CN108476156A - 串行通信安全控制器 - Google Patents

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Abstract

公开了串行通信验证和安全控制。诸如电池管理系统的多部件系统可以包括分布式或辅助式组件，用于利用与集体主控制器进行串行或点对点通信的组件来确定系统的各个部件的状态。安全控制器可以被实现为被动耦合到在主控制器和辅助单元之间的串行或点对点通信。安全控制器可以监视和验证在主控制器和辅助单元之间的通信，并且在与主控制器和辅助单元之间的通信总线分离的另一通信线路中发送安全命令或验证指示符。

Description

串行通信安全控制器
相关申请
本申请要求于2015年10月30日提交的美国临时申请No.62/249,136、2015年11月30日提交的美国临时申请No.62/261,229、2016年2月22日提交的美国临时申请No.62/298,316、以及2016年5月17日提交的美国申请No.15/157,258的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
背景技术
技术领域
所描述的技术通常涉及电子设备，更具体地涉及电子设备中的串行通信。
相关技术描述
串行通信或其他类似的点对点通信可以用于控制或管理各种电子设备。当串行通信的电子设备管理某些高风险系统或操作时，诸如电子车辆的高压电池组，减少错误可能至关重要。例如，管理诸如电动车辆的汽车中的电源可能是具有挑战性的，因为平衡适当的功率水平、效率、成本、可靠性和冗余可能是困难的。
发明内容
所描述的技术的方法和装置各自具有几个方面，其中一个不单独负责其期望属性。
在一种实施方式中，通信设备包括主控制器和通过数据总线连接到主控制器的辅助单元。主控制器被配置成通过数据总线与辅助单元通信。安全控制器被连接到数据总线，并被配置成监视通过数据总线在主控制器和辅助单元之间的一个或多个通信，评估通过数据总线在主控制器和辅助单元之间的一个或多个通信以证明故障状态，并且将至少部分基于评估结果的安全信号输出到与数据总线分离的输出连接。
在另一种实施方式中，电动车辆包括耦合到电动车辆的一个或多个轮子的马达、耦合到马达的逆变器、耦合到逆变器的至少第一电力总线、包括多个电池模块的至少第一电池串，其中第一电池串具有通过开关耦合到第一电力总线的输出。还提供了耦合到第一电池串的至少第一电池串控制器、耦合到多个电池模块中的各个电池模块并且与第一电池串控制器通信的多个电池模块监控器以及与被配置成评估在第一电池串控制器和第一电池模块监控器之间的通信的电池串控制器相关联的至少第一安全控制器。
在另一实施方式中，一种检测电路中的故障状况的方法包括接收通过数据总线从主控制器传达到至少第一辅助单元的数据和/或命令、接收通过数据总线从第一辅助单元传达到主控制器的数据、将所接收到的从主控制器到第一辅助单元的数据和/或命令与从主控制器到辅助单元的预期数据和/或命令进行比较、将所接收到的从第一辅助单元到主控制器的数据与从第一辅助单元到主控制器的预期数据进行比较以及通过与数据总线分离的连接来输出安全信号。
附图说明
这些附图和相关描述于此被提供以说明本发明的具体实施方式，而不意欲进行限制。
图1是根据一种实施方式的示例电动车辆驱动系统的框图。
图2是根据一种实施方式的示例电压源和电池管理系统的框图。
图3是根据一种实施方式的示例电压源和电池管理系统的另一框图。
图4是根据一种实施方式的示例电池管理通信验证系统的框图。
图5是根据一种实施方式的通信验证过程的流程图。
具体实施方式
下文参考附图更全面地描述新的系统、设备和方法的各个方面。然而，本公开的各方面可以以许多不同的形式来体现，并且不应该被解释为限于贯穿本公开所呈现的任何特定结构或功能。相反，提供这些方面使得本公开将是彻底和完整的，并且本公开的范围将充分地传达给本领域技术人员。基于于此的教示，本领域技术人员应该认识到，本公开的范围旨在覆盖本文公开的新的系统、设备和方法的任何方面，无论是独立实施还是与任何其他方面组合实施。例如，可以使用于此阐述的任何数量的方面来实现设备或实施方法。另外，范围旨在涵盖使用其他结构、功能或除了于此阐述的各个方面之外的或者不同于于此阐述的各个方面的结构和功能来实践的这种设备或方法。应该理解，于此公开的任何方面可以通过权利要求的一个或多个元素来实现。
尽管于此描述了特定方面，但是这些方面的许多变型和置换落入本公开的范围内。虽然提到了优选方面的一些益处和优点，但是本公开的范围并非旨在限于特定益处、用途或目标。相反，本公开的各方面旨在广泛地适用于汽车系统和/或不同的有线和无线技术、系统配置、包括光网络的网络、硬盘和传输协议，其中的一些通过示例的方式在附图和以下对优选方面的描述中被示出。详细描述和附图仅仅是对本公开的说明而非限制，本公开的范围由所附权利要求及其等同物来限定。
公开了串行通信验证和安全控制。诸如电池管理系统的多部分系统可以包括分布式或辅助部件，用于用与集体主控制器串行或点对点通信的组件来确定系统各部分的状态。安全控制器可以被实现为被动(passively)耦合到主控制器和辅助单元之间的串行或点对点通信。安全控制器可以监视和评估主控制器和(一个或多个)辅助单元之间的通信，并且通过与主控制器和辅助单元之间的通信总线分离的另一通信线路发送安全信号或验证指示符。
图1描绘了包括如于此所述的电池管理系统160的示例电动车辆驱动系统100的框图。电动车辆驱动系统100包括电池或电压源110、耦合到电池110的逆变器120、电流控制器130、马达140和负载150以及电池管理系统160。电池110可以是单相直流(DC)源。在一些实施方式中，电池110可以是用于给包括驱动系统100的电动车辆的推进提供电力的可再充电电动车辆电池或牵引电池。虽然电池110在图1中被示为单个元件，但是图1中描绘的电池110仅仅是代表性的，并且电池110的进一步细节将在下面结合图2进行讨论。
逆变器120包括连接到电池110的导体以接收例如DC电力、单相电流或多相电流的电力输入。另外，以下进一步描述了逆变器120包括耦合到电流控制器130的输出的输入。逆变器120还包括表示三相的三个输出，三相具有的电流可以间隔120电角度，每相提供在耦合到马达140的导体上。应该注意的是，在其他实施方式中，逆变器120可以产生大于或小于三相。
马达140被从由电流控制器130控制的电压源逆变器120馈送。马达140的输入被耦合到分布在定子周围的各自绕组。马达140可以被耦合到机械输出，例如马达140和机械负载150之间的机械耦合。机械负载150可以代表电动车辆的一个或多个车轮。
控制器130可以被用于生成用于逆变器120的门信号。因此，通过调节从逆变器120通过马达140的定子的电流或电压来执行对车辆速度的控制。存在许多控制方案可以被用于包括电流控制、电压控制和直接转矩控制的电动车辆驱动系统100中。逆变器120的特性的选择和控制器130的控制技术的选择可以确定驱动系统100的功效。
