KR102504662B1 - 광학적으로 통신 가능한 배터리 관리 시스템 - Google Patents

광학적으로 통신 가능한 배터리 관리 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102504662B1
KR102504662B1 KR1020197008233A KR20197008233A KR102504662B1 KR 102504662 B1 KR102504662 B1 KR 102504662B1 KR 1020197008233 A KR1020197008233 A KR 1020197008233A KR 20197008233 A KR20197008233 A KR 20197008233A KR 102504662 B1 KR102504662 B1 KR 102504662B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
delete delete
controller
electro
signal
module
Prior art date
Application number
KR1020197008233A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190085912A (ko
Inventor
제롬 론
치-큐 창
슈 룬 이삭 탕
데이비드 락호스트
Original Assignee
코버스 에너지 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 코버스 에너지 인코포레이티드 filed Critical 코버스 에너지 인코포레이티드
Publication of KR20190085912A publication Critical patent/KR20190085912A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102504662B1 publication Critical patent/KR102504662B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0061—Details of emergency protective circuit arrangements concerning transmission of signals
    • H02H1/0069—Details of emergency protective circuit arrangements concerning transmission of signals by means of light or heat rays
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C23/00—Non-electrical signal transmission systems, e.g. optical systems
    • G08C23/04—Non-electrical signal transmission systems, e.g. optical systems using light waves, e.g. infrared
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C25/00—Arrangements for preventing or correcting errors; Monitoring arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4207—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/488—Cells or batteries combined with indicating means for external visualization of the condition, e.g. by change of colour or of light density
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0007—Details of emergency protective circuit arrangements concerning the detecting means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0092—Details of emergency protective circuit arrangements concerning the data processing means, e.g. expert systems, neural networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/02—Details
    • H02H3/06—Details with automatic reconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/02—Details
    • H02H3/06—Details with automatic reconnection
    • H02H3/063—Details concerning the co-operation of many similar arrangements, e.g. in a network
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/18—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for batteries; for accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50—Transmitters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/60—Receivers
    • H04B10/61—Coherent receivers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/14—Two-way operation using the same type of signal, i.e. duplex
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4278—Systems for data transfer from batteries, e.g. transfer of battery parameters to a controller, data transferred between battery controller and main controller
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Packaging Frangible Articles (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Abstract

광학적으로 통신 가능한 배터리 관리 시스템은 팩 제어기와 상기 팩 제어기에 광학적으로 결합된 하나 이상의 모듈 제어기를 포함한다. 모듈 제어기는 자체적으로 직렬로 광학적으로 결합될 수 있으며, 업스트림 모듈 제어기로부터의 통신은 팩 제어기로 가는 도중에 하나 이상의 다운스트림 제어기를 통해 중계될 수 있다. 팩 제어기는 또한 임의의 하나 이상의 배터리 모듈이 안전 결함을 겪고 있는지 여부를 결정하기 위해 팩 제어기에 의해 사용되는 광 신호를 전송할 수 있으며, 그 광 신호를 송신하는데 사용되는 통신 채널은 어떠한 안전 결함도 없는 경우 메시지 데이터를 모듈 제어기로 멀티플렉싱하는데 사용될 수 있다.

