分布式電池管理系統(tǒng)的模塊控制單元id動(dòng)態(tài)管理方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種分布式電池管理系統(tǒng)的模塊控制單元ID動(dòng)態(tài)管理方法，該方法在系統(tǒng)中增加一個(gè)信號(hào)線，從BCU發(fā)出的固定模式信號(hào)經(jīng)該信號(hào)線給MCU1，再由MCU1再輸出給MCU2，依次傳遞，最后由MCUn-1輸出給MCUn。借助該固定模式信號(hào)和CAN總線，在BCU和MCU軟件相應(yīng)功能的配合下實(shí)現(xiàn)各MCU的動(dòng)態(tài)ID管理。在設(shè)計(jì)BMS系統(tǒng)線束時(shí)即確定了各MCU的ID編號(hào)，因此在安裝時(shí)無需考慮MCU的位置，各MCU的硬件一致，降低了成本和管理難度；各MCU軟件一致，降低了軟件管理難度；各MCU的ID值可以動(dòng)態(tài)分配，便于系統(tǒng)維修，降低了維修成本和難度；在組裝時(shí)各MCU沒有安裝位置和順序要求，組裝方便。
【專利說明】分布式電池管理系統(tǒng)的模塊控制單元ID動(dòng)態(tài)管理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于動(dòng)力電池管理系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種新型的分布式動(dòng)力電池管理系統(tǒng)的模塊控制單元ID動(dòng)態(tài)管理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，越來越多的新能源汽車采用鋰離子動(dòng)力電池作為輔助或主要能量源，但鋰電池本身存在著安全隱患和不一致性問題，因此需要電池管理系統(tǒng)監(jiān)控每個(gè)電池單體的電壓，并對(duì)每個(gè)電池單體進(jìn)行均衡控制。一般的動(dòng)力電池組由100個(gè)左右的電池單體串聯(lián)組成，考慮到布置空間和低壓線束的問題，一般采用分布式的鋰離子電池管理系統(tǒng)。即電池管理系統(tǒng)由一個(gè)主控制單元(B⑶)和若干個(gè)模塊控制單元(MCU)組成，B⑶完成總電壓、總電流的采樣、核心算法的計(jì)算、執(zhí)行器的控制及與整車其他控制器通訊等，MCU完成單體電壓和溫度的采樣及執(zhí)行BCU的均衡命令。且在BMS (電池管理系統(tǒng))工作或電池系統(tǒng)的診斷和維護(hù)過程中，需要BCU分析各MCU上報(bào)的報(bào)文信息來確定出現(xiàn)故障或不一致電池單體的位置，因此布置在電池包內(nèi)的各MCU需要唯一的ID。
[0003]目前國內(nèi)外動(dòng)力電池管理系統(tǒng)均采用固定的MCUID分配方式，如系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)通過各MCU的硬件差別設(shè)計(jì)來進(jìn)行區(qū)分，這樣在系統(tǒng)工作時(shí)通過硬件信號(hào)來區(qū)分各MCU的ID。或通過各MCU軟件版本進(jìn)行區(qū)別，如在每個(gè)MCU的軟件內(nèi)預(yù)先設(shè)置好其ID值。但以上這些方法增加了軟件或硬件版本管理的難度，也增加了產(chǎn)品的管理難度和裝配要求，必然增加了生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種分布式電池管理系統(tǒng)的模塊控制單元ID動(dòng)態(tài)管理方法，該方法降低了電池管理系統(tǒng)MCU的硬件和軟件管理難度，也降低了產(chǎn)品的管理難度、裝配要求及生產(chǎn)成本。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的分布式電池管理系統(tǒng)的模塊控制單元ID動(dòng)態(tài)管理方法包括下述步驟:
[0006]一、在B⑶與MCUl之間、各相鄰的MCU之間增加一個(gè)信號(hào)線，使得B⑶發(fā)出的固定模式信號(hào)首先輸出給第一個(gè)MCUjP MCUl，然后由MCUl再輸出給MCU2，依次傳遞，最后由MCUn-1輸出給MCUn，以此確定各MCU的各MCU的安裝位置(既ID編號(hào))；；
[0007]二、B⑶在上電時(shí)給各MCU發(fā)送ID檢查請求，各MCU根據(jù)該請求給B⑶發(fā)送應(yīng)答報(bào)文；如果BCU判斷各MCU的響應(yīng)正常，則命令BMS系統(tǒng)進(jìn)入正常運(yùn)行模式，如果不正常則進(jìn)入ID分配模式；
