CN115732776A - 用于电池管理的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种电池管理系统包括：至少一个监控设备(30)和控制器(40)。该监控设备被布置在容纳电池(20、21、22)的外壳(50)中以监控电池并且获取电池监控信息，该电池监控信息包括指示电池的状态的信息。控制器(40)执行与监控设备的无线通信，并且基于电池监控信息来执行预定过程。监控设备在连接过程的时段期间将电池监控信息插入分组中并且将分组发送到控制器，该连接过程是为建立在至少一个监控设备与控制器之间的无线通信而执行的。

Description

用于电池管理的系统和方法
技术领域
本公开涉及一种用于电池管理的系统和方法。
背景技术
专利文献1(US 8,399,115 B2)公开了一种使用无线通信的电池管理系统。现有技术文献的公开内容通过引用并入本文以解释本文呈现的技术要素。
发明内容
在使用无线通信的电池管理系统中，在控制器与监控电池状态的监控设备(monitoring device)之间执行无线通信。控制器通过无线通信从监控设备获取电池监控信息并执行预定过程。在无线通信的情况下，无线通信要求针对监控设备与控制器之间的连接的过程。因此，与有线通信相比，电池监控信息的获取时刻(即，获取开始时刻)可能会延迟。获取电池监控信息的延迟可能导致例如可控性的降低和异常检测的延迟。
本公开的一个目的是提供一种用于电池管理的系统和方法，该系统和方法能够使获取电池监控信息的时刻提前。
根据本公开的方面，一种电池管理系统包括：至少一个监控设备和控制器。该至少一个监控设备被布置在容纳电池的外壳中以监控电池并且获取电池监控信息，该电池监控信息包括指示电池的状态的信息。控制器执行与至少一个监控设备的无线通信，并且基于电池监控信息来执行预定过程。至少一个监控设备在连接过程的时段期间将电池监控信息插入分组中并且将分组发送到控制器，该连接过程是为建立在至少一个监控设备与控制器之间的无线通信而执行的。
根据电池管理系统，至少一个监控设备将电池监控信息插入分组中并且将分组发送到控制器。因此，可以使控制器获取电池监控信息的时刻提前。
根据本公开的另一方面，公开了一种用于管理电池的方法。电池被容纳在外壳中。在该方法中，在至少一个监控设备与控制器之间执行无线通信。至少一个监控设备被布置在外壳中以监控电池并且获取电池监控信息，该电池监控信息包括指示电池的状态的信息。控制器基于电池监控信息来执行预定过程。在该方法中，执行连接过程，在该连接过程中，在至少一个监控设备与控制器之间的无线通信被建立。在执行连接过程之后，执行周期性通信过程，在该周期性通信过程中，至少一个监控设备将电池监控信息周期性地发送到控制器。在执行连接过程期间，至少一个监控设备将电池监控信息插入分组中并且将分组发送到控制器。
根据电池管理方法，至少一个监控设备将电池监控信息插入分组中并且将分组发送到控制器。因此，可以使控制器获取电池监控信息的时刻提前。
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配置的透视图。
图3是示出组装电池的平面图。
图4是示出根据第一实施例的电池管理系统的配置的框图。
图5是示出在监控设备与控制器之间的通信序列的图。
图6是示出周期性通信过程的图。
图7是示出连接过程的图。
图8是示出连接过程的执行时刻的图。
图9是示出在连接过程中发送的电池监控信息的获取时刻的图。
图10是示出在断开过程中获取电池信息的图。
图11是示出在间歇过程中获取电池信息的图。
图12是示出在连接过程中获取电池信息的图。
图13是示出检查系统的图。
图14是示出根据参考示例的在监控设备与检查设备之间的通信序列的图。
图15是示出在监控设备与图13中示出的检查系统中检查设备之间的通信序列的图。
图16是示出修改的图。
图17是示出根据修改的电池管理系统的框图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述多个实施例。实施例中相同或对应的元素被指派有相同的附图标记，并且将不再重复对其的描述。当在一个实施例中仅描述了配置的一部分时，配置的其他部分可以采用关于与该一个实施例之前的另一实施例中的对应配置的描述。此外，不仅是在相应实施例的描述中明确示出的配置的组合，多个实施例的配置也可以部分地组合，即使它们没有明确示出，只要在组合时没有特别困难即可。
(第一实施例)
首先，将参照图1描述其上安装有根据本实施例的电池管理系统的车辆的配置。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除了车辆之外的移动体，并且例如，可以应用于诸如无人机之类的飞行体、船舶、建筑机械或农业机械。电池管理系统也可以应用于供家庭使用、商业使用等的固定电池(蓄电池)。
<车辆>
如图1中示出的，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包括稍后描述的组装电池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中示出的，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的过度温度改变。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与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DC电压的功能。逆变器将由转换器升高的DC电压转换为诸如三相AC电压之类的AC电压，并将AC电压输出到MG 13。逆变器将MG13的生成的电力转换为DC电压并向转换器输出DC电压。
MG 13是AC旋转机(例如，三相AC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驱动以生成旋转驱动力。由MG 13生成的驱动力被发送到驱动轮。MG 13在车辆10制动时用作发电机并且执行再生发电。MG 13的所生成的电力通过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，该计算机包括处理器、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(Central Processing Unit)”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可以获取诸如组装电池20的电压、温度和电流之类的电池信息，并计算SOC和SOH。“SOC”是“充电状态(State Of Charge)”的缩写。“SOH”是“健康状态(State Of Health)”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。