CN113037889A - 一种储能电池管理系统从机地址分配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种储能电池管理系统从机地址分配方法，电池管理系统包括主机，主机与N个串联的从机通过通信总线连接，N≥2，从机连接控制硬线，方法包括以下步骤：S1.触发地址分配，主机下发地址分配指令；S2.从机接收指令并通过控制硬线关闭下级从机电源，回复准备分配信号；S3.主机发起从机地址分配，主机分配处于运行状态且未分配地址的从机：第一个从机电源由常电控制处于运行状态，第N个从机依次由第N‑1个从机的控制硬线进行控制打开电源，第N个从机的控制硬线与主机相连；S4.第N个从机地址分配完成并回复已分配完成信号，电池管理系统主机接收信号，地址分配完成。本发明可更方便地进行系统维护，建立稳定可靠的电池管理系统。
Description
技术领域
本发明属于控制策略技术领域，具体涉及一种储能电池管理系统从机地址分配方法。
背景技术
储能技术领域的电池系统一般包含多达上百颗串联电芯；负责管理这些电芯的电池管理系统一般包含主控电池控制单元BCU和从机电池管理单元BMU，每个从机负责管理十数颗电芯，因此储能技术领域的电池系统会包含多个从机电池管理单元BMU来共同监控这上百颗串联电芯的电压和温度等状态。
一般主控会与多个从控建立通信，为了更好明确地区分从控，需要对从控进行地址编码，且需要根据从控地址区分电池系统特定电芯，以方便维护。
目前主流的地址分配方法有拨码方式或软件独立编码等静态编码方式，还有就是动态编码方式；静态编码方式一般需要人为操作从机或者根据从机位置独立组成系统进行编码，操作性不强以致维护难；动态编码方式中涉及主机到从机的多个硬线信号，这种方式增加了系统的关键硬件资源消耗；还有一种动态编码方式是单纯依靠通信总线，这种方式对储能技术领域的电池系统来说编码后的从机不能完全保证与串联电芯保持一一对应，不便维护。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种储能电池管理系统从机地址分配方法，可以解决现有技术存在的资源浪费问题，能够方便系统维护和快速建立稳定可靠的电池管理系统通信。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种储能电池管理系统从机地址分配方法，所述储能电池管理系统包括主机，所述主机与N个串联的从机通过通信总线连接，N≥2，所述从机连接有控制硬线，所述方法包括以下步骤：
S1.触发地址分配，主机下发地址分配指令至从机；
S2.从机接收地址分配指令并通过控制硬线关闭下级从机电源，回复准备分配信号；
S3.所述主机发起从机地址分配，主机分配当前处于运行状态且未分配地址的从机，所述从机地址分配包括：串联的N个从机中第一个从机电源由常电控制处于运行状态进行地址分配；第二个从机由第一个从机控制硬线进行控制打开电源处于运行状态进行地址分配；第N个从机依次由第N-1个从机的控制硬线进行控制打开电源处于运行状态进行地址分配；第N个从机的控制硬线与主机相连，发送分配完成信号；
S4.当第N个从机地址分配完成并回复已分配完成信号，电池管理系统主机接收信号，地址分配完成且命令下辖所有从机退出地址分配模式。
进一步的，控制硬线包括分别用来接收上级从机控制和控制下级从机的输入控制硬线和输出控制硬线。从机连接输入和输出一对控制硬线，分别用来接收上级从机控制信号和控制下级从机；此硬线控制着从机电源使能，当硬线信号有效时，从机上电运行，当硬线信号无效时，从机掉电停止。
进一步的，第二个从机输入控制硬线由第一个从机输出硬线控制，第N个从机的输入控制硬线依次由第N-1个从机的输出硬线控制。
进一步的，硬线由从机微处理器通用IO口控制，所述硬线控制从机电源使能。从机电源通过打开或关闭控制硬线对下级从机电源进行控制。
进一步的，第N个从机的输出控制硬线与主机微处理器的通用IO口相连作为地址分配完成信号指示主机地址分配完成。
进一步的，主机分配当前处于运行状态且未分配地址的从机，分配完成的从机回复已分配完成信号，所述分配完成的从机不再响应分配指令且开启下级从机电源。电池管理系统中有且仅有一个从机处于分配地址中状态，其余从机或者已运行且已分配或者掉电待分配，已分配地址状态下的从机本次地址分配模式下不会可逆再次进入待分配地址状态和分配地址中状态。
进一步的，主机通过广播下发地址分配指令，且通过广播退出地址分配指令。
进一步的，主机根据是否接收到第N个从机的输出硬线信号来判断分配是否成功，若接收到则分配成功，否则则分配失败，并发送地址分配完成指令；BMU收到地址分配完成指令后退出地址分配模式、开始正常收发所有应用报文并响应地址分配完成指令。
进一步的，串联的N个从机分为三种状态：待分配地址状态、分配地址中状态和已分配地址状态。