[0008]三、在ID分配模式下，B⑶首先通過ID識(shí)別的硬件端口持續(xù)發(fā)出固定模式信號(hào)，當(dāng)MCUl識(shí)別該信號(hào)有效后發(fā)送CAN報(bào)文給B⑶，B⑶通過計(jì)數(shù)器判斷該MCU的ID編號(hào)為MCUl，此時(shí)BCU發(fā)送CAN報(bào)文給該MCU為其分配ID，確定其為MCUl ;當(dāng)MCUl接收并刷寫完畢自己的ID號(hào)后，發(fā)出分配完成的CAN報(bào)文給BCU，同時(shí)將該P(yáng)WM信號(hào)通過輸出端口轉(zhuǎn)發(fā)出去給第二個(gè)MCU2 ；
[0009]四、當(dāng)MCU2識(shí)別PWM信號(hào)有效后發(fā)送CAN報(bào)文給BCU，B⑶通過計(jì)數(shù)器判斷該MCU的ID編號(hào)為MCU2，此時(shí)BCU發(fā)送CAN報(bào)文給該MCU為其分配ID，確定其為MCU2 ；當(dāng)MCU2接收并刷寫完畢自己的ID號(hào)后，發(fā)出分配完成的CAN報(bào)文給BCU，同時(shí)將該P(yáng)WM信號(hào)通過輸出端口轉(zhuǎn)發(fā)出去給MCU3 ;以此類推，直至各MCU的ID分配完成，B⑶控制整個(gè)BMS系統(tǒng)進(jìn)入正常運(yùn)行模式并終止該P(yáng)WM輸出。
[0010]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)各MCU的ID動(dòng)態(tài)管理，在系統(tǒng)中增加一個(gè)信號(hào)線，如PWM信號(hào)，從BCU發(fā)出給第一個(gè)MCU，即MCUl，然后由MCUl再輸出給MCU2，依次傳遞，最后由MCUn-1輸出給MCUn。借助該P(yáng)WM信號(hào)和CAN總線，在BCU和MCU軟件相應(yīng)功能的配合下實(shí)現(xiàn)各MCU的動(dòng)態(tài)ID管理。在設(shè)計(jì)BMS系統(tǒng)線束時(shí)即確定了各MCU的ID編號(hào)，因此在安裝時(shí)無需考慮MCU的位置，各MCU的硬件一致，降低了成本和管理難度；各MCU軟件一致，降低了軟件管理難度；各1(^的ID值可以動(dòng)態(tài)分配，便于系統(tǒng)維修，降低了維修成本和難度；組裝方便，在組裝時(shí)各MCU沒有安裝位置和順序要求，通過線束的設(shè)計(jì)和軟件的設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)各MCU的ID分配和管理。
【專利附圖】

【附圖說明】[0011]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0012]圖1是利用本發(fā)明實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池管理系統(tǒng)模塊控制單元ID動(dòng)態(tài)管理的BMS系統(tǒng)架構(gòu)圖。
[0013]圖2是B⑶的ID管理軟件流程圖。
[0014]圖3是MCU的ID管理軟件流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1所示，首先，為實(shí)現(xiàn)各MCU的ID動(dòng)態(tài)管理，本發(fā)明需要在動(dòng)力電池管理系統(tǒng)中增加一個(gè)信號(hào)線，從BCU發(fā)出的固定模式信號(hào)通過該信號(hào)線給第一個(gè)MCUjP MCU1，然后由MCUl再輸出給MCU2，依次傳遞，最后由MCUn-1輸出給MCUn。所述固定模式信號(hào)可以為PWM信號(hào)、正弦信號(hào)、余弦信號(hào)或其他可識(shí)別的固定模式信號(hào)，借助該信號(hào)和CAN總線，在BCU和MCU軟件相應(yīng)功能的配合下實(shí)現(xiàn)各MCU的動(dòng)態(tài)ID管理。在設(shè)計(jì)BMS系統(tǒng)線束時(shí)即確定了各MCU的ID編號(hào)，因此在安裝時(shí)無需考慮MCU位置。下面以PWM信號(hào)為例通過B⑶的ID管理軟件流程和MCU的ID管理軟件流程對(duì)各MCU的ID具體分配方法做詳細(xì)介紹。
[0016]在B⑶上電時(shí)會(huì)給各MCU發(fā)送ID檢查請求，MCU根據(jù)該請求通過CAN總線給B⑶發(fā)送應(yīng)答報(bào)文，如果B⑶判斷各MCU的響應(yīng)正常，則B⑶命令BMS系統(tǒng)進(jìn)入正常運(yùn)行模式，如果不正常則進(jìn)入ID分配模式。在ID分配模式下，B⑶會(huì)首先通過ID識(shí)別的硬件端口持續(xù)發(fā)出某一固定頻率和占空比的PWM信號(hào)，如圖1所示，該信號(hào)首先只能由MCUl接收，當(dāng)MCUl識(shí)別該信號(hào)有效后發(fā)送CAN報(bào)文給BCU，則BCU通過計(jì)數(shù)器判斷該MCU為MCU1，此時(shí)BCU發(fā)送CAN報(bào)文給該MCU，確定其為MCUI。當(dāng)MCUl接收并刷寫完畢自己的ID號(hào)后，發(fā)出分配完成的CAN報(bào)文給BCU，同時(shí)將該P(yáng)WM信號(hào)通過輸出端口轉(zhuǎn)發(fā)出去給第二個(gè)MCU，MCU2的ID分配過程同MCU1，以此類推，直至各MCU的ID分配完成，B⑶則控制整個(gè)BMS系統(tǒng)進(jìn)入正常運(yùn)行模式并終止該P(yáng)WM輸出。[0017]如圖2所示，B⑶的ID管理軟件流程如下:
