CN115291833A - 一种电池管理系统及其菊花链通讯方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电池管理系统及其菊花链通讯方法，所述系统包括控制器模块和与所述电池的多个电芯分别对应的多个电芯管理模块，所述方法包括：所述控制器模块向所述多个电芯管理模块发送数据流，所述数据流以第一时钟频率发送；所述多个电芯管理模块以第二时钟频率作为预设运行频率，当所述多个电芯管理模块的实际运行频率偏离所述第二时钟频率时，形成待校正时钟偏移量；所述多个电芯管理模块中的每一后级电芯管理模块，基于经由前级电芯管理模块传来的前导码数据流和所述计数器模块的计数结果，进行分析校验操作，以判断是否存在所述待校正时钟偏移量，并根据判断结果，对所述实际运行频率进行修正，以达到预设运行频率。

Description

一种电池管理系统及其菊花链通讯方法
技术领域
本发明主要涉及信息技术领域，尤其涉及一种电池管理系统及其菊花链通讯方法。
背景技术
本发明涉及的电池管理技术领域，特别是针对用于管理电池组的菊花链拓扑结构的长链通讯的应用场景，比如长达250个电芯的管理菊花链，如何确保长链通讯的稳健性成为管理电池组的关键问题。
在菊花链拓扑结构的长链场景下，命令和数据都是以串行的方式在控制器和菊花链之间传递。芯片间的通讯实质上属于异步通讯，不同芯片间时钟频率必然存在着一定的差异，这种差异有可能带来解码失效。
所以通讯系统的时钟频率的同步性成为异步芯片间能够正常通讯的基础。在相邻芯片之间如果存在些时钟偏差， 那么就有可能导致芯片对接收到的数据解码出错。
在目前了解到的是用于通讯的命令帧基本上都是采用典型的帧格式：
{advice address， register address， command payload, command crc}，
那么芯片就会从数据流的开头advice address（可理解为电池包或电池组中的电芯ID号对应的地址）部分就进行解码，当后级芯片时钟和前级芯片之间频率存在一些偏差时，就很容易出现对命令帧的解码失效。进而影响到整条命令的正确接收。考虑到现实应用中的各种不利因素尤其车载环境（温度变化，电源电压抖动，系统噪声干扰）对时钟频率的影响，难以保证这种协议的通讯的可靠性。随着通讯时间的累积或者随链长度的增长，容易出现通讯误码。对时钟频率差异的容忍度较小。另一方面由于不具备同步时钟的过程，时钟频率的差异难以保证同步测量的有效性。
尤其车规级的功能安全更是对由电池管理器和多节电池管理芯片组成的菊花链之间的通讯安全提出了要求。通讯可靠性更是关乎系统安全的关键因素，因此，如何提高通讯可靠性，成为本技术领域急切需要解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种电池管理系统及其菊花链通讯方法，实现增强电池管理系统中的菊花链通讯可靠性。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种电池管理系统的菊花链通讯方法，所述系统包括控制器模块和与所述电池的多个电芯分别对应的多个电芯管理模块，所述多个电芯管理模块以链式通讯方式实现相邻的电芯管理模块之间的通讯，所述方法包括：所述控制器模块向所述多个电芯管理模块发送数据流，所述数据流以第一时钟频率发送；所述数据流包括命令帧数据流和位于命令帧之前的前导码数据流；所述数据流以码元作为基本单元，每一个码元包括数据部分和填充符部分；所述多个电芯管理模块以第二时钟频率作为预设运行频率，当所述多个电芯管理模块的实际运行频率偏离所述第二时钟频率时，相应的差值形成待校正时钟偏移量，所述电芯管理模块还包括计数器模块；所述第二时钟频率为所述第一时钟频率的R倍，R为正整数；所述多个电芯管理模块中的每一后级电芯管理模块，基于经由前级电芯管理模块传来的前导码数据流和所述计数器模块的计数结果，进行分析校验操作，以判断是否存在所述待校正时钟偏移量，并根据判断结果，对所述实际运行频率进行修正，以达到预设运行频率。
在本发明的一实施例中，所述前导码数据流的数据部分包括M个连续的第一数据位和X个连续的第二数据位，M和X为正整数；所述多个电芯管理模块中的每一后级电芯管理模块，基于对前级电芯管理模块传来的前导码数据流的数据部分的接收结果和所述计数器模块的计数结果，进行分析校验操作包括：记录接收所述M个连续的第一数据位中每一个第一数据位时所述计数器模块的循环计数结果，所述循环计数结果在每接收到一个第一数据位时清零；计算所述循环计数结果与R的差值，根据所述差值对所述电芯管理模块的实际运行频率进行修正；当接收到所述X个连续的第二数据位时，结束所述分析校验操作。
在本发明的一实施例中，所述前导码数据流的数据部分包括M1个连续的第一数据位、M-M1个第一数据位或第二数据位和X个连续的第二数据位，所述前导码数据流的填充符部分包括第一类时钟沿；M1为正整数，M＞M1；所述多个电芯管理模块中的每一后级电芯管理模块，基于对前级电芯管理模块传来的前导码数据流和所述计数器模块的计数结果，进行分析校验操作包括：记录接收所述M1个连续的第一数据位中每一个第一数据位时、所述M-M1个第一数据位或第二数据位中每一个数据位时，所述计数器模块的循环计数结果，所述循环计数结果在每接收到一个第一数据位时清零；计算所述循环计数结果与R的差值，根据所述差值对所述电芯管理模块的实际运行频率进行修正；当接收到所述X个连续的第二数据位时，结束所述分析校验操作。
在本发明的一实施例中，每一所述电芯管理模块包括命令接收模块、命令转发模块和第一FIFO存储块；所述方法还包括：在对所述前导码数据流的分析校验操结束后，发送命令帧数据流；所述命令帧数据流经过命令接收模块接收后，通过写操作，依次写入所述第一FIFO存储块；位于前级的电芯管理模块对第一FIFO存储块进行读操作后，经过所述命令转发模块传输至后级的电芯管理模块。
在本发明的一实施例中，所述第一FIFO存储块的存储单元个数为L，每一所述存储单元能够存储一个码元，所述第一FIFO存储块的前L/2个存储单元预装载(L/2-X)个第一数据位数据和X个第二数据位数据，L正整数且L为偶数。