Description

광학적으로 통신 가능한 배터리 관리 시스템
본 발명은 광학적으로 통신 가능한 배터리 관리 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시는 배터리 관리 시스템의 일부를 포함하고, 서로 광학적으로 통신하는 팩 및 모듈 제어기에 관한 것이다.
산업적으로 사용하기 위해 설계된 배터리 팩은 전형적으로 고전압 및 고전류를 출력할 수 있고, 함께 전기적으로 연결된 다수의 배터리 모듈을 포함하며, 각 배터리 모듈은 함께 전기적으로 결합된 다수의 배터리 셀들을 포함한다. 배터리 팩이 생성할 수 있는 전력량과 그들의 안전하지 않은 사용과 연관된 위험을 감안할 때, 배터리 팩은 전형적으로 충전 상태와 셀 온도와 같은 배터리 파라미터를 모니터하고 제어하기 위한 배터리 관리 시스템을 포함한다. 이러한 배터리 파라미터를 적절하게 관리하는 것은 안전한 배터리 팩의 작동을 촉직하고, 배터리 팩의 상용 수명을 연장하는데 도움이 된다.
제1 양태에 있어서, 배터리 모듈의 일부를 포함하는 모듈 제어기와 광학적으로 통신하기 위한 팩 제어기가 제공된다. 팩 제어기는 모듈 제어기로부터 수신된 광 신호를 수신하고, 수신된 광 신호를 수신된 전기 신호로 변환하도록 구성된, 제1 전기-광학 수신기; 및 전기-광학 수신기에 통신 가능하게 결합되고, 상기 수신된 전기 신호를 처리하도록 구성된, 신호 처리 회로망을 포함한다.
팩 제어기는 송신된 전기 신호를 생성하도록 구성된 신호 생성 회로망; 및 상기 송신된 전기 신호를 수신하도록 상기 신호 생성 회로망에 통신 가능하게 결합되고, 모듈 제어기에 송신하기 위해 상기 송신된 전기 신호를 송신된 광 신호로 변환하도록 구성된, 제1 전기-광학 송신기를 더 포함할 수 있다.
신호 처리 회로망과 신호 생성 회로망은 전기-광학 수신기 및 전기-광학 송신기에 통신 가능하게 결합된 팩 제어기 프로세서; 및 프로세서에 통신 가능하게 결합된 팩 제어기 메모리로서, 상기 메모리는 상기 프로세서로 하여금 수신된 전기 신호를 처리하고 송신된 전기 신호를 생성하도록 하는 상기 프로세서에 의해 실행 가능한 컴퓨터 프로그램 코드가 내부에 저장된, 팩 제어기 메모리를 포함할 수 있다.
수신된 광 신호는 배터리 모듈의 상태를 나타내는 메시지 데이터를 포함할 수 있고, 송신된 광 신호는 배터리 모듈의 상태를 요청하는 메시지 데이터를 포함할 수 있다.
컴퓨터 프로그램 코드는 프로세서로 하여금 반이중 통신(half-duplex communication)을 사용하여 통신하도록 할 수 있다.
컴퓨터 프로그램 코드는 프로세서로 하여금 전이중 통신(full-duplex communication)을 사용하여 통신하도록 할 수 있다.
전기-광학 송신기는 제1 통신 채널의 일부를 포함할 수 있고, 전기-광학 수신기는 제2 통신 채널의 일부를 포함할 수 있다.
전기-광학 송신기 및 상기 전기-광학 수신기는 단일 통신 채널의 일부를 포함할 수 있다.
팩 제어기는 배터리 모듈의 일부를 포함하는 배터리 셀을 전력 버스에 전기적으로 결합하는 개폐기(switchgear)를 더 포함할 수 있다. 수신된 신호는 광학적 안전 결함 신호를 포함할 수 있고, 전기-광학 수신기는 모듈 제어기로부터 수신된 광학적 안전 결함 신호를 전기적 안전 결함 신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 신호 처리 회로망은 전기적 안전 결함 신호에 응답하여 전력 버스로부터 배터리 셀을 전기적으로 분리시키기 위해 개폐기에 신호를 보내도록 구성된, 개폐기에 통신 가능하게 결합된 안전 복귀 회로망을 포함할 수 있다.
팩 제어기는 전기적 안전 신호를 생성하도록 구성된 안전 루프 신호 발생기; 및 안전 루프 신호 발생기에 통신 가능하게 결합되고, 모듈 제어기에 송신하기 위해 전기적 안전 신호를 광학적 안전 신호로 변환하도록 구성된, 전기-광학 송신기를 더 포함할 수 있다.
모듈 제어기는 안전 결함이 종료된 후에 팩 제어기로 광 재개 신호를 송신할 수 있고, 전기-광학 수신기는 광 재개 신호를 전기 재개 신호로 변환하도록 구성되고, 안전 복귀 회로망은 전기 재개 신호에 응답하여 배터리 셀을 전력 버스에 전기적으로 결합시키기 위해 개폐기에 신호를 보내도록 더 구성될 수 있으며, 팩 제어기는 상기 개폐기가 배터리 셀을 전력 버스로부터 전기적으로 분리시키는 동안은 결함 상태에 있고, 상기 개폐기가 배터리 셀을 전력 버스에 전기적으로 결합시키는 동안은 정상 상태에 있을 수 있다.
광학적 안전 신호와 광 재개 신호는 동일할 수 있다.
안전 루프 신호 발생기는 전기-광학 수신기 및 전기-광학 송신기에 통신 가능하게 결합된 팩 제어기 프로세서; 및 프로세서에 통신 가능하게 결합된 팩 제어기 메모리로서, 상기 메모리는 상기 프로세서로 하여금 팩 제어기가 결함 상태에 있는 경우에만 광학적 안전 신호를 모듈 제어기에 출력하도록 하는 프로세서에 의해 실행 가능한 컴퓨터 프로그램 코드가 내부에 저장된, 팩 제어기 메모리를 포함할 수 있다.
안전 복귀 회로망은 워치독(watchdog) 타이머를 포함할 수 있고, 광학적 안전 신호는 워치독 타이머의 타임아웃 기간 동안 비-일정한 디지털 신호를 포함할 수 있다.
모듈 제어기로부터 광 메시지 데이터를 수신하고 모듈 제어기로 광 메시지 데이터를 송신하기 위해 프로세서에 통신 가능하게 결합된 전기-광학 트랜시버를 더 포함할 수 있고, 상기 전기-광학 트랜시버는 전기 메시지 데이터와 광 메시지 데이터 사이를 변환하도록 구성될 수 있다. 팩 제어기가 결함 상태에 있는 경우, 컴퓨터 프로그램 코드는 프로세서로 하여금 전기-광학 트랜시버로부터 전기 메시지 데이터를 수신하고 그리고 전기-광학 트랜시버로 전기 메시지 데이터를 송신함으로써, 모듈 제어기로부터 광 메시지 데이터를 수신하고 모듈 제어기로 광 메시지를 송신하기 위해 전기-광학 트랜시버를 사용하도록 할 수 있다.
컴퓨터 프로그램 코드는 팩 제어기가 결함 상태에 있는 경우, 프로세서로 하여금 반이중 통신을 사용하여 통신하게 할 수 있다.
전기-광학 송신기는 모듈 제어기로의 송신을 위해 전기 메시지 데이터를 광 메시지 데이터로 변환하도록 구성될 수 있고, 팩 제어기가 정상 상태에 있는 경우 컴퓨터 프로그램 코드는 프로세서로 하여금 전기-광학 트랜시버를 사용하여 모듈 제어기로부터 광 메시지 데이터를 수신하고 그리고 모듈 제어기로 광 메시지 데이터를 송신하도록 할 수 있다.
컴퓨터 프로그램 코드는 팩 제어기가 정상 상태에 있는 경우, 프로세서로 하여금 전이중 통신을 사용하여 통신하게 할 수 있다.
팩 제어기는 프로세서 및 전기-광학 송신기에 통신 가능하게 결합된 제1 멀티플렉서를 더 포함할 수 있고, 컴퓨터 프로그램 코드는 프로세서로 하여금, 팩 제어기가 정상 상태에 있는 경우 전기 메시지 데이터를 전기-광학 송신기로 출력하도록 그리고 팩 제어기가 결함 상태에 있는 경우 전기적 안전 신호를 전기-광학 송신기로 출력하도록 하기 위해 상기 제1 멀티플렉서의 선택 입력을 시그널링하도록 할 수 있다.
팩 제어기는 프로세서, 제1 멀티플렉서, 및 전기-광학 트랜시버에 통신 가능하게 결합된 제2 멀티플렉서를 더 포함할 수 있고, 컴퓨터 프로그램 코드는 프로세서로 하여금, 팩 제어기가 정상 상태에 있는 경우 전기 메시지 데이터를 제1 멀티플렉서로 출력하도록 그리고 팩 제어기가 결함 상태에 있는 경우 전기 메시지 데이터를 전기-광학 트랜시버로 출력하도록 하기 위해 제2 멀티플렉서의 선택 입력을 시그널링하도록(signal) 할 수 있다.
팩 제어기는 모듈 제어기로부터 광 메시지 데이터를 수신하기 위해 프로세서에 통신 가능하게 결합된 제2 전기-광학 수신기를 더 포함할 수 있고, 상기 제2 전기-광학 수신기는 광 메시지 데이터를 전기 메시지 데이터로 변환하도록 구성될 수 있으며, 제1 전기-광학 송신기 및 제1 전기-광학 수신기는 제1 통신 채널의 일부를 포함하고, 제2 전기-광학 수신기는 제2 통신 채널의 일부를 포함할 수 있다.
팩 제어기는 상기 모듈 제어기에 광 메시지 데이터를 전송하기 위해 프로세서에 통신 가능하게 결합된 제2 전기-광학 송신기를 더 포함할 수 있으며, 제2 전기-광학 송신기는 전기 메시지 데이터를 광 메시지 데이터로 변환하도록 구성될 수 있으며, 제2 통신 채널의 일부를 포함할 수 있다.
컴퓨터 프로그램 코드는 프로세서로 하여금 제1 및 제2 통신 채널 상에서 단신 통신(simplex communication)을 사용하여 통신하게 할 수 있다.
팩 제어기가 결함 상태에 있는 경우, 컴퓨터 프로그램 코드는 프로세서로 하여금 제2 통신 채널을 사용하여 모듈 제어기로부터 광 메시지 데이터를 수신하고 그리고 모듈 제어기로 광 메시지 데이터를 송신하도록 할 수 있다.
모듈 제어기는 팩 제어기가 통신 가능하게 결합된 다중 모듈 제어기 중 하나를 포함할 수 있고, 컴퓨터 프로그램 코드는 프로세서로 하여금 어느 모듈 제어기가 안전 결함에 의해 영향을 받는지를 결정하고, 제1 통신 채널로부터 제2 통신 채널로 메시지 데이터를 전달하도록 하기 위해 안전 결함의 업스트림(upstream)에 있는 모듈 제어기 중 하나에 명령하도록 할 수 있다.
컴퓨터 프로그램 코드는 프로세서로 하여금 팩 제어기가 전송하는 명령에 대해 어느 모듈 제어기가 응답하지 않는지 결정하는 것, 및 안전 결함에 의해 영향을 받는 모듈 제어기가 팩 제어기가 전송하는 명령에 응답하지 않는 모듈 제어기를 포함하는지 결정하는 것에 의해 어느 모듈 제어기가 안전 결함에 의해 영향을 받는지를 결정하도록 할 수 있다.
컴퓨터 프로그램 코드는 프로세서로 하여금 개폐기가 배터리 셀을 전력 버스로부터 전기적으로 분리하기 위해 사용되고 팩 제어기가 결함 상태에 있지 않은 경우에 저전력 모드로 들어가기 위해 모듈 제어기에 시그널링하도록 더 구성될 수 있다.
또 다른 양태에 있어서, 배터리 모듈의 일부를 포함하는 모듈 제어기가 제공된다. 모듈 제어기는 송신된 전기 신호를 수신하고, 상기 송신된 전기 신호를 송신된 광 신호로 변환하도록 구성된, 제1 전기-광학 송신기, 및 전기-광학 송신기에 통신 가능하게 결합되고, 상기 송신된 전기 신호를 생성하도록 구성된, 신호 생성 회로망을 포함할 수 있다.
모듈 제어기는 수신된 전기 신호를 처리하도록 구성된 신호 처리 회로망, 및 팩 제어기로부터 수신된 광 신호를 수신하고, 신호 처리 회로망에 의한 처리를 위해 상기 수신된 광 신호를 수신된 전기 신호로 변환하도록 구성된, 제1 전기-광학 수신기를 포함할 수 있다.
신호 처리 회로망과 신호 생성 회로망은 전기-광학 수신기 및 전기-광학 송신기에 통신 가능하게 결합된 모듈 제어기 프로세서, 및 프로세서에 통신 가능하게 결합된 모듈 제어기 메모리로서, 상기 메모리는 프로세서로 하여금 수신된 전기 신호를 처리하고 송신된 전기 신호를 생성하도록 하는 프로세서에 의해 실행 가능한 컴퓨터 프로그램 코드가 내부에 저장된, 모듈 제어기 메모리를 포함할 수 있다.
송신된 광 신호는 배터리 모듈의 상태를 나타내는 메시지 데이터를 포함할 수 있고, 수신된 광 신호는 배터리 모듈의 상태를 요청하는 메시지 데이터를 포함할 수 있다.
송신된 광 신호는 배터리 모듈의 상태를 나타내는 메시지 데이터를 포함할 수 있고, 모듈 제어기는 팩 제어기로부터 메세지 데이터를 송신하라는 요청이 없는 경우에 메시지 데이터를 송신할 수 있다.
컴퓨터 프로그램 코드는 프로세서로 하여금 반이중 통신을 사용하여 통신하도록 할 수 있다.
컴퓨터 프로그램 코드는 프로세서로 하여금 전이중 통신을 사용하여 통신하도록 할 수 있다.
전기-광학 수신기는 제1 통신 채널의 일부를 포함할 수 있고, 전기-광학 송신기는 제2 통신 채널의 일부를 포함할 수 있다.
전기-광학 송신기 및 전기-광학 수신기는 단일 통신 채널의 일부를 포함할 수 있다.
전기-광학 송신기 및 전기-광학 수신기는 다운스트림(downstream) 전기-광학 트랜시버를 포함할 수 있고, 모듈 제어기는 업스트림 모듈 제어기로부터 광 메시지 데이터를 수신하고 업스트림 모듈 제어기로 광 메시지 데이터를 송신하기 위해 상기 프로세서에 통신 가능하게 결합된 업스트림 전기-광학 트랜시버를 더 포함할 수 있으며, 상기 업스트림 전기-광학 트랜시버는 광 메시지 데이터와 전기 메시지 데이터 사이를 변환하도록 구성될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 코드는 프로세서로 하여금 업스트림 전기-광학 트랜시버로부터 전기 메시지 데이터를 수신하고 그리고 업스트림 전기-광학 트랜시버로 전기 메시지 데이터를 송신함으로써, 업스트림 모듈 제어기로부터 광 메시지 데이터를 수신하고 업스트림 모듈 제어기로 광 메시지 데이터를 송신하도록 할 수 있다.
컴퓨터 프로그램 코드는 프로세서로 하여금 팩 제어기로의 송신을 위해 업스트림 전기-광학 트랜시버에서 업스트림 모듈 제어기로부터 수신된 광 메시지 데이터를 다운스트림 전기-광학 트랜시버에 중계하도록 할 수 있다.
수신된 신호는 팩 제어기로부터의 광학적 안전 신호를 포함할 수 있고, 전기-광학 수신기는 광학적 안전 신호를 전기적 안전 신호로 변환하도록 구성될 수 있으며, 송신된 신호는 광학적 안전 결함 신호를 포함할 수 있고, 전기-광학 송신기는 전기적 안전 결함 신호를 광학적 안전 결함 신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 신호 생성 회로망 및 신호 처리 회로망은 배터리 모듈 상의 안전 결함을 검출하는 것에 응답하여 결함 검출 신호를 생성하도록 구성된 안전 결함 검출 회로망, 및 전기-광학 수신기, 전기-광학 송신기, 및 안전 결함 검출 회로망에 통신 가능하게 결합되고, 결함 검출 신호에 응답하여 전기적 안전 결함 신호를 전기-광학 송신기에 송신하도록 구성될 수 있는, 안전 오버라이드 회로망(safety override circuitry)을 포함할 수 있다.
결함 검출 신호 및 전기적 안전 결함 신호는 동일할 수 있다.
광학적 결함 신호는 팩 제어기 상의 워치독 타이머로 전송되어질 수 있고, 상기 워치독 타이머의 타임아웃 기간보다 더 길게 일정하게 유지되는 일정한 신호를 포함할 수 있다.
안전 결함 검출 회로망은, 전력 커넥터가 연결 가능한 제1 인터로크 접점(interlock contact)으로서, 상기 전력 커넥터는, 인터로크 접점에 연결되는 경우에는 배터리 모듈의 일부를 포함하는 배터리 셀에 전기적으로 결합된 한 쌍의 배터리 접점에 연결되고 인터로크 접점에 연결되지 않는 경우에는 한 쌍의 배터리 접점에 연결되지 않는, 제1 인터로크 접점; 및 인터로크 접점에 통신 가능하게 결합된 인터로크 신호 라인으로서, 상기 결함 검출 신호는 전력 커넥터가 연결되지 않는 경우 인터로크 신호 라인을 따라 송신되고, 그렇지 않은 경우 인터로크 신호 라인을 따라 송신되지 않는, 인터로크 신호 라인을 포함할 수 있다.
모듈 제어기는, 전력 커넥터가 연결되는 경우 제1 인터로크 접점이 전기적으로 결합되고, 전력 커넥터가 연결되지 않는 경우 제1 인터로크 접점이 전기적으로 결합되지 않는 제2 인터로크 접점을 더 포함할 수 있고, 인터로크 신호 라인은 전력 커넥터가 연결되어 있지 않은 경우 결함 검출 신호로 풀-업 또는 풀-다운되고, 전력 커넥터가 연결되어 있는 경우 결함 검출 신호와는 다른 신호를 출력하는 제2 인터로크 접점에 단락된다.
안전 결함 검출 회로망은 배터리 셀에 걸쳐 전기적으로 결합된 전압계 및 배터리 셀의 온도를 측정하도록 배치된 서미스터(thermistor) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있고, 결함 검출 신호는 과전압 상태, 저전압 상태, 과열 상태, 또 다른 모듈 제어기와의 통신 손실, 팩 제어기와의 통신 손실, 및 모듈 제어기 프로세서의 고장 중 하나 이상에 응답하여 생성될 수 있다.
전기-광학 송신기는 팩 제어기로의 송신을 위해 전기 재개 신호를 광 재개 신호로 변환하도록 구성될 수 있고, 안전 결함 검출 회로망은 일단 안전 결함이 중지되면 결함 검출 신호의 생성을 중지하도록 더 구성될 수 있으며, 안전 오버라이드 회로망은 일단 상기 결함 검출 신호가 중지되면 전기 재개 신호를 전기-광학 송신기로 송신하도록 더 구성될 수 있다.
광학적 안전 신호와 광 재개 신호는 동일할 수 있다.
팩 제어기는 팩 제어기로부터 광 메시지 데이터를 수신하고 그리고 팩 제어기로 광 메시지 데이터를 송신하도록 하는, 다운스트림 전기-광학 트랜시버를 더 포함할 수 있고, 상기 다운스트림 전기-광학 트랜시버는 광 메시지 데이터와 전기 메시지 데이터 사이를 변환하도록 구성될 수 있다. 신호 생성 회로망과 신호 처리 회로망은 다운스트림 전기-광학 트랜시버와 전기-광학 수신기에 통신 가능하게 결합된 모듈 제어기; 및 모듈 제어기 프로세서에 통신 가능하게 결합된 모듈 제어기 메모리로서, 상기 모듈 제어기 메모리는 배터리 모듈이 안전 결함을 겪고 있는 경우에 상기 모듈 제어기 프로세서로 하여금 다운스트림 전기-광학 트랜시버로부터 전기 메시지 데이터를 수신하고 그리고 다운스트림 전기-광학 트랜시버로 전기 메시지 데이터를 송신함으로써, 팩 제어기로부터 광 메시지 데이터를 수신하고 팩 제어기로 광 메시지 데이터를 송신하기 위해 다운스트림 전기-광학 트랜시버를 사용하도록 하는 모듈 제어기에 의해 실행 가능한 컴퓨터 프로그램 코드가 내부에 저장된, 모듈 제어기 메모리를 포함할 수 있다.
모듈 제어기는 업스트림 모듈 제어기로부터 광 메시지 데이터를 수신하고 그리고 업스트림 모듈 제어기로 광 메시지 데이터를 송신하기 위해 프로세서에 통신 가능하게 결합되고, 광 메시지 데이터와 전기 메시지 데이터 사이를 변환하도록 구성되는, 업스트림 전기-광학 트랜시버를 더 포함할 수 있다. 컴퓨터 프로그램 코드는 배터리 모듈이 안전 결함을 겪고 있는 경우에 프로세서로 하여금 업스트림 전기-광학 트랜시버로부터 전기 메시지 데이터를 수신하고 그리고 업스트림 전기-광학 트랜시버로 전기 메시지 데이터를 송신함으로써, 상기 업스트림 모듈 제어기로부터 광 메시지 데이터를 수신하고 상기 업스트림 모듈 제어기로 광 메시지 데이터를 송신하도록 할 수 있다.
컴퓨터 프로그램 코드는 배터리 모듈이 안전 결함을 겪고 있는 경우에 상기 프로세서로 하여금 반이중 통신을 사용하여 통신하도록 할 수 있다.
배터리 모듈이 안전 결함을 겪고 있지 않은 경우, 팩 제어기는 전기-광학 수신기로 광 메시지 데이터를 송신할 수 있고, 전기-광학 수신기는 광 메시지 데이터를 전기 메시지 데이터로 변환하도록 구성될 수 있으며, 컴퓨터 프로그램 코드는 프로세서로 하여금 전기 메시지 데이터를 다운스트림 전기-광학 트랜시버에 중계하도록 할 수 있다.
배터리 모듈이 안전 결함을 겪고 있지 않는 경우에 컴퓨터 프로그램 코드는 프로세서로 하여금 전이중 통신을 사용하여 통신하도록 할 수 있다.
모듈 제어기는 팩 제어기로부터 광 메시지 데이터를 수신하기 위한 제2 업스트림 전기-광학 수신기로서, 광 메시지 데이터를 전기 메시지 데이터로 변환하도록 구성된, 제2 업스트림 전기-광학 수신기; 및 팩 제어기로 광 메시지 데이터를 송신하기 위한 제2 다운스트림 전기-광학 송신기로서, 제2 다운스트림 전기-광학 수신기는 전기 메시지 데이터를 광 메시지 데이터로 변환하도록 구성되고, 제1 업스트림 전기-광학 수신기 및 제1 다운스트림 전기-광학 송신기는 제1 통신 채널의 일부를 포함할 수 있고, 제2 업스트림 전기-광학 수신기 및 제2 다운스트림 전기-광학 송신기는 제2 통신 채널의 일부를 포함할 수 있는, 제2 다운스트림 전기-광학 송신기를 더 포함할 수 있다. 신호 생성 회로망 및 신호 처리 회로망은 제2 업스트림 전기-광학 수신기 및 상기 제2 다운스트림 전기-광학 송신기에 통신 가능하게 결합되고 모듈 제어기 프로세서; 및 상기 모듈 제어기 프로세서에 통신 가능하게 결합된 모듈 제어기 메모리로서, 상기 모듈 제어기 메모리는 상기 프로세서로 하여금 광 메시지 데이터의 일부를 포함할 수 있는 팩 제어기에 의해 전송된 명령에 대한 응답을 제2 전기-광학 송신기 채널로 송신하고, 상기 제2 업스트림 전기-광학 수신기에서 수신된 비중복 광 메시지 데이터를 상기 제2 다운스트림 전기-광학 송신기로 전달하며, 및 명령이 제1 또는 제2 업스트림 전기-광학 수신기에서 수신되는지 여부에 관계없이 상기 팩 제어기로부터 수신된 명령을 수행하도록 하는 상기 모듈 제어기 프로세서에 의해 실행 가능한 컴퓨터 프로그램 코드가 내부에 저장된, 모듈 제어기 메모리를 더 포함할 수 있다.
컴퓨터 프로그램 코드는 프로세서로 하여금 제2 업스트림 전기-광학 수신기에서 수신된 광 메시지 데이터 모두를 제2 다운스트림 전기-광학 송신기로 전달하도록 할 수 있다.
배터리 모듈이 안전 결함을 겪고 있는 경우에만, 컴퓨터 프로그램 코드는 프로세서로 하여금 제1 업스트림 전기-광학 수신기에서 수신된 비중복 광 메시지 데이터를 제2 다운스트림 전기-광학 수신기로 전달하도록 할 수 있다.
배터리 모듈이 안전 결함을 겪고 있는지 여부에 관계없이, 컴퓨터 프로그램 코드는 프로세서로 하여금 제1 업스트림 전기-광학 수신기에서 수신된 비중복 광 메시지 데이터를 제2 다운스트림 전기-광학 수신기로 전달하도록 할 수 있다.
배터리 모듈이 안전 결함을 겪고 있는지 여부에 관계없이, 컴퓨터 프로그램 코드는 프로세서로 하여금 단신 통신을 사용하여 통신하도록 할 수 있다.
컴퓨터 프로그램 코드는 타임아웃 기간 동안 광 신호를 수신하지 않을 때 프로세서로 하여금 저전력 모드로 들어가도록 더 구성될 수 있다.
컴퓨터 프로그램 코드는 팩 제어기에 의해 저전력 모드로 들어가도록 명령받을 때 프로세서로 하여금 저전력 모드로 들어가도록 더 구성될 수 있다.
컴퓨터 프로그램 코드는 저전력 모드에 있는 동안 광 신호를 수신 시 프로세서로 하여금 저전력 모드를 나가도록 더 구성될 수 있다.
또 다른 양태에 있어서, 임의의 전술한 양태들 또는 적절한 조합의 제1 모듈 제어기에 광학적으로 결합된 임의의 전술한 양태들 또는 그들의 적절한 조합의 팩 제어기를 포함하는 배터리 관리 시스템이 제공된다.
배터리 관리 시스템은 제1 모듈 제어기의 업스트림에 광학적으로 결합된 추가의 모듈 제어기를 더 포함할 수 있다.
배터리 관리 시스템에 있어서, 광학적 안전 신호가 팩 제어기로부터 모듈 제어기로 송신되는 경우, 광학적 안전 신호는 광학적 안전 신호가 팩 제어기로 복귀되도록 하는 루프를 포함할 수 있는 통신 채널을 사용하여 송신될 수 있다.
또 다른 양태에 있어서, 배터리 모듈의 일부를 포함하는 모듈 제어기와 광학적으로 통신하기 위한 방법이 제공된다. 본 방법은, 팩 제어기에서 그리고 모듈 제어기로부터 수신된 광 신호를 수신하는 단계; 팩 제어기에서, 상기 수신된 광 신호를 수신된 전기 신호로 변환하는 단계; 및 수신된 전기 신호를 처리하는 단계를 포함한다.
본 방법은, 송신된 전기 신호를 팩 제어기에서 생성하는 단계; 상기 송신된 전기 신호를 송신된 광 신호로 팩 제어기에서 변환하는 단계; 및 상기 송신된 광 신호를 모듈 제어기로 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
팩 제어기의 일부를 포함하는 팩 제어기 프로세서는 송신된 전기 신호를 생성하고, 수신된 전기 신호를 처리할 수 있다.
수신된 광 신호는 배터리 모듈의 상태를 나타내는 메시지 데이터를 포함할 수 있고, 송신된 광 신호는 배터리 모듈의 상태를 요청하는 메시지 데이터를 포함할 수 있다.
팩 제어기와 모듈 제어기 사이의 통신은 반이중 통신일 수 있다.
팩 제어기와 모듈 제어기 사이의 통신은 전이중 통신일 수 있다.
송신된 광 신호는 제1 통신 채널을 따라 송신될 수 있고, 수신된 광 신호는 제2 통신 채널을 따라 수신된다.
