一种带排序编码功能的电池并联管理系统及排序编码方法与流程

本技术涉及电池管理，尤其是涉及一种带排序编码功能的电池并联管理系统及排序编码方法。

背景技术：

1、随着新能源技术的发展，各种用电设备对电池包的要求也越来越高。在要求电池包的供电时间延长的同时，对电池包的容量需求也越来越大。对于电池包容量提升，通常采用更大体积的电池包，但是此时电池包的重量也会加重，不方便搬运、组装、运输、管理。

2、目前，市场上单个电池包增大到一定体积后，并不会继续通过增加电池包体积的方式来扩展容量，一般是在电池包达到设计的标准尺寸和容量后，采用电池包并联形成一个电池模组的方式来扩展容量。在电池包并联形成的电池模组中，通过在每一个电池包的bms板上设置拔码开关，利用拔码开关为每一个电池包设定一个通讯地址。用户端可以根据实际需求灵活配备相应的电池包的个数，利用通讯地址来实现电池模组的状态监控和管理工作。

3、上述中的相关技术，由于拔码开关需要专业技术人员进行手工设置对码，在电池包并联数量较多时，整个对码操作较为繁锁，并且很容易因误操作造成地址重码而引起电池模组无法通讯监控管理，在电池模组调试时存在因地址编译复杂而造成的调试工作较为困难的缺陷。

技术实现思路

1、为了简化电池包并联后的地址编译，提高系统调试效率，本技术提供一种带排序编码功能的电池并联管理系统及排序编码方法。

2、第一方面，本技术提供一种带排序编码功能的电池并联管理系统，采用如下的技术方案：

3、一种带排序编码功能的电池并联管理系统，包括至少两个按序排列且相互通讯连接的电池包，所述电池包设置有信号输入端、信号输出端、存储单元和处理单元，所述存储单元用于保存通讯地址编码；

4、位于序列中第一个所述电池包中的信号输入端悬空以用于在所述电池包接收外部通讯指令之后确定通讯地址编码的初始值，位于序列中第n个所述电池包中的所述信号输出端和位于序列中第n+1个所述电池包中的信号输入端电性连接；

5、任一个所述电池包中的所述信号输出端在所述信号输入端接收到高电平电压信号后输出高电平电压信号；所述处理单元用于在接收到高电平电压信号以及接收已经编译的通讯地址编码的最大值m时，向所述存储单元中写入通讯地址编码m+1，m和n均为正整数，n≥1，m≥1。

6、通过采用上述技术方案，将多个电池包按照序列进行排序之后，通过将位于序列中的第一个电池包的信号输入端悬空，而将第一个电池包的信号输出端和相邻的电池包的信号输入端相连，以此类推，使得多个电池包之间的信号输入端和信号输出端之间形成串联结构。通过外部通讯指令来触发电池包输出时，利用第一个电池包的信号输入端悬空来向电池包中写入通讯地址编码的初始值。在多个电池包的信号输入端和信号输出端串联结构中，每一个电池包的信号输入端接收到高电平电压信号时，都会触发信号输出端输出高电平电压信号，以此来形成电压信号的按序传递；同时在每一个电池包接收到高电平信号时，利用通讯连接来接收已经编译过通讯地址的电池包中对应的通讯地址编码的最大值，并在最大值的基础上对需要编码的通讯地址进行增加，从而确保在按序自动分配通讯地址过程中，每一个电池包都有一个独特的通讯地址编码，且不会出现重码的问题，能够简化通讯地址编码的操作，在后续系统调试过程中能够提升效率。

7、可选的，所述电池包还包括输入光电耦合器和输出光电耦合器；所述输入光电耦合器输出侧的发射极和所述信号输入端连接，所述输入光电耦合器输出侧的集电极连接电源，所述输入光电耦合器输入侧的负极接地；所述输出光电耦合器输入侧的正极和所述信号输出端连接，所述输出光电耦合器输入侧的负极接地，所述输出光电耦合器输出侧的集电极连接电源；所述输出光电耦合器输出侧的发射极和与当前所述电池包相邻的所述电池包中的所述输入光电耦合器输入侧的正极连接。

8、通过采用上述技术方案，电池包的信号输入端和信号输出端均连接有光电耦合器，利用光电耦合器进行通讯隔离，能够有效抵抗外部静电、雷击等问题，从而确保每一个电池包中的电子元器件的安全性。

9、可选的，多个所述电池包之间通过rs485总线或者是can总线进行通讯连接。

10、通过采用上述技术方案，利用rs485总线或者是can总线来建立通讯网络，较大程度上能够保证通信的稳定性。

11、第二方面，本技术提供一种排序编码方法，所述排序编码方法应用在上述方案中记载的带排序编码功能的电池并联管理系统中，所述排序编码方法采用如下的技术方案。

12、一种排序编码方法，包括以下步骤：

13、建立上位机与电池包之间的通讯网络连接，以及建立第n个电池包中的信号输出端和第n+1个电池包中的信号输入端之间的电性连接；

14、基于电池包的安装位置和上位机发出的排序指令，确定电池包排序编码的初始位置信息，并向处于排序编码初始位置的电池包中写入通讯地址编码的初始值；

15、基于通讯地址编码的编译写入，由处理单元将当前电池包中编译的通讯地址编码信息传输至通讯网络中，并且由当前写入通讯地址编码对应的电池包输出高电平电压信号；

16、获取通讯网络中传输的编码信息集合，响应于信号输入端接收到的高电平电压信号，由处理单元按照预设排序规则向存储单元中写入当前电池包接收到高电平电压信号所对应的通讯地址编码。