在本发明的一实施例中，所述方法还包括：位于前级的电芯管理模块延迟L/2个码元向后级的电芯管理模块传输与所述前导码数据流对应的仿前导码数据流；所述仿前导码数据流包括[M-(L/2)]个连续的第一数据位，所述仿前导码数据流直接通过所述命令转发模块传输至后级电芯管理模块；M＞L/2。
在本发明的一实施例中，所述方法还包括：位于前级的电芯管理模块对第一FIFO存储块进行的写操作，从所述第一FIFO存储块预装载的L/2个存储单元后的位置开始；位于前级的电芯管理模块对第一FIFO存储块进行的读操作，从所述第一FIFO存储块的L个存储单元的起始位置开始。
在本发明的一实施例中，所述数据流还包括位于命令帧数据流之后的确认数据流；所述确认数据流包括位于码元前半周的填充符部分和码元后半周的数据部分；所述确认数据流的数据部分与所述前导码数据流的填充符部分在时间维度上对应，所述确认数据流的填充符部分与所述前导码数据流的数据部分在时间维度上对应。
在本发明的一实施例中，每一所述电芯管理模块包括确收数据接收模块、确收数据转发模块和第二FIFO存储块；所述方法还包括：所述确认数据流的数据部分经过确收接收模块后，通过写操作，依次写入所述第二FIFO存储块；位于后级的电芯管理模块对第二FIFO存储块进行读操作后，经过所述确收数据转发模块传输至前级的电芯管理模块。
在本发明的一实施例中，所述确认数据流的填充符部分经由位于前级的电芯管理模块传输至后级的电芯管理模块。
在本发明的一实施例中，所述方法还包括：位于后级的电芯管理模块记录接收所述确认数据流的填充符部分的接收结果和所述计数器模块的循环计数结果；计算所述循环计数结果与R的差值，根据所述差值对所述后级的电芯管理模块的实际运行频率进行修正。
在本发明的一实施例中，所述确认数据流的终止标识包括所述确认数据流的填充符部分传输S个连续的第一数据位或第二数据位，S为正整数。
在本发明的一实施例中，所述数据流还包括位于确认数据流之后的空闲信号数据流；所述方法还包括：位于后级的电芯管理模块记录接收所述空闲信号数据流的接收结果和所述计数器模块的循环计数结果；计算所述循环计数结果与R的差值，根据所述差值对所述后级的电芯管理模块的实际运行频率进行修正。
在本发明的一实施例中，所述数据流以差分信号的方式传输。
在本发明的一实施例中，所述数据流以曼彻斯特码形式传输。
在本发明的一实施例中，所述多个电芯管理模块中的第一个电芯管理模块还包括数据流转码模块，所述数据流转码模块用于将所述控制器模块发送的数据流进行数据转码后，以便所述第一个电芯管理模块对数据进行分析校验操作和向后级的电芯管理模块的传输操作。
本发明还提供一种电池管理系统，包括：控制器模块和所述电池的多个电芯分别对应的多个电芯管理模块；其中，所述多个电芯管理模块以链式通讯方式实现相邻的电芯管理模块之间的通讯；所述控制器模块被配置为：向所述多个电芯管理模块发送数据流，所述数据流以第一时钟频率发送；所述数据流包括命令帧数据流和位于命令帧之前的前导码数据流；所述数据流以码元作为基本单元，每一个码元包括数据部分和填充符部分；所述多个电芯管理模块以第二时钟频率作为预设运行频率，当所述多个电芯管理模块的实际运行频率偏离所述第二时钟频率时，相应的差值形成待校正时钟偏移量，所述电芯管理模块还包括计数器模块；所述第二时钟频率为所述第一时钟频率的R倍；所述多个电芯管理模块中的每一后级电芯管理模块，基于经由前级电芯管理模块传来的前导码数据流和所述计数器模块的计数结果，进行分析校验操作，以判断是否存在所述待校正时钟偏移量，并根据判断结果，对所述实际运行频率进行修正，以达到预设运行频率。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：本申请的技术方案，通过前导码和FIFO存储块的设置和运用，实现电池管理系统中的数据流传输通讯过程的较佳的同步性，保证命令帧的识别准确性和同步测量的有效性。
附图说明
附图是为提供对本申请进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本申请的实施例，并与本说明书一起起到解释本申请原理的作用。附图中：
图1是本申请一实施例的电池管理系统及其菊花链通讯过程示意图。
图2是本申请一实施例的控制器模块向多个电芯管理模块发送数据流的示意图。
图3是本申请一实施例的控制器模块与第一个电芯管理模块的SPI协议通信过程。
图4是本申请一实施例的控制器模块向多个电芯管理模块以曼彻斯特编码的码元形式发送数据流的示意图。
图5是本申请一实施例的时钟同步的波形示意图。
图6是本申请一实施例的前导码数据流的组成示意图。
图7是本申请一实施例的前导码数据流的在电芯管理模块的输入与输出过程示意图。
图8是本申请一实施例的电池管理系统的电芯管理模块的组成示意图。
图9是本申请一实施例的第一FIFO存储块的示意图。
图10是本申请一实施例的前导码数据流和命令帧数据流对应的帧结构示意图。
图11是本申请一实施例的确认数据流的帧结构示意图。
图12是本申请一实施例的电池管理系统的电芯管理模块组成示意图。
图13是本申请一实施例的确认数据流的终止标识的示意图。
图14是本申请一实施例的空闲信号数据流的示意图。
图15是本申请一实施例的电池管理系统的菊花链通讯方法流程图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本申请的实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，尽管本申请中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本申请说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本申请。
