电池管理光纤传输系统及其电池管理方法
【专利摘要】本发明涉及一种电池管理光纤传输系统及其电池管理方法。电池管理光纤传输系统包含电池管理模块及N个电池模块。电池管理模块包含指令要求输出端及数据回传输入端。指令要求输出端连接第一连接线的一端，数据回传输入端连接第二连接线的一端。各电池模块分别包含指令接收端、指令传送端、数据接收端及数据传送端。N个电池模块中第1个电池模块的指令接收端及数据传送端分别连接第一连接线的另一端及第二连接线的另一端。第M个电池模块的指令接收端及数据传送端分别经由第2M-1连接线及第2M连接线连接至第M-1个电池模块的指令传送端及数据接收端。其中，N及M为正整数，且1＜M≤N。
【专利说明】电池管理光纤传输系统及其电池管理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电池管理光纤传输系统及其电池管理方法，特别是有关于一种可有效地判断电池模块产生断点的位置的电池管理光纤传输系统及其电池管理方法。
【背景技术】
[0002]电池管理系统(Battery Management System, BMS),能够对蓄电池模块进行安全监控和有效管理，提高蓄电池模块的使用效率和可靠性，延长电池的使用寿命。
[0003]如图1所示，其为现有技术中的电池管理数据传输方式的示意图。图中，包含有一电池管理模块10及若干个电池模块20，该些电池模块20与电池管理模块10间以串联方式连接。该电池管理模块10即为BMS。现有技术中，在各电池模块20内设有具有电压及温度侦测功能的电路板，当电池管理模块10下达一指令至各电池模块20中时，电池模块20可将所侦测到的电压及温度数据传送至电池管理模块10中，以达到电池管理的目的。
[0004]然而，以目前的电池管理架构下，电池管理模块10与电池模块20间的指令及数据信号的传输，皆采用同一光纤路径30来进行，如此一来，当电池管理模块10与电池模块20间，或是各电池模块20间的光纤路径30的传输回路断开时，电池管理模块10便无法判断出产生断点的电池模块20的位置，将使得维修相当困难，仅能逐一检查电池模块20的状态，如此必然增加维修的成本与费用。
【发明内容】
[0005]有鉴于上述现有技术中的问题，本发明的目的就是提供一种电池管理光纤传输系统及其电池管理方法，以解决现有技术中无法有效判断出电池管理传输回路产生断点位置的问题。
[0006]根据本发明的目的，提出一种电池管理光纤传输系统，其包含一电池管理模块、一第一电池模块及一第二电池模块。电池管理模块包含一指令要求输出端及一数据回传输入端，指令要求输出端连接一第一光纤的一端，数据回传输入端连接一第二光纤的一端。第一电池模块包含一第一指令接收端、一第一指令传送端、一第一数据接收端及一第一数据传送端，第一指令接收端及第一数据传送端分别连接第一光纤及第二光纤的另一端。第二电池模块包含一第二指令接收端、一第二指令传送端、一第二数据接收端及一第二数据传送端，第二指令接收端及第二数据传送端分别经由一第三光纤及一第四光纤连接至第一电池模块的第一指令传送端及第一数据接收端。
[0007]根据本发明的目的，再提出一种电池管理光纤传输系统，其包含一电池管理模块及N个电池模块。电池管理模块包含一指令要求输出端及一数据回传输入端,指令要求输出端连接一第一连接线的一端，数据回传输入端连接一第二连接线的一端。各电池模块分别包含一指令接收端、一指令传送端、一数据接收端及一数据传送端；N个电池模块中的第I个电池模块的指令接收端及数据传送端分别连接第一连接线的另一端及第二连接线的另一端；且第M个电池模块的指令接收端及数据传送端分别经由一第2M-1连接线及一第2M连接线连接至第M-1个电池模块的指令传送端及数据接收端，使电池管理模块与N个电池模块形成串联连接；其中，N及M为正整数，且I <M<N。
