CN115728639A - 监控系统 - Google Patents

Abstract

一种监控系统包括：设置在被监控设备中的监控设备(30)，以及与监控设备无线通信以获取监控信息的控制器(40)。在被监控设备的运行状态下，控制器和监控设备建立各个连接，其中充当通信主设备的控制器执行与充当通信从设备的监控设备中的每一个的无线通信。在被监控设备的非运行状态下，控制器和监控设备通过建立顺序连接来保持控制器和监控设备之间的通信。在顺序连接中，充当通信主设备的控制器执行与充当通信从设备的监控设备之一的无线通信，并且充当通信主设备的监控设备之一依次地执行与充当通信从设备的监控设备中的另一个的无线通信。

Description

监控系统

技术领域

本公开涉及一种用于监控被监控设备(其是例如组装电池)的监控系统(monitoring system)。

背景技术

例如，在专利文献1(对应于US 2016/0268642 A1的JP 6093448 B)中描述了电池控制系统。该电池控制系统包括电池单元管理设备和组装电池管理设备。电池单元管理设备均获取关于对应电池单元组的电池单元的充电状态的测量结果。组装电池管理设备执行与电池单元管理设备的无线通信。

发明内容

在上述电池控制系统中，当车辆的主开关关闭时，组装电池进入非运行状态，其中不需要从组装电池向车载系统(in-vehicle system)供应电力，并且组装电池管理设备与每个电池单元管理设备之间的无线通信被禁用。当车辆的主开关打开且组装电池进入运行状态时，需要重新建立组装电池管理设备与每个电池单元管理设备之间的通信。然而，由于建立通信花费时间，所以在组装电池进入运行状态时，组装电池管理设备和每个电池单元管理设备不能迅速开始通信。

因此，本发明人已经进行了关于以下内容的研究：即使在被监控设备的非运行状态下，也保持监控诸如上述组装电池之类的被监控设备的每个监控设备与通信地连接到监控设备的控制器之间的通信。在被监控设备的非运行状态下保持控制器和监控设备之间的通信使得在被监控设备进入运行状态时控制器和监控设备之间能够迅速开始关于被监控设备的监控信息的通信。

然而，如果即使在被监控设备的非运行状态下也保持控制器单独与监控设备通信的被监控设备的运行状态下的通信，则控制器的功耗可能变得大于每个单独的监控设备的功耗。在用于控制器的供电装置和用于监控设备的供电装置不同的情况下，功耗的差异可能成为问题。

本公开的目的是提供一种监控系统，其即使在被监控设备的非运行状态下也保持控制器与监控设备之间的通信的同时能够减少控制器中的功耗。

根据本公开的一方面，监控系统包括设置在被监控设备中并监控被监控设备的监控设备，以及被配置为与监控设备无线通信以从监控设备获取被监控设备的监控信息的控制器。被监控设备可在运行状态和非运行状态之间切换。在被监控设备的运行状态下，控制器和监控设备建立各个连接，其中充当通信主设备的控制器执行与充当通信从设备的每个监控设备的无线通信。在被监控设备的非运行状态下，控制器和监控设备通过建立顺序连接来保持控制器和监控设备之间的通信。在顺序连接中，充当通信主设备的控制器执行与充当通信从设备的监控设备之一的无线通信，并且充当通信主设备的监控设备之一依次执行与充当通信从设备的监控设备中的另一监控设备的无线通信。

如上所述，在非监控设备的非运行状态下，控制器充当监控设备之一的通信主设备。关于其余的监控设备，依次地，监控设备之一充当另一监控设备的通信主设备。如上所述，通过切换控制器与监控设备之间的通信模式，可以在保持控制器与监控设备之间的通信的同时减少控制器中的功耗。

附图说明

图1是示出包括电池组的车辆的图。

图2是示出电池组的示意结构的立体图。

图3是示出组装电池的俯视图。

图4是示出电池管理系统的结构的框图。

图5是示出监控设备与控制器之间的通信序列的图。

图6是示出连接过程的图。

图7是示出周期性通信过程的图。

图8是根据第一实施例的示出组装电池的运行状态下的控制器和监控设备之间的通信模式的图(a)、以及示出组装电池的非运行状态下的控制器和监控设备之间的通信模式的图(b)。

图9是示出根据第一实施例的控制器和监控设备中的过程的流程图。

图10是示出根据第二实施例的组装电池的非运行状态下的控制器和监控设备之间的通信模式的图。

图11是示出根据第二实施例的控制器和监控设备中的过程的流程图。

图12是示出根据第三实施例的组装电池的非运行状态下的控制器和监控设备之间的通信模式的图。

图13是示出第三实施例的控制器和监控设备中的过程的流程图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图描述多个实施例。实施例中相同或相应的元素被分配相同的附图标记，并且将不再重复对其的描述。当在一个实施例中仅描述了结构的一部分时，结构的其他部分可以采用与一个实施例之前的另一实施例中的对应结构有关的描述。此外，不仅是在相应实施例的说明中明确示出的结构的组合，多个实施例的结构也可以部分地组合，即使当它们没有明确示出，只要组合没有特别困难即可。

(第一实施例)

首先，将参照图1描述其上安装有作为根据本实施例的监控系统的电池管理系统的车辆的结构。具体地，将描述与包括电池管理系统的电池组有关的车辆。图1是示出车辆的示意配置的图。车辆是电动车辆，例如电池电动车辆(BEV)、混合动力电动车辆(HEV)或插电式混合动力电动车辆(PHEV)。电池管理系统也可以应用于车辆以外的移动体，并且例如，可以应用于诸如无人机、船舶、建筑机械或农业机械之类的飞行体。电池管理系统也可以应用于家庭用、商业用等的固定电池(蓄电池)。

<车辆>

如图1所示，车辆10包括电池组(BAT)11、PCU 12、MG 13和ECU 14。“PCU”是“电力控制单元(Power Control Unit)”的缩写。“MG”是“电动发电机(Motor Generator)”的缩写。“ECU”是“电子控制单元(Electronic Control Unit)”的缩写。

电池组11包括后述的组装电池20，并且提供可充电且可放电的直流电压源。电池组11向车辆10的电负载供应电力。例如，电池组11通过PCU 12向MG 13提供电力。电池组11通过PCU 12充电。电池组11可以称为主机电池(main machine battery)。

例如，如图1所示，电池组11设置在车辆10的前车厢中。电池组11可以设置在后车厢中、座椅下方、地板下方等。例如，在混合动力电动车辆的情况下，可以将其中设置有发动机的隔室称为发动机隔室或发动机室。

电池组11的温度通过流入行驶的车辆10的空气和从安装在车辆10上的风扇供应的冷却空气来调节。电池组11的温度可以通过在车辆10内部循环的冷却液来调节。上述温度调节减少了电池组11的过度温度变化。电池组11可以以导热方式简单地耦合到具有大热容量的构件，例如车辆10的车身。

PCU 12根据来自ECU 14的控制信号在电池组11和MG 13之间执行双向电力转换。PCU 12可以被称为电力转换器。PCU 12可以包括逆变器和转换器。转换器设置在电池组11和逆变器之间的通电路径(energization path)中。转换器具有升高和降低直流电压的功能。逆变器将由转换器升高的直流电压转换为诸如三相交流电压之类的交流电压，并将交流电压输出到MG 13。逆变器将MG 13的产生的电力转换为直流电压并向转换器输出直流电压。转换器利用通过降低从逆变器输出的直流电压而获得的直流电压对电池组11的组装电池20进行充电。