进一步的，待分配地址状态下的从机未连接电源、未运行；分配地址中状态下的从机处于分配状态、运行中，且已关闭下级从机电源硬线使能使下级从机处于掉电模式；已分配地址状态下的从机处于分配完成状态、运行中，且已开启下级从机电源硬线使能以保证下级从机可以正常运行。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：
本发明一种储能电池管理系统从机地址分配方法是基于硬线和交互通信指令，对从机进行地址分配的控制策略设计；本发明很好的解决了现有技术存在的资源浪费问题；可使操作人员更方便地进行系统维护，快速建立稳定可靠的电池管理系统通信。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1是本发明的硬线连接拓扑图；
图2是本发明一种储能电池管理系统从机地址分配方法流程图；
图3是本发明实施例的详细流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
如图1～图3所示，一种储能电池管理系统从机地址分配方法，所述储能电池管理系统包括主机，所述主机与N个串联的从机通过通信总线连接，N≥2，所述从机连接有控制硬线，所述方法包括以下步骤：
S1.触发地址分配，主机下发地址分配指令至从机；
S2.从机接收地址分配指令并通过控制硬线关闭下级从机电源，回复准备分配信号；
S3.所述主机发起从机地址分配，主机分配当前处于运行状态且未分配地址的从机，所述从机地址分配包括：串联的N个从机中第一个从机电源由常电控制处于运行状态进行地址分配；第二个从机由第一个从机控制硬线进行控制打开电源处于运行状态进行地址分配；第N个从机依次由第N-1个从机的控制硬线进行控制打开电源处于运行状态进行地址分配；第N个从机的控制硬线与主机相连，发送分配完成信号；
S4.当第N个从机地址分配完成并回复已分配完成信号，电池管理系统主机接收信号，地址分配完成且命令下辖所有从机退出地址分配模式。
如图1所示，本实施例采用的技术方案是在基于硬线控制的基础上，配合交互指令实现多从机地址分配。硬线由从机微处理器通用IO口控制，每个从机包含输入和输出一对控制硬线，分别用来接收上级从机控制信号和控制下级从机；此硬线控制从机电源使能，当硬线信号有效时，从机上电运行，当硬线信号无效时，从机掉电停止。
本实施例是在此硬线的基础上，通过交互指令控制从机电源，逐个分配从机地址。
电池管理系统从机地址分配由主机发起，串联的N个从机中第一个从机电源由常电控制，即第一个从机输入控制硬线一直保持有效，第二个从机输入控制硬线由第一个从机输出硬线控制，以此类推，第N个从机的输入控制硬线依次由第N-1个从机的输出硬线控制；第N个从机的输出控制硬线与主机微处理器的通用IO口相连作为地址分配完成信号指示主机地址分配完成，本实施例系统包含N个从机，N≥2。
如图2所示，当需要进行从机地址分配时，由上位机或者其它控制信号指示电池管理系统主机发起从机地址分配，收到地址分配指令的从机进入地址分配模式，进入地址分配模式后，从机关闭输出控制硬线，从而使下级从机处于掉电模式即非运行状态；从机地址分配初始阶段，因所有从机关闭输出控制硬线，从而使系统中仅有一个从机是活动的、待分配地址的，主机分配当前处于运行状态且未分配地址的从机后，此从机保持运行状态并打开输出控制硬线，使下级从机处于活动状态，主机由此开始进行下级从机地址分配；已分配地址的从机不再接收地址分配指令，由此，系统中有且仅有一个从机处于地址分配中，其余从机或者已运行且已分配或者掉电待分配。
本实施例处于地址分配模式下的从机可划分为三种状态：待分配状态、分配中状态、已分配状态。其中，待分配地址状态下的从机处于掉电模式、未运行；分配地址中状态下的从机处于分配模式、运行中且已关闭下级从机电源硬线使能，使下级从机处于掉电模式即待分配地址状态；已分配地址状态下的从机处于分配完成状态、运行中且已开启下级从机电源硬线使能，以保证下级从机可以正常运行，使下级从机或进入分配地址中状态或进入已分配地址状态。
本实施例从机地址分配过程电池管理系统中有且仅有一个从机处于分配地址中状态，已分配地址状态下的从机本次地址分配模式下不会可逆再次进入待分配地址状态和分配地址中状态。
当最后一个从机地址分配完成且打开输出硬线控制，电池管理系统主机接收到此信号后，广播地址分配完成且命令下辖所有从机退出地址分配模式，由此本次地址分配完成。
如图3所示，本发明实施例所描述的从机地址分配策略是基于硬线和交互通信指令，对从机进行地址分配的控制策略设计。本实施例地址分配流程如下：
(1)上位机触发地址分配，BCU收到地址分配指令后按照10ms周期发送BMU地址分配同步指令；
(2)BCU处于地址分配同步、启动分配、BMU静默子流程时，每发送对应指令，超时计数器递增1，直到收到BMU响应后方可跳转至下一步；若超时计数器增至0xFF则跳转至流程(9)地址分配完成子流程；
(3)BMU收到地址分配同步指令后，进入地址分配模式、停发所有应用报文并断开下级BMU供电电源；等待1s后，BMU响应地址分配同步指令；1s为等待下级BMU的掉电时间，确保在下级BMU掉电后再响应同步指令，防止下级BMU在掉电前响应同步指令而导致地址分配失败；
