CN110178163A - 光通信电池管理系统 - Google Patents

光通信电池管理系统 Download PDF

Info

Publication number
CN110178163A
CN110178163A CN201780064800.1A CN201780064800A CN110178163A CN 110178163 A CN110178163 A CN 110178163A CN 201780064800 A CN201780064800 A CN 201780064800A CN 110178163 A CN110178163 A CN 110178163A
Authority
CN
China
Prior art keywords
controller
battery
signal
module
module controller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201780064800.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110178163B (zh
Inventor
杰罗米·罗南
曾志侨
兆伦·艾萨克·唐
大卫·洛克霍斯特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Corvus Energy Inc
Original Assignee
Corvus Energy Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Corvus Energy Inc filed Critical Corvus Energy Inc
Publication of CN110178163A publication Critical patent/CN110178163A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110178163B publication Critical patent/CN110178163B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0061—Details of emergency protective circuit arrangements concerning transmission of signals
    • H02H1/0069—Details of emergency protective circuit arrangements concerning transmission of signals by means of light or heat rays
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C23/00—Non-electrical signal transmission systems, e.g. optical systems
    • G08C23/04—Non-electrical signal transmission systems, e.g. optical systems using light waves, e.g. infrared
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C25/00—Arrangements for preventing or correcting errors; Monitoring arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4207—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/488—Cells or batteries combined with indicating means for external visualization of the condition, e.g. by change of colour or of light density
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0007—Details of emergency protective circuit arrangements concerning the detecting means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0092—Details of emergency protective circuit arrangements concerning the data processing means, e.g. expert systems, neural networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/02—Details
    • H02H3/06—Details with automatic reconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/02—Details
    • H02H3/06—Details with automatic reconnection
    • H02H3/063—Details concerning the co-operation of many similar arrangements, e.g. in a network
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/18—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for batteries; for accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50—Transmitters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/60—Receivers
    • H04B10/61—Coherent receivers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/14—Two-way operation using the same type of signal, i.e. duplex
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4278—Systems for data transfer from batteries, e.g. transfer of battery parameters to a controller, data transferred between battery controller and main controller
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Packaging Frangible Articles (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Abstract

一种光通信电池管理系统，包括电池组控制器和光耦合到该电池组控制器的一个或多个模块控制器。模块控制器本身可以串联地光耦合在一起，并且来自上游模块控制器的通信可以在途中通过一个或多个下游控制器中继到电池组控制器。电池组控制器还可以发送电池组控制器使用的光信号，以确定电池模块中的任何一个或多个是否正在经历安全故障，并且用于传输该光信号的通信信道可以在没有任何安全故障的情况下被用来将消息数据复用到模块控制器。

