JP2008099482A

JP2008099482A - 組電池ブロックならびに電池パックシステムおよびそのアドレス設定方法

Info

Publication number: JP2008099482A
Application number: JP2006280055A
Authority: JP
Inventors: Mutsuhiko Takeda; 睦彦武田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-10-13
Filing date: 2006-10-13
Publication date: 2008-04-24

Abstract

【課題】スレーブＥＣＵが計測した電池電圧をシードとする乱数発生プログラムにより乱数を発生させ、その値を仮アドレスとするため、異なるスレーブＥＣＵが同一の仮アドレスを生成する可能性があり、アドレス設定に失敗する場合がある。また、前記各スレーブＥＣＵがマスタＥＣＵにアドレス申請を行うタイミングが、仮アドレス値から算出した時間経過後に実施するため、設定完了までに時間がかかる。
【解決手段】スレーブＥＣＵが外部記憶部に記憶されている固有の値を仮アドレスとしてマスタＥＣＵにアドレス申請を行い、先着順で本アドレスを取得することにより、短時間で失敗することなく自動的にアドレス割り振り処理を行うことができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の好適な構成を持つ組電池ブロックからなる電池パックシステムに関し、さらにその組電池ブロックのＥＣＵのアドレス設定方法に関する。

複数の組電池ブロックを組み合わせて、電池パックシステムを構成した場合、それぞれの組電池ブロックの動作状況を管理するには、それぞれの組電池ブロックにアドレスを設定する必要がある。

従来の組電池ブロックのアドレス設定方法には、例えば、電池パックを構成する組電池ブロック数に対応できるビット数分の端子を電池制御装置（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ，以下、ＥＣＵ）に設け、その接続形式をＥＣＵごとに異なるものにすることにより、予め決められた定義に従って各ＥＣＵが自己のアドレスを自動的に設定する方法が提案されている（特許文献１参照）。

また、各スレーブＥＣＵが計測した電池電圧値から仮アドレスを生成し、マスタＥＣＵからのアドレス設定要求に応じて、前記各スレーブＥＣＵが仮アドレスから生成した時間経過後に、前記マスタＥＣＵにアドレス申請を行うことでアドレスを自動的に割り振る方法が提案されている（特許文献２参照）。
特開２００３−２０９９３２号公報特許第３５８１８２５号公報

しかしながら、特許文献１記載のように新たにアドレス端子を設ける技術では、端子を加えることにより、基板のコスト、面積が共に増加する。また、使用現場の接続設定が煩雑となり、交換作業等で接続ミスを犯す可能性が高くなるという課題があった。

また、特許文献２記載の組電池ブロックのアドレス設定方法では、ＥＣＵが計測した電池電圧をシードとする乱数発生プログラムにより乱数を発生させ、その値を仮アドレスとするため、異なるスレーブＥＣＵが同一の仮アドレスを生成する可能性があり、アドレス設定に失敗する場合があるという課題を有していた。また、前記各スレーブＥＣＵがマスタＥＣＵにアドレス申請を行うタイミングが、仮アドレス値から算出した時間経過後に実施するため、設定完了までに時間がかかるという課題も有していた。

本発明は、これらの課題を解決し、簡便な構成を持ち、アドレス設定の容易な電池パックシステムを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の組電池ブロックは、複数個並列または直列に接続された蓄電池と、前記蓄電池の状態量を検出する検出回路および読み書き可能な外部記憶部を内蔵し、前記検出回路の検出結果を基に動作状況を管理するＥＣＵとからなる組電池ブロックであって、前記ＥＣＵには、外部装置用通信信号線で外部装置と接続された場合に、自らをマスタＥＣＵと認識し、外部装置と接続されず、バス通信信号線でマスタＥＣＵと接続された場合には、自らをスレーブＥＣＵと認識する機能を持つものである。

また、本発明の電池パックシステムは、外部装置と、前記外部装置に接続された、マス
タＥＣＵを有した組電池ブロックと、前記マスタＥＣＵに、バス通信信号線で接続され、かつ外部装置と接続されていない、一つまたは複数のスレーブＥＣＵを有した組電池ブロックからなる電池パックシステムであって、これらの組電池ブロックがすべて、前述の本発明の組電池ブロックであるものである。

