CN110546849B - 无线电池管理系统和使用其保护电池组的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种无线电池管理系统和用于使用该无线电池管理系统保护电池组的方法。电池组包括多个电池模块和至少一个继电器。无线电池管理系统包括：多个从控制器，其一对一地电气耦合到多个电池模块；以及主控制器，其无线地耦合到每个从控制器，以便能够与每个从控制器通信。每个从控制器测量与其电气耦合的电池模块的操作参数。当测量的操作参数在预定的正常范围之外时，每个从控制器将故障信号无线地发送到主控制器。当接收到故障信号时，主控制器关断至少一个继电器。

Description

无线电池管理系统和使用其保护电池组的方法
技术领域
本公开涉及一种无线电池管理系统和用于使用该无线电池管理系统保护电池组的方法。
本申请要求于2017年11月24日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2017-0158539的优先权，其公开内容通过引用并入本文。
背景技术
近来，对诸如笔记本电脑、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、用于能量存储的蓄电池、机器人和卫星的广泛开发，正在对能够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，在它们中锂二次电池具有很少记忆效果或没有记忆效果，并且因此由于锂二次电池的自由充电和放电、非常低的自放电率和高能量密度的优点，锂二次电池比镍基二次电池得到更多关注。
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，和多个电池控制器。每个电池控制器监测和控制电池控制器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。为了有效地管理电池组中包括的每个电池模块的状态，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控制器和控制多个从控制器的整体操作的主控制器。
在该实例中，可以提供无线电池管理系统，其中在多个从控制器和主控制器之间建立无线通信。为了使无线电池管理系统保护每个电池模块，每个从控制器需要适当地将指示每个电池模块的状态监测结果的信号无线地发送到主控制器。在负责每个从控制器的用于与主控制器进行无线通信的无线通信功能的片上射频系统(RF-SOC)的误操作的情况下，即使由每个从控制器适当地监测每个电池模块的状态，也不可能将指示监测结果的信号发送到主控制器。
发明内容
技术问题
本公开旨在提供一种无线电池管理系统，其包括多个从控制器和无线地耦合到每个从控制器以便能够与每个从控制器通信的主控制器。
本公开还旨在提供一种用于在从控制器的无线通信单元的误操作的情况下保护电池组中包括的每个电池模块免受过电压、欠电压和/或过温的无线电池管理系统，以及用于使用该无线电池管理系统保护电池组的方法。
本公开的这些和其他目的和优点通过以下描述将被理解，并且根据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可以通过所附权利要求中阐述的装置及其组合来实现。
技术方案
用于实现上述目的的本公开的各种实施例如下。
根据本公开的实施例的用于保护包括多个电池模块和至少一个继电器的电池组的无线电池管理系统包括一对一地电气耦合到多个电池模块的多个从控制器，和无线地耦合到每个从控制器以便能够与每个从控制器通信的主控制器。每个从控制器包括：感测单元，其被配置为测量电池模块的操作参数；电源单元，其被配置为使用存储在电池模块中的电能输出操作电压；无线通信单元，其被配置为使用操作电压将指示测量的操作参数的感测信号无线地发送到主控制器；以及可操作地耦合到感测单元、电源单元和无线通信单元的控制单元。控制单元被配置为当测量的操作参数在预定的正常范围之外时向无线通信单元输出第一控制信号。无线通信单元被配置为当从控制单元接收到第一控制信号时将故障信号无线地发送到主控制器。主控制器被配置为当从多个从控制器中的至少一个从控制器接收到故障信号时关断至少一个继电器。
控制单元可以被配置为当测量的操作参数在预定的安全范围之外时向电源单元输出第二控制信号。安全范围可以宽于正常范围。
电源单元可以被配置为当从控制单元接收到第二控制信号时停止输出操作电压以使与主控制器的无线通信功能去激活。电源单元可以包括：转换器，其被配置为将电池模块的模块电压转换为操作电压；以及开关，其电气耦合在转换器和无线通信单元之间，并且被配置为在开关处于接通状态时将来自转换器的操作电压供应给无线通信单元。响应于第二控制信号，开关可以被关断。
