CN115066624A - 用于电池状态诊断和id分配的供应设备和方法 - Google Patents

Abstract

根据本发明的实施例的供应设备包括：通信模块，其能够与包括在电池组中的多个电池管理系统通信；以及处理器，其中该处理器使得所述通信模块无线地传送用于将多个电池管理系统中的至少一个电池管理系统切换到供应模式的供应信号；通过通信模块从多个电池管理系统接收电池和电池管理系统的状态信息；以及基于通过通信模块接收的电池管理系统的所述状态信息来分配电池组的网络的ID和电池管理系统中的每个的ID。

Description

用于电池状态诊断和ID分配的供应设备和方法

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年6月29日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2020-0079599的权益，其公开内容通过引用全部被合并在此。

技术领域

本发明涉及一种用于电池状态诊断和ID分配的供应设备和方法。

背景技术

通常，在EV车辆电池的情况下，为每个模块设置电池管理系统(BMS)。传统上，这种电池管理系统通过硬线型电缆有线地分配或管理每个电池管理系统的ID。然而，由于这种有线电池管理系统需要单独的电缆，所以存在制造成本增加且体积增加的问题。

另外，已经设计了无线电池管理系统来解决这个问题，但是在无线电池管理系统的情况下，当不能实时地单独ID分配并且ID分配是任意的时，存在下述问题：在故障的情况下，由于模块的位置未知，所以难以进行单独的维护和修理。此外，当需要唯一网络ID来附加地区分无线网络并且例如红外(IR)接口的附加接口被用于ID分配时，也存在电池管理系统的生产成本增加的问题。

发明内容

[技术问题]

本发明被设计以解决上述问题，并且本发明的目的在于提供一种在组装电池时可以使用单独设备来监测电池和电池管理系统的状态，高效地分配网络ID和每个电池管理系统的ID，并且减小体积和成本的供应设备和方法。

[技术方案]

根据本发明实施例的供应设备包括：通信模块，其能够与包括在电池组中的多个电池管理系统通信；以及处理器，其中，该处理器使通信模块无线地传送用于将多个电池管理系统中的至少一个电池管理系统切换到供应模式的供应信号，通过通信模块从多个电池管理系统接收电池和电池管理系统的状态信息，以及基于通过通信模块接收的电池管理系统的状态信息来分配电池组的网络的ID和电池管理系统中的每个的ID。

根据本发明实施例的使用供应设备诊断电池系统的状态并且分配ID的方法包括：将用于将系统切换到供应模式的供应信号无线地传送到包括在电池组中的多个电池管理系统中的至少一个；从多个电池管理系统中的每个接收电池和电池管理系统的状态信息；以及分配电池组的网络的ID和电池管理系统中的每个的ID。

[发明的效果]

根据本发明的供应设备和方法，在组装电池时，可以使用单独设备来监测电池和电池管理系统的状态，可以高效地分配网络ID和每个电池管理系统的ID，并且可以减小体积和成本。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的包括电池管理系统的电池组的示例性配置图。

图2是示出根据本发明的实施例的供应设备的配置的框图。

图3是图示根据本发明的实施例的供应设备利用电池组的电池管理系统进行操作的图。

图4a是图示根据本发明的实施例的供应设备的示例性配置的图，并且图4b是图示根据本发明的实施例的使用供应设备的方法的示例的图。

图5是图示根据本发明的实施例的供应设备的操作的图。

图6是图示根据本发明的实施例的供应方法的流程图。

图7是图示根据本发明的实施例的供应设备的硬件配置的图。

具体实施方式

以下，将参照附图详细描述本发明的各个实施例。在该文档中，相同的附图标记用于附图中的相同部件，并且省略相同部件的重复描述。

对于本文档中公开的本发明的各个实施例，仅出于描述本发明的实施例的目的而例示了具体的结构或功能描述，并且本发明的各种实施例可以以各种形式实施，并且不应被解释为限于本文档中所描述的实施例。

在各个实施例中使用的诸如“第1”、“第2”、“第一”或“第二”的表达可以修改各种元件，而不管它们的顺序和/或重要性如何，并且不限制对应的元件。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，第一部件可以被称为第二部件，并且类似地，第二部件可以被重命名并且被称为第一部件。

