(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセルを直列に接続してなる組電池を対象として、各セルの両端電圧を１或いは複数のセルからなるセルグループ毎に測定する装置であって、各セルグループを構成する各セルの両端電圧を測定する複数の電圧測定回路と、これら複数の電圧測定回路と通信線によって接続されて、これら複数の電圧測定回路から測定結果を取得する制御回路とを具えた電圧測定装置において、各電圧測定回路は、
各セルの両端電圧を測定する動作を繰り返す電圧測定手段と、
前記電圧測定手段から得られた最新の測定結果を含む過去複数回分の測定結果が格納される測定結果格納手段と、
前記制御回路からの電圧測定結果要求コマンドを受信するコマンド受信手段と、
前記コマンド受信手段によって電圧測定結果要求コマンドが受信されたとき、前記測定結果格納手段に格納されている過去複数回分の測定結果の内、該コマンドに応じた測定結果を前記通信線を介して前記制御回路に送信する測定結果送信手段
とを具えている一方、前記制御回路は、前記複数の電圧測定回路に対して順次、時間をずらして電圧測定結果要求コマンドを送信するものであって、
前記複数の電圧測定回路について夫々、最初の電圧測定回路に対する電圧測定結果要求コマンドの送信時点から各電圧測定回路に対して電圧測定結果要求コマンドが送信されることとなる時点までに各電圧測定回路によって電圧測定が行なわれることとなる回数に応じた周期分だけ前記の各電圧測定回路に対して電圧測定結果要求コマンドが送信されることとなる時点よりも過去の測定結果を送信すべき旨の電圧測定結果要求コマンドを作成するコマンド作成手段と、
前記コマンド作成手段によって作成された各電圧測定結果要求コマンドを前記通信線を介して各電圧測定回路に送信するコマンド送信手段と、
前記複数の電圧測定回路から送信された測定結果を受信する測定結果受信手段
とを具えていることを特徴とする電圧測定装置。
【請求項２】
各電圧測定回路の電圧測定手段は、所定の周期で各セルの両端電圧を測定する動作を行ない、前記コマンド作成手段は、前記複数の電圧測定回路について夫々、最初の電圧測定
回路に対する電圧測定結果要求コマンドの送信時点から各電圧測定回路に対して電圧測定結果要求コマンドが送信されることとなる時点までの時間を各電圧測定回路の電圧測定周期で除算して得られる商と一致する周期分だけ前記の各電圧測定回路に対して電圧測定結果要求コマンドが送信されることとなる時点よりも過去の測定結果を送信すべき旨の電圧測定結果要求コマンドを作成する請求項１に記載の電圧測定装置。
【請求項３】
前記制御回路は、複数の電圧測定回路のそれぞれについての複数の回路情報を電圧測定回路の識別番号に従って配列してなる回路構成情報が格納されている回路構成情報格納手段を具えており、前記コマンド作成手段は、
前記回路構成情報格納手段に格納されている回路構成情報を構成する複数の回路情報に基づいて順次、各識別番号が付与された電圧測定回路が配備されているか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段によって電圧測定回路が配備されていると判断された場合に電圧測定結果要求コマンドを作成する処理を実行する作成処理実行手段
とを具えており、前記コマンド送信手段は、前記コマンド作成手段によって電圧測定結果要求コマンドが作成される度に該コマンドを電圧測定回路に送信する請求項２に記載の電圧測定装置。
【請求項４】
前記コマンド作成手段の判断手段は、前記複数の全ての回路情報についての前記判断を繰り返す請求項３に記載の電圧測定装置。
【請求項５】
配備されている複数の電圧測定回路の内、１つの電圧測定回路に０の識別番号が付与されており、前記コマンド作成手段の判断手段は、前記複数の回路情報について識別番号の小さい順に前記判断を所定の周期で行なうものであって、各電圧測定回路の電圧測定周期をＴｍ、前記コマンド作成手段の判断手段の判断周期をＴｊとすると、前記コマンド作成手段の作成処理実行手段は、識別番号Ｉが付与された電圧測定回路について、下記数１で表わされる計算式の商に一致する周期分だけ最新の測定結果よりも前の周期にて得られた測定結果を送信すべき旨の電圧測定結果要求コマンドを作成する請求項３又は請求項４に記載の電圧測定装置。
(数１)
Ｔ＝Ｉ・Ｔｊ／Ｔｍ
【請求項６】
組電池を流れる電流の大きさを測定する電流測定回路を具え、前記制御回路のコマンド作成手段は、最初の電圧測定回路に対して最新の測定結果を送信すべき旨の電圧測定結果要求コマンドを作成するものであって、前記制御回路は、最初の電圧測定回路に対する電圧測定結果要求コマンドの送信時に前記電流測定回路から電流測定値を取得する電流測定値取得手段を具えている請求項１乃至請求項５の何れかに記載の電圧測定装置。
【請求項７】
複数のセルを直列に接続してなる組電池と、請求項１乃至請求項６の何れかに記載の電圧測定装置とを具えている組電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組電池を構成する各セルの両端電圧を測定する装置、及び該装置を具えた組電池システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイブリッド自動車において複数のリチウムイオン二次電池(セル)を直列に接続してなる組電池が電源として利用される等、組電池の利用が拡がっている。
ハイブリッド自動車においては、安定した走行能力を確保するために組電池の状態を監視する必要があり、組電池の状態を示す主要な指標として、組電池を構成する複数のセルの充電状態(ＳＯＣ:State  Of  Charge)がある。各セルの充電状態は、組電池を流れる電流の大きさ、各セルの両端電圧、各セルの内部抵抗値等から算出することが出来る。各セルの内部抵抗値は、組電池を流れる電流の大きさと各セルの両端電圧とから算出されるのであるが、各セルの内部抵抗値を精度良く求めるためには、組電池を流れる電流の大きさと各セルの両端電圧とを同時に測定する必要がある。又、組電池の状態を適切に判断するためには、組電池を構成する複数のセルについて同時刻の充電状態を算出する必要があり、そのためには、それら複数のセルの両端電圧を同時に測定する必要がある。
【０００３】
図１２は、従来のハイブリッド自動車のバッテリシステムを表わしており、該バッテリシステムは、図示の如く、リチウムイオン二次電池からなる複数(図示する例では８０個)のセル(１)を直列に接続してなる組電池と、組電池の状態を監視する監視装置とから構成され、該組電池から負荷(６)へ電力の供給が可能となっている。ここで、監視装置は、バッテリシステムの構成から組電池を除いた構成を有している。
【０００４】
監視装置は、複数(図示する例では４つ)のセルからなるセルグループ毎に各セルの両端電圧を測定することが可能であって、複数(図示する例では２０台)の電圧センサ(７)を具えている。又、該監視装置は、組電池を流れる電流の大きさを測定する電流センサ(８)と、前記複数台の電圧センサ(７)から電圧測定値を取得すると共に該電流センサ(８)から電流測定値を取得するコントロールユニット(９)とを具えている。各電圧センサ(７)のＣＰＵ(71)とコントロールユニット(９)のマルチプレクサ回路(92)とが通信線(５)によって互いに接続されると共に、各電圧センサ(７)のＣＰＵ(71)とコントロールユニット(９)のＣＰＵ(91)とが同期信号送信ライン(51)によって互いに接続されている。又、電流センサ(８)とコントロールユニット(９)のＣＰＵ(91)とが電流測定ライン(50)によって互いに接続されている。
