JP2014215136A - Battery monitoring device and battery unit - Google Patents

Battery monitoring device and battery unit Download PDF

Info

Publication number
JP2014215136A
JP2014215136A JP2013091795A JP2013091795A JP2014215136A JP 2014215136 A JP2014215136 A JP 2014215136A JP 2013091795 A JP2013091795 A JP 2013091795A JP 2013091795 A JP2013091795 A JP 2013091795A JP 2014215136 A JP2014215136 A JP 2014215136A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data
control unit
battery
voltage
pulse data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013091795A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6048299B2 (en
Inventor
典男 西脇
Norio Nishiwaki
典男 西脇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2013091795A priority Critical patent/JP6048299B2/en
Publication of JP2014215136A publication Critical patent/JP2014215136A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6048299B2 publication Critical patent/JP6048299B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery monitoring device capable of equalizing voltages using a simple configuration, and a battery unit.SOLUTION: A battery monitoring device includes: a first control unit disposed outside a plurality of battery stacks including a battery cell; a second control unit, disposed in each of the plurality of battery stacks, for detecting the output voltage of the battery cell and outputting pulse data representing the detected voltage; and a daisy chain for connecting the plurality of second control units to the first control unit. When the voltage value represented by the pulse data outputted by another second control unit is higher than the output voltage of the battery cell detected by itself, the second control unit reduces a duty ratio of the pulse data outputted by itself; when the voltage value represented by the pulse data outputted by another second control unit is lower than the output voltage of the battery cell detected by itself, the second control unit increases the duty ratio of the pulse data outputted by itself.

Description

本発明は、電池監視装置、及び、電池ユニットに関する。   The present invention relates to a battery monitoring device and a battery unit.

従来より、各監視ICは、各監視ICのうちの他の監視ICから出力信号を入力すると共に、当該他の監視ICが当該他の監視ICに対応するスイッチング手段を当該出力信号に従って駆動すると同時に、対応するスイッチング手段を当該出力信号に従って駆動する駆動回路をそれぞれ備える電池監視装置がある。   Conventionally, each monitoring IC receives an output signal from another monitoring IC among the monitoring ICs, and at the same time, the other monitoring IC drives the switching means corresponding to the other monitoring IC according to the output signal. There are battery monitoring devices each including a drive circuit for driving corresponding switching means according to the output signal.

各監視ICに対応する各スイッチング手段は、いずれかの監視ICが出力した出力信号に従って各監視ICの駆動回路によってそれぞれ同時に駆動される(例えば、特許文献1参照)。   Each switching means corresponding to each monitoring IC is simultaneously driven by a driving circuit of each monitoring IC according to an output signal output from any monitoring IC (see, for example, Patent Document 1).

特開2012−161182号公報JP 2012-161182 A

ところで、従来の電池監視装置では、セル電圧の検出や均等化等の処理を実行させるために、各監視ICを同時に駆動する駆動回路が必要になるため、構成が複雑になるという課題がある。   By the way, in the conventional battery monitoring device, in order to execute processing such as detection and equalization of the cell voltage, a driving circuit for simultaneously driving the monitoring ICs is required.

そこで、本発明は、簡便な構成で電圧の均等化を行うことができる電池監視装置、及び、電池ユニットを提供することを目的とする。   Then, an object of this invention is to provide the battery monitoring apparatus and battery unit which can equalize a voltage with a simple structure.

本発明の一局面の電池監視装置は、電池セルを含む複数の電池スタックの外部に配設される第1制御部と、前記複数の電池スタックにそれぞれ配設され、前記電池セルの出力電圧を検出し、当該検出電圧を表すパルスデータを出力する第2制御部と、複数の前記第2制御部を前記第1制御部に接続するデイジーチェーンとを含み、前記第2制御部は、他の第2制御部が出力するパルスデータが表す電圧値が自己の検出する前記電池セルの出力電圧よりも高い場合は、自己が出力するパルスデータのデューティ比を低下させ、他の第2制御部が出力するパルスデータが表す電圧値が自己の検出する前記電池セルの出力電圧よりも低い場合は、自己が出力するパルスデータのデューティ比を増大させる。   A battery monitoring device according to one aspect of the present invention includes a first control unit disposed outside a plurality of battery stacks including battery cells, and a plurality of battery stacks, each of which outputs an output voltage of the battery cells. A second control unit that detects and outputs pulse data representing the detected voltage; and a daisy chain that connects a plurality of the second control units to the first control unit. When the voltage value represented by the pulse data output by the second control unit is higher than the output voltage of the battery cell detected by the second control unit, the duty ratio of the pulse data output by the second control unit is reduced, and the other second control unit When the voltage value represented by the pulse data to be output is lower than the output voltage of the battery cell detected by itself, the duty ratio of the pulse data output by itself is increased.

本発明によれば、簡便な構成で電圧の均等化を行うことができる電池監視装置、及び、電池ユニットを提供できるという効果が得られる。   According to the present invention, it is possible to provide a battery monitoring device that can perform voltage equalization with a simple configuration and a battery unit.

実施の形態1の電池監視装置及び電池ユニットを示す図である。It is a figure which shows the battery monitoring apparatus and battery unit of Embodiment 1. FIG. 実施の形態1の電池監視装置100Aにおけるデータ及びクロックの流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the data and clock in 100 A of battery monitoring apparatuses of Embodiment 1. FIG. 実施の形態1の電池監視装置100AにおけるECU110とIC1〜IC4との間におけるデータの流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the data between ECU110 and IC1-IC4 in 100 A of battery monitoring apparatuses of Embodiment 1. FIG. 実施の形態1の電池監視装置100Aにおける電圧データのデューティ比の調整手法を示す図である。It is a figure which shows the adjustment method of the duty ratio of the voltage data in 100 A of battery monitoring apparatuses of Embodiment 1. FIG. 実施の形態2の電池監視装置及び電池ユニットにおけるデータ&クロックDATA&CLKのデューティ比の調整手法を説明する図である。It is a figure explaining the adjustment method of the duty ratio of the data & clock DATA & CLK in the battery monitoring apparatus of Embodiment 2, and a battery unit. 実施の形態2の電池監視装置及び電池ユニットにおけるデータ&クロックDATA&CLKのデューティ比の調整手法を説明する図である。It is a figure explaining the adjustment method of the duty ratio of the data & clock DATA & CLK in the battery monitoring apparatus of Embodiment 2, and a battery unit. 実施の形態3の電池監視装置及び電池ユニットにおいてIC1〜IC4の間で送信するダミーデータの伝送経路を示す図である。It is a figure which shows the transmission path | route of the dummy data transmitted between IC1-IC4 in the battery monitoring apparatus and battery unit of Embodiment 3. FIG.

以下、本発明の電池監視装置、及び、電池ユニットを適用した実施の形態について説明する。   Hereinafter, embodiments to which the battery monitoring device and the battery unit of the present invention are applied will be described.

<実施の形態1>
図1は、実施の形態1の電池監視装置及び電池ユニットを示す図である。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a diagram illustrating a battery monitoring device and a battery unit according to the first embodiment.

実施の形態1の電池ユニット100は、主な構成要素として、ECU(Electric Control Unit:電子制御装置)110と、スタック120及び130とを含む。スタック120及び130は、それぞれ、複数のセル150とIC(Integrated Circuit:集積回路)チップ160を含む。実施の形態1の電池監視装置は、ECU110と、スタック120及び130に含まれるICチップ160とによって構成される。   The battery unit 100 of the first embodiment includes an ECU (Electric Control Unit) 110 and stacks 120 and 130 as main components. Each of the stacks 120 and 130 includes a plurality of cells 150 and an IC (Integrated Circuit) chip 160. The battery monitoring apparatus according to the first embodiment includes ECU 110 and IC chip 160 included in stacks 120 and 130.

なお、図1には、電池ユニット100の平面視での配置の一例を概略的に示す。ECU110とスタック120及び130との配置は、図1に示すパターンに限られず、他のパターンによる配置であってもよい。   FIG. 1 schematically shows an example of the arrangement of the battery unit 100 in plan view. The arrangement of ECU 110 and stacks 120 and 130 is not limited to the pattern shown in FIG.

電池ユニット100は、例えば、電気自動車の駆動装置を駆動するための電力を出力する電源として用いられる装置である。ここで、電気自動車の駆動装置とは、電池ユニット100の電力を用いて走行用モータを駆動することにより車両を駆動させる装置である。   The battery unit 100 is, for example, a device that is used as a power source that outputs electric power for driving a drive device of an electric vehicle. Here, the drive device of the electric vehicle is a device that drives the vehicle by driving the traveling motor using the electric power of the battery unit 100.

なお、電気自動車は、電力を用いて走行用モータを駆動して走行するものであれば、その方式や構成の詳細は任意である。電気自動車は、典型的には、動力源がエンジンと走行用モータであるハイブリッド自動車(HV(Hybrid Vehicle))、動力源が走行用モータのみである電気自動車(EV(Electric Vehicle))を含む。   In addition, the details of the method and configuration of the electric vehicle are arbitrary as long as the electric vehicle is driven by driving a driving motor using electric power. The electric vehicle typically includes a hybrid vehicle (HV (Hybrid Vehicle)) whose power source is an engine and a traveling motor, and an electric vehicle (EV (Electric Vehicle)) whose power source is only a traveling motor.

ECU110は、電池ユニット100のスタック120及び130の電圧制御処理を実行する制御装置であり、第1制御部の一例である。ECU110は、電圧制御部110A、及びメモリ110Bを含む。メモリ110Bはデータの書き込み及び読み出しが可能な不揮発性メモリである。なお、ECU110は、スタック120及び130の認証処理を行う認証部をさらに有していてもよい。   ECU 110 is a control device that executes voltage control processing of stacks 120 and 130 of battery unit 100, and is an example of a first control unit. ECU 110 includes a voltage control unit 110A and a memory 110B. The memory 110B is a nonvolatile memory capable of writing and reading data. ECU 110 may further include an authentication unit that performs authentication processing of stacks 120 and 130.

また、ECU110による電圧制御処理については後述することとし、ここでは、図1を用いて、ECU110とスタック120、130の物理的な構成について主に説明する。   Further, voltage control processing by the ECU 110 will be described later. Here, the physical configuration of the ECU 110 and the stacks 120 and 130 will be mainly described with reference to FIG.

スタック120と130は、同様の構成を有し、ケーブル140で直列に接続されている。このため、ここでは、スタック120の構成について詳しく説明する。   The stacks 120 and 130 have the same configuration and are connected in series by a cable 140. Therefore, the configuration of the stack 120 will be described in detail here.

スタック120は、複数のセル150とICチップ160を含む。図1には、スタック120に含まれる複数のセル150のうち、両端に位置する8つのセル150H1、150H2、150H3、150H4、150L1、150L2、150L3、150L4を示す。   The stack 120 includes a plurality of cells 150 and an IC chip 160. FIG. 1 shows eight cells 150H1, 150H2, 150H3, 150H4, 150L1, 150L2, 150L3, and 150L4 located at both ends of the plurality of cells 150 included in the stack 120.

なお、以下では、セル150H1、150H2、150H3、150H4、150L1、150L2、150L3、150L4と、セル150L4及びセル150H1との間に位置するセル150(図示を省略)とを特に区別しない場合には、単にセル150と称す。   In the following description, the cells 150H1, 150H2, 150H3, 150H4, 150L1, 150L2, 150L3, and 150L4 are not particularly distinguished from the cell 150 (not shown) positioned between the cells 150L4 and 150H1. This is simply referred to as cell 150.

各セル150には+と−の符号で正極性端子と負極性端子の位置を示す。スタック120に含まれる複数のセル150は、接続部151によって直列に接続されている。   Each cell 150 indicates the position of the positive terminal and the negative terminal with + and-signs. The plurality of cells 150 included in the stack 120 are connected in series by a connection unit 151.

