本發(fā)明涉及通信，具體地涉及一種基于菊花鏈的通信系統(tǒng)及一種基于菊花鏈的通信方法。

背景技術：

1、隨著新能源汽車和儲能系統(tǒng)的迅猛發(fā)展，電池管理系統(tǒng)(battery?managementsystem，bms)在現(xiàn)代電池組中的重要性日益凸顯。bms系統(tǒng)的核心任務是對電池單元的狀態(tài)進行實時監(jiān)控和管理，以保障電池的安全性和使用效率。為了實現(xiàn)對大規(guī)模電池組的精確管理，bms系統(tǒng)通常需要通過可靠的通信網絡傳輸電池單元的電壓、溫度等關鍵信息。ccs(cellscontact?system，集成母排)技術被廣泛應用于這一場景，旨在提高電池模組的集成度和數(shù)據采集效率。

2、在ccs系統(tǒng)中，菊花鏈通信是一種常用的通信方式，它通過串行連接多個設備，實現(xiàn)高速、高效的數(shù)據傳輸。然而，隨著電池組規(guī)模的擴大，傳統(tǒng)的菊花鏈通信方式在實際應用中暴露出了一系列技術問題。首先，傳統(tǒng)的ccs系統(tǒng)往往依賴于大尺寸的隔離器件來確保信號傳輸?shù)碾姎飧綦x。這些隔離器件不僅占用大量的電路板空間，還對bms系統(tǒng)的小型化形成了制約。此外，為了應對多串級聯(lián)電池組的高壓環(huán)境，系統(tǒng)必須使用耐高壓器件，這顯著增加了整體芯片的成本。

3、另一個重要的問題是，現(xiàn)有的通信系統(tǒng)往往需要大量的外圍器件來實現(xiàn)信號的傳輸和隔離。隨著ccs系統(tǒng)的復雜性增加，外圍器件的數(shù)量也不斷增加，這不僅加大了電路設計的難度，還使得最新的ccs?pack工藝在集成過程中面臨諸多挑戰(zhàn)。外圍器件的繁多使得整個系統(tǒng)在生產和組裝過程中難以實現(xiàn)高效的集成，最終導致系統(tǒng)的體積增大和成本上升。

4、綜上所述，當前的ccs系統(tǒng)在通信方面存在以下主要不足：隔離器件尺寸過大不利于bms系統(tǒng)的小型化、需要使用耐高壓器件增加了整體芯片的成本、以及外圍器件過多導致ccs?pack工藝難以實現(xiàn)高效集成。這些問題嚴重制約了ccs系統(tǒng)在現(xiàn)代電池管理中的應用和發(fā)展。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實施方式的目的是提供一種基于菊花鏈的通信系統(tǒng)及通信方法，以至少解決現(xiàn)有菊花鏈通信方案在解決ccs系統(tǒng)通信需求時存在的小型化難度大和構件成本高的問題。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供一種基于菊花鏈的通信系統(tǒng)，應用于電池模組檢測通信，所述系統(tǒng)包括：

3、與主控芯片通信連接的多個差分收發(fā)機，各差分收發(fā)機與各電池模組的電池單元一一對應設置，各差分收發(fā)機基于改進的菊花鏈建立通信；其中，所述改進的菊花鏈基于直流耦合構建；各差分收發(fā)機均集成獨立的afe芯片，用于執(zhí)行對應電池單元的電池參數(shù)采集；各差分收發(fā)機用于將對應電池單元的電池參數(shù)通過差分信號傳回給所述主控芯片。

4、可選的，各afe芯片的差分通信引腳通過差分線串行連接；各afe芯片的差分通信信號與單端信號復用同一引腳傳輸。

5、可選的，各差分收發(fā)機均包括：向下收發(fā)機，用于采集上游/下游節(jié)點的差分數(shù)據，并將對應的差分數(shù)據傳輸?shù)较乱还?jié)點；單端接收模塊，用于采集對應電池單元或上游/下游節(jié)點的單端信號；喚醒模塊，用于在輸入信號觸發(fā)時喚醒對應差分收發(fā)機；校準模塊，用于在ate環(huán)境下執(zhí)行校準功能。

6、可選的，所述向下收發(fā)機包括發(fā)射機和接收機；所述發(fā)射機用于輸出偽差分信號；所述接收機用于處于向上接收機或向下接收機時，將比較器共模值鉗制到對應的預設電平。

7、可選的，所述發(fā)射機由兩個反相器架構的輸出緩沖器和深n阱mos管構成；其中，所述發(fā)射機的向上發(fā)射端為深n阱nmos管；所述發(fā)射機的向下發(fā)射端為深n阱pmos管；所述深n阱nmos管和所述深n阱pmos管的阱電位均為浮空。

8、可選的，所述向上發(fā)射端配置有升壓電荷泵，用于在差分線上共模電平高于第一預設值時，通過配置電荷泵使能，提供第一預設量升壓；所述向下發(fā)射端配置有降壓電荷泵，用于差分線上共模電平低于第二預設值時，通過配置電荷泵使能，提供第二預設量降壓。