MG 13是交流旋转机，例如三相交流同步电机，其中永磁体嵌入在转子中。MG 13用作车辆10行驶的驱动源，即电动机。MG 13由PCU 12驱动以产生旋转驱动力。由MG 13产生的驱动力被传递到驱动轮。MG 13在车辆10制动时用作发电机并且执行再生发电。MG 13的产生的电力通过PCU 12供应给电池组11并存储在电池组11内的组装电池20中。

ECU 14包括计算机，包括处理器、存储器、输入/输出接口、连接这些组件的总线。处理器是用于算术处理的硬件。处理器包括例如作为核心的CPU。“CPU”是“中央处理单元”的缩写。存储器是非暂时性的有形存储介质，其非暂时性地存储计算机可读程序、数据等。存储器存储要由处理器执行的各种程序。

ECU 14例如从电池组11获取关于组装电池20的信息，并且控制PCU 12以控制MG13的驱动以及电池组11的充电和放电。ECU 14可以从电池组11获取诸如组装电池20的电压、温度、电流、SOC和SOH之类的信息。ECU 14可以获取电池信息，例如组装电池20的电压、温度和电流，并计算SOC和SOH。“SOC”是“充电状态”的缩写。“SOH”是“健康状况”的缩写。

ECU 14的处理器执行例如包含于被存储在存储器中的PCU控制程序中的多个指令。结果，ECU 14构建用于控制PCU 12的多个功能单元。如上所述，在ECU 14中，存储在存储器中的程序使处理器执行多个指令，从而构建功能单元。ECU 14可以被称为EVECU。

<电池组>

接下来，将参照图2和图3描述电池组11的结构示例。图2是示意性地示出电池组11的内部的立体图。在图2中，外壳50由双点划线表示。图3是示出每个电池堆(batterystack)的上表面的俯视图。

如图2所示，电池组11包括组装电池20、监控设备30、控制器40和外壳50。下文中，如图2中所示，在附接到车辆10的外壳50的安装表面上，纵向称为X方向，并且横向称为Y方向，该安装表面是外壳50的表面之一，其具有基本上长方体的形状。在图2中，外壳50的下表面是安装表面。垂直于安装表面的上下方向称为Z方向。X方向、Y方向和Z方向被布置为彼此正交。在本实施例中，车辆10的左右方向对应于X方向，车辆10的前后方向对应于Y方向，并且车辆10的上下方向对应于Z方向。图2和图3的布置仅是示例，并且电池组11可以相对于车辆10以任何方式布置。

组装电池20包括在X方向上并排布置的电池堆21。电池堆21可以被称为电池块、电池模块等。组装电池20由串联和/或并联连接的电池堆21形成。在本实施例中，电池堆21串联连接。

每个电池堆21具有电池单元22。电池单元22容纳在壳体(case)中。结果，电池单元22的相对位置被固定。壳体由金属或树脂制成。当壳体由金属制成时，电绝缘构件可以部分地或完全地介于外壳的壁表面和电池单元22之间。

固定构件的形式没有特别限制，只要电池单元22的相对位置可以固定即可。例如，可以采用电池单元22由具有条带形状(strip shape)的带(band)约束的结构。在这种情况下，用于保持电池单元22之间的分离距离的隔板(separator)可以介于电池单元22之间。

每个电池堆21包括串联连接的电池单元22。在本实施例的电池堆21中，将沿Y方向并排布置的电池单元22串联连接。组装电池20提供上述直流电压源。组装电池20、电池堆21和电池单元22对应于电池。

每个电池单元22是通过化学反应产生电动势的二次电池(secondary battery)。作为二次电池，可以采用锂离子二次电池、镍金属氢化物二次电池、有机自由基电池等。锂离子二次电池是使用锂作为电荷载体的二次电池。可以用作电池单元22的二次电池不仅可以是电解质为液体的二次电池，而且可以是使用固体电解质的所谓全固态电池。

电池单元22包括发电元件和容纳发电元件的电池壳体。如图3所示，每个电池单元22的电池壳体形成为扁平形状。电池壳体具有面向Z方向的两个端面，并且具有总共四个侧面，包括两个面向X方向的侧面和两个面向Y方向的侧面。本实施例的电池壳体由金属制成。

电池单元22被堆叠使得电池壳体的侧面在Y方向上彼此接触。每个电池单元22在X方向上的不同端处具有正极端子25和负极端子26。正极端子25和负极端子26在Z方向、更具体而言向上方的Z+方向上突出。对于每个电池单元22，正极端子25和负极端子26从其突出的端面的位置在Z方向上是相同的。电池单元22被堆叠使得正极端子25和负极端子26在Y方向上交替布置。

线性汇流条单元(linear bus bar unit)23在X方向上设置在每个电池堆21的上表面的两端处。汇流条单元23设置在正极端子25和负极端子26从其突出的电池壳体的端面的在X方向上的两端。也就是说，一对汇流条单元23设置在每个电池堆21中。

每个汇流条单元23包括：将沿Y方向交替布置的正极端子25和负极端子26电连接的汇流条24，以及覆盖汇流条24的汇流条罩(bus bar cover)27。每个汇流条24是由具有良好导电性的金属(例如铜或铝)制成的板材。汇流条24将在Y方向上彼此相邻的电池单元22的正极端子25和负极端子26电连接。结果，在每个电池堆21中，电池单元22串联连接。

根据这种连接结构，在每个电池堆21中，位于沿Y方向布置的电池单元22的相对端处的两个电池单元22中的一个具有最高电位，而另一个具有最低电位。预定线缆连接至具有最高电位的电池单元22的正极端子25和具有最低电位的电池单元22的负极端子26中的至少一个。

如图2所示，电池堆21沿X方向布置。在X方向上彼此相邻的两个电池堆21中的一个中具有最高电位的电池单元22的正极端子25经由预定线缆连接到两个电池堆21中的另一个中具有最低电位的电池单元22的负极端子26。因此，电池堆21串联连接。

根据这样的连接结构，位于沿X方向布置的电池堆21的相对端处的两个电池堆21中的一个成为最高电位电池堆21，并且另一个成为最低电位的电池堆21。输出端子与最高电位的电池堆21的电池单元22之中具有最高电位的电池单元22的正极端子25连接。输出端子与最低电位电池堆21中的电池单元22之中具有最低电位的电池单元22中的负极端子26连接。这两个输出端子连接到安装在车辆10上的电气设备，例如PCU 12。

在X方向上彼此相邻的两个电池堆21可以不经由预定线缆电连接。沿X方向布置的任意两个电池堆21可以经由预定线缆电连接。经由预定线缆电连接的正极端子25和负极端子26在Y方向上的位置可以相同或不同。即，正极端子25和负极端子26可以在X方向上至少部分地面向彼此或完全不面对彼此。正极端子25和负极端子26中的一个可以至少部分地位于或根本不位于通过将正极端子25和负极端子26中的另一个在X方向上投影而获得的投影区域中。

每个汇流条罩27由诸如树脂之类的电绝缘材料形成。汇流条罩27沿Y方向从电池堆21的一端到另一端线性地设置，使得汇流条罩27覆盖多个汇流条24。汇流条罩27可以具有分隔壁。分隔壁增强了在Y方向上彼此相邻的两个汇流条24之间的绝缘。

监控设备30是为电池堆21单独设置的。如图2所示，在每个电池堆21的一对汇流条单元23之间布置有监控设备30。监控设备30在Z方向上面对电池壳体的端面，正极端子25及负极端子26从该端面突出。监控设备30与端面可以在Z方向上彼此分离，也可以在Z方向上面对彼此且彼此接触。诸如绝缘片之类的物体可以介于监控设备30和端面之间。

监控设备30用螺钉等固定于汇流条单元23。如后所述，监控设备30能够执行与控制器40的无线通信。监控设备30中所包括的后述的天线37被设置以便在Z方向上不与汇流条单元23重叠(即，以便在Z方向上比汇流条单元23突出更多)。

