电池管理系统及其更新方法、电动汽车控制系统和电动车与流程

本发明涉及车载动力电池领域，具体涉及一种电池管理系统及其更新方法、电动汽车控制系统和电动车。

背景技术：

电动汽车以绿色环保无污染的优点，已得到广泛的应用。电池作为其储电能的重要零部件，其功能和性能也决定着电动汽车技术的发展水平。现有的电动汽车为了弥补现有的电池单体之间充放电特性达不到绝对一致的缺点，增加了电池管理系统对电池单体进行充电、放电等均衡管理。

如图1所示，电池管理系统一般由一个电池管理单元01(batterycontrolunit,简称bcu,也称为电池主板)和多个电池监测单元02(batterymanagementunit,简称bmu，也称为电池从板)组成，之间通过can总线进行通讯。bmu负责采集电池单体和模组的电压、温度等数据以及执行电池管理单元bcu的命令对电池单体进行充电、放电均衡动作。bcu负责监测全部电池单体的电压、温度等数据，通过电池监测单元bmu对电池单体进行充电、放电管理。

电池管理系统经常需要执行诸如系统软件更新等任务，以更新操作为例，目前通常采用以下方式对电池管理系统的软件程序进行更新：对于bcu，可以利用pc通过整车can总线bcu进行程序更新；对于多个bmu，包括两种更新方式：一、采用调试接口对各个bmu单独进行程序更新；二、通过内部can总线为每个bmu分配唯一标识符，利用bcu根据标识符对各个电池监测单元bmu单独进行程序更新。

采用调试接口对电池监测单元进行程序更新时，需要对电池包进行拆卸，使用调试器单独对电池监测单元进行连接进行更新，此种方式人力成本较高；利用bcu根据标识符对各个电池监测单元bmu单独进行程序更新时，需要根据各bmu的唯一标识符单独进行队列式程序更新，此方式在bmu数量比较多的情况下，在确定各个电池监测单元的更新顺序上存在难度，而且更新时间比较长。由此可见，现有的电池管理系统使系统在执行诸如更新操作等任务时的工作效率较低。

技术实现要素：

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有的电池管理系统负荷高、工作效率低。

为解决上述技术问题，本发明提供一种电池管理系统，包括：电池管理单元和多个电池监测单元，其中每个所述电池监测单元分别用于采集电池单体信息并控制电池单体进行充放电，所述电池管理单元用于控制所述多个电池监测单元并接收所述多个电池监测单元发送的电池单体信息，所述电池管理单元通过can总线分别与所述多个电池监测单元连接，所述多个电池监测单元串行连接，并且串行连接的多个电池监测单元中的首个的输入端与所述电池管理单元的输出端连接，串行连接的多个电池监测单元中的最后一个的输出端与所述电池管理单元的输入端连接。

优选地，所述电池管理单元用于通过所述can总线向所述多个电池监测单元发送更新数据。

优选地，所述电池管理单元还用于在向所述多个电池监测单元发送更新数据之后，通过其输出端发出更新开始信号；所述电池监测单元用于接收所述更新开始信号并利用所述更新数据进行更新，在更新完毕后向串行连接的下一个电池监测单元发出更新完毕信号，直至所述串行连接的多个电池监测单元中的最后一个在更新完毕后发出更新完毕信号；所述电池管理单元还用于在其输入端接收到更新完毕号时，判定所述电池监测单元更新结束。

优选地，当所述电池监测单元更新失败时，重新进行更新并记录失败次数，当所述失败次数大于预设次数时，由更新失败的电池监测单元通过can总线向所述电池管理单元进行反馈。

优选地，所述更新开始信号由所述电池管理单元的同步信号输出端发出，所述更新完毕信号由所述电池管理单元的同步信号输入端接收。

优选地，所述更新开始信号由电池监测单元的同步信号输入端口接收，所述更新完毕信号由电池监测单元的同步信号输出端口发出。

相应地，本发明还提供一种电池管理系统的更新方法，电池管理单元和多个电池监测单元，其中每个所述电池监测单元分别用于采集电池单体信息并控制电池单体进行充放电，所述电池管理单元用于控制所述多个电池监测单元并接收所述多个电池监测单元发送的电池单体信息，所述电池管理单元通过can总线分别与所述多个电池监测单元连接，所述方法包括：所述电池管理单元通过所述can总线向所述多个电池监测单元发送更新数据；所述电池管理单元的输出端发出更新开始信号；接收到所述更新开始信号的电池监测单元利用更新数据进行更新，并在更新完毕后通过输出端向串行连接的下一个电池监测单元发出更新完毕信号，直至所述串行连接的多个电池监测单元中的最后一个在更新完毕后发出更新完毕信号；所述电池管理单元的输入端在接收到所述更新完毕号判定所述电池监测单元更新结束。

优选地，上述方法还包括：当所述电池监测单元更新失败时，重新进行更新并记录失败次数；当所述失败次数大于预设次数时，由更新失败的电池监测单元通过can总线向所述电池管理单元进行反馈。

本发明还提供了一种电动汽车控制系统，包括：整车控制器，用于发送更新启动信号；电池管理系统，其中的电池管理单元用于接收所述更新启动信号，所述电池管理系统在接收到所述更新启动信号时，利用上述方法进行更新。

本发明还提供了一种电动车，该电动车包括上述电动汽车控制系统。

本发明提供的电池管理系统使电池管理单元和多个电池监测单元形成一个串行回路，使电池管理单元可以通过串行信号线控制后续的多个电池监测单元按照串行连接的顺序依次执行特定的任务；并且该系统可以执行多种任务，电池管理单元可以通过can总线向各个电池监测单元发送执行任务所需的数据，并通过串行信号线控制电池监测单元执行任务，由此可以降低电池管理系统的负荷，提高电池管理系统的工作速度。