在本文档中使用的术语仅用于描述特定实施例，并且可以不旨在限制其他实施例的范围。除非另有说明，单数形式的术语可以包括复数形式。

本文所用的所有术语，包括技术或科学术语，可具有与本领域普通技术人员通常理解的相同的含义。在常用字典中定义的术语可以被解释为具有与相关技术的上下文中的含义相同或相似的含义，并且不被解释为理想的或过度正式的含义，除非在本文件中明确定义。在一些情况下，即使在本文件中定义的术语也不能解释为排除本发明的实施例。

图1是根据本发明实施例的包括电池管理系统的电池组的配置图。

在电池组1中，多个电池模块2、4和6串联或并联连接。从电池管理系统12、14和16分别布置在电池模块2、4和6中。每个从电池管理系统12、14、16通过测量多个电池模块2、4、6的温度、电压或电流来监测，将监测到的信息传送到上级系统，并且从上级系统接收电池单体的控制命令以控制所连接的电池模块。

多个电池模块2、4和6串联或并联连接以形成电池组1。在电池组1中布置主电池管理系统10。主电池管理系统10测量和监测电池组1的温度、电压或电流。此外，主电池管理系统10从分别布置在电池模块中的从电池管理系统12、14和16接收每个电池模块的监测信息，并且将所接收的监测信息传送到上级系统，并且从上级系统接收各种命令，并且将所接收的各种命令传送到对应从电池管理系统12、14和16。

图2是示出根据本发明的实施例的供应设备的配置的框图。

参考图2，根据本发明的实施例的供应设备200可以包括处理器210、通信模块220、用户接口230、显示器240和警报模块250。

处理器210可以使通信模块220向包括在电池组中的多个电池管理系统中的至少一个无线地传送用于将系统切换到供应模式的供应信号。这里，供应模式是指对电池管理系统执行诊断并且向网络和对应电池管理系统分配ID的一系列处理。在这种情况下，本发明的供应设备200可以仅针对电池管理系统当中的、已经接收到供应信号的电池管理系统在供应模式下操作。

处理器210可以通过通信模块220从多个电池管理系统接收电池管理系统的电池和状态信息。在这种情况下，通过通信模块220接收的电池管理系统的电池和状态信息可以是电池管理系统监测电池模块和电池管理系统自身的数据并且被存储在单独的存储器中。

此外，通过通信模块220传送的供应信号可以包括具有预设图样的信号。例如，供应信号可以通过唤醒音调信号、或干扰信号等仅针对特定电池管理系统引起到供应模式的转变。在切换到供应模式之后，处理器210可以通过仅在供应模式下可操作的命令信号通过通信模块220进行通信。此外，当通过通信模块220终止电池管理系统的供应操作时，处理器210可以向对应电池管理系统传送供应终止命令。

处理器210也可以基于电池和电池管理系统的状态信息来诊断电池和电池管理系统的状态。例如，处理器210可以基于诸如电压、电流、温度、压力等的电池和电池管理系统的状态信息是否在预设参考范围之外来确定是否存在异常。

此外，处理器210可以通过图形界面(例如，显示器240)向用户显示电池和电池管理系统的状态信息和诊断结果，或者将状态信息和诊断结果传送到外部服务器(未示出)。

处理器210可以分配电池组的网络的ID和每个电池管理系统的ID。在这种情况下，用户可以通过用户接口230直接设置电池组的网络的ID和电池管理系统的ID。此外，网络ID和电池管理系统的ID可以由电池管理系统随机生成，或者由电池供应商生成。在这种情况下，处理器210可以在诊断电池和电池管理系统的状态之后分配网络和电池管理系统的ID，并且相反地，在分配网络和电池管理系统的ID之后从电池和电池管理系统接收状态信息。

