JP2012034572A - 蓄電装置制御システム及びそれを用いた鉄道車両 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電池と、その蓄電池から給電される蓄電池の監視装置と、で成る蓄電ユニットを多直並列した蓄電システムを、高信頼で且つ安価に提供する。
【解決手段】 蓄電池で直列された複数の蓄電ユニット（直列蓄電ユニット）の監視装置を、絶縁された信号線（直列間信号線）で電位レベルを分けて接続する。複数の直列蓄電ユニットの電位レベルが同じ監視装置を信号線（並列間信号線）で接続する。監視装置に動作を指令したり監視装置からデータを収集する統括監視装置と直列蓄電ユニット各々が有する監視装置との間を信号線で接続する。
【選択図】 図１

Description

複数の蓄電池を接続した蓄電装置制御システム及びそれを用いた鉄道車両に関する。

繰り返し充放電できる蓄電池は、電源装置として広く利用されている。

蓄電池には、適正に蓄えられるエネルギー量や、適正な充放電電流が決まっている。これらを越えて取り扱うと、化学的特性が変化し、性能が損なわれる。したがって、蓄電池の状態に応じ、充放電を適正に調整する必要がある。このため蓄電池を利用するシステムでは、蓄電池の電圧などの状態をモニタする監視装置が備えられる。

出力規模が大きいシステムで蓄電池を用いる場合、出力容量やエネルギー容量を大きくするため、蓄電池を直列及び並列に接続する。この場合、取り扱いを便利にするため、蓄電池の小規模な直並列を一単位とし、単位ごとに比較的小型の監視装置を設けることがある。

蓄電池から監視装置に給電すれば、別の電源装置を設けなくて済む。この場合、省エネの観点や蓄電池が放電され過ぎるのを防ぐ観点から、監視装置に省電力な動作モードを設け、システム休止中は省電力な動作モードに切り替えている。

特許文献１は、メインコントローラ（以下ＢＣ）及び監視対象の電池セルから給電される複数のセル監視ＩＣチップ（以下ＣＣ）を備え、ＢＣが休止状態のＣＣを立ち上げるためのシーケンス（Ｗａｋｅ−ｕｐ）を制御でき、更に全てのＣＣが立ち上がったことを確認できる多直列電池制御システムが開示され、この多直列電池制御システムは、ＣＣの立ち上げシーケンス及び全てのＣＣが正常に立ち上がったことの確認のためのＢＣとＣＣの間の通信線に、多直列電池の電圧に耐える絶縁手段を要することが開示されている。

特開２００５−３１８７５１号公報

電気鉄道車両で一般的に用いられるインバータやモータで構成された鉄道車両の動力源に蓄電装置を用いる場合、要求される定格電圧が架線電圧相当の１５００Ｖに及ぶ。

このような鉄道車両に特許文献１の多直列蓄電制御システムを適用すると、１５００Ｖに耐える高圧絶縁手段を要し、高価となる。

本発明の目的は、信頼性の高い蓄電装置制御システムを安価で提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために、蓄電池と、蓄電池を監視する監視装置と、を有する蓄電ユニットが電気的に複数直列に接続された直列蓄電ユニットを複数有し、蓄電池への充放電を制御する統括監視装置を有し、複数の直列蓄電ユニットは、電気的に並列に接続され、直列蓄電ユニットは、複数の蓄電ユニット内の蓄電池間が直列に接続され、且つ監視装置間が絶縁手段により絶縁される信号線によって直列に接続され、複数の直列蓄電ユニットの低圧側の監視装置が通信線を介して統括監視装置に接続されている蓄電装置制御システムにおいて、監視装置は、監視する蓄電池から監視装置への給電を行う電源回路をオン／オフし、他の監視装置の電源回路から給電を受けた場合にオン状態となり、他の監視装置の電源回路から給電を受けない場合にオフ状態となるスイッチを有し、統括監視装置は、直列蓄電ユニットの低圧側の監視装置のスイッチへの給電をオン／オフする手段と、他の直列蓄電ユニットの低圧側の監視装置から電源回路のオン／オフ状態に応じた信号を受信する手段と、を備え、統括監視装置から低圧側の監視装置のスイッチへの給電を受ける直列蓄電ユニットの高圧側の監視装置の電源回路は、他の直列蓄電ユニットの高圧側の監視装置のスイッチへ給電可能に接続されており、統括監視装置が直列蓄電ユニットの低圧側の監視装置のスイッチへの給電オン／オフ状態を切り替えた場合に、統括監視装置は、他の直列蓄電ユニットの低圧側の監視装置から電源回路のオン／オフ状態に応じた信号を受信可能である構成とする。

また、上記した蓄電装置制御システムと、鉄道車両を駆動する複数のモータと、モータを駆動するインバータと、を備え、蓄電装置制御システムにより複数のモータ及びインバータへの電力を充放電する鉄道車両により上記課題を解決できる。

信頼性の高い蓄電装置制御システムを安価で提供できる。

本発明に係る蓄電装置制御システムの実施例１の構成を示す図である。 実施例１の蓄電装置制御システムを用いた鉄道列車の動力部分を示す図である。 実施例１の蓄電ユニットの構成を示す図である。 実施例１の統括監視装置と監視装置の間の配線を示す図である。 実施例１の並列間信号線の接続を示す図である。 実施例１の通信データのフォーマットを示す図である。 実施例１のマイコンが記憶する制御情報テーブルを示す図である。 実施例１のマイコンの処理フローを示す図である。 実施例１のマイコンの命令「電圧データ送信」の処理フローを示す図である。 実施例１のマイコンの命令「動作モード確認」の処理フローを示す図である。 実施例１のマイコンの命令「省電力指令」の処理フローを示す図である。 実施例１のマイコンの命令「応答返信」の処理フローを示す図である。 実施例１の統括監視装置が蓄電池の電圧データを取得する際の信号の様子を示す図である。 実施例１の監視装置の動作モード切り替えと確認を行う際の信号の様子を示す図である。 実施例１の監視装置の動作モードを確認する際の信号の様子を示す図である。 実施例１の監視装置の動作モードがｏｎであることを確認する際の信号の様子を示す図である。 実施例２の監視装置の一構成例を示す図である。 実施例２の統括監視装置と監視装置の間の信号線の接続を示す図である。 実施例２の並列間信号線の接続を示す図である。 実施例２の監視装置の動作モード切り替えと確認を行う際の信号の様子を示す図である。 実施例３の監視装置の構成を示す図である。 実施例３の統括監視装置と監視装置の間の信号線の接続を示す図である。 実施例３の並列間信号線の接続を示す図である。 実施例３の監視装置の動作モード切り替えと確認を行う際の信号の様子を示す図である。 実施例１の監視装置の動作モード切り替えと確認を行う際の信号の様子を示す図である。

本願発明の特徴は、蓄電池ｂ１と、その蓄電池ｂ１から給電される監視装置と、を有する蓄電ユニットｂｕ１が複数直列に接続された直列蓄電ユニットｂｓ１，ｂｓ２を複数有し、直列蓄電ユニット内の１つの蓄電ユニットの監視装置に接続され、蓄電池への充放電を制御する統括監視装置ｃｔｌを有し、複数の直列蓄電ユニットｂｓ１，ｂｓ２は、並列に接続され、直列蓄電ユニットｂｓ１，ｂｓ２は、複数の蓄電ユニット内の蓄電池間が直列に接続され、且つ監視装置間が絶縁された直列間信号線ｓ１２，ｓ２３，ｓ４５，ｓ５６で接続され、複数の直列蓄電ユニットの最初の直列蓄電ユニットの一方末端の監視装置ｍ３から最後の直列蓄電ユニットの一方末端の監視装置ｍ６間が直列に並列間信号線ｐで接続され、最初の直列蓄電ユニットの他方末端の監視装置ｍ１は、統括監視装置と第１の信号線ｓ０１で接続され、最後の直列蓄電ユニットの他方末端の監視装置は、統括監視装置と第２の信号線ｓ０４で接続された蓄電装置制御システ及び、これを備えた鉄道車両である。

以下図面を用いて各実施例を説明する。

図２は、本発明の蓄電装置制御システムの一実施形態である。蓄電装置制御システムｅは、鉄道車両の動力システムである。

蓄電装置制御システムｅは、電気エネルギー（電力）を充放電できる。

負荷ｌｄは、鉄道電気車で広く用いられる定格直流電圧１５００Ｖのインバータと、複数のモータ及び車輪の輪軸で成る。蓄電装置制御システムｅは、インバータや複数のモータへの電力の充放電を制御できる。蓄電装置制御システムｅからインバータへ１５００Ｖの直流電力を与えると、モータが回転して車両が加速する。また、モータを発電機として動作させ車両の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する回生ブレーキにより、インバータから蓄電装置制御システムｅへ１５００Ｖの直流電力を与えられる。