セル150H1、150H2、150H3、150H4は、接続部151H1、151H2、151H3によって直列に接続されている。また、セル150H4の正極性端子(+)は、接続部151H4を介してケーブル140の一端140Aに接続されており、セル150H1の負極性端子(−)は接続部151Aに接続されている。   The cells 150H1, 150H2, 150H3, and 150H4 are connected in series by connection portions 151H1, 151H2, and 151H3. The positive terminal (+) of the cell 150H4 is connected to one end 140A of the cable 140 via the connection portion 151H4, and the negative polarity terminal (−) of the cell 150H1 is connected to the connection portion 151A.

同様に、セル150L1、150L2、150L3、150L4は、接続部151L1、151L2、151L3によって直列に接続されている。また、セル150L4の正極性端子(+)は、接続部151L4を介して図示しないセル150の負極性端子(−)に接続されており、セル150L1の負極性端子(−)は接続部151Bに接続されている。   Similarly, the cells 150L1, 150L2, 150L3, and 150L4 are connected in series by connection portions 151L1, 151L2, and 151L3. Further, the positive terminal (+) of the cell 150L4 is connected to the negative terminal (−) of the cell 150 (not shown) via the connection part 151L4, and the negative terminal (−) of the cell 150L1 is connected to the connection part 151B. It is connected.

なお、接続部151A、151H1、151H2、151H3、151H4、接続部151B、151L1、151L2、151L3、151L4を特に区別しない場合には、単に接続部151と称す。   Note that the connection portions 151A, 151H1, 151H2, 151H3, and 151H4, and the connection portions 151B, 151L1, 151L2, 151L3, and 151L4 are simply referred to as the connection portions 151 unless otherwise distinguished.

また、セル150L4とセル150H1との間に位置する複数のセル150(図示を省略)は、図示しない接続部151によって直列に接続されている。これにより、スタック120に含まれる複数のセル150は、接続部151によって直列に接続されている。   A plurality of cells 150 (not shown) positioned between the cell 150L4 and the cell 150H1 are connected in series by a connection unit 151 (not shown). Thereby, the plurality of cells 150 included in the stack 120 are connected in series by the connection portion 151.

従って、スタック120に含まれる複数のセル150のうち、最も電位が高いのはセル150H4であり、最も電位が低いのはセル150L1である。   Therefore, among the plurality of cells 150 included in the stack 120, the cell 150H4 has the highest potential, and the cell 150L1 has the lowest potential.

各セル150は、例えば、リチウムイオン二次電池であり、電解質中のリチウムイオンが電気伝導を担う二次電池である。ここでは、リチウムイオン二次電池のことをリチウムイオン電池と称する。リチウムイオン電池は、過充電や過放電に弱いことから、保護回路を設け、過充電保護、過放電保護、及び過電流保護を行う。過充電保護、過放電保護、及び過電流保護は、ECU110とICチップ160とが協働することによって行われる。   Each cell 150 is, for example, a lithium ion secondary battery, and is a secondary battery in which lithium ions in the electrolyte are responsible for electrical conduction. Here, the lithium ion secondary battery is referred to as a lithium ion battery. Since the lithium ion battery is vulnerable to overcharge and overdischarge, a protection circuit is provided to perform overcharge protection, overdischarge protection, and overcurrent protection. Overcharge protection, overdischarge protection, and overcurrent protection are performed by the cooperation of the ECU 110 and the IC chip 160.

ICチップ160は、スタック120に含まれるセル150を4つずつ管理するように構成されている。図1には、セル150H1、150H2、150H3、150H4に接続されるICチップ160Hと、セル150L1、150L2、150L3、150L4に接続されるICチップ160Lを示す。なお、ここでは、ICチップ160がスタック120に含まれるセル150を4つずつ管理する形態について説明するが、ICチップ160がセル150を4つずつ管理するのは一例であり、ICチップ160が管理するセル150の数は幾つであってもよい。   The IC chip 160 is configured to manage four cells 150 included in the stack 120. FIG. 1 shows an IC chip 160H connected to the cells 150H1, 150H2, 150H3, and 150H4 and an IC chip 160L connected to the cells 150L1, 150L2, 150L3, and 150L4. Note that, here, a mode in which the IC chip 160 manages four cells 150 included in the stack 120 will be described. However, the IC chip 160 manages four cells 150 one by one. Any number of cells 150 may be managed.

図示を省略するが、セル150L4とセル150H1との間に位置する複数のセル150については、4つのセル150に対して、1つのICチップ160が接続されている。すなわち、スタック120には、4の倍数個のセル150が含まれており、4つのセル150に対して、1つのICチップ160が接続されている。   Although illustration is omitted, for a plurality of cells 150 located between the cell 150L4 and the cell 150H1, one IC chip 160 is connected to the four cells 150. That is, the stack 120 includes a multiple of four cells 150, and one IC chip 160 is connected to the four cells 150.

ここで、1つのICチップ160に接続される4つのセル150をブロック150Bと称する。すなわち、セル150H1、150H2、150H3、150H4は、ブロック150BHを構成し、セル150L1、150L2、150L3、150L4は、ブロック150BLを構成する。   Here, the four cells 150 connected to one IC chip 160 are referred to as a block 150B. That is, the cells 150H1, 150H2, 150H3, and 150H4 constitute a block 150BH, and the cells 150L1, 150L2, 150L3, and 150L4 constitute a block 150BL.

また、スタック120に含まれる複数のICチップ160(ICチップ160H、160Lを含む)を特に区別しない場合には、単にICチップ160と称す。各ICチップ160は、第2制御部の一例である。   In addition, when a plurality of IC chips 160 (including IC chips 160H and 160L) included in the stack 120 are not particularly distinguished, they are simply referred to as IC chips 160. Each IC chip 160 is an example of a second control unit.

ICチップ160Hは、5本のケーブル161を介して、接続部151A、151H1、151H2、151H3、151H4に接続されている。ICチップ160Hは、5本のケーブル161を介して、セル150H1、150H2、150H3、150H4の各々の両端間電圧を検出する。   The IC chip 160H is connected to the connection portions 151A, 151H1, 151H2, 151H3, and 151H4 via five cables 161. The IC chip 160H detects the voltage between both ends of each of the cells 150H1, 150H2, 150H3, and 150H4 via the five cables 161.

同様に、ICチップ160Lは、5本のケーブル161を介して、接続部151B、151L1、151L2、151L3、151L4に接続されている。ICチップ160Lは、5本のケーブル161を介して、セル150L1、150L2、150L3、150L4の各々の両端間電圧を検出する。   Similarly, the IC chip 160L is connected to the connection portions 151B, 151L1, 151L2, 151L3, and 151L4 via five cables 161. The IC chip 160L detects the voltage between both ends of each of the cells 150L1, 150L2, 150L3, and 150L4 via the five cables 161.

また、各ICチップ160は、信号線170を介して、ECU110とループ状に接続されている。ECU110は、信号線170を介して、電圧制御処理に際してデータ等の伝送を行う。   Each IC chip 160 is connected to the ECU 110 in a loop via a signal line 170. The ECU 110 transmits data and the like during the voltage control process via the signal line 170.

図1に示す信号線170は、ECU110と各ICチップ160との間をループ状に接続している。信号線170は、ICチップ160Hで折り返しており、デイジーチェーンを構築している。ECU110からICチップ160に伝送されるデータは、各ICチップ160を順番に伝送されて、ECU110に戻るように信号線170が接続されている。   A signal line 170 shown in FIG. 1 connects the ECU 110 and each IC chip 160 in a loop. The signal line 170 is folded back by the IC chip 160H to construct a daisy chain. Data transmitted from the ECU 110 to the IC chip 160 is transmitted to each IC chip 160 in order, and a signal line 170 is connected so as to return to the ECU 110.

すなわち、例えば、ECU110からICチップ160に送信され、ICチップ160からECU110に送信されるデータは、2本の信号線のうちの一方(例えば右側の信号線)を介して、ECU110からICチップ160Lを経て順番にICチップ160Hまで伝送される。また、ECU110からICチップ160に送信されるデータは、2本の信号線170のうちの他方(例えば左側の信号線)を介して、ICチップ160Hから順番にICチップ160Lを経てECU110に伝送される。このように信号線170は、ECU110と各ICチップ160との間をループ状に接続してデイジーチェーンを構築している。   That is, for example, data transmitted from the ECU 110 to the IC chip 160 and transmitted from the IC chip 160 to the ECU 110 is transmitted from the ECU 110 to the IC chip 160L via one of the two signal lines (for example, the right signal line). And sequentially transmitted to the IC chip 160H. Further, data transmitted from the ECU 110 to the IC chip 160 is transmitted to the ECU 110 via the IC chip 160L in order from the IC chip 160H via the other of the two signal lines 170 (for example, the left signal line). The As described above, the signal line 170 connects the ECU 110 and each IC chip 160 in a loop shape to construct a daisy chain.

また、以上ではスタック120について説明したが、スタック130はスタック120と同様の構成を有する。図1では、スタック130については、見易さを優先して一部の符号のみを示す。   Although the stack 120 has been described above, the stack 130 has the same configuration as the stack 120. In FIG. 1, for the stack 130, only a part of the reference numerals are shown with priority given to legibility.

スタック130の接続部151Bは、ケーブル140の他端140Bに接続されている。従って、スタック120に含まれる複数のセル150と、スタック130に含まれる複数のセル150とは、すべて直列に接続されている。   The connection portion 151B of the stack 130 is connected to the other end 140B of the cable 140. Therefore, the plurality of cells 150 included in the stack 120 and the plurality of cells 150 included in the stack 130 are all connected in series.

これらのセル150のうちで、最も電位が高いのはスタック130のセル150H4であり、最も電位が低いのはスタック120のセル150L1である。   Among these cells 150, the cell 150H4 in the stack 130 has the highest potential, and the cell 150L1 in the stack 120 has the lowest potential.

なお、図1には、2つのスタック120、130が直列に接続される形態を示すが、さらに多くのスタックが直列に接続されていてもよく、また、スタックは1つのみ(例えば、スタック120のみ)であってもよい。なお、ここではスタック120、130が直列に接続されている形態を示すが、スタック120、130は並列に接続されていてもよい。   Although FIG. 1 shows a form in which two stacks 120 and 130 are connected in series, more stacks may be connected in series, and only one stack (for example, stack 120). Only). Although the stacks 120 and 130 are connected in series here, the stacks 120 and 130 may be connected in parallel.

このような電池ユニット100において、各ICチップ160は、4つのセル150の両端間電圧を検出する。検出された4つのセル150の両端間電圧の平均値を表すデータは、ECU110に伝送される。   In such a battery unit 100, each IC chip 160 detects the voltage across the four cells 150. Data representing the average value of the detected voltages across the four cells 150 is transmitted to the ECU 110.

ECU110は、各ICチップ160から伝送される両端間電圧を表すデータに基づき、スタック120及び130に含まれるセル150のうち、出力電圧が所定電圧以上のセル150を放電させることにより、スタック120及び130に含まれるセル150の出力電圧を調整する。   The ECU 110 discharges the cell 150 having an output voltage equal to or higher than a predetermined voltage among the cells 150 included in the stacks 120 and 130 based on the data representing the voltage between both ends transmitted from each IC chip 160, thereby The output voltage of the cell 150 included in 130 is adjusted.

出力電圧の調整は、例えば、ICチップ160が外部に放電用抵抗器を有し、出力電圧が所定電圧以上になったセル150の両端子をICチップ160の外部の放電用抵抗器に接続し、セル150の出力電流を放電用抵抗器に通流させることによって行えばよい。   For adjusting the output voltage, for example, the IC chip 160 has a discharge resistor outside, and both terminals of the cell 150 whose output voltage is equal to or higher than a predetermined voltage are connected to the discharge resistor outside the IC chip 160. This may be done by passing the output current of the cell 150 through the discharging resistor.

なお、セル150の出力電圧とは、セル150の両端間電圧又は充電電圧と同義である。   Note that the output voltage of the cell 150 is synonymous with the voltage across the cell 150 or the charging voltage.

実施の形態1の電池ユニット100では、スタック120及び130に含まれるセル150の出力電圧を調整するために、ECU110は、電池ユニット100のスタック120及び130の電圧制御処理を行う。電圧制御処理は、電圧制御部110Aが行う。   In battery unit 100 of the first embodiment, ECU 110 performs voltage control processing for stacks 120 and 130 of battery unit 100 in order to adjust the output voltage of cells 150 included in stacks 120 and 130. The voltage control process is performed by the voltage control unit 110A.

