CN112243545A - 电池管理装置和包括该电池管理装置的电池组 - Google Patents

电池管理装置和包括该电池管理装置的电池组 Download PDF

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Abstract

根据本发明的一个方面的电池管理装置包括：多个从控制器，其包括至少一个感测端口，其通过感测线连接到设置到多个电池模块的至少一个电池单体以感测每个连接的电池单体的电压；和一个或多个ID分配端口，用于在被连接到感测线时从感测线接收电压，多个从控制器被配置成被连接到电池模块当中的至少一个对应电池模块；以及主控制器，其分别连接到多个从控制器，以从从控制器接收关于施加到ID分配端口的电压的电压信息，并基于所接收的电压信息向多个从控制器中的每个分配常规ID。

Description

电池管理装置和包括该电池管理装置的电池组
技术领域
本申请要求于2019年1月10日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2019-0003388的优先权，其公开内容通过引用合并于此。
本公开涉及一种用于管理包括至少一个电池单体的多个电池模块的电池管理装置以及包括该电池管理装置的电池组。
背景技术
近来，随着对诸如笔记本电脑、摄像机、移动电话等的便携式电子产品需求的迅速增长，并且电动车辆、用于能量存储的蓄电池、机器人、卫星等的认真发展，积极研究了能够重复地充电和放电的高性能电池。
当前商业化的电池包括镍镉电池、氢化镍电池、镍锌电池和锂电池。其中，锂电池与镍基电池相比几乎没有记忆效应，可以自由地充电和放电，并且具有极低的高自放电率和高能量密度。因此，锂电池已经吸引极大的关注。
应用于电动车辆等的电池组通常包括彼此串联和/或并联连接的多个电池模块和多个从控制器。每个从控制器监视并控制被指派由对应从控制器管理的电池模块的状态。因为近来需要大容量和高功率的电池组，所以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个电池模块，公开了多从结构。多从结构包括分别安装到电池模块的多个从控制器和用于总体上控制多个从控制器的主控制器。
在具有多从结构的电池组中，为了使主控制器从多个从控制器收集多个电池模块的状态信息并将用于多个电池模块的控制命令发送到多个从控制器，每个从控制器必须分配有ID，该ID指示由对应从控制器管理的电池模块的物理或电气位置。
作为现有技术，专利文献1(KR 10-1156342B1)公开了一种电池ID设置系统及其驱动方法，其将ID顺序地分配给多个从控制器。
此现有技术主要以主控制器和从控制器以有线方式连接为先决条件。即，专利文献1仅公开了在其中主控制器和从控制器以有线方式连接的状态下，考虑到电池电势差根据多个电池在硬件中的位置次序来设置多个电池的相对ID。
但是，如果以如上所述的有线方式连接主控制器和从控制器，则存在诸如担心电线断连、结构复杂、制造困难以及空间限制大的问题。为了解决这些问题，已经提出了其中主控制器和从控制器无线连接的配置。但是，与传统的有线连接不同，无线连接在主控制器和从控制器之间不具有连接线，并且因此存在无法按原样应用传统ID分配方法的问题。
发明内容
技术问题
本公开被设计以解决相关技术的问题，并且因此，本公开旨在提供一种用于将ID有效地分配给多个从控制器的电池管理装置以及包括该电池管理装置的电池组。
可以从下面的详细描述中理解本公开的这些和其他目的以及优点，并且根据本公开的示例性实施例，本公开的这些和其他目的以及优点将变得更加显而易见。而且，将容易理解，本公开的目的和优点可以通过所附权利要求中示出的装置及其组合来实现。
技术解决方案
用于完成上述目的的本公开的各个方面和实施例如下。
根据本公开的一方面的电池管理装置，包括：多个从控制器，该多个从控制器包括至少一个感测端口，该至少一个感测端口通过感测线连接到设置到电池模块的至少一个电池单体，以感测每个连接的电池单体的电压；和至少一个ID分配端口，该至少一个ID分配端口用于在被连接到感测线时从感测线接收电压，多个从控制器被配置成被连接到电池模块当中的至少一个对应电池模块；以及主控制器，该主控制器分别连接到多个从控制器，以从从控制器接收关于施加到ID分配端口的电压的电压信息，并基于所接收的电压信息向多个从控制器中的每个分配常规ID。
ID分配端口可以被配置成：选择性地连接到从感测线分叉的线，并且通过选择性地连接的分叉线来接收电压。
多个从控制器可以被配置成：使得在包括在其中的ID分配端口当中，仅针对每个从控制器不同地设置的特定ID分配端口被电气地连接到感测线。
多个从控制器可以被配置成：将以二进制表达的、关于电气地连接到感测线的特定ID分配端口的信息发送到主控制器。
可以向每个从控制器设置多个感测端口，使得多个感测端口被连接到多个感测线。
特定ID分配端口可以被配置成被连接到从多个感测线当中的特定感测线分叉的线。
特定ID分配端口可以被配置成以一对一的关系被连接到从特定感测线分叉的线。
多个从控制器可以被配置成包括等于或大于log2N的最小整数个ID分配端口，其中，N可以是电池组中包括的所有电池模块的数量。
多个从控制器可以被配置成：基于ID分配端口的布置顺序来生成关于施加到ID分配端口的电压的电压信息，并且将所生成的电压信息和先前存储的临时ID发送给主控制器。
