CN116017197A - 电池监控系统 - Google Patents

Abstract

一种电池监控系统(100)包括以连接配置顺序连接的电池监控ECU(10)和电池监控装置(30)。电池监控ECU包括生成第一时钟信号的时钟发生器(12)。每个电池监控装置包括：第二时钟发生器(50)，生成第二时钟信号；控制器(48)，使频率校正块将第二时钟信号的频率校正为与第一时钟信号一致并使电池监控器使用已校正的第二时钟信号来监控电池单元；以及切换器(46)，根据电池监控ECU的指令，将电路配置切换到将从在前装置接收到的信号发送到连接配置中的在后装置的状态。

Description

电池监控系统

技术领域

本公开涉及电池监控系统。

背景技术

近年来，使用二次电池的例如车辆、飞行物的移动物体正在增加。对测量二次电池的电特性以获取电池内部的状态，例如二次电池的剩余电池容量(即，充电状态：SOC)的电池监控系统(即电池管理系统：BMS)的需求日益增加。专利文献1(JP 2019-053579 A)公开了一种电池监控系统，其中电池由电池监控IC监控，并且电池监控IC是菊花链式连接的。该电池监控系统设置有控制整个电池监控系统的电池监控ECU。根据从电池监控ECU向第一电池监控装置输出的指令，每个菊花链式连接的电池监控装置将其自己的数据添加到从在前电池监控装置接收到的信息中，并将其发送到在后电池监控装置。然后，最终的电池监控装置将所有信息输出到电池监控ECU。

发明内容

然而，由于每个电池监控装置具有振荡器并使用其振荡频率进行操作，因此在每个菊花链式连接的电池监控装置发送数据时可能无法保持与操作定时有关的高精度数据的精度。例如，当每个电池监控装置测量AC阻抗时，可以在电池监控ECU中提供高精度振荡器，以将精确的定时数据输出到电池监控装置，从而提高每个电池监控装置用于测量的频率的精度。在这种情况下，当每个电池监控装置通过菊花链式连接将从电池监控ECU接收到的定时数据发送到在后电池监控装置时，可能会叠加与电池监控装置的接收和发送相关联的误差。因此，当定时数据被发送到在后装置时，误差可能在定时数据中累积。

本公开的目的是解决上述问题中的至少一个。

根据本公开的方面，一种用于监控电池单元的状态的电池监控系统包括电池监控ECU和电池监控装置。电池监控ECU和电池监控装置以为环形连接、菊花链式连接或多点连接的连接配置连接。电池监控ECU包括：生成第一时钟信号的时钟发生器；以及收发器，向至少一个电池监控装置发送据以指定第一时钟信号的信号和关于电池单元的监控的指令，并接收来自至少一个电池监控装置的指令的结果。每个电池监控装置包括：接收器，从连接配置中的在前装置接收信号；第二时钟发生器，生成第二时钟信号，第二时钟信号用作电池监控装置的操作的参考；频率校正块，校正第二时钟信号的频率；电池监控器，使用第二时钟信号来监控电池单元；控制器，使频率校正块根据经由接收器接收到的信号将第二时钟信号的频率校正为与第一时钟信号一致，以及使电池监控器使用已经由频率校正块校正的第二时钟信号来监控电池单元；发送器，将电池单元的监控结果发送到连接配置中的在后装置；以及切换器，根据来自电池监控ECU的指令，将电路配置切换到将从在前装置接收到的信号发送到在后装置的状态。根据电池监控系统，可以防止频率误差的累积。结果，包括多个电池监控装置的电池监控系统可以以低成本使电池监控装置之间的振荡频率同步。

本公开可以实现为以下实施例。例如，其可以以电池监控方法等来实现。

附图说明

图1是示出根据第一实施例的电池监控系统的示意图。

图2是示出切换器的配置的示意图。

图3是电池监控系统的控制器中的过程的流程图。

图4是电池监控装置的控制器中的过程的流程图。

图5是示出电池监控ECU的发送信号的周期(1/频率)和测量模式下的每个电池监控装置的接收和发送信号的周期的图示。

图6是示出根据第二实施例的电池监控系统的示意图。

图7是示出根据第三实施例的电池监控系统的示意图。

图8是示出根据第四实施例的电池监控系统的示意图。

图9是示出根据第五实施例的校正模式下的电池监控ECU发送的第一叠加信号和每个电池监控装置接收和发送的第一叠加信号的图示。

图10是示出根据第六实施例的校正模式下的电池监控ECU发送的第一叠加信号和每个电池监控装置接收和发送的第一叠加信号的图示。

具体实施方式

在下文中，将参照附图描述用于实现本公开的多个实施例。在各实施例中，与在前实施例中描述的事项对应的部分可以被标注相同的附图标记，并且可以省略对该部分的冗余解释。当在实施例中仅描述了配置的一部分时，可以将另一个在前实施例应用于该配置的其他部分。即使没有明确描述可以组合这些部分，也可以组合这些部分。即使没有明确描述可以组合实施例，也可以部分组合实施例，只要组合没有损害即可。

