一种功能可重构的电池管理系统及其重构方法与流程

本发明涉及电池管理，尤其涉及一种功能可重构的电池管理系统及其重构方法。

背景技术：

1、当前，新能源产业和技术快速发展。大量动力电池和超级电容被应用于新能源电动汽车或是储能应用。为了提高储能系统的效率、安全性和使用寿命，电池管理系统不可缺少。

2、电池管理系统一般功能包括电池的充放电控制、电池的参数测量和计算(电压、电流、温度、soc等)、电池单体电压的均衡控制、故障诊断、异常保护和通信等功能。

3、目前，绝大多数电池包(pack)是由电池生产厂家组装提供给最终用户(整车厂等)。电池包里面包括电芯和电池管理系统两大关键部件。一部分电池生产厂家(比较有实力的电池生产厂家，例如比亚迪、宁德时代等)自主开发电池管理系统；一部分电池生产厂家则没有能力自动开发电池管理系统，其电池管理系统外购于外部专业的电池管理系统提供商。然而，相当一部分电动汽车或是储能项目呈现项目需求多变，单个项目出货数量小的特点，项目需要根据最终用户的要求进行定制化开发。

4、基于以上行业特点，项目实施方需要频繁修改电池管理系统的执行逻辑。而目前电池管理系统的内部逻辑定制修改必须依赖于对电池管理系统底层代码的修改。

5、根据项目需求修改电池管理系统的底层代码，这种方式显然存下以下风险：

6、1.修改底层代码容易引入不稳定因素，对产品的可靠性有一定负面影响；

7、2.修改底层代码的修改和测试周期长；

8、3.修改底层代码必须由电池管理系统研发工程师进行，使得研发工程师频繁参与项目开发的定制开发，影响其工作效率；

9、3.对于电池管理系统外购的电池厂家而言，修改底层代码必须依赖于外部电池管理系统提供商，从而增加了项目管理难度，项目周期和质量也更加难以控制。

10、为此，本申请人经过有益的探索和研究，找到了解决上述问题的方法，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题之一在于：针对现有技术的不足而提供一种便于用户对系统进行二次开发的功能可重构的电池管理系统。

2、本发明所要解决的技术问题之二在于：提供一种上述功能可重构的电池管理系统的重构方法。

3、作为本发明第一方面的一种功能可重构的电池管理系统，包括：

4、一个主控制器和若干个子控制器，所述主控制器通过通信总线分别与每一个子控制器连接，使得所述主控制器与每一个子控制器进行数据交互；以及

5、安装在上位机内且与所述主控制器连接的上位机编程软件模块，所述上位机编程软件模块用于将用户使用编程语言编写的程序代码编译成中间代码，并将编译后的中间代码下载至所述主控制器内，由所述主控制器执行所述中间代码。

6、在本发明的一个优选实施例中，所述上位机编程软件模块包括：

7、编辑器，所述编辑器用于供用户使用编程语言编写程序代码；

8、编译器，所述编译器用于将所述编辑器编写的程序代码编译生成所述主控制器可执行的中间代码；以及

9、下载器，所述下载器用于将所述编译器生成的中间代码下载至所述主控制器中。

10、在本发明的一个优选实施例中，所述编程语言为梯形图语言ld、指令表语言il、功能模块图语言fbd、顺序功能流程图语言sfc或者结构化文本语言st中的一种。

11、在本发明的一个优选实施例中，所述主控制器包括第一cpu单元以及分别与所述第一cpu单元连接的数字量输入单元、数字量输出单元、模拟量输入单元、模拟量输出单元、pwm输出单元、子控制器连接单元、rs232通信单元、rs485通信单元、以太网通信单元、can通信单元、实时时钟单元和第一电源单元；所述子控制器连接单元分别与所述若干个子控制器，并实现所述主控制器和每一子控制器的数据交互，所述第一电源单元为所述主控制器中的其他所有单元供电。

12、在本发明的一个优选实施例中，所述第一cpu单元包括若干寄存器单元、数据处理单元以及可编程执行引擎单元，所述若干寄存器单元对应地与所述主控制器中的数字量输入单元、数字量输出单元、模拟量输入单元、模拟量输出单元、pwm输出单元、子控制器连接单元、rs232通信单元、rs485通信单元、以太网通信单元、can通信单元和实时时钟单元连接，将所连接的外部功能单元映射成寄存器，作为程序编写和执行的载体；所述数据处理单元用于对所有的输入输出单元和通信单元产生的数据处理；所述可编程执行引擎单元用于解释和执行中间代码。

