(57)【要約】【課題】  デイジーチェーン通信バスおよびプロトコルを提供する。【解決手段】  第１および第２の接続ノードと、通信回路とを含む装置が提供される。通信回路は、接続ノードに接続された双方向データ経路上でセルのセル状態データを伝達するように構成される。通信回路は、双方向データ経路の一方の方向に、第１の接続ノードを介して、第１の側の回路までセル状態データを伝達することによって、および、双方向データ経路が不完全であるという表示に応答して、双方向データ経路の他の方向に沿って、第２の接続ノードを介して、第２の側の回路まで伝達することによって、双方向データ経路上でセル状態データを伝達するように構成された方向性駆動回路を含む。また、通信回路は、方向性駆動回路を制御するように構成された通信プロトコル回路も含む。装置は、双方向データ経路の装置のような他のものと直列に接続することができる。【選択図】図１Ａ
2015076890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が双方向データ経路の２つの方向のうちの一方に沿ってセル状態データを伝達するように構成された第１の接続ノードおよび第２の接続ノードであって、前記セル状態データは、複数のセルのうちの少なくとも１つのセルを特徴付ける、第１の接続ノードおよび第２の接続ノードと、
前記第１および第２の接続ノードの各々に接続された通信回路であって、
前記双方向データ経路の一方の方向に、前記第１の接続ノードを介して、第１の側の回路まで前記セル状態データを伝達することによって、および、前記双方向データ経路が不完全であるという表示に応答して、前記双方向データ経路の他方の方向に、前記第２の接続ノードを介して、第２の側の回路まで伝達することによって、前記双方向データ経路上で前記セル状態データを伝達するように構成された方向性駆動回路、ならびに、
前記方向性駆動回路を制御するように構成された通信プロトコル回路
を含む、通信回路と
を備える、装置。
【請求項２】
前記セル、前記第１および第２の接続ノード、前記通信回路ならびに前記複数のセルのうちの前記少なくとも１つのセルは、バッテリパックの複数のセクションのうちの第１のセクションを形成する装置であって、前記装置は、前記バッテリパックの複数のセクションのうちの他のセクションをさらに含み、前記複数のセクションのうちの前記他のセクションの各々は、前記複数のセルのうちのそれぞれのセルと、それぞれの第１の接続ノードと、それぞれの第２の接続ノードと、前記複数のセクションのうちの前記第１のセクションと同様のそれぞれの通信回路とを含み、
前記バッテリパックの前記複数のセクションは、前記複数のセクションの前記第１および第２の接続ノードを介して直列に接続され、デイジーチェーンバスを形成し、前記デイジーチェーンバスは、前記デイジーチェーンバスの第１の端部に前記複数のセクションのうちの前記第１のセクションの前記第１の接続ノードを有し、前記デイジーチェーンバスの第２の端部に前記複数のセクションのうちの第２のセクションの前記第２の接続ノードを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記セル状態データに応答して前記複数のセクションを制御するように構成されたバッテリマネージャ回路と、
前記バッテリマネージャ回路と前記デイジーチェーンバスの前記第１および第２の端部とに結合され、前記デイジーチェーンバスを介して、前記バッテリマネージャ回路と前記複数のセクションの前記通信回路との間でデータを伝達するように構成および配列される、通信インターフェース回路と
をさらに含む、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記通信インターフェース回路は、
第１のモードで動作している間、前記デイジーチェーンバスの前記第１の端部を介して、前記バッテリマネージャ回路と前記通信回路の各々との間で前記データを伝達し、応答しなくなった前記通信回路のうちの１つまたは複数に応答して第２のモードに移行し、
第２のモードで動作している間、
前記デイジーチェーンバスの前記第１の端部を介して、前記バッテリマネージャ回路と前記通信回路の第１のサブセットとの間で前記データを伝達し、
前記デイジーチェーンバスの前記第２の端部を介して、前記バッテリマネージャ回路と前記通信回路の第２のサブセットとの間で前記データを伝達し、
前記デイジーチェーンバスの前記第１の端部を介して、前記デイジーチェーンバスにおける前記通信回路の前記応答しない第２のサブセットに隣接する、前記通信回路の第１のサブセットの前記通信ノードの前記第２の接続ノードを使用不能にし、
前記デイジーチェーンバスの前記第２の端部を介して、前記デイジーチェーンバスにおける前記通信回路の前記第１のサブセットに隣接する、前記通信回路の第２のサブセットの前記通信ノードの前記第１の接続ノードを使用不能にする
ように構成される、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記デイジーチェーンバスにおける前記複数のセクションの隣接する対は、マスタ−スレーブ通信プロトコルを使用して互いに連通するように構成される、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記通信インターフェース回路と結合された第１の端部と、前記デイジーチェーンバスの前記第２の端部と結合された第２の端部とを有するガルバニック絶縁回路をさらに備える、請求項３に記載の装置。
【請求項７】
前記複数のセクションの各々は、モニタ回路をさらに含み、前記モニタ回路は、前記それぞれのセルと結合され、前記それぞれの通信回路に前記セル状態データを提供するように構成および配列され、前記セル状態データは、前記それぞれのセルの電流、前記それぞれのセルの電圧および前記それぞれのセルの温度を含む少なくとも１セットの測定値を含む、請求項３に記載の装置。
【請求項８】
前記複数のセクションの各々に対し、前記デイジーチェーンバスの第１の端部における前記複数のセクションのうちの前記第１のセクション以外、前記第１の接続ノードは、前記複数のセクションのうちの別のセクションの前記第２の接続ノードに接続される、請求項２に記載の装置。
【請求項９】
前記通信回路は、
前記第１の接続ノードを介して第１のデータコマンドを受信することに応答して、
前記第１の接続ノードを介して、前記第１の側の回路に前記セル状態データを伝達し、
前記第２の接続ノードを介して、前記第２の側の回路に前記第１のデータコマンドを伝達し、
前記第２の接続ノードを介して前記第１のデータコマンドを受信することに応答して、
前記第２の接続ノードを介して、前記第２の側の回路に前記セル状態データを伝達し、
前記第１の接続ノードを介して、前記第１の側の回路に前記第１のデータコマンドを伝達する
ように構成および配列される、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記セル、前記第１および第２の接続ノードならびに前記通信回路は、バッテリパックの複数のセクションのうちの第１のセクションを形成し、前記複数のセクションのうちの各々は、それぞれの一意識別子を有し、
前記通信回路は、前記第１および第２の接続ノードのうちの第１の接続ノードを介して第２のデータコマンドを受信することに応答して、
前記第１および第２の接続ノードのうちの他方の接続ノードを介して、前記第２のデータコマンドを伝達し、
前記通信回路を含む前記複数のセクションのうちの前記第１のセクションの前記それぞれの一意識別子を示す前記第２のデータコマンドに応答して、前記第１および第２の接続ノードのうちの前記第１の接続ノードを介して前記セル状態データを伝達し、
前記複数のセクションのうちの前記別のセクションの前記それぞれの一意識別子を示す前記第２のデータコマンドに応答して、前記セル状態データを含まない承認メッセージを伝達する
ようにさらに構成および配列される、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記通信回路は、半二重通信リンクとして前記双方向データ経路を動作するように構成および配列される、請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
複数のバッテリセクションであって、各々が、
電池、
第１の接続ノードおよび第２の接続ノードであって、前記複数のバッテリセクションが、第１の端部および第２の端部を有するデイジーチェーンバスを形成するように接続され、前記第１の端部と前記第２の端部との間で前記第１および第２の接続ノードを介して直列に接続される、第１の接続ノードおよび第２の接続ノード、ならびに、
前記電池に接続され、前記第１の接続ノードを介して前記セル状態データを伝達することによって、および、前記デイジーチェーンバスが不完全であるという表示に応答して、前記第２の接続ノードを介して前記セル状態データを伝達することによって、前記デイジーチェーンバス上で、前記電池を特徴付けるセル状態データを伝達するように構成される通信回路
を含む、複数のバッテリセクションと、
前記複数のセクションのセルを特徴付ける前記セル状態データに基づいて前記複数のバッテリセクションを制御するように構成されたバッテリマネージャ回路と、
前記バッテリマネージャ回路と前記デイジーチェーンバスの前記第１および第２の端部とに結合され、前記デイジーチェーンバスを介して、前記バッテリマネージャ回路と前記複数のセクションの前記通信回路との間でデータを伝達するように構成および配列される、通信インターフェース回路と
を備える、装置。
【請求項１３】
前記通信インターフェース回路は、
第１のモードで動作している間、前記デイジーチェーンバスの前記第１の端部を介して、前記バッテリマネージャ回路と前記通信回路の各々との間で前記データを伝達し、応答しなくなった前記通信回路のうちの１つまたは複数に応答して第２のモードに移行し、
第２のモードで動作している間、
前記デイジーチェーンバスの前記第１の端部を介して、前記バッテリマネージャ回路と前記通信回路の第１のサブセットとの間で前記データを伝達し、
前記デイジーチェーンバスの前記第２の端部を介して、前記バッテリマネージャ回路と前記通信回路の第２のサブセットとの間で前記データを伝達する
ように構成される、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記バッテリマネージャ回路は、
前記通信インターフェース回路を介して前記通信回路の各々に第１のデータコマンドを伝送し、
前記第１のデータコマンドに応答して前記バッテリマネージャ回路にデータを実際に伝達する前記通信回路のうちのいくつかの通信回路を決定する
ことによって前記通信回路のうちの応答しない通信回路を検出し、
前記通信回路のうちの１つまたは複数の応答しない通信回路を検出することに応答して、前記通信インターフェース回路を前記第２のモードで動作させる
ように構成される、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記通信回路の各々は、