主控制器可以被配置成：从多个从控制器中的每个从控制器接收所生成的电压信息和临时ID，基于先前存储的常规ID分配表生成与所接收的电压信息相对应的常规ID，以一对一的关系将所接收的临时ID和所生成的常规ID进行匹配，并且生成包括彼此匹配的临时ID和常规ID的数据对。
主控制器可以被配置成将分别针对多个从控制器生成的数据对发送到所有的多个从控制器。
多个从控制器可以被配置成：接收数据对，在所接收的数据对当中选择包括先前存储的临时ID的数据对，并将先前存储的临时ID更新为包括在所选择的数据对中的常规ID。
根据本公开的另一方面的电池组可以包括根据本公开的实施例的电池管理装置。
根据本公开的又一方面的电动车辆可以包括根据本公开的实施例的电池管理装置。
本发明的作用
根据本公开的实施例，当在电池管理装置中包括多个从控制器时，可以有效地分配每个从控制器的ID。
特别地，根据本公开的实施例，当从控制器和主控制器被无线地连接时，可以更有效地应用本公开。此外，在本公开中，即使在其中没有将关于从控制器的布置位置的信息预先输入到主控制器的环境中，也可以将ID分别地分配给从控制器。
此外，根据本公开的实施例，可以使用电池单体的电压感测配置来分配从控制器的ID。因此，ID分配的配置不是复杂的，并且可以更快速地分配ID。
本公开的效果不限于在上面所提及的效果，并且本领域的技术人员将从下面的详细描述和所附权利要求中清楚地理解未提及的其他效果。
附图说明
附图图示本公开的优选实施例，并且与前述公开一起，用作提供对本公开的技术特征的进一步理解，并且因此，本公开不应被解释为限于附图。
图1是示意性示出包括根据本公开的实施例的电池管理装置的电池组的图。
图2是示意性图示根据本公开的实施例的电池管理装置中的一个从控制器中包括的ID分配端口和感测线的连接配置的图。
图3是示意性地示出根据本公开的实施例的电池管理装置中的一个从控制器连接到一个电池模块的图。
图4是示意性示出根据本公开的另一实施例的电池管理装置中的一个从控制器连接到一个电池模块的图。
图5是简要地示出根据本公开的实施例的电池管理装置中的多个从控制器连接到多个电池模块的图。
图6是示意性示出根据本公开的实施例的电池管理装置的从控制器的功能配置的框图。
图7是示意性示出根据本公开的实施例的电池管理装置的主控制器的功能配置的框图。
图8是示出在根据本公开的实施例的电池管理装置中的无线地连接的从控制器和主控制器的示例的图。
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，应理解的是，说明书和所附权利要求书中使用的术语不应被解释为限制于一般含义和词典含义，而是在允许发明人为了最佳解释而适当定义术语的原则的基础上，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，本文中提出的描述仅是出于说明目的的优选示例，并非旨在限制本公开的范围，因此应理解，在不脱离本发明范围的情况下，可以对其进行其他等效物和修改。
此外，在描述本公开时，如果确定相关配置或功能的详细描述可能使本公开的主旨不清楚，则将省略该详细描述。
包括诸如第一和第二的序数的术语被用于将各种组件中的任何一个与其他组件区分开，并且不用于通过术语限制这些组件。
在整个说明书中，当部件“包括”某一组件时，除非另有说明，否则意指部件可以进一步包括其他组件，而不排除其他组件。另外，在整个说明书中，当部件“连接”到另一部件时，这不仅包括这些部件“直接连接”的情况，而且还包括这些部件通过在其之间插入的另一元件“间接连接”的情况。
图1是示意性示出包括根据本公开的实施例的电池管理装置的电池组的图。
参考图1，电池组1000可以包括电池模块10和电池管理装置100。
在电池组1000中可以包括两个或更多个电池模块10。此外，每个电池模块10可以包括至少一个电池单体11。然而，应当注意，为了便于解释，图1示出一个电池单体11被包括在电池模块M4中。
这里，电池单体11是可以充电和放电的二次电池，例如，锂金属电池、锂离子电池(LIB)、锂离子聚合物电池(LIPB)以及锂聚合物电池(LPB)中的至少一种可以被应用。
电池管理装置100可以管理电池组1000。特别地，电池管理装置100可以包括从控制器110和主控制器120，以管理包括多个电池模块10的电池组1000。
从控制器110可以监视和控制与其连接的电池模块10的状态。从控制器110也可以被表达为从电池管理系统(BMS)、子BMS或单体模块控制器(CMC)。
主控制器120向与其连接的从控制器110分配常规ID，并且通过所连接的从控制器110监视和控制电池模块10的状态。例如，主控制器120可以被表达为主BMS或主要BMS。
特别地，如果电池组1000中包括多个电池模块10，则在电池管理装置100中可以包括多个从控制器110以管理和控制每个电池模块10。在这样的情况下，从控制器110可以连接到至少一个电池模块10。例如，第一至第n从控制器可以被包括在电池管理装置100中，并且第一至第n从控制器可以被包括在电池组1000中。此时，每个从控制器110可以以一对一的关系连接到每个电池模块10。
更具体地，如图1中所示，如果电池组1000包括四个电池模块M1、M2、M3和M4，则第一从控制器SC1可以连接到第一电池模块M1，第二从控制器SC2可以连接到第二电池模块M2，第三从控制器SC3可以连接到第三电池模块M3，并且第四从控制器SC4可以连接到第四电池模块M4。
