CN114784902A - 一种基于can通信的电池包并联控制方法及系统 - Google Patents
一种基于can通信的电池包并联控制方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于电池管理技术领域,提供了一种基于CAN通信的电池包并联控制方法及系统,包括步骤:电池包通过其电池管理系统定时广播其电池包识别码,并根据电池包识别码进行电池包的主从机身份识别;在识别出主机后,主机的电池管理系统为主机分配相应的身份号码,并且由主机分配从机的身份号码;在分配完主从机的身份号码后,由主机的电池管理系统与所述负载或充电器通信以及确定多组电池包的充放电工作模式。本发明的优点在于电池包的主从区分都能够通过电池管理系统中的软件代码实现,而不需要额外的硬件信号来确定电池包的主从关系;并且当主机断开通信连接时,则其中的从机能够自动切换为主机,从而保证整个系统的正常运行。
Description
技术领域
本发明涉及电池管理技术领域,尤其涉及一种基于CAN通信的电池包并联控制方法及系统。
背景技术
不同目标客户对电池包容量需求不同,针对不同客户需求进行开发,会导致电池包型号繁多,增加研发成本。并且单电池包系统,在电池包异常时,整个系统就会停止工作,就需要等待电池包异常恢复或更换电池包。
针对上述问题,现有技术中多采用多电池包系统,使用多个同规格的电池包并联使用,可以解决上述问题。但是电池包之间可能存在电压差异,在电池包并联时会存在大电流相互充电,对电池和电池管理系统造成损伤,因此需要对电池包状态进行判断,在电池包状态符合条件时才能并联接入回路。
例如,现有的双电池包的系统方案为:首先,双电池包系统在安装时,需要通过硬件信号区分两个电池包。其中,获取特定硬件信号的包为主电池包,另一个包为副电池包。其次,主电池包收集并比较主副电池包的电压,SOC等参数来决定电池包的使用模式。随后,主电池包根据选定的模式,向负载/充电器发送电池系统信息,开始进行充放电,并根据主副电池包状态切换使用模式。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于CAN通信的电池包并联控制方法及系统,用以解决电池包并联控制的问题;
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
一种基于CAN通信的电池包并联控制方法,包括步骤:
将多组电池包并联后接入至负载或充电器上,使得各个电池包中的电池管理系统被唤醒;
电池包通过其电池管理系统定时广播其电池包识别码,并根据电池包识别码进行电池包的主从机身份识别;
在识别出主机后,主机的电池管理系统为主机分配相应的身份号码,并且由主机分配从机的身份号码;
在分配完主从机的身份号码后,由主机的电池管理系统与所述负载或充电器通信以及确定多组电池包的充放电工作模式,从机则根据主机电池管理系统的指令和电池包的状态信息控制从机电池包的工作状态。
进一步的,根据电池包识别码进行电池包的主从机身份识别的步骤具体包括:
各个电池包的电池管理系统判断是否接受到主机发送的报文信息;若是,则确定本电池包为从机,记录CAN总线上发送数据的号码,并等待主机为从机分配各自的身份号码;
若否,各个电池包的电池管理系统则记录收到的其他电池包的识别码并进行排序,在预设时间内确定本电池包的识别码是否为最小,若是,则确定本电池包为主机;若否,则等待其他电池包成为主机或者在预设时间后识别码比自身识别码小的电池包断开通信连接。
进一步的,主机分配从机的身份号码的具体步骤包括:
主机停止通过其电池管理系统定时广播其电池包识别码;
根据其接收的其他电池包识别码按照预设顺序为从机分配各自的身份号码;
主机电池管理系统依次向各个从机广播身份号码分配的报文,在收到所有从机上传的电池包状态信息后则完成从机身份号码的分配。
进一步的,当有新的电池包接入时,主机电池管理系统按照接入顺序为其分配身份号码,并向其广播身份号码分配的报文,在收到新电池包上传的电池包状态信息后则完成新从机身份号码的分配。
