TW202119225A - 電池系統和分配控制器區域網路識別碼的方法 - Google Patents

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Abstract

一種電池系統，包括：系統控制器，連接到控制器區域網路（CAN）匯流排；以及多個站，分別連接到CAN匯流排的節點。當作為所述多個站中的一個的第一站檢測到第一電池組已經與第一站結合時，第一站將第一檢測訊號發送到系統控制器。系統控制器回應於第一檢測訊號將用於喚醒第一電池組的第一喚醒訊號提供到第一站。第一站回應於第一喚醒訊號來喚醒第一電池組的第一電池控制器。系統控制器將用於分配與第一站對應的第一識別碼（ID）的命令經由CAN匯流排發送到被喚醒並且具有預設ID的第一電池控制器。

Description

電池系統和分配CAN　ID的方法
一個或更多個實施例涉及電池系統和分配控制器區域網路（CAN）識別碼（ID）的方法。
電池系統是指向電池供應電力或使用儲存在電池中的電力的各種類型的系統。向電池供應電力的電池充電系統、所謂的電池充電站、使用儲存在電池中的電力的電動車輛或電動自行車、以及使用電池作為電力儲存的能量儲存系統可以被稱為電池系統。
電池系統為了穩定操作監測電池組的內部狀態，並且收集通過監測測量的資料。在這種情況下，電池系統可以採用主從結構用於電池組或資料的有效管理。用作從設備的電池組的電池控制器將檢測到的資料發送到用作主設備（或主機）的系統控制器，並且系統控制器收集由電池控制器發送的資料。
各種類型的有線/無線通訊用於在系統控制器與電池控制器之間交換資訊。在作為有線通訊的典型通訊方法的控制器區域網路（CAN）通訊中，系統控制器和電池控制器共用由兩條訊號線CAN_H和CAN_L組成的CAN匯流排。電池控制器分別連接到CAN匯流排的節點，唯一識別碼（在下文中稱為“ID”）被分配給電池控制器，並且系統控制器可以收集由電池控制器發送的信息。
電池系統可以配備有模組化電池組。為了消除花費大量時間對電池組充電的不便，已經嘗試通過更換電池組來操作電池系統。在以這種方式更換電池組的情況下，當將與安裝電池組的位置對應的ID分配給電池控制器時，可以僅通過該ID容易地識別與該ID對應的電池組。
由於根據現有技術的電池組使用作為固定類型的一個ID，因此不可能通過CAN通訊方法來與系統控制器交換資訊。此外，即使根據現有技術的電池組使用不同的固定ID，在更換電池組的情況下，系統控制器也需要預先知道電池組的ID，電池組的ID和安裝電池組的位置需要彼此匹配並且顯示給使用者，使得使用者可以直觀地知道電池組的狀態。
一個或更多個實施例涉及一種在更換電池組之後可以快速且穩定地操作的電池系統以及將新識別碼（ID）分配給更換的電池組的方法。
根據一個或更多個實施例，電池系統包括：系統控制器，連接到控制器區域網路（CAN）匯流排；以及多個站，分別連接到CAN匯流排的節點。當作為所述多個站中的一個的第一站檢測到第一電池組已經與第一站結合時，第一站可以將第一檢測訊號發送到系統控制器。系統控制器可以回應於第一檢測訊號將用於喚醒第一電池組的第一喚醒訊號提供到第一站。第一站可以回應於第一喚醒訊號來喚醒第一電池組的第一電池控制器。系統控制器可以將用於分配與第一站對應的第一ID的命令經由CAN匯流排發送到被喚醒並且具有預設ID的第一電池控制器。
第一電池控制器可以在被喚醒之後立即具有預設ID，可以對由系統控制器發送的對預設ID的訊息作出回應，可以回應於用於分配第一ID的命令將預設ID改變為第一ID，並且可以對由系統控制器發送的對第一識別碼的訊息作出回應。
第一站可以將第一喚醒訊號發送到第一電池控制器，並且第一電池控制器可以回應於第一喚醒訊號被喚醒同時具有預設ID。
第一站可以包括充電電路，充電電路被配置為響應於第一喚醒訊號而產生用於對第一電池組充電的充電電壓，並且將所產生的充電電壓輸出到第一電池組。第一電池控制器可以回應於充電電壓而被喚醒。
電池系統可以是用於分別對可附接到所述多個站或從所述多個站可拆卸的多個電池組充電的電池組充電系統。
第一站可以包括感測器單元，感測器單元被配置為檢測第一電池組是否已經與第一站結合，並且產生第一檢測訊號。
電池系統還可以包括分別與所述多個站結合的多個電池組。所述多個電池組中的每個可以包括：至少一個電池單元；保護電路，被配置為保護所述至少一個電池單元；以及電池控制器，被配置為監測所述至少一個電池單元的狀態以控制保護電路，並且通過所述多個站中的對應的站連接到CAN匯流排。
所述多個站可以根據預設順序佈置，並且與預設順序對應的ID可以被分配給與所述多個站結合的電池組。