前記第１の接続ノードを介して第１のデータコマンドを受信することに応答して、
前記第１の接続ノードを介して、前記バッテリマネージャ回路に前記セル状態データを伝達し、
前記第２の接続ノードを介して、前記バッテリマネージャ回路に前記第１のデータコマンドを伝達し、
前記第２の接続ノードを介して前記第１のデータコマンドを受信することに応答して、
前記第２の接続ノードを介して、前記バッテリマネージャ回路に前記セル状態データを伝達し、
前記第１の接続ノードを介して、前記バッテリマネージャ回路に前記第１のデータコマンドを伝達する
ように構成される、請求項１２に記載の装置。
【請求項１６】
前記複数のセクションの各々は、それぞれの一意識別子を有し、
前記通信回路は、前記第１および第２の接続ノードのうちの第１の接続ノードを介して第２のデータコマンドを受信することに応答して、
前記第１および第２の接続ノードのうちの他方の接続ノードを介して、前記第２のデータコマンドを伝達し、
前記通信回路を含む前記複数のセクションのうちの前記第１のセクションの前記それぞれの一意識別子を示す前記第２のデータコマンドに応答して、前記第１および第２の接続ノードのうちの前記第１の接続ノードを介して前記セル状態データを伝達し、
前記複数のセクションのうちの前記別のセクションの前記それぞれの一意識別子を示す前記第２のデータコマンドに応答して、前記セル状態データを含まない承認メッセージを伝達する
ようにさらに構成および配列される、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記複数のセクションの各々は、モニタ回路をさらに含み、前記モニタ回路は、前記それぞれの電池と結合され、前記それぞれの通信回路に前記セル状態データを提供するように構成および配列され、前記セル状態データは、前記それぞれの電池の電流、前記それぞれの電池の電圧および前記それぞれの電池の温度を含む少なくとも１セットの測定値を含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１８】
前記バッテリマネージャは、前記デイジーチェーンバスにおける前記複数のセクションのうちの１つまたは複数が応答しなくなったかどうかを検出し、
前記複数のセクションのうちの１つまたは複数が応答しなくなったことを検出することに応答して、前記デイジーチェーンバスにおける前記複数のセクションのうちの前記応答しないセクションに隣接する前記複数のセクションのうちの前記１つのセクションに対応する一意識別子を含む特定のデータコマンドを送信することによって、前記複数のセクションのうちの前記１つまたは複数のセクションと前記複数のセクションのうちの他のセクションとの間の通信を使用不能にする
ようにさらに構成される、請求項１２に記載の装置。
【請求項１９】
前記通信回路の各々は、
マスタ−スレーブ通信プロトコルを使用して、前記第１および第２の接続ノードを介してデータを伝達し、
前記第１の接続ノードを介して第１のデータコマンドを受信することに応答して、マスタインターフェースとして前記第１の接続ノードを動作し、スレーブインターフェースとして前記第２の接続ノードを動作し、
前記第２の接続ノードを介して前記第１のデータコマンドを受信することに応答して、スレーブインターフェースとして前記第１の接続ノードを動作し、マスタインターフェースとして前記第２の接続ノードを動作する
ように構成される、請求項１２に記載の装置。
【請求項２０】
マネージャ回路と、
複数のセクションと
を備える装置であって、前記複数のセクションの各々は、
それぞれのセルと、それぞれの通信回路とを備え、前記それぞれの通信回路は、前記セルに接続され、双方向デイジーチェーンバス上の第１の方向に、前記マネージャ回路まで、前記セルを特徴付けるセル状態データを伝達し、前記双方向デイジーチェーンバスが不完全であるという表示に応答して、前記双方向デイジーチェーンバス上の第２の方向に、前記マネージャ回路まで伝達するように構成される、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
この特許文書は、米国特許法第１１９条の下、２０１３年１０月１０日に出願された「Ｄａｉｓｙ  Ｃｈａｉｎ  Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｂｕｓ」と称する米国仮特許出願第６１／８８９，４０８号明細書の利益を主張し、この文献は、参照により本明細書に完全に組み込まれる。
【０００２】
本開示の態様は、通信ネットワークにおける通信デバイスのアドレス指定に関する。異なるアプリケーションおよび環境において、多種多様な通信ネットワークが使用される。例えば、工業、自動車および他の産業は、様々なデバイスの制御および／または様々なデバイス間の通信を容易にするために通信ネットワークを使用してきた。これらの通信は、様々な必要性に合わせて使用されることが多くなってきている。具体的には、自動車産業は、車両の運用に関連する通信回路の制御のためなど、多種多様な用途でのネットワーク通信の使用の増加が見られている。
【背景技術】
【０００３】
バッテリ管理システムは、電気車両（全電気式とハイブリッドの両方）や、バッテリを制御して性能を向上させることが望ましい他の配列での使用によく適している。電気車両は、電動機推進であり、バッテリセットからエネルギーを得ている。通常、約１００個のリチウムイオン電池（バッテリまたはバッテリパックの合計で）が、車両の駆動に必要なエネルギーを貯蔵する。バッテリは、電力網または内燃機関によって充電することができる（例えば、ハイブリッドエンジンまたはレンジエクステンダとして）。
【０００４】
最適性能を得るため、例えば、充電状態、機能状態および健康状態を含む、１つまたは複数のバッテリ特質をモニタすることができる。この情報を使用して、車両の残りの推定走行距離（燃料計機能）および車両が所望の目的地に到達することができる確率をドライバに知らせることができる。また、バッテリマネージャは、この情報を使用して、バッテリの性能を向上させることもでき、このことは、比較的短い走行距離やバッテリを再充電する能力の限界により、いかなる電気車両にとっても重要である。これを達成するため、バッテリマネージャは、電池との連通が可能である必要がある。
【０００５】
自動車市場では、様々な通信バスシステムが存在する。例えば、自動車は、低価の車体エレクトロニクス用のＬＩＮバス、主流パワートレイン通信用のＣＡＮバスおよび高性能アプリケーション用のＦｌｅｘＲａｙバスを含み得る。そのようなバスの各々は、適切な車両コンポーネントと共に使用され、各コンポーネントは、バスを介して通信を行うためのトランシーバを有する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の態様は、概して、双方向データ経路を介して、通信回路へおよび通信回路からデータを伝達するための方法、回路およびデバイスに関する。
【０００７】
いくつかの実施形態では、各々が双方向データ経路の２つの方向のうちの一方に沿ってセル状態データを伝達するように構成された第１および第２の接続ノードを含む装置が提供される。セル状態データは、複数のセルのうちの少なくとも１つのセルを特徴付ける。また、装置は、第１および第２の接続ノードの各々に接続された通信回路も含む。通信回路は、双方向データ経路の第１の方向に、第１の接続ノードを介して、第１の側の回路までセル状態データを伝達することによって、および、双方向データ経路が不完全であるという表示に応答して、双方向データ経路の第２の方向に、第２の接続ノードを介して、第２の側の回路まで伝達することによって、双方向データ経路上でセル状態データを伝達するように構成された方向性駆動回路を含む。また、通信回路は、方向性駆動回路を制御するように構成された通信プロトコル回路も含む。
【０００８】
装置は、多くのアプリケーションにおけるデータ通信のために適合することができる。例えば、複数の通信回路を直列に接続して、通信回路に接続された様々な回路へおよび同回路からのデータ通信に使用することができるデイジーチェーンバスを形成することができる。
【０００９】
いくつかの実施形態では、複数のバッテリセクションを含む装置が提供される。各セクションは、電池と、第１および第２の通信ノードとを含む。複数のバッテリセクションは、直列に接続され、第１の端部および第２の端部を有するデイジーチェーンバスを形成する。各バッテリセクションは、通信回路を含み、通信回路は、電池に接続され、デイジーチェーンバス上で、電池を特徴付けるセル状態データを伝達するように構成される。通信回路は、第１の接続ノードを介してセル状態データを伝達し、デイジーチェーンバスが不完全であるという表示に応答して、第２の接続ノードを介してセル状態を伝達するように構成される。また、装置は、複数のセクションのセルを特徴付けるセル状態データに基づいて複数のバッテリセクションを制御するように構成されたバッテリマネージャ回路や、バッテリマネージャ回路とデイジーチェーンバスの第１および第２の端部とに結合された通信インターフェース回路も含む。通信インターフェース回路は、デイジーチェーンバスを介して、バッテリマネージャ回路と複数のセクションの通信回路との間でデータを伝達するように構成される。
【００１０】
いくつかの実施形態では、マネージャ回路と、複数のセクションとを含む装置が提供される。各セクションは、それぞれのセルと、それぞれの通信回路とを含み、それぞれの通信回路は、セルに接続され、双方向直列デイジーチェーンバス上の第１の方向に、マネージャ回路まで、セルを特徴付けるセル状態データを伝達するように構成される。双方向データ経路が不完全であるという表示に応答して、通信回路は、双方向直列デイジーチェーンバス上の第２の方向に、マネージャ回路までセル状態データを伝達するように構成される。
【００１１】
上記の概要は、本開示の各実施形態またはあらゆる実装形態について説明することを意図しない。以下に続く図、詳細な説明および請求項は、より具体的には、様々な実施形態を例示する。
【００１２】
本開示の態様は、添付の図面に関連して、以下に続く様々な実施形態の詳細な説明を考慮して、より完全に理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】双方向通信経路上で電池に関するデータを伝達するように構成された第１のバッテリセクションを示す。
【図１Ｂ】双方向通信経路上で電池に関するデータを伝達するように構成された第２のバッテリセクションを示す。
【図１Ｃ】複数のバッテリセクションを含む、バッテリのデータを伝達するための第１の耐故障システムの回路図を示す。
【図１Ｄ】複数のバッテリセクションを含む、バッテリのデータを伝達するための第２の耐故障システムの回路図を示す。
【図２】２つの隣接する電池通信ノード間の通信を反映する概略図を示す。
【図３Ａ】シフトモードおよびスルーモードのそれぞれでのバッテリシステムの動作を反映する概略図を示す。