(第一实施例)

电池监控系统100的配置

如图1所示，电池监控系统100包括电池监控ECU 10和电池监控装置30。在本实施例中，电池监控装置的数量为m，其中m为2或更大的整数。每个电池监控装置30包括一个单元堆CSx，其中x是1至m中的任一个。每个单元堆CSx包括二次电池(以下称为“电池单元”)，并且电池单元的数量为n，其中n为1或更大的整数。每个电池监控装置30监控包括在单元堆CSx中的电池单元的状态。因此，电池监控系统100监控电池单元C11至Cmn的状态。在本实施例中，电池监控系统100中包括的电池单元的总数量为m×n。在本实施例中，每个电池监控装置30监控的电池单元数量为n，换言之，电池监控装置30监控相同数量(即n)的电池单元。然而，电池监控装置30可以监控不同数量的电池单元。

电池监控ECU 10包括两个连接器18和20，并且每个电池监控装置30包括两个连接器34和36。电池监控ECU 10和电池监控装置30连接以形成环形连接作为连接配置的示例。即，电池监控ECU 10的一个连接器18经由传输路径22连接到第一电池监控装置30的一个连接器34。第一电池监控装置30的另一个连接器36经由传输路径24连接到第二电池监控装置30的一个连接器34。第二电池监控装置30的另一个连接器36经由传输路径25连接到第三电池监控装置30的一个连接器34。然后，直到最终的电池监控装置30，在前装置30的连接器36经由传输路径连接到当前装置30的连接器34。第m电池监控装置30的另一个连接器36，即最终电池监控装置30，经由传输路径26连接到电池监控ECU 10的另一个连接器20。以这种方式，电池监控ECU 10和电池监控装置30彼此连接以形成一个环形。

虽然后面将描述详细情况，电池监控ECU 10基于自身生成的第一时钟信号操作，并且每个电池监控装置30基于自身生成的第二时钟信号操作。电池监控装置30具有两种操作模式：校正模式和测量模式，它们根据来自电池监控ECU 10的指令进行切换。校正模式是用于校正第二时钟信号以与第一时钟信号同步的操作模式。测量模式是用于使用第二时钟信号获取电池单元的状态的操作模式。

在校正模式下，电池监控装置30接收来自环形连接中的在前装置的第一叠加信号。第一叠加信号是其中时钟频率信息和电池监控信息叠加在第一时钟信号上的信号。电池监控装置30根据第一叠加信号生成参考时钟信号。参考时钟信号在频率上与第一时钟信号相同。电池监控装置30将自身生成的第二时钟信号与参考时钟信号同步，使得第二时钟信号在频率上变为与参考时钟信号相同。结果，第二时钟信号与第一时钟信号同步。此外，在校正模式下，监控装置30将从在前装置接收到的第一叠加信号原样发送到环形连接中的在后装置。

另一方面，在测量模式下，每个电池监控装置30使用自身生成的第二时钟信号来测量(即，获取)电池单元的状态。电池单元的状态例如是与电池监控装置30连接的单元堆中所包括的n个电池单元的剩余容量(充电状态：SOC)。电池监控装置30生成第二叠加信号，并将第二叠加信号发送到环形连接中的在后装置。第二叠加信号是其中测量结果(即电池监控装置30中的电池单元的测得状态)和环形连接中的第一至在前装置的测量结果叠加在第二时钟信号上的信号。

在下文中，将描述电池监控ECU 10和电池监控装置30的配置。电池监控ECU 10包括第一时钟发生器12、控制器14、收发器16以及连接器18和20。第一时钟发生器12生成作为电池监控ECU 10的操作基础的第一时钟信号。第一时钟发生器12通过使用晶体振荡器生成作为高精度时钟信号的第一时钟信号。第一时钟发生器12可以使用除晶体振荡器之外的振荡器。例如，可以使用硅MEMS振荡器。或者，第一时钟发生器12可以通过从GNSS卫星接收由GNSS参考频率发生器生成的信号来生成第一时钟信号。

