JP2013034341A - Assigning addresses to multiple cascade battery modules - Google Patents
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Abstract
Description
バッテリマネジメントシステム(BMSs)は、電気自動車(EVs)および/またはハイブリッド電気自動車(HEVs)に比較的大きい電力を供給するために、典型的には、直列に連結された複数のバッテリモジュールを含む。 Battery management systems (BMSs) typically include a plurality of battery modules coupled in series to provide relatively large power to electric vehicles (EVs) and / or hybrid electric vehicles (HEVs).
各々のバッテリモジュールは、典型的には、複数のバッテリセルと、バッテリセルの状態をモニタし、例えば、遠隔制御ユニットとバッテリセルの状態を通信するように構成された電気回路とを含む。 Each battery module typically includes a plurality of battery cells and an electrical circuit configured to monitor the status of the battery cells, eg, to communicate the status of the battery cells with the remote control unit.
各々のバッテリモジュールを互いに同一となるように製造し、モジュールの製造に要するコストと時間を削減することが望ましい。しかし、動作中においては、例えば、特定のバッテリモジュールを識別するために、個別に各バッテリモジュールのアドレスを指定することが望ましい。システム内の各モジュールの相対的な位置を考慮せずに、複数のバッテリモジュールを組み合わせて、バッテリマネジメントシステムとすることも望ましい。 It is desirable to manufacture each battery module so that they are identical to each other, thereby reducing the cost and time required for manufacturing the module. However, during operation, for example, it is desirable to individually specify the address of each battery module in order to identify a specific battery module. It is also desirable to combine a plurality of battery modules into a battery management system without considering the relative position of each module in the system.
製造の際において、一意のアドレスが与えられてもよいが、製造プロセスに要するコストと時間が増加する。従って、バッテリモジュールがBMSに組み立てられた後に、一意のアドレスを識別し、これをバッテリモジュールに割り当てることが望ましい。 During manufacturing, a unique address may be given, but this increases the cost and time required for the manufacturing process. Therefore, it is desirable to identify a unique address and assign it to the battery module after the battery module is assembled into the BMS.
本発明の一側面として一つの装置が示される。装置は、第1バッテリモジュールを含んでよい。第1バッテリモジュールは、第2バッテリモジュールが第1バッテリモジュールと連結しているときに、バッテリの第1ターミナルからバッテリの第2ターミナルへの第1電流路を、開閉するように構成されたスイッチと、第1電流路と異なる第2電流路の電流を感知するように構成された電流センサと、スイッチの状態を制御してスイッチを開閉するように構成されたローカル制御部とを備える。ここで、スイッチを閉じると第1電流路が閉じられるように構成される。ローカル制御部はさらに第2電流路において感知された電流を検出するように構成される。ローカル制御部は、さらに、第2電流路において検出された電流に少なくとも部分的に基づいて識別子を、受信し、格納するように構成される。 One apparatus is shown as one aspect of the present invention. The apparatus may include a first battery module. The first battery module is configured to open and close a first current path from the first terminal of the battery to the second terminal of the battery when the second battery module is connected to the first battery module. And a current sensor configured to sense a current in a second current path different from the first current path, and a local control unit configured to open and close the switch by controlling the state of the switch. Here, the first current path is closed when the switch is closed. The local controller is further configured to detect a sensed current in the second current path. The local controller is further configured to receive and store the identifier based at least in part on the current detected in the second current path.
本発明の別の側面によれば、複数のバッテリモジュールに識別子を割り当てる方法が示される。この方法は、各バッテリモジュールのスイッチを閉じることを含む。ここで、スイッチは、バッテリの第1ターミナルからバッテリの第2ターミナルへの第1電流路を開閉するように構成される。また、この方法は、各バッテリモジュールの第1電流路と異なる第2電流路を流れる電流を検出することを含む。また、この方法は、一つのバッテリモジュールが第2電流路において零電流を検出した場合に、この一つのバッテリモジュールにアドレスを割り当てることを含む。ここで、この一つのバッテリモジュールは、割り当てられたアドレスを格納するように構成される。また、この方法は、この一つのバッテリモジュールのスイッチを開くことを含む。そして、この方法は、複数のバッテリモジュールのアドレスを割り当てが完了するまで、上記検出すること、上記割り当てること、および上記スイッチを開くことを繰り返すことを含む。 According to another aspect of the invention, a method for assigning identifiers to a plurality of battery modules is shown. The method includes closing a switch on each battery module. Here, the switch is configured to open and close a first current path from the first terminal of the battery to the second terminal of the battery. The method also includes detecting a current flowing through a second current path different from the first current path of each battery module. The method also includes assigning an address to the one battery module when one battery module detects zero current in the second current path. Here, the one battery module is configured to store the assigned address. The method also includes opening the switch of the one battery module. Then, the method includes repeating the detection, the assignment, and the opening of the switch until assignment of addresses of a plurality of battery modules is completed.
本発明の別の側面によれば、システムが示される。システムは、複数のバッテリモジュールを含んでよい。各々のバッテリモジュールは、別のバッテリモジュールが一のバッテリモジュールに連結されたときに、バッテリの第1ターミナルからバッテリの第2ターミナルへの第1電流路を開閉するように構成されたスイッチと、第1電流路と異なる第2電流路を流れる電流を感知するように構成された電流センサと、スイッチの状態を制御してスイッチを開閉するように構成されたローカル制御部とを含む。ここで、スイッチを閉じると第1電流路が閉じられるように構成される。ローカル制御部はさらに第2電流路において感知された電流を検出するように構成される。ローカル制御部は、さらに、第2電流路において検出された電流に少なくとも部分的に基づいて識別子を、受信し、格納するように構成される。 According to another aspect of the invention, a system is shown. The system may include a plurality of battery modules. Each battery module includes a switch configured to open and close a first current path from the first terminal of the battery to the second terminal of the battery when another battery module is coupled to the one battery module; A current sensor configured to sense a current flowing through a second current path different from the first current path; and a local control unit configured to open and close the switch by controlling a state of the switch. Here, the first current path is closed when the switch is closed. The local controller is further configured to detect a sensed current in the second current path. The local controller is further configured to receive and store the identifier based at least in part on the current detected in the second current path.
