CN114914996B - 电池管理系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电池管理系统及其控制方法，电池管理系统包括：主控制器、至少一个主模块、至少一个从模块和至少一个多绕组变压器；主模块包括全桥变换器，全桥变换器的第二公共端和第三公共端分别与多绕组变压器原边绕组的两端连接，第一公共端和第四公共端分别连接至直流电源的两端，控制端与主控制器的信号输出端连接；从模块包括模组控制器和至少一个开关电路，开关电路的两端分别与对应的电芯电连接和对应的多绕组变压器的一个副边绕组连接，开关电路的控制端与模组控制器的信号输出端连接，模组控制器的信号输入端与对应的多绕组变压器的通讯副边绕组连接。本发明通过多绕组变压器实现能量‑通讯总线复用，降低了线束复杂度和成本。

Description

电池管理系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及电池管理技术领域，具体而言，涉及一种电池管理系统及其控制方法。
背景技术
BMS（BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，电池管理系统）是用于对电池进行智能化管理的系统，其能够监控电池状态，防止电池过充电和过放电等情况的发生，以延长电池的使用寿命，被广泛应用于电动汽车和智能电网等领域。
BMS的管理单元通常包括：电芯管理单元（CMU）、模块管理单元（MMU）和电池组管理单元（PMU），CMU用于测量电芯电压和温度等，MMU用于对多个电芯组成的电池模组进行状态采集和控制等，PMU用于对多个电池模组组成的电池组进行状态采集和电量均衡等，PMU和MMU之间通过BMS内部的通讯总线进行数据和命令交互。
但是，一方面，PMU和MMU之间需要大量的线束进行连接，以分别实现数据采集、通讯和电压主动均衡等功能，其线束复杂度较高，增加了BMS的设计难度和生产制造的复杂性；另一方面，PMU和MMU之间常通过CAN总线以菊花链拓扑结构进行通讯，但是由于不同电芯或电池模组之间的电位不同，CAN收发器需要与电芯或电池模组隔离，而具有隔离功能的收发器成本较高，增加了BMS的成本和功耗。
发明内容
本发明解决的问题是如何降低电池管理系统的线束复杂度和整体成本。
为解决上述问题，本发明提供一种电池管理系统及其控制方法。
第一方面，本发明提供了一种电池管理系统，包括：主控制器、至少一个主模块、至少一个从模块和至少一个多绕组变压器，各个所述多绕组变压器分别与一个所述主模块和所述从模块对应，所述从模块与电池组一一对应；
所述主模块包括全桥变换器，所述全桥变换器的第二公共端和第三公共端分别与对应的所述多绕组变压器的原边绕组的两端电连接，所述全桥变换器的第一公共端和第四公共端分别连接至直流电源的两端，所述全桥变换器中各个开关管的控制端分别与所述主控制器的信号输出端连接；
所述从模块包括模组控制器和至少一个开关电路，所述开关电路与对应的电池组中依次串联的电芯一一对应，所述开关电路的第一端与对应的所述电芯电连接，所述开关电路的第二端与对应的所述多绕组变压器的一个副边绕组电连接，所述开关电路的控制端与所述模组控制器的信号输出端电连接，所述模组控制器的信号输入端与对应的所述多绕组变压器的通讯副边绕组连接。
可选地，所述主模块还包括电压采样电路和检波器电路，所述电压采样电路的两端分别与所述全桥变换器的第一公共端和第四公共端电连接，所述检波器电路与所述电压采样电路并联，所述电压采样电路的信号输出端和所述检波器电路的信号输出端分别连接至所述主控制器的信号输入端，所述主控制器的信号输入端还与所述多绕组变压器的原边绕组连接。
可选地，所述从模块还包括温度采集电路和开关选择电路，所述温度采集电路的第一端分别与一个所述电池组的各个电芯连接，所述温度采集电路的第二端通过所述开关选择电路连接至所述通讯副边绕组。
可选地，所述温度采集电路包括多个分压电阻电路，所述分压电阻电路与一个所述电池组的各个电芯一一对应，所述开关选择电路包括多个第二从开关管，所述第二从开关管与所述分压电阻电路一一对应，所述分压电阻电路的第一端与对应的所述电池组的电芯电连接，所述分压电阻电路的第二端与对应的所述第二从开关管的第一端电连接，所述第二从开关管的第二端连接至所述通讯副边绕组，所述第二从开关管的控制端连接至所述模组控制器的信号输出端。
可选地，所述分压电阻电路包括上拉电阻、负温度系数电阻和瓷片电容，所述上拉电阻的一端与对应的电芯电连接，所述上拉电阻的另一端分别与所述负温度系数电阻的一端和所述通讯副边绕组的一端电连接，所述负温度系数电阻的另一端分别与对应的电芯的另一端和对应的所述第二从开关管的源极电连接，所述第二从开关管的漏极连接至所述通讯副边绕组的另一端，所述第二从开关管的栅极与所述模组控制器的信号输出端连接，所述瓷片电容与所述负温度系数电阻并联，且所述负温度系数电阻与所述电芯接触。
可选地，所述主模块还包括第二DC/DC变换器，所述第二DC/DC变换器的电压输入端与直流电源电连接，所述第二DC/DC变换器的正电压输出端与所述全桥变换器的第一公共端电连接，所述第二DC/DC变换器的负电压输出端与所述全桥变换器的第四公共端电连接，所述第二DC/DC变换器的信号输入端与所述主控制器的信号输出端连接，所述第二DC/DC变换器的信号输出端与所述主控制器的信号输入端连接。
可选地，所述主模块还包括第二信号调理电路，所述第二信号调理电路的输入端分别与所述多绕组变压器的原边绕组、所述电压采样电路的信号输出端和所述检波器电路的信号输出端连接，所述第二信号调理电路的输出端与所述主控制器的信号输入端连接。
可选地，所述全桥变换器包括第一全桥开关管、第二全桥开关管、第三全桥开关管和第四全桥开关管，所述第一全桥开关管的栅极、所述第二全桥开关管的栅极、所述第三全桥开关管的栅极和所述第四全桥开关管的栅极分别与所述主控制器的信号输出端连接；所述第一全桥开关管的漏极与所述第二全桥开关管的漏极连接形成所述第一公共端，所述第一全桥开关管的源极与所述第四全桥开关管的漏极连接形成所述第二公共端，所述第二全桥开关管的源极与所述第三全桥开关管的漏极连接形成所述第三公共端，所述第四全桥开关管的漏极与所述第三全桥开关管的漏极连接形成所述第四公共端。
可选地，所述从模块还包括第一DC/DC变换器，所述第一DC/DC变换器的电压输入端与对应的所述电池组电连接，所述第一DC/DC变换器的电压输出端与所述模组控制器的电源端电连接。
可选地，所述从模块还包括第一信号调理电路，所述第一信号调理电路的输入端与所述通讯副边绕组连接，所述第一信号调理电路的输出端与所述模组控制器的信号输入端连接。
