ES2975280T3 - Circuito de ajuste de resistencia de terminación y sistema de gestión de batería que incluye el mismo - Google Patents

Circuito de ajuste de resistencia de terminación y sistema de gestión de batería que incluye el mismo Download PDF

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Abstract

La presente invención se refiere a un circuito de ajuste de resistencia terminal y a un sistema de gestión de batería que lo incluye, y proporciona un sistema de gestión de batería que incluye al menos controladores de módulo para controlar cada uno de una pluralidad de módulos de batería en un sistema de batería que incluye la pluralidad de módulos de batería, en el que los controladores de módulo se comunican entre sí en una manera de entrada diferencial, y cada uno de la pluralidad de controladores de módulo comprende un circuito de ajuste de resistencia terminal que comprende: una unidad de generación de resistencia para generar resistencia terminal al estar conectada entre un par de líneas de comunicación para una entrada diferencial ; un primer circuito de control para aplicar una primera señal de control a la unidad de generación de resistencia; y un segundo circuito de control formado entre la unidad de generación de resistencia y un potencial de referencia y controlado para aplicar un voltaje según el potencial de referencia a la unidad de generación de resistencia mediante una segunda señal de control. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Circuito de ajuste de resistencia de terminación y sistema de gestión de batería que incluye el mismo
Campo técnico
Referencia cruzada con solicitudes relacionadas
Esta solicitud reivindica el beneficio de la solicitud de patente coreana n.° 10-2020-0007585, presentada el 20 de enero de 2020, en la Oficina de Propiedad Intelectual de Corea.
Sector de la técnica
La presente invención se refiere a un circuito de ajuste de resistencia de terminación y a un sistema de gestión de batería que incluye el mismo.
Estado de la técnica
Recientemente, se está realizando activamente investigación sobre una batería secundaria como fuente de alimentación de acuerdo con la difusión de un dispositivo electrónico tal como un teléfono inteligente y un vehículo eléctrico, y la expansión de la infraestructura para un sistema de almacenamiento de energía (ESS).
En el caso de un sistema de almacenamiento de energía, no solo se necesita almacenar una gran cantidad de energía eléctrica, sino que también requiere un alto rendimiento. Para este fin, el sistema de almacenamiento de energía se usa en forma de una bancada de baterías que incluye una pluralidad de módulos de batería conectados en serie y/o en paralelo y un dispositivo de carga y descarga para cargar y descargar la pluralidad de módulos de batería. El módulo de batería incluye celdas de batería, que son baterías secundarias, conectadas en serie y/o en paralelo. Además, la bancada de baterías incluye un controlador de bancada (BMS de bancada) para controlar el dispositivo de carga y descarga, y una pluralidad de controladores de módulo (BMS de módulo) que controlan respectivamente la pluralidad de módulos de batería.
Para operar de manera estable el sistema de almacenamiento de energía, la comunicación entre el controlador de bancada y el controlador de módulo es esencial y, en este caso, se usa un protocolo de comunicación de modo de entrada diferencial para la comunicación entre los controladores. Sin embargo, en el caso del protocolo de comunicación del modo de entrada diferencial, los nodos de comunicación ubicados en ambos extremos necesitan resistencias de terminación. Esta es una configuración proporcionada para evitar que se produzca un fenómeno de reflexión en el nodo de comunicación.
Previamente, la resistencia de terminación se insertó añadiendo una resistencia directamente al nodo de comunicación ubicado en una terminación. Sin embargo, en el caso de dicho método anterior de inserción de la resistencia de terminación, existe la posibilidad de que la resistencia de terminación se inserte en una posición incorrecta o no se inserte correctamente, tal como cortocircuitada en ambos extremos de la resistencia. El documento DE 10 2009 056563 se refiere a un sistema que tiene suscriptores de barras colectoras dispuestas en una línea, donde cada suscriptor comprende una impedancia y un circuito controlable separado galvánicamente que incluye una entrada, donde la impedancia se usa como una resistencia. El documento WO2019/146655 se refiere a un dispositivo fuente de alimentación que puede conectarse, junto con al menos otro instrumento, a una línea de comunicación compartida. El dispositivo fuente de alimentación está provisto de una unidad de comunicación y una unidad de control. La unidad de comunicación está configurada para transmitir una señal que indica la presencia del dispositivo fuente de alimentación a un primer instrumento de entre los otros instrumentos, estando el primer instrumento conectado al dispositivo fuente de alimentación, y para recibir una señal que indica la presencia de un segundo instrumento de entre los otros instrumentos, estando el segundo instrumento conectado al dispositivo fuente de alimentación, siendo recibida la última señal desde el segundo instrumento. La unidad de control está configurada para determinar si el dispositivo fuente de alimentación está conectado a una parte del extremo de la línea de comunicación compartida, en función de si la unidad de comunicación ha recibido la señal que indica la presencia del segundo instrumento.