[0008]根据本发明的目的，又提出一种电池管理方法，适用于一电池管理光纤传输系统，电池管理光纤传输系统包含一电池管理模块及N个电池模块，N个电池模块为串联连接，且其中第I个电池模块连接电池管理模块，该方法包含下列步骤:经由电池管理模块执行要求N个电池模块全部回传数据信号的一预设指令动作；利用电池管理模块的指令要求输出端输出一指令信号，并经由第一光纤传送至第I个电池模块的指令接收端，使第I个电池模块在接收指令信号时立即通过数据传送端回传一数据信号，以经由第二光纤传送至电池管理单元的数据回传输入端；以及经由第I个电池模块的指令传送端传送指令信号，以经由第三光纤传送至下一阶的电池模块的指令接收端，使该下一阶的电池模块在接收指令信号时立即经由数据传送端回传数据信号，以经由第四光纤传送至第I个电池模块的数据接收端，再进而传送至电池管理模块；其中，指令信号依N个电池模块的串接顺序顺向地由第I个电池模块传送至第N个电池模块，而数据信号则在第M个电池模块接收到指令信号后立即依串接顺序反向传送至第I个电池模块，并传送至电池管理模块。其中，N及M为正整数，且 I < MS N。
[0009]根据本发明的目的，另提出一种电池管理方法，适用于一电池管理光纤传输系统，电池管理光纤传输系统包含一电池管理模块及N个电池模块，N个电池模块为串联连接，且其中第I个电池模块连接电池管理模块，该方法包含下列步骤:经由电池管理模块执行要求N个电池模块中某一特定的电池模块回传数据信号的一预设指令动作；利用电池管理模块的指令要求输出端输出一指令信号，并经由N个电池模块的串接顺序依次由指令传送端将指令信号顺向传送至第P个电池模块的指令接收端；以及当第P个电池模块接收到指令信号后，便经由数据传送端回传一数据信号至上一阶的电池模块的数据接收端，使得数据信号依N个电池模块的串接顺序反向地传送至电池管理模块的数据回传输入端；其中，P为正整数，且0<Ρ<Ν，当P为I时，第I个电池模块在接收到指令信号后直接将数据信号传送至电池管理模块的数据回传输入端。
[0010]综上所述，依本发明的电池管理光纤传输系统及其电池管理方法，其可具有一个或多个下述优点。
[0011](I)本发明的电池管理光纤传输系统及其电池管理方法，是将“指令”及“数据”信号经由不同的路径传送，使得各电池模块在接收到指令信号时便可立即回传数据信号至电池管理模块，而指令信号则继续往下一阶传输。当该系统其中一条传输路径被断开时，电池管理模块依然可依据另一条传输路径来判断整体回路产生断点的位置，如此一来，可提升维修效率，进而减少维修所需的时间及成本。
[0012](2)本发明的电池管理光纤传输系统及其电池管理方法中所分别用以传输指令信号及数据信号的光纤采用塑料光纤，以有效避免高电压绝缘阻抗及电磁干扰的问题发生。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为现有技术中的电池管理数据传输方式的示意图；
图2为本发明的电池管理光纤传输系统的第一实施例的示意图；图3为本发明的电池管理光纤传输系统的第二实施例的示意图；
图4为本发明的电池管理方法的第一实施例的流程图；以及 图5为本发明的电池管理方法的第二实施例的流程图。
[0014]附图标号说明
10、1:电池管理模块；
20:电池模块；
30:光纤路径；
11、A:指令要求输出端；
12、B:数据回传输入端；
2:第一电池模块；
21:第一指令接收端；
22:第一指令传送端；
23:第一数据传送端；
24:第一数据接收端；
3:第二电池模块；
31:第二指令接收端；
32:第二指令传送端；
33:第二数据传送端；
34:第二数据接收端；
4:第一光纤；
5:第二光纤；
6:第三光纤；
7:第四光纤；
C:指令接收端；
D:指令传送端；
E:数据传送端；
F:数据接收端；
G:第一连接线；
H:第二连接线；
I --第2M-1连接线；
J --第2M连接线；以及 Sll~S13、S21 ~S23:步骤。
【具体实施方式】
