CN109116262B

CN109116262B - 电池监视系统、信号传输方法以及半导体装置

Info

Publication number: CN109116262B
Application number: CN201810660161.1A
Authority: CN
Inventors: 山崎真人; 菊池秀和
Original assignee: Lapis Semiconductor Co Ltd
Current assignee: Lapis Semiconductor Co Ltd
Priority date: 2017-06-23
Filing date: 2018-06-25
Publication date: 2022-02-11
Anticipated expiration: 2038-06-25
Also published as: CN109116262A; US20180372804A1; JP6989221B2; US10564225B2; JP2019007837A; JP2022037016A

Abstract

本发明涉及电池监视系统、信号传输方法以及半导体装置。电池监视系统包含多个电池监视装置、第一接口装置、第二接口装置。电池监视系统能够将传输模式切换为第一至第三传输模式的任一个。第一传输模式是使用第一通信路径传输通信信号的传输模式。第二传输模式是使用第二通信路径传输通信信号的传输模式。第三传输模式是以下传输模式：将从第一接口装置输出的通信信号从多个电池监视装置的一端侧输入而在电池监视装置的任一个中折回而向第一和第二接口装置的任一个输入并且将从第二接口装置输出的通信信号从多个电池监视装置的另一端侧输入而在电池监视装置的另任一个中折回而向第一和第二接口装置的任另一个输入。

Description

电池监视系统、信号传输方法以及半导体装置

技术领域

本发明涉及电池监视系统、信号传输方法以及半导体装置。

背景技术

在混合电动车（HEV：Hybrid Electric Vehicle）或电动车（EV：ElectricVehicle）中，在车辆中装载有由锂离子电池代表的二次电池。在HEV或EV用途中，为了提高逆变器和电动机的效率而需要高电压。因此，将二次电池多级连接。特别是在锂离子电池中，为了防止达到过充电和过放电，需要进行被多级连接的电池单元的各个的监视。在被多级连接的电池单元的各个的监视中，存在使用多个电池监视IC（Integrated Circuit，集成电路）的情况。

例如，在专利文献1中，记载有电池监视装置，所述电池监视装置具备：与构成电池组（assembled battery）的多个电池模块各个对应设置并且对对应的电池模块进行监视并且将监视结果输出为输出信号的多个监视单元；以及对多个监视单元输出对对应的电池模块的监视进行指示的控制信号并且从多个监视单元取得输出信号的控制单元。在该电池监视装置中，将多个监视单元经由用于能够彼此传递控制信号和输出信号的第一信号线连成一串地连接，经由第二信号线连接多个监视单元之中的与最高电压侧的电池模块对应的高电压监视单元和与最低电压侧的电池模块对应的低电压监视单元。控制单元被构成为：经由绝缘信号传递单元连接于高电压监视单元和低电压监视单元的任一个，在第一信号线断线时，经由第二信号线取得输出信号。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-104842号公报。

发明要解决的课题

为了确保在多个电池监视IC与对它们进行控制的MCU（Micro Controller Unit，微控制器单元）等控制装置之间进行的通信的可靠性，考虑将在多个电池监视IC与控制装置之间形成的通信路径双重化的应对。即，通过设置经由多个电池监视IC的各个的第一通信路径和与第一通信路径不同的第二通信路径，从而即使在例如不能进行使用了第一通信路径的信号传输的情况下，也能够通过将使用的通信路径切换为第二通信路径来确保多个电池监视IC的各个与控制装置之间的通信。可是，在任一个电池监视IC中产生了故障的情况下使用第一通信路径和第二通信路径哪一个的情况下都存在不能进行与产生了故障的电池监视IC和与其相比配置在通信路径的下流侧的电池监视IC的各个之间的通信这样的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述的方面而完成的，其目的在于在包含多个电池监视装置的电池监视系统中即使在电池监视装置的一部分中产生了故障的情况下也确保与产生了故障的电池监视装置以外的电池监视装置的各个的通信。

用于解决课题的方案

本发明的电池监视系统是，包含：串联连接并且能够在彼此相邻的电池监视装置间进行通信并且每一个具备对电池单元进行监视的功能的多个电池监视装置；在经由所述多个电池监视装置的各个的第一通信路径的中途设置的第一接口装置；以及在经由所述多个电池监视装置的各个且与所述第一通信路径不同的第二通信路径的中途设置的第二接口装置。电池监视系统能够将传输模式切换为第一传输模式、第二传输模式和第三传输模式的任一个。第一传输模式是使用所述第一通信路径对在所述第一接口装置或所述第二接口装置与所述多个电池监视装置之间收发的通信信号进行传输的传输模式。第二传输模式是使用所述第二通信路径对所述通信信号进行传输的传输模式。第三传输模式是以下传输模式：将从所述第一接口装置输出的所述通信信号向所述多个电池监视装置的一端侧输入而在所述多个电池监视装置的任一个中折回而向所述第一接口装置和所述第二接口装置的一个输入，并且，将从所述第二接口装置输出的所述通信信号向所述多个电池监视装置的另一端侧输入而在所述多个电池监视装置的另任一个中折回而向所述第一接口装置和所述第二接口装置的另一个输入。

本发明的信号传输方法是这样的方法：一种信号传输方法，所述方法是电池监视系统中的信号传输方法，所述电池监视系统包含：串联连接并且能够在彼此相邻的电池监视装置间进行通信并且每一个具备对电池单元进行监视的功能的多个电池监视装置；在经由所述多个电池监视装置的各个的第一通信路径的中途设置的第一接口装置；以及在经由所述多个电池监视装置的各个且与所述第一通信路径不同的第二通信路径的中途设置的第二接口装置，其中，在不能进行利用使用所述第一通信路径对在所述第一接口装置或所述第二接口装置与所述多个电池监视装置之间收发的通信信号进行传输的第一传输模式的信号传输、以及利用使用所述第二通信路径对所述通信信号进行传输的第二传输模式的信号传输双方的情况下，将传输模式切换为第三传输模式，所述第三传输模式是以下模式：将从所述第一接口装置输出的所述通信信号向所述多个电池监视装置的一端侧输入而在所述多个电池监视装置的任一个中折回而向所述第一接口装置和所述第二接口装置的一个输入，并且，将从所述第二接口装置输出的所述通信信号向所述多个电池监视装置的另一端侧输入而在所述多个电池监视装置的另任一个中折回而向所述第一接口装置和所述第二接口装置的另一个输入。

