综合管理低电压及高电压电池的电池管理系统及通信方法

技术领域

本发明涉及一种电池管理系统，作为一例，涉及一种综合管理低电压及高电压电池的电池管理系统及其通信方法。

背景技术

使用以汽油或重油等化石燃料为主要燃料的内燃机的汽车对空气污染等的公害的发生带来严重的影响。近年来，为了减少公害的发生，已经开发利用电动车或混合动力(Hybrid)汽车。

电动车具备向用于驱动车辆的电动机供应高电压的高电压电池(例如240V)和向车辆内部的电子设备供应低电压的低电压电池(例如12V)。

在高电压电池的情况下，多个电池组串联连接，并且由于车辆中的所有电子设备都将底盘(Chassis)用作接地，因此，为了用户的安全，被配置为与底盘接地绝缘。另一方面，由于低电压电池发生事故的风险相对较低，因此，接地到底盘接地。

电动车需要电池管理系统(Battery Management System)，该系统可以监控并有效地管理这些低电压电池和高电压电池的电压充电状态和电压放电状态。

现有的电池管理系统被分离构成为分别监控低电压电池和高电压电池。

即，现有的电池管理系统，包括：用于监控低电压电池的低电压监控系统；以及用于监控高电压电池的高电压监控系统。

在低电压监控系统和高电压监控系统的情况下，由于使用了不同的通信方式，因此无法相互兼容。

另外，在高电压监控系统的情况下，由于最小工作电压问题，因此，不能监控低电压电池。

即，以往，由于必须同时具备低电压监控系统和高电压监控系统，因此存在电池管理系统的构成复杂度、电池管理系统的内部软件逻辑的复杂度增加的问题。

在先技术文件

专利文件

专利文件1：韩国公开专利第10-2013-0065351号

发明内容

要解决的技术问题

本发明是鉴于上述情况而发明的，其目的在于，提供一种通过单一通信方式可以同时监控低电压电池和高电压电池的综合管理低电压及高电压电池的电池管理系统及其通信方法。

解决技术问题的手段

为达成所述目的，根据本发明的优选实施例的综合管理低电压及高电压电池的电池管理系统，其中，包括：控制部；低电压监控部，连接于所述控制部，将对低电压电池的监控结果传送至所述控制部；以及高电压监控部，具备以菊花链方式彼此连接的多个感应IC，在所述多个感应IC中的至少一个感应IC连接于所述低电压监控部，并将对高电压电池的监控结果通过所述低电压监控部传送至所述控制部。

还可以包括用于连接所述至少一个感应IC和所述低电压监控部的绝缘通信元件。

在所述多个感应IC之间可以连接绝缘通信元件。

在所述控制部和所述低电压监控部之间可以连接绝缘通信元件。

所述控制部可以设置从用于控制所述高电压监控部的控制信号的发送时点到在所述感应IC中接收最后一个感应IC的信息的时点为止的高时间周期。

当需要断开车辆的点火开关及所述高电压电池的平衡时，所述控制部可根据所述高时间周期控制所述低电压监控部和所述高电压监控部，重复执行所述低电压电池和所述高电压电池的监控，以执行所述高电压电池的平衡。

所述控制部可以设置从用于控制所述低电压监控部的控制信号的发送时点到接收所述低电压监控部的信息的时点为止的低时间周期。

当不需要断开车辆的点火开关及所述高电压电池的平衡时，所述控制部根据所述低时间周期控制所述低电压监控部，重复所述低电压电池的监控。

为达成所述目的，根据本发明的电池管理系统的通信方法，其中电池管理系统，包括：控制部；低电压监控部，连接于所述控制部；以及高电压监控部，连接于所述低电压监控部，具备以菊花链方式彼此连接的多个感应IC，其中，包括：监控步骤，利用所述低电压监控部监控低电压电池，并将其结果传送至所述控制部；以及平衡步骤，使用多个感应IC平衡高电压电池，并将其结果通过所述低电压监控部传送至所述控制部。

还可包括在断开车辆的点火开关时，判断所述高电压电池是否需要平衡的是否需要平衡的判断步骤。

还可以包括当需要所述高电压电池的平衡时，设置所述低时间周期和所述高时间周期的时间周期设置步骤。

所述低时间周期可以表示在停车期间直到根据所述控制部的控制信号接收到所述低电压监控部的响应信号为止的信号传送周期。

所述高时间周期可以表示在停车期间直到根据所述控制部的控制信号接收到所述低电压监控部的响应信号为止的信号传送周期。

所述高时间周期可以具有比所述低时间周期长n倍的时间周期(n为2以上的整数)。

发明效果

根据本发明的优选实施例的综合管理低电压及高电压电池的电池管理系统及其通信方法，通过以单一通信方式同时管理低电压电池和高电压电池，从而，具有减少系统的构成要素，并且，降低系统软件的逻辑复杂度的效果。

