实现，例如，激活从模块的有效电平是高电平，则非有效电平为低电平，当给予从模块低电平时，从模块变为未激活状态，反之亦可。

S102，获取所述从模块的数量。

获取所有已接入总线的从模块的数量，并保存到存储器中，一般情况下，从模块的数量至少2个，可以防止出现漏分配的情况，若从模块在分配过程中掉线，会导致分配地址结束后，已分配的从模块数量与总的模块数量不一致，由此可产生异常提醒，方便排查。

S103，在各从模块中选择当前从模块。

在各从模块中选择与主模块或已注册地址的从模块相邻的从模块，作为当前从模块。

S104，将当前从模块变更为激活状态，并向当前从模块下发地址值。

给所述当前从模块一有效电平作为激活信号，使所述当前从模块从未激活状态切换到激活状态。

所述地址值的初始值等于从模块的数量。

S105，判断是否收到所述当前从模块的注册应答命令，若是，执行步骤S106；否则，执行步骤S110。

当前从模块接收主模块下发的地址值后，向主模块反馈一注册应答命令。若此时已经没有可以分配的从模块，主模块将收不到从模块的注册应答命令，主模块会根据该情况执行步骤S110。

S106，为所述当前从模块注册所述地址值，向所述当前从模块反馈注册成功消息。

主模块中止下发地址，为当前从模块注册所述地址值，计数器加1，表示已成功注册一个从模块，向当前从模块反馈注册成功消息。

S107，收到所述当前从模块对注册成功消息的应答后，将所述当前从模块复位为未激活状态。

当前从模块收到注册成功消息后，将激活与其相邻的从模块，并且向主模块返回一个应答消息，主模块收到应答后，将当前从模块复位为未激活状态。

S108，将所述地址值减1后，判断所述地址值是否等于0，若是，执行步骤S109；否则，返回执行选择当前从模块的操作，即执行步骤S103。

地址值的初始值等于从模块的数量，采用地址值递减的方式，所有从模块都分配到地址值之后，地址值递减为0即完成整个分配过程，这样可以防止出现漏分配的情况，若从模块在分配过程中掉线，会出现地址值还未分配完，但已经没有响应主模块广播命令的从模块，此时会根据该情况执行步骤S110。

S109，结束寻址。

S110，若未收到所述当前从模块的注册应答命令，则重复向所述当前从模块下发地址值达到预设次数后，进行出错提示。

总线或从模块出现了连接问题或逻辑问题等，都有可能导致主模块接收不到从模块的应答，主模块重复向所述当前从模块下发地址值达到预设次数后，进行出错提示。

本实施例中，主模块在上位机或整机控制器的指示下启动寻址程序，而非现有技术中每次上电都重复分配，安全可控；采用有效电平逐一激活从模块进行地址分配，分配过程中从模块之间相互隔离，提高了系统的可靠性；先将从模块的当前地址值设置为默认值，可以有效排除主模块分配出错的情况；采用地址值递减的方式进行分配，可以防止分配过程中从模块掉线或者新的从模块接入，导致寻址失败。

实施例二

本实施例提供一种总线地址的分配方法，应用于电动汽车的电池管理系统总线上的从模块，配合上述实施例所述的应用于主模块的分配方法，以使连接在总线上的多个从模块从主模块获取地址值，唯一的标识每一个从模块，方便主模块的访问。

图2是本发明实施例二提供的总线地址的分配方法的流程图。参考图2，所述分配方法包括如下步骤：

S201，在主模块的控制下将当前地址值设置为默认值，并设置为未激活状态。

从模块根据主模块的寻址控制命令，将存储器中保存的当前地址值设置为默认值，且设置为未激活状态。

S202，收到激活信号切换为激活状态。

收到主模块或相邻的已注册地址的从模块发送的激活信号，所述激活信号为一有效电平，从模块从未激活状态切换到激活状态。

S203，获取所述主模块下发的地址值。

从总线上获取主模块下发的地址值。

S204，判断所述当前地址值是否与所述地址值相等，若是，执行步骤S205，若否，执行步骤S206。

正常情况下，从模块的当前地址值为默认值，默认值与主模块分配的所述地址值不相等，但是，若出现异常，导致主模块重复对已注册地址的从模块进行重复分配，或主模块地址值递减出错，则有可能出现当前地址值与主模块分配的地址值相等的情况，此时，当前从模块结束寻址，主模块进行出错提示。