本发明的半导体装置包含：处理部，进行对电池单元的单元电压进行测定的处理；以及作为用于在与外部装置之间进行通信的通信端子分别发挥作用的、第一输入端子、与所述第一输入端子不同的第二输入端子、第一输出端子、和与所述第一输出端子不同的第二输出端子。半导体装置能够将针对向所述第一输入端子和第二输入端子输入的信号的响应信号的输出目的地切换为所述第一输出端子和所述第二输出端子的任一个。

发明效果

根据本发明，在包含多个电池监视装置的电池监视系统中，即使在电池监视装置的一部分中产生了故障的情况下，也能够确保与产生了故障的电池监视装置以外的电池监视装置的各个的通信。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式的电池监视系统的结构的图。

图2是示出本发明的实施方式的电池监视IC的结构的一个例子的框图。

图3是示出本发明的实施方式的电池监视系统中的利用第三传输模式的信号传输的一个例子的图。

图4是示出比较例的电池监视系统的结构的图。

图5是示出本发明的另一实施方式的电池监视系统的结构的图。

图6是示出本发明的另一实施方式的电池监视系统中的根据第三传输模式的信号传输的一个例子的图。

具体实施方式

以下，参照附图并对本发明的实施方式进行说明。再有，在各附图中，对实质上相同或等效的结构要素或部分标注同一参照附图标记。

[第一实施方式]

图1是示出本发明的第一实施方式的电池监视系统100的结构的图。电池监视系统100为对包含串联连接的多个电池单元41的电池组40的各电池单元41的状态进行监视的系统，包含电池组40、多个电池监视IC10_1、10_2、10_3、第一接口IC21、第二接口IC22和MCU30来构成。多个电池监视IC10_1、10_2、10_3、第一接口IC21、第二接口IC22和MCU30被形成在各个半导体芯片，构成为各个半导体装置。再有，在本实施方式中，例示了利用3个电池监视IC10_1、10_2、10_3对各电池单元41的状态进行监视的情况，但是，电池监视IC的数量能够根据电池组40所包含的电池单元41的数量适当增减。

MCU30使用作为串行通信方式的一种的SPI（串行·外部设备·接口）通信方式来对电池监视IC10_1、10_2和10_3提供各种指令。即，MCU30作为SPI通信方式中的掩模装置发挥作用，电池监视IC10_1、10_2和10_3作为SPI通信方式中的从（slave）装置发挥作用。MCU30由具备CPU（Central Processing Unit，中央处理单元）、ROM（Read Only Memory，只读存储器）和RAM（Random Access Memory，随机存取存储器）等的微型计算机构成。MCU30经由第一接口IC21和第二接口IC22与电池监视IC10_1、10_2和10_3以能通信的方式连接。MCU30使用作为串行信号的时钟信号、数据信号、芯片选择信号来对电池监视IC10_1、10_2和10_3提供各种指令。基于该指令而从电池监视IC10_1、10_2和10_3输出的响应信号由MCU30接收。

时钟信号为对电池监视IC10_1、10_2和10_3的工作定时进行控制的信号。即，电池监视IC10_1、10_2和10_3与从MCU30供给的时钟信号同步地进行工作。数据信号能够包含针对电池监视IC10_1、10_2和10_3的指令、以及与电池监视IC10_1、10_2和10_3的任一个对应的地址或ID等识别信息。芯片选择信号为利用电平转变使电池监视IC10_1、10_2和10_3转移为活动（active）状态或非活动状态的信号。

MCU30具有：输出时钟信号的时钟输出端子CLKO、输出数据信号的数据输出端子SDO1、SDO2、输出芯片选择信号的控制输出端子CSO1、CSO2以及对从电池监视IC10_1、10_2和10_3输出的响应信号进行接收的数据输入端子SDI1、SDI2。

第一接口IC21和第二接口IC22分别具有控制输入端子CSI、时钟输入端子CLKI、数据输入端子SDI和数据输出端子SDO。

第一接口IC21的控制输入端子CSI连接于MCU30的控制输出端子CSO1。第一接口IC21的时钟输入端子CLKI连接于MCU30的时钟输出端子CLKO。第一接口IC21的数据输入端子SDI连接于MCU30的数据输出端子SDO1。第一接口IC21的数据输出端子SDO连接于MCU30的数据输入端子SDI1。

第二接口IC22的控制输入端子CSI连接于MCU30的控制输出端子CSO2。第二接口IC22的时钟输入端子CLKI连接于MCU30的时钟输出端子CLKO。第二接口IC22的数据输入端子SDI连接于MCU30的数据输出端子SDO2。第二接口IC22的数据输出端子SDO连接于MCU30的数据输入端子SDI2。

第一接口IC21和第二接口IC22分别将从MCU30输出的时钟信号、数据信号和芯片选择信号变换为一对差动信号，将该差动信号从一对输出端子TX、TXN输出。此外，第一接口IC21和第二接口IC22具备用于对从电池监视IC10_1、10_2和10_3输出的差动信号形式的响应信号进行接收的一对输入端子RX、RXN，将输入的差动信号形式的响应信号变换为SPI信号形式的信号，将变换后的信号从数据输出端子SDO输出。