主控制器可以被配置为计算多个从控制器中能够与主控制器无线通信的从控制器的数量。主控制器可以被配置为当计算的数量等于或小于阈值数量时关断至少一个继电器。
主控制器可以被配置为每次每个从控制器的无线通信功能被确定为去激活时增加每个从控制器的计数。主控制器可以被配置为当增加的计数大于阈值计数时关断至少一个继电器。
主控制器可以被配置为当计算的数量大于阈值数量时，基于计算的数量来确定阈值计数。
操作参数可以是电池模块的温度或电池模块中包括的每个电池单体的单体电压。
根据本公开的另一实施例的电池组包括无线电池管理系统。
一种用于保护包括多个电池模块和至少一个继电器的电池组的方法包括：通过每个从控制器，测量电池模块的操作参数；通过每个从控制器，使用存储在电池模块中的电能将指示测量的操作参数的感测信号无线地发送到主控制器；当测量的操作参数在预定的正常范围之外时，通过每个从控制器将故障信号无线地发送到主控制器；当测量的操作参数在预定的安全范围之外时，通过每个从控制器使每个从控制器的无线通信功能去激活，安全范围宽于正常范围；以及，当从多个从控制器中的至少一个从控制器接收到故障信号或者当多个从控制器中的至少一个从控制器的无线通信功能被去激活达与阈值计数对应的时间或更长时间时，通过主控制器关断至少一个继电器。
有益效果
根据本公开的至少一个实施例，可以移除多个从控制器与主控制器之间的有线通信所需的物理组件(例如，电缆)，从而改进电池组的空间效率并减少由物理组件中的缺陷引起的故障。
另外，根据本公开的至少一个实施例，可以在从控制器的无线通信单元的误操作的情况下，保护在电池组中包括的电池模块免受过电压、欠电压和/或过温。
本公开的效果不限于上述效果，并且本领域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
附图说明了本公开的优选实施例，并且与本公开的以下详细描述一起用于提供对本公开的技术方面的进一步理解，因此本公开不应被解释为限于附图。
图1是示出根据本公开的实施例的无线电池管理系统以及包括该无线电池管理系统的电池组的示例性配置的示意性视图。
图2是示出图1中所示的从控制器的示例性配置的示意性视图。
图3是示出图1中所示的主控制器的示例性配置的示意性视图。
图4和5是示出根据本公开的另一实施例的用于保护电池组的示例性过程的流程图。
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，应当理解，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，而是在允许发明人适当地定义术语以获得最佳解释的原则的基础上，基于与本公开的技术方面对应的含义和概念来解释。
因此，本文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，因此应该理解的是，在提交申请时可以对其进行各种其他的等同和修改。
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得本公开的关键主题模糊时，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区分各种元件当中的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”指定所述元件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他元件。另外，本文使用的术语<控制单元>指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来实现。
此外，在整体说明书中，将进一步理解，当一个元件被称为“连接到”另一个元件时，它可以直接连接到其他元件，或者可以存在中间元件。
图1是示出根据本公开的实施例的无线电池管理系统30以及包括该无线电池管理系统30的电池组10的示例性配置的示意性视图。
参考图1，电池组10包括多个电池模块201～20n、至少一个继电器Relay1、Relay2、和无线电池管理系统30。每个电池模块20可包括至少一个电池单体(参见图2的'21')。无线电池管理系统30包括多个从控制器1001～100n和主控制器200。电池组10可以被安装在电动车辆中以供应驱动电动车辆的电动马达所需的电力。
多个从控制器1001～100n一对一地电气耦合到电池组10中包括的多个电池模块201～20n。
从控制器100i(i＝1～n)电气连接到多个电池模块201～20n中的电池模块20i。从控制器100i测量与电池模块20i的状态相关联的操作参数(例如，模块电压、单体电压、温度)，并执行用于控制电池模块20i的状态的各种功能(例如，平衡)。操作参数可以被称为“特征值”。每个功能可以由从控制器100i基于电池模块20i的状态直接执行，或者可以根据来自主控制器200的命令执行。
