JP2011191075A - 管理システム、管理装置及び管理ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】複数の管理ユニットを接続して開発コストの増大を抑えた管理システム、管理装置及び管理ユニットを提供することを目的とする。
【解決手段】それぞれ電池セル１１，１２を監視し、これらの状態を管理する管理装置３１，３２を有する蓄電ユニットＡ１，Ａ２を備え、管理装置３１，３２の何れか一つはマスター管理装置３１として機能し、マスター管理装置３１には、全蓄電ユニットＡ１，Ａ２の電池セル１１，１２の測定データや状態情報が記録されるように構成する。そして、記録した状態情報に基づいてマスター管理装置３１が電池セル１１，１２が正常に稼働しているか否かを判定し、その結果をアライブ情報又はエラー情報として上位管理システムＢに送信するように構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、管理システム、管理装置及び管理ユニットに関し、特に、リチウムイオン電池等の二次電池を公衆回線を介して上位管理システムで監視する場合に適用して有用なものである。

リチウムイオン電池に代表される二次電池は、様々な産業分野で使用されてきている。最近では、電気自動車用として、さらには家庭用として大型で大容量の二次電池が広く用いられるようになってきている。そのような二次電池の大容量化に伴い、二次電池を複数個直列に接続して二次電池の監視を行う蓄電ユニットが構成され、尚且つそれら蓄電ユニットを複数個並列に接続することで大容量の蓄電池システムが構成されている。

このため、大容量の蓄電池システムを複数の蓄電ユニット各々を管理する電池管理装置も複数個必要となる。さらに、大容量の蓄電池システムの場合はこれら複数の電池管理装置に対応可能な多機能な上位の管理制御装置（上位管理システム）が必要とされる。

なお、蓄電池システムに関しては、特許文献１及び特許文献２に開示される技術がある。特許文献１に係る技術は、直列接続された多数の蓄電セルを複数のグループに分けて各グループでそれぞれ状態検出を行うものである。特許文献２に係る技術は、充放電状態の検出や、充放電制御を行う回路を有する電池パックの複数個を直列接続して構成される装置に関し、複数の電池パックのうちの一つをマスタ電池パック、残りをスレーブ電池パックとするものである。

特開２００９−１６８７２０号公報 特開２０００−２９４２９８号公報

蓄電ユニットを複数並列に接続して大容量の蓄電システムを構築する場合、上位管理システムは、複数の蓄電ユニットにおける電池管理装置のそれぞれとのデータの送受信のタイミング制御やどの電池管理装置から送信されたデータであるかを把握するなど、複数の電池管理装置とのアクセスを前提とした様々な機能を有する必要がある。このため、上位管理システムにおける複数の電池管理装置とのアクセス管理・制御は複雑化するため、このようなアクセス管理・制御を実現できる上位管理システムの開発には多大な費用や時間が必要となる。

また、上位管理システムが全ての蓄電ユニットから必要なデータを入手するために全ての電池管理装置と通信を行う必要があり、電池管理装置が多数存在すると、それぞれの電池管理装置と通信可能な状態になるまで相当の時間を要し、通信状態が良好でない場合は特に顕著となる。

以上のように、複数の蓄電ユニットで構築される大容量の蓄電池システムは、上位管理システムが介在して全体の測定データを監視しながら複数の蓄電ユニット各々の状態を把握し、それを制御する必要がある。そのため、測定データを収集したり、収集した測定データを元に複数の蓄電ユニットの電池管理装置各々に対する制御指示を行うなどの機能を有する上位管理システムが必要とされるが、多数の電池管理装置とのアクセスが必要となるため、その制御が複雑になってしまう。このため、多数の電池管理装置を管理・制御できるような上位管理システムの開発及び周辺機器等の開発の必要性が生じ、そのための開発コストが発生することとなる。さらに、多数の電池管理装置全てへのアクセスに長時間かかることが懸念される。

前述の特許文献１及び特許文献２は、多数の電池管理装置を有することに起因する上述したような問題の認識及びその問題を解決することについて開示するものではない。

このような問題は、二次電池を備える蓄電ユニットを複数備えた大容量の蓄電池システムに限らず、種々の監視対象物を備える管理ユニットを複数備え、これらの複数の管理ユニットを上位管理システムで監視・管理する管理システムを構築する場合にも同様に存在する。

