CN110945742B - 将id分配给多个从管理模块的无线电池控制系统、方法和电池组 - Google Patents

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Abstract

提供无线电池控制系统、方法以及电池组。该系统包括:主设备;以及多个从设备,其被顺序地定位在距主设备的不同距离处。当主设备进入ID分配模式时无线地发送准备信号。当在待机模式下的操作期间从主设备或其他从设备无线地接收到准备信号时,每个从设备将准备信号的接收信号强度指示符(RSSI)无线地发送到主设备。主设备将与操作计数相关联的ID无线地发送给已经无线地发送准备信号的RSSI当中的最大RSSI的从设备,并且将操作计数增加1。

Description

将ID分配给多个从管理模块的无线电池控制系统、方法和电 池组
技术领域
本公开涉及一种无线电池控制系统、方法和电池组,并且更具体地,涉及一种用于将与每个从管理模块的位置相关联的ID顺序地分配给多个从管理模块的无线电池控制系统、方法和电池组。
本申请要求于2018年2月22日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2018-0021224和2019年2月13日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2019-0016885的优先权,其公开内容通过引用合并在此。
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,并且随着电动汽车、储能蓄电池、机器人和卫星的广泛发展,对可以重复地再充电的高性能电池正在进行许多研究。
目前,市售电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂电池等,其中锂电池几乎没有或没有记忆效应,并且因为它们具有可自由充电和放电、极低的自放电率和高能量密度的优点,因此与镍基电池相比越来越受到关注。
用于诸如电动车辆的需要大容量和高电压的装置的电池组通常包括串联连接的多个电池模块和多个管理模块。每个管理模块也称为电池管理系统(BMS),并且监测和控制每个管理模块所管理的电池模块。为了有效地管理包括在电池组中的每个电池模块的状态,公开具有多从结构的电池控制系统。具有多从结构的电池控制系统包括:多个从管理模块,其被安装以监测每个电池模块的状态;和主管理模块,其整体地控制多个从管理模块。为了使主管理模块从每个从管理模块收集每个电池模块的状态信息并将每个电池模块的控制命令发送到每个从管理模块,应为每个从管理模块分配ID,该ID指示其中每个从管理模块管理所在的电池模块在多个电池模块之中的顺序。
专利文献1公开一种主设备,其将ID顺序地分配给多个从设备。然而,在主设备和每个从设备之间的有线连接的前提下执行根据专利文献1的ID分配方法,因此存在断线的风险和很大的空间限制。
(专利文献1)韩国专利公开No.10-2011-0013747(2011年2月10日公布)
发明内容
技术问题
本公开被设计以解决上述问题,并且因此,本公开针对提供一种无线电池控制系统、方法和电池组,其用于根据多个从管理模块各自被定位的物理位置来无线地分配ID。
本公开的这些和其他目的和优点可以通过以下描述来理解,并且根据本公开的实施例将变得显而易见。此外,将容易理解,本公开的目的和优点可以通过所附权利要求书中阐述的手段及其组合来实现。
技术解决方案
根据本公开的一个方面的用于包括多个电池模块的电池组的无线电池控制系统被提供用于包括第一至第N电池模块的电池组。N是2以上的自然数。该无线电池控制系统包括主管理模块和第一至第N从管理模块,该第一至第N从管理模块被配置成监测第一至第N电池模块中的每个的状态。第一至第N从管理模块被顺序地定位使得距主管理模块的距离彼此不同。当主管理模块进入ID分配模式时,主管理模块被配置成初始化操作计数,并且被配置成无线地发送准备信号。当每个从管理模块在待机模式下的操作期间从主管理模块或其他从管理模块无线地接收准备信号时,每个从管理模块被配置成将准备信号的接收信号强度指示符(RSSI)无线地发送到主管理模块。主管理模块被配置成将与操作计数相关联的ID无线地发送到第一至第N从管理模块中的、已经无线地发送准备信号的RSSI当中的最大RSSI的一个。每个从管理模块被配置成响应于接收到从主管理模块无线地发送给其的ID,无线地发送准备信号并被配置成终止待机模式。主管理模块被配置成每次主管理模块向每个从管理模块无线地发送ID时,将操作计数增加1。
每个从管理模块可以包括第一从天线和第二从天线。第一从天线可以被定位成比第二从天线更接近于主管理模块。
每个从管理模块可以被配置成通过第一从天线无线地接收准备信号。每个从管理模块可以被配置成通过第一从天线无线地接收ID。每个从管理模块可以被配置成通过第一从天线无线地发送准备信号的RSSI。每个从管理模块可以被配置成通过第二从天线无线地发送准备信号。
被定位为彼此相邻的两个从管理模块中的一个从管理模块的第一从天线和其中的另一个从管理模块的第二从天线可以被定位在预定距离内。
第一至第N从管理模块中的、被定位为最接近于主管理模块的一个的第一从天线可以被定位在距主管理模块的主天线的预定距离内。
主管理模块可以被配置成,当最大RSSI等于或小于阈值RSSI时,确定操作计数是否等于目标值。主管理模块可以被配置成当操作计数等于目标值时,终止ID分配模式。
主管理模块可以被配置成,当最大RSSI等于或小于阈值RSSI时,确定操作计数是否等于目标值。主管理模块可以被配置成,当操作计数不等于目标值时,无线地发送复位信号。每个从管理模块可以被配置成,响应于复位信号,使已经分配给其自身的ID无效。