根據一個或更多個實施例，一種在電池系統中分配控制器區域網路（CAN）識別碼（ID）的方法，所述電池系統包括連接到CAN匯流排的系統控制器和分別連接到CAN匯流排的節點的多個站，所述方法包括：當作為所述多個站中的一個的第一站檢測到第一電池組已經與第一站結合時，將第一檢測訊號發送到系統控制器；通過使用系統控制器，回應於第一檢測訊號將用於喚醒第一電池組的第一喚醒訊號提供到第一站；通過使用第一站，回應於第一喚醒訊號來喚醒第一電池組的第一電池控制器；通過使用系統控制器，將用於分配與第一站對應的第一ID的命令經由CAN匯流排發送到被喚醒並且具有預設ID的第一電池控制器；以及通過使用第一電池控制器，回應於用於分配第一ID的命令將預設ID改變為第一ID。
第一電池控制器的喚醒步驟可以包括：通過使用第一站，回應於第一喚醒訊號產生用於對第一電池組充電的充電電壓並且將所產生的充電電壓輸出到第一電池組；以及回應於充電電壓來喚醒第一電池控制器。
將參照附圖更詳細地描述示例實施例，使得特徵對於本領域技術人員而言將是明顯的。
現在將詳細參照實施例，在附圖中示出了實施例的示例，其中同樣的附圖標記始終表示同樣的元件。在這方面，本實施例可以具有不同的形式，並且不應被解釋為限於在此所闡述的描述。因此，下面僅通過參照附圖來描述實施例，以解釋本說明書的方面。如在此所使用的，術語“和/或”包括相關所列項中的一個或更多個的任何組合和所有組合。在整個揭露內容中，表述“a、b和c中的至少一個”表示僅a、僅b、僅c、a和b兩者、a和c兩者、b和c兩者、a、b和c全部或其變型。
現在，將參照附圖更詳細地描述示例實施例。然而，示例實施例可以以許多形式實施，並且不應被認為限於在此描述的實施例。相反，提供這些實施例以使本揭露的揭露內容完整，並且以將本揭露的範圍完全告知給本揭露所屬領域的技術人員。
本申請中使用的術語僅用於描述具體實施例，而不意圖限制本揭露。如在此所使用的，單數形式“一”、“一個（種/者）”和“該（所述）”意圖也包括複數形式，除非上下文另外清楚地指出。還將理解的是，在此所使用的術語“包括”和/或其變型說明存在所陳述的特徵或元件，但不排除存在或添加一個或更多個其他特徵或元件。將理解的是，儘管在此可以使用術語“第一”、“第二”等來描述各種元件，但是這些元件不應被這些術語限制。這些術語僅用於將一個元件與其他元件區分開。
在下文中，將參照附圖更完整地描述實施例，在附圖中示出了示例實施例。在整個說明書中，相同的附圖標記表示相同的元件。不管附圖編號如何，相同或對應的那些組件都被賦予相同的附圖標記，並且省略了其冗餘描述。
圖1在電源方面示意性示出了根據實施例的電池系統。
參照圖1，電池系統1000可以包括其中安裝有多個站200_1至200_n（n為大於1的整數）的電動裝置100。電池系統1000還可以包括電池組300_1至300_n，電池組300_1至300_n可以分別與多個站200_1至200_n結合。
站200_1至200_n可以統稱為站200，並且電池組300_1至300_n可以統稱為電池組300。電池組300可以包括至少一個電池單元和用於管理至少一個電池單元的電池控制器（所謂的電池管理單元）。
電池系統1000可以指向電池組300的電池單元供應電力或使用儲存在電池單元中的電力的任何系統。根據示例，電池系統1000可以是用於對電池組300的電池單元充電的電池充電系統（所謂的電池充電站）。在這種情況下，電動裝置100可以包括電池充電裝置和整合控制器，並且還可以包括電力電路（諸如轉換器電路）、使用者介面裝置等。電池系統1000可以不包括電池組300，但是可以與電池組300結合。
使用者可以將需要充電的電池組300與電池充電站1000中的站200結合，電池充電系統1000可以對電池組300充電，並且用戶可以將充電完成的電池組300與站200分離。電池充電系統1000可以包括用於徵收與電池組300的充電對應的成本的費用徵收系統。
充滿電的電池組300可以與電池充電站1000中的站200的至少一部分結合。用戶可以將充滿電的電池組300與電池充電站1000分離，並且可以根據他/她自己的目的使用充滿電的電池組300。例如，充滿電的電池組300可以用於電動運輸裝置，諸如使用者的電動自行車或滑板車（kickboard）。
根據另一示例，電池系統1000可以是使用儲存在電池組300的電池單元中的電力的電動運輸系統，諸如電動車輛、電動自行車、電動滑板車等。在這種情況下，電動裝置100可以包括例如使用儲存在電池組300的電池單元中的電力而驅動的馬達裝置和整合控制器，並且還可以包括電力電路（諸如逆變器電路或轉換器電路）、使用者介面裝置等。電池系統1000可以包括電池組300。
