掌桥专利:专业的专利平台
掌桥专利
首页

用电装置、电池包、BMS系统及总线匹配电阻接入方法

文献发布时间:2023-06-19 11:14:36


用电装置、电池包、BMS系统及总线匹配电阻接入方法

【技术领域】

本申请涉及电源管理技术领域,尤其涉及一种用电装置、电池包、BMS系统及总线匹配电阻接入方法。

【背景技术】

总线通信是在控制系统或者计算机系统中经常使用的通信方式。其通过公共通信干线来实现系统中各功能部件之间的数据交互等的通信。现有的一些总线通信协议(如CAN总线),要求在总线的两端设置匹配电阻以满足数据传输性能的要求。

但在实际应用时,许多系统中包含的功能部件的数量往往是不确定的,或者说是可变化的。例如,对于新能源汽车等所应用的电池管理系统(BMS)而言,其管理的电芯模组数量是不确定的。

因此,这些功能部件数量不统一的系统在往往需要安装人员或者装配技师在现场装配最后一个功能部件以后,通过拨码开关或者人工手动接入的方式,在总线末端接入通信协议所规定的匹配电阻。

这种手动接入总线末端匹配电阻的方式,操作较为繁琐,而且受限于安装人员或装配技师的技术或者熟练程度,容易出现错漏等人工操作常见的问题。

【发明内容】

本申请实施例旨在提供一种用电装置、电池包、BMS系统及总线匹配电阻接入方法,能够解决现有手动接入总线末端匹配电阻所存在的缺陷。

为解决上述技术问题,本申请实施例提供以下技术方案:一种总线匹配电阻接入方法。该总线匹配电阻接入方法包括如下步骤:

为接入总线的各电芯模组对应的从电池管理系统设置对应的标识,该标识用于区分各从电池管理系统;

获取已设置对应标识的各电芯模组的电压;获取母线路总电压;

根据各电芯模组电压和母线路总电压,确定总线的末端的电芯模组对应的标识;并且根据总线末端的电芯模组对应的标识,在总线末端,接入所述末端的电芯模组对应的从电池管理系统中的匹配电阻。

可选地,上述根据各电芯模组电压和母线路总电压,确定总线的末端的电芯模组对应的标识的步骤,具体包括:

首先,计算各电芯模组电压的电压累加值;然后,在电压累加值与母线路总电压之差达到预设的阈值区间时,确定所有已设置对应的标识的电芯模组中,最后接入的电芯模组为总线的末端的电芯模组;确定总线末端的电芯模组对应的从电池管理系统的标识。

可选地,上述在总线末端接入末端的电芯模组对应的从电池管理系统中的匹配电阻的步骤则具体包括:驱动从电池管理系统的开关单元闭合,以使末端的电芯模组对应的从电池管理系统中的匹配电阻接入总线末端;该开关单元连接在匹配电阻和总线之间。

可选地,该标识为从电池管理系统在总线上的通信地址。

可选地,上述为接入总线的各电芯模组对应的从电池管理系统设置对应的标识的步骤,具体包括:

首先,向各从电池管理系统提供标识设置信号,以使从电池管理系统处于标识设置状态;然后,在接收到从电池管理系统的应答信号时,结束从电池管理系统的标识设置状态,并确定从电池管理系统对应的标识;最后,在确定从电池管理系统对应的标识后,获取从电池管理系统对应的电芯模组的电压。

可选地,当从电池管理系统处于标识设置状态时,开关单元闭合以使匹配电阻接入总线;而当从电池管理系统结束标识设置状态时,判断是否与总线末端的电芯模组对应。若否,开关单元断开匹配电阻与总线的连接。

为解决上述技术问题,本申请实施例还提供以下技术方案:一种BMS系统的主处理器。该主处理器包括:标识单元,模组电压获取单元,电压采样单元,比较单元以及控制单元。

其中,标识单元用于为接入总线的各电芯模组对应的从电池管理系统设置对应的标识,该标识用于区分各从电池管理系统;模组电压获取单元用于获取已设置对应标识的各电芯模组的电压;电压采样单元用于获取母线路总电压;比较单元用于根据各电芯模组电压和所述母线路总电压,确定总线的末端的电芯模组对应的标识;控制单元用于根据所述末端的电芯模组对应的标识控制末端的电芯模组对应的从电池管理系统中的匹配电阻在总线末端接入。

