本发明专利技术公开了一种基于BLEMESH运用云端算法的电池包管理系统及方法，包括：AFE节点和MCU节点。AFE节点包括第一BLEMESHTranceiver模块和BMSAFE模块，第一BLEMESHTranceiver模块用于发送数据，BMSAFE模块用于采集电池组的数据；MCU节点包括MCU模块、第二BLEMESH Tranceiver模块以及云服务模块，MCU模块用于数据处理和BMS算法的实现，第二BLEMESHTranceiver模块用于接收数据和发送指令，云服务模块用于连接终端设备。本发明专利技术用于解决现有的电池包管理系统布线繁杂、可扩展性较差以及算力受限的技术问题。较差以及算力受限的技术问题。较差以及算力受限的技术问题。
【技术实现步骤摘要】
一种基于BLE MESH运用云端算法的电池包管理系统及方法
[0001]本专利技术涉及BMS电池包管理
，具体涉及一种基于BLE MESH运用云端算法的电池包管理系统及方法。
技术介绍
[0002]电池包管理系统(BMS)是一个智能系统，帮助监视电池组的状态，控制输出和保护电池组。在分布式电池包管理系统中，多个电池组成一个电池组，每个电池组由一个AFE(Analog Front
‑
End)来监控和管理电池组的参数，AFE可以读取电池组中各个电池单元的电压、电流和温度等参数数据，再将这些数据传输到MCU中进行处理。在传统的BMS系统中，这些数据在MCU和AFE之间通过线材进行有线传输，比如通过SPI，I2C等接口协议进行传输，如图1所示。
[0003]在电动自行车、电动汽车等实际应用场景中，有线通信需要在硬件上完成正确的布线和连接，繁杂的走线大大增加设备的制造和维护成本，并且有线通信连接易松动或损坏，有一定的可靠性问题。若电池组很大或MCU与AFE之间的距离长，则需要采用较长的连接线，从而导致数据传输的稳定性受到影响。同时，AFE与MCU之间的有线连接必须存在着高低压转换匹配的操作，进一步增加了有线传输的成本。
[0004]考虑到BMS系统有电池增减、故障以及寿命终结的因素，有线通信连接的方式变得非常棘手，这意味着每一次增减电池组都需要重新布线以及连接，电池组的可扩展性变得很差。同时，BMS系统中AFE采集的数据包括电压、电流、温度、SOC(电池电量状态)、SOH(电池健康状态)等等，对于数量众多的电池组来说，这意味着数据传输的规模尤其庞大。传统的BMS系统中的单MCU模式不能提供足够的算力，而若要增加MCU处理单元，有线通信的扩展性不佳，这对有线通信连接方式是一种挑战，如图2所示。
技术实现思路
[0005]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种基于BLE MESH运用云端算法的电池包管理系统及方法，用于解决现有的电池包管理系统布线繁杂、可扩展性较差以及算力受限的技术问题，从而达到简化布线、大大提高BMS系统的可扩展性和算力的目的。
[0006]为解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0007]一种基于BLE MESH运用云端算法的电池包管理系统，包括：
[0008]AFE节点，包括第一BLE MESH Tranceiver模块和BMSAFE模块，所述第一BLE MESH Tranceiver模块用于发送数据，所述BMSAFE模块用于采集电池组的数据；
[0009]MCU节点，包括MCU模块、第二BLE MESH Tranceiver模块以及云服务模块，所述MCU模块用于数据处理和BMS算法的实现，所述第二BLE MESH Tranceiver模块用于接收数据和发送指令，所述云服务模块用于连接终端设备。
[0010]作为本专利技术优选的实施方式，所述BMS AFE模块读取所述电池组中各个电池单元的电压、电流、温度、电池电量状态以及电池健康状态。
[0011]作为本专利技术优选的实施方式，所述第一BLE MESH Tranceiver模块与所述BMS AFE模块进行通信，共同组成BLE MESH网络中的一个节点。
[0012]作为本专利技术优选的实施方式，所述BMS AFE模块将采集到的数据通过所述第一BLE MESH Tranceiver模块发送到BLE MESH网络。
[0013]作为本专利技术优选的实施方式，所述MCU模块对所述BMS AFE模块采集到的数据进行处理和算法分析，并根据分析结果对所述电池组的电量进行估计，以及对所述电池组的健康状态进行监控。
[0014]作为本专利技术优选的实施方式，所述第二BLE MESH Tranceiver模块用于接收所述BLE MESH网络中所述BMS AFE模块采集到的数据，并发送至所述MCU模块，以及将所述MCU模块的相关指令发送到BLE MESH网络。
[0015]作为本专利技术优选的实施方式，所述云服务模块通过WiFi或5G连接所述终端设备，所述终端设备再通过I2C或UART接入所述MCU模块。
[0016]一种基于BLE MESH运用云端算法的电池包管理方法，包括以下步骤：
[0017]基于SIG MESH协议中的配网协议，通过启动配置一个设备构建第一BLE MESH网络；
[0018]在所述第一BLE MESH网络中，采用上位机的PB
‑