控制器14生成其中将时钟频率信息和电池监控信息叠加在第一时钟信号上的第一叠加信号，并且然后将第一叠加信号发送到收发器16。时钟频率信息是指示第一时钟信号的频率的信息。电池监控信息包括用于指定要由电池监控装置30监控的电池单元的信息。电池监控信息还包括使电池监控装置30转变为校正模式或测量模式的模式切换指令。在校正模式下，电池监控装置30对第二时钟信号的频率进行校正，而在测量模式下，电池监控装置30监控电池单元。包含在电池监控信息中的指定待监控的电池单元的信息指示要监控哪个电池单元。待监控的电池单元可以是特定单元堆中的一个特定电池单元、特定单元堆中的多个特定电池单元、特定组中的所有电池单元或所有单元堆中的所有电池单元。

第一时钟信号上的时钟频率信息和电池监控信息的叠加例如通过使用曼彻斯特码(Manchester code)的相位编码来执行。电池监控信息的叠加可以通过使用曼彻斯特码的相位编码以外的方法来执行。例如，可以使用相移键控。

收发器16向至少一个电池监控装置30输出与电池监控有关的指令，并从至少一个电池监控装置30接收指令的结果。收发器16根据第一叠加信号生成差分信号，并经由连接器18将差分信号发送到传输路径22。差分信号是通过将一个信号转变为极性彼此相反的两个信号而获得的信号。连接电池监控ECU 10和电池监控装置30的传输路径22和26中的每个传输路径都具有两条信号线。连接电池监控装置30和另一个电池监控装置30的传输路径24、25、……中的每个传输路径也具有两条信号线。收发器16将原始信号发送到传输路径22的两条信号线之一，并将极性相反的信号发送到另一条信号线。极性相反的信号与原始信号的极性相反，并且是通过将原始信号的HIGH和LOW反转得到的。连接器18包括电容器，并经由电容器连接收发器16和传输路径22。因此，连接器18仅传输AC(即交流)分量而不传输信号的DC(即直流)分量。

收发器16还经由传输路径26和连接器20从最终电池监控装置30接收其中叠加了电池监控结果的第二叠加信号的差分信号，并且然后对第二叠加信号进行解码。电池监控结果是各电池监控装置30基于从电池监控ECU 10接收到的电池监控信息执行的电池监控处理的结果。电池监控结果包括指定被监控的电池单元的信息、和测量结果(即，被监控的电池单元的状态)。类似于连接器18，连接器20包括电容器，并经由电容器连接传输路径26和收发器16。连接器20仅发送信号的AC分量而不发送信号的DC分量。注意，除了包括电容器之外，连接器18和20还可以包括变压器。

每个电池监控装置30包括电池监控IC 40和滤波器60。电池监控IC 40包括接收器42、发送器44、切换器46、控制器48、第二时钟发生器50、频率校正块52、电池监控器54和连接器34、36。接收器42连接到连接器34，并且发送器44连接到连接器36。接收器42和发送器44连接到切换器46，并且切换器46连接到控制器48。控制器48连接到第二时钟发生器50、频率校正块52和电池监控器54。电池监控器54经由滤波器60连接到电池单元。

第一电池监控装置30的接收器42经由连接器34、传输路径22和连接器18连接到电池监控ECU 10的收发器16。第二至第m电池监控装置30中的每个电池监控装置的接收器42经由连接器34、传输路径24、25、……、以及连接器36连接到在前电池监控装置30的发送器44。第m电池监控装置30的发送器44经由连接器36、传输路径26和连接器20连接到电池监控ECU 10的收发器16。

接收器42接收来自在前装置的差分信号并对叠加信号进行解码。对于第一电池监控装置30的控制器48，在前装置是电池监控ECU 10。对于第二至第m电池监控装置30中的每个电池监控装置的控制器48，在前装置是在连接配置中紧接在电池监控装置30之前的电池监控装置30之一。发送器44根据叠加信号生成差分信号并将差分信号发送到在后装置。对于第一至第(m-1)电池监控装置30中的每个电池监控装置的控制器48，在后装置是在连接配置中紧接在电池监控装置30之后的电池监控装置30之一。对于第m电池监控装置30的控制器48，在后装置是电池监控ECU 10。

控制器48根据接收器42接收到的叠加信号生成参考时钟信号，并对叠加信号进行解码以恢复时钟频率信息和电池监控信息。叠加信号是第一叠加信号或第二叠加信号。如上所述，第一叠加信号由电池监控ECU 10生成并且是其中第一时钟信号的时钟频率信息和电池监控信息叠加在第一时钟信号上的信号。另一方面，第二叠加信号由紧接在前的电池监控装置30生成，并且是其中第二时钟信号的时钟频率信息、电池监控信息、以及电池监控结果叠加在第二时钟信号上的信号。电池监控装置30接收叠加信号作为第一叠加信号还是第二叠加信号取决于电池监控装置30的位置和紧接在前的电池监控装置30的操作模式。电池监控装置30是操作在校正模式下还是测量模式下取决于电池监控ECU 10的指令。稍后将描述该操作模式的切换。

