CN102844959B - 电池管理系统和在电池管理系统内传送数据的方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种电池管理系统。该系统包括具有微处理器和硬件组件的电池监视装置。微处理器从硬件组件标识不可更改的节点ID。微处理器还获得与至少一个电池单元相关联的操作参数。微处理器基于不可更改的节点ID来计算用于电池监视装置的网络ID。该系统进一步包括主控制器，该主控制器利用网络ID经由通信总线与电池监视装置通信。

Description

电池管理系统和在电池管理系统内传送数据的方法

技术领域

本发明涉及电池管理系统以及在电池管理系统内传送数据的方法。

背景技术

本申请要求2010年4月16日在美国提交的美国临时专利申请No.61/324,788以及2010年6月24日在美国提交的美国专利申请No.12/822,285的优先权，其全部内容由此通过引用合并在此。

电池系统通常具有监视电池单元的电池的组件。然而，当组件在分布式网络中时，通常DIP开关已经用于选择组件的地址。然而，用于选择组件的地址的前述技术的固有问题在于，人们可能不注意地选择了错误的地址，或者选择了已经被指派给另一组件的地址。此外，DIP开关可能被劣化或者损坏，这可能导致组件利用错误的地址。

因此，这里，发明人已经认识到对于改善的电池管理系统的需要。

发明内容

提供了一种根据示例性实施例的用于在电池管理系统内传送数据的方法。电池管理系统具有电池监视装置、通信总线以及主控制器。该方法包括：利用电池监视装置的微处理器从电池监视装置的硬件组件标识与电池监视装置相关联的不可更改的节点ID。该方法进一步包括：利用微处理器基于不可更改的节点ID来计算用于电池监视装置的网络ID。该方法进一步包括：利用电池监视装置来测量与至少一个电池单元相关联的操作参数。该方法进一步包括：利用网络ID，通过通信总线从微处理器向主控制器传送与测量的操作参数相对应的数据。

提供了一种根据另一示例性实施例的电池管理系统。电池管理系统包括电池监视装置，该电池监视装置具有微处理器和硬件组件。微处理器被配置成从硬件组件标识不可修改的节点ID。微处理器进一步被配置成获得与至少一个电池单元相关联的操作参数。微处理器进一步被配置成基于不可更改的节点ID来计算用于电池监视装置的网络ID。电池管理系统进一步包括主控制器，该主控制器被配置成经由通信总线与电池监视装置通信。

结合附图，根据下面的描述，这些和其它的优点和特征将会变得更加明显。

附图说明

图1是根据示例性实施例的电池管理系统的框图；

图2是图1的电池管理系统所利用的表的示图；

图3是指示网络ID的另一个表的示图；

图4是用于在图1的数据管理系统内传送数据的方法的流程图。

具体实施方式

参考图1，提供了根据示例性实施例的用于监视电池单元并且控制电池单元的操作的电池管理系统10的框图。电池管理系统10包括主控制器20；存储器装置22；电池监视装置24、26；通信总线28；以及电池单元（battery cell）30、32、34、36。电池管理系统10的优点在于，电池监视装置24、26中的每一个都可以自己指派不可更改的节点ID以及用于通过通信总线28与主控制器20进行通信的网络ID。

术语“不可更改的节点ID”指在电池监视装置的制造时设置并且此后不能改变的与电池监视装置相关联的节点标识符。术语“网络ID”是与某个通过通信总线来通信的装置相关联的标识符。

主控制器20被设置成从用于监视电池单元并且控制电池单元的操作的电池监视装置24、26接收对应于与电池单元30、32、34、36相关联的测量的操作参数的数据。主控制器20被操作耦合到存储器装置22，该存储器装置22能够存储与接收到的操作参数相对应的数据以及其它数据和软件程序。主控制器20进一步操作耦合到通信总线28，以与电池监视装置24、26进行通信。在一个示例性实施例中，利用计算机或者微处理器来实现主控制器20。