附图说明

图1是根据本发明的优选实施例的综合管理低电压及高电压电池的电池管理系统的框图。

图2是根据本发明的优选实施例的电池管理系统的通信方法的顺序图。

10：电池管理系统，100：控制部，200：收发部，300：低电压监控部，400：绝缘通信元件，500：高电压监控部，510：第一高电压监控部，520：第二高电压监控部，530：第三高电压监控部

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明的优选实施例。首先，应注意在对各图中的构成要素标注附图标记时，对相同的构成要素即便是表示在不同的图上也标注相同的附图标记。下面，说明本发明的优选实施例，但是，本发明的技术思想并不局限于此，可由本领域的普通技术人员变形实施为各种形态是理所当然的。

图1是根据本发明的优选实施例的综合管理低电压及高电压电池的电池管理系统的框图。

参照图1，根据本发明的优选实施例的综合管理低电压及高电压电池的电池管理系统10，包括：控制部100、收发部200、低电压监控部300、绝缘通信元件400以及高电压监控部500。

根据本发明的优选实施例的综合管理低电压及高电压电池的电池管理系统10通过单一通信方式均能监控低电压电池20和高电压电池30，可以执行高电压电池30的电压平衡。

低电压电池20是用于车辆的内部电子设备的电源。低电压电池20可以具有约12V的电压，但不限于此。即使在断开车辆的点火开关时，低电压电池20也可以通过低电压监控部300进行监控。当需要充电时，低电压电池20可以从高电压电池30接收电力。

高电压电池30是用于操作车辆驱动用电动机的电源。高电压电池30可以通过串联连接多个电池组来构成。高电压电池30可以具有约240V的总电压，但不限于此。即使在断开车辆的点火开关时，高电压电池30的每个电池组也可以通过高电压监控部500进行监控。高电压电池30的每个电池组可以通过高电压监控部500进行电压平衡。

控制部100可以控制低电压监控部300和高电压监控部500来执行低电压电池20和高电压电池30的状态监控。控制部100可以控制高电压监控部500来执行高电压电池30的电压平衡。控制部100可以通过单一通信线将控制信号传送至低电压监控部300和高电压监控部500。控制部100可以通过单一通信线接收低电压监控部300和高电压监控部500的监控信息。

收发部200可以将控制部100的控制信号传送到低电压监控部300。在一实施例中，收发部200可以为通信IC。收发部200可以通过绝缘通信元件(cap)连接于低电压监控部300。收发部200可以从低电压监控部300接收低电压电池20的监控信息和高电压电池30的监控信息，并传送至控制部100。

低电压监控部300在控制部100的控制下可以监控低电压电池20。低电压监控部300可以提供诊断和故障检测功能，使得可以诊断和检测是否发生低电压电池20的低电压或者电线连接是否异常等。

低电压监控部300可以包括与绝缘通信元件(cap)连接的发送部Tx和接收部Rx。低电压监控部300可以将对低电压电池20的监控信息传送到收发部200。低电压监控部300可以将从高电压监控部500接收的信息传送至收发部200。

绝缘通信元件400连接低电压监控部300和高电压监控部500。在一实施例中，绝缘通信元件400可以为绝缘电容器。绝缘通信元件400可以将控制部100的控制信号从低电压监控部300传送到高电压监控部500。绝缘通信元件400可以将高电压监控部500的高电压电池的监控信息传送到低电压监控部300。

高电压监控部500可以具备多个感应IC。多个感应IC510、520、530可以包括第一感应IC510、第二感应IC520及第三感应IC530。高电压监控部500不限于上述数量，可根据高电压电池30的电池组的数量具备更多的感应IC。

多个感应IC510、520、530可以以菊花链(daisy chain)方式相连接。菊花链是指连续连接的硬件设备的构成。例如，菊花链是某设备A连接到设备B，设备B再次连续连接到设备C，以此方式的总线连接方式。

即，第一感应IC510可以连接于第二感应IC520，第二感应IC520可以连接于第三感应IC530。在此，在多个感应IC510、520、530之间可以具备用于电路连接的绝缘通信元件(cap)。

在一实施例中，第一感应IC510、第二感应IC520及第三感应IC530可以为电池组感应IC。第一感应IC510、第二感应IC520及第三感应IC530中的每一个可以对高电压电池30的对应的电池组执行监控及电压平衡功能。电压平衡是指构成电池的多个电池组的每个电压之间的差保持在容许范围内。

另外，第一感应IC510、第二感应IC520及第三感应IC530中的每一个可以提供诊断及故障检测功能，使得可以诊断及检测是否发生电池组的过电压、电池组是否异常或导线连接是否异常等。

第一感应IC510、第二感应IC520及第三感应IC530中的每一个的信息可以通过单一通信线传送到控制部100。在一实施例中，第一感应IC510的信息依次经过绝缘通信元件400、低电压监控部300及收发部200可以传送到控制部100。

