CN108604813A - 电池系统中电池节点的自动寻址 - Google Patents

Abstract

一种方法和电池系统，用于向电池系统中的多个电池节点分配多个地址。一种寻址供电电源，用于按顺序输出寻址功率信号到串联连接的多个电池节点1到N，并且每个电池节点被耦合到至少一个电池。

Description

电池系统中电池节点的自动寻址

与其它申请的交叉引用

本申请要求享有2016年1月29日提交的美国临时专利申请号62/288,506的优先权，其全部内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明涉及向电池系统中的多个电池节点分配地址的方法

背景技术

采用多个电池的电池系统经常被主控制器监控，主控制器从每个电池接收唯一的地址识别码。主控制器可以接收与系统中每个电池相关的各种度量标准(诸如电压、温度、荷电状态等)。主控制器可以包括用于向系统中每个单个电池接收和发送信号的多个输入/输出。每个电池可以具有将度量标准传送到主控制器的模块。在现有技术系统的主控制器和每个电池之间的接线可以很快变得非常复杂并且难以管理。当电池必须被替换的时候，向主控制器的重新接线会很困难。另外，系统中的每个电池必须具有针对主控制器的唯一的地址，以便辨别并区分每个电池的度量标准。当电池必须被替换的时候，确定哪个电池与被主控制器识别的用于替换的电池有关会很困难。

发明内容

本发明的一个方面提供了向电池系统中的多个电池节点分配多个地址的方法。电池系统包括寻址供电电源和多个电池节点1到N，寻址供电电源用于输出寻址功率信号，多个电池节点1到N串联连接并且每个被耦合到至少一个电池。每个节点包括正端子、负端子、以及位于正端子和负端子之间的旁通开关。端子中的一个端子也作为寻址功率信号接收端子。每个节点进一步包括电池模块，电池模块包括处理器、耦合到处理器的传感器、以及用于传送与接收数据的耦合到处理器的通信收发器，当被施加到传感器的寻址功率信号接收端子时，传感器用于感测寻址功率信号。系统也包括主控制器，主控制器包括处理器和用于传送与接收数据的通信收发器。主控制器的收发器和每个电池模块的收发器被配置用于相互间的通信。

在电池节点的所有旁通开关是初始断开的，并且每个节点被从与其关联的至少一个电池的功率连接解耦的情况下，方法被执行。方法包括：

从寻址供电电源输出寻址功率信号到电池节点1的寻址功率信号接收端子；

在节点1到N的按顺序次序的每个电池节点，随着寻址功率信号被施加到电池节点的寻址功率信号端子，执行节点地址分配，节点地址分配包括：

(i)在电池节点的寻址功率信号接收端子感测寻址功率信号；

(ii)分配多个地址中的下一个可用地址到电池节点；

(iii)经由节点的通信收发器，传送确认地址分配的消息到主控制器的通信收发器和/或每个其它节点的通信收发器；

其中在节点地址分配期间，电池节点的旁通开关是闭合的，以便针对至少1到N-1节点绕开该节点，以便施加寻址功率信号到后续节点的寻址功率信号接收端子。

在一些实施例中，主控制器可以以更集中的方式管理节点地址分配。例如，确认地址分配的消息被传送到主控制器，作为回应，主控制器传送消息到节点，识别在后续节点地址分配中用于分配的下一个可用地址。(针对首次分配，由于还没有节点被分配，主控制器也可以在起始时传送用于初始节点的消息，即不是作为确认消息的回应)。因此，主控制器负责控制哪些地址将被分配，以及通知节点(尤其是未被分配的节点)下一个可用地址是什么。因此，在电池节点的地址功率信号接收寻址功率信号的节点将使用该地址。

在其它实施例中，节点地址分配逻辑会被分发给节点。即，节点的处理器可以被预先填充了可用地址，或者对于选择相同的是有逻辑的。例如，确认分配给一个节点的地址的消息被发送到每个其它节点，作为回应，每个未被分配的节点的处理器识别在后续节点地址分配中用于分配的下一个可用地址。(对于首次分配，节点也可以使用与初始节点地址的分配相同的途径，即不是作为确认消息的回应)。因此，主控制器不需要通知节点下一个可用地址是什么，因为基于是初始的一个节点或者接收到了现有节点已被分配的消息的节点分配，节点自己可以独立做决定。