【０００５】
コントロールユニット(９)のＣＰＵ(91)は、電流センサ(８)から電流測定ライン(50)を介して電流測定値を取得すると同時に、同期信号を同期信号送信ライン(51)を介して複数台の電圧センサ(７)に送信する。各電圧センサ(７)のＣＰＵ(71)は、該同期信号を受けて４つのセルのそれぞれの両端電圧を測定し、それらの電圧測定値を通信線(５)を介してコントロールユニット(９)のＣＰＵ(91)に送信する。コントロールユニット(９)のＣＰＵ(91)は、電流センサ(８)からの電流測定値と複数の電圧センサ(７)からの電圧測定値とから各セルの内部抵抗値を算出した後、各セルの充電状態を算出する。
上記従来のバッテリシステムにおいては、上述の如くコントロールユニット(９)から複数の電圧センサ(７)に同期信号を送信することによって、それらの電圧センサ(７)の間で電圧測定動作について同期がとられ、同時刻に測定された電圧値がコントロールユニット(９)に送信されることになる。
【０００６】
尚、複数の電圧センサ間で電圧測定動作について同期をとる種々の監視装置が提案されている。
例えば、マスタ装置と複数のスレーブ装置とが通信線によってリング状に接続されており、マスタ装置から発せられた計測要求を順次スレーブ装置に転送し、各スレーブ装置はその位置に応じた待ち時間の経過を待って電池モジュールの端子間電圧や温度を計測する監視装置が提案されている(特許文献１参照)。
又、パルス信号に基づいて、組電池を流れる電流を検出する動作と組電池を構成する各電池モジュールのモジュール電圧を検出する動作との間で同期をとる充電状態検出装置が提案されている(特許文献２参照)。
更に、組電池を構成する各モジュール電池の両端電圧を監視する１台のマスターユニットと複数台のスレーブユニットとを具え、マスターユニットから複数台のスレーブユニットに対して電圧計測指令信号を供給することによって、マスターユニット及びそれら複数台のスレーブユニット間で電圧計測について同期をとる監視装置が提案されている(特許文献３参照)。
【特許文献１】特開２０００−１７３６７４号公報
【特許文献２】特開２０００−２７０４９２号公報
【特許文献３】特開平９−１３９２３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図１２に示す従来のバッテリシステムにおいては、コントロールユニット(９)から複数の電圧センサ(７)に通信線(５)を介して同期信号を同時に送信することが出来ないため、通信線(５)とは別に同期信号送信ライン(51)を設けなければならず、回路構成が複雑となる問題があった。
本発明の目的は、従来よりも回路構成が簡易な電圧測定装置及びこれを具えた組電池システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る電圧測定装置は、複数のセルを直列に接続してなる組電池を対象として、各セルの両端電圧を１或いは複数のセルからなるセルグループ毎に測定する装置であって、各セルグループを構成する各セルの両端電圧を測定する複数の電圧測定回路と、これら
複数の電圧測定回路と通信線によって接続されて、これら複数の電圧測定回路から測定結果を取得する制御回路とを具えている。そして、各電圧測定回路は、
各セルの両端電圧を測定する動作を繰り返す電圧測定手段と、
前記電圧測定手段から得られた最新の測定結果を含む過去複数回分の測定結果が格納される測定結果格納手段と、
前記制御回路からの電圧測定結果要求コマンドを受信するコマンド受信手段と、
前記コマンド受信手段によって電圧測定結果要求コマンドが受信されたとき、前記測定結果格納手段に格納されている過去複数回分の測定結果の内、該コマンドに応じた測定結果を前記通信線を介して前記制御回路に送信する測定結果送信手段
とを具えている。一方、前記制御回路は、前記複数の電圧測定回路に対して順次、時間をずらして電圧測定結果要求コマンドを送信するものであって、
前記複数の電圧測定回路について夫々、最初の電圧測定回路に対する電圧測定結果要求コマンドの送信時点から各電圧測定回路に対して電圧測定結果要求コマンドが送信されることとなる時点までに各電圧測定回路によって電圧測定が行なわれることとなる回数に応じた周期分だけ前記の各電圧測定回路に対して電圧測定結果要求コマンドが送信されることとなる時点よりも過去の測定結果を送信すべき旨の電圧測定結果要求コマンドを作成するコマンド作成手段と、
前記コマンド作成手段によって作成された各電圧測定結果要求コマンドを前記通信線を介して各電圧測定回路に送信するコマンド送信手段と、
前記複数の電圧測定回路から送信された測定結果を受信する測定結果受信手段
とを具えている。
【０００９】
上記本発明に係る電圧測定装置においては、複数の電圧測定回路はそれぞれ各セルの両端電圧を測定する動作を繰り返し、最新の測定結果を含む過去複数回分の測定結果が測定結果格納手段に格納される。
一方、制御回路は、前記複数の電圧測定回路に対して順次、時間をずらして電圧測定結果要求コマンドを送信する。ここで、最初の電圧測定回路に対して電圧測定結果要求コマンドが送信された後においても、各電圧測定回路は継続して電圧測定を繰り返し、その度に得られる測定結果が最新の測定結果として測定結果格納手段に格納されることになるので、最初の電圧測定回路に対するコマンド送信時点で該電圧測定回路に要求された測定結果の周期と同じ周期の測定結果として測定結果格納手段に格納されている測定結果は、その後に他の電圧測定回路に対して電圧測定結果要求コマンドが送信される時点では、最初の電圧測定回路に対するコマンド送信時点から前記他の電圧測定回路に対するコマンド送信時点までに該電圧測定回路によって電圧測定が行なわれる回数と一致する周期分だけ過去の測定結果として測定結果格納手段に格納されていることになる。従って、各電圧測定回路に対して、前記の各電圧測定回路に対して電圧測定結果要求コマンドが送信されることとなる時点よりも前記回数に応じた周期分だけ過去の測定結果を要求すれば、最初の電圧測定回路以外の電圧測定回路から、最初の電圧測定回路から送信される測定結果が得られた周期と略同時刻の周期にて得られた測定結果が制御回路に送信されることになる。この様にして、制御回路は、複数の電圧測定回路から略同時刻に測定された電圧測定結果を取得することが出来る。
上記本発明に係る電圧測定装置においては、上述の如く制御回路から複数の電圧測定回路に対して電圧測定結果要求コマンドを送信する時間をずらずことによって該コマンドの送信に従来から設けられている通信線を利用することが出来るので、従来の同期信号送信
ラインを省略することが出来、回路構成が簡易となる。
【００１０】
具体的には、各電圧測定回路の電圧測定手段は、所定の周期で各セルの両端電圧を測定する動作を行ない、前記コマンド作成手段は、前記複数の電圧測定回路について夫々、最初の電圧測定回路に対する電圧測定結果要求コマンドの送信時点から各電圧測定回路に対して電圧測定結果要求コマンドが送信されることとなる時点までの時間を各電圧測定回路の電圧測定周期で除算して得られる商と一致する周期分だけ前記の各電圧測定回路に対して電圧測定結果要求コマンドが送信されることとなる時点よりも過去の測定結果を送信すべき旨の電圧測定結果要求コマンドを作成する。
【００１１】
最初の電圧測定回路に対する電圧測定結果要求コマンドの送信時点から各電圧測定回路に対して電圧測定結果要求コマンドが送信される時点までに各電圧測定回路によって電圧測定が行なわれる回数は、最初の電圧測定回路に対するコマンド送信時点から各電圧測定回路に対するコマンド送信時点までの時間を各電圧測定回路の電圧測定周期で除算して得られる商、或いは該商に１を加算した値と一致することになる。
