用于输出可分析是否出错的信号的电池管理系统以及包括该电池管理系统的电池驱动系统

摘要

公开了用于输出能够确定是否已出错的信号的电池管理系统。根据本发明，该电池管理系统包括测量二次电池的电压并控制其充电和放电的多个电池管理单元。该电池管理单元在由此被管理的二次电池被过度充电或过度放电以及在单元本身中出错时输出信号。这时，所述多个电池管理单元向串联连接的线路输出信号。根据本发明，在电池管理系统中，将要输出的信号的波形根据在串联连接的线路中流动的电流量而改变。

说明书

技术领域

本公开涉及一种电池管理系统，并且更具体地涉及一种能够在向 外部设备传送信号时输出能够分析错误是否在电池管理系统本身中的 信号的电池管理系统。

本申请要求2014年2月17日在大韩民国提交的韩国专利申请号 10-2014-0017848以及2015年2月17日在大韩民国提交的韩国专利申 请号10-2015-0023856的优先权，其公开被通过引用结合到本文中。

背景技术

由于二次电池很容易适用于各种产品的特性和诸如高能量密度的 电特性，它不仅通常应用于便携式设备，而且普遍地应用于在电驱动 源上运行的电动车辆(EV)、混合电动车辆(HEV)或储能系统。此 二次电视由于其明显地减少了化石燃料的使用且从能量的使用中不产 生副产物的主要优点，正引起注意，使得其成为新的生态友好且能量 高效的能源。

二次电池能够通过包括正电极集流体、负电极集流体、隔膜、活 性物质、电解质溶液等元件之间的电化学反应被反复充电和放电。举 例来说，正被广泛使用的锂聚合物二次电池具有在约3.7V至约4.2V 范围内的工作电压。因此，为了获得供在电动车辆中使用的高功率电 池组，将多个单位二次电池胞串联地连接以构造电池组。

除此基本结构之外，电池组进一步包括电池管理系统，以通过应 用用于诸如发动机的驱动负载的供电控制、用于诸如电流或电压的电 特性值的测量、用于充电/放电控制、用于电压均衡控制、用于充电状 态(SOC)估计等的算法来监视和管理二次电池的状态。

最近，随着对大容量结构以及作为储能源的利用的需要的增多， 对其中组装了包括多个二次电池胞的多个电池模块的多模块结构的电 池组的需求也正在增多。

由于多模块结构的电池组包括多个二次电池胞(cell)，所以在使 用单个电池管理系统来控制所有二次电池胞或所述多个电池模块的充 电/放电状态方面存在限制。因此，已经引入了一种最新技术，其中将 电池管理单元安装于包括在电池组中的每个电池模块中，该电池管理 单元被指定为从单元(slaveunit)，另外提供主单元(masterunit)以 控制从单元或者将从单元中的至少一个指定为主单元，并且主单元和 从单元构成了电池管理系统。

在这种情况下，包括在电池管理系统中的电池管理单元向外部设 备输出信号，该信号指示在电池管理单元管理的二次电池胞中是否出 错。然而，当用来传送是否出错的通知的电路或布线有故障时，尽管 在电池管理单元中出错或发生故障，也不传送指示是否出错的信号， 并且相反地，电池管理单元处于正常状态，但是，指示在电池管理单 元中出错的信号可以被传送。因此，难以识别是在电池管理单元本身 还是在电池管理系统内部的电路、开关器件或信号线中出错。

发明内容

技术问题

本公开被设计成解决相关技术的问题，并且因此本公开针对提供 一种电池管理系统，该电池管理系统在向外部设备传送信号时输出能 够分析错误是否在电池管理系统本身中的信号。

本公开的这些及其它目的和优点可根据以下详细描述来理解，并 且根据本公开的示例性实施例将变得更加完全地显而易见。并且，将 容易理解的是可通过在所附权利要求及其组合中所示的装置来实现本 公开的目的和优点。

