CN113596189B - 一种并联编址方法、电池包及并联编址系统 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种并联编址方法、电池包及并联编址系统，并联编址方法包括多个并机单元，并机单元包括第一信号接口和第二信号接口，相邻并机单元的第二信号接口与第一信号接口连接，第一信号接口获取第一输入输出转换时序，第二信号接口获取第二输入输出转换时序；其中，第一输入输出转换时序的转换周期大于或小于第二输入输出转换时序的转换周期；根据第一输入输出转换时序和第二输入输出转换时序确定多个并机单元中的主机、从机和末机。本申请实施例根据第一信号接口获取的第一输入输出转换时序和第二信号接口获取的第二输入输出转换时序，确定多个并机单元中的主机、从机和末机，不需要人工操作，并且无需增加硬件成本。

Description

一种并联编址方法、电池包及并联编址系统
技术领域
本申请涉及动力电池技术领域，具体涉及一种并联编址方法、电池包及并联编址系统。
背景技术
电池管理系统(BMS)为保护动力电池使用安全的控制系统，多个BMS并联在局域网中时，需要对各BMS进行编址，以便管理。
目前的编址方法主要是在硬件方面增加拨码开关，人工操作拨码开关，系统识别不同的拨码序列号进行编址。
该编址方法一方面增加了硬件成本，另一方面人工识别不同的BMS并进行编址，不仅降低了使用的便捷性，而且引入了人为因素，会增加系统故障概率。
发明内容
鉴于此，本申请提供一种并联编址方法、电池包及并联编址系统，以解决现有的编址方法需要增加硬件成本且需要人工操作的问题。
本申请实施例提供一种并联编址方法，包括多个并机单元，所述并机单元包括第一信号接口和第二信号接口，相邻所述并机单元的第二信号接口与第一信号接口连接。所述第一信号接口获取第一输入输出转换时序，所述第二信号接口获取第二输入输出转换时序；其中，所述第一输入输出转换时序的转换周期大于或小于所述第二输入输出转换时序的转换周期。根据所述第一输入输出转换时序和所述第二输入输出转换时序确定所述多个并机单元中的主机、从机和末机。
可选的，所述根据所述第一输入输出转换时序和所述第二输入输出转换时序确定所述多个并机单元中的主机、从机和末机之后，还包括：所述主机对与所述主机相邻的从机至所述末机依次进行编址。
可选的，所述主机对与所述主机相邻的从机至所述末机依次进行编址，包括：所述主机下发广播编址信号；所述从机接收所述广播编址信号，将所述第一信号接口配置为输入端，所述第二信号接口配置为输出端；所述从机在接收到广播编址信号，以及接收到上一个并机单元发送的信号时，对自身进行编址，并通过第二信号接口向下一个并机单元发送信号；直至所述末机对自身进行编址，编址完成。
可选的，所述根据所述第一输入输出转换时序和所述第二输入输出转换时序确定所述多个并机单元中的主机、从机，包括：当所述第一信号接口为输入端，所述第二信号接口为输出端时，确定第一信号接口未接收到信号的并机单元为主机，第一信号接口接收到信号的并机单元为从机。
可选的，所述根据所述第一输入输出转换时序和所述第二输入输出转换时序确定所述多个并机单元中的末机，包括：当所述第一信号接口为输出端，所述第二信号接口为输入端时，确定第二信号接口未接收到信号的并机单元为末机。
可选的，所述多个并机单元接入CAN总线局域网或RS485总线局域网。
可选的，当所述多个并机单元接入所述CAN总线局域网时，所述根据所述第一输入输出转换时序和所述第二输入输出转换时序确定所述多个并机单元中的主机、从机和末机之后，还包括：将所述主机的终端电阻和所述末机的终端电阻闭合接入到CAN总线的两端。
可选的，所述第一输入输出转换时序的转换周期和/或所述第二输入输出转换时序的转换周期通过随机函数生成。
本申请实施例还提供一种电池包，包括电芯模组和采用如上各实施例所述的并联编址方法的电池管理系统，其中，所述电芯模组被配置为给所述电池管理系统供电。
本申请实施例还提供一种并联编址系统，包括多个并机单元，所述并机单元包括第一信号接口和第二信号接口，相邻所述并机单元的第二信号接口与第一信号接口连接。根据所述第一信号接口获取的第一输入输出转换时序以及所述第二信号接口获取的第二输入输出转换时序确定所述多个并机单元中的主机、从机和末机，所述主机对与所述主机相邻的从机至所述末机依次进行编址。
