CN110192303A - 电池管理单元和包括电池管理单元的电池组 - Google Patents

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Abstract

公开了一种电池管理单元和包括该电池管理单元的电池管理系统。电池管理单元包括：感测单元，其电连接到多个电池单体，并且被配置成检测多个电池单体中的每一个的电压并输出包括表示所检测到的电压的电压信息的检测信号；第一供电单元，被配置成使用电池模块的模块电压产生第一操作电压；以及通信单元，其使用第一操作电压进行操作，该通信单元包括天线、无线通信电路以及第一输入端口，并且被配置成通过第一输入端口接收来自感测单元的检测信号，基于检测信号测试至少一个预定项目，并且通过天线和无线通信电路输出表示测试结果的RF信号。

Description

电池管理单元和包括电池管理单元的电池组
技术领域
本公开涉及一种电池管理单元，并且更具体地，涉及一种用于管理包括在电池模块中的多个电池单体的状态的装置和包括其的电池组。
本申请要求于2017年7月25日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2017-0094255的优先权，其公开内容通过引用被合并在此。
背景技术
最近，对诸如膝上型计算机、摄像机和移动电话的便携式电子产品的需求急剧增长，并且随着电动车辆、用于储能的蓄电池、机器人和卫星的广泛开发，正在对能够被重复地再充电的高性能二次电池进行许多研究。
目前，市售的二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂二次电池等，并且其中，由于与镍基二次电池相比，锂二次电池由于自由充电和放电而没有记忆效应、非常低的自放电率、和高能量密度的优点而受到关注。
应用于电动车辆的电池组通常包括串联连接的多个电池模块和多个电池管理单元。电池管理单元可以被称为电池管理单元(BMU)。每个BMU监视和控制每个BMU管理的电池模块的状态。近来，为了满足对高容量高输出电池组的需求，电池组中包括的电池模块的数量也增加。为了有效地管理包括在电池组中的每一个电池模块的状态，公开了单主-多从结构。单主-多从结构包括安装在每个电池模块中的多个从BMU和控制多个从BMU的整体操作的主BMU。在这种情况下，每个从BMU监视和控制每个从BMU负责的电池模块的状态，并且主BMU控制多个从BMU的操作。多个从BMU和主BMU之间的通信可以以有线方式或无线方式或两者进行。
每个从BMU和主BMU包括各种电路部件和连接它们的多条电线。特别地，对于主BMU正常控制多个从BMU的操作，前提是每个从BMU的正常操作。这是因为即使单个从BMU中的缺陷也可能对电池组的整体性能有很大影响。
因此，有必要进行测试以确定从BMU是否正常操作，即，从完成从BMU的生产的时间到电池组发售的时间的时段期间在从BMU中是否存在缺陷。
然而，传统上，为了在生产的从BMU上测试预设项目，在测试之前，操作员需要手动将诸如铅酸电池的单独电源连接到从BMU以唤醒从BMU，并且由于这种限制，存在用于测试的低效准备过程的缺点。
发明内容
技术问题
本公开涉及提供一种电池管理单元和包括其的电池组，该电池管理单元用于在没有通过操作员将电源手动连接到从BMU的过程的情况下测试电池模块中包括的每个电池单体的正常管理所需的项目。
本公开的这些和其他目的和优点将通过以下描述而被理解，并且从本公开的实施例将显而易见。此外，将容易理解的是，本公开的目的和优点通过所附权利要求及其组合中阐述的手段来实现。
技术解决方案
用于实现上述目的的本公开的各种实施例如下。
根据本公开的一个方面的电池管理单元用于包括多个电池单体的电池模块。电池管理单元包括：感测单元，该感测单元电连接到多个电池单体，并且被配置成检测多个电池单体中的每一个的电压并且输出包括表示所检测到的电压的电压信息的检测信号；第一供电单元，该第一供电单元被配置成使用电池模块的模块电压产生第一操作电压；以及通信单元，该通信单元使用第一操作电压进行操作，该通信单元包括天线、无线通信电路和第一输入端口，并且被配置成通过第一输入端口从感测单元接收检测信号，基于检测信号测试至少一个预设项目，并且通过天线和无线通信电路输出指示测试结果的RF信号。