用于将监控设备30和汇流条单元23耦合的耦合构件(例如，螺钉)的材料可以是例如非磁性材料，以便避免干扰无线通信。除了螺钉之外，在设置在电池堆21中的部件之中，不需要特别具有磁性的部件还可以采用非磁性材料作为其构成材料。

在本实施例中，监控设备30沿X方向布置。监控设备30在Y方向的位置相同。通过上述配置，监控设备30的分离间隔的延长被减小。

控制器40附接至设置在X方向上的一端处的电池堆21的外侧表面。控制器40能够执行与每个监控设备30的无线通信。控制器40中所包括的后述的天线42在Z方向上设置在与监控设备30的天线37大致相同的高度处。即，控制器40的天线42被设置以便在Z方向上比汇流条单元23突出更多。

在电池组11中，监控设备30和控制器40提供后述的电池管理系统60。也就是说，电池组11包括电池管理系统60。

为了避免电池组11成为电磁噪声源，可能需要减少无线通信的无线电波泄漏到在其中执行监控设备30和控制器40之间的无线通信的通信空间的外部。相反，为了减少无线通信的干扰，可能需要减少电磁噪声进入通信空间。

出于该原因，例如，外壳50能够反射电磁波。外壳50包括用于反射电磁波的材料，以下作为示例进行描述。例如，外壳50包括诸如金属之类的磁性材料。外壳50包括树脂材料和覆盖树脂材料表面的磁性材料。外壳50包括树脂材料和嵌入树脂材料中的磁性材料。外壳50包括碳纤维。外壳50可以能够吸收电磁波而不是反射电磁波。

外壳50可以具有与外壳50内部的容纳空间和外壳50外部的空间(外部空间)连通的孔。孔由耦合表面限定，该耦合表面介于外壳50的内表面和外表面之间并连接外壳50的内表面和外表面。例如，该孔用于通风、电源线的引出和信号线的引出。在具有孔的结构的情况下，可以在孔上设置盖(cover)。盖阻止容纳空间和外部空间之间的连通。盖可以堵住孔的全部或一部分。

例如，盖设置在外壳50的内表面、外表面或耦合表面中的任一个上。盖可以设置为面对孔以覆盖孔，而不是设置在内表面、外表面或耦合表面中任一个上。在盖和孔彼此分离的情况下，它们之间的分离间隙比孔的长度短。孔的长度是内表面和外表面之间的尺寸，或者是在与内表面和外表面之间的距离正交的方向上的尺寸。

盖例如是连接器、电磁屏蔽构件、密封材料等。盖包括以下作为示例描述的材料。盖包括例如磁性材料，例如金属。盖包括树脂材料和覆盖树脂材料表面的磁性材料。盖包括树脂材料和嵌入树脂材料中的磁性材料。盖包括碳纤维。盖包括树脂材料。

外壳50的孔可以被容纳在外壳50的容纳空间中的元件中的至少一个覆盖。容纳的元件和孔之间的分离间隙比上述孔的长度短。电源线和信号线可以跨容纳空间和外部空间设置，同时由形成外壳50的壁的一部分的电绝缘构件保持。

<电池管理系统>

接下来，将参照图4描述电池管理系统的示意性结构。图4是示出电池管理系统的结构的框图。

如图4所示，电池管理系统60包括监控设备(SBM)30和控制器(ECU)40。在下文中，监控设备可以称为SBM。控制器40可以被称为电池ECU或BMU。BMU是电池管理单元的缩写。电池管理系统60是使用无线通信来管理电池的系统。该无线通信使用在近距离通信中使用的频带，例如2.4GHz频带或5GHz频带。

电池管理系统60根据由监控设备30和/或控制器40执行的无线通信的节点数量来采用一对一通信或网络通信。节点数量可以根据监控设备30和/或控制器40的休息状态而变化。当节点数量为两个时，电池管理系统60采用一对一通信。当节点的数量为3个或更多时，电池管理系统60采用网络通信。网络通信的一个示例是星形通信，其中在作为主节点的一个节点和作为从节点的其他节点之间执行无线通信。网络通信的另一个示例是链式通信，其中多个节点串联连接以执行无线通信。

电池管理系统60还包括传感器70。传感器70包括：物理量检测传感器，其检测每个电池单元22的物理量；以及确定传感器。物理量检测传感器包括例如电压传感器、温度传感器和电流传感器。

电压传感器包括耦合到汇流条24的检测线。电压传感器检测每个电池单元22的电压(单元电压)。确定传感器确定是否附接了正确的电池。

温度传感器选择性地设置在电池堆21中包括的一些电池单元22中。温度传感器检测选择的一个电池单元22的温度(单元温度)作为电池堆21的温度。例如，在被包括在一个电池堆21中的电池单元22之中，预期具有最高温度的电池单元22、预期具有最低温度的电池单元22、预期具有中间温度的电池单元22设置有温度传感器。用于一个电池堆21的温度传感器的数量没有特别限定。

电流传感器设置在电池堆21中。电流传感器检测通常流过串联连接的电池单元22和串联连接的电池堆21的电流(单元电流)。在本实施例中，因为所有的电池堆21串联连接，因此设置了一个电流传感器。然而，电流传感器的数量不限于该示例。

<监控设备>

首先，将描述监控设备30。每个监控设备30具有共同的配置。监控设备30包括供电装置电路(PSC)31、复用器(MUX)32、监控IC(MIC)33、微控制器(MC)34、无线IC(WIC)35、前端电路(FE)36和天线(ANT)37。监控设备30内的元件之间的通信经由线缆执行。

供电装置电路31使用从电池堆21供给的电压来产生监控设备30中所包括的其他电路元件的工作电力。在本实施例中，供电装置电路31包括供电装置电路311、312、313。供电装置电路311使用从电池堆21供给的电压产生预定电压并将产生的电压供应给监控IC33。供电装置电路312使用由供电装置电路311产生的电压产生预定电压并将产生的电压供应给微控制器34。供电装置电路313使用由供电装置电路311产生的电压产生预定电压，并将产生的电压供应给无线IC 35。

复用器32是选择被包括在电池组11中的至少一些传感器70的检测信号之一并输出所选择的信号的选择电路。复用器32根据来自监控IC 33的选择信号来选择(切换)输入，并将输入作为一个信号输出。

监控IC 33感测(获取)电池信息，例如单元电压和单元温度，并将电池信息传送到微控制器34。例如，监控IC 33直接从电压传感器获取单元电压，并通过复用器获取诸如单元温度之类的信息。监控IC 33获取单元电压并确定哪个电池单元22对应于单元电压。即，监控IC 33在执行单元确定的同时获取单元电压。由电流传感器检测到的单元电流可以输入到监控IC 33，或者可以通过有线传输输入到控制器40。

监控IC 33可以被称为单元监控电路(CSC)。CSC是单元监督电路(CellSupervising Circuit)的缩写。监控IC 33对包括监控IC 33自身的监控设备30的电路部分进行故障诊断。即，监控IC 33将包括电池信息和故障诊断信息的电池监控信息发送到微控制器34。监控设备30可以将获取的电池监控信息存储(保持)在诸如微控制器34之类的存储器中。在接收到请求获取从微控制器34发送的电池监控信息的数据时，监控IC 33感测电池信息并将包括电池信息的电池监控信息发送给微控制器34。除了上述示例之外，电池监控信息还可以包括例如信息，例如烟气温度、阻抗、单元电压的平衡状态、堆电压、与控制器40的同步状态、或检测接线的异常的存在或不存在。

微控制器34是微型计算机并且包括作为处理器的CPU、作为存储器的ROM和RAM、输入/输出接口、连接这些组件的总线。CPU通过在使用RAM的临时存储功能的同时执行存储在ROM中的各种程序来构建多个功能单元。ROM是只读存储器的缩写。RAM是随机存取存储器的缩写。