蓄電装置制御システムｅは、自身の内部でもエネルギーを消費する。このため、車両を長期間動かさない時の省エネルギー化のために、省電力な動作モードを有する。

なお、車両が別の動力源で動く動輪を備えていたり、負荷ｌｄに別の動力源からエネルギーを供給できる構成でも、本発明は実施可能である。

図１は、本発明の蓄電装置制御システムｅの一実施例を示した図である。

蓄電装置制御システムｅは、蓄電池と、その蓄電池から給電される監視装置とを有する蓄電ユニットを複数直列に接続した直列蓄電ユニットを複数（２つの直列蓄電ユニットｂｓ１，ｂｓ２）有し、且つ統括監視装置ｃｔｌを有する。

統括監視装置ｃｔｌは、直列蓄電ユニットｂｓ１との間に信号線ｓ０１（第１の信号線）を、直列蓄電ユニットｂｓ２との間に信号線ｓ０４（第２の信号線）を有する。また、直列蓄電ユニットｂｓ１と直列蓄電ユニットｂｓ２は並列間信号線ｐにより相互に接続される。蓄電装置の定格電圧は、負荷ｌｄの動作電圧と同じ１５００Ｖである。

直列蓄電ユニットｂｓ１は、定格電圧５００Ｖの蓄電ユニットｂｕ１〜ｂｕ３が電気的に直列接続された直列蓄電ユニットである。また、蓄電ユニットｂｕ１と蓄電ユニットｂｕ２の間に信号線である直列間信号線ｓ１２を、蓄電ユニットｂｕ２と蓄電ユニットｂｕ３の間に直列間信号線ｓ２３を有する。直列蓄電ユニットｂｓ２は、定格電圧５００Ｖの蓄電ユニットｂｕ４〜ｂｕ６が電気的に直列接続された直列蓄電ユニットである。また、蓄電ユニットｂｕ４と蓄電ユニットｂｕ５の間に直列間信号線ｓ４５を、蓄電ユニットｂｕ５と蓄電ユニットｂｕ６の間に直列間信号線ｓ５６を有する。

蓄電ユニットｂｕ１は、蓄電池ｂ１と、監視装置ｍ１とを有する。

蓄電池ｂ１は、定格電圧数Ｖの充放電可能な単電池を定格電圧５００Ｖとなるまで多数直並列したものである。蓄電池ｂ２〜ｂ６は、蓄電池ｂ１と同様である。なお、蓄電池ｂ１，ｂ４はゼロ電位に接地されている。

監視装置ｍ１は、蓄電池ｂ１から給電され、蓄電池ｂ１の電圧を検出する装置である。
監視装置ｍ１は複数の動作モードを有する。本実施例では２つの動作モードを有する場合で説明する。１つは、蓄電池ｂ１の電圧の検出や処理などの監視機能を有効にするのに十分な量だけ蓄電池ｂ１のエネルギーを消費する動作モード（ｏｎ）である。もう１つは、監視機能を無効にし、蓄電池ｂ１のエネルギーをほとんど消費しない動作モード（ｏｆｆ）である。つまり、これら２つの動作モードは、監視装置の消費電力が異なるモードである。この動作モードは、統括監視装置ｃｔｌにて検出される。

また、監視装置ｍ２〜ｍ６は、監視装置ｍ１と同様である。

監視装置ｍ１と監視装置ｍ２は、直列間信号線ｓ１２で接続される。直列間信号線ｓ１２は、監視装置ｍ２にあって蓄電池ｂ１〜ｂ６の定格電圧５００Ｖに耐える絶縁手段ｉｓｏ２で絶縁されている。監視装置ｍ２と監視装置ｍ３は、直列間信号線ｓ２３で接続される。直列間信号線ｓ２３は、監視装置ｍ３にあって定格電圧５００Ｖに耐える絶縁手段ｉｓｏ３で絶縁されている。これにより監視装置ｍ１〜ｍ３は、各々蓄電池ｂ１〜ｂ３の電位レベルに分かれる。具体的には、監視装置ｍ１は０Ｖ、監視装置ｍ２は５００Ｖ、監視装置ｍ３は１０００Ｖの電位を基準とする。

同様に、直列間信号線ｓ４５は監視装置ｍ５上の絶縁手段ｉｓｏ５で、直列間信号線ｓ５６は監視装置ｍ６上の絶縁手段ｉｓｏ６で絶縁されており、監視装置ｍ４〜ｍ６は各々蓄電池ｂ４〜ｂ６の電位レベルに分かれる。

統括監視装置ｃｔｌは、監視装置ｍ１〜ｍ６から検出した蓄電池ｂ１〜ｂ６の電圧を収集する装置である。そして負荷ｌｄのインバータと連携し、例えば蓄電池の電圧が高過ぎる時は充電を抑えるという様に、蓄電池ｂ１〜ｂ６の電圧をもとにして充放電量を調整する。統括監視装置ｃｔｌは、監視装置ｍ１と信号線ｓ０１で、監視装置ｍ４と信号線ｓ０４で繋がり、これを介して監視装置ｍ１〜ｍ６と通信できる。この通信は、蓄電池ｂ１〜ｂ６の電圧の収集に加え、監視装置ｍ１〜ｍ６への動作指令に利用される。本発明の特徴は、統括監視装置ｃｔｌは、信号線ｓ０１から情報を送信し、並列間信号線ｐを介して信号線ｓ０４から、その情報に対する応答を受信することである。その具体的な様子は後述する。

なお、直列間信号線ｓ１２，ｓ２３，ｓ４５，ｓ５６と同様に、信号線ｓ０１は監視装置ｍ１上の絶縁手段ｉｓｏ１で、信号線０４は監視装置ｍ４上の絶縁手段ｉｓｏ４で絶縁される。しかし、統括監視装置ｃｔｌは、監視装置ｍ１や監視装置ｍ４と同じ電位レベル（ゼロ電位）に置くことができる。その場合、絶縁手段ｉｓｏ１，ｉｓｏ４は必須ではない。本実施例では、製造や取り扱いの容易さから監視装置ｍ１〜ｍ６を同様に構成した場合を想定したので、これらの絶縁手段を有する。

直列蓄電ユニットの一方末端の監視装置ｍ３と監視装置ｍ６は、並列間信号線ｐで接続される。監視装置ｍ３と監視装置ｍ６は、それぞれ異なる直列蓄電ユニットｂｓ１，ｂｓ２にあるが、電位レベルは同じ１０００Ｖ基準である。このため、並列間信号線には、直列間信号線ｓ１２，ｓ２３，ｓ４５，ｓ５６が備えるような５００Ｖの耐圧は必要ない。

なお、本実施例では蓄電池の直列数を３としたが、これは本発明の実施をこれに限るものではないし、直列蓄電ユニットも２つで説明したが、複数備えても良い。直列蓄電ユニットが３つ以上ある場合、最初の直列蓄電ユニットの一方末端の監視装置と中間の直列蓄電ユニットの他方末端の監視装置と並列間信号線にて接続し、且つ、中間の直列蓄電ユニットの一方末端の監視装置と最後の直列蓄電ユニットの他方末端の監視装置とを並列間信号線にて接続すれば良い。

図３は、蓄電ユニットｂｕ２の一構成例である。

監視装置ｍ２は、マイクロコンピュータ（マイコンｃｐｕ２），通信回路ｃｏｍｕ２，通信回路ｃｏｍｄ２，絶縁手段ｉｓｏ２、蓄電池の電力の充放電を切り替えるスイッチｓｗ２を有する電源回路ｐｗ２，電圧センサｖ２を備える。

なお、以降で説明するのは監視装置ｍ２の構成であるが、監視装置ｍ１〜ｍ６は全て同様の構成である。すなわち、監視装置ｍ１〜ｍ６は、それぞれマイコンｃｐｕ１〜ｃｐｕ６，通信回路ｃｏｍｕ１〜ｃｏｍｕ６，通信回路ｃｏｍｄ１〜ｃｏｍｄ６，絶縁手段ｉｓｏ１〜ｉｓｏ６，電源回路ｐｗ１〜ｐｗ６，電圧センサｖ１〜ｖ６を備える。

絶縁手段ｉｓｏ２は、蓄電池ｂ１の定格電圧に等しい５００Ｖを絶縁し、双方向に信号を伝えられる手段である。本実施例ではフォトカプラを想定するが、他の絶縁装置でも良い。なお、本実施例では２つのフォトカプラを互いに逆方向に配し、双方向の信号伝達を実現する。このため、絶縁手段ｉｓｏ２へは絶縁の両側から給電する。

電圧センサｖ２は、蓄電池ｂ２の電圧を検出し、マイコンｃｐｕ２に出力する。

電源回路ｐｗ２はスイッチｓｗ２を有し、スイッチｓｗ２がｏｎの時、蓄電池ｂ２の電圧を給電先の装置の動作電圧に合わせて変換し、出力する。詳しくは、マイコンｃｐｕ２，通信回路ｃｏｍｕ２，フォトカプラｉｓｏ２に給電する。また、電位レベルが１段階高い監視装置ｍ３の通信回路ｃｏｍｄ３、絶縁手段ｉｓｏ３に給電する。スイッチｓｗ２がｏｆｆの時は、上記給電を止める。すなわち、スイッチｓｗ２のｏｎとｏｆｆは、それぞれ前述した監視装置ｍ２の動作モード「ｏｎ」「ｏｆｆ」に対応する。スイッチｓｗ２のｏｎとｏｆｆは、外部から指令信号を印加することで切り替えられる。

