JP2010246372A - バッテリ監視制御システムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
バッテリを監視し、制御するバッテリ監視制御システムおよび方法を提供する。
【解決手段】
複数のバッテリモニタモジュール、および関連付けられた、システムコントローラとシリアル通信するICバッテリモニタチップを含むバッテリ監視制御システム内に、第1のシリアルバスに加えて、冗長で、独立した対称的な第2のシリアルバスが設けられる。加えて、第1または第2のシリアルバスのうちの1つにおける有効な通信のインタフェースの何れの2つのシリアル通信ピンも、直接隣接せず、これによって、直列のバッテリモニタモジュールの1つのピンが動作不能になった場合でも、連続的なバッテリ駆動が可能になる。さらに、第1または第2のシリアルバスの一方に導通不良や短絡が生じても、バッテリシステムは動作可能になる。
【選択図】図2
Description
第1のシリアル通信リンクの機能を決定し、
冗長な第2のシリアル通信リンクの機能を決定し、
1つ以上のバッテリモニタチップおよびシステムコントローラとの間で通信するための第1または第2のシリアル通信リンクから1つの通信リンクを選択し、
システムの機能が縮小される場合に、ユーザへの通知を提供し、
システムの機能が縮小される場合に、制限された動作戦略(LOS)を実施する。
システムコントローラが、その構成要素の機能を決定するために、システム10のセルフテストを実行し(102)、
SPIの機能の決定、すなわち、システムコントローラが、SPI通信リンクが縮小された機能で作動しているかどうかを決定し(104)、
UARTの機能の決定、すなわち、システムコントローラが、UART通信リンクが縮小された機能で作動しているかどうかを決定し(106)、
適切な通信リンクの決定、すなわち、システムコントローラが、第1のSPI通信リンクを使用するか、または第2のUART通信リンクを使用するかを決定し(108)、
システムの機能が縮小される場合に、ユーザへの通知の提供、すなわち、システムコントローラが、車両のユーザにシステムの機能が縮小されることの通知を提供するように適合されたユーザ通知システムを起動するように作動し(110)、
システムの機能が縮小される場合に、LOSのインプリメント、すなわち、システムコントローラが、システムの機能が縮小される場合にシステムを作動させる適切なLOSを決定し(112)、
バッテリモニタチップおよびシステムコントローラの間の通信、すなわち、システムコントローラが、複数のバッテリモニタチップのうちの少なくとも1つのバッテリモニタチップとの通信における開始、送信、受信、または終了をするように動作し(114)、
車両電力システムの作動、すなわち、システムコントローラが、それぞれの対応するバッテリから車両の電力中央システムに電力を供給するように作動する(116)。
システムコントローラが、SPIの機能テストを開始し(120)、
システムコントローラと共に、複数のバッテリモニタチップの各バッテリモニタチップの間のSPIリンクが動作可能であることを検証し(122)、
SPI通信リンクが機能しているかを決定して(124)、SPI通信リンクが作動しているかどうかをシステムコントローラに知らせるためにシステムコントローラ内に登録し(126)(128)、
SPI通信リンクが動作可能な場合(126)または動作不能な場合(128)にSPIの機能テストを終了する(130)。
システムコントローラが、UARTの機能テストを開始し(140)、
システムコントローラと共に、複数のバッテリモニタチップの各バッテリモニタチップの間のUARTリンクが動作可能であることを検証し(142)、
UART通信リンクが機能しているかを決定して(144)、UART通信リンクが作動しているかどうかをシステムコントローラに知らせるためにシステムコントローラ内に登録し(146)(148)、
UART通信リンクが動作可能な場合(146)または動作不能な場合(148)にUARTの機能テストを終了する(150)。
システムコントローラが、各SPIおよびUART通信リンクが機能しているかどうかを決定する(152)(154)。