因此，ECU 14构建用于控制PCU 12的多个功能单元。如上面所描述的，在ECU 14中，存储在存储器中的程序使处理器执行多个指令，由此构建功能单元。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的配置的示例。图2是示意性地示出电池组11的内部的透视图。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中示出的，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中示出的，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，该安装表面是具有实质上长方体的形状的外壳50的表面中的一个表面。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。因此，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壳体的壁表面与电池单元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，可以采用其中电池单元22由具有条带形状(strip shape)的带(band)约束的配置。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，将在Y方向上并排布置的电池单元22串联连接。组装电池20提供上述DC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是通过化学反应生成电动势的二次电池(secondary battery)。可以采用锂离子二次电池、镍金属氢化物二次电池、有机自由基电池等作为二次电池。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其中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中示出的，每个电池单元22的电池壳体以扁平形状形成。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方向上，更具体地是在朝上的方向的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方向上被设置在每个电池堆21的上表面的两端处。汇流条单元23在X方向上被设置在正极端子25和负极端子26从其突出的电池壳体的端面的两端上。即，一对汇流条单元23被设置在每个电池堆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。因此，在每个电池堆21中，电池单元22是串联连接的。
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。预定线缆连接到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中示出的，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中的一个电池堆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中的另一个电池堆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是串联连接的。
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电池堆21中的电池单元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方向布置的电池堆21中的任何两个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向彼此。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中示出的，在电池堆21中的每一个电池堆的一对汇流条单元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和负极端子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，或者可以在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与端面之间。
利用螺钉等将监控设备30固定到汇流条单元23。如稍后所描述的，监控设备30能够执行与控制器40的无线通信。监控设备30中所包括的天线37(将在稍后描述)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方向上的位置相同。通过上述配置，减小了监控设备30的分离间隔的延长。
控制器40附接至在X方向上设置在一端处的电池堆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中所包括的天线42(将在稍后描述)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提供稍后描述的电池管理系统60。即，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与控制器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到通信空间中。
出于该原因，例如，外壳50能够反射电磁波。外壳50包括为了反射电磁波的材料，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。在具有孔的配置的情况下，可以在孔上设置盖(cover)。盖阻止容纳空间与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的任一个上。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大小，或者是在与内表面和外表面之间的距离正交的方向上的大小。
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的孔可以利用容纳在外壳50的容纳空间中的元件中的至少一个覆盖。所容纳的元件与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配置。图4是示出电池管理系统的配置的框图。