【図３Ｂ】シフトモードおよびスルーモードのそれぞれでのバッテリシステムの動作を反映する概略図を示す。
【図４】一実施形態によるデータフローを示すタイミング図を示す。
【図５】デイジーチェーンバスにおける通信回路の応答性に基づいて、デイジーチェーンバスの第１および第２の端部を介してデータを伝達するためのフローチャートを示す。
【図６】コマンドメッセージを送信するステップについて描写するフローチャートを示す。
【図７】確認メッセージを送信するステップについて描写するフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本開示は、様々な変更形態や代替の形態を受け入れるが、その詳細は、図面における例示として示されており、以下で詳細に説明する。しかし、その意図は、本開示を説明される特定の実施形態に限定することではないことを理解すべきである。それどころか、その意図は、請求項で定義される態様を含めて、本開示の範囲内に収まるすべての変更形態、均等物および代替物を包含することである。本開示は必ずしもこの文脈において限定されるとは限らないが、関連例の論考を通じて、本開示の様々な態様を理解することができる。
【００１５】
本開示の態様は、概して、双方向データ経路を介して通信回路へおよび通信回路からデータを伝達するための方法、回路およびデバイスに関する。いくつかの実施形態では、双方向データ経路（例えば、デイジーチェーンバス）を形成するため、他の同様の装置と直列に接続することができる装置が提供される。装置は、各々が双方向データ経路の２つの方向のうちの一方に沿ってセル状態データを伝達するように構成された第１および第２の接続ノードを含む。セル状態データは、セルの１つまたは複数の態様を特徴付ける。その代替としてまたはそれに加えて、装置は、双方向データ経路上で論理回路によって生成されたデータを伝達するために使用することができる。装置は、第１および第２の接続ノードの各々に接続された通信回路を含む。通信回路は、双方向データ経路上で、双方向データ経路の第１の方向に、第１の接続ノードを介して、第１の側の回路までセル状態データを伝達し、双方向データ経路が不完全であるという表示に応答して、双方向データ経路の第２の方向に、第２の接続ノードを介して、第２の側の回路までセル状態データを伝達するように構成された方向性駆動回路を含む。また、通信回路は、方向性駆動回路を制御するように構成された通信プロトコル回路も含む。
【００１６】
装置は、多くのアプリケーションにおけるデータ通信のために適合することができる。例えば、複数の通信回路は、直列に接続され、通信回路に接続された様々な回路へおよび同回路からのデータ通信に使用することができるデイジーチェーンバスを形成する。例えば、いくつかの実施形態では、装置は、バッテリパックの複数のセクションのうちの個々のセクションへおよび同セクションからのデータ通信のために適合することができる。バッテリセクションの各々は、上記で説明されるように、それぞれのセルと、それぞれの第１の接続ノードと、それぞれの第２の接続ノードと、それぞれの通信回路とを含む。バッテリパックの複数のセクションは、複数のセクションの第１および第２の接続ノードを介して直列に接続され、デイジーチェーンバスを形成し、デイジーチェーンバスは、デイジーチェーンバスの第１の端部に複数のセクションのうちの第１のセクションの第１の接続ノードを有し、デイジーチェーンバスの第２の端部に複数のセクションのうちの第２のセクションの第２の接続ノードを有する。
【００１７】
いくつかの実施形態では、装置は、セル状態データに応答して複数のセクションを制御するように構成されたバッテリマネージャ回路を含む。また、いくつかの実装形態では、装置は、バッテリマネージャ回路とデイジーチェーンバスの第１および第２の端部とに結合された通信インターフェース回路も含む。通信インターフェースは、デイジーチェーンバスを介して、バッテリマネージャ回路と複数のセクションの通信回路との間でデータを伝達するように構成される。
【００１８】
いくつかの実装形態では、通信インターフェース回路は、デイジーチェーンバスにおける通信回路の応答性に基づいて、第１および第２のモードで動作するように構成される。第１のモードで動作している間、通信インターフェースは、デイジーチェーンバスの第１の端部を介して、バッテリマネージャ回路と通信回路の各々との間でデータを伝達する。通信インターフェースは、応答しなくなったデイジーチェーンバスにおける通信回路のうちの１つまたは複数に応答して第２のモードに移行する。第２のモードで動作している間、通信インターフェースは、デイジーチェーンバスの第１の端部を介して、バッテリマネージャ回路と通信回路の第１のサブセットとの間でデータを伝達する。このモードでは、通信インターフェースは、デイジーチェーンバスの第２の端部を介して、バッテリマネージャ回路と通信回路の第２のサブセットとの間でもデータを伝達する。また、通信回路の第１のサブセットと第２のサブセットとの間の接続は使用不能になる。
【００１９】
様々な実施形態では、デイジーチェーンバスにおける通信回路の隣接する対は、様々な通信プロトコルを使用して連通することができる。いくつかの実施形態では、通信回路の隣接する対は、マスタ−スレーブ通信プロトコルを使用して互いに連通するように構成される。例えば、デイジーチェーンバスにおける各通信回路は、一方の接続ノードとしてマスタインターフェースを提供し、他方の接続ノードでスレーブインターフェースを提供することができる。通信回路は、マスタインターフェースからスレーブインターフェースに、共に直列に接続され、デイジーチェーンバスを形成する。
【００２０】
いくつかの実施形態では、デイジーチェーンバスにおける各通信回路は、接続された電池に対応するそれぞれの電圧ドメインで動作することができる。これは、デイジーチェーンバスの第１の端部と第２の端部との間に大きなＤＣ電圧差を生み出し得る。ＤＣ電圧差によって生じる損傷を防止するため、通信インターフェースは、通信回路と第１の端部との間でＤＣ絶縁を提供しながら、通信回路とデイジーチェーンバスの第２の端部との間でデータを渡すように構成された絶縁回路を含み得る。絶縁は、例えば、容量、誘導および／または光結合を使用して、提供することができる。
【００２１】
いくつかの実施形態では、通信回路は、バッテリマネージャに、マルチセルバッテリパックの電池を特徴付ける様々なセル状態データを伝達するように構成することができる。例えば、いくつかの実装形態では、通信回路は、それぞれのセルの電流、電圧、電力および／または温度の測定値を提供することができる。
【００２２】
いくつかの実施形態では、通信回路は、デイジーチェーンバスの第１の端部を介して第１の方向に、または、デイジーチェーンバスの第２の端部を介して第２の方向に、デイジーチェーンバス上でバッテリマネージャにデータを伝達するように構成可能である。方向は、例えば、バッテリマネージャ回路で選択することができる。いくつかの実装形態では、通信回路は各々、バッテリマネージャからデータコマンドを受信することに応答して、バッテリマネージャにセル状態データを伝達するように構成される。例えば、通信回路は、データコマンドが受信された通信ノードを介してセル状態データを伝送するように構成することができる。
【００２３】
様々な実施形態では、バッテリマネージャは、多くの異なるデータコマンドを利用して、デイジーチェーンバスにおいて通信回路へ／通信回路からデータを伝達することができる。例えば、一例では、バッテリマネージャは、セル状態データを提供するように通信回路のすべてに促すという第１のタイプのデータコマンドを伝送する。
【００２４】
別の例として、バッテリマネージャは、セル状態データを提供するために通信回路のうちの特定の通信回路からのセル状態データを要求するという第２のタイプのデータコマンドを伝送することができる。例えば、いくつかの実装形態では、通信回路は、第２のタイプのデータコマンドが通信回路および／またはセクションのそれぞれの一意識別子を含む場合に、セル状態データを提供するように構成される。そうでなければ、通信回路は、第２のデータメッセージの承認を伝送する。
【００２５】
いくつかの実施形態では、バッテリマネージャは、デイジーチェーンバスの特定の接続においてデイジーチェーンバスを分割するように通信回路に促すという第３のデータコマンドを発行することができる。例えば、バッテリマネージャは、特定の接続が切断されたかまたは帯域幅を低減したことを検出することに応答して、そのような行動を取ることができる。いくつかの実施形態では、バッテリマネージャは、データバスの２つのそれぞれの端部の各々を介して、データの異なるセットを同時に伝達することによって、利用可能帯域幅を２倍にするためにデイジーチェーンバスを分割するように通信回路に促すことができる。第３のデータコマンドに応答して、通信回路の第１のサブセットは、第１の端部を介してデータを伝達するように構成され、通信回路の第２のサブセットは、第２の端部を介してデータを伝達するように構成される。第１のサブセットと第２のサブセットとの間の接続は使用不能になり、それにより、デイジーチェーンバスを２つの絶縁されたデイジーチェーンバスに分割する。その代替として／それに加えて、様々な実施形態は、通信回路へ／通信回路からデータを伝達するための他のコマンドを利用することができる。
【００２６】
様々な実施形態は、双方向データ経路（例えば、デイジーチェーンバス）上でのいくつかの異なるタイプの回路との通信のために適合することができる。説明を簡単にするため、本明細書の例は、主に、マルチセルバッテリパックの複数のセルへおよび同セルからのデータの伝達を参照して説明する。
【００２７】
ここで図に移ると、図１Ａは、双方向通信経路上で電池に関するデータを伝達するように構成された第１のバッテリセクションを示す。バッテリセクション１３０は、セル１３２と、双方向データ経路上で、セルを特徴付けるセル状態データを伝達するように構成された通信回路１３１とを含む。通信回路１３１は、各々が双方向データ経路の２つの方向のうちの一方に沿ってセル状態データを伝達するように構成されたそれぞれの第１および第２の接続ノード１３４および１３５に接続される。通信回路は、双方向データ経路上の第１の方向に、第１の接続を介して、セル状態データを伝達するように構成される。双方向データ経路が不完全であるという表示に応答して、通信回路は、双方向データ経路上の第２の方向に、第２の接続を介して、セル状態データを伝達するように構成される。
【００２８】
図１Ｂは、双方向通信経路上で、電池に関するデータを伝達するように構成された第２のバッテリセクションを示す。図１Ａと同様に、バッテリセクション１３０は、セル１３２と、双方向データ経路上で、それぞれの第１および第２の接続ノード１３４および１３５を介して、セルを特徴付けるセル状態データを伝達するように構成された通信回路１３１とを含む。この例では、通信回路１３１は、双方向データ経路上の第１の方向に、第１の接続ノード１３４を介して、セル状態データを伝達し、双方向データ経路が不完全であるという表示に応答して、双方向データ経路上の第２の方向に、第２の接続ノード１３５を介して、セル状態データを伝達するように構成された方向性駆動回路１４０を含む。また、通信回路は、方向性駆動回路１４０を制御する（例えば、双方向データ経路を介して受信されたデータコマンドに応答して）ように構成された通信プロトコル回路１４１も含む。