在这种实施例中，方法可以包括，作为接收确认地址分配的消息的回应，主控制器识别它的处理器中分配的地址。这使得主控制器能够记录在方法中什么节点地址被分配了。

在任何实施例中，在它的寻址功率信号接收端子的寻址功率信号的感测可以可选择地包括在寻址功率信号接收端子感测大于阈值水平的阈值电压。

发明的另一个方面提供用于执行寻址方法而被配置的系统。此外，如上所述，系统可以具有更加集中于主控制器的逻辑，或者它的更多方面可以被分发到控制器。系统包括：用于输出寻址功率信号的寻址供电电源以及串联连接并且每个被耦合到至少一个电池的多个电池节点1到N。每个节点包括正端子、负端子、以及位于正端子和负端子之间的旁通开关，端子中的一个端子也是寻址功率信号接收端子。每个节点进一步包括电池模块，电池模块包括处理器、耦合到处理器的传感器、以及用于传送与接收数据的耦合到处理器的通信收发器，当被施加到传感器的寻址功率信号接收端子时，传感器用于感测寻址功率信号。主控制器包括处理器和用于传送与接收数据的通信收发器。主控制器的收发器和每个电池模块的收发器被配置用于相互间的通信。

在电池节点的所有旁通开关是初始断开的，并且每个节点被从与其关联的至少一个电池的功率连接解耦的情况下，电池系统被配置用于执行向电池节点分配多个地址的方法：

所述主控制器，被配置用于引起寻址供电电源将寻址功率信号从寻址供电电源向电池节点1的寻址功率接收端子输出；

每个电池节点，随着寻址功率信号被施加到它的所述寻址功率信号端子，针对节点1到N，按顺序次序，每个电池节点被配置用于执行节点地址分配，节点地址分配包括：

(i)用电池节点的传感器在电池节点的寻址功率信号接收端子感测寻址功率信号；

(ii)在电池节点的处理器中存储多个地址中的下一个可用地址；

(iii)经由电池节点的通信收发器，传送确认地址分配的消息到主控制器的通信收发器和/或每个其它节点的通信收发器。

在节点地址分配期间，每个节点的处理器被配置用于闭合它的旁通开关，以便针对至少1到N-1节点绕开该节点，以便施加寻址功率信号到后续节点的寻址功率信号接收端子。

从下面的详细描述、附图和附加的权利要求中，本申请的其它对象、特征和优点将是明显的。

附图说明

图1示出自动电池单元寻址系统的示例性图形，自动电池单元寻址系统具有主控制器，主控制器连接到每个电池上的单个电池模块，并且所有旁通开关是断开的；

图2示出针对主控制器的单元寻址算法的示图；

图3示出针对电池模块的单元寻址算法的示图；

图4示出自动电池单元寻址系统的示例图，自动电池单元寻址系统具有第一电池节点与在被主控制器自动寻址后闭合的旁通开关；以及

图5示出自动电池单元寻址系统的示例图，自动电池单元寻址系统具有第一和第二电池节点与在被主控制器自动寻址后闭合的旁通开关。

具体实施方式

发明是针对为电池系统中多个电池自动寻址的方法。在示例性的实施例中，串联连接的多个电池节点被自动寻址。自动寻址系统利用耦合到每个电池节点的地址供电电源和旁通开关来告知每个电池节点并提供唯一的地址。在示例性的实施例中，主控制器寻址多个电池节点中的每个电池节点，按顺序次序。例如，第一电池节点可以具有第一节点指数值n，并且邻近所述第一电池节点的第二电池节点可以具有第二节点指数值，第二节点指数值是从第一节点指数值偏移的一个整数(诸如n-1、n+1等)。地址没必要是按顺序相邻的整数，并且可以是任何其它对每个节点唯一的识别数据。

通过到多个电池节点的电源接线连接，地址供电电源提供寻址功率信号，在一些实施例中，寻址功率信号可以具有比阈值电压更大的地址电压。当地址供电电源由主控制器激活或连接，并且所有的电池节点使它们的旁通开关断开时，寻址功率信号被施加到在电池节点串联中的第一电池节点(电池节点1)的端子(为了方便起见，被称为地址功率信号接收端子)，并且它的比阈值电压更大的电压能在寻址功率信号接收端子被检测到。第一节点被分配众多地址中的第一可用的地址，并且第一节点的旁通开关被闭合，直到它的端子短路并且寻址功率信号被施加到下一个节点(节点2)的寻址功率信号接收端子。重复该过程，伴随每个后续节点2到N被分配众多地址中的下一个可用地址。如下面的讨论，节点被分配地址的消息被由有线或者无线通信通过系统传送，因此每个电池节点和/或主控制器辨别地址已经被使用并且它应该使用下一个可用的地址。

