(57)【要約】  光通信する電池管理システムは、パックコントローラ、及びパックコントローラに光学的に結合された１つ以上のモジュールコントローラを含む。モジュールコントローラは、それら自体、直列で互いに光学的に結合されてよく、上流モジュールコントローラからの通信は、途中で１つ以上の下流コントローラを通ってパックコントローラへ中継されてよい。また、パックコントローラは、電池モジュールのうちの任意の１つ以上が安全障害を経験しているかどうかを判断するためにパックコントローラによって使用される光信号を送信してもよく、その光信号を送信するために使用される通信チャネルは、任意の安全障害がないときは、メッセージデータをモジュールコントローラに多重化するために使用されてよい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池モジュールの一部を含むモジュールコントローラと光学的に通信するためのパックコントローラであって、
（ａ）受信光信号を前記モジュールコントローラから受信するためであり、前記受信光信号を受信電気信号に変換するように構成された第1の電気光学受信機と、
（ｂ）前記電気光学受信機に通信で結合され、前記受信電気信号を処理するように構成された信号処理回路と
を備える、前記パックコントローラ。
【請求項２】
（ａ）送信電気信号を生成するように構成された信号生成回路と、
（ｂ）前記送信電気信号を受信するために前記信号生成回路に通信で結合され、前記送信電気信号を、前記モジュールコントローラに送信するための送信光信号に変換するように構成された第１の電気光学送信機と
をさらに備える、請求項１に記載のパックコントローラ。
【請求項３】
前記信号処理生成回路が、
（ａ）前記電気光学受信機及び前記電気光学送信機に通信で結合されたパックコントローラプロセッサと、
（ｂ）前記プロセッサに通信で結合されたパックコントローラメモリであって、その上に、前記プロセッサに前記受信電気信号を処理させ、前記送信電気信号を生成させるための、前記プロセッサによって実行可能なコンピュータプログラムコードを記憶している前記メモリと
を備える、請求項２に記載のパックコントローラ。
【請求項４】
前記受信光信号が、前記電池モジュールの状態を示すメッセージデータを備え、前記送信光信号が、前記電池モジュールの前記状態を要求するメッセージデータを含む、請求項３に記載のパックコントローラ。
【請求項５】
前記コンピュータプログラムコードが、さらに前記プロセッサに、半二重通信を使用し、通信させる、請求項３又は４に記載のパックコントローラ。
【請求項６】
前記コンピュータプログラムコードが、さらに前記プロセッサに、全二重通信を使用し、通信させる、請求項３又は４に記載のパックコントローラ。
【請求項７】
前記電気光学送信機が第１の通信チャネルの一部を備え、前記電気光学受信機が第２の通信チャネルの一部を備える、請求項４から６のいずれか１項に記載のパックコントローラ。
【請求項８】
前記電気光学送信機及び前記電気光学受信機が、単一の通信チャネルの一部を備える、請求項４から６のいずれか１項に記載のパックコントローラ。
【請求項９】
前記電池モジュールの一部を備える電池セルを電力バスに電気的に結合する開閉装置をさらに備え、
（ａ）前記受信信号が光安全障害信号を含み、前記電気光学受信機が、前記モジュールコントローラから受信された前記光安全障害信号を電気安全障害信号に変換するように構成され、
（ｂ）前記信号処理回路が、前記電気安全障害信号に応えて前記電力バスから前記電池セルを電気的に減結合するように前記開閉装置に信号で伝達するように構成された前記開閉装置に通信で結合された安全帰路を備える
請求項１に記載のパックコントローラ。
【請求項１０】
（ａ）電気安全信号を生成するように構成された安全ループ信号生成器と、
（ｂ）前記安全ループ信号生成器に通信で結合され、前記電気安全信号を、前記モジュールコントローラに送信するための光安全信号に変換するように構成された電気光学送信機と
をさらに備える、請求項９に記載のパックコントローラ。
【請求項１１】
前記モジュールコントローラが、前記安全障害が終わった後に前記パックコントローラに光再開信号を送信し、前記電気光学受信機が、前記光再開信号を電気再開信号に変換するように構成され、前記安全帰路が、前記電気再開信号に応えて前記電力バスに前記電池セルを電気的に結合するように前記開閉装置に信号で伝達するようにさらに構成され、前記パックコントローラが、前記開閉装置が前記電池セルを前記電力バスから電気的に減結合する間障害状態にあり、前記開閉装置が前記電池セルを前記電力バスに電気的に結合する間正常状態にある、請求項１０に記載のパックコントローラ。
【請求項１２】
前記光安全信号及び前記光再開信号が同一である、請求項１１に記載のパックコントローラ。
【請求項１３】
前記安全ループ信号生成器が、
（ａ）前記電気光学送信機及び前記電気光学受信機に通信で結合されたパックコントローラプロセッサと、
（ｂ）前記プロセッサに通信で結合されたパックコントローラメモリであって、その上に、前記プロセッサに、前記パックコントローラが前記障害状態にあるときにだけ、前記モジュールコントローラに前記光安全信号を出力させるための、前記プロセッサによって実行可能なコンピュータプログラムコードを記憶している前記メモリと
を備える、請求項１１又は１２に記載のパックコントローラ。
【請求項１４】
前記安全帰路がウォッチドッグタイマを備え、前記光安全信号が、前記ウォッチドッグタイマのタイムアウト期間中非定常であるデジタル信号を含む、請求項１３に記載のパックコントローラ。
【請求項１５】
それぞれ前記モジュールコントローラから光メッセージデータを受信し、前記モジュールコントローラに光メッセージデータを送信するための、前記プロセッサに通信で結合された電気光学トランシーバをさらに備え、前記電気光学トランシーバが、電気メッセージデータと前記光メッセージデータの変換を行うように構成され、
前記パックコントローラが前記障害状態にあるとき、前記コンピュータプログラムコードがさらに、前記プロセッサに、それぞれ前記電気光学トランシーバから前記電気メッセージデータを受信し、前記電気光学トランシーバに前記電気メッセージデータを送信することによって前記モジュールコントローラから前記光メッセージデータを受信し、前記モジュールコントローラに前記光メッセージデータを送信するために、前記電気光学トランシーバを使用させる
請求項１３又は１４に記載のパックコントローラ。
【請求項１６】
前記コンピュータプログラムコードがさらに、前記プロセッサに、前記パックコントローラが前記障害状態にあるとき半二重通信を使用し、通信させる、請求項１５に記載のパックコントローラ。
【請求項１７】
前記電気光学送信機が、前記モジュールコントローラへの送信のために前記電気メッセージデータを前記光メッセージデータに変換するように構成され、前記パックコントローラが前記正常状態にあるとき、前記コンピュータプログラムコードがさらに、前記プロセッサに、前記電気光学トランシーバを使用し、それぞれ前記モジュールコントローラから前記光メッセージデータを受信し、前記モジュールコントローラに前記光メッセージデータを送信させる、請求項１５又は１６に記載のパックコントローラ。
【請求項１８】
前記コンピュータプログラムコードがさらに、前記プロセッサに、前記パックコントローラが前記正常状態にあるとき、全二重通信を使用し、通信させる、請求項１７に記載のパックコントローラ。
【請求項１９】
前記プロセッサに及び前記電気光学送信機に通信で結合された第１のマルチプレクサをさらに備え、前記コンピュータプログラムコードがさらに、前記プロセッサに、前記パックコントローラが前記正常状態にあるとき、前記電気光学送信機に前記電気メッセージデータを出力するために、及び前記パックコントローラが前記障害状態にあるときに、前記電気光学送信機に前記電気安全信号を出力するために、前記第１のマルチプレクサの選択入力を信号で伝達させる、請求項１５から１８のいずれか１項に記載のパックコントローラ。
【請求項２０】
前記プロセッサ、前記第１のマルチプレクサ、及び前記電気光学トランシーバに通信で結合された第２のマルチプレクサをさらに備え、前記コンピュータプログラムコードが、さらに、前記プロセッサに、前記パックコントローラが正常状態にあるとき、前記第１のマルチプレクサに前記電気メッセージデータを出力するために、及び前記パックコントローラが障害状態にあるとき、前記電気光学トランシーバに前記電気メッセージデータを出力するために、前記第２のマルチプレクサの選択入力を信号で伝達させる、請求項１９に記載のパックコントローラ。
【請求項２１】
光メッセージデータを前記モジュールコントローラから受信するための、前記プロセッサに通信で結合された第２の電気光学受信機をさらに備え、前記第２の電気光学受信機が、前記光メッセージデータを電気メッセージデータに変換するように構成され、前記第１の電気光学送信機及び前記第１の電気光学受信機が、第１の通信チャネルの一部を備え、前記第２の電気光学受信機が、第２の通信チャネルの一部を備える、請求項１３又は１４に記載のパックコントローラ。
【請求項２２】
前記光メッセージデータを前記モジュールコントローラに送信するための、前記プロセッサに通信で結合された第２の電気光学送信機をさらに備え、前記第２の電気光学送信機が、前記電気メッセージデータを前記光メッセージデータに変換するように構成され、前記第２の電気光学送信機が、前記第２の通信チャネルの一部を備える、請求項２１に記載のパックコントローラ。
【請求項２３】
前記コンピュータプログラムコードがさらに、前記プロセッサに、前記第１の通信チャネル及び前記第２の通信チャネルでシンプレックス通信を使用し、通信させる、請求項２２に記載のパックコントローラ。
【請求項２４】
前記パックコントローラが前記障害状態にあるとき、前記コンピュータプログラムコードがさらに、前記プロセッサに、前記第２の通信チャネルを使用し、前記モジュールコントローラから前記光メッセージデータを受信させ、前記モジュールコントローラに前記光メッセージデータを送信させる、請求項２３に記載のパックコントローラ。
【請求項２５】
前記モジュールコントローラが、前記パックコントローラが通信で結合される複数のモジュールコントローラのうちの１つを備え、前記コンピュータプログラムコードがさらに、前記プロセッサに、
（ａ）前記モジュールコントローラのうちのどれが前記安全障害によって影響を及ぼされるのかを判断させ、
（ｂ）前記安全障害の上流の前記モジュールコントローラのうちの１つに、前記第１の通信チャネルから前記第２の通信チャネルに前記メッセージデータを転送させる
請求項２１から２４のいずれか１項に記載のパックコントローラ。
【請求項２６】
前記コンピュータプログラムコードが、前記プロセッサに、
（ａ）前記モジュールコントローラのうちのどれが、前記パックコントローラが送信するコマンドに応答していないのかを判断する、及び
（ｂ）前記安全障害によって影響を及ぼされる前記モジュールコントローラが、前記パックコントローラが送信する前記コマンドに応答していない前記モジュールコントローラを含むと判断する
ことによって、前記モジュールコントローラのうちのどれが前記安全障害によって影響を及ぼされるのかを判断させる、請求項２５に記載のパックコントローラ。
【請求項２７】
前記コンピュータプログラムコードがさらに、前記プロセッサに、前記開閉装置が前記電池セルを前記電力バスから電気的に減結合するために使用されており、前記パックコントローラが前記障害状態にないとき、前記モジュールコントローラに低電力モードに入るように信号で伝達させるように構成される、請求項１３から２６のいずれか１項に記載のパックコントローラ。
【請求項２８】
電池モジュールの一部を備えるモジュールコントローラであって、
（ａ）送信電気信号を受信するためであり、前記送信電気信号を送信光信号に変換するように構成された第1の電気光学送信機と、
（ｂ）前記電気光学送信機に通信で結合され、前記送信電気信号を生成するように構成された信号生成回路と
を備える、前記モジュールコントローラ。
【請求項２９】
（ａ）受信電気信号を処理するように構成された信号処理回路と、
（ｂ）受信光信号を前記パックコントローラから受信するためであり、前記信号処理回路による処理のために前記受信光信号を受信電気信号に変換するように構成された第１の電気光学受信機と
をさらに備える、請求項２８に記載のモジュールコントローラ。
【請求項３０】
前記信号処理生成回路が、
（ａ）前記電気光学受信機及び前記電気光学送信機に通信で結合されたモジュールコントローラプロセッサと、
（ｂ）前記プロセッサに通信で結合されたモジュールコントローラメモリであって、その上に、前記プロセッサに前記受信電気信号を処理させ、前記送信電気信号を生成させるための、前記プロセッサによって実行可能なコンピュータプログラムコードを記憶している、前記メモリと
を備える、請求項２９に記載のモジュールコントローラ。
【請求項３１】
前記送信光信号が、前記電池モジュールの状態を示すメッセージデータを含み、前記受信光信号が、前記電池モジュールの前記状態を要求するメッセージデータを含む、請求項３０に記載のモジュールコントローラ。
【請求項３２】
前記送信された光信号が、前記電池モジュールの状態を示すメッセージデータを含み、前記モジュールコントローラが、そうするようにとの前記パックコントローラからの要求がないときは、前記メッセージデータを送信する、請求項３０に記載のモジュールコントローラ。
【請求項３３】
前記コンピュータプログラムコードがさらに、前記プロセッサに、半二重通信を使用し、通信させる、請求項３０から３２のいずれか１項に記載のモジュールコントローラ。
【請求項３４】
前記コンピュータプログラムコードがさらに、前記プロセッサに、全二重通信を使用し、通信させる、請求項３０から３２のいずれか１項に記載のモジュールコントローラ。
【請求項３５】
前記電気光学受信機が、第１の通信チャネルの一部を備え、前記電気光学送信機が、第２の通信チャネルの一部を備える、請求項３１から３４のいずれか１項に記載のモジュールコントローラ。
【請求項３６】
前記電気光学送信機及び前記電気光学受信機が、単一の通信チャネルの一部を備える、請求項３１から３４のいずれか１項に記載のモジュールコントローラ。
【請求項３７】
前記電気光学送信機及び前記電気光学受信機が、下流電気光学トランシーバを備え、さらに上流モジュールコントローラから前記光メッセージデータを受信し、上流モジュールコントローラに前記光メッセージデータを送信するための、前記プロセッサに通信で結合された上流電気光学トランシーバを備え、前記上流電気光学トランシーバが、前記光メッセージデータと前記電気メッセージデータの交換を行うように構成され、
前記コンピュータプログラムコードがさらに、前記プロセッサに、それぞれ前記上流電気光学トランシーバから前記電気メッセージデータを受信し、前記上流電気光学トランシーバに前記電気メッセージを送信することによって前記上流モジュールコントローラから前記光メッセージデータを受信させ、前記上流モジュールコントローラに前記光メッセージデータを送信させる
請求項３６に記載のモジュールコントローラ。
【請求項３８】
前記コンピュータプログラムコードがさらに、前記プロセッサに、前記上流電気光学トランシーバで前記上流モジュールコントローラから受信された前記光メッセージデータを、前記パックコントローラへの送信のために前記下流電気光学トランシーバに中継させる、請求項３７に記載のモジュールコントローラ。
【請求項３９】
（ａ）前記受信信号が、前記パックコントローラからの光安全信号を含み、前記電気光学受信機が、前記光安全信号を電気安全信号に変換するように構成され
（ｂ）前記送信信号が光安全障害信号を含み、前記電気光学送信機が、電気安全障害信号を前記光安全障害信号に変換するように構成され、
（ｃ）前記信号生成回路及び前記信号処理回路が、
（ｉ）前記電池モジュールで安全障害を検出することに応えて、障害検出信号を生成するように構成された安全障害検出回路と、
（ｉｉ）前記電気光学受信機、前記電気光学送信機、及び前記安全障害検出回路に通信で結合された安全無効回路であって、前記安全無効回路が、前記障害検出信号に応えて前記電気安全障害信号を前記電
気光学送信機に送信するように構成される、安全無効回路と
を備える
請求項２９に記載のモジュールコントローラ。
【請求項４０】
前記障害検出信号及び前記電気安全障害信号が同一である、請求項３９に記載のモジュールコントローラ。
【請求項４１】
前記光障害信号が、前記パックコントローラ上のウォッチドッグタイマに送信され、前記ウォッチドッグタイマのタイムアウト期間よりも長い間、一定に保たれる一定信号を含む、請求項３９又は４０に記載のモジュールコントローラ。
【請求項４２】
前記安全障害検出回路が、
（ａ）電力コネクタが接続可能である第１のインターロック接点であって、前記電力コネクタが、前記インターロック接点に接続されるとき前記電池モジュールの一部を備える電池セルに電気的に結合された電池接点の対にも接続され、前記インターロック接点に接続していないとき、電池接点の前記対に接続されていない、第１のインターロック接点と、
（ｂ）前記インターロック接点に通信で結合されたインターロック信号線であって、前記障害検出信号が、前記電力コネクタが接続されないとき、記インターロック信号線に沿って送信され、さもなければ前記インターロック信号線に沿って送信されない、インターロック信号線と
を備える、請求項３９から４１のいずれか１項に記載のモジュールコントローラ。
【請求項４３】
前記第１のインターロック接点が、前記電力コネクタが接続されているとき電気的に結合され、前記電力コネクタが接続されていないとき電気的に切り離される第２のインターロック接点をさらに備え、前記インターロック信号線が、前記電力コネクタが接続されていないとき、前記障害検出信号にプルアップ又はプルダウンされ、前記電力コネクタが接続されるとき、前記障害検出信号とは異なる信号を出力する前記第２のインターロック接点に短絡する、請求項４２に記載のモジュールコントローラ。
【請求項４４】
前記安全障害検出回路がさらに、前記電池セル全体で電気的に結合される電圧計と、前記電池セルの温度を測定するために配置されたサーミスタとのうちの少なくとも１つを備え、前記障害検出信号が、過電圧状態、不足電圧状態、温度過上昇状態、別のモジュールコントローラとの通信の喪失、前記パックコントローラとの通信の喪失、及び前記モジュールコントローラプロセッサの故障のうちの１つ以上に応えて生成される、請求項４２又は４３に記載のモジュールコントローラ。
【請求項４５】
前記電気光学送信機が、前記パックコントローラへ送信するために電気再開信号を光再開信号に変換するように構成され、前記安全障害検出回路がさらに、前記安全障害が停止すると、前記障害検出信号を生成するのを停止するように構成され、前記安全無効回路がさらに、前記障害検出信号が停止すると、前記電気光学送信機に前記電気再開信号を送信するように構成される、請求項３９から４４のいずれか１項に記載のモジュールコントローラ。
【請求項４６】
前記光安全信号及び前記光再開信号が同一である、請求項４５に記載のモジュールコントローラ。
【請求項４７】
前記パックコントローラから光メッセージデータを受信し、前記パックコントローラに前記光メッセージデータを送信するための下流電気光学トランシーバをさらに備え、前記下流電気光学トランシーバが、前記光メッセージデータと前記電気メッセージデータの変換を行うように構成され、前記信号生成回路及び前記信号処理回路が、さらに、
（ａ）前記下流電気光学トランシーバに及び前記電気光学受信機に通信で結合されたモジュールコントローラプロセッサと、
（ｂ）前記モジュールコントローラプロセッサに通信で結合されたモジュールコントローラメモリであって、その上に、前記モジュールコントローラプロセッサに、前記電池モジュールが前記安全障害を経験しているとき、それぞれ前記下流電気光学トランシーバから前記電気メッセージデータを受信し、前記下流電気光学トランシーバに前記電気メッセージデータを送信することによって前記パックコントローラから前記光メッセージデータを受信し、前記パックコントローラに前記光メッセージデータを送信するために、前記下流電気光学トランシーバを使用させる、前記モジュールコントローラメモリと
を備える、請求項４５又は４６の記載のモジュールコントローラ。
【請求項４８】
上流モジュールコントローラから前記光メッセージデータを受信し、上流モジュールコントローラに前記光メッセージデータを送信するための、前記プロセッサに通信で結合された上流電気光学トランシーバをさらに備え、前記上流電気光学トランシーバが、前記光メッセージデータと前記電気メッセージデータの変換を行うように構成され、