应当理解，当一个部件被称为“在另一个部件上”、“连接到另一个部件”、“耦合于另一个部件”或“接触另一个部件”时，它可以直接在该另一个部件之上、连接于或耦合于、或接触该另一个部件，或者可以存在插入部件。相比之下，当一个部件被称为“直接在另一个部件上”、“直接连接于”、“直接耦合于”或“直接接触”另一个部件时，不存在插入部件。同样的，当第一个部件被称为“电接触”或“电耦合于”第二个部件，在该第一部件和该第二部件之间存在允许电流流动的电路径。该电路径可以包括电容器、耦合的电感器和/或允许电流流动的其它部件，甚至在导电部件之间没有直接接触。
本申请中使用了流程图用来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或下面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，或将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
本申请的实施例描述一种电池管理系统及其菊花链通讯方法。
图1是本申请一实施例的电池管理系统及其菊花链通讯过程示意图。
参考图1，电池管理系统包括控制器模块101和与所述电池的多个电芯分别对应的多个电芯管理模块。多个电芯管理模块例如图1中的Linx1、Linx2、…、LinxN、…所标示。所述多个电芯管理模块以链式通讯方式实现相邻的电芯管理模块之间的通讯，具体可称为菊花链通讯。控制器模块101与第一个电芯管理模块的通讯也可包含于链式通讯的过程。控制器模块在图1中还可标示为Pack Controller（数据包控制器）。
为便于描述，本申请方案中的菊花链通讯方式可称为dio（differential in-out，差分输入输出）通讯方式，或称为dio通讯协议或dio通讯方法。
在一些实施例中，所述多个电芯管理模块中的第一个电芯管理模块还包括数据流转码模块，所述数据流转码模块用于将所述控制器模块发送的数据流进行数据转码后，以便所述第一个电芯管理模块对数据进行分析校验操作和向后级的电芯管理模块的传输操作。
图1中标示的第一个电芯管理模块为Linx-spi，也可称为Bridge chip。其包括数据流转码模块，所述数据流转码模块用于将所述控制器模块发送的数据流，具体可为SPI协议形式发送的数据流进行数据转码后，以便所述第一个电芯管理模块对数据进行分析校验操作和向后级的电芯管理模块Linx1、Linx2、…、LinxN、…的传输操作。Linx例如为Lithium-ion In-cell Supervisor（锂离子电芯管理芯片）的缩写。本申请并不限定电池（或电池包）的类型，这里仅为描述的举例。
在一些实施例中，电池管理系统的菊花链通讯方法包括：步骤1101，所述控制器模块向所述多个电芯管理模块发送数据流，所述数据流以第一时钟频率发送；所述数据流包括命令帧数据流和位于命令帧之前的前导码数据流；所述数据流以码元作为基本单元，每一个码元包括数据部分和填充符部分。步骤1102，所述多个电芯管理模块以第二时钟频率作为预设运行频率，当所述多个电芯管理模块的实际运行频率偏离所述第二时钟频率时，相应的差值形成待校正时钟偏移量，所述电芯管理模块还包括计数器模块；所述第二时钟频率为所述第一时钟频率的R倍，R为正整数；步骤1103，所述多个电芯管理模块中的每一后级电芯管理模块，基于经由前级电芯管理模块传来的前导码数据流和所述计数器模块的计数结果，进行分析校验操作，以判断是否存在所述待校正时钟偏移量，并根据判断结果，对所述实际运行频率进行修正，以达到预设运行频率。图15是本申请一实施例的电池管理系统的菊花链通讯方法流程图。
具体地，在步骤1101，控制器模块101向所述多个电芯管理模块发送数据流，所述数据流以第一时钟频率发送。所述数据流包括命令帧数据流和位于命令帧之前的前导码数据流。所述数据流以码元作为基本单元，每一个码元包括数据部分和填充符部分。
图2是本申请一实施例的控制器模块向多个电芯管理模块发送数据流的示意图。
如图2所示，控制器模块向多个电芯管理模块发送数据流包括命令帧数据流（Command）和位于包括命令帧数据流（Preamble）。
图3是本申请一实施例的控制器模块与第一个电芯管理模块的SPI协议通信过程。SCK表示系统时钟。MOSI表示主机输出从机输入（Master Output Slave Input）过程，此处控制器模块处于主机一侧，电芯管理模块处于从机一侧。
在一些实施例中，所述数据流以差分信号的方式传输。所述数据流以曼彻斯特码(Manchester Code)形式传输。曼彻斯特码通过电平的跳变来对二进制数据“0”和“1”进行编码，具体包括高电平到低电平表示“0”，低电平到高电平表示“1”。
图4是本申请一实施例的控制器模块向多个电芯管理模块以曼彻斯特编码的码元形式发送数据流的示意图。
如前所述，为便于描述，本申请方案中的菊花链通讯方式可称为dio（differential in-out）/Dio通讯方式。当数据以差分信号的方式传输时，数据流具有DioP端和Dio N端。差分信号可提高通讯过程的抗干扰性能。
以Dio P端的信号作为分析基础。数据流的基本单元是symbol(码元)，symbol（码元）是由数据部分（或称为数据slot，data slot）（具体的数据可为data-0或data-1）和填充符部分（或称为filler slot） (具体的填充可为曼彻斯特码形式的data-1)组成的。 dataslot位于码元前半周，filler slot位于码元后半周。其中如图4所示， 在preamble（前导码）和command（命令帧）阶段，码元数据流从前级Linx(靠向Pack controller 一侧)向后级Linx(远离Pack controller一侧)传递，相邻Linx间的dio通讯总线均由前级Linx驱动。
在步骤102，所述多个电芯管理模块以第二时钟频率作为预设运行频率，当所述多个电芯管理模块的实际运行频率偏离所述第二时钟频率时，相应的差值形成待校正时钟偏移量，所述电芯管理模块还包括计数器模块；所述第二时钟频率为所述第一时钟频率的R倍，R为正整数。
如前述，数据流以第一时钟频率发送。具体例如SPI总线通讯中SCK的频率，例如为1MHz（兆赫兹）。第二时钟频率例如为第一时钟频率的R倍，R为正整数，例如10、20、25、50、…、100等数值。为便于举例描述，例如取R为16，即第二时钟频率为16MHz。