同一な組電池ブロックを用いることにより、新規購入の際の供給のみでなく、メンテナンス時の予備組電池ブロックとしても、別に用意する必要が無く、コスト、手間などが省ける。さらに、マスタ用とスレーブ用とを取り違えるミスなども防ぐことができる。

また、本発明の電池パックシステムのアドレス設定方法は、外部装置と、前記外部装置に接続された、前述の本発明の組電池ブロックと、前記組電池ブロックに、バス通信信号線で接続され、かつ外部装置と接続されていない、他の一つまたはいくつかの本発明の組電池ブロックからなる電池パックシステムのアドレス設定方法であって、前記外部装置に接続された組電池ブロックのＥＣＵをマスタＥＣＵと認識させ、他の組電池ブロックのＥＣＵをスレーブＥＣＵと認識させるステップと、前記マスタＥＣＵがアドレス設定要求を発行して送信し、前記スレーブＥＣＵがアドレス設定モードに移行するステップと、前記マスタＥＣＵは、前記スレーブＥＣＵに対してアドレス公募要求送信を行い、スレーブＥＣＵから応答があった時は、最初に応答したスレーブＥＣＵに対してのみ本アドレス付与要求送信を行い、その後の応答は無視して、次のアドレス公募要求送信を行い、応答がなかった時は、アドレス設定処理を終了し、同時に、前記スレーブＥＣＵは、前記アドレス設定モード中に前記マスタＥＣＵからアドレス公募要求が出されたとき、前記スレーブＥＣＵが前記外部記憶部に記憶されている固有の値を仮アドレスとして前記マスタＥＣＵにアドレス取得要求送信を行い、前記マスタＥＣＵから、本アドレス付与要求送信を受信した場合は、自己のアドレスを仮アドレスから本アドレスに変更して確定させ、アドレス設定モードを終了させ、受信しなかった場合は、そのまま、次のアドレス公募要求送信を待つステップを少なくとも有するものである。

本発明のアドレス設定方法を用いることによって、同一仮アドレスの発生によるアドレスの割り振り失敗がなくなり、かつ無駄な待機時間が生じることなく最短時間で組電池ブロックへのアドレス設定が可能となる。

本発明によると、仮アドレスが一意であるため、アドレス申請の際、同一の仮アドレス使用によるアドレス設定の失敗が発生せず、また、先着順でアドレス申請を行うため、無駄な待機時間が生じず最短時間でアドレス設定ができる組電池ブロックのアドレス設定方法を得ることができる。

以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施形態における電池パックシステムの構成図である。前記電池パックシステムを構成する複数個の組電池ブロック１０は、複数の二次電池６を直列接続した電池モジュール７と、スレーブＥＣＵ８もしくはマスタＥＣＵ９で構成される。前記ＥＣＵは電池モジュール７の電圧を計測する電圧検出回路５、バス通信を行うバス通信インターフェース１、外部装置との通信を行い外部装置用通信インターフェース４、及び外部記憶部３とこれらを制御する制御手段２で構成される。すべての組電池ブロック１０はバス通信信号線１１で接続されており、内１個の組電池ブロック１０のみ外部装置１３と外部装置用通信信号線１２で接続される。

なお、図１においては、電源ラインについては、図示と説明を省略している。

また図２は本発明の実施形態における組電池ブロックのアドレス設定方法を示すフローチャート図である。図２において、（Ａ）はマスタＥＣＵ９の処理動作フローチャート、図２（Ｂ）はスレーブＥＣＵ８の処理動作フローチャートである。

図２を用いて、本実施形態におけるスレーブＥＣＵ８のアドレス設定方法を詳細に説明する。初めに、外部装置１３との間の通信手段により接続したＥＣＵは、自らをマスタＥＣＵと認識し、外部記憶部３にマスタアドレスである値（ここでは仮に１とする）を記憶して自己アドレスとする。前記マスタＥＣＵ９は、スレーブＥＣＵアドレスの設定または再設定が必要と判断した場合に、バス通信ライン１１により、全てのスレーブＥＣＵ８に対してアドレス設定の要求コマンドを送信、またはアドレス再設定の要求コマンドを発行し送信する（ステップ２０）。

