(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリーモニタリング装置、通信バス、及びメイン制御部を備えてなるバッテリー管理システム内におけるデータ伝送方法であって、
前記バッテリーモニタリング装置のマイクロプロセッサを使用し、前記バッテリーモニタリング装置のハードウェア部品から前記バッテリーモニタリング装置に関する修正不可能なノードＩＤを識別する段階と、
前記マイクロプロセッサを使用し、前記修正不可能なノードＩＤに基づいて前記バッテリーモニタリング装置のためのネットワークＩＤを計算する段階と、
前記バッテリーモニタリング装置を使用し、少なくとも１つのバッテリーセルに関する動作パラメーターを測定する段階と、
前記ネットワークＩＤを使用し、測定された動作パラメーターに該当するデータを前記マイクロプロセッサから前記通信バスを介して前記メイン制御部に伝送する段階とを含んでなる、バッテリー管理システム内におけるデータ伝送方法。
【請求項２】
前記マイクロプロセッサが、少なくとも１つのバッテリーセルに関する動作パラメーターに該当するデータを要求する前記メイン制御部からの命令を受信する段階と、
前記バッテリーモニタリング装置を使用し、前記命令に従って少なくとも１つのバッテリーセルの動作パラメーターを測定する段階とをさらに含んでなることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリー管理システム内におけるデータ伝送方法。
【請求項３】
マイクロプロセッサ及びハードウェア部品を備えてなり、
前記マイクロプロセッサが、前記ハードウェア部品から修正不可能なノードＩＤを識別し、少なくとも１つのバッテリーセルに関する動作パラメーターを取得し、前記修正不可能なノードＩＤに基づいて前記バッテリーモニタリング装置のためのネットワークＩＤを計算するように構成されたバッテリーモニタリング装置と、
前記ネットワークＩＤを使用し、通信バスを介して前記バッテリーモニタリング装置と通信するように構成されたメイン制御部とを備えてなる、バッテリー管理システム。
【請求項４】
前記マイクロプロセッサが、前記ネットワークＩＤを使用して、前記メイン制御部に前記通信バスを介して前記測定された動作パラメーターに該当するデータを伝送するようにさらに構成されてなることを特徴とする、請求項３に記載バッテリー管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリー管理システム及びバッテリー管理システム内におけるデータ伝送方法に関する。
【０００２】
本出願は、２０１０年４月１６日仮出願の米国特許出願第６１／３２４，７８８及び２０１０年６月２４日出願の米国特許出願第１２／８２２，２８５に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。
【背景技術】
【０００３】
一般に、バッテリーシステムはバッテリーセルの電圧をモニタリングする構成要素を有している。一方、前記構成要素が分散型ネットワークに備えられるとき、一般にＤＩＰスイッチが構成要素のアドレスを選択するために使用される。しかし、構成要素のアドレスを選択する従来技術には、不注意で誤ったアドレスを選択するか、又は、他の構成要素に既に割り当てられたアドレスを選択し得るという問題がある。さらに、前記ＤＩＰスイッチはデグレイドされたり損傷を被ることがあり、それにより構成要素が誤ったアドレスを使用する結果をもたらし得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者は、向上されたバッテリー管理システムの必要性に対して認識し、本発明に想到した。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施例によれば、バッテリー管理システム内におけるデータ伝送方法が提供される。前記バッテリー管理システムは、バッテリーモニタリング装置、通信バス、及びメイン制御部を有する。前記方法は、前記バッテリーモニタリング装置のマイクロプロセッサを使用して、前記バッテリーモニタリング装置のハードウェア部品から前記バッテリーモニタリング装置に関する修正不可能なノードＩＤを識別することを含む。前記方法は、前記マイクロプロセッサを使用して、前記修正不可能なノードＩＤに基づいた前記バッテリーモニタリング装置のためのネットワークＩＤを計算することをさらに含む。前記方法は、前記バッテリーモニタリング装置を使用して、少なくとも１つのバッテリーセルに関する動作パラメーターを測定することをさらに含む。前記方法は、前記ネットワークＩＤを使用して、前記通信バスを介して前記マイクロプロセッサから前記メイン制御部に、測定された動作パラメートーに該当するデータを伝送することをさらに含む。