每个从管理模块可以被配置成响应于接收到从主管理模块无线地发送到每个从管理模块的ID,无线地发送响应信号。每个从管理模块可以被配置成,将由其他从管理模块无线地发送的响应信号的RSSI无线地发送到主管理模块。主管理模块可以被配置成,当由第一至第N从管理模块当中的、以第k个的顺序被分配有ID的从管理模块无线地发送响应信号时,从第一到第k-1从管理模块中的每个无线地接收响应信号的RSSI。k为2以上且N以下的自然数。主管理模块可以被配置成,当从第一至第k-1从管理模块中的每个无线地接收到的响应信号的RSSI中的最大一个等于从第k-1从管理模块无线地接收到的响应信号的RSSI时,将操作计数增加1。
主管理模块可以被配置成,当从第一至第k-1从管理模块中的每个接收到的响应信号的RSSI中的最大一个不等于从第k-1从管理模块中接收到的响应信号的RSSI时,无线地发送复位信号。每个从管理模块可以被配置成响应于复位信号使已经分配给其自身的ID无效。
根据本公开的另一方面的电池组包括无线电池控制系统。
根据本公开的另一方面的方法是用于将ID顺序分配给被定位使得距主管理模块的距离彼此不同的第一至第N从管理模块。N是2以上的自然数。该方法包括,当主管理模块进入ID分配模式时由主管理模块初始化操作计数并且无线地发送准备信号;由主管理模块从处于待机模式的每个从管理模块无线地接收准备信号的RSSI;当准备信号的RSSI当中的最大RSSI大于阈值RSSI时,由主管理模块将与操作计数相关联的ID无线地发送到第一至第N从管理模块中的、已经无线地发送最大RSSI的一个;以及每次主管理模块向每个从管理模块无线地发送ID时,由主管理模块将操作计数增加1。
方法还可以包括,当最大RSSI等于或小于阈值RSSI时,由主管理模块确定操作计数是否等于目标值。当操作计数等于目标值时,ID分配模式可能会结束。
该方法还可以包括,当最大RSSI等于或小于阈值RSSI时,由主管理模块确定操作计数是否等于目标值;和当操作计数不等于目标值时,由主管理模块无线地发送复位信号。每个从管理模块可以被配置成响应于复位信号而使分配给其自身的ID无效。
方法还可以包括,当由第一至第N从管理模块当中的、以第k个的顺序被分配有ID的从管理模块无线地发送响应信号时,由主管理模块从第一至第k-1从管理模块中的每个无线地接收响应信号的RSSI;和当从第一个至第k-1从管理模块中的每个无线地接收到的响应信号的RSSI中的最大一个等于从第k-1从管理模块无线地接收到的响应信号的RSSI时,由主管理模块将操作计数增加1。k为2以上且N以下的自然数。每个从管理模块可以被配置成响应于接收到从主管理模块无线地发送给其自身的ID,无线地发送响应信号。每个从管理模块可以被配置成将由其他从管理模块无线地发送的响应信号的RSSI无线地发送到主管理模块。
该方法还可以包括,当从第一至第k-1从管理模块中的每个无线地接收到的响应信号的RSSI中的最大一个不等于从第k-1从管理模块无线地接收到的响应信号的RSSI时,由主管理模块无线地发送复位信号。每个从管理模块可以被配置成响应于复位信号而使已经分配给其自身的ID无效。
本发明的作用
根据本公开的实施例中的至少一个,可以将ID无线地分配给顺序地定位在距主管理模块不同距离处的多个从管理模块。因此,与需要在主管理模块和每个从管理模块之间的有线连接的传统ID分配方法相比,不存在电缆的断连风险,并且可以增强空间利用。
另外,根据本公开的实施例中的至少一个,能够通过选择性地使用被设置在每个从管理模块中以使得距主设备的距离彼此不同的两个天线来抑制在无线地分配ID的过程中的信号干扰。
此外,根据本公开的实施例中的至少一个,每当向每个从设备分配ID时,就可以验证是否以多个从管理模块的物理顺序来分配ID。
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这些和其他效果。
附图说明
附图图示本公开的优选实施例,并且与以下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被解释为限于附图。
图1是示出根据本公开的实施例的包括无线电池控制系统的电池组的配置的示例性图。
图2是示出图1的从管理模块的配置的示例性图。
图3是示出根据本公开的另一实施例的包括无线电池控制系统的电池组的配置的示例性图。
图4是示出图3的从管理模块的配置的示例性图。
图5是示出用于将ID顺序地分配给包括在无线电池控制系统中的多个从管理模块的方法的流程图。
图6和图7是示出用于将ID顺序地分配给包括在无线电池控制系统中的多个从管理模块的另一方法的流程图。
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,应该理解的是,说明书和所附权利要求书中使用的术语或单词不应被解释为限于一般含义和词典含义,而是在允许发明人适当定义术语以进行最佳解释的原则的基础上,基于与本发明的技术方面相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是本公开的最优选实施例,并且不旨在完全地描述本公开的技术方面,因此应理解,可以在提交申请时对其进行各种其他等同和修改。
另外,在描述本公开时,当认为相关的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”等的序数的术语,用于在各种元件中将一个元件与另一个元件区分开,但是并不旨在通过这些术语来限制这些元件。
除非上下文另外明确地指出,否则将会理解,在本说明书中使用时术语“包括”或“包含”指定存在所述元件,但是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>是指具有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地或组合地实现。
此外,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是示出包括根据本公开的实施例的无线电池控制系统30的电池组10的配置的示例性图;并且图2是示出图1的从管理模块的配置的示例性图。
参考图1,电池组10包括多个电池模块20_1~20_N(N是等于或大于2的自然数)和无线电池控制系统30。电池组10可以安装在电动车辆中,并且可以供应驱动电动车辆的电动机所需的电力。