如图4中示出的，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(Battery Management Unit)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取决于由监控设备30和/或控制器40执行的无线通信的节点的数量来采用一对一通信或网络通信。节点的数量可以取决于监控设备30和/或控制器40的休息状态而变化。当节点的数量为两个时，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与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。网络通信的另一个示例是网格通信。
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。电压传感器检测电池单元22中的每一个电池单元的电压(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中包括的电池单元22中的一些电池单元中。温度传感器检测电池单元22中的所选择的一个电池单元的温度(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被设置有温度传感器。用于一个电池堆21的温度传感器的数量没有特别限定。
电流传感器被设置在电池堆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供应的电压来生成监控设备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供应的电压生成预定电压并将生成的电压供应到监控IC33。供电装置电路312使用由供电装置电路311生成的电压来生成预定电压，并将生成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生成的电压来生成预定电压，并将生成的电压供应给无线IC 35。
复用器32是选择被包括在电池组11中的传感器70中的至少一些传感器的检测信号中的一个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的所选择的信号来选择(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，并将电池信息发送到微控制器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32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执行对包括监控IC 33自身的监控设备30的电路部分的故障诊断。即，监控IC33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(保留)在诸如微控制器34之类的存储器中。在接收到从微控制器34发送的请求获取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(Read Only Memory)的缩写。RAM是随机存取存储器(Random Access Memory)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以获取电池监控信息。例如，微控制器34可以循环地请求监控IC 33以获取电池监控信息。
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(Radio Frequency)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将对于无线通信必要的数据(例如，通信控制信息)添加到包括电池监控信息的发送数据，并且然后发送该数据。对于无线通信必要的数据包括例如标识符(ID)和错误检测码。例如，无线IC 35控制在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，并且然后解调该数据。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/或制造历史信息而不是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与天线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内部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供应的电压来生成用于控制器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的辅机供应电力，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供应的电压生成预定电压，并将生成的电压供应给主微控制器45和子微控制器46。为简化附图，在供电装置电路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生成的电压来生成预定电压，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与天线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具有与无线IC 35一样的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将该数据发送给监控设备30。无线IC 44将对于无线通信所必要的数据(例如，通信控制信息)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)和错误检测码。无线IC 44控制在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。本文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所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，并将包括计算出的数据的信息发送到ECU 14。OCV是开路电压(Open Circuit Voltage)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改变。单元温度越低，内阻抗的值越大。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使电池单元22的电压均衡化的平衡过程。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可以监控在无线IC 44与主微控制器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。
