CN114844742B - 一种电池管理系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种电池管理系统及其控制方法。电池管理系统包括：N个从控制器、主控制器、第一通信线和第二通信线。N个从控制器之间通过第一通信线依次串联连接，形成闭合环形结构。主控制器通过第二通信线分别与N个从控制器连接，形成总线型结构。主控制器发送自动编码激活信号之后，N个从控制器即可以实现正向环形编码。当正向环形编码出现编码故障时，可执行第一类反向编码或第二类反向编码。由第一通信线构成的闭合环形结构和由第二通信线构成的总线型结构，可以实现N个从控制器的正向环形编码、正向环形编码的故障判断以及当正向环形编码出现故障时，还可以通过第一类反向编码或第二类反向编码继续完成编码动作，解决了现有技术中的缺陷。

Description

一种电池管理系统及其控制方法
技术领域
本申请属于电池技术领域，具体涉及一种电池管理系统及其控制方法。
背景技术
电池管理系统用于将电池阵列的监测与管理集于一体，保证电池的安全可靠，并可以运行在最佳的状态。通过电池管理系统的有效管理，可以实现准确高效的控制，延长电池的使用寿命，同时可以使电池系统与发电侧、电网侧、用户侧实现更完美的配合。
电池管理系统需要对电池组中电池单元的电压、阻抗等信息进行实时采集及安全状态监控。比如，电池管理系统中对每一个电池包配置一个电池管理单元（BMU）。多个电池包串联形成电池簇，每个电池簇配置一个电池簇管理单元（BCMU）。多个电池簇并联形成电池堆，一个电池堆配置一个电池堆管理单元（BSMU）。
目前，一般采用菊花链的方式实现从BMU到BCMU，再到BSMU的数据通信。比如，当采用菊花链的方式实现BMU到BCMU的数据通信时，多个BMU通过第一通信线串联，首端的BMU和末尾的BMU通过菊花链通信线与BCMU连接。多个BMU再通过第二通信线与BCMU连接。上述方案仅能通过BCMU的控制来实现多个BMU之间的编码及数据传输，因此，多个BMU的编码过程不灵活，并且当多个BMU中的一个发生故障之后将无法继续进行编码动作。
发明内容
本申请的目的是为了克服现有技术存在的多个BMU的编码过程不灵活，仅能通过BCMU的控制来实现，并且无法确认编码动作是否完成的缺陷，提供一种电池管理系统，该系统可以实现多个BMU之间的自动环形编码。
一种电池管理系统的控制方法，电池管理系统包括：主控制器和多个从控制器；
N个所述从控制器通过第一通信线依次串联连接，并形成闭合环形结构，N为大于1的正整数；所述主控制器通过所述第一通信线连接至第一从控制器和第N从控制器之间；并且，所述主控制器通过第二通信线与N个所述从控制器分别连接，形成总线型结构；
所述电池管理系统的控制方法用于控制所述电池管理系统通过所述第一通信线和所述第二通信线实现所述主控制器与N个所述从控制器之间的数据通信，其中，所述数据通信至少包括：编码信息通信和控制信息通信：
所述编码信息通信的步骤包括：
S10，所述主控制器通过所述第一通信线和/或所述第二通信线控制N个所述从控制器执行正向环形编码；
其中，在所述正向环形编码过程中，若第n+1从控制器完成编码后，则第n+1从控制器通过所述第一通信线向第n从控制器发送编码完成信息；和/或，若第n+1从控制器完成编码后，则第n+1从控制器通过所述第二通信线，向所述主控制器发送编码完成信息；其中，n为小于N的正整数；
S20，所述主控制器判断在所述正向环形编码过程中，是否出现编码故障；
S30，若是，则所述主控制器通过所述第一通信线控制N个所述从控制器执行第一类反向编码，或者所述主控制器通过所述第二通信线控制N个所述从控制器执行第二类反向编码。
一种电池管理系统，包括：
N个从控制器，通过第一通信线依次串联连接，并形成闭合环形结构，N为大于1的正整数；和
主控制器，通过所述第一通信线连接至第一从控制器和第N从控制器之间；并且，所述主控制器通过第二通信线与多个所述从控制器分别连接，形成总线型结构；
其中，所述主控制器用于通过所述第一通信线和/或所述第二通信线控制N个所述从控制器执行正向环形编码；
在所述正向环形编码过程中，若第n+1从控制器完成编码后，则第n+1从控制器通过所述第一通信线向第n从控制器发送编码完成信息；和/或，若第n+1从控制器完成编码后，则第n+1从控制器通过所述第二通信线，向所述主控制器发送编码完成信息；其中，n为小于N的正整数；
所述主控制器用于判断在所述正向环形编码过程中，是否出现编码故障；
所述主控制器还用于通过所述第一通信线控制多个从控制器执行第一类反向编码，或者所述主控制器通过所述第二通信线控制多个从控制器执行第二类反向编码。