【００２９】
また、いくつかの実装形態では、バッテリセクションは、セル１３２をモニタおよび／または制御するように構成されたセルマネージャも含む。図１Ｂに示される例では、セルマネージャは、セルの電流、電圧および／または温度など、セル１３２の様々な特性を測定するように構成されたモニタ回路１４３を含む。モニタ回路１４３は、測定値をデジタル値に変換し、その結果をセル状態信号として通信回路に提供するように構成される。いくつかの実装形態では、セルマネージャ１４２は、双方向通信経路上で受信された制御信号に応答してセルを制御／調整するように構成された構成回路１４４を含む。例えば、この図解では、構成回路は、バイパススイッチ１４５を開閉して、回路（例えば、マルチセルバッテリ）に／回路からセル１３２を接続／バイパスするように構成される。様々な実装形態では、セルマネージャは、セルおよび／または回路の他の様々な態様をモニタおよび／または制御するように適合することができる。
【００３０】
図１Ｃは、複数のバッテリセクションを有する、バッテリのデータを伝達するための第１の耐故障システムの回路図を示す。システムは、複数のバッテリセクション１６０、１７０および１８０を含む。各セクションは、例えば、図１Ａおよび１Ｂを参照して説明されるように、それぞれの通信回路１６１、１７１および１８１と、それぞれの電池１６２、１７２および１８２とを含む。複数のバッテリセクション１６０、１７０および１８０の通信回路１６１、１７１および１８１は、直列に接続され、第１の端部１５２および第２の端部１５３を有するデイジーチェーンバスを形成する。
【００３１】
各バッテリセクション１６０、１７０および１８０では、それぞれの通信回路１６１、１７１および１８１は、それぞれの電池１６２、１７２および１８２に接続され、デイジーチェーンバス上で、バッテリマネージャ回路１５０に、電池を特徴付けるセル状態データを伝達するように構成される。バッテリマネージャ回路１５０は、複数のセクションのセルを特徴付けるセル状態データに基づいて、複数のバッテリセクション１６０、１７０および１８０を制御するように構成される。この例では、通信インターフェース回路１５１は、バッテリマネージャ回路１５０とデイジーチェーンバスの第１および第２の端部１５２および１５３とに結合される。通信インターフェース回路１５１は、デイジーチェーンバスを介して、バッテリマネージャ回路と複数のセクションの通信回路との間でデータを伝達するように構成される。いくつかの実施形態では、通信インターフェース回路は、バッテリマネージャ１５０の回路に組み込むことができる。
【００３２】
デイジーチェーンバスにおける通信回路１６１、１７１および１８１は各々、第１および第２の通信ノードを有する。通信回路１６１、１７１および１８１の各々は、他方の通信ノードを介して、一方の通信ノードから受信されたデータを転送するように構成される。このように、データコマンドは、バッテリマネージャ１５０から、デイジーチェーンバスを通じて、各通信回路に伝送され、通信回路のいずれかによって伝送されるデータは、デイジーチェーンバスを介して、バッテリマネージャ１５０に提供される。
【００３３】
通信回路１６１、１７１および１８１は、デイジーチェーンバスの第１の端部１５２を介して第１の方向に、または、デイジーチェーンバスの第２の端部１５３を介して第２の方向に、デイジーチェーンバス上でバッテリマネージャにデータを伝達するように構成可能である。方向は、例えば、バッテリマネージャ回路１５０で選択することができる。いくつかの実装形態では、通信回路１６１、１７１および１８１は各々、バッテリマネージャからデータコマンドを受信することに応答して、バッテリマネージャにセル状態データを伝達するように構成される。より具体的には、通信回路１６１、１７１および１８１は各々、データコマンドが受信された通信ノードを介してセル状態データを伝送するように構成される。この配列により、バッテリマネージャ１５０および／または通信インターフェース１５１は、デイジーチェーンバスの端部１５２または端部１５３を介してセル状態データを要求して受信できるようになる。
【００３４】
いくつかの実施形態では、通信インターフェース１５１は、第１のモードで動作している間、デイジーチェーンバスの第１の端部１５２を介して、通信回路１６１、１７１および１８１とバッテリマネージャ１５０との間でデータを伝達するように構成される。しかし、通信回路のうちの１つまたは複数は、デイジーチェーンバスの第１の端部１５２を介して通信できなくなる場合がある。例えば、デイジーチェーンバスにおける２つの通信回路間の接続が切断されることも、雑音が多すぎて通信できなくなることもあり得る。通信回路のうちの１つまたは複数が応答しなくなることに応答して、通信インターフェース１５１は、第２のモードで動作するように構成され、第２のモードでは、データは、デイジーチェーンバスの第１の端部１５２を介して、通信回路１６１、１７１および１８１の第１のサブセットとバッテリマネージャ１５０との間で伝達され、データは、デイジーチェーンバスの第２の端部１５３を介して、通信回路の第２のサブセットとバッテリマネージャとの間で伝達される。
【００３５】
説明例として、デイジーチェーンバスにおける通信回路１６１と通信回路１７１との間の接続が切断されれば、通信回路１６１は、デイジーチェーンバスの第１の端部１５２を介してバッテリマネージャから伝達されるデータコマンドに応答しなくなる。通信インターフェース１５１および／またはバッテリマネージャ１５０が、通信回路１６１が応答しなくなったことを検出することに応答して、通信インターフェース１５１は、第２のモードで動作するように設定される。第２のモードで動作している間、通信インターフェース１５１は、デイジーチェーンバスの端部１５２と端部１５３の両方を介してバッテリマネージャからデータコマンドを伝送する。通信回路１７１および１８１は、第１の端部１５２を介してデータコマンドを受信し、通信回路１６１は、第２の端部１５３を介してデータコマンドを受信する。データ応答は、第１の端部１５２を介して、通信回路１７１および１８１から通信インターフェース１５１に伝達される。データ応答は、第２の端部１５３を介して、通信回路１６１から通信インターフェース１５１に伝達される。このように、バッテリマネージャは、デイジーチェーンバスにおける接続切断にも関わらず、通信回路の各々との通信を継続することができる。
【００３６】
様々な実施形態では、バッテリマネージャ１５０は、多くの異なるデータコマンドを利用して、バッテリセクション１６０、１７０および１８０のデータの要求および／または回路の制御を行うことができる。例えば、一例では、バッテリマネージャは、対応するセクション１６０、１７０および１８０のセル１６２、１７２および１８２に関するセル状態データを提供するように通信回路１６１、１７１および１８１のすべてに促すという第１のタイプのデータコマンドを伝送する。バッテリマネージャ１５０は、セル状態データを提供するように通信回路のうちの特定の通信回路に要求するという第２のタイプのデータコマンドを伝送する。例えば、いくつかの実装形態では、通信回路１６１、１７１および１８１は、第２のデータコマンドが通信回路および／またはセクションの一意識別子を含む場合に、セル状態データを提供するように構成される。そうでなければ、通信回路１６１、１７１および１８１は、第２のデータメッセージの承認を伝送する。
【００３７】
さらに、いくつかの実施形態では、バッテリマネージャ１５０は、デイジーチェーンバスの特定の接続においてデイジーチェーンバスを分割させることを通信回路１６１、１７１および１８１に行わせる第３のデータコマンドを発行することができる。例えば、バッテリマネージャ１５０は、特定の接続が切断されたかまたは帯域幅を低減したことを検出することに応答して、そのような行動を取ることができる。いくつかの実施形態では、バッテリマネージャ１５０は、データバスの２つのそれぞれの端部上で、データの異なるそれぞれのセットを同時に伝達することによって、利用可能帯域幅を２倍にするためにデイジーチェーンバスを分割するように通信回路１６１、１７１および１８１に促すことができる。第３のデータコマンドに応答して、通信回路の第１のサブセットは、第１の端部１５２を介してデータを伝達するように構成され、第２のサブセット（通信回路のうちの他の通信回路を含む）は、第２の端部１５３を介してデータを伝達するように構成される。また、通信回路１６１、１７１および１８１は、通信回路の第１のサブセットと第２のサブセットを接続するデイジーチェーンバスにおける通信経路を使用不能にするように構成され、それにより、デイジーチェーンバスを２つの絶縁されたデイジーチェーンバスに分割する。他には、セクション１６０、１７０および１８０からのデータの要求ならびに／またはセクション１６０、１７０および１８０の回路の制御を行うための様々なデータコマンドを使用することもできる。
【００３８】
図１Ｄは、複数のバッテリセクションを含む、バッテリのデータを伝達するための第２の耐故障システムの回路図を示す。システムは、複数のバッテリセクション（セクション１〜セクションＮ）を含む。各セクションは、リチウムイオンセル内スーパーバイザ（ＬＩＩＣＳ）回路１０１によって制御／モニタされるそれぞれの電池１０７を含む。セクションＮに示されるように、各ＬＩＩＣＳ回路は、関連付けられた電池１０７をモニタおよび制御するためのセルマネージャ１２１と、通信回路１２３とを含む。図１Ｃを参照して説明されるように、通信回路１２３は、通信のために、共に直列に接続され、双方向データ経路（例えば、デイジーチェーンバス１０９）を形成する。デイジーチェーンバス１０９は、バッテリマネージャ１１１からＬＩＩＣＳデバイス１０１の各々に向けて制御データを送信したり、ＬＩＩＣＳデバイス１０１の各々から送信される測定データ（例えば、セル状態データ）をバッテリマネージャ１１１で受信したりするために使用される。
【００３９】
この例では、通信インターフェース１２５は、バッテリマネージャ１１１と、デイジーチェーンバスのそれぞれの第１および第２の端部１２７および１２８とに結合される。通信インターフェース１２５は、デイジーチェーンバス１０９を介してバッテリマネージャ回路と複数のＬＩＩＣＳデバイスの通信回路との間でデータを伝達するように構成される。
【００４０】
