CN105612677B - 用于防止由于通信错误的错误的控制算法的执行的电池管理单元 - Google Patents

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Abstract

所公开的是电池管理单元。根据本发明的电池管理单元能够当在通信线路上发生错误时通过执行无限循环来防止错误的控制算法的执行。

Description

用于防止由于通信错误的错误的控制算法的执行的电池管理 单元
技术领域
本公开涉及电池管理单元，并且更具体地，涉及用于防止由于通信线路中发生的错误导致的错误的控制算法一直运行的电池管理单元。
本申请要求2014年1月27日在大韩民国提出的韩国专利申请No.10-2014-0009584的优先权，其公开通过引用并入本文。
背景技术
由于二次电池容易适用于各种产品的特性以及诸如高能量密度的电属性，二次电池不仅通常应用于便携式设备，而且也普遍地应用于在电驱动源上运行的电动车辆(EV)、混合动力车辆(HV)或储能***。该二次电池由于其显著地减少了化石燃料的使用及从能源的使用中不产生副产品的主要优点，正引起注意，使其成为新的生态友好的并且能量高效的能源。
在电动车辆中使用的电池组具有由多个串联连接的电池组件组成的结构，以获得高功率，其中每个电池组件包括多个单元电池。并且，单元电池包括正电极集流体和负电极集流体、间隔件、活性物质和电解质溶液，以及允许通过组件之间的电化学反应来重复充电和放电。
除了基本结构，电池组进一步包括电池管理单元(BMU)，以通过应用用于为诸如电机的驱动负载的控制供电、用于诸如电流或电压的电特性值的测量、用于充电或放电控制、用于电压均衡控制以及用于充电状态(SOC)估计的算法，来监视与控制二次电池的状态。
电池组被安装在包括以来自电池组的电力来供给的负载的电池操作***上并向负载供电。在该实例中，电池管理单元可以通过通信线路电连接至电池操作***。并且，电池管理单元通过通信线路接收与电池组管理相关的命令，命令包括在电池组中包括的二次电池的充电和放电。
然而，当在由电池管理单元通过通信线路接收的信号中发生错误时，电池组的操作可能误入歧途。存在各种信号中的错误原因，诸如对通信线路的物理损害，或者在电池操作***中的程序错误或外部攻击。
当在接收的信号中发生错误时，可能发生诸如电池组的过度充电或过度放电的事故，所以对于电池管理单元存在防止由于通信中发生的错误导致的错误的控制算法一直运行的需要。
发明内容
技术问题
本公开被设计成解决现有技术的问题，并且因此本公开针对提供用于防止由于通信线路中发生的错误导致的错误的控制算法一直运行的电池管理单元。
技术方案
为了实现目标，根据本公开的电池管理单元包括微处理器，该微处理器分析通过通信线路接收的信号，以及基于信号的分析内容执行包括二次电池的充电和放电的控制算法，其中微处理器确定在通过通信线路接收的信号中是否有错误，以及当微处理器在接收信号中检测到错误时，微处理器执行无限循环算法。
根据本公开的实施例，微处理器可以基于所分析的信号内容的模式来确定是否发生了错误。
根据本公开的另一实施例，微处理器可以通过确定所分析的信号内容是否包括在预置的控制算法表中来确定是否发生了错误。
根据本公开的又一实施例，通过通信线路接收的信号可以包括加密信息，以及与二次电池的控制算法相关的内容，并且微处理器可以基于包括在接收信号中的加密信息是否匹配预存的加密信息来确定是否发生了错误。
为了实现目标，根据本公开的电池管理单元包括分析通过通信线路接收的信号的分析单元，以及基于信号的分析内容执行包括二次电池的充电和放电的控制算法的控制单元，其中分析单元确定在通过通信线路接收的信号中是否有错误，以及当分析单元在接收信号中检测到错误时，分析单元执行无限循环算法。
根据本公开的实施例，分析单元可以基于所分析的信号内容的模式来确定是否发生了错误。
根据本公开的另一实施例，分析单元可以通过确定所分析的信号内容是否包括在预置的控制算法表中来确定是否发生了错误。