此外，从控制器SC1、SC2、SC3和SC4中的每一个可以监视、管理和控制分别连接到其的电池模块M1、M2、M3和M4。从控制器SC1、SC2、SC3和SC4监视、管理和控制电池模块M1、M2、M3和M4的操作可以采用在提交本申请时已知的各种操作，并且将省略其详细描述并且主要解释不同。
从控制器110可以包括至少一个感测端口和至少一个ID分配端口。
这里，感测端口可以通过感测线连接到设置在电池模块10中的电池单体11。另外，感测端口可以感测通过感测线连接的电池模块10的每个电池单体11的电压。
例如，感测线可以是导线，其一端连接到设置在电池模块10中的每个电池单体11的端子，并且另一端连接到感测端口。另外，从控制器可以通过使用如上所述的连接到感测线的感测端口之间的电势差来测量包括在对应电池模块中的每个电池单体11的电压。
ID分配端口可以连接到感测线。另外，当ID分配端口连接到感测线时，其可以从感测线接收电压。将参考图2对此进行更详细地描述。
图2是示意性示出根据本公开的实施例的电池管理装置中的包括在一个从控制器中的ID分配端口和感测线的连接配置的图。
参考图2，一个从控制器110可以包括多个感测端口SP1、SP2、SP3和SP4。另外，从控制器110可以通过多个感测端口SP1、SP2、SP3和SP4以及多个感测线SL1、SL2、SL3和SL4连接到一个电池模块。
此外，每个从控制器110可以包括多个ID分配端口IP1和IP2、IP3和IP4。在这种情况下，在至少一些从控制器110中，ID分配端口中的至少一部分可以连接到感测线。
例如，如图2中所示，如果一个从控制器110包括四个ID分配端口IP1、IP2、IP3和IP4，则它们当中的两个ID分配端口IP1和IP2可以分别连接到四个感测线SL1、SL2、SL3和SL4当中的两个感测线SL1和SL2。
在这种情况下，ID分配端口可以从感测线接收电压。例如，在图2的配置中，两个ID分配端口IP1和IP2可以从两个感测线SL1和SL2接收电压。
以这种方式，ID分配端口被选择性地连接到从感测线分叉的分叉线，并且可以通过选择性地连接到其的分叉线向其施加电压。
主控制器120可以连接到多个从控制器110。例如，主控制器120可以通过有线或无线连接到多个从控制器110。
此外，主控制器120可以从从控制器110接收关于施加到ID分配端口的电压的信息。例如，在图2的配置中，从控制器110的两个ID分配端口IP1和IP2可以连接到两个感测线SL1和SL2以从其接收电压。此时，可以将电压被施加到ID分配端口的情况和电压未被施加的情况分别指示为1和0。在这种情况下，因为电压被施加到两个ID分配端口IP1和IP2，而电压未被施加到剩余两个ID分配端口IP3和IP4，所以从控制器110可以通过从右数位的次序表达关于电压被施加到ID分配端口IP1、IP2、IP3和IP4的信息来生成0011作为电压信息。即，第一ID分配端口IP1可以对应于20数位，第二ID分配端口IP2可以对应于21数位，第三ID分配端口IP3可以对应于22数位，并且第四ID分配端口IP4可以对应于23数位。如果将其表达为二进制位，则第一ID分配端口IP1可以对应于最低有效位(LSB)，并且第四ID分配端口IP4可以对应于最高有效位(MSB)。
优选地，由多个从控制器中的每个从控制器生成的电压信息可以是临时ID。
此外，从控制器110可以将如上所述生成的ID分配端口的施加的电压信息(0011)发送到主控制器120。然后，主控制器120可以从从控制器110接收关于电压的信息。
主控制器120可以基于从每个从控制器110接收的关于电压的信息向多个从控制器110中的每个分配常规ID。
例如，在图1的实施例中，主控制器120可以从第一从控制器SC1、第二从控制器SC2、第三从控制器SC3和第四从控制器SC4中的每个接收关于施加到每个从控制器的ID分配端口的电压的信息。另外，基于所接收的结果，主控制器120可以分别将第一从控制器SC1、第二从控制器SC2、第三从控制器SC3和第四从控制器SC4的常规ID分配为S1、S2、S3和S4。
优选地，在多个从控制器SC1、SC2、SC3和SC4当中，被分配了常规ID的从控制器可以释放ID分配端口。
例如，分配有常规ID的从控制器可以释放ID分配端口，使得在测量电池的电压的过程中不会通过分叉线分散电池的电流。在这种情况下，因为释放ID分配端口，所以在常规ID被分配之后可以改善电池电压的测量精度。
根据本公开的这种配置，即使在其中没有事先输入关于从控制器110被布置的位置的信息的环境中，也可以将从控制器110的ID有效地分配给主控制器120。
即，在本公开中，不管从控制器的物理位置或布置如何，主控制器可以基于施加到从控制器的ID分配端口的电压来简单且快速地分配数个从控制器的ID。在这种情况下，因为每个从控制器仅需要将施加到ID分配端口的电压的信息连同诸如临时ID的其自身的标识信息发送到主控制器，所以从控制器不需要针对此的太多的处理性能或数据容量，并且通信容量也可以被减少。此外，在本公开中，可以从感测线供应作为用于ID分配的基本信息的施加到ID分配端口的电压。因此，可以不需要用于向ID分配端口施加电压的单独的电压源来接收ID。
