(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池に接続される電力線を通じて電力線通信を行う電力線通信装置において、
前記電池の状態を検出する電池状態検出手段と、
前記電池状態検出手段により検出された電池の状態に応じて、前記電力線通信の通信信号の通信周波数を設定する周波数設定手段とを有する
ことを特徴とする電力線通信装置。
【請求項２】
前記周波数設定手段は、
通信可能なゲイン以上となる周波数を前記通信周波数として設定することを特徴とする請求項１記載の電力線通信装置。
【請求項３】
前記周波数設定手段は、通信可能なゲインより高いゲインに対応する周波数が複数含まれる場合、前記複数の周波数のうち低い周波数を前記通信周波数として設定することを特徴とする請求項１又は２記載の電力線通信装置。
【請求項４】
前記周波数設定手段は、通信可能なゲインより高いゲインに対応する周波数が複数含まれる場合、前記複数の周波数のうち最もゲインの高い周波数を前記通信周波数として設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の電力線通信装置。
【請求項５】
前記電池は、組電池であって、
前記電池状態検出手段は、前記組電池の浮遊容量を演算し、
前記周波数設定手段は、前記浮遊容量に応じて、前記通信周波数を設定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電力線通信装置。
【請求項６】
前記電池状態検出手段は、前記電池の電圧を検出し、前記電圧から前記浮遊容量を演算することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電力線通信装置。
【請求項７】
前記周波数設定手段は、複数の所定の周波数の中から前記周波数を選択し前記通信周波数として設定することを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載の電力線通信装置。
【請求項８】
前記電池状態検出手段は、前記電池の電池容量を検出し、
前記周波数設定手段は、
前記電池状態検出手段により検出された電池の電池容量が所定の電池容量より高い場合、前記複数の所定の周波数の中から低い周波数を前記通信周波数として設定し、
前記電池状態検出手段により検出された電池の電池容量が前記所定の電池容量より低い場合、前記複数の所定の周波数の中から高い周波数を前記通信周波数として設定することを特徴とする請求項７に記載の電力線通信装置。
【請求項９】
前記電池状態検出手段により検出された電池の状態に応じて、前記通信信号の周波数特性を演算する周波数特性演算手段をさらに有し、
前記周波数設定手段は、前記周波数特性演算手段により演算された周波数特性に応じて、前記通信周波数を設定することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の電力線通信装置。
【請求項１０】
前記周波数特性演算手段は、前記電池の所定の電池容量における前記周波数特性を演算し、
前記周波数設定手段は、
前記所定の電池容量に対する周波数特性から閾値周波数を設定し、
前記電池の電池容量が前記所定の電池容量より高い場合、前記閾値周波数より低い周波数を前記通信周波数として設定し、
前記電池の電池容量が前記所定の電池容量より低い場合、前記閾値周波数より高い周波数を前記通信周波数として設定することを特徴とする請求項９記載の電力線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
交流商用電源（ＡＣ電源）を電力源として動作する通信親機及び通信子機と照明負荷とを電力線を介して接続した通信回路において、当該通信回路を遮断するスイッチと、当該スイッチと並列に接続されるコンデンサとを設けることにより、当該スイッチを遮断した場合であっても、交流商用電源の交流電力が当該コンデンサを介して通信子機に供給する通信システムが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−６６９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の通信システムにおいて、交流商用電源の代わりに電池を用いた場合、使用に伴う電池の状態の変化によって、電力線通信に用いられる信号の特性が変化してしまうため、電力線通信の通信環境が変化し、電力線通信ができなくなる可能性があった。
【０００５】
そこで、本発明は、電池の状態の変化によって、電力線通信が不可能になることを防ぐ電力線通信装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、電池の状態を検出する電池状態検出手段と、電池状態検出手段により検出された電池の状態に応じて、電力線通信の通信信号の通信周波数を設定する周波数設定手段を備えることにより上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電池の状態により通信信号の特性が変化しても、通信に適した特性の周波数を設定し通信を行うため、電池の状態の変化によって、電力線通信が不可能になることを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】発明の実施形態に係る電力線通信装置を備えた、車両用の駆動システムのブロック図である。
【図２】図１の組電池に含まれる、２個の単電池の斜視図である、