システムは、さらに複数のバッテリモジュールと連結された中央制御部を含む。中央制御部は、各バッテリモジュールのローカル制御部にメッセージを供給するように構成される。メッセージは、1又は複数のローカル制御部に、当該ローカル制御部に関連付けられたローカルスイッチを閉じさせ、第2電流路を流れる電流を検出させるように構成される。メッセージはさらに、ローカル制御部に、検出された電流に少なくとも部分的に基づいて識別子を格納させるように構成される。 The system further includes a central control unit coupled to the plurality of battery modules. The central controller is configured to supply a message to the local controller of each battery module. The message is configured to cause one or more local controllers to close a local switch associated with the local controller and detect a current flowing through the second current path. The message is further configured to cause the local controller to store the identifier based at least in part on the detected current.
本願発明の特徴および効果は、以下で詳細に記述する実施形態から明らかだろう。これらの記述は、添付図面についての言及とともに考慮されるべきである。 The features and advantages of the present invention will be apparent from the embodiments described in detail below. These descriptions should be considered with reference to the accompanying drawings.
現在の開示と一致するシステム、装置および/または方法は、バッテリマネジメントシステム(BMS)内の複数のバッテリモジュールの各々のバッテリモジュールを識別し、各々のバッテリモジュールにアドレスを割り当てるように構成される。当該システム、装置および/または方法は、複数のバッテリモジュールに含まれるバッテリモジュールの数を決定してよい。当該システム、装置および/または方法は、BMS内において、各々のバッテリモジュールの他のバッテリモジュールに対する相対的な位置を決定してよい。 A system, apparatus and / or method consistent with the current disclosure is configured to identify each battery module of a plurality of battery modules in a battery management system (BMS) and assign an address to each battery module. The system, apparatus and / or method may determine the number of battery modules included in the plurality of battery modules. The system, apparatus and / or method may determine the position of each battery module relative to other battery modules within the BMS.
図1Aは、現在の開示と一致するバッテリマネジメントシステム回路100の一実施形態のブロック図を示す。図1Bは、現在の開示と一致するバッテリマネジメントシステム回路150の別の実施形態のブロック図を示す。本実施形態100、150において、共通の要素は、共通の参照符号を有する。本実施形態は、ここに記載されるように、類似した要素を含むが、これらの要素の配置は異なっている。
FIG. 1A shows a block diagram of one embodiment of a battery
バッテリマネジメントシステム100、150は、それぞれ複数のバッテリモジュールを含む。各々のバッテリモジュール102は、バッテリモジュール回路を含む。例えば、各々のバッテリマネジメントシステム100、150は、複数のバッテリモジュール(モジュール(n)、モジュール(n+1)、およびモジュール(n+2))を含んでよい。各々のバッテリモジュール102は、中央制御部回路、例えば中央電気制御ユニット(CECU)104と連結される。例えば、各々のバッテリモジュール102は、バス106によりCECU104と連結されてよい。CECU104は、メモリ124を含んでよい。記述を容易にするために、ここでは、特定のバッテリモジュールは、モジュール(x)として言及される。xはn、n+1またはn+2であり、複数のバッテリモジュールのうちのいずれかでよい単一のバッテリモジュールは、ここで、バッテリモジュール102と言及される。
バス106は、CECU104と各々のバッテリモジュール102との間で通信させるように構成される。バス106は、シリアル通信のために構成されるシリアルバスであってよい。例えば、バスは、当業者に知られているCANバスであってよい。1または複数のメッセージが、バス106を使用して、CECU104と1または複数のバッテリモジュール102との間で通信されてよい。メッセージは、コマンド、例えば命令、1または複数の識別子、およびデータを含んでよい。例えば、各々のメッセージは識別子を含んでよい。識別子は、例えば、単一のバッテリモジュール102に対応するアドレス、または複数のバッテリモジュールに対応する識別子であってよい。識別子は、メッセージを受け取ることになる、および/またはメッセージに応答することを要求される、1または複数のバッテリモジュールに対応してもよい。例えば、コマンドは、バッテリモジュールに関連付けられたアドレスに対応する識別子を格納する命令を含んでよい。データは、バッテリモジュール102に割り当てられたアドレスを含んでもよい。他の例では、データは、バッテリモジュールに関連付けられたパラメータを含んでよい。パラメータは、内部および/または外部温度、バッテリモジュールに関連付けられたバッテリ電圧および/または電流を含む。コマンドは、当業者にとって明白な他の命令を含んでよい。
各々のバッテリモジュール102は、第1ターミナル(LVCC)と第2ターミナル(LGND)の間に連結された、複数のバッテリセル(バッテリ)110を含む。例えば、バッテリ110はリチウムイオン電池、NiMH(ニッケル水素)電池、鉛酸電池、燃料電池、スーパーキャパシタ、または他のエネルギー貯蔵技術を含んでよい。
Each
各々のバッテリモジュールは、ローカル制御部回路、例えば、ローカル電気制御ユニット(LECU)112、電流センサ回路114、スイッチ回路116、および1または複数の抵抗器、例えばR1(118)、R2(120)を含む。各々の抵抗器R1、R2は、ポートと連結される。例えば、R1はバッテリモジュール102のポートBと連結され、R2はバッテリモジュール102のポートCと連結される。