另外，电池管理单元还可以包括第二供电单元，该第二供电单元具有电源端子，并且被配置成当电源连接到电源端子时将电源的电源电压转换成第二操作电压；和控制单元，该控制单元使用第二操作电压进行操作，并且被配置成基于检测信号输出用于控制感测单元的控制信号。
另外，电池管理单元还可以包括隔离单元，该隔离单元使用第一操作电压和第二操作电压进行操作。隔离单元可以包括第一隔离电路，该第一隔离电路被配置成中继通信单元和控制单元之间的通信。
此外，隔离单元还可以包括第二隔离电路，该第二隔离电路使用第一操作电压和第二操作电压进行操作，并且被配置成中继感测单元和控制单元之间的通信。
另外，第二隔离电路可以包括数量等于或大于包括在电池模块中的电池单体的数量的隔离元件。
此外，隔离元件是数字隔离器、光耦合器或RF隔离器。
另外，感测单元和通信单元可以经由UART模式彼此通信。
另外，感测单元和控制单元可以经由SPI模式彼此通信。
另外，控制单元可以被配置成当供应第二电源电压时向通信单元输出开关信号。通信单元还可以包括第二输入端口，可以被配置成当通过第二输入端口接收到开关信号时，使第一输入端口停用。
根据本公开另一方面的电池组包括电池管理单元。
有益效果
根据本公开的至少一个实施例，能够在没有通过操作员手动连接电源的过程的情况下，测试电池模块中包括的每个电池单体的正常管理所需的项目。
另外，根据本公开的至少一个实施例，能够将测试对每个电池单体的正常管理所需的项目的结果以无线方式发送到外部(例如，操作员的计算机)。
另外，根据本公开的至少一个实施例，能够取决于包括电池管理系统的电池组是否被安装在预设对象(例如，电动车辆)中来改变包括在电池管理单元中的无线通信电路的功能。
本公开的效果不限于上述效果，并且本领域的技术人员将从所附权利要求中清楚地理解本文未提及的其他效果。
附图说明
附图图示本公开的优选实施例，并且与下面描述的本公开的详细描述一起，用作提供对本公开的技术方面的进一步理解，并且因此，本公开不应解释为限于附图。
图1是示出根据本公开的实施例的电池管理系统的配置和包括该电池管理系统的电池组的示意图。
图2是示出根据本公开的实施例的从BMU的配置的示意图。
图3是示出根据本公开的实施例的单体平衡单元的配置的示意图。
图4是示出根据本公开的实施例的主BMU的配置的示意图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本公开的优选实施例。在描述之前，应理解，说明书和所附权利要求中使用的术语或词语不应被解释为限于一般和词典含义，而是基于允许发明人适当地定义术语以获得最佳解释的原则基于对应于本公开的技术方面的含义和概念来解释。
因此，这里描述的实施例和附图中示出的图示仅仅是本公开的最优选实施例，但是并不旨在完全描述本公开的技术方面，因此应理解的是，在提交申请时可以对其进行各种其他的等同和变化。
另外，在描述本公开时，当认为相关已知元件或功能的某些详细描述使本公开的关键主题不明确时，在此省略详细描述。
包括诸如“第一”、“第二”等序数的术语可用于在各种元件中区分一个元件与另一元件，但不旨在通过术语限制元件。
除非上下文另有明确说明，否则将理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”或“包含”指定所陈述的元件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他元件。另外，如这里使用的术语<控制单元>指的是至少一个功能或操作的处理单元，并且这可以通过硬件或软件单独或组合实现。
另外，在整个说明书中，将进一步理解，当一个元件被称为“连接到”另一个元件时，其能够被直接连接到另一个元件，或者可以存在中间元件。
在下文中，将描述根据本公开实施例的包括多个电池管理单元的电池管理系统。在这种情况下，多个BMU中的至少一个可以是主BMU，并且其他BMU可以是从BMU。
图1是示出根据本公开的实施例的电池管理系统30的配置和包括该电池管理系统的电池组10的示意图。