本文中描述的每个电池节点包括正端子、负端子、配置在正端子和负端子之间并耦合到电源接线的旁通开关、以及电池模块。电池模块包括具有控制程序和/或电路逻辑的微处理器、测量节点电压和其它参数的传感器、通信收发器(例如电耦合到带有模拟数字转换器的Lin总线连接线，模拟-数字转换器将节点电压转换为数字节点电压，用于传输到Lin总线连接线上的主控制器)。每个电池模块通过Lin总线连接线或者其它通信装置与主机连通，并且从主控制器或其它节点传送/接收数据和/或指令，或传送/接收数据和/或指令到主控制器或其它节点。电源接线被耦合到串联的多个电池的正端子和负端子。

主控制器包括微处理器和通信收发器(例如通过Lin总线连接线与每个电池节点电耦合)，微处理器具有被配置在其中的主程序和/或电路逻辑。主控制器控制地址供电电源，地址供电电源通过电源接线被电耦合到电池节点，并且被配置用于提供寻址功率信号(寻址功率信号可以作为被称为地址电压被检测，地址电压大于阈值电压)。出于寻址的目的，主控制器将激活地址供电电源。分离的主供电电源可以向主机提供功率，并通过节点电源接线向多个电池节点提供功率。到主供电电源和地址供电电源的功率可以由到VDC总线的连接提供。

在示例性的方法中，多个电池串联连接，主控制器通过所述Lin总线连接线传送“寻址开始”信号到多个电池节点。在示例性的实施例中，Lin总线连接线与每个电池节点并联耦合，从而消除对从主机到每个电池节点的分离的独特的连接线的需求。这简化了接线并且减少了复杂性。多个电池节点中的每个从主控制器接收“寻址开始”信号，将它们的相应地址设置为空(NULL)。旁通开关在该点应该是断开的，因为在充电和再充电过程中，节点应该通常使那些开关断开，而没有绕开单元的理由。在任何旁通开关是闭合的情况下，寻址开始信号(或者分离发送的相关的信号)也可以向所有节点示意断开或者确保它们的旁通开关是断开的。然后主控制器断开向电池节点提供地址电压的供电电源，地址电压比阈值电压高(诸如例如为7V，其中阈值电压高于3.5V)。由于所有的旁通开关是断开的，第一电池节点是具有与地址电压基本上相等的电压的唯一的电池节点。主控制器传送“编程地址”指令到串联连接的多个电池节点，并且每个电池节点测量它们相应的节点电压。具有大于所述阈值电压的测量节点电压的第一电池节点通过模块互连收发器在阈值时间段(诸如一秒)内传送“电压确认”到主控制器。然后第一电池节点在第一电池节点微处理器中存储由主控制器传送的第一节点指数值。然后，第一电池节点闭合第一电池节点旁通开关，并通过所述Lin总线连接线传送“地址确认”到主控制器，节点指数值被存储。

在第一电池节点被寻址后，第一电池节点的旁通开关被闭合，从而导致第二电池节点也具有大于阈值电压的节点电压。来自供电电源的功率现在流过第一电池节点的旁通开关到第二电池节点。由于第二电池节点还没有被寻址，第二电池节点的旁通开关仍然是断开的。在从第一电池节点接收到“地址确认”后，随后主机传送后续的编程地址指令到所有所述的串联连接的多个电池节点。现在具有比阈值电压高的节点电压的第二电池节点通过Lin总线连接线在阈值时间段内发送电压确认到主机。随后，第二电池节点存储由主机提供的第二节点指数值，第二节点指数值是与第一节点指数值不同的整数，例如小于第一节点指数值的整数。例如，第二电池节点指数值可以是n-1，其中第一电池节点指数值为n。随后，第二节点闭合旁通开关并通过所述Lin总线连接线传送地址确认到主控制器，第二节点指数值被存储。针对串联连接的每个电池节点，重复这些步骤，其中每个连续的电池节点被按顺序用顺序的节点指数值寻址。当节点指数值达到零或者现有值时，随后，主机将会通过Lin总线连接线传送寻址停止信号到所有电池节点，并且关闭地址供电电源。

节点地址可以递减直至最后电池节点接收并存储节点地址一。电池节点可以被编程，以便当节点地址是一时不闭合旁通开关。不管串联配置的电池节点的数目，具有控制系统的电池模块避免电路短路，并使自动寻址协议实现，当它存储节点地址时，控制系统使最后一个旁通开关是断开的。在另一个示例性的方法中，当主机在阈值时间段内没有收到电压确认时，主控制器通过Lin总线连接线传送寻址停止信号到所有电池节点，并且关闭地址供电电源。