根據另一示例，電池系統1000可以是使用電池組300的電池單元作為電力儲存的能量儲存系統。在這種情況下，電動裝置100可以包括用於向電池組300供應直流電（DC）的轉換器電路、用於由從電池組300輸出的電力產生交流電（AC）的逆變器電路、以及整合控制器。電池系統1000可以包括電池組300。
站200可以是用於使電動裝置100和電池組300介面連接的裝置。站200可以將電動裝置100的電力端子電連接到電池組300的電力端子。圖1示出了用於在站200與電池組300之間傳輸電力的一對電線。在電動裝置100內連接到站200的導線根據電池系統1000的功能而不同地連接。因此，圖1中未示出電動裝置100內的電線。
此外，站200可以提供電動裝置100的系統控制器與電池組300的電池控制器之間的通訊路徑。通訊路徑可以是由兩條訊號線CAN_H和CAN_L組成的CAN匯流排。另外，站200可以提供指示電池組300結合到電動裝置100的系統控制器的訊號，可以將來自系統控制器的控制訊號發送到電池組300的電池控制器，或者可以基於來自系統控制器的控制訊號來操作電池組300的電池控制器。
站200還可以包括根據電池系統1000的目的的功能電路。例如，當電池系統1000是電池充電系統或電池充電站時，站200可以包括充電電路。充電電路可以是用於從AC電壓產生DC電壓的整流電路，或者是用於產生處於與DC電壓的電平不同的電平的DC電壓的轉換器電路。此外，站200還可以包括用於控制充電電路的控制器和用於保持充電電壓的保持電容器。
電池組300可以包括至少一個電池單元、保護電路和電池控制器。電池單元可以包括可再充電二次電池。例如，電池單元可以包括鎳鎘電池、鉛酸電池、鎳金屬氫化物（NiMH）電池、鋰離子電池、鋰聚合物電池等。電池單元可以以串聯、並聯、或者串聯和並聯的組合的方式彼此連接，並且電池單元的數量可以根據電池組300所需的輸出電壓來確定。
作為用於保護電池單元的電路的保護電路可以包括充電控制開關、放電控制開關、保險絲等。電池控制器可以通過監測電池單元的狀態來控制保護電路，並且可以向系統控制器發送電池單元的狀態。
圖1示出了所有電池組300與站200結合。然而，這只是示例，電池組300中的僅一些可以與對應的站200結合。任何一個電池組（例如，第一電池組300_1）可以與第一站200_1分離，並且新的電池組可以與第一站200_1結合，使得可以更換第一電池組300_1。
圖2在通訊方面示意性示出了根據實施例的電池系統。
參照圖2，示出了系統控制器110、多個站200_1至200_n以及多個電池控制器310_1至310_n。
系統控制器110可以包括在圖1的電動裝置100中，並且可以控制電動裝置100的整體操作。系統控制器110可以是電動裝置100的整合控制器。系統控制器110可以包括一個或更多個微控制器。
多個站200_1至200_n可以將檢測訊號Detect_1至Detect_n發送到系統控制器110，並且可以將從系統控制器110接收的喚醒訊號Wakeup_1至Wakeup_n發送到對應的電池控制器310_1至310_n。第一站200_1可以將第一檢測訊號Detect_1輸出到系統控制器110，並且可以將從系統控制器110接收的第一喚醒訊號Wakeup_1發送到第一電池控制器310_1。站200_1至200_n、檢測訊號Detect_1至Detect_n和喚醒訊號Wakeup_1至Wakeup_n可以分別統稱為站200、檢測訊號Detect和喚醒訊號Wakeup。
多個電池控制器310_1至310_n可以分別包括在圖1的電池組300_1至300_n中。多個電池控制器310_1至310_n可以統稱為電池控制器310。電池控制器310可以監測電池組300的電池單元的狀態（電壓、充電/放電電流、溫度等），並且可以控制保護電路。例如，電池控制器310可以在電池單元的電壓超過過電壓參考值時關斷充電控制開關，並且可以在電池單元的電壓小於低電壓參考值時關斷放電控制開關，並且當電池單元的溫度超出預設範圍時，電池控制器310可以關斷充電和/或放電控制開關。
系統控制器110可以通過站200而與電池控制器310通訊。系統控制器110可以通過由一對CAN訊號線CAN_H和CAN_L組成的CAN匯流排而與電池控制器310通訊。系統控制器110可以連接到CAN匯流排，並且站200可以分別連接到CAN匯流排的節點。當電池組300與站200結合時，電池控制器310可以通過站200連接到CAN匯流排。CAN通訊可以用於在系統控制器110與電池控制器310之間的通訊協定。然而，實施例不限於此，使用匯流排線路發送資料或命令的任何通訊協定可以被使用。