参考图1和图2，主控制器20被配置成访问标识操作耦合到通信总线28的电池监视装置的存储器装置22中的表200。在一个示例性实施例中，表200包括三列：装置号、节点ID、启用的映射以及描述。此外，表200包括与12个不同的电池监视装置相对应的12行。为了简单起见，在图1的图示的实施例中将仅讨论两个电池监视装置24、26。表200中的每个节点ID值（即，节点ID）是标识特定电池监视装置的不同值。每个装置号（No.）是指示表200中的节点ID的序号或者位置的不同值。每个启用的映射的值是指示启用还是禁用特定电池监视装置输出的值。换言之，启用的映射的值允许主控制器20确定实际上连接了电池监视装置的哪些输出，并且将报告适当的测量的参数。因为每个电池监视装置可以被制造为禁用由于电池形状和/或配置而导致变成难以访问的特定输出，所以启用的映射使得提高了用于封装包含多个电池单元的电池模块的灵活性。此外，表200中的每个描述是二进制值，用于指示特定电池监视装置是否要测量特定电池单元电压和温度。在一个示例性实施例中，每个电池监视装置能够按包含电池单元的电池模块来测量和报告的10个电池单元电压和4个温度。

通信总线28在主控制器20和电池监视装置24、26之间双向地路由数据。当然，在替代实施例中，其它的电池监视装置可以被操作耦合到通信总线28。在一个示例性实施例中，通信总线28是CAN总线。当然，在替代实施例中，可以利用对本领域的技术人员来说公知的其它类型的通信总线。

电池监视装置24被设置为测量与电池单元30、32相关联的操作参数并且经由通信总线28把与测量的操作参数相对应的数据传送到主控制器20。电池监视装置44包括硬件组件60、电压传感器62、64、温度传感器66、微处理器68以及存储器装置70。

硬件组件60具有存储在其中的不可修改的节点ID信息。在一个示例性实施例中，硬件组件60是耦合到微处理器68的一组电阻器并且其中的一些进一步被耦合到电接地。微处理器68能够对电阻器两端的电压采样，以确定对应于与电池监视装置24相关联的不可修改的节点ID的二进制值。在另一示例性实施例中，硬件组件60是具有存储在其中的不可修改的节点ID的非易失性存储器装置。微处理器68能够读取非易失性存储器装置，以获得与装置24相关联的节点ID。当然，在替代实施例中，可以利用对本领域的技术人员来说公知的其它类型的装置来设置与装置24相关联的不可修改的节点ID。

电压传感器62、64被设置来分别用于测量电池单元30、32的输出电压。电压传感器62、64分别将信号传送到指示电池单元30、32的测量的输出电压的微处理器68。

温度传感器66被设置成测量与电池单元30、32相关联的温度水平。温度传感器66把分别指示所测量的电池单元30、32的温度水平的信号传送到微处理器68。

电池单元30、32分别电气耦合到电压传感器62、64。在一个示例性实施例中，电池单元30、32是袋型锂离子电池单元。当然，在替代实施例中，电池单元30、32可以是对本领域的技术人员来说公知的任何类型的电池单元。

微处理器68操作耦合到硬件组件60、电压传感器62、64、温度传感器66以及存储器装置70。如上面所论述的，微处理器68能够对硬件组件60采样或者读取以确定与电池监视装置24相关联的节点ID。此外，微处理器68被配置成基于节点ID来确定与装置24相关联的网络ID，以允许经由通信总线28在装置24与主控制器20之间进行双向通信。在一个示例性实施例中，每个节点ID是8比特或者1个字节数。此外，在一个示例性实施例中，总线28是控制器区域网络（“CAN”）总线，并且与电池监视装置相关联的每个网络ID是CAN ID。标准的CAN ID在大小上是11个比特。可以执行使相应的节点ID向左算术移位三个有效数字以获得独特的11比特号码，由此来针对每个电池监视装置计算独特的起始CAN ID。此外，参考图3，通过利用用于确定CAN ID的前述方法所获得的优点在于，存在可以用于在两个连续的电池监视装置之间的每个电池监视装置的8个独特的CAN ID的专属范围。

应当注意，表200的副本也可以被存储在存储器装置70中，并且通过微处理器68来访问。微处理器68确定与利用确定的节点ID和表200的电池监视装置24相关联的装置号（被指定为表200中的装置号）。应当注意，在一个示例性实施例中，在通信总线28上主控制器20将带有装置号的命令发送到电池监视装置，并且与特定的装置号相关联的电池监视装置响应于该命令来执行任务。例如，微处理器68能够从主控制器20接收请求与电池单元30、32相关联的测量的操作参数（例如，电压水平和温度水平）的命令。响应于该命令，电池监视装置24测量操作参数，并且将与该操作参数相对应的数据传送到主控制器20。