本発明は、このような事情に鑑み、複数の管理ユニットを接続して、開発コストの増大を抑えた管理システム、管理装置及び管理ユニットを提供することを目的とする。

上記目的を達成するための第１の態様は、監視対象物を監視する管理ユニットを複数備える管理システムであって、前記管理ユニットの各々は、前記監視対象物と、前記監視対象物に対応して設けられ当該監視対象物の物理量を測定する監視装置と、前記監視装置に対応して設けられ前記監視装置から前記物理量を表す測定データを取得すると共に当該測定データと所定の判定基準との比較により前記監視対象物が正常であるか否かを表す状態情報を生成し、当該測定データ及び当該状態情報を記憶手段に記録する管理装置とを備え、前記各管理ユニットの管理装置は、他の管理ユニットの管理装置とデータの送受信を行うローカル通信手段を備え、当該ローカル通信手段を介して前記記憶手段に記録された前記測定データ及び前記状態情報を他の管理装置に送信すると共に他の管理装置から受信した前記測定データ及び前記状態情報を前記記憶手段に記録し、前記複数の管理ユニットの管理装置のうちの何れか一つはマスター管理装置として機能し、前記マスター管理装置は、当該マスター管理装置の記憶手段に記録した前記状態情報のいずれもが正常である旨を表す場合にはアライブ情報を、当該マスター管理装置のメイン通信手段を用いて前記監視対象物の集中管理を行う上位管理システムに送信し、前記状態情報の何れかが正常でない旨を表す場合には当該状態情報に対応する監視対象物が異常である旨を表すエラー情報を、前記メイン通信手段を用いて前記上位管理システムに送信することを特徴とする管理システムにある。

かかる第１の態様では、複数の管理装置のうちマスター機能を発揮する管理装置（マスター管理装置）には、全管理ユニットにおける監視対象物に係る測定データや状態情報が集中的に管理される。マスター管理装置は、それらの測定データや状態情報に基づき、全管理ユニットにおける監視対象物が正常に稼働しているか否かを判定し、その結果をアライブ情報ないしはエラー情報として上位管理システムに送信する。これにより、監視対象物が正常に稼働しているか否かを上位管理システムで把握すると共に、異常が生じた場合には迅速に異常が生じた旨を管理者等に通知することができる。

また、上位管理システムとの通信を行うのはマスター管理装置のみであるので、上位管理システムは一つの管理装置との間でアクセス管理・制御をすればよい。これにより、上位管理システムのアクセス管理・制御の開発に係る費用や時間を大幅に低減することができる。

本発明の第２の態様は、第１の態様に記載する管理システムにおいて、前記各管理ユニットの管理装置であって前記メイン通信手段が設けられたものの何れか一つが前記マスター管理装置として機能するように構成されていることを特徴とする管理システムにある。

かかる第２の態様では、マスター管理装置とその他の管理装置との相違は、メイン通信手段の有無及びマスター機能を発揮するか否かであるので、管理装置自体やメイン通信手段自体は、同様の回路・構成でよい。すなわち、マスター機能を発揮する専用の管理装置やスレーブとして機能する管理装置のそれぞれを別々に製造する必要が無い。このため、歩留まりを向上することができ、また開発に係る時間やコストを低減することが期待できる。このため、本発明に係る管理装置は、量産化に好適であり、当該管理装置を備える管理システム全体の製造の効率化に寄与する。

本発明の第３の態様は、第１又は第２の態様に記載する管理システムにおいて、前記マスター管理装置は、前記上位管理システムからの要求に応じて前記記憶手段に記録した前記測定データを送信することを特徴とする管理システムにある。

かかる第３の態様では、上位管理システムでは、測定データを必要とする際に、即座に監視対象物の測定データを得ることができる。

本発明の第４の態様は、第１〜第３の何れか一つの態様に記載する管理システムにおいて、前記上位管理システムをさらに備え、当該上位管理システムは、前記マスター管理装置から受信した前記状態情報に基づいて予め定められた所定の処理を行うことを特徴とする管理システムにある。

かかる第４の態様では、上位管理システムで全管理ユニットの監視対象物の状態を集中的に管理することができる。

本発明の第５の態様は、第１〜第４の何れか一つの態様に記載する管理システムにおいて、前記監視対象物の監視に関する情報を管理する管轄管理端末を備え、前記上位管理システムは、前記エラー情報の内容を前記管轄管理端末に対して送信する処理を前記所定の処理として実行することを特徴とする管理システムにある。

かかる第５の態様では、監視対象物に異常があったことを迅速に管轄管理端末に通知することができる。

本発明の第６の態様は、第１〜第５の何れか一つの態様に記載する管理システムにおいて、前記監視対象物は電池セルであり、前記物理量は少なくとも前記電池セルの電圧、電流、温度の何れか１つを含むことを特徴とする管理システムにある。

かかる第６の態様では、一般に監視対象物である電池セルの数が多いシステムに適用しているので、上位管理システムとの間の通信の合理化の効果を顕著に享受し得る。

本発明の第７の態様は、監視対象物の物理量を測定する監視装置から当該物理量を表す測定データを取得し、前記測定データと所定の判定基準との比較により監視対象物の状態を表す状態情報を生成し、前記測定データ及び前記状態情報を記憶手段に記録する管理装置であって、他の管理装置とデータの送受信が可能なローカル通信手段を介して、前記記憶手段に記録された前記測定データ及び前記状態情報を他の管理装置に送信すると共に他の管理装置から受信した前記測定データ及び前記状態情報を前記記憶手段に記録し、マスター管理装置として機能する場合には、前記記憶手段に記録された前記状態情報のいずれもが正常である旨を表す場合にはアライブ情報を、外部への送信が可能なメイン通信手段を用いて前記監視対象物の集中管理を行う上位管理システムに送信し、前記状態情報の何れかが正常でない旨を表す場合には当該状態情報に対応する監視対象物が異常である旨を表すエラー情報を、前記メイン通信手段を用いて前記上位管理システムに送信することを特徴とする管理装置にある。