當電池組300與對應的站200結合時，站200可以檢測到電池組300已經與站200結合，並且可以將檢測訊號Detect輸出到系統控制器110。站200可以包括用於檢測電池組300已經與站200結合的感測器單元。例如，感測器單元可以是通過電池組300的結合來改變其狀態的按鍵開關。根據另一示例，感測器單元可以是用於檢測電池組300位於特定位置處的接近感測器。
系統控制器110可以回應於由站200輸出的檢測訊號Detect來輸出用於喚醒電池組300的喚醒訊號Wakeup。當電池組300與站200結合時，電池組300的電池控制器310可以處於關閉狀態。站200可以回應於從系統控制器110輸出的喚醒訊號Wakeup來喚醒電池組300的電池控制器310。
例如，當假設新的第一電池組300_1與第一站200_1結合時，第一電池組300_1的第一電池控制器310_1在第一電池組300_1與第一站200_1結合之前可以處於關閉狀態。當第一電池組300_1與第一站200_1結合時，第一站200_1可以檢測到第一電池組300_1已經與第一站200_1結合，並且可以將第一檢測訊號Detect_1輸出到系統控制器110。系統控制器110可以接收第一檢測訊號Detect_1，並且可以回應於第一檢測訊號Detect_1輸出第一喚醒訊號Wakeup_1。第一喚醒訊號Wakeup_1可以是用於喚醒第一電池控制器310_1的訊號。根據示例，第一站200_1可以將第一喚醒訊號Wakeup_1發送到第一電池控制器310_1，以喚醒第一電池控制器310_1。
CAN匯流排可以包括一對CAN訊號線CAN_H和CAN_L。CAN匯流排可以連接到系統控制器110，並且可以通過站200連接到電池控制器310。將參照圖3和圖4描述在系統控制器110與電池控制器310之間通過CAN匯流排的通訊。
圖3是示出具有主從結構的通訊系統的框圖。
參照圖3，通訊系統可以包括系統控制器110、多個電池控制器310_1至310_n以及CAN匯流排400。
系統控制器110可以將包括命令的訊框訊號Cs發送到CAN匯流排400。第一電池控制器310_1至第n電池控制器310_n可以接收訊框訊號Cs，並且可以執行與包括在訊框訊號Cs中的命令對應的操作。訊框訊號Cs可以包括ID分配命令，並且可以被發送到已經使用預設ID新替換的電池組300_1至300_n的電池控制器310_1至310_n。電池控制器310_1至310_n可以具有預設ID，直到接收到ID分配命令。例如，作為預設ID的預設ID可以是0x00。
訊框訊號Cs可以包括用於控制電池控制器310_1至310_n的命令，並且可以使用通過ID分配命令分配的ID被發送到特定電池控制器310_1至310_n。與電池組300_1至300_n的位置對應的ID可以被分配給電池控制器310_1至310_n。例如，與第一電池組300_1的位置對應的ID 0x01可以被分配給第一電池組300_1的第一電池控制器310_1。與第k電池組300_k（k為大於1並且小於n的整數）的位置對應的ID 0x0k可以被分配給第k電池組300_k的第k電池控制器310_k。與第二十電池組300_20的位置對應的ID 0x14可以被分配給第二十電池組300_20的第二十電池控制器310_20。
第一電池控制器310_1至第n電池控制器310_n中的每個可以將包括資料的訊框訊號D1至Dn發送到CAN匯流排400。在這種情況下，第一電池控制器310_1至第n電池控制器310_n可以將包括分配給第一電池控制器310_1至第n電池控制器310_n的唯一ID的訊框訊號D1至Dn發送到系統控制器110，以防止資料衝突。系統控制器110可以接收發送的訊框訊號D1至Dn，並且可以根據預先設計的演算法執行處理。
訊框訊號D1至Dn可以被發送到除了系統控制器110之外的電池控制器310_1至310_n。例如，通過第一電池控制器310_1發送的訊框訊號D1可以以播送方式發送到剩餘的電池控制器310_2至310_n。
將詳細描述在具有上述主從結構的通訊系統中發送資料的方法。
圖4示出了CAN通訊協定的訊框結構。
控制器區域網路（CAN）是由BOSCH公司開發的通訊協議，以應用於汽車工業。近來，CAN已經被應用於各種工業領域以及汽車領域，並且是具有以ISO 11898規範的速度調節的多主訊息方法的串列網路通訊方法。
“訊框起始（Start of Frame，SOF）”由一個顯性位元組成，標記訊息訊框的開始，並用於同步所有節點。“SOF”位於訊息訊框的頂部，並且預設地具有“0(d)”的顯性位。