Description

光通信电池管理系统
技术领域
本公开涉及一种光通信电池管理系统。更具体地，本公开涉及一种电池组和模块控制器，其构成电池管理系统的一部分并且彼此光通信。
背景技术
设计用于工业用途的电池组通常能够输出高电压和电流，并且包括电耦合在一起的多个电池模块；每个电池模块本身包括电耦合在一起的多个电池单元。考虑到电池组能够生成的功率量以及与其不安全使用相关的风险，电池组通常包括电池管理系统以监视和控制诸如充电状态和电池温度的电池参数。正确管理这些电池参数可以促进安全的电池组操作，并有助于延长电池组的商业寿命。
发明内容
根据第一方面，提供了一种用于与模块控制器光通信的电池组控制器，所述模块控制器构成电池模块的一部分。该电池组控制器包括第一电光接收器，用于从所述模块控制器接收所接收的光信号，并配置为将所述接收的光信号转换为接收的电信号；信号处理电路，其通信地耦合到所述电光接收器并配置为处理所述接收的电信号。
电池组控制器还可包括：信号生成电路，其配置为生成发送的电信号；第一电光发送器，其通信地耦合到所述信号生成电路，以接收所述发送的电信号，并配置为将所述发送的电信号转换成发送的光信号，以便发送到所述模块控制器。
信号处理和生成电路可以包括通信地耦合到所述电光接收器和发送器的电池组控制器处理器；通信地耦合到所述处理器的电池组控制器存储器，所述存储器在其上存储有可由所述处理器执行的计算机程序代码，以使所述处理器处理所述接收的电信号并生成所述发送的电信号。
所述接收的光信号可以包括指示所述电池模块的状态的消息数据，并且所述发送的光信号可以包括请求所述电池模块的状态的消息数据。
计算机程序代码还可以使所述处理器使用半双工通信进行通信。
计算机程序代码还可以使所述处理器使用全双工通信进行通信。
电光发送器可以构成第一通信信道的一部分，并且所述电光接收器可以构成第二通信信道的一部分。
电光发送器和接收器可以构成单个通信信道的一部分。
电池组控制器还可以将构成所述电池模块的一部分的电池单元电耦合到电力总线的开关设备。所述接收的信号可以包括光安全故障信号，并且电光接收器可以被配置为将从所述模块控制器接收的所述光安全故障信号转换为电安全故障信号。信号处理电路可以包括通信地耦合到所述开关设备的安全返回电路，其被配置为发信号通知所述开关设备以响应于所述电安全故障信号而将所述电池单元与所述电力总线电解耦。
电池组控制器还可以包括安全回路信号发生器，其配置为生成电安全信号；电光发送器，其通信地耦合到所述安全回路信号发生器，并配置为将所述电安全信号转换成所述光安全信号，以便发送到所述模块控制器。
模块控制器可以在所述安全故障结束后向所述电池组控制器发送光恢复信号，电光接收器可以配置为将光恢复信号转换为电恢复信号，安全返回电路还可以配置为响应于所述电恢复信号发信号通知所述开关设备以将所述电池单元电耦合到所述电力总线，并且在所述开关设备将所述电池单元与所述电力总线电解耦时所述电池组控制器处于故障状态，并且在所述开关设备将所述电池单元电耦合到所述电力总线时所述电池组控制器处于正常状态。
光安全信号和光恢复信号可以是同一信号。
安全回路信号发生器可以包括通信地耦合到所述电光发送器和接收器的电池组控制器处理器；通信地耦合到所述处理器的电池组控制器存储器，所述存储器在其上存储有可由所述处理器执行的计算机程序代码，以使所述处理器仅在所述电池组控制器处于所述故障状态时才将所述光安全信号输出到所述模块控制器。
安全返回电路可以包括看门狗定时器，并且光安全信号可以包括在看门狗定时器的超时周期内非恒定的数字信号。
所述电池组控制器还可以包括通信地耦合到所述处理器的电光收发器，用于分别从所述模块控制器接收光消息数据和向所述模块控制器发送光消息数据，并且所述电光收发器可以被配置为在电消息数据和光消息数据之间进行转换。当所述电池组控制器处于所述故障状态时，所述计算机程序代码还可以使所述处理器使用所述电光收发器通过分别从所述电光收发器接收所述电消息数据和向所述电光收发器发送所述电消息数据来从所述模块控制器接收所述光消息数据和向所述模块控制器发送所述光消息数据。
当电池组控制器处于故障状态时，计算机程序代码还可以使处理器使用半双工通信进行通信。
电光发送器可以被配置为将所述电消息数据转换为所述光消息数据以便发送到所述模块控制器，并且当电池组控制器处于正常状态时，计算机程序代码可以进一步使所述处理器使用所述电光收发器分别从所述模块控制器接收所述光消息数据和向所述模块控制器发送所述光消息数据。
当电池组控制器处于正常状态时，计算机程序代码还可以使处理器使用全双工通信进行通信。
所述电池组控制器还可以包括通信地耦合到所述处理器和所述电光发送器的第一复用器，其中所述计算机程序代码还可以使所述处理器发信号通知所述第一复用器的选择输入以当所述电池组控制器处于所述正常状态时，将所述电消息数据输出到所述电光发送器，并且当所述电池组控制器处于所述故障状态时，将所述电安全信号输出到所述电光发送器。
所述电池组控制器还可以包括通信地耦合到所述处理器、所述第一复用器和所述电光收发器的第二复用器，其中所述计算机程序代码还可以使所述处理器发信号通知所述第二复用器的选择输入以当所述电池组控制器处于所述正常状态时，将所述电消息数据输出到所述第一复用器，当所述电池组控制器处于所述故障状态时，将所述电消息数据输出到所述电光收发器。
电池组控制器还可以包括通信地耦合到所述处理器的第二电光接收器，用于从所述模块控制器接收光消息数据，其中所述第二电光接收器可以被配置为将所述光消息数据转换成电消息数据，所述第一电光发送器和第一电光接收器可以构成第一通信信道的一部分，并且所述第二电光接收器可以构成第二通信信道的一部分。
电池组控制器还可以包括通信地耦合到所述处理器的第二电光发送器，用于将所述光消息数据发送到所述模块控制器，其中所述第二电光发送器可以被配置为将所述电消息数据转换为所述光消息数据，并且所述第二电光发送器可以构成所述第二通信信道的一部分。
计算机程序代码还可以使处理器使用单工通信在第一和第二通信信道上进行通信。
当电池组控制器处于故障状态时，计算机程序代码还可以使所述处理器使用所述第二通信信道从所述模块控制器接收所述光消息数据和向所述模块控制器发送所述光消息数据。
模块控制器可以包括所述电池组控制器通信地耦合到的多个模块控制器中的一个，并且所述计算机程序代码还使所述处理器确定所述模块控制器中的哪个受所述安全故障影响；并且命令所述安全故障上游的模块控制器中的一个将所述消息数据从所述第一通信信道转发到所述第二通信信道。
计算机程序代码可以使所述处理器通过以下方式确定所述模块控制器中的哪个所述受安全故障影响；确定所述模块控制器中的哪个对所述电池组控制器发送的命令没有响应，以及确定受所述安全故障影响的模块控制器包括对所述电池组控制器发送的命令没有响应的模块控制器。
计算机程序代码还可以被配置为当所述开关设备用于将所述电池单元与所述电力总线解耦并且所述电池组控制器未处于所述故障状态时，使所述处理器发信号通知所述模块控制器进入低功率模式。
根据另一方面，提供了一种模块控制器，构成电池模块的一部分。模块控制器包括第一电光发送器，用于接收发送的电信号，并配置为将所述发送的电信号转换成发送的光信号；信号生成电路，其通信地耦合到所述电光发送器并配置为生成所述发送的电信号。
模块控制器还可包括：信号处理电路，其配置为处理接收的电信号；第一电光接收器，用于从所述电池组控制器接收所接收的光信号，并配置为将所述接收的光信号转换成接收的电信号，以便由所述信号处理电路处理。
信号处理和生成电路可以包括通信地耦合到所述电光接收器和发送器的模块控制器处理器；通信地耦合到所述处理器的模块控制器存储器，所述存储器在其上存储有可由所述处理器执行的计算机程序代码，以使所述处理器处理所接收的电信号并生成所述发送的电信号。
所发送的光信号可以包括指示所述电池模块的状态的消息数据，并且所接收的光信号可以包括请求所述电池模块的状态的消息数据。
所发送的光信号可以包括指示所述电池模块的状态的消息数据，并且所述模块控制器可以在所述电池组控制器没有请求发送所述消息数据的情况下发送所述消息数据。
计算机程序代码还可以使处理器使用半双工通信进行通信。
计算机程序代码还可以使处理器使用全双工通信进行通信。
电光接收器可以构成第一通信信道的一部分，并且电光发送器可以构成第二通信信道的一部分。
电光发送器和接收器可以构成单个通信信道的一部分。
电光发送器和接收器可以包括下游电光收发器，并且模块控制器还可以包括通信地耦合到所述处理器的上游电光收发器，用于从所述上游模块控制器接收所述光消息数据并向所述上游模块控制器发送所述光消息，其中上游电光收发器可以被配置为在光消息数据和电消息数据之间进行转换。该计算机程序代码还可以通过分别从所述上游电光收发器接收所述电消息数据并向所述上游电光收发器发送所述电消息数据使所述处理器从所述上游模块控制器接收所述光消息数据和向所述上游模块控制器发送所述光消息数据。
计算机程序代码还可以使所述处理器将在所述上游电光收发器处从所述上游模块控制器接收的光消息数据中继到所述下游电光收发器，以便发送到所述电池组控制器。
所述接收的信号可以包括来自电池组控制器的光安全信号，并且电光接收器可以被配置为将光安全信号转换为电安全信号；所述发送的信号可以包括光安全故障信号，并且电光发送器可以被配置为将电安全故障信号转换为光安全故障信号。信号生成电路和信号处理电路可以包括安全故障检测电路，其配置为响应于检测到所述电池模块上的安全故障而生成故障检测信号；安全超控电路，其通信地耦合到所述电光接收器、电光发送器和安全故障检测电路，其中所述安全超控电路可以被配置为响应于所述故障检测信号将所述电安全故障信号发送到所述电光发送器。
故障检测信号和电安全故障信号可以是同一信号。
光故障信号可以被发送到电池组控制器上的看门狗定时器，并且可以包括恒定信号，所述恒定信号在长于所述看门狗计时器的超时周期的时间内保持恒定。
安全故障检测电路可以包括电力连接器可连接的第一互锁触点，其中所述电力连接器当连接到所述互锁触点时还连接到电耦合到构成所述电池模块的一部分的电池单元的一对电池触点，并且当未连接到所述互锁触点时未连接到所述一对电池触点；通信地耦合到所述互锁触点的互锁信号线，其中当所述电力连接器未连接时，沿着所述互锁信号线发送所述故障检测信号，否则不沿着所述互锁信号线发送所述故障检测信号。
模块控制器还可以包括第二互锁触点，当所述电力连接器连接时所述第一互锁触点电耦合到第二互锁触点，并且当所述电力连接器未连接时所述第一互锁触点未电耦合到第二互锁触点，其中当所述电力连接器未连接时，所述互锁信号线被上拉或下拉至所述故障检测信号，并且当连接电力连接器时，所述互锁信号线被短路到输出与所述故障检测信号不同的信号的所述第二互锁触点。
安全故障检测电路还可以包括跨所述电池单元电耦合的电压表和定位为测量所述电池单元的温度的热敏电阻中的至少一个，其中响应于过压状况、欠压状况、过热状况、与另一模块控制器的通信丢失、与电池组控制器的通信丢失以及模块控制器处理器故障中的一个或多个生成所述故障检测信号。
电光发送器可以被配置为将电恢复信号转换为光恢复信号以便发送到所述电池组控制器，所述安全故障检测电路还可以被配置为一旦所述安全故障停止就生成所述故障检测信号，并且所述安全超控电路还可以被配置为一旦所述故障检测信号停止就将所述电恢复信号发送到所述电光发送器。
光安全信号和光恢复信号可以是同一信号。
模块控制器还可以下游电光收发器，用于从所述电池组控制器接收光消息数据并将所述光消息数据发送到所述电池组控制器，其中所述下游电光收发器被配置为在所述光消息数据和电消息数据之间进行转换。信号生成电路和信号处理电路还可以包括模块控制器处理器，其通信地耦合到所述下游电光收发器和所述电光接收器；模块控制器存储器，其通信地耦合到所述模块控制器处理器，所述模块控制器存储器在其上存储有可由所述模块控制器处理器执行的计算机程序代码，以使所述模块控制器处理器在所述电池模块经历所述安全故障时通过分别从下游电光收发器接收所述电消息数据和向所述下游电光收发器发送所述电消息数据，使用下游电光收发器从所述电池组控制器接收所述光消息数据和向所述电池组控制器发送所述光消息数据。
模块控制器还可以包括通信地耦合到所述处理器的上游电光收发器，用于从上游模块控制器接收所述光消息数据并向上游模块控制器发送所述光消息数据，并且上游电光收发器可以被配置为在光消息数据和电消息数据之间进行转换。当所述电池模块经历所述安全故障时，计算机程序代码还可以使所述处理器通过分别从所述上游光收发器接收所述电消息数据和向所述上游光收发器发送所述电消息数据，从所述上游模块控制器接收所述光消息数据和向所述上游模块控制器发送所述光消息数据。
当电池模块经历安全故障时，计算机程序代码还可以使处理器使用半双工通信进行通信。
当电池模块没有经历安全故障时，电池组控制器可以将光消息数据发送到电光接收器，电光接收器可以配置为将光消息数据转换成电消息数据，计算机程序代码还可以使处理器将电消息数据中继到下游的光电收发器。
当电池模块没有经历安全故障时，计算机程序代码还可以使处理器使用全双工通信进行通信。
模块控制器还可以包括第二上游电光接收器，用于从所述电池组控制器接收光消息数据，其中所述第二上游电光接收器可以被配置为将所述光消息数据转换为电消息数据；第二下游电光发送器，用于将所述光消息数据发送到所述电池组控制器，其中所述第二下游电光接收器可以被配置为将所述电消息数据转换为所述光消息数据，其中所述第一上游电光接收器和第一下游电光发送器可以构成第一通信信道的一部分，并且所述第二上游电光接收器和第二下游电光发送器可以构成第二通信信道的一部分。信号生成电路和信号处理电路还可以包括模块控制器处理器，其通信地耦合到所述第二下游电光发送器和所述第二上游电光接收器；模块控制器存储器，其通信地耦合到所述模块控制器处理器，所述模块控制器存储器在其上存储有可由所述模块控制器处理器执行的计算机程序代码，以使所述处理器将构成所述光消息数据的一部分的对于由所述电池组控制器发送的命令的响应发送到所述第二电光发送器信道；将在所述第二上游电光接收器处接收的并且非重复的光消息数据转发到所述第二下游电光发送器；执行从所述电池组控制器接收的命令，而不管所述命令是在所述第一上游电光接收器处接收的还是在所述第二上游电光接收器处接收的。
计算机程序代码可以使所述处理器将在所述第二上游电光接收器处接收的所有光消息数据转发到所述第二下游电光发送器。
仅当所述电池模块经历所述安全故障时，计算机程序代码还可以还使所述处理器，将在所述第一上游电光接收器处接收的并且非重复的光消息数据转发到所述第二下游电光接收器。
可替代地，不管所述电池模块是否正在经历所述安全故障，所述计算机程序代码还可以使所述处理器将在所述第一上游电光接收器处接收的并且非重复的光消息数据转发到所述第二下游电光接收器。
计算机程序代码还可以使所述处理器使用单工通信进行通信，而不管所述电池模块是否正在经历所述安全故障。
计算机程序代码还可以被配置为一旦在超时周期内未接收到光信号就使所述处理器进入低功率模式。
计算机程序代码还可以被配置为一旦由所述电池组控制器命令所述处理器进入低功率模式就使所述处理器进入低功率模式。
计算机程序代码还可以被配置为在处于所述低功率模式时一旦接收到光信号就使所述处理器退出所述低功率模式。
根据另一方面，提供了一种电池管理系统，其包括任何前述方面的电池组控制器或其合适组合，其光耦合到任何前述方面的第一模块控制器或其合适组合。
电池管理系统还可以包括光耦合在所述第一模块控制器上游的附加模块控制器。
在电池管理系统中，当所述光安全信号从所述电池组控制器发送到所述模块控制器时，可以使用包括允许所述光安全信号返回所述电池组控制器的回路的通信信道发送所述光安全信号。
根据另一方面，提供了一种用于与构成电池模块的一部分的模块控制器光通信的方法。该方法包括在电池组控制器处从所述模块控制器接收所接收的光信号；在所述电池组控制器处将所述接收的光信号转换成接收的电信号；并处理所述接收的电信号。
该方法还可以包括在所述电池组控制器处生成发送的电信号；在所述电池组控制器处将所述发送的电信号转换成发送的光信号；并将所述发送的光信号发送到所述模块控制器。
构成所述电池组控制器的一部分的电池组控制器处理器可以生成所述发送的电信号并处理所述接收的电信号。
所述接收的光信号可以包括指示所述电池模块的状态的消息数据，并且所述发送的光信号可以包括请求所述电池模块的状态的消息数据。
电池组控制器和模块控制器之间的通信可以是半双工通信。
电池组控制器和模块控制器之间的通信可以是全双工通信。
可以沿着第一通信信道发送所述发送的光信号，并且沿着第二通信信道接收所述接收的光信号。
可以沿着单个通信信道分别接收和发送所述接收和发送的光信号。
该方法还可以包括确定所接收的电信号是否包括指示所述电池模块已经历安全故障的光安全故障信号；当所接收的电信号包括所述光安全故障信号时，将构成所述电池模块的一部分的电池单元与电力总线解耦。
该方法还可以包括在所述电池组控制器处生成光安全信号；并将所述光安全信号发送到所述模块控制器。
在所述安全故障结束后，所述模块控制器可以向所述电池组控制器发送光恢复信号，并且该方法还可以包括在所述电池组控制器处接收所述光恢复信号；并且响应于接收到所述光恢复信号，将所述电池单元电耦合到所述电力总线，其中所述电池组控制器在所述电池单元电耦合到所述电力总线时处于故障状态，并且在所述电池单元与所述电力总线电去耦时处于正常状态。
光安全信号和光恢复信号可以是同一信号。
仅当所述模块控制器处于所述故障状态时，电池组控制器处理器可以将所述光安全信号输出到所述模块控制器。
所述光安全信号可以包括在所述处理器的时钟周期内是非恒定的数字信号，以及所述光安全故障信号在所述处理器的时钟周期内可以是恒定的。
看门狗定时器可以用于确定所述电池组控制器是否已接收到所述光安全故障信号。
该方法还可以包括：当所述电池组控制器处于所述故障状态时，从所述模块控制器接收光消息数据和向所述模块控制器发送光消息数据，其中使用与用于发送所述光安全信号的通信信道不同的通信信道将所述光消息数据发送到所述模块控制器。
当电池组控制器处于故障状态时，可以使用半双工通信来发送光消息数据。
该方法还可以包括：当所述电池组控制器处于所述正常状态时，从所述模块控制器接收所述光消息数据和向所述模块控制器发送所述光消息数据，其中当所述电池组控制器处于所述故障状态时，可以使用用于将所述光安全信号发送到所述模块控制器的信道将所述光消息数据发送到所述模块控制器。
当电池组控制器处于正常状态时，电池组控制器和模块控制器之间的通信可以是全双工通信。
所述电池组控制器可以包括通信地耦合到所述处理器的第一复用器，并且其中所述处理器可以发信号通知所述第一复用器的选择输入当所述电池组控制器处于所述正常状态时发送所述光消息数据，并当所述电池组控制器处于所述故障状态时发送所述光安全信号。
所述电池组控制器可以包括通信地耦合到所述处理器和所述第一复用器的第二复用器，并且其中所述处理器可以发信号通知所述第二复用器的选择输入当所述电池组控制器处于所述正常状态时发送所述光消息数据，并当所述电池组控制器处于所述故障状态时发送所述光消息数据。
该方法还可以包括从模块控制器接收光消息数据，其中可以使用与用于发送所述光安全信号的第一通信信道不同的第二通信信道从所述模块控制器接收所述光消息数据。
该方法还可以包括将光消息数据发送到模块控制器，其中可以使用第二通信信道将光消息数据发送到模块控制器。
第一和第二通信信道上的模块控制器和电池组控制器之间的通信可以是单工通信。
当电池组控制器处于故障状态时，可以使用第二通信信道从模块控制器接收光消息数据并向所述模块控制器发送所述光消息数据。
模块控制器可以包括与控制器通信地耦合的多个模块控制器中的一个，并且还可以包括确定所述模块控制器中的哪个受所述安全故障影响；并且命令所述安全故障上游的模块控制器中的一个将所述消息数据从所述第一通信信道转发到所述第二通信信道。
确定所述模块控制器中的哪个受所述安全故障影响可以包括确定所述模块控制器中的哪个对所述电池组控制器发送的命令没有响应；并确定受所述安全故障影响的模块控制器包括对所述电池组控制器发送的命令没有响应的模块控制器。
该方法还可以包括：当所述电池单元与所述电力总线解耦并且所述电池组控制器未处于所述故障状态时，发信号通知所述模块控制器进入较低功率模式。