为了实现上述目的，本申请提供了一种电池管理系统及方法，电池管理系统包括：N个从控制器、主控制器、第一通信线和第二通信线。N个从控制器之间通过第一通信线依次串联连接，并形成闭合环形结构。主控制器，通过第一通信线连接至第一从控制器和第N从控制器之间。并且，主控制器通过第二通信线分别与N个从控制器连接，形成总线型结构。该电池管理系统中，主控制器发送自动编码激活信号之后，N个从控制器即可以实现正向环形编码。当正向环形编码出现编码故障时，通过第一通信线控制多个从控制器执行第一类反向编码，或者主控制器通过第二通信线控制多个从控制器执行第二类反向编码。本申请中，由第一通信线构成的闭合环形结构和由第二通信线构成的总线型结构，可以实现N个从控制器的正向环形编码、正向环形编码的故障判断以及当正向环形编码出现故障时，还可以通过第一类反向编码或第二类反向编码继续完成编码动作，解决了现有技术中当多个从控制器中的一个发生故障之后将无法继续进行编码动作的缺陷。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍， 应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。
图1为本申请第一个实施例提供的电池管理系统的结构图；
图2为本申请第二个实施例提供的电池管理系统的结构图；
图3为本申请一个实施例提供的电池管理系统控制方法的步骤流程图；
图4为本申请一个实施例提供的电池管理系统控制方法中正向环形编码的步骤流程图；
图5为本申请一个实施例提供的电池管理系统控制方法中编码地址为10的从控制器对应的电平交互信号示意图；
图6为本申请一个实施例提供的电池管理系统控制方法中编码地址为22的从控制器对应的电平交互信号示意图；
图7为本申请一个实施例提供的电池管理系统控制方法中第一类反向编码的步骤流程图；
图8为本申请一个实施例提供的电池管理系统在正向环形编码中出现故障时，转至第一类反向编码的示意图；
图9为本申请一个实施例提供的电池管理系统控制方法中第二类反向编码的步骤流程图；
图10为本申请一个具体的实施例提供的电池管理系统在正向环形编码中出现故障时，转至第二类反向编码的示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
请参阅图1，本申请提供一种电池管理系统，包括：N个从控制器、N个接插件、主控制器、第一通信线和第二通信线。
N个从控制器之间通过第一通信线依次串联连接，并形成闭合环形结构，N为大于1的正整数。比如N为16、24、36、48、60或者其他正整数。N的取值范围取决于电池管理系统中控制器及数据传输线等的容量。
在一个具体实施例中，电池管理系统还包括：N个接插件，每一个接插件设置在连接两个从控制器的第一通信线上。每一个接插件均有3个接插口，有N-1个接插件使用两个接插口，分别与相邻的两个从控制器连接。有1个接插件使用三个接插口，分别与主控制器、第一从控制器和第N从控制器连接。主控制器可以与多个从控制器形成的闭合环形结构中的任一从控制器连接，即，可以灵活的选择第一从控制器和第N从控制器。
主控制器通过第一通信线连接至第一从控制器和第N从控制器之间。并且，主控制器通过第二通信线与多个从控制器分别连接，形成总线型结构。本实施例中，可通过第一通信线和第二通信线实现主控制器与N个从控制器之间的数据通信，其中，数据通信包括：编码信息通信和控制信息通信。并且可以解决在编码信息通信和控制信息通信过程中的一些故障。
本实施例中，一方面，N个从控制器之间通过第一通信线依次串联连接，并形成闭合环形结构。另一方面，N个从控制器中的每一个分别通过第二通信线与主控制器连接，形成总线型结构。具体的，在闭合环形结构中，第一从控制器和第二从控制器之间通过第一通信线串联。在编码信息通信过程中，主控制器发送自动编码激活信号之后，N个从控制器即可以实现自动环形编码。编码后的从控制器与实际放置位置可以实现依次对应，并且可以实现自行识别是否完成编码动作以及总共参与编码的设备数量。在总线型结构中，第一从控制器和第二从控制器之间通过第二通信线并联。在编码信息通信过程中，当某一从控制器编码失败后，编码失败的从控制器的前一个控制器可以通过第二通信线向主控制器发送某一从控制器编码的反馈信息。
在一个实施例中，第一通信线为GPIO信号线，第二通信线为CAN总线。
本实施例中，GPIO为General-purpose input/output的简称，称为通用型输入/输出。GPIO信号线即为通用型输入/输出信号线。GPIO信号线可以灵活的传送由主控制器控制的数字信号。由于第一通信线和第二通信线上传输数据的类型及数量的不同，合理化的设置第一通信线和第二通信线可以提高系统数据传输速度，简化系统结构。
在第一个实施例中，电池管理系统包括如图1所示的结构，主控制器为电池堆管理单元BSMU，从控制器为电池簇管理单元BCMU。在第二个实施例中，电池管理系统包括如图2所示的结构，主控制器为电池簇管理单元BCMU，从控制器为电池管理单元BMU。在第三个实施例中，电池管理系统可以既包括如图1所示的结构，也包括如图2所示的结构。本实施例中，提供的电池管理系统可以满足二级架构和三级架构的不同情况。
在一个实施例中，在每一个从控制器上设置至少两个通用输入/输出端口，如：第一端口和第二端口。
具体的，在闭合环形结构中，第一从控制器的第一端口与主控制器通过第一通信线连接，第一从控制器的第二端口与第二从控制器的第一端口通过第一通信线连接，以此类推，第n从控制器的第二端口与第n+1从控制器的第一端口通过第一通信线连接......第N从控制器的第二端口与第一从控制器的第一端口通过第一通信线连接，同时第N从控制器的第二端口与主控制器通过第一通信线连接。n为小于N的正整数，此处表示某一个从控制器。
