TW202112028A - 電池系統及其中之電池模組及電池控制電路 - Google Patents

電池系統及其中之電池模組及電池控制電路 Download PDF

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Abstract

一種電池模組，適用於電池系統，與電池系統中的其他電池模組以菊鏈拓樸彼此耦接，且根據通訊介面協定通過菊鏈拓樸方式彼此進行資料傳輸，其中通訊介面協定具有一預設數量的時脈脈波。電池模組包含電池單元以及電池控制電路。其中當電池模組操作於底端模式時，電池控制電路產生對應於通訊介面協定的上行時脈輸出訊號，其中上行時脈輸出訊號具有預設數量加上總補入數量的時脈脈波，藉此補償菊鏈拓樸排列造成的時脈差值，使得電池模組得以根據上行時脈輸出訊號同步接收自目標模組以菊鏈拓樸傳送而來的下行資料訊號。

Description

電池系統及其中之電池模組及電池控制電路
本發明係有關一種電池系統，特別是指一種具有菊鏈拓樸的電池系統。本發明也有關於用於電池系統中之電池模組以及電池控制電路。
與本案相關的前案有：LTC6804 Multi-cell Monitors 規格書，美國專利申請US8010724, I2C/SMBUS Ladders and Laddered Enabled ICs，美國專利申請US 2011/0289239 A1, Device Address Assignment in a Bus Cascade System，以及美國專利申請US 2019/0006723 A1, Multi-Channel and Bi-directional Battery management System。
在高功率的電池系統中（例如但不限於電動車等高功率的應用中），電池系統配置了數量龐大的電池模組，在電池系統中，通常將電池模組互相串聯以提高電池系統的系統輸出電壓，藉此降低電源線的電流以及線徑，而一般來說，電池模組中也配置了一定數量彼此串聯的電池。
第1圖顯示一種常見的先前技術之具有菊鏈拓樸的電池系統（電池系統1），電池系統1包括以菊鏈拓樸串接的電池模組（電池模組10[1]~10[n]），每個電池模組各自包括對應的電池單元（12[1]~12[n]）以及電池控制電路（11[1]~11[n]）。電池控制電路用以控制對應的電池單元，例如充電時的過高電壓保護、放電時的過低電壓保護，而在具有複數電池的電池單元的配置下，電池控制電路則用以控制各電池間的電壓平衡。此外，電池控制電路還提供了以菊鏈拓樸耦接的電池模組之間的通訊功能。在菊鏈拓樸的配置下，電池模組可操作於不同的識別模式，例如頂端模式（例如第1圖中的電池模組10[n]）、中間模式（例如第1圖中的電池模組10[2]~10[n-1]），或是底端模式（例如第1圖中的電池模組10[1]）。
第1圖中所示之先前技術，其缺點之一在於，以菊鏈拓樸彼此耦接的各個電池模組之間，需以點對點的通訊方式進行資料交換，電池模組的設計較為複雜且較為耗電。
本發明相較於第1圖之先前技術，可藉由通用的主從式的序列式通訊協定（例如但不限於積體電路匯流排協定，亦即，Inter-Integrated Circuit - I2C Bus）進行同步的資料交換，可節省成本，且具有低耗能的優點。
就其中一個觀點言，本發明提供了一第一電池模組，適用於一電池系統，與該電池系統中的其他第二電池模組以菊鏈拓樸彼此耦接，且根據一通訊介面協定，通過菊鏈拓樸方式彼此進行資料傳輸，其中該通訊介面協定以一資料封包進行資料傳輸，該資料封包具有一預設數量的時脈脈波以進行資料同步傳輸，其中該第一電池模組與該第二電池模組之一根據一位址資訊判斷為一目標模組，該第一電池模組於菊鏈拓樸中操作於一底端模式、一中間模式或一頂端模式；該第一電池模組包含：一電池單元，包括至少一電池，其中該電池單元自該電池單元的正端及負端之間輸出一電池單元電壓；以及一電池控制電路，受電於該電池單元電壓，用以檢測該電池單元的電壓及╱或控制該電池單元，其中該電池控制電路包括一上行時脈輸出端；其中當該第一電池模組操作於該底端模式時，該電池控制電路於該上行時脈輸出端產生對應於該通訊介面協定的一上行時脈輸出訊號，其中該上行時脈輸出訊號具有該預設數量加上一總補入數量的時脈脈波，其中該總補入數量大於等於1，藉此補償菊鏈拓樸排列造成的時脈差值，使得該第一電池模組得以根據該上行時脈輸出訊號同步接收自該目標模組以菊鏈拓樸傳送而來的一下行資料訊號。
在一較佳實施例中，該總補入數量對應於該第一電池模組與該目標模組在菊鏈拓樸中排列的一間距減1，藉此補償菊鏈拓樸排列造成的時脈差值，使得該第一電池模組得以根據該上行時脈輸出訊號同步接收自該目標模組以菊鏈拓樸傳送而來的一下行資料訊號。
在一較佳實施例中，當該第一電池模組操作於該中間模式或該頂端模式時，且當該第一電池模組判斷為該目標模組時，該電池控制電路自該上行資料輸入端接收一上行資料輸入訊號，且自該上行時脈輸入端接收一上行時脈輸入訊號，且根據該上行資料輸入訊號而於該下行資料輸出端產生對應的一下行資料輸出訊號；其中該下行資料輸出訊號同步於該上行時脈輸入訊號，且該上行時脈輸入訊號具有預設數量的時脈脈波。
在一較佳實施例中，當該第一電池模組操作於該中間模式或該頂端模式時，且當該第一電池模組判斷為該目標模組時，該下行資料輸出訊號包括以下的至少之一：（1）一下行確認訊號，用以確認該目標模組已收到該上行資料輸入訊號；（2）該目標模組中的一目標暫存器中的一讀出資料；及╱或（3）對應於該讀出資料的一下行資料封包檢查資訊。
在一較佳實施例中，該電池控制電路更包括一上行資料輸出端以及一下行資料輸入端，其中當該第一電池模組操作於該中間模式且當該第一電池模組判斷不是該目標模組時，該電池控制電路自該上行時脈輸入端接收一上行時脈輸入訊號，自該上行資料輸入端接收一上行資料輸入訊號，自該下行資料輸入端接收一下行資料輸入訊號，且根據該上行時脈輸入訊號而於該上行時脈輸出端產生對應的一上行時脈輸出訊號，且根據該上行資料輸入訊號而於該上行資料輸出端產生對應的一上行資料輸出訊號，且根據該下行資料輸入訊號而於該下行資料輸出端產生對應的一下行資料輸出訊號；其中該上行時脈輸出訊號的時脈脈波數量較上行時脈輸入訊號的時脈脈波數量少1個。
在一較佳實施例中，當該第一電池模組操作於該中間模式且當該第一電池模組判斷不是該目標模組時，該上行時脈輸出訊號具有該預設數量加上一補入數量的時脈脈波，其中該補入數量對應於該第一電池模組與該目標模組在菊鏈拓樸中排列的一間距減1。