根据另一方面，提供了一种使用构成电池模块的一部分的模块控制器与电池组控制器进行光通信的方法。该方法包括在所述模块控制器处生成发送的电信号；在所述模块控制器处将所述发送的电信号转换成发送的光信号；并且向所述电池组控制器发送所述发送的光信号。
该方法还可以包括在所述模块控制器处从所述电池组控制器接收接收的光信号；在所述模块控制器处将所述接收的光信号转换为接收的电信号；并处理所述接收的电信号。
构成模块控制器的一部分的模块控制器处理器可以生成所述发送的电信号并处理所述接收的电信号。
所发送的光信号可以包括指示电池模块的状态的消息数据，并且所接收的光信号可以包括请求电池模块的状态的消息数据。
所述发送的光信号可以包括指示电池模块的状态的消息数据，并且在电池组控制器没有请求发送所述发送的光信号的情况下发送所述发送的光信号。
电池组控制器和模块控制器之间的通信可以是半双工通信。
电池组控制器和模块控制器之间的通信可以是全双工通信。
可以沿着第一通信信道接收所述接收的光信号，并且沿着第二通信信道发送所述发送的光信号。
可以沿单个通信信道分别接收和发送所接收和发送的光信号。
该方法还可以包括使用单个通信信道与上游模块控制器通信。
该方法还可以包括使用单个通信信道将从上游模块控制器接收的光消息数据向下游中继到电池组控制器。
该方法还可以包括响应于检测到所述电池模块上的安全故障而生成故障检测信号；当生成所述故障检测信号时，将光安全故障信号发送到所述电池组控制器。
所述故障检测信号和根据其生成所述光安全故障信号的电安全故障信号是同一信号。
光故障信号可以被发送到电池组控制器上的看门狗定时器，并且可以包括恒定信号，所述恒定信号在长于所述看门狗计时器的超时周期的时间内保持恒定。
模块控制器可以电力连接器可连接到的第一互锁触头，其中所述电力连接器当连接到所述互锁触点时还可以连接到电耦合到构成所述电池模块的一部分的电池单元的一对电池触头，当未连接到所述互锁触点时未连接到所述一对电池触头。该方法还包括当所述电力连接器未连接时生成所述故障检测信号。
模块控制器还可以包括第二互锁触头，当所述电力连接器连接时，所述第一互锁触头电耦合到所述第二互锁触头，并且当所述电力连接器未连接时，所述第一互锁触头未与所述第二互锁触头电耦合。生成故障检测信号可以包括当所述电力连接器未连接时将所述第二互锁触点上拉或下拉到所述故障检测信号，并且当所述电力连接器连接时在所述第二互锁触点上输出与所述故障检测信号不同的信号。
模块控制器还可以包括跨所述电池单元电耦合的电压表和定位为测量所述电池单元的温度的热敏电阻中的至少一个，并且可以响应于过压状况、欠压状况、过热状况、与另一模块控制器的通信丢失、与所述电池组控制器的通信丢失以及所述模块控制器处理器故障中的一个或多个生成所述故障检测信号。
该方法还可以包括：一旦安全故障停止，停止生成故障检测信号；并将光恢复信号发送到电池组控制器。
光安全信号和光恢复信号可以是同一信号。
模块控制器可以包括模块控制器处理器，并且该方法还可以包括，当所述电池模块正在经历所述安全故障时，使用与用于发送所述光恢复信号的通信信道不同的通信信道从所述电池组控制器接收光消息数据和向所述电池组控制器发送光消息数据。
该方法还可以包括：当所述电池模块正在经历所述安全故障时，使用与用于发送所述光恢复信号的通信信道不同的通信信道从上游模块控制器接收光消息数据和向上游模块控制器发送光消息数据。
当电池模块经历安全故障时，可以使用半双工通信来传送光消息数据。
当电池模块没有经历安全故障时，电池组控制器可以使用用于发送所述光恢复信号的所述通信信道将所述光消息数据发送到所述模块控制器，并且当所述电池模块正在经历所述安全故障时，所述模块控制器处理器可以使用用于接收和发送所述光消息数据的通信信道来向下游中继所述光消息数据。
当安全模块没有经历安全故障时，可以使用全双工通信来传送光消息数据。
该方法还可以包括从所述电池组控制器接收光消息数据和向所述电池组控制器发送光消息数据，其中在与用于发送所述光恢复信号的第一通信信道不同的第二通信信道上接收和发送所述光消息数据；沿着第二通信信道将构成所述光消息数据的一部分的对于由所述电池组控制器发送的命令的响应向下游发送；沿着所述第二通信信道向下游转发沿着所述第二通信信道从上游接收的并且非重复的光消息数据；执行从所述电池组控制器接收的命令，而不管所述命令是沿着所述第一通信信道接收的还是沿着所述第二通信信道接收的。
该方法还可以包括沿着所述第二通信信道向下游转发沿着所述第二通信信道从上游接收的所有所述光消息数据。
该方法还可以包括，仅当所述电池模块正在经历所述安全故障时，沿着所述第二通信信道向下游转发沿着所述第一通信信道从上游接收的并且非重复的所述光消息数据。
可替代地，该方法可以还包括，不管所述电池模块是否正在经历所述安全故障，沿着所述第二通信信道向下游转发沿着所述第一通信信道从上游接收的并且非重复的所述光消息数据。
沿着所述第一和第二通信信道的通信可以是单工通信，而不管所述电池模块是否正在经历所述安全故障。
该方法还可以包括：在所述模块控制器在超时周期内未接收到光信号时，使所述模块控制器进入低功率模式。
该方法还可以包括：在所述模块控制器处接收来自所述电池组控制器的命令以进入低功率模式；并使模块控制器进入低功率模式。
该方法还可以包括在所述低功率模式下一旦所述模块控制器接收到光信号就退出所述低功率模式。
根据另一方面，提供了一种用于在电池组控制器和第一模块控制器之间进行通信的方法，所述第一模块控制器构成电池管理系统的一部分。该方法可以包括任何上述方面的用于与模块控制器进行光通信的方法或其合适组合，以及任何上述方面的用于与电池组控制器进行光通信的方法或其合适组合。
电池管理系统可以包括光耦合在第一模块控制器上游的附加模块控制器。
在电池管理系统中，当光安全信号从电池组控制器发送到模块控制器时，可以使用包括允许所述光安全信号返回所述电池组控制器的回路的通信信道发送所述光安全信号。
该概述不一定描述所有方面的整个范围。在阅读以下具体实施例的描述后，其他方面、特征和优点对于本领域普通技术人员将是显而易见的。
附图说明
在附图中，其示出了一个或多个示例实施例：
图1A-1F是包括电池组控制器和模块控制器的电池管理系统的六个不同实施例的示意图。
图2是电池管理系统的另一实施例的示意图。
图3A是描绘根据另一实施例的使用电池管理系统进行通信的方法的流程图。
图3B和3C是描绘根据另外的实施例的使用电池管理系统分别利用用全双工通信和半双工通信进行通信的方法的流程图。
图4是根据现有技术的实现高压互锁回路的电池管理系统的示意图。
图5是根据另一实施例的电池模块的示意图，该电池模块包括用于生成光安全故障信号的安全故障检测电路。
图6描绘了根据另一实施例的消息数据沿着一串模块控制器向电池组控制器传播时的时序。
图7A-10B描绘了根据另外的实施例通过图1E和1F中所示的电池管理系统的实施例传播的消息数据。
具体实施方式
电池管理系统(“BMS”)通常与电池组结合使用以执行某些功能，例如以下：
a)平衡每个电池模块内和整个电池组的电池单元；
b)监控每个电池单元的充电状态(“SOC”)；
c)向电池组为其供电的任何设备发送SOC和允许的充电/放电速率；和
d)视情况中断从电池组输送到直流(“DC”)电力总线的电流，以防止过充电、过放电和在不安全的高温下充电/放电中的任何一个或多个。
由于用于测量电池电压和温度的电压表和温度传感器(例如，热敏电阻)通常物理地接触电池单元，因此BMS的至少一部分位于被监控的每个电池模块内；这部分在本文中称为“模块控制器”，每个电池模块均包括其自己的模块控制器。BMS还包括“电池组控制器”，电池组控制器与模块控制器分开并且包括诸如断路器或接触器的开关设备，开关设备将电池模块中的电池单元与电力总线电耦合和解耦。
电池组控制器和模块控制器之间的通信通常是数字的并且传统使用电信号来执行。可以在电池组控制器和模块控制器之间交换消息数据，例如表示模块的电池单元的温度或电压的数据。附加地或可替代地，高压互锁回路(“HVIL”)可以延伸通过电池组和模块控制器，并且当已经从任何一个或多个模块移除电力连接器时向电池组控制器发信号通知。当移除电力连接器时，出于安全原因，电池组控制器向开关设备发信号通知以断开电池单元与电力总线。
使用电信号的一个问题是它们易受电磁干扰的影响，电磁干扰可能使在电池组和模块控制器之间的HVIL上发送的消息数据和信号失真。为了解决该问题，本文描述的一些实施例涉及光通信BMS。包括BMS的电池组控制器和模块控制器彼此光通信，例如通过使用光纤或光管，并且那些光通信不受电磁干扰。
与电池管理系统有关的另一个问题是如何增加电池组和模块控制器之间的有限数量的通信信道的带宽；增加的带宽允许通信中的一个或两个更快地发生并且使用更少的信道，这节省了组件成本并降低了组件故障的可能性。这里描述的一些实施例使用一种时分复用，因此通信信道可以用于根据系统的操作状态发送不同类型的数据，从而允许增加带宽。附加地或可替代地，在不同的实施例(未示出)中，可以使用频分复用和偏振分复用中的一个或两个。
BMS架构
现在参考图1A-1F，示出了包括电池组控制器102和模块控制器104的BMS 100的六个不同实施例的示意图。模块控制器104通信地串联耦合在一起，并且信号从模块控制器104中的任何一个传播到电池组控制器102。如本文所使用的，对于任何两个模块控制器104，如果来自第一模块控制器104的数据在途中通过第二模块控制器104发送到电池组控制器102，则第一模块控制器104位于第二模块控制器104的“上游”，类似地，第二模块控制器104位于第一模块控制器的“下游”。模块控制器104的串联连接在本文中可互换地称为模块控制器104的“串”。
电池组控制器102包括电池组控制器处理器108和电池组控制器存储器(未示出)，其通信地耦合到处理器108并且存储可由处理器108执行的计算机程序代码。当由处理器108执行时，计算机程序代码使处理器108执行下面描述的功能。处理器108是用于处理电池组控制器102从模块控制器104接收的信号的信号处理电路的一个示例。不同的实施例可包括不同类型的电池组控制器信号处理电路；例如，信号处理电路可以附加地或可替代地包括数字和模拟电子设备中的至少一个，例如专用集成电路。
第一通信信道172将模块控制器104和电池组控制器102通信地耦合在一起。电池组控制器102包括用于从通信信道172接收光信号的第一电池组控制器光输入114。电池组控制器102还包括第一电池组控制器电光接收器166，第一电池组控制器电光接收器166光耦合到光输入114，并且被配置为将接收的光信号转换成电信号。电池组控制器处理器108通信地耦合到电光接收器166的输出，以接收电信号并随后根据需要对其进行处理。
对于所描绘的实施例中的任何一个，模块控制器104是相同构造的，但是在不同的实施例(未示出)中，模块控制器104中的任何一个或多个可以与其他模块控制器104不同地构造。每个包括模块控制器处理器134和模块控制器存储器(未示出)，模块控制器存储器通信地耦合到处理器134并且存储可由处理器134执行的计算机程序代码，并且当计算机程序代码由处理器134执行时，使得处理器134执行下面描述的功能。每个模块控制器104还包括第一上游光输入174和第一下游光输出176，分别用于从通信信道172接收光信号并将光信号发送到通信信道172。第一模块控制器电光接收器150通信地耦合到光输入174和模块控制器处理器134，并且被配置为从通信信道172接收光信号并将其转换成电信号以发送到处理器134。类似地，第一模块控制器电光发送器148通信地耦合到光输出176和模块控制器处理器134，并且被配置为接收由处理器134输出的电信号并将其转换成用于下游传输的光信号。模块控制器处理器134和存储器包括构成模块控制器信号处理电路(当通过电光接收器150接收信号时)和信号生成电路(当通过电光发送器148发送信号时)。不同的实施例可构成不同类型的模块控制器信号处理电路、信号生成电路或两者；例如，模块控制器信号处理和信号生成电路中的一个或两个可以附加地或可替代地包括数字和模拟电子设备中的至少一个，例如专用集成电路。
每个电池模块104还包括电池单元156，并且电池组的电池单元156使用DC电力总线164电耦合在一起。尽管图1A中示出了单个电池单元156，但是在实践中，电池模块104包括以串联和并联中的一个或两个连接的多个电池单元156。
在图1A中，模块控制器104中的任何一个或多个可以与电池组控制器102通信。例如，如果最上游模块控制器104希望向电池组控制器102发送消息，则用于该模块控制器104的处理器134将电子消息发送到用于该模块控制器104的电光发送器148，其将该消息光发送到直接下游模块控制器104(图1A中的中间模块控制器104)。电光接收器150接收光消息，将其转换为电子消息，并将其发送到用于该模块控制器104的处理器134。然后，中间模块控制器104以类似的方式将消息中继到最下游模块控制器104，其又将消息中继到电池组控制器102。
图1B示出了BMS 100的另一个实施例。参照图1A的BMS 100，图1B的BMS 100包括电池组和模块控制器102、104以及电光发送器148和接收器150、166。第一通信信道172通信地耦合模块控制器104和电池组控制器102，尽管在图1B中，信道172被扩展为还允许电池组控制器102向模块控制器104发送数据，而不仅从模块控制器104接收数据。电池组控制器102因此包括电池组控制器电光发送器168，电池组控制器电光发送器168被配置为接收电信号并且通过第一电池组控制器光输出112将光信号输出到通信信道172。电池组控制器102输出的光信号在最上游模块控制器104的光输入174处被接收，如上面关于图1A所讨论的，最上游模块控制器104通过剩余模块控制器104中继消息。
在图1B中，信道172用于发送两种不同类型的通信信号：从模块控制器104中的任何一个或多个到电池组控制器102的安全故障信号，以及从电池组控制器102到模块控制器104的安全信号。每个模块控制器104包括安全故障检测电路160，其检测模块控制器104是否正在经历安全故障，例如过压、欠压或过热状况，或者诸如电力连接器已从包括该模块控制器104的电池模块中移除，如关于图2和5进一步详细描述的。
一旦检测到安全故障，安全故障检测电路160就生成故障检测信号并将其发送到安全超控电路136。如图1B所示，安全超控电路包括诸如MOSFET的开关，但是如下面进一步详细讨论的，安全超控电路136可以可替代地或附加地包括例如逻辑门或复用器。当图1B的安全超控电路136没有接收到来自安全超控电路136的故障检测信号时，它闭合开关并相应地将从上游模块控制器104或电池组控制器102接收的安全信号中继到下游模块控制器104或电池组控制器102。相反，当安全超控电路接收到故障检测信号时，它打开开关并且不中继安全信号。安全超控电路136和安全故障检测电路160还构成模块控制器信号生成电路和信号处理电路的示例。
电池组控制器102包括安全回路信号发生器110，其生成安全回路信号并且电耦合到电池组控制器电光发送器168的输入；安全回路信号可包括脉冲、连续信号或复信号(例如，周期信号)。电池组控制器102还包括电耦合到电池组控制器电光接收器166的输出的安全返回电路152，因此接收到安全信号(当没有模块控制器104检测到安全故障时)或未接收到安全信号(当模块控制器104中的任何一个或多个检测到安全故障时)。安全返回电路152通信地耦合到开关设备158，并且当安全返回电路152检测到安全信号时，发信号通知开关设备158将电池单元156电耦合到电力总线164，并且当安全返回电路152未检测到安全信号时，发信号通知开关设备158电解耦电池单元156与电力总线164。安全返回电路152是电池组控制器信号处理电路的一个示例。
在图1B的实施例中，安全返回电路152包括看门狗定时器，并且安全回路信号发生器110包括振荡器，该振荡器生成比看门狗定时器的超时周期更频繁地变化的信号。因此，当没有模块控制器104正在经历安全故障时，看门狗定时器在其超时周期期满之前接收到安全信号并且不触发开关设备158。相反，如果任何一个或多个模块控制器104正在经历安全故障，则看门狗定时器未接收到安全信号并触发，从而发信号通知开关设备158将电池单元156与电力总线164解耦。看门狗定时器可包括例如Linear TechnologyTM 6995系列集成电路。如这里所使用的，看门狗定时器的输出不像传统那样用于触发整个系统100的复位，而是用于控制开关设备158。
在一个不同的实施例(未示出)中，安全超控电路136包括复用器，其选择输入通信地耦合到故障检测电路160并且具有通信地耦合到电光接收器150的输出的一个数据输入以及通信地耦合到恢复信号发生器的另一个数据输入。当故障检测电路160未检测到任何故障时，复用器将来自模块控制器光输入174的安全信号中继到模块控制器光输出176。如果故障检测电路检测到故障，则复用器转而将恢复信号从恢复信号发生器中继到模块控制器光输出176。安全返回电路152被配置为在一个实施例中检测安全信号是否已经返回到电池组控制器102，并且在不同的实施例中被配置为检测恢复信号是否已经被发送到电池组控制器102。在安全返回电路152被配置为检测恢复信号是否已经被发送到电池组控制器102的实施例中，安全返回电路152可以保持电池单元156与电力总线164源电解耦直到接收到恢复信号。
图1C示出了BMS 100的另一个实施例，其中电池组控制器处理器108和模块控制器处理器134被集成到图1B的实施例中。更具体地，电池组控制器处理器108执行安全回路信号发生器110的功能并发送也充当安全信号的消息数据。例如，在安全返回电路152包括看门狗定时器的实施例中，电池组控制器处理器108被配置为输出比看门狗定时器的超时周期更频繁变化的消息数据，包括当没有消息数据要被发送时在必要时发送“没有操作”信号。电池组控制器处理器108与安全返回电路152并行通信地耦合，以接收由模块控制器104中继或发送的任何消息数据。
类似地，图1C中的每个模块控制器104可以包括模块控制器处理器134，其在模块控制器电光接收器150和发送器148之间串联通信地耦合。如图1A所示，模块控制器处理器134可以将指示模块控制器状态的消息数据向下游发送到电池组控制器102，由在发送消息的模块控制器104和电池组控制器102之间串联的任何模块控制器104中继。
图1D示出了BMS 100的另一个实施例，其中图1C的BMS 100通过添加第二通信信道177来修改，该第二通信信道177即使在第一通信信道172因为安全故障阻止其用于传输数据而不能用于通信的情况下也允许通信。经由第二通信信道177的通信可以是半双工的，如下面关于图3C所描述的，或者在不同的实施例中可以是全双工的。在图1D中，电池组控制器102包括电耦合到电池组控制器处理器108的电池组控制器电光收发器178。电池组控制器102还包括第二电池组控制器光输入184和第二电池组控制器光输出186，经由它们电光收发器178分别接收和发送光信号。类似地，每个模块控制器104包括下游电光收发器182和上游电光收发器180，其中的每个电耦合到模块控制器处理器134。每个模块控制器104还包括第二上游光器件输入188和第二上游光输出190，经由它们模块控制器104分别使用上游电光收发器180接收和发送光信号；以及第二下游光输入192和第二下游光输出194，经由它们模块控制器104分别使用下游电光接收器182接收和发送光信号。所描绘的示例实施例中的每个电光收发器包括电光发送器和电光接收器。另外，在所示实施例中，一对光纤或光管用于向收发器发送和从收发器接收光信号；然而，在不同的实施例(未示出)中，如果使用波长或时分复用，则单个光纤或光管可以用于通过收发器发送和接收信号。当模块控制器处理器134向下游中继消息时，电池组控制器处理器108能够通过沿第二通信信道177向上游发送信号来向所有模块控制器处理器134发送消息，并且能够通过第二通信信道177从任何一个或多个模块控制器处理器134接收消息。
图1E示出了系统100的另一个实施例，其中图1D的实施例通过用第二模块控制器电光接收器198替换上游电光收发器180，并通过用第二模块控制器电光发送器196替换下游电光收发器182来修改。因此，第二通信信道177是用于向下游发送数据的单工(即单向)信道。与图1D的实施例一样，即使在第一通信信道172由于模块控制器104中的一个中的安全故障而不能用于通信的情况下，第二通信信道177也允许通信。如关于图8A-8D更详细地讨论的那样，当系统100没有经历安全故障时，第二通信信道177也可以用于通信。例如，第二通信信道177可以与第一通信信道172上的数据同时发送数据，或者如果第一通信信道172没有用于数据传输则可以用于发送数据，尽管系统100没有经历安全故障。