そこで、上記具体的構成においては、最初の電圧測定回路に対するコマンド送信時点から各電圧測定回路に対するコマンド送信時点までの時間を各電圧測定回路の電圧測定周期で除算して得られる商と一致する周期分だけ過去の測定結果を送信すべき旨の電圧測定結果要求コマンドが作成される。
【００１２】
又、具体的には、前記制御回路は、複数の電圧測定回路のそれぞれについての複数の回路情報を電圧測定回路の識別番号に従って配列してなる回路構成情報が格納されている回路構成情報格納手段を具えており、前記コマンド作成手段は、
前記回路構成情報格納手段に格納されている回路構成情報を構成する複数の回路情報に基づいて順次、各識別番号が付与された電圧測定回路が配備されているか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段によって電圧測定回路が配備されていると判断された場合に電圧測定結果要求コマンドを作成する処理を実行する作成処理実行手段
とを具えており、前記コマンド送信手段は、前記コマンド作成手段によって電圧測定結果要求コマンドが作成される度に該コマンドを電圧測定回路に送信する。
【００１３】
上記具体的構成においては、回路情報は例えば、各電圧測定回路が測定対象とするセルの数を表わす値をとり、この場合、回路構成情報は、配備されている複数の電圧測定回路にそれぞれ付与されている識別番号に対応する位置に１以上の値を有する一方、これら複数の電圧測定回路に付与されていない識別番号に対応する位置に０の値を有することになる。又、回路構成情報は例えば、配備されている複数の電圧測定回路にそれぞれ付与されている識別番号に対応する位置に第１の所定値、例えば１の値を有する一方、これら複数の電圧測定回路に付与されていない識別番号に対応する位置に第２の所定値、例えば０の値を有している。従って、回路構成情報に基づいて各識別番号が付与された電圧測定回路の配備の有無を判断することが出来、電圧測定回路が配備されていると判断された場合に限って電圧測定結果要求コマンドが作成されて該電圧測定回路に送信される。
上記具体的構成によれば、回路構成情報に基づいて電圧測定回路に対する電圧測定結果要求コマンドの送信のタイミングが制御されるので、電圧測定回路の数が変更された場合であっても、電圧測定結果要求コマンドの送信のタイミングを制御するプログラムを変更する必要はなく、回路構成情報を変更するだけの簡易な変更を行なえばよい。従って、簡易な変更によってセル数の異なる種々の組電池を具えた種々の組電池システムに適用することが出来、汎用性の高い電圧測定装置を実現することが出来る。
【００１４】
更に具体的には、前記コマンド作成手段の判断手段は、前記複数の全ての回路情報についての前記判断を繰り返す。これによって、制御回路は、複数の電圧測定回路から測定結果を繰り返し取得することになる。
【００１５】
更に具体的には、配備されている複数の電圧測定回路の内、１つの電圧測定回路に０の識別番号が付与されており、前記コマンド作成手段の判断手段は、前記複数の回路情報について識別番号の小さい順に前記判断を所定の周期で行なうものであって、各電圧測定回路の電圧測定周期をＴｍ、前記コマンド作成手段の判断手段の判断周期をＴｊとすると、前記コマンド作成手段の作成処理実行手段は、識別番号Ｉが付与された電圧測定回路について、下記数２で表わされる計算式の商に一致する周期分だけ最新の測定結果よりも前の周期にて得られた測定結果を送信すべき旨の電圧測定結果要求コマンドを作成する。
【００１６】
(数２)
Ｔ＝Ｉ・Ｔｊ／Ｔｍ
【００１７】
上記具体的構成においては、上記の簡単な計算式によって、各電圧測定回路に対して送信を要求する測定結果の周期を算出することが出来る。
【００１８】
更に又、具体的には、組電池を流れる電流の大きさを測定する電流測定回路を具え、前記制御回路のコマンド作成手段は、最初の電圧測定回路に対して最新の測定結果を送信すべき旨の電圧測定結果要求コマンドを作成するものであって、前記制御回路は、最初の電圧測定回路に対する電圧測定結果要求コマンドの送信時に前記電流測定回路から電流測定値を取得する電流測定値取得手段を具えている。
【００１９】
上記具体的構成においては、最初の電圧測定回路に対して最新の測定結果を送信すべき旨の電圧測定結果要求コマンドが送信されるので、複数の電圧測定回路からは、最初の電圧測定回路に対して電圧測定結果要求コマンドが送信された時点付近の周期にて得られた電圧測定結果が制御回路に送信されることになる。従って、制御回路は、最初の電圧測定回路に対する電圧測定結果要求コマンドの送信時に電流測定回路から電流測定値を取得する動作を行なうことによって、前記複数の電圧測定回路から送信されることとなる電圧測定結果の測定時刻と略同時刻に測定された電流測定値を取得することが出来、例えばそれらの電圧測定結果と電流測定値とに基づいて各セルの内部抵抗値を算出した後、各セルの内部抵抗値から各セルの充電状態を算出すれば、精度の高い充電状態を得ることが出来る。
【００２０】
本発明に係る組電池システムは、複数のセルを直列に接続してなる組電池と、該組電池を構成する各セルの両端電圧を１或いは複数のセルからなるセルグループ毎に測定する電圧測定装置とを具え、該電圧測定装置として、上記本発明の電圧測定装置を採用したものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る電圧測定装置及びこれを具えた組電池システムによれば、電圧測定結果要求コマンドの送信に従来から設けられている通信線を利用することが出来るので、従来の同期信号送信ラインを省略することが出来、回路構成が簡易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明をハイブリッド自動車のバッテリシステムに実施した形態につき、３つの実施例に基づいて具体的に説明する。
第１実施例
本実施例のバッテリシステムは、図１に示す如く、リチウムイオン二次電池からなる８０個のセル(１)を直列に接続してなる組電池と、組電池の状態を監視する監視装置とから構成され、該組電池から負荷(６)へ電力の供給が可能となっている。ここで、監視装置は、バッテリシステムの構成から組電池を除いた構成を有している。
【００２３】
上記監視装置は、４つのセルからなるセルグループ毎に各セルの両端電圧を測定することが可能であって、２０台の電圧センサ(２)を具えている。又、該監視装置は、組電池を流れる電流の大きさを測定する電流センサ(３)と、前記２０台の電圧センサ(２)から電圧測定結果を取得すると共に該電流センサ(３)から電流測定値を取得するコントロールユニット(４)とを具えている。各電圧センサ(２)は、ＣＰＵ(21)とバッファメモリ(22)とを具えている一方、コントロールユニット(４)は、ＣＰＵ(41)とマルチプレクサ回路(42)とＲＯＭ(43)とを具えており、各電圧センサ(２)のＣＰＵ(21)とコントロールユニット(４)のマルチプレクサ回路(42)とが通信線(５)によって互いに接続されている。又、電流センサ(３)とコントロールユニット(４)のＣＰＵ(41)とが電流測定ライン(50)によって互いに接続されている。
【００２４】
各電圧センサ(２)は、４つのセルのそれぞれの両端電圧を１０ｍｓ間の周期で測定するものであって、それらの測定結果はＣＰＵ(21)によってバッファメモリ(22)に書き込まれる。尚、測定結果は、ノイズを含んでいるため、公知のローパスフィルタリング処理が施された後、バッファメモリ(22)に書き込まれる。
