CN107644520A - 一种车载分布式电池管理方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载分布式电池管理方法及***，涉及车辆网领域，所述方法包括：车辆的各个采集终端通过无线方式与所述车辆的主控端通信；车辆在运行期间，车辆的车联网模块通过无线方式将车辆的地理位置信息发送至后台服务器；后台服务器根据各个车辆的地理位置信息，确定车辆间是否会存在无线干扰；若确定车辆间会存在无线干扰，则后台服务器为存在无线干扰的车辆分配无线资源；存在无线干扰的车辆的主控端利用后台服务器分配的无线资源，获取车辆的各个采集终端采集的电池包信息，并经由车联网模块发送至后台服务器。本发明实施例能够通过无线通信将电池包信息上传到后台服务器，车身内不需要额外布置CAN总线线束，节省了车内空间。

Description

一种车载分布式电池管理方法及***

技术领域

本发明涉及车联网领域，特别涉及一种车载分布式电池管理方法及***。

背景技术

电池管理***是电池***的重要组成部分，通过对电池外特性的在线测量和估算，实时地掌握电池的工作状态，在不出现滥用和不合理使用的情况下，实现电池能量的充分和高效利用，提高运行效率。

目前的车载电池管理***主要分为集中式和分布式，其中分布式电池管理***包括一个主控端和多个采集终端。主控端和采集终端之间多使用有线方式(CAN总线)通信，有线方式通信会使车身内线束增加，占用车身空间，并且存在布线困难。

发明内容

根据本发明实施例提供的技术方案解决的技术问题是如何实现车辆的主控端和采集终端的无线通信，特别是如何在避免车辆间无线干扰的情况下实现车辆的主控端和采集终端的无线通信。

根据本发明实施例提供的一种车载分布式电池管理方法，包括：

车辆的各个采集终端通过无线方式与所述车辆的主控端通信；

车辆在运行期间，车辆的车联网模块通过无线方式将车辆的地理位置信息发送至后台服务器；

后台服务器根据各个车辆的地理位置信息，确定车辆间是否会存在无线干扰；

若确定车辆间会存在无线干扰，则后台服务器为存在无线干扰的车辆分配无线资源；

存在无线干扰的车辆的主控端利用后台服务器分配的无线资源，获取车辆的各个采集终端采集的电池包信息，并经由车联网模块发送至后台服务器。

优选地，在车辆的各个采集终端通过无线方式与所述车辆的主控端通信之前，进一步包括：

车辆的主控端经由所述车辆的车联网模块获得后台服务器下发的所述车辆的电池包的编号，作为用于采集该电池包信息的采集终端的编号。

优选地，所述后台服务器根据各个车辆的地理位置信息，确定车辆间是否会存在无线干扰的步骤包括：

后台服务器根据各个车辆的地理位置信息，计算车辆间的距离，并判断车辆间的距离是否小于预设距离门限；

若判断车辆间的距离小于预设距离门限，则确定车辆间会存在无线干扰，并将距离小于预设距离门限的车辆作为存在无线干扰的车辆。

优选地，所述后台服务器为存在无线干扰的车辆分配无线资源的步骤包括：

后台服务器对存在无线干扰的车辆的车联网模块的标识符进行排序，并根据排序结果，为所述存在无线干扰的车辆分配无线资源。

优选地，在存在无线干扰的车辆的主控端利用后台服务器分配的无线资源，获取车辆的各个采集终端采集的电池包信息之前，进一步包括：

存在无线干扰的车辆的主控端经由车联网模块接收后台服务器下发的用于停止轮询各个采集终端的指令，并根据所述用于停止轮询各个采集终端的指令，停止对各个采集终端的轮询操作。

优选地，所述无线资源为分配给车辆的主控端的用于轮询车辆的各个采集终端的轮询启动周期，所述存在无线干扰的车辆的主控端利用后台服务器分配的无线资源，获取车辆的各个采集终端采集的电池包信息的步骤包括：