图1D的实施例通过用第二电池组控制器电光接收器200(其接收从模块控制器104发送的光信号并将它们转换成电信号以传输到电池组控制器处理器108)替换电池组控制器102中的电光收发器178也在图1E中进行了修改。而在图1E中，收发器178、180、182已被接收器200、198、196替换，在不同的实施例(未示出)中，图1D的实施例可以保留收发器178、180、182中的任何一个或多个，并且在功能上等同于图1E的实施例，仅使用包括那些一个或多个收发器178、180、182的电光接收器。
与图1D的实施例一样，图1E的实施例可以使用光管和光纤中的一个或两个以在电池组和模块控制器102、104之间通信，并且数据可以是波长和时分复用中的一个或两个。当模块控制器处理器134向下游中继消息时，电池组控制器处理器108能够通过沿第二通信信道177向上游发送信号来向所有模块控制器处理器134发送消息，并且能够通过第二通信信道177从任何一个或多个模块控制器处理器134接收消息。
图1F示出了系统100的另一个实施例，其中第一和第二通信信道172、177都包括单工回路；也就是说，当模块控制器104都没有经历安全故障时，电池组控制器102可以沿着第一和第二通信信道172、177向模块控制器104发送数据，并沿着第一和第二通信信道172、177从模块控制器104接收已经通过模块控制器104发送的数据。图1F的实施例与图1D的实施例相同，除了图1F中的电池组控制器102还包括第二电池组控制器电光发送器202之外，其通过第二电池组控制器光输出186将光信号输出到最上游模块控制器104的第二上游光输入188。
图2示出了电池管理系统100的另一个实施例，其包括电池组控制器102和四个模块控制器104a-d。第一和第二模块控制器104a、b(“第一串模块控制器104”)与电池组控制器102串联连接，而第三和第四模块控制器104c、d(“第二串模块控制器”)与电池组控制器102串联连接在一起并与第一串模块控制器104并联连接。电池组控制器102包括通信地耦合到电池组控制器存储器(未示出)的电池组控制器处理器108；电池组控制器存储器存储可由电池组控制器处理器108执行的计算机程序代码，并且当由处理器108执行时，使得处理器108执行下面描述并在图3A-3C中描述的功能。
电池组控制器102还包括安全回路信号发生器110，其用于生成发送到模块控制器104的安全信号。所描绘的实施例中的安全信号是时钟脉冲，其与分别沿着与第一和第二串模块104通信的第一和第二通信信道通信的消息数据时分复用。
虽然下面的讨论集中于第一串模块控制器104，但是在所描绘的实施例中，每个模块控制器104构造相同，并且下面描述的与第一串模块控制器对接的电池组控制器102上的电路镜像在电池组控制器102上，以与第二串模块控制器104类似地对接。
关于第一串模块控制器104，电池组控制器处理器108还与电收发器以及第一和第二复用器106a、b(统称为“复用器106”)通信，电收发器采用电池组控制器通用异步接收器/发送器(“UART”)146的形式。所描绘的实施例中的复用器106包括NXP SemiconductorsTMN.V.NX3L2467双刀双掷开关，但是在不同的实施例(未示出)中，可以使用不同的硬件和软件中的一个或两个来实现复用器106中的一个或两个。电池组控制器处理器108直接控制每个复用器106的选择输入。如下面关于图3A-3C进一步详细讨论的那样，电池管理系统100可以以全双工通信模式(下文中简称为“全双工模式”)和半双工通信模式(下文中简称为“半双工模式”)操作。当以全双工模式操作时，电池组控制器处理器108经由第一通信信道172(下文中在图2的上下文中可互换地称为“安全返回通信信道”)将消息数据发送到第一串模块控制器104，电池组控制器处理器108通过第一电池组控制器光输出112和第一电池组控制器光输入114接入该第一通信信道。此外，当以全双工模式操作时，电池组控制器处理器108经由第二通信信道177(下文中在图2的上下文中可互换地称为“专用消息数据通信信道”)从第一串模块控制器104接收消息数据，电池组控制器处理器108通过第二电池组控制器光输入184和第二电池组控制器光输出186接入该第二通信信道。当以半双工模式操作时，电池组控制器处理器108仅经由专用消息数据通信信道使用第二电池组控制器光输出和输入186、184从第一串模块控制器104接收消息数据并且将消息数据发送到第一串模块控制器104。此外，当以半双工模式操作时，电池组控制器处理器108沿安全返回通信信道输出安全信号。电池组控制器102还包括看门狗定时器120形式的安全返回电路，其评估电池组控制器102经由第一电池组控制器光输入114从第一串模块104接收的输入信号。当处于全双工模式时，看门狗定时器120监视该输入信号以确定在构成第一串模块104的任何一个模块104中是否发生了安全故障；如果是发生了安全故障，则电池组控制器102通过打开开关设备158(在图2中未示出)将构成第一串模块104的电池模块与构成第一串模块的电池单元电耦合到的直流(“DC”)电力总线断开。当处于半双工模式时，看门狗定时器120监视该输入信号并等待表示安全故障已被纠正的恢复信号。作为响应，电池组控制器102通过闭合开关设备158将电池模块重新连接到DC电力总线。在所描绘的示例实施例中，每当电池模块104中的任何一个或多个正在经历安全故障时，开关设备158就打开，但是当模块104都没有经历安全故障时(例如，响应于用户请求)，也可以打开。
在所描绘的实施例中，电池组控制器102与第一串模块104光通信。为了经由第一电池组控制器光输出112将光安全信号发送到第一串模块104，电池组控制器102包括电耦合到发光二极管(“LED”)的开关形式的电光发送器。在该实施例中，开关包括由电池组控制器处理器108致动的MOSFET。当开关接通时，电流流过LED并发送信号。相反，当开关关闭时，没有电流流过LED并且没有信号被发送。类似地生成电池组控制器处理器108经由第二电池组控制器光输出186发送的光信号。电池组控制器102经由第二组控制器光输入184和第一组控制器光输入114从第一串模块104接收的光数据使用电光收发器(例如来自MaximTM集成产品的MAX3120IrDA收发器)转换为电信号。在不同的实施例(未示出)中，独立接收器可以用作收发器的替代，并且类似地，可以使用收发器代替上述MOSFET控制的LED。虽然这里描述的实施例涉及光通信，但是在不同的实施例中，电池组控制器102和模块控制器104之间的通信可以是电的。
所描绘的实施例中的每个模块控制器104包括安全故障检测电路160(图2中未示出，但在图5中示出)，其生成指示对应于该模块控制器104的电池模块经历了安全故障的故障检测信号；安全超控电路136；模块控制器处理器134和存储可由模块控制器处理器134执行的程序代码的模块控制器存储器(未示出)，，并且当所述程序代码由处理器134执行时，使处理器134执行下述功能：第一至第三模块控制器UART 138、140、142，其中每个模块控制器与模块控制器处理器134通信地耦合。模块控制器104还包括三个输入和三个输出：沿安全返回通信信道发送的数据由模块控制器104分别经由第一上游光输入174和第一下游光输出176接收和发送；由模块控制器104沿专用消息数据通信信道发送到电池组控制器102和从电池组控制器102接收的消息数据分别使用第二下游光输出194和输入192发送；分别使用第二上游光输出190和输入188发送沿着专用消息数据通信信道发送到上游模块控制器104(例如关于第一串模块控制器104的第二模块控制器104b)和从上游模块控制器104接收的消息数据。与电池组控制器102一样，由模块控制器104中的任何一个发送到电池组控制器102或其他模块控制器104的数据是光发送的，其中电信号和光信号之间的转换使用电光发送器、接收器或收发器执行，如上面关于电池组控制器102所述。
在所描绘的实施例中，安全超控电路136包括具有三个输入的与门：一个输入连接到安全故障检测电路160的输出并接收它生成的任何故障检测信号；第二输入连接到模块控制器处理器134的输出；第三输入端与第一模块控制器UART 138的接收信道并联连接到第一上游光输入174。如下面进一步详细讨论的，如果模块控制器处理器134的输出和故障检测信号都是高，则安全超控电路136简单地将在第一上游光输入174处接收的信号中继到第一下游光输出176，以最终返回到电池组控制器102。如果模块控制器104正在经历安全故障或模块控制器处理器134希望中断通信，则可以通过将与门的输出驱动为低来将安全故障信号发送到电池组控制器102，从而将电池组控制器102处的第一电池组控制器光输入114驱动为低。在所描绘的实施例中，“低”光输入由光信号关闭表示，但是在不同实施例(未示出)中，“低”光信号可以是非零光电平。在所示实施例中，当存在安全故障信号时，系统100以半双工模式操作；当不存在安全故障信号时，系统100以全双工模式操作。在不同的实施例(未示出)中，即使在不存在安全故障信号时，系统100也可以以半双工模式操作。另外，在不同的实施例(未示出)中，模块控制器处理器134可以不向安全超控电路136发送输出信号，以便防止处理器134中的软件错误不期望地打开开关设备156。例如，模块控制器处理器134可以经由单独的光或电连接将输出信号发送到电池组控制器102。
第二模块控制器UART 140经由第二上游光输入188从上游模块控制器104b接收消息数据，该消息数据被发送到模块控制器处理器134。模块控制器处理器134经由第三模块控制器UART 142(其使用第二下游光输出194输出)向电池组控制器102向下游发送消息数据。电池组控制器102经由第二电池组控制器光输入184和电池组控制器UART 146接收由模块控制器104沿专用消息数据通信信道发送的消息数据。
当系统100以半双工模式操作时，电池组控制器102不使用安全返回通信信道发送任何消息数据。相反，电池组控制器102使用电池组控制器UART 146将消息数据发送到第一串模块104，其中每个模块104经由第二下游光输入192接收该消息数据，将其从第二上游光输出190中继输出，并经由第三模块控制器UART 142将该数据中继到模块控制器处理器134。
电池组控制器102可以向模块控制器104广播的消息数据的示例包括“命令”和“响应”。命令可以包括电池组控制器102对于模块控制器104可用的某些信息的请求，并且响应可以包括模块控制器104响应于命令而提供给电池组控制器102的数据。
请求的示例包括如上所述的对电池参数的请求，改变诸如(下面进一步详细描述)功率模式的模块参数或设置和LED指示器、电池组的电流数据(例如，由负载吸取的瞬时电流)、电池电压平衡目标的请求，以及使能使用模块控制器104的交互式诊断终端的指令。更一般地，命令可以包括来自一个或多个模块控制器104的任何数据请求，一个或多个模块控制器104使用某些数据的指令，配置或编程一个或多个模块控制器104的指令，以及例如关于图9B的用于数据的路由指令。消息数据可以附加地或可替代地被分组。
任何一个或多个模块控制器104可以发送到电池组控制器102的响应的示例包括对网络管理命令的响应，对来自电池组控制器102的数据请求的响应，诸如如上所述的参数或设置数据以及电压和温度数据，对来自电池组控制器102的警报请求的响应，以及对来自电池组控制器102的使能使用模块控制器104的交互式诊断终端的指令的响应其。
图1B-1D和图2中的第一通信信道172是这样的回路，即如果模块控制器104都没有检测到安全故障，则由电池组控制器102使用第一通信信道172发送的信号可以返回到电池组控制器102。然而，在不同的实施例(未示出)中，第一通信信道172不需要是回路。例如，在不同的实施例中，第一通信信道172可以类似于专用消息数据通信信道，因为它不允许由电池组控制器102发送的信号在同一信道上返回给它。
现在参考图4，示出了根据现有技术的实现高压互锁回路(“HVIL”)的电池管理系统A的示意图。电池管理系统A包括三个电池模块B，其中每个包括串联电耦合在一起的多个电池L。每个模块的单元L经由电力连接器C电耦合到DC电力总线I。接触器电源J控制中继器K，其打开和闭合接触器G，其电耦合(当接触器G闭合时)和解耦(当接触器G打开时)电力总线I到电池组电力终端M。
电耦合到接触器电源J的HVIL回路F延伸通过每个电池模块B；HVIL连接器E是包含在每个模块B中的HVIL回路F的部分与HVIL回路F的其余部分之间的接口。每个模块B包括电力连接器C，其除了连接电池单元L与电力总线I之外，包括HVIL跳线D，其在电力连接器C连接到模块B的其余部分时电闭合HVIL回路F。当电力连接器C未连接到模块B的其余部分时，该模块的电池单元L未连接到电力总线I并且HVIL回路F断开。当HVIL回路F断开时，接触器电源J触发中继器K，从而将模块B与电力总线I断开。
图4的系统A完全是电气性的，增加了电磁干扰引起误差的可能性。相比之下，图5示出了电池模块500的示意图，该电池模块500包括用于生成故障检测信号和用于代替HVIL回路的光安全故障信号的安全故障检测电路160。关于图2中讨论的实施例，当系统100处于半双工模式时，光安全故障信号沿安全返回通信信道向电池组控制器102发送。
电池模块500包括多个电池单元156a、b、c...n(统称为“电池单元156”)，它们串联电耦合在一起并且可经由一对电池触点520经由电力连接器502连接到电力总线(在图5中未示出)。模块500还包括安全故障检测电路160，其与电力连接器502和电池单元156对接。电路160包括第一互锁触点524，其电耦合到互锁信号线525和在图5中的功能等效于或逻辑门的逻辑门电路507。电路160还包括第二互锁触点522，当电力连接器502连接到电池模块500时，第一互锁触点524仅电短路到第二互锁触点522。在图5中，当电力连接器502未连接到模块500时，互锁信号线525通过下拉电阻器506下拉到地，并且当电力连接器502连接到模块500时，互锁信号线525短路到Vcc。沿互锁信号线525定位的比较器518p在互锁信号线525短路到Vcc时生成故障检测信号并将故障检测信号(在这种情况下是数字高输出)发送到逻辑门电路507，否则不将故障检测信号发送到逻辑门电路507。
与互锁信号线525并行地，电池模块500包括电压表514a、b、c...n，每个电压表跨电池单元156a、b、c...n中的一个电耦合。每个电压表514a、b、c...n经由信号线电耦合到逻辑门电路507，沿着该信号线定位比较器518a、b、c...n。与互锁信号线525一样，当电压表518a、b、c...n测量到电池单元156a、b、c...n中的一个处于过压或欠压状况时，比较器518a、b、c...n中的任何一个将故障检测信号发送到逻辑门电路507，否则不发送故障检测信号。电池模块500还包括温度传感器516，温度传感器516经由信号线电耦合到逻辑门电路507，沿着信号线定位另一个比较器518o，比较器518o在温度传感器测量到过温状态时将故障检测信号输出到逻辑门电路507，否则不发送故障检测信号。比较器518a...o中的每一个可以例如使用运算放大器来实现。
虽然图5的电池模块500响应于电力连接器502中的任何一个或多个未连接、过压状况、欠压和过热状况生成安全故障信号，但是在不同的实施例(未示出)中，仅在满足这些标准中的任何一个或多个的情况下可以生成安全故障信号。附加地或可替代地，在不同的实施例(未示出)中，电池模块500可以响应于模块500中的任何一个或多个失去与任何其他模块控制器104或电池组控制器102的通信以及模块处理器134故障而生成安全故障信号。
在接收到至少一个故障检测信号之后，逻辑门电路507输出安全故障信号，该安全故障信号又经由开关510驱动电光发送器(图5中未示出，但是诸如模块控制器电光发送器148)。电光收发器沿光导管512(例如光纤)输出光信号。在图2的上下文中，当在模块104上发生安全故障时，光导管512包括沿着安全返回通信信道从任何一个模块104向下游到电池组控制器102的光传输介质。
BMS操作
图3A描绘了根据另一实施例使用图2的电池管理系统100进行通信的方法300。使用电池组控制器处理器108和模块控制器处理器134实现的方法300的部分可以被编码为计算机程序代码并且适当地存储在电池组控制器存储器(未示出)和模块控制器存储器(未示出)上。
方法300在框302处开始并且前进到框304，其中电池组控制器102确定是否已经发生安全故障。在某些实施例中，电池组控制器处理器108在确定是否已发生安全故障时不起作用，以便消除软件错误可能阻止故障检测或响应于故障检测而采取的补救措施的可能性。相反，安全故障的检测完全在硬件中处理。在所示实施例中，看门狗定时器120形式的安全返回电路152监视电池组控制器102在第一电池组控制器光输入114处接收的信号是否有任何变化。如下面进一步详细讨论的，当已经检测到故障并且系统100因此以半双工模式操作时，电池组控制器102沿安全返回通信信道发送由安全回路信号发生器110生成的安全信号。在没有模块控制器104正在经历安全故障的情况下，安全信号通过模块控制器串104中继到看门狗定时器120，看门狗定时器120检测信号的变化并确定安全故障结束。相反，并且还如下面进一步详细讨论的，当系统100处于全双工模式时，电池组控制器处理器108被配置为比看门狗定时器120的超时周期更频繁地向模块104发送消息数据，包括如果没有其他消息数据可用或希望发送，则通过发送“无操作”消息，至少防止看门狗定时器120确定存在故障状态。
假设看门狗定时器120在沿着安全返回通信信道接收的信号中的超时周期期满之前检测到变化，则电池组控制器102断定系统100中没有故障状态并且移动到框306，其中它以全双工模式操作。图3B示出了由电池管理系统100执行以全双工模式发送消息数据的示例方法314。
在图3B中，在框316处，电池组控制器处理器108使用安全返回通信信道将消息数据发送到模块控制器104；该发送的消息数据可以例如指示模块控制器进入低功率模式，退出低功率模式，或者发送表示例如电池温度或电压的电池模块状态的数据，或者关于图7A-10B如下所述的任何命令。在所示实施例中，当模块控制器108退出低功率模式时，它们进入正常功率模式；然而，在不同的实施例(未示出)中，模块控制器104中的任何一个或多个可以在退出低功率模式时进入不同的模式。电池组控制器处理器108通过调整第一复用器106a的选择输入以使其输出由第二复用器106b发送的数据，并通过调整第二复用器106b的选择输入以使其输出由电池组控制器UART 146发送的数据来完成此操作。该消息数据被光发送到第二模块控制器104b。在框318处，模块控制器104b接收光信号并将其转换回电信号，将接收的消息数据以与门的形式发送到安全超控电路136的输入，并将接收的消息数据发送到第一模块控制器UART 138。由于在全双工模式下没有安全故障，所以在框320处，第二模块控制器104b经由与门将其经由安全返回通信信道从电池组控制器102接收的消息数据按原样使用安全返回通信信道中继到第一模块控制器104a。在框322处，第二模块控制器104b上的模块控制器处理器134发送相同或不同的消息数据，并经由第三模块控制器UART142将该消息数据发送到第一模块控制器104a。例如，从第二模块控制器104b发送到第一模块控制器104a的消息数据可以包括对来自电池组控制器102的请求的响应。例如，在电池组控制器102请求模块控制器104提供温度信息的情况下，模块控制器104a可以经由专用消息数据通信信道将温度信息发送到下一个模块控制器104a，使得电池组控制器102最终从构成模块控制器串104的所有模块控制器104接收温度数据。
在框324处，串中的下一个下游模块控制器104a重复框318-322，直到沿着安全返回和专用消息数据通信信道发送的数据在框326处传播回到电池组控制器102。