制御回路であるマイコンｃｐｕ２は、電源回路ｐｗ２からの給電で動作し、電圧センサｖ２の出力を受けて蓄電池ｂ２の電圧を検出する。また、通信回路ｃｏｍｕ２，ｃｏｍｄ２を介して通信データを送受信する。例えば、検出した電圧データを統括監視装置ｃｔｌに伝送するため、通信回路ｃｏｍｄ２に送出する。更に、マイコンｃｐｕ２は、スイッチｓｗ２に指令信号を印加し、そのｏｎとｏｆｆを切り替えられる。

通信回路ｃｏｍｕ２は、電源回路ｐｗ２からの給電で動作し、マイコンｃｐｕ２が電位レベルの１段階高い監視装置ｍ３のマイコンｃｐｕ３との間でデータを送受信するためのインタフェースとなる。

通信回路ｃｏｍｄ２は、電位レベルが１段階低い監視装置ｍ１の電源回路ｐｗ１からの給電で動作し、マイコンｃｐｕ２が電位レベルの１段階低い監視装置ｍ１のマイコンｃｐｕ１との間で絶縁手段ｉｓｏ２を介してデータを送受信するためのインタフェースとなる。

なお、上記の説明において、監視装置ｍ１，ｍ４に対しては電位レベルが１段階低い監視装置が無い。これに関し、監視装置ｍ１の絶縁手段ｉｓｏ１と通信回路ｃｏｍｄ１の結線、及び監視装置ｍ４の絶縁手段ｉｓｏ４と通信回路ｃｏｍｄ４の結線は、図４に示す。
また、監視装置ｍ３，ｍ６に対しては電位レベルが１段階高い監視装置がない。これに関し、通信回路ｃｏｍｕ３の結線、及び通信回路ｃｏｍｕ６の結線は図５に示す。

図４に絶縁手段ｉｓｏ１及び通信回路ｃｏｍｄ１と統括監視装置ｃｔｌとの間の結線を示す。また、絶縁手段ｉｓｏ４及び通信回路ｃｏｍｄ４と統括監視装置ｃｔｌとの間の結線を示す。

統括監視装置ｃｔｌは、給電回路ｓｐｌｙ，マイコンｃｐｕ０，通信回路ｃｏｍ０を備える。

給電回路ｓｐｌｙは、監視装置ｍ１の絶縁手段ｉｓｏ１と通信回路ｃｏｍｄ１、及び監視装置ｍ４の絶縁手段ｉｓｏ４と通信回路ｃｏｍｄ４へ給電する。

制御回路であるマイコンｃｐｕ０は、通信回路ｃｏｍ０をインタフェースとし、マイコンｃｐｕ１との間でデータを送受信できる。また、通信回路ｃｏｍｄ４を介し、マイコンｃｐｕ４との間でデータを送受信できる。

なお、統括監視装置ｃｔｌは、蓄電池ｂ１〜ｂ６とは異なる外部の電源から給電される。

図５は、上述した通り、通信回路ｃｏｍｕ３と通信回路ｃｏｍｕ６の結線の一例を示したものである。通信回路ｃｏｍｕ３と通信回路ｃｏｍｕ６は、並列間信号線ｐで結線される。マイコンｃｐｕ３とマイコンｃｐｕ６は、並列間信号線ｐを介して通信できる。

蓄電装置制御システムｅは以上の構成である。

次に、マイコンｃｐｕ１〜ｃｐｕ６の処理手順を示す。

図６は、マイコンｃｐｕ１〜ｃｐｕ６がそれぞれ通信回路ｃｏｍｄ１〜ｃｏｍｄ６や通信回路ｃｏｍｕ１〜ｃｏｍｕ６で送受信する通信データのフォーマットである。マイコンｃｐｕ１〜ｃｐｕ６は、受信した通信データの内容に応じて処理を選択する。マイコンｃｐｕ０も、通信回路ｃｏｍ０を介して同様のフォーマットのデータを送受信する。なお、以下ではマイコンｃｐｕ０〜ｃｐｕ６にそれぞれ０〜６というアドレスが割り付けられ、各マイコンは自身のアドレスを把握しているものとする。アドレスの割り付けは、統括監視装置ｃｔｌ及び監視装置ｍ１〜ｍ６上にロータリスイッチを設けて設定するなどの方法で実現できる。

通信データは、宛先部分ａｄｒ，順逆部分ｕｄ，命令部分ｃｍｄ，データ部分ｄａｔから成る。

宛先部分ａｄｒには、データがどのマイコンに宛てられたものかが記されている。例えば宛先部分ａｄｒが３であれば、マイコンｃｐｕ３に宛てられたデータである。

順逆部分ｕｄには、監視装置ｍ１〜ｍ６がそれぞれ持つ２つの通信回路（通信回路ｃｏｍｕ１〜ｃｏｍｕ６と通信回路ｃｏｍｄ１〜ｃｏｍｄ６）のうちどちらからデータを受信したか、またはどちらへ送信すべきかを表す制御情報が記されている。

命令部分ｃｍｄには、各マイコンが有する処理パターンである「電圧データ送信」「動作モード確認」「省電力指令」「応答返信」のいずれかを示す値が記されている。また、特に処理パターンを指定しない場合はダミー値が設定される。

データ部分ｄａｔには、必要に応じて蓄電池の電圧値などのデータが記される。不要な場合は適宜省略される。

なお本実施例では、マイコンｃｐｕ０〜ｃｐｕ６が互いにデータを送受信する際の方向の制御に用いるために通信データに順逆部分ｕｄを設けたが、各監視装置ｍ１〜ｍ６に２つずつある通信回路（通信回路ｃｏｍｕ１〜ｃｏｍｕ６と通信回路ｃｏｍｄ１〜ｃｏｍｄ６）の受信ボックスを明確に区別しているなどデータの送信元が明らかな場合、以降の説明で順逆部分ｕｄの代わりにその情報を利用して送受信方向を制御しても、本発明は実施できる。

図７にマイコンｃｐｕ１〜ｃｐｕ６が記憶装置に有する制御情報を記した記憶テーブルｍａｐを示す。

ここには、自身に対して順方向に位置するマイコンのアドレスと、２つある通信回路のうち該マイコンにデータを送出できる通信回路の組が記されている。また、逆方向について同様の情報が記されている。更に、処理の中で用いる２種類の待ち時間（待ち時間１，待ち時間２）が記されているが、これについては後述する。なお、通信回路の欄に記したＵは、監視装置ｍ１〜ｍ６が有する通信回路のうち高電位側、すなわち通信回路ｃｏｍｕ１〜ｃｏｍｕ６を表す。通信回路の欄に記したＤは、監視装置ｍ１〜ｍ６が有する通信回路のうち低電位側、すなわち通信回路ｃｏｍｄ１〜ｃｏｍｄ６を表す。

記憶テーブルｍａｐの参照方法を、マイコンｃｐｕ３の場合を例に説明する。マイコンｃｐｕ３は、自身のアドレスが３であるので、これに対応する行を読み出す。順方向についてはアドレス６、通信回路Ｕを読み出す。これは、マイコンｃｐｕ６がマイコンｃｐｕ３の１つ順方向に位置しており、またマイコンｃｐｕ６へデータを送信するためには監視装置ｍ３が有する高電位側の通信回路、すなわち通信回路ｃｏｍｕ３へデータを送出すれば良いということを表す。逆方向についてはアドレス２、通信回路Ｄを読み出す。

これは、マイコンｃｐｕ２がマイコンｃｐｕ３の１つ逆方向に位置しており、またマイコンｃｐｕ２へデータを送信するためには監視装置ｍ３が有する低電位側の通信回路、すなわち通信回路ｃｏｍｄ３へデータを送出すれば良いということを表す。そして、待ち時間１の値から、以降で説明する処理の中でマイコンｃｐｕ３が用いる待ち時間がｔｗ１３であること、待ち時間２の値から、以降で説明する処理の中でマイコンｃｐｕ３が用いる待ち時間がｔｗ２３であることを読み出す。

なお、本実施例では、データの順方向をマイコンｃｐｕ０→マイコンｃｐｕ１→マイコンｃｐｕ２→マイコンｃｐｕ３→マイコンｃｐｕ６→マイコンｃｐｕ５→マイコンｃｐｕ４→マイコンｃｐｕ０と一巡する方向とした。逆方向はこの反対である。記憶テーブルｍａｐの順方向のアドレス、及び逆方向のアドレスは、これらに対応するように設定されている。

