CN110829514B - 电池监控装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种电池监控装置，该电池监控装置提高了通信质量、通信稳定性和通信可靠性。ECU基板(120)与不能和ECU基板(120)直接通信的检测基板(101至101n)经由中继基板通信，中继基板是设定为检测基板(101至101n)的中继的检测基板(101至101n)。

Description

电池监控装置
技术领域
本发明涉及一种电池监控装置。
背景技术
例如，作为监控具有多个电池模块的电池组的状态的电池监控装置，已经提出了在专利文献1和2中所示的电池监控装置。专利文献1和2中所示的电池监控装置包括用于检测各个电池模块的状态数据的多个检测器(检测单元)和用于从多个检测器获取所述状态数据的ECU(监控器)。
在专利文献1和2中，各个检测器与ECU经由无线通信进行通信，并且因此，ECU检测由多个检测器检测到的状态数据。
然而，在上述的专利文献1和2中，各个检测器与ECU之间的通信路径是单一的。由于该原因，当在单一通信路径中发生故障等时，通信中断。另外，该系统容易受到噪声影响，这引起关于抗噪性的担心。即，造成了通信质量、通信稳定性和通信可靠性的问题。
专利文献
专利文献1：日本专利申请公开No.2016-157681
专利文献2：日本专利申请公开No.2018-61303
发明内容
鉴于以上背景做出了本发明，并且本发明的目的是提供一种意在提高通信质量、通信稳定性和通信可靠性的电池监控装置。
根据本发明的方面的电池监控装置包括：多个检测器，该多个检测器与构成电池组的多个电池模块中的各个电池模块对应地设置，该多个检测器中的每个检测器均包括用于检测对应的电池模块的状态数据的检测电路和用于无线传送检测的状态数据的第一无线电路；以及监控器，该监控器包括被配置为接收从所述多个检测器传送的所述状态数据的第二无线电路，其中，所述第一无线电路接收从其它检测器无线传送的所述状态数据，并且将接收到的所述其它检测器的所述状态数据无线传送到所述第二无线电路。
优选地，所述监控器与不能和所述监控器直接通信的所述检测器经由中继检测器通信，所述中继检测器是设定为所述检测器的中继的检测器。
优选地，所述监控器将所述状态数据的传送命令无线传送到所述多个检测器中的一个检测器，并且当作为传送的结果而不能与所述一个检测器直接通信时，所述监控器将所述一个检测器的状态数据的传送命令传送到所述中继检测器，所述中继检测器是设定为所述检测器的中继设备的检测器。
优选地，所述监控器包括多个所述第二无线电路。
优选地，当不能使用所述多个第二无线电路中的一个第二无线电路与所述检测器通信时，所述监控器切换所述第二无线电路以与所述检测器通信。
根据上述方面，能够提高通信质量、通信稳定性和通信可靠性。
附图说明
图1是示出本发明的电池监控装置的一个实施例的立体图；
图2是图1所示的电池监控装置的电气配置图；
图3是示出第一实施例中的图2所示的ECU基板的ECU和检测基板的微机的处理过程的流程图；
图4是示出第一实施例中的图2所示的ECU基板的ECU和检测基板的微机的处理过程的流程图；并且
图5是示出第二实施例中的图2所示的ECU基板的ECU和检测基板的微机的处理过程的流程图。
参考标记列表
10 电池监控装置
20 电池组
101至10n 检测基板(检测器)
110 电压测量电路(检测电路)
112 第一无线电路
120 ECU基板(监控器)
121、122 第二无线电路
201至20n 电池模块
具体实施方式
第一实施例
将参考图1和2描述本发明的电池监控装置10的一个实施例。图1是示出本发明的电池监控装置10的一个实施例的立体图。图2是电池监控装置10的电气框图。电池监控装置10是监控安装在车辆(未示出)上的电池组20的状态的装置。这样的车辆是通过来自电动机的驱动力行驶的混合动力汽车或电动汽车。电池组20将电力供给到安装于该车辆的电动机。
电池组20由串联连接的多个电池模块201至20n构成。多个电池模块201至20n由串联连接的多个电池220构成(参见图2)。虽然在本实施例中，将描述其中电池模块201至20n由多个电池220构成的实例，但是电池模块201至20n可以由一个电池220构成。
电池监控装置10是监控构成电池组20的电池模块201至20n的状态的装置，并且包括检测基板101至10n(检测器)，其对应于多个电池模块201至20n中的各个电池模块；和一个ECU基板120(监控器)。