<周期性通信过程>
接下来，将参照图5和图6描述周期性通信过程。图5是示出在监控设备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5描述了在一个监控设备30与控制器40之间的无线通信。图6示出了周期性通信过程的示例。在图6中，监控IC 33示为MIC33，无线IC 35示为WIC 35，并且控制器40示为ECU 40。
本实施例的电池管理系统60在节点的数量为3个或更多时执行星形网络通信。即，控制器40执行与监控设备30中的每一个监控设备的无线通信。为方便起见，下文将描述在一个监控设备30与控制器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。
为了执行无线通信，监控设备30和控制器40首先执行如图5中示出的连接过程(步骤S10)。在步骤S10中，监控设备30和控制器40进行无线通信连接。连接过程包括从监控设备30向控制器40发送分组。在图5中，分组传输由实线箭头指示。图5仅示出了分组传输的一部分。为方便起见，省略了来自控制器40的分组传输。稍后将描述连接过程的细节。
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(步骤S20)。在步骤S20中，监控设备30周期性地且循环地执行与控制器40的数据通信。如图6中示出的，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(步骤S21)。作为示例，控制器40发送包括对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(步骤S22)。本实施例的无线IC 35经由微控制器34向监控IC33发送获取请求。
在接收到获取请求时，监控IC 33执行感测(步骤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(步骤S24)。在本实施例中，监控IC 33发送电池监控信息，该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发送监控数据。
当无线IC 35接收到监控IC 33已经获取的电池监控信息时，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(步骤S25)。控制器40接收响应数据(步骤S26)。控制器40周期性地执行与建立了到其的连接的监控设备30的数据通信。
控制器40基于接收到的响应数据(即，电池监控信息)来执行预定过程(步骤S30)。
尽管已经描述了其中监控设备30基于来自控制器40的获取请求来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，可以省略响应于获取请求的步骤S22的过程。
<连接过程>
接下来，将参照图5和图7描述连接过程。图7图示了连接过程的示例。在图7中，与图6类似，无线IC 35被示为WIC 35，而控制器40被示为ECU 40。
如图7中示出的，上述连接过程(步骤S10)包括连接建立过程(步骤S11)和配对过程(步骤S12)。监控设备30和控制器40首先执行连接建立过程。
更具体地，控制器40执行扫描操作(步骤S111)，并且监控设备30执行广告操作(advertising operation)(步骤S112)。扫描操作的开始可以早于广告操作的开始，或者可以在大致相同的时间。扫描操作的开始可能晚于广告操作的开始。
为了通知控制器40监控设备30的存在，监控设备30(即，无线IC 35)执行广告操作以向控制器40的无线IC 44发送广告分组(ADV_PKT)。广告分组包括监控设备30的ID信息和控制器40的ID信息。
在通过扫描操作检测到广告分组(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)(步骤S113)。
当监控设备30接收到连接请求时，在一个监控设备30与控制器40之间建立连接。当连接建立时，监控设备30停止发送广告分组。监控设备30循环地发送广告分组直到建立了连接。
当连接建立过程结束时，随后执行配对过程。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(步骤S121)。在该交换过程中，彼此保持的唯一信息被交换和存储。在执行步骤S121的过程之后，使用所交换的唯一信息的加密变得可能。唯一信息例如是密钥信息或用于生成密钥的信息。
尽管已经描述了其中控制器40执行扫描操作并且监控设备30执行广告操作的示例，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可以执行广告操作。
<连接过程的执行时刻>
接下来，将参照图8描述连接过程的执行时刻。
监控设备30和控制器40例如在激活时间处执行连接过程。激活时间是当控制器40被提供诸如IG信号或SMR开启信号之类的激活信号的时间。例如，激活时间是当通过用户操作将IG信号从关断切换到接通的时间。SMR是系统主继电器(System Main Relay)的缩写。SMR被设置在连接电池组11和PCU 12的电源线上。SMR被打开以电连接电池组11和PCU 12，并且被关闭以断开电池组11和PCU 12。在激活时间处，在控制器40与要在无线通信中与控制器40连接的所有监控设备30之间执行连接过程。图8中示出的连接过程CP1是激活时间处的连接过程。
当在监控设备30与控制器40之间的无线通信被中断时，监控设备30和控制器40执行连接过程。即，监控设备30和控制器40执行重新连接。控制器40执行与断开的监控设备30的连接过程，同时继续与其余的连接的监控设备30进行数据通信。例如，由于通信环境的恶化而发生中断。如图8中示出的连接过程CP2是当通信被中断时的连接过程。
例如，激活时间可以是供应工作电源的时间。在其中从电池堆21和电池15持续供电的配置中，监控设备30和控制器40在车辆10的制造过程之后或在维修店更换部件之后启动。同样在这种情况下，连接过程也在激活时间处执行。此外，在设备启动时也执行连接过程，并且在稍后描述的休眠时段期间执行间歇过程。
<电池监控信息的发送时刻>
接下来，将参照图5到图7描述电池监控信息的发送时刻。
如上面所描述的，在周期性通信过程中，监控设备30响应于来自控制器40的请求(指令)，将电池监控信息发送到控制器40。
除了在周期性通信过程中发送电池监控信息之外，本实施例的监控设备30还在图5中示出的连接过程的执行时段期间将电池监控信息发送给控制器40。如上面所描述的，在连接过程中，监控设备30向控制器40发送多个分组。监控设备30在连接过程中发送的分组的部分中插入电池监控信息。