存在无线干扰的车辆的主控端经由车联网模块接收后台服务器下发的用于启动轮询各个采集终端的指令和轮询启动周期；

根据所述用于启动轮询各个采集终端的指令，在所述轮询启动周期内启动对各个采集终端的轮询操作，得到每个采集终端采集的电池包信息。

优选地，所述方法进一步包括：

若车辆在运行期间，后台服务器根据各个车辆的地理位置信息，确定车辆间不会存在无线干扰，则向所述车辆的主控端发送用于启动轮询各个采集终端的指令。

根据本发明实施例提供的存储介质，其存储用于实现上述的车载分布式电池管理方法的程序。

根据本发明实施例提供的一种车载分布式电池管理***，包括：

多个采集终端，用于分别采集相应的电池包信息；

车联网模块，用于在车辆运行期间，通过无线方式将车辆的地理位置信息发送至后台服务器；

后台服务器，用于根据各个车辆的地理位置信息，确定车辆间是否会存在无线干扰，若确定车辆间会存在无线干扰，则为存在无线干扰的车辆分配无线资源；

主控端，用于利用后台服务器为存在无线干扰的车辆分配的无线资源，通过无线方式与多个采集终端通信，获取各个采集终端采集的电池包信息，并经由车联网模块发送至后台服务器。

优选地，所述后台服务器为存在无线干扰的车辆的主控端分配无线资源之前，向存在无线干扰的车辆的主控端下发用于停止轮询各个采集终端的指令，使存在无线干扰的车辆的主控端经由车联网模块收到后台服务器下发的用于停止轮询各个采集终端的指令后，根据所述用于停止轮询各个采集终端的指令，停止对各个采集终端的轮询操作。

优选地，所述无线资源为分配给车辆的主控端的用于轮询车辆的各个采集终端的轮询启动周期，存在无线干扰的车辆的主控端经由车联网模块接收后台服务器下发的用于启动轮询各个采集终端的指令和轮询启动周期，并根据所述用于启动轮询各个采集终端的指令，在所述轮询启动周期内启动对各个采集终端的轮询操作，得到每个采集终端采集的电池包信息。

本发明实施例提供的技术方案具有如下有益效果：

1、本发明实施例的电池管理***的主控端和采集终端使用无线通信(例如低频无线通信)，不使用CAN总线通信，车身内不需要额外布置CAN总线线束，节约了车内空间，方便车身内的结构设计和电池包的接口设计；

2、本发明实施例在多个车辆对应的多套电池管理***距离较近时，后台服务器可以统一调度各套电池管理***，避免产生冲突干扰；

3、本发明实施例的电池包信息上传到后台服务器，有利于收集所有电池的使用数据；

附图说明

图1是本发明实施例提供的车载分布式电池管理方法框图；

图2是本发明实施例提供的车载分布式电池管理***框图；

图3是本发明实施例提供的车辆的各个采集终端的轮询时间示意图；

图4是本发明实施例提供的各个车辆的轮询启动周期的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图1是本发明实施例提供的车载分布式电池管理方法框图，如图1所示，步骤包括：

步骤S101：车辆的各个采集终端通过无线方式与所述车辆的主控端通信。

在步骤S101之前，主控端经由车联网模块获得后台服务器下发的车辆的电池包的编号，作为用于采集该电池包信息的采集终端的编号，以便主控端根据采集终端的编号，轮询各个采集终端，获取响应的电池包信息。

步骤S102：车辆在运行期间，车辆的车联网模块通过无线方式将车辆的地理位置信息发送至后台服务器。

在车联网模块通过无线方式将车辆的地理位置信息发送至后台服务器期间，车联网模块还将用于标识其唯一身份的标识符通过无线方式发送至后台服务器。

步骤S103：后台服务器根据各个车辆的地理位置信息，确定车辆间是否会存在无线干扰。

根据采集终端与主控端的无线通信的频段，确定车辆间不会产生无线干扰的安全距离，作为预设距离门限。也就是说，后台服务器将距离小于预设距离门限的两个或以上车辆确定为存在无线干扰的车辆，并进行统一调度。

步骤S103具体为：后台服务器根据各个车辆的地理位置信息，计算车辆间的距离，并判断车辆间的距离是否小于所述预设距离门限，若判断车辆间的距离小于预设距离门限，则确定车辆间会存在无线干扰，并将距离小于预设距离门限的车辆作为可能会存在无线干扰的车辆，从而对这些可能会存在无线干扰的车辆进行统一调度。

步骤S104：若确定车辆间会存在无线干扰，则后台服务器为存在无线干扰的车辆分配无线资源。

在执行步骤S104之前，后台服务器向步骤S103确定的存在无线干扰的车辆的主控端发送用于停止轮询各个采集终端的指令。这样，存在无线干扰的车辆的主控端经由车联网模块接收后台服务器下发的用于停止轮询各个采集终端的指令，并根据所述用于停止轮询各个采集终端的指令，停止对各个采集终端的轮询操作。

后台服务器对步骤S103确定的存在无线干扰的车辆的车联网模块的标识符进行排序，并根据排序结果，为所述存在无线干扰的车辆分配无线资源。

所述无线资源是分配给车辆的主控端的用于轮询车辆的各个采集终端的轮询启动周期，也就是说，主控端可以在后台服务器下发启动轮询各个采集终端的指令后，在轮询启动周期内，对各个采集终端进行轮询。