电池管理系统160可以接收来自电池110的数据并生成控制信号以管理电池110。以下结合图2-3进行讨论电池管理系统160的进一步细节。
尽管未示出，但电动车辆驱动系统100可以包括一个或多个位置传感器，以用于确定马达140的转子的位置并将该信息提供给控制器130。例如，马达140可以包括能够传送马达140的转子组件相对于定子组件马达140的位置的信号输出。位置传感器可以是例如霍尔效应传感器、磁阻传感器、电位计、线性可变差动变压器、光学编码器或位置解析器。在其他实施方式中，马达140所表现的显着性还可以允许无传感器控制应用。虽然未示出，但电动车辆驱动系统100可以包括一个或多个电流传感器，以用于确定定子绕组的相电流并将该信息提供给控制器130。电流传感器可以是例如霍尔效应电流传感器、连接至放大器的感应电阻或电流钳。
应该理解的是，尽管马达140被描述为可接收电力以产生机械动力的电机，但其也可以被使用以使得其接收机械动力并由此将其转换为电力。在这种配置中，可以利用逆变器120以使用适当的控制来激励绕组，并且此后在马达140正在接收机械动力的同时从马达140提取电力。
图2是根据一种实施方式的示例电压源的框图。电压源110可以包括多个电池串206a、206b、...、206n、...，于此被单独地或共同地称为(一个或多个)电池串206，以及多个电流传感器208a、208b、...、208n、...，于此被单独地或共同地称为(一个或多个)电流传感器208。电池串206可以通过多个开关210a、210b、…、210n、…以及212a、212b、…、212n、…(单独地或共同地称为开关210和212)而被单独地连接至正或高电力总线202和负或低电力总线204或从其断开。开关210和212可以由来自电池管理系统160的控制信号控制。此外，电池管理系统160可以接收电压V_a、V_b、...、V_n、...，其可以是各个电池串206a、206b、...、206n、…、两端的输出电压，该输出电压使用例如多个传感器(未示出)来确定。电池管理系统160还可以接收电流I_a、I_b、...、I_n、…，这些电流是来自各个电池串206a、206b、...、206n、…的电流，电流由各个电流传感器208a、208b、…、208n、…测量。电池管理系统160还可以接收温度测量值temp_a、temp_b、...、temp_n、...，这些温度测量值是来自各个电池串206a、206b、...、206n、…的温度测量值中的一者或多者，其通过伴随电池串的一个或多个温度传感器(未示出)来测量。至少部分基于各个电池串206的电压V_a，V_b、...、V_n、...、电流I_a、I_b、...、I_n、…和/或温度temp_a、temp_b、...、temp_n、...，电池管理系统160可以生成控制信号214a、214b、...、214n、...，于此单独地或共同地称为(一个或多个)控制信号214，以用于控制各个开关210和212。如下面进一步描述的，除了或代替电池串206的电压、电流和/或温度数据之外，电池管理系统160可以接收每个电池串206的子集或部件(诸如模块和/或单元)的各自的电压、电流和/或温度数据。电池管理系统160的进一步细节将在下面结合图3进行讨论。
电池串206可以包括多个模块，每个模块又可以包括多个单元。在每个电池串206内，构成的模块和单元可以串联连接，如图2中的符号所示。在一些实施方式中，电压源110可以包括六个电池串206，其可以被连接到电力总线202、204或从电力总线202、204断开。电池串206可以用各种不同类型的由各种材料制成的可再充电电池来实现，如铅酸、镍镉、锂离子或其他合适的材料。在一些实施方式中，如果充电约80％或更多，每个电池串可以输出约375V至400V。
电流传感器208可以与高电力总线202和低电力总线204之间的各个电池串206串联连接。如图2所示，电流传感器208可以被连接到各个电池串206的正极侧以测量从电池串206放电电流。在其他实施方式中，电流传感器208可以被连接到电池串206，另外地测量由于电池串206的放电而产生的电流。
响应于各自的控制信号214，开关210和212可以是接触器，被配置成将电池串206连接到电力总线202、204或者将电池串206从电力总线202、204断开。开关210可以利用任何合适的接触器来实现，其能够根据需要处理电流和电压的水平(例如与电动车辆驱动系统100(图1)内的电池串206、电力总线202、204和负载150(图1)有关的)。在一些实施方式中，开关210和212可以利用具有内部螺线管的机械接触器来实现。在一些实施方式中，开关210可以由电池管理系统160中的一个或多个驱动器供电。尽管在图2所示示例中，开关210(例如，210n)和开关212(例如，212n)由相同的各自控制信号214(例如，214n)控制，但在其他实施方式中，开关210(例如，210n)由各自的正总线连接控制信号来控制，而开关212(例如，212n)可以由各自的负总线连接控制信号来控制。
电池管理系统160可以包括多个无源和/或有源电路元件、信号处理组件，诸如模数转换器(ADC)、放大器、缓冲器、驱动器、调节器或其他合适组件。在一些实施方式中，电池管理系统160还可以包括一个或多个处理器，以处理输入数据来生成诸如控制信号214的输出。在一些实施方式中，电池管理系统160还可以包括一个或多个组件，以用于传达和发送以及接收电池管理系统160内的数据和/或与电动车辆中的其它组件或电路传达和发送以及接收数据。例如，系统100内的各种组件和电路(包括电池管理系统160中的组件)可以使用诸如控制器区域网络(CAN)总线、串行外围接口(SPI)的协议或接口或其他合适的协议或接口彼此通信。以及在一些实施方式中，当电池管理系统160与其他组件通信时，输入数据的处理可至少部分地由不在电动车辆内的电池管理系统160中的其他组件执行。
图3是根据一种实施方式的示例电压源和电池管理系统的另一框图。在图3中，图2的多个电池串206的一个示例性电池串206n被示出，并相应地，对应电流传感器208n、开关210n、212n及连接控制信号214n被示出。还示出了与电池串206n相对应的保险丝310n，并且尽管未示出，但在图2中的电池串206a、206b、...、206n、...每一者也可以分别具有对应的保险丝310a、310b、...、310n、...。电池串206n包括多个电池模块308n_1、308n_2、...、308n_k(于此单独地或共同称为电池串206n的电池模块308n)，每一者发送电池模块遥测数据到电池管理系统160的各个模块监视器306n_1、306n_2、...、308n_k(于此单独地或共同地称为用于电池串206n的模块监视器306n)。电池管理系统160包括用于电池串206n的串控制单元304n，用于与电池串206n的电池模块308n_1、308n_2、...、308n_k通信。串控制单元304n包括安全控制器303n、主控制器305n和开关控制电路309n。如图所示，安全控制器303n可以被配置成监视模块监视器306n与用于电池串206n的主控制器305n之间的通信。以下结合图4讨论模块监视器306n、安全控制器303n和主控制器305n之间的通信的进一步细节。