可选地，所述电压采样电路包括第一主开关管和第一电容，所述第一主开关管的栅极与所述主控制器的信号输出端电连接，所述第一主开关管的漏极与所述全桥变换器的第一公共端电连接，所述第一主开关管的源极连接至所述主控制器的信号输入端，并通过所述第一电容连接至所述全桥变换器的第四公共端。
可选地，所述检波器电路包括第二主开关管、第二电容和电阻，所述第二电容和所述电阻并联形成RC电路，所述RC电路的一端与所述第二主开关管的第二端电连接，所述RC电路的另一端连接至所述全桥变换器的第四公共端，所述第二主开关管的源极还连接至所述主控制器的信号输入端，所述第二主开关管的漏极与所述全桥变换器的第一公共端电连接，所述第二主开关管的栅极与所述主控制器的信号输出端连接。
第二方面，本发明提供了一种电池管理系统控制方法，基于如第一方面任一项所述的电池管理系统，包括数据收发步骤，所述数据收发步骤包括：
当主控制器向模组控制器发送通讯数据时，从模块中的各个开关电路关断；
控制全桥变换器中各个开关管导通或关断，以调节所述全桥变换器输出至多绕组变压器原边绕组的第一电压信号中各个电压波形的占空比，其中，所述第一电压信号包括至少一个周期的电压波形，且不同占空比的所述电压波形对应不同的指令，不同的所述第一电压信号对应不同的所述通讯数据；
所述第一电压信号经所述多绕组变压器传输后在所述多绕组变压器的通讯副边绕组形成第二电压信号，其中，所述模组控制器检测所述第二电压信号中各个电压波形的占空比，确定所述通讯数据。
可选地，所述全桥变换器包括第一全桥开关管、第二全桥开关管、第三全桥开关管和第四全桥开关管，所述第一全桥开关管的漏极与所述第二全桥开关管的漏极连接形成所述第一公共端，所述第一全桥开关管的源极与所述第四全桥开关管的漏极连接形成所述第二公共端，所述第二全桥开关管的源极与所述第三全桥开关管的漏极连接形成所述第三公共端，所述第四全桥开关管的漏极与所述第三全桥开关管的漏极连接形成所述第四公共端；主模块还包括检波器电路，所述检波器电路的两端分别与所述全桥变换器的第一公共端和第四公共端电连接，所述检波器电路的信号输出端连接至所述主控制器的信号输入端；所述从模块还包括温度采集电路和开关选择电路，所述温度采集电路的第一端分别与一个所述电池组的各个电芯连接，所述温度采集电路的第二端通过所述开关选择电路连接至所述通讯副边绕组；
所述通讯数据包括数据采集指令，所述电池管理系统控制方法还包括：
当确定所述模组控制器接收到所述数据采集指令时，控制所述第一全桥开关管、所述第三全桥开关管和检波器电路导通、以及断开所述全桥变换器的供电电源；
在所述第一全桥开关管、所述第三全桥开关管和所述检波器电路导通期间，当从模组中各个开关电路在对应的所述模组控制器控制下依次导通时，从所述检波器电路的信号输出端采集得到对应电池组各个电芯的电压和温度，并从所述多绕组变压器的原边绕组处采集得到对应电池组各个电芯的电流；
其中，当任意一个所述开关电路导通时，所述开关选择电路在所述模组控制器控制下，将所述温度采集电路采集的与所述开关电路对应的电池组电芯的温度信号传输至通讯副边绕组。
可选地，所述主模块还包括电压采样电路，所述电压采样电路与所述检波器电路并联，且所述电压采样电路的信号输出端连接至所述主控制器的信号输入端；
所述通讯数据还包括电芯间主动均衡指令，所述从所述检波器电路的信号输出端采集得到对应电池组各个电芯的电压和温度之后，所述电池管理系统控制方法还包括：
当电池组中任意两个电芯之间的电压差超过设定值时，通过所述数据收发步骤发送所述电芯间主动均衡指令至所述模组控制器；
当确定所述模组控制器接收到所述电芯间主动均衡指令，所述模组控制器以相同占空比的驱动信号驱动对应的各个所述开关电路工作，并控制所述开关选择电路断开时，断开所述全桥变换器的供电电源，并控制所述电压采样电路导通，以使对应电池组中电压较高的电芯为电压较低的电芯充电，实现所述电池组电芯之间电压的主动均衡。
可选地，所述主模块还包括第二DC/DC变换器，所述第二DC/DC变换器的电压输入端与直流电源电连接，所述第二DC/DC变换器的正电压输出端与所述全桥变换器的第一公共端连接，所述第二DC/DC变换器的正负电压输出端与所述全桥变换器的第四公共端连接，所述第二DC/DC变换器的信号输入端与所述主控制器的信号输出端连接；
所述通讯数据还包括电池组间主动均衡指令，所述实现所述电池组电芯之间电压的主动均衡之后，还包括：
采集各个所述电池组在电芯间电压主动均衡之后的均衡电压；
当存在至少两个所述电池组之间的均衡电压不一致时，控制所述第二DC/DC变换器的输出电压与所有所述电池组中的均衡电压最大值相同；
通过所述数据收发步骤发送所述电池组间主动均衡指令至所述模组控制器，当确定所述模组控制器接收到所述电池组间主动均衡指令，所述模组控制器控制各个开关电路导通时，控制所述第一全桥开关管和所述第三全桥开关管同步导通，所述第二全桥开关管和所述第四全桥开关管关断，以使所述第二DC/DC变换器的输出电压为均衡电压小于所述均衡电压最大值的所述电池组充电，实现所述电池组间的电压主动均衡。
本发明的电池管理系统及其控制方法的有益效果是：电池管理系统包括主控制器、至少一个主模块、至少一个从模块和至少一个多绕组变压器，每个多绕组变压器对应一个主模块和一个从模块，各个主模块分别连接至主控制器，每个从模块连接至一个电池组，主模块和从模块之间通过对应的多绕组变压器进行数据传输。其中，主模块中的全桥变换器可在主控制器的控制下改变输出至多绕组变压器原边绕组的电压，在多绕组变压器的作用下，多绕组变压器的副边绕组上会形成对应的电压，从模块中的模组控制器检测对应的电压就可接收到主控制器发送的数据或指令。并且，开关电路在对应模组控制器的控制下导通时，电芯电压等数据会通过对应的副边绕组传输至原边绕组，主控制器可在变压器的原边接收到该数据，实现主控制器与电池组之间的数据通讯。并且，电池组和主模块之间、电池组各个电芯之间可通过变压器进行能量传输，使得多绕组变压器能够实现能量-通讯总线复用，相较于现有技术，本发明不需要另外设置通讯线束，降低了线束复杂度，并且多绕组变压器能够对主控制器和电池组进行隔离，多绕组变压器的各个副边绕组能够对电池组的各个电芯之间进行隔离，不要另外增设具有隔离功能的CAN收发器，降低了电池管理系统的整体成本。
附图说明
图1为本发明实施例的一种电池管理系统的结构示意图；
图2为本发明实施例的对应的主模块和从模块的结构示意图；
图3为本发明实施例的电池管理系统的电连接结构示意图；
图4为本发明实施例的温度采集电路和开关选择电路的结构示意图；
图5为本发明另一实施例的电池管理系统控制方法的流程示意图；