Objeto de la invención
Problema técnico
La presente invención se ha realizado para resolver los problemas descritos anteriormente, y un objeto de la misma es proporcionar un circuito de ajuste de resistencia de terminación capaz de establecer automáticamente una resistencia de terminación de manera precisa y sencilla, y un sistema de gestión de batería que incluye el mismo.
Solución técnica
Para resolver los problemas técnicos como se han descrito anteriormente, de acuerdo con un aspecto de las realizaciones de la presente invención, se proporciona un circuito de ajuste de resistencia de terminación de acuerdo con la reivindicación 1.
Efectos ventajosos
De acuerdo con el circuito de ajuste de resistencia de terminación como se ha descrito anteriormente y el sistema de gestión de batería que incluye el mismo, se puede establecer automáticamente una resistencia de terminación cuando se realiza la comunicación en el modo de entrada diferencial, y se pueden evitar diversos errores o fallos que se producen al establecer la resistencia de terminación.
Descripción de las figuras
La figura 1 es un diagrama que ilustra esquemáticamente un sistema de batería de acuerdo con una realización de la presente invención;
La figura 2 es un diagrama que ilustra esquemáticamente un método para establecer una resistencia de terminación de acuerdo con una realización de la presente invención;
La figura 3 es un diagrama que ilustra una configuración de un módulo de batería y un controlador de módulo de acuerdo con una realización de la presente invención;
La figura 4 es un diagrama de bloques que ilustra un circuito de ajuste de resistencia de terminación de acuerdo con una realización de la presente invención;
La figura 5 es un diagrama de circuito que ilustra un ejemplo de implementación del circuito de ajuste de resistencia de terminación de acuerdo con la realización de la presente invención;
La figura 6 es un diagrama de flujo que ilustra el método de ajuste de la resistencia de terminación de acuerdo con una realización de la presente invención;
La figura 7 es un diagrama para describir un método de ajuste de resistencia de terminación de nodos de comunicación de acuerdo con la técnica relacionada; y
La figura 8 es un diagrama de circuito que ilustra otro ejemplo de implementación del circuito de ajuste de resistencia de terminación de acuerdo con la realización de la presente invención.
Descripción detallada de la invención
En lo sucesivo en el presente documento, las realizaciones de la presente invención se describirán en detalle con referencia a los dibujos adjuntos. En el presente documento, se usan los mismos números de referencia para los mismos elementos constituyentes en los dibujos, y se omiten descripciones duplicadas para los mismos elementos constituyentes.
Con respecto a las diversas realizaciones de la presente invención divulgadas en el presente documento, se han ejemplificado descripciones estructurales o funcionales específicas con el fin de describir las realizaciones de la presente invención únicamente, y diversas realizaciones de la presente invención pueden incorporarse de diversas formas y no deben interpretarse como limitadas a las realizaciones descritas en el presente documento.
Expresiones tales como "primero", "segundo", "en primer lugar" o "en segundo lugar", etc. utilizadas en diversas realizaciones pueden modificar diversos elementos constituyentes independientemente del orden y/o importancia, y no limitan los elementos constituyentes correspondientes. Por ejemplo, sin desviarse del alcance de la presente invención, un primer elemento constituyente puede denominarse como un segundo elemento constituyente y, de manera similar, el segundo elemento constituyente también puede renombrarse como el primer elemento constituyente.
Los términos y expresiones usados en el presente documento solo se usan para describir una realización específica y no pretenden limitar el alcance de otras realizaciones. Las expresiones singulares pueden incluir expresiones plurales salvo que el contexto indique claramente lo contrario.
La figura 1 es un diagrama que ilustra esquemáticamente un sistema de batería 1 de acuerdo con una realización de la presente invención. El sistema de batería 1 puede ser una bancada de baterías. La bancada de baterías 1 es una unidad que almacena energía eléctrica en un sistema de almacenamiento de energía. Una o más de dichas bancadas de baterías 1 pueden incluirse en el sistema de almacenamiento de energía.
Haciendo referencia a la figura 1, la bancada de baterías 1 incluye un dispositivo de carga y descarga 10 y una pluralidad de módulos de batería 30-1 a 30-N. Además, la bancada de baterías 1 incluye un controlador de bancada 20 que controla el dispositivo de carga y descarga 10 y los controladores de módulo 40-1 a 40-N que controlan respectivamente una pluralidad de módulos de batería 30-1 a 30-N. (A continuación, cuando no hay necesidad de distinguir entre los módulos de batería y los controladores de módulo, los números de referencia de los mismos se describirán como el módulo de batería 30 y el controlador de módulo 40, respectivamente).
El dispositivo de carga y descarga 10 carga y descarga el módulo de batería 30. El dispositivo de carga y descarga 10 suministra energía al módulo de batería 30 o suministra energía desde el módulo de batería 30 a una carga. El dispositivo de carga y descarga 10 puede conectarse a un sistema para recibir energía desde el sistema, y puede suministrar la energía recibida al módulo de batería 30. Además, el dispositivo de carga y descarga 10 puede suministrar energía descargada del módulo de batería 30 a un sistema o una carga (por ejemplo, una fábrica, un hogar, etc.). El dispositivo de carga y descarga 10 puede incluir un dispositivo de conmutación para cargar y descargar el módulo de batería 30, por ejemplo, un relé.