本发明的某些示例性实施例在本文被描述，并且在附图中被图示。描述的实施例仅是处于图示本发明，不应该被解释为限制发明的范围。本领域技术人员将想到发明的其它实施例和所描述的实施例的某些修改、组合与改进，并且所有这种替换的实施例、组合、修改、改进在本发明的范围内。

定义：

电源接线，如本文使用的，是线、接线，将串联的多个电池的电池端子耦合，并且耦合到负载，以便提供从电池到所述负载的电流。

阈值电压，如本文使用的，是电池节点使用的电压值，用于检测电池节点接收到了寻址功率信号，并因此使能够寻址该节点。

阈值时间段，如本文使用的，是在涉及节点寻址的标识事件之间测量的时间段。例如，时间段可以是在由主控制器传输“编程地址”指令与由主机接收从寻址电池节点的电压确认之间。时间段也可以是在从一个节点发出的它被分配了地址的批准消息(指示后续节点接下来将被寻址)与该后续节点的批准消息之间。阈值时间段可以是一秒钟的一部分、大约一秒钟或者更多、大约两秒钟或者更多、大约五秒钟或者更多等。时间段被选取，以便允许足够的时间供节点寻址发生，并且超过时间段将指示在节点寻址过程中发生了错误。

电池节点，如本文使用的，可以是被耦合到单个电池，或者多个电池(即电池模块或集)。例如，第一电池节点可以仅具有单个的耦合到其的单个电池，或者可以具有耦合到单个电池节点的串联连接或者并联连接的两个或者多个电池。

电池，如本文使用的，可以是任何适当类型的电池，包括但不限于铅酸、金属-空气(诸如例如是锌-空气)、锂、镍铬等。

预设节点指数值，如本文使用的，是触发主机结束地址协议的节点指数值。这用于系统中，其中串联节点数目是已知的(或者通过预编的，或者从已被获得的关于在预先的地址过程中串联节点数目的消息)。例如，预设节点指数值可以是零，并且16个电池的串联的第一电池节点可以被寻址为具有节点指数值十六，第二节点寻址具有节点指数值十五，等。当最后电池节点被寻址具有节点指数值一时，后续和递减的节点指数值现在是零。这触发主机发送“停止寻址”指令到电池节点，并且关闭寻址供电电源。

节点的地址指的是电池系统中该单元的唯一标识。地址的格式对发明的实践不是关键的。通常地，地址将是存储在相关节点和主控制器二者中的二进制位集，以使主控制器已知来自该节点的消息与该节点关联，以及该节点已知来自主控制器的针对其地址的任何消息是旨在针对该节点。当本文的描述使用本文更简单的整数1到N用于描述时，地址它们本身的编码可以是更复杂的，诸如包括多位的数据区。例如，8位字段将使一个系统中能具有多达256个唯一的地址。

在部件(诸如节点和主控制器)之间连通的任何数据或指令中的消息。

不是所有实施例将使用预设节点指数值，并且就任何数目的电池(在系统和控制器的容量的范围内)可以被包括的意义而言，一些实施例可以是可扩充的。在这种实施例中，相同的控制器能被耦合到例如串联的12、16或者20个电池节点，并且寻址可以递增分配的地址到最后的值。例如，如果控制器被耦合到一系列12个电池节点，分配的地址的序列将从1开始，到12结束。相同的控制器可以被耦合到串联的20个电池节点，并且分配的地址的序列将从1开始，到20结束。这使相同的控制器能够在不必须预编系统到串联的电池节点的具体的数字的情况下，在不同尺寸和配置的电池系统中被使用。

如图1所示，示例性的主控制器20包括处理器(诸如微处理器22)和通信收发器，处理器可以是一般用途或ASIC，通信收发器可以是主互连收发器26。主互连收发器26通过LIN总线连接线27与单个电池模块50或者节点40的通信收发器(这可以是模块互连收发器)56耦合，LIN总线连接线27从电池模块传送和接收信号。LIN总线连接线不是必需的。其它网络总线可以被使用，诸如CAN总线。类似地，在主控制器收发器26和电池节点40上的收发器56之间的通信可以是无线的。例如，蓝牙收发器可以被使用，或者使用其它协议(诸如Wi-Fi、IEEE 802无线USB等)。因此，尽管所公开的实施例在下面描述为使用LIN总线，应该理解的是，任何通信协议和系统可以在节点40和控制器20中被使用。