当某一个从控制器的第一端口接收到自动编码激活信号时，该从控制器确认自己为第一从控制器。当某一个从控制器的第二端口接收到自动编码激活信号时，该从控制器确认自己为第N从控制器。正向环形编码的顺序为从第一从控制器、第二从控制器......第n从控制器......至第N从控制器的环形编码。
请参阅图3，本申请还提供一种电池管理系统的控制方法，用于控制上述任一个实施例中的电池管理系统通过第一通信线和第二通信线实现主控制器及N个从控制器之间的数据通信。其中，数据通信至少包括：编码信息通信和控制信息通信。编码信息通信即为主控制器对N个从控制器实施编码，确认每一个从控制器的编码地址时，主控制器与从控制器之间传递信息的通信过程。最终编码信息通信完成后，在主控制器中存储每一个从控制器的唯一码和编码地址。
编码信息通信的步骤包括：
S10，主控制器通过第一通信线和/或第二通信线控制N个从控制器执行正向环形编码，N为大于1的正整数。
本步骤中，分为三种情况：（1）主控制器仅通过第一通信线传输和反馈编码信息控制N个从控制器执行正向环形编码。（2）主控制器仅通过第二通信线传输和反馈编码信息控制N个从控制器执行正向环形编码。（3）主控制器通过第一通信线和第二通信线共同传输和反馈编码信息，控制N个从控制器执行正向环形编码，在此可以实现传输和反馈编码信息时的双保险。
在正向环形编码过程中，若第n+1从控制器完成编码后，有两种方式反馈编码完成信息。一种方式：第n+1从控制器通过第一通信线向第n从控制器发送编码完成信息。最终由第一从控制器收集所有从控制器的编码完成信息。另一种方式：第n+1从控制器通过第二通信线，向主控制器发送编码完成信息。其中，n为小于N的正整数。
S20，主控制器判断在正向环形编码过程中，是否出现编码故障。具体的，主控制器可以通过第一通信线和第二通信线上两种反馈方法获得的编码完成信息，来确认是否出现编码故障。
S30，若是，则主控制器通过第一通信线控制N个从控制器执行第一类反向编码，或者主控制器通过第二通信线控制N个从控制器执行第二类反向编码。本步骤中，在正向编码故障后，主控制器按照第一类反向编码还是第二类反向编码进行，可以通过主控制器是否掌握了从控制器的总数量来决定。
本实施例中，一方面，N个从控制器之间通过第一通信线依次串联连接，并形成闭合环形结构。另一方面，N个从控制器中的每一个分别通过第二通信线与主控制器连接，形成总线型结构。本实施例中提供的电池管理系统的控制方法可以实现N个从控制器之间的正向环形编码。其中正向环形编码并不是固定的顺时针环或者固定的逆时针环，而是与N个从控制器之间的手拉手方式，每个从控制器的输入输出端口的设置有关系。从控制器的编码过程灵活，能通过从控制器之间的编码信息的传输与反馈来控制实现。本申请中，由第一通信线构成的闭合环形结构和由第二通信线构成的总线型结构，可以实现N个从控制器的正向环形编码、正向环形编码的故障判断以及当正向环形编码出现故障时，还可以通过第一类反向编码或第二类反向编码继续完成编码动作，解决了现有技术中当多个从控制器中的一个发生故障之后将无法继续进行编码动作的缺陷。
在一个实施例中，请参阅图4，步骤S10中，正向环形编码的步骤包括：
S11，主控制器通过第一通信线向第一从控制器和第N从控制器发送自动编码激活信号。
本步骤中，第一从控制器和第N从控制器为主控制器通过第一通信线连接的两个从控制器。该两个从控制器中的一个从控制器的第一端口接收到自动编码激活信号时，该从控制器确认自己为第一从控制器。该两个从控制器中的一个从控制器的第二端口接收到自动编码激活信号时，该从控制器确认自己为第N从控制器。
S12，主控制器通过第一通信线向第一从控制器发送起始编码地址。
本步骤中，起始编码地址的具体形式可以是电池管理系统的设计人员自行设计，比如：起始编码地址可以用高低电平交互信号实现。该起始编码地址可以从0开始，也可以从1开始，还可以从其他设定的数字开始。
S13，第一从控制器接收起始编码地址，并将起始编码地址作为第一从控制器的编码地址。
本步骤中，从控制器的编码地址可以设置为8位二进制的形式实现，高电平表示二进制中的1，低电平表示二进制中的0。本步骤中的起始编码地址和后续的累计编码地址在第一通信线中的传输方式均可以设置为“开始信号+高低电平交互信号+结束信号”的形式。
S14，第一从控制器将起始编码地址加1形成累计编码地址，同时将累计编码地址发送至第二从控制器，以开始依次执行正向环形编码。由于N个从控制器通过第一通信线依次串联连接形成闭合环形结构，因此当闭环中的第一个从控制器即第一从控制器和闭环中的最后一个从控制器即第N从控制器确定之后，第二从控制器、第三从控制器......第n-1从控制器、第n从控制器、第n+1从控制器......第N-1从控制器均可以依次确认。
