CN110829516A - 一种电池管理拓扑架构、电池管理方法及电池管理*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池管理拓扑架构、电池管理方法及电池管理***，所述电池管理拓扑架构包括电池管理单元、电压电流测量单元、菊花链和至少一个电池监控单元；所述电池管理单元通过菊花链与所述电压电流测量单元连接，所述电池监控单元与所述电池管理单元或所述电压电流测量单元连接。采用本发明提供电池管理拓扑架构，通过菊花链连接电池管理单元、电压电流测量单元和电池监控单元构成环形链式拓扑架构或线性拓扑架构，既避免了增设电子元器件和***电路，减少了产品投入成本，又避免了开发软件***，减小产品研发难度系数，同时保证了在某一线路或节点故障时，整个电池管理***仍然能够正常通讯。
Description
技术领域
本发明涉及电子电器领域，还涉及电池管理技术领域，尤其涉及一种电池管理拓扑架构、电池管理方法及电池管理***。
背景技术
电池作为电动汽车、电瓶车、机器人、无人机等众多设备的能量载体，由于其工作电流大，且电池模组长期处于相对封闭的环境中，容易产生高热量导致电池工作环境温度上升，造成电池***的低安全性和短寿命。
为了提高电池***的安全性，延长电池使用寿命，在电池的使用过程中需要对其状态进行监控。BMS(Battery Management System，电池管理***)作为电池与用户端之间的纽带，能够有效监视电池状态，并将监视结果反馈至用户端。现有电池管理主从式拓扑架构，也称为电池管理分布式拓扑架构，通过CAN(Control Area Network,控制局域网络)总线连接电池管理单元和电压电池测量单元，进行数据传输，该种拓扑架构存在许多劣势，采用CAN总线通讯架构时，不仅各单元需要增设CAN收发器、MCU(Microcontroller Unit,微控制单元)和***电路，增加了电子元器件的数量，增大了印制电路板的面积，复杂了产品电路的设计，从而导致了生产成本的增加，生产人员的时间和精力投入；而且增设的CAN收发器、MCU和***电路还需开发对应的软件，又增加了软件烧录工序，增加了售后软件的升级服务的成本。最为重要的是，在采用CAN总线通讯架构时，所有单元均挂于同一CAN总线下，一旦CAN总线的某一线路或者节点出现故障，则导致所有单元故障，无法实现数据传输和对电池***的监控。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种电池管理拓扑架构，解决现有技术中采用CAN总线通讯架构，不仅各单元需要增设CAN收发器、MCU和***电路，而且还需要增加对应的软件，增加了生产成本，并且容易出现一线路或一节点故障，整个电池监测***就瘫痪的问题。
针对现有技术局限，本发明提供一种电池管理拓扑架构，所述电池管理拓扑架构包括电池管理单元、电压电流测量单元、菊花链和至少一个电池监控单元；所述电池管理单元通过菊花链与所述电压电流测量单元连接，所述电池监控单元与所述电池管理单元或所述电压电流测量单元连接。
优选地，所述电池监控单元为多个，多个所述电池监控单元依次通过菊花链连接构成菊花链路，所述菊花链路的两端均与所述电池管理单元连接。
具体地，所述电池监控单元包括电池监控单元1，电池监控单元2…电池监控单元n；n为大于等于1的整数，所述电池监控单元1，电池监控单元2…电池监控单元n依次连接构成菊花链路。所述电池监控单元1通过菊花链与所述电池管理单元连接，所述电池监控单元n通过菊花链与所述电池管理单元连接。
优选地，所述电池监控单元为多个，多个所述电池监控单元依次通过菊花链连接构成菊花链路，所述菊花链路的一端与所述电池管理单元连接，所述菊花链路的另一端与所述电压电流测量单元连接。
具体地，所述电池监控单元包括电池监控单元1，电池监控单元2…电池监控单元n；n为大于等于1的整数，所述电池监控单元1，电池监控单元2…电池监控单元n依次连接构成菊花链路。所述电池监控单元1通过菊花链与所述电压电流测量单元连接，所述电池监控单元n通过菊花链与所述电压电流测量单元连接。
优选地，所述电池监控单元通过所述菊花链与所述电池管理单元连接。
优选地，所述电池监控单元通过所述菊花链与所述电压电流测量单元连接。
优选地，所述电池监控单元为多个，多个所述电池监控单元依次通过菊花链连接构成菊花链路，所述菊花链路的一端与所述电池管理单元连接。