在框326之后，方法300继续到框308，如图3A所示，电池组控制器102通过评估看门狗定时器120是否已经到期来确定它是否在任何模块控制器104中检测到安全故障。如果否，则方法300返回到框306并再次以全双工模式发送数据。然而，如果检测到故障，则方法300前进到框310，其中以半双工模式发送数据。
图3C示出了由电池管理系统100执行以半双工模式发送消息数据的示例方法327。在框328处，电池组控制器处理器108将来自电池组控制器102的安全信号输出到模块串104。安全回路信号发生器110独立于电池组控制器处理器108生成安全信号，并且电池组控制器处理器108启动第一复用器106a的选择输入使得与来自电池组控制器UART 146的消息数据相反地安全信号沿着安全返回通信信道光发送到模块串104。在框330处，第二模块控制器104b接收安全信号并将其转换为电信号。在框332处，假设第二模块控制器104b没有经历安全故障，经由安全超控电路136将安全信号中继到第一模块控制器104a。如果第二模块控制器104b正在经历安全故障，则安全信号在第二模块控制器104b处终止。
当安全信号沿安全返回通信信道发送时，在框334处，电池组控制器处理器108使用专用消息数据通信信道与模块串104进行半双工通信。电池组控制器处理器108控制电池组控制器UART 146的选择输入，以便经由每个模块控制器104的下游消息数据输入132将消息数据发送到模块控制器104。由第三模块控制器UART 142接收每个模块控制器104接收的每个消息数据，并经由第二上游光输出190传递到任何上游模块控制器104。类似地，也使用专用消息数据通信信道在相反的方向中完成从模块控制器104到电池组控制器102的通信。也就是说，发送开始于上游模块控制器104b的第三模块控制器UART 142，并且光发送到下游模块控制器104a，其中其被转换为电信号并由下游模块控制器104a的第二模块控制器UART 140接收。如在全双工模式中，由下游模块控制器104a发送的消息数据可以与其接收的消息数据不同。消息数据最终传播到电池组控制器102，更具体地说，由电池组控制器UART 146接收。在所示实施例中，UART 140、142、146仅允许串行通信，因此在任何给定时间使用专用消息数据通信信道，以将数据发送到电池组控制器102或模块控制器104，但不是两者；然而，在不同的实施例中，可以使用能够进行并行和全双工传输的通信电路来构造专用消息数据信道。
在框334之后，方法300前进到图3A中的框312，并且确定安全信号是否已被电池组控制器102检测到。如果看门狗定时器120已超时，则模块控制器串104中的至少一个模块控制器104仍然经历安全故障，并且该方法因此返回到框310并保持半双工模式。可替代地，如果看门狗定时器120检测到安全信号，则模块控制器104都没有经历安全故障，并且方法300前进到框306，其中可以使用更高带宽的全双工模式完成传输。
尽管图3B和3C描述了以半双工或全双工模式操作的系统100，在不同的实施例(未示出)中，一个或两个通信信道可用于单向发送数据(即，以单工模式)。
在一个实施例中，每个模块控制器处理器134可在低功率模式和正常功率模式下操作，其中处理器134比在低功率模式下使用更多功率并具有更多功能。例如，当电池组电耦合的负载不吸取电流时，处理器134可以在低功率模式下操作，从而对电池参数(例如电池电压和模块温度)进行不必要的频繁采样。在该示例中，当处于低功率模式时，每个处理器134以第一频率采样电池参数，与当处理器134处于正常功率模式并且负载正在吸取电流的情况相比，在这种情况下，处理器134都以大于第一频率的第二频率采样电池参数。
在一个示例性实施例中，电池组控制器处理器108通过确定开关设备158的状态来确定负载是否正在吸取电流。如果开关设备158由于除了至少一个电池模块104处于故障状态之外的原因而使电池单元156与负载电解耦，则电池组控制器处理器108将消息数据发送到模块控制器处理器134，指示它们进入低功率模式。如果例如系统100的用户手动超控开关设备操作，则即使没有故障状况，开关设备158也可以打开。一旦开关设备158将电池156电耦合到负载，电池组控制器处理器108就将消息数据发送到模块控制器处理器134，指示它们进入正常功率模式。
在一个实施例中，在系统100的初始化期间，电池组控制器处理器108以半双工模式在专用消息数据通信信道上发送消息数据，指示模块控制器104从低功率模式转换到正常功率模式。电池组控制器处理器108还通过在专用消息数据通信信道上以半双工模式通信，为每个模块控制器104分配网络地址来初始化模块控制器104。一旦为所有模块控制器104已经分配了地址并且所有模块控制器处理器134都处于正常功率模式，则电池组控制器处理器108开始以全双工模式通信并使用安全返回通信信道发送消息数据。为了关闭系统100，电池组控制器处理器108使用安全返回通信信道或专用消息数据通信信道发送消息，指示模块控制器处理器108进入低功率模式。
在另一个实施例(未示出)中，模块控制器104中的任何一个或多个可以进入低功率模式，而无需由电池组控制器102明确地命令这样做。例如，如果模块控制器104中的任何一个或多个在第一超时周期内没有接收到沿第一通信信道172、在第二超时周期内没有接收到沿第二通信信道177的传输或者两者，则模块控制器104中的任何一个或多个可以进入低功率模式。第一和第二超时周期可以相同或者可以不同。在这些实施例中，模块控制器104在沿第一和第二通信信道172、177中的一个或两个接收到传输时退出低功率模式。
图6描绘了消息数据沿着模块控制器104的串向电池组控制器102传播时的定时。图6描绘了交换，其中电池组控制器102向在串上所有模块控制器104广播对数据的请求，并且其中模块控制器104随后响应并向电池组控制器102向下游发送数据。
在图6中，电池组控制器102通信地耦合到一串模块控制器104，其分别包括图1中名为模块1、模块2和模块3的第一至第三模块控制器。模块1是最下游模块控制器104a，模块3是最上游模块控制器104c，而模块2是位于模块1和3之间的模块控制器104b。无论是以半双工模式还是全双工模式操作，图6都适用于系统100。
在时间t0，电池组控制器102向所有模块控制器104广播数据请求消息。例如，数据请求可以用于每个模块控制器104以提供温度或电池单元电压数据。
在时间t1，在接收到数据请求消息之后，每个模块控制器104生成响应数据：模块3生成M3数据，模块2生成M2数据，模块1生成M1数据。每个模块控制器104将其生成的数据向下游发送到电池组控制器102或紧接其下游的模块控制器。
在时间t2，电池组控制器102接收M1数据，模块1接收M2数据并将其中继到电池组控制器102，并且模块2接收M3数据并将其中继到模块1。
在时间t3，电池组控制器102接收M2数据，并且模块1接收M3数据并将其中继到模块1。
在时间t4，电池组控制器102从模块1接收M3数据。
由上游模块控制器104发送的数据相应地传播通过介于该上游模块控制器104和电池组控制器102之间的所有模块控制器104，直到到达电池组控制器102。
现在参考图7A-10B，示出了描绘通过图1E和1F中所示的电池管理系统100的实施例传播的消息数据的图。在图7A-10B中的每一个中，第一和第二通信信道172、177都用于从第三模块控制器104c到电池组控制器102下游单工通信，并且第一通信信道172用于将安全信号从电池组控制器102发送到第三模块控制器104c并且在系统100没有经历安全故障的情况下将安全信号中继回到电池组控制器102。模块控制器104中的安全超控电路136可以包括与门，其具有连接到第一通信信道172、模块控制器处理器134和安全故障检测电路160的输入。在不同的实施例(未示出)中，可以组合模块控制器处理器134和安全故障检测电路160，或者可以完全省略模块控制器处理器134；在那些实施例中，因此与门的输入可以不单独连接到模块控制器处理器134和安全故障检测电路160。
如上所述，使用图7A-10B的实施例发送的消息数据可以包括由电池组控制器102发送的命令和由一个或多个模块控制器104发送的响应。图7A、8A和9A中的每一个描绘了其中图1E的电池组控制器102由于没有模块控制器104检测到安全故障在正常状态下操作的实施例，而图10A描绘了其中图1F的电池组控制器102在正常状态下操作的实施例。相比之下，图7B、8B和9B描绘了其中图1E的电池组控制器102由于至少一个模块控制器104检测到安全故障在故障状态下操作的实施例，而图10B描绘了其中图1F的电池组控制器102在故障状态下操作的实施例。
在图7A和7B的实施例中，无论电池组控制器102是否处于故障状态，电池组控制器102都沿第一通信信道172发送包括命令的安全信号和消息数据。如上所述，当安全返回电路152包括看门狗定时器120时，电池组控制器处理器108可以使用命令作为安全信号，并确保命令比看门狗定时器120的超时周期更频繁地变化。在不同的实施例(未示出)中，安全信号和消息数据可以不同并且可以在第一通信信道172上复用。
此外，无论电池组控制器102是处于故障状态还是正常状态，模块控制器104都沿着第二通信通道177发送对命令的任何响应，所有模块控制器104将在第二模块控制器电光接收器198处接收的所有数据自动转发到第二模块控制器电光发送器196，并且所有模块控制器104自动执行它们接收的任何命令，而不管它们是在第一通信信道172上接收的还是在第二通信信道177上接收的。
当电池组控制器102处于正常状态时，如图7A所示，来自电池组控制器102的安全信号和命令仅沿第一通信信道172发送到模块控制器104。来自模块控制器104的响应仅沿第二通信信道177发送，其中每个模块控制器104向下游中继它沿第二通信信道177接收的任何上游分组，以及向下游发送对它沿第一通信信道172接收的命令的任何响应。这样，分组控制器102沿第一通信信道172发送命令并且沿第二通信信道177接收来自模块控制器104的响应。
在图7B中，第二模块控制器104b正在经历安全故障，并且安全超控电路136因此防止命令沿着第一通信信道172向下游中继。第二模块控制器104b的模块控制器处理器134将来自第一通信信道172的命令转发到第二通信信道177，其中它们被向下游发送到第一模块控制器104a。第二模块控制器104b的模块控制器处理器134还将其对于其沿第一通信信道172接收的命令的响应沿着第二通信信道177向下游发送。这样，无论电池组控制器102是否处于正常状态或故障状态，它沿第一通信信道172发送命令，并沿第二通信信道177接收模块控制器104的响应。在图7A和7B中，对于每个模块控制器104，模块控制器处理器134确定模块控制器104是否已经历安全故障并相应地响应。
图8A和8B描绘了系统100的另一个实施例。与图7A和7B的实施例一样，在图8A和8B中，无论电池组控制器102是否处于故障状态，电池组控制器102沿第一通信信道172发送包括命令的安全信号和消息数据，模块控制器104沿第二通信信道177发送对命令的所有响应，并且所有模块控制器104自动执行它们接收的任何命令，而不管它们是在第一通信信道172上接收的还是在第二通信信道177上接收的。然而，与图7A和7B不同，图8A和8B的模块控制器104自动将沿第一通信信道172接收的所有分组自动转发到第二通信信道177，以便向下游传输。除了模块控制器104过滤掉重复的分组以便节省带宽之外，所有模块控制器104还将沿第二通信信道172接收的分组转发到下游。例如，在图8A中，第二模块控制器104b将命令从第一通信信道172转发到第二通信信道177，并过滤掉先前由第三模块控制器104c转发的相同命令。
在图8B中，第二模块控制器104b正在经历安全故障，并且安全超控电路136因此防止命令沿着第一通信信道172向下游中继。然而，因为第二和第三模块控制器104b、c都接收和转发来自第一通信信道172的命令，仍然经由第二通信信道177将那些命令发送到第一模块控制器104a。如上所述，第二模块控制器104b从第三模块控制器104c过滤掉它沿着第二通信信道177接收的重复命令。然而，在不同的实施例(未示出)中，在节省带宽不是优先级的情况下，模块控制器104中的任何一个或多个可以不过滤掉重复的命令。
图9A和9B描绘了系统100的另一个实施例。如与图7A和7B的实施例一样，无论电池组控制器102是否处于故障状态，电池组控制器102沿第一通信信道172发送包括命令的安全信号和消息数据，模块控制器104沿第二通信信道177发送对命令的任何响应，所有模块控制器104自动将在第二模块控制器电光接收器198处接收的所有数据转发到第二模块控制器电光发送器196，并且所有模块控制器104自动执行它们接收的任何命令，而不管它们是在第一通信信道172上接收的还是在第二通信信道177上接收的。当电池组控制器102处于正常状态时如图9A所示的系统100的操作也与图7A所示的系统100的操作相同。
图9B描绘了当电池组控制器102处于故障模式时图9A和9B的系统100的示例。在图9B中，第二模块控制器104b正在经历安全故障，因此不会将其沿第一通信信道172接收的命令中继到第一模块控制器104a。电池组控制器102随后向第三模块控制器104c发送命令以将其经由第一通信信道172接收的命令转发到第二通信信道177。第二模块控制器104b下游的任何模块控制器104因此经由第二通信信道177接收命令。
在图9A和9B中，模块控制器处理器134不知道任何模块控制器104是否正在经历安全故障。因此，电池组控制器处理器108确定哪个模块控制器受到安全故障的影响并相应地做出反应。例如，在图9B中，第一模块控制器104a不从电池组控制器处理器108接收任何命令或光安全信号；因此，它不响应电池组控制器处理器108发送的任何命令。然而，电池组控制器102确实从第二和第三模块控制器104b、c接收响应，第二和第三模块控制器104b、c是第一模块控制器104b的上游。因此，电池组控制器处理器108断定第一模块控制器104b正在经历安全故障或者没有接收到处理器108的命令(例如，第一和第二通信信道172之间的第一通信信道172可能被破坏，或者模块控制器104b可能正在经历防止其沿第一通信信道172发送传输的故障[安全或其他])。倘若在第二模块控制器104b正在经历故障的情况下，图9B中的电池组控制器处理器108命令第三模块控制器104b将消息数据从第一通信信道172转发到第二通信信道177，使得第一模块控制器104a可以接收和处理消息数据，该消息数据可以包括请求响应的命令。
在图9B的实施例中，第三模块控制器104b将包括安全信号的所有数据转发到第二通信信道177。然而，在不同的实施例(未示出)中，第三模块控制器104b可以仅转发除安全信号之外的光消息数据。或者可以仅转发该消息数据的子集(例如，来自电池组控制器处理器108的命令)。另外，在不同的实施例(未示出)中，电池组控制器处理器108可以命令第二模块控制器104b转发消息数据。
而在图9B中，电池组控制器102指示第三模块控制器104c将命令转发到第二通信信道177，在不同的实施例(未示出)中，电池组控制器102可以指示经历安全故障的模块控制器104上游的任何模块控制器104将其沿第一通信信道172接收的命令转发到第二通信信道177。
图10A和10B描绘了系统100的另一个实施例。如与图7A和7B的实施例一样，无论电池组控制器102是否处于故障状态，电池组控制器102沿第一通信信道172发送安全信号，模块控制器104沿第二通信信道177发送对命令的任何响应，所有模块控制器104自动将在第二模块控制器电光接收器198处接收的所有数据转发到第二模块控制器电光发送器196，并且所有模块控制器104自动执行它们接收的任何命令，而不管它们在第一通信信道172上接收的还是在第二通信信道177上接收的。在图10A和10B中，不需要交叉信道(即，分组从通信信道172、177之一转发到另一个)，并且处理器134不需要被配置为处理任何重复分组。
在图10A中，当电池组控制器102处于正常状态时，电池组控制器102沿第一通信信道177发送命令。这些命令可以同时用作如关于图7A-9B上述的安全信号，或者安全信号和命令可以是不同的信号。当模块控制器104中的任何一个经历安全故障时，如图10B中第二模块控制器104b所做的那样，模块控制器104停止沿第一通信信道172中继安全信号，并且电池组控制器102随后沿第二通信信道177发送命令。在某些实施例中，第二通信信道177仅当电池组控制器102处于故障状态时有效。
如上所述，在半双工和全双工模式中，模块控制器104异步地从电池组控制器102接收数据并向电池组控制器102发送数据。在不同的实施例(未示出)中，数据的接收和发送中的一个或两个可以在模块控制器104中的任何一个或多个之间，模块控制器串104和电池组控制器102之间是同步的或两者。
在一些前述实施例中，电池组控制器102包括看门狗定时器120，其构成安全返回电路152的一部分。在不同的实施例(未示出)中，模块控制器104中的任何一个或多个也可包括通信地耦合到第一通信信道172的看门狗定时器120或模拟电路，以确定它们是否正在接收光安全信号。在这些实施例中，如果任何模块控制器104上的看门狗计时器120到期，则该模块控制器104可以断定它正在经历安全故障。
此外，在一些前述实施例中，响应于来自电池组控制器102的命令，将由模块控制器104发送的光消息数据发送到电池组控制器102。然而，在不同的实施例中(未示出)，可以修改任何前述实施例，使得即使电池组控制器102没有请求该数据，模块控制器104中的任何一个或多个也将光消息数据发送到电池组控制器102。例如，模块控制器处理器134中的任何一个或多个可以被配置为周期性地或不时地向电池组控制器处理器108发送数据，例如被描述为包括上述响应的任何数据，而不是被电池组控制器处理器108命令。
虽然在前述实施例中使用处理器108、134，但是在替代实施例(未示出)中，处理器108、134中的一个或两个可以替代地例如是微处理器、控制器、微控制器、可编程逻辑控制器、现场可编程门阵列、或专用集成电路。计算机可读介质的示例是非暂时性的并且包括诸如CD-ROM和DVD的基于盘的介质、诸如硬盘驱动器和其他形式的磁盘存储的磁介质以及诸如闪存介质、SSD、随机存取存储器和只读存储器的基于半导体的介质。此外，虽然在所描绘的实施例中，电池组控制器102被示出为包括单个电池组控制器处理器108，并且每个模块控制器104被示出为包括单个模块控制器处理器134，但在不同的实施例(未示出)中，描述为由这些处理器108、134中的任何一个或多个执行的功能可以在多个处理器之间划分。
在本说明书中使用诸如“顶部”、“底部”、“向上”、“向下”、“垂直”和“横向”的方向术语仅用于提供相对参考，并且不旨在建议在使用过程中如何定位任何物品，或安装在组件中或相对于环境中的任何限制。另外，除非另有说明，否则术语“耦合”及其变体(例如，本说明书中使用的“耦合”、“耦合”和“耦合”)旨在包括间接和直接连接。例如，如果第一设备耦合到第二设备，则该耦合可以经由其他设备和连接通过直接连接或通过间接连接。类似地，如果第一设备通信地耦合到第二设备，则通信可以经由其他设备和连接通过直接连接或通过间接连接。此外，如在本说明书中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确说明。
图3A-3C是示例方法的流程图。流程图中示出的一些框可以以与所描述的顺序不同的顺序执行。而且，应当理解，并非需要执行流程图中描述的所有框，可以添加附加框，并且可以用其他框替换所示框中的一些框。
为方便起见，上面的示例实施例被描述为各种互连的功能框。然而，这不是必需的，并且可能存在这些功能框等效地聚合成具有不清楚边界的单个逻辑设备、程序或操作的实施例；或者，可以存在这些功能框被分成多个逻辑设备、程序或操作的实施例。在任何情况下，功能框可以自己实现，或者与其他硬件或软件组合实现。
预期本说明书中讨论的任何方面或实施例的任何部分可以与本说明书中讨论的任何其他方面或实施例的任何部分一起实现或组合。
尽管已经在前面描述了特定实施例，但是应该理解，其他实施例是可能的并且旨在包括在本文中。本领域技术人员将清楚，可以对未示出的前述实施例进行修改和调整。