Each battery module includes a local controller circuit, such as a local electrical control unit (LECU) 112, a
各々のバッテリモジュール102は、少なくとも1つの他のバッテリモジュール102と連結されるように構成される。例えば、各々のポートBは、隣接するバッテリモジュールのポートCと連結されるように構成される。各々のバッテリ110は、少なくとも1つの連接するバッテリモジュールの他のバッテリと連結されるように構成される。例えば、モジュール(n+2)のターミナルLGNDは、モジュール(n+1)のターミナルLVCCに連結されてよく、モジュール(n+1)のターミナルLGNDは、モジュール(n)のターミナルLVCCと連結されてよい。この例においては、モジュール(n+2)のLVCCは、Vpack+に連結され、モジュール(n)のターミナルLGNDは、Vpack−に連結されてよい。各々のバッテリ110は、ターミナルLVCCとターミナルLGNDの間に、対応する電圧を有し、電気的エネルギー(例えば、電流)を、Vpack+とVpack−にわたって連結された負荷に供給するように構成されてもよい。これらの例は3個のモジュールを含んでいるが、当業者に明らかなように、現在の開示と一致して、これより多く又は少ないモジュールがBMSに含まれてよい。
Each
LECUは、バス106と連結されるように構成される。LECU112は、バッテリモジュール102および/またはバッテリ110の状態をモニタし、および/またはバス106上でCECU104と通信するように構成される。LECU112は、ここに記述されるように、バッテリモジュール102のアドレスに対応する識別子を受信し、格納するように構成される。LECU112は、識別子を格納するためのメモリ122を含んでもよい。CECU104は、ここに記述されるように、各々のバッテリモジュールに識別子を割り当てるように構成される。例えば、CECU104は、1または複数のバッテリモジュール102に1または複数のメッセージを伝送する。各々のLECU112は、CECU104から1または複数のメッセージを受信してもよく、自身に関連付けられたアドレスに宛てられた1または複数のメッセージに対してのみ応答してもよい。各々のLECU112は、関連付けられた識別子、即ち、特定のバッテリモジュール102に割り当てられた識別子を含む1または複数のメッセージに応答するように構成される。言い換えれば、各々のバッテリモジュール102には、BMS内の互いのバッテリモジュールと関連する一意のアドレスが割り当てられてよい。
The LECU is configured to be connected to the
LECU112は、バッテリモジュール102の1つのノード(ノードA)に連結される。電流センサ114は、ノードAとバッテリ110のターミナルとの間に連結される。例えば、電流センサ114は、ノードAとバッテリ110のLGNDターミナルとの間に連結されてよい。電流センサ114は、電流センサ回路を含む。電流センサ回路は、抵抗器、ダイオード、抵抗器とダイオード、および/または当業者に知られている他の電流センサ回路を含んでよい。抵抗器の1つ、R1またはR2は、ノードAとバッテリモジュール102のポートとの間に連結されてよい。例えば、BMS100内では、R2はノードAとポートCとの間に連結され、BMS150内では、R1はノードAとポートBとの間に接続される。例えば、抵抗器R1、R2は、保護(例えば、電流制限および過電圧からの保護)を提供するように構成されてもよい。抵抗器R1、R2は、例えば、電流センサ114にかかる電圧を低減するために、電流センサ114とともに分圧器機能を提供してもよい。
スイッチ116は、バッテリターミナル(例えば、LGND)および抵抗器(例えば、R1、R2)との間に連結される。スイッチ116は、LECU112によって制御される。例えば、スイッチ116は、LECUからの信号に基づいて開閉を行ってよい。スイッチ116を閉じることは、ループを閉じ、バッテリ110からスイッチ116、電流センサおよび抵抗器R1、R2を経て電流を流すことを許可することであってよい。LECU112は、CECU104からのメッセージに基づいて、スイッチ116を開閉させる信号を提供するように構成されてよい。スイッチ116は、トランジスタ、例えば、BJT、FET、リレーまたは当業者に知られる電気的に制御可能な他のスイッチであってよい。もし、電流が流れれば、ノードAにおいて、例えば、電流センサ114を越えて、ノードAとバッテリターミナルLGNDの間で、LECU112により、非零電圧が検出されてよい。もし、電流が流れなければ、例えば、スイッチ116は開き、ノードにおいて零電圧が検出されてよい。検出された電流は、ここに記述されるように、複数のバッテリモジュールから一のバッテリモジュールを識別し、および/または選択するために用いられてよい。
例えば、図1AのBMS100において、モジュール(n+2)のスイッチ116が閉じられると、電流は、モジュール(n+1)のバッテリ110のターミナルLVCCから、モジュール(n+2)のスイッチ116を経て、モジュール(n+2)のR1を経てモジュール(n+2)のポートBへ、モジュール(n+2)のポートBからモジュール(n+1)のポートCへ、モジュール(n+1)のR2を経て、モジュール(n+1)のノードAを経て、モジュール(n+1)の電流センサ114を経て、モジュール(n+1)のバッテリ110のターミナルLGNDへ流れてよい。言い換えると、第1バッテリモジュール(例えば、モジュール(n+2))のスイッチを閉じることにより、第2バッテリモジュール(例えば、モジュール(n+1))のバッテリから、第1バッテリモジュール(例えば、モジュール(n+2))のスイッチを経て、第2バッテリモジュール(例えば、モジュール(n+1))のノードおよび電流センサを経た、第1電流路が提供される。第1バッテリモジュール(例えば、モジュール(n+2))の電流センサ114は、第1電流路に含まれない。むしろ、電流センサ114は第2電流路に含まれてよい。
For example, in the
他の例では、図1BのBMS150において、モジュール(n+1)のスイッチ116が閉じられると、電流は、モジュール(n+1)のバッテリ110のターミナルLVCCから、モジュール(n+2)の電流センサ114からモジュール(n+2)のノードA、モジュール(n+2)のノードAからモジュール(n+2)のR1を経てモジュール(n+2)のポートB、モジュール(n+2)のポートBからモジュール(n+1)のポートC、モジュール(n+1)のR2を経て、モジュール(n+1)のスイッチ116を経て、モジュール(n+1)のバッテリ110のターミナルLGNDへ流れてよい。言い換えると、第1バッテリモジュール(例えば、モジュール(n+1))のスイッチを閉じることにより、第1バッテリモジュール(例えば、モジュール(n+1))のバッテリから、第2バッテリモジュール(例えば、モジュール(n+2))の電流センサおよびノードを経て、第1バッテリモジュール(例えば、モジュール(n+1))のスイッチを経た、電流路が提供される。
In another example, in the
図2Aは、現在の開示と一致する、複数のバッテリモジュールに対してアドレスの割り当てたオペレーション例のフローチャート200を示す。プログラムのフローはスタート205から始まってよい。オペレーション210において、全てのローカル制御部(例えば、バッテリマネジメントシステム(例えば、BMS100またはBMS150)内の全てのLECU112)は、スイッチK(例えば、スイッチ116)を閉じてよい。例えば、中央制御部(例えば、CECU104)は、複数のバッテリモジュールの各々に対して、スイッチKを閉じる命令を含むメッセージをブロードキャストしてよい。言い換えると、メッセージには、複数のバッテリモジュールの全てに対応する、識別子が含まれてよい。他の例では、複数のバッテリモジュールの各々は初期設定アドレスとともに製造されてよい。この例では、CECU104からのメッセージは初期設定アドレスと対応する識別子を含んでよい。両方の例において、複数のバッテリモジュール内の各LECU112は、CECU104からのメッセージに応答して、自身と関連付けられたスイッチ116に信号を供給して閉じさせるように構成されてよい。