此外，在本公开中，因为对应分叉线连接到多个从控制器SC1、SC2、SC3和SC4中的每个，所以用于压降的单独的电阻器元件可以不被布置在分叉线中。即，可以根据电压是否被施加到ID分配端口来分配用于区分多个从控制器SC1、SC2、SC3和SC4的临时ID。因此，因为不基于电压值分配临时ID，所以临时ID分配过程可以较少受到诸如电池劣化引起的电压波动或线路老化引起的电阻增大等因素的影响。
优选地，ID分配端口可以选择性地连接到从感测线分叉的分叉线。例如，参考图2，在ID分配端口IP1、IP2、IP3和IP4当中，两个ID分配端口IP1和IP2可以连接到分别从感测线SL1和SL2分叉的分叉线DL1和DL2。
这样，连接到分叉线的ID分配端口可以通过分叉线接收电压。例如，因为连接到第一分叉线DL1的第一ID分配端口IP1被连接到第一感测线SL1，所以可以通过第一感测线SL1和第一分叉线DL1对其施加电压。类似地，因为连接到第二分叉线DL2的第二ID分配端口IP2被连接到第二感测线SL2，所以可以通过第二感测线SL2和第二分叉线DL2对其施加电压。未连接到分叉线DL1和DL2的ID分配端口IP3和IP4可以不接收电压。
根据本公开的此配置，可以使用简单的电路，例如通过简单的信号线连接，来实现用于向ID分配端口供应感测功率的配置。
同样优选地，从控制器110可以被配置成使得每个从控制器110中包括的ID分配端口当中的仅特定ID分配端口被电气地连接到感测线。这里，特定ID分配端口可以包括被布置在根据连接到从控制器110的电池模块10的序列号信息而设置的位置处的ID分配端口。特别地，电池模块中包括的所有从控制器可以被配置成使得ID分配端口以不同的方式被电气地连接到感测线。
即，在多个从控制器中，ID分配端口当中的仅特定ID分配端口可以电气地连接到感测线。在这种情况下，可以为每个从控制器不同地设置特定ID分配端口。
根据本公开，主控制器120可以基于施加到特定ID分配端口的电压信息容易地估计每个电池模块10的位置信息。即，通过简单地将ID分配端口连接到感测线，能够容易地标识多个从控制器中的每个。
此外，基于相对简单的连接配置，当更换从控制器110时，分叉线可以仅连接到更换的从控制器的特定ID分配端口。即，即使在更换的从控制器中未直接选择与布置的位置相对应的特定ID分配端口，也可以通过与分叉线的连接来确定该特定ID分配端口。因此，从控制器110的更换相对容易，并且可以快速地执行将常规ID分配给更换的从控制器的过程。
具体地，多个从控制器可以以二进制表达将关于电气地连接到感测线的ID分配端口的信息发送到主控制器。即，连接到感测线的特定ID分配端口可以以二进制表达来表示每个从控制器的标识信息。具体地，可以选择1作为电气地连接到感测线的特定ID分配端口，并且可以选择0作为未电气地连接到感测线的其他ID分配端口。例如，在图2中所示的从控制器的情况下，第一ID分配端口IP1和第二ID分配端口IP2分别连接到第一感测线SL1和第二感测线SL2，并且可以被表达为1。同时，在图2的配置中，第三ID分配端口IP3和第四ID分配端口IP4未连接到感测线，并且因此可以被表达为0。此外，从控制器可以通过为多个ID分配端口中的每个选择的信息(1或0)来标识哪个ID分配端口被连接到感测线。
特别地，多个从控制器110可以相同地设置ID分配端口的次序信息。另外，每个从控制器110可以以ID分配端口的相同设置次序显示1或0，并将其发送到主控制器120。
例如，参考图1和图2，第一至第四从控制器SC1、SC2、SC3和SC4可以分别包括要布置在相同位置处的ID分配端口IP1、IP2、IP3和IP4。另外，第一至第四从控制器SC1、SC2、SC3和SC4可以将施加到四个ID分配端口的电压的信息以该次序发送到主控制器。
根据本公开的该实施例，可以通过ID分配端口的感测线连接配置容易地设置每个从控制器的标识信息。即，通过取决于感测电压是否被施加到多个ID分配端口中的每个来选择1或0，每个从控制器110可以简单地设置每个ID分配端口的标识信息，并且容易地将相关信息发送给主控制器120。
此外，可以根据对应地连接的电池模块的顺序信息来设置用于每个从控制器110的ID分配端口。
例如，如图1和图2中所示，第一从控制器SC1可以连接到第一电池模块M1，第二从控制器SC2可以连接到第二电池模块M2，第三从控制器SC3可以连接到第三电池模块M3，并且第四从控制器SC4可以连接到第四电池模块M4。在这种情况下，假设第一至第四电池模块M1至M4的顺序信息是0至3。这里，顺序信息可以是依序指示电池模块在电池组中的物理位置的信息。在该配置中，电池模块的顺序信息，即0、1、2、3，可以被表达为具有预定数量的数位的二进制数。例如，如果每个顺序信息被表达为4数位二进制数，则具有顺序信息0的第一从控制器SC1可以被表达为0000，并且具有顺序信息1的第二从控制器SC2可以被表达为0001。另外，具有顺序信息2的第三从控制器SC3可以被表达为0010，并且具有顺序信息3的第四从控制器SC4可以被表达为0011。这里，即使具有四数位的二进制数被表达，取决于电池组1000中包括的所有电池模块10的数量，数位的数量可以增大或减小。