在一較佳實施例中，該電池控制電路更包括一上行資料輸出端以及一下行資料輸入端，其中當該第一電池模組操作於該底端模式時，該電池控制電路於該上行資料輸出端產生一上行資料輸出訊號，且自該下行資料輸入端接收一下行資料輸入訊號，其中該上行資料輸出訊號包括以下的至少之一：（1）該目標模組的該位址資訊；（2）該目標模組中的一目標暫存器的位址； （3）一讀取指令；（4）一寫入指令；（5）一寫入資料；（6）對應於該寫入資料的一上行資料封包檢查資訊；及╱或（7）一上行確認訊號，用以確認該第一電池模組已接收到該下行資料輸入訊號。
在一較佳實施例中，該通訊介面協定為積體電路匯流排協定（Inter-Integrated Circuit - I2C Bus）。
在一較佳實施例中，該電池控制電路更包括一下行故障輸入端以及一下行故障輸出端，其中：該電池控制電路於偵測到一故障發生時，於該下行故障訊號輸出端產生一下行故障輸出訊號；或者該電池控制電路自該下行故障輸入端接收到一下行故障輸入訊號時，於該下行故障訊號輸出端產生該下行故障輸出訊號；其中該電池系統根據該下行故障輸出訊號關斷該電池系統與其外部之間的電流連接路徑。
在一較佳實施例中，該第二電池模組具有與該第一電池模組相同的結構。
就另一個觀點言，本發明也提供了一種電池系統，包含複數個電池模組，其中該複數個電池模組以菊鍊拓樸互相耦接，且根據一通訊介面協定，通過菊鏈拓樸方式彼此進行資料傳輸，其中該通訊介面協定以一資料封包進行資料傳輸，該資料封包具有一預設數量的時脈脈波以進行資料同步傳輸，該複數個電池模組分別安排為操作於一底端模式的一底端電池模組、操作於一頂端模式的一頂端電池模組，以及操作於一中間模式的至少一中間電池模組，其中該複數個電池模組之一根據一位址判斷為一目標模組；各該電池模組包括：一電池單元，包括至少一電池，其中該電池單元自該電池單元的正端及負端之間輸出一電池單元電壓；以及一電池控制電路，受電於該電池單元電壓，用以檢測該電池單元的電壓及╱或控制該電池單元；其中該複數電池模組的各電池單元依序彼此串聯，以於該電池系統的一電池輸出正端與一電池輸出負端之間輸出一電池系統電壓；其中各該電池控制電路包括複數端口，該複數端口包括：一上行時脈輸入端、一上行時脈輸出端、一上行資料輸入端、一上行資料輸出端、一下行資料輸入端以及一下行資料輸出端，其中該複數個電池模組中的各自對應的該電池控制電路彼此通過對應的該複數端口以菊鍊拓樸互相耦接； 其中該底端電池模組之對應的該電池控制電路於該上行時脈輸出端產生對應於該通訊介面協定的一上行時脈輸出訊號，其中該上行時脈輸出訊號具有該預設數量加上一總補入數量的時脈脈波，其中該總補入數量大於等於1，藉此補償菊鏈拓樸排列造成的時脈差值，使得該第一電池模組得以根據該上行時脈輸出訊號同步接收自該目標模組以菊鏈拓樸傳送而來的一下行資料訊號。
就另一個觀點言，本發明也提供了一種電池控制電路，適用於一第一電池模組，該第一電池模組適用於一電池系統，該第一電池模組與該電池系統中的其他第二電池模組以菊鏈拓樸彼此耦接，且根據一通訊介面協定，通過菊鏈拓樸方式彼此進行資料傳輸，其中該通訊介面協定以一資料封包進行資料傳輸，該資料封包具有一預設數量的時脈脈波以進行資料同步傳輸，其中該第一電池模組與該第二電池模組之一根據一位址資訊判斷為一目標模組，該第一電池模組於菊鏈拓樸中操作於一底端模式、一中間模式或一頂端模式；該第一電池模組包括一電池單元，該電池單元包括至少一電池，其中該電池單元自該電池單元的正端及負端之間輸出一電池單元電壓；其中該電池控制電路之特徵在於：該電池控制電路受電於該電池單元電壓，用以檢測該電池單元的電壓及╱或控制該電池單元，其中該電池控制電路包括一上行時脈輸出端；以及當該第一電池模組操作於該底端模式時，該電池控制電路於該上行時脈輸出端產生對應於該通訊介面協定的一上行時脈輸出訊號，其中該上行時脈輸出訊號具有該預設數量加上一總補入數量的時脈脈波，其中該總補入數量大於等於1，藉此補償菊鏈拓樸排列造成的時脈差值，使得該第一電池模組得以根據該上行時脈輸出訊號同步接收自該目標模組以菊鏈拓樸傳送而來的一下行資料訊號。
底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。
本發明中的圖式均屬示意，主要意在表示各電路間之耦接關係，以及各訊號波形之間之關係，至於電路、訊號波形與頻率則並未依照比例繪製。
請參閱第2圖，第2圖顯示本發明之電池系統的一種實施例示意圖（電池系統1000），如第2圖所示，在一實施例中，電池系統1000包括複數個電池模組100[1]~100[n]，其中該複數個電池模組100[1]~100[n]以菊鍊拓樸互相耦接，且根據一通訊介面協定，通過菊鏈拓樸（daisy chain）方式彼此進行資料傳輸，其中該通訊介面協定以一資料封包進行資料傳輸，該資料封包具有一預設數量的時脈脈波以進行資料同步傳輸，其中電池模組100[1]~100[n]分別安排為操作於底端模式的一底端電池模組100[1]、操作於頂端模式的一頂端電池模組100[n]，以及操作於中間模式的至少一中間電池模組100[2]~100[n-1]（100[n-1]雖於圖中未示出，但本領域人員可根據本發明的教示推知，下文中與電池模組100[n-1]相關的細節亦同）。
具體而言，在一實施例中，所述的通訊介面協定例如可為積體電路匯流排協定（Inter-Integrated Circuit - I2C Bus，簡稱I2C）。請同時參閱第3圖，第3圖顯示本發明之電池系統以菊鏈拓樸方式進行資料傳輸的一實施例的波形圖。如第3圖所示，在對應於積體電路匯流排協定的本實施例中，所述的資料封包（如第3圖所示的資料封包pkt1~pkt5）例如可具有預設數量為 9 的時脈脈波（例如上行時脈訊號SCL[1]~SCL[3]）以進行資料同步傳輸，其中包括一個用以觸發同步傳送及接收確認訊號（Acknowledge, ACK）的時脈脈波，其細節容後詳述。
請繼續參閱第2圖與第3圖，在以I2C進行資料傳輸時，複數個電池模組100[1]~100[n]會根據一位址資訊而判斷何者為目標模組。舉例來說，在第3圖中的資料封包pkt1中，上行資料訊號SDU[3]的前7個位元的資料（例如第3圖所示的 “0000100”）即為位址資訊，本實施例中，位址資訊“0000100”例如對應於電池模組100[4]，換言之，底端電池模組100[1]在本實施例中將與電池模組100[4]進行通訊或資料交換，其細節容後詳述。