FIG. 2A shows a
オペレーション215は、零電流を検出したローカル制御部に関連付けられたアドレスを変更することを含んでよい。例えば、LECUは、電流センサによって感知された電流に対応した、ノードAとターミナルLGNDの間の電圧を検出するように構成されてもよい。そして、もし零電流が検出された場合、LECUは、例えばCECUによって新しく与えられたアドレスを、格納するように構成されてよい。この新しいアドレスは一意であってよく、その結果、特定のバッテリモジュール内の特定のLECUに関連付けられた識別子であってよい。CECUとLECUとの間の通信は、その後、複数のバッテリモジュール内の特定のバッテリモジュールを識別するため、このアドレスを含んでよい。当業者に理解されるように、低電流閾値以下の電流は、零電流として捉えられる。
オペレーション220において、新しいアドレスが付与されたローカル制御部は、その後、スイッチKを開いてよい。例えば、LECUは、そのLECUの新しいアドレスに対応する識別子と、自身に関連するスイッチKを開く命令とを含むメッセージを受け取ってよい。その後、LECUは、メッセージに応答して、自身に関連付けられたスイッチKを開いてよい。第1バッテリモジュールでスイッチKを開くことは、第2モジュール内の電流センサを含む電流路を開くことであり、ここに記述したように、結果として、第2バッテリモジュール内において零電流が感知される。バッテリマネジメントシステム内の全てのローカル制御部が新しい一意のアドレスを割り当てられたかどうかは、オペレーション225によって決定される。もし、全てのローカル制御部が新しい一意のアドレスを割り当てられれば、オペレーション230でフローは終了してもよい。もし、全てのローカル制御部に新しい一意のアドレスの割り当てが完了しない場合は、フローはオペレーション215に進んで、零に等しい検出電流のローカル制御部のアドレスを変更し、オペレーションが繰り返えされてよい。
In
図2Bは、現在の開示と一致する、複数のバッテリモジュールに対してアドレスを割り当てたオペレーション例のフローチャート200を示す。例えば、フローチャート250のオペレーションは、中央制御部(例えば、CECU104)により実行されてよい。中央制御部は、実行されたときにフローチャート250のオペレーションを起動する、メモリ124に格納された命令を含んでよい。フローは、スタート255から始まってよい。中央制御部は、メッセージを全てのローカル制御部(例えば、LECU)に、オペレーション260でスイッチKを閉じる命令を含むメッセージを伝送してよい。その後、オペレーション265において、中央制御部は、割り当てられていないアドレスを有するローカル制御部に、電流を検出する(例えば、ノードAとターミナルLGNDの間に連結された電流センサをまたぐ電位を検出する)ように指示してよい。その後、オペレーション270において、中央制御部は、新しい一意のアドレスを、零に等しい検出電流のローカル制御部に割り当ててよい。その後、中央制御部は、オペレーション275において、新しくアドレスが割り当てられたローカル制御部に、スイッチKを開くように指示してよい。オペレーション280において、新しい一意のアドレスを割り当てられておらず、零の検出電流を有するローカル制御部が、いずれか残っているかが決定されてよい。もし、そのようなローカル制御部が残っていない場合は、フローは285で終了してよい。もし、新しい一意のアドレスが割り当てられておらず、零の検出電流を有するローカルコントローラが残っていれば、フローはオペレーション270に進んでよい。そして、オペレーション270、275および280は、アドレスを割り当てられずに残っているローカルコントローラが無くなるまで、繰り返されてよい。
FIG. 2B shows a
フローチャート200、250のオペレーションは、図3Aおよび図3Bを参照することにより、理解されやすくなるかもしれない。図3Aは、図1Aのブロック図に対応するアドレスの割り当てに関連付けられた電流路を示す。図3Bは、図1Bのブロック図に対応するアドレスの割り当てに関連付けられた電流路を示す。図3Aと図3Bの両方において、閉じた状態で(即ち、導通状態で)電流センサとスイッチKを各々含む3つの電流路に沿った、3つの電流が、現在の開示と一致する、システムと方法の各例の図示されたオペレーションに追加された。当業者によって明らかであるように、LVCCが零でないと仮定すると、第1バッテリモジュールの電流センサ114によって感知される電流I0、I1、およびI2が零かどうかは、第2バッテリモジュールのスイッチ116のスイッチの状態によって決まる。
The operation of
図3Aに最初に言及すると、オペレーション210、260から始まり、全てのローカル制御部はスイッチを閉じる。言い換えれば、関連付けられたバッテリモジュール102の各々のスイッチ116は閉じられてよい。モジュール(n+2)のポートCは、接続されていない。言い換えれば、開回路である。従って、モジュール(n+2)の電流センサによって感知されるI2は、零である。モジュール(n+2)のスイッチKとモジュール(n+1)のスイッチKがそれぞれ閉じているとき、I1とI0は零ではない。モジュール(n+1)とモジュール(n)の感知された電流は、零ではない。「零ではない」とは、低電流閾値の絶対値よりも大きいことをいうと理解されてもよい。従って、モジュール(n+1)に感知されるI1は、モジュール(n+2)のスイッチKの状態によって決まる。モジュール(n+2)のスイッチKが閉じているとき、その結果、I1は零でなくてよく、I1は、モジュール(n+1)のLVCC、モジュール(n+2)のR1、モジュール(n+1)のR2、およびモジュール(n+1)の電流センサに少なくとも部分的に基づいて決まってよい。同様に、モジュール(n)によって感知されるI0は、モジュール(n+1)のスイッチKの状態によって決まる。モジュール(n+1)のスイッチKが閉じているとき、その結果、I0は零でなくてよく、I0は、モジュール(n)のLVCC、モジュール(n+1)のR1、モジュール(n)のR2、およびモジュール(n)の電流センサに少なくとも部分的に基づいて決まってよい。
Referring first to FIG. 3A, beginning with
その後、モジュール(n+2)(零の検出電流のモジュール)のアドレスは、オペレーション220で変更されてよい。そして、その後、モジュール(n+2)のLECUは、モジュール(n+2)のスイッチKを開いてよい。モジュール(n+2)のスイッチKが開いたとき、その結果、I1は零になってよく、I2は零のままでよく、I0は零でないままでよい。零であるI1に基づくと、モジュール(n+1)の検出電流は零であってよい。モジュール(n+1)のアドレスは、その後、変更されてよく、モジュール(n+1)のLECUは、その後、モジュール(n+1)のスイッチKを開いてよい。結果として、I0は零になる。新しいアドレスは、その後、モジュール(n)に割り当てられてよい。
Thereafter, the address of module (n + 2) (the module with zero detected current) may be changed in