每个电池节点40可以包括一个或者多个电池30。主控制器是可选择地与供电电源29耦合，在寻址过程中，供电电源29通过节点电源接线24提供功率到主控制器和到电池模块。由于在寻址中电池可以从它们的节点端子被解耦，外部功率(诸如供电电源29)被使用。电池更优地被解耦，因此在没有电池自身的电势干扰寻址功率信号的检测的情况下，端子可以被用于寻址功能。供电电源是任何类型，并且可以是电路元件的电池，电路元件提供从外部网格到相连系统的功率。地线47示出与主机以及每个电池模块50、50’、50”等耦合。分离的寻址供电电源28也被示出，并且可以同样地是任何类型。寻址供电电源28和供电电源29也可以被组合在相同的部件中，并且在一些实施例中，用于一般功率和寻址目的的功率可以由相同的电源产生。

自动单元寻址系统10与VDC总线36电性连接，在寻址中VDC总线36提供电功率到系统。主控制器控制从寻址供电电源28到电池模块的功率递送，功率被通过节点电源接线46提供。在电池寻址算法中，地址供电电源被用于在由主控制器寻址所述节点之前确认电池节点，电源接线被耦合到每个电池。每个电池模块50、50’等被与电源接线46以及地线47电学耦合。每个单个的电池模块控制旁通开关，旁通开关48被配置在电池30的正端子42和负端子44之间。

如图1所示，在寻址过程的开始，所有旁通开关是初始断开的，因此使得仅电池节点1具有地址供电电源提供的电压。电压是由寻址供电电源28输出的寻址功率信号的电压。如上文所提到的，其它参数(诸如电流、感应等)可以被测量，并且本文对感测或测量电压的参考是示例性的。初始地，寻址功率信号被施加于第一个节点(节点1到N的节点1)的正端子，并且当节点地址被分配并且旁通开关被闭合时，每个后续节点40的正端子将接收寻址功率信号。为了方便起见，功率信号被施加于的端子(或者初始地在第一个节点的情况下，或者后续地在第二个到第N个节点的情况下)可以被称为寻址功率信号接收端子。在其它实施例中，布置可以被反转，并且寻址功率信号接收端子可以是电池节点的负端子。

施加于每个电池节点40的寻址功率信号的电压被传感器(诸如电压传感器电路54和包括在处理器52中的模拟-数字转换器58)测量，处理器52可以可选择地将从电路读取的电压转换为数字信号，数字信号被模块互连收发器56中继转发到Lin总线连接线27上的主控制器。每个电池模块包括处理器52，处理器52可以是微处理器52(诸如一般用途或者ASIC)用于控制旁通开关以及使用主控制器接收和生成针对通信的信号。

如图1所示，在所有电池节点具有断开的旁通开关的情况下，第一电池节点50具有节点电压，与在寻址功率接收端子由地址供电电源提供的大于阈值或者大于例如3.5V的节点电压一样。由于第一节点旁通开关是断开的，其它电池节点具有阈值以下、或者基本上是零伏的节点电压，因此阻止地址供电电源的功率到达后续电池节点。在寻址过程的开端，所有电池节点可以已设置它们的节点地址为NULL，如图1所示。NULL可以指代具有与还不具有分配的地址、数据或者标记相一致的零或者一些任意值的地址，指示没有分配地址的数据或者标记，或者指示在过程中节点没有被分配地址。

图2示出了用于主控制器的单元寻址算法的示图，并且图3示出了电池模块寻址算法的示图。图2和3的实施例是无限制的，并且属于途径，其中寻址过程被用更集中的方式控制。如上面所提到的，以及下面详细描述的，节点自身也可以具有更加分布式的逻辑，以便它们可以单独管理地址分配协议的更多方面。

如图2所示，主控制器通过传送“寻址开始”信号到Lin总线连接线上的电池模块发起单元寻址协议。每个电池模块接收该“寻址开始”信号，并且断开相应的旁通开关，以及设置它们的地址为NULL，如图3所示。随后，出于寻址的目的，主控制器20打开地址供电电源，以提供功率到电池模块。由于所有旁通开关是断开的，只有第一节点40将在它的寻址功率信号接收端子具有节点电压，如地址供电电源28所提供的，高于阈值电压值。随后，主控制器20通过Lin总线连接线传送“编程地址”指令到所有电池模块40。编程地址信号可以包含将被分配的地址，或者在一些实施例中，包含将被分配的地址的消息可以被单独发送。在电池串联中的所有电池模块或者节点测量它们相应的节点电压。第一电池节点40，在它的寻址功率信号接收端子具有大于截止电压值的节点电压的唯一节点，通过Lin总线连接线经由通信收发器46，可选择地发送“电压确认”到主机。在第一电池节点微处理器中，第一电池节点的处理器52也存储由主控制器(诸如(n)，其中n是串联连接的电池节点的数目)提供的第一节点指数值。随后，第一电池模块50闭合第一电池节点旁通开关，并且发送“地址确认”到主控制器20即指数值已被存储。这作为对于主控制器20以及可能的其它节点40的确认消息，第一地址已被分配给第一节点。