Un controlador de bancada (RBMS (sistema de gestión de bancada de baterías)) 20 controla una función general de la bancada de baterías 1, y gestiona un estado de la bancada de baterías 1. El controlador de bancada 20 controla el funcionamiento del dispositivo de carga y descarga 10. Por ejemplo, el controlador de bancada 20 puede monitorizar la temperatura de la bancada de baterías 1, etc. y monitorizar si el dispositivo de carga y descarga 10 ha fallado o no, etc.
El controlador de bancada 20 puede configurarse para comunicarse con el controlador de módulo 40. El controlador de bancada 20 puede recibir diversos datos relacionados con el módulo de batería 30 desde el controlador de módulo 40. Además, el controlador de bancada 20 puede transmitir diversas señales de control para controlar el módulo de batería 30 al controlador de módulo 40. Es decir, el controlador de bancada 20 puede realizar la función como un controlador de nivel superior con respecto a los controladores de módulo 40. Además, el controlador de bancada 20 puede realizar la función como un controlador maestro al realizar la comunicación con los controladores de módulo 40 en el sistema.
El módulo de batería 30 almacena energía eléctrica y suministra la energía eléctrica almacenada al sistema o carga. El módulo de batería 30 recibe y almacena energía de un sistema, etc. El módulo de batería 30 puede incluir una pluralidad de celdas de batería conectadas en serie y/o en paralelo. La celda de batería puede ser una batería secundaria tal como una batería de iones de litio (Li-ion), una batería de polímero de iones de litio, una batería de níquel-cadmio (Ni-Cd) y una batería de hidruro de níquel (Ni-MH), aunque no de forma limitativa.
El controlador de módulo (MBMS (sistema de gestión de batería de módulo)) 40 controla la carga y descarga del módulo de batería 30, y gestiona el estado del mismo. El controlador de módulo 40 puede monitorizar la tensión, corriente, temperatura, etc. del módulo de batería 30. Además, el controlador de módulo 40 puede incluir adicionalmente un sensor o varios módulos de medición (no ilustrados) para la monitorización. El controlador de módulo 40 puede calcular un parámetro que indica el estado del módulo de batería 30, por ejemplo, SOC o SOH, basándose en valores medidos tales como la tensión, la corriente y la temperatura monitorizadas.
El controlador de módulo 40 puede configurarse para comunicarse con el controlador de bancada 20. El controlador de módulo 40 puede recibir una señal de control tal como un comando para controlar el módulo de batería 30 desde el controlador de bancada 20. El controlador de módulo 40 puede transmitir un valor medido mediante la monitorización descrita anteriormente o un parámetro calculado a partir del valor medido al controlador de bancada 20.
El controlador de bancada 20 y la pluralidad de controladores de módulo 40-1 a 40-N se denominan colectivamente como un sistema de gestión de batería (BMS). El controlador de bancada 20 y la pluralidad de controladores de módulo 40-1 a 40-N del sistema de gestión de batería (BMS) pueden comunicarse entre sí a través de un protocolo de comunicación de modo de entrada diferencial. En este caso, cada uno del controlador de bancada 20 y la pluralidad de controladores de módulo 40-1 a 40-N corresponde a un nodo de comunicación. Ejemplos del protocolo de comunicación del modo de entrada diferencial incluyen la norma recomendada de red de área de controlador (CAN) 485 (RS-485), norma recomendada 422 (RS-422), etc.
Cada uno de la pluralidad de controladores de módulo 40-1 a 40-N incluye un ajuste de resistencia de terminación configurado para poder establecer automáticamente la resistencia de terminación. Una configuración específica del circuito de ajuste de resistencia de terminación se describirá más adelante. En la figura 1, solo se ilustra la configuración en la que el controlador de bancada 20 y la pluralidad de controladores de módulo incluidos en el sistema de gestión de batería (BMS) están conectados por un par de líneas de comunicación, la configuración no se limita a la misma, y puede incluirse una configuración adicional que los conecta. Por ejemplo, cuando el controlador de bancada 20 y la pluralidad de controladores de módulo 40-1 a 40-N del sistema de gestión de batería (BMS) inician la comunicación, puede ser necesario asignar un ID. Para este fin, el controlador de bancada 20 y la pluralidad de controladores de módulo 40-1 a 40-N pueden estar provistos adicionalmente de líneas separadas para transmitir y recibir señales de activación, etc. para hacer funcionar módulos de comunicación respectivamente incluidos en los mismos.
La figura 2 es un diagrama que ilustra esquemáticamente un método de ajuste de una resistencia de terminación de acuerdo con una realización de la presente invención.
Haciendo referencia a la figura 2, el sistema de gestión de batería (BMS) incluye el controlador de bancada 20 y la pluralidad de controladores de módulo 40-1 a 40-N. El controlador de bancada 20 funciona como un maestro. Además, el controlador de módulo 40 funciona como un esclavo.