步骤S105：存在无线干扰的车辆的主控端利用后台服务器分配的无线资源，获取车辆的各个采集终端采集的电池包信息，并经由车联网模块发送至后台服务器。

步骤S105具体为：存在无线干扰的车辆的主控端经由车联网模块接收后台服务器下发的用于启动轮询各个采集终端的指令和轮询启动周期，根据所述用于启动轮询各个采集终端的指令，在所述轮询启动周期内启动对各个采集终端的轮询操作，得到每个采集终端采集的电池包信息。

进一步地，若车辆在运行期间，后台服务器根据各个车辆的地理位置信息，确定车辆间不会存在无线干扰，则向所述车辆的主控端发送用于启动轮询各个采集终端的指令。

假设后台服务器根据各个车辆的地理位置信息，确定车联网模块标识符为1的车辆1、车联网模块标识符为2的车辆2、车联网模块标识符为3的车辆3。此时后台服务器分别经由这三个车辆的车辆网模块向的三个车辆的主控端下发用于停止轮询各个采集终端的指令。三个车辆的主控端的主控端根据收到的用于停止轮询各个采集终端的指令，停止轮询各个采集终端。后台服务器为这三个车辆分配无线资源，即为这四个车辆分配不同的时间片(即轮询启动周期)，使这四个车辆在各自占有的时间片内启动轮询车辆的各个采集终端。例如，为车联网模块标识符为1的车辆1分配时间片，即(0，Td+Twi)；为车联网模块标识符为2的车辆2分配时间片，即(Td+Twi，2*(Td+Twi))；为车联网模块标识符为3的车辆3分配时间片，即(2*(Td+Twi)，3*(Td+Twi))。这样，在时刻0，后台服务器向车辆1的主控端发送于启动轮询各个采集终端的指令和时间片，车辆1的主控端启动轮询，并在Td+Twi时间内，轮询车辆1的各个采集终端，获取各个采集终端采集的电池包信息，并将采集的电池包信息发送至后台服务器，到达时刻Td+Twi后，停止轮询。同理，后台服务器在时刻Td+Twi，向车辆2的主控端发送于启动轮询各个采集终端的指令和时间片，车辆2的主控端启动轮询，并随后的Td+Twi时间内，轮询车辆1的各个采集终端，获取各个采集终端采集的电池包信息，并将采集的电池包信息发送至后台服务器，到达时刻2*(Td+Twi)后，停止轮询。后台服务器在时刻2*(Td+Twi)，向车辆3的主控端发送于启动轮询各个采集终端的指令和时间片，车辆3的主控端启动轮询，并随后的Td+Twi时间内，轮询车辆3的各个采集终端，获取各个采集终端采集的电池包信息，并将采集的电池包信息发送至后台服务器，到达时刻3*(Td+Twi)后，停止轮询。其中，Td为车辆主控端轮询所有采集终端所消耗的总时间，Twi为等待间隔。

随着车辆运行，假设车辆2与其它车辆的距离增大，车辆2不会与其它车辆发生无线干扰，此时后台服务器不需要再对车辆2进行调度，向车辆2的主控端发送启动轮询各个采集终端的指令，车辆2的主控端可以按照正常轮询方式对车辆2的各个采集终端进行轮询，也就是说，假设主控端对所有采集终端完成轮询所需的时间为Td，则主控端可以以Td为周期，周期性对各个采集终端进行轮询和电池包信息的上报。

本发明实施例是一种使用时分无线通信的车载分布式电池管理技术，用于检测车辆电池使用状态。主控端和采集终端之间采用时分无线方式通信，主控端通过CAN总线与车联网模块通信，车联网模块通过无线方式与服务器后台通信。所有车辆电池状态均可以上传到后台服务器，当多套电池管理***距离较近时，后台可以统一调度各套***，避免产生冲突干扰。

本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，包括步骤S101至步骤S104。其中，所述的存储介质可以为ROM/RAM、磁碟、光盘等。

图2是本发明实施例提供的车载分布式电池管理***框图，如图2所示，包括：后台服务器，以及车辆的车联网模块、主控端、各个采集终端。其中，主控端和采集终端之间使用时分无线方式通信(低频无线)，主控端通过车联网模块间接与后台服务器通信，车联网模块通过无线方式(例如通过移动通信网络GSM)与服务器后台通信。实现电池使用数据的收集，所有采集到的电池数据可上传到后台服务器。当多套电池管理***距离过近而产生冲突干扰时，对其进行统一调度，即通过后台服务器调度分时工作，避免产生冲突干扰。