請繼續參閱第2圖，電池模組（100[1]~100[n]）各自包括電池單元（對應於120[1]~120[n]）以及電池控制電路（對應於110[1]~110[n]）。在一實施例中，電池單元包括彼此串聯的複數電池，其中電池單元120[1]~120[n]分別於各自對應的正端（耦接於電源正端VDD）及負端（耦接於電源正端VDD）之間輸出電池單元電壓VBM[1]~VBM[n]。需說明的是，在一些實施例中，電池單元也可僅包括一個電池。
電池模組100[1]~100[n]的各電池單元120[1]~120[n]依序彼此串聯，以於電池系統1000的電池輸出正端PCK＋與電池輸出負端PCK-之間輸出電池系統電壓VPCK。
就一觀點而言，電池模組100[1]~100[n]在硬體配置上為相同的電池模組，電池模組可操作於底端模式（例如對應於底端電池模組100[1]）、頂端模式（例如對應於頂端電池模組100[n]）或中間模式（例如對應於中間電池模組100[2]~100[n-1]）。
請繼續參閱第2圖，電池控制電路110[1]~110[n]分別通過各自的電源正端VDD與電源負端GND受電於電池單元電壓VBM[1]~ VBM[n]，用以檢測該電池單元的電壓及╱或控制對應的電池單元120[1]~120[n]，舉例而言，電池控制電路用以提供電池單元例如於充電時的過高電壓保護、放電時的過低電壓保護，而在具有複數電池的電池單元的配置下，電池控制電路還可用以控制各電池間的電壓平衡。此外，電池控制電路還提供了以菊鏈拓樸耦接的電池模組之間的通訊功能。
在一具體的實施例中，電池控制電路110[1]~110[n]分別對電池單元120[1]~120[n]中的各個電池進行電壓平衡控制，使得電池單元120[1]~120[n]中的各個電池達到電壓平衡，換言之，使得某一電池單元（例如電池單元120[1]）內的各個電池達到電壓平衡，所述的「電壓平衡」係指，在充電或放電的過程中，各個電池的電壓受控制而大致上為相等。進一步地，在一具體的實施例中，藉由上述電池單元內（例如電池單元120[1]）的各個電池達到電壓平衡，也因而可達成電池單元間（例如電池單元120[1] ~120[n]）的各個電池單元電壓VBM[1]~ VBM[n]之間達到電壓平衡。
請繼續參閱第2圖，電池控制電路110[1]~110[n]各自包括複數端口，在一實施例中，複數端口包括：上行時脈輸入端CKI、上行時脈輸出端CKO、上行資料輸入端DUI、上行資料輸出端DUO、下行資料輸入端DDI以及下行資料輸出端DDO，其中電池模組100[1]~100[n]中的各自對應的電池控制電路110[1]~110[n]彼此通過對應的複數端口以菊鍊拓樸互相耦接。
請繼續參閱第2圖，本實施中，電池控制電路110[1]~110[n]以菊鍊拓樸互相耦接的具體方式如下：一電池控制電路（例如110[1]）於上行方向（如實線箭號所指的方向，下同）相鄰的電池控制電路（例如110[2]）之間，其上行時脈輸出端CKO耦接於上行方向相鄰的電池控制電路（110[2]）的上行時脈輸入端CKI，其上行資料輸出端DUO耦接於上行方向相鄰的電池控制電路（110[2]）的上行資料輸入端DUI，其下行資料輸入端DDI耦接於上行方向相鄰的電池控制電路（110[2]）的下行資料輸出端DDO。
請繼續參閱第2圖，本實施中，上述的電池控制電路110[1]~ 110[n]依上行方向分別產生了對應的上行時脈訊號SCL[1] ~SCL [n-1]、上行資料訊號SDU[1] ~SDU [n-1]，以及下行資料訊號SDD[1] ~SDD [n-1]。
需特別說明的是，為便於說明，針對某一個特定的電池控制電路來說，會在其上行時脈輸出端CKO、上行資料輸出端DUO以及下行資料輸出端DDO，分別產生對應的上行時脈輸出訊號、上行資料輸出訊號以及下行資料輸出訊號，且在其上行時脈輸入端CKI、上行資料輸入端DUI以及下行資料輸入端DDI，分別接收對應的上行時脈輸入訊號、上行資料輸入訊號以及下行資料輸入訊號。
請繼續參閱第2圖，具體以電池控制電路110[2]為例，電池控制電路110[2]會在其上行時脈輸出端CKO、上行資料輸出端DUO以及下行資料輸出端DDO，分別產生對應的上行時脈輸出訊號（對應於上行時脈訊號SCL[2]）、上行資料輸出訊號（對應於上行資料訊號SDU[2]）以及下行資料輸出訊號（對應於下行資料訊號SDD[1]），且在其上行時脈輸入端CKI、上行資料輸入端DUI以及下行資料輸入端DDI，分別接收對應的上行時脈輸入訊號（對應於上行時脈訊號SCL[1]）、上行資料輸入訊號（對應於上行資料訊號SDU[1]）以及下行資料輸入訊號（對應於下行資料訊號SDD[2]），其餘電池模組的耦接與訊號關係本領域人員可於本案的教示下類推，在此不予贅述。
此外，在一實施例中，底端電池模組100[1]之電池控制電路110[1]的上行時脈輸入端CKI與上行資料輸入端DUI耦接於低位準（例如圖中所示的禁能位準VL[1]）。而在一實施例中，頂端電池模組100[n]之電池控制電路110[n]的下行資料輸入端DDI耦接於高位準（例如圖中所示的致能位準VH[n]）。
請繼續參閱第2圖與第3圖，根據本發明，在一實施例中，底端電池模組100[1]之對應的電池控制電路110[1]於上行時脈輸出端CKO產生對應於通訊介面協定（如I2C）的上行時脈輸出訊號（對應於上行時脈訊號SCL[1]），其中所述的上行時脈輸出訊號SCL[1]具有預設數量加上一總補入數量的時脈脈波，其中總補入數量大於等於1，藉此補償菊鏈拓樸排列造成的時脈差值，使得底端電池模組100[1]得以根據上行時脈輸出訊號CKO的觸發而同步接收自該目標模組以菊鏈拓樸傳送而來的一下行資料訊號。
詳言之，在如I2C此類主從式的序列式通訊介面協定中，時脈訊號由介面主控制器（master，例如對應於第2圖與第3圖實施例中的底端電池控制電路110[1]）負責發出，而介面次控制器（slave，例如對應於第2圖實施例中的中間電池控制電路110[4]）則根據由介面主控制器（master）所發出時脈訊號進行確認資訊的回應、資料的寫入或資料的讀出。然而，當如I2C此類主從式的序列式通訊介面協定被應用於例如本發明的具有菊鏈拓樸之電池系統時，在介面次控制器（slave）根據由介面主控制器（master）所發出時脈訊號進行確認訊號的回應、資料的寫入或資料的讀出，並依菊鏈拓樸順序依次傳遞回介面主控制器（master）時，會造成因菊鏈拓樸排列造成的時脈差值。例如，第3圖中，若底端電池控制電路110[1]）僅發出符合I2C的預設數量9個時脈脈波（例如第3圖中的資料封包pkt1中的前9個時脈脈波），則當傳遞至中間電池控制電路110[4]時，雖可使中間電池控制電路110[4]發出確認訊號（ACKD[3]），然而卻無法通過菊鏈拓樸繼續依下行方向（如第2圖虛線箭號所指的方向，下同）依次傳遞回底端電池控制電路110[1]。
