一种星型和自组网模式的无线BMS通讯连接系统的制作方法

一种星型和自组网模式的无线bms通讯连接系统
技术领域
1.本实用新型属于新能源电池技术领域，具体涉及一种星型和自组网模式的无线bms通讯连接系统。


背景技术：

2.近年来新能源行业热潮，大家对电池系统的要求也日益提高。在传统模式下，万一发生事故或仅仅因为设备运行时间过长而老化，出现线材断裂或接口接触不良，都容易导致动力电池系统不工作。在此情况下，动力电池需要整体更换，给公司带来的潜在不小的经济损失。而无线方式，不存在线材和接口失效问题，而且由于其无线特性，天然具备模块化的优势，也使得组装方面灵巧以及操作空间大。但是传统的无线方式存在以下问题：无线链路和网络的可靠性，无线bms的无线传输可能会被干扰；无线模块板的供电问题，若采用电芯供电则需保证电压不受影响；电芯之间要做到准确的传输和接收数据，涉及到电芯的地址分配；在无线通讯过程中的密钥交换和刷新、独特的设备身份验证以及调试安全。
3.因此，基于上述技术问题需要设计一种新的星型和自组网模式的无线bms通讯连接系统。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种星型和自组网模式的无线bms通讯连接系统，以解决电芯与电池模组管理单元之间无线通信的技术问题。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种星型和自组网模式的无线bms通讯连接系统，包括：
6.若干电芯，以及主电池模组管理单元；
7.所述电芯适于检测自身的状态信息，所述电芯适于将检测的自身状态信息发送至所述主电池模组管理单元，并且所述电芯适于将自身的状态信息发送至相邻的电芯，以由相邻的电芯将状态信息转发至所述主电池模组管理单元。
8.进一步，所述电芯之间环形首尾相连。
9.进一步，所述电芯上均设置有监测芯片；
10.所述监测芯片适于检测对应电芯的状态信息。
11.进一步，所述电芯适于通过所述监测芯片发送状态信息至所述主电池模组管理单元。
12.进一步，所述电芯适于通过所述监测芯片发送自身的状态信息至相邻的电芯。
13.进一步，所述状态信息包括：电量、温度、电流和电压。
14.进一步，所述主电池模组管理单元中设置有接收芯片，所述主电池模组管理单元适于通过所述接收芯片接收所述电芯发送的自身和/或相邻电芯的状态信息。
15.进一步，所述无线bms通讯连接系统还包括：从电池模组管理单元；
16.所述从电池模组管理单元与各电芯均电性连接，所述电芯适于将自身和/或相邻
电芯的状态信息发送至所述从电池模组管理单元。
17.进一步，所述从电池模组管理单元中设置有接收芯片，所述从电池模组管理单元适于通过所述接收芯片接收所述电芯发送的自身和/或相邻电芯的状态信息。
18.进一步，所述主电池模组管理单元和所述从电池模组管理单元适于发送各电芯的状态信息至bcu。
19.本实用新型的有益效果是，本实用新型通过若干电芯，以及主电池模组管理单元；所述电芯适于检测自身的状态信息，所述电芯适于将检测的自身状态信息发送至所述主电池模组管理单元，并且所述电芯适于将自身的状态信息发送至相邻的电芯，以由相邻的电芯将状态信息转发至所述主电池模组管理单元；实现了节省大量电芯和pack之间的采集线束，为簇级系统节省出空间；具备模块化的优势，即便某部分电池组出了问题，把有问题的电池组抽出来更换掉就可以，不需要置换整块动力电池；无线bms连接具有较小的尺寸可通过更简单的设计使得簇级内部布置实现更大的灵活性，易于维修；无线系统自然可实现时间同步的测量，并提供添加更多同步感知功能的能力；无需担心随着时间推移造成线束的损坏而影响设备的运行。
20.本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
21.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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他的附图。
23.图1是本实用新型的一种星型和自组网模式的无线bms通讯连接系统的原理框图；
24.图2是本实用新型的一种星型和自组网模式的无线bms通讯连接系统的具体连接示意图。
具体实施方式
25.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.如图1和图2所示，本实施例提供了一种星型和自组网模式的无线bms通讯连接系统，包括：若干电芯，以及主电池模组管理单元(主bmu)；所述电芯适于检测自身的状态信息，所述电芯适于将检测的自身状态信息发送至所述主电池模组管理单元，并且所述电芯适于将自身的状态信息发送至相邻的电芯，以由相邻的电芯将状态信息转发至所述主电池模组管理单元；电芯与电芯之间，以及电芯与主电池模组管理单元均适于采用无线通信的
方式进行数据传输；实现了节省大量电芯和pack之间的采集线束，为簇级系统节省出空间；具备模块化的优势，即便某部分电池组出了问题，把有问题的电池组抽出来更换掉就可以，不需要置换整块动力电池；无线bms连接具有较小的尺寸可通过更简单的设计使得簇级内部布置实现更大的灵活性，易于维修；无线系统自然可实现时间同步的测量，并提供添加更多同步感知功能的能力；无需担心随着时间推移造成线束的损坏而影响设备的运行。
27.在本实施例中，所述电芯之间环形首尾相连，便于电芯将自身的状态信息发送至相邻的电芯，以由相邻的电芯将状态信息发送至主电池模组管理单元和从电池模组管理单元。
