CN105229553B - 用于在输入连接器和输出连接器之间不加以区分的情况下构造菊花链通信网络的通信终端 - Google Patents
用于在输入连接器和输出连接器之间不加以区分的情况下构造菊花链通信网络的通信终端 Download PDFInfo
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Abstract
公开一种在输入连接器和输出连接器之间不加以区分的情况下构造菊花链通信网络的通信终端。该通信终端包括：控制单元，该控制单元经由串行通信网络连接并且具有输入端口和输出端口；第一连接器，该第一连接器被电连接到输入端口和输出端口；第二连接器，该第二连接器被电连接到输入端口和输出端口；以及二极管1‑1、二极管1‑2、二极管2‑1和二极管2‑2。
Description
技术领域
本公开涉及一种通信终端，并且更特别地，涉及一种用于在输入连接器和输出连接器之间不加以区分的情况下构造菊花链通信网络的通信终端。
本申请要求在2013年10月18日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2013-0124705的优先权，其全部内容通过引用被并入本文。
背景技术
由于其可容易地应用于各种产品的特性和诸如高能量密度的电气性能，二次电池不仅被广泛应用于便携式设备，而且被普遍地应用于电动车辆(EV)、混合电动车辆(HV)或者被电动马达驱使的蓄能系统。此二次电池由于其显著地减少矿物燃料的使用并且从能量的使用不产生副产品的主要优点而受到关注，使其成为新的环境友好和能量高效的能源。
对于在电动车辆中的使用的电池组具有由多个被串联地连接的单体组件组成的结构，各个单体组件包括多个单元单体，以获得高功率。而且，单元单体包括阴极电流集电极和阳极电流集电极、分隔物、活性材料以及电解质溶液，并且通过在部件之间的电化学反应允许重复充电和放电。
除了此基本结构之外，电池组进一步包括电池管理系统(BMS)，该电池管理系统(BMS)通过应用用于到驱动负载诸如电机的电源的控制、电气特性值诸如电流或者电压的测量、充电/放电控制、电压均衡控制、充电状态(SOC)估计等等的算法来监测和控制二次电池的状态。
最近，随着对于高容量结构以及作为蓄能源的利用的增长的需求，对于其中将包括串联和/或并联连接的多个电池的多个电池模块组装的多模块结构的电池组的需求也日益增长。
因为多模块结构的电池组包括多个电池单体，所以在使用单个BMS控制所有电池单体的充电/放电状态中存在限制。因此，已经引入了最近的技术，其中BMS被提供给被包括在电池组中的各个电池模块，BMS中的任何一个被指定为主BMS，并且剩余的BMS被指定为从BMS，使得在主从模式下控制各个电池模块的充电和放电。
从BMS在正常条件下处于睡眠状态中并且通过来自于主BMS的控制信号从睡眠状态下唤醒。可以经由各种通信网络发送控制信号，并且通常主要使用串行通信网络。串行通信网络具有容易实现通信结构、良好的信号发送特性并且使用现有的通信线路的优点，引起成本显著减少。
串行通信网络具有其中接收信号的接收器变成发射器并且通过中继方案将该信号递送给与其连接的其它相邻的接收器的连接架构。因此，在各个BMS之间，用于输出信号的输出连接器和用于输入信号的输入连接器被单独地设置并且被相互连接。
图1是图示根据现有技术的通信网络的构造的示例的图。
参考图1，能够看到与通信终端相对应的计算机系统10、20以及30组成通信网络。如在图1中所示，能够看到，为了构造串行通信网络，被包括在各个计算机系统10、20以及30中的输入部16、26以及36和输出部18、28以及38被相互单独地设置并且被相互连接。
然而，当以这样的方式构造串行通信网络时，如果没有清楚地区分输入部连接器的形状与输出部连接器的形状，则操作员可能感到困惑。而且，以不同的形状单独地制造输入部连接器和输出部连接器将会是增加生产成本的一个因素。因此，当构造串行通信网络时存在对于具有兼容的输入和输出连接器的通信终端的需求。
发明内容
技术问题
本公开被设计以解决现有技术的问题，并且因此本公开针对提供一种用于在输入连接器和输出连接器之间不加以区分的情况下构造菊花链通信网络的通信终端。
技术解决方案
