CN107020965A - 一种电池管理系统的控制方法 - Google Patents

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邓宏
陈贵华
文明
李瑶
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Shenzhen OptimumNano Energy Co Ltd
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    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明提供一种电池管理系统的控制方法，包括如下步骤：电池管理系统进行系统自检；逻辑仲裁模块接收所述两个单机模块输出的第一控制信号，同时分别读取每个所述单机模块对应的同步模块中的第一控制信号；判断两个单机模块输出的两个第一控制信号以及通过两个同步模块读取的两个第一控制信号是否有两个以上的第一控制信号相同；若没有两个以上的第一控制信号相同，则按照预设程序输出第二控制信号以控制执行器工作。本发明提供的电池管理系统的控制方法可靠性及安全性较高。

Description

一种电池管理系统的控制方法
【技术领域】
本发明涉电动汽车技术领域，尤其涉及一种电池管理系统的控制方法。
【背景技术】
动力电池是电动汽车的动力来源，其关键控制信号，例如，继电器控制信号对电动汽车的安全性至关重要。目前的电池管理系统(Battery Management System，BMS)中，常用的电动汽车继电器控制方法均是采用由单片机发出I/O信号，再通过外部的功率器件，例如，MOS管或者光继电器去控制继电器的做法。然而，该控制方法所使用的电路拓扑结构中，控制信号是由单片机产生的，接着由外部功率器件控制外部执行器，其本质上是一种串联式的系统，由于串联系统中任何一个节点的单点失效均会导致系统失效，系统失效概率是各个单点失效概率之和，进而导致系统的失效概率较高。
在该串联型系统中，通常使用继电器辅助触点来实现控制回路的反馈控制，然而，由于辅助触点的失效率较高，进而导致该控制方式的可靠性较低。此外，该控制方式中，没有硬件自检功能，进而导致系统的安全性无法得到保障。
鉴于此，实有必要提供一种新的电池管理系统的控制方法以克服上述缺陷。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种电池管理系统的控制方法，所述电池管理系统的控制方法可靠性及安全性较高。
为了实现上述目的，本发明提供一种电池管理系统的控制方法，应用于电池管理系统中，所述电池管理系统包括信号分配模块、两个单机模块、逻辑仲裁模块以及执行器：其中，每个单机模块包括同步模块；其特征在于：所述电池管理系统的控制方法包括如下步骤：
所述电池管理系统进行系统自检；
所述逻辑仲裁模块接收所述两个单机模块输出的第一控制信号，同时分别读取每个所述单机模块对应的同步模块中的第一控制信号；
判断所述两个单机模块输出的两个第一控制信号以及通过所述两个同步模块读取的两个第一控制信号是否有两个以上的所述第一控制信号相同；
若没有两个以上的所述第一控制信号相同，则按照预设程序输出第二控制信号以控制所述执行器工作。
在一个优选实施方式中，所述第二控制信号与所述四个第一控制信号不同。
在一个优选实施方式中，所述电池管理系统的控制方法还包括如下步骤：
若有两个以上的所述第一控制信号相同，则判断所述四个第一控制信号中是否有两个所述第一控制信号相同且其余两个所述第一控制信号也相同；
若有两个所述第一控制信号相同且其余两个所述第一控制信号也相同，则读取所述执行器输出的反馈信号，并将与所述反馈信号相同的第一控制信号作为第二控制信号输出以控制所述执行器工作。
在一个优选实施方式中，所述电池管理系统的控制方法还包括如下步骤：
若只有两个第一控制信号相同且其余两个第一控制信号不同，则将两个相同的第一控制信号中的一个作为第二控制信号输出以控制所述执行器工作。
在一个优选实施方式中，所述系统自检包括所述每个单机模块上电自检；所述每个单机模块上电之后，首先进行系统内核加载，接着进行自检，其中，所述单机模块自检包括系统程序检查、FRAM数据检查、FLASH数据检查以及相关外设功能性检查。
在一个优选实施方式中，所述系统自检包括所述逻辑仲裁模块的上电自检；所述逻辑仲裁模块上电后，首先进行系统内核加载，接着进行自检，其中，所述逻辑仲裁模块自检包括系统程序检查、FRAM数据检查、FLASH数据检查以及相关外设功能性检查。
在一个优选实施方式中，所述每个单机模块上电工作后仍进行自检，当所述单机模块检测到主流程出现问题时，则会通过所述同步模块主动传送故障信息，进而使得所述同步模块中的第一控制信号与对应的所述单机模块输出的第一控制信号不同。