在步骤103，所述多个电芯管理模块中的每一后级电芯管理模块，基于经由前级电芯管理模块传来的前导码数据流和所述计数器模块的计数结果，进行分析校验操作，以判断是否存在所述待校正时钟偏移量，并根据判断结果，对所述实际运行频率进行修正，以达到预设运行频率。
图5是本申请一实施例的时钟同步的波形示意图。
因数据流中的数据格式是以曼彻斯特码来表达的，如图5所示。利用解码后的dio差模信号(dio P-N)的数据slot的变化沿(该变化沿实际上跟随dio P端的数据slot的变化沿)（在图5中的preamble期间即为下降沿）即可提取出时钟同步沿，用以同步时钟频率。
时钟同步原理为， 当电芯管理模块的本地时钟（即每一电芯管理模块自身的时钟）与输入信号（即控制器模块或前级的电芯管理模块的输入信号）对应的频率同步的情况下，时钟同步沿之间的间隔为标准间隔，例如从Pack controller（控制器模块）发出时SCK频率1M为基准频率，输入数据流中的码元的频率为1Mhz, 如果本地时钟为16Mhz, 那么提取到的时钟同步沿间隔为16则标定为标准间隔（或称为标准间隔数），同步沿间隔数通过计数器模块的运行获取，例如图5中的R-2、R-1等数值，即为计数器模块计算得到的间隔数。LinxN clk为电芯管理模块本身的时钟信号。
基于本地时钟统计出来的时钟同步沿的间隔如果小于标准间隔数16时，说明本地时钟频率偏慢，通过调整时钟的控制参数来增大本地时钟频率。如果时钟同步沿相邻的间隔大于标注间隔数16时，说明本地时钟偏大，通过调整时钟的控制参数需要减小本地时钟频率。
接下来，对前述的调整本地时钟（即每一电芯管理模块本身的时钟）的控制参数过程中前导码的具体实现形式进行描述。
在一些实施例中，所述前导码数据流的数据部分包括M个连续的第一数据位和X个连续的第二数据位，M和X为正整数。
图6是本申请一实施例的前导码数据流的组成示意图。参考图6，前导码数据流的数据部分包括60个连续的第一数据位（具体例如为‘0’）和4个连续的第二数据位（具体例如为‘1’）。第一数据位的个数也可进行变化设置，例如为50、55、65、68、70、…等，第二数据位的个数也可进行变化设置，例如为3个、5个等。连续的第二数据位需大于一定的值，例如大于2个，以与干扰造成的误码相区分。
所述多个电芯管理模块中的每一后级电芯管理模块，基于对前级电芯管理模块传来的前导码数据流的数据部分的接收结果和所述计数器模块的计数结果，进行分析校验操作包括：步骤1201，记录接收所述M个连续的第一数据位中每一个第一数据位时所述计数器模块的循环计数结果，所述循环计数结果在每接收到一个第一数据位时清零；步骤1202，计算所述循环计数结果与R的差值，根据所述差值对所述电芯管理模块的实际运行频率进行修正；步骤1203，当接收到所述X个连续的第二数据位时，结束所述分析校验操作。
在处理preamble的过程中同时考虑到不理想因素（如噪声干扰）的影响，尤其在菊花链的长链通信过程中，因为后级Linx收到的数据都是由前一级Linx发送过来的，常规地，前级Linx收到的数据全部如实地转发给后级。那么当信号总线受到些噪声干扰，信号质量受损，在有效的范围内识别不出时钟同步沿来同步时钟，影响了时钟同步的有效性。另外本来预期的preamble data-0（第一数据位）有可能被识别为data-1（第二数据位），进一步通过dio协议波形转发给后级Linx的话，则会使得后级Linx遭受和前级Linx一样的不利影响，最终造成了不利影响的全链级传播。
另外常规地，前级Linx收到的数据全部如实地转发给后级， 则需要FIFO一开始就要进行读写操作。这在初期preamble阶段时钟尚未同步到位的情况下，存在一定的偏差，在一些偏差比较严重的情况下进行FIFO的读写操作，比较容易出现FIFO读空、写满的异常情况，那么就会造成数据在接受或者转发的过程中出现丢码。
在一些实施例中，所述前导码数据流的数据部分包括M1个连续的第一数据位、M-M1个第一数据位或第二数据位和X个连续的第二数据位，所述前导码数据流的填充符部分包括第一类时钟沿；M1为正整数，M＞M1。
所述多个电芯管理模块中的每一后级电芯管理模块，基于对前级电芯管理模块传来的前导码数据流和所述计数器模块的计数结果，进行分析校验操作包括：步骤1301，记录接收所述M1个连续的第一数据位中每一个第一数据位时、所述M-M1个第一数据位或第二数据位中每一个数据位时，所述计数器模块的循环计数结果，所述循环计数结果在每接收到一个第一数据位时清零；步骤1302，计算所述循环计数结果与R的差值，根据所述差值对所述电芯管理模块的实际运行频率进行修正；步骤1303，当接收到所述X个连续的第二数据位时，结束所述分析校验操作。
图7是本申请一实施例的前导码数据流的在电芯管理模块的输入与输出过程示意图。
参考图7，前导码数据流的数据部分包括8个连续的第一数据位（例如为‘0’）、52个（60-8个）第一数据位（例如为‘0’）或第二数据位（例如为‘1’）和4个连续的第二数据位。其中，52个数据位在由控制器模块发出时，初始值为第一数据位，在传输过程中，由于噪声、干扰等因素，变为第二数据位。8个连续的第一数据位构成标头(header)。
对preamble开始的header（8个连续的曼彻斯特码形的“0”值）做严格的检查，一是要求码形跳沿要在典型值（沿间距典型值为16）附近的窗口范围内（比如16 +/-2），二是码形跳沿必须是下降沿，对应0值。只有侦测到preamble header（前导码标头）, preamble的处理才会继续进行，否则就一直侦测header。 当侦测到header之后（比如图7中T1位置），后续对preamble symbol的处理则不关心具体值，只是统计接收到的symbol的个数，只要包含header部分的8个symbol和后续的symbol总数达到60个或60个以上，就开始侦测连续四个1的symbol。如果侦测到连续四个1的symbol（定义为preamble_end）, 则判定为preamble识别结束，从图7中T4位置往后开始对command symbol（命令帧）进行解码。