可选地,上述从电池管理系统包括匹配电阻以及连接在匹配电阻和总线之间的开关单元;上述主处理器的控制单元具体用于:控制从电池管理系统的开关单元,以使末端的电芯模组对应的从电池管理系统中的匹配电阻接入总线末端。

可选地,上述比较单元具体用于:计算各电芯模组电压的电压累加值;在电压累加值与母线路总电压之差达到预设的阈值区间时,确定所有已设置对应的标识的电芯模组中,最后接入的电芯模组为总线的末端的电芯模组,并且确定总线末端的电芯模组对应的从电池管理系统的标识。

可选地,上述标识为从电池管理系统在总线上的通信地址。

可选地,上述标识单元具体用于:向各从电池管理系统提供标识设置信号,以使从电池管理系统处于标识设置状态;在接收到从电池管理系统的应答信号时,结束从电池管理系统的标识设置状态,并确定从电池管理系统对应的标识;上述模组电压获取单元具体用于:在确定从电池管理系统对应的标识后,获取从电池管理系统对应的电芯模组的电压。

可选地,当从电池管理系统处于标识设置状态时,其开关单元闭合以使对应的匹配电阻接入总线;而当从电池管理系统结束标识设置状态时,判断是否与总线末端的电芯模组对应。若否,开关单元断开匹配电阻与总线的连接。

为解决上述技术问题,本申请实施例还提供以下技术方案:一种BMS系统。该BMS系统包括:N个与电芯模组对应的从处理器、主处理器、总线以及开关电路;所述主处理器和所述各从处理器通过所述总线通信连接;其中,N大于或等于2;

主处理器,用于控制开关电路输出高电平给第一从处理器,且主处理器对所述第一从处理器通信以标识所述第一从处理器对应的电芯模组;其中,所述第一从处理器为与所述主处理器直接连接的从处理器;

第n-1个从处理器,用于输出高电平给第n个从处理器,且所述主处理器对所述各从处理器通信以标识各从处理器对应的电芯模组;其中,1

所述主处理器,还用于获取所述已设置对应标识的各电芯模组的电压;

所述主处理器,还用于获取母线路总电压;

所述主处理器,还用于根据所述各电芯模组电压与所述母线路总电压,确定所述总线的末端的电芯模组对应的标识;

所述主处理器,还用于根据所述总线末端的电芯模组的标识,控制所述总线末端的电芯模组对应的从电池管理系统中的匹配电阻在所述总线末端接入。

可选地,上述从处理器包括匹配电阻以及连接在匹配电阻和总线之间的开关单元;

上述主处理器具体用于:控制从处理器的开关单元,以使末端的电芯模组对应的从处理器中的匹配电阻接入总线末端。

可选地,上述主处理器具体用于:计算各电芯模组电压的电压累加值;在电压累加值与母线路总电压之差达到预设的阈值区间时,确定所有已设置对应的标识的电芯模组中,最后接入的电芯模组为总线的末端的电芯模组,并且确定总线末端的电芯模组对应的从处理器的标识。

可选地,上述标识为从电池管理系统在总线上的通信地址。

可选地,上述主处理器具体用于:向各从处理器提供标识设置信号,以使从处理器处于标识设置状态;在接收到从处理器的应答信号时,结束从处理器的标识设置状态,并确定从处理器对应的标识;并且在确定从处理器对应的标识后,获取从处理器对应的电芯模组的电压。

可选地,当从处理器处于标识设置状态时,其开关单元闭合以使对应的匹配电阻接入总线;而当从处理器结束标识设置状态时,判断是否与总线末端的电芯模组对应。若否,开关单元断开匹配电阻与总线的连接。

为解决上述技术问题,本申请实施例还提供以下技术方案:一种电池包。该电池包包括N个电芯模组以及BMS系统,其中,N大于或等于2。

其中,BMS系统包括:N个与电芯模组对应的从处理器、主处理器、总线以及开关电路;主处理器和各从处理器通过总线通信连接;