13、在本发明的一个优选实施例中，每一子控制器包括第二cpu单元以及分别与所述第二cpu单元连接的通信连接单元、电池单体采样均衡单元和第二电源单元，所述通信连接单元与所述主控制器的子控制器连接单元连接，并实现主控制器和子控制器的数据交互，所述电池单体采样均衡单元用于对电池单体电压和温度进行测量，所述第二电源单元为所述子控制器中的其他所有单元提供工作电压。

14、作为本发明第二方面的一种功能可重构的电池管理系统的重构方法，包括以下步骤：

15、步骤s10，用户利用上位机编程软件模块中的编辑器进行编程；

16、步骤s20，上位机编程软件模块中的编译器将其编辑器编写的程序代码编译生成主控制器可执行的中间代码；

17、步骤s30，上位机编程软件模块中的下载器将其编译器生成的中间代码下载至主控制器内；

18、步骤s40，主控制器接收上位机编程软件模块中的下载器发送至的中间代码，并利用其可编程执行引擎单元对接收到的中间代码进行解释执行处理；

19、步骤s50，主控制器根据解释执行处理结果对其控制运行逻辑和/或对应的子控制器的控制运行逻辑进行修改。

20、由于采用了如上技术方案，本发明的有益效果在于：本发明可利用编程语言对电池管理系统进行二次编程开发，使得用户能够根据项目的需要，使用较为简单的编程语言快速便捷的修改电池管理系统的控制运行逻辑，使得原先不具备电池管理系统开发能力的电池厂家具备了快速定制化开发电池管理系统的能力，显著降低了电池管理系统定制化开发的技术风险和项目的各项成本，加快项目进度。

技术特征：

1.一种功能可重构的电池管理系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的功能可重构的电池管理系统，其特征在于，所述上位机编程软件模块包括：

3.如权利要求2所述的功能可重构的电池管理系统，其特征在于，所述编程语言为梯形图语言ld、指令表语言il、功能模块图语言fbd、顺序功能流程图语言sfc或者结构化文本语言st中的一种。

4.如权利要求1所述的功能可重构的电池管理系统，其特征在于，所述主控制器包括第一cpu单元以及分别与所述第一cpu单元连接的数字量输入单元、数字量输出单元、模拟量输入单元、模拟量输出单元、pwm输出单元、子控制器连接单元、rs232通信单元、rs485通信单元、以太网通信单元、can通信单元、实时时钟单元和第一电源单元；所述子控制器连接单元分别与所述若干个子控制器，并实现所述主控制器和每一子控制器的数据交互，所述第一电源单元为所述主控制器中的其他所有单元供电。

5.如权利要求4所述的功能可重构的电池管理系统，其特征在于，所述第一cpu单元包括若干寄存器单元、数据处理单元以及可编程执行引擎单元，所述若干寄存器单元对应地与所述主控制器中的数字量输入单元、数字量输出单元、模拟量输入单元、模拟量输出单元、pwm输出单元、子控制器连接单元、rs232通信单元、rs485通信单元、以太网通信单元、can通信单元和实时时钟单元连接，将所连接的外部功能单元映射成寄存器，作为程序编写和执行的载体；所述数据处理单元用于对所有的输入输出单元和通信单元产生的数据处理；所述可编程执行引擎单元用于解释和执行中间代码。

6.如权利要求4所述的功能可重构的电池管理系统，其特征在于，每一子控制器包括第二cpu单元以及分别与所述第二cpu单元连接的通信连接单元、电池单体采样均衡单元和第二电源单元，所述通信连接单元与所述主控制器的子控制器连接单元连接，并实现主控制器和子控制器的数据交互，所述电池单体采样均衡单元用于对电池单体电压和温度进行测量，所述第二电源单元为所述子控制器中的其他所有单元提供工作电压。

7.一种如权利要求1至6中任一项所述的功能可重构的电池管理系统的重构方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开的一种功能可重构的电池管理系统，包括：一个主控制器和若干个子控制器，所述主控制器通过通信总线分别与每一个子控制器连接，使得所述主控制器与每一个子控制器进行数据交互；以及安装在上位机内且与所述主控制器连接的上位机编程软件模块，所述上位机编程软件模块用于将用户使用编程语言编写的程序代码编译成中间代码，并将编译后的中间代码下载至所述主控制器内，由所述主控制器执行所述中间代码。还公开一种功能可重构的电池管理系统的重构方法。本发明显著降低了电池管理系统定制化开发的技术风险和项目的各项成本，加快项目进度。

技术研发人员：侯金华,王东东,雷新宇
受保护的技术使用者：上海镐喆电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15