在一些实施例中，电池管理系统的每一电芯管理模块包括命令接收模块、命令转发模块和第一FIFO存储块。
图8是本申请一实施例的电池管理系统的电芯管理模块的组成示意图。参考图8，电芯管理模块801包括命令接收模块、命令转发模块和第一FIFO存储块802。
电池管理系统的菊花链通讯方法还包括，步骤1401，在对所述前导码数据流的分析校验操结束后，发送命令帧数据流；步骤1402，所述命令帧数据流经过命令接收模块接收后，通过写操作，依次写入所述第一FIFO存储块；步骤1403，位于前级的电芯管理模块对第一FIFO存储块进行读操作后，经过所述命令转发模块传输至后级的电芯管理模块。
在一些实施例中，所述第一FIFO存储块的存储单元个数为L，每一所述存储单元能够存储一个码元，所述第一FIFO存储块的前L/2个存储单元预装载(L/2-X)个第一数据位数据和X个第二数据位数据，L正整数且L为偶数。
图9是本申请一实施例的第一FIFO存储块的示意图。
参考图9，第一FIFO存储块的存储单元个数为32，此时L取值为32,，每一所述存储单元能够存储一个码元。第一FIFO存储块的前16个存储单元预装载12个第一数据位数据（例如为‘0’）和4个第二数据位数据（例如为‘1’），预装载的数据与前导码数据流的后部分的数据对应。
在一些实施例中，位于前级的电芯管理模块延迟L/2个码元向后级的电芯管理模块传输与所述前导码数据流对应的仿前导码数据流；所述仿前导码数据流包括[M-(L/2)]个连续的第一数据位，所述仿前导码数据流直接通过所述命令转发模块传输至后级电芯管理模块；M＞L/2。
参考图7至图9，具体例如，位于前级的电芯管理模块延迟16个（32/2个）码元向后级的电芯管理模块传输与所述前导码数据流对应的仿前导码数据流。仿前导码数据流如图7中的Local0所标示。仿前导码数据流包括[60-(32/2)]=44个连续的第一数据位（例如为‘0’）。仿前导码数据流（Local0）直接通过所述命令转发模块传输至后级电芯管理模块，即仿前导码数据流不经过第一FIFO存储块进行读写操作。第一FIFO存储块在前导码分析识别操作期间，不向后级传输数据。
在一些实施例中，位于前级的电芯管理模块对第一FIFO存储块进行的写操作，从所述第一FIFO存储块预装载的L/2个存储单元后的位置开始。对应例如图9中的写指针位置。位于前级的电芯管理模块对第一FIFO存储块进行的读操作，从所述第一FIFO存储块的L个存储单元的起始位置开始。对应例如图9中的读指针位置。
换言之，在preamble识别期间，FIFO读写并不工作，往后发送的symbol-0并不是经过FIFO转发的，而只是本地symbol-0, 这样就可以把图7中T3位置处出现的误码在往后发送的symbol中屏蔽掉了，使得后级Linx能够收到干净的preamble symbol，阻止了“污染”信号在链中的传播。FIFO在初始时默认的状态如图9所示，读指针处在FIFO[0]位置，写指针处在FIFO[16]位置，FIFO[15:12]的初始值为“1111”可以对应preamble_end, 其余元素的初始值均为0。这样当命令接收模块识别到preamble_end之后，在图7中T4位置FIFO的读写操作才开始工作。
如图8所示的电池管理系统的电芯管理模块中，数据经过命令接收模块接收，一方面提取出时序特征信号来同步时钟，另一方面将接受到的数据写入第一FIFO存储块，然后通过命令转发模块输出dio信号至后级Linx。图8中的810为计数器模块。前述的分析校验操作和本地时钟运行频率修正的操作例如通过时钟同步模块完成。本申请中的时钟同步指第一时钟频率与第二时钟频率实现周期性地同步。
在第一FIFO存储块的读操作开始的初期，读操作开始逐次将预装载到第一FIFO存储块中的值（范围从FIFO[0]到FIFO[15]）读出来经过命令转发模块发送给后级Linx，之后继续从FIFO[16]位置往后依次读出写入的值（即接受到的值）再经过命令转发模块发送给后级Linx。写操作将接收到的command data从FIFO[16]位置开始逐次写入到第一FIFO存储块。在这种方式下，在preamble阶段之后时钟频率已经做到基本同步的情况下第一FIFO存储块才可以进行工作，因而可以极大地避免第一FIFO存储块在常规情况下由于在preamble期间时钟频率偏差造成的读空/写满状态出现。在FIFO总深度在为32的情况下，读写指针以间隔16（深度的一半）的间距作为FIFO读写操作的初始间距，在preamble阶段之后即使时钟同步还有些微小差距，FIFO读写指针的初始间距还可以提供最大的对时钟偏差（本地时钟相对于输入频率慢/快）的容忍度（tolerance），进一步增强电池管理系统的菊花链通讯的可靠性。
在一些实施例中，所述数据流还包括位于命令帧数据流之后的确认数据流（Confirmation数据流）；所述确认数据流包括位于码元前半周的填充符部分和码元后半周的数据部分。
所述确认数据流的数据部分与所述前导码数据流的填充符部分在时间维度上对应，所述确认数据流的填充符部分与所述前导码数据流的数据部分在时间维度上对应。
图11是本申请一实施例的确认数据流的帧结构示意图。
如前述，图4是本申请一实施例的控制器模块向多个电芯管理模块以曼彻斯特编码的码元形式发送数据流的示意图。图4中的数据流的帧结构可为前导码数据流和命令帧数据流对应的帧结构。为便于前导码和命令帧数据流与确认数据流的对照，将前导码数据流和命令帧数据流对应的帧结构示于图10。图10与图4类似。
参考图10和图11，确认数据流的数据部分与所述前导码数据流的填充符部分（filler）在时间维度上对应，确认数据流的填充符部分（filler）与所述前导码数据流的数据部分在时间维度上对应。
图12是本申请一实施例的电池管理系统的电芯管理模块组成示意图。
在一些实施例中，参考图12，电池管理系统的每一电芯管理模块820包括确收数据接收模块、确收数据转发模块和第二FIFO存储块804。
