CN114094209B - 电池管理系统及其通讯控制方法、装置和车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池管理系统及其通讯控制方法、装置和车辆。所述电池管理系统包括一个控制节点和若干个采样节点；所述若干个采样节点集成于车辆的动力电池包内部；所述控制节点设于所述车辆的动力电池包外部，并与所述车辆的整车控制器连接；每一所述采样节点与所述控制节点之间采用无线通讯方式进行信息交互，所述采样节点与动力电池连接，用于采集所述动力电池的状态信息，所述控制节点用于向所述采样节点下发控制指令，以及获取所述采样节点采集的状态信息并进行处理。采用本发明，能有效减少动力电池包内线束和接插件的使用，降低电池包内故障发生率，利于电池包的扩展和管理。

Description

电池管理系统及其通讯控制方法、装置和车辆
技术领域
本发明涉及车辆电池技术领域，尤其涉及一种电池管理系统及其通讯控制方法、装置和车辆。
背景技术
近年来，伴随着新能源汽车行业的大力发展，电动汽车产品已经被广大民众所接受，并走进了千家万户。动力电池作为新能源汽车的动力来源，为整车持续提供电能。对动力电池的状态、性能进行管理的设备就是电池管理系统(Battery Management System，BMS)。电池管理系统是电池和用户之间的纽带，能够提高电池的利用率、防止电池出现过度充电和过度放电、延长电池使用寿命及监控电池的状态。
一般情况下，电池管理系统需要对动力电池中的每个电池模组分别进行监控，目前，电池管理系统的控制端和采样端多集成在动力电池包内部，采样端需要连接每个电池模组进行数据采样，并传递给控制端；控制端需要与动力电池包外的整车控制系统连接。
然而，发明人发现现有技术至少存在如下问题：由于动力电池包的空间相对较小，连接线束太多会造成安装困难，并且容易造成线束接错、线束挤压等问题，存在安全隐患，影响电动汽车动力电池的可靠性。并且，由于控制端和采样端都集成在电池包内，受电池包结构、类型和尺寸等参数的影响，当电池包扩展时，电池管理系统的控制端往往也需要调整，兼容性差，不利于平台化开发。且当通讯控制端发生故障时，也不易于开包排查，维修便利性较低。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种电池管理系统及其通讯控制方法、装置和车辆，能有效减少动力电池包内线束和接插件的使用，降低电池包内故障发生率，且利于电池包的扩展和管理。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种电池管理系统，包括：一个控制节点和若干个采样节点；所述若干个采样节点集成于车辆的动力电池包内部；所述控制节点设于所述车辆的动力电池包外部，并与所述车辆的整车控制器连接；所述动力电池包内部设有N个电池模组，且所述N个电池模组串联或并联连接构成动力电池；其中，N＞1；
每一所述采样节点与所述控制节点之间采用无线通讯方式进行信息交互，所述采样节点与所述动力电池连接，用于采集所述动力电池的状态信息，所述控制节点用于向所述采样节点下发控制指令，以及获取所述采样节点采集的状态信息并进行处理。
作为上述方案的改进，所述采样节点包括N个低压采样节点，所述N个低压采样节点与所述N个电池模组一一对应连接，用于采集每一所述电池模组的状态信息。
作为上述方案的改进，所述低压采样节点通过金属连接片焊接在所述电池模组的表面。
作为上述方案的改进，所述低压采样节点包括低压采样模块和第一射频模块；所述低压采样模块与所述电池模组连接，所述低压采样模块和所述第一射频模块采用内部串行通信；所述低压采样模块用于采集所述电池模组的状态信息，并发送给所述第一射频模块；所述第一射频模块用于将所述电池模组的状态信息发送给所述控制节点。
作为上述方案的改进，所述采样节点还包括一个高压采样节点，用于采集所述动力电池的高压信号、绝缘检测信号、电流信号和压力信号。
作为上述方案的改进，所述高压采样节点包括高压采样模块和第二射频模块；所述高压采样模块通过线束和接插件连接所述动力电池的高压母线正负极，以采集所述动力电池的高压信号和绝缘检测信号；所述高压采样模块通过线束和连接器连接所述动力电池包中的电流传感器，以采集所述动力电池的电流信号；所述高压采样模块上集成有压力传感器，以采集所述动力电池的压力信号；