Cuando el funcionamiento de la bancada de baterías 1, que es un sistema de batería, comienza, por ejemplo, cuando el sistema está encendido, el controlador de bancada 20, que es un maestro, 20 transmite una señal de activación WS N.° 1 a un controlador de módulo adyacente 40-1 para asignar un ID requerido para la comunicación.
El controlador de módulo 40-1, que es un nodo esclavo que ha recibido la señal de activación WS N.° 1, enciende el elemento de conmutación SW N.° 1 para generar una resistencia entre un par de líneas de comunicación. A continuación, al controlador de módulo 40-1 se le asigna un ID a través de la comunicación con el controlador de bancada 20. El controlador de módulo 40-1 para el que se completa la asignación de ID transmite una señal de activación WS N.° 2 al siguiente controlador de módulo adyacente 40-2. En este caso, la señal de activación WS N.° 2 actúa sobre el elemento de conmutación SW N.° 1, de modo que el elemento de conmutación SW N.° 1 se vuelve a poner en un estado APAGADO.
El controlador de módulo 40-2, que es un nodo esclavo que ha recibido la señal de activación WS N.° 2, enciende el elemento de conmutación SW N.° 2 para generar una resistencia entre el par de líneas de comunicación. Además, al controlador de módulo 40-2 se le asigna un ID a través de la comunicación con el controlador de bancada 20. El controlador de módulo 40-2 para el que se completa la asignación de ID transmite una señal de activación WS N.° 3 al siguiente controlador de módulo adyacente 40-3. En este caso, la señal de activación WS N.° 3 actúa sobre el elemento de conmutación SW N.° 2, de modo que el elemento de conmutación SW N.° 2 vuelva al estado APAGADO.
Cuando la asignación de ID para el controlador de módulo 40-N, que es el último nodo esclavo, se completa repitiendo la operación descrita anteriormente, el último controlador de módulo 40-N ya no necesita transmitir la señal de activación. En consecuencia, el elemento de conmutación SW N.° N encendido por la señal de activación WS N.° N mantiene su estado ENCENDIDO. Es decir, el elemento de conmutación SW N. ° N se mantiene en un estado en el que se genera la resistencia de terminación entre el par de líneas de comunicación.
De acuerdo con la configuración descrita anteriormente, la resistencia de terminación se puede establecer automáticamente. Además, todos los controladores de módulo 40-1 a 40-N incluyen el mismo tipo de circuito de ajuste de resistencia de terminación. En consecuencia, dado que no es necesario producir un controlador de módulo separado para establecer la resistencia de terminación o realizar una operación separada para insertar la resistencia de terminación, es posible insertar eficientemente la resistencia de terminación.
En esta realización, se ha descrito una configuración para establecer la resistencia de terminación con una señal de activación usada en la asignación de ID, aunque no de forma limitativa. Por ejemplo, es posible generar por separado una señal de control para establecer la resistencia de terminación. Además, el controlador de bancada 20 y el controlador de módulo 40 pueden tener una línea dedicada para recibir una señal de control.
La figura 3 es un diagrama que ilustra la configuración del módulo de batería 30 y el controlador de módulo 40 de acuerdo con una realización de la presente invención.
Haciendo referencia a la figura 3, el módulo de batería 30 puede conectarse en serie o en paralelo con otro módulo de batería a través de un borne positivo y un borne negativo del mismo. El módulo de batería 30 puede cargarse o descargarse a través del borne positivo y el borne negativo.
Como se ha descrito anteriormente, el controlador de módulo 40 controla el funcionamiento del módulo de batería 30 y monitoriza el estado del módulo de batería 30. Además, el controlador de módulo 40 puede conectarse a una línea de comunicación para comunicarse con otros nodos de comunicación. En el presente caso, los otros nodos de comunicación incluyen el controlador de bancada 20 correspondiente al maestro y otros controladores de módulo 40 en el sistema de comunicación. En esta realización, el controlador de bancada 20 y el controlador de módulo 40, que son nodos de comunicación en el sistema de gestión de batería (BMS), se comunican usando un protocolo de comunicación de modo de entrada diferencial, y se proporcionan un par de líneas de comunicación CAN_H y CAN_L como las líneas de comunicación. En lo sucesivo en el presente documento, se hará una descripción de un caso en el que se usa la comunicación CAN como un protocolo de comunicación, pero esto es solo para fines ilustrativos, y se entenderá que se puede usar un protocolo de comunicación de otro modo de entrada diferencial.
El controlador de módulo 40 puede incluir un par de bornes t1 y t2 conectados al par de líneas de comunicación. Además, el controlador de módulo 40 puede estar provisto de un borne s1 que es un borne al que se introduce una primera señal de control, y un borne s2 que es un borne al que se emite una segunda señal de control, que se utilizan en un circuito de ajuste de resistencia de terminación que se describirá más adelante.