次に、図2を用いて、実施の形態1の電池監視装置100Aについて説明する。   Next, the battery monitoring apparatus 100A according to the first embodiment will be described with reference to FIG.

図2は、実施の形態1の電池監視装置100Aにおけるデータ及びクロックの流れを示す図であり、(A)は電池監視装置100Aを模式的に示す図、(B)はデータとクロックを示す図であり、(C)はICチップ160の構成を示す図である。   2A and 2B are diagrams showing the flow of data and clock in the battery monitoring apparatus 100A of the first embodiment. FIG. 2A is a diagram schematically showing the battery monitoring apparatus 100A, and FIG. 2B is a diagram showing data and clock. (C) is a diagram showing a configuration of the IC chip 160.

図2(A)には、電池監視装置100の構成要素として、ECU110とIC1〜IC4を示す。IC1〜IC4は、それぞれ、図1に示すICチップ160に相当する。また、図2(A)では、ECU110の構成要素として、マイコン111とアイソレータ112を示す。電圧制御部110Aとメモリ110Bは、マイコン111に内蔵されている。   FIG. 2A shows ECU 110 and IC <b> 1 to IC <b> 4 as components of battery monitoring device 100. IC1 to IC4 correspond to the IC chip 160 shown in FIG. In FIG. 2A, a microcomputer 111 and an isolator 112 are shown as components of the ECU 110. The voltage control unit 110A and the memory 110B are built in the microcomputer 111.

IC1〜IC4は、信号線170Aによってデイジーチェーン方式で接続されている。図2(A)には、差動形式でデータを送信できるように、IC1〜IC4の各々の間に、4本の信号線170Aを示す。各信号線170Aには、矢印で示す方向に信号が転送される。   IC1 to IC4 are connected in a daisy chain manner by a signal line 170A. FIG. 2A shows four signal lines 170A between each of IC1 to IC4 so that data can be transmitted in a differential format. A signal is transferred to each signal line 170A in the direction indicated by the arrow.

ここで、ECU110から最も遠いIC4が最上位のICチップ160(図1参照)であり、ECU110に最も近いIC1が最下位のICチップ160であるとする。   Here, it is assumed that the IC4 farthest from the ECU 110 is the highest IC chip 160 (see FIG. 1), and the IC1 closest to the ECU 110 is the lowest IC chip 160.

IC1〜IC4はすべて同様の構成を有しており、4つの入力端子と4つの出力端子を有する。図2(A)ではIC1〜IC4の入力端子と出力端子を丸印(○)で示す。   IC1 to IC4 all have the same configuration, and have four input terminals and four output terminals. In FIG. 2A, the input terminals and output terminals of IC1 to IC4 are indicated by circles (◯).

IC1〜IC4の各々において、左下側の一対の端子と、右上側の一対の端子は、信号線170Aの矢印が入力する方向を示すため、入力端子である。また、IC1〜IC4の各々において、右下側の一対の端子と、左上側の一対の端子は、信号線170Aの矢印が出力する方向を示すため、出力端子である。   In each of IC <b> 1 to IC <b> 4, the pair of terminals on the lower left side and the pair of terminals on the upper right side are input terminals because the arrows of the signal line 170 </ b> A indicate the input direction. In each of IC1 to IC4, the pair of terminals on the lower right side and the pair of terminals on the upper left side are output terminals because they indicate the direction in which the arrow of the signal line 170A outputs.

最下位のIC1の左下側の一対の入力端子と、右下側の一対の出力端子のうちの一方(左側)の出力端子とは、ECU110に接続されている。IC1の右下の一対の出力端子のうちの他方(右側)の出力端子は、配線171を介して電源VCCにプルアップされている。IC1は、このように出力端子のうちの1つがプルアップされることにより、自己が最下位のICチップ160であることを認識できるようになっている。   A pair of lower left side input terminals of the lowest IC 1 and one (left side) output terminal of the pair of lower right output terminals are connected to the ECU 110. The other (right side) output terminal of the pair of lower right output terminals of the IC 1 is pulled up to the power supply VCC via the wiring 171. The IC 1 can recognize that it is the lowest IC chip 160 by pulling up one of the output terminals in this way.

また、最上位のIC4の左上側の一対の出力端子と、右上側の入力端子とは、信号線170Aでループ状に接続されており、自己が最上位のICチップ160であることを認識できるようになっている。   Further, the pair of upper left output terminals and the upper right input terminals of the uppermost IC 4 are connected in a loop with a signal line 170A, so that it can be recognized that it is the uppermost IC chip 160. It is like that.

以上のように、IC1はECU110と3本の信号線170Bによって接続されており、IC1〜IC4は、4本の信号線170Aによって接続されている。   As described above, IC1 is connected to ECU 110 by three signal lines 170B, and IC1 to IC4 are connected by four signal lines 170A.

信号線170Aと信号線170Bは、図1に示す信号線170に対応する。信号線170Aと信号線170Bは、デイジーチェーン方式でIC1〜IC4とECU110を接続している。   The signal line 170A and the signal line 170B correspond to the signal line 170 illustrated in FIG. The signal line 170A and the signal line 170B connect the IC1 to IC4 and the ECU 110 by a daisy chain method.

IC1〜IC4は、それぞれ、対応するブロック150Bに含まれる4つのセル150の出力電圧を検出し、4つの出力電圧の平均値を求める。また、IC1〜IC4は、それぞれ、4つの出力電圧の平均値を表す電圧データを信号線170を介してECU110に送信する。   IC1 to IC4 each detect the output voltage of the four cells 150 included in the corresponding block 150B, and obtain the average value of the four output voltages. Each of IC1 to IC4 transmits voltage data representing the average value of the four output voltages to ECU 110 via signal line 170.

図2(B)に示すように、実施の形態1の電池監視装置100Aでは、(1)クロックCLK、(2)データDATA1、(3)データ&クロックDATA&CLK、(4)データDATA2の4種類の信号を取り扱う。   As shown in FIG. 2B, in the battery monitoring apparatus 100A of the first embodiment, four types of (1) clock CLK, (2) data DATA1, (3) data & clock DATA & CLK, and (4) data DATA2 are used. Handle signals.

クロックCLK、データDATA1、データ&クロックDATA&CLK、データDATA2は、それぞれ、図2(A)に示す(1)〜(4)で示す部分で転送される。   The clock CLK, the data DATA1, the data & clock DATA & CLK, and the data DATA2 are respectively transferred at the portions (1) to (4) shown in FIG.

クロックCLKは、図2(A)に示すように、ECU110のマイコン111からアイソレータ112を経て、IC1に供給される。ECU110からIC1に供給されるクロックCLKはシングルエンドの信号である。   As shown in FIG. 2A, the clock CLK is supplied from the microcomputer 111 of the ECU 110 to the IC 1 via the isolator 112. The clock CLK supplied from the ECU 110 to the IC 1 is a single-ended signal.

クロックCLKは、図2(B)の(1)に示すように、デューティ比が50%のパルス信号であり、IC1〜IC4の駆動に用いられるクロックである。クロックCLKは、ECU110がマイコン111とアイソレータ112の駆動に用いるクロックと同一のクロックであってよい。   As shown in (1) of FIG. 2B, the clock CLK is a pulse signal having a duty ratio of 50%, and is a clock used for driving IC1 to IC4. The clock CLK may be the same clock that the ECU 110 uses to drive the microcomputer 111 and the isolator 112.

データDATA1は、図2(A)に示すように、ECU110のマイコン111からアイソレータ112を経て、IC1に供給される。ECU110からIC1に供給されるデータDATA1はシングルエンドの信号である。   As shown in FIG. 2A, the data DATA1 is supplied from the microcomputer 111 of the ECU 110 to the IC1 via the isolator 112. Data DATA1 supplied from the ECU 110 to the IC1 is a single-ended signal.

データDATA1は、ECU110の電圧制御部110AがIC1〜IC4にセル150の電圧値を検出させるための指令(電圧検出指令)を表すデータである。データDATA1は、図2(B)の(2)に示すように、クロックCLKの1周期と同一の信号幅のHレベル、Lレベルの信号(デューティ比100%のパルス信号)によって、'1'、'0'を表す。   Data DATA1 is data representing a command (voltage detection command) for causing voltage control unit 110A of ECU 110 to cause IC1 to IC4 to detect the voltage value of cell 150. As shown in (2) of FIG. 2B, the data DATA1 is “1” by an H level and L level signal (pulse signal having a duty ratio of 100%) having the same signal width as one cycle of the clock CLK. , Represents '0'.

図2(B)の(2)には、一例として、4ビットのデータDATA1('0100')を示すが、データDATA1のビット数は任意のビット数であってよい。   (2) in FIG. 2B shows 4-bit data DATA1 ('0100') as an example, but the number of bits of data DATA1 may be an arbitrary number of bits.

データ&クロックDATA&CLKは、IC1によってクロックCLKと、データDATA1とに基づいて生成される。データ&クロックDATA&CLKは、データとクロックを1つの信号線で同時に伝送するために、クロックCLKとデータDATA1を合成した信号である。データ&クロックDATA&CLKのLレベル('0')からHレベル('1')への立ち上がりは、クロックを構築する。   Data & clock DATA & CLK is generated by IC1 based on clock CLK and data DATA1. The data & clock DATA & CLK is a signal obtained by synthesizing the clock CLK and the data DATA1 in order to simultaneously transmit the data and the clock through one signal line. The rising of the data & clock DATA & CLK from the L level (“0”) to the H level (“1”) constructs a clock.

データ&クロックDATA&CLKは、図2(A)に示すように、IC1からIC2、IC3、IC4に送信されるものと、IC4、IC3、IC2から、IC1に送信されるものとの2種類がある。   As shown in FIG. 2A, there are two types of data & clocks DATA & CLK, one sent from IC1 to IC2, IC3, IC4 and one sent from IC4, IC3, IC2 to IC1.

IC1からIC2、IC3,IC4に送信されるデータ&クロックDATA&CLKは、IC1から差動形式で出力され、IC2、IC3、IC4に伝送される。   Data & clock DATA & CLK transmitted from IC1 to IC2, IC3, and IC4 are output from IC1 in a differential format and transmitted to IC2, IC3, and IC4.

IC1からIC2、IC3,IC4に送信されるデータ&クロックDATA&CLKは、IC2、IC3、IC4に、セル150の出力電圧を検出させるための指令であり、ECU110の電圧制御部110AがIC2〜IC4にセル150の電圧値を検出させるための指令(電圧検出指令)と、クロックCLKとを合成した信号である。   Data & clock DATA & CLK transmitted from IC1 to IC2, IC3, IC4 is a command for causing IC2, IC3, IC4 to detect the output voltage of cell 150, and voltage control unit 110A of ECU 110 causes IC2-IC4 This is a signal obtained by synthesizing a command (voltage detection command) for detecting a voltage value of 150 and the clock CLK.

また、IC4、IC3、IC2から、IC1に送信されるデータ&クロックDATA&CLKは、IC4、IC3、IC2から順番にIC1に対して送信される。IC4、IC3、IC2から、IC1に送信されるデータ&クロックDATA&CLKは、IC4、IC3、IC2でそれぞれ検出したセル150の出力電圧値を表す。IC1は、データDATA2を出力する。   Data & clock DATA & CLK transmitted from IC4, IC3, and IC2 to IC1 are sequentially transmitted from IC4, IC3, and IC2 to IC1. Data & clock DATA & CLK transmitted from IC4, IC3, and IC2 to IC1 represents the output voltage value of cell 150 detected by IC4, IC3, and IC2, respectively. IC1 outputs data DATA2.

