CN111224181A - 电池模组管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及管理系统的技术领域，公开了电池模组管理系统，包括启动预设模组、硬件驱动模组、交互模组、应用模组以及故障模组，启动预设模组用于启动操作系统；启动预设模组、硬件驱动模组、交互模组以及应用模组相互连接；通过优化BMS软件架构，将电池模组管理系统分成启动预设模组、硬件驱动模组、交互模组、应用模组以及故障模组，从而方便管理，且通过模组化，可以在必要时替换其中模组而不会影响整体系统的运行，而且由于将BMS软件模块化，可以针对各个模块独立测试，从而大大缩短了电池管理系统的开发周期，且便于算法升级，从而满足如今日益大型化以及复杂化的BMS系统需求，提高BMS软件的安全性、稳定性及开发效率。

Description

电池模组管理系统

技术领域

本发明专利涉及管理系统的技术领域，具体而言，涉及电池模组管理系统。

背景技术

作为电池系统的生产制造企业，基于电池组系统的核心算法以及电池管理策略应是产品的核心竞争力，因此研发重心应聚集在电池应用模组的研究、开发及测试。

目前，在执行对BMS软件的架构时，软件架构采用面向过程的应用架构体系，各个模块之间互相耦合。

现有技术中，由于软件架构时使用面向过程的应用架构体系，导致代码复用度低、函数相互之间耦合度高、代码移植性差，无法满足BMS软件的功能不断扩展且算法日渐变庞大且复杂的需求，研发软件的人需要投入大量时间在驱动模组以及应用模组之间进行多次调试，变相增加了研发软件时的需求实现难度。

发明内容

本发明的目的在于提供电池模组管理系统，旨在提供一种更方便的用于BMS软件的软件架构。

本发明是这样实现的，电池模组管理系统，包括用于启动操作系统的启动预设模组、用于提供硬件底层接口的硬件驱动模组、用于与所述硬件底层接口连接且操作所述硬件底层接口的交互模组、用于操控所述交互模组而传递信息至所述硬件底层接口的应用模组以及用于诊断应用以及操作系统是否发生故障的故障模组，所述启动预设模组、所述硬件驱动模组、所述交互模组以及所述应用模组相互连接，所述故障模组与所述应用模组以及所述操作系统分别固定连接。

进一步地，所述启动预设模组包括下载模块，所述下载模组用于下载更新字节程序，所述更新字节程序作用于所述操作系统以及所述应用模组上；所述下载模块与远程数据源通过UART或CAN总线连接，所述远程数据源传输所述更新字节程序至所述下载模块。

进一步地，所述启动预设模块还包括宏定义模块，所述宏定义模块通过字节操控的方式更改所述启动预设模组中的预设参数，且所述预设参数传递至所述硬件驱动模组并进入所述交互模组，所述预设参数经过多次传参后，所述预设参数作用于所述操作系统。

进一步地，所述操作系统包括任务调度模组，所述任务调度模组具有多个操作接口，所述硬件驱动模组、所述交互模组、所述应用模组以及所述故障模组分别与多个所述操作接口一一连接，且由所述任务调度模组控制所述硬件驱动模组、所述交互模组、所述应用模组以及所述故障模组的开闭。

进一步地，电池模组管理系统还包括由多个硬件组成的硬件组，所述操作系统用于硬件组中，所述硬件组与所述操作系统结合形成硬件底层，所述硬件驱动模组装载于所述硬件底层且朝上传递所述硬件底层接口。

进一步地，所述硬件驱动模组包括原始数据模块以及硬件操作模块，所述原始数据模块与所述硬件操作模块合成所述硬件底层接口。

进一步地，所述交互模组包括操作抽象模块，所述操作抽象模块往上提供任务执行接口，往下操作所述硬件底层接口。

进一步地，所述应用模组包括多个子任务模块，各个子任务模块负责对所述应用模组的整个运行过程中的各个功能限制；所述子任务模块具有开闭功能，当用户在所述应用模组上操控，所述应用模组通过所述子任务模块传递开信号，所述任务调度模组以及所述交互模组接收信号后，所述任务调度模组控制所述交互模组启动，且所述交互模组启用所述硬件底层接口，所述硬件驱动模组推动所述硬件组进行与所述子任务模块对应的功能开启行为。

进一步地，所述硬件诊断模组分别与所述硬件驱动模组、所述交互模组以及所述应用模组通过UDS的方式连接诊断。

进一步地，所述电池模组管理系统还包括参数标定模组，所述参数标定模组连接所述操作系统，且标定所述操作系统所使用的可用变量列表，并制定用于异步通信的标定协议，所述标定协议用于所述硬件组以及操作系统之间通信；所述标定协议还用于所述硬件驱动模组以及所述交互模组之间进行异步通信。