本步骤中，可以参阅图5和图6，图5为编码地址为10的从控制器对应的电平交互信号示意图，其中每个bit位为10ms。假设第十从控制器的编码地址为10，则第十从控制器将图5中的电平交互信号加1，即高低电平交互信号变为00001011的形式，再传递至第十一从控制器。图6为编码地址为22的从控制器对应的电平交互信号示意图，其中每个bit位为10ms。同理，假设第二十二从控制器的编码地址为22，则第二十二从控制器将图6中的电平交互信号加1，即高低电平交互信号变为00010111的形式，再传递至第二十三从控制器。在其他实施例中，累计编码地址的每个bit位的时间长度并不一定是10ms，比如：还可以是2ms、5ms、8ms、12ms、15ms或其他的时间长度。
本步骤之后还包括，第二从控制器编码完成之后，第二从控制器通过所述第一通信线向第一从控制器发送编码完成信息。以及，第二从控制器编码完成之后，第二从控制器通过所述第二通信线向主控制器发送编码完成信息。本步骤中，通过两次确认的方式可增加从控制器顺次正向环形编码的可靠性，确保编码顺利完成。
S15，直至第一从控制器接收到第N从控制器编码完成的信号，则正向环形编码完成。
本步骤中，还可以通过“直至主控制器接收到第N从控制器编码完成的信号”来确认正向环形编码完成。正向环形编码完成后，N个从控制器中每一个从控制器的唯一码和编码地址，均成组的存放至主控制器中。如编码地址为1的从控制器的唯一码是W1，编码地址为2的从控制器的唯一码是W2......编码地址为N的从控制器的唯一码是WN。
本实施例中，详细说明了正向环形编码的具体步骤，该正向环形编码可以按照从控制器的实际地理位置顺次逐级编码，即编码后的从控制器与实际放置位置能做到依次对应。并且该正向环形编码的过程还可以自行识别是否完成了编码动作以及总共参与编码的从控制器的设备数量。另外，该正向环形编码前，可以选择任意两个相邻的从控制器作为第一从控制器和第N从控制器，即主控制器和从控制器之间的连接节点十分灵活。
在一个实施例中，在步骤S20中，主控制器判断在正向环形编码过程中，是否出现编码故障，的具体步骤包括：
若第n从控制器向第n+1从控制器发送累计编码地址后，在阈值时间内未收到第n+1从控制器通过第一通信线发送的编码完成信息。且，主控制器在阈值时间内也未收到第n+1从控制器通过第二通信线发送的编码完成信息，其中，阈值时间为系统预设时间。比如阈值时间为1秒。
则主控制器判断在N个从控制器中执行正向环形编码时出现编码故障。
本实施例中，判断正向环形编码是否出现编码故障的条件为：第n从控制器未通过第一通信线接收到第n+1控制器发送的编码完成信息，且，主控制器未通过第二通信线接收到第n+1控制器发送的编码完成信息，通过两次确认的方式加强了编码信息传递的可靠性，确保编码故障判断的准确性。
在一个实施例中，步骤S30中，包括：
主控制器判断是否已知从控制器的总数量。本步骤中提供的电池管理系统的控制方法中，可以在电池管理系统上电就检测主控制器是否已知系统中从控制器的数量。若电池管理系统是出厂前已经设置好的，则主控制器中存储有从控制器的总数量。若电池管理系统是互用式堆叠结构，则用户可以根据需求增加或减少从控制器的数量，因此主控制器中没有存储从控制器的总数量。
若是，则主控制器通过第一通信线控制多个从控制器执行第一类反向编码。若否，则主控制器通过第二通信线控制多个从控制器执行第二类反向编码。
本实施例中，通过判断主控制器是否已知从控制器的总数量来确定多个从控制器执行反向编码的类型，避免正向环形编码到反向环形编码的切换时，出现切换错误而导致编码无法继续进行的情况。
在一个实施例中，请参阅图7，图7为电池管理系统控制方法中第一类反向编码的步骤流程图。第一类反向编码的步骤包括：
S311，主控制器通过第一通信线向第N从控制器发送最大编码地址。本步骤中，最大编码地址是第N从控制器对应的编码地址。由于主控制器已知从控制器的总数量，因此N为一个确定的数字，可以明确对应一个电平交互信号。
S312，第N从控制器接收最大编码地址，并将最大编码地址确认为第N从控制器的编码地址。本步骤中，最大编码地址和后续的递减编码地址在第一通信线中的传输方式均可以设置为“开始信号+高低电平交互信号+结束信号”的形式。
S313，第N从控制器将最大编码地址减1形成递减编码地址，同时将递减编码地址发送至第N-1从控制器，以开始依次执行反向编码。本步骤中编码地址的电平交互信号可以参阅图5和图6所示的形式。
S314，当第N-1从控制器完成编码后，第N-1从控制器通过第一通信线向第N从控制器发送编码完成信息。和/或，第N-1从控制器通过第二通信线向主控制器发送编码完成信息。
本步骤中，通过两次确认的方式可增加从控制器第一类反向编码的可靠性，确保反向编码的顺利完成。
S315，直至第n+2从控制器接收到第n+1从控制器的编码完成信号，则第一类反向编码完成。本步骤中，还可以通过“直至主控制器接收到第n+1从控制器编码完成的信号”来确认第一类反向编码完成。
本实施例中，当正向环形编码出现故障时，确定故障位置，主动切换至第一类反向编码，使得编码过程变得更灵活、更顺畅，同时可大大缩短编码时间。