第一电池监控装置30不管其操作模式如何都接收第一叠加信号。第二至第m电池监控装置30在紧接在前的电池监控装置30处于校正模式时接收第一叠加信号，并且在紧接在前的电池监控装置30处于测量模式时接收第二叠加信号。控制器48根据叠加在叠加信号上的电池监控信息中包括的模式切换指令，使电池监控装置30的操作模式转变为校正模式或测量模式。在校正模式下，控制器48将从在前装置接收到的第一叠加信号发送到在后装置。另一方面，在测量模式下，控制器48生成其中时钟频率信息、电池监控信息和电池监控结果叠加在第二时钟信号上的第二叠加信号。然后，控制器48将生成的第二叠加信号经由发送器44发送到在后装置。

通过从接收到的叠加信号恢复预叠加时钟信号来获得参考时钟信号。因此，第一电池监控装置30生成的参考时钟信号与第一时钟信号在频率上相同。由第二至第m电池监控装置30中的每个电池监控装置生成的参考时钟信号的频率，在紧接在前的电池监控装置30处于校正模式时，与第一时钟信号的频率相同，并且在紧接在前的电池监控装置30处于测量模式时，与第二时钟信号的频率相同。

第二时钟发生器50生成用作包括第二时钟发生器50的电池监控装置30的操作的参考的第二时钟信号。第二时钟发生器50包括比在第一时钟发生器12中使用的晶体振荡器更简单的LC振荡器。因此，第二时钟信号是精度低于第一时钟信号的时钟信号。由于第二时钟发生器50使用LC振荡器，因此可以根据来自频率校正块52的校正指令容易地改变和校正振荡频率。例如，可以通过构成LC振荡器的电容器的电容的变化或构成LC振荡器的电感器的电感的变化来改变和校正振荡频率。

控制器48通过对从在前装置接收到的叠加信号进行解码而获得的电池监控信息信号中包括的模式切换指令，使电池监控装置30转变为校正模式或测量模式。

在校正模式下，控制器48向频率校正块52发送校正指令，以校正第二时钟发生器50生成的第二时钟信号，使得第二时钟发生器50生成的第二时钟信号的频率与参考时钟信号的频率(即第一时钟信号的频率)匹配。在从控制器48接收到校正指令时，频率校正块52检测从在前装置接收到的信号与第二时钟信号之间的频率差，并且然后指示第二时钟发生器50校正第二时钟信号的振荡频率。频率校正块52使用计数器方法作为校正方法来校正第二时钟信号。因此，频率校正块52使用控制器48根据叠加信号生成的参考时钟信号与第二时钟发生器50生成的第二时钟信号之间的计数值差。频率校正块52校正第二时钟发生器的振荡频率50，使得计数值差变为零。此外，在校正模式下，控制器48指示切换器46切换通信路径，使得从在前装置接收到的叠加信号被发送到在后装置。

在测量模式下，控制器48指示电池监控器54监控由电池监控信息指定的电池单元，并获取电池单元的状态的测量结果。电池监控器54通过使用第二时钟信号的AC阻抗法检测电池单元的状态。控制器48可以指示电池监控器54持续监控电池单元的状态，并且当电池监控信息包括关于指定的电池单元的信息时，控制器48可以获取电池单元的状态的测量结果。控制器48生成第二叠加信号，在第二叠加信号中，时钟频率信息、电池监控信息和被监控的电池单元的测量结果叠加在上述第二时钟信号上。然后，控制器48将生成的第二叠加信号发送到切换器46。控制器48指示切换器46切换通信路径，以便将生成的第二叠加信号发送到发射器44。

切换器46布置在接收器42与控制器48之间以及发送器44与控制器48之间。切换器46在从在前装置接收到的叠加信号(即从接收器42接收到的信号)与从控制器48接收到的第二叠加信号之间切换要发送到发送器44的信号。切换器46在保持电池监控ECU 10与电池监控装置30之间的连接配置的同时执行信号的切换。在校正模式下，切换器46选择要发送到发送器44的信号作为从在前装置接收到的叠加信号。另一方面，在测量模式下，发送到发送器44的信号是从控制器48接收的第二叠加信号。

