KR101695641B1 - 배터리 모니터링 및 제어 시스템과 사용 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리 모니터링 및 제어 시스템과 모니터링 및 제어 방법에 관한 것이며, 이는, 복수의 배터리 모니터 모듈 및 시스템 제어기와 직렬 통신되는 관련 IC 배터리 모니터 칩을 포함하는 배터리 모니터링 및 제어 시스템 내부의 1차 직렬 버스에 부가적으로 중복되고 독립된 대칭 2차 직렬 버스를 제공한다. 또한, 1차 또는 2차 직렬 버스 중 관련된 하나와 작동식 통신되는 인터페이스로부터의 2개의 직렬 통신 핀 중 어떤 것도 직접 인접하지 않기 때문에, 일련의 배터리 모니터 모듈의 단일 핀이 비작동식으로 고장날 시 지속적으로 배터리 작동이 가능하다. 또한, 배터리 시스템은 1차 또는 2차 직렬 버스 중 하나에서만 회로가 개방되거나 단락될 시 배터리 시스템이 작동 유지된다.

Description

배터리 모니터링 및 제어 시스템과 사용 방법{BATTERY MONITORING AND CONTROL SYSTEM AND METHOD OF USE}
본 발명은 대체로 배터리 시스템을 모니터링 및 제어하고, 복수의 배터리들 사이에 링크(link)를 제공하는 것에 대한 것이며, 특히, 배터리 및 관련 집적 회로(IC) 배터리 모듈 사이의 중복 링크(redundant link)를 모니터링하는 방법에 관한 것이다.
전기 또는 하이브리드 차량과 관련된 배터리에 대한 배터리 전자공학에서, 배터리들 사이의 연결을 관리할 뿐 아니라 배터리 출력을 모니터링하고 관리하는 것에 있어서 몇몇 도전 과제가 존재한다. 현존하는 IC 배터리 모니터 칩 설계(IC battery monitor chip architecture)는 배터리 모니터 칩으로부터 시스템 제어기로의 직렬 또는 병렬 통신 링크(serial or parallel communication link)를 포함하며, 시스템 제어기는 시스템의 모든 배터리 모니터 칩을 조정하고 이들로부터 데이터를 수집하며, 이때 개개의 배터리의 충전 밸런싱(charge balancing)을 제어하기도 한다.
전기 또는 하이브리드 차량은 전형적으로 복수의 배터리를 포함하기 때문에, 이러한 개개의 배터리는 각각 관련 배터리 모니터 칩에 의해 관리된다. 복수의 배터리가 단일의, 더 큰 배터리로서 작동하기 위해서, 각각의 개별 배터리 모니터 칩은 시스템 제어기와 신호 통신(signal communication)한다.
많은 현대의 배터리 모니터 IC는 배터리 모니터 칩들을 함께 연결하는 "직렬 데이지 체인(serial daisy chain)" 방법을 지지하며, 따라서, 시스템 제어기와 각 배터리 모니터 칩 사이의 직렬 격리 장치(isolator)의 복잡성 및 관련 비용을 피한다. 그러나, "직렬 데이지 체인"을 사용함으로써, "직렬 데이지 체인"의 복수의 배터리 모니터 칩의 각각의 개별 배터리 모니터 칩들 사이의 직렬 링크에 포함된 모든 전기 연결이 인접 노드(node)에 대해 개회로(open-circuit) 또는 단락(short-circuit)을 형성하면, 직렬 체인 상의 배터리 모니터 칩 각각에 대해 직렬 통신이 실패하게 되는 배터리 시스템 회로가 생성된다.
복수의 배터리 모니터 칩의 각 배터리 모니터 칩들 사이의 중복 통신 링크가 없으면, 각 배터리 모니터 칩들 사이의 직렬 링크의 고장은 전체 배터리 시스템의 차단을 초래할 수 있다.
현존하는 장치는 그들의 의도된 목적을 수행하지만, 필요한 것은, 대칭의 중복 직렬 링크(symmetrical and redundant serial link)의 생성에 의해 제공되는, 직렬 데이지 체인 링크의 단일 지점 고장 모드(single-point failure mode)에 대한 저비용의 에러 없는(robust) 해법이다.
배터리 모니터링 및 제어 시스템은, 적어도 하나의 전자 장치와 작동식으로 연결된 적어도 하나의 배터리 셀(battery cell)과, 각각의 적어도 하나의 배터리 셀과 관련되고 1차 통신 인터페이스(primary communication interface)와 중복 2차 통신 인터페이스(redundant secondary communication interface)를 갖는 적어도 하나의 배터리 모니터 모듈(battery monitor module)과, 적어도 하나의 배터리 모니터 칩(battery chip)으로부터 데이터를 모니터링하고 수집하도록 구성된 배터리 모니터 모듈 각각과 작동식으로 신호 통신하며(operative and signal communication), 적어도 하나의 배터리 셀의 충전 밸런싱을 제어하는 명령을 실행하는 시스템 제어기와, 적어도 하나의 배터리 모니터 모듈을 시스템 제어기에 독립적으로 전기적으로 결합하도록 구성된 1차 및 2차 통신 링크를 포함한다.
배터리 모니터 및 제어 시스템을 모니터링하고 제어하는 방법은, 시스템 기능성(system functionality)을 결정하기 위해 시스템의 자가 테스트를 실행하는 단계와, 1차 직렬 통신 링크의 기능성을 결정하는 단계와, 중복 2차 직렬 통신 링크의 기능성을 결정하는 단계와, 하나 이상의 배터리 모니터 모듈과 시스템 제어기 사이에 통신하기 위해 1차 또는 2차 직렬 통신 링크로부터 통신 링크를 선택하는 단계와, 시스템 기능성이 감소되면 사용자에게 통지를 제공하는 단계와, 시스템 기능성이 감소되면 제한 작동 전략(limited operation strategy: LOS)을 실시하는 단계를 포함한다.
도 1은 복수의 배터리 모니터 칩을 링크하는 종래 기술의 시스템을 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 시스템 제어기와 직렬 통신하고 서로 직렬 통신하는 복수의 배터리 모니터 모듈과 칩을 포함하는 배터리 모니터링 및 제어 시스템을 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 1차 및 2차 배터리 통신 링크에 각각 개별적으로 링크된 1차 및 2차 통신 인터페이스를 각각 갖는 2개의 배터리 모니터 칩의 상세도이다.
도 4는 배터리 모니터링 및 제어 시스템을 사용하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 직렬 주연 인터페이스(Serial Peripheral Interface: SPI)의 기능성을 결정하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 유니버설 비동기식 수신기/전송기(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter: UART)의 기능성을 결정하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 통신 링크를 선택하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 시스템 기능성이 감소될 시 사용자에게 통지를 제공하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 제한 작동 전략(LOS)을 실시하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
본 명세서에 기재된 본 발명의 배터리 모니터링 및 제어 시스템과 사용 방 법은, 본 기술분야에 알려진 1차 통신 인터페이스를 백업(backup)하도록 제공된 특수 목적 하드웨어 핀(special purpose hardware pin)과 비교했을 때 보다 에러 없는 전환 인터페이스(robust commutation interface)를 제공한다. 본 시스템과 방법은 1차 직렬 버스(primary serial bus)에 부가적으로 중복의 독립 대칭 2차 직렬 버스를 제공한다. 또한, 1차 또는 2차 직렬 버스 중 관련된 하나와 작동식으로 통신하는 인터페이스로부터 2개의 직렬 통신 핀이 직접 인접하지 않기 때문에, 일련의 배터리 모니터 모듈의 단일 핀이 비작동식으로 고장날 시 지속적인 배터리 작동이 가능하다. 또한, 1차 또는 2차 직렬 버스 중 하나에서만 개회로 또는 단락이 발생할 시 배터리 시스템이 작동 유지된다.