请参阅图8，图8为电池管理系统在正向环形编码中出现故障时，转至第一类反向编码的示意图。比如：在储能系统/电池管理系统进行参数配置时已知从控制器总数N=16，编码时必须收到16个从控制器的确认编码成功的信号，才结束编码。例如：图8中上半部分为正向环形编码，第一从控制器至第三从控制器均按照正向环形编码步骤实施，其编码地址分贝1、2、3，但是无法对第四从控制器进行正向环形编码，则第三个从控制器通过第一通信线向前反馈或者第三个从控制器通过第二通信线向主控制器反馈，主控制器启动第一类反向编码的步骤。如图8中下半部分，在进行第一类反向编码时，从控制器的编码地址是递减的，第一个从控制器向第十六从控制器发送开始编码信号，并且传递编码地址为16，16、15、14、13......5、4。此时第十六从控制器的编码地址是16，第十五从控制器的编码地址是15，一次类推，第四从控制器的编码地址是4。当第四从控制器通过第二通信线将第四从控制器编码完成信息发送至主控制器时，第一类反向编码结束。
在其他实施例中，对于某一从控制器两侧的第一通信线都断开，没有完成编码的从控制器，可以进一步通过第二通信线对其进行编码。该方案中，主控制器可以通过比较正向编码故障点与反向编码故障点是否为同一个点来判断是否出现上述情况。而通过第二通信线来对两侧均断开的从控制器进行补充的编码，则可能与其实际的物理位置不同，但保证与其他从控制器的编码地址不同即可。
在一个实施例中，请参阅图9，图9为电池管理系统控制方法中第二类反向编码的步骤流程图。第二类反向编码的步骤包括：
S321，主控制器将第一从控制器至第n从控制器已有的累计编码地址全部清除。
本步骤中，需要将第一从控制器至第n从控制器中每一个从控制器的唯一码和编码地址，均清除。主控制器中不再有第一从控制器至第n从控制器的任何编码相关的信息。
S322，主控制器通过第二通信线向第n从控制器发送反向第一编码地址。
本步骤中，反向第一编码地址在第二通信线中的传输方式可以是电池管理系统的设计人员自行设计，比如反向第一编码地址可以包括帧ID：0x11111111+数据域：00 00 0000 00 00 NUM，其中NUM即为当前从控制器对应的编码地址。NUM可以设置为十六进制的数字。
S323，第n从控制器接受反向第一编码地址，并将反向第一编码地址作为第n从控制器的编码地址。如图10所示n=3，第三从控制器的编码地址为1，即第三从控制器的编码地址为反向第一编码地址。
本步骤中，反向第一编码地址以及后续的反向累计编码地址可以在第一通信线中传输，以完成反向环形编码。反向第一编码地址以及后续的反向累计编码地址在第一通信线中的传输方式均可以设置为“开始信号+高低电平交互信号+结束信号”的形式。
S324，第n从控制器将反向第一编码地址加1，形成反向累计编码地址，同时将反向累计编码地址发送至第n-1从控制器，以开始依次执行反向编码。
本步骤中，反向累计编码地址的电平交互信号可以参阅图5和图6所示的形式。
S325，当第n-1从控制器完成编码后，第n-1从控制器通过第一通信线向第n从控制器发送编码完成信息。和/或，第n-1从控制器通过第二通信线向主控制器发送编码完成信息。
本步骤中，通过两次确认的方式可增加从控制器第二类反向编码的可靠性，确保反向编码的顺利完成。
S326，直至第n+2从控制器接收到第n+1从控制器的编码完成信号，则第二类反向编码完成。本步骤中，还可以通过“直至主控制器接收到第n+1从控制器编码完成的信号”来确认第二类反向编码完成。
本实施例中，当正向环形编码出现故障时，确定故障位置，主动切换至第二类反向编码，使得编码过程变得更灵活、更顺畅，同时可大大缩短编码时间。
请参阅图10，图10为电池管理系统在正向环形编码中出现故障时，转至第二类反向编码的示意图。比如：储能系统/电池管理系统采用互用式堆叠结构，主控制器不知道从控制器总数N。当正向编码出现故障时，需要进行第二类反向编码。例如：图10上半部分所示，正向1、2、3、无法对第四从控制器进行编码，则第三从控制器通过第二通信线向主控制器反馈，主控制器通过第二通信线向第三从控制器反馈反向重新进行编码。此时第三从控制器的编码信号为1，第二从控制器的编码信号为2，第一从控制器的编码地址为3，依次加一编码，直至第四从控制器（反向编码中的最后一个从控制器）编码完成。此时通过第四从控制器在第一端口没有连接另外的从控制器，判断第四个从控制器为反向编码中的最后一个从控制器。
在一个实施例中，在步骤S10，之前还包括：
主控制器检测N个从控制器的编码状态，编码状态包括：已编码状态和未编码状态。
若主控制器检测到所有从控制器中存在未编码状态的从控制器，则执行S10，主控制器通过第一通信线和/或第二通信线控制N个从控制器执行正向环形编码的步骤。本步骤中，包括所有从控制器均为未编码状态和只有几个从控制器为未编码状态，以上两种情况均需要主控制器重新发起编码激活信号，对多个从控制器重新进行编码。
若所有从控制器均为已编码状态，则进一步确认从控制器的编码是否正确。若从控制器的编码地址不正确，则可能是从控制器替换导致的唯一码与编码地址不对应。此时需要更新主控制中该从控制器的编码信息，使得该从控制器的唯一码与编码地址对应起来。
本实施例中，丰富了电池管理系统开机上电后的编码检测过程，使得所有从控制器的编码过程均明确。
在一个实施例中，已编码状态为：从控制器的唯一码和编码地址已经存储在主控制器和/或主控制器的存储器中。未编码状态为：从控制器的唯一码和编码地址，没有存储在主控制器和/或主控制器的存储器中。
