CN105186589B - 电池管理系统 - Google Patents

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Abstract

一种设备包括控制实体，该控制实体被配置为监测电池中的至少一个电池单元的运行参数。该设备进一步包括接口，该接口与该电池的电源线被耦接，并且被配置为通过对该电源线的电源线信号的负载调制或负载解调中的至少一种，收发控制数据。

Description

电池管理系统
技术领域
本申请涉及被用于监测电池的运行参数的方法、设备和系统。
背景技术
在各种技术领域中，电池被用作能量供应器。该技术领域包括，但不限于：汽车应用(比如，启动电池和电动车辆的电池)、航空应用、移动设备等。
每个电池可包括多个电池单元。此外，多个电池可通过电源线被串联地电连接。电池堆栈(battery stack)被形成。通过此串联连接，确定的电压可被提供，该电压总计大于10伏(volt)，大于100伏、200伏或500伏。
有时，电池管理系统(Battery Management Systems，BMS)被采用。BMS可包括一个或多个被配置为监测该电池的电池单元的至少一个参数的设备。该至少一个参数可以表示例如该电池堆栈的电荷状态(State Of Charge，SOC)或该电池的健康状态(State OfHealth，SOH)。主单元可确定这些参数或相应参数，并且采用该参数用于电池管理。通常，该BMS的逻辑存在于该主单元中，该主单元被配置为控制该设备。控制数据在该主单元和该设备之间进行交货。
在常规系统中，专用控制信号接线被提供在该主单元和该设备之间。有时，串线总线系统/线性总线系统或星型总线系统被采用，用于该控制数据的信号传输(signalling)。这可导致某些缺陷。
例如，该控制信号接线可要求显著的空间和资源。这可遭受磨损和故障。根据用于各种设备的工作负载相对于主单元在总线系统中的位置，该总线系统可由于该工作负载的不同级别导致与空间相关的(spatially dependent)发热。此外，特别是当采用串行总线系统时，在该 总线系统的一些部分上的通信量可相对高，导致在控制数据的传输上的延迟。可能导致数据传输的拥塞。
发明内容
本发明提出了一种设备，其包括控制实体，该控制实体被配置为监测电池中的至少一个电池单元的运行参数。该设备进一步包括接口，该接口与该电池的电源线被耦接，并且被配置为通过对该电源线的电源线信号的负载调制或负载解调中的至少一种，收发控制数据
附图说明
图1示出了一种常规BMS；
图2示意性地示出了一种根据各种实施例的BMS；
图3示意性地示出了一种根据各种实施例的BMS；
图4示意性地示出了一种根据各种实施例的BMS，该BMS包括卫星监测设备；
图5示出了电池和一种根据各种实施例的相关联的监测设备；
图6示出了一种电池、卫星监测设备和一种根据各种实施例的监测设备；
图7示出了分组化(packetized)控制数据；
图8更详细地示出了一种根据各种实施例的BMS；
图9更详细地示出了一种根据各种实施例的BMS；
图10示出了根据各种实施例的BMS的卫星监测设备和监测设备；
图11示出了根据各种实施例在对电源线信号进行负载调制时出现的补偿电流；
图12示出了根据各种实施例在对BMS的电池中的电源线信号进行负载调制时出现的补偿电流；
图13示出了一种根据各种实施例的方法的流程图。
具体实施方式
在下文中，说明性实施例将参考附图进行描述。应当可以理解的是，这些实施例仅用做说明性目的，并且不应当被解释为对本申请范围的限制。例如，虽然实施例可被描述为包括多个元素，在其他实施例中这些元素中的一些可被省略，和/或被可替代元素代替。在另一个实施例中，其他的元素可被提供。此外，来自不同实施例的元素可被彼此结合以形成另外的实施例，除非另有特别说明。
