CN105283860A - 用于电池的标准化的电池控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于电池的标准化的电池控制装置，并且更加特别地，涉及一种能够实现如下的用于电池的标准化的电池控制装置：允许执行电池管理系统(BMS)的功能的一个或者多个应用模块相对于时间独立地操作，防止由一个或者多个相应的应用模块共享的数据彼此从属，以及允许一个或者多个应用模块执行其功能，而不论模式的变化如何。

Description

用于电池的标准化的电池控制装置
技术领域
本申请要求在2013年10月31日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2013-0130746的优先权和权益，其整个内容通过引用被合并在此。
本发明涉及一种用于电池的标准化的电池控制装置，并且更加特别地，涉及一种能够实现如下的用于电池的标准化的电池控制装置：允许执行电池管理系统(BMS)的功能的一个或者多个应用模块相对于时间独立地操作，防止由一个或者多个相应的应用模块共享的数据相互从属，并且此外，允许一个或者多个应用模块执行其功能，不论模式的变化如何。
背景技术
通常，被用于电动车辆(EV)、混合动力车辆(HV)、以及家庭或者工业的电池，即，二次电池取决于产品组在应用简易性上高，并且具有诸如高能量密度等的电气特性。
因为除了显著地减少矿物燃料的使用的主要优点之外，没有由于能量的使用而产生的副产品，所以由于环境友好和提高的能量效率，二次电池作为新能源已经吸引了公众的注意。
在这样的情况下，当多个二次电池交替地执行充电和放电时，需要管理多个二次电池，使得通过有效地控制二次电池的充电和放电，电池保持适当的操作状态和性能。
为此，提供管理电池的状态和性能的电池管理系统(BMS)。BMS测量电池的电流、电压、温度等，以基于测量到的电流、电压、温度等估计电池的充电状态(SOC)并控制SOC，使得燃料消耗效率是最高的。执行充电和放电的电池的SOC需要被精确地测量以便于精确地控制SOC。
同时，因为在现有技术中的不能够被标准化的电池管理系统中使用的并且存在于本发明中的一个或者多个应用模块不能够相对于时间独立地操作和同时顺序地操作，并且由一个或者多个相应的应用模块共享的数据彼此依赖，特定数据的变化引起其它应用模块的数据的变化，并且进一步在其它的应用模块的模式的变化中涉及特定应用模块的模式，并且结果，当特定的应用模块被改变时，特定应用模块的功能没有被正常地执行。
此外，在现有技术中的意指汽车标准软件架构的汽车开放系统架构(AUTOSAR)中，软件模块不能够被同时应用于开放式AUTOSAR和非开放式的AUTOSAR(非AUTOSAR)的应用层，并且结果，存在根据开放式AUTOSAR和非开放式AUTOSAR符合AUTOSAR的标准软件模块应被单独地开发的不便。
因此，本发明人已经发明用于电池的标准化的电池控制装置，其允许执行电池管理系统的功能的一个或者多个应用模块相对于时间独立地操作，防止由一个或者多个相应的应用模块共享的数据彼此从属，并且此外，允许一个或者多个应用模块执行其功能，不论是否模式的变化如何，以便于解决在现有技术中不能够被标准化的电池管理系统的问题。
发明内容
技术问题
本发明被设计以解决前述问题，并且本发明的一个目的是为了提供用于电池的标准化的电池控制装置，其允许执行电池管理系统的功能的一个或者多个应用模块相对于时间独立地操作，防止由一个或者多个相应的应用模块共享的数据彼此从属，并且此外，允许一个或者多个应用模块执行其功能，不论模式的变化如何。
更加详细地，本发明的另一目的是为了提供一种用于电池的标准化的电池控制装置，其去除在一个或者多个应用模块当中的对于时间的依赖性，并且确定和调用被包括在相对应的应用模块中的功能的执行时间和执行顺序，以允许相应的应用模块的功能被独立地执行和调用。
此外，本发明的又一目的是为了提供一种用于电池的标准化的电池控制装置，其在中间中继待被在一个或者多个应用模块当中共享的共享数据，以去除相应的应用模块的数据依赖性。