再有，在本实施方式中，针对从第一接口IC和第二接口IC22之中的一个输出的信号的响应为向另一个接口IC输入的结构。因此，需要使第一接口IC和第二接口IC22彼此同步，在本实施方式中，为在第一接口IC和第二接口IC22中共有从MCU30输出的时钟信号的结构。可是，并不限定于该方式，MCU30也可以具备输出彼此同步的2个时钟信号的2个时钟输出端子，在该情况下，将MCU30的时钟输出端子的一个与第一接口IC21的时钟输入端子CLKI连接并且将MCU30的时钟输出端子的另一个与第二接口IC22的时钟输入端子CLKI连接也可。

电池监视IC10_1、10_2和10_3被串联连接以使形成菊花链（daisy chain），分别能够在与相邻的电池监视IC之间进行通信。电池监视IC10_1、10_2和10_3分别具有一对第一输入端子RX1、RX1N、一对第二输入端子RX2、RX2N、一对第一输出端子TX1、TX1N以及一对第二输出端子TX2、TX2N。第一输入端子RX1、RX1N和第二输入端子RX2、RX2N为用于接收差动信号的端子，第一输出端子TX1、TX1N和第二输出端子TX2、TX2N为用于输出差动信号的端子。

电池监视IC10_1的第一输入端子RX1、RX1N经由隔离器（isolator）50连接于第一接口IC21的输出端子TX、TXN。电池监视IC10_1的第二输入端子RX2、RX2N经由隔离器50连接于电池监视IC10_2的第二输出端子TX2、TX2N。电池监视IC10_1的第一输出端子TX1、TX1N经由隔离器50连接于电池监视IC10_2的第一输入端子RX1、RX1N。电池监视IC10_1的第二输出端子TX2、TX2N经由隔离器50连接于第二接口IC22的输入端子RX、RXN。

电池监视IC10_2的第一输出端子TX1、TX1N经由隔离器50连接于电池监视IC10_3的第一输入端子RX1、RX1N。电池监视IC10_2的第二输入端子RX2、RX2N经由隔离器50连接于电池监视IC10_3的第二输出端子TX2、TX2N。

电池监视IC10_3的第一输出端子TX1、TX1N经由隔离器50连接于第一接口IC21的输入端子RX、RXN。电池监视IC10_3的第二输入端子RX2、RX2N经由隔离器50连接于第二接口IC22的输出端子TX、TXN。

隔离器50具备将以在中间夹持该隔离器50的方式相对的块间（即，彼此相邻的电池监视IC间或电池监视IC与接口IC之间）绝缘的功能。作为隔离器50而能够使用光耦合器（photo coupler）、变压器或电容器等绝缘元件。

多个电池单元41被分组为包含各个彼此不同的例如3个电池单元，形成电池单元组42_1、42_2、42_3。电池监视IC10_1与最高电位的电池单元组42_1对应地设置，对电池单元组42_1所包含的电池单元41的各自的状态进行监视。电池监视IC10_2与电池单元组42_2对应地设置，对电池单元组42_2所包含的电池单元41的各自的状态进行监视。电池监视IC10_3与最低电位的电池单元组42_3对应地设置，对电池单元组42_3所包含的电池单元41的各自的状态进行监视。再有，电池监视IC10_1、10_2和10_3作为监视对象的电池单元41的数量能够适当增减。

图2是示出电池监视IC10_1的结构的一个例子的框图。再有，电池监视IC10_2和10_3的结构也与电池监视IC10_1同样。电池监视IC10_1包含处理部12和通信部11来构成。处理部12包含控制部13、单元选择开关14、电平移位器15、AD变换器16和存储部17来构成。

单元选择开关14根据从控制部13供给的控制信号来选择作为自己的监视对象的电池单元41之中的1个，输出所选择的电池单元的正极和负极各自的电压。电平移位器15将由单元选择开关14选择的电池单元41的正极电位与负极电位的差分即单元电压以将接地电位作为基准的电平输出。A/D变换器16输出与从电平移位器15输出的单元电压对应的数字值。存储部17为用于保存从A/D变换器16输出的单元电压的数字值的存储介质。

通信部11将向第一输入端子RX1、RX1N或第二输入端子RX2、RX2N输入的差动信号变换为原来的时钟信号、数据信号和芯片选择信号，将这些信号向控制部13供给。

处理部12基于从通信部11供给的时钟信号、数据信号和芯片选择信号来进行规定的处理。即，处理部12根据芯片选择信号的信号电平而成为活动状态，与时钟信号同步地进行与数据信号所包含的指令对应的处理。具体地，控制部13在从通信部11供给的数据信号所包含的地址或ID等识别信息与自己对应的情况下，根据数据信号所包含的命令来控制单元选择开关14、电平移位器15、AD变换器16和存储部17。

通信部11在从处理部12接收到处理结果的情况下，将其变换为差动信号并从第一输出端子TX1、TX1N或第二输出端子TX2、TX2N输出。此外，通信部11在数据信号所包含的地址或ID等识别信息不与自己对应的情况下，将向第一输入端子RX1、RX1N或第二输入端子RX2、RX2N输入的差动信号直接从第一输出端子TX1、TX1N或第二输出端子TX2、TX2N输出。

电池监视IC10_1、10_2、10_3被构成为能够分别将向第一输入端子RX1、RX1N或第二输入端子RX2、RX2N输入的信号或者针对其的响应信号的输出目的地切换为第一输出端子TX1、TX1N和第二输出端子TX2、TX2N的任一个。

电池监视系统100如图1所示那样具备第一通信路径P1和第二通信路径P2来作为用于在MCU30与电池监视IC10_1、10_2和10_3之间进行通信的通信路径。

第一通信路径P1为以下通信路径：按照以下顺序经由第一接口IC21的输出端子TX、TXN、电池监视IC10_1的第一输入端子RX1、RX1N、电池监视IC10_1的第一输出端子TX1、TX1N、电池监视IC10_2的第一输入端子RX1、RX1N、电池监视IC10_2的第一输出端子TX1、TX1N、电池监视IC10_3的第一输入端子RX1、RX1N、电池监视IC10_3的第一输出端子TX1、TX1N和第一接口IC21的输入端子RX、RXN。即，第一接口IC21被设置在第一通信路径P1上，此外，在使用第一通信路径P1来进行信号传输的情况下，在电池监视IC10_1、10_2和10_3的各个中，使用第一输入端子RX1、RX1N和第一输出端子TX1、TX1N。

