CN105437995A - 模块智能检测和识别方法、多路校验容错通讯方法 - Google Patents

Abstract

本发明模块智能检测和识别方法的算法包括步骤如下：依次进行模块温度检测、各模块温差计算、模块电压检测标幺化处理、模块电压差计算标幺化处理、单体电压检测标幺化处理以及单体电压差计算标幺化处理，分别得到k1、k2、k3、k4、k5和k6的值，据公式P_O=P_R×k1×k2×k3×k4×k5×k6得出实际输出功率，每得出一轮实际输出功率，紧接着进行下一轮。本发明的模块智能检测和识别方法实现了***实际输出功率不仅与外特性相关，还与模块内部差异性相关，是一种更智能、更适合电动汽车控制***的检测方法，符合电动汽车控制***的需求，能延长电池使用寿命，降低年均使用成本。

Description

模块智能检测和识别方法、多路校验容错通讯方法

技术领域

本发明涉及一种模块智能检测和识别方法、多路校验容错通讯方法，属于电动汽车技术领域。

背景技术

电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于电动汽车使用存储在电池中的电能来发动，相对于传统的燃油汽车对环境影响较小，电动汽车的前景被广泛看好。动力电池是电动汽车的关键技术，决定了它的续行里程和成本。由于电池单体的电压不高（磷酸铁锂电池通常为3.2-3.3V，三元材料锂电池通常为3.6V），需要电池大规模的串并联达到驱动电机所需的电压等级。因此，成组后通常存在上百只电池的大规模串联。如图1所示，为现有电动汽车中电池组串联的结构示意图。如图2所示，为现有电动汽车中电控***的结构示意图。

电池的特性与其它电子器件不同，它会随着使用逐渐老化和衰减。在电特性上主要体现为内阻的变化，这种变化一方面在整个寿命周期内是必然存在的，另一方面成组后组内各个电池的衰减规律又是不同的，这主要是因为组内电池的工作温度（电池发热后由于热积聚，中心位置温度高于周边位置）、生产加工的一致性等原因造成的。大规模成组的电池，如果不加以管理其结果就是整个***的可靠性、安全性、电气特性取决于串联各单体中性能最差的一个，即木桶效应。为此，现有技术提出通过电池管理***（BMS）管理电池内的各电池单体，解决电池组内各电池单体之间的不均衡，简而言之就是将容量多的电池上多余的能量消耗掉或转移给容量少的电池。但除此之外，电动汽车还有一个重要的工作是驱动电机行走，满足驾驶需求，这部分是由另一个主要部件电机控制器完成的，与电池和BMS在功能上相互独立，可见，现有的技术体系中电机驱动的功能和能量管理（电池+BMS）是独立的。

通过分析，不难发现目前的技术路线存在如下技术问题需要解决：

（1）储能部分：

a）大规模串联后电池的动态均压困难。长期使用，电池单体的特性不均导致充放电电压不一致，严重时导致电池损毁。

b）为了实现动态均压，需要复杂、昂贵的电池管理***（BMS），电池管理***一般占电池成本的15-25%，而电池又占了整车成本的50-60%左右。

c）锂电池的特性受生产条件、使用周期、工作环境等因素的影响，即使同一品牌的电池在长时间使用后也很难做到良好的一致性。因此，不同厂家、不同批次、不同时间生产的电池，往往不能混用。从而，导致在新能源汽车推广的过程中，出现了如下问题：储能***在出厂时，需要浪费大量的人力、物力、财力对电池单体进行多项指标的检测，以保证各批次的一致性；在使用一段时间后，如果某个电池单体发生故障，替换又非常困难（很难找到衰减特性一致的电池去替换），造成售后服务成本的提高；各个厂家生产的锂电池特性很难做到一致，彼此替换困难；不同类型的电池（如锂电池与铅酸电池之间）更是无法相互替换，从而严重影响新能源汽车的产业化进程。