S205，结束寻址。

S206，将所述当前地址值设置为所述地址值，向所述主模块反馈注册应答命令。

将所述当前地址值设置为所述地址值，向所述主模块反馈注册应答命令，主模块收到注册应答命令后，为所述从模块注册地址，注册成功则返回注册成功消息。

S207，收到所述主模块的注册成功消息后，向相邻的从模块发送激活信号，向所述主模块发送对注册成功消息的应答。

收到所述主模块的注册成功消息后，表示当前的从模块已经完成地址分配，当前的从模块向相邻的从模块发送激活信号，并且向所述主模块发送对注册成功消息的应答，以告知主模块可以进行下一个从模块的地址分配。

S208，复位为未激活状态。

收到主模块或相邻的已注册的从模块发送的非有效电平后，复位为未激活状态。

S209，将所述当前地址值保存到存储器中。

步骤S209于步骤S206之后执行，与步骤S207、S208没有必然的先后关系。

所述存储器为电可擦可编程只读存储器(EEPROM)，是一种掉电后数据不丢失的存储芯片，从模块完成地址分配后，在从模块与总线的连接没有改变的情况下，上位机或者整机控制器则不需要再次启动寻址程序，区别于现有技术的每次上电时重复分配，系统的安全性更有保证。

实施例三

本实施例提供一种电池管理系统，适用于电动汽车的模块管理，用于执行上述实施例所述的分配方法，解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

图3是本发明实施例三提供的电池管理系统的结构示意图。参考图3，所述电池管理系统包括一个主模块100和多个从模块200；所述主模块100通过总线分别与多个所述从模块200连接，从模块200的数量为至少2个。

所述主模块100采用实施例一所述的分配方法，为所述从模块200分配地址值；所述从模块200采用实施例二所述的分配方法，从所述主模块100获取地址值。

其中，所述主模块100包括：第一处理单元121和第一控制单元122。

所述第一处理单元121以MCU、ARM或者DSP等处理器及其嵌入式软件为核心，再配置必要的外围电路，如模数转换器、运算放大器、光电耦合器、监控芯片、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)等。

所述第一处理单元121先通过寻址控制命令将所有从模块200的当前地址值设置为默认值，并将各所述从模块200设置为未激活状态；获取总线上所有从模块200的数量N；在各从模块200中选择当前从模块200；。

所述第一控制单元122包括使能开关K0，为所述第一控制单元122提供电信号的是VC0，VC0为驱动电源信号或者逻辑电平信号。第一控制单元122闭合K0，输出有效电平，将当前从模块200变更为激活状态。

激活当前从模块200后，所述第一处理单元121向所述当前从模块200下发地址值，所述地址值的初始值等于从模块200的数量；收到所述当前从模块200的注册应答命令后，为所述当前从模块200注册所述地址值，向所述当前从模块200反馈注册成功消息。

在所述第一控制单元122收到所述当前从模块200对注册成功消息的应答后，所述第一控制单元122将所述当前从模块200复位为未激活状态。

所述第一处理单元121将所述地址值减1，判断所述地址值是否等于0，若是，结束寻址；否则，返回执行选择当前从模块200的操作，进行下一个从模块200的地址分配。

进一步的，在其他实施例中，所述主模块100还包括：第一隔离通信单元123。

所述第一隔离通信单元123采用现有的隔离通信模块或者分立的隔离通信电路，如通信控制器配置隔离电源以及隔离接口器件等，用于实现主模块100与总线、从模块200的电气隔离，提高系统的安全性。

其中，所述从模块200包括：隔离检测单元224，第二处理单元222和第二控制单元223。在其他实施例中，所述从模块200还包括第二隔离通信单元221，用于实现从模块200与总线、主模块100的电气隔离，提高系统的安全性，所述第二隔离通信单元221与第一隔离通信单元123通过总线连接，其电路结构与所述第一隔离通信单元123相同或近似。

所述第二处理单元222通过总线与第一处理单元121连接，其中，所述第二处理单元222与第一处理单元121之间可以选择性的接入所述第一隔离通信单元123和所述第二隔离通信单元221。所述第二处理单元222收到主模块100发送的寻址控制命令，在主模块100的控制下将当前地址值设置为默认值，并设置为未激活状态。

所述隔离检测单元224与主模块100的第一控制单元122的输出端连接，或与相邻的从模块200的第二控制单元223的输出端连接，收到激活信号后将从模块200切换为激活状态。

所述第二处理单元222获取所述主模块100下发的地址值；判断所述当前地址值是否与所述地址值相等，若否，则将所述当前地址值设置为所述地址值，并保存到EEPROM中，即使掉电后所述当前地址值也不会丢失，向所述主模块100反馈注册应答命令。

所述第二控制单元223包括使能开关K1，为所述第二控制单元223提供电信号的是VC1，VC1为驱动电源信号或者逻辑电平信号。在所述第二处理单元222收到所述主模块100的注册成功消息后，所述第二控制单元223闭合K1，输出有效电平，向相邻的从模块200发送激活信号。