主处理器,用于控制开关电路输出高电平给第一从处理器,且主处理器对第一从处理器通信以标识所述第一从处理器对应的电芯模组;其中,所述第一从处理器为与所述主处理器直接连接的从处理器;

第n-1个从处理器,用于输出高电平给第n个从处理器,且所述主处理器对所述各从处理器通信以标识各从处理器对应的电芯模组;其中,1

主处理器,还用于获取已设置对应标识的各电芯模组的电压,获取母线路总电压;并根据所述各电芯模组电压与所述母线路总电压,确定所述总线的末端的电芯模组对应的标识;

主处理器,还用于根据总线末端的电芯模组的标识,控制总线末端的电芯模组对应的从电池管理系统中的匹配电阻在总线末端接入。

为解决上述技术问题,本申请实施例还提供以下技术方案:一种用电装置。该用电装置包括电池包和负载。其中,电池包用于为负载供电,该电池包包括包括N个电芯模组以及BMS系统,其中,N大于或等于2。

其中,BMS系统包括:N个与电芯模组对应的从处理器、主处理器、总线以及开关电路;主处理器和各从处理器通过总线通信连接;

主处理器,用于控制开关电路输出高电平给第一从处理器,且主处理器对第一从处理器通信以标识所述第一从处理器对应的电芯模组;其中,所述第一从处理器为与所述主处理器直接连接的从处理器;

第n-1个从处理器,用于输出高电平给第n个从处理器,且所述主处理器对所述各从处理器通信以标识各从处理器对应的电芯模组;其中,1

主处理器,还用于获取已设置对应标识的各电芯模组的电压,获取母线路总电压;并根据所述各电芯模组电压与所述母线路总电压,确定所述总线的末端的电芯模组对应的标识;

主处理器,还用于根据总线末端的电芯模组的标识,控制总线末端的电芯模组对应的从电池管理系统中的匹配电阻在总线末端接入。

为解决上述技术问题,本申请实施例还提供以下技术方案:一种非易失性存储介质。该非易失性存储介质存储有计算机程序指令。该计算机程序指令在被处理器调用时,以使处理器执行如上所述的总线匹配电阻接入方法中的一个或者多个步骤。

为解决上述技术问题,本申请实施例还提供以下技术方案:一种电子设备。该电子设备包括:处理器以及与处理器通信连接的存储器。该存储器中存储有计算机程序指令,以使该计算机程序指令在被处理器调用时,可令该处理器执行如上所述的总线匹配电阻接入方法中的一个或者多个步骤。

本申请实施例的用电装置、电池包、BMS系统及总线匹配电阻接入方法,基于电芯模组电压和母线路总电压的比较,可以自动可靠的确定总线末端的功能部件并进而实现总线匹配电阻的自动接入,有效的避免了人工操作存在的操作繁琐,容易出错等的缺陷。

【附图说明】

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。

图1为本申请实施例提供的包含BMS系统的电池包的结构示意图;

图2为本申请实施例提供的主处理器的结构示意图;

图3为本申请实施例提供的总线匹配电阻接入方法的方法流程图;

图4为本申请实施例提供的确定总线末端的电芯模组对应的标识的方法流程图;

图5为本申请另一实施例提供的包含BMS系统的电池包的结构示意图;

图6为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。

【具体实施方式】

为了便于理解本申请,下面结合附图和具体实施例,对本申请进行更详细的说明。需要说明的是,当元件被表述“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义,本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是用于限制本申请。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外,下面所描述的本申请不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

图1为本申请实施例提供的电池包的示意图。如图1所示,在该电池包中,包括总线11、N个电芯模组12(N≥2,为正整数)、从电池管理系统13以及主处理器14。其中,主处理器14和各个从电池管理系统13均作为总线11上的收发节点,经由总线11而建立相互之间的通信连接,组成用以管理电芯模组12和保障其安全运行的BMS系统。