（2）电控***：

a）***安全性差：而作为车载控制***，其控制方式和控制需求有别于传统工业变换器***。采用两电平拓扑（即现有技术路线的驱动控制器），一旦某个电力电子器件或电容器出现故障，***即停止工作。在车载***中，这无疑将导致严重的安全隐患（如高速路上车辆突然失控）。

b）DC-DC变换器和两电平变换器的谐波成分依然较大，会造成对车辆仪表、车载电器和通讯设备的干扰。

c）BMS现有的产品通常其均衡电流仅为5A左右，均衡能力有限，而电机的输出电流通常接近100A，甚至更高。如果电池单体出现了较大的差异，在大电流输出时会加速不均衡，而现有BMS的均衡能力比电机输出小一个量级（10倍），它只能满足静态均衡（即充电状态下进行均衡控制）的需求。而如果加大均衡电流，提高均衡速度，成本又要进一步提高。

中国专利CN104953675A提出了能源管理设备、电控***和电控方法、电动汽车的申请，其解决了上述现有电动汽车电池组中电池大规模的串联所导致的电池一致性要求高、检测成本高、电池替换困难、BMS均衡能力不足从而没法满足大规模串联后电池组的动态均压的技术问题。如图3所示，为专利CN104953675A中能源管理设备的结构示意图，如图4所示，为专利CN104953675A中电控***的结构示意图。

专利CN104953675A的电控***具有以下特点：

（1）各储能单元通过级联桥单元可实现独立控制，无大规模电池串联，可兼容不同电气特性的电池组，各级联单元电气特性不必完全一致，因此可兼容不同厂家、不同生产年限甚至是不同类型的电池。

（2）由于串联单体数量少，如以12只单体作为一个单元，仅要求这12个单体特性尽量一致即可，而不需要单元之间非常一致。因此生产、维护、更换时都比较方便。

（3）单体的体积小、重量轻、散热容易设计，不易产生热积聚，不会再出现中心单体温度与周围单体差异很大的情况，有利于减缓因电池衰减带来的不一致。

（4）***兼容充电与换电两种运营模式。换电模式下，只需依据剩余电量将各级联单元电池全部或部分更换，操作灵活，不再像现有的换电***需要整个电池组更换。充电模式下，可以直接接入交流电源，通过级联变换器对***各储能单元进行充电。

（5）储能单元为模块级联，可通过电力电子器件进行旁路。当出现故障时可通过控制切出故障单元，***降额运行，可靠性和安全性得到提高。旁路结构如图5所示，当处于旁路状态时，可以选择上管旁路（图的上部分）或下管旁路（图的下部分）。无论哪种旁路形式，也无论电流是从A端流入、B端流出，还是从B端流入、A端流出，此时电流都不经过电池，也就意味着电池不参与放电或充电，等效于被旁路。

（6）级联变换器的基本特点是多电平阶梯波输出，这种多电平输出使得***的谐波特性更优，减少了其他车载设备和通讯设备的干扰。

（7）各储能单元为低压，控制器关闭后对每个模块对人体都是相对安全的，因此在出现极端情况（如交通事故导致车体受损等情况）时可以大大降低人体触电伤亡的几率。

上述电控***（也称“级联***”）采用两级控制结构，第一级（也称“外级”）能源管理由能源管理设备（在本申请中也称作“模块”，如图8所示）中的H桥实现，通过控制各能源管理设备中的H桥的占空比，可以实现各个能源管理设备不同的导通时间，而由于同一个输出相位的电流是相同的，因此同样的电流作用不同的时间就可以产生不同的放电电量或充电电量。而且，通过改变开关对的导通规则，还可以实现同样输出电流的情况下，能源管理设备既可以工作在充电状态又可以工作在放电状态；第二级（也称“内级”）的能源管理指的是能源管理设备内部的串联单体之间的能量均衡控制。如图6中，电池包由12只单体组成，单体之间串联，同时每个单体的正极和负极均通过均衡开关与BMS开关变压器原边的两端相连接。当某个单体电压高于设定电压或电量高于设定电量时，均衡开关接通，均衡变压器原副边的开关器件动作，将能量由被均衡单体传递给均衡电池；当某个电池电压低于设定电压或电量低于设定电量时，同样接通均衡开关，此时均衡电池将能量传递给被均衡单体。