进一步的,从机在向主机上传其电池包状态信息的同时,对通信中的节点进行编号并排序,以此判断主机是否断开通信连接;当主机断开通信连接时,则在从机中将身份号码最小的从机切换为主机。
进一步的,主机确定多组电池包的充放电工作模式的具体步骤包括:
接收各个从机上传的电池包实时状态信息;
根据实时状态信息从各个从机中筛选可进行充放电的电池包,并按照电池包的总电压值进行排序;
判断与主机连接的是否为负载和充电器中的任意一种;
当主机与负载连接时,根据负载的状态信息按照预设放电方法对负载进行供电;
当主机与充电器连接时,按照预设充电方法对各个电池包进行充电。
进一步的,所述预设放电方法包括步骤:
在主机判断负载接入后,选择满足预设放电条件的电池包与负载连通进行放电,形成电池包单机放电模式;
与负载连通的电池包无法满足预设放电条件时,则根据该电池包的状态信息判断是否有符合电池包并联放电条件的电池包;若有,则主机控制符合条件的从机电池包依次与负载连通形成电池包并机放电模式。
进一步的,所述预设充电方法包括步骤:
在主机判断充电器接入后,选择满足预设充电条件的电池包与充电器连通进行充电,形成单机充电模式;
当有符合电池包并联充电条件的电池包时,主机控制符合条件的从机电池包依次接入充电回路中形成电池包并机充电模式。
本发明还提供了一种基于CAN通信的电池包并联控制系统,包括:
多个电池组,所述每个电池组中设置有电池管理系统,所述电池管理系统之间通过CAN通信方式进行数据交换。
本发明与现有技术相比,至少包含以下有益效果:
(1)电池包的主从区分都能够通过电池管理系统中的软件代码实现,而不需要额外的硬件信号来设定电池包的主从关系;
(2)当主机断开通信连接时,则在从机中将身份号码最小的从机切换为主机,从而保证整个系统的正常运行;
(3)本发明在给主从机分配完各自的身份号码后,由主机的电池管理系统与负载或充电器通信以及确定多组电池包的充放电工作模式,从机则根据主机电池管理系统的指令和电池包的状态信息控制从机电池包的工作状态,避免了电池包并联导致的环流对电池影响;
(4)当有电池包需要更换时,可以直接进行更换,而不需要进行额外的软硬件适配操作;
(5)搭载本系统的电池包,其数量可扩展性增强,允许多个电池包并联使用,增强了系统适应性。
附图说明
图1是本发明实施例中电池包并联控制方法的流程图;
图2是本发明实施例中根据电池包识别码进行电池包的主从机身份识别的流程图;
图3是本发明实施例中主机分配从机的身份号码的流程图;
图4是本发明实施例中确定多组电池包的充放电工作模式的流程图。
具体实施方式
需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,在本发明中如涉及“第一”、“第二”、“一”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“固定”等应做广义理解,例如,“固定”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。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在本发明中的具体含义。
另外,本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
以下是本发明的具体实施例,并结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示,本发明一种基于CAN通信的电池包并联控制方法,包括步骤:
S1、将多组电池包并联后接入至负载或充电器上,使得各个电池包中的电池管理系统被唤醒;
S2、电池包通过其电池管理系统定时广播其电池包识别码,并根据电池包识别码进行电池包的主从机身份识别;
S3、在识别出主机后,主机的电池管理系统为主机分配相应的身份号码,并且由主机分配从机的身份号码;