図８は、マイコンｃｐｕ１〜ｃｐｕ６の処理フローである。起点となる処理ｆ１から終点となる処理ｆ８までの一連の処理を周期的に繰り返す。なお、以下ではマイコンｃｐｕ１〜ｃｐｕ６は受信ボックスと送信ボックスを有し、受信データは本処理フローとは別に自動的に受信ボックスに格納され、また送信処理は送信ボックスにセットしたデータを送出するものとする。

処理ｆ１は、周期処理の起点である。処理ｆ２へ移る。

処理ｆ２は、受信ボックスにデータがあるかどうかを調べる処理である。データが有れば処理ｆ３へ、なければ処理ｆ８へ移る。

処理ｆ３は、通信データの宛先部分ａｄｒを読み、通信データが自身に宛てられたものかどうかを調べる処理である。自身に宛てられていれば処理ｆ４へ、自身に宛てられていなければ処理ｆ６へ移る。

処理ｆ４は、通信データの順逆部分ｕｄに記された「順方向」または「逆方向」の値を読み出す処理である。以下では便宜上、読み出した値を格納する領域を変数ｄと呼ぶ。処理ｆ５へ移る。

処理ｆ５は、通信データの命令部分ｃｍｄを読み込み、実行する処理である。本実施例では「電圧データ送信」「動作モード確認」「省電力指令」「応答返信」の４つの命令が有り、詳細は後述する。本処理実施後、処理ｆ８に移る。

処理ｆ６は、受信した通信データをそのまま送信ボックスへセットする処理である。処理ｆ７へ移る。

処理ｆ７は、送信処理である。送信ボックスの内容を送出する。各監視装置が有する２つの通信回路のうちどちらに送出するかは、送信ボックスにセットした通信データの順逆部分ｕｄの値で記憶テーブルｍａｐを参照して決める。例えばマイコンｃｐｕ３で、送信ボックスに順逆部分ｕｄが「順方向」の通信データをセットしたなら、記憶テーブルｍａｐの自身のアドレス３の行で、順方向の通信回路の列を調べ、値Ｕの通信回路、すなわち高電位側の通信回路ｃｏｍｕ３へ送出する。処理ｆ８へ移る。

処理ｆ８は周期処理の終点である。次の周期で再び処理ｆ１へ戻る。

次に、処理ｆ５で選択実施する４つの命令の処理フローを説明する。

図９は、命令「電圧データ送信」の処理フローである。本命令は処理ｆａ１〜ｆａ４で成る。

処理ｆａ１は、処理の起点である。処理ｆａ２に移る。

処理ｆａ２は、宛先部分ａｄｒを統括監視装置ｃｔｌのマイコンｃｐｕ０を表す０に、順逆部分ｕｄを変数ｄの値と異なる方向に（変数ｄが順方向なら逆方向に、変数ｄが逆方向なら順方向に）、命令部分ｃｍｄをダミー値にセットし、データ部分ｄａｔに蓄電池の電圧値をセットして作った通信データを、送信ボックスにセットする処理である。なお、命令部分ｃｍｄのダミー値は、通信データのフォーマットを合わせるための値で、先述した４つの命令のどれを表すものでもない。処理ｆａ３に移る。

処理ｆａ３は送信処理で、処理ｆ７と同様である。処理ｆａ４へ移る。

処理ｆａ４は、処理の終点である。処理ｆ５を抜ける。

図１０は、命令「動作モード確認」の処理フローである。本命令は処理ｆｂ１〜処理ｆｂ８で成る。

処理ｆｂ１は、処理の起点である。処理ｆｂ２に移る。

処理ｆｂ２は、宛先部分ａｄｒに記憶テーブルｍａｐを自身のアドレスと変数ｄの値をキーに引いた宛先アドレスを、順逆部分ｕｄを変数ｄの値の方向に、命令部分ｃｍｄを命令「応答返信」を表す値にセットし、データ部分ｄａｔを省略して作った通信データ（確認データ）を、送信ボックスにセットする処理である。処理ｆｂ３へ移る。

処理ｆｂ３は送信処理で、処理ｆ７と同様である。処理ｆｂ４へ移る。

処理ｆｂ４は、記憶テーブルｍａｐで引いた待ち時間２の分だけ待つ処理である。この間、周期的に受信ボックスのデータの有無を調べる。データが有れば処理ｆｂ５へ、データが無いまま待ち時間が満了すれば処理ｆｂ６へ移る。

処理ｆｂ５は、宛先部分ａｄｒをマイコンｃｐｕ０を表す０に、順逆部分ｕｄを変数ｄの値と異なる方向に、命令部分ｃｍｄをダミー値０にセットし、データ部分ｄａｔに動作モードｏｎであることを確認できた旨を示すデータにセットして作った通信データを、送信ボックスにセットする処理である。処理ｆｂ７に移る。

処理ｆｂ６は、宛先部分ａｄｒをマイコンｃｐｕ０を表す０に、順逆部分ｕｄを変数ｄの値と異なる方向に、命令部分ｃｍｄをダミー値０にセットし、データ部分ｄａｔに動作モードｏｆｆであることを確認できた旨を示すデータにセットして作った通信データを、送信ボックスにセットする処理である。処理ｆｂ７に移る。

処理ｆｂ７は送信処理で、処理ｆ７と同様である。処理ｆｂ８へ移る。

処理ｆｂ８は、処理の終点である。処理ｆ５を抜ける。

図１１は、命令「省電力指令」の処理フローである。本命令は処理ｆｃ１〜処理ｆｃ１４で成る。

処理ｆｃ１は、処理の起点である。処理ｆｃ２に移る。

処理ｆｃ２は、自身が監視装置ｍ１〜ｍ３あるいは監視装置ｍ４〜ｍ６のうち最高の電位レベルにあるかどうかを調べる処理である。すなわち、自身のアドレスが３または６であるかどうかを照合する。アドレスが３または６であれば処理ｆｃ１３へ、それ以外であれば処理ｆｃ３へ移る。

処理ｆｃ３は、宛先部分ａｄｒに記憶テーブルｍａｐを自身のアドレスと変数ｄの値をキーに引いたアドレスに、順逆部分ｕｄを変数ｄの値の方向に、命令部分ｃｍｄを命令「省電力指令」を表す値にセットし、データ部分ｄａｔを省略して作った通信データを、送信ボックスにセットする処理である。処理ｆｃ４へ移る。

処理ｆｃ４は送信処理で、処理ｆ７と同様である。処理ｆｃ５へ移る。

処理ｆｃ５は、記憶テーブルｍａｐで引いた待ち時間１の分だけ待つ処理である。この間、周期的に受信ボックスのデータの有無を調べる。データが有れば処理ｆｃ６へ、データが無いまま待ち時間が満了すれば処理ｆｃ８へ移る。

処理ｆｃ６は受け取ったデータを転送するためそのまま送信ボックスへセットする処理で、処理ｆ６と同様である。処理ｆｃ７へ移る。

処理ｆｃ７は送信処理で、処理ｆ７と同様である。処理ｆｃ１４へ移る。

処理ｆｃ８は送信ボックスにデータをセットする処理で、処理ｆｂ２と同様である。処理ｆｃ７へ移る。

処理ｆｃ９は送信処理で、処理ｆ７と同様である。処理ｆｃ８へ移る。

処理ｆｃ１０は、記憶テーブルｍａｐで引いた待ち時間２の分だけ待つ処理である。この間、周期的に受信ボックスのデータの有無を調べる。データが有れば処理ｆｃ１１へ、データが無いまま待ち時間が満了すれば処理ｆｃ１３へ移る。

処理ｆｃ１１は、宛先部分ａｄｒをマイコンｃｐｕ０を表す０に、順逆部分ｕｄを変数ｄの値と異なる方向に、命令部分ｃｍｄをダミー値０にセットし、データ部分ｄａｔに動作モードをｏｆｆにできなかった旨を示すデータにセットして作った通信データを、送信ボックスにセットする処理である。処理ｆｃ１２に移る。

処理ｆｃ１２は送信処理で、処理ｆ７と同様である。処理ｆｃ１４へ移る。

処理ｆｃ１３は、自身の動作モードをｏｆｆに切り替える処理である。例えば監視装置ｍ１であれば、スイッチｓｗ１に状態をｏｆｆに切り替えるための信号を印加する。これにより、マイコン自身への給電を止め、監視装置を省電力な動作モードに移行させる。すなわち処理ｆｃ１２に至った場合、ここでマイコンの動作が停止し、処理は終了である。

処理ｆｃ１４は、処理の終点である。処理ｆ５を抜ける。

図１２は、命令「応答返信」の処理フローである。本命令は処理ｆｄ１〜処理ｆｄ４で成る。

処理ｆｄ１は、処理の起点である。処理ｆｄ２に移る。

処理ｆｄ２は、宛先部分ａｄｒに記憶テーブルｍａｐを自身のアドレスと変数ｄの値と異なる方向をキーに引いたアドレスに、順逆部分ｕｄを変数ｄの値と異なる方向に、命令部分ｃｍｄをダミー値にセットし、データ部分ｄａｔを省略して作った通信データ（応答データ）を、送信ボックスにセットする処理である。処理ｆｄ３へ移る。