かかる第７の態様では、上位管理システムとの通信を行うのはマスター管理装置のみであるので、上位管理システムは一つの管理装置との間でアクセス管理・制御をすればよく、上位管理システムのアクセス管理・制御の開発に係る費用や時間を大幅に低減することができる。また、マスター機能を発揮する専用の管理装置、スレーブとして機能する管理装置を別に製造する必要が無いため、低コストで歩留まりが向上した管理装置を製造することができる。

本発明の第８の態様は、第７の態様に記載する管理装置において、前記メイン通信手段を有しているか否かを確認する機能を有し、当該機能を実行した結果、前記メイン通信手段を有していることが確認された場合には前記マスター管理装置として前記上位管理システムとの通信を行うことを特徴とする管理装置にある。

かかる第８の態様では、メイン通信手段を有しているか否かを自分自身で確認してマスターなのかスレーブなのかを自己認識することができるので、複数の管理装置のうちのいずれをマスターにすべきかについて外部から指定する必要性が低減でき、使い勝手のよい管理装置を提供することができる。

本発明の第９の態様は、第８の態様に記載する管理装置において、前記メイン通信手段は管理装置の本体部に対して着脱可能であることを特徴とする。

かかる第９の態様では、メイン通信手段が管理装置の本体部に対して着脱可能としているため、メイン通信手段を除いた本体部を量産することよる製造コストの低減や、仮にメイン通信手段に何らかの障害が生じたとしてもメイン通信手段を容易に交換できる等の自由度の向上が望める。

本発明の第１０の態様は、第７〜第９の何れか一つの態様に記載する管理装置と、前記監視対象物と、前記監視装置とを備えることを特徴とする管理ユニットにある。

かかる第１０の態様では、マスター機能を発揮する専用の管理装置を備えた管理ユニット、スレーブとして機能する管理装置を備えた管理ユニットを別に製造する必要が無いため、低コストで歩留まりが向上した管理ユニットを製造することができる。

本発明によれば、複数の管理ユニットを接続して低コストで製造することができる管理システム並びに当該管理システムを低コストで製造することができる管理装置及び管理ユニットが提供される。

実施形態に係る管理システムの構成図である。 実施形態に係る管理装置の回路構成図である。 実施形態に係る管理装置の動作のフロー図である。 実施形態に係る上位管理システムの動作のフロー図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。本形態は監視対象物を二次電池の電池セルとする電池セルの管理システムである。ただし、本発明は監視対象物を二次電池の電池セルに限定するものではない。

本発明の管理システムは複数の蓄電ユニットを備えて構成されるものである。本実施形態においては、説明が複雑になることを避けるべく、図１に示すように、本形態に係る電池セルの管理システム１としては、２つの蓄電ユニット（管理ユニットの一例である。）Ａ１，Ａ２と、上位管理システムＢとを備えているものとして説明する。

蓄電ユニットＡ１（Ａ２）は、複数個が直列に接続されて組電池を構成する監視対象物である電池セル１１（１２）、電池セル１１（１２）のそれぞれに対応して設けられ監視対象である物理量（セル電圧、セル電流、セル温度等）を測定する監視装置２１（２２）及び管理装置３１（３２）を有している。２つの蓄電ユニットＡ１，Ａ２は、それぞれの電池セル１１，１２が並列となるように接続され、その電力が外部の負荷に供給されるように構成されている。

図２は管理装置の回路構成図である。図２において、管理装置３１（３２）は、制御部３５、記憶手段の一例である読み出し及び書き込みの可能なメモリ３６、ローカル通信手段の一例であるＣＡＮ（Controller Area Network）通信部３７、通信モジュール４１とのインタフェースをとるためのインタフェース部３８、各種プログラムなどを格納するための読み出し専用のメモリ（ＲＯＭ）３９とを備えている。制御部３５は、管理装置３１（３２）での各種の処理を実行する主体であり、例えば中央処理装置（ＣＰＵ）で構成され、ＲＯＭ３９に書き込まれたプログラムを読み出して処理を実行することで、メモリ３６、ＣＡＮ通信部３７、インタフェース部３８の各々に対する各種制御や、監視装置２１（２２）や電磁遮断器８１（８２）（図１参照）の動作制御等、管理装置を構成する各回路部の制御全般を行う。特に、制御部３５は、状態情報生成のプログラムや状態情報の異常有無判定のプログラムをＲＯＭ３９から読み出して実行することで、後述するような状態情報の生成やメモリ３６に記録された状態情報に基づく異常有無の判定等を行うものである。管理装置３１（３２）のそれぞれのＣＡＮ通信部３７は、通信ケーブル４２を介して互いにデータの送受信が可能になっている。