优选地，所述电池监控单元为多个，多个所述电池监控单元依次通过菊花链连接构成菊花链路，所述菊花链路的一端与所述电压电流测量单元连接。
相应地，本发明还公开了一种电池管理方法，所述电池管理方法包括：
基于电池管理拓扑架构，通过电压电流测量单元和电池监控单元采集电池状态，其中，所述电池管理拓扑架构为上述任一所述的电池管理拓扑架构；根据所述电池状态输出电池使用指令和电池状态评估信息。
具体地，所述电池状态包括：单体电池电压、电池温度、电池模组总电压、电池***总电压和电池***总电流。
相应地，本发明还公开了一种电池管理***，所述电池管理***包括：
电池状态信息采集模块，用于通过电压电流测量单元和电池监控单元采集电池状态；
处理模块，用于根据所述电池状态输出电池使用指令和电池状态评估信息。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明公开的一种电池管理拓扑架构、电池管理方法及电池管理***，通过菊花链连接电池管理单元、电压电流测量单元和电池监控单元构成环形链式拓扑架构或线性拓扑架构，既避免了增设电子元器件和***电路，减少了产品投入成本，又避免了开发软件***，减小产品研发难度系数，同时保证了在某一线路或节点故障时，整个电池管理***仍然能够正常通讯。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是本发明实施例1所提供的一种电池管理拓扑架构的示意图；
图2是本发明实施例2所提供的另一种电池管理拓扑架构的示意图；
图3是本发明实施例3所提供的另一种电池管理拓扑架构的示意图；
图4是本发明实施例4所提供的另一种电池管理拓扑架构的示意图；
图5是本发明实施例3所提供的另一种电池管理拓扑架构的示意图；
图6是本发明实施例4所提供的另一种电池管理拓扑架构的示意图；
图7是本发明实施例所提供的一种电池管理方法的流程示意图；
图8是本发明实施例所提供的一种电池管理***的结构示意图。
其中，所述附图标记为：100-电池管理单元；200-电压电流测量单元；300-菊花链；400-电池监控单元；810-电池状态信息采集模块；820-处理模块。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一个实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，此处所称的“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本发明的描述中，术语“包括”以及其任何形式的变形，意图在于覆盖不排他的包括，例如，包含了一系列的单元、步骤和模块，不必限于清楚地列出哪些单元、步骤和模块，而是能够包括没有清楚地列出的或对于这里架构、方法和***的其他单元、步骤和模块。
实施例1
请参考图1，其所示为本发明实施例1提供的一种电池管理拓扑架构的示意图，本说明书提供了如示意图所示的架构，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的单元。在实际实施过程中，可以按照附图所示架构组成。所述电池管理拓扑架构包括电池管理单元100、电压电流测量单元200、菊花链300和多个电池监控单元400。所述电池管理单元100通过菊花链300与所述电压电流测量单元200连接，多个所述电池监控单元400依次通过菊花链300连接构成菊花链路，所述菊花链路的两端均与所述电池管理单元100连接。所述电池监控单元400包括电池监控单元1，电池监控单元2…电池监控单元n；n为大于等于1的整数，所述电池监控单元1，电池监控单元2…电池监控单元n依次连接构成菊花链路。所述电池监控单元1通过菊花链300与所述电池管理单元100连接，所述电池监控单元n通过菊花链300与所述电池管理单元100连接。
其中，所述电池监控单元400的数量可以依据实际应用环境进行调整，所述菊花链300具体为菊花链式通讯接口电路，所述电池管理单元100的第一个菊花链接口与所述电压电流测量单元200的第一个菊花链接口连接，所述电池管理单元100的第二个菊花链接口与所述电池监控单元1的第一个菊花链接口连接，所述电池监控单元1的第二个菊花链接口与所述电池监控单元2的第一个菊花链接口连接，多个电池监控单元400间以此类推。