解决方案

为了达到该目的，根据本公开的电池管理系统包括N个电池管理 单元，该电池管理单元被配置成诊断电池管理单元管理的二次电池胞 并输出指示是否出错的信号，其中，第一电池管理单元，其被配置成 在数据传输准备区段期间输出具有低逻辑电平电压的ADSYNC信号， 并在数据传输区段期间输出具有高逻辑电平电压的ADSYNC信号；第 一信号检测单元，其被配置成检测从N个电池管理单元输出的指示是 否出错的信号中的至少一个何时指示正常状态，或者ADSYNC信号何 时具有高逻辑电平电压，并输出低逻辑电平电压；第二信号检测单元， 其被配置成检测从N个电池管理单元输出的指示是否出错的信号中的 至少一个何时指示出错，或者ADSYNC信号何时具有低逻辑电平电压， 并输出高逻辑电平电压；开关A，其被从第一信号检测单元输出的高 逻辑电平电压关断；开关B，其被从第二信号检测单元输出的高逻辑电 平电压接通；以及信号输出单元，其被串联电连接在开关A与开关B 之间以在开关A和开关B被同时接通时输出信号。

根据本公开的实施例，第一信号检测单元可包括：被配置成接收 从N个电池管理单元输出的指示是否出错的信号并输出逻辑值的AND 逻辑门；被配置成接收从第一电池管理单元输出的ADSYNC信号并输 出逻辑值的NOT逻辑门；以及被配置成接收从AND逻辑门和第一电 池管理单元输出的ADSYNC信号并输出逻辑值的的AND逻辑门。

根据本公开的实施例，N个电池管理单元可以当在电池管理单元 管理的二次电池胞中出错时输出低逻辑电平电压，以及第一信号检测 单元可进一步包括串联地电连接在N个电池管理单元与AND逻辑门之 间的NOT逻辑门。

根据本公开的实施例，第二信号检测单元可包括：被配置成接收 从N个电池管理单元输出的指示是否出错的信号并输出逻辑值的或 (OR)逻辑门；被配置成接收从第一电池管理单元输出的ADSYNC 信号并输出逻辑值的NOT逻辑门；以及被配置成接收从AND逻辑门 和NOT逻辑门输出的逻辑值并输出逻辑值的OR逻辑门。

根据本公开的实施例，N个电池管理单元可以当在电池管理单元 管理的二次电池胞中出错时输出低逻辑电平电压，以及可进一步包括 串联地电连接在N个电池管理单元与OR逻辑门之间的NOT逻辑门。

根据本公开的实施例，所述电池管理系统可进一步包括第一至第 N开关，其被相互电连接并由N个电池管理单元输出的指示是否出错 的信号接通；所述第一信号检测单元可包括开关F，其具有在第一至第 N开关全部接通时被接通的电连接；开关E，其具有在开关F接通时被 关断并在开关F关断时被接通的电连接；以及开关D，其具有在 ADSYNC信号具有高逻辑电平电压时被接通以接通开关A并在 ADSYNC信号具有低逻辑电平电压时被关断的电连接，从而基于开关 E的接通或关断操作来确定开关A的接通或关断操作；以及所述第二 信号检测单元可包括第一线路，其被配置成将开关B电连接到第一开 关，以在第一至第N开关中的至少一个接通时被接通；以及开关C， 其具有在ADSYNC信号具有低逻辑电平电压时关断以接通开关B的电 连接。

根据本公开的实施例，第一至第N开关可以是PNP型双极结晶体 管。

根据本公开的实施例，开关A可以是NPN型双极结晶体管。

根据本公开的实施例，开关B至F可以是PNP型双极结晶体管。

根据本公开的实施例，信号输出单元可以是光耦合器。

根据本公开的实施例，N个电池管理单元可在ADSYNC的数据传 输准备区段开始时、ADSYNC的数据传输区段开始时以及在ADSYNC 的数据传输区段期间传送的多个数据开始时输出指数(index)脉冲， 并在正常条件下输出高逻辑电平电压以及当在电池管理单元管理的二 次电池胞中出错时输出低逻辑电平。

根据本公开的实施例，指数脉冲可具有低逻辑电平电压。

根据本公开的电池管理系统是包括所述电池管理系统以及外部设 备的电池操作系统的一个部件，所述外部设备包括确定单元，其通过 电池管理系统的信号输出单元来接收在电池管理系统中输出的指示是 否出错的信号，并处理该信号。