此外，除了网络ID和电池管理系统的ID之外，处理器210还可以分配网络信息(例如，使用频率等)、电池管理系统的操作配置值等。

另一方面，当通过通信模块220向多个电池管理系统当中的主电池管理系统传送供应信号时，处理器210可以向主电池管理系统分配网络的ID和主电池管理系统的ID。并且，当网络由主电池管理系统形成时，将供应信号传送到从电池管理系统，并且网络的ID和对应从电池管理系统的ID可以被顺序地分配给从电池管理系统。

通信模块220可以与包括在电池组中的多个电池管理系统通信。例如，通信模块210可以以诸如Wifi、蓝牙或NFC的各种方式执行无线通信。

此外，通信模块220可以包括用于将信号传送到多个电池管理系统当中的仅一个电池管理系统的定向天线。通信模块220的定向天线可以使得能够通过用于改善方向性的天线防护装置在短距离内与电池管理系统进行通信。

用户接口230可以从用户接收设备设置、电池组的网络的ID信息、多个电池管理系统中的每个的ID信息、以及与用于控制电池管理系统的命令相关的输入。即，用户可以通过用户接口230提供用于操作供应设备200的各种输入。例如，用户接口230可以以诸如键盘、鼠标和触摸板的各种形式被配置。

显示器240可以显示电池和电池管理系统的状态信息、电池组的网络的ID、以及电池管理系统中的每个的ID信息。此外，显示器240可以执行作为用户接口的上述用户接口230的功能。

当在处理器210中确定了在电池和电池管理系统中的至少一个中发生异常时，警报模块250可以生成警告通知。此时，警报模块250可以通过语音或光信号向用户通知异常。同时，在根据本发明的实施例的供应设备200中，警报模块250可以包括在用户接口230中。

根据本发明的供应设备200可以在与电池管理系统之间的通信相同的接口上执行。传统上，通过设置单独设备在新接口(例如，IR通信设备)上分配ID来将ID分配给电池管理系统，但是根据本发明的供应设备，由于可以在与现有电池管理系统的通信接口相同的接口上分配ID，因此可以降低设置附加接口的成本。

此外，本发明的供应设备200可以是通过用户或移动设备可运输的。例如，用户能够直接携带供应设备200，并且通过针对每个电池管理系统直接标记供应设备200来执行上述供应模式(诊断和ID分配)。替代地，可以在供应设备200被安装在单独的移动设备上并且被移动的同时执行每个电池管理系统的供应模式。

另一方面，代替通过用户或移动设备直接运输，根据本发明的供应设备200也可以是针对多个电池管理系统的每个而设置的。即，与每个电池管理系统相邻地设置供应设备200，使得用户或移动设备能够在直接携带其的同时在不标记的情况下自动地执行供应模式。

这样，根据本发明的实施例的供应设备200，在组装电池时，能够使用单独设备监测电池和电池管理系统的状态，能够高效地分配网络ID和每个电池管理系统的ID，并且能够减小体积和成本。

图3是图示根据本发明的实施例的供应设备利用电池组的电池管理系统进行操作的图。

参考图3，根据本发明的实施例的电池组300可以包括电池模块控制器(BMC)310、单体模块控制器(CMC)320和供应设备330。这里，BMC 310可以对应于主电池管理系统，并且CMC 320可以对应于多个从电池管理系统。

CMC 320执行监测和控制包括多个电池单体的电池模块的状态的功能。如图3所示，每个CMC 320针对每个电池模块而被设置，并且可以检测包括在每个电池模块中的电池单体的状态信息，诸如电压、电流、温度和充电状态(SOC)。

此外，BMC 310可以接收由每个CMC 320检测到的状态信息，并且基于该信息向每个CMC 320传送命令。即，BMC 310可以执行对电池组300的电池模块和电池管理系统的总体控制。

如图3所示，根据本发明的供应设备330可以与电池组300的BMC310和CMC 320无线通信。即，供应设备330可以如上所述针对BMC 310和CMC 320中的每个切换到供应模式，并且执行电池模块、BMC 310和CMC 320的状态诊断和ID分配。供应设备330也可以包括用户图形界面(GUI)。