采用本实施例所提供的一种电池管理拓扑架构，通过菊花链连接电池管理单元、电压电流测量单元和电池监控单元构成环形链式拓扑架构，既避免了增设电子元器件和***电路，减少了产品投入成本，又避免了开发软件***，减小产品研发难度系数，同时保证了在某一线路或节点故障时，整个电池管理***仍然能够正常通讯。
实施例2
请参考图2，其所示为本发明实施例2提供的另一种电池管理拓扑架构的示意图，本说明书提供了如示意图所示的架构，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的单元。在实际实施过程中，可以按照附图所示架构组成。所述电池管理拓扑架构包括电池管理单元100、电压电流测量单元200、菊花链300和多个电池监控单元400。所述电池管理单元100通过菊花链300与所述电压电流测量单元200连接，多个所述电池监控单元400依次通过菊花链300连接构成菊花链路，所述菊花链路的一端与所述电池管理单元100连接，所述菊花链路的另一端与所述电压电流测量单元200连接。所述电池监控单元400包括电池监控单元1，电池监控单元2…电池监控单元n；n为大于等于1的整数，所述电池监控单元1，电池监控单元2…电池监控单元n依次连接构成菊花链路。所述电池监控单元1菊花链300与所述电压电流测量单元200连接，所述电池监控单元n通过菊花链300与所述电压电流测量单元200连接。
其中，所述电池监控单元400的数量可以依据实际应用环境进行调整，所述菊花链300具体为菊花链式通讯接口电路，所述电池管理单元100的第一个菊花链接口与所述电压电流测量单元200的第一个菊花链接口连接，所述电压电流测量单元200的第二个菊花链接口与所述电池监控单元1的第一个菊花链接口连接，所述电池监控单元1的第二个菊花链接口与所述电池监控单元2的第一个菊花链接口连接，多个电池监控单元400间以此类推。
采用本实施例所提供的一种电池管理拓扑架构，通过菊花链连接电池管理单元、电压电流测量单元和电池监控单元构成环形链式拓扑架构，既避免了增设电子元器件和***电路，减少了产品投入成本，又避免了开发软件***，减小产品研发难度系数，同时保证了在某一线路或节点故障时，整个电池管理***仍然能够正常通讯。。
实施例3
请参考图3，其所示为本发明实施例3提供的另一种电池管理拓扑架构的示意图，本说明书提供了如示意图所示的架构，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的单元。在实际实施过程中，可以按照附图所示架构组成。所述电池管理拓扑架构包括电池管理单元100、电压电流测量单元200、菊花链300和电池监控单元400；所述电池管理单元100通过菊花链300与所述电压电流测量单元200连接，所述电池监控单元400通过菊花链与所述电池管理单元100连接。
其中，所述菊花链300具体为菊花链式通讯接口电路，所述电池管理单元100的第一个菊花链接口与所述电压电流测量单元200的第一个菊花链接口连接，所述电池管理单元100的第二个菊花链接口与所述电池监控单元400的第一个菊花链接口连接。
采用本实施例所提供的一种电池管理拓扑架构，通过菊花链连接电池管理单元、电压电流测量单元和电池监控单元构成线性拓扑架构，既避免了增设电子元器件和***电路，减少了产品投入成本，又避免了开发软件***，减小产品研发难度系数，同时保证了在某一线路或节点故障时，整个电池管理***仍然能够正常通讯。
实施例4
请参考图4，其所示为本发明实施例4提供的另一种电池管理拓扑架构的示意图，本说明书提供了如示意图所示的架构，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的单元。在实际实施过程中，可以按照附图所示架构组成。所述电池管理拓扑架构包括电池管理单元100、电压电流测量单元200、菊花链300和电池监控单元400；所述电池管理单元100通过菊花链300与所述电压电流测量单元200连接，所述电池监控单元400通过菊花链与所述电压电流测量单元200连接。
其中，所述菊花链300具体为菊花链式通讯接口电路，所述电池管理单元100的第一个菊花链接口与所述电压电流测量单元200的第一个菊花链接口连接，所述电压电流测量单元200的第二个菊花链接口与所述电池监控单元400的第一个菊花链接口连接。
采用本实施例所提供的一种电池管理拓扑架构，通过菊花链连接电池管理单元、电压电流测量单元和电池监控单元构成线性拓扑架构，既避免了增设电子元器件和***电路，减少了产品投入成本，又避免了开发软件***，减小产品研发难度系数，同时保证了在某一线路或节点故障时，整个电池管理***仍然能够正常通讯。