有益效果

根据本公开，不仅可以通过分析由外部设备从电池管理系统接收 到的信号来确定在电池管理系统中是否出错，而且还可以识别出错的 特定位置和错误的类型。

本公开可具有多种其它效果，并且通过以下描述将理解本公开的 这种效果，并且该效果根据本公开的示例性实施例变得更加完全地显 而易见。

附图说明

附图图示了本公开的优选实施例，并连同前述公开一起用于提供 本公开的技术精神的进一步理解，并且因此不应将本公开理解为局限 于附图。其中

图1示出了其中使用逻辑门来实现根据本公开的电池管理系统的 一部分的示例的图；

图2是概括来自第一信号检测单元的输出信号和响应于该输出信 号的开关A的接通/关断操作的表格；

图3是概括来自第二信号检测单元的输出信号和响应于该输出信 号的开关B的接通/关断操作的表格；

图4是示出了其中使用双极结晶体管来构造根据本公开的电池管 理系统的示例的图；

图5是概括开关A至F的接通/关断操作的表格；

图6示出了从根据本公开的电池管理系统的每个部分输出的信号 的波形；

图7示出了由外部设备通过信号输出单元接收到的信号的波形；

图8是示出了在图4中所示的电池管理系统中出错的位置的电路 图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图来详细地描述本公开的优选实施例。在本 描述之前，应理解，不应将本说明书和权利要求中使用的术语理解为 局限于一般和词典意义，而是以允许本发明人适当定义术语以便实现 最好的说明的原则为基础，基于与本公开的技术方面相对应的意义和 概念来解释。因此，在本文中提出的描述仅仅是出于说明的目的的优 选示例，而不意图限制本公开的范围，因此应理解的是在不脱离本公 开的精神和范围的情况下可实现对其的其它等价物和修改。

图1示出了其中使用逻辑门来实现根据本公开的电池管理系统的 一部分的示例的图，图2是概括来自第一信号检测单元的输出信号和 响应于该输出信号的开关A的接通/关断操作的表格，图3是概括来自 第二信号检测单元的输出信号和响应于该输出信号的开关B的接通/关 断操作的表格，以及图4是示出了其中使用双极结晶体管来构造根据 本公开的电池管理系统的示例的图。

一起参考图1至4，将描述根据本公开的电池管理系统10的每个 部件。

根据本公开的电池管理系统10包括N个电池管理单元11-1～ 11-n、第一信号检测单元21、第二信号检测单元22、开关A(Q(A))、 开关B(Q(B))以及信号输出单元31。在这里，N是1或更大的自然 数，并且可提供至少一个电池管理单元。N个电池管理单元11-1～11-n、 第一信号检测单元21、第二信号检测单元22、开关A(Q(A))、开关 B(Q(B))以及信号输出单元31被相互电连接以实现如下详细描述的 操作。

在N个电池管理单元之中，第一电池管理单元11-1可输出 ADSYNC信号(参见图4中的ADSYNC端子)。参考图6，在所示信 号波形的顶部找到ADSYNC。ADSYNC信号的一个周期由两个区段组 成：‘信号传输准备区段’和‘信号传输区段’。第一电池管理单元 11-1在数据传输准备区段期间输出具有低逻辑电平电压的信号，并在 数据传输区段期间输出具有高逻辑电平的信号。例如，低逻辑电平电 压可以是0V，以及高逻辑电平电压可以是5V。然而，仅仅是以示例的 方式提供低逻辑电平电压值和高逻辑电平电压值，并且可将其设置成 各种值。

N个电池管理单元11-1～11-n诊断电池管理单元管理的二次电池 单元，或者进行电池管理单元本身中的故障诊断，并输出指示是否出 错的信号(第2保护诊断结果)。术语‘是否出错’表示包括与电池 管理单元管理的二次电池胞的过度充电和过度放电，以及在电池管理 单元本身中是否发生了故障相关联的至少一条信息的信号。当指示‘是 否出错’的信号是包括至少两条信息的信号时，可通过基于预置时间 和/或序列的时分方法来表示所述至少两条信息，并且每个电池管理单 元可基于预置时间和/或序列输出指示是否出错的信号。根据实施例， 可将N个电池管理单元11-1～11-n配置成当在电池管理单元管理的二 次电池胞或电池管理单元本身中出错时输出低逻辑电平电压，并且在 正常状态下、即当未出错时输出高逻辑电平电压。