수신된 광 신호는 단일 통신 채널을 따라 수신되고, 송신된 광 신호는 단일 통신 채널을 따라 송신될 수 있다.
본 방법은, 수신된 전기 신호가 배터리 모듈이 안전 결함을 겪었음을 나타내는 광학적 안전 결함 신호를 포함할 수 있는지 여부를 결정하는 단계; 및 상기 수신된 전기 신호가 광학적 안전 결함 신호를 포함하는 경우, 상기 배터리 모듈의 일부를 포함할 수 있는 배터리 셀을 전력 버스로부터 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 방법은 광학적 안전 신호를 팩 제어기에서 생성하는 단계; 및 상기 광학적 안전 신호를 모듈 제어기로 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
모듈 제어기는 안전 결함이 종료된 후에 팩 제어기로 광 재개 신호를 송신할 수 있고, 상기 방법은, 광 재개 신호를 팩 제어기에서 수신하는 단계; 및 광 재개 신호를 수신하는 것에 응답하여 배터리 셀을 전력 버스에 전기적으로 결합하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 팩 제어기는, 상기 배터리 셀이 상기 전력 버스에 전기적으로 결합되어 있는 동안에는 결함 상태에 있고, 상기 배터리 셀이 상기 전력 버스로부터 전기적으로 분리되어 있는 동안에는 정상 상태에 있다.
광학적 안전 신호와 광 재개 신호는 동일할 수 있다.
팩 제어기 프로세서는 모듈 제어기가 결함 상태에 있는 경우에만 광학적 안전 신호를 모듈 제어기로 출력할 수 있다.
광학적 안전 신호는 프로세서의 클록 사이클에 걸쳐 비-일정한 디지털 신호를 포함할 수 있고, 광학적 안전 결함 신호는 프로세서의 클록 사이클에 걸쳐 일정할 수 있다.
팩 제어기가 광학적 안전 결함 신호를 수신했는지 여부를 결정하기 위해 워치독 타이머가 사용될 수 있다.
본 방법은, 팩 제어기가 결함 상태에 있는 경우, 모듈 제어기로부터 광 메시지 데이터를 수신하고 모듈 제어기로 광 메시지 데이터를 송신하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 광 메시지 데이터는 광학적 안전 신호를 송신하는데 사용되는 통신 채널과는 다른 통신 채널을 사용하여 모듈 제어기로 송신될 수 있다.
팩 제어기가 결함 상태에 있는 경우, 광 메시지 데이터는 반이중 통신을 사용하여 송신될 수 있다.
팩 제어기가 정상 상태에 있는 경우, 모듈 제어기로부터 광 메시지 데이터를 수신하고 상기 모듈 제어기로 광 메시지 데이터를 송신하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 광 메시지 데이터는 팩 제어기가 결함 상태에 있는 경우에 광학적 안전 신호를 모듈 제어기로 송신하기 위해 사용되는 통신 채널을 사용하여 모듈 제어기로 송신될 수 있다.
팩 제어기가 정상 상태에 있는 경우, 팩 제어기와 모듈 제어기 사이의 통신은 전이중 통신일 수 있다.
팩 제어기는 프로세서에 통신 가능하게 결합된 제1 멀티플렉서를 포함할 수 있고, 프로세서는 상기 팩 제어기가 정상 상태에 있는 경우 광 메시지 데이터를 송신하고 그리고 상기 팩 제어기가 결함 상태에 있는 경우 광학적 안전 신호를 송신하도록 제1 멀티플렉서의 선택 입력을 시그널링할 수 있다.
팩 제어기는 프로세서, 및 제1 멀티플렉서에 통신 가능하게 결합된 제2 멀티 플렉서를 포함할 수 있고, 프로세서는 팩 제어기가 정상 상태에 있는 경우 광 메시지 데이터를 송신하고 그리고 상기 팩 제어기가 결함 상태에 있는 경우 광 메시지 데이터를 송신하도록 상기 제2 멀티플렉서의 선택 입력을 시그널링할 수 있다.
본 방법은, 모듈 제어기로부터 광 메시지 데이터를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 광 메시지 데이터는 광학적 안전 신호를 송신하는데 사용되는 제1 통신 채널과는 다른 제2 통신 채널을 사용하여 상기 모듈 제어기로부터 수신될 수 있다.
본 방법은, 광 메시지 데이터를 모듈 제어기로 송신하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 광 메시지 데이터는 제2 통신 채널을 사용하여 모듈 제어기로 송신될 수 있다.
제1 통신 채널 및 상기 제2 통신 채널 상의 모듈 제어기와 팩 제어기 사이의 통신은 단신 통신일 수 있다.
팩 제어기가 결함 상태에 있을 때, 광 메시지 데이터는 제2 통신 채널을 사용하여 모듈 제어기로부터 수신되고 모듈 제어기로 송신될 수 있다.
모듈 제어기는 팩 제어기가 통신 가능하게 결합되는 다중 모듈 제어기 중 하나를 포함할 수 있고, 상기 방법은 어느 모듈 제어기가 안전 결함에 의해 영향을 받는지를 결정하는 단계; 및 제1 통신 채널로부터 제2 통신 채널로 메시지 데이터를 향하도록 하기 위해 안전 결함의 업스트림에 있는 모듈 제어기 중 하나에 명령하는 단계를 더 포함할 수 있다.
어느 모듈 제어기가 안전 결함에 의해 영향을 받는지를 결정하는 단계는, 팩 제어기가 전송하는 명령에 대해 어느 모듈 제어기가 응답하지 않는지 결정하는 단계; 및 안전 결함에 의해 영향을 받는 모듈 제어기가 팩 제어기가 전송하는 명령에 응답하지 않는 모듈 제어기를 포함할 수 있는지 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 방법은 배터리 셀이 전력 버스로부터 분리되고 팩 제어기가 결함 상태에 있지 않은 경우에 저전력 모드로 들어가기 위해 모듈 제어기에 시그널링하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또 다른 양태에 있어서, 배터리 모듈의 일부를 포함하는 모듈 제어기를 사용하여 팩 제어기와 광학적으로 통신하기 위한 방법이 제공된다. 본 방법은 송신된 전기 신호를 모듈 제어기에서 생성하는 단계; 상기 송신된 전기 신호를 송신된 광 신호로 모듈 제어기에서 변환하는 단계; 및 상기 송신된 광 신호를 팩 제어기로 송신하는 단계를 포함할 수 있다.
본 방법은, 모듈 제어기에서 그리고 팩 제어기로부터 수신된 광 신호를 수신하는 단계; 상기 모듈 제어기에서, 상기 수신된 광 신호를 전기 신호로 변환하는 단계; 및 상기 수신된 전기 신호를 처리하는 단계를 포함할 수 있다.
모듈 제어기의 일부를 포함할 수 있는 모듈 제어기 프로세서는 송신된 전기 신호를 생성하고, 수신된 전기 신호를 처리할 수 있다.
송신된 광 신호는 배터리 모듈의 상태를 나타내는 메시지 데이터를 포함할 수 있고, 수신된 광 신호는 배터리 모듈의 상태를 요청하는 메시지 데이터를 포함할 수 있다.
송신된 광 신호는 배터리 모듈의 상태를 나타내는 메시지 데이터를 포함할 수 있고, 팩 제어기로부터 송신하라는 요청이 없는 경우에도 송신된 광 신호가 송신될 수 있다.
팩 제어기와 모듈 제어기 사이의 통신은 반이중 통신일 수 있다.
팩 제어기와 모듈 제어기 사이의 통신은 전이중 통신일 수 있다.
수신된 광 신호는 제1 통신 채널을 따라 수신되고, 송신된 광 신호는 제2 통신 채널을 따라 송신될 수 있다.
수신된 광 신호는 단일 통신 채널을 따라 수신되고, 송신된 광 신호는 단일 통신 채널을 따라 송신될 수 있다.
본 방법은 단일 통신 채널을 사용하여 업스트림 모듈 제어기와 통신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 방법은 단일 통신 채널을 사용하여 상기 업스트림 모듈 제어기로부터 수신된 광 메시지 데이터를 팩 제어기 다운스트림으로 중계하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 방법은 배터리 모듈 상의 안전 결함을 검출하는 것에 응답하여 결함 검출 신호를 생성하는 단계; 및 결함 검출 신호가 생성되는 경우, 광학적 안전 결함 신호를 팩 제어기로 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
결함 검출 신호, 및 광학적 안전 결함 신호가 생성된 전기적 안전 결함 신호는 동일할 수 있다.
광학적 결함 신호는 팩 제어기 상의 워치독 타이머로 전송되어지고, 워치독 타이머의 타임아웃 기간보다 더 길게 일정하게 유지되는 일정한 신호를 포함할 수 있다.
모듈 제어기는 전력 커넥터가 연결 가능한 제1 인터로크 접점을 포함할 수 있고, 상기 전력 커넥터는 인터로크 접점에 연결되는 경우에는 배터리 모듈의 일부를 포함할 수 있는 배터리 셀에 전기적으로 결합된 한 쌍의 배터리 접점에 연결될 수 있고, 인터로크 접점에 연결되지 않는 경우에는 한 쌍의 배터리 접점에 연결되지 않는다. 상기 방법은, 전력 커넥터가 연결되지 않은 경우 결함 검출 신호를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
모듈 제어기는 전력 커넥터가 연결되는 경우 상기 제1 인터로크 접점이 전기적으로 결합되고, 전력 커넥터가 연결되지 않는 경우 상기 제1 인터로크 접점이 전기적으로 결합되지 않는 제2 인터로크 접점을 더 포함할 수 있다. 결함 검출 신호를 생성하는 단계는, 전력 커넥터가 연결되어 있지 않은 경우 상기 제2 인터로크 접점을 결함 검출 신호로 풀-업 또는 풀-다운하는 단계를 포함할 수 있고, 전력 커넥터가 연결되어 있는 경우 상기 결함 검출 신호와는 다른 신호를 제2 인터로크 접점 상에 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
모듈 제어기는 배터리 셀에 걸쳐 전기적으로 결합된 전압계 및 상기 배터리 셀의 온도를 측정하도록 배치된 서미스터 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있으며, 결함 검출 신호는 과전압 상태, 저전압 상태, 과열 상태, 또 다른 모듈 제어기와의 통신 손실, 팩 제어기와의 통신 손실, 및 상기 모듈 제어기 프로세서의 고장 중 하나 이상에 응답하여 생성된다.
본 방법은, 일단 안전 결함이 중지되면, 결함 검출 신호의 생성을 중지하는 단계; 및 광 재개 신호를 팩 제어기로 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
광학적 안전 신호 및 광 재개 신호는 동일할 수 있다.
모듈 제어기는 모듈 제어기 프로세서를 포함할 수 있고, 본 방법은 상기 배터리 모듈이 안전 결함을 겪고 있는 경우, 광 재개 신호를 송신하는데 사용된 통신 채널과는 다른 통신 채널을 사용하여 팩 제어기로부터 광 메시지 데이터를 수신하는 단계, 및 팩 제어기로 광 메시지 데이터를 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 방법은, 배터리 모듈이 안전 결함을 겪고 있는 경우, 광 재개 신호를 송신하는데 사용된 통신 채널과는 다른 통신 채널을 사용하여 업스트림 모듈 제어기로부터 광 메시지 데이터를 수신하는 단계, 및 업스트림 모듈 제어기로 광 메시지 데이터를 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
배터리 모듈이 안전 결함을 겪고 있는 경우, 광 메시지 데이터는 반이중 통신을 사용하여 통신될 수 있다.
배터리 모듈이 안전 결함을 겪고 있지 않은 경우, 팩 제어기는 광 재개 신호를 송신하는데 사용된 통신 채널을 사용하여 광 메시지 데이터를 모듈 제어기로 송신할 수 있고, 배터리 모듈이 안전 결함을 겪고 있는 경우, 모듈 제어기 프로세서는 광 메시지 데이터를 수신하고 송신하는데 사용되는 통신 채널을 사용하여 상기 광 메시지 데이터를 다운스트림으로 중계할 수 있다.
광 메시지 데이터는 안전 모듈이 안전 결함을 겪고 있지 않은 경우 전이중 통신을 사용하여 통신될 수 있다.
본 방법은, 팩 제어기로부터 광 메시지 데이터를 수신하는 단계 및 팩 제어기로 광 메시지 데이터를 송신하는 단계 - 상기 광 메시지 데이터는 광 재개 신호를 송신하는데 사용되는 제1 통신 채널과는 다른 제2 통신 채널 상에 수신되고 송신됨 -; 상기 광 메시지 데이터의 일부를 포함하는 팩 제어기에 의해 전송된 명령에 대한 응답을 상기 제2 통신 채널을 따라 다운스트림으로 송신하는 단계; 상기 제2 통신 채널을 따라 업스트림에서 수신된 비중복 광 메시지 데이터를 상기 제2 통신 채널을 따라 다운스트림으로 전달하는 단계; 및 명령이 제1 또는 제2 통신 채널을 따라 수신되는지 여부에 관계없이 상기 팩 제어기로부터 수신된 명령을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 방법은, 제2 통신 채널을 따라 업스트림에서 수신된 광 메시지 데이터 모두를 제2 통신 채널을 따라 다운스트림으로 전달하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 방법은, 배터리 모듈이 안전 결함을 겪고 있는 경우에만, 제1 통신 채널을 따라 업스트림에서 수신된 비중복 광 메시지 데이터를 제2 통신 채널을 따라 다운스트림으로 전달하는 단계를 더 포함할 수 있다.
대안으로, 본 방법은 배터리 모듈이 안전 결함을 겪고 있는지 여부에 관계없이, 제1 통신 채널을 따라 업스트림에서 수신된 비중복 광 메시지 데이터를 제2 통신 채널을 따라 다운스트림으로 전달하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제1 및 제2 통신 채널을 따르는 통신은 배터리 모듈이 안전 결함을 겪고 있는지 여부에 관계없이 단신 통신일 수 있다.
본 방법은 모듈 제어기가 타임아웃 기간 동안 광 신호를 수신하지 않을 때 상기 모듈 제어기로 하여금 저전력 모드로 들어가도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 방법은, 저전력 모드로 들어가기 위해 팩 제어기로부터의 명령을 모듈 제어기에서 수신하는 단계; 및 상기 모듈 제어기로 하여금 저전력 모드에 들어가도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 방법은, 저전력 모드에 있는 동안 광 신호를 수신하는 모듈 제어기 상에서 저전력 모드를 나가는 단계를 더 포함할 수 있다.
또 다른 양태에 있어서, 배터리 관리 시스템의 일부를 포함하는 제1 모듈 제어기와 팩 제어기 사이의 통신하기 위한 방법이 제공된다. 본 방법은 임의의 전술한 양태들 또는 적절한 조합의 모듈 제어기와 광학적으로 통신하기 위한 방법, 및 임의의 전술한 양태들 또는 그들의 적절한 조합의 팩 제어기와 광학적으로 통신하기 위한 방법을 포함할 수 있다.
배터리 관리 시스템은 제1 모듈 제어기의 업스트림에 광학적으로 결합된 추가의 모듈 제어기를 포함할 수 있다.
배터리 관리 시스템에서, 광학적 안전 신호가 팩 제어기로부터 모듈 제어기로 송신되는 경우, 광학적 안전 신호는 상기 광학적 안전 신호가 팩 제어기로 복귀되도록 하는 루프를 포함하는 통신 채널을 사용하여 송신될 수 있다.
이러한 요약은 반드시 모든 양태의 전체 범위를 기술하는 것은 아닌다. 다른 양태들, 특징들 및 이점은 특정 실시예들에 대한 이하의 설명을 검토하는 동안 통상의 기술자에게 명백해질 것이다.
첨부된 도면은, 하나 이상의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 1a 내지 도 1f는 팩 제어기 및 모듈 제어기를 포함하는 배터리 관리 시스템의 6개의 상이한 실시예의 개략도이다.
도 2는 배터리 관리 시스템의 또 다른 실시예의 개략도이다.
도 3a는 또 다른 실시예에 따른, 배터리 관리 시스템을 사용하여 통신하기 위한 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 3b 및 도 3c는 추가 실시예에 따른 배터리 관리 시스템을 사용하여 전이중 통신 및 반이중 통신을 사용하여 통신하기 위한 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 4는 종래 기술에 따라 고전압 인터로크 루프를 수현하는 배터리 관리 시스템의 개략도이다.
도 5는, 또 다른 실시예에 따라 광학적 안전 결함 신호를 생성하기 위한 안전 결함 검출 회로망을 포함하는 배터리 모듈의 개략도이다.
도 6은 또 다른 실시예에 따라 메시지 데이터가 모듈 제어기의 스트링(string)을 따라 팩 제어기를 향해 전파할 때의 타이밍을 도시한다.
도 7a 내지 도 10b는 추가적인 실시예에 따라 도 1e 및 도 1f에 도시된 배터리 관리 시스템의 실시예를 통해 전파하는 메시지 데이터를 도시한다.
배터리 관리 시스템(battery management system, BMS)은 전형적으로 다음과 같은 특정 기능:
(a) 각 배터리 모듈 내에서 팩을 가로질러 배터리 셀을 밸런싱하고;
(b) 각 셀의 충전 상태(state-of-charge, SOC)를 모니터링하며;
(c) 배터리 팩이 전력을 공급하는 임의의 장비에 SOC 및 허용 가능한 충/방전 비율을 송신하고; 및
(d) 비정상적인 고온에서 과충전, 과방전, 및 충/방전 중 임의의 하나 이상을 방지하기 위해 적절하게 배터리 팩으로부터 직류(DC) 전력 버스로 전달되는 전류 차단을 수행하기 위해 배터리 팩과 함께 사용된다.
셀 전압 및 온도를 측정하는데 사용되는 전압계 및 온도 센서(예를 들어, 서미스터(thermistors))는 전형적으로 배터리 셀에 물리적으로 접촉하기 때문에 BMS의 적어도 일부는 모니터링되는 배터리 모듈의 각각 내에 위치되며; 이 부분은 본원에서 "모듈 제어기"로 지칭되며, 각각의 배터리 모듈은 자체 모듈 제어기를 포함한다. BMS는 모듈 제어기로부터 분리되고 배터리 셀을 전력 버스에 전기적으로 결합시키고 분리시키는 차단기 또는 접촉기와 같은 개폐기를 포함하는 “팩 제어기”를 또한 포함한다.
팩 제어기와 모듈 제어기 사이의 통신은 전형적으로 디지털이고, 통상적으로 전기 신호를 사용하여 수행된다. 모듈의 배터리 셀의 온도 또는 전압을 나타내는 데이터와 같은 메시지 데이터는 팩 제어기와 모듈 제어기 사이에서 교환될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 고전압 인터로크 루프(high voltage interlock loop, HVIL)는 전력 커넥터가 임의의 하나 이상의 모듈로부터 제거된 경우 팩 및 모듈 제어기를 통해 확장될 수 있고, 팩 제어기에 시그널링할 수 있다. 전력 커넥터가 그렇게 제거된 경우, 팩 제어기는 안전 상의 이유로 전력 버스로부터 배터리 셀을 분리하기 위해 개폐기로 시그널링한다.
전기 신호를 사용하는 한가지 문제점은 팩 및 모듈 제어기 사이의 HVIL 상에서 송신된 메시지 데이터 및 신호를 왜곡시킬 수 있는 전자기 간섭을 받기 쉽다는 것이다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 본원에 기술된 실시예들 중 일부는 광학적으로 통신하는 BMS에 관한 것이다. BMS를 구성하는 팩 제어기 및 모듈 제어기는, 예를 들어 광 섬유 또는 광 파이프를 사용함으로써 서로 광학적으로 통신하며, 그러한 광 통신은 전자기 간섭으로부터 면제된다.
배터리 관리 시스템과 관련된 또 다른 문제점은 어떻게 팩과 모듈 제어기 사이의 제한된 수의 통신 채널의 대역폭을 증가시키는지이다. 증가된 대역폭은 하나 또는 둘 모두의 통신이 신속하게 일어나도록 하고, 사용되는 채널의 수가 줄어들도록 하며, 이는 구성 요소 비용을 절감하고 구성 요소 고장의 가능성을 낮춘다. 본원에 기술된 실시예 중 일부는 시분할 멀티플렉싱(time division multiplexing)의 유형을 사용하므로, 통신 채널은 시스템의 동작 상태에 따라 상이한 유형의 데이터를 송신하는데 사용될 수 있어 증가된 대역폭을 허용한다. 추가적으로 또는 대안적으로, (도시되지 않은) 상이한 실시예에서, 주파수 분할 멀티플렉싱 및 편광 분할 멀티플렉싱 중 하나 또는 둘 모두가 사용될 수 있다.
BMS 아키택쳐
도 1a 내지 도 1f를 참조하면, 팩 제어기(102) 및 모듈 제어기(104)를 포함하는 BMS(100)의 6개의 상이한 실시예의 개략도가 도시되어 있다. 모듈 제어기(104)는 함께 통신 가능하게 직렬로 결합되고, 신호는 모듈 제어기(104) 중 임의의 하나로부터 팩 제어기(104)를 향해 전파한다. 본원에서 사용되는 임의의 2개의 모듈 제어기(104)에 대해, 만약 제1 모듈 제어기(104)로부터의 데이터가 팩 제어기(102)로 가는 도중에 제2 모듈 제어기(104)를 통해 송신되면, 제1 모듈 제어기(104)는 제2 모듈 제어기(104)로부터 "업스트림"에 위치되고, 이와 유사한 방식으로 제2 모듈 제어기(104)는 제1 모듈 제어기로부터 "다운스트림"에 위치된다. 모듈 제어기(104)의 직렬 연결은 본원에서 모듈 제어기(104)의 "스트링"으로서 상호교환적으로 지칭된다.
팩 제어기(102)는 프로세서(108)에 통신 가능하게 결합되고, 프로세서(108)에 의해 실행 가능한 컴퓨터 프로그램 코드를 저장하는 (도시되지 않은) 팩 제어기 메모리 및 팩 제어기 프로세서(108)를 포함한다. 프로세서(108)에 의해 실행되는 경우, 컴퓨터 프로그램 코드는 프로세서(108)로 하여금 이하에서 기술되는 기능을 수행하도록 한다. 프로세서(108)는 팩 제어기(102)가 모듈 제어기(104)로부터 수신하는 신호를 처리하는데 사용되는 신호 처리 회로망의 일 예시이다. 상이한 실시예는 서로 다른 유형의 팩 제어기 신호 처리 회로망을 포함할 수 있으며; 예를 들어, 신호 처리 회로망은 추가적으로 또는 대안적으로 주문형 집적 회로와 같은 디지털 및 아날로그 전자 디바이스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제1 통신 채널(172)은 모듈 제어기(104)와 팩 제어기(102)를 함께 통신 가능하게 결합시킨다. 팩 제어기(102)는 통신 채널(172)로부터 광 신호를 수신하기 위한 제1 팩 제어기 광 입력부(114)를 포함한다. 팩 제어기(102)는, 수신된 광 신호를 전기 신호로 변환하도록 구성되고 광 입력부(114)에 광학적으로 결합된, 제1 팩 제어기 전기-광학 수신기(166)를 또한 포함한다. 팩 제어기 프로세서(108)는 전기 신호를 수신하고 이어서 이를 원하는대로 처리하기 위해 전기-광학 수신기(166)의 출력부에 통신 가능하게 결합된다.
비록 (도시되지 않은) 임의의 하나 이상의 상이한 실시예에서 모듈 제어기(104)는 다른 모듈 제어기와 상이하게 구성될 수 있지만, 도시된 임의의 하나의 실시예에 대해 모듈 제어기(104)는 동일하게 구성된다. 각각은 모듈 제어기 프로세서(134)와 프로세서(134)에 통신 가능하게 결합되고, 프로세서(134)에 의해 실행 가능한 컴퓨터 프로그램 코드가 저장되며, 프로세서(134)에 의해 실행되는 경우 프로세서(134)로 하여금 후술하는 기능을 수행하도록 하는 (도시되지 않은) 모듈 제어기 메모리를 포함한다. 모듈 제어기(104) 각각은 또한 통신 채널(172)로부터 광 신호를 수신하고 광 신호를 통신 채널(172)로 송신하는데 사용되는 제1 업스트림 광 입력부(174) 및 제1 다운스트림 광 출력부(175)를 포함한다. 제1 모듈 제어기 전기-광학 수신기(150)는 광 입력부(174) 및 모듈 제어기 프로세서(134)에 통신 가능하게 결합되고, 통신 채널(172)로부터 광 신호를 수신하고 이를 프로세서(134)로 송신하기 위한 전기 신호로 변환하도록 구성된다. 이와 유사한 방식으로, 제1 모듈 제어기 전기-광학 송신기(148)는 광 출력부(176) 및 모듈 제어기 프로세서(134)에 통신 가능하게 결합되고, 프로세서(134)에 의해 출력된 전기 신호를 수신하고 이를 다운스트림 전송하기 위한 광 신호로 변환하도록 구성된다. 모듈 제어기 프로세서(134) 및 메모리는 (전기-광학 수신기(150)를 통해 신호를 수신하는 경우에는) 모듈 제어기 신호 처리 회로망 및 (전기-광학 송신기(148)를 통해 신호를 송신하는 경우에는) 신호 생성 회로망을 포함한다. 상이한 실시예는 상이한 유형의 모듈 제어기 신호 처리 회로망, 신호 생성 회로망, 또는 둘 다 포함할 수 있으며; 예를 들어, 모듈 제어기 신호 처리 및 신호 생성 회로망 중 하나 또는 둘 모두는 추가적으로 또는 대안적으로 주문형 집적 회로와 같은 디지털 또는 아날로그 전자 디바이스 중 적어도 하나를 포함한다.
