具有寻址与分时通讯功能的电池管理系统的制作方法

本发明涉及一种电池管理系统，特别是一种具有寻址与分时通讯(time-division communication)功能的电池管理系统，该电池管理系统具有复数传感器，且复数传感器可以通讯连接于控制器，该寻址功能可以是按钮式手动寻址或串电压式自动寻址，该分时通讯功能可以是群组式分时通讯。

背景技术：
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现有技术如美国公告第US8253378号专利(专利家族有中国专利CN101849340、欧盟专利EP2201660、日本专利JP5330397、韩国专利KR101107999及PCT专利WO2009051415)，主要公开的技术是利用一个开关模块(switch module 120)连接一个微处理器(microprocessor 150)及一个电池模块(battery module 110)，藉由微处理器(microprocessor 150)控制开关模块(switch module 120)以分时方式(time-division manner)利用电压传感器(voltage sensor 130)量测各电池的电压值，如现有技术的图2所示。再者，开关模块(switch module 120)、电池模块(battery module 110)及电压传感器(voltage sensor 130)可以组成一个模块(module 1)，微处理器(microprocessor 150)可以连接复数模块(modules 1-k)，如现有技术的图4所示。由于电压传感器(voltage sensor 130)的数量受限于微处理器(microprocessor 150)，电池的总数量也受限于微处理器(microprocessor 150)，因此，现有技术的扩充性仍有改良的需求。

技术实现要素：
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对于以上现有技术的缺陷及改进的需求，本发明目的(一)在于，提供一种具有寻址与分时通讯功能的电池管理系统，包括控制器及复数传感器，各传感器具有按钮及通讯端口，且复数传感器可以通讯连接于该控制器；其中该控制器可以发出复数寻址命令，逐次按压复数传感器的按钮可以寻址各传感器，各传感器依据所接受的寻址命令控制各通讯端口的通讯周期，藉此复数传感器与该控制器可以进行分时通讯。

对于以上现有技术的缺陷及改进的需求，本发明目的(二)在于，提供一种具有寻址与分时通讯功能的电池管理系统，包括控制器及复数传感器，各传感器具有串电压量测电路及通讯端口，且复数传感器可以通讯连接于该控制器；其中该控制器可以发出复数寻址命令，比对各传感器的串电压与各寻址命令的电压值可以寻址各传感器，各传感器依据所接受的寻址命令控制各通讯端口的通讯周期，藉此复数传感器与该控制器可以进行分时通讯。

本发明所具有的有益效果(一)在于，本发明的电池管理系统的寻址方式是利用按压各传感器的按钮，以接受寻址命令，所以使用者可以任意排列组合复数传感器的地址，并可以节省设定时间。

本发明所具有的有益效果(二)在于，本发明的电池管理系统的通讯方式是分时通讯，复数传感器不会同时与控制器通讯，可以减少能量的耗损。

本发明所具有的有益效果(三)在于，本发明的复数传感器可以群组式分时通讯，各群组通讯所需要的能量不超出控制器所能负荷的能量，因此复数传感器的数量不会受限于控制器所能负荷的能量，具有较佳的扩充性。

本发明所具有的有益效果(四)在于，本发明的电池管理系统的另一寻址方式是利用比对各传感器的串电压与各寻址命令的电压值自动寻址各传感器，使用者无需手动设定各传感器的地址，可以节省设定时间。