附图被认为是示意性表现，并且在附图中所示的元素不一定按比例被示出。相反，各种元件被表现，从而其功能和一般用途对于本领域的技术人员而言是显而易见的。附图中所示出或本文中所描述的功能块、设备、部件或其他物理单元或功能单元之间的任何连接或耦接还可通过间接连接或间接耦接实现。部件之间的耦接还可以被建立在无线连接之上。功能块可在硬件、固件、软件或其组合中被实现。
只要相应连接或耦接的一般功能(例如，用于传输某种信息)被保持，附图中所示出或本文中所描述的直接连接或直接耦接(即，不具有中间元件的连接或耦接)可被间接连接或间接耦接(即，包括一个或多个中间元件的连接或耦接)所代替，反之亦然。虽然附图中所示出或本文中所描述的连接或耦接在一些实施例中可被实施为基于导线的连接或耦接(例如，使用具有集成电路的导电路径)，但在其他实施例中，该连接或耦接中的一些或所有还可使用无线连接或耦接被实现，除非另有特别说明。
在与电池相关的各种领域中，存在对于先进的电池管理技术的需要，以避免如上提及的缺陷。特别地，存在对于该电池管理技术的需要，该技术允许控制数据的信号传输的精简高效和故障安全(fail-safe)。
本申请涉及一种包括控制实体的设备、一种系统以及一种对应方法，该控制实体被配置为监测电池单元的运行参数。在下文中，一个或多个电池的电池管理技术被描述，该电池每个包括多个电池单元。通常地，多个电池通过电源线被串联地电连接，从而形成电池堆栈。 每个电池的电池单元被类似地串联电耦接。代替用于监测设备和主单元之间的通信的专用控制信号接线，该控制数据通过电源线被传输和/或接收(即，收发)。为此，该控制数据在电源线的电源线信号之上被调制，即，电源线信号传输被采用。强健而有效的电源线信号传输通过负载调制和/或负载解调被实现。
该技术能被应用在该BMS架构的不同层级上。特别地，通过负载调制或负载解调中的至少一个的电源线信号传输可被采用，用于一方面与卫星监测设备通信，该卫星监测设备与电池单元(电池单元级)相关联，和/或另一方面与监测设备通信，该监测设备与电池(电池级)相关联。
根据各种实施例，一种设备被提供。该设备包括控制实体，该控制实体被配置为监测电池中的至少一个电池单元的运行参数。该设备进一步包括接口，该接口与该电池的电源线被耦接。该接口被配置为通过对该电源线的电源线信号的负载调制或负载解调中的至少一种，收发控制数据。
根据各种实施例，一种系统被提供。该系统包括多个电池，该多个电池通过电源线被串联电连接。该系统进一步包括多个设备。该多个设备中的每个设备与该多个电池中的相应电池相关联。每个设备包括控制实体，该控制实体被配置为监测该相关联的电池中的至少一个电池单元的运行参数。每个设备进一步包括接口，该接口与该电源线被耦接，并且被配置为通过对该电源线的电源线信号的负载调制或负载解调中的至少一种收发控制数据。
根据各种实施例，一种系统被提供。该系统包括电池的多个电池单元。该电池单元通过电源线被串联电连接。该系统进一步包括多个设备。该多个设备中的每个设备与该多个电池单元中的相应电池单元相关联。每个设备包括控制实体，该控制实体被配置为监测所相关联的电池单元的运行参数。每个设备进一步包括与该电源线被耦接的接口。该接口被配置为通过对所述电源线的电源线信号的负载调制或负载解调中的至少一种收发控制数据。
根据另外的实施例，其他设备、系统或方法可被提供。通过下面与附图结合的具体描述，这些实施例将是显而易见的。
在图1中，常规BMS 100被示出。该BMS 100包括通过电源线180被串联电连接的三个电池102。该多个电池102有时被称为电池堆栈。电压被提供在电源线180的输入端和输出端之间(在图1中被标示为HV+和HV-)；该电压通常是该多个电池102的开路电压的总和。因此，该电池中的每个电池处于不同的电压电平上。
作为对该电池中的每个电池的示例性示出，每个电池102包括多个电池单元101-1–101-12，该多个电池单元通过每个电池102之内的电源线180被串联电连接。该BMS 100进一步包括多个监测设备110。该多个监测设备110中的每个监测设备与多个电池102中的相应电池相关联。为此，控制信号接线190被提供在监测设备110和电池102之间。例如，一个或多个传感器可被布置在电池102之内或靠近电池102，该传感器可通过控制信号接线190被读出和/或被控制。该监测设备110被配置为监测电池102的电池单元101-1–101-12的一个或多个运行参数。