综上所述，上述专利CN104953675A提出的电控***，在物理结构和功能上集成了“电机驱动”、“电池管理”、“充电”三大功能，具备良好的兼容性（不同特性和类型的电池）和可靠性（故障切出、容错）。

如图7为专利CN104953675A电控***的仿真输出波形图。仿真时采用了每相6个能源管理设备的结构。仿真条件设定6个能源管理设备的初始电量差分别为（80%、70%、60%、50%、40%、30%SOC）。从左图可以看到该申请所采用的电控***结构充分考虑了各个模块的差异，而进行差异化管理和控制，使得电能充足的能源管理设备放电速度更快（既曲线斜率大），而电能不足的能源管理设备放电速率慢；右图是输出给电机的线电压波形和相电流波形。从电压波形可见这种结构更接近理想的正弦波形，电压跳变幅度仅仅为一个模块的电压（既dv/dt小），谐波也更好。

上述专利CN104953675A的电控***是一种对电池类型、特性、使用年限兼容性很强的***。因此，接入电控***的模块可能来自于不同的电池供应商，且年限不同、类型不同，为了让不同的模块匹配工作，需要实现对各个模块特性的智能识别和状态检测。而传统电池包不支持不同类型电池的混合使用，传统电动汽车控制器对电池的检测仅仅局限在电池***的单体电压识别和温度识别，且不存在对不同类型电池的识别能力。

传统电压检测方案的基本原理是：设定电压的上下限，当电池电压超过上限或低于下限电压时，触发保护，降低并最终关闭***，停止运行。传统温度检测和温度控制的基本方案是：设定温度的上下限，同时设定加热/冷却启动阈值。当电池温度超过上限或低于下限电压时，触发保护，降低并最终关闭***，停止运行。当温度低于加热阀值时，启动加热；当温度高于冷却阀值时，启动冷却，通常为风冷或水冷。

在电压和温度检测方案中，传统的方案仅仅考虑了电池单体的安全工作域度，却没有考虑各个单体的差异性。而事实上，整个电池***整体的工作寿命取决于***最差的单体，因此每个单体安全并不代表单体之间在运行时没有差异。各单体差异较大会导致整个***运行寿命锐减、运行特性不佳。

在电控***中，首先整个储能***被分解为多个模块，每个模块串联数量少，体积小，温度常稳定，因此模块内部不会存在较大的单体温度差异。但是，电控***具备不同类型电池混合工作的能力，因此绝对值电压已经不能体现电池的荷电状态。

发明内容

为了能够有效识别电控***中接入的能源管理设备（模块）及其控制单元（分控制器），判断模块和分控制器的在线状态，并通过通讯总线将辨识的电气参数可靠发送，本发明提供了一种模块智能检测和识别方法、多路校验容错通讯方法。

由于绝对值电压已经不能体现电池的荷电状态，本发明采用标幺化电压，在模块智能检测中，我们采用了模块温度、各模块温差、模块标幺化电压、模块标幺化电压差、模块内部单体标幺化电压、模块内部单体标幺化电压差多个参数作为考核指标。

术语解释：

1、电动汽车控制***，简称“电控***”。

2、级联：把二个以上的设备通过某种方式连接起来，能起到扩容的效果就是级联。

3、H桥：H-Bridge,即全桥（因外形与H相似故得名），常用于逆变器（DC-AC转换，即直流变交流）。通过开关的开合，将直流电（来自电池等）逆变为某个频率或可变频率的交流电，用于驱动交流电机（异步电机等）。H桥是一个典型的直流电机控制电路，因为它的电路形状酷似字母H，故得名与“H桥”。4个三极管组成H的4条垂直腿，而电机就是H中的横杠。