前記コンピュータプログラムコードがさらに、前記プロセッサに、前記電池モジュールが前記安全障害を経験しているとき、それぞれ前記上流電気光学トランシーバから前記電気メッセージデータを受信し、前記上流電気光学トランシーバに前記電気メッセージデータを送信することによって、前記上流モジュールコントローラから前記光メッセージデータを受信させ、前記上流モジュールコントローラに前記光メッセージデータを送信させる
請求項４７に記載のモジュールコントローラ。
【請求項４９】
前記コンピュータプログラムコードがさらに、前記プロセッサに、前記電池モジュールが前記安全障害を経験しているとき、半二重通信を使用し、通信させる、請求項４７又は４８に記載のモジュールコントローラ。
【請求項５０】
前記電池モジュールが前記安全障害を経験していないとき、前記パックコントローラが、前記電気光学受信機に前記光メッセージデータを送信し、前記電気光学受信機が、前記光メッセージデータを前記電気メッセージデータに変換するように構成され、前記コンピュータプログラムコードがさらに、前記プロセッサに、前記電気メッセージデータを前記下流電気光学トランシーバに中継させる、請求項４７から４９のいずれか１項に記載のモジュールコントローラ。
【請求項５１】
前記コンピュータプログラムコードがさらに、前記プロセッサに、前記電池モジュールが前記安全障害を経験していないとき、全二重通信を使用し、通信させる、請求項５０に記載のモジュールコントローラ。
【請求項５２】
（ａ）前記パックコントローラから光メッセージデータを受信するための第２の上流電気光学受信機であって、前記光メッセージデータを電気メッセージデータに変換するように構成される前記第２の上流電気光学受信機と、
（ｂ）前記光メッセージデータを前記パックコントローラに送信するための第２の下流電気光学送信機であって、前記第２の下流電気光学受信機が、前記電気メッセージデータを前記光メッセージデータに変換するように構成され、前記第１の上流電気光学受信機及び前記第１の下流電気光学送信機が、第１の通信チャネルの一部を備え、前記第２の上流電気光学受信機及び前記第２の下流電気光学送信機が、第２の通信チャネルの一部を備える、第２の下流電気光学送信機と
をさらに備え
前記信号生成回路及び前記信号処理回路がさらに、
（ｃ）前記第２の下流電気光学送信機に及び前記第２の上流電気光学受信機に通信で結合されたモジュールコントローラプロセッサと、
（ｄ）前記モジュールコントローラプロセッサに通信で結合されたモジュールコントローラメモリであって、その上に、前記プロセッサに、
（ｉ）前記パックコントローラによって送信されたコマンドに対する、前記光メッセージデータの一部を含む応答を前記第２の電気光学送信機チャネルに送信させ、
（ｉｉ）重複しておらず、前記第２の上流電気光学受信機で受信される前記光メッセージデータを、前記第２の下流電気光学送信機に転送させ、
（ｉｉｉ）前記コマンドが、前記第１の上流電気光学受信機で受信されるのか、それとも前記第２の上流電気光学受信機で受信されるのかに関わりなく、前記パックコントローラから受信された前記コマンドを実行させる
ための、前記モジュールコントロールプロセッサによって実行可能なコンピュータプログラムコードを記憶している前記モジュールコントローラメモリと
を備える、請求項４５又は４６に記載のモジュールコントローラ。
【請求項５３】
前記コンピュータプログラムコードが、前記プロセッサに、前記第２の上流電気光学受信機で受信された前記光メッセージデータのすべてを、前記第２の下流電気光学送信機に転送させる、請求項５２に記載のモジュールコントローラ。
【請求項５４】
前記電池モジュールが前記安全障害を経験しているときだけ、前記コンピュータプログラムコードがさらに、前記プロセッサに、重複しておらず、前記第１の上流電気光学受信機で受信される前記光メッセージデータを前記第２の下流電気光学受信機に転送させる、請求項５２又は５３に記載のモジュールコントローラ。
【請求項５５】
前記電池モジュールが前記安全障害を経験しているかどうかに関わりなく、前記コンピュータプログラムコードがさらに、前記プロセッサに、重複しておらず、前記第１の上流電気光学受信機で受信される前記光メッセージデータを、前記第２の下流電気光学受信機に転送させる、請求項５２又は５３に記載のモジュールコントローラ。
【請求項５６】
前記コンピュータプログラムコードがさらに、前記プロセッサに、前記電池モジュールが前記安全障害を経験しているかどうかに関わりなく、シンプレックス通信を使用し、通信させる、請求項５２から５５のいずれか１項に記載のモジュールコントローラ。
【請求項５７】
前記コンピュータプログラムコードがさらに、タイムアウト期間中光信号を受信しなかったと同時に、前記プロセッサを低電力モードに入らせるように構成される、請求項３０から３８及び４７から５６のいずれか１項に記載のモジュールコントローラ。
【請求項５８】
前記コンピュータプログラムコードがさらに、前記パックコントローラによってそうするように命令されると同時に、前記プロセッサを低電力モードに入らせるように構成される、請求項３０から３８及び４７から５６のいずれか１項に記載のモジュールコントローラ。
【請求項５９】
前記コンピュータプログラムコードがさらに、前記低電力モードにいる間に光信号を受信すると同時に、前記プロセッサに前記低電力モードを終了させるように構成される、請求項５７又は５８に記載のモジュールコントローラ。
【請求項６０】
電池管理システムであって、
（ａ）請求項１から２７のいずれか１項に記載の前記パックコントローラと、
（ｂ）請求項２８から５９のいずれか１項に記載の第１のモジュールコントローラであって、前記モジュールコントローラが前記パックコントローラに光学的に結合される、第１のモジュールコントローラと
を備える、電池管理システム。
【請求項６１】
前記第１のモジュールコントローラの上流で光学的に結合された追加のモジュールコントローラをさらに備える、請求項６０に記載の電池管理システム。
【請求項６２】
前記光安全信号が前記パックコントローラから前記モジュールコントローラに送信されるとき、前記光安全信号が、前記光安全信号を前記パックコントローラに返すことを可能にするループを備える通信チャネルを使用し、送信される、請求項６０又は６１に記載の電池管理システム。
【請求項６３】
電池モジュールの一部を備えるモジュールコントローラと光学的に通信するための方法であって、
（ａ）パックコントローラで及び前記モジュールコントローラから、受信光信号を受信することと、
（ｂ）前記パックコントローラで、前記受信光信号を受信電気信号に変換することと、
（ｃ）前記受信電気信号を処理することと
を含む、前記方法。
【請求項６４】
（ａ）前記パックコントローラで、送信電気信号を生成することと、
（ｂ）前記パックコントローラで、前記送信電気信号を送信光信号に変換することと、
（ｃ）前記送信光信号を前記モジュールコントローラに送信することと
をさらに含む、請求項６１に記載の方法。
【請求項６５】
前記パックコントローラの一部を備えるパックコントローラプロセッサが、前記送信電気信号を生成し、前記受信電気信号を処理する、請求項６４に記載の方法。
【請求項６６】
前記受信光信号が、前記電池モジュールの状態を示すメッセージデータを含み、前記送信光信号が、前記電池モジュールの前記状態を要求するメッセージデータを含む、請求項６５に記載の方法。
【請求項６７】
前記パックコントローラと前記モジュールコントローラとの間の通信が半二重通信である、請求項６５又は６６に記載の方法。
【請求項６８】
前記パックコントローラと前記モジュールコントローラとの間の通信が全二重通信である、請求項６５又は６６に記載の方法。
【請求項６９】
前記送信光信号が、第１の通信チャネルに沿って送信され、前記受信光信号が、第２の通信チャネルに沿って受信される、請求項６６から６８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７０】
前記受信光信号及び前記送信光信号が、それぞれ単一の通信チャネルに沿って受信及び送信される、請求項６６から６８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７１】
（ａ）前記受信電気信号が、前記電池モジュールが安全障害を経験したことを示す光安全障害信号を含むかどうかを判断することと、
（ｂ）前記受信電気信号が前記光安全障害信号を含むとき、前記電池モジュールの一部を備える電池セルを電力バスから減結合することと
をさらに含む、請求項６１に記載の方法。
【請求項７２】
（ａ）前記パックコントローラで、光安全信号を生成することと、
（ｂ）前記光安全信号を前記モジュールコントローラに送信することと
をさらに含む、請求項７１に記載の方法。
【請求項７３】
前記モジュールコントローラが、前記安全障害が終わった後に前記パックコントローラに光再開信号を送信し、さらに
（ａ）前記パックコントローラで、前記光再開信号を受信することと、
（ｂ）前記光再開信号を受信することに応えて、前記電池セルを前記電力バスに電気的に結合することであって、前記パックコントローラが、前記電池セルが前記電力バスに電気的に結合される間障害状態にあり、前記電池セルが前記電力バスから電気的に減結合される間正常状態にある、電気的に結合することと
をさらに含む、請求項７２に記載の方法。
【請求項７４】
前記光安全信号及び前記光再開信号が同一である、請求項７３に記載の方法。
【請求項７５】
パックコントローラプロセッサが、前記モジュールコントローラが前記障害状態にあるときだけ前記モジュールコントローラに前記光安全信号を出力する、請求項７３又は７４のいずれかに記載の方法。
【請求項７６】
前記光安全信号が、前記プロセッサのクロックサイクルの間非定常であるデジタル信号を含み、前記光安全障害信号が、前記プロセッサのクロックサイクルの間一定である、請求項７５に記載の方法。
【請求項７７】
ウォッチドッグタイマが、前記パックコントローラが、前記光安全障害信号を受信したかどうかを判断するために使用される、請求項７６に記載の方法。
【請求項７８】
前記パックコントローラが前記障害状態にあるとき、前記モジュールコントローラに光メッセージデータを受信し、前記モジュールコントローラから光メッセージデータを送信することをさらに含み、前記光メッセージデータが、前記光安全信号を送信するために使用される通信チャネルとは異なる通信チャネルを使用し、前記モジュールコントローラに送信される、請求項７５から７７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７９】
前記光メッセージデータが、前記パックコントローラが前記障害状態にあるとき、半二重通信を使用し、送信される、請求項７８に記載の方法。
【請求項８０】
前記パックコントローラが前記正常状態にあるとき、前記モジュールコントローラに前記光メッセージデータを受信し、前記モジュールコントローラから前記光メッセージデータを送信することをさらに含み、前記光メッセージデータが、前記パックコントローラが前記障害状態にあるときに前記光安全信号を前記モジュールコントローラに送信するために使用される通信チャネルを使用し、前記モジュールコントローラに送信される、請求項７８又は７９の記載の方法。
【請求項８１】
前記パックコントローラが前記正常状態にあるとき、前記パックコントローラと前記モジュールコントローラとの間の通信が全二重通信である、請求項８０に記載の方法。
【請求項８２】
前記パックコントローラが、前記プロセッサに通信で結合された第１のマルチプレクサを備え、前記プロセッサが、前記パックコントローラが前記正常状態にあるとき前記光メッセージデータを送信し、前記パックコントローラが前記障害状態にあるとき前記光安全信号を送信するように第１のマルチプレクサの選択入力を信号で伝達する、請求項７８から８１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８３】
前記パックコントローラが、前記プロセッサ及び前記第１のマルチプレクサに通信で結合された第２のマルチプレクサを備え、前記プロセッサが、前記パックコントローラが前記正常状態にあるとき前記光メッセージデータを送信し、前記パックコントローラが前記障害状態にあるとき前記光メッセージデータを送信するように前記第２のマルチプレクサの選択入力を信号で伝達する、請求項８２に記載の方法。
【請求項８４】
前記モジュールコントローラから光メッセージデータを受信することをさらに含み、前記光メッセージデータが、前記光安全信号を送信するために使用される第１の通信チャネルとは異なる第２の通信チャネルを使用し、前記モジュールコントローラから受信される、請求項７５から７７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８５】
前記光メッセージデータを前記モジュールコントローラに送信することをさらに含み、前記光メッセージデータが、前記第２の通信チャネルを使用し、前記モジュールコントローラに送信される、請求項８４に記載の方法。
【請求項８６】
前記第１の通信チャネル及び前記第２の通信チャネル上の前記モジュールコントローラと前記パックコントローラとの間の通信がシンプレックス通信である、請求項８５に記載の方法。
【請求項８７】
前記パックコントローラが前記障害状態にあるとき、前記光メッセージデータが、前記第２の通信チャネルを使用し、前記モジュールコントローラから受信され、前記モジュールコントローラに送信される、請求項８６に記載の方法。
【請求項８８】
前記モジュールコントローラが、前記パックコントローラが通信で結合される複数のモジュールコントローラのうちの１つを含み、さらに、
（ａ）前記モジュールコントローラのうちのどれが前記安全障害によって影響を及ぼされるのかを判断することと、
（ｂ）前記安全障害の上流の前記モジュールコントローラのうちの１つに、前記第１の通信チャネルから前記第２の通信チャネルに前記メッセージデータを転送するように命令することと
を含む、請求項８４から８７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８９】
前記モジュールコントローラのうちのどれが前記安全障害によって影響を及ぼされるのかを判断することが、
（ａ）前記モジュールコントローラのうちのどれが、前記パックコントローラが送信するコマンドに応答しないのかを判断することと、
（ｂ）前記安全障害によって影響を及ぼされる前記モジュールコントローラが、前記パックコントローラが送信する前記コマンドに応答しない前記モジュールコントローラを含むと判断することと
を含む、請求項８８に記載の方法。
【請求項９０】
前記モジュールコントローラに、前記電池セルが前記電力バスから減結合され、前記パックコントローラが前記障害状態にないとき、低電力モードに入るように信号で伝達することをさらに含む、請求項７３から８９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９１】
電池モジュールの一部を備えるモジュールコントローラを使用し、パックコントローラと光学的に通信するための方法であって、
（ａ）前記モジュールコントローラで、送信電気信号を生成することと、
（ｂ）前記モジュールコントローラで、前記送信電気信号を送信光信号に変換することと、
（ｃ）前記パックコントローラに、前記送信光信号を送信することと
を含む、前記方法。
【請求項９２】
（ａ）前記モジュールコントローラで及び前記パックコントローラから、受信光信号を受信することと、
（ｂ）前記モジュールコントローラで、前記受信光信号を受信電気信号に変換することと、
（ｃ）前記受信電気信号を処理することと
をさらに含む、請求項９１に記載の方法。
【請求項９３】
前記モジュールコントローラの一部を含む前記モジュールコントローラプロセッサが、前記送信電気信号を生成し、前記受信電気信号を処理する、請求項９２に記載の方法。
【請求項９４】
前記送信光信号が、前記電池モジュールの状態を示すメッセージデータを含み、前記受信光信号が、前記電池モジュールの前記状態を要求するメッセージデータを含む、請求項９３に記載の方法。
【請求項９５】
前記送信光信号が、前記電池モジュールの状態を示すメッセージデータを含み、そうするようにとの前記パックコントローラからの要求がないときは送信される、請求項９３に記載の方法。
【請求項９６】
前記パックコントローラと前記モジュールコントローラとの間の通信が半二重通信である、請求項９３〜９５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９７】
前記パックコントローラと前記モジュールコントローラとの間の通信が全二重通信である、請求項９３から９５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９８】
前記受信光信号が、第１の通信チャネルに沿って受信され、前記送信光信号が、第２の通信チャネルに沿って送信される、請求項９４から９７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９９】
前記受信光信号及び前記送信光信号が、それぞれ単一の通信チャネルに沿って受信及び送信される、請求項９４から９７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１００】
前記単一通信チャネルを使用し、上流モジュールコントローラと通信することをさらに含む、請求項９９に記載の方法。
【請求項１０１】
前記上流モジュールコントローラから受信された前記光メッセージデータを、前記単一通信チャネルを使用し、前記パックコントローラに下流に中継することをさらに含む、請求項１００に記載の方法。
【請求項１０２】
（a）前記電池モジュールで安全障害を検出することに応えて、障害検出信号を生成することと、
（ｂ）前記障害検出信号が生成されるとき、光安全障害信号を前記パックコントローラに送信することと
をさらに含む、請求項９２に記載の方法。
【請求項１０３】
前記障害検出信号、及びそこから前記光安全障害信号が生成される電気安全障害信号が同一である、請求項１０２に記載の方法。
【請求項１０４】
前記光障害信号が、前記パックコントローラ上のウォッチドッグタイマに送信され、前記ウォッチドッグタイマのタイムアウト期間よりも長い間一定に保持される一定信号を含む、請求項１０２又は１０３に記載の方法。
【請求項１０５】
前記モジュールコントローラが、電力コネクタが接続可能である第１のインターロック接点を備え、前記電力コネクタも、前記インターロック接点に接続されるとき前記電池モジュールの一部を備える電池セルに電気的に結合される電池接点の対に接続され、前記インターロック接点に接続されていないとき電池接点の前記対に接続されず、前記電力コネクタが接続されていないとき、前記障害検出信号を生成することをさらに含む、請求項１０２から１０４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０６】
前記モジュールコントローラがさらに、前記第１のインターロック接点が、前記電力コネクタが接続されるとき前記第１のインターロック接点が電気的に結合され、前記電力コネクタが接続されていないとき電気的に切り離される第２のインターロック接点を備え、前記障害検出信号を生成することが、前記電力コネクタが接続されていないとき前記障害検出信号に前記第２のインターロック接点をプルアップする又はプルダウンすることと、前記電力コネクタが接続されるとき前記障害検出信号とは異なる信号を前記第２のインターロック接点上で出力することとを含む、請求項１０５に記載の方法。
【請求項１０７】
前記モジュールコントローラがさらに、前記電池セル全体で電気的に結合された電圧計と、前記電池セルの温度を測定するために配置されたサーミスタとのうちの少なくとも１つを備え、前記障害検出信号が、過電圧状態、不足電圧状態、温度過上昇状態、別のモジュールコントローラとの通信の喪失、前記パックコントローラとの通信の喪失、及び前記モジュールコントローラプロセッサの故障のうちの１つ以上に応えて生成される、請求項１０５又は１０６のいずれかに記載の方法。
【請求項１０８】
前記安全障害が停止すると、
（ａ）前記障害検出信号を生成するのを停止することと、
（ｂ）前記光再開信号を前記パックコントローラに送信することと
をさらに含む、請求項１０２から１０７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０９】
前記光安全信号及び前記光再開信号が同一である、請求項１０８に記載の方法。
【請求項１１０】
前記モジュールコントローラがモジュールコントローラプロセッサを備え、前記電池モジュールが前記安全障害を経験しているとき、前記光再開信号を送信するために使用される通信チャネルとは異なる通信チャネルを使用し、前記パックコントローラから光メッセージデータを受信し、前記パックコントローラに光メッセージデータを送信することをさらに含む、請求項１０８又は１０９に記載の方法。