[0018]1、上電時(shí)給各MCU發(fā)送ID檢查請求，并初始化計(jì)數(shù)器；
[0019]2、判斷是否接收完各MCU的響應(yīng)報(bào)文，若是則轉(zhuǎn)步驟3，否則繼續(xù)接收各MCU的響應(yīng)報(bào)文；
[0020]3、判斷各MCU的ID響應(yīng)是否正常，若是則命令BMS系統(tǒng)進(jìn)入正常運(yùn)行模式，否則進(jìn)入ID分配模式(即進(jìn)入ID分配子程序)，直至各MCU的ID分配完成，進(jìn)入正常運(yùn)行模式。[0021 ]所述ID分配子程序如下:
[0022]a、發(fā)送PWM信號(hào)；
[0023]b、接收MCU發(fā)送的CAN報(bào)文；
[0024]C、通過計(jì)數(shù)器判斷該MCU的ID編號(hào)并為其分配ID ；
[0025]d、發(fā)送該分配ID的CAN報(bào)文給該MCU ；
[0026]e、接收該MCU發(fā)送的ID分配成功的CAN報(bào)文，計(jì)數(shù)器加一；
[0027]f、判斷各MCU的ID是否分配完成，是則進(jìn)入正常運(yùn)行模式并終止該P(yáng)WM輸出，否則返回步驟a。
[0028]如圖3所示，MCU的ID管理軟件流程如下:
[0029]A、接收B⑶的ID檢查請求；
[0030]B、發(fā)送ID檢查響應(yīng)報(bào)文；
[0031]C、接收B⑶命令，若該命令為進(jìn)入ID分配模式，則轉(zhuǎn)步驟D，否則進(jìn)入正常運(yùn)行模式；
[0032]D、接收PWM信號(hào)；
[0033]E、發(fā)送響應(yīng)報(bào)文；
[0034]F、接收B⑶的分配ID的CAN報(bào)文；
[0035]G、刷寫ID并向B⑶發(fā)送應(yīng)答報(bào)文；
[0036]H、從輸出端口向下一個(gè)MCU轉(zhuǎn)發(fā)PWM信號(hào)；
[0037]1、返回步驟C。
【權(quán)利要求】
1.一種分布式電池管理系統(tǒng)的模塊控制單元ID動(dòng)態(tài)管理方法，其特征在于包括下述步驟: 一、在BCU與MCUl之間、各相鄰的MCU之間增加一個(gè)信號(hào)線，使得BCU發(fā)出的固定模式信號(hào)首先輸出給第一個(gè)MCU，即MCUl，然后由MCUl再輸出給MCU2，依次傳遞，最后由MCUn-1輸出給MCUn，以此確定各MCU的ID編號(hào)； 二、B⑶在上電時(shí)給各MCU發(fā)送ID檢查請求，各MCU根據(jù)該請求給B⑶發(fā)送應(yīng)答報(bào)文；如果B⑶判斷各MCU的響應(yīng)正常，則命令BMS系統(tǒng)進(jìn)入正常運(yùn)行模式，如果不正常則進(jìn)入ID分配模式； 三、在ID分配模式下，BCU首先通過ID識(shí)別的硬件端口持續(xù)發(fā)出固定模式信號(hào)，當(dāng)MCUl識(shí)別該信號(hào)有效后發(fā)送CAN報(bào)文給BCU，BCU通過計(jì)數(shù)器判斷該MCU的ID編號(hào)為MCUl，此時(shí)BCU發(fā)送CAN報(bào)文給該MCU為其分配ID，確定其為MCUl ;當(dāng)MCUl接收并刷寫完畢自己的ID號(hào)后，發(fā)出分配完成的CAN報(bào)文給BCU，同時(shí)將該信號(hào)通過輸出端口轉(zhuǎn)發(fā)出去給第二個(gè)MCU2 ； 四、當(dāng)MCU2識(shí)別該信號(hào)有效后發(fā)送CAN報(bào)文給BCU，BCU通過計(jì)數(shù)器判斷該MCU的ID編號(hào)為MCU2，此時(shí)BCU發(fā)送CAN報(bào)文給該MCU為其分配ID，確定其為MCU2 ；當(dāng)MCU2接收并刷寫完畢自己的ID號(hào)后，發(fā)出分配完成的CAN報(bào)文給BCU，同時(shí)將該信號(hào)通過輸出端口轉(zhuǎn)發(fā)出去給MCU3 ;以此類推，直至各MCU的ID分配完成，B⑶控制整個(gè)BMS系統(tǒng)進(jìn)入正常運(yùn)行模式并終止該信號(hào)輸出。
【文檔編號(hào)】G05B19/04GK103809476SQ201410062226
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年2月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月24日
【發(fā)明者】王賀敏, 劉東秦, 許立超 申請人:中國第一汽車股份有限公司