图6为本发明实施例的指令“1”对应的电压波形示意图；
图7为本发明实施例的指令“0”对应的电压波形示意图；
图8为本发明实施例的主控制器发送通讯数据“1001”至模组控制器时的信号时序图；
图9为本发明实施例的主控制器采集电芯电压、电流和温度时的信号时序图；
图10为本发明实施例的控制器发送通讯数据“1100”至模组控制器时的信号时序图；
图11为本发明实施例的一个电池组的电芯之间电压主动均衡时的信号时序图；
图12为本发明实施例的多个电池组之间电压主动均衡时的信号时序图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。虽然附图中显示了本发明的某些实施例，然而应当理解的是，本发明可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本发明。应当理解的是，本发明的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本发明的保护范围。
应当理解，本发明的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本发明的范围在此方面不受限制。
本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”；术语“可选地”表示“可选的实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。需要注意，本发明中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
需要注意，本发明中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。
本发明实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。
如图1、图2和图3所示，本发明实施例提供的一种电池管理系统，包括：主控制器（图中Master MCU）、至少一个主模块、至少一个从模块和至少一个多绕组变压器，各个所述多绕组变压器分别与一个所述主模块和所述从模块对应，所述从模块与电池组一一对应。
具体地，如图1所示，电池管理系统包括一个主控制器、M个主模块、M个从模块，M大于或等于1，主控制器分别与各个主模块连接，每个主模块通过对应的一个多绕组变压器与对应的从模块进行数据通讯和能量传输，其中，主模块与对应的多绕组变压器的原边绕组Np连接，从模块与对应的多绕组变压器的副边绕组Ns连接，每个从模块分别连接至一个电池组Bat。
所述主模块包括全桥变换器，所述全桥变换器的第二公共端和第三公共端分别与对应的所述多绕组变压器的原边绕组Np的两端电连接，所述全桥变换器的第一公共端和第四公共端分别连接至直流电源的两端，所述全桥变换器中各个开关管的控制端分别与所述主控制器的信号输出端连接。
可选地，所述全桥变换器包括第一全桥开关管Q1、第二全桥开关管Q2、第三全桥开关管Q3和第四全桥开关管Q4，所述第一全桥开关管Q1的栅极、所述第二全桥开关管Q2的栅极、所述第三全桥开关管Q3的栅极和所述第四全桥开关管Q4的栅极分别与所述主控制器的信号输出端连接；所述第一全桥开关管Q1的漏极与所述第二全桥开关管Q2的漏极连接形成所述第一公共端，所述第一全桥开关管Q1的源极与所述第四全桥开关管Q4的漏极连接形成所述第二公共端，所述第二全桥开关管Q2的源极与所述第三全桥开关管Q3的漏极连接形成所述第三公共端，所述第四全桥开关管Q4的漏极与所述第三全桥开关管Q3的漏极连接形成所述第四公共端。
具体地，在全桥变换器结构中，第一全桥开关管Q1、第三全桥开关管Q3的PWM驱动信号一致，第二全桥开关管Q2、第四全桥开关管Q4的PWM驱动信号一致，第一全桥开关管Q1、第三全桥开关管Q3与第二全桥开关管Q2、第四全桥开关管Q4的PWM驱动信号互补且具有一定死区，以防止桥臂直通。
由于多绕组变压器的存在，全桥变换器在多绕组变压器原边绕组Np两端产生的交流电压平均值应该为零，以避免变压器磁饱和。在本实施例中，为了使得多绕组变压器具有足够的时间进行磁复位，可定义全桥变换器的占空比在开关周期内小于50%。
所述从模块包括模组控制器（图中Module MCU）和至少一个开关电路，所述开关电路与对应的电池组中依次串联的电芯一一对应，所述开关电路的第一端与对应的所述电芯电连接，所述开关电路的第二端与对应的所述多绕组变压器的一个副边绕组Ns电连接，所述开关电路的控制端与所述模组控制器的信号输出端电连接，所述模组控制器的信号输入端与对应的所述多绕组变压器的通讯副边绕组Nst连接。
具体地，每个电池组Bat包括依次串联的多个电芯Cell，每个开关电路分别连接对应的电池组的一个电芯Cell，用于控制电芯电压、电流等。其中，多绕组变压器的原边绕组Np和各个副边绕组Ns的匝数可相同，即图2和图3中，Ns1：Ns2：…：Nsn：Nst：Np=1：1：…：1，能够避免电压等信号通过多绕组变压器传输时数值发生变化，以提高数据检测和识别效率。
需要说明的是，通讯副边绕组Nst为多绕组变压器中的任一副边绕组Ns，此处命名仅用于将其与开关电路连接的副边绕组Ns区分开来。
本实施例中，电池管理系统包括主控制器、至少一个主模块、至少一个从模块和至少一个多绕组变压器，每个多绕组变压器对应一个主模块和一个从模块，各个主模块分别连接至主控制器，每个从模块连接至一个电池组，主模块和从模块之间通过对应的多绕组变压器进行数据传输。其中，主模块中的全桥变换器可在主控制器的控制下改变输出至多绕组变压器原边绕组Np的电压，在多绕组变压器的作用下，多绕组变压器的副边绕组Ns上会形成对应的电压，从模块中的模组控制器检测对应的电压就可接收到主控制器发送的数据或指令。并且，开关电路在对应模组控制器的控制下导通时，电芯电压等数据会通过对应的副边绕组Ns传输至原边绕组Np，主控制器可在变压器的原边接收到该数据，实现主控制器与电池组之间的数据通讯。并且，电池组和主模块之间、电池组各个电芯之间可通过变压器进行能量传输，使得多绕组变压器能够实现能量-通讯总线复用，相较于现有技术，本发明不需要另外设置通讯线束，降低了线束复杂度，并且多绕组变压器能够对主控制器和电池组进行隔离，多绕组变压器的各个副边绕组Ns能够对电池组的各个电芯之间进行隔离，不要另外增设具有隔离功能的CAN收发器，降低了电池管理系统的整体成本。