[0015]以下通过图2~图5，详细描述本发明的若干较佳实施例。
[0016]请参阅图2，其为本发明的电池管理光纤传输系统的第一实施例的示意图。图中，电池管理光纤传输系统包含电池管理模块1、第一电池模块2及第二电池模块3。电池管理模块I可为BMS，包含有一指令要求输出端11及一数据回传输入端12。第一电池模块2及第二电池模块3中可包含有电路板，该电路板可用以检测电压及温度。第一电池模块2的电路板包含有一第一指令接收端21、一第一指令传送端22、一第一数据传送端23及一第一数据接收端24。第二电池模块3的电路板包含有一第二指令接收端31、一第二指令传送端
32、一第二数据传送端33及一第二数据接收端34。电池管理模块I的指令要求输出端11可连接至第一光纤4的一端，第一光纤4的另一端则连接至第一电池模块2的第一指令接收端21。电池管理模块I的数据回传输入端12连接至第二光纤5的一端，第二光纤5的另一端则连接至第一电池模块2的第一数据传送端23。第一电池模块2的第一指令传送端22与第二电池模块3的第二指令接收端31之间可通过一第三光纤6连接，而第一电池模块2的第一数据接收端24与第二电池模块3的第二数据传送端33之间则可通过一第四光纤7连接。其中，第一光纤4、第二光纤5、第三光纤6及第四光纤7可为塑料光纤。于此，需特别注意的是，第一光纤4及第三光纤6可作为“指令”信号的传输路径，第二光纤5及第四光纤7则作为“数据”信号的传输路径。本案将指令及数据信号的传送，分别利用二个传输路径来达成，如此，当其中一条路径断路时，电池管理模块I依然可由另一条路径得知断路点位置，以利后续的维修。
[0017]上述中，电池管理模块I可执行二种指令动作。当电池管理模块I执行第一指令动作时，将要求第一电池模块2及第二电池模块3皆回传数据信号，包含电压及温度数据等。其中，电池管理模块I将经由指令要求输出端11输出一指令信号，并经由第一光纤4传送至第一电池模块2的第一指令接收端21，此时，第一电池模块2接收指令信号后，将通过第一数据传送端23发出一第一数据信号，亦即电压及温度数据，并经由第二光纤5回传至电池管理模块I的数据回传输入端12。并且，第一电池模块2会再将指令信号传送至下一阶的电池模块，也就通过第一指令传送端22，并经由第三光纤6传送至第二电池模块3的第二指令接收端31。而当第二电池模块3接收到指令信号后，通过第二数据传送端33发出一第二数据信号，并经由第四光纤7传送至第一电池模块2的第一数据接收端24，再由第一电池模块2的第一数据传送端2 3将第二数据信号经由第二光纤5传送至电池管理模块I的数据回传输入端12。
[0018]或者，电池管理模块I可执行第二指令动作，以要求某一特定的电池模块回传数据信号。其中，当第一电池模块2或第二电池模块3接收到指令信号后，可回传第一数据信号或第二数据信号至电池管理模块I。例如，电池管理模块I欲要求第二电池模块3回传数据信号时，可发出一指令信号，当第一电池模块2接收到指令信号时，仅负责将指令信号向下传递而不回传数据，当第二电池模块3接收到指令信号时，第二电池模块3便将其第二数据信号回传至电池管理模块I中。
[0019]请参阅图3，其为本发明的电池管理光纤传输系统的第二实施例的示意图。图中，电池管理光纤传输系统包含:电池管理模块，即为BMS，其包含有一指令要求输出端A及一数据回传输入端B;以及包含有N个电池模块，各电池模块分别包含有一指令接收端C、一指令传送端D、一数据传送端E及一数据接收端F。指令要求输出端A与第I个电池模块的指令接收端C之间通过一第一连接线G相连接，数据回传输入端B与第I个电池模块的数据传送端E之间通过一第二连接线H相连接，且第M个电池模块的指令接收端C及数据传送端E分别经由一第2M-1连接线I及一第2M连接线J连接至第M-1个电池模块的指令传送端D及数据接收端F，使电池管理模块与N个电池模块形成串联连接。其中，N及M为正整数，且I < M≤N。其中，第一连接线G、第二连接线H、第2M-1连接线I及第2M连接线J可为光纤，较佳为塑料光纤，但不以此为限。