虽然未示出，但电池管理系统160也可以包括各个的串控制单元304a、304b，...、304n、...，以用于如图2所示的多个电池串206a、206b、...、206n、...。电池管理系统160还包括电池组控制器312，其控制开关驱动器314并且与多个串控制单元304通信。在一些实施方式中，电池管理系统160还可以包括模拟到数字转换器(ADC)，其在一个或多个控制器(例如主控制器305n和电池串控制器312)的内部或外部，用于处理模拟数据。
在所示实施方式中，第n电池串206n具有数量k的电池模块308n和数量k的模块监视器306n_1、306n_2、...、306n_k。在一些实施方式中，一个电池串206可以包括例如串联的6个电池模块308。在一些实施方式中，一个电池模块308可以包括例如串联的16个电池砖(battery bricks)，并且电池砖可以包括13个并联的电池单元。而且，在一些实施方式中，电动车辆驱动系统100(图1)的电压源110(图1)可以包括一个电池组，其包括例如6个电池串206。例如，电池单元可以是锂离子单元以及用于电动车辆驱动系统100的电池组可以提供大于例如500kW的功率。
每个电池模块308可以与传感器和接口组装，传感器和接口被配置成收集传达到模块监控器306的各种电池模块遥测数据，例如电压、电流、电荷、温度等。在所示实施方式中，模块监视器306n_1、306n_2、...、306n_k使用诸如隔离串行外围接口(isoSPI)的通信协议与串控制单元304n的主控制器305n进行通信。在所示实施方式中，模块监视器306n可以收集例如各自的模块308n的温度和电压数据并将它们传达到串控制单元304n的主控制器305n。在一些实施方式中，每个模块监视器306n可以包括信号处理单元，诸如用于处理来自电池模块308n的关于它们各自的温度和/或电压的模拟输入的ADC。在一些实施方式中，如图所示，模块监视器306n可以与主控制器304n单独且直接通信，并且在其他实施方式中，模块监视器306n可以通过通信总线或以菊花链形式配置共同地和/或间接地与主控制器305n通信。
串控制单元304n包括组件，负责控制整个电池串206n，基于例如电池串206n的各种状态数据来控制诸如打开或关闭用于电动车辆操作或应急程序的开关210n、212n的功能。在一些实施方式中，串控制单元304n包括主控制器305n，主控制器305n可以利用能够与采用一个或多个通信协议或接口的其他组件进行通信的微处理器来实现，所述通信协议或接口诸如SPI、isoSPI、CAN总线、通用同步异步收发器(USART)、通用异步收发器(UART)等。串控制单元304n可以被配置成接收和处理关于各个电池模块308n和/或整个电池串206n的温度、电流和电压数据的数据。在所示的实施方式中，串控制单元304n可以与电流传感器208n通信并接收例如电池串206n的电流读数I_n。同样在一些实施方式中，串控制单元304n可以包括信号处理单元，诸如在主控制器305n内或与主控制器305n分离的ADC，用于处理来自电池串206n的模拟信号。例如，串控制单元304n可以接收和处理从正电力总线202和负电力电力总线204断开连接的电池串206n两端的电压测量值以及在电池串206n连接到电力总线202、204(即，开关212n、214n闭合)的情况下正电力总线202和负电力总线204两端的电压测量值。串控制单元304n还可以执行附加的测试和监视，例如执行绝缘测试和执行电池管理算法。
模块监视器306n被配置成通过收集关于电池模块308n的电压和温度的数据来监视电池模块308n和电池串206n的状态。在所示实施方式中，模块监视器306n与串控制单元304n的主控制器305n串行或点对点通信。在一些实施方式中，模块监视器306n可以使用诸如isoSPI的通信协议与主控制器305n进行通信，并且每个模块监视器306n可以并入isoSPI从设备或辅助设备的通信能力。在其它实施方式中，多个辅助单元(即，模块监视器306n)可以以菊花链方式与主控制器305n进行通信。
安全控制器303n可以被配置成监视、观察或侦听诸如模块监视器306n的辅助单元与主控制器305n之间的数据通信以评估通信，例如，确定是否存在证据表明存在故障状态，特别是模块监视器和/或主控制器的电子器件中的故障状态。尽管模块监视器306n和主控制器305n之间的通信可以是通过通信总线的双向的，但安全控制器303n可以仅以被配置成被动地监视或接收在模块监视器306n和主控制器305n之间传达的数据的方式而被耦合到通信总线，而不将任何信号传送到总线本身。在一些实施方式中，安全控制器303n可以利用能够与采用各种通信协议或接口(诸如SPI、isoSPI、CAN总线、通用同步异步收发器(USART)、通用异步收发器(UART)等)的其他组件通信的微处理器来实现。以下结合图4讨论安全控制器303n的进一步细节。
安全动作电路也可以被耦合到安全控制器303n和/或主控制器305n以在怀疑故障状况的情况下实施特定的期望的安全动作。例如，开关控制电路309n可以基于从安全控制器303n和主控制器305n接收的信号生成用于控制电池串206n的开关210n和212n中的一者或两者的控制信号214n。在一些实施方式中，开关控制电路309n可以实现逻辑功能，例如与门。以下结合图4讨论开关控制电路309n的更多细节。要注意的是，用于电池串206a、206b、...、206n、...(图2)的串控制单元304a、304b、...304n、...中各个开关控制电路309a、309b、...、309n、...可以对各自电池组206执行相同的功能，使得电池管理系统160作为整体从各个开关控制电路309a、309b、...、309n、...向各个开关210a、210b、...、210n、...和212a、212b、...、212n、...输出控制信号214a、214b、...、214n，...。
以下结合图4-5来讨论主控制器305、安全控制器303和开关控制电路309的进一步细节。
所示实施方式中的电池组控制器312可以与多个串控制单元304a、304b、...、304n、...的多个主控制器305a、305b、...、305n、...通信。在一些实施方式中，来自一个或多个电池串(例如，串_a，串_b，...，串_n，...)的各种数据可以使用CAN总线来传达，并且电池管理系统160可以包括多个CAN总线收发器(未示出)。电池组控制器312可以与电动车辆的其他设备、组件或模块进一步通信。在某些情况下，例如在安全气囊展开(deployment)的情况下，电池组控制器312可以与诸如开关驱动器的组件通信以切断电源并断开所有开关210和212。