이제 도면, 특히 도 1을 참조한다. 도 1은 복수의 배터리 모니터 칩과 시스템 제어기를 전기적 신호 통신되게 위치시키는 종래 기술의 시스템을 도시한다. 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 단지 하나의 단일 직렬 연결이 각 개별 배터리와 시스템 제어기 사이의 통신을 유지한다. 직렬 링크의 모든 부품에 있어서 부적합 이벤트(non-conforming event)가 발생하면 도 1에 도시된 시스템을 갖는 차량은 비작동식이 될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모니터 시스템(10)의 블록도를 도시한다. 대체로, 시스템(10)은 적어도 하나의 전자 장치(12)와, 적어도 하나의 전자 장치(40)에 전력공급하도록(power) 적어도 하나의 전자 장치(40)와 작동식 전기 통신하는 복수의 배터리 셀(16) 또는 배터리(16)와, 각각 복수의 배터리 셀(14) 또는 배터리(16) 중 각각의 하나와 관련된 적어도 하나 또는 복수의 배터리 모니터 모듈(42)과, 각 배터리 모니터 모듈(42)과 작동식 신호 통신 하는 시스템 제어기(18)와, 1차 배터리 통신 링크(20)와, 1차 배터리 통신 링크(20)와 독립적으로 대칭적으로 및 중복되게 구성된 2차 배터리 통신 링크(22)를 포함하고, 각각의 1차 및 2차 배터리 통신 링크(20, 22) 각각은 각각의 배터리 모니터 모듈(42) 및 시스템 제어기(18)와 개별적으로 작동식으로 직렬 신호 통신한다.
본 발명의 일 실시예에서, 하나 이상의 배터리 또는 배터리 팩(16)과 관련된 각 개별 배터리 셀(14)은 리튬 이온 배터리 셀, 연료 셀(fuel cell), 또는 전기 화학 셀(electro-chemical cell)일 수 있다. 집합적으로, 서로 전기 화학 통신하는 복수의 배터리 셀(14)은 본 명세서에서 배터리 팩(16)으로 언급될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 전자 장치(40)는 배터리 셀(14) 또는 배터리 팩(16)에 의해 전력 공급되는 어떤 전기 부품 또는 장치도 될 수 있다. 전자 장치(40)는 전기 또는 하이브리드 차량과 관련될 수 있다. 차량은, 자동차(automobile), 경량 트럭(light duty truck), 중량 트럭(heavy truck), 오토바이(motorcycle), 또는 승객, 화물, 또는 이들의 어떤 조합이라도 실어 나르도록 의도되고 설계된 모든 다른 차량을 포함할 수 있되, 이에 한정되지 않는다. 또한, 차량은 전기, 하이브리드, 하이브리드 전기 또는 연료 셀 차량일 수 있다. 그러나, 본 발명은 본 발명의 범주를 벗어남 없이, 내연 기관에 의해 전력 공급되는 차량, 직렬 하이브리드 전기 차량(series hybrid electric vehicles: SHEV), 병렬 하이브리드 전기 차량(parallel hybrid electric vehicle: PHEV), 연료 셀 차량 및 전기 차량을 포함하는 모든 하이브리드 또는 비하이브리드 시스템과 함께 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 각각의 개별 배터리 모니터 모듈(42)은, 다른 모듈로 배터리 인자와 조건을 모니터링하고 통신하도록 협력하는 하드웨어 또는 소프트웨어의 모든 조합을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 각각의 개별 배터리 모니터 모듈(42)은 배터리 인자를 결정하도록 작동하는 배터리 진단 모듈(26)을 포함할 수 있으며, 배터리 인자는 충전 상태(state-of-charge: SOC), 개회로 전압(open circuit voltage: OCV), 및 전류 인출(current draw)을 포함할 수 있되, 이에 한정되지 않는다.
각각의 1차 및 2차 배터리 통신 링크(20, 22)는 시스템 제어기(18)와 복수의 배터리 모니터 모듈(42) 사이에 포함될 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에서, 각각의 배터리 모니터 모듈(42)은 목표하는 배터리 셀 인자를 감지하기 위한 센서(30)와, 자체 내장 전력 공급원(32) 및 배터리 셀 인자에 대한 입력으로서 배터리 셀 단자(37a, 37b)들에 걸친 전압을 갖는 내부의 전압 조절기(34)와, 통신 링크 중 하나로부터 수신된 그리고 통신 링크 중 하나로 전송된 데이터를 처리하기 위한 집적 프로세서(integrated processor: 38)를 더 포함한다. 자체 내장 전력 공급원(32)은 센서(30)에 전력을 제공하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 각각의 개별 배터리 모니터 모듈(42)은, 하나 이상의 직렬 인터페이스를 통해 시스템 제어기(18)와 통신하는 IC 배터리 모니터 칩(24)의 형태로 직렬 제어기를 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 작동 중에 복수의 배터리 모니터 칩(24)은 서로 직렬로 연결된다. 도 2를 참조하면, n 개의 배터리 모니터 칩이 직렬로 함께 연결된(단, n은 양의 정수) 예시적인 배터리 모니터 칩(24n)이 도시된다. 또한, 각 배터리 모니터 칩(24)은 적어도 하나의 배터리 셀(14) 또는 배터리 팩(16)과 전기 및 신호 통신한다.
각각의 개별 배터리 모니터 칩(24)은, 인접 배터리 모니터 칩(24) 및 시스템 제어기(18)를 갖는 관련 배터리를 위한 관련 배터리 진단 모듈(26)과 신호 및 전기 통신할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 적어도 하나의 배터리 모니터 모듈(42)은 "n" 개의 모듈까지(단, n은 양의 정수) 복수의 배터리 모니터 모듈을 포함할 수 있으며, 각 배터리 모니터 모듈(42)은 관련 배터리 모니터 칩(24)을 갖는다. 각각의 배터리 모니터 모듈(24)은 배터리 팩(16) 내부에 포함된 대응하는 배터리 셀(14)의 단자들(37a, 37b)에 걸쳐 결합된 한 쌍의 입력 리드(input lead: 36a, 36b)를 갖는다.
본 발명의 일 실시예에서, 각 배터리 모니터 칩(24)은 적어도 하나의 1차 및 적어도 하나의 2차 통신 인터페이스(44, 46)를 포함하며, 적어도 하나의 1차 통신 인터페이스(44)는 본 명세서에서 직렬 주연 인터페이스(SPI)로 언급되며, 적어도 하나의 2차 통신 인터페이스(46)는 본 명세서에서 유니버설 비동기식 수신기/전송기(UART) 인터페이스로 언급된다.
각각의 개별 배터리 모니터 칩(24)과 관련된 SPI와 UART 인터페이스(44, 46)는 각각 개별적으로 및 독립적으로 SPI 통신 링크(20) 및 UART 통신 링크(24)와 관련된다.
각각의 SPI 및 UART 인터페이스(44, 46)는 각각의 개별 배터리 모니터 칩(24)들 사이에 전기 및 신호 통신을 제공하도록 구성될 뿐 아니라, 각각의 개별 배터리 모니터 칩(24)이 시스템 제어기(18)와 전기 및 신호 통신하도록 위치시킨다.
각 배터리 셀(14) 또는 배터리 팩(16)으로부터의 출력은 각각의 배터리 모니터 칩(24)에 연결되고, 또한, 1차 또는 2차 통신 링크(20, 24)를 통해 전송된 많은 비트(bit)로 이루어진 바이트(byte)의 전송을 포함하는 디지털, 직렬 통신을 가능하게 하는 연결에 의해 시스템 제어기(18)에 연결된다.
각 배터리 모니터 칩(24)은, 하나 이상의 직렬 인터페이스로부터 배터리 모니터 칩으로의 입력 또는 출력을 제공하도록 구성된 복수의 핀을 포함하며, 각 배터리 모니터 모듈(42)과 함께 포함된 집적 프로세서(38)에 의해 배터리 모니터 칩 상에서 계산이 실행될 수 있다.
도 2 내지 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에서, 각각의 개별 배터리 모니터 칩(24)은 SPI(44)를 형성하도록 협력하는 복수의 핀과, UART 인터페이스(46)를 형성하도록 협력하는 복수의 핀을 포함한다.
각각의 배터리 모니터 칩(24)은 함께 데이지 체인된다(더 상세하게는 도 3에 도시됨). 체인의 다음 더 높은 퍼텐셜 칩에 연결되는 더 낮은 전압 퍼텐셜 배터리 모니터 칩과 관련된 핀은 "H" 접미사로 식별되고, 이전의 더 낮은 전압 퍼텐셜 배터리 모니터 칩과 통신하는 다음 더 높은 퍼텐셜 칩과 관련된 핀은 "L" 접미사로 식별되며, 각각의 "L" 접미사 핀은 체인의 이전의 더 낮은 퍼텐셜 칩으로부터 "H" 접미사 핀과 함께 연결된다.