管理装置３１（３２）は、制御部３５を介して監視装置２１（２２）が測定した電池セルの物理量を表す測定データを取得してメモリ３６に記録（格納）する。メモリ３６に格納されている測定データはそのまま保持され、次の測定が実施されて新たな測定データが書き込まれる際に上書きされて消されるものとしてもよいし、メモリ３６における測定データを記憶しておくための領域（容量）に余裕があれば新たな測定データとともにメモリ３６に残すようにしてもよい。メモリ３６に複数回分の測定データを保持するように構成するのであれば、メモリ３６における測定データを記憶しておくための領域（容量）を超えるようなときには古い測定データから順に消去されるように制御することが望ましい。

また、管理装置３１（３２）は、制御部３５により測定データに基づいて電池セルが正常であるか否かを表す状態情報を生成する。具体的には、制御部３５がメモリ３６に記録された測定データと所定の判定基準（電池セルが正常か否かを判断するために、予め定めた基準値）とを比較することで各電池セル１１，１２が正常であるか否かを判定し、その結果を状態情報としてメモリ３６に記録する。

さらに、管理装置３１，３２の各々には、自身に搭載されているメモリ３６に記録した、対応する監視装置からの測定データ及び状態情報を他の管理装置に制御部３５及びＣＡＮ通信部３７を介して送信し、他の管理装置から受信した測定データ及び状態情報をメモリ３６に記録する。つまり、管理装置３１，３２の各メモリ３６は、自身の電池セルに対する測定データを記録する領域、この測定データに基づいて生成された状態情報を記録する領域の他に、受信した他の管理装置の測定データ及び状態情報を記録する領域を少なくとも有する。このため、管理装置３１，３２の各メモリ３６は全管理ユニットＡ１，Ａ２の電池セル１１，１２に関する測定データ及び状態情報が記録されることになる。

なお、外部の負荷と電池セル１１（１２）との間には、電池セル１１（１２）を遮断する（電池セルと負荷との間の電気的な接続を断つ）ための電磁遮断器８１（８２）が配設されており、管理装置３１（３２）の各制御部３５は電磁遮断器８１（８２）の開閉操作を制御する。各制御部３５は、状態情報が電池セルは正常で無いことを表す場合には、電磁遮断器８１（８２）を制御して電池セル１１（１２）を遮断させる制御を行う。

複数の管理装置３１，３２のうち何れか一つ、本実施形態では管理装置３１はマスター機能を有する。本実施形態における、マスター機能を有する管理装置とは、全管理装置３１，３２のうちのいずれか一つであって、全蓄電ユニットＡ１，Ａ２の電池セルの測定データや状態情報、アライブ情報やエラー情報（詳細は後述する）を上位管理システムＢに送信するものをいう。なお、以降、マスター機能を有する管理装置３１をマスター管理装置３１とも表記し、また、マスター管理装置３１以外の管理装置３２をスレーブ管理装置３２とも称する。

なお、メモリ３６はデータの書き込み及び読み出しが可能なメモリであれば、ダイナミックＲＡＭでもＥＥＰＲＯＭ（電気的に書き込み可能なＲＯＭ）でもよい。さらに、本実施形態では、各種動作のためのプログラムを格納するものであることから容易に書き換えされてしまわないにＲＯＭで構成するものとしたが、プログラムに対して誤って上書きしないように保護可能であれば、ＲＯＭ３９の代わりにＲＡＭを用いてもよいし、メモリ３６の所定のアドレス範囲で指定される格納領域をプログラムの格納専用なものとしてもよい。

複数の管理装置３１，３２のうち、いずれがマスター機能を発揮するかについては、管理装置各々が判断するものとしている。本実施形態では、管理装置３１，３２の制御部３５がＲＯＭ３９から読み出した判定プログラムを実行して、管理装置３１，３２に通信モジュールが設けられているか否かを判定し、通信モジュール４１が設けられている場合にマスター機能を発揮するように構成した。なお、自分自身がマスターなのかスレーブなのかの判定の結果は、図示せぬフラグレジスタやメモリ３６の所定の格納領域に格納しておけばよい。

管理装置３１，３２は何れも通信モジュール４１が管理装置の本体部（図２の点線内が相当）に対して着脱可能に設けられるように構成されており、図１に示すように、本実施形態では、管理装置３１には通信モジュール４１が取りつけられ、管理装置３２には通信モジュール４１が取りつけられていない。この場合、管理装置３１では、制御部３５は通信モジュール４１が設けられていることを検出する。この結果、管理装置３１の制御部３５はマスター機能を発揮するように動作する。一方、管理装置３２では、制御部３５は通信モジュール４１が設けられていないことを検出する。この結果、管理装置３１の制御部３５はマスター機能を発揮させないで動作する。具体的な処理動作については後述する。

なお、いずれの管理装置３１，３２でマスター機能を発揮させるかは、通信モジュールの有無により定める場合に限定されない。例えば、通信モジュールが設けられた管理装置が複数ある場合（例えば、着脱可能な通信モジュール４１が取り付けられた管理装置が複数ある場合や、通信モジュール４１に相当するようなメイン通信手段を予め全ての管理装置に作り込んである場合など）は、この通信モジュールを有する複数の管理装置のうち、何れか一つがマスター機能を発揮するよう予め設定することによりマスター管理装置を定めてもよい。例えば、各管理装置には、外部から任意に通信モジュール（メイン通信手段）の通信機能を有効あるいは無効に設定可能な選択手段を設けて、その選択手段により任意の管理装置に対してマスターとして機能することを許可するようにすることなどで実現できる。