本发明的特征、技术手段、具体功能、以及具体的实施例，继以图式、图号详细说明如后。

附图说明：

图1是本发明较佳实施例的立体分解示意图。

图2是本发明较佳实施例的另一立体分解示意图。

图3是本发明本发明较佳实施例的功能方块图。

图4是本发明较佳实施例第一群组传感器的分时通讯示意图。

图5是本发明较佳实施例第二群组传感器的分时通讯示意图。

图6及图7是本发明较佳实施例复数传感器的寻址流程。

图8是本发明第二实施例的立体分解图。

图9是本发明第二实施例的另一立体分解图。

图10是本发明第二实施例的功能方块图。

图11是本发明第三实施例的立体分解图。

图12及图13是本发明第三实施例的功能方块图。

图14是本发明第三实施例的串电压量测示意图。

图15及图16是本发明第三实施例复数传感器的寻址流程。

具体实施方式：

请参阅图1至图3所示，在较佳实施例中，本发明的电池管理系统包括控制器10、复数传感器S1-Sn及通讯线缆组件W；控制器10具有分时计数器T及通讯端口P，分时计数器T用以提供控制器10计时；传感器S1具有处理器M1、电池侦测电路D1、通讯端口P1及按钮B1，传感器S2具有处理器M2、电池侦测电路D2、通讯端口P2及按钮B2，以此类推，传感器Sn具有处理器Mn、电池侦测电路Dn、通讯端口Pn及按钮Bn；通讯线缆组件W可以串接通讯端口P至通讯端口Pn，以通讯连接控制器10与复数传感器S1-Sn；当控制器10发出寻址命令C1时，按压按钮B1，处理器M1可以开启通讯端口P1，以接收寻址命令C1并寻址传感器S1，处理器M1依据寻址命令C1控制通讯端口P1的通讯周期；当控制器10发出寻址命令C2时，按压按钮B2，处理器M2可以开启通讯端口P2，以接收寻址命令C2并寻址传感器S2，处理器M2依据寻址命令C2控制通讯端口P2的通讯周期；以此类推，控制器10发出寻址命令Cn时，按压按钮Bn，处理器Mn可以开启通讯端口Pn，以接收寻址命令Cn并寻址传感器Sn，处理器Mn依据寻址命令Cn控制该通讯端口Pn的通讯周期；藉此传感器S1可以依据通讯端口P1的通讯周期与控制器10进行分时通讯，传感器S2可以依据通讯端口P2的通讯周期与控制器10进行分时通讯，以此类推，传感器Sn可以依据通讯端口Pn的通讯周期与控制器10进行分时通讯。

列举说明复数通讯端口P1-Pn的控制方式如后：处理器M1藉由开关SW1或讯号线路控制通讯端口P1的开启与关闭，以控制通讯端口P1的通讯周期；处理器M2藉由一开关SW2或一讯号线路控制通讯端口P2的开启与关闭，以控制通讯端口P2的通讯周期；以此类推，处理器Mn藉由开关SWn或讯号线路控制通讯端口Pn的开启与关闭，以控制通讯端口Pn的通讯周期。

列举说明复数寻址命令C1-Cn的内容如后：各寻址命令的内容具有群组数据、位置数据及周期数据，寻址命令C1可以设定传感器S1所属的群组、传感器S1所在的位置及通讯端口P1的通讯周期；寻址命令C2可以设定传感器S2所属的群组、传感器S2所在的位置及通讯端口P2的通讯周期；以此类推，寻址命令Cn可以设定传感器Sn所属的群组、传感器Sn所在的位置及通讯端口Pn的通讯周期。

请参阅图4至图5所示，为了说明本发明寻址后的分时工作命令阶段，以四个传感器S1-S4为例(但不限于)：传感器所属的群组及传感器所在的位置以传感器(群组,位置)表示，将传感器S1寻址为传感器(1,1)，传感器S2寻址为传感器(1,2)，将传感器S3寻址为传感器(2,1)，传感器S3寻址为传感器(2,1)，将传感器S4寻址为传感器(2,2)；传感器1与传感器2为第一群组，当分时计数器T的时间为01:10，处理器M1藉由开关SW1开启通讯端口P1，处理器M2藉由开关SW2开启通讯端口P2，处理器M3藉由开关SW3关闭通讯端口P3，且处理器M4藉由开关SW4关闭通讯端口P4，控制器10与第一群组的传感器1,2可以进行通讯；传感器3与传感器4为第二群组，当分时计数器T的时间为01:20，处理器M1藉由开关SW1关闭通讯端口P1，处理器M2藉由开关SW2关闭通讯端口P2，处理器M3藉由开关SW3开启通讯端口P3，且处理器M4藉由开关SW4开启通讯端口P4，控制器10与第二群组的传感器3,4可以进行通讯。