本发明提供的电池管理系统的控制方法，由于所述逻辑仲裁模块依据所述两个单机模块输出的第一控制信号以及所述两个同步模块中的第一控制信号做判断，提高了判断的准确性，并且即使所述两个单机模块出现损坏，所述逻辑仲裁模块也能输出正确的第二控制信号以控制所述执行器正常工作，进而提高了所述电池管理系统的可靠性及安全性。
【附图说明】
图1为本发明提供的电池管理系统的原理框图。
图2为本发明提供的电池管理系统的控制方法的流程图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。
请参阅图1，其为本发明提供的电池管理系统100的原理框图。所述电池管理系统100包括信号分配模块10、两个单机模块20、逻辑仲裁模块30、输出模块40以及执行器50。
所述信号分配模块10用于接收外部信号并将接收到的外部信号进行分配后分别传输至所述两个单机模块20，亦即，所述信号分配模块10将所述外部信号进行复制以得出两路相同的外部信号并分别传送至所述两个单机模块20。在本实施方式中，所述信号分配模块10为多路分配器。所述外部信号为所述执行器50输出的反馈信号。
每个单机模块20分别用于接收所述外部信号，并对所述外部信号进行处理后输出第一控制信号至所述逻辑仲裁模块30。
进一步地，所述每个单机模块20还包括同步模块21。所述逻辑仲裁模块30还通过所述同步模块21读取每个所述单机模块20的第一控制信号。可以理解，所述每个单机模块20一方面通过输出模块输出第一控制信号，同时还将第一控制信号还发送至同步模块21以供所述逻辑仲裁模块读取。当所述逻辑仲裁模块30接收到的第一控制信号与从同步模块中读取到的第一控制信号不同时，则判断对应的单机模块20损坏(失效)或者功能异常。
进一步地，所述同步模块21还用于将所述两个单机模块20进行同步。具体地，所述两个单机模块20通过所述同步模块21进行上电同步以避免所述两个单机模块20因上电时间或上电时序不一致而导致的错误出现。此外，所述两个单机模块20还通过所述同步模块21交换信息并进行互检以进一步保证两个所述单机模块20之间的信息同步性。在本实施方式中，所述同步模块21为SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)总线。
所述逻辑仲裁模块30用于接受所述两个单机模块20输出的第一控制信号，同时还分别读取每个单机模块20对应的同步模块21上的第一控制信号，并经过对所述多个第一控制信号进行仲裁后输出第二控制信号至所述输出模块40。可以理解，所述第一控制信号以及所述第二控制信号，可以为高电平信号或者低电平信号。
所述输出模块40用于将所述第二控制信号输出至所述执行器50，并驱动所述执行器50工作。在本实施方式中，所述输出模块40包括输出电路。可以理解，在其他实施方式中，所述输出模块40可以省略。
所述执行器50用于接收所述第二控制信号以控制高压系统断开或者闭合。在本实施方式中，所述执行器50为继电器，具体地，所述执行器50为直流继电器。可以理解，在其他实施方式中，所述执行器50也可以为接触器以及其他可以控制高压系统断开以及闭合的元器件。可以理解，所述高压系统可以为电动汽车的充电系统。
请参阅图2，其为本发明提供的一较佳实施方式的电池管理系统的控制方法的流程图。所述电池管理系统的控制方法包括如下步骤。
S01：所述电池管理系统100进行系统自检。
具体地，所述系统自检包括所述每个单机模块20上电自检。具体地，所述每个单机模块20上电之后，首先进行系统内核加载，接着进行自检，其中，所述单机模块自检包括系统程序检查、FRAM数据检查、FLASH数据检查以及相关外设功能性检查。若检查正确，则按照预设的应用程序运行整个系统以及控制相关硬件执行预定动作，例如获取CAN(ControllerArea Network，控制器局域网)总线信息、发送CAN总线信息及执行继电器控制等。此外，当所述每个单机模块20上电工作后仍进行自检，以避免所述单机模块20出现无法侦测的系统故障。当所述单机模块20检测到主流程出现问题时，则会通过所述同步模块21主动传送故障信息，亦即，此时，所述同步模块21中的第一控制信号与对应的所述单机模块20输出的第一控制信号不同。
进一步地，所述系统自检还包括所述逻辑仲裁模块30的上电自检。具体地，所述逻辑仲裁模块30上电后，首先进行系统内核加载，接着进行自检，其中，所述逻辑仲裁模块自检包括系统程序检查、FRAM数据检查、FLASH数据检查以及相关外设功能性检查。
S02：所述逻辑仲裁模块30接收所述两个单机模块20输出的第一控制信号，同时分别读取每个所述单机模块20对应的同步模块21中的第一控制信号。