バッファメモリ(22)には、図２に示す如く、１０回分の測定結果を書き込むための領域Ｂｕｆ[０]〜Ｂｕｆ[９]が設けられており、測定が行なわれる度に得られる最新の測定結果は、領域Ｂｕｆ[０]から領域Ｂｕｆ[９]の各領域に順番に繰り返し書き込まれる。これによって、バッファメモリ(22)は、常に最新の測定結果を含む過去１０回分の測定結果が格納されている状態となる。
図１に示す各電圧センサ(２)のＣＰＵ(21)は、コントロールユニット(４)のＣＰＵ(41)から後述の電圧測定結果要求コマンドを受けたとき、バッファメモリ(22)に格納されている過去１０回分の測定結果の内、該コマンドに応じた１回分の測定結果を通信線(５)を介してコントロールユニット(４)に送信する。
【００２５】
コントロールユニット(４)のＲＯＭ(43)には、配備可能な台数である２０台の電圧センサがそれぞれ測定対象とするセルの数を表わす２０個のセル数情報を電圧センサ番号０〜１９の順に配列してなるセル構成データが格納されている。本実施例では、２０台の電圧センサ(２)が配備されて、それらの電圧センサに対してそれぞれ電圧センサ番号０〜１９が付与されており、２０台の全ての電圧センサが４つのセルを測定対象としているので、下記数３によって表わされるセル構成データがＲＯＭ(43)に格納されている。該セル構成データは、後述の測定結果取得処理に供される。
【００２６】
(数３)
Ｃｎｕｍ[20]＝{4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4}
【００２７】
コントロールユニット(４)のＣＰＵ(41)は、１００ｍｓの周期で、電流センサ(３)から電流測定値を取得すると共に２０台の電圧センサ(２)からそれぞれ４つのセルについての電圧測定値を取得し、取得した電流測定値と電圧測定値とから各セル(１)の内部抵抗値を算出した後、それらの電流測定値、電圧測定値及び内部抵抗値等から各セル(１)の充電状態を算出する。尚、セルの内部抵抗値の算出方法及び充電状態の算出方法は公知であるので、それらの説明は省略する。
【００２８】
電圧測定値取得処理においては、コントロールユニット(４)のＣＰＵ(41)は、２０台の電圧センサに対して順次、５ｍｓずつ時間をずらして電圧測定結果要求コマンドを通信線(５)を介して送信する。ここで、電圧測定結果要求コマンドは、該コマンドが電圧測定結果の送信を要求するコマンドである旨を表わすコマンド識別子と、各電圧センサ(２)のバッファメモリ(22)に格納されている過去１０回分の測定結果の内、送信すべき測定結果を表わす遅れ時間情報と、コマンドの終了を表わすコマンド区切子とから構成されている。
【００２９】
図４は、上記監視装置において２０台の電圧センサが電圧測定を行なうタイミング、コントロールユニットが電圧測定結果要求コマンドを送信するタイミング、及びコントロールユニットが電流測定値を取得するタイミングを表わしている。尚、以下では、電圧センサ番号が０の電圧センサを電圧センサ０、電圧センサ番号が１の電圧センサを電圧センサ１、電圧センサ番号２の電圧センサを電圧センサ２・・・という。
該監視装置においては、各電圧センサは、図中に丸印及び二重丸印で示す如く１０ｍｓの周期で４つのセルのそれぞれの両端電圧を測定する。
【００３０】
そして、コントロールユニットは、図中に星印で示すタイミングで電流センサから電流測定値を取得すると共に、２０台の電圧センサに対して順次、図中に四角形の印で示す如く５ｍｓの周期で電圧測定結果要求コマンドを送信する。電圧センサ０及び電圧センサ１に対する電圧測定結果要求コマンドには夫々、バッファメモリに格納されている過去１０回分の測定結果の内、最新の測定結果を表わす値をとる遅れ時間情報が含められ、これらの電圧センサ０、１からは夫々、図中に二重丸印で示す如く、前記コマンドの送信時点付近で得られた測定結果がコントロールユニットに送信されることになる。電圧センサ２及び電圧センサ３においては、電圧センサ０に対するコマンド送信時点で最新の測定結果としてバッファメモリに格納されていた測定結果は、電圧センサ２及び電圧センサ３に対してそれぞれ電圧測定結果要求コマンドが送信されることとなる時点では１０ｍｓ前の測定結果或いは２０ｍｓ前の測定結果としてバッファメモリに格納されていることになるので、電圧センサ２及び電圧センサ３に対する電圧測定結果要求コマンドには夫々、１０ｍｓ前の測定結果を表わす値をとる遅れ時間情報が含められ、これらの電圧センサ２、３からは夫々、図中に二重丸印で示す如く、電圧センサ０に対して電圧測定結果要求コマンドが送信された時点での周期或いは次の周期にて得られた測定結果がコントロールユニットに送信されることになる。同様の理由により、電圧センサ４〜１９に対する電圧測定結果要求コマンドには夫々、２０ｍｓ前の測定結果、２０ｍｓ前の測定結果、３０ｍｓ前の測定結果・・・９０ｍｓ前の測定結果、及び９０ｍｓ前の測定結果を表わす値をとる遅れ時間情報が含められ、これらの電圧センサ４〜１９から夫々、電圧センサ０に対して電圧測定結果要求コマンドが送信された時点での周期或いは次の周期にて得られた測定結果がコントロールユニットに送信されることになる。
【００３１】
上記監視装置においては、上述の如くコントロールユニットから２０台の電圧センサに対して順次、５ｍｓの周期で電圧測定結果要求コマンドが送信されるので、コントロールユニットは、１００ｍｓ間で２０台の全ての電圧センサから電圧測定結果を取得することになる。ここで、２０台の電圧センサに対してそれぞれ上記の値をとる遅れ時間情報を含む電圧測定結果要求コマンドを送信することによって、図中に二重丸印で示す如く、２０台の電圧センサから夫々、電圧センサ０に対して電圧測定結果要求コマンドが送信された時点での周期或いは次の周期にて得られた測定結果を取得することが出来る。尚、本実施例においては、各電圧センサの測定周期が１０ｍｓ、コントロールユニットの電圧測定結果要求コマンドの送信周期が５ｍｓであるので、図示の如く、コントロールユニットによって取得された測定結果間で測定時刻について最大１５ｍｓの同期ずれが発生することになるが、数十ｍｓ程度までは充電状態の算出の精度に問題のない範囲内である。
【００３２】
図５は、各電圧センサのＣＰＵによって実行される電圧測定手続きを表わしており、先ずステップＳ１にてコントロールユニットからの起動信号により起動された後、ステップＳ２では、測定結果を書き込むべき領域の番号を表わすポインタpointの値を０に初期化する。
次にステップＳ３にて４つのセルのそれぞれの両端電圧を測定し、ステップＳ４では該測定結果をバッファメモリの領域Ｂｕｆ[point]に書き込む。続いてステップＳ５では、ポインタpointの値を１だけカウントアップした後、ステップＳ６では、ポインタpointの値がバッファメモリの書込み領域数Ｎ(＝１０)以上であるか否かを判断し、ノーと判断された場合はステップＳ８に移行して、コントロールユニットからの測定動作終了コマンドが受信されたか否かを判断し、ノーと判断された場合はステップＳ３に戻って上記手続きを繰り返す。ここで、該手続きは１０ｍｓ周期で繰り返される。該手続きが繰り返される過程で、バッファメモリの領域Ｂｕｆ[９]に測定結果が書き込まれると、ステップＳ６にてイエスと判断されてステップＳ７に移行し、ポインタpointの値を０に設定した後、ステップＳ８に移行する。そして、コントロールユニットからの測定動作終了コマンドが受信されたとき、ステップＳ８にてイエスと判断されて上記手続きを終了する。
上記手続きによって、１０ｍｓ周期で電圧測定が行なわれ、該測定結果がバッファメモリの領域Ｂｕｆ[０]〜Ｂｕｆ[９]に順番に繰り返し書き込まれることになる。
【００３３】