主控制器200可以无线地耦合到多个从控制器1001～100n中的每一个，以便能够与多个从控制器1001～100n中的每一个无线地通信。主控制器200接收从多个从控制器1001～100n中的每一个无线地发送的感测信号或故障信号。另外，主控制器200基于感测信号无线地发送用于控制多个从控制器1001～100n中的至少一个的状态的命令。另外，主控制器200可以基于故障信号将至少一个继电器Relay1、Relay2从接通状态转换到关断状态。
图2是示出根据本公开的实施例的从控制器的示例性配置的示意性视图。
参考图2，从控制器100i可以包括感测单元110、无线通信单元120、电源单元130和控制单元140。
感测单元110被配置为测量电池模块20i的操作参数。为此，感测单元110包括电压测量电路和温度测量电路中的至少一个。电压测量电路被配置为测量电池模块20i的模块电压和/或电池模块20i中包括的每个电池单体21的单体电压。模块电压对应于电池模块20i的最高电位和最低电位之间的差。温度测量电路被配置为使用温度传感器111测量电池模块20i的温度。
无线通信单元120包括天线121和无线通信电路122。天线121和无线通信电路122可操作地彼此连接。无线通信电路122解调通过天线121接收的无线信号。另外，无线通信电路122可以调制从控制单元提供的信号并将它提供给天线121。天线121可以将与通过无线通信电路122调制的信号对应的无线信号发送到主控制器200。
电源单元130使用存储在电池模块20i中的电能输出操作电压(例如，3.3V)。电源单元130包括转换器131和开关132。开关132电气耦合在转换器131和无线通信单元120之间，并且被配置为选择性地断开/闭合从转换器131到无线通信单元120的电源通道。转换器131将电池模块20i的模块电压转换为操作电压。由转换器131产生的操作电压可以通过开关132输出到无线通信单元120。详细地，当在开关132被接通时通过开关132将来自转换器131的操作电压提供给无线通信单元120时，使用操作电压激活无线通信单元120。相反，当在开关132被关断时未通过开关132将来自转换器131的操作电压提供给无线通信单元120时，无线通信单元120去激活。当然，即使在开关132被关断时，也可以将通过电源单元130产生的操作电压供应给感测单元110和控制单元140。
控制单元140包括至少一个处理器141和存储器142，并且可操作地连接到感测单元110、无线通信单元120和电源单元130。控制单元140被配置为管理包括控制单元140的从控制器100i的整体操作。
控制单元140中包括的存储器142存储分配给从控制器100i的ID。ID可以用于从控制器100i以与主控制器200执行无线通信。在该实例中，分配给多个从控制器100i的ID可以与分配给其他从控制器的ID不同。因此，ID可以用于主控制器200以将从控制器100i与其他从控制器区分开。
控制单元140中包括的存储器142不限于特定类型，并且包括能够记录、擦除、更新和读取数据的任何已知信息存储装置。例如，控制单元140中包括的存储器142可以是DRAM、SDRAM、闪存120、ROM、EEPROM和寄存器。控制单元140中包括的存储器142可以存储定义能够由控制单元140执行的过程的程序代码。
同时，控制单元140中包括的存储器142可以与控制单元140物理分离，或者可以与控制单元140一起集成到芯片中。
控制单元140将来自感测单元110的感测信号提供给无线通信单元120。感测信号指示由感测单元110测量的电池模块20i的操作参数。因此，无线通信单元120可以通过天线121将与来自感测单元110的感测信号对应的无线信号发送到主控制器200。
控制单元140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、通信调制解调器和执行各种控制逻辑的本领域已知的数据处理设备。可以组合控制单元140的各种控制逻辑中的至少一个，并且可以将组合的控制逻辑写入计算机可读编码系统中并记录在计算机可读记录介质中。记录介质不限于特定类型，并且包括能够由计算机中包括的处理器访问的任何类型。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，编码系统可以被调制为载波信号并且在特定时间点包括在通信载波中，并且可以以分布式方式被在经由网络连接的计算机上存储和执行。另外，用于实现组合的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。