可选地，所述开关电路包括第一从开关管Sn_1和第三电容CEn，第一从开关管Sn_1的漏极连接至对应的多绕组变压器的一个副边绕组Ns的一端，所述副边绕组Ns的另一端连接至对应电池组的一个电芯的一端，所述第一从开关管Sn_1的源极连接至所述电芯的另一端，所述第一从开关管Sn_1的栅极连接至对应的模组控制器的信号输入端，所述第三电容CEn与所述电芯并联。
具体地，第一从开关管Sn_1可采用双N沟道MOSFET管，其能够控制电芯电压、电流以及数据传输。
本可选的实施例中，通过控制第一从开关管Sn_1的导通或关断，可以控制对应的电芯通过多绕组变压器与原边进行数据传输，例如当第一从开关管Sn_1导通时，可以在多绕组变压器的原边检测该电芯的电压和电流等状态数据，实现对电池组电芯的监测。并且，当一个电池组中各个电芯对应的第一从开关管Sn_1均导通时，结合多绕组变压器原边各个开关管的配合，各个电芯之间能够通过多绕组变压器进行能量传输，实现电芯之间的电压均衡。
可选地，所述主模块还包括电压采样电路和检波器电路，所述电压采样电路的两端分别与所述全桥变换器的第一公共端和第四公共端电连接，所述检波器电路与所述电压采样电路并联，所述电压采样电路的信号输出端和所述检波器电路的信号输出端分别连接至所述主控制器的信号输入端，所述主控制器的信号输入端还与所述多绕组变压器的原边绕组Np连接。
具体地，电压采样电路用于采集每个电池组的平均电压，检波器电路用于采集电池组电芯的电压和温度。电压采样电路、检波器电路和全桥变换器组成驱动电路。
可选地，所述电压采样电路包括第一主开关管K1和第一电容C1，所述第一主开关管K1的栅极与所述主控制器的信号输出端电连接，所述第一主开关管K1的漏极与所述全桥变换器的第一公共端电连接，所述第一主开关管K1的源极连接至所述主控制器的信号输入端，并通过所述第一电容C1连接至所述全桥变换器的第四公共端。
可选地，所述检波器电路包括第二主开关管K2、第二电容C2和电阻RT，所述第二电容C2和所述电阻RT并联形成RC电路，所述RC电路的一端与所述第二主开关管K2的第二端电连接，所述RC电路的另一端连接至所述全桥变换器的第四公共端，所述第二主开关管K2的源极还连接至所述主控制器的信号输入端，所述第二主开关管K2的漏极与所述全桥变换器的第一公共端电连接，所述第二主开关管K2的栅极与所述主控制器的信号输出端连接。
具体地，第一主开关管K1和第二主开关管K2可采用N沟道MOSFET管。
本可选的实施例中，在控制多绕组变压器原边和副边的开关管导通或关断时，通过多绕组变压器的原边设置的电压采样电路和检波器电路，主控制器能够采集到电池组各个电芯的电压、电流和温度等状态数据，实现对电池组各个电芯的监测，有利于对电池组和电芯的电压进行控制。
可选地，所述从模块还包括温度采集电路和开关选择电路，所述温度采集电路的第一端分别与一个所述电池组的各个电芯连接，所述温度采集电路的第二端通过所述开关选择电路连接至所述通讯副边绕组Nst。
具体地，温度采集电路用于对一个电池组中每颗电芯的温度进行感知，开关选择电路用于选择需要发送的电芯温度，通过多绕组变压器进行数据传输。
可选地，如图4所示，所述温度采集电路包括多个分压电阻电路，所述分压电阻电路与一个所述电池组的各个电芯一一对应，所述开关选择电路包括多个第二从开关管Sn_2，所述第二从开关管Sn_2与所述分压电阻电路一一对应，所述分压电阻电路的第一端与对应的所述电池组的电芯电连接，所述分压电阻电路的第二端与对应的所述第二从开关管Sn_2的第一端电连接，所述第二从开关管Sn_2的第二端连接至所述通讯副边绕组Nst，所述第二从开关管Sn_2的控制端连接至所述模组控制器的信号输出端。
具体地，通过控制第二从开关管Sn_2的导通，可以将对应的分压电阻电路采集的电芯温度以电压信号的方式通过多绕组变压器的通讯副边绕组Nst传输至多绕组变压器的原边。其中，第二从开关管Sn_2可采用双N沟道MOSFET管。
可选地，所述分压电阻电路包括上拉电阻R、负温度系数电阻NTCn和瓷片电容CNn，所述上拉电阻R的一端与对应的电芯电连接，所述上拉电阻R的另一端分别与所述负温度系数电阻NTCn的一端和所述通讯副边绕组Nst的一端电连接，所述负温度系数电阻NTCn的另一端分别与对应的电芯的另一端和对应的所述第二从开关管Sn_2的源极电连接，所述第二从开关管Sn_2的漏极连接至所述通讯副边绕组Nst的另一端，所述第二从开关管Sn_2的栅极与所述模组控制器的信号输出端连接，所述瓷片电容CNn与所述负温度系数电阻NTCn并联，且所述负温度系数电阻NTCn与所述电芯接触。
具体地，每颗电芯配置一个分压电阻电路，负温度系数电阻NTCn需要接触电芯，随着电芯温度的变化，其阻值也会发生变化，由此通过分压电阻电路使得不同电芯温度分别对应一个电压值。
本可选的实施例中，通过分压电阻将对应电池组各个电芯的温度转换为对应的电压值，开关选择电路能够在模组控制器的控制下，选择需要发送的电芯温度，将对应的该电芯温度对应的电压值传输至通讯副边绕组Nst，通过多绕组变压器传输至原边，进而传输至主控制器，实现对电池组电芯温度的监测。
可选地，所述主模块还包括第二DC/DC变换器（图中DCDC#2），所述第二DC/DC变换器的电压输入端与直流电源电连接，所述第二DC/DC变换器的正电压输出端与所述全桥变换器的第一公共端电连接，所述第二DC/DC变换器的负电压输出端与所述全桥变换器的第四公共端电连接，所述第二DC/DC变换器的信号输入端与所述主控制器的信号输出端连接。
具体地，第二DC/DC变换器用于为全桥变换器发送信号指令Vbus提供初始电压。第二DC/DC变换器的正电压输出端可通过电源开关K3连接至全桥变换器的第一公共端，第二DC/DC变换器的负电压输出端也可通过电源开关K3连接至全桥变换器的第四公共端，通过电源开关K3的通断可控制对全桥变换器进行供电或断电。其中，电源K3可由主控制器进行控制，可通过主控制器输出PWM信号控制第二DC/DC变换器DCDC#2的输出电压，以改变第二DC/DC变换器DCDC#2输出至全桥变换器的初始电压Vin的电压值。
第二DC/DC变换器的正电压输出端还可连接至主控制器的电源端，用于为主控制器进行供电，直流电源可为12V或48V等电池。
本可选的实施例中，第二DC/DC变换器对直流电源的供电电压进行转换，为全桥变换器提供初始电压，还可为主控制器供电。同时，第二DC/DC变换器可在主控制器的控制下调整供电电压的大小，结合电池管理系统中各个开关管的配合，调整各个电池组的电压，实现电池组之间的电压均衡。
可选地，所述主模块还包括第二信号调理电路（SCC），所述第二信号调理电路的输入端分别与所述多绕组变压器的原边绕组Np、所述电压采样电路的信号输出端和所述检波器电路的信号输出端连接，所述第二信号调理电路的输出端与所述主控制器的信号输入端连接。
