电池管理系统的制作方法_3

文档序号:9435460阅读:来源:国知局
111-1 - 111_3所传输的控制数据。
[0047]在图7中,控制数据610的细节被示出。该控制数据可以是分组化数据,包括数据头611、有效负载部分612和校验和613。校验和613可被用于降低传输错误的可能性。有效负载部分612运载变量信息,该变量信息例如与运行参数620相关,或者与针对监测设备110中的一个或卫星监测设备111-1 - 111-3中的一个的命令相关。在图7的场景中,有关某一电池单元101-1 - 101-12的温度、压强和其两端电压的三种运行参数620的信息被包括在有效负载部分612中。如上所述,多种信息可被包括在有效负载部分612中。例如,控制数据610可通过从由以下项所组成的组中所选择的至少一个元素表示:至少一个电池单元101-1 - 101-12或电池102的标识;监测设备110和/或卫星监测设备111、111-1 - 111-3的标识;运行参数620 ;用于控制实体510的控制命令;以及通信设置参数。
[0048]该标识可与特定控制数据610的发起者或接收者相关联;该标识还可以被包括在数据头部分611中。如从图7中所见,通过该标识,该分组化控制数据610可在主单元120和相应的控制设备110、111-1 - 111-3之间选择性地进行通信,因此,被认定的(S卩,点对点)通信可被实现。同样,单点对多点技术可被实施。
[0049]控制数据610的多个数据包可以以时间多工(time-multiplexed)方式通过电源线180被传输。可替换地或额外地,控制数据610还可能以频率多工(frequency-multiplexed)方式被传输。在此,对应于各种监测设备110、111或主单元120的不同发起者可被配置为通过不同的调制通道(即,以不同频带)传输该控制数据。以此方式,该数据吞吐量可被增加。
[0050]转至图8,电源线信号的负载调制和负载解调的细节被示出。在图8的场景中,在电源线180的与相应的电池102并联运行的分支中,开关810 (例如,以负载调制晶体管的形式)被提供。监测设备110的接口 520(在图8中未示出)可控制开关810。具体地,接口 520被配置为通过阻抗的时间相关的变化传输控制数据620,该阻抗被并联连接至与相应的监测设备110相关联的电池单元101-1 - 101-12。通过此时间相关的变化,控制数据620被编码。为此,开关810可随着时间进程被接通和关断。
[0051]在图8中,技术在电池级上相对于监测设备110进行了讨论。相应的技术可容易地在电池单元级(参考图6)上相对于卫星监测设备111、111-1 - 111-3被实现。
[0052]在图9中,电源线信号的调制和解调更详细地被示出。具体地,对于监测设备110中的一个,接口 520的发送器950和接收器951被示出。发送器(接收器)950被配置为通过该电源线信号的负载调制(负载解调)传输(接收)控制数据610。
[0053]发送器950包括晶体管910和电阻器920。电阻器920和晶体管910在电源线180的分支中被串联连接,该电源线的分支依次与相关联的电池102的电池单元101-1 -101-12并联运行。调制器单元930在线路进程之上接通和关断晶体管910。作为输入端,调制器单元930接收预定的载波信号931和控制数据610 (例如,被数字编码为位序列)。
[0054]例如,调制器单元930可对载波信号931的振幅进行调制,以进一步对该控制数据进行编码。调制器单元930还可能采用相位调制(BPSK, Phase Modulat1n)。BPSK调制可针对传输错误增加可靠性。此外,较大的传输能力可通过频率多工被实现。为此目的,不同监测设备110或卫星监测设备111、111-1 - 111-3的不同发送器950可在不同频率的载波信号931上对控制数据610进行调制。通常地,其他调制技术(例如,正交振幅调制(QAM)、频率调制(FM)或单边带调制等)可被采用。
[0055]还可能通过分别地使电阻器920和/或晶体管910形成某尺寸来控制该负载调制的振幅。通常地,负载调制的较大振幅将导致所调制信号在主单元120处的较大信噪比(signal-to-noise rat1)。因此,较大的振幅可降低传输错误的可能性。在另一方面,亟需限制该调制振幅至一个允许可靠传输的值,从而避免该系统的其他部分的干扰和/或对电力需求的限制。
