一种堆叠集成电路间的通讯系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明关于一种通讯系统，特别是关于一种由多电池芯堆叠而成的电池组的不同电压供应准位所供电的堆叠集成电路间的通讯系统。
【背景技术】
[0002]充电电池广泛地用于许多产品，诸如笔记本电脑、平板电脑、移动电话，甚至是大型电动车中。一般来说，充电电池由相同规格的多个充电电池芯彼此串并联而组成，用以满足特定的电力供给需求。因为每一充电电池芯可能具有独特的物理状况，比如电力容量，当许多充电电池芯彼此相连接运作时(充电或放电)，多个充电电池芯间的差异将会导致电池不平衡的情况发生。电池不平衡情况能进一步导致充电电池寿命的缩短。因此，电池管理系统被用来监测充电电池芯的状况且提供电池不平衡情况的处理对策。
[0003]可以确定的是一电池管理系统的功能并不限定于上述所言。当充电电池内部的充电电池芯数量增加时，电池管理系统的设计就变得复杂。如果一电池管理系统无法满足管理所有充电电池芯的目的，多个电池管理系统必须串联运作或一个电池管理系统必须借助许多子单元的协助而操作。一种普遍的电池管理系统运作概念是提供主从式管理通讯，相关的前案揭露于美国专利第8，237，405号中。405号专利提供一种电池管理系统，包含了具有多个充电电池芯的一个充电电池、连接到该充电电池的多个设备，及连接到该设备中的一第一设备的控制单元。该些设备能评估充电电池芯的状态。控制单元能经由一默认路径与该些设备的一目的设备通讯，如果一不良状态发生于该默认路径上，也能经由一备用路径与该目的设备通讯。
[0004]405号专利的一个特色是应用于电池管理系统的通讯方法。该通讯方法使用主从式控制且能使电池管理系统延伸使用于众多相连的电池芯。然而，在这样的架构下，传递的信号是由电流和电荷移转所实现。这将导致较高的电力消耗。此外，405号专利并不能用于许多常用的协议中以进行内部通讯。
[0005]因此，能消耗较少电力并应用于许多常用的内部协议的一种主从管理式通讯系统，亟待业界研发。该通讯系统也要能有效运作于电池管理系统中。
【发明内容】
[0006]已知用于电池管理系统的主从式管理系统消耗较高的电力但仅能用于有限的内部通信协议中，因此，能消耗较少电力并应用于许多常用的内部协议的一种主从管理式通讯系统，亟待业界研发。该通讯系统也要能有效运作于电池管理系统中。依照本发明的一种态样，一种由多电池芯堆叠电池组的不同电压供应准位所供电的堆叠集成电路间的通讯系统，包含:多个电池芯，多个电池芯堆叠在一起以提供电力；多个集成电路，每一集成电路连接到至少一其它集成电路且每一集成电路包含一电池侦测单元、一数据收发单元和一电力获取单元，其中，该电池侦测单元用以监测该多个电池芯中，最上游侧电池芯、最下游侧电池芯或至少两个相连电池芯的电池状态，并取得该最上游侧电池芯、最下游侧电池芯或至少两个相连电池芯的电池状态；该数据收发单元与该电池侦测单元电连接，用以接收由一外部设备或连接于上游侧的一集成电路所传来的一频率与一需求命令、接收连接于下游侧的一集成电路所传来的一回复信息、传送该回复信息及/或一反应信息至该连接于上游侧的集成电路、传送该频率至该连接于下游侧的集成电路、如果该需求命令需要传送到下游侧的一集成电路中则传送该需求命令至该连接于下游侧的集成电路、如果没有其它集成电路连接于下游侧则停止传送该频率；该电力获取单元电连接至该电池侦测单元与数据收发单元，用以向该电池侦测单元与数据收发单元提供电力，以便操作该电池侦测单元与数据收发单元。
[0007]如果该需求命令要求，该反应信息则产生；该回复信息由下游侧另一集成电路内的数据收发单元所发出；依照本案构想，每两个相连接的集成电路的电力获取单元连接至至少一相同电池芯，致使该两个相连接的集成电路可共享该电池芯的电力，并具有相同的电压准位。因此该频率、需求命令、回复信息与反应信息以电压准位的变化形式存在；连接于上游侧末端的集成电路由该外部设备接收该频率与需求命令，并依照需求命令传送该回复信息及/或关于电池状态的一反应信息给该外部设备。相较于前案使用电流和电荷移转的方式，本案使用电压传递信号的构想，从而能消耗较少电力。