28.在本实施例中，所述电芯上均设置有监测芯片；所述监测芯片适于检测对应电芯的状态信息；监测芯片可以但不限于采用bq79616-q1，负责采集电芯的电压温度等信息，同时将数据发送给bmu(主bmu和从bmu)，电芯之间环形首尾相连，相邻电芯之间具有彼此发送和接收信息的功能，达到电芯可以直接传输或者通过相邻电芯间接传输给bmu的目的，做到电芯级的无线传输；节省大量电芯和pack之间的采集线束，为簇级系统节省出空间，并且具备模块化的优势，即便某部分电池组出了问题，把有问题的电池组抽出来更换掉就可以，不需要置换整块动力电池。
29.在本实施例中，所述电芯适于通过所述监测芯片发送状态信息至所述主电池模组管理单元，以实现电芯的状态信息的采集，通过主电池模组管理单元可以对电芯的状态进行监测，便于第一时间发现电芯的异常。
30.在本实施例中，所述电芯适于通过所述监测芯片发送自身的状态信息至相邻的电芯，实现电芯级的无线传输，当电芯与主电池模组管理单元之间的通信出现异常时，可以通过相邻的电芯进行状态信息的传输，以确保主电池模组管理单元与电芯之间的通信正常。
31.在本实施例中，所述状态信息包括：电量、温度、电流和电压，通过对电芯的状态信息的采集可以对电芯进行监控，从状态信息对电芯是否正常进行判断。
32.在本实施例中，所述主电池模组管理单元中设置有接收芯片，所述主电池模组管理单元适于通过所述接收芯片接收所述电芯发送的自身和/或相邻电芯的状态信息；接收芯片可以但不限于采用cc2662r-q1芯片，收集来自pack中各电芯的电量、温度、电流和电压等数据，负责pack无线网络的组织、通讯以及外界的通讯，对整个网络信息传输延迟性的监测，发现问题并汇报；在无线bms传输中，通讯标准采用br/edr.basicrate/enhanceddate rate(br/edr)，射频工作在2.4ghz的ism频段，该系统设计可支持多达100个节点，每个节点小于2ms的业界超低延迟，具有出色的网络可用性(超过99.99％)，且网络数据包错误率小于10-7，可以便于各个电芯进行数据传输；无线bms连接具有较小的尺寸可通过更简单的设计使得簇级内部布置实现更大的灵活性，易于维修。
33.在本实施例中，所述无线bms通讯连接系统还包括：从电池模组管理单元(从bmu)；所述从电池模组管理单元与各电芯均电性连接，所述电芯适于将自身和/或相邻电芯的状态信息发送至所述从电池模组管理单元；所述从电池模组管理单元中设置有接收芯片，所述从电池模组管理单元适于通过所述接收芯片接收所述电芯发送的自身和/或相邻电芯的状态信息；从电池模组管理单元中的接收芯片与主电池模组管理单元中接收芯片采用同种芯片；bms采用星型和自组网的模式，如图所示，共设置有
①②③
三种路径，路径
①
默认模式是主选bmu(主电池模组管理单元)直接经过无线方式采集各电芯的电压温度等信息；与此
同时路径
②
备选bmu(从电池模组管理单元)对于电芯的采集是时间同步的，而在主选正常工作的情况下备选主要是数据存储功能；路径
③
是所有电芯的环形连接，一个电芯也可通过相邻电芯传送给bmu，以通过三条路径可以确保电芯数据的正常采集，以确保实时对于电芯数据采集，避免电芯的部分通信失效后无法继续接收电芯的状态信息。
34.在本实施例中，在主从设备(主电池模组管理单元和从电池模组管理单元)以及电芯芯片上设置允许通讯的白名单，只有名单中的地址才允许通讯，写入的是各通讯模块出厂时具备的独一无二的mac地址。
35.在本实施例中，所述主电池模组管理单元和所述从电池模组管理单元适于发送各电芯的状态信息至bcu；主电池模组管理单元和所述从电池模组管理单元之间可以进行数据通信传输。
36.综上所述，本实用新型通过若干电芯，以及主电池模组管理单元；所述电芯适于检测自身的状态信息，所述电芯适于将检测的自身状态信息发送至所述主电池模组管理单元，并且所述电芯适于将自身的状态信息发送至相邻的电芯，以由相邻的电芯将状态信息转发至所述主电池模组管理单元；实现了节省大量电芯和pack之间的采集线束，为簇级系统节省出空间；具备模块化的优势，即便某部分电池组出了问题，把有问题的电池组抽出来更换掉就可以，不需要置换整块动力电池；无线bms连接具有较小的尺寸可通过更简单的设计使得簇级内部布置实现更大的灵活性，易于维修；无线系统自然可实现时间同步的测量，并提供添加更多同步感知功能的能力；无需担心随着时间推移造成线束的损坏而影响设备的运行。
37.本技术中选用的各个器件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。
38.本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本实用新型的范围。
39.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
40.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
41.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实用新型实施例方案的目的。
42.另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
43.所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。处理器可以是一个或多个中央处理器(centralprocessing unit，cpu)，在处理器是一个cpu的情况下，该cpu可以是单核cpu，也可以是多核cpu。通信接口可以为数据传输接口、通信接口或接收器等可被配置用于接收信息的电路或组件，
44.以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

