JP2015186413A - 電池監視装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の電池のそれぞれの状態を監視する各監視部及び各監視部と通信する制御部が直列接続されている場合において、通信異常検知処理を行うことが可能な電池監視装置を提供することを目的とする。
図1に示す電池監視装置1は、5つの電池モジュール2(2−1〜2−5)と、制御部(電池ECU(Electronic Control Unit))3と、メインリレー4とを備える。なお、電池監視装置1は、例えば、電動フォークリフト、ハイブリッド車、又は電気自動車などの車両に搭載される。また、電池モジュール2の数は5つに限定されない。
リレー6は、メインリレー4と電池5との間に設けられている。リレー6がオンしているとき、メインリレー4がオンすると、電池5から負荷11へ電力が供給可能となる。
電流検出部8は、充電時の電池5へ流れる電流や放電時の電池5から流れる電流を検出するものであり、例えば、電流計とする。
各監視部10(10−1〜10−5)は、それぞれ、リレー制御部12と、記憶部13と、識別情報設定部14と、通信部15とを備える。なお、リレー制御部12、識別情報設定部14、及び通信部15は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、マルチコアCPU、プログラマブルなデバイス(FPGA(Field Programmable Gate Array)、PLD(Programmable Logic Device)など)などにより構成され、記憶部13に記憶されているプログラムをCPU、マルチコアCPU、又はプログラマブルなデバイスなどが読み出して実行することによって実現される。また、監視部10−1〜10−5の各通信部15と制御部3の通信部19が通信線を介して環状に直列(デイジーチェーン)接続されている。
記憶部13は、例えば、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)などであり、各種情報や各種プログラムを記憶する。
制御部3は、メインリレー4のオン、オフを制御するリレー制御部16と、記憶部17と、通信異常箇所特定部18と、監視部10−1〜10−5と通信を行う通信部19とを備える。なお、記憶部17は、例えば、ROMやRAMなどであり、各種情報や各種プログラムを記憶する。また、リレー制御部16、通信異常箇所特定部18、及び通信部19は、例えば、CPU、マルチコアCPU、プログラマブルなデバイスなどにより構成され、記憶部17に記憶されているプログラムをCPU、マルチコアCPU、又はプログラマブルなデバイスなどが読み出して実行することによって実現される。また、制御部3は、監視部10−1〜10−5からそれぞれ送信される識別情報を通信部19により受信し、それら識別情報を記憶部17に記憶させる。また、制御部3は、記憶部17に記憶させた識別情報を用いて、監視部10−1〜10−5からそれぞれ送信される電池5の状態(例えば、電池5の電圧、電流、及び温度など)を示す情報を通信部19により受信する。また、制御部3は、受信した情報に示される電池5の状態が予め決められた状態になるとき(例えば、電池5の電圧、電流、及び温度の少なくとも1つが閾値よりも大きいとき)、電池5の状態が異常であると判断し、待避走行モード(例えば、一定時間経過後までに車両を徐々に減速させてから停止させる指示を、車両の走行を制御する上位制御部に送るとともに、一定時間経過後にリレー制御部16によりメインリレー4をオフさせる処理)に移行する。また、制御部3は、通信異常が発生したと判断すると、待避走行モードに移行する。
<第1実施形態>
図2は、第1実施形態の制御部3の動作を示すフローチャートである。
また、制御部3は、最後尾の監視部10−5から送信される、通信異常が発生したことを示す設定信号S2(第2の設定信号)を受信すると(S204:NO、S206:YES)、その受信した設定信号S2に応じて通信異常の発生箇所を特定する(S207)。