“仲裁欄位（Arbitration Field）”由具有11位元或29位元的大小的ID和1位元的遠端傳輸請求（RTR）組成。“仲裁欄位”用於協調當來自兩個或更多個節點的訊息的傳輸同時發生時發生的訊息之間的衝突。RTR位元的值用於確定當前訊息訊框是資料訊框（“d”）還是遠端訊框（“r”）。在當前訊息訊框是用於發送資料的資料訊框時，RTR位元具有“0”的值。另一方面，在當前訊息訊框是請求資料傳輸的遠端訊框時，RTR位元具有作為隱性位的“1(r)”值。
“控制欄位（Control Field）”由2位元識別碼擴展（IDE）和4位元資料長度碼（DLC）組成。2位元IDE是保留區域，4位元DLC表示資料欄位的位元組的數量。
“資料欄位（Data Field）”包括將要從資料訊框發送的資料。“資料欄位”可以使用多達8個位元組，並且1個位元組是8位元。每個位元組從最高有效位元（MSB）被發送。
“循環冗餘碼（Cyclic Redundancy Code，CRC）欄位”由使用從“SOF”到“資料欄位”的位元流產生的15位元CRC序列和一個“1(r)”位元的CRC定界符組成。“CRC欄位”用於檢查在訊息中是否存在錯誤。
“ACK欄位”由1位元的1位元“ACK時隙”和1位元“ACK定界符”組成。當從任意節點接收到正確的訊息時，“ACK時隙”的值在接收到“ACK欄位”的時刻被設定為“0(d)”，並且在匯流排上被連續地發送。
“訊框結束（End of Frame，EOF）”由具有“1(r)”的值的7位元組成，並且表示訊息訊框已經結束。
“訊框間間隔”包括“間歇”和“匯流排空閒”，並且將前一個或下一個訊息訊框與當前訊息訊框區分開。
在下文中，將描述在包括用作主設備（或主機）的系統控制器和用作從設備的電池控制器的通訊系統中通過使用系統控制器將與電池組的位置對應的ID分配給電池控制器的方法。
圖5是示出根據實施例的系統控制器和電池控制器的操作的流程圖，在操作中系統控制器將ID分配給電池控制器。
參照圖5，示例性示出了系統控制器110和第k電池控制器310_k。作為用於控制圖1的電動裝置100的控制器的系統控制器110可以是用作主設備或主機的電動裝置100的整合控制器。作為包括在第k電池組300_k中的電池控制器的第k電池控制器310_k可以用作相對於系統控制器110的從設備，第k電池組300_k是圖1的電池組300中的一個。假設第k電池控制器310_k包括在第k電池組300_k中以與圖1的第k站200_k結合。
在操作S101中，系統控制器110可以正常地操作。除了第k電池控制器310_k之外，系統控制器110可以已經與其他電池控制器310_1至310_(k-1)和310_(k+1)至310_n通訊。系統控制器110可以輸出與處於啟用狀態ON的其他電池控制器310_1至310_(k-1)和310_(k+1)至310_n對應的喚醒訊號Wakeup_1至Wakeup_(k-1)和Wakeup_(k+1)至Wakeup_n，以將其他電池控制器310_1至310_(k-1)和310_(k+1)至310_n保持在喚醒狀態。
包括第k電池控制器310_k的第k電池組300_k處於與第k站200_k結合之前，第k電池控制器310_k可以處於關閉狀態或睡眠狀態。在操作S102中，系統控制器110可以將輸出到第k站200_k的第k喚醒訊號Wakeup_k保持在禁用狀態。
在操作S103中，系統控制器110可以確定是否已經接收到第k檢測訊號Detect_k。隨後，第k電池組300_k可以與第k站200_k結合。第k站200_k可以將第k檢測訊號Detect_k輸出到系統控制器110。當系統控制器110接收到第k檢測訊號Detect_k時，可以在操作S104中輸出第k喚醒訊號Wakeup_k。第k喚醒訊號Wakeup_k可以通過第k站200_k被發送到第k電池控制器310_k。
在操作S302中，第k電池控制器310_k可以確定是否已經接收到喚醒訊號。在操作S303中，第k電池控制器310_k可以回應於由系統控制器110輸出的第k喚醒訊號Wakeup_k被喚醒同時具有預設CAN ID（例如，0x00）。
例如，系統控制器110可以具有預設的主CAN ID（例如，0xFF）。在操作S105和S304中，可以執行在具有主CAN ID的系統控制器110與具有預設CAN ID的第k電池控制器310_k之間的通訊。
在操作S106中，系統控制器110可以通過操作S105的通訊來確定第k電池控制器310_k是否處於正常狀態。此外，在操作305中，第k電池控制器310_k可以通過操作S304的通訊來確定系統控制器110是否處於正常狀態。
