CN107437640A - 电池管理系统及电池管理系统的通讯方法 - Google Patents

电池管理系统及电池管理系统的通讯方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种电池管理系统的通讯方法，包括如下步骤：配置多个第一数据地址，包括如下步骤：配置每个第一数据地址的第一字节为对应一个第一数据地址的序列号；配置每个第一数据地址的第二字节为对应一个从控单元的物理地址；配置每个第一数据地址的第三字节为对应一个从控单元的逻辑地址；配置每个第一数据地址的第四字节为与对应一个从控单元连接的采集单元的数量；配置多个第二数据地址，包括如下步骤：配置每个第二数据地址的第一字节为对应一个第二数据地址的序列号；配置每个第二数据地址的第二至第N字节分别为与对应一个从控单元连接的编号为1至N‑1的采集单元连接的单体电池的数量。本发明还提供一种电池管理系统。

Description

电池管理系统及电池管理系统的通讯方法
【技术领域】
本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种电池管理系统及电池管理系统的通讯方法。
【背景技术】
随着全球性的能源短缺以及环境污染的日益严峻，新能源汽车得到了广泛的应用，其中，电动汽车作为新能源的代表受到了广大消费者的青睐。目前的电动汽车产业中，出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求，各种各样的电子系统被开发了出来。由于这些系统之间通讯所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同，由多条总线构成的情况很多，线束的数量也随之增加。为适应“减少线束的数量”、“通过多个LAN，进行大量数据的高速通讯”的需要，控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)总线广泛应用于汽车的电池管理系统及汽车其他电子系统中，CAN总线的诸多优点使其基本满足当前的汽车环境数据传输要求。
然而，在目前的电池管理系统中，主控单元与从控单元进行通讯前，只对从控单元进行配置，从控单元包括采集单元、电源、微控制单元及CAN收发部分，成本高昂且体积大，不方便扩展；随着标准电池箱的推行，电池箱内容纳的单体电池数存在差异，电池箱内需要的从控单元为多个且排列混乱；采用CAN总线通讯，从控单元的数量有限，因此，从控单元及采集单元的扩展受到限制。
鉴于此，实有必要提供一种从控单元及采集单元能够自由扩展的电池管理系统及电池管理系统的通讯方法。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种从控单元及采集单元能够自由扩展的电池管理系统及电池管理系统的通讯方法。
为了实现上述目的，本发明提供一种电池管理系统的通讯方法，其应用于电池管理系统中，所述电池管理系统包括主控单元、多个电池箱及CAN总线，每个电池箱包括收容于箱体内的一个从控单元、多个采集单元及与对应一个采集单元连接的多个单体电池，所述主控单元通过所述CAN总线与每个从控单元相连，每个电池箱内的一个从控单元与多个采集单元串联连接；所述电池管理系统的通讯方法包括如下步骤：
配置多个第一数据地址；
配置多个第二数据地址；
每个第一数据地址包括第一至第四字节，配置多个第一数据地址包括如下步骤：
配置每个第一数据地址的第一字节为对应一个第一数据地址的序列号；
配置每个第一数据地址的第二字节为对应一个从控单元的物理地址；
配置每个第一数据地址的第三字节为对应一个从控单元的逻辑地址；
配置每个第一数据地址的第四字节为与对应一个从控单元连接的采集单元的数量；
每个第二数据地址包括第一至第N字节，其中，N为自然数，配置多个第二数据地址包括如下步骤：
配置每个第二数据地址的第一字节为对应一个第二数据地址的序列号；
配置每个第二数据地址的第二至第N字节分别为与对应一个从控单元连接的编号为1至N-1的采集单元连接的单体电池的数量。
