CN116016446A - 一种基于电子开关的bms通讯地址配置方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于电子开关的BMS通讯地址配置方法，包括：基于系统上电信号，电子开关控制模块自动打开第一路电子开关，对应的BMS1处于地址可配置状态；BMS1向上位机发送请求地址配置指令，上位机收到指令后，下发包含地址编码的数据至BMS1，BMS1提取地址信息，完成地址设置并存储，并向上位机返回带地址的配置成功信息；上位机收到配置成功信息，返回打开下一电子开关的数据，通过当前设置好地址的BMS1与电子开关控制模块控制打开下一路电子开关；重复上述操作，完成所有与电子开关连接的BMS2～BMSn的通讯地址配置。本发明不仅可减少前期预设置的工作量，同时又充分保证地址的有效性及唯一性。

Description

一种基于电子开关的BMS通讯地址配置方法

技术领域

本发明涉及电池管理系统(BMS)技术领域，具体涉及一种基于电子开关的BMS通讯地址配置方法，特别适用于同一BMS方案下需要管理更多数量的电池数据，即针对多个同一方案的BMS集中管理时的通讯地址配置；同时，本发明也可以应用非同一方案下的BMS系统集中配置管理。

背景技术

国家大力推广新能源的应用，国内外新能源相关技术的创新步伐日益加快，特别是纯电动汽车和储能等产业化道路也在日夜兼程。钠电池代替部分锂离子电池，特别是在储能领域，成为趋势，对钠电池的管理都会用到BMS，通过此系统可以完成对电池状态的监测、电池充放电的控制以及其他扩展的功能。

BMS相关的硬软件技术逐渐发展起来，一般BMS系统包括功能控制板及数据采集板，通过微处理控制模块便可以实现对电池数据的实时采集及状态监控，也能根据不同应用场景或客户要求扩展其他逻辑控制功能。现有BMS一般针对固定的系统方案，单一管理，此时无论是数据通讯还是管理控制上都很简单。当出现电池包过多，需要多个BMS并行进行管理时，各个BMS的通讯地址配置是关键的环节。

针对同一方案的BMS，其产品编码及微处理程序都是完全一致的，预置通讯地址通常情况是通过逐个数据写入，此方式可行但是工作量大，在集中管理前期要做很多准备工作，如：地址写入，写入后装箱的位置匹配对应等。

针对通讯地址批量配置的方案，如现有专利CN201711480352.1提出了一种通过上位机连接并控制接通各路电源系统开关，完成多个系统的通讯地址有序配置的方案，此方案通过上位机与开关模块相连控制每个采集模块接通时完成地址设置，当设置下一个的时候需要断开再打开下一个开关，依次完成全部地址的设置工作，此系统要求开关模块与BMS的数量要保持一致且相连接，基本需要定制化进行开发，扩展性和灵活性受到一定的限制。

现有还可通过硬件设置拨码开关的方式实现通讯地址的配置，如现有专利CN201620270067.1提及的开关面板控制及指示灯进行各个电池管理系统的地址的分配及控制，采用4个指示灯仅控制16以内数量的电池管理系统，其提及的地址配置方式上主要通过人为手动控制，由于控制数量的有限性，其应用场景也相对局限。同时，针对拨码设置这种方式还有一些其他设计方案，虽然无需对系统做数据写入，但拨码开关的设计一旦确定，其地址范围就固定了，更改不灵活不便于扩展，且在安装好后拨码设置的过程中要严格依照装箱位置及系统设计，无法避免人为拨码出现错误导致无法接入或者数据的不对称等问题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种基于电子开关的BMS通讯地址配置方法，其不仅减少前期预设置的工作量，同时又充分保证地址的有效性及唯一性。

本发明公开了一种基于电子开关的BMS通讯地址配置方法，所述BMS通讯地址配置方法所适用的系统包括多个BMS、电子开关控制模块和上位机，所述电子开关控制模块包括多路电子开关，每个所述BMS与对应的电子开关相连，每个所述BMS与所述上位机相连；其中，

所述BMS通讯地址配置方法，包括：

基于系统上电信号，电子开关控制模块自动打开第一路电子开关，对应的BMS1处于地址可配置状态；

BMS1向上位机发送请求地址配置指令，上位机收到指令后，下发包含地址编码的数据至BMS1，BMS1提取地址信息，完成地址设置并存储，并向上位机返回带地址的配置成功信息；