[0020] 上述中，第一连接线G及各电池模块间的第2M-1连接线I作为用以传输指令信号的路径，第二连接线H及各电池模块间的第2M连接线J作为用以传数据信号的路径。其中，当电池管理模块执行一第一指令动作时，将要求N个电池模块全部回传数据信号。详细说明为:电池管理模块经由指令要求输出端A输出一指令信号至第I个电池模块的指令接收端C，并经由第I个电池模块的指令传送端D传送指令信号至下一阶的电池模块，也就是第2个电池模块的指令接收端C，再依N个电池模块的串接顺序将指令信号顺向传送至第N个电池模块。以上指令信号的传输过程中，当第I个电池模块接收到指令信号时便立即经由数据传送端E回传一数据信号至电池管理单元的数据回传输入端B，而第M个电池模块接收到指令信号时则立即经由数据传送端E回传数据信号至上一阶的电池模块的数据接收端F，使得数据信号依串接顺序反向回传至电池管理模块。其中，回传的数据中包含电压及温度等数据。
[0021]另外，若电池管理模块仅需要求某一特定的电池模块回传数据时，可执行一第二指令动作。当电池管理模块经由指令要求输出端A输出指令信号，并依N个电池模块的串接顺序顺向地将指令信号传送至第P个电池模块，使第P个电池模块接收到指令信号后，依N个电池模块的串接顺序反向地将数据信号回传至电池管理模块。其中，P为正整数，且O< P ≤ N。[0022]上述中，电池管理模块执行第二指令动作时，并非以地址对应的方式要求某特定电池模块回传数据，而是当要传送至第P个电池模块时，电池管理模块可在指令信号中包含一计数值P。当指令信号由电池管理模块发出并依N个电池模块的串接顺序顺向依序传递时，每经过一个电池模块指令信号中的计算值P便会递减I，如此一来，当第P个电池模块接收到指令信号时，指令信号中所包含的计数值P将为0，此时，第P个电池模块依据计算值P为O的指令信号回传数据信号至电池管理模块。当然，此种可达成指定目标要求回传的计数方式仅为本发明所列举的其中一种实施方式，不应以此而有所限制。
[0023]请参阅图4，其为本发明的电池管理方法的第一实施例的流程图。此电池管理方法可适用于如上所述的电池管理光纤传输系统中，其方法包含下列步骤:
步骤Sll:经由电池管理模块执行要求N个电池模块全部回传数据信号的一预设指令动作。
[0024]S12:利用电池管理模块的指令要求输出端输出一指令信号，并经由第一光纤传送至第I个电池模块的指令接收端，使第I个电池模块在接收指令信号时立即通过数据传送端回传一数据信号，以经由第二光纤传送至电池管理单元的数据回传输入端。
[0025]S13:经由第I个电池模块的指令传送端传送指令信号，经由第三光纤传送至下一阶的电池模块的指令接收端，使下一阶的电池模块在接收指令信号时立即地经由数据传送端回传数据信号，以经由第四光纤传送至第I个电池模块的数据接收端，再进而传送至电池管理模块；其中，指令信号依N个电池模块的串接顺序顺向地由第I个电池模块传送至第N个电池模块，而数据信号则在第M个电池模块接收到指令信号后立即地依串接顺序反向传送至第I个电池模块，并传送至电池管理模块，其中，N及M为正整数，且I < MS N。
[0026]请参阅图5，其为本发明的电池管理方法的第二实施例的流程图。此电池管理方法可适用于如上所述的电池管理光纤传输系统中，其方法包含下列步骤: 步骤S21:经由电池管理模块执行要求N个电池模块中某一特定的电池模块回传数据信号的一预设指令动作。
[0027]步骤S22:利用电池管理模块的指令要求输出端输出一指令信号，并经由N个电池模块的串接顺序依次由指令传送端将指令信号顺向传送至第P个电池模块的指令接收端。