微控制器34控制由监控IC 33执行的感测和自诊断的时间表。微控制器34接收从监控IC 33发送的电池监控信息并将电池监控信息发送到无线IC 35。微控制器34将请求获取电池监控信息的数据发送到监控IC 33。例如，在接收到从无线IC 35发送的请求获取电池监控信息的数据时，微控制器34可以将请求获取电池监控信息的数据发送到监控IC 33。微控制器34可以自主地请求监控IC 33获取电池监控信息。例如，微控制器34可以循环地请求监控IC 33获取电池监控信息。

无线IC 35包括RF电路和微控制器(未示出)以便无线地发送和接收数据。无线IC35的微控制器包括存储器。无线IC 35具有调制发送数据并以RF信号的频率振荡的发送功能。无线IC 35具有对接收到的数据进行解调的接收功能。RF是射频的缩写。

无线IC 35对从微控制器34发送的包括电池监控信息的数据进行调制，并经由前端电路36和天线37将调制后的数据发送到诸如控制器40之类的另一节点。无线IC 35将对于诸如通信控制信息之类的无线通信必要的数据添加到包括电池监控信息的发送数据，并且然后发送数据。对于无线通信必要的数据包括例如标识符(ID)和检错码。例如，无线IC35控制与另一节点的无线通信中的数据大小、通信格式、时间表和错误检测。

无线IC 35经由天线37和前端电路36接收从另一个节点发送的数据，并且然后解调数据。例如，在接收到包括对电池监控信息的发送请求的数据时，无线IC 35响应于该请求而将包括电池监控信息的数据发送到另一节点。除了上述电池监控信息之外，监控设备30还可以将电池可追溯性信息和/或制造历史信息发送到另一节点。电池可追溯性信息例如是充放电次数、故障次数、充/放电总时间。制造历史信息例如是制造日期、地点、制造商、序列号和制造编号。制造历史信息被存储在监控设备30中所包括的存储器中。监控设备30可以将电池可追溯性信息和/或制造历史信息代替上述电池监控信息发送到另一节点。

前端电路36包括用于在无线IC 35和天线37之间进行阻抗匹配的匹配电路，以及用于去除不必要的频率分量的滤波电路。

天线37将电信号转换成无线电波并且将无线电波发射到空间中。天线37接收在空间中传播的无线电波并将无线电波转换为电信号。

<控制器>

接下来，将参照图4描述控制器40。控制器40包括供电装置电路(PSC)41、天线(ANT)42、前端电路(FE)43、无线IC(WIC)44、主微控制器(MMC)45和子微控制器(SMC)46。控制器40内的元件之间的通信通过线缆执行。

供电装置电路41使用从电池(BAT)15供给的电压来产生用于控制器40中包括的其他电路元件的工作电源。电池15是安装在车辆10上并且与电池组11不同的DC电压源。电池15向车辆10的辅机提供电力，因此可以称为辅机电池。在本实施例中，供电装置电路41包括供电装置电路411和412。供电装置电路411使用从电池15供应的电压产生预定电压，并将产生的电压供应给主微控制器45和子微控制器46。为简化附图，供电装置电路411与子微控制器46之间的电连接被省略。供电装置电路412使用由供电装置电路411产生的电压产生预定电压，并将预定电压供应给无线IC 44。

天线42将电信号转换成无线电波并且将无线电波发射到空间中。天线42接收在空间中传播的无线电波并将无线电波转换为电信号。

前端电路43包括用于在无线IC 44和天线42之间进行阻抗匹配的匹配电路，以及用于去除不必要的频率分量的滤波电路。

无线IC 44包括RF电路和微控制器(未示出)以便无线地发送和接收数据。无线IC44与无线IC 35一样具有发送功能和接收功能。无线IC 44经由天线42和前端电路43接收从监控设备30发送的数据，并且然后对该数据进行解调。无线IC 44向主微控制器45发送包括电池监控信息的数据。无线IC 44接收并调制从主微控制器45发送的数据，并经由前端电路43和天线42将数据发送给监控设备30。无线IC 44将诸如通信控制信息之类的对于无线通信所必要的数据添加到发送数据并发送该数据。对于无线通信所必要的数据包括例如标识符(ID)和检错码。无线IC 44控制与其他节点的无线通信中的数据大小、通信格式、时间表和错误检测。

主微控制器45是包括CPU、ROM、RAM、输入/输出接口以及连接这些组件的总线的微型计算机。ROM存储要由CPU执行的各种程序。主微控制器45生成请求监控设备30执行预定过程的命令，并将包括该命令的发送数据发送到无线IC 44。主微控制器45生成例如用于请求发送电池监控信息的命令。主微控制器45可以生成用于不仅请求获取电池监控信息而且还请求发送电池监控信息的命令。这里描述的请求可以称为指令。

主微控制器45接收包括从无线IC 44发送的电池监控信息的数据，并基于电池监控信息执行预定过程。在本实施例中，主微控制器45从电流传感器获取单元电流，并基于电池监控信息和获取的单元电流执行预定过程。例如，主微控制器45执行将获取的电池监控信息发送到ECU 14的过程。主微控制器45可以基于电池监控信息计算电池单元22的内阻抗、开路电压(OCV)、SOC和SOH中的至少一个，并将包括计算的数据的信息发送到ECU 14。OCV是开路电压的缩写。

主微控制器45基于例如单元电压和单元电流来执行估计过程以估计电池单元22的内阻抗和开路电压。开路电压是与电池单元22的SOC相对应的单元电压。开路电压是在没有电流流动时的单元电压。由监控设备30获取的开路电压和单元电压根据内阻抗和单元电流而具有电压降的差。内阻抗根据单元温度而变化。单元温度越低，内阻抗值越大。主微控制器45执行估计过程以估计电池单元22的内阻抗和开路电压，还考虑到例如单元温度。

主微控制器45可以基于电池监控信息指示执行用于均衡电池单元22的电压的平衡过程。主微控制器45可以获取车辆10的IG信号并根据车辆10的行驶状态执行上述过程。主微控制器45可以基于电池监控信息执行检测电池单元22或电路的异常的过程，并且可以将异常检测信息发送到ECU 14。

子微控制器46是包括CPU、ROM、RAM、输入/输出接口以及连接这些组件的总线的微型计算机。ROM存储要由CPU执行的各种程序。子微控制器46在控制器40内部执行监控过程。例如，子微控制器46可以监控无线IC 44和主微控制器45之间的数据。子微控制器46可以监控主微控制器45的状态。子微控制器46可以监控无线IC 44的状态。

<运行状态下的通信>

根据本实施例的电池管理系统60在组装电池20的运行状态下(其中，从组装电池20经由系统主继电器(system main relay，SMR)(未图示)向诸如MG 13之类的车载系统供给电力)执行星型网络通信。也就是说，控制器40经由单独建立的通信连接执行与每个监控设备30的无线通信。为了方便起见，下面将描述一个监控设备30和控制器40之间的无线通信。控制器40与所有监控设备30执行类似的过程。

首先，参照图5和图6，将描述用于在每个监控设备30和控制器40之间建立单独的通信连接的连接过程。图5是示出监控设备30与控制器40之间的通信序列的图。该通信序列也可以称为通信流。图6示出了连接过程的示例。在图5和图6中，控制器40被表示为ECU 40。