為了解決上述的問題，根據本發明，在一實施例中，如第3圖中的資料封包pkt1中，電池控制電路110[1]於上行時脈輸出端CKO產生對應的上行時脈輸出訊號SCL[1]時，會補入一總補入數量的時脈脈波，換言之，所述的上行時脈輸出訊號SCL[1]具有預設數量加上一總補入數量的時脈脈波，藉此補償菊鏈拓樸排列造成的時脈差值，使得底端電池模組100[1]得以根據上行時脈輸出訊號CKO同步接收自該目標模組以菊鏈拓樸傳送而來的一下行資料訊號。
上述的時脈差值是指，當一電池模組依下行方向傳遞訊號給下行方向的另一電池模組時，該另一電池模組需多產生一定補入數量的上行時脈輸出訊號CKO，才能讓該電池模組所傳送的訊號菊鏈拓樸依次傳遞至該另一電池模組，在一實施例中，此補入數量相關於該電池模組與該另一電池模組在菊鏈拓樸排列之間的間距。
在一實施例中，如第3圖所示，所述的總補入數量對應於操作於底端模式的底端電池模組100[1]與目標模組在菊鏈拓樸中排列的間距減1，例如，假設目標模組為電池模組100[4]，而底端電池模組100[1] 與目標模組（100[4]）在菊鏈拓樸中排列的間距則為3（即，4-1＝3），在此情況下，本實施例中，所述的總補入數量則為2（即，3-1＝2），詳言之，如第3圖所示，在一個資料封包中（例如資料封包pkt1），底端電池模組100[1]所產生的上行時脈輸出訊號SCL[1]共具有11個（即，9+2＝11）的時脈脈波，藉此補償菊鏈拓樸排列造成的時脈差值，使得底端電池模組100[1]得以根據上行時脈輸出訊號CKO同步接收自該目標模組以菊鏈拓樸傳送而來的一下行資料訊號。由於所述的總補入數量相關於底端電池模組100[1] 與目標模組（100[4]）在菊鏈拓樸中排列的間距，因此，在上述的間距大於等於2的情況下，就有必要補入時脈脈波，因此，就一角度而言，根據本發明，總補入數量大於等於1。
此外，值得說明的是，上述的實施例中，是以底端電池模組100[1]作為介面主控制器，因此前述的總補入數量計算是以底端電池模組100[1]與目標模組在菊鏈拓樸中排列的間距為基礎，然而，這並非限制，在其他實施例中，若介面主控制器並非底端電池模組100[1]，則總補入數量計算則改以作為介面主控制器的電池模組與目標模組在菊鏈拓樸中排列的間距為基礎。另外值得注意的是，底端電池模組100[1]也可以僅是代為發出與接收另外的介面主控制器所需之訊號的實體階層，而非實質的介面主控制器，換言之，在其他實施例中，可由上述電池控制電路110[1]~110[n]之外的控制電路作為介面主控制器，舉例而言，也可以採用如第2圖中所示的主控電路200作為I2C等通訊介面協定的介面主控制器。還需說明的是，底端電池控制電路110[1] 與主控電路200之間可藉由例如但不限於I2C或SPI等通訊埠進行通訊與資料交換。
請繼續參閱第2圖與第3圖，根據本發明，在一實施例中，操作於中間模式或操作於頂端模式、且判斷為目標模組的電池模組（例如電池模組100[4]），其對應的電池控制電路（例如對應於電池控制電路110[4]）自電池控制電路110[4]的上行資料輸入端DUI接收上行資料輸入訊號（例如對應於上行資料訊號SDU[3]），且自上行時脈輸入端CKI接收上行時脈輸入訊號（例如對應於上行時脈訊號SCL[3]），且根據上行資料輸入訊號（SDU[3]）而於下行資料輸出端DDO產生對應的下行資料輸出訊號（例如對應於下行資料訊號SDD[3]）。
具體舉例而言，在第3圖中的資料封包pkt1中，於上行時脈訊號SCL[3]的前8個時脈脈波中，電池控制電路110[4]受上行時脈訊號SCL[3]觸發而同步接收上行資料訊號SDU[3]，亦即如第3圖中，資料封包pkt1中的上行資料訊號SDU[3]所包含的位址資訊“0000100”， 電池控制電路110[4]在解析位址資訊“0000100”而確認電池控制電路110[4]對應的電池模組100[4]是目標模組，且確認收到寫入指令（資料封包pkt1中的上行資料訊號SDU[3]所包含的W）後，電池控制電路110[4]在上行時脈訊號SCL[3]的第9個時脈脈波時觸發而同步於下行資料輸出端DDO產生對應的下行資料訊號SDD[3]，亦即，如第3圖中的下行確認訊號ACKD[3]，用以確認目標模組（電池模組100[4]）已收到上行資料輸入訊號SDU[3]所包含的完整資料。
值得注意的是，在一實施例中，作為目標模組的電池模組100[4]在一資料封包中（如資料封包pkt1）所收到的時脈脈波的個數等於前述的預設數量，例如本實施例中的9個時脈脈波。
請同時參閱第3圖與第4圖，第4圖顯示本發明之電池系統以菊鏈拓樸方式進行資料傳輸的另一實施例的波形圖。根據本發明，操作於中間模式或操作於頂端模式、且判斷為目標模組的電池模組（例如電池模組100[4]），其對應的下行資料訊號（SDD[3]）除了上述的下行確認訊號ACKD[3]之外，還可包括以下的至少之一：目標模組中的目標暫存器中的讀出資料，及╱或對應於讀出資料的下行資料封包檢查資訊。
詳言之，在一實施例中，如第4圖所示，目標模組（電池模組100[4]）對應的下行資料訊號（SDD[3]），在資料封包pkt9中，送出了目標暫存器中的1個位元組的讀出資料，亦即，資料封包pkt9的d7~d0。而在資料封包pkt10中，目標模組（電池模組100[4]）對應的下行資料訊號（SDD[3]）則送出了對應於前述讀出資料的下行資料封包檢查資訊p7~p0，其中，資料封包檢查資訊用以將讀出資料進行錯誤修正編碼，以使得接收端可於接收後對資料封包資料進行錯誤檢查或修正。
請繼續參閱第2圖、第3圖與第4圖，根據本發明，操作於中間模式且判斷不是目標模組的各個電池模組（例如第2圖中的電池模組100[2]），其對應的電池控制電路（110[2]）自上行時脈輸入端CKI接收上行時脈輸入訊號（對應於上行時脈訊號SCL[1]），自上行資料輸入端DUI接收上行資料輸入訊號（例如對應於上行資料訊號SDU[1]），自下行資料輸入端DDI接收下行資料輸入訊號（對應於下行資料訊號SDD[2]），且根據上行時脈輸入訊號（SCL[1]）而於上行時脈輸出端CKO產生對應的上行時脈輸出訊號（對應於上行時脈訊號SCL[2]），且根據上行資料輸入訊號（SDU[1]）而於上行資料輸出端DUO產生對應的上行資料輸出訊號（對應於上行資料訊號SDU[2]），且根據下行資料輸入訊號（SDD[2]）而於下行資料輸出端產生對應的下行資料輸出訊號（對應於下行資料訊號SDD[1]）。需說明的是，上述的上行資料訊號SDU[2] 同步於上行時脈輸出訊號（對應於上行時脈訊號SCL[2]），而下行資料訊號SDD[1]則同步於上行時脈輸入訊號（對應於上行時脈訊號SCL[1]）。