ここで、マスター機能を有するマスター管理装置３１について説明する。
マスター管理装置３１は、上位管理システムＢとデータの送受信をする通信モジュール（メイン通信手段）を備えており、全蓄電ユニットＡ１，Ａ２の電池セル１１，１２が正常であるか否かを上位管理システムＢに通信モジュールを介して送信する。

具体的には、マスター管理装置３１の制御部３５が、マスター管理装置３１のメモリ３６に記録された全蓄電ユニットＡ１，Ａ２の電池セル１１，１２に関する状態情報が全て正常である旨を表すか否かを判定する。メモリ３６に記録されている状態情報が全て正常であると判定された場合には、電池セルがすべて正常であることを指示するアライブ情報を生成し、予め定められたタイミングで通信モジュール４１を介して公衆回線等の無線で、生成したアライブ情報を上位管理システムＢに対し送信する。

一方、メモリ３６に記録されている状態情報の何れかが正常でない場合には、即時に通信モジュール４１を介して正常でない状態情報に対応する電池セルが異常である旨を表すエラー情報を生成し、上位管理システムＢに対して生成したエラー情報を送信する。

また、アライブ情報及びエラー情報は通信情報量の可及的削減を図るべくコード信号とした。本形態におけるエラー情報にはエラーが検出された電池セルを有する蓄電ユニット及び電池セル自身を特定するための情報、例えば各電池セルの製造番号がコード化されて付されている。

なお、アライブ情報を送信する場合にはアライブ情報のみを送信し、各電池セル１１，１２の測定データは送信しない。ただし、上位管理システムＢからの要求に応じて、測定データを上位管理システムＢに送信するようにしてもよい。これにより、上位管理システムＢでは、測定データを必要とする際に、即座に対象の電池セル１１，１２の測定データを得ることができる。また、マスター管理装置３１と上位管理システムＢとの間の通信モジュール４１による通信は無線に限定する必要はない。有線であっても構わない。

上位管理システムＢは、例えば、ＣＰＵ、メモリ、通信手段等を有する一般的な情報処理装置からなる。上位管理システムＢはマスター管理装置３１が送信したアライブ情報やエラー情報等を受信して予め定められた所定の処理を行う。本形態においては、エラー情報を受信した場合、エラー情報のコードを解読することによりそのエラーを発生している蓄電ユニット及び電池セルを特定して対応する管理担当者に通知する。ここで、管理担当者とは、例えば各蓄電ユニットＡ１，Ａ２の保守・管理を担当する代理店やその代理店の担当者等であり、各蓄電ユニットＡ１，Ａ２に対応させて配属されている。管理担当者には管轄毎の管理端末、例えばパソコン９１，９２が与えられている。かかるパソコン９１，９２に対する必要なデータの通信は、インターネット網Ｃを利用して行うようになっている。すなわち、上位管理システムＢは通信手段を介して管理担当者のメールアドレスにエラー内容を記載したメールを送信し、管理担当者は、パソコン９１，９２を用いて、当該メールを確認する。メールには例えばエラー内容、すなわち監視対象（例えば電圧、電流、温度等）の何れのエラーであるか、また何れの警報レベル又は異常であるか等、その程度を表示させる。

一方、上位管理システムＢがアライブ情報の受信を確認した場合には全ての電池セル１１，１２が正常であると判断してそれ以上の処理はしない。すなわち、上位管理システムＢでは、アライブ情報が定期的に受信されている限り、電池セル１１，１２に異常がないと判断し、管理担当者へ通知を行わない。電池セル１１，１２が正常な状態である場合には、公衆回線を介してアライブ情報のみを送信すれば良いこととなるので、通信にかかるコストを大幅に削減することができる。

上位管理システムＢは、先のアライブ情報を受信してから所定時間（例えば１時間）が経過してもアライブ情報が受信されない場合、マスター管理装置３１に対してアライブ情報の送信を要求する送信要求信号を送信する。送信要求信号を受信したマスター管理装置３１では所定の処理を行うことによりアライブ情報又はエラー情報を上位管理システムＢに送信する。

上記管理システム１における一連の動作を、図面を用いて説明する。図３は、本実施形態にかかる管理装置の動作のフローを示す図であり、図４は上位管理システムの動作のフローを示す図である。

まず、図３を用いて管理装置の動作について説明する。
図示するように、管理装置３１，３２とがそれぞれマスター機能を発揮するか否かを決定する。

例えば、各管理装置３１，３２の電源投入後のイニシャル処理として次の処理を行う。通信モジュール４１が管理装置３１，３２に搭載されているか否を確認するためのコマンドを通信モジュール４１に向けて制御部３５が発行する（ステップＳ１）。各管理装置の制御部３５は、コマンドの発行をした後の所定の期間に、発行したコマンドに対する応答の有無を確認する（ステップＳ２）。