本发明的供应设备330可以使用由用户在单独系统中获得和输入的ID，或者接收由BMC 310或CMC 320生成的ID，并且使用所接收的ID作为网络ID和每个BMC 310或CMC 320的ID。在这种情况下，CMC 320的ID可以被顺序地分配或者可以由用户直接输入。

此外，根据本发明的供应设备330可以执行BMC 310和CMC 320的状态诊断，并且分配网络ID和用于BMC 310和CMC 320中的每个的ID以将所分配的ID存储在单独存储器(未示出)中。此外，供应设备330可以执行网络管理和监测，并且可以添加新设备或初始化该设备。本发明的实施例的供应设备330还被配置为将诸如网络ID和用于BMC 310和CMC 320中的每个的ID的各种数据上传到外部服务器(未示出)或电子设备(例如PC、用户终端等)并且管理所上传的各种数据。

当通过供应设备330将ID分配给BMC 310和CMC 320两者时，BMC310和CMC 320将所分配的BMS ID设置为地址以形成网络，并且传送/接收关于电池和电池管理系统的状态(电池单体/模块电压、温度等)的数据和各种命令(例如，状态监测命令、单体平衡命令、用于异常诊断的阈值指定命令等)。

图4a是图示根据本发明的实施例的供应设备的示例性配置的图，并且图4b是示出根据本发明的实施例的使用供应设备的方法的示例的图。

参考图4a，根据本发明的实施例的供应设备可以包括用于与电池管理系统通信的定向天线。通过此，供应设备可以被配置为仅与特定电池管理系统通信。此外，该供应设备可以通过附加地设置定向天线的天线辐射保护膜来改善通信的方向性。

另一方面，用户可以通过供应设备的图形用户界面(GUI)执行诸如设备设置、网络ID和设备ID输入、状态监测、各种命令的输入以及自动化脚本的功能。

参考图4b，本发明的供应设备可以被放置为与电池管理系统接触或相邻以执行供应。在这种情况下，供应设备可以安装在电池管理系统上，并且可以以用户在携带供应设备的同时标记的方式来执行供应。此外，每个电池管理系统可以包括用于从供应设备接收信号的接收器。

图5是图示根据本发明的实施例的供应设备的操作的图。

参照图5，首先，供应设备向主电池管理系统传送供应信号(S110)。在这种情况下，供应信号可以是预定图样信号。此外，可以以与电池管理系统之间的通信方法相同的方式执行供应设备与电池管理系统之间的通信。

当从供应设备接收到供应信号时，主电池管理系统进入供应模式。然后，供应设备向主电池管理系统传送状态信息请求命令(S120)，并且主电池管理系统向供应设备传送关于电池和主BMS自身的状态信息(例如，电压、SOC、温度等)(S130)。在这种情况下，供应设备可以通过使用所接收的状态信息执行关于电池和电池管理系统的异常诊断。

接着，供应设备设置网络ID和主电池管理系统的ID(S140)。这里，网络ID和主电池管理系统的ID可以由用户直接设置，或者可以在电池管理系统中生成。当接收到网络ID和电池管理系统ID时，主电池管理系统再次向供应设备传送接收确认信号(S150)。这样，当供应处理全部被执行时，供应设备向主电池管理系统传送供应终止命令(S160)。当供应模式结束时，主电池管理系统返回到正常模式。

当终止对主电池管理系统的供应操作时，供应设备向从电池管理系统传送供应信号(S170)。并且，以与主电池管理系统中相同的方式执行从电池管理系统的供应操作。在这种情况下，由于从电池管理系统的供应操作与步骤S120至S150中的基本相同，因此将省略其详细描述。当完成了对从电池管理系统的所有供应操作时，供应设备向从电池管理系统传送供应终止命令(S180)。

另一方面，当终止第一从电池管理系统的供应操作时，供应设备将对应从电池管理系统切换到正常模式，并且顺序地执行下一从电池管理系统的供应操作。

这样，当通过供应设备将ID分配给所有主电池管理系统和从电池管理系统时，电池管理系统可以通过将所分配的BMS ID设置为地址以形成网络来传送和接收数据和命令。例如，从电池管理系统可以将关于电池模块的数据以及电池模块和电池管理系统的状态(电池单体/模块电压、温度等)传送到主电池管理系统，并且主电池管理系统可以将各种命令(例如，状态监测命令、单体平衡命令、用于异常诊断的阈值指定命令等)传送到从电池管理系统。