多个电池模块20_1~20_N被串联或串联并联连接。每个电池模块20包括至少一个电池单体21。
无线电池控制系统30包括主管理模块100和多个从管理模块200_1~200_N。在下文中,为了便于描述,将主管理模块100称为“主设备”,而将从管理模块200称为“从设备”。
主设备100被配置成整体地控制电池组10。主设备100可操作地耦合到多个从管理模块200_1~200_N。主设备100可以经由诸如控制器局域网(CAN)的有线网络与外部主控制器(例如,电动车辆的电子控制单元(ECU))通信。
主设备100包括主天线MA,并且可以通过主天线MA与多个从设备200_1~200_N中的每个无线地通信。
多个从设备200_1~200_N一对一地电连接到多个电池模块20_1~20_N。当i=1~(N-1)时,从设备200_i连接到电池模块20_i,并且被配置成监测电池模块20_i和包括在电池模块20_i中的每个电池单体21的状态。另外,从设备200_i将指示电池模块20_i的所监测的状态的数据无线地发送到主设备100。主设备100可以被配置成基于从多个从设备200_1~200_N无线地收集到的数据来诊断每个电池模块20和每个从设备200是正常还是异常。
多个从设备200_1~200_N被顺序地定位,使得距主设备100的距离彼此不同。即,参考图1,从设备200_i被定位为比被定位为与从设备200_i相邻的从设备200_i+1更接近主设备100。可以说,从设备200_i被定位在从设备200_i+1的上游侧,并且从设备200_i+1被定位在从设备200_i的下游侧。
参考图2,从设备200_i包括感测单元210、无线通信电路220、一个从天线SA_i和控制单元230。
感测单元210包括电压测量电路211和温度传感器212。感测单元210还可包括电流传感器。电压测量电路211包括至少一个电压传感器。电压测量电路211测量电池模块20的模块电压。电压测量电路211可以测量包括在电池模块20中的每个电池单体21的单体电压。电压测量电路211将指示所测量的模块电压和单体电压的电压信号发送到控制单元230。温度传感器212被定位在距电池模块20的预定距离内,并且将指示电池模块20的温度的温度信号发送到控制单元230。电流传感器被安装在电池组10的充电/放电电流路径上,并测量在电池组10的充电/放电期间流动的电流,并将指示所测量的电流的电流信号发送到控制单元230。
无线通信电路220被连接到从天线SA_i。无线通信电路220可以通过使用RF片上系统(SoC)的硬件来实现。无线通信电路220可以通过从天线SA_i向主设备100或其他从设备200无线地发送数据,或者从主设备100或其他从设备200无线地接收数据。参考图1,从设备200_i的从天线SA_i被定位为比从设备200_i+1的从天线SA_i+1更接近主设备100的主天线MA。可以说,从设备200_i的从天线SA_i被定位在从设备200_i+1的从天线SA_i+1的上游侧,并且从设备200_i+1的从天线SA_i+1被定位在从设备200_i的从天线SA_i的下游侧。结果,当主设备100无线地发送准备信号时,由在待机模式下操作的多个从设备200_1~200_N检测到的准备信号的接收信号强度指示符(RSSI)彼此不同。
控制单元230可以可操作地耦合到感测单元210和无线通信电路220,并且可以单独地控制感测单元210和无线通信电路220中的每个的操作。控制单元230可以通过使用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑设备(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、微处理器和用于执行其他功能的电气单元中的至少一个的硬件来实现。存储设备可以被嵌入在控制单元230中,并且该存储设备可以包括例如RAM、ROM、寄存器、硬盘、光学记录介质或磁性记录介质。存储器设备可以存储、更新和/或擦除程序,该程序包括由控制单元230执行的各种类型的控制逻辑和/或在执行控制逻辑时创建的数据。
无线通信电路220被配置成响应于通过从天线SA_i无线地接收的来自主设备100或其他从设备200的信号来选择性地执行预设功能中的至少一个。
当通过从天线SA_i接收到准备信号时,无线通信电路220可以测量所接收到的准备信号的RSSI。无线通信电路220可以通过从天线SA_i将所测量的RSSI无线地发送到主设备100。在说明书中,RSSI的无线传输可以指代指示RSSI的信号的无线传输。当通过从天线SA_i接收到ID时,无线通信电路220可以将所接收到的ID存储在控制单元230中,并且将响应信号无线地发送到主设备100。响应信号是用于向主设备100报告该ID已被无线地正确接收的信号。
多个从设备200_1~200_N中的每个可以在待机模式下操作直到其ID被主设备100分配为止,并且响应于从主设备100无线接收到其自身的ID而终止待机模式。多个从设备200_1~200_N被配置成在待机模式下的操作期间测量从主设备100或其他从设备200无线地接收到的准备信号的RSSI,并且将所测量的准备信号的RSSI无线地发送到主设备100。相反,多个从设备200_1~200_N中的每个可以被配置成当未在待机模式下操作时——即,已经从主设备100分配有其ID时,不测量从主设备100或其他从设备200无线地接收到的准备信号的RSSI。
从设备200_i可以将要发送到主设备100的数据与指示其唯一信息(例如,地址、序列号)的数据进行组合,并在待机模式下操作期间通过从天线SA_i将所组合的数据无线地发送到主设备100,因为未从主设备100分配用于从设备200_i的ID。当主设备100从由从设备200_i无线地发送的信号中提取唯一信息时,甚至在将用于从设备200_i的ID分配给从设备200_i之前,主设备100可以识别从设备200_i。
如本文中所使用的术语“操作计数”可以指代每当满足预定条件时由主设备100更新使得将不同的ID顺序地分配给多个从设备200_1~200_N的值。