此外，主单元120被提供，其被配置为控制该多个监测设备110。为此，控制信号接线181被提供。监测设备110通过由控制信号接线181所形成的串行总线系统与主单元120被连接。隔离器130分别被提供在各种监测设备110和主单元120之间。隔离器130使各种监测设备110和主单元120DC去耦(DC-decouple)、分别地AC耦接(AC-couple)，因为如上所说明的，这些实体110、120通常处于不同电压电平之上。
通常地，控制逻辑存在于主单元120之中。监测设备110可被装备有相对较少的逻辑或没有逻辑，并且对主单元120作出响应和报告；这接下来的案例中被说明：主单元120向监测设备110中的每个设备传输分组化控制数据，以控制运行；该分组化控制数据可包括作为有效负载(payload)的命令。响应于该控制数据的接收，每个监测设备110被配置为监测相关联的电池单元101-1–101-12的运行参数。然后， 该分组化控制数据可从相应的监测设备110被传输至主单元120，该控制数据可包括已被相应监测设备110预先确定为有效负载的运行参数。因此，主单元120可收集该BMS 100的各电池单元101-1–101-12和电池102的运行参数，并且从该运行参数，计算状态参数(比如，SOC和/或SOH和/或过电压和/或欠电压和/或超温)。因此，某安全要求是否满足，即，该电池是否在安全状态下运行可被查验。
图1中的BMS 100具有某些缺陷。例如，较接近主单元120的那些监测设备110的控制数据的通信量可超过离主单元120更远的那些监测设备110的通信量。使监测设备110分别发热的电力消耗可与该通信量成比例；因此，监测设备110的与空间相关的发热可出现在该BMS 100中。这可导致监测设备110与空间相关的磨损。这可降低可靠性，并且增加维护成本。另外，某些监测设备110所增加的电力消耗通常导致对相关联的电池102更快地进行放电；也就是，相关联的电池102通常被用于为相关联的监测设备110供电。然后，某些电池102可比其他电池102更快地或更慢地进行放电。此外，控制信号接线181可能制造昂贵，需要BMS 100中的空间，并且可遭受故障。另外，控制信号接线181的通信量可受限制。特别地，多个监测设备110可通过控制信号接线181中的一个线路部分或相同线路部分进行通信。因此，通过控制信号接线181被传输的控制数据可由于拥塞被延迟。
在图2中，根据各种实施例的一种BMS 200的示意性例证被示出。在此，常规系统(参阅图1)中的专用控制信号接线181被通过电源线180的电源线信号传输所代替。该控制数据在电源线信号之上进行调制。为此，主单元120与电源线180被耦接。此外，监测设备110中的每个设备可与电源线180被耦接。
一种BMS 300的替代场景在图3中被示出。在此，BMS 300的主单元120通过控制信号接线190被直接耦接至监测设备110中的一个监测设备，该监测设备充当在主单元120和其余的监测设备110之间交换的控制数据的转发器(transponder)。
在图4中，包括监测设备110以及卫星监测设备111的BMS 400被示出。卫星监测设备111中的每个设备与多个电池单元101-1–101-12(在图4中未示出)中的相应电池单元相关联。卫星监测设备111可位于相应电池102的外壳之内。常规被分配给监测设备110的任务中的一些可通过卫星监测设备110被执行，例如某些运行参数(比如，相关联的电池单元的压强、膨胀度和温度)的监测。
在图4的场景中，卫星监测设备111中的每个设备可被配置为通过对电源线信号的负载调制或负载解调中的至少一种收发该控制数据。通过此方式，卫星监测设备111中的每个设备可直接与主单元120和/或与相关联的监测设备110进行通信。在后面情况中，监测设备110可充当转发器，并且可被配置为转发在主单元120和卫星监测设备111之间交换的控制数据。在任何情况下，监测设备110其本身可被配置为通过对电源线信号的负载调制或负载解调中的至少一种与主单元120进行通信。