参考图1，电池组10包括多个电池模块20和电池管理系统30。每个电池模块20可以包括至少一个电池单体21。电池管理系统30包括多个从BMU 100和至少一个主BMU 200。电池组10安装在电动车辆中以供应操作电动车辆的电动机所需的电力。
在下文中，为了便于描述，假设电池组10包括串联连接的n(n是等于或大于2的自然数)个电池模块20-1～20-n，每个电池模块20包括m(m是等于或大于2的自然数)个串联连接的电池单体21-1～21-m，并且电池管理系统30包括n个从BMU 100-1～100-n和单个主BMU200。
安装多个从BMU 100-1～100-n，使得多个从BMU 100-1～100-n与包括在电池组10中的多个电池模块20-1～20-n一对一匹配。
多个从BMU 100-1～100-n中的每一个被电连接到多个电池中模块20-1～20-n当中的其中多个从BMU 100-1～100-n中的每一个被安装的电池模块20-j。这里，j是等于或大于1并且等于或小于n的自然数。
多个从BMU 100-1～100-n中的每一个检测电连接到多个从BMU 100-1～100-n中的每一个的电池模块20-j的整体状态(例如，电压、电流、温度)，执行各种控制功能(例如，充电、放电、平衡)以调节电池模块20的状态。在这种情况下，每个控制功能可以基于电池模块20的状态由从BMU 100直接执行，或者可以根据来自主BMU 200的命令来执行。
多个从BMU 100-1～100-n和主BMS 200可以经由诸如菊花链(DC)的有线网络彼此通信连接。
图2是示出根据本公开的实施例的从BMU 100的配置的示意图，并且图3是示出根据本公开的实施例的单体平衡单元150的配置的示意图。
参考图1和图2，每个从BMU 100可以包括感测单元110、第一供电单元121和通信单元130。每个从BMU 100还可以包括第二供电单元122、隔离单元140、单体平衡单元150、以及控制单元170中的至少一个。
感测单元110被配置成检测表示电池模块20的状态的电参数。具体地，感测单元110包括电压测量电路，以检测包括在电池模块20中的每个电池单体21的电压，并且可选地，还可以包括温度检测电路，以检测电池模块20的温度。
感测单元110的电压测量电路使用通过多条电线电连接到每个电池单体21的电压传感器111来检测每个电池单体21两端的电压，并产生表示检测到的电压的电压信息。
另外，感测单元110的温度检测电路使用被布置在电池模块20中或者离电池模块20预定的距离布置的温度传感器112来检测电池模块20或包括在电池模块20中的至少一个电池单体21的温度，并产生表示检测到的温度的温度信息。
感测单元110输出包括电压信息和温度信息中的至少一个的检测信号。由感测单元110输出的检测信号可以由通信单元130接收。感测单元110和通信单元130可以通过串行通信模式之一，例如通用异步接收器发送器(UART)模式，彼此通信。
第一供电单元121可以包括能够进行DC-DC电压转换的装置，例如，包括低压降(LDO)调节器、线性调节器和开关模式电源(SMPS)中的至少一个的电压转换电路。当从电池模块20供应电能时，第一供电单元121使用电压转换电路从电池模块20两端的模块电压产生至少一个预设操作电压。随后，第一供电单元121将操作电压供应给从BMU 100中包括的其他电路和/或元件。
例如，第一供电单元121可以向感测单元110、通信单元130、隔离单元140和单体平衡单元150供应相同电平的操作电压。作为另一示例，第一供电单元121可以向感测单元110、通信单元130、隔离单元140和单体平衡单元150中的一个供应与被供应给其它的中的一个的操作电压(例如，3.3V)不同电平的操作电压(例如，5.0V)。
可替选地，感测单元110、通信单元130、隔离单元140和单体平衡单元150中的至少一个可以使用被设置在其中的电压转换电路将电池模块20的模块电压转换成其操作所需的操作电压，而不是由第一供电单元121供应的操作电压。
通信单元130包括可操作地彼此连接的天线131、无线通信电路132和有线通信电路133，并且被配置成使用从第一供电单元121供应的操作电压进行操作。
