JP2024022677A - battery control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池制御装置に関する。 The present invention relates to a battery control device.
特許文献1には、電気機器に対して電力を供給する蓄電池を備える電力供給システムが開示されている。この電力供給システムは、蓄電池の電圧又は温度を監視し、監視した蓄電池の電圧又は温度に基づいて、蓄電池の充放電を制御する電池制御装置を備えている。
ところで、電力供給システムには、蓄電池と電気機器との間の電気的な接続を切り替えるスイッチを備えるものがある。このような電力供給システムでは、スイッチをオン状態にすることにより、蓄電池を電気機器に電気的に接続し、蓄電池の電力を電気機器に供給する。 By the way, some power supply systems include a switch that switches electrical connection between a storage battery and an electric device. In such a power supply system, by turning on a switch, a storage battery is electrically connected to an electrical device, and power from the storage battery is supplied to the electrical device.
例えば、蓄電池に異常が生じている場合に、スイッチをオン状態にすると、電気機器と蓄電池との間の電力の授受に不都合が生じるおそれがある。そこで、蓄電池の監視結果に基づいて蓄電池の異常の有無を診断し、蓄電池に異常がない場合にスイッチをオン状態に切り替えることが考えられる。しかし、スイッチのオン状態への切り替えの要求を受けてから蓄電池の診断が実施されると、診断に要する時間の分だけ、スイッチのオン状態への切り替え要求があってから、スイッチがオン状態に切り替えられるまでに要する時間が長引くことが懸念される。 For example, if the switch is turned on when an abnormality has occurred in the storage battery, there is a risk that problems will occur in the exchange of power between the electrical equipment and the storage battery. Therefore, it is conceivable to diagnose whether or not there is an abnormality in the storage battery based on the monitoring results of the storage battery, and to turn the switch on if there is no abnormality in the storage battery. However, if a storage battery diagnosis is performed after receiving a request to turn the switch on, the switch will be turned on after receiving the request to turn the switch on for the time required for diagnosis. There is a concern that it will take a long time to switch.
本発明は、上記課題に鑑みたものであり、蓄電池と電気機器との電気的な接続を切り替えるスイッチを備える電力供給システムに適用される電池制御装置において、スイッチがオン状態に切り替えられるまでに要する時間の短縮を図ることができる電池制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and is provided in a battery control device applied to a power supply system equipped with a switch that changes the electrical connection between a storage battery and an electrical device. It is an object of the present invention to provide a battery control device that can reduce time.
本発明は、蓄電池、電気機器、及びオン状態にされることにより前記蓄電池と前記電気機器とを電気的に接続し、オフ状態にされることにより前記蓄電池と前記電気機器とを電気的に遮断するスイッチを備える電力供給システムに適用される電池制御装置であって、
前記蓄電池の電圧を含む当該蓄電池の状態を監視する監視部と、
前記スイッチのオン状態又はオフ状態を指示する制御部と、
を備え、
前記監視部は、前記蓄電池及び前記監視部の少なくとも一方に異常が生じているか否かを診断し、その診断結果を記憶し、
前記監視部は、前記スイッチがオフ状態である期間中に、記憶している前記診断結果を前記制御部に送信し、
前記制御部は、受信した前記診断結果に基づいて、前記スイッチのオン状態への切り替えを指示する。
The present invention relates to a storage battery, an electrical device, and an electrical connection between the storage battery and the electrical device when turned on, and an electrical disconnection between the storage battery and the electrical device when turned off. A battery control device applied to a power supply system comprising a switch that
a monitoring unit that monitors the state of the storage battery including the voltage of the storage battery;
a control unit that instructs the switch to be in an on state or an off state;
Equipped with
The monitoring unit diagnoses whether an abnormality has occurred in at least one of the storage battery and the monitoring unit, and stores the diagnosis result,
The monitoring unit transmits the stored diagnosis result to the control unit during a period when the switch is in an off state,
The control unit instructs the switch to be turned on based on the received diagnosis result.
これにより、スイッチがオン状態に切り替えられるまでに要する時間の短縮を図ることができる。 Thereby, the time required until the switch is turned on can be shortened.
なお、電池制御装置としては、例えば以下のような構成をとることができる。 Note that the battery control device can have, for example, the following configuration.