根据本公开的又一实施例，通过通信线路接收的信号可以包括加密信息，以及与二次电池的控制算法相关的内容，并且分析单元可以基于包括在接收信号中的加密信息是否匹配预存的加密信息来确定是否发生了错误。
为了实现目标，根据本公开的电池管理单元包括微处理器，该微处理器包括分析通过通信线路接收的信号的第一核，以及基于信号的分析内容执行包括二次电池的充电和放电的控制算法的第二核，其中第一核确定在通过通信线路接收的信号中是否有错误，以及当第一核在接收信号中检测到错误时，第一核执行无限循环算法。
根据本公开的实施例，第一核可以基于所分析的信号内容的模式来确定是否发生了错误。
根据本公开的另一实施例，第一核可以通过确定所分析的信号内容是否包括在预置的控制算法表中来确定是否发生了错误。
根据本公开的又一实施例，通过通信线路接收的信号可以包括加密信息，以及与二次电池的控制算法相关的内容，并且第一核可以基于包括在接收信号中的加密信息是否匹配预存的加密信息来确定是否发生了错误。
根据本公开的电池管理单元可以是包括该电池管理单元和多个二次电池的电池组中的一个组件。
根据本公开的电池组可以是电池操作***的一个组件，该电池操作***包括该电池组和以来自该电池组的电力供给的负载。该负载可以是电驱动装置或便携式设备。
有益效果
根据本公开的一个方面，直到重置电池管理单元，无限循环不会停止。因此，这使得管理者能够识别发生在电池管理单元中的故障并解决该故障。进一步，这防止了由于错误的控制算法导致的发生在电池组中的事故。
根据本公开的又一方面，只有连接到通信线路的部分运行无限循环算法，而其他部分单独地运行用于通过二次电池的电压测量来防止过度充电的控制算法。即，即使在通信线路中发生了错误，也最少执行用于二次电池的事故防止的功能。
附图说明
附图示出了本公开的优选实施例，以及连同前述公开一起，用作提供本公开的技术精神的进一步理解，并且因此，本公开不被解释为受限于附图。
图1是示出了根据本公开的实施例的电池管理单元的部分组件的示意性框图。
图2是示出了根据本公开的另一实施例的电池管理单元的部分组件的示意性框图。
图3是示出了根据本公开的又一实施例的电池管理单元的部分组件的示意性框图。
具体实施方式
在下文中，将通过参考附图详细描述本公开的优选实施例。在描述之前，基于发明者被允许定义适于最佳解释的术语的原则，应理解本说明书和附加的权利要求中所使用的术语不应被解释为限于通常的和词典的含义，而应基于对应于本公开的技术方面的含义和概念来理解。因此，本文所提出的描述只是仅出于说明性目的的优选示例，不旨在限制本公开的范围，因此应理解在不脱离本公开的精神和范围的情况下，能够对此做出其他等同和修改。
图1是示出了根据本公开的实施例的电池管理单元10的部分组件的示意性框图。
参考图1，根据本公开的电池管理单元10包括微处理器100。
微处理器100通过通信线路200接收信号。并且，微处理器100通过通信线路200发送信号。通信线路可以连接到控制电池管理单元10的较高级别的控制器。微处理器100可以通过通信线路200发送与微处理器100对其负责的二次电池300的状态相关联的数据，或者通过通信线路200接收与二次电池的充电和放电相关的控制信号。
微处理器100分析通过通信线路200接收的信号。并且，微处理器100基于信号的分析内容执行包括二次电池的充电和放电的控制算法。控制算法可以执行各种适用于普通级别的控制功能，包括诸如每个二次电池300的电压或电流的电特性值的测量、电压均衡控制以及充电状态(SOC)估计。为了这样做，微处理器100包括被设计为执行各种控制功能的控制算法。
二次电池300不限于特定类型。每个二次电池可以包括可重充电并且需要考虑充电或放电电压的锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池以及镍锌电池。并且，可以基于所需的输出电压或充电/放电容量来不同地设置多个二次电池300。然而，本公开不受二次电池的类型、输出电压以及充电容量所限制。虽然图1示出了二次电池300均串联连接，但是本公开不受连接二次电池300的方法所限制。