【図３】図１の組電池に含まれる、電池モジュールの斜視図である。
【図４】図１の点線部分Ａに相当し、電池モジュールと電池制御部との接続部分のブロック図である。
【図５】図１の組電池に含まれる電池モジュールにおいて、電池容量に対する浮遊容量を示す特性図である。
【図６】図１の電力線通信装置において、通信信号の周波数特性を示す特性図である。
【図７】図１の電池制御部の制御手順を示すフローチャートである。
【図８】図１の電力線通信装置において、通信信号のキャリア周波数に対するゲインを示す特性図である。
【図９】他の発明の実施形態に係る電力線通信装置において、電池制御部の制御手順を示すフローチャートである。
【図１０】他の発明の実施形態に係る電力線通信装置において、通信信号のキャリア周波数に対するゲインを示す特性図である。
【図１１】他の発明の実施形態に係る電力線通信装置において、電池モジュールの電池容量に対する通信信号のゲインを示す特性図である。
【図１２】他の発明の実施形態に係る電力線通信装置において、電池制御部の制御手順を示すフローチャートである。
【図１３】他の発明の実施形態に係る電力線通信装置において、電池モジュールと電池制御部との接続部分のブロック図である。
【図１４】他の発明の実施形態に係る電力線通信装置において、キャリア周波数に対するゲインを示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
《第１実施形態》
図１は、本発明の実施形態に係る電力線通信装置を備えた、組電池１によるモータ４の車両用の駆動システムを示すブロック図である。同図に示す組電池１は、複数の単電池１００を直列又は並列に接続し、その両極に電力供給線２及びリレースイッチ５を介してインバータ３を接続したものである。単電池１００には、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等の二次電池が用いられる。電池モジュール１０は、複数の単電池１００を含むユニットであり、組電池１には、複数の電池モジュール１０が搭載される。
【００１１】
組電池１から供給される直流電流は、電力変換装置であるインバータ３により交流電流に変換されて交流モータ４に供給され、当該交流モータ４が駆動される。これにより、組電池１の負荷である、インバータ３及びモータ４は、組電池１からの電力供給を受ける。リレースイッチ５は、電力供給線２に設けられ、スイッチの一端側が組電池１及び電池制御部６に接続され、スイッチの他端側がインバータ３に接続される。リレースイッチ５をオン、オフを切り換えることにより、組電池１から負荷側への電力の供給が切り換えられる。電池制御部６は、電池モジュール１０に並列に接続され、各電池制御部６は、接続される電池モジュール１０からの電力の供給により駆動する。
【００１２】
なお、同図に示す組電池１によるモータ４の駆動システムは、本実施形態に係る装置を説明するための一例であって、組電池１による電力の供給対象が直流モータの場合はインバータ３を省略することができ、さらに電力の供給対象はモータ４以外の負荷とすることもできる。
【００１３】
次に、組電池１に含まれる電池モジュール１０及び単電池１００の構成の例を、図２及び図３を用いて説明する。図２は、複数の単電池１００のうち、２個の単電池１００の斜視図を示しており、上方の電池を単電池２０１、下方の電池を単電池１０１と称している。
【００１４】
図２に示す単電池１０１は、端部に板状の電極端子１１１を有し、電極端子１１１の逆向きの端部に板状の電極端子１１２が、それぞれ電池の外方に向けて設けられている。電極端子１１１は陽極を、電極端子１１２は陰極の極性を有している。そしてスペーサ１２１とスペーサ１２２が電極端子１１１を狭持し、スペーサ１２３とスペーサ１２４は電極端子１１２を狭持する。スペーサは絶縁性を有しており、セル電極１０１と積層される単電池１０２との間の絶縁性を保つ。出力端子１３１は、電極端子１１１と電気的に接続されており、図３に示す電池モジュールの出力端子１３１となる。
【００１５】
単電池２０１は、単電池１０１の上面より積層される。スペーサ２２１は、単電池２０１の電極端子２１１を上下から狭持するスペーサであって、下側のスペーサを示す。スペーサ２２３は、単電池２０１の電極端子２１２を上下から狭持するスペーサであって、同様に下側のスペーサを示している。電極端子２１１は陰極の極性を有し、電極端子２１２は陽極の極性を有す。単電池１０１と単電池２０１が積層される際は、電極端子１１１と電極端子２１１が電気的に接続される。これにより、単電池１０１と単電池２０１は、直列に接続され、積層される。よって、スペーサ１２２、２２１が設けられている部分には、単電池１０１と２０１の積層方向に隙間が設けられることとなる。
【００１６】
図３は、電池モジュール１０を示す斜視図である。この電池モジュール１０の単電池３０１は、図２に示す単電池１０１、２０１を８個積層したものである（以下、８個の単電池を単電池３０１と総称する）。
【００１７】
単電池３０１の一端には、陽極、陰極それぞれの出力端子１３１、１３２が接続される。スリーブ３０２は、積層されたそれぞれのスペーサに設けられた孔に挿入され、ボルト等により締め付けることでセル電池３０１及びスペーサ３０５を固定する。絶縁カバー３３１は、出力端子３１１及び３１２が接続された単電池３０１の端面側に取り付けられ、電極端子を覆い、電極端子と単電池外部との間の絶縁性を保つ。同様に絶縁カバー３３２は、出力端子１３１、１３２の接続面とは逆側に取り付けられ、電極端子を覆う。スペーサ３０５とアッパーケース３６１の間には、緩衝材３０４挿入する。緩衝材３０４は、車両等に電池モジュールを搭載する時に、車両の振動による単電池への影響を防ぐ機能を司る。