また、図2(B)の(3)に示すように、データ&クロックDATA&CLKのデューティ比は、データの値('1'又は'0')に対応している。データ&クロックDATA&CLKのHレベルのデューティ比が50%よりも大きい場合は、データ&クロックDATA&CLKが表すデータは'1'である。一方、データ&クロックDATA&CLKのHレベルのデューティ比が50%よりも小さい場合は、データ&クロックDATA&CLKが表すデータは'0'である。   Further, as shown in (3) of FIG. 2B, the duty ratio of the data & clock DATA & CLK corresponds to the data value ('1' or '0'). When the H level duty ratio of the data & clock DATA & CLK is larger than 50%, the data represented by the data & clock DATA & CLK is “1”. On the other hand, when the H level duty ratio of the data & clock DATA & CLK is smaller than 50%, the data represented by the data & clock DATA & CLK is “0”.

IC1からIC2、IC3、IC4に送信されるデータ&クロックDATA&CLKのデューティ比は、IC1によって設定される。IC1からIC2、IC3、IC4に送信されるデータ&クロックDATA&CLKのデューティ比は、一例として70%(固定値)に設定される。   The duty ratio of data & clock DATA & CLK transmitted from IC1 to IC2, IC3, and IC4 is set by IC1. The duty ratio of data & clock DATA & CLK transmitted from IC1 to IC2, IC3, IC4 is set to 70% (fixed value) as an example.

また、IC4、IC3、IC2から、IC1に送信されるデータ&クロックDATA&CLKのデューティ比は、それぞれ、IC4、IC3、IC2によって設定される。   Further, the duty ratios of data & clock DATA & CLK transmitted from IC4, IC3, and IC2 to IC1 are set by IC4, IC3, and IC2, respectively.

IC4は、IC1に送信するデータ&クロックDATA&CLKのデューティ比を、一例として70%(固定値)に設定する。IC4がIC1に送信するデータ&クロックDATA&CLKは、IC4に対応するブロック150Bに含まれる4つのセル150の出力電圧の平均値である。   IC4 sets the duty ratio of data & clock DATA & CLK transmitted to IC1 to 70% (fixed value) as an example. The data & clock DATA & CLK transmitted from the IC 4 to the IC 1 is an average value of the output voltages of the four cells 150 included in the block 150B corresponding to the IC 4.

また、IC3は、IC4からIC3及びIC2を経てIC1に送信されるデータ&クロックDATA&CLKが表す電圧値に応じて、IC1に送信するデータ&クロックDATA&CLKのデューティ比を設定する。   IC3 sets the duty ratio of the data & clock DATA & CLK transmitted to IC1 according to the voltage value represented by the data & clock DATA & CLK transmitted from IC4 to IC1 via IC3 and IC2.

IC3は、自己に対応するブロック150Bに含まれる4つのセル150の出力電圧の平均値が、IC4からIC1に送信されるデータ&クロックDATA&CLKが表す電圧値よりも高い場合は、IC1に送信するデータ&クロックDATA&CLKのデューティ比を基準値(70%)よりも高くする。   When the average value of the output voltages of the four cells 150 included in the block 150B corresponding to IC3 is higher than the voltage value represented by the data & clock DATA & CLK transmitted from IC4 to IC1, the data transmitted to IC1 & The duty ratio of the clock DATA & CLK is set higher than the reference value (70%).

これは、IC3がIC1に送信するデータ&クロックDATA&CLKのデューティ比を基準値よりも高くすることにより、データ&クロックDATA&CLKの送信に必要な消費電力を基準値における消費電力よりも増大させて、IC3に対応するブロック150Bに含まれる4つのセル150の出力電圧の平均値を、IC4に対応するブロック150Bに含まれる4つのセル150の出力電圧の平均値に近づけるためである。   This is because by increasing the duty ratio of data & clock DATA & CLK that IC3 transmits to IC1, the power consumption necessary for transmission of data & clock DATA & CLK is increased more than the power consumption at the reference value. This is because the average value of the output voltages of the four cells 150 included in the block 150B corresponding to 1 is brought close to the average value of the output voltages of the four cells 150 included in the block 150B corresponding to IC4.

一方、IC3は、自己に対応するブロック150Bに含まれる4つのセル150の出力電圧の平均値が、IC4からIC1に送信されるデータ&クロックDATA&CLKが表す電圧値よりも低い場合は、IC1に送信するデータ&クロックDATA&CLKのデューティ比を基準値(70%)よりも低くする。   On the other hand, when the average value of the output voltages of the four cells 150 included in the block 150B corresponding to IC3 is lower than the voltage value represented by the data & clock DATA & CLK transmitted from IC4 to IC1, IC3 transmits to IC1. The duty ratio of the data & clock DATA & CLK to be made is lower than the reference value (70%).

これは、IC3がIC1に送信するデータ&クロックDATA&CLKのデューティ比を基準値よりも低くすることにより、データ&クロックDATA&CLKの送信に必要な消費電力を基準値における消費電力よりも減少させて、IC3に対応するブロック150Bに含まれる4つのセル150の出力電圧の平均値を、IC4に対応するブロック150Bに含まれる4つのセル150の出力電圧の平均値に近づけるためである。   This is because by reducing the duty ratio of the data & clock DATA & CLK that IC3 transmits to IC1 below the reference value, the power consumption required for transmission of data & clock DATA & CLK is reduced below the power consumption at the reference value. This is because the average value of the output voltages of the four cells 150 included in the block 150B corresponding to 1 is brought close to the average value of the output voltages of the four cells 150 included in the block 150B corresponding to IC4.

以上のように、IC3は、自己に対応するブロック150Bに含まれる4つのセル150の出力電圧の平均値と、IC4が出力するデータ&クロックDATA&CLKが表す電圧値とを比較し、比較結果に応じてIC1に送信するデータ&クロックDATA&CLKのデューティ比を基準値(70%)に対して調整する。   As described above, the IC3 compares the average value of the output voltages of the four cells 150 included in the block 150B corresponding to the IC3 with the voltage value represented by the data & clock DATA & CLK output from the IC4, and according to the comparison result. The duty ratio of the data & clock DATA & CLK transmitted to the IC 1 is adjusted with respect to the reference value (70%).

また、IC2も同様にデューティ比の調整を行う。   Similarly, IC2 also adjusts the duty ratio.

IC2は、自己に対応するブロック150Bに含まれる4つのセル150の出力電圧の平均値が、IC3からIC1に送信されるデータ&クロックDATA&CLKが表す電圧値よりも高い場合は、IC1に送信するデータ&クロックDATA&CLKのデューティ比を基準値(70%)よりも高くする。   When the average value of the output voltages of the four cells 150 included in the block 150B corresponding to IC2 is higher than the voltage value represented by the data & clock DATA & CLK transmitted from IC3 to IC1, the data transmitted to IC1 & The duty ratio of the clock DATA & CLK is set higher than the reference value (70%).

これは、IC2がIC1に送信するデータ&クロックDATA&CLKのデューティ比を基準値よりも高くすることにより、データ&クロックDATA&CLKの送信に必要な消費電力を基準値における消費電力よりも増大させて、IC2に対応するブロック150Bに含まれる4つのセル150の出力電圧の平均値を、IC3に対応するブロック150Bに含まれる4つのセル150の出力電圧の平均値に近づけるためである。   This is because by increasing the duty ratio of the data & clock DATA & CLK transmitted from the IC2 to the IC1, the power consumption required for the transmission of the data & clock DATA & CLK is increased more than the power consumption at the reference value. This is because the average value of the output voltages of the four cells 150 included in the block 150B corresponding to 1 is brought close to the average value of the output voltages of the four cells 150 included in the block 150B corresponding to IC3.

一方、IC2は、自己に対応するブロック150Bに含まれる4つのセル150の出力電圧の平均値が、IC3からIC1に送信されるデータ&クロックDATA&CLKが表す電圧値よりも低い場合は、IC1に送信するデータ&クロックDATA&CLKのデューティ比を基準値(70%)よりも低くする。   On the other hand, when the average value of the output voltages of the four cells 150 included in the block 150B corresponding to IC2 is lower than the voltage value represented by the data & clock DATA & CLK transmitted from IC3 to IC1, IC2 transmits to IC1. The duty ratio of the data & clock DATA & CLK to be made is lower than the reference value (70%).

これは、IC2がIC1に送信するデータ&クロックDATA&CLKのデューティ比を基準値よりも低くすることにより、データ&クロックDATA&CLKの送信に必要な消費電力を基準値における消費電力よりも減少させて、IC2に対応するブロック150Bに含まれる4つのセル150の出力電圧の平均値を、IC3に対応するブロック150Bに含まれる4つのセル150の出力電圧の平均値に近づけるためである。   This is because by reducing the duty ratio of the data & clock DATA & CLK that the IC2 transmits to the IC1 lower than the reference value, the power consumption necessary for the transmission of the data & clock DATA & CLK is reduced more than the power consumption at the reference value. This is because the average value of the output voltages of the four cells 150 included in the block 150B corresponding to 1 is brought close to the average value of the output voltages of the four cells 150 included in the block 150B corresponding to IC3.

以上のように、IC2は、自己に対応するブロック150Bに含まれる4つのセル150の出力電圧の平均値と、IC3が出力するデータ&クロックDATA&CLKが表す電圧値とを比較し、比較結果に応じてIC1に送信するデータ&クロックDATA&CLKのデューティ比を基準値(70%)に対して調整する。   As described above, IC2 compares the average value of the output voltages of the four cells 150 included in the block 150B corresponding to itself with the voltage value represented by the data & clock DATA & CLK output from IC3, and according to the comparison result. The duty ratio of the data & clock DATA & CLK transmitted to the IC 1 is adjusted with respect to the reference value (70%).

なお、IC2は、IC3が出力するデータ&クロックDATA&CLKが表す電圧値に加えて、あるいは、IC3が出力するデータ&クロックDATA&CLKが表す電圧値の代わりに、IC4が出力するデータ&クロックDATA&CLKが表す電圧値との比較で、デューティ比を調整してもよい。   In addition to the voltage value represented by the data & clock DATA & CLK output from the IC3, or the voltage represented by the data & clock DATA & CLK output from the IC4, the IC2 represents the voltage represented by the data & clock DATA & CLK output from the IC3. The duty ratio may be adjusted by comparison with the value.

IC3が出力するデータ&クロックDATA&CLKが表す電圧値に加えて、IC4が出力するデータ&クロックDATA&CLKが表す電圧値を比較に用いる場合は、例えば、次のようにすればよい。   When the voltage value represented by the data & clock DATA & CLK output from the IC4 is used for comparison in addition to the voltage value represented by the data & clock DATA & CLK output from the IC3, for example, the following may be performed.

IC3とIC4が出力するデータ&クロックDATA&CLKが表す電圧値の平均値と、自己に対応するブロック150Bに含まれる4つのセル150の出力電圧の平均値とを比較することによって、デューティ比を設定してもよい。   The duty ratio is set by comparing the average value of the voltage value represented by the data & clock DATA & CLK output by IC3 and IC4 with the average value of the output voltage of the four cells 150 included in the block 150B corresponding to itself. May be.

また、IC2は、自己に対応するブロック150Bに含まれる4つのセル150の出力電圧の平均値が、IC3及びIC4が出力するデータ&クロックDATA&CLKが表す電圧値よりも高く、かつ、IC4が出力するデータ&クロックDATA&CLKが表す電圧値が、IC3が出力するデータ&クロックDATA&CLKが表す電圧値よりも低い場合は、IC4が出力するデータ&クロックDATA&CLKが表す電圧値に合わせて電圧値を下げるように、デューティ比を高くしてもよい。   IC2 has an average value of the output voltages of the four cells 150 included in the block 150B corresponding to IC2 higher than the voltage value represented by the data & clock DATA & CLK output by IC3 and IC4, and IC4 outputs it. When the voltage value represented by the data & clock DATA & CLK output by the IC3 is lower than the voltage value represented by the data & clock DATA & CLK output by the IC3, the voltage value is decreased in accordance with the voltage value represented by the data & clock DATA & CLK output by the IC4. The duty ratio may be increased.