图4是根据一种实施方式的示例电池管理通信验证系统的框图。图4所示的系统包括与模块监视器306进行串行或点对点通信的主控制器305、接收并验证在主控制器305和模块监视器306之间传达的数据的安全控制器303、以及配置成控制开关210、212的开关控制电路309。图4还示出了与模块监视器306、主控制器305、安全控制器303和开关控制电路309相关联的一个示例性电池串206。应当注意的是，图4所示的电池串206可以是以上结合图2讨论的多个电池串206中的一者并且图4中的电池串206还可以包括多个模块308，每一者与各自的多个模块监视器306通信，如以上结合图3所讨论的。如此，根据结合图4说明和描述的相同的优点和原理主控制器305可以与多个模块监视器306进行串行或点对点通信，如上面结合图3所讨论的。
主控制器305可以与一个或多个辅助单元(诸如模块监视器306)进行串行或点对点通信。在图4所示的示例中，主控制器305通过SPI接口与模块监视器306通信。在一些实施方式中，主控制器305和模块监视器306之间的通信总线可以用isoSPI接口来实现，并且可以包括未在图4中示出的附加接口设备。主控制器305可以接收来自模块监视器306的辅助至主或主入从出(MISO)数据，并且主控制器305可以发送主至辅助或主出从入(MOSI)数据到模块监视器306。通过SPI接口的数据通信被记时为来自主控制器305的时钟信号(SCLK)。应当注意的是，尽管在图4中仅示出了一个模块监视器306，但是相同的原理和优点适用于使用多个模块监视器306的通信系统，如以上图3所示。如此，主控制器305可以使用芯片选择信号来控制哪些辅助单元与之通信。在一些实施方式中，诸如(一个或多个)模块监视器306的辅助单元可以被分配在各种部件或子系统中以收集各种数据。同样在一些实施方式中，主控制器305可以负责与辅助单元通信的部件或子系统通信的采集，以查询状态、请求更多数据或提供命令。如此，MISO数据可以包括关于分配给各自模块监视器306的部件或子系统的状态、遥测、性能或操作的数据。并且，MOSI数据可以包括关于数据收集、操作或性能的指令。
例如，于此公开的通信系统可以应用于诸如电动车辆的汽车中的电池管理系统(例如，图3的160)。在这种应用中，模块监视器306可以包括数据收集组件，诸如电压测量组件404和温度测量组件406。在该示例中，电压测量组件404可以接收来自电池模块308(图3)的电压测量值，V，模块监视器306耦合至在电池串206内的电池模块308。类似地，温度测量组件406可以从电池模块308(图3)接收温度测量值temp，模块监视器306耦合到的电池串206内的电池模块308。应该注意，模块监视器306中可以包括诸如ADC之类的附加组件，用于处理接收到的数据。在该示例中，模块监视器306包括通信接口402，通信接口402从电压测量组件404和温度测量组件406接收电压和温度数据。通信接口402然后将各自电池模块308的电压和温度数据通过SPI接口传达到主控制器305。在该示例中，从模块监视器306到主控制器305的MISO数据包括电池模块308(图3)的电压和温度数据。
同样在该示例中，主控制器305可以被配置成接收电池串206的或电池串206内的各种数据和测量值，诸如单个电池模块308(图3)的电压和温度数据以及电池串206的电压和电流数据。而且，主控制器305可以被配置成当要收集关于各自电池模块308的数据时向模块监视器306发送请求。在一些情况下，主控制器305与模块监视器306之间的通信可以基于从主控制器305到模块监视器306的询问，即模块监视器306用请求的数据进行响应。在其他情况下，主控制器305与模块监视器306之间的通信可以基于从模块监视器306到主控制器305的常规默认报告。在又一种情况下，主控制器305和模块监视器306之间的通信可以是两个上述情况组合的不同程度的混合。
安全控制器303可以被配置成监视和验证主控制器305和辅助单元(诸如模块监视器306)之间的通信。在一些实施方式中，安全控制器303可以被耦合到主控制器305和辅助单元(作为被动的单纯侦听组件)之间的通信总线。在所示的示例中，安全控制器303可以接收从模块监视器306传达到主控制器305的MISO数据，并接收从主控制器305传达到模块监视器306的MOSI数据。安全控制器303还可以接收诸如和SCLK的附加串行通信控制信号。在一些实施方式中，安全控制器303可以利用能够至少侦听主控制器305和辅助单元(例如模块监视器306)之间的串行或点对点通信的微处理器来实现。在使用SPI的实施方式中，安全控制器303可以是具有至少两个SPI端口的微控制器，使得安全控制器303可以在其SPI端口之一的其MOSI引脚处从辅助单元接收MISO数据，并在其另一个SPI端口的MOSI引脚处从主控制器305接收MOSI数。
安全控制器303还可以被配置成存储或能够访问关于通信数据监视和验证的特定信息。例如，在上面讨论的电池管理系统示例中，安全控制器303可能已经预定根据需要存储或可访问的预定的可接受范围的电压或温度值。例如，安全控制器303可以包括用于存储特定电压或温度参数的内部存储器，或者在其他情况下，例如，在参数被更新的情况下，安全控制器303可以从外部存储器(未示出)或从主控制器305接收电压或温度参数。同样在该示例中，安全控制器303可以提供有应该从主控制器305传达到模块监视器306的期望类型的查询、命令序列或其他通信例程。在使用SPI的实施方式中，安全控制器303可以被配置成以SPI数据协议的形式存储或访问各种通信验证度量。
安全控制器303还可以被实现为具有将安全信号或验证指示符传达到主控制器305和/或其他组件以允许基于安全信号或验证指示符进行进一步动作的能力。在图4所示的示例中，安全控制器303通过传送(TX)和接收(RX)信道与主控制器305进行双向通信。在一些实施方式中，TX和RX可以用诸如UART的接口来实现。在其他实施方式中，安全控制器303与主控制器305之间的TX/RX通信可以利用与安全控制器303正在监视并且位于主控制器305与诸如模块监视器306的辅助单元之间的SPI总线分离的另一个SPI来实现。在其他实施方式中，安全控制器303和主控制器305可以使用诸如通用输入输出(GPIO)引脚的输入输出(I/O)引脚进行通信，在这种情况下，通信可以是或不是双向的。对于在上述示例中在电池管理系统中实现的安全控制器303，安全控制器303可以与主控制器305通信以指示主控制器305和模块监控器306之间的数据是有效的并且如预期的那样。在该示例中，安全控制器303也可以与开关控制电路309通信以例如允许开关控制电路309控制开关210、212。