图3是示出图1中所示的主控制器200的示例性配置的示意性视图。
参照图3，主控制器200可包括继电器驱动单元210、通信单元220、电源单元230和控制单元240。
继电器驱动单元210单独控制电池组10中包括的至少一个继电器Relay1、Relay2。如图所示，继电器Relay1可以被安装在电池组10的正端子P+侧的高电流路径上，并且继电器Relay2可以被安装在负端子P-侧的高电流路径上。继电器驱动单元210可以包括用于每个继电器的继电器驱动电路211、212。继电器驱动电路211通过将具有与来自控制单元240的命令对应的占空比的开关信号S1输出到继电器Relay1来接通或关断继电器Relay1。继电器驱动电路212通过将具有与来自控制单元240的命令对应的占空比的另一开关信号S2输出到继电器Relay2来接通或关断继电器Relay2。
通信单元220包括天线221、无线通信电路222和有线通信电路223。无线通信电路222可操作地连接到天线221和有线通信电路223中的每一个。无线通信电路222可以解调通过天线221接收的无线信号。另外，无线通信电路222可以调制要发送到从控制器100i的信号，并且通过天线222无线地发送调制的信号。天线221可以将与由通信单元220调制的信号对应的无线信号发送到从控制器100i。有线通信电路223耦合到外部设备2，以便能够与外部设备2双向通信。有线通信电路223将从外部设备2接收的信号有线地发送到控制单元240。另外，有线通信电路223将从控制单元240接收的信号有线地发送到外部设备2。在该实例中，有线通信电路223和外部设备2可以使用控制器网络区域(CAN)彼此通信。
电源单元230使用从外部电源3(例如，电动车辆的铅酸电池)供应的电能来产生操作电压。由电源单元230产生的操作电压可以被供应给继电器驱动单元210、通信单元220和/或控制单元240。
控制单元240包括至少一个处理器241和存储器242，并且可操作地连接到通信单元220。控制单元240中包括的存储器242可以具有预存储在其中的ID表。ID表包括分配给多个从控制器1001～100n的每个ID。存储器242不限于特定类型，并且包括能够记录、擦除、更新和读取数据的任何已知信息存储装置。例如，存储器242可以是DRAM、SDRAM、闪存120、ROM、EEPROM和寄存器。存储器242可以存储定义能够由控制单元240执行的过程的程序代码。
控制单元240中包括的存储器242可以与控制单元240物理分离，并且可以与控制单元240一起集成到芯片中。
控制单元240被配置为管理主控制器200的整体操作。另外，控制单元240可以基于通过天线221接收的无线信号中的与从多个从控制器1001～100n中的每一个无线地接收的感测信号对应的无线信号，计算多个从控制器1001～100n中的每一个控制器的充电状态(SOC)和/或健康状态(SOH)。另外，控制单元240可以确定用于基于所计算的SOC和/或SOH控制多个从控制器1001～100n中的每一个的充电、放电和/或平衡的命令，并且将所确定的命令单独地发送到多个从控制器1001～100n。
控制单元240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、通信调制解调器和执行各种控制逻辑的本领域已知的数据处理设备。可以组合控制单元240的各种控制逻辑中的至少一个，并且可以将组合的控制逻辑写入计算机可读编码系统中并记录在计算机可读记录介质中。记录介质不限于特定类型，并且包括能够由计算机中包括的处理器访问的任何类型。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，编码系统可以被调制为载波信号并且在特定时间点包括在通信载波中，并且可以以分布式方式在经由网络连接的计算机上存储和执行。另外，用于实现组合的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。
图4和图5是示出根据本公开的另一实施例的用于保护电池组的示例性过程的流程图。可以以预定的时间间隔重复地执行图4和5所示的过程。
参照图4，在步骤S400中，从控制器100i测量电池模块20i的操作参数。如上所述，操作参数可以是电池模块20i中包括的每个电池单体的单体电压或电池模块20i的温度。