多个检测基板101至10n与电池模块201至20n一一对应地设置，并且检测基板101至10n中的一个检测基板相对于电池模块201至20n中的一个电池模块安装。如图2所示，多个检测基板101至10n中的各个检测基板具有电压测量电路(检测电路)110、微型计算机(在下文中称为微机)111和无线电路112。
电压测量电路110测量构成电池模块201至20n的电池的电压。第一无线电路112具有调制/解调电路、天线(未示出)等，并且与稍后描述的ECU基板120和其它检测基板101至10n进行无线通信。微机111具有已知的CPU、ROM和RAM，并且控制电压测量电路110或第一无线电路112。
相对于多个检测基板101至10n设置一个ECU基板120。ECU基板120包括第二无线电路121和121以及ECU 123。
在本实施例中，设置了两个第二无线电路121和122。第二无线电路121和122均具有调制/解调电路、天线(未示出)等，并且均与检测基板101至10n进行无线通信。ECU 123具有已知的CPU、ROM和RAM，控制第二无线电路121、122，并且基于由检测基板101至10n测量的电压来监控电池组201至20n(异常检测处理、均等化处理等)。
接着，将简要描述具有上述配置的电池监控装置10的操作。首先，ECU 123对各个检测基板101至10n顺次地传送电压的测量值(状态数据)的命令信号(传送命令)。例如，将描述把传送命令传送到作为多个检测基板101至10n中的一个检测基板的检测基板101的情况。首先，ECU 123使用第二无线电路121将命令信号传送到检测基板101。
如果ECU 123的第二无线电路121与检测基板101不能直接互相通信，则ECU 123使用第二无线电路122将命令信号传送到检测基板101。如果ECU 123的第二无线电路122与检测基板101不能直接互相通信，则ECU 123通过作为其它检测基板102至10n中的一个检测基板的中继基板传送命令信号。
接着，下面将参考图3和图4描述在以上概略描述的电池监控装置的监控处理。首先，ECU 123对电池模块201至20n顺次进行电压测量处理。首先，将描述电池模块201的电压测量处理。
在电池模块201的电压测量处理中，ECU 123使用第二无线电路121传送命令信号，该命令信号命令将测量值传送到检测基板101(步骤S10)。如果第二无线电路121与检测基板101能够互相通信，则检测基板101从ECU基板120接收命令信号。
检测基板101的微机111当收到表示ECU基板120作为发送者并且其自身作为目的地的命令信号时(在步骤S201中是)，控制电压测量电路110测量对应的电池模块201的电池220的电压(步骤S202)。此外，检测基板101更新中继基板(步骤S203)。在步骤S203，检测基板101顺次将更新信号传送到其它检测基板102至10n。
其它检测基板102至10n之中的能够与检测基板101通信的检测基板收到上述更新信号。然后，其它检测基板102至10n的微机111在收到更新信号时(步骤S204中是)，在将回复信号传送到作为发送者的检测基板101之后返回步骤S201(步骤S205)。检测基板101当从其它检测基板102至10n收到回复信号时，将具有收到的回复信号之中的最高RSSI(收到信号强度)的检测基板102至10n更新为中继基板。检测基板101可以将从更新信号的传送到回复信号的接收中具有最小通信延迟的检测基板102至10n更新为中继基板。
其后，检测基板101将在步骤S202中测量的测量值和在步骤S203中更新的中继基板传送到ECU基板120(步骤S206)，并且然后返回步骤S201。当从检测基板101收到测量值和中继基板时(步骤S11中是)，ECU 123更新和存储在RAM(未示出)中存储的测量值和中继基板(步骤S12)，并且结束处理。
另一方面，如果第二无线电路121与检测基板101不能互相通信，则没有从检测基板101对命令信号的回复。因此，例如，如果即使在过去预定时间之后也不能从检测基板101收到测量值(步骤S11中否)，则ECU 123判定第二无线电路121与检测基板101不能互相通信。接着，ECU 123使用第二无线电路122将命令信号传送到检测基板101(步骤S13)。
检测基板101的微机111接收发送者是ECU基板120的命令信号(步骤S201中是)，并且然后相似地，前进到步骤S202至S204。由此，相似地将在步骤S202中测量的测量值和在步骤S203中更新的中继基板从检测基板101传送到ECU基板120。当经由第二无线电路122从检测基板101收到测量值和中继基板时(步骤S14)，ECU 123前进到步骤S12，更新和存储在RAM(未示出)中存储的测量值和中继基板，并且结束处理。