图2是示出切换器46的配置的示意图。切换器46包括两个输入端in1、in2、两个输出端out1、out2和选择器47。输入端in1连接到接收器42，并且输入端in2和输出端out1连接到控制器48。输出端out2连接到发送器44。从接收器42通过输入端in1输入到切换器46的信号被分支成两个。分支信号之一直接从输出端out1输出并被发送到控制器48。来自输入端in1的分支信号中的另一个输入到选择器47。从控制器48通过输入端in2输入到切换器46的信号输入到选择器47。从选择器47输出的信号从输出端out2输出并被发送到发送器44。切换信号Ss由控制器48生成并输入到切换器46。例如，切换信号Ss在校正模式下处于“H”电平，而在测量模式下处于“L”电平。当切换信号Ss处于“H”电平时，选择器47输出通过输入端in1输入的叠加信号。另一方面，当切换信号Ss处于“L”电平时，选择器47输出从控制器48接收到的第二叠加信号。

电池监控系统100的操作

图3是电池监控系统100的控制器14中的过程的流程图。在步骤S10，电池监控ECU10的控制器14指示所有电池监控装置30转变为校正模式。更具体地，电池监控ECU 10的控制器14将第一叠加信号作为模式切换指令发送到第一电池监控装置30。第一叠加信号是其中叠加了电池监控信息的信号，并且电池监控信息包括使电池监控装置30转变为校正第二时钟信号的频率的校正模式的指令。当第一电池监控装置30转变为校正模式时，第一电池监控装置30的切换器46切换为将第一叠加信号作为叠加信号从在前装置发送到在后装置。结果，第一叠加信号被发送到第二电池监控装置30。类似地，当第二电池监控装置30转变为校正模式时，第二电池监控装置30的切换器46被切换以将叠加信号从在前装置发送到在后装置。结果，第一叠加信号被发送到第三电池监控装置30。类似地，第一叠加信号被连续地发送到在后电池监控装置30。当第一叠加信号从最终电池监控装置30返回到电池监控ECU10时，所有电池监控装置30到校正模式的转变已完成。

在步骤S20，当控制器14确定第二时钟信号的频率与所有电池监控装置30中的第一时钟信号的频率同步且校正已完成时，即控制器14确定为真(T)时，过程进行到步骤S30。在步骤S20，当控制器14确定第二时钟信号的频率与第一时钟信号的频率不同步且校正尚未完成时，即控制器14确定为假(F)时，步骤S20的操作重复直到控制器14确定为真(T)。第二时钟信号的频率与第一时钟信号的频率的同步需要一定的时间段。因此，控制器14可以确定步骤S20的确定为假(F)，直到第一叠加信号从最终电池监控装置30返回到电池监控ECU 10后一定时间段过去。在一定时间段过去之后，在S20的确定可以为真(T)。

在步骤S30，控制器14指示所有电池监控装置30转变为测量模式。更具体地，电池监控ECU10的控制器14将第一叠加信号作为模式切换指令发送到第一电池监控装置30。第一叠加信号是其中叠加了电池监控信息的信号，并且电池监控信息包括使电池监控装置30监控电池单元的指令。当第一电池监控装置30转变为测量模式时，由第一电池监控装置30的控制器48生成的第二叠加信号被发送到第二电池监控装置30。当第二电池监控装置30转变为测量时模式，由第二电池监控装置30的控制器48生成的第二叠加信号被发送到第三电池监控装置30。类似地，第二叠加信号被连续发送到在后电池监控装置30。当第二叠加信号从最终电池监控装置30返回到电池监控ECU 10时，所有的电池监控装置30已经转变为测量模式。在步骤S40，控制器14对第二叠加信号进行解码以获取被监控的电池单元的状态。

图4是电池监控装置30的控制器48中的过程流程图。在步骤S100中，控制器48通过接收器42从在前装置接收叠加信号。这里，当电池监控装置30是第一电池监控装置30时，在前装置是电池监控ECU 10。当电池监控装置30是第二至第m电池监控装置30之一时，在前装置电池监控装置30中的在前电池监控装置。

在步骤S110，控制器48根据接收到的叠加信号生成参考时钟信号。在步骤S120，控制器48对叠加信号进行解码以获得时钟频率信息和模式切换指令。模式切换指令使电池监控装置30转变为校正模式或测量模式。控制器48可以首先执行步骤S110或S120的操作。在步骤S130，控制器48确定模式切换指令是否是使电池监控装置30转变为校正模式的指令。当模式切换指令是使电池监控装置30转变为校正模式的指令(即确定结果为真(T))时，则控制器48中的过程进行到步骤S140。另一方面，当模式切换指令不是使电池监控装置30转变为校正模式的指令(即确定结果为假(F))时，模式切换指令是使电池监控装置30转变为测量模式的指令，并且过程进行到步骤S170。

