CN106549712A - 一种采用光纤can通信的电池管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种采用光纤CAN通信的电池管理系统，包括：主控模块、从控模块、光纤转CAN模块和高压管理模块；所述主控模块、所述从控模块和所述高压管理模块均加载有所述光纤转CAN模块；所述主控模块一端与所述从控模块一端光纤连接；所述从控模块另一端与所述高压管理模块一端光纤连接；所述高压管理模块另一端与所述主控模块另一端光纤连接。本发明通过采用环型光纤网络架构，电池管理系统中的主控模块、从控模块、高压管理模块之间的信息传输完全通过光纤CAN网络完成，提升了传输容量与传输速度，降低误码率，并提高抗干扰能力。
Description
技术领域
本发明涉及光纤通信领域，尤其涉及一种采用光纤CAN通信的电池管理系统。
背景技术
受能源危机与环境危机的影响，电动汽车得到了很快的发展。电动汽车的数据传输一般采用CAN网络，当前CAN网络主要采用双绞线，双绞线CAN在技术上容易实现、造价低廉、理论上节点数无限制、对环境电磁辐射有一定抑制能力。
但是相比传统车而言，电动汽车增加了电池管理系统、整车控制器等大量电子单元，尤其是电池管理系统，常包括主控模块、从控模块、高压管理模块等多个电子部件。随着汽车电子元件的增加，CAN网络传输数据量大增。为了提高数据传输速率，必然增加CAN信号频率，这又会导致双绞线的衰减迅速增高，抗干扰能力下降；而如果保持原有的数据传输速率，则会导致CAN网络延时增加，系统数据无法及时传输到关键节点，造成系统故障。
因此，提出一种采用光纤CAN网络以提升传输容量与传输速度，降低误码率，并提高抗干扰能力的电池管理系统是本领域技术人员需要解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种采用光纤CAN通信的电池管理系统，通过采用环型光纤网络架构，电池管理系统中的主控模块、从控模块、高压管理模块之间的信息传输完全通过光纤CAN网络完成，提升了传输容量与传输速度，降低误码率，并提高抗干扰能力。
本发明实施例提供了一种采用光纤CAN通信的电池管理系统，包括：
主控模块、从控模块、光纤转CAN模块和高压管理模块；
所述主控模块、所述从控模块和所述高压管理模块均加载有所述光纤转CAN模块；
所述主控模块一端与所述从控模块一端光纤连接；
所述从控模块另一端与所述高压管理模块一端光纤连接；
所述高压管理模块另一端与所述主控模块另一端光纤连接；
其中，所述光纤转CAN模块用于将所述主控模块或所述从控模块或所述高压管理模块传输的电信号转化成光信号，并将所述光信号通过光纤传输出去；
所述光纤转CAN模块还用于将从光纤接收到的光信号转换成电信号，并将所述电信号传输至所述主控模块或所述从控模块或所述高压管理模块处理。
优选地，所述从控模块数量为至少两个，所述从控模块之间通过光纤连接。
优选地，所述光纤转CAN模块包括：微控制单元、CAN收发器和光电收发器；
所述微控制单元一端与所述CAN收发器一端连接；
所述微控制单元另一端与所述光电收发器一端连接。
优选地，本发明实施例提供的一种采用光纤CAN通信的电池管理系统，还包括：EEPROM单元；
所述EEPROM单元与所述微控制单元连接。
优选地，至少两个所述从控模块与所述主控模块、所述高压管理模块形成光纤环路。
优选地，第一从控模块用于采集电池的电压信号和温度信号，并通过所述光纤转CAN模块将所述电压信号和温度信号发送给第二从控模块。
优选地，第二从控模块用于判断所述电压信号和温度信号是否为所述第二从控模块需要进行处理的信号，并将不是所述第二从控模块需要进行处理的信号发送给与所述第二从控模块连接的第三从控模块或所述高压管理模块。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
