电池管理系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及被用于监测电池的运行参数的方法、设备和系统。
【背景技术】
[0002]在各种技术领域中，电池被用作能量供应器。该技术领域包括，但不限于:汽车应用(比如，启动电池和电动车辆的电池)、航空应用、移动设备等。
[0003]每个电池可包括多个电池单元。此外，多个电池可通过电源线被串联地电连接。电池堆桟(battery stack)被形成。通过此串联连接，确定的电压可被提供，该电压总计大于10伏(volt)，大于100伏、200伏或500伏。
[0004]有时，电池管理系统(Battery Management Systems,BMS)被采用。BMS可包括一个或多个被配置为监测该电池的电池单元的至少一个参数的设备。该至少一个参数可以表示例如该电池堆桟的电荷状态(State Of Charge，S0C)或该电池的健康状态(State OfHealth, S0H)。主单元可确定这些参数或相应参数，并且采用该参数用于电池管理。通常，该BMS的逻辑存在于该主单元中，该主单元被配置为控制该设备。控制数据在该主单元和该设备之间进行交货。
[0005]在常规系统中，专用控制信号接线被提供在该主单元和该设备之间。有时，串线总线系统/线性总线系统或星型总线系统被采用，用于该控制数据的信号传输(signalling)。这可导致某些缺陷。
[0006]例如，该控制信号接线可要求显著的空间和资源。这可遭受磨损和故障。根据用于各种设备的工作负载相对于主单元在总线系统中的位置，该总线系统可由于该工作负载的不同级别导致与空间相关的(spatially dependent)发热。此外，特别是当采用串行总线系统时，在该总线系统的一些部分上的通信量可相对高，导致在控制数据的传输上的延迟。可能导致数据传输的拥塞。
【发明内容】
[0007]本发明提出了一种设备，其包括控制实体，该控制实体被配置为监测电池中的至少一个电池单元的运行参数。该设备进一步包括接口，该接口与该电池的电源线被耦接，并且被配置为通过对该电源线的电源线信号的负载调制或负载解调中的至少一种，收发控制数据
【附图说明】
[0008]图1示出了一种常规BMS ；
[0009]图2示意性地示出了一种根据各种实施例的BMS ；
[0010]图3示意性地示出了一种根据各种实施例的BMS ；
[0011]图4示意性地示出了一种根据各种实施例的BMS，该BMS包括卫星监测设备；
[0012]图5示出了电池和一种根据各种实施例的相关联的监测设备；
[0013]图6示出了一种电池、卫星监测设备和一种根据各种实施例的监测设备；
[0014]图7示出了分组化(packetized)控制数据；
[0015]图8更详细地示出了一种根据各种实施例的BMS ；
[0016]图9更详细地示出了一种根据各种实施例的BMS ；
[0017]图10示出了根据各种实施例的BMS的卫星监测设备和监测设备；
[0018]图11示出了根据各种实施例在对电源线信号进行负载调制时出现的补偿电流；
[0019]图12示出了根据各种实施例在对BMS的电池中的电源线信号进行负载调制时出现的补偿电流；
[0020]图13示出了一种根据各种实施例的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0021]在下文中，说明性实施例将参考附图进行描述。应当可以理解的是，这些实施例仅用做说明性目的，并且不应当被解释为对本申请范围的限制。例如，虽然实施例可被描述为包括多个元素，在其他实施例中这些元素中的一些可被省略，和/或被可替代元素代替。在另一个实施例中，其他的元素可被提供。此外，来自不同实施例的元素可被彼此结合以形成另外的实施例，除非另有特别说明。
[0022]附图被认为是示意性表现，并且在附图中所示的元素不一定按比例被示出。相反，各种元件被表现，从而其功能和一般用途对于本领域的技术人员而言是显而易见的。附图中所示出或本文中所描述的功能块、设备、部件或其他物理单元或功能单元之间的任何连接或耦接还可通过间接连接或间接耦接实现。部件之间的耦接还可以被建立在无线连接之上。功能块可在硬件、固件、软件或其组合中被实现。