배터리 모듈(104) 각각은 또한 배터리 셀(156)을 포함하고, 팩의 배터리 셀(156)은 DC 전력 버스(164)를 사용하여 함께 전기적으로 결합된다. 단일 배터리 셀(156)이 도 1a에 도시되어 있긴 하지만, 실제로 배터리 모듈(104)은 직렬 및 병렬 중 하나 또는 둘 모두로 연결된 다수의 배터리 셀(156)을 포함한다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 임의의 하나 이상의 모듈 제어기(104)는 팩 제어기(102)와 통신할 수 있다. 예를 들어, 가장 업스트림 모듈 제어기(104)가 메시지를 팩 제어기(102)로 전송하고자 하는 경우, 그 모듈 제어기(104)에 대한 프로세서(134)는 그 모듈 제어기(104)를 위해 광학적으로 그 메시지를 즉시 다운스트림 모듈 제어기(104)(도 1a의 중간 모듈 제어기(104))로 전송하는 전기-광학 송신기(148)로 전기 메시지를 전송한다. 전기-광학 수신기(150)는 광학 메시지를 수신하고, 이를 전기 메시지로 변환하고, 이를 모듈 제어기(104)에 대한 프로세서(134)로 송신한다. 그 다음, 중간 모듈 제어기(104)는 유사한 방식으로 차례대로 메시지를 팩 제어기(102)에 중계하는 가장 다운스트림 모듈 제어기(104)로 그 메시지를 중계한다.
도 1b는 BMS(100)의 또 다른 실시예를 도시한다. 도 1a의 BMS(100)와 마찬가지로, 도 1b의 BMS(100)는 팩과 모듈 제어기(102, 104), 및 전기-광학 송신기(148) 및 수신기(150, 166)를 포함한다. 도 1b에서 채널(172)은 팩 제어기(102)가 모듈 제어기(104)에 데이터를 송신할 뿐만 아니라 모듈 제어기(104)로부터 데이터를 수신할 수 있게 허용하도록 확장됨에도 불구하고, 제1 통신 채널(172)은 모듈 제어기(104) 및 팩 제어기(102)에 통신 가능하게 결합된다. 따라서, 팩 제어기(102)는 전기 신호를 수신하고 제1 팩 제어기 광 출력부(112)를 통해 통신 채널(172)에 광 신호를 출력하도록 구성된 팩 제어기 전기-광학 송신기(168)를 포함한다. 팩 제어기(102)가 출력하는 광 신호는 도 1a와 관련하여 전술한 바와 같이 나머지 모듈 제어기(104)를 통해 메시지를 중계하는 가장 업스트림 모듈 제어기(103)의 광 입력부(174)에서 수신된다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 채널(172)은 2개의 상이한 유형의 통신 신호: 모듈 제어기(104) 중 임의의 하나 이상으로부터 팩 제어기(102)로의 안전 결함 신호 및 팩 제어기(102)로부터 모듈 제어기로의 안전 신호(104)를 송신하는데 사용된다. 모듈 제어기(104) 각각은 모듈 제어기(104)가 과전압, 저전압, 또는 과열 상태와 같은 안전 결함, 또는 도 2 및 도 5에서 이하에서 자세히 기술될 모듈 제어기(104)를 포함하는 배터리 모듈로부터 제거된 전력 커넥터와 같은 안전 결함을 겪고 있는지 여부를 검출하는 안전 결함 검출 회로망(16)을 포함한다.
안전 결함을 검출하면, 안전 결함 검출 회로망(160)은 결함 검출 신호를 생성하고 이를 안전 오버라이드 회로망(136)으로 전송한다. 도 1b를 참조하면, 안전 오버라이드 회로망은 MOSFET과 같은 스위치를 포함하지만, 이하에서 더 상세히 설명하는 바와 같이, 안전 오버라이드 회로망(136)은 대안적으로 또는 부가적으로, 예를 들어 로직 게이트 또는 멀티플렉서를 포함할 수 있다. 도 1b의 안전 오버라이드 회로망(136)은 안전 오버라이드 회로망(136)으로부터 결함 검출 신호를 수신하지 않는 경우 스위치를 폐쇄하고 따라서 업스트림 모듈 제어기(104) 또는 팩 제어기(102)로부터 수신된 안전 신호를 다운스트림 모듈 제어기(104) 또는 팩 제어기(102)로 중계한다. 반대로, 안전 오버라이드 회로망이 결함 검출 신호를 수신하는 경우, 스위치를 개방하고 안전 신호를 중계하지 않는다. 안전 오버라이드 회로망(136)과 안전 결함 검출 신호망(160)은 또한 모듈 제어기 신호 생성 회로망과 신호 처리 회로망의 예시를 포함한다.
팩 제어기(102)는 안전 루프 신호를 생성하고, 팩 제어기 전기-광학 송신기(168)에 전기적으로 결합되는 안전 루프 신호 발생기(110)를 포함한다; 안전 루프 신호는, 연속 신호 또는 복소 신호(예를 들어, 주기 신호)가 되는 펄스를 포함할 수 있다. 팩 제어기(102)는 또한 팩 제어기 전기-광학 수신기(166)의 출력에 전기적으로 결합된 안전 복귀 회로망(152)을 포함하고, 따라서 (어떠한 모듈 제어기(104)도 안전 결함을 검출하지 않는 경우) 안전 신호를 수신하거나 (임의의 하나 이상의 모듈 제어기(104)가 안전 결함을 검출하는 경우) 안전 신호를 수신하지 않는다. 안전 복귀 회로망(152)은 개폐기(158)에 통신 가능하게 결합되고, 안전 복귀 회로망(152)이 안전 신호를 검출하는 경우 배터리 셀(156)을 전력 버스(164)에 전기적으로 결합하도록 개폐기(158)에 시그널링하고 안전 복귀 회로망(152)이 안전 신호를 검출하지 않는 경우 배터리 셀(156)을 전력 버스(164)로부터 전기적으로 분리시키도록 개폐기(158)에 시그널링한다. 안전 복귀 회로망(152)은 팩 제어기 신호 처리 회로망의 일 예시이다.
도 1b의 실시예에서, 안전 복귀 회로망(152)은 워치독 타이머를 포함하고, 안전 루프 신호 발생기(110)는 워치독 타이머의 타임아웃 주기보다 더 자주 변하는 신호를 생성하는 오실레이터를 포함한다. 따라서, 어느 모듈 제어기(104)도 안전 결함을 겪고 있지 않은 경우, 워치독 타이머는 타임아웃 기간의 만료 이전에 안전 신호를 수신하고, 개폐기(158)를 작동시키지 않는다. 이와 대조적으로, 만약 하나 이상의 모듈 제어기(104)가 안전 결함을 겪고 있는 경우, 워치독 타이머는 안전 신호를 수신하지 않고, 따라서 셀(156)을 전력 버스(164)로부터 분리시키기 위해 개폐기(158)에 시그널링을 작동시킨다. 워치독 타이머는 예를 들어, 리니어 테크놀로지TM(Linear TechnologyTM) 6995 시리즈 집적 회로를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 워치독 타이머의 출력은 통상적으로 행해지는 것처럼 전체 시스템(100)의 리셋을 작동시키는데 사용되지 않고, 오히려 개폐기(158)를 제어하는데 사용된다.
(도시되지 않은) 상이한 일 실시예에서, 안전 오버라이드 회로망(136)은 그의 선택 입력이 결함 검출 회로망(160)에 통신 가능하게 결합되고, 전기-광학 수신기(150)의 출력에 통신 가능하게 결합된 하나의 데이터 입력을 가지며, 재개 신호 발생기에 통신 가능하게 결합된 또 다른 데이터 입력을 가지는, 멀티플렉서를 포함한다. 결함 검출 신호망(160)이 어떠한 결함도 검출하지 않는 경우, 멀티플렉서는 안전 신호를 모듈 제어기 광 입력부(174)로부터 모듈 제어기 광 출력부(176)로 중계한다. 만약 결함 검출 회로망이 결함을 검출하면, 멀티플렉서는 대신 재개 신호 발생기로부터 모듈 제어기 광 출력부(176)에 재개 신호를 중계한다. 안전 복귀 회로망(152)은 일 실시예에서 안전 신호가 팩 제어기(102)로 복귀되었는지 여부를 검출하도록 구성되고, 다른 실시예에서는 재개 신호가 팩 제어기(102)에 전송되었는지 여부를 검출하도록 구성된다. 실시예에 있어서는, 안전 복귀 회로망(152)은 재개 신호가 팩 제어기(102)로 전송되었는지 여부를 검출하도록 구성되며, 안전 복귀 회로망(152)은 재개 신호가 수신될 때까지 전력 버스(164)로부터 전기적으로 분리된 셀(156)을 유지할 수 있다.
도 1c는 팩 제어기 프로세서(108) 및 모듈 제어기 프로세서(134)가 도 1b의 실시예에 통합된 BMS(100)의 또 다른 실시예를 도시한다. 더 자세하게는, 팩 제어기 프로세서(108)는 안전 루프 신호 발생기(110)의 기능을 수행하고, 안전 신호로도 작용하는 메시지 데이터를 전송한다. 예를 들어, 안전 복귀 회로망(152)이 워치독 타이머를 포함하는 실시예에서, 팩 제어기 프로세서(108)는 만약 필요하다면, 어떠한 메시지 데이터도 송신되지 않는 경우 "작동 없음" 신호를 전송하는 것을 포함하여 워치독 타이머의 타임아웃 주기보다 더 자주 변하는 메시지 데이터를 출력하도록 구성된다. 팩 제어기 프로세서(108)는 모듈 제어기(104)에 의해 중계되거나 전송된 임의의 메시지 데이터를 수신하기 위해 안전 복귀 회로망(152)과 병렬적으로 통신 가능하게 결합된다.
이와 유사하게, 도 1c의 모듈 제어기(104) 각각은 모듈 제어기 전기-광학 수신기(150)와 송신기(148) 사이에 직렬로 통신 가능하게 결합된 모듈 제어기(134)를 포함한다. 도 1a에서와 같이, 모듈 제어기 프로세서(134)는 모듈 제어기 상태를 나타내는 메시지 데이터를, 메시지를 전송하는 모듈 제어기(104)와 팩 제어기(102) 사이에 직렬로 위치된 임의의 모듈 제어기(104)에 의해 중계되도록 다운스트림으로 팩 제어기(102)로 전송할 수 있다.
도 1d는 안전 결함이 데이터를 전송하는 데 사용되는 것을 방지하기 때문에 제 1 통신 채널이 통신에 사용될 수 없는 경우임에도 통신을 허용하는 제2 통신 채널(177)을 추가함으로써 수정된 도 1c의 BMS(100)인 BMS(100)의 또 다른 실시예를 도시한다. 제2 통신 채널(177)을 통한 통신은 도 3c와 관련하여 이하에서 기술되는 바와 같이 반이중일 수 있고, 다른 실시예에서는 전이중 통신일 수 있다. 도 1d에서, 팩 제어기(102)는 팩 제어기 프로세서(108)에 전기적으로 결합된 팩 제어기 전기-광학 트랜시버(178)를 포함한다. 팩 제어기(102)는 전기-광학 트랜시버(178)가 이를 통해 각각 광 신호를 수신하고 송신하는 제2 팩 제어기 광 입력부(184) 및 제2 팩 제어기 광 출력부(186)를 더 포함한다. 이와 유사하게, 각각의 모듈 제어기(104)는 다운스트림 전기-광학 트랜시버(182) 및 업스트림 전기-광학 트랜시버(180)를 포함하고, 각각은 모듈 제어기 프로세서(134)에 전기적으로 결합된다. 모듈 제어기(104) 각각은, 제2 업스트림 광 입력부(188) 및 제2 업스트림 광 출력부(190) - 이를 통해 모듈 제어기(104)는 업스트림 전기-광학 트랜시버(180)를 사용하여 광 신호를 수신하고 전송함 -; 및 제2 다운스트림 광 입력부(192)와 제2 다운스트림 광 출력부(194) - 모듈 제어기(104)는 다운스트림 전기-광학 트랜시버(182)를 사용하여 광 신호를 수신하고 전송함- 더 포함한다. 도시된 예시적인 실시예에서의 각 전기-광학 트랜시버는 전기-광학 송신기 및 전기-광학 수신기를 포함한다. 추가로, 도시된 실시예에서, 한 쌍의 광섬유 또는 광 파이프는 트랜시버로부터 전송되고 트랜시버로 전송하는 광 신호를 송신하는데 사용된다; 그러나, (도시되지 않은) 다른 실시예에서, 단섬유 또는 광 파이프는 만약 파장 또는 시분할 멀티플렉싱이 사용되는 경우 트랜시버를 통해 신호를 전송하고 수신하는데 사용될 수 있다. 팩 제어기 프로세서(108)는 제2 통신 채널(177)을 따라 업스트림으로 신호를 송신함으로써 모든 모듈 제어기 프로세서(134)에 메시지를 전송할 수 있고, 모듈 제어기 프로세서(134)가 메시지를 다운스트림으로 중계하는 경우 제2 통신 채널(177)을 통해 임의의 하나 이상의 모듈 제어기 프로세서(134)로부터 메시지를 수신할 수 있다.
도 1e는 업스트림 전기-광학 트랜시버(180)를 제2 모듈 제어기 전기-광학 수신기(198)로 대체하고, 다운스트림 전기-광학 트랜시버(182)를 제2 모듈 제어기 전기-광학 트랜시버(196)로 대체함으로써 수정된 도 1d의 실시예인 시스템(100)의 또 다른 실시예를 도시한다. 따라서, 제2 통신 채널(177)은 데이터를 다운스트으로 전송하는데 사용되는 단신(즉, 단방향) 채널이다. 도 1d의 실시예에서와 같이, 제2 통신 채널(177)은 모듈 제어기(104) 중 하나에 안전 결함이 있기 때문에 제1 통신 채널(172)이 통신에 사용될 수 없는 경우임에도 통신을 허용한다. 도 8a 내지 도 8d와 관련하여 이하에서 상세히 기술되는 바와 같이, 제2 통신 채널(177)은 또한 시스템이 안전 결함을 겪고 있지 않은 경우에도 통신을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 제2 통신 채널(177)은 제1 통신 채널(172) 상의 데이터와 동시에 데이터를 전송할 수 있고, 또는 만약 시스템(100)이 안전 결함을 겪고 있지 않음에도 불구하고 제1 통신 채널(172)이 데이터 송신을 위해 사용되지 않는 경우에 데이터를 전송하는데 사용될 수 있다.
도 1e의 실시예는 또한 팩 제어기(102)의 전기-광학 트랜시버(178)를 모듈 제어기(104)로부터 송신된 광 신호를 수신하고 팩 제어기 프로세서(108)에 송신하기 위해 이를 전기 신호로 변환하는 제2 팩 제어기 전기-광학 수신기(200)로 대체함으로써 도 1d에서 수정되었다. 도 1e에서 트랜시버(178, 180, 182)는 수신기(200, 198, 196)로 대체되었지만, (도시되지 않은) 다른 실시예에서 도 1d의 실시예는 트랜시버(178, 180, 182) 중 임의의 하나 이상을 유지할 수 있고, 단지 하나 이상의 트랜시버(178, 180, 182)를 포함하는 전기-광학 수신기만을 사용함으로써 도 1e의 실시예와 기능 상 동일할 수 있다.
도 1d의 실시예에서와 같이, 도 1e의 실시예는 팩과 모듈 제어기(102, 104) 사이에서 통신하기 위해 광 파이프 및 광섬유 중 하나 또는 둘 모두를 사용할 수 있고, 데이터는 파장 및 시분할 멀티플렉스 중 하나 또는 둘 모두일 수 있다. 팩 제어기 프로세서(108)는 제2 통신 채널(177)을 따라 업스트림으로 신호를 송신함으로써 모든 모듈 제어기 프로세서(134)에 메시지를 전송할 수 있고, 모듈 제어기 프로세서(134)가 메시지를 다운스트림으로 중계하는 경우 제2 통신 채널(177)을 통해 임의의 하나 이상의 모듈 제어기 프로세서(134)로부터 메시지를 수신할 수 있다.
도 1f는 제1 및 제2 통신 채널(172, 177) 모두가 단신 루프를 포함하는 시스템(100)의 또 다른 실시예를 도시하며; 즉, 어느 모듈 제어기(104)도 안전 결함을 겪고 있지 않은 경우, 팩 제어기(102)는 데이터를 제1 및 제2 통신 채널(172, 177)을 따라 모듈 제어기(104)로 송신할 수 있거나, 제1 및 제2 통신 채널(172, 177)을 따라 모듈 제어기(104)를 통해 송신된 데이터를 수신할 수 있다. 도 1f의 실시예는 도 1d의 실시예와 도 1f의 팩 제어기(102)가 제2 팩 제어기 광 출력부(186)를 통해 가장 업스트림 모듈 제어기(104)의 제2 업스트림 광 입력부(188)로 광 신호를 출력하는 제2 팩 제어기 전기-광학 송신기(202)를 더 포함한다는 점을 제외하면 동일하다.
도 2는 팩 제어기(102)와 4개의 모듈 제어기(104a-d)를 포한하는 배터리 관리 시스템(100)의 또 다른 실시예를 도시한다. 제3 및 제4 모듈 제어기(104c,d) (“모듈 제어기의 제2 스트링”)가 모듈 제어기(104)의 제1 스트링과는 병렬로 팩 제어기(102)와는 함께 직렬로 연결되는 동안, 제1 및 제2 모듈 제어기(104a,b) (“모듈 제어기(104)의 제1 스트링”)는 팩 제어기(102)와 함께 직렬로 연결된다. 팩 제어기(102)는 (도시되지 않은) 팩 제어기 메모리에 통신 가능하게 결합된 팩 제어기 프로세서(108)를 포함한다; 팩 제어기 메모리는 팩 제어기 프로세서(108)에 의해 실행 가능한 컴퓨터 프로그램 코드를 포함하고, 프로세서(108)에 의해 실행되는 경우 프로세서(108)로 하여금 도 3a 내지 도 3c에 도시되고 이하에서 기술된 기능을 실행하도록 한다.
팩 제어기(102)는 또한 모듈 제어기(104)에 전송된 안전 신호를 생성하는데 사용되는 안전 루프 신호 발생기(110)를 포함한다. 도시된 실시예에서의 안전 신호는 모듈(104)의 제1 및 제2 스트링과 각각 통신하는 제1 및 제2 통신 채널을 따라 메시지 데이터와 시분할 멀티플렉싱되는 클록 펄스이다.
이하의 설명은 모듈 제어기(104)의 제1 스트링에 초점을 맞추지만, 도시된 실시예에서, 각각의 모듈 제어기(104)는 동일하게 구성되며, 이하에 기술되는 모듈 제어기의 제1 스트링과 간섭하는 팩 제어기(102) 상의 회로망은 모듈 제어기(104)의 제2 스트링과 유사하게 간섭하기 위해 팩 제어기(102) 상에 미러링된다.
모듈 제어기(104)의 제1 스트링에 관하여, 팩 제어기 프로세서(108)는 또한 팩 제어기 범용 비동기 수신기/송신기(universal asynchronous receiver/transmitter, UART)(146)와 제1 및 제2 멀티플렉서(106a, b)(집합적으로, "멀티플렉서(106)")의 형태의 전기 트랜시버와 통신한다. 도시된 실시예에서, 멀티플렉서(106)는 NXP 세미컨덕터TM N.V. NX3L2467 쌍자극 이중스루 스위치(double pole double throw switch)를 포함하나, (도시되지 않은) 다른 실시예에서 멀티플렉서 중 하나 또는 둘 모두는 상이한 하드웨어 및 소프트웨어 중 하나 또는 둘 다 모두 이용하여 구현될 수 있다. 팩 제어기 프로세서(108)는 멀티플렉서(106) 각각의 선택 입력을 직접 제어한다. 도 3a 내지 도 3c와 관련하여 이하에 더 상세히 기술하는 바와 같이, 배터리 관리 시스템(100)은 전이중 통신 모드(이하에서는 간단히 "전이중 모드"라고 함) 및 반이중 통신 모드(이하에서는 간단히 "반이중 모드"라고 함)에서 동작 가능하다. 전이중 모드로 작동하는 경우, 팩 제어기 프로세서(108)가 제1 팩 제어기 광 출력부(112) 및 제1 팩 제어기 광 입력부(114)를 통해 접근하는 제1 통신 채널(172)(이하에서는 도 2의 문맥에서 상호 교환 가능하게 "안전 복귀 통신 채널"라고 언급함)을 통해 모듈 제어기(104)의 제1 스트링에 메시지 데이터를 전송한다. 또한, 전이중 모드로 작동하는 경우, 팩 제어기 프로세서(108)는 팩 제어기 프로세서(108)가 제2 팩 제어기 광 입력부(184) 및 제2 팩 제어기 광 출력부(186)를 통해 접근하는 제2 통신 채널(177)(도 2의 문맥에서 상호 교환적으로 "전용 메시지 데이터 통신 채널"라고 언급함)을 통해 모듈 제어기(104)의 제1 스트링으로부터 메시지 데이터를 수신한다. 반이중 모드로 작동하는 경우, 팩 제어기 프로세서(108)는 제2 팩 제어기 광 출력부 및 입력부(186, 184)를 사용하여 전용 메시지 데이터 통신 채널만을 통해 모듈 제어기(104)의 제1 스트링으로부터, 모듈 제어기(104)의 제1 스트링으로 메시지 데이터를 수신하고 전송한다. 또한, 반이중 모드로 작동하는 경우, 팩 제어기 프로세서(108)는 안전 복귀 통신 채널을 따라 안전 신호를 출력한다. 팩 제어기(102)는 또한 팩 제어기(102)가 제1 팩 제어기 광 입력부(114)를 통해 제1 모듈 스트링(104)으로부터 수신하는 입력 신호를 평가하는 워치독 타이머(120) 형태의 안전 복귀 회로망을 포함한다. 전이중 모드에 있는 경우, 워치독 타이머(120)는 입력 신호를 모니터링하여 모듈(104)의 제1 스트링을 포함하는 모듈(104) 중 임의의 하나에서 안전 결함이 발생했는지 여부를 결정하고; 만약 그렇다면, 팩 제어기(102)는 (도 2에 도시되지 않은) 개폐기(158)를 개방함으로써 모듈의 제1 스트링을 포함하는 배터리 셀이 전기적으로 결합된 직류("DC") 전력 버스로부터 모듈(104)의 제1 스트링을 포함하는 배터리 모듈을 분리한다. 반이중 모드에 있는 경우, 워치독 타이머(120)는 입력 신호를 모니터링하고, 안전 결함이 시정되었음을 나타내는 재개 신호를 기다린다. 이에 응답하여, 팩 제어기(102)는 개폐기(158)를 닫음으로써 배터리 모듈을 DC 전력 버스에 재연결한다. 도시된 예시적인 실시예에서, 개폐기(158)는 임의의 하나 이상의 배터리 모듈(104)이 안전 결함을 겪을 때마다 열릴 뿐만 아니라, 모듈(104) 중 어느 것도 안전 결함을 겪고있지 않을 때도 열릴 수 있다.
도시된 실시예에서, 팩 제어기(102)는 모듈(104)의 제1 스트링과 광학적으로 통신한다. 제1 팩 제어기 광 출력부(112)를 통해 모듈(104)의 제1 스트링에 광학적 안전 신호를 송신하기 위해, 팩 제어기(102)는 발광 다이오드("LED")에 전기적으로 결합된 스위치의 형태로 전기-광학 송신기를 포함한다. 스위치는 이 실시예에서 팩 제어기 프로세서(108)에 의해 작동되는 MOSFET을 포함한다. 스위치가 켜지면, 전류는 LED를 통해 흐르고 신호는 송신된다. 반대로, 스위치가 꺼지면, 어떠한 전류도 LED를 통해 흐르지 않으며 신호는 송신되지 않는다. 팩 제어기 프로세서(108)가 제2 팩 제어기 광 출력부(186)를 통해 전송하는 광 신호는 유사하게 생성된다. 팩 제어기(102)가 제2 팩 제어기 광 입력부(184) 및 제1 팩 제어기 광 입력부(114)를 통해 모듈(104)의 제1 스트링으로부터 수신한 광 데이터는 MaximTM Integrated Products, Inc 사의 MAX3120 IrDA 트랜시버와 같은 전기-광학 트랜시버를 사용하여 전기 신호로 변환된다. (도시되지 않은) 다른 실시예들에서, 독립형 수신기는 트랜시버에 대한 대안으로서 사용될 수 있고, 이와 유사하게, 트랜시버는 전술한 MOSFET 제어 LED 대신에 사용될 수 있다. 본원에서 도시된 실시예가 광 통신에 관한 것이지만, 다른 실시예에서 팩 제어기(102)와 모듈 제어기(104) 사이의 통신은 전기적일 수 있다.
도시된 실시예에서 각각의 모듈 제어기(104)는 (도 2에는 도시되지 않았지만, 도 5에는 도시된) 안전 결함 검출 회로망(160) - 이는 그 모듈 제어기(104)에 대한 배터리 모듈이 안전 결함을 겪었다는 것을 나타내는 결함 검출 신호를 생성함-; 안전 오버라이드 회로망(136); 모듈 제어기 프로세서(134) 및 모듈 제어기 프로세서(134)에 의해 실행 가능한 프로그램 코드를 저장하는 (도시되지 않은) 모듈 제어기 메모리 - 프로세서(134)에 의해 실행되는 경우, 프로세서(134)로 하여금 이하의 기능을 수행하도록 함-; 및 제1 내지 제3 모듈 제어기 UART(138, 140, 142) - 이들 각각은 모듈 제어기 프로세서(134)와 통신 가능하게 결합됨-을 포함한다. 모듈 제어기(104)는 또한 3개의 입력 및 3개의 출력을 포함한다: 안전 복귀 통신 채널을 따라 송신된 데이터는 각각 제1 업스트림 광 입력부(174) 및 제1 다운스트림 광 출력부(176)를 통해 모듈 제어기(104)에 의해 수신되고 송신된다; 전용 메시지 데이터 통신 채널을 따라 모듈 제어기(104)에 의해 팩 제어기(102)로부터 송신되고 수신된 메시지 데이터는 각각 제2 다운스트림 광 출력부(194) 및 입력부(192)를 사용하여 송신된다.
