JP2014215136A - Battery monitoring device and battery unit - Google Patents
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Abstract
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).
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.
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。
<
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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。
<
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
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
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
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
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
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
<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。
<
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
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
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
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-
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
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
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
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
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
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
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
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
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
120, 130
Claims (8)
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 .
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.
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.
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