【０００６】
本発明の他の実施例によれば、バッテリー管理システムが提供される。前記バッテリー管理システムは、マイクロプロセッサ及びハードウェア部品を有するバッテリーモニタリング装置を含む。前記マイクロプロセッサは、前記ハードウェア部品からの修正不可能なノードＩＤを識別するように構成される。また、前記マイクロプロセッサは、少なくとも１つのバッテリーセルに関する動作パラメーターを取得するように構成される。さらに、前記マイクロプロセッサは、前記修正不可能なノードＩＤに基づいて前記バッテリーモニタリング装置のためのネットワークＩＤを計算するように構成される。前記バッテリー管理システムは、通信バスを介して前記バッテリーモニタリング装置と通信するように構成されたメイン制御部をさらに含む。
【０００７】
本発明の他の長所及び特徴は、後述する説明及び図面を通じて一層明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施例によるバッテリー管理システムのブロック図である。
【図２】図１のバッテリー管理システムが用いるテーブルである。
【図３】ネットワークＩＤが示された他のテーブルである。
【図４】図１のバッテリー管理システム内におけるデータ伝送方法を示したフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、バッテリーセルをモニタリングしてバッテリーの動作を制御するための、本発明の一実施例によるバッテリー管理システム１０のブロック図である。前記バッテリー管理システム１０は、メイン制御部２０、メモリ装置２２、バッテリーモニタリング装置２４、２６、通信バス２８、及びバッテリーセル３０、３２、３４、３６を含む。前記バッテリー管理システム１０は、前記通信バス２８を介して前記メイン制御部２０と通信するための修正不可能なノードＩＤ（ｎｏｎ‐ｍｏｄｉｆｉａｂｌｅ ｎｏｄｅ ＩＤ）とネットワークＩＤ（ｎｅｔｗｏｒｋ ＩＤ）を前記バッテリーモニタリング装置２４、２６自らが割り当てることができるという長所を有する。
【００１０】
「修正不可能なノードＩＤ」とは、バッテリーモニタリング装置の製造時に設定されたバッテリーモニタリング装置と関連するノード識別子を意味し、その後は変更することができない。「ネットワークＩＤ」とはデバイス通信に係わる通信バス上の識別子である。
【００１１】
前記メイン制御部２０は、バッテリーセルをモニタリングし、バッテリーセルの動作を制御するために、前記バッテリーセル３０、３２、３４、３６に対して測定された動作パラメーターに該当するデータを前記バッテリーモニタリング装置２４、２６から受信する。前記メイン制御部２０は、受信した動作パラメーター、他のデータ、及びソフトウェアルーチンに該当する情報を保存できるメモリ装置２２と動作可能に連結される。また、前記メイン制御部２０は、前記バッテリーモニタリング装置２４、２６と通信するため、前記通信バス２８と動作可能に連結される。一実施例において、前記メイン制御部２０はコンピューターまたはマイクロプロセッサで具現される。
【００１２】
図１及び図２を参照すれば、前記メイン制御部２０は前記メモリ装置２２内のテーブル２００にアクセスし、前記通信バス２８に動作可能に連結された前記バッテリーモニタリング装置を識別する。一実施例において、前記テーブル２００は３列（装置番号、ノードＩＤ、使用可能マップ及びディスクリプション）を含む。さらに、前記テーブル２００は１２個の他のバッテリーモニタリング装置に該当する１２行を含む。説明の便宜上、図１には２つのバッテリーモニタリング装置２４、２６のみが示されている。前記テーブル２００内の各ノードＩＤ値（すなわち、ノードＩＤ）は特定バッテリーモニタリング装置を識別する固有値である。各装置番号は、前記テーブル２００でノードＩＤの順番または位置を表す固有値である。各使用可能マップ値は、特定バッテリーモニタリング装置の出力が使用可能であるか否かを表す値である。すなわち、使用可能マップ値によって、前記メイン制御部２０はどのバッテリーモニタリング装置の出力が実際連結されており、適切な測定パラメーターを報告するかを決定する。各バッテリーモニタリング装置は、バッテリーの外観及び／または構成上アクセスできなくなった特定出力は使用不可能に製造できるため、前記使用可能マップは多数のバッテリーセルを含むバッテリーモジュールのパッケージングのために増加した柔軟性を許容する。さらに、テーブル２００の各ディスクリプションは、特定バッテリーセルの電圧及び温度がどのバッテリーモニタリング装置によって測定されるかを表す２進値である。一実施例において、各バッテリーモニタリング装置は、バッテリーセルを含むバッテリーモジュール当り１０個のバッテリーセル電圧と４個の温度を測定して報告することができる。