전용 메시지 데이터 통신 채널을 따라 모듈 제어기(104)의 제1 스트링에 대하여 제2 모듈 제어기(104b)와 같은 업스트림 모듈 제어기(104)로부터 송신되고 수신된 메시지 데이터는 제2 업스트림 광 출력부(190) 및 광 입력부(188)를 각각 사용하여 송신된다. 팩 제어기(102)에서와 같이, 모듈 제어기(104) 내지 팩 제어기(102) 또는 다른 모듈 제어기(104) 중 임의의 하나에 의해 송신된 데이터는 팩 제어기(102)와 관련하여 전술한 바와 같이 전기-광학 송신기, 수신기, 또는 트랜시버를 사용하여 수행되는 전기적 및 광학 신호 사이의 변환과 함께 광학적으로 송신된다.
도시된 실시예에서, 안전 오버라이드 회로망(136)은 3개의 입력을 갖는 AND 게이트를 포함한다: 하나의 입력은 안전 결함 검출 회로망(16)의 출력에 연결되고, 이것이 생성하는 임의의 결함 검출 신호를 수신한다; 제 2 입력부는 모듈 제어기 프로세서(134)의 출력에 연결되고; 제3 입력은 제1 모듈 제어기 UART(138)의 수신 채널과 제1 업스트림 광 입력부(174)에 병렬로 연결된다. 이하에 더욱 자세하게 기술하는 바와 같이, 모듈 제어기 프로세서(134)의 출력과 결함 검출 신호가 모두 하이이면, 안전 오버라이드 회로망(136)은 궁극적으로 팩 제어기(102)로 복귀하게 하기 위해 제1 업스트림 광 입력부(174)에서 수신된 신호를 제1 다운스트림 광 출력부(176)로 단순히 중계한다. 만약 모듈 제어기(104)가 안전 결함을 겪고 있거나 그렇지 않으면 모듈 제어기 프로세서(134)가 통신을 간섭하기를 원한다면, 둘 중 하나는 AND 게이트의 출력을 로우로 구동시켜서 팩 제어기(102)가 로우인 때 제1 팩 제어기 광 입력부(114)를 구동함으로써 팩 제어기(102)로 안전 결함 신호를 전송할 수 있다. 도시된 실시예에서, "로우" 광 입력은 "로우" 광 신호가 0이 아닌 광 레벨일지라도, (도시되지 않은) 상이한 실시예에서 차단되는 광 신호에 의해 표현된다. 도시된 실시예에서, 안전 결함 신호가 존재하는 경우, 시스템(100)은 반이중 모드로 작동하고, 안전 결함 신호가 존재하지 않는 경우, 시스템(100)은 전이중 모드로 작동한다. (도시되지 않은) 상이한 실시예에서, 시스템(100)은 심지어 안전 결함 신호가 존재하지 않는 경우에도 반이중 모드로 작동할 수 있다. 추가적으로, (도시되지 않은) 상이한 실시예에서, 모듈 제어기 프로세서(134)는 프로세서(134)의 소프트웨어 에러가 개폐기(156)를 바람직하지 않게 개방하는 것을 방지하기 위해 출력 신호를 안전 오버라이드 회로망(136)에 전송하지 않을 수 있다. 예를 들어, 모듈 제어기 프로세서(134)는 대신에 별도의 광학 또는 전기적 연결을 통해 팩 제어기(102)로 출력 신호를 전송할 수 있다.
제2 모듈 제어기 UART(140)는 제2 업스트림 광 입력부(188)를 통해 업스트림 모듈 제어기(104b)로부터 메시지 데이터를 수신하고, 이 메시지 데이터는 모듈 제어기 프로세서(134)로 전송된다. 모듈 제어기 프로세서(134)는 제2 다운스트림 광 출력부(194)를 사용하여 출력되는 제3 모듈 제어기 UART(142)를 통해 팩 제어기(102)를 향해 메시지 데이터를 다운스트림으로 전송한다. 팩 제어기(102)는 제2 팩 제어기 광 입력부(184) 및 팩 제어기 UART(146)를 통해 전용 메시지 데이터 통신 채널을 따라 모듈 제어기(104)에 의해 송신된 메시지 데이터를 수신한다.
시스템(100)이 반이중 모드로 작동하는 경우, 팩 제어기(102)는 안전 복귀 통신 채널을 사용하여 어떠한 메시지 데이터도 전송하지 않는다. 그 대신에, 팩 제어기(102)는 팩 제어기 UART(146)를 사용하여 메시지 데이터를 모듈(104)의 제1 스트링으로 송신하고, 모듈(104) 각각은 제2 다운스트림 광 입력부(192)를 통해 메시지 데이터를 수신하고, 이를 제2 업스트림 광 출력부(190) 밖으로 중계하며, 제3 모듈 제어기 UART(142)를 통해 모듈 제어기 프로세서(134)로 중계한다.
팩 제어기(142)가 모듈 제어기(104)로 방송할 수 있는 메시지 데이터의 예시는 "명령" 및 "응답"을 포함한다. 명령은 모듈 제어기(104)에 이용 가능한 특정 정보에 대한 팩 제어기(102)에 의한 요청을 포함할 수 있고, 응답은 모듈 제어기(104)가 명령에 응답하여 팩 제어기(102)에 제공하는 데이터를 포함할 수 있다.
요청의 예시는 전술한 바와 같은 배터리 파라미터에 대한 요청, (이하 상세히 기술되는) 전력 모드와 LED 표시기와 같은 설정이나 모듈 파라미터를 변경하기 위한 요청, (예를 들어, 로드에 의해 유도되는 순간 전류) 배터리 팩 상의 전류 데이터, 셀 전압 밸런싱 타겟, 및 모듈 제어기(104)의 상호적인 진단 터미널의 사용을 가능하게 하는 명령을 포함한다. 보다 일반적으로, 명령은 하나 이상의 모듈 제어기(104)로부터의 데이터에 대한 임의의 요청, 하나 이상의 모듈 제어기(104)가 특정 데이터를 사용하기 위한 명령, 하나 이상의 모듈 제어기(104)를 구성 또는 프로그래밍하기 위한 명령, 및 도 9b와 관련한 것과 같은 데이터에 대한 라우팅 명령을 포함한다. 메시지 데이터는 부가적으로 또는 대안적으로 패킷화(packetized)될 수 있다.
팩 제어기(102)로 전송할 수 있는 임의의 하나 이상의 모듈 제어기(104)의 응답의 예시는, 네트워크 관리 명령에 대한 응답, 상술된 바와 같이 파라미터 또는 설정 데이터와 전압과 온도 데이터와 같은 팩 제어기(102)로부터의 데이터 요청에 대한 응답, 팩 제어기(102)로부터 알람 요청에 대한 응답, 및 모듈 제어기(104)의 상호적인 진단 터미널의 사용을 가능하게 하는 팩 제어기(102)로부터의 명령에 대한 응답을 포함한다.
도 1b 내지 도 1d, 및 도 2의 제1 통신 체널(172)은 팩 제어기(102)에 의해 제1 통신 채널(172)을 사용하여 송신된 신호가 어떠한 모듈 제어기(104)도 안전 결함을 검출하지 않으면 팩 제어기(102)로 복귀될 수 있다는 점에서 루프이다. 그러나, (도시되지 않은) 다른 실시예에서, 제1 통신 채널(172)은 루프일 필요는 없다. 예를 들어, 제1 통신 채널(172)은 다른 실시예에서 팩 제어기(102)에 의해 전송된 신호가 동일한 채널 상에서 그 신호로 복귀되는 것을 허용하지 않는다는 점에서 전용 메시지 데이터 통신 채널과 유사할 수 있다.
이제 도 4를 참조하면, 종래 기술에 따라 고전압 인터로크 루프(high voltage interlock loop, HVIL)를 구현하는 배터리 관리 시스템 A의 개략도가 도시되어 있다. 배터리 관리 시스템 A는 3개의 배터리 모듈(B)를 포함하며, 각각의 배터리 모듈은 직렬로 함께 전기적으로 결합된 다수의 셀(L)을 포함한다. 각 모듈의 셀 L은 전력 커넥터(C)를 통해 DC 전력 버스(I)에 전기적으로 결합된다. 접촉기 전원(J)은 전력 버스(I)를 배터리 팩 전력 터미널(M)에 (접촉기(G)가 폐쇄되는 경우) 전기적으로 결합하고, (접촉기(G)가 개방되는 경우) 분리시키는 접촉기(G)를 개방하고 폐쇄하는 계전기(K)를 제어한다.
접촉기 전원(J)에 전기적으로 결합되는 HVIL 루프(F)는 각각의 배터리 모듈(B)를 통해 연장되고, HVIL 커넥터(E)는 각각의 모듈(B)에 포함된 HVIL 루프(F)의 부분과 HVIL 루프(F)의 나머지 부분 사이의 인터페이스이다. 각각의 모듈(B)은, 셀(L)을 전력 버스(I)에 연결하는 것에 부가하여, 전력 커넥터(C)가 모듈(B)의 나머지에 연결되는 있는 경우 HVIL 루프(F)을 전기적으로 폐쇄하는 HVIL 점퍼(jumper)(D)를 포함하는 전력 커넥터(C)를 포함한다. 전력 커넥터(C)가 모듈(B)의 나머지 부분에 연결되지 않은 경우, 해당 모듈의 셀(L)은 전력 버스(I)에 연결되지 않고, HVIL 루프(F)는 끊어진다. HVIL 루프(F)가 끊어진 경우, 접촉기 전원(J)은 계전기(K)를 트리거함으로써 모듈(B)을 전력 버스(I)로부터 분리시킨다.
도 4의 시스템 A는, 전적으로 전기적 특성을 가지므로, 전자기 간섭으로 인해 에러가 발생할 가능성이 높아진다. 이와 대조적으로, 도 5는 HVIL 루프 대신에 사용되는 결함 검출 신호 및 광학적 안전 결함 신호를 생성하기 위한 안전 결함 검출 회로망(160)을 포함하는 배터리 모듈(500)의 개략도를 도시한다. 도 2에서 논의된 실시예와 관련하여, 광학적 안전 결함 신호는 시스템(100)이 반이중 모드에 있는 경우 안전 복귀 통신 채널을 통해 팩 제어기(102)를 향하여 송신된다.
배터리 모듈(500)은 직렬로 전기적으로 함께 결합되고, 한 쌍의 배터리 접점(520)을 통해 전력 커넥터(502)를 통해 (도 5에 도시되지 않은) 전력 버스로 연결 가능한 다수의 배터리 셀(156 a,b,c…n) (집합적으로, "배터리 셀(156)")을 포함한다. 모듈(500)은 또한 전력 커넥터(502) 및 셀(156)과 간섭하는 안전 결함 검출 회로망(160)을 포함한다. 회로망(160)은 도 5에서는 OR 로직 게이트와 기능적으로 동일한 로직 게이트 회로망(507)과 인터로크 신호 라인(525)에 전기적으로 결합하는 제1 인터로크 접점(524)을 포함한다. 회로망(160)은 또한 전력 커넥터(502)가 배터리 모듈(500)에 연결되는 경우 제1 인터로크 접점(524)이 전기적으로만 단락되는 제2 인터로크 접점(522)을 포함한다. 도 5에서, 인터로크 신호 라인(525)은 전력 커넥터(502)가 모듈(500)에 연결되어 있지 않은 경우 풀-다운 저항기(506)를 통해 그라운드로 풀-다운되고, 전력 커넥터(502)가 모듈(500)에 연결되어 있는 경우 Vcc로 단락된다. 인터로크 신호 라인(525)을 따라 위치된 비교기(518p)는 인터로크 신호 라인(525)이 Vcc로 단락되고, 그렇지 않으면 결함 검출 신호를 로직 게이트 회로망(507)에 전송하지 않는 경우 결함 검출 신호를 생성하고 로직 게이트 회로망(507)으로 전송하며, 이 경우에 이는 디지털 하이 출력이다.
인터로크 신호 라인(525)과 병렬로, 배터리 모듈(500)은 전압계(514 a,b,c…n)를 포함하며, 각각은 셀(156 a,b,c…n) 중 하나를 가로질러 전기적으로 결합된다. 각각의 전압계(514 a,b,c…n)는 비교기(518 a,b,c…n)가 위치하는 신호 라인을 통해 논리 게이트 회로망(507)에 전기적으로 결합된다. 인터로크 신호 라인(525)에서와 같이, 비교기(518 a,b,c…n) 중 임의의 하나는 결함 검출 신호를 생성하고, 전압계(518 a,b,c…n)가 셀(156 a,b,c…n) 중 하나가 과전압 또는 저전압 상태에 있는 것을 측정하는 경우에 이를 로직 게이트 회로망(507)에 전송하고, 그렇지 않으면 결함 검출 신호를 전송하지 않는다. 배터리 모듈(500)은 온도 센서가 과열 상태를 측정하는 경우 결함 검출 신호를 로직 게이트 회로망(507)에 출력하고 그렇지 않으면 결함 검출 신호를 전송하지 않는 또 다른 비교기(518o)에 따라 위치된 신호 라인을 통해 로직 게이트 회로망(507)에 전기적으로 결합된 온도 센서(516)를 또한 포함한다. 각 비교기(518a…o)는, 예를 들어, 연산 증폭기를 사용하여 구현될 수 있다.
도 5의 배터리 모듈(500)은 임의의 하나 이상의 전력 커넥터(502)가 연결되지 않거나, 과전압 상태, 저전압 상태, 및 과열 상태에 있는 것에 응답하여 안전 결함 신호를 생성하며, (도시되지 않은) 다른 실시예에서 안전 결함 신호는 임의의 하나 이상의 기준이 만족되는 경우에만 생성될 수 있다. 부가적으로 또는 대안으로, (도시되지 않은) 다른 실시예에서, 배터리 모듈(500)은 임의의 하나 이상의 다른 모듈 제어기(104) 또는 팩 제어기(102)와 통신을 끊는 모듈(500), 및 모듈 프로세서(134)의 고장에 응답하여 안전 결함 신호를 생성할 수 있다.
적어도 하나의 결함 검출 신호를 수신한 후, 로직 게이트 회로망(507)은 안전 결함 신호를 출력하고, 이는 스위치(510)를 통해 (도 5에 도시되지 않으나, 모듈 제어기 전기-광학 송신기(148)와 같은) 전기-광학 송신기를 차례로 작동시킨다. 전기-광학 트랜시버는 광 섬유와 같은 광 도관(512)을 따라 광 신호를 출력한다. 도 2의 맥락에서, 광 도관(512)은 안전 결함이 그 모듈(104)에서 발생한 경우 안전 복귀 통신 채널을 따라 모듈(104) 중 임의의 하나로부터 팩 제어기(102)를 향해 다운스트림으로 광 송신 매체를 포함한다.
BMS 작동
도 3a는 또 다른 실시예에 따라 도 2의 배터리 관리 시스템(100)을 사용하여 통신하기 위한 방법(300)을 나타낸다. 팩 제어기 프로세서(108) 및 모듈 제어기 프로세서(134)를 사용하여 구현되는 방법(300)의 일부는 컴퓨터 프로그램 코드로서 인코딩될 수 있고, 적절하게 (도시되지 않은) 모듈 제어기 메모리 및 (도시되지 않은) 팩 제어기 메모리 상에 저장될 수 있다.
방법(300)은 블록(302)에서, 팩 제어기(102)가 안전 결함이 발생했는지 여부를 결정하는 블록(304)로 진행한다. 특정 실시예에서, 팩 제어기 프로세서(108)는 소프트웨어 에러가 결함의 검출 또는 결함의 검출에 응답하여 취해진 교정 동작을 방지할 가능성을 제거하기 위해 안전 결함이 발생했는지 여부를 결정하는데 아무런 역할을 하지 않는다. 그 대신, 안전 결함의 검출은 전적으로 하드웨어에서 처리된다. 도시된 실시예에서, 워치독 타이머(120) 형태의 안전 복귀 회로망(152)은 팩 제어기(102)가 제1 팩 제어기 광 입력부(114)에서 수신하는 신호에 임의의 변화가 있는지 여부를 모니터링한다. 후술하는 바와 같이, 결함이 이미 검출되고 시스템(100)이 결과적으로 반이중 모드로 작동하는 경우, 팩 제어기(102)는 안전 복귀 통신 회로를 따라 안전 루프 신호 발생기(110)에 의해 생성된 안전 신호를 전송한다. 모듈 제어기(104) 중 어느 것도 안전 결함을 겪고 있지 않은 경우, 안전 신호는 신호의 변화를 검출하고, 안전 결함이 종료된 것으로 결정하는 워치독 타이머(120)로 모듈 제어기(104)의 스트링을 통해 중계된다. 이와 대조적으로, 또한 이하에서 더 상세히 기술되는 바와 같이, 시스템(100)이 전이중 모드에 있는 경우, 팩 제어기 프로세서(108)는 워치독 타이머(120)가 결함 상태가 존재하는지를 결정하는 것을 적어도 방지하기 위해 만일 다른 어떠한 메시지 데이터도 이용 가능하거나 송신되기를 원한지 않는 경우 "비작동" 메시지를 전송함으로써 워치독 타이머(120)의 타임아웃 주기보다 더 자주 메시지 데이터를 모듈(104)로 전송하도록 구성된다.
워치독 타이머(120)가 안전 복귀 통신 채널을 따라 수신된 신호에서 그 타임아웃 기간의 만료 이전에 변화를 검출한다고 가정하면, 팩 제어기(102)는 시스템(100)에 결함 상태가 없다고 결론을 내리고, 시스템이 전이중 모드로 작동하는 블록(306)으로 이동한다. 도 3b는 전이중 모드에서 메시지 데이터를 전송하기 위해 배터리 관리 시스템(100)에 의해 수행되는 예시적인 방법(314)을 도시한다.
도 3b에서, 블록(316)에서 팩 제어기 프로세서(108)는 안전 복귀 통신 채널을 사용하여 메시지 데이터를 모듈 제어기(104)로 전송하며; 이 전송된 메시지 데이터는, 모듈 제어기로 하여금 예를 들어, 저전력 모드로 진입하거나 저전력 모드로부터 나오게 하고, 또는 셀 온도 또는 전압과 같은 배터리 모듈 상태를 나타내는 데이터를 전송하게 하거나, 도 7a 내지 도 10b에 관하여 이하에 기술한 임의의 명령을 하도록 지시한다. 도시된 실시예에서, 모듈 제어기(108)가 저전력 모드를 나오는 경우에 그들은 정상 전력 모드에 진입한다; 그러나, (도시되지 않은) 다른 실시예에서, 임의의 하나 이상의 모듈 제어기(104)는 저전력 모드를 나올 때 다른 모드로 진입할 수 있다. 팩 제어기 프로세서(108)는 제1 멀티플렉서(106a)의 선택 입력을 조절하여 제2 멀티플렉서(106b)에 의해 전송된 데이터를 출력하고, 제2 멀티플렉서(106b)의 선택 입력을 조절하여 팩 제어기 UART(146)에 의해 전송된 데이터를 출력하도록 한다. 이러한 메시지 데이터는 제2 모듈 제어기(104b)로 광학적으로 송신된다. 블록(318)에서, 모듈 제어기(104b)는 광학 신호를 수신하고, 이를 전기 신호로 변환하며, 수신된 메시지 데이터를 AND 게이트의 형태로 안전 오버라이드 회로망(136)의 입력으로 전송하고, 수신된 메시지 데이터를 제1 모듈 제어기 UART(138)으로 전송한다. 전이중 모드에서 안전 결함이 존재하지 않기 때문에, 블록(320)에서 AND 게이트를 통한 제2 모듈 제어기(104b)는 제1 모듈 제어기(104a)가 안전 복귀 통신 채널을 사용한 것처럼 안전 복귀 통신 채널을 통해 팩 제어기(102)로부터 수신한 메시지 데이터를 제1 모듈 제어기(104a)로 중계한다. 블록(322)에서, 제2 모듈 제어기(104b) 상의 모듈 제어기 프로세서(134)는 동일하거나 상이한 메시지 데이터를 전송하고, 이러한 메시지 데이터를 제3 모듈 제어기 UART(142)를 통해 제1 모듈 제어기(104a)로 송신한다. 예를 들어, 제2 모듈 제어기(104b)로부터 제1 모듈 제어기(104a)로 전송된 메시지 데이터는 팩 제어기(102)로부터의 요청에 대한 응답을 포함할 수 있다. 예를 들어, 팩 제어기(102)가 모듈 제어기(104)가 온도 정보를 제공하도록 요청하는 경우, 모듈 제어기(104a)는 전용 메시지 데이터 통신 채널을 통해 다음 모듈 제어기(104a)로 그의 온도 정보를 송신할 수 있어서, 팩 제어기(102)는 결과적으로 모듈 제어기(104)의 스트링을 포함하는 모든 모듈 제어기(104)로부터 온도 데이터를 수신한다.
블록(324)에서, 안전 복귀 및 전용 메시지 데이터 통신 채널 모두를 따라 송신된 데이터가 블록(326)에서 팩 제어기(102)로 다시 전파될 때까지 블록(318) 내지 블록(322)는 스트링 내의 다음 다운스트림 모듈 제어기(104a)에 의해 반복된다.
블록(326)에서, 방법(300)은 도 3a에 도시된 바와 같이 블록(308)으로 계속되는데, 여기에서 팩 제어기(102)는 워치독 타이머(120)가 만료되었는지 여부를 평가함으로써 임의의 모듈 제어기(104)에서 안전 결함을 검출하는지를 결정한다. 만약 그렇지 않다면, 방법(300)은 블록(306)으로 되돌아가서 다시 전이중 모드로 데이터를 송신한다. 그러나, 만약 결함이 검출된다면, 방법(300)은 데이터가 반이중 모드로 송신되는 블록(310)으로 진행한다.
도 3c는 반이중 모드에서 메시지 데이터를 전송하기 위해 배터리 관리 시스템(100)에 의해 수행되는 예시적인 방법(327)을 도시한다. 블록(328)에서, 팩 제어기 프로세서(108)는 팩 제어기(102)로부터 모듈(104)의 스트링으로 안전 신호를 출력한다. 안전 루프 신호 발생기(110)는 팩 제어기 프로세서(108)와 독립적으로 안전 신호를 생성하고, 팩 제어기 프로세서(108)는 제1 멀티플렉서(106a)의 선택 입력을 작동시켜 팩 제어기 UART(146)로부터의 메시지 데이터와는 달리 안전 신호는 안전 복귀 통신 채널을 따라 모듈(104)의 스트링으로 광학적으로 송신된다. 블록(330)에서, 제2 모듈 제어기(104b)는 안전 신호를 수신하고, 이를 전기 신호로 변환한다. 블록(332)에서, 안전 신호는 안전 오버라이드 회로망(136)을 통해 제1 모듈 제어기(104a)로 중계되고, 제2 모듈 제어기(104b)는 안전 결함을 겪고 있지 않은 것이라고 가정한다. 만약 제2 모듈 제어기(104b)가 안전 결함을 겪고 있는 경우, 안전 신호는 제2 모듈 제어기(104b)에서 종결된다.
안전 신호가 안전 복귀 통신 채널을 따라 송신되는 동안, 블록(334)에서 팩 제어기 프로세서(108)는 전용 메시지 데이터 통신 채널을 사용하여 모듈(104)의 스트링과 반이중 통신에 참여한다. 팩 제어기 프로세서(108)는 팩 제어기 UART(146)의 선택 입력을 제어하여, 각 모듈 제어기(104)의 다운스트림 메시지 데이터 입력부(132)를 통해 메시지 데이터가 모듈 제어기(104)에 송신되도록 한다. 모듈 제어기(104) 각각이 수신하는 각각의 메시지 데이터는 제3 모듈 제어기 UART(142)에 의해 수신되고, 또한 제2 업스트림 광 출력부(190)를 통해 임의의 제2 업스트림 모듈 제어기(104)로 전달된다. 이와 마찬가지로, 모듈 제어기(104)로부터 팩 제어기(102)로의 통신은 전용 메시지 데이터 통신 채널을 반대 방향으로 사용하여 수행된다. 즉, 송신은 업스트림 모듈 제어기(104b)의 제3 모듈 제어기 UART(142)에서 시작하여 다운스트림 모듈 제어기(104a)로 광학적으로 송신되고, 여기서 이는 전기 신호로 변환되고, 다운스트림 모듈 제어기(104a)의 제2 모듈 제어기 UART(140)에 의해 수신된다. 전이중 모드에서와 같이, 다운스트림 모듈 제어기(104a)에 의해 전송된 메시지 데이터는 수신된 것과 상이할 수 있다. 메시지 데이터는 결국 팩 제어기(102)로 전파되고, 보다 구체적으로는 팩 제어기 UART(146)에 의해 수신된다. 도시된 실시예에서, UART(140, 142, 146)은 직렬 통신만을 허용하므로, 전용 메시지 데이터 통신 채널은 주어진 시간에 팩 제어기(102)또는 모듈 제어기(104)로 데이터를 송신하는데 사용되나, 둘 모두로 데이터를 송신하지는 않는다; 그러나, 다른 실시예에서, 전용 메시지 데이터 채널은 병렬과 전이중 송신이 가능한 통신 회로망을 사용하여 구성될 수 있다.
블록(334) 후에, 방법(300)은 도 3a의 블록(312)으로 진행하고, 안전 신호가 팩 제어기(102)에 의해 검출되었는지 여부를 결정한다. 워치독 타이머(120)가 타임아웃한 경우, 모듈 제어기(104)의 스트링 내의 모듈 제어기(104)의 적어도 하나는 안전 결함을 여전히 겪고 있으므로, 본 방법은 블록(310)으로 복귀하여 반이중 모드로 유지된다. 대안적으로, 만약 워치독 타이머(120)가 안전 신호를 검출하면, 모듈 제어기(104) 중 어느 것도 안전 결함을 겪지 않고 방법(300)은 전송이 더 높은 대역폭 전이중 모드를 사용하여 이루어지는 블록(306)으로 진행한다.
도 3b 및 도 3c는 반이중 또는 전이중 모드로 작동하는 시스템(100)을 기술하고, (도시되지 않은) 다른 실시예에서 하나 또는 둘 모두의 통신 채널은 단방향으로(즉, 단신 모드로) 데이터를 전송하는데 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 각각의 모듈 제어기 프로세서(134)는 저전력 모드 및 저전력 모드에 있는 경우보다 프로세서(134)가 더 많은 전력을 사용하고, 더 많은 기능을 가지는 정상 전력 모드에서 동작 가능하다. 예를 들어, 프로세서(134)는 배터리 팩이 전기적으로 결합되는 부하가 전류를 유도하지 않는 경우에 저전력 모드에서 동작할 수 있으며, 이에 따라 셀 전압 및 모듈 온도와 같은 배터리 파라미터의 불필요한 빈번한 샘플링을 가져온다. 이러한 예시에서, 저전력 모드에 있는 경우, 각각의 프로세서(134)는 프로세서(134)가 정상 전력 모드에 있고 부하가 전류를 유도하는 제1 주파수보다 큰 제2 주파수에서 배터리 파라미터를 샘플링하는 경우와는 대조적으로 제1 주파수에서 배터리 파라미터를 샘플링한다.