其中插入电池监控信息的分组没有特别限制。监控设备30可以在连接建立过程期间将电池监控信息插入分组中。例如，广告分组可以包括电池监控信息，或者与广告分组一起发送的分组可以包括电池监控信息。当监控设备30执行扫描操作时，电池监控信息可以被包括在到控制器40的连接请求(CONTECT_RET)中。
监控设备30可以在配对过程期间将电池监控信息插入分组中。监控设备30可以在完成唯一信息的交换之后发送的分组中插入电池监控信息。在连接过程期间，监控设备30可以在完成唯一信息的交换之前发送的分组中插入电池监控信息，也可以在唯一信息的交换完成之后发送电池监控信息。电池监控信息可以被包括在要交换的唯一信息的分组中。
<电池监控信息的获取时刻>
接下来，将参照图9、图10、图11和图12描述在连接过程期间发送的电池监控信息的获取时刻。图9是示出电池监控信息的获取时刻的时刻图。图10是示出用于获取电池监控信息的通信序列的示例的图。图11是示出用于获取电池监控信息的通信序列的示例的图。图12是示出用于获取电池监控信息的通信序列的示例的图。图10是对应于图9中示出的时刻t1的通信序列。图11是对应于图9中示出的时刻t2的通信序列。图12是对应于图9中示出的时刻t3的通信序列。
监控设备30在连接过程期间发送电池监控信息之前获取电池监控信息。在图9中所示的时刻t1、t2和t3中的至少一个处，监控设备30获取在连接过程期间要发送的电池监控信息。
时刻t1是用于断开在监控设备30与控制器40之间的无线通信的时刻。监控设备30在与控制器40的无线通信被断开时获取并保持电池监控信息，并在下一个连接过程期间发送保持的电池监控信息。如图10中示出的，监控设备30和控制器40在断开无线通信的时间处执行断开过程(步骤S40)。断开过程在周期性通信过程的结束时执行，例如，当IG信号从接通切换到关断时执行。
在断开过程中，控制器40首先发送指示监控设备30执行断开过程的数据(步骤S41)。当无线IC 35接收到指令数据时，监控设备30执行断开过程。作为断开过程的一个动作，无线IC 35发送指示监控IC 33获取电池监控信息的数据(步骤S42)。
在接收到该指令时，监控IC 33执行感测(步骤S43)。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(步骤S44)。
当无线IC 35接收到由监控IC 33获取的电池监控信息时，无线IC 35保持电池监控信息(步骤S45)。无线IC 35通过将电池监控信息存储在存储器中来保持它。因此，完成了在时刻t1处的对电池监控信息的获取。然后，在接下来的连接过程中，将在断开过程中获取的电池监控信息插入分组中，并由监控设备30(即，无线IC 35)发送到控制器40。
在断开过程期间由监控设备30获取并保持的电池监控信息不限于由断开过程获取的作为触发的电池监控信息。可以获取并保持在紧接在执行断开过程之前获取的电池监控信息作为要在下一次连接过程中发送的电池监控信息。在这种情况下，可以省略步骤S42至S44的过程。在紧接在断开之前获取的电池监控信息是至少一次获取的信息。可以多次使用紧接在断开之前的电池监控信息。
时刻t2是其中无线通信被断开的休眠时段期间的间歇过程的执行时刻。监控设备30和控制器40在休眠时段期间以预定的时间间隔被激活并执行间歇过程。监控设备30和控制器40例如在停车时执行间歇过程。监控设备30和控制器40例如通过定时器的控制在休眠时段期间被周期性地激活。监控设备30在休眠时段期间获取电池监控信息。
如图11中示出的，在休眠时段期间以预定的时间间隔激活监控设备30和控制器40以执行间歇过程(步骤S50)。监控设备30和控制器40例如在间歇过程中执行电池单元22的SOC平衡。预定时间间隔并不总是限于恒定时间间隔(固定时间间隔)。
在间歇过程中，控制器40首先发送指示监控设备30执行平衡过程的数据(步骤S51)。在接收到指令数据时，无线IC 35发送指示监控IC 33执行平衡过程并获取电池监控信息的数据(步骤S52)。
在接收到请求时，监控IC 33执行感测(步骤S53)。此外，监控IC 33执行平衡过程(步骤S54)。监控IC 33将通过步骤S53的过程获取的电池监控信息发送到无线IC 35(步骤S55)。
在平衡过程中，执行用于减少电池单元22的电压变化的过程。监控IC 33对电池单元22之中的具有相对高单元电压的电池单元22进行放电，对电池单元22之中的具有相对低单元电压的电池单元22进行充电。因此，被包括在电池堆21中的多个电池单元22的SOC被均衡化。代替此，在电池单元22之中，除了具有最低单元电压的电池单元22之外的电池单元22可以被放电以具有等于最低单元电压的值。
当无线IC 35接收到由监控IC 33获取的电池监控信息时，无线IC 35保持电池监控信息(步骤S56)。无线IC 35通过将电池监控信息存储在存储器中来保持它。当在下一个连接过程之前多次执行间歇过程时，无线IC 35可以更新并保持电池监控信息，或者可以多次保持电池监控信息。因此，完成了在时刻t2处的对电池监控信息的获取。然后，在下一个连接过程中，将在间歇过程中获取的电池监控信息插入分组中，并由监控设备30(即，无线IC 35)发送到控制器40。
尽管示出了其中在平衡过程之前执行感测的示例，但是本发明不限于此。可以在平衡过程之后执行感测。只要已经执行了感测，就可以在平衡过程之前发送电池监控信息。
时刻t3是在连接过程期间并且在发送电池监控信息之前的时刻。监控设备30在连接过程期间获取电池监控信息。监控设备30(即，监控IC 33)在执行广告操作之前执行感测，例如，如图12中示出的(步骤S110)。监控设备30不受控制器40的指示而自主地执行感测，并获取电池监控信息。
感测的时刻不限于图12中示出的示例。只要电池监控信息尚未发送，可以在任何时间执行感测。例如，在唯一信息的交换之后发送电池监控信息时，可以在唯一信息的交换之前执行感测。监控设备30可以执行多次感测。
<电池管理系统的概述>
在本实施例中，监控设备30和控制器40在执行用于发送电池监控信息的周期性通信之前，执行用于无线通信的连接过程。然后，监控设备30在连接过程中将电池监控信息插入分组中，并将分组发送到控制器40。因此，与其中只在连接过程完成后才发送电池监控信息的配置相比，可以使其中控制器40获取电池监控信息的时刻提前。
在无线通信的情况下，通信速度比有线通信的速度慢，而且通信频率往往较低。通过使控制器40获取电池监控信息的时刻提前，可以使ECU14从控制器40获取信息的时刻提前。因此，可以提高PCU 12的可控性以及最终MG13的可控性。另外，可以使检测异常(例如，电池单元22中的异常或电路中的异常)的时刻提前。
如上面所描述的，监控设备30可以在间歇过程期间获取电池监控信息。据此，由于在连接过程之前获取电池监控信息，因此可以进一步使控制器40获取电池监控信息的时刻提前。此外，可以缩短连接过程所要求的时间。此外，由于电池监控信息由间歇过程以预定时间间隔更新，因此可以在连接过程之前获取电池监控信息的同时抑制随时间的解离。