在步骤S410中，从控制器100i确定测量的操作参数是否在预定的正常范围内。正常范围是不会对电池模块20i中包括的每个电池单体21的寿命产生预定的水平或更高的不利影响的使用范围，并且可以通过实验预先确定。在示例中，当单体电压高于第一电压上限(即，过电压)或低于比第一电压上限低的第一电压下限(即，欠电压)时，测量的操作参数被确定为在正常范围之外，并且在其他情况下，测量的操作参数被确定为在正常范围内。在另一示例中，当电池模块20i的温度高于第一温度上限或低于比第一温度上限低的第一温度下限时，测量的操作参数被确定为在正常温度之外，并且在其他情况下，测量的操作参数被确定为在正常范围内。当步骤S410的值为“是”时，执行步骤S420。相反，当步骤S410的值为“否”时，执行步骤S440。
在步骤S420中，从控制器100i将第一值(例如，0)分配给电池模块20i的状态标志。第一值指示电池模块20i在没有误操作(例如，过电压、欠电压、过温)的情况下使用。具有第一值的状态标志被存储在控制单元140中包括的存储器142中。
在步骤S430中，从控制器100i将指示电池模块20i的测量的操作参数的感测信号无线地发送到主控制器200。在该实例中，可以从电池模块20i向从控制器100i供应将感测信号无线地发送到主控制器200所需的电能。
在步骤S440中，从控制器100i确定分配给电池模块20i的状态标志的值是否等于第二值(例如，1)。将第二值分配给状态标志意指测量的操作参数在根据图4的先前过程中已经在正常范围之外。当步骤S440的值为“是”时，执行步骤S450。相反，当步骤S440的值为“否”时，执行步骤S470。作为参考，步骤S440的值为“否”意指分配给状态标志的值是第一值。
在步骤S450中，从控制器100i确定测量的操作参数是否在预定的安全范围内。安全范围被定义为其中使用电池模块20i中包括的每个电池单体21而没有爆炸风险的范围，并且通过实验预先确定。安全范围比正常范围宽。也就是说，正常范围可以是安全范围的一部分。在示例中，当单体电压高于比第一电压上限高的第二电压上限或低于比第一电压下限低的第二电压下限时，测量的操作参数被确定为在安全范围之外。在另一示例中，当电池模块20i的温度高于比第一温度上限高的第二温度上限时，测量的操作参数被确定为在安全范围之外。当步骤S450的值为“是”时，执行步骤S460。相反，当步骤S450的值为“否”时，执行步骤S480。
同时，仅当在根据图4的先前过程中测量的操作参数已经在正常范围之外，并且在根据图4的当前过程中测量的操作参数在比正常范围宽的安全范围之外时，步骤S450的值为“否”。当由于从控制器100i的无线通信单元120的误操作，在下面描述的步骤S460中故障信号没有从从控制器100i无线地发送到主控制器200时，可能发生该问题。
在步骤S460中，从控制器100i将故障信号无线地发送到主控制器200。故障信号指示电池模块20i的状态是异常的。详细地，当步骤S450的值为“是”时，控制单元140输出第一控制信号。当无线通信单元120从控制单元140接收第一控制信号时，无线通信单元120使用来自电源单元120的操作电压将故障信号无线地发送到主控制器200。可以周期性地将故障信号无线地发送到主控制器200直到电池模块20i的操作参数在正常范围内。
在步骤S470中，从控制器100i将第二值分配给电池模块20i的状态标志。这是因为在步骤S410中测量的操作参数被确定为在正常范围之外。在步骤S470之后，执行步骤S460。
在步骤S480中，从控制器100i使无线通信功能去激活。这是因为如上所述从控制器100i的无线通信单元120发生故障的高可能性。
详细地，从控制器100i的控制单元140将第二控制信号输出到电源单元130。当电源单元130从控制单元140接收第二控制信号时，电源单元130停止输出操作电压到无线通信单元120以使从控制器100i与主控制器200的无线通信功能去激活。例如，当开关132响应于第二控制信号而被关断时，阻断从转换器131到无线通信单元120的电源通道。由于如果电源单元130没有输出操作电压，无线通信单元120不能操作，则通过步骤S480，从控制器100i不无线地连接到主控制器200。
参照图5，在步骤S500中，主控制器200确定从控制器100i的无线通信功能是否被激活。例如，主控制器200可以将检查信号无线地发送到从控制器100i，并且当主控制器200无线地接收来自从控制器100i的对检查信号的响应信号时，确定从控制器100i的无线通信功能被激活。当步骤S500的值为“是”时，执行步骤S505。相反，当步骤S500的值为“否”时，执行步骤S540。
在步骤S505中，主控制器200可以将第三值(例如，0)分配给从控制器100i的通信标志。第三值指示从控制器100i的无线通信功能被激活。
在步骤S510中，主控制器200将从控制器100i的计数初始化。可以通过根据图5的先前过程将计数存储在存储器242中。初始化的计数可以是0。初始化之前的计数为1或更大意指在根据图5的先前过程的S500中与从控制器100i的无线通信被确定为是不可能的。