ADV模式对AFE节点和MCU节点进行配置，得到第二BLE MESH网络；
[0019]通过所述AFE节点采集电池组的数据，并发送到所述第二BLE MESH网络；
[0020]通过所述MCU节点接收所述第二BLE MESH网络中所述AFE节点采集到的电池组的数据，进行处理和BMS算法分析，并根据分析结果对所述电池组的电量进行估计以及发出相关指令；
[0021]其中，在所述MCU节点进行数据处理和BMS算法分析时，包括：
[0022]通过将所述MCU节点接入到因特网中，将所述BMS算法部署在云端。
[0023]作为本专利技术优选的实施方式，在采用上位机的PB
‑
ADV模式对AFE节点和MCU节点进行配置时，包括：
[0024]所述第一BLE MESH网络通过蓝牙广播信道发送广播信标；
[0025]配置者发现所述广播信标，并发送邀请；
[0026]双方交换公共密钥；
[0027]双方完成对彼此的验证；
[0028]启动配置数据的分配。
[0029]作为本专利技术优选的实施方式，在通过所述AFE节点采集电池组的数据和所述MCU节点发出相关指令时，包括：
[0030]通过所述第二BLE MESH网络的多层结构将所述AFE节点采集到的电池组的数据和所述相关指令封装成所述第二BLE MESH网络中的信息格式，并发送到所述第二BLE MESH网络的蓝牙广播信道中，所述第二BLE MESH网络中的各节点根据自身的地址是否匹配来判断是否接收。
[0031]相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：
[0032](1)本专利技术利用BLE MESH蓝牙协议，通过BLE MESH Tranceiver模块中的低功耗蓝牙的收发模组来实现MCU与各AFE的无线通信，低功耗蓝牙的MESH组网功能通过建立多节点
网络可以大大提高BMS系统的可扩展性，AFE的增减将会更加便捷，多MCU也可以接入MESH网络来提高系统算力；
[0033](2)本专利技术的MCU端可以通过网络连接接入云端以释放更大的算力来处理各电池组的实时数据。
[0034]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。
附图说明
[0035]图1
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是本专利技术
技术介绍
中单一MCU的传统BMS系统的交互示意图；
[0036]图2
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是本专利技术
技术介绍
中多个MCU的BMS系统的交互示意本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于BLEMESH运用云端算法的电池包管理系统，其特征在于，包括：AFE节点，包括第一BLEMESHTranceiver模块和BMSAFE模块，所述第一BLEMESHTranceiver模块用于发送数据，所述BMSAFE模块用于采集电池组的数据；MCU节点，包括MCU模块、第二BLEMESHTranceiver模块以及云服务模块，所述MCU模块用于数据处理和BMS算法的实现，所述第二BLEMESH Tranceiver模块用于接收数据和发送指令，所述云服务模块用于连接终端设备。2.根据权利要求1所述的基于BLEMESH运用云端算法的电池包管理系统，其特征在于，所述BMSAFE模块读取所述电池组中各个电池单元的电压、电流、温度、电池电量状态以及电池健康状态。3.根据权利要求2所述的基于BLEMESH运用云端算法的电池包管理系统，其特征在于，所述第一BLEMESHTranceiver模块与所述BMSAFE模块进行通信，共同组成BLEMESH网络中的一个节点。4.根据权利要求1
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3任一项所述的基于BLEMESH运用云端算法的电池包管理系统，其特征在于，所述BMSAFE模块将采集到的数据通过所述第一BLE MESHTranceiver模块发送到BLEMESH网络。5.根据权利要求1或2所述的基于BLEMESH运用云端算法的电池包管理系统，其特征在于，所述MCU模块对所述BMSAFE模块采集到的数据进行处理和算法分析，并根据分析结果对所述电池组的电量进行估计，以及对所述电池组的健康状态进行监控。6.根据权利要求5所述的基于BLEMESH运用云端算法的电池包管理系统，其特征在于，所述第二BLEMESHTranceiver模块用于接收所述BLEMESH网络中所述BMSAFE模块采集到的数据，并发送至所述MCU模块，以及将所述MCU模块的相关指令发送到BLEMESH网络。7.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：陶轩，李鹏，
申请(专利权)人：珠海昇生微电子有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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