通信インターフェース１２５の可能な一実装形態は、回路１２６によって示される。この例では、回路１２６は、デイジーチェーンバス１０９の第１および第２の端部を介してデータを伝達するように構成された通信回路１２６ｃを含む。以下でより詳細に説明されるように、ＬＩＩＣＳデバイスは、それぞれの電圧ドメインで動作することができ、デイジーチェーンバス１０９の第１の端部と第２の端部との間に大きなＤＣ電圧差を生み出す。ＤＣ電圧差によって生じる損傷を防止するため、通信インターフェースの通信回路１２６ｃは、通信回路１２６ｃと第１の端部１２７との間でＤＣ絶縁を提供しながら、通信回路１２６ｃと第２の端部１２８との間でデータを渡すように構成された絶縁回路１２６ａ（例えば、ガルバニック絶縁回路）を含み得る。絶縁は、例えば、容量、誘導および／または光結合を使用して、提供することができる。また、回路１２６は、ＣＡＮバス１１５を介してバッテリマネージャ１１１から制御コマンドを受信するように構成されたパックコントローラ１２６ｂも含む。パックコントローラ１２６ｂの様々な特徴については、以下の図１Ｄの説明においてより詳細に説明する。
【００４１】
図１Ｄのデイジーチェーンバス１０９の適切な一特徴として、データは、デイジーチェーンバスの第１の端部１２７またはデイジーチェーンバスの第２の端部１２８を介して、ＬＩＩＣＳデバイスの通信回路へ／通信回路から伝達することができる。図１Ｃを参照して説明されるように、この特徴により、デイジーチェーンバス１０９における接続が切断された際に、通信を継続することができる。また、この特徴により、通信に利用可能な帯域幅を増加するため、デイジーチェーンバス１０９を２つの独立したバスに分割することもできる。
【００４２】
実装することができるデイジーチェーンバスの他のいくつかの特徴は、１）デイジーチェーンバスのＬＩＩＣＳデバイスのタイミング同期のホスト制御、２）ホストからＬＩＩＣＳデバイスへのスルーモード通信−待ち時間を削減する、３）ＬＩＩＣＳデバイスからホストへのシフトモード通信−近くに設置されたＬＩＩＣＳデバイスとリモート設置されたＬＩＩＣＳデバイスの両方に対する均衡の取れたタイミング量を可能にし、それにより、待ち時間問題を回避する、４）電池とバッテリパックの両方に対する低減された機械的複雑性、および、５）カスケード接続された電池（積層電圧）の電気制約との良い適合である。
【００４３】
図１Ｄに示されるシステムは、マルチセルバッテリパックの実装に使用することができる。限定ではなく例示として、ＬＩＩＣＳデバイス１０１は、リードフレーム（図示せず）上に装着され、好ましくは、電池１０７の内側に成形され、電池１０７の２つの極１０３、１０５間で接続された集積回路（ＩＣ）（図示せず）である。図１Ｄに示されるように、各電池（例えば１０７）は、関連付けられたＬＩＩＣＳデバイス１０１を有する。各ＬＩＩＣＳデバイス１０１は、関連付けられたローカル電池の電圧によって給電することができ、このことは、ＬＩＩＣＳデバイスの各々を駆動するように構成された専用電力系統の必要性を回避することで、システムを簡易化する。双方向デイジーチェーンバス１０９は、ＬＩＩＣＳデバイス１０１の各々とバッテリマネージャ１１１との間の通信を可能にするために提供される。
【００４４】
電池１０７は、直列にカスケード接続され、２つの外部のバッテリ端子１１７、１１９間に高動作電圧（例えば、＜１０００Ｖ）をもたらすが、その理由は、これが車両の電動機（図示せず）に供給される電流を制限する（例えば、＜１００アンペア）ためである。直列セル電圧構成により、ＬＩＩＣＳデバイス１０１のうちの第１のＬＩＩＣＳデバイス以外はすべて、接地に対する電圧オフセットを有するようになる。しかし、２つの隣接する電池１０７間の電圧オフセットは、単一セル電圧（通常、Ｖｂａｔ＝３〜４Ｖ）に限定される。場合により、２つ以上（ｎ）のセルを単一のＬＩＩＣＳデバイスに接続することができる。このＬＩＩＣＳデバイスは、単一のセルデバイスと同じであり、このＬＩＩＣＳデバイスにおけるｎセットのレジスタに関するそのパラメータを共有する。
【００４５】
連続ＬＩＩＣＳデバイス１０１間でデイジーチェーンバスとして通信インターフェースを構成することにより、各バスインターフェース１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃ…は、単に単一バッテリ電圧（Ｖｂａｔ）にわたる必要がある。したがって、２つの隣接するＬＩＩＣＳデバイス１０１間の物理接続は、インターフェース信号の電圧のレベルシフトに対応しなければならない。この配列により、高価な高電圧コンポーネントまたはガルバニック絶縁の必要性が回避される。
【００４６】
パックコントローラ１２６ｂは、標準コンポーネントであり得、バッテリマネージャ１１１（ＣＡＮバス１１５を使用して他の車両コンポーネントと連通することができる）とＬＩＩＣＳデバイス１０１（デイジーチェーンバス１０９を使用する）との間でインターフェースを取る。場合により、デイジーチェーンバス１０９におけるセルを監視する第１のＬＩＩＣＳデバイス１０１は、接地電圧とバッテリ電圧（Ｖｂａｔ）との間で動作し、したがって、同ＬＩＩＣＳデバイス１０１は、パックコントローラ１２６ｂと同じ電圧レベルで動作する。これは、第１のデイジーチェーンバスセグメントが、他のデイジーチェーンバスセグメントの特定の電圧をシフトする電気インターフェースを必要としないことを意味し、余分なインターフェースコンポーネントの必要性が回避される。結果的に、低電圧ＣＭＯＳスイッチングレベルを使用して、第１のデイジーチェーンバスインターフェース上でデジタル情報を伝えることができ、クライアントの複雑性を低減する。
【００４７】
図１Ｄに示されるように、パックコントローラ１２６ｂは、標準コンポーネントであり得、バッテリマネージャ１１１（ＣＡＮバス１１５を使用して他の車両コンポーネントと連通することができる）とＬＩＩＣＳデバイス１０１（デイジーチェーンバス１０９を使用する）との間でインターフェースを取る。場合により、以前の段落で説明される配列の代替として、デイジーチェーンバス１０９における第１のＬＩＩＣＳデバイス１０１ａは、電池１０７に接続されないが、代わりに、検知抵抗器１２２に接続され、この配列では、システムのモータ電流を測定することができる。検知抵抗器１２２の使用は、単なる例示であり、限定するものではなく、同じ機能性を提供する、異なる回路要素（電流源またはコンデンサなど）を使用する他の構成も提供することができる。図１Ｄに示されるように、第１のＬＩＩＣＳデバイスは、接地電圧とバッテリ電圧（Ｖｂａｔ）との間で動作し、したがって、同ＬＩＩＣＳデバイスは、ＬＩＩＣＳ１０１の通信インターフェース１２５と同じ電圧レベルで動作する。これは、第１のデイジーチェーンバスセグメントが、他のデイジーチェーンバスセグメントの特定の電圧をシフトする電気インターフェースを必要としないことを意味し、余分なインターフェースコンポーネントの必要性が回避される。結果的に、低電圧ＣＭＯＳスイッチングレベルを使用して、第１のデイジーチェーンバスインターフェース上でデジタル情報を伝えることができる。
【００４８】
単一ワイヤインターフェースは、デイジーチェーンバスセグメント上で電気データ信号を伝えるための低コストソリューションとして使用される。隣接するＬＩＩＣＳデバイス１０１間の単一ワイヤインターフェースは、通常、単に短い距離に広がり（例えば、約１０ｃｍ）、インターフェースは電池電圧Ｖｂａｔ（およそｎＶｂａｔである全バッテリパック電圧ではない（ｎはバッテリパックの電池の数であり、Ｖｂａｔはそのような１つの電池の両端間の電圧である））にわたって動作するため、単一ワイヤインターフェースは、安全性の問題を考慮する必要なく、電池の電力リード線の近くにルーティングすることができる。
【００４９】
デイジーチェーンバス１０９上の通信は、バッテリマネージャ１１１が電池のＬＩＩＣＳデバイス１０１にコマンドを発行することができ、それらのＬＩＩＣＳデバイス１０１から情報を受信することもできるように、双方向である必要がある。
【００５０】
より具体的には、ホスト（ここでは、バッテリマネージャ１１１）はすべてのＬＩＩＣＳデバイス１０１に対する初期化およびアプリケーション特有の制御設定を引き受けなければならないため、ホストは、デイジーチェーンバス１０９上で、ＬＩＩＣＳデバイス１０１の制御レジスタ（図１Ｄでは図示せず）にコマンド情報を送信できなければならない。
【００５１】
また、ホストは、デイジーチェーンバス１０９上ですべてのＬＩＩＣＳデバイス１０１から状態および測定値などの情報を収集できなければならない（そのような情報は、まず、ＬＩＩＣＳレジスタに格納され、次いで、バッテリマネージャ１１１に送信される）。
【００５２】
バッテリ管理システムにおける典型的な情報フローは、本明細書に開示されるものを含めて、非常に規則的である。そのような情報フローは、バッテリマネージャ１１１によって開始されて管理される。情報は、固定サイズパケットで伝えることができる。
【００５３】
ホスト（バッテリマネージャ１１１）は、１つまたは複数のスレーブデバイス（例えば、ＬＩＩＣＳデバイス１０１）において特定の行動をトリガするためまたは特定のパラメータ値を設定するためのコマンドパケットを送信する。また、ホストは、スレーブデバイスから受信した確認パケットを解釈することもできる。したがって、動作の間、双方向情報フローが存在することになる。
【００５４】
スレーブデバイスは、ホストによって送信された確認パケットを解釈し、次のスレーブデバイス（「次の」は、特定のスレーブデバイスに対し、ホストから遠方に位置する隣接するスレーブデバイスを意味する）にそのようなコマンドパケットを中継することができ、ホストから各コマンドパケットを受信した後、それらの確認パケットをホストに向けて送信する。スレーブデバイスからの確認パケットは、前のスレーブデバイス（「前の」は、特定のスレーブデバイスに対し、ホストに近方に位置する隣接するスレーブデバイスを意味する）によってホストに向けて中継される。ホストから遠方に位置する別のスレーブデバイスから確認パケットを中継する以外は、各スレーブデバイスは、他のスレーブデバイスと直接連通することはできず、これは、あるスレーブデバイスが別のスレーブデバイスを制御することはできないことを意味する。
【００５５】
ホストが送信するいかなるコマンドパケットに対しても、ホストは、別のスレーブデバイスにコマンドパケットを転送する各スレーブデバイスから確認パケットを受信する（そのような確認パケットがない場合、ホストは、コマンドパケットを再送信することも、警報をトリガすることもできる）。ホストに向けた連続スレーブデバイスによる確認パケットのこの段階的な中継は、ホスト（バッテリマネージャ１１１）から遠ざかるよりも、ホストに向けた情報フローに対するかなり高い帯域幅需要が存在することを意味する。
【００５６】
半二重通信リンクは、述べられるデータ転送要件を効率的に満たすことができる（全二重通信などの他の通信スキームも使用することができる）。半二重通信に対し、時分割多重方式（ＴＤＭ）を使用して、コマンドパケットを送信したり（データフローの約１％）、確認パケットを受信したり（データフローの約９９％）するプロセスを繰り返す間、デイジーチェーンバス１０９上の情報フローの方向を切り換えることができる。バス調停は不要である。
【００５７】