具体地，第二信号调理电路用于对从多绕组的原边绕组Np、电压采样电路的信号输出端和检波器电路的信号输出端采集的信号进行隔离、放大或滤波等处理，将采集的信号预处理为便于主控制器处理的数字信号。
可选地，所述从模块还包括第一DC/DC变换器（图中DCDC#1），所述第一DC/DC变换器的电压输入端与对应的所述电池组电连接，所述第一DC/DC变换器的电压输出端与所述模组控制器的电源端电连接。
具体地，第一DC/DC变换器可将电池组电压进行升压或降压为模组控制器供电。
本可选的实施例中，第一DC/DC变换器将对应的电池组的电压进行变换，直接为模组控制器供电，不需另外设置供电电源，结构简单，减少空间占用。
可选地，所述从模块还包括第一信号调理电路（SCC），所述第一信号调理电路的输入端与所述通讯副边绕组Nst连接，所述第一信号调理电路的输出端与所述模组控制器的信号输入端连接。
具体地，第一信号调理电路用于对从通讯副边绕组Nst采集的信号进行隔离、放大或滤波等处理，将采集的信号预处理为模组控制器便于处理的数字信号。
如图5所示，本发明另一实施例提供的一种电池管理系统控制方法，基于如上所述的电池管理系统，包括数据收发步骤，所述数据收发步骤包括：
当主控制器向模组控制器发送通讯数据时，从模块中的各个开关电路关断；
控制全桥变换器中各个开关管导通或关断，以调节所述全桥变换器输出至多绕组变压器原边绕组Np的第一电压信号中各个电压波形的占空比，其中，所述第一电压信号包括至少一个周期的电压波形，且不同占空比的所述电压波形对应不同的指令，不同的所述第一电压信号对应不同的所述通讯数据；
所述第一电压信号经所述多绕组变压器传输后在所述多绕组变压器的通讯副边绕组Nst形成第二电压信号，其中，所述模组控制器检测所述第二电压信号中各个电压波形的占空比，确定所述通讯数据。
具体地，通讯数据一般是由不同排列方式的多个指令“1”和指令“0”组成，本实施例中通过定义全桥变换器输出波形的占空比来构成通讯数据，例如可定义占空比D1的波形表示指令“1”，占空比D2的波形表示指令“0”，且D1不等于D2，D1+D2<100%。例如可定义小于50%的任意大小的占空比为指令“0”或指令“1”，指令“0”对应的占空比与指令“1”对应的占空比不一致。
通过改变全桥变换器输出的第一电压信号中各个电压波形的占空比，就可输出不同的通讯数据，其中，不同占空比的电压波形对应不同的指令（指令“0”或指令“1”），多个指令的组合构成通讯数据。通讯数据可根据实际情况任意定义，例如可定义通讯数据（指令组合）“1001”表示数据采集指令（即开始进行电芯电压、温度、电流采集），“1001”表示全桥变换器输出的第一电压信号中包括四个周期的电压波形，四个电压波形的占空比依次为D1、D2、D2、D1；通讯数据（指令组合）“1100”表示电芯间主动均衡指令（即开始电芯之间电压的主动均衡），全桥变换器输出的第一电压信号中四个电压波形的占空比依次为D1、D1、D2、D2；通讯数据（指令组合）“1110”表示电芯之间主动均衡结束，对应的信号中四个电压波形的占空比依次为D1、D1、D1、D2。
当主控制器（Master MCU）向模组控制器（Module MCU）发送指令“1”时，通过控制全桥变换器开关管占空比为D1，如图6所示，其中变压器副边的模组控制器（Module MCU）等待指令，开关电路中的开关管Sn（第一从开关管Sn_1和第二从开关管Sn_2）不动作，可控制多绕组变压器原边的电源开关K3导通为全桥变换器提供初始电压Vin，在多绕组变压器的原边绕组Np两端形成Vbus电压，其中，第一全桥开关管Q1和第三全桥开关管Q3导通时，其为正电压Vin；当第二全桥开关管Q2和第四全桥开关管Q4导通时，其为负电压-Vin，持续时间为占空比D1控制，若变压器的匝比为1：1，则在变压器通讯副边绕组Nst也能够检测到的Vcom电压与Vbus电压一致，即Vcom=Vbus。
模组控制器（Module MCU）可通过检测Vcom电压上升沿至下降沿之间的持续时间来判断指令“1”。
同理，如图7所示，指令“0”的发送方式与指令“1”发送方式一致，两者仅存在占空比的区别，具体发送过程在此不再赘述。
图6和图7中，指令区域描述：
功率区域【t0~t1】：全桥变换器对励磁电感Lm激磁；
复位区域【t1~t2】：全桥变换器对励磁电感Lm去磁；
信号区域【t2~t3】：可用于模组控制器（Module MCU）指令发送。
本实施例中，当向全桥变换器供电时，主控制器输出驱动信号控制全桥变换器中各个开关管导通或关断，全桥变换器输出第一电压信号至多绕组变压器的原边绕组Np，第一电压信号包括至少一个周期的电压波形，电压波形的占空比由主控制器控制，不同占空比的电压波形对应不同的指令，多个周期的电压波形对应的指令组合构成通讯数据，即通过主控制器调节各个电压波形的占空比就可表达不同的通讯数据。第一电压波形经多绕组变压器传输后在通讯副边绕组Nst形成对应的第二电压信号，若原边绕组Np的匝数与通讯副边绕组Nst的匝数比相同，则第二电压信号和第一电压信号相同，若匝数比不同，则第二电压信号的电压值与第一电压信号的电压值成一定比例。模组控制器检测第二电压信号中各个电压波形的占空比，各个占空比对应的指令组合就可确定主控制器发送的通讯数据。相较于现有技术，不需要另外设置通讯线束，降低了线束复杂度，并且多绕组变压器能够对主控制器和电池组进行隔离，多绕组变压器的各个副边绕组Ns能够对电池组的各个电芯之间进行隔离，不要另外增设具有隔离功能的CAN收发器，降低了电池管理系统的整体成本。
可选地，所述通讯数据包括数据采集指令，所述电池管理系统控制方法还包括：
当确定所述模组控制器接收到所述数据采集指令时，控制所述第一全桥开关管Q1、所述第三全桥开关管Q3和检波器电路导通、以及断开所述全桥变换器的供电电源；
在所述第一全桥开关管Q1、所述第三全桥开关管Q3和所述检波器电路导通期间，当从模组中各个开关电路在对应的所述模组控制器控制下依次导通时，从所述检波器电路的信号输出端采集得到对应电池组各个电芯的电压和温度，并从所述多绕组变压器的原边绕组Np处采集得到对应电池组各个电芯的电流；
其中，当任意一个所述开关电路导通时，所述开关选择电路在所述模组控制器控制下，将所述温度采集电路采集的与所述开关电路对应的电池组电芯的温度信号传输至通讯副边绕组Nst。
具体地，当主控制器（Master MCU）需要采集电池模组中每颗电芯电压、电流、温度数据时，如图8所示，在Communication阶段，电源开关K3打开，通过全桥变换器发送“1001”指令（数据采集指令），即依次改变全桥变换器输出的第一电压信号中四个电压波形的占空比为D1、D2、D2、D1。
