(57)【要約】      （修正有）【課題】電池セルの残量のばらつきを位置によらず低減する。【解決手段】複数の電池セル１０１〜１０ｎと、前記複数の電池セルの電池情報取得機能を有する１からN個（Nは２以上の整数）の電池情報取得モジュール１１１〜１１ｎと、前記電池情報取得モジュールを制御管理する管理ユニット１２０からなる組電池システムにおいて、前記電池情報取得モジュールは電池情報取得回路と、取得した電池情報を保持する記憶回路と、通信するための送受信回路を少なくとも二組具備し、管理ユニットからデータ要求が送信されると、N番目の電池情報取得モジュールから順にデータを送信し、i番目の電池情報取得モジュールはi+1番目の電池情報取得モジュールから受信したデータに自身が送信するデータを加え、さらにi-1個のダミーデータを付加してi-1番目の電池情報取得モジュールに送信する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セルと、前記複数の電池セルの電池情報取得機能を有する１からN個（Nは２以上の整数）の電池情報取得モジュールと、前記電池情報取得モジュールを制御管理する管理ユニットからなる組電池システムにおいて、
前記電池情報取得モジュールは電池情報取得回路と、取得した電池情報を保持する記憶回路と、通信するための送受信回路を少なくとも二組具備し、i番目の電池情報取得モジュールは、i-1番目とi+1番目の電池情報取得モジュールと通信を行い、1番目の電池情報取得モジュールは2番目の電池情報取得モジュールと管理ユニットと通信を行い、N番目の電池情報取得モジュールはN-1番目と通信を行い、
管理ユニットからデータ要求が送信されると、N番目の電池情報取得モジュールから順にデータを送信し、i番目の電池情報取得モジュールはi+1番目の電池情報取得モジュールから受信したデータに自身が送信するデータを加え、さらにi-1個のダミーデータを付加してi-1番目の電池情報取得モジュールに送信することを特徴とする組電池システム。
【請求項２】
前記N番目の電池情報取得モジュールと前記N-1番目の電池情報取得モジュールは配線により相互に接続され、前記配線をさらに分岐され、前記N番目の電池情報取得モジュールの第二の送受信回路に接続することを特徴とする請求項１に記載の組電池システム。
【請求項３】
前記送信または受信されるデータは補正ビットを持ち、
前記補正ビットの値は、前記データの送受信時の消費電力が一定になるよう決定され、
前記ダミーデータの値は、前記データの消費電力と等しくなるよう決定されることを特徴とする請求項１に記載の組電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の電池セルから成る組電池システムに関し、特に電池情報の制御・管理、ならびに伝送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車や産業用車両に用いられる電池電源では、高電圧・大容量の電圧を得るために低電圧・低容量の電池セルを多直並列に接続し組電池システムを構成している。組電池システムを安全に動作させるために、各電池セルの電圧や温度などをモニタする組電池システムが必要である。
【０００３】
このような組電池システムは、複数の電池セル９０１〜９０ｎと、電池情報取得回路と取得した情報を記憶する記憶回路とから成る送受信回路を含む電池情報取得モジュール９１１〜９１ｎと、各モジュールと通信を行う管理ユニット９２０で構成されており、管理ユニット９２０が各モジュールの制御を行っている。
【０００４】
近年では、この通信に光を用いて行うものが提案されている(特許第3930171号公報)。光を用いることのメリットは、光信号に変換するために、電気信号のように電池情報取得モジュール９１１〜９１ｎの送受信回路間で信号のレベル変換が必要ないことや、送受信回路の故障によって、他のモジュールに異常な電圧がかかるなどの害を及ぼさないために、安全性が向上するといったことがあげられる。従来の構成では、図１に示すように管理ユニット９２０からの電池情報取得命令に基づき、上の電池情報取得モジュール９１１〜９１ｎから順番に下の電池情報取得モジュール９１１〜９１ｎを介して管理ユニット電池情報が伝達される。この時、上の電池情報取得モジュール９１１〜９１ｎから、自身の電池情報を送信した後は、送受信回路は動作する必要がなくオフ状態となっている。この構成では、より多くの電池情報の送受信を行う下の電池モジュール９１１〜９１ｎの電力消費が大きくなる。