(4)BCU若收到1帧响应地址同步指令消息，则发送启动分配指令，已分配数量起始为0x00、已分配最高地址起始为0x00；若收到大于1帧响应消息或错误响应，则不具备分配BMU地址条件即BMU地址分配失败，跳转至流程(9)地址分配完成子流程；若未收到任何响应则周期发送地址分配同步指令，超时计数器递增1，直至0xFF同流程(2)；
(5)BMU收到启动分配指令后，使用指令中的已分配最高地址加1标定为自身地址；然后递增已分配数量和已分配最高地址后响应BCU启动分配指令；
(6)BCU若收到1帧响应启动分配指令消息，则发送BMU静默指令；若收到大于1帧响应消息或错误响应，则不具备分配BMU地址条件即BMU地址分配失败，跳转至流程(9)地址分配完成子流程；若未收到任何响应则周期发送启动分配指令，超时计数器递增1，直至0xFF同流程(2)；
(7)BMU收到静默指令后，开启下级BMU供电电源并响应静默指令后进入静默模式；处于静默模式下的BMU不响应除地址分配完成指令外的任何地址分配流程指令；
(8)BCU若收到1帧响应静默指令消息，则跳转至流程(1)循环执行；若收到大于1帧响应消息或错误响应，则不具备分配BMU地址条件即BMU地址分配失败，跳转至流程(9)地址分配完成子流程；若未收到任何响应则周期发送静默指令，超时计数器递增1，直至0xFF同流程(2)；
(9)地址分配完成子流程：BCU根据是否接收到最后一个BMU的输出硬线信号来判断分配是否成功，若接收到则分配成功，否则则分配失败，并发送地址分配完成指令；BMU收到地址分配完成指令后退出地址分配模式、开始正常收发所有应用报文并响应地址分配完成指令。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (10)
1.一种储能电池管理系统从机地址分配方法，所述储能电池管理系统包括主机，所述主机与N个串联的从机通过通信总线连接，N≥2，其特征在于，所述从机连接有控制硬线，所述方法包括以下步骤：
S1.触发地址分配，主机下发地址分配指令至从机；
S2.从机接收地址分配指令并通过控制硬线关闭下级从机电源，回复准备分配信号；
S3.所述主机发起从机地址分配，主机分配当前处于运行状态且未分配地址的从机，所述从机地址分配包括：串联的N个从机中第一个从机电源由常电控制处于运行状态进行地址分配；第二个从机由第一个从机控制硬线进行控制打开电源处于运行状态进行地址分配；第N个从机依次由第N-1个从机的控制硬线进行控制打开电源处于运行状态进行地址分配；第N个从机的控制硬线与主机相连，发送分配完成信号；
S4.当第N个从机地址分配完成并回复已分配完成信号，电池管理系统主机接收信号，地址分配完成且命令下辖所有从机退出地址分配模式。
2.根据权利要求1所述的一种储能电池管理系统从机地址分配方法，其特征在于，所述控制硬线包括分别用来接收上级从机控制和控制下级从机的输入控制硬线和输出控制硬线。
3.根据权利要求2所述的一种储能电池管理系统从机地址分配方法，其特征在于，所述第二个从机输入控制硬线由第一个从机输出硬线控制，第N个从机的输入控制硬线依次由第N-1个从机的输出硬线控制。
4.根据权利要求1所述的一种储能电池管理系统从机地址分配方法，其特征在于，所述硬线由从机微处理器通用IO口控制，所述硬线控制从机电源使能。
5.根据权利要求1所述的一种储能电池管理系统从机地址分配方法，其特征在于，所述第N个从机的输出控制硬线与主机微处理器的通用IO口相连作为地址分配完成信号指示主机地址分配完成。
6.根据权利要求1所述的一种储能电池管理系统从机地址分配方法，其特征在于，所述主机分配当前处于运行状态且未分配地址的从机，分配完成的从机回复已分配完成信号，所述分配完成的从机不再响应分配指令且开启下级从机电源。
7.根据权利要求1所述的一种储能电池管理系统从机地址分配方法，其特征在于，所述主机广播下发地址分配指令，且主控广播退出地址分配指令。
8.根据权利要求1所述的一种储能电池管理系统从机地址分配方法，其特征在于，所述主机根据是否接收到第N个从机的输出硬线信号来判断分配是否成功，若接收到则分配成功，否则则分配失败，并发送地址分配完成指令；BMU收到地址分配完成指令后退出地址分配模式、开始正常收发所有应用报文并响应地址分配完成指令。
9.根据权利要求1所述的一种储能电池管理系统从机地址分配方法，其特征在于，所述串联的N个从机分为三种状态：待分配地址状态、分配地址中状态和已分配地址状态。
10.根据权利要求9所述的一种储能电池管理系统从机地址分配方法，其特征在于，所述待分配地址状态下的从机未连接电源、未运行；分配地址中状态下的从机处于分配状态、运行中，且已关闭下级从机电源硬线使能；已分配地址状态下的从机处于分配完成状态、运行中，且已开启下级从机电源硬线。
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