【００１３】
前記通信バス２８は、前記メイン制御部２０と前記バッテリーモニタリング装置２４、２６との間の両方向データ経路を決定する。勿論、代案的に、追加的なバッテリーモニタリング装置を通信バス２８に動作可能に連結できる。一実施例において、前記通信バス２８はＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ‐Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）バスである。勿論、代案的に、当技術分野で通常の知識を持つ者に周知の他のタイプの通信バスが使用できる。
【００１４】
前記バッテリーモニタリング装置２４は、前記バッテリーセル３０、３２に対する動作パラメーターを測定し、測定された動作パラメーターに該当するデータを前記通信バス２８を介して前記メイン制御部２０に伝送する。前記バッテリーモニタリング装置２４は、ハードウェア部品６０、電圧センサー６２、６４、温度センサー６６、マイクロプロセッサ６８及びメモリ装置７０を含む。
【００１５】
前記ハードウェア部品６０には、修正不可能なノードＩＤ情報が保存される。一実施例において、前記ハードウェア部品６０はマイクロプロセッサ６８に連結された抵抗の組であって、これらの一部は接地されている。前記マイクロプロセッサ６８は、前記バッテリーモニタリング装置２４に対する修正不可能なノードＩＤに該当する２進値を決定するために、抵抗間の電圧をサンプリングすることができる。代案的に、前記ハードウェア部品６０は修正不可能なノードＩＤを保存している不揮発性メモリ装置である。前記マイクロプロセッサ６８は、前記装置２４に関するノードＩＤを取得するため、前記不揮発性メモリ装置を読み込むことができる。勿論、代案的に、当技術分野で通常の知識を持つ者に周知の他のタイプの装置を前記装置２４に関する修正不可能なノードＩＤを設定するために使用することができる。
【００１６】
前記電圧センサー６２、６４は、前記バッテリーセル３０、３２それぞれの出力電圧を測定する。前記電圧センサー６２、６４は前記バッテリーセル３０、３２の出力電圧を表す信号をマイクロプロセッサ６８に伝送する。
【００１７】
前記温度センサー６６は、前記バッテリーセル３０、３２の温度レベルを測定する。前記温度センサー６６は測定された前記バッテリーセル３０、３２の温度レベルを表す信号を前記マイクロプロセッサ６８に伝送する。
【００１８】
前記バッテリーセル３０、３２はそれぞれ前記電圧センサー６２、６４に電気的に連結される。一実施例において、前記バッテリーセル３０、３２はパウチ型リチウムイオンバッテリーセルである。勿論、代案的に、前記バッテリーセル３０、３２として当技術分野で通常の知識を持つ者に周知のあらゆるタイプのバッテリーセルを使用することができる。
【００１９】
前記マイクロプロセッサ６８は、前記ハードウェア部品６０、前記電圧センサー６２、６４、前記温度センサー６６、及び前記メモリ装置７０に動作可能に連結されている。上述したように、前記マイクロプロセッサ６８は、バッテリーモニタリング装置２４に関するノードＩＤを決定するために前記ハードウェア部品６０をサンプリングするか又は読み込むことができる。さらに、前記マイクロプロセッサ６８は、前記通信バス２８を介した前記装置２４と前記メイン制御部２０との両方向通信を許容する前記装置２４に関するネットワークＩＤを、前記ノードＩＤに基づいて決定するように構成されている。一実施例において、各ノードＩＤは８ビットまたは１バイトの数字である。また、一実施例において、前記バス２８はＣＡＮバスであり、バッテリーモニタリング装置に関する各ネットワークＩＤはＣＡＮ ＩＤである。標準ＣＡＮ ＩＤは１１ビットサイズである。固有の１１ビット数字を得るために、各ノードＩＤを３つの有効桁ほど左に算術シフト（ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ ｓｈｉｆｔ）させ、各バッテリーモニタリング装置のための固有スターティングＣＡＮ ＩＤを算定することができる。さらに、図３に示されたように、上記の方法でＣＡＮ ＩＤを決定すれば、２つの連続的なバッテリーモニタリング装置の間で各バッテリーモニタリング装置のために使用できる８つの固有ＣＡＮ ＩＤの独占的な範囲（ｅｘｃｌｕｓｉｖｅ ｒａｎｇｅ）が存在するという長所がある。
【００２０】