比如，若系统上电后，主控制器发现已存储有16个从控制器的编码信息，并且该16个编码信息中从控制器的唯一码与编码地址均一一对应，则16个从控制器均为已编码状态。
在一个实施例中，第一从控制器汇总正向环形编、第一类反向编码及第二类反向编码的具体情况，再通过第二通信线发送至主控制器，并将故障点作为警告发出，以确保整个电池管理系统可继续正常运行。
在一个实施例中，控制信息通信的步骤包括：
S40，主控制器判断在最小工作时间段内是否通过第二通信线接收到每一个从控制器的反馈报文。本步骤中，最小工作时间段可以设置为100ms。
S41，若主控制器在最小工作时间段内没有通过第二通信线接收到第m从控制器的反馈报文，则主控制器通过第二通信线分别向第m-1从控制器和第m+1从控制器发送协助故障检测指令，其中，m为小于N的正整数。本步骤中，主控制器在最小工作时间段内没有通过第二通信线接收到第m从控制器的反馈报文，则说明第m从控制器存在故障风险的情况，但不确定是什么故障，需要进一步的确定。
S42，第m-1从控制器和第m+1从控制器分别通过第一通信线向第m从控制器发送确认指令。本步骤中第一通信线作为故障检测的通信线，承接了通过相邻的从控制器向第m从控制器发送确认指令的任务。
S43，根据第m-1从控制器和第m+1从控制器接收到的确认指令反馈结果，确定第m从控制器的处理方案。本步骤中，第m-1从控制器和第m+1从控制器通过第一通信线接收到确认指令反馈结果，并将确认指令反馈结果通过第二通信线传送至主控制器，主控制器来确定第m从控制器的处理方案。
本实施例中，当第m从控制器在最小工作时间段内没有通过第二通信线向主控制器传送数据，则通过第m-1从控制器和第m+1从控制器以及连接的第一通信线来分别向第m从控制器发送确认指令。并根据根据第m-1从控制器和第m+1从控制器接收到的确认指令反馈结果，确定第m从控制器的处理方案。即本实施例中，通过第二通信线以及第一通信线的配合，还实现了对于运行中不同类型的故障识别以及对应的解决方案。
在一个实施例中，S43的步骤具体包括：
S431，若第m-1从控制器和第m+1从控制器至少有一个接收到的确认指令反馈结果，则向主控制器反馈第m从控制器正常，但连接第m从控制器的第二通信线损坏的信息。
S432，主控制器下发指令，通过第m-1从控制器和/或第m+1从控制器与第m从控制器连接的第一通信线，临时接管第m从控制器的数据信号反馈功能。
本实施例中，如果第m-1从控制器和第m+1从控制器都可以接收到的确认指令反馈结果，则优先选择第m-1从控制器和第m+1从控制器中性能更好的从控制器来临时接管第m从控制器的数据信号反馈功能。
在一个实施例中，在S432的步骤之后，还包括：
S433，主控制器根据第m-1从控制器或第m+1从控制器反馈的第m从控制器的数据信号，确定第m从控制器的当前状态。本步骤中，第m从控制器通过第一通信线将采样数据信息传递给第m-1从控制器或第m+1从控制器。
S434，主控制器根据第m从控制器的当前状态，确定第m从控制器的运行方式。
本实施例中，根据第m-1从控制器或第m+1从控制器反馈的第m从控制器的数据信号，确定第m从控制器的当前状态，可以提高故障判断的准确性，同时保证第m从控制器的运行方式有更合适的选择，避免第m从控制器故障误判，造成系统运行压力增大。
在一个实施例中，若S433中，第m从控制器的当前状态为：采样数据信息正常，但逻辑处理数据信息异常，则第m-1从控制器或第m+1从控制器，协助实现第m从控制器到主控制器，以及主控制器到第m从控制器的双向数据中转站。
本实施例中，比如：第m从控制器采样到当前电压为3400mV，但是其却上报过压故障（通常要超过3600mV才算是过压），则第m从控制器发生产品策略型故障。具体的当第m从控制器的采样数据信息正常，但逻辑处理数据信息异常时，第m从控制器将采样数据信息发送至主控制器，主控制器向第m-1从控制器或第m+1从控制器发送第m从控制器的采样数据信息，由第m-1从控制器或第m+1从控制器进行逻辑处理，得出第m从控制器的逻辑处理数据。再由第m-1从控制器或第m+1从控制器将逻辑处理数据信息反馈至第m从控制器。
在一个实施例中，若S433中，第m从控制器的当前状态为：采样数据信息异常，则主控制器将第m从控制器切出电池管理系统。
本实施例中，如果第m从控制器的采样数据信息异常，则第m从控制器无法获取正确的电池管理信息（如，单体电池的温度、电压）。第m从控制器根据错误的电池管理信息计算得出的逻辑处理数据信息更不能应用在电池管理系统中，此时判断第m从控制器损坏，比如已死机。此时，可通过旁路开关将第m从控制器切出。
在一个实施例中，采样数据信息为直接获得的从控制器的参数信息，包括电压、电流、温度参数中的任意一种或多种。逻辑处理数据信息为经过从控制器判读和逻辑处理的参数信息，包括断线故障、过压故障、欠压故障、低温告警中的任意一种或多种。
在一个实施例中，S43根据第m-1从控制器和第m+1从控制器接收到的确认指令反馈结果，确定第m从控制器的处理方案，的步骤具体包括：
若第m-1从控制器和第m+1从控制器均未接收到的确认指令反馈结果，则第m从控制器损坏，主控制器将第m从控制器切出电池管理系统。
本步骤中，第m-1从控制器和第m+1从控制器均未接收到的确认指令反馈结果，则判断第m从控制器损坏，比如已死机。此时，可通过旁路开关将第m从控制器切出。
