JP2019003444A - 信号伝送回路、電池監視装置及び電池監視方法 - Google Patents
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Abstract
【構成】第1電圧に基づいて動作を行う動作回路と、第1電圧に基づく電気信号を計測して計測データを得る計測回路と、第1電圧より電圧レベルの低い第2電圧に基づいて動作し、計測データに基づいて高電圧回路の動作を制御する処理制御回路と、を有する動作装置に接続され、処理制御回路と計測回路との間で信号を送受信する。送電コイル及び受電コイルを介して非接触での電力の伝送及び情報の送受信を行う送電回路及び受電回路を含む。受電回路は、送電回路からの電力を計測回路に供給する一方、計測回路から計測データを取得して送電回路に送信する。送電回路は、処理制御回路からの電力を受電回路に伝送する一方、受電回路から計測データを受信して処理制御回路に供給する。
【選択図】図1
Description
200 受電回路
300 送電回路
400 信号伝送装置
500、800 電池監視装置
600 送電回路
700 受電回路
10 高電圧回路
11 トランス
12 整流回路
13 低電圧回路
14 計測回路
20 受電側回路
21 共振回路
22 整流回路
23 電源及びバイアス回路
24 電源回路
25 バイアス回路
26 通信回路
27 制御回路
28 クランプ回路
30 送電側回路
31 交流信号源
32 駆動回路
33 制御回路
34 通信回路
35 共振回路
36 電流測定回路
61 送電側回路
71a〜71d 受電側回路
72a〜72d 電池セル
Claims (15)
- 電源からの第1電圧に基づいて動作を行う動作回路と、前記第1電圧を基準とする電気信号を計測して計測データを得る計測回路と、前記第1電圧を前記第1電圧よりも電圧レベルの低い電圧に変換して得られた第2電圧に基づいて動作し、前記計測データに基づいて前記高電圧回路の動作を制御する処理制御回路と、を有する動作装置に接続され、前記処理制御回路と前記計測回路との間で信号の送受信を行う信号伝送装置であって、
送電コイル及び送電側共振キャパシタからなる送電側共振回路を有し、前記送電コイルからの交流磁界により非接触での電力の伝送及び情報の送受信を行う送電回路と、
受電コイル及び受電側共振キャパシタからなる受電側共振回路を有し、前記交流磁界により前記受電コイルを介して非接触での電力の受電及び情報の送受信を行う受電回路と、
を含み、
前記受電回路は、前記送電回路からの電力を前記計測回路に供給する一方、前記計測回路から前記計測データを取得して前記送電回路に送信し、
前記送電回路は、前記処理制御回路からの電力を前記受電回路に伝送する一方、前記受電回路から前記計測データを受信して前記処理制御回路に供給することを特徴とする信号伝送装置。 - 前記送電回路は、前記送電コイルに駆動電流を供給して前記交流磁界を発生させる駆動回路と、前記駆動回路を制御する駆動制御回路と、を有し、
前記受電回路は、前記受電側共振回路に接続される負荷の状態を負荷切替信号に応じて切り替え可能な負荷切替回路を有し、
前記駆動回路は、前記駆動電流を測定する電流測定回路を含み、
前記駆動制御回路は、前記電流測定回路により測定された前記駆動電流の変化に基づいて、前記受電回路における負荷の状態の変化を検出することを特徴とする請求項1に記載の信号伝送装置。 - 前記送電コイルは、
複数の配線層を有する基板における第1配線層に配され、前記送電側共振キャパシタに一端が接続された連続した導線からなる配線部と、
第1及び第2の端部を有し、前記送電側共振キャパシタに前記第1の端部が接続され、前記第1配線層上に配された渦巻形状の連続する導線からなり、前記第2の端部と前記配線部の他端との間を横切る導線部分を有する渦状部と、
前記基板の第2配線層に配された連続する導線部分を含み、前記第1配線層と前記第2配線層との間に設けられた一対のビアを介して、前記渦状部の前記第2の端部と前記連続配線部の他端とを接続する接続部と、を有し、
前記受電コイルは、
前記第2配線層に配され、前記受電側共振キャパシタに一端が接続された連続した導線からなる配線部と、
第1及び第2の端部を有し、前記受電側共振キャパシタに前記第1の端部が接続され、前記第2配線層上に配された渦巻形状の連続する導線からなり、前記第2の端部と前記配線部の他端との間を横切る導線部分を有する渦状部と、
前記第1配線層に配された連続する導線部分を含み、前記第1配線層と前記第2配線層との間に設けられた一対のビアを介して、前記渦状部の前記第2の端部と前記連続配線部の他端とを接続する接続部と、を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の信号伝送装置。 - 前記送電コイルの前記接続部の前記導線部分は、前記第2配線層において前記受電コイルの前記渦状部及び前記連続配線部から離間して配され、