システムコントローラが、システムの機能が縮小されるかを決定し(170)、
システムの機能が縮小されない場合には(172)、システムコントローラは、ユーザ通知を終了する動作をする(174)。
診断チェックを開始し(202)、
システムコントローラが、SPI機能が縮小されているかを決定して(204)、SPIまたはUART機能が縮小されている場合には、LOSを選択し(210)、
SPI機能が縮小されていない場合には(206)、UART機能が縮小されているかどうかを決定し(208)、
SPI機能が縮小されているか、またはUART機能が縮小されているかのいずれかの場合には、システムの条件に基づいてLOSを選択し(210)、
SPIもUART機能も縮小されていない場合には、診断チェック(202)を再度開始する。
Claims (20)
- 少なくとも1つの電子装置に有効に接続された少なくとも1つのバッテリセルと、
少なくとも1つのバッテリセルにそれぞれ関連し、第1の通信インタフェース、および冗長な第2の通信インタフェースを有する少なくとも1つのバッテリモニタモジュールと、
各バッテリモニタモジュールと有効に、信号的に通信し、少なくとも1つのバッテリチップを監視してデータを収集し、少なくとも1つのバッテリセルの充電バランスを制御する命令を実行するように構成されたシステムコントローラと、
少なくとも1つのバッテリモニタモジュールをシステムコントローラに独立して電気的に結合するように構成された第1および第2の通信リンクと、
を備えたバッテリ監視制御システム。 - 上記バッテリセルは、1つ以上のリチウムイオン電池、燃料電池、または電気化学セルから形成されるバッテリパックを含む、請求項1のバッテリ監視制御システム。
- さらに、少なくとも1つのバッテリモニタモジュールに関連する少なくとも1つのバッテリモニタチップを含む、請求項1のバッテリ監視制御システム。
- それぞれ対応する複数のバッテリセルの1つに関連する複数のバッテリモニタモジュールを含み、
上記複数のバッテリモニタモジュールのそれぞれは、互いに、およびシステムコントローラに、電気的に直列のデイジーチェーンに接続された、請求項1のバッテリ監視制御システム。 - 複数のバッテリモニタモジュールのそれぞれは、複数のバッテリモニタモジュールのそれぞれの間の電位を整合させ、複数のバッテリモニタモジュールのそれぞれにわたる電位を安定化させる、請求項4のバッテリ監視制御システム。
- 上記電子装置が、エレクトリック、ハイブリッド、ハイブリッドエレクトリック、または燃料電池車両中の少なくとも1つの電子コンポーネントを含む、請求項1のバッテリ監視制御システム。
- さらに、上記第1の通信リンクを定義するシリアルペリフェラルインタフェース(SPI)シリアル通信リンクと、
少なくとも1つのバッテリモニタモジュールに関連する上記第1の通信インタフェースを定義するSPIと、
を備えた、請求項1のバッテリ監視制御システム。 - さらに、SPIに関連する少なくとも4つの第1のインタフェースノードを備え、上記第1のインタフェースノードは、シリアルデータ出力(SDO)ノード、シリアルデータ入力(SDI)ノード、シリアルクロック(SCLK)ノード、およびチップセレクト(CS)ノードを含む、請求項7のバッテリ監視制御システム。
- さらに、
上記第2の通信リンクを定義するUARTシリアル通信リンクと、
少なくとも1つのバッテリモニタモジュールと関連する少なくとも1つのバッテリモニタチップと関連する上記第2の通信インタフェースを定義するUARTインタフェースと、
を備えた、請求項8のバッテリ監視制御システム。 - さらに、上記UARTインタフェースに関連する少なくとも2つの第2のインタフェースノードを備え、
上記第2のインタフェースノードは、少なくとも1つの送信(TX)ノード、および少なくとも1つの受信(RX)ノードを含み、
上記4つの第1のインタフェースノードが2つの第2のインタフェースノードの何れとも隣接しない、請求項9のバッテリ監視制御システム。 - 上記少なくとも1つの送信ノードインタフェースが、