与现有技术相比，本发明提供的电池模组管理系统，通过优化BMS软件架构，将电池模组管理系统分成启动预设模组、硬件驱动模组、交互模组、应用模组以及故障模组，从而方便管理，且通过模组化，可以在必要时替换其中模组而不会影响整体系统的运行，而且由于将BMS软件模块化，可以针对各个模块独立测试，从而大大缩短了电池管理系统的开发周期，且便于算法升级，从而满足如今日益大型化以及复杂化的BMS系统需求，提高BMS软件的安全性、稳定性及开发效率。

附图说明

图1是本发明提供的电池模组管理系统的模组连接示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照图1所示，为本发明提供的较佳实施例。

本实施例提供的电池模组管理系统，也可以其使用的软件架构方式可以用于各种软件的架构中。

电池模组管理系统，包括启动预设模组、硬件驱动模组、交互模组、应用模组以及故障模组，启动预设模组用于启动操作系统，硬件驱动模组用于提供硬件底层接口，交互模组用于与硬件底层接口连接且操作硬件底层接口，应用模组用于操控交互模组而传递信息至硬件底层接口，故障模组用于诊断应用以及操作系统是否发生故障；启动预设模组、硬件驱动模组、交互模组以及应用模组相互连接，故障模组与应用模组以及操作系统分别固定连接。

通过优化BMS软件架构，将电池模组管理系统分成启动预设模组、硬件驱动模组、交互模组、应用模组以及故障模组，从而方便管理，且通过模组化，可以在必要时替换其中模组而不会影响整体系统的运行，而且由于将BMS软件模块化，可以针对各个模块独立测试，从而大大缩短了电池管理系统的开发周期，且便于算法升级，从而满足如今日益大型化以及复杂化的BMS系统需求，提高BMS软件的安全性、稳定性及开发效率。

其中启动预设模组包括下载模块，下载模组用于下载更新字节程序，更新字节程序作用于操作系统以及应用模组上；下载模块与远程数据源通过UART或CAN总线连接，远程数据源传输更新字节程序至下载模块，从而下载模块将更新字节程序应用到应用模组以及操作系统上，从而实现了操作系统以及应用模组的更新；其中UART是通用异步接收或发送装置，而CAN总线是一种多主方式的串行通讯总线，基本设计规范要求有高的位速率、高抗电磁干扰性，而且要能够检测出总线的任何错误。

还有启动预设模块还包括宏定义模块，宏定义模块通过字节操控的方式更改启动预设模组中的预设参数，且预设参数传递至硬件驱动模组并进入交互模组，预设参数经过多次传参后，预设参数作用于操作系统，操作系统根据预设参数调控各个模组的参数传递。

还有操作系统包括任务调度模组，任务调度模组具有多个操作接口，硬件驱动模组、交互模组、应用模组以及故障模组分别与多个操作接口一一连接，且由任务调度模组控制硬件驱动模组、交互模组、应用模组以及故障模组的开闭。

而电池模组管理系统还包括由多个硬件组成的硬件组，操作系统用于硬件组中，硬件组与操作系统结合形成硬件底层，硬件驱动模组装载于硬件底层且朝上传递硬件底层接口，从而供交互模组调用。

还有硬件驱动模组包括原始数据模块以及硬件操作模块，原始数据模块与硬件操作模块合成硬件底层接口，从而供交互模组调用。

其中交互模组包括操作抽象模块，操作抽象模块往上提供任务执行接口，往下操作硬件底层接口。

还有应用模组包括多个子任务模块，各个子任务模块负责对应用模组的整个运行过程中的各个功能限制；子任务模块具有开闭功能，当用户在应用模组上操控，应用模组通过子任务模块传递开信号，任务调度模组以及交互模组接收信号后，任务调度模组控制交互模组启动，且交互模组启用硬件底层接口，硬件驱动模组推动硬件组进行与子任务模块对应的功能开启行为。

还有硬件诊断模组分别与硬件驱动模组、交互模组以及应用模组通过UDS的方式连接诊断。

还有电池模组管理系统还包括参数标定模组，参数标定模组连接操作系统，且标定操作系统所使用的可用变量列表，并制定用于异步通信的标定协议，标定协议用于硬件组以及操作系统之间通信；标定协议还用于硬件驱动模组以及交互模组之间进行异步通信。

具体而言，硬件组包括运放、存储芯片、CAN1以及CAN2收发器、RS4851以及RS4852收发器，电量计IC、电池模拟前端采样芯片、输出控制电路以及PROM/片内闪存。