[0023]只要相应连接或耦接的一般功能(例如，用于传输某种信息)被保持，附图中所示出或本文中所描述的直接连接或直接耦接(即，不具有中间元件的连接或耦接)可被间接连接或间接耦接(即，包括一个或多个中间元件的连接或耦接)所代替，反之亦然。虽然附图中所示出或本文中所描述的连接或耦接在一些实施例中可被实施为基于导线的连接或耦接(例如，使用具有集成电路的导电路径)，但在其他实施例中，该连接或耦接中的一些或所有还可使用无线连接或耦接被实现，除非另有特别说明。
[0024]在与电池相关的各种领域中，存在对于先进的电池管理技术的需要，以避免如上提及的缺陷。特别地，存在对于该电池管理技术的需要，该技术允许控制数据的信号传输的精简高效和故障安全(fail-safe)。
[0025]本申请涉及一种包括控制实体的设备、一种系统以及一种对应方法，该控制实体被配置为监测电池单元的运行参数。在下文中，一个或多个电池的电池管理技术被描述，该电池每个包括多个电池单元。通常地，多个电池通过电源线被串联地电连接，从而形成电池堆栈。每个电池的电池单元被类似地串联电耦接。代替用于监测设备和主单元之间的通信的专用控制信号接线，该控制数据通过电源线被传输和/或接收(即，收发)。为此，该控制数据在电源线的电源线信号之上被调制，即，电源线信号传输被采用。强健而有效的电源线信号传输通过负载调制和/或负载解调被实现。
[0026]该技术能被应用在该BMS架构的不同层级上。特别地，通过负载调制或负载解调中的至少一个的电源线信号传输可被采用，用于一方面与卫星监测设备通信，该卫星监测设备与电池单元(电池单元级)相关联，和/或另一方面与监测设备通信，该监测设备与电池(电池级)相关联。
[0027]根据各种实施例，一种设备被提供。该设备包括控制实体，该控制实体被配置为监测电池中的至少一个电池单元的运行参数。该设备进一步包括接口，该接口与该电池的电源线被耦接。该接口被配置为通过对该电源线的电源线信号的负载调制或负载解调中的至少一种，收发控制数据。
[0028]根据各种实施例，一种系统被提供。该系统包括多个电池，该多个电池通过电源线被串联电连接。该系统进一步包括多个设备。该多个设备中的每个设备与该多个电池中的相应电池相关联。每个设备包括控制实体，该控制实体被配置为监测该相关联的电池中的至少一个电池单元的运行参数。每个设备进一步包括接口，该接口与该电源线被耦接，并且被配置为通过对该电源线的电源线信号的负载调制或负载解调中的至少一种收发控制数据。
[0029]根据各种实施例，一种系统被提供。该系统包括电池的多个电池单元。该电池单元通过电源线被串联电连接。该系统进一步包括多个设备。该多个设备中的每个设备与该多个电池单元中的相应电池单元相关联。每个设备包括控制实体，该控制实体被配置为监测所相关联的电池单元的运行参数。每个设备进一步包括与该电源线被耦接的接口。该接口被配置为通过对所述电源线的电源线信号的负载调制或负载解调中的至少一种收发控制数据。
[0030]根据另外的实施例，其他设备、系统或方法可被提供。通过下面与附图结合的具体描述，这些实施例将是显而易见的。
[0031]在图1中，常规BMS 100被示出。该BMS 100包括通过电源线180被串联电连接的三个电池102。该多个电池102有时被称为电池堆栈。电压被提供在电源线180的输入端和输出端之间(在图1中被标示为HV+和HV-);该电压通常是该多个电池102的开路电压的总和。因此，该电池中的每个电池处于不同的电压电平上。
[0032]作为对该电池中的每个电池的示例性示出，每个电池102包括多个电池单元101-1 - 101-12，该多个电池单元通过每个电池102之内的电源线180被串联电连接。该BMS 100进一步包括多个监测设备110。该多个监测设备110中的每个监测设备与多个电池102中的相应电池相关联。为此，控制信号接线190被提供在监测设备110和电池102之间。例如，一个或多个传感器可被布置在电池102之内或靠近电池102，该传感器可通过控制