第二通信路径P2为以下通信路径：按照以下顺序经由第二接口IC22的输出端子TX、TXN、电池监视IC10_3的第二输入端子RX2、RX2N、电池监视IC10_3的第二输出端子TX2、TX2N、电池监视IC10_2的第二输入端子RX2、RX2N、电池监视IC10_2的第二输出端子TX2、TX2N、电池监视IC10_1的第二输入端子RX2、RX2N、电池监视IC10_1的第二输出端子TX2、TX2N和第二接口IC22的输入端子RX、RXN。即，第二接口IC22被设置在第二通信路径P2上，此外，在使用第二通信路径P2来进行信号传输的情况下，在电池监视IC10_1、10_2和10_3的各个中，使用第二输入端子RX2、RX2N和第二输出端子TX2、TX2N。此外，通过多个电池监视IC的信号的传输方向在使用第一通信路径P1来进行信号传输的情况和使用第二通信路径P2来进行信号传输的情况下相反。

在以下将使用第一通信路径P1来传输在第一接口IC21或第二接口IC22与电池监视IC10_1、10_2和10_3之间收发的通信信号的传输模式称为第一传输模式。此外，在以下将使用第二通信路径P2来传输上述通信信号的传输模式称为第二传输模式。上述通信信号包含：基于从MCU30输出的信号来从第一接口IC21或第二接口IC22输出的信号、以及响应于该信号而从电池监视IC10_1、10_2和10_3的至少1个输出的响应信号。

在电池监视系统100中，在电池监视IC10_1、10_2和10_3的哪一个中都不产生故障而这些电池监视IC为正常的情况下，利用第一传输模式和第二传输模式的任一个进行信号传输。即，在电池监视IC10_1、10_2和10_3都为正常的情况下，使用第一通信路径P1或第二通信路径P2来进行信号传输。

在以下，作为一个例子，对以下情况进行说明：利用第一传输模式进行在从MCU30发出将电池监视IC10_2作为对象来指示单元电压的数据的读出的命令的情况下进行的信号传输。从MCU30发出的命令被第一接口IC21变换为一对差动信号，从第一接口IC21的输出端子TX、TXN输出。将从第一接口IC21输出的差动信号形式的命令向电池监视IC10_1供给。将该命令从电池监视IC10_1向电池监视IC10_2传输，进而，从电池监视IC10_2向电池监视IC10_3传输。在第一传输模式下，使用第一输入端子RX1、RX1N和第一输出端子TX1、TX1N进行电池监视IC间的信号传输。

电池监视IC10_2当识别出所接收的命令所附带的地址或ID等识别信息为指定自己的信息时，读出在电池监视IC10_2的存储部17中保存的单元电压的数据，将读出的数据作为针对该命令的响应信号输出。

将从电池监视IC10_2输出的响应信号向电池监视IC10_3传输。电池监视IC10_3将从电池监视IC10_2接收的响应信号从第一输出端子TX1、TX1N输出。将从电池监视IC10_3输出的响应信号向第一接口IC21的输入端子RX、RXN输入。

第一接口IC21将所接收的响应信号的形式从差动信号的形式变换为串行信号（SPI信号）的形式，将其从数据输出端子SDO输出。将从第一接口IC21输出的响应信号向MCU30的数据输入端子SDI输入。

接着，作为一个例子，对以下情况进行说明：利用第二传输模式进行在从MCU30发出将电池监视IC10_2作为对象来指示单元电压的数据的读出的命令的情况下进行的信号传输。从MCU30发出的命令被第二接口IC22变换为一对差动信号，从第二接口IC22的输出端子TX、TXN输出。将从第二接口IC22输出的差动信号形式的命令向电池监视IC10_3供给。将该命令从电池监视IC10_3向电池监视IC10_2传输，进而，从电池监视IC10_2向电池监视IC10_1传输。在第二传输模式下，使用第二输入端子RX2、RX2N和第二输出端子TX2、TX2N进行电池监视IC间的信号传输。

将从电池监视IC10_2输出的响应信号向电池监视IC10_1传输。电池监视IC10_1将从电池监视IC10_2接收的响应信号从第二输出端子TX2、TX2N输出。将从电池监视IC10_1输出的响应信号向第二接口IC22的输入端子RX、RXN输入。

第二接口IC22将所接收的响应信号的形式从差动信号的形式变换为串行信号（SPI信号）的形式，将其从数据输出端子SDO输出。将从第二接口IC22输出的响应信号向MCU30的数据输入端子SDI输入。

在本实施方式的电池监视系统100中例如利用使用第一通信路径P1的第一传输模式进行信号传输的情况下在第一通信路径P1上的信号线（例如，为将电池监视IC10_1的第一输出端子TX1、TX1N与电池监视IC_2的第一输入端子RX1、RX1N连结的信号线）中发生了断线的情况下，将传输模式切换为使用第二通信路径P2的第二传输模式。像这样，通过将通信路径双重化，从而即使在一个通信路径中产生了故障的情况下，只要另一个通信路径正常，则也能够维持通信。

MCU30在进行利用第一传输模式或第二传输模式的信号传输的情况下在此以前将应该使电池监视IC10_1、10_2和10_3的工作模式设定为通常模式的命令朝向这些电池监视IC发出。电池监视IC10_1、10_2和10_3当接收到该命令时将工作模式设定为通常模式。通常模式是指将向第一输入端子RX1、RX1N输入的信号或针对其的响应信号从第一输出端子TX1、TX1N输出并且将向第二输入端子RX2、RX2N输入的信号或针对其的响应信号从第二输出端子TX2、TX2N输出的工作模式。