更可取地，但是可选择地，主控制器核对以确保地址确认消息的电压确认消息在预设时间段内被发送，如上面的讨论。这通知控制器寻址过程在以好的方式进行。如果在没有相关消息被接收的情况下时间段经过，那可以指示在寻址过程中的错误。那可以要求过程重新开始，或者发送警告信号用于检修等。在图示的过程中，时间段被相对于电压确认消息测量，但是它可以绑定到任何其它事件(诸如地址确认)。

在该实施例中，将要被分配的节点的数目是已知的，因此主控制器20可以以可用的最高地址开始，并且“倒数”到最后的地址。使用递减的地址不是必需的，并且可以使用地址分配的任何其它顺序。例如，主控制器可以以增加的方式分配地址1到N，并且在N停止。在该实施例中，地址的范围是预设的，并且那样避免了针对最后一个节点旁通开关闭合并且供电电源28短路到地线47的情况建立系统中超流保护的需要。备选地，电流保护可以被建立在系统中，并且避免使用它是可选择的成本消减与复杂度减少的优点，这对于发明的实践是不是必需的。出于便利的目的，参考寻址的顺序，第一节点地址可以被视为节点1，以及最后一个节点地址被视为节点N。那不意味着第一地址必须是1，最后一个必须是N。地址自身可以与寻址序列不同(例如，一系列节点1到N可以具有地址1到N、N到1、或者其它任何的)。

在第一电池节点被寻址，以及它的地址被分配，以及它的旁通开关被闭合之后，随后主机发送后续的“编程地址”指令到所有的电池模块。再次，所有的电池节点测量它们相应的节点电压。在一些实施例中，已经被分配地址的节点(例如第一节点)不需要执行该步骤。备选地，它可以执行该步骤，但是传感器可以不感测大于阈值的电压，归因于寻址功率信号通过它的闭合的旁通开关绕开节点。由于第一节点的旁通开关被闭合，第二电池模块现在也具有大于阈值的节点电压施加到它的寻址功率信号接收端子，如图4所描绘的。因此，第二电池节点执行如上述与第一节点相同的过程。第二电池节点的处理器50’使得它的收发器56’通过Lin总线连接线发送电压确认n到主机(以及可能是其它节点)，它大于阈值电压值，更可取地在阈值时间内。一旦在阈值时间段(诸如一秒钟)内从第二电池节点接收到电压确认，如图2所示，随后，主机递减节点指数值n-1，并且提供该值到第二节点。第二电池模块接收并存储该递减的指数值，例如，n-1。随后，第二电池模块闭合旁通开关，并且发送正的“地址确认”消息到主控制器。重复该过程直到在电池串联中的最后一个电池节点被寻址。

在示例性的实施例中，当最后电池节点已储存递减的地址指数值一，并且提供地址确认消息到主控制器时，主控制器通过Lin总线连接线传送“寻址停止”信号到电池模块。在备选的实施例中，当最后电池节点存储地址节点一时，旁通开关被处于断开，并且当主机发送后续的“编程地址”指令时，在阈值时间内它将不会收到确认，如图2所示，由于每个电池节点已存储地址。因此主控制器关闭地址供电电源，并且通过Lin总线连接线传送“寻址停止”信号到电池模块。在接收和存储的地址是一的事件中，每个电池节点可以被编程以保持旁通开关断开，因为这会阻止地址供电电源的缺乏。该过程自动寻址每个电池节点，电池节点具有带有按顺序次序的地址的串联电池。初始地址指数值可以由用户设置，或者由诊断程序自动设置，先于运行寻址算法，诊断程序由主控制器运行，如图2和3所示。应该理解的是，在串联电池中的第一电池节点可以具有地址指数值n，该值可以先于自动单元寻址由操作员输入到主控制器。在示例性的实施例中，自动单元寻址算法，如本文提供的，按顺序次序寻址电池节点从n到1，其中n是串联电池中的电池数目。在备选的实施例中，当主控制器为节点地址值编索引，并且该值是零或者预设数时，主机可以随后发送“寻址停止”信号。