下面将会描述由图1中所示的无线电池控制系统30内的主设备100将ID顺序地分配给多个从设备200_1~200_N的处理。
随着ID分配模式的开始,主设备100初始化操作计数,并通过主天线MA无线地发送准备信号。从主天线MA无线地发送的准备信号可以由多个从设备200_1~200_N中的至少一个通过从天线SA_1~SA_N接收。
在待机模式下操作的多个从设备200_1~200_N中的每个测量来自于主设备100的准备信号的RSSI,并将所测量的RSSI无线地发送到主设备100。然后,主设备100确定来自于多个从设备200_1~200_N中的每个的RSSI当中的最大RSSI。因为从设备200_1最接近于主设备100,所以如果在从设备200_1中未发生故障,则由从设备200_1无线地发送的RSSI将被确定为最大RSSI。主设备100将与当前操作计数相关联的ID分配给已经无线地发送最大RSSI的从设备200_1,并且将所分配的ID无线地发送到从设备200_1。从设备200_1将来自主设备100的ID存储在其存储设备中,然后将响应信号无线地发送到主设备100,并且终止待机模式。响应信号指示用于从设备200_1的ID被正常分配给从设备200_1。主设备100响应于从从设备200_1接收到响应信号而将操作计数增加1。
在从设备200_1通过从天线SA_1向主设备100无线地发送响应信号之后,从设备200_1代替主设备100通过从天线SA_1无线地发送准备信号。
然后,在待机模式下操作的从设备200_2~200_N中的每个测量来自从设备200_1的准备信号的RSSI,并将所测量的RSSI无线地发送到主设备100。然后,主设备100确定来自从设备200_2~200_N中的每个的RSSI当中的最大RSSI。因为从设备200_2最接近于从设备200_1,所以如果在从设备200_2中未发生故障,则由从设备200_2无线地发送的RSSI将被确定为最大RSSI。主设备100将与当前操作计数相关联的ID分配给已经无线地发送最大RSSI的从设备200_2,并且将所分配的ID无线地发送到从设备200_2。从设备200_2将来自主设备100的ID存储在其存储设备中,向主设备100无线地发送响应信号,并终止待机模式。由从设备200_2发送的响应信号指示用于从设备200_2的ID被正常分配给从设备200_2。主设备100响应于从从设备200_2接收到响应信号而将操作计数增加1。
以这种方式,由主设备100将不同的ID顺序地分配给其余的从设备200_3~200_N。最后一次被分配有ID的从设备200_N通过从天线SA_N无线地发送准备信号。但是,在当从设备200_N无线地发送准备信号时的时间点处,所有从设备200_1~200_N终止待机模式。因此,主设备100不能接收大于阈值RSSI的RSSI。
当主设备100无法接收到大于阈值RSSI的RSSI时,主设备100检查操作计数是否等于目标值。目标值可以是预定自然数,并且例如可以等于N。如上所述,因为每当ID分配完成一次则操作计数增加1,当ID被正常分配给所有从设备200_1~200_N时,操作计数将等于目标值。当操作计数等于目标值时,主设备100可以结束ID分配模式。
相反,当未接收到大于阈值RSSI的RSSI,但是操作计数不等于目标值时,代替终止ID分配模式,主设备100可以向所有从设备200_1~200_N无线地发送复位信号,并重启ID分配模式。响应于来自主设备100的复位信号,已经被分配有ID的每个从设备200可以使存储在其中的存储设备中的ID无效,并重新进入待机模式。
图3是示出包括根据本公开的另一实施例的无线电池控制系统30的电池组10的配置的示例性图,并且图4是示出图3的从管理模块的配置的示例性图。
参考图3和图4,与图1和图2不同,当i=1~(N-1)时,从设备200_i包括两个从天线SA1_i、SA2_i,这是主要不同,并且对于相同的组件,这里省略冗余描述。
从设备200_i包括感测单元210、无线通信电路220、第一从天线SA1_i、第二从天线SA2_i和控制单元230。无线通信电路220连接到第一从天线SA1_i和第二从天线SA2_i。无线通信电路220可以通过选择性地使用第一从天线SA1_i和第二从天线SA2_i中的至少一个来将数据无线地发送到主设备100或其他从设备200,或者从主设备100或其他从设备200无线地接收数据。
参考图3,从设备200_i的第一从天线SA1_i被定位为比从设备200_i+1的第一从天线SA1_i+1更接近主设备100。另外,从设备200_i的第二从天线SA2_i被定位为比从设备200_i+1的第二从天线SA2_i+1更接近主设备100。可以说,从设备200_i的第一从天线SA1_i和第二从天线SA2_i被定位在从设备200_i+1的第一从天线SA1_i+1和第二从天线SA2_i+1的上游侧处,并且从设备200_i+1的第一从天线SA1_i+1和第二从天线SA2_i+1被定位在从设备200_i的第一从天线SA1_i和第二从天线SA2_i的下游侧处。
另外,从设备200_i的第一从天线SA1_i被定位为比第二从天线SA2_i更接近主设备100。可以说,从设备200_i的第一从天线SA1_i被定位在第二从天线SA2_i的上游侧处,并且第二从天线SA2_i被定位在第一从天线SA1_i的下游侧处。结果,由多个从设备200_1~200_N中的至少两个无线地接收到的准备信号的RSSI可以彼此不同。
被定位为彼此相邻的两个从设备(例如,200_i和200_i+1)当中,被定位在上游侧处的从设备200_i的第二从天线SA2_i和被定位在下游侧处的从设备200_i+1的第一从天线SA1_i+1被定位为在预定距离(例如,5cm)内彼此面对。另外,被定位为最接近主设备100的从设备200-1的第一从天线SA1_1和主设备100的主天线MA可以被定位为在预定距离内彼此面对。
从设备200_i可以根据将被无线地发送或已被无线地接收的信号选择性地激活第一从天线SA1_i和第二从天线SA2_i中的任何一个。当第一从天线SA1_i和第二从天线SA2_i中的任何一个被激活时,另一个可以被禁用。