其中,总线11可以是以任何类型的,用以实现系统中多个节点(如从电池管理系统、主处理器)之间数据交互(如指令收发、采样数据传输等)的通信干线。其具体可以依据对应的通信协议或者相关标准的要求进行配置,以具备相应的数据传输性能。例如,图1所示的,可以根据协议的要求,在总线的头尾两端配置有匹配电阻R以达到消除反射等的效果,保证数据信息在通信干线上的传输效果。

在本实施例中,以CAN总线为例进行描述。但本领域技术人员可以理解的是,该总线还可以是其他任何类型的,需要在两端或者末端添加设置特定的电器元件的,与CAN总线协议的配置相类似的其他总线。

电芯模组12是指由一个或者多个电芯(或电池)组装成型的独立模组,具体使用的电芯数量或者类型可以根据实际使用情况的需要而确定。该电芯模组12是组成分布式储能系统的基本储能单元,或者说是BMS系统中可独立控制或者管理的最小储能单位。

从电池管理系统13是与电芯模组12相对应或者相适配的初级电池管理系统(在一些实施例中,也可以被称为“从处理器”)。通常的,一个从电池管理系统13与一个电芯模组12相对应。其可以由模拟前端(AFE)芯片,微处理器(MCU)等一种或者多种的电器元件所组成,具有电量计量、数据采集和充放电控制等的功能,以实现对特定电芯模组12的管理和控制。

具体的,如图1所示,为实现匹配电阻自动接入的功能,该从电池管理系统13的电器元件可以包括:匹配电阻R和开关单元S。

其中,匹配电阻R是内置在从电池管理系统中,具有特定电阻值的电阻。其具体的电阻值可以根据实际使用的总线类型等实际情况所决定。例如,在CAN总线上使用时,该匹配电阻R可以是CAN总线标准或者协议规定的阻值为120欧姆的电阻。

开关单元S是连接在匹配电阻R与总线11之间的开关结构,可以通过开关单元S的闭合或者断开来改变匹配电阻R与总线11之间的连接关系。例如,如图1所示的,在开关单元S闭合时,令匹配电阻R接入到总线11上。而在开关单元S断开时,则令匹配电阻R从总线11断开。

该开关单元S具体可以使用任何类型的,具备控制端,可以在提供控制信号的情况下,在断开和闭合两种情形之间切换的开关结构。例如,如图5所示的MOS管Q,MOS管的源极和漏极分别与总线和匹配电阻连接,栅极作为控制端,可以根据控制信号,断开或者建立CAN总线与匹配电阻R之间的连接。

主处理器14是BMS系统的控制中枢,用以执行一个或者多个特定的处理步骤(包括运算处理、获取数据信息以及下发指令等),以实现相应的一种或者多种功能,令BMS系统得以正常运行。

例如,该主处理器14可以执行设置从电池管理系统13的区分标识、确定总线11末端的电芯模组12以及控制与总线末端的电芯模组对应的从电池管理系统13的匹配电阻接入等的处理步骤,从而与从电池管理系统13相配合,实现匹配电阻自动接入的功能。或者是,执行衡量电芯模组运行状态的处理步骤,实现避免局部的一个或者多个电芯模组12过温、过充或者过放电等的功能。

在一些实施例中,主处理器14可以控制开关电路输出高电平或者以其他形式表示的标识设置信号到第一从处理器。该第一从处理器为与所述主处理器直接连接的从处理器。

由主处理器14对该第一从处理器通信以标识所述第一从处理器对应的电芯模组。

第一从处理器完成标识以后,第n-1个从处理器输出高电平至第n个从处理器(1

应当说明的是,图1所示的电池包仅用于示例性说明。本领域技术人员可以根据实际情况的需要,添加或者减省其中的一个或者多个设备,而不限于图1所示。

与上述所要执行处理步骤相对应的,该主处理器14具体可以由任何类型的处理器(MCU)或者类似的逻辑运算器件及相关的电路模块组成。图2为本申请实施例提供的主处理器14的结构示意图。