9、可選的，所述接收機短接有預設定值電阻；所述接收機通過對地預設電壓的共模，將接收機內的比較器共模值鉗制到預設電平；其中，當接收機為向上接收機時，所述預設電平即為預設電壓；當接收機為向下接收機時，所述預設電平為預設電壓與系統(tǒng)電源電壓的和值。

10、本發(fā)明第二方面提供一種基于菊花鏈的通信方法，應用于電池模組檢測通信，所述方法基于權利要上述的基于菊花鏈的通信系統(tǒng)實現(xiàn)，所述方法包括：響應于輸入信號觸發(fā)，喚醒對應的差分收發(fā)機，基于輸入信號確定信號處理方案；執(zhí)行對應的信號處理方案，對所述輸入信號執(zhí)行處理，獲得輸出信號；基于所述輸出信號確定信號流向，并基于對應的信號流向將所述輸出信號傳輸?shù)较乱还?jié)點；在預設時間內未發(fā)生信號活動，控制對應的差分收發(fā)機進入休眠模式。

11、可選的，所述基于輸入信號確定信號處理方案，包括：若輸入信號為對應電池單元的電池參數(shù)采集信號，則對應的信號處理方案為將采集信號處理為對應的發(fā)射信號；若輸入信號為上游/下游節(jié)點的輸入信號，則對應的信號處理方案為信號中轉方案。

12、另一方面，本發(fā)明提供一種計算機可讀儲存介質，該計算機可讀存儲介質上儲存有指令，其在計算機上運行時使得計算機執(zhí)行上述的基于菊花鏈的通信方法。

13、通過上述技術方案，本發(fā)明方案通過多個差分收發(fā)機與主控芯片建立通信，每個差分收發(fā)機與對應的電池單元一一對應設置，并集成了獨立的afe芯片用于采集電池參數(shù)。這種設計通過改進的菊花鏈通信方式，并基于直流耦合的構建，解決了傳統(tǒng)系統(tǒng)中隔離器件尺寸大、外圍器件繁多的問題。通過直流耦合技術，系統(tǒng)有效減少了對大尺寸隔離器件的依賴，從而有助于實現(xiàn)bms系統(tǒng)的小型化。同時，差分收發(fā)機將采集到的電池參數(shù)通過差分信號傳回主控芯片，這種信號傳輸方式具有較強的抗干擾能力，提高了信號的傳輸完整性和可靠性。此外，每個差分收發(fā)機獨立集成afe芯片，使得系統(tǒng)能夠更加高效地采集和處理電池參數(shù)，降低了外圍器件的數(shù)量，簡化了ccs?pack工藝的集成難度?？傮w而言，該系統(tǒng)在提升通信效率、降低成本和增強系統(tǒng)集成度方面具有顯著的技術效果。

14、本發(fā)明實施方式的其它特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

技術特征：

1.一種基于菊花鏈的通信系統(tǒng)，應用于電池模組檢測通信，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

2.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，各afe芯片的差分通信引腳通過差分線串行連接；

3.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，各差分收發(fā)機均包括：

4.根據權利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述向下收發(fā)機包括發(fā)射機和接收機；

5.根據權利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射機由兩個反相器架構的輸出緩沖器和深n阱mos管構成；其中，

6.根據權利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述向上發(fā)射端配置有升壓電荷泵，用于在差分線上共模電平高于第一預設值時，通過配置電荷泵使能，提供第一預設量升壓；

7.根據權利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述接收機短接有預設定值電阻；

8.一種基于菊花鏈的通信方法，應用于電池模組檢測通信，其特征在于，所述方法基于權利要求1-7中任一項權利要求所述的基于菊花鏈的通信系統(tǒng)實現(xiàn)，所述方法包括：

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述基于輸入信號確定信號處理方案，包括：

10.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，該計算機可讀存儲介質上儲存有指令，其在計算機上運行時使得計算機執(zhí)行權利要求8或9中任一項權利要求所述的基于菊花鏈的通信方法。

技術總結
本發(fā)明實施例提供一種基于菊花鏈的通信系統(tǒng)及系統(tǒng)方法，屬于通信技術領域，應用于電池模組檢測通信，所述系統(tǒng)包括：與主控芯片通信連接的多個差分收發(fā)機，各差分收發(fā)機與各電池模組的電池單元一一對應設置，各差分收發(fā)機基于改進的菊花鏈建立通信；其中，所述改進的菊花鏈基于直流耦合構建；各差分收發(fā)機均集成獨立的AFE芯片，用于執(zhí)行對應電池單元的電池參數(shù)采集；各差分收發(fā)機用于將對應電池單元的電池參數(shù)通過差分信號傳回給所述主控芯片。本發(fā)明方案在提升通信效率、降低成本和增強系統(tǒng)集成度方面具有顯著的技術效果。

技術研發(fā)人員：劉旭輝,梁創(chuàng)
受保護的技術使用者：深圳市力創(chuàng)半導體有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/17