一种与电池102相关联的监测设备110的更详细视图在图5中被示出。电池102包括三个电池单元101-1、101-2、101-3。当然，电池102可能包括更多数量或更少量的电池单元101-1–101-3。通常地，以12、24或48的顺序的数量的电池单元101-1–101-3被采用。控制信号接线190被提供在监测设备110和电池102之间；在图5的场景中，用于电池单元101-1–101-3中的每个单元的专用控制信号接线190被提供。通过控制信号接线190，监测设备110的控制实体510被配置为监测该三个电池单元101-1–101-3的相应运行参数。为此目的，传感器设备等(在图5中未示出)可被提供在相应电池单元101-1–101-3的位置处。
控制实体510可以被配置为监测一个或多个运行参数，例如该运行参数可包括由以下项所组成的至少一个参数：相应电池单元101-1–101-3的压强；相应电池单元101-1–101-3的温度；至少一个电池单元101-1–101-3的电极的颜色；至少一个电池单元101-1–101-3的膨胀度；至少一个电池单元101-1–101-3两端的电压；电池102两端的 电压。可替换地或额外地，控制实体510可被配置为监测整个电池102两端的总电压。其他运行参数是可想象的(conceivable)。如上所述的这些运行参数可适用于确定电池102的SOC和/或SOH。通常地，从电极的颜色可确定某些材料(例如，锂)的浓度。
监测运行参数可指的是：响应于控制命令，监测该运行参数；和/或以预定的重复时间监测该运行参数。
作为电池单元101-1–101-3，锂离子电池或任何其他种类的可再充电电池(比如，NiZn电池、NiMH电池、NiCd电池、铅酸电池等)可被使用。例如，该单元中的每个可提供在1V和6V之间的电压，在1V(或2V)和4V之间的电压，或者在3V和4V之间的电压等。
如图5所示，监测设备110进一步包括接口520。接口520被配置为通过电源线180的电源线信号的负载调制传输控制数据。接口520进一步被配置为通过该电源线信号的负载解调接收该控制数据。因此，通过接口520，与主单元120的双向通信可被实现。为此，如图5中所示，接口520能操纵电源线180被并联电连接至电池102的分支，即，被并联电连接至电池102的三个电池单元101-1–101-3的分支。尤其是，与电源线180的此分支相关联的负载可在采用负载调制技术或负载解调技术时被操纵。
在图6中，一种其中电池单元101-1–101-3中的每个单元与卫星监测设备111-1–111-3相关联的场景被示出。卫星监测设备111-1–111-3中的每个设备包括控制实体510，该控制实体510被配置为监测相关联的电池单元101-1–101-3的运行参数。此外，该卫星监测设备111-1–111-3中的每个设备包括接口520，该接口520与电源线180的相应分支被耦接，并被配置为通过该电源线信号的负载解调接收控制数据，并且进一步被配置为通过该电源线信号的负载调制传输控制数据。监测设备110和卫星监测设备111-1–111-3可根据常见技术进行运行。然而，对比监测设备110，通过卫星监测设备111-1–111-3中的一个设备进行监测的特定运行参数可以不同。例如，监测设备110可被配置为监测电池102两端的总电压；类似地，卫星监测设备111-1 –111-3中的每个设备可被配置为监测相应的电池单元101-1–101-3的压强、温度和膨胀度。
在简单场景中，监测设备110和卫星监测设备111-1–111-3两者均被配置为通过负载调制向总电压120传输控制数据。例如，卫星监测设备111-1–111-3可被配置为将控制数据直接传输至主单元120。然而，监测设备110还可能充当转发器，其用于卫星监测设备111-1–111-3所传输的控制数据和由主单元120向卫星监测设备111-1–111-3所传输的控制数据。