如图2所示,该主处理器14可以包括如下的功能模块:标识单元141、模组电压获取单元142、电压采样单元143、比较单元144以及控制单元145。

其中,该标识单元141用于为接入总线的各电芯模组对应的从电池管理系统设置对应的标识。该“标识”是用以区分各个从电池管理系统而为每个从电池管理系统设置的特定标记,例如特定的通信地址等,由此确保数据信息的准确收发。

在一些实施例中,可以使用通信地址作为区分从电池管理系统13的标识。亦即,该标识单元141可以是用于进行编址的功能模块。

具体的,标识单元141可以通过向从电池管理系统发送标识设置信号和接收从电池管理系统的应答信号的方式(即双方之间的一次成功交互)来完成对从电池管理系统的编址操作。

模组电压获取单元142用于获取已设置对应标识的各电芯模组的电压。该“电芯模组的电压”可以认为是从电池管理系统13所对应电芯模组在正常使用情况下所具备的电压。

在一些实施例中,获取电芯模组电压可以在各个从电池管理系统的编址过程中进行。例如,模组电压获取单元142可以在设置好区分的标识(如通信地址),从电池管理系统13的标识设置状态结束后,获得从电池管理系统13所对应的电芯模组12的电压,以避免出现错漏等的情况。

电压采样单元143用于获取母线路总电压。母线路总电压是电芯模组12串接后在母线路上形成的电压总和。其具体可以采用任何类型的电压采样电路来实现,例如采样电阻等。

应当说明的是,该电压采样单元143可以根据实际情况的需要,选择使用合适的设置方式。例如,如图1和图2所示的,该电压采样单元143可以是整合到主处理器14的功能模块,作为主处理器14内的部件,用于实现相同的采集母线路总电压的功能。

在另一些实施例中,如图5所示,该电压采样单元143还可以是独立于主处理器14设置的分立元件,主处理器14设置有相应的数据接收接口,接收该电压采样单元143采集到的母线路总电压数据。

比较单元144用于根据各电芯模组电压和母线路总电压,确定总线的末端的电芯模组。通常的,电芯模组电压与母线路总电压之间总是具有特定的对应关系。例如,在图1所示的BMS系统中,各电芯模组电压之和通常应当大致或者基本等于母线路总电压。由此,比较单元144可以基于该特定的对应关系来确定位于总线末端的电芯模组。

具体的,该大致或者基本等于的判断标准可以通过预先设置的阈值区间来实现。亦即,计算各电芯模组电压之和与母线路总电压之间的差值,当差值小于该特定的阈值区间时,可以确定各电芯模组电压之和已经大致或者基本等于母线路总电压。该阈值区间具体可以根据实际情况的需要,由技术人员进行设置。

控制单元145用于控制末端的电芯模组对应的从电池管理系统中的匹配电阻在总线末端接入。基于比较单元144确定的总线末端的电芯模组,控制单元145可以通过控制开关单元等类似的方式,令特定的从电池管理系统中的匹配电阻接入。

具体的,控制单元145可以在编址过程中,执行如下功能或步骤实现对匹配电阻的有序控制,达到令匹配电阻在总线末端接入的目的。

首先,当从电池管理系统13处于标识设置状态时,控制单元145具体用于控制其开关单元S闭合,该从电池管理系统13的匹配电阻接入总线。

然后,当从电池管理系统13结束标识设置状态时,控制单元145则控制开关单元S断开,使匹配电阻断开与总线的连接,进行下一个从电池管理系统13的标识设置操作。

重复以上操作,直至确定与总线末端的电芯模组对应的从电池管理系统时,令该从电池管理系统13的开关单元S闭合,使其匹配电阻R在总线末端接入。

在图2所示的结构框图中,以所要执行的步骤或者实现的功能为划分基准,以功能叠加对应部件命名的方式描述了主处理器14所具备的结构。本领域技术人员可以理解,以上的一个或者多个功能单元(如标识单元141、模组电压获取单元142、电压采样单元143、比较单元144以及控制单元145)能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

另外,将以上的一个或者多个功能单元还可以替换、划分或者整合为更多或者更少的功能单元或者模块用以执行相同的步骤或者功能是本领域技术人员容易想到的,均属于本申请的保护范围。