【請求項１１１】
前記電池モジュールが前記安全障害を経験しているとき、前記光再開信号を送信するために使用される前記通信チャネルとは異なる前記通信チャネルを使用し、前上流モジュールコントローラから光メッセージデータを受信し、前記上流モジュールコントローラに光メッセージデータを送信することをさらに含む、請求項１１０に記載の方法。
【請求項１１２】
前記光メッセージデータが、前記電池モジュールが前記安全障害を経験しているとき、半二重通信を使用し、通信される、請求項１１０又は１１１に記載の方法。
【請求項１１３】
前記電池モジュールが前記安全障害を経験していないとき、前記パックコントローラが、前記光再開信号を送信するために使用される前記通信チャネルを使用し、前記光メッセージデータを前記モジュールコントローラに送信し、前記モジュールコントローラプロセッサが、前記電池モジュールが前記安全障害を経験しているとき、前記光メッセージデータを受信し、送信するために使用される前記通信チャネルを使用し、前記光メッセージデータを下流に中継する、請求項１１０〜１１２に記載の方法。
【請求項１１４】
前記光メッセージデータが、前記安全モジュールが前記安全障害を経験していないとき、全二重通信を使用し、通信される、請求項１１３に記載の方法。
【請求項１１５】
（ａ）前記パックコントローラから光メッセージデータを受信し、前記パックコントローラに光メッセージデータを送信することであって、前記光メッセージデータが、前記光再開信号を送信するために使用される第１の通信チャネルとは異なる第２の通信チャネルで受信及び送信される、受信し、送信することと、
（ｂ）前記パックコントローラによって送信されたコマンドに対する、前記光メッセージデータの一部を含む応答を、前記第２の通信チャネルに沿って下流に送信することと、
（ｃ）重複しておらず、前記第２の通信チャネルに沿って上流で受信される前記光メッセージデータを、前記第２の通信チャネルに沿って下流に転送することと、
（ｄ）前記コマンドが前記第１の通信チャネルに沿って受信されるのか、それとも前記第２の通信チャネルに沿って受信されるのかに関わりなく、前記パックコントローラから受信される前記コマンドを実行することと
をさらに含む、請求項１０８又は１０９に記載の方法。
【請求項１１６】
前記第２の通信チャネルに沿って上流で受信された前記光メッセージデータのすべてを、前記第２の通信チャネルに沿って下流に転送することをさらに含む、請求項１１５に記載の方法。
【請求項１１７】
前記電池モジュールが前記安全障害を経験しているときだけ、重複しておらず、前記第１の通信チャネルに沿って上流で受信される前記光メッセージデータを、前記第２の通信チャネルに沿って下流に転送することをさらに含む、請求項１１５又は１１６に記載の方法。
【請求項１１８】
前記電池モジュールが前記安全障害を経験しているかどうかに関わりなく、重複しておらず、前記第１の通信チャネルに沿って上流で受信される前記光メッセージデータを、前記第２の通信チャネルに沿って下流に転送することをさらに含む、請求項１１５又は１１６に記載の方法。
【請求項１１９】
前記第１の通信チャネル及び前記第２の通信チャネルに沿った通信が、前記電池モジュールが前記安全障害を経験しているかどうかに関わりなくシンプレックス通信である、請求項１１５から１１８に記載の方法。
【請求項１２０】
前記モジュールコントローラがタイムアウト期間の間光信号を受信しなかったと同時に、前記モジュールコントローラを低電力モードに入らせることをさらに含む、請求項９１から１１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２１】
（ａ）前記モジュールコントローラで、前記パックコントローラから、低電力モードに入るコマンドを受信することと、
（ｂ）前記モジュールコントローラを低電力モードに入らせることと
をさらに含む、請求項９１から１１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２２】
前記低電力モードにある間、前記モジュールコントローラが光信号を受信すると同時に、前記低電力モードを終了することをさらに含む、請求項１２０又は１２１に記載の方法。
【請求項１２３】
電池管理システムの一部を備える、パックコントローラと第１のモジュールコントローラとの間で通信するための方法であって、
（ａ）請求項６１から９０のいずれか１項に記載の前記モジュールコントローラと光学的に通信するための前記方法と、
（ｂ）請求項９１から１１９のいずれか１項に記載の前記パックコントローラと光学的に通信するための前記方法と
を含む、前記方法。
【請求項１２４】
前記電池管理システムが、前記第１のモジュールコントローラの上流で光学的に結合された追加のモジュールコントローラを備える、請求項１２３に記載の方法。
【請求項１２５】
前記光安全信号が前記パックコントローラから前記モジュールコントローラに送信されるとき、前記光安全信号が、前記光安全信号を前記パックコントローラに返すことを可能にするループを備える通信チャネルを使用し、送信される、請求項１２３又は１２４のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、光通信する電池管理システムを対象にする。より詳細には、本開示は、電池管理システムの一部を含み、互いと光学的に通信するパック及びモジュールコントローラを対象にする。
【背景技術】
【０００２】
産業利用のために設計された電池パックは、通常、高電圧及び高電流を出力可能であり、互いに電気的に結合された複数の電池モジュールを含み、電池モジュールのそれぞれは、それ自体、互いに電気的に結合された複数の電池セルを含む。電池パックが生成可能な電力量及びその安全ではない使用に関連付けられたリスクを所与として、電池パックは、通常、例えば電荷の状態及びセル温度等の電池パラメータを監視し、制御するために電池管理システムを含む。これらの電池パラメータを適切に管理することは、安全な電池パックの動作を促進し、電池パックの商業的な寿命を延ばすために役立つ場合がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
第１の態様によれば、電池モジュールの一部を含むモジュールコントローラと光学的に通信するためのパックコントローラが提供される。パックコントローラは、受信光信号をモジュールコントローラから受信するためであり、受信光信号を受信電気信号に変換するように構成された第１の電気光学受信機と、電気光学受信機に通信で結合され、受信電気信号を処理するように構成された信号処理回路とを含む。
【０００４】
パックコントローラは、送信電気信号を生成するように構成された信号生成回路と、送信電気信号を受信するために信号生成回路に通信で結合され、送信電気信号を、モジュールコントローラに送信するための送信光信号に変換するように構成された第１の電気光学送信機とをさらに含んでよい。
【０００５】
信号処理生成回路は、電気光学受信機及び電気光学送信機に通信で結合されたパックコントローラプロセッサと、プロセッサに通信で結合されたパックコントローラメモリとを含んでよく、メモリは、その上に、プロセッサに受信電気信号を処理させ、送信電気信号を生成させるための、プロセッサによって実行可能なコンピュータプログラムコードを記憶している。
【０００６】
受信光信号は、電池モジュールの状態を示すメッセージデータを含んでよく、送信光信号は、電池モジュールの状態を要求するメッセージデータを含んでよい。
【０００７】
コンピュータプログラムコードは、さらにプロセッサに、半二重通信を使用し、通信させてよい。
【０００８】
コンピュータプログラムコードは、さらにプロセッサに、全二重通信を使用し、通信させてよい。
【０００９】
電気光学送信機は第１の通信チャネルの一部を含んでよく、電気光学受信機は第２の通信チャネルの一部を含んでよい。
【００１０】
電気光学送信機及び電気光学受信機は、単一の通信チャネルの一部を含んでよい。
【００１１】
パックコントローラは、電池モジュールの一部を含んだ電池セルを電力バスに電気的に結合する開閉装置をさらに含んでよい。受信信号は、光安全障害信号を含んでよく、電気光学受信機は、モジュールコントローラから受信された光安全障害信号を電気安全障害信号に変換するように構成されてよい。信号処理回路は、電気安全障害信号に応えて、電力バスから電池セルを電気的に減結合するように開閉装置に信号で伝達するように構成された開閉装置に通信で結合された安全帰路を含んでよい。
【００１２】
パックコントローラは、電気安全信号を生成するように構成された安全ループ信号生成器と、安全ループ信号生成器に通信で結合され、電気安全信号をモジュールコントローラに送信するための光安全信号に変換するように構成された電子光学送信機をさらに含んでよい。
【００１３】
モジュールコントローラは、安全障害が終わった後に、パックコントローラに光再開信号を送信してよく、電子光学受信機は、光再開信号を電気再開信号に変換するように構成されてよく、安全帰路は、開閉装置に、電気再開信号に応えて、電池セルを電力バスに電気的に結合するように信号で伝達するようにさらに構成されてよく、パックコントローラは、開閉装置が電池セルを電力バスから電気的に減結合する間、障害状態に、開閉装置が電池セルを電力バスに電気的に結合する間、正常状態にあってよい。
【００１４】
光安全信号及び光再開信号は同一であってよい。
【００１５】
安全ループ信号生成器は、電気光学送信機及び電気光学受信機に通信で結合されたパックコントローラプロセッサを含んでよく、パックコントローラメモリは、プロセッサに通信で結合されてよく、メモリは、その上に、プロセッサにパックコントローラが障害状態にあるときだけに光安全信号をモジュールコントローラに出力させるための、プロセッサによって実行可能なコンピュータプログラムコードを記憶している。
【００１６】
安全帰路はウォッチドッグタイマを含んでよく、光安全信号は、ウォッチドッグタイマのタイムアウト期間中非定常であるデジタル信号を含んでよい。
【００１７】
パックコントローラは、それぞれモジュールコントローラから光メッセージデータを受信し、モジュールコントローラに光メッセージデータを送信するためのプロセッサに通信で結合された電気光学トランシーバをさらに含んでよく、電気光学トランシーバは、電気メッセージデータと光メッセージデータの変換を行うように構成されてよい。パックコントローラが障害状態にあるとき、コンピュータプログラムコードは、プロセッサに電気光学トランシーバを使用させて、それぞれ電気光学トランシーバから電気メッセージデータを受信し、電気光学トランシーバに電気メッセージデータを送信することによって、モジュールコントローラから光メッセージデータを受信し、モジュールコントローラに光メッセージデータを送信してよい。
【００１８】
コンピュータプログラムコードは、さらに、パックコントローラが障害状態にあるとき、プロセッサに、半二重通信を使用し通信させてよい。
【００１９】
電気光学送信機は、モジュールコントローラへの送信のために電気メッセージデータを光メッセージデータに変換するように構成されてよく、パックコントローラが正常状態にあるとき、コンピュータプログラムコードは、さらに、プロセッサに、電気光学トランシーバを使用し、それぞれモジュールコントローラから光メッセージデータを受信させ、モジュールコントローラに光メッセージデータを送信させてよい。
【００２０】
コンピュータプログラムコードは、さらに、パックコントローラが正常状態にあるとき、プロセッサに、全二重通信を使用し、通信させてよい。
【００２１】
パックコントローラは、さらに、プロセッサに及び電気光学送信機に通信で結合された第１のマルチプレクサを含んでよく、コンピュータプログラムコードは、さらに、プロセッサに、パックコントローラが正常状態にあるときに電気光学送信機に電気メッセージデータを出力し、パックコントローラが障害状態にあるときに電気光学送信機に電気安全信号を出力するために、第１のマルチプレクサの選択入力を信号で伝達させてよい。
【００２２】
パックコントローラは、さらに、プロセッサ、第１のマルチプレクサ、及び電気光学トランシーバに通信で結合された第２のマルチプレクサを含んでよく、コンピュータプログラムコードは、さらに、プロセッサに、パックコントローラが正常状態にあるときに第１のマルチプレクサに電気メッセージデータを出力し、パックコントローラが障害状態にあるときに電気光学トランシーバに電気メッセージデータを出力するために、第２のマルチプレクサの選択入力を信号で伝達させてよい。
【００２３】
パックコントローラは、さらに、モジュールコントローラから光メッセージデータを受信するための、プロセッサに通信で結合された第２の電気光学受信機を含んでよく、第２の電気光学受信機は、光メッセージデータを電気メッセージデータに変換するように構成されてよく、第１の電気光学送信機及び第１の電気光学受信機は、第１の通信チャネルの一部を含んでよく、第２の電気光学受信機は、第２の通信チャネルの一部を含んでよい。
【００２４】
パックコントローラは、さらに、モジュールコントローラに光メッセージデータを送信するための、プロセッサに通信で結合された第２の電気光学送信機を含んでよく、第２の電気光学送信機は、電気メッセージデータを光メッセージデータに変換するように構成されてよく、第２の電気光学送信機は、第２の通信チャネルの一部を含んでよい。
【００２５】
コンピュータプログラムコードは、さらに、プロセッサに、第１の通信チャネル及び第２の通信チャネルでシンプレックス通信を使用し、通信させてよい。
【００２６】
パックコントローラが障害状態にあるとき、コンピュータプログラムコードは、さらに、プロセッサに、第２の通信チャネルを使用し、モジュールコントローラから光メッセージデータを受信させ、モジュールコントローラに光メッセージデータを送信させてよい。
【００２７】
モジュールコントローラは、パックコントローラが通信で結合される複数のモジュールコントローラのうちの１つを含んでよく、コンピュータプログラムコードは、さらに、プロセッサに、モジュールコントローラのうちのどれが、安全障害によって影響を及ぼされるのかを判断させ、安全障害の上流のモジュールコントローラのうちの１つに、メッセージデータを第１の通信チャネルから第２の通信チャネルに転送するように命令させてよい。
【００２８】
コンピュータプログラムコードは、モジュールコントローラのうちのどれが、パックコントローラが送信するコマンドに応答しないのかを判断し、安全障害により影響を及ぼされるモジュールコントローラが、パックコントローラが送信するコマンドに応答しないモジュールコントローラを含む場合があると判断することによって、プロセッサに、モジュールコントローラのうちのどれが安全障害によって影響を及ぼされるのかを判断させてよい。
【００２９】
コンピュータプログラムコードは、さらに、プロセッサに、開閉装置が電池セルを電力バスから電気的に減結合するために使用されており、パックコントローラが障害状態にないとき、モジュールコントローラに低電力モードに入るように信号で伝達させるように構成されてよい。
【００３０】
別の態様によれば、電池モジュールの一部を含んだモジュールコントローラが提供される。モジュールコントローラは、送信電気信号を受信するためであり、送信電気信号を送信光信号に変換するように構成された第１の電気光学送信機と、電気光学送信機に通信で結合され、送信電気信号を生成するように構成された信号生成回路とを含む。
【００３１】
モジュールコントローラは、さらに、受信電気信号を処理するように構成された信号処理回路と、受信光信号をパックコントローラから受信するためであり、信号処理回路による処理のために、受信光信号を受信電気信号に変換するように構成された第１の電気光学受信機とを含んでよい。
【００３２】
信号処理生成回路は、電気光学受信機及び電気光学送信機に通信で結合されたモジュールコントローラプロセッサと、プロセッサに通信で結合されたモジュールコントローラメモリを含んでよく、メモリは、その上に、プロセッサに受信電気信号を処理させ、送信電気信号を生成させるための、プロセッサによって実行可能なコンピュータプログラムコードを記憶している。
【００３３】
送信光信号は、電池モジュールの状態を示すメッセージデータを含んでよく、受信光信号は、電池モジュールの状態を要求するメッセージデータを含んでよい。
【００３４】
送信光信号は、電池モジュールの状態を示すメッセージデータを含んでよく、モジュールコントローラは、そうするようにとのパックコントローラからの要求がないときは、メッセージデータを送信してよい。
【００３５】
コンピュータプログラムコードは、さらに、プロセッサに、半二重通信を使用し、通信させてよい。
【００３６】
コンピュータプログラムコードは、さらに、プロセッサに、全二重通信を使用し、通信させてよい。
【００３７】
電気光学受信機は、第１の通信チャネルの一部を含んでよく、電気光学送信機は、第２の通信チャネルの一部を含んでよい。
【００３８】
電気光学送信機及び受信機は、単一の通信チャネルの一部を含んでよい。
【００３９】
電気光学送信機及び電気光学受信機は、下流電気光学トランシーバを含んでよく、モジュールコントローラは、さらに、上流モジュールコントローラから光メッセージデータを受信し、上流モジュールコントローラに光メッセージデータを送信するための、プロセッサに通信で結合された上流電気光学トランシーバを含んでよく、上流電気光学トランシーバは、光メッセージデータと電気メッセージデータの変換を行うように構成されてよい。コンピュータプログラムコードは、さらに、プロセッサに、それぞれ上流電気光学トランシーバから電気メッセージデータを受信し、上流電気光学トランシーバに電気メッセージを送信することによって、上流モジュールコントローラから光メッセージデータを受信し、上流モジュールコントローラに光メッセージデータを送信させてよい。
【００４０】
コンピュータプログラムコードは、さらに、プロセッサに、パックコントローラへの送信のために、上流電気光学トランシーバで上流モジュールコントローラから受信された光メッセージデータを下流電気光学トランシーバに中継させてよい。
【００４１】
受信信号は、パックコントローラからの光安全信号を含んでよく、電気光学受信機は、光安全信号を電気安全信号に変換するように構成されてよく、送信信号は、光安全障害信号を含んでよく、電気光送信機は、電気安全障害信号を光安全障害信号に変換するように構成されてよい。信号生成回路及び信号処理回路は、電池モジュールで安全障害を検出することに応えて障害検出信号を生成するように構成された安全障害検出回路と、電気光学受信機、電気光学送信機、及び安全障害検出回路に通信で結合された安全無効回路を含んでよく、安全無効回路は、障害検出信号に応えて電気光学送信機に電気安全障害信号を送信するように構成されてよい。
【００４２】
障害検出信号及び電気安全障害信号は同一であってよい。
【００４３】
光学障害信号は、パックコントローラ上のウォッチドッグタイマに送信されてよく、ウォッチドッグタイマのタイムアウト期間よりも長く一定に保たれる一定信号を含んでよい。
【００４４】
安全障害検出回路は、電力コネクタが接続可能である第１のインターロック接点を含んでよく、電力コネクタは、インターロック接点に接続されるとき、電池モジュールの一部を含んだ電池セルに電気的に結合された１対の電池接点に接続され、インターロック接点に接続されていないとき電池モジュールの対に接続されず、インターロック信号線は、インターロック接点に通信で結合され、障害検出信号は、電力コネクタが接続されていないときインターロック信号線に沿って送信され、それ以外の場合、インターロック信号線に沿って送信されない。
【００４５】
モジュールコントローラは、さらに、電力コネクタが接続されるとき第１のインターロック接点が電気的に結合され、電力コネクタが接続されていないとき電気的に切り離される第２のインターロック接点を含んでよく、インターロック信号線は、電力コネクタが接続されていないとき障害検出信号にプルアップ又はプルダウンされ、電力コネクタが接続されているとき障害検出信号とは異なる信号を出力する第２のインターロック接点に短絡する。
【００４６】
安全障害検出回路は、さらに、電池セル全体で電気的に結合された電圧計と、電池セルの温度を測定するために配置されたサーミスタとのうちの少なくとも１つを含んでよく、障害検出信号は、過電圧状態、不足電圧状態、温度過上昇状態、別のモジュールコントローラとの通信の喪失、パックコントローラとの通信の喪失、及びモジュールコントローラプロセッサの故障のうちの１つ以上に応えて生成される場合がある。
【００４７】
電気光学送信機は、電気再開信号をパックコントローラへ送信するための光再開信号に変換するように構成されてよく、安全障害検出回路は、安全障害が停止すると、障害検出信号を生成するのを停止するようにさらに構成されてよく、安全無効回路は、障害検出信号が停止すると、電気光学送信機に電気再開信号を送信するようにさらに構成されてよい。