实施例5
请参考图5，其所示为本发明实施例5提供的另一种电池管理拓扑架构的示意图，本说明书提供了如示意图所示的架构，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的单元。在实际实施过程中，可以按照附图所示架构组成。所述电池管理拓扑架构包括电池管理单元100、电压电流测量单元200、菊花链300和多个电池监控单元400。所述电池管理单元100通过菊花链300与所述电压电流测量单元200连接，多个所述电池监控单元400依次通过菊花链300连接构成菊花链路，所述菊花链路的一端与所述电池管理单元100连接。所述电池监控单元400包括电池监控单元1，电池监控单元2…电池监控单元n；n为大于等于1的整数，所述电池监控单元1，电池监控单元2…电池监控单元n依次连接构成菊花链路。所述电池监控单元1通过菊花链300与所述电池管理单元100连接。
其中，所述电池监控单元400的数量可以依据实际应用环境进行调整，所述菊花链300具体为菊花链式通讯接口电路，所述电池管理单元100的第一个菊花链接口与所述电压电流测量单元200的第一个菊花链接口连接，所述电池管理单元100的第二个菊花链接口与所述电池监控单元1的第一个菊花链接口连接，所述电池监控单元1的第二个菊花链接口与所述电池监控单元2的第一个菊花链接口连接，多个电池监控单元400间以此类推。
采用本实施例所提供的一种电池管理拓扑架构，通过菊花链连接电池管理单元、电压电流测量单元和电池监控单元构成线性拓扑架构，既避免了增设电子元器件和***电路，减少了产品投入成本，又避免了开发软件***，减小产品研发难度系数，同时保证了在某一线路或节点故障时，整个电池管理***仍然能够正常通讯。
实施例6
请参考图6，其所示为本发明实施例6提供的另一种电池管理拓扑架构的示意图，本说明书提供了如示意图所示的架构，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的单元。在实际实施过程中，可以按照附图所示架构组成。所述电池管理拓扑架构包括电池管理单元100、电压电流测量单元200、菊花链300和多个电池监控单元400。所述电池管理单元100通过菊花链300与所述电压电流测量单元200连接，多个所述电池监控单元400依次通过菊花链300连接构成菊花链路，所述菊花链路的一端与所述电压电流测量单元200连接。所述电池监控单元400包括电池监控单元1，电池监控单元2…电池监控单元n；n为大于等于1的整数，所述电池监控单元1，电池监控单元2…电池监控单元n依次连接构成菊花链路。所述电池监控单元1通过菊花300与所述电压电流测量单元200连接
其中，所述电池监控单元400的数量可以依据实际应用环境进行调整，所述菊花链300具体为菊花链式通讯接口电路，所述电池管理单元100的第一个菊花链接口与所述电压电流测量单元200的第一个菊花链接口连接，所述电压电流测量单元200的第二个菊花链接口与所述电池监控单元1的第一个菊花链接口连接，所述电池监控单元1的第二个菊花链接口与所述电池监控单元2的第一个菊花链接口连接，多个电池监控单元400间以此类推。
采用本实施例所提供的一种电池管理拓扑架构，通过菊花链连接电池管理单元、电压电流测量单元和电池监控单元构成线性拓扑架构，既避免了增设电子元器件和***电路，减少了产品投入成本，又避免了开发软件***，减小产品研发难度系数，同时保证了在某一线路或节点故障时，整个电池管理***仍然能够正常通讯。
实施例7
请参考图7，其所示为本发明实施例7提供的一种电池管理方法的流程示意图，本说明书提供了如示意图所示的流程步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的步骤。在实际实施过程中，可以按照附图所示步骤执行。如图7所示，所述电池管理方法包括：
基于电池管理拓扑架构，通过电压电流测量单元和电池监控单元采集电池状态，其中，所述电池管理拓扑架构为权利要求1-5任意一项所述的电池管理拓扑架构；
根据所述电池状态输出电池使用指令和电池状态评估信息。
具体地，所述电池状态包括：单体电池电压、电池温度、电池模组总电压、电池***总电压和电池***总电流。
实施例8