また、IC2は、自己に対応するブロック150Bに含まれる4つのセル150の出力電圧の平均値が、IC3及びIC4が出力するデータ&クロックDATA&CLKが表す電圧値よりも低く、かつ、IC4が出力するデータ&クロックDATA&CLKが表す電圧値が、IC3が出力するデータ&クロックDATA&CLKが表す電圧値よりも低い場合は、IC4が出力するデータ&クロックDATA&CLKが表す電圧値に合わせて電圧値を下げるように、デューティ比を高くしてもよい。   Further, IC2 has an average value of output voltages of the four cells 150 included in the block 150B corresponding to IC2 lower than a voltage value represented by data & clock DATA & CLK output by IC3 and IC4, and IC4 outputs it. When the voltage value represented by the data & clock DATA & CLK output by the IC3 is lower than the voltage value represented by the data & clock DATA & CLK output by the IC3, the voltage value is decreased in accordance with the voltage value represented by the data & clock DATA & CLK output by the IC4. The duty ratio may be increased.

また、IC2は、その他の方法によってデューティ比を設定してもよい。   Further, the IC 2 may set the duty ratio by other methods.

なお、IC1にセル150の出力電圧を検出させるための指令(電圧検出指令)は、ECU110の電圧制御部110Aから、データDATA1としてIC1に入力される。   A command (voltage detection command) for causing IC1 to detect the output voltage of cell 150 is input to IC1 as data DATA1 from voltage control unit 110A of ECU 110.

データDATA2は、図2(B)の(4)に示すように、IC1からECU110に送信されるデータであり、シングルエンドの信号として送信される。データDATA2としては、IC1〜IC4の電圧値を表すデータが時系列的に順番に、IC1からECU110に送信される。   Data DATA2 is data transmitted from IC1 to ECU 110 as shown in (4) of FIG. 2B, and is transmitted as a single-ended signal. As data DATA2, data representing the voltage values of IC1 to IC4 are transmitted from IC1 to ECU 110 in time series.

IC1は、IC4、IC3、IC2からデータ&クロックDATA&CLKを受信すると、IC4、IC3、IC2のそれぞれが検出したセル150の出力電圧を表すデータDATA2を生成し、ECU110の電圧制御部110Aに送信する。   When IC1 receives data & clock DATA & CLK from IC4, IC3, and IC2, IC1 generates data DATA2 representing the output voltage of cell 150 detected by each of IC4, IC3, and IC2, and transmits the data DATA2 to voltage control unit 110A of ECU 110.

また、IC1は、自己が検出するブロック150Bに含まれる4つのセル150の出力電圧の平均値を、データDATA2としてECU110の電圧制御部110Aに送信する。   IC1 transmits the average value of the output voltages of the four cells 150 included in the block 150B detected by itself to data controller 110A of ECU 110 as data DATA2.

データDATA2は、クロックCLKの1周期と同一の信号幅のHレベル、Lレベルの信号(デューティ比100%のパルス信号)によって、'1'、'0'を表す。   The data DATA2 represents “1” and “0” by H level and L level signals (pulse signals having a duty ratio of 100%) having the same signal width as one cycle of the clock CLK.

図2(B)には、一例として、4ビットのデータ('0100')を示すが、データDATA2のビット数は任意のビット数であってよい。   FIG. 2B shows four-bit data ('0100') as an example, but the number of bits of data DATA2 may be an arbitrary number.

なお、ICチップ160は、図2(C)に示すように、例えば、データ処理部160Aと電圧検出部160Bを有する構成であればよい。データ処理部160Aは、電圧検出指令が入力されると、電圧検出部160Bにブロック150Bに含まれる4つのセル150の出力電圧の平均値を求めさせ、出力電圧の平均値に基づいて、電圧データを生成する。データ処理部160Aが生成する電圧データのデータ形式は、IC4、IC3、IC2についてはデータ&クロックDATA&CLKであり、IC3とIC2についてはデューティ比の調整も行う。また、IC1についてデータ処理部160Aが生成する電圧データのデータ形式はデータDATA2である。   As shown in FIG. 2C, the IC chip 160 may have a configuration including, for example, a data processing unit 160A and a voltage detection unit 160B. When the voltage detection command is input, the data processing unit 160A causes the voltage detection unit 160B to obtain an average value of the output voltages of the four cells 150 included in the block 150B, and based on the average value of the output voltage, the voltage data Is generated. The data format of the voltage data generated by the data processing unit 160A is data & clock DATA & CLK for IC4, IC3, and IC2, and the duty ratio is also adjusted for IC3 and IC2. The data format of the voltage data generated by the data processing unit 160A for IC1 is data DATA2.

次に、図3を用いて、ECU110とIC1〜IC4との間におけるデータの流れについて説明する。   Next, a data flow between the ECU 110 and the IC1 to IC4 will be described with reference to FIG.

図3は、実施の形態1の電池監視装置100AにおけるECU110とIC1〜IC4との間におけるデータの流れを示す図である。なお、図3において横軸は時間軸を表す。   FIG. 3 is a diagram illustrating a data flow between ECU 110 and IC1 to IC4 in battery monitoring apparatus 100A of the first embodiment. In FIG. 3, the horizontal axis represents the time axis.

実施の形態1の電池監視装置100Aでは、ECU110からIC1〜IC4のそれぞれに順番に電圧検出指令が送信され、その後に、IC4、IC3、IC2、IC1がそれぞれセル150の電圧を表す電圧データをECU110に送信する。   In battery monitoring apparatus 100A of the first embodiment, voltage detection commands are sequentially transmitted from ECU 110 to each of IC1 to IC4, and thereafter, IC4, IC3, IC2, and IC1 receive voltage data representing the voltage of cell 150, respectively. Send to.

このため、図3では、縦方向において上から下に向かって電圧検出指令と電圧データの流れを示すために、ECU、IC1、IC2、IC3、IC4、IC4、IC3、IC2、IC1、ECUのブロックを示す。また、各ブロックの右側には、各ブロックで受信される電圧検出指令と、各ブロックから出力される電圧データとを示す。   For this reason, in FIG. 3, in order to show the flow of the voltage detection command and the voltage data from top to bottom in the vertical direction, the blocks of the ECU, IC1, IC2, IC3, IC4, IC4, IC3, IC2, IC1, ECU Indicates. Further, on the right side of each block, a voltage detection command received by each block and voltage data output from each block are shown.

なお、電圧検出指令と電圧データが上から下に来るほど右側にずれているのは、時間の経過を表したものである。   In addition, the fact that the voltage detection command and the voltage data are shifted to the right side from the top to the bottom represents the passage of time.

図3に示すように、電圧検出指令は、矢印Aで示すように、ECUからIC1〜IC4に順番に転送される。IC1〜IC4は、それぞれ、順番に電圧検出指令を受信する。なお、ECU110とIC1との間では、図2(B)の(1)と(2)に示すクロックCLKとデータDATA1が伝送される。またIC1とIC2〜IC4との間では、図2(B)の(3)に示すデータ&クロックDATA&CLKが伝送される。   As shown in FIG. 3, the voltage detection command is sequentially transferred from the ECU to IC <b> 1 to IC <b> 4 as indicated by an arrow A. Each of IC1 to IC4 receives a voltage detection command in order. Note that the clock CLK and the data DATA1 shown in (1) and (2) of FIG. 2B are transmitted between the ECU 110 and the IC1. Further, data & clock DATA & CLK shown in (3) of FIG. 2B is transmitted between IC1 and IC2 to IC4.

また、電圧検出指令は、IC4まで到達した後は、信号線170(図1、図2参照)によって再びIC4、IC3、IC2、IC1、ECU110の順に転送される。   Further, after reaching the IC 4, the voltage detection command is transferred again in the order of IC 4, IC 3, IC 2, IC 1, ECU 110 through the signal line 170 (see FIGS. 1 and 2).

また、電圧検出指令を受信したIC4、IC3、IC2、IC1は、それぞれが監視するセル150の出力電圧を表す電圧データをECU110に向かって送信する。図3には、IC4、IC3、IC2、IC1が信号線170(図1、図2参照)に出力した段階の電圧データを太枠で示す。   Further, the IC 4, IC 3, IC 2, and IC 1 that have received the voltage detection command transmit voltage data representing the output voltage of the cell 150 that they monitor to the ECU 110. In FIG. 3, voltage data at a stage where the IC4, IC3, IC2, and IC1 output to the signal line 170 (see FIGS. 1 and 2) is shown by a thick frame.

この結果、矢印Bで示すように、IC4、IC3、IC2、IC1から順番に電圧データが出力され、ECU110は4つの電圧データを受信する。   As a result, as indicated by an arrow B, voltage data is sequentially output from IC4, IC3, IC2, and IC1, and the ECU 110 receives the four voltage data.

ところで、図3に示すように、IC4の電圧データは、IC4からIC3、IC2、IC1を経て、ECU110に送信される。また、IC3の電圧データは、IC3からIC2、IC1を経て、ECU110に送信される。また、IC2の電圧データは、IC2からIC1を経て、ECU110に送信される。   By the way, as shown in FIG. 3, the voltage data of IC4 is transmitted from IC4 to ECU110 via IC3, IC2, and IC1. Further, the voltage data of IC3 is transmitted from the IC3 to the ECU 110 via IC2 and IC1. The voltage data of IC2 is transmitted from the IC2 to the ECU 110 via the IC1.

このため、IC3は、IC4の電圧データを入手することができ、IC2は、IC4とIC3の電圧データを入手することができ、IC1は、IC4、IC3、IC2の電圧データを入手することができる。   Therefore, IC3 can obtain the voltage data of IC4, IC2 can obtain the voltage data of IC4 and IC3, and IC1 can obtain the voltage data of IC4, IC3, and IC2. .

図4は、実施の形態1の電池監視装置100Aにおける電圧データのデューティ比の調整手法を示す図である。このようなディーティ比の調整は、IC3とIC2において行われる。ここでは、IC3によるデューティ比の調整について説明する。   FIG. 4 is a diagram illustrating a method for adjusting the duty ratio of the voltage data in the battery monitoring apparatus 100A according to the first embodiment. Such adjustment of the duty ratio is performed in IC3 and IC2. Here, adjustment of the duty ratio by the IC 3 will be described.

IC3は、自己に対応するブロック150Bに含まれる4つのセル150の出力電圧の平均値が、IC4からIC1に送信されるデータ&クロックDATA&CLKが表す電圧値よりも高い場合は、IC1に送信するデータ&クロックDATA&CLKのデューティ比を基準値(70%)よりも高くする。   When the average value of the output voltages of the four cells 150 included in the block 150B corresponding to IC3 is higher than the voltage value represented by the data & clock DATA & CLK transmitted from IC4 to IC1, the data transmitted to IC1 & The duty ratio of the clock DATA & CLK is set higher than the reference value (70%).

この場合は、例えば、デューティ比が80%に設定されることにより、図4(A)に示すように、図2(B)の(3)に示すデータ&クロックDATA&CLKよりも、データ'1'についてはHレベルの区間が長く、データ'0'についてはLレベルの区間が長くなる。   In this case, for example, by setting the duty ratio to 80%, as shown in FIG. 4A, the data “1” is more than the data & clock DATA & CLK shown in (3) of FIG. For, the H level section is long, and for the data “0”, the L level section is long.

一方、IC3は、自己に対応するブロック150Bに含まれる4つのセル150の出力電圧の平均値が、IC4からIC1に送信されるデータ&クロックDATA&CLKが表す電圧値よりも低い場合は、IC1に送信するデータ&クロックDATA&CLKのデューティ比を基準値(70%)よりも低くする。   On the other hand, when the average value of the output voltages of the four cells 150 included in the block 150B corresponding to IC3 is lower than the voltage value represented by the data & clock DATA & CLK transmitted from IC4 to IC1, IC3 transmits to IC1. The duty ratio of the data & clock DATA & CLK to be made is lower than the reference value (70%).

この場合は、例えば、デューティ比が60%に設定されることにより、図4(B)に示すように、図2(B)の(3)に示すデータ&クロックDATA&CLKよりも、データ'1'についてはHレベルの区間が短く、データ'0'についてはLレベルの区間が短くなる。   In this case, for example, by setting the duty ratio to 60%, as shown in FIG. 4B, the data “1” is more than the data & clock DATA & CLK shown in (3) of FIG. For, the H level section is short, and for the data “0”, the L level section is short.