本发明的又一目的是为了提供一种用于电池的标准化的电池控制装置，其负责改变一个或者多个应用模块的模式以任意地改变相应的应用模块的模式。
技术解决方案
在示例性实施例当中，本发明的示例性实施例提供了用于电池的标准化的电池控制装置，其包括一个或者多个应用模块和一个或者多个硬件装置，包括：应用层单元，该应用层单元独立地控制在一个或者多个应用模块当中的操作；模块中继层单元，该模块中继层单元中继在一个或者多个应用模块当中的数据收发；以及基本程序层单元，该基本程序层单元通过从模块中继层单元接收调用信号来调用一个或者多个硬件装置。
应用层单元可以包括：模式控制单元，该模式控制单元控制一个或者多个应用模块的模式；数据控制单元，该数据控制单元控制在一个或者多个应用模块当中的数据共享；以及执行控制单元，该执行控制单元确定和调用被包括在一个或者多个应用模块中的功能的执行时间和执行顺序。
模式控制单元可以与数据控制单元交换数据，并且进一步，与执行控制单元交换用于模式的数据。
数据控制单元可以与模式控制单元和一个或者多个应用模块交换用于模式的数据。
执行控制单元可以包括一个或者多个执行功能，并且一个或者多个执行功能可以从被包括在基本软件(BSW)中的任务中调用。
模块中继层单元可以包括：请求信号接收单元，该请求信号接收单元从一个或者多个管理器模块、一个或者多个应用模块、以及被包括在基本程序层单元中的一个或者多个服务模块中接收一个或者多个功能调用请求信号；和中继单元，该中继单元选择在一个或者多个管理器模块、应用模块以及服务模块当中的与一个或者多个接收到的功能调用请求信号相对应的模块，并且调用相应的选择的模块以相互中继模块。
中继单元可以包括与一个或者多个功能调用请求信号相对应的一个或者多个调用功能。
模块中继层单元可以包括平台抽象层(PAL)。
模块中继层单元可以将能够访问被包括在基本程序层单元中的服务函数集(服务API)的平台抽象层函数集(PALAPI)提供给应用层单元。
一个或者多个应用模块可以通过平台抽象层函数集访问基本程序层单元。
有益效果
根据本发明，因为在一个或者多个应用模块当中对于时间的依赖性被去除，并且被包括在相对应的应用模块中的功能的执行时间和执行顺序被确定和调用，以允许相应的应用模块的功能被独立地执行和调用，所以能够确保一个或者多个相应的应用模块的模式独立性并且用硬件确保从基本程序的独立性。
此外，因为待被在一个或者多个应用模块当中共享的共享数据被中继，所以能够去除一个或者多个相应的应用模块的数据依赖性，并且能够防止由于特定应用模块的数据的变化导致的其它应用模块的数据的变化。
因为本发明没有直接地与一个或者多个应用模块连接，并且此外，能够在没有被包括在一个或者多个应用模块中的情况下控制应用模块的模式变化，所以尽管特定应用模块的模式条件被改变，在没有更换相对应的特定应用模块的情况下，相对应的特定应用模块的模式变化能够被独立地执行。
此外，因为能够为各个时间、数据、以及模式独立地控制通过相应的应用模块执行的功能，所以相应的应用模块能够被分离和重新使用。
附图说明
图1是图示电动车辆1的配置的框图。
图2是图示根据本发明的示例性实施例的用于电池的标准化的电池控制装置100的配置的框图。
图3是图示在图2中图示的应用层单元10的配置的框图。
图4是图示在图2中图示的应用层单元110的操作状态的图。
图5是图示在图2中图示的模块中继层单元120的配置的框图。
图6是图示根据本发明的示例性实施例的在应用层单元10、模式中继层单元120、以及基本程序层单元130当中的接口的图。
具体实施方式
在下文中，将会提出优选实施例以便于帮助理解本发明。然而，示例性实施例仅被提出以容易理解本发明，并且本发明的内容不限于示例性实施例。
图1是图示电动车辆1的配置的框图。
参考图1，通常，电动车辆1可以被配置成包括电池2、电池管理系统(BMS)3、电子控制单元(ECU)4、逆变器5、以及电机6。
电池2是通过将驱动力提供给电机6驱动电动车辆1的电源。取决于电机6或者内燃机(未被图示)的驱动，通过逆变器5可以对电池2充电或者放电。
在此，电池2的类型没有被特定地限制，并且可以通过例如锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等组成。