本发明提供的电池管理系统的更新方法可以使多个串行连接的电池监测单元按顺序依次进行更新，并在全部更新完毕后向电池管理单元进行反馈，电池管理单元不需要判断每一个电池监测单元的更新状态，只需要进行一次判断即可得知所有电池监测单元的更新状态，由此可以降低电池管理系统的负荷，提高电池管理系统的更新速度，该方法具有较高的工作效率。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1是根据现有的电池管理系统结构图；

图2是根据本发明实施例的电池管理系统结构图；

图3是根据本发明实施例的电池管理系统的更新方法的流程图；

图4是根据本发明实施例的电动汽车控制系统的结构图。

具体实施方式

图2示出了根据本发明实施例的电池管理系统结构图，该系统包括：电池管理单元(bcu)11和n个电池监测单元(bmu)12，其中bcu用于控n个bmu并接收n个电池的监测单元发送的电池单体信息，其中n为大于1的正整数。bmu用于采集电池单体信息并控制电池单体进行充放电，bcu通过can总线分别与n个bmu连接，n个bmu串行连接，并且串行连接的n个bmu中的首个bmu的输入端与bcu的输出端连接，串行连接的n个bmu中的最后一个bmu的输出端与bcu的输入端连接。

上述bcu和n个bmu形成一个串行回路，使bcu可以通过串行信号线控制后续的n个bmu按照串行连接的顺序依次执行特定的任务。该系统可以执行多种任务，bcu可以通过can总线向各个bmu发送执行任务所需的数据，并通过串行信号线控制bmu执行任务，由此可以降低bcu的负荷，提高电池管理系统的工作速度。

上述电池管理系统特别适用于执行电池管理系统的更新任务，当需要对该系统进行程序更新时，可以通过usb转can工具将pc端连接在整车can总线上，使pc端直接与bcu进行点对点通讯，由pc端向bcu发送指令和更新数据。

下面将结合图2和图3详细说明本发明实施例的电池管理系统的更新方法，该方法可以由上述电池管理系统执行，该方法包括如下步骤：

s1，bcu通过can总线向多个bmu发送更新数据，由此可以实现更新数据的并行发送。

s2，bcu的输出端发出电平信号(更新开始信号)。

s3，接收到电平信号的bmu利用更新数据进行更新；参见图2，bcu向n个bmu发送更新数据之后，通过其输出端发出更新开始信号，与bmu输出端连接的第一个bmu(1)接收更新开始信号并利用更新数据进行更新。

s4，bmu判断自身是否更新成功，如果成功则执行步骤s8，如果失败则执行步骤s5；

s5，记录失败次数；

s6，判断失败次数是否大于预设次数，如果小于预设次数则返回步骤s3重新进行更新，如果失败次数大于预设次数时，执行步骤s7；

s7，更新失败的bmu通过can总线向bcu进行反馈，bcu根据bmu的反馈结果执行步骤s11；

s8，bmu向串行连接的下一个bmu发出电平信号(更新完毕信号)，重复步骤s3-s8直至串行连接的多个bmu中的最后一个在更新完毕后发出电平信号(更新完毕信号)，参见图2，在bmu(1)更新完毕后向串行连接的下一个bmu(2)发出更新完毕信号，之后所有bmu根据上述操作执行更新，直至串行连接的n个bmu中的最后一个bmu(n)在更新完毕后向bcu发送更新完毕信号；

s9，bcu的输入端是否在预设时间内接收到电平信号(更新完毕信号)，如果是则执行步骤s10，否则执行步骤s11；

s10，bcu判定所有bmu更新结束；

s11，bcu判定更新失败，然后可以返回步骤s2以重新进行更新。

本实施例可以使多个串行连接的bmu按顺序依次进行更新，并在全部更新完毕后向bcu进行反馈，bcu不需要判断每一个bmu的更新状态，只需要进行一次判断即可得知所有bmu的更新状态，由此可以降低bcu的负荷，提高电池管理系统的更新速度，该方法具有较高的工作效率。

本实施例将更新开始信号和更新完毕信号优选为模拟信号，模拟信号是相对简单的电平变化，对电平变化进行监测的效率要高于对数字信号或数字指令进行识别的效率，上述更新开始信号可以由bcu的同步信号输出端发出，更新完毕信号可以由bcu的同步信号输入端接收；上述更新开始信号可以由bmu的同步信号输入端口接收，更新完毕信号可以由bmu的同步信号输出端口发出；本领域技术人员可以理解，上述更新开始信号和更新完毕信号也可以是数字信号或者数字指令等复杂信号，对于数字信号或者数字指令，需要使用bcu和bmu上的数字信号端口进行发送和接收，并且还需要识别信号的具体意义。

根据上述步骤s5-s7是可选的，本领域技术人员可以通过bcu得到的反馈信息确定具体哪一个bmu更新失败，有助于技术人员有针对性地解决故障。

本发明的另一个实施例还提供了一种电动汽车控制系统，该系统可以设置在电动汽车中，如图4所示该系统包括：整车控制器41，用于发送更新启动信号；

电池管理系统42，即上述实施例中的电池管理系统，该系统中的电池管理单元用于接收所述更新启动信号，电池管理系统42在接收到所述更新启动信号时，利用上述实施例的更新方法进行更新。此外，更新数据可以由移动存储设备提供，当电池管理系统42接收到更新启动信号时，整车控制器41可以从移动存储设备中读取更新数据，并将更新数据发送给电池管理单元。

上述方案由汽车中的整车控制器控制电池管理系统进行更新，不需要连接外界设备，由此可以提高更新操作的便利性。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。