双MCU的电池管理系统及其多冗余故障重构方法与流程

本发明涉及一种电池管理系统故障管理方法，具体涉及双mcu的电池管理系统及其多冗余故障重构方法。

背景技术：

随着新能源技术的发展、新能源产品的逐步普及，电池管理系统(bms)在应用当中的重要性日益突出，bms是储能系统与用户间的纽带，可以实时监测电池的物理参数，估计电池状态，对电池充、放电进行控制，并对电池组进行均衡管理和热管理，用户通过bms，可以观测到储能系统的运行参数，掌握储能系统的工作状态。

目前，针对bms的研究主要集中在电池组荷电状态、电池均衡及故障检测方面，对于bms自身故障的研究相对较少，特别是对bms自身故障发生后进行重构从而保障系统稳定运行的研究少之又少，但是bms发生自身故障后的重构对于bms来说是重要的一环，一方面提升了系统的可靠性和稳定性，另一方面对于整个bms价值的提升有着重要的意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种双mcu的电池管理系统，并提供了双mcu的电池管理系统多冗余故障重构方法，主要是在现有bms基础上，增加备用mcu及冗余通信线路，在bms发生自身故障后，对bms进行重构，维持系统稳定的运行。

本发明是这样实现的：

双mcu的电池管理系统，包括与锂电池组相连的bms从控，与bms从控通过can总线相连的主mcu和备用mcu，备用mcu与主mcu相连并监听主mcu的异常信号；

还包括与锂电池组相连的zigbee模块，zigbee模块分别与主mcu和备用mcu相连。

本发明还提供了双mcu的电池管理系统多冗余故障重构方法，具体包括：

当系统正常运行时，备用mcu处于监听状态，监听主mcu的运行信号，当主mcu发出异常信号并处于准备关闭状态时，备用mcu监听到主mcu异常信号，开始启动介入系统，并读取系统存储的历史数据，实现双mcu间的热备份；

当bms从控模块和can总线正常工作时，zigbee传输模块处于休眠状态，当bms从控模块发生故障或can总线发生故障时，zigbee模块启动工作，将系统信息从电池组直接传输至mcu，实现通信线路冗余。

本发明当系统发生mcu或bms从控、can总线其中单一故障时，可针对故障由备用mcu或zigbee无线传输模块实现故障重构，当mcu和bms从控或mcu和can总线共同发生故障时，备用mcu与zigbee无线传输模块共同完成系统故障的重构。本发明有效提升了bms的系统稳定性与可靠性。

附图说明

图1为本发明双mcu的电池管理系统结构示意图。

具体实施方式

本发明所述一种基于双mcu的电池管理系统(bms)多冗余故障重构方法，其特征在于，所述故障重构，是指在系统发生故障后，并且故障已被检测、隔离后，根据设计性能要求，系统自身所进行的结构自动调整，通过一些故障控制理论或控制方法，可以将系统的故障重构具体实现，本发明采用备用mcu及冗余通信线路实现对bms的故障重构，具体实施方式如下：

(1)在现有bms基础上，增加备用mcu，备用mcu与主mcu通过信号线相连，主mcu向备用mcu发送生命信号。当系统正常运行时，备用mcu监听主mcu发来的生命信号，并不介入系统；当系统发生故障，备用mcu监听到由主mcu发来的故障信号后，首先关闭故障mcu，然后从系统存储设备读取当前系统运行数据，开始介入系统，成为主mcu，维持系统正常运行，实现对mcu的故障重构。由于双mcu有主从关系的存在，当故障主mcu故障排除之后，备用mcu监听到主mcu可正常运行信号，重新回到备用状态，监听主mcu信号。

(2)在现有can总线基础上，增加zigbee无线传输模块。当bms正常运行时，zigbee模块处于待机状态；当bms从控发生故障时，无法读取电池组信息并传输，mcu发现故障后，向zigbee模块发送启动信号，zigbee模块启动，采集节点通过zigbee将数据发送至mcu，实现mcu对电池组信息的直接采集，完成bms从控故障的重构，当bms从控故障恢复后，mcu向zigbee模块发送待机工作信号，zigbee模块停止工作，数据重新由从控模块采集并经can总线发送至mcu；当can总线发生故障时，mcu向zigbee模块发送启动信号，zigbee模块启动，将从控与mcu相连进行数据收发，实现对bms从控和can总线的故障重构，当can总线恢复后，mcu向zigbee发送待机信号，zigbee模块停止工作，进入待机状态。

(3)当系统主mcu与can总线或主mcu与从控同时发生故障时，备用mcu监听到主mcu发出的信号，开始关闭发生故障的主mcu，从系统存储设备读取系统运行数据并介入系统，之后，启动zigbee模块，若为can总线故障，则zigbee将连接从控与mcu进行数据与指令收发；若为从控故障，则zigbee连接采集节点与mcu，进行数据与指令收发。

通过以上步骤，可完成本发明所述一种双mcu的电池管理系统多冗余故障重构方法，在系统mcu发生故障时，启动备用mcu介入系统，代替故障主mcu的工作，维持系统正常运行，实现mcu故障重构；在bms从控模块或can总线发生故障时，启动zigbee模块，完成系统数据传输，实现从控通信和can总线的故障重构。同时，zigbee与主mcu和备用mcu相连，接收mcu发出的指令进行启停，共同形成了电池管理系统的故障重构方法。

尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本技术公开的原则范围和精神之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了双MCU的电池管理系统，包括与锂电池组相连的BMS从控，与BMS从控通过CAN总线相连的主MCU和备用MCU，备用MCU与主MCU相连并监听主MCU的异常信号；还包括与锂电池组相连的Zigbee模块，Zigbee模块分别与主MCU和备用MCU相连。本发明还提供了双MCU的电池管理系统多冗余故障重构方法。本发明当系统发生MCU或BMS从控、CAN总线其中单一故障时，可针对故障由备用MCU或Zigbee无线传输模块实现故障重构，当MCU和BMS从控或MCU和CAN总线共同发生故障时，备用MCU与Zigbee无线传输模块共同完成系统故障的重构。本发明有效提升了BMS的稳定性与可靠性。

技术研发人员：黄勇;周迅;孟令峰;代高强;吴达军
受保护的技术使用者：四川长虹电器股份有限公司
技术研发日：2018.09.20
技术公布日：2019.02.12