[发明专利]一种基于电平迁移的电池管理系统多主机通信方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于电平迁移的电池管理系统多主机通信方法及装置，采用TWI多主机通信模式，主控制器和多个电池管理芯片的权限一样，都属于TWI总线上的主机，只要电池管理芯片发现异常情况，则可以立刻通过总线上传数据告诉主控制器；如果两个或更多主机同时上传数据，则通过优先级仲裁实现通信任务的排序；装置包括一片负责电池管理算法计算的主控制器、多片负责电池组数据采集的电池管理芯片以及多个电平迁移模块，电平迁移模块实现电平转换的作用。本发明通过双向传输信号使电池信息能及时地上传到主控制器，更利于故障电池的诊断、保护及维护。

技术领域

本发明涉及汽车电子与汽车通信技术领域，特别涉及一种基于电平迁移的电池管理系统多主机通信方法及装置。

背景技术

面对日益严峻的能源匮乏和环境污染等问题，发展新能源汽车是缓解节能减排压力的有效途径，新能源汽车技术受到高度重视。

由于单个电池电压和能量不足以让电动汽车运行，所以一般电动汽车的电源是由很多电池串联而来，这就需要专门的电池管理系统(Battery Management System，BMS)来监测电池。电池管理系统是电池系统的重要组成部分，它通过对锂电池的在线监测和估算，得到当前电池的状况，例如电池荷电状态(State Of Charge，SOC)、电池健康状态(StateOf Health，SOH)等，还可以利用当前状态和一些算法，得到电池寿命(State Of Life，SOL)估计，或进行电池均衡，实现电池热管理、深度充电/放电的保护等功能。

而一个普通的电池管理芯片，并不能监测全部的电池，所以需要多个电池管理芯片协同工作。多个电池管理芯片所采集的信息，都需要传给主控制器，这就需要可靠安全的通信方式。

传统电池管理系统中，当主控制器与电池管理芯片通信模式为主从模式时，主控制器作为主机，电池管理芯片作为从机，主控制器要轮询电池管理芯片搜集的电池信息，即主机要每隔一段时间与从机进行通信，先是与第一个从机进行读取或改写数据操作，然后换下一个从机，以此类推，直到把所有从机的数据读取或改写完毕。采用这种主从模式的不足是，当某一从机检测到电池异常情况时，也只能在被动的情况下(主机刚好与该从机通信)传达至主机，不然只能等到下一个主机轮询周期。对于电池管理系统来说，这种通信模式并不是最优的，影响了异常电池的及时维护。

由于电池串联导致电压越叠越高的特性，各电池管理芯片之间的参考地是不一样的，也就是相互间不能直接通信，否则会由于超过芯片最高耐压值而损坏芯片，甚至发生危险。为解决该问题，可对两个芯片之间的通信进行电气隔离，从而得到可靠安全的通信。现有技术中，电池管理系统解决不同电池管理芯片之间无法共地的问题，均是采用光耦、变压器或者数字隔离器的方案。而这些方案存在以下不足：一、光耦传输速度有限、功耗大、只能单向传输信号并且发光二极管易受时间及温度的影响而老化；二、变压器尺寸大，且有电磁辐射；三、数字隔离器价格昂贵，且每个接口需要一个数字隔离器，可扩展性弱。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于电平迁移的电池管理系统多主机通信方法，通过双向传输信号使电池信息能及时地上传到主控制器，更利于故障电池的诊断、保护及维护。

本发明的另一目的在于提供一种基于上述方法的装置，能够实现不同电平的电池管理芯片的通信，避免使用昂贵的通信隔离芯片，只用简单可行的电路就能实现可靠通信。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种基于电平迁移的电池管理系统多主机通信方法，采用TWI多主机通信模式，主控制器和多个电池管理芯片的权限一样，都属于TWI总线上的主机，只要电池管理芯片发现异常情况，则可以立刻通过总线上传数据告诉主控制器；如果两个或更多主机同时上传数据，则通过优先级仲裁实现通信任务的排序，所述方法包括以下步骤：

S1、TWI总线空闲时，等待通信网络上主机发起通信任务；