일 실시예에서, 팩 제어기 프로세서(108)는 개폐기(158)의 상태를 결정함으로써 부하가 전류를 유도하는지 여부를 결정한다. 만일 개폐기(158)가 결함 상태에 있는 배터리 모듈(104) 중 적어도 하나 이외의 다른 이유로 개폐기(158)가 셀(156)을 부하로부터 전기적으로 분리한다면, 팩 제어기 프로세서(108)는 모듈 제어기 프로세서(134)로 하여금 저전력 모드로 진입하게 지시하는 메시지 데이터를 모듈 제어기 프로세서(134)로 전송한다. 예를 들어, 개폐기(158)는 만일, 예를 들어, 시스템(100)의 사용자가 개폐기 작동을 수동으로 오버라이드 하는 경우 결함 조건이 없더라도 개방될 수 있다. 일단 개폐기(158)가 셀(156)을 부하에 전기적으로 결합시키고, 팩 제어기 프로세서(108)는 모듈 제어기 프로세서(134)가 정상 전력 모드로 진입하도록 지시하는 메시지 데이터를 모듈 제어기 프로세서(134)로 전송한다.
일 실시예에서, 시스템(100)의 초기화 동안, 팩 제어기 프로세서(108)는 반이중 모드에서 전용 메시지 데이터 통신 채널을 통해 모듈 제어기(104)로 하여금 저전력 모드로부터 정상 전력 모드로 전이하도록 하는 메시지 데이터를 전송하도록 모듈 제어기(104)에 지시한다. 팩 제어기 프로세서(108)는 또한 전용 메시지 데이터 통신 채널을 통해 반이중 모드로 통신함으로써 모듈 제어기(104) 각각에 네트워크 어드레스를 할당함으로써 모듈 제어기(104)를 초기화한다. 일단 모듈 제어기(104) 모두가 할당된 어드레스에 있고, 모든 모듈 제어기 프로세서(134)가 정상 전력 모드에 있으면, 팩 제어기 프로세서(108)는 전이중 모드로 통신을 시작하고, 안전 복귀 통신 채널을 사용하여 메시지 데이터를 전송한다. 시스템(100)을 셧다운하기 위해, 팩 제어기 프로세서(108)는 안전 복귀 통신 채널 또는 전용 메시지 데이터 통신 채널 중 하나를 사용하여 모듈 제어기 프로세서(108)로 하여금 저전력 모드로 진입하라고 지시하는 메시지를 전송한다.
(도시되지 않은) 다른 실시예에서, 임의의 하나 이상의 모듈 제어기(104)는 팩 제어기(102)에 의해 명시적으로 저전력 모드로 진입하라는 명령없이도 저전력 모드로 진입할 수 있다. 예를 들어, 임의의 하나 이상의 모듈 제어기(104)는 제1 타임 아웃 기간 동안 제1 통신 채널(172), 제2 타임 아웃 기간 동안 제2 통신 채널(177), 또는 둘 모두에 따라 송신을 수신하지 못하면 저전력 모드에 진입할 수 있다. 제1 및 제2 타임아웃 기간은 동일하거나 상이할 수 있다. 이들 실시예에서, 모듈 제어기(104)는 제1 및 제2 통신 채널(172, 177) 중 하나 또는 둘 모두를 따라 송신을 수신하는 동안 저전력 모드를 나간다.
도 6은 팩 제어기(102)를 향해 모듈 제어기(104)의 스트링을 따라 전파될 때의 메시지 데이터의 타이밍을 도시한다. 도 6은 팩 제어기(102)가 스트링 상의 모든 모듈 제어기(104)에 데이터에 대한 요청을 방송하고, 모듈 제어기(104)가 후속하여 응답하여 데이터를 팩 제어기(102)로 다운스트림으로 전파하는 교환을 도시한다.
도 6에서, 팩 제어기(102)는 각각 도 6의 모듈 1, 모듈 2, 및 모듈 3으로 명명된 제1 내지 제3 모듈 제어기를 포함하는 모듈 제어기(104)의 스트링에 통신 가능하게 결합된다. 모듈 1은 가장 다운스트림 모듈 제어기(104a)이고, 모듈 3은 가장 업스트림 모듈 제어기(104c)이며, 모듈 2는 모듈 1과 모듈 3 사이에 위치된 모듈 제어기(104b)이다. 도 6은 반이중 또는 전이중 모드에서 동작하는지 여부에 관계없이 시스템(100)에 적용된다.
시간 t0에서, 팩 제어기(102)는 데이터 요청 메시지를 모든 모듈 제어기(104)에 방송한다. 데이터 요청은, 예를 들어, 모듈 제어기(104) 각각에 대해 온도 또는 셀 전압 데이터를 제공하는 것일 수 있다.
시간 t1에서, 데이터 요청 메시지를 수신한 후에, 각각의 모듈 제어기(104)는 응답 데이터를 생성한다: 모듈 3은 M3 데이터를 생성하고, 모듈 2는 M2 데이터를 생성하며, 모듈 1은 M1 데이터를 생성한다. 모듈 제어기(104) 각각은 각각의 모듈 제어기가 생성한 데이터를 팩 제어기(102) 다운스트림으로 또는 바로 다운스트림에 있는 모듈 제어기로 전송한다.
시간 t2에서, 팩 제어기(102)는 M1 데이터를 수신하고, 모듈 1은 M2 데이터를 수신하여 팩 제어기(102)에 중계하며, 모듈 2는 M3 데이터를 수신하여 모듈 1에 중계한다.
시간 t0에서, 팩 제어기(102)는 M2 데이터를 수신하고, 모듈 1은 M3 데이터를 수신하여 모듈 1에 중계한다.
시간 t4에서, 팩 제어기(102)는 모듈 1로부터 M3 데이터를 수신한다.
업스트림 모듈 제어기(104)에 의해 전송된 데이터는 그에 따라 팩 제어기(102)에 도달할 때까지 그 업스트림 모듈 제어기(104)와 팩 제어기(102) 사이에 존재하는 임의의 모듈 제어기(104)를 통해 전파한다.
이제 도 7a 내지 도 10b를 참조하면, 도 1e와 도 1f에 도시된 배터리 관리 시스템(100)의 실시예를 통해 전파되는 메시지 데이터를 도시하는 도면이 도시되어 있다. 도 7a 내지 도 10b 각각에서, 제1 및 제2 통신 채널(172, 177)은 각각 제3 모듈 제어기(104c)로부터 팩 제어기(102)로 다운스트림으로 단신 통신을 위해 사용되고, 제1 통신 채널(172)은 팩 제어기(102)로부터 제3 모듈 제어기(104c)로 안전 신호를 송신하고, 시스템(100)이 안전 결함을 겪고 있지 않은 경우 안전 신호를 팩 제어기(102)로 다시 중계하기 위해 사용된다. 모듈 제어기(104) 내의 안전 오버라이드 회로망(136)은 제1 통신 채널(172), 모듈 제어기 프로세서(134), 및 안전 결함 검출 회로망(160)에 연결된 입력을 가지는 AND 게이트를 포함할 수 있다. (도시되지 않은) 다른 실시예에서, 모듈 제어기 프로세서(134) 및 안전 결함 검출 회로망(160)은 결합될 수 있고, 또는 모듈 제어기 프로세서(134)는 완전히 생략될 수 있으며; 이러한 실시예에서, AND 게이트의 입력은 결과적으로 모듈 제어기 프로세서(134) 및 안전 결함 검출 회로망(160)에 개별적으로 연결될 수 없다.
전술한 바와 같이, 도 7a 내지 도 10b의 실시예를 사용하여 송신된 메시지 데이터는, 팩 제어기(102)에 의해 전송된 명령과 하나 이상의 모듈 제어기(104)에 의해 전송된 응답을 포함할 수 있다. 도 10a은 도 1f의 팩 제어기(102)가 정상 상태에서 작동하는 실시예를 도시하는 반면, 도 7a, 도 8a, 및 도 9a 각각은 어떠한 모듈 제어기(104)도 검출된 안전 결함을 가지지 않기 때문에 정상 상태에서 작동하는 도 1e의 팩 제어기(102)의 실시예를 도시한다. 이와 대조적으로, 도 10b는 도 1f의 팩 제어기가 결함 상태에서 작동하는 실시예를 도시하는 반면, 도 7b, 도 8b, 및 도 9b 각각은 적어도 하나의 모듈 제어기(104)가 검출된 안전 결함을 가지고 있기 때문에 결함 상태에서 작동하는 도 1e의 팩 제어기(102)의 실시예를 도시한다.
도 7a 및 도 7b에 도시된 실시예에서, 팩 제어기(102)가 결함 상태에 있는지 여부에 관계없이, 팩 제어기(102)는 제1 통신 채널(172)을 따라 명령을 포함하는 안전 신호 및 메시지 데이터를 송신한다. 전술한 바와 같이, 안전 복귀 회로망(152)이 워치독 타이머(120)를 포함하는 경우, 팩 제어기 프로세서(108)는 명령을 안전 신호로 사용하고 그 명령이 워치독 타이머(120)의 타임아웃 주기보다 더 자주 변하는 것을 보장할 수 있다. (도시되지 않은) 다른 실시예들에서, 안전 신호 및 메시지 데이터는 다를 수 있으며, 제1 통신 채널(172) 상에서 멀티플렉스될 수 있다.
또한, 팩 제어기(102)가 결함 상태 또는 정상 상태에 있는지 여부에 관계없이, 모듈 제어기(104)는 제2 통신 채널(177)을 따라 명령에 대한 임의의 응답을 송신하고, 모든 모듈 제어기(104)는 자동적으로 제2 모듈 제어기 전기-광학 수신기(198)에서 수신된 모든 데이터를 제2 모듈 제어기 전기-광학 송신기(196)로 전달하게 하며, 모든 모듈 제어기(144)는 제1 통신 채널 또는 제2 통신 채널(172, 177) 상에서 수신되는지 여부에 관계없이 그들이 수신하는 임의의 명령을 자동적으로 수행한다.
팩 제어기(102)가 도 7a에서와 같이 정상 상태에 있는 경우, 팩 제어기(102)로부터의 안전 신호 및 명령은 제1 통신 채널(172)을 따라서만 모듈 제어기(104)에 송신된다. 모듈 제어기(104)로부터의 응답은 제2 통신 채널(177)을 통해서만 송신되고, 모듈 제어기(104) 각각은 제1 통신 채널(172)을 따라 수신하는 명령에 대한 임의의 응답을 다운스트림으로 전송할 뿐만 아니라 제2 통신 채널(177)을 따라 수신하는 임의의 업스트림 패킷을 다운스트림으로 중계한다. 이러한 방식으로, 팩 제어기(102)는 제1 통신 채널(172)을 따라 명령을 전송하고, 제2 통신 채널(177)을 따라 모듈 제어기(104)로부터 응답을 수신한다.
도 7b에서, 제2 모듈 제어기(104b)는 안전 결함을 겪고, 따라서 안전 오버라이드 회로망(136)은 명령이 제1 통신 채널(172)을 따라 다운스트림으로 중계되는 것을 방지한다. 제2 모듈 제어기(104b)의 모듈 제어기 프로세서(134)는 명령을 제1 통신 채널(172)로부터 제1 모듈 제어기(104a)로 다운스트림으로 전송하는 제2 통신 채널(177)로 전달하게 한다. 제2 모듈 제어기(104b)의 모듈 제어기 프로세서(134)는 또한 제2 통신 채널(177)을 따라 다운스트림으로 제1 통신 채널(172)을 따라 수신하는 명령에 대한 응답을 전송한다. 이러한 방식으로, 팩 제어기(102)가 정상 상태 또는 결함 상태에 있는지 여부와 관계없이, 제1 통신 채널(172)을 따라 명령을 전송하고, 제2 통신 채널(177)을 따라 모듈 제어기(104)의 응답을 전송한다. 도 7a 및 도 7b에서, 각각의 모듈 제어기(104)에 대해, 모듈 제어기 프로세서(134)는 모듈 제어기(104)가 안전 결함을 겪었는지 여부를 결정하고 이에 따라 응답한다.
도 8a 및 도 8b는 시스템(100)의 또 다른 실시예를 도시한다. 도 7a 및 도 7b의 실시예에서와 같이, 도 8a 및 도 8b는 팩 제어기(102)가 결함 상태에 있는지 여부와 관계없이, 팩 제어기(102)는 제1 통신 채널(172)을 따라 안전 신호와 명령을 포함하는 메시지 데이터를 송신하고, 모듈 제어기(104)는 제2 통신 채널(177)을 따라 명령에 대한 임의의 응답을 송신하며, 모든 모듈 제어기(104)는 자동적으로 그들이 제1 또는 제2 통신 채널(172, 177) 상에서 수신되는지 여부에 관계없이 수신하는 임의의 명령을 자동으로 수행한다. 그러나, 도 7a 및 도 7b와 달리, 도 8a 및 도 8b의 모듈 제어기(104)는 다운스트림으로 송신을 위해 제1 통신 채널(172)을 따라 수신된 모든 패킷을 제2 통신 채널(177)로 자동으로 전달한다. 모든 모듈 제어기(104)는 또한 대역폭을 보존하기 위해 모듈 제어기(104)가 중복 패킷을 필터링하는 것을 제외하고는 제2 통신 채널(172)을 따라 수신된 패킷을 다운스트림으로 전달한다. 예를 들어, 도 8a에서, 제2 모듈 제어기(104b)는 제1 통신 채널(172)로부터 제2 통신 채널(172)로 명령을 전달하고, 제3 모듈 제어기(104c)에 의해 이전에 전달되었던 동일한 명령을 필터링한다.
도 8b에서, 제2 모듈 제어기(104b)는 안전 결함을 겪고, 안전 오버라이드 회로망(136)은 결과적으로 명령이 제1 통신 채널(172)을 따라 다운스트림으로 중계되는 것을 방지한다. 그러나, 제2 및 제3 모듈 제어기(104b, 104c)는 각각 제1 통신 채널(172)로부터 명령을 수신하고 명령을 전달하기 때문에, 이들 명령은 그럼에도 불구하고 제2 통신 채널(177)을 통해 제1 모듈 제어기(104a)로 송신된다. 전술한 바와 같이, 제2 모듈 제어기(104b)는 제3 모듈 제어기(104c)로부터 제2 통신 채널(177)을 따라 수신한 복제 명령을 필터링한다. 그러나, (도시되지 않은) 다른 실시예에서, 임의의 하나 이상의 모듈 제어기(104)는 저장 대역폭이 우선 순위가 아닌 이벤트에서는 중복 명령을 필터링하지 않을 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 시스템(100)의 다른 실시예를 도시한다. 도 7a 및 도 7b의 실시예에서와 같이, 팩 제어기(102)가 결함 상태에 있는지 여부에 관계없이, 팩 제어기(102)는 제1 통신 채널(172)을 따라 안전 신호와 명령을 포함하는 메시지 데이터를 송신하고, 모듈 제어기(104)는 제2 통신 채널(177)을 따라 명령에 대한 임의의 응답을 송신하며, 모든 모듈 제어기(104)는 제2 모듈 제어기 전기-광학 수신기(198)에서 수신된 모든 데이터를 제2 모듈 제어기 전기-광학 송신기(196)로 자동으로 전달하며, 모든 모듈 제어기(104)는 그들이 제1 또는 제2 통신 채널(172, 177) 상에서 수신되는지 여부에 관계없이 그들이 수신하는 임의의 명령을 자동으로 수행한다. 도 9a에 도시된 바와 같은 시스템(100)의 작동은 팩 제어기(102)가 정상 상태에 있는 경우에도 도 7a에 도시된 시스템(100)의 작동과 동일하다.
도 9b는 팩 제어기(102)가 결함 모드에 있는 경우 도 9a 및 도 9b의 시스템(100)의 예시를 도시한다. 도 9b에서, 제2 모듈 제어기(104b)는 안전 결함을 겪고, 결과적으로 제1 통신 채널(172)을 따라 수신한 명령을 제1 모듈 제어기(104a)로 중계하지 않는다. 팩 제어기(102)는 순차적으로 명령을 제3 모듈 제어기(104c)로 전송하여 제1 통신 채널(172)을 통해 수신한 명령을 제2 통신 채널(177)로 전달한다. 제2 모듈 제어기(104b)의 다운스트림의 임의의 모듈 제어기(104)는 결과적으로 제2 통신 채널(177)을 통해 명령을 수신한다.
도 9a 및 도 9b에서, 모듈 제어기 프로세서(134)는 임의의 모듈 제어기(104)가 안전 결함을 겪고 있는지 여부를 알지 못한다. 따라서, 팩 제어기 프로세서(108)는 어느 모듈 제어기가 안전 결함에 의해 영향을 받는 지를 결정하고 그에 따라 반응한다. 예를 들어, 도 9b에서, 제1 모듈 제어기(104a)는 팩 제어기 프로세서(108)로부터 임의의 명령 또는 광학적 안전 신호를 수신하지 않으며; 결과적으로, 팩 제어기 프로세서(108)가 전송하는 임의의 명령에 응답하지 않는다. 그러나, 팩 제어기(102)는 제1 모듈 제어기(104b)의 업스트림인 제2 및 제3 모듈 제어기(104b, c)로부터 응답을 수신한다. 따라서, 팩 제어기 프로세서(108)는 제1 모듈 제어기(104b)가 안전 결함을 겪고 있거나 프로세서(108)의 명령을 수신하지 않는다고 결론을 내린다(예를 들어, 제1 및 제2 통신 채널(172) 사이의 제1 통신 채널(172)이 끊어지거나, 제2 모듈 제어기(104b)가 제1 통신 채널(172)을 따라 송신을 전송하는 것을 방지하는 [안전 또는 그와 다른] 결함을 겪고 있는 것일 수 있다). 제2 모듈 제어기(104b)가 결함을 겪고 있는 경우에, 도 9b의 팩 제어기 프로세서(108)는 메시지 데이터를 제1 통신 채널(172)로부터 제2 통신 채널(177)로 전달하도록 제3 모듈 제어기(104b)로 명령하여서, 제1 모듈 제어기(104a)는 응답을 요청하는 명령을 포함할 수 있는 메시지 데이터를 수신하고 처리할 수 있다.
도 9b의 실시예에서, 제3 모듈 제어기(104b)는 안전 신호를 포함하는 모든 데이터를 제2 통신 채널(177)로 전달한다. 그러나, (도시되지 않은) 다른 실시예에서, 제3 모듈 제어기(104b)는 안전 신호를 제외한 광학 메시지 데이터만을 전달할 수 있거나, 또는 단지 메시지 데이터의 서브셋(예를 들어, 팩 제어기 프로세서(108)로부터의 명령)만을 전달할 수 있다. 추가적으로, (도시되지 않은) 다른 실시예에서, 팩 제어기 프로세서(108)는 대신 메시지 데이터를 전달하도록 제2 모듈 제어기(104b)에 명령할 수 있다.
도 9b에서, 팩 제어기(102)는 명령을 제2 통신 채널(177)로 전달하도록 제3 모듈 제어기(104c)에 지시하고, (도시되지 않은) 다른 실시예에서 팩 제어기(102)는 안전 결함을 겪고 있는 모듈 제어기(104)의 업스트림의 모듈 제어기(104) 중 임의의 하나가 제1 통신 채널(172)을 통해 수신한 명령을 제2 통신 채널(177)로 전달하도록 지시할 수 있다.
도 10a 및 도 10b는 시스템(100)의 또 다른 실시예를 도시한다. 도 7a 및 도 7b의 실시예에서와 같이, 팩 제어기(102)가 결함 상태에 있는지 여부에 관계없이, 팩 제어기(102)는 제1 통신 채널(172)을 통해 안전 신호를 송신하고, 모듈 제어기(104)는 제2 통신 채널(177)을 통해 명령에 대한 임의의 반응을 송신하며, 모든 모듈 제어기(104)는 제2 모듈 제어기 전기-광학 수신기(198)에서 수신한 모든 데이터를 제2 모듈 제어기 전기-광학 송신기(196)로 자동으로 전달하며, 모든 모듈 제어기(104)는 그들이 제1 또는 제2 통신 채널(172, 177) 상에 수신되었는지 여부에 관계없이 그들이 수신하는 임의의 명령을 자동적으로 수행한다. 도 10a 및 도 10b에서, 크로스-채널링(즉, 하나의 통신 채널(172, 177)로부터 다른 채널로 패킷을 전달하는 것)이 요구되고, 프로세서(134)는 임의의 중복 패킷을 처리하도록 구성된다.
도 10a에서, 팩 제어기(102)가 정상 상태에 있는 경우, 팩 제어기(102)는 제1 통신 채널(177)을 따라 명령을 송신한다. 명령들은 도 7a 내지 도 9b와 관련하여 상술한 바와 같이 안전 신호로서 동시에 작용할 수 있고, 또는 안전 신호와 명령은 다른 신호일 수 있다. 임의의 하나의 모듈 제어기(104)가 안전 결함을 겪고 있는 경우, 제2 모듈 제어기(104b)는 도 10b에 도시된 바와 같이, 모듈 제어기(104)는 제1 통신 채널(172)을 따라 안전 신호를 중계하는 것을 중단하고, 팩 제어기(102)는 순차적으로 제2 통신 채널(177)을 따라 명령을 전송한다. 특정 실시예에서, 제2 통신 채널(177)은 팩 제어기(102)가 결함 상태에 있는 경우에만 활성화된다.
전술한 바와 같이, 반이중 모드 및 전이중 모드 모두에서, 모듈 제어기(104)는 팩 제어기(102)로부터 및 팩 제어기(102)로 비동기적으로 데이터를 수신 및 전송한다. (도시되지 않은) 상이한 실시예에서, 데이터의 수신 및 송신 중 하나 또는 둘 모두는 임의의 하나 이상의 모듈 제어기(104) 사이에서, 모듈 제어기(104)의 스트링과 팩 제어기(102) 사이에서, 또는 양 모두 사이에서 동기화된다.
전술한 실시예 중 일부에서, 팩 제어기(102)는 안전 복귀 회로망(152)의 일부를 포함하는 워치독 타이머(120)를 포함한다. (도시되지 않은) 상이한 실시예에서, 임의의 하나 이상의 모듈 제어기(104)는 워치독 타이머(120) 또는 광학적 안전 신호를 수신하는지 여부를 결정하기 위해 제1 통신 채널(172)에 통신 가능하게 결합된 아날로그 회로망을 또한 포함할 수 있다. 이들 실시예에서, 임의의 모듈 제어기(104) 상의 워치독 타이머(120)가 만료되면, 그 모듈 제어기(104)는 그것이 안전 결함을 겪고 있다고 결론을 내릴 수 있다.
또한, 전술한 실시예 중 일부에서, 모듈 제어기(104)에 의해 팩 제어기(102)로 전송된 광학 메시지 데이터는 팩 제어기(102)로부터의 명령에 응답하여 전송된다. 그러나, (도시되지 않은) 다른 실시예들에서, 임의의 전술한 실시예는 임의의 하나 이상의 모듈 제어기(104)가 심지어 팩 제어기(102)가 그 데이터를 요청하지 않는 경우에도 광학 메시지 데이터를 팩 제어기(102)로 송신하도록 수정될 수 있다. 예를 들어, 임의의 하나 이상의 모듈 제어기 프로세서(134)는 주기적으로 또는 때때로 상술한 응답을 포함하는 것으로 기술된 임의의 데이터와 같은 데이터를 팩 제어기 프로세서(108) 의한 명령없이 팩 제어기 프로세서(108)로 전송하도록 구성될 수 있다.
프로세서들(108, 134)은 전술한 실시예에서 사용되었지만, (도시되지 않은) 대안적인 실시예에서, 프로세서(108, 134) 중 하나 또는 둘 모두는 예를 들어, 마이크로프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 프로그램 가능한 로직 제어기, 필드 프로그램 가능한 게이트 어레이, 또는 특정 용도의 집적 회로일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 매체의 예시는 비일시적이고, CD-ROM 및 DVD와 같은 디스크 기반 매체, 하드 드라이브 및 다른 형태의 자기 디스크 저장 장치와 같은 자기 매체, 및 플래시 매체, SSD, 랜덤 액세스 메모리, 및 읽기 전용 메모리와 같은 반도체 기반 매체를 포함한다. 또한, 도시된 실시예에서, 팩 제어기(102)는 단일 팩 제어기 프로세서(108)를 포함하는 것으로 도시되어있고, 각각의 모듈 제어기(104)는 단일 모듈 제어기 프로세서(134)를 포함하는 것으로 도시되어 있으나, (도시되지 않은) 다른 실시예에서 이들 프로세서(108, 134) 중 임의의 하나 이상에 의해 수행되는 것으로 기술된 기능은 다수의 프로세서들로 분할될 수 있다.
"상부", "하부", "상향", "하향", "수직", "측방향"과 같은 방향성 용어는 단지 상대적인 참조를 제공하기 위한 목적으로 본원에서 사용되며, 임의의 물품이 사용 중에 어떻게 배치되어야하는지에 대해 어떠한 한정을 하기 위한 것이 아니고, 어셈블리 또는 환경에 상대적으로 장착될 수 있다. 또한, "결합"이라는 용어와 "결합된", "결합하고", "결합하는"과 같은 변형은 달리 지시되지 않는 한 간접적인 연결과 직접적인 연결을 포함하도록 의도된다. 예를 들어, 만약 제1 디바이스가 제2 디바이스에 결합되는 경우, 이러한 결합은 직접 연결을 통할 수도 있고, 또는 다른 디바이스와 연결을 통한 간접적인 연결을 통해 이루어질 수도 있다. 이와 유사하게, 제1 디바이스가 제2 디바이스에 통신 가능하게 결합되는 경우, 통신은 직접 연결을 통해 또는 다른 디바이스나 연결을 통해 간접적으로 연결될 수도 있다. 더 나아가, 본원에서 사용된 "하나의", "그", 및 "상기"라는 단수 형태의 용어는 문맥 상 달리 지시되지 않는 한 복수 형태 또한 포함하고자 하는 것이다.
도 3a 내지 도 3c는 예시적인 방법들의 흐름도이다. 흐름도에 도시된 블록 중 일부는 기술된 것과 다른 순서로 수행될 수 있다. 또한, 흐름도에 기술된 블록들 모두가 수행될 필요는 없으며, 추가적인 블록이 더해질 수 있고, 도시된 블록들 중 일부가 다른 블록들로 대체될 수 있다는 것을 이해해야만 한다.
편의 상, 상술한 예시적인 실시예는 상호 연결된 기능적인 블록으로 기술된다. 그러나, 이는 반드시 필요한 것은 아니고, 이들 기능적인 블록이 불확실한 경계를 갖는 단일 논리 디바이스, 프로그램, 또는 동작으로 등가적으로 집합되는 실시예가 있을 수 있으며; 대안적으로, 이들 기능적인 블록은 다수의 로직 디바이스, 프로그램, 또는 동작으로 분할되는 실시예가 있을 수 있다. 어쨌든, 기능적인 블록은 그 자체로 또는 다른 하드웨어 또는 소프트웨어의 다른 부분과 조합하여 구현될 수 있다.
본원에서 논의된 실시예의 임의의 양태의 임의의 일부는 본원에서 논의된 실시예 또는 임의의 다른 양태의 임의의 일부와 함께 구현되거나 결합될 수 있다.
특정 실시예가 상술되었지만, 다른 실시예 또한 가능하며 본원에 포함되는 것으로 이해되어야 한다. 도시되지 않은 전술한 실시예에 대한 수정 및 조절이 가능하다는 것은 통상의 기술자에게 명백할 것이다.

