具有用于在多个相同类型的串联的电池单池模块之间交换数据的通讯装置的电池单池模块的制作方法_4

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送一个具有一个逻辑“0”的电压电平的低信号。由高信号和低信号确定比较值并且因此确定一个阈值和比较器107的滞后。
[0057]示例性地描述了从在后的电池单池模块301到电池单池模块101的数据传递。在该数据传递中电池单池模块101的开关135被闭合。由逻辑零“0”和逻辑一“1”组成的数据信号被在后的电池单池模块301的第一通讯单元发送。
[0058]电池单池模块101的第二耦合单元132和在后的电池单池模块201的第一耦合单元329在电池单池模块101的开关135闭合情况下在耦合状态下形成第二分压器,它在在前的电池单池模块201的侧上的电池单池102的电势、在此情况下是在电路接地109上,和在后的电池单池模块301的第一通讯单元上的电势之间分出一个电压降,其中,第二分压器的一个中间分压抽头与电池单池模块101的第二通讯单元106耦合。
[0059]按照本发明,由此在相邻的电池单池模块101,301之间进行电势匹配,其中在后的电池单池模块301的逻辑“0”和逻辑“1”的电压电平,与信号摆幅的减小相关联地,通过第二分压器被降低。这通过第二分压器进行,类似于通过第一分压器提升电压电平。
[0060]也借助于比较器107进行电压电平的进一步的匹配。为了有利地设置比较值,在这种情况下也首先由在后的电池单池模块301在一个预定的持续时间上在此处为800 μ s发送一个具有一个逻辑“1”的电压电平的高信号。然后由在后的电池单池模块301在一个预定的持续时间上在此处为800 μ s发送一个具有一个逻辑“0”的电压电平的低信号。由高信号和低信号确定比较值并且因此确定一个阈值和比较器107的滞后。
[0061]由于实现从在前的电池单池模块201到电池单池模块101的数据传递,并且实现从在后的电池单池模块301到电池单池模块101的数据传递,因此可以在串联电路的两个方向上传递信息。
[0062]包括控制单元103的微控制器在该第一实施方式中包括一个基于电压控制的振荡器(VC0)的内部振荡器。备选地也可以使用一种简单的RC振荡器。它例如输出在500kHz范围中的频率。该频率通过锁相环(锁相回路)被倍增,以便达到相应高的工作频率并且因此达到用于微控制器的时钟频率。
[0063]但是在此存在问题,即这种振荡器具有高的公差,因此在电池单池模块,例如在前的电池单池模块201和电池单池模块101之间的相互联接的通讯在此处存在的非同步的通讯情况下只能够非常受限制地实现,因为不可能实现精确的时间分辨率。
[0064]因此电池单池模块101被设置用于,以在前的电池单池模块201的时钟频率来补偿(调整)它的时钟频率。如果数据信号从在前的电池单池模块201发送到电池单池模块101,那么该数据信号相应于在前的电池单池模块201的时钟频率或者该时钟频率的倍增被(时钟)计时。该数据信号因此具有相应于该时钟频率的帧频。在该数据信号中产生的侧沿的时间间距上,确定电池单池模块101的内部振荡器的时钟与在前的电池单池模块201的内部振荡器的时钟的偏差。该偏差被转换成用于VC0的修正电压。为此使用一个具有用于相位偏差的内环路和用于频率的外环路的数字式级联调节电路。因此进行一种帧(频)匹配,以便将整个微控制器同步在一个公共的帧频上。
[0065]中央电池控制机构6包括石英谐振器作为中央的时钟脉冲计时器。由于石英谐振器的很小的公差,电池控制机构6因此具有时间上连续的时钟频率。如果一个数据信号从中央电池控制机构6发送到在串联电路中的第一电池单池模块,那么该数据信号相应于该时钟频率或该时钟频率的倍增被计时。因此通过中央电池控制机构预定一个时钟频率,借此校准全部的电池单池模块。因此微控制器和由此数据信号在振荡器的时钟脉冲和振荡器与中央的、不被电池单池模块101包括的时钟计时器的基础上被计时。
[0066]因此实现在电池单池模块2的微控制器之间的精确的相位耦合。非同步的数据传递可以以高的帧频(在500千波特的范围中)并且因此以石英工作。因为中央电池控制机构6以石英工作,因此对于定时器功能也得到一个相应高的精确度。
