[發(fā)明專利]一種電池管理系統(tǒng)及電池管理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210368026.2
• 申請日: 2012-09-28
• 公開（公告）號: CN102842939A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣虎
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫華潤矽科微電子有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 江蘇英特東華律師事務(wù)所 32229
• 代理人: 邵鋆

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電池管理系統(tǒng)（BMS），特別是一種節(jié)點地址可配置的電池管理系統(tǒng)及其具體管理方法。

背景技術(shù)

電池管理系統(tǒng)（BATTERY?MANAGEMENT?SYSTEM，簡稱為BMS）是電池與用戶之間的紐帶，主要對象是二次電池。二次電池存在下面的一些缺點，如存儲能量少、壽命短、串并聯(lián)使用問題、使用安全性、電池電量估算困難等。電池的性能是很復雜的，不同類型的電池特性亦相差很大。電池管理系統(tǒng)（BMS）主要功能包括：準確估測動力電池組的荷電狀態(tài)?(State?of?Charge，即SOC)；在電池充放電過程中，實時采集電動汽車蓄電池組中的每塊電池的端電壓和溫度、充放電電流及電池包總電壓，防止電池發(fā)生過充電或過放電現(xiàn)象；為單體電池均衡充電，使電池組中各個電池都達到均衡一致的狀態(tài)。這些措施都旨在提高電池的利用率、延長電池壽命。

電動汽車的蓄電池通常是串聯(lián)的，由于單體電池的出廠特性不一致，所以上述的電池管理系統(tǒng)對于電動汽車的性能發(fā)揮起著重要的作用。

圖1是一個典型的現(xiàn)有技術(shù)的電動汽車的BMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，如圖，系統(tǒng)主要由一個主控制板、n個從控制板（也稱監(jiān)測單元）和顯示模塊等。從控制板主要負責對其監(jiān)控的單個電池的電壓、電流、工作溫度等信息的測量，并將采集到的數(shù)據(jù)通過CAN總線（控制器局域網(wǎng)絡(luò)Controller?Area?Network的簡稱，是國際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線之一，在國際上較大范圍內(nèi)，CAN總線協(xié)議已經(jīng)成為汽車計算機控制系統(tǒng)和嵌入式工業(yè)控制局域網(wǎng)的標準總線）傳輸給主控制板；主控制板負責處理從控制板采集到的電池狀態(tài)信息，并將處理的結(jié)果通過外部CAN總線傳輸給顯示模塊、充電機和整車控制器等設(shè)備。

這種電池管理系統(tǒng)，由于涉及到主控制器與多個從控制器的通信，所以帶來了通信沖突的問題。目前解決通信沖突的電池管理系統(tǒng)所采用的方式主要有兩大類：一類是對每個從控制器應(yīng)用不同的軟件代碼，靜態(tài)配置不同的總線標識（總線ID）；另一類是通過硬件或者軟件的方式為哥哥從控制器動態(tài)分配總線ID。第一類方法需要開發(fā)具有不同ID的軟件代碼，軟件的復雜度較高。第二類方法效率和成本更低。

有關(guān)前文所述的第二類方法，中國專利200910249544.0“分布式電池管理系統(tǒng)及其標識分配方法”中公開，系統(tǒng)將主控制器與一個下位機電連接，再將該下位機與其他下位機依次串聯(lián)電連接，主控制器通過依次激活相串聯(lián)的下位機的方式依次給各個下位機分配標識。

這個技術(shù)方案中，多個下位機（相當于從控制器）需要依次串聯(lián)，施工復雜度高、成本高；而且從控制器只有在上一個與之相鄰電連接的從控制器分配完地址之后才會被激活開始工作，并且被激活的從控制器的地址是通過向主控制器申請獲得的，同一時間只有一個從控制器是工作在地址配置過程，不僅整個系統(tǒng)的效率較低，而且一點串聯(lián)電路中有斷開的情況，將導致后續(xù)一個或多個從控制器無法正常工作。同時，這種電池管理系統(tǒng)在每次系統(tǒng)上電時都必須進行一次地址配置的過程，無疑延長了整個系統(tǒng)的初始化時間。?

另有中國專利200810021154.3“分布式電池管理系統(tǒng)及其管理方法”，該發(fā)明通過在采集模塊（也相當于從控制器）外接跳線電路，利用跳線電路狀態(tài)為各個采集模塊的賦予相應(yīng)的CAN總線地址。這項現(xiàn)有技術(shù)引入了多個跳線作為硬件區(qū)分標記，雖然有效地解決了系統(tǒng)通信沖突的問題，但是不難發(fā)現(xiàn)，該發(fā)明的跳線電路的數(shù)量將隨著采集模塊數(shù)量的增加而增加，增加了系統(tǒng)的硬件復雜度，讓硬件連線變得復雜，其所占用的微處理器（MCU）的通用輸入輸出口（GPIO）的數(shù)量也將增加。而且整個工作過程中需要依賴所有的硬件跳線狀態(tài)不同，跳線的設(shè)定只能依靠人力完成，出錯率高。跳線更有可能在工作過程中也可能因為振動等原因而變化導致整個系統(tǒng)出錯。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對背景技術(shù)所述的現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠解決主從控制器之間的通信沖突問題的、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉的電池管理系統(tǒng)及方法。

為此，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的：

一種電池管理系統(tǒng)，包括主控制器、從控制器，主控制器通過內(nèi)部CAN總線控制連接多個從控制器，每個從控制器控制一個電池組，主控制器還通過外部CAN總線連接外部設(shè)備，其特征在于：還包括一個跳線電路模塊和非易失存儲器，跳線電路模塊控制連接從控制器，決定從控制器的工作模式，非易失存儲器和從控制器連接，存儲器分配到的從控制器地址。

根據(jù)上述電池管理系統(tǒng)的構(gòu)造，本發(fā)明還提供一種電池管理系統(tǒng)的地址配置方法：