在图7中，控制数据610的细节被示出。该控制数据可以是分组化数据，包括数据头611、有效负载部分612和校验和613。校验和613可被用于降低传输错误的可能性。有效负载部分612运载变量信息，该变量信息例如与运行参数620相关，或者与针对监测设备110中的一个或卫星监测设备111-1–111-3中的一个的命令相关。在图7的场景中，有关某一电池单元101-1–101-12的温度、压强和其两端电压的三种运行参数620的信息被包括在有效负载部分612中。如上所述，多种信息可被包括在有效负载部分612中。例如，控制数据610可通过从由以下项所组成的组中所选择的至少一个元素表示：至少一个电池单元101-1–101-12或电池102的标识；监测设备110和/或卫星监测设备111、111-1–111-3的标识；运行参数620；用于控制实体510的控制命令；以及通信设置参数。
该标识可与特定控制数据610的发起者或接收者相关联；该标识还可以被包括在数据头部分611中。如从图7中所见，通过该标识，该分组化控制数据610可在主单元120和相应的控制设备110、111-1–111-3之间选择性地进行通信，因此，被认定的(即，点对点)通信可被实现。同样，单点对多点技术可被实施。
控制数据610的多个数据包可以以时间多工(time-multiplexed)方式通过电源线180被传输。可替换地或额外地，控制数据610还可能以频率多工(frequency-multiplexed)方式被传输。在此，对应于各种监测设备110、111或主单元120的不同发起者可被配置为通过不同的 调制通道(即，以不同频带)传输该控制数据。以此方式，该数据吞吐量可被增加。
转至图8，电源线信号的负载调制和负载解调的细节被示出。在图8的场景中，在电源线180的与相应的电池102并联运行的分支中，开关810(例如，以负载调制晶体管的形式)被提供。监测设备110的接口520(在图8中未示出)可控制开关810。具体地，接口520被配置为通过阻抗的时间相关的变化传输控制数据620，该阻抗被并联连接至与相应的监测设备110相关联的电池单元101-1–101-12。通过此时间相关的变化，控制数据620被编码。为此，开关810可随着时间进程被接通和关断。
在图8中，技术在电池级上相对于监测设备110进行了讨论。相应的技术可容易地在电池单元级(参考图6)上相对于卫星监测设备111、111-1–111-3被实现。
在图9中，电源线信号的调制和解调更详细地被示出。具体地，对于监测设备110中的一个，接口520的发送器950和接收器951被示出。发送器(接收器)950被配置为通过该电源线信号的负载调制(负载解调)传输(接收)控制数据610。
发送器950包括晶体管910和电阻器920。电阻器920和晶体管910在电源线180的分支中被串联连接，该电源线的分支依次与相关联的电池102的电池单元101-1–101-12并联运行。调制器单元930在线路进程之上接通和关断晶体管910。作为输入端，调制器单元930接收预定的载波信号931和控制数据610(例如，被数字编码为位序列)。
例如，调制器单元930可对载波信号931的振幅进行调制，以进一步对该控制数据进行编码。调制器单元930还可能采用相位调制(BPSK,Phase Modulation)。BPSK调制可针对传输错误增加可靠性。此外，较大的传输能力可通过频率多工被实现。为此目的，不同监测设备110或卫星监测设备111、111-1–111-3的不同发送器950可在不同频率的载波信号931上对控制数据610进行调制。通常地，其他调 制技术(例如，正交振幅调制(QAM)、频率调制(FM)或单边带调制等)可被采用。
还可能通过分别地使电阻器920和/或晶体管910形成某尺寸来控制该负载调制的振幅。通常地，负载调制的较大振幅将导致所调制信号在主单元120处的较大信噪比(signal-to-noise ratio)。因此，较大的振幅可降低传输错误的可能性。在另一方面，亟需限制该调制振幅至一个允许可靠传输的值，从而避免该系统的其他部分的干扰和/或对电力需求的限制。