フローチャート200、250のオペレーションは、例えば、図1Aおよび図3Aに記載されているように、直列に連結された、任意の数のバッテリモジュールによって実行されてもよい。当然と考えられるが、「頂部(top)」のバッテリモジュール(例えば、モジュール(n+2))は、Vpack+に連結される。言い換えれば、全てのスイッチKが閉じられたときに、モジュール(n+2)のノードAにおける零電圧を検出することに基づいて、モジュール(n+2)の位置が知られてよい。図1Aおよび図3Aは、放電手段と対応するものと理解されてもよい。
The operations of
図3Bに言及すると、オペレーション210、260から始まり、全てのローカル制御部がスイッチを閉じる。言い換えると、関連付けられたモジュール102のスイッチ116は閉じられてよい。図3Bの実施形態は、アドレスが底部(bottom)(言い換えればモジュール(n))から頂部(top)(言い換えればモジュール(n+2))に、頂部から底部ではなく、割り当てられてよいことを除いて、図3Aの実施形態と同様に実施される。モジュール(n)のポートBは、連結されておらず、言い換えれば開回路である。従って、モジュール(n)の電流センサに感知されたI0は零であり、モジュール(n)に検知された電流は零である。モジュール(n)のスイッチKとモジュール(n+1)のスイッチKが、それぞれ閉じられたとき、I1とI2は零ではない。モジュール(n+1)とモジュール(n+2)の検出電流は、零ではない。「零ではない」とは、低電流閾値の絶対値よりも大きいことをいうと理解されてもよい。従って、モジュール(n+1)に感知されたI1は、モジュール(n)のスイッチKの状態によって決定される。モジュール(n)のスイッチKが閉じられるとき、その結果、I1は零でなくてよく、I1は、モジュール(n)のLVCC、モジュール(n+1)のR1、モジュール(n)のR2、およびモジュール(n+1)の電流センサに少なくとも部分的に基づいて決まってよい。同様に、モジュール(n+2)によって感知されるI2は、モジュール(n+1)のスイッチKの状態によって決まる。モジュール(n+1)のスイッチKが閉じているとき、その結果、I2は零でなくてよく、I0は、モジュール(n+1)のLVCC、モジュール(n+2)のR1、モジュール(n+1)のR2、およびモジュール(n+2)の電流センサに少なくとも部分的に基づいて決まってよい。
Referring to FIG. 3B, starting with
その後、モジュール(n)(零に等しい検出電流のモジュール)のアドレスは、オペレーション220で変更されてよい。そして、その後、モジュール(n)のLECUは、モジュール(n)のスイッチKを開いてよい。モジュール(n)のスイッチKが開いたとき、その結果、I1は零になってよく、I0は零のままでよく、I2は零でないままでよい。零であるI1に基づくと、モジュール(n+1)の検出電流は零である。モジュール(n+1)のアドレスは、その後、変更されてよく、モジュール(n+1)のLECUは、その後、モジュール(n+1)のスイッチKを開いてよい。結果として、I2は零になる。新しいアドレスは、その後、モジュール(n+2)に割り当てられてよい。
Thereafter, the address of module (n) (the module with the detected current equal to zero) may be changed in
フローチャート200、250のオペレーションは、例えば、図1Bおよび図3Bに記載されているように、直列に連結された、任意の数のバッテリモジュールによって実行されてもよい。当然と考えられるが、「底部(bottom)」のバッテリモジュール(例えば、モジュール(n))は、Vpack−に連結される。言い換えれば、全てのスイッチKが閉じられたときに、モジュール(n)のノードAにおける零電圧を検出することに基づいて、モジュール(n)の位置が知られてよい。図1Bおよび図3Bは、充電手段と対応するものと理解されてもよい。
The operations of
図4Aは、現在の開示と一致する、第2スイッチ410を含むバッテリマネジメントシステム回路400の一実施形態のブロック図を示す。図4Bは、現在の開示と一致する、第2スイッチ410を含むバッテリマネジメントシステム回路450の別の実施形態のブロック図を示す。本実施形態400、450において、共通の要素は、共通の参照符号を有する。これらの実施形態400、450は、ここで説明されるように、図1Aおよび図1Bにおいて記述された実施形態100、150と類似の要素を含む。
FIG. 4A shows a block diagram of one embodiment of a battery
実施形態400、450は、第2スイッチ410を含む。スイッチ410は、ローカル制御部LECUから電流路にVDD電位を供給するように構成される。VDD電位は、バッテリ110によって供給されるLVCC電位に追加されるように構成される。ここに記述されるように、バッテリ110により供給されるLVCC電位が比較的低いときに、VDD電位は、特定のバッテリモジュールを識別するのを容易にする。
図4Aに言及すると、第2スイッチ410は、スイッチK116に連結される。第2スイッチ410は、スイッチK116を、バッテリモジュール402のローカルグランドLGND、またはLECU112の出力LVDDに連結する。スイッチK116がローカルグランドLGNDに連結されるとき、バッテリシステム400は、図1Aおよび図3Aのバッテリシステム100と同様に動作してよい。スイッチK116がLVDDに連結されるとき、LECU112は、スイッチK116を含む電流路に追加電位を供給するように構成される。そうでない場合、ここに記述されているように、オペレーションは、バッテリシステム100のオペレーションと同様である。
Referring to FIG. 4A, the
図4Bに言及すると、第2スイッチ410は、電流センサ114に連結される。第2スイッチ410は、電流センサ114を、バッテリモジュール402のローカルグランドLGND、またはLECU112の出力LVDDに連結する。電流センサ114がローカルグランドLGNDに連結されるとき、バッテリシステム450は、図1Bおよび図3Bのバッテリシステム150と同様に動作してよい。電流センサ114がLVDDに連結されるとき、LECU112は、電流センサ114を含む電流路に追加電位を供給するように構成される。そうでない場合、ここに記述されているように、オペレーションは、バッテリシステム150のオペレーションと同様である。
Referring to FIG. 4B, the