请参阅图4至图7所示，复数传感器S1-Sn的寻址流程例如(但不限于)：步骤1，启动控制器10的内部分时计数器T；步骤2，控制器10发出第X寻址命令Cx，X等于1至n，n是控制器10可以串接传感器的总数，第X寻址命令Cx的内容包括：群组数据、位置数据及周期数据；步骤3，按压第X传感器的按钮Bx，则开启第X传感器的开关SWx或讯号线路；步骤4，第X传感器接收并记录第X寻址命令Cx的内容；步骤5，第X传感器回应第X承认(Acknowledging x；ACKx)，第X承认具有唯一的身份(Unique ID x；UIDx)，例如：第X传感器的产品序号；步骤6，控制器10确认第X传感器的寻址，其中步骤6具有步骤61至步骤63；在步骤61中，控制器10收到第X传感器回应的第X承认(ACKx)；在步骤62中，控制器10记录该寻址命令Cx的内容与第X传感器的身份(UIDx)；在步骤63中，控制器10响应接受此次寻址以及第X传感器延迟进入周期的时间(DTx)，该延迟进入周期的时间(DTx)可以减少控制器10与第X传感器的同步性误差；步骤7，第X传感器依据第X延迟进入周期时间(DTx)以及第X周期信息开启及关闭第X传感器的开关SWx或讯号线路；步骤8，控制器10判断X是否等于n，若控制器10判断X不等于n，则回到步骤2，继续下一个传感器的寻址；若控制器10判断X等于n，则执行步骤9，进入分时工作命令阶段。

列举说明复数传感器S1-Sn响应复数承认(ACKx)的方式如后：其中处理器M1接收并储存寻址命令C1后，处理器M1可以响应承认(ACK1)，控制器10接收并储存承认(ACK1)，以确认传感器S1的寻址；处理器M2接收并储存寻址命令C2后，处理器M2可以响应承认(ACK2)，控制器10接收并储存承认(ACK2)，以确认传感器S2的寻址；以此类推，处理器Mn接收并储存寻址命令Cn后，处理器Mn可以响应承认(ACKn)，控制器10接收并储存承认(ACKn)，以确认传感器Sn的寻址。

列举说明复数承认(ACKx)的内容如后：承认(ACK1)具有唯一的身份(UID1)，身份(UID1)可以是传感器S1的产品序号；承认(ACK2)具有唯一的身份(UID2)，身份(UID2)可以是传感器S2的产品序号；以此类推，承认(ACKn)具有唯一的身份(UIDn)，身份(UIDn)可以是传感器Sn的产品序号。

列举说明控制器10与复数传感器S1-Sn的同步性方式如后：传感器S1具有定时器T1，控制器10可以响应传感器S1一个延迟进入周期的时间(DT1)；传感器S2具有定时器T2，控制器10可以响应传感器S2一个延迟进入周期的时间(DT2)；以此类推，传感器Sn具有定时器Tn，控制器10可以响应传感器Sn一个延迟进入周期的时间(DTn)；藉此，控制器10可以减少分时计数器T与各定时器T1-Tn的同步性误差。

列举说明传感器总数(n)的第一种设定方式如后：控制器10具有按钮B，逐次按压按钮B，控制器10可以逐次发出复数寻址命令C1-Cn，并以按压按钮B的次数决定控制器10可以串接传感器的总数。

列举说明传感器总数(n)的第二种设定方式如后：控制器10具有一个预设的传感器总数(X)，控制器10可以依据复数传感器S1-Sn的寻址状态逐次发出复数寻址命令C1-Cn，X等于1至n，以决定控制器10可以串接复数传感器S1-Sn的总数。

请参阅图8至图10所示，第二实施例大致与较佳实施例相同，变化仅在于：控制器10的通讯端口P进一步可以通讯连接管理端50，其中管理端50具有使用者介面51，使用者介面51可以设定传感器总数(X)，管理端50可以发出传感器总数(X)至控制器10，控制器10可以依据复数传感器S1-Sn的寻址状态逐次发出复数寻址命令C1-Cn，X等于1至n，以决定控制器10可以串接复数传感器S1-Sn的总数。