而其提供的硬件底层接口为，AD、SPI3、CAN1、CAN2、UART1、UART2、I2C、SPI1以及I/O接口，还有Nand Flash驱动接口等。

而且交互模组也可以被成为会话模组，具体而言，其通过对硬件操作的驱动函数调用实现具有单一功能的操作抽象模块，形成应用程序的任务执行接口，供应用模组使用，包括如UART、CAN等通信类的数据帧的接收、校验、超时判定及发送任务，针对不同存储芯片的操作控制过程，AD数据采样外部电路控制转换过程。

而应用模组围绕BMS功能需求设计各子任务实现定制需求的各项功能，由操作系统通过任务调度模组调度子任务模块，子任务模块涵盖了保护、警示、通信、存储、故障诊断、电量计算法等各个模块。

其中任务调度模组使用的是时间片轮转调度算法结合高优先级任务调度算法，由于本发明并不提及该算法的具体实现原理，因此不再赘述。

具体而言，一个BMS软件的启动步骤有以下步骤：

1)、启动预设模组启动操作系统，开始执行保护控制管理模块；

2)、执行均衡管理模块，系统开始显示；

3)、执行高压采集模块，并且检测绝缘情况；

4)、执行热管理检测模块，并且操作系统的任务调度模组启用故障模组；

5)、执行存储管理检测模块，而后执行通信管理模块；

6)、持续运行低功耗管理模块，而后回到保护控制管理模块。

其中以上模块均为子任务模块中的一部分。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.电池模组管理系统，其特征在于，包括用于启动操作系统的启动预设模组、用于提供硬件底层接口的硬件驱动模组、用于与所述硬件底层接口连接且操作所述硬件底层接口的交互模组、用于操控所述交互模组而传递信息至所述硬件底层接口的应用模组以及用于诊断应用以及操作系统是否发生故障的故障模组，所述启动预设模组、所述硬件驱动模组、所述交互模组以及所述应用模组相互连接，所述故障模组与所述应用模组以及所述操作系统分别固定连接。

2.如权利要求1所述的电池模组管理系统，其特征在于，所述启动预设模组包括下载模块，所述下载模组用于下载更新字节程序，所述更新字节程序作用于所述操作系统以及所述应用模组上；所述下载模块与远程数据源通过UART或CAN总线连接，所述远程数据源传输所述更新字节程序至所述下载模块。

3.如权利要求2所述的电池模组管理系统，其特征在于，所述启动预设模块还包括宏定义模块，所述宏定义模块通过字节操控的方式更改所述启动预设模组中的预设参数，且所述预设参数传递至所述硬件驱动模组并进入所述交互模组，所述预设参数经过多次传参后，所述预设参数作用于所述操作系统。

4.如权利要求3所述的电池模组管理系统，其特征在于，所述操作系统包括任务调度模组，所述任务调度模组具有多个操作接口，所述硬件驱动模组、所述交互模组、所述应用模组以及所述故障模组分别与多个所述操作接口一一连接，且由所述任务调度模组控制所述硬件驱动模组、所述交互模组、所述应用模组以及所述故障模组的开闭。

5.如权利要求4所述的电池模组管理系统，其特征在于，电池模组管理系统还包括由多个硬件组成的硬件组，所述操作系统用于硬件组中，所述硬件组与所述操作系统结合形成硬件底层，所述硬件驱动模组装载于所述硬件底层且朝上传递所述硬件底层接口。

6.如权利要求1-4任一项所述的电池模组管理系统，其特征在于，所述硬件驱动模组包括原始数据模块以及硬件操作模块，所述原始数据模块与所述硬件操作模块合成所述硬件底层接口。

7.如权利要求1-4任一项所述的电池模组管理系统，其特征在于，所述交互模组包括操作抽象模块，所述操作抽象模块往上提供任务执行接口，往下操作所述硬件底层接口。

8.如权利要求4或5所述的电池模组管理系统，其特征在于，所述应用模组包括多个子任务模块，各个子任务模块负责对所述应用模组的整个运行过程中的各个功能限制；所述子任务模块具有开闭功能，当用户在所述应用模组上操控，所述应用模组通过所述子任务模块传递开信号，所述任务调度模组以及所述交互模组接收信号后，所述任务调度模组控制所述交互模组启动，且所述交互模组启用所述硬件底层接口，所述硬件驱动模组推动所述硬件组进行与所述子任务模块对应的功能开启行为。

9.如权利要求1-4任一项所述的电池模组管理系统，其特征在于，所述硬件诊断模组分别与所述硬件驱动模组、所述交互模组以及所述应用模组通过UDS的方式连接诊断。

10.如权利要求9所述的电池模组管理系统，其特征在于，所述电池模组管理系统还包括参数标定模组，所述参数标定模组连接所述操作系统，且标定所述操作系统所使用的可用变量列表，并制定用于异步通信的标定协议，所述标定协议用于所述硬件组以及操作系统之间通信；所述标定协议还用于所述硬件驱动模组以及所述交互模组之间进行异步通信。

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