在步骤S140，控制器48控制电池监控装置30转变为校正模式，并将切换信号Ss设置为“H”电平。在步骤S150，控制器48控制频率校正块52来校正由第二时钟发生器50生成的第二时钟信号的频率。在步骤S160，控制器48控制切换器46将从在前装置接收到的叠加信号发送到在后装置。从而，第一叠加信号被发送到下一个电池监控装置30。

当所有电池监控装置30的第二时钟信号被校正并且第二时钟信号的频率与第一时钟信号的频率同步时，电池监控ECU 10使电池监控装置30转变为测量模式。

在电池监控ECU 10使电池监控装置30转变为测量模式时，电池监控装置30中的步骤S100、S110、S120、S130的操作与转变为校正模式时的操作相同。然而，由于步骤S130的确定结果为假(F)，因此电池监控装置30进行步骤S170的操作。

在步骤S170，控制器48控制电池监控装置30转变为测量模式，并将切换信号S_s设置为“L”电平。在步骤S180，控制器48使电池监控器54获取电池单元的状态。在步骤S190，控制器48生成第二叠加信号，在第二叠加信号中，时钟频率信息、使电池监控装置30转变为测量模式的指令、电池监控信息和作为监控结果的电池单元的状态叠加在第二时钟信号上。相继添加作为监控结果的电池单元的状态。即，第一电池监控装置30生成的第二叠加信号包括第一单元堆CS1的电池单元的监控结果。第二电池监控装置30生成的第二叠加信号包括第一单元堆CS1和第二单元堆CS2的电池单元的监控结果。第x电池监控装置30生成的第二叠加信号包括从第一单元堆CS1到第x单元堆CSx的电池单元的监控结果。在步骤S200，控制器48控制切换器46将第二叠加信号发送到在后装置。结果，直到当前电池监控装置30的测量结果叠加所在的第二叠加信号被发送到下一电池监控装置30。

图5是示出电池监控ECU 10的发送信号的周期(即，1/频率)以及在测量模式下每个电池监控装置30的接收和发送信号的周期的图示。在比较示例中，电池监控装置30的控制器48不执行本实施例中描述的校正。电池监控ECU 10发送的第一叠加信号(第一时钟信号)的周期是p0。第一电池监控装置30的接收器42接收到的第一叠加信号(第一时钟信号)的周期也是p0。第一电池监控装置30的发送器44发送的第二叠加信号(第二时钟信号)的周期p1为p0+pc，其是电池监控ECU 10的周期p0加上误差pc。第二电池监控装置30的接收器42接收到的第二叠加信号(第二时钟信号)的周期也是p0+pc。第二电池监控装置30的发送器44发送的第二叠加信号(第二时钟信号)的周期p2为p1+pc，即p0+2pc，其是第一电池监控装置30的周期p1加上误差pc。因此，在第x电池监控装置30之后的周期px为p0+xpc，并且在在后装置中累积的误差更多，并且累积的误差在作为最终电池监控装置30的第m电池监控装置30处变为最大。

另一方面，在本实施例中，电池监控装置30的控制器48执行校正。由第一电池监控装置30的发送器44发送的第二叠加信号(第二时钟信号)的周期P1与电池监控ECU 10的第一叠加信号(第一时钟信号)的周期p0相同。由第二电池监控装置30的接收器42接收到的第二叠加信号(第二时钟信号)的周期和由第二电池监控装置30的发送器44发送的第二叠加信号(第二时钟信号)的周期与电池监控ECU 10的第一叠加信号(第一时钟信号)的周期p0相同。这样，周期(即，每个电池监控装置30的第二时钟信号的频率)与周期(即第一时钟信号的频率)相同，并且由此不会累积频率误差。术语“相同”包括电池监控装置30在校正中发生的误差。

如上所述，根据本实施例，每个电池监控装置30包括切换器46，根据来自电池监控ECU 10的指令，该切换器46将电路配置切换到其中从在前装置发送的信号在不使用第二时钟信号的情况下输出到在后装置的状态。结果，电池监控系统100能够以低成本减少频率误差的累积并同步频率。

根据本实施例，切换器46将电路配置切换到仅在预定的周期内将从在前装置发送的信号输出到在后装置的状态，并且将电路配置切换到在预定周期以外的周期内将当前装置生成的信号输出到在后装置的状态。结果，在当前装置处监控的电池单元的状态可以在预定周期以外的周期期间被发送到电池监控ECU 10。

根据当前实施例，电池监控装置30包括频率校正块52，其检测参考时钟信号(即，第一时钟信号)与第二时钟信号之间的频率偏差并且校正第二时钟信号的频率。因此，可以校正第二时钟信号的频率，使得第二时钟信号的频率接近第一时钟信号的频率。