为了实现目的，根据本公开的通信终端是经由串行通信网络连接的通信终端，该通信终端包括：控制单元，该控制单元具有输入端口和输出端口；第一连接器，该第一连接器被电连接到输入端口和输出端口；第二连接器，该第二连接器被电连接到输入端口和输出端口；第一-第一二极管，该第一-第一二极管被电连接在第一连接器和输入端口之间以允许电流在从第一连接器朝向输入端口的方向上流动；第一-第二二极管，该第一-第二二极管被电连接在第一连接器和输出端口之间以允许电流在从输出端口朝向第一连接器的方向上流动；第二-第一二极管，该第二-第一二极管被电连接在第二连接器和输出端口之间以允许电流在从输出端口朝向第二连接器的方向上流动；以及第二-第二二极管，该第二-第二二极管被电连接在第二连接器和输入端口之间以允许电流在从第二连接器朝向输入端口的方向上流动。
根据本公开的示例性实施例，输入端口可以接收用于唤醒在睡眠状态下的控制单元的信号。
根据本公开的示例性实施例，输出端口可以输出用于唤醒在睡眠状态下的其它控制单元的信号。
根据本公开的示例性实施例，串行通信网络可以是菊花链。
根据本公开的示例性实施例，控制单元可以测量二次电池的电气特性值。二次电池的电气特性值可以是二次电池的电压和电流中的至少一个的值。
根据本公开的通信终端可以是包括电池管理系统的电池组的一个部件，该电池管理系统包括通信终端和包括多个被电连接的二次电池的多个电池模块。在本实例中，各个电池管理系统可以被电连接到各自电池模块。
根据本公开的电池组可以是包括电池组和被供应有来自于电池组的电力的负载的电池操作系统的一个部件。负载可以是电力驱动装置或者便携式设备。
有益效果
根据本公开的一个方面，在被连接到外部以构造通信网络的连接器中，与现有技术不同，在输入和输出之间不加以区分。即，不论连接器的位置和顺序如何，通过将任何两个连接器连接到电气线路可以构造通信网络。
根据本公开的另一方面，使构造通信网络的操作容易，因为操作员不需要区分输入连接器和输出连接器。因此，可以节省时间和操作员努力。
附图说明
附图图示了本公开的优选实施例并且连同本公开一起，用于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到附图的限制。
图1是图示根据现有技术的通信网络的构造的示例的图。
图2是示意性地图示根据本公开的示例性实施例的通信终端的构造的电路图。
图3是示意性地图示包括多个根据本公开的示例性实施例的通信终端的电池组的构造的框图。
具体实施方式
在下文中，将会参考附图详细地描述本公开的优选实施例。在描述之前，应理解的是，在说明书和所附权利要求书中使用的术语不应被解释为限制于通常的和字典的意思，而是基于允许发明人为了最佳地解释适当地限定术语的原理基于与本公开的技术方面相对应的意义和概念进行解释。因此，在此提出的描述是仅为了说明目的的优选的示例，而不是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可以对其作出其它的等同物和变型。
图2是示意性地图示根据本公开的示例性实施例的通信终端100的构造的电路图。
参考图2，根据本公开的通信终端100包括第一连接器101、第二连接器102、第一-第一二极管111、第一-第二二极管112、第二-第一二极管121、第二-第二二极管122以及控制单元130。
根据本公开的通信终端100经由串行通信网络400被连接到其它的通信终端或者外部设备。因此，第一连接器101和第二连接器102是用于构造串行通信网络400的连接终端。
控制单元130包括输入端口131和输出端口132。
根据本公开的示例性实施例，控制单元130可以是微处理器，该微处理器在正常条件下保持睡眠状态并且当从外部接收唤醒信号时从睡眠状态唤醒。因此，输入端口131接收用于唤醒在睡眠状态下的控制单元130的信号。而且，输出端口132输出用于唤醒在睡眠状态下的其它控制单元的信号。
通过第一连接器101或者第二连接器102从外部接收用于唤醒控制单元130的信号。而且，通过第一连接器101或者第二连接器102发送用于唤醒其它控制单元130的信号。因此，第一连接器101被电连接到输入端口131和输出端口132。而且，第二连接器102被电连接到输入端口131和输出端口132。
在被连接到外部以构造通信网络的连接器中，与现有技术相比根据本公开的通信终端100不需要区分输入和输出。即，存在不论位置和顺序如何通过将两个连接器101和102连接到电气线路可以构造通信网络的优点。