本申请实施例的并联编址方法，根据第一信号接口获取的第一输入输出转换时序和第二信号接口获取的第二输入输出转换时序，确定多个并机单元中的主机、从机和末机，其中，第一输入输出转换时序的转换周期大于或小于第二输入输出转换时序的转换周期。编址过程中，可以对并机单元种类(主机、从机、末机)进行自动识别，不需要人工操作，并且无需增加硬件成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是实现本申请实施例一种CAN局域网框架图；
图2是本申请实施例的一种基于图1的并联编址方法流程示意图；
图3是本申请实施例一种IO1接口和IO2接口的输入输出转换时序图；
图4是本申请实施例一种基于多个电池管理系统的CAN局域网框架图；
图5是本申请实施例的另一种并联编址方法流程示意图；
图6是本申请实施例的一种电池包的结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而非全部实施例。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。
本申请实施例提供的一种并联编址方法，应用于局域网，在一些实施例中，该局域网为CAN总线局域网或RS485总线局域网，一种CAN总线局域网如图1所示，该局域网包括主机1、从机2、从机3、…、从机n，总计n(n≥2)个并机单元。
n个并机单元通过通讯线相互连接通讯，每个并机单元还包括第一信号接口IO1和第二信号接口IO2，并采用信号线通过首尾相接的方式进行连线，例如相邻的并机单元的第二信号接口与第一信号接口连接，即上一个并机单元的第二信号接口连接下一个并机单元的第一信号接口。其中，第一个并机单元为主机，主机的第一信号接口未连接，主机之后连接的并机单元为从机，最后一个从机为末机，末机的第二信号接口未连接。需要说明的是，当n＝2时，即局域网只包括两个并机单元，分别为主机和从机，该从机就是末机。
基于上述实施例的局域网框架，对所有并机单元进行编址，编址方法流程示意图如图2所示，包括：
S201，第一信号接口获取第一输入输出转换时序，第二信号接口获取第二输入输出转换时序；其中，第一输入输出转换时序的转换周期大于或小于第二输入输出转换时序的转换周期。
如图3所示，向第一信号接口输入第一输入输出转换时序，其中，第一输入输出转换时序由高电平信号和低电平信号交替排列形成，高电平信号和低电平信号的转换周期为T1，第一信号接口接收第一输入输出转换时序。在其中一个实施例中，当第一信号接口接收到高电平信号时被配置为输出，当第一信号接口接收到低电平信号时被配置为输入，即第一信号接口被交替配置为输入接口和输出接口。
向第二信号接口输入第二输入输出转换时序，其中，第二输入输出转换时序由高电平信号和低电平信号交替排列形成，高电平信号和低电平信号的转换周期为T2，第二信号接口接收第二输入输出转换时序。在其中一个实施例中，当第二信号接口接收到高电平信号时被配置为输出，当第二信号接口接收到低电平信号时被配置为输入，即第二信号接口被交替配置为输入接口和输出接口。
需要说明的是，第一输入输出转换时序的转换周期大于或小于第二输入输出转换时序的转换周期，即第一输入输出转换时序的转换周期不等于第二输入输出转换时序的转换周期，以确保存在一些时刻，当第一输入输出转换时序为高电平信号时，第二输入输出转换时序为低电平信号；在另一些时刻，当第一输入输出转换时序为低电平信号时，第二输入输出转换时序为高电平信号。
在其他实施例中，当第一信号接口/第二信号接口接收到高电平信号时也可以被配置为输入，相应地，当第一信号接口/第二信号接口接收到低电平信号时被配置为输出。
S202，根据第一输入输出转换时序和第二输入输出转换时序确定多个并机单元中的主机、从机和末机。
继续参考图3，当第一信号接口接收第一输入输出转换时序，第二信号接口接收第二输入输出转换时序后，根据时序转换的周期性变化，第一信号接口和第二信号接口可以被同时配置为输入状态、同时被配置为输出状态、或者其中一个被配置为输入状态另一个被配置为输出状态。根据该配置规律可以确定所有并机单元中的主机、从机和末机。
在一个实施例中，以信号接口接收高电平信号时被配置为输出，信号接口接收低电平信号时被配置为输入为例，参考图3，对于所有的并机单元，第一信号接口接收第一输入输出转换时序，第二信号接口接收第二输入输出转换时序。
对于时序情形1(t1时刻)，第一信号接口接收到高电平信号，被配置为输出状态；第二信号接口接收到低电平信号，被配置为输入状态。此时，除了末机(从机n)，其他的并机单元的第二信号接口均能够接收到相邻并机单元发送的高电平信号。