技术特征：
1.一种星型和自组网模式的无线bms通讯连接系统，其特征在于，包括：若干电芯，以及主电池模组管理单元；所述电芯适于检测自身的状态信息，所述电芯适于将检测的自身状态信息发送至所述主电池模组管理单元，并且所述电芯适于将自身的状态信息发送至相邻的电芯，以由相邻的电芯将状态信息转发至所述主电池模组管理单元。2.如权利要求1所述的星型和自组网模式的无线bms通讯连接系统，其特征在于，所述电芯之间环形首尾相连。3.如权利要求1所述的星型和自组网模式的无线bms通讯连接系统，其特征在于，所述电芯上均设置有监测芯片；所述监测芯片适于检测对应电芯的状态信息。4.如权利要求3所述的星型和自组网模式的无线bms通讯连接系统，其特征在于，所述电芯适于通过所述监测芯片发送状态信息至所述主电池模组管理单元。5.如权利要求4所述的星型和自组网模式的无线bms通讯连接系统，其特征在于，所述电芯适于通过所述监测芯片发送自身的状态信息至相邻的电芯。6.如权利要求3所述的星型和自组网模式的无线bms通讯连接系统，其特征在于，所述状态信息包括：电量、温度、电流和电压。7.如权利要求1所述的星型和自组网模式的无线bms通讯连接系统，其特征在于，所述主电池模组管理单元中设置有接收芯片，所述主电池模组管理单元适于通过所述接收芯片接收所述电芯发送的自身和/或相邻电芯的状态信息。8.如权利要求1所述的星型和自组网模式的无线bms通讯连接系统，其特征在于，所述无线bms通讯连接系统还包括：从电池模组管理单元；所述从电池模组管理单元与各电芯均电性连接，所述电芯适于将自身和/或相邻电芯的状态信息发送至所述从电池模组管理单元。9.如权利要求8所述的星型和自组网模式的无线bms通讯连接系统，其特征在于，所述从电池模组管理单元中设置有接收芯片，所述从电池模组管理单元适于通过所述接收芯片接收所述电芯发送的自身和/或相邻电芯的状态信息。10.如权利要求8所述的星型和自组网模式的无线bms通讯连接系统，其特征在于，所述主电池模组管理单元和所述从电池模组管理单元适于发送各电芯的状态信息至bcu。

技术总结
本实用新型属于新能源电池技术领域，具体涉及一种星型和自组网模式的无线BMS通讯连接系统，通过若干电芯，以及主电池模组管理单元；所述电芯适于检测自身的状态信息，所述电芯适于将检测的自身状态信息发送至所述主电池模组管理单元，并且所述电芯适于将自身的状态信息发送至相邻的电芯，以由相邻的电芯将状态信息转发至所述主电池模组管理单元；实现了节省大量电芯和pack之间的采集线束，为簇级系统节省出空间；具备模块化的优势，即便某部分电池组出了问题，把有问题的电池组抽出来更换掉就可以，不需要置换整块动力电池。不需要置换整块动力电池。不需要置换整块动力电池。


技术研发人员：吴博祥 许杰 吴晓峰 祝李静 高纪凡
受保护的技术使用者：江苏天合储能有限公司
技术研发日：2023.02.10
技术公布日：2023/9/20