多个采集终端，用于分别采集相应的电池包信息。

车联网模块，用于在车辆运行期间，通过无线方式将车辆的地理位置信息发送至后台服务器。

后台服务器，用于根据各个车辆的地理位置信息，确定车辆间是否会存在无线干扰，若确定车辆间会存在无线干扰，则为存在无线干扰的车辆分配无线资源。在分配无线资源之前，还需要向存在无线干扰的车辆的主控端下发用于停止轮询各个采集终端的指令，使存在无线干扰的车辆的主控端经由车联网模块收到后台服务器下发的用于停止轮询各个采集终端的指令后，根据所述用于停止轮询各个采集终端的指令，停止对各个采集终端的轮询操作。。

主控端，用于利用后台服务器为存在无线干扰的车辆分配的无线资源，通过无线方式与多个采集终端通信，获取各个采集终端采集的电池包信息，并经由车联网模块发送至后台服务器。所述无线资源为分配给车辆的主控端的用于轮询车辆的各个采集终端的轮询启动周期，存在无线干扰的车辆的主控端经由车联网模块接收后台服务器下发的用于启动轮询各个采集终端的指令和轮询启动周期，并根据所述用于启动轮询各个采集终端的指令，在所述轮询启动周期内启动对各个采集终端的轮询操作，得到每个采集终端采集的电池包信息。

采集终端直接从电池包获取各电芯电压，电流，电池包温度，计算SOC等数据，并将各数据通过无线通信方式传给主控端；主控端采用查询方式从各采集终端获取数据，并通过CAN总线上传数据到车联网模块；车联网模块获取自身GPS信息，从CAN总线上获取电池数据，将数据通过无线方式上传到后台服务器，并从后台服务器获取主控端查询采集终端的时间点；后台服务器从GSM获取所有电池包数据，车辆GPS信息。

当多个车辆距离较近时，对各车辆的主控模块(即主控端)进行统一调度，分配各车内电池管理***查询的无线通信资源(即无线资源)，并通过无线方式传给车联网模块，车联网模块转发给主控模块，主控模块按照后台服务器的配置使用无线网络资源，避免干扰。

本发明实施例能够通过无线通信将电池信息实时上传到后台服务器，通过后台服务器统一调度多套电池管理***，防止无线互相干扰。

以下按照时分复用无线通信方法实现的一种实施方式，结合图2至图4，进一步说明。

车联网模块拥有自己的唯一标识符，采集终端使用电池包的编号作为自己的唯一标识符。在电池包装上车之后，后台服务器将电池包的编号下发到对应车辆的车联网模块，车联网模块将此编号发送到相应的主控端，使主控端获得该车内所有采集终端的唯一标识符。

对于单个电池管理***，远程终端(即采集终端)从电池包获取电芯电压、电池包温度、工作电流。主控端使用轮询方式获取各远程终端的数据。主控端首先在Ts时间段内向第一个远程终端发送查询消息，并在Tw时间段内等待回应，经过Tw时间段后，主控端继续向下一个远程终端发送查询消息，以此类推，直到轮训所有的采集终端，所消耗的总时间为Td。

当多辆车距离较近(图4为N辆车距离较近的情况)时，电池管理***同时工作可能会互相干扰，所以利用后台服务器来统一调度多套电池管理***。车联网模块会实时上报车辆的GPS信息，当N辆车距离较近时，服务器后台首先向这N辆车的主控端发送指令，使它们停止轮询，然后根据这N辆车车联网模块的唯一标识符对其进行排序，并计算这N个主控端所需的轮询启动周期Ti：Ti＝N*(Td+Twi)。其中Twi为等待间隔。

后台服务器首先向优先级最高的主控端发送启动轮询指令，同时发送轮询启动周期Ti，该主控端接收指令后即按照Ti开始轮询下属的所有采集终端。在经过(Td+Twi)时间后，后台服务器开始向第二优先级的主控端发送启动轮询指令以及Ti，以此类推，直到向所有N个主控端发送完指令。如此N套电池管理***均工作在自己占有的时间片内，避免互相干扰。

