JP2013034341A - 複数カスケードバッテリモジュールへのアドレス割り当て - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリマネジメントシステムとして、直列のバッテリモジュールに一意のアドレスを設定する。
【解決手段】装置は、第１バッテリモジュールを含む。この第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に連結されるとき、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、バッテリの開閉するスイッチと、第１電流路と異なる第２電流路の電流を感知する電流センサと、スイッチの状態を制御し、スイッチを開閉するローカル制御部を有する。そして、スイッチを閉じると第１電流路は閉じ、ローカル制御部は、第２電流路で感知された電流を検出して、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。
【選択図】図１Ａ

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

現在の開示と一致するシステムの一実施形態のブロック図を示す。 現在の開示と一致するシステムの別の実施形態のブロック図を示す。 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を示す。 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別のフローチャートを示す。 図１Ａのブロック図と対応するアドレスの割り当てと関連付けられた電流を示す。 図１Ｂのブロック図と対応するアドレスの割り当てと関連付けられた電流を示す。 現在の開示と一致する、第２スイッチを含むシステムの一実施形態のブロック図を示す。 現在の開示と一致する、第２スイッチを含むシステムの別の実施形態のブロック図を示す。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

Claims (20)

1. 第１バッテリモジュールを備える装置であって、
   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。
2. 前記バッテリは前記第１バッテリモジュール内にある
   請求項１に記載の装置。
3. 前記バッテリは前記第２バッテリモジュール内にある
   請求項１に記載の装置。
4. 前記第１バッテリモジュールが、
   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。
5. 前記第２電流路内の前記検出された電流が零の時、前記ローカル制御部は、さらに前記識別子を格納するように構成される請求項１に記載の装置。
6. 前記第１バッテリモジュールは、バスを介して中央制御部に連結されるように構成され、
   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。
7. 複数のバッテリモジュールに識別子を割り当てる方法であって、
   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。
8. 各々のバッテリモジュール内で検出された前記電流に少なくとも部分的に基づいて、各々のバッテリモジュールの位置を決定する段階をさらに備える
   請求項７に記載の方法。
9. 各々のバッテリモジュール内で検出された前記電流に少なくとも部分的に基づいて、直列接続内のバッテリモジュールの数を決定する段階をさらに備える
   請求項７に記載の方法。
10. 中央制御部からメッセージを受信する段階をさらに備え、
    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。
11. 前記一つのバッテリモジュール内の検出された前記電流が零である
    請求項７に記載の方法。
12. 前記アドレスは、前記一つのバッテリモジュール内のローカル制御部に格納され、前記一つのバッテリモジュールの識別子と対応する
    請求項７に記載の方法。
13. システムであって、
    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。
14. 前記バッテリは、前記バッテリモジュール内にある請求項１３に記載のシステム。
15. 前記バッテリは、前記もう一つのバッテリモジュール内にある請求項１３に記載のシステム。
16. 各々のバッテリモジュールは、さらに、
    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。
17. 前記ローカル制御部は、さらに、前記検出された電流が零であるときに、前記識別子を格納するように構成された
    請求項１３に記載のシステム。
18. 前記中央制御部は、さらに、各々のバッテリモジュールで検出された前記電流に少なくとも部分的に基づいて、各々のバッテリモジュールの、各々の他のバッテリモジュールとの相対的な位置を決定するように構成させた
    請求項１３に記載のシステム。
19. 前記中央制御部は、さらに、各々のバッテリモジュールで検出された前記電流に少なくとも部分的に基づいて、前記複数のバッテリモジュール内のバッテリモジュールの数を決定するように構成された
    請求項１３に記載のシステム。
20. 各々のバッテリモジュールは、バスを介して前記中央制御部に連結される
    請求項１３に記載のシステム。

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