【００１８】
ケース３６０は、アッパーケース３６１とロアケース３６３を有し、図示するようにロアケース３６３に単電池３０１等のアッセンブリを入れ、アッパーケース３６１とロアケース３６３との開口部をカシメ加工することで、単電池３０１及びスペーサ３０５等が収容される。ケース３６０は、薄板スチール板により形成される。
【００１９】
またアッパーケース３６１の表面には、ケース３６０の内方を向く、膨出部３６２が形成される。膨出部３６２は、アッパーケース３６１の中央部分をプレス成形により、エンボス状に形成される。
【００２０】
差込口３０７は、絶縁カバー３３１に設けられ、コネクタ（図示しない）と嵌合する。コネクタが差込口に３０７に嵌合されると、単電池３０１を構成する単電池の電圧検出端子（図示しない）は、コネクタの端子と電気的に接続される。
【００２１】
そして、組電池１は、扁平型（ラミネートタイプ）の単電池１００を積層した電池モジュール１０を重ねた電池であって、図３に示す電池モジュール１０を積層することにより形成される。
【００２２】
次に、組電池１に含まれる電池モジュール１０と、電池モジュール１０に接続される電池制御部６について、図４を用いて、説明する。図４は、図１の点線部分Ａに相当し、電池モジュール１０と電池制御部６との接続部分のブロック図を示す。
【００２３】
電池制御部６は、電池モジュール１０と並列に接続されており、後述するように、単電池１００の各種の制御及び電力線通信による外部との通信を行う。電池制御部６には、ＰＬＣ子機６１、電池電圧検出部６２、電池容量演算部６３、浮遊容量演算部６４、周波数設定部６５及びキャリア発生部６６が設けられる。
【００２４】
ＰＬＣ子機６１（Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）は、後述するＰＬＣ親機８と電力供給線２を介して電力線通信を行い、電池電圧検出部６２により検出された単電池１００の検出電圧等を含むデータを送信する。ＰＬＣ子機６１から送信される信号は交流の通信信号であり、周波数は後述する周波数設定部６５により設定され、通信信号の波形電圧は、後述するキャリア発生部６６により設定される。通信信号の周波数帯域には、インバータ３のスイッチング動作によるノイズ、外部からのノイズ等を避けた帯域が設定される。本例において、電力線通信の通信信号の周波数には、当該周波数帯域内であって、予め２種類の周波数ｆａ及び周波数ｆｂが設定されている。またＰＬＣ子機６１には、通信信号を送受信する送受信器（図示しない）が設けられている。
【００２５】
電池電圧検出部６２は、電池モジュール１０に含まれる各単電池１００の端子間の電圧を検出する。単電池１００のそれぞれの端子から電池電圧検出部６２に対して、配線が接続されており、電池電圧検出部６２は、当該配線から単電池１００の電圧を検出する。
【００２６】
電池容量演算部６３は、電池電圧検出部６２により検出された検出電圧から単電池１００の電池容量（ＳＯＣ（％）：Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）を演算する。単電池１００の検出電圧及び電池容量には、所定の関係がある。そのため、検出電圧と電池容量との関係を示すデータが電池容量演算部６３に保存されており、電池容量演算部６３は、当該データを用いて、電池容量を演算する。各単電池１００の電池容量は、各単電池１００の検出電圧から演算することができ、当該各単電池１００の電池容量の総和をとることにより、電池モジュール１０の電池容量が演算される。
【００２７】
浮遊容量演算部６４は、電池モジュール１０内で発生する静電容量である浮遊容量を、電池容量演算部６３により演算された電池容量に基づいて演算する。
【００２８】
ここで、浮遊容量と電池容量について、図５を用いて説明する。図５は、電池モジュール１０において、電池容量に対する浮遊容量の関係を示すグラフである。本例において、組電池１は、状態によって、組電池１内の浮遊容量が変化する特性を有しており、その特性は、図５に示すように、電池容量に影響する。図５において、横軸は、電池容量（％）を、縦軸は浮遊容量（ｎＦ）を示す。電池モジュール１０の電池容量が０％の時、浮遊容量はＡ（ｎＦ）であり、浮遊容量は電池容量の増加に伴って増加し、電池モジュール１０の電池容量が１００％の時、浮遊容量はＢ（ｎＦ）（＞Ａ（ｎＦ））となる。すなわち、組電池１内の浮遊容量は、組電池１の電池容量から推定することができる。
【００２９】
浮遊容量演算部６４は、上記の特性を利用して、予め電池容量と浮遊容量との関係を示すデータを保存しておき、電池容量演算部６３により演算された電池容量と当該データから、電池モジュール１０の浮遊容量を演算する。
【００３０】
周波数設定部６５は、浮遊容量演算部６４により演算された浮遊容量に応じて、電力線通信の通信信号のキャリア周波数をｆａ又はｆｂに設定する。なお、浮遊容量に対して、設定されるキャリア周波数については、後述する。
【００３１】
キャリア発生部６６は、周波数設定部６５により設定されたキャリア周波数に、送信データを示す高周波信号を重畳し、ＰＬＣ子機６１から送信される通信信号の信号電圧を発生する。そして、ＰＬＣ子機６１は、キャリア発生部６６により生成された通信信号を送信する。