本发明还提供一种电池管理系统，所述电池管理系统包括主控单元、多个电池箱及CAN总线，每个电池箱包括收容于箱体内的一个从控单元、多个采集单元及与对应一个采集单元连接的多个单体电池，所述主控单元通过所述CAN总线与每个从控单元相连，每个电池箱内的一个从控单元与多个采集单元串联连接，所述主控单元与每个从控单元及每个从控单元之间通过所述CAN总线进行交互通讯；所述主控单元用于配置多个第一数据地址，配置多个第一数据地址包括：配置每个第一数据地址的第一字节为对应一个第一数据地址的序列号，配置每个第一数据地址的第二字节为对应一个从控单元的物理地址，配置每个第一数据地址的第三字节为对应一个从控单元的逻辑地址，配置每个第一数据地址的第四字节为与对应一个从控单元连接的采集单元的数量；所述主控单元还用于配置多个第二数据地址，配置多个第二数据地址包括：配置每个第二数据地址的第一字节为对应一个第二数据地址的序列号，配置每个第二数据地址的第二至第N字节分别为与对应一个从控单元连接的编号为1至N-1的采集单元连接的单体电池的数量。
本发明提供的电池管理系统及电池管理系统的通讯方法，能够实现从控单元、采集单元及单体电池信息的自由配置，允许一个从控单元连接多个采集单元，一个采集单元连接多个单体电池，实现了从控单元及采集单元的自由扩展。
【附图说明】
图1为本发明实施方式提供的电池管理系统的功能模块图。
图2为图1所示的从控单元与采集单元连接的示意图。
图3为本发明实施方式提供的电池管理系统的通讯方法的流程图。
图4为图3所示的步骤S01的子流程图。
图5为图3所示的步骤S02的子流程图。
【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，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供的一种电池管理系统100，包括主控单元10、多个电池箱20及CAN总线30，每个电池箱20包括收容于箱体内的一个从控单元21、多个采集单元22及与对应一个采集单元22连接的多个单体电池23。所述主控单元10包括主控CAN接口11，每个从控单元21包括从控CAN接口211，每个从控CAN接口211设置于对应一个电池箱20的箱体外且与箱体内的从控单元21相连。所述主控单元10的主控CAN接口11通过所述CAN总线30与每个从控单元21的从控CAN接口211相连，所述主控单元10通过所述CAN总线30与每个从控单元21进行数据通讯。每个电池箱20内的一个从控单元21与多个采集单元22串联连接。
每个采集单元22包括采集芯片及均衡电路。每个采集单元22的采集芯片用于采集对应的多个单体电池23的电池信息，所述电池信息包括每个单体电池23的电压、电流及温度。每个采集单元22的均衡电路用于对对应的多个单体电池23进行充电均衡及放电均衡。
请参阅图2，进一步地，所述电池管理系统100还包括网络变压器40。所述从控单元21与所述采集单元22之间及所述采集单元22与相邻的采集单元22之间通过所述网络变压器40相连并通过所述网络变压器40进行数据通讯。所述网络变压器40通讯速度快，可抑制所述从控单元21与所述采集单元22之间及所述采集单元22与相邻的采集单元22之间通讯的共模干扰。
下面结合图3对上述各功能模块进行详细的介绍。
如图3所示，其为本发明实施例中电池管理系统的通讯方法的流程图。应当说明的是，本发明的方法并不受限于下述步骤的顺序，且其他实施例中，本发明的方法可以只包括以下所述步骤的其中一部分，或者其中的部分步骤可以被删除。
步骤S01，配置多个第一数据地址ID1。多个第一数据地址ID1的寻址地址相同，所述第一数据地址ID1与所述从控单元21一一对应。每个第一数据地址ID1包括第一至第四字节Byte0-Byte3。
步骤S02，配置多个第二数据地址ID2。所述第二数据地址ID2与所述第一数据地址ID1一一对应，每个第二数据地址ID2之间及每个第二数据地址ID2与多个第一数据地址ID1之间的寻址地址不相同。每个第二数据地址ID2包括第一至第N字节Byte0-Byte(N-1)。其中，N为自然数。
