基于CAN总线和菊花链通讯的家储智能控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于CAN总线和菊花链通讯的家储智能控制系统，所述控制系统包括单簇电池管理模块，单簇电池管理模块包括BDU主机和电池组单元，BDU主机包括MCU；电池组单元包括一个或多个串联电池模组，各电池模组包括AFE芯片；MCU与AFE芯片采用菊花链通讯，可自动识别电池模组数量，并通过计算电池模组实际电压累加总和、以及采集BDU主机端的主回路电池输入总压，判断系统通讯情况；扩容时，将待扩容电池组串联至电池组单元，或将若干单簇电池管理模块并联组成多簇电池模组管理系统，通过多簇系统主机实现统一管理。通过上述方案，MCU可自动识别电池模组数量，且扩容时无需额外二级主控，降低了成本和操作复杂度。降低了成本和操作复杂度。降低了成本和操作复杂度。

【技术实现步骤摘要】
基于CAN总线和菊花链通讯的家储智能控制系统


[0001]本专利技术涉及电池管理
，尤其是涉及一种基于CAN总线和菊花链通讯的家储智能控制系统。

技术介绍

[0002]储能设备就是把电能储存起来待需要时使用，目前广泛应用的家用储能系统就是通过储能设备、光伏系统和逆变器的组合，将光伏发电产生的电能储存至储能设备，在需要时通过逆变器控制储能设备放电为家庭用户提供电能，家用储能系统不仅可以帮助用户降低对电网的依赖，同时还可以缓解电网的用电紧张问题。
[0003]其中，家用储能设备的核心是可充电电池，在以前，家用储能设备大多采用铅酸电池，但是近年来随着锂电池技术的发展，锂电池与铅酸电池相比充放电效率较高，而且具有高循环寿命、高比能量、高安全性、绿色环保、体积小等优点，且铅酸电池在使用过程中还会额外消耗能量，因此锂电池在家用储能系统中应用更加广泛，铅酸电池已逐渐被锂电池所代替。
[0004]但是，现有的储能系统无法自动识别系统内电池的数量，也无法获取各电池的温度情况，且在对电池进行扩容时需要采用额外的二级主控，成本较高，操作复杂。