Claims (125)

1.一种用于与模块控制器光通信的电池组控制器，所述模块控制器包括电池模块的一部分，所述电池组控制器包括：
(a)第一电光接收器，用于接收来自所述模块控制器的接收的光信号，并配置为将所述接收的光信号转换为接收的电信号；和
(b)信号处理电路，其通信地耦合到所述电光接收器并配置为处理所述接收的电信号。
2.根据权利要求1所述的电池组控制器，还包括：
(a)信号生成电路，其配置为生成发送的电信号；和
(b)第一电光发送器，其通信地耦合到所述信号生成电路，以接收所述发送的电信号，并配置为将所述发送的电信号转换成发送的光信号，以便发送到所述模块控制器。
3.根据权利要求2所述的电池组控制器，其中所述信号处理和生成电路包括：
(a)电池组控制器处理器，其通信地耦合到所述电光接收器和发送器；和
(b)电池组控制器存储器，其通信地耦合到所述处理器，所述存储器在其上存储有能够由所述处理器执行的计算机程序代码，以使所述处理器处理所述接收的电信号并生成所述发送的电信号。
4.根据权利要求3所述的电池组控制器，其中所述接收的光信号包括指示所述电池模块的状态的消息数据，并且所述发送的光信号包括请求所述电池模块的所述状态的消息数据。
5.根据权利要求3或4所述的电池组控制器，其中所述计算机程序代码还使所述处理器使用半双工通信进行通信。
6.根据权利要求3或4所述的电池组控制器，其中所述计算机程序代码还使所述处理器使用全双工通信进行通信。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的电池组控制器，其中所述电光发送器包括第一通信信道的一部分，并且所述电光接收器包括第二通信信道的一部分。
8.根据权利要求4至6中任一项所述的电池组控制器，其中所述电光发送器和接收器包括单个通信信道的一部分。
9.根据权利要求1所述的电池组控制器，还包括开关设备，其将包括所述电池模块的一部分的电池单元电耦合到电力总线，并且其中：
(a)所述接收的信号包括光安全故障信号，并且所述电光接收器被配置为将从所述模块控制器接收到的所述光安全故障信号转换为电安全故障信号；和
(b)所述信号处理电路包括通信地耦合到所述开关设备的安全返回电路，其被配置为发信号通知所述开关设备以响应于所述电安全故障信号而将所述电池单元与所述电力总线电解耦。
10.根据权利要求9所述的电池组控制器，还包括：
(a)安全回路信号发生器，其配置为生成电安全信号；和
(b)电光发送器，其通信地耦合到所述安全回路信号发生器，并配置为将所述电安全信号转换成光安全信号，以便发送到所述模块控制器。
11.根据权利要求10所述的电池组控制器，其中所述模块控制器在所述安全故障结束后向所述电池组控制器发送光恢复信号，所述电光接收器被配置为将所述光恢复信号转换为电恢复信号，所述安全返回电路进一步被配置为响应于所述电恢复信号发信号通知所述开关设备以将所述电池单元电耦合到所述电力总线，并且在所述开关设备将所述电池单元与所述电力总线电解耦时所述电池组控制器处于故障状态，并且在所述开关设备将所述电池单元电耦合到所述电力总线时所述电池组控制器处于正常状态。
12.根据权利要求11所述的电池组控制器，其中所述光安全信号和所述光恢复信号是同一个信号。
13.根据权利要求11或12所述的电池组控制器，其中所述安全回路信号发生器包括：
(a)电池组控制器处理器，其通信地耦合到所述电光发送器和接收器；和
(b)电池组控制器存储器，其通信地耦合到所述处理器，所述存储器在其上存储有能够由所述处理器执行的计算机程序代码，以使所述处理器仅在所述电池组控制器处于所述故障状态时才将所述光安全信号输出到所述模块控制器。
14.根据权利要求13所述的电池组控制器，其中所述安全返回电路包括看门狗定时器，并且所述光安全信号包括在所述看门狗定时器的超时周期内非恒定的数字信号。
15.根据权利要求13或14所述的电池组控制器，还包括通信地耦合到所述处理器的电光收发器，用于分别从所述模块控制器接收光消息数据和向所述模块控制器发送光消息数据，其中所述电光收发器被配置为在电消息数据与所述光消息数据之间进行转换，
其中，当所述电池组控制器处于所述故障状态时，所述计算机程序代码还使所述处理器使用所述电光收发器通过分别从所述电光收发器接收所述电消息数据和向所述电光收发器发送所述电消息数据而从所述模块控制器接收所述光消息数据和向所述模块控制器发送所述光消息数据。
16.根据权利要求15所述的电池组控制器，其中当所述电池组控制器处于所述故障状态时，所述计算机程序代码还使所述处理器使用半双工通信进行通信。
17.根据权利要求15或16所述的电池组控制器，其中所述电光发送器被配置为将所述电消息数据转换为所述光消息数据以便发送到所述模块控制器，并且当所述电池组控制器处于所述正常状态时，所述计算机程序代码还使所述处理器使用所述电光收发器分别从所述模块控制器接收所述光消息数据和向所述模块控制器发送所述光消息数据。
18.根据权利要求17所述的电池组控制器，其中当所述电池组控制器处于所述正常状态时，所述计算机程序代码还使所述处理器使用全双工通信进行通信。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的电池组控制器，还包括通信地耦合到所述处理器和所述电光发送器的第一复用器，其中所述计算机程序代码还使所述处理器发信号通知所述第一复用器的选择输入以当所述电池组控制器处于所述正常状态时，将所述电消息数据输出到所述电光发送器，并且当所述电池组控制器处于所述故障状态时，将所述电安全信号输出到所述电光发送器。
20.根据权利要求19所述的电池组控制器，还包括第二复用器，其通信地耦合到所述处理器、所述第一复用器和所述电光收发器，其中所述计算机程序代码还使所述处理器发信号通知所述第二复用器的选择输入以当所述电池组控制器处于所述正常状态时，将所述电消息数据输出到所述第一复用器，当所述电池组控制器处于所述故障状态时，将所述电消息数据输出到所述电光收发器。
21.根据权利要求13或14所述的电池组控制器，还包括通信地耦合到所述处理器的第二电光接收器，用于从所述模块控制器接收光消息数据，其中所述第二电光接收器被配置为将所述光消息数据转换成电消息数据，所述第一电光发送器和第一电光接收器包括第一通信信道的一部分，并且所述第二电光接收器包括第二通信信道的一部分。
22.根据权利要求21所述的电池组控制器，还包括通信地耦合到所述处理器的第二电光发送器，用于将所述光消息数据发送到所述模块控制器，其中所述第二电光发送器被配置为将所述电消息数据转换为所述光消息数据，并且所述第二电光发送器包括所述第二通信信道的一部分。
23.根据权利要求22所述的电池组控制器，其中所述计算机程序代码还使所述处理器使用单工通信在所述第一通信信道和所述第二通信信道上进行通信。
24.根据权利要求23所述的电池组控制器，其中当所述电池组控制器处于所述故障状态时，所述计算机程序代码还使所述处理器使用所述第二通信信道从所述模块控制器接收所述光消息数据和向所述模块控制器发送所述光消息数据。
25.根据权利要求21至24中任一项所述的电池组控制器，其中所述模块控制器包括所述电池组控制器通信地耦合到的多个模块控制器中的一个模块控制器，并且所述计算机程序代码还使所述处理器：
(a)确定所述模块控制器中的哪个受所述安全故障影响；和
(b)命令所述安全故障上游的模块控制器中的一个将所述消息数据从所述第一通信信道转发到所述第二通信信道。
26.根据权利要求25所述的电池组控制器，其中所述计算机程序代码使所述处理器通过以下方式确定所述模块控制器中的哪个所述受安全故障影响：
(a)确定所述模块控制器中的哪个对所述电池组控制器发送的命令没有响应；和
(b)确定受所述安全故障影响的模块控制器包括对所述电池组控制器发送的所述命令没有响应的模块控制器。
27.根据权利要求13至26中任一项所述的电池组控制器，其中所述计算机程序代码还被配置为：当所述开关设备用于将所述电池单元与所述电力总线电解耦并且所述电池组控制器未处于所述故障状态时，使所述处理器发信号通知所述模块控制器进入低功率模式。
28.一种模块控制器，包括电池模块的一部分，所述模块控制器包括：
(a)第一电光发送器，用于接收发送的电信号，并配置为将所述发送的电信号转换成发送的光信号；和
(b)信号生成电路，其通信地耦合到所述电光发送器并配置为生成所述发送的电信号。
29.根据权利要求28所述的模块控制器，还包括：
(a)信号处理电路，其配置为处理接收的电信号；和
(b)第一电光接收器，用于接收来自所述电池组控制器的接收的光信号，并配置为将所述接收的光信号转换成接收的电信号，以便由所述信号处理电路处理。
30.根据权利要求29所述的模块控制器，其中所述信号处理和生成电路包括：
(a)模块控制器处理器，其通信地耦合到所述电光接收器和发送器；和
(b)模块控制器存储器，其通信地耦合到所述处理器，所述存储器在其上存储有能够由所述处理器执行的计算机程序代码，以使所述处理器处理所述接收的电信号并生成所述发送的电信号。
31.根据权利要求30所述的模块控制器，其中所述发送的光信号包括指示所述电池模块的状态的消息数据，并且所述接收的光信号包括请求所述电池模块的所述状态的消息数据。
32.根据权利要求30所述的模块控制器，其中所述发送的光信号包括指示所述电池模块的状态的消息数据，并且所述模块控制器在所述电池组控制器没有请求发送所述消息数据的情况下发送所述消息数据。
33.根据权利要求30至32中任一项所述的模块控制器，其中所述计算机程序代码还使所述处理器使用半双工通信进行通信。
34.根据权利要求30至32中任一项所述的模块控制器，其中所述计算机程序代码还使所述处理器使用全双工通信进行通信。
35.根据权利要求31至34中任一项所述的模块控制器，其中所述电光接收器包括第一通信信道的一部分，并且所述电光发送器包括第二通信信道的一部分。
36.根据权利要求31至34中任一项所述的模块控制器，其中所述电光发送器和接收器包括单个通信信道的一部分。
37.根据权利要求36所述的模块控制器，其中所述电光发送器和接收器包括下游电光收发器，并且还包括通信地耦合到所述处理器的上游电光收发器，用于从上游模块控制器接收所述光消息数据并向所述上游模块控制器发送所述光消息，其中所述上游电光收发器被配置为在所述光消息数据与所述电消息数据之间进行转换，
其中所述计算机程序代码还使所述处理器通过分别从所述上游电光收发器接收所述电消息数据并向所述上游电光收发器发送所述电消息数据而从所述上游模块控制器接收所述光消息数据和向所述上游模块控制器发送所述光消息数据。
38.根据权利要求37所述的模块控制器，其中所述计算机程序代码还使所述处理器将在所述上游电光收发器处从所述上游模块控制器接收的光消息数据中继到所述下游电光收发器，以便发送到所述电池组控制器。
39.根据权利要求29所述的模块控制器，其中
(a)所述接收的信号包括来自所述电池组控制器的光安全信号，并且所述电光接收器被配置为将所述光安全信号转换成电安全信号；
(b)所述发送的信号包括光安全故障信号，并且所述电光发送器被配置为将电安全故障信号转换为所述光安全故障信号；
(c)所述信号生成电路和信号处理电路包括：
(i)安全故障检测电路，其配置为响应于检测到所述电池模块上的安全故障而生成故障检测信号；和
(ii)安全超控电路，其通信地耦合到所述电光接收器、电光发送器和安全故障检测电路，其中所述安全超控电路被配置为响应于所述故障检测信号将所述电安全故障信号发送到所述电光发送器。
40.根据权利要求39所述的模块控制器，其中所述故障检测信号和所述电安全故障信号是同一信号。
41.根据权利要求39或40所述的模块控制器，其中所述光故障信号被发送到所述电池组控制器上的看门狗计时器，并且包括恒定信号，所述恒定信号在长于所述看门狗计时器的超时周期的时间内保持恒定。
42.根据权利要求39至41中任一项所述的模块控制器，其中所述安全故障检测电路包括：
(a)电力连接器能够连接到的第一互锁触点，其中所述电力连接器当被连接到所述互锁触点时还连接到一对电池触点，所述一对电池触点电耦合到包括所述电池模块的一部分的电池单元，并且当未连接到所述互锁触点时未连接到所述一对电池触点；和
(b)通信地耦合到所述互锁触点的互锁信号线，其中当所述电力连接器未连接时，沿着所述互锁信号线发送所述故障检测信号，否则不沿着所述互锁信号线发送所述故障检测信号。
43.根据权利要求42所述的模块控制器，还包括第二互锁触点，当所述电力连接器被连接时所述第一互锁触点电耦合到所述第二互锁触点，并且当所述电力连接器未连接时所述第一互锁触点未电耦合到所述第二互锁触点，其中当所述电力连接器未连接时，所述互锁信号线被上拉或下拉至所述故障检测信号，并且当所述电力连接器被连接时，所述互锁信号线被短路到输出与所述故障检测信号不同的信号的所述第二互锁触点。
44.根据权利要求42或43所述的模块控制器，其中所述安全故障检测电路还包括跨所述电池单元电耦合的电压表和定位为测量所述电池单元的温度的热敏电阻中的至少一者，其中响应于过压状况、欠压状况、过热状况、与另一模块控制器的通信丢失、与电池组控制器的通信丢失以及模块控制器处理器故障中的一个或多个而生成所述故障检测信号。
45.根据权利要求39至44中任一项所述的模块控制器，其中所述电光发送器被配置为将电恢复信号转换为光恢复信号以便发送到所述电池组控制器，所述安全故障检测电路还被配置为一旦所述安全故障停止就生成所述故障检测信号，并且所述安全超控电路还被配置为一旦所述故障检测信号停止就将所述电恢复信号发送到所述电光发送器。
46.根据权利要求45所述的模块控制器，其中所述光安全信号和所述光恢复信号是同一信号。
47.根据权利要求45或46所述的模块控制器，还包括下游电光收发器，用于从所述电池组控制器接收光消息数据并将所述光消息数据发送到所述电池组控制器，其中所述下游电光收发器被配置为在所述光消息数据与电消息数据之间进行转换，其中所述信号生成电路和信号处理电路还包括：
(a)模块控制器处理器，其通信地耦合到所述下游电光收发器和所述电光接收器；和
(b)模块控制器存储器，其通信地耦合到所述模块控制器处理器，所述模块控制器存储器在其上存储有能够由所述模块控制器处理器执行的计算机程序代码，以使所述模块控制器处理器在所述电池模块经历所述安全故障时通过分别从下游电光收发器接收所述电消息数据和向所述下游电光收发器发送所述电消息数据，使用下游电光收发器从所述电池组控制器接收所述光消息数据和向所述电池组控制器发送所述光消息数据。
48.根据权利要求47所述的模块控制器，还包括通信地耦合到所述处理器的上游电光收发器，用于从上游模块控制器接收所述光消息数据并向所述上游模块控制器发送所述光消息数据，其中所述上游电光收发器被配置为在所述光消息数据与所述电消息数据之间进行转换，以及
其中，当所述电池模块经历所述安全故障时，计算机程序代码还使所述处理器通过分别从所述上游光收发器接收所述电消息数据和向所述上游光收发器发送所述电消息数据，从所述上游模块控制器接收所述光消息数据和向所述上游模块控制器发送所述光消息数据。
49.根据权利要求47或48所述的模块控制器，其中当所述电池模块经历所述安全故障时，所述计算机程序代码还使所述处理器使用半双工通信进行通信。
50.根据权利要求47至49中任一项所述的模块控制器，其中，当所述电池模块没有经历所述安全故障时，所述电池组控制器将所述光消息数据发送到所述电光接收器，所述电光接收器被配置为将所述光消息数据转换为所述电消息数据，并且所述计算机程序代码还使所述处理器将所述电消息数据中继到所述下游电光收发器。
51.根据权利要求50所述的模块控制器，其中当所述电池模块没有经历所述安全故障时，所述计算机程序代码还使所述处理器使用全双工通信进行通信。
52.根据权利要求45或46所述的模块控制器，还包括：
(a)第二上游电光接收器，用于从所述电池组控制器接收光消息数据，其中所述第二上游电光接收器被配置为将所述光消息数据转换为电消息数据；
(b)第二下游电光发送器，用于将所述光消息数据发送到所述电池组控制器，其中所述第二下游电光接收器被配置为将所述电消息数据转换为所述光消息数据，其中所述第一上游电光接收器和第一下游电光发送器包括第一通信信道的一部分，并且所述第二上游电光接收器和第二下游电光发送器包括第二通信信道的一部分；
并且其中所述信号生成电路和信号处理电路还包括：
(c)模块控制器处理器，其通信地耦合到所述第二下游电光发送器和所述第二上游电光接收器；和
(d)模块控制器存储器，其通信地耦合到所述模块控制器处理器，所述模块控制器存储器在其上存储有能够由所述模块控制器处理器执行的计算机程序代码，以使所述处理器：
(i)将包括所述光消息数据的一部分的对于由所述电池组控制器发送的命令的响应发送到所述第二电光发送器信道；
(ii)将在所述第二上游电光接收器处接收的并且非重复的所述光消息数据转发到所述第二下游电光发送器；和
(iii)执行从所述电池组控制器接收的命令，而不管所述命令是在所述第一上游电光接收器处接收的还是在所述第二上游电光接收器处接收的。