[0028]步骤S23:当第P个电池模块接收到指令信号后，便经由一数据传送端回传一数据信号至上一阶的电池模块的一数据接收端，使得数据信号依N个电池模块的串接顺序反向地传送至电池管理模块的数据回传输入端；其中，P为正整数，且O < P < N，当P为I时，第I个电池模块在接收到指令信号后直接将数据信号传送至电池管理模块的数据回传输入端。
[0029]综合上述，本发明的电池管理光纤传输系统及其电池管理方法可利用将指令信号及数据信号以不同传输路径进行传输的特点，来达成有效查找整体回路断点位置的功能，进而减少维修时间及成本花费。
[0030]以上所述仅为举例性，而非为限制性。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于本发明的权利要求所限定的范围中。
【权利要求】
1.一种电池管理光纤传输系统，其特征在于，包含: 电池管理模块，包含指令要求输出端及数据回传输入端，所述指令要求输出端连接第一光纤的一端，所述数据回传输入端连接第二光纤的一端； 第一电池模块，包含第一指令接收端、第一指令传送端、第数据接收端及第一数据传送端，所述第一指令接收端及所述第一数据传送端分别连接所述第一光纤及所述第二光纤的另一端；以及 第二电池模块，包含第二指令接收端、第二指令传送端、第二数据接收端及第二数据传送端，所述第二指令接收端及所述第二数据传送端分别经由第三光纤及第四光纤连接至所述第一电池模块的所述第一指令传送端及所述第一数据接收端。
2.如权利要求1所述的电池管理光纤传输系统，其特征在于，所述电池管理模块执行第一指令动作，要求所述第一电池模块及所述第二电池模块回传数据信号；其中，所述电池管理模块经由所述指令要求输出端输出指令信号，并经由所述第一光纤传送至所述第一电池模块的所述第一指令接收端，使所述第一电池模块接收所述指令信号后通过所述第一数据传送端发出第一数据信号，并经由所述第二光纤回传至所述电池管理模块的所述数据回传输入端，且所述第一电池模块再将所述指令信号通过所述第一指令传送端，并经由所述第三光纤传送至所述第二电池模块的所述第二指令接收端，使所述第二电池模块接收所述指令信号后通过所述第二数据传送端发出第二数据信号，并经由所述第四光纤传送至所述第一电池模块的所述第一数据接收端，再由所述第一电池模块的所述第一数据传送端将所述第二数据信号经由所述第二光纤传送至所述电池管理模块的所述数据回传输入端。
3.如权利要求2所述的电池管理光纤传输系统，其特征在于，所述电池管理模块执行第二指令动作，以选择性地要求所述第一电池模块或所述第二电池模块回传数据信号，使得所述第一电池模块或所述第二电池模块接收到所述指令信号后，回传所述第一数据信号或所述第二数据信号至所述电池管理模块。
4.一种电池管理光纤传输系统，其特征在于，包含: 电池管理模块，包含指令要求输出端及数据回传输入端，所述指令要求输出端连接第一连接线的一端，所述数据回传输入端连接第二连接线的一端；以及 N个电池模块，各所述电池模块分别包含指令接收端、指令传送端、数据接收端及数据传送端；所述N个电池模块中的第I个所述电池模块的所述指令接收端及所述数据传送端分别连接所述第一连接线的另一端及所述第二连接线的另一端；且第M个所述电池模块的所述指令接收端及所述数据传送端分别经由第2M-1连接线及第2M连接线连接至第M-1个所述电池模块的所述指令传送端及所述数据接收端，使所述电池管理模块与所述N个电池模块形成串联连接；其中，N及M为正整数，且I < MS N。
5.如权利要求4所述的电池管理光纤传输系统，其特征在于，所述电池管理模块执行第一指令动作，以要求所述N个电池模块全部回传数据信号；其中，所述电池管理模块经由所述指令要求输出端输出指令信号至第I个所述电池模块的所述指令接收端，并经由第I个所述电池模块的所述指令传送端传送所述指令信号至下一阶的所述电池模块的所述指令接收端，再依串接顺序顺向传送至第N个所述电池模块；其中，当第I个所述电池模块接收到所述指令信号时，便立 即经由所述数据传送端回传所述数据信号至所述电池管理单元的所述数据回传输入端，而第M个所述电池模块接收到所述指令信号时，则立即经由所述数据传送端回传所述数据信号至上一阶的所述电池模块的所述数据接收端，使得所述数据信号依串接顺序反向回传至所述电池管理模块。