【００３２】
図１に戻り、ＰＬＣ親機８は、電力供給線２により組電池１とリレースイッチ５を介して並列に接続され、電力供給線２を介してＰＬＣ子機６１と電力線通信を行う。ＰＬＣ親機８には、通信信号を発信する発信器（図示しない）と、通信信号を送受信する送受信部（図示しない）が設けられる。ＰＬＣ親機８は、電池制御部６に含まれる電池電圧検出部６２に対して、電力線通信により制御信号を送信し、電池電圧検出部６２は、通信信号に含まれる当該制御信号に応じて、単電池１００の電圧を検出する。またＰＬＣ親機８は、電力線通信による通信信号をモニタし、ＰＬＣ子機６１との通信状態を管理する。なお、ＰＬＣ親機８は、インバータ３及びモータ４等を含む負荷側の回路の制御部分の一部でもよく、必ずしも独立した制御部分とする必要はない。
【００３３】
ここで、本例の電力線通信における、通信信号の周波数特性と組電池１内で発生する浮遊容量との関係について、図６を用いて説明する。図６は、ＰＬＣ子機６１からＰＬＣ親機８へ送信される通信信号の周波数特性を示した図であり、（i）は組電池１の浮遊容量が低い時の周波数特性を、（ii）は組電池１の浮遊容量が高い時の周波数特性を示す。
【００３４】
上記の通り、組電池１内には電池内の浮遊容量が存在し、当該浮遊容量が、電力線通信を行う回路内の電気素子と共に作用して、信号の伝送に影響を及ぼす。浮遊容量が変化しなければ、電力線通信において、信号損失の少ない周波数をキャリア周波数として設定すれば通信をすることができる。しかし、本例の組電池１は、組電池１の充電状態に応じて、組電池１内の浮遊容量が変化するため、通信信号の特性も変化する。
【００３５】
特に図３のような電池モジュール１０の場合、電池自体の浮遊容量に加え、単電池１００とケース３６０との間などに大きな浮遊容量が生じるため、その影響が電力線通信に大きく影響する。さらに、これらを積層して組電池にするとその影響はさらに大きくなる。図３に示すように、積層された複数の単電池３０１は、積層面積を同一にするため、単電池３０１を構成する正極板又は負極板の間が誘電層として作用し浮遊容量が生じやする。または、図３に示す電池モジュール１０を積層する場合に。ケース３６０のコーティング層等が誘電層として作用するため、浮遊容量が生じやすくなる。そのため、本例の組電池１は、図６に示すような特性を有する。
【００３６】
本例の電力線通信のシステム回路において、浮遊容量に対する、通信信号の周波数特性を示すと、図６のような特性となる。図６において、縦軸は信号のゲイン（ｄＢ）を示し、横軸は周波数（Ｈｚ）を示す。また、電力線通信が可能なゲインレベル（閾値ゲイン）をＧとし、通信信号の周波数帯域をｆ１〜ｆ２とする。
【００３７】
グラフ（i）に示すように、組電池１の電池容量が小さい場合、周波数帯域（ｆ１〜ｆ２）において、通信信号のゲインがＧより高くなる周波数範囲は、ｆｓとなる。そのため、組電池１の電池容量が小さい場合、周波数範囲（ｆｓ）内でキャリア周波数が設定されれば、電力線通信ができる。一方、グラフ（ii）に示すように、組電池１の電池容量が大きい場合、周波数帯域（ｆ１〜ｆ２）において、通信信号のゲインがＧより高くなる周波数範囲は、ｆｔとなる。そのため、組電池１の電池容量が大きい場合、周波数範囲（ｆｔ）内でキャリア周波数が設定されれば、電力線通信ができる。
【００３８】
すなわち、組電池１内の浮遊容量が大きくなると、周波数帯域（ｆ１〜ｆ２）において、通信可能な周波数範囲が、ｆｓからｆｔに、低周波側へ遷移する。そして、上記の通り、組電池１の電池容量が大きくなると、組電池１内の浮遊容量は大きくなるため、周波数帯域（ｆ１〜ｆ２）において、通信可能な周波数範囲が、ｆｓからｆｔに低周波側へ遷移する。本例において、例えば、図６に示すように、通信信号のキャリア周波数をｆｐに設定して電力線通信を行う場合、組電池１の電池容量が小さい時は、周波数（ｆｐ）に対するゲイン（Ｇｐ１）はＧを越えるため、電力線通信を行うことができる。一方、電池１の電池容量が大きい時は、周波数（ｆｐ）に対するゲイン（Ｇｐ２）はＧより低くなるため、電力線通信を行うことができない。
【００３９】
本例は、組電池１の状態を把握し、状態に応じたキャリア周波数を設定して、電力線通信を行う。以下、本例の電池制御部６における制御内容を、図７及び８を用いて説明する。図７は、電池制御部６の制御手順を示すフローチャートである。
【００４０】
図７に示すように、ステップＳ１にて、電池電圧検出部６２は、接続されている単電池１００の電圧を検出する（ステップＳ１）。なお、単電池１００を検出するタイミングは、図示しないイグニッションキーがオンになり、組電池１からモータ４等の負荷に電力が供給されてから、一定の周期で検出してもよく、任意のタイミングでもよく、またモータ４等に負荷が加わる前のタイミングでもよい。
【００４１】
ステップＳ２にて、電池容量演算部６３は、各単電池１００の検出電圧から単電池１００の電池容量を演算し、電池モジュール１０の電池容量を演算する。電池制御部６には、検出電圧と電池容量との関係を示すデータが保存されているため、電池容量演算部６３は、ステップ１の検出電圧から、電池モジュール１０の電池容量を演算する。
【００４２】
ステップＳ３にて、浮遊容量演算部６４は、電池モジュール１０の電池容量から、電池モジュール１０の浮遊容量を演算する。電池制御部６には、電池容量と浮遊容量との関係を示すデータが保存されているため、電池容量演算部６３は、ステップ２の電池容量から浮遊容量を演算する。