基于以上实施例公开的BMS系统,本申请还提供了相应的总线匹配电阻接入方法。图3为本申请实施例提供的总线匹配电阻接入方法的方法流程图。

如图3所示,该总线匹配电阻接入方法可以包括如下步骤:

310、为接入总线的各电芯模组对应的从电池管理系统设置对应的标识。

其中,“标识”用于区分各从电池管理系统,可以是任何类型的标记或者识别符号,只需要能够令主处理器14能够区分不同的从电池管理系统13即可。具体使用的标记可以由本领域技术人员根据实际情况进行调整或者更改,在本申请中不作限制。

具体的,上述标识可以是各从电池管理系统13在总线上的通信地址。由此,在利用总线11通信的过程中,主处理器14可以通过通信地址来向目标的从电池管理系统13下发指令或者数据信息,也可以基于通信地址来区分数据信息的具体来源。

320、获取已设置对应标识的各电芯模组的电压。

其中,“电芯模组的电压”是指与已经被分配好特定的标识的从电池管理系统所对应电芯模组在正常使用情况下所具备的电压。其可能是一个特定值,也可以是在特定值的基础上,按一定比例浮动的范围值。为陈述简便,以下简称为“电芯模组电压”。

330、获取母线路总电压。

其中,“母线路总电压”是指系统在母线上的总电压,其通常是由多个串接,独立控制的电芯模组共同提供。具体可以通过任何类型的电压采样电路采集获得。

340、根据各电芯模组电压和所述母线路总电压,确定总线的末端的电芯模组对应的标识。

结合以上描述,可以理解,该母线路总电压是由多个串接的电芯模组所提供。各电芯模组电压与母线路总电压之间存在相关关系,或者说满足特定的函数关系。例如,电池包中包含一定数量的电芯模组(如3个,4个或者5个等),各个电芯模组的电压叠加应当大致等于母线路总电压。

该“总线的末端的电芯模组”具体是指位于总线末端的最后一个电芯模组。例如,当分布式储能系统所需要的电芯模组数量为5个时,可能是指第一个个或者第五个电芯模组。

在一些实施例中,具体可以通过如图4所示的方法来确定或者定位总线的末端的电芯模组:

341,计算各电芯模组电压的电压累加值。

其中,“电压叠加值”是指主处理器器14对已经获取到的电芯模组电压叠加求和的结果。在一些实施例中,主处理器14完成新的从电池管理系统的编址操作,得到新的电芯模组电压后,可以对电压叠加值进行更新。

换言之,图4所示的计算电压累加值的过程是一个不断重复的叠加过程。主处理器14可以在每一次对新的从电池管理系统设置标识后,获取该从电池管理系统的电芯模组电压,并与之前计算得到的电压累加值相加。

342、判断该电压累加值与母线路总电压之差是否达到预设的阈值区间。若是,执行步骤343,若否,执行步骤344。

虽然系统中所具有的电芯模组是无法预先确定的。但系统中的母线路总电压是由全部电芯模组所提供的。因此,可以基于电压累加值与母线路总电压的关系来判断位于总线末端的电芯模组及其对应的从电池管理系统的标识。该阈值区间是一个预先设定的经验性数值,可以由技术人员根据实际情况的需要而进行设置,表明电压累加值与母线路总电压之间的差距是否足够小。

343、确定当前的从电池管理系统的标识为总线的末端的电芯模组对应的标识。

在电压累加值达到母线路总电压时,表明此时编址完成的从电池管理系统13所对应的电芯模组是系统最后一个电芯模组。由此,可以确定上述的总线末端的电芯模组对应的从电池管理系统的标识。

344、获取新的电芯模组电压。

而在电压累加值尚未达到母线路总电压时,表明此时并非所有的从电池管理系统13都被编址完成。由此,还需要继续对下一个从电池管理系统13进行编址操作,获取新的电芯模组电压,然后继续返回步骤341计算电压累加值。

其中,“获取”是指主处理器14得到了已经设置好标识(如通信地址)的从电池管理系统对应的电芯模组的电压。该电压数据既可以是由主处理器14自动获取的,也可以是由从电池管理系统13在结束标识设置状态后,自动提供至主处理器14。