4、BMS：BatteryManagementSystem，电池管理***。

5、标幺：标幺值是相对于某一基准值而言的，同一有名值，当基准值选取不同时，其标幺值也不同。它们的关系如下：标幺值=有名值/基准值。

本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：

一种模块智能检测和识别方法，所述模块为电控***中的能源管理设备，所述电控***为电动汽车控制***，其包括主控制器、3N个分控制器和3N个能源管理设备，所述能源管理设备包括H桥单元、与H桥单元并联且作为H桥单元的输入电源的电池组以及分别与电池组中的电池连接且对电池组进行能量均衡控制的电池管理***BMS，所述电池组包括串联在一起的M个电池，其中M、N分别为大于1的整数；3N个能源管理设备构成第一相组、第二相组和第三相组共3个相组，每个相组包括N个能源管理设备，每个相组中的N个能源管理设备通过能源管理设备中的H桥单元级联，每个相组包括两个端口，所述两个端口包括输入端口和输出端口，第一相组的两个端口中的一个端口连接至电机的U相端子、另一个端口分别与第二相组和第三相组的两个端口中的一个端口连接，第二相组和第三相组的两个端口中的另一个端口分别连接至电机的V相端子和W相端子。分别设模块温度的加权函数为k1、各模块温差的加权函数为k2、模块标幺化电压的加权函数为k3、模块标幺化电压差的加权函数为k4、模块内部单体标幺化电压的加权函数为k5、模块内部单体标幺化电压差的加权函数为k6，设***额定输出功率为P_R、实际输出功率为P_o，所述P_O=P_R×k1×k2×k3×k4×k5×k6；实现模块智能检测和识别方法的算法包括步骤如下：

（1）检测开始，先进行模块温度检测，得到当前的模块温度是多少，然后采用查表法得k1的值，然后进行下一步；

（2）进行各模块温差计算，得到当前各模块温度差是多少，再采用查表法得k2的值，然后进行下一步；

（3）进行模块电压检测标幺化处理，得到当前模块标幺化电压是多少，再采用查表法得k3的值，然后进行下一步；

（4）进行模块电压差计算标幺化处理，得到当前模块标幺化电压差是多少，再采用查表法得k4的值，然后进行下一步；

（5）进行单体电压检测标幺化处理，得到当前模块内部单体标幺化电压是多少，再采用查表法得k5的值，然后进行下一步；

（6）进行单体电压差计算标幺化处理，得到当前模块内部单体标幺化电压差是多少，再采用查表法得k6的值，然后进行下一步；

（7）根据公式P_O=P_R×k1×k2×k3×k4×k5×k6计算出实际输出功率；

（8）上述步骤（1）-（7）是依次实时进行的，每得出一轮实际输出功率，紧接着进行下一轮。

根据本发明优选的，所述k1、k2、k3、k4、k5和k6为加权函数曲线或直线，取值为[0，1]，取值均从查表法中得到。

根据本发明优选的，当得到的模块温度、各模块温差、模块标幺化电压、模块标幺化电压差、模块内部单体标幺化电压或模块内部单体标幺化电压差中的任一个的值未达到阈值时，其加权值为1，等效于加权值为1的这个加权函数对实际输出功率没有影响；当得到的模块温度、各模块温差、模块标幺化电压、模块标幺化电压差、模块内部单体标幺化电压或模块内部单体标幺化电压差中的任一个的值达到运行上限时，其加权值为0，等效于实际输出功率为0，触发保护，关闭***，停止运行。

根据本发明优选的，主控制器包括DSP和FPGA，分控制器包括单片机芯片和FPGA/CPLD，主控制器用于实现模块智能检测和识别算法，分控制器用于执行算法输出结果、驱动电机运行且同时完成温度和电压数据的采样。