从设备200_i可以通过第一从天线SA1_i无线地接收准备信号。例如,通过从设备200_i的第一从天线SA1_i无线地接收的准备信号可以是由被定位在从设备200_i或主设备100的上游侧处的从设备200_1~200_i-1中的一个无线地发送的准备信号。
从设备200_i可以测量无线地接收到的准备信号的RSSI,并且通过第一从天线SA1_i将所测量的RSSI无线地发送到主设备100。
从设备200_i可以通过第一从天线SA1_i从主设备100无线地接收ID。从设备200_i可以存储无线地接收到的ID,并且通过第一从天线SA1_i将响应信号无线地发送到主设备100。响应信号是用于向主设备100报告用于从设备200_i的ID被正常无线地接收的信号。另外,当从设备200_i从主设备100接收到ID时,从设备200_i可以在存储所接收的ID的同时或单独地终止待机模式。
在从设备200_i通过第一从天线SA1_i将响应信号无线地发送到主设备100之后,从设备200_i代替主设备100通过第二从天线SA2_i无线地发送准备信号。例如,通过从设备200_i的第二从天线SA2_i无线地发送的准备信号可以被无线地发送到被定位在从设备200_i的下游侧处的从设备200_i+1~200_N。
在下文中,将描述向包括在图3中所示的无线电池控制系统30中的多个从设备200_1~200_N顺序地分配ID的示例性处理。
随着ID分配模式开始,主设备100初始化操作计数(例如,操作计数=1),并且通过主天线MA无线地发送准备信号。通过多个从设备200_1~200_N中的至少一个的第一从天线SA1接收由主天线MA无线地发送的准备信号。
当i=1~(N-1)时,从设备200_i在待机模式下的操作期间测量来自主设备100的准备信号的RSSI,并通过第一从天线SA1_i将所测量的RSSI无线地发送到主设备100。
然后,主设备100确定来自多个从设备200_1~200_N中的每个的RSSI当中的最大RSSI。因为从设备200_1最接近于主设备100,所以如果在从设备200_1中未发生故障,则由从设备200_1无线地发送的RSSI将被确定为最大RSSI。主设备100将与当前操作计数相关联的ID分配给已经无线地发送最大RSSI的从设备200_1,并且将分配的ID无线地发送到从设备200_1。从设备200_1通过第一从天线SA1_1从主设备100无线地接收ID,将接收到的ID存储在其中的存储设备中,通过第一从天线SA1_1向主设备100无线地发送响应信号,并终止待机模式。响应信号指示用于从设备200_1的ID被正常分配给从设备200_1。主设备100响应于来自于从设备200_1的响应信号的接收而将操作计数增加1。
在从设备200_1通过第一从天线SA1_1将响应信号无线地发送到主设备100之后,从设备200_1通过第二从天线SA2_1无线地发送准备信号。在待机模式下操作的从设备200_2~200_N中的每个测量来自从设备200_1的准备信号的RSSI,并且通过第一从天线SA1将所测量的RSSI无线地发送到主设备100。然后,主设备100确定来自从设备200_2~200_N中的每个的RSSI当中的最大RSSI。因为从设备200_2最接近于从设备200_1,所以如果在从设备200_2中未发生故障,则由从设备200_2无线地发送的RSSI将被确定为最大RSSI。主设备100将与当前操作计数相关联的ID分配给已经无线地发送最大RSSI的从设备200_2,并且将分配的ID无线地发送到从设备200_2。从设备200_2通过第一从天线SA1_2从主设备100接收ID,将所接收的ID存储在其中的存储设备中,通过第一从天线SA1_2向主设备100无线地发送响应信号,并终止待机模式。由从设备200_2发送的响应信号指示用于从设备200_2的ID被正常分配给从设备200_2。主设备100响应于从从设备200_2接收到响应信号而将操作计数增加1。
以这种方式,由主设备100向剩余的从设备200_3~200_N顺序地分配不同的ID。最后一次分配有ID的从设备200_N通过第二从天线SA2_N无线地发送准备信号。
当主设备100进入ID分配模式时,如下所述的图5和图6的方法可以开始。主设备100可以响应于来自外部设备(例如,电动车辆的ECU)的命令而进入ID分配模式。在下文中,假设在当主设备100进入ID分配模式时的时间点,多个从设备200_1~200_N全部处于待机模式。
图5是示出用于向无线电池控制系统30中包括的多个从管理模块顺序地分配ID的方法的流程图。
参考图1至图5,在步骤S500中,主设备100初始化操作计数。初始化的操作计数具有预设值(例如,1)。操作计数的值与在多个从设备200_1~200_N当中的、将被分配有ID的从设备(例如,200_k)的物理顺序相关联。
在步骤S505中,主设备100无线地发送准备信号。可以通过广播方法无线地发送准备信号。在步骤S505中无线地发送的准备信号可以由处于待机模式的从设备200_1~200_N中的每个无线地接收。处于待机模式的每个从设备响应于接收到准备信号而将准备信号的RSSI无线地发送到主设备100。
在步骤S510中,主设备100从在待机模式下操作的每个从设备200无线地接收准备信号的RSSI。当操作计数的值为k时,(N-k)个从设备200将在待机模式下操作。RSSI可以通过单播方法从每个从设备200无线地发送到主设备100。参考图1至图4,因为从设备200_i比从设备200_i+1更接近主设备100的主天线MA,所以将容易理解,由从设备200_i接收到的准备信号的RSSI将大于由从设备200_i+1接收到的准备信号的RSSI。
在步骤S515中,主设备100确定从处于待机模式的每个从设备200无线地接收的RSSI当中的最大RSSI。例如,当操作计数的值为k时,主设备100无线地接收最多(N-k)个RSSI。主设备100可以通过比较在步骤S510中无线地接收的RSSI来确定(N-k)个RSSI当中的最大值。当所有从设备200_1~200_N不在待机模式下操作时,多个从设备200_1~200_N均不将RSSI无线地发送到主设备100。因此,当未无线地接收到RSSI时,主设备100可以确定最大RSSI为0。