従って、図1A、図3A、図4A、図1B、図3Bおよび図4Bに記載された実施例において、全てのスイッチKを閉じることは、電流センサを通じ零電流を有する一のバッテリモジュールに帰結し、従って、零検出電流に帰結する。バッテリモジュール回路の配置によって、このバッテリモジュールは、直列接続の「頂部(top)」(例えば、Vpack+に連結される)又は「底部(bottom)」(例えば、Vpack−に連結される)に配置されてよい。これらの技術は、バッテリモジュールの頂部または底部を選択することに帰結し、バッテリモジュールに対して、識別子(言い換えれば、アドレス)の割り当てを許可する。その結果、このバッテリモジュールは、独立して、自身に関連するスイッチを開くように制御されることができ、直列接続において、隣のバッテリモジュールにおける零電圧に帰結する。このプロセスは、直列接続の全てのバッテリモジュールが一意の識別子を割り当てられるまで、繰り返されてよい。直列接続のバッテリモジュールの番号Nに対応して、割り当てられたアドレスがカウントされてもよい。 Thus, in the embodiment described in FIGS. 1A, 3A, 4A, 1B, 3B and 4B, closing all switches K results in one battery module having zero current through the current sensor. Therefore, this results in a zero detection current. Depending on the arrangement of the battery module circuit, this battery module is placed in a series-connected “top” (eg, connected to Vpack +) or “bottom” (eg, connected to Vpack−). It's okay. These techniques result in selecting the top or bottom of the battery module, allowing the battery module to be assigned an identifier (in other words, an address). As a result, this battery module can be independently controlled to open the switch associated with it, resulting in a zero voltage in the adjacent battery module in a series connection. This process may be repeated until all battery modules in series are assigned a unique identifier. The assigned address may be counted corresponding to the number N of the battery modules connected in series.
もし、直列接続内の全てのバッテリモジュールにおいて、バッテリモジュール回路の配置が判明したら、その後、頂部(Top)又は底部(Bottom)のモジュールは、零のノードA電圧を有する第1バッテリとして識別されてよい。直列接続内における各々の他のバッテリモジュールの位置は、各々の他のバッテリモジュールの検出電流(零か、零でないか)に基づき、識別および/または決定されてよい。言い換えれば、各々の他のバッテリモジュールの位置は、図2Aおよび/または図2Bのフローチャートによって決定される、零検出電流の順序における自身の位置に基づいて決定されてよい。 If the placement of the battery module circuit is known for all battery modules in the series connection, then the top or bottom module is identified as the first battery with zero node A voltage. Good. The position of each other battery module within the series connection may be identified and / or determined based on the detected current (zero or non-zero) of each other battery module. In other words, the position of each other battery module may be determined based on its position in the sequence of zero detection currents as determined by the flowchart of FIGS. 2A and / or 2B.
製造時には、個別のアドレスを設定することなく共通バッテリモジュールが製造されることが好適である。その結果、低コストで比較的早い製造プロセスが得られる。複数の概ね同一のバッテリモジュールが、概ねランダムな順番で直列に組み立てられてよい。その後、各々のバッテリモジュールが選択され、識別子が順番に割り当てられる。こうして、概ね同一のバッテリモジュールの大量生産が可能になることで、コストが削減される。 At the time of manufacture, it is preferable that the common battery module is manufactured without setting individual addresses. As a result, a relatively fast manufacturing process can be obtained at a low cost. A plurality of substantially identical battery modules may be assembled in series in a generally random order. Thereafter, each battery module is selected and an identifier is assigned in order. Thus, mass production of substantially the same battery module becomes possible, thereby reducing costs.
図2Aおよび図2Bは、いくつかの実施形態によるオペレーション例を記述したが、もちろん、他の実施形態において、図2Aおよび/または図2Bに記述された全てのオペレーションは必要でなくてもよいと理解される。実に、ここでは、現在の開示の他の実施形態は、図2Aおよび/または図2Bに記載されたオペレーションおよび/または他のオペレーションのサブコンビネーションを含んでもよい、と完全に考えられる。従って、一つの図面に厳密に記載されていない特徴および/またはオペレーションを対象とする請求項も、現在の開示の範囲および内容に含まれると考慮される。 2A and 2B described example operations according to some embodiments, of course, in other embodiments, not all the operations described in FIGS. 2A and / or 2B may be necessary. Understood. Indeed, it is entirely contemplated herein that other embodiments of the present disclosure may include sub-combinations of the operations and / or other operations described in FIGS. 2A and / or 2B. Thus, claims directed to features and / or operations not precisely described in one drawing are considered to be within the scope and content of the present disclosure.