シリアルデイジーチェーン中の、次のより高い電位のバッテリモニタチップに関連する受信ノード(RXLn)に結合されるように適合された高電位側送信ピン(TXHn−1)と、
手前のより低い電位のバッテリモニタチップに関連した受信ノード(RXHn−1)に結合されるように適合された次のより高い電位のバッテリモニタチップに関連する低電位側送信ピン(TXLn)と、
を備えた、請求項10のバッテリ監視制御システム。 - 上記少なくとも1つの受信ノードが、
次のより高電位のバッテリモニタチップに関連する送信ノードインタフェース(TXLn)に結合されるように適合された高電位側受信ピン(RXHn−1)と、
手前のより低電位のバッテリモニタチップに関連した送信ノードインタフェース(TXHn−1)に結合されるように適合された次のより高い電位のバッテリモニタチップに関連する低電位側受信ピン(RXLn)と、
を備えた、請求項10のバッテリ監視制御システム。 - 上記UARTインタフェース、および上記UARTシリアル通信リンクは、各バッテリモニタモジュールおよびシステムコントローラとの間で冗長で対称的な通信を提供するように構成された、請求項10のバッテリ監視制御システム。
- さらに、
シリアルデータ出力(SDO)ノード、シリアルデータ入力(SDI)ノード、シリアルクロック(SCLK)ノード、およびチップセレクト(CS)ノードを含み、
シリアルペリフェラルインタフェース(SPI)に関連する複数のSPI第1インタフェースノードと、
少なくとも1つのSDO、SDI、SCLK、CSノードと、
少なくとも1つの送信インタフェースノード、および少なくとも1つの受信インタフェースノードを含む複数のUART第2インタフェースノードと、
を備えた、請求項1のバッテリ監視制御システム。 - 上記4つのSPI第1インタフェースノードは、上記2つのUART第2インタフェースノードに隣接しない、請求項14のバッテリ監視制御システム。
- 上記第2の通信インタフェースは、チップ上のレジスタへのアクセス、変換の開始、および関連するバッテリモニタチップのデータの読み出しの動作を含む第1の通信インタフェースによって実行される、対称的、および冗長な動作をするように構成された、請求項1のバッテリ監視制御システム。
- 電子装置、およびバッテリセルを含み、電力を上記電子装置に供給するよう動作し、システムコントローラおよび複数の関連するバッテリモニタモジュールと有効に電気的に通信するバッテリ監視制御システムのためのバッテリ監視方法であって、
システムの機能を決定するためのシステムのセルフテストを実行し、
第1のシリアル通信リンクの機能を決定し、
冗長な第2のシリアル通信リンクの機能を決定し、
第1または第2のシリアル通信リンクから、1つ以上のバッテリモニタモジュールおよびシステムコントローラとの間で通信するための通信リンクを選択し、
システムの機能が縮小される場合にユーザに通知し、および
システムの機能が縮小される場合に、制限された動作戦略(LOS)を実施する、バッテリ監視制御方法。 - さらに、
第1のシリアルコミュニケーションリンクが縮小された機能で動作するか、第2のシリアルコミュニケーションリンクが縮小された機能で動作するか、第1のシリアル通信リンクまたは第2のシリアル通信リンクを使用するか、を決定するためのシステムコントローラを用い、および
システムの機能が縮小される場合に、車両のユーザにシステムの機能が縮小されることを通知するように適合されたユーザへの通知システムを起動する、請求項17のバッテリ監視制御方法。 - さらに、システムの機能が縮小される場合に、動作する適切なLOSを選択するためのシステムコントローラを用いることを含む、請求項17のバッテリ監視制御方法。
- さらに、
システムコントローラが1つ以上のバッテリモニタモジュールとの通信における開始、送信、受信、または終了をするように動作して、複数のバッテリモニタモジュールおよびシステムコントローラの間で通信し、
システムコントローラが各対応するバッテリセルから電子装置に電力を供給するための動作をして、車両電力システムを動作させる
ことを含む、請求項17のバッテリ監視制御方法。
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