도 3은 칩(24n-1)과 칩(24n) 사이의 핀과 연결의 상세도이다. 도 3에 도시된 바 같이 제1 및 제2 배터리 모니터 칩(24n-1, 24n)을 포함하는 본 발명의 일 실시예에서, 제1 배터리 모니터 칩(24n-1)의 각각의 "Hn -1" 접미사 핀은 제2 배터리 모니터 칩(24n)의 대응하는 "Ln" 접미사 핀과 통신하도록 위치된다는 것을 알 수 있다. 다음으로 제2 배터리 모니터 칩(24n)의 "Hn" 접미사 핀은 다음 더 높은 퍼텐셜 칩(24n+1)(미도시) 또는 시스템 제어기(18)와 신호 통신하도록 위치되며(도2에 도시됨), 시스템 제어기(18)는 하나 이상의 배터리 모니터 칩(24)과 신호 통신하도록 위치되도록 구성된 핀(48a, 48b, 48c)을 포함한다(도2에 도시됨).
본 발명의 일 실시예에서, 1차 통신 링크(20)는 SPI 직렬 통신 링크 또는 SPI 버스이며, 링크 및 버스라는 용어는 본 명세서에서 하나 이상의 전기 또는 전자 장치들 사이의 데이터 통신 경로를 정의하는 데 상호교환적으로 사용된다.
본 발명의 일 실시예에서, 각 배터리 모니터 칩(24)은 변형된 로우 프로파일 쿼드 플랫 패키지(Low Profile Quad Flat Package: LQFP) 집적 회로 칩일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 몇몇의 표준 SPI 핀 이름은 이하와 같이 변경될 수 있다: MOSI(master Out Slave in)는 SDO(serial Data Out)로 언급되고, MISO(Master In slave out)는 SDI(Serial Data In)로 언급된다. 그러나, 일부 핀 이름은 칩 선택(Chip Select)에 대해 CS, 직렬 클락(Serial Clock)에 대해 SCLK를 포함하는 표준 SPI 버스 명명법을 계속 사용한다.
각각의 배터리 모니터 칩(24n-1, 24n)은 SPI 인터페이스를 포함하며, SPI 인터페이스는 적어도 4개의 SPI 인터페이스 링크 노드(44)[44n-1은 칩(24n-1)과 관련되고, 44n은 칩(24n)과 관련됨], 즉, 2개의 SPI 직렬 클락 핀(SCLKHn, SCLKLn)(SCLK 노드)과, 적어도 2개의 직렬 데이터 입력(in) 핀(SDIHn, SDILn)(SDI 노드)과, 적어도 2개의 직렬 데이터 출력(out) 핀(SDOHn, SDOLn)(SDO 노드)과, 적어도 2개의 칩 선택 핀(CSHn, CSLn)(CS 노드)을 포함하되, 이에 한정되지 않으며, 각각의 SPI 인터페이스 링크 노드와 관련된 핀, 즉, SCLK 노드, SDI 노드, SDO 노드, CS 노드는 SPI 직렬 통신 링크(20)와 전기 신호 통신한다. 작동 중에, 본 명세서에서 특정된 각각의 SPI 인터페이스 핀은, 배터리 모니터링 및 제어 시스템(10) 내부에 제공된 배터리 모니터 칩의 개수 및 각 배터리 모니터링 칩의 작동 상태에 따라 SPI 통신 링크(20)와 작동식으로 통신할 수 있거나 할 수 없다.
본 기술분야의 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 이러한 핀 구조는 작동식 SPI를 제공하며, 하나 이상의 배터리 셀(14)과 시스템 제어기(18)와 통신하는 n 개의 칩까지 복수의 배터리 모니터 칩(24)들 사이에 쌍방 통신(bilateral communication)을 가능하게 한다.
본 발명의 일 실시예에서, 데이터 변환을 시작하는 데 추가적인 변환 시작 핀(conversion start pin: CNVST)이 사용된다. CNVST 핀이 부적합 또는 비작동 모드(non-conforming or non-operational mode)로 작동한다고 하더라도, 중복 직렬 통신 링크를 통해, 즉, UART 인터페이스(46)와 UART 직렬 통신 링크(22)를 통해 배터리 모니터 칩(24)의 데이지 체인 위에 여전히 변환이 시작될 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 배터리 모니터 칩(24n-1 및 24n) 각각은 UART 인터페이스(46)를 형성하도록 구성된 복수의 핀을 포함한다. 전술한 바와 같이, UART 직렬 통신 링크(22)는 SPI 또는 SPI 통신 링크에 부적합 이벤트가 발생할 시 각각의 배터리 모니터 칩(24)과 시스템 제어기(18) 사이의 중복 통신 경로로서 작동하도록 의도된다. SPI에 부가적으로 UART 인터페이스 및/또는 칩 부품을 사용하여 각 시스템 부품들 사이의 바람직한 직렬 통신이 달성될 수 있다.
도 2 내지 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에서, 배터리 모니터링 및 제어 시스템(10)은, 시스템 제어기(18)와 각 배터리 모니터 칩(24) 사이에 그리고 각각의 배터리 모니터 칩(24)들 사이에 다양한 양방향 통신을 실행하도록 적어도 하나의 UART 통신 링크(22)와 협력하는 UART 인터페이스(46)를 포함한다. 데이터 전송 시, UART 인터페이스(46)는 SPI(44)보다 느린 속도(BAUD 속도)로 데이터를 전송할 수 있다. 그러나, UART 인터페이스(46)를 사용하여 데이터를 전송할 시, 차량(50)은 제한 작동 전략(LOS) 상태에 따라 작동할 수 있다.
시스템 제어기(18)와 배터리 모니터 칩(24)은 중복 UART 통신 링크(22)가 자가 테스트를 실행함으로써 정상 작동 중에 주기적으로 테스트되는 방법으로 조정될 것이다. 1차 통신 링크(20)가 작동하지 않고 UART 통신 링크가 작동하면, 차량은 LOS 상태 또는 모드로 작동을 계속할 수 있다. 그러나, UART 직렬 통신 링크(22)와 1차 통신 링크(20) 모두 작동하지 않으면, 배터리 시스템은 중단(shut down)될 수 있다.
또한, 1차 직렬 인터페이스(SPI)(46)를 통해 실행되는, 칩 레지스터 상으로의 액세스, 변환 시작, 칩으로부터 데이터 판독(reading data off the chip) 등과 같은 작동은 중복 UAT 인터페이스(44)에 의해 대칭으로 실행될 수 있다.
제어기 및 직렬 통신 방법 기술분야의 당업자는, 표준 UART 직렬 통신을 위한 인접 칩(24)들 사이에 교차 결합된(cross-coupled) 전송(TX) 및 수신(RX) 핀과 함께 각각의 개별 배터리 모니터 칩(24)에 UART 직렬 인터페이스(46)를 사용하는 것을 이해할 수 있다.
도 2 내지 도 3에 UART 버스(22)로 도시된 중복 UART 통신 링크(22)는 복수의 배터리 모니터 칩(24)과 시스템 제어기(18) 사이의 양방향 통신을 제공하도록 구성된다. UART 통신 경로는 각각의 복수의 배터리 모니터 칩(24)(도 3에 더 상세히 도시됨)과 시스템 제어기(18)(도2에 도시됨)에 각각 위치된 전송 및 수신 핀(TX, RX)으로부터 형성된 복수의 UART 2차 인터페이스 노드를 통해 각각의 복수의 배터리 모니터 칩(24)과 시스템 제어기(18)와 통신하도록 실시될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서, UART 통신 링크 및 인터페이스(22, 46)는 시스템 제어기(18)에 포함된 정밀 온칩 발진기(precision on-chip oscillator)로부터 시간 신호(time signal)를 수신할 수 있고, UART 통신 링크 내부의 작동을 동기화시키기 위해 UART 클락 신호(UART clock signal)를 제공하도록 구성될 수 있다.
UART 통신 링크(22)는 각각의 복수의 배터리 모니터 칩(24)들 사이에 직렬 연결을 형성하고, 따라서, 각각의 개별 배터리 모니터 칩(24)은 복수의 UART "입력(in)" 핀과 UART "출력(out)" 핀을 포함하며, 이들 핀은 본 명세서에서 각각 "L"과 "H" 접미사로 끝나는 핀 이름으로서 언급된다.