微处理器100确定在通过通信线路200接收的信号中是否有错误。并且，当微处理器100在接收信号中检测到错误时，微处理器100执行无限循环算法。无限循环算法促使微处理器100无止境地运行程序，表示循环状态没有终止条件或者具有从来不能满足的一个终止条件。
根据本公开，直到重置微处理器100，无限循环不会停止。因此，这使得管理者能够识别发生在电池管理单元10中的故障并解决该故障。进一步，这防止了由于错误的控制算法导致的发生在电池组中事故。
根据本公开的实施例，微处理器100基于所分析的信号内容的模式来确定是否发生了错误。信号内容的模式涉及当前接收的信号与过去发送的信号或接收的信号之间的信号内容中的变化。例如，如果接收了包含“二次电池充电开始”的内容的信号，则下一个将接收的信号是包含“二次电池充电停止”或“二次电池放电开始”的内容的信号。然而，如果再次接收到包含“二次电池充电开始”的内容的信号，则微处理器100确定发生了错误。作为另一示例，假设当二次电池300被完全放电时微处理器100通过通信线路200接收了信号。如果接收信号的内容包含“二次电池放电开始”，则微处理器100确定发生了错误。仅为了说明提供了这些示例，并且可以细想各种其中使用信号内容的模式来确定是否在通信中发生错误的实施例。
根据本公开的另一实施例，微处理器100通过确定所分析的信号内容是否包括在预置的控制算法表中来确定是否发生了错误。根据本公开的电池管理单元10可以包括存储预置的控制算法表的存储器设备。因此，当所分析的信号内容不对应于预置的控制算法表中的内容时，微处理器100确定发生了错误。
根据本公开的又一实施例，通过通信线路接收的信号包括加密信息，以及与二次电池的控制算法相关的内容。并且，微处理器100基于包括在接收信号中的加密信息是否匹配预存的加密信息来确定是否发生了错误。
图2是示出了根据本公开的另一实施例的电池管理单元10的部分组件的示意性框图。
参考图2，如与图1的实施例不同，在微处理器100的位置中示出了分析单元110和控制单元120。根据本公开的电池管理单元10不使用微处理器，并且可以包括基于功能物理上分开的至少两个集成电路(IC)芯片。因此，根据本公开的电池管理单元10包括分析通过通信线路200接收的信号的分析单元110，以及基于信号的分析内容执行包括二次电池300的充电和放电的控制算法的控制单元120。并且，分析单元110确定在通过通信线路200接收的信号中是否有错误，以及当分析单元110在接收信号中检测到错误时，分析单元110执行无限循环算法。
根据本公开，仅连接到通信线路200的分析单元110执行无限循环算法，并且因此，控制单元120可以另行执行用于通过二次电池300的电压测量来防止过度充电的控制算法。即，即使在通信线路200中发生了错误，也可以最少执行用于二次电池的事故防止的功能。分析单元110和控制单元120的特定功能与图1所示的微处理器100的功能相同，并且将在本文中省略重复的描述。
根据本公开的实施例，分析单元110基于所分析的信号内容的模式来确定是否发生了错误。
根据本公开的另一实施例，分析单元110通过确定所分析的信号内容是否包括在预置的控制算法表中来确定是否发生了错误。
根据本公开的又一实施例，通过通信线路接收的信号包括加密信息，以及与二次电池的控制算法相关的内容。并且，分析单元110基于包括在接收信号中的加密信息是否匹配预存的加密信息来确定是否发生了错误。
图3是示出了根据本公开的又一实施例的电池管理单元10的部分组件的示意性框图。
参考图3，如与图1的实施例不同，在微处理器100内示出了第一核101和第二核102。根据本公开的包括在电池管理单元10中的微处理器100可以是包括至少两个核的设备。在此实例中，一个核(第一核)可以用作分析通过通信线路200接收的信号，以及另一核(第二核)可以用作基于信号的分析内容执行包括二次电池的充电和放电的控制算法。即，在微处理器内部物理上分开的每个核基于该核对其负责的功能来执行算法。在此实例中，第一核101确定在通过通信线路接收的信号中是否有错误，以及当在接收信号中检测到错误时，第一核101执行无限循环算法。