上位机收到配置成功信息，返回打开下一电子开关的数据，通过当前设置好地址的BMS1与电子开关控制模块控制打开下一路电子开关；

重复上述操作，完成所有与电子开关连接的BMS2～BMSn的通讯地址配置。

作为本发明的进一步改进，还包括：

所有BMS的通讯地址配置完成后，通过每个BMS的通讯地址向上位机发送每个BMS相关的数据信息，并通过上位机进行实时数据通讯，实现多个BMS的集中管理。

作为本发明的进一步改进，同一时刻只有一个BMS处于地址配置状态，配置成功后，通过配置成功的BMS去打开下一路电子开关，进入到下一个BMS地址配置。

作为本发明的进一步改进，电子开关控制模块与BMS进行信号传输，该信号包括但不限于高电平、低电平和数字模拟信号。

作为本发明的进一步改进，所有BMS的通讯地址配置完成后，所有BMS的电子开关状态为打开；系统每次上电时电子开关全部为关闭状态，通过上电控制及与其相连接的BMS依次打开各路电子开关。

作为本发明的进一步改进，上位机下发的带有地址编码的数据，已经配置的和正在配置的BMS都能接收到；但，只有未配置地址并处于配置状态的BMS才会执行。

作为本发明的进一步改进，通讯地址配置执行的条件是在BMS没有被配置过，或者被恢复出厂设置后无通讯地址的情况下进行。

作为本发明的进一步改进，BMS自身具备数据存储读取功能，地址配置成功后会存储，下一次系统上电后能读取到该地址。

作为本发明的进一步改进，电子开关开启时，BMS读取到地址的状态下不执行地址配置流程，直接打开下一路电子开关。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明可减少BMS集中管理前人为数据写入通讯地址、预设置等相关的工作量；

2、本发明可避免手动拨码设置错误引起的地址无效、地址冲突，而导致管理端与实际数据不一致或者系统无法正常工作等问题；

3、本发明通过电子开关控制BMS的通讯地址的配置，地址范围不受系统原设计方案影响，扩展性与灵活度更大，适用于范围更广。

附图说明

图1为本发明公开的基于电子开关的BMS通讯地址配置系统的框架图；

图2为本发明公开的基于电子开关的BMS通讯地址配置系统的实例图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：

本发明提供一种基于电子开关的BMS通讯地址配置方法，此方法通过电子开关控制BMS自动完成系统配置，不仅减少了集中管理前的工作量，同时能有效的避免拨码控制隐藏的问题，保证BMS通讯地址的配置的有效性、唯一性及各系统数据的对称性；本发明所提及的电子开关与现有专利CN201711480352.1提及的开关控制模块大不相同，本发明的电子开关通过系统上电信号自动驱动进入工作流程，与其相连接的BMS能够进行信号传输，BMS与电子开关的之间的信号作为控制电子开关的依据，从而实现各路开关对应的BMS的地址配置，电子开关控制的BMS数量范围更广，且在实际应用中并不要求BMS为固定数量，只要BMS与其电子开关相连接，才执行自动配置及管理。假设：电子开关控制模块选择最大外接BMS数量为：64路，而实际连接的BMS为20个，这并不影响系统的工作，当用户系统扩展到60个BMS时，只需要把新增的40个BMS分别与电子开关未连接的通道连接即可，系统再次上电将自动完成新增40个BMS的地址配置，从而实现共60个BMS的集中通讯管理。基于此设计本发明不仅适用于新组网的BMS系统通讯配置及管理，还能很好的解决不同场景下BMS数量的增减变动的集群通讯管理，其扩展性灵活性更高。

如图1所示，本发明提供一种基于电子开关的BMS通讯地址配置系统，包括：多个独立的钠电池管理系统(BMS)、电子开关控制模块和上位机；其中，

BMS，负责管理其连接的多个钠电池或者电池组，根据不同设计方案及应用场景，其管理的电池数量，温度数量及其他控制模块不同；BMS主要利用微处理芯片的嵌入式软件实现数据通讯、系统管理及控制。当外部需要同时管理多个BMS时，必须有唯一的通讯地址,通过地址加数据的方式完成数据传输及系统集中管理。每个BMS均通过其对应的电子开关控制进入地址配置状态，通过CAN连接与上位机数据通讯，上位机完成对BMS地址的统一配置。

电子开关控制模块，每一路BMS与电子开关控制模块的一个电子开关连接，只有当电子开关开启时，其对应的BMS处于配置状态，并通过上位机完成通讯地址的配置，通讯地址配置完成后BMS才能通过地址加数据的格式与上位机进行数据通讯；具体的：