【００４８】
光安全信号及び光再開信号は同一であってよい。
【００４９】
モジュールコントローラは、さらに、パックコントローラから光メッセージデータを受信し、パックコントローラに光メッセージデータを送信するための下流電気光学トランシーバを含んでよく、下流電気光学トランシーバは、光メッセージデータと電気メッセージデータの変換を行うように構成されてよい。信号生成回路及び信号処理回路は、さらに、下流電気光学トランシーバに、及び電気光学受信機に通信で結合されたモジュールコントローラプロセッサと、モジュールコントローラプロセッサに通信で結合されたモジュールコントローラメモリとを含んでよく、モジュールコントローラメモリは、その上に、モジュールコントローラプロセッサに、電池モジュールが安全障害を経験しているときに、それぞれ下流電気光学トランシーバから電気メッセージデータを受信し、下流電気光学トランシーバに電気メッセージデータを送信することによって、パックコントローラから光メッセージデータを受信し、パックコントローラに光メッセージデータを送信するために下流電気光学トランシーバを使用させるための、モジュールコントローラプロセッサによって実行可能なコンピュータプログラムコードを記憶している。
【００５０】
モジュールコントローラは、さらに、上流モジュールコントローラから光メッセージデータを受信し、上流モジュールコントローラに光メッセージデータを送信するための、プロセッサに通信で結合された上流電気光学トランシーバを含んでよく、上流電気光学トランシーバは、光メッセージデータと電気メッセージデータの変換を行うように構成されてよい。コンピュータプログラムコードは、さらに、プロセッサに、電池モジュールが安全障害を経験しているとき、それぞれ上流電気光学トランシーバから電気メッセージデータを受信し、上流電気光学トランシーバに電気メッセージデータを送信することによって、上流モジュールコントローラから光メッセージデータを受信させ、上流モジュールコントローラに光メッセージデータを送信させてよい。
【００５１】
コンピュータプログラムコードは、さらに、プロセッサに、電池モジュールが安全障害を経験しているとき、半二重通信を使用し、通信させてよい。
【００５２】
電池モジュールが安全障害を経験していないとき、パックコントローラは、光メッセージデータを電気光学受信機に送信してよく、電気光学受信機は、光メッセージデータを電気メッセージデータに変換するように構成されてよく、コンピュータプログラムコードは、さらに、プロセッサに、下流電気光学トランシーバに電気メッセージデータを中継させてよい。
【００５３】
コンピュータプログラムコードは、さらに、電池モジュールが安全障害を経験していないとき、プロセッサに、全二重通信を使用し、通信させてよい。
【００５４】
モジュールコントローラは、さらに、パックコントローラから光メッセージデータを受信するための第２の上流電気光学受信機であって、光メッセージデータを電気メッセージデータに変換するように構成されてよい第２の上流電気光学受信機と、パックコントローラに光メッセージデータを送信するための第２の下流電気光学送信機であって、電気メッセージデータを光メッセージデータに変換するように構成されてよい第２の下流電気光学受信機とを含んでよく、第１の上流電気光学受信機及び第１の下流電気光学送信機は、第１の通信チャネルの一部を含んでよく、第２の上流電気光学受信機及び第２の下流電気光学送信機は、第２の通信チャネルの一部を含んでよい。信号生成回路及び信号処理回路は、さらに、第２の下流電気光学送信機に及び第２の上流電気光学受信機に通信で結合されたモジュールコントローラプロセッサと、モジュールコントローラプロセッサに通信で結合されたモジュールコントローラメモリとを含んでよく、モジュールコントローラメモリは、その上に、プロセッサにパックコントローラにより送信されるコマンドに対する、光メッセージデータの一部を含む応答を第２の電気光学送信機チャネルに送信させ、重複しておらず、第２の上流電気光学受信機で受信される光メッセージデータを、第２の下流電気光学送信機に転送させ、コマンドが第１の上流電気光学受信機で受信されるのか、それとも第２の上流電気光学受信機で受信されるのかに関わりなく、パックコントローラから受信されるコマンドを実行させるための、モジュールコントローラプロセッサによって実行可能なプログラムコードを記憶している。
【００５５】
コンピュータプログラムコードは、プロセッサに、第２の上流電気光学受信機で受信された光メッセージデータのすべてを第２の下流電気光学送信機に転送させてよい。
【００５６】
コンピュータプログラムは、さらに、プロセッサに、電池モジュールが安全障害を経験しているときだけに、重複しておらず、第１の上流電気光学受信機で受信される光メッセージデータを第２の下流電気光学受信機に転送させてよい。
【００５７】
代わりに、電池モジュールが安全障害を経験しているかどうかに関わりなく、コンピュータプログラムコードは、さらに、プロセッサに、重複しておらず、第１の上流電気光学受信機で受信される光メッセージデータを第２の下流電気光学受信機に転送させてよい。
【００５８】
コンピュータプログラムコードは、さらに、プロセッサに、電池モジュールが安全障害を経験しているかどうかに関わりなく、シンプレックス通信を使用し、通信させてよい。
【００５９】
コンピュータプログラムコードは、さらに、タイムアウト期間の間光信号を受信しないと同時に、プロセッサを低電力モードに入らせるように構成されてよい。
【００６０】
コンピュータプログラムコードは、さらに、パックコントローラによって低電力モードに入るように命令されると同時に、プロセッサを低電力モードに入らせるように構成されてよい。
【００６１】
コンピュータプログラムコードは、さらに、プロセッサに、低電力モードの間に光信号を受信すると同時に低電力モードを終了させるように構成されてよい。
【００６２】
別の態様によれば、上記の態様又は適切なその組合せのいずれかの第１のモジュールコントローラに光学的に結合された、上記の態様又はその適切な組合せのいずれかのパックコントローラを含む電池管理システムが提供される。
【００６３】
電池管理システムは、さらに、第１のモジュールコントローラの上流で光学的に結合された追加のモジュールコントローラを含んでよい。
【００６４】
電池管理システムでは、光安全信号がパックコントローラからモジュールコントローラに送信されるとき、光安全信号は、光安全信号をパックコントローラに返すことを可能にするループを含む通信チャネルを使用し、送信されてよい。
【００６５】
別の態様によれば、電池モジュールの一部を含むモジュールコントローラと光学的に通信するための方法が提供される。方法は、パックコントローラで、及びモジュールコントローラから、受信光信号を受信することと、パックコントローラで、受信光信号を受信電気信号に変換することと、受信電気信号を処理することとを含む。
【００６６】
方法は、さらに、パックコントローラで、送信電気信号を生成することと、パックコントローラで、送信電気信号を送信光信号に変換することと、送信光信号をモジュールコントローラに送信することとをさらに含んでよい。
【００６７】
パックコントローラの一部を含むパックコントロールプロセッサは、送信電気信号を生成し、受信電気信号を処理してよい。
【００６８】
受信光信号は、電池モジュールの状態を示すメッセージデータを含んでよく、送信光信号は、電池モジュールの状態を要求するメッセージデータを含んでよい。
【００６９】
パックコントローラとモジュールコントローラとの間の通信は、半二重通信であってよい。
【００７０】
パックコントローラとモジュールコントローラとの間の通信は、全二重通信であってよい。
【００７１】
送信光信号は、第１の通信チャネルに沿って送信されてよく、受信光信号は、第２の通信チャネルに沿って受信される。
【００７２】
受信光信号及び送信光信号は、それぞれ、単一の通信チャネルに沿って受信及び送信されてよい。
【００７３】
方法は、さらに、受信電気信号が、電池モジュールが安全障害を経験したことを示す光安全障害信号を含むかどうかを判断することと、受信電気信号が光安全障害信号を含むとき、電力バスから電池モジュールの一部を含む電池セルを減結合することとを含んでよい。
【００７４】
方法は、さらに、パックコントローラで、光安全信号を生成することと、光安全信号をモジュールコントローラに送信することとを含んでよい。
【００７５】
モジュールコントローラは、安全障害が終わった後、パックコントローラに光再開信号を送信してよく、方法は、さらに、パックコントローラで光再開信号を受信することと、光再開信号を受信することに応えて、電池セルを電力バスに電気的に結合することとを含んでよく、パックコントローラは、電池セルが電力バスに電気的に結合される間は障害状態にあり、電池セルが電力バスから電気的に減結合される間は正常状態にある。
【００７６】
光安全信号及び光再開信号は同一であってよい。
【００７７】
パックコントローラプロセッサは、モジュールコントローラが障害状態にあるときにだけモジュールコントローラに光安全信号を出力してよい。
【００７８】
光安全信号は、プロセッサのクロックサイクルの間非定常であるデジタル信号を含んでよく、光安全障害信号は、プロセッサのクロックサイクルの間一定であってよい。
【００７９】
ウォッチドッグタイマは、パックコントローラが光安全障害信号を受信したかどうかを判断するために使用されてよい。
【００８０】
方法は、さらに、パックコントローラが障害状態にあるとき、モジュールコントローラに光メッセージデータを受信し、モジュールコントローラから光メッセージデータを送信することを含んでよく、光メッセージデータは、光安全信号を送信するために使用される通信チャネルとは異なる通信チャネルを使用し、モジュールコントローラに送信されてよい。
【００８１】
光メッセージデータは、パックコントローラが障害状態にあるとき、半二重通信を使用し、送信されてよい。
【００８２】
方法は、さらに、パックコントローラが正常状態にあるとき、モジュールコントローラに光メッセージデータを受信し、モジュールコントローラから光メッセージデータを送信することを含んでよく、光メッセージデータは、パックコントローラが障害状態にあるとき、光安全信号をモジュールコントローラに送信するために使用される通信チャネルを使用し、モジュールコントローラに送信されてよい。
【００８３】
パックコントローラとモジュールコントローラとの間の通信は、パックコントローラが正常状態にあるとき、全二重通信であってよい。
【００８４】
パックコントローラは、プロセッサに通信で結合された第１のマルチプレクサを含んでよく、プロセッサは、パックコントローラが正常状態にあるとき、光メッセージデータを送信するために、及びパックコントローラが障害状態にあるとき、光安全信号を送信するために、第１のマルチプレクサの選択入力を信号で伝達してよい。
【００８５】
パックコントローラは、プロセッサ及び第１のマルチプレクサに通信で結合された第２のマルチプレクサを含んでよく、プロセッサは、パックコントローラが正常状態にあるとき、光メッセージデータを送信するために、及びパックコントローラが障害状態にあるとき、光メッセージデータを送信するために、第２のマルチプレクサの選択入力を信号で伝達してよい。
【００８６】
方法は、さらに、モジュールコントローラから光メッセージデータを受信することを含んでよく、光メッセージデータは、光安全信号を送信するために使用される第１の通信チャネルとは異なる第２の通信チャネルを使用し、モジュールコントローラから受信されてよい。
【００８７】
方法は、さらに、光メッセージデータをモジュールコントローラに送信することを含んでよく、光メッセージデータは、第２の通信チャネルを使用し、モジュールコントローラに送信されてよい。
【００８８】
第１の通信チャネル及び第２の通信チャネル上のモジュールコントローラとパックコントローラとの間の通信は、シンプレックス通信であってよい。
【００８９】
パックコントローラが障害状態にあるとき、光メッセージデータは、第２の通信チャネルを使用し、モジュールコントローラから受信され、モジュールコントローラに送信されてよい。
【００９０】
モジュールコントローラは、パックコントローラが通信で結合される複数のモジュールコントローラのうちの１つを含んでよく、さらに、モジュールコントローラのうちのどれが安全障害によって影響を及ぼされるのかを判断することと、安全障害の上流のモジュールコントローラのうちの１つに、第１の通信チャネルから第２の通信チャネルにメッセージデータを転送するように命令することとを含んでよい。
【００９１】
モジュールコントローラのうちのどれが安全障害によって影響を及ぼされるのかを判断することは、モジュールコントローラのうちのどれが、パックコントローラが送信するコマンドに応答しないのかを判断することと、安全障害によって影響を及ぼされるモジュールコントローラが、パックコントローラが送信するコマンドに応答しないモジュールコントローラを含むと判断することとを含んでよい。
【００９２】
方法は、さらに、電池セルが電力バスから減結合され、パックコントローラが障害状態にないとき、より低い電力モードに入るようにモジュールコントローラに信号で伝達することを含んでよい。
【００９３】
別の態様によれば、電池モジュールの一部を含むモジュールコントローラを使用し、パックコントローラと光学的に通信するための方法が提供される。方法は、モジュールコントローラで、送信電気信号を生成することと、モジュールコントローラで、送信電気信号を送信光信号に変換することと、パックコントローラに、送信光信号を送信することとを含む。
【００９４】
方法は、さらに、モジュールコントローラで及びパックコントローラから、受信光信号を受信することと、モジュールコントローラで、受信光信号を受信電気信号に変換することと、受信電気信号を処理することとを含んでよい。
【００９５】
モジュールコントローラの一部を含むモジュールコントローラプロセッサは、送信電気信号を生成してよく、受信電気信号を処理する。
【００９６】
送信光信号は、電池モジュールの状態を示すメッセージデータを含んでよく、受信光信号は、電池モジュールの状態を要求するメッセージデータを含んでよい。
【００９７】
送信光信号は、電池モジュールの状態を示すメッセージデータを含み、そうするようにとのパックコントローラからの要求がない限り送信されてよい。
【００９８】
パックコントローラとモジュールコントローラとの間の通信は、半二重通信であってよい。
【００９９】
パックコントローラとモジュールコントローラとの間の通信は、全二重通信であってよい。
【０１００】
受信光信号は、第１の通信チャネルに沿って受信され、送信光信号は、第２の通信チャネルに沿って送信されてよい。
【０１０１】
受信光信号及び送信光信号は、それぞれ、単一の通信チャネルに沿って受信及び送信されてよい。
【０１０２】
方法は、さらに、単一の通信チャネルを使用し、上流モジュールコントローラと通信することを含んでよい。
【０１０３】
方法は、さらに、上流モジュールコントローラから受信された光メッセージデータを下流に、単一の通信チャネルを使用し、パックコントローラに中継することを含んでよい。
【０１０４】
方法は、さらに、電池モジュールで安全障害を検出することに応えて障害検出信号を生成することと、障害検出信号生成時に、光安全障害信号をパックコントローラに送信することとを含んでよい。
【０１０５】
障害検出信号、及び光安全障害信号がそれから生成される電気安全障害信号は、同一であってよい。
【０１０６】
光障害信号は、パックコントローラのウォッチドッグタイマに送信されてよく、ウォッチドッグ時間のタイムアウト期間よりも長く一定に保たれる一定信号を含んでよい。
【０１０７】
モジュールコントローラは、電力コネクタが接続可能である第１のインターロック接点を含んでよく、電力コネクタは、インターロック接点に接続されるとき電池モジュールの一部を含む電池セルに電気的に結合され、インターロック接点に接続していないとき電池接点の対に接続されない電池接点の対に接続されてもよい。方法は、さらに、電力コネクタが接続されていないとき、障害検出信号を生成することを含んでよい。
【０１０８】
モジュールコントローラは、さらに、電力コネクタが接続されるとき第１のインターロック接点が電気的に結合され、電力コネクタが接続されていないとき電気的に切り離される第２のインターロック接点を含んでよい。障害検出信号を生成することは、電力コネクタが接続されていないとき障害検出信号に第２のインターロック接点をプルアップする又はプルダウンすることと、電力コネクタが接続されているとき障害検出信号とは異なる信号を第２のインターロック接点で出力することとを含んでよい。
【０１０９】
モジュールコントローラは、さらに、電池セル全体で電気的に結合された電圧計と、電池セルの温度を測定するために配置されたサーミスタとのうちの少なくとも１つを含んでよく、障害検出信号は、過電圧状態、不足電圧状態、温度過上昇状態、別のモジュールコントローラとの通信の喪失、パックコントローラとの通信の喪失、及びモジュールコントローラプロセッサの故障のうちの１つ以上に応えて生成される場合がある。
【０１１０】
方法は、さらに、安全障害が停止する
と、障害検出信号を生成するのを停止することと、パックコントローラに光再開信号を送信することとを含んでよい。
【０１１１】
光安全信号及び光再開信号は同一であってよい。
【０１１２】
モジュールコントローラは、モジュールコントローラプロセッサを含んでよく、方法は、さらに、電池モジュールが安全障害を経験しているとき、光再開信号を送信するために使用される通信チャネルとは異なる通信チャネルを使用し、パックコントローラから光メッセージデータを受信し、パックコントローラに光メッセージデータを送信することを含んでよい。
【０１１３】
方法は、さらに、電子モジュールが安全障害を経験しているとき、光再開信号を送信するために使用される通信チャネルとは異なる通信チャネルを使用し、上流モジュールコントローラから光メッセージデータを受信し、上流モジュールコントローラに光メッセージデータを送信することを含んでよい。
【０１１４】
光メッセージデータは、電池モジュールが安全障害を経験しているとき、半二重通信を使用し、通信されてよい。
【０１１５】
電池モジュールが安全障害を経験していないとき、パックコントローラは、光再開信号を送信するために使用される通信チャネルを使用し、モジュールコントローラに光メッセージデータを送信してよく、モジュールコントローラプロセッサは、電池モジュールが安全障害を経験しているとき光メッセージデータを受信及び送信するために使用される通信チャネルを使用し、光メッセージデータを下流に中継してよい。
【０１１６】
光メッセージデータは、安全モジュールが安全障害を経験していないとき、全二重通信を使用し、通信されてよい。
【０１１７】
方法は、さらに、パックコントローラから光メッセージデータを受信し、パックコントローラに光メッセージデータを送信することであって、光メッセージデータは、光再開信号を送信するために使用される第１の通信チャネルとは異なる第２の通信チャネルで受信及び送信されてよい、パックコントローラから光メッセージデータを受信し、パックコントローラに光メッセージデータを送信することと、第２の通信チャネルに沿って下流に、パックコントローラによって送信されるコマンドに対する、光メッセージデータの一部を含む応答を送信することと、重複しておらず、第２の通信チャネルに沿って上流で受信される光メッセージデータを、第２の通信チャネルに沿って下流に転送することと、コマンドが第１の通信チャネルに沿って受信されるのか、それとも第２の通信チャネルに沿って受信されるのかに関わりなくパックコントローラから受信されるコマンドを実行することとを含んでよい。
【０１１８】
方法は、さらに、第２の通信チャネルに沿って上流で受信された光メッセージデータのすべてを、第２の通信チャネルに沿って下流に転送することを含んでよい。
【０１１９】
方法は、さらに、電池モジュールが安全障害を経験しているときだけ、重複しておらず、第１の通信チャネルに沿って上流で受信される光メッセージデータを、第２の通信チャネルに沿って下流に転送することを含んでよい。
【０１２０】
代わりに、方法は、さらに、電池モジュールが安全障害を経験しているかどうかに関わりなく、重複しておらず、第１の通信チャネルに沿って上流で受信される光メッセージデータを、第２の通信チャネルに沿って下流に転送することを含んでよい。
【０１２１】
第１の通信チャネル及び第２の通信チャネルに沿った通信は、電池モジュールが安全障害を経験しているかどうかに関わりなくシンプレックス通信であってよい。
【０１２２】
方法は、さらに、モジュールコントローラがタイムアウト期間の間に光信号を受信しないと同時に、モジュールコントローラを低電力モードに入らせることを含んでよい。