[0056]传输错误的可能性可进一步受到电池102的状态的影响。特别地,传输错误的可能性可进一步受到电池102的SOH和/或SOC的影响。因此,通常来讲,随着时间进程,传输可靠性可降低或增加。针对此改传输可靠性的时间依赖性,该负载调制的振幅可被动态地进行设置。例如,接口 520可被配置为基于运行参数620对负载调制的振幅进行设置。如上所述,运行参数620可表示SOC和/或S0H。
[0057]例如,负载调制的振幅的设置可以是校准例程中的部分。作为校准例程中的部分,这可以递增地(例如,逐步地)使电源线180的分支的电阻的增量对应于电流上10mA的变化。这可通过并联地连接多个晶体管910和/或电阻器920被实现。同时,通过电源线调制所传输和主单元120所接收的控制数据的信噪比可被确定。一旦满足用于该信噪比的预定标准,对负载调制的振幅的相应设置可被遵守。
[0058]上文中,对被配置为用于电源线信号的负载调制的发送器950的细节进行了讨论。发送器950不同于常规被用于电源线传输的发送器。常规发送器950通常包括功率放大器,该功率放大器向电源线信号添加额外的功率。相反地,本发送器950生成补偿电流,即有效地减少电源线信号的功率。此电源线调制技术被发现提供了增强的信噪比和传输可靠性。
[0059]接收器951包括两个电容器960、带通滤波器961、放大器962和解调器单元963。控制数据610从接收器951被输出,S卩,被编码为二进制数据。
[0060]卫星监测设备111、111-1 - 111-3可包括对应于参考图9所讨论的发送器950和接收器951。类似地,主单元120可包括对应于参考图9所讨论的发送器950和接收器951。具体地,主单元120可被直接耦接至电源线180 ;然而,在图9的场景中,主单元120通过专用控制信号接线190与监测设备110中的一个设备被AC耦接;后者充当转发器,用于被发至主单元120的控制数据610和从主单元120所发送出的控制数据610。AC耦接允许信号的AC传输,虽然DC电压差异可能存在。
[0061]在BMS 900中,如图9所示,发生在各监测设备110处的数据通信量被平衡。具体地,如果与常规BMS 100 (参考图1)相比,该BMS900的空间相关的发热可被避免。此外,与常规BMS 100(参见图1)相比,因为各监测设备110可采用不同的调制通道,BMS 900的传输能力可被增强。
[0062]在图9中,发送器950和接收器951在电池级上(即,相对于与电池相关联的监测设备110)进行了讨论。然而,如图10中所示的,类似技术可被可替换地或额外地在电池单元级上应用于卫星监测设备111-1-111-11。在图10中,卫星监测设备111-6的细节被以说明性目的示出,然而,其余的卫星监测设备111-1 - 111-5,111-7-111-11可相应地进行配置。
[0063]如上所述,卫星监测设备111-1 - 111-11的发送器950和接收器951可与主单元120(在图10中未示出)直接进行通信。然而,可替换地或额外地,卫星监测设备111-1 - 111-11的发送器950和接收器951可与相应电池102的监测设备110进行通信。特定的卫星监测设备111-1 - 111-11的电源线信号传输生成足够的信噪比以在由电源线180所形成的整个电路中对控制数据610进行解码是不必要的。相反地,如果卫星监测设备111-1 - 111-11生成充分的信噪比,这足以在相应电池102的电池级电路中对控制数据610进行解码。以此,在电池级和电池单元级之间的控制数据的交换变得容易。
[0064]在图11中,采用负载调制和负载解调的电源线信号传输的细节相对于BMS 1100被示出。从图11中可看出,主单元120可与电源线180耦接,例如与该电源线180的和电池102中的一个并联的分支耦接。主单元120可包括发送器950 (在图11中未示出)。在图11的场景中,主单元120包括接收器951,用于电源线信号的解调。
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