1)电子开关针对BMS而言是一个外部信号，电子开关打开后，其控制的BMS才与上位机进行数据通讯，进一步通过获取上位机的地址编码信息完成其地址的配置；

2)第一路电子开关通过系统上电控制驱动开启，与其连接的BMS为第一个设置地址的系统；

3)同一时刻处于地址配置状态的BMS只有一个，配置成功后，通过配置成功的BMS去打开下一路电子开关，进入到下一个BMS地址配置；

4)电子开关控制模块与BMS能够进行信号传输，其信号可以是高、低电平、数字模拟信号等；

5)配置完全部BMS地址后，所有BMS的电子开关状态为打开，系统每次上电时电子开关全部为关闭状态，通过上电控制及与其相连接的BMS依次打开各路电子开关；

6)电子开关控制模块控制的开关路数可以根据实际应用中BMS数量进行合理配置，电子开关管理外接通道数量以内的任意数量的BMS系统配置；

上位机，上位机通过CAN连接保证与每个BMS相连，并能进行数据通讯，通过约定的协议及数据格式完成对每个BMS的地址配置及信息传输。具体的：

1)上位机与每个BMS均能通过CAN连接进行数据传输；

2)上位机内置的逻辑处理程序负责对BMS的地址有序分配，并在收到地址配置完成的回复后，通过带地址信息的协议数据完成与BMS的数据传输，进一步通知BMS打开下一路的电子开关；

3)上位机完成BMS地址配置过程包括几个步骤：(1)由BMS发送地址配置请求；(2)上位机收到请求数据，向BMS下发一条带有地址编码的数据；其中，上位机下发的带有地址编码的数据，已经配置的和正在配置的BMS都能接收到；(3)BMS收到数据后提取出地址信息并保存后，并向上位机返回一条带地址的配置完成数据；其中，BMS收到并提取地址信息，只有未配置地址并处于配置状态的BMS才会执行；(4)上位机收到配置完成的数据后，下发开启下一路电子开关的数据信息至当前配置完成的BMS；其中，此时发送的数据为带地址数据，只有地址匹配的BMS才进行逻辑处理；(5)BMS收到数据后，通过信号传输至电子开关控制模块，完成下一路电子开关开启；

4)上位机与BMS之间的数据格式按照预先约定协议，非协议约定的数据为未知数据，上位机与BMS均不做任何处理；

5)上位机实质是代表了地址分配的逻辑处理程序及系统管理端，根据不同应用场景，上位机系统也可以是整车及其他外部系统。

本发明提供一种基于电子开关的BMS通讯地址配置方法，包括：

步骤1、基于系统上电信号，电子开关控制模块自动打开第一路电子开关，对应的BMS1处于地址可配置状态；

步骤2、BMS1向上位机发送请求地址配置指令，上位机收到指令后，下发包含地址编码的数据至BMS1，BMS1提取地址信息，完成地址设置并存储，并向上位机返回带地址的配置成功信息；

步骤3、上位机收到配置成功信息，返回打开下一电子开关的数据，通过当前设置好地址的BMS1与电子开关控制模块控制打开下一路电子开关；

步骤4、重复上述操作，完成所有与电子开关连接的BMS2～BMSn的通讯地址配置；

步骤5、所有BMS的通讯地址配置完成后，通过每个BMS的通讯地址向上位机发送每个BMS相关的数据信息，并通过上位机进行实时数据通讯，实现多个BMS的集中管理。

实施例：

如图2所示，本发明提供一种BMS-a、BMS-b、BMS-c通讯地址的配置方法，假设E-Ctrl的1路电子开关连接BMS-a，2路电子开关连接BMS-c，3路电子开关连接BMS-b；SetCentor根据电子开关的控制依次配置的地址编码为：1路电子开关配置01，2路电子开关配置02，3路电子开关配置03；

具体的配置步骤包括：

S1、系统上电，E-Ctrl根据Poweron信号，打开第一路电子开关，与之连接的是BMS-a系统，此时BMS-a通过CAN通讯发送一条地址配置数据(例：QDZPZ-FF)至SetCentor，SetCentor收到此数据，下发带有地址编码01的配置数据(例：SETDZ-01)，此时仅有BMS-a收到数据，提取出地址信息01并进行设置及存储，同时返回一条带地址01的数据(例：01BMS-a-SETDZ-OK)至SetCentor。SetCentor收到配置完成指令，下发一条打开下一路电子开关的数据(例：OPEN_NEXT-01),BMS-a收到数据，并通过信号传输告知E-Ctrl，E-Ctrl控制打开第二路电子开关。

S2、与第二路电子开关连接的是BMS-c系统，此时BMS-c通过CAN通讯发送一条地址配置数据(例：QDZPZ-FF)至SetCentor，SetCentor收到此数据，下发带有地址编码02的配置数据(例：SETDZ-02)，此时BMS-a与BMS-c均收到此数据，BMS-a非设置状态，不做处理，而BMS-c会提取出地址信息02并进行设置及存储，同时返回一条带地址02的数据(例：02BMS-c-SETDZ-OK)至SetCentor。SetCentor收到配置完成指令，下发一条打开下一路电子开关的数据(例：OPEN_NEXT-02),BMS-c收到数据，通过信号传输告知E-Ctrl，E-Ctrl控制打开第三路电子开关。