通信单元130包括通过电线电连接到感测单元110的第一输入端口IN1，并且通过第一输入端口IN1从感测单元110接收检测信号。可选地，通信单元130还可以包括第二输入端口IN2。另外，通信单元130还可以包括通过电线电连接到感测单元110的第一输出端口OUT1，并且可以通过第一输出端口OUT1将请求传输检测信号的控制信号发送到感测单元110。
无线通信电路132可以包括无线收发器132a和微控制单元(MCU)132b。无线收发器132a和MCU 132b可以实现为集成到单个芯片中的半导体，并且这可以被称为“RF(射频)-SoC(片上系统)”。
当如下所描述的控制单元170处于停用状态(即，不供应电源电压)时，MCU 132b可以基于来自感测单元110的检测信号测试与电池模块20相关的至少一个项目。例如，要测试的至少一个项目可以包括感测单元110中的故障或单体平衡单元150中的故障。
另外，MCU 132b将指示由MCU 132b执行的测试结果的测试结果信息发送到无线收发器132a。无线收发器132a可以通过天线131将包括来自MCU 132b的测试结果信息的RF信号发送到操作员终端2或主BMU 200。
无线通信电路132可以解调由天线131接收到的无线信号。由天线131接收到的无线信号可以从外部例如主BMU 200或其他从BMU 100发送。
有线通信电路133电连接到第一输入端口IN1和第一输出端口OUT1，以支持通信单元130和感测单元110之间的有线通信。
第二供电单元122包括连接到设置在包括第二供电单元122的从BMU 100中的电源端子P的电压转换电路。第二供电单元122的电压转换电路可以包括能够进行DC-DC电压转换的装置，例如，LDO调节器、线性调节器和SMPS中的至少一个。
当电源BAUX1(例如，电动车辆的铅酸电池)连接到电源端子P时，第二供电单元122被配置成使用第二供电单元122的电压转换电路将电源BAUX1的电源电压转换成至少一个预设操作电压。随后，第二供电单元122将操作电压供应给从BMU 100中包括的其他电路或元件。
例如，第二供电单元122可以向隔离单元140和控制单元170供应相同电平的操作电压。作为另一示例，第二供电单元122可以向隔离单元140和控制单元170中的一个供应与被供应给另一个的操作电压(例如，3.3V)不同的电平的操作电压(例如，5.0V)。
可替选地，控制单元170可以使用其中设置的电压转换电路将电源电压转换成其操作所需的另一操作电压，而不是由第二供电单元122供应的操作电压。
隔离单元140被配置成使用从第一供电单元121供应的操作电压和从第二供电单元122供应的操作电压进行操作。隔离单元140支持属于高压域的组件和属于低压域的组件之间的通信，同时保持从BMU 100的高压域和低压域之间的电隔离。在本公开中，“高压域”可以指地是与电池模块20电连接并且以从电池模块20供应的电能操作的部分。例如，感测单元110、第一供电单元121和通信单元130属于高压域。
“低压域”可以指除了高压域之外的从属BMU 100的剩余部分。例如，第二供电单元122和控制单元170属于低压域。
隔离单元140包括第一隔离电路141。第一隔离电路141使用从第一供电单元121供应的操作电压和从第一供电单元121供应的操作电压来中继通信单元130和控制单元170之间的通信。即，来自通信单元130的信号通过第一隔离电路141发送到控制单元170，并且来自控制单元170的信号通过第一隔离电路141发送到通信单元130。
隔离单元140还可以包括第二隔离电路142。第二隔离电路142使用从第一供电单元121供应的操作电压和从第二供电单元122供应的操作电压来中继感测单元110和控制单元170之间的通信。另外，第二隔离电路142可以中继单体平衡单元150和控制单元170之间的通信。
第一隔离电路141和第二隔离电路中的每一个包括至少一个隔离元件。隔离元件包括发送器和接收器，并且可以是在输入侧和输出侧之间具有隔离屏障的RF隔离器、光耦合器或数字隔离器。例如，当光耦合器被用作隔离元件时，发送器可以是诸如LED的光源，并且接收器可以是诸如光电二极管的光检测器。作为另一示例，当RF隔离器被用作隔离元件时，发送器可以是RF XMTR，并且接收器可以是RF RCVR。