电池管理系统的菊花链通讯方法还包括，确认数据流的数据部分经过确收接收模块后，通过写操作，依次写入所述第二FIFO存储块；位于后级的电芯管理模块对第二FIFO存储块进行读操作后，经过所述确收数据转发模块传输至前级的电芯管理模块。确认数据流的填充符部分经由位于前级的电芯管理模块传输至后级的电芯管理模块。
即在confirmation阶段， filler slot位于码元前半周，由前级Linx驱动，码元的后半周则为Linx返回的confirmation 数据，为后级Linx驱动, 在一个码元周期中，实现了前后半周的分时复用来驱动总线（驱动总线指驱动dio协议的运行）。
电池管理系统的菊花链通讯方法还包括，位于后级的电芯管理模块记录接收所述确认数据流的填充符部分的接收结果和所述计数器模块的循环计数结果；计算所述循环计数结果与R的差值，根据所述差值对所述后级的电芯管理模块的实际运行频率进行修正。
在一些实施例中，所述确认数据流的终止标识包括所述确认数据流的填充符部分传输S个连续的第一数据位或第二数据位，S为正整数。
图13是本申请一实施例的确认数据流的终止标识的示意图。
参考图13，当filler slot 为manchester码形（曼彻斯特码形）‘1’时， 表示PackController（控制器模块）仍然处于获取confirmation 数据阶段，Linx返回自身的confirmation数据或者传递识别到的后级Linx 传来的confirmation数据。如果Linx在confirmation期间检测到filler slot连续多次为manchester 码形‘0’时则认为是Packcontroller要终止confirmation阶段，停止获取confirmation数据，图13表示为连续4次filler slot 为manchester 码形‘0’的confirmation终止标识（或称为终止标记）。此时，S取值为4。确认数据流的填充符部分传输4个连续的第一数据位‘0’。
在一些实施例中，所述数据流还包括位于确认数据流之后的空闲信号（IDLE信号）数据流。
图14是本申请一实施例的空闲信号数据流的示意图。
Confirmation阶段之后Linx则停止驱动dio协议总线，进入到IDLE阶段。在IDLE阶段Linx则发送特定的空闲信号给后级Linx, 空闲信号为如图14所示的特定特征的波形，后级Linx从该特定波形中提取到时钟同步沿，确保了在IDLE期间依然可以进行时钟的同步，增强了时钟在不进行真正通讯的期间依然保持同步状态或基本同步状态，为下一次通讯提供较佳的时钟同步条件。
具体地，电池管理系统的菊花链通讯方法还包括，位于后级的电芯管理模块记录接收所述空闲信号数据流的接收结果和所述计数器模块的循环计数结果；计算所述循环计数结果与R的差值，根据所述差值对所述后级的电芯管理模块的实际运行频率进行修正。图14中，例如记录接收所述空闲信号数据流的每隔第三个下降沿的时刻点，此时提取作为时钟同步沿，并获取计时器模块的循环计数结果。计算循环计数结果与R的差值，根据所述差值对所述后级的电芯管理模块的实际运行频率进行修正。
在一些实施例中，控制器模块向电芯管理模块发送的数据流还包括CRC（Cyclicredundancy check，循环冗余校验）部分。参考图2，数据流帧格式为{preamble, command,CRC, confirmation, IDLE}。
本申请还提供一种电池管理系统，也可称为电池包管理系统。电池管理系统包括控制器模块。电池包中包括多个电芯（或称为单体电池）。每一个电芯对应具有一个电芯管理模块。其中，所述多个电芯管理模块以链式通讯方式实现相邻的电芯管理模块之间的通讯。
电池管理系统的组成和通讯过程例如参考图1、图8和图12。
控制器模块例如被配置为执行步骤1101至步骤1103对应的操作。控制器模块和电芯管理模块更具体的通讯过程可参考前述的叙述。
本申请的电池管理系统及其菊花链通讯方法，通过前导码和FIFO存储块的设置和运用，实现电池管理系统中的数据流传输通讯过程的较佳的同步性，保证命令帧的识别准确性和同步测量的有效性。
具体地，通过足够长度的preamble（前导码）symbol（码元）提取时钟同步沿来同步电芯管理模块的本地时钟，确保在接收command（命令帧）symbol前本地时钟与SCK时钟的同步性，进而保证识别command的正确性和同步测量的需要。同步测量例如包括对电池包或电池组的运行参数的同步测量。本申请的方案还可避免preamble symbol因为干扰因素带来的误码沿着通信链传播至后级电芯管理模块，从而影响整条链。本申请的技术方案还能够减少第一FIFO存储块读空/写满异常情况带来的通信误码，提高系统通信质量和性能。
上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述发明披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。
同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
本申请的一些方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件（包括固件、常驻软件、微码等）执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“数据块”、“模块”、“引擎”、“单元”、“组件”或“系统”。处理器可以是一个或多个专用集成电路（ASIC）、数字信号处理器（DSP）、数字信号处理器件（DAPD）、可编程逻辑器件（PLD）、现场可编程门阵列（FPGA）、处理器、控制器、微控制器、微处理器或者其组合。此外，本申请的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品，该产品包括计算机可读程序编码。例如，计算机可读介质可包括，但不限于，磁性存储设备（例如，硬盘、软盘、磁带……）、光盘（例如，压缩盘CD、数字多功能盘DVD……）、智能卡以及闪存设备（例如，卡、棒、键驱动器……）。