如图5所示，在控制器40和每个监控设备30之间执行连接过程(S10)，以便单独地建立与每个监控设备30的通信连接。在通信连接中，控制器40充当通信主设备并且每个监控设备30充当通信从设备。由于控制器40和每个监控设备30根据BLE通信协议执行通信，所以连接过程(S10)包括连接建立过程(S11)和配对过程(S12)，如图6所示。BLE是低功耗蓝牙的缩写。蓝牙是注册商标。然而，控制器40和每个监控设备30之间的通信可以根据除了BLE通信协议之外的通信协议来执行。

在连接建立过程(S11)中，控制器40执行扫描操作(S111)，并且监控设备30执行通告操作(S112)。扫描操作的开始可以比通告操作的开始早、与通告操作的开始大致相同或晚于通告操作的开始。

为了通知控制器40监控设备30的存在，监控设备30的无线IC 35执行通告操作以将通告分组(ADV_PKT)发送到控制器40的无线IC 44。通告分组包括监控设备30的ID信息和控制器40的ID信息。

当通过扫描操作检测到通告分组(即检测到监控设备30)时，控制器40向检测到的监控设备30发送连接请求(CONNECT_REQ)(S113)。

当监控设备30接收到连接请求时，在一个监控设备30和控制器40之间建立连接。当建立了连接时，监控设备30停止发送通告分组。监控设备30循环发送通告分组直到建立连接。

当连接建立过程结束时，随后执行配对过程(S12)。配对过程是用于执行加密数据通信的过程。配对过程包括唯一信息交换过程(S121)。在交换过程中，两个设备所持有的唯一信息(例如，加密密钥或用于生成加密密钥的信息)被交换并存储在每个存储器中。在执行步骤S121的过程之后，使用交换的唯一信息的加密变得可能。

尽管已经描述了控制器40执行扫描操作并且监控设备30执行通告操作的示例，但是本发明不限于该示例。监控设备30可以执行扫描操作，并且控制器40可以执行通告操作。

接下来，参照图5和图7，将描述在组装电池20的运行状态下在监控设备30与控制器40之间执行的周期性通信过程。图7示出了周期性通信过程的示例。在图7中，监控IC 33示出为MIC 33，无线IC 35示出为WIC 35，并且控制器40示出为ECU 40。

当上述连接过程完成时，监控设备30和控制器40执行周期性通信过程(S20)。在周期性通信过程中，控制器40和监控设备30周期性地(循环地)执行数据通信。例如，在数据通信中，如图7所示，控制器40向已经完成与控制器40的连接过程的监控设备30发送请求数据(S21)。作为示例，控制器40发送包括电池监控信息的获取请求和发送请求的请求数据。

在接收到请求数据时，监控设备30的无线IC 35向监控IC 33发送用于获取电池监控信息的请求，即获取指令(S22)。本实施例的无线IC 35经由微控制器34向监控IC 33发送获取请求。

在接收到获取请求时，监控IC 33执行感测(S23)。监控IC 33执行感测并获取每个电池单元22的电池信息。监控IC 33还执行电路故障诊断。

接下来，监控IC 33将获取的电池监控信息发送到无线IC 35(S24)。在本实施例中，监控IC 33发送电池监控信息，包括故障诊断结果以及电池信息。监控IC 33经由微控制器34向无线IC 35发送电池监控信息。

当无线IC 35从监控IC 33接收到电池监控信息时，无线IC 35向控制器40发送包括电池监控信息的发送数据，即响应数据(S25)。控制器40接收响应数据(S26)。控制器40周期性地执行与监控设备30(与其建立了连接)的数据通信。

基于接收到的响应数据，即电池监控信息，控制器40执行预定过程(S30)。例如，控制器40执行将获取的电池监控信息发送到ECU 14的过程、指示执行使电池单元22的电压均衡的平衡过程的过程、以及检测电池单元22的异常的过程，如上所述。

尽管已经描述了监控设备30基于来自控制器40的获取请求获取电池监控信息的示例，但是本发明不限于该示例。监控设备30可以自主地获取电池监控信息并基于来自控制器40的发送请求将电池监控信息发送到控制器40。因此，响应于获取请求的步骤S22至S24的过程变得不必要。

<非运行状态下的通信>

根据本实施例的电池管理系统60即使在组装电池20的非运行状态下也保持控制器40和监控设备30之间的通信，以便在从组装电池20的非运行状态切换到运行状态时在控制器40和监控设备30之间快速开始通信。非运行状态是例如通过关闭点火开关而关闭SMR并且不需要从组装电池20经由SMR向车载系统(例如，MG 13)供电的状态。图8(a)示出了在组装电池20的运行状态期间的通信模式(即，星形网络)，其中控制器40充当通信主设备并且单独地与充当通信从设备的监控设备30进行通信。如果即使在组装电池20的非运行状态下也保持该通信模式，则控制器40的功耗变得大于每个监控设备30的功耗。主要原因是控制器40需要与多个监控设备30进行通信，并且通信主设备执行通信时间表管理等的功能通常比通信从设备的功能负载高。即使在组装电池20的非运行状态下，组装电池20也无需通过SMR而向设备(例如，直接连接到组装电池20的监控设备30)供电。

因此，根据本实施例的电池管理系统60在组装电池20处于非运行状态时将通信模式切换为与运行状态不同的模式。因此，控制器40和监控设备30之间的通信可以被保持，同时控制器40的功耗被降低。以下，在组装电池20的非运行状态下在控制器40与监控设备30之间的通信模式将被详细描述。

图8(b)是示出组装电池20的非运行状态下的通信网络的示例的图。如图8(b)所示，在组装电池20的非运行状态下，控制器40充当监控设备30_1、30_2、30_3中的一个监控设备30_1的通信主设备。监控设备30_1、30_2、30_3中的一个依次充当监控设备30_1、30_2、30_3中的另一个的通信主设备。即，在组装电池20的非运行状态下，控制器40与监控设备30_1、30_2、30_3建立顺序连接，并且控制器40与监控设备30_1、30_2、30_3之间的通信模式为链式网络。通过在组装电池20的非运行状态下采用这种通信模式，可以使设备40、30_1、30_2、30_3的功耗均衡。

在图8(b)所示的示例中，控制器40不仅充当监控设备30_1的通信主设备，而且充当监控设备30_3的通信从设备。然而，可以省略控制器40与监控设备30_1之间以及监控设备30_1、30_2、30_3之间的通信路径之一。这是因为，即使没有形成一个通信路径，控制器40和所有监控设备30_1、30_2、30_3也可以加入通信网络。虽然在图8(b)中监控设备30的数量是三个，监控设备30的数量不限于此，并且可以是2个、4个或更多。在监控设备30的数量较多的情况下，图8(b)所示的通信网络的数量可以不止一个。在这种情况下，控制器40可以充当两个或更多个监控设备30的通信主设备。

接下来，参考图9的流程图，将描述当组装电池20从运行状态切换到非运行状态以及从非运行状态切换到运行状态时，由控制器40和监控设备30_1、30_2、30_3中的每一个执行的用于改变通信网络的过程。

在步骤S40，控制器40检测点火开关的关闭作为用于从组装电池20的运行状态切换到非运行状态的触发。然而，可以通过使用例如车辆的停止、驾驶员下车的事实或车辆的每个门被锁定的事实作为触发来检测组装电池20从运行状态到非运行状态的切换。当检测到点火开关被关闭时，控制器40向监控设备30_1、30_2、30_3中的每一个通知点火开关被关闭。换句话说，向监控设备30_1、30_2、30_3中的每一个通知：针对组装电池20的非运行状态，需要将通信网络的模式变更为链式网络。

