一种简单的电池管理构架及方法

技术领域

本发明涉及电池管理技术领域，尤其涉及一种简单的电池管理构架及方法。

背景技术

目前电子技术发展迅速，各种电子产品均向着便携和小型轻量的模式发展，从而使得越来越多的电气产品采用电池供电。随着电池技术的发展，人们对电池的应用更加广泛。

对于市面上的电池，通常每个电池组都要配一个电池数据采集单元及电池管理单元，当多个电池组进行级联设计时，需要额外增加总的电池管理单元BMS来对各个子电池管理单元的数据进行统一分析及管理，该管理构架为1个总BMS管理单元+N个分布式BMS管理单元+N个数据采集单元及电池组的形式，设计复杂，可靠性较低。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种简单的电池管理构架及方法，从而简化多个电池组级联时管理构架的设计。

为了实现上述设计，本发明采用了如下技术方案：

一种简单的电池管理构架，包括：多个电池组级、多个数据采集单元、菊链式ISOSPI总线、BMS管理单元，多个电池组级分别通过对应的多个数据采集单元与菊链式ISOSPI总线相连，菊链式ISOSPI总线与BMS管理单元相连，构成多个电池组级联并入管理网络。

一种简单的电池管理构架，所述BMS管理单元，由MCU芯片通过SPI-ISOSPI芯片与隔离变压器电连接构成。

一种简单的电池管理构架，所述每个数据采集单元由隔离变压器通过SPI-ISOSPI芯片、四线SPI与采集芯片电连接构成。

一种简单的电池管理构架工作方法，其步骤如下：

1）数据采集单元1并入管理总线，采集芯片将电池组中各节电池的电压及充放电电流信息进行模数转换；

2）以四线SPI通讯形式传输数据，电池采集芯片为四线SPI式；

3）用SPI-ISOSPI芯片将四线SPI转换为两线SPI；

4）用隔离变压器对数据的隔离，将数据采集单元1至数据采集单元N各个隔离变压器次级的两线同名端以菊链式总线形式并联，从而构成数据监控网络；

5）BMS管理单元通过ISOSPI并入菊链式ISOSPI总线，汇总各个子数据采集单元信息并进行处理；

6）实现1个BMS管理单元+ N个电池组及数据采集单元的电池管理构架。

一种简单的电池管理构架工作方法，所述数据采集单元是子数据采集单元信息识别方式，是将子数据采集单元逐个并入总线，BMS管理单元与子数据单元进行握手并分配地址，先并入单元的先分配低位地址，分配成功后数据采集单元反馈地址设置成功信息；后续并入单元按顺序递增地址；或通过上位机控制BMS管理单元按接入的顺讯人为分配地址；具体实施流程如下：

接收BMS管理单元握手信号，判断是否已分配地址，判断Y，返回分配地址信息，送给BMS管理单元；判断N，到分配n进行分配； 判断是否分配成功，判断N，继续到分配n进行分配；判断Y，返回分配地址信息，送给BMS管理单元；

在地址分配完毕后，BMS管理单元通过地址位区别数据的来源，从而实现不同子数据采集单元信息的识别。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有以下的优越性：

一种简单的电池管理构架及方法，采用的数据采集单元负责将电池组中各个电池的电压及电池组充放电流信息进行模数转换，同时将数据以ISOSPI通讯形式并入总线。即可实现1个BMS管理单元+ N个电池组及数据采集单元的电池管理构架。

本发明能够使电池组可以快速并入总线，所有电池组数据统一由一个BMS管理单元处理。构架简单，易于实施，可靠性、高效将电池组并联入管理网络提高了电池管理网络的可拓展性，同时通过地址自动分配及识别，保证了简化了数据通讯设计，提高了通讯的可靠性，在各种电池的应用中有着广泛的应用前景。晴其可拓展性高可以推广至更多的电池应用中。

附图说明

图1是本发明的一种简单的电池管理构架的示意图。

图2为一种简单的电池管理构架设计应用图。

图3为简单的电池管理构架的子数据采集单元地址分配图。

具体实施方式

下面结合附图对本专利进一步解释说明。但本专利的保护范围不限于具体的实施方式。

如图1、2、3所示，一种简单的电池管理构架，包括：多个电池组级、多个数据采集单元、菊链式ISOSPI总线、BMS管理单元，多个电池组级分别通过对应的多个数据采集单元与菊链式ISOSPI总线相连，菊链式ISOSPI总线与BMS管理单元相连，构成多个电池组级联并入管理网络。

所述BMS管理单元，由MCU芯片通过SPI-ISOSPI芯片与隔离变压器电连接构成。所述每个数据采集单元由隔离变压器通过SPI-ISOSPI芯片、四线SPI与采集芯片电连接构成。

该电池管理构架，包括：多个电池组级、多个数据采集单元、菊链式ISOSPI总线、BMS管理单元，多个电池组级分别通过对应的多个数据采集单元与菊链式ISOSPI总线相连，菊链式ISOSPI总线与BMS管理单元相连，构成多个电池组级联并入管理网络。

所述BMS管理单元，由MCU芯片通过SPI-ISOSPI芯片与隔离变压器电连接构成。所述每个数据采集单元由隔离变压器通过SPI-ISOSPI芯片、四线SPI与采集芯片电连接构成。

采用的数据采集单元负责将电池组中各个电池的电压及电池组充放电流信息进行模数转换，同时将数据以ISOSPI通讯形式并入总线。BMS管理单元负责将各个电池组的数据统一管理、计算从而获得整机数据。当需要额外增加电池组时，只需将该电池组配套数据采集单元并入ISOSPI总线，即可实现对该电池组的数据管理，同时由于ISOSPI总线自身具有隔离特性，使得电池组之间可以任意串并联组合，无需考虑总线的电平匹配问题。如此即可实现1个BMS管理单元+ N个电池组及数据采集单元的电池管理构架。

实施例1

图2中，以数据采集单元1宝能够如管理总线为例，采集芯片将电池组中各节电池的电压及充放电电流信息进行模数转换并以四线SPI通讯形式传输数据，市面常用的专用电池采集芯片大部分为四线SPI形式；使用SPI-ISOSPI芯片将四线SPI转换为两线SPI，同时使用隔离变压器对数据的隔离；将数据采集单元1至数据采集单元N各个隔离变压器次级如两线同名端以菊链式总线形式并联，从而构成数据监控网络；BMS管理单元通过ISOSPI并入菊链式ISOSPI总线，汇总各个子数据采集单元信息并进行处理。从而实现1个BMS管理单元+ N个电池组及数据采集单元的电池管理构架。

该构架设计的关键是子数据采集单元信息识别，具体实现方式为：将子数据采集单元逐个并入总线，BMS管理单元与子数据单元进行握手并分配地址，先并入单元的先分配低位地址，分配成功后数据采集单元反馈地址设置成功信息。后续并入单元按顺序递增地址。亦可通过上位机控制BMS管理单元按接入的顺讯人为分配地址。在地址分配完毕后，BMS管理单元通过地址位区别数据的来源，从而实现不同子数据采集单元信息的识别。

通过实例可以看出，该方法可以简单、高效将电池组并联入管理网络提高了电池管理网络的可拓展性，同时通过地址自动分配及识别，保证了简化了数据通讯设计，提高了通讯的可靠性。

该构架设计巧妙，结构简单方便，电路可靠性、可扩展性高，在各种电池的应用中有着广泛的应用前景。