CN104885326A - 组合电池系统、蓄电池系统以及组合电池系统的监视控制方法 - Google Patents

组合电池系统、蓄电池系统以及组合电池系统的监视控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能够恰当地进行通信的组合电池系统、蓄电池系统以及组合电池系统的监视控制方法。组合电池系统(100)具备：控制部(117)，其具有监视属于蓄电池模块(110)的各二次电池(115)的电池状态来取得电池信息的单元监视部(116)和在收纳有该蓄电池模块(110)的金属壳体(101)内通过无线传送所述电池信息的无线通信部(118)；管理装置(120),其在金属壳体(101)内相互进行无线通信来管理各个蓄电池模块(110)。管理装置(120)每隔预定间隔对各蓄电池模块(110)发送包含用于指定下个测量定时的信息的测量指示，并按照所述测量指示，对单元监视部(116)进行控制以便在各蓄电池模块之间同时测量蓄电池的电池状态。

Description

组合电池系统、蓄电池系统以及组合电池系统的监视控制方法
技术领域
本发明涉及一种组合电池系统、蓄电池系统以及组合电池系统的监视控制方法。
背景技术
在陆海空的交通工具(船舶、铁道、汽车等)的驱动系统、后备供电用UPS(Uninterruptible Power Supply，不间断电源装置)、用于电力系统稳定化的大规模蓄电设备等各种领域中，使用铅电池或锂离子电池等二次电池。在这些蓄电池设备中，为了得到系统所需要的输出、容量，串联和并联连接大量二次电池单元和/或二次电池模块而构成蓄电池系统。二次电池根据其化学性质决定可充放电的电流或功率量，超过其而进行充放电时，有可能引起性能急剧的劣化或故障。为了防止这些，需要一边监视二次电池的状态一边进行充放电。此外，向蓄电池系统流入的电流时时刻刻发生变化，因此在假定在特别短的时间内产生较大电流变化的蓄电池系统中，为了确保其安全性，要求在较早的周期收集电池信息。此外，为了使构成蓄电池系统的各蓄电池模块的电压、电流、温度、电池容量等状态信息的测量误差最小，需要以较高的时刻精度同时测量蓄电池模块的状态。
以往的组合电池系统将蓄电池模块设置在不燃性的金属壳体内，由电池控制器对各蓄电池模块的状态进行监视。电池控制器与各蓄电池模块有线连接，定期收集电压等信息。但是，大量布线的情况下绝缘或维护(定期检查)需要成本，因此提出了将通信无线化的方案。
在专利文献1中记载了如下的组合电池系统：在串联连接多个电池单元而构成的组合电池系统中，通过无线信号向管理装置发送电池单元的电池信息。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-142083号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，如专利文献1所示，在金属壳体的内部设置有无线通信用天线的组合电池系统中，在金属制的壳体内部电波反射而生成大量反射波，天线之间的传播路径成为具有多个路径的多路径环境。因此，在天线的接收点合成多个电波，依存于天线的位置或通信频率，传播特性较大地发生变化。例如，相对于在某通信信道中电波传播特性良好，在其他通信信道中有时电波传播特性较大下降。电波传播特性依存于频率而发生较大变化，因此在某频率下的通信中，在管理装置侧与蓄电池模块之间存在无法进行通信的可能性。该情况下，存在如下的问题：测量指示传递不到在该频率下电波传播特性劣化的蓄电池模块。
另一方面，为了组合电池系统的放热等，基于金属壳体的电波的密封不完全的情况下，串联和/或并联连接多个组合电池系统而使用的蓄电池系统中，存在相邻的组合电池系统之间的通信干扰的问题。此外，从组合电池系统泄漏了电波的情况下，即使事先进行了金属壳体内部的传播特性的调整，壳体内部的传播特性也会根据周边环境而变化，因此要求用于避免金属壳体内的电波传播的下降且避免与相邻系统的干扰的方法。
本发明的目的是提供一种能够恰当地进行通信的组合电池系统、蓄电池系统以及组合电池系统的监视控制方法。
用于解决问题的手段
为了解决所述问题，本发明的电池系统的特征在于，具备：蓄电池模块侧管理装置，其具有电池监视部，其对属于包含串联、并联或串并联连接的多个蓄电池而构成的蓄电池模块的各蓄电池的电池状态进行监视来取得电池信息，并且具有在收纳有该蓄电池模块的金属壳体内通过无线传送所述电池信息的通信部；以及管理装置，其在所述金属壳体内与收纳在所述金属壳体内的多个蓄电池模块各自所具备的所述蓄电池模块侧管理装置相互进行无线通信来管理各个所述蓄电池模块，所述管理装置每隔预定间隔对所述各蓄电池模块侧管理装置发送包含用于指定下个测量定时的信息的测量指示，并对所述电池监视部进行控制，以便按照所述测量指示在各个所述蓄电池模块之间同时测量蓄电池的电池状态。
本发明的蓄电池电池系统的特征在于，在排列多个所述组合电池系统而构成的蓄电池系统中，对每个所述组合电池系统变更所述各组合电池系统的通信时间、通信频率、通信空间或扩频码中的某一个。
发明效果
根据本发明，能够提供一种可恰当地进行通信的组合电池系统、蓄电池系统以及组合电池系统的监视控制方法。
附图说明
图1是表示排列了多个本发明的第1实施方式的组合电池系统的蓄电池系统的结构的图。
图2是表示上述第1实施方式的组合电池系统的结构的图。
图3是表示上述第1实施方式的蓄电池模块的结构的图。
图4是表示具备上述第1实施方式的蓄电池模块的组合电池系统的结构的图。
图5是说明上述第1实施方式的组合电池系统的电池性能与电池信息收集周期的关系的图。
图6是表示收纳了上述第1实施方式的蓄电池模块的小盒子内的电波传播特性的图。
图7是说明上述第1实施方式的组合电池系统内的电波传播特性的图。
图8是说明上述第1实施方式的组合电池系统之间的电波泄漏引起的干扰的图。
图9是示意性地表示排列了多个上述第1实施方式的组合电池系统时的结构的图。
图10是说明基于上述第1实施方式的组合电池系统的多路访问控制方式的干扰避免方法的图。
图11是表示本发明的第2实施方式的组合电池系统的管理装置的通信控制的流程图。
图12是表示上述第2实施方式的组合电池系统的管理装置与各蓄电池模块之间的通信控制的控制序列图。
图13是表示在上述第2实施方式的组合电池系统内的管理装置与蓄电池模块之间进行时分复用通信的例子的图。
图14是表示本发明的第3实施方式的组合电池系统的管理装置的通信控制的流程图。
图15是表示上述第3实施方式的组合电池系统的管理装置与各蓄电池模块之间的通信控制的控制序列图。
图16是表示在上述第3实施方式的组合电池系统内的管理装置与蓄电池模块之间进行时分复用通信的例子的图。
图17是表示在本发明的第4实施方式的组合电池系统内的管理装置与蓄电池模块之间进行时分复用通信的例子的图。
图18是表示在本发明的第5实施方式的组合电池系统内的管理装置与蓄电池模块之间进行时分复用通信的例子的图。
图19是表示在本发明的第6实施方式的组合电池系统内的管理装置与蓄电池模块之间进行时分复用通信的例子的图。
图20是表示在本发明的第7实施方式的组合电池系统内的管理装置与蓄电池模块之间进行时分复用通信的例子的图。
图21是表示本发明的第8实施方式的组合电池系统的管理装置与各蓄电池模块之间的通信控制的控制序列图。
图22是表示上述第8实施方式的组合电池系统的管理装置与各蓄电池模块之间的通信控制的控制序列图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细的说明。
(第1实施方式)
图1是表示排列了多个本发明的第1实施方式的组合电池系统的蓄电池系统的结构的图。本实施方式的蓄电池系统是应用于通过无线信号进行多个电池单元的监视控制和管理的组合电池系统的例子。
〔整体结构〕
如图1所示，蓄电池系统10具备配置了多个的组合电池系统100－1～100－n和管理组合电池系统100－1～100－n整体的蓄电池系统控制器20而构成。组合电池系统100－1～100－n的结构相同，因此以组合电池系统100－3为代表进行表示。另外，在以下的说明中，在不对组合电池系统100－1～100－n进行特别区别的情况下，表述为组合电池系统100。