【０１２３】
方法は、さらに、モジュールコントローラで、パックコントローラからの低電力モードに入るコマンドを受け取ることと、モジュールコントローラを低電力モードに入らせることを含んでよい。
【０１２４】
方法は、さらに、モジュールコントローラが、低電力モードの間に光信号を受信すると同時に低電力モードを終了することを含んでよい。
【０１２５】
別の態様によれば、電池管理システムの一部を含む、パックコントローラと第１のモジュールコントローラとの間で通信するための方法が提供される。方法は、上記態様又はその好適な組合せのいずれかのモジュールコントローラと光学的に通信するための方法、及び上記態様又はその組合せのいずれかのパックコントローラと光学的に通信するための方法を含んでよい。
【０１２６】
電池管理システムは、第１のモジュールコントローラの上流で光学的に結合された追加のモジュールコントローラを含んでよい。
【０１２７】
電池管理システムでは、光安全信号がパックコントローラからモジュールコントローラに送信されるとき、光安全信号は、光安全信号をパックコントローラに返すことを可能にするループを含む通信チャネルを使用し、送信されてよい。
【０１２８】
発明の概要は、必ずしもすべての態様の範囲全体を記述していない。他の態様、特徴、及び優位点は、具体的な実施形態の以下の説明を検討すると当業者に明らかになるであろう。
【０１２９】
１つ以上の例の実施形態を示す添付図面では。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１Ａ−１Ｆ】パックコントローラ及びモジュールコントローラを含む電池管理システムの６つの異なる実施形態の概略図である。
【図２】電池管理システムの別の実施形態の概略図である。
【図３Ａ】別の実施形態に従って、電池管理システムを使用し、通信するための方法を示すフローチャートである。
【図３Ｂ−３Ｃ】追加の実施形態に従って、電池管理システムを使用し、それぞれ全二重通信及び半二重通信を使用し、通信するための方法を示すフローチャートである。
【図４】先行技術に従って、高圧インターロックループを実装する電池管理システムの概略図である。
【図５】別の実施形態に従って、光安全障害信号を生成するための安全障害検出回路を含む電池モジュールの概略図である。
【図６】別の実施形態に従って、メッセージデータが、パックコントローラに向かってモジュールコントローラのストリングに沿って伝搬するにつれたメッセージデータのタイミングを示す図である。
【図７Ａ−１０Ｂ】追加の実施形態に従って、図１Ｅ及び図１Ｆに示される電池管理システムの実施形態を通って伝搬するメッセージデータを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０１３１】
電池管理システム（「ＢＭＳ」）は、通常、例えば以下、
（ａ）各電池モジュールの中で、及びパック全体で電池セルのバランスをとることと、
（ｂ）セルのそれぞれの充電状態（「ＳＯＣ」）を監視することと、
（ｃ）ＳＯＣ及び許容充電／放電速度を、電池パックが電力を供給している任意の設備に送信することと、
（ｄ）過充電、過放電、及び安全ではない高温での充電／放電のうちの任意の１つ以上を防ぐために必要に応じて直流（「ＤＣ」）電力バスに電池パックから届けられる電流を遮断することと
等の特定の機能を実行するために電池パックと併せて使用される。
【０１３２】
セルの電圧及び温度を測定するために使用される電圧計及び温度センサ（例えば、サーミスタ）は、通常、物理的に電池セルに接触するので、ＢＭＳの少なくとも一部分は、監視されている電池モジュールのそれぞれの中に位置し、この部分は、本明細書で「モジュールコントローラ」と呼ばれ、電池モジュールのそれぞれは独自のモジュールコントローラを含む。また、ＢＭＳは、モジュールコントローラとは別個であり、例えば、電池モジュール内の電池セルを電力バスに電気的に結合及び減結合するブレーカ又は接触器等の開閉装置を含む「パックコントローラ」を含む。
【０１３３】
パックコントローラとモジュールコントローラとの間の通信は、通常、デジタルであり、従来は電気信号を使用し、実行される。例えばモジュールの電池セルの温度又は電圧を表すデータ等のメッセージデータは、パックコントローラとモジュールコントローラとの間で交換できる。さらに又は代わりに、高圧インターロックループ（「ＨＶＩＬ」）は、パックコントローラ及びモジュールコントローラを通って伸長し、電力コネクタがいつモジュールのうちの任意の１つ以上から取り外されたのかをパックコントローラに信号で伝達することができる。電力コネクタがこのように取り外されるとき、パックコントローラは、安全のために、電池セルを電力バスから切断するように開閉装置に信号で伝達する。
【０１３４】
電気信号を使用することの１つの問題は、電気信号が電磁干渉の影響を受けやすいことであり、これがメッセージデータ、及びパックコントローラとモジュールコントローラとの間のＨＶＩＬ上で送信される信号を変形させる場合がある。この問題に対処するために、本明細書に説明される実施形態のいくつかは、光通信するＢＭＳを対象にする。ＢＭＳを含む、パックコントローラ及びモジュールコントローラは、例えば光ファイバ又はライトパイプを使用することによって互いと光学的に通信し、それらの光通信は電磁干渉を免れる。
【０１３５】
電池管理システムに関係する別の問題は、パックコントローラとモジュールコントローラとの間の限られた数の通信チャネルの帯域幅を増加させる方法であり、帯域幅の増加は、通信がより迅速に発生すること、及び使用されるチャネルがより少ないことの一方又は両方を可能にし、このことが、構成要素のコストを節約し、構成要素の故障の可能性を低減する。本明細書に説明される実施形態のいくつかは、システムの動作状態に応じて異なる種類のデータを送信するために通信チャネルを使用でき、それによって帯域幅増加を可能にするように一種の時分割多重化を使用する。さらに又は代わりに、異なる実施形態（不図示）では、周波数分割多重化及び偏波分割多重化のうちの一方又は両方が使用されてよい。
【０１３６】
ＢＭＳアーキテクチャ
図１Ａ〜図１Ｆを参照すると、パックコントローラ１０２及びモジュールコントローラ１０４を含むＢＭＳ１００の６つの異なる実施形態の概略図が示されている。モジュールコントローラ１０４は、直列で互いに通信で結合され、信号は、モジュールコントローラ１０４のうちのいずれか１つからパックコントローラ１０４に向かって伝搬する。本明細書で使用されるように、任意の２つのモジュールコントローラ１０４の場合、モジュールコントローラ１０４のうちの第１のモジュールコントローラからのデータが、途中でモジュールコントローラ１０４のうちの第２のモジュールコントローラを通ってパックコントローラ１０２に送信される場合、モジュールコントローラ１０４の第１のモジュールコントローラは、モジュールコントローラ１０４の第２のモジュールコントローラから「上流に」位置し、同様にモジュールコントローラ１０４の第２のモジュールコントローラは、モジュールコントローラの第１のモジュールコントローラから「下流に」位置する。モジュールコントローラ１０４の直列接続は、同義で本明細書ではモジュールコントローラ１０４の「ストリング」と呼ばれる。
【０１３７】
パックコントローラ１０２は、パックコントローラプロセッサ１０８、及びプロセッサ１０８に通信で結合され、プロセッサ１０８によって実行可能であるコンピュータプログラムコードを記憶するパックコントローラメモリ（不図示）を含む。プロセッサ１０８による実行時、コンピュータプログラムコードは、プロセッサ１０８に、以下に説明する機能を実行させる。プロセッサ１０８は、パックコントローラ１０２がモジュールコントローラ１０４から受信する信号を処理するために使用される信号処理回路の一例である。異なる実施形態は、異なる種類のパックコントローラ信号処理回路を含んでよく、例えば信号処理回路は、さらに又は代わりに、例えば特定用途向け集積回路等のデジタル電子装置及びアナログ電子装置のうちの少なくとも１つを含んでよい。
【０１３８】
第１の通信チャネル１７２は、モジュールコントローラ１０４及びパックコントローラ１０２を互いに通信で結合する。パックコントローラ１０２は、通信チャネル１７２から光信号を受信するための第１のパックコントローラ光入力１１４を含む。また、パックコントローラ１０２は、光入力１１４に光学的に結合され、受信された光信号を電気信号に変換するように構成される第１のパックコントローラ電気光学受信機１６６も含む。パックコントローラプロセッサ１０８は、電気信号を受信するために及び以後所望されるように該電気信号を処理するために電気光学受信機１６６の出力に通信で結合される。
【０１３９】
異なる実施形態（不図示）では、モジュールコントローラ１０４のうちの任意の１つ以上は他とは異なるように構築されてよいが、示されている実施形態のうちの任意の１つの場合、モジュールコントローラ１０４は同一に構築される。それぞれは、モジュールコントローラプロセッサ１３４及びプロセッサ１３４に通信で結合され、プロセッサ１３４によって実行可能であり、プロセッサ１３４による実行時、プロセッサ１３４に以下に説明する機能を実行させるコンピュータプログラムコードを記憶するモジュールコントローラメモリ（不図示）を含む。また、モジュールコントローラ１０４のそれぞれは、それぞれ通信チャネル１７２から光信号を受信し、通信チャネル１７２に光信号を送信するために使用される第１の上流光入力１７４及び第１の下流光出力１７６も含む。第１のモジュールコントローラ電気光学受信機１５０は、光入力１７４及びモジュールコントローラプロセッサ１３４に通信で結合され、通信チャネル１７２から光信号を受信し、プロセッサ１３４への送信のために光信号を電気信号に変換するように構成される。同様に、第１のモジュールコントローラ電気光学送信機１４８は、光出力１７６及びモジュールコントローラプロセッサ１３４に通信で結合され、プロセッサ１３４によって出力された電気信号を受信し、下流送信のために電気信号を光信号に変換するように構成される。モジュールコントローラプロセッサ１３４及びメモリは、（電気光学受信機１５０を介して信号を受信するとき）モジュールコントローラ信号処理回路、及び（電気光学送信機１４８を介して信号を送信するとき）信号生成回路を含む。異なる実施形態は、異なる種類のモジュールコントローラ信号処理回路、信号生成回路、又は両方を含んでよく、例えば、モジュールコントローラ信号処理回路及び信号生成回路の一方又は両方は、さらに又は代わりに、例えば特定用途向け集積回路等、デジタル電子機器及びアナログ電子機器のうちの少なくとも１つを含む。
【０１４０】
電池モジュール１０４のそれぞれは、電池セル１５６も含み、パックの電池セル１５６は、ＤＣ電力バス１６４を使用し、互いに電気的に結合される。単一電池セル１５６は、図１Ａに示されているが、実際には電池モジュール１０４は、直列又は並列の一方又は両方で接続された複数の電池セル１５６を含む。
【０１４１】
図１Ａでは、モジュールコントローラ１０４のうちの任意の１つ以上がパックコントローラ１０２と通信してよい。例えば、最も上流のモジュールコントローラ１０４がパックコントローラ１０２にメッセージを送信することを希望する場合、そのモジュールコントローラ１０４のためのプロセッサ１３４は、そのモジュールコントローラ１０４のための電気光学送信機４８に電気メッセージを送信し、該電気光学送信機１４８は、すぐ下流のモジュールコントローラ１０４にメッセージを光学的に送信する（図１Ａの真中のモジュールコントローラ１０４）。電気光学受信機１５０は、光メッセージを受信し、光メッセージを電気メッセージに変換し、電気メッセージをそのモジュールコントローラ１０４のためのプロセッサ１３４に送信する。真中のモジュールコントローラ１０４は、次いでメッセージを同様に最も下流のモジュールコントローラ１０４に中継し、該最も下流のモジュールコントローラ１０４は、同様にメッセージをパックコントローラ１０２に中継する。
【０１４２】
図１Ｂは、ＢＭＳ１００の別の実施形態を示す。図１ＡのＢＭＳ１００と同様に、図１ＢのＢＭＳ１００は、パックコントローラ及びモジュールコントローラ１０２、１０４、並びに電気光学送信機１４８及び電気光学受信機１５０、１６６を含む。図１Ｂでは、チャネル１７２は、また、パックコントローラ１０２が、モジュールコントローラ１０４からデータを受信できるようにするためだけではなく、モジュールコントローラ１０４にデータを送信できるようにするために伸長されるが、第１の通信チャネル１７２は、モジュールコントローラ１０４及びパックコントローラ１０２を通信で結合する。パックコントローラ１０２は、相応して、第１のパックコントローラ光出力１１２を介して、電気信号を受信し、光信号を通信チャネル１７２に出力するように構成されたパックコントローラ電気光学送信機１６８を含む。パックコントローラ１０２が出力する光信号は、図１Ａに関して上述されたように残りのモジュールコントローラ１０４を通してメッセージを中継する、最も上流のモジュールコントローラ１０４の光入力１７４で受信される。
【０１４３】
図１Ｂでは、チャネル１７２は、２つの異なる種類の通信信号、つまりモジュールコントローラ１０４のうちの任意の１つ以上からパックコントローラ１０２への安全障害信号、及びパックコントローラ１０２からモジュールコントローラ１０４への安全信号を送信するために使用される。モジュールコントローラ１０４のそれぞれは、モジュールコントローラ１０４が、例えば過電圧、不足電圧、若しくは温度過上昇等、又は以下の図２及び図５に関してさらに詳細に説明されるように、電力コネクタがそのモジュールコントローラ１０４を含む電池モジュールから取り外される等の安全障害を経験しているかどうかを検出する安全障害検出回路１６０を含む。
【０１４４】
安全障害を検出すると同時に、安全障害検出回路１６０は、障害検出信号を生成し、それを安全無効回路１３６に送信する。図１Ｂでは、安全無効回路は、ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチを含むが、以下にさらに詳細に説明されるように、安全無効回路１３６は、代わりに又はさらに、例えば論理ゲート又はマルチプレクサを含んでよい。図１Ｂの安全無効回路１３６が、安全無効回路１３６から障害検出信号を受信しないとき、それはスイッチを閉じ、相応して上流モジュールコントローラ１０６又はパックコントローラ１０２から受信された安全信号を、下流モジュールコントローラ１０４又はパックコントローラ１０２に中継する。対照的に、安全無効回路が障害検出信号を受信するとき、それは、スイッチを開き、安全信号を中継しない。また、安全無効回路１３６及び安全障害検出回路１６０は、モジュールコントローラ信号生成回路及び信号処理回路の例も含む。
【０１４５】
パックコントローラ１０２は、安全ループ信号を生成し、パックコントローラ電気光学送信機１６８の入力に電気的に結合される安全ループ信号生成器１１０を含み、安全ループ信号は、パルスを含んでよく、連続信号又は複合信号（例えば、周期信号）であってよい。また、パックコントローラ１０２は、パックコントローラ電気光学受信機１６６の出力に電気的に結合された安全帰路１５２も含み、相応して、（モジュールコントローラ１０４のいずれも安全障害を検出していないとき）安全信号を受信する、又は（モジュールコントローラ１０４の任意の１つ以上が安全障害を検出しているとき）安全信号を受信しない。安全帰路１５２は、開閉装置１５８に通信で結合され、安全帰路１５２が安全信号を検出するとき電池セル１５６を電力バス１６４に電気的に結合し、安全帰路１５２が安全信号を検出しないとき、電力バス１６４から電池セル１５６を電気的に減結合するように開閉装置１５８に信号で伝達する。安全帰路１５２は、パックコントローラ信号処理回路の一例である。
【０１４６】
図１Ｂの一実施形態では、安全帰路１５２は、ウォッチドッグタイマを含み、安全ループ信号生成器１１０は、ウォッチドッグタイマのタイムアウト期間よりもより頻繁に変わる信号を生成する発振器を含む。したがって、モジュールコントローラ１０４のいずれも安全障害を経験していないとき、ウォッチドッグタイマは、タイムアウト期間の満了前に安全信号を受信し、開閉装置１５８をトリガしない。対照的に、モジュールコントローラ１０４のうちの任意の１つ以上が安全障害を経験している場合、ウォッチドッグタイマは、安全信号を受信せず、トリガし、それによってセル１５６を電力バス１６４から減結合するように開閉装置１５８に信号で伝達する。ウォッチドッグタイマは、例えば、リニアテクノロジー（商標）６９９５シリーズ集積回路を含んでよい。本明細書で使用されるように、ウォッチドッグタイマは、従来行われるようにシステム全体１００のリセットをトリガするために使用されるのではなく、むしろ開閉装置１５８を制御するために使用される。
【０１４７】
１つの異なる実施形態（不図示）では、安全無効回路１３６は、その選択入力が障害検出回路１６０に通信で結合され、電気光学受信機１５０の出力に通信で結合された１つのデータ入力、及び再開信号生成器に通信で結合された別のデータ入力を有するマルチプレクサを含む。障害検出回路１６０が障害を検出しないとき、マルチプレクサは、モジュールコントローラ光入力１７４からモジュールコントローラ光出力１７６に安全信号を中継する。障害検出回路が障害を検出する場合、マルチプレクサは、代わりに再開信号生成器からモジュールコントローラ光出力１７６に再開信号を中継する。安全帰路１５２は、一実施形態で、安全信号がパックコントローラ１０２に戻されたかどうかを検出するように構成され、異なる実施形態では、再開信号がパックコントローラ１０２に送信されたかどうかを検出するように構成される。安全帰路１５２が、再開信号がパックコントローラ１０２に送信されたかどうかを検出するように構成される実施形態では、安全帰路１５２は、再開信号が受信されるまで、セル１５６を電力バス１６４から電気的に減結合されたままにしてよい。
【０１４８】
図１Ｃは、パックコントローラプロセッサ１０８及びモジュールコントローラプロセッサ１３４が図１Ｂの実施形態に統合されるＢＭＳ１００の別の実施形態を示す。より詳細には、パックコントローラプロセッサ１０８は、安全ループ信号生成器１１０の機能を実行し、安全信号の機能も果たすメッセージデータを送信する。例えば、安全帰路１５２がウォッチドッグタイマを含む実施形態では、パックコントローラプロセッサ１０８は、必要な場合、メッセージデータが送信されるべきではないとき「動作なし」信号を送信することによってを含む、ウォッチドッグタイムアウト期間よりもより頻繁に変わるメッセージデータを出力するように構成される。パックコントローラプロセッサ１０８は、モジュールコントローラ１０４によって中継又は送信された任意のメッセージデータを受信するために安全帰路１５２と並列に通信で結合される。
【０１４９】
同様に、図１Ｃのモジュールコントローラ１０４のそれぞれは、モジュールコントローラ電気光学受信機１５０とモジュールコントローラ電気光学送信機１４８との間に通信で直列に結合されたモジュールコントローラプロセッサ１３４を含む。図１Ａでのように、モジュールコントローラプロセッサ１３４は、メッセージを送信するモジュールコントローラ１０４とパックコントローラ１０２との間に直列で位置する任意のモジュールコントローラ１０４によって中継される、モジュールコントローラの状態を示すメッセージデータを下流にパックコントローラ１０２に送信してよい。
【０１５０】
図１Ｄは、安全障害が、第１の通信チャネル１７２がデータを転送するために使用されるのを妨げているため、第１の通信チャネル１７２が通信のために使用できない場合にも通信を可能にする第２の通信チャネル１７７を追加することによって図１ＣのＢＭＳ１００が修正されるＢＭＳ１００の別の実施形態を示す。第２の通信チャネル１７７を介する通信は、図３Ｃに関して後述されるように半二重である場合もあれば、異なる実施形態で全二重である場合もある。図１Ｄでは、パックコントローラ１０２は、パックコントローラプロセッサ１０８に電気的に結合されたパックコントローラ電気光学トランシーバ１７８を含む。パックコントローラ１０２は、さらに、第２のパックコントローラ光入力１８４及び第２のパックコントローラ光出力１８６を含み、それらを介して電気光学トランシーバ１７８が光信号をそれぞれ受信及び送信する。同様に、モジュールコントローラ１０４のそれぞれは、下流電気光学トランシーバ１８２及び上流電気光学トランシーバ１８０を含み、そのそれぞれは、モジュールコントローラプロセッサ１３４に電気的に結合される。モジュールコントローラ１０４のそれぞれは、さらに、モジュールコントローラ１０４が、それらを介して上流電気光学トランシーバ１８０を使用し、それぞれ光信号を受信及び送信する第２の上流光入力１８８及び第２の上流光出力１９０、並びにモジュールコントローラ１０４が、それらを介して下流電気光学受信機１８２を使用し、それぞれ光信号を受信及び送信する第２の下流光入力１９２及び第２の下流光出力１９４を含む。示されている例の実施形態の各電気光学トランシーバは、電気光学送信機及び電気光学受信機を含む。さらに、示されている実施形態では、光ファイバ又はライトパイプの対が、トランシーバへ及びトランシーバから送信される光信号を送信するために使用されるが、異なる実施形態（不図示）では、単一のファイバ又はライトパイプが、波長分割多重化又は時分割多重化が使用される場合にトランシーバを介して信号を送信及び受信するために使用できる。パックコントローラプロセッサ１０８は、第２の通信チャネル１７７に沿って上流に信号を送信することによってモジュールコントローラプロセッサ１３４のすべてにメッセージを送信することができ、モジュールコントローラプロセッサ１３４がメッセージを下流に中継するとき、第２の通信チャネル１７７を介してモジュールコントローラプロセッサ１３４のうちの任意の１つ以上からメッセージを受信できる。