【００４３】
周波数設定部６５は、浮遊容量演算部６４により演算された浮遊容量に基づいて、現在、設定されているキャリア周波数（ｆａ）に対するゲインが、ゲインレベルＧより高いか否かを判定する（ステップＳ４）。図６に示すように、浮遊容量に応じて、通信信号の周波数特性が変わることが分かっているため、キャリア発生部６６にて選択可能な周波数ｆａ及びｆｂについて、浮遊容量に対する通信信号のゲイン特性を示すデータを電池制御部６に保存する。そして、周波数設定部６５は、当該データに基づいて、ステップＳ４の判定を行う。なお、当該浮遊容量に対する通信信号のゲイン特性は、例えば、実装される組電池１及び電力線通信システムを用いて実験を行い、設定されるキャリア周波数の特性を予め取得してもよく、また、電力線通信システムに組み込まれる回路について、回路シミュレーターにより解析し、特性を算出してもよい。
【００４４】
次に、ステップ５及びステップ６の制御内容を、図８を用いて説明する。図８は、通信信号のキャリア周波数に対するゲイン特性を示し、（i）は、浮遊容量がＣａとなる場合の特性を、（ii）は、浮遊容量がＣｂ（＞Ｃａ）となる場合の特性を示す。
【００４５】
グラフ（i）に示すように、電池モジュール１０の浮遊容量がＣａの場合、現在設定されているキャリア周波数（ｆａ）に対するゲイン（Ｇａ１）は、ゲインレベル（Ｇ）より高いため、周波数設定部６５は、現在のキャリア周波数（ｆａ）を変更せず、キャリア発生部６６は、当該キャリア周波数（ｆａ）の通信信号を発生する（ステップＳ６）。
【００４６】
一方、グラフ（ii）に示すように、電池モジュール１０の浮遊容量がＣｂの場合、現在、設定されているキャリア周波数（ｆａ）に対するゲイン（Ｇａ２）は、ゲインレベル（Ｇ）より低いため、キャリア周波数（ｆａ）の通信信号では、電力線通信を行うことができない。そのため、周波数設定部６５は、キャリア周波数（ｆａ）をキャリア周波数（ｆｂ）に変更する（ステップＳ５）。キャリア周波数（ｆｂ）に対するゲイン（Ｇｂ）は、ゲインレベル（Ｇ）より高いため、キャリア周波数（ｆｂ）の通信信号により、電力線通信を行うことができる。そして、キャリア発生部６６は、変更されたキャリア周波数（ｆｂ）の通信信号を発生する（ステップＳ６）。
【００４７】
上記のように、本例は、組電池１の状態に応じて、通信信号のキャリア周波数を設定し、電力線通信を行う。これにより、組電池１の状態の変化に応じて、通信可能な周波数をキャリア周波数として設定し通信を行うことができるため、電池の状態の変化によって、電力線通信が不可能になることを防ぐことができる。
【００４８】
また本例は、周波数設定部６５により、通信信号のゲインが通信可能なゲインレベル（Ｇ）以上となるキャリア周波数が設定される。これにより、本例において、通信信号は、組電池の状態が変化しても、通信のために十分なゲインを得ることができるため、電力線通信が不可能になることを防ぐことができる。
【００４９】
また本例は、組電池１に含まれる電池の浮遊容量を演算し、当該浮遊容量に応じて、キャリア周波数を設定し電力線通信を行う。これにより、信号特性の変化に影響する浮遊容量に応じて、通信可能なキャリア周波数を設定することができ、電力線通信が不可能になることを防ぐことができる。
【００５０】
また本例は、組電池１に含まれる電池の検出電圧から浮遊容量を演算し、当該浮遊容量に基づいて、キャリア周波数を設定し電力線通信を行う。これにより、容量調整等の際に検出される検出電圧を利用して、浮遊容量を演算しキャリア周波数を設定するため、本例は電力線通信の信号ゲインを計測する計測器やセンサ等を必ずしも設ける必要がないため、構成の簡素化、コストの軽減を図ることができる。
【００５１】
また本例は、予め設定されている複数の周波数の中からキャリア周波数を設定し、電力線通信を行う。これにより、本例は予め決まった周波数を発振する発信回路を設けるため、回路の簡素化を図ることができる。
【００５２】
なお、本例は、電池容量演算部６３、浮遊容量演算部６４、周波数設定部６５及びキャリア周波数６６を、電池制御部６に設けたが、ＰＬＣ親機８を含む制御部分に設けてもよい。ＰＬＣ親機８は、ＰＬＣ子機６１と電力線通信を行うため、電力線通信により単電池１００の検出電圧を受信して、ステップＳ２以降の処理を行うことにより、ＰＬＣ親機８側で、キャリア周波数を設定することができる。
【００５３】
また、本例は、上記制御を、単電池１００の電圧を検出する毎に行う必要はない。例えば、ＰＬＣ親機８及びＰＬＣ子機６１が、定期的に電力線通信を行う場合において、通信信号のゲインが所定のゲインより低くなった時、信号特性が変化したと判断して、上記の制御を行い、必要に応じて、キャリア周波数を設定してもよい。また、ＰＬＣ親機８及びＰＬＣ子機６１は、電力線通信の送受信テストを行い、十分なゲインの信号を受信できない場合に、上記の制御を行い、必要に応じて、キャリア周波数を設定してもよい。
【００５４】
また、本例は、電池モジュール１０の電池容量から電池モジュール１０の浮遊容量を演算し、キャリア周波数を設定するが、電池モジュール１０の電池容量の総和から組電池１の電池容量を算出し、当該電池容量に基づいて、組電池１の浮遊容量を演算し、キャリア周波数を設定してもよい。例えば、各電池制御部６は、接続されている電池の検出電圧を検出し、ＰＬＣ子機６１からＰＬＣ親機８へ検出電圧のデータを電力線通信により送信する。そして、ＰＬＣ親機８を含む制御部分は、当該検出電圧データから、各単電池１００又は各電池モジュール１０の電池容量を演算し、総和をとることで、組電池１の浮遊容量を演算する。そして、当該制御部分又は電池制御部６は、演算された浮遊容量に基づき、キャリア周波数を設定する。