由于控制器40和监控设备30_1、30_2、30_3均不仅充当通信主设备，而且充当其他设备40、30_1、30_2、30_3的通信从设备，因此控制器40和监控设备30_1、30_2、30_3均执行连接接受操作(扫描操作)和连接请求操作(通告操作)。更具体地，控制器40和监控设备30_1、30_2、30_3均在不同的时间执行连接接受操作和连接请求操作，如图9的流程图所示。可以预先设置充当通信主设备的设备40、30_1、30_2、30_3和充当通信从设备的设备40、30_1、30_2、30_3的组合。然而，这些组合可以由控制器40和监控设备30_1、30_2、30_3之一在检测到点火开关被关闭时确定，并且然后一个设备可以将这些组合通知其他设备40、30_1、30_2、30_3。

例如，在图9的流程图中所示的示例中，监控设备30_1在步骤S41中执行连接接受操作以充当监控设备30_2的通信主设备，并且在步骤S42中监控设备30_2执行的连接请求操作以充当监控设备30_1的通信从设备。在步骤S43中监控设备30_3执行的连接接受操作以充当控制器40的通信主设备，并且针对步骤S44控制器40执行连接请求操作以充当监控设备30_3的通信从设备。在步骤S45中，执行监控设备30_1与监控设备30_2之间以及监控设备30_3与控制器40之间的连接建立操作。在连接建立操作中，通信主设备检测从通信从设备发送的通告分组，向通信从设备发送连接请求(CONNECT_REQ)，并且进一步地，通信主设备和通信从设备交换唯一信息。

在组装电池20的运行状态下形成的星形网络中，作为通信主设备的控制器40与作为通信从设备的监控设备30_3之间已经建立了通信连接。可以利用该建立的通信连接，并且可以在控制器40和监控设备30_3之间切换通信主设备和通信从设备的角色，而不是执行步骤S43中的连接接受操作和步骤S44中的连接请求操作。如果使用建立的通信连接的通信主设备和通信从设备的角色切换比通过扫描操作和通告操作建立新的通信连接更容易并且更迅速地完成，则可以执行这种角色切换。

在图9的流程图所示的示例中，在步骤S45中的连接建立操作完成之后，控制器40在步骤S46中执行连接接受操作以充当监控设备30_1的通信主设备，并且监控设备30_1在步骤S47中执行连接请求操作以充当控制器40的通信从设备。监控设备30_2在步骤S48中执行连接接受操作以充当监控设备30_3的通信主设备，并且监控设备30_3在步骤S49中执行连接请求操作以充当监控设备30_2的通信从设备。在步骤S50中，执行控制器40与监控设备30_1之间以及监控设备30_2与监控设备30_3之间的连接建立操作。

在组装电池20的运行状态下形成的星形网络中，作为通信主设备的控制器40与作为通信从设备的监控设备30_1之间已经建立了通信连接。由于所建立的通信连接可以直接用作控制器40和监控设备30_1之间的通信连接，因此可以省略步骤S46中的连接接受操作和步骤S47中的连接请求操作。

图9的流程图示出了首先执行监控设备30_1和监控设备30_2之间以及监控设备30_3和控制器40之间的连接建立操作，并且然后执行控制器40和监控设备30_1之间以及监控设备30_2和监控设备30_3之间的连接建立操作。然而，在实践中，控制器40和监控设备30_1、30_2、30_3单独循环地重复连接接受操作和连接请求操作。然后，当要配对的通信从设备和通信主设备已经发送和接收到通告分组和响应于通告分组的连接请求时，在它们之间执行连接建立操作。当控制器40和监控设备30_1、30_2、30_3首先作为通信主设备完成连接建立操作时，控制器40和监控设备30_1、30_2、30_3停止连接接受操作并且仅继续连接请求操作直到完成作为通信从设备的连接建立操作。另一方面，当控制器40和监控设备30_1、30_2、30_3首先作为通信从设备完成连接建立操作时，控制器40和监控设备30_1、30_2、30_3停止连接请求操作并且仅继续连接接受操作，直到作为通信主设备完成连接建立操作。

最迟通过在点火开关关闭的检测被发送到监控设备30_2、30_3中的每一个之后的周期性通信的开始来断开在组装电池20的运行状态下的通信连接，其中控制器40充当通信主设备并且监控设备30_2、30_3中的每一个充当通信从设备。

图8(b)所示的链式网络是由控制器40和监控设备30_1、30_2、30_3执行的上述过程形成的。在图9的流程图的步骤S51中，形成的链式网络中的通信主设备和通信从设备之间执行周期性通信。但是，在周期性通信中，由于组装电池20处于非运行状态，因此不需要发送上述电池监控信息。执行周期性通信主要是为了维护形成的链式网络。

在步骤S52中，控制器40检测到点火开关打开，作为用于从组装电池20的非运行状态切换到运行状态的触发。可替代地，例如，可以通过持有智能钥匙的用户接近车辆的事实、车辆的门被解锁的事实或驾驶员坐在驾驶座上的事实来检测从组装电池20的非运行状态切换到运行状态的触发。在检测到点火开关被打开时，控制器40经由链式网络通知监控设备30_1、30_2、30_3中的每一个：点火开关被打开。换句话说，向监控设备30_1、30_2、30_3中的每一个通知：针对组装电池20的运行状态需要将通信网络的模式变更为星形网络。

控制器40充当监控设备30_1、30_2、30_3中的每一个的通信主设备，并且监控设备30_1、30_2、30_3中的每一个充当控制器40的通信从设备。因此，控制器40和监控设备30_1、30_2、30_3执行连接接受操作(扫描操作)和连接请求操作(通告操作)。更具体地，控制器40在步骤S53中执行连接接受操作，并且监控设备30_2、30_3在步骤S54和S55中执行连接请求操作。在步骤S56中，执行控制器40与监控设备30_1、30_2、30_3中的每一个的连接建立动作。

由于监控设备30_1已经与充当通信主设备的控制器40建立了通信连接，因此监控设备30_1不重复连接请求操作。如上所述，在组装电池20的非运行状态下，控制器40在充当通信主设备的同时保持与监控设备30_1的通信连接。因此，能够更迅速地形成组装电池20的运行状态下的星形网络，并且能够开始与监控设备30_1、30_2、30_3中的每一个的通信。

在组装电池20的非运行状态下形成的链式网络中，控制器40和监控设备30_3之间建立通信连接，同时控制器40是通信从设备，并且监控设备30_3是通信主设备。可以利用该建立的通信连接，并且可以在控制器40和监控设备30_3之间切换通信主设备和通信从设备的角色，而不是执行连接接受操作和连接请求操作。如果使用建立的通信连接的通信主设备和通信从设备的这种角色切换比通过扫描操作和通告操作建立新的通信连接更容易并且更迅速地完成，则可以执行这种角色切换。

在组装电池20的非运行状态下，控制器40与形成链式网络的监控设备30_1、30_2、30_3中的每一个之间的通信连接最迟在检测到点火开关的打开被发送到监控设备30_1、30_2、30_3中的每一个后开始周期性通信时被断开。

(第二实施例)

接下来，将参照附图描述根据第二实施例的电池管理系统60。根据本实施例的电池管理系统60与根据第一实施例的电池管理系统60相似地构造。因此，将省略关于根据本实施例的电池管理系统60的结构的描述。

类似于第一实施例，在组装电池20处于非运行状态时，根据本实施例的电池管理系统60将通信模式切换为与运行状态的模式不同的模式。因此，控制器40和监控设备30之间的通信被保持，同时控制器40的功耗降低。然而，与第一实施例不同，根据本实施例的电池管理系统60将控制器40和监控设备30_1、30_2、30_3之中的主从设备对分成多个组。被划分的组以分时方式(time-sharing manner)依次执行周期性通信。即，执行通信的通信组从组中选择并周期性地改变。在图10中，控制器40与监控设备30_3形成一对，监控设备30_1与监控设备30_2形成另一对，并且设备对属于一个组并执行通信。以此方式，多个主从设备对可以属于一个组。