计算机可读介质可能包含一个内含有计算机程序编码的传播数据信号，例如在基带上或作为载波的一部分。该传播信号可能有多种表现形式，包括电磁形式、光形式等等、或合适的组合形式。计算机可读介质可以是除计算机可读存储介质之外的任何计算机可读介质，该介质可以通过连接至一个指令执行系统、装置或设备以实现通讯、传播或传输供使用的程序。位于计算机可读介质上的程序编码可以通过任何合适的介质进行传播，包括无线电、电缆、光纤电缆、射频信号、或类似介质、或任何上述介质的组合。
同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20%的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
虽然本申请已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本申请，在没有脱离本申请精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本申请的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims (25)

1.一种电池管理系统的菊花链通讯方法，所述系统包括控制器模块和与所述电池的多个电芯分别对应的多个电芯管理模块，所述多个电芯管理模块以链式通讯方式实现相邻的电芯管理模块之间的通讯，所述方法包括：
所述控制器模块向所述多个电芯管理模块发送数据流，所述数据流以第一时钟频率发送；所述数据流包括命令帧数据流和位于命令帧之前的前导码数据流；所述数据流以码元作为基本单元，每一个码元包括数据部分和填充符部分；
所述多个电芯管理模块以第二时钟频率作为预设运行频率，当所述多个电芯管理模块的实际运行频率偏离所述第二时钟频率时，相应的差值形成待校正时钟偏移量，所述电芯管理模块还包括计数器模块；所述第二时钟频率为所述第一时钟频率的R倍，R为正整数；
所述多个电芯管理模块中的每一后级电芯管理模块，基于经由前级电芯管理模块传来的前导码数据流和所述计数器模块的计数结果，进行分析校验操作，以判断是否存在所述待校正时钟偏移量，并根据判断结果，对所述实际运行频率进行修正，以达到预设运行频率。
2.根据权利要求1所述的电池管理系统的菊花链通讯方法，其特征在于，所述前导码数据流的数据部分包括M个连续的第一数据位和X个连续的第二数据位，M和X为正整数；
所述多个电芯管理模块中的每一后级电芯管理模块，基于对前级电芯管理模块传来的前导码数据流的数据部分的接收结果和所述计数器模块的计数结果，进行分析校验操作包括：
记录接收所述M个连续的第一数据位中每一个第一数据位时所述计数器模块的循环计数结果，所述循环计数结果在每接收到一个第一数据位时清零；
计算所述循环计数结果与R的差值，根据所述差值对所述电芯管理模块的实际运行频率进行修正；
当接收到所述X个连续的第二数据位时，结束所述分析校验操作。
3.根据权利要求1所述的电池管理系统的菊花链通讯方法，其特征在于，所述前导码数据流的数据部分包括M1个连续的第一数据位、M-M1个第一数据位或第二数据位和X个连续的第二数据位，所述前导码数据流的填充符部分包括第一类时钟沿；M1为正整数，M＞M1；
所述多个电芯管理模块中的每一后级电芯管理模块，基于对前级电芯管理模块传来的前导码数据流和所述计数器模块的计数结果，进行分析校验操作包括：
记录接收所述M1个连续的第一数据位中每一个第一数据位时、所述M-M1个第一数据位或第二数据位中每一个数据位时，所述计数器模块的循环计数结果，所述循环计数结果在每接收到一个第一数据位时清零；
计算所述循环计数结果与R的差值，根据所述差值对所述电芯管理模块的实际运行频率进行修正；
当接收到所述X个连续的第二数据位时，结束所述分析校验操作。
4.根据权利要求2或3所述的电池管理系统的菊花链通讯方法，其特征在于，每一所述电芯管理模块包括命令接收模块、命令转发模块和第一FIFO存储块；
所述方法还包括：
在对所述前导码数据流的分析校验操结束后，发送命令帧数据流；
所述命令帧数据流经过命令接收模块接收后，通过写操作，依次写入所述第一FIFO存储块；
位于前级的电芯管理模块对第一FIFO存储块进行读操作后，经过所述命令转发模块传输至后级的电芯管理模块。
5.根据权利要求4所述的电池管理系统的菊花链通讯方法，其特征在于，所述第一FIFO存储块的存储单元个数为L，每一所述存储单元能够存储一个码元，所述第一FIFO存储块的前L/2个存储单元预装载(L/2-X)个第一数据位数据和X个第二数据位数据，L正整数且L为偶数。
6.根据权利要求5所述的电池管理系统的菊花链通讯方法，其特征在于，所述方法还包括：
位于前级的电芯管理模块延迟L/2个码元向后级的电芯管理模块传输与所述前导码数据流对应的仿前导码数据流；所述仿前导码数据流包括[M-(L/2)]个连续的第一数据位，所述仿前导码数据流直接通过所述命令转发模块传输至后级电芯管理模块；M＞L/2。
7.根据权利要求5所述的电池管理系统的菊花链通讯方法，其特征在于，所述方法还包括：
位于前级的电芯管理模块对第一FIFO存储块进行的写操作，从所述第一FIFO存储块预装载的L/2个存储单元后的位置开始；
位于前级的电芯管理模块对第一FIFO存储块进行的读操作，从所述第一FIFO存储块的L个存储单元的起始位置开始。
8.根据权利要求2所述的电池管理系统的菊花链通讯方法，其特征在于，所述数据流还包括位于命令帧数据流之后的确认数据流；所述确认数据流包括位于码元前半周的填充符部分和码元后半周的数据部分；
所述确认数据流的数据部分与所述前导码数据流的填充符部分在时间维度上对应，所述确认数据流的填充符部分与所述前导码数据流的数据部分在时间维度上对应。
9.根据权利要求8所述的电池管理系统的菊花链通讯方法，其特征在于，每一所述电芯管理模块包括确收数据接收模块、确收数据转发模块和第二FIFO存储块；
所述方法还包括：
所述确认数据流的数据部分经过确收接收模块后，通过写操作，依次写入所述第二FIFO存储块；
位于后级的电芯管理模块对第二FIFO存储块进行读操作后，经过所述确收数据转发模块传输至前级的电芯管理模块。