根据本公开的此配置，仅利用从每个从控制器110的ID分配端口获得的二进制信息，容易掌握电池模块10的顺序信息。即，根据与来自每个从控制器110的每个ID分配端口相对应的二进制信息，主控制器120可以掌握与每个从控制器110相对应的电池模块的顺序信息。因此，在这种情况下，主控制器120可以基于每个从控制器110的标识信息来标识对应电池模块10的物理位置，并将其提供给用户。在这种情况下，用户可以容易地掌握特定电池模块的位置并执行适当且快速处理。
这里，在第一从控制器SC1的情况下，其中包括的ID分配端口IP1、IP2、IP3和IP4可以不包括特定ID分配端口，即，被施加感测电压的ID分配端口。
接下来，在第二从控制器SC2的情况下，其中包括的ID分配端口IP1、IP2、IP3和IP4当中的仅第一ID分配端口IP1可以被包括为特定ID分配端口。
此外，在第三从控制器SC3的情况下，其中包括的ID分配端口IP1、IP2、IP3和IP4当中的仅第二ID分配端口IP2可以被包括为特定ID分配端口。
并且，包括在第四从控制器SC4中的ID分配端口IP1、IP2、IP3和IP4当中的仅第一和第二ID分配端口IP1和IP2可以被包括为特定ID分配端口。即，根据本公开的此实施例，在基于电池模块10的顺序信息的二进制表达中，仅布置在与包含值1的位置相对应的位置处的ID分配端口被配置成连接到感测线。因此，可以通过最小化从控制器110中包括的ID分配端口的数量来简化从控制器110的设计。
同样优选地，多个感测端口可以被提供给每个从控制器110并且连接到多个感测线。
例如，参考图2，向每个从控制器110提供多个感测端口SP1、SP2、SP3和SP4，并且感测端口SP1、SP2、SP3和SP4可以分别连接到多个感测线SL1、SL2、SL3和SL4。
这里，特定ID分配端口可以连接到从多个感测线当中的特定感测线分叉的分叉线。例如，在多个从控制器中的每个中，特定ID分配端口可以根据连接到特定ID分配端口所属于的每个从控制器110的电池模块10的顺序信息来连接到从特定感测线分叉的分叉线。
即，通过将分叉线选择性地连接到根据电池模块10的顺序信息选择的特定ID分配端口，可以更准确地估计连接到从控制器110的电池模块10的顺序信息。将参考图3和图4对此进行更详细描述。
首先，图3是示意性地示出根据本公开的实施例的电池管理装置中的一个从控制器连接到一个电池模块的图。具体而言，图3可以被认为是示意性地示出在图1的配置中的第四电池模块M4和第四从控制器SC4的连接配置的图。
参考图3，第四电池模块M4可以包括第一至第四电池单体C1、C2、C3和C4。第一电池单体C1可以通过第一感测线SL1连接到第一感测端口SP1，并且第二电池单体C2可以通过第二感测线SL2连接到第二感测端口SP2。另外，第三电池单体C3可以通过第三感测线SL3连接到第三感测端口SP3，并且第四电池单体C4可以通过第四感测线SL4连接到第四感测端口SP4。具体地，电池单体的正极端子可以通过感测线连接到感测端口。
这里，可以根据第四电池模块M4的顺序信息将第一电池单体C1和第二电池单体C2选择为特定电池单体。在这种情况下，第一ID分配端口IP1和第二ID分配端口IP2可以被连接到从连接到第一电池单体C1的第一感测线SL1分叉的第一分叉线DL1。因此，当通过第一感测线SL1从第一电池单体C1向第一感测端口SP1施加电压时，第一ID分配端口IP1和第二ID分配端口IP2可以通过第一分叉线DL1接收电压。
此时，优选地，特定ID分配端口可以被配置成以一对一的关系被连接到从连接到特定电池单体的感测线分叉的分叉线。将参考图4对此进行更详细地描述。
图4是示意性示出根据本公开的另一实施例的电池管理装置中的一个从控制器连接到一个电池模块的图。具体而言，图4可以被认为是示意性地示出在图1的配置中的第四电池模块M4和第四从控制器SC4的连接配置的图。
参考图4，可以根据第四电池模块M4的顺序信息将第一电池单体C1和第二电池单体C2选择为特定电池单体。另外，第一ID分配端口IP1可以被连接到从连接到第一电池单体C1的第一感测线SL1分叉的第一分叉线DL1。另外，第二ID分配端口IP2可以被连接到从连接到第二电池单体C2的第二感测线SL2分叉的第二分叉线DL2。因此，当通过第一感测线SL1从第一电池单体C1向第一感测端口SP1施加电压时，第一ID分配端口IP1可以通过第一分叉线DL1接收电压。另外，当通过第二感测线SL2从第二电池单体C2向第二感测端口SP2施加电压时，第二ID分配端口IP2可以通过第二分叉线DL2接收电压。
根据本公开的此配置，通过将一个ID分配端口连接到一个分叉线，可以使感测线的分叉最小化。因此，能够防止电路通过从一个分支点分叉三个或更多线而被复杂化。另外，因为特定ID分配端口和分叉线以一对一的关系连接，所以即使发生诸如感测线或分叉线的断连的意外问题，也可以使损坏最小化。另外，因为电压从仅一个感测线分叉并施加到一个ID分配端口，所以能够防止或最小化流到感测端口或ID分配端口的电流减少的问题。因此，在这种情况下，可以防止由于施加到端口的电流的减少而不能正确地执行感测或ID分配的问题。
同样优选地，多个从控制器110可以被配置成包括等于或大于log2N的最小整数个ID分配端口。在此，N可以是包括在根据本公开的实施例的电池组1000中的所有电池模块10的数量。
即，为了根据电池模块10的顺序信息基于二进制表达来选择特定ID分配端口，从控制器110可以包括与大于或等于log2N的整数相对应的数量的ID分配端口。例如，如果电池组1000中包括的所有电池模块10的数量为9至16，则log2N变为大于3且等于或小于4的值。因此，在这种情况下，多个从控制器110中的每个可以包括至少四个ID分配端口。