模组控制器（Module MCU）检测到Vcom电平变化后，控制至少一个开关电路中开关管Sn（Sn_1或Sn_2）在信号区域发出一个PWM脉冲，该脉冲持续时间应小于信号区域持续时间，同时主控制器（Master MCU）也会检测Vbus电压，当检测到信号区域有高电平出现时，代表模组控制器（Module MCU）已接收指令，即Accept阶段。
主控制器（Master MCU）经过一个周期后进入Ready阶段，随后控制第一全桥开关管Q1、第三全桥开关管Q3导通，在第一全桥开关管Q1、第三全桥开关管Q3导通区间，第二主开关管K2导通时长与第一全桥开关管Q1、第三全桥开关管Q3导通时长一致，此导通区间为ADC阶段；
在ADC阶段（具体可参见图9），模组控制器（Module MCU）通过PWM信号控制第一从开关管Sn_1和第二从开关管Sn_2依次导通，且导通时间一致，其中第一从开关管Sn_1和第二从开关管Sn_2的PWM信号在此阶段中互补，且具有一定死区，即导通顺序为开关管S1_1导通→死区时间→S1_2导通→死区时间→S2_1导通→死区时间→S2_2导通…→Sn_1导通→死区时间→Sn_2导通，如图9所示，此时在V2端口即可检测出C1、T1、C2、T2…Cn、Tn，分别为电池组电芯Cell1、Cell2…Celln对应的电压和温度，例如：Cn、Tn分别为电芯Celln的电压和温度；在Ibat端口即可检测到电芯的电流。
其中，由于电流采样电路获取的电流信号Ibat中会包含电芯温度信号传输带来的电流信号，所以在主控制器（Master MCU）对电流Ibat数据进行周期性采集，使得电流Ibat的采集周期与电芯电压C1的采集周期一致，以降低电芯温度信号带来的干扰，提高电流检测准确性。
特别地，所提到的ADC阶段，开关管Q1、Q3导通时长应大于所有开关管Sn_1和Sn_2导通时长之和，即Ton（Q1、Q3）>n*（Ton（Sk_1）+Ton（Sk_2）+Tdead（死区时间）），其中，Ton表示导通时长，Sk_1为S1_1...Sn_1中的任意一个第一从开关管Sn_1，Sk_2为与Sk_1对应的第二从开关管，n为一个电池组电芯的数量。
当开关管Q1、Q3导通结束时，开关管K2截止关断，表示电芯数据传输完成，此时开关管Q2、Q4导通，对变压器励磁电感Lm进行复位，此过程电芯电压、电流、温度数据检测完毕。
本可选的实施例中，通过主模块和从模块中各个开关管导通或关断的配合，就可通过多绕组变压器实现对电池组电芯的温度、电流和电压的采集，不要另外设置数据采集线束，简化了电路结构，降低了成本。
可选地，所述通讯数据还包括电芯间主动均衡指令，所述从所述检波器电路的信号输出端采集得到对应电池组各个电芯的电压和温度之后，所述电池管理系统控制方法还包括：
当电池组中任意两个电芯之间的电压差超过设定值时，通过所述数据收发步骤发送所述电芯间主动均衡指令至所述模组控制器；
当确定所述模组控制器接收到所述电芯间主动均衡指令，所述模组控制器以相同占空比的驱动信号驱动对应的各个所述开关电路工作，并控制所述开关选择电路断开时，断开所述全桥变换器的供电电源，并控制所述电压采样电路导通，以使对应电池组中电压较高的电芯为电压较低的电芯充电，实现所述电池组电芯之间电压的主动均衡。
具体地，当主控制器（Master MCU）检测到电池组电芯压差超过设定值后需要开启均衡模式，如图10所示，在Communication阶段，电源开关K3打开，通过全桥变换器发送“1100”指令，即依次改变全桥变换器输出信号中各个电压波形的占空比为D1、D1、D2、D2。
模组控制器（Module MCU）检测到Vcom电平变化后，控制至少一个开关管Sn（Sn_1和Sn_2)在信号区域发出一个PWM脉冲，该脉冲持续时间应小于信号区域持续时间，同时主控制器（Master MCU）也会检测Vbus电压，当检测到信号区域有高电平出现时，代表模组控制器（Module MCU）已接收指令，即Accept阶段。
随后关闭电源开关K3，主控制器（Master MCU）经过一个周期后进入Ready阶段。
该阶段结束后，打开第一主开关K1，关闭开关管Q1、Q2、Q3、Q4的脉冲，进入ADC采样阶段，该阶段中模组控制器（Module MCU）控制开关管S1_1~Sn_1以相同占空比的PWM脉冲工作，此时开关管S1_2~Sn_2保持关断状态。
具体过程如图11所示，均衡开始前，假设三个电芯Cell1、Cell2和Cell3的电压Vcell1>Vcell2>Vcell3，且Vcell1和Vcell2之间的差值大于设定值，当开关管S1_1~Sn_1全部导通时，电芯Cell1会通过多绕组变压器给电芯Cell2和电芯Cell3进行充电，此时可以检测到电芯Cell1电流I1为正，电芯Cell2和电芯Cell3电流I2、I3为负，且I1=I2+I3；
随着均衡时间的增加，电芯之间压差减小，当模组控制器（Module MCU）检测到Vcom电压平台数个周期未发生变化时，通过开关管Sn（Sn_1或Sn_2)发送“1110”，即控制开关管Sn的PWM信号占空比依次为D1、D1、D1、D2，主控制器（Master MCU）检测到“1110”指令组合后，判断主动均衡结束，采集V1电压即可知道该模组内电芯主动均衡后的平均电压，即V1=（Vcell1+Vcell2…+Vcelln）/n，电芯均衡之后平均电压也为每颗电芯的电压。
本可选的实施例中，通过主模块和从模块中各个开关管导通或关断的配合，一个电池组的各个电芯能够通过多绕组变压器进行能量传输，实现电芯之间电压的主动均衡。通过多绕组变压器进行能量传输，相较于现有技术，不需另外设置电芯间主动均衡的线束，简化了电路结构。多绕组变压器使得电芯与电芯之间相互隔离，且多绕组变压器既能传输能量，也能传输数据，实现了能量-通讯总线复用，不需要增设隔离的CAN收发器，降低了成本。
可选地，所述通讯数据还包括电池组间主动均衡指令，所述实现所述电池组电芯之间电压的主动均衡之后，还包括：
采集各个所述电池组在电芯间电压主动均衡之后的均衡电压；
当存在至少两个所述电池组之间的均衡电压不一致时，控制所述第二DC/DC变换器的输出电压与所有所述电池组中的均衡电压最大值相同；
通过所述数据收发步骤发送所述电池组间主动均衡指令至对应的所述模组控制器，当确定所述模组控制器接收到所述电池组间主动均衡指令，所述模组控制器控制各个开关电路导通时，控制所述第一全桥开关管Q1和所述第三全桥开关管Q3同步导通，所述第二全桥开关管和所述第四全桥开关管关断，以使所述第二DC/DC变换器的输出电压为均衡电压小于所述均衡电压最大值的所述电池组充电，实现所述电池组间的电压主动均衡。