请参阅图1至图3与图8至图10所示，通讯线缆组件W可以具有复数通讯线缆W1-Wn，通讯线缆W1可以串接通讯端口P与通讯端口P1，其余通讯线缆W2-Wn可以各别串接其余通讯端口P2-Pn，以通讯连接控制器10与复数传感器S1-Sn；电池侦测电路D1可以电性连接一个连接埠J1，连接埠J1可以连接电池侦测线缆Z1，电池侦测线缆Z1具有一对电池侦测端子Z1a-Z1b；电池侦测电路D2可以电性连接一个连接埠J2，连接埠J2可以连接电池侦测线缆Z2，电池侦测线缆Z2具有一对电池侦测端子Z2a-Z2b；以此类推，电池侦测电路Dn可以电性连接一个连接埠Jn，连接埠Jn可以连接一电池侦测线缆Zn，电池侦测线缆Zn具有一对电池侦测端子Zna-Znb。

列举说明复数传感器S1-Sn省略复数连接埠J1-Jn的方式如后：电池侦测电路D1可以电性连接电池侦测线缆Z1，电池侦测线缆Z1具有一对电池侦测端子Z1a-Z1b；电池侦测电路D2可以电性连接电池侦测线缆Z2，电池侦测线缆Z2具有一对电池侦测端子Z2a-Z2b；以此类推，电池侦测电路Dn可以电性连接电池侦测线缆Zn，电池侦测线缆Zn具有一对电池侦测端子Zna-Znb。

请参阅图11至图13所示，在第三实施例中，本发明的电池管理系统包括控制器10、复数传感器S1-Sn及通讯线缆组件W；控制器10具有分时计数器T及通讯端口P，分时计数器T用以提供控制器10计时；复数传感器S1-Sn各别侦测复数电池K1-Kn的电压，传感器S1具有处理器M1、串电压量测电路V1及通讯端口P1，传感器S2具有处理器M2、串电压量测电路V2及通讯端口P2，以此类推，传感器Sn具有处理器Mn、串电压量测电路Vn及通讯端口Pn；通讯线缆组件W可以串接通讯端口P至通讯端口Pn，以通讯连接控制器10与复数传感器S1-Sn；控制器10可以发出复数寻址命令C1-Cn；其中处理器M1可以开启该通讯端口P1，以接收寻址命令C1，若串电压量测电路V1所量测的串电压小于寻址命令C1的电压值，处理器M1接收寻址并依据寻址命令C1控制通讯端口P1的通讯周期；处理器M2可以开启通讯端口P2，以接收寻址命令C2，若串电压量测电路V2所量测的串电压小于寻址命令C2的电压值，处理器M2接收寻址并依据寻址命令C2控制通讯端口P2的通讯周期；以此类推，处理器Mn可以开启通讯端口Pn，以接收寻址命令Cn，若串电压量测电路Vn所量测的串电压小于寻址命令Cn的电压值，处理器Mn接收寻址并依据寻址命令Cn控制通讯端口Pn的通讯周期；藉此传感器S1可以依据通讯端口P1的通讯周期与控制器10进行分时通讯，传感器S2可以依据通讯端口P2的通讯周期与控制器10进行分时通讯，以此类推，传感器Sn可以依据通讯端口Pn的通讯周期与控制器10进行分时通讯。

列举说明复数通讯端口P1-Pn的控制方式如后：处理器M1可以控制通讯端口P1的开启与关闭，以控制通讯端口P1的通讯周期；处理器M2可以控制通讯端口P2的开启与关闭，以控制通讯端口P2的通讯周期；以此类推，处理器Mn可以控制通讯端口Pn的开启与关闭，以控制通讯端口Pn的通讯周期。