所述高压采样模块与所述第二射频模块采用内部串行通信；所述高压采样模块用于将所述高压信号、绝缘检测信号、电流信号和压力信号发送给所述第二射频模块；所述第二射频模块用于将所述高压信号、绝缘检测信号、电流信号和压力信号发送给所述控制节点。
作为上述方案的改进，所述电池管理系统还包括DCDC电源模块，集成于所述动力电池包内部；所述DCDC电源模块的充电端与所述动力电池连接，由所述动力电池供电；
所述DCDC电源模块包括对内供电端和对外供电端，所述对内供电端与所述高压采样节点连接，为所述高压采样节点供电。
作为上述方案的改进，所述控制节点包括信号处理模块和第三射频模块，所述信号处理模块与所述第三射频模块采用内部串行通信，所述第三射频模块与每一所述采样节点通过无线通讯方式进行信息交互；
所述信号处理模块通过所述第三射频模块向每一所述采样节点发送控制指令，所述第三射频模块用于获取每一所述采样节点采集到的所述动力电池的状态信息，并发送给所述信号处理模块进行处理。
作为上述方案的改进，所述第三射频模块包括第一射频单元和第二射频单元；所述第三射频模块通过所述第一射频单元或所述第二射频单元获取每一所述采样节点采集到的所述动力电池的状态信息，并发送给所述信号处理模块进行处理。
本发明实施例还提供了一种电池管理系统的通讯控制方法，所述电池管理系统为上述方案的电池管理系统；所述方法包括：
控制所述采样节点以第一传输速率与所述控制节点的第一射频单元进行无线通讯，并监测所述采样节点与所述第一射频单元之间的通讯健康度；
当所述采样节点与所述第一射频单元之间的通讯健康度不符合预设的通讯健康条件时，控制所述采样节点以所述第一传输速率与所述控制节点的第二射频单元进行无线通讯，并监测所述采样节点与所述第二射频单元之间的通讯健康度；
当所述采样节点与所述第二射频单元之间的通讯健康度不符合所述预设的通讯健康条件时，获取其他采样节点作为通讯中转节点；
控制所述采样节点通过所述通讯中转节点与所述控制节点的第一射频单元进行无线通讯。
作为上述方案的改进，所述获取其他采样节点作为通讯中转节点，具体包括：
获取与所述采样节点最近的其他采样节点；
若所述最近的其他采样节点为一个时，以所述最近的其他采样节点作为通讯中转节点；
若所述最近的其他采样节点大于一个时，获取所述最近的其他采样节点中信号接收强度最高的采样节点，作为通讯中转节点。
作为上述方案的改进，在所述控制所述采样节点通过所述通讯中转节点与所述控制节点的第一射频单元进行无线通讯之后，所述方法还包括：
控制所述采样节点以第二传输速率与所述控制节点的第一射频单元进行无线通讯，并监测所述采样节点与所述第一射频单元之间的通讯健康度；其中，所述第二传输速率小于所述第一传输速率；
当所述采样节点与所述第一射频单元之间的通讯健康度符合所述预设的通讯健康条件时，控制所述采样节点以所述第一传输速率与所述控制节点的第一射频单元进行无线通讯；并退出通过所述通讯中转节点与所述控制节点的第一射频单元进行无线通讯的操作。
作为上述方案的改进，通过以下步骤判断所述通讯健康度是否符合预设的通讯健康条件：
监测所述第一射频单元或所述第二射频单元的信号接收强度，以及所述采样节点与所述第一射频单元或所述第二射频单元之间的数据延时；
当所述信号接收强度小于预设的强度阈值，或所述数据延时大于预设的延时阈值时，判定所述通讯健康度不符合所述预设的通讯健康条件；
当所述信号接收强度大于等于所述预设的强度阈值，且所述数据延时小于等于所述预设的延时阈值时，判定所述通讯健康度符合所述预设的通讯健康条件。
本发明实施例还提供了一种电池管理系统的通讯控制装置，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任意一项所述的电池管理系统的通讯控制方法。
本发明实施例还提供了一种车辆，包括电池管理系统，及电池管理系统的通讯控制装置；其中，所述电池管理系统为上述方案的电池管理系统；所述电池管理系统的通讯控制装置为上述方案的电池管理系统的通讯控制装置。