まず、監視部10−1〜10−5は、それぞれ、自身の電源がオンし(S301:YES)、前段の監視部10又は制御部3から送信される設定信号S1を受信すると(S302:YES)、設定信号S1を後段の監視部10又は制御部3へ送信する(S303)。即ち、監視部10−1〜10−5は、設定信号S1を受信すると、設定信号S1を変化させず、後段の監視部又は制御部3へ設定信号S1を送信する。なお、設定信号S1を変化させて、後段の監視部又は制御部3へ送信しても良い。
このように、第1実施形態の電池監視装置1では、通信異常の発生箇所よりも下流に位置する監視部10において設定信号S2が変化され、最後尾の監視部10−5から制御部3へ送信される設定信号S2により通信異常の発生箇所が特定されるため、制御部3と監視部10−1〜10−5が環状に直列接続される場合であっても、通信異常検知処理を行うことができる。これにより、識別情報設定処理の前に通信異常の発生箇所を特定することができるため、通信異常による電池監視装置1の誤動作を抑えることができる。
<第2実施形態>
第2実施形態の電池監視装置1では、通信異常検知処理後に、識別情報設定処理に移行する。
まず、制御部3は、自身の電源がオンすると(S601:YES)、監視部10−1〜10−5の各電源をオンさせ(S602)、先頭の監視部10−1へ設定信号S1(第1の設定信号)を送信する(S603)。
まず、監視部10−1〜10−5は、それぞれ、自身の電源がオンし(S701:YES)、前段の監視部10又は制御部3から送信される設定信号S1を受信すると(S702:YES)、設定信号S1を後段の監視部10又は制御部3へ送信する(S703)。
<第3実施形態>
上記第2実施形態の電池監視装置1では、通信異常検知処理後に、識別情報設定処理に移行する構成であり、識別情報設定処理が開始されるまでに時間がかかってしまう。
図11は、第3実施形態の制御部3の動作を示すフローチャートである。
まず、監視部10−1〜10−5は、それぞれ、自身の電源がオンし(S1201:YES)、前段の監視部10又は制御部3から送信される設定信号S1を受信すると(S1202:YES)、その受信した設定信号S1に対応した識別情報を自身の識別情報として設定し(S1203)、その受信した設定信号S1を変化させて後段の監視部10又は制御部3へ送信し(S1204)、自身の識別情報を制御部3へ送信する(S1205)。
次に、第3実施形態において、通信異常が発生していない場合の制御部3及び監視部10−1〜10−5の動作例を説明する。
また、設定信号S1、S2に相当する矩形波のDUTY比は、互いに異なる値であれば特に限定されない。
<第4実施形態>
上記第3実施形態では、制御部3において通信異常が検知される構成であり、通信異常の発生箇所よりも上流にある監視部10は通信異常を検知することができない。そのため、一部の監視部10だけに識別情報が設定されることにより識別情報が重複してしまい電池監視装置1が誤動作するおそれがある。
図14は、第4実施形態の制御部3の動作を示すフローチャートである。
まず、監視部10−1〜10−5は、それぞれ、自身の電源がオンし(S1501:YES)、前段の監視部10又は制御部3から送信される設定信号S1を受信すると(S1502:YES)、その受信した設定信号S1に対応した識別情報を自身の識別情報として設定し(S1503)、その受信した設定信号S1を変化させて後段の監視部10又は制御部3へ送信し(S1504)、設定信号S1を受信してから所定時間が経過しても設定信号S2を受信しない場合(S1505:YES)、自身の識別情報を制御部3へ送信する(S1506)。
また、制御部3及び監視部10−1〜10−5により変化される、矩形波のDUTY比の変化量は4%に限定されない。
このように、第4実施形態の電池監視装置1においても、通信異常の発生箇所よりも下流に位置する監視部10において設定信号S2が変化され、最後尾の監視部10−5から制御部3へ送信される設定信号S2により通信異常の発生箇所が特定されるため、制御部3と監視部10−1〜10−5が環状に直列接続される場合であっても、通信異常検知処理を行うことができる。これにより、識別情報設定処理の前に通信異常の発生箇所を特定することができるため、通信異常による電池監視装置1の誤動作を抑えることができる。