电池监视装置26被设置成测量与电池单元34、36相关联的操作参数，并且经由通信总线28将与测量的操作参数相对应的数据传送到主控制器20。电池监视装置46包括硬件组件160、电压传感器162、164、温度传感器166、微处理器168以及存储器装置170。电池监视装置26按照与电池监视装置24基本类似的方式来操作，除了电池监视装置26测量与电池单元34、36相关联的操作参数并向主控制器20报告相关联的操作参数。此外，为了与主控制器20的双向通信，电池监视装置46利用与电池监视装置46相关联的不同的装置号、节点和网络ID。

参考图4，将描述用于在电池管理系统10内传送数据的方法的流程图。而且，为了简单起见，将论述关于电池监视装置24的下述方法。

在步骤250，电池监视装置24的微处理器68通过对硬件组件60采样或者读取来确定与电池监视装置24相关联的不可更改的节点ID。

在步骤252，微处理器68基于与装置24相关联的节点ID来确定与电池监视装置24相关联的网络ID。

在步骤254，微处理器68确定表200中与装置24相关联的节点ID的原始位置，表200列出了耦合到通信总线28的各电池监视装置的节点ID。换言之，微处理器68确定与装置24相关联的装置号。

在步骤256，微处理器监听经由通信总线28从主控制器20发送到电池监视装置24的命令。

在步骤258，微处理器68处理由主控制器20发送到电池监视装置24的命令。例如，微处理器68能够从主控制器20接收命令，该命令请求与电池单元30、32相关联的测量的操作参数（例如，电压水平或者温度水平）。响应于该命令，电池监视装置24测量操作参数，并且把与测量的操作参数相对应的数据传送到主控制器20。

在步骤260，微处理器68使用与电池监视装置24相关联的网络ID把处理的命令的结果广播到主控制器20。换言之，微处理器68经由通信总线20把与测量的操作参数相对应的数据传送到主控制器20。

在步骤262，微处理器68判定是否从主控制器20接收到停机命令。如果是，则微处理器68关闭电池监视装置24。如果否，则该方法返回到步骤256。

虽然仅结合有限数目的实施例详细描述了本发明，但是应容易地理解的是，本发明不限于这样公开的实施例。相反，能够修改本发明以容纳迄今未描述的变化、变更、替代或者等效布置，只要其与本发明的精神和范围相称。另外，虽然已经描述了本发明的各种实施例，但是应当理解，本发明的某些方面可以仅包括所描述实施例的一些。因此，本发明不被视作受到前面的描述的限制。

Claims (6)

1.一种用于在电池管理系统内传送数据的方法，所述电池管理系统具有电池监视装置、通信总线以及主控制器，所述方法包括：

利用所述电池监视装置的微处理器，标识存储在所述电池监视装置的硬件组件中并且独特地指派给所述电池监视装置的不可更改的节点ID；

利用所述微处理器，基于所述不可更改的节点ID计算用于所述电池监视装置的网络ID；

利用所述电池监视装置，测量与至少一个电池单元相关联的操作参数；以及

利用所述网络ID，通过所述通信总线把与所测量的操作参数相对应的数据从所述微处理器传送到所述主控制器。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

在所述微处理器处从所述主控制器接收命令，该命令用于请求对应于与所述至少一个电池单元相关联的所述操作参数的数据；以及

响应于所述命令，利用所述电池监视装置测量所述至少一个电池单元的所述操作参数。

3.一种电池管理系统，包括：

电池监视装置，所述电池监视装置具有微处理器和硬件组件，所述微处理器被配置用于标识存储在所述硬件组件中并且独特地指派给所述电池监视装置的不可修改的节点ID，所述微处理器进一步被配置用于获得与至少一个电池单元相关联的操作参数，所述微处理器进一步被配置用于基于所述不可更改的节点ID来计算用于所述电池监视装置的网络ID；以及

主控制器，所述主控制器被配置用于利用所述网络ID经由通信总线与所述电池监视装置进行通信。

4.根据权利要求3所述的电池管理系统，其中，所述微处理器进一步被配置用于利用所述网络ID通过所述通信总线把与所测量的操作参数相对应的数据传送到主控制器。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电池管理系统进一步包括存储器，所述存储器存储列出与所述电池监视装置的所述不可修改的节点ID相关联的所述电池监视装置的装置号的表，所述方法进一步包括：

基于所标识的不可修改的节点ID，通过使用所述表，确定所述装置号。

6.根据权利要求3所述的电池管理系统，进一步包括：

存储器，所述存储器存储列出与所述电池监视装置的所述不可修改的节点ID相关联的所述电池监视装置的装置号的表，其中，所述主控制器被配置为：基于所标识的不可修改的节点ID，通过使用所述表，确定所述装置号。