技术实现思路

[0005]为了使系统可以自动识别电池模组的数量，并在对电池扩容时降低成本和操作复杂度，本申请提供一种基于CAN总线和菊花链通讯的家储智能控制系统。
[0006]本申请提供一种基于CAN总线和菊花链通讯的家储电池模组管理系统，采用如下的技术方案：所述控制系统包括单簇电池管理模块，所述单簇电池管理模块包括BDU主机和电池组单元，所述BDU主机包括MCU；所述电池组单元包括一个或多个串联的电池模组，所述各电池模组包括AFE芯片；所述MCU与所述AFE芯片采用菊花链方式通讯连接；所述MCU，用于识别电池模组的数量n1，并根据n1数量的电池模组计算实际电压累加总和U
sum1
；所述MCU，还用于采集BDU主机端的主回路电池输入总压U1，并根据所述实际电压累加总和U
sum1
与输入总压U1，判断MCU对主回路电池输入总压U1的采集是否正常以及MCU与各AFE芯片的通讯是否正常。
[0007]通过采用上述技术方案，MCU通过与AFE芯片采用菊花链方式通讯，自动识别电池模组的数量，结合对电压的自检判断，实现了单簇电池管理模块的自适应配置功能，保证系统的稳定运行。
[0008]在一个具体的可实施方案中，所述电池模组管理系统还包括逆变器，所述MCU与所述逆变器采用第一CAN方式或RS485方式通讯连接；所述MCU，用于获取各电池模组的状态信息，并基于所述状态信息生成第一通讯报
文，将所述第一通讯报文发送至逆变器；所述状态信息包括电流信息、电压信息、温度信息；逆变器，用于判断所述第一通讯报文的ID、第一通讯报文的数据格式以及第一通讯报文的数据是否正确，若判断所述第一通讯报文的ID、第一通讯报文的数据格式以及第一通讯报文的数据均正确，则逆变器判断与MCU通讯成功。
[0009]通过采用上述技术方案，MCU自动获取电池模组的电流信息、电压信息、温度信息，并将各电池模组的电流信息、电压信息、温度信息发送至逆变器，实现与逆变器的通讯。
[0010]在一个具体的可实施方案中，所述单簇电池管理模块包括采用串联方式扩容，将待扩容电池组以串联的方式串接至所述电池组单元，所述待扩容电池组包括一个或多个串联的待扩容电池模组；所述MCU，用于判断所述待扩容电池模组的SOC电量与各电池模组的SOC电量是否一致，若一致，则MCU判断单簇电池管理模块扩容成功，并重新获取扩容后电池模组的数量n2，并根据n2数量的电池模组计算实际电压累加总和U
sum2
；所述MCU，还用于采集扩容后BDU主机端的主回路电池输入总压U2，并根据所述实际电压累加总和U
sum2
与输入总压U2，判断MCU对主回路电池输入总压U2的采集是否正常以及MCU与扩容后各电池模组的通讯是否正常。
[0011]通过采用上述技术方案，当单簇电池管理模块采用串联的方式扩容时，只需要保证待扩容电池模组的SOC电量与各电池模组的SOC电量保持一致，并将待扩容电池模组以串联的方式串接至电池组单元，无需修改配置参数，即可进行组装，实现电池的扩容，具有操作简单、安装方便、性价比高的优点。
[0012]在一个具体的可实施方案中，所述单簇电池管理模块还包括采用并联方式扩容，将若干单簇电池管理模块采用并联的方式连接组成多簇电池模组管理系统；多簇电池模组管理系统中和所述逆变器通讯连接的BDU主机自动识别为多簇系统主机，多簇电池模组管理系统中其他BDU主机自动识别为多簇系统从机，所述多簇系统主机采用第二CAN方式与各多簇系统从机通讯连接；所述多簇系统主机，用于根据各多簇系统从机的SN码对各多簇系统从机分配簇号，并判断多簇电池模组管理系统中各单簇电池管理模块之间的压差U
value
是否在预设压差阈值范围内，并根据对压差U
value
的判断结果判断系统是否扩容成功。
[0013]通过采用上述技术方案，当单簇电池管理模块采用并联的方式扩容时，与逆变器通讯连接的BDU主机自动识别为多簇系统主机，其他BDU主机自动识别为多簇系统从机，通过多簇系统主机对各从机自动进行地址分配并汇总其他各从机的数据，进而判断系统是否扩容成功，省去了额外的二级主控，简化了系统结构，降低了成本。
[0014]在一个具体的可实施方案中，所述多簇系统主机，判断多簇电池模组管理系统中各单簇电池管理模块之间的压差U
value
是否在预设压差阈值范围内，并根据对压差U
value
的判断结果判断系统是否扩容成功，具体为：所述多簇系统主机，通过与各多簇系统从机的通讯，获取各单簇电池管理模块的实际电压累加总和U
sum
，并计算各单簇电池管理模块的实际电压累加总和U
sum
之间的压差U
value
，判断所述压差U
value