以此方式，可以降低控制器40与监控设备30_1、30_2、30_3中的每一个的通信频率，并且可以进一步降低设备40、30_1、30_2、30_3中的每一个的功耗。

接着，参照图11的流程图，将对本实施例中的控制器40和监控设备30_1、30_2、30_3所执行的过程进行描述。

图11的流程图中的步骤S60至S64的过程与图9的流程图中的步骤S40至S44的过程相同。在步骤S65中，执行监控设备30_1与监控设备30_2之间以及监控设备30_3与控制器40之间的连接建立操作。由充当通信主设备的监控设备30_1和充当通信从设备的监控设备30_2形成的一对以及由充当通信主设备的监控设备30_3和充当通信从设备的控制器40形成的一对属于组A。

图11的流程图中的步骤S66至S69的过程与图9的流程图的步骤S46至S49的过程相同。在步骤S70中，执行在控制器40与监控设备30_1之间以及监控设备30_2与监控设备30_3之间的连接建立操作。由充当通信主设备的控制器40和充当通信从设备的监控设备30_1形成的一对以及由充当通信主设备的监控设备30_2和充当通信从设备的监控设备30_3形成的一对属于组B。

在图11的流程图中，为了方便起见，属于组A的对，即由充当通信主设备的监控设备30_1和充当通信从设备的监控设备30_2形成的对以及由充当通信主设备的监控设备30_3和充当通信从设备的控制器40形成的对首先执行连接建立操作。然后，属于组B的对，即由充当通信主设备的控制器40和充当通信从设备的监控设备30_1形成的对以及由充当通信主设备的监控设备30_2和充当通信从设备的监控设备30_3形成的对执行连接建立操作。然而，如在第一实施例中所述，实践中，控制器40和监控设备30_1、30_2、30_3单独循环地重复连接接受操作和连接请求操作。然后，当要配对的通信从设备和通信主设备已经发送和接收到通告分组和响应于通告分组的连接请求时，在它们之间执行连接建立操作。当所有连接建立操作完成时，属于组A的对执行同步通信，并且属于组B的对在与组A不同的时间执行同步通信。即，在步骤S71中的周期性通信中，属于组A的主从对的通信和属于组B的主从对的通信交替执行。

可以预先设置上述主从对属于哪个组。控制器40或监控设备30_1、30_2、30_3中的一个可以根据由监控设备30_1、30_2、30_3监控的电池堆21的充电量对设备进行分组。当监控设备30_1、30_2、30_3根据电池堆21的充电量进行分组时，其中通信主设备是监控具有相对高电荷量的电池堆21的监控设备30(高充电监控设备)的对可以属于同一组(称为“高充电组”)，并且通信主设备是监控具有相对低充电量的电池堆21的监控设备30(低充电监控设备)的对可以属于到同一组(称为“低充电组”)。此外，控制器40或监控设备30_1、30_2、30_3中的一个可以管理通信组的循环改变，使得在周期性通信中，高充电组中的通信频率变得高于低充电组中的通信频率。

相比于通信从设备，在与通信伙伴的通信中消耗的电力在通信主设备中更高。因此，作为通信主设备的通信频率的这种增加可以导致电池堆21的电荷量的平衡(即，均衡)。

为了增加高充电组中的通信频率，例如，控制器40或监控设备30_1、30_2、30_3中的一个可以管理通信组的循环改变，使得高充电组的通信周期变得比低充电组的通信周期长。

可替代地，例如，控制器40或监控设备30_1、30_2、30_3中的一个可以管理通信组的循环改变，使得选择高充电组作为通信组的频率变得高于选择低电荷组作为通信组的频率。具体地，可以管理通信组的循环改变，使得高充电组被选择作为通信组的次数大于低充电组被选择作为通信组的次数。

(第三实施例)

接下来，将参照附图描述根据第三实施例的电池管理系统60。根据本实施例的电池管理系统60与根据第一实施例的电池管理系统60类似地构造。因此，将省略关于根据本实施例的电池管理系统60的结构的描述。

类似于第二实施例，根据本实施例的电池管理系统60将控制器40和监控设备30_1、30_2、30_3之中的主从设备对分成组。被划分的组以分时方式依次执行周期性通信。在本实施例中，如图12所示，属于每组的用于执行通信的主从对的数量小于第二实施例中的主从对的数量。结果，能够进一步降低控制器40与监控设备30_1、30_2、30_3中的每一个通过通信所消耗的电力。

接着，参照图13的流程图，将对本实施例中的控制器40和监控设备30_1、30_2、30_3中的每一个执行的过程进行描述。

图13的流程图中的步骤S80的过程类似于图9的流程图中的步骤S40的过程。在步骤S81中，监控设备30_1执行连接接受操作以充当监控设备30_2的通信主设备。在步骤S82中，监控设备30_2执行连接请求操作以充当监控设备30_1的通信从设备。在步骤S83中，执行监控设备30_1与监控设备30_2之间的连接建立操作。此时，充当通信主设备的监控设备30_1和充当通信从设备的监控设备30_2形成的一对属于组C。

在步骤S84中，监控设备30_2执行连接接受操作以充当监控设备30_3的通信主设备。在步骤S85中，监控设备30_3执行连接请求操作以充当监控设备30_2的通信从设备。在步骤S86中，执行监控设备30_2与监控设备30_3之间的连接建立操作。此时，由充当通信主设备的监控设备30_2和充当通信从设备的监控设备30_3形成的一对属于组D。

在步骤S87中，监控设备30_3执行连接接受操作以充当控制器40的通信主设备。在步骤S88中，控制器40执行连接请求操作以充当监控设备30_3的通信从设备。连接接受操作和连接请求操作可以用切换通信主设备的功能和通信从设备的功能的过程来代替。在步骤S89中，执行监控设备30_3与控制器40之间的连接建立操作。此时，由充当通信主设备的监控设备30_3和充当通信从设备的控制器40形成的一对属于组E。

由充当通信主设备的控制器40和充当通信从设备的监控设备30_1形成的一对之间的通信连接已经建立。该对属于组F。如上所述，由控制器40和监控设备30_1、30_2、30_3执行的连接建立操作的顺序不限于图13的流程图所示的示例。

在步骤S90中的周期性通信中，属于组C至F的主从对以预定顺序执行通信。此时，与第二实施例类似，控制器40或监控设备30_1、30_2、30_3中的一个可以管理通信组的周期性改变，使得在周期性通信中，其中通信主设备是监控具有相对高充电量的电池堆21的监控设备30的对组中的通信频率变得高于其中通信主设备是监控指示具有低充电量的电池堆21的监控设备30的对组中的通信频率。

(其他实施例)

本说明书、附图等中的公开内容不限于示例性实施例。本公开包含本领域技术人员所示出的实施例及其变体。例如，本公开不限于实施例中所示的部件和/或元件组合。本公开通过各种组合是可行的。本公开可以具有可以添加到实施例的附加部分。本公开涵盖其中省略了一些组件和/或元件的实施例。本公开涵盖一个实施例与另一个实施例之间的组件和/或元件的替换或组合。公开的技术范围不限于实施例的描述。所公开的若干技术范围由权利要求的说明来指示，并且应进一步理解为包括与权利要求的说明等同的含义以及范围内的所有修改。

当一个元素或层被称为“在……上”、“耦合”、“连接”或“组合”时，它可以直接在另一个元素或层上、耦合、连接或组合到另一个元素或层，或者进一步地，可能存在中间元素或层。相比之下，当一个元素被称为“直接在另一个元素或层上”、“直接耦合到”、“直接连接到”或“直接结合”另一个元素或层时，不存在中间元素或层。用于描述元素之间关系的其他术语应以类似方式解释(例如，“之间”和“直接在……之间”、“相邻”和“直接相邻”等)。如本文所用，术语“和/或”包括与一个或更多个相关所列项目相关的任何组合和所有组合。例如，术语A和/或B包括仅A、仅B、或A和B二者。