上記電圧測定手続きの実行中にコントロールユニットからの電圧測定結果要求コマンドが受信されると、割込みが発生して、図６に示す測定結果送信手続きが実行される。
先ずステップＳ１１にて、受信された電圧測定結果要求コマンドの分析を行なった後、ステップＳ１２では、該電圧測定結果要求コマンドから遅れ時間情報Ｄを抽出し、続いてステップＳ１３では、送信すべき測定結果が格納されている領域の番号を表わす送信領域変数ｓｎｕｍの値として、その時点でのポインタpointの値から前記遅れ時間情報Ｄを減算して得られる値を設定する。次にステップＳ１４では、その時点での送信領域変数ｓｎｕｍの値が０を下回るか否かを判断し、イエスと判断された場合は、ステップＳ１５にて、その時点での送信領域変数ｓｎｕｍの値にバッファメモリの領域数Ｎ(＝１０)を加算して得られる値を送信領域変数ｓｎｕｍの値として設定した後、ステップＳ１６に移行する。一方、ステップＳ１４にてノーと判断された場合はステップＳ１５を迂回して、ステップＳ１６に移行する。ステップＳ１６では、バッファメモリの領域Ｂｕｆ[ｓｎｕｍ]に書き込まれている測定結果をコントロールユニットに送信して、上記手続きを終了する。
【００３４】
上記手続きによって、バッファメモリの領域Ｂｕｆ[０]〜Ｂｕｆ[９]の内、電圧測定結果要求コマンドが受信された時点でのポインタpointの値と該コマンドに含まれる遅れ時間情報Ｄとによって特定される領域Ｂｕｆ[ｓｎｕｍ]に書き込まれている測定結果がコントロールユニットに送信されることになる。
例えば、図２に示す如くコントロールユニットからの電圧測定結果要求コマンドが受信された時点でのポインタpointの値が５であって、該コマンドに含まれる遅れ時間情報Ｄが３である場合には、ステップＳ１３にて設定される送信領域変数ｓｎｕｍの値は２であるので、バッファメモリの領域Ｂｕｆ[２]に書き込まれている測定結果がコントロールユニットへ送信される。
又、コントロールユニットからの電圧測定結果要求コマンドが受信された時点でのポインタpointの値が５であって、該コマンドに含まれる遅れ時間情報Ｄが７である場合には、ステップＳ１３にて設定される送信領域変数ｓｎｕｍの値は−２であるので、ステップＳ１４にて送信領域変数ｓｎｕｍの値が８に設定されて、バッファメモリの領域Ｂｕｆ[８]に書き込まれている測定結果がコントロールユニットへ送信される。
【００３５】
図７は、コントロールユニットのＣＰＵによって実行される測定結果取得手続きを表わしており、先ずステップＳ２１にて、５ｍｓを計時するタイマを初期化した後、ステップＳ２２では、電圧センサ番号ｉを０に初期化する。次にステップＳ２３にて、電流センサから電流測定値を取得してバッファメモリ(図１において図示省略)の一時領域に書き込んだ後、ステップＳ２４では、ＲＯＭに格納されているセル構成データを構成するセル数情報の内、電圧センサ番号ｉの電圧センサについてのセル数情報Ｃｎｕｍ[ｉ]が３以上４以下であるか否かを判断する。尚、セル数情報が０であるか否かを判断してもよい。
【００３６】
電圧センサ番号ｉの電圧センサが配備されている場合はステップＳ２４にてイエスと判断されてステップＳ２５に移行し、電圧センサ番号ｉを所定値(＝２)で除算して得られる商を遅れ時間情報Ｄとして含む電圧測定結果要求コマンドを作成して電圧センサ番号ｉの電圧センサに送信する。ここで、該所定値は、電圧センサの電圧測定周期(＝１０ｍｓ)を上記ステップＳ２４の判断周期(＝５ｍｓ)で除算して得られる値である。又、上述の如く電圧センサ番号は０〜１９の値をとるので、遅れ時間情報Ｄは、図３に示す如く０〜９の値をとることとなり、“０”は最新の測定結果、“１”は１０秒前の測定結果、“２”は２０秒前の測定結果、“３”は、３０秒前の測定結果・・・を表わすことになる。尚、最初に電圧測定結果要求コマンドが送信されることとなる電圧センサの電圧センサ番号iは０であるので、前記遅れ時間情報Ｄは、最初の電圧センサに対する電圧測定結果要求コマンドの送信時点から各電圧センサに対して電圧測定結果要求コマンドが送信されることとなる時点までの時間を電圧センサの電圧測定周期で除算して得られる商と一致することになる。
【００３７】
続いてステップＳ２６では、前記電圧センサからの測定結果の受信に待機し、ステップＳ２７では、前記電圧センサからの測定結果が受信されたか否かを判断し、ノーと判断された場合はステップＳ２６に戻る。その後、前記電圧センサからの測定結果が受信されてステップＳ２７にてイエスと判断されると、ステップＳ２８に移行して、受信された測定結果をバッファメモリの一時領域に保存した後、ステップＳ２９に移行する。
尚、電圧センサ番号ｉの電圧センサが配備されておらず、ステップＳ２４にてノーと判断された場合は、ステップＳ２５乃至ステップＳ２８を迂回してステップＳ２９に移行する。
【００３８】
ステップＳ２９では、前記タイマを初期化してから５ｍｓ間が経過したか否かを判断し、ノーと判断された場合はステップＳ２９にて同じ判断を繰り返す。その後、５ｍｓ間が経過してステップＳ２９にてイエスと判断された場合は、ステップＳ３０に移行して、前記タイマを初期化する。続いてステップＳ３１では、電圧センサ番号ｉを１だけカウントアップした後、ステップＳ３２にて、電圧センサ番号ｉが最大値Ｍ(＝１９)と一致するか否かを判断し、ノーと判断された場合はステップＳ２４に戻って、ステップＳ２４乃至ステップＳ３２の手続きを繰り返す。
【００３９】
その後、電圧センサ番号ｉが１９の電圧センサについて上記手続きが実行されると、ステップＳ３２にてイエスと判断されてステップＳ３３に移行し、バッファメモリの一時領域に保存されている電流測定値及び電圧測定結果を確定領域に保存した後、ステップＳ２２に戻って、ステップＳ２２乃至ステップＳ３３の手続きを繰り返す。ここで、ステップＳ２４乃至ステップＳ３２の手続きは２０回繰り返されることになるので、ステップＳ２２乃至ステップＳ３３の手続きは１００ｍｓの周期で繰り返されることになる。
【００４０】
本実施例のコントロールユニットのＲＯＭには、上記数３によって表わされるセル構成データが格納されているため、ステップＳ２４では常にイエスと判断されて、図４に示す如く２０台の電圧センサに対して順次、５ｍｓの周期で電圧測定結果要求コマンドが送信されることになる。
【００４１】
ここで、電圧センサ番号ｉが０の電圧センサ、及び電圧センサ番号ｉが１の電圧センサに対する電圧測定結果要求コマンドには夫々、０の値をとる遅れ時間情報Ｄが含められることとなって、これらの電圧センサ０、１からはそれぞれ最新の測定結果がコントロールユニットに送信されることになる。電圧センサ番号ｉが２の電圧センサ、及び電圧センサ番号ｉが３の電圧センサに対する電圧測定結果要求コマンドには夫々、１の値をとる遅れ時間情報Ｄが含められることとなって、これらの電圧センサ２、３からはそれぞれ１０ｍｓ前の測定結果がコントロールユニットに送信されることになる。電圧センサ番号ｉが４〜１９の電圧センサに対する電圧測定結果要求コマンドには夫々、２、２、３・・・９、９の値をとる遅れ時間情報Ｄが含められることとなって、これらの電圧センサ４〜１９からはそれぞれ２０ｍｓ前の測定結果、２０ｍｓ前の測定結果、３０ｍｓ前の測定結果・・・９０ｍｓ前の測定結果、及び９０ｍｓ前の測定結果がコントロールユニットに送信されることになる。
【００４２】