第1の構成は、蓄電池(20)、電気機器(10)、及びオン状態にされることにより前記蓄電池と前記電気機器とを電気的に接続し、オフ状態にされることにより前記蓄電池と前記電気機器とを電気的に遮断するスイッチ(16,17)を備える電力供給システム(100)に適用される電池制御装置(30)であって、
前記蓄電池の電圧を含む当該蓄電池の状態を監視する監視部(40a~40c)と、
前記スイッチのオン状態又はオフ状態を指示する制御部(50)と、
を備え、
前記監視部は、前記制御部から接続要求信号を受信する前の期間において、前記蓄電池及び前記監視部の少なくとも一方に異常が生じているか否かを診断し、その診断結果を記憶し、
前記制御部は、前記スイッチのオン状態が要求された場合に、前記監視部に対して前記接続要求信号を送信し、
前記監視部は、前記接続要求信号を受信した場合に、記憶している前記診断結果を前記制御部に送信し、
前記制御部は、受信した前記診断結果に基づいて、前記異常が発生していないと判定した場合は、前記スイッチのオン状態への切り替えを指示し、前記異常が発生していると判定した場合は、前記スイッチのオン状態への切り替えを指示しない。
A first configuration includes a storage battery (20), an electric device (10), and when turned on, the storage battery and the electric device are electrically connected, and when turned off, the storage battery and the electric device are electrically connected. A battery control device (30) applied to a power supply system (100) including a switch (16, 17) that electrically disconnects electrical equipment,
a monitoring unit (40a to 40c) that monitors the state of the storage battery including the voltage of the storage battery;
a control unit (50) that instructs the switch to be in an on state or an off state;
Equipped with
The monitoring unit diagnoses whether an abnormality has occurred in at least one of the storage battery and the monitoring unit in a period before receiving the connection request signal from the control unit, and stores the diagnosis result,
The control unit transmits the connection request signal to the monitoring unit when the on-state of the switch is requested;
The monitoring unit transmits the stored diagnosis result to the control unit when receiving the connection request signal,
If the control unit determines that the abnormality has not occurred based on the received diagnosis result, the control unit instructs the switch to be turned on, and if it determines that the abnormality has occurred, the control unit instructs the switch to turn on. does not instruct the switch to be turned on.
第2の構成は、第1の構成において、
前記制御部は、
前記診断結果に基づいて前記異常が発生していると判定した場合は、前記監視部による前記蓄電池の状態の監視結果を取得し、取得した監視結果に基づいて前記異常が発生しているか否かを判定し、
前記異常が発生していないと判定した場合に、前記スイッチのオン状態への切り替えを指示する。
In the second configuration, in the first configuration,
The control unit includes:
If it is determined that the abnormality has occurred based on the diagnosis result, the monitoring unit obtains a monitoring result of the state of the storage battery, and determines whether or not the abnormality has occurred based on the obtained monitoring result. Determine,
If it is determined that the abnormality has not occurred, an instruction is given to turn on the switch.
第3の構成は、第1又は第2の構成において、
前記監視部は、前記異常として、前記蓄電池の過放電状態及び過充電状態を診断し、
前記制御部は、受信した前記診断結果が過放電状態でない場合は、前記診断結果が過充電状態であるか否かに依らず、前記スイッチのオン状態への切り替えを指示する。
In the third configuration, in the first or second configuration,
The monitoring unit diagnoses an over-discharge state and an over-charge state of the storage battery as the abnormality,
If the received diagnostic result indicates that the battery is not over-discharged, the control unit instructs the switch to be turned on, regardless of whether the diagnostic result indicates that the battery is over-charged.
第4の構成は、第3の構成において、
前記電気機器は、回転電機(200)に接続されたインバータ(10)であり、
前記インバータは、前記回転電機により発電された交流電力を直流電力に変換し、変換後の直流電力により前記蓄電池を充電する機能を有し、
前記制御部は、受信した前記診断結果が過放電状態でなくかつ過充電状態である場合に、前記インバータを介した前記蓄電池に対する充電を禁止する。
In the fourth configuration, in the third configuration,
The electrical device is an inverter (10) connected to a rotating electrical machine (200),
The inverter has a function of converting AC power generated by the rotating electrical machine into DC power and charging the storage battery with the converted DC power,
The control unit prohibits charging of the storage battery via the inverter when the received diagnosis result indicates that the battery is not in an over-discharge state and is in an over-charge state.
第5の構成は、第1~第4のいずれか1つの構成において、
前記監視部と前記制御部とは、互いの無線通信部(44,51)を介して無線接続可能であり、
前記制御部は、前記電力供給システムの起動が要求されている場合に、前記監視部に前記接続要求信号を送信することにより、前記監視部に無線接続を要求し、
前記監視部は、前記制御部との間で確立された無線接続により、記憶している前記診断結果を前記制御部に無線送信する。
The fifth configuration is any one of the first to fourth configurations,
The monitoring unit and the control unit can be wirelessly connected via each other's wireless communication units (44, 51),
The control unit requests wireless connection from the monitoring unit by transmitting the connection request signal to the monitoring unit when startup of the power supply system is requested;
The monitoring unit wirelessly transmits the stored diagnosis result to the control unit via a wireless connection established with the control unit.
第6の構成は、第1~第5のいずれか1つの構成において、
前記監視部は、前記蓄電池及び前記監視部の少なくとも一方に異常が生じているか否かの診断結果を2値情報として記憶する。
The sixth configuration is any one of the first to fifth configurations,
The monitoring unit stores a diagnosis result as to whether or not an abnormality has occurred in at least one of the storage battery and the monitoring unit as binary information.
<第1実施形態>
以下、本発明に係る電力供給システムを具体化した第1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態の電力供給システムは、車両に搭載されている。
<First embodiment>
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of a power supply system according to the present invention will be described below with reference to the drawings. The power supply system of this embodiment is mounted on a vehicle.