通信デバイスが搭載されている管理装置３１は、通信モジュール４１がコマンドに対する応答を返すことにより制御部３５にて自身がマスターとなるべきものであることを認識し、マスター機能を発揮することが許可される（ステップＳ６）。ここで、マスター機能とは、主に通信モジュール４１を介しての上位管理システムＢとの通信を実行するのに必要となる制御・動作であり、このマスター機能の発揮は、コマンドに対する通信モジュール４１からの応答をトリガとして許可されるようにしてもよいし、コマンドを受けたことに応じた通信モジュール４１の制御信号の変化をトリガとして許可されるようにしてもよい。一方、通信モジュール４１が搭載されていない管理装置３２は、通信モジュールからのコマンドに対する応答がないことから自身がスレーブとなるべきものであることを認識し、マスター機能の発揮が禁止される（ステップＳ３）。このマスター機能の発揮の禁止は、コマンドに対する通信モジュールからの応答が所定の期間内にないことをトリガとして禁止されるようにしてもよいし、コマンドを受けたことに応じて本来変化すべき通信モジュールの制御信号が変化しないことを認識することによりマスター機能の発揮が禁止されるようにしてもよい。

次に、マスター管理装置３１は監視装置２１から測定データを取得してメモリ３６に記憶し、測定データに基づいて状態情報を生成する（ステップＳ７）。同様に、スレーブ管理装置３２は、監視装置２２から測定データを取得してメモリ３６に記憶し、測定データに基づいて状態情報を生成する（ステップＳ４）。状態情報の生成は、上述したように各管理装置において、取得した測定データと所定の判定基準との比較により行う。

次に、マスター管理装置３１、スレーブ管理装置３２は、それぞれの測定データ及び状態情報を他の管理装置へＣＡＮ通信部３７を介して送信することで互いに測定データ及び状態情報を共有する（ステップＳ５、Ｓ８）。すなわち、マスター管理装置３１、スレーブ管理装置３２は、それぞれ自身が取得した測定データ及び状態情報を他方の管理装置にＣＡＮ通信部３７を介して送信すると共に、ＣＡＮ通信部３７を介して他方の管理装置から受信した測定データ及び状態データをメモリ３６に記録する。

ステップＳ５，Ｓ８における測定データ及び状態情報の送信の際には、管理装置３１，３２や電池セル１１，１２を識別する番号と共に送信するようにしてある。このため、マスター管理装置３１及びスレーブ管理装置３２においては、測定データ及び状態情報は、どの管理装置や電池セルに関するものであるかが識別できるようになっている。

次に、マスター管理装置３１は、メモリ３６に記録された状態情報に基づいてアライブ情報もしくはエラー情報を上位管理システムＢに送信する（ステップＳ９〜１１）。アライブ情報及びエラー情報の生成については、上述したように、メモリ３６に記録された全電池セル１１、１２に関する状態情報の何れもが正常であるか否かを制御部３５にて判定（ステップＳ９）し、判定の結果として何れの状態情報も正常であると判定されたならば通信モジュール４１を用いてアライブ情報を送信（ステップＳ１０）し、当該状態情報が一つでも正常で無い旨を表すならば通信モジュール４１を用いてエラー情報を送信（ステップＳ１１）する。情報送信の後は、ステップＳ７へフィードバックして定期的（本実施形態では１時間毎）に上記処理が繰り返し実行される。

次に、図４を用いて上位管理システムの動作について説明する。
上位管理システムＢでは、所定期間毎（本実施形態では１時間毎）にアライブ情報の受信有無を判定する（ステップＳ１０１）。アライブ情報を受けた場合には（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、全蓄電ユニットＡ１，Ａ２は正常であると判断し（ステップＳ１０２）、所定期間後（本実施形態で１時間後）に再びステップＳ１０１の判定を行うまで待機状態をとる。アライブ情報を受信しなかった場合には、エラー情報の有無を判定する（ステップＳ１０３）。エラー情報を受けた場合には（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、何らかの故障等のトラブルに対するメンテナンスを促すべく管理担当者にメールによるエラーが発生の通知を行う（ステップＳ１０４）。

さらに、エラー情報の受信も確認されなかった場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）は、通信環境の悪化等でアライブ情報あるいはエラー情報の受信ができなかった可能性があるため、アライブ情報の再送要求を行うこととなる。ただし、再送要求は予め所定回数（Ｎ回：Ｎは正の整数）までする。この理由は、通信モジュールの異常やマスター管理装置の異常によりアライブ情報自体の送信ができなくなっている場合は、その故障の可能性も認識できるようにするためである。再送要求回数がＮ回以下であった場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）は、アライブ情報の再送要求をマスター管理装置へ送信する（ステップＳ１０６）。一方、再送要求回数がＮ回を超えていた場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）は、通信モジュールの異常やマスター管理装置の異常の可能性があるため、管理担当者にメールにて異常発生の通知を行う（ステップＳ１０４）。