与现有技术相比，本发明实施例公开的电池管理系统及其通讯控制方法、装置和车辆，所述电池管理系统包括一个控制节点和若干个采样节点；所述若干个采样节点集成于车辆的动力电池包内部；所述控制节点设于所述车辆的动力电池包外部，并与所述车辆的整车控制器连接，每一所述采样节点与所述控制节点之间采用无线通讯方式进行信息交互。采用本发明实施例的技术手段，将所述电池管理系统的采样端集成在动力电池包内部，而控制端与动力电池包分离，使得所述动力电池包内仅包括独立的传感单元，负责电池状态信息采集和执行来自控制端的指令，控制端在动力电池包外集成，不受动力电池包结构、类型和尺寸等参数影响，使得一款控制器能够对应多种类型的动力电池包，利于动力电池包的扩展和管理，利于平台化和模块化生产，并且，控制端布置在包外并与其他控制器集成，也能有效降低整车成本，在控制端发生故障时，无需开包检修，能够提高维修便利性，降低系统维修成本；控制端与电池包之间通过无线通讯连接，有效节省了动力电池包内部的线束连接，降低动力电池包内的故障发生率。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的一种电池管理系统的结构示意图；
图2是本发明一实施例提供的一种优选的电池管理系统的结构示意图；
图3是本发明一实施例中电池管理系统的低压采样节点的结构示意图；
图4是本发明一实施例中电池管理系统的高压采样节点的结构示意图；
图5是本发明一实施例中电池管理系统的控制节点的结构示意图；
图6是本发明一实施例提供的一种电池管理系统的通讯控制方法的流程示意图；
图7是本发明一实施例提供的一种优选的电池管理系统的通讯控制方法的流程示意图；
图8是本发明一实施例提供的一种电池管理系统的通讯控制装置的结构示意图。
具体实施方式
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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种电池管理系统10，应用于电动车辆中，用于实现对电动车辆的动力电池的状态、性能的监测和管理。需要说明的是，车辆的动力电池包20内部设有N个电池模组21，且所述N个电池模组21串联或并联连接构成动力电池22，所述电池模组21中包含若干个单体电池，也即每一单体电池通过串联或并联连接构成所述电池模组21，用于为所述电动车辆提供动力来源。其中，N＞1。
具体地，参见图1，是本发明一实施例提供的一种电池管理系统的结构示意图。所述电池管理系统10，包括：一个控制节点11和若干个采样节点12；所述若干个采样节点12集成于车辆的动力电池包20内部；所述控制节点11设于所述车辆的动力电池包20外部，并与所述车辆的整车控制器30连接；每一所述采样节点12与所述控制节点11之间采用无线通讯方式进行信息交互。
所述采样节点12与所述动力电池22连接，用于采集所述动力电池22的状态信息，所述控制节点11用于向所述采样节点12下发控制指令，以及获取所述采样节点12采集的状态信息并进行处理。
需要说明的是，所述无线通讯方式可以为蓝牙无线通讯方式、WiFi无线通讯方式或Zigbee无线通讯方式等，作为举例，当所述无线通讯方式为蓝牙无线通讯方式时，所述控制节点11和每一所述采样节点12中配置有蓝牙模块，所述控制节点11和每一所述采样节点的蓝牙模块之间无线连接，从而实现信息交互。
本发明实施例提供了一种电池管理系统，包括一个控制节点和若干个采样节点；所述若干个采样节点集成于车辆的动力电池包内部；所述控制节点设于所述车辆的动力电池包外部，并与所述车辆的整车控制器连接，每一所述采样节点与所述控制节点之间采用无线通讯方式进行信息交互。采用本发明实施例的技术手段，将所述电池管理系统的采样端集成在动力电池包内部，而控制端与动力电池包分离，使得所述动力电池包内仅包括独立的传感单元，负责电池状态信息采集和执行来自控制端的指令，控制端在动力电池包外集成，不受动力电池包结构、类型和尺寸等参数影响，使得一款控制器能够对应多种类型的动力电池包，利于动力电池包的扩展和管理，利于平台化和模块化生产，并且，控制端布置在包外并与其他控制器集成，在控制端发生故障时，无需开包检修，能够提高维修便利性，降低系统维修成本；控制端与电池包之间通过无线通讯连接，有效节省了动力电池包内部的线束连接，降低动力电池包内的故障发生率。