【００５５】
また本例は、電池モジュール１０の浮遊容量の総和から組電池１の浮遊容量を算出し、当該浮遊容量に基づいて、キャリア周波数を設定してもよい。
【００５６】
また本例は、単電池１００の検出電圧を検出し、キャリア周波数を設定するが、組電池１の電流積算値に応じて、キャリア周波数を設定し電力線通信を行ってもよい。電流積算値は、組電池１に電流センサを設け、所定の時間の電流値を検出し、検出された電流値を積算することにより測定される。電流積算値は、組電池１の電池容量に相当するため、上記と同様に、電池制御部６は、浮遊容量を演算し、キャリア周波数を設定する。これにより、本例は、電池電圧検出部６２の代わりに電流センサを設け、電流積算値に応じてキャリア周波数を設定し、電力線通信を行うことができる。
【００５７】
また本例は、電力線通信の通信信号の周波数を２種類の周波数としたが、周波数設定部６５において、周波数を連続して変更できるようにし、組電池１の状態に応じて、設定可能な周波数範囲内で、通信可能なゲインとなる周波数を設定し、電力線通信を行ってもよい。
【００５８】
また本例の組電池１は、積層型の電池以外の電池であってもよい。
【００５９】
なお、本例の電池電圧検出部６２、電池容量演算部６３及び浮遊容量演算部６４が本発明の「電池状態検出手段」に相当し、周波数設定部６５が「周波数設定手段」に、キャリア周波数が「通信周波数」に相当する。
【００６０】
《第２実施形態》
発明の他の実施形態に係る電力線通信装置を、図９及び１０を用いて説明する。本例は上述した第１実施形態に対して、周波数設定部６５により設定されるキャリア周波数を、ｆａ、ｆｂ及びｆｃ（ｆａ＞ｆｂ＞ｆｃ）とする点が異なる。これ以外の構成で上述した第１実施形態と同じ構成は、その記載を適宜、援用する。図９は、発明の他の実施形態に係る電力線通信装置において、電池制御部６の制御手順を示すフローチャートである。図１０は、通信信号のキャリア周波数に対するゲイン特性を示し、（i）は、浮遊容量がＣａとなる場合の特性を、（ii）は、浮遊容量がＣｂ（＞Ｃａ）となる場合の特性を示す。
【００６１】
本例の電池制御部６における制御内容を、図９及び図１０を用いて説明するが、ステップＳ１〜ステップＳ３の制御内容は、第１実施形態に係る電池制御部６の制御内容である、ステップＳ１〜ステップＳ３と同様であるため、省略する。
【００６２】
まず、ステップＳ３において、演算された浮遊容量がＣａであり、現在のキャリア周波数がｆａに設定されている、ことを前提として、ステップＳ４及びステップＳ６の制御内容について、説明する。図１０のグラフ（i）に示すように、電池モジュール１０の浮遊容量がＣａの場合、現在、設定されているキャリア周波数（ｆａ）に対するゲイン（Ｇａ１）は、ゲインレベル（Ｇ）より高いため（ステップＳ４）、周波数設定部６５は、現在のキャリア周波数（ｆａ）を変更せず、キャリア発生部６６は、当該キャリア周波数（ｆａ）の通信信号を発生する（ステップＳ６）。
【００６３】
次に、電池モジュール１０の浮遊容量がＣａからＣｂに変化した場合における、ステップＳ４、ステップＳ５１〜ステップＳ５３及びステップＳ６の制御内容を説明する。
【００６４】
電池モジュール１０の浮遊容量がＣａからＣｂに変化した場合、図１０のグラフ（ii）に示すように、現在、設定されているキャリア周波数（ｆａ）に対するゲイン（Ｇａ２）は、ゲインレベル（Ｇ）より低いため（ステップＳ４）、キャリア周波数（ｆａ）の通信信号では、電力線通信を行うことができず、ステップＳ５１へ進む。
【００６５】
ステップＳ５１にて、周波数設定部６５は、選択可能なキャリア周波数の中で、通信可能なキャリア周波数を特定する。すなわち、周波数設定部６５は、キャリア周波数ｆｂ及びｆｃについて、浮遊容量に対するゲイン特性を参照し、浮遊容量（Ｃｂ）に対する、キャリア周波数ｆｂ及びｆｃのゲインを特定する。なお、キャリア周波数ｆｂ及びｆｃについて、浮遊容量に対するゲイン特性は、予め電池制御部６に保存されている。そして、周波数設定部６５は、特定されたゲインとゲインレベル（Ｇ）とを比較し、ゲイン（Ｇ）より高い場合、通信可能と判断する。図１０において、浮遊容量（Ｃｂ）に対する、キャリア周波数ｆｂ及びｆｃのゲインは、グラフ（ii）に示すように、Ｇｂ及びＧｃとなり、ゲインレベル（Ｇ）より高いため、周波数設定部６５は、キャリア周波数ｆｂ及びｆｃを通信可能な周波数と特定する。
【００６６】
ステップＳ５２にて、周波数設定部６５は、通信可能なキャリア周波数が複数ある場合、最も低い周波数を、通信信号のキャリア周波数として特定する。図１０のグラブ（ii）において、通信可能な周波数は２種類あるが、低い周波数であるキャリア周波数ｆｃが、通信信号のキャリア周波数として特定される。なお、通信可能な周波数が１つしかない場合は、当該周波数が、通信信号のキャリア周波数として特定される。
【００６７】
そして、ステップＳ５３にて、周波数設定部６５は、ステップＳ５２により特定されたキャリア周波数（ｆｃ）を、通信信号のキャリア周波数に設定する（ステップＳ５３）。キャリア発生部６６は、当該キャリア周波数（ｆｃ）の通信信号を発生する（ステップＳ６）。
【００６８】