隔离元件的发送器和接收器中的一个可以被电连接到高压域侧，而另一个可以被电连接到低压域侧。
第二隔离电路142可以包括数量等于或大于电池模块20中包括的电池单体21的数量的隔离元件。优选地，第二隔离电路142可以包括至少m+1个隔离元件。其中，m个隔离元件将表示由感测单元110输出的m个电池单体21中的每一个的电压的信号发送到控制单元170。一个剩余的隔离元件将控制单元170输出的控制信号发送到感测单元110。
单体平衡单元150被配置成响应于来自通信单元130或控制单元170的平衡命令选择性地执行包括在每个电池模块20中的多个电池单体21中的每一个的单体平衡。单体平衡单元150执行单体平衡。例如，单体平衡单元150对包括在公共电池模块20中的多个电池单体21-1～21-m中的具有比其他电池单体21更高的剩余容量的电池单体21进行放电，以均衡包括在公共电池模块20中的多个电池单体21-1～21-m之间的剩余容量。
参考图3，单体平衡单元150包括多个平衡电阻器RC和多个平衡开关SW。包括一个平衡电阻器RC和一个平衡开关SW的串联电路连接在每个电池单体21的两端之间。因此，每个电池模块20的电池单体21的数量可以等于被包括在每个单体平衡单元150中平衡开关SW的数量和平衡电阻器RC的数量。
当电池单体21-j的电压或剩余容量(j是1～m之间的自然数)高于其他电池单体21时，连接在电池单体21-j的两端之间平衡开关SW被接通，并且电池单体21的电能被平衡电阻器Rc消耗。
单体平衡单元150还可以包括多个诊断电阻器Ra、多个保护电阻器Rb和/或多个保护电容器C。
多个诊断电阻器Ra被用于检测单体平衡单元150中的故障。每个电池单体21的每个电极连接到一个诊断电阻器Ra。单体平衡单元150中的故障可以是例如，连接每个电池单体21和单体平衡单元150的电线的断开或平衡开关SW的故障。参考图3，相邻的两个电池单体21被一起连接到诊断电阻器Ra，并且因此单体平衡单元150可以包括总共m+1个诊断电阻器Ra。
多个保护电阻器Rb防止过电流流入感测单元110。每个串联电路的每一端连接到一个保护电阻器Rb。因此，单体平衡单元150可以包括总共m+1个保护电阻器Rb。
多个保护电容器C与多个保护电阻器Rb一起用作RC滤波器。RC滤波器用于滤除通过单体平衡单元150进入感测单元110的噪声(例如，电流的急剧变化)。每个保护电容器C并联连接到每个电池单体21，并且因此单体平衡单元150可以包括总共m个保护电阻器Rb。
无线通信电路132可以输出控制信号以接通或切断包括在单体平衡单元150中的每个平衡开关SW，并接收由感测单元110输出的检测信号。当每个平衡开关SW被接通或切断时，由感测单元110输出的检测信号指示的每个电池单体21的电压可以改变。因此，无线通信电路132的MCU 132b可以进行测试以基于检测信号确定每个平衡开关SW中的故障或者单体平衡单元150中的电线的断开。
控制单元170包括使用从第二供电单元122供应的电源电压进行操作的至少一个处理器和存储器171。存储器171可以包括在控制单元170中。
控制单元170可以通过第一隔离电路141可操作地连接到通信单元130，并且可以通过第二隔离电路142可操作地连接到感测单元110。当供应电源电压时，控制单元170被配置成管理包括控制单元170的从BMU 100的整体操作。
具体地，控制单元170可以基于通过第二隔离电路142从感测单元110接收的检测信号输出用于控制感测单元110的控制信号。输出以控制感测单元110的控制信号通过第二隔离电路142被发送到感测单元110。在这种情况下，控制单元170可以通过串行通信模式之一，例如串行外围接口(SPI)模式，与感测单元110通信。