以上、実施の形態1の電池監視装置100A及び電池ユニット100によれば、IC1〜IC4の間では、クロックとデータを合成したデータ&クロックDATA&CLKを用いている。データ&クロックDATA&CLKは、クロックとデータを含むため、IC1〜IC4の間では、信号線170Aでクロックとデータの両方を送信することができ、配線の数を減らして装置の構造を簡易化することができる。   As described above, according to the battery monitoring apparatus 100A and the battery unit 100 of the first embodiment, the data & clock DATA & CLK obtained by synthesizing the clock and data is used between the IC1 to IC4. Since the data & clock DATA & CLK includes a clock and data, between the IC1 and IC4, both the clock and data can be transmitted through the signal line 170A, and the structure of the device is simplified by reducing the number of wirings. Can do.

図2(A)には、差動信号を送信する4本の信号線170Aを示したが、シングルエンドの信号でよい場合は、2本の信号線170Aで足りる。   In FIG. 2A, four signal lines 170A for transmitting a differential signal are shown. However, when a single-ended signal is sufficient, two signal lines 170A are sufficient.

また、実施の形態1の電池監視装置100A及び電池ユニット100によれば、IC3とIC2は、電圧データを示すパルス信号(データ&クロックDATA&CLK)のデューティ比を調整することにより、自己に対応するブロック150Bの出力電圧の平均値を、自己より上位のICに対応するブロック150Bの出力電圧の平均値に近づけることができる。このため、ブロック150B同士の間において、出力電圧の均等化を図ることができる。   Further, according to the battery monitoring device 100A and the battery unit 100 of the first embodiment, the IC3 and IC2 are blocks corresponding to themselves by adjusting the duty ratio of the pulse signal (data & clock DATA & CLK) indicating the voltage data. The average value of the output voltage of 150B can be brought close to the average value of the output voltage of the block 150B corresponding to the higher-order IC. For this reason, equalization of the output voltage can be achieved between the blocks 150B.

なお、以上では、スタック120、130がそれぞれ4つのICチップ160(IC1〜IC4)を含む形態について説明したが、1つのスタック(120、130)に含まれるICチップ160の数がさらに多い場合は、デューティ比を調整するIC3とIC2の数が増えることになる。これは、最上位のIC4と最下位のIC1との間に、IC3及びIC2と同様のICがさらに増えることに対応する。   In the above description, the stacks 120 and 130 each include four IC chips 160 (IC1 to IC4). However, when the number of IC chips 160 included in one stack (120 and 130) is larger, Therefore, the number of IC3 and IC2 for adjusting the duty ratio increases. This corresponds to a further increase in the number of ICs similar to IC3 and IC2 between the uppermost IC4 and the lowermost IC1.

このため、ICチップの数がさらに多い場合は、ブロック150B同士の間における出力電圧の均等化の効果が、より顕著になる。   For this reason, when the number of IC chips is larger, the effect of equalizing the output voltage between the blocks 150B becomes more remarkable.

また、セル150の出力電圧を平均化するには、電池監視装置100A又は電池ユニット100を搭載する車両のイグニッションスイッチがオフであるときに、出力電圧の高いセル150を放電させて、放電させた電力を抵抗器等で消費することが考えられる。   Further, in order to average the output voltage of the cell 150, when the ignition switch of the vehicle equipped with the battery monitoring device 100A or the battery unit 100 is off, the cell 150 having a high output voltage is discharged and discharged. It can be considered that power is consumed by a resistor or the like.

しかしながら、このような手法では、イグニッションをオフにしている間に放電処理を行うための回路等が必要である。   However, such a technique requires a circuit for performing a discharge process while the ignition is turned off.

これに対して、実施の形態1の電池監視装置100A及び電池ユニット100は、車両のイグニッションがオンであるとき(すなわち、例えば、車両が走行中であるとき)に、セル150の出力電圧の平均化を行うことができる。このため、特にタクシーに代表されるような商業車のように、イグニッションがオフにされる時間が短い車両に電池監視装置100A又は電池ユニット100が搭載された場合でも、イグニッションがオンである間に、効率的にセル150の出力電圧の平均化を行うことができる。   On the other hand, the battery monitoring device 100A and the battery unit 100 according to the first embodiment average the output voltage of the cell 150 when the ignition of the vehicle is on (that is, when the vehicle is running, for example). Can be made. Therefore, even when the battery monitoring device 100A or the battery unit 100 is mounted on a vehicle in which the ignition is turned off for a short time, such as a commercial vehicle represented by a taxi, the ignition is on. The output voltage of the cell 150 can be averaged efficiently.

また、イグニッションがオフであるときにセル150を放電させると、セル150の寿命が短くなるおそれがあるが、実施の形態1の電池監視装置100A及び電池ユニット100は、放電を行わずにセル150の出力電圧を平均化することができるので、セル150の寿命を延ばすことが可能である。   In addition, if the cell 150 is discharged when the ignition is off, the life of the cell 150 may be shortened. However, the battery monitoring device 100A and the battery unit 100 of the first embodiment may not discharge the cell 150. Thus, the lifetime of the cell 150 can be extended.

また、イグニッションがオフであるときにセル150を放電させる回路等が不要であるため、簡易な構成で電池監視装置100A及び電池ユニット100を実現することができる。   In addition, since a circuit for discharging the cell 150 when the ignition is off is unnecessary, the battery monitoring device 100A and the battery unit 100 can be realized with a simple configuration.

なお、以上では、データ&クロックDATA&CLKの電力を平準化するために、データ&クロックDATA&CLKのデータ'1'とデータ'0'のデューティ比をともに増大又は減少させる形態について説明したが、データ'1'とデータ'0'のデューティ比を別々に調整してもよい。   In the above description, in order to level the power of the data & clock DATA & CLK, the form in which the duty ratios of the data “1” and the data “0” of the data & clock DATA & CLK are both increased or decreased has been described. The duty ratio of “and data“ 0 ”may be adjusted separately.

例えば、データ&クロックDATA&CLKに含まれるデータ'1'がデータ'0'よりも多い場合はデータ'1'についてのパルスデータのデューティ比を低下させるとともに、データ'0'についてのパルスデータのデューティ比を増大させ、データ&クロックDATA&CLKに含まれるデータ'1'がデータ'0'よりも少ない場合はデータ'1'についてのパルスデータのデューティ比を増大させるとともに、データ'0'についてのパルスデータのデューティ比を低下させてもよい。   For example, when the data “1” included in the data & clock DATA & CLK is larger than the data “0”, the duty ratio of the pulse data for the data “1” is lowered and the duty ratio of the pulse data for the data “0” is decreased. When the data “1” included in the data & clock DATA & CLK is smaller than the data “0”, the duty ratio of the pulse data for the data “1” is increased and the pulse data for the data “0” is increased. The duty ratio may be decreased.

<実施の形態2>
図5及び図6は、実施の形態2の電池監視装置及び電池ユニットにおけるデータ&クロックDATA&CLKのデューティ比の調整手法を説明する図である。実施の形態2の電池監視装置及び電池ユニットの構成は、データ&クロックDATA&CLKのデューティ比の調整手法が異なること以外は、実施の形態1の電池監視装置100A及び電池ユニット100と同様であるため、構成についての説明は省略する。
<Embodiment 2>
5 and 6 are diagrams for explaining a method for adjusting the duty ratio of data & clock DATA & CLK in the battery monitoring apparatus and battery unit of the second embodiment. The configurations of the battery monitoring device and the battery unit of the second embodiment are the same as the battery monitoring device 100A and the battery unit 100 of the first embodiment except that the adjustment method of the duty ratio of the data & clock DATA & CLK is different. A description of the configuration is omitted.

図5(A)に示すように、実施の形態2では、一例として、データ&クロックDATA&CLKの1フレームは、10ビットのデータ領域を有し、先頭にスタートビット(1ビット)、最後尾にストップビット(1ビット)を有し、スタートビットとストップビットとの間に、8ビットのデータビットD0〜D7を有することとする。なお、データビットD0〜D7は、キャラクタビットとして捉えてもよい。   As shown in FIG. 5A, in the second embodiment, as an example, one frame of data & clock DATA & CLK has a 10-bit data area, a start bit (1 bit) at the beginning, and a stop at the end. It has a bit (1 bit) and has 8 data bits D0 to D7 between the start bit and the stop bit. The data bits D0 to D7 may be regarded as character bits.

ここでは、電圧データを表すためのデータ&クロックDATA&CLKについて説明する。   Here, data & clock DATA & CLK for representing voltage data will be described.

図5(B)に示すように、スタートビットは1ビットのデータであり、信号レベルはLレベルである。データビットD0〜D7は、電圧データによってHレベル又はLレベルに設定される。ストップビットは、1ビットのデータであり、信号レベルはHレベルである。   As shown in FIG. 5B, the start bit is 1-bit data, and the signal level is L level. Data bits D0 to D7 are set to H level or L level according to voltage data. The stop bit is 1-bit data, and the signal level is H level.

以上のように、データ&クロックDATA&CLKは、10ビットのデータであり、先頭のスタートビットはLレベル、最後尾のストップビットはHレベルに固定されている。   As described above, the data & clock DATA & CLK is 10-bit data, the first start bit is fixed at the L level, and the last stop bit is fixed at the H level.

このため、例えば、データビットD0〜D7がすべて'1'である場合は、図5(C)の(1)に示すデータ形式になり、Hレベルのデータを9ビット分含み、Lレベルのデータを1ビット分含むことになる。   Therefore, for example, when all of the data bits D0 to D7 are “1”, the data format is as shown in (1) of FIG. 5C, which includes 9 bits of H level data and L level data. Is included for one bit.

また、データビットD0〜D7がすべて'0'である場合は、図5(C)の(2)に示すデータ形式になり、Lレベルのデータを9ビット分含み、Hレベルのデータを1ビット分含むことになる。   If all the data bits D0 to D7 are “0”, the data format is as shown in (2) of FIG. 5C, which includes 9 bits of L level data and 1 bit of H level data. Will contain minutes.

従って、データビットD0〜D7に含まれる'1'と'0'のビット数により、電圧データを表すデータ&クロックDATA&CLKをIC3とIC2がECU110に送信する際の消費電力は大きく異なる。   Therefore, depending on the number of bits “1” and “0” included in the data bits D0 to D7, the power consumption when the IC3 and IC2 transmit the data & clock DATA & CLK representing the voltage data to the ECU 110 is greatly different.

すなわち、データビットD0〜D7に含まれる'1'のビット数が比較的多ければ、データ&クロックDATA&CLKをIC3とIC2がECU110に送信する際の消費電力は増大する。一方、データビットD0〜D7に含まれる'0'のビット数が比較的多ければ、データ&クロックDATA&CLKをIC3とIC2がECU110に送信する際の消費電力は減少する。   That is, if the number of bits “1” included in the data bits D0 to D7 is relatively large, the power consumption when the IC3 and IC2 transmit the data & clock DATA & CLK to the ECU 110 increases. On the other hand, if the number of bits “0” included in the data bits D0 to D7 is relatively large, the power consumption when the IC3 and IC2 transmit the data & clock DATA & CLK to the ECU 110 decreases.

従って、実施の形態2では、IC3とIC2のデータ処理部160A(図2(C)参照)は、データビットD0〜D7に含まれる'1'のビット数が4ビットよりも多ければ、データ&クロックDATA&CLKのデューティ比を基準値(70%)よりも低下させる。   Therefore, in the second embodiment, the data processing unit 160A (see FIG. 2C) of IC3 and IC2 performs data &amp; data if the number of bits “1” included in the data bits D0 to D7 is larger than 4 bits. The duty ratio of the clock DATA & CLK is lowered below the reference value (70%).

また、実施の形態2では、IC3とIC2のデータ処理部160A(図2(C)参照)は、データビットD0〜D7に含まれる'0'のビット数が4ビットよりも多い場合は、データ&クロックDATA&CLKのデューティ比を基準値(70%)よりも増大させる。   In the second embodiment, the data processing unit 160A (see FIG. 2C) of IC3 and IC2 performs the data processing when the number of bits “0” included in the data bits D0 to D7 is larger than 4 bits. & The duty ratio of the clock DATA & CLK is increased from the reference value (70%).