第一信号检测单元21检测从N个电池管理单元11-1～11-n输出 的指示是否出错的信号中的至少一个何时指示正常状态，或者 ADSYNC信号何时具有高逻辑电平电压，并输出低逻辑电平电压。

第二信号检测单元22检测从N个电池管理单元11-1～11-n输出 的指示是否出错的信号中的至少一个何时指示出错，或者ADSYNC信 号何时具有低逻辑电平电压，并输出高逻辑电平电压。

开关A(Q(A))由第一信号检测单元21输出的低逻辑电平电压接 通，并由高逻辑电平电压关断。

开关B(Q(B))由第二信号检测单元22输出的高逻辑电平电压关 断，并由低逻辑电平电压关断。

信号输出单元31被串联电连接在开关A(Q(A))与开关B(Q(B)) 之间，以在开关A和开关B(Q(B))被同时接通时输出信号。

在下文中，将参考特定实施例来更详细地描述根据本公开的电池 管理系统10。

返回图1，能够看到，被第一信号检测单元21输出的低电平电压 接通并被高逻辑电平电压关断的开关A(Q(A))实现为PNP型双极结 晶体管(PNP-BJT)。也就是说，开关A(Q(A))被实现为PNP型双 极结晶体管并被配置成通过基极端子来接收从第一信号检测单元21输 出的电压电平的输入。由于开关A(Q(A))是PNP型双极结晶体管， 所以开关A(Q(A))在通过基极端子输入低逻辑电平电压时被接通， 并且在通过基极端子输入高逻辑电平电压时被关断。并且，能够看到， 被第二信号检测单元22输出的高电平电压接通并被低逻辑电平电压关 断的开关B(Q(B))实现为PNP型双极结晶体管(NPN-BJT)。也就 是说，开关B(Q(B))被实现为NPN型双极结晶体管并被配置成通过 基极端子来接收从第二信号检测单元22输出的电压电平的输入。由于 开关B(Q(B))是NPN型双极结晶体管，所以开关B(Q(B))在通过 基极端子输入高逻辑电平电压时被接通，并且在通过基极端子输入低 逻辑电平电压时被关断。在这种情况下，PNP型双极结晶体管和PNP 型双极结晶体管是已知技术，并且鉴于本领域的普通技术人员的技术 常识，其描述将是显而易见的事情，正如在本文中所进行的公开一样， 并且在本文中将省略每个端子及其操作的详细描述。

并且，能够看到信号输出单元31被实现为光耦合器。光耦合器是 由光源和光检测器组成的开关器件。可使用红外发光二极管(LED)作 为光耦合器的光源，以及可使用光电二极管或光电晶体管作为光检测 器。在这里，光电二极管或光电晶体管被设计成在从光源接收到光时 被接通。因此，当电流流向光源时，光源发射光，并且光检测器接收 从光源发出的光并被接通。由于光耦合器使用光来传送信号，所以光 耦合器可在传送信号的同时将发射机从接收机电隔离。

在这种情况下，光耦合器被串联地电连接在开关A(Q(A))与开 关B(Q(B))之间并被配置成当开关A(Q(A))与开关B(Q(B))被 同时接通时输出信号。

根据本公开的实施例，第一信号检测单元21包括两个AND逻辑 门211和212及NOT逻辑门214。如下所述的AND逻辑门、NOT逻 辑门以及OR逻辑门是已知部件，并且鉴于本领域的普通技术人员的技 术常识，其描述将是显而易见的事情，正如在本文中所进行的公开一 样，并且在本文中将省略输入/输出操作的描述。

AND逻辑门211接收从N个电池管理单元11-1～11-n输出的指 示是否出错的信号(第二保护/诊断结果-1、第二保护/诊断结果-2、……、 第二保护/诊断结果-n)，并输出逻辑值。

如上所述，根据本公开的实施例，当在电池管理单元管理的二次 电池胞或电池管理单元本身中出错时，N个电池管理单元11-1～11-n 输出低逻辑电平电压。在这种情况下，第一信号检测单元21可进一步 包括被串联地电连接在N个电池管理单元11-1～11-n与AND逻辑门 211之间的NOT逻辑门213。