对于时序情形2(t2时刻)，第一信号接口接收到低电平信号，被配置为输入状态，第二信号接口接收到高电平信号，被配置为输出状态，此时，除了主机(主机1)，其他的并机单元的第一信号接口均能够接收到相邻并机单元发送的高电平信号。
对于其他时序情形，例如第一信号接口和第二信号接口均接收到高电平信号，被配置为输出状态，或者第一信号接口和第二信号接口均接收到低电平信号，被配置为输入状态，此两种情形均为无效配置。
因此，根据上述情形，向第一信号接口输入第一输入输出转换时序，以及向第二信号接口输入第二输入输出转换时序后，主机的第一信号接口不能接收到相邻并机单元发送的高电平信号；末机的第二信号接口不能接收到相邻并机单元发送的高电平信号。可以根据该规律确定并机单元中的主机、从机和末机。
本申请实施例的并联编址方法，根据第一信号接口获取的第一输入输出转换时序和第二信号接口获取的第二输入输出转换时序，确定多个并机单元中的主机、从机和末机，其中，第一输入输出转换时序的转换周期大于或小于第二输入输出转换时序的转换周期。编址过程中，可以对并机单元种类(主机、从机、末机)进行自动识别，不需要人工操作，并且无需增加硬件成本。
本申请实施例还提供一种并联编址方法，应用于电池包的电池管理系统(BMS)，如图4所示，n个电池管理系统(主机BMS1、从机BMS2、从机BMS3，…，从机BMSn)通过通讯线相互连接并通讯，每个电池管理系统还包括第一信号接口IO1和第二信号接口IO2，并采用信号线通过首尾相接的方式进行连线。其中，第一个电池管理系统为主机，主机的第一信号接口未连接，主机之后连接的电池管理系统为从机，最后一个从机为末机，末机的第二信号接口未连接。
基于上述实施例电池包的电池管理系统框架，对所有电池管理系统进行编址，编址方法流程示意图如图5所示，包括：
S501，随机生成第一输入输出转换时序的转换周期和第二输入输出转换时序的转换周期，第一输入输出转换时序的转换周期不等于第二输入输出转换时序的转换周期。
在其中一个实施例中，可以通过软件利用系统中的一组AD采样值作为随机因子，利用随机函数生成一个延时时间，延时时间可以是500ms至1s之间，将该延时时间作为转换时序的转换周期。例如，可以由主机BMS1随机生成第一输入输出转换时序的转换周期T1，可以由从机BMS2随机生成第二输入输出转换时序的转换周期T2，并且T1≠T2。
S502，第一信号接口获取第一输入输出转换时序，第二信号接口获取第二输入输出转换时序。
本步骤可以参照步骤S201，本实施例不再进行赘述。
S503，根据第一输入输出转换时序和第二输入输出转换时序确定多个并机单元中的主机、从机和末机。
本步骤可以参照步骤S202，本实施例不再进行赘述。根据第一输入输出转换时序和第二输入输出转换时序可以确定主机BMS1以及从机，并且能够确定从机BMSn为末机。
S504，主机对与主机相邻的从机至末机依次进行编址。
在确定主机、从机和末机后，可以通过主机BMS1对从机BMS2-BMSn进行编址。
在其中一个实施例中，主机对从机进行编址的流程如下：
S5041，主机BMS1通过通信线下发广播编址信号；
S5042，各从机(BMS2-BMSn)接收到广播编址信号后，统一将第一信号接口配置为输入端，将第二信号接口配置为输出端；
S5043，主机BMS1将IO2配置为输出端，并输出信号，例如可以是输出高电平信号；
S5044，从机BMS2在通过通信线接收到广播编址信号，以及通过第一信号接口接收到主机BMS1发送的高电平信号时，对自身进行编址，并将地址通过通信线发送给主机BMS1，通过第二信号接口向从机BMS3发送高电平信号；
S5045，从机BMS3在通过通信线接收到广播编址信号，以及通过第一信号接口接收到从机BMS2发送的高电平信号时，对自身进行编址，并将地址通过通信线发送给主机BMS1，通过第二信号接口向从机BMS4发送高电平；
S5046，依此类推，直至末机BMSn对自身进行编址，将地址通过通信线发送给主机BMS1，编址完成。
S505，将主机的终端电阻和末机的终端电阻闭合接入。
本实施例中，BMS1-BMSn为CAN通讯方式，因此，步骤S504之后还可以包括：将主机的终端电阻和末机的终端电阻闭合接入到总线的两端。由于高频信号传输时，信号波长相对传输线较短，信号在传输线终端会形成反射波，干扰原信号，将主机的终端电阻和末机的终端电阻闭合接入到总线的两端，可以使信号到达传输线末端后不反射。在一个实施例中，终端电阻的阻值可以是120Ω。