在此，对在电池监视IC10_2中产生故障而不能进行针对电池监视IC10_2的信号的收发的情况进行考虑。在该情况下，电池监视IC10_2不能在与电池监视IC10_1和10_3之间进行信号的收发，因此，不能进行利用第一传输模式的信号传输和利用第二传输模式的信号传输双方。在本实施方式的电池监视系统100中不能进行利用第一传输模式的信号传输和利用第二传输模式的信号传输双方的情况下，将传输模式切换为第三传输模式。

第三传输模式如图3所示那样为以下传输模式：将从第一接口IC21输出的通信信号从多个电池监视IC的一端侧输入而在多个电池监视IC的任一个中折回而向第一接口IC21和第二接口IC22的任一个输入，并且，将从第二接口IC22输出的通信信号从多个电池监视IC的另一端侧输入而在多个电池监视IC的另任一个中折回而向第一接口IC21和第二接口IC22的任另一个输入。

在第三传输模式下，在与产生了故障的电池监视IC相邻的电池监视IC的各个中折回信号。例如，在电池监视IC10_2中产生故障而不能进行利用第一传输模式的信号传输和利用第二传输模式的信号传输双方的情况下，MCU30在进行利用第三传输模式的信号传输以前对成为折回点的电池监视IC10_1和10_3发出应该将工作模式设定为折回模式的命令。电池监视IC10_1和10_3当接收到该命令时将工作模式设定为折回模式。折回模式是指将向第一输入端子RX1、RX1N输入的信号或针对其的响应信号从第二输出端子TX2、TX2N输出并且将向第二输入端子RX2、RX2N输入的信号或针对其的响应信号从第一输出端子TX1、TX1N输出的工作模式。当将电池监视IC10_1和10_3的工作模式设定为折回模式时，如图3所示那样，在电池监视IC10_1和10_3中折回通信信号，实现利用第三传输模式的信号传输。

作为一个例子，对以下情况进行说明；在电池监视IC10_2中产生了故障的情况下利用第三传输模式进行在从MCU30发出将电池监视IC10_1和10_3作为对象来指示单元电压的数据的读出的命令的情况下进行的信号传输。从MCU30发出的命令被第一接口IC21和第二接口IC22变换为一对差动信号，从第一接口IC21和第二接口IC22的输出端子TX、TXN分别输出。

将从第一接口IC21输出的差动信号形式的命令向电池监视IC10_1的第一输入端子RX1、RX1N输入。电池监视IC10_1当识别出所接收的命令所附带的地址或ID等识别信息为指定自己的信息时，读出在电池监视IC10_1的存储部17中保存的单元电压的数据，将读出的数据作为针对该命令的响应信号从第二输出端子TX2、TX2N输出。将从电池监视IC10_1输出的响应信号向第二接口IC22的输入端子RX、RXN输入。第二接口IC22将所接收的响应信号的形式从差动信号的形式变换为串行信号（SPI信号）的形式，将其从数据输出端子SDO输出。将从第二接口IC22输出的响应信号向MCU30的数据输入端子SDI输入。MCU30在进行利用第三传输模式的信号传输的情况下，将从第二接口IC22供给的响应信号识别为针对经由第一接口IC21送出的命令的响应信号。

另一方面，将从第二接口IC22输出的差动信号形式的命令向电池监视IC10_3的第二输入端子RX2、RX2N输入。电池监视IC10_3当识别出所接收的命令所附带的地址或ID等识别信息为指定自己的信息时，读出在电池监视IC10_3的存储部17中保存的单元电压的数据，将读出的数据作为针对该命令的响应信号从第一输出端子TX1、TX1N输出。将从电池监视IC10_3输出的响应信号向第一接口IC21的输入端子RX、RXN输入。第一接口IC21将所接收的响应信号的形式从差动信号的形式变换为串行信号（SPI信号）的形式，将其从数据输出端子SDO输出。将从第一接口IC21输出的响应信号向MCU30的数据输入端子SDI输入。MCU30在进行利用第三传输模式的信号传输的情况下，将从第一接口IC21供给的响应信号识别为针对经由第二接口IC22送出的命令的响应信号。

根据本实施方式的电池监视系统100，能够特别指定产生了故障的电池监视IC。在以下，示出对产生了故障的电池监视IC进行特别指定的方法的一个例子。在不能进行利用第一传输模式的信号传输和利用第二传输模式的信号传输双方的情况下，MCU30将电池监视IC10_1的工作模式设定为折回模式，经由第一接口IC21向电池监视IC10_1供给测试信号。MCU30在能够正常地接收针对测试信号的响应信号的情况下，判定为电池监视IC10_1为正常，在不能正常地接收针对测试信号的响应信号的情况下，判定为在电池监视IC10_1中产生了故障。

在判定为电池监视IC10_1为正常的情况下，MCU30将电池监视IC10_1的工作模式设定为通常模式，并且，将电池监视IC_2的工作模式设定为折回模式，经由第一接口IC21向电池监视IC10_2供给测试信号。MCU30在能够正常地接收针对测试信号的响应信号的情况下，判定为电池监视IC10_2为正常，在不能正常地接收针对测试信号的响应信号的情况下，判定为在电池监视IC10_2中产生了故障。

在判定为电池监视IC10_1和10_2为正常的情况下，MCU30将电池监视IC10_1和10_2的工作模式设定为通常模式，并且，将电池监视IC_3的工作模式设定为折回模式，经由第一接口IC21向电池监视IC10_3供给测试信号。MCU30在能够正常地接收针对测试信号的响应信号的情况下，判定为电池监视IC10_3为正常，在不能正常地接收针对测试信号的响应信号的情况下，判定为在电池监视IC10_3中产生了故障。再有，也能够经由第二接口IC22进行向电池监视IC10_1、10_2和10_3的测试信号的供给。在该情况下，从电池监视IC10_3向各电池监视IC输入测试信号。

MCU30在进行利用第三传输模式的信号传输的情况下，按照上述的顺序特别指定产生了故障的电池监视IC，使与特别指定为产生了故障的电池监视IC相邻的电池监视IC的各自的工作模式转移为折回模式。