以上に説明したように、本実施形態に係る管理システム１では、管理装置３１、３２は、何れか一つがマスター機能を発揮するか否かを自動的に決定する。これによりマスター機能を発揮することとなったマスター管理装置３１には、全蓄電ユニットＡ１，Ａ２における電池セル１１，１２に係る測定データや状態情報が集中的に管理される。マスター管理装置３１は、それらの測定データや状態情報に基づき、全蓄電ユニットＡ１，Ａ２における電池セル１１，１２が正常に稼働しているか否かを判定し、その結果をアライブ情報ないしはエラー情報として上位管理システムＢに送信する。これにより、電池セル１１，１２が正常に稼働しているか否かを把握すると共に、異常が生じた場合には迅速に異常が生じた旨を管理者等に通知することができる。

このように、管理システム１に複数の蓄電ユニットＡ１，Ａ２が設けられていても、上位管理システムＢとの通信を行うのはマスター管理装置３１のみであるので、上位管理システムＢは一つの管理装置との間でアクセス管理・制御をすればよい。これにより、上位管理システムＢのアクセス管理・制御の開発に係る費用や時間を大幅に低減することができる。

さらに、上位管理システムＢが全蓄電ユニットＡ１，Ａ２の電池セル１１，１２に係る測定データ及び状態情報を入手する場合であっても、一つのマスター管理装置３１と通信すればよいため、複数の管理装置３１，３２のそれぞれと通信が可能になるまで待つ必要が無く、円滑に迅速に測定データ及び状態情報の送受信が可能となる。

また、管理装置３１，３２は、通信モジュールが着脱可能な構成とすることにより、通信モジュールと管理装置３１，３２とを別々に製造できるので、歩留まりを向上することができ、また開発に係る時間やコストを低減することが期待できる。また、管理装置３１，３２は、通信モジュールが取り付けられているか否かによって、マスター機能を発揮するか否かを決定するように構成されているため、マスター機能を発揮する専用の管理装置やスレーブとして機能する管理装置のそれぞれを別々に製造する必要が無く、同様な回路や同様の構成の管理装置を製造すればよい。このため、本発明に係る管理装置は、量産化に好適である。

なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。

上記実施形態では、各管理装置がローカル通信手段（ＣＡＮ通信部３７）を介して測定データと状態情報との両方を送信するもの（他の管理装置から受信するもの）として説明したが、これに限るものではない。例えば、測定データのみを送信する場合は、マスター管理装置のメモリ３６に他の全ての管理装置からの測定データが記録されるので、上位管理システムＢから全ての管理装置の測定データの送信要求があった場合も早急に対応可能である。一方、状態情報のみを送信する場合は、測定データに比べて少ない情報量のデータで済むので、ローカル通信手段を介してのデータ送受信にかかる時間の短縮、容量が小さいメモリ３６での対応が可能となることによるコスト低減、各管理装置の状態確認が容易になることよるアライブ情報やエラー情報の生成時間の低減等が期待できる。測定データと状態情報の両方を送信する場合には、上述した上位管理システムＢから全ての管理装置の測定データの送信要求があった場合も早急に対応可能となる効果や各管理装置の状態確認が容易になることよるアライブ情報やエラー情報の生成時間の低減の効果が期待できる。なお、測定データと状態情報の両方を送信する場合でも、いずれか一方を送信する場合でも、送信するデータ（情報）がどの管理装置や電池セルであるのかを識別できるようにしておくことが必要である。

管理装置３１，３２は、通信モジュールが取り付けられているか否かに基づいてマスター機能を発揮するか否かを決定したが、これに限られない。例えば、管理装置と通信モジュールの機能を１チップ若しくは複数チップ（例えば、通信用チップと管理用チップとを積層し、両チップを樹脂で封止したマルチチップ構成のもの等。）からなる一体型の管理装置としてもよい。マスター機能を発揮する管理装置は、通信モジュールが起動可能とし、その他の管理装置については通信モジュールが起動しないようにしてもよい。

通信モジュールが起動可能にするとは、例えば、電源供給や起動信号の供給が可能なようにスイッチ手段をオンにすることや、当該起動信号の供給が可能なように配線又は起動信号供給線の電圧レベルを固定せず、起動信号の変化に応じて通信モジュールが起動可能とすることなどが挙げられる。通信モジュールが起動しないようにするとは、例えば、電源供給や起動信号の供給がされないようにスイッチ手段をオフにすることや、起動信号が遮断されるように配線を予め断線しておくことや起動信号の電圧レベルを固定することが挙げられる。

また、電池セル１１，１２の物理量にも特別な制限はない。例えば、上記実施の形態の場合、電池セル１１，１２に関する電圧、電流等の物理量のみならず、電池セル１１，１２が設置されている環境の温度等の物理量であっても勿論構わない。さらに、監視対象物は、電池セル１１，１２に限られず、物理量を測定しうる任意の物を対象とすることができる。

本発明は分散配置された多数の監視対象物を上位管理システムで一元的に管理するシステムを構築する産業分野や、その保守、運用を行う産業分野において良好に利用することができる。