在其他的实施例中，还包括：对已经切出电池管理系统的从控制器的对应位置进行从控制器替换。在出现将某一从控制器通过旁路开关切出后，后续维护人员可对其进行替换。当有从控制器替换时，则主控制器重新发起编码激活信号，对N个从控制器重新进行编码。另外，当有从控制器增加时，则主控制器重新发起编码激活信号，对多个从控制器重新进行编码。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种电池管理系统的控制方法，其特征在于，
电池管理系统包括：主控制器和N个从控制器；
N个所述从控制器通过第一通信线依次串联连接，并形成闭合环形结构，N为大于1的正整数；所述主控制器通过所述第一通信线连接至第一从控制器和第N从控制器之间；并且，所述主控制器通过第二通信线与N个所述从控制器分别连接，形成总线型结构；
所述电池管理系统的控制方法用于控制所述电池管理系统通过所述第一通信线和所述第二通信线实现所述主控制器与N个所述从控制器之间的数据通信，其中，所述数据通信至少包括：编码信息通信；
所述编码信息通信的步骤包括：
S10，所述主控制器通过所述第一通信线和/或所述第二通信线控制N个所述从控制器执行正向环形编码；
其中，在所述正向环形编码过程中，若第n+1从控制器完成编码后，则所述第n+1从控制器通过所述第一通信线向第n从控制器发送编码完成信息；和/或，若所述第n+1从控制器完成编码后，则所述第n+1从控制器通过所述第二通信线，向所述主控制器发送编码完成信息；其中，n为小于N的正整数；
S20，所述主控制器判断在所述正向环形编码过程中，是否出现编码故障；
S30，若是，则所述主控制器判断是否已知所述从控制器的总数量；
若是，则所述主控制器通过所述第一通信线控制多个所述从控制器执行第一类反向编码；
若否，则所述主控制器通过所述第二通信线控制N个所述从控制器执行第二类反向编码；
所述第二类反向编码的步骤包括：
S321，所述主控制器将第一从控制器至所述第n从控制器已有的累计编码地址全部清除；
S322，所述主控制器通过所述第二通信线向所述第n从控制器发送反向第一编码地址；
S323，所述第n从控制器接受所述反向第一编码地址，并将所述反向第一编码地址作为所述第n从控制器的编码地址；
S324，所述第n从控制器将所述反向第一编码地址加1，形成反向累计编码地址，同时将所述反向累计编码地址发送至第n-1从控制器，以开始依次执行反向编码；
S325，当所述第n-1从控制器完成编码后，所述第n-1从控制器通过所述第一通信线向所述第n从控制器发送编码完成信息；和/或，所述第n-1从控制器通过所述第二通信线向所述主控制器发送编码完成信息；
S326，直至第n+2从控制器接收到所述第n+1从控制器的编码完成信号，则所述第二类反向编码完成。
2.根据权利要求1所述的电池管理系统的控制方法，其特征在于，所述步骤S10中，正向环形编码的步骤包括：
S11，所述主控制器通过所述第一通信线向所述第一从控制器和所述第N从控制器发送自动编码激活信号；
S12，所述主控制器通过所述第一通信线向所述第一从控制器发送起始编码地址；
S13，所述第一从控制器接收所述起始编码地址，并将所述起始编码地址作为所述第一从控制器的编码地址；
S14，所述第一从控制器将所述起始编码地址加1形成累计编码地址，同时将所述累计编码地址发送至第二从控制器，以开始依次执行正向环形编码；
S15，直至所述第一从控制器接收到所述第N从控制器编码完成的信号，则所述正向环形编码完成。
3.根据权利要求2所述的电池管理系统的控制方法，其特征在于，在所述步骤S20中，所述主控制器判断在所述正向环形编码过程中，是否出现编码故障，的具体步骤包括：
若所述第n从控制器向所述第n+1从控制器发送所述累计编码地址后，在阈值时间内未收到所述第n+1从控制器发送的编码完成信息；且，所述主控制器在阈值时间内也未收到所述第n+1从控制器发送的编码完成信息，其中，所述阈值时间为系统预设时间；
则所述主控制器判断在N个所述从控制器中执行所述正向环形编码时出现编码故障。
4.根据权利要求1所述的电池管理系统的控制方法，其特征在于，所述第一类反向编码的步骤包括：
S311，所述主控制器通过所述第一通信线向所述第N从控制器发送最大编码地址；
S312，所述第N从控制器接收所述最大编码地址，并将所述最大编码地址确认为所述第N从控制器的编码地址；
S313，所述第N从控制器将所述最大编码地址减1形成递减编码地址，同时将所述递减编码地址发送至第N-1从控制器，以开始依次执行反向编码；
S314，当所述第N-1从控制器完成编码后，所述第N-1从控制器通过所述第一通信线向所述第N从控制器发送编码完成信息；和/或，所述第N-1从控制器通过所述第二通信线向所述主控制器发送编码完成信息；
S315，直至第n+2从控制器接收到所述第n+1从控制器的编码完成信号，则所述第一类反向编码完成。
5.根据权利要求1所述的电池管理系统的控制方法，其特征在于，所述数据通信还包括：控制信息通信；
所述控制信息通信的步骤包括：
S40，所述主控制器判断在最小工作时间段内是否通过第二通信线接收到每一个所述从控制器的反馈报文；