図1に示す電力供給システム100は、インバータ10と、組電池20と、電池制御装置30と、回転電機200とを備えている。本実施形態では、インバータ10が電気機器に相当し、組電池20が蓄電池に相当する。
The
回転電機200は、U,V,Wの各相電機子巻線を有する3相交流モータである。インバータ10のU相出力端子11は、回転電機200のU相電機子巻線に接続されており、V相出力端子12は、V相電機子巻線に接続されており、W相出力端子13は、W相電機子巻線に接続されている。インバータ10の第1入力端子14は組電池20の正極側端子に接続されており、第2入力端子15は組電池20の負極側端子に接続されている。
The rotating
組電池20は、複数の単位電池22が直列接続されて構成されている。具体的には、組電池20は、2以上の単位電池22を含む複数の電池モジュール21a,21b,21cが、モジュール間ワイヤ等の導電部材により直列接続されて構成されている。以下では、組電池20を構成する電池モジュールのうち、高電位側のものを第1モジュール21aと称し、中間の電位のものを第2モジュール21bと称し、低電位側のものを第3モジュール21cと称す。
The assembled
インバータ10の第1入力端子14と組電池20の正極側端子とを繋ぐ配線には、スイッチとしての第1メインリレー16が設けられている。また、インバータ10の第2入力端子15と組電池20の負極側端子とを繋ぐ配線には、スイッチとしての第2メインリレー17が設けられている。本実施形態では、第1,第2メインリレー16,17は常開式のリレーである。第1,第2メインリレー16,17がオフ状態の場合、組電池20とインバータ10とは電気的に接続されない。
A first
一方、第1,第2メインリレー16,17がオン状態の場合、組電池20とインバータ10とが電気的に接続される。力行時には、インバータ10は、組電池20からの直流電力を交流電力に変換し、変換後の交流電力により回転電機200を力行駆動する。回生発電時には、回転電機200の回生発電により生じた交流電流がインバータ10により直流電力に変換され、変換後の直流電力により組電池20が充電される。
On the other hand, when the first and second
電池制御装置30は、第1監視装置40aと、第2監視装置40bと、第3監視装置40cと、バッテリECU50とを備えている。第1監視装置40aは、第1モジュール21aの電圧及び温度を含む電池状態を監視する。第2監視装置40bは、第2モジュール21bの電圧及び温度を含む電池状態を監視する。第3監視装置40cは、第3モジュール21cの電圧及び温度を含む電池状態を監視する。第1~第3監視装置40a~40cが監視部に相当する。
The
次に、第1監視装置40aの構成を説明する。第1監視装置40aは、監視IC41と、第1制御部42と、記憶部43と、子機側通信部44とを備えている。なお、第2監視装置40b及び第3監視装置40cの構成は、第1監視装置40aと同じであるため、その詳細な説明を省略する。
Next, the configuration of the first monitoring device 40a will be explained. The first monitoring device 40a includes a
監視IC41は、第1モジュール21aを構成する各単位電池22の正極側及び負極側に接続されている。具体的には、図2に示すように、監視IC41の各正極側ポート65は、各単位電池22の正極側に接続され、各負極側ポート66は、各単位電池22の負極側に接続されている。
The
監視IC41は、マルチプレクサ(MUX)61と、正極側電気経路62と、負極側電気経路63と、均等化回路64と、電圧検出部67とを備えている。正極側電気経路62の第1端は、正極側ポート65に接続され、第2端は、MUX61の正極側入力端子61aに接続されている。負極側電気経路63の第1端は、負極側ポート66に接続され、第2端は、MUX61の負極側入力端子61bに接続されている。すなわち、MUX61は、各正極側ポート65を介して各単位電池22の正極側に接続され、各負極側ポート66を介して各単位電池22の負極側に接続されている。MUX61は、各単位電池22のうち、いずれか1つに接続された各ポート65,66と電圧検出部67とを選択的に接続する。電圧検出部67は、差動増幅回路及びAD変換器等を備え、選択された単位電池22に接続された各電気経路62,63との間の電圧差をセル電圧VCとして検出する。
The
均等化回路64は、正極側電気経路62と負極側電気経路63とを繋ぐ放電スイッチSWを備えている。放電スイッチSWがオン状態にされることで、正極側電気経路62と、負極側電気経路63と、単位電池22と、放電スイッチSWとを含む閉回路が形成され、単位電池22の放電を行うことができる。
The
また、バッテリECU50は、親機側通信部51と、第2制御部52とを備えている。第2制御部52は、CPU、ROM及びRAMなどからなるマイクロコンピュータを主に構成されている。各監視装置40a~40cの第1制御部42は、子機側通信部44及び親機側通信部51を介して、バッテリECU50と無線接続可能とされている。第2制御部52は、親機側通信部51及び各監視装置40a~40cの子機側通信部44を介して、各監視装置40a~40cの第1制御部42と無線接続可能とされている。
Further, the
監視IC41により検出されたセル電圧VCは、第1制御部42に入力される。第1制御部42は、CPU、ROM及びRAMなどからなるマイクロコンピュータを主に構成されている。第1制御部42は、第1モジュール21aを構成する全ての単位電池22のセル電圧VCを足し合わせることにより、第1モジュール21aの電圧であるバッテリ電圧VBを検出する。また、第1制御部42は、第1モジュール21aのSOC(State Of Charge)を算出する機能を有している。
The cell voltage VC detected by the monitoring
第2制御部52は、第1,第2メインリレー16,17のリレー操作信号Qをオン指令又はオフ指令にする。第2制御部52は、上位ECU60から起動要求信号を受信したことを条件として、リレー操作信号Qをオン指令にする。起動要求信号は、例えば、車両ユーザによる起動操作に伴い生成される。本実施形態では、起動操作は、車載主機が起動していない車両停止中に、車両ユーザが車両のスタートスイッチをオン操作することである。リレー操作信号Qがオン指令である場合は、第1,第2メインリレー16,17がオン状態にされ、組電池20とインバータ10とが電気的に接続される。一方、リレー操作信号Qがオフ指令である場合は、第1,第2メインリレー16,17がオフ状態にされ、組電池20とインバータ10とが電気的に遮断される。
The
第2制御部52は、第1~第3監視装置40a~40cから無線送信された情報に基づいて、各モジュール21a~21cのSOCを算出する機能を有している。第2制御部52は、第1~第3モジュール21a~21c間でのSOCのばらつきが小さくなるように、第1~第3モジュール21a~21cの放電量を算出する。そして、第2制御部52は、算出した第1~第3モジュール21a~21c毎の放電量を、親機側通信部51を介して第1~第3監視装置40a~40cに無線送信する。これにより、第1~第3監視装置40a~40cの各第1制御部42は、放電量に応じて、均等化回路64の放電スイッチSWをオンオフ操作することにより、第1~第3モジュール21a~21c間のSOCのばらつきを小さくする。