当于此公开的原理在电动车辆的电池管理系统中实现时，安全控制器303可以提供附加的数据验证层以监视电池模块308(图3)的电压和温度。例如，在图4所示的示例中，MISO数据可以包括串行数据，用于指示耦合到模块监视器306的电池模块(例如，图3中的308)被测量为处于特定温度并且电池模块两端具有特定测量电压。在该示例中，安全控制器303可以在其中存储用于电池模块的合适的温度和电压范围。如果在该示例中温度不在有效范围内，则安全控制器303可以输出可触发断开包括过热电池模块的电池串206的安全信号。在其他情况下，电池模块的温度可以接近可接受范围的极限。在一些实施方式中，主控制器305和模块监视器306之间的通信可以包括主控制器305的预期查询和响应例程以在这种情况下询问附加温度数据。监视从模块监视器306传达到主控制器305的高温数据的安全控制器303可以观察主控制器305是否将预期的附加询问发送到模块监视器306。在该示例中，安全控制器303将比较预期的主至辅助数据的数据序列并确定是否发生错误。如果主控制器305未能识别某些报警情况(诸如本示例中升高的温度)并且未能传达预期命令，则安全控制器303可以指示错误以触发断开主控制器305所耦合的电池串206。
如于此公开的那样实施一种共同验证串行或点对点数据通信的安全控制器可能是有利的。冗余验证常常涉及完全重复的冗余，并且在电池管理系统中，例如，串行或点对点通信系统的各个构成组件(例如，多个模块监视器306和主控制器305)可以包括各自的冗余验证组件或电路。于此公开的串行通信安全验证系统允许通信系统的子组件的集体验证，并且可以降低成本和复杂度，同时允许鲁棒和冗余的安全控制。如在电池管理系统中实现的，于此公开的内容允许一个安全控制器303监视和验证电池串206内的多个电池模块308的安全性。
在所示示例中，于此公开的通信系统在电动车辆的电池管理系统(例如，图3的160)中实现。在该示例中，来自安全控制器303的安全指示符或命令可以被应用于控制开关210、212以将电池串206连接到电力总线202、204以及从电力总线202、204连接。因此，开关控制电路309可以被配置成接收来自安全控制器303的验证指示符和来自主控制器305的开关命令，并且基于来自安全控制器303和主控制器305的信号，开关控制电路309可以发送信号以控制开关210、212。应该注意的是，使用来自安全控制器303的安全命令信号来控制电池串开关210、212仅仅是于此公开的一个示例应用。在一些实施方式中，开关控制电路309可以利用诸如与门的逻辑门或电路来实现，其允许电池串206仅在安全控制器303和主控制器305二者指示电池串206应该或可以被连接的情况下而连接至电力总线202、204。基于安全信号和开关信号的信号极性的选择，开关控制电路309可以利用其他逻辑门或电路来实现。于此公开的内容可以应用于除了这里所示的电池管理系统以外的不同系统中，其中系统的多个构成组件彼此串联或点对点通信，并且串行或点对点通信的冗余且集体验证可以被用于控制系统的安全性。
图5是根据一种实施方式的通信验证过程的流程图。所示出的过程500可以部分地通过和/或结合串控制单元304(图3)中的一个或多个组件(诸如安全控制器303(图3))或与安全控制器303通信的任何其他组件来执行。要注意的是，步骤502、504、506、508、510、512、514、516和518的全部或部分可以同时地、连续地、周期性地、间歇地、重复地或迭代地执行，以及图5中所示的过程500仅是于此公开的发明特征的一个示例实施方式。
在步骤502中，安全控制过程可以被初始化，并且安全控制器303例如可以准备好接收从主控制器305传达到模块监视器306的MOSI数据和/或从模块监视器306传达到主控制器305的MISO数据。
在步骤504中，确定安全控制器(例如303)是否接收到MOSI数据。如果接收到MOSI数据，则过程500可以前进到步骤508。如果没有接收到MOSI数据，则过程500可以保持待命状态。
在步骤508中，确定所接收的MOSI数据的有效性。在上面讨论的电池管理系统示例中，MOSI数据可以包括从主控制器305到模块监视器306的命令或询问。例如，如果无效或不可理解的串行数据从主控制器305被传达到模块监视器306，则安全控制器303可以确定在主控制器305中或周围发生错误。如果从主控制器305到模块监视器306的MOSI数据有效，则过程500进行到步骤508。如果从主控制器305到模块监视器的MOSI数据无效，则过程500进行到步骤512。
在步骤512中，标记错误。在一些示例中，安全控制器303可以向主控制器305发送指示已经发生MOSI数据通信错误的信号。而且，安全控制器303可以将信号发送到其他组件，诸如开关控制电路309，以允许进行进一步的安全动作，以进行诸如从电力总线202、204断开电池串206。
在步骤516中，确定所接收的MOSI数据是否匹配预期数据。在上面讨论的电池管理系统示例中，MOSI数据可以包括从主控制器305到模块监视器306的命令或询问，并且这样的命令或询问可以采取某种预期的形式和/或顺序。在一些实施方式中，主控制器305可以被预期在常规情况下询问电池模块308的常规温度和电压数据，同时可以预期在更紧急的情况下(例如，上升温度仍在可接受的范围内)询问特定目标或更频繁的温度或电压数据。如于此所公开实现的安全控制器303可以提供有主控制器309期望与模块监视器306通信什么，并且安全控制器303可以比较从主控制器305传达到模块监视器306的MOSI数据是否匹配预期的顺序。如果MOSI数据与期望的序列匹配，则过程500返回到准备接收MOSI和MISO数据的初始待命模式。如果MOSI数据与期望的序列不匹配，则过程500进入步骤512以标记错误。
在步骤506中，确定安全控制器(例如303)是否接收到MISO数据。如果接收到MISO数据，则过程500可以前进到步骤510。如果没有接收到MISO数据，则过程500可以保持待命状态。
在步骤510中，确定接收到的MISO数据的有效性。在上面讨论的电池管理系统示例中，MISO数据可以包括关于各自电池模块308(图3)的温度和电压数据。MISO数据的有效性可以以各种方式来确定。例如，MISO数据的内容(诸如模块电压和温度水平)可能超出可接受的范围，从而导致MISO数据无效。在另一个示例中，MISO数据的形式可能无效或无法理解。取决于于此公开的各种实施方式，可以基于例如安全控制器303存储的和/或可访问的信息来确定关于形式和物质的数据有效性。如果从模块监视器306到主控制器305的MISO数据有效，则过程500进行到步骤518。如果从模块监视器306到主控制器305的MISO数据无效，则过程500进行到步骤514。
在步骤514中，标记错误。在一些示例中，安全控制器303可以向主控制器305发送指示已发生MISO数据通信错误的信号。此外，安全控制器303可以将信号发送到其他组件，诸如开关控制电路309，以允许进行进一步的安全行动，以进行例如从电力总线202、204断开电池串206。