在步骤S520中,主设备100确定最大RSSI是否大于阈值RSSI。当(i)对所有多个从设备200_i~200_N的ID分配完成或(ii)在准备信号或RSSI的传输/接收期间发生错误时,最大RSSI可以等于或小于阈值RSSI。当步骤S520的值为“是”时,执行步骤S530。当步骤S520的值为“否”时,执行步骤S560。
在步骤S530中,主设备100将ID无线地发送到已经无线地发送最大RSSI的一个从设备200。由主设备100无线地发送的每个ID对应于当前操作计数,并且是指示多个从设备200_i~200_N之间的相对位置关系的信息。即,ID指示多个从设备200_i~200_N中的每个接近或远离主设备200的顺序。主设备100可以基于由主设备100分配给每个从设备200的ID来识别每个从设备200管理多个电池模块20中的哪一个。已经从主设备100无线地接收到ID的从设备200可以无线地发送准备信号,并终止待机模式。例如,当从设备200_i无线地接收ID时,从设备200_i将ID存储在其中的存储设备中,并且将响应信号无线地发送到主设备100。随后,从设备200_i可以通过广播方法将准备信号无线地发送到从设备200_i+1~200_N,并终止待机模式。由从设备200_i无线地发送的准备信号可以由仍在待机模式下操作的其余从设备接收。因此,在主设备100进入ID分配模式并且将ID初始地分配给多个从设备200_1~200_N中的一个(例如,200_1)之后,由最近被分配ID的从设备200而不是主设备100无线地发送准备信号。
在步骤S540中,主设备100从已经无线地发送最大RSSI的一个从设备200无线地接收响应信号。主设备100对响应信号的无线地接收指示用于已经无线地发送最大RSSI的一个从设备的ID被正常分配。
当从从设备200_1至从设备200_i顺序分配ID时,剩余的从设备200_i+1~200_N中的每个可以将从从设备200_i无线地接收到的准备信号的RSSI无线地发送到主设备100。
在步骤S550中,主设备100响应于接收到响应信号而将操作计数增加1。在执行步骤S550之后,该方法可以返回到步骤S510。因为每次将ID分配给每个从设备200将操作计数增加1,所以可以将不同的ID分配给多个从设备200_1~200_N。
在步骤S560中,主设备100确定操作计数是否等于目标值。目标值对应于无线电池控制系统30中包括的从设备200_1~200_N的总数N。当将ID分配给所有多个从设备200_1~200_N时,操作计数等于目标值。相反,当尚未将ID分配给至少一个从设备时,操作计数小于目标值。作为步骤S520的值和步骤S560的值两者的“否”指示在准备信号或RSSI的传输/接收期间发生错误。当步骤S560的值为“是”时,主设备100的ID分配模式结束。当步骤S560的值为“否”时,执行步骤S570。
在步骤S570中,主设备100向多个从设备200_1~200_N无线地发送复位信号。可以通过广播方法将复位信号无线地发送到所有多个从设备200_1~200_N。响应于复位信号,每个从设备200可以使已经分配给其自身的ID无效,并进入待机模式。当方法在步骤S570之后返回到步骤S500时,可以重新开始向多个从设备200_1~200_N的ID分配。
图6和图7是示出用于向无线电池控制系统30中包括的多个从管理模块顺序地分配ID的另一方法的流程图。
参考图3、图4、图6和图7,在步骤S600中,主设备100初始化操作计数。初始化的操作计数可以等于预定自然数(例如,1)。
在步骤S605中,主设备100无线地发送准备信号。可以通过广播方法无线地发送准备信号。在步骤S605中无线地发送的准备信号可以由处于待机模式的多个从设备200_1~200_N中的至少一个的第一从天线SA1或第二从天线SA2无线地接收。多个从设备200_1~200_N中的至少一个响应于待机模式下的准备信号的接收通过第一从天线SA1将准备信号的RSSI无线地发送到主设备100。
在步骤S610中,主设备100从属于第一组的从设备200_k~200_N中的至少一个无线地接收准备信号的RSSI。在步骤S610中,主设备100可以无线地接收最多(N-k+1)个RSSI。被用于描述图6的方法的符号“k”指示操作计数。第一组包括在多个从设备200_1~200_N当中的、尚未分配有ID的从设备200_k~200_N。例如,当操作计数为1时,多个从设备200_1~200_N可以全部属于第一组。在另一示例中,当操作计数为3时,仅多个从设备200_1~200_N当中的从设备200_3~200_N可以属于第一组。
在步骤S615中,主设备100确定与第一组相关联的最大RSSI。详细地,主设备100确定来自于属于第一组的从设备200_k~200_N中的至少一个的准备信号的RSSI当中的最大RSSI。当在步骤S610中由主设备100接收到至少两个RSSI时,可以将至少两个RSSI中的最大一个确定为与第一组相关联的最大RSSI。当在步骤S610中由主设备100仅接收到一个RSSI时,可以将所接收到的RSSI确定为与第一组相关联的最大RSSI。当在步骤S610中不存在由主设备100接收到的准备信号的RSSI时,与第一组相关联的最大RSSI可以被确定为0。
参考图3,当x=1~N-1,y=2~N,x<y时,因为从设备200_x比从设备200_y更接近于主设备100的主天线MA,所以由从设备200_x接收到的准备信号的RSSI大于由从设备200_y接收到的准备信号的RSSI是正常的。然而,由于来自外部的噪声等,可能发生异常情况,其中由从设备200_x接收到的准备信号的RSSI等于或小于由从设备200_y接收到的准备信号的RSSI。因此,有必要验证与在步骤S615中确定的第一组相关联的最大RSSI是否等于由属于第一组的从设备200_k~200_N当中的、最接近于主设备100的从设备200_k检测到的RSSI。