當確定了系統控制器110確定第k電池控制器310_k處於正常狀態時，在操作S107中，系統控制器110可以將用於改變CAN ID的訊息發送到第k電池控制器310_k。系統控制器110可以發送訊息以將第k電池控制器310_k的CAN ID改變為與第k電池組300_k的位置對應的0x0k。在操作S306中，第k電池控制器310_k可以接收CAN ID改變訊息，並且可以根據該訊息將其自己的CAN ID改變為指定的CAN ID（例如，0x0k）。隨後，在操作S108和S307中可以執行在具有主CAN ID的系統控制器110與具有改變的CAN ID（例如，0x0k）的第k電池控制器310_k之間的通訊。
在操作S109中，系統控制器110可以確定操作S108的通訊是否已經成功。此外，在操作S308中，第k電池控制器310_k可以確定操作S307的通訊是否已經成功。
當具有主CAN ID的系統控制器110與具有改變的CAN ID（例如，0x0k）的第k電池控制器310_k之間的通訊已經成功時，在操作S110中，系統控制器110可以根據預程式設計演算法正常地操作。此外，在操作S309中，第k電池控制器310_k也可以根據預程式設計演算法正常操作。例如，系統控制器110可以週期性地命令第k電池控制器310_k報告當前狀態，並且第k電池控制器310_k可以回應於該命令來監測電池組300_k的狀態，並且可以將監測資料發送到系統控制器110。
圖6示意性示出了根據實施例的站的內部構造。
參照圖6，示例性示出了作為圖1的站200中的一個的第k站200_k的內部構造。
第k站200_k可以包括用於對將與第k站200_k結合的第k電池組300_k的電池單元進行充電的充電電路210。圖1中的包括圖6的第k站200_k的電池系統可以是電池充電裝置或電池充電站。
第k站200_k可以包括用於接收充電電路210的輸入電源的輸入端子211和212以及用於輸出充電電路210的輸出電壓的輸出端子213和214。AC電壓或DC電壓可以通過輸入端子211和212輸入。輸出端子213和214可以輸出用於對電池組300_k進行充電的充電電壓。
第k站200_k可以包括連接到系統控制器110的端子201a、202a和203a，以及連接到電池組300_k的第k電池控制器310_k的端子201b、202b和203b。端子201a、201b、202a和202b可以是用於在系統控制器110與第k電池控制器310_k之間發送通過CAN匯流排接收的CAN訊號的端子。端子203a和203b可以是用於接收由系統控制器110輸出的第k喚醒訊號Wakeup_k並且將第k喚醒訊號Wakeup_k發送到第k電池控制器310_k的端子。
第k站200_k還可以包括用於檢測第k電池組300_k是否已經與第k站200_k結合的感測器220。例如，感測器220可以包括按鍵開關，並且可以在第k電池組300_k與第k站200_k結合時由於按鍵開關被按壓而生成檢測訊號Detect_k。檢測訊號Detect_k可以通過端子204被發送到系統控制器110。
當系統控制器110通過端子204接收到檢測訊號Detect_k時，系統控制器110可以輸出第k喚醒訊號Wakeup_k，並且可以將充電電路210的輸入電源輸出到輸入端子211和212。
圖7示意性示出了根據實施例的將與圖6的站結合的電池組的內部構造。
參照圖7，示例性示出了作為圖1的電池組300中的一個的第k電池組300_k的內部構造。
第k電池組300_k可以包括第k電池控制器310_k、至少一個電池單元320和保護電路330。
第k電池組300_k可以包括將分別與第k站200_k的端子201b、202b、203b、213和214接觸的端子301、302、303、323和324。第k電池組300_k可以通過端子301和302連接到CAN匯流排，並且可以通過端子303接收喚醒訊號Wakeup_k。第k電池控制器310_k可以回應於通過端子303接收的喚醒訊號Wakeup_k而被啟用，並且可以具有預設ID。第k電池控制器310_k可以通過使用預設ID來執行與系統控制器110的CAN通訊。
第k電池組300_k可以通過端子323和324對電池單元320的電壓進行放電或充電。保護電路330可以位於端子323和324中的至少一個（在本示例中為323）與電池單元320之間。保護電路330可以包括由電池控制器310_k控制的至少一個開關。保護電路330可以包括充電控制開關、放電控制開關、主開關和預充電開關中的至少一個。保護電路330可以包括保險絲。
第k電池組300_k還可以包括用於更好地操作第k站200_k的感測器220的構件304。當感測器220是按鍵開關時，構件304可以是用於按壓按鍵開關的突起，並且當感測器220是自反應接觸感測器時，構件304可以是磁體。