在步骤518中，确定接收到的MISO数据是否匹配预期数据。在上面讨论的电池管理系统示例中，模块监视器306和主控制器305可以基于某些例程和协议彼此进行串行或点对点通信。在一些情况下，主控制器305可以请求模块监视器306发送其耦合的电池模块308的某些数据，并且期望模块监视器306相应地作出响应。例如，如果模块监视器306以有效但不相关的数据响应来自主控制器305的温度数据查询，则安全控制器303可以将实际的MISO数据与期望的MISO数据进行比较以确定实际数据是否与期望的序列匹配。如果MISO数据与期望的序列匹配，则过程500返回到准备接收MOSI和MISO数据的初始待命模式。如果MISO数据与期望的序列不匹配，则过程500进行到步骤514。
在一些实施例中，主至辅助数据验证(即，一系列步骤504、508、512、516)和辅助到主数据验证(即，一系列步骤506、510、514、518)可以并行或以交错方式执行。还应当注意的是，步骤508、516、510和518可以以不同的顺序执行，或者可以取决于于此公开的特定实现或应用在一个步骤中执行。
前面的描述和权利要求可以将元素或特征称为“连接”或“耦合”在一起。如于此所使用的，除非另有明确说明，“连接”意味着一个元素/特征直接或间接连接到另一个元素/特征，并且不一定机械地连接。类似地，除非另有明确说明，“耦合”意味着一个元素/特征直接或间接耦合到另一个元素/特征，并且不一定机械地耦合。因此，尽管附图中所示的各种示意图描绘了元素和组件的示例布置，但是在实际实施方式中(假设所描绘的电路的功能没有受到不利影响)可以存在附加中间元件、设备、特征或组件。
如于此所使用的，术语“确定”涵盖各种各样的动作。例如，“确定”可以包括计算、电脑运算、处理、导出、调查、查找(例如，在表格、数据库或另一数据结构中查找)、确定等。而且，“确定”可以包括接收(例如，接收信息)、访问(例如访问存储器中的数据)等。而且，“确定”可以包括解析、选择、选取、建立等。此外，于此使用的“信道宽度”在某些方面可以涵盖或者也可以被称为带宽。
上述方法的各种操作可以通过能够执行操作的任何合适的装置来执行，诸如(一个或多个)各种硬件和/或软件组件、电路和/或(一个或多个)模块。通常，图中所示的任何操作可以通过能够执行操作的相应功能手段来执行。
结合本公开描述的各种说明性逻辑块、模块和电路可以用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列信号(FPGA)或其他可编程逻辑设备(PLD)、分立门或晶体管逻辑、分立硬件组件或其任何组合(其被设计为执行于此描述的功能)来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但是替代地，处理器可以是任何市场上可获得的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP内核的结合的一个或多个微处理器、或者任何其它这样的配置。
于此公开的方法包括用于实现所描述的方法的一个或多个步骤或动作。在不背离权利要求的范围的情况下，方法步骤和/或动作可以彼此互换。换句话说，除非指定了步骤或动作的特定顺序，否则在不背离权利要求的范围的情况下，可以修改具体步骤和/或动作的顺序和/或使用。
应该理解的是，这些实现不限于上面所示的精确配置和组件。在不背离实现的范围的情况下，可以对上述方法和设备的布置、操作和细节进行各种修改、改变和变型。
尽管已经根据某些实施方式描述了本发明，但是对于本领域普通技术人员而言显而易见的其他实施方式(包括未提供于此阐述的所有特征和优点的实施方式)也在本发明的范围内。而且，上述各种实施方式可以被组合以提供另外的实施方式。另外，在一个实施方式的上下文中示出的某些特征也可以并入其他实施方式中。

Claims (20)

1.一种通信设备，包括：
主控制器；
辅助单元，通过数据总线连接至所述主控制器，其中所述主控制器被配置成通过所述数据总线与所述辅助单元通信；以及
安全控制器，连接至所述数据总线并被配置成：
监视通过所述数据总线在所述主控制器和所述辅助单元之间的一个或多个通信；
评估通过所述数据总线在所述主控制器和所述辅助单元之间的一个或多个通信以证明故障状态；及
向与所述数据总线分离的输出连接输出至少部分基于评估结果的安全信号。
2.根据权利要求1所述的通信设备，该通信设备进一步包括安全动作电路，其中所述主控制器被配置成输出主动作信号，以及其中所述安全动作电路被配置成至少部分基于从所述安全控制器输出的所述安全信号来执行安全动作。
3.根据权利要求1所述的通信设备，该通信设备进一步包括多个辅助单元，每个辅助单元通过所述数据总线被连接至所述主控制器。
4.根据权利要求1所述的通信设备，其中所述安全控制器被配置成通过将在所述主控制器和所述辅助单元之间通过所述数据总线传达的实际数据和/或命令与预期数据和/或命令进行比较来评估在所述主控制器和所述辅助单元之间的通信。
5.根据权利要求1所述的通信设备，其中所述数据总线是串行外围接口(SPI)，以及其中所述主控制器和所述辅助单元使用SPI协议进行通信。
6.根据权利要求5所述的通信设备，其中所述安全控制器进一步被配置成通过所述安全控制器的第一主出从入(MOSI)引脚接收从所述主控制器传达至所述辅助单元的数据和/或命令，以及通过所述安全控制器的第二MOSI引脚接收从所述辅助单元传达至所述主控制器的数据和/或命令。
7.一种电动车辆，该电动车辆包括：
马达，耦合至所述电动车辆的一个或多个轮子；
逆变器，耦合至所述马达；
至少第一电力总线，耦合至所述逆变器；
至少第一电池串，包括多个电池模块，其中所述第一电池串具有通过开关耦合至所述第一电力总线的输出；
至少第一电池串控制器，耦合至所述第一电池串；
多个电池模块监视器，耦合至所述多个电池模块的各个电池模块并与所述第一电池串控制器进行通信；以及
至少第一安全控制器，与所述电池串控制器相关联，配置成评估在所述第一电池串控制器和所述第一电池模块监视器之间的通信。
8.根据权利要求7所述的电动车辆，其中所述第一安全控制器被配置成使用串行外围接口(SPI)端口接收在所述电池串控制器和至少第一电池模块监视器之间传达的数据。
9.根据权利要求7所述的电动车辆，其中所述第一电池串控制器和至少第一电池模块监视器通过数据总线进行通信，以及其中所述第一安全控制器被配置成通过不同于所述数据总线的连接来输出安全信号。
10.根据权利要求9所述的电动车辆，其中所述第一电池串控制器被配置成至少部分基于所述安全信号来向所述第一电池模块监视器发送控制信号。
11.根据权利要求7所述的电动车辆，其中至少第一电池模块监视器被配置成向所述第一电池串控制器发送至少第一电池模块的状态数据，以及其中所述第一安全控制器被配置成接收所述状态数据。
12.根据权利要求11所述的电动车辆，其中所述第一安全控制器被配置成确定所述状态数据是否与预期序列匹配和/或是否在预期范围内。
13.根据权利要求11所述的电动车辆，其中所述第一电池模块的所述状态数据包括所述第一电池模块的电压数据和/或温度数据。