具体地，当每个电池组内的电芯均衡结束后，电池组之间可能还存在电压差。为了使得电池组之间电压水平一致，当主控制器（Master MCU）检测到各电池组主动均衡后的均衡电压V1不一致时，通过控制第二DC/DC变换器输出的电压Vin与各个电池组中的均衡电压最大值一致，然后开启全桥变换器PWM脉冲，使得电压Vin给低电压电池组进行充电，最终使得所有电池组电压保持一致。
如图12所示。假设有三个电池组的电压为Vpack3>Vpack1>Vpack2时，主控制器（Master MCU）通过改变输出至第二DC/DC变换器的PWM信号的占空比，使得第二DC/DC变换器输出的初始电压Vin=Vpack3，同时通过全桥变换器开关管Q1~Q4给相应的模组控制器（Module MCU）发送 “1011”指令组合（表示电池组间主动均衡指令），即Q1、Q3占空比为D1、D2、D1、D1。
当模组控制器（Module MCU）在Vcom端检测到指令后，在信号区域开关管S1_1~Sn_1导通一小段时间进入ACCEPT阶段，确认模组控制器（Module MCU）接收到指令。
经过一个周期延迟后，即Ready阶段之后，开关管Q1、Q3、S1_1~Sn_1同步导通，开关管S1_2~Sn_2保持截止关断状态，开关管Q2、Q4处于关闭状态，此时Vin>Vpack1>Vpack2，故通过Vin给Vpack1、Vpack2对应的电池组充电，此时Ibat=Ipack1+Ipack2，且Ipack2>Ipack3，直到Vin=Vpack1=Vpack2时，Ibat=Ipack1=Ipack2=0，表示均衡结束，主控制器（Master MCU）控制开关管Q1、Q3发出停止占空比信号，表示均衡结束，即Equ-complete阶段，控制全桥变换器发送通讯数据提示模组控制器（Module MCU）停止开关管S1_1~Sn_1导通。
本可选的实施例中，通过主模块和从模块中各个开关管导通或关断的配合，各个电池组能够通过多绕组变压器进行能量传输，实现电池组之间电压的主动均衡。通过多绕组变压器进行能量传输，相较于现有技术，不需另外设置电池组间主动均衡的线束，简化了电路结构。多绕组变压器使得电池组与控制器之间相互隔离，且多绕组变压器既能传输能量，也能传输数据，实现了能量-通讯总线复用，不需要增设隔离的CAN收发器，降低了成本。
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-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。在本申请中，所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
虽然本发明公开披露如上，但本发明公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本发明公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电池管理系统，其特征在于，包括：主控制器、至少一个主模块、至少一个从模块和至少一个多绕组变压器，各个所述多绕组变压器分别与一个所述主模块和所述从模块对应，所述从模块与电池组一一对应；
所述主模块包括全桥变换器，所述全桥变换器的第二公共端和第三公共端分别与对应的所述多绕组变压器的原边绕组的两端电连接，所述全桥变换器的第一公共端和第四公共端分别连接至直流电源的两端，所述全桥变换器中各个开关管的控制端分别与所述主控制器的信号输出端连接；
所述从模块包括模组控制器和至少一个开关电路，所述开关电路与对应的电池组中依次串联的电芯一一对应，所述开关电路的第一端与对应的所述电芯电连接，所述开关电路的第二端与对应的所述多绕组变压器的一个副边绕组电连接，所述开关电路的控制端与所述模组控制器的信号输出端电连接，所述模组控制器的信号输入端与对应的所述多绕组变压器的通讯副边绕组连接；
所述多绕组变压器用于实现所述主模块与电池组之间的数据通讯，以及所述主模块与电池组之间、和电池组的各个电芯之间的能量传输。
2.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述主模块还包括电压采样电路和检波器电路，所述电压采样电路的两端分别与所述全桥变换器的第一公共端和第四公共端电连接，所述检波器电路与所述电压采样电路并联，所述电压采样电路的信号输出端和所述检波器电路的信号输出端分别连接至所述主控制器的信号输入端，所述主控制器的信号输入端还与所述多绕组变压器的原边绕组连接；
所述从模块还包括温度采集电路和开关选择电路，所述温度采集电路的第一端分别与一个所述电池组的各个电芯连接，所述温度采集电路的第二端通过所述开关选择电路连接至所述通讯副边绕组。
3.根据权利要求2所述的电池管理系统，其特征在于，所述温度采集电路包括多个分压电阻电路，所述分压电阻电路与一个所述电池组的各个电芯一一对应，所述开关选择电路包括多个第二从开关管，所述第二从开关管与所述分压电阻电路一一对应，所述分压电阻电路的第一端与对应的所述电池组的电芯电连接，所述分压电阻电路的第二端与对应的所述第二从开关管的第一端电连接，所述第二从开关管的第二端连接至所述通讯副边绕组，所述第二从开关管的控制端连接至所述模组控制器的信号输出端；
和/或，所述温度采集电路包括多个分压电阻电路，所述分压电阻电路与一个所述电池组的各个电芯一一对应，所述分压电阻电路包括上拉电阻、负温度系数电阻和瓷片电容，所述上拉电阻的一端与对应的电芯电连接，所述上拉电阻的另一端分别与所述负温度系数电阻的一端和所述通讯副边绕组的一端电连接，所述负温度系数电阻的另一端分别与对应的电芯的另一端和对应的所述第二从开关管的源极电连接，所述第二从开关管的漏极连接至所述通讯副边绕组的另一端，所述第二从开关管的栅极与所述模组控制器的信号输出端连接，所述瓷片电容与所述负温度系数电阻并联，且所述负温度系数电阻与所述电芯接触。
4.根据权利要求2或3所述的电池管理系统，其特征在于，所述主模块还包括第二DC/DC变换器，所述第二DC/DC变换器的电压输入端与直流电源电连接，所述第二DC/DC变换器的正电压输出端与所述全桥变换器的第一公共端电连接，所述第二DC/DC变换器的负电压输出端与所述全桥变换器的第四公共端电连接，所述第二DC/DC变换器的信号输入端与所述主控制器的信号输出端连接，所述第二DC/DC变换器的信号输出端与所述主控制器的信号输入端连接；