作为优选的实施方式，参见图2，是本发明一实施例提供的一种优选的电池管理系统的结构示意图。在上述实施例的基础上，所述采样节点12包括N个低压采样节点121，所述N个低压采样节点121与所述动力电池包20中的N个电池模组21一一对应连接，用于采集每一所述电池模组21的状态信息。
在本发明实施例中，所述低压采样节点121的数量与所述电池模组21的数量相同，并且，每一电池模组21均单独连接一个低压采样节点121，所述低压采样节点121由其连接的电池模组21供电，用于采集其连接的电池模组的状态信息，再发送给控制节点11进行处理。
可以理解地，一个低压采样节点能够同时监测其连接的电池模组中多个单体电池的状态信息。
优选地，所述低压采样节点121通过金属连接片焊接在所述电池模组21的表面。参见图3，是本发明一实施例中电池管理系统的低压采样节点的结构示意图。每个低压采样节点121与动力电池包内的每个电池模组21集成，低压采样节点121布置在电池模组21上表面，与电池模组21通过金属连接片连接。
具体地，所述金属连接片包含两种类型，其中一种连接片一端与电池模组的母线焊接，另一端与低压采样节点上的焊盘焊接，负责所述电池模组中的每一单体电池的电压采样；另一种连接片一端与电池模组的温度传感器上的焊盘焊接，另一端与从节点上的焊盘焊接，负责所述电池模组的温度采样。
优选地，参见图3，所述低压采样节点121包括低压采样模块和第一射频模块；所述低压采样模块与所述电池模组21连接。具体地，所述低压采样模块内置有采样芯片，所述第一射频模块由射频芯片、传输线和天线构成。并且，所述第一射频模块所采用的天线为全向天线。
所述低压采样模块和所述第一射频模块采用内部串行通信。所述低压采样模块用于采集所述电池模组21的状态信息，并发送给所述第一射频模块；所述第一射频模块将接收到的数据调制后，通过天线将调制后的数据发射出去，通过无线通讯的方式传递给所述控制节点11。
采用本发明实施例的技术手段，采用焊接的方式实现低压采样节点和电池模组之间的连接，能够有效省去动力电池包内的线束和接插件的使用，降低动力电池包失效风险和成本。并且，低压采样节点与电池模组通过金属连接片焊接连接，相比于其他的焊接方式，例如通过FPC焊接连接，能够更优化对动力电池包的结构布置，节约成本。并且，所述低压采样节点与控制节点之间通过无线通讯连接，有效节省了动力电池包的线束连接，降低动力电池包的故障发生率。
作为优选的实施方式，参见图2，所述采样节点12还包括一个高压采样节点122，用于采集所述动力电池22的高压信号、绝缘检测信号、电流信号和压力信号。
具体地，参见图4，是本发明一实施例中电池管理系统的高压采样节点的结构示意图。所述高压采样节点122包括高压采样模块和第二射频模块；所述高压采样模块内置有采样芯片，所述高压采样模块通过线束和接插件连接所述动力电池的高压母线正负极，以采集所述动力电池的高压信号和绝缘检测信号；所述高压采样模块通过线束和连接器连接所述动力电池包中的电流传感器，以采集所述动力电池的电流信号；所述高压采样模块上集成有压力传感器，以采集所述动力电池的压力信号；
所述第二射频模块由射频芯片、传输线和天线构成。并且，所述第二射频模块所采用的天线为定向天线，能够根据需求增大某一天线方向的增益，有效增强某一天线方向的信号。
所述高压采样模块与所述第二射频模块采用内部串行通信；所述高压采样模块将所述高压信号、绝缘检测信号、电流信号和压力信号发送给所述第二射频模块；所述第二射频模块将接收到的数据调制后，通过天线将调制后的数据发射出去，通过无线通讯的方式传递给所述控制节点。
采用本发明实施例的技术手段，所述高压采样节点与控制节点之间通过无线通讯连接，首次将高压采样节点纳入无线通讯网络管理，优化了电池管理系统各部件的通讯方式，并且有效节省了动力电池包的线束连接，降低动力电池包的故障发生率。
作为优选的实施方式，参见图4，所述电池管理系统10还包括DCDC电源模块13。所述DCDC电源模块13集成于所述动力电池包内部，所述DCDC电源模块的充电端与所述动力电池的正极和负极连接，由所述动力电池供电；
进一步地，所述DCDC电源模块13还包括对内供电端和对外供电端，所述对内供电端与所述高压采样节点122连接，输出12V等低压电源给所述高压采样节点122供电。