17、通过采用上述技术方案，将多个电池包之间的信号输入端和信号输出端之间形成串联结构，通过将上位机和电池并联管理系统通讯连接，利用上位机的排序指令来启动多个电池包之间的通讯地址自动分配。在分配地址过程时，在按序列排序的电池包中，每一个电池包均接收来自上一个电池包的高电平电压信号，每一个电池包的通讯地址编码写入时间均不相同，从而方便对自身内的存储单元中写入通讯地址编码。并且在写入通讯地址编码时，由通讯网络中传输的编码信息集合，以及信号输入端接收到的高电平电压信号来共同确定当前电池包的通讯地址编码值，从而实现通讯地址的自动分配。

18、可选的，在建立第n个电池包中的信号输出端和第n+1个电池包中的信号输入端之间的电性连接的具体方法中，还包括：将第一个电池包的信号输入端以及第n+1个电池包的信号输出端设置为悬空状态。

19、通过采用上述技术方案，将第一个电池包的信号输入端设置为悬空状态，在电池包接收上位机的排序指令之后，由于第一个电池包的信号输入端没有和其他电池包的信号输出端连接，因此对于悬空的第一个电池包的信号输入端是没有电平输入的。

20、可选的，在向处于排序编码初始位置的电池包中写入通讯地址编码的初始值的具体方法中，包括：

21、响应于上位机发出的排序指令，由所有的电池包输出高电平电压信号；

22、基于电池包输出高电平电压信号，确定未接收到高电平电压信号的电池包，并由当前未接收到高电平电压信号的电池包中的处理单元向存储单元中写入通讯地址编码的初始值。

23、通过采用上述技术方案，悬空的第一个电池包的信号输入端是没有电平输入的，而其他电池包的信号输入端均能够通过相邻的电池包的信号输出端来获取高电平信号。因此通过悬空的信号输入端能够确定出唯一的电池包，从而便于向电池包中写入通讯地址编码的初始值。

24、可选的，在向处于排序编码的初始位置的电池包中写入通讯地址编码的初始值的步骤之后，还包括：

25、基于处理单元写入的通讯地址编码的初始值，由通讯地址编码的初始值对应电池包输出恢复指令；

26、响应于恢复指令，所有的电池包停止输出高电平电压信号，由通讯地址编码的初始值对应的电池包启动延时程序；

27、基于延时程序预设的时间阈值，由通讯地址编码的初始值对应的电池包重新输出高电平电压信号。

28、通过采用上述技术方案，在使用上位机的排序指令来选择出通讯地址编码的初始值所对应的电池包之后，由通讯地址编码的初始值对应的电池包来输出恢复指令，来改变所有电池包的输出，从而避免上位机的排序指令使得电池包一直处于输出高电平状态。在所有的电池包关闭输出之后，利用由通讯地址编码的初始值对应的电池包中的延时程序和预设的时间阈值，来再次启动通讯地址编码的初始值对应的电池包的输出，并将高电平电压信号传递至按序排列的第二个电池包中的信号输入端中，从而对第二个电池包进行通讯地址编码的编译。

29、可选的，在获取通讯网络中传输的编码信息，响应于信号输入端接收到的高电平电压信号，由处理单元按照预设排序规则向存储单元中写入当前电池包接收到高电平电压信号所对应的通讯地址编码的具体方法中，包括：

30、基于接收到的通讯地址编码信息，确定已经编译的通讯地址编码最大值m；

31、响应于信号输入端接收到的高电平电压信号，确定当前电池包的通讯地址编码为m+1。

32、通过采用上述技术方案，在电池包接收到高电平电压信号之后，由高电平电压信号来触发处理单元来向存储单元中写入通讯地址编码，而对于当前电池包中需要写入的通讯地址编码，则是通过通讯网络来获取已经编译过的通讯地址编码集合，从通讯地址编码集合中来提取通讯地址编码的最大值，并将需要写入的通讯地址编码设置为比已经编译过的通讯地址编码的最大值还要大1的值，以此来确保每一次写入的通讯地址编码能够按照顺序自动排序。

33、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

34、1.通过将多个电池包的信号输入端和信号输出端串联起来,利用上位机发出的排序指令来编译首个通讯地址后，能够为其他电池包进行自动排序编码，在电池包并联数量较多时,能够简化对电池包的通讯地址编码操作,提升系统调试效率；

35、2.利用光电耦合器进行通讯隔离，能够有效抵抗外部静电、雷击等问题，从而确保每一个电池包中的电子元器件的安全性。