[0008]依照本案构想，该集成电路经由一印刷电路板上的电路连接至该些数据收发单元。该电力获取单元连接至该最上游侧电池芯、最下游侧电池芯或至少两个相连电池芯以获得电力。来自一连接的电池芯的电力支持该频率、需求命令、回复信息或反应信息至一上游侧集成电路的通讯所需，而来自另一连接的电池芯的电力支持该频率、需求命令、回复信息或反应信息至一下游侧集成电路的通讯所需。频率、需求命令、回复信息或反应信息的接收传送符合内置集成电路总线(Inter-1ntegrated Circuit)协议或服务供给接口(Service Provider Interface)协议。
[0009]此外，该数据收发单元通过切换电压准位的方式传送该频率、需求命令、回复信息或反应信息。该频率触发集成电路间，该需求命令、回复信息或反应信息的接收与传送。该集成电路以封装或晶粒形式存在。该外部设备为一控制器。
【附图说明】
[0010]图1为依照本发明的实施例，一种由多电池芯堆叠电池组的不同电压供应准位所供电的堆叠集成电路间的通讯系统的方框图；
[0011]图2为该系统一部分的方框图；
[0012]图3为该系统另一部分的方框图；
[0013]图4为该系统又一部分的方框图；
[0014]图5为该系统再一部分的方框图；
[0015]图6为依照本发明的又一实施例的方框图。
[0016]附图标记说明:10_系统；101-第一电池芯；102_第二电池芯；103_第三电池芯；201-第一集成电路；202_第二集成电路；203_第三集成电路；204_第四集成电路；300_控制器；401_数据收发单元；402-电池侦测单元；403-电力获取单元；4114_上游输出线路；4115-上游输入线路；4116_上游频率线路；4121_下游频率线路；4122_下游输出线路；4123-下游输入线路；4124_上游输出线路；4125_上游输入线路；4126_上游频率线路；4211-第一阳极线路；4212-第一阴极线路；4221-第二阳极线路；4222-第二阴极线路；4231-第三阳极线路；4232_第三阴极线路；4311_第一电力供给线路；4312_第一接地线路；4321_第二电力供给线路；4322_第二接地线路；4331_第三电力供给线路；4332_第三接地线路；50_系统；501_第一集成电路；502_第二集成电路；503_第三集成电路。
【具体实施方式】
[0017]本发明将参照下列的实施例而更具体地描述。
[0018]请参阅图1至图5。图1为依照本发明的一实施例，一种由多电池芯堆叠电池组的不同电压供应准位所供电的堆叠集成电路间的通讯系统的方框图。图2至图5为图1系统的不同部位的方框图。
[0019]由多电池芯堆叠电池组的不同电压供应准位所供电的堆叠集成电路间通讯的一系统10如图1所示。该系统10能扮演电池管理系统的角色。系统10包含3个电池芯(一第一电池芯101、一第二电池芯102与一第三电池芯103)及4个集成电路(一第一集成电路201、一第二集成电路202、一第三集成电路203与一第四集成电路204)。系统10进一步与一控制器300连接。第一电池芯101、第二电池芯102与第三电池芯103以串连(堆叠)方式连接以提供电力。该3个电池芯组成一电池的核心。各图中箭号代表电池的电流方向。为了对本实施例有较佳的描述说明，电流方向(由左至右)被用来指示两个相连的电池芯或集成电路关系。如果一电池芯(或集成电路)是位于上游侧，那它位于其它电池芯(或集成电路)的左侧。相反地，如果一电池芯(或集成电路)是位于下游侧，那它位于其它电池芯(或集成电路)的右侧。举例而言，第一电池芯101位于第二电池芯102的上游侧，第三集成电路203位于第二集成电路202的下游侧等等。依照本发明，电池芯的数量可大于或等于二