根据本发明优选的，电控***的通讯包括主控内部通讯、分控内部通讯和主分之间通讯；主控内部通讯即DSP和FPGA之间通讯，采用异步总线通讯方式传递数据，传输速率为8Mbtye/s；分控内部通讯即单片机芯片和FPGA或CPLD之间通讯，采用异步总线通讯方式传递数据，传输速率为80Kbtye/s；主分之间通讯采用异步串行光纤或屏蔽双绞线通讯方式传递数据，传输速率为4Mbtye/s。

为保证电控***的高速可靠通讯，本发明还提供了一种多路校验容错通讯方法，每个Bit数据采用4个CLK周期冗余收发，每帧数据包括起始位1Bit、校验位1Bit、PWM封锁位1Bit、数据位10Bit和结束位12Bit共25Bit即100个CLK周期；冗余收发时，每个Bit数据都进行校验，每个Bit数据的第一个CLK周期的信息作为开始读数的标志位，接收到第二个CLK周期的信息作为有效信息，接收到第三、四个CLK周期的信息作为校验，如果第三、四个CLK周期的数据与第二个CLK周期的数据相同，则通讯正常，如果不同，则通讯故障。

所述第三、四个CLK周期的数据与第二个CLK周期的数据不同包括以下三种情况：

（1）第三个CLK周期的数据与第二个CLK周期的数据相同，但第四个CLK周期的数据第二个CLK周期的数据不同；

（2）第三个CLK周期的数据与第二个CLK周期的数据不同，但第四个CLK周期的数据第二个CLK周期的数据相同；

（3）第三、四个CLK周期的数据均与第二个CLK周期的数据不同。

本发明的有益效果是：

本发明的电动汽车模块智能检测和识别方法包括检测和识别两大部分内容，基于电控***本身的结构特点即可以兼容不同电池，在智能检测部分，引入了模块温度的加权函数k1、各模块温差的加权函数k2、模块标幺化电压的加权函数k3、模块标幺化电压差的加权函数k4、模块内部单体标幺化电压的加权函数k5、模块内部单体标幺化电压差的加权函数k6这6个加权函数，实现了***实际输出功率不仅与外特性相关，还与模块内部差异性相关，是一种更智能、更适合电动汽车控制***的检测方法，符合电动汽车控制***的需求，由于电池***占整车成本的50-60%左右，利用本方法能延长电池使用寿命，降低年均使用成本。

本发明的抗干扰、防误码的多路校验容错通讯方法解决了由于模块智能检测导致电控***信息量增加的问题，实现了高速、大信息量、稳定和可靠的通讯。在智能检测和通讯可靠的基础上，进而实现了模块状态和参数的智能识别。

附图说明

图1为现有电动汽车中电池组串联的结构示意图。

图2为现有电动汽车控制***的结构示意图。

图3为专利CN104953675A中能源管理设备的结构示意图。

图4为专利CN104953675A中电控***的结构示意图。

图5为专利CN104953675A中能源管理设备的旁路结构示意图。

图6为专利CN104953675A中能源管理设备的应用实施例的结构示意图。

图7为专利CN104953675A中电控***的仿真输出波形图。

图8为本发明的能源管理设备（模块）的结构示意图。

图9为本发明的模块智能检测与识别算法的流程图。

图10为本发明的电控***的通讯框架结构示意图。

图11为本发明多路校验容错通讯方法中数据接收与CLK的示意图。

图12为本发明多路校验容错通讯方法中每帧数据的示意图。

具体实施方式

为了便于本领域人员更好的理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明，下述仅是示例性的不限定本发明的保护范围。