なお、ここでは、アドレス設定の場合について説明するが、アドレス再設定が必要な場合もこれと同様に行うものである。

スレーブＥＣＵ８は、アドレス設定要求コマンドを受信すると、コマンドの受信処理を行い、アドレス設定モードに移行する（ステップ３０）。

次いで、マスタＥＣＵ９はスレーブＥＣＵ８に対しアドレス公募要求コマンドを発行し送信する（ステップ２１）。

スレーブＥＣＵ８はアドレス公募要求コマンドを受信すると、自己の外部記憶部に記憶されている固有の値（ここでは製造番号とする）を自己の仮アドレスとし、マスタＥＣＵ９に対しアドレス取得要求コマンドを発行し、送信データに前記仮アドレスを付与して送信する（ステップ３１）。このとき、通信プロトコルの調停機能を使用することで、２つ以上のスレーブＥＣＵ８がまったく同じタイミングで送信を開始したとしても、通信データに付与した仮アドレスの値が小さい方の通信が優先される。そして、前記優先された通信データの送信が完了し次第、それ以外の通信データが順次送信される。そのため、通信バス上で通信データの衝突が発生することはなく、各スレーブＥＣＵ８は、自らのアドレス取得要求コマンドを発行し終わった時点で、他のスレーブＥＣＵ８の通信状態を考慮することなく、即マスタＥＣＵ９に対し送信を行うことができる。

従来手法では、仮アドレス値から算出した時間経過後にアドレス取得要求コマンドを送信するので、全てのスレーブＥＣＵ８が送信待ちになる状態が必ず発生する。このため、アドレス設定完了までに無駄な時間が生じてしまう。

マスタＥＣＵ９はアドレス取得要求コマンドを受信したら、最初に受信した通信データに付与された仮アドレスのスレーブＥＣＵ８に対してのみ、本アドレス付与要求コマンドを発行して送信し（ステップ２３）、以降に受信したデータは全て破棄する。ここで本アドレス値は１〜Ｎ（Ｎは予め定めた上限値で、ここでは仮に２５４）を順に使用する。

ステップ３１においてアドレス取得要求コマンドを発行したスレーブＥＣＵ８は、本アドレス付与要求コマンドを受信すると（ステップ３２）、自己のアドレスを仮アドレスから本アドレスに変更して確定させ（ステップ３３）、アドレス取得設定を終了する。ステップ３１にて、最初にコマンドを送信できなかったスレーブＥＣＵ８は、ステップ３２にてアドレスを付与されないので、再びステップ３１に戻り、マスタＥＣＵ９からのアドレス公募要求コマンドを待つ。

ステップ２３にて、本アドレス付与要求コマンドを発行、送信したマスタＥＣＵ９は、
再び次のアドレス公募要求コマンドを発行、送信する（ステップ２１）。

送信したアドレス公募要求コマンドに対し、スレーブＥＣＵ８からの応答がない場合は、全てのスレーブＥＣＵ８に対してのアドレス設定が完了したと判断し、アドレス設定処理を終了する（ステップ２２）。

従来手法では、計測した電池電圧をシードとする乱数発生プログラムにより乱数を発生させ、その値を仮アドレスとするため、異なるスレーブＥＣＵに同一の仮アドレスが設定される可能性がある。この場合、同一の仮アドレスを有する一方のスレーブＥＣＵがマスタＥＣＵにアドレス取得要求コマンドを送信し、その要求に対しマスタＥＣＵが本アドレス付与要求を該スレーブＥＣＵに対して送信したとしても、同一の仮アドレスを有するもう一方のスレーブＥＣＵも自分宛に送信されたものと誤認し、同一の本アドレスが複数のスレーブＥＣＵに付与される可能性がある。このような状況になった場合は、最後までアドレス割り振り処理をした後に、予め設定されたスレーブＥＣＵの個数と、付与した本アドレスの個数が一致しないため、最初からアドレス割り振り処理をやり直すことになる。