如果第二无线电路122与检测基板101不能互相通信，则没有从检测基板101对命令信号的回复。因此，如果即使在过去预定时间或重试传送超过预定次数之后也不能从检测基板101收到测量值(步骤S14中否)，则ECU 123判定第二无线电路122与检测基板101不能互相通信，前进到图4中的步骤S15。
在步骤S15中，ECU 123将指示命令信号的中继的中继信号传送到在RAM中存储的与检测基板101对应的中继基板(寻址到检测基板101)。如果ECU基板120与中继基板能够互相通信，则作为中继基板的检测基板102至10n的微机111接收中继信号(图4中的步骤S207)。作为中继基板的检测基板102至10n的微机111当收到目的地是其自身并且发送者是ECU基板120的ECU基板120的中继信号时(步骤S207中是)，将测量值的命令信号传送到检测基板101(步骤S208)。
如果中继基板与检测基板101能够互相通信，则检测基板101收到发送者是中继基板的命令信号。当收到发送者是中继基板的命令信号时(步骤S209中是)，检测基板101控制电压测量电路110以测量对应的电池模块201的电池电压(步骤S210)。其后，检测基板101将测量值传送到作为发送者的中继基板(步骤S211)。
当从检测基板101收到测量值时(步骤S212中是)，作为中继基板的检测基板102至10n的微机111将收到的测量值传送到ECU基板120(步骤S213)。当从中继基板收到测量值时(步骤S16)，ECU 123更新和存储在RAM(未示出)中存储的测量值(步骤S17)。如果不能在传送中继信号之后收到测量值(步骤S16中否)，则ECU 123立即结束处理。
其后，ECU 123执行电池模块202至20n的电压测量处理。在ECU 123仅将命令信号的目的地分别设定为检测基板102至10n的情况下，电池模块202至20n的电压测量处理与上述电池模块201的电压测量是相似的，从而在这里省略详细描述。
根据上述实施例，中继基板的第一无线电路112接收从其它检测基板101至10n无线传送的测量值，并且将从其他检测基板101至10n接收的测量值传送到ECU基板120。从而，即使任意ECU基板120与任意检测基板101至10n不能直接通信，也能够经由中继基板进行通信，从而提高通信质量、通信稳定性和通信可靠性。
此外，根据上述实施例，ECU基板120将测量值的传送命令无线传送到多个检测基板101至10n中的一个检测基板，并且例如，当作为传送的结果而不能与检测基板101直接通信时，检测基板101将检测基板101的状态数据的传送命令传送到要中继于检测基板101的中继基板。从而，如果能够直接通信，则ECU基板120与检测基板101至10n能够直接通信。并且，如果不能直接通信，则ECU基板120与检测基板101至10n能够经由中继基板通信。
此外，根据上述实施例，ECU基板120包括多个第二无线电路121和122。从而，检测基板101至10n如果不能使用多个第二无线电路121和122中的一个第二无线电路进行通信，则能够使用另一个第二无线电路进行通信。
第二实施例
接着，将描述第二实施例的电池监控装置10。主要不同之处在于，在第二实施例中，检测基板101至10n可以判定是否与ECU基板120直接通信并且指示中继，而在第一实施例中，ECU 123指示中继。能够通过当从检测基板101至10n传送测量值时是否能够从ECU基板120收到接收完成通知(ACK)而判断是否能够进行直接通信的实例。
下面将参考图5中的流程图描述在以上概略描述的第二实施例中的电池监控装置10的监控过程。注意，在图5中，利用相同的参考标号表示与在第一实施例中已经描述的图3和4的流程图中的部分相同的部分，并且将省略其详细描述。
首先，ECU 123顺次执行电池模块201至20n的电压测量处理。首先，将描述电池模块201的电压测量处理。在电池模块201的电压测量处理中，ECU 123进行步骤S10至S14，如在第一实施例中一样。在第二实施例中，如果在步骤S14中未收到测量值(步骤S14中否)，则ECU 123在不传送中继信号的情况下立即结束处理。并且，在收到测量值时(步骤S11中是或步骤S14中是)，ECU 123传送接收完成通知(ACK)(步骤S15)。
与第一实施例相似地，在进行步骤S201至S203以及S206之后，检测基板101的微机111判定是否已经收到ACK(步骤S214)。如果收到ACK(步骤S214中是)，则微机111前进到步骤S201。