メモリ122、124は、一つまたは複数の以下のタイプのメモリを含んでよい:半導体ファームウェアメモリ、プログラマブルメモリ、不揮発性メモリ、読み取り専用メモリ、電気的プログラマブルメモリ、ランダムアクセスメモリ、フラッシュメモリ、磁気ディスクメモリ、および/または光学ディスクメモリ。追加的または代替的に、メモリ122、124は、他のおよび/または後に開発された様々なタイプの機械読み取り可能なメモリを含んでよい。
The
ここに記述される方法の実施形態は、プロセッサ及び/又は他のプログラマブルな装置を使用して実施されてもよい。そのためには、ここに記述される方法は、その中に格納される命令を有する有形の機械読み取り可能な媒体上で実施されてもよい。その命令は、1つまたは複数のプロセッサに実行されるとその方法を実行する。記憶媒体は、どのようなタイプの有形媒体を含んでもよい。例えば、フロッピディスク、光学ディスク、コンパクトディスク読み取り専用メモリ(CD−ROM)、書き換え可能コンパクトディスク(CD−RW)および光磁気ディスクを含むあらゆるタイプのディスク、読み取り専用メモリ(ROM)のような半導体装置、ダイナミックおよびスタティックRAMのようなランダムアクセスメモリ、消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ(EPROM)、電気的消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ(EEPROM)、フラッシュメモリ、磁気または光学カード、またはあらゆるタイプの電気的命令を格納するのに適した媒体であってよい。 The method embodiments described herein may be implemented using a processor and / or other programmable devices. To that end, the methods described herein may be implemented on a tangible machine readable medium having instructions stored therein. The instructions execute the method when executed by one or more processors. The storage medium may include any type of tangible medium. Semiconductor devices such as floppy disks, optical disks, compact disk read only memory (CD-ROM), all types of disks including rewritable compact disk (CD-RW) and magneto-optical disks, read only memory (ROM) Random access memory, dynamic and static RAM, erasable programmable read only memory (EPROM), electrically erasable programmable read only memory (EEPROM), flash memory, magnetic or optical card, or any type of electrical instructions It may be a medium suitable for storage.
明確に異なるように述べられない限り、これまでの議論から明らかなように、明細書を通じた「オペレーション」、「プロセス」、「コンピューティング」、「計算する」、「決定する」等の用語を使用した議論は、コンピュータ、コンピュータシステム、または類似の電気的コンピュータデバイスまたは装置の動作および/またはプロセスに言及し、コンピュータ、コンピュータシステム、または類似の電気的コンピュータデバイスまたは装置は、コンピュータシステムのレジスタおよび/またはメモリ内の電気のような物理量に代表されるデータを操作し、および/またはコンピュータシステムのメモリ、レジスタまたは他のそのような情報格納、変換または表示装置内の物理量に同様に代表される他のデータに、変換することが、当然と考えられる。 Unless stated to be clearly different, terms such as “operation”, “process”, “computing”, “calculate”, “determine”, etc. throughout the specification, as is clear from previous discussions The discussion used refers to the operation and / or process of a computer, computer system, or similar electrical computer device or apparatus, and the computer, computer system, or similar electrical computer device or apparatus is a computer system register and Manipulates data typified by physical quantities such as electricity in memory and / or typified by physical quantities in memory, registers or other such information storage, conversion or display devices of computer systems as well Of course, it can be converted to other data Conceivable.
ここにおいて、いずれかの実施形態で使用されるような「回路」は、例えば、単独でも、またはいかなる組み合わせの中でも、配線された回路、プログラマブル回路、状態機械回路、および/またはプログラマブル回路に実行される指示を格納するファームウエアを含んでよい。 Here, a “circuit” as used in any embodiment is implemented in a wired circuit, programmable circuit, state machine circuit, and / or programmable circuit, for example, alone or in any combination. Firmware that stores instructions may be included.
ここに用いられる用語および表現は、説明の用語として用いられるものであり、限定の用語として用いられるものではない。そして、そのような用語および表現の使用においては、開示され記述される特徴(またはその一部)のいかなる同等物をも除く意図はない。そして、特許請求の範囲内において、様々な修正が可能であることが認識される。 The terms and expressions used here are used as descriptive terms and are not used as limiting terms. And the use of such terms and expressions is not intended to exclude any equivalent of the features (or portions thereof) disclosed and described. It will be recognized that various modifications are possible within the scope of the claims.
Claims (20)
前記第1バッテリモジュールが、
第2バッテリモジュールが前記第1バッテリモジュールに連結されているときに、バッテリの第1ターミナルから前記バッテリの第2ターミナルへの第1電流路を、開閉するように構成されたスイッチと、
前記第1電流路と異なる第2電流路内の電流を感知するように構成された電流センサと、
前記スイッチの状態を制御し、前記スイッチを開閉するように構成されたローカル制御部と、を有し、
前記スイッチを閉じると、前記第1電流路が閉じられるように構成され、
前記ローカル制御部は、さらに前記第2電流路内で前記感知された電流を検出するように構成され、
前記ローカル制御部は、さらに前記第2電流路で前記検出された電流に少なくとも部分的に基づいて識別子を受信し、格納するように構成される
装置。 A device comprising a first battery module,
The first battery module is
A switch configured to open and close a first current path from a first terminal of the battery to a second terminal of the battery when a second battery module is coupled to the first battery module;
A current sensor configured to sense a current in a second current path different from the first current path;
A local control unit configured to control the state of the switch and open and close the switch;
Closing the switch is configured to close the first current path;
The local control unit is further configured to detect the sensed current in the second current path;
The local controller is further configured to receive and store an identifier based at least in part on the detected current in the second current path.
請求項1に記載の装置。 The apparatus of claim 1, wherein the battery is in the first battery module.