본 발명의 일 실시예에서, 각 배터리 모니터 칩(24)의 UART 인터페이스(46)는, 더 낮은 퍼텐셜 레벨의 이전의 칩(n-1)에 연결되는 더 높은 퍼텐셜 레벨의 칩(24)을 위해 전압 레벨이 올바르게 처리되는 것을 보장한다. 따라서, 각각 상이한 전압 퍼텐셜을 갖는 칩(24n-1 및 24n)은 직렬로 연결될 수 있다. 칩(24n-1, 24n)으로의 추가적인 UART 통신 링크(22)는, 더 낮은 퍼텐셜 레벨의 이전의 칩(n-1)으로의 더 높은 퍼텐셜 레벨의 각각의 후속 칩(n)에 대한 전압 레벨의 올바른 밴딩(banding)을 가능하게 한다. 배터리 셀이 직렬이기 때문에 더 낮은 퍼텐셜 배터리 셀의 배터리 모니터 칩과 더 높은 퍼텐셜 배터리 셀의 배터리 모니터 칩 사이의 전압 오프셋(offset)이 존재하며, 이는 상이한 전압 퍼텐셜에 있는 각각의 칩들 사이에 적합한 통신이 가능하게 하기 위해 전압 교정(voltage correction)에 의해 보정될 필요가 있다. 더 낮은 퍼텐셜 배터리 모니터 칩과 더 높은 퍼텐셜 배터리 모니터 칩 사이의 통신을 위해, 각 배터리 모니터 모듈(42)과 관련된 전압 조절기(34)의 사용과 같이 SPI 통신의 기술분야에 공지된 바와 같은 유사한 방법으로 전압 교정 인자가 만들어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 배터리 모니터 칩이 정상 상태에서 작동할 시, 각각의 배터리 모니터링 칩(24)에 걸친 전류 인출은 미리 정의된 공차 내에서 실질적으로 동일하도록 조정된다. 따라서, 제1 칩에 걸쳐 측정된 전류 및 전압은 후속의 인접 칩에 걸쳐 측정된 전류 및 전압과 실질적으로 유사해야 한다.
본 발명의 일 실시예에서, 모든 4개의 1차 SPI 인터페이스 노드(44n, 44n-1)와 관련 핀, 즉, SDIHn, SDILn; CSHn, CSLn; SCLKHn, SCLKLn; 및 SDOHn, SDOLn, SDIHn-1, SDILn -1; CSHn -1, CSLn -1; SCLKHn -1, SCLKLn -1; 및 SDOHn -1, SDOLn -1은 배터리 모니터 칩(24n, 24n-1)에 위치되며, 이들 각각은 4개의 SPI 1차 인터페이스 노드(44n, 44n-1)와 관련된 8개 핀 중 어떤 것도 모든 중복 직렬 UART 노드(Redundant Serial UART node: 46n, 46n-1) 또는 관련 인터페이스 핀(TXHn, RXLn; RXHn, TXLn 및 TXHn -1, RXLn-1; RXHn -1, TSLn -1)에 인접하게 위치되지 않는 방식으로 위치된다. 따라서, 납땜 브리지(solder bridge) 또는 다른 부적합 발생과 같은 단일 지점 연결이 2개의 인접한 핀을 배터리 모니터 칩(24n, 24n-1)에서 임의로 단락시킨다면, 그 후 2개의 1차 및 2차 직렬 버스(20, 22) 중 적어도 하나는 작동 유지될 것이다. SPI 노드와 UART 인터페이스 노드의 분리를 가능하게 하는 핀 구조가 도 3에 도시되며, 이는 TX 핀도 RX 핀도 아닌 핀으로서 SPI 또는 UART 인터페이스 노드(44, 46)의 각 세트 사이의 적어도 하나의 핀(TX 또는 RX가 아님)을 지시한다. 그러나 핀은 CNVST 핀일 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이 시스템(10) 사용 방법이 제공되며, 이는 시스템 기능성(system functionality)을 결정하기 위해 시스템의 자가 테스트를 실행하는 단계를 포함한다. 대체로 본 방법은 1차 직렬 통신 링크의 기능성을 결정하고, 중복 2차 직렬 통신 링크의 기능성을 결정하고, 하나 이상의 배터리 모니터 칩과 시스템 제어기 사이에 통신하도록 1차 또는 2차 직렬 통신 링크로부터 통신 링크를 선택하고, 시스템 기능성이 감소되면 사용자에게 통지를 제공하고, 시스템 기능성이 감소되면 제한 작동 전략(LOS)을 실시한다.
특히, 도 4의 흐름도를 참조하면, 시스템(10)을 사용하는 방법(100)이 도시되며, 이는 시스템의 부품의 기능성을 결정하기 위해 시스템 제어기가 시스템(10)의 자가 테스트를 실행하는 단계(102)와, 시스템 제어기가 SPI 통신 링크가 감소된 기능성으로 작동되는지 결정하는 SPI 기능성 결정 단계(104)와, 시스템 제어기가 UART 통신 링크가 감소된 기능성으로 작동하는지 결정하는 UART 기능성 결정 단계(106)와, 시스템 제어기가 1차 SPI 통신 링크 또는 2차 UART 통신 링크를 사용할지 결정하는 적절한 통신 링크 결정 단계(108)와, 시스템 제어기가 차량 사용자에게 시스템 기능성이 감소된다는 통지를 제공하도록 구성된 사용자 통지 시스템을 작동시키도록 작동하는, 시스템 기능성 감소 시 사용자에게 통지를 제공하는 단계(110)와, 시스템 제어기가 시스템 기능성이 감소되면 시스템을 작동시키기 위해 적절한 LOS를 결정하는, 시스템 기능성 감소 시 LOS를 실시하는 단계(112)와, 시스템 제어기가 복수의 배터리 모니터 칩의 적어도 하나의 배터리 모니터 칩과의 통신을 시작하고, 전송하고, 수신하고, 또는 종료하도록 작동하는, 배터리 모니터 칩과 시스템 제어기 사이의 통신 단계(114)와, 시스템 제어기가 각각의 개별 배터리로부터 차량 중앙 전력 시스템으로 전력을 제공하도록 작동하는 차량 전력 시스템 작동 단계(116)를 포함한다.
도 5에 도시된 본 발명의 일 실시예에서, SPI 기능성을 결정하는 방법(104)이 더 상세히 도시되며, 이는 시스템 제어기가 SPI 기능성 테스트를 시작하는 단계(120)와, 시스템 제어기뿐 아니라 복수의 배터리 모니터 칩의 각각의 개별 배터리 모니터 칩들 사이의 SPI 링크가 작동되는지 검증하는 단계(122)와, SPI 통신 링크가 기능하는지 결정하여(124), SPI 통신 링크가 작동되는지 시스템 제어기에 통지하기 위해 시스템 제어기 내부에 레지스터링되는 단계(126 및 128)와, SPI 통신 링크가 작동가능할 시(126) 또는 작동불능 시(128) SPI 기능성 테스트를 종료하는 단계(130)를 포함한다.
자가 테스트는 미리 정의된 시간에 의해 한정된 취득 윈도우(acquisition window) 동안 데이터를 취득하며, 상기 미리 정의된 시간에 걸쳐 전압을 포함하는 인자가 하나 이상의 배터리 셀의 샘플링을 통해 얻어지고 모니터링된다. 시스템이 하나 초과의 배터리 셀을 포함하면, 샘플링된 인자는 평균이 구해지고, 취해진 다수의 판독값에 대해 단일 평균 인자 값이 보고된다.
본 발명의 일 실시예에서, 취득 윈도우는 400ns 내지 2ms 범위에 있다. 또한, 외부 이벤트가 발생하면 미리 정의된 시간 이내에 시스템(10) 체크가 실행된다. 본 발명의 일 실시예에서, 미리 정의된 시간은 외부 이벤트 발생의 100uS 이내이다.
도 6에 도시된 흐름도에 도시된 본 발명의 일 실시예에서, UART 기능성 결정 방법(106)이 더 상세히 기재되며, 이는 시스템 제어기가 UART 기능성 테스트를 시작하는 단계(140)와, 시스템 제어기뿐 아니라 복수의 배터리 모니터 칩의 각각의 개별 배터리 모니터 칩들 사이의 UART 링크가 작동되는지 검증하는 단계(142)와, UART 통신 링크가 기능하는지 결정하여(144), UART 통신 링크가 작동되는지 시스템 제어기 내부에 레지스터링되는 단계(126 및 128)와, UART 통신 링크가 작동가능할 시(146) 또는 작동불능 시(148) UART 기능성 테스트를 종료하는 단계(150)를 포함한다.