请参阅图4，图4为图3中步骤S01的子流程图。根据不同的需求，图4所示的子流程图中的步骤的执行顺序可以改变，某些步骤可以拆分为几个步骤，某些步骤可以省略。
步骤S011，配置每个第一数据地址ID1的第一字节Byte0为对应一个第一数据地址ID1的序列号。在本实施方式中，第一个第一数据地址ID1的序列号为1，第二个第一数据地址ID1的序列号为2，以此类推，第N个第一数据地址ID1的序列号为N。
步骤S012，配置每个第一数据地址ID1的第二字节Byte1为对应一个从控单元21的物理地址。在本实施方式中，所述从控单元21的物理地址与对应一个电池箱20的编号一致，第一个电池箱20的编号为1，第二个电池箱20的编号为2，以此类推，第N个电池箱20的编号为N。
步骤S013，配置每个第一数据地址ID1的第三字节Byte2为对应一个从控单元21的逻辑地址。所述从控单元21的逻辑地址即所述从控单元21发送与其串联连接的多个采集单元22的采集信息的起始地址。例如，从控单元21的物理地址为1至N，每个从控单元21对应的电池箱20包括的采集单元22数为N1，N2，N3，...，NN，则物理地址为3的从控单元21的逻辑地址为N1+N2+1的和。
步骤S014，配置每个第一数据地址ID1的第四字节Byte3为与对应一个从控单元21连接的采集单元22的数量，即每个电池箱20内收容的采集单元22的数量。
通过配置多个第一数据地址ID1实现了对每个从控单元21及每个从控单元21对应的采集单元22的参数信息配置。
请参阅图5，图5为图3中步骤S02的子流程图。根据不同的需求，图5所示的子流程图中的步骤的执行顺序可以改变，某些步骤可以拆分为几个步骤，某些步骤可以省略。
步骤S021，配置每个第二数据地址ID2的第一字节Byte0为对应一个第二数据地址ID2的序列号。
步骤S022，配置每个第二数据地址ID2的第二至第N字节Byte1-Byte(N-1)分别为与对应一个从控单元21连接的编号为1至N-1(最后一个)的采集单元22连接的单体电池23的数量。
通过配置多个第二数据地址ID2实现了对每个采集单元22连接的单体电池23的参数信息配置。
所述主控单元10与每个从控单元21及每个从控单元21之间通过所述CAN总线30进行交互通讯。当在所述电池管理系统100中，所述主控单元10与多个从控单元21脱离通讯时，每个从控单元21将默认只与连接的一个采集单元22进行通讯，同时将所述CAN总线30的通讯地址设置为其中一个从控单元21的逻辑地址，从而防止此从控单元21在所述CAN总线30中通讯时与其他从控单元21的通讯数据发生冲突。
每个从控单元21根据每个从控单元21的逻辑地址将与其串联连接的多个采集单元22的采集信息通过所述CAN总线30发送。
当所述电池管理系统100上电时，操作者在所述主控单元10中配置多个第一数据地址ID1及多个第二数据地址ID2，即配置所述从控单元21、所述采集单元22及所述单体电池23的参数信息，配置完成后，每个从控单元21通过所述CAN总线30发送每个从控单元21的物理地址声明，所述主控单元10通过所述CAN总线30发送多个第一数据地址ID1及多个第二数据地址ID2的信息，每个从控单元21接收对应的第一数据地址ID1及第二数据地址ID2的信息，所述主控单元10判断每个从控单元21是否成功接收对应的第一数据地址ID1及第二数据地址ID2的信息。若每个从控单元21成功接收对应的第一数据地址ID1及第二数据地址ID2的信息，每个从控单元21根据接收到的对应的第一数据地址ID1及第二数据地址ID2的信息获取对应的采集单元22的采集信息，每个从控单元21根据对应的逻辑地址发送对应的采集单元22的采集信息，所述主控单元10接收所述从控单元21发送的对应的采集单元22的采集信息并进行信息处理；若每个从控单元21没有接收到对应的第一数据地址ID1及第二数据地址ID2的信息，所述主控单元10继续发送多个第一数据地址ID1及多个第二数据地址ID2的信息。
本发明的提供的电池管理系统100及电池管理系统的通讯方法，能够实现从控单元21、采集单元22及单体电池23信息的自由配置，允许一个从控单元21连接多个采集单元22，一个采集单元22连接多个单体电池23，实现了从控单元21及采集单元22的自由扩展。
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 (9)

1.一种电池管理系统的通讯方法，其应用于电池管理系统中，所述电池管理系统包括主控单元、多个电池箱及CAN总线，每个电池箱包括收容于箱体内的一个从控单元、多个采集单元及与对应一个采集单元连接的多个单体电池，其特征在于：所述主控单元通过所述CAN总线与每个从控单元相连，每个电池箱内的一个从控单元与多个采集单元串联连接；所述电池管理系统的通讯方法包括如下步骤：
配置多个第一数据地址；
配置多个第二数据地址；
每个第一数据地址包括第一至第四字节，配置多个第一数据地址包括如下步骤：
配置每个第一数据地址的第一字节为对应一个第一数据地址的序列号；
配置每个第一数据地址的第二字节为对应一个从控单元的物理地址；
配置每个第一数据地址的第三字节为对应一个从控单元的逻辑地址；
配置每个第一数据地址的第四字节为与对应一个从控单元连接的采集单元的数量；
每个第二数据地址包括第一至第N字节，其中，N为自然数，配置多个第二数据地址包括如下步骤：
配置每个第二数据地址的第一字节为对应一个第二数据地址的序列号；
配置每个第二数据地址的第二至第N字节分别为与对应一个从控单元连接的编号为1至N-1的采集单元连接的单体电池的数量。
2.如权利要求1所述的电池管理系统的通讯方法，其特征在于：多个第一数据地址的寻址地址相同，所述第一数据地址与所述从控单元一一对应；所述第二数据地址与所述第一数据地址一一对应，每个第二数据地址之间及每个第二数据地址与多个第一数据地址之间的寻址地址不相同。
3.如权利要求1所述的电池管理系统的通讯方法，其特征在于：所述从控单元的物理地址与对应一个电池箱的编号一致。
4.如权利要求1所述的电池管理系统的通讯方法，其特征在于：所述从控单元的逻辑地址即所述从控单元发送与其串联连接的多个采集单元的采集信息的起始地址。
5.一种电池管理系统，所述电池管理系统包括主控单元、多个电池箱及CAN总线，每个电池箱包括收容于箱体内的一个从控单元、多个采集单元及与对应一个采集单元连接的多个单体电池，其特征在于：所述主控单元通过所述CAN总线与每个从控单元相连，每个电池箱内的一个从控单元与多个采集单元串联连接，所述主控单元与每个从控单元及每个从控单元之间通过所述CAN总线进行交互通讯；所述主控单元用于配置多个第一数据地址，配置多个第一数据地址包括：配置每个第一数据地址的第一字节为对应一个第一数据地址的序列号，配置每个第一数据地址的第二字节为对应一个从控单元的物理地址，配置每个第一数据地址的第三字节为对应一个从控单元的逻辑地址，配置每个第一数据地址的第四字节为与对应一个从控单元连接的采集单元的数量；所述主控单元还用于配置多个第二数据地址，配置多个第二数据地址包括：配置每个第二数据地址的第一字节为对应一个第二数据地址的序列号，配置每个第二数据地址的第二至第N字节分别为与对应一个从控单元连接的编号为1至N-1的采集单元连接的单体电池的数量。
6.如权利要求5所述的电池管理系统，其特征在于：所述主控单元包括主控CAN接口，每个从控单元包括从控CAN接口，每个从控CAN接口设置于对应一个电池箱的箱体外且与箱体内的从控单元相连，所述主控单元的主控CAN接口通过所述CAN总线与每个从控单元的从控CAN接口相连。
7.如权利要求5所述的电池管理系统，其特征在于：每个采集单元包括采集芯片及均衡电路；每个采集单元的采集芯片用于采集对应的多个单体电池的电池信息，每个采集单元的均衡电路用于对对应的多个单体电池进行充电均衡及放电均衡。
8.如权利要求7所述的电池管理系统，其特征在于：所述电池信息包括每个单体电池的电压、电流及温度。
9.如权利要求5所述的电池管理系统，其特征在于：还包括网络变压器，所述从控单元与所述采集单元之间及所述采集单元与相邻的采集单元之间通过所述网络变压器相连并通过所述网络变压器进行数据通讯。
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