值得注意的是，如第3圖與第4圖所示，本實施例中，在一個資料封包內（如pkt1），上行時脈輸出訊號（SCL[2]）的時脈脈波數量較上行時脈輸入訊號（SCL[1]）的時脈脈波數量少1個，具體而言，本實施例中，如前所述，在一個資料封包中（例如資料封包pkt1），上行時脈輸入訊號（SCL[1]）的時脈脈波數量為11，而上行時脈輸出訊號（SCL[2]）的時脈脈波數量為10個。
再舉一例，同樣是操作於中間模式且判斷不是目標模組的電池模組100[3]），其對應的上行時脈輸出訊號（SCL[3]）的時脈脈波數量較上行時脈輸入訊號（SCL[2]）的時脈脈波數量少1個，具體而言，本實施例中，如前所述，在一個資料封包中（例如資料封包pkt1），上行時脈輸入訊號（SCL[2]）的時脈脈波數量為10，而上行時脈輸出訊號（SCL[3]）的時脈脈波數量為9個。
就一觀點而言，操作於中間模式且判斷不是目標模組的各個電池模組，其對應的上行時脈輸出訊號具有預設數量加上補入數量的時脈脈波，其中補入數量對應於電池模組與目標模組在菊鏈拓樸中排列的間距減1。具體舉例來說，電池模組100[2]與目標模組（電池模組100[4]）電池模組100[2] 在菊鏈拓樸中排列的間距為2，因此，對應的上行時脈輸出訊號（SCL[2]）的時脈脈波數量為10個（亦即， 9+2-1）。
請繼續參閱第3圖與第4圖，在一實施例中，底端電池模組100[1]（對應於介面主控制器）之對應的電池控制電路110[1]於上行資料輸出端DUO產生上行資料輸出訊號（對應於SDU[1]），且自下行資料輸入端DDI接收下行資料輸入訊號（對應於SDD[1]），其中上行資料輸出訊號（SDU[1]）所承載的資訊可包括以下的至少之一：（1）目標模組的位址資訊（例如資料封包pkt1、pkt6與pkt8中的位址資訊 “0000100”）；（2）目標模組中的目標暫存器的位址（例如資料封包pkt2與pkt7的目標暫存器的位址位元組r7~r0）； （3）讀取指令（例如資料封包pkt8的位元“R”）；（4）寫入指令（例如資料封包pkt1與pkt6的位元“W”）；（5）寫入資料（例如資料封包pkt3與pkt4的資料位元組d7~d0）；（6）對應於寫入資料的上行資料封包檢查資訊（例如資料封包pkt5的上行資料封包檢查位元組p7~p0）；及╱或（7）上行確認訊號ACKU（例如資料封包pkt10的上行確認訊號ACKU[1]），其中上行確認訊號ACKU[1]用以確認底端電池模組100[1]已接收到下行資料輸入訊號。
請繼續參閱第2圖、第3圖與第4圖，值得注意的是，上述操作於中間模式且判斷不是目標模組(例如電池模組100[2]），其在第3圖與第4圖對應的各個資料封包中，電池模組100[2]都如實地將例如前述各資料封包中的資料依上行方向或下行方向複製後傳送輸出，例如，在資料封包pkt3與pkt4中，將上行資料訊號SDU[1]（寫入資料位元組d7~d0）複製，而同步於上行時脈訊號SCL[2]以輸出上行資料訊號SDU[2] （寫入資料位元組d7~d0），又如，在資料封包pkt9中，將下行資料訊號SDD[2]（寫入資料位元組d7~d0）複製，而同步於下行時脈訊號SCL[1]以輸出下行資料訊號SDD[1] （寫入資料位元組d7~d0），其餘複製的細節可由第2圖、第3圖與第4圖的實施例推知。
就一觀點而言，上述的補入數量或總補入數量的時脈脈波，對上行方向的各個電池控制電路（電池控制電路110[2]~110[4]）而言，是用來向上傳送這些對應數量的補入的時脈脈波以使各個電池控制電路通過各自的下行資料輸出端傳送出對應的下行資料訊號。此外，以資料封包pkt1為例，從另外一個角度來說，對於某一個有補入時脈脈波的電池控制電路來說（例如電池控制電路110[1]），在發送完上行資料訊號SDU[1]後（亦即，前8個時脈脈波），需等待總補入數量（或補入數量）個時脈脈波（亦即，2個時脈脈波）後，於下一個時脈脈波（亦即，第11個）才同步取得下行資料訊號SDD[1]的確認訊號ACKD[1]。詳言之，確認訊號ACKD[3]與確認訊號ACKD[1]之間，具有2個時脈脈波的時脈差值，而就時間上而言，實際上則具有2個時脈脈波減去2個傳遞延遲的時間差值，其餘關係可依此類推。
請參閱第5圖與第6圖，第5圖顯示本發明之電池系統的一種實施例示意圖，第6圖顯示對應於第5圖的操作波形圖。
如第5圖中所示，電池系統1001中的各電池控制電路110[1]~ 110[n]更包括下行故障輸入端FTI以及下行故障輸出端FTO，在一實施例中，電池控制電路110[1]~ 110[n]於偵測到故障（例如前述的過高電壓或過低電壓）發生時，於下行故障訊號輸出端FTO產生下行故障輸出訊號（對應於如第5圖所示的故障訊號SF[1]~ SF[n-1]）。在另一實施例中，電池控制電路則可用以通過菊鏈拓樸傳遞由其他的電池控制電路所傳送出的故障訊號，舉例而言，電池控制電路110[2]自其下行故障輸入端FTI接收到來自上行方向相鄰的電池模組（即，其中的電池控制電路110[3]）所送出的下行故障輸入訊號時（對應於如第5圖所示的故障訊號SF[2]），於對應的下行故障訊號輸出端FTO產生下行故障輸出訊號（對應於如第5圖所示的故障訊號SF[1]）。在一實施例中，電池系統1001根據上述的下行故障輸出訊號關斷電池系統1001與其外部之間的電流連接路徑。具體而言，關斷電池系統1001與其外部之間的電流連接路徑的方式例如可藉由將底端開關SB關斷而達成。
請繼續參閱第6圖，需說明的是，前述故障訊號SF[1]~ SF[n-1]以菊鏈拓樸依下行方向傳遞時，不需同步於前述的時脈脈波，換言之，前述故障訊號SF[1]~ SF[n-1]可以採取非同步的方式，以菊鏈拓樸依下行方向傳遞，由於非同步傳遞方式僅具有電池控制電路自身的傳遞延遲，因此可以更即時地將故障狀態報告給例如主控電路200知悉，並採取例如上述的保護操作。於值得注意的是，上述的非同步通訊並不限於故障訊號，任何其他有必要的非同步訊號亦可同時採用。此外，本實施例說明了，根據本發明，在菊鏈拓樸的架構下，可同時採取同步的通訊介面協定及非同步的訊號進行通訊，而同時獲得各自的優點。