此外，通过多个电池单元被串联地或者并联地连接在其中的电池组形成电池2。另外，一个或者多个电池组可以被提供以形成电池2。
BMS3估计电池2的状态并且通过使用被估计的状态信息管理电池2。例如，BMS3估计和管理电池2的状态信息，其包括电池2的充电状态(SOC)、健康状态(SOH)、最大输入/输出功率允许量、输出电压等。另外，BMS3通过使用状态信息控制电池2的充电或者放电，并且此外，可以估计电池2的切换时间。
ECU4是控制电动车辆1的状态的电子控制装置。例如，ECU4基于包括加速器、制动、速度等信息确定扭矩程度并且控制电机6的输出以适合于扭矩信息。
此外，ECU4将控制信号发送到逆变器5，以便基于包括通过BMS3接收到的电池2的SOC、SOH等状态信息对电池2充电或者放电。
逆变器5基于ECU4的控制信号允许电池2被充电或者放电。
电机6通过使用电池2的电能基于从ECU4接收到的控制信息(例如，扭矩信息)驱动电动车辆1。
因为通过使用电池2的电能驱动电动车辆1，所以通过各种电路可以连接电池2和电机6。
同时，用于电池2的BMS3可以控制与相对应的BMS3连接的一个或者多个应用模块的功能的执行，并且在现有技术中，不存在确定相应的应用模块的功能的执行时间和执行顺序的装置。
此外，在现有技术中，通过与用于电池2的BMS3连接的一个或者多个应用模块发送的数据(例如，电池2的电压和电流测量值等)的类型相互不同，并且要求在应用模块之间的产生的数据兼容性。
另外，在现有技术中，与用于电池2的BMS3连接的一个或者多个应用模块可以被配置以便改变模式，并且模式变化条件因各个方案而变化。
例如，其中当通过特定应用模块测量的电压测量值是5V或者更高时，模式从B变成C的方案A，或者其中当电压测量值是6V或者更高时，模式从B变成C的方案B对应于所述方案。
即，要求单独的模式变化装置以改变一个或者多个应用模块的模式，并且当模式变化装置被定位在各个应用模块中或者直接地与一个或者多个应用模块连接时，在方案的模式条件待被改变的情况下特定应用模块不可以被重新使用。
因此，在本发明中，将会参考下面要描述的图2至图6描述用于电池的标准化的电池控制装置100，其允许执行电池管理系统(BMS)的功能的一个或者多个应用模块相对于时间独立地操作，防止被一个或者多个相应的应用模块共享的数据彼此从属，并且此外，允许一个或者多个应用模块执行其功能，不论模式的变化如何，并且被包括在BMS3中以根据BMS3的控制命令执行功能。
图2是图示根据本发明的示例性实施例的用于电池的标准化的电池控制装置100的配置的框图。图3是图示在图2中图示的应用层单元100的配置的框图。图4是图示在图2中图示的应用层单元110的操作状态的图。图5是图示在图2中图示的模块中继层单元120的配置的框图。图6是图示根据本发明的示例性实施例的在应用层单元110、模块中继层单元120、以及基本程序层单元130当中的接口的图。
参考图2至图6，根据本发明的示例性实施例的用于电池的标准化的电池控制装置100包括应用层单元110、模块中继层单元120、以及基本程序层单元130。
首先，应用层单元110可以用作独立地控制在一个或者多个应用模块114当中的操作。
在此，应用模块114可以意指执行功能的模块并且包括测量模块、估计模块、诊断模块、计算模块、通信模块、管理器模块、记录模块等。
执行这样的任务的应用层单元110可以包括：模式控制单元111，该模式控制单元111控制一个或者多个应用模块114的模式；数据控制单元112，该数据控制单元112控制在一个或者多个应用模块114当中的数据共享；以及执行控制单元113，该执行控制单元113确定和调用被包括在一个或者多个应用模块114中的功能的执行时间和执行顺序。
根据特定方案(例如，其中当通过方案A(模拟/数字转换器(ADC))测量的电压测量值是5V或者更高时，特定应用模块140的模式从B变成C的方案)，模式控制单元111可以用作改变应用模块140的模式。