しかし本発明では外部記憶部に記憶されている固有の値を使用するため、同一の仮アドレスが設定されることはなく、また同一の本アドレスが複数のスレーブＥＣＵに付与されることも絶対にない。

さらに、従来手法ではアドレス割り振り処理の失敗を判断する必要があるために、予め設定された個数のスレーブＥＣＵにしか対応できないが、本発明では、失敗することがないため、スレーブＥＣＵ８からのアドレス取得要求コマンドがない時点でアドレス割り振り完了と判断でき、任意の個数のスレーブＥＣＵ８に対して、自動的にアドレス割り振り処理を行うことができる。

なお、固有の値として「製造番号」を用いたが、固有の値を表すものであれば同様の効果を得ることができる。

本発明にかかる組電池ブロックを使用した電池パックシステムは、失敗なく短時間でアドレス設定が可能となるので、メンテナンスが必要な電池パックシステムを使用しているハイブリッド車や大型機器の電源バックアップ用の無停電電源装置等に対して有用である。

本発明の一実施例における組電池ブロックの構成図（Ａ）本発明のマスタＥＣＵの処理動作フローチャート、（Ｂ）本発明のスレーブＥＣＵの処理動作フローチャート

符号の説明

１バス通信インターフェース
２制御手段
３外部記憶部
４外部装置用通信インターフェース
５電圧検出回路
６二次電池
７電池モジュール
８スレーブＥＣＵ
９マスタＥＣＵ
１０組電池ブロック
１１バス通信信号線
１２外部装置用通信信号線
１３外部装置

Claims

複数個並列または直列に接続された蓄電池と、
前記蓄電池の状態量を検出する検出回路および読み書き可能な外部記憶部を内蔵し、
前記検出回路の検出結果を基に動作状況を管理するＥＣＵとからなる組電池ブロックであって、
前記ＥＣＵには、外部装置用通信信号線で外部装置と接続された場合に、自らをマスタＥＣＵと認識し、外部装置と接続されず、バス通信信号線でマスタＥＣＵと接続された場合には、自らをスレーブＥＣＵと認識する機能を持つ組電池ブロック。
外部装置と、前記外部装置に接続された、マスタＥＣＵを有した組電池ブロックと、前記マスタＥＣＵに、バス通信信号線で接続され、かつ外部装置と接続されていない、一つまたは複数のスレーブＥＣＵを有した組電池ブロックからなる電池パックシステムであって、
前記マスタＥＣＵを有した組電池ブロックおよび前記スレーブＥＣＵを有した組電池ブロックが共に請求項１記載の組電池ブロックであることを特徴とする電池パックシステム。
外部装置と、前記外部装置に接続された、請求項１記載の組電池ブロックと、前記組電池ブロックに、バス通信信号線で接続され、かつ外部装置と接続されていない、他の請求項１記載の組電池ブロックからなる電池パックシステムのアドレス設定方法であって、
前記外部装置に接続された組電池ブロックのＥＣＵをマスタＥＣＵと認識させ、他の組電池ブロックのＥＣＵをスレーブＥＣＵと認識させるステップと、
前記マスタＥＣＵがアドレス設定要求を発行して送信し、前記スレーブＥＣＵがアドレス設定モードに移行するステップと、
前記マスタＥＣＵは、前記スレーブＥＣＵに対してアドレス公募要求送信を行い、スレーブＥＣＵから応答があった時は、最初に応答したスレーブＥＣＵに対してのみ本アドレス付与要求送信を行い、その後の応答は無視して、次のアドレス公募要求送信を行い、応答がなかった時は、アドレス設定処理を終了し、
同時に、前記スレーブＥＣＵは、前記アドレス設定モード中に前記マスタＥＣＵからアドレス公募要求が出されたとき、前記スレーブＥＣＵが前記外部記憶部に記憶されている固有の値を仮アドレスとして前記マスタＥＣＵにアドレス取得要求送信を行い、前記マスタＥＣＵから、本アドレス付与要求送信を受信した場合は、自己のアドレスを仮アドレスから本アドレスに変更して確定させ、アドレス設定モードを終了させ、受信しなかった場合は、そのまま、次のアドレス公募要求送信を待つステップを少なくとも有する電池パックシステムのアドレス設定方法。