特别地，多个从控制器可以被配置成包括等于或大于log2N的最小整数的ID分配端口。将参考图5对此进行更详细地描述。
图5是简要地示出根据本公开的实施例的电池管理装置中的多个从控制器连接到多个电池模块的图。
参考图5，电池组1000总共包括16个电池模块10。因此，在这种情况下，N＝16，并且log2N是log216，其为4。因此，多个从控制器110中的每个可以包括四个或更多个ID分配端口，特别是四个ID分配端口。即，在图5的配置中，每个从控制器110可以包括四个ID分配端口IP1、IP2、IP3和IP4。如果如上所述包括四个ID分配端口，则能够标识16个电池模块。例如，第16电池模块M16的顺序信息可以是15，并且需要4个数位来将15表达为二进制数。因此，每个从控制器110可以包括四个ID分配端口IP1、IP2、IP3和IP4。
根据本公开的此配置，可以在将ID分配端口的数量最小化的同时标识多个从控制器110。因为从控制器110包括其数量与根据所连接的电池模块10的顺序信息表达的二进制数的数位的数量相对应的ID分配端口，所以连接到从控制器110的电池模块10的顺序信息，即，其布置的位置，可以使用最小数量的ID分配端口来估计。
同样优选地，多个从控制器110可以基于ID分配端口被布置的次序来生成关于施加到ID分配端口的电压的信息。
例如，参考图5，多个从控制器110可以根据ID分配端口IP1、IP2、IP3和IP4的布置次序来确定电压是否被施加到ID分配端口IP1、IP2、IP3和IP4，并生成关于所施加的电压的信息。
因为包括在第一从控制器SC1中的ID分配端口IP1、IP2、IP3和IP4未连接到感测线SL1、SL2、SL3和SL4，所以第一从控制器SC1可以生成0000作为关于所施加的电压的信息。
类似地，包括在第十三从控制器SC13中的第三ID分配端口IP3可以被连接到从第三感测线SL3分叉的第三分叉线DL3，并且第四ID分配端口IP4可以被连接到从第四感测线SL4分叉的第四分叉线DL4。另外，第十三从控制器SC13可以将被施加电压的第三ID分配端口IP3和第四ID分配端口IP4表达为1，并且将未施加电压的第一ID分配端口IP1和第二ID分配端口IP2表达为0。因此，第十三从控制器SC13可以通过在二进制数的最右侧表达第一ID分配端口IP1并且在二进制数的最左侧表达第四ID分配端口IP4，来生成1100作为关于所施加的电压的信息。
同样地，第十六从控制器SC16中包括的第一至第四ID分配端口IP1、IP2、IP3和IP4可以分别连接到第一至第四分叉线DL1、DL2、DL3和DL4。如果第一至第四ID分配端口IP1、IP2、IP3和IP4分别从第一至第四分叉线DL1、DL2、DL3和DL4接收电压，则第十六从控制器SC16可以生成1111作为关于所施加的电压的信息。
多个从控制器110中的每个可以将所生成的电压信息和先前存储的临时ID发送到主控制器120。即，每个从控制器110可以生成关于施加到ID分配端口的电压的电压信息，并且将先前存储的临时ID和所生成的电压信息发送到主控制器120。
例如，参考图1，每个从控制器110和主控制器120可以通过有线或无线彼此连接。每个从控制器110可以将所生成的电压信息连同先前存储的临时ID发送到主控制器120，从而主控制器120可以基于该电压信息来生成常规ID。
主控制器120可以从多个从控制器110的每个接收电压信息和临时ID，并且基于先前存储的常规ID分配表来生成与所接收的电压信息相对应的常规ID。
例如，参考图1，主控制器120可以从第一从控制器SC1接收电压信息0000，并且通过将所接收的电压信息与先前存储的常规ID分配表进行匹配来生成用于第一从控制器SC1的常规ID。类似地，主控制器120从第二至第四从控制器SC2、SC3和SC4接收电压信息，并基于所接收的电压信息生成用于第二至第四从控制器SC2、SC3和SC4的常规ID。
主控制器120可以以一对一的关系将从每个从控制器110接收到的临时ID与所生成的常规ID进行匹配，以生成包括它们的数据对。
例如，主控制器120可以生成第一数据对，其中从第一从控制器SC1接收的第一临时ID与用于第一从控制器SC1的第一常规ID以一对一的关系被匹配。类似地，主控制器120可以生成用于第二至第四从控制器SC2、SC3和SC4的第二至第四数据对。
主控制器120可以将所生成的数据对发送到所有的多个从控制器110。特别地，在无线通信的情况下，主控制器120不能通过选择特定从控制器110进行通信并且可以被配置成将所有的所生成的数据对发送到所有的从控制器110。例如，可以将由主控制器120生成的第一至第四数据对发送到所有的第一至第四从控制器SC1、SC2、SC3和SC4。
多个从控制器110可以从主控制器120接收数据对，并从所接收的数据对当中选择包括先前存储在其中的临时ID的数据对。即，主控制器120通常不能通过选择特定从控制器110来进行通信。在这种情况下，通过将从从控制器110接收的临时ID作为标识符包括在所生成的数据对中，能够指定对应于所生成的数据对的从控制器110。因此，多个从控制器110中的每个从主控制器120接收所有的所生成的数据对，但是可以仅选择包括先前存储在其中的临时ID的数据对。