デイジーチェーンバス上でのデータ通信の様々な態様および詳細については、以下の説明において図２〜７を参照して説明する。説明を簡単にするため、これらの図中のＬＩＩＣＳデバイスの通信回路の動作は、主に、図２、３Ａ、３Ｂおよび４に示されるデイジーチェーンバスのそれぞれの第１の端部（２５０、３５０および４５０）を介するデータの通信を参照して論じられる。デイジーチェーンバスの第２の端部（２６０、３６０および４６０）を介するデータ通信に対し、以下の説明におけるデータおよびメッセージが伝送される方向は逆になり、以下の説明におけるマスタ／スレーブ端子指定は逆になる。
【００５８】
図２は、通信回路が直列に接続され、デイジーチェーンバスを形成する２つのＬＩＩＣＳデバイスを示す。デイジーチェーンバスの第１の端部２５０を介する通信に関し、各デイジーチェーンバスセグメント２０９ａは、２つの連続ＬＩＩＣＳデバイス２０１間に位置し、各バスセグメント２０９ａは、一方のＬＩＩＣＳデバイス２０１のマスタ端子２２５ａと、別のＬＩＩＣＳデバイス２０１のスレーブ端子２２５ｂとに接続される。それぞれのマスタおよびスレーブ端子２２５ａ、２２５ｂは、ＬＩＩＣＳデバイスのＣＯＭセクション２２３の一部である。図２に示されるように、マスタおよびスレーブ端子指定は、ホストに対するそれらの端子の位置によって定義され、各デイジーチェーンバスセグメント２０９ａに対し、マスタ端子は、デイジーチェーンバスの第１の端部２５０に近方に位置する端子２２５ａであり、スレーブ端子２２５ｂは、デイジーチェーンバスの第１の端部２５０から遠方に位置する端子である。デイジーチェーンバスの第２の端部を介する通信に対し、これらのマスタおよびスレーブ指定は逆になることに留意されたい。
【００５９】
ホスト２１１は、データ転送を行うためにＬＩＩＣＳデバイス２０１によって使用されるリアルタイムの参照信号源である。ホストのタイミングトリガは、ホストからＬＩＩＣＳデバイス２０１に外側に転送されるデータと共に、ホストからスレーブに（矢印２２７の方向に）システム中に伝播される。ホスト２１１のみがトランザクションを開始するイニシアチブを取ることができ、コマンドデータおよび確認データが転送される。図２に示されるように、コマンドデータは、ホスト２１１から外側に向かって矢印２２９の方向に流れ、確認データは、ホスト２１１に向かって矢印２３１の方向に流れる。両方とも、ホストによって送り出されたタイミングトリガによってタイミングが合わせられる。
【００６０】
いくつかの実施形態では、通信回路は、データ転送の２つのモード、すなわち、シフトモードおよびスルーモードを実行するように構成される。図３Ａおよび３Ｂは、シフトモードおよびスルーモードのそれぞれでのバッテリシステムの動作を反映する概略図を示す。これらの図では、多くのＬＩＩＣＳデバイス３０１は、セグメント３０９ａによって直列に接続され、第１の端部３５０および第２の端部３６０を有するデイジーチェーンバスを形成する。図１Ｄを参照して説明されるように、各ＬＩＩＣＳデバイス３０１は、関連付けられた電池（図示せず）をモニタおよび制御するためのセルマネージャ３３３と、通信回路３２３とを含む。ホスト３１１は、デイジーチェーンバスの第１および第２の端部３５０および３６０を介して、通信回路３２３へ／通信回路３２３からデータを伝達する。シフトモードについては、以下で図３Ａを参照して説明する。既に説明されるように、ＬＩＩＣＳデバイス３０１からホスト３１１への通信は、シフトモードで実行される。図３Ａに示されるように、すべてのＬＩＩＣＳデバイス３０１のすべてのレジスタ３３５のすべてのビットを直列に置くと、シフトモードですべての場所へ／すべての場所からデータをシフト（転送）することができる。データのシフトは、ホストによって送信されるタイミングトリガによって制御される。この場合、データのアドレス指定は、ＬＩＩＣＳデバイス３０１のレジスタ３３５の順番およびそれらのレジスタ３３５のビットの順番によって暗黙的に決定される。これは、通信帯域幅の効率に対して有益である。ＬＩＩＣＳデバイス３０１のデイジーチェーンバスのすべての要素は同じ瞬間にシフトできるため、すべてのＬＩＩＣＳデバイス３０１は、並列にデータを転送することができ（データビットはロックステップ方式で移動する）、システムにおける大きな全帯域幅を提供する。分かり易いように、通常、すべてのＬＩＩＣＳデバイス３０１のすべてのレジスタ３３５のすべてのデータは、更新する必要のないレジスタデータを含めて、システムを通じて転送される。したがって、シフトモードは、ＬＩＩＣＳデバイス３０１からホスト３１１への確認メッセージの送信によく適している。しかし、少量のデータしか転送する必要がない状況では、この動作モードは、通信帯域幅に悪影響を及ぼし得る。各ＬＩＩＣＳデバイス３０１は、そのデータを出力セグメントに転送する前に、入力セグメント（データが流れる方向に応じて、マスタ端子またはスレーブ端子である）から受信したデータを解釈することができる。また、各ＬＩＩＣＳデバイス３０１は、特に、入力データがチェーンにおいて次に来る転送に関係ない場合は、受信した入力データを代替の出力データと交換することができる。コマンドを送信する間に検出エラーが生じた場合、間違いを含むコマンドへの応答は関係ないものであり、伝送エラーに関するより詳細な情報と交換することができる。
【００６１】
シフトモードの代替として、データは、最小待ち時間で、スルーモードで、あるデイジーチェーンバスセグメントから次のデイジーチェーンバスセグメントに転送することができる。スルーモードについては、以下で図３Ｂを参照して説明する。スルーモードのデータ転送を使用するため、個々のバッテリ通信ユニット３２３の各々は、データバッファ３３７を有する。所定の電池マネージャのレジスタ３３５に格納されたデータのすべては、そのＬＩＩＣＳのデータバッファ３３７を介して転送される。このモードでは、転送された入力データは、次のデイジーチェーンバスセグメントに伝送する前は、解釈することも、変更することも、更新することもできない。データは低転送待ち時間を有するため、スルーモードは、単一メッセージがすべてのＬＩＩＣＳデバイス３０１に送信されるコマンドメッセージでの使用によく適している。単一のＬＩＩＣＳデバイス３０１に対する特定のメッセージは、アドレスでラベル付けするべきであるが、その理由は、これにより、ＬＩＩＣＳデバイス３０１によるメッセージフィルタリングが可能になるためである。
【００６２】
図１Ｄに戻ると（また、他の図面を念頭に置いて）、バッテリ管理システムにおけるデータフローは、通常、非常に規則的であり、個々の電池マネージャは、バッテリマネージャに追跡パラメータ（例えば、温度および電圧）を定期的に報告し、バッテリマネージャは、必要に応じて（例えば、バッテリマネージャがバッテリパックの性能を維持するために電荷流出（ｃｈａｒｇｅ  ｂｌｅｅｄｉｎｇ）が必要であると決定した場合）電池マネージャに指示する。バッテリマネージャ１１１は、毎秒約１０〜１００回、ＬＩＩＣＳデバイス１０１に向けてコマンドメッセージを定期的に送信することができ、デバイス特有の設定で送信される場合があるが、すべてのＬＩＩＣＳデバイス１０１に適用可能な一般的なコマンドとして送信される場合が多く、個々のＬＩＩＣＳデバイス１０１が様々な物理パラメータで返答するルーティン状態問い合わせなどがその例である（これらは、通常、スルーモードで送信される最良のコマンドメッセージである）。バッテリマネージャ１１１によって送信された各コマンドメッセージに対し、すべてのＬＩＩＣＳデバイス１０１は、バッテリマネージャ１１１に向けて送信される、状態および測定データなどの確認メッセージで返答する。
【００６３】
システムの最適性能を得るため、スルーモードデータ転送は、バッテリマネージャ１１１からＬＩＩＣＳデバイス１０１へのコマンドメッセージの送信に使用され、シフトモードデータ転送は、ＬＩＩＣＳデバイス１０１によって送信される、状態および測定値を有するすべての確認メッセージのバッテリマネージャ１１１での受信に使用される。
【００６４】
図４は、経時的なシステムのデータフローの一例を示す。Ｉｎｔ０〜Ｉｎｔ６は、描写されるデバイス間でデータが転送されるタイミング間隔を表す。データ伝送サイクルは、時間間隔Ｉｎｔ０において、ホスト４１１が放送コマンド４３９の書き込みに着手し、好ましくはスルーモード通信を使用して、ホスト４１１に最も近いＬＩＩＣＳデバイス４０１ａにデータを送信すると開始する。ＬＩＩＣＳデバイス４０１ａがコマンドを受信している間、ＬＩＩＣＳデバイス４０１ａは、ＬＩＩＣＳデバイス４０１ｂに速やかにコマンドを転送し、順に、ＬＩＩＣＳデバイス４０１ｂは、次のデバイスに速やかにコマンドを転送する。その放送コマンド４３９は、伝播する際、１つまたは複数のＬＩＩＣＳデバイス４０１によって解釈される。ＬＩＩＣＳデバイス４０１のすべてが、恐らくはシフトモードで、それらの確認メッセージでホスト４１１に返答する。５つのＬＩＩＣＳデバイス４０１ａ〜ｅが描写されているが、これは単なる例示であり、より多くのまたはより少数のＬＩＩＣＳデバイスを提供できることが理解されよう。
【００６５】
さらに詳細には、放送コマンド４３９は、一連の斜め上向き矢印を有するラインとして示される。Ｉｎｔ０タイムスロットにおける最下位の矢印は、ホスト４１１によって第１のＬＩＩＣＳデバイス４０１ａに送信された際の放送コマンドに相当する。矢印のベクトルの垂直成分は、ＬＩＩＣＳデバイス４０１ａから隣接するＬＩＩＣＳデバイス４０１ｂ〜ｅへの（ホスト４１１から遠ざかる）放送コマンドの伝播を反映する。矢印のベクトルの水平成分は、経時的に伝播する際の放送コマンドの待ち時間を反映する（待ち時間の問題については、以下でより詳細に論じられる）。図４に示されるように、放送コマンド４３９の伝播は、Ｉｎｔ１において最後のＬＩＩＣＳデバイス４０１ｅに到達する。次いで、時間Ｉｎｔ１〜Ｉｎｔ５に進み、次の段落で詳細に論じられるように、新しいコマンドメッセージ４３９’が同様にＬＩＩＣＳデバイス４０１ａ〜ｅに送信される。
【００６６】
また、図４は、ＬＩＩＣＳデバイス４０１ａ〜ｅからホスト４１１に返答した確認メッセージ４４１ａ〜ｅ（あるＬＩＩＣＳデバイスから別のＬＩＩＣＳデバイスにメッセージが伝えられる際の伝播および待ち時間を反映するため、複数の矢印を有する複数のラインとして示される）も示す。そのような伝送は、好ましくは、シフトモード通信を使用して行われる。本目的において、ＬＩＩＣＳデバイス４０１ａ〜ｅがホスト４１１からタイミングトリガ（図示せず）を受信することに留意するのに十分である。放送コマンドメッセージ４３９がＬＩＩＣＳデバイス４０１によって受信された直後、ＬＩＩＣＳデバイス４０１は、ホスト４１１へのその確認メッセージ４４１の送信を開始する。ＬＩＩＣＳデバイス４０１ａは、関連コマンドが最後のＬＩＩＣＳデバイス４０１ｅに到達する前であっても、その確認データの送信を開始する。しばらくして、次のＬＩＩＣＳデバイス４０１ｂは、ＬＩＩＣＳデバイス４０１ａから放送コマンドメッセージ４３９を受信した後で、ＬＩＩＣＳデバイス４０１ａへの確認メッセージ４４１ｂの送信を開始し、それにより、依然としてメッセージ４４１ａを送信する間、この確認メッセージ４４１ｂは一時的にバッファリングされる。次のサイクルＩｎｔ２の間、ＬＩＩＣＳデバイス４０１ａは、ホスト４１１に確認メッセージ４４１ｂを中継する。ＬＩＩＣＳデバイス４０１ａ〜ｅを介する確認メッセージ４４１の送信は、Ｉｎｔ５の終わりに、確認メッセージ４４１ａ〜ｅのすべてがホスト４１１に伝播されるまで継続される。描写されるＬＩＩＣＳデバイス４０１ａ〜ｅの数は、単なる例示であり、限定するものではなく、より少数のまたはより多くのＬＩＩＣＳデバイス４０１を提供できることを理解すべきである。