传输错误的可能性可进一步受到电池102的状态的影响。特别地，传输错误的可能性可进一步受到电池102的SOH和/或SOC的影响。因此，通常来讲，随着时间进程，传输可靠性可降低或增加。针对此改传输可靠性的时间依赖性，该负载调制的振幅可被动态地进行设置。例如，接口520可被配置为基于运行参数620对负载调制的振幅进行设置。如上所述，运行参数620可表示SOC和/或SOH。
例如，负载调制的振幅的设置可以是校准例程中的部分。作为校准例程中的部分，这可以递增地(例如，逐步地)使电源线180的分支的电阻的增量对应于电流上100mA的变化。这可通过并联地连接多个晶体管910和/或电阻器920被实现。同时，通过电源线调制所传输和主单元120所接收的控制数据的信噪比可被确定。一旦满足用于该信噪比的预定标准，对负载调制的振幅的相应设置可被遵守。
上文中，对被配置为用于电源线信号的负载调制的发送器950的细节进行了讨论。发送器950不同于常规被用于电源线传输的发送器。常规发送器950通常包括功率放大器，该功率放大器向电源线信号添加额外的功率。相反地，本发送器950生成补偿电流，即有效地减少电源线信号的功率。此电源线调制技术被发现提供了增强的信噪比和传输可靠性。
接收器951包括两个电容器960、带通滤波器961、放大器962和解调器单元963。控制数据610从接收器951被输出，即，被编码为二进制数据。
卫星监测设备111、111-1–111-3可包括对应于参考图9所讨论的发送器950和接收器951。类似地，主单元120可包括对应于参考图9所讨论的发送器950和接收器951。具体地，主单元120可被直接耦接至电源线180；然而，在图9的场景中，主单元120通过专用控制信号接线190与监测设备110中的一个设备被AC耦接；后者充当转发器，用于被发至主单元120的控制数据610和从主单元120所发送出的控制数据610。AC耦接允许信号的AC传输，虽然DC电压差异可能存在。
在BMS 900中，如图9所示，发生在各监测设备110处的数据通信量被平衡。具体地，如果与常规BMS 100(参考图1)相比，该BMS900的空间相关的发热可被避免。此外，与常规BMS 100(参见图1)相比，因为各监测设备110可采用不同的调制通道，BMS 900的传输能力可被增强。
在图9中，发送器950和接收器951在电池级上(即，相对于与电池相关联的监测设备110)进行了讨论。然而，如图10中所示的，类似技术可被可替换地或额外地在电池单元级上应用于卫星监测设备111-1–111-11。在图10中，卫星监测设备111-6的细节被以说明性目的示出，然而，其余的卫星监测设备111-1–111-5、111-7–111-11可相应地进行配置。
如上所述，卫星监测设备111-1–111-11的发送器950和接收器951可与主单元120(在图10中未示出)直接进行通信。然而，可替换地或额外地，卫星监测设备111-1–111-11的发送器950和接收器951可与相应电池102的监测设备110进行通信。特定的卫星监测设备111-1–111-11的电源线信号传输生成足够的信噪比以在由电源线180所形成的整个电路中对控制数据610进行解码是不必要的。相反地，如果卫星监测设备111-1–111-11生成充分的信噪比，这足以在相应电池102的电池级电路中对控制数据610进行解码。以此，在电池级和电池单元级之间的控制数据的交换变得容易。
在图11中，采用负载调制和负载解调的电源线信号传输的细节 相对于BMS 1100被示出。从图11中可看出，主单元120可与电源线180耦接，例如与该电源线180的和电池102中的一个并联的分支耦接。主单元120可包括发送器950(在图11中未示出)。在图11的场景中，主单元120包括接收器951，用于电源线信号的解调。