処理ｆｄ３は送信処理で、処理ｆ７と同様である。処理ｆｄ４へ移る。

処理ｆｄ４は、処理の終点である。処理ｆ５を抜ける。

以上がマイコンｃｐｕ１〜ｃｐｕ６の処理手順である。

マイコンｃｐｕ０は、監視装置ｍ１〜ｍ６に要求する所望の動作に応じた通信データを生成し、送出する。また、受信した通信データのデータ部分ｄａｔを読み出し、監視装置ｍ１〜ｍ６の回答を得て、蓄電装置制御システムｅの制御に利用する。

次に、統括監視装置ｃｔｌのマイコンｃｐｕ０と、監視装置ｍ１〜ｍ６のマイコンｃｐｕ１〜ｃｐｕ６との間の通信動作を説明する。

初めにマイコンｃｐｕ０が蓄電池の電圧データを取得する場合を、図１３を用いて説明する。

図１３はマイコンｃｐｕ０が蓄電池ｂ３の電圧データを取得する際の通信の様子である。

横軸は時間、縦軸は通信データの位置である。マイコンとマイコンの間の信号線上にある通信回路と絶縁手段の位置も示した。

通信データｒｅｑ３は、マイコンｃｐｕ０からマイコンｃｐｕ３に宛てた蓄電池ｂ３の電圧データのリクエストである。通信データｒｅｑ３の宛先部分ａｄｒは３、順逆部分ｕｄは順方向、命令部分ｃｍｄは「電圧データ送信」にセットされている。

通信データｄａｔ３は、マイコンｃｐｕ３からマイコンｃｐｕ０に宛てた蓄電池ｂ３の電圧データである。宛先部分ａｄｒは０、順逆部分ｕｄは逆方向、命令部分ｃｍｄはダミー値にセットされ、データ部分ｄａｔに蓄電池ｂ３の電圧値が記されている。

時間ｄｌｙ１はマイコンｃｐｕ１の処理遅延、時間ｄｌｙ２はマイコンｃｐｕ２の処理遅延、時間ｄｌｙ３はマイコンｃｐｕ３の処理遅延である。

初めに、ある時刻ｔ０において、マイコンｃｐｕ０は、マイコンｃｐｕ３に宛てたリクエストｒｅｑ３を、通信回路ｃｏｍ０，絶縁手段ｉｓｏ１，通信回路ｃｏｍｄ１を介してマイコンｃｐｕ１へ送信する。

マイコンｃｐｕ１は、処理ｆ２で受信ボックスに入ったリクエストｒｅｑ３を検出し、処理ｆ３で自身宛てかどうか、すなわち宛先部分ａｄｒが１かどうかを調べる。この場合、宛先部分ａｄｒは３であるので処理ｆ６へ移行し、送信ボックスにリクエストｒｅｑ３をセットし、処理ｆ７で通信回路ｃｏｍｕ１，絶縁手段ｉｓｏ２，通信回路ｃｏｍｄ２を介してマイコンｃｐｕ２へ送信する。

マイコンｃｐｕ２もマイコンｃｐｕ１と同じように、リクエストｒｅｑ３をマイコンｃｐｕ３へ向け転送する。

次に、マイコンｃｐｕ３は、リクエストｒｅｑ３の宛先部分ａｄｒが自身宛てであることから、処理ｆ３から処理ｆ４，処理ｆ５へ移行し、命令部分ｃｍｄを読み込む。リクエストｒｅｑ３の命令部分ｃｍｄには「電圧データ送信」がセットされているので、図９に記した処理（処理ｆａ１〜ｆａ４）に移る。処理ｆａ２で、送信ボックスに蓄電池ｂ３の電圧値を記した通信データｄａｔ３をセットし、処理ｆａ３でマイコンｃｐｕ２へ向け通信回路ｃｏｍｄ３側へ送信する。

次に、マイコンｃｐｕ２は、処理ｆ２でマイコンｃｐｕ３から受信した通信データｄａｔ３が自身宛てでないことを確認すると、処理ｆ６，処理ｆ７でマイコンｃｐｕ１へ向け通信回路ｃｏｍｄ２側へ通信データｄａｔ３を転送する。

次に、マイコンｃｐｕ１は、マイコンｃｐｕ２と同様に通信データｄａｔ３をマイコンｃｐｕ０へ向け通信回路ｃｏｍｄ１側へ送信する。

最後に、マイコンｃｐｕ０は、通信回路ｃｏｍ０を介して通信データｄａｔ３を受け取ると、データ部分ｄａｔを読み出し、蓄電池ｂ３の電圧データを取得する。

以上は統括監視装置ｃｔｌが蓄電池ｂ３の電圧データを取得する手順であるが、例えば蓄電池ｂ５の電圧データを取得する場合は、宛先部分ａｄｒを５、順逆部分ｕｄを逆方向、命令部分ｃｍｄをダミー値にセットした通信データを信号線ｓ０４側へ送出すればよい。蓄電池ｂ１〜蓄電池ｂ６の各々について、同様にして電圧データを取得できる。

続いて、監視装置ｍ１〜ｍ６の動作モードが正常にｏｎしていることを確認する方法の例を説明する。

図１６は、統括監視装置ｃｔｌが監視装置ｍ１〜ｍ６の動作モードがｏｎであることを確認するための信号の流れである。横軸に時間、縦軸に信号位置を取り、ある時刻にどのような信号がどこにあるかを示している。

時間ｄｌｙ１〜ｄｌｙ６は、それぞれマイコンｃｐｕ１〜ｃｐｕ６の処理遅延である。

時間ｔｗはマイコンｃｐｕ０の待ち時間である。

初め、時刻ｔ１に、マイコンｃｐｕ０が宛先部分をマイコンｃｐｕ０自身を表す０、順逆部分ｕｄを順方向、命令部分ｃｍｄをダミー値にセットした通信データｌｏｏｐを信号線ｓ０１の側に送出する。

マイコンｃｐｕ１は、処理ｆ２で通信データｌｏｏｐを受け取ると、処理ｆ３で宛先を調べる。この場合、自身に宛てたものではないので、処理ｆ６で受け取ったデータをそのまま送信ボックスにセットし、処理ｆ７でマイコンｃｐｕ２の側へ送信する。

以後、通信データｌｏｏｐは順方向に沿ってマイコンｃｐｕ２，マイコンｃｐｕ３，マイコンｃｐｕ６，マイコンｃｐｕ５，マイコンｃｐｕ４の順に次々と転送され、最終的に信号線ｓ０４を介してマイコンｃｐｕ０に送達される。

マイコンｃｐｕ０は、時間ｔｗの間に通信データｌｏｏｐが送達されたかどうかを調べる。監視装置ｍ１〜ｍ６のいずれかがｏｆｆであれば、通信データｌｏｏｐがマイコンｃｐｕ０まで帰ってこない。これを利用し、マイコンｃｐｕ０は、時間ｔｗの間に通信データｌｏｏｐが帰ってこない時は、監視装置ｍ１〜ｍ６のいずれかがｏｆｆであると判断する。本実施例では通信データｌｏｏｐがマイコンｃｐｕ０まで送達されるので、全ての監視装置ｍ１〜ｍ６がｏｎであると判断する。

続いて、監視装置ｍ１〜ｍ６の動作モードの制御の例を説明する。

図１４は、統括監視装置ｃｔｌが監視装置ｍ４〜ｍ６の動作モードをｏｎからｏｆｆに切り替え、切り替わったことを確認するまでの制御信号の流れである。

横軸に時間、縦軸に信号位置を取り、ある時刻にどのような信号がどこにあるかを示している。縦軸に示したスイッチｓｗ１，ｓｗ２，ｓｗ３の各々についてはｏｎ、ｏｆｆの２つの状態も示した。スイッチの状態の推移を実線で表している。

通信データｓｌｐは、命令部分ｃｍｄに「省電力指令」を記したデータである。通信データｃｆｍは、命令部分ｃｍｄに「応答返信」を記したデータである。なお、これらのデータのアドレス部分ａｄｒと順逆部分ｕｄは、送信先に応じて適宜変更する。

時間ｄｐ４〜ｄｐ６は各々スイッチｓｗ４〜ｓｗ６の状態遷移時間である。

時間ｄｌｙ４〜ｄｌｙ６は各々マイコンｃｐｕ４〜ｃｐｕ６の処理遅延である。

時間ｔｗ１０，ｔｗ２０はマイコンｃｐｕ０の待ち時間である。時間ｔｗ１４，時間ｔｗ２４はそれぞれマイコンｃｐｕ４が記憶テーブルｍａｐを引いて得た待ち時間１，待ち時間２である。時間ｔｗ１５，時間ｔｗ２５はそれぞれマイコンｃｐｕ５が記憶テーブルｍａｐを引いて得た待ち時間１，待ち時間２である。