【００６７】
最も遠いＬＩＩＣＳデバイス４０１ｅからの確認メッセージ４４１ｅは、Ｉｎｔ５の終わりにホスト４１１に到達することに留意すべきである。次いで、ホスト４１１は、Ｉｎｔ６の始めに開始される、ＬＩＩＣＳデバイス４０１ａ〜ｅへの新しいコマンドメッセージ４３９’の送信を行うことができ、通信プロセスは、その新しいコマンドメッセージに対して繰り返される。
【００６８】
図４に示される例は、デイジーチェーンバスの第１の端部４５０を介する通信を参照して説明する。デイジーチェーンバスの第２の端部４６０を介するデータ通信に対し、コマンド（例えば、４３９）および確認メッセージ４４１ａ〜ｅの方向は、上記の例の逆になる。デイジーチェーンにおける接続（例えば、４０１ｃと４０１ｄとの間）が不完全な場合、図４に示されるように、コマンドメッセージ４３９は、第１の端部４５０を介してＬＩＩＣＳデバイスまで伝播され、応答４４１ｃ〜ａは、ＬＩＩＣＳデバイス４０１ａ〜ｃからデイジーチェーンバスの第１の端部に伝播される。コマンド４３９をＬＩＩＣＳ  ４０１ｄおよびｅに提供するため、コマンドは、第２の端部４６０を介してこれらのＬＩＩＣＳデバイスに逆方向に伝達される。応答４４１ｄ〜ｅは、ＬＩＩＣＳデバイス４０１ｄ〜ｅから第２の端部４６０に向けて（逆方向に）伝播される。
【００６９】
図５は、デイジーチェーンバスにおけるＬＩＩＣＳデバイスの通信回路の応答性に基づいて、デイジーチェーンバスの第１および第２の端部を介してデータを伝達するためのフローチャートを示す。各ＬＩＩＣＳデバイスの通信回路が応答する間は、決定ステップＳ５０１は、デイジーチェーンバスの第１の端部を介して第１のモードで連通するようにバッテリマネージャおよびデバイスに指示する。ステップＳ５０２では、バッテリマネージャは、デイジーチェーンバスの第１の端部を介してＬＩＩＣＳデバイスにコマンドメッセージを送信する。ステップＳ５０４は、コマンドメッセージのそのような段階的な中継に関与する詳細な動作を反映し、それらの詳細は、図６に示される。ステップＳ５０６では、ＬＩＩＣＳデバイスは、コマンドメッセージを処理し、それに従う。ステップＳ５０８では、ＬＩＩＣＳデバイスは、デイジーチェーンバスの第１の端部を介してバッテリマネージャに確認メッセージを送信する。ステップＳ５１０は、ＬＩＩＣＳデバイスからバッテリマネージャへの確認メッセージの送信に関与する詳細な動作を反映し、それらの詳細は、図７に示される。
【００７０】
いずれかのＬＩＩＣＳデバイスがコマンドメッセージに応答しない場合は、決定ステップＳ５０１は、デイジーチェーンバスの両方の端部を介して第２のモードで連通するようにバッテリマネージャおよびデバイスに指示する。ステップＳ５２２では、バッテリマネージャは、デイジーチェーンバスの第１の端部を介してＬＩＩＣＳデバイスの第１のサブセットにコマンドメッセージを送信し、デイジーチェーンバスの第２の端部を介してＬＩＩＣＳデバイスの第２のサブセットにコマンドメッセージを送信する。ステップＳ５２４は、コマンドメッセージのそのような段階的な中継に関与する詳細な動作を反映し、それらの詳細は、図６に示される。ステップＳ５２６では、ＬＩＩＣＳデバイスは、コマンドメッセージを処理し、それに従う。ステップＳ５２８では、ＬＩＩＣＳデバイスの第１のサブセットは、デイジーチェーンバスの第１の端部を介してバッテリマネージャに確認メッセージを送信し、ＬＩＩＣＳデバイスの第２のサブセットは、デイジーチェーンバスの第２の端部を介してバッテリマネージャに確認メッセージを送信する。ステップＳ５３０は、ＬＩＩＣＳデバイスからバッテリマネージャへの確認メッセージの送信に関与する詳細な動作を反映し、それらの詳細は、図７に示される。第２のモードでのこのプロセスは、決定ステップＳ５３２において、ＬＩＩＣＳデバイスのすべてが応答していると決定される間、繰り返される。いずれかのＬＩＩＣＳデバイスが応答しなくなれば、ステップＳ５３４において緊急停止が実行される。緊急停止は、例えば、マルチセルバッテリ回路からすべての電池を切り離すことを含み得る。
【００７１】
図６は、バッテリマネージャ側のバスからＬＩＩＣＳデバイスに向けてバスの他方の端部に向かうコマンドメッセージの中継の様々な態様について描写する。ステップＳ６１２では、バッテリマネージャは、最も近いＬＩＩＣＳデバイス（図１の１０１ａ）とのトランザクションに着手し、最も近いＬＩＩＣＳデバイスのマスタ端子（マスタ端子２２５ａは、図２に示される）でタイミングトリガの送信を開始することによって、ＬＩＩＣＳデバイス間での通信を可能にする。ステップＳ６１４では、バッテリマネージャは、コマンドメッセージを作成し、最も近いＬＩＩＣＳデバイスのマスタ端子に送信する。次いで、ステップＳ６１６では、バッテリマネージャは、マスタ端子で確認メッセージを受信する。ブランチポイントＳ６１８から離れてステップＳ６１６に戻るループ経路は、バッテリマネージャが連続ＬＩＩＣＳデバイスから確認メッセージを反復的に受信した際に生じる処理を反映する。ステップＳ６２０では、最も遠いＬＩＩＣＳデバイスから最後の確認メッセージを受信したバッテリマネージャは、トランザクションを終了し、マスタ端子でのタイミングトリガの送信を停止することによって、通信を使用不能にする。
【００７２】
図７は、ＬＩＩＣＳデバイスからバッテリマネージャへの確認メッセージの中継の様々な態様について描写する。ステップＳ７２２では、ＬＩＩＣＳデバイスは、そのスレーブ端子（スレーブ端子２２５ｂは、図２に示される）で、タイミングトリガおよびコマンドメッセージを受信する。ステップＳ７２４では、ＬＩＩＣＳデバイスは、そのマスタポートを介してタイミングトリガおよびコマンドメッセージを中継する。ステップＳ７２６では、ＬＩＩＣＳデバイスは、コマンドメッセージを解釈する。ステップＳ７２８では、ＬＩＩＣＳデバイスは、確認メッセージを作成し、スレーブポートを介してその確認メッセージを送信することによって、バッテリマネージャに返答する。ステップＳ７３０では、ＬＩＩＣＳデバイスは、そのマスタポートで受信し、確認データの送信は、確認メッセージ（バッテリマネージャからより遠い方の他のＬＩＩＣＳデバイスから）でトリガされる。次いで、ＬＩＩＣＳデバイスは、ステップＳ７３２において、スレーブポートを介してそれらの確認メッセージを中継する。ステップＳ７３０に戻るループ経路Ｓ７３４は、ＬＩＩＣＳデバイスがより遠い方のＬＩＩＣＳデバイスから連続確認メッセージを反復的に受信した際に生じる処理を反映する（最終のそのような確認メッセージが受信された後、処理は現行のメッセージサイクルを停止する（図示せず））。
【００７３】
そのようなデータを転送するデバイスがリンクされた状態では処理が遅延することを理由の１つとして、デイジーチェーンバス上でのデータ転送は無限に高速ではないため、伝播遅延が起こる。結果的に、あるデイジーチェーンバスセグメントによる信号の捕捉、バッファリングおよび次のデイジーチェーンバスセグメントへの再伝送に要する時間を理由の１つとして、開示されるようなデイジーチェーンバス上での信号の転送は、ある程度時間がかかる。
【００７４】
デイジーチェーンバスにおける両方向への通信の信頼性を向上させるため、各ビットは、その完全なシンボル周期の間にフィルタリングされ、確認され、ビットの解釈後のみ、ビットは、次のＬＩＩＣＳデバイスに中継される。これは、伝播遅延が１ビット周期となることを含意するが、その理由は、あるＬＩＩＣＳデバイスから次のＬＩＩＣＳデバイスへのビットの伝播には少なくとも１ビット周期かかるためであり、これは、最小バスセグメント待ち時間がＴｂｉｔ（例えば、約４μｓ）であることを意味する。したがって、バス上でのホストから最後のスレーブデバイス（例えば、合計で２５４個のスレーブデバイスのうちの最後）へのコマンドメッセージの移動に要する最小時間は、２５４×Ｔｂｉｔということになる。したがって、３２ビット／フレームの通信に対し、チェーン内の第１のスレーブ（および恐らくホストに近い他のスレーブ）は、最後のスレーブデバイスが放送コマンドの開始を検出する前に、その確認メッセージでのホストへの返答を終えているということになる。言い換えれば、デイジーチェーンバスの部分が依然としてアイドル状態であり、スレーブデバイスがホストのコマンドメッセージの受信を待つ時間が存在し得る。
【００７５】
対応するバスセグメント伝播遅延は、スレーブデバイスからホストへの確認メッセージの伝送の間に起こり得る（恐らくは、シフトモードを使用して実行される）。ホストは各ＬＩＩＣＳデバイスの応答を捕捉する前に一定の間隔で待たなければならないため、そのような伝播遅延は、問題を引き起こす可能性がある。
【００７６】
確認データの送信は、放送コマンド（ホストによって送信される）の受信によってトリガされる（ＬＩＩＣＳデバイスで）。したがって、第１のデイジーチェーンバスセグメントに対し、そのような確認データは、非常に短いタイミング待ち時間でホストに返送される。しかし、さらに遠くの各デイジーチェーンバスセグメントに対し、２つの余分なバスセグメントを広げる必要があるため、確認データの返送は、２つの追加のセグメント待ち時間分かかる。ソリューションとして、通信レジスタ３３５（図３Ａおよび３Ｂ）は、このタイミング問題を補償するために使用され、通信レジスタ３３５は、レジスタのチェーンを通じてシフトする間、遅延を導入する。単一のバスセグメント上での通信待ち時間がこのシフトレジスタの容量の半分未満である限り、シフトレジスタは、より遠い方のＬＩＩＣＳデバイスの遅延応答を補償することができる。シフトレジスタが依然としてそれ自体の確認メッセージを送信している間、より遠い方のＬＩＩＣＳの確認メッセージは、捕捉され、この同じシフトレジスタにシフトされる。
【００７７】
読み取りポインタは、ホストに向けて送信されるローカルのまたは中継された確認データの位置を位置付けるように定義される。書き込みポインタは、発信確認データのタイミングとよく整合するように、受信確認データの位置を位置付けるように定義される。これは、すべての確認メッセージがデータの連結ストリームとしてホストに到達し、ホストが放送コマンドの送信を終えた直後にそのような確認メッセージが到達することを意味する。
【００７８】
いくつかの実施形態では、バッテリ管理システムは、単一のマスタデバイス（ホスト）を含み、単一のマスタデバイスは、コマンドの発行および応答の収集などのすべてのイニシアチブを取る。ローカルセルマネージャ（ＬＩＩＣＳデバイス）は、スレーブであり、ホストからの命令にのみ応答する。ホストがＬＩＩＣＳデバイスのうちの１つまたは複数に命令を送信すると、ＬＩＩＣＳデバイスは各々、命令を正確に受信したことの確認を提供する。