根据本实施例，频率校正块52可通过各种方法检测第一时钟信号与第二时钟信号之间的频率偏差。例如，如果频率校正块52采用使用第一时钟信号与第二时钟信号之间的计数差的计数器方法，则可以容易地根据计数差检测频率偏差。此外，频率校正块52可以采用锁相环方法或延迟锁定环方法。

根据本实施例，由于在控制器48与接收器42之间以及控制器48与发送器44之间设置有切换器46，所以能够通过发送器44增大通过切换器46的信号的强度。

(第二实施例)

图6是示出根据第二实施例的电池监控系统101的示意图。第二实施例与第一实施例的不同点如下所述。在第一实施例中，每个电池监控装置30在接收器42与控制器48之间以及发送器44与控制器48之间包括切换器46。在第二实施例的电池监控系统101中，每个电池监控装置31在连接器34与接收器42之间以及连接器36与发送器44之间包括切换器46。甚至在第二实施例中，操作也与第一实施例相同。因此，与第一实施例类似，能够以低成本实现频率误差的累积的减少和第二时钟信号的频率的同步

(第三实施例)

图7是示出根据第三实施例的电池监控系统102的示意图。第三实施例与第一实施例的不同点如下所述。在第三实施例的电池监控系统102中，每个电池监控装置32包括收发器43来代替第一实施例的电池监控系统100的接收器42和发送器44，并且电池监控ECU 10和电池监控装置32是菊花链式连接的。每个电池监控装置32包括两个连接器34和36。第m电池监控装置32(即，最终电池监控装置)的连接器36连接到终端器28。取决于收发器43的配置，终端器28可以不需要连接到连接器36。在第一实施例中，连接器34用作输入，并且连接器36用作输出。然而，在第三实施例中，连接器34用作输入，并且连接器36用作输出。连接器36可以切换为用作输入，并且连接器34可以切换为用作输出。在校正模式下，类似于第一实施例，第一叠加信号从第一电池监控装置32连续发送到最终电池监控装置32。甚至在第三实施例中，校正模式下的操作与第一实施例相同。因此，与第一实施例类似，可以以低成本实现频率误差的累积的减少和频率的同步。在第三实施例的测量模式下，其中叠加了测量结果的第二叠加信号被发送到最终电池监控装置32，然后从最终电池监控装置32向后发送到第一电池监控装置32，并且最终发送到电池监控ECU 10。

(第四实施例)

图8是示出根据第四实施例的电池监控系统103的示意图。在根据第四实施例的电池监控系统103中，电池监控装置33经由多点连接连接到电池监控ECU 11。电池监控ECU 11的收发器16经由连接器18连接到传输路径27。在每个电池监控装置33中，接收器42和发送器44连接到一个连接器34，并且连接器34连接传输路径27。

在根据第四实施例的电池监控系统103中，来自电池监控ECU 11的信号经由连接器18和传输路径27被发送到第一电池监控装置33的接收器42。从第一电池监控装置33的发送器44输出的信号经由连接器34和传输路径27被发送到下一电池监控装置33(即第二电池监控装置33)的接收器42。类似地，从第x电池监控装置33的发送器44输出的信号经由连接部34和传输路径27被发送到下一电池监控装置33(即第(x+1)电池监控装置33)的接收器42。从最终电池监控装置33(即，第m电池监控装置33)的发送器44输出的信号经由连接器34和传输路径27被发送到电池监控ECU 11的收发器16。以这种方式，每个电池监控装置33通过使用相同的传输路径27顺序地发送叠加信号。关于传输，每个电池监控装置33通过使用令牌将叠加信号依次发送到具有传输路径27的使用权的在后装置。

甚至在第四实施例中，操作也与第一实施例相同。因此，与第一实施例类似，可以以低成本实现频率误差的累积的减少和频率的同步。

从第一至第四实施例可以看出，电池监控ECU与多个电池监控装置的连接配置可以是例如环形连接、菊花链式连接、以及多点连接的多种连接配置。

(第五实施例)

图9是示出根据第五实施例的在校正模式下由电池监控ECU 10发送的第一叠加信号和由每个电池监控装置30接收和发送的第一叠加信号的图示。当第一叠加信号通过切换器46的选择器47时，选择器47的导通电阻降低电压。第五实施例中的电池监控ECU 10将第一叠加信号的信号电平设置为高，以超过任何电池监控装置30的接收器42可以用以接收信号的信号电平。结果，虽然第一叠加信号的信号电平在通过每个电池监控装置30时降低，但是信号电平可以由最终电池监控装置30的接收器42检测。

(第六实施例)