S4、在分配完主从机的身份号码后,由主机的电池管理系统与负载或充电器通信以及确定多组电池包的充放电工作模式,从机则根据主机电池管理系统的指令和电池包的状态信息控制从机电池包的工作状态。
其中,如图2所示,本发明根据电池包识别码进行电池包的主从机身份识别的步骤具体包括:
各个电池包的电池管理系统判断是否接受到主机发送的报文信息;若是,则确定本电池包为从机,记录CAN总线上发送数据的号码,并等待主机为从机分配各自的身份号码;
若否,各个电池包的电池管理系统则记录收到的其他电池包的识别码并进行排序,在预设时间内确定本电池包的识别码是否为最小,若是,则确定本电池包为主机;若否,则等待其他电池包成为主机或者在预设时间后识别码比自身识别码小的电池包断开通信连接。
在本发明中,电池包之间的通信均通过各个电池包的电池管理系统以CAN通信的方式进行,因此电池包的主从区分都能够通过电池管理系统中的软件代码实现,而不需要额外的硬件信号来设定电池包的主从关系。
在识别出主从机后,由主机的电池管理系统为主机分配相应的身份号码,并且由主机分配从机的身份号码,各个电池包在之后的工作中就能够根据其身份号码进行相应的操作。
其中,如图3所示,主机分配从机的身份号码的具体步骤包括:
S31、主机停止通过其电池管理系统定时广播其电池包识别码;
S32、根据其接收的其他电池包识别码按照预设顺序为从机分配各自的身份号码;
S33、主机电池管理系统依次向各个从机广播身份号码分配的报文,在收到所有从机上传的电池包状态信息后则完成从机身份号码的分配。
S34、当有新的电池包接入时,主机电池管理系统按照接入顺序为其分配身份号码,并向其广播身份号码分配的报文,在收到新电池包上传的电池包状态信息后则完成新从机身份号码的分配。
当电池包处于正常工作状态时,从机在向主机上传其电池包状态信息的同时,会对通信中的节点进行编号并排序,以此判断主机是否断开通信连接;当主机断开通信连接时,则在从机中将身份号码最小的从机切换为主机,从而保证整个系统的正常运行。
如图4所示,步骤S4中确定多组电池包的充放电工作模式的过程如下:
S41、接收各个从机上传的电池包实时状态信息;
S42、根据实时状态信息从各个从机中筛选可进行充放电的电池包,并按照电池包的总电压值进行排序;
S43、判断与主机连接的是否为负载和充电器中的任意一种;
S44、当主机与负载连接时,根据负载的状态信息按照预设放电方法对负载进行供电;当主机与充电器连接时,按照预设充电方法对各个电池包进行充电。
其中,预设放电方法包括步骤:在主机判断负载接入后,选择满足预设放电条件的电池包与负载连通进行放电,形成电池包单机放电模式。与负载连通的电池包无法满足预设放电条件时,则根据该电池包的状态信息判断是否有符合电池包并联放电条件的电池包。若有,则主机控制符合条件的从机电池包依次与负载连通形成电池包并机放电模式。
预设充电方法包括步骤:在主机判断充电器接入后,选择满足预设充电条件的电池包与充电器连通进行充电,形成单机充电模式。当有符合电池包并联充电条件的电池包时,主机控制符合条件的从机电池包依次接入充电回路中形成电池包并机充电模式。
本发明在给主从机分配完各自的身份号码后,由主机的电池管理系统与负载或充电器通信以及确定多组电池包的充放电工作模式,从机则根据主机电池管理系统的指令和电池包的状态信息控制从机电池包的工作状态,避免了电池包并联导致的环流对电池影响。当有电池包需要更换时,可以直接进行更换,而不需要进行额外的软硬件适配操作。
本发明还提供了一种基于CAN通信的电池包并联控制系统,包括:
多个电池组,所述每个电池组中设置有电池管理系统,电池管理系统之间通过CAN通信方式进行数据交换。
搭载本系统的电池包,其数量可扩展性增强,允许多个电池包并联使用,增强了系统适应性。在系统运行过程中,电池包编号及主从区分均由软件完成,减少了硬件资源的消耗及安装时对硬件的操作。
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 (9)