350、根据末端的电芯模组对应的标识,在总线末端,接入末端的电芯模组对应的从电池管理系统中的匹配电阻。

其中,“匹配电阻”是指根据总线通信协议所确定的,需要接入到总线末端的电阻。具体选择使用的匹配电阻由特定的总线通信协议所决定,例如CAN总线通信协议规定的,在总线两端分别接入120欧姆的,用于消除反射的电阻。

在步骤340确定的末端的电芯模组对应的标识的基础上,具体可以采用任何合适的匹配电阻接入方式,将该标识所表示的从电池管理系统中的匹配电阻接入。本领域技术人员可以根据实际情况的需要,或者从电池管理系统所具备的电气元件而调整或者选择使用特定的匹配电阻接入方式。

在一些实施例中,在从电池管理系统13内置有受控于主处理器14的开关单元时,主处理器14可以通过驱动开关单元131闭合的方式,使末端的电芯模组对应的从电池管理系统中的匹配电阻R接入到总线末端。

具体的,可以结合各电芯模组电压的电压累加值的叠加计算过程,对相应的从电池管理系统13的开关单元S进行控制:

首先,对于每个开始进行编址的从电池管理系统13,当从电池管理系统13处于标识设置状态时,控制其开关单元S闭合,使其匹配电阻R接入总线。

然后,当从电池管理系统13结束标识设置状态时,获取该编址完成的从电池管理系统13对应的电芯模组的电压并更新电压累加值。

最后,根据更新后的电压累加值与母线路总电压的比较结果,判断是否为总线末端的电芯模组对应的从电池管理系统。

若该从电池管理系统不属于与总线末端的电芯模组对应的从电池管理系统,控制其开关单元S断开匹配电阻R与总线的连接,并重复进行第一步操作。而在属于与总线末端的电芯模组对应的从电池管理系统时,则保持开关单元S闭合,使其匹配电阻R接入总线。

本申请实施例提供的总线匹配电阻接入方法,能够在主处理器对从电池管理系统进行编码等设置标识的过程中,自行确定位于总线末端的电芯模组,进而实现总线末端的匹配电阻的自动接入,有利于提升系统的装配效率和准确性。

为充分说明本申请实施例提供的总线匹配电阻接入方法及其BMS系统,以下结合图5所示的在CAN总线上应用的实例,对执行匹配电阻自动接入的过程进行详细描述:

如图5所示,在电池包中,包括了多个电芯模组12、与电芯模组12对应的从处理器13以及至少一个主处理器14。主处理器14与从处理器13均设置有CAN连接器(图5中以CN表示),通过CAN总线实现相互间的数据交互。

其中,多个电芯模组12之间串接,提供母线路总电压。从处理器13中设置有用于检测电芯模组12相关电池参数的前端模拟芯片AFE,实现数据收发的CAN收发器,作为控制中枢的微处理器MCU1、配合实现编址操作的输入节点电路Rx和输出节点电路Tx、作为开关单元使用的MOS管Q以及匹配电阻R。主处理器14包括用以协调控制各个从处理器13的微处理器MCU2以及采集母线路总电压的电压采样单元143。

具体的执行过程如下:

首先,主处理器14可以通过向从处理器13的输入节点电路Rx提供一个高电平信号。从处理器13检测到该外部的高电平信号后,确定主处理器14正在对自己进行编址操作,可以进入到相应的编址状态。

同时,处于编址状态的从处理器13会控制MOS管Q导通,令匹配电阻R接入CAN总线。

然后,在编址状态的从处理器13可以通过CAN总线向主处理器14反馈特定的应答信号。主处理器14接收到应答信号,与该从处理器13完成一次完整的通信应答后,表明两者之间可以顺利进行数据交互。由此,可以为该从处理器13设置对应的标识,并结束从处理器的标识设置状态。

同时,设置好通信地址的从处理器13向主处理器14反馈与自己对应的电芯模组的电压,并且在输出节点电路Tx形成高电平等特定的反馈信号,表明自己已经完成编址过程。该特定的反馈信号可以是任何类型或者形式的信号,以避免出现重复编址等的问题。