6.如权利要求5所述的电池管理光纤传输系统，其特征在于，所述电池管理模块执行第二指令动作，要求所述N个电池模块中某一特定的所述电池模块回传所述数据信号；其中，所述电池管理模块经由所述指令要求输出端输出所述指令信号，并依所述N个电池模块的串接顺序顺向地将所述指令信号传至第P个所述电池模块，使第P个所述电池模块接收到所述指令信号后，依所述N个电池模块的串接顺序反向地将所述数据信号回传至所述电池管理模块；其中，P为正整数，且O < P≤N。
7.如权利要求6所述的电池管理光纤传输系统，其特征在于，若所述电池管理模块执行所述第二指令动作时，所述指令信号中包含计数值P，所述指令信号依所述N个电池模块的串接顺序顺向依序传递时，每经过一个所述电池模块则所述计算值P递减1，使得第P个所述电池模块接收到所述指令信号时，所述计数值P为O，让第P个所述电池模块依据所述计算值P为O的所述指令信号回传所述数据信号至所述所述电池管理模块。
8.如权利要求4所述的电池管理光纤传输系统，其特征在于，所述第一连接线、所述第二连接线、所述第2M-1连接线及所述第2M连接线为塑料光纤。
9.一种电池管理方法，适用于一电池管理光纤传输系统，该电池管理光纤传输系统包含电池管理模块及N个电池模块，所述N个电池模块为串联连接，且其中第I个所述电池模块连接所述电池管理模块，其特征在于，所述方法包含下列步骤: 经由所述电池管理模块执行要求所述N个电池模块全部回传数据信号的预设指令动作； 利用所述电池管理模块的指令要求输出端输出指令信号，并经由第一光纤传送至第I个所述电池模块的指令接收端，使第I个所述电池模块在接收所述指令信号时立即通过数据传送端回传一数据信号，以经由第二光纤传送至所述电池管理单元的数据回传输入端；以及 经由第I个所述电池模块的指令传送端传送所述指令信号，以经由第三光纤传送至下一阶的所述电池模块的所述指令接收端，使所述下一阶的所述电池模块在接收所述指令信号时立即经由所述数据传送端回传所述数据信号，以经由第四光纤传至第I个所述电池模块的数据接收端，再进而传送至所述电池管理模块；其中，所述指令信号依所述N个电池模块的串接顺序顺向地由第I个所述电池模块传送至第N个所述电池模块，而所述数据信号则在第M个所述电池模块接收到所述指令信号后立即地依串接顺序反向传送至第I个所述电池模块，并传至所述电池管理模块，其中，N及M为正整数，且I <M< N。
10.一种电池管理方法，适用于电池管理光纤传输系统，所述电池管理光纤传输系统包含电池管理模块及N个电池模块，所述N个电池模块为串联连接，且其中第I个所述电池模块连接所述电池管理模块，其特征在于，所述方法包含下列步骤: 经由所述电池管理模块执行要求所述N个电池模块中某一特定的所述电池模块回传数据信号的预设指令动作； 利用所述电池管理模块的指令要求输出端输出指令信号，并经由所述N个电池模块的串接顺序依次由指令传送端将所述指令信号顺向传送至第P个所述电池模块的指令接收端；以及当第P个所述电池模块接收到所述指令信号后，便经由数据传送端回传一数据信号至上一阶的电池模块的数据接收端，使得所述数据信号依所述N个电池模块的串接顺序反向地传送至所述电池管理模块的 数据回传输入端；其中，P为正整数，且O < P < N，当P为I时，第I个所述电池模块在接收到所述指令信号后直接将所述数据信号传送至所述电池管理模块的所述数据回传输入端。
【文档编号】H02J7/00GK103944197SQ201310016431
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2013年1月17日 优先权日:2013年1月17日
【发明者】陈志远, 陈清贤 申请人:能元科技股份有限公司