圖8示意性示出了根據另一實施例的站的內部構造。
參照圖8，除了第k站200_k'沒有端子203b並且充電電路210'接收喚醒訊號Wakeup_k之外，第k站200_k'與圖6的第k站200_k基本相同。
圖8的第k站200_k'可以包括用於接收喚醒訊號Wakeup_k的充電電路210'，並且可以不將喚醒訊號Wakeup_k輸出到電池組300_k。
充電電路210'可以響應於喚醒訊號Wakeup_k而操作。輸出到充電電路210'的喚醒訊號Wakeup_k可以是啟用訊號。即，充電電路210'可以在喚醒訊號Wakeup_k處於啟用狀態ON時操作，並且可以在喚醒訊號Wakeup_k處於禁用狀態OFF時停止操作。
圖9示意性示出了根據實施例的將與圖8的站結合的電池組的內部構造。
參照圖9，第k電池組300_k'也可以不具有用於接收喚醒訊號Wakeup_k的端子303。第k電池控制器310_k可以檢測到充電電壓已經被施加到端子323和324，並且可以被喚醒。喚醒的第k電池控制器310_k可以通過使用預設ID來執行與系統控制器110的CAN通訊，並且可以從系統控制器110接收ID分配命令以改變ID。
在根據本揭露的精神的電池系統中，即使當電池組被更換時，與安裝電池組的位置對應的ID也會被新分配給更換的電池組的電池控制器。因此，電池組的電池控制器可以執行與系統控制器的通訊。因此，電池系統可以穩定地操作，並且安裝電池組的位置和ID可以彼此匹配，使得電池組的狀態可以直觀地顯示給使用者。
本揭露的各種實施例不意圖以任何方式另外限制本揭露的範圍。為了簡潔起見，可以不詳細描述系統的常規電子器件、控制系統、軟體發展和其他功能方面（以及系統的各個操作元件中的元件）。此外，所呈現的各種附圖中所示的連接線或連接器意圖表示各種元件之間的示例性功能關係和/或物理或邏輯結合。應當注意的是，在實際裝置中可以存在許多替代或附加的功能關係、物理連接或邏輯連接。此外，除非元件被具體描述為“必要的”或“關鍵的”，否則沒有專案或元件對於本揭露的實踐是必要的。
在描述本揭露的上下文中（特別是在所附權利要求的上下文中），術語“一”、“一個（種/者）”和“該（所述）”以及類似指示物的使用將被解釋為涵蓋單數和複數兩者。此外，除非在此另外指出，否則在此的數值的範圍的敘述僅意圖用作單獨提及落入該範圍內的每個單獨值的簡寫方法，並且每個單獨值併入本說明書中，如同其在此單獨敘述一樣。最後，除非在此另外指出或與上下文明顯矛盾，否則在此描述的所有方法的步驟可以以任何合適的循序執行。本揭露不必然根據步驟的描述順序進行限制。除非另有聲明，否則在此提供的任何示例和所有示例或示例性語言（例如，“諸如”）的使用僅意圖更好地說明本發明，而不構成對發明的範圍的限制。在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，許多修改和改編對於本領域技術人員將是顯而易見的。
應當理解的是，在此描述的實施例應當僅以描述性意義來考慮，而不是出於限制的目的。每個實施例內的特徵或方面的描述通常應被認為可用於其他實施例中的其他類似特徵或方面。雖然已經參照附圖描述了一個或更多個實施例，但是本領域普通技術人員將理解的是，在不脫離如由權利要求限定的精神和範圍的情況下，可以在其中做出形式和細節上的各種改變。
100:電動裝置 1000:電池系統/電池充電站/電池充電系統 110:系統控制器 200_1:站/第一站 200_2~200_n:站 200_k、200_k':第k站 201b、202b、203b:端子 204、201a、202a、203a:端子 210、210':充電電路 211、212:輸入端子 213、214:輸出端子/端子 220:感測器 300_1:電池組/第一電池組 300_2~300_n:電池組 300_k、300_k':第k電池組 301、302、303、323、324:端子 304:構件 310_1:電池控制器/第一電池控制器 310_2~310_n:電池控制器 310_k:第k電池控制器 320:電池單元 330:保護電路 400:CAN匯流排 CAN_H、CAN_L:訊號線 Cs、D1~Dn:訊框訊號 Detect_1:檢測訊號/第一檢測訊號 Detect_2~Detect_n:檢測訊號 Detect_k:第k檢測訊號 S101~S110、S301~S309:操作 Wakeup_1:喚醒訊號/第一喚醒訊號 Wakeup_2~Wakeup_n:喚醒訊號 Wakeup_k:第k喚醒訊號