所述第二处理单元222向所述主模块100发送对注册成功消息的应答；主模块100断开K0，或者相邻已注册的从模块200断开K1，输出非有效电平，当前从模块200复位为未激活状态。

本实施的电路架构简洁，能够自动分配总线上所有从模块的地址，方便系统的使用，同时各模块之间采用了全隔离的设计，并且能够校验是否所有的从模块都分配到了地址，系统的可靠性更高。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种总线地址的分配方法，应用于电动汽车的电池管理系统总线上的主模块，其特征在于，包括：

将所有从模块的当前地址值设置为默认值，并将各所述从模块设置为未激活状态；

获取所述从模块的数量；

在各从模块中选择当前从模块；

将当前从模块变更为激活状态，并向当前从模块下发地址值，所述地址值的初始值等于从模块的数量；

收到所述当前从模块的注册应答命令后，为所述当前从模块注册所述地址值，向所述当前从模块反馈注册成功消息；

收到所述当前从模块对注册成功消息的应答后，将所述当前从模块复位为未激活状态；

将所述地址值减1后，判断所述地址值是否等于0，若是，结束寻址；否则，返回执行选择当前从模块的操作。

2.根据权利要求1所述的分配方法，其特征在于，在各从模块中选择当前从模块包括：

在各从模块中选择与主模块或已注册地址的从模块相邻的从模块，作为当前从模块。

3.根据权利要求1所述的分配方法，其特征在于，将当前从模块变更为激活状态，包括：

给所述当前从模块一有效电平作为激活信号，使所述当前从模块从未激活状态切换到激活状态。

4.根据权利要求1所述的分配方法，其特征在于，向当前从模块下发地址值之后，包括：

若未收到所述当前从模块的注册应答命令，则重复向所述当前从模块下发地址值达到预设次数后，进行出错提示。

5.一种总线地址的分配方法，应用于电动汽车的电池管理系统总线上的从模块，其特征在于，包括：

在主模块的控制下将当前地址值设置为默认值，并设置为未激活状态；

收到激活信号切换为激活状态；

获取所述主模块下发的地址值；

判断所述当前地址值是否与所述地址值相等，若否，则将所述当前地址值设置为所述地址值，向所述主模块反馈注册应答命令；

收到所述主模块的注册成功消息后，向相邻的从模块发送激活信号，向所述主模块发送对注册成功消息的应答；

复位为未激活状态。

6.根据权利要求5所述的分配方法，其特征在于，判断所述当前地址值是否与所述地址值相等，还包括：

若是，则结束寻址。

7.根据权利要求5所述的分配方法，其特征在于，将所述当前地址值设置为所述地址值之后，还包括：

将所述当前地址值保存到存储器中。

8.一种电池管理系统，包括一个主模块和多个从模块，其特征在于：

所述主模块通过总线分别与多个所述从模块连接；

所述主模块采用权利要求1至4任一项所述的分配方法，为所述从模块分配地址值；

所述从模块采用权利要求5至7任一项所述的分配方法，从所述主模块获取地址值。

9.根据权利要求8所述的电池管理系统，其特征在于，所述主模块包括：第一处理单元和第一控制单元；

所述第一处理单元用于，将所有从模块的当前地址值设置为默认值，并将各所述从模块设置为未激活状态；获取所述从模块的数量；在各从模块中选择当前从模块；

所述第一控制单元用于，将当前从模块变更为激活状态；

所述第一处理单元还用于，向所述当前从模块下发地址值，所述地址值的初始值等于从模块的数量；收到所述当前从模块的注册应答命令后，为所述当前从模块注册所述地址值，向所述当前从模块反馈注册成功消息；

所述第一控制单元还用于，在所述第一控制单元收到所述当前从模块对注册成功消息的应答后，将所述当前从模块复位为未激活状态；

所述第一处理单元还用于，将所述地址值减1后，判断所述地址值是否等于0，若是，结束寻址；否则，返回执行选择当前从模块的操作。

10.根据权利要求8所述的电池管理系统，其特征在于，所述从模块包括：隔离检测单元，第二处理单元和第二控制单元；

所述第二处理单元用于，在主模块的控制下将当前地址值设置为默认值，并设置为未激活状态；

所述隔离检测单元用于，收到激活信号后切换为激活状态；

所述第二处理单元还用于，获取所述主模块下发的地址值；判断所述当前地址值是否与所述地址值相等，若否，则将所述当前地址值设置为所述地址值，向所述主模块反馈注册应答命令；

所述第二控制单元用于，在所述第二处理单元收到所述主模块的注册成功消息后，向相邻的从模块发送激活信号；

所述第二处理单元还用于，向所述主模块发送对注册成功消息的应答；复位为未激活状态。