图6是图示根据本发明的实施例的供应方法的流程图。

参照图6，首先，通过供应设备将用于将系统切换到供应模式的供应信号无线地传送到包括在电池组中的多个电池管理系统中的至少一个(S210)。另外，可以通过诸如唤醒音调信号和干扰信号的预设图样信号仅针对特定电池管理系统将供应信号切换到供应模式。

此外，在步骤S210中，可以通过用于仅针对多个电池管理系统当中的特定电池管理系统传送信号的定向天线和用于改善方向性的天线防护装置仅相对于目标电池管理系统实现通信。

然后，从切换到供应模式的电池管理系统接收电池和电池管理系统的状态信息(S220)。在这种情况下，在步骤S220中，可以基于电池和电池管理系统的状态信息来诊断电池和电池管理系统的状态。例如，可以基于电池和电池管理系统的诸如电压、电流、温度、压力等的状态信息是否在预设参考范围之外来确定是否存在异常。此外，在步骤S220中执行的电池和电池管理系统的状态信息和诊断结果可以通过图形界面显示给用户或传送到外部服务器。

接下来，分配电池组的网络的ID和每个电池管理系统的ID(S230)。在这种情况下，电池组的网络的ID和电池管理系统的ID可以由用户通过输入模块直接设置，或者可以由电池管理系统自身生成。

此外，在步骤S230中，当通过通信模块220将供应信号传送到多个电池管理系统当中的主电池管理系统时，处理器210可以将网络的ID和主电池管理系统的ID分配给主电池管理系统。并且，当网络由主电池管理系统形成时，将供应信号传送到多个电池管理系统当中的从电池管理系统中的每个，并且网络的ID和对应从电池管理系统的ID可以被顺序地分配给从电池管理系统中的每个。

在图5和图6中，已经描述在针对每个电池管理系统进行监测之后，供应设备执行网络和电池管理系统的ID分配，但是本发明不限于此，并且在分配网络和电池管理系统的ID之后，也可以执行监测。

同时，尽管图6中未示出，根据本发明的实施例的供应方法显示电池和电池管理系统的状态信息、电池组的网络的ID、以及电池管理系统中的每个的ID信息，使得用户可以直接检查数据。

此外，根据本发明的实施例的供应方法可以在通过步骤S220确定电池和电池管理系统中的至少一个中发生异常时通过生成警告通知来向用户通知危险。

这样，根据本发明的实施例的本发明的供应方法，当组装电池时，可以使用单独设备来监测电池和电池管理系统的状态，可以高效地分配网络ID和每个电池管理系统的ID，并且可以减小体积和成本。

图7是图示根据本发明的实施例的供应设备的硬件配置的图。

参照图7，供应设备700可以包括用于控制各种处理和每个配置的微控制器(MCU)710、其中记录有操作系统程序和各种程序(例如，电池和电池管理系统诊断程序、ID分配程序等)的存储器720、在电池单体模块和/或半导体开关元件之间提供输入接口和输出接口的输入/输出接口730、以及能够通过有线/无线通信网络与外部通信的通信接口740。这样，根据本发明的计算机程序可以被记录在存储器720中并且由微控制器710处理，并且例如可以被实施为执行图2所示的每个功能块的模块。

在上文中，即使已经描述了构成本发明的实施例的所有部件被组合为一个或组合操作，但是本发明不必限于这些实施例。即，如果在本发明的范围内，则所有部件可以选择性地组合并作为一个或多个部件操作。

另外，除非另外明确说明，如上所述的诸如“包括”、“包含”或“具有”的术语是指对应构成部件可以存在，并且应将其解释为可以进一步包括其他部件而不是排除其他部件。除非另外定义，否则所有术语，包括技术术语或科学术语，具有与本发明所属领域的技术人员通常理解的含义相同的含义。诸如在字典中定义的术语的通常使用的术语应被解释为与相关技术的上下文的含义一致，并且它们不应被解释为理想化或过于正式的含义，除非在本发明中明确定义。