模式控制单元111可以包括：第一数据接收单元(未被图示)，该第一数据接收单元(未被图示)从数据控制单元112接收第一数据；第二数据接收单元(未被图示)，该第二数据接收单元(未被图示)从基本程序模式控制单元131接收第二数据；以及模式确定单元(未被图示)，该模式确定单元基于第一和第二数据确定一个或者多个相应的应用模块114的模式。
在此，第一数据可以意指所有类型的数据，并且第二数据可以意指包括一个或者多个相应的应用模块114的模式状态数据的数据。例如，第二数据可以包括应用模块114的状态数据(模式A、模式B等)，并且模式状态数据可以被用作通过模式确定单元确定应用模块114的模式的基础。
另外，模式控制单元111可以与下面要描述的数据控制单元112交换数据，并且此外，与执行控制单元113交换用于模式的数据(模式信号)。
数据控制单元112可以包括：数据收发单元，该数据收发单元从一个或者多个应用模块114收发数据；数据存储单元，该数据存储单元存储从数据收发单元接收到的一个或者多个数据；以及数据管理单元，该数据管理单元在被存储的数据当中选择和管理执行应用模块114的功能的所需要的数据。
在此，数据可以意指在一个或者多个应用模块114当中通过执行功能而产生的结果数据，并且可以包括从应用模块114测量的电压值和电流值。
另外，数据收发单元可以包括共享接口。
共享接口可以用作连接一个或者多个应用模块114和数据存储单元。在这样的情况下，共享接口可以包括：允许被包括在应用模块114中的数据被输入到数据存储单元的写入接口和允许应用模块114读取在数据存储单元中输入的数据的读取接口。
执行控制单元113用作确定和调用被包括在应用模块114中的功能的执行时间和执行顺序，并且包括：模式信号接收单元，该模式信号接收单元用作从模式控制单元111接收模式信号；顺序确定单元，该顺序确定单元确定被包括在一个或者多个相应的应用模块114中的功能的执行时间和执行顺序，以对应于接收到的模式信号；以及调用单元，该调用单元选择与接收到的模式信号相对应的各个应用模块114并且调用被包括在所选择的应用模块114中的功能。
执行控制单元113可以包括一个或者多个执行功能，并且可以从基本程序层单元130中的任务132调用执行功能。
同时，应用层单元110可以具有通过模式控制单元111、数据控制单元112、以及执行控制单元113组成的软件分级结构以及硬件配置。
接下来，模块中继层单元120可以用作中继在一个或多个应用模块114当中的数据收发。
模块中继层单元120可以包括：请求信号接收单元121，该请求信号接收单元121从一个或者多个管理器模块或者一个或者多个应用模块114、以及被包括在基本程序层单元130中的一个或者多个服务模块133中接收一个或者多个功能调用请求信号；和中继单元122，该中继单元122选择与在一个或多个管理器模块、应用模块114、以及服务模块133当中的一个或多个接收到的功能调用请求信号相对应的模块，并且通过调用所选择的相应的模块彼此中继所选择的相应的模块。
请求信号接收单元121可以包括第一和第二请求信号接收单元，从被包括在应用层单元110中的一个或多个管理器模块和被包括在基本程序层单元130中的一个或者多个服务模块133中接收一个或者多个功能调用请求信号。
可以通过第一请求信号接收单元接收在下面要描述的中继单元122中包括的调用功能当中的被调用以执行应用模块114的功能的功能，并且通过第二请求信号接收单元可以接收用于调用一个或者多个服务模块133当中的特定服务模块113的调用功能。
中继单元122可以用作通过连接两个应用模块114共享两个应用模块，并且当通过第一请求信号接收单元接收第一功能调用请求信号时，中继单元122可以选择在一个或者多个调用功能当中的与第一功能调用请求信号相对应的第一调用功能，并且通过所选择的第一调用功能相互中继与其相对应的特定应用模块114和第一管理器模块。
此外，当通过第二请求信号接收单元接收第二功能请求信号时，中继单元122可以选择在一个或者多个调用功能当中的与第二功能调用请求信号相对应的第二调用功能，并且通过所选择的第二调用功能中继与其相对应的特定服务模块133和第二应用模块。
此外，当通过第三请求信号接收单元接收第三功能调用请求信号时，中继单元122可以选择在一个或者多个调用功能当中的与第三功能调用请求信号相对应的第三调用功能，并且通过所选择的第三调用功能中继与其相对应的特定应用模块114和第二服务模块。