多个从控制器110可以利用包括在所选择的数据对中的常规ID来更新先前存储的临时ID。即，随着多个从控制器110中的每个利用从主控制器120接收的数据对中包括的常规ID更新先前存储的临时ID，根据本公开的实施例的电池管理装置100中包括的从控制器110的常规ID分配操作可以终止。
在常规ID分配操作终止之后，多个从控制器110可以生成施加到感测端口的电压的信息，并且将所生成的电压信息连同常规ID发送到主控制器120。主控制器120可以通过检查所接收的常规ID来估计连接到每个从控制器110的电池模块10的顺序信息，并且基于所估计的顺序信息和所接收的电压信息来诊断电池模块10的状态。
图6是示意性示出根据本公开实施例的电池管理装置的从控制器的功能配置的框图。图7是示意性示出根据本公开的实施例的电池管理装置的主控制器的功能配置的框图。
首先，参考图6，从控制器110可以包括从端口单元111、从控制单元113、从存储单元115和从通信单元117。接下来，参考图7，主控制器120可以包括主控制单元121、主存储单元123和主通信单元125。
从端口单元111可以包括感测端口和ID分配端口。即，从端口单元111可以包括与电池模块10中包括的电池单体11的数量相对应的感测端口和与电池组1000中包括的所有电池模块10的数量相对应的ID分配端口。
在ID分配端口当中，仅连接到分叉线的特定ID分配端口可以电气地连接到电池模块10并从电池模块10接收电压。从控制单元113包括至少一个处理器并且可以可操作地连接到从存储单元115和从通信单元117。此外，从控制单元113可以测量施加到从端口单元111中包括的ID分配端口的电压，以生成所施加的电压信息。
例如，参见图5的配置中的连接到第十三电池模块M13的第十三从控制器SC13，电压仅被施加到第三ID分配端口IP3和第四ID分配端口IP4，并且从控制单元113可以生成电压信息1100。
在生成电压信息之后，从控制单元113可以通过从通信单元117将所生成的电压信息连同先前存储在从存储单元115中的临时ID发送到主控制器120。
从控制器110和主控制器120可以通过有线或无线连接。特别优选地，从控制器110和主控制器120可以无线地连接。将参考图8详细描述从控制器110和主控制器120无线地连接的示例。
图8是示出在根据本公开的实施例的电池管理装置中的无线地连接的从控制器和主控制器的示例的图。
参考图8，当从控制器110和主控制器120无线地连接时，从控制器110可以进一步包括连接到从通信单元117的从天线119，并且主控制器120可以进一步包括连接到主通信单元125的主天线127。
从控制器110和主控制器120可以分别通过从天线119和主天线127彼此通信。即，从控制单元113可以通过连接到从通信单元117的从天线119将先前存储在从存储单元115中的临时ID和电压信息发送到主控制器120。
即，根据本公开，因为主控制器120和从控制器110被无线地连接，所以电池管理装置100的结构并不复杂，并且电池管理装置100中的空间利用被增大。另外，因为不发生诸如连接主控制器120和从控制器110的线的断连的问题，所以易于管理根据本公开的电池管理装置100和电池组1000。
主控制单元121可以通过主通信单元125从从控制器110中的每个接收临时ID和电压信息，并且基于所接收的电压信息生成用于从控制器110中的每个的常规ID。
例如，参考图1，当从第一从控制器SC1接收到先前存储的临时ID和电压信息时，主控制单元121可以基于先前存储在主存储单元123中的常规ID分配表来生成与所接收的电压信息匹配的常规ID并分配所生成的常规ID作为第一从控制器SC1的常规ID。
在生成用于从控制器110的常规ID之后，主控制单元121可以生成数据对，其以一对一的关系包括从从控制器110接收的临时ID和所生成的常规ID。
此外，主控制单元121可以通过主通信单元125将所生成的数据对发送到多个从控制器110。基本上，当使用无线网络连接主控制器120和从控制器110时，主控制器120不通过独立的信道连接到每个从控制器110，而是通过相同的信道连接到所有的多个从控制器110。因此，主控制单元121可以将包括所生成的常规ID和所接收的临时ID的所有数据对发送到多个从控制器110。
从控制单元113可以通过从通信单元117从主控制器120接收数据对，并选择所接收的数据对当中、包括已经存储在从存储单元115中的临时ID的数据对。
通过将存储在从存储单元115中的临时ID改变或更新为包括在所选择的数据对中的常规ID，可以向从控制单元113分配常规ID。
在被分配有常规ID之后，从控制器110可以在使用所分配的常规ID与主控制器120进行通信的同时控制所连接的电池模块10中包括的电池单体11的充电、放电和平衡。类似地，主控制器120可以通过使用分配给从控制器110的常规ID来标识多个从控制器110中的每个，并且控制连接到多个从控制器110中的每个的电池模块10中的每个。
同时，从存储单元115和主存储单元123的类型不受特别限制，只要它们是可以写入、擦除、更新和读取数据的已知信息存储装置即可。作为示例，信息存储装置可以包括DRAM、SDRAM、闪存、ROM、EEPROM、寄存器等。从存储单元115可以存储其中定义从控制单元113可执行的处理的程序代码，并且主存储单元123可以存储其中定义主控制单元121可执行的处理的程序代码。