도 7에 도시된 흐름도에 도시된 본 발명의 일 실시예에서, 적절한 통신 링크를 결정하는 방법(108)이 더 상세히 기재되며, 이는 시스템 제어기가 각각의 SPI 및 UART 통신 링크가 기능하는지 결정하는 단계(152 및 154)를 포함한다. 시스템 제어기가 SPI 통신 링크가 기능한다고 결정하면(156), 시스템 제어기는 SPI를 사용하여 통신을 시작한다(158). 시스템 제어기가 SPI가 감소된 기능성으로 작동한다고 결정하면(160), 그 후 시스템 제어기는 UART 통신 링크의 기능성을 결정하도록 작동한다(154). 시스템 제어기가 SPI가 감소된 기능성으로 작동하되 UART가 완전한 기능성으로 작동한다고 결정하면(162), 시스템 제어기는 UART 통신 링크를 사용하여 통신을 시작한다(164). 시스템 제어기가 각각의 SPI 및 UART가 감소된 기능성으로 작동한다고 결정하면(166), 그 후 시스템 제어기는 통신을 종료한다(168).
도 8에 도시된 흐름도에 도시된 본 발명의 일 실시예에서, 시스템 기능성이 감소되면 사용자에게 통지를 제공하는 방법(110)이 더 상세히 기재되며, 이는 시스템 제어기가 시스템 기능성이 감소되는지 결정하는 단계(170)와, 시스템 기능성이 감소되지 않으면(172) 시스템 제어기가 사용자 통지를 종료하도록 작동하는 단계(174)를 포함한다. 시스템 제어기가 시스템 기능성이 감소된다고 결정하면(176), 그 후 시스템 제어기는 UART 기능성이 감소되는지 결정한다(178). 시스템 제어기가 UART 기능성이 감소된다고 결정하면(180), 그 후 시스템 제어기는 사용자에게 "서비스 필요(service required)" 통지를 제공하기 위해 사용자 통지 모듈을 유발시키는 신호를 사용자 통지 모듈에 제공하도록 작동한다(182). 시스템 제어기가 UART 기능성이 감소되지 않는다고 결정하면(184), 그 후 시스템 제어기는 SPI 기능성이 감소되는지 결정하도록 작동한다(186). 시스템 제어기가 SPI 기능성이 감소되지 않는다고 결정하면(188), 그 후 시스템 제어기는 사용자 통지를 종료하도록 작동한다(174). 시스템 제어기가 SPI 기능성이 감소된다고 결정하면(190), 그 후 시스템 제어기는 사용자에게 "LOS" 통지를 제공하기 위해 사용자 통지 모듈을 유발시키도록 작동한다.
그리고 나서, 시스템 제어기는 SPI 및 UART 통신 링크 모두가 감소된 기능성으로 작동하는지 결정하도록 작동할 수 있다(194). 시스템 제어기가 SPI 및 UART 중 하나만 감소된 기능성으로 작동한다고 결정하면(196), 그 후 시스템 제어기는 사용자 통지를 종료하도록 작동한다(174). 시스템 제어기가 SPI 및 UART 모두가 감소된 기능성으로 작동한다고 결정하면(198), 시스템 제어기는 사용자에게 "작동불능(inoperability)" 통지를 제공하기 위해 사용자 통지 모듈을 유발시키도록 작동하며(100), 그 후 사용자 통지를 종료하도록 작동한다(174).
도 9에 도시된 흐름도에 도시된 본 발명의 일 실시예에서, 시스템 기능성이 감소되면 LOS를 실시하는 방법(112)가 더 상세히 기재되며, 이는 진단 체크를 시작하는 단계(202)와, 시스템 제어기가 SPI 기능성이 감소되는지 결정하는 단계(204)와, SPI 또는 UART 기능성이 감소되면 LOS를 선택하는 단계(210)와, SPI 기능성이 감소되지 않으면(206) UART 기능성이 감소되는지 결정하는 단계(208)와, SPI 기능성이 감소되거나 UART 기능성이 감소되면 시스템 조건에 기초하여 LOS를 선택하는 단계(210)와, SPI 및 UART 기능성 모두 감소되지 않으면 진단 체크를 재시작하는 단계(202)를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 시스템 제어기는 시스템 조건에 기초하여 시스템을 작동하도록 복수의 LOS로부터의 적절한 LOS를 선택할 수 있다. 차량 레벨에서, LOS에서 작동할 시, 셀 전압의 기본 측정(underlying measurement)을 결정하는 데 사용되는 샘플링 주파수와 배터리 SOC에 대한 정보에 따라 감소될 필요가 있는 전력의 허용 마진(margin)을 제공하는 배터리에 공시된 전력 한계와 같이 일부 실행 인자는 감소될 필요가 있을 수 있다.
기술된 특정 방법과 기술은 본 발명의 원리의 일 응용의 예시일 뿐이라는 것을 이해해야 한다. 본 발명의 진정한 취지와 범주를 벗어남 없이 기술된 바와 같은 방법과 시스템에 많은 변형이 만들어질 수 있다.

Claims (20)

  1. 적어도 하나의 전자 장치와 작동가능하게 연결된 적어도 하나의 배터리 셀과,
    각각의 상기 적어도 하나의 배터리 셀과 관련되고 1차 통신 인터페이스와 2차 통신 인터페이스를 갖는 적어도 하나의 배터리 모니터 모듈과,
    적어도 하나의 배터리 모니터 칩으로부터 데이터를 모니터링하고 수집하도록 구성된 배터리 모니터 모듈 각각과 작동가능하게 신호 통신하며, 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 충전 밸런싱을 제어하는 명령을 실행하는 시스템 제어기와,
    상기 적어도 하나의 배터리 모니터 모듈을 시스템 제어기에 독립적으로 전기적으로 결합하도록 구성된 1차 및 2차 통신 링크를 포함하는
    배터리 모니터링 및 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    배터리 셀은 하나의 리튬 이온 셀, 연료 셀, 전기 화학 셀, 또는 하나 이상의 리튬 이온 셀, 연료 셀, 또는 전기 화학 셀로 형성된 배터리 팩을 포함하는
    배터리 모니터링 및 제어 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 배터리 모니터 칩은 적어도 하나의 배터리 모니터 모듈과 관련되는
    배터리 모니터링 및 제어 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    각각 상기 복수의 배터리 셀의 각각의 하나와 관련된 복수의 배터리 모니터 모듈을 포함하고,
    각각의 상기 복수의 배터리 모니터 모듈은 서로 그리고 시스템 제어기와 데이지 체인 구조로 직렬로 전기적으로 결합되는
    배터리 모니터링 및 제어 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    각각의 상기 복수의 배터리 모니터 모듈은 각각의 상기 복수의 배터리 모니터 모듈들 사이의 전압 퍼텐셜을 밴딩하여, 각각의 상기 복수의 배터리 모니터 모듈에 걸쳐 전압을 조절하는
    배터리 모니터링 및 제어 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    전자 장치는 전기, 하이브리드, 하이브리드 전기 또는 연료 셀 차량 내부의 적어도 하나의 전자 부품을 포함하는
    배터리 모니터링 및 제어 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    1차 통신 링크를 형성하는 직렬 주연 인터페이스(SPI) 직렬 통신 링크와,
    상기 적어도 하나의 배터리 모니터 모듈과 관련된 1차 통신 인터페이스를 형성하는 SPI를 더 포함하는
    배터리 모니터링 및 제어 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    SPI와 관련된 적어도 4개의 1차 인터페이스 노드를 더 포함하고,
    상기 1차 인터페이스 노드는 직렬 데이터 출력(SDO) 노드, 직렬 데이터 입력(SDI) 노드, 직렬 클락(SCLK) 노드, 및 칩 선택(CS) 노드를 포함하는
    배터리 모니터링 및 제어 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    2차 통신 링크를 형성하는 유니버설 비동기식 수신기/전송기(UART) 직렬 통신 링크와,
    상기 적어도 하나의 배터리 모니터 모듈과 관련된 적어도 하나의 배터리 모니터 칩과 관련된 2차 통신 인터페이스를 형성하는 유니버설 비동기식 수신기/전송기(UART) 인터페이스를 더 포함하는
    배터리 모니터링 및 제어 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    유니버설 비동기식 수신기/전송기(UART) 인터페이스와 관련된 적어도 2개의 2차 인터페이스 노드를 더 포함하고,
    상기 2차 인터페이스 노드는 적어도 하나의 전송(TX) 노드와 적어도 하나의 수신(RX) 노드를 포함하고,
    상기 4개의 1차 인터페이스 노드는 2개의 2차 인터페이스 노드 중 어느 하나에 인접하지 않는
    배터리 모니터링 및 제어 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    적어도 하나의 전송 노드 인터페이스는
    직렬 데이지 체인에서 임의의 인접한 두 개의 배터리 모니터 칩 중에서 제2 배터리 모니터 칩(24n)과 관련된 수신 노드(RXLn)와 결합되도록 구성된 전송 하이 핀(TXHn-1)과,
    상기 인접한 두 개의 배터리 모니터 칩 중 제1 배터리 모니터 칩(24n-1)과 관련된 수신 노드(RXHn-1)와 결합되도록 구성된, 상기 제2 배터리 모니터 칩(24n)과 관련된 전송 로우 핀(TXLn)을 포함하며,
    상기 제2 배터리 모니터 칩(24n)은 상기 제1 배터리 모니터 칩(24n-1)보다 더 높은 퍼텐셜을 갖는
    배터리 모니터링 및 제어 시스템.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 수신 노드는
    직렬 데이지 체인에서 임의의 인접한 두 개의 배터리 모니터 칩 중에서 제2 배터리 모니터 칩(24n)과 관련된 전송 노드 인터페이스(TXLn)와 결합되도록 구성된 수신 하이 핀(RXHn-1)과,
    상기 인접한 두 개의 배터리 모니터 칩 중 제1 배터리 모니터 칩(24n-1)과 관련된 전송 노드 인터페이스(TXHn-1)와 결합되도록 구성된, 상기 제2 배터리 모니터 칩(24n)과 관련된 수신 로우 핀(RXLn)을 포함하며,
    상기 제2 배터리 모니터 칩(24n)은 상기 제1 배터리 모니터 칩(24n-1)보다 더 높은 퍼텐셜을 갖는
    배터리 모니터링 및 제어 시스템.