本发明的模块智能检测和识别方法，如图8所示，所述模块为电控***中的能源管理设备；如图4所示，所述电控***为电动汽车控制***，其包括主控制器、3N个分控制器和3N个能源管理设备，所述能源管理设备包括H桥单元、与H桥单元并联且作为H桥单元的输入电源的电池组以及分别与电池组中的电池连接且对电池组进行能量均衡控制的电池管理***BMS，所述电池组包括串联在一起的M个电池，其中M、N分别为大于1的整数；3N个能源管理设备构成第一相组、第二相组和第三相组共3个相组，每个相组包括N个能源管理设备，每个相组中的N个能源管理设备通过能源管理设备中的H桥单元级联，每个相组包括两个端口，所述两个端口包括输入端口和输出端口，第一相组的两个端口中的一个端口连接至电机的U相端子、另一个端口分别与第二相组和第三相组的两个端口中的一个端口连接，第二相组和第三相组的两个端口中的另一个端口分别连接至电机的V相端子和W相端子。分别设模块温度的加权函数为k1、各模块温差的加权函数为k2、模块标幺化电压的加权函数为k3、模块标幺化电压差的加权函数为k4、模块内部单体标幺化电压的加权函数为k5、模块内部单体标幺化电压差的加权函数为k6，设***额定输出功率为P_R、实际输出功率为P_o，所述k1、k2、k3、k4、k5和k6均可以表示为与电机输出功率相关的二维加权函数曲线或直线，取值为[0，1]，取值均从查表法中得到；***实际输出功率为P_o由***额定输出功率为P_R和模块温度的加权函数为k1、各模块温差的加权函数为k2、模块标幺化电压的加权函数为k3、模块标幺化电压差的加权函数为k4、模块内部单体标幺化电压的加权函数为k5、模块内部单体标幺化电压差的加权函数为k6给出，即P_O=P_R×k1×k2×k3×k4×k5×k6，由于不同电池的特性存在差异，不能用一个公式描述不同类型的电池，因此本发明采用了查表法确定k1-k6的值，查表的数据是通过前期的台架实验标定的，不同功率等级的模块，不同类型或材料的电池，查表数据会因其特性有所差异。如图9所示，本发明实现模块智能检测和识别方法的算法包括步骤如下：

（1）检测开始，先进行模块温度检测，得到当前的模块温度是多少，然后采用查表法得k1的值，然后进行下一步；

（2）进行各模块温差计算，得到当前各模块温度差是多少，再采用查表法得k2的值，然后进行下一步；

（3）进行模块电压检测标幺化处理，得到当前模块标幺化电压是多少，再采用查表法得k3的值，然后进行下一步；

（4）进行模块电压差计算标幺化处理，得到当前模块标幺化电压差是多少，再采用查表法得k4的值，然后进行下一步；

（5）进行单体电压检测标幺化处理，得到当前模块内部单体标幺化电压是多少，再采用查表法得k5的值，然后进行下一步；

（6）进行单体电压差计算标幺化处理，得到当前模块内部单体标幺化电压差是多少，再采用查表法得k6的值，然后进行下一步；

（7）根据公式P_O=P_R×k1×k2×k3×k4×k5×k6计算出实际输出功率；

（8）上述步骤（1）-（7）是依次实时进行的，每得出一轮实际输出功率，紧接着进行下一轮。

当得到的模块温度、各模块温差、模块标幺化电压、模块标幺化电压差、模块内部单体标幺化电压或模块内部单体标幺化电压差中的任一个的值未达到加权阈值时，例如模块温度不高，未达到阈值时，其k1=1，等效于模块温度这个加权函数对实际输出功率没有影响；当得到的模块温度、各模块温差、模块标幺化电压、模块标幺化电压差、模块内部单体标幺化电压或模块内部单体标幺化电压差中的任一个的值达到运行上限时，例如温度达到电池包运行的上限，则按k1曲线，其k1=0，等效于实际输出功率为0，触发保护，关闭***，停止运行。

如图10所示，本发明的主控制器包括DSP和FPGA，分控制器包括单片机芯片和FPGA/CPLD，以保证电控***能解决运算和信息量大的问题，主控制器用于实现模块智能检测和识别算法，分控制器用于执行算法输出结果、驱动电机运行且同时完成温度和电压数据的采样。