以上已針對較佳實施例來說明本發明，唯以上所述者，僅係為使熟悉本技術者易於了解本發明的內容而已，並非用來限定本發明之權利範圍。所說明之各個實施例，並不限於單獨應用，亦可以組合應用，舉例而言，兩個或以上之實施例可以組合運用，而一實施例中之部分組成亦可用以取代另一實施例中對應之組成部件。此外，在本發明之相同精神下，熟悉本技術者可以思及各種等效變化以及各種組合，舉例而言，本發明所稱「根據某訊號進行處理或運算或產生某輸出結果」，不限於根據該訊號的本身，亦包含於必要時，將該訊號進行電壓電流轉換、電流電壓轉換、及／或比例轉換等，之後根據轉換後的訊號進行處理或運算產生某輸出結果。由此可知，在本發明之相同精神下，熟悉本技術者可以思及各種等效變化以及各種組合，其組合方式甚多，在此不一一列舉說明。因此，本發明的範圍應涵蓋上述及其他所有等效變化。
1,1000,1001:電池系統 10[1]~10[n]:電池模組 100[1]~100[n]:電池模組 11[1]~11[n]:電池控制電路 110[1]~110[n]:電池控制電路 12[1]~12[n]:電池單元 120[1]~120[n]:電池單元 200:主控電路 ACKD[1]～ACKD[3]:下行確認訊號 ACKU[1]～ACKU[3]:上行確認訊號 CKI:上行時脈輸入端 CKO:上行時脈輸出端 DDI:下行資料輸入端 DDO:下行資料輸出端 DUI:上行資料輸入端 DUO:上行資料輸出端 FTI:下行故障輸入端 FTO:下行故障輸出端 GND:電源負端 GND[1]~GND[n]:接地電位 PCK＋:電池輸出正端 PCK-:電池輸出負端 pkt1~pkt5:資料封包 SB:開關 SCL[1]~SCL[n-1]:上行時脈訊號 SDU[1]~SDU[n-1]:上行資料訊號 SDD[1]~SDD[n-1]:下行資料訊號 SF[1]~SF[n-1]:故障訊號 VBM[1]~VBM[n]:電壓 VDD:電源正端 VH[n]:致能位準 VL[1]:禁能位準 VPCK:電池系統電壓
第1圖顯示一種先前技術之具有菊鏈拓樸的電池系統之方塊圖。
第2圖顯示本發明之電池系統的一種實施例示意圖。
第3圖顯示本發明之電池系統以菊鏈拓樸方式進行資料傳輸的一實施例的波形圖。
第4圖顯示本發明之電池系統以菊鏈拓樸方式進行資料傳輸的另一實施例的波形圖。
第5圖顯示本發明之電池系統的一種實施例示意圖。
第6圖顯示對應於第5圖的操作波形圖。
1001:電池系統
100[1]~100[n]:電池模組
110[1]~110[n]:電池控制電路
120[1]~120[n]:電池單元
200:主控電路
CKI:上行時脈輸入端
CKO:上行時脈輸出端
DDI:下行資料輸入端
DDO:下行資料輸出端
DUI:上行資料輸入端
DUO:上行資料輸出端
FTI:下行故障輸入端
FTO:下行故障輸出端
GND:電源負端
GND[1]~GND[n]:接地電位
PCK+:電池輸出正端
PCK-:電池輸出負端
SB:開關
SCL[1]~SCL[n-1]:上行時脈訊號
SDU[1]~SDU[n-1]:上行資料訊號
SDD[1]~SDD[n-1]:下行資料訊號
SF[1]~SF[n-1]:故障訊號
VBM[1]~VBM[n]:電壓
VDD:電源正端
VH[n]:致能位準
VL[1]:禁能位準
VPCK:電池系統電壓

Claims (29)

  1. 一第一電池模組，適用於一電池系統，與該電池系統中的其他第二電池模組以菊鏈拓樸彼此耦接，且根據一通訊介面協定，通過菊鏈拓樸方式彼此進行資料傳輸，其中該通訊介面協定以一資料封包進行資料傳輸，該資料封包具有一預設數量的時脈脈波以進行資料同步傳輸，其中該第一電池模組與該第二電池模組之一根據一位址資訊判斷為一目標模組，該第一電池模組於菊鏈拓樸中操作於一底端模式、一中間模式或一頂端模式；該第一電池模組包含： 一電池單元，包括至少一電池，其中該電池單元自該電池單元的正端及負端之間輸出一電池單元電壓；以及 一電池控制電路，受電於該電池單元電壓，用以檢測該電池單元的電壓及╱或控制該電池單元，其中該電池控制電路包括一上行時脈輸出端； 其中當該第一電池模組操作於該底端模式時，該電池控制電路於該上行時脈輸出端產生對應於該通訊介面協定的一上行時脈輸出訊號，其中該上行時脈輸出訊號具有該預設數量加上一總補入數量的時脈脈波，其中該總補入數量大於等於1，藉此補償菊鏈拓樸排列造成的時脈差值，使得該第一電池模組得以根據該上行時脈輸出訊號同步接收自該目標模組以菊鏈拓樸傳送而來的一下行資料訊號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之第一電池模組，其中該總補入數量對應於該第一電池模組與該目標模組在菊鏈拓樸中排列的一間距減1，藉此補償菊鏈拓樸排列造成的時脈差值，使得該第一電池模組得以根據該上行時脈輸出訊號同步接收自該目標模組以菊鏈拓樸傳送而來的一下行資料訊號。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之第一電池模組，其中當該第一電池模組操作於該中間模式或該頂端模式時，且當該第一電池模組判斷為該目標模組時，該電池控制電路自該上行資料輸入端接收一上行資料輸入訊號，且自該上行時脈輸入端接收一上行時脈輸入訊號，且根據該上行資料輸入訊號而於該下行資料輸出端產生對應的一下行資料輸出訊號； 其中該下行資料輸出訊號同步於該上行時脈輸入訊號，且該上行時脈輸入訊號具有預設數量的時脈脈波。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之第一電池模組，其中當該第一電池模組操作於該中間模式或該頂端模式時，且當該第一電池模組判斷為該目標模組時，該下行資料輸出訊號包括以下的至少之一： （1）一下行確認訊號，用以確認該目標模組已收到該上行資料輸入訊號； （2）該目標模組中的一目標暫存器中的一讀出資料；及╱或 （3）對應於該讀出資料的一下行資料封包檢查資訊。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之第一電池模組，其中該電池控制電路更包括一上行資料輸出端以及一下行資料輸入端，其中當該第一電池模組操作於該中間模式且當該第一電池模組判斷不是該目標模組時，該電池控制電路自該上行時脈輸入端接收一上行時脈輸入訊號，自該上行資料輸入端接收一上行資料輸入訊號，自該下行資料輸入端接收一下行資料輸入訊號，且根據該上行時脈輸入訊號而於該上行時脈輸出端產生對應的一上行時脈輸出訊號，且根據該上行資料輸入訊號而於該上行資料輸出端產生對應的一上行資料輸出訊號，且根據該下行資料輸入訊號而於該下行資料輸出端產生對應的一下行資料輸出訊號； 其中該上行時脈輸出訊號的時脈脈波數量較上行時脈輸入訊號的時脈脈波數量少1個。