【０１５１】
図１Ｅは、上流電気光学トランシーバ１８０を第２のモジュールコントローラ電気光学受信機１９８で置換することによって、及び下流電気光学トランシーバ１８２を第２のモジュールコントローラ電気光学送信機１９６で置換することによって、図１Ｄの実施形態が修正されるシステム１００の別の実施形態を示す。第２の通信チャネル１７７は、相応して、データを下流に送信するために使用されるシンプレックス（例えば、一方向）チャネルである。図１Ｄの実施形態と同様に、第２の通信チャネル１７７は、モジュールコントローラ１０４のうちの１つの安全障害のために、第１の通信チャネル１７２が、通信に使用できない場合にも通信を可能にする。以下の図８Ａ〜図８Ｄに関してより詳細に説明されるように、第２の通信チャネル１７７も、システム１００が安全障害を経験していないとき通信のために使用され得る。例えば、第２の通信チャネル１７７は、第１の通信チャネル１７２上のデータと同時にデータを送信する場合もあれば、第１の通信チャネル１７２が、システム１００が安全障害を経験していないにも関わらずデータ送信のために使用されていない場合にデータを送信するために使用される場合もある。
【０１５２】
また、図１Ｄの実施形態は、パックコントローラ１０２内の電気光学トランシーバ１７８を、モジュールコントローラ１０４から送信された光学信号を受信し、パックコントローラプロセッサ１０８への送信のために光学信号を電気信号に変換する第２のパックコントローラ電気光学トランシーバ２００で置換することによって、図１Ｅで修正される。図１Ｅでは、トランシーバ１７８、１８０、１８２が受信機２００、１９８、１９６で置換されているが、異なる実施形態（不図示）では、図１Ｄの実施形態は、トランシーバ１７８、１８０、１８２のうちの任意の１つ以上を保持し、それらの１つ以上のトランシーバ１７８、１８０、１８２を含む電気光学受信機を使用するだけで、図１Ｅの実施形態に機能上同等であってよい。
【０１５３】
図１Ｄの実施形態と同様に、図１Ｅの実施形態は、パックコントローラ及びモジュールコントローラ１０２、１０４間で通信するためにライトパイプ及び光ファイバのうちの一方又は両方を使用してよく、データは波長分割多重化される、及び時分割多重化されるの一方又は両方であってよい。パックコントローラプロセッサ１０８は、第２の通信チャネル１７７に沿って上流に信号を送信することによってモジュールコントローラプロセッサ１３４のすべてにメッセージを送信することができ、モジュールコントローラプロセッサ１３４がメッセージを下流に中継するとき、第２の通信チャネル１７７を介してモジュールコントローラプロセッサ１３４のうちの任意の１つ以上からメッセージを受信できる。
【０１５４】
図１Ｆは、第１の通信チャネル及び第２の通信チャネル１７２、１７７の両方ともシンプレックスループを含む、つまりモジュールコントローラ１０４のいずれも安全障害を経験していないとき、パックコントローラ１０２が第１の通信チャネル及び第２の通信チャネル１７２、１７７に沿ってモジュールコントローラ１０４にデータを送信し、第１の通信チャネル及び第２の通信チャネル１７２、１７７に沿ってモジュールコントローラ１０４からデータを受信する、又は第１の通信チャネル及び第２の通信チャネル１７２、１７７に沿ってモジュールコントローラ１０４を通してそれが送信された、システム１００の別の実施形態を示す。図１Ｆの実施形態は、図１Ｆのパックコントローラ１０２が、さらに、第２のパックコントローラ光出力１８６を介して最も上流のモジュールコントローラ１０４のうちの２番目に上流の光入力１８８に光信号を出力する第２のパックコントローラ電気光学送信機２０２を含むのを除き、図１Ｄの実施形態に同一である。
【０１５５】
図２は、パックコントローラ１０２及び４つのモジュールコントローラ１０４ａ〜１０４ｄを含む電池管理システム１００の別の実施形態を示す。第１のモジュールコントローラ及び第２のモジュールコントローラ１０４ａ、ｂ（「モジュールコントローラ１０４の第１のストリング」）は、パックコントローラ１０２と互いに直列で接続される。一方、第３のモジュールコントローラ及び第４のモジュールコントローラ１０４ｃ、ｄ（「モジュールコントローラの第２のストリング」）は、パックコントローラ１０２と互いに直列で、及びモジュールコントローラ１０４の第２のストリングと並列で接続される。パックコントローラ１０２は、パックコントローラメモリ（不図示）に通信で結合されるパックコントローラプロセッサ１０８を含み、パックコントローラメモリは、パックコントローラプロセッサ１０８によって実行可能であり、プロセッサ１０８による実行時、プロセッサ１０８に、以下に説明され、図３Ａ〜図３Ｃに示される機能を実行させるコンピュータプログラムコードを記憶する。
【０１５６】
また、コントローラ１０２は、モジュールコントローラ１０４に送信される安全信号を生成するために使用される安全ループ信号生成器１１０も含む。示されている実施形態での安全信号は、それぞれモジュール１０４の第１のストリング及び第２のストリングと通信する第１の通信チャネル及び第２の通信チャネルに沿ってメッセージデータと時分割多重化されるクロックパルスである。
【０１５７】
以下の説明はモジュールコントローラ１０４の第１のストリングに焦点を当てているが、示されている実施形態では、モジュールコントローラ１０４のそれぞれは同一に構築され、モジュールコントローラの第１のストリングとインタフェースをとるパックコントローラ１０２に関して以下に説明される回路は、モジュールコントローラ１０４の第２のストリングと同様にインタフェースをとるためにパックコントローラ１０２上でミラーリングされる。
【０１５８】
モジュールコントローラ１０４の第１のストリングに関して、パックコントローラプロセッサ１０８も、パックコントローラ汎用非同期受信機／送信機（「ＵＡＲＴ」）１４６、並びに第１のマルチプレクサ及び第２のマルチプレクサ１０６ａ、ｂ（集合的に、「マルチプレクサ１０６」）の形で電気トランシーバと通信する。異なる実施形態（不図示）では、マルチプレクサ１０６の一方又は両方が、異なるハードウェア及びソフトウェアの一方又は両方を使用し、実装されてよいが、示されている実施形態でのマルチプレクサ１０６は、ＮＸＰ半導体（商標）Ｎ．Ｖ．ＮＸ３Ｌ２４６７二極双投式スイッチを含む。パックコントローラプロセッサ１０８は、マルチプレクサ１０６のそれぞれの選択入力を直接的に制御する。図３Ａ〜図３Ｃに関して以下にさらに説明されるように、電池管理システム１００は全二重通信モード（以後単に「全二重モード」）及び半二重通信モード（以後単に「半二重モード」）で動作可能である。全二重モードでの動作中、パックコントローラプロセッサ１０８は、パックコントローラプロセッサ１０８が、第１のパックコントローラ光出力１１２及び第１のパックコントローラ光入力１１４を介してアクセスする、第１の通信チャネル１７２（以後、図２との関連では「安全戻り通信チャネル」と同義で呼ばれる）を介してモジュールコントローラ１０４の第１のストリングにメッセージデータを送信する。また、全二重モードで動作するとき、パックコントローラプロセッサ１０８は、パックコントローラプロセッサ１０８が、第２のパックコントローラ光入力１８４及び第２のパックコントローラ光出力１８６を介してアクセスする、第２の通信チャネル１７７（以後、「専用メッセージデータ通信チャネル」と図２との関連で同義に呼ばれる）を介してモジュールコントローラ１０４の第１のストリングからメッセージデータを受信する。半二重モードで動作中、パックコントローラプロセッサ１０８は、第２のパックコントローラ光出力１８６、１８４を使用し、専用メッセージデータ通信チャネルだけを介して、モジュールコントローラ１０４の第１のストリングにメッセージデータを送信する、及びモジュールコントローラ１０４の第１のストリングからデータを受信する。また、半二重モードで動作中、パックコントローラプロセッサ１０８は、安全戻り通信チャネルに沿って安全信号を出力する。また、パックコントローラ１０２は、パックコントローラ１０２が第１のパックコントローラ光入力１１４を介して第１のモジュールストリング１０４から受信する入力信号を評価するウォッチドッグタイマ１２０の形の安全帰路も含む。全二重モードのとき、ウォッチドッグタイマ１２０は、安全障害がモジュール１０４の第１のストリングを含むモジュール１０４のうちのいずれか１つで発生したかどうかを判断するために、その入力信号を監視し、発生した場合、パックコントローラ１０２は、モジュール１０４の第１のストリングを含む電池モジュールを、モジュールの第１のストリングを含む電池セルが、開閉装置１５８（図２では不図示）を開くことによって電気的に結合される直流（「ＤＣ」）電力バスから切断する。半二重モードであるとき、ウォッチドッグタイマ１２０は、その入力信号を監視し、安全障害が矯正されたことを示す再開信号を待機する。それに応えて、パックコントローラ１０２は、開閉装置１５８を閉じることによって電池モジュールをＤＣ電力バスに再接続する。示されている例の実施形態では、開閉装置１５８は、電池モジュール１０４のうちの任意の１つ以上が安全障害を経験しているときはつねに開いているが、モジュール１０４のどれも（例えば、ユーザ要求に応えて）安全障害を経験していないときにも開いていてよい。
【０１５９】
示されている実施形態では、パックコントローラ１０２は、モジュール１０４の第１のストリングと光学的に通信する。第１のパックコントローラ光出力１１２を介して光安全信号をモジュール１０４の第１のストリングに送信するために、パックコントローラ１０２は、発光ダイオード（「ＬＥＤ」）に電気的に結合されるスイッチの形の電気光学送信機を含む。スイッチは、本実施形態では、パックコントローラプロセッサ１０８によって作動されるＭＯＳＦＥＴを含む。スイッチがオンであるとき、電流はＬＥＤを通って流れ、信号が送信される。逆に、スイッチがオフであるとき、電流はＬＥＤを通って流れず、信号は送信されない。パックコントローラプロセッサ１０８が、第２のパックコントローラ光出力１８６を介して送信する光信号は、同様に生成される。パックコントローラ１０２が、第２のパックコントローラ光入力１８４及び第１のパックコントローラ光入力１１４を介してモジュール１０４の第１のストリングから受信する光データは、例えばＭａｘｉｍ（商標）Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．のＭＡＸ３１２０  ＩｒＤＡトランシーバ等の電気光学トランシーバを使用し、電気信号に変換される。異なる実施形態（不図示）では、スタンドアロン受信機が、トランシーバの代替策として使用されてよく、同様に、トランシーバは、上述されたＭＯＳＦＥＴ制御ＬＥＤの代わりに使用されてよい。本明細書に示されている実施形態は光学通信を対象としているが、異なる実施形態では、パックコントローラ１０２とモジュールコントローラ１０４との間の通信は電気的であってよい。
【０１６０】
示されている実施形態のモジュールコントローラ１０４のそれぞれは、そのモジュールコントローラ１０４のための電池モジュールが安全障害を経験したことを示す障害検出信号を生成する（図２には示されないが、図５に示される）安全障害検出回路１６０と、安全無効回路１３６と、モジュールコントローラプロセッサ１３４と、モジュールコントローラプロセッサ１３４によって実行可能であるプログラムコードを記憶し、プロセッサ１３４による実行時に、プロセッサ１３４に以下に説明される機能を実行させるモジュールコントローラメモリ（不図示）と、それぞれがモジュールコントローラプロセッサ１３４と通信で結合される第１から第３のモジュールコントローラＵＡＲＴ１３８、１４０、１４２とを含む。また、モジュールコントローラ１０４は、３つの入力及び３つの出力も含み、安全戻り通信チャネルに沿って送信されるデータは、それぞれ第１の上流光入力１７４及び第１の下流光出力１７６を介してモジュールコントローラ１０４によって受信及び送信され、専用のメッセージデータ通信チャネルに沿ってモジュールコントローラ１０４によってパックコントローラ１０２に送信され、パックコントローラ１０２から受信されるメッセージデータは、それぞれ第１の下流光出力１９４及び入力１９２を使用し、送信され、専用のメッセージデータ通信チャネルに沿って、モジュールコントローラ１０４の第１のストリングに関して、例えば第２のモジュールコントローラ１０４ｂ等の上流モジュールコントローラ１０４に送信され、上流モジュールコントローラ１０４から受信されるメッセージデータは、それぞれ第２の上流光出力１９０及び入力１８８を使用し、送信される。パックコントローラ１０２と同様に、モジュールコントローラ１０４のうちのいずれか１つによってパックコントローラ１０２に又は他のモジュールコントローラ１０４に送信されるデータは、パックコントローラ１０２について上述されたように、電気光学送信機、電気光学受信機、又は電気光学トランシーバを使用し、実行される電気信号と光信号との間の変換により、光学的に送信される。
【０１６１】
示されている実施形態では、安全無効回路１３６は、３つの入力を有するＡＮＤゲートを含む。１つの入力は、安全障害検出回路１６０の出力に接続され、それが生成する任意の障害検出信号を受信し、第２の入力は、モジュールコントローラプロセッサ１３４の出力に接続され、第３の入力は、第１のモジュールコントローラＵＡＲＴ１３８の受信チャネルと並列で第１の上流光入力１７４に接続される。以下にさらに詳細に説明されるように、モジュールコントローラプロセッサ１３４の出力及び障害検出信号がともに高である場合、安全無効回路１３６は、パックコントローラ１０２に最終的に戻るために第１の上流光入力１７４で受信された信号を第１の下流光出力１７６に中継するだけである。モジュールコントローラ１０４が安全障害を経験しているか、又はそれ以外の場合モジュールコントローラプロセッサ１３４が通信を中断することを所望するかのどちらかの場合、どちらも、ＡＮＤゲートの出力を低に駆動し、それによってパックコントローラ１０２での第１のパックコントローラ光入力１１４を低に駆動することによってパックコントローラ１０２に安全障害信号を送信できる。異なる実施形態（不図示）では、「低」光信号はゼロではない光レベルであってよいが、示されている実施形態では、「低」光入力は、遮断されている光信号によって表される。示されている実施形態では、安全障害信号が存在するとき、システム１００は、半二重モードで動作し、安全障害信号が存在していないとき、システム１００は、全二重モードで動作する。異なる実施形態（不図示）では、システム１００は、安全障害信号が存在していなくても半二重モードで動作してよい。さらに、異なる実施形態（不図示）では、モジュールコントローラプロセッサ１３４は、プロセッサ１３４のソフトウェアエラーにより開閉装置１５６が不必要に開くのを防ぐために、安全無効回路１３６に出力信号を送信しない場合がある。モジュールコントローラプロセッサ１３４は、代わりに、例えば、別個の光接続又は電気接続を介してパックコントローラ１０２に出力信号を送信してよい。
【０１６２】
第２のモジュールコントローラＵＡＲＴ１４０は、第２の上流光入力１８８を介して上流モジュールコントローラ１０４ｂからメッセージデータを受信し、該メッセージデータモジュールコントローラプロセッサ１３４に送信される。モジュールコントローラプロセッサ１３４は、第３のモジュールコントローラＵＡＲＴ１４２を介してパックコントローラ１０２に向かって下流に、第２の下流光出力１９４を使用し、出力されるメッセージデータを送信する。パックコントローラ１０２は、第２のパックコントローラ光入力１８４及びパックコントローラＵＡＲＴ１４６を介して専用のメッセージデータ通信チャネルに沿ってモジュールコントローラ１０４によって送信されるメッセージデータを受信する。
【０１６３】
システム１００が半二重モードで動作するとき、パックコントローラ１０２は、安全戻り通信チャネルを使用し、いずれのメッセージデータも送信しない。代わりに、パックコントローラ１０２は、モジュール１０４の第１のストリングにメッセージデータを送信するためにパックコントローラＵＡＲＴ１４６を使用し、モジュール１０４のそれぞれは、第２の下流光入力１９２を介してそのメッセージデータを受信し、それを第２の上流光出力１９０に中継し、そのデータを第３のモジュールコントローラＵＡＲＴ１４２を介してモジュールコントローラプロセッサ１３４に中継する。
【０１６４】
パックコントローラ１０２がモジュールコントローラ１０４にブロードキャストしてよいメッセージデータの例は、「コマンド」及び「応答」を含む。コマンドは、モジュールコントローラ１０４が入手できる特定の情報に対するパックコントローラ１０２による要求を含んでよく、応答は、モジュールコントローラ１０４がコマンドに応えてパックコントローラ１０２に提供するデータを含んでよい。
【０１６５】
要求の例は、上述されたように、電池パラメータに対する要求、例えば（以下にさらに詳細に説明される）電力モードおよびLEDインディケータ等のモジュールパラメータ又は設定値を変更する要求、電池パックに対する現在のデータ（例えば、負荷により引き出されている瞬間電流）、セル電圧バランスターゲット、及びモジュールコントローラ１０４の対話診断端末の使用を可能にするための命令を含む。より一般的には、コマンドは、１つ以上のモジュールコントローラ１０４からのデータに対する任意の要求、モジュールコントローラ１０４のうちの１つ以上が特定のデータを使用する命令、モジュールコントローラ１０４のうちの１つ以上を構成又はプログラムする命令、及び図９Ｂに関してデータに対するルーティング命令を含んでよい。メッセージデータは、さらに又は代わりにパケット化されてよい。
【０１６６】
モジュールコントローラ１０４のうちの任意の１つ以上がパックコントローラ１０２に送信してよい応答の例は、ネットワーク管理コマンドに対する応答、上述されたパラメータ又は設定データ及び電圧及び温度データ等のパックコントローラ１０２からのデータ要求に対する応答、パックコントローラ１０２からのアラーム要求に対する応答、並びにモジュールコントローラ１０４の対話診断端末の使用を可能にするパックコントローラ１０２からの命令に対する応答を含む。
【０１６７】
図１Ｂ〜図１Ｄ及び図２の第１の通信チャネル１７２は、第１の通信チャネル１７２を使用し、パックコントローラ１０２によって送信される信号が、モジュールコントローラ１０４のいずれも安全障害を検出しない場合、パックコントローラ１０２に戻すことができるという点でループである。しかしながら、異なる実施形態（不図示）では、第１の通信チャネル１７２は、ループである必要はない。例えば、第１の通信チャネル１７２は、異なる実施形態では、それが、パックコントローラ１０２によって送信される信号を同じチャネル上でそれに戻すことを可能にしないという点で専用のメッセージデータに類似する場合がある。
【０１６８】
ここで図４に戻ると、先行技術に係る高圧インターロックループ（「ＨＶＩＬ」）を実装する電池管理システムＡの概略図が示される。電池管理システムＡは、そのそれぞれが、直列で互いに電気的に結合された複数のセルＬを含む３つの電池モジュールＢを含む。モジュールのそれぞれのセルＬは、電力コネクタＣを介してＤＣ電力バスＩに電気的に結合される。接触器電源Ｊは、接触器Ｇを開閉するリレーＫを制御し、接触器Ｇは、（接触器Ｇが閉じているとき）電力バスＩを電池パック電力端子Ｍに電気的に結合し、（接触器Ｇが開いているときに）電力バスＩを電池パック電力端子Ｍに減結合する。
【０１６９】
接触器電源Ｊに電気的に結合されるＨＶＩＬループＦは、電池モジュールＢのそれぞれを通して伸長し、ＨＶＩＬコネクタＥは、モジュールＢのそれぞれに含まれるＨＶＩＬループＦとＨＶＩＬループＦの残りとの間のインタフェースである。モジュールＢのそれぞれは、セルＬを電力バスＩに接続することに加え、電力コネクタＣがモジュールＢの残りに接続されるときにＨＶＩＬループＦを電気的に閉じるＨＶＩＬジャンパＤを含む電力コネクタＣを含む。電力コネクタＣがモジュールＢの残りに接続されていないとき、そのモジュールのセルＬは、電力バスＩに接続されておらず、ＨＶＩＬループＦは壊れている。ＨＶＩＬループFが壊れると、接触器電源ＪはリレーＫをトリガし、それによってモジュールＢを電力バスＩから切断する。