然而，需要基于信号的类型区分控制单元130的输入端口131和输出端口132。因此，与在输入和输出之间没有差别的情况下的第一连接器101和第二连接器102相反，为了在需要区分输入和输出的情况下电连接输入端口131和输出端口132，第一-第一二极管111、第一-第二二极管112、第二-第一二极管121以及第二-第二二极管122被布置在第一连接器101/第二连接器102和输入端口131/输出端口132之间。
第一-第一二极管111被电连接在第一连接器101和输入端口131之间以允许电流在从第一连接器101朝向输入端口131的方向上流动。
第一-第二二极管112被电连接在第一连接器101和输出端口132之间以允许电流在从输出端口132朝向第一连接器101的方向上流动。
第二-第一二极管121被电连接在第二连接器102和输出端口132之间以允许电流在从输出端口132朝向第二连接器102的方向上流动。
第二-第二二极管122被电连接在第二连接器102和输入端口131之间以允许电流在从第二连接器102朝向输入端口131的方向上流动。
在下文中，通过其中经由串行通信网络400连接根据本公开的多个通信终端100的示例提供输入/输出信号的接收和输出的描述。
图3是示意性地图示包括根据本公开的示例性实施例的多个通信终端100的电池组200的构造的框图。
参考图3，能够看到根据本公开的两个通信终端100被电连接到电池组200。为了方便起见，上通信终端指的是第一通信终端100-1，并且下通信终端指的是第二通信终端100-2。
根据本公开的通信终端100可以被包括在被构造成管理电池组200的电池管理系统(BMS)中。如有必要BMS可以进一步包括除了根据本公开的通信终端100之外的附加的部件，但是为了附图的简化，BMS被图示为仅包括根据本公开的通信终端100。因此，应理解的是，图3的通信终端100-1和100-2是BMS。
为了发挥BMS的作用，控制单元130可以测量二次电池单体211的电气特性值。在本实例中，二次电池单体211的电气特性值表示二次电池单体211的电压和电流中的至少一个的值。此外，控制单元130可以包括用于执行在普通级别可应用的各种控制功能的算法，这些控制功能包括诸如各个二次电池单体211的电压或者电流的电气特性值的测量以及二次电池单体211的充电/放电控制、电压均衡控制和电荷状态(SOC)估计。而且，控制单元130可以包括用于根据已知的通信协议发送和接收数据的算法。
为了执行在前述中描述的各种控制逻辑，控制单元130可以包括在属于本公开的本领域中已知的处理器、应用专用集成电路(ASIC)、其它的芯片组、逻辑电路、寄存器、通信调制解调器、数据处理设备等等。而且，当示例性控制逻辑被实现为软件时，控制单元130可以被实现为程序模块的组件。
在本实例中，电池组200由被相互电连接的多个二次电池单体211组成。电池组200包括至少一个二次电池单体211，并且不存在对二次电池单体211的类型的限制。各个二次电池单体211可以被体现为是可再充电的锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等等，并且需要考虑充电或者放电电压。而且，被包括在电池组200中的二次电池单体211的数目可以基于所要求的输出电压或者充电/放电容量被不同地设置。然而，本发明不受到二次电池单体211的类型、输出电压和电荷容量等等的限制。虽然图3示出二次电池单体211都被串联地连接，但是本公开不限于二次电池单体211的连接方法。
预先确定的数目的二次电池单体211被组装以构造电池模块210。而且，对于各个电池模块210，各自BMS被连接到其上。图3的BMS采用用于通过主-从方法的各个电池模块210的充电/放电控制的技术。因此，BMS，即，根据本公开的通信终端100在正常条件下保持睡眠状态，并且通过来自于主机或者外部设备300的控制信号从睡眠状态唤醒。
根据本公开的通信终端100组成串行通信网络400，并且发送和接收用于控制唤醒的信号。
根据本公开的示例性实施例，串行通信网络400是菊花链。菊花链指的是其中多个设备被按顺序连接的总线布线方案。与简单总线连接不同，菊花链支持如下信号发送方法，通过其链中的一个设备可以通过中继方案将信号发送到其它设备。菊花链是已知的技术，并且其详细描述在此被省略。
通过第一通信终端100-1的第一连接器101接收来自于外部设备300的用于唤醒控制单元130的信号(①)。通过第一连接器101接收到的信号通过第一-第一二极管111被输入到控制单元130的输入端口131中(②)。相反地，通过第一连接器101接收到的信号通过第一-第二二极管112中断并且没有被发送到控制单元130的输出端口132(③)。