14.根据权利要求7所述的电动车辆，其中所述第一安全控制器被配置成评估在所述第一电池串控制器和所述多个电池模块的所有电池模块之间的通信。
15.一种检测电路中的故障状态的方法，该方法包括：
接收通过数据总线从主控制器传达至至少第一辅助单元的数据和/或命令；
接收通过所述数据总线从第一辅助单元传达至所述主控制器的数据；
将所接收到的从所述主控制器至所述第一辅助单元的数据和/或命令与从所述主控制器至所述辅助单元的预期数据和/或命令进行比较；
将所接收到的从所述第一辅助单元至所述主控制器的数据与从所述第一辅助单元至所述主控制器的预期数据进行比较；以及
通过与所述数据总线分离的连接输出安全信号。
16.根据权利要求15所述的方法，该方法进一步包括：
验证从所述主控制器至所述第一辅助单元的命令发布；以及
评估从所述第一辅助单元传达至所述主控制器的数据值。
17.根据权利要求15所述的方法，其中所述数据总线是串行外围接口(SPI)端口，以及其中所述主控制器和所述第一辅助单元使用SPI协议进行通信。
18.根据权利要求17所述的方法，其中从所述主控制器传达至所述第一辅助单元的数据和/或命令在第一主出从入(MOSI)引脚处被接收，以及其中从所述辅助单元传达至所述主控制器的数据在第二MOSI引脚处被接收。
19.根据权利要求18所述的方法，该方法进一步包括：
接收从所述主控制器传达至第二辅助单元的数据和/或命令；
接收从所述第二辅助单元传达至所述主控制器的数据；
将所接收到的从所述主控制器至所述第二辅助单元的数据和/或命令与从所述主控制器至所述第二辅助单元的预期数据和/或命令进行比较；
将从所述第二辅助单元传达至所述主控制器的数据与从所述第二辅助单元至所述主控制器的预期数据进行比较。
20.根据权利要求15所述的方法，其中所述第一辅助单元被耦合至电池模块，以及其中从所述辅助单元传达至所述主控制器的所述数据包括所述电池模块的电池状态数据。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109308799A (zh) * 2018-11-13 2019-02-05 延锋伟世通电子科技（上海）有限公司 用于电芯监控装置的有线和无线兼容通讯方法和装置
CN113173102A (zh) * 2020-01-27 2021-07-27 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于热散逸检测的两级方法

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107870846B (zh) * 2016-09-23 2021-04-02 伊姆西Ip控股有限责任公司 故障元件指示方法、设备和系统
CN107128191B (zh) * 2017-05-05 2019-06-18 郑州轻工业学院 一种电动汽车锂离子动力电池组电压同步采集电路及其控制方法
CN107554453B (zh) * 2017-09-21 2019-02-12 南京瑞贻电子科技有限公司 一种汽车运行电路启停综合控制器及监管方法
US10730402B2 (en) * 2017-11-16 2020-08-04 Lg Chem, Ltd. Electrical control system
US10811869B2 (en) 2018-04-17 2020-10-20 Proterra, Inc. Overcurrent protection for battery systems
US10826782B2 (en) * 2018-10-30 2020-11-03 Ge Aviation Systems Limited Method and apparatus for initializing a controller module
US20200254900A1 (en) * 2019-02-11 2020-08-13 Ge Global Sourcing Llc Vehicle electric supply system
DE102019209072A1 (de) * 2019-06-24 2020-12-24 Volkswagen Aktiengesellschaft Batteriesteuerungsanordnung und Verfahren zum Betreiben einer Batteriesteuerungsanordnung
DE102021110891A1 (de) * 2021-04-28 2022-11-03 Infineon Technologies Ag Überwachungsvorrichtung für ein Batteriemodul, Batteriesystem und Verfahren für Batteriesystem
CN115833192A (zh) * 2021-09-16 2023-03-21 台达电子企业管理（上海）有限公司 储能系统
US12056080B2 (en) * 2022-04-28 2024-08-06 Stmicroelectronics S.R.L. High speed data transmission in battery management systems with isolated SPI interface
US11949080B2 (en) 2022-09-06 2024-04-02 Harbinger Motors Inc. Battery packs with safety features and methods of installing such packs on truck frames
WO2024054861A1 (en) 2022-09-06 2024-03-14 Harbinger Motors Inc. Battery modules with casted module enclosures and battery packs with safety features

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5726541A (en) * 1992-04-28 1998-03-10 Dynamic Controls Limited Failure detection and communication system for electrically driven vehicles
CN101860053A (zh) * 2009-04-09 2010-10-13 福特环球技术公司 电池监视和控制系统及其使用方法
US20140239964A1 (en) * 2010-06-03 2014-08-28 C&C Power, Inc. Battery system and management method