各電池情報取得モジュール９１１〜９１ｎは、電池セル９０１〜９０ｎらの電源により動作しているため、上側の電池セルと下側の電池セル９０１〜９０ｎでは、電池の残量にばらつきが生じてしまうという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第3930171号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように従来の電池情報取得モジュール９１１〜９１ｎと管理ユニット９２０間の通信に光信号を用いる組電池システムにおいては、電池情報取得モジュール９１１〜９１ｎの配置位置により送受信する電池情報量の違いから電池情報取得モジュール電力消費がモジュールごとで異なり、電池セルの残量にばらつきが生じてしまう問題があった。
【０００７】
この発明は、電池情報取得モジュールが送受信する電池情報量を揃えて各電池情報取得モジュールの電力消費を概ね等しくすることにより電池セルの残量のばらつきを位置によらず低減することを目的とする。また、この発明は、電池セルの残量ばらつきを低減する組電池システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
複数の電池セルと、前記複数の電池セルの電池情報取得機能を有する１からN個（Nは２以上の整数）の電池情報取得モジュールと、前記電池情報取得モジュールを制御管理する管理ユニットからなる組電池システムにおいて、前記電池情報取得モジュールは電池情報取得回路と、取得した電池情報を保持する記憶回路と、通信するための送受信回路を少なくとも二組具備し、i番目の電池情報取得モジュールは、i-1番目とi+1番目の電池情報取得モジュールと通信を行い、1番目の電池情報取得モジュールは2番目の電池情報取得モジュールと管理ユニットと通信を行い、N番目の電池情報取得モジュールはN-1番目と通信を行い、管理ユニットからデータ要求が送信されると、N番目の電池情報取得モジュールから順にデータを送信し、i番目の電池情報取得モジュールはi+1番目の電池情報取得モジュールから受信したデータに自身が送信するデータを加え、さらにi-1個のダミーデータを付加してi-1番目の電池情報取得モジュールに送信することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
各電池情報取得モジュールが送受信するデータ量が一定になることにより、各電池情報取得モジュールの消費電力を均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】従来例の電池情報取得モジュールと管理ユニット間の通信を説明する図。
【図２】本発明の組電池システムの構成ならびに電池情報伝送の流れを説明するためのブロック図。
【図３】本発明の組電池システムに用いる電池情報取得モジュールの構成を説明するブロック図。
【図４】本発明の組電池システムの他の構成を示す図。
【図５】本発明の電池情報取得モジュールから送信されるデータの構成を説明するブロック図。
【図６】負荷の消費電力が大きい場合、小さい場合の動作を説明する図。
【図７】本発明の組電池システムの他の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら本実施の形態について詳細に説明する。
【００１２】
図２は本実施の形態に係わる組電池システムのブロック図である。図２に示す組電池システムでは、電池セルの電圧よりも高い電圧を得るため、複数の電池セル１０１〜１０ｎを直列に接続している。組電池システム安全に動作させるため、構成する電池セル１０１〜１０ｎの両端の電圧や電池セル１０１〜１０ｎの温度などの電池情報を電池情報取得モジュール１１１〜１１ｎにて検出する。取得した電池情報は管理ユニット１２０から各電池情報取得モジュール１１１〜１１ｎに送られる送信命令に基づき、各電池情報取得モジュール１１１〜１１ｎから管理ユニット１２０に送信する。この時、送信命令は1番目の電池情報取得モジュール１０ｉからN番目の電池情報取得モジュール１１１〜１１ｎに伝送されi番目（iはNから２）の電池情報取得モジュール１０ｉの電池情報が（i-1）番目の電池情報取得モジュール１０（ｉ−ｉ）から１番目の電池情報取得モジュール１０１を介して伝送され、一番目の電池情報取得モジュール１０１から管理ユニット１２０に伝送される。このとき、伝送する電池情報にi-1個のダミーデータを付加して伝送すると、図３に示すような各電池情報取得モジュール１１１〜１１ｎ内の送受信回路１、２の使用頻度を等しくすることができる。電池情報取得モジュール１１１〜１１ｎは、図３に示すように電池セル１０１〜１０ｎより電源Vddと電源Vssが供給されているため、各電池情報取得モジュール１１１〜１１ｎの送受信回路１、２で消費する電力を概ね等しくすることができる。よって、各電池情報取得モジュール１１１〜１１ｎが接続されている電池セル１０１〜１０ｎ間での電池残量のばらつきを低減することができる。図２では、i-1個のダミーデータを付加しているが、ダミーデータの数はi-1+M個（Mは任意の整数）でも良い。