在控制单元170中包括的每个处理器可以选择性地包括处理器、专用集成电路(ASIC)、芯片组、逻辑电路、寄存器、通信调制解调器和本领域已知的执行各种控制逻辑的数据处理设备。可以组合控制单元170的各种控制逻辑中的至少一个，并且可以将组合控制逻辑写入计算机可读代码系统中并记录在计算机可读记录介质中。当其能够由包括在计算机中的处理器访问时，记录介质不限于特定类型。例如，记录介质包括从由ROM、RAM、寄存器、CD-ROM、磁带、硬盘、软盘和光学数据记录设备组成的组中选择的至少一个。另外，代码系统可以被调制成载波信号并且在特定时间点被包括在通信载波中，并且可以以分布式方式在经由网络连接的计算机中存储和执行。另外，用于实现组合控制逻辑的功能程序、代码和代码段可以由本公开所属的技术领域中的程序员容易地推断。
从BMS 100可以具有一对信号端子TDO、TDI。控制单元170可以通过一对信号端子TDO、TDI与其他从BMS 100和主BMS 200执行有线通信。例如，控制单元170可以通过输入端子TDI从其他从BMS 100或主BMS 200接收信号，并且通过输出端子TDO将信号发送到主BMS200。
存储器171存储指配给包括存储器171的从BMU 100的ID。可以在制造包括存储器171的从BMU 100时指配ID。该ID可以用于每个从BMU 100执行主BMU 200的无线通信。指配给多个从BMU 100-1～100-n中的一个的ID可以与指配给每个剩余的从BMU的ID不同。
每个ID可以用于主BMU 200区分每个从BMU 100与其他从BMU 100。另外，每个ID可以指示多个电池模块20-1～20-n当中的其中安装指配有ID的从BMU 100的电池模块。
存储器171不限于特定类型，并且包括能够记录、删除、更新和读取数据的任何已知信息存储装置。例如，存储器171可以是DRAM、SDRAM、闪存、ROM、EEPROM和寄存器。存储器171可以存储定义能够由控制单元170执行的处理的程序代码。
当从第二供电单元122供应操作电压时，控制单元170可以将开关信号输出到通信单元130。相反，当停止从第二供电单元122供应操作电压时，控制单元170可以停止向通信单元130输出开关信号。这里，开关信号可以是具有预设电平的电压信号。由控制单元170输出的开关信号可以通过第二隔离电路142发送到通信单元130。
通信单元130通过第二输入端口IN2从控制单元170接收开关信号。具有预设电平的电压信号导致在第二输入端口IN2上的高于预设阈值电压的电压。
电连接到第二输入端口IN2的有线通信电路133将施加到第二输入端口IN2的电压与阈值电压进行比较。当通过天线121接收到由主BMU 200无线发送的通知信号的同时将高于阈值电压的电压施加到第二输入端口IN2时，有线通信电路133使第一输入端口IN1停用，并激活方向通信端口COM。下面将参考图4详细描述通知信号。
一旦第一输入端口IN1停用，有线通信电路133就不能通过第一输入端口IN1从感测单元110接收检测信号，直到控制单元170停止输出开关信号。
相反，在通过将高于阈值电压的电压施加到第二输入端口IN2而使第一输入端口IN1停用之后，通信单元130通过方向通信端口COM启动与控制单元170的通信。
具体地，通信单元130解调由天线131接收到的来自主BMU 200的RF信号，并且通过定向通信端口COM输出与通过解调获得的数据相对应的控制信号。从定向通信端口COM输出的控制信号通过第一隔离电路141发送到控制单元170。控制单元170可以基于从定向通信端口COM输出的控制信号控制感测单元110和单体平衡单元150中的至少一个。
同时，当通过第二隔离电路142接收由感测单元110输出的检测信号时，控制单元170通过第一隔离电路141将接收到的检测信号发送到通信单元130的定向通信端口COM。因此，通信单元130的有线通信电路133可以将通过定向通信端口COM接收到的检测信号发送到无线通信电路132，并且无线通信电路132可以通过天线131将与检测信号相对应的RF信号发送到主设备BMU 200。
图4是示出根据本公开的实施例的主BMU 200的配置的示意图。
参考图1至图4，主BMU 200可以包括存储器210、通信单元220、供电单元230以及控制单元240。
存储器210可以存储ID表。ID表包括指配给多个从BMU 100-1～100-n的每个ID。
存储器210不限于特定类型，并且包括能够记录、删除、更新和读取数据的任何已知信息存储装置。例如，存储器210可以是DRAM、SDRAM、闪存、ROM、EEPROM和寄存器。存储器210可以存储定义能够由控制单元170执行的处理的程序代码。