前記テーブル２００のコピーも前記メモリ装置７０に保存され、前記マイクロプロセッサ６８によってアクセスされる。前記マイクロプロセッサ６８は、決定されたノードＩＤと前記テーブル２００とを使用して前記バッテリーモニタリング装置２４に関する装置番号（前記テーブル２００の装置番号欄に示されている）を決定する。一実施例において、前記メイン制御部２０は、前記装置番号を有する前記通信バス２８上のバッテリーモニタリング装置に命令を送り、その特定の装置番号と連関するバッテリーモニタリング装置は前記命令に従ってタスク（ｔａｓｋ）を行う。例えば、前記マイクロプロセッサ６８は、前記バッテリーセル３０、３２に関して、測定された動作パラメーター（例えば、電圧レベル及び温度レベル）を要請する命令をメイン制御部２０から受信し、その命令に従って、前記バッテリーモニタリング装置２４が動作パラメーターを測定してそのデータを前記メイン制御部２０に伝送する。
【００２１】
前記バッテリーモニタリング装置２６は、前記バッテリーセル３４、３６に関する動作パラメーターを測定し、測定された動作パラメーターに該当するデータを前記通信バス２８を介して前記メイン制御部２０に伝送する。前記バッテリーモニタリング装置２６は、ハードウェア部品１６０、電圧センサー１６２、１６４、温度センサー１６６、マイクロプロセッサ１６８、及びメモリ装置１７０を含む。前記バッテリーモニタリング装置２６は、前記バッテリーセル３４、３６に関する動作パラメーターを測定する点、及びその測定された動作パラメーターを前記メイン制御部２０に報告する点のみを除いて、前記バッテリーモニタリング装置２４と殆ど類似の方式で動作する。さらに、前記バッテリーモニタリング装置２６は、別の装置番号、ノードＩＤ及びネットワークＩＤを使用して前記メイン制御部２０と両方向通信する。
【００２２】
図４は、バッテリー管理システム内におけるデータ伝送方法を示したフロー図である。また、説明の便宜上、以下バッテリーモニタリング装置２４に対する方法のみを説明する。
【００２３】
段階２５０において、前記バッテリーモニタリング装置２４のマイクロプロセッサ６８はハードウェア部品６０をサンプリングするか又は読み込んで、前記バッテリーモニタリング装置２４に関する修正不可能なノードＩＤを決定する。
【００２４】
段階２５２において、前記マイクロプロセッサ６８は前記装置２４の前記ノードＩＤに基づいて前記バッテリーモニタリング装置２４に関するネットワークＩＤを決定する。
【００２５】
段階２５４において、前記マイクロプロセッサ６８は、通信バス２８に連結されたバッテリーモニタリング装置のノードＩＤが列挙されているテーブル２００から前記装置２４と連関するノードＩＤの順番を決定する。すなわち、前記マイクロプロセッサ６８は前記装置２４に関する装置番号を決定する。
【００２６】
段階２５６において、前記マイクロプロセッサ６８は前記メイン制御部２０から前記通信バス２８を介して前記バッテリーモニタリング装置２４に伝送される命令を受信する。
【００２７】
段階２５８において、前記マイクロプロセッサ６８は前記メイン制御部２０から前記バッテリーモニタリング装置２４に伝送された命令を処理する。例えば、前記マイクロプロセッサ６８は前記バッテリーセル３０、３２に関して測定された動作パラメーター（例えば、電圧レベル及び温度レベル）を要求する命令を前記メイン制御部２０から受信し、その命令に従って前記バッテリーモニタリング装置２４が前記動作パラメーターを測定し、測定された動作パラメーターに該当するデータを前記メイン制御部２０に伝送することができる。
【００２８】
段階２６０において、前記マイクロプロセッサ６８は、前記バッテリーモニタリング装置２４に関するネットワークＩＤを使用して処理された命令の結果を前記メイン制御部２０に送信する。すなわち、前記マイクロプロセッサ６８は測定された動作パラメーターに該当するデータを前記通信バス２８を介して前記メイン制御部２０に伝送する。
【００２９】
段階２６２において、前記マイクロプロセッサ６８は前記メイン制御部２０からシャットダウン命令を受信したか否かを判断する。シャットダウン命令が受信されたならば、前記マイクロプロセッサ６８は前記バッテリーモニタリング装置２４をシャットダウンし、そうではなければ、段階２５６に戻る。
【００３０】
以上、本発明を制限された実施例に基づいて説明したが、本発明はここに開示された実施例に限定されるものではなく、本発明の本質及び技術的思想を逸脱しない範囲内で、多様な変形、代替、改造及び均等物に変更することができる。さらに、本発明は多様な実施例によって説明されたが、開示された実施例は本発明の一面として含まれるに過ぎず、したがって、本発明は上述した内容によって制限されないことは言うまでもない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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