AND逻辑门212接收从AND逻辑门211和第一电池管理单元11-1 输出的ADSYNC信号，并输出逻辑值。在这种情况下，从第一电池管 理单元11-1输出的ADSYNC信号是通过NOT逻辑门214而输出的。 因此，AND逻辑门212接收从AND逻辑门211和NOT逻辑门214输 出的值并输出逻辑值。

因此，第一信号检测单元211可检测从N个电池管理单元11-1～ 11-n输出的指示是否已出错的信号中的至少一个何时指示正常状态， 或者ADSYNC信号何时具有高逻辑电平电压，并输出低逻辑电平电压。 这样，开关A(Q(A))被第一信号检测单元21输出的低逻辑电平电压 接通，并被高逻辑电平电压关断。

在图2中概括了第一信号检测单元21的输出信号和响应于该输出 信号的开关A(Q(A))的接通/关断操作。

根据本公开的实施例，第二信号检测单元22包括两个OR逻辑门 221和222，及NOT逻辑门224。

两个OR逻辑门中的一个，OR逻辑门221接收从N个电池管理单 元11-1～11-n输出的指示是否出错的信号(第二保护/诊断结果-1、第 二保护/诊断结果-2、……、第二保护/诊断结果-n)，并输出逻辑值。

如上所述，根据本公开的实施例，当在电池管理单元管理的二次 电池胞中出错时，N个电池管理单元11-1～11-n可输出低逻辑电平电 压。在这种情况下，第二信号检测单元22可进一步包括被串联地电连 接在N个电池管理单元11-1～11-n与OR逻辑门221之间的NOT逻辑 门223。

在两个OR逻辑门之中，另一OR逻辑门222接收从OR逻辑门 221和第一信号检测单元11-1输出的ADSYNC信号，并输出逻辑值。 在这种情况下，从第一信号检测单元11-1输出的ADSYNC信号是通过 NOT逻辑门224而输出的。因此，OR逻辑门222接收从OR逻辑门 221和NOT逻辑门224输出的值，并输出逻辑值。

因此，第二信号检测单元22检测从N个电池管理单元11-1～11-n 输出的指示是否出错的信号中的至少一个何时指示出错，或者 ADSYNC信号何时具有低逻辑电平电压，并输出高逻辑电平电压。结 果，开关B(Q(B))被第二信号检测单元22输出的高逻辑电平电压接 通，并被低逻辑电平电压关断。

在图3中概括了第二信号检测22的输出信号和开关B(Q(B))的 接通/关断操作。

图4是示出了其中使用双极结晶体管来构造电池管理系统10的示 例的图。

参考图4，能够看到第一信号检测单元21和第二信号检测单元22 是通过开关B(Q(B))、开关C(Q(C))、开关D(Q(D))、开关E (Q(E))、开关F(Q(F))、第一至第n开关(Q(1)～Q(n))以及电阻 器器件而实现的。

首先，将N个电池管理单元11-1～11-n分别地连接到第一至第n 开关(Q(1)～Q(n))。可如图4中所示将第一至第n开关(Q(1)～Q(n)) 实现为PNP型双极结晶体管。向每个PNP型双极结晶体管的发射极端 子施加从每个电池管理单元11输出的固定电压(5VLDO)。从每个电 池管理单元11输出的电压具有例如5V的值，并且可具有其它值。并 且，向每个PNP型双极结晶体管的基极端子施加从每个电池管理单元 11输出的指示是否出错的信号(第二保护/诊断结果)。因此，当每个 电池管理单元11输出低逻辑电平电压以指示是否出错时，每个PNP型 双极结晶体管被接通。

第一至第n开关(Q(1)～Q(n))被设计成被串联地电连接。也就 是说，实现为PNP型双极结晶体管的第一至第n开关被设计成连接相 邻PNP型双极结晶体管的集极和发射极。因此，当第一至第N开关 (Q(1)～Q(n))全部被接通时，当第一至第N开关(Q(1)～Q(n))中的 某些被接通时，以及当第一至第N开关(Q(1)～Q(n))全部被关断时， 在第一开关(Q(1))的集极端子中流动的电流量不同。