El borne s1 es un borne que recibe una señal de control desde un controlador de módulo cercano a sí mismo entre la pluralidad de controladores de módulo 40-1 a 40-N. Es decir, cuando el controlador de módulo 40 de la figura 3 es un enésimo controlador de módulo, el borne s1 puede ser un borne para recibir una señal de control transmitida desde un enésimo-1 controlador de módulo. En consecuencia, el borne s1 puede configurarse para conectarse al borne s2 del enésimo-1 controlador de módulo.
El borne s2 es un borne que suministra una señal de control a otro controlador de módulo cercano a sí mismo entre la pluralidad de controladores de módulo 40-1 a 40-N. Es decir, cuando el controlador de módulo 40 de la figura 3 es el enésimo controlador de módulo, el borne s2 puede ser un borne que emite una señal de control suministrada a un enésimo+1 controlador de módulo. En consecuencia, el borne s2 puede configurarse para conectarse al borne s1 del enésimo+1 controlador de módulo.
Se ha descrito que el borne s1 y el borne s2 están conectados a controladores de módulo adyacentes, pero no se limitan necesariamente a esta configuración. Sin embargo, siempre que la pluralidad de controladores de módulo 40 1 a 40-N pueda conectarse secuencialmente una vez, la conexión entre los bornes no necesita limitarse a los controladores de módulo adyacentes.
En lo sucesivo en el presente documento, el circuito de ajuste de resistencia de terminación incluido en el controlador de módulo 40 se describirá en detalle.
La figura 4 es un diagrama de bloques que ilustra un circuito de ajuste de resistencia de terminación 100 de acuerdo con una realización de la presente invención.
Haciendo referencia a la figura 4, el circuito de ajuste de resistencia de terminación 100 puede incluir una unidad de generación de resistencia 110, un primer circuito de control 120 y un segundo circuito de control 130.
La unidad de generación de resistencia 110 está conectada entre el par de líneas de comunicación para entrada diferencial para generar una resistencia de terminación. La unidad de generación de resistencia 110 incluye una resistencia y un elemento de conmutación configurado para conectarse en serie entre el par de líneas de comunicación. La unidad de generación de resistencia 110 está configurada para encender el elemento de conmutación mediante el primer circuito de control 120. Además, la unidad de generación de resistencia 110 está configurada para apagar el elemento de conmutación, que está siendo encendido, por el segundo circuito de control 130 de nuevo.
El primer circuito de control 120 aplica la primera señal de control recibida desde el exterior a la unidad de generación de resistencia 110. Cuando el primer circuito de control 120 recibe la primera señal de control desde el exterior, el primer circuito de control 120 puede aplicar la primera señal de control recibida a la unidad de generación de resistencia 110, ya que es para encender el elemento de conmutación. Como alternativa, cuando el primer circuito de control 120 recibe la primera señal de control desde el exterior, el primer circuito de control 120 puede generar otra señal para encender el elemento de conmutación de la unidad de generación de resistencia 110 usando la primera señal de control recibida. Además, la correspondiente señal generada puede aplicarse a la unidad de generación de resistencia 110 para encender el elemento de conmutación.
El primer circuito de control 120 recibe la primera señal de control desde uno de los controladores de módulo distintos de sí mismo entre la pluralidad de controladores de módulo 40-1 a 40-N.
Cuando el segundo circuito de control 130 recibe la segunda señal de control mientras el elemento de conmutación de la unidad de generación de resistencia 110 está en un estado de ENCENDIDO, el segundo circuito de control 130 conmuta el elemento de conmutación de vuelta al estado APAGADO basándose de nuevo en la segunda señal de control. Para este fin, el segundo circuito de control 130 puede formarse entre la unidad de generación de resistencia 110 y un potencial de referencia, y puede configurarse para aplicar una tensión de acuerdo con el potencial de referencia a la unidad de generación de resistencia 110 mediante la segunda señal de control. En el presente caso, el potencial de referencia puede ser un potencial de tierra.
El segundo circuito de control 130 transmite la segunda señal de control a otros controladores de módulo distintos de sí mismo y el controlador de módulo que recibe la primera señal de control, entre la pluralidad de controladores de módulo 40-1 a 40-N.
En este caso, la primera señal de control y la segunda señal de control pueden ser la señal de activación transmitida y recibida por la pluralidad de controladores de módulo 40-1 a 40-N para los que se asignan secuencialmente los ID. Cuando cualquier controlador de módulo 40 recibe la señal de activación de otro controlador de módulo, el controlador de módulo 40 se comunica con el controlador de bancada 20, que es el controlador de nivel superior, para realizar la asignación de ID. Cuando se completa la asignación de ID, el controlador de módulo 40 transmite la señal de activación a otro controlador de módulo entre la pluralidad de controladores de módulo 40-1 a 40-N. Es decir, la señal de activación recibida, que es generada por otro controlador de módulo, corresponde a la primera señal de control. Además, una señal generada por sí misma y transmitida a otro controlador de módulo corresponde a la segunda señal de control.
Sin embargo, en las realizaciones de la presente invención, la primera señal de control y la segunda señal de control no se limitan a ser señales de activación usadas para la asignación de ID. La primera señal de control y la segunda señal de control pueden ser señales dedicadas para el ajuste de resistencia de terminación que se transmiten y reciben generándose por separado de la señal de activación usada para la asignación de ID.