在步骤S520中，主控制器200确定是否从从控制器100i接收故障信号。当步骤S520的值为“是”时，执行步骤S530。相反，当步骤S520的值为“否”时，根据图5的过程结束。
在步骤S530中，主控制器200控制至少一个继电器Relay1、Relay2以关断至少一个继电器Relay1、Relay2。例如，控制单元240可以通过将输出到继电器Relay1或继电器Relay2的开关信号S1、S2中的至少一个的占空比设置为0％来将所有电池模块201～20n与电池组10的正端子P+或负端子P-电分离。因此，电池组10中包括的所有电池模块201～20n的充电和放电同时停止，从而保护电池模块20i免于过充电、过放电和过温。
在步骤S540中，主控制器200计算多个从控制器1001～100n中能够与主控制器200无线通信的从控制器的数量。例如，n＝10，即，当从控制器的总数是10并且与主控制器200的无线通信断开的从控制器的数量是3时，能够与主控制器200无线通信的从控制器的数量是7。控制单元240可以将每个从控制器的通信标志中具有第三值的通信标志的数量确定为能够与主控制器200无线通信的从控制器的数量。
在步骤S550中，主控制器200确定计算的数量是否大于阈值数量。阈值数量可以是预定的值，并且指示阈值数量的数据可以被预存储在存储器242中。当步骤S550的值为“是”时，执行步骤S560。相反，当步骤S550的值为“否”时，执行步骤S530。本领域技术人员将容易理解，步骤S550的值为“否”意指计算的数量等于或小于阈值数量。
在步骤S560中，主控制器200确定阈值计数。控制单元240可以基于计算的数量确定阈值计数。计算的数量和阈值计数可以成比例关系。例如，当计算的数量是A时，阈值计数可以是a，并且当计算的数量是大于A的B时，阈值计数可以是大于a的b。控制单元240的存储器242可以存储查找表，其中预定义计算的数量和阈值计数之间的相关性，并且控制单元240可以通过参考查找表根据计算的数量确定阈值计数。
替代地，主控制器200可以使用存储在控制单元240中包括的存储器242中的给定固定值作为阈值计数，并且在这种情况下，可以省略步骤S560。
在步骤S570中，主控制器200将从控制器100i的计数增加预定的值(例如，1)。这是因为在步骤S500中从控制器100i的无线通信功能被确定为去激活。也就是说，每次确定从控制器100i的无线通信功能被确定为去激活时，控制单元240可以增加从控制器100i的计数。
在步骤S580中，主控制器200确定增加的计数是否大于阈值计数。以预定的时间间隔重复地执行根据图4和5的每个过程。因此，增加的计数大于阈值计数意指从控制器100i的无线通信功能连续地去激活达比对应于阈值计数的时间更长的时间。当步骤S580的值为“是”时，执行步骤S590。相反，当步骤S580的值为“否”时，根据图5的过程结束。
在步骤S590中，主控制器200可以将第四值(例如，1)分配给从控制器100i的通信标志。第四值指示由于从控制器100i的无线通信单元120发生故障的高可能性，从控制器100i的无线通信功能通过从控制器100i强制去激活。分配有第三值和第四值中的一个的通信标志可以存储在存储器242中。在步骤S590之后，执行步骤S530。
当从控制器100i的无线通信单元120由于来自外部的噪声等而临时错误地操作时，步骤S580的值可以是“否”。因此，有利地，由于主控制器200对从控制器100i的无线通信功能的去激活的灵敏响应，至少一个继电器Relay1、Relay2不会被频繁地超过必要地关断。
以上描述的本公开的实施例不是仅通过装置和方法实现的，并且可以通过实现与本公开的实施例的配置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，本领域技术人员可以从前面描述的实施例的公开容易地实现该实施方式。
虽然已经关于有限数量的实施例和附图在上文中描述了本公开，但是本公开不限于此，并且对于本领域技术人员显而易见的是，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改变。
另外，在不脱离本公开的技术方面的情况下，本领域技术人员可以对上文描述的本公开进行许多替换、修改和改变，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部分地或全部地选择性地组合以允许各种修改。
参考标号的描述
10：电池组
20：电池模块
30：无线电池管理系统
100：从控制器
200：主控制器

Claims (14)

1.一种用于保护包括多个电池模块和至少一个继电器的电池组的无线电池管理系统，所述无线电池管理系统包括：
多个从控制器，所述多个从控制器一对一地电气耦合到所述多个电池模块；以及