第一信号检测单元21包括开关D(Q(D))、开关E(Q(E))以及 开关F(Q(F))。可将开关D(Q(D))、开关(Q(E))以及开关F(Q(F)) 实现为PNP型双极结晶体管。

开关F(Q(F))具有在第一至第N开关(Q(1)～Q(n))全部接通 时被接通的电连接。可将开关F(Q(F))实现为具有如下特征的所选晶 体管，当第一至第N开关(Q(1)～Q(n))全部接通时该晶体管被在第 一开关(Q(1))的集极端子中流动的电流量接通。并且，根据开关F (Q(F))的特征，可选择被连接到第一至第N开关(Q(1)～Q(n))的 电阻器器件的电阻值。另外，对于本领域的技术人员而言显而易见的 是通过适当地调整晶体管和电阻器器件的器件值来实现开关F(Q(F))。

开关E(Q(E))具有当开关F(Q(F))接通时其被关断且当开关F (Q(F))关断时其被接通的电连接。

并且，开关D(Q(D))在ADSYNC信号具有高逻辑电平电压时被 接通，以接通开关A(Q(A))。并且，当ADSYNC信号具有低逻辑电 平电压时，开关D(Q(D))被关断。在这种情况下(在其中开关D被 关断的情况下)，开关A(Q(A))具有通过开关E(Q(E))的接通其被 接通或通过开关E(Q(E))的关断其被关断的这样的电连接。

因此，第一信号检测单元211检测从N个电池管理单元11-1～11-n 输出的指示是否出错的信号中的至少一个何时指示正常状态，或者 ADSYNC信号何时具有高逻辑电平电压，并输出低逻辑电平电压。因 此，开关A(Q(A))被第一信号检测单元21输出的低逻辑电平电压接 通。

第二信号检测单元22包括开关B(Q(B))、将开关B(Q(B))电 连接到第一开关(Q(1))的第一线路41以及开关C(Q(C))。开关C (Q(C))可以是PNP型双极结晶体管。

第一线路41被连接在开关B(Q(B))与第一开关(Q(1))之间， 并且开关B(Q(B))被配置成当第一至第n开关(Q(1)～Q(n))中的至 少一个接通时被接通。更具体地，第一线路41被设计成连接在第一开 关(Q(1))的集极与开关B(Q(B))的基极之间。可将开关B(Q(B)) 实现为具有如下特征的所选晶体管，当第一至第N开关(Q(1)～Q(n)) 中的至少一个接通时该晶体管被在第一开关(Q(1))的集极端子中流动 的电流接通。并且，根据开关B(Q(B))的特征，可选择连接到第一 至第n开关(Q(1)～Q(n))的电阻器器件的电阻值，或连接在第一开关 (Q(1))的集极与开关B(Q(B))之间的电阻器器件的电阻值。另外， 本领域的技术人员可通过适当地调整晶体管和电阻器器件的器件值来 实现将被执行的前述操作。

并且，开关C(Q(C))具有在ADSYNC信号具有低逻辑电平电压 时被关断以接通开关B(Q(B))的这样的电连接。

图4中所示的每个电阻器器件的电阻值是被选择成实现前述操作 的示例性值。因此，可以考虑到开关A至F(Q(A)～Q(F))的实际操 作特性来调整电阻值。

图5是概括开关A至F(Q(A)～Q(F))的接通/关断操作的表格。

参考图5，响应于ADSYNC信号的电压电平和N个电池管理单元 11-1～11-n输出的指示是否出错的信号，以表格的形式描述开关A至F (Q(A)～Q(F))的接通/关断操作。

为了帮助理解图5的表格，将描述如本文所使用的术语。

ADSYNC信号的电压电平具有高逻辑电平电压和低逻辑电平电 压。因此，当ADSYNC具有高逻辑电平时，指示为‘ADSYNC高’。 并且，当ADSYNC具有低逻辑电平时，指示为‘ADSYNC低’。