监控设备30可以在断开与控制器40的无线通信时获取电池监控信息。据此，由于在连接过程之前获取电池监控信息，可以进一步使控制器40获取电池监控信息的时刻提前。此外，可以缩短连接过程所要求的时间。此外，可以减少间歇过程期间的负载。
监控设备30可以在执行连接过程的同时获取电池监控信息。因此，可以将获取的电池监控信息及时发送到控制器40。即，控制器40可以获取电池监控信息的最新数据。
监控设备30可以在完成用于加密通信的唯一信息的交换之前将电池监控信息发送到控制器40。据此，可以进一步使控制器40获取电池监控信息的时刻提前。
监控设备30可以通过使用预先存储的加密密钥对电池监控信息进行加密，并将其发送到控制器40。据此，即使在监控设备30与控制器40之间的无线通信未被加密，数据本身是加密的，因此可以降低信息泄露的风险。
监控设备30可以在完成用于加密通信的唯一信息的交换之后将电池监控信息发送到控制器40。据此，由于电池监控信息是在监控设备30与控制器40之间的无线通信的加密之后发送的，因此可以降低信息泄露的风险。
监控设备30可以在激活时间处执行的连接过程中将电池监控信息插入分组中并将其发送到控制器40。因此，在由于IG接通信号或间歇过程引起的激活时间时，可以使控制器40获取电池监控信息的时刻提前，并且由此可以改进可控性。此外，当供应工作电源时，可以加快控制器40获取电池监控信息的时刻，并且可以缩短检查时间和过程。
在由IG接通信号导致的激活时间处，监控设备30可以根据上次获取的电池的最新状态优选地发送电池监控信息的一部分。例如，当上次获取的最新单元电压高于或低于预定值时，监控设备30可以在连接过程期间优选地发送单元电压和/或故障诊断信息。因此，可以防止组装电池20的过充电或过放电。例如，当上次获取的最新单元温度高于或低于预定值时，监控设备30可以在连接过程期间优选地发送单元温度和/或故障诊断信息。因此，可以防止组装电池20的过热或冻结。
在用于执行间歇过程(例如，平衡过程)的激活时间处，监控设备30可以在连接过程期间优选地发送单元温度。例如，当电池单元22发生短路故障时，即使在车辆停车期间单元温度也会升高。通过优选地发送单元温度，可以防止组装电池20过热。由于在短路故障时单元电压也显示异常值，因此可以优选地发送单元电压而不是单元温度。
监控设备30可以将电池监控信息插入分组中，并在通信中断之后的重新连接时执行的连接过程中将其发送到控制器40。当重新连接时正在使用组装电池20时，监控设备30可以在连接过程期间优选地发送单元电压和/或故障诊断信息。由于组装电池20正好在通信中断前被使用，因此确定为单元温度没有急剧改变，并且监控设备30优选地发送单元电压和/或故障诊断信息。因此，可以防止组装电池20的过充电或过放电。
当重新连接时未使用组装电池20时，监控设备30可以在连接过程期间优选地发送单元温度。由于不使用组装电池20，因此基本上不需要电池信息，但是由于可能希望避免由于电池单元22的故障而导致的温度升高，因此可以优选地发送单元温度。因此，可以防止组装电池20过热。即使优选地发送单元电压而不是单元温度，也可以获得相同的效果。
监控设备30在连接过程期间至少发送一次电池监控信息。监控设备30可以在连接过程期间发送多次获取的电池监控信息。监控设备30可以将多次获取的电池监控信息在一个分组中发送，或者可以单独发送电池监控信息。多次获取的电池监控信息的这种发送可以增强上述效果。监控设备30例如可以紧接在断开之前发送多次获取的电池监控信息。监控设备30可以在间歇过程时发送多次获取的电池监控信息。监控设备30可以在连接过程期间通过多次执行感测来发送多次获取的电池监控信息。
<检查系统>
在将组装电池20从车辆10移除时，通过检查设备80检查(即，诊断)上述组装电池20(电池单元22)并确定组装电池20是否可重复使用。如图13中示出的，从车辆10移除的检查设备80和电池管理系统60连同组装电池20一起建立检查系统90。检查设备80检查组装电池20。检查系统90包括从车辆10移除的电池管理系统60中的至少一个和检查设备80。
检查设备80对电池单元22的检查可以针对电池管理系统60单独进行，但是针对多个电池管理系统60共同执行检查是高效的。在图13中示出的示例中，检查系统90包括三个电池管理系统60(60A、60B、60C)，并且检查设备80共同检查与电池管理系统60A、60B、60C相对应的电池单元22。
在检查系统90中，检查设备80与监控设备30中的每一个进行无线通信，并且获取电池监控信息以进行检查。该电池监控信息至少包括上述电池信息和故障诊断信息。检查设备80可以进一步获取制造历史信息。制造历史信息例如是制造ID(序列号)以及制造日期和时间。
检查设备80检查电池单元22的劣化状态和/或异常，并基于检查结果确定电池单元22是否可重复使用。检查设备80确定电池单元22(即，组装电池20)是否适合重复使用或再循环。例如，检查设备80可以被称为外部设备的检查工具、诊断设备。
当电池管理系统60连同组装电池20一起从车辆10移除时，电池管理系统60可以至少设置有监控设备30和传感器70。即，电池管理系统60可以被配置为能够经由无线通信将电池监控信息发送到检查设备80。因此，不包括外壳50的配置和不包括控制器40的配置可以用于电池管理系统60。当然，电池管理系统60可以具有与安装在车辆上时相同的配置。如果没有设置控制器40，则检查设备80可以从电流传感器获取单元电流。
<检查方法>
在组装电池20未与负载(未示出)连接时，即，在组装电池20未对负载进行通电的状态下，检查设备80可以经由无线通信获取由监控设备30保持的电池监控信息，并检查(即，诊断)电池单元22的劣化状态或异常，以确定电池单元22是否可重复使用。即，检查设备80可以检查(即，诊断)电池单元22的劣化状态或异常，并在与检查设备80进行无线通信连接之前基于由监控设备30保持的电池监控信息来确定电池单元22是否可重复使用。检查设备80可以基于在负载未通电时由监控设备30获取的电池监控信息来确定可重复使用性。例如，可以基于单元电压(即，开路电压)来确定可重复使用性。
检查设备80例如基于所获取的制造历史信息来检查(即，确定)电池单元22的劣化状态。检查设备80例如基于从制造日期起经过的时间来检查电池单元22的劣化状态。检查设备80可以基于故障诊断信息执行检查以检测异常是否存在。检查设备80可以通过基于诸如单元电压之类的电池信息估计电池单元22的内阻抗或SOH来检查电池单元22的劣化状态。例如，内阻抗随着电池单元22的劣化而增加。
检查设备80可以检查(诊断)电池单元22的劣化状态或异常，并且还基于在组装电池20未对负载进行通电的状态下的检查结果来确定电池单元22是否可重复使用。具体地，检查设备80可以从监控设备30获取电池监控信息，并在组装电池20连接到负载时(即，负载被组装电池20通电时)，确定电池单元22的可重复使用性。