1.一种基于CAN通信的电池包并联控制方法,其特征在于,包括步骤:
将多组电池包并联后接入至负载或充电器上,使得各个电池包中的电池管理系统被唤醒;
电池包通过其电池管理系统定时广播其电池包识别码,并根据电池包识别码进行电池包的主从机身份识别;
在识别出主机后,主机的电池管理系统为主机分配相应的身份号码,并且由主机分配从机的身份号码;
在分配完主从机的身份号码后,由主机的电池管理系统与所述负载或充电器通信以及确定多组电池包的充放电工作模式,从机则根据主机电池管理系统的指令和电池包的状态信息控制从机电池包的工作状态。
2.根据权利要求1所述的一种基于CAN通信的电池包并联控制方法,其特征在于,根据电池包识别码进行电池包的主从机身份识别的步骤具体包括:
各个电池包的电池管理系统判断是否接受到主机发送的报文信息;若是,则确定本电池包为从机,记录CAN总线上发送数据的号码,并等待主机为从机分配各自的身份号码;
若否,各个电池包的电池管理系统则记录收到的其他电池包的识别码并进行排序,在预设时间内确定本电池包的识别码是否为最小,若是,则确定本电池包为主机;若否,则等待其他电池包成为主机或者在预设时间后识别码比自身识别码小的电池包断开通信连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于CAN通信的电池包并联控制方法,其特征在于,主机分配从机的身份号码的具体步骤包括:
主机停止通过其电池管理系统定时广播其电池包识别码;
根据其接收的其他电池包识别码按照预设顺序为从机分配各自的身份号码;
主机电池管理系统依次向各个从机广播身份号码分配的报文,在收到所有从机上传的电池包状态信息后则完成从机身份号码的分配。
4.根据权利要求3所述的一种基于CAN通信的电池包并联控制方法,其特征在于,当有新的电池包接入时,主机电池管理系统按照接入顺序为其分配身份号码,并向其广播身份号码分配的报文,在收到新电池包上传的电池包状态信息后则完成新从机身份号码的分配。
5.根据权利要求3所述的一种基于CAN通信的电池包并联控制方法,其特征在于,从机在向主机上传其电池包状态信息的同时,对通信中的节点进行编号并排序,以此判断主机是否断开通信连接;当主机断开通信连接时,则在从机中将身份号码最小的从机切换为主机。
6.根据权利要求1所述的一种基于CAN通信的电池包并联控制方法,其特征在于,主机确定多组电池包的充放电工作模式的具体步骤包括:
接收各个从机上传的电池包实时状态信息;
根据实时状态信息从各个从机中筛选可进行充放电的电池包,并按照电池包的总电压值进行排序;
判断与主机连接的是否为负载和充电器中的任意一种;
当主机与负载连接时,根据负载的状态信息按照预设放电方法对负载进行供电;
当主机与充电器连接时,按照预设充电方法对各个电池包进行充电。
7.根据权利要求6所述的一种基于CAN通信的电池包并联控制方法,其特征在于,所述预设放电方法包括步骤:
在主机判断负载接入后,选择满足预设放电条件的电池包与负载连通进行放电,形成电池包单机放电模式;
与负载连通的电池包无法满足预设放电条件时,则根据该电池包的状态信息判断是否有符合电池包并联放电条件的电池包;若有,则主机控制符合条件的从机电池包依次与负载连通形成电池包并机放电模式。
8.根据权利要求6所述的一种基于CAN通信的电池包并联控制方法,其特征在于,所述预设充电方法包括步骤:
在主机判断充电器接入后,选择满足预设充电条件的电池包与充电器连通进行充电,形成单机充电模式;
当有符合电池包并联充电条件的电池包时,主机控制符合条件的从机电池包依次接入充电回路中形成电池包并机充电模式。
9.一种基于CAN通信的电池包并联控制系统,基于权利要求1-8任一项所述的一种基于CAN通信的电池包并联控制方法,其特征在于,包括:
多个电池组,每个电池组中设置有电池管理系统,所述电池管理系统之间通过CAN通信方式进行数据交换。
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