电控***的通讯包括主控内部通讯、分控内部通讯和主分之间通讯，为了实现接入电控***的模块能够智能识别，就必须把检测信息汇总，通过主、分控制器之间的通讯网络将信息上传至主控制器，因此需要搭建主控制器与各分控制器之间的稳定、可靠和高效的通讯体系。主控内部通讯即DSP和FPGA之间通讯，采用异步总线通讯方式传递数据，传输速率为8Mbtye/s；分控内部通讯即单片机芯片和FPGA或CPLD之间通讯，采用异步总线通讯方式传递数据，传输速率为80Kbtye/s；为了降低主分控制器之间的硬件接口数量，提高连接可靠性，降低干扰，主分之间通讯采用异步串行光纤或屏蔽双绞线通讯方式传递数据，传输速率为4Mbtye/s。

为保证电控***的高速可靠通讯，本发明还提供了一种多路校验容错通讯方法，如图11所示，每个Bit数据采用4个CLK周期（16MHz）冗余收发，同时通过冗余收发校验位和结束位来提高误码纠错能力。如图12所示，每帧数据包括起始位1Bit、校验位1Bit、PWM封锁位1Bit、数据位10Bit和结束位12Bit共25Bit即100个CLK周期。

实际硬件***，由于元器件自身的误差和传导干扰，时钟信号不可能完全同步，时序的差异是客观存在的，而时序的差异会导致误码，因此，本发明采用了抗干扰和防误码的多路校验容错通讯方法，冗余收发时，每个Bit数据都进行校验，每个Bit数据的第一个CLK周期的信息作为开始读数的标志位，接收到第二个CLK周期的信息作为有效信息，接收到第三、四个CLK周期的信息作为校验，如果第三、四个CLK周期的数据与第二个CLK周期的数据相同，则通讯正常，如果不同，则通讯故障。所述第三、四个CLK周期的数据与第二个CLK周期的数据不同包括以下三种情况：（1）第三个CLK周期的数据与第二个CLK周期的数据相同，但第四个CLK周期的数据第二个CLK周期的数据不同；（2）第三个CLK周期的数据与第二个CLK周期的数据不同，但第四个CLK周期的数据第二个CLK周期的数据相同；（3）第三、四个CLK周期的数据均与第二个CLK周期的数据不同。该多路校验容错通讯方法保证了电控***在设定的高速通讯情况下误码率接近零，大大提高了电控***的可靠性和稳定性。

以上仅描述了本发明的基本原理和优选实施方式，本领域人员可以根据上述描述作出许多变化和改进，这些变化和改进应该属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种模块智能检测和识别方法，所述模块为电控***中的能源管理设备，所述电控***为电动汽车控制***，其包括主控制器、3N个分控制器和3N个能源管理设备，所述能源管理设备包括H桥单元、与H桥单元并联且作为H桥单元的输入电源的电池组以及分别与电池组中的电池连接且对电池组进行能量均衡控制的电池管理***BMS，所述电池组包括串联在一起的M个电池，其中M、N分别为大于1的整数；3N个能源管理设备构成第一相组、第二相组和第三相组共3个相组，每个相组包括N个能源管理设备，每个相组中的N个能源管理设备通过能源管理设备中的H桥单元级联，每个相组包括两个端口，所述两个端口包括输入端口和输出端口，第一相组的两个端口中的一个端口连接至电机的U相端子、另一个端口分别与第二相组和第三相组的两个端口中的一个端口连接，第二相组和第三相组的两个端口中的另一个端口分别连接至电机的V相端子和W相端子；其特征在于：分别设模块温度的加权函数为k1、各模块温差的加权函数为k2、模块标幺化电压的加权函数为k3、模块标幺化电压差的加权函数为k4、模块内部单体标幺化电压的加权函数为k5、模块内部单体标幺化电压差的加权函数为k6，设***额定输出功率为P_R、实际输出功率为P_o，所述P_O=P_R×k1×k2×k3×k4×k5×k6；实现模块智能检测和识别方法的算法包括步骤如下：