图10是示出根据第六实施例的在校正模式下由电池监控ECU 10发送的第一叠加信号和由每个电池监控装置30接收和发送的第一叠加信号的图示。当第一叠加信号通过切换器46的选择器47时，通过选择器47中的H和L确定阈值使脉冲宽度变窄。第六实施例的电池监控ECU 10使第一叠加信号的脉冲宽度变宽，以超过任何电池监控装置30的接收器42可检测到脉冲的脉冲宽度水平。因此，尽管第一叠加信号的脉冲宽度在通过每个电池监控装置30时减小，但是最终电池监控装置30的接收器42可以检测到脉冲。

在上述实施例的每个中，电池监控器54使用已经校正的第二时钟信号来监控电池单元。然而，电池监控器可以不使用第二时钟信号来执行监控，或者可以使用没有被校正的第二时钟信号来执行监控。

本公开不限于上述实施例，并且可以在不脱离本公开的范围的情况下通过各种配置来实现。例如，为了解决上述问题的一部分或全部或者实现上述效果的一部分或全部，可以适当地替换或组合与技术特征对应的每个实施例中的技术特征。此外，可以适当地省略一些技术特征。

Claims (9)

1.一种电池监控系统(100)，用于监控电池单元的状态，所述电池监控系统包括电池监控ECU(10)和电池监控装置(30)，其中

所述电池监控ECU和所述电池监控装置以为环形连接、菊花链式连接或多点连接的连接配置连接，

所述电池监控ECU包括：

时钟发生器(12)，被配置为生成第一时钟信号；

收发器(16)，被配置为：

将据以指定所述第一时钟信号的信号和关于所述电池单元的监控的指令发送到所述电池监控装置中的至少一个电池监控装置；以及

从所述电池监控装置中的至少一个电池监控装置接收所述指令的结果；以及

每个电池监控装置包括：

接收器(42)，被配置为从所述连接配置中的在前装置接收信号；

第二时钟发生器(50)，被配置为生成第二时钟信号，所述第二时钟信号用作所述电池监控装置的操作的参考；

频率校正块，被配置为校正所述第二时钟信号的频率；

电池监控器(54)，被配置为使用所述第二时钟信号来监控电池单元；

控制器(48)，被配置为：

使所述频率校正块根据经由所述接收器接收到的信号将所述第二时钟信号的所述频率校正为与所述第一时钟信号一致；以及

使所述电池监控器使用已经由所述频率校正块校正的所述第二时钟信号来监控所述电池单元；

发送器(44)，被配置为将所述电池单元的监控结果发送到所述连接配置中的在后装置；以及

切换器(46)，被配置为根据来自所述电池监控ECU的所述指令，将电路配置切换到将从所述在前装置接收到的信号发送到所述在后装置的状态。

2.根据权利要求1所述的电池监控系统，其中

根据来自所述电池监控ECU的所述指令，每个电池监控装置的所述切换器被配置为在将从所述在前装置接收到的信号发送到所述在后装置的所述状态和将在所述电池监控装置中生成的信号发送到所述在后装置的状态之间切换所述电路配置。

3.根据权利要求1所述的电池监控系统，其中

根据来自所述电池监控ECU的所述指令，每个电池监控装置的所述切换器被配置为：将所述电路配置切换到仅在预定周期内将从所述在前装置接收到的信号发送到所述在后装置的状态；以及将所述电路配置切换到在所述预定周期以外的周期内将在所述电池监控装置处生成的信号发送到所述在后装置的状态。

4.根据权利要求2所述的电池监控系统，其中

所述频率校正块被配置为检测从所述在前装置接收到的信号与所述第二时钟信号之间的频率偏差，并基于所述频率偏差校正所述第二时钟信号的所述频率。

5.根据权利要求4所述的电池监控系统，其中

所述频率校正块被配置为通过以下方法中的任何一种方法检测所述第一时钟信号和所述第二时钟信号之间的频率偏差：计数器方法，使用从所述在前装置接收到的信号与所述第二时钟信号之间的计数差；锁相环方法；以及延迟锁定环方法。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电池监控系统，其中

所述切换器设置在所述接收器与所述在前装置之间以及所述发送器与所述在后装置之间。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的电池监控系统，其中

每个电池监控装置向所述在后装置发送信号，同时所述连接配置由所述切换器保持并且时钟频率信息被保持。

8.根据权利要求7所述的电池监控系统，其中

所述收发器被配置为设置所述第一时钟信号的信号电平，使得在所述连接配置中的所述电池监控ECU之后的所述电池监控装置中能够检测到所述第一时钟信号。

9.根据权利要求7所述的电池监控系统，其中

所述收发器被配置为设置所述第一时钟信号的脉冲宽度，使得在所述连接配置中的所述电池监控ECU之后的所述电池监控装置中能够检测到所述第一时钟信号。

Images