[0067]在电池系统1的初始化阶段中没有电流经由电池单池模块101的电池单池102流动。在该阶段中,实施模拟数字转换器112的校准。在此情况下,补偿运算放大器119的偏置一温度特性,这也可以在运行期间实施。这借助于通过温度测量环节121探测的电池单池模块101的温度来实施。探测的电池单池电压UB1和经由电池单池102的探测的电流由模拟数字转换器112经由多路器104和接收单元110传递到处理单元111。处理单元将探测的值借助于第一通讯单元105和位于之间的电池单池模块发送到中央电池控制单元6。这种通过电池单池模块101在没有通向中央电池控制单元6的长的导线下对电池单池电压UB1和经由电池单池102的电流的直接测量实现了对这些值的精确的测量并且避免干扰的HF耦合输入。
[0068]在该第一实施方式中数据信号包括2个字节。第一字节是一个标识,其用于寻址并且描述应该由电池单池模块实施什么。
[0069]如果第一字节的第一位具有值“0”,那么全部电池单池模块2进行相同的运算(操作)。其余的字节确定该运算。数据必须立刻被传递,以便不产生时间延迟。如果第一字节的第一位具有值“ 1 ”,那么一个限定的电池单池模块被响应,它通过在其余的位中给出的寻址值描述。如果电池单池模块101接收一个这种数据信号,但是它不是被响应的,因为寻址值不等于零,那么从寻址值中减去值1并且将该数据信号继续发送到下一个电池单池模块。如果寻址值等于零,那么电池单池模块101可以被配置。
[0070]如果电池单池模块101和在前的电池单池模块201或在后的电池单池模块301同时发送,那么电池单池模块中的一个必须中间储存要发送的数据信号并且传递另一个电池单池模块的数据信号。在这之后被延迟的电池单池模块可以立刻转发中间储存的数据信号。在此情况下电池单池模块2的优先次序是有利的。因此例如更靠近中央电池控制机构6设置的电池单池模块可以具有优先权。
[0071]如果要求平衡电池单池3,那么首先通过在串联电路中设置得离中央电池控制机构6最远的那个电池单池模块检查,是否存在需求。如果是这种情况,那么借助于平衡开关实施对对应的电池单池3的平衡。如果不是这种情况,那么各在串联电路中在前的电池单池模块检查,是否存在进行平衡的需求。
[0072]如果电池单池模块101的平衡是必需的,那么这可以经由第一平衡开关125和/或第二平衡开关126进行控制。如果电池单池模块101的平衡被结束,那么借助于数据信号启动在前的电池单池模块201进行检查,是否存在进行平衡的需求。
[0073]每个微控制器,并且因此每个控制单元,在将对应的电池单池模块安装到电池系统1中之后具有相同的B1S,它实现在电池单池模块之间的通讯。在电池单池模块101的一个EPR0M中的编号单元格负责电池单池模块的识别(标识)。为此在编号单元格中储存一个可改变的标识(名称),它实现在多个电池单池模块的串联电路中的电池单池模块的识另IJ。通过初始化例行程序,实施自动的单元格编号,如果电池单池模块已经被安装到电池系统6中的话。在此情况下可改变的标识被自动地分配给该编号单元格并且由此分配给控制单元。单元格编号的更新可以随时实施,因此例如也可以在更换了有缺陷的单元格之后进行。
[0074]图3示出电池单池模块101的监控电路10,它监控包括控制单元103的微控制器。微控制器由电池单池102供给电压并且如果这是通过中央电池控制机构6的指令要求的,或者如果一个预定的时间间隔已经过去,但是没有通过第一或第二通讯单元105,106进行通讯,那么微控制器进入静止状态。由此降低微控制器的能耗。
[0075]监控电路10包括可重置的计数器11,时钟脉冲计时器12,第一触发器13,第二触发器14,第三触发器15和与门16。在该实施方式中触发器是D触发器。时钟脉冲计时器12与可重置的计数器11,第一触发器13,第二触发器14,第三触发器15的时钟脉冲输入端CLK连接。计数器11以时钟脉冲计时器的每个时钟脉冲增量增加并且具有计数器输出端19,一旦达到一个预定的计数器值,它就输出一个逻辑“1”。计数器输出端19与计数器11的一个去激活输入端连接。如果从计数器11向计数器输出端19输出一个逻辑“1”,那么由此计数器11被去激活并且因此该逻辑“1”被保持在计数器输出端19上,直到计数器被重置(复位)。计数器11此外与包括控制单元103的微控制器连接并且在计数器11达到预定的计数器值之前由其定期地重置到微控制器的正常的运行中。但是计数器11不被微控制器重置,如果微控制器已经被切换到静止状态中的话。计数器11的输出端与第一触发器13的数据输入端D连接。第一触发器的输出端Q与与门16的第一输入端连接。因此在与门16的输出端上只有当
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