この様にして、コントロールユニットは、図４に二重丸印で示す如く、２０台の電圧センサ０〜１９から夫々、電圧センサ０に対して電圧測定結果要求コマンドを送信した時点での周期或いは次の周期にて得られた測定結果を取得することが出来る。又、コントロールユニットは、電圧センサ０に対する電圧測定結果要求コマンドの送信時点で電流センサから電流測定値を取得するので、該電流測定値と電圧センサ０〜１９からそれぞれ取得した電圧測定結果とに基づいて各セルの内部抵抗値を精度良く求めることが出来、それらの電流測定値、電圧測定結果及び内部抵抗値等から各セルの充電状態を精度良く求めることが出来る。これによって、組電池の状態を適切に判断することが出来る。尚、上述の如く図７のステップＳ２２乃至ステップＳ３２の手続きは１００ｍｓの周期で繰り返されることとなるので、コントロールユニットは、１００ｍｓの周期で、電流センサから電流測定値を取得すると共に２０台の電圧センサから電圧測定結果を取得することになる。
【００４３】
第２実施例
第１実施例のバッテリシステムは、８０個のセルからなる組電池を対象として各セルの両端電圧を２０台の電圧センサによって測定する監視装置を具えているのに対し、本実施例のバッテリシステムは、図８に示す如く、４０個のセルからなる組電池を対象として各セルの両端電圧を１０台の電圧センサによって測定する監視装置を具えている。尚、組電池、各電圧センサ(２)、電流センサ(３)、コントロールユニット(40)及び負荷(６)の接続関係は、第１実施例と同じであるので、説明を省略する。又、各電圧センサ(２)の構成についても、第１実施例と同じであるので、説明を省略する。
【００４４】
本実施例の監視装置は、４つのセルからなるセルグループ毎に各セルの両端電圧を測定するものであって１０台の電圧センサ(２)を具えており、これら１０台の電圧センサに対してそれぞれ電圧センサ番号０、２、４・・・１８が付与されているので、下記数４によって表わされるセル構成データがコントロールユニット(40)のＲＯＭ(45)に格納されている。該セル構成データは、電圧センサ番号０、２、４・・・１８に対応する位置にそれぞれ４の値、電圧センサ番号１、３、５・・・１９に対応する位置にそれぞれ０の値を有している。
【００４５】
(数４)
Ｃｎｕｍ[20]＝{4,0,4,0,4,0,4,0,4,0,4,0,4,0,4,0,4,0,4,0}
【００４６】
コントロールユニット(40)のＣＰＵ(44)は、１００ｍｓの周期で、電流センサ(３)から電流測定値を取得すると共に１０台の電圧センサ(２)からそれぞれ４つのセルについての電圧測定値を取得し、取得した電流測定値と電圧測定値とから各セル(１)の内部抵抗値を算出した後、それらの電流測定値、電圧測定値及び内部抵抗値等から各セル(１)の充電状態を算出する。
電圧測定値取得処理においては、コントロールユニット(40)のＣＰＵ(44)は、１０台の電圧センサに対して順次、１０ｍｓの周期で電圧測定結果要求コマンドを通信線(５)を介して送信する。
【００４７】
図９は、上記監視装置において１０台の電圧センサが電圧測定を行なうタイミング、コントロールユニットが電圧測定結果要求コマンドを送信するタイミング、及びコントロールユニットが電流測定値を取得するタイミングを表わしている。
該監視装置においては、各電圧センサは、図中に丸印及び二重丸印で示す如く１０ｍｓの周期で４つのセルのそれぞれの両端電圧を測定する。
【００４８】
そして、コントロールユニットは、図中に星印で示すタイミングで電流センサから電流測定値を取得すると共に、１０台の電圧センサに対して順次、図中に四角形の印で示す如く１０ｍｓの周期で電圧測定結果要求コマンドを送信する。電圧センサ０に対する電圧測定結果要求コマンドには、バッファメモリに格納されている過去１０回分の測定結果の内、最新の測定結果を表わす値をとる遅れ時間情報が含められ、電圧センサ０からは、図中に二重丸印で示す如く、前記コマンドの送信時点付近で得られた測定結果がコントロールユニットに送信されることになる。電圧センサ２に対する電圧測定結果要求コマンドには、１０ｍｓ前の測定結果を表わす値をとる遅れ時間情報が含められ、電圧センサ２からは、図中に二重丸印で示す如く、電圧センサ０に対して電圧測定結果要求コマンドが送信された時点での周期にて得られた測定結果がコントロールユニットに送信されることになる。電圧センサ４、６・・・１６、１８に対する電圧測定結果要求コマンドには夫々、２０ｍｓ前の測定結果、３０ｍｓ前の測定結果・・・８０ｍｓ前の測定結果、及び９０ｍｓ前の測定結果を表わす値をとる遅れ時間情報が含められ、これらの電圧センサ４、６・・・１６、１８からも夫々、電圧センサ０に対して電圧測定結果要求コマンドが送信された時点での周期にて得られた測定結果がコントロールユニットに送信されることになる。
【００４９】
上記監視装置においては、上述の如くコントロールユニットから１０台の電圧センサに対して順次、１０ｍｓの周期で電圧測定結果要求コマンドが送信されるので、コントロールユニットは、１００ｍｓ間で１０台の電圧センサから電圧測定結果を取得することになる。ここで、１０台の電圧センサに対してそれぞれ上記の値をとる遅れ時間情報を含む電圧測定結果要求コマンドを送信することによって、図中に二重丸印で示す如く、１０台の電圧センサから夫々、電圧センサ０に対して電圧測定結果要求コマンドが送信された時点での周期にて得られた測定結果を取得することが出来る。尚、本実施例においては、各電圧センサの測定周期が１０ｍｓ、コントロールユニットの電圧測定結果要求コマンドの送信周期が１０ｍｓであるので、図示の如く、コントロールユニットによって取得された測定結果間で測定時刻について最大１０ｍｓの同期ずれが発生することになるが、この同期ずれは充電状態の算出の精度に問題のない範囲内である。
【００５０】
各電圧センサ(２)のＣＰＵ(21)によって実行される電圧測定手続きは、図５に示す第１実施例の手続きと同一であって、該手続きによって、１０ｍｓ周期で電圧測定が行なわれ、該測定結果がバッファメモリの領域Ｂｕｆ[０]〜Ｂｕｆ[９]に順番に繰り返し書き込まれることになる。
又、測定結果送信手続きについても、図６に示す第１実施例の手続きと同一であって、該手続きによって、バッファメモリの領域Ｂｕｆ[０]〜Ｂｕｆ[９]の内、電圧測定結果要求コマンドが受信された時点でのポインタの値と該コマンドに含まれる遅れ時間情報とによって特定される領域に書き込まれている測定結果がコントロールユニットに送信されることになる。
【００５１】
更に、コントロールユニット(40)のＣＰＵ(44)によって実行される測定結果取得手続きについても、図７に示す第１実施例の手続きと同一である。
本実施例のコントロールユニット(40)のＲＯＭ(45)には、上記数４によって表わされるセル構成データが格納されているため、ステップＳ２４では、電圧センサ番号０、２、４・・・１８についてはイエスと判断される一方、電圧センサ番号１、３、５・・・１９についてはノーと判断されて、図９に示す如く１０台の電圧センサに対して順次、１０ｍｓの周期で電圧測定結果要求コマンドが送信されることになる。
【００５２】
ここで、電圧センサ番号ｉが０の電圧センサに対する電圧測定結果要求コマンドには、０の値をとる遅れ時間情報Ｄが含められることとなって、該電圧センサ０からは最新の測定結果がコントロールユニットに送信されることになる。電圧センサ番号ｉが２の電圧センサに対する電圧測定結果要求コマンドには、１の値をとる遅れ時間情報Ｄが含められることとなって、該電圧センサ２からは１０ｍｓ前の測定結果がコントロールユニットに送信されることになる。電圧センサ番号ｉが４、６・・・１６、１８の電圧センサに対する電圧測定結果要求コマンドには夫々、２、３・・・８、９の値をとる遅れ時間情報Ｄが含められることとなって、これらの電圧センサ４、６・・・１６、１８からはそれぞれ２０ｍｓ前の測定結果、３０ｍｓ前の測定結果・・・８０ｍｓ前の測定結果、及び９０ｍｓ前の測定結果がコントロールユニットに送信されることになる。