CN104627011A (zh) * 2013-11-12 2015-05-20 福特全球技术公司 电动车辆蓄电池組电压监测系统和方法
US20150168477A1 (en) * 2012-05-07 2015-06-18 Tesla Motors, Inc. Wire break detection in redundant communications
CN104882931A (zh) * 2015-05-27 2015-09-02 沈阳航空航天大学 航空电源电池管理系统及其方法
CN104953195A (zh) * 2014-03-26 2015-09-30 福特全球技术公司 基于电阻评估车辆组件完整性的方法和系统

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070103897A (ko) * 2006-04-20 2007-10-25 넥스콘 테크놀러지 주식회사 하이브리드 자동차용 리튬 배터리의 배터리관리시스템
JP5127383B2 (ja) * 2007-09-28 2013-01-23 株式会社日立製作所 電池用集積回路および該電池用集積回路を使用した車両用電源システム
US20090123814A1 (en) * 2007-10-09 2009-05-14 Mason Cabot Power source and method of managing a power source
US8844652B2 (en) * 2007-10-23 2014-09-30 Weatherford/Lamb, Inc. Interlocking low profile rotating control device
DE102008052986A1 (de) * 2008-10-23 2010-04-29 Li-Tec Battery Gmbh Batteriemanagementsystem für eine nach galvanischen Prinzipien arbeitende elektrische Einrichtung, beispielsweise eine Lithium-Ionen-Zelle
US8903073B2 (en) * 2011-07-20 2014-12-02 Zvi Or-Bach Systems and methods for visual presentation and selection of IVR menu
US9753093B2 (en) * 2010-03-11 2017-09-05 Ford Global Technologies, Llc Vehicle and method of diagnosing battery condition of same
US8994208B2 (en) * 2010-03-15 2015-03-31 Magna Electronics Inc. Backup power for overvoltage protection for electric vehicle
MX2013002538A (es) * 2010-09-02 2013-05-17 Proterra Inc Sistemas y metodos para manejo de baterias.
US10365332B2 (en) * 2012-11-02 2019-07-30 Analog Devices Global Unlimited Company System and method to reduce data handling on lithium ion battery monitors
WO2014174669A1 (ja) * 2013-04-26 2014-10-30 日立オートモティブシステムズ株式会社 電池監視装置及びそれを用いた電池システム
US20160276854A1 (en) * 2015-03-16 2016-09-22 Thunder Power Hong Kong Ltd. Battery pack and connecting circuits of battery modules

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5726541A (en) * 1992-04-28 1998-03-10 Dynamic Controls Limited Failure detection and communication system for electrically driven vehicles
CN101860053A (zh) * 2009-04-09 2010-10-13 福特环球技术公司 电池监视和控制系统及其使用方法
US20140239964A1 (en) * 2010-06-03 2014-08-28 C&C Power, Inc. Battery system and management method
US20150168477A1 (en) * 2012-05-07 2015-06-18 Tesla Motors, Inc. Wire break detection in redundant communications
CN104627011A (zh) * 2013-11-12 2015-05-20 福特全球技术公司 电动车辆蓄电池組电压监测系统和方法
CN104953195A (zh) * 2014-03-26 2015-09-30 福特全球技术公司 基于电阻评估车辆组件完整性的方法和系统
CN104882931A (zh) * 2015-05-27 2015-09-02 沈阳航空航天大学 航空电源电池管理系统及其方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109308799A (zh) * 2018-11-13 2019-02-05 延锋伟世通电子科技（上海）有限公司 用于电芯监控装置的有线和无线兼容通讯方法和装置
CN113173102A (zh) * 2020-01-27 2021-07-27 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于热散逸检测的两级方法
CN113173102B (zh) * 2020-01-27 2024-04-30 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于热散逸检测的两级方法

Also Published As

Publication number Publication date
US9592738B1 (en) 2017-03-14
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