请参考图8，其所示为本发明实施例8提供的一种电池管理***的结构示意图，本说明书提供了如示意图所示的结构组成，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的模块。在实际实施过程中，可以按照附图所示模块构成。如图8所示，所述电池管理***包括：
电池状态信息采集模块810，用于通过电压电流测量单元和电池监控单元采集电池状态；
处理模块820，用于根据所述电池状态输出电池使用指令和电池状态评估信息。
需要说明的是：上述本发明实施例先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣，且上述本说明书特定实施例进行了描述，其他实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或者步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且能够实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出特定顺序或者连续顺序才能够实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的均为与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置的实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或者部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述程序可以存储于一种计算机可读介质中。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种电池管理拓扑架构，其特征在于，所述电池管理拓扑架构包括电池管理单元(100)、电压电流测量单元(200)、菊花链(300)和至少一个电池监控单元(400)；
所述电池管理单元(100)通过菊花链(300)与所述电压电流测量单元(200)连接，所述电池监控单元(400)与所述电池管理单元(100)或所述电压电流测量单元(200)连接。
2.根据权利要求1所述的一种电池管理拓扑架构，其特征在于，所述电池监控单元(400)为多个，多个所述电池监控单元(400)依次通过菊花链(300)连接构成菊花链路，
所述菊花链路的两端均与所述电池管理单元(100)连接。
3.根据权利要求1所述的一种电池管理拓扑结构，其特征在于，所述电池监控单元(400)为多个，多个所述电池监控单元(400)依次通过菊花链(300)连接构成菊花链路，
所述菊花链路的一端与所述电池管理单元(100)连接，所述菊花链路的另一端与所述电压电流测量单元(200)连接。
4.根据权利要求1所述的一种电池管理拓扑架构，其特征在于，所述电池监控单元(400)通过所述菊花链(300)与所述电池管理单元(100)连接。
5.根据权利要求1所述的一种电池管理拓扑架构，其特征在于，所述电池监控单元(400)通过所述菊花链(300)与所述电压电流测量单元(200)连接。
6.根据权利要求1所述的一种电池管理拓扑架构，其特征在于，所述电池监控单元(400)为多个，多个所述电池监控单元(400)依次通过菊花链(300)连接构成菊花链路，
所述菊花链路的一端与所述电池管理单元(100)连接。
7.根据权利要求1所述的一种电池管理拓扑结构，其特征在于，所述电池监控单元(400)为多个，多个所述电池监控单元(400)依次通过菊花链(300)连接构成菊花链路，
所述菊花链路的一端与所述电压电流测量单元(200)连接。
8.一种电池管理方法，其特征在于，所述电池管理方法包括：
基于电池管理拓扑架构，通过电压电流测量单元和电池监控单元采集电池状态，其中，所述电池管理拓扑架构为权利要求1-7任意一项所述的电池管理拓扑架构；
根据所述电池状态输出电池使用指令和电池状态评估信息。
9.根据权利要求8所述的一种电池管理方法，其特征在于，所述电池状态包括：单体电池电压、电池温度、电池模组总电压、电池***总电压和电池***总电流。
10.一种电池管理***，其特征在于，所述电池管理***包括：
电池状态信息采集模块，用于通过电压电流测量单元和电池监控单元采集电池状态；
处理模块，用于根据所述电池状态输出电池使用指令和电池状态评估信息。
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