初めに、ある時刻ｔａ０において、マイコンｃｐｕ０がマイコンｃｐｕ４に宛て信号線ｓ０４の側に、宛先部分ａｄｒを４、順逆部分ｕｄを逆方向、命令部分ｃｍｄを「省電力指令」にセットしたデータｓｌｐを送出する。

次に、マイコンｃｐｕ４はデータｓｌｐを受信し、処理ｆ５にて図１１に示す処理を実行する。処理ｆｃ２にて自身のアドレスが３または６でないことを確認すると、処理ｆｃ３，ｆｃ４にて受信したデータｓｌｐの宛先部分ａｄｒを５に書き換えたデータをマイコンｃｐｕ５へ送信する。その後、処理ｆｃ５に移り、時刻ｔａ１に一定時間ｔｗ１４の待ちに入る。

マイコンｃｐｕ４からデータｓｌｐを受信したマイコンｃｐｕ５は、マイコンｃｐｕ４と同様にし、受信したデータｓｌｐの宛先部分ａｄｒを６に書き換えたデータをマイコンｃｐｕ６へ送信し、時刻ｔａ２に一定時間ｔｗ１５の待ちに入る。

マイコンｃｐｕ６も同様に、マイコンｃｐｕ５からデータｓｌｐを受信し、図１１の処理を行う。マイコンｃｐｕ６は、処理ｆｃ２にて自身が最高電位レベルにあることを確認し、処理ｆｃ１３へ移る。処理ｆｃ１３では、スイッチｓｗ６に状態をｏｆｆにするような信号を印加する。その結果、スイッチｓｗ６の状態がｏｎからｏｆｆに遷移し、時刻ｔａ３にはマイコンｃｐｕ６への給電が止まる。マイコンｃｐｕ６の処理フローはここで終了である。

次に、マイコンｃｐｕ６が停止後の時刻ｔａ２＋ｔｗ１５において、マイコンｃｐｕ５は処理ｆｃ５の待ち時間ｔｗ１５を満了して処理ｆｃ８へ移行し、宛先部分ａｄｒを６に、順逆部分ｕｄを逆方向に、命令部分ｃｍｄを「応答返信」にセットした確認データｃｆｍを送信ボックスにセットし、処理ｆｃ９でマイコンｃｐｕ６へ宛て送信する。その後、処理ｆｃ１０にて時間ｔｗ２５の待ちに入る。

この時点で監視装置ｍ６は既にｏｆｆしているため、マイコンｃｐｕ６はマイコンｃｐｕ５から送信された確認データｃｆｍに対する応答を発しない。したがって、マイコンｃｐｕ５はマイコンｃｐｕ６からの応答を受け取ることなく待ち時間ｔｗ２５を満了する。

マイコンｃｐｕ５は、待ち時間ｔｗ２５の間にマイコンｃｐｕ６から応答がないことを確認すると、処理ｆｃ１３へ移行する。処理ｆｃ１３では、スイッチｓｗ５に状態をｏｆｆにするような信号を印加する（時刻ｔａｓ）。その結果、スイッチｓｗ５の状態がｏｎからｏｆｆに遷移し、時刻ｔａ４にはマイコンｃｐｕ５への給電が止まる。マイコンｃｐｕ５の処理フローはここで終了である。

次に、マイコンｃｐｕ５が停止後の時刻ｔａ１＋ｔｗ１４において、マイコンｃｐｕ４は処理ｆｃ５の待ち時間ｔｗ１４を満了して処理ｆｃ８へ移行し、後はマイコンｃｐｕ５と同様にしてスイッチｓｗ４をｏｆｆにし、時刻ｔａ５に処理フローを終える。

最後に、マイコンｃｐｕ０は、初めにマイコンｃｐｕ４へ通信データを送出した時刻ｔａ０から上記の全てを完了するのに十分な時間ｔｗ１０の間に監視装置の動作モードをｏｆｆにできなかったというエラーを示すデータ（エラー時に監視装置ｍ４〜ｍ６のいずれかの処理ｆｃ１１で生成され、処理ｆｃ１２でマイコンｃｐｕ０へ宛てて送信されるデータ）の受信がないことを確認し、時刻ｔａ６にマイコンｃｐｕ４へ先と同様の確認データｃｆｍを発し、時間ｔｗ２０の待ち状態に入る。

この時点で監視装置ｍ４は既にｏｆｆしているため、マイコンｃｐｕ４が応答データを返すことはない。マイコンｃｐｕ０は待ち時間ｔｗ２０の間にマイコンｃｐｕ４から応答がないことを確認し、確認を終えた時刻ｔａｅにて、最終的に全ての監視装置ｍ４〜ｍ６の動作モードがｏｆｆになったことを検出できる。

以上、統括監視装置ｃｔｌからの指令により監視装置ｍ４〜ｍ６が全て正常に停止し、統括監視装置ｃｔｌがそのことを確認する場合の動作を説明した。これに対し、続いては、いずれかの監視装置に正常にｏｆｆできない異常が生じ、統括監視装置ｃｔｌが異常を検出する場合の動作を説明する。例として、監視装置ｍ５に異常があり、スイッチｓｗ５がｏｆｆしない場合を考える。

図２５は、監視装置ｍ５に異常があり、スイッチｓｗ５がｏｆｆしない場合の通信の様子である。横軸に時間、縦軸に信号位置をとり、図１４と同様に表した。マイコンｃｐｕ０がマイコンｃｐｕ４へデータｓｌｐを発する時刻ｔａ０から、マイコンｃｐｕ５がスイッチｓｗ５にｏｆｆさせるための信号を印加する時刻ｔａｓまでは、図１４と同様である。時刻ｔａｓ以降について説明する。

この例では、時刻ｔａｓにてマイコンｃｐｕ５が発した信号がスイッチｓｗ５に達するが、例えばスイッチｓｗ５まわりの恒常的な異常、またはマイコンｃｐｕ５からの信号に乗ったノイズの影響等の原因により、スイッチｓｗ５はｏｆｆしない。

マイコンｃｐｕ４は、待ちが満了した時刻ｔａ１＋ｔｗ１４において、先の例と同様にマイコンｃｐｕ５に宛てて確認データｃｆｍを送信し、時間ｔｗ２４の待ちに入る。

動作モードがｏｎのままのマイコンｃｐｕ５は、処理ｆ３にて確認データｃｆｍが自身宛てであることを確認すると、処理ｆ５にて命令部分ｃｍｄから処理「応答返信」を読み出し、図１２の処理に移る。すなわち、処理ｆｄ２にて宛先部分ａｄｒにマイコンｃｐｕ４を表す４を、順逆部分ｕｄに「順方向」を、命令部分ｃｍｄにダミー値を設定した応答データｒｓｐを送信ボックスにセットし、処理ｆｄ３でマイコンｃｐｕ４へ送信する。

待ち処理ｆｃ１０にあるマイコンｃｐｕ４は、待ち時間ｔｗ２４が経過するより先に、マイコンｃｐｕ５からの応答データｒｓｐを受け取る。この時点で、処理ｆｃ１０を抜け、処理ｆｃ１１へ移行する。処理ｆｃ１１では、宛先部分ａｄｒにマイコンｃｐｕ０を表す０を、順逆部分ｕｄに「順方向」を、命令部分ｃｍｄにダミー値を、データ部分ｄａｔに監視装置がｏｆｆに移行できなかったことを示すエラー値をセットしたエラーデータｅｒｒを送信ボックスにセットし、処理ｆｃ１２にてマイコンｃｐｕ０へ送信する。

マイコンｃｐｕ０は、最初にマイコンｃｐｕ４へデータｓｌｐを送信した時刻ｔａ０から待ち状態にあるが、待ち時間ｔｗ１０が経過するより先の時刻ｔａｅｒｒに、マイコンｃｐｕ４からのエラーデータｅｒｒを受け取る。そして、エラーデータｅｒｒのデータ部分ｄａｔに記されたエラー値を読み出し、監視装置が正常にｏｆｆしなかったことを検出する。

以上、統括監視装置ｃｔｌが監視装置ｍ４〜ｍ６の動作モードをｏｆｆにし、ｏｆｆしたかどうかを確認する手順である。監視装置ｍ１〜ｍ３をｏｆｆにする場合も同様にできる。

続いて、統括監視装置ｃｔｌが監視装置ｍ６の動作モードを監視装置ｍ１〜ｍ３及び並列間信号線ｐ経由で確認する手順を説明する。

図１５は、統括監視装置ｃｔｌが監視装置ｍ４〜ｍ６の動作モードを監視装置ｍ１〜ｍ３及び並列間信号線ｐ経由で確認する際の制御信号の流れである。図１４と同様、横軸に時間、縦軸に信号位置を取った。