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之第一電池模組，其中當該第一電池模組操作於該中間模式且當該第一電池模組判斷不是該目標模組時，該上行時脈輸出訊號具有該預設數量加上一補入數量的時脈脈波，其中該補入數量對應於該第一電池模組與該目標模組在菊鏈拓樸中排列的一間距減1。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之第一電池模組，其中該電池控制電路更包括一上行資料輸出端以及一下行資料輸入端，其中當該第一電池模組操作於該底端模式時，該電池控制電路於該上行資料輸出端產生一上行資料輸出訊號，且自該下行資料輸入端接收一下行資料輸入訊號，其中該上行資料輸出訊號包括以下的至少之一： （1）該目標模組的該位址資訊； （2）該目標模組中的一目標暫存器的位址； （3）一讀取指令； （4）一寫入指令； （5）一寫入資料； （6）對應於該寫入資料的一上行資料封包檢查資訊；及╱或 （7）一上行確認訊號，用以確認該第一電池模組已接收到該下行資料輸入訊號。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之第一電池模組，其中該通訊介面協定為積體電路匯流排協定（Inter-Integrated Circuit - I2C Bus）。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之第一電池模組，其中該電池控制電路更包括一下行故障輸入端以及一下行故障輸出端，其中： 該電池控制電路於偵測到一故障發生時，於該下行故障訊號輸出端產生一下行故障輸出訊號；或者 該電池控制電路自該下行故障輸入端接收到一下行故障輸入訊號時，於該下行故障訊號輸出端產生該下行故障輸出訊號； 其中該電池系統根據該下行故障輸出訊號關斷該電池系統與其外部之間的電流連接路徑。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之第一電池模組，其中該第二電池模組具有與該第一電池模組相同的結構。
  11. 一種電池系統，包含複數個電池模組，其中該複數個電池模組以菊鍊拓樸互相耦接，且根據一通訊介面協定，通過菊鏈拓樸方式彼此進行資料傳輸，其中該通訊介面協定以一資料封包進行資料傳輸，該資料封包具有一預設數量的時脈脈波以進行資料同步傳輸，該複數個電池模組分別安排為操作於一底端模式的一底端電池模組、操作於一頂端模式的一頂端電池模組，以及操作於一中間模式的至少一中間電池模組，其中該複數個電池模組之一根據一位址判斷為一目標模組；各該電池模組包括： 一電池單元，包括至少一電池，其中該電池單元自該電池單元的正端及負端之間輸出一電池單元電壓；以及 一電池控制電路，受電於該電池單元電壓，用以檢測該電池單元的電壓及╱或控制該電池單元； 其中該複數電池模組的各電池單元依序彼此串聯，以於該電池系統的一電池輸出正端與一電池輸出負端之間輸出一電池系統電壓； 其中各該電池控制電路包括複數端口，該複數端口包括：一上行時脈輸入端、一上行時脈輸出端、一上行資料輸入端、一上行資料輸出端、一下行資料輸入端以及一下行資料輸出端，其中該複數個電池模組中的各自對應的該電池控制電路彼此通過對應的該複數端口以菊鍊拓樸互相耦接； 其中該底端電池模組之對應的該電池控制電路於該上行時脈輸出端產生對應於該通訊介面協定的一上行時脈輸出訊號，其中該上行時脈輸出訊號具有該預設數量加上一總補入數量的時脈脈波，其中該總補入數量大於等於1，藉此補償菊鏈拓樸排列造成的時脈差值，使得該第一電池模組得以根據該上行時脈輸出訊號同步接收自該目標模組以菊鏈拓樸傳送而來的一下行資料訊號。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之電池系統，其中該總補入數量對應於該電池模組與該目標模組在菊鏈拓樸中排列的一間距減1，藉此補償菊鏈拓樸排列造成的時脈差值，使得該電池模組得以根據該上行時脈輸出訊號同步接收自該目標模組以菊鏈拓樸傳送而來的一下行資料訊號。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之電池系統，其中操作於該中間模式或操作於該頂端模式、且判斷為該目標模組的該電池模組，其對應的該電池控制電路自該上行資料輸入端接收一上行資料輸入訊號，且自該上行時脈輸入端接收一上行時脈輸入訊號，且根據該上行資料輸入訊號而於該下行資料輸出端產生對應的一下行資料輸出訊號； 其中該下行資料輸出訊號同步於該上行時脈輸入訊號，且該上行時脈輸入訊號具有預設數量的時脈脈波。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之電池系統，其中操作於該中間模式或操作於該頂端模式、且判斷為該目標模組的該電池模組，其對應的該下行資料輸出訊號包括以下的至少之一： （1）一下行確認訊號，用以確認該目標模組已收到該上行資料輸入訊號； （2）該目標模組中的一目標暫存器中的一讀出資料；及╱或 （3）對應於該讀出資料的一下行資料封包檢查資訊。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之電池系統，其中操作於該中間模式且判斷不是該目標模組的各個該電池模組，其對應的該電池控制電路自該上行時脈輸入端接收一上行時脈輸入訊號，自該上行資料輸入端接收一上行資料輸入訊號，自該下行資料輸入端接收一下行資料輸入訊號，且根據該上行時脈輸入訊號而於該上行時脈輸出端產生對應的一上行時脈輸出訊號，且根據該上行資料輸入訊號而於該上行資料輸出端產生對應的一上行資料輸出訊號，且根據該下行資料輸入訊號而於該下行資料輸出端產生對應的一下行資料輸出訊號； 其中該上行時脈輸出訊號的時脈脈波數量較上行時脈輸入訊號的時脈脈波數量少1個。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之電池系統，其中操作於該中間模式且判斷不是該目標模組的各個該電池模組，其對應的該上行時脈輸出訊號具有該預設數量加上一補入數量的時脈脈波，其中該補入數量對應於該電池模組與該目標模組在菊鏈拓樸中排列的一間距減1。