在此使用诸如“内部”、“外部”、“背面”、“下方”、“低”、“上方”和“高”之类的空间相对术语来促进描述如图所示的一个元素或特征与另一元素或特征的关系。除了附图中描绘的取向之外，空间相关术语旨在包括设备在使用或操作中的不同取向。例如，当附图中的设备被翻转时，被描述为在其他元件或特征“下方”或“正下方”的元件被定向为在其他元件或特征“上方”。因此，术语“下方”可以包括上方和下方。该设备可以被定向在另一个方向(旋转90度或任何其他方向)，并且在此使用的空间相对术语被相应地解释。

本公开中描述的设备、系统及其方法可以由形成处理器的专用计算机实现，该处理器被编程为执行体现在计算机程序中的一个或多个特定功能。可替代地，本公开所描述的设备及其方法可以完全由专用逻辑硬件逻辑电路来实现。可替代地，本公开所描述的设备及其方法可以由一个或多个由执行计算机程序的处理器和一个或多个硬件逻辑电路组合而形成的专用计算机来实现。计算机程序可以作为由计算机执行的指令而被存储在计算机可读的非暂时性有形记录介质中。

例如，已经描述了监控设备30包括微控制器34的示例，但是本公开不限于此。可以采用其中监控设备30不包括微控制器34的电池管理系统60。在这种配置中，无线IC 35向监控IC 33发送数据并从监控IC 33接收数据。无线IC 35可以执行由监控IC 33进行的感测和自诊断的时间表控制，或者控制器40的主微控制器45可以执行感测和时间表控制。

已经示出了为相应电池堆21中的每一个布置监控设备30的示例，但是本公开不限于此。例如，可以为多个电池堆21设置一个监控设备30。可以为一个电池堆21布置多个监控设备30。

尽管已经描述了电池组11包括一个控制器40的示例，但是本发明不限于此。电池组11可以包括多个控制器40。已经描述了监控设备30包括一个监控IC 33的示例，但是本公开不限于此。监控设备30可以包括多个监控IC 33。在这种情况下，可以为每个监控IC 33提供无线IC 35，或者可以为多个监控IC 33提供一个无线IC 35。

构成组装电池20的电池堆21和电池单元22的布置和数量不限于上述示例。在电池组11中，监控设备30和/或控制器40的布置不限于上述示例。

在上述每个实施例中，将本公开的监控系统具体化为配置为对组装电池20的每个电池堆21进行监控的电池管理系统60。但是，也可以使用根据本公开的监控系统来监控除了组装电池20的每个电池堆21之外的被监控目标。例如，根据本公开的监控系统可以体现为与结合在车辆的每个车轮中的气动传感器单元无线通信以监控每个气动传感器单元的系统。在这种情况下，每个车轮上设置有每个监控设备，并且在车辆内部设置至少一个控制器。

Claims (13)

1.一种监控系统，包括：

监控设备，其设置在被监控设备中，并且对所述被监控设备进行监控；以及

控制器，其配置为与所述监控设备进行无线通信，以从所述监控设备获取所述被监控设备的监控信息，其中

所述被监控设备能够在运行状态和非运行状态之间切换，

在所述被监控设备的所述运行状态下，所述控制器和所述监控设备建立各个连接，其中，充当通信主设备的所述控制器执行与充当通信从设备的所述监控设备中的每一个监控设备的无线通信，以及

在所述被监控设备的所述非运行状态下，所述控制器和所述监控设备通过建立顺序连接来保持所述控制器和所述监控设备之间的通信，其中：

充当通信主设备的所述控制器执行与充当通信从设备的所述监控设备中的一个监控设备的无线通信；并且

充当通信主设备的所述监控设备中的一个监控设备依次执行与充当通信从设备的所述监控设备中的另一个监控设备的无线通信。

2.根据权利要求1所述的监控系统，其中

所述控制器通过从供电装置供电来操作，所述供电装置与向所述监控设备供电的供电装置不同。

3.根据权利要求1或2所述的监控系统，其中

响应于关于从所述被监控设备的所述运行状态切换到所述非运行状态的指令，所述控制器通过保持所述各个连接中的一个连接来针对所述监控设备中的一个监控设备继续充当所述通信主设备。

4.根据权利要求1或2所述的监控系统，其中

在所述被监控设备的所述非运行状态下，所述控制器针对所述监控设备中的一个监控设备充当所述通信主设备并且针对充当通信主设备的所述监控设备中的一个监控设备充当通信从设备。

5.根据权利要求4所述的监控系统，其中

响应于关于从所述被监控设备的所述运行状态切换到所述非运行状态的指令，所述控制器通过在所述各个连接中的一个连接中在充当所述通信主设备的所述控制器和充当所述通信从设备的所述监控设备中的一个监控设备之间的角色交换，针对所述监控设备中的一个监控设备变成所述通信从设备。

6.根据权利要求1或2所述的监控系统，其中

响应于关于从所述被监控设备的所述非运行状态切换到所述运行状态的指令，所述控制器和所述监控设备保持在充当所述通信主设备的所述控制器和充当所述通信从设备的所述监控设备中的一个监控设备之间的所述顺序连接的一部分，并且在所述控制器和所述监控设备中的其余监控设备中的每一个监控设备之间建立各个连接。

7.根据权利要求4所述的监控系统，其中

响应于关于从所述被监控设备的所述非运行状态切换到所述运行状态的指令，所述控制器通过在所述顺序连接中在充当所述通信从设备的所述控制器和充当所述通信主设备的所述监控设备中的一个监控设备之间的角色交换，针对所述监控设备中的一个监控设备变成所述通信主设备。

8.根据权利要求6所述的监控系统，其中

关于从所述被监控设备的所述非运行状态切换到所述运行状态的指令从所述控制器被直接发送到所述监控设备中的每一个监控设备，或经由在所述被监控设备的所述非运行状态下保持的所述顺序连接从所述控制器被间接地发送到所述监控设备中的每一个监控设备。

9.根据权利要求1或2所述的监控系统，其中

在所述被监控设备的所述非运行状态下，均由在所述控制器和所述监控设备之中的通信主设备和通信从设备形成的主从对属于组中的任何一组，

在其中执行通信的通信组是从所述组中选择的并且在所述组之中循环地改变。

10.根据权利要求9所述的监控系统，其中

所述组中的每一组包括所述主从对中的两个以上主从对。

11.根据权利要求9所述的监控系统，其中：

所述被监控设备是包括电池堆的组装电池；

所述监控设备配置为分别监控所述电池堆，并且均从待监控的所述电池堆中的对应一个电池堆供电；并且

当所述监控设备检测到所述电池堆的充电量的不平衡时：

所述监控设备包括监控具有相对高充电量的电池堆的高充电监控设备以及监控具有相对低充电量的电池堆的低充电监控设备；并且

所述控制器或所述监控设备中的一个监控设备管理所述通信组的循环改变，使得作为所述通信主设备的所述高充电监控设备的通信频率变成高于作为所述通信主设备的所述低充电监控设备的通信频率。

12.根据权利要求11所述的监控系统，其中

所述控制器或所述监控设备中的一个监控设备管理所述通信组的所述循环改变，使得所述高充电监控设备所属组中的通信周期长于所述低充电监控设备所属组中的通信周期。

13.根据权利要求11所述的监控系统，其中

所述控制器或所述监控设备中的一个监控设备管理所述通信组的所述循环改变，使得作为所述通信组的、所述高充电监控设备所属组的选择频率高于作为所述通信组的、所述低充电监控设备所属组的选择频率。

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