以上描述仅是本发明的技术思想的示例，并且在不脱离本发明的根本特征的情况下，本发明所属领域的技术人员可以进行各种修改和变型。因此，本发明中公开的实施例并非旨在限制本发明的技术构思，而是用于解释，并且本发明的技术构思的范围不受这些实施例的限制。本发明的保护范围应由所附权利要求书来解释，并且与其等同的范围内的所有技术构思应被解释为包括在本发明的范围内。

Claims (15)

1.一种供应设备，包括：

通信模块，所述通信模块能够与包括在电池组中的多个电池管理系统通信；以及

处理器，

其中，所述处理器

使所述通信模块无线地传送用于将所述多个电池管理系统中的至少一个电池管理系统切换到供应模式的供应信号，

通过所述通信模块从所述多个电池管理系统接收电池和所述电池管理系统的状态信息，以及

基于通过所述通信模块接收的所述电池管理系统的所述状态信息来分配所述电池组的网络的ID和所述电池管理系统中的每个的ID。

2.根据权利要求1所述的供应设备，其中，所述通信模块包括用于仅针对所述多个电池管理系统当中的一个电池管理系统传送信号的定向天线。

3.根据权利要求1所述的供应设备，还包括用户接口，所述用户接口用于从用户接收用于以下中的至少一项的输入：设备设置、所述电池组的网络的ID信息、所述多个电池管理系统中的每个的ID信息和用于控制所述电池管理系统的命令。

4.根据权利要求1所述的供应设备，还包括显示器，所述显示器用于显示以下中的至少一个：所述电池和所述电池管理系统的状态信息、所述电池组的网络的ID、以及所述电池管理系统中的每个的ID信息。

5.根据权利要求1所述的供应设备，其中，所述通信模块以与所述多个电池管理系统之间的通信方法相同的通信方法执行。

6.根据权利要求1所述的供应设备，其中，所述网络的ID和所述电池管理系统的ID基于用户输入来设置或者由所述多个电池管理系统中的至少一个生成。

7.根据权利要求1所述的供应设备，其中，所述处理器基于所述电池和所述电池管理系统的状态信息来诊断所述电池和所述电池管理系统的状态。

8.根据权利要求1所述的供应设备，还包括警报模块，所述警报模块用于当所述处理器确定所述电池和所述电池管理系统中的至少一个具有异常时生成警告通知。

9.根据权利要求1所述的供应设备，其中，所述处理器通过所述通信模块将所述电池和所述电池管理系统的状态信息传送到外部服务器。

10.根据权利要求1所述的供应设备，其中，当所述供应信号通过所述通信模块被传送到所述多个电池管理系统当中的主电池管理系统时，所述处理器将所述网络的ID和所述主电池管理系统的ID分配给所述主电池管理系统，以及

当由所述主电池管理系统形成网络时，通过所述通信模块将所述供应信号传送到所述多个电池管理系统当中的所述从电池管理系统中的每个，并且将所述网络的ID和所述从电池管理系统的ID分配给所述从电池管理系统中的每个。

11.根据权利要求10所述的供应设备，其中，所述处理器将所述网络的ID和所述从电池管理系统的ID顺序地分配给所述从电池管理系统中的每个。

12.根据权利要求1所述的供应设备，其中，所述供应信号包括具有预设图样的信号。

13.根据权利要求1所述的供应设备，其中，当终止所述电池管理系统的供应操作时，所述处理器通过所述通信模块向对应电池管理系统传送供应终止命令。

14.根据权利要求1所述的供应设备，其中，所述供应设备是可运输的。

15.一种使用供应设备诊断电池系统的状态并且分配ID的方法，所述方法包括：

将用于将系统切换到供应模式的供应信号无线地传送到包括在电池组中的多个电池管理系统中的至少一个；

从所述多个电池管理系统中的每个接收所述电池和所述电池管理系统的状态信息；以及

分配所述电池组的网络的ID和所述电池管理系统中的每个的ID。

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