  17. 如申請專利範圍第11項所述之電池系統，其中該底端電池模組之對應的該電池控制電路於該上行資料輸出端產生一上行資料輸出訊號，且自該下行資料輸入端接收一下行資料輸入訊號，其中該上行資料輸出訊號包括以下的至少之一： （1）該目標模組的該位址資訊； （2）該目標模組中的一目標暫存器的位址； （3）一讀取指令； （4）一寫入指令； （5）一寫入資料； （6）對應於該寫入資料的一上行資料封包檢查資訊；及╱或 （7）一上行確認訊號，用以確認該電池模組已接收到該下行資料輸入訊號。
  18. 如申請專利範圍第11項所述之電池系統，其中該通訊介面協定為積體電路匯流排協定（Inter-Integrated Circuit - I2C Bus）。
  19. 如申請專利範圍第11項所述之電池系統，其中各該電池控制電路更包括一下行故障輸入端以及一下行故障輸出端，其中： 該電池控制電路於偵測到一故障發生時，於該下行故障訊號輸出端產生一下行故障輸出訊號；或者 該電池控制電路自該下行故障輸入端接收到來自上行方向相鄰的該電池模組所送出的一下行故障輸入訊號時，於對應的該下行故障訊號輸出端產生該下行故障輸出訊號； 其中該電池系統根據該下行故障輸出訊號關斷該電池系統與其外部之間的電流連接路徑。
  20. 如申請專利範圍第11項所述之電池系統，其中該電池系統中之每一電池模組各自的該電池單元具有複數彼此串聯的電池，其中各該電池控制電路對於對應的該電池單元中的各個電池進行電壓平衡控制，使得該電池單元中的各個電池達到電壓平衡。
  21. 如申請專利範圍第11項所述之電池系統，其中該電池系統中之每一電池模組各自的該電池單元具有複數彼此串聯的電池，其中各該電池控制電路對於對應的該電池單元中的各個電池進行電壓平衡控制，使得該電池單元中的各個電池達到電壓平衡，且使得該複數電池模組的各電池單元之間達到電壓平衡。
  22. 一種電池控制電路，適用於一第一電池模組，該第一電池模組適用於一電池系統，該第一電池模組與該電池系統中的其他第二電池模組以菊鏈拓樸彼此耦接，且根據一通訊介面協定，通過菊鏈拓樸方式彼此進行資料傳輸，其中該通訊介面協定以一資料封包進行資料傳輸，該資料封包具有一預設數量的時脈脈波以進行資料同步傳輸，其中該第一電池模組與該第二電池模組之一根據一位址資訊判斷為一目標模組，該第一電池模組於菊鏈拓樸中操作於一底端模式、一中間模式或一頂端模式；該第一電池模組包括一電池單元，該電池單元包括至少一電池，其中該電池單元自該電池單元的正端及負端之間輸出一電池單元電壓；其中該電池控制電路之特徵在於： 該電池控制電路受電於該電池單元電壓，用以檢測該電池單元的電壓及╱或控制該電池單元，其中該電池控制電路包括一上行時脈輸出端；以及 當該第一電池模組操作於該底端模式時，該電池控制電路於該上行時脈輸出端產生對應於該通訊介面協定的一上行時脈輸出訊號，其中該上行時脈輸出訊號具有該預設數量加上一總補入數量的時脈脈波，其中該總補入數量大於等於1，藉此補償菊鏈拓樸排列造成的時脈差值，使得該第一電池模組得以根據該上行時脈輸出訊號同步接收自該目標模組以菊鏈拓樸傳送而來的一下行資料訊號。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之電池控制電路，其中該總補入數量對應於該第一電池模組與該目標模組在菊鏈拓樸中排列的一間距減1，藉此補償菊鏈拓樸排列造成的時脈差值，使得該第一電池模組得以根據該上行時脈輸出訊號同步接收自該目標模組以菊鏈拓樸傳送而來的一下行資料訊號。
  24. 如申請專利範圍第22項所述之電池控制電路，其中當該第一電池模組操作於該中間模式或該頂端模式時，且當該第一電池模組判斷為該目標模組時，該電池控制電路自該上行資料輸入端接收一上行資料輸入訊號，且自該上行時脈輸入端接收一上行時脈輸入訊號，且根據該上行資料輸入訊號而於該下行資料輸出端產生對應的一下行資料輸出訊號； 其中該下行資料輸出訊號同步於該上行時脈輸入訊號，且該上行時脈輸入訊號具有預設數量的時脈脈波。
  25. 如申請專利範圍第24項所述之電池控制電路，其中當該第一電池模組操作於該中間模式或該頂端模式時，且當該第一電池模組判斷為該目標模組時，該下行資料輸出訊號包括以下的至少之一： （1）一下行確認訊號，用以確認該目標模組已收到該上行資料輸入訊號； （2）該目標模組中的一目標暫存器中的一讀出資料；及╱或 （3）對應於該讀出資料的一下行資料封包檢查資訊。
  26. 如申請專利範圍第24項所述之電池控制電路，更包括一上行資料輸出端以及一下行資料輸入端，其中當該第一電池模組操作於該中間模式且當該第一電池模組判斷不是該目標模組時，該電池控制電路自該上行時脈輸入端接收一上行時脈輸入訊號，自該上行資料輸入端接收一上行資料輸入訊號，自該下行資料輸入端接收一下行資料輸入訊號，且根據該上行時脈輸入訊號而於該上行時脈輸出端產生對應的一上行時脈輸出訊號，且根據該上行資料輸入訊號而於該上行資料輸出端產生對應的一上行資料輸出訊號，且根據該下行資料輸入訊號而於該下行資料輸出端產生對應的一下行資料輸出訊號； 其中該上行時脈輸出訊號的時脈脈波數量較上行時脈輸入訊號的時脈脈波數量少1個。
  27. 如申請專利範圍第26項所述之電池控制電路，其中當該第一電池模組操作於該中間模式且當該第一電池模組判斷不是該目標模組時，該上行時脈輸出訊號具有該預設數量加上一補入數量的時脈脈波，其中該補入數量對應於該第一電池模組與該目標模組在菊鏈拓樸中排列的一間距減1。
  28. 如申請專利範圍第22項所述之電池控制電路，更包括一上行資料輸出端以及一下行資料輸入端，其中當該第一電池模組操作於該底端模式時，該電池控制電路於該上行資料輸出端產生一上行資料輸出訊號，且自該下行資料輸入端接收一下行資料輸入訊號，其中該上行資料輸出訊號包括以下的至少之一： （1）該目標模組的該位址； （2）該目標模組中的一目標暫存器的位址； （3）一讀取指令； （4）一寫入指令； （5）一寫入資料； （6）對應於該寫入資料的一上行資料封包檢查資訊；及╱或 （7）一上行確認訊號，用以確認該第一電池模組已接收到該下行資料輸入訊號。
  29. 如申請專利範圍第22項所述之電池控制電路，更包括一下行故障輸入端以及一下行故障輸出端，其中： 該電池控制電路於偵測到一故障發生時，於該下行故障訊號輸出端產生一下行故障輸出訊號；或者 該電池控制電路自該下行故障輸入端接收到一下行故障輸入訊號時，於該下行故障訊號輸出端產生該下行故障輸出訊號； 其中該電池系統根據該下行故障輸出訊號關斷該電池系統與其外部之間的電流連接路徑。
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