组合电池系统100具备排列配置了多个(在此为每一列4个的4层)的蓄电池模块110和管理装置120。
将组合电池系统100收纳在由金属壳体101构成的电池架中。在金属壳体101的前面设有金属制的门102和用于开关门102的把手103，并采用根据需要可对内部的蓄电池模块110进行检修、更换的结构。在门102上设有网格状的孔102a，可以吸入用于冷却金属壳体内的空气。将网格状的孔102a的长边设成比金属壳体101内部的无线通信电波的波长的一半短。金属壳体101构成一个组合电池系统100的壳体。同样地，也将管理装置120收纳在金属壳体21内，在金属壳体21的前面设置金属制的门22和用于开关门22的把手33。在门22上设有网格状的孔22a。
组合电池系统100被金属壳体101覆盖，不向外部泄漏无线通信信号，不受到外部的其他系统的无线通信信号的干扰，因此得到良好的通信品质。另外，构成金属壳体101的导体也可以是具有比波长充分小的格子的网格状。
如图1所示，将收纳了各蓄电池模块110的多个小盒子111和收纳了管理装置120的小盒子121多层重叠地固定在金属壳体101上。金属壳体101构成电池架，该电池架的一个与组合电池系统100的一个对应。在图1中，组合电池系统100－1～100－n和蓄电池系统控制器20构成蓄电池系统10。此外，以在金属壳体101的内部容纳4个蓄电池模块110，且在金属壳体101的内侧下部设置管理装置120为例子。从金属壳体101的下部输出外部电极接口104。
针对每个组合电池系统100－1～100－n，从管理装置120经由外部电极接口104向上位控制器即蓄电池系统控制器20传递通过组合电池系统100内的管理装置120收集的各蓄电池模块的信息，由蓄电池系统控制器20对蓄电池系统100整体进行管理。
在金属壳体101内部排列多个进行无线通信的组合电池系统100而构成蓄电池系统10的情况下，需要使组合电池系统100之间的无线电波不产生干扰。
图2是表示上述组合电池系统100的结构的图，图2(a)是透视内部而表示的立体图，图2(b)是其侧面图。
如图2所示，各蓄电池模块110通过导轨112在设有用于气冷以及绝缘的间隔的状态下被固定在金属制的小盒子111上。小盒子111排列配置各蓄电池模块110，并在背面具备电极端子113和气冷用风扇114。蓄电池模块110的电极端子110a与小盒子111背面的电极端子113是1：1对应，通过改变电极端子113的连接方法可以改变各蓄电池模块110的串联/并联的结构。另外，为了放热而设有气冷用风扇114。顺便说一下，金属壳体除了具有热传导良好，容易进行电池的温度控制的特征外，还具有反射或屏蔽电波的特征。
另外，各蓄电池模块110、小盒子111以及组合电池系统100－1～100－n等的配置/设置数量、形状为一例，可以采用任意结构。
〔组合电池系统的内部结构〕
图3是表示上述蓄电池模块110的结构的图。图4是表示具备上述各蓄电池模块110的组合电池系统100的结构的图。
[蓄电池模块110]
如图3和图4所示，蓄电池模块110具备串联连接的二次电池115、单元监视部116、控制部117、通信部118以及天线119。在图3和图4中，二次电池115与单元监视部116(电池监视部)、控制部117、通信部118以及天线119连接，并将它们作为一个蓄电池模块110。
二次电池115串联、并联或串并联连接了多个电池单元。此外，将最上位电位的电极和最下位电位的电极输出为外部电极接口104(参照图4)。此时，外部电极接口104可以施加高电压或流过大电流，因此为了不错误地输出高电压或大电流，具备仅在预定的条件下接通(ON)的开关124(参照图4)。另外，在向金属壳体101的外部输出的情况下，将金属壳体101与外部电极接口104之间的间隙设成比在无线通信中所使用的波长充分小时，无线通信信号不向外部泄漏或受到外部的其他系统的无线通信信号的干扰。
单元监视部116监视属于蓄电池模块的各蓄电池的电池状态而取得电池信息，其中，蓄电池模块包含串联、并联或串并联连接的多个蓄电池而构成。单元监视部116根据来自控制部117的请求传递单元信息的测量值。单元监视部116有始终测量的监视部、和有来自控制部117的请求时首次开始测量的监视部。
控制部117由微控制器构成，具备存储有电池信息、测量指示(监视控制指示)以及无线通信模式等的存储部(未图示)。控制部117具有根据来自管理装置120的测量指示，在各蓄电池模块110之间同时测量二次电池115的电池状态的作为蓄电池模块侧管理装置的功能。控制部117根据从管理装置120接收的测量指示(监视控制指示)，向单元监视部116指示测量，并从单元监视部116取得电池信息(电池信息)。此外，控制部117通过通信部118在与管理装置120之间进行与测量指示相关的通信控制。在此，对电池信息的收集周期有时间制约。即，向组合电池系统流入的电流时时刻刻发生变化，因此要求在较早的周期且在蓄电池模块110之间依照电池信息取得定时同时收集电池信息。对于电池信息收集周期，通过图5进行后述。
无线通信部118由在收纳该蓄电池模块的金属壳体101内通过无线传送电池信息的无线电路等构成。例如，无线通信部118使用ZigBee(注册商标)、Bluetooth(注册商标)、UWB(Ultra Wideband，超宽带)等小功率近距离双向无线通信方式。此外，也可以是基于IEEE802.11x规格的无线LAN(WLAN：Wireless Local Area Network，无线局域网)。此外，作为无线通信的无线多路访问方式，可以使用TDMA(Time Division Multiple Access，时分多址)/FDMA(Frequency Division Multiple Access，频分多址)/CDMA(Code DivisionMultiple Access，码分多址)中的某个。在本实施方式中，蓄电池模块110之间通过时分进行无线通信，组合电池系统100之间通过频分进行无线通信，蓄电池系统10与其他蓄电池系统10之间通过码分进行无线通信。通信部118通过无线将电池信息发送给管理装置120，并且从管理装置120接收测量指示(监视控制指示)。作为基于无线的数据发送方法，有各蓄电池模块110以来自管理装置120的同步信号为基准在预先决定的定时进行数据发送的方法、和针对来自管理装置120的指示逐次返回应答的方法。
天线119可以按照棒状、线圈状、板状或印刷电路基板的导线图案形成。
[管理装置120]
管理装置120(参照图4)与蓄电池模块110侧管理装置即控制部117在金属壳体101内相互进行无线通信，来管理各个蓄电池模块。管理装置120以预定的间隔对各个控制部117(蓄电池模块侧管理装置)发送包含用于指定下个测量定时的信息的测量指示，并按照上述测量指示，对单元监视部116进行控制以便在各个上述蓄电池模块110之间同时测量蓄电池的电池状态。
管理装置120具备管理单元122和天线123。管理单元122具备与蓄电池模块110的控制部117和通信部118相同的控制部和通信部(省略图示)。但是，管理单元122的控制部的控制程序不同。各蓄电池模块110和管理装置120被收纳在金属壳体101(参照图1)的内部，构成一个组合电池系统100。
蓄电池模块110经由天线119、123与管理装置120进行通信，进行电池信息的传递。管理单元122在检测出异常的情况下，可通过开关124切断电源线。
管理装置120对各蓄电池模块110定期发送包含用于指定下个测量时刻的信息的测量指示。管理装置120通过无线取得二次电池115的电池信息来确保绝缘耐压，并能够容易地收集电池信息。
管理装置120收集各蓄电池模块110的电池信息，为了发挥作为组合电池系统100所期望的功能而对各蓄电池模块110进行监视控制。具体而言，管理装置120收集二次电池115的单元电压或温度等信息，监视是否正在以适当的电压或温度使用二次电池115，并且控制成二次电池115的残存电荷量(单元电压)的偏差变小。周期性地进行这些监视控制，或在符合特定条件的情况下，根据来自外部系统的请求或从外部系统提供的信息来进行这些监视控制。电池信息例如是与二次电池115的单元电压或温度、内部电阻值、残存电荷量、充放电状态、ID、故障的有无、劣化程度等相关的信息。
[电池信息的收集周期]
图5是说明电池性能与电池信息收集周期的关系的图。
电池信息的收集周期根据电池单元的额定电流和容量、系统所需要的SOC(State Of Charge：电池充电率)的检测精度而变化。
如图5所示，例如在容量10Ah、输出20A的二次电池115中想要以0.1％精度检测出SOC时，需要从所有的蓄电池模块110在1.8秒以内收集电池信息。
这样，与一般的无线通信系统的不同点在于，组合电池系统在电池信息收集周期中存在时间制约
以下，对上述这样构成的电池系统100的动作进行说明。
首先，对本发明的基本思路进行说明。
[组合电池系统内的电波传播特性]
图6是表示在收纳有图2(a)的蓄电池模块110小盒子111内，使无线通信频率从2.4GHz变化至2.5GHz时的每个场所的电波传播特性的图。图6表示提取了小盒子111内的各蓄电池模块110之间的纵深x＝24cm位置的电波传播特性。另外，2.4GHz频带是可在ZigBee(注册商标)、Bluetooth(注册商标)中利用的频带。
在图6(a)所示的测定路径1中，电波传播特性良好。但是，如图6(b)所示，在金属制的小盒子111或电池架(金属壳体101：组合电池系统100)内，电波反射而成为多路径通信，因此根据位置或频率而产生电波传播特性的下降。在该例子中，在2.468GHz，电波传播特性大幅度下降到－74.2dB。假定有向该频带分配的通信信道时，存在无法向使用该通信信道的蓄电池模块传递测量指示的问题。如上所述，电波传播特性依存于频率而发生较大变化，因此在某频率的通信中，在管理装置120侧与蓄电池模块110之间无法进行通信。
[向组合电池系统外部的电波泄漏]
此外，除了组合电池系统内的多路径引起的电波传播特性的劣化外，有时在排列电池架(组合电池系统100)时相互的干扰成为问题。根据本发明人的实验等，测量了排列电池架时的电波泄漏的情况下，电池架引起的衰减为5dB/架程度，产生了较大的电波泄漏。但是，用于评价的电池架不是对无线用最佳化的架，因此设有电缆用时隙或通气用孔。
进一步详细说明上述组合电池系统内的电波传播特性的劣化以及组合电池系统之间的电波泄漏引起的干扰。
图7是说明组合电池系统内的电波传播特性的图，图7(a)是表示各蓄电池模块110与管理装置120的位置关系的组合电池系统的结构图，图7(b)表示管理装置120－蓄电池模块<1>之间的电波传播特性，图7(c)表示管理装置120－蓄电池模块<16>之间的电波传播特性。另外，在图7和图8中示出了组合电池系统100具备每一列5个共4层的蓄电池模块110的例子。此外，将管理装置120可向蓄电池模块110广播的信道数设为26。
在图7(a)的组合电池系统的结构的情况下，管理装置120－蓄电池模块1之间成为如图7(b)所示的电波传播特性，管理装置120－蓄电池模块16之间成为如图7(c)所示的电波传播特性。管理装置120以相同频率向全部蓄电池模块进行发送时，可对蓄电池模块<1>没有问题地进行通信，但对蓄电池模块<16>电波传播特性劣化而通信失败。即，针对每个蓄电池模块110的传播特性不同，因此可能不存在可向所有蓄电池模块110广播的信道。此外，根据传播特性的下降，与各蓄电池模块110的单播通信的可靠性也降低。这样，组合电池系统假定广播/单播的可靠性较低。
尤其，想要同时测量各蓄电池模块110的状态时，管理装置120想要以某频率同时向所有蓄电池模块输出测量指示时进行了广播的情况下，存在在该频率下无法向电波传播特性劣化的蓄电池模块传递测量指示的问题。
图8是说明组合电池系统之间的电波泄漏引起的干扰的图。将图7(a)的组合电池系统100作为电池架1(组合电池系统100－1)、电池架2(组合电池系统100－2)、电池架3(组合电池系统100－3)…排列多个而构成网络1～3…。图8的虚线示意性地表示各电池架中的无线电波范围。
如图8所示，排列多个电池架来进行无线通信时，有可能在电池架之间产生干扰。尤其，在针对各个网络独立地选择频率时，与接近的网络产生干扰。此外，为了放热等金属壳体101(参照图1)的电波的密封不完全的情况下，产生相邻的组合电池系统100之间的通信发生干扰的问题。此外，存在来自组合电池系统100的电波泄漏的情况下，即使事先进行了金属壳体内部的传播特性的调整，壳体内部的传播特性也因周边环境(例如，人通过组合电池系统100的旁边等)发生变化。
叙述用于避免上述网络的干扰的无线终端的现有技术(1)～(3)，并考察将该现有技术应用于组合电池系统时的问题点。
(1)CSMA/CA(载波侦听多址访问/冲突)(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)
该CSMA/CA是无线终端在发送前侦听通信线路的状态从而避免与其他系统的干扰的技术。然而，干扰变多时，不能通信的无线终端增加，因此考虑延迟增加的故障。组合电池系统，对电池信息收集周期存在时间制约，很难采用延迟增加的CSMA/CA。
(2)通过重复发送多次信息来提高可靠性
组合电池系统与移动体等不同，即使经过了时间，传播特性也不发生变化，因此在急速下降的位置存在连续通信失败的可能性。
(3)跳频
在组合电池系统中，单纯地跳频时，如图8所示，有可能产生与其他电池系统的干扰。
因此，本发明人鉴于组合电池系统的特征得到了如下的构思，即：在无法避免多路径环境和干扰，且要求电池信息取得的同时性的组合电池系统中，管理装置向蓄电池模块定期发送包含用于指定下个测量时刻的信息的测量指示，蓄电池模块按照该测量时刻信息进行所述蓄电池的状态的测量。具体而言，将下述(A)～(C)设为本发明的基本的考虑方法。
(A)使用根据组合电池系统的每个层次而不同的通信方式。
本发明的蓄电池系统中，多个蓄电池模块、汇集了多个蓄电池模块的组合电池系统、汇集了该组合电池系统的蓄电池系统按照该顺序设为层次结构，各层次之间的无线通信使用时分、频分或扩频码的多路访问控制方式中的某个。此外，组合电池系统的通信可以采用TDMA/FDMA/CDMA中的相互不同的方式。例如，蓄电池模块之间采用时间分割，组合电池系统之间采用频率分割、蓄电池系统之间切换扩频码。
(B)管理装置通过广播发送测量指示。
管理装置对各蓄电池模块通过广播发送测量指示，重新发送时通过单播发送。蓄电池模块个别向所述管理装置发送测量到的电池信息。此外，管理装置将测量指示通过广播发送，重新发送时通过多跳发送。并且，在组合电池系统内的通信中判定为电波强度较弱时，在预先分配的频率中变更频率来进行通信。
(C)重新发送时中继其他蓄电池模块来进行无线通信。
管理装置在没有接收到来自蓄电池模块的应答的情况下，从接收到应答的蓄电池模块中选择预定的蓄电池模块作为中继器，并使该蓄电池模块中继测量指示和电池信息的应答。在此，管理装置可以选择具有SOC较高的蓄电池的蓄电池模块而进行中继。此外，管理装置在无法变更频率来通信的情况下，或分配的频率只有一个的情况下，可以使接收到应答的蓄电池模块进行中继。
以下，根据上述说明的本发明的基本的思考方法，对排列了多个组合电池系统的蓄电池系统10的动作进行说明。
本实施方式是采用通过本发明的基本的思考方法叙述的(A)方法的例子。
如上述图1所示，排列多个组合电池系统100－1～100－n而构成蓄电池系统10的情况下，需要使组合电池系统100－1～100－n之间的无线电波在金属壳体101内部不产生干扰。本实施方式是避免组合电池系统100之间的干扰的例子。
图9是示意性地表示排列多个蓄电池系统时的结构的图。
本实施方式在排列多个组合电池系统100(参照图1)而构成的蓄电池系统10中，对每个组合电池系统100－1～100－n设定各组合电池系统100－1～100－n的通信的通信时间、通信频率、通信空间或扩频码中的某个。
例如，设定成蓄电池模块110(参照图1)之间通过时分进行无线通信，组合电池系统100之间通过频分进行无线通信，蓄电池系统10之间通过码分进行无线通信。
在图9中，排列配置了将组合电池系统100－1～100－3相邻配置的蓄电池系统10－1和将组合电池系统100－4～100－6相邻配置的蓄电池系统10－2。即，通过组合电池系统100－1～100－3构成蓄电池系统10－1，通过组合电池系统100－4～100－6构成蓄电池系统10－2。
[蓄电池模块之间：时分复用]
如图9所示，在各组合电池系统100－1～100－6内部，管理装置120(参照图1)在构成组合电池系统100－1～100－6的各蓄电池模块110(参照图1)之间进行时分复用通信。
[组合电池系统之间：频分]
向各组合电池系统100－1～100－6预先分配了可利用的频率。例如，向组合电池系统100－1分配信道ch1、4、7，向组合电池系统100－2分配信道ch2、5、6，向组合电池系统100－3分配信道ch3、6、9。在此，将相邻的各组合电池系统100－1～100－6的频率设定成不会重复。此外，在各组合电池系统100－1～100－6中存在多个信道(在此为ch1、4、7等3个信道)的情况下，期望尽量选择远离的信道来进行分配。
同样地，向组合电池系统100-4分配信道ch1、4、7，向组合电池系统100-5分配信道ch2、5、6，向组合电池系统100-6分配信道ch3、6、9。另外，如后所述，蓄电池系统10－1的组合电池系统100－1～100－3和蓄电池系统10－2的组合电池系统100－4～100－6，组合电池系统100－1～100－6的信道ch是相同组合，但在蓄电池系统10－1和蓄电池系统10－2中分配不同的扩频码。
如上所述，向各组合电池系统100－1～100－6预先分配可利用的频率，设定成在近邻的组合电池系统100－1～100－6之间利用的频率不会重叠。各组合电池系统100－1～100－6可利用的频率能够通过管理装置120(参照图1)的设定任意地决定，可以对每个组合电池系统100－1～100－6分配一个以上的频率。向各组合电池系统100－1～100－6分配了2个以上的信道的情况下，为了避免金属壳体101(参照图1)内的电波传播特性的下降(参照图6(b))，期望如图9所示选择远离的信道ch而进行分配，以便相对于该下降的频带宽度成为充分大的频率变更。在本实施方式中，向组合电池系统100-1分配信道ch1、4、7，向组合电池系统100-2分配信道ch2、5、6，向组合电池系统100-3分配信道ch3、6、9这样远离的信道ch。
[蓄电池系统之间：分配不同的扩频码]
如图9所示，将蓄电池系统10－1和蓄电池系统10－2设置在近旁，各个蓄电池系统10－1和蓄电池系统10－2使用相同频率的情况下，在各组合电池系统100－1～100－6中使用频谱扩散方式，并且对每个蓄电池系统10－1、10－2分别分配不同的扩频码11－1、11－2。扩频码11－1和扩频码11－2是相互相关性较低的扩频码。例如，在扩频码11－1使用符号长度32bit×16(1～16)的集A的情况下，扩频码11－2使用与该扩频码11－1独立的符号长度32bit×16(17～32)的集B。
在此，为了对每个蓄电池系统10－1、10－2分别分配不同的扩频码11－1、11－2，采用下述的实现方法。即，构筑具备多个组合电池系统100的蓄电池系统10时，作为组合电池系统100的通信方式预先插入扩频码。例如，各组合电池系统100－1～100－6的管理装置120(参照图1)首先对某频带的狭窄信道ch(例如ch1)使用扩频码11－1来进行扩频，在扩频后的信道ch1对每个组合电池系统100－1～100－6分配频率。对其他信道ch也同样地首先进行扩频，之后对每个组合电池系统100－1～100－6分配频率。在单独运用蓄电池系统10－1的情况等没有其他蓄电池系统10－2或可以不考虑与其他蓄电池系统10－2的干扰时，各组合电池系统100－1～100－3的管理装置120不进行扩频码的设定或频率的分配。将蓄电池系统10－2配置成与蓄电池系统10－1相邻，并且蓄电池系统10－1和蓄电池系统10－2使用相同频率的情况下，为了避免相互的干扰，各组合电池系统100－4～100－6的管理装置120分配与扩频码11－1不同的扩频码11－2。由此，在蓄电池系统之间分配不同的扩频码。
即，为了在蓄电池系统之间分配不同的扩频码，以组合电池系统预先对信道ch进行扩频，在扩频后的信道ch对每个组合电池系统进行频率分割为前提，在此基础上，近接配置的蓄电池系统的组合电池系统分配与在已设的蓄电池系统的组合电池系统中所使用的扩频码不同的扩频码，由此，结果上在蓄电池系统之间分配不同的扩频码。
另外，在蓄电池系统10－1和蓄电池系统10－2中不使用相同的频率而可以对每个组合电池系统100－1～100－6进行频率分配的情况下，也可以采用分配不同的扩频码的方法。此外，即使不是在蓄电池系统10－1和蓄电池系统10－2中使用相同的频率的情况下，也可以采用设定不同的扩频码的方式。
图10是说明基于图9的组合电池系统的多路访问控制方式的干扰避免方法的图。图中，x轴表示对每个组合电池系统分配的频率，y轴表示在组合电池系统内分配的时间，z轴表示每次汇总多个组合电池系统时分配了扩频码的功率。
如图10所示，通过时间轴观察时，蓄电池模块之间是在组合电池系统内分配的时分复用，通过频率观察时，组合电池系统之间是对每个组合电池系统分配的频分，通过功率观察时，是每次汇总多个组合电池系统时分配的扩频码。
如以上说明那样，本实施方式的组合电池系统100具备在金属壳体101内与控制部(蓄电池模块侧管理装置)117相互进行无线通信而管理各个蓄电池模块110的管理装置120，其中，控制部117具有监视属于蓄电池模块110的各二次电池115的电池状态来取得电池信息的单元监视部116，并且还具有在收纳有该蓄电池模块110的金属壳体101内通过无线传送所述电池信息的无线通信部118。管理装置120以预定的间隔对各个蓄电池模块110发送包含用于指定下个测量定时的信息的测量指示，并对单元监视部116进行控制，以便按照上述测量指示在各个蓄电池模块之间同时测量蓄电池的电池状态。此外，蓄电池系统10设定组合电池系统110的通信时间、通信频率、通信空间或扩频码中的某个。在本实施方式中，在蓄电池模块110(管理装置－蓄电池模块之间)之间进行时分、在组合电池系统110之间进行频分、在蓄电池系统10之间改变扩频码。
由此，对每个组合电池系统110分配可使用的频率信道，在组合电池系统110内部以时分进行通信，由此能够避免组合电池系统110内以及组合电池系统110之间的干扰。此外，在蓄电池系统之间能够避免相互的干扰。其结果，即使排列配置多个组合电池系统/蓄电池系统，也可以实现不会相互干扰而能够通信的电池系统。
此外，可以在系统设计阶段选择在哪个层次分配哪些信息。例如，可以通过频分复用进行组合电池系统内的管理装置120与各蓄电池模块110之间的通信，通过码分进行组合电池系统100之间的通信，通过时分进行蓄电池系统之间的通信。
(第2实施方式)
第2实施方式是采用通过本发明的基本的思考方法叙述的(B)方法的例子。
本实施方式的硬件结构与图1至图4相同，因此作为原则，向相同部件赋予相同的符号，省略其重复的说明。但是，在各实施方式中，管理装置120和蓄电池系统控制器20的控制部执行的控制程序不同。
图11是表示第2实施方式的组合电池系统的管理装置120的通信控制的流程图。图中，S表示流程的各步骤。
首先，在步骤S1，管理装置120设定通信频率。
在步骤S2，管理装置120通过广播向各蓄电池模块100定期发送控制命令。控制命令是用于测量单元电压或温度、内部电阻值、残存电荷量、充放电状态、ID、故障有无、量化程度等相关的电池信息的测量指示。
在步骤S3，管理装置120进行通过设定频率接收等蓄电池模块110的应答处理。
在步骤S4，管理装置120判别是否从所有的蓄电池模块110有应答。
在从所有的蓄电池模块110有应答的情况下，返回到上述步骤S2而继续进行基于广播的控制命令的定期发送。
在并非从所有的蓄电池模块110有应答的情况下，在步骤S5，管理装置120判别是否有预备频率且可变更频率。
在有预备频率且可变更频率的情况下，在步骤S6，管理装置120从预备频率中选择通信频率，并变更为选择的通信频率。通信频率的变更例如依次使用预先决定的频率。该情况下，下一使用的通信频率尽可能是远离的频带的通信频率为较佳。
在步骤S7，管理装置120对没有应答的蓄电池模块110通过单播重新发送控制命令，然后返回到上述步骤S2。
在上述步骤S5无法进行频率变更的情况下，在步骤S8，管理装置120进行错误处理后返回到上述步骤S2。该错误处理输出无法对没有应答的蓄电池模块110发送控制命令的信息。该情况下，管理装置120可以使用为如后所述转移到由其他蓄电池模块中继进行无线通信的通信控制的触发器。此外，也可以向上位控制器即蓄电池系统控制器20(参照图1)通知该主旨。
这样，在该通信控制流程中，通过广播实施最初的指示，对没有到达的蓄电池模块变更频率后通过单播进行再次发送。
图12是表示本实施方式的组合电池系统的管理装置120与各蓄电池模块110-1～110-4之间的通信控制的控制序列图。在通信周期T中重复通信时隙(应答用时隙)#1～#5、再次发送时隙#6～#9、测量时隙#10。
在组合电池系统中，所有的蓄电池模块110需要在相同时间内同时测量电池状态后结束。在图12的情况下，必须在测量时隙#10的时间内测量电池信息。测量需要同时性的这一点与一般的无线通信系统不同。
如图12所示，管理装置120在通信时隙(应答用时隙)的开始时隙(slot#1)，对所有的蓄电池模块110－1～110－4以通信频率f1通过广播发送控制命令。
蓄电池模块110－1～110－4在通信时隙的开始时隙(slot#1)接收基于来自管理装置120的广播的指示。
蓄电池模块110－1～110－4按照蓄电池模块ID的顺序以通信频率f1对管理装置120做出应答。
管理装置120接收来自蓄电池模块110－1～110－4的应答后，判定通信成功/通信错误。管理装置120在时隙#2、#3、#5接收来自蓄电池模块110－1，100－2，100－4的应答后判断通信成功。但是，在蓄电池模块100－3中，通信频率f1的传播特性劣化，接收广播失败。仅蓄电池模块110－3没有接收来自管理装置120的指示，因此不返回应答。
管理装置120判断蓄电池模块110－3通信错误，对没有应答的蓄电池模块110－3使用再次发送时隙#6～#9再次发送控制命令。管理装置120将通信频率f1变更为通信频率f2，在再次发送时隙#6以通信频率f2通过单播对蓄电池模块110－3发送控制命令。
在蓄电池模块100－3中，f2的传播特性也劣化，接收单播失败。蓄电池模块110－3没有接收来自管理装置120的指示，因此不返回应答。
管理装置120将通信频率f2变更为通信频率f3，在再次发送时隙#8以通信频率f3通过单播对蓄电池模块110－3发送控制命令。这样，管理装置120在存在可使用的频率信道的情况下，使用该频率对通信失败的蓄电池模块直接进行再次发送。
管理装置120在再次发送时隙#9接收来自蓄电池模块110－3的应答，判定通过通信频率f3通信成功。管理装置120将蓄电池模块110－3可通过通信频率f3接收的信息作为表格数据保存，并可以用于下次的通信控制。另外，管理装置120在即使使用所有的再次发送时隙#6～#8也成为通信错误的情况下，或没有预备频率等情况下，结束该通信控制，如后所述，可以转移到由其他蓄电池模块中继进行无线通信的通信控制。
管理装置120在测量时隙#10执行控制命令。测量时隙#10是控制命令执行用(测量用)时隙。在组合电池系统中，所有的蓄电池模块110－1～110－4在测量时隙#10的时间内同时测量电池状态。通过控制命令测量的数据，通过下个应答来传递。
另外，也可以按照多个蓄电池模块量设置再次发送时隙。此外，也可以是测量时隙#10位于先头，#10，#1，#2，…，#9的帧结构。
图13是表示在组合电池系统内的管理装置120(Ma)与3台蓄电池模块110－1～110－3(M1～M3)之间进行时分复用通信的例子的图。图中，M是电池信息的测量，Ma是管理装置120，M1是蓄电池模块110－1，M2是蓄电池模块110－2，M3是蓄电池模块110－3。此外，图中的BC表示广播(Broadcast)，S表示发送(Send)，R表示接收(Receive)，RE表示接收错误(Receiveerror)状态。
如图13所示，管理装置Ma与M1～M3的通信，以一定间隔划分了时间的时隙为基础来进行，1次的收集周期由用于电池信息的测量、测量指示、应答以及再次发送的时隙构成。
在图13中，分配时隙#1作为用于实施测量的时间。时隙#2被用于测量指示的发送，通过广播从Ma向所有的电池模块M1～M3发送测量指示。
测量指示中包括下一收集周期中的测量开始定时、向各时隙分配的通信信道、应答用时隙中的各蓄电池模块的应答顺序信息。例如，通过在时隙#2发送的测量指示，各蓄电池模块M1～M3识别下一收集周期的测量时隙为#10以及在#11以后的通信中使用的通信信道、应答顺序。
以在之前的测量周期接收到的测量指示为基础，实施电池状态的测量，因此在蓄电池模块M1～M3的最初的应答中没有最新的测量数据。因此，发送过去收集的数据、预先决定的初始值或空的数据中的某个作为应答数据。此外，在各蓄电池模块M1～M3设定初始的时隙的分配、频率的分配作为初始值。
在此，假定在时隙#2中，蓄电池模块M1、M2可以正确地接收广播，而蓄电池模块M3无法正确地接收的情况。正确地接收到测量指示的蓄电池模块M1、M2以与在预先决定的各个应答用时隙#3、#4接收到广播时的频率相同的频率，将最新的测量数据发送给管理装置Ma。但是，未正确地接收到测量指示的蓄电池模块M3在时隙#5中不返回应答。由于没有从本来应在#5发来应答的蓄电池模块M3返回应答，因此管理装置Ma得知与M3的通信失败，在下一再次发送用时隙中尝试向蓄电池模块M3进行再次发送。
在组合电池系统100中(参照图1)，将可利用的频率信道设为信道ch1、ch2、ch3。向广播使用信道ch1的情况下，在再次发送时隙中设定信道ch1以外的频率。例如，在图13所示的方式中，在广播、测量指示、应答中使用信道ch1，向再次发送用时隙#6、#7分配信道ch2，向时隙#8，#9分配信道ch3。信道ch1的通信因多路径引起的电波传播环境的劣化而失败的情况下，在进行再次发送时通过改变通信信道，能够避免电波传播的下降。
在再次发送用时隙#6，管理装置Ma向未能进行通信的蓄电池模块M3再次发送测量指示。正确地接收到测量指示的蓄电池模块M3在时隙#7返回应答。确认从全部蓄电池模块M1～M3返回了应答的情况下，在剩下的再次发送用时隙#8，#9不进行收发。
此外，在正确地接收了来自管理装置Ma的广播的情况下，在监视装置Ma没有正常地接收到来自各蓄电池模块M1～M3的应答时，也同样地监视装置Ma实施向各蓄电池模块M1～M3的再次发送处理。在再次发送时隙，各蓄电池模块M1～M3无法预先得知管理装置Ma是否实施再次发送处理，因此各蓄电池模块M1～M3对来自管理装置Ma的测量指示的再次发送进行准备，预先设定成在时隙#6信道ch2成为接收状态，在时隙#8信道ch3成为接收状态。
结束时隙#1～#9的测量周期，在下个测量周期的先头时隙#10各蓄电池模块按照测量指示同时进行测量。之后，通过重复该动作，管理装置Ma能够定期地收集二次电池115(参照图3和图4)的电池信息。
另外，也可以跨多个时隙地构成用于实施测量的时间、向测量指示分配的时间。将应答用的时隙的数量设成至少在蓄电池模块的数量以上，各蓄电池模块的应答顺序可以不通过广播来发送而是预先进行设定。此外，假定将再次发送用的时隙设成至少是2个时隙以上。
这样，在本实施方式的组合电池系统100中，管理装置120通过广播对各蓄电池模块110发送测量指示，并且再次发送时通过单播进行发送。此外，蓄电池模块110将测量出的电池信息个别地发送给管理装置。由此，组合电池系统100能够缩短通信时间，所有的蓄电池模块110－1～110－4可以在测量时间内同时测量电池状态。
尤其，在本实施方式中，管理装置120通过广播实施最初的测量指示，对没有收到测量指示的蓄电池模块110通过单播实施再次发送。此时，在有可使用的其他频率信道的情况下，利用该频率直接进行再次发送。此外，管理装置120在应答接收的期间没有来自蓄电池模块110的应答的情况下，判定为通信失败，在组合电池系统110内可以选择多个通信频率的情况下，按照预先决定的顺序变更通信频率后向相应的蓄电池模块再次发送测量指示。由此，即使在金属壳体101(组合电池系统110)内部产生多路径而在特定的频率电波传播特性劣化的情况下，也能够向全体传递测量指示，能够避免通信品质的劣化。其结果，在产生多路径的金属壳体101内部也能够实现可稳定地进行无线通信的通信方式。
(第3实施方式)
第3实施方式是采用通过本发明的基本的思考方法叙述的(C)方法的例子。
图14是表示第3实施方式的组合电池系统的管理装置120的通信控制的流程图。对进行与图11相同的处理的步骤赋予相同的步骤符号而省略说明。
在图14中，在步骤S4，管理装置120判别是否从所有的蓄电池模块110有应答。
在从所有的蓄电池模块110有应答的情况下，返回到步骤S2而继续进行基于广播的控制命令的定期发送。
在并非从所有的蓄电池模块110有应答的情况下，在步骤S11，管理装置120作为中继器选择有应答的蓄电池模块110中的适当的一个来发送控制命令。优选的是，管理装置120例如选择具有SOC较高的二次电池的蓄电池模块作为中继器。
图15是表示本实施方式的组合电池系统的管理装置120与各蓄电池模块110-1～110-4之间的通信控制的控制序列图。以通信周期T重复通信时隙(应答用时隙)#1～#5、再次发送时隙#6～#9、测量时隙#10。对与图12相同的部分赋予相同的符号。
如图15所示，管理装置120在通信时隙(应答用时隙)的开始时隙(slot#1)，对所有的蓄电池模块110－1～110－4以通信频率f1通过广播发送控制命令。
蓄电池模块110－1～110－4在通信时隙的开始时隙(slot#1)接收基于来自管理装置120的广播的指示。
蓄电池模块110－1～110－4按照蓄电池模块ID的顺序以通信频率f1对管理装置120做出应答。
管理装置120接收来自蓄电池模块110－1～110－4的应答后，判定通信成功/通信错误。管理装置120在时隙#2、#3、#5接收来自蓄电池模块110－1，100－2，100－4的应答后判断通信成功。但是，在蓄电池模块100－3中，管理装置120之间的通信频率f1的传播特性劣化，接收广播失败。仅蓄电池模块110－3没有接收到来自管理装置120的指示，因此不返回应答。
管理装置120判断蓄电池模块110－3通信错误，作为中继器选择有应答的蓄电池模块110－1，110－2，110－4中的适当的蓄电池模块110－2后发送控制命令。管理装置120作为中继器也可以按照蓄电池模块ID顺序进行中继指示，但优选的是例如将具有SOC较高的二次电池的蓄电池模块110－2作为中继器来选择。此外，也可以考虑与蓄电池模块110－3之间的位置关系来决定。这样，管理装置120为了向蓄电池模块110－3传递命令，经由蓄电池模块110－2传送指示。再次发送时是多跳。
接受中继指示而成为中继器的蓄电池模块110－2对没有应答的蓄电池模块110－3使用再次发送时隙#7以通信频率f1传送控制命令。在此，从管理装置120向蓄电池模块110－3的基于通信频率f1的广播接收失败，但即使使用相同的通信频率f1，在蓄电池模块110－2与蓄电池模块110－3之间通信也有可能成功。另外，如图15a所示，有应答的蓄电池模块110－1、110－2、110－4中，没有中继指示的情况下或在再次发送时隙#6中判定为再次发送指示不是发给自己的蓄电池模块110－1、110－4休眠。
蓄电池模块110－3在再次发送时隙#7接收经由蓄电池模块110－2传送的控制命令，在再次发送时隙#8以通信频率f1向蓄电池模块110－2返回应答。
蓄电池模块110－2在再次发送时隙#9将中继的来自蓄电池模块110－3的应答发送给管理装置120。
管理装置120在再次发送时隙#9接收经由蓄电池模块110－2传送的来自蓄电池模块110－3的应答，判定为通信成功。管理装置120保存蓄电池模块110－3使用通信频率f1且经由蓄电池模块110－2可接收的情况作为表数据，并可以用于下次的通信控制。另外，管理装置120在即使作为中继器使用了蓄电池模块110－2也发生通信错误的情况下，也可以由其他蓄电池模块中继而进行无线通信。
管理装置120在测量时隙#10执行控制命令。测量时隙#10是控制命令执行用(测量用)时隙。在组合电池系统中，所有的蓄电池模块110－1～110－4在测量时隙#10的时间内同时测量电池状态。通过控制命令测量的数据，通过下个应答来传递。
另外，也可以设置多个蓄电池模块量的再次发送时隙。此外，也可以是测量时隙#10位于先头，#10，#1，#2，…，#9的帧结构。此外，通过使图15所示的指示1、指示2包括下一广播的频率信息，在第2次以后能够变更整体的通信频率。
图16是表示在组合电池系统内的管理装置120(Ma)与3台蓄电池模块110－1～110－3(M1～M3)之间进行时分复用通信的例子的图。对与图13相同的部分赋予相同的符号。
如图16所示，管理装置Ma与蓄电池模块M1～M3的通信以一定间隔划分了时间的时隙为基础来进行，1次的收集周期由用于电池信息的测量、测量指示、应答以及再次发送的时隙构成。
在图16中，分配时隙#1作为用于实施测量的时间。时隙#2用于测量指示的发送，通过广播从管理装置Ma向所有的电池模块M1～M3发送测量指示。
假定在时隙#2，蓄电池模块M3由于多路径等没有准确地接收到从管理装置Ma发送的测量指示(广播)的情况。蓄电池模块M1和M2各自使用与接收到广播时相同的频率信道1通过时隙#3，#4返回应答。但是，未能正确地接收到测量指示的蓄电池模块M3在时隙#5不返回应答。管理装置Ma没有从本来应通过时隙#5发来应答的蓄电池模块M3返回应答，因此判断为与蓄电池模块M3的通信失败，在下一再次发送用时隙尝试向蓄电池模块M3进行再次发送。
在此，根据系统的要求等也向再次发送用时隙#6～#9分配了与应答用信道相同的信道1的情况下，即使在再次发送用时隙从管理装置Ma对蓄电池模块M3尝试再次发送，因同样发生多路径引起的传播特性的劣化而通信失败的可能性较大。因此，管理装置Ma不直接对蓄电池模块M3进行通信，而是从在应答时隙中有应答的蓄电池模块M1、M2中选择一个(在此选择蓄电池模块M1)，在时隙#6向蓄电池模块M1请求中继对蓄电池模块M3的指示。在此，假定管理装置Ma可以任意地选择指示中继的蓄电池模块。优选的是，管理装置Ma选择具有SOC较高二次电池的蓄电池模块作为中继器。
这样，通过中继，不使用传播特性劣化的管理装置Ma－蓄电池模块M3的传播路径，而可以使用信道1向蓄电池模块M3传递测量指示。在此，蓄电池模块M1的模块接收到中继指示时，蓄电池模块M1在下个时隙#7向蓄电池模块M3传送指示，接收到指示的蓄电池模块M3在时隙#8对蓄电池模块M1返回应答。接收到应答M1在时隙#9向管理装置Ma传送蓄电池模块M3的应答，由此能够向所有的模块传递测量指示。
此时，明确没有返回应答的蓄电池模块M3以外的蓄电池模块，有可能在时隙#6从管理装置Ma指示中继，因此在时隙#6在接收状态进行待机。没有返回应答的蓄电池模块M3判断对自身没有中继指示，可以在时隙#6使接收机休止。再次发送用时隙使用4个时隙#6～#9进行1个蓄电池模块的再次发送，因此可以按4的倍数准备多个再次发送用时隙。以后，#10以后开始下个测量周期。
通过重复该动作，即使频率信道为1个，也可以向所有的蓄电池模块传递测量指示。
如上所述，在本实施方式的组合电池系统100中，管理装置120未能接收到来自蓄电池模块的应答的情况下，从接收到应答的蓄电池模块中选择预定的蓄电池模块作为中继器，使该蓄电池模块中继测量指示和电池信息的应答，因此能够得到与第2实施方式相同的效果，即在组合电池系统110内部产生多路径而在特定的频率电波传播特性劣化的情况下，也能够向全体传递测量指示，能够稳定地进行无线通信。除了该效果外，还具有如下的特有效果，即：使接收到应答的其他蓄电池模块中继测量指示和电池信息的应答，因此在组合电池系统内不能进行通信频率的变更的情况下，即使变更频率也无法进行通信的情况下，或分配的频率只有1个的情况下，也能够向所有蓄电池模块传递测量指示。
(第4实施方式)
第4实施方式是组合了第2和第3实施方式的再次发送方式的例子。本实施方式对测量指示、应答用时隙的通信信道的切换功能进行说明。
图17是表示在第4实施方式的组合电池系统内的管理装置120(Ma)与3台蓄电池模块110－1～110－3(M1～M3)之间进行时分复用通信的例子的图。对与图16相同的部分赋予相同的符号。
如图17所示，在应答时隙没有来自蓄电池模块的应答，因此管理装置Ma判断与该蓄电池模块的通信失败而进行再次发送处理，并且管理装置Ma可以根据1次或多次通信失败经验判定为在特定的信道无法与该蓄电池模块进行稳定的通信。此时，通过变更测量指示中所包含的下个收集周期的通信信道的信息，能够变更频率。
本实施方式的特征在于，在使用所述第3实施方式所示的再次发送方式时，进行通信信道变更。
管理装置Ma在时隙#2发送基于广播的测量指示(广播)。在蓄电池模块M3的模块没有接收到该广播的情况下，蓄电池模块M3在预先分配的应答用时隙#5不返回应答。管理装置Ma没有从本来应在#5发来应答的蓄电池模块M3返回应答，因此判断为与蓄电池模块M3的通信失败，在下一再次发送用时隙尝试通过所述第3实施方式的方法向蓄电池模块M3进行再次发送。此外，管理装置Ma由于与蓄电池模块M3的通信失败，因此在下个测量周期发出用于变更通信频率的指示。这表示在时隙#11使用信道1广播测量指示时，向各蓄电池模块M1～M3传递在从下个时隙#20开始的测量周期中使用信道2。如果在通信信道2与各蓄电池模块的通信没有失败，则之后可以继续使用信道2。
(第5实施方式)
第5实施方式是应用于在时隙内切换多个频率来进行发送或接收的方式的例子。
图18是表示在第5实施方式的组合电池系统内的管理装置120(Ma)与3台蓄电池模块110－1～110－3(M1～M3)之间进行时分复用通信的例子的图。图18是在时隙内切换多个频率来进行发送或接收的方式。各时隙由多个子时隙构成，能够分别向频率信道分配来进行通信。
如图18所示，在时隙#1，管理装置120(Ma)一边改变频率一边通过广播发送测量指示。也就是说，在时隙#1的子时隙1(#1－1)管理装置Ma通过信道1发送测量指示，在#1－2通过信道2，在#1－3通过信道3切换频率地进行发送。此时，在蓄电池模块侧也在每个子时隙的时间切换信道来进行接收。但是，在进行最初的通信时，没有实现管理装置Ma与蓄电池模块M1～M3之间的同步，因此各蓄电池模块一边从预先设定的频率中随机地切换频率一边进行接收，从而能够接收广播。由此，即使在某个频率发生电波传播特性的劣化而无法接收时，通过预先切换多个频率来传送测量指示，也能够在某个频率接收测量指示。与所述第2至第4实施方式不同，测量用时隙在广播之后是因为通过变更频率发出测量指示，能够向所有蓄电池模块传达测量指示。
接收到测量指示的各蓄电池模块M1～M3在时隙#2进行蓄电池信息的测量。时隙#3是向蓄电池模块M1的应答分配的时间，在与管理装置Ma之间的通信中对每个子时隙分配不同的信道。例如，向#3－1分配信道1，向#3－2分配信道2，向#3－3分配信道3。蓄电池模块M1通过最初接收到广播的信道1返回应答，从#3－1开始发送。一旦通过信道1开始通信时，可以结束该通信或在信道1继续进行通信直到时隙#3的时间结束为止。因此，在发送数据较长等情况下，可以跨#3－2、#3－3地通过信道1进行通信。
时隙#4是向蓄电池模块M2的应答分配的时间。在与管理装置Ma之间的通信中，以向#4－1分配信道1，向#4－2分配信道2，向#4－3分配信道3的方式分配各自不同的频率。蓄电池模块M2通过信道1接收测量指示，因此在#4－1开始返回应答。
时隙#5是向蓄电池模块M3的应答分配的时间，与#3、#4同样地对每个子时隙分配应答用频率。在图18中，在时隙#1，蓄电池模块M3在信道1、信道2中的测量指示的接收失败，在信道3接收测量指示。蓄电池模块M3判断为与管理装置Ma之间的电波传播特性在信道1、信道2劣化，而从信道3的子时隙#5－3开始返回应答。通过重复该动作，管理装置Ma可以在每个周期收集测量到的信息。
(第6实施方式)
第6实施方式是应用于不使用广播而通过轮询进行与各蓄电池模块的通信的方式的例子。
图19是表示在第6实施方式的组合电池系统内的管理装置120(Ma)与3台蓄电池模块110－1～110－3(M1～M3)之间进行时分复用通信的例子的图。图19是表示不使用广播而通过轮询进行与各蓄电池模块的通信的方式。如图19所示，在时隙#1进行各蓄电池模块M1～M3的电池信息的测量。在时隙#2～#4对每个各蓄电池模块进行测量指示和应答。此时，将通信频率固定为信道1。在时隙#2，管理装置Ma向蓄电池模块M1传递测量指示。接收到测量指示的蓄电池模块M1在相同的时隙#2中返回测量出的数据。同样地，在时隙#3管理装置Ma与蓄电池模块M2进行通信，在时隙#4管理装置Ma与蓄电池模块M3进行通信。在时隙#4，与蓄电池模块M3之间的通信失败时，蓄电池模块M3不对管理装置Ma返回应答。由于没有来自蓄电池模块M3的应答，因此管理装置Ma判断为通信失败，在时隙#5、#6进行再次发送。在蓄电池模块M3接收测量指示且返回了应答的情况下，在管理装置Ma接收失败的情况下也同样地进行再次发送处理。
在时隙#4，在与蓄电池模块M3的通信失败时，管理装置Ma判断为在与蓄电池模块M3的通信中信道1的电波传播特性劣化，在时隙#5变更通信信道而进行再次发送。在时隙#5接收到测量指示的蓄电池模块M3，在相同的时隙#5中返回应答。在时隙#6进一步变更为信道3而进行再次发送处理。但是，从所有的蓄电池模块接收到应答的情况下，在剩余的再次发送用时隙中不进行通信。
(第7实施方式)
第7实施方式是应用于不使用广播而通过轮询进行与各蓄电池模块的通信的方式的例子。
图20是表示在第7实施方式的组合电池系统内的管理装置120(Ma)与3台蓄电池模块110－1～110－3(M1～M3)之间进行时分复用通信的例子的图。对与图19相同的部分赋予相同的符号。
本实施方式是与所述第6实施方式同样地通过轮询进行与各蓄电池模块的通信的方式，再次发送方式不同。与所述第6实施方式同样地，在时隙#4与蓄电池模块M3的通信失败的情况下，管理装置Ma判断为在与蓄电池模块M3的通信中信道1的电波传播特性劣化，在时隙#5变更通信路径而进行再次发送。例如，在时隙#5，管理装置Ma对蓄电池模块M2传递向蓄电池模块M3的测量指示。
接收到向蓄电池模块M3的测量指示的蓄电池模块M2发挥管理装置Ma与蓄电池模块M3之间的中继器的效果，向蓄电池模块M3转发测量指示。从蓄电池模块M2接收到测量指示的蓄电池模块M3对蓄电池模块M2返回应答，接收到来自蓄电池模块M3的应答的蓄电池模块M2对管理装置Ma转发蓄电池模块M3的数据。通过重复这些，不伴随信道的变更而向所有的蓄电池模块传递测量指示，管理装置Ma能够定期地收集蓄电池信息。另外，再次发送用时隙不需要是与其他时隙相同的时间，可以预先任意地设定再次发送用时间。
(第8实施方式)
第8实施方式对广播发送的应用例以及扩大通信频带的例子进行说明。
图21是表示第8实施方式的组合电池系统的管理装置120与各蓄电池模块110-1～110-2之间的通信控制的控制序列图。图21是TDMA控制时的动作例。
如图21所示，管理装置120在广播发送时，使用在单一时隙内向各组合电池系统分配的预备信道发送控制命令。在此，如果在时隙中有富余，则可以使用多个时隙发送多次广播。具体而言，如图21a所示，通过多个频率f1～f4将时间分为T1～T4而进行发送。
通过向广播内部加入测量定时信息，可在广播后立即同时进行测量。
测量处理后，蓄电池模块110－1向管理装置120以通信频率f1发送应答。此外，蓄电池模块110－2向管理装置120以通信频率f2发送应答。蓄电池模块110－2可以是预先以通信频率f2进行应答、或在以通信频率f1无法接收到的情况下以通信频率f2应答的任何方式。在此，管理装置120每隔一定时间切换接收频率，由此可以通过通信频率f1、f2中的任一个通信频率进行接收。
如图21b所示，管理装置120学习可以仅通过f1和f2进行通信，因此在下一广播发送时，通过多个频率分时间进行发送的情况下，可以通过频率f1、f2仅在时间T1、T2进行时分发送。
图22是表示第8实施方式的组合电池系统的管理装置120与各蓄电池模块110-1～110-2之间的通信控制的控制序列图。图22是TDMA控制时的动作例。
如图22a所示，在蓄电池模块110－2所使用的通信信道的电波传播特性劣化的情况下，无法接收来自管理装置120的广播，因此无法实施测量处理。没有测量指示，因此不向管理装置120返回应答。
因此，在本实施方式中，在分配的频率信道内对应地扩大频带来避免下降。即，采用无法进行通信时使扩散量增加的结构。但是，为了采用该结构需要硬件的对应。
如图22b所示，管理装置120在没有来自蓄电池模块110－2的应答或RSSI(Received Signal Strength Indicator，接收信号强度)值较弱的情况下，判定为在带宽W1中不能进行通信，如图22c所示变更码片速率(chip rate)来增大扩散量。由此，扩大频带而避免下降。
(第9实施方式)
如上述图1所示，在金属壳体101的内部进行无线通信的组合电池系统中，在具备金属制的门102和开闭用的把手103的装置中，可以通过检测出门102的开闭来切换组合电池系统内的通信动作模式。例如，可以检测出打开了门102而从通常的“定期收集模式”切换成“维护模式”。在“定期收集模式”中检测出通常多次通信连续失败，管理装置120使上位装置或金属壳体101所具备的LED等发光而发出警告。在打开了门102的状态的“维护模式”中不产生该警告。此外，也可以传递打开了门102的信息作为警告。并且，在管理装置120具有上述第4实施方式所示的频率变更功能的情况下，检测出打开了门102时，也可以不进行频率变更。由此，即使打开了门102，也能够继续保持在门102关闭的状态下学习的通信频率。
在本实施方式中，在为了更换或维护电池单元等而开闭了覆盖组合电池系统的金属壳体101的情况下，能够防止无线通信的设定环境变更。
本发明并不局限于上述的实施例，只要在不脱离要求专利保护的范围所记载的本发明的主旨的情况下，包括其他变形例、应用例。
此外，上述的实施例是为了便于理解本发明而进行的详细说明，并不一定必须具备说明的所有结构。此外，也可以将某实施例的结构的一部分置换成其他实施例的结构，并且，也可以对某实施例的结构增加其他实施例的结构。此外，可以对各实施例的结构的一部分进行其他结构的追加、删除、置换。
此外，上述的各结构、功能、处理部、处理单元等的一部分或全部，例如可以通过集成电路进行设计等而通过硬件来实现。此外，如图1和图5所示，上述各结构、功能等也可以通过用于处理器解析、执行实现各个功能的程序的软件来实现。实现各功能的程序、表、文件等信息保持在存储器或硬盘、SSD(Solid State Drive，固态驱动器)等记录装置或IC(Integrated Circuit，集成电路)卡、SD(Secure Digital，安全数字)卡、光盘等记录介质中。此外，在本说明书中，记述时间序列的处理的处理步骤不仅包括按照所记载的顺序以时间序列进行的处理，还包括不是必须以时间序列处理，而可以并列或个别执行的处理(例如，并列处理或基于对象的处理)。
此外，控制线或信息线表示了认为说明上有必要的线，并不一定必须示出产品上的所有的控制线或信息线。实际上，也可以认为几乎所有的结构相互连接。
符号说明
10、10－1、10－2 蓄电池系统
20 蓄电池系统控制器
21、101 金属壳体
22、102 门
100、100－1～100－n 组合电池系统
110 蓄电池模块
111、121 小盒子
115 二次电池
116 单元监视部(电池监视部)
117 控制部(蓄电池模块侧管理装置)
118 无线通信部
119、123 天线
120 管理装置
122 管理单元

Claims (13)

1.一种组合电池系统，其特征在于，具备：
蓄电池模块侧管理装置，其具有对属于包含串联、并联或串并联连接的多个蓄电池而构成的蓄电池模块的各蓄电池的电池状态进行监视来取得电池信息的电池监视部，并且具有在收纳有该蓄电池模块的金属壳体内通过无线传送所述电池信息的通信部；以及
管理装置，其在所述金属壳体内与收纳在所述金属壳体内的多个蓄电池模块中分别具备的所述蓄电池模块侧管理装置相互进行无线通信来管理各个所述蓄电池模块，
所述管理装置每隔预定间隔对所述各蓄电池模块侧管理装置发送包含用于指定下个测量定时的信息的测量指示，并对所述电池监视部进行控制，以便按照所述测量指示，在各个所述蓄电池模块之间同时测量蓄电池的电池状态。
2.根据权利要求1所述的组合电池系统，其特征在于，
所述管理装置通过广播对所述各蓄电池模块侧管理装置发送所述测量指示，
所述蓄电池模块侧管理装置个别地向所述管理装置发送测量出的所述电池信息。
3.根据权利要求1所述的组合电池系统，其特征在于，
所述管理装置通过广播对所述各蓄电池模块侧管理装置发送所述测量指示，再次发送时通过单播进行发送。
4.根据权利要求1所述的组合电池系统，其特征在于，
所述管理装置在没有接收到来自所述蓄电池模块侧管理装置的应答的情况下，改变通信频率后对该蓄电池模块侧管理装置再次发送所述测量指示。
5.根据权利要求1所述的组合电池系统，其特征在于，
所述管理装置在没有接收到来自所述蓄电池模块侧管理装置的应答的情况下，从接收到应答的蓄电池模块侧管理装置中选择预定的蓄电池模块侧管理装置作为中继器，并使该蓄电池模块侧管理装置中继所述测量指示和电池信息的应答。
6.根据权利要求5所述的组合电池系统，其特征在于，
所述管理装置选择具有高SOC(State Of Charge，荷电状态)的蓄电池的蓄电池模块侧管理装置来进行中继。
7.根据权利要求5所述的组合电池系统，其特征在于，
所述管理装置在无法变更所述频率来进行通信的情况下，或分配的频率只有1个的情况下，使所述蓄电池模块侧管理装置进行中继。
8.根据权利要求1所述的组合电池系统，其特征在于，
所述管理装置对所述各蓄电池模块侧管理装置个别地发送测量指示，
接收到测量指示的所述蓄电池模块侧管理装置同时向所述管理装置发送测量出的所述电池信息。
9.根据权利要求1所述的组合电池系统，其特征在于，
具备：
取得单元，其取得所述组合电池系统内的电波传播状态；以及
存储单元，其存储再次发送时的频率变更的模式，
所述管理装置针对所述电波传播状态劣化的所述蓄电池模块侧管理装置，在预先分配的频率中变更频率来向相应的所述蓄电池模块发送测量指示。
10.一种蓄电池系统，其排列多个所述权利要求1至9中的任一项所述的组合电池系统而构成，该蓄电池系统的特征在于，
对每个所述组合电池系统变更所述各组合电池系统的通信时间、通信频率、通信空间或扩频码中的某个。
11.一种蓄电池系统，其排列多个所述权利要求1至9中的任一项所述的组合电池系统而构成，该蓄电池系统的特征在于，
多个所述蓄电池模块、汇总多个所述蓄电池模块而得的所述组合电池系统以及汇总所述组合电池系统而得的蓄电池系统按照该顺序设为层次结构，
所述各层次的无线通信组合了时间分割、频率分割或扩频码的多路访问控制方式中的某一个。
12.一种蓄电池系统，其排列多个所述权利要求1至9中的任一项所述的组合电池系统而构成，该蓄电池系统的特征在于，
所述蓄电池模块之间通过时间分割，所述组合电池系统之间通过频率分割，所述蓄电池系统之间通过扩频码的多路访问控制方式进行无线通信。
13.一种组合电池系统的监视控制方法，该组合电池系统具备：蓄电池模块侧管理装置，其具有对属于包含串联、并联或串并联连接的多个蓄电池而构成的蓄电池模块的各蓄电池的电池状态进行监视来取得电池信息的电池监视部，并且具有在收纳有该蓄电池模块的金属壳体内通过无线传送所述电池信息的通信部；以及管理装置，其在所述金属壳体内与收纳在所述金属壳体内的多个蓄电池模块中分别具备的所述蓄电池模块侧管理装置相互进行无线通信来管理各个所述蓄电池模块，该组合电池系统的监视控制方法的特征在于，
通过所述管理装置每隔预定间隔对所述各蓄电池模块侧管理装置发送包含用于指定下个测量定时的信息的测量指示，
并对所述电池监视部进行控制，以便按照所述测量指示，在各个所述蓄电池模块之间同时测量蓄电池的电池状态。
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