可基于在第一开关(Q(1))的集极端子中流动的电流的值，对N 个电池管理单元11-1～11-n输出的指示是否出错的信号分类。用 ‘Ic_Q1’来指示在第一开关(Q(1))的集极端子中流动的电流的值。 在第一开关的集极端子中流动的电流的值(Ic_Q1)可具有总共三个区 段。首先，在第一开关(Q(1))的集极端子中流动的电流的值(Ic_Q1) 在开关B(Q(B))被接通时具有小于阈值电流值(I_thr_Q(B))的值。 在这种情况下，全部的N个电池管理单元11-1～11-n保持全部的第一 至第N开关(Q(1)～Q(n))的关断状态。随后，在第一开关(Q(1))的 集极端子中流动的电流的值(Ic_Q1)在开关B被接通时具有大于或等 于阈值电流值(I_thr_Q(B))的值，但是在开关F(Q(F))被关断时具 有小于阈值电流值(I_thr_Q(F))的值。在这种情况下，N个电池管理 单元11-1～11-n仅接通第一至第n开关(Q(1)～Q(n))中的某些。最 后，在第一开关(Q(1))的集极端子中流动的电流的值(Ic_Q1)在开 关F(Q(F))被接通时具有大于或等于阈值电流值(I_thr_Q(F))的值。 在这种情况下，全部的N个电池管理单元11-1～11-n接通全部的第一 至第n开关(Q(1)～Q(n))。

根据本公开的电池管理系统10的特征在于其输出信号，以允许从 电池管理系统10接收到信号的外部设备分析是否出错。为此，根据本 公开的电池管理系统10控制开关A(Q(A))和开关(Q(B))以通过从 信号输出单元31输出的信号来分析是否出错。以下是通过当在根据本 公开的电池管理系统10中未出错时输出的信号和当出错时输出的信号 来分析在电池管理系统本身中是否出错的方法的描述。

根据本公开的电池管理系统10可以是包括电池管理系统10和外 部设备的电池操作系统的一个部件。电池操作系统可包括例如电动车 辆(EV)、混合式电动车辆(HEV)、电动自行车(E-Bike)、动力 工具、储能系统、不间断电源(UPS)、便携式计算机、移动电话、便 携式音频设备以及便携式视频设备。在这种情况下，外部设备可以是 由根据本公开的电池管理系统10管理的电池组供应电力的设备的中央 控制器。

外部设备包括确定单元(未示出)，并且该确定单元可通过电池 管理系统的信号输出单元来接收并处理指示在电池管理系统中是否出 错的信号。

为了方便理解，电池管理系统10是用于管理安装在电动汽车中的 电池组的系统，以及该外部设备是电动汽车的主控制器。因此，电池 管理系统10为电动汽车的主控制器提供安装于电动汽车中的电池组中 是否出错的通知。在这种情况下，假设主控制器包括通过分析从电池 管理系统10输出的信号来诊断在电池组和电池管理系统10本身中是 否出错的逻辑。

图6示出了根据本公开的从电池管理系统10的每个部分输出的信 号的波形。

参考图6，首先，看到ADSYNC的波形。

如上所述，ADSYNC在数据传输准备区段期间具有低逻辑电平电 压并在数据传输区段期间具有高逻辑电平。

其次看到的是从每个电池管理单元11输出的指示是否出错的信 号(第二保护/诊断结果)的波形。根据本公开的实施例，电池管理单 元11可在ADSYNC的数据传输准备区段开始时、ADSYNC的数据传 输区段开始时以及在ADSYNC的数据传输区段期间传送的多个数据开 始时输出指数脉冲51和52。并且，电池管理单元11可在ADSYNC的 数据传输区段期间使用重叠传输来传送意图传送的信息(例如，二次 电池胞的过度充电和过度放电以及在二次电池胞中是否出错)。在这 种情况下，电池管理单元11在正常条件下输出高逻辑电平电压，以及 当在电池管理单元管理的二次电池胞中出错时输出低逻辑电平电压。

图6中所示的波形是根据实施例的示例性波形，其中用时分方法 来传送总共三条信息。该三条信息可包括与每个电池管理单元11管理 的二次电池胞的过度充电(①)、过度放电(②)以及自诊断结果(③) 相关联的信息，并且可以是对每个电池管理单元传送的、与是否出错 相关联的信息进行时间分隔所得到的信息。并且，在图6的图示中， 对于全部的三条信息输出高逻辑电平电压，指示在二次电池胞和电池 管理单元本身中未出错。