S3、与第三路电子开关连接的为BMS-b系统，此时BMS-b通过CAN通讯发送一条地址配置数据(例：QDZPZ-FF)至SetCentor，SetCentor收到此数据，下发带有地址编码03的配置数据(例：SETDZ-03)，BMS-a、BMS-b、BMS-c均收到此数据，BMS-a、BMS-c处于非设置状态，不处理此数据，而BMS-b会提取出地址信息03并进行设置及存储，同时返回一条带地址03的数据(例：03BMS-b-SETDZ-OK)至SetCentor。SetCentor收到配置完成指令，下发一条打开下一电子开关的数据(例：OPEN_NEXT-03),BMS-b收到数据，通过信号传输告知E-Ctrl，E-Ctrl电子开关与所有连接的BMS已经全部打开，本次地址配置完成。

S4、所有BMS配置完成后，SetCentor与每个BMS通过地址加协议约定格式的数据进行数据传输，即可实现多个BMS的集中通讯管理。

通过此方法即可以快速实现多个BMS集中通讯的地址配置，特别适用于BMS集中装箱后的首次通讯地址设置，不受各个BMS箱内的安装位置，及数量影响，支持系统在不同场景下动态增加或者减少BMS，每次上电后通过电子开关控制实现全部BMS地址的有序配置。本方法主要是阐述其地址配置的具体方法，如已经配置好地址的系统，再次上电后，不在执行配置过程，BMS自身能通过数据读取获取地址后与外部进行数据通讯。同时此方法不仅局限于与上位机的数据通讯，其通讯范围根据实际应用场景或者BMS设计方案或者系统连接状态而定，也可以直接连接整车或者其他通讯网络。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于电子开关的BMS通讯地址配置方法，其特征在于，所述BMS通讯地址配置方法所适用的系统包括多个BMS、电子开关控制模块和上位机，所述电子开关控制模块包括多路电子开关，每个所述BMS与对应的电子开关相连，每个所述BMS与所述上位机相连；其中，

所述BMS通讯地址配置方法，包括：

基于系统上电信号，电子开关控制模块自动打开第一路电子开关，对应的BMS1处于地址可配置状态；

BMS1向上位机发送请求地址配置指令，上位机收到指令后，下发包含地址编码的数据至BMS1，BMS1提取地址信息，完成地址设置并存储，并向上位机返回带地址的配置成功信息；

上位机收到配置成功信息，返回打开下一电子开关的数据，通过当前设置好地址的BMS1与电子开关控制模块控制打开下一路电子开关；

重复上述操作，完成所有与电子开关连接的BMS2～BMSn的通讯地址配置。

2.如权利要求1所述的BMS通讯地址配置方法，其特征在于，还包括：

所有BMS的通讯地址配置完成后，通过每个BMS的通讯地址向上位机发送每个BMS相关的数据信息，并通过上位机进行实时数据通讯，实现多个BMS的集中管理。

3.如权利要求1所述的BMS通讯地址配置方法，其特征在于，同一时刻只有一个BMS处于地址配置状态，配置成功后，通过配置成功的BMS去打开下一路电子开关，进入到下一个BMS地址配置。

4.如权利要求1所述的BMS通讯地址配置方法，其特征在于，电子开关控制模块与BMS进行信号传输，该信号包括但不限于高电平、低电平和数字模拟信号。

5.如权利要求1所述的BMS通讯地址配置方法，其特征在于，所有BMS的通讯地址配置完成后，所有BMS的电子开关状态为打开；系统每次上电时电子开关全部为关闭状态，通过上电控制及与其相连接的BMS依次打开各路电子开关。

6.如权利要求1所述的BMS通讯地址配置方法，其特征在于，上位机下发的带有地址编码的数据，已经配置的和正在配置的BMS都能接收到；但，只有未配置地址并处于配置状态的BMS才会执行。

7.如权利要求1所述的BMS通讯地址配置方法，其特征在于，通讯地址配置执行的条件是在BMS没有被配置过，或者被恢复出厂设置后无通讯地址的情况下进行。

8.如权利要求1所述的BMS通讯地址配置方法，其特征在于，BMS自身具备数据存储读取功能，地址配置成功后会存储，下一次系统上电后能读取到该地址。

9.如权利要求1所述的BMS通讯地址配置方法，其特征在于，电子开关开启时，BMS读取到地址的状态下不执行地址配置流程，直接打开下一路电子开关。

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