上記のように、周波数設定部６５により設定可能な周波数の中で、ゲインレベル（Ｇ）より高いゲインに対する周波数が複数ある場合、本例は、より低い周波数をキャリア周波数として設定し、電力線通信を行う。これにより、電力線通信時の消費電力を抑制しつつ、電力線通信を可能とすることができる。
【００６９】
なお、本例は、通信可能な周波数が複数ある場合、言い換えると、ゲインレベル（Ｇ）より高いゲインに対する周波数が複数ある場合、最も低い周波数をキャリア周波数として設定し、電力線通信を行うが、当該複数の周波数の中で、最もゲインが高くなる周波数をキャリア周波数として設定し、電力線通信を行ってもよい。これにより、より高い信号出力で、電力線通信を行うことができるため、安定した電力線通信を実現することができる。
【００７０】
《第３実施形態》
発明の他の実施形態に係る電力線通信装置を、図１１及び１２を用いて説明する。本例は上述した第１実施形態に対して、電池制御部６における制御内容が異なる。これ以外の構成で上述した第１実施形態と同じ構成は、その記載を適宜、援用する。図１１は、電池モジュール１０の電池容量に対する通信信号のゲイン特性を示し、図１２は、電池制御部６の制御手順を示すフローチャートである。
【００７１】
まず、本例の電池制御部６の制御内容を説明する前に、図６及び図１１を用いて、電池容量、キャリア周波数及び通信信号のゲインの関係について説明する。
【００７２】
図６に示すように、キャリア周波数として選択可能な周波数帯域（ｆ１〜ｆ２）のうち、ゲインがＧより高くなる周波数範囲は、電池容量が大きくなると、低周波数側、すなわちｆｓからｆｔに、遷移する。そのため、本例は、予め閾値となる電池容量（以下、閾値電池容量と称す）を設定し、電池容量演算部６３により演算される電池容量と当該閾値電池容量とを比較する。そして、電池容量が閾値電池容量より高い場合、低い周波数をキャリア周波数として設定し、電池容量が閾値電池容量より低い場合、高い周波数をキャリア周波数として設定する。
【００７３】
本例において、閾値電池容量を６０％として、電池容量に対する通信信号のゲイン特性は、図１１に示す特性となる。図１１において、グラフ（i）は、キャリア周波数がｆａとなる時の、電池容量に対するゲイン特性を示し、グラフ（ii）は、キャリア周波数がｆｂ（＞ｆａ）となる時の、電池容量に対するゲイン特性を示す。
【００７４】
電池容量が０％から６０％（閾値電池容量）の間にある場合は、高周波数側のキャリア周波数（ｆａ）に対して、ゲインがゲインレベルＧより高くなり、電力線通信を行うことができるため、周波数設定部６５は、ｆａをキャリア周波数として設定する。一方、電池容量が６０％（閾値電池容量）〜１００％の間にある場合は、低周波数側のキャリア周波数（ｆｂ）に対して、ゲインがゲインレベルＧより高くなり、電力線通信を行うことができるため、周波数設定部６５は、ｆｂをキャリア周波数として設定する。これにより、本例は、組電池の電池容量が変化しても、電力線通信を行うことができる。
【００７５】
以下、図１２を用いて、本例の制御手順について説明する。なお、本例において、図４に示す、浮遊容量演算部６４は必ずしも必要ではないため、電池制御部６は、浮遊容量演算部６４を省略してもよい。
【００７６】
ステップＳ１及びステップＳ２は、第１実施形態に係る電池制御部６の制御内容である、ステップＳ１及びステップＳ２と同様であるため、省略する。
【００７７】
ステップＳ２にて、電池モジュール１０の電池容量が演算されると、ステップＳ３１にて、電池制御部６は、演算された電池容量と閾値電池容量とを比較する。電池容量が閾値電池容量より大きい場合、周波数設定部６５は、低周波数側の周波数（ｆｂ）を選択し、キャリア周波数として設定する（ステップＳ３２）。
【００７８】
一方、電電池容量が閾値電池容量より小さい場合、周波数設定部６５は、高周波数側の周波数（ｆａ）を選択し、キャリア周波数として設定する（ステップＳ３３）。そして、キャリア発生部６６は、ステップＳ３２又はステップＳ３３により設定されたキャリア周波数の通信信号を発生する（ステップＳ３４）。
【００７９】
上記のように、本例は、組電池１に含まれる電池の電池容量が閾値電池容量より高い場合、低周波数側の周波数をキャリア周波数として設定し、組電池１に含まれる電池の電池容量が閾値電池容量より低い場合、高周波数側の周波数をキャリア周波数として設定し、電力線通信を行う。
【００８０】
これにより、本例は、組電池１の電池容量の変化に応じて、電力線通信の信号のキャリア周波数を設定することができるため、電池の状態の変化によって、電力線通信が不可能になることを防ぐことができる。
【００８１】
なお、本例は閾値電池容量を６０％とするが、６０％以外の値でもよい。また、本例において選択可能な周波数のうち、一の周波数における、電池容量に対するゲインが、他の周波数における、電池容量に対するゲインより高くなる（または低くなる）電池容量の値を閾値電池容量にしてもよい。すなわち、図１１において、周波数（ｆｂ）における、電池容量に対するゲインが、周波数（ａ）における、電池容量に対するゲインより、電池容量４０％を境に、高くなっている。そのため、本例は、電池容量４０％を閾値電池容量に設定し、上記と同様の制御を行う。これにより、本例は、組電池１の電池容量の変化に応じて、電力線通信の信号のキャリア周波数を設定することができ、また、選択可能な周波数のうち、よりゲインが高くなる周波数を、キャリア周波数として設定することができる。
【００８２】
《第４実施形態》
