一种电控与BMS双冗余通道自动切换通信方法及系统与流程

本发明涉及车载通信技术，尤其涉及一种电控与bms双冗余通道自动切换通信方法及系统。

背景技术：

1、电控单元与bms之间大多采用单一can总线进行数据交互。虽然can总线具有成本低、实时性好以及抗干扰能力较强等优点，但在实际运行过程中，通信链路仍可能受到电磁干扰、线束老化、连接器松动、收发器故障以及总线短路或断路等因素影响，从而导致通信异常甚至通信中断。一旦电控单元无法及时获取bms发送的关键状态信息，可能造成整车进入降功率模式、误触发高压保护，严重情况下甚至导致车辆失去驱动能力，影响车辆运行安全。

2、为了提高通信可靠性，部分现有方案采用双can冗余通信结构，通过配置主通信通道与备用通信通道来增强系统容错能力。然而，现有双冗余通信方案通常仅在检测到主通信通道完全失效后才执行主备切换，通信状态判定方式较为单一，多依赖于心跳报文超时或总线关闭状态进行故障判断，难以及时、准确地反映通信链路的健康状态，容易出现误判或漏判现象。在主备切换过程中，由于缺少有效的数据缓存管理和通信数据重建机制，容易出现报文丢失、数据乱序或重复接收等问题，从而影响电控单元与bms之间的数据一致性，降低系统运行稳定性。

技术实现思路

1、本发明为解决上述技术问题，提出了一种电控与bms双冗余通道自动切换通信方法及系统，以解决至少一个上述技术问题。

2、第一方面，本申请实施例提供一种电控与bms双冗余通道自动切换通信方法，包括以下步骤：

3、在电控单元与bms之间构建主通信通道与备用通信通道；对所述主通信通道与备用通信通道分别进行周期性通信数据采集，得到各通道的通信特征参数；

4、基于所述通信特征参数对各个通信通道进行加权计算，得到主通信通道与备用通信通道的通信状态评估值；

5、将主通信通道的通信状态评估值与预设评估阈值进行比较，判定通信通道状态；

6、在判定主通信通道处于失效状态时，控制通信链路由主通信通道切换至备用通信通道，基于通信路由指针切换及接收缓存冻结机制实现无扰动切换；

7、在完成通信切换后，对备用通信通道接收数据进行时间戳对齐与序列一致性校验，以完成电控与bms通信数据的重建与通信恢复。

8、第二方面，本申请实施例提供了一种电控与bms双冗余通道自动切换通信系统，包括：

9、采集单元，用于在电控单元与bms之间构建主通信通道与备用通信通道；对所述主通信通道与备用通信通道分别进行周期性通信数据采集，得到各通道的通信特征参数；

10、计算单元，用于基于所述通信特征参数对各个通信通道进行加权计算，得到主通信通道与备用通信通道的通信状态评估值；

11、状态判定单元，用于将主通信通道的通信状态评估值与预设评估阈值进行比较，判定通信通道状态；

12、切换单元，用于在判定主通信通道处于失效状态时，控制通信链路由主通信通道切换至备用通信通道，基于通信路由指针切换及接收缓存冻结机制实现无扰动切换；

13、校验单元，用于在完成通信切换后，对备用通信通道接收数据进行时间戳对齐与序列一致性校验，以完成电控与bms通信数据的重建与通信恢复。

14、上述方法及系统所提供的一个方案中，通过构建主通信通道与备用通信通道，实现电控单元与bms之间的双冗余通信架构，使通信链路具备物理独立性与路径冗余性。在单一通道发生断路、短路或总线异常时，系统仍可依赖另一通道维持基本通信能力，从而提升整体通信系统的抗单点故障能力与运行可靠性。对主通信通道与备用通信通道进行周期性通信数据采集，可实现通信链路运行状态的连续感知，使丢帧情况、传输延迟及校验错误等异常特征能够被实时捕获。通过周期化采样机制，提高通信质量评估的数据完整性与动态响应能力，为状态识别提供稳定数据基础。基于通信特征参数进行加权计算，可将多维异构通信指标统一映射为单一状态评估值，实现通信质量的量化表达。通过权重区分不同通信指标的重要性，使丢帧率与校验错误等关键因素对评估结果具有更高影响权重，从而提高评估结果的准确性与工程适用性。