  13. 제10항에 있어서,
    유니버설 비동기식 수신기/전송기(UART) 인터페이스와 유니버설 비동기식 수신기/전송기(UART) 직렬 통신 링크는 각각의 배터리 모니터 모듈과 시스템 제어기 사이의 중복 및 대칭 통신을 제공하도록 구성된
    배터리 모니터링 및 제어 시스템.
  14. 제1항에 있어서,
    직렬 주연 인터페이스(SPI)와 관련된 SPI 1차 인터페이스 노드로서, 직렬 데이터 출력(SDO) 노드, 직렬 데이터 입력(SDI) 노드, 직렬 클락(SCLK) 노드, 및 칩 선택(CS) 노드를 포함하는, 복수의 직렬 주연 인터페이스(SPI) 1차 인터페이스 노드와,
    적어도 하나의 SDO, SDI, SCLK, CS 노드와,
    적어도 하나의 전송 인터페이스 노드와 적어도 하나의 수신 인터페이스 노드를 포함하는 복수의 유니버설 비동기식 수신기/전송기(UART) 2차 인터페이스 노드를 더 포함하는
    배터리 모니터링 및 제어 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 4개의 SPI 1차 인터페이스 노드는 2개의 유니버설 비동기식 수신기/전송기(UART) 2차 인터페이스 노드에 인접하지 않는
    배터리 모니터링 및 제어 시스템.
  16. 제1항에 있어서,
    2차 통신 인터페이스는, 칩 레지스터에 액세스하고, 변환을 시작하고, 배터리 모니터 칩과 관련된 데이터를 판독하는 작동을 포함하는, 1차 통신 인터페이스에 의해 실행된 대칭 및 중복 작동을 실행하도록 구성된
    배터리 모니터링 및 제어 시스템.
  17. 전자 장치, 및 시스템 제어기 및 복수의 관련 배터리 모니터 모듈과 작동가능하게 전기적 통신하는 전자 장치에 전력 공급하도록 작동하는 배터리 셀을 포함하는 배터리 모니터링 시스템을 모니터링하고 제어하기 위한 배터리 모니터링 및 제어 방법이며,
    시스템 기능성을 결정하기 위해 시스템의 자가 테스트를 실행하는 단계와,
    1차 직렬 통신 링크의 통신 기능성을 결정하는 단계와,
    2차 직렬 통신 링크의 통신 기능성을 결정하는 단계와,
    하나 이상의 배터리 모니터 모듈과 시스템 제어기 사이에 통신하기 위해 1차 또는 2차 직렬 통신 링크로부터 통신 링크를 선택하는 단계와,
    시스템 기능성이 감소되면 사용자에게 통지를 제공하는 단계와,
    시스템 기능성이 감소되면 제한 작동 전략(LOS)을 실시하는 단계를 포함하는
    배터리 모니터링 및 제어 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    1차 직렬 통신 링크가 감소된 통신 기능성으로 작동되는지, 2차 직렬 통신 링크가 감소된 통신 기능성으로 작동되는지, 1차 직렬 통신 링크 또는 2차 직렬 통신 링크를 사용할지 결정하고, 시스템 기능성이 감소될 시 차량 사용자에게 시스템 기능성이 감소된다는 통지를 제공하도록 구성된 사용자 통지 시스템을 작동시키기 위해 시스템 제어기를 사용하는 단계를 더 포함하는
    배터리 모니터링 및 제어 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    시스템 기능성이 감소되면 시스템을 작동시키는 LOS를 선택하도록 시스템 제어기를 사용하는 단계를 더 포함하는
    배터리 모니터링 및 제어 방법.
  20. 제17항에 있어서,
    시스템 제어기가 하나 이상의 배터리 모니터 모듈과의 통신을 시작하고, 전송하고, 수신하고, 또는 종료하도록 작동하도록, 각각의 상기 복수의 배터리 모니터 모듈과 시스템 제어기 사이에 통신하는 단계와,
    시스템 제어기가 각각의 개별 배터리 셀로부터 전자 장치로 전력을 공급하도록 작동하는, 차량 전력 시스템 작동 단계를 더 포함하는
    배터리 모니터링 및 제어 방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10915386B2 (en) 2018-01-22 2021-02-09 Samsung Sdi Co., Ltd. Integrated circuit and battery management system including the same
WO2021060761A1 (ko) * 2019-09-23 2021-04-01 주식회사 엘지화학 배터리 관리 시스템, 배터리 관리 방법, 배터리 팩 및 전기 차
KR20230026615A (ko) * 2021-08-18 2023-02-27 한국과학기술원 배터리 시스템의 대규모 임피던스 추출을 위해 설계된 측정 시스템용 아키텍처

Families Citing this family (89)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101145591B1 (ko) * 2009-12-15 2012-05-15 주식회사 효성 연료전지 시스템 제어장치
JP5467597B2 (ja) * 2010-03-01 2014-04-09 株式会社ピューズ 組電池
US8598840B2 (en) * 2010-04-15 2013-12-03 Launchpoint Energy And Power Llc Fault-tolerant battery management system, circuits and methods
CN102255978B (zh) 2010-05-20 2014-08-13 凹凸电子（武汉）有限公司 地址配置装置、方法以及系统
US8525477B2 (en) * 2010-07-15 2013-09-03 O2Micro, Inc. Assigning addresses to multiple cascade battery modules in electric or electric hybrid vehicles
US8015452B2 (en) 2010-08-31 2011-09-06 O2Micro International, Ltd. Flexible bus architecture for monitoring and control of battery pack
JPWO2012124238A1 (ja) * 2011-03-14 2014-07-17 三洋電機株式会社 電源システム
JP5008782B1 (ja) * 2011-03-25 2012-08-22 三洋電機株式会社 バッテリシステム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置
WO2012131808A1 (ja) * 2011-03-25 2012-10-04 三洋電機株式会社 バッテリシステム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置
WO2012144674A1 (ko) * 2011-04-22 2012-10-26 Sk 이노베이션 주식회사 착탈 가능한 배터리 모듈, 이를 이용한 배터리 스트링을 위한 전하 균일 방법 및 장치
US9252631B2 (en) * 2011-06-08 2016-02-02 Andrew V. Latham Data center battery enhancement method and system
TWI448886B (zh) * 2011-07-28 2014-08-11 Quanta Comp Inc 伺服器機櫃系統及其控制方法
GB2494385B (en) * 2011-08-31 2018-06-06 Metaswitch Networks Ltd Transmitting and forwarding data
KR101360306B1 (ko) * 2011-10-05 2014-02-10 주식회사 이랜텍 통신 에러 억제 기능을 구비한 분산형 배터리 관리 시스템
JP2013083514A (ja) * 2011-10-07 2013-05-09 Keihin Corp バッテリ監視装置
DE102011084689A1 (de) * 2011-10-18 2013-04-18 Sb Limotive Company Ltd. Batterie mit Steuergerät und zusätzlicher Schnittstelle
US9774193B2 (en) * 2011-10-26 2017-09-26 Eetrex, Inc. Battery cell charge balancing
KR101678526B1 (ko) * 2011-11-17 2016-11-23 삼성에스디아이 주식회사 배터리 시스템, 배터리 시스템의 제어 방법 및 이를 포함하는 전력 저장 시스템
US9142868B2 (en) * 2011-11-29 2015-09-22 Seiko Instruments Inc. Charge/discharge control circuit and battery device
DE102012000583A1 (de) 2012-01-13 2013-07-18 Audi Ag Batterieanordnung für ein Kraftfahrzeug
DE102012000585B4 (de) 2012-01-13 2017-10-19 Audi Ag Batterieanordnung für ein Kraftfahrzeug
US10539625B2 (en) 2012-01-16 2020-01-21 Maxim Integrated Products, Inc. Integrated standard-compliant data acquisition device
US9276621B2 (en) * 2012-01-16 2016-03-01 Maxim Intergrated Products, Inc. Method and apparatus for differential communications
JP5910129B2 (ja) * 2012-02-06 2016-04-27 ソニー株式会社 電力貯蔵装置、電力システムおよび電動車両
EP2632017A1 (de) 2012-02-24 2013-08-28 Magna E-Car Systems GmbH & Co OG Batteriesteuerungsvorrichtung
CN103308859A (zh) * 2012-03-14 2013-09-18 曾奕 蓄电池状态的监测系统及监测方法
DE102012208454A1 (de) 2012-05-21 2013-11-21 Robert Bosch Gmbh Konditionierungsvorrichtung und Verfahren zum zum Konditionieren eines Datenkanals einer Zelle eines elektrischen Energiespeichers
DE102012208444A1 (de) 2012-05-21 2013-11-21 Robert Bosch Gmbh Sensorvorrichtung für eine Zelle, Batterieelement und Sensorsystem für einen mehrzelligen elektrischen Energiespeicher sowie Verfahren zur Kommunikation für eine Sensorvorrichtung