S03：所述逻辑仲裁模块30判断所述两个单机模块20输出的两个第一控制信号以及通过所述两个同步模块21读取的两个第一控制信号是否有两个以上(包括两个)的所述第一控制信号相同。若没有两个以上的所述第一控制信号相同，亦即，所述四个第一控制信号均不相同，则进入步骤S04；若有两个以上的所述第一控制信号相同，则进入步骤S05。
S04：所述逻辑仲裁模块30按照预设程序输出第二控制信号以控制所述执行器50工作。
具体地，由于所述四个第一控制信号均不相同，此时，所述两个单机模块20均损坏，因此，所述逻辑仲裁模块30按照预设程序输出第二控制信号以控制所述执行器50正常工作，进而避免了因所述两个单机模块20损坏而导致系统故障的发生，提高了所述电池管理系统100的安全性。可以理解，此时，所述逻辑仲裁模块30输出的所述第二控制信号与所述四个第一控制信号均不相同。
S05：所述逻辑种菜模块30判断所述四个第一控制信号中是否有两个所述第一控制信号相同且其余两个所述第一控制信号也相同。若有两个所述第一控制信号相同且其余两个所述第一控制信号也相同，则进入步骤S06；若只有两个第一控制信号相同且其余两个第一控制信号不同，则进入步骤S07。
可以理解，在本实施方式中，所述两组相同的第一控制信号之间存在不同。
S06：所述逻辑仲裁模块30读取所述执行器50输出的反馈信号，并将与所述反馈信号相同的第一控制信号作为第二控制信号输出以控制所述执行器50工作。
S07：将两个相同的第一控制信号中的一个作为第二控制信号输出以控制所述执行器50工作。
可以理解，若所述四个第一控制信号中有三个以上所述第一控制信号相同，则直将相同的第一控制信号中的一个作为第二控制信号输出以控制所述执行器50工作。
本发明所提供的电池管理系统的控制方法，由于所述逻辑仲裁模块30依据所述两个单机模块20输出的第一控制信号以及所述两个同步模块21中的第一控制信号做判断，提高了判断的准确性，并且即使一个或者两个单机模块20出现损坏，所述逻辑仲裁模块30也能输出正确的第二控制信号以控制所述执行器50正常工作，进而提高了所述电池管理系统的可靠性及安全性。
本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (7)

1.一种电池管理系统的控制方法，应用于电池管理系统中，所述电池管理系统包括信号分配模块、两个单机模块、逻辑仲裁模块以及执行器：其中，每个单机模块包括同步模块；其特征在于：所述电池管理系统的控制方法包括如下步骤：
所述电池管理系统进行系统自检；
所述逻辑仲裁模块接收所述两个单机模块输出的第一控制信号，同时分别读取每个所述单机模块对应的同步模块中的第一控制信号；
判断所述两个单机模块输出的两个第一控制信号以及通过所述两个同步模块读取的两个第一控制信号是否有两个以上的所述第一控制信号相同；
若没有两个以上的所述第一控制信号相同，则按照预设程序输出第二控制信号以控制所述执行器工作。
2.如权利要求1所述的电池管理系统的控制方法，其特征在于：所述第二控制信号与所述四个第一控制信号不同。
3.如权利要求1所述的电池管理系统的控制方法，其特征在于：所述电池管理系统的控制方法还包括如下步骤：
若有两个以上的所述第一控制信号相同，则判断所述四个第一控制信号中是否有两个所述第一控制信号相同且其余两个所述第一控制信号也相同；
若有两个所述第一控制信号相同且其余两个所述第一控制信号也相同，则读取所述执行器输出的反馈信号，并将与所述反馈信号相同的第一控制信号作为第二控制信号输出以控制所述执行器工作。
4.如权利要求3所述的电池管理系统的控制方法，其特征在于：所述电池管理系统的控制方法还包括如下步骤：
若只有两个第一控制信号相同且其余两个第一控制信号不同，则将两个相同的第一控制信号中的一个作为第二控制信号输出以控制所述执行器工作。
5.如权利要求1所述的电池管理系统的控制方法，其特征在于：所述系统自检包括所述每个单机模块上电自检；所述每个单机模块上电之后，首先进行系统内核加载，接着进行自检，其中，所述单机模块自检包括系统程序检查、FRAM数据检查、FLASH数据检查以及相关外设功能性检查。
6.如权利要求1所述的电池管理系统的控制方法，其特征在于：所述系统自检包括所述逻辑仲裁模块的上电自检；所述逻辑仲裁模块上电后，首先进行系统内核加载，接着进行自检，其中，所述逻辑仲裁模块自检包括系统程序检查、FRAM数据检查、FLASH数据检查以及相关外设功能性检查。
7.如权利要求5所述的电池管理系统的控制方法，其特征在于：所述每个单机模块上电工作后仍进行自检，当所述单机模块检测到主流程出现问题时，则会通过所述同步模块主动传送故障信息，进而使得所述同步模块中的第一控制信号与对应的所述单机模块输出的第一控制信号不同。
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