例如，检查设备80通过基于所获取的电池信息估计电池单元22的内阻抗或SOH来检查电池单元22的劣化状态。检查设备80例如基于故障诊断信息来检查电池单元22的异常或监控设备30的异常。例如，当对多个电池管理系统60进行共同检查时，多个电池管理系统60的组装电池20(即，电池堆21)串联连接。
图14示出了根据比较示例的在监控设备30r与检查设备80r之间的通信序列。在比较示例中，字符“r”被添加到本实施例中的相关元件的附图标记的末尾。此外，对于步骤编号，使用与稍后将描述的图15中的步骤编号相同的步骤编号。在图14中，监控设备30r被称为SBM 30r。在图14中，分组发送的一部分由箭头指示。为方便起见，省略了来自检查设备80的分组发送。附图中发送的分组的数量仅是示例。
不论执行上述检查中的哪一个，监控设备30r和检查设备80r首先执行用于无线通信的连接过程(步骤S60)。步骤S60中的连接过程与步骤S10中的连接过程是相同过程。
然后，在连接过程完成之后，执行用于检查的通信过程(步骤S70)。在通信过程中，监控设备30r将电池监控信息发送到检查设备80r。在比较示例中，检查设备80r仅在连接过程完成之后才能获取电池监控信息，而不论执行哪种检查。如上面所描述的，直到获取电池监控信息的等待时间可能很长。特别是在对多个组装电池20一并进行检查的情况下，由于等待时间的累积，检查效率降低。
图15示出了本实施例的电池管理系统60中包括的监控设备30与检查设备80之间的通信序列的示例。在图15中，监控设备30被称为SBM 30。在图15中，分组发送的一部分由箭头指示。为方便起见，省略了来自检查设备80的分组发送。附图中发送的分组的数量仅是示例。
监控设备30和检查设备80首先执行用于执行无线通信的连接过程(步骤S60)。步骤S60中的连接过程与步骤S10中的连接过程(即，监控设备30与控制器40之间的连接过程)相同。在连接过程中，检查设备80以与如上面所描述的控制器40相同的方式起作用。在连接过程中，监控设备30向检查设备80发送多个分组。监控设备30在连接过程中发送的分组的一部分中插入电池监控信息。
例如，尽管未示出，但是检查设备80执行扫描操作，并且监控设备30执行广告操作。例如，监控设备30可以将电池监控信息插入广告分组中，或者可以将电池监控信息插入与广告分组一起发送的分组中。监控设备30可以在连接过程期间在用于加密的唯一信息的交换之前发送的分组中插入电池监控信息，或者可以在唯一信息的交换之后发送电池监控信息。
在图15中示出的示例中，监控设备30在连接过程期间至少发送一次例如电池监控信息。该电池监控信息在执行连接过程之前由监控设备30保持。电池监控信息包括上述电池信息和故障诊断信息。检查设备80仅基于在连接过程期间获取的电池监控信息来检查(诊断)电池单元22的劣化状态和异常，并且确定电池单元22的可重复使用性。监控设备30可以在连接过程期间发送多次获取的电池监控信息。
在这种情况下，监控设备30在连接过程期间发送电池监控信息。因此，可以使检查设备80获取电池监控信息的时刻提前。此外，可以省略图14中示出的用于检查的通信过程。因此，可以缩短电池单元22的检查和可重复使用性的确定所要求的时间。检查设备80与监控设备30中的每一个均等地执行无线通信，并且获取电池监控信息。因此，在确定大量的电池单元22是否可重复使用时，可以显著缩短检查时间。监控设备30可以发送电池监控信息和/或制造历史信息。检查设备80基于获取的信息执行检查。
在图16中示出的示例中，监控设备30在连接过程之后执行用于检查的通信过程(步骤S70)。步骤S70中的通信过程与步骤S20中的过程(即，在监控设备30与控制器40之间的周期性通信过程)相同。检查设备80周期性地从监控设备30获取电池监控信息。
监控设备30例如在连接过程期间至少发送一次电池监控信息。在执行连接过程之前，该电池监控信息由监控设备30保持。电池监控信息包括上述电池信息和故障诊断信息。如图16中示出的，监控设备30可以在连接过程期间发送多次获取的电池监控信息。
同样在这种情况下，监控设备30在连接过程期间发送电池监控信息。因此，可以使检查设备80获取电池监控信息的时刻提前。因此，可以缩短电池单元22的检查和再重复使用性的确定所要求的时间。检查设备80与监控设备30中的每一个均等地执行无线通信，并且获取电池监控信息。因此，在确定大量的电池单元22是否可重复使用时，可以显著缩短检查时间。监控设备30可以发送电池监控信息和/或制造历史信息。检查设备80基于获取的信息执行检查。
在将组装电池20和电池管理系统60从移动体移除时由检查设备80检查组装电池20的情况不限于检查组装电池20的可重复使用性。例如，这种情况可以是在制造时对电池组11进行检查，或者在维修店进行检查。在进行这些检查时，监控设备30可以在用于监控设备30与检查设备80之间的无线通信的连接过程期间将电池监控信息插入分组中并将其发送到检查设备80。
(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。本公开涵盖了本领域技术人员所说明的实施例及其变体。例如，本公开不限于实施例中所示的部件和/或元素的组合。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。本公开涵盖了其中省略了一些组件和/或元素的实施例。本公开涵盖一个实施例与另一个实施例之间的组件和/或元素的替换或组合。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书的说明来表示，并且应进一步理解为包括与权利要求书的描述等同的含义以及范围内的所有修改。
说明书、附图等中的公开内容不受权利要求书的描述限制。说明书、附图等中的公开内容涵盖权利要求书中描述的技术思想，并且进一步扩展到比权利要求书中的技术思想更广泛的技术思想。因此，可以从说明书、附图等的公开内容中提取各种技术思想，而不受权利要求书的描述的约束。
当一个元素或层被称为“在……上”、“耦合”、“连接”或“组合”时，该元素或层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，可能存在中间元素或层。相反，当一个元素被称为“直接在另一个元素或层上”、“直接耦合到另一个元素或层”、“直接连接到另一个元素或层”或“直接与另一个元素或层组合”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“直接之间”、“相邻”和“直接相邻”等)。如本文所使用的，术语“和/或”包括与相关的所列项目中的一个或更多个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两者。