La figura 5 es un diagrama de circuito que ilustra un ejemplo de implementación del circuito de ajuste de resistencia de terminación de acuerdo con la realización de la presente invención
Haciendo referencia a la figura 5, el controlador de módulo 40 puede incluir un MCU 41 que es un controlador que controla el funcionamiento general del controlador de módulo 40 y un módulo de comunicación 42 para comunicarse con dispositivos externos, por ejemplo, el controlador de bancada 20 y otros controladores de módulo. Además, el controlador de módulo 40 puede incluir el circuito de ajuste de resistencia de terminación 100.
Como se ilustra en la figura 5, las líneas que se extienden desde el par de bornes t1 y t2 conectados a un par de líneas de comunicación CAN_H y CAN_L están conectadas al módulo de comunicación 42. Además, el circuito de ajuste de resistencia de terminación 100 se proporciona entre el par de líneas que se extienden desde los bornes t1 y t2.
En el circuito de ajuste de resistencia de terminación 100, la unidad de generación de resistencia 110 está configurada de tal manera que las resistencias R1 y R2 y el transistor tr1 como elemento de conmutación están conectados en serie. En la figura 5, se ilustra que se forman dos resistencias, pero este es un ejemplo, y solo se puede incluir una resistencia, o se pueden incluir tres o más resistencias. El transistor tr1 de la unidad de generación de resistencia 110 está normalmente en el estado APAGADO. En consecuencia, la unidad de generación de resistencia 110 está en un estado abierto y no se produce la resistencia de terminación.
El primer circuito de control 120 es un circuito formado entre el borne s1 y la unidad de generación de resistencia 110. Específicamente, el primer circuito de control 120 puede incluir al menos una resistencia R3 conectada entre el borne de control del transistor tr1 y el borne s1. El primer circuito de control 120 recibe la primera señal de control a través del borne s1. Como se ha descrito anteriormente, la primera señal de control puede ser una señal de activación transmitida desde un controlador de módulo anterior.
El segundo circuito de control 130 se forma entre la unidad generadora de resistencia 110 y un potencial de referencia. El segundo circuito de control 130 puede incluir al menos un transistor tr2 conectado entre el borne de control del transistor tr1 de la unidad de generación de resistencia 110 y el potencial de referencia. Se puede formar una resistencia R4 y una resistencia R5 entre el borne de control y el transistor tr2 y el potencial de referencia y entre el borne de control y s2, respectivamente. Como se ilustra, el potencial de referencia puede ser un potencial de tierra.
A continuación, se hará una descripción de cómo funciona el circuito de ajuste de resistencia de terminación 100.
Como se ha descrito anteriormente, en la unidad de generación de resistencia 110, el transistor tr1 está en el estado APAGADO y, por tanto, no se genera resistencia entre el par de líneas de comunicación.
En este caso, cuando el primer circuito de control 120 recibe la primera señal de control, la primera señal de control se aplica al borne de control del transistor tr1 de la unidad de generación de resistencia 110. Con esta configuración, el transistor tr1 pasa al estado ENCENDIDO y la resistencia se genera entre el par de líneas de comunicación. En el caso de la figura 5, la magnitud de la resistencia generada es R1 R2.
La primera señal de control puede ser la señal de activación para iniciar el módulo de comunicación 42. En consecuencia, una señal de activación WS N.° n, que es la primera señal de control transmitida desde el controlador de módulo anterior, se aplica al módulo de comunicación 42. El módulo de comunicación 42 se inicia mediante una señal de activación WS N.° n para realizar una operación de asignación de ID. Cuando se completa la asignación de ID, se transmite una señal de activación (WS N.° n+1) al siguiente controlador de módulo para iniciar la asignación de ID del siguiente controlador de módulo.
Cuando el módulo de comunicación 42 transmite la señal de activación WS N.° n+1 al siguiente controlador de módulo, el segundo circuito de control 130 usa la señal correspondiente como una segunda señal de control. El segundo circuito de control 130 enciende el transistor tr2 cuando se aplica la segunda señal de control al mismo. Cuando el transistor tr2 pasa al estado ENCENDIDO, el borne de control del transistor tr1 de la unidad de generación de resistencia 110 está conectado al borne de tierra. Cuando el potencial de tierra, que es el potencial de referencia, se aplica al borne de control del transistor tr1, el transistor tr1 vuelve al estado APAGADO desde el estado ENCENDIDO. Es decir, la resistencia de terminación generada por la primera señal de control es eliminada por la segunda señal de control.
De esta forma, cuando el controlador de módulo 40 no es un nodo de comunicación ubicado en la terminación en el sistema de comunicación, el controlador de módulo 40 debería transmitir la señal de activación al siguiente controlador de módulo. Además, la señal de activación correspondiente se usa como una segunda señal de control para realizar la función de eliminar la resistencia de terminación generada.