S41，若所述主控制器在最小工作时间段内没有通过所述第二通信线接收到第m从控制器的反馈报文，则所述主控制器通过所述第二通信线分别向第m-1从控制器和第m+1从控制器发送协助故障检测指令，其中，m为小于N的正整数；
S42，所述第m-1从控制器和所述第m+1从控制器分别通过所述第一通信线向所述第m从控制器发送确认指令；
S43，根据所述第m-1从控制器和所述第m+1从控制器接收到的确认指令反馈结果，确定所述第m从控制器的处理方案。
6.根据权利要求5所述的电池管理系统的控制方法，其特征在于，所述S43的步骤具体包括：
S431，若所述第m-1从控制器和所述第m+1从控制器至少有一个接收到的确认指令反馈结果，则向所述主控制器反馈所述第m从控制器正常，但连接所述第m从控制器的所述第二通信线损坏的信息；
S432，所述主控制器下发指令，通过所述第m-1从控制器和/或所述第m+1从控制器与所述第m从控制器连接的所述第一通信线，临时接管所述第m从控制器的数据信号反馈功能。
7.根据权利要求6所述的电池管理系统的控制方法，其特征在于，在所述S432的步骤之后，还包括：
S433，所述主控制器根据所述第m-1从控制器或所述第m+1从控制器反馈的所述第m从控制器的所述数据信号，确定所述第m从控制器的当前状态；
S434，所述主控制器根据所述第m从控制器的所述当前状态，确定所述第m从控制器的运行方式。
8.根据权利要求7所述的电池管理系统的控制方法，其特征在于，
若所述S433中，所述第m从控制器的当前状态为：采样数据信息正常，但逻辑处理数据信息异常；
则，所述第m从控制器将所述采样数据信息发送至所述主控制器，所述主控制器向所述第m-1从控制器或所述第m+1从控制器发送所述第m从控制器的所述采样数据信息，由所述第m-1从控制器或所述第m+1从控制器进行逻辑处理，得出所述第m从控制器的逻辑处理数据；
其中，所述采样数据信息为直接获得的所述从控制器的参数信息，包括电压、电流、温度参数中的任意一种或多种；
所述逻辑处理数据信息为经过所述从控制器判读和逻辑处理的参数信息，包括断线故障、过压故障、欠压故障、低温告警中的任意一种或多种。
9.根据权利要求7所述的电池管理系统的控制方法，其特征在于，
若所述S433中，所述第m从控制器的当前状态为：采样数据信息异常；
则，所述主控制器将所述第m从控制器切出电池管理系统。
10.根据权利要求5所述的电池管理系统的控制方法，其特征在于，所述S43的步骤具体包括：
S435，若所述第m-1从控制器和所述第m+1从控制器均未接收到的确认指令反馈结果，则所述第m从控制器损坏，所述主控制器将所述第m从控制器切出电池管理系统。
11.一种电池管理系统，其特征在于，包括：
N个从控制器，通过第一通信线依次串联连接，并形成闭合环形结构，N为大于1的正整数；和
主控制器，通过所述第一通信线连接至第一从控制器和第N从控制器之间；并且，所述主控制器通过第二通信线与N个所述从控制器分别连接，形成总线型结构；
其中，所述主控制器用于通过所述第一通信线和/或所述第二通信线控制N个所述从控制器执行正向环形编码；
在所述正向环形编码过程中，若第n+1从控制器完成编码后，则所述第n+1从控制器通过所述第一通信线向第n从控制器发送编码完成信息；和/或，若所述第n+1从控制器完成编码后，则所述第n+1从控制器通过所述第二通信线，向所述主控制器发送编码完成信息；其中，n为小于N的正整数；
所述主控制器用于判断在所述正向环形编码过程中，是否出现编码故障；
所述主控制器还用于判断是否已知所述从控制器的总数量；若是，则所述主控制器用于通过所述第一通信线控制多个所述从控制器执行第一类反向编码；若否，则所述主控制器用于通过所述第二通信线控制N个所述从控制器执行第二类反向编码；
所述第二类反向编码的步骤包括：
S321，所述主控制器将第一从控制器至所述第n从控制器已有的累计编码地址全部清除；
S322，所述主控制器通过所述第二通信线向所述第n从控制器发送反向第一编码地址；
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S325，当所述第n-1从控制器完成编码后，所述第n-1从控制器通过所述第一通信线向所述第n从控制器发送编码完成信息；和/或，所述第n-1从控制器通过所述第二通信线向所述主控制器发送编码完成信息；
S326，直至第n+2从控制器接收到所述第n+1从控制器的编码完成信号，则所述第二类反向编码完成。
12.根据权利要求11所述的电池管理系统，其特征在于，所述第一通信线为GPIO信号线，所述第二通信线为CAN总线；
其中，每一个所述从控制器均包括：第一端口和第二端口；
在所述闭合环形结构中，第n从控制器的所述第二端口与第n+1个从控制器的所述第一端口通过所述第一通信线串联连接；n为正整数。
13.根据权利要求11所述的电池管理系统，其特征在于，所述主控制器为电池堆管理单元，所述从控制器为电池簇管理单元；和/或
所述主控制器为电池簇管理单元，所述从控制器为电池管理单元。
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