本发明实施例提供了一种采用光纤CAN通信的电池管理系统，包括：一种采用光纤CAN通信的电池管理系统，其特征在于，包括：主控模块、从控模块、光纤转CAN模块和高压管理模块；所述主控模块、所述从控模块和所述高压管理模块均加载有所述光纤转CAN模块；所述主控模块一端与所述从控模块一端光纤连接；所述从控模块另一端与所述高压管理模块一端光纤连接；所述高压管理模块另一端与所述主控模块另一端光纤连接；其中，所述光纤转CAN模块用于将所述主控模块或所述从控模块或所述高压管理模块传输的电信号转化成光信号，并将所述光信号通过光纤传输出去；所述光纤转CAN模块还用于将从光纤接收到的光信号转换成电信号，并将所述电信号传输至所述主控模块或所述从控模块或所述高压管理模块处理。本发明实施例通过采用环型光纤网络架构，电池管理系统中的主控模块、从控模块、高压管理模块之间的信息传输完全通过光纤CAN网络完成，实现了以下优点：
(1)频带宽，传输容量大：由于光纤通信使用的光波具有约1014Hz的超高频率，因此光纤通信具有很大的通信容量，可以满足汽车日益增长的高速、大容量的通信需求。
(2)抗电磁干扰性好：光纤由电绝缘的石英或者聚合物材料制成，因此光纤通信线路不受各种电磁场的干扰，非常适合在强电磁干扰的汽车环境中使用。
(3)重量轻，体积小：光纤的直径很小且重量很轻，即使做成光缆，在芯数相同的条件下，其重量还是比电缆轻得多，体积也小很多，同时光纤通信网络也不用考虑接地和屏蔽，可以解决汽车上线束复杂的问题。
(4)损耗小，误码率低：光纤在1310nm和1550nm波长时的传输损耗分别为0.5dB/km和0.2dB/km，远小于双绞线，并且光纤还具有不辐射能量、不导电、不存在光信号相互干扰的影响，因此误码率极低(小于10-9)。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种采用光纤CAN通信的电池管理系统的结构示意图；
图2为光纤转CAN模块的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种采用光纤CAN通信的电池管理系统，通过采用环型光纤网络架构，电池管理系统中的主控模块、从控模块、高压管理模块之间的信息传输完全通过光纤CAN网络完成，提升了传输容量与传输速度，降低误码率，并提高抗干扰能力。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1和图2，本发明实施例提供的一种采用光纤CAN通信的电池管理系统的一个实施例，包括：
主控模块、从控模块、光纤转CAN模块和高压管理模块；
主控模块、从控模块和高压管理模块均加载有光纤转CAN模块；
主控模块一端与从控模块一端光纤连接；
从控模块另一端与高压管理模块一端光纤连接；
高压管理模块另一端与主控模块另一端光纤连接；
其中，光纤转CAN模块用于将主控模块或从控模块或高压管理模块传输的电信号转化成光信号，并将光信号通过光纤传输出去；
光纤转CAN模块还用于将从光纤接收到的光信号转换成电信号，并将电信号传输至主控模块或从控模块或高压管理模块处理。
具体地，至少两个从控模块与主控模块、高压管理模块形成光纤环路。
在本实施例中，从控模块数量为至少两个，从控模块之间通过光纤连接。如图1中从控模块1一端与主控模块一端连接，从控模块1另一端与从控模块2一端连接，从控模块2另一端与从控模块3一端连接，以此类推，直至从控模块n-1的一端与从控模块n的一端连接，从控模块n的另一端与高压管理模块一端连接。
光纤转CAN模块包括：微控制单元、CAN收发器和光电收发器；
微控制单元一端与CAN收发器一端连接；
微控制单元另一端与光电收发器一端连接。
本发明实施例提供的一种采用光纤CAN通信的电池管理系统，还包括：EEPROM单元；
EEPROM单元与微控制单元连接。
第一从控模块用于采集电池的电压信号和温度信号，并通过光纤转CAN模块将电压信号和温度信号发送给第二从控模块。
第二从控模块用于判断电压信号和温度信号是否为第二从控模块需要进行处理的信号，并将不是第二从控模块需要进行处理的信号发送给与第二从控模块连接的第三从控模块或高压管理模块。