此外，与负载调制相关的物理现象在图11中进行了说明。负载调制晶体管910被采用，以改变电源线180的相应分支中的阻抗。这生成了电源线180中的补偿电流1150。如图可见，电容器1100存在于由电源线180所形成的闭合电路中，该电源线180支持补偿电流1150。具体地，因为补偿电流1150存在于电源线180所形成的整个电路中，该电流1150可通过主单元120的接收器951被监测到。从而，监测设备110可与主单元120进行通信。如图11中通过弯曲箭头所示的，补偿电流1150的部分分布在由每个电池102和负载调制晶体管910所形成的闭合电路中。
在图11中，对电源线信号的负载调制和负载解调的构思在电池级上进行了讨论。类似的构思可被用于电池单元级上的负载调制和负载解调，即，用于与卫星监测设备(在图12中未示出)进行通信。许多电池单元101-1–101-5被示出。另外图11中所示出的是电感1220，在电池单元101-1–101-5和卫星监测设备之间的连接中被采用并被称为电力电感。对于与电池单元101-3相关联的特定卫星监测设备，负载调制晶体管910示例性地被示出。对电源线180的相应分支中阻抗的调制导致横穿相应电池102的电源线180的整个电池级电路的补偿电流1150。具体地，该补偿电流1150被相应电容器1200和相应电阻器1201支持。因此，当运行负载调制晶体管910时，阻抗的变化导致整个电池102两端的电压降上的变化。甚至可以将BMS(参考图11)的整个电路两端的补偿电流考虑在内。这可通过相应监测设备110(在图12中未示出)和/或主单元120被检测到。
在图13中，一种根据各种实施例的方法的流程图被示出。在步骤S1中，该方法开始。接下来，在步骤S2中，电池102的运行参数620被监测。为此，监测级上的监测设备110可被采用；额外地或可 替换地，电池单元级上的卫星监测设备111可被采用。例如，与电池102两端的开路电压相关的运行参数可通过监测设备110被监测；同时与温度、膨胀度和压强相关的运行参数可通过卫星监测设备111被监测。
然后，在步骤S3中，控制数据610通过对电源线信号的负载调制被传输。特别地，该控制数据可包括步骤S2的运行参数。主单元120可通过对电源线信号的解调接收控制数据610。
该方法在步骤S4处结束。
如已经强调的，上文所讨论的实施例仅充当示例，并且其中的一些已在上文中进行描述的各种修改和变化都未脱离本申请的保护范围。
上文中，BMS中的电源线调制技术已被示出。特别地，负载调制和负载解调被采用，以调制该电源线信号。该负载调制导致可被测得的补偿电流的形成。更具体地，电源线180与电池102中的一个并联的分支的阻抗的变化导致主单元120处电流的变化，分别地各电池102两端的电压的变化。这可通过电源线180的该分支中的电阻的变化，即，通过欧姆负载调制被实现。如果与在其中额外的信号功率被应用在电源线信号顶部的常规电源线调制技术相比，控制数据的更有效和更可靠的传输可被实现。

Claims (20)

1.一种用于电池管理的设备，包括：
控制实体，其被配置为监测电池的多个电池单元的运行参数，所述多个电池单元串联电连接在电源线上，以根据所述电源线的端点之间的所述多个电池单元的开路电压之和提供电压，以及
接口，其与所述电池的所述电源线耦接，并且被配置为通过对所述电源线的电源线信号的负载调制或负载解调中的至少一种来收发控制数据，从而改变所述多个电池单元两端的电压降。
2.如权利要求1所述的设备，
其中所述接口被配置为通过阻抗的时间相关的变化传输所述控制数据，所述阻抗与所述多个电池单元被并联连接，所述时间相关的变化对所述控制数据进行编码。
3.如权利要求2所述的设备，
其中所述接口被配置为对预定载波信号进行调制，以对所述控制数据进行编码，
其中所述阻抗的所述时间相关的变化对应于所述被调制的预定载波信号。
4.如权利要求3所述的设备，
其中所述接口被配置为采用振幅调制或相移调制对所述载波信号进行调制。
5.如权利要求2所述的设备，
其中所述接口包括晶体管和电阻器，所述电阻器与所述晶体管被串联耦接，
其中所述晶体管和所述电阻器两者均位于所述电源线的被并联连接至所述多个电池单元的分支中。
6.如权利要求1所述的设备，