本申请实施例的BMS并联编址方法，根据第一信号接口获取的第一输入输出转换时序和第二信号接口获取的第二输入输出转换时序，确定多个并机单元中的主机、从机和末机，，然后主机按照顺序对从机依次进行编址，其中，第一输入输出转换时序的转换周期大于或小于第二输入输出转换时序的转换周期。整个编址过程中，可以对电池管理系统的种类(主机、从机、末机)进行自动识别，不需要人工操作，并且无需增加硬件成本。
本申请实施例还提供一种电池包600，其结构示意图如图6所示，电池包600包括电芯模组601和采用如上所述的并联编址方法的电池管理系统602，其中，电芯模组601被配置为给电池管理系统602供电。
本申请实施例还提供一种并联编址系统，可参考图1，所述并联编址系统包括多个并机单元，所述并机单元包括第一信号接口和第二信号接口，相邻所述并机单元的第二信号接口与第一信号接口连接。根据所述第一信号接口获取的第一输入输出转换时序以及所述第二信号接口获取的第二输入输出转换时序确定所述多个并机单元中的主机、从机和末机，所述主机对与所述主机相邻的从机至所述末机依次进行编址。
以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种并联编址方法，其特征在于，包括多个并机单元，所述并机单元包括第一信号接口和第二信号接口，相邻所述并机单元的第二信号接口与第一信号接口连接，所述并联编址方法包括：
所述第一信号接口获取第一输入输出转换时序，所述第二信号接口获取第二输入输出转换时序；其中，所述第一输入输出转换时序的转换周期大于或小于所述第二输入输出转换时序的转换周期；
根据所述第一输入输出转换时序和所述第二输入输出转换时序确定所述多个并机单元中的主机、从机和末机；
所述主机对与所述主机相邻的从机至所述末机依次进行编址。
2.根据权利要求1所述的并联编址方法，其特征在于，所述主机对与所述主机相邻的从机至所述末机依次进行编址，包括：
所述主机下发广播编址信号；
所述从机接收所述广播编址信号，将所述第一信号接口配置为输入端，所述第二信号接口配置为输出端；
所述从机在接收到广播编址信号，以及接收到上一个并机单元发送的信号时，对自身进行编址，并通过第二信号接口向下一个并机单元发送信号；直至所述末机对自身进行编址，编址完成。
3.根据权利要求1所述的并联编址方法，其特征在于，所述根据所述第一输入输出转换时序和所述第二输入输出转换时序确定所述多个并机单元中的主机、从机，包括：
当所述第一信号接口为输入端，所述第二信号接口为输出端时，确定第一信号接口未接收到信号的并机单元为主机，第一信号接口接收到信号的并机单元为从机。
4.根据权利要求3所述的并联编址方法，其特征在于，所述根据所述第一输入输出转换时序和所述第二输入输出转换时序确定所述多个并机单元中的末机，包括：
当所述第一信号接口为输出端，所述第二信号接口为输入端时，确定第二信号接口未接收到信号的并机单元为末机。
5.根据权利要求1所述的并联编址方法，其特征在于，所述多个并机单元接入CAN总线局域网或RS485总线局域网。
6.根据权利要求5所述的并联编址方法，其特征在于，当所述多个并机单元接入所述CAN总线局域网时，所述根据所述第一输入输出转换时序和所述第二输入输出转换时序确定所述多个并机单元中的主机、从机和末机之后，还包括：
将所述主机的终端电阻和所述末机的终端电阻闭合接入到CAN总线的两端。
7.根据权利要求1所述的并联编址方法，其特征在于，所述第一输入输出转换时序的转换周期和/或所述第二输入输出转换时序的转换周期通过随机函数生成。
8.一种电池包，其特征在于，包括电芯模组和采用权利要求1-7任一项所述的并联编址方法的电池管理系统，其中，所述电芯模组被配置为给所述电池管理系统供电。
9.一种并联编址系统，其特征在于，包括多个并机单元，所述并机单元包括第一信号接口和第二信号接口，相邻所述并机单元的第二信号接口与第一信号接口连接；
根据所述第一信号接口获取的第一输入输出转换时序以及所述第二信号接口获取的第二输入输出转换时序确定所述多个并机单元中的主机、从机和末机，所述主机对与所述主机相邻的从机至所述末机依次进行编址。
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