請求項1に記載の装置。 The apparatus of claim 1, wherein the battery is in the second battery module.
前記第1電流路に含まれ、前記スイッチに連結される第1抵抗器と、
前記第2電流路に含まれ、前記電流センサに連結される第2抵抗器と、を有する
請求項1に記載の装置。 The first battery module is
A first resistor included in the first current path and coupled to the switch;
The apparatus according to claim 1, further comprising: a second resistor included in the second current path and coupled to the current sensor.
前記中央制御部は前記ローカル制御部に前記識別子を供給するように構成される
請求項1に記載の装置。 The first battery module is configured to be connected to a central control unit via a bus,
The apparatus of claim 1, wherein the central controller is configured to supply the identifier to the local controller.
バッテリの第1ターミナルから前記バッテリの第2ターミナルへの第1電流路を開閉する、各々のバッテリモジュール内のスイッチを閉じる段階と、
各々のバッテリモジュール内において、前記第1電流路とは異なる第2電流路内の電流を検出する段階と、
一つのバッテリモジュール内で検出された電流に少なくとも部分的に基づいて、割り当てられたアドレスを格納するように構成された前記一つのバッテリモジュールに、前記アドレスを割り当てる段階と、
前記一つのバッテリモジュールのスイッチを開く段階と、
前記検出する段階、前記割り当てる段階、および前記開く段階を、前記複数のバッテリモジュールにアドレスが割り当てられるまで繰り返し行う段階と、
を備える方法。 A method of assigning identifiers to a plurality of battery modules,
Closing a switch in each battery module that opens and closes a first current path from the first terminal of the battery to the second terminal of the battery;
Detecting a current in a second current path different from the first current path in each battery module;
Assigning the address to the one battery module configured to store the assigned address based at least in part on a current detected in the battery module;
Opening the switch of the one battery module;
Repeatedly performing the detecting step, the assigning step, and the opening step until an address is assigned to the plurality of battery modules;
A method comprising:
請求項7に記載の方法。 The method of claim 7, further comprising determining a position of each battery module based at least in part on the current detected in each battery module.
請求項7に記載の方法。 The method of claim 7, further comprising determining a number of battery modules in series connection based at least in part on the current detected in each battery module.
前記メッセージは、少なくとも、
前記複数のバッテリモジュール内の少なくとも一つのスイッチを閉じる命令、
バッテリモジュールにおいて検出された前記電流が零であれば、当該バッテリモジュールに関連するスイッチを開く命令、および
前記一つのバッテリモジュールに割り当てられた前記アドレスのうち、一つを有する
請求項7に記載の方法。 Further comprising receiving a message from the central control unit;
The message is at least:
An instruction to close at least one switch in the plurality of battery modules;
The said current detected in a battery module has one among the command which opens the switch relevant to the said battery module, and the said address allocated to the said one battery module, if it is zero. Method.
請求項7に記載の方法。 The method of claim 7, wherein the detected current in the one battery module is zero.
請求項7に記載の方法。 The method according to claim 7, wherein the address is stored in a local control unit in the one battery module and corresponds to an identifier of the one battery module.
複数のバッテリモジュールと、
中央制御部と、を備え、
各々のバッテリモジュールは、
当該バッテリモジュールにもう一つのバッテリモジュールが連結されるときに、バッテリの第1ターミナルから前記バッテリの第2ターミナルスイッチへの第1電流路を開閉するように構成されたスイッチと、
前記第1電流路とは異なる第2電流路内の電流を感知するように構成された電流センサと、
前記スイッチの状態を制御し、前記スイッチを開閉するように構成されたローカル制御部であって、前記スイッチを閉じると、前記第1電流路を閉じるように構成され、前記第2電流路で感知された前記電流を検出するように構成され、さらに、前記第2電流路で検出された電流に少なくとも部分的に基づいて識別子を受信し、格納するように構成されたローカル制御部と、
を有し、
前記中央制御部は、
前記複数のバッテリモジュールに連結され、各々のバッテリモジュールの前記ローカル制御部に対してメッセージを送信するように構成され、前記メッセージは、1または複数の前記ローカル制御部に自身に関連するローカルスイッチを閉じさせ、前記第2電流路の電流を検出させるように構成され、前記メッセージは、さらに前記ローカル制御部に、前記検出された電流に少なくとも部分的に基づいて識別子を格納させるように構成される、
システム。 A system,
Multiple battery modules;
A central control unit,
Each battery module
A switch configured to open and close a first current path from a first terminal of the battery to a second terminal switch of the battery when another battery module is coupled to the battery module;
A current sensor configured to sense a current in a second current path different from the first current path;
A local control unit configured to control a state of the switch and open and close the switch, and configured to close the first current path when the switch is closed, and is detected by the second current path. A local controller configured to receive and store an identifier based at least in part on the current detected in the second current path;
Have
The central control unit
The plurality of battery modules are coupled to each other and configured to transmit a message to the local control unit of each battery module. The message is transmitted to one or more local control units by a local switch associated with the local control unit. The message is further configured to cause the local control unit to store an identifier based at least in part on the detected current. ,
system.
前記スイッチに連結され、前記第1電流路に含まれる第1抵抗器と、
前記電流センサに連結され、前記第2電流路に含まれる第2抵抗器と、を有する
請求項13に記載のシステム。 Each battery module further includes
A first resistor coupled to the switch and included in the first current path;
The system according to claim 13, further comprising: a second resistor connected to the current sensor and included in the second current path.
請求項13に記載のシステム。 The system of claim 13, wherein the local control unit is further configured to store the identifier when the detected current is zero.
請求項13に記載のシステム。 The central control unit is further configured to determine a position of each battery module relative to each other battery module based at least in part on the current detected in each battery module. The system according to claim 13.
請求項13に記載のシステム。 The central controller is further configured to determine the number of battery modules in the plurality of battery modules based at least in part on the current detected in each battery module. System.
請求項13に記載のシステム。 The system according to claim 13, wherein each battery module is connected to the central control unit via a bus.
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