53.根据权利要求52所述的模块控制器，其中所述计算机程序代码使所述处理器将在所述第二上游电光接收器处接收的所有所述光消息数据转发到所述第二下游电光发送器。
54.根据权利要求52或53所述的模块控制器，其中仅当所述电池模块经历所述安全故障时，所述计算机程序代码还使所述处理器将在所述第一上游电光接收器处接收的并且非重复的所述光消息数据转发到所述第二下游电光接收器。
55.根据权利要求52或53所述的模块控制器，其中不管所述电池模块是否正在经历所述安全故障，所述计算机程序代码还使所述处理器将在所述第一上游电光接收器处接收的并且非重复的所述光消息数据转发到所述第二下游电光接收器。
56.根据权利要求52至55中任一项所述的模块控制器，其中所述计算机程序代码还使所述处理器使用单工通信进行通信，而不管所述电池模块是否正在经历所述安全故障。
57.根据权利要求30至38和47至56中任一项所述的模块控制器，其中所述计算机程序代码还被配置为一旦在超时周期内未接收到光信号就使所述处理器进入低功率模式。
58.根据权利要求30至38和47至56中任一项所述的模块控制器，其中所述计算机程序代码还被配置为一旦由所述电池组控制器命令所述处理器进入低功率模式就使所述处理器进入低功率模式。
59.根据权利要求57或58所述的模块控制器，其中所述计算机程序代码还被配置为在处于所述低功率模式时一旦接收到光信号就使所述处理器退出所述低功率模式。
60.一种电池管理系统，包括：
(a)如权利要求1至27中任一项所述的电池组控制器；和
(b)如权利要求28至59中任一项所述的第一模块控制器，其中所述模块控制器光耦合到所述电池组控制器。
61.根据权利要求60所述的电池管理系统，还包括光耦合在所述第一模块控制器的上游的附加模块控制器。
62.根据权利要求60或61所述的电池管理系统，其中当所述光安全信号从所述电池组控制器发送到所述模块控制器时，使用包括允许所述光安全信号返回所述电池组控制器的回路的通信信道发送所述光安全信号。
63.一种用于与模块控制器光通信的方法，所述模块控制器包括电池模块的一部分，所述方法包括：
(a)在电池组控制器处接收来自所述模块控制器的接收的光信号；
(b)在所述电池组控制器处将所述接收的光信号转换成接收的电信号；和
(c)处理所述接收的电信号。
64.根据权利要求61所述的方法，还包括：
(a)在所述电池组控制器处生成发送的电信号；
(b)在所述电池组控制器处将所述发送的电信号转换成发送的光信号；和
(c)将所述发送的光信号发送到所述模块控制器。
65.根据权利要求64所述的方法，其中包括所述电池组控制器的一部分的电池组控制器处理器生成所述发送的电信号并处理所述接收的电信号。
66.根据权利要求65所述的方法，其中所述接收的光信号包括指示所述电池模块的状态的消息数据，并且所述发送的光信号包括请求所述电池模块的状态的消息数据。
67.根据权利要求65或66所述的方法，其中所述电池组控制器与所述模块控制器之间的通信是半双工通信。
68.根据权利要求65或66所述的方法，其中所述电池组控制器与所述模块控制器之间的通信是全双工通信。
69.根据权利要求66至68中任一项所述的方法，其中沿着第一通信信道发送所述发送的光信号，并且沿着第二通信信道接收所述接收的光信号。
70.根据权利要求66至68中任一项所述的方法，其中沿着单个通信信道分别接收和发送所述接收的光信号和所述发送的光信号。
71.根据权利要求61所述的方法，还包括：
(a)确定所述接收的电信号是否包括指示所述电池模块已经历安全故障的光安全故障信号；和
(b)当所述接收的电信号包括所述光安全故障信号时，将包括所述电池模块的一部分的电池单元与电力总线解耦。
72.根据权利要求71所述的方法，还包括：
(a)在所述电池组控制器处生成光安全信号；和
(b)将所述光安全信号发送到所述模块控制器。
73.根据权利要求72所述的方法，其中在所述安全故障结束后，所述模块控制器向所述电池组控制器发送光恢复信号，并且还包括：
(a)在所述电池组控制器处接收所述光恢复信号；和
(b)响应于接收到所述光恢复信号，将所述电池单元电耦合到所述电力总线，其中所述电池组控制器在所述电池单元电耦合到所述电力总线时处于故障状态，并且在所述电池单元与所述电力总线电解耦时处于正常状态。
74.根据权利要求73所述的方法，其中所述光安全信号和所述光恢复信号是同一信号。
75.根据权利要求73或74所述的方法，其中仅当所述模块控制器处于所述故障状态时，电池组控制器处理器将所述光安全信号输出到所述模块控制器。
76.根据权利要求75所述的方法，其中所述光安全信号包括在所述处理器的时钟周期内是非恒定的数字信号，以及所述光安全故障信号在所述处理器的时钟周期内是恒定的。
77.根据权利要求76所述的方法，其中看门狗定时器用于确定所述电池组控制器是否已接收到所述光安全故障信号。
78.根据权利要求75至77中任一项所述的方法，还包括：当所述电池组控制器处于所述故障状态时，从所述模块控制器接收光消息数据和向所述模块控制器发送光消息数据，其中使用与用于发送所述光安全信号的通信信道不同的通信信道将所述光消息数据发送到所述模块控制器。
79.根据权利要求78所述的方法，其中当所述电池组控制器处于所述故障状态时，使用半双工通信发送所述光消息数据。
80.根据权利要求78或79所述的方法，还包括：当所述电池组控制器处于所述正常状态时，从所述模块控制器接收所述光消息数据和向所述模块控制器发送所述光消息数据，其中当所述电池组控制器处于所述故障状态时，使用用于将所述光安全信号发送到所述模块控制器的信道将所述光消息数据发送到所述模块控制器。
81.根据权利要求80所述的方法，其中当所述电池组控制器处于所述正常状态时，所述电池组控制器与所述模块控制器之间的通信是全双工通信。
82.根据权利要求78至81中任一项所述的方法，其中所述电池组控制器包括通信地耦合到所述处理器的第一复用器，并且其中所述处理器发信号通知所述第一复用器的选择输入在所述电池组控制器处于所述正常状态时发送所述光消息数据，并在所述电池组控制器处于所述故障状态时发送所述光安全信号。
83.根据权利要求82所述的方法，其中所述电池组控制器包括通信地耦合到所述处理器和所述第一复用器的第二复用器，并且其中所述处理器发信号通知所述第二复用器的选择输入在所述电池组控制器处于所述正常状态时发送所述光消息数据，并在所述电池组控制器处于所述故障状态时发送所述光消息数据。
84.根据权利要求75至77中任一项所述的方法，还包括从所述模块控制器接收光消息数据，其中使用与用于发送所述光安全信号的第一通信信道不同的第二通信信道从所述模块控制器接收所述光消息数据。
85.根据权利要求84所述的方法，还包括将所述光消息数据发送到所述模块控制器，其中使用所述第二通信信道将所述光消息数据发送到所述模块控制器。
86.根据权利要求85所述的方法，其中所述模块控制器和所述第一通信信道和所述第二通信信道上的所述电池组控制器之间的通信是单工通信。
87.根据权利要求86所述的方法，其中当所述电池组控制器处于所述故障状态时，使用所述第二通信信道从所述模块控制器接收所述光消息数据以及向所述模块控制器发送所述光消息数据。
88.根据权利要求84至87中任一项所述的方法，其中所述模块控制器包括所述电池组控制器通信地耦合到的多个模块控制器中的一个模块控制器，并且还包括：
(a)确定所述模块控制器中的哪个受所述安全故障影响；和
(b)命令所述安全故障上游的模块控制器中的一个模块控制器将所述消息数据从所述第一通信信道转发到所述第二通信信道。
89.根据权利要求88所述的方法，其中确定所述模块控制器中的哪个受所述安全故障影响包括：
(a)确定所述模块控制器中的哪个对所述电池组控制器发送的命令没有响应；和
(b)确定受所述安全故障影响的模块控制器包括对所述电池组控制器发送的命令没有响应的模块控制器。
90.根据权利要求73至89中任一项所述的方法，还包括：当所述电池单元与所述电力总线解耦并且所述电池组控制器未处于所述故障状态时，发信号通知所述模块控制器进入较低功率模式。
91.一种使用包括电池模块的一部分的模块控制器与电池组控制器进行光通信的方法，所述方法包括：
(a)在所述模块控制器处生成发送的电信号；
(b)在所述模块控制器处将所述发送的电信号转换成发送的光信号；和
(c)向所述电池组控制器发送所述发送的光信号。
92.根据权利要求91所述的方法，还包括：
(a)在所述模块控制器处接收来自所述电池组控制器的接收的光信号；
(b)在所述模块控制器处将所述接收的光信号转换为接收的电信号；和
(c)处理所述接收的电信号。
93.根据权利要求92所述的方法，其中包括所述模块控制器的一部分的模块控制器处理器生成所述发送的电信号并处理所述接收的电信号。
94.根据权利要求93所述的方法，其中所述发送的光信号包括指示所述电池模块的状态的消息数据，并且所述接收的光信号包括请求所述电池模块的状态的消息数据。
95.根据权利要求93所述的方法，其中所述发送的光信号包括指示所述电池模块的状态的消息数据，并且在所述电池组控制器没有请求发送的情况下发送。
96.根据权利要求93至95中任一项所述的方法，其中所述电池组控制器与所述模块控制器之间的通信是半双工通信。
97.根据权利要求93至95中任一项所述的方法，其中所述电池组控制器与所述模块控制器之间的通信是全双工通信。
98.根据权利要求94至97中任一项所述的方法，其中沿着第一通信信道接收所述接收的光信号，并且沿着第二通信信道发送所述发送的光信号。
99.根据权利要求94至97中任一项所述的方法，其中沿单个通信信道分别接收和发送所述接收的光信号和所述发送的光信号。
100.根据权利要求99所述的方法，还包括使用所述单个通信信道与上游模块控制器通信。
101.根据权利要求100所述的方法，还包括使用所述单个通信信道将从所述上游模块控制器接收的所述光消息数据向下游中继到所述电池组控制器。
102.根据权利要求92所述的方法，还包括：
(a)响应于检测到所述电池模块上的安全故障而生成故障检测信号；和
(b)当生成所述故障检测信号时，将光安全故障信号发送到所述电池组控制器。
103.根据权利要求102所述的方法，其中所述故障检测信号和根据其生成所述光安全故障信号的电安全故障信号是同一信号。
104.根据权利要求102或103所述的方法，其中所述光故障信号被发送到所述电池组控制器上的看门狗计时器，并且包括恒定信号，所述恒定信号在长于所述看门狗计时器的超时周期的时间内保持恒定。
105.根据权利要求102至104中任一项所述的方法，其中所述模块控制器包括电力连接器可连接到的第一互锁触头，其中所述电力连接器当连接到所述互锁触点时还连接到电耦合到包括所述电池模块的一部分的电池单元的一对电池触头，当未连接到所述互锁触点时未连接到所述一对电池触头，并且还包括当所述电力连接器未连接时生成所述故障检测信号。
106.根据权利要求105所述的方法，其中所述模块控制器还包括第二互锁触头，当所述电力连接器连接时，所述第一互锁触头电耦合到所述第二互锁触头，并且当所述电力连接器未连接时，所述第一互锁触头未与所述第二互锁触头电耦合，并且其中生成所述故障检测信号包括当所述电力连接器未连接时将所述第二互锁触点上拉或下拉到所述故障检测信号，并且当所述电力连接器连接时在所述第二互锁触点上输出与所述故障检测信号不同的信号。
107.根据权利要求105或106所述的方法，其中所述模块控制器还包括跨所述电池单元电耦合的电压表和定位为测量所述电池单元的温度的热敏电阻中的至少一者，其中响应于过压状况、欠压状况、过热状况、与另一模块控制器的通信丢失、与所述电池组控制器的通信丢失以及所述模块控制器处理器故障中的一个或多个而生成所述故障检测信号。
108.根据权利要求102至107中任一项所述的方法，还包括：一旦所述安全故障停止：
(a)停止生成所述故障检测信号；和
(b)将所述光恢复信号发送到所述电池组控制器。
109.根据权利要求108所述的方法，其中所述光安全信号和所述光恢复信号是同一信号。
110.根据权利要求108或109所述的方法，其中所述模块控制器包括模块控制器处理器，并且还包括，当所述电池模块经历所述安全故障时，使用与用于发送所述光恢复信号的通信信道不同的通信信道从所述电池组控制器接收光消息数据和向所述电池组控制器发送光消息数据。
111.根据权利要求110所述的方法，还包括：当所述电池模块经历所述安全故障时，使用与用于发送所述光恢复信号的通信信道不同的通信信道从上游模块控制器接收光消息数据和向上游模块控制器发送光消息数据。
112.根据权利要求110或111所述的方法，其中当所述电池模块经历所述安全故障时，使用半双工通信来传送所述光消息数据。
113.根据权利要求110到112中任一项所述的方法，其中当所述电池模块未经历所述安全故障时，所述电池组控制器使用用于发送所述光恢复信号的所述通信信道将所述光消息数据发送到所述模块控制器，并且当所述电池模块经历所述安全故障时，所述模块控制器处理器使用用于接收和发送所述光消息数据的通信信道来向下游中继所述光消息数据。
114.根据权利要求113所述的方法，其中当所述安全模块没有经历所述安全故障时，使用全双工通信来传送所述光消息数据。
115.根据权利要求108或109所述的方法，还包括：
(a)从所述电池组控制器接收光消息数据和向所述电池组控制器发送光消息数据，其中在与用于发送所述光恢复信号的第一通信信道不同的第二通信信道上接收和发送所述光消息数据；
(b)沿着第二通信信道将包括所述光消息数据的一部分的对于由所述电池组控制器发送的命令的响应向下游发送；
(c)沿着所述第二通信信道向下游转发沿着所述第二通信信道从上游接收的并且非重复的光消息数据；和
(d)执行从所述电池组控制器接收的命令，而不管所述命令是沿着所述第一通信信道接收的还是沿着所述第二通信信道接收的。
116.根据权利要求115所述的方法，还包括沿着所述第二通信信道向下游转发沿着所述第二通信信道从上游接收的所有所述光消息数据。
117.根据权利要求115或116所述的方法，还包括，仅当所述电池模块经历所述安全故障时，沿着所述第二通信信道向下游转发沿着所述第一通信信道从上游接收的并且非重复的所述光消息数据。
118.根据权利要求115或116所述的方法，还包括，不管所述电池模块是否正在经历所述安全故障，沿着所述第二通信信道向下游转发沿着所述第一通信信道从上游接收的并且非重复的所述光消息数据。
119.根据权利要求115到118所述的方法，其中沿着所述第一通信信道和所述第二通信信道的通信都是单工通信，而不管所述电池模块是否正在经历所述安全故障。
120.根据权利要求91至119中任一项所述的方法，还包括：在所述模块控制器在超时周期内未接收到光信号时，使所述模块控制器进入低功率模式。
121.根据权利要求91至119中任一项所述的方法，还包括：
(a)在所述模块控制器处接收来自所述电池组控制器的命令以进入低功率模式；和
(b)使所述模块控制器进入低功率模式。
122.根据权利要求120或121所述的方法，还包括：在所述低功率模式下一旦所述模块控制器接收到光信号就退出所述低功率模式。
123.一种用于在电池组控制器与第一模块控制器之间通信的方法，所述第一模块控制器包括电池管理系统的一部分，所述方法包括：
(a)权利要求61至90中任一项的与模块控制器进行光通信的方法；和
(b)权利要求91至119中任一项的与电池组控制器进行光通信的方法。
124.根据权利要求123所述的方法，其中所述电池管理系统包括光耦合在所述第一模块控制器上游的附加模块控制器。
125.根据权利要求123或124所述的方法，其中当所述光安全信号从所述电池组控制器发送到所述模块控制器时，使用包括允许所述光安全信号返回所述电池组控制器的回路的通信信道发送所述光安全信号。
CN201780064800.1A 2016-08-23 2017-08-23 光通信电池管理系统 Active CN110178163B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662378597P 2016-08-23 2016-08-23
US62/378,597 2016-08-23
US201662418705P 2016-11-07 2016-11-07
US62/418,705 2016-11-07
PCT/CA2017/050995 WO2018035609A1 (en) 2016-08-23 2017-08-23 Optically communicative battery management system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110178163A true CN110178163A (zh) 2019-08-27
CN110178163B CN110178163B (zh) 2022-07-05