時間ｄｌｙ１〜ｄｌｙ３は各々マイコンｃｐｕ１〜ｃｐｕ３の処理遅延である。

時間ｔｗ２３はマイコンｃｐｕ２が記憶テーブルｍａｐを引いて得られる待ち時間２である。

通信データａｓｋは動作モードの確認を指令するためのデータ、通信データａｎｓは動作モードの確認の結果を記したデータである。

初め、監視装置ｍ４〜ｍ６をｏｆｆした後の時刻ｔａ７において、マイコンｃｐｕ０は、宛先部分ａｄｒに３、順逆部分ｕｄに順方向、命令部分ｃｍｄに「動作モード確認」をセットして作った通信データａｓｋを、マイコンｃｐｕ３に宛てて信号線ｓ０１の側へ送出する。このデータは、マイコンｃｐｕ１とマイコンｃｐｕ２の処理ｆ６〜ｆ７により次々と転送され、マイコンｃｐｕ３に送達される。

次に、データａｓｋの宛先であるマイコンｃｐｕ３が命令部分ｃｍｄを読み出し、図１０に示した動作モード確認の処理を実行する。処理ｆｂ２で宛先部分ａｄｒを６、順逆部分ｕｄを順方向、命令部分ｃｍｄを「応答返信」にセットした通信データｃｆｍを送信ボックスにセットし、処理ｆｂ３で通信回路ｃｏｍｕ３側へ送信する。この時刻ｔａ８に処理ｆｂ４に移り、時間ｔｗ２３の間の待ちに入る。通信回路ｃｏｍｕ３へ送られた通信データｃｆｍは並列間信号線ｐを介して監視装置ｍ６の通信回路ｃｏｍｕ６へ印加されるが、監視装置ｍ６はｏｆｆしているため、この通信データへの回答はない。

次に、時刻ｔａ８＋ｔｗ２３において、マイコンｃｐｕ３は待ち時間を満了することでマイコンｃｐｕ６が応答できない状態、すなわち監視装置ｍ６がｏｆｆ状態であることの確認を終え、処理ｆｂ６へ移る。処理ｆｂ６で、宛先部分ａｄｒをマイコンｃｐｕ０を表す０、順逆部分ｕｄを逆方向、命令部分ｃｍｄをダミー値、データ部分ｄａｔを監視装置ｍ６のｏｆｆを確認した旨を示す値にセットした通信データａｎｓを送信ボックスにセットした後、処理ｆｂ７で送信する。通信データａｎｓはマイコンｃｐｕ２，ｃｐｕ１にて次々と転送され、時刻ｔａ９にマイコンｃｐｕ０に送達される。

最後に、マイコンｃｐｕ０が通信データａｎｓのデータ部分ｄａｔを読み出し、監視装置ｍ６がｏｆｆしたことを確認する。

このように監視装置ｍ１〜ｍ３を経由して監視装置ｍ６へ至る通信経路を利用することで、監視装置ｍ４〜ｍ６の通信経路に異常が生じた時でも、監視装置ｍ６の動作モードを確認できる。

なお、本実施例では監視装置ｍ１〜ｍ３に至る経路を動作モードの確認に利用したが、同様にして、蓄電池ｂ６の電圧データの取得や、動作モードをｏｆｆさせる指令の伝送にも利用できる。

本実施例の蓄電装置制御システムによれば、１５００Ｖもの高圧に耐える高価な絶縁手段を利用することなく、統括制御装置から各監視装置への通信経路を複数設け、上記通信経路を環状に利用することで、統括制御装置が簡単に多くの監視装置と通信でき、通信経路の異常に対する信頼性を向上できる。

また、監視装置が消費電力の異なる複数の動作モードを有し、統括監視装置にて切り替えることを可能とすることで、高価な絶縁手段を利用することなく各監視装置の動作モードの制御と確認を実施でき、蓄電池を省エネ，長寿命化できる。

本実施例の蓄電装置制御システムは、実施例１の構成に対し、監視装置ｍ１〜ｍ６の構成、監視装置ｍ１，ｍ４と統括監視装置ｃｔｌの接続、及び監視装置ｍ３と監視装置ｍ６の間の接続が異なる。

図１７は、監視装置ｍ２の構成である。

監視装置ｍ２は、絶縁手段ｉｓｏｐ２を備える。絶縁手段ｉｓｏｐ２は、絶縁手段ｉｓｏ２と同じく５００Ｖに耐える絶縁装置である。電位レベルが１段階低い監視装置から給電され、給電の有無に応じた信号をスイッチｓｗ２に印加する。スイッチｓｗ２は、絶縁手段ｉｓｏｐ２から印加される信号に応じても、状態のｏｎとｏｆｆを切り替えられる。
具体的には、スイッチｓｗ２は、マイコンｍ２からｏｎを指令する信号を印加されるか、または絶縁手段ｉｓｏｐ２に給電があるときにｏｎになる。また、マイコンｍ２からｏｆｆを指令する信号を印加されるか、または絶縁手段ｉｓｏｐ２に給電がないときにｏｆｆになる。

監視装置ｍ１〜ｍ６も同様の構成で、絶縁手段ｉｓｏｐ１〜ｉｓｏｐ６を備える。これにより、監視装置の動作モードのｏｎ／ｏｆｆが、電位レベルが低い側から高い側へ次々と連鎖する。

図１８は、統括監視装置ｃｔｌと監視装置ｍ１，監視装置ｍ４との間の信号線の構成である。統括監視装置ｃｔｌは動作モード制御回路ｍｃを備える。動作モード制御回路ｍｃは、絶縁手段ｉｓｏｐ１，絶縁手段ｉｓｏｐ４にそれぞれ給電し、マイコンｃｐｕ０からの指令で給電の有無をそれぞれ切り替えられる。

図１９は、監視装置ｍ３と監視装置ｍ６との間の信号線の構成である。電源回路ｐｗ３とマイコンｃｐｕ６を結ぶ信号線ｐ３６、及び電源回路ｐｗ６とマイコンｃｐｕ３を結ぶ信号線ｐ６３を備える。信号線ｐ３６は、電源回路ｐｗ３の電源出力の有無に応じた信号をマイコンｃｐｕ６に伝える。信号線ｐ６３は、電源回路ｐｗ６の電源出力の有無に応じた信号をマイコンｃｐｕ３に伝える。

以上が本実施例の構成である。

マイコンｃｐｕ１〜ｃｐｕ６の処理手順は実施例１と同様である。加えて監視装置ｍ６は、信号線ｐ３６を介して電源手段ｐｗ３の出力の変化を検出した時、監視装置ｍ３の動作モードに応じて処理ｆｂ５や処理ｆｂ６で生成される回答データを、マイコンｃｐｕ０に宛てて送信する処理を行う。また、監視装置ｍ３は、信号線ｐ６３を介して電源手段ｐｗ６の出力の変化を検出した時、監視装置ｍ６の動作モードに応じて処理ｆｂ５や処理ｆｂ６で生成される回答データを、マイコンｃｐｕ０に宛てて送信する処理を行う。

続いて本実施例において監視装置の動作モードを制御する様子を、監視装置ｍ１〜ｍ３の動作モードをｏｆｆにし、監視装置ｍ４〜ｍ６経由でそれを確認する場合を例にして説明する。

図２０は、監視装置ｍ１〜ｍ３の動作モードをｏｆｆにし、監視装置ｍ４〜ｍ６経由でそれを確認する時の信号の様子である。スイッチｓｗ１〜ｓｗ６のｏｎ／ｏｆｆの状態表記と同様にして、動作モード制御回路ｍｃの給電有／無と遷移の様子も記した。時間ｄｐ０は、動作モード制御回路ｍｃの状態遷移時間である。

初め、時刻ｔｂ０にマイコンｃｐｕ０が動作モード制御回路に給電無の状態を指令する。これを受け、動作モード制御回路ｍｃが給電無に移行すると、絶縁手段ｉｓｏｐ１への給電が停止し、時刻ｔｂ１にはスイッチｓｗ１がｏｆｆする。これが時刻ｔｂ２にはスイッチｓｗ２へ、時刻ｔｂ３にはスイッチｓｗ３へと次々と伝播し、監視装置ｍ１〜ｍ３の動作モードが全てｏｆｆになる。

次に、時刻ｔｂ３にスイッチｓｗ３がｏｆｆしたことを受け、電源回路ｐｗ３の出力が停止したことに応じた信号が信号線ｐ３６を介してマイコンｃｐｕ６へ印加される。

次に、マイコンｃｐｕ６は、信号線ｐ３６を介して入力された信号を受け、宛先部分ａｄｒに０、順逆部分ｕｄに順方向、命令部分ｃｍｄにダミー値、データ部分ｄａｔに監視装置ｍ３がｏｆｆした旨を記した回答データａｎｓをマイコン０に宛て送出する。これがマイコンｃｐｕ５，マイコンｃｐｕ４を経てマイコンｃｐｕ０に送達される。

マイコンｃｐｕ０は、初めの時刻ｔｂ０から待ち時間ｔｗ１０ｂの間に監視装置ｍ３がｏｆｆしたことを記した信号を受信したことをもって、監視装置ｍ１〜ｍ３がｏｆｆしたことを確認する。

本実施例の蓄電装置制御システムによれば、統括監視装置は、動作モードの制御指令を出して応答を待つだけで直列蓄電ユニットの監視装置の停止とその確認を実現できる。この点で、実施例１の方法よりも簡単で、動作モード切り替えの指令から確認までの時間が短い。