在本实施例中，电池管理系统一般包括主控模块、从控模块以及高压管理模块，主控模块一般负责电流采集、状态估计、故障诊断、数据存储以及对外通信等功能，从控模块一般负责电池单体电压、温度采集、均衡以及热管理等功能，高压管理模块则主要负责高压继电器控制与绝缘检测等功能。
光纤转CAN模块包括微控制单元(即MCU)、CAN收发器和光电收发器三个部分组成，MCU通过光电收发器接收光信号，并通过CAN收发器转换为CAN报文发送出去；同时通过CAN收发器接收CAN报文通过光纤收发器转成光信号发送出去，从而保证光电信号的转换且电信号是以CAN报文形式发送和接收。光纤转CAN模块集成在每个电池管理模块(即主控模块、从控模块和高压管理模块)中。
在实际工作过程中，采用环型光纤网络架构，即信号单向传输。比如从控模块1采集多节电池单体电压、温度，并通过光纤转CAN模块将信号传输给从控模块2中的光纤转CAN模块，从控模块2分辨信号类型，并不是本模块需要处理的信息，直接传输给下一模块，直至传送到主控模块进行处理与存储。其他从控模块与高压管理模型的信号传输方式类似。当主控模块传输控制信号时，同样首先传输到从控模块1，从控模块1接收并处理后继续往下一个模块传递，直至通过环型光纤CAN网路将处理结果返回给主控模块。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种采用光纤CAN通信的电池管理系统，其特征在于，包括：主控模块、从控模块、光纤转CAN模块和高压管理模块；
所述主控模块、所述从控模块和所述高压管理模块均加载有所述光纤转CAN模块；
所述主控模块一端与所述从控模块一端光纤连接；
所述从控模块另一端与所述高压管理模块一端光纤连接；
所述高压管理模块另一端与所述主控模块另一端光纤连接；
其中，所述光纤转CAN模块用于将所述主控模块或所述从控模块或所述高压管理模块传输的电信号转化成光信号，并将所述光信号通过光纤传输出去；
所述光纤转CAN模块还用于将从光纤接收到的光信号转换成电信号，并将所述电信号传输至所述主控模块或所述从控模块或所述高压管理模块处理。
2.根据权利要求1所述的采用光纤CAN通信的电池管理系统，其特征在于，所述从控模块数量为至少两个，所述从控模块之间通过光纤连接。
3.根据权利要求1所述的采用光纤CAN通信的电池管理系统，其特征在于，所述光纤转CAN模块包括：微控制单元、CAN收发器和光电收发器；
所述微控制单元一端与所述CAN收发器一端连接；
所述微控制单元另一端与所述光电收发器一端连接。
4.根据权利要求3所述的采用光纤CAN通信的电池管理系统，其特征在于，还包括：EEPROM单元；
所述EEPROM单元与所述微控制单元连接。
5.根据权利要求2所述的采用光纤CAN通信的电池管理系统，其特征在于，至少两个所述从控模块与所述主控模块、所述高压管理模块形成光纤环路。
6.根据权利要求5所述的采用光纤CAN通信的电池管理系统，其特征在于，第一从控模块用于采集电池的电压信号和温度信号，并通过所述光纤转CAN模块将所述电压信号和温度信号发送给第二从控模块。
7.根据权利要求6所述的采用光纤CAN通信的电池管理系统，其特征在于，第二从控模块用于判断所述电压信号和温度信号是否为所述第二从控模块需要进行处理的信号，并将不是所述第二从控模块需要进行处理的信号发送给与所述第二从控模块连接的第三从控模块或所述高压管理模块。
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|---|---|---|---|---|
| CN111262769A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-06-09 | 浙江零跑科技有限公司 | 一种用于电能系统ecs的新型链环式通信系统 |
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