【００７９】
バスシステムは、ライントポロジにおいてデイジーチェーンバスとして構成され、ホストと、最大２５４個のＬＩＩＣＳデバイスおよびバスセグメントとを含む。ＬＩＩＣＳデバイスとバスセグメントは両方とも、タイミング待ち時間を導入する。この待ち時間は、１つのバスセグメント当たり１ビット周期に相当する。
【００８０】
単一のＬＩＩＣＳデバイスが対処されるアプリケーションでは、上流と下流の両方の遅延を考慮に入れるべきである。これらの待ち時間遅延はむしろ、長いものであり、ホストと特定のＬＩＩＣＳデバイス「ＬＩＩＣＳ（ｎ）」（ｎは、特定のＬＩＩＣＳデバイスとホストとの間のセグメントの数として表される）との間の距離によって変化するため、一般的なメッセージ承認サービスのサポートは、非常に複雑なものである。個々のＬＩＩＣＳデバイス（ＬＩＩＣＳ、ＬＩＩＣＳ（１）、ＬＩＩＣＳ（２）…、ＬＩＣＳ（ｎ）…、ＬＩＣＳ（２５４））の各々が命令を受信した直後に承認メッセージを送信することで、ＬＩＩＣＳデバイスによって伝送されている最大２５４個の承認メッセージによって生じる関連待ち時間および待ち時間変動は、システムを非常に複雑なものにする。
【００８１】
より有利な実装形態では、各ＬＩＩＣＳデバイスは、通常の確認データと組み合わせて、その承認をホストに向けて送信する。ホストによって１つまたは複数のＬＩＩＣＳデバイスに送信された各メッセージは、ホストに向けてメッセージを返送することをあらゆるＬＩＩＣＳデバイスに行わせ、メッセージは、承認と状態情報の両方を含む。ホストによって送信されるメッセージの量はむしろ制限され、大量のデータの返送を必要とする場合が多いため、上述の一般的なメッセージ承認サービスと比較すると、この承認方法のオーバーヘッドと複雑性は両方とも、かなり低減される。
【００８２】
また、ホストへのデータの返送を必要としないコマンド（例えば、ＬＩＩＣＳデバイスでの制御データの設定または事象のトリガのみを行うことができる、ホストからのコマンド）が送信される例では、各ＬＩＩＣＳデバイスは、依然として、確認メッセージを送信する。この場合、伝送ペイロードデータの少なくとも部分的なコピーがホストに返送され、ホストは、そのコピーを使用して、送信データが所望のＬＩＩＣＳデバイスに正確に到達したかどうかを決定することができ、それにより、システムの信頼性が増大する。
【００８３】
いくつかの実施形態では、ＬＩＩＣＳセルスーパーバイザは、スレーブであり、マスタデバイスからの命令にのみ応答する。このタイプのシステムは、２つのタイプの割り込み、すなわち、（１）マスタデバイス（ホストまたはバッテリコントローラ）が（ロックされた）システムの制御を推し進めること、および、（２）スレーブ（例えば、ＬＩＩＣＳデバイス）が警報状態に起因するサービスを要求することを必要とし得る。
【００８４】
コマンドを送信する間に、マスタが１つまたは複数のスレーブデバイスへの割り込みの送信を望む場合、マスタは、コマンドを完全に送信するまで待ち、また、すべてのスレーブがこのメッセージを確認するまで待つ。しかし、この待ち時間は、急遽（例えば、緊急停止の場合）、割り込みを提供する必要がある場合は、長すぎる可能性がある。そのような状況では、マスタは、タイミングトリガを含む関連シンボルの送信を停止することによって、現行のトランザクションを中止することができる。次に、マスタは、割り込み情報を含む新しいコマンドを１つまたは複数のＬＩＩＣＳデバイスに発行することができる。
【００８５】
非限定的な例として、ＬＩＩＣＳデバイスは、特定の状態（例えば、電池の過剰電圧／電圧不足、過剰電池温度／電池温度不足または通信エラー）に起因してホストのアテンションを要求する必要がある場合がある。バッテリ管理システムでは、これらの要求は、通常、動作の間（運転または充電の間）の数秒の応答待ち時間を可能にし、システムがアイドル状態の場合（駐車の間および充電していない間）は、最大数時間の応答待ち時間を可能にする。
【００８６】
ホストは、割り込みメカニズムまたは連続ポーリングによって、サービスを要求するＬＩＩＣＳデバイスを検出することができる。割り込みメカニズムは、要求を転送するための（独立した）媒体を必要とする。バッテリマネージャインターフェースの物理的な実装形態に応じて、そのような割り込みメカニズムのための可能な実装形態は、マスタによって検出されるべき要求を、例えば、単一ワイヤ上で特定の周波数を送信することによって、伝送媒体上において全二重チャネルで調節することであり得る。しかし、バッテリパックに対する様々な設計検討によれば、この目的のために追加配線を提供することは実行可能ではない場合がある。
【００８７】
上記の理由で、いくつかのアプリケーションでは、連続ポーリング手法が好まれる場合がある。バッテリマネージャは、通常、ＬＩＩＣＳデバイスからの測定データの連続ストリームを要求するため、割り込み要求のポーリングは、これらのデータパケットの通常の転送に含めることができ、これらのデータパケットの通常の転送は、既に、デバイス識別情報を含んでいる。この目的のため、何らかの余分な情報をデータパケットに格納することができる。
【００８８】
ＬＩＩＣＳデバイスがホストからのサービスを要求する状況では、サービス要求フラグが設定され、マスタからのアテンションが要求される。緊急状態により要求が緊急のものであれば、ＬＩＩＣＳデバイスによってホストに送信された確認パケットのコンテンツを、緊急状態に関する追加の状態情報と交換することができる。このように、マスタは、別々のコマンドでこの追加データを要求する必要はなく、相互作用待ち時間が削減される。ＬＩＩＣＳデバイスによってホストに送信されたパケットでは、承認フラグは、偽に設定され、例外があることをホストに明らかにし、状態フラグは、未決のサービス要求があるというホストへの信号に設定される。これらのフラグは、ペイロードデータの一部ではない。
【００８９】
ホストデバイスは、通常、毎秒約１０個のサンプルのレートでＬＩＩＣＳデバイスのすべてから測定データを捕捉し、このレートは、割り込み要求に対するタイミング要件を満たすのに十分であるはずのサンプリングレートである。
【００９０】
上記で説明される実施形態は、各電池が電池のすべての関連パラメータを正確に効率的にモニタできる集積回路を含むバッテリ管理システムにおける使用によく適している。そのようなシステムでは、各電池は、ＬＩＩＣＳ回路によって制御され、それにより、電池から生じるデータの局所測定および前処理を通じて新しい特徴を可能にすることができる。
【００９１】
本明細書に記載されるように、アプリケーション特有の通信バスは、バッテリマネージャ（ホスト）からＬＩＩＣＳデバイス（スレーブ）に向かう制御データの転送、および、ＬＩＩＣＳデバイスからバッテリマネージャに戻る測定データの転送を許可する。ＬＩＩＣＳデバイスのみが、専用レベルシフタを含むＰＨＹとのデイジーチェーンバスインターフェースを使用する。このデイジーチェーンバスノードはレベルシフトを必要としないため、標準のデジタルインターフェースコンポーネントを使用して、ホストＰＨＹを実装することができる。図１Ｃに示されるように、バッテリマネージャ１１１は、ＣＡＮトランシーバを含み得、バッテリマネージャと他の車両コンポーネント（様々な制御モジュールおよびデータレコーダ（図示せず）など）との間の通信を容易にする。
【００９２】
本明細書に記載される実施形態は、電気車両に限定されず、他のアプリケーションドメイン（例えば、無停電電源（ＵＰＳ）および太陽光エネルギー貯蔵システム）でも使用することができる。
【００９３】
本明細書に記載されるおよび／または図に示される動作および活動のうちの１つまたは複数を行うため、様々なブロック、モジュールまたは他の回路を実装することができる。これらの文脈では、「ブロック」（時折、「論理回路」または「モジュール」）は、これらのまたは関連動作／活動のうちの１つまたは複数を行う回路である。例えば、上記で論じられる実施形態のうちのある実施形態では、１つまたは複数のモジュールは、図に示される様々な要素および上記で論じられるプロセスを実装するように構成および配列された別々の論理回路またはプログラム可能論理回路である。ある実施形態では、そのようなプログラム可能回路は、命令（および／またはコンフィギュレーションデータ）の１セット（または複数のセット）を実行するようにプログラムされた１つまたは複数のコンピュータ回路である。命令（および／またはコンフィギュレーションデータ）は、メモリ（回路）に格納されてメモリ（回路）からアクセス可能なファームウェアまたはソフトウェアの形態であり得る。
【００９４】
双方向通信バス（例えば、デイジーチェーン）上でのデバイス（バッテリセクションおよびＬＩＩＣＳ）間の通信のためのプロセスおよび回路に関する追加情報については、その全体が参照により本明細書に完全に組み込まれる、本願と共通の発明者と共通の出願人を有する、２０１３年７月１０日に出願された米国特許出願第１３／９３８４１６号明細書を参照することができる。また、その全体が参照により本明細書に完全に組み込まれる、本願と共通の発明者と共通の出願人を有する、同時出願された、代理人整理番号８１５３７３６４ＵＳ０２を有し、ＤＡＩＳＹ−ＣＨＡＩＮ  ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ  ＢＵＳ  ＡＮＤ  ＰＲＯＴＯＣＯＬと称する米国特許出願も参照することができる。例えば、図１、２、３Ａ、３Ｂおよび４を参照すると、米国特許出願第１３／９３８４１６号明細書は、バッテリマネージャ（ホスト）とデイジーチェーンで接続された複数の通信との間の通信について説明する。別の例として、図２Ａおよび２Ｂを参照すると、同時出願された米国特許出願（代理人整理番号８１５３７３６４ＵＳ０２）は、デイジーチェーン通信バス上での通信の同期のためのプロセスおよび回路を示す。
【００９５】
上記の論考および図解に基づいて、当業者であれば、本明細書に示され説明される例示的な実施形態やアプリケーションに厳密に従うことなく、様々な実施形態に様々な修正および変更を行うことができることが容易に認識されよう。例えば、本明細書で論じられる異なる態様を様々な組合せで組み合わせて、異なる実施形態を形成することができる。そのような変更形態は、請求項に記載される態様を含む本開示の態様の真の精神および範囲から逸脱しない。
【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２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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【外国語明細書】
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