主控制器，所述主控制器无线地耦合到每个从控制器，以便能够与每个从控制器通信，
其中，每个从控制器包括：
感测单元，所述感测单元被配置为测量所述电池模块的操作参数；
电源单元，所述电源单元被配置为使用存储在所述电池模块中的电能输出操作电压；
无线通信单元，所述无线通信单元被配置为使用所述操作电压将指示所测量的操作参数的感测信号无线地发送到所述主控制器；以及
控制单元，所述控制单元可操作地耦合到所述感测单元、所述电源单元和所述无线通信单元，
所述控制单元被配置为当所测量的操作参数先前已经被确定为在预定的正常范围之外，并且所测量的操作参数在预定的安全范围内时，向所述无线通信单元输出第一控制信号，
所述无线通信单元被配置为当从所述控制单元接收到所述第一控制信号时将故障信号无线地发送到所述主控制器，并且
所述主控制器被配置为当从所述多个从控制器中的至少一个从控制器接收到所述故障信号时关断所述至少一个继电器。
2.根据权利要求1所述的无线电池管理系统，其中，所述控制单元被配置为当所测量的操作参数在所述预定的安全范围之外时向所述电源单元输出第二控制信号，所述安全范围宽于所述正常范围，并且
所述电源单元被配置为当从所述控制单元接收到所述第二控制信号时，停止输出所述操作电压以使与所述主控制器的无线通信功能去激活。
3.根据权利要求2所述的无线电池管理系统，其中，所述电源单元包括：
转换器，所述转换器被配置为将所述电池模块的模块电压转换为所述操作电压；以及
开关，所述开关电气耦合在所述转换器和所述无线通信单元之间，并且被配置为在所述开关处于接通状态时将来自所述转换器的所述操作电压供应给所述无线通信单元，并且
响应于所述第二控制信号，所述开关被关断。
4.根据权利要求1所述的无线电池管理系统，其中，所述主控制器被配置为：
计算所述多个从控制器中能够与所述主控制器无线通信的从控制器的数量，以及
当所计算的数量等于或小于阈值数量时，关断所述至少一个继电器。
5.根据权利要求4所述的无线电池管理系统，其中，所述主控制器被配置为：
每次每个从控制器的无线通信功能被确定为去激活时，增加每个从控制器的计数，以及
当所增加的计数大于阈值计数时，关断所述至少一个继电器。
6.根据权利要求5所述的无线电池管理系统，其中，所述主控制器被配置为当所计算的数量大于所述阈值数量时，基于所计算的数量来确定所述阈值计数。
7.根据权利要求1所述的无线电池管理系统，其中，所述操作参数是所述电池模块的温度、所述电池模块的模块电压、或所述电池模块中包括的每个电池单体的单体电压。
8.一种包括根据权利要求1至7中任一项所述的无线电池管理系统的电池组。
9.一种使用用于包括多个电池模块和至少一个继电器的电池组的无线电池管理系统保护所述电池组的方法，所述无线电池管理系统包括：一对一地电气耦合到所述多个电池模块的多个从控制器；以及，无线地耦合到每个从控制器以便能够与每个从控制器通信的主控制器，所述方法包括：
通过每个从控制器，测量所述电池模块的操作参数；
通过每个从控制器，使用存储在所述电池模块中的电能将指示所测量的操作参数的感测信号无线地发送到所述主控制器；
当所测量的操作参数先前已经被确定为在预定的正常范围之外，并且所测量的操作参数在预定的安全范围内时，通过每个从控制器将故障信号无线地发送到所述主控制器；
当从所述多个从控制器中的至少一个从控制器接收到所述故障信号时，通过所述主控制器关断所述至少一个继电器。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括：
当所测量的操作参数在所述预定的安全范围之外时，通过每个从控制器，使与所述主控制器的无线通信功能去激活，所述安全范围宽于所述正常范围。
11.根据权利要求9所述的方法，还包括：
通过所述主控制器，计算所述多个从控制器中能够与所述主控制器无线通信的从控制器的数量，以及
当所计算的数量等于或小于阈值数量时，通过所述主控制器，关断所述至少一个继电器。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括：
每次每个从控制器的无线通信功能被确定为去激活时，通过所述主控制器，增加每个从控制器的计数，以及
当所增加的计数大于阈值计数时，通过所述主控制器，关断所述至少一个继电器。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括：
当所计算的数量大于所述阈值数量时，通过所述主控制器，基于所计算的数量来确定所述阈值计数。
14.根据权利要求9所述的方法，其中，所述操作参数是所述电池模块的温度、所述电池模块的模块电压、或所述电池模块中包括的每个电池单体的单体电压。
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