在步骤S620中,主设备100确定与第一组关联的最大RSSI是否大于阈值RSSI。当(i)对所有多个从设备200_1~200_N的ID分配完成或(ii)在准备信号或RSSI的传输/接收等中发生任何问题(例如,信号干扰)时,与第一组相关联的最大RSSI等于或小于阈值RSSI。当步骤S620的值为“是”时,执行步骤S630。当步骤S620的值为“否”时,执行步骤S660。
在步骤S630中,主设备100将ID无线地发送到已经无线地发送与第一组相关联的最大RSSI的从设备200_m。在步骤S630中无线地发送的ID与操作计数k相关联,并且可以被称为“第k个ID”。从设备200_m必须是属于第一组的从设备200_k~200_N中的一个。从设备200_m可以将在步骤S630中由主设备100无线地发送的ID存储在其中的存储设备中,并且可以通过广播方法无线地发送响应信号。随后,从设备200_m可以代替主设备100通过广播方法无线地发送准备信号,并且终止待机模式。因为第一组的从设备200_k~200_N当中的从设备200_k最接近于主设备100,所以可以说仅当从设备200_m是从设备200_k时才恰当地分配ID。通过如下所述的步骤S642、S644、S646和S648验证从设备200_m是否为从设备200_k。
由从设备200_m无线地发送的响应信号可以由主设备100和属于第二组的从设备200_1~200_k-1接收。属于第二组的从设备200_1~200_k-1中的每个可以通过其第二从天线SA2从从设备200_m无线地接收响应信号,检测所接收到的响应信号的RSSI,并且通过其第一从设天线SA1向主设备100无线地发送所检测的所接收到的响应信号的RSSI。第二组的从设备200_1~200_k-1被定位在第k从设备200_k的上游。
由从设备200_m无线地发送的准备信号可以由属于第一组的从设备200_k+1~200_N接收。因此,在由主设备100分配用于从设备200_1的ID之后,最近被分配有ID的从设备200_m代替主设备100无线地发送准备信号。因此,第一组的从设备200_k+1~200_N中的至少一个可以将由从设备200_m无线地发送的准备信号的RSSI无线地发送到主设备100。
在步骤S640中,主设备100从已经无线地发送与第一组相关联的最大RSSI的从设备200_m无线地接收响应信号。
在步骤S642中,主设备100确定操作计数是否等于1。当步骤S642的值为“否”时,执行步骤S644。当步骤S642的值为“是”时,执行步骤S650。
在步骤S644中,主设备100从属于第二组的从设备200_1~200_k-1中的每个无线地接收响应信号的RSSI。
在步骤S646中,主设备100确定与第二组相关联的最大RSSI。详细地,主设备100将从属于第二组的从设备200_1~200_k-1中的每个无线地接收到的响应信号的RSSI中的最大一个确定为与第二组相关联的最大RSSI。
在步骤S648中,主设备100确定从第k-1从设备200_k-1无线地接收的响应信号的RSSI是否等于与第二组相关联的最大RSSI。当步骤S648的值为“是”时,执行步骤S650。当步骤S648的值为“否”时,可以执行步骤S670。
在步骤S650中,主设备100将操作计数k增加1。在执行步骤S650之后,该方法可以返回到步骤S610。因为每当将ID顺序地分配给多个从设备200_1~200_N时将操作计数增加1,所以可以将不同的ID分配给多个从设备200_1~200_N。
在步骤S660中,主设备100确定操作计数是否等于目标值。目标值可以是比无线电池控制系统30中包括的从设备200_1~200_N的总数N大1的自然数。当将ID分配给所有多个从设备200_1~200_N时,操作计数等于目标值。相反,当尚未将ID分配给至少一个从设备(例如,200_N)时,操作计数小于目标值。作为步骤S620的值和步骤S660的值两者的“否”指示在向从设备200_k分配第k个ID期间发生错误。当步骤S660的值为“否”时,执行步骤S670。当步骤S660的值为“是”时,该方法结束。
在步骤S670中,主设备100无线地发送复位信号。复位信号可以通过广播方法无线地发送到多个从设备200_1~200_N。响应于复位信号,多个从设备200_1~200_N中的每个可以使已经分配给其自身的ID无效,并进入待机模式。当方法在步骤S670之后返回到步骤S600时,可以重新开始对多个从设备200_1~200_N的ID分配。
每次主设备100无线地发送复位信号时,主设备100可以一起将复位计数增加1。当复位计数达到预定故障值时,主设备100可以将错误消息发送到外部设备,或者停止对多个电池模块20_1~20_N进行充电/放电。该错误消息指示不可能向多个从设备200_1~200_N顺序地分配ID。
上面描述的本公开的实施例不仅通过装置和方法来实现,并且可以通过执行与本公开的实施例的配置相对应的功能的程序或在其上记录有程序的记录介质来实现,并且,本领域的技术人员可以从上述实施例的公开中容易地实现这种实施方式。
尽管以上已经针对有限数量的实施例和附图描述本公开,但是本公开不限于此,并且对于本领域的技术人员而言显而易见的是,可以在本公开的技术方面和随附的权利要求的等效范围内对其进行各种修改和改变。
另外,因为在不背离本公开的技术方面的情况下本领域的技术人员可以对在上文描述的本公开做出许多替换、修改和改变,所以本公开不限于上述实施例以及附图,并且一些或全部实施例可以被选择性地组合以允许各种修改。
<附图标记的描述>
10:电池组
20:电池模块
30:无线电池控制系统
100:主管理模块
200:从管理模块

Claims (15)

1.一种用于包括第一至第N电池模块的电池组的无线电池控制系统,所述无线电池控制系统包括:
主管理模块;和
第一至第N从管理模块,所述第一至第N从管理模块被配置成监测所述第一至第N电池模块中的每个的状态,其中,所述第一至第N从管理模块被顺序地定位使得距所述主管理模块的距离彼此不同,
其中,当所述主管理模块进入ID分配模式时,所述主管理模块被配置成初始化操作计数,并且被配置成无线地发送准备信号,