本実施例の蓄電装置制御システムは、実施例２の構成に対し、監視装置ｍ４〜ｍ６の構成、監視装置ｍ４と統括監視装置ｃｔｌの接続、及び監視装置ｍ３と監視装置ｍ６の間の接続が異なる。

図２１は、監視装置ｍ５の構成である。

監視装置ｍ５は、実施例２の絶縁手段ｉｓｏｐ５に代わって絶縁手段ｉｓｏｑ５を備える。絶縁手段ｉｓｏｑ５は、１段階電位レベルの高い監視装置ｍ６から給電され、給電の有無に応じた信号をスイッチｓｗ５に印加する。スイッチｓｗ５は、絶縁手段ｉｓｏｐ５から印加される信号に応じても、状態のｏｎとｏｆｆを切り替えられる。具体的には、スイッチｓｗ５は、マイコンｍ５からｏｎを指令する信号を印加されるか、または絶縁手段ｉｓｏｐ５に給電があるときにｏｎになる。また、マイコンｍ５からｏｆｆを指令する信号を印加されるか、または絶縁手段ｉｓｏｐ５に給電がないときにｏｆｆになる。

図２２は、統括監視装置ｃｔｌと監視装置ｍ１，監視装置ｍ４との間の信号線の構成である。電源回路ｐｗ４の出力に応じた信号が、マイコンｃｐｕ０に印加される。

図２３は、監視装置ｍ３と監視装置ｍ６との間の信号線の構成である。電源回路ｐｗ３と電源回路ｐｗ６が電線ｐｐで接続される。電線ｐｐを介し、電源回路ｐｗ３から絶縁手段ｉｓｏｑ６へ給電される。

以上が本実施例の構成である。

続いて本実施例において監視装置の動作モードを制御する様子を、監視装置ｍ１〜ｍ６の動作モードをｏｆｆにする場合を例にして説明する。

図２４は、監視装置ｍ１〜ｍ３の動作モードをｏｆｆにし、監視装置ｍ４〜ｍ６経由でそれを確認する時の信号の様子である。

初め、時刻ｔｃ０にマイコンｃｐｕ０が動作モード制御回路ｍｃに給電無を指令する。
動作モード制御回路ｍｃから絶縁手段ｉｓｏｐ１への給電が停止すると、時刻ｔｃ１にスイッチｓｗ１がｏｆｆする。

以降、時刻ｔｃ２にスイッチｓｗ２、時刻ｔｃ３にスイッチｓｗ３が次々とｏｆｆし、電線ｐｐを介してスイッチｓｗ６へ伝播し、時刻ｔｃ４スイッチｓｗ６，時刻ｔｃ５スイッチｓｗ５，時刻ｔｃ６にスイッチｓｗ４が次々とｏｆｆする。以上の順で、全ての監視装置ｍ１〜ｍ６がｏｆｆする。

最後に、時刻ｔｃ７に電源回路ｐｗ４の出力が停止したことに応じた信号がマイコンｃｐｕ０に印加される。マイコンｃｐｕ０は、初めの時刻ｔｃ０から待ち時間ｔｗ１０ｃ以内に応答の信号を受けたことで、全ての監視装置ｍ１〜ｍ６がｏｆｆしたことを確認する。

本実施例の蓄電装置制御システムによれば、統括監視装置から動作モード制御回路に発する一度の指令で全ての監視装置の動作モードの切り替え、及びその確認が実施できる。
この点で、実施例１や実施例２よりも簡単，動作モード切り替えの指令から確認までの時間が短い。

ｅ 蓄電装置制御システム
ｌｄ 負荷
ｃｔｌ 統括監視装置
ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５，ｂ６ 蓄電池
ｍ１，ｍ４，ｍ２，ｍ３，ｍ５，ｍ６，ｍ４′，ｍ５′，ｍ６′ 監視装置
ｂｕ１，ｂｕ２，ｂｕ３，ｂｕ４，ｂｕ５，ｂｕ６ 蓄電ユニット
ｂｓ１，ｂｓ２ 直列蓄電ユニット
ｓ１２，ｓ２３，ｓ４５，ｓ５６ 直列間信号線
ｓ０１，ｓ０２ 信号線
ｐ，ｐ′，ｐ６３，ｐ３６ 並列間信号線
ｖ１，ｖ２，ｖ３，ｖ４，ｖ５，ｖ６ 電圧センサ
ｐｗ１，ｐｗ２，ｐｗ３，ｐｗ４，ｐｗ５，ｐｗ６，ｐｗ４′，ｐｗ５′，ｐｗ６′ 電源回路
ｓｗ１，ｓｗ２，ｓｗ３，ｓｗ４，ｓｗ５，ｓｗ６，ｓｗ４′，ｓｗ５′，ｓｗ６′ スイッチ
ｃｒ１，ｃｒ２，ｃｒ３，ｃｒ４，ｃｒ５，ｃｒ６，ｃｒｄ１，ｃｒｄ２，ｃｒｄ３，ｃｄｒ４，ｃｒｄ５，ｃｒｄ６ 回路
ｃｐｕ１，ｃｐｕ２，ｃｐｕ３，ｃｐｕ４，ｃｐｕ５，ｃｐｕ６ マイコン
ｉｓｏｃ１，ｉｓｏｃ２，ｉｓｏｃ３，ｉｓｏｃ４，ｉｓｏｃ５，ｉｓｏｃ６，ｉｓｏｐ１，ｉｓｏｐ２，ｉｓｏｐ３，ｉｓｏｐ４，ｉｓｏｐ５，ｉｓｏｐ６，ｉｓｏｐ４′，ｉｓｏｐ５′，ｉｓｏｐ６′ 絶縁手段
ｃｏｍ０，ｃｏｍｕ１，ｃｏｍｕ２，ｃｏｍｕ３，ｃｏｍｕ４，ｃｏｍｕ５，ｃｏｍｕ６，ｃｏｍｄ１，ｃｏｍｄ２，ｃｏｍｄ３，ｃｏｍｄ４，ｃｏｍｄ５，ｃｏｍｄ６ 通信回路
ｓｐｌｙ 給電回路
ｃｐｕ０ マイコン
ｄｌｙ１，ｄｌｙ２，ｄｌｙ３，ｄｌｙ４，ｄｌｙ５，ｄｌｙ６ 処理遅延
ｒｅｑ３ リクエスト
ｄａｔ３ 電圧データ
ｄｐ０，ｄｐ１，ｄｐ２，ｄｐ３，ｄｐ４，ｄｐ５，ｄｐ６ 状態遷移時間
ａｓｋ 問い合わせデータ
ｃｆｍ 確認データ
ａｎｓ 回答データ
ｗａｉｔ０，ｗａｉｔ６，ｗａｉｔ０′，ｗａｉｔ０″ 待ち時間

Claims (2)

1. 蓄電池と、前記蓄電池を監視する監視装置と、を有する蓄電ユニットが電気的に複数直列に接続された直列蓄電ユニットを複数有し、
   前記蓄電池への充放電を制御する統括監視装置を有し、
   複数の前記直列蓄電ユニットは、電気的に並列に接続され、
   前記直列蓄電ユニットは、複数の蓄電ユニット内の前記蓄電池間が直列に接続され、且つ前記監視装置間が絶縁手段により絶縁される信号線によって直列に接続され、
   前記複数の直列蓄電ユニットの低圧側の監視装置が通信線を介して前記統括監視装置に接続されている蓄電装置制御システムにおいて、
   前記監視装置は、監視する蓄電池から該監視装置への給電を行う電源回路をオン／オフし、他の監視装置の電源回路から給電を受けた場合にオン状態となり、他の監視装置の電源回路から給電を受けない場合にオフ状態となるスイッチを有し、
   前記統括監視装置は、前記直列蓄電ユニットの低圧側の監視装置の前記スイッチへの給電をオン／オフする手段と、他の前記直列蓄電ユニットの低圧側の監視装置から電源回路のオン／オフ状態に応じた信号を受信する手段と、を備え、
   前記統括監視装置から低圧側の監視装置の前記スイッチへの給電を受ける前記直列蓄電ユニットの高圧側の監視装置の電源回路は、他の前記直列蓄電ユニットの高圧側の監視装置の前記スイッチへ給電可能に接続されており、
   前記統括監視装置が前記直列蓄電ユニットの低圧側の監視装置の前記スイッチへの給電オン／オフ状態を切り替えた場合に、前記統括監視装置は、他の前記直列蓄電ユニットの低圧側の監視装置から電源回路のオン／オフ状態に応じた信号を受信可能であることを特徴とする蓄電装置制御システム。
2. 請求項１に記載の蓄電装置制御システムと、鉄道車両を駆動する複数のモータと、前記モータを駆動するインバータと、を備え、
   前記蓄電装置制御システムにより前記複数のモータ及び前記インバータへの電力を充放電することを特徴とする鉄道車両。