【００５３】
この様にして、コントロールユニットは、図９に二重丸印で示す如く、１０台の電圧センサ０、２・・・１６、１８から夫々、電圧センサ０に対して電圧測定結果要求コマンドを送信した時点での周期にて得られた測定結果を取得することが出来る。又、コントロールユニットは、電圧センサ０に対する電圧測定結果要求コマンドの送信時点で電流センサから電流測定値を取得するので、該電流測定値と１０台の電圧センサからそれぞれ取得した電圧測定結果とに基づいて各セルの内部抵抗値を精度良く求めることが出来、それらの電流測定値、電圧測定結果及び内部抵抗値等から各セルの充電状態を精度良く求めることが出来る。これによって、組電池の状態を適切に判断することが出来る。
【００５４】
第３実施例
本実施例のバッテリシステムは、図１０に示す如く、６０個のセルからなる組電池を対象として各セルの両端電圧を１６台の電圧センサによって測定する監視装置を具えている。尚、組電池、各電圧センサ(２)、電流センサ(３)、コントロールユニット(400)及び負荷(６)の接続関係は、第１実施例と同じであるので、説明を省略する。又、各電圧センサ(２)の構成についても、第１実施例と同じであるので、説明を省略する。
【００５５】
本実施例の監視装置は、３つ或いは４つのセルからなるセルグループ毎に各セルの両端電圧を測定するものであって１６台の電圧センサ(２)を具えており、これら１６台の電圧センサに対して夫々、電圧センサ番号０、１・・・１４、１５が付与されているので、下記数５によって表わされるセル構成データがコントロールユニット(400)のＲＯＭ(47)に格納されている。該セル構成データは、電圧センサ番号０、１・・・１１に対応する位置にそれぞれ４の値、電圧センサ番号１２〜１５に対応する位置にそれぞれ３の値、電圧センサ番号１６〜１９に対応する位置にそれぞれ０の値を有している。
【００５６】
(数５)
Ｃｎｕｍ[20]＝{4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,3,3,3,3,0,0,0,0}
【００５７】
コントロールユニット(400)のＣＰＵ(46)は、１００ｍｓの周期で、電流センサ(３)から電流測定値を取得すると共に、１６台の電圧センサからそれぞれ３つ或いは４つのセルについての電圧測定値を取得し、取得した電流測定値と電圧測定値とから各セル(１)の内部抵抗値を算出した後、それらの電流測定値、電圧測定値及び内部抵抗値等から各セル(１)の充電状態を算出する。尚、電圧センサ番号０〜１１の電圧センサからはそれぞれ４つのセルについての電圧測定値が取得され、電圧センサ番号１２〜１５の電圧センサからはそれぞれ３つのセルについての電圧測定値が取得される。
電圧測定値取得処理においては、コントロールユニット(400)のＣＰＵ(46)は、１６台の電圧センサに対して順次、５ｍｓの周期で電圧測定結果要求コマンドを通信線(５)を介して送信する。
【００５８】
図１１は、上記監視装置において１６台の電圧センサが電圧測定を行なうタイミング、コントロールユニットが電圧測定結果要求コマンドを送信するタイミング、及びコントロールユニットが電流測定値を取得するタイミングを表わしている。
該監視装置においては、各電圧センサは、図中に丸印及び二重丸印で示す如く１０ｍｓの周期で３つ或いは４つのセルのそれぞれの両端電圧を測定する。
【００５９】
そして、コントロールユニットは、図中に星印で示すタイミングで電流センサから電流測定値を取得すると共に、１６台の電圧センサに対して順次、図中に四角形の印で示す如く５ｍｓの周期で電圧測定結果要求コマンドを送信する。電圧センサ０及び電圧センサ１に対する電圧測定結果要求コマンドには夫々、バッファメモリに格納されている過去１０回分の測定結果の内、最新の測定結果を表わす値をとる遅れ時間情報が含められ、これらの電圧センサ０、１からは夫々、図中に二重丸印で示す如く、前記コマンドの送信時点付近で得られた測定結果がコントロールユニットに送信されることになる。電圧センサ２及び電圧センサ３に対する電圧測定結果要求コマンドには夫々、１０ｍｓ前の測定結果を表わす値をとる遅れ時間情報が含められ、これらの電圧センサ２，３からは夫々、図中に二重丸印で示す如く、電圧センサ０に対して電圧測定結果要求コマンドが送信された時点での周期或いは次の周期にて得られた測定結果がコントロールユニットに送信されることになる。電圧センサ４〜１５に対する電圧測定結果要求コマンドには夫々、２０ｍｓ前の測定結果、２０ｍｓ前の測定結果、３０ｍｓ前の測定結果・・・７０ｍｓ前の測定結果、及び７０ｍｓ前の測定結果を表わす値をとる遅れ時間情報が含められ、これらの電圧センサ４〜１５からも夫々、電圧センサ０に対して電圧測定結果要求コマンドが送信された時点での周期或いは次の周期にて得られた測定結果がコントロールユニットに送信されることになる。
【００６０】
上記監視装置においては、上述の如くコントロールユニットから１６台の電圧センサに対して順次、５ｍｓの周期で電圧測定結果要求コマンドが送信されるので、コントロールユニットは、８０ｍｓ間で１６台の電圧センサから電圧測定結果を取得することになる。ここで、１６台の電圧センサに対してそれぞれ上記の値をとる遅れ時間情報を含む電圧測定結果要求コマンドを送信することによって、図中に二重丸印で示す如く、１６台の電圧センサから夫々、電圧センサ０に対して電圧測定結果要求コマンドが送信された時点での周期或いは次の周期にて得られた測定結果を取得することが出来る。尚、本実施例においては、各電圧センサの測定周期が１０ｍｓ、コントロールユニットの電圧測定結果要求コマンドの送信周期が５ｍｓであるので、図示の如く、コントロールユニットによって取得された測定結果間で測定時刻について最大１５ｍｓの同期ずれが発生することになるが、この同期ずれは充電状態の算出の精度に問題のない範囲内である。
【００６１】
各電圧センサ(２)のＣＰＵ(21)によって実行される電圧測定手続きは、図５に示す第１実施例の手続きと同一であって、該手続きによって、１０ｍｓ周期で電圧測定が行なわれ、該測定結果がバッファメモリの領域Ｂｕｆ[０]〜Ｂｕｆ[９]に順番に繰り返し書き込まれることになる。
又、測定結果送信手続きについても、図６に示す第１実施例の手続きと同一であって、該手続きによって、バッファメモリの領域Ｂｕｆ[０]〜Ｂｕｆ[９]の内、電圧測定結果要求コマンドが受信された時点でのポインタの値と該コマンドに含まれる遅れ時間情報とによって特定される領域に書き込まれている測定結果がコントロールユニットに送信されることになる。
【００６２】
更に、コントロールユニット(400)のＣＰＵ(46)によって実行される測定結果取得手続きについても、図７に示す第１実施例の手続きと同一である。
本実施例のコントロールユニットのＲＯＭには、上記数５によって表わされるセル構成データが格納されているため、ステップＳ２４では、電圧センサ番号０〜１５についてはイエスと判断される一方、電圧センサ番号１６〜１９についてはノーと判断されて、図１１に示す如く１６台の電圧センサに対して順次、５ｍｓの周期で電圧測定結果要求コマンドが送信された後、２０ｍｓのコマンド送信休止時間(空き時間)が発生することになる。
【００６３】