US8738664B2 (en) * 2012-05-23 2014-05-27 Lg Chem, Ltd. System and method for generating diagnostic test files associated with a battery pack
US9411770B2 (en) * 2012-07-10 2016-08-09 Lenovo Enterprise Solutions (Singapore) Pte. Ltd. Controlling a plurality of serial peripheral interface (‘SPI’) peripherals using a single chip select
KR101942970B1 (ko) 2012-09-21 2019-01-28 삼성전자주식회사 밸런싱 방법 및 배터리 시스템
JP5987636B2 (ja) * 2012-10-30 2016-09-07 三菱自動車エンジニアリング株式会社 電源管理装置
US10365332B2 (en) * 2012-11-02 2019-07-30 Analog Devices Global Unlimited Company System and method to reduce data handling on lithium ion battery monitors
CN103107570B (zh) * 2012-12-10 2016-12-07 惠州市亿能电子有限公司 电池管理系统的通讯结构及电池管理系统的扩展方法
US9302595B2 (en) * 2013-01-16 2016-04-05 Ford Global Technologies, Llc Autonomous charge balancing circuit and method for battery pack
US9368979B2 (en) 2013-03-15 2016-06-14 O2Micro Inc System and methods for battery balancing
JP2014200125A (ja) * 2013-03-29 2014-10-23 富士通株式会社 バッテリ監視システム、バッテリカートリッジ、バッテリパッケージ、及び、乗り物
RU2543499C2 (ru) * 2013-06-05 2015-03-10 Открытое акционерное общество "Ракетно-космический центр "Прогресс" (ОАО "РКЦ "Прогресс") Способ контроля идентичности электрических параметров аккумуляторов при комплектовании батарей и устройство для его осуществления
US9559389B2 (en) * 2013-07-10 2017-01-31 Datang Nxp Semiconductors Co., Ltd. Daisy chain communication bus and protocol
CN103401747B (zh) * 2013-07-18 2016-06-08 苏州易美新思新能源科技有限公司 一种分布式浮动控制器局域网通讯系统
US20150104673A1 (en) * 2013-10-10 2015-04-16 Datang Nxp Semiconductors Co., Ltd. Daisy-chain communication bus and protocol
DE102013221583A1 (de) 2013-10-24 2015-04-30 Robert Bosch Gmbh Batterie mit einer Vorrichtung zur digitalen Übertragung von Strom-Messwerten, Batteriesteuerung mit einer Vorrichtung zum Empfangen einer digitalen Übertragung von Strom-Messwerten, sowie Verfahren zur gesicherten digitalen Übertragung von Strom-Messwerten.
US20150219723A1 (en) * 2014-02-06 2015-08-06 Donald H. Marvin Continuous Monitoring Architecture for Power Storage Systems
JP6479320B2 (ja) * 2014-02-25 2019-03-06 ラピスセミコンダクタ株式会社 電池監視システムおよび電池監視チップ
KR102027197B1 (ko) * 2014-04-02 2019-10-01 테슬라, 인크. 에너지 저장 시스템에서의 통신 및 데이터 전송의 기능적 리던던시
US10481210B2 (en) 2014-07-14 2019-11-19 Ford Global Technologies, Llc Methods to determine battery cell voltage relaxation time based on cell usage history and temperature
DE102014215730A1 (de) * 2014-08-08 2016-02-11 Robert Bosch Gmbh Batteriezellenmodul mit Kommunikationsvorrichtung für einen Datenaustausch zwischen mehreren gleichartigen in Reihe geschalteten Batteriezellenmodulen
DE102014220033A1 (de) * 2014-10-02 2016-04-07 Robert Bosch Gmbh Elektrochemische Energiespeichereinrichtung für eine Speichereinheit eines Systems zur elektrochemischen Energiespeicherung, Verfahren zum Steuern eines Flusses elektrischer Energie in einem System zur elektrochemischen Energiespeicherung und System zur elektrochemischen Energiespeicherung
US10620274B2 (en) * 2014-12-10 2020-04-14 Datang NXP Semiconductor Co., Ltd. Method and apparatus for contact detection in battery packs
US10826138B2 (en) 2014-12-10 2020-11-03 Datang Nxp Semiconductors Co., Ltd. Method and apparatus for contact detection in battery packs
JP6501205B2 (ja) * 2015-03-13 2019-04-17 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 通信装置、受信装置、通信システム
CN104868546A (zh) * 2015-05-25 2015-08-26 沈阳中科一唯电子技术有限公司 一种电池管理系统
CN104869040A (zh) * 2015-06-16 2015-08-26 深圳市龙俐智能科技有限公司 大容量物联网通信系统及物物间实时通信的实现方法
CN106356909B (zh) * 2015-07-22 2019-02-26 比亚迪股份有限公司 电池管理系统和方法
KR102415122B1 (ko) * 2015-08-20 2022-06-30 삼성에스디아이 주식회사 배터리 시스템
DE102015116508A1 (de) * 2015-09-29 2017-03-30 Metabowerke Gmbh Elektrowerkzeugmaschine mit mehreren Akkupacks
US9592738B1 (en) * 2015-10-30 2017-03-14 Faraday&Future Inc. Serial communication safety controller
KR20170114579A (ko) * 2016-04-05 2017-10-16 주식회사 만도 전압 제어 방법 및 그 제어 시스템
CN107437637A (zh) * 2016-05-25 2017-12-05 天津迪艾信息科技有限公司 一种电池管理系统
US10749194B2 (en) 2016-11-15 2020-08-18 Ford Global Technologies, Llc Circuit and method for cell voltage sensing in fuel cell stack
CN106443490B (zh) * 2016-11-21 2019-03-26 上海理工大学 一种电池短路的故障诊断系统
US10211486B2 (en) * 2017-02-03 2019-02-19 QDroid Inc. Battery with built-in wireless communication
JP6922337B2 (ja) * 2017-03-31 2021-08-18 株式会社豊田中央研究所 電源装置及びそれにおけるｓｏｃ推定方法
US10741888B2 (en) 2017-06-30 2020-08-11 Tesla, Inc. Multi-channel and bi-directional battery management system
CN109435769B (zh) * 2017-08-31 2021-05-14 比亚迪股份有限公司 电池均衡系统、车辆、电池均衡方法及存储介质
US10620267B2 (en) * 2017-09-20 2020-04-14 Stmicroelectronics International N.V. Circuitry for testing non-maskable voltage monitor for power management block
CN107809395B (zh) * 2017-10-11 2019-12-10 大唐恩智浦半导体有限公司 一种电池管理系统的通信方法及电池管理系统
KR102530221B1 (ko) 2017-11-28 2023-05-09 삼성전자주식회사 배터리 관리 방법 및 장치
RU183731U1 (ru) * 2018-02-20 2018-10-02 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "ЭПРО" (АО "НПП "ЭПРО") Устройство для высокочастотного преобразования напряжения на элементах аккумуляторной батареи
DE102018106162B4 (de) * 2018-03-16 2020-06-18 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Doppelabsicherung der Modulspeicheranbindung
CN108767337A (zh) * 2018-05-04 2018-11-06 苏州正力蔚来新能源科技有限公司 新能源汽车用动力电池包的bms控制系统
CN110661305B (zh) * 2018-06-28 2021-01-05 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池组管理系统及其控制方法