所述对外供电端可以根据用户的实际使用需求，用于为动力电池包外部的用电器提供额外电源。作为举例，所述对外供电端用于连接所述控制节点11，用于为所述控制节点11供电。
采用本发明实施例的技术手段，通过在动力电池包内设置独立的DCDC电源模块，使得在无外部供电输入的情况下，动力电池包内的所有采样节点均可独立工作，作为独立的传感单元上传电池状态信息，方便动力电池包的库存管理、运输和梯次利用。
作为优选的实施方式，参见图5，是本发明一实施例中电池管理系统的控制节点的结构示意图。所述控制节点11包括信号处理模块和第三射频模块，所述信号处理模块与所述第三射频模块采用内部串行通信，所述第三射频模块与每一所述采样节点通过无线通讯方式进行信息交互。
所述信号处理模块通过所述第三射频模块向每一所述采样节点发送控制指令，所述第三射频模块用于获取每一所述采样节点采集到的所述动力电池的状态信息，并发送给所述信号处理模块进行处理。
在本发明实施例中，所述控制节点11集成在车辆的整车控制器30内部，所述控制节点11有两路供电电源，一路为外部蓄电池供电，另一路由电池包内DCDC电源模块的对外供电端输出的12V供电。
采用本发明实施例的技术手段，所述控制节点独立与动力电池包，与整车控制器集成，使得同一个控制节点可匹配不同类型的动力电池包，利于动力电池包的扩展，有效提高了电池管理系统的兼容性。
优选地，所述第三射频模块包括第一射频单元和第二射频单元；所述第三射频模块通过所述第一射频单元或所述第二射频单元获取每一所述采样节点采集到的所述动力电池的状态信息，并发送给所述信号处理模块进行处理。
在本发明实施例中，在所述第三射频模块中，配置了第一射频单元作为主要的数据接收单元，第二射频单元作为辅助的数据接收单元。通常情况下，先由所述第一射频单元负责将信号处理单元的控制指令下发给采样节点，并接收采样节点的数据，解调后将数据发送给信号处理单元进行处理。当第一射频单元与采样节点之间的无线通讯链路异常时，切换为所述第二射频单元与采样节点进行无线通讯，有效提高了控制节点与采样节点之间无线通讯的稳定性。
作为优选的实施方式，本发明实施例提供了一种电池管理系统的通讯控制方法。其中，所述电池管理系统包括一个控制节点和若干个采样节点；所述若干个采样节点集成于车辆的动力电池包内部；所述控制节点设于所述车辆的动力电池包外部，并与所述车辆的整车控制器连接；所述动力电池包内部设有N个电池模组，且所述N个电池模组串联或并联连接构成动力电池；其中，N＞1。
每一所述采样节点与所述控制节点之间采用无线通讯方式进行信息交互，所述采样节点与所述动力电池连接，用于采集所述动力电池的状态信息，所述控制节点用于向所述采样节点下发控制指令，以及获取所述采样节点采集的状态信息并进行处理。
所述控制节点包括信号处理模块和第三射频模块，所述信号处理模块与所述第三射频模块采用内部串行通信，所述第三射频模块与每一所述采样节点通过无线通讯方式进行信息交互。所述第三射频模块包括第一射频单元和第二射频单元；所述第三射频模块通过所述第一射频单元或所述第二射频单元获取每一所述采样节点采集到的所述动力电池的状态信息，并发送给所述信号处理模块进行处理。
需要说明的是，所述电池管理系统还可以包括上述任一实施例提供的电池管理系统的结构部件和连接关系，在此不做具体赘述。
在此基础上，参见图6，是本发明一实施例提供的一种电池管理系统的通讯控制方法的流程示意图。所述电池管理系统的通讯控制方法，具体通过步骤S1至S4执行：
S1、控制所述采样节点以第一传输速率与所述控制节点的第一射频单元进行无线通讯，并监测所述采样节点与所述第一射频单元之间的通讯健康度。
S2、当所述采样节点与所述第一射频单元之间的通讯健康度不符合预设的通讯健康条件时，控制所述采样节点以所述第一传输速率与所述控制节点的第二射频单元进行无线通讯，并监测所述采样节点与所述第二射频单元之间的通讯健康度。
S3、当所述采样节点与所述第二射频单元之间的通讯健康度不符合所述预设的通讯健康条件时，获取其他采样节点作为通讯中转节点。
S4、控制所述采样节点通过所述通讯中转节点与所述控制节点的第一射频单元进行无线通讯。
在本发明实施例中，所述控制节点中的第一射频单元作为主要的数据接收单元，第二射频单元作为辅助的数据接收单元。采样节点与控制节点之间的通信被配置成Star/Mesh自适应切换网络。