2 電池モジュール
3 制御部
4 メインリレー
5 電池
6 リレー
7 電圧検出部
8 電流検出部
9 温度検出部
10 監視部
11 負荷
12 リレー制御部
13 記憶部
14 識別情報設定部
15 通信部
16 リレー制御部
17 記憶部
18 通信異常箇所特定部
19 通信部
Claims (9)
- 電池の状態を監視する複数の監視部と、
前記複数の監視部と直列接続され、前記複数の監視部に設定される識別情報を用いて前記複数の監視部と通信を行う制御部と、
を備え、
前記複数の監視部は、それぞれ、前段の前記監視部又は前記制御部から送信される第1の設定信号を受信すると、前記第1の設定信号を後段の前記監視部又は前記制御部へ送信し、
前記複数の監視部は、それぞれ、前記第1の設定信号を受信できない場合、通信異常が発生したことを示す前記第1の設定信号と異なる第2の設定信号を後段の前記監視部又は前記制御部へ送信するとともに、前段の前記監視部から送信される前記第2の設定信号を受信すると、その第2の設定信号を変化させて後段の前記監視部又は前記制御部へ送信し、
前記制御部は、最後尾の前記監視部から送信される前記第2の設定信号に応じて、通信異常の発生箇所を特定する
ことを特徴とする電池監視装置。 - 請求項1に記載の電池監視装置であって、
前記複数の監視部は、それぞれ、前記第1の設定信号を受信すると、前記第1の設定信号を変化させて、後段の前記監視部又は前記制御部へ送信するとともに、前記第1の設定信号に対応した識別情報を自身の識別情報として設定し、
前記第2の設定信号を受信すると、自身の識別情報を設定しない
ことを特徴とする電池監視装置。 - 請求項2に記載の電池監視装置であって、
前記制御部は、最後尾の前記監視部から送信される前記第2の設定信号を受信すると、前記第2の設定信号を先頭の前記監視部へ送信する
ことを特徴とする電池監視装置。 - 請求項1に記載の電池監視装置であって、
前記複数の監視部は、それぞれ、前記第1の設定信号を受信すると、前記第1の設定信号を変化させて、後段の前記監視部又は前記制御部へ送信し、
前記第2の設定信号を受信しない場合、所定時間経過後、前記第1の設定信号に対応した識別情報を自身の識別情報として設定する
ことを特徴とする電池監視装置。 - 請求項1に記載の電池監視装置であって、
前記制御部は、最後尾の前記監視部から送信される前記第1の設定信号を受信すると、識別情報設定処理に移行する
ことを特徴とする電池監視装置。 - 請求項5に記載の電池監視装置であって、
前記制御部は、最後尾の前記監視部から送信される前記第1の設定信号を受信すると、識別情報設定処理のための第3の設定信号を先頭の前記監視部へ送信し、
前記複数の監視部は、それぞれ、前記第3の設定信号を受信すると、前記第3の設定信号を変化させて、後段の前記監視部又は前記制御部へ送信するとともに、前記第3の設定信号に対応した識別情報を自身の識別情報として設定する
ことを特徴とする電池監視装置。 - 請求項1に記載の電池監視装置であって、
前記複数の監視部は、それぞれ、前記第2の設定信号のDUTY比、周波数、電圧、又は単位時間当たりのパルス数を変化させて後段の前記監視部又は前記制御部へ送信する
ことを特徴とする電池監視装置。 - 請求項2又は請求項4に記載の電池監視装置であって、
前記複数の監視部は、それぞれ、前記第1の設定信号のDUTY比、周波数、電圧、又は単位時間当たりのパルス数を変化させて後段の前記監視部又は前記制御部へ送信する
ことを特徴とする電池監視装置。 - 請求項6に記載の電池監視装置であって、
前記複数の監視部は、それぞれ、前記第3の設定信号のDUTY比、周波数、電圧、又は単位時間当たりのパルス数を変化させて後段の前記監視部又は前記制御部へ送信する
ことを特徴とする電池監視装置。
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