是否在预设压差阈值范围内：若所述压差U
value
在预设压差阈值范围内，则多簇系统主机判断系统扩容成功；若所述压差U
value
不在预设压差阈值范围内，则多簇系统主机判断系统扩容失败。
[0015]通过采用上述技术方案，通过判断各单簇电池管理模块之间的压差是否在合理范围内，避免当各单簇电池管理模块之间的压差过大时造成电池的损坏，提高系统运行的安全性。
[0016]在一个具体的可实施方案中，所述多簇系统主机，用于通过与各多簇系统从机的通讯，获取多簇电池模组管理系统中单簇电池管理模块的数量N；所述各多簇系统从机，用于获取各多簇系统从机对应的电池模组的状态信息并输出至多簇系统主机，所述状态信息包括电流信息、电压信息、温度信息；所述多簇系统主机，还用于获取多簇系统主机对应的电池模组的状态信息，并将各多簇系统从机对应的电池模组的状态信息以及多簇系统主机对应的电池模组的状态信息汇总，基于汇总的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于CAN总线和菊花链通讯的家储智能控制系统，其特征在于：所述控制系统包括单簇电池管理模块(1)，所述单簇电池管理模块(1)包括BDU主机(11)和电池组单元(12)，所述BDU主机(11)包括MCU(111)；所述电池组单元(12)包括一个或多个串联的电池模组(121)，所述各电池模组(121)包括AFE芯片(1211)；所述MCU(111)与所述AFE芯片(1211)采用菊花链方式通讯连接；所述MCU(111)，用于识别电池模组(121)的数量n1，并根据n1数量的电池模组(121)计算实际电压累加总和U
sum1
；所述MCU(111)，还用于采集BDU主机(11)端的主回路电池输入总压U1，并根据所述实际电压累加总和U
sum1
与输入总压U1，判断MCU(111)对主回路电池输入总压U1的采集是否正常以及MCU(111)与各AFE芯片(1211)的通讯是否正常。2.根据权利要求1所述的基于CAN总线和菊花链通讯的家储智能控制系统，其特征在于：所述电池模组管理系统还包括逆变器(2)，所述MCU(111)与所述逆变器(2)采用第一CAN方式或RS485方式通讯连接；所述MCU(111)，用于获取各电池模组(121)的状态信息，并基于所述状态信息生成第一通讯报文，将所述第一通讯报文发送至逆变器(2)；所述状态信息包括电流信息、电压信息、温度信息；逆变器(2)，用于判断所述第一通讯报文的ID、第一通讯报文的数据格式以及第一通讯报文的数据是否正确，若判断所述第一通讯报文的ID、第一通讯报文的数据格式以及第一通讯报文的数据均正确，则逆变器(2)判断与MCU(111)通讯成功。3.根据权利要求2所述的基于CAN总线和菊花链通讯的家储智能控制系统，其特征在于：所述单簇电池管理模块(1)包括采用串联方式扩容，将待扩容电池组以串联的方式串接至所述电池组单元(12)，所述待扩容电池组包括一个或多个串联的待扩容电池模组；所述MCU(111)，用于判断所述待扩容电池模组的SOC电量与各电池模组(121)的SOC电量是否一致，若一致，则MCU(111)判断单簇电池管理模块(1)扩容成功，并重新获取扩容后电池模组(121)的数量n2，并根据n2数量的电池模组(121)计算实际电压累加总和U
sum2
；所述MCU(111)，还用于采集扩容后BDU主机(11)端的主回路电池输入总压U2，并根据所述实际电压累加总和U
sum2
与输入总压U2，判断MCU(111)对主回路电池输入总压U2的采集是否正常以及MCU(111)与扩容后各电池模组(121)的通讯是否正常。4.根据权利要求2所述的基于CAN总线和菊花链通讯的家储智能控制系统，其特征在于：所述单簇电池管理模块(1)还包括采用并联方式扩容，将若干单簇电池管理模块(1)采用并联的方式连接组成多簇电池模组管理系统；多簇电池模组管理系统中和所述逆变器(2)通讯连接的BDU主机(11)自动识别为多簇系统主机，多簇电池模组管理系统中其他BDU主机(11)自动识别为多簇系统从机，所述多簇系统主机采用第二CAN方式与各多簇系统从机通讯连接；所述多簇系统主机，用于根据各多簇系统从机的SN码对各多簇系统从机分配簇号，并判断多簇电池模组管理系统中各单...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，张伟，柳华勤，
申请(专利权)人：江苏大秦新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：