（1）检测开始，先进行模块温度检测，得到当前的模块温度是多少，再采用查表法得k1的值，然后进行下一步；

（2）进行各模块温差计算，得到当前各模块温度差是多少，再采用查表法得k2的值，然后进行下一步；

（3）进行模块电压检测标幺化处理，得到当前模块标幺化电压是多少，再采用查表法得k3的值，然后进行下一步；

（4）进行模块电压差计算标幺化处理，得到当前模块标幺化电压差是多少，再采用查表法得k4的值，然后进行下一步；

（5）进行单体电压检测标幺化处理，得到当前模块内部单体标幺化电压是多少，再采用查表法得k5的值，然后进行下一步；

（6）进行单体电压差计算标幺化处理，得到当前模块内部单体标幺化电压差是多少，再采用查表法得k6的值，然后进行下一步；

（7）根据公式P_O=P_R×k1×k2×k3×k4×k5×k6计算出实际输出功率；

（8）上述步骤（1）-（7）是依次实时进行的，每得出一轮实际输出功率，紧接着进行下一轮。

2.根据权利要求1所述的模块智能检测和识别方法，其特征在于：所述k1、k2、k3、k4、k5和k6为加权函数曲线或直线，取值为[0，1]。

3.根据权利要求2所述的模块智能检测和识别方法，其特征在于：当得到的模块温度、各模块温差、模块标幺化电压、模块标幺化电压差、模块内部单体标幺化电压或模块内部单体标幺化电压差中的任一个的值未达到阈值时，其加权值为1；当得到的模块温度、各模块温差、模块标幺化电压、模块标幺化电压差、模块内部单体标幺化电压或模块内部单体标幺化电压差中的任一个的值达到运行上限时，其加权值为0。

4.根据权利要求1所述的模块智能检测和识别方法，其特征在于：主控制器包括DSP和FPGA，分控制器包括单片机芯片和FPGA/CPLD，主控制器用于实现模块智能检测和识别算法，分控制器用于执行算法输出结果、驱动电机运行且同时完成温度和电压数据的采样。

5.根据权利要求1所述模块智能检测和识别方法，其特征在于：电控***的通讯包括主控内部通讯、分控内部通讯和主分之间通讯；主控内部通讯即DSP和FPGA之间通讯，采用异步总线通讯方式传递数据，传输速率为8Mbtye/s；分控内部通讯即单片机芯片和FPGA或CPLD之间通讯，采用异步总线通讯方式传递数据，传输速率为80Kbtye/s；主分之间通讯采用异步串行光纤或屏蔽双绞线通讯方式传递数据，传输速率为4Mbtye/s。

6.一种多路校验容错通讯方法，其特征在于：每个Bit数据采用4个CLK周期冗余收发，每帧数据包括起始位1Bit、校验位1Bit、PWM封锁位1Bit、数据位10Bit和结束位12Bit共25Bit即100个CLK周期；冗余收发时，每个Bit数据都进行校验，每个Bit数据的第一个CLK周期的信息作为开始读数的标志位，接收到第二个CLK周期的信息作为有效信息，接收到第三、四个CLK周期的信息作为校验，如果第三、四个CLK周期的数据与第二个CLK周期的数据相同，则通讯正常，如果不同，则通讯故障。

7.根据权利要求6所述的多路校验容错通讯方法，其特征在于：所述第三、四个CLK周期的数据与第二个CLK周期的数据不同包括以下三种情况：

（1）第三个CLK周期的数据与第二个CLK周期的数据相同，但第四个CLK周期的数据第二个CLK周期的数据不同；

（2）第三个CLK周期的数据与第二个CLK周期的数据不同，但第四个CLK周期的数据第二个CLK周期的数据相同；

（3）第三、四个CLK周期的数据均与第二个CLK周期的数据不同。