【０１７０】
図４のシステムＡは、実際には完全に電気的であり、電磁干渉がエラーを引き起こす可能性を高める。対照的に、図５は、障害検出信号、及びＨＶＩＬループの代わりに使用される光安全障害信号を生成するための安全障害検出回路１６０を含む電池モジュール５００の概略図を示す。図２に説明される実施形態に関して、光安全障害信号は、システム１００が半二重モードであるとき、パックコントローラ１０２に向かって安全戻り通信チャネルに沿って送信される。
【０１７１】
電池モジュール５００は、互いに直列で電気的に結合され、電池接点５２０の対を介して電力バス（図５では不図示）に電力コネクタ５０２を介して接続可能である複数の電池セル１５６ａ、ｂ、ｃ．．．ｎ（集合的に、「電池セル１５６」）を含む。また、モジュール５００は、電力コネクタ５０２及びセル１５６とインタフェースをとる安全障害検出回路１６０も含む。回路１６０は、インターロック信号線５２５に、及び図５ではＯＲ論理ゲートと機能上同等である論理ゲート回路５０７に電気的に結合される第１のインターロック接点５２４を含む。また、回路１６０は、電力コネクタ５０２が電池モジュール５００に接続されるときに第１のインターロック接点５２４が電気的に短絡するにすぎない第２のインターロック接点５２２も含む。図５では、インターロック信号線５２５は、電力コネクタ５０２がモジュール５００に接続されていないときプルダウン抵抗器５０６を介してアース端子にプルダウンされ、電力コネクタ５０２がモジュール５００に接続されるときＶｃｃに短絡する。インターロック信号線５２５に沿って位置するコンパレータ５１８ｐは、この場合、デジタル高出力である障害検出信号を生成し、インターロック信号線５２５がＶｃｃに短絡するとき論理ゲート回路５０７に送信し、それ以外の場合は論理ゲート回路５０７に障害検出信号を送信しない。
【０１７２】
インターロック信号線５２５と並行して、電池モジュール５００は、電圧計５１４ａ、ｂ、ｃ．．．ｎを含み、そのそれぞれは、セル１５６ａ、ｂ、ｃ．．．ｎのうちの１つ全体で電気的に結合される。電圧計５１４ａ、ｂ、ｃ．．．ｎのそれぞれは、それに沿ってコンパレータ５１８ａ、ｂ、ｃ．．．ｎが位置する信号線を介して論理ゲート回路５０７に電気的に結合される。インターロック信号線５２５と同様に、コンパレータ５１８ａ、ｂ、ｃ．．．ｎのうちのいずれか１つは、障害検出信号を生成し、電圧計５１８ａ、ｂ、ｃ．．．ｎが、セル１５６ａ、ｂ、ｃ．．．ｎのうちの１つが過電圧状態又は不足電圧状態にあると測定するとき、論理ゲート回路５０７に障害検出信号を送信し、それ以外の場合、障害検出信号を送信しない。また、電池モジュール５００は、それに沿って別のコンパレータ５１８ｏが位置する信号線を介して論理ゲート回路５０７に電気的に結合される温度センサ５１６も含み、コンパレータ５１８ｏは、温度センサが温度過上昇状態を測定するとき障害検出信号を論理ゲート回路５０７に出力し、それ以外の場合は障害検出信号を送信しない。コンパレータ５１８ａ、ｂ、ｃ．．．ｏのそれぞれは、例えば、演算増幅器を使用し実装されてよい。
【０１７３】
図５の電池モジュール５００は、電力コネクタ５０２が接続されていないこと、過電圧状態、不足電圧状態、及び温度過上昇状態のうちの任意の１つ以上に応えて安全障害信号を生成するが、異なる実施形態（不図示）では、安全障害信号は、これらの基準のうちの任意の１つ以上が満たされる場合にだけ生成されてよい。さらに又は代わりに、異なる実施形態（不図示）では、電池モジュール５００は、モジュール５００のうちの任意の１つ以上が他のモジュールコントローラ１０４又はパックコントローラ１０２のいずれかとの通信を失うこと、及びモジュールプロセッサ１３４の故障のうちの任意の１つ以上に応えて安全障害信号を生成してよい。
【０１７４】
少なくとも１つの障害検出信号を受信後、論理ゲート回路５０７は安全障害信号を出力し、これが、同様にスイッチ５１０を介して電気光学送信機（図５では不図示であるが、例えばモジュールコントローラ電気光学送信機１４８等）を作動させる。電気光学トランシーバは、例えば光ファイバ等の光導管５１２に沿って光信号を出力する。図２との関連で、光導管５１２は、安全障害がそのモジュール１０４で発生したときに、安全戻り通信チャネルに沿ってモジュール１０４のいずれか１つからパックコントローラ１０２に向かって下流に光伝送媒体を含む。
【０１７５】
ＢＭＳの動作
図３Ａは、別に実施形態に従って、図２の電池管理システム１００を使用し、通信するための方法３００を示す。パックコントローラプロセッサ１０８及びモジュールコントローラプロセッサ１３４を使用し、実装される方法３００の部分は、コンピュータプログラムコードとして符号化され、必要に応じてパックコントローラメモリ（不図示）及びモジュールコントローラメモリ（不図示）に記憶されてよい。
【０１７６】
方法３００は、ブロック３０２で開始し、パックコントローラ１０２が、安全障害が発生したかどうかを判断するブロック３０４に進む。特定の実施形態では、パックコントローラプロセッサ１０８は、ソフトウェアエラーが障害の検出又は障害の検出に応えて講じられた是正措置を阻み得る可能性を排除するために、安全障害が発生したかどうかを判断する上でなんの役割も果たさない。代わりに、安全障害の検出は、完全にハードウェアで処理される。示されている実施形態では、ウォッチドッグタイマ１２０の形をとる安全帰路１５２は、パックコントローラ１０２が第１のパックコントローラ光入力１１４で受信する信号になんらかの変化があるかどうかを監視する。以下にさらに詳細に説明されるように、障害がすでに検出され、システム１００が結果的に半二重もモードで動作しているとき、パックコントローラ１０２は、安全ループ信号生成器１１０によって生成された安全信号を安全戻り通信チャネルに沿って送信する。モジュールコントローラ１０４のいずれも安全障害を経験していない場合、安全信号は、モジュールコントローラ１０４のストリングを通して、信号の変化を検出し、安全障害が終わったと判断するウォッチドッグタイマ１２０に中継される。対照的に、及び以下にさらに詳細に説明されるように、システム１００が全二重モードにあるとき、パックコントローラプロセッサ１０８は、ウォッチドッグタイマ１２０が、障害状態が存在すると判断するのを少なくとも防ぐために、他のメッセージデータが入手できない又は送信されることを所望されない場合、「動作なし」メッセージを送信することによってを含め、ウォッチドッグタイマ１２０のタイムアウト期間よりもより頻繁にモジュール１０４にメッセージデータを送信するように構成される。
【０１７７】
ウォッチドッグタイマ１２０が、安全戻り通信チャネルに沿って受信された信号内でそのタイムアウト期間の満了の前に変動を検出すると仮定すると、パックコントローラ１０２は、システム１００には障害状態がないと結論付け、それが全二重モードで動作するブロック３０６に移動する。図３Ｂは、全二重モードでメッセージデータを送信するために電池管理システム１００によって実行される例の方法３１４を示す。
【０１７８】
図３Ｂでは、ブロック３１６で、パックコントローラプロセッサ１０８は、安全戻り通信チャネルを使用し、モジュールコントローラ１０４にメッセージデータを送信し、この送信されたメッセージデータが、例えばモジュールコントローラに低電力モードに入る、低電力モードを終了する、又は例えばセル温度若しくは電圧等の電池モジュール状態を表すデータを送信するように命令してよい、あるいは図７Ａ〜図１０Ｂについて以下に説明される任意のコマンドを命令してよい。示されている実施形態では、モジュールコントローラ１０８は低電力モードを終了すると、それらは通常電力モードに入る。しかしながら、異なる実施形態（不図示）では、モジュールコントローラ１０４のうちの任意の１つ以上が、低電力モードを終了すると同時に異なるモードに入ってよい。パックコントローラプロセッサ１０８は、第１のマルチプレクサ１０６ａが第２のマルチプレクサ１０６ｂによって送信されるデータを出力するように、第１のマルチプレクサ１０６ａの選択入力を調整することによって、及び第２のマルチプレクサ１０６ｂがパックコントローラＵＡＲＴ１４６によって送信されるデータを出力するように第２のマルチプレクサ１０６ｂの選択入力を調整することによってこれを行う。このメッセージデータは、第２のモジュールコントローラ１０４ｂに光学的に送信される。ブロック３１８で、モジュールコントローラ１０４ｂは、光信号を受信し、光信号を電気信号に変換して戻し、ＡＮＤゲートの形をとる安全無効回路１３６の入力に受信されたメッセージデータを送信し、第１のモジュールコントローラＵＡＲＴ１３８に受信されたメッセージデータを送信する。全二重モードで安全障害がないとき、ブロック３２０で、第２のモジュールコントローラ１０４ｂは、ＡＮＤゲートを介して、それがそのまま安全戻り通信チャネルを介してパックコントローラ１０２から受信するメッセージデータを、安全戻り通信チャネルを使用し、第１のモジュールコントローラ１０４ａに中継する。ブロック３２２で、第２のモジュールコントローラ１０４ｂ上のモジュールコントローラプロセッサ１３４は、同じメッセージデータ又は異なるメッセージデータを送信し、このメッセージデータを第３のモジュールコントローラＵＡＲＴ１４２を介して第１のモジュールコントローラ１０４ａに送信する。例えば、第２のモジュールコントローラ１０４ｂから第１のモジュールコントローラ１０４ａに送信されるメッセージデータは、パックコントローラ１０２からの要求に対する応答を含んでよい。例えば、パックコントローラ１０２が、モジュールコントローラ１０４が温度情報を提供することを要求する場合、モジュールコントローラ１０４ａは、パックコントローラ１０２が最終的に、モジュールコントローラ１０４のストリングを含むすべてのモジュールコントローラ１０４からの温度を受信するように、専用メッセージデータ通信チャネルを介して次のモジュールコントローラ１０４ａにその温度情報を送信してよい。
【０１７９】
ブロック３２４で、安全戻り通信チャネルと専用メッセージデータ通信チャネルの両方に沿って送信されるデータが、ブロック３２６でパックコントローラ１０２に伝搬して戻るまで、ブロック３１８〜３２２は、ストリング内の次の下流モジュールコントローラ１０４ａによって繰り返される。
【０１８０】
ブロック３２６の次に、方法３００は、パックコントローラ１０２が、ウォッチドッグタイマ１２０が期限切れになったかどうかを評価することによって、パックコントローラ１０２がモジュールコントローラ１０４のいずれかで安全障害を検出するかどうかを判断する図３Ａに示されるブロック３０８に続行する。検出しない場合、方法３００はブロック３０６に戻り、再び全二重モードでデータを送信する。しかしながら、障害が検出される場合、方法３００は、データが半二重モードで送信されるブロック３１０に進む。
【０１８１】
図３Ｃは、半二重モードでメッセージデータを送信するために電池管理システム１００によって実行される例の方法３２７を示す。ブロック３２８で、パックコントローラプロセッサ１０８は、安全信号をパックコントローラ１０２からモジュール１０４のストリングに出力する。安全ループ信号生成器１１０は、パックコントローラプロセッサ１０８とは関係なく安全信号を生成し、パックコントローラプロセッサ１０８は、パックコントローラＵＡＲＴ１４６からのメッセージデータとは対照的に、安全信号が安全戻り通信チャネルに沿ってモジュール１０４のストリングに光学的に送信されるように、第１のマルチプレクサ１０６ａの選択入力を作動させる。ブック３３０で、第２のモジュールコントローラ１０４ｂは、安全信号を受信し、それを電気信号に変換する。ブロック３３２で、安全信号は、第２のモジュールコントローラ１０４ｂが安全障害を経験していないと仮定して、安全無効回路１３６を介して第１のモジュールコントローラ１０４ａに中継される。第２のモジュールコントローラ１０４ｂが安全障害を経験している場合、安全信号は、第２のモジュールコントローラ１０４ｂで終了する。
【０１８２】
安全信号は安全戻り通信チャネルに沿って送信されているが、ブロック３３４で、パックコントローラプロセッサ１０８は、専用メッセージデータ通信チャネルを使用し、モジュール１０４のストリングと半二重通信に関与する。パックコントローラプロセッサ１０８は、メッセージデータがメッセージデータ入力１３２の下流で各モジュールコントローラ１０４を介してモジュールコントローラに送信されるように、パックコントローラＵＡＲＴ１４６の選択入力を制御する。モジュールコントローラ１０４のそれぞれが受信する各メッセージデータは、第３のモジュールコントローラＵＡＲＴ１４２によって受信され、第２の上流光出力１９０を介して任意の上流モジュールコントローラ１０４にも渡される。同様に、モジュールコントローラ１０４からパックコントローラ１０２への通信も、反対方向で専用メッセージデータ通信チャネルを使用し、行われる。つまり、送信は上流モジュールコントローラ１０４ｂの第３のモジュールコントローラＵＡＲＴ１４２で始まり、下流モジュールコントローラ１０４ａに光学的に送信され、そこでそれは電気信号に変換され、下流モジュールコントローラ１０４ａの第２のモジュールコントローラＵＡＲＴ１４０によって受信される。全二重モードにおいてのように、下流モジュールコントローラ１０４ａによって送信されるメッセージデータは、それが受信するものとは異なる場合がある。メッセージデータは、最終的にパックコントローラ１０２に伝搬し、より詳細には、パックコントローラＵＡＲＴ１４６によって受信される。示されている実施形態では、ＵＡＲＴ１４０、１４２、１４６は、シリアル通信だけを可能にし、したがって専用メッセージデータ通信チャネルは、パックコントローラ１０２又はモジュールコントローラ１０４にデータを送信するためにどんなときでも使用されるが、両方に送信しない。しかしながら、異なる実施形態では、専用メッセージデータは、パラレル伝送及び全二重伝送ができる通信回路を使用し、構築されてよい。
【０１８３】
ブロック３３４の後、方法３００は図３Ａのブロック３１２に進み、安全信号がパックコントローラ１０２によって検出されたかどうかを判断する。ウォッチドッグタイマ１２０がタイムアウトしている場合、モジュールコントローラ１０４のストリング内のモジュールコントローラ１０４のうちの少なくとも１つは依然として安全障害を経験しており、方法は、相応してブロック３１０に戻り、半二重モードに留まる。代わりに、ウォッチドッグタイマ１２０が安全信号を検出する場合、モジュールコントローラ１０４のいずれも安全障害を経験しておらず、方法３００は、送信が、より高い帯域幅全二重モードを使用し、送信を行うことができるブロック３０６に進む。
【０１８４】
図３Ｂ及び図３Ｃは、半二重モード又は全二重モードで動作するシステム１００を説明するが、異なる実施形態（不図示）では、一方又は両方の通信チャネルが一方向に（つまりシンプレックスモードで）データを送信するために使用されてよい。
【０１８５】
一実施形態では、モジュールコントローラプロセッサ１３４のそれぞれは、低電力モード、及びプロセッサ１３４が、低電力モードにあるときよりもより多くの電力を使用し、より多くの機能を有する通常電力モードで操作可能である。例えば、プロセッサ１３４は、電池パックが電気的に結合される負荷が電流を引き出していないときに低電力モードで動作し、それによってセル電圧及びモジュール温度等の電池パラメータの頻繁なサンプリングを不必要にしてよい。プロセッサ１３４が通常電力モードにあり、負荷が電力を引き出しており、その場合プロセッサ１３４がそれぞれ、第１の頻度よりも大きい第２の頻度で電池パラメータをサンプリングするときと対照的に、この例では、プロセッサ１３４のそれぞれは、低電力モードであるとき、電池パラメータを第１の頻度でサンプリングする。
【０１８６】
１つの例の実施形態では、パックコントローラプロセッサ１０８は、開閉装置１５８の状態を判断することによって負荷が電流を引き出しているかどうかを判断する。開閉装置１５８が、電池モジュール１０４のうちの少なくとも１つが障害状態にあること以外の他の理由で負荷からセル１５６を電気的に減結合している場合、パックコントローラ１０８は、モジュールコントローラプロセッサ１３４が低電力モードに入るように指示するメッセージデータをモジュールコントローラプロセッサ１３４に送信する。開閉装置１５８は、例えばシステム１００のユーザが手動で開閉装置動作を無効にする場合、障害状態がなくても開いている場合がある。開閉装置１５８がセル１５６を負荷に電気的に結合すると、パックコントローラプロセッサ１０８は、モジュールコントローラプロセッサ１３４が通常電力モードに入るように指示するメッセージデータをモジュールコントローラプロセッサ１３４に送信する。
【０１８７】
一実施形態では、システム１００の初期化中、パックコントローラプロセッサ１０８は、半二重モードで専用メッセージデータ通信チャネルを介してメッセージデータを送信し、モジュールコントローラ１０４に、低電力モードから通常電力モードに遷移するように指示する。また、パックコントローラプロセッサ１０８は、専用メッセージデータ通信チャネルを介して半二重モードで通信することでモジュールコントローラ１０４のそれぞれにネットワークアドレスを割り当てることによってモジュールコントローラ１０４を初期化する。モジュールコントローラ１０４のすべてがアドレスを割り当てられ、モジュールコントローラプロセッサ１３４のすべてが通常電力モードにあると、パックコントローラプロセッサ１０８は、全二重モードで通信を開始し、安全戻り通信チャネルを使用し、メッセージデータを送信する。システム１００を停止するために、パックコントローラプロセッサ１０８は、安全戻り通信チャネル又は専用メッセージデータ通信チャネルのどちらかを使用し、メッセージを送信し、モジュールコントローラプロセッサ１０８に低電力モードに入るように命令する。
【０１８８】
別の実施形態（不図示）では、モジュールコントローラ１０４のうちの任意の１つ以上が、パックコントローラ１０２にそうするように明示的に命令されることなく低電力モードに入ってよい。例えば、モジュールコントローラ１０４のうちの任意の１つ以上は、それらが、第１のタイムアウト期間中第１の通信チャネル１７２に沿って、第２のタイムアウト期間中第２の通信チャネル１７７に沿って、又は両方で送信を受信していない場合低電力モードに入ってよい。第１のタイムアウト期間及び第２のタイムアウト期間は同一である場合もあれば、異なる場合もある。これらの実施形態では、モジュールコントローラ１０４は、第１の及び第２の通信チャネル１７２、１７７の一方又は両方に沿って送信を受信すると同時に低電力モードを終了する。
【０１８９】
図６は、メッセージデータがモジュールコントローラ１０４のストリングに沿ってパックコントローラ１０２に向かって伝搬するときのメッセージデータのタイミングを示す。図６は、パックコントローラ１０２がデータに対する要求をストリング上のモジュールコントローラ１０４のすべてにブロードキャストし、モジュールコントローラ１０４がその後応答し、データを下流にパックコントローラ１０２に伝搬する交換を示す。
【０１９０】
図６では、パックコントローラ１０２は、図６でそれぞれモジュール１、モジュール２、及びモジュール３と名付けられた第１のモジュールコントローラから第３のモジュールコントローラを含むモジュールコントローラ１０４のストリングに通信で結合され、モジュール１は、最も下流のモジュールコントローラ１０４ａであり、モジュール３は、最も上流のモジュールコントローラ１０４ｃであり、モジュール２は、モジュール１とモジュール３との間に位置するモジュールコントローラ１０４ｂである。図６は、システム１００が半二重で動作しているのか、それとも全二重で動作しているのかに関わりなく、システム１００に適合する。
【０１９１】
時間ｔ０で、パックコントローラ１０２は、データ要求メッセージをモジュールコントローラ１０４のすべてにブロードキャストする。データ要求は、モジュールコントローラ１０４のそれぞれが、例えば温度又はセル電圧データを提供するためであってよい。
【０１９２】
時間ｔ１で、データ要求メッセージ受信後、モジュールコントローラ１０４のそれぞれは応答データを生成する。モジュール３はＭ３データを生成し、モジュール２はＭ２データを生成し、モジュール１はＭ１データを生成する。モジュールコントローラ１０４のそれぞれは、それが生成するデータを下流にパックコントローラ１０２又はそのすぐ下流のモジュールコントローラに送信する。
【０１９３】