另外，第二感应IC520的信息依次经过第一感应IC510、绝缘通信元件400、低电压监控部300及收发部200可以传送到控制部100。

另外，第三感应IC530的信息顺序依次经过第二感应IC520、第一感应IC510、绝缘通信元件400、低电压监控部300及收发部200可以传送到控制部100。

因此，与以往的构成方式相比，根据本发明的优选实施例的综合管理低电压及高电压电池的电池管理系统10，通过以较少数量的构成零件处理电池组信息，从而，具有可以降低系统构成要素的复杂度以及系统逻辑的复杂度的显著效果。

图2是根据本发明的优选实施例的电池管理系统的通信方法的顺序图。

参照图2，电池管理系统的通信方法，可包括：判断是否启动的步骤(S210)；设置正常时间周期的步骤(S220)；第一监控步骤(S230)；判断是否需要平衡的步骤(S240)；低时间周期设置步骤(S250)；第二监控步骤(S260)；高时间周期设置步骤(S270)；第三监控步骤(S280)以及平衡步骤(S290)。

判断是否启动的步骤(S210)中，控制部100从车辆启动开关接收启动信息，来判断是否断开点火开关(IG off)。

在第一时间周期设置步骤S220中，当车辆的点火开关开启状态时，控制部100设置正常时间周期(T_Normal)。此处，正常时间周期表示在车辆行驶中直到控制部100根据控制部100的控制信号接收到高电压监控部500的响应信号为止的信号传送时间周期。

在第一监控步骤S230中，控制部100根据正常时间周期传送控制信号。低电压监控部300根据控制部100的控制信号监控低电压电池20。高电压监控部500根据控制部100的控制信号监控高电压电池30。高电压监控部500将对高电压电池30的监控结果传送至低电压监控部300。低电压监控部300将对低电压电池20的监控结果传送到控制部100。另外，低电压监控部300将对高电压电池30的监控结果传送到控制部100。在开启车辆的点火开关(IGOn)期间可以根据正常时间周期重复执行第一监控步骤(S230)。

在判断是否需要平衡的步骤(S240)中，控制部100，在断开车辆的点火开关时，判断是否需要对高电压电池进行平衡。控制部100通过预先接收的高电压电池30的监控结果来判断是否需要平衡。

在第二时间周期设置步骤S250中，当不需要平衡高电压电池30时，控制部100可以设置低时间周期(T_Low)。此处，低时间周期表示在车辆停车期间直到控制部100根据控制部100的控制信号接收到低电压监控部300的响应信号为止的信号传送周期。

在第二监控步骤S260中，控制部100根据低时间周期传送控制信号。低电压监控部300根据控制部100的控制信号监控低电压电池20。低电压监控部300将对低电压电池20的监控结果传送到控制部100。在断开车辆的点火开关(IG Off)期间可以根据低时间周期重复执行第二监控步骤(S260)。

在第三时间周期设置步骤(S270)中，当需要平衡高电压电池30时，控制部100可以设置低时间周期(T_Low)和高时间周期(T_High)。此处，高时间周期表示在车辆停车期间直到控制部100根据控制部100的控制信号接收到高电压监控部500的响应信号为止的信号传送时间周期。另外，高时间周期(T_High)可以具有比低时间周期(T_Low)长n倍的时间周期(n是2以上的整数)。

在第三监控步骤(S280)中，控制部100根据低时间周期传送控制信号。低电压监控部300根据控制部100的控制信号监控低电压电池20。低电压监控部300将对低电压电池20的监控结果传送到控制部100。在断开车辆的点火开关(IG Off)期间可以根据低时间周期重复执行第三监控步骤(S280)。

在平衡步骤(S290)中，当根据低时间周期完成第三监控步骤(S280)时，控制部100根据高时间周期传送控制信号。低电压监控部300根据控制部100的控制信号监控低电压电池20。高电压监控部500根据控制部100的控制信号监控高电压电池30。另外，高电压监控部500对需要平衡的高电压电池30的电池组执行平衡。高电压监控部500将对高电压电池30的监控结果传送到低电压监控部300。低电压监控部300将对低电压电池20的监控结果和对高电压电池30的监控结果传送到控制部100。在断开车辆的点火开关(IG Off)期间可以根据高时间周期重复执行平衡步骤(S290)。

本发明的以上说明是例示说明技术构思而已，本发明所属技术领域的普通技术人员在不改变本发明的本质特性的范围内可以进行各种修改、变更及取代。因此，以上所述的实施例及附图是用于说明本发明的技术思想的，而不限制本发明，本发明的技术思想范围并不局限于这些实施例及附图。

如本领域技术人员可以理解的，根据本发明的步骤以及/或者操作可以以其他顺序、或者并列、或者为了其他特定的时间(epoch)等，在其他实施例中同时进行。

根据实施例，步骤以及/或者操作中的一部分或者全部可以利用存储在一个以上的非暂时性计算机可读介质中的指令、程序、交互式数据结构(interactive datastructure)、驱动客户端以及/或者服务器的一个以上的处理器至少完成或者执行一部分。一个以上的非暂时性计算机可读介质作为示例，可以是软件、固件、硬件以及/或者其任意组合。另外，本说明书中论述的“模块”的功能可以由软件、固件、硬件以及/或者其任意组合构成。