存储器210可以与控制单元240物理分离，或者可以与控制单元240一起集成到芯片中。
通信单元220包括主天线221和主通信电路222。主天线221和主通信电路222可操作地彼此连接。主通信电路222可以解调通过主天线221接收到的无线信号。主通信电路222可以调制信号以发送到每个从BMU 100，并且通过主天线221无线地发送经调制的信号。主天线221可以将与通过通信单元220调制的信号相对应的无线信号选择性地发送到多个从BMU 100-1～100-n中的至少一个。
供电单元230使用从至少一个电池模块20或辅助电源BAUX2供应的电能产生至少一个电源电压。由供电单元230产生的电源电压可以被供应给存储器210和通信单元220。另外，由供电单元230产生的电源电压可以被供应给包括在控制单元240中的每个处理器。
控制单元240可操作地连接到存储器210和通信单元220。控制单元240被配置成管理主BMU 200的整体操作。另外，控制单元240可以基于通过主天线221接收到的无线信号当中的与多个电池模块20-1～20-n中的每一个的感测信息相对应的无线信号来计算充电状态(SOC)和/或健康状态(SOH)。另外，控制单元240可以基于计算的SOC和/或SOH产生用于控制多个从BMU 100中的每一个的充电、放电和/或平衡的控制信号，并且通过主天线221和通信单元220将其选择性地发送到多个从BMU 100-1～100-n中的至少一个。
控制单元240包括至少一个MCU，并且每个MCU可以选择性地包括专用集成电路(ASIC)、芯片组、逻辑电路、寄存器、通信调制解调器和本领域已知的执行各种控制逻辑的数据处理设备。可以组合控制单元240的至少一个控制逻辑，并且可以将组合控制逻辑写入计算机可读代码系统中并记录在计算机可读记录介质中。当其能够由包括在计算机中的处理器访问时，记录介质不限于特定类型。例如，记录介质包括从由ROM、RAM、寄存器、CD-ROM、磁带、硬盘、软盘和光学数据记录设备组成的组中选择的至少一个。另外，代码系统可以被调制成载波信号并且在特定时间点被包括在通信载波中，并且可以以分布式方式在经由网络连接的计算机中存储和执行。另外，用于实现组合控制逻辑的功能程序、代码和代码段可以由本公开所属的技术领域中的程序员容易地推断。
参考图1至图4，在多个从BMU 100-1～100-n中的每一个使用无线通信电路132将测试预设项目的结果无线发送到外部之后，包括电池管理系统30的电池组10可以被安装在指定对象(例如，电动车辆)中。此后，电池管理系统30可以根据来自指定对象中设置的上级控制单元1的命令单独管理多个电池模块20-1～20-n。
当主BMU 200第一次从上级控制单元1接收到点火信号时，主BMU 200可以将通知信号发送到多个从BMU 100-1～100-n。点火信号可以用于通知包括电池管理系统30的电池组10正常安装在指定对象中并且能够根据来自上级控制单元1的命令操作。另外，通知信号可以用于向多个从BMU 100-1～100-n通知已经开始使用电池组10。
上级控制单元1从主BMU 200接收由主BMU 200收集的多个电池模块100-1～100-n的状态信息。另外，上级控制单元1向主BMU 200输出用于基于从主BMU 200接收到的多个电池模块100-1～100-n的状态信息来控制电池管理系统30的各种命令。
在每个从BMU 100的通信单元130接收到通知信号之前，通信单元130的天线131和无线通信电路132仅执行向外部无线地发送测试与电池模块20有关的至少一个项目的结果的功能。相反，在每个从BMU 100的通信单元130接收到通知信号之后，通信单元130的天线131和无线通信电路132可以执行向/从其它从BMU 100和/或主BMU 200无线地发送和接收与电池模块20有关的信号的功能。
多个从BMU 100-1～100-n中的每一个可以选择性地使用有线网络和无线网络执行与主BMU 200或上级控制单元1的通信。