如图4所示，第一电池节点已被主控制器寻址，如本文所描述的。第一和第二电池节点现在具有节点电压，与由地址供电电源向寻址功率信号接收端子提供的一样。第一电池节点50已被寻址为节点16，并且第二电池节点已被寻址为节点值15。第二电池节点可以现在闭合旁通开关，并且发送“地址确认”到主控制器。当第二电池节点闭合旁通开关后，第三电池节点50”现在具有电压，如地址供电电源所提供的，如图5所示。在来自第三个电池节点的串联电池中的后续电池节点仍然不具有电压，由于第三电池节点仍然具有断开的旁通开关。如图5所示，主控制器已发送“编程地址”指令，并且第三电池节点已通过Lin总线连接线27发送电压确认到主机并且已被寻址为节点14。该过程继续，直到所有电池节点已被自动寻址。旁通开关使指令能通过Lin总线连接线被发送到所有电池节点，其中寻址是顺序的，归因于节点旁通开关的顺序闭合。

在另一个实施例中，一些寻址逻辑可以被分发到电池节点40自身中的处理器52。这允许在使用具有不同系统配置的主控制器20中的更多灵活性，尤其是不同数目的串联节点。例如，每个节点中的处理器52可以被配置具有逻辑(或者通过软件编程，或者电路逻辑，或者二者)以便了解用于分配的下一个可用地址是什么。这将被建立作为为每个节点所共用的协议。例如，每个节点可以存储一系列100个地址或者逻辑，逻辑使它能操纵系统中大部分先前被分配的地址的地址，以添加一个增量来产生下一个可用地址。也就是说，操作或计算可以是，如果最后分配的地址是8，则节点递增该值以了解下一个可用地址是9并且在其传感器54检测到寻址电源信号被施加于其寻址功率接收端子的情况下使用该可用地址。

因此，在这种实施例中，确认任何给定节点40的地址分配的消息被它的收发器56发送到每个其它节点(并由收发器接收)。作为回应，每个未分配的节点的处理器52识别下一个可用地址用于在后续节点地址分配中的分配。当后续节点40(由传感器54)感测施加到它的接收端子的寻址功率信号时，它将使用该地址分配，并发送出相同的消息，因此剩余的未分配的节点可以又一次识别用于分配的下一个可用地址。针对序列中的所有节点重复该步骤。作为该实施例中的可选方案，作为接收确认经由它的收发器的地址分配的消息的回应，主控制器20也可以识别如在它的处理器22中分配的地址。这使主控制器能够确定哪个地址已被分配，以便它具有针对在正常充电/放电操作中的使用的记录。备选地，主控制器可以使用分离的算法，诸如报告功能，以在寻址过程完成后收集分配的地址。

在该实施例中，寻址过程的完成可以是检测与最后一个单元的旁通开关的闭合相关联的条件。例如，如果使用超流保护器，超流的感测可以终止寻址功率信号并用信号表示过程的完成。类似地，在没有超流情况的情况下，在最后一个单元之后安装的电路元件也可以用信号表示过程，诸如使用电阻器或者其它电路，其它电路接收通过所有旁通开关短路的信号，并能用信号表示过程的结束。

发明的任何寻址方法可以用于在系统的检修后电池系统的初始安装，或者可以被定期实施作为确保所有单元已被妥善寻址的防御措施。例如，如果单元已失效并在检修期间被由另一个单元替换，该单元将不具有地址。通过再度运行寻址过程，替换单元将被自动分配地址。这允许在没有需要用来手动做任何地址编程的服务技术人员的情况下单元的容易替换。

本文执行的算法和方法是在相关处理器的控制下执行的，相关处理器与执行相关功能的部件相关联。例如，由主控制器20执行的步骤和由主控制器20发布的消息是在它的处理器22的控制下执行的。由节点40或电池模块50执行的步骤和由节点40或电池模块50发布的消息是在它的处理器52的控制下执行的。

对于本领域的技术人员来说，在不脱离发明的主旨或范围的情况下作出各种修改、组合和变化将是明显的。本文描述的具体的实施例、特征和元件可以以任何适当的方式被修改和/或组合。因此，旨在本发明覆盖该发明的修改、组合和变化，假如他们在附加的权利要求和它们的等效的范围内。

Claims (8)

1.一种用于在电池系统中自动分配多个地址给多个电池节点的方法，所述电池系统包括：

用于输出寻址功率信号的寻址供电电源；

多个电池节点1到N，串联连接并且每个电池节点被耦合到至少一个电池；

每个节点包括正端子、负端子、以及位于所述正端子和所述负端子之间的旁通开关，所述端子中的一个端子也是寻址功率信号接收端子；

每个节点进一步包括电池模块，所述电池模块包括处理器、耦合到所述处理器的传感器、以及用于传送与接收数据的耦合到所述处理器的通信收发器，当所述寻址功率信号被施加到所述节点的所述寻址功率信号接收端子时，所述传感器用于感测所述寻址功率信号；