列举说明复数寻址命令C1-Cn的内容如后：各寻址命令的内容具有群组数据、位置数据及周期数据，寻址命令C1可以设定传感器S1所属的群组、传感器S1所在的位置及通讯端口P1的通讯周期；寻址命令C2可以设定传感器S2所属的群组、传感器S2所在的位置及通讯端口P2的通讯周期；以此类推，寻址命令Cn可以设定传感器Sn所属的群组、传感器Sn所在的位置及通讯端口Pn的通讯周期。

请参阅图14所示，复数串电压量测电路V1-Vn的串电压量测方式例如但不限于：若串接四个传感器S1-S4，且传感器S1-S4各别连接的电池电压为Vx，则串联四个电池K1-K4的电压为4Vx，且通讯端口P1-P4的参考电压为4Vx；其中串电压量测电路V1所量测的串电压为：4Vx(通讯端口P1的参考电压)–3Vx(处理器M1的参考电压，例如串联电池K2、电池K3及电池K4的电压)＝Vx；串电压量测电路V2所量测的串电压为：4Vx(通讯端口P2的参考电压)–2Vx(处理器M2的参考电压，例如串联电池K3与电池K4的电压)＝2Vx；串电压量测电路V3所量测的串电压为：4Vx(通讯端口P3的参考电压)–Vx(处理器M3的参考电压，例如串联电池K4的电压)＝3Vx；串电压量测电路V4所量测的串电压为：4Vx(通讯端口P4的参考电压)–0(处理器M4的参考电压，例如接地)＝4Vx。第三实施例的寻址方式例如但不限于：传感器所属的群组及传感器所在的位置以传感器(群组,位置)表示，将传感器S1寻址为传感器(1,1)，传感器S2寻址为传感器(1,2)，将传感器S3寻址为传感器(2,1)，传感器S3寻址为传感器(2,1)，将传感器S4寻址为传感器(2,2)，寻址后的复数传感器S1-S4可以进入分时工作命令阶段。

请参阅图11至图13与图15至图16所示，复数传感器S1-Sn的寻址流程例如但不限于：步骤1a，启动控制器10的内部分时计数器T；步骤2a，控制器10发出第X寻址命令Cx，X等于1至n，n是控制器10可以串接传感器的总数，第X寻址命令Cx的内容包括：电压值、群组数据、位置数据及周期数据；步骤3a，第X传感器开启通讯，以接收第X寻址命令Cx；步骤4a，第X传感器判断所量测的串电压(String Voltage)是否小于该寻址命令Cx的电压值，若判断结果为否，则回到步骤3a，由其它传感器寻址；若判断结果为是，则执行步骤5a，第X传感器接受该寻址命令Cx并回复唯一的身份(UIDx)，例如：第X传感器的产品序号；步骤6a，控制器10收到第X传感器的身份(UIDx)并回复一个延迟进入周期时间(DTx)给第X传感器；步骤7a，控制器10判断传感器寻址数是否等于n，若判断结果为否，则回到步骤2a，继续其它传感器的寻址；若判断结果为是，则执行步骤71，进入分时工作命令阶段。

列举说明复数寻址命令C1-Cn的内容如后：各寻址命令的内容具有群组数据、位置数据及周期数据，寻址命令C1可以设定传感器S1所属的群组、传感器S1所在的位置及通讯端口P1的通讯周期；寻址命令C2可以设定传感器S2所属的群组、传感器S2所在的位置及通讯端口P2的通讯周期；以此类推，寻址命令Cn可以设定传感器Sn所属的群组、传感器Sn所在的位置及通讯端口Pn的通讯周期。

列举说明控制器10与复数传感器S1-Sn的同步性方式如后：传感器S1具有定时器T1，控制器10可以响应传感器S1一个延迟进入周期的时间(DT1)；传感器S2具有定时器T2，控制器10可以响应传感器S2一个延迟进入周期的时间(DT2)；以此类推，传感器Sn具有定时器Tn，控制器10可以响应传感器Sn一个延迟进入周期的时间(DTn)；藉此，控制器10可以减少分时计数器T与各定时器T1-Tn的同步性误差。