前記受電コイルの前記接続部の前記導線部分は、前記第1配線層において前記送電コイルの前記渦状部及び前記連続配線部から離間して配されていることを特徴とする請求項3に記載の信号伝送装置。 - 前記送電コイルの前記接続部の前記導線部分は、前記第2配線層において前記受電コイルの前記渦状部の内側に配され、
前記受電コイルの前記接続部の前記導線部分は、前記第1配線層において前記送電コイルの前記渦状部の内側に配されていることを特徴とする請求項4に記載の信号伝送装置。 - 前記送電コイルの前記中継部の前記導線部分は、前記第2配線層において前記受電コイルの前記渦状部の外側に配され、
前記受電コイルの前記中継部の前記導線部分は、前記第1配線層において前記送電コイルの前記渦状部の外側に配されていることを特徴とする請求項4に記載の信号伝送装置。 - n個(nは2以上の整数)の電池セルの状態を監視する電池監視装置であって、
m個(mはn以下の整数)の送電コイルを有し、前記m個の送電コイルのいずれかから交流磁界を発生させ、非接触での電力の伝送及び情報の送受信を行う送電回路と、
前記n個の電池セル及び前記m個の送電コイルに対応して設けられ、各々が受電コイルを有し、前記受電コイルを介して非接触での電力の受電及び情報の送受信を行うn個の受電回路と、
前記n個の受電回路及び前記n個の電池セルに対応して設けられ、前記n個の受電回路から電力の供給を受け、前記n個の電池セルの電圧値を測定するn個の測定回路と、
を含み、
前記送電回路は、前記n個の電池セルのうちの監視対象の電池セルに応じて前記m個の送電コイルのいずれかを選択し、選択した当該送電コイルから前記交流磁界を発生させ、前記監視対象の電池セルの電圧値の測定結果を受信することを特徴とする電池監視装置。 - 前記n個の受電回路の各々は、
前記n個の電池セルのうちの対応する電池セルを放電する放電手段と、
前記送電回路から伝送された電力を、前記n個の電池セルのうちの対応する電池セルに供給する電力供給手段と、
を含むことを特徴とする請求項7に記載の電池監視装置。 - 前記n個の受電回路の各々は、通信動作時と電力供給動作時とで当該受電回路のキャパシタンスを切り替える共振切替回路をさらに含み、
前記共振切替回路は、
通信動作時において、所定のキャパシタンスを有する共振キャパシタを前記受電コイルに接続し、
電力供給時において、前記共振キャパシタと前記受電コイルとを非接続にすることを特徴とする請求項8に記載の電池監視装置。 - 前記送電回路は、前記m個の送電コイルの信号経路に、交流信号を導通して直流電流を阻止するキャパシタを有することを特徴とする請求項7乃至9のいずれか1に記載の電池監視装置。
- 前記n個の受電回路の各々は、前記受電コイルの信号経路に、交流信号を導通して直流電流を阻止するキャパシタを有することを特徴とする請求項7乃至9のいずれか1に記載の電池監視装置。
- 前記送電回路は、
各々がm個の送電コイルを有し、前記m個の送電コイルのいずれか1つから交流磁界を発生させ、非接触での電力の伝送及び情報の送受信を行うよう構成された第1の送電回路及び第2の送電回路を有し、
前記第1の送電回路及び前記第2の送電回路は、設定信号の入力に応じて、一方が動作系回路に設定されて前記電力の伝送及び情報の送受信が実行され、他方が待機系回路に設定されて動作が停止されることを特徴とする請求項7乃至11のいずれか1に記載の電池監視装置。 - 前記n個の電池セルはそれぞれn個の電池パックのいずれかに格納されており、
前記n個の受電回路の各々の前記受電コイルは、対応する電池セルの前記電池パックのいずれかの面上に設けられ、
前記m個の送電コイルの各々は、扁平な形状を有する媒体に導体パターンとして形成され、対応する前記受電コイルと磁界結合可能な位置に配置されていることを特徴とする請求項7乃至12のいずれか1に記載の電池監視装置。 - 前記受電コイルの各々は、前記n個の電池パックのうちの隣接する電池パックの隣接する面上に設けられ、
前記送電コイルは、当該隣接する面上に設けられた一対の受電コイルの間に配置されていることを特徴とする請求項13に記載の電池監視装置。 - 請求項8に記載の電池監視装置による電池監視方法であって、
前記送電回路が、前記n個の電池セルの各々を監視対象の電池セルとして順次選択し、前記m個の送電コイルのうちの対応する送電コイルを選択して、当該送電コイルから前記交流磁界を発生させるステップと、
前記受電回路から、前記監視対象の電池セルの電圧値の測定結果を受信するステップと、
前記n個の電池セルの測定結果の平均値を算出するステップと、
前記n個の電池セルのうち、前記平均値より所定の許容値を超えて電圧が高い高電圧セルの数と、前記平均値より所定の許容値を超えて電圧が低い低電圧セルの数と、を比較するステップと、
前記高電圧セルの数が前記低電圧セルの数よりも多い場合には、前記高電圧セルを放電し、前記低電圧セルの数が前記高電圧セルの数よりも多い場合には、前記低電圧セルを充電するステップと、
を実行することを特徴とする電池監視方法。
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