The
ここで、第1~第3モジュール21a~21cの少なくとも1つに異常が生じている場合に、上位ECU60からの起動要求信号に応じて第1,第2メインリレー16,17をオン操作させてしまうと、例えばインバータ10と組電池20との電力の授受に不都合が生じるおそれがある。そのため、第1,第2メインリレー16,17をオン状態にすることに先立って、組電池20の異常を診断し、組電池20に異常が生じていないと診断した場合に、第1,第2メインリレー16,17をオン状態にする必要がある。しかし、車両に対して起動要求があった後に、第l~第3モジュール21a~21cに対して異常診断が行われると、この異常診断に要する時間の分だけ、第1,第2メインリレー16,17のオン状態への切り替え開始タイミングが遅延してしまう。特に、各監視装置40a~40cとバッテリECU50との間の通信方法として無線通信が用いられる場合、無線接続を確立するための時間が必要なため、第1,第2メインリレー16,17のオン状態への切り替え開始タイミングが大きく遅延してしまう懸念がある。
Here, if an abnormality has occurred in at least one of the first to
そこで、第1~第3監視装置40a~40cは、電力供給システム100に対して起動要求がなされておらず、第1,第2メインリレー16,17がオフ状態である期間中に、組電池20の異常の有無を診断する。そして、電力供給システムに対して起動要求がなされた場合に、第1~第3監視装置40a~40cは、バッテリECU50に対して、事前に取得している診断結果を送信する。バッテリECU50は、組電池20の診断結果に応じて、第1,第2メインリレー16,17をオン状態に切り替えるか否かを判定する。
Therefore, the first to third monitoring devices 40a to 40c monitor the assembled battery during a period when no activation request is made to the
まずは、第1~第3監視装置40a~40cにより実施される診断である定期診断について説明する。本実施形態では、第1~第3監視装置40a~40cは、定期診断として、第1~第3モジュール21a~21cの電圧状態を診断する第1診断と、自身の異常の有無を診断する第2診断とを実施する。第2診断は、第1~第3監視装置40a~40c側の異常により、第1~第3モジュール21a~21cの電圧監視の結果が異常値を示す場合があることに鑑みて実施される。
First, periodic diagnosis, which is a diagnosis performed by the first to third monitoring devices 40a to 40c, will be explained. In this embodiment, the first to third monitoring devices 40a to 40c perform a first diagnosis to diagnose the voltage status of the first to
第1~第3監視装置40a~40cは、第1診断により、第1~第3モジュール21a~21cの過充電状態及び過放電状態の有無を診断する。例えば、第1モジュール21aのSOCが所定範囲の上限値を超えている場合に、第1モジュール21aが過充電状態であると診断すればよい。また、例えば、第1モジュール21aのSOCが所定範囲の下限値を下回っている場合に、第1モジュール21aが過放電状態であると診断すればよい。
The first to third monitoring devices 40a to 40c diagnose whether the first to
第1~第3監視装置40a~40cは、第2診断により、自身の異常の有無を診断する。自身の異常には、監視IC41の異常の有無、及び放電スイッチSWの固着異常が含まれる。
The first to third monitoring devices 40a to 40c diagnose whether there is any abnormality in themselves through the second diagnosis. Its own abnormalities include the presence or absence of an abnormality in the
図3を用いて、各監視装置40a~40cにより実施される定期診断の手順を説明する。図3に示す処理は、各監視装置40a~40cにより実施される。なお、第2,第3監視装置40b,40cが実施する定期診断は、第1監視装置40aが実施する定期診断と同様の処理である。このため、図3では、第1監視装置40aを例にして説明する。
The procedure of periodic diagnosis performed by each of the monitoring devices 40a to 40c will be explained using FIG. 3. The processing shown in FIG. 3 is performed by each of the monitoring devices 40a to 40c. Note that the periodic diagnosis carried out by the second and
ステップS10では、接続要求信号を受信しているか否かを判定する。接続要求信号は、バッテリECU50から第1~第3監視装置40a~40cに対して、無線接続を要求するために送信される信号である。接続要求信号を受信していない場合、ステップS10において否定判定されるため、図3の処理を一旦終了する。一方、接続要求信号を受信した場合、ステップS11に進む。
In step S10, it is determined whether a connection request signal has been received. The connection request signal is a signal sent from the
ステップS11では、第1モジュール21aが過充電状態であるか否かを判定する。ステップS11において肯定判定した場合には、ステップS12に進み、第1モジュール21aが過充電状態であることを示す過充電状態フラグHVを1にする。
In step S11, it is determined whether the
ステップS11において否定判定した場合には、ステップS13に進み、過充電状態フラグHVを0にする。続くステップS14では、第1モジュール21aが過放電状態であるか否かを判定する。ステップS13において肯定判定した場合には、ステップS15に進み、第1モジュール21aが過放電状態であることを示す過放電状態フラグLVを1にする。一方、ステップS14において否定判定した場合には、ステップS16に進み、過放電状態フラグLVを0にする。ステップS11~S16が第1診断に相当する。
If a negative determination is made in step S11, the process proceeds to step S13 and the overcharge state flag HV is set to zero. In the following step S14, it is determined whether the
ステップS12,S15,S16の処理が完了した場合には、ステップS17に進む。ステップS17では、第1監視装置40aに異常があるか否かを判定する。ステップS17において肯定判定した場合には、ステップS18に進み、第1監視装置40aに異常があることを示す監視異常フラグSLFCを1にする。一方、ステップS17において否定判定した場合には、ステップS19に進み、監視異常フラグSLFCを0にする。ステップS17~S19が第2診断に相当する。 When the processes of steps S12, S15, and S16 are completed, the process advances to step S17. In step S17, it is determined whether or not there is an abnormality in the first monitoring device 40a. If an affirmative determination is made in step S17, the process proceeds to step S18, and the monitoring abnormality flag SLFC, which indicates that there is an abnormality in the first monitoring device 40a, is set to 1. On the other hand, if a negative determination is made in step S17, the process proceeds to step S19, and the monitoring abnormality flag SLFC is set to 0. Steps S17 to S19 correspond to the second diagnosis.
ステップS20では、過充電状態フラグHV、過放電状態フラグLV及び監視異常フラグSLFCを記憶部43に記憶する。以下では、記憶部43に記憶されている過充電状態フラグHV、過放電状態フラグLV及び監視異常フラグSLFCを診断結果フラグと称す。
In step S20, the overcharge state flag HV, overdischarge state flag LV, and monitoring abnormality flag SLFC are stored in the
次に、定期診断の診断結果をバッテリECU50が受信する手順を、図4を用いて説明する。図4に示す処理は、バッテリECU50と各監視装置40a~40cとの間で実施される。なお、第2,第3監視装置40b,40cが実施する処理は、第1監視装置40aが実施する処理と同様である。このため、図4では、第1監視装置40aを例にして説明する。図4に示す処理は、バッテリECU50が上位ECU60からの起動要求信号を受信したことを条件に実施される。
Next, a procedure for the
ステップS21では、第1監視装置40aに対して接続要求信号を送信する。ステップS22では、接続要求信号を送信してから所定時間が経過したか否かを判定する。接続要求信号を送信してから所定時間が経過してなければ、ステップS23に進み、第1監視装置40aからの応答信号を受信したか否かを判定する。応答信号は、バッテリECU50の親機側通信部51との間の無線接続を許可する場合に、親機側通信部51を通じて返信する信号である。第1監視装置40aからの応答信号を受信していなければ、ステップS22に戻る。
In step S21, a connection request signal is transmitted to the first monitoring device 40a. In step S22, it is determined whether a predetermined time has elapsed since the connection request signal was transmitted. If the predetermined time has not elapsed since transmitting the connection request signal, the process advances to step S23, and it is determined whether a response signal from the first monitoring device 40a has been received. The response signal is a signal sent back through the base unit
第1監視装置40aでは、ステップS30において、バッテリECU50から接続要求信号を受信したか否かを判定する。接続要求信号を受信した場合、ステップS31に進み、記憶部43に記憶している診断結果フラグのうち、過放電状態フラグLV及び監視異常フラグSLFCの各値を参照する。過放電状態フラグLV及び監視異常フラグSLFCが共に0である場合、ステップS31を肯定判定し、ステップS32に進む。ステップS32では、バッテリECU50に対して応答信号を返信する。
In step S30, the first monitoring device 40a determines whether a connection request signal has been received from the
バッテリECU50では、ステップS23において応答信号を受信したと判定すると、ステップS24に進む。ステップS24では、親機側通信部51と子機側通信部44との間で、無線接続を確立するための接続確立処理を行う。この接続確立処理では、例えば、親機側通信部51と、子機側通信部44とが互いを認証するためのペアリング処理が行われる。
When the
第1監視装置40aでは、ステップS33において接続確立処理を行う。その後、ステップS34では、親機側通信部51と子機側通信部44との間で確立した無線接続により、診断結果フラグをバッテリECU50に無線送信する。本実施形態では、診断結果フラグとして、過放電状態フラグLV、過充電状態フラグHV、及び監視異常フラグSLFCを無線送信する。そして、図4の処理を一旦終了する。
The first monitoring device 40a performs connection establishment processing in step S33. Thereafter, in step S34, the diagnosis result flag is wirelessly transmitted to the
バッテリECU50では、ステップS25において、第1監視装置40aから診断結果フラグを受信する。ステップS26では、全ての監視装置40a~40cから診断結果フラグを受信しているか否かを判定する。ステップS26において肯定判定した場合、ステップS27に進み、第1,第2メインリレー16,17を操作するためのリレー操作処理を実施する。なお、ステップS26において否定判定した場合、図4の処理を一旦終了する。
In step S25, the
なお、第1監視装置40aでは、ステップS31において過放電状態フラグLV及び監視異常フラグSLFCの少なくともいずれかが1であると判定した場合、図4の処理を一旦終了する。この場合、診断結果フラグをバッテリECU50に無線送信しない。
Note that in the first monitoring device 40a, if it is determined in step S31 that at least one of the overdischarge state flag LV and the monitoring abnormality flag SLFC is 1, the process of FIG. 4 is temporarily ended. In this case, the diagnostic result flag is not wirelessly transmitted to
バッテリECU50では、ステップS21において、第1監視装置40aからの応答信号を受信することなく、接続要求信号を送信してから所定時間が経過すると、ステップS28において、仮異常判定フラグFを1にする。仮異常判定フラグFは、第1~第3監視装置40a~40cによる定期診断により、第1~第3モジュール21a~21cに異常が生じていると診断されたか否かを示す情報である。第1~第3モジュール21a~21cに異常が生じていると診断された場合は、仮異常判定フラグFは1とされる。第1~第3モジュール21a~21cに異常が生じていると診断されない場合は、仮異常判定フラグは0とされる。ステップS28に進む場合は、リレー操作信号Qをオン指令に変化させることなく、図4の処理を一旦終了する。
In step S21, when a predetermined period of time has elapsed since the connection request signal was sent without receiving a response signal from the first monitoring device 40a, the
次に、図5を用いて、図4のステップS27で実施されるリレー操作処理の手順を説明する。ステップS41では、インバータ10を介した組電池20の充電を禁止した状態で、リレー操作信号Qをオン指令に変化させる。これは、第1~第3モジュール21a~21cの少なくともいずれかが過充電状態であっても、組電池20の充電を禁止しておけば、組電池20からインバータ10への電力供給に不都合が生じることはないためである。例えば、上位ECU60に対して、回生発電時におけるインバータ10の電圧指令値を0に設定することにより、インバータ10を介した組電池20の充電を禁止する。
Next, the procedure of the relay operation process carried out in step S27 of FIG. 4 will be explained using FIG. 5. In step S41, the relay operation signal Q is changed to an ON command while charging of the assembled
ステップS42では、第1~第3監視装置40a~40cに対応する全ての過充電状態フラグHVが0であるか否かを判定する。第1~第3監視装置40a~40cに対応する全ての過充電状態フラグHVが0である場合、ステップS43に進み、組電池20の充電禁止を解除する。一方、第1~第3監視装置40a~40cに対応する全ての過充電状態フラグHVが0でない場合、図5の処理を一旦終了する。
In step S42, it is determined whether all overcharge state flags HV corresponding to the first to third monitoring devices 40a to 40c are 0 or not. If all the overcharge state flags HV corresponding to the first to third monitoring devices 40a to 40c are 0, the process advances to step S43, and the inhibition of charging of the assembled
次に、バッテリECU50が組電池20を仮異常と判定した場合に、バッテリECU50と、各監視装置40a~40cとの間で実施される処理を、図6を用いて説明する。図6に示す処理は、バッテリECU50と各監視装置40a~40cとの間で実施される。なお、第2,第3監視装置40b,40cが実施する処理は、第1監視装置40aが実施する処理と同様の処理である。このため、図6では、第1監視装置40aを例にして説明する。
Next, the process performed between the
バッテリECU50では、ステップS50において、仮異常判定フラグFが1であるか否かを判定する。仮異常判定フラグFが1である場合、ステップS51に進む。ステップS51では、第1監視装置40aに対して接続要求信号を送信する。
In step S50,
第1監視装置40aでは、ステップS60において、バッテリECU50からの接続要求信号を受信したと判定した場合、ステップS61に進み、バッテリECU50に対して応答信号を送信する。
If the first monitoring device 40a determines in step S60 that the connection request signal from the
ステップS52において、第1監視装置40aからの応答信号を受信すると、ステップS53,S62において、親機側通信部51と子機側通信部44との間で無線接続を確立するための接続確立処理を実施する。
In step S52, when a response signal from the first monitoring device 40a is received, in steps S53 and S62, a connection establishment process is performed to establish a wireless connection between the base unit
ステップS54では、第1監視装置40aに対して、第1モジュール21aの状態を監視させるための監視要求信号を無線送信する。ステップS63において、バッテリECU50からの監視要求信号を受信すると、ステップS64に進み、第1監視装置40aは、第1モジュール21aに対する監視を実施する。本実施形態では、第1モジュール21aの電圧を監視する。なお、ステップS64において、第1モジュール21aの電圧の監視に加えて、第1監視装置40aの異常を監視してもよい。
In step S54, a monitoring request signal for monitoring the state of the
ステップS65では、バッテリECU50に監視結果を無線送信する。バッテリECU50では、ステップS55において、第1監視装置40aからの監視結果を受信する。
In step S65, the monitoring results are wirelessly transmitted to the
ステップS56では、第1~第3監視装置40a~40cに対応する全ての監視結果を参照して、異常の有無を判定する。本実施形態では、監視結果を用いて、第1~第3モジュール21a~21cの過放電状態及び過充電状態を判定する。第1~第3モジュール21a~21c全てに異常が生じていないと判定すると、ステップS57に進み、仮異常判定フラグFを1から0に変化させる。これにより、組電池20に対する仮異常が解除される。
In step S56, the presence or absence of an abnormality is determined by referring to all monitoring results corresponding to the first to third monitoring devices 40a to 40c. In this embodiment, the over-discharge state and over-charge state of the first to
ステップS58では、リレー操作信号Qをオフ指令からオン指令に変化させる。これにより、第1,第2メインリレー16,17がオン操作され、組電池20がインバータ10に電気的に接続される。
In step S58, the relay operation signal Q is changed from an off command to an on command. As a result, the first and second
一方、ステップS56において、第1~第3モジュール21a~21cの少なくともいずれかに異常が生じていると判定すると、ステップS59に進む。ステップS59では、組電池20に異常が生じていることを確定する。この場合、リレー操作信号Qはオフ指令に維持されるため、組電池20はインバータ10に電気的に接続されず、電力供給システム100の起動が禁止される。ステップS58又はステップS59の処理を実施すると、図6の処理を一旦終了する。
On the other hand, if it is determined in step S56 that an abnormality has occurred in at least one of the first to
以上説明した本実施形態では、以下の効果を奏することができる。 The present embodiment described above can have the following effects.
・第1~第3監視装置40a~40cは、バッテリECU50からの接続要求信号を受信した場合に、記憶している診断結果フラグをバッテリECU50に対して送信する。バッテリECU50は、受信した診断結果フラグに基づいて、組電池20の異常を判定しない場合は、第1,第2メインリレー16,17のオン状態への切り替えを指示し、組電池20の異常を判定した場合は、第1,第2メインリレー16,17のオン状態への切り替えを指示せず、オフ状態を維持させる。これにより、上記ECU60からバッテリECU50に起動要求信号が送信されてから、第1,第2メインリレー16,17のオン状態への切り替えが開始されるまでに要する時間の短縮を図ることができる。
- When the first to third monitoring devices 40a to 40c receive a connection request signal from the
・バッテリECU50は、診断結果フラグに基づいて、組電池20に異常が発生していると判定した場合は、第1~第3監視装置40a~40cによる第1~第3モジュール21a~21cの状態の監視結果を取得する。そして、取得した監視結果に基づいて、組電池20に異常が発生していないと判定した場合に、第1,第2メインリレー16,17のオン状態への切り替えを指示する。これにより、第1~第3監視装置40a~40cにより、組電池20に異常が生じていると一旦判定された場合であっても、バッテリECU50により組電池20に対する異常の発生の有無を判定することにより、組電池20がインバータ10に電気的に接続されないことを極力回避することができる。
- If the
・バッテリECU50は、診断結果が過放電状態でない場合は、診断結果が過充電状態であるか否かに依らず、監視装置からバッテリECU50へと応答信号を送信する。これにより、組電池20がインバータ10に電気的に接続されないことを極力回避することができる。
- When the diagnosis result is not an over-discharge state, the
・バッテリECU50は、受信した診断結果が過放電状態でなく、かつ過充電状態である場合に、インバータ10を介した組電池20に対する充電を禁止する。これにより、組電池20がインバータ10に電気的に接続されないことを極力回避しつつ、組電池20が過剰に充電されるのを回避することができる。
- The
・第1~第3監視装置40a~40cは、組電池20及び第1~第3監視装置40a~40cに異常が生じているか否かの診断結果をフラグ(2値情報)として記憶する。これにより、第1~第3監視装置40a~40cは、バッテリECU50から接続要求がなされた場合でも、無線接続を確立するか否かの判断に要する時間の短縮を図ることができる。
- The first to third monitoring devices 40a to 40c store diagnostic results as to whether or not an abnormality has occurred in the assembled
<第1実施形態の変形例>
第1~第3監視装置40a~40cは、定期診断として、第1~第3モジュール21a~21cの電圧異常を診断する第1診断のみを実施してもよい。この場合、図4のステップS31において、第1~第3監視装置40a~40cは、過放電状態フラグLVが0である場合に、ステップS34で、過放電状態フラグLV及び過充電状態フラグHVを送信すればよい。
<Modified example of the first embodiment>
The first to third monitoring devices 40a to 40c may perform only a first diagnosis for diagnosing voltage abnormalities in the first to
<第2実施形態>
第2実施形態では、第1実施形態と異なる構成を主に説明する。なお、第1実施形態と同一の符号を付した構成は同一の構成を示し、その説明は繰り返さない。
<Second embodiment>
In the second embodiment, configurations that are different from the first embodiment will be mainly described. In addition, the structure which attached the same code|symbol as 1st Embodiment shows the same structure, and the description is not repeated.