15、通过将通信状态评估值与预设阈值进行比较，实现通信通道状态的分级判定，使通信系统具备正常、降级及失效的结构化识别能力。双阈值判定机制能够有效抑制瞬态波动引起的误判，提高通信状态判断的稳定性与可靠性。在主通信通道失效时，通过通信路由指针切换与接收缓存冻结机制实现通信路径动态重构，可避免切换过程中数据覆盖或乱序问题，实现通信链路的无扰动切换。该机制保证控制指令传输连续性，降低通信中断对系统控制稳定性的影响。在主通信通道失效时，通过通信路由指针切换与接收缓存冻结机制实现通信路径动态重构，可避免切换过程中数据覆盖或乱序问题，实现通信链路的无扰动切换。该机制保证控制指令传输连续性，降低通信中断对系统控制稳定性的影响。通过时间戳对齐与序列一致性校验，实现备用通信通道数据的结构化重建，可有效消除通信切换带来的时序错位与数据缺失问题。结合镜像数据补全机制，提升通信数据完整性与连续性，确保电控单元与bms之间通信闭环快速恢复与稳定运行。

1.一种电控与bms双冗余通道自动切换通信方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的电控与bms双冗余通道自动切换通信方法，其特征在于，所述主通信通道采用第一can总线控制器及其对应的第一差分信号传输线路；所述备用通信通道采用第二can总线控制器及其对应的第二差分信号传输线路；所述第一can总线控制器与所述第二can总线控制器分别挂载于电控单元内部的不同总线节点，且两者的供电电路、地线回路及终端匹配电阻相互隔离，任一通道发生物理层短路或断路故障时不影响另一通道的正常运行。

3.根据权利要求1所述的电控与bms双冗余通道自动切换通信方法，其特征在于，所述周期性通信数据采集具体为：设定固定采样周期，对主通信通道与备用通信通道分别采集报文发送时间戳、报文接收时间戳、报文序号、crc校验结果以及报文状态，得到得到各通道的通信特征参数。

4.根据权利要求1所述的电控与bms双冗余通道自动切换通信方法，其特征在于，所述基于所述通信特征参数对各个通信通道进行加权计算，得到主通信通道与备用通信通道的通信状态评估值的具体步骤为：

5.根据权利要求4所述的电控与bms双冗余通道自动切换通信方法，其特征在于，所述加权融合计算具体为：对多个标准化特征值设定计算权重，再进行加权求和，将加权求和结果进行线性缩放，输出通信状态评估值。

6.根据权利要求1所述的电控与bms双冗余通道自动切换通信方法，其特征在于，所述将主通信通道的通信状态评估值与预设评估阈值进行比较，判定通信通道状态具体为：

7.根据权利要求1所述的电控与bms双冗余通道自动切换通信方法，其特征在于，所述通信路由指针切换具体为：在检测到主通信通道失效时，冻结主通信通道对应的接收缓存区；将通信路由指针由主通信通道映射至备用通信通道；解除备用通信通道对应接收缓存区的冻结状态，并由备用通信通道继续执行后续报文收发操作。

8.根据权利要求1所述的电控与bms双冗余通道自动切换通信方法，其特征在于，所述接收缓存冻结机制具体为：在通信切换过程中暂存主通信通道中未处理完成的数据报文，记录数据报文的报文序号及时间戳信息；在完成通信路由指针切换后，将所述未处理完成的数据报文按照报文序号顺序写入备用通信通道对应的接收缓存区。

9.根据权利要求8所述的电控与bms双冗余通道自动切换通信方法，其特征在于，所述对备用通信通道接收数据进行时间戳对齐与序列一致性校验，以完成电控与bms通信数据的重建与通信恢复，具体包括：获取备用通信通道接收的数据报文序列；根据各数据报文对应的时间戳进行时序重排序；基于报文序号执行序列完整性校验；当检测到存在缺失报文时，调用缓存区中的镜像数据进行数据补全；在完成数据补全后重建通信数据流，并恢复电控单元与bms之间的正常通信。

10.一种电控与bms双冗余通道自动切换通信系统，其特征在于，用于实现如权利要求1至9任一项所述电控与bms双冗余通道自动切换通信方法的步骤，包括：