一种用于BMS的菊花链通信转换装置及汽车的制作方法

一种用于bms的菊花链通信转换装置及汽车
技术领域
1.本实用新型涉及电池管理领域，具体涉及一种用于bms的菊花链通信转换装置及汽车。


背景技术：

2.bms（battery management system）,电池管理系统，是电动汽车核心三电之一——电池的灵魂。bms主要作用是监控电池的状态，智能化的管理并维护各个电池单元，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命。
3.bms的主要架构有集中式与分布式两种，前者结构紧凑、可靠性高、成本也较低，一般用于容量低、总压低、电池系统体积较小的场景中，例如电动工具、电动自行车等等；后者主控单元与从控单元分开，即划分主板与分板，能更好的实现分级管理，可以将电压采集、温度采集等数据采集工作让分板完成，分板完成相应的数据采集后将数据发送到主板，由主板进行统一的分析评估。
4.目前主流的量产新能源电动汽车均采用的分布式bms架构。分布式架构主板与分板数据通信的方案主要有两种，一种是利用can通信进行传输，另一种是利用菊花链通信进行传输。前者以can帧消息直接通信，比较符合整车内部的通信条件，但是满足can通信需要让每块分板有相应的can芯片或者有内置can芯片的mcu以及收发器，这不仅会使每块分板成本增加，分板越多成本增加越多，还会让分板布局走线更加冗杂；菊花链通信无需在分板增加mcu以及can收发器，可以优化分板布局，节省成本，但是菊花链无法直接与mcu通信。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，既能优化分板布局、节省成本，又能保证bms内部的通信，本方案提供了一种用于bms的菊花链通信转换装置及汽车。
6.本实用新型的技术方案为：
7.本实用新型提供了一种用于bms的菊花链通信转换装置，包括：主板，转换板及分板；
8.所述主板上设置有主控制器；
9.所述分板上设置有对各单体数据进行采样的多个单体采样芯片；
10.所述转换板上设置有与各单体采样芯片菊花链通信的通信转换芯片、与所述通信转换芯片spi通信的微处理控制器；
11.与所述微处理控制器通过can总线连接的所述主控制器。
12.优选地，所述主板上还设置有与所述主控制器通过can总线连接的第一can收发器，所述分板上还设置有与所述微处理控制器连接的第二can收发器，所述第一can收发器通过can总线和所述第二can收发器连接。
13.本实用新型还提供了一种汽车，包括上述的用于bms的菊花链通信转换装置。
14.本实用新型的有益效果为：
15.本方案可以实现bms主板与分板的正常通信，主板可以接收到分板采集到的单体电压、单体温度等数据，也可以向分板发送唤醒指令、采样指令、均衡指令等。
16.本方案是在菊花链通信的基础上，在主板与分板之间增加通信转换芯片，即设置转换板。主板与转换板之间通过can帧消息通信，转换板与分板之间用菊花链进行通信，而转换板的主要功能有两个——在分板采集数据传输时，将菊花链通信传送过来的分板采集数据转换成can数据，然后转发给主板的主控制器进行处理；在主板的主控制器指令发送时，转换板将can指令转换成菊花链通信并通过菊花链发送到分板；转换板因此实现桥梁的作用，连接主板与分板并保证主板与分板之间的通信。
17.本方案在遵循bms分布式架构的同时，还保留了菊花链通信，只需在分板上设置一块mcu即可处理所有板的传输数据，既能减少成本还使分板布局更加简洁。
附图说明
18.图1主板、分板及转换板构成与连接框图；
19.图2分板采集数据传输流程图；
20.图3主板指令发送流程图。
具体实施方式
21.以下，参照附图对本方案的实施方式进行详细地说明。
22.如图1所示，本实施例提供了一种用于bms的菊花链通信转换装置，包括主板1、分板3以及转换板2。其中转换板2主要包含通信转换芯片201（例如mc33664）、微处理控制器202、第二can收发器203以及一些必要的外部电子元器件。这样的器件组成是因为本方案考虑到菊花链通信作为spi系统通信，转换为spi通信会更加便捷，并且spi通信也是一种常用的板上通信方式，再用mcu内置的can将消息转换成can将会容易得多。本方案采用两块通信转换芯片201组成一个回环，保证分板3单体数据传输的稳定性。
23.如图2所示为分板3采集数据的传输流程图。分板3上的微处理控制器202在收到主板1上的主控制器101发送的单体数据采集命令后，单体采样芯片301进入工作，开始模拟数据的采集，采集到的数据会通过菊花链实时传输到转换板2的通信转换芯片201，通信转换芯片201会将收到的单体数据转换成spi数据并随即传送给微处理控制器202进行处理，微处理控制器202内置的can芯片会将收到的单体数据解码成符合整车传输要求的can帧消息，然后转换板2通过与主板1连接的第二can收发器203将采集到的单体数据以can帧消息发送到主板1的第一can收发器102，最终由主板1的主控制器101接收到并进行后续的数据分析与处理。
24.如图3所示为主板1指令发送流程图，主板1指令发送的流程与分板3采集数据传输的流程相反：首先，主控制器101根据分板3工作状态，以can帧消息向转换板2上的第二can收发器2031发送单体数据采集、均衡等指令，指令通过主板1与转换板2上连接的第一can收发器102发送到转换板2并被微处理控制器202接收；其次，微处理控制器202将收到的can帧指令解码成spi指令后传输到通信转换芯片201，通信转换芯片201收到后将指令解析成菊花链通信向分板3传输，最终，分板3接收指令并执行。


技术特征：
1.一种用于bms的菊花链通信转换装置，其特征在于，包括：主板（1），转换板（2）及分板（3）；所述主板（1）上设置有主控制器（101）；所述分板（3）上设置有对各单体数据进行采样的多个单体采样芯片（301）；所述转换板（2）上设置有与各单体采样芯片（301）菊花链通信的通信转换芯片（201）、与所述通信转换芯片（201）spi通信的微处理控制器（202）；与所述微处理控制器（202）通过can总线连接的所述主控制器（101）。2.根据权利要求1所述的用于bms的菊花链通信转换装置，其特征在于，所述主板（1）上还设置有与所述主控制器（101）通过can总线连接的第一can收发器（102），所述分板（3）上还设置有与所述微处理控制器（202）连接的第二can收发器（203），所述第一can收发器（102）通过can总线和所述第二can收发器（203）连接。3.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1或2所述的用于bms的菊花链通信转换装置。

技术总结
本实用新型提供了一种用于BMS的菊花链通信转换装置，包括：主板，转换板及分板；所述主板上设置有主控制器；所述分板上设置有对各单体数据进行采样的多个单体采样芯片；所述转换板上设置有与各单体采样芯片菊花链通信的通信转换芯片、与所述通信转换芯片SPI通信的微处理控制器；与所述微处理控制器通过CAN总线连接的所述主控制器。连接的所述主控制器。连接的所述主控制器。


技术研发人员：贺隆成 瞿磊 袁正 李宗华
受保护的技术使用者：重庆长安新能源汽车科技有限公司
技术研发日：2022.04.29
技术公布日：2022/8/23