ここで、電圧センサ番号ｉが０の電圧センサ、及び電圧センサ番号ｉが１の電圧センサに対する電圧測定結果要求コマンドには夫々、０の値をとる遅れ時間情報Ｄが含められることとなって、これらの電圧センサ０、１からはそれぞれ最新の測定結果がコントロールユニットに送信されることになる。電圧センサ番号ｉが２の電圧センサ、及び電圧センサ番号ｉが３の電圧センサに対する電圧測定結果要求コマンドには夫々、１の値をとる遅れ時間情報Ｄが含められることとなって、これらの電圧センサ２、３からはそれぞれ１０ｍｓ前の測定結果がコントロールユニットに送信されることになる。電圧センサ番号ｉが４〜１５の電圧センサに対する電圧測定結果要求コマンドには夫々、２、２、３・・・７、７の値をとる遅れ時間情報Ｄが含められることとなって、これらの電圧センサ４〜１５からはそれぞれ２０ｍｓ前の測定結果、２０ｍｓ前の測定結果、３０ｍｓ前の測定結果・・・７０ｍｓ前の測定結果、及び７０ｍｓ前の測定結果がコントロールユニットに送信されることになる。
【００６４】
この様にして、コントロールユニットは、図１１に二重丸印で示す如く、１６台の電圧センサ０〜１５から夫々、電圧センサ０に対して電圧測定結果要求コマンドを送信した時点での周期或いは次の周期にて得られた測定結果を取得することが出来る。又、コントロールユニットは、電圧センサ０に対する電圧測定結果要求コマンドの送信時点で電流センサから電流測定値を取得するので、該電流測定値と電圧センサ０〜１５からそれぞれ取得した電圧測定結果とに基づいて各セルの内部抵抗値を精度良く求めることが出来、それらの電流測定値、電圧測定結果及び内部抵抗値等から各セルの充電状態を精度良く求めることが出来る。これによって、組電池の状態を適切に判断することが出来る。
【００６５】
本発明に係るバッテリシステムにおいては、上述の如くコントロールユニットから複数台の電圧センサ(２)に対して電圧測定結果要求コマンドを送信する時間をずらずことによって該コマンドの送信に従来から設けられている通信線(５)を利用することが出来るので、従来の同期信号送信ライン(51)を省略することが出来、回路構成が簡易となる。
又、上述の如くセル構成データに基づいて電圧センサに対する電圧測定結果要求コマンドの送信のタイミングが制御されるので、電圧センサの数が変更された場合であっても、電圧測定結果要求コマンドの送信のタイミングを制御する図７に示すプログラムを変更する必要はなく、セル構成データを変更するだけの簡易な変更を行なえばよい。従って、本発明に係る監視装置は、簡易な変更によってセル数の異なる種々の組電池を具えた種々のバッテリシステムに適用することが出来、高い汎用性が得られる。
【００６６】
尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。
例えば、上記第１乃至第３実施例においては、各電圧センサのバッファメモリに過去１０回分の測定結果が格納されるが、これに限らず、任意の複数回分の測定結果を格納することが可能である。但し、最初の電圧センサに対する電圧測定結果要求コマンド送信時点で該電圧センサに送信が要求される測定結果の周期と同じ周期の測定結果としてバッファメモリに格納されている測定結果が、最後の電圧センサに対する電圧測定結果要求コマンドの送信時点で該バッファメモリに残存していることが必要であり、バッファメモリに格納すべき測定結果の数は、最初の電圧センサに送信が要求される測定結果の周期と、電圧センサの電圧測定周期と、電圧測定結果要求コマンドの送信周期と、電圧センサの台数とによって決定される。
【００６７】
又、コントロールユニットから最初の電圧センサに対して最新の測定結果を要求しているが、これに限らず、過去の測定結果を要求することも可能である。
又、組電池を構成する各セルの両端電圧を３つ或いは４つのセルからなるセルグループ毎に測定しているが、１つ、２つ或いは５つ以上のセルからなるセルグループ毎に測定することも可能である。
又、電圧センサの電圧測定周期を１０ｍｓ、電圧測定結果要求コマンドの送信周期を５或いは１０ｍｓに設定しているが、これらの周期はそれぞれ、コントロールユニットによって取得される電圧測定結果間で測定時刻について生じる同期ずれが充電状態の算出の精度に問題のない範囲内で任意の値に設定することが可能である。
又、セル構成データは２０個のセル数情報から構成されているが、これに限らず、任意の数のセル数情報から構成することが可能である。
【００６８】
更に、図７に示す如く、１つの電圧センサに対する電圧測定結果要求コマンドが作成される度に該電圧測定結果要求コマンドを送信しているが、複数台の全ての電圧センサのそれぞれに対する電圧測定結果要求コマンドを作成した後、それらの電圧測定結果要求コマンドを順次送信することも可能である。
【００６９】
更に又、コントロールユニットに各電圧センサによる電圧測定回数を計数する複数のカウンタを配備する構成を採用することも可能である。かかる構成においては、最初の電圧センサに対する電圧測定結果要求コマンドの送信時点で全てのカウンタの値が０に初期化された後、各電圧センサにより最初に電圧測定が行なわれた時点から電圧測定周期が経過する度に各電圧センサについてのカウンタの値がカウントアップされる。そして、複数台の電圧センサについて夫々、電圧測定結果要求コマンドの送信時点でのカウンタの値と一致する周期分だけ最初の電圧センサに送信を要求する測定結果の周期よりも過去の測定結果を送信すべき旨の電圧測定結果要求コマンドが作成される。かかる構成によれば、最初の電圧センサに対するコマンド送信時点から各電圧センサに対するコマンド送信時点までに各電圧センサによって電圧測定が行なわれる回数と一致する周期分だけ過去の測定結果を送信すべき旨の電圧測定結果要求コマンドを作成することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】第１実施例のバッテリシステムの構成を表わすブロック図である。
【図２】各電圧センサのバッファメモリに過去１０回分の測定結果が書き込まれている状態を表わす図である。
【図３】遅れ時間情報と測定結果の周期との関係を表わす表である。
【図４】第１実施例の監視装置において２０台の電圧センサが電圧測定を行なうタイミング、コントロールユニットが電圧測定結果要求コマンドを送信するタイミング、及びコントロールユニットが電流測定値を取得するタイミングを表わすタイミングチャートである。
【図５】各電圧センサにおいて実行される電圧測定手続きを表わすフローチャートである。
【図６】各電圧センサにおいて実行される測定結果送信手続きを表わすフローチャートである。
【図７】コントロールユニットにおいて実行される測定結果取得手続きを表わすフローチャートである。
【図８】第２実施例のバッテリシステムの構成を表わすブロック図である。
【図９】第２実施例の監視装置において１０台の電圧センサが電圧測定を行なうタイミング、コントロールユニットが電圧測定結果要求コマンドを送信するタイミング、及びコントロールユニットが電流測定値を取得するタイミングを表わすタイミングチャートである。
【図１０】第３実施例のバッテリシステムの構成を表わすブロック図である。
【図１１】第３実施例の監視装置において１６台の電圧センサが電圧測定を行なうタイミング、コントロールユニットが電圧測定結果要求コマンドを送信するタイミング、及びコントロールユニットが電流測定値を取得するタイミングを表わすタイミングチャートである。
【図１２】従来のバッテリシステムの構成を表わすブロック図である。
【符号の説明】
【００７１】
(１)  セル
(２)  電圧センサ
(21)  ＣＰＵ
(22)  バッファメモリ
(３)  電流センサ
(４)  コントロールユニット
(41)  ＣＰＵ
(42)  マルチプレクサ回路
(43)  ＲＯＭ
(５)  通信線
(６)  負荷
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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