像这样，根据本发明的实施方式的电池监视系统100，即使在多个电池监视IC的任一个中产生故障而不能进行利用第一传输模式和第二传输模式的信号传输的情况下，也能够确保与产生了故障的电池监视IC以外的电池监视IC的各个的通信。

在此，图4是示出比较例的电池监视系统100X的结构的图。在比较例的电池监视系统100X中，电池监视IC10_1X、10_2X和10_3X所具备的各端子X1、X1N、X1O、X1ON、X2、X2N、X2O和X2ON分别作为输入端子和输出端子发挥作用，以在一个通信路径中往复的方式传输信号。比较例的电池监视系统100X具有第一通信路径P1和第二通信路径P2，例如，即使在第一通信路径P1上的信号线断线了的情况下，通过使用第二通信路径P2，从而MCU30也能够在与电池监视IC10_1X、10_2X和10_3X之间进行通信。可是，根据比较例的电池监视系统100X，例如，在电池监视IC10_2X中产生了故障的情况下，MCU30不能接入电池监视IC10_3X。

另一方面，根据本发明的实施方式的电池监视系统100，即使在电池监视IC10_2故障了的情况下，通过将电池监视IC10_1和10_3的工作模式转移为折回模式以第三传输模式进行信号传输，从而MCU30也能够接入电池监视IC10_1和10_3。

[第二实施方式]

图5是示出本发明的第二实施方式的电池监视系统101的结构的图。在电池监视系统101中，第一接口IC21和第二接口IC22与电池监视IC10_1和10_3的连接方式与上述的第一实施方式的电池监视系统100不同。具体地，电池监视IC10_1的第二输出端子TX2、TX2N连接于第一接口IC21的输入端子RX、RXN而电池监视IC10_3的第一输出端子TX1、TX1N连接于第二接口IC22的输入端子RX、RXN的方面与第一实施方式的电池监视系统100不同。

电池监视系统101如图5所示那样具备第一通信路径P1和第二通信路径P2来作为用于在MCU30与电池监视IC10_1、10_2和10_3之间进行通信的通信路径。

第一通信路径P1为以下通信路径：按照以下顺序经由第一接口IC21的输出端子TX、TXN、电池监视IC10_1的第一输入端子RX1、RX1N、电池监视IC10_1的第一输出端子TX1、TX1N、电池监视IC10_2的第一输入端子RX1、RX1N、电池监视IC10_2的第一输出端子TX1、TX1N、电池监视IC10_3的第一输入端子RX1、RX1N、电池监视IC10_3的第二输出端子TX2、TX2N、电池监视IC10_2的第二输入端子RX2、RX2N、电池监视IC10_2的第二输出端子TX2、TX2N、电池监视IC10_1的第二输入端子RX2、RX2N、电池监视IC10_1的第二输出端子TX2、TX2N和第一接口IC21的输入端子RX、RXN。即，第一接口IC21被设置在第一通信路径P1上。

第二通信路径P2为以下通信路径：按照以下顺序经由第二接口IC22的输出端子TX、TXN、电池监视IC10_3的第二输入端子RX2、RX2N、电池监视IC10_3的第二输出端子TX2、TX2N、电池监视IC10_2的第二输入端子RX2、RX2N、电池监视IC10_2的第二输出端子TX2、TX2N、电池监视IC10_1的第二输入端子RX2、RX2N、电池监视IC10_1的第一输出端子TX1、TX1N、电池监视IC10_2的第一输入端子RX1、RX1N、电池监视IC10_2的第一输出端子TX1、TX1N、电池监视IC10_3的第一输入端子RX1、RX1N、电池监视IC10_3的第一输出端子TX1、TX1N和第二接口IC22的输入端子RX、RXN。即，第二接口IC22被设置在第二通信路径P2上。

在以下，作为一个例子，对以下情况进行说明：利用使用第一通信路径P1的第一传输模式进行在从MCU30发出将电池监视IC10_2作为对象来指示单元电压的数据的读出的命令的情况下进行的信号传输。

从MCU30发出的命令被第一接口IC21变换为一对差动信号，从第一接口IC21的输出端子TX、TXN输出。将从第一接口IC21输出的差动信号形式的命令向电池监视IC10_1供给。将该命令从电池监视IC10_1向电池监视IC10_2传输，进而，从电池监视IC10_2向电池监视IC10_3传输。

从电池监视IC10_2输出的响应信号被电池监视IC10_3折回，经由电池监视IC10_2和10_1向第一接口IC21的输入端子RX、RXN输入。

接着，作为一个例子，对以下情况进行说明：通过使用第二通信路径P2的第二传输模式进行在从MCU30发出将电池监视IC10_2作为对象来指示单元电压的数据的读出的命令的情况下进行的信号传输。

从MCU30发出的命令被第二接口IC22变换为一对差动信号，从第二接口IC22的输出端子TX、TXN输出。将从第二接口IC22输出的差动信号形式的命令向电池监视IC10_3供给。将该命令从电池监视IC10_3向电池监视IC10_2传输，进而，从电池监视IC10_2向电池监视IC10_1传输。

从电池监视IC10_2输出的响应信号被电池监视IC10_1折回，经由电池监视IC10_2和10_3向第二接口IC22的输入端子RX、RXN输入。

在此，对在电池监视IC10_2中产生故障而不能进行针对电池监视IC10_2的信号的收发的情况进行考虑。在该情况下，电池监视IC10_2不能在与电池监视IC10_1和10_3之间进行信号的收发，因此，不能进行利用第一传输模式的信号传输和利用第二传输模式的信号传输双方。在本实施方式的电池监视系统101中，在不能进行利用第一传输模式的信号传输和利用第二传输模式的信号传输双方的情况下，将传输模式切换为第三传输模式。

第三传输模式如图6所示那样为以下传输模式：将从第一接口IC21输出的通信信号从多个电池监视IC的一端侧输入而在多个电池监视IC的任一个中折回而向第一接口IC21和第二接口IC22的任一个输入，并且，将从第二接口IC22输出的通信信号从多个电池监视IC的另一端侧输入而在多个电池监视IC的另任一个中折回而向第一接口IC21和第二接口IC22的任另一个输入。