在本文利用诸如“内部”、“外部”、“背面”、“下方”、“低”、“上方”和“高”之类的空间相对术语来帮助描述如所示的一个元素或特征与另一元素或特征的关系。除了附图中描绘的定向之外，空间相对术语可以旨在包括设备在使用或操作时的不同定向。例如，当图中的设备被翻转时，被描述为在其他元素或特征“下方”或“正下方”的元素被定向为在其他元素或特征“上方”。因此，术语“下方”可以包括上方和下方两者。设备可以以其他方向(旋转90度或任何其他方向)被定向，并且在本文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，本申请中描述的装置和方法可以完全由专用硬件逻辑电路来实现。进一步可替代地，本申请中描述的装置和方法可以由专用计算机实现，该专用计算机是由执行计算机程序的处理器与硬件逻辑电路的组合创建的。计算机程序可以作为由计算机执行的指令存储在计算机可读的非暂时性有形记录介质中。
例如，已经描述了其中监控设备30包括微控制器34的示例，但是本公开不限于此。如图17中示出的，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。图17对应于图4。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IC35可以执行由监控IC 33进行的感测以及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。
已经示出了针对相应的电池堆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，可以针对多个电池堆21布置一个监控设备30。可以针对一个电池堆21布置多个监控设备30。
尽管已经描述了其中电池组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。即，电池组11可以包括一个或多个监控设备30和一个或多个控制器40。电池管理系统60可以包括构建在一个控制器40与一个或多个监控设备30之间的多组无线通信系统。
尽管已经描述了其中控制器40包括一个无线IC 44的示例，但是本发明不限于此。控制器40可以包括多个监控IC 44。多个无线IC 44中的每一个可以与不同的监控设备30无线地通信。
已经描述了其中监控设备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，可以为监控IC 33中的每一个提供无线IC 35，或者可以为多个监控IC 33提供一个无线IC 35。
尽管示出了其中控制器40布置在外壳50中的示例，但是本发明不限于此。控制器40可以布置在外壳50的外部。
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。

Claims (10)

1.一种电池管理系统，包括：
至少一个监控设备，其被布置在容纳电池的外壳中，并且被配置为监控所述电池并且获取电池监控信息，所述电池监控信息包括指示所述电池的状态的信息；以及
控制器，其被配置为执行与所述至少一个监控设备的无线通信，并且基于所述电池监控信息来执行预定过程，其中
所述至少一个监控设备被配置为在连接过程的时段期间将所述电池监控信息插入分组中并且将所述分组发送到所述控制器，所述连接过程是为建立在所述至少一个监控设备与所述控制器之间的所述无线通信而执行的。
2.根据权利要求1所述的电池管理系统，其中
所述至少一个监控设备和所述控制器被配置为以预定时间间隔被激活，以在休眠时段期间执行间歇过程，并且
由所述至少一个监控设备在所述连接过程的时段期间向所述控制器发送的所述电池监控信息是由所述至少一个监控设备在所述间歇过程中获取的电池监控信息。
3.根据权利要求1所述的电池管理系统，其中
由所述至少一个监控设备在所述连接过程的时段期间向所述控制器发送的所述电池监控信息是在所述至少一个监控设备与所述控制器之间的所述无线通信断开时由所述至少一个监控设备保持的电池监控信息。
4.根据权利要求1所述的电池管理系统，其中
所述至少一个监控设备被配置为在所述连接过程的时段期间获取要被发送到所述控制器的所述电池监控信息。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电池管理系统，其中
所述连接过程包括用于加密通信的唯一信息的交换，以及
所述至少一个监控设备被配置为在完成所述唯一信息的交换之前发送所述电池监控信息。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的电池管理系统，其中
所述连接过程包括用于加密通信的唯一信息的交换，以及
所述至少一个监控设备被配置为在完成所述唯一信息的交换之后发送所述电池监控信息。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的电池管理系统，其中
所述至少一个监控设备被配置为在所述连接过程的时段期间将所述电池监控信息插入分组中并且将所述分组发送到所述控制器，所述连接过程是在所述监控设备和所述控制器的激活时被执行的。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的电池管理系统，其中
所述至少一个监控设备被配置为在所述连接过程的时段期间将所述电池监控信息插入分组中并且将所述分组发送到所述控制器，所述连接过程是在所述监控设备与所述控制器之间的所述通信断开之后的重新连接时被执行的。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的电池管理系统，用于安装在移动体上，其中
所述至少一个监控设备和所述电池从所述移动体中移除，以及
所述至少一个监控设备被配置为在连接过程的时段期间将所述电池监控信息和/或制造历史信息插入分组中并且将所述分组发送到检查设备，所述连接过程是为建立在所述至少一个监控设备与所述检查设备之间的无线通信而执行的。
10.一种用于通过执行在至少一个监控设备与控制器之间的无线通信来管理被容纳在外壳中的电池的方法，所述至少一个监控设备被布置在所述外壳中以监控所述电池并且获取电池监控信息，所述电池监控信息包括指示所述电池的状态的信息，所述控制器被配置为基于所述电池监控信息来执行预定过程，所述方法包括：
执行连接过程，在所述连接过程中，在所述至少一个监控设备与所述控制器之间的所述无线通信被建立；
在执行所述连接过程之后，执行周期性通信过程，在所述周期性通信过程中，所述至少一个监控设备将所述电池监控信息周期性地发送到所述控制器；以及
由所述至少一个监控设备在执行所述连接过程期间将所述电池监控信息插入分组中并且将所述分组发送到所述控制器。
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