和/或，所述主模块还包括第二信号调理电路，所述第二信号调理电路的输入端分别与所述多绕组变压器的原边绕组、所述电压采样电路的信号输出端和所述检波器电路的信号输出端连接，所述第二信号调理电路的输出端与所述主控制器的信号输入端连接；
和/或，所述全桥变换器包括第一全桥开关管、第二全桥开关管、第三全桥开关管和第四全桥开关管，所述第一全桥开关管的栅极、所述第二全桥开关管的栅极、所述第三全桥开关管的栅极和所述第四全桥开关管的栅极分别与所述主控制器的信号输出端连接；所述第一全桥开关管的漏极与所述第二全桥开关管的漏极连接形成所述第一公共端，所述第一全桥开关管的源极与所述第四全桥开关管的漏极连接形成所述第二公共端，所述第二全桥开关管的源极与所述第三全桥开关管的漏极连接形成所述第三公共端，所述第四全桥开关管的漏极与所述第三全桥开关管的漏极连接形成所述第四公共端。
5.根据权利要求2或3所述的电池管理系统，其特征在于，所述从模块还包括第一DC/DC变换器，所述第一DC/DC变换器的电压输入端与对应的所述电池组电连接，所述第一DC/DC变换器的电压输出端与所述模组控制器的电源端电连接；
和/或，所述从模块还包括第一信号调理电路，所述第一信号调理电路的输入端与所述通讯副边绕组连接，所述第一信号调理电路的输出端与所述模组控制器的信号输入端连接。
6.根据权利要求2或3所述的电池管理系统，其特征在于，所述电压采样电路包括第一主开关管和第一电容，所述第一主开关管的栅极与所述主控制器的信号输出端电连接，所述第一主开关管的漏极与所述全桥变换器的第一公共端电连接，所述第一主开关管的源极连接至所述主控制器的信号输入端，并通过所述第一电容连接至所述全桥变换器的第四公共端；
和/或，所述检波器电路包括第二主开关管、第二电容和电阻，所述第二电容和所述电阻并联形成RC电路，所述RC电路的一端与所述第二主开关管的第二端电连接，所述RC电路的另一端连接至所述全桥变换器的第四公共端，所述第二主开关管的源极还连接至所述主控制器的信号输入端，所述第二主开关管的漏极与所述全桥变换器的第一公共端电连接，所述第二主开关管的栅极与所述主控制器的信号输出端连接。
7.一种电池管理系统控制方法，其特征在于，基于如权利要求1至6任一项所述的电池管理系统，包括数据收发步骤，所述数据收发步骤包括：
当主控制器向模组控制器发送通讯数据时，从模块中的各个开关电路关断；
控制全桥变换器中各个开关管导通或关断，以调节所述全桥变换器输出至多绕组变压器原边绕组的第一电压信号中各个电压波形的占空比，其中，所述第一电压信号包括至少一个周期的电压波形，且不同占空比的所述电压波形对应不同的指令，不同的所述第一电压信号对应不同的所述通讯数据；
所述第一电压信号经所述多绕组变压器传输后在所述多绕组变压器的通讯副边绕组形成第二电压信号，其中，所述模组控制器检测所述第二电压信号中各个电压波形的占空比，确定所述通讯数据。
8.根据权利要求7所述的电池管理系统控制方法，其特征在于，所述全桥变换器包括第一全桥开关管、第二全桥开关管、第三全桥开关管和第四全桥开关管，所述第一全桥开关管的漏极与所述第二全桥开关管的漏极连接形成所述第一公共端，所述第一全桥开关管的源极与所述第四全桥开关管的漏极连接形成所述第二公共端，所述第二全桥开关管的源极与所述第三全桥开关管的漏极连接形成所述第三公共端，所述第四全桥开关管的漏极与所述第三全桥开关管的漏极连接形成所述第四公共端；主模块还包括检波器电路，所述检波器电路的两端分别与所述全桥变换器的第一公共端和第四公共端电连接，所述检波器电路的信号输出端连接至所述主控制器的信号输入端；所述从模块还包括温度采集电路和开关选择电路，所述温度采集电路的第一端分别与一个所述电池组的各个电芯连接，所述温度采集电路的第二端通过所述开关选择电路连接至所述通讯副边绕组；
所述通讯数据包括数据采集指令，所述电池管理系统控制方法还包括：
当确定所述模组控制器接收到所述数据采集指令时，控制所述第一全桥开关管、所述第三全桥开关管和检波器电路导通、以及断开所述全桥变换器的供电电源；
在所述第一全桥开关管、所述第三全桥开关管和所述检波器电路导通期间，当从模组中各个开关电路在对应的所述模组控制器控制下依次导通时，从所述检波器电路的信号输出端采集得到对应电池组各个电芯的电压和温度，并从所述多绕组变压器的原边绕组处采集得到对应电池组各个电芯的电流；
其中，当任意一个所述开关电路导通时，所述开关选择电路在所述模组控制器控制下，将所述温度采集电路采集的与所述开关电路对应的电池组电芯的温度信号传输至通讯副边绕组。
9.根据权利要求8所述的电池管理系统控制方法，其特征在于，所述主模块还包括电压采样电路，所述电压采样电路与所述检波器电路并联，且所述电压采样电路的信号输出端连接至所述主控制器的信号输入端；
所述通讯数据还包括电芯间主动均衡指令，所述从所述检波器电路的信号输出端采集得到对应电池组各个电芯的电压和温度之后，所述电池管理系统控制方法还包括：
当电池组中任意两个电芯之间的电压差超过设定值时，通过所述数据收发步骤发送所述电芯间主动均衡指令至所述模组控制器；
当确定所述模组控制器接收到所述电芯间主动均衡指令，所述模组控制器以相同占空比的驱动信号驱动对应的各个所述开关电路工作，并控制所述开关选择电路断开时，断开所述全桥变换器的供电电源，并控制所述电压采样电路导通，以使对应电池组中电压较高的电芯为电压较低的电芯充电，实现所述电池组电芯之间电压的主动均衡。
10.根据权利要求9所述的电池管理系统控制方法，其特征在于，所述主模块还包括第二DC/DC变换器，所述第二DC/DC变换器的电压输入端与直流电源电连接，所述第二DC/DC变换器的正电压输出端与所述全桥变换器的第一公共端连接，所述第二DC/DC变换器的正负电压输出端与所述全桥变换器的第四公共端连接，所述第二DC/DC变换器的信号输入端与所述主控制器的信号输出端连接；
所述通讯数据还包括电池组间主动均衡指令，所述实现所述电池组电芯之间电压的主动均衡之后，还包括：
采集各个所述电池组在电芯间电压主动均衡之后的均衡电压；
当存在至少两个所述电池组之间的均衡电压不一致时，控制所述第二DC/DC变换器的输出电压与所有所述电池组中的均衡电压最大值相同；
通过所述数据收发步骤发送所述电池组间主动均衡指令至对应的所述模组控制器，当确定所述模组控制器接收到所述电池组间主动均衡指令，所述模组控制器控制各个开关电路导通时，控制所述第一全桥开关管和所述第三全桥开关管同步导通，所述第二全桥开关管和所述第四全桥开关管关断，以使所述第二DC/DC变换器的输出电压为均衡电压小于所述均衡电压最大值的所述电池组充电，实现所述电池组间的电压主动均衡。
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