時間ｔ２で、バックコントローラ１０２はＭ１データを受信し、モジュール１はＭ２データを受信し、パックコントローラ１０２に中継し、モジュール２はＭ３データを受信し、モジュール１に中継する。
【０１９４】
時間ｔ３で、パックコントローラ１０２はＭ２データを受信し、モジュール１はＭ３データを受信し、モジュール１に中継する。
【０１９５】
時間ｔ４で、パックコントローラ１０２はモジュール１からＭ３データを受信する。
【０１９６】
上流モジュールコントローラ１０４によって送信されるデータは、パックコントローラ１０２に達するまで、その上流モジュールコントローラ１０４とパックコントローラ１０２との間に介在する任意のモジュールコントローラ１０４を通って相応して伝搬する。
【０１９７】
ここで図７Ａ〜図１０Ｂを参照すると、図１Ｅ及び図１Ｆに示される電池管理システム１００の実施形態を通って伝搬するメッセージデータを示す図が示されている。図７Ａ〜図１０Ｂのそれぞれで、第１の及び第２の通信チャネル１７２、１７７は、第３のモジュールコントローラ１０４ｃからパックコントローラ１０２に下流へそれぞれシンプレックス通信のために使用され、第１の通信チャネル１７２は、パックコントローラ１０２から第３のモジュールコントローラ１０４ｃに安全信号を送信するために、及びシステム１００が安全障害を経験していない場合には、安全信号をパックコントローラ１０２に中継して戻すために使用される。モジュールコントローラ１０４内の安全無効回路１３６は、第１の通信チャネル１７２、モジュールコントローラプロセッサ１３４、及び安全障害検出回路１６０に接続された入力を有するＡＮＤゲートを含んでよい。異なる実施形態（不図示）では、モジュールコントローラプロセッサ１３４及び安全障害検出回路１６０は結合される場合もあれば、モジュールコントローラプロセッサ１３４が完全に省略される場合がある。それらの実施形態では、ＡＮＤゲートの入力は、結果的に、モジュールコントローラプロセッサ１３４及び安全障害検出回路１６０に別々に接続されない場合がある。
【０１９８】
上述されたように、図７Ａ〜図１０Ｂの実施形態を使用し、送信されるメッセージデータは、パックコントローラ１０２によって送信されるコマンド、及びモジュールコントローラ１０４のうちの１つ以上によって送信される応答を含んでよい。図７Ａ、図８Ａ、及び図９Ａのそれぞれは、図１Ｅのパックコントローラ１０２が、モジュールコントローラ１０４のどれも安全障害を検出しなかったために正常状態で動作している実施形態を示す。一方、図１０Ａは、図１Ｆのパックコントローラ１０２が正常状態で動作している実施形態を示す。対照的に、図７Ｂ、図８Ｂ、及び図９Ｂのそれぞれは、図１Ｅのパックコントローラ１０２が、モジュールコントローラ１０４のうちの少なくとも１つが安全障害を検出したために障害状態で動作している実施形態を示す。一方、図１０Ｂは、図１Ｆのパックコントローラ１０２が障害状態で動作している実施形態を示す。
【０１９９】
図７Ａ及び図７Ｂの実施形態では、パックコントローラ１０２が障害状態にあるかどうかに関わりなく、パックコントローラ１０２は、第１の通信チャネル１７２に沿って安全信号、及びコマンドを含むメッセージデータを送信する。上述されたように、安全帰路１５２がウォッチドッグタイマ１２０を含むとき、パックコントローラプロセッサ１０８は、安全信号としてコマンドを使用し、コマンドがウォッチドッグタイマ１２０のタイムアウト期間よりもより頻繁に変化することを確実にしてよい。異なる実施形態（不図示）では、安全信号及びメッセージデータが異なる場合があり、第１の通信チャネル１７２上で多重化される場合がある。
【０２００】
また、パックコントローラ１０２が障害状態にあるのか、それとも正常状態にあるのかに関わりなく、モジュールコントローラ１０４は、第２の通信チャネル１７７に沿ってコマンドに対する任意の応答を送信し、モジュールコントローラ１０４のすべては、第２のモジュールコントローラ電気光学送信機１９６に、第２のモジュールコントローラ電気光学受信機１９８で受信されたすべてのデータを自動的に転送し、すべてのモジュールコントローラ１０４は、コマンドが第１の通信チャネル１７２で受信されるのか、それとも第２の通信チャネル１７７で受信されるのかに関わりなく、それらが受信する任意のコマンドを自動的に実行する。
【０２０１】
パックコントローラ１０２が図７Ａでのように正常状態にあるとき、パックコントローラ１０２からの安全信号及びコマンドは、第１の通信チャネル１７２に沿ってのみモジュールコントローラ１０４に送信される。モジュールコントローラ１０４からの応答は、第２の通信チャネル１７７に沿ってのみ送信され、モジュールコントローラ１０４のそれぞれは、下流に第１の通信チャネル１７２に沿ってそれが受信するコマンドに対する任意の応答を送信するだけではなく、第２の通信チャネル１７７に沿ってそれが受信する任意の上流パケットを下流に中継する。このようにして、パックコントローラ１０２は、第１の通信チャネル１７２に沿ってコマンドを送信し、第２の通信チャネル１７７に沿ってモジュールコントローラ１０４から応答を受信する。
【０２０２】
図７Ｂで、第２のモジュールコントローラ１０４ｂは安全障害を経験しており、安全無効回路１３６は、結果的にコマンドが第１の通信チャネル１７２に沿って下流に中継されるのを防ぐ。第２のモジュールコントローラ１０４ｂのモジュールコントローラプロセッサ１３４は、第１の通信チャネル１７２から第２の通信チャネル１７７にコマンドを転送し、そこでコマンドは第１のモジュールコントローラ１０４ａに下流に送信される。また、第２のモジュールコントローラ１０４ｂのモジュールコントローラプロセッサ１３４は、それが第１の通信チャネル１７２に沿って受信するコマンドに対するその応答を、下流に第２の通信チャネル１７７に沿って送信する。このようにして、パックコントローラ１０２が正常状態にあるのか、それとも障害状態にあるのかに関わりなく、パックコントローラ１０１は、第１の通信チャネル１７２に沿ってコマンドを送信し、第２の通信チャネル１７７に沿ってモジュールコントローラ１０４の応答を受信する。図７Ａ及び図７Ｂでは、モジュールコントローラ１０４のそれぞれについて、モジュールコントローラプロセッサ１３４は、モジュールコントローラ１０４が安全障害を経験し、相応して応答するかどうかを判断する。
【０２０３】
図８Ａ及び図８Ｂは、システム１００の別の実施形態を示す。図７Ａ及び図７Ｂの実施形態と同様に、図８Ａ及び図８Ｂでは、パックコントローラ１０２が障害状態にあるかどうかに関わりなく、パックコントローラ１０２は、第１の通信チャネル１７２に沿って安全信号及びコマンドを含むメッセージデータを送信し、モジュールコントローラ１０４は、第２の通信チャネル１７７に沿ってコマンドに対する任意の応答を送信し、すべてのモジュールコントローラ１０４は、それらが受信する任意のコマンドを、コマンドが第１の通信チャネル１７２で受信されるのか、それとも第２の通信チャネル１７７で受信されるのかに関わりなく自動的に実行する。しかしながら、図７Ａ及び図７Ｂとは異なり、図８Ａ及び図８Ｂのモジュールコントローラ１０４は、下流への送信のために第１の通信チャネル１７２に沿って受信されたすべてのパケットを第２の通信チャネル１７７に自動的に転送する。また、すべてのモジュールコントローラ１０４は、モジュールコントローラ１０４が帯域幅を節約するために重複パケットを除外する点を除き、第２の通信チャネル１７２に沿って受信されたパケットも下流に転送する。例えば、図８Ａでは、第２のモジュールコントローラ１０４ｂは、第１の通信チャネル１７２から第２の通信チャネル１７７にコマンドを転送し、以前に第１のモジュールコントローラ１０４ｃによって転送された同一のコマンドを除外する。
【０２０４】
図８Ｂでは、第２のモジュールコントローラ１０４ｂは、安全障害を経験しており、安全無効回路１３６は、結果的にコマンドが第１の通信チャネル１７２に沿って下流に中継されるのを防ぐ。しかしながら、第２の及び第３のモジュールコントローラ１０４ｂ、１０４ｃはそれぞれ第１の通信チャネル１７２からコマンドを受信し、転送するため、それらのコマンドは、それでもなお第２の通信チャネル１７７を介して第１のモジュールコントローラ１０４ａに送信される。上述されたように、第２のモジュールコントローラ１０４ｂは、それが第３のモジュールコントローラ１０４ｃから第２の通信チャネル１７７に沿って受信する重複コマンドを除外する。しかしながら、異なる実施形態（不図示）では、モジュールコントローラ１０４のうちの任意の１つ以上は、帯域幅の節約が優先順位ではない場合、重複コマンドを除外しない場合がある。
【０２０５】
図９Ａ及び図９Ｂは、システム１００の別の実施形態を示す。図７Ａ及び図７Ｂの実施形態でのように、パックコントローラ１０２が障害状態にあるかどうかに関わりなく、パックコントローラ１０２は、第１の通信チャネル１７２に沿って安全信号及びコマンドを含むメッセージデータを送信し、モジュールコントローラ１０４は、第２の通信チャネル１７７に沿ってコマンドに対する任意の応答を送信し、モジュールコントローラ１０４のすべては、第２のモジュールコントローラ電気光学受信機１９８で受信されたすべてのデータを第２のモジュールコントローラ電気光学送信機１９６に自動的に転送し、すべてのモジュールコントローラ１０４は、それらが受信する任意のコマンドを、コマンドが第１の通信チャネル１７２で受信されるのか、それとも第２の通信チャネル１７７で受信されるのかに関わらず自動的に実行する。また、パックコントローラ１０２が正常状態にあるとき、図９Ａに示されるシステム１００の動作は、図７Ａに示されるシステム１００の動作と同一である。
【０２０６】
図９Ｂは、パックコントローラ１０２が障害モードにあるときの図９Ａ及び図９Ｂのシステム１００の例を示す。図９Ｂで、第２のモジュールコントローラ１０４ｂは、安全障害を経験しており、その結果、それが第１の通信チャネル１７２に沿って受信するコマンドを第１のモジュールコントローラ１０４ａに中継しない。パックコントローラ１０２は、以後、それが第１の通信チャネル１７２を介して受信するコマンドを第２の通信チャネル１７７に転送するために、第３のモジュールコントローラ１０４ｃにコマンドを送信する。第２のモジュールコントローラ１０４ｂの下流の任意のモジュールコントローラ１０４は、その結果、第２の通信チャネル１７７を介してコマンドを受信する。
【０２０７】
図９Ａ及び図９Ｂで、モジュールコントローラプロセッサ１３４は、モジュールコントローラ１０４のうちのいずれかが安全障害を経験しているかどうかに気付いていない。パックコントローラプロセッサ１０８は、相応して、モジュールコントローラのうちのどれが、安全障害によって影響を及ぼされ、相応して反応するのかを判断する。例えば、図９Ｂでは、第１のモジュールコントローラ１０４ａは、パックコントローラプロセッサから任意のコマンド又は光安全信号を受信せず、その結果、第１のモジュールコントローラ１０４ａは、パックコントローラプロセッサ１０８が送信するいずれのコマンドにも応答しない。しかしながら、パックコントローラ１０２は、第１のモジュールコントローラ１０４ｂの上流にある第２の及び第３のモジュールコントローラ１０４ｂ、ｃから応答を受信する。パックコントローラプロセッサ１０８は、相応して、第１のモジュールコントローラ１０４ｂが安全障害を経験している、又はプロセッサ１０８のコマンドを受信していないと結論付ける（例えば、第１の通信チャネルと第２の通信チャネル１７２の間の第１の通信チャネル１７２が損傷している場合がある、又は第２のモジュールコントローラ１０４ｂが、それが第１の通信チャネル１７２に沿って伝送を送信するのを妨げる障害［安全又はそれ以外］を経験している場合がある）。第２のモジュールコントローラ１０４ｂが障害を経験している場合、図９Ｂのパックコントローラプロセッサ１０８は、第１のモジュールコントローラ１０４ａが、応答を要求するコマンドを含む場合があるメッセージデータを受信し、処理できるように、第３のモジュールコントローラ１０４ｂに、第１の通信チャネル１７２から第２の通信チャネル１７７へメッセージデータを転送するように命令する。
【０２０８】
図９Ｂの実施形態では、第３のモジュールコントローラ１０４ｂは、安全信号を含むすべてのデータを第２の通信チャネル１７７に転送する。しかしながら、異なる実施形態（不図示）では、第３のモジュールコントローラ１０４ｂは、安全信号を除く光メッセージデータだけを転送する場合もあれば、そのメッセージデータの部分集合（例えば、パックコントローラプロセッサ１０８からのコマンド）だけを転送する場合もある。さらに、異なる実施形態（不図示）では、パックコントローラプロセッサ１０８は、第２のモジュールコントローラ１０４ｂに、代わりにメッセージデータを転送するように命令してよい。
【０２０９】
図９Ｂで、パックコントローラ１０２は、第３のモジュールコントローラ１０４ｃにコマンドを第２の通信チャネル１７７に転送するように指示するが、異なる実施形態（不図示）では、パックコントローラ１０２は、安全障害を経験しているモジュールコントローラ１０４の上流のモジュールコントローラ１０４のいずれかに、それが第１の通信チャネル１７２に沿って受信するコマンドを、第２の通信チャネル１７７に転送するように指示してよい。
【０２１０】
図１０Ａ及び図１０Ｂは、システム１００の別の実施形態を示す。図７Ａ及び図７Ｂの実施形態でのように、パックコントローラ１０２が障害状態にあるかどうかに関わりなく、パックコントローラ１０２は、第１の通信チャネル１７２に沿って安全信号を送信し、モジュールコントローラ１０４は、第２の通信チャネル１７７に沿ってコマンドに対する任意の応答を送信し、モジュールコントローラ１０４のすべては、第２のモジュールコントローラ電気光学受信機１９８で受信されるすべてのデータを第２のモジュールコントローラ電気光学送信機１９６に自動的に転送し、すべてのモジュールコントローラ１０４は、それらが受信する任意のコマンドを、コマンドが第1の通信チャネル１７２で受信されるのか、それとも第２の通信チャネル１７７で受信されるのかに関わりなく自動的に実行する。図１０Ａ及び図１０Ｂでは、クロスチャネリング（ｃｒｏｓｓ−ｃｈａｎｎｅｌｉｎｇ）（つまり、通信チャネル１７２、１７７の一方から他方へパケットを転送すること）は必要とされず、プロセッサ１３４は、任意の重複パケットを処理するように構成される必要はない。
【０２１１】
図１０Ａでは、パックコントローラ１０２が正常状態にあるとき、パックコントローラ１０２は、第１の通信チャネル１７７に沿ってコマンドを送信する。コマンドは、図７Ａ〜図９Ｂについて上述されたように、同時に安全信号の機能を果たす場合もあれば、安全信号及びコマンドが異なる信号である場合もある。モジュールコントローラ１０４のいずれか１つが、図１０Ｂで第２のモジュールコントローラ１０４ｂが行うように、安全障害を経験すると、モジュールコントローラ１０４は、第１の通信チャネル１７２に沿って安全信号を中継するのを停止し、パックコントローラ１０２は以後第２の通信チャネル１７７に沿ってコマンドを送信する。特定の実施形態では、第２の通信チャネル１７７は、パックコントローラ１０２が障害状態にあるときだけアクティブである。
【０２１２】
上述されたように、半二重モードと全二重モードの両方で、モジュールコントローラ１０４は、非同期でパックコントローラ１０２からデータを受信し、パックコントローラ１０２にデータを送信する。異なる実施形態（不図示）では、データの受信及び送信の一方又は両方は、モジュールコントローラ１０４のうちの任意の１つ以上の間、モジュールコントローラ１０４のストリングとパックコントローラ１０２の間のどちらか、又は両方で同期してよい。
【０２１３】
上記実施形態のいくつかで、パックコントローラ１０２は、安全帰路１５２の一部を含むウォッチドッグタイマ１２０を含む。異なる実施形態（不図示）では、モジュールコントローラ１０４のうちの任意の１つ以上は、それらが光安全信号を受信しているかどうかを判断するためにウォッチドッグタイマ１２０又は、第１の通信チャネル１７２に通信で結合される類似する回路を含んでもよい。これらの実施形態では、モジュールコントローラ１０４のいずれかでのウォッチドッグタイマ１２０が満了する場合、そのモジュールコントローラ１０４は、それが安全障害を経験していると結論付けてよい。
【０２１４】
さらに、上記の実施形態のいくつかでは、モジュールコントローラ１０４によってパックコントローラ１０２に送信される光メッセージデータは、パックコントローラ１０２からのコマンドに応えて送信される。しかしながら、異なる実施形態（不図示）では、上記実施形態のいずれかは、モジュールコントローラ１０４のうちの任意の１つ以上が、パックコントローラ１０２がそのデータを要求していなくても、パックコントローラ１０２に光メッセージデータを送信するように修正されてよい。例えば、モジュールコントローラプロセッサ１３４のうちの任意の１つ以上は、周期的に又は時々、例えば上記の応答を含むとして説明されるデータのいずれか等のデータを、パックコントローラプロセッサ１０８によって命令されることなくパックコントローラ１０８に送信するように構成されてよい。
【０２１５】
プロセッサ１０８、１３４は、上記実施形態で使用されるが、代替実施形態（不図示）では、プロセッサ１０８、１３４の一方又は両方は、代わりに、例えばマイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、プログラマブル論理制御装置、フィールドプログラマブルゲートアレイ、又は特定用途向け集積回路であってよい。コンピュータ可読媒体の例は、非一過性であり、例えばＣＤ−ＲＯＭ及びＤＶＤ等のディスクベースの媒体、ハードドライブ及び他の形式の磁気ディスクストレージ等の磁気媒体、並びに例えばフラッシュメディア、ＳＳＤ、ランダムアクセスメモリ、及び読出し専用メモリ等の半導体ベースの媒体を含む。さらに、示されている実施形態では、パックコントローラ１０２は、単一のパックコントローラプロセッサ１０８を含むとして示され、モジュールコントローラ１０４のそれぞれは、単一のモジュールコントローラプロセッサ１３４を含むとして示されているが、異なる実施形態（不図示）では、これらのプロセッサ１０８、１３４のうちの任意の１つ以上によって実行されているとして説明される機能は、複数のプロセッサ間で分割されてよい。
【０２１６】
例えば「上部」、「底部」、「上方へ」、「下方へ」、「垂直に」及び「側面方向に」等の方向の用語は、相対的な基準を提供するためだけに本説明で使用され、任意の商品が使用中どのようにして位置決めされるのかに関する制限を示唆する、又はアセンブリで若しくは環境に対して取り付けられることを意図していない。さらに、用語「結合する」及び例えば「結合された」、「結合する」、及び「結合している」等のその変形は、本明細書で説明されるように、別段の指示がない限り、間接接続及び直接接続を含むことを意図する。例えば、第１の装置が第２の装置に結合される場合、その結合は、直接接続による、又は他の装置及び接続を介して間接接続によるものでよい。同様に、第１の装置が第２の装置に通信で結合される場合、通信は、直接接続、又は他の装置及び接続を介した間接接続による場合がある。さらに、本説明で使用されるように、単数形「ある」、「１つの」、「該」は、文脈上明らかに他の意味に解釈すべき場合を除いて、複数形も含むことを目的とする。
【０２１７】
図３Ａ〜図３Ｃは、例の方法のフローチャートである。フローチャートに示されるブロックのいくつかは、説明される順序以外の順序で実行されてよい。また、フローチャートに説明されるブロックのすべてが実行される必要はないこと、追加のブロックが追加されてよいこと、及び示されているブロックのいくつかが、他のブロックと置換されてよいことが理解されるべきである。
【０２１８】
便宜上、上記の例の実施形態は、種々の相互接続された機能ブロックとして説明される。しかしながら、これは必ずしも必要ではなく、これらの機能ブロックが、不明確な境界を有する単一の論理装置、プログラム、又は動作に同等に統合される実施形態がある場合があり、代わりに、これらの機能ブロックが複数の装置、プログラム、又は動作に分割される実施形態があってよい。いずれにせよ、機能ブロックは、それ自体で、又はハードウェア若しくはソフトウェアの他の部分と組み合わせて実装できる。
【０２１９】
本明細書に説明される任意の態様又は実施形態の任意の部分は、本明細書に説明される他の態様又は実施形態のいずれかの部分と実装又は組み合わされてよいことが意図される。
【０２２０】
上記で特定の実施形態が説明されてきたが、他の実施形態が考えられ、本明細書に含まれることが意図されることが理解されるべきである。不図示の上記実施形態の修正及び上記実施形態に対する調整が考えられることが当業者に明らかになるであろう。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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