根据本公开，仅连接到通信线路200的第一核101执行无限循环算法，并且因此，第二核102可以另行执行用于通过二次电池300的电压测量来防止过度充电的控制算法。即，即使在通信线路200中发生了错误，也可以最少执行用于二次电池的事故防止的功能。第一核101和第二核102的特定功能与图1所示的微处理器100的功能相同，并且将在本文中省略重复的描述。
根据本公开的实施例，第一核101基于所分析的信号内容的模式来确定是否发生了错误。
根据本公开的另一实施例，第一核101通过确定所分析的信号内容是否包括在预置的控制算法表中来确定是否发生了错误。
根据本公开的又一实施例，通过通信线路接收的信号包括加密信息，以及与二次电池的控制算法相关的内容。并且，第一核101基于包括在接收信号中的加密信息是否匹配预存的加密信息来确定是否发生了错误。
根据本公开的电池管理单元10可以是包括该电池管理单元和多个二次电池的电池组中的一个组件。
根据本公开的电池组可以是电池操作***的一个组件，该电池操作***包括该电池组和以来自该电池组的电力供给的负载。电池操作***可以包括例如电动车辆(EV)、混合电动车辆(HEV)、电动自行车(E-Bike)、电力工具、储能***、不间断电源(UPS)、便携式计算机、移动电话、便携式音频设备以及便携式视频设备，以及负载可以包括例如通过从电池组供给的电力来产生转动力的电机，或者将从电池组供给的电力转化至各种电路组件的所需的电力的功率逆变器电路。
在本公开的描述中，应理解图1至3中所示的本公开的每个元件只是逻辑上被区别而非物理上被区别。
即，每个元件对应于实现本公开的技术精神的逻辑元件，并且因此，如果能够实现由本公开的逻辑元件执行的功能，即使每个元件是集成的或分开的，也应解释为落入本公开的范围内，并且应理解如果其是执行相同或类似功能的元件，则无论名称是否相同或不相同，均落入本公开的范围内。
虽然以上已经连同仅有限数量的实施例和附图描述了本公开，但是本公开不限于此，并且应理解在本公开和附加的权利要求的精神和范围以及其等同内，本领域的普通技术人员可以做出各种改变和修改。

Claims (5)

1.一种电池管理单元，包括：
分析单元，所述分析单元分析通过通信线路从控制所述电池管理单元的控制器接收的与二次电池的充电和放电相关的控制信号的内容；以及
控制单元，所述控制单元基于所述控制信号的分析内容执行包括二次电池的充电和放电的控制算法，
其中，所述分析单元确定在通过通信线路接收的所述控制信号中是否有错误，以及当所述分析单元在所接收的控制信号中检测到错误时，所述分析单元执行无限循环算法，
其中，所述分析单元基于所述控制信号的分析内容的模式来确定是否发生了错误，
其中，当所述二次电池被完全放电时，如果所述控制信号的分析内容包含“二次电池放电开始”，则所述分析单元确定在所述控制信号中发生了错误，
其中，在所述分析单元执行无限循环算法的同时，所述控制单元执行用于通过所述二次电池的电压测量来防止过度充电的控制算法。
2.一种电池管理单元，包括：
微处理器，所述微处理器包括
第一核，所述第一核分析通过通信线路从控制所述电池管理单元的控制器接收的与二次电池的充电和放电相关的控制信号的内容；以及
第二核，所述第二核基于所述控制信号的分析内容执行包括二次电池的充电和放电的控制算法，
其中，所述第一核确定在通过通信线路接收的所述控制信号中是否有错误，以及当所述第一核在所接收的控制信号中检测到错误时，所述第一核执行无限循环算法，
其中，所述第一核基于所述控制信号的分析内容的模式来确定是否发生了错误，
其中，当所述二次电池被完全放电时，如果所述控制信号的分析内容包含“二次电池放电开始”，则所述第一核确定在所述控制信号中发生了错误，
其中，在所述第一核执行无限循环算法的同时，所述第二核执行用于通过所述二次电池的电压测量来防止过度充电的控制算法。
3.一种电池组，包括：
根据权利要求1或2的电池管理单元；以及
多个二次电池。
4.一种电池操作***，包括：
根据权利要求3的电池组；以及
以来自所述电池组的电力供给的负载。
5.根据权利要求4所述的电池操作***，其中，所述负载是电驱动装置或便携式设备。
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