発明の他の実施形態に係る電力線通信装置を、図１３及び図１４を用いて説明する。本例は上述した第１実施形態に対して、電池制御部６に、周波数特性演算部６７を備える点が異なる。これ以外の構成で上述した第１実施形態と同じ構成は、その記載を適宜、援用する。図１３は、図１の点線部分Ａに相当し、電池モジュール１０と電池制御部６との接続部分のブロック図を示す。
【００８３】
図１３に示すように、電池制御部６は、周波数特性演算部６７を備える。周波数特性演算部６７は、ある電池容量において、周波数設定部６５により選択可能な周波数帯域（ｆ１〜ｆ２）に対する通信信号のゲイン特性を、周波数特性として演算する。
【００８４】
次に、周波数特性演算部６７における、周波数特定の演算方法について説明する。例えば、イグニッションキーがオンになり組電池１に負荷が掛からない状態で、電池容量演算部６３は、電池電圧検出部６２の検出電圧から、電池モジュール１０の電池容量を演算する。また、周波数設定部６５及びキャリア発生部６６は、周波数帯域（ｆ１〜ｆ２）の中で、低周波数側から順にキャリア周波数として設定し、通信信号を発振する。ＰＬＣ子機６１及びＰＬＣ親機８は当該キャリア周波数の通信信号をテスト信号として送受信し、電池制御部６は、受信信号から信号ゲインを測定する。そして、同様に、周波数帯域（ｆ１〜ｆ２）において、低周波数側の周波数から高周波数側の周波数まで、信号ゲインが測定されることにより、周波数帯域（ｆ１〜ｆ２）の周波数特性が演算される。
【００８５】
次に、電池容量と周波数特性との関係について説明する。周波数特性演算部６７により演算される周波数特性を、図１４に示す。図１４は、キャリア周波数に対するゲイン特性を示す。グラフ（i）は電池容量（Ｃ１）の時の周波数特性を、グラフ（ii）は電池容量（Ｃ１）より高い電池容量（Ｃ２）の時の周波数特性を、グラフ（ii）は電池容量（Ｃ１）より低い電池容量（Ｃ３）の時の周波数特性を示す。周波数特性演算部６７は、電池容量（Ｃ１）の時、図１３のグラフ（i）に示す周波数特性を、上記の演算方法により演算したとする。
【００８６】
図１４のグラフ（i）に示すように、周波数帯域（ｆ１〜ｆ２）において、周波数（ｆｓ）の時、ゲインがピーク値を示す。すなわち、電池容量（Ｃ１）の時、キャリア周波数をｆｓに設定し、電力線通信を行う場合、信号のゲインが最も高くなる。また、図１４に示すように、周波数帯域（ｆ１〜ｆ２）において、電池容量が大きくなると、周波数帯域は低周波側に遷移し（図１４のグラフ（ii）に示す。）、電池容量が小さくなると、周波数帯域は高周波側に遷移する（図１４のグラフ（iii）に示す。）。
【００８７】
上記特性を用いて、本例の電池制御部６は、電池容量演算部６３により演算された電池容量及び周波数特性演算部により演算された周波数特性から閾値周波数（ｆｓ）及び閾値電池容量（Ｃ１）を設定し、周波数設定部６５は、演算された電池容量がＣ１より高い場合、閾値周波数（ｆｓ）より低い周波数をキャリア周波数として設定し、演算された電池容量がＣ１より低い場合、閾値周波数（ｆｓ）より高い周波数をキャリア周波数として設定する。
【００８８】
すなわち、電池１の状態が変化することにより電池容量が電池容量（Ｃ１）から変化した場合、閾値周波数（ｆｓ）に対するゲインはピーク値より低くなるため、本例は、電池容量の変化に応じて、閾値周波数（ｆｓ）から周波数を変動させて、キャリア周波数を設定する。
【００８９】
これにより、本例は、組電池１の状態の変化に応じて、通信可能な周波数をキャリア周波数として設定し通信を行うことができるため、電池の状態の変化によって、電力線通信が不可能になることを防ぐことができる。また、本例は、周波数帯域を演算して、演算結果を用いてキャリア周波数を設定するため、組電池１の使用環境や使用期間等により周波数特性が変動したとしても、変動に追随して、通信可能な信号により電力線通信を行うことができる。
【００９０】
なお、本例の周波数演算部６７が、本発明の「周波数演算手段」に相当する。
【符号の説明】
【００９１】
１…組電池
１０…電池モジュール
１００…単電池
１０１、２０１、３０１…単電池
１１１、１１２、２１１、２１２…電極端子
１２１〜１２４、２２１、２２３…スペーサ
１３１、１３２…出力端子
３０２…スリーブ
３０４…緩衝材
３０５…スペーサ
３０７…差込口
３３１、３３２…絶縁カバー
３６０…ケース
３６１…アッパーケース
３６３…ロアケース
２…電力供給線
３…インバータ
４…モータ
５…リレースイッチ
６…電池制御部
６１…ＰＬＣ子機
６２…電池電圧検出部
６３…電池温度検出部
６４…浮遊容量演算部
６５…周波数設定部
６６…キャリア発生部
６７…周波数特性演算部
８…ＰＬＣ親機
【図１】
0005488173.tif 000002
【図２】
0005488173.tif 000003
【図３】
0005488173.tif 000004
【図４】
0005488173.tif 000005
【図５】
0005488173.tif 000006
【図６】
0005488173.tif 000007
【図７】
0005488173.tif 000008
【図８】
0005488173.tif 000009
【図９】
0005488173.tif 000010
【図１０】
0005488173.tif 000011
【図１１】
0005488173.tif 000012
【図１２】
0005488173.tif 000013
【図１３】
0005488173.tif 000014
【図１４】
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