在示例性实施例中，模块中继层单元120可以是具有是软件分级结构的平台抽象层(PAL)的装置。平台抽象层(PAL)可以用作在AUTOSAR标准软件模块的操作和功能当中确保独立性的AUTOSAR运行时间环境(RTE)。
在示例性实施例中，模块中继层单元120可以用作将可以访问被包括在基本程序层单元130中的服务函数集(服务API)的平台抽象层函数集(PALAPI)提供给应用层单元110。
另外，一个或者多个应用模块114可以通过平台抽象层函数集(PALAPI)访问基本程序层单元130。
基本程序层单元130可以通过从模块中继层单元120接收调用信号调用一个或者多个硬件。
在此，硬件可以意指通过从BMS3接收功能执行命令执行二次电池的硬件操作的装置，并且可以对应于，例如，测量电池2的电压的电压测量装置、确定测量到的电压值的电压确定装置、通过被确定的电压值诊断低电压或者过电压的诊断装置、比较和计算电压值的计算装置、用BMS3收发数据的通信装置、收发来自于BMS3的控制命令的控制装置、以及在单独的存储器中写入数据的写入装置。
在示例性实施例中，根据本发明的用于电池的标准化的电池控制装置100可以包括硬件层单元140，并且硬件层单元140可以包括通过基本程序层单元130调用的所有硬件装置。
已经参考优选实施例详细地描述本发明。然而，本领域的技术人员将会理解，在没有脱离在随附的权利要求和等同形式中限定的精神和范围的范围内，能够进行对本发明的各种修改和改变。

Claims (10)

1.一种用于电池的标准化的电池控制装置，所述电池控制装置包括一个或者多个应用模块和一个或者多个硬件装置，包括：
应用层单元，所述应用层单元独立地控制在一个或者多个应用模块当中的操作；
模块中继层单元，所述模块中继层单元中继在一个或者多个应用模块当中的数据收发；以及
基本程序层单元，所述基本程序层单元通过从所述模块中继层单元接收调用信号来调用一个或者多个硬件装置。
2.根据权利要求1所述的电池控制装置，其中，所述应用层单元包括：模式控制单元，所述模式控制单元控制一个或者多个应用模块的模式；数据控制单元，所述数据控制单元控制在一个或者多个应用模块当中的数据共享；以及执行控制单元，所述执行控制单元确定和调用被包括在一个或者多个应用模块中的功能的执行时间和执行顺序。
3.根据权利要求2所述的电池控制装置，其中，所述模式控制单元与所述数据控制单元交换数据，并且进一步，与所述执行控制单元交换用于所述模式的数据。
4.根据权利要求2所述的电池控制装置，其中，所述数据控制单元与所述模式控制单元和一个或者多个应用模块交换用于所述模式的所述数据。
5.根据权利要求2所述的电池控制装置，其中，所述执行控制单元包括一个或者多个执行功能，并且一个或者多个执行功能调用自被包括在基本软件(BSW)中的任务。
6.根据权利要求1所述的电池控制装置，其中，所述模块中继层单元包括：请求信号接收单元，所述请求信号接收单元从一个或者多个管理器模块、一个或者多个应用模块、以及被包括在所述基本程序层单元中的一个或者多个服务模块中接收一个或者多个功能调用请求信号；和中继单元，所述中继单元选择在一个或者多个管理器模块、应用模块以及服务模块当中的与一个或者多个接收到的功能调用请求信号相对应的模块，并且调用相应的所选择的模块以相互中继所述模块。
7.根据权利要求6所述的电池控制装置，其中，所述中继单元包括与一个或者多个功能调用请求信号相对应的一个或者多个调用功能。
8.根据权利要求6所述的电池控制装置，其中，所述模块中继层单元包括平台抽象层(PAL)。
9.根据权利要求6所述的电池控制装置，其中，所述模块中继层单元将能够访问被包括在所述基本程序层单元中的服务函数集(服务API)的平台抽象层函数集(PALAPI)提供给所述应用层单元。
10.根据权利要求9所述的电池控制装置，其中，一个或者多个应用模块通过所述平台抽象层函数集访问所述基本程序层单元。
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