これは、データビットD0〜D7に含まれる'1'のビット数が4ビットよりも多い場合と、データビットD0〜D7に含まれる'0'のビット数が4ビットよりも多い場合との電力消費量の平準化を図るためである。   This is because the number of bits “1” included in the data bits D0 to D7 is greater than 4 bits and the number of bits “0” included in the data bits D0 to D7 is greater than 4 bits. This is for leveling consumption.

図6(A)に示すように、データビットD0〜D7に含まれる'1'のビット数が4ビットよりも多く、8ビット分の'1'を含む場合は、データ&クロックDATA&CLKのデューティ比を基準値(70%)よりも低下させて、例えば、60%にする。   As shown in FIG. 6A, when the number of bits “1” included in the data bits D0 to D7 is larger than 4 bits and includes “1” for 8 bits, the duty ratio of the data & clock DATA & CLK Is lower than the reference value (70%), for example, 60%.

この結果、図6(A)に示すように、1フレームのデータ&クロックDATA&CLKに含まれるHレベルの区間は、図5(C)の(1)に示すデューティ比が70%の場合に比べて短くなる。   As a result, as shown in FIG. 6A, the H level section included in one frame of data & clock DATA & CLK is compared with the case where the duty ratio shown in FIG. 5C (1) is 70%. Shorter.

また、図6(B)に示すように、データビットD0〜D7に含まれる'0'のビット数が4ビットよりも多く、8ビット分の'0'を含む場合は、データ&クロックDATA&CLKのデューティ比を基準値(70%)よりも低下させて、例えば、60%にする。   Further, as shown in FIG. 6B, when the number of bits of “0” included in the data bits D0 to D7 is more than 4 bits and includes “0” for 8 bits, the data & clock DATA & CLK The duty ratio is lowered below the reference value (70%), for example, 60%.

この結果、図6(B)に示すように、1フレームのデータ&クロックDATA&CLKに含まれるHレベルの区間は、図5(C)の(1)に示すデューティ比が70%の場合に比べて短くなる。   As a result, as shown in FIG. 6 (B), the H level section included in one frame of data & clock DATA & CLK is compared with the case where the duty ratio shown in FIG. 5 (C) (1) is 70%. Shorter.

このように、1フレームのデータ&クロックDATA&CLKに含まれるHレベルの区間の長さを、調整前(デューティ比が基準値70%の場合)よりも短くすることにより、各ブロック150Bにおけるセル150の出力電圧の平均値を均等化することができる。   In this way, the length of the H level section included in one frame of data & clock DATA & CLK is made shorter than before adjustment (when the duty ratio is 70% of the reference value), so that the cell 150 in each block 150B has The average value of the output voltage can be equalized.

<実施の形態3>
実施の形態3では、IC1〜IC4の間でダミーデータを送信することにより、IC1〜IC4がデータを送信する際の消費電力の均等化を図る。
<Embodiment 3>
In the third embodiment, dummy data is transmitted between IC1 to IC4, thereby equalizing power consumption when IC1 to IC4 transmit data.

実施の形態3の電池監視装置及び電池ユニットの構成は、IC1〜IC4の間でダミーデータを送信すること以外は、実施の形態1の電池監視装置100A及び電池ユニット100と同様であるため、構成についての説明は省略する。   The configuration of the battery monitoring device and the battery unit of the third embodiment is the same as that of the battery monitoring device 100A and the battery unit 100 of the first embodiment except that dummy data is transmitted between IC1 to IC4. The description about is omitted.

実施の形態1で図3に示したように、電圧データは、最上位のIC4から最下位のIC1を経てECU110に向かう方向に、IC4からIC1にかけて順番に出力することになる。   As shown in FIG. 3 in the first embodiment, the voltage data is sequentially output from IC4 to IC1 in the direction from the highest IC4 to the ECU 110 via the lowest IC1.

このため、IC4は自己の電圧データのみをECU110に送信し、IC3は自己の電圧データとIC4の電圧データをECU110に送信する。また、IC2は自己の電圧データとIC4及びIC3の電圧データをECU110に送信し、IC1は自己の電圧データとIC4、IC3、IC2の電圧データをECU110に送信する。   Therefore, the IC 4 transmits only its own voltage data to the ECU 110, and the IC 3 transmits its own voltage data and the voltage data of the IC 4 to the ECU 110. IC2 transmits its own voltage data and voltage data of IC4 and IC3 to ECU 110, and IC1 transmits its own voltage data and voltage data of IC4, IC3 and IC2 to ECU110.

従って、最上位のIC4は、送信する電圧データの数が最も少なく、最下位のIC1は、送信する電圧データの数が最も多いことになる。   Therefore, the highest-order IC 4 has the smallest number of voltage data to be transmitted, and the lowest-order IC 1 has the largest number of voltage data to be transmitted.

このため、IC1〜IC4の間で、電圧データを送信することによる消費電力に差が生じる。   For this reason, a difference occurs in power consumption by transmitting voltage data between IC1 to IC4.

実施の形態3では、このようなIC1〜IC4の間において、電圧データを送信することによって生じる消費電力に差を緩和するために、ダミーデータを送信する。   In the third embodiment, dummy data is transmitted between such IC1 to IC4 in order to alleviate the difference in power consumption caused by transmitting voltage data.

図7は、実施の形態3の電池監視装置及び電池ユニットにおいてIC1〜IC4の間で送信するダミーデータの伝送経路を示す図である。図7は、図3にダミーデータを書き加えた図である。   FIG. 7 is a diagram illustrating a transmission path of dummy data to be transmitted between IC1 to IC4 in the battery monitoring device and the battery unit according to the third embodiment. FIG. 7 is a diagram in which dummy data is added to FIG.

図7に示すように、IC3は、電圧データをECU110に送信するのと同時に、ダミーデータD3を上位側のIC4に送信する。同様に、IC2は、電圧データをECU110に送信するのと同時に、ダミーデータD2を上位側のIC3に送信し、IC1は、電圧データをECU110に送信するのと同時に、ダミーデータD1を上位側のIC2に向けて送信する。   As shown in FIG. 7, the IC 3 transmits the dummy data D3 to the higher-order IC 4 simultaneously with transmitting the voltage data to the ECU 110. Similarly, IC2 transmits dummy data D2 to the higher-order IC3 simultaneously with transmitting voltage data to the ECU 110, and IC1 transmits dummy data D1 to the higher-order IC3 simultaneously with transmitting voltage data to the ECU110. Send to IC2.

この結果、ダミーデータD3、D2、D1は、順次IC4まで送信される。IC4のデータ処理部160A(図2(C)参照)は、ダミーデータD3、D2、D1をIC3に折り返して送信せずに、削除する。   As a result, the dummy data D3, D2, and D1 are sequentially transmitted to the IC4. The data processing unit 160A (see FIG. 2C) of the IC 4 deletes the dummy data D3, D2, and D1 without returning them to the IC 3 and transmitting them.

このようにすれば、IC1〜IC4が送信するデータの量の差を緩和することができるので、各ブロック150Bにおけるセル150の出力電圧の平均値の差を緩和し、均等化することができる。   In this way, the difference in the amount of data transmitted by IC1 to IC4 can be reduced, so that the difference in the average value of the output voltages of the cells 150 in each block 150B can be reduced and equalized.

なお、IC4におけるダミーデータD3、D2、D1の削除については、例えば、IC4が電圧検出指令を受信した後の一定期間の間に、上位側方向に送信されてきたデータをダミーデータと判定し、削除するようにすればよい。   Regarding the deletion of the dummy data D3, D2, D1 in the IC 4, for example, the data transmitted in the upper direction during a certain period after the IC 4 receives the voltage detection command is determined as the dummy data, Delete it.

図7に示す動作例では、電圧検出指令、電圧データ、及びダミーデータのデータ数については、ECU110は6つのデータを取り扱い、IC1、IC2、IC3は、それぞれ7つのデータを取り扱い、IC4は6つのデータを取り扱うことになる。   In the operation example shown in FIG. 7, regarding the number of data of the voltage detection command, the voltage data, and the dummy data, the ECU 110 handles six data, IC1, IC2, and IC3 each handle seven data, and IC4 has six data. Data will be handled.

従って、IC1〜IC4が送信するデータの量の差を緩和することができ、各ブロック150Bにおけるセル150の出力電圧の平均値の差を緩和し、均等化することができる。   Therefore, the difference in the amount of data transmitted by IC1 to IC4 can be reduced, and the difference in the average value of the output voltage of the cell 150 in each block 150B can be reduced and equalized.

実施の形態3におけるダミーデータの送信を用いた各ブロック150Bにおけるセル150の出力電圧の平均値の差の緩和は、実施の形態1又は2と組み合わせて実現してもよいが、実施の形態1、2と組み合わせずに、単独で行ってもよい。   The mitigation of the difference in the average value of the output voltage of the cell 150 in each block 150B using transmission of dummy data in the third embodiment may be realized in combination with the first or second embodiment, but the first embodiment 2 may be performed alone without being combined.

これは、上述のようにダミーデータを用いることにより、IC1〜IC4が送信するデータの量の差を緩和することができ、各ブロック150Bにおけるセル150の出力電圧の平均値の差を緩和し、均等化することができるからである。   By using dummy data as described above, the difference in the amount of data transmitted by IC1 to IC4 can be reduced, the difference in the average value of the output voltage of the cell 150 in each block 150B is reduced, This is because they can be equalized.

以上、本発明の例示的な実施の形態の電池監視装置、及び、電池ユニットについて説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。   Although the battery monitoring device and the battery unit according to the exemplary embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the specifically disclosed embodiments, and is not limited to the claims. Various modifications and changes can be made without departing from the above.

100 電池ユニット
110 ECU
120、130 スタック
150、150H1、150H2、150H3、150H4、150L1、150L2、150L3、150L4 セル
150B ブロック
160、160H、160L ICチップ
160A データ処理部
160B 電圧検出部
170、170A、170B 信号線
100 battery unit 110 ECU
120, 130 Stack 150, 150H1, 150H2, 150H3, 150H4, 150L1, 150L2, 150L3, 150L4 Cell 150B Block 160, 160H, 160L IC chip 160A Data processing unit 160B Voltage detection unit 170, 170A, 170B Signal line

Claims (8)