Claims (125)

  1. 배터리 모듈의 일부를 포함하는 모듈 제어기로서,
    (a) 송신 전기 신호를 수신하고, 상기 송신 전기 신호를 송신 광 신호로 변환하도록 구성된, 제1 전기-광학 송신기;
    (b) 상기 제1 전기-광학 송신기에 통신 가능하게 결합되고, 상기 송신 전기 신호를 생성하도록 구성된, 신호 생성 회로망;
    (c) 팩 제어기로부터 수신된 수신 광 신호를 수신하고, 신호 처리 회로망에 의한 처리를 위해 상기 수신 광 신호를 수신 전기 신호로 변환하도록 구성된, 제1 전기-광학 수신기; 및
    (d) 상기 수신 전기 신호를 처리하도록 구성된 신호 처리 회로망
    을 포함하고,
    (i) 상기 수신 광 신호는 팩 제어기로부터의 광학적 안전 신호를 포함하고, 상기 제1 전기-광학 수신기는 광학적 안전 신호를 전기적 안전 신호로 변환하도록 더 구성되며,
    (ii) 상기 송신 광 신호는 광학적 안전 결함 신호를 포함하고, 상기 제1 전기-광학 송신기는 전기적 안전 결함 신호를 광학적 안전 결함 신호로 변환하도록 더 구성되고,
    (iii) 상기 신호 생성 회로망 및 상기 신호 처리 회로망은
    (1) 상기 배터리 모듈 상의 안전 결함을 검출하는 것에 응답하여 결함 검출 신호를 생성하도록 구성된, 안전 결함 검출 회로망; 및
    (2) 제1 전기-광학 수신기, 제1 전기-광학 송신기, 및 안전 결함 검출 회로망에 통신 가능하게 결합되고, 결함 검출 신호에 응답하여 전기적 안전 결함 신호를 제1 전기-광학 송신기에 송신하도록 구성되는, 안전 오버라이드 회로망(safety override circuitry)을 포함하는, 배터리 모듈의 일부를 포함하는 모듈 제어기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 신호 처리 회로망 및 신호 생성 회로망은
    (a) 상기 제1 전기-광학 수신기 및 상기 제1 전기-광학 송신기에 통신 가능하게 결합된 모듈 제어기 프로세서; 및
    (b) 프로세서에 통신 가능하게 결합된 모듈 제어기 메모리로서, 상기 메모리는 상기 프로세서로 하여금 상기 수신 전기 신호를 처리하고 상기 송신 전기 신호를 생성하도록 하는 프로세서에 의해 실행 가능한 컴퓨터 프로그램 코드가 내부에 저장된, 모듈 제어기 메모리를 포함하는, 배터리 모듈의 일부를 포함하는 모듈 제어기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 송신 광 신호는 상기 배터리 모듈의 상태를 나타내는 메시지 데이터를 더 포함하고, 상기 수신 광 신호는 상기 배터리 모듈의 상태를 요청하는 메시지 데이터를 더 포함하는 것;
    상기 송신 광 신호는 상기 배터리 모듈의 상태를 나타내는 메시지 데이터를 포함하고, 상기 모듈 제어기는 팩 제어기로부터 메시지 데이터를 송신하라는 요청이 없는 경우에도 메시지 데이터를 송신하는 것; 및
    상기 컴퓨터 프로그램 코드는 상기 프로세서로 하여금 반이중 통신을 사용하여 통신하도록 하거나, 상기 컴퓨터 프로그램 코드는 상기 프로세서로 하여금 전이중 통신을 사용하여 통신하도록 하는 것
    중 하나 이상인 것인, 배터리 모듈의 일부를 포함하는 모듈 제어기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 전기-광학 수신기는 제1 통신 채널의 일부를 포함하고, 상기 제1 전기-광학 송신기는 제2 통신 채널의 일부를 포함하는, 배터리 모듈의 일부를 포함하는 모듈 제어기.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 전기-광학 송신기 및 상기 제1 전기-광학 수신기는 단일 통신 채널의 일부를 포함하는, 배터리 모듈의 일부를 포함하는 모듈 제어기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 전기-광학 송신기 및 상기 제1 전기-광학 수신기는 다운스트림(downstream) 전기-광학 트랜시버를 포함하고, 상기 모듈 제어기는 업스트림 모듈 제어기로부터 광 메시지 데이터를 수신하고 업스트림 모듈 제어기로 광 메시지 데이터를 송신하기 위해 상기 프로세서에 통신 가능하게 결합된 업스트림 전기-광학 트랜시버를 더 포함하며,
    상기 업스트림 전기-광학 트랜시버는 광 메시지 데이터와 전기 메시지 데이터 사이를 변환하도록 구성되고,
    상기 컴퓨터 프로그램 코드는 상기 프로세서로 하여금 업스트림 전기-광학 트랜시버로부터 전기 메시지 데이터를 수신하고 그리고 업스트림 전기-광학 트랜시버로 전기 메시지 데이터를 송신함으로써, 상기 업스트림 모듈 제어기로부터 광 메시지 데이터를 수신하고 상기 업스트림 모듈 제어기로 상기 광 메시지 데이터를 송신하도록 하는, 배터리 모듈의 일부를 포함하는 모듈 제어기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 컴퓨터 프로그램 코드는 상기 프로세서로 하여금 팩 제어기로의 송신을 위해 상기 업스트림 전기-광학 트랜시버에서 업스트림 모듈 제어기로부터 수신된 광 메시지 데이터를 상기 다운스트림 전기-광학 트랜시버에 중계하도록 하는, 배터리 모듈의 일부를 포함하는 모듈 제어기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 결함 검출 신호 및 상기 전기적 안전 결함 신호는 동일하고, 및/또는
    상기 광학적 안전 결함 신호는 상기 팩 제어기 상의 워치독 타이머로 전송되어지고, 상기 워치독 타이머의 타임아웃 기간보다 더 길게 일정하게 유지되는 일정한 신호를 포함하는, 배터리 모듈의 일부를 포함하는 모듈 제어기.
  9. 제1항 또는 제8항에 있어서,
    상기 안전 결함 검출 회로망은,
    (a) 전력 커넥터가 연결 가능한 제1 인터로크 접점(interlock contact)으로서, 상기 전력 커넥터는, 인터로크 접점에 연결되는 경우에는 상기 배터리 모듈의 일부를 포함하는 배터리 셀에 전기적으로 결합된 한 쌍의 배터리 접점에 연결되고 인터로크 접점에 연결되지 않는 경우에는 한 쌍의 배터리 접점에 연결되지 않는, 제1 인터로크 접점; 및
    (b) 상기 인터로크 접점에 통신 가능하게 결합된 인터로크 신호 라인으로서, 상기 결함 검출 신호는 상기 전력 커넥터가 연결되지 않는 경우 상기 인터로크 신호 라인을 따라 송신되고, 그렇지 않은 경우 상기 인터로크 신호 라인을 따라 송신되지 않는, 인터로크 신호 라인을 포함하는, 배터리 모듈의 일부를 포함하는 모듈 제어기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 모듈 제어기는 상기 전력 커넥터가 연결되는 경우 상기 제1 인터로크 접점이 전기적으로 결합되고, 상기 전력 커넥터가 연결되지 않는 경우 상기 제1 인터로크 접점이 전기적으로 결합되지 않는 제2 인터로크 접점을 더 포함하고, 상기 인터로크 신호 라인은 전력 커넥터가 연결되어 있지 않은 경우 상기 결함 검출 신호로 풀-업 또는 풀-다운되고, 전력 커넥터가 연결되어 있는 경우 상기 결함 검출 신호와는 다른 신호를 출력하는 제2 인터로크 접점에 단락되는 것; 및
    상기 안전 결함 검출 회로망은 상기 배터리 셀에 걸쳐 전기적으로 결합된 전압계 및 상기 배터리 셀의 온도를 측정하도록 배치된 서미스터(thermistor) 중 적어도 하나를 더 포함하고, 상기 결함 검출 신호는 과전압 상태, 저전압 상태, 과열 상태, 또 다른 모듈 제어기와의 통신 손실, 팩 제어기와의 통신 손실, 및 상기 모듈 제어기 프로세서의 고장 중 하나 이상에 응답하여 생성되는 것
    중 적어도 하나인, 배터리 모듈의 일부를 포함하는 모듈 제어기.
  11. 제1항 또는 제8항에 있어서,
    상기 제1 전기-광학 송신기는 상기 팩 제어기로의 송신을 위해 전기 재개 신호를 광 재개 신호로 변환하도록 구성되고,
    안전 결함 검출 회로망은 일단 안전 결함이 중지되면 결함 검출 신호의 생성을 중지하도록 더 구성되며,
    상기 안전 오버라이드 회로망은 일단 상기 결함 검출 신호가 중지되면 상기 전기 재개 신호를 상기 제1 전기-광학 송신기로 송신하도록 더 구성되는, 배터리 모듈의 일부를 포함하는 모듈 제어기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 광학적 안전 신호와 상기 광 재개 신호는 동일한 것인, 배터리 모듈의 일부를 포함하는 모듈 제어기.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 팩 제어기로부터 광 메시지 데이터를 수신하고 그리고 상기 팩 제어기로 광 메시지 데이터를 송신하도록 하는, 다운스트림 전기-광학 트랜시버를 더 포함하고,
    상기 다운스트림 전기-광학 트랜시버는 광 메시지 데이터와 전기 메시지 데이터 사이를 변환하도록 구성되며, 상기 신호 생성 회로망 및 신호 처리 회로망은
    (a) 상기 다운스트림 전기-광학 트랜시버와 상기 제1 전기-광학 수신기에 통신 가능하게 결합된 모듈 제어기; 및
    (b) 모듈 제어기 프로세서에 통신 가능하게 결합된 모듈 제어기 메모리로서, 상기 모듈 제어기 메모리는 상기 배터리 모듈이 안전 결함을 겪고 있는 경우에 상기 모듈 제어기 프로세서로 하여금 다운스트림 전기-광학 트랜시버로부터 전기 메시지 데이터를 수신하고 그리고 다운스트림 전기-광학 트랜시버로 전기 메시지 데이터를 송신함으로써, 상기 팩 제어기로부터 광 메시지 데이터를 수신하고 상기 팩 제어기로 광 메시지 데이터를 송신하기 위해 다운스트림 전기-광학 트랜시버를 사용하도록 하는 상기 모듈 제어기 프로세서에 의해 실행 가능한 컴퓨터 프로그램 코드가 내부에 저장된, 모듈 제어기 메모리를 포함하는, 배터리 모듈의 일부를 포함하는 모듈 제어기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 모듈 제어기는 업스트림 모듈 제어기로부터 광 메시지 데이터를 수신하고 그리고 업스트림 모듈 제어기로 광 메시지 데이터를 송신하기 위해 상기 프로세서에 통신 가능하게 결합되고, 광 메시지 데이터와 전기 메시지 데이터 사이를 변환하도록 구성되는, 업스트림 전기-광학 트랜시버를 더 포함하고,
    상기 컴퓨터 프로그램 코드는 상기 배터리 모듈이 안전 결함을 겪고 있는 경우에 상기 프로세서로 하여금 업스트림 전기-광학 트랜시버로부터 전기 메시지 데이터를 수신하고 그리고 업스트림 전기-광학 트랜시버로 전기 메시지 데이터를 송신함으로써, 상기 업스트림 모듈 제어기로부터 광 메시지 데이터를 수신하고 상기 업스트림 모듈 제어기로 광 메시지 데이터를 송신하도록 하는 것; 및
    상기 컴퓨터 프로그램 코드는 상기 배터리 모듈이 안전 결함을 겪고 있는 경우에 상기 프로세서로 하여금 반이중 통신을 사용하여 통신하도록 하고,
    상기 배터리 모듈이 안전 결함을 겪고 있지 않은 경우, 상기 팩 제어기는 상기 제1 전기-광학 수신기로 광 메시지 데이터를 송신하고, 상기 제1 전기-광학 수신기는 광 메시지 데이터를 전기 메시지 데이터로 변환하도록 구성되며, 상기 컴퓨터 프로그램 코드는 상기 프로세서로 하여금 전기 메시지 데이터를 상기 다운스트림 전기-광학 트랜시버에 중계하도록 하는 것
    중 적어도 하나인, 배터리 모듈의 일부를 포함하는 모듈 제어기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 배터리 모듈이 안전 결함을 겪고 있지 않은 경우에 상기 컴퓨터 프로그램 코드는 상기 프로세서로 하여금 전이중 통신을 사용하여 통신하도록 하는, 배터리 모듈의 일부를 포함하는 모듈 제어기.
  16. 제11항에 있어서,
    (a) 상기 팩 제어기로부터 광 메시지 데이터를 수신하기 위한 제2 업스트림 전기-광학 수신기로서, 광 메시지 데이터를 전기 메시지 데이터로 변환하도록 구성된, 제2 업스트림 전기-광학 수신기; 및
    (b) 팩 제어기로 광 메시지 데이터를 송신하기 위한 제2 다운스트림 전기-광학 송신기로서, 제2 다운스트림 전기-광학 송신기는 전기 메시지 데이터를 광 메시지 데이터로 변환하도록 구성되고, 상기 제1 전기-광학 수신기 및 제1 전기-광학 송신기는 제1 통신 채널의 일부를 포함하고, 제2 업스트림 전기-광학 수신기 및 제2 다운스트림 전기-광학 송신기는 제2 통신 채널의 일부를 포함하는, 제2 다운스트림 전기-광학 송신기를 더 포함하고,
    상기 신호 생성 회로망 및 신호 처리 회로망은:
    (c) 상기 제2 업스트림 전기-광학 수신기 및 상기 제2 다운스트림 전기-광학 송신기에 통신 가능하게 결합된 모듈 제어기 프로세서; 및
    (d) 상기 모듈 제어기 프로세서에 통신 가능하게 결합된 모듈 제어기 메모리로서, 상기 모듈 제어기 메모리는 상기 프로세서로 하여금:
    (ⅰ) 광 메시지 데이터의 일부를 포함하는 팩 제어기에 의해 전송된 명령에 대한 응답을 제2 다운스트림 전기-광학 송신기 채널로 송신하고,
    (ⅱ) 상기 제2 업스트림 전기-광학 수신기에서 수신된 비중복 광 메시지 데이터를 상기 제2 다운스트림 전기-광학 송신기로 전달하며, 및
    (ⅲ) 명령이 제1 전기-광학 수신기 또는 제2 업스트림 전기-광학 수신기에서 수신되는지 여부에 관계없이 상기 팩 제어기로부터 수신된 명령을 수행하도록 하는 상기 모듈 제어기 프로세서에 의해 실행 가능한 컴퓨터 프로그램 코드가 내부에 저장된, 모듈 제어기 메모리를 더 포함하는, 모듈 제어기.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 컴퓨터 프로그램 코드는 상기 프로세서로 하여금 상기 제2 업스트림 전기-광학 수신기에서 수신된 상기 광 메시지 데이터 모두를 상기 제2 다운스트림 전기-광학 송신기로 전달하도록 하는, 배터리 모듈의 일부를 포함하는 모듈 제어기.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 배터리 모듈이 안전 결함을 겪고 있는 경우에만, 상기 컴퓨터 프로그램 코드는 상기 프로세서로 하여금 상기 제1 전기-광학 수신기에서 수신된 비중복 광 메시지 데이터를 상기 제2 다운스트림 전기-광학 송신기로 전달하도록 하거나, 또는
    상기 배터리 모듈이 안전 결함을 겪고 있는지 여부에 관계없이, 상기 컴퓨터 프로그램 코드는 상기 프로세서로 하여금 상기 제1 전기-광학 수신기에서 수신된 비중복 광 메시지 데이터를 상기 제2 다운스트림 전기-광학 송신기로 전달하도록 하거나, 또는
    상기 배터리 모듈이 안전 결함을 겪고 있는지 여부에 관계없이, 상기 컴퓨터 프로그램 코드는 상기 프로세서로 하여금 단신 통신을 사용하여 통신하도록 하는, 배터리 모듈의 일부를 포함하는 모듈 제어기.
  19. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컴퓨터 프로그램 코드는 타임아웃 기간 동안 광 신호를 수신하지 않을 때 상기 프로세서로 하여금 저전력 모드로 들어가게 하도록 더 구성되거나, 또는
    상기 컴퓨터 프로그램 코드는 팩 제어기에 의해 저전력 모드로 들어가도록 명령받을 때 상기 프로세서로 하여금 저전력 모드로 들어가게 하도록 더 구성되는, 배터리 모듈의 일부를 포함하는 모듈 제어기.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 컴퓨터 프로그램 코드는 저전력 모드에 있는 동안 광 신호를 수신 시 상기 프로세서로 하여금 저전력 모드를 나가도록 더 구성되는, 배터리 모듈의 일부를 포함하는 모듈 제어기.
  21. 제3항에 있어서,
    제2 통신 채널의 일부를 포함하는 제2 전기-광학 송신기를 더 포함하고,
    상기 제1 전기-광학 송신기 및 제1 전기-광학 수신기는 제1 통신 채널의 일부를 포함하고,
    상기 송신 광 신호는 상기 배터리 모듈의 상태를 나타내는 메시지 데이터를 포함하고, 상기 수신 광 신호는 상기 배터리 모듈의 상태를 요청하는 메시지 데이터를 포함하고,
    상기 모듈 제어기가 안전 결함을 겪고 있는 경우에 상기 모듈 제어기는 상기 제1 통신 채널에 포함된 제1 전기-광학 수신기로부터 상기 수신 광 신호를 상기 제2 통신 채널에 포함된 제2 전기-광학 송신기에 중계하도록 구성되는, 배터리 모듈의 일부를 포함하는 모듈 제어기.
  22. 제1항 내지 제8항 또는 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학적 안전 결함 신호는 차단되는 광 신호에 의해 표현되는, 배터리 모듈의 일부를 포함하는 모듈 제어기.
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 삭제
  31. 삭제
  32. 삭제
  33. 삭제
  34. 삭제
  35. 삭제
  36. 삭제
  37. 삭제
  38. 삭제
  39. 삭제
  40. 삭제
  41. 삭제
  42. 삭제
  43. 삭제
  44. 삭제
  45. 삭제
  46. 삭제
  47. 삭제
  48. 삭제
  49. 삭제
  50. 삭제
  51. 삭제
  52. 삭제
  53. 삭제
  54. 삭제
  55. 삭제
  56. 삭제
  57. 삭제
  58. 삭제
  59. 삭제
  60. 삭제
  61. 삭제
  62. 삭제
  63. 삭제
  64. 삭제
  65. 삭제
  66. 삭제
  67. 삭제
  68. 삭제
  69. 삭제
  70. 삭제
  71. 삭제
  72. 삭제
  73. 삭제
  74. 삭제
  75. 삭제
  76. 삭제
  77. 삭제
  78. 삭제
  79. 삭제
  80. 삭제
  81. 삭제
  82. 삭제
  83. 삭제
  84. 삭제
  85. 삭제
  86. 삭제
  87. 삭제
  88. 삭제
  89. 삭제
  90. 삭제
  91. 삭제
  92. 삭제
  93. 삭제
  94. 삭제
  95. 삭제
  96. 삭제
  97. 삭제
  98. 삭제
  99. 삭제
  100. 삭제
  101. 삭제
  102. 삭제
  103. 삭제
  104. 삭제
  105. 삭제
  106. 삭제
  107. 삭제
  108. 삭제
  109. 삭제
  110. 삭제
  111. 삭제
  112. 삭제
  113. 삭제
  114. 삭제
  115. 삭제
  116. 삭제
  117. 삭제
  118. 삭제
  119. 삭제
  120. 삭제
  121. 삭제
  122. 삭제
  123. 삭제
  124. 삭제
  125. 삭제
KR1020197008233A 2016-08-23 2017-08-23 광학적으로 통신 가능한 배터리 관리 시스템 KR102504662B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662378597P 2016-08-23 2016-08-23
US62/378,597 2016-08-23
US201662418705P 2016-11-07 2016-11-07
US62/418,705 2016-11-07
PCT/CA2017/050995 WO2018035609A1 (en) 2016-08-23 2017-08-23 Optically communicative battery management system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190085912A KR20190085912A (ko) 2019-07-19
KR102504662B1 true KR102504662B1 (ko) 2023-02-27