根据本公开的电池组可以包括上述根据本公开的电池管理装置。另外，除了电池管理装置之外，根据本公开的电池组还可以包括具有多个二次电池的电池单体、电气设备(包括BMS、继电器、保险丝等)和电池组壳体。
此外，作为本公开的另一实施例，电池管理装置可以被安装到使用电能的各种装置，诸如电动车辆、蓄能系统(ESS)等。特别地，根据本公开的电池管理装置可以被包括在电动车辆中。即，根据本公开的电动车辆可以包括根据本公开的电池管理装置。在此，电池管理装置可以被包括在电池组中并且可以被实现为与电池组分离的装置。例如，电池管理装置的至少一部分可以由车辆的ECU实现。
此外，除了电池管理装置之外，根据本公开的车辆还可以包括通常提供给车辆的车辆主体或电子设备。例如，除了根据本公开的电池管理装置之外，根据本公开的车辆还可以包括电池组、接触器、逆变器、电动机、至少一个ECU等。然而，本公开不特别限于除了电池管理装置之外的车辆的其他组件。
上述本公开的实施例可以不仅仅通过装置来实现，而是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在其上记录程序的记录介质来实现。根据实施例的以上描述，本领域的技术人员可以容易地实现程序或记录介质。
已经详细描述了本公开。然而，应当理解，虽然详细描述和特定示例指示本公开的优选实施例，但是仅以说明的方式给出，因为根据此详细描述在本公开的范围内的各种变化和修改对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。
此外，因为本领域的技术人员可以在不脱离本公开的技术思想的情况下以各种方式替换、修改和改变上述本公开，所以本公开不限于上述实施例和附图，并且所有或一些实施例可以选择性地组合以实现各种修改。
(参考符号的解释)
10：电池模块
100：电池管理装置
110：从控制器
120：主控制器
1000：电池组

Claims (13)

1.一种用于管理包括多个电池模块的电池组的电池管理装置，包括：
多个从控制器，所述多个从控制器包括：至少一个感测端口，所述至少一个感测端口通过感测线连接到设置到所述电池模块的至少一个电池单体，以感测每个连接的电池单体的电压；和至少一个ID分配端口，所述至少一个ID分配端口用于在被连接到所述感测线时从所述感测线接收所述电压，所述多个从控制器被配置成被连接到所述电池模块当中的至少一个对应电池模块；以及
主控制器，所述主控制器分别连接到所述多个从控制器，以从从控制器接收关于施加到所述ID分配端口的所述电压的电压信息，并基于所接收的电压信息向所述多个从控制器中的每个分配常规ID。
2.根据权利要求1所述的电池管理装置，
其中，所述ID分配端口被配置成：选择性地连接到从所述感测线分叉的线，并且通过选择性地连接的分叉线来接收所述电压。
3.根据权利要求1所述的电池管理装置，
其中，所述多个从控制器被配置成：使得在包括在所述从控制器中的ID分配端口当中，仅针对每个从控制器不同地设置的特定ID分配端口被电气地连接到所述感测线。
4.根据权利要求3所述的电池管理装置，
其中，所述多个从控制器被配置成：将以二进制表达的、关于电气地连接到所述感测线的所述特定ID分配端口的信息发送到所述主控制器。
5.根据权利要求3所述的电池管理装置，
其中，向每个从控制器设置多个所述感测端口，使得所述多个感测端口被连接到多个感测线，并且
所述特定ID分配端口被配置成被连接到从所述多个感测线当中的特定感测线分叉的线。
6.根据权利要求5所述的电池管理装置，
其中，所述特定ID分配端口被配置成以一对一的关系被连接到从所述特定感测线分叉的线。
7.根据权利要求1所述的电池管理装置，
其中，所述多个从控制器被配置成包括等于或大于log2N的最小整数个ID分配端口，
其中，N是所述电池组中包括的所有电池模块的数量。
8.根据权利要求1所述的电池管理装置，
其中，所述多个从控制器被配置成：基于所述ID分配端口的布置顺序来生成关于施加到所述ID分配端口的所述电压的电压信息，并且将所生成的电压信息和先前存储的临时ID发送给所述主控制器。
9.根据权利要求8所述的电池管理装置，
其中，所述主控制器被配置成：从所述多个从控制器中的每个从控制器接收所生成的电压信息和所述临时ID，基于先前存储的常规ID分配表生成与所接收的电压信息相对应的常规ID，以一对一的关系将所接收的临时ID和所生成的常规ID进行匹配，并且生成包括彼此匹配的临时ID和常规ID的数据对。
10.根据权利要求9所述的电池管理装置，
其中，所述主控制器被配置成将分别针对所述多个从控制器生成的数据对发送到所有的所述多个从控制器，并且
所述多个从控制器被配置成：接收所述数据对，在所接收的数据对当中选择包括所述先前存储的临时ID的数据对，并将所述先前存储的临时ID更新为包括在所选择的数据对中的常规ID。
11.根据权利要求1所述的电池管理装置，
其中，所述多个从控制器被配置成被无线地连接到所述主控制器。
12.一种包括根据权利要求1至11中的任一项所述的电池管理装置的电池组。
13.一种包括根据权利要求1至11中的任一项所述的电池管理装置的电动车辆。
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