当每个从管理模块在待机模式下的操作期间从所述主管理模块或其他从管理模块无线地接收所述准备信号时,每个从管理模块被配置成将所述准备信号的接收信号强度指示符RSSI无线地发送到所述主管理模块,
所述主管理模块被配置成将与所述操作计数相关联的ID无线地发送到所述第一至第N从管理模块中的、已经无线地发送所述准备信号的RSSI当中的最大RSSI的从管理模块,
每个从管理模块被配置成响应于接收到从所述主管理模块无线地发送给该从管理模块的ID,代替所述主管理模块无线地发送所述准备信号并被配置成终止所述待机模式,
所述主管理模块被配置成每次所述主管理模块向每个从管理模块无线地发送ID时,将所述操作计数增加1,并且
N是2以上的自然数。
2.根据权利要求1所述的无线电池控制系统,其中,每个从管理模块包括:
第一从天线;和
第二从天线,并且
其中,所述第一从天线被定位成比所述第二从天线更接近于所述主管理模块。
3.根据权利要求2所述的无线电池控制系统,其中,每个从管理模块被配置成:
通过所述第一从天线无线地接收所述准备信号,
通过所述第一从天线无线地接收所述ID,
通过所述第一从天线无线地发送所述准备信号的RSSI,以及
通过所述第二从天线无线地发送所述准备信号。
4.根据权利要求2所述的无线电池控制系统,其中,被定位为彼此相邻的两个从管理模块中的一个从管理模块的第一从天线和其中的另一个从管理模块的第二从天线被定位在预定距离内。
5.根据权利要求2所述的无线电池控制系统,其中,所述第一至第N从管理模块中的、被定位为最接近于所述主管理模块的从管理模块的第一从天线被定位在距所述主管理模块的主天线的预定距离内。
6.根据权利要求1所述的无线电池控制系统,其中,所述主管理模块被配置成:
当所述最大RSSI等于或小于阈值RSSI时,确定所述操作计数是否等于目标值,并且
当所述操作计数等于所述目标值时,终止所述ID分配模式。
7.根据权利要求1所述的无线电池控制系统,其中所述主管理模块被配置成:
当所述最大RSSI等于或小于阈值RSSI时,确定所述操作计数是否等于目标值,并且
当所述操作计数不等于所述目标值时,无线地发送复位信号,
其中,每个从管理模块被配置成响应于所述复位信号使已经分配给其自身的ID无效。
8.根据权利要求1所述的无线电池控制系统,其中,每个从管理模块被配置成:
响应于接收到从所述主管理模块无线地发送到其自身的ID,无线地发送响应信号,并且
将由其他从管理模块无线地发送的响应信号的RSSI无线地发送到所述主管理模块,并且
其中,所述主管理模块被配置成:
当由所述第一至第N从管理模块当中的、以第k个的顺序被分配有ID的从管理模块无线地发送所述响应信号时,从第一到第k-1从管理模块中的每个无线地接收所述响应信号的RSSI;并且
当从所述第一至第k-1从管理模块中的每个无线地接收到的所述响应信号的RSSI的最大的RSSI等于从所述第k-1从管理模块无线地接收到的所述响应信号的RSSI时,将所述操作计数增加1,
k为2以上且N以下的自然数。
9.根据权利要求8所述的无线电池控制系统,其中,所述主管理模块被配置成当从所述第一至第k-1从管理模块中的每个接收到的所述响应信号的RSSI中的最大的RSSI不等于从所述第k-1从管理模块接收到的所述响应信号的RSSI时,无线地发送复位信号,并且
其中,每个从管理模块被配置成响应于所述复位信号使已经分配给其自身的ID无效。
10.一种包括根据权利要求1至9中的任意一项所述的无线电池控制系统的电池组。
11.一种用于将ID顺序地分配给第一至第N从管理模块的方法,所述第一至第N从管理模块被定位使得距主管理模块的距离彼此不同,所述方法包括:
当所述主管理模块进入ID分配模式时,由所述主管理模块初始化操作计数,并且无线地发送准备信号;
由所述主管理模块从处于待机模式的每个从管理模块无线地接收所述准备信号的RSSI;
当所述准备信号的RSSI当中的最大RSSI大于阈值RSSI时,由所述主管理模块将与所述操作计数相关联的ID无线地发送到所述第一至第N从管理模块中的、已经无线地发送所述最大RSSI的从管理模块;以及
每次所述主管理模块向每个从管理模块无线地发送ID时,由所述主管理模块将所述操作计数增加1,
其中N是2以上的自然数。
12.根据权利要求11所述的方法,还包括:
当所述最大RSSI等于或小于所述阈值RSSI时,由所述主管理模块确定所述操作计数是否等于目标值,
其中,当所述操作计数等于所述目标值时,所述ID分配模式结束。
13.根据权利要求11所述的方法,还包括:
当所述最大RSSI等于或小于所述阈值RSSI时,由所述主管理模块确定所述操作计数是否等于目标值;并且
当所述操作计数不等于所述目标值时,由所述主管理模块无线地发送复位信号,
其中,每个从管理模块被配置成响应于所述复位信号而使分配给其自身的所述ID无效。
14.根据权利要求11所述的方法,还包括:
当由所述第一至第N从管理模块当中的、以第k个的顺序被分配有ID的从管理模块无线地发送所述响应信号时,由所述主管理模块从第一至第k-1从管理模块中的每个无线地接收响应信号的RSSI;并且
当从所述第一至第k-1从管理模块中的每个无线地接收到的所述响应信号的RSSI中的最大的RSSI等于从所述第k-1从管理模块无线地接收到的所述响应信号的RSSI时,由所述主管理模块将所述操作计数增加1,
其中,每个从管理模块被配置成:
响应于接收到从所述主管理模块无线地发送给自身的所述ID,无线地发送响应信号,并且
将由其他从管理模块无线地发送的响应信号的RSSI无线地发送到所述主管理模块,并且
其中,k为2以上且N以下的自然数。
15.根据权利要求14所述的方法,还包括:
当从所述第一至第k-1从管理模块中的每个无线地接收到的所述响应信号的RSSI中的最大的RSSI不等于从所述第k-1从管理模块无线地接收到的所述响应信号的RSSI时,由所述主管理模块无线地发送复位信号,
其中,每个从管理模块被配置成响应于所述复位信号而使已经分配给其自身的ID无效。
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