在第三传输模式下，在与产生了故障的电池监视IC相邻的电池监视IC的各个中折回信号。例如，在电池监视IC10_2中产生故障而不能进行利用第一传输模式的信号传输和利用第二传输模式的信号传输双方的情况下，MCU30在进行利用第三传输模式的信号传输以前对成为折回点的电池监视IC10_1和10_3发出应该将工作模式设定为折回模式的命令。电池监视IC10_1和10_3当接收到该命令时将工作模式设定为折回模式。当将电池监视IC10_1和10_3的工作模式设定为折回模式时，如图6所示那样，在电池监视IC10_1和10_3中折回通信信号，实现利用第三传输模式的信号传输。

作为一个例子，对以下情况进行说明：在电池监视IC10_2中产生了故障的情况下利用第三传输模式进行在从MCU30发出将电池监视IC10_1和10_3作为对象来指示单元电压的数据的读出的命令的情况下的信号传输。

从MCU30发出的命令被第一接口IC21和第二接口IC22变换为一对差动信号，从第一接口IC21和第二接口IC22的输出端子TX、TXN分别输出。

将从第一接口IC21输出的差动信号形式的命令向电池监视IC10_1的第一输入端子RX1、RX1N输入。电池监视IC10_1当识别出所接收的命令所附带的地址或ID等识别信息为指定自己的信息时，读出在电池监视IC10_1的存储部17中保存的单元电压的数据，将读出的数据作为针对该命令的响应信号从第二输出端子TX2、TX2N输出。将从电池监视IC10_1输出的响应信号向第一接口IC21的输入端子RX、RXN输入。第一接口IC21将所接收的响应信号的形式从差动信号的形式变换为串行信号（SPI信号）的形式，将其从数据输出端子SDO输出。将从第一接口IC21输出的响应信号向MCU30的数据输入端子SDI输入。

另一方面，将从第二接口IC22输出的差动信号形式的命令向电池监视IC10_3的第二输入端子RX2、RX2N输入。电池监视IC10_3当识别出所接收的命令所附带的地址或ID等识别信息为指定自己的信息时，读出在电池监视IC10_3的存储部17中保存的单元电压的数据，将读出的数据作为针对该命令的响应信号从第一输出端子TX1、TX1N输出。将从电池监视IC10_3输出的响应信号向第二接口IC22的输入端子RX、RXN输入。第二接口IC22将所接收的响应信号的形式从差动信号的形式变换为串行信号（SPI信号）的形式，将其从数据输出端子SDO输出。将从第二接口IC22输出的响应信号向MCU30的数据输入端子SDI输入。

MCU30在进行利用第三传输模式的信号传输的情况下，特别指定产生了故障的电池监视IC，使与特别指定为产生了故障的电池监视IC相邻的电池监视IC的各自的工作模式转移为折回模式。对产生了故障的电池监视系统进行特别指定的顺序与第一实施方式的电池监视系统100的情况同样。

像这样，根据第二实施方式的电池监视系统101，与第一实施方式的电池监视系统100同样，即使在多个电池监视IC的任一个中产生故障而不能进行利用第一传输模式和第二传输模式的信号传输的情况下，也能够确保与产生了故障的电池监视IC以外的电池监视IC的各个的通信。

再有，电池监视系统100和101为本发明中的电池监视系统的一个例子。电池监视IC10_1为本发明中的最上位的电池监视装置的一个例子，此外，为本发明中的半导体装置的一个例子。电池监视IC10_2为本发明中的中位的电池监视装置的一个例子，此外，为本发明中的半导体装置的一个例子。电池监视IC10_3为本发明中的最下位的电池监视装置的一个例子，此外，为本发明中的半导体装置的一个例子。第一接口IC21为本发明中的第一接口装置的一个例子。第二接口IC22为本发明中的第二接口装置的一个例子。

附图标记的说明

10_1、10_2、10_3 电池监视IC

11 通信部

12 处理部

21 第一接口IC

22 第二接口IC

30 MCU

40 电池组

41 电池单元

100、101 电池监视系统

P1 第一通信路径

P2 第二通信路径

RX1、RX1N 第一输入端子

RX2、RX2N 第二输入端子

TX1、TX1N 第一输出端子

TX2、TX2N 第二输出端子。

Claims

1.一种电池监视系统，其中，包含：

串联连接并且能够在彼此相邻的电池监视装置间进行通信并且每一个具备对电池单元进行监视的功能的多个电池监视装置；

在经由所述多个电池监视装置的各个的第一通信路径的中途设置的第一接口装置；以及

在经由所述多个电池监视装置的各个且与所述第一通信路径不同的第二通信路径的中途设置的第二接口装置，

能够将传输模式切换为第一传输模式、第二传输模式以及第三传输模式的任一个，所述第一传输模式是使用所述第一通信路径对在所述第一接口装置或所述第二接口装置与所述多个电池监视装置之间收发的通信信号进行传输的传输模式，所述第二传输模式是使用所述第二通信路径对所述通信信号进行传输的传输模式，所述第三传输模式是以下传输模式：将从所述第一接口装置输出的所述通信信号向所述多个电池监视装置的一端侧输入而在所述多个电池监视装置的任一个中折回而向所述第一接口装置和所述第二接口装置的一个输入，并且，将从所述第二接口装置输出的所述通信信号向所述多个电池监视装置的另一端侧输入而在所述多个电池监视装置的另任一个中折回而向所述第一接口装置和所述第二接口装置的另一个输入。

2.根据权利要求1所述的电池监视系统，其中，在不能进行利用所述第一传输模式的信号传输和利用所述第二传输模式的信号传输双方的情况下，将传输模式切换为所述第三传输模式。