10.根据权利要求8所述的电池管理系统的菊花链通讯方法，其特征在于，所述确认数据流的填充符部分经由位于前级的电芯管理模块传输至后级的电芯管理模块。
11.根据权利要求10所述的电池管理系统的菊花链通讯方法，其特征在于，所述方法还包括：
位于后级的电芯管理模块记录接收所述确认数据流的填充符部分的接收结果和所述计数器模块的循环计数结果；
计算所述循环计数结果与R的差值，根据所述差值对所述后级的电芯管理模块的实际运行频率进行修正。
12.根据权利要求8所述的电池管理系统的菊花链通讯方法，其特征在于，所述确认数据流的终止标识包括所述确认数据流的填充符部分传输S个连续的第一数据位或第二数据位，S为正整数。
13.根据权利要求8所述的电池管理系统的菊花链通讯方法，其特征在于，所述数据流还包括位于确认数据流之后的空闲信号数据流；
所述方法还包括：
位于后级的电芯管理模块记录接收所述空闲信号数据流的接收结果和所述计数器模块的循环计数结果；
计算所述循环计数结果与R的差值，根据所述差值对所述后级的电芯管理模块的实际运行频率进行修正。
14.根据权利要求1所述的电池管理系统的菊花链通讯方法，其特征在于，所述数据流以差分信号的方式传输。
15.根据权利要求1所述的电池管理系统的菊花链通讯方法，其特征在于，所述数据流以曼彻斯特码形式传输。
16.根据权利要求1所述的电池管理系统的菊花链通讯方法，其特征在于，所述多个电芯管理模块中的第一个电芯管理模块还包括数据流转码模块，所述数据流转码模块用于将所述控制器模块发送的数据流进行数据转码后，以便所述第一个电芯管理模块对数据进行分析校验操作和向后级的电芯管理模块的传输操作。
17.一种电池管理系统，包括：
控制器模块和所述电池的多个电芯分别对应的多个电芯管理模块；
其中，所述多个电芯管理模块以链式通讯方式实现相邻的电芯管理模块之间的通讯；所述控制器模块被配置为：向所述多个电芯管理模块发送数据流，所述数据流以第一时钟频率发送；所述数据流包括命令帧数据流和位于命令帧之前的前导码数据流；所述数据流以码元作为基本单元，每一个码元包括数据部分和填充符部分；
所述多个电芯管理模块以第二时钟频率作为预设运行频率，当所述多个电芯管理模块的实际运行频率偏离所述第二时钟频率时，相应的差值形成待校正时钟偏移量，所述电芯管理模块还包括计数器模块；所述第二时钟频率为所述第一时钟频率的R倍；
所述多个电芯管理模块中的每一后级电芯管理模块，基于经由前级电芯管理模块传来的前导码数据流和所述计数器模块的计数结果，进行分析校验操作，以判断是否存在所述待校正时钟偏移量，并根据判断结果，对所述实际运行频率进行修正，以达到预设运行频率。
18.根据权利要求17所述的电池管理系统，其特征在于，每一个码元包括码元前半周的数据部分和码元后半周的填充符部分，所述前导码数据流的数据部分包括M个连续的第一数据位和X个连续的第二数据位；
所述多个电芯管理模块中的每一后级电芯管理模块，基于对前级电芯管理模块传来的前导码数据流的数据部分的接收结果和所述计数器模块的计数结果，进行分析校验操作包括：
记录接收所述M个连续的第一数据位中每一个第一数据位时所述计数器模块的循环计数结果，所述循环计数结果在每接收到一个第一数据位时清零；
计算所述循环计数结果与R的差值，根据所述差值对所述电芯管理模块的实际运行频率进行修正；
当接收到所述X个连续的第二数据位时，结束所述分析校验操作。
19.根据权利要求17所述的电池管理系统，其特征在于，所述前导码数据流的数据部分包括M1个连续的第一数据位、M-M1个第一数据位或第二数据位和X个连续的第二数据位，所述前导码数据流的填充符部分包括第一类时钟沿；M＞M1；
所述多个电芯管理模块中的每一后级电芯管理模块，基于对前级电芯管理模块传来的前导码数据流和所述计数器模块的计数结果，进行分析校验操作包括：
记录接收所述M1个连续的第一数据位中每一个第一数据位时、所述M-M1个第一数据位或第二数据位中每一个数据位时，所述计数器模块的循环计数结果，所述循环计数结果在每接收到一个第一数据位时清零；
计算所述循环计数结果与R的差值，根据所述差值对所述电芯管理模块的实际运行频率进行修正；
当接收到所述X个连续的第二数据位时，结束所述分析校验操作。
20.根据权利要求18或19所述的电池管理系统，其特征在于，每一所述电芯管理模块包括命令接收模块、命令转发模块和第一FIFO存储块；
所述控制器还被配置为：
在对所述前导码数据流的分析校验操结束后，发送命令帧数据流；
所述命令帧数据流经过命令接收模块接收后，通过写操作，依次写入所述第一FIFO存储块；
位于前级的电芯管理模块对第一FIFO存储块进行读操作后，经过所述命令转发模块传输至后级的电芯管理模块。
21.根据权利要求20所述的电池管理系统，其特征在于，所述第一FIFO存储块的存储单元个数为L，每一所述存储单元能够存储一个码元，所述第一FIFO存储块的前L/2个存储单元预装载(L/2-N)个第一数据位数据和X个第二数据位数据，L为偶数。
22.根据权利要求21所述的电池管理系统，其特征在于，所述电芯管理模块被配置为：
位于前级的电芯管理模块延迟L/2个码元向后级的电芯管理模块传输与所述前导码数据流对应的仿前导码数据流；所述仿前导码数据流包括[M-(L/2)]个连续的第一数据位，所述仿前导码数据流直接通过所述命令转发模块传输至后级电芯管理模块；M＞L/2。
23.根据权利要求21所述的电池管理系统，其特征在于，所述电芯管理模块被配置为：
位于前级的电芯管理模块对第一FIFO存储块进行的写操作，从所述第一FIFO存储块预装载的L/2个存储单元后的位置开始；
位于前级的电芯管理模块对第一FIFO存储块进行的读操作，从所述第一FIFO存储块的L个存储单元的起始位置开始。
24.根据权利要求17所述的电池管理系统，其特征在于，所述数据流以差分信号的方式传输。
25.根据权利要求17所述的电池管理系统，其特征在于，所述数据流以曼彻斯特码形式传输。
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