通過結合附圖進行的以下描述，揭露的某些實施例的以上和其他方面、特徵及優點將更加明顯，在附圖中： 圖1在電源方面示意性示出了根據實施例的電池系統。 圖2在通訊方面示意性示出了根據實施例的電池系統。 圖3是示出具有主從結構的通訊系統的框圖。 圖4示出了CAN通訊協定的訊框結構。 圖5是示出根據實施例的系統控制器和電池控制器的操作的流程圖，在操作中系統控制器將ID分配給電池控制器。 圖6示意性示出了根據實施例的站的內部構造。 圖7示意性示出了根據實施例的將與圖6的站結合的電池組的內部構造。 圖8示意性示出了根據另一實施例的站的內部構造。 圖9示意性示出了根據實施例的將與圖8的站結合的電池組的內部構造。
110:系統控制器
200_1:站/第一站
200_2~200_n:站
310_1:電池控制器/第一電池控制器
310_2~310_n:電池控制器
CAN_H、CAN_L:訊號線
Detect_1:檢測訊號/第一檢測訊號
Detect_2~Detect_n:檢測訊號
Wakeup_1:喚醒訊號/第一喚醒訊號
Wakeup_2~Wakeup_n:喚醒訊號

Claims (10)

  1. 一種電池系統，包括： 系統控制器，連接到控制器區域網路匯流排；以及 多個站，分別連接到控制器區域網路匯流排的節點，其中， 當作為所述多個站中的一個的第一站檢測到第一電池組已經與所述第一站結合時，所述第一站將第一檢測訊號發送到所述系統控制器， 所述系統控制器回應於所述第一檢測訊號將用於喚醒所述第一電池組的第一喚醒訊號提供到所述第一站， 所述第一站回應於所述第一喚醒訊號來喚醒所述第一電池組的第一電池控制器，並且 系統控制器將用於分配與所述第一站對應的第一識別碼的命令經由所述控制器區域網路匯流排發送到被喚醒並且具有預設識別碼的所述第一電池控制器。
  2. 如請求項1所述的電池系統，其中所述第一電池控制器在被喚醒之後立即具有所述預設識別碼，對由所述系統控制器發送的對所述預設識別碼的訊息作出回應，回應於用於分配所述第一識別碼的所述命令將所述預設識別碼改變為所述第一識別碼，並且對由所述系統控制器發送的對所述第一識別碼的訊息作出回應。
  3. 如請求項1所述的電池系統，其中所述第一站將所述第一喚醒訊號發送到所述第一電池控制器，並且所述第一電池控制器回應於所述第一喚醒訊號被喚醒同時具有所述預設識別碼。
  4. 如請求項1所述的電池系統，其中所述第一站響應於所述第一喚醒訊號而產生用於對所述第一電池組充電的充電電壓，並且將所產生的所述充電電壓輸出到所述第一電池組，並且 所述第一電池控制器回應於所述充電電壓而被喚醒。
  5. 如請求項4所述的電池系統，其中所述電池系統是用於分別對可附接到所述多個站或從所述多個站可拆卸的多個電池組充電的電池組充電系統。
  6. 如請求項1所述的電池系統，其中所述第一站包括感測器單元，所述感測器單元被配置為檢測所述第一電池組是否已經與所述第一站結合並且產生所述第一檢測訊號。
  7. 如請求項1所述的電池系統，更包括分別與所述多個站結合的多個電池組，其中， 所述多個電池組中的每個包括： 至少一個電池單元； 保護電路，被配置為保護所述至少一個電池單元；以及 電池控制器，被配置為監測所述至少一個電池單元的狀態以控制所述保護電路，並且通過所述多個站中的對應的站連接到所述控制器區域網路匯流排。
  8. 如請求項1所述的電池系統，其中所述多個站以預設順序佈置，並且與所述預設順序對應的識別碼被分配給與所述多個站結合的電池組。
  9. 一種在電池系統中分配控制器區域網路識別碼的方法， 所述電池系統包括連接到控制器區域網路匯流排的系統控制器和分別連接到所述控制器區域網路匯流排的節點的多個站，所述方法包括： 當作為所述多個站中的一個的第一站檢測到第一電池組已經與所述第一站結合時，將第一檢測訊號發送到所述系統控制器； 通過使用所述系統控制器，回應於所述第一檢測訊號將用於喚醒所述第一電池組的第一喚醒訊號提供到所述第一站； 通過使用所述第一站，回應於所述第一喚醒訊號來喚醒所述第一電池組的第一電池控制器； 通過使用所述系統控制器，將用於分配與所述第一站對應的第一識別碼的命令經由所述控制器區域網路匯流排發送到被喚醒並且具有預設識別碼的所述第一電池控制器；以及 通過使用所述第一電池控制器，回應於用於分配所述第一識別碼的所述命令將所述預設識別碼改變為所述第一識別碼。
  10. 如請求項9所述的方法，其中所述第一電池控制器的喚醒的步驟包括： 通過使用所述第一站，回應於所述第一喚醒訊號產生用於對所述第一電池組充電的充電電壓並且將所產生的所述充電電壓輸出到所述第一電池組；以及 回應於所述充電電壓來喚醒所述第一電池控制器。
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