第三看到的是从第一信号检测单元21输出的信号(21-out)。如 上所述，第一信号检测单元21检测从N个电池管理单元11-1～11-n 输出的指示是否出错的信号中的至少一个何时输出高逻辑电平(即， 至少一个何时指示正常状态)或者ADSYNC信号何时具有高逻辑电平 电压，并输出低逻辑电平电压。因此，21-out信号原则上具有与第二波 形相反的逻辑电平的波形。然而，在其中ADSYNC具有高逻辑电平电 压的数据传输区段期间，第一信号检测单元输出低逻辑电平电压，而 与指示是否出错的信号无关(参见图6的强制接通区段)。

第四看到的是从第二信号检测单元22输出的信号(22-out)。如 上所述，第二信号检测单元22检测N个电池管理单元11-1～11-n输出 的指示是否出错的信号中的至少一个何时输出低逻辑电平(即，至少 一个何时指示出错)或者ADSYNC信号何时具有低逻辑电平电压，并 输出高逻辑电平电压。因此，22-out信号原则上具有与第二波形相同的 逻辑电平的波形。然而，在其中ADSYNC具有低逻辑电平电压的数据 传输准备区段期间，第二信号检测单元输出高逻辑电平电压，而与指 示是否出错的信号无关(参见图6的强制接通区段)。

如上所述，只有当开关A(Q(A))被第一信号检测单元21输出的 信号接通且开关B(Q(B))同时被第二信号检测单元22输出的信号接 通时，信号输出单元31向外部设备输出信号。相反地，当开关A(Q(A)) 和开关B(Q(B))中的任何一个被关断时，信号输出单元31不向外部 设备输出信号。

图7示出了由外部设备通过信号输出单元31接收到的信号的波 形。

参考图7，最上面的波形指示在电池管理系统10中未出错，即正 常状态。当接收到诸如所示波形的信号时，包括在外部设备中的确定 单元确定电池管理系统10处于正常状态。

第二至第四波形指示在电池管理系统10中出错。

图8是示出了在图4中所示的电池管理系统10中出错的位置的电 路图。

参考图8，用‘X’标记的部分1、2、4～18表示断开连接，以及 用‘＜’标记的部分S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8以及S9表示 短路。

一起参考图7和8，当发生了断开连接1至6时，当发生了断开 连接9时，当发生了断开连接11时，当发生了短路S5时，当发生了 短路S6时或者当发生了短路S8时，不出现ADSYNC的数据传输准备 区段的指数脉冲(错误1)。

当发生了短路S1至S3以及S9时，在ADSYNC的数据传输区段 期间仅接收到低逻辑电平电压波形(错误2)。

当发生了断开连接12、断开连接16、短路S4以及短路S7时，在 ADSYNC的数据传输准备区段期间仅接收到高逻辑电平电压波形(错 误3)。

当发生了断开连接10、断开连接14以及断开连接15时，在 ADSYNC的数据传输区段期间仅接收到高逻辑电平电压波形(错误4)。

当发生了短路S10时，在ADSYNC的数据传输准备区段期间接收 到具有与正常状态相反的逻辑电平的波形(错误5)。

当发生了断开连接13时，在ADSYNC的数据传输区段期间接收 到具有与正常状态相反的逻辑电平的波形(错误5)。

当发生了断开连接7或8时，错误1和4的现象一起出现。

当发生了断开连接17或18时，错误3和4的现象一起出现。

如上所述，包括在外部设备中的确定单元可分析接收到的波形， 并确定在电池管理系统10中是否出错，以及出错的特定位置和错误的 类型。

同时，在本公开的描述中，应理解的是图1和2中所示的本公开 的每个元件或部件在逻辑上而不是在物理上有区别。

也就是说，每个元件或部件对应于实现本公开的技术特征的逻辑 元件或部件，并且因此，应理解的是即使每个元件或部件被集成或分 离，如果能够实现由本公开的逻辑元件或部件所执行的功能，则其也 落在本公开的范围内，并且如果其为执行相同或类似功能的元件或部 件，则无论名称是否相同，其也落在本公开的范围内。

虽然上文已结合有限数目的实施例和附图描述了本公开，但本公 开不限于此，并且应理解的是在本发明的技术精神及所附权利要求的 等价物内可由本领域的技术人员进行各种修改和改变。