当这N辆车中某辆车离开车群时，后台服务器下发指令，使离群车辆主控端按正常工作周期查询下属采集终端，并按照上述方式重新调度车群中所剩车辆。

综上所述，本发明的实施例具有以下技术效果：

本发明实施例使用时分无线通信的方式实现主控端与采集终端的通信，使用无线通信实现主控端与服务器后台的通信以及多套电池管理***距离过近时的调度。具体地说，采集终端和主控端之间使用无线通信，省去了CAN总线线束，当多套电池管理***距离过近时，可能会互相干扰，所以利用车联网模块提供的GPS信息，后台服务器统一调度这些电池管理***所使用的无线资源,以避免干扰。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种车载分布式电池管理方法，其特征在于，包括：

车辆的各个采集终端通过无线方式与所述车辆的主控端通信；

车辆在运行期间，车辆的车联网模块通过无线方式将车辆的地理位置信息发送至后台服务器；

后台服务器根据各个车辆的地理位置信息，确定车辆间是否会存在无线干扰；

若确定车辆间会存在无线干扰，则后台服务器为存在无线干扰的车辆分配无线资源；

存在无线干扰的车辆的主控端利用后台服务器分配的无线资源，获取车辆的各个采集终端采集的电池包信息，并经由车联网模块发送至后台服务器。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在车辆的各个采集终端通过无线方式与所述车辆的主控端通信之前，进一步包括：

车辆的主控端经由所述车辆的车联网模块获得后台服务器下发的所述车辆的电池包的编号，作为用于采集该电池包信息的采集终端的编号。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述后台服务器根据各个车辆的地理位置信息，确定车辆间是否会存在无线干扰的步骤包括：

后台服务器根据各个车辆的地理位置信息，计算车辆间的距离，并判断车辆间的距离是否小于预设距离门限；

若判断车辆间的距离小于预设距离门限，则确定车辆间会存在无线干扰，并将距离小于预设距离门限的车辆作为存在无线干扰的车辆。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述后台服务器为存在无线干扰的车辆分配无线资源的步骤包括：

后台服务器对存在无线干扰的车辆的车联网模块的标识符进行排序，并根据排序结果，为所述存在无线干扰的车辆分配无线资源。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在存在无线干扰的车辆的主控端利用后台服务器分配的无线资源，获取车辆的各个采集终端采集的电池包信息之前，进一步包括：

存在无线干扰的车辆的主控端经由车联网模块接收后台服务器下发的用于停止轮询各个采集终端的指令，并根据所述用于停止轮询各个采集终端的指令，停止对各个采集终端的轮询操作。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述无线资源为分配给车辆的主控端的用于轮询车辆的各个采集终端的轮询启动周期，所述存在无线干扰的车辆的主控端利用后台服务器分配的无线资源，获取车辆的各个采集终端采集的电池包信息的步骤包括：

存在无线干扰的车辆的主控端经由车联网模块接收后台服务器下发的用于启动轮询各个采集终端的指令和轮询启动周期；

根据所述用于启动轮询各个采集终端的指令，在所述轮询启动周期内启动对各个采集终端的轮询操作，得到每个采集终端采集的电池包信息。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

若车辆在运行期间，后台服务器根据各个车辆的地理位置信息，确定车辆间不会存在无线干扰，则向所述车辆的主控端发送用于启动轮询各个采集终端的指令。

8.一种车载分布式电池管理***，其特征在于，包括：

多个采集终端，用于分别采集相应的电池包信息；

车联网模块，用于在车辆运行期间，通过无线方式将车辆的地理位置信息发送至后台服务器；

后台服务器，用于根据各个车辆的地理位置信息，确定车辆间是否会存在无线干扰，若确定车辆间会存在无线干扰，则为存在无线干扰的车辆分配无线资源；

主控端，用于利用后台服务器为存在无线干扰的车辆分配的无线资源，通过无线方式与多个采集终端通信，获取各个采集终端采集的电池包信息，并经由车联网模块发送至后台服务器。

9.根据权利要求8所述的***，其特征在于，所述后台服务器为存在无线干扰的车辆的主控端分配无线资源之前，向存在无线干扰的车辆的主控端下发用于停止轮询各个采集终端的指令，使存在无线干扰的车辆的主控端经由车联网模块收到后台服务器下发的用于停止轮询各个采集终端的指令后，根据所述用于停止轮询各个采集终端的指令，停止对各个采集终端的轮询操作。

10.根据权利要求9所述的***，其特征在于，所述无线资源为分配给车辆的主控端的用于轮询车辆的各个采集终端的轮询启动周期，存在无线干扰的车辆的主控端经由车联网模块接收后台服务器下发的用于启动轮询各个采集终端的指令和轮询启动周期，并根据所述用于启动轮询各个采集终端的指令，在所述轮询启动周期内启动对各个采集终端的轮询操作，得到每个采集终端采集的电池包信息。