需要说明的是，所述采样节点可以是任一所述低压采样节点，也可以是所述高压采样节点。
通常情况下，先由所述第一射频单元负责将信号处理单元的控制指令下发给采样节点，并接收采样节点n的数据，解调后将数据发送给信号处理单元进行处理。所述第一射频单元以第一传输速率与所述采样节点n进行无线通讯。
当采样节点n与控制节点的第一射频单元之间的通讯链路健康度较好时也即符合预设的通讯健康条件时，该采样节点n与控制节点的第一射频单元直接通讯，进入Star网络。实时监测所述采样节点n与所述第一射频单元之间的通讯健康度，判断其是否满足预设的通讯健康条件。
优选地，通过以下步骤S01至S03判断所述通讯健康度是否符合预设的通讯健康条件：
S01、监测所述第一射频单元的信号接收强度，以及所述采样节点与所述第一射频单元之间的数据延时；
S02、当所述信号接收强度小于预设的强度阈值，或所述数据延时大于预设的延时阈值时，判定所述通讯健康度不符合所述预设的通讯健康条件；
S03、当所述信号接收强度大于等于所述预设的强度阈值，且所述数据延时小于等于所述预设的延时阈值时，判定所述通讯健康度符合所述预设的通讯健康条件。
在本发明实施例中，通过信号接收强度(Received Signal StrengthIndication，RSSI)或数据延时timeout两个指标来判断所述通讯健康度，预先设置一信号接收强度对应的强度阈值和一数据延时对应的延时阈值，当其中任一个指标不符合对应预设的阈值标准时，即判断网络健康度低，也即不符合预设的通讯健康条件。
所述预设的强度阈值与芯片接收灵敏度threshold有关，具体设置为threshold+3dB；所述预设的延时阈值与信号发送周期有关，具体设置为3倍的信号发送周期，记为Cycle time。
优选地，当RSSI<threshold+3dB且持续时间>1s，或数据延时timeout>Cycle time时，判定所述通讯健康度不符合所述预设的通讯健康条件。而当RSSI>＝threshold+3dB且持续时间>1s，且数据延时timeout<＝Cycle time时，判断为符合所述通讯健康条件。
可以理解地，所述预设的强度阈值和预设的延时阈值可以根据实际应用情况进行设定，在此不做具体限定。
进一步地，当所述采样节点n与所述第一射频单元之间的通讯健康度不满足预设的通讯健康条件时，可能存在两种原因：一是控制节点的第一射频单元接收的数据过多，通讯链路发生堵塞、丢包或延时等情况，导致通讯异常；二是采样节点n直接与控制节点通讯造成的通讯链路发生堵塞、丢包或延时等情况，导致通讯异常。
在本发明实施例中，当所述采样节点n与所述第一射频单元之间的通讯健康度不满足预设的通讯健康条件时，切换为第二射频单元与所述采样节点n进行无线通讯。实时检测所述采样节点n与所述第二射频单元之间的通讯健康度，若符合所述预设的通讯健康条件，表明可能是第一种原因导致的通讯异常，则由该采样节点n与控制节点的第二射频单元直接通讯，维持Star网络。若不符合所述预设的通讯健康条件，表明可能是第二种原因导致的通讯异常，则像其他采样节点n’请求数据转发，进入mesh网络。获取其他采样节点作为通讯中转节点，并控制所述采样节点通过所述通讯中转节点与所述控制节点进行无线通讯。
优选地，参见图7，是本发明一实施例提供的一种优选的电池管理系统的通讯控制方法的流程示意图。在步骤S3中，所述获取其他采样节点作为通讯中转节点，具体包括步骤S31至S33：
S31、获取与所述采样节点最近的其他采样节点。
S32、若所述最近的其他采样节点为一个时，以所述最近的其他采样节点作为通讯中转节点。
S33、若所述最近的其他采样节点大于一个时，获取所述最近的其他采样节点中信号接收强度最高的采样节点，作为通讯中转节点。
作为举例，采样节点n向临近的采样节点n-1或采样节点n+1请求数据转发，节点n-1或采样节点n+1确认自身与控制节点的通讯健康度符合预设的通讯健康条件时，若节点n+1的信号接收强度RSSI大于节点n-1的信号接收强度RSSI，则所述节点n与所述节点n+1通讯，由所述节点n+1转发数据，实现与控制节点的无线通讯。