当所有多个从BMU 100-1～100-n和主BMU 200能够正常操作时，它们可以经由诸如菊花链DC的有线网络与主BMU 200通信，并且当主BMU 200中的故障发生时，可以经由无线网络将与电池模块20有关的信息直接发送到上级控制单元1。
主BMU 200可以经由有线网络和/或无线网络向多个从BMU 100-1～100-n发送指示有线网络拥塞级别和/或无线网络拥塞级别的信息。当有线网络拥塞级别超过阈值时，多个从BMU 100-1～100-n可以使用无线网络与主BMU 200通信。相反，当无线网络拥塞级别超过阈值时，多个从BMU 100-1～100-n可以使用有线网络与主BMU 200通信。
上文描述的本公开的实施例不是仅通过装置和方法实现，并且可以通过实现与本公开的实施例的配置相对应的功能的程序或者具有记录在其上的程序的记录介质来实现，并且本领域的技术人员可以从前面描述的实施例的公开内容中容易地实现此实施方式。
虽然已经关于有限数量的实施例和附图在上文中描述本公开，但是本公开不限于此，并且对于本领域的技术人员来说显而易见的是，可以在本公开的技术方面和所附权利要求的等同范围内对其进行各种修改和变化。
另外，在不脱离本公开的技术方面的情况下，本领域的技术人员可以对本文所述的本公开进行许多替换、修改和变化，并且本公开不限于上述实施例和附图，并且每个实施例可以被部分地或全部地选择性地组合以允许各种修改。
<附图标记的列表>
10：电池组
20：电池模块
21：电池单体
30：电池管理系统
100：从BMU
110：感测单元
121：第一供电单元
122：第二供电单元
130：通信单元
140：隔离单元
200：主BMU

Claims (10)

1.一种电池管理单元，所述电池管理单元用于包括多个电池单体的电池模块，所述电池管理单元包括：
感测单元，所述感测单元电连接到所述多个电池单体，并且被配置成检测所述多个电池单体中的每一个的电压并且输出包括表示所检测到的电压的电压信息的检测信号；
第一供电单元，所述第一供电单元被配置成使用所述电池模块的模块电压产生第一操作电压；以及
通信单元，所述通信单元使用所述第一操作电压进行操作，所述通信单元包括天线、无线通信电路和第一输入端口，并且被配置成通过所述第一输入端口从所述感测单元接收所述检测信号，基于所述检测信号测试至少一个预设项目，并且通过所述天线和所述无线通信电路输出指示所述测试的结果的RF信号。
2.根据权利要求1所述的电池管理单元，还包括：
第二供电单元，所述第二供电单元具有电源端子，并且被配置成当电源连接到所述电源端子时将所述电源的电源电压转换成第二操作电压；和
控制单元，所述控制单元使用所述第二操作电压进行操作，并且被配置成基于所述检测信号输出用于控制所述感测单元的控制信号。
3.根据权利要求2所述的电池管理单元，还包括：
隔离单元，所述隔离单元使用所述第一操作电压和所述第二操作电压进行操作，
其中，所述隔离单元包括第一隔离电路，所述第一隔离电路被配置成中继所述通信单元和所述控制单元之间的通信。
4.根据权利要求3所述的电池管理单元，其中，所述隔离单元还包括：
第二隔离电路，所述第二隔离电路使用所述第一操作电压和所述第二操作电压进行操作，并且被配置成中继所述感测单元和所述控制单元之间的通信。
5.根据权利要求4所述的电池管理单元，其中，所述第二隔离电路包括：
数量等于或大于包括在所述电池模块中的电池单体的数量的隔离元件。
6.根据权利要求5所述的电池管理单元，其中，所述隔离元件是数字隔离器、光耦合器或RF隔离器。
7.根据权利要求1所述的电池管理单元，其中，所述感测单元和所述通信单元经由UART模式彼此通信。
8.根据权利要求2所述的电池管理单元，其中，所述感测单元和所述控制单元经由SPI模式彼此通信。
9.根据权利要求2所述的电池管理单元，其中，所述控制单元被配置成当供应所述第二电源电压时向所述通信单元输出开关信号，并且
所述通信单元还包括第二输入端口，并且被配置成当通过所述第二输入端口接收到所述开关信号时，使所述第一输入端口停用。
10.一种电池组，包括：
根据权利要求1至9中的任意一项所述的电池管理单元。
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