3.根据权利要求2所述的电池监视系统，其中，在不能进行利用所述第一传输模式的信号传输和利用所述第二传输模式的信号传输双方的情况下，特别指定所述多个电池监视装置之中的故障了的电池监视装置，在所述第三传输模式下，在与特别指定为产生了故障的电池监视装置相邻的电池监视装置的各个中返回所述通信信号。

4.根据权利要求1至权利要求3的任一项所述的电池监视系统，其中，

所述多个电池监视装置的各个包含第一输入端子、与所述第一输入端子不同的第二输入端子、第一输出端子、以及与所述第一输出端子不同的第二输出端子，

能够将针对向所述第一输入端子和第二输入端子输入的信号的响应信号的输出目的地切换为所述第一输出端子和所述第二输出端子的任一个。

5.根据权利要求4所述的电池监视系统，其中，

在所述多个电池监视装置之中的、在所述串联连接的一端配置的最上位的电池监视装置中，所述第一输入端子连接于所述第一接口装置的输出端子，所述第二输出端子连接于所述第二接口装置的输入端子，

在所述多个电池监视装置之中的、在所述串联连接的另一端配置的最下位的电池监视装置中，所述第一输出端子连接于所述第一接口装置的输入端子，所述第二输入端子连接于所述第二接口装置的输出端子，

在所述多个电池监视装置之中的、在所述最上位的电池监视装置与所述最下位的电池监视装置之间配置的中位的电池监视装置的各个中，所述第一输入端子连接于在上位侧相邻的电池监视装置的所述第一输出端子，所述第二输入端子连接于在下位侧相邻的电池监视装置的所述第二输出端子，所述第一输出端子连接于在下位侧相邻的电池监视装置的所述第一输入端子，所述第二输出端子连接于在上位侧相邻的电池监视装置的所述第二输入端子。

6.根据权利要求5所述的电池监视系统，其中，

所述第一通信路径为以下通信路径：按照以下顺序经由所述第一接口装置的输出端子、所述最上位的电池监视装置的所述第一输入端子、所述最上位的电池监视装置的所述第一输出端子、所述中位的电池监视装置的所述第一输入端子、所述中位的电池监视装置的所述第一输出端子、所述最下位的电池监视装置的所述第一输入端子、所述最下位的电池监视装置的所述第一输出端子、以及所述第一接口装置的输入端子，

所述第二通信路径为以下通信路径：按照以下顺序经由所述第二接口装置的输出端子、所述最下位的电池监视装置的所述第二输入端子、所述最下位的电池监视装置的所述第二输出端子、所述中位的电池监视装置的所述第二输入端子、所述中位的电池监视装置的所述第二输出端子、所述最上位的电池监视装置的所述第二输入端子、所述最上位的电池监视装置的所述第二输出端子、以及所述第二接口装置的输入端子。

7.根据权利要求4所述的电池监视系统，其中，

在所述多个电池监视装置之中的、在所述串联连接的一端配置的最上位的电池监视装置中，所述第一输入端子连接于所述第一接口装置的输出端子，所述第二输出端子连接于所述第一接口装置的输入端子，

在所述多个电池监视装置之中的、在所述串联连接的另一端配置的最下位的电池监视装置中，所述第一输出端子连接于所述第二接口装置的输入端子，所述第二输入端子连接于所述第二接口装置的输出端子，

8.根据权利要求7所述的电池监视系统，其中，

所述第一通信路径为以下通信路径：按照以下顺序经由所述第一接口装置的输出端子、所述最上位的电池监视装置的所述第一输入端子、所述最上位的电池监视装置的所述第一输出端子、所述中位的电池监视装置的所述第一输入端子、所述中位的电池监视装置的所述第一输出端子、所述最下位的电池监视装置的所述第一输入端子、所述最下位的电池监视装置的所述第二输出端子、所述中位的电池监视装置的所述第二输入端子、所述中位的电池监视装置的所述第二输出端子、所述最上位的电池监视装置的所述第二输入端子、所述最上位的电池监视装置的所述第二输出端子、以及所述第一接口装置的输入端子，

所述第二通信路径为以下通信路径：按照以下顺序经由所述第二接口装置的输出端子、所述最下位的电池监视装置的所述第二输入端子、所述最下位的电池监视装置的所述第二输出端子、所述中位的电池监视装置的所述第二输入端子、所述中位的电池监视装置的所述第二输出端子、所述最上位的电池监视装置的所述第二输入端子、所述最上位的电池监视装置的所述第一输出端子、所述中位的电池监视装置的所述第一输入端子、所述中位的电池监视装置的所述第一输出端子、所述最下位的电池监视装置的所述第一输入端子、所述最下位的电池监视装置的所述第一输出端子、以及所述第二接口装置的输入端子。

9.根据权利要求1至权利要求3的任一项所述的电池监视系统，其中，还包含控制装置，所述控制装置经由所述第一接口装置和所述第二接口装置的各个与所述多个电池监视装置的各个以能通信的方式连接。

10.根据权利要求1至权利要求3的任一项所述的电池监视系统，其中，还包含电池组，所述电池组包含与所述多个电池监视装置连接的多个电池单元。

11.一种信号传输方法，所述方法是电池监视系统中的信号传输方法，所述电池监视系统包含：

其中，

在不能进行利用使用所述第一通信路径对在所述第一接口装置或所述第二接口装置与所述多个电池监视装置之间收发的通信信号进行传输的第一传输模式的信号传输、以及利用使用所述第二通信路径对所述通信信号进行传输的第二传输模式的信号传输双方的情况下，将传输模式切换为第三传输模式，所述第三传输模式是以下模式：将从所述第一接口装置输出的所述通信信号向所述多个电池监视装置的一端侧输入而在所述多个电池监视装置的任一个中折回而向所述第一接口装置和所述第二接口装置的一个输入，并且，将从所述第二接口装置输出的所述通信信号向所述多个电池监视装置的另一端侧输入而在所述多个电池监视装置的另任一个中折回而向所述第一接口装置和所述第二接口装置的另一个输入。