Por lo tanto, de acuerdo con el circuito de ajuste de resistencia de terminación 100 de acuerdo con esta realización, la resistencia de terminación se genera automáticamente solo en el controlador de módulo ubicado en la terminación sin la necesidad de realizar una operación separada, tal como insertar directamente la resistencia de terminación, capaz de insertar de este modo de manera eficiente y conveniente la resistencia de terminación.
En esta realización, aunque se ilustra que se usa un MOSFET de canal N como transistor tr1 y se usa un BJT de tipo NPN como transistor tr2, esto es solo para fines ilustrativos, y los expertos en la materia apreciarán que se pueden usar otros tipos de transistores o elementos de conmutación distintos de los transistores.
La figura 6 es un diagrama de flujo que ilustra un método para establecer una resistencia de terminación de acuerdo con una realización de la presente invención.
Cuando el sistema de batería se enciende (S100), el controlador de bancada 20 transmite una señal de activación a cualquiera de los controladores de módulo para comunicarse con los controladores de módulo 40 existentes en el sistema de batería (S200).
El controlador de módulo 40 que recibe la señal de activación genera una resistencia de terminación mediante la señal de activación (S300). A continuación, el controlador de módulo 40 determina si transmitir la señal de activación al siguiente controlador de módulo (S400). Es decir, el controlador de módulo 40 determina si el controlador de módulo 40 es el último nodo de comunicación ubicado en la terminación en el sistema de batería.
En el caso de transmitir la señal de activación al siguiente controlador de módulo, se elimina la resistencia de terminación generada mediante el uso de la señal de activación transmitida por sí misma(S500). Por otro lado, cuando el controlador de módulo 40 es el último nodo de comunicación ubicado en la terminación, la señal de activación no se transmite al siguiente controlador de módulo y, por tanto, la resistencia de terminación generada se mantiene como está (S600).
La figura 7 es un diagrama para describir un método para establecer una resistencia de terminación de nodos de comunicación de acuerdo con la técnica relacionada.
En la figura 7, se incluye una pluralidad de nodos de comunicación en el sistema, y las resistencias de terminación Ra y Rb se forman respectivamente en el nodo de comunicación ubicado en el extremo y el nodo de comunicación N entre la pluralidad de nodos de comunicación.
En el pasado, las resistencias de terminación Ra y Rb eran insertadas directamente por el operador. En consecuencia, existía la preocupación de que el operador omitiera la inserción de la resistencia de terminación o insertara la resistencia de terminación en la ubicación incorrecta, es decir, el nodo de comunicación incorrecto. Además, existe la posibilidad de que ambos extremos de una resistencia puedan cortocircuitarse para cambiar el valor de resistencia al insertar la resistencia, otros fallos pueden producirse debido al trabajo de inserción de la resistencia.
Sin embargo, en el caso de usar el circuito de ajuste de resistencia de terminación de acuerdo con la realización de la presente invención como se ha descrito anteriormente, es posible establecer de manera eficiente y conveniente la resistencia de terminación.
La figura 8 es un diagrama de circuito que ilustra otro ejemplo de implementación del circuito de ajuste de resistencia de terminación de acuerdo con la realización de la presente invención. En este ejemplo de implementación, se describirá principalmente una parte diferente de la en la figura 5.
Haciendo referencia a la figura 8, el controlador de módulo 40 puede incluir el MCU 41 que es un controlador que controla la operación general del controlador de módulo 40 y el módulo de comunicación 42 para comunicarse con dispositivos externos, por ejemplo, el controlador de bancada 20 y otros controladores de módulo. Además, el controlador de módulo 40 puede incluir el circuito de ajuste de resistencia de terminación 100.
Además, de manera similar a la de la figura 5, las líneas que se extienden desde el par de bornes t1 y t2 conectados al par de líneas de comunicación CAN_H y CAN_L están conectadas al módulo de comunicación 42. Además, el circuito de ajuste de resistencia de terminación 100 se proporciona entre el par de líneas que se extienden desde los bornes t1 y t2.
Sin embargo, en este ejemplo de implementación, la señal de activación WS N.° n como la primera señal de control aplicada al borne s1 se aplica directamente al MCU 41 en lugar de al módulo de comunicación 42. El MCU 41 se inicia cuando se aplica la señal de activación WS N.° n para iniciar el módulo de comunicación 42. Además, cuando se completa la asignación de ID, el MCU 41 genera una señal de activación WS N.° n+1 para su transmisión al siguiente controlador de módulo y suministra la señal de activación WS N.° n+1 al borne s2. Esta señal de activación WS N.° n+1 se usa como la segunda señal de control.
Como se ha descrito anteriormente, el circuito de ajuste de resistencia de terminación 100 está configurado de la misma forma que en la figura 5 excepto que el sujeto para transmitir y recibir la señal de activación se cambia al MCU 41 en lugar del módulo de comunicación 42.
Incluso en el caso de este ejemplo de implementación, puede lograrse el mismo efecto que en la figura 5.