其中所述控制数据表示从由以下项所组成的组中所选择的至少一个元素：
所述多个电池单元的标识；
所述电池的标识；
所述设备的标识；
所述运行参数；
用于所述控制实体的控制命令；以及
通信设置参数。
7.如权利要求1所述的设备，
其中所述运行参数包括由以下项所组成的至少一个参数：
所述多个电池单元的压强；
所述多个电池单元的温度；
所述多个电池单元的膨胀度；
所述多个电池单元的电极颜色；
所述多个电池单元两端的电压；以及
所述电池两端的电压。
8.如权利要求1所述的设备，
其中所述接口被配置为基于所述运行参数对所述负载调制的振幅进行设置。
9.一种用于电池管理的系统，包括：
多个电池，其通过电源线被串联电连接，以根据所述电源线的端点之间的所述多个电池单元的开路电压之和提供电压，
多个设备，所述多个设备中的每个设备与所述多个电池中的相应一个电池相关联，每个设备包括：
控制实体，其被配置为监测所述相关联的电池中的至少一个电池单元的运行参数，以及
接口，其与所述电源线耦接，并且被配置为通过对所述电源线的电源线信号的负载调制或负载解调中的至少一种并且在所述电源线上来收发控制数据。
10.如权利要求9所述的系统，进一步包括：
主单元，其被配置为控制所述多个设备，并且包括接口，所述主单元的所述接口被配置为通过对所述电源线信号的负载解调，接收由所述多个设备中的每个设备所传输的所述控制数据，并且进一步被配置为通过对所述电源线信号的负载调制，将所述控制数据传输至所述多个设备中的每个设备。
11.如权利要求10所述的系统，
其中所述主单元的所述接口被AC耦接至所述电源线或被AC耦接至所述多个设备中的给定设备。
12.如权利要求9所述的系统，
其中所述多个设备中的第一设备和第二设备中的每一个的接口被配置为通过特定调制通道传输控制数据。
13.一种用于电池管理的系统，包括：
电池的多个电池单元，所述电池单元通过电源线被串联电连接，以根据所述电源线的端点之间的所述多个电池单元的开路电压之和提供电压，
多个设备，所述多个设备中的每个设备与所述多个电池单元中的相应电池单元相关联，每个设备包括:
控制实体，其被配置为监测所述相关联的电池单元的运行参数，以及
接口，其与所述电源线耦接，并且被配置为通过对所述电源线的电源线信号的负载调制或负载解调中的至少一种并且在所述电源线上来收发控制数据。
14.如权利要求13所述的系统，进一步包括：
转发器单元，其包括接口，所述接口与所述电源线耦接，并且被配置为通过对所述电源线信号的负载调制或负载解调中的至少一种，向所述多个设备中的每个设备传输所述控制数据和从所述多个设备中的每个设备接收所述控制数据，
主单元，其被配置为控制所述多个设备，并且包括接口，所述主单元的所述接口被配置为向所述转发器单元的所述接口传输所述控制数据和从所述转发器单元的所述接口接收所述控制数据。
15.如权利要求14所述的系统，
其中所述转发器的所述接口和所述主单元的所述接口通过负载调制或负载解调中的至少一种进行通信。
16.如权利要求14所述的系统，
其中所述多个设备中的第一设备和第二设备中的每一个的接口被配置为通过特定调制通道传输控制数据。
17.一种用于电池管理的方法，包括：
监测电池的多个电池单元的运行参数，所述多个电池单元串联电连接在电源线上，以根据所述电源线的端点之间的所述多个电池单元的开路电压之和提供电压，以及
通过对所述电池的所述电源线的电源线信号的负载调制或负载解调中的至少一种来传输控制数据，从而改变所述多个电池单元两端的电压降。
18.如权利要求17所述的方法，
其中所述传输进一步包括：
使被并联连接至所述多个电池单元的阻抗随时间变化，所述时间相关的变化对所述控制数据进行编码。
19.如权利要求18所述的方法，进一步包括：
对预定载波信号进行调制，以编码所述控制数据，
其中所述阻抗的时间相关的变化对应于所被调制的预定载波信号。
20.如权利要求19所述的方法，
其中所述调制采用振幅调制或相移调制。
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