主控制器，包括处理器和用于传送与接收数据的通信收发器；

其中所述主控制器的所述收发器和每个电池模块的所述收发器被配置用于相互通信；

在所述电池节点的所有所述旁通开关是初始断开的，并且每个节点从与所述节点关联的所述至少一个电池的功率连接解耦的情况下，所述方法被执行，所述方法包括：

从所述寻址供电电源输出所述寻址功率信号到所述电池节点1的所述寻址功率信号接收端子；

在对于节点1到N的按顺序次序的每个电池节点处，随着所述寻址功率信号被施加到所述电池节点的所述寻址功率信号端子，执行节点地址分配，所述节点地址分配包括：

(i)在所述电池节点的所述寻址功率信号接收端子处感测所述寻址功率信号；

(ii)分配所述多个地址中的下一个可用地址给所述电池节点；

(iii)经由所述节点的所述通信收发器，传送确认所述地址的分配的消息到所述主控制器的所述通信收发器和/或每个其它节点的所述通信收发器；

其中在所述节点地址分配期间，所述电池节点的所述旁通开关是闭合的，以便针对至少1到N-1节点绕开所述节点，以便施加所述寻址功率信号到后续节点的所述寻址功率信号接收端子。

2.根据权利要求1所述的方法，其中确认所述地址的分配的所述消息被传送到所述主控制器，并且作为回应，所述主控制器传送消息到所述节点，识别在后续节点地址分配中用于分配的所述下一个可用地址。

3.根据权利要求1所述的方法，其中确认所述地址的分配的所述消息被发送到每个其它节点，并且作为回应，每个未被分配的节点的处理器识别在后续节点地址分配中用于分配的所述下一个可用地址。

4.根据权利要求3所述的方法，其中作为接收确认所述地址的分配的所述消息的回应，所述主控制器识别在所述主控制器的处理器中分配的所述地址。

5.根据权利要求1所述的方法，其中在所述电池节点的所述寻址功率信号接收端子处感测所述寻址功率信号包括：在所述寻址功率信号接收端子处感测大于阈值水平的阈值电压。

6.根据权利要求1所述的方法，其中在所述节点地址分配期间，所述电池节点Ni的所述旁通开关也是闭合的。

7.根据权利要求1所述的方法，其中在所述节点地址分配期间，所述电池节点N的所述旁通开关保持断开。

8.一种被配置用于向多个电池节点分配多个地址的电池系统，包括：

用于输出寻址功率信号的寻址供电电源；

多个电池节点1到N，串联连接并且每个电池节点被耦合到至少一个电池；

每个节点包括正端子、负端子、以及位于所述正端子和所述负端子之间的旁通开关，所述端子中的一个端子也是寻址功率信号接收端子；

每个节点进一步包括电池模块，所述电池模块包括处理器、耦合到所述处理器的传感器、以及用于传送与接收数据的耦合到所述处理器的通信收发器，当所述寻址功率信号被施加到所述节点的所述寻址功率信号接收端子时，所述传感器用于感测所述寻址功率信号；

主控制器，包括处理器和用于传送与接收数据的通信收发器；

其中所述主控制器的所述收发器和每个电池模块的所述收发器被配置用于相互通信；

在所述电池节点的所有所述旁通开关是初始断开的，并且每个节点从与所述节点关联的所述至少一个电池的功率连接解耦的情况下，所述电池系统被配置用于通过以下方式来执行向所述电池节点分配所述多个地址的方法：

所述主控制器被配置用于使得所述寻址供电电源将所述寻址功率信号从所述寻址供电电源向所述电池节点1的所述寻址功率信号接收端子输出；

随着所述寻址功率信号被施加到所述电池节点的所述寻址功率信号端子，针对节点1到N，按顺序次序，每个电池节点被配置用于执行节点地址分配，所述节点地址分配包括：

(i)用所述电池节点的所述传感器在所述电池节点的所述寻址功率信号接收端子处感测所述寻址功率信号；

(ii)在所述电池节点的所述处理器中存储所述多个地址中的下一个可用地址；

(iii)经由所述电池节点的所述通信收发器，传送确认所述地址的分配的消息到所述主控制器的所述通信收发器和/或每个其它节点的所述通信收发器；

其中在所述节点地址分配期间，每个节点的所述处理器被配置用于闭合所述节点的所述旁通开关，以便针对至少1到N-1节点绕开所述节点，以便施加所述寻址功率信号到后续节点的所述寻址功率信号接收端子。