También, los términos tales como "incluir", "configurar" o "tener" descritos anteriormente significan que el elemento constituyente correspondiente puede estar incrustado salvo que se describa de otra manera y, por tanto, los términos deben interpretarse como capaces de incluir además otros elementos constituyentes, en lugar de excluir otros elementos constituyentes. Todos los términos usados en el presente documento, incluidos los términos técnicos o científicos, pueden interpretarse como que tienen el mismo significado que el entendido generalmente por un experto en la materia, salvo que se defina lo contrario. Los términos generalmente usados, tales como los términos definidos en el diccionario, deben interpretarse como consistentes con el significado del contexto de la tecnología relacionada, y no deben interpretarse como un significado ideal o excesivamente formal a menos que se definan explícitamente en la presente invención.
La descripción anterior es meramente ilustrativa de la idea técnica de la presente invención, y los expertos en la materia a la que pertenece la presente invención podrán realizar diversas modificaciones y variaciones sin apartarse de las características esenciales de la presente invención. En consecuencia, las realizaciones divulgadas en la presente invención no pretenden limitar la idea técnica de la presente invención, sino explicar la idea técnica, y el alcance de la idea técnica de la presente invención no está limitado por estas realizaciones. El alcance de protección de la presente invención debe interpretarse por las reivindicaciones expuestas a continuación.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Un circuito de ajuste de resistencia de terminación (100) proporcionado en cada uno de una pluralidad de dispositivos de comunicación que realizan comunicación en un modo de entrada diferencial, comprendiendo el circuito de ajuste de resistencia de terminación:
una unidad de generación de resistencia (110) conectada entre un par de líneas de comunicación para entrada diferencial para generar una resistencia de terminación, en donde la unidad de generación de resistencia (110) incluye una resistencia y un primer elemento de conmutación conectado en serie entre el par de líneas de comunicación;
un primer circuito de control (120) que aplica una primera señal de control a la unidad de generación de resistencia (110); y
un segundo circuito de control (130) formado entre la unidad de generación de resistencia (110) y un potencial de referencia y controlado para aplicar una tensión de acuerdo con el potencial de referencia a la unidad de generación de resistencia (110) mediante una segunda señal de control;
caracterizado por que
el primer elemento de conmutación está configurado para pasar a un estado de ENCENDIDO mediante la aplicación de la primera señal de control, y
en donde el primer elemento de conmutación está configurado para conmutarse del estado ENCENDIDO a un estado APAGADO debido a la aplicación de la segunda señal de control al segundo circuito de control.
2. El circuito (100) de la reivindicación 1,
en donde la primera señal de control es una segunda señal de control transmitida por otro dispositivo de comunicación que se comunica con un dispositivo de comunicación en el que se forma el circuito de ajuste de resistencia de terminación (100).
3. El circuito (100) de la reivindicación 1,
en donde la segunda señal de control es una primera señal de control transmitida por un dispositivo de comunicación en el que el circuito de ajuste de resistencia de terminación (100) se forma a un circuito de ajuste de resistencia de terminación instalado en otro dispositivo de comunicación.
4. Un sistema de gestión de batería en un sistema de batería que incluye una pluralidad de módulos de batería (30-1 a 30-N), comprendiendo el sistema de gestión de baterías:
al menos controladores de módulo (40-1 a 40-N) que están configurados para controlar respectivamente la pluralidad de módulos de batería (30-1 a 30-N);
en donde los controladores de módulo (40-1 a 40-N) están configurados para comunicarse entre sí a través de un modo de entrada diferencial, y
cada uno de una pluralidad de módulos de batería (30-1 a 30-N) incluye un circuito de ajuste de resistencia de terminación (100) de acuerdo con la reivindicación 1.
5. El sistema de la reivindicación 4,
en donde la primera señal de control es una señal recibida desde uno de los controladores de módulo (40-1 a 40-N) distinto de sí mismo entre la pluralidad de controladores de módulo.
6. El sistema de la reivindicación 4,
en donde la segunda señal de control es una señal transmitida a uno de los controladores de módulo (40-1 a 40-N) distinto de sí mismo entre la pluralidad de controladores de módulo.
7. El sistema de la reivindicación 4,
en donde la primera señal de control y la segunda señal de control son señales de activación transmitidas y recibidas por la pluralidad de controladores de módulo (40-1 a 40-N) para los que se asignan secuencialmente los ID.
8. El sistema de la reivindicación 7, comprendiendo además:
un controlador de nivel superior (20) que controla una operación de un dispositivo de carga y descarga que carga y descarga la pluralidad de módulos de batería (30-1 a 30-N),
en donde el controlador de nivel superior está configurado para funcionar como un controlador maestro para la pluralidad de controladores de módulo.
9. El sistema de la reivindicación 8,
en donde el controlador de módulo que ha recibido la señal de activación de otro controlador de módulo,
está configurado para comunicarse con el controlador de nivel superior para realizar la asignación de ID, y transmitir la señal de activación a otro controlador de módulo entre la pluralidad de controladores de módulo cuando se completa la asignación de ID.
10. El sistema de la reivindicación 4,
en donde un potencial de referencia es un potencial de tierra.
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