最后,主处理器14将新获得的电芯模组的电压叠加到原有的电压累加值中,更新电压累加值,并且将更新后的电压累加值与采集得到的母线路总电压进行比较,确定是否当前完成编址操作的从处理器13是否与总线的末端的电芯模组对应。

其中,如图5所示的,在更新后的电压累加值基本达到母线路总电压(即两者之间的差值处于特定的阈值区间范围之内)时,表明此时已经是最后一个从处理器13进行编址。因此,可以确定该从处理器13与总线的末端的电芯模组对应。而在更新后的电压累加值未达到母线路总电压时,表明还存在其他尚未完成编址的从处理器13。因此,可以确定该从处理器13不是与总线末端的电芯模组对应。

另外,主处理器14基于以上的判断结果来控制从处理器13的开关单元。一般的,从处理器13在结束编址状态后,MOS管Q将恢复至断开的状态,使匹配电阻R从CAN总线上断开。直至编址确定了与总线的末端的电芯模组对应的从处理器13时,则控制其MOS管导通,使其匹配电阻R连接到CAN总线上。

本申请实施例提供的电池包及其BMS系统,通过在对从处理器13的编址过程中完成总线末端的匹配电阻自动接入的方法,可以可靠的判断出CAN总线上最后一个CAN节点的位置的同时,能够对CAN通信编址过程中的漏编、错编能准确的诊断,并上报系统错误。

通过这样智能接入总线末端匹配电阻的方式,也很好的避免了人工安装所存在的复杂度和容易出现错误的缺陷。

本申请实施例还进一步提供了一种用电装置。该用电装置包括以上一个或者多个实施例提供的电池包和负载,以电池包作为电源,为负载供电。

其中,该用电装置具体可以是任何类型,使用电力作为能量来源的设备或者系统,包括但不限于如应急电源等类似的储能装置,独轮、双轮、三轮、四轮或者具备更多车轮的电动车,电动冲击钻、电动播种机等类似的电动工具以及固定翼飞行器、旋翼飞行器、直升机或者四轴飞行器等类似的,依靠电力驱动的无人飞行器。

图6示出了本申请实施例的电子设备的结构示意图,本申请具体实施例并不对电子设备的具体实现做限定。例如,可以是以上实施例的主处理器14或者从处理器13,用以执行以上的一个或者多个功能步骤。

如图6所示,该电子设备可以包括:处理器(processor)602、通信接口(Communications Interface)604、存储器(memory)606、以及通信总线608。

其中:处理器602、通信接口604、以及存储器606通过通信总线608完成相互间的通信。通信接口604,用于与其它设备比如客户端或其它服务器等的网元通信。处理器602,用于执行程序610,具体可以执行上述总线匹配电阻接入方法实施例中的相关步骤。

具体地,程序610可以包括程序代码,该程序代码包括计算机操作指令。

在本申请实施例中,根据所使用的硬件的类型,处理器602可以是中央处理单元(Central Processing Unit,CPU),该处理器602还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit,ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。

存储器606用于存放程序610。存储器606可能包含高速RAM存储器,也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory),例如至少一个磁盘存储器。程序610具体可以用于使得处理器602执行上述任意方法实施例中的总线匹配电阻自动接入方法。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质可以为非易失性的计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质存储有计算机程序。

其中,计算机程序被处理器执行时实现本申请实施例公开的总线匹配电阻自动接入方法中的一个或者多个步骤。完整的计算机程序产品体现在含有本申请实施例公开的计算机程序的一个或多个计算机可读存储介质上(包括但不限于,磁碟、光盘、光学存储器、只读存储记忆体和随机存储记忆体等)。

最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;在本申请的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,步骤可以以任意顺序实现,并存在如上所述的本申请的不同方面的许多其它变化,为了简明,它们没有在细节中提供;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

相关技术
  • 用电装置、电池包、BMS系统及总线匹配电阻接入方法
  • 一种CAN总线匹配电阻接入方法、装置、空调机组及系统
技术分类

06120112855257