采用本发明实施例的技术手段，通过对控制节点中设置冗余射频单元，也即第二射频单元，能够在第一射频单元出现通讯异常时，先切换为冗余射频单元进行无线通讯，再根据通讯状态确定是否需要采用中转节点进行数据转发，相比于直接采用中转节点进行数据转发，能够进一步优化采样节点和控制节点之间的通讯管理，提高无线通讯的稳定性。
作为优选的实施方式，参见图7，在步骤S4之后，所述方法还包括步骤S5至S5：
S5、控制所述采样节点以第二传输速率与所述控制节点的第一射频单元进行无线通讯，并监测所述采样节点与所述第一射频单元之间的通讯健康度；其中，所述第二传输速率小于所述第一传输速率；
S6、当所述采样节点与所述第一射频单元之间的通讯健康度符合所述预设的通讯健康条件时，控制所述采样节点以所述第一传输速率与所述控制节点的第一射频单元进行无线通讯；并退出通过所述通讯中转节点与所述控制节点的第一射频单元进行无线通讯的操作。
在本发明实施例中，当采用其他采样节点n’为所述采样节点n进行数据转发后，同时控制所述采样节点n以更低的第二传输速率与所述控制节点的第一射频单元进行无线通讯，保持两者之间的通讯连接，便于在监测到采样节点n与第一射频单元之间的通讯健康度正常时，能够快速恢复采样节点n与第一射频单元之间的无线通讯，避免持续采用通讯中转节点进行数据转发，造成通讯链路的资源浪费。
参见图8，是本发明一实施例提供的一种电池管理系统的通讯控制装置的结构示意图。本发明实施例提供了一种电池管理系统的通讯控制装置40，包括处理器41、存储器42以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述实施例所提供的电池管理系统的通讯控制方法。
需要说明的是，本发明实施例提供的一种电池管理系统的通讯控制装置用于执行上述实施例的一种电池管理系统的通讯控制方法的所有流程步骤，两者的工作原理和有益效果一一对应，因而不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。
本发明实施例还提供了一种车辆，包括电池管理系统，及电池管理系统的通讯控制装置；其中，所述电池管理系统为上述实施例所述的电池管理系统；所述电池管理系统的通讯控制装置为上述实施例所述的电池管理系统的通讯控制装置。
以上所述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，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种电池管理系统，其特征在于，包括：一个控制节点和若干个采样节点；所述若干个采样节点集成于车辆的动力电池包内部；所述控制节点设于所述车辆的动力电池包外部，并与所述车辆的整车控制器连接；所述动力电池包内部设有N个电池模组，且所述N个电池模组串联或并联连接构成动力电池；其中，N＞1；
每一所述采样节点与所述控制节点之间采用无线通讯方式进行信息交互，所述采样节点与所述动力电池连接，用于采集所述动力电池的状态信息，所述控制节点用于向所述采样节点下发控制指令，以及获取所述采样节点采集的状态信息并进行处理；
所述控制节点包括信号处理模块和第三射频模块，所述第三射频模块包括第一射频单元和第二射频单元；
所述信号处理模块与所述第三射频模块采用内部串行通信，所述第三射频模块与每一所述采样节点通过无线通讯方式进行信息交互；所述信号处理模块通过所述第三射频模块向每一所述采样节点发送控制指令，所述第三射频模块用于获取每一所述采样节点采集到的所述动力电池的状态信息，并发送给所述信号处理模块进行处理；
所述电池管理系统用于：
控制所述采样节点以第一传输速率与所述控制节点的第一射频单元进行无线通讯，并监测所述采样节点与所述第一射频单元之间的通讯健康度；
当所述采样节点与所述第一射频单元之间的通讯健康度不符合预设的通讯健康条件时，控制所述采样节点以所述第一传输速率与所述控制节点的第二射频单元进行无线通讯，并监测所述采样节点与所述第二射频单元之间的通讯健康度；
当所述采样节点与所述第二射频单元之间的通讯健康度不符合所述预设的通讯健康条件时，获取其他采样节点作为通讯中转节点；
控制所述采样节点通过所述通讯中转节点与所述控制节点的第一射频单元进行无线通讯；
控制所述采样节点以第二传输速率与所述控制节点的第一射频单元进行无线通讯，并监测所述采样节点与所述第一射频单元之间的通讯健康度；其中，所述第二传输速率小于所述第一传输速率；