如果即使在过去预定时间以上或重试传送预定次数以上也未收到ACK(步骤S214中否)，则微机111在将步骤S202中测量的测量值和中继命令传送到在步骤S203中更新的中继基板之后(步骤S215)，返回步骤S201。
当收到中继命令时(步骤S216)，微机111在将根据中继命令而传送的测量值传送到ECU基板120之后，返回S201(步骤S217)。
注意，根据上述实施例，通信的优先级按如下顺序：使用第二无线电路121的直接通信、使用第二无线电路122的直接通信和中继通信。然而，通信的优先级不限于此，并且可以按此顺序进行中继通信和直接通信。
此外，根据上述实施例，虽然ECU基板120包括两个第二无线电路121、122，但是不限于此。ECU基板120的第二无线电路的数量可以是一个或三个以上。
此外，根据上述实施例，在检测基板101至10n互相通信之后，基于其RSSI和通信延迟确定中继基板，但是不限于此。例如，可以将中继基板预先确定为相邻的检测基板101至10n。
此外，根据上述实施例，检测基板101至10n在收到命令信号时更新中继基板，但是不限于此。检测基板101至10n可以在与收到命令信号不同的时间更新中继基板。
此外，根据上述实施例，虽然已经描述了作为多个检测基板101至10n中的一个检测基板的检测基板101的传送命令，但是这也适用于检测基板102至10n的情况。
此外，根据上述实施例，虽然已经示出了将具有最高RSSI的检测基板102至10n更新为中继基板的实例，但是可以优先选择和使用具有较高RSSI的第二无线电路121、122。
此外，根据上述实施例，虽然ECU基板120或测量值的传送命令被发送到的检测基板101至10n指示中继，但是本发明不限于此。中继基板可以指示中继。当检测基板101至10n与ECU基板120不能直接互相通信时，即使从检测基板101至10n传送数据，也不能收到应该从ECU基板120返回的ACK。中继基板可以检测到检测基板101至10n不能从ECU基板120收到ACK，指示向检测基板101至10n的数据传送命令，允许数据的传送，并且将数据从基板传送到ECU基板120。
此外，根据上述实施例，虽然已经从ECU基板120传送了传送命令的检测基板101至10n传送测量值，但是不限于此。可以以预定的时间间隔将测量值从检测基板101至10n传送到ECU基板120。
此外，本发明不限于以上实施例。即，能够在不背离本发明的主旨的范围内进行各种变形。

Claims (5)

1.一种电池监控装置，包括：
多个检测器，该多个检测器与构成电池组的多个电池模块中的各个电池模块对应地设置，该多个检测器中的每个检测器均包括检测电路和第一无线电路，所述检测电路用于检测对应的所述电池模块的状态数据，所述第一无线电路用于无线传送检测到的所述状态数据；以及
监控器，该监控器包括第二无线电路，该第二无线电路被配置为接收从所述多个检测器传送的所述状态数据，其中，
所述第一无线电路接收从其它检测器无线传送的所述状态数据，并且将接收到的所述其它检测器的所述状态数据无线传送到所述第二无线电路，
其中，所述多个检测器的每个检测器被配置为：
经由所述第一无线电路将更新信号传送到所述其它检测器并接收回复信号，
将接收到的所述回复信号之中的具有最高收到信号强度或最小通信延迟的检测器更新为中继检测器，并且
经由所述第一无线电路将更新的所述中继检测器传送到所述监控器，
所述监控器被配置为接收并存储更新的所述中继检测器。
2.根据权利要求1所述的电池监控装置，其中，
所述监控器与不能和所述监控器直接通信的所述检测器经由中继检测器通信，所述中继检测器是设定为所述检测器的中继的检测器。
3.根据权利要求2所述的电池监控装置，其中，
所述监控器将所述状态数据的传送命令无线传送到所述多个检测器中的一个检测器，并且当作为传送的结果而不能与所述一个检测器直接通信时，所述监控器将所述一个检测器的所述状态数据的传送命令传送到所述中继检测器，所述中继检测器是设定为所述检测器的中继的检测器。
4.根据权利要求1至3的任意一项所述的电池监控装置，其中，
所述监控器包括多个所述第二无线电路。
5.根据权利要求4所述的电池监控装置，其中，
当不能使用多个所述第二无线电路中的一个第二无线电路与所述检测器通信时，所述监控器切换所述第二无线电路以与所述检测器通信。
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