Family

ID=61245904

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197008233A KR102504662B1 (ko) 2016-08-23 2017-08-23 광학적으로 통신 가능한 배터리 관리 시스템

Country Status (12)

Country Link
US (1) US10804690B2 (ko)
EP (1) EP3504696B1 (ko)
JP (1) JP7291074B2 (ko)
KR (1) KR102504662B1 (ko)
CN (1) CN110178163B (ko)
CA (1) CA3034717A1 (ko)
DK (1) DK3504696T3 (ko)
ES (1) ES2934241T3 (ko)
FI (1) FI3504696T3 (ko)
PL (1) PL3504696T3 (ko)
SG (1) SG11201901479WA (ko)
WO (1) WO2018035609A1 (ko)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3043117A1 (en) * 2016-11-07 2018-05-11 Corvus Energy Inc. Balancing a multi-cell battery
CN112489410B (zh) * 2019-09-11 2022-09-02 李冰 一种用于光电信号的收发装置及其运行方法
KR20210036754A (ko) * 2019-09-26 2021-04-05 주식회사 엘지화학 배터리 팩
CN112688979B (zh) * 2019-10-17 2022-08-16 阿波罗智能技术(北京)有限公司 无人车远程登录处理方法、装置、设备及存储介质
FR3107397B1 (fr) * 2020-02-19 2022-02-11 Accumulateurs Fixes Communication optique entre modules d’une batterie
US11476951B2 (en) * 2020-02-24 2022-10-18 Sensata Technologies, Inc. Optical communications in a battery pack
US11791642B2 (en) * 2020-10-08 2023-10-17 Element Energy, Inc. Safe battery energy management systems, battery management system nodes, and methods
US10992149B1 (en) * 2020-10-08 2021-04-27 Element Energy, Inc. Safe battery energy management systems, battery management system nodes, and methods
US11831192B2 (en) 2021-07-07 2023-11-28 Element Energy, Inc. Battery management controllers and associated methods
US11269012B1 (en) 2021-07-19 2022-03-08 Element Energy, Inc. Battery modules for determining temperature and voltage characteristics of electrochemical cells, and associated methods
KR102449819B1 (ko) * 2021-11-26 2022-10-04 주식회사 오토실리콘 갈바닉 절연 통신구조를 구비한 배터리 장치
US11699909B1 (en) 2022-02-09 2023-07-11 Element Energy, Inc. Controllers for managing a plurality of stacks of electrochemical cells, and associated methods
CN114665173B (zh) * 2022-05-19 2022-08-26 四川千里倍益康医疗科技股份有限公司 基于单信号线的双向通信方法及装置
US11664670B1 (en) 2022-08-21 2023-05-30 Element Energy, Inc. Methods and systems for updating state of charge estimates of individual cells in battery packs
US20240069111A1 (en) * 2022-08-31 2024-02-29 Texas Instruments Incorporated Network restart from power save mode in wbms
NL2033226B1 (en) * 2022-10-04 2024-04-16 Storm Group B V A modular battery system and a method of operating thereof

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140001866A1 (en) 2011-03-14 2014-01-02 Sanyo Electric Co., Ltd. Communication system and rechargeable battery system

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080180389A1 (en) * 2007-01-26 2008-07-31 Michael Kelly Optical-based interconnect for integrated circuits and related system and method
CN101119036B (zh) * 2007-07-23 2011-01-19 柏禄帕迅能源科技有限公司 用于电动汽车的电池管理系统
US8310103B2 (en) * 2010-03-17 2012-11-13 T-Mobile Usa, Inc. Cell site power system management, including battery circuit management
JP2012055048A (ja) * 2010-08-31 2012-03-15 Panasonic Corp 接続部材外れ検知装置
DE102011002841A1 (de) * 2011-01-18 2012-07-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Elektrochemischer Energiespeicher und Verfahren zur Bestimmung dessen Temperatur
WO2012124238A1 (ja) * 2011-03-14 2012-09-20 三洋電機株式会社 電源システム
US20130108898A1 (en) * 2011-10-26 2013-05-02 Eetrex, Inc. Modular battery control system architecture
JP2014033604A (ja) * 2012-07-13 2014-02-20 Sanyo Electric Co Ltd 電池システムの充放電状態均等化方法、電池システムの充放電状態変更方法及び電池システム
US9923399B2 (en) * 2013-08-06 2018-03-20 Analog Devices, Inc. Battery stack with distributed control of cells driving events
CN204089304U (zh) * 2014-11-15 2015-01-07 成都九华圆通科技发展有限公司 分布式电源在线维护系统
JP2018038097A (ja) * 2015-01-16 2018-03-08 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 蓄電池制御システム
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
CN109416389B (zh) * 2016-06-28 2021-06-29 亚德诺半导体国际无限责任公司 用于电池系统的无线传感器

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140001866A1 (en) 2011-03-14 2014-01-02 Sanyo Electric Co., Ltd. Communication system and rechargeable battery system

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018035609A1 (en) 2018-03-01
FI3504696T3 (fi) 2023-01-13
EP3504696A1 (en) 2019-07-03
CA3034717A1 (en) 2018-03-01
ES2934241T3 (es) 2023-02-20
US10804690B2 (en) 2020-10-13
PL3504696T3 (pl) 2023-03-06
CN110178163B (zh) 2022-07-05
JP7291074B2 (ja) 2023-06-14
JP2019535161A (ja) 2019-12-05
DK3504696T3 (en) 2023-01-09
SG11201901479WA (en) 2019-03-28
EP3504696A4 (en) 2020-03-25
KR20190085912A (ko) 2019-07-19
US20190229518A1 (en) 2019-07-25
EP3504696B1 (en) 2022-10-05
CN110178163A (zh) 2019-08-27
WO2018035609A8 (en) 2018-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102504662B1 (ko) 광학적으로 통신 가능한 배터리 관리 시스템
US20190052109A1 (en) Coupling system and apparatus for parallel interconnection of independent battery modules
US20180254648A1 (en) Applying Alternate Modes of USB Type-C for Fast Charging Systems
US9143845B2 (en) Branching units and power line monitoring methods
US10075015B2 (en) Maintenance transfer switch
KR20160109410A (ko) 차량 충전 장치 및 상기 장치의 내부 회로 보호 방법
CN110347095B (zh) 一种应用于航空电热控制系统的三余度切换电路
US20150108992A1 (en) System for monitoring state of battery pack
EP3416231A1 (en) Battery module and storage battery system
US20240186804A1 (en) Charging device and method for charging at least one electric vehicle
US20200044465A1 (en) Power storage system, and stop control system
CN108110999B (zh) 配电装置及其操作方法
JP7088372B2 (ja) スイッチ装置
CN209930261U (zh) 支持系统启动过程、故障及死机的旁路功能电路
TW201820744A (zh) 配電裝置及其操作方法
CN111742496B (zh) 海底电缆系统、分支设备以及其状态响应方法
CN112027828A (zh) 一种电梯应急控制系统以及电梯装置
KR200475262Y1 (ko) 광 네트워크 기반 광 우회 시스템
CN212850528U (zh) 一种无线串口组网器及系统
JP2013207475A (ja) 監視システム
KR100888945B1 (ko) 링형 광전송망시스템
CN102279371B (zh) 通信设备的主、备电源盘电压故障检测系统
JPS61121546A (ja) ル−プ式光伝送装置
CN117792151A (zh) 电机管理装置及包括电机管理装置的电机启动和保护系统
JP2016184207A (ja) 中継装置及び警報システム

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant