CN105122538A - 电池系统 - Google Patents

电池系统 Download PDF

Info

Publication number
CN105122538A
CN105122538A CN201480003801.1A CN201480003801A CN105122538A CN 105122538 A CN105122538 A CN 105122538A CN 201480003801 A CN201480003801 A CN 201480003801A CN 105122538 A CN105122538 A CN 105122538A
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
controller
unit
circuit
unit group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201480003801.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105122538B (zh
Inventor
山添孝德
岩泽宽
寺田崇秀
竹内隆
菊地睦
工藤彰彦
金井友范
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Astemo Ltd
Original Assignee
Hitachi Automotive Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Automotive Systems Ltd filed Critical Hitachi Automotive Systems Ltd
Publication of CN105122538A publication Critical patent/CN105122538A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105122538B publication Critical patent/CN105122538B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/371—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC] with remote indication, e.g. on external chargers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/396—Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4207—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/24—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q9/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems for selectively calling a substation from a main station, in which substation desired apparatus is selected for applying a control signal thereto or for obtaining measured values therefrom
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4278—Systems for data transfer from batteries, e.g. transfer of battery parameters to a controller, data transferred between battery controller and main controller
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q2209/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems
    • H04Q2209/40—Arrangements in telecontrol or telemetry systems using a wireless architecture
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q2209/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems
    • H04Q2209/40—Arrangements in telecontrol or telemetry systems using a wireless architecture
    • H04Q2209/47—Arrangements in telecontrol or telemetry systems using a wireless architecture using RFID associated with sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q2209/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems
    • H04Q2209/80—Arrangements in the sub-station, i.e. sensing device
    • H04Q2209/82—Arrangements in the sub-station, i.e. sensing device where the sensing device takes the initiative of sending data
    • H04Q2209/826—Arrangements in the sub-station, i.e. sensing device where the sensing device takes the initiative of sending data where the data is sent periodically
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q2209/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems
    • H04Q2209/80—Arrangements in the sub-station, i.e. sensing device
    • H04Q2209/88—Providing power supply at the sub-station
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

在通过无线通信传送各电池单元的状态的电池系统中，扩展通信距离。各单元控制器(100)使用从对应的单元组(10)的电池单元供给的电力，将该单元组(10)的各电池单元的状态测定结果无线发送到蓄电池控制器(200)。蓄电池控制器(200)向各单元控制器(100)连续地发送未调制载波。另一方面，各单元控制器(100)使针对从蓄电池控制器(200)发送的未调制载波的阻抗根据对应的单元组(10)的各电池单元的状态测定结果而在预定的定时变化。由此，将单元组(10)的各电池单元的状态测定结果无线发送到蓄电池控制器(200)。

Description

电池系统
技术领域
本发明涉及电池系统。
背景技术
当前，在地球环境问题大幅受到关注的当下，为了防止地球变暖，要求削减二氧化碳的排放。例如，关于成为二氧化碳的大的排放源的汽油发动机的汽车，开始被混合动力电动汽车、电动汽车等替代。作为混合动力电动汽车、电动汽车的动力用电源，代表性的大型二次电池需要高输出、大容量。因此，关于构成它的蓄电池模块，一般将多个电池单元串并联连接来构成。
作为大容量的二次电池，广泛已知锂离子电池。在锂离子电池的使用中，需要防止高电压充电、防止过放电所致的性能降低等措施。因此，在混合动力电动汽车、电动汽车上搭载且在各电池单元中使用锂离子电池而构成的蓄电池模块一般具有针对每个电池单元监视电压、电流、温度等电池状态的功能。
作为上述那样的对各电池单元的状态进行监视的装置，已知例如下述专利文献1公开的状态监视装置。该状态监视装置在对各电池单元的电压值进行测定的模块中设置电磁感应型的无线标签，使用该无线标签将各电池单元的电压值通过无线信号发送到读取机。由此，削减了布线、绝缘所需的成本。
专利文献1：日本特开2005-135762号公报
发明内容
关于在上述状态监视装置中使用的电磁感应型的无线标签，一般通信距离短到几cm～几十cm程度。因此，在无线标签与读取机之间的布局中自由度少，有可能对装置的构造带来限制。
因此，本发明的主要的目的在于在通过无线通信来传送各电池单元的状态的电池系统中扩展通信距离。
本发明的电池系统具备：单元组，由多个电池单元或者一个电池单元构成；单元控制器，与单元组对应地设置，测定单元组的各电池单元的状态；以及蓄电池控制器，在与单元控制器之间进行无线通信，单元控制器使用从单元组的电池单元供给的电力，将单元组的各电池单元的状态测定结果无线发送到蓄电池控制器。
根据本发明，能够在通过无线通信来传送各电池单元的状态的电池系统中扩展通信距离。
附图说明
图1是示出包括本发明的一个实施方式的电池系统的车载系统的结构的图。
图2是本发明的第1实施方式的电池系统的基本结构图。
图3是从蓄电池控制器向单元控制器的无线发送方法的说明图。
图4是从单元控制器向蓄电池控制器的无线发送方法的说明图。
图5是本发明的第2实施方式的电池系统的基本结构图。
图6是本发明的第3实施方式的电池系统的基本结构图。
(符号说明)
10：单元组；20：传感器；30：处理部；31：电源电路；32：AD变换器；33：CPU；34：存储器；40：RFID电路；41：解调器；42：调制器；50：天线；60：小功率无线电路；100、101：单元控制器；200、201：蓄电池控制器；210：读写电路；220：CPU；230：电源电路；240：存储器；250：天线；260：接口电路；300：上位控制器；310：小功率无线电路；320：CPU；330：接口电路；340：电源电路；350：存储器；360：天线。
具体实施方式
(第1实施方式)
图1是示出包括本发明的一个实施方式的电池系统的车载系统的结构的图。图1所示的车载系统搭载于混合动力电动汽车或电动汽车等车辆，具备电池系统1、逆变器2、马达3、继电器盒4以及上位控制器300。
在电池系统1中，具备由多个电池单元分别构成的多个单元组10，与各单元组10对应地分别设置了单元控制器100。各单元控制器100测定单元组10的各电池单元的状态(电压、电流、温度等)。然后，使用从单元组10的电池单元供给的电力，在与蓄电池控制器200之间进行无线通信，将单元组10的各电池单元的状态测定结果无线发送到蓄电池控制器200。关于此时进行的无线通信的详细内容，在后面说明。
蓄电池控制器200从各单元控制器100，取得与该单元控制器100对应的单元组10的各电池单元的状态测定结果。然后，根据所取得的各电池单元的状态测定结果，推测各电池单元的充电状态(SOC：StateofCharge)、老化状态(SOH：StateofHealth)，将其推测结果发送到上位控制器300。
上位控制器300根据从蓄电池控制器200发送的各电池单元的充电状态、老化状态的推测结果，控制逆变器2、继电器盒4。逆变器2在继电器盒4是导通状态时将从各单元组10供给的直流电力变换为三相交流电力而供给到马达3，从而使马达3旋转驱动而产生车辆的驱动力。另外，在车辆的制动时，将由马达3所产生的三相交流再生电力变换为直流电力而输出到各单元组10，从而对各单元组10的电池单元进行充电。由上位控制器300控制这样的逆变器2的动作。
图2是本发明的第1实施方式的电池系统的基本结构图。在该基本结构图中，将图1所示的车载系统的各结构中的单元组10、单元控制器100、蓄电池控制器200以及上位控制器300作为基本构成要素来示出。
在图2中，蓄电池控制器200在与各单元控制器100之间进行无线通信。通过该无线通信，蓄电池控制器200能够针对各单元控制器100，要求对应的单元组10的各电池单元的测定信息、单元平衡等。响应于来自蓄电池控制器200的要求，各单元控制器100将对应的单元组10的各电池单元的测定信息发送到蓄电池控制器200、或者执行单元平衡。
上位控制器300在与蓄电池控制器200之间进行无线通信。通过该无线通信，上位控制器300能够针对蓄电池控制器200，要求各电池单元的充电状态、老化状态的推测。响应于来自上位控制器300的要求，蓄电池控制器200根据从各单元控制器100发送的单元组10的各电池单元的测定信息，推测各电池单元的充电状态、老化状态，将其结果发送到上位控制器300。
另外，在蓄电池控制器200与各单元控制器100之间的无线通信中，作为具有比较短的通信距离(几m程度)的无线方式，利用使用了所谓半无源方式的无线标签的无线通信。另一方面，在上位控制器300与蓄电池控制器200之间的无线通信中，作为具有比较长的通信距离(几百m程度)的无线方式，利用所谓小功率无线通信。在该小功率无线通信中，能够使用例如IEEE802.15.4等无线方式。
各单元控制器100具有针对对应的单元组10的各电池单元分别设置了的多个传感器20、处理部30、RFID电路40、以及天线50。处理部30包括电源电路31、AD变换器32、CPU33、以及存储器34。各传感器20是用于对单元组10的各电池单元的状态进行测定的传感器，由电压传感器、电流传感器、温度传感器等构成。将基于传感器20的电池单元状态的测定结果通过AD变换器32变换为数字信号，作为测定信息输出到CPU33。由该传感器20以及AD变换器32构成对单元组10的各电池单元的状态进行测定的测定电路。
电源电路31接受从单元组10的电池单元供给的电力，并基于此来产生电源电压Vcc以及Vdd。电源电压Vcc被用作AD转换器32、CPU33的动作电源，电源电压Vdd被用作RFID电路40的动作电源。另外，电源电路31能够从构成单元组10的各电池单元之中的至少某一个电池单元接受电力供给。
CPU33执行用于对单元控制器100的动作进行控制的处理。例如进行如下的发送处理：用于将从AD变换器32输出的各电池单元的测定信息存储到存储器34，并且根据来自蓄电池控制器200的要求，将在存储器34中存储了的测定信息无线发送到蓄电池控制器200。在该发送处理中，CPU33根据从存储器34读出的测定信息来控制RFID电路40，从而使针对从蓄电池控制器200发送的无线信号的天线50的阻抗变化。由此，作为针对来自蓄电池控制器200的无线信号的反射波，将与各电池单元的状态对应的测定信息发送到蓄电池控制器200。另外，关于这点，在后面详细说明。另外，如果从蓄电池控制器200发送了平衡要求，则CPU33进行用于通过控制未图示的平衡开关而使单元组10的各电池单元的充电状态均匀化的平衡处理。除此以外，在CPU33中还能够执行各种处理。
RFID电路40是用于使单元控制器100作为半无源方式的无线标签动作的无线通信电路。从蓄电池控制器200发送并由天线50接收到的无线信号通过RFID电路40被解调而被输出到CPU33。由此，来自蓄电池控制器200的要求内容被CPU33解读，在CPU33中执行与其要求内容对应的处理。另外，RFID电路40使用电源电压Vdd，根据应发送的测定信息，使针对来自蓄电池控制器200的无线信号的天线50的阻抗在依照预定的通信速率的定时(timing)变化。由此，作为从蓄电池控制器200发送的无线信号的反射波，与单元组10的各电池单元的状态对应的测定信息从单元控制器100被发送到蓄电池控制器200。另外，关于此时的RFID电路40的动作，在后面详细说明。
蓄电池控制器200具备读写(R/W)电路210、CPU220、电源电路230、存储器240以及天线250。电源电路230根据从在蓄电池控制器200中内置了的电池供给的电力，与单元控制器100的电源电路31同样地，产生电源电压Vcc以及Vdd。另外，也可以在蓄电池控制器200中不内置电池，而使用从外部供给的电力。
CPU220控制读写电路210以及存储器240的动作。读写电路210根据CPU220的控制而动作，经由天线250而与单元控制器100、上位控制器300之间进行无线通信。该读写电路210具有使用了上述半无源方式的无线标签的无线通信功能、和小功率无线通信功能这两方，能够根据通信对方而选择性地使用某一个。
上位控制器300具备小功率无线电路310、CPU320、接口电路330、电源电路340、存储器350以及天线360。电源电路340与蓄电池控制器200的电源电路230同样地，根据从在上位控制器300中内置了的电池供给的电力，产生电源电压Vcc以及Vdd。另外，也可以在上位控制器300中不内置电池，而使用从外部供给的电力。
CPU320控制小功率无线电路310、接口电路330以及存储器350的动作。小功率无线电路310根据CPU320的控制而动作，经由天线360而与蓄电池控制器200之间进行基于小功率无线方式的无线通信。接口电路330进行在上位控制器300与外部装置(例如图1的逆变器2)之间执行的数据通信的接口处理。
接下来，说明在单元控制器100与蓄电池控制器200之间进行的无线通信。图3是从蓄电池控制器200向单元控制器100的无线发送方法的说明图。
在进行从蓄电池控制器200向单元控制器100的无线发送时，蓄电池控制器200如图3所示，从读写电路210经由天线250，将使载波频率的振幅根据发送数据而变化了的ASK调制波发送到单元控制器100。该ASK调制波在单元控制器100中被天线50接收，并被RFID电路40内的解调器41解调。解调器41通过解调接收到的ASK调制波从而再生时钟和数据，并作为接收数据而输出到CPU33。接收数据被CPU33存储到存储器34，并根据需要被读出。
另外，在图3中说明了使用了ASK调制波的例子，但也可以使用其他调制方式。例如，能够使用使载波频率的相位根据发送数据而变化了的PSK调制波、或者使用组合了它们的调制方式。
图4是从单元控制器100向蓄电池控制器200的无线发送方法的说明图。
在进行从单元控制器100向蓄电池控制器200的无线通信时，蓄电池控制器200如图4所示，从读写电路210经由天线250，连续地发送未调制的载波。另一方面，单元控制器100在RFID电路40内的调制器42中，依照预定的通信速率，使天线50的阻抗根据发送数据而变化。例如，在调制器42内设置阻抗匹配电路和开关，在发送数据的比特是“1”的情况和是“0”的情况下切换该开关，从而控制阻抗匹配电路与天线50之间的连接状态，使阻抗变化。另外，在此时的开关的动作电源中，使用根据从对应的单元组10的电池单元供给的电力而由电源电路31生成了的上述电源电压Vdd。
如果如上所述使天线50的阻抗变化的同时，由单元控制器100接收到从蓄电池控制器200发送的未调制载波，则从天线50发送与此时的阻抗的状态对应的反射波。即，在取得了阻抗匹配的状态下接收到来自蓄电池控制器200的未调制载波的情况下，在天线50中未调制载波被全部吸收，所以不会发送反射波。另一方面，在未取得阻抗匹配的状态下接收到来自蓄电池控制器200的未调制载波的情况下，未调制载波的一部分从天线50作为反射波而被发送。这样，通过使针对来自蓄电池控制器200的未调制载波的反射波根据发送数据而变化，从而能够进行从单元控制器100向蓄电池控制器200的无线通信。
此处，说明基于本发明的无线通信方式的通信距离。在基于以往的无源方式的电磁感应型的无线标签中，需要利用从读取机发送了的无线信号的接收电力，进行从无线标签向读取机的无线通信。此时的通信距离一般是几cm程度。
另一方面，在本发明的无线通信方式中，如上所述，在各单元控制器100中，使用从对应的单元组10的电池单元供给的电力而使天线50的阻抗变化。由此，进行利用了针对未调制载波的反射波的半无源方式的无线通信。
一般，自由空间中的无线信号的传播损失L(dB)能够通过以下的式(1)来表示。在式(1)中，d(m)表示天线间的距离，λ(m)表示无线信号的波长。
L＝20log(4πd/λ)···(1)
此处，将作为读取机的蓄电池控制器200的读写电路210中的发送电力设为1W(30dBm)，将最小接收灵敏度设为-80dBm。在该情况下，能够在往返的传播损失是110dB以下的范围内，进行从单元控制器100向蓄电池控制器200的无线通信。即，与传播损失L＝55dB相当的距离成为通信距离。
例如，在将无线信号的频率设为900MHz(λ＝0.33m)的情况下，如果在上述式(1)中设为L＝55dB，则通信距离被求出为d＝14.9m。因此，可知在本发明的半无源方式的无线通信中，相比于上述那样的以往的无源方式的无线通信的情况，能够扩展通信距离。
根据以上说明的本发明的第1实施方式，起到以下的作用效果。
(1)在电池系统1中，各单元控制器100使用从对应的单元组10的电池单元供给的电力，将该单元组10的各电池单元的状态测定结果无线发送到蓄电池控制器200。由此，在通过无线通信传送各电池单元的状态的电池系统1中，能够扩展通信距离。
(2)蓄电池控制器200向各单元控制器100连续地发送未调制载波。另一方面，各单元控制器100使针对从蓄电池控制器200发送的未调制载波的阻抗根据对应的单元组10的各电池单元的状态测定结果而在预定的定时变化。由此，将单元组10的各电池单元的状态测定结果无线发送到蓄电池控制器200。由此，能够抑制各单元控制器100中的功耗，并且扩展通信距离。
(3)各单元控制器100具备构成用于对对应的单元组10的各电池单元的状态进行测定的测定电路的传感器20以及AD变换器32、电源电路31、天线50、和RFID电路40。RFID电路40使用由电源电路31产生的电源电压Vdd，根据由传感器20以及AD变换器32测定的单元组10的各电池单元的状态，使天线50的阻抗变化。由此，在各单元控制器100中，能够可靠地测定对应的单元组10的各电池单元的状态，并将其测定结果发送到蓄电池控制器200。
(4)蓄电池控制器200使用和在与各单元控制器100之间进行的无线通信不同的无线方式，而与上位控制器300之间进行无线通信。由此，能够省略蓄电池控制器200和上位控制器300之间的布线，进一步实现低成本化。
(第2实施方式)
图5是本发明的第2实施方式的电池系统的基本结构图。本实施方式的电池系统与在第1实施方式中说明的电池系统1同样地是在图1所示的车载系统中具备的系统。该电池系统与在第1实施方式中说明的电池系统1的不同点在于，代替图2的蓄电池控制器200而具有蓄电池控制器201。另外，在图5中，省略了上位控制器300。
在蓄电池控制器201中，除了与图2的蓄电池控制器200同样的各构成要素以外，还设置了用于在与上位控制器300之间进行有线通信的接口电路260。通过该接口电路260，能够经由通信用线缆将蓄电池控制器201连接到上位控制器300，在蓄电池控制器201与上位控制器300之间进行必要的数据的发送接收。
另外，在本实施方式的蓄电池控制器201中，与上述第1实施方式不同，也可以使读写电路210不具有小功率无线通信功能。即，在本实施方式中，读写电路210为了在与各单元控制器100之间进行无线通信，具有使用了半无源方式的无线标签的无线通信功能即可。
根据以上说明的本发明的第2实施方式，蓄电池控制器201具备用于在与上位控制器300之间进行有线通信的接口电路260。由此，在蓄电池控制器201中，能够省略读写电路210的小功率无线通信功能，所以能够实现低成本化。
(第3实施方式)
图6是本发明的第3实施方式的电池系统的基本结构图。本实施方式的电池系统与在第1实施方式中说明的电池系统1同样地是在图1所示的车载系统中具备的系统。该电池系统与在第1实施方式中说明的电池系统1的不同点在于，代替图2的单元控制器100而具有单元控制器101、以及具有与上述第2实施方式同样的蓄电池控制器201。
在各单元控制器101中，除了与图2的单元控制器100同样的各构成要素以外，还设置了小功率无线电路60。在各单元控制器101中，通过CPU33的控制，将CPU33的连接目的地切换为RFID电路40或者小功率无线电路60中的某一个。通过该切换动作，各单元控制器101能够选择RFID电路40或者小功率无线电路60中的某一方，并使用它来进行无线通信。
在选择了RFID电路40的情况下，各单元控制器101如在第1实施方式中说明那样，能够在与蓄电池控制器201之间进行半无源方式的无线通信。另一方面，在选择了小功率无线电路60的情况下，各单元控制器101能够在与上位控制器300之间进行小功率无线方式的无线通信。另外，关于使用哪一个无线通信功能，既可以根据预先设定的设定条件等来决定，也可以根据来自蓄电池控制器201或者上位控制器300的指示来决定。例如，在依照在存储器34内的预定的存储区域中存储了的设定值来选择RFID电路40或者小功率无线电路60的情况下，通过改写该设定值，能够进行上述那样的切换动作。或者，也可以根据在各单元控制器101中接收到的无线信号的频率、电场强度，判断从蓄电池控制器201和上位控制器300中的哪一个发送了无线信号，并根据其判断结果来进行切换动作。
根据以上说明的本发明的第3实施方式，各单元控制器101具备用于在与上位控制器300之间进行无线通信的小功率无线电路60。由此，不用经由蓄电池控制器201，而能够在各单元控制器101与上位控制器300之间进行无线通信。因此，能够减轻蓄电池控制器201的处理负荷，并且在蓄电池控制器201的故障时也能够进行应对。
另外，在以上说明的各实施方式中，也可以将从单元控制器100或者101向蓄电池控制器200或201、或者上位控制器300发送测定信息的定时设为可变。例如，在测定信息是正常值的范围内的情况下，每隔1秒发送测定信息，另一方面，在测定信息脱离了正常值的范围的情况下，每隔0.1秒发送测定信息。由此，在各电池单元中发生了过充电、过放电时能够立刻检测，并且能够降低正常时的功耗。
另外，在以上说明的各实施方式中，说明了在图1的车载系统中包含的电池系统中的应用例，但也可以将本发明应用于其他的电池系统。例如，在仓库等中保管的车载前的电池系统中也能够应用本发明。在该情况下，也可以代替上位控制器300，例如由蓄电池控制器200、各单元控制器101在与库存管理、出厂检查中使用的装置之间进行无线通信。由此，在该装置中，能够通过无线通信容易地取得作为管理对象、检查对象的电池系统的各电池单元的状态。因此，能够降低管理工时、检查工时，并且在某一个电池单元中发生了异常的情况下，能够容易地确定该电池单元。
以上说明的各实施方式既能够单独地应用，也能够将某个任意的方式组合来应用。另外，上述各实施方式、各种变形例只不过是一个例子，只要不缺失发明的特征，本发明不限于这些内容。

Claims (6)

1.一种电池系统，其特征在于，具备：
单元组，由多个电池单元或者一个电池单元构成；
单元控制器，与所述单元组对应地设置，测定所述单元组的各电池单元的状态；以及
蓄电池控制器，在与所述单元控制器之间进行无线通信，
所述单元控制器使用从所述单元组的电池单元供给的电力，将所述单元组的各电池单元的状态测定结果无线发送到所述蓄电池控制器。
2.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，
所述蓄电池控制器向所述单元控制器连续地发送未调制载波，
所述单元控制器通过使针对从所述蓄电池控制器发送的未调制载波的阻抗根据所述单元组的各电池单元的状态测定结果而在预定的定时变化，从而将所述单元组的各电池单元的状态测定结果无线发送到所述蓄电池控制器。
3.根据权利要求2所述的电池系统，其特征在于，
所述单元控制器具备：
测定电路，用于测定所述单元组的各电池单元的状态；
电源电路，根据从所述单元组的电池单元供给的电力而产生电源电压；
天线，用于接收从所述蓄电池控制器发送的未调制载波；以及
无线通信电路，使用由所述电源电路所产生的电源电压，根据由所述测定电路所测定的所述单元组的各电池单元的状态，使所述天线的阻抗变化。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的电池系统，其特征在于，
所述蓄电池控制器使用和在与所述单元控制器之间进行的无线通信不同的无线方式，在与上位控制器之间进行无线通信。
5.根据权利要求1至3中的任意一项所述的电池系统，其特征在于，
所述蓄电池控制器具备用于在与上位控制器之间进行有线通信的接口电路。
6.根据权利要求1至3中的任意一项所述的电池系统，其特征在于，
所述单元控制器具备用于在与上位控制器之间进行无线通信的无线电路。
CN201480003801.1A 2013-03-29 2014-01-27 电池系统 Active CN105122538B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013-073181 2013-03-29
JP2013073181A JP5879294B2 (ja) 2013-03-29 2013-03-29 電池システム
PCT/JP2014/051613 WO2014156264A1 (ja) 2013-03-29 2014-01-27 電池システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105122538A true CN105122538A (zh) 2015-12-02
CN105122538B CN105122538B (zh) 2018-03-13

Family

ID=51623266

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480003801.1A Active CN105122538B (zh) 2013-03-29 2014-01-27 电池系统

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20160301112A1 (zh)
EP (1) EP2980912B1 (zh)
JP (1) JP5879294B2 (zh)
CN (1) CN105122538B (zh)
WO (1) WO2014156264A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109738820A (zh) * 2017-10-30 2019-05-10 拉碧斯半导体株式会社 电池测定装置以及电池监视系统
CN110192303A (zh) * 2017-07-25 2019-08-30 株式会社Lg化学 电池管理单元和包括电池管理单元的电池组
CN113131057A (zh) * 2020-01-15 2021-07-16 株式会社电装 电池组

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016072002A1 (ja) * 2014-11-07 2016-05-12 株式会社日立製作所 蓄電管理システム
JP6421625B2 (ja) * 2015-01-30 2018-11-14 日立化成株式会社 無線電池システムおよび無線システム
CN109315002A (zh) * 2016-06-08 2019-02-05 日立化成株式会社 无线通信系统
EP3475715B1 (en) * 2016-06-28 2021-04-21 Linear Technology LLC Wireless sensing for battery systems
US10787193B2 (en) * 2016-07-01 2020-09-29 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Drive control device and control method for electric motor
JPWO2018037776A1 (ja) * 2016-08-24 2019-02-14 株式会社日立製作所 電池制御システム
WO2018131338A1 (ja) * 2017-01-12 2018-07-19 株式会社日立製作所 無線電池システム
WO2018155246A1 (ja) * 2017-02-24 2018-08-30 株式会社日立製作所 電池制御システム
KR102173777B1 (ko) 2017-07-25 2020-11-03 주식회사 엘지화학 마스터 배터리 관리 유닛 및 이를 포함하는 배터리팩
KR102203247B1 (ko) * 2017-10-10 2021-01-13 주식회사 엘지화학 무선 배터리 관리 장치 및 이를 포함하는 배터리팩
DE102018200579A1 (de) * 2018-01-15 2019-07-18 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer Energiespeichereinrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie entsprechende Energiespeichereinrichtung
US10974616B2 (en) * 2018-06-22 2021-04-13 GM Global Technology Operations LLC High-voltage system with low-voltage control architecture and method
EP3675311A1 (en) 2018-12-28 2020-07-01 Vito NV Energy storage string with energy management device
KR102550319B1 (ko) * 2019-02-01 2023-07-04 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 시스템 및 슬레이브 배터리 관리 시스템
JP7156212B2 (ja) * 2019-08-22 2022-10-19 株式会社デンソー 電池監視装置
CN113841282A (zh) * 2019-09-17 2021-12-24 株式会社东芝 蓄电池装置
JP2024007900A (ja) * 2022-07-06 2024-01-19 日立Astemo株式会社 無線通信システム

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1319189A (zh) * 1998-07-21 2001-10-24 梅特里克斯有限公司 信令系统
CN1701342A (zh) * 2003-08-29 2005-11-23 赛宝技术公司 具有可选择的反向散射参数的rfid系统
WO2012061262A1 (en) * 2010-11-02 2012-05-10 Navitas Solutions Wireless battery area network for smart battery management
WO2012171919A1 (fr) * 2011-06-14 2012-12-20 Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives Systeme de batteries d'accumulateurs a supervision simplifiee
US20130039395A1 (en) * 2011-02-07 2013-02-14 Access Business Group International Llc System and method of providing communications in a wireless power transfer system

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4484196B2 (ja) 2003-10-30 2010-06-16 株式会社デンソー 燃料電池の状態監視装置
US7606537B2 (en) 2004-02-10 2009-10-20 Colin Dugald Brodhead System and method for transmitting data via wave reflection
ATE511159T1 (de) * 2004-07-01 2011-06-15 Powerid Ltd Batterieunterstützter rückstreu-rfid-transponder
JP5039980B2 (ja) * 2005-11-14 2012-10-03 日立ビークルエナジー株式会社 二次電池モジュール
US20070182576A1 (en) * 2006-02-09 2007-08-09 1673892 Ontario, Inc. Remote battery monitoring
KR100913974B1 (ko) * 2006-02-23 2009-08-25 내셔널 세미콘덕터 코포레이션 선형성 정정 기능을 가지는 주파수비 디지털화 온도 센서
JP4722067B2 (ja) * 2007-03-06 2011-07-13 日立ビークルエナジー株式会社 蓄電装置，蓄電池管理制御装置及びモータ駆動装置
US9769547B2 (en) * 2008-08-12 2017-09-19 Collision Communications, Inc. Method for simultaneous detection of a plurality of RFID tags using multiuser detection
US8773243B1 (en) * 2008-09-05 2014-07-08 Intelleflex Corporation Battery assisted RFID tag receiver training and synchronization methods
JP2010081716A (ja) 2008-09-25 2010-04-08 Toshiba Corp 電池情報取得装置
US8723525B2 (en) 2009-07-06 2014-05-13 Qualcomm Incorporated Sensor in battery
US8390249B2 (en) * 2009-11-30 2013-03-05 Broadcom Corporation Battery with integrated wireless power receiver and/or RFID
KR101702861B1 (ko) 2009-12-24 2017-02-23 삼성전자주식회사 무선 전력 전송 장치 및 방법
US8587318B2 (en) * 2010-07-27 2013-11-19 GM Global Technology Operations LLC Sensor arrangement for an energy storage device and a method of using the same
US9459323B2 (en) * 2011-11-08 2016-10-04 Hitachi Chemical Company, Ltd. Battery-state monitoring system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1319189A (zh) * 1998-07-21 2001-10-24 梅特里克斯有限公司 信令系统
CN1701342A (zh) * 2003-08-29 2005-11-23 赛宝技术公司 具有可选择的反向散射参数的rfid系统
WO2012061262A1 (en) * 2010-11-02 2012-05-10 Navitas Solutions Wireless battery area network for smart battery management
US20130039395A1 (en) * 2011-02-07 2013-02-14 Access Business Group International Llc System and method of providing communications in a wireless power transfer system
WO2012171919A1 (fr) * 2011-06-14 2012-12-20 Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives Systeme de batteries d'accumulateurs a supervision simplifiee

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110192303A (zh) * 2017-07-25 2019-08-30 株式会社Lg化学 电池管理单元和包括电池管理单元的电池组
CN109738820A (zh) * 2017-10-30 2019-05-10 拉碧斯半导体株式会社 电池测定装置以及电池监视系统
CN113131057A (zh) * 2020-01-15 2021-07-16 株式会社电装 电池组
CN113131057B (zh) * 2020-01-15 2023-10-20 株式会社电装 电池组

Also Published As

Publication number Publication date
EP2980912A1 (en) 2016-02-03
EP2980912A4 (en) 2017-01-18
JP2014197345A (ja) 2014-10-16
US20160301112A1 (en) 2016-10-13
JP5879294B2 (ja) 2016-03-08
CN105122538B (zh) 2018-03-13
WO2014156264A1 (ja) 2014-10-02
EP2980912B1 (en) 2018-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105122538A (zh) 电池系统
US10193190B2 (en) Battery control system
JP6171027B2 (ja) 電池システム
US9987945B2 (en) Radio battery system, and cell controller and battery controller that have radio battery system
US11070067B2 (en) Battery management unit and battery pack including same
CN107210418B (zh) 用于机动车电池的电池单体、电池以及机动车
CN105437989B (zh) 用于测量电池内部状态的传感器系统
US20190260097A1 (en) Wireless Battery Management System And Battery Pack Including Same
JP6847981B2 (ja) 無線電池システム
US9620283B2 (en) Low cost wireless (resistive) sensor based on impedance coupling/modulation using MRC
CN104995793A (zh) 电池系统
CN104040780A (zh) 蓄电系统控制装置
KR20100017735A (ko) 축전지를 모니터링하기 위한 장치
CN105324906A (zh) 输电设备、受电设备、其控制方法、程序和存储介质
CN105229935A (zh) 现场无线中继装置
RU2520309C2 (ru) Аккумулятор энергии
EP2680396A1 (en) Battery device, battery management method, and electronic instrument
JP2021114901A (ja) 電池制御システム
CN108629956A (zh) 监视系统和监视方法
JP7014320B1 (ja) 電池管理システム
CN115133150A (zh) 电池管理系统
US20200274206A1 (en) Battery device
CN104272600A (zh) 具有多个多路复用接收器的无线通信系统
JP6896838B2 (ja) 電池制御システム
CN115732777A (zh) 用于电池管理的系统和方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Ibaraki

Patentee after: Hitachi astemo Co.,Ltd.

Address before: Ibaraki

Patentee before: HITACHI AUTOMOTIVE SYSTEMS, Ltd.

CP01 Change in the name or title of a patent holder