【００１３】
図２において、N番目以外の電池情報取得モジュール１１１〜１１（ｎ−１）は、電池情報の送受信を行っているが、N番目の電池情報取得モジュール１１ｎはデータの送信のみを行っている。このため、N番目の電池情報取得モジュール１１ｎとN番目以外の電池情報取得モジュール１１１〜１１（ｎ−１）の間で消費電力が異なってしまう。そこで、図４に示すように、N番目の電池情報取得モジュール１１ｎの第一の送受信回路の出力を分岐し、一方をN-1番目の電池情報取得モジュール１１（ｎ−１）の送受信回路に接続し、もう一方をN番目の電池情報取得モジュール１１ｎの第二の送受信回路２に接続する。これによって、N番目の電池情報取得モジュール１１ｎを含む全ての電池情報取得モジュール１１１〜１１ｎの消費電量を均一に近づけることができる。
【００１４】
図５に電池情報取得モジュール１１１〜１１ｎから送信するデータの一例を示す。送信するデータは、少なくとも電池の位置や電圧、温度などの情報を含む電池情報と、補正情報を含む。補正情報の値は、送信データの送受信時の消費電流が一定となるように決める。例えば光通信の場合はデータが１の場合に電力を消費するため、送信データ全体で１の数が等しくなるように補正情報の値を選ぶ。また、ディジタル信号の場合は、データが変化する場合に電力を消費するため、送信データ全体でデータが変化する回数が等しくなるように補正情報の値を選ぶ。これにより電池情報の値に依存せず、データの送受信時の消費電力を一定にできる。さらに、データの送受信時の消費電力とダミーデータの送受信時の消費電力を揃えることで、全ての電池情報取得モジュール１１１〜１１ｎの消費電力を均一に近づけることができる。
【００１５】
電池情報取得モジュール１１１〜１１ｎは、電池セル１０１〜１０ｎより電源Vddと電源Vssが供給されているため、送受信するデータを増やすと消費電力が多くなる。組電池に接続されている機器の消費電力が大きい場合（負荷が重い場合）には、負荷と比較して電池情報取得モジュール１１１〜１１ｎの消費電力が小さいため問題とならないが、組電池に接続されている機器の消費電力が小さい場合（負荷が軽い場合）には、負荷と比較して電池情報取得モジュール１１１〜１１ｎの消費電力が大きくなるため、効率が低下してしまう。そこで、図６に示すように、負荷が重い場合には送受信データにダミーデータを付加し、負荷が軽い場合には電池情報をそのまま送受信させる。これにより、組電池システムの効率を向上させることができる。
【００１６】
図７に示すように、管理ユニット１２０とN番目の電池情報取得モジュール１１ｎの第一の送受信回路１を接続し、N番目の電池情報取得モジュール１１ｎの第二の送受信回路２とN-1番目の第一の送受信回路１を接続する。電池情報の送信命令は、管理ユニット１２０からN番目の電池情報取得モジュール１１ｎに送られ、各電池取得モジュール１１１〜１１ｎから送信される電池情報はi番目（iはNから２）の電池情報取得モジュール１１ｉの電池情報が（i-1）番目の電池情報取得モジュール１１（１−ｉ）から１番目の電池情報取得モジュール１１１を介して伝送され、一番目の電池情報取得モジュール１１１から管理ユニット１２０に伝送される。このとき、送信命令にN-1個のダミーデータを付加し、電池情報にi-1個のダミーデータを付加することで、各電池情報取得モジュール１１１〜１１ｎの消費電力を概ね等しくすることができる。
【００１７】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。例えば、ダミーデータを付加するモードと、ダミーデータを付加しないモードを持つように構成しても良い。
【符号の説明】
【００１８】
１、２  送受信回路
３  記憶回路
４  電池情報取得回路
１０１〜１０ｎ  電池セル
１１１〜１１ｎ  電池情報取得モジュール
１２０  管理ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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