Family

ID=61245904

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780064800.1A Active CN110178163B (zh) 2016-08-23 2017-08-23 光通信电池管理系统

Country Status (12)

Country Link
US (1) US10804690B2 (zh)
EP (1) EP3504696B1 (zh)
JP (1) JP7291074B2 (zh)
KR (1) KR102504662B1 (zh)
CN (1) CN110178163B (zh)
CA (1) CA3034717A1 (zh)
DK (1) DK3504696T3 (zh)
ES (1) ES2934241T3 (zh)
FI (1) FI3504696T3 (zh)
PL (1) PL3504696T3 (zh)
SG (1) SG11201901479WA (zh)
WO (1) WO2018035609A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112489410A (zh) * 2019-09-11 2021-03-12 李冰 一种用于光电信号的收发装置及其运行方法

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018081912A1 (en) * 2016-11-07 2018-05-11 Corvus Energy Inc. Balancing a multi-cell battery
KR20210036754A (ko) * 2019-09-26 2021-04-05 주식회사 엘지화학 배터리 팩
CN112688979B (zh) 2019-10-17 2022-08-16 阿波罗智能技术(北京)有限公司 无人车远程登录处理方法、装置、设备及存储介质
FR3107397B1 (fr) * 2020-02-19 2022-02-11 Accumulateurs Fixes Communication optique entre modules d’une batterie
US11476951B2 (en) * 2020-02-24 2022-10-18 Sensata Technologies, Inc. Optical communications in a battery pack
US11791642B2 (en) * 2020-10-08 2023-10-17 Element Energy, Inc. Safe battery energy management systems, battery management system nodes, and methods
US10992149B1 (en) 2020-10-08 2021-04-27 Element Energy, Inc. Safe battery energy management systems, battery management system nodes, and methods
US11831192B2 (en) 2021-07-07 2023-11-28 Element Energy, Inc. Battery management controllers and associated methods
US11269012B1 (en) 2021-07-19 2022-03-08 Element Energy, Inc. Battery modules for determining temperature and voltage characteristics of electrochemical cells, and associated methods
KR102449819B1 (ko) * 2021-11-26 2022-10-04 주식회사 오토실리콘 갈바닉 절연 통신구조를 구비한 배터리 장치
US11699909B1 (en) 2022-02-09 2023-07-11 Element Energy, Inc. Controllers for managing a plurality of stacks of electrochemical cells, and associated methods
CN114665173B (zh) * 2022-05-19 2022-08-26 四川千里倍益康医疗科技股份有限公司 基于单信号线的双向通信方法及装置
US11664670B1 (en) 2022-08-21 2023-05-30 Element Energy, Inc. Methods and systems for updating state of charge estimates of individual cells in battery packs
US20240069111A1 (en) * 2022-08-31 2024-02-29 Texas Instruments Incorporated Network restart from power save mode in wbms
NL2033226B1 (en) * 2022-10-04 2024-04-16 Storm Group B V A modular battery system and a method of operating thereof

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090027009A1 (en) * 2007-07-23 2009-01-29 Ac Propulsion, Inc., A California Corporation System and method for battery management
DE102011002841A1 (de) * 2011-01-18 2012-07-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Elektrochemischer Energiespeicher und Verfahren zur Bestimmung dessen Temperatur
WO2012124221A1 (ja) * 2011-03-14 2012-09-20 三洋電機株式会社 通信システムおよび蓄電池システム
CN103038977A (zh) * 2010-03-17 2013-04-10 T移动美国公司 小区基站电力系统管理，包括电池电路管理
EP2658027A1 (en) * 2011-03-14 2013-10-30 Sanyo Electric Co., Ltd. Power supply system
CN204089304U (zh) * 2014-11-15 2015-01-07 成都九华圆通科技发展有限公司 分布式电源在线维护系统

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080180389A1 (en) * 2007-01-26 2008-07-31 Michael Kelly Optical-based interconnect for integrated circuits and related system and method
JP2012055048A (ja) 2010-08-31 2012-03-15 Panasonic Corp 接続部材外れ検知装置
US20130108898A1 (en) * 2011-10-26 2013-05-02 Eetrex, Inc. Modular battery control system architecture
JP2014033604A (ja) 2012-07-13 2014-02-20 Sanyo Electric Co Ltd 電池システムの充放電状態均等化方法、電池システムの充放電状態変更方法及び電池システム
US10033212B2 (en) * 2013-08-06 2018-07-24 Analog Devices, Inc. Battery cell with discretion to drive loads within battery stack
JP2018038097A (ja) * 2015-01-16 2018-03-08 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 蓄電池制御システム
JP6501205B2 (ja) * 2015-03-13 2019-04-17 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 通信装置、受信装置、通信システム
WO2018005631A1 (en) * 2016-06-28 2018-01-04 Linear Technology Corporation Wireless sensing for battery systems

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090027009A1 (en) * 2007-07-23 2009-01-29 Ac Propulsion, Inc., A California Corporation System and method for battery management
CN103038977A (zh) * 2010-03-17 2013-04-10 T移动美国公司 小区基站电力系统管理，包括电池电路管理
DE102011002841A1 (de) * 2011-01-18 2012-07-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Elektrochemischer Energiespeicher und Verfahren zur Bestimmung dessen Temperatur
WO2012124221A1 (ja) * 2011-03-14 2012-09-20 三洋電機株式会社 通信システムおよび蓄電池システム
EP2658027A1 (en) * 2011-03-14 2013-10-30 Sanyo Electric Co., Ltd. Power supply system
CN204089304U (zh) * 2014-11-15 2015-01-07 成都九华圆通科技发展有限公司 分布式电源在线维护系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112489410A (zh) * 2019-09-11 2021-03-12 李冰 一种用于光电信号的收发装置及其运行方法
CN112489410B (zh) * 2019-09-11 2022-09-02 李冰 一种用于光电信号的收发装置及其运行方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019535161A (ja) 2019-12-05
US10804690B2 (en) 2020-10-13
KR102504662B1 (ko) 2023-02-27
FI3504696T3 (fi) 2023-01-13
CN110178163B (zh) 2022-07-05
KR20190085912A (ko) 2019-07-19
JP7291074B2 (ja) 2023-06-14
ES2934241T3 (es) 2023-02-20
EP3504696A1 (en) 2019-07-03
WO2018035609A8 (en) 2018-04-12
WO2018035609A1 (en) 2018-03-01
SG11201901479WA (en) 2019-03-28
EP3504696B1 (en) 2022-10-05
US20190229518A1 (en) 2019-07-25
DK3504696T3 (en) 2023-01-09
EP3504696A4 (en) 2020-03-25
CA3034717A1 (en) 2018-03-01
PL3504696T3 (pl) 2023-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110178163A (zh) 光通信电池管理系统
US10358043B2 (en) Golf cart battery system
CN105637697A (zh) 用于监控和调节可再充电的蓄电池的运行的蓄电池管理系统以及具有这种蓄电池管理系统的蓄电池系统
US20150191162A1 (en) Integrated battery control system
US10116149B1 (en) Automatic control system for a rechargeable battery system
US20160336770A1 (en) Battery management system for monitoring and regulating the operation of a battery and battery system having such a battery management system
CN108879617B (zh) 电动车智能控制方法、装置、动力系统及电动汽车
CN101390265A (zh) 电流差动继电装置和其信号处理方法以及输电线保护系统
CN102354957A (zh) 电池包故障通讯与处理系统及其处理方法
WO2015021167A9 (en) Battery cell and battery stack control systems
CN206099446U (zh) 一种分布式电池管理系统
CN104753126A (zh) 电池包、充电组合和电动工具
CN206012357U (zh) 一种基于pwm方式通信的电池热失控检测系统
CN107132483A (zh) 变电站蓄电池脱离直流母线监测系统
CN107611506A (zh) 一种电池管理系统
CN104333477B (zh) 一种旁路控制方法、系统及网络设备
CN105489951B (zh) 一种电池模组及其构成的分布式电源系统
CN106597944B (zh) 一种双dsp控制器无缝切换系统和切换方法
CN102435952A (zh) 一种锂电池智能在线监测系统
CN104391756B (zh) 基于多通道串行通讯的链式svg故障分级容错处理方法
CN204130655U (zh) 通信基站bms数据监测系统
CN104290773B (zh) 一种用于试车线和培训中心的ace机架
CN110015160A (zh) 高尔夫球车电池系统
CN104950774B (zh) 具备断电保护功能的时钟保持装置
CN103939048B (zh) 适用于钻井井场的井控防喷器开关阀遥控装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant