CN107611506A - 一种电池管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池管理系统，包括上位机和多个单体电池管理单元CSC，其中：所述上位机，分别与所述多个单体电池管理单元CSC通过CAN总线相连接；所述多个单体电池管理单元CSC，按照预设前后顺序，相互之间逐个依次通过CAN总线相连接；每个单体电池管理单元CSC，用于在接到低电平的硬件激活信号后，实时进入身份识别信息ID的配置状态；所述上位机，用于首在每个单体电池管理单元CSC进入身份识别信息ID的配置状态的同时，执行预设ID配置操作以及预设配置进度判断操作。本发明公开可以对CAN总线上的各个CSC自动进行身份识别信息ID的配置，工作效率高，能够避免出现身份识别信息ID的配错和漏配问题。

Description

一种电池管理系统
技术领域
本发明涉及电池管理技术领域，特别是涉及一种电池管理系统。
背景技术
目前，控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)总线，是国际上应用最广泛的现场总线之一。
CAN总线是一种两线差分式的总线通信方式，进行数据的串行通信，CAN总线上可以同时连接多个CAN收发节点，然后进行总线式数据传送，由于多个CAN收发节点共享总线，所以，每个CAN收发节点都需要配置独立的身份识别信息(即ID)。
目前，在电池管理系统BMS领域，为了给CAN总线上的作为CAN收发节点的各个单体电池管理单元CSC(即电池管理从板)配置身份识别信息ID，常用的一种配置方式为：通过电池管理单元BMU、工业计算机等上位机，采取一对一的方式，对作为CAN收发节点的多个单体电池管理单元CSC分别进行身份识别信息ID的配置。这种方式，由于不是连续的对多个电池管理单元CSC进行配置，因此，当面对总数较多的多个单体电池管理单元CSC时，现有的这种配置方式，不仅配置工作效率低下，而且容易造成多个单体电池管理单元CSC具有的身份识别信息ID出现重复的配错问题，或者使得有的单体电池管理单元CSC没有配置上身份识别信息ID，出现漏配问题。
因此，目前迫切需要开发出一种技术，其可以对CAN总线上的作为CAN收发节点的各个单体电池管理单元CSC自动进行身份识别信息ID的配置，工作效率高，能够避免出现身份识别信息ID的配错和漏配问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种电池管理系统，其可以对CAN总线上的作为CAN收发节点的各个单体电池管理单元CSC自动进行身份识别信息ID的配置，工作效率高，能够避免出现身份识别信息ID的配错和漏配问题，具有重大的实际意义。
为此，本发明提供了一种电池管理系统，包括上位机和多个单体电池管理单元CSC，其中：
所述上位机，分别与所述多个单体电池管理单元CSC通过CAN总线相连接；
所述多个单体电池管理单元CSC，按照预设前后顺序，相互之间逐个依次通过CAN总线相连接；
每个单体电池管理单元CSC，用于在接到低电平的硬件激活信号后，实时进入身份识别信息ID的配置状态，并向排序在后一位的单体电池管理单元CSC继续传递输出低电平的硬件激活信号，直到不存在排序在后一位的单体电池管理单元CSC为止；
所述上位机，用于首先发送静默报文控制信号给每个单体电池管理单元CSC，控制每个单体电池管理单元CSC停止发送报文，然后发出低电平的硬件激活信号给顺序排在第一的单体电池管理单元CSC的激活信号输入导线，使得低电平的硬件激活信号在任意相邻连接的两个单体电池管理单元CSC之间传递，从而依次激活所述多个单体电池管理单元CSC进入身份识别信息ID的配置状态，并在每个单体电池管理单元CSC进入身份识别信息ID的配置状态的同时，执行预设ID配置操作以及预设配置进度判断操作。
其中，所述上位机为电池管理单元BMU；
所述硬件激活信号为脉冲宽度调制PWM信号。
其中，每个所述单体电池管理单元CSC的信号输入端所连接的CAN总线中，增加有一根激活信号输入导线；
每个所述单体电池管理单元CSC的信号输出端所连接的CAN总线中，增加有一根激活信号输出导线。
其中，所述预设顺序为：所述单体电池管理单元CSC与上位机之间的间距从小到大的顺序。
其中，每个单体电池管理单元CSC，还用于在接到低电平的硬件激活信号并实时进入身份识别信息ID的配置状态之后，实时向所述上位机反馈配置状态信息；
对应地，所述上位机，还用于根据所述单体电池管理单元CSC反馈的配置状态信息，获知所述单体电池管理单元CSC是否进入的ID的配置状态。
其中，所述预设ID配置操作具体为：所述上位机实时向进入ID配置状态的单体电池管理单元CSC发出ID配置指令，为该单体电池管理单元CSC进行唯一的ID配置。
其中，所述预设配置进度判断操作具体为：所述上位机实时统计目前已配置的ID总数，当该ID总数与预设的全部CSC总数相一致时，判断全部CSC已经配置上ID，实时发出取消激活信号给全部的单体电池管理单元CSC，控制全部的单体电池管理单元CSC停止向外输出低电平的硬件激活信号。
其中，所述预设配置进度判断操作中还包括以下子步骤：
所述上位机在实时发出取消激活信号后，还发出正常报文控制信号给每个单体电池管理单元CSC，控制每个单体电池管理单元CSC恢复到正常发送报文工作状态。
由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种电池管理系统，其可以对CAN总线上的作为CAN收发节点的各个单体电池管理单元CSC自动进行身份识别信息ID的配置，工作效率高，能够避免出现身份识别信息ID的配错和漏配问题，具有重大的实际意义。
附图说明
图1为本发明提供的一种电池管理系统的结构框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本
图1为本发明提供的一种电池管理系统的结构框图。
参见图1，本发明提供了一种电池管理系统，包括上位机100和多个单体电池管理单元CSC200，其中：
所述上位机100，分别与所述多个单体电池管理单元CSC 200通过CAN总线相连接；
所述多个单体电池管理单元CSC 200，按照预设前后顺序，相互之间逐个依次通过CAN总线相连接；
每个所述单体电池管理单元CSC 200的信号输入端所连接的CAN总线中，增加有一根激活信号输入导线(IO_IN)；
每个所述单体电池管理单元CSC 200的信号输出端所连接的CAN总线中，增加有一根激活信号输出导线(IO_OUT)；
每个单体电池管理单元CSC 200，用于在接到低电平的硬件激活信号后，实时进入身份识别信息ID的配置状态，并向排序在后一位的单体电池管理单元CSC 200继续传递输出低电平的硬件激活信号，直到不存在排序在后一位的单体电池管理单元CSC 200为止；
所述上位机100，用于首先发送静默报文(即数据)控制信号给每个单体电池管理单元CSC 200，控制每个单体电池管理单元CSC 200停止发送报文(即数据)，然后发出低电平的硬件激活信号给顺序排在第一的单体电池管理单元CSC 200的激活信号输入导线(IO_IN)，使得低电平的硬件激活信号在任意相邻连接的两个单体电池管理单元CSC 200之间传递，从而依次激活所述多个单体电池管理单元CSC 200进入身份识别信息ID的配置状态，并在每个单体电池管理单元CSC 200进入身份识别信息ID的配置状态的同时，执行预设ID配置操作以及预设配置进度判断操作。
在本发明中，具体实现上，所述上位机100可以包括电池管理单元BMU、工业计算机等具有信号控制功能的装置。也就是说，所述上位机100可以为预装有预设控制软件的计算机PC端或者电池管理系统BMU主板。
在本发明中，具体实现上，所述硬件激活信号可以为脉冲宽度调制PWM信号，该脉冲宽度调制PWM信号优选为由电池管理单元BMU中具有的PWM输出控制端提供。
在本发明中，需要说明的是，对于电池管理系统BMS，其主要由一个主板和多个子板构成，主板与多个从板之间通过CAN总线实时通信。从板具体为单体电池管理单元CSC，主板具体可以为电池管理单元BMU。对于电池管理系统BMS，其主要功能为通过电流传感器采集充放电电流，综合从BMU获得的电池数据，动态计算电池的荷电状态SOC，可靠进行电池包绝缘监测与动力电池安全监控，实时发送故障诊断信息，实现对整个电池系统的可靠安全管理。同时，对动力电池的快充、慢充过程进行有效控制与安全监控。
在本发明中，需要说明的是，所述单体电池管理单元CSC可以为具有预设电池管理功能的电池管理单元，所述预设电池管理功能例如为电压均衡功能、过压报警功能等。
在本发明中，需要说明的是，单体电池管理单元CSC作为与主板相配套的从板，其主要负责各个单体电池的电压、温度等系统参数采集，以及采集线和传感器的故障检测，并将采集到的数据以CAN报文的形式发送给作为主板的电池管理单元BMU。具体例如可以为力神电池股份有限公司生产的型号为LS_EV_LMU12_FS_PMC2的单体电池管理单元CSC。
在本发明中，需要说明的是，所述单体电池管理单元CSC的数量，可以根据用户的需要以及电池厂家的需要进行任意设置。
在本发明中，需要说明的是，所述预设顺序可以为：所述单体电池管理单元CSC200与上位机100之间的间距从小到大的顺序，也可以是用户选择的其他顺序。
在本发明中，需要说明的是，具体实现上，所述预设ID配置操作具体为：所述上位机100实时向进入ID配置状态的单体电池管理单元CSC200发出ID配置指令，为该单体电池管理单元CSC 200进行唯一的ID配置；
在本发明中，需要说明的是，具体实现上，所述预设配置进度判断操作具体为：所述上位机100实时统计目前已配置的ID总数，当该ID总数与预设的全部CSC总数相一致时，判断全部CSC已经配置上ID，实时发出取消激活信号给全部的单体电池管理单元CSC 200(通过CAN总线)，控制全部的单体电池管理单元CSC 200停止向外输出低电平的硬件激活信号。
在本发明中，具体实现上，所述预设配置进度判断操作中还包括以下子步骤：
所述上位机100在实时发出取消激活信号后，还发出正常报文(即数据)控制信号给每个单体电池管理单元CSC 200，控制每个单体电池管理单元CSC 200恢复到正常发送报文(即数据)工作状态。
需要说明的是，对于本发明，为了让上位机100实时获知单体电池管理单元CSC200进入了身份识别信息ID的配置状态，每个单体电池管理单元CSC 200，还用于在接到低电平的硬件激活信号并实时进入身份识别信息ID的配置状态之后，实时向所述上位机100反馈配置状态信息，所述配置状态信息包括成功或失败信息，所述配置状态信息可以为二进制数字信号，其中，可以用二进制代码用来表示配置的完成状态信息(例如用“1”表示配置成功、“0”表示配置成败)。
每个单体电池管理单元CSC，还用于在接到低电平的硬件激活信号并实时进入身份识别信息ID的配置状态之后，实时向所述上位机100反馈配置状态信息，所述配置状态信息包括ID值和配置的完成状态信息；
对应地，所述上位机100，还用于根据所述单体电池管理单元CSC反馈的配置状态信息，获知所述单体电池管理单元CSC是否进入的ID的配置状态。
需要说明的是，当单体电池管理单元CSC配置成功后，会将自己的ID_OUT信号置低，则从此单体电池管理单元CSC输出一个低电平信号传输到与它相连的下一个CSC，下一个的单体电池管理单元CSC检测到低电平的硬件激活信号，才会进入ID配置程序(即由上位机10对其执行预设ID配置操作)，这样可以保证在CAN总线上，一次只有一个CSC单体电池管理单元在接收上位机100发来的ID配置指令。
基于以上技术方案可知，对于本发明，其通过让低电平的硬件激活信号依次按照预设顺序逐个连接在一起的多个单体电池管理单元CSC(即电池管理从板)之间传递，并对被激活而进入到ID配置状态的单体电池管理单元CSC实时进行预设ID配置操作，从而可以实现对多个单体电池管理单元CSC(即电池管理从板)的身份识别信息ID的批量配置，大大提高了配置效率，减小了配置中出错的几率。
同时，本发明通过执行预设配置进度判断操作，通过上位机100实时统计目前已配置的ID总数，当该ID总数与预设的全部CSC总数相一致时，判断全部CSC已经配置上ID，实时发出取消激活信号给全部的单体电池管理单元CSC 200(通过CAN总线)，控制全部的单体电池管理单元CSC200停止向外输出低电平的硬件激活信号，可以进一步高效地结束预设ID配置操作，提高ID的配置效率。
对于本发明，其通过在每个所述单体电池管理单元CSC 200的信号输入端所连接的CAN总线中增加一根激活信号输入导线(IO_IN)，以及在每个所述单体电池管理单元CSC200的信号输出端所连接的CAN总线中增加一根激活信号输出导线(IO_OUT)，专门用于传递激活信号使用，从而控制CSC是否能够进入ID配置状态，进而控制是否对CSC进行预设的ID配置操作，有效保证了多个不同的ID能够逐步配置到多个不同的CSC上。因此，可以显著减少对CSC进行ID配置的出错的概率。
对于本发明，按照多个单体电池管理单元CSC(即电池管理从板)之间的CAN线束连接的先后顺序，依次激活它们进行ID配置状态，从而让不同的CSC可以依次获得不同的ID。在ID的配置过程中，上位机能够通过报文来控制单体电池管理单元CSC(即电池管理从板)的报文发送状态，在配置开始时，上位机100首先发送报文，使单体电池管理单元CSC(即电池管理从板)进入报文静默状态，所有单体电池管理单元CSC(即电池管理从板)的ID配置结束后，再通过上位机100发送报文，来控制单体电池管理单元CSC(即电池管理从板)跳出报文静默状态，恢复正常的报文发送。因此，可以说，对于本发明，其通过上位机，来控制多个单体电池管理单元CSC(即电池管理从板)进入ID的批量配置状态或正常发送报文工作状态，实现了单体电池管理单元CSC(即电池管理从板)的工作状态转换，使得对多个单体电池管理单元CSC(即电池管理从板)进行ID的批量配置和正常发送报文互不干扰。
下面通过具体实施例来说明本发明的技术方案。
以上位机100与三个单体电池管理单元CSC相连接为例，这三个单体电池管理单元CSC 200，按照与上位机100之间的距离由近到远的顺序，相互之间逐个依次通过CAN总线相连接。具体ID的配置过程如下：
首先，上位机100发送静默报文(即数据)控制信号给每个单体电池管理单元CSC200，控制每个单体电池管理单元CSC200停止发送报文(即数据)；
然后，上位机100发出低电平的硬件激活信号给顺序排在第一的单体电池管理单元CSC 200的激活信号输入导线(IO_IN)；
接着，顺序排在第一的单体电池管理单元CSC 200，在接到低电平的硬件激活信号后，实时进入身份识别信息ID的配置状态，并通过其具有的激活信号输出导线(IO_OUT)，向排序在第二位的单体电池管理单元CSC 200具有的激活信号输入导线(IO_IN)继续传递输出低电平的硬件激活信号；上位机100在顺序排在第一的单体电池管理单元CSC 200进入身份识别信息ID的配置状态后，同时执行预设ID配置操作，为其配置上ID，以及还执行预设配置进度判断操作。
接着，排序在第二位的单体电池管理单元CSC 200，在接到低电平的硬件激活信号后，实时进入身份识别信息ID的配置状态，并通过其具有的激活信号输出导线(IO_OUT)，向排序在第三位(即最后一位)的单体电池管理单元CSC 200具有的激活信号输入导线(IO_IN)继续传递输出低电平的硬件激活信号；同样，上位机100同时对排序在第二位的单体电池管理单元CSC 200执行预设ID配置操作，为其配置上ID，以及还执行预设配置进度判断操作。
接着，排序在第三位(即最后一位)的单体电池管理单元CSC 200，在接到低电平的硬件激活信号后，也实时进入身份识别信息ID的配置状态，同时，上位机100对排序在第三位的单体电池管理单元CSC 200执行预设ID配置操作，为其配置上ID，以及还执行预设配置进度判断操作，通过执行预设配置进度判断操作发现：目前实时统计的已配置的ID总数为三个，当数与预设的全部CSC总数(即三个)相一致，判断全部CSC已经配置上ID，实时发出取消激活信号给全部的单体电池管理单元CSC200(通过CAN总线)，控制全部的单体电池管理单元CSC 200停止向外输出低电平的硬件激活信号。
最后，上位机100在实时发出取消激活信号后，还可以发出正常报文(即数据)控制信号给每个单体电池管理单元CSC 200，控制每个单体电池管理单元CSC 200恢复到正常发送报文(即数据)工作状态。