当所述采样节点与所述第一射频单元之间的通讯健康度符合所述预设的通讯健康条件时，控制所述采样节点以所述第一传输速率与所述控制节点的第一射频单元进行无线通讯；并退出通过所述通讯中转节点与所述控制节点的第一射频单元进行无线通讯的操作。
2.如权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述采样节点包括N个低压采样节点，所述N个低压采样节点与所述N个电池模组一一对应连接，所述低压采样节点通过金属连接片焊接在所述电池模组的表面，所述低压采样节点用于采集所述电池模组的状态信息。
3.如权利要求2所述的电池管理系统，其特征在于，所述低压采样节点包括低压采样模块和第一射频模块；所述低压采样模块与所述电池模组连接，所述低压采样模块和所述第一射频模块采用内部串行通信；所述低压采样模块用于采集所述电池模组的状态信息，并发送给所述第一射频模块；所述第一射频模块用于将所述电池模组的状态信息发送给所述控制节点。
4.如权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述采样节点还包括一个高压采样节点，所述高压采样节点包括高压采样模块和第二射频模块；所述高压采样模块通过线束和接插件连接所述动力电池的高压母线正负极，以采集所述动力电池的高压信号和绝缘检测信号；所述高压采样模块通过线束和连接器连接所述动力电池包中的电流传感器，以采集所述动力电池的电流信号；所述高压采样模块上集成有压力传感器，以采集所述动力电池的压力信号；
所述高压采样模块与所述第二射频模块采用内部串行通信；所述高压采样模块用于将所述高压信号、绝缘检测信号、电流信号和压力信号发送给所述第二射频模块；所述第二射频模块用于将所述高压信号、绝缘检测信号、电流信号和压力信号发送给所述控制节点。
5.如权利要求4所述的电池管理系统，其特征在于，所述电池管理系统还包括DCDC电源模块，集成于所述动力电池包内部；所述DCDC电源模块的充电端与所述动力电池连接，由所述动力电池供电；
所述DCDC电源模块包括对内供电端和对外供电端，所述对内供电端与所述高压采样节点连接，为所述高压采样节点供电。
6.一种电池管理系统的通讯控制方法，其特征在于，所述电池管理系统为权利要求1至5任一项所述的电池管理系统；所述方法包括：
控制所述采样节点以第一传输速率与所述控制节点的第一射频单元进行无线通讯，并监测所述采样节点与所述第一射频单元之间的通讯健康度；
当所述采样节点与所述第一射频单元之间的通讯健康度不符合预设的通讯健康条件时，控制所述采样节点以所述第一传输速率与所述控制节点的第二射频单元进行无线通讯，并监测所述采样节点与所述第二射频单元之间的通讯健康度；
当所述采样节点与所述第二射频单元之间的通讯健康度不符合所述预设的通讯健康条件时，获取其他采样节点作为通讯中转节点；
控制所述采样节点通过所述通讯中转节点与所述控制节点的第一射频单元进行无线通讯。
7.如权利要求6所述的电池管理系统的通讯控制方法，其特征在于，在所述控制所述采样节点通过所述通讯中转节点与所述控制节点的第一射频单元进行无线通讯之后，所述方法还包括：
控制所述采样节点以第二传输速率与所述控制节点的第一射频单元进行无线通讯，并监测所述采样节点与所述第一射频单元之间的通讯健康度；其中，所述第二传输速率小于所述第一传输速率；
当所述采样节点与所述第一射频单元之间的通讯健康度符合所述预设的通讯健康条件时，控制所述采样节点以所述第一传输速率与所述控制节点的第一射频单元进行无线通讯；并退出通过所述通讯中转节点与所述控制节点的第一射频单元进行无线通讯的操作。
8.一种电池管理系统的通讯控制装置，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求6或7所述的电池管理系统的通讯控制方法。
9.一种车辆，其特征在于，包括电池管理系统，及电池管理系统的通讯控制装置；其中，所述电池管理系统为权利要求1至5任一项所述的电池管理系统；所述电池管理系统的通讯控制装置为权利要求8所述的电池管理系统的通讯控制装置。
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