CN109308799A (zh) * 2018-11-13 2019-02-05 延锋伟世通电子科技（上海）有限公司 用于电芯监控装置的有线和无线兼容通讯方法和装置
CN110967641B (zh) * 2019-02-26 2021-02-19 宁德时代新能源科技股份有限公司 蓄电池监控系统及方法
CN110967648A (zh) * 2019-02-26 2020-04-07 宁德时代新能源科技股份有限公司 采样电路及其控制方法
DE102019115102A1 (de) * 2019-06-05 2020-12-10 Volkswagen Aktiengesellschaft Überwachungsanordnung für ein Batteriesystem eines Fahrzeuges
TWI718661B (zh) * 2019-09-10 2021-02-11 立錡科技股份有限公司 電池系統及其中之電池模組及電池控制電路
US11341015B2 (en) * 2019-09-30 2022-05-24 Texas Instruments Incorporated UART receiver with adaptive sample timing control using a numerically-controlled oscillator
CN110829516A (zh) * 2019-10-10 2020-02-21 威睿电动汽车技术(宁波)有限公司 一种电池管理拓扑架构、电池管理方法及电池管理系统
WO2022067425A1 (en) * 2020-09-29 2022-04-07 Neutron Automotive Controls Inc. Redundant fiber optic network and processing system for electric energy source management and related methods
US11787306B2 (en) 2021-01-06 2023-10-17 Ford Global Technologies, Llc Electrified vehicle control to reduce battery sensor heat generation
DE102021106233A1 (de) 2021-03-15 2022-09-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Energiespeichers für ein Kraftfahrzeug, elektrischer Energiespeicher sowie Kraftfahrzeug
US11872905B2 (en) * 2021-04-16 2024-01-16 Texas Instruments Incorporated Wireless protocol for battery management
CN113119737B (zh) * 2021-04-28 2023-02-21 中国第一汽车股份有限公司 一种动力电池热失控监控装置、方法及动力电池系统
CN113866651B (zh) * 2021-09-18 2022-08-02 珠海格力电器股份有限公司 遥控器的低电量的检测方法、检测装置和遥控器
CN115327393A (zh) * 2021-11-04 2022-11-11 广汽埃安新能源汽车有限公司 电池参数采集装置及电池管理系统
KR20230066958A (ko) * 2021-11-08 2023-05-16 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 시스템
KR20230071500A (ko) * 2021-11-16 2023-05-23 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 시스템
US20230388980A1 (en) * 2022-05-31 2023-11-30 Texas Instruments Incorporated Efficient unicast super frame communications

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003070179A (ja) 2001-08-29 2003-03-07 Hitachi Ltd 蓄電装置及びその制御方法
JP2005278243A (ja) 2004-03-23 2005-10-06 Ricoh Co Ltd キャパシタ充電用半導体装置
JP2008211962A (ja) 2006-12-13 2008-09-11 Ami Semiconductor Belgium Bvba 複数のパワーセルとともに用いるための信号システムおよび方法、ならびに、複数のパワーセルを監視するためのシステムおよび方法
JP2008220074A (ja) 2007-03-06 2008-09-18 Hitachi Vehicle Energy Ltd 蓄電装置，蓄電池管理制御装置及びモータ駆動装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4819225A (en) * 1987-03-09 1989-04-04 Hochstein Peter A Redundant and fault tolerant communication link
JPH04320126A (ja) * 1991-04-19 1992-11-10 Fujitsu Ltd 二重化伝送システム
DE4225746A1 (de) * 1992-08-04 1994-02-10 Hagen Batterie Ag Schaltungsvorrichtung
US6274950B1 (en) * 1994-03-03 2001-08-14 American Power Conversion Battery communication system
US5619417A (en) * 1994-11-23 1997-04-08 Chrysler Corporation Battery monitoring system for an electric vehicle
US5666040A (en) * 1996-08-27 1997-09-09 Bourbeau; Frank Networked battery monitor and control system and charging method
US6872537B1 (en) 1998-04-14 2005-03-29 Regents Of The University Of California Assays for the detection of microtubule depolymerization inhibitors
SE515927C2 (sv) 1999-01-27 2001-10-29 Ericsson Telefon Ab L M Ett förfarande och en apparat för att identifiera ett batteri
US6687231B1 (en) * 1999-05-28 2004-02-03 Alcatel System and method for ensuring operations of redundant signal paths in a communication system
US6915220B2 (en) 2003-04-01 2005-07-05 General Electric Company Integrated, self-powered battery monitoring device and system
US7091697B2 (en) 2003-11-04 2006-08-15 Sony Corporation System and method for efficiently implementing a battery controller for an electronic device
JP4092580B2 (ja) * 2004-04-30 2008-05-28 新神戸電機株式会社 多直列電池制御システム
US7417405B2 (en) 2004-10-04 2008-08-26 Black & Decker Inc. Battery monitoring arrangement having an integrated circuit with logic controller in a battery pack
KR100696780B1 (ko) 2004-11-29 2007-03-19 삼성에스디아이 주식회사 배터리팩의 모니터링 장치 및 그 방법
JP2007252175A (ja) * 2006-02-16 2007-09-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 蓄電装置
CN101506649B (zh) * 2006-05-15 2013-04-24 A123系统公司 具有多重容错性的多重可配置、可扩展冗余电池模块
US7859223B2 (en) * 2007-01-31 2010-12-28 Analog Devices, Inc. Battery montoring apparatus and daisy chain interface suitable for use in a battery monitoring apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003070179A (ja) 2001-08-29 2003-03-07 Hitachi Ltd 蓄電装置及びその制御方法
JP2005278243A (ja) 2004-03-23 2005-10-06 Ricoh Co Ltd キャパシタ充電用半導体装置
JP2008211962A (ja) 2006-12-13 2008-09-11 Ami Semiconductor Belgium Bvba 複数のパワーセルとともに用いるための信号システムおよび方法、ならびに、複数のパワーセルを監視するためのシステムおよび方法
JP2008220074A (ja) 2007-03-06 2008-09-18 Hitachi Vehicle Energy Ltd 蓄電装置，蓄電池管理制御装置及びモータ駆動装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10915386B2 (en) 2018-01-22 2021-02-09 Samsung Sdi Co., Ltd. Integrated circuit and battery management system including the same
WO2021060761A1 (ko) * 2019-09-23 2021-04-01 주식회사 엘지화학 배터리 관리 시스템, 배터리 관리 방법, 배터리 팩 및 전기 차
US11964586B2 (en) 2019-09-23 2024-04-23 Lg Energy Solution, Ltd. Battery management system, battery management method, battery pack and electric vehicle
KR20230026615A (ko) * 2021-08-18 2023-02-27 한국과학기술원 배터리 시스템의 대규모 임피던스 추출을 위해 설계된 측정 시스템용 아키텍처
KR102579043B1 (ko) * 2021-08-18 2023-09-15 한국과학기술원 배터리 시스템의 대규모 임피던스 추출을 위해 설계된 측정 시스템용 아키텍처

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