所述顺序排在第一的所述单体电池管理单元CSC200通过其激活信号输出导线(IO_OUT)，输出低电平的硬件激活信号给排序第二的所述单体电池管理单元CSC 200的激活信号输入导线(IO_IN)，从而激活该单体电池管理单元CSC 200进入ID的配置状态，
综上所述，与现有技术相比较，本发明提供了一种电池管理系统，其可以对CAN总线上的作为CAN收发节点的各个单体电池管理单元CSC自动进行身份识别信息ID的配置，工作效率高，能够避免出现身份识别信息ID的配错和漏配问题，具有重大的实际意义。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种电池管理系统，其特征在于，包括上位机和多个单体电池管理单元CSC，其中：
所述上位机，分别与所述多个单体电池管理单元CSC通过CAN总线相连接；
所述多个单体电池管理单元CSC，按照预设前后顺序，相互之间逐个依次通过CAN总线相连接；
每个单体电池管理单元CSC，用于在接到低电平的硬件激活信号后，实时进入身份识别信息ID的配置状态，并向排序在后一位的单体电池管理单元CSC继续传递输出低电平的硬件激活信号，直到不存在排序在后一位的单体电池管理单元CSC为止；
所述上位机，用于首先发送静默报文控制信号给每个单体电池管理单元CSC，控制每个单体电池管理单元CSC停止发送报文，然后发出低电平的硬件激活信号给顺序排在第一的单体电池管理单元CSC的激活信号输入导线，使得低电平的硬件激活信号在任意相邻连接的两个单体电池管理单元CSC之间传递，从而依次激活所述多个单体电池管理单元CSC进入身份识别信息ID的配置状态，并在每个单体电池管理单元CSC进入身份识别信息ID的配置状态的同时，执行预设ID配置操作以及预设配置进度判断操作。
2.如权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述上位机为电池管理单元BMU；所述硬件激活信号为脉冲宽度调制PWM信号。
3.如权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，每个所述单体电池管理单元CSC的信号输入端所连接的CAN总线中，增加有一根激活信号输入导线；
每个所述单体电池管理单元CSC的信号输出端所连接的CAN总线中，增加有一根激活信号输出导线。
4.如权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述预设顺序为：所述单体电池管理单元CSC与上位机之间的间距从小到大的顺序。
5.如权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，每个单体电池管理单元CSC，还用于在接到低电平的硬件激活信号并实时进入身份识别信息ID的配置状态之后，实时向所述上位机100反馈配置状态信息；
对应地，所述上位机，还用于根据所述单体电池管理单元CSC反馈的配置状态信息，获知所述单体电池管理单元CSC是否进入的ID的配置状态。
6.如权利要求1至5中任一项所述的电池管理系统，其特征在于，所述预设ID配置操作具体为：所述上位机实时向进入ID配置状态的单体电池管理单元CSC发出ID配置指令，为该单体电池管理单元CSC进行唯一的ID配置。
7.如权利要求6所述的电池管理系统，其特征在于，所述预设配置进度判断操作具体为：所述上位机实时统计目前已配置的ID总数，当该ID总数与预设的全部CSC总数相一致时，判断全部CSC已经配置上ID，实时发出取消激活信号给全部的单体电池管理单元CSC，控制全部的单体电池管理单元CSC停止向外输出低电平的硬件激活信号。
8.如权利要求7所述的电池管理系统，其特征在于，所述预设配置进度判断操作中还包括以下子步骤：
所述上位机在实时发出取消激活信号后，还发出正常报文控制信号给每个单体电池管理单元CSC，控制每个单体电池管理单元CSC恢复到正常发送报文工作状态。
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