当被包括在第一通信终端100-1中的控制单元130唤醒时，用于唤醒被包括在第二通信终端100-2中的控制单元130的信号被输出(④)。信号通过第二-第一二极管121被输出到第一通信终端100-1的第二连接器102(⑤)。
参考图3，示出实施例，与第一通信终端100-1不同，其中从第一通信终端100-1的第二连接器102输出的信号被输入到第二通信终端100-2的第二连接器102。
通过第二通信终端100-2的第二连接器102接收到的信号通过第二-第二二极管122被输入到控制单元130的输入端口131中(⑥)。相反地，通过第二通信终端100-2的第二连接器102接收到的信号被第二-第一二极管121中断并且没有被发送到控制单元130的输出端口132(⑦)。
当被包括在第二通信终端100-2中的控制单元130唤醒时，控制单元130输出用于唤醒被包括在第三通信终端(未示出)中的控制单元(未示出)的信号(⑧)。信号通过第一-第二二极管112被输出到第二通信终端100-2的第一连接器101(⑨)。
在本实例中，根据本公开的电池组200可以是包括电池组200和被供应有来自于电池组200的电力的负载的电池操作系统的一个部件。
电池操作系统可以包括，例如，电动车辆(EV)、混合电动车辆(HEV)、电动自行车(E-Bike)、电动工具、蓄能系统、不间断电源(UPS)、便携式计算机、移动电话、便携式音频设备、便携式视频设备等等，并且负载可以包括，例如，通过从电池组供应的电力产生旋转力的马达，或者将从电池组供应的功率转换成对于各种电路部件所要求的功率的功率逆变电路。
在本公开的描述中，应理解的是，在图2和图3中示出的本公开的各个元件在逻辑上而不是在物理上被区分。
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，尽管每个元件被集成或者分离，如果能够实现通过本公开的逻辑元件执行的功能则其应被解释为落入本公开的范围内，并且应理解，如果是执行相同或者相似功能的元件，不论名称是否相同，其都落入本公开的范围内。
虽然在上文中仅结合有限数目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所附权利要求及其等同物的精神和范围内本领域的普通技术人员可以进行各种变化和变型。
Claims (10)
1.一种通信终端，所述通信终端经由串行通信网络连接，所述通信终端包括：
控制单元，所述控制单元具有输入端口和输出端口；
第一连接器，所述第一连接器被电连接到所述输入端口和所述输出端口；
第二连接器，所述第二连接器被电连接到所述输入端口和所述输出端口；
第一-第一二极管，所述第一-第一二极管被电连接在所述第一连接器和所述输入端口之间以允许电流在从所述第一连接器朝向所述输入端口的方向上流动；
第一-第二二极管，所述第一-第二二极管被电连接在所述第一连接器和所述输出端口之间以允许电流在从所述输出端口朝向所述第一连接器的方向上流动；
第二-第一二极管，所述第二-第一二极管被电连接在所述第二连接器和所述输出端口之间以允许电流在从所述输出端口朝向所述第二连接器的方向上流动；以及
第二-第二二极管，所述第二-第二二极管被电连接在所述第二连接器和所述输入端口之间以允许电流在从所述第二连接器朝向所述输入端口的方向上流动。
2.根据权利要求1所述的通信终端，其中所述输入端口接收用于唤醒在睡眠状态下的所述控制单元的信号。
3.根据权利要求1所述的通信终端，其中所述输出端口输出用于唤醒在睡眠状态下的其它控制单元的信号。
4.根据权利要求1所述的通信终端，其中所述串行通信网络是菊花链。
5.根据权利要求1所述的通信终端，其中所述控制单元测量二次电池的电气特性值。
6.根据权利要求5所述的通信终端，其中所述二次电池的所述电气特性值是所述二次电池的电压和电流中的至少一个的值。
7.一种电池组，包括：
多个电池管理系统，每个所述电池管理系统包括根据权利要求5或者6所述的通信终端；和
多个电池模块，所述多个电池模块包括被电连接的多个二次电池。
8.根据权利要求7所述的电池组，其中各个电池管理系统被电连接到各自电池模块。
9.一种电池操作系统，包括：
根据权利要求7所述的电池组；和
负载，所述负载被供应有来自于所述电池组的电力。
10.根据权利要求9所述的电池操作系统，其中所述负载是电力驱动装置或者便携式设备。
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