電池セルを含む複数の電池スタックの外部に配設される第1制御部と、
前記複数の電池スタックにそれぞれ配設され、前記電池セルの出力電圧を検出し、当該検出電圧を表すパルスデータを出力する第2制御部と、
複数の前記第2制御部を前記第1制御部に接続するデイジーチェーンと
を含み、
前記第2制御部は、他の第2制御部が出力するパルスデータが表す電圧値が自己の検出する前記電池セルの出力電圧よりも高い場合は、自己が出力するパルスデータのデューティ比を低下させ、他の第2制御部が出力するパルスデータが表す電圧値が自己の検出する前記電池セルの出力電圧よりも低い場合は、自己が出力するパルスデータのデューティ比を増大させる、電池監視装置。
A first control unit disposed outside a plurality of battery stacks including battery cells;
A second controller that is disposed in each of the plurality of battery stacks, detects an output voltage of the battery cell, and outputs pulse data representing the detected voltage;
Daisy chain connecting a plurality of the second control units to the first control unit,
The second control unit reduces the duty ratio of the pulse data output by the second control unit when the voltage value represented by the pulse data output by the other second control unit is higher than the output voltage of the battery cell detected by the second control unit. A battery monitoring device that increases the duty ratio of the pulse data output by itself when the voltage value represented by the pulse data output by another second control unit is lower than the output voltage of the battery cell detected by itself .
電池セルを含む複数の電池スタックの外部に配設される第1制御部と、
前記複数の電池スタックにそれぞれ配設され、前記電池セルの出力電圧を検出し、当該検出電圧を表すパルスデータを出力する第2制御部と、
複数の前記第2制御部を前記第1制御部に接続するデイジーチェーンと
を含み、
前記第2制御部は、前記デイジーチェーンにおいて、前記第1制御部に対して自己よりも遠い側にある他の第2制御部が出力するパルスデータが表す電圧値に対して、自己が出力するパルスデータのディーティ比を調整する、電池監視装置。
A first control unit disposed outside a plurality of battery stacks including battery cells;
A second controller that is disposed in each of the plurality of battery stacks, detects an output voltage of the battery cell, and outputs pulse data representing the detected voltage;
Daisy chain connecting a plurality of the second control units to the first control unit,
In the daisy chain, the second control unit outputs itself to a voltage value represented by pulse data output from another second control unit located on the farther side than the first control unit. A battery monitoring device that adjusts the duty ratio of pulse data.
電池セルを含む複数の電池スタックの外部に配設される第1制御部と、
前記複数の電池スタックにそれぞれ配設され、前記電池セルの出力電圧を検出し、当該検出電圧を表すパルスデータを出力する第2制御部と、
複数の前記第2制御部を前記第1制御部に接続するデイジーチェーンと
を含み、
前記第2制御部は、自己が出力するパルスデータに含まれるHレベルデータとLレベルデータとの比率に応じて、前記パルスデータの電力が平準化されるように前記パルスデータのデューティ比を調整する、電池監視装置。
A first control unit disposed outside a plurality of battery stacks including battery cells;
A second controller that is disposed in each of the plurality of battery stacks, detects an output voltage of the battery cell, and outputs pulse data representing the detected voltage;
Daisy chain connecting a plurality of the second control units to the first control unit,
The second control unit adjusts the duty ratio of the pulse data so that the power of the pulse data is leveled according to the ratio of the H level data and the L level data included in the pulse data output by the second control unit. A battery monitoring device.
前記第2制御部は、自己が出力するパルスデータに含まれるHレベルデータがLレベルデータよりも多い場合はパルスデータのデューティ比を低下させ、自己が出力するパルスデータに含まれるHレベルデータがLレベルデータよりも少ない場合はパルスデータのデューティ比を増大させる、請求項3記載の電池監視装置。   The second control unit reduces the duty ratio of the pulse data when the H level data included in the pulse data output by itself is greater than the L level data, and the H level data included in the pulse data output by the second control unit. The battery monitoring apparatus according to claim 3, wherein the duty ratio of the pulse data is increased when it is less than the L level data. 前記第2制御部は、自己が出力するパルスデータに含まれるHレベルデータがLレベルデータよりも多い場合はHレベルデータについてのパルスデータのデューティ比を低下させるとともに、Lレベルデータについてのパルスデータのデューティ比を増大させ、自己が出力するパルスデータに含まれるHレベルデータがLレベルデータよりも少ない場合はHレベルデータについてのパルスデータのデューティ比を増大させるとともに、Lレベルデータについてのパルスデータのデューティ比を低下させる、請求項3記載の電池監視装置。   The second control unit reduces the duty ratio of the pulse data for the H level data when the H level data included in the pulse data output by the second control unit is greater than the L level data, and the pulse data for the L level data. When the H level data included in the pulse data output by itself is less than the L level data, the duty ratio of the pulse data for the H level data is increased and the pulse data for the L level data is increased. The battery monitoring device according to claim 3, wherein the duty ratio of the battery is reduced. 複数の前記第2制御部は、前記デイジーチェーンにおいて、前記第1制御部に近い側の第2制御部から、前記第1制御部から遠い側の第2制御部に対して、ダミーデータを送信する、請求項1乃至5のいずれか一項記載の電池監視装置。   The plurality of second control units transmit dummy data from the second control unit closer to the first control unit to the second control unit far from the first control unit in the daisy chain. The battery monitoring device according to any one of claims 1 to 5. 複数の前記第2制御部のうち、前記デイジーチェーンにおいて、前記第1制御部から最も遠い第2制御部は、自己よりも前記第1制御部に近い第2制御部から受信する前記ダミーデータを転送しない、請求項6記載の電池監視装置。   Among the plurality of second control units, in the daisy chain, the second control unit farthest from the first control unit receives the dummy data received from the second control unit closer to the first control unit than itself. The battery monitoring device according to claim 6, wherein no transfer is performed. 電池セルを含む複数の電池スタックと、
前記電池スタックの外部に配設される第1制御部と、
前記複数の電池スタックにそれぞれ配設され、前記電池セルの出力電圧を検出し、当該検出電圧を表すパルスデータを出力する第2制御部と、
複数の前記第2制御部を前記第1制御部に接続するデイジーチェーンと
を含み、
前記第2制御部は、他の第2制御部が出力するパルスデータが表す電圧値が自己の検出する前記電池セルの出力電圧よりも高い場合は、自己が出力するパルスデータのデューティ比を低下させ、他の第2制御部が出力するパルスデータが表す電圧値が自己の検出する前記電池セルの出力電圧よりも低い場合は、自己が出力するパルスデータのデューティ比を増大させる、電池ユニット。
A plurality of battery stacks including battery cells;
A first control unit disposed outside the battery stack;
A second controller that is disposed in each of the plurality of battery stacks, detects an output voltage of the battery cell, and outputs pulse data representing the detected voltage;
Daisy chain connecting a plurality of the second control units to the first control unit,
The second control unit reduces the duty ratio of the pulse data output by the second control unit when the voltage value represented by the pulse data output by the other second control unit is higher than the output voltage of the battery cell detected by the second control unit. The battery unit increases the duty ratio of the pulse data output by itself when the voltage value represented by the pulse data output by the other second control unit is lower than the output voltage of the battery cell detected by itself.
JP2013091795A 2013-04-24 2013-04-24 Battery monitoring device and battery unit Active JP6048299B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013091795A JP6048299B2 (en) 2013-04-24 2013-04-24 Battery monitoring device and battery unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013091795A JP6048299B2 (en) 2013-04-24 2013-04-24 Battery monitoring device and battery unit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014215136A true JP2014215136A (en) 2014-11-17
JP6048299B2 JP6048299B2 (en) 2016-12-21

Family

ID=51941019

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013091795A Active JP6048299B2 (en) 2013-04-24 2013-04-24 Battery monitoring device and battery unit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6048299B2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017112697A (en) * 2015-12-15 2017-06-22 株式会社デンソー Battery pack control device
KR20180053056A (en) * 2016-11-11 2018-05-21 현대오트론 주식회사 Method for communication of battery management system
CN110967641A (en) * 2019-02-26 2020-04-07 宁德时代新能源科技股份有限公司 Storage battery monitoring system and method
CN114374245A (en) * 2021-12-31 2022-04-19 东软睿驰汽车技术(沈阳)有限公司 Battery pack balancing method and device and electronic equipment
US11476506B2 (en) * 2018-12-13 2022-10-18 Chengdu Monolithic Power Systems Co., Ltd. Daisy-chain battery cells system with differential communication interfaces
US11513163B2 (en) * 2017-08-29 2022-11-29 Nuvoton Technology Corporation Japan Voltage detection circuit for voltage measurement apparatus for use in assembled battery system

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11237290A (en) * 1998-02-20 1999-08-31 Fujikoki Corp Pwm type pressure sensor
JP2005217945A (en) * 2004-01-30 2005-08-11 Mitsumi Electric Co Ltd Communicating method of communication apparatus and communication system
JP2006270642A (en) * 2005-03-24 2006-10-05 Fuji Xerox Co Ltd Wireless system and image forming apparatus
JP2008211962A (en) * 2006-12-13 2008-09-11 Ami Semiconductor Belgium Bvba Signal system and method for use together with multiple power cells and system and method for monitoring multiple power cells
JP2010256335A (en) * 2009-04-03 2010-11-11 Sanyo Electric Co Ltd Battery system, electric vehicle, and battery control device
JP2011101573A (en) * 2009-10-05 2011-05-19 Primearth Ev Energy Co Ltd Battery pack manager
JP2012161182A (en) * 2011-02-01 2012-08-23 Denso Corp Battery monitoring device

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11237290A (en) * 1998-02-20 1999-08-31 Fujikoki Corp Pwm type pressure sensor
JP2005217945A (en) * 2004-01-30 2005-08-11 Mitsumi Electric Co Ltd Communicating method of communication apparatus and communication system
JP2006270642A (en) * 2005-03-24 2006-10-05 Fuji Xerox Co Ltd Wireless system and image forming apparatus
JP2008211962A (en) * 2006-12-13 2008-09-11 Ami Semiconductor Belgium Bvba Signal system and method for use together with multiple power cells and system and method for monitoring multiple power cells
JP2010256335A (en) * 2009-04-03 2010-11-11 Sanyo Electric Co Ltd Battery system, electric vehicle, and battery control device
JP2011101573A (en) * 2009-10-05 2011-05-19 Primearth Ev Energy Co Ltd Battery pack manager
JP2012161182A (en) * 2011-02-01 2012-08-23 Denso Corp Battery monitoring device

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017112697A (en) * 2015-12-15 2017-06-22 株式会社デンソー Battery pack control device
KR20180053056A (en) * 2016-11-11 2018-05-21 현대오트론 주식회사 Method for communication of battery management system
KR101916791B1 (en) * 2016-11-11 2018-11-08 현대오트론 주식회사 Method for communication of battery management system
US11513163B2 (en) * 2017-08-29 2022-11-29 Nuvoton Technology Corporation Japan Voltage detection circuit for voltage measurement apparatus for use in assembled battery system
US11476506B2 (en) * 2018-12-13 2022-10-18 Chengdu Monolithic Power Systems Co., Ltd. Daisy-chain battery cells system with differential communication interfaces
CN110967641A (en) * 2019-02-26 2020-04-07 宁德时代新能源科技股份有限公司 Storage battery monitoring system and method
CN114374245A (en) * 2021-12-31 2022-04-19 东软睿驰汽车技术(沈阳)有限公司 Battery pack balancing method and device and electronic equipment
CN114374245B (en) * 2021-12-31 2023-12-15 东软睿驰汽车技术(沈阳)有限公司 Battery pack equalization method and device and electronic equipment

Also Published As

Publication number Publication date
JP6048299B2 (en) 2016-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6048299B2 (en) Battery monitoring device and battery unit
JP5789846B2 (en) Power supply device for vehicle and vehicle equipped with this power supply device
JP5481146B2 (en) Battery management device, secondary battery device and vehicle
US10416239B2 (en) Battery monitoring apparatus with monitoring integrated circuit selectively powered by a high voltage battery or low voltage power supply powered by a low voltage battery
JP5032169B2 (en) COMMUNICATION BATTERY COMMUNICATION CONTROL SYSTEM, BATTERY PACK, AND ITS COMMUNICATION CONTROL METHOD
US9519030B2 (en) Voltage detection device
JP5638311B2 (en) Battery pack system, voltage monitoring system, voltage monitoring device, and semiconductor device
US20140009116A1 (en) Balance correction apparatus and electric storage system
AU2011205023A1 (en) Rechargeable battery device, and power supplying system incorporating the same
US20130057218A1 (en) Device and method for controlling charge of assembled battery
US20130069597A1 (en) Semiconductor circuit, battery monitoring system, and control method
JP5919392B2 (en) Battery protection chip and battery protection chip equalization control device
EP2808973A1 (en) Battery cell voltage equalisation circuit
US9178367B2 (en) Balance correction apparatus and electric storage system
JP2015021834A (en) Battery monitoring apparatus and battery unit
JP2010273440A (en) Charging circuit of series connection battery group
US20140322573A1 (en) Battery monitor apparatus and battery unit
WO2012132414A1 (en) Balance correction apparatus and electrical storage system
JP2013228373A (en) Battery monitoring system and semiconductor device
JP2014171323A (en) Cell balance device
JP6048300B2 (en) Battery monitoring device and battery unit
JP6036521B2 (en) Power storage device
CN111463858A (en) Active equalization method, equalization control unit, circuit, system and storage medium
WO2013031125A1 (en) Energy storage system
JP4982205B2 (en) Power supply device and electric vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150702

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160408

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160419

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160617

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20161025

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20161107

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6048299

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151