Ａ１、Ａ２ 蓄電ユニット（管理ユニット）
Ｂ 上位管理システム
Ｃ インターネット網
１ 管理システム
１１、１２ 電池セル
２１、２２ 監視装置
３１ マスター管理装置（管理装置）
３２ スレーブ管理装置（管理装置）
３５ 制御部
３６ メモリ（記憶手段）
３７ ＣＡＮ通信部（ローカル通信手段）
３８ インタフェース部
３９ ＲＯＭ
４１ 通信モジュール
８１、８２ 電磁遮断器
９１、９２ パソコン

Claims (10)

1. 監視対象物を監視する管理ユニットを複数備える管理システムであって、
   前記管理ユニットの各々は、
   前記監視対象物と、
   前記監視対象物に対応して設けられ当該監視対象物の物理量を測定する監視装置と、
   前記監視装置に対応して設けられ前記監視装置から前記物理量を表す測定データを取得すると共に当該測定データと所定の判定基準との比較により前記監視対象物が正常であるか否かを表す状態情報を生成し、当該測定データ及び当該状態情報を記憶手段に記録する管理装置とを備え、
   前記各管理ユニットの管理装置は、他の管理ユニットの管理装置とデータの送受信を行うローカル通信手段を備え、当該ローカル通信手段を介して前記記憶手段に記録された前記測定データ及び前記状態情報を他の管理装置に送信すると共に他の管理装置から受信した前記測定データ及び前記状態情報を前記記憶手段に記録し、
   前記複数の管理ユニットの管理装置のうちの何れか一つはマスター管理装置として機能し、
   前記マスター管理装置は、当該マスター管理装置の記憶手段に記録した前記状態情報のいずれもが正常である旨を表す場合にはアライブ情報を、当該マスター管理装置のメイン通信手段を用いて前記監視対象物の集中管理を行う上位管理システムに送信し、前記状態情報の何れかが正常でない旨を表す場合には当該状態情報に対応する監視対象物が異常である旨を表すエラー情報を、前記メイン通信手段を用いて前記上位管理システムに送信する
   ことを特徴とする管理システム。
2. 請求項１に記載する管理システムにおいて、
   前記各管理ユニットの管理装置であって前記メイン通信手段が設けられたものの何れか一つが前記マスター管理装置として機能するように構成されている
   ことを特徴とする管理システム。
3. 請求項１又は請求項２に記載する管理システムにおいて、
   前記マスター管理装置は、前記上位管理システムからの要求に応じて前記記憶手段に記録した前記測定データを送信する
   ことを特徴とする管理システム。
4. 請求項１〜請求項３の何れか一項に記載する管理システムにおいて、
   前記上位管理システムをさらに備え、当該上位管理システムは、前記マスター管理装置から受信した前記状態情報に基づいて予め定められた所定の処理を行う
   ことを特徴とする管理システム。
5. 請求項１〜請求項４の何れか一項に記載する管理システムにおいて、
   前記監視対象物の監視に関する情報を管理する管轄管理端末を備え、
   前記上位管理システムは、前記エラー情報の内容を前記管轄管理端末に対して送信する処理を前記所定の処理として実行する
   ことを特徴とする管理システム。
6. 請求項１〜請求項５の何れか一項に記載する管理システムにおいて、
   前記監視対象物は電池セルであり、前記物理量は少なくとも前記電池セルの電圧、電流、温度の何れか１つを含む
   ことを特徴とする管理システム。
7. 監視対象物の物理量を測定する監視装置から当該物理量を表す測定データを取得し、前記測定データと所定の判定基準との比較により監視対象物の状態を表す状態情報を生成し、前記測定データ及び前記状態情報を記憶手段に記録する管理装置であって、
   他の管理装置とデータの送受信が可能なローカル通信手段を介して、前記記憶手段に記録された前記測定データ及び前記状態情報を他の管理装置に送信すると共に他の管理装置から受信した前記測定データ及び前記状態情報を前記記憶手段に記録し、
   マスター管理装置として機能する場合には、前記記憶手段に記録された前記状態情報のいずれもが正常である旨を表す場合にはアライブ情報を、外部への送信が可能なメイン通信手段を用いて前記監視対象物の集中管理を行う上位管理システムに送信し、前記状態情報の何れかが正常でない旨を表す場合には当該状態情報に対応する監視対象物が異常である旨を表すエラー情報を、前記メイン通信手段を用いて前記上位管理システムに送信する
   ことを特徴とする管理装置。
8. 請求項７に記載する管理装置において、前記メイン通信手段を有しているか否かを確認する機能を有し、当該機能を実行した結果、前記メイン通信手段を有していることが確認された場合には前記マスター管理装置として前記上位管理システムとの通信を行う
   ことを特徴とする管理装置。
9. 請求項８に記載する管理装置において、前記メイン通信手段は管理装置の本体部に対して着脱可能である
   ことを特徴とする管理装置。
10. 請求項７〜請求項９の何れか一項に記載する管理装置と、前記監視対象物と、前記監視装置とを備える
    ことを特徴とする管理ユニット。