本実施形態では、第1~第3監視装置40a~40cは、バッテリECU50からの監視要求に応じて定期診断を実施する。
In this embodiment, the first to third monitoring devices 40a to 40c perform periodic diagnosis in response to a monitoring request from the
図7は、第2実施形態において、バッテリECU50と各監視装置40a~40cとの間で実施される処理を説明するフローチャートである。図7に示す処理は、バッテリECU50と各監視装置40a~40cとの間で実施される。なお、第2,第3監視装置40b,40cが実施する定期診断は、第1監視装置40aが実施する定期診断と同様の処理である。このため、図7では、第1監視装置40aを例にして説明する。
FIG. 7 is a flowchart illustrating processing performed between the
ステップS80では、上位ECU60からの起動要求信号を受信しているか否かを判定する。起動要求信号を受信していなければ、ステップS81に進み、第1監視装置40aに対して接続要求信号を送信する。ステップS80において、上位ECU60からの起動要求信号を受信している場合、図7の処理を一旦終了する。
In step S80, it is determined whether an activation request signal from the
第1監視装置40aでは、ステップS90で、バッテリECU50から接続要求信号を受信しているか否かを判定する。接続要求信号を受信している場合、ステップS91に進み、バッテリECU50に対して応答信号を送信する。
In step S90, the first monitoring device 40a determines whether a connection request signal is received from the
ステップS82で応答信号を受信していると判定すると、ステップS83,S92において、無線接続を確立するための接続確立処理を実施する。ステップS84では、第1監視装置40aに対して診断要求信号を送信する。これにより、第1監視装置40aでは、ステップS11~S19において定期診断を実施する。そして、ステップS20において、診断結果フラグを記憶部43に記憶する。
If it is determined in step S82 that a response signal has been received, a connection establishment process for establishing a wireless connection is performed in steps S83 and S92. In step S84, a diagnosis request signal is transmitted to the first monitoring device 40a. As a result, the first monitoring device 40a performs periodic diagnosis in steps S11 to S19. Then, in step S20, the diagnosis result flag is stored in the
バッテリECU50では、ステップS85において第1監視装置40aに対して無線接続の解除を要求する。第1監視装置40aでは、ステップS93においてバッテリECU50との間の無線接続を解除する。
In step S85, the
以上説明した本実施形態においても第1実施形態と同様の効果を奏することができる。 The present embodiment described above can also achieve the same effects as the first embodiment.
<その他の実施形態>
・第1~第3監視装置40a~40cは、定期診断により第1~第3モジュール21a~21c又は自身に異常がしょうじていると診断した場合に、次回の定期診断において、定期診断の診断内容を、前回よりも異常が診断され易い診断基準に変更してもよい。
<Other embodiments>
- When the first to third monitoring devices 40a to 40c diagnose that there is an abnormality in the first to
・バッテリECU50と、第1~第3監視装置40a~40cとは、有線接続されていてもよい。この場合、図4におけるステップS24,S33の処理、図6におけるステップS53,S62の処理、及び図7のステップS83,S92の処理を抹消すればよい。
- The
・組電池20を構成するモジュールの数は3つに限定されない。組電池20が3以外の数の電池モジュールにより構成されている場合、電池制御装置30は、各モジュールに対応した数の監視装置を備えていればよい。
- The number of modules that constitute the assembled
・電気機器としては、インバータ10に限らない。 - The electrical device is not limited to the inverter 10.
10…インバータ、16,17…第1,第2メインリレー、20…組電池、21a~21c…第1~第3モジュール、30…電池制御装置、40a~40c…第1~第3監視装置、50…バッテリECU、100…電力供給システム、200…回転電機。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Inverter, 16, 17... 1st, 2nd main relay, 20... Assembled battery, 21a-21c... 1st - 3rd module, 30... Battery control device, 40a-40c... 1st - 3rd monitoring device, 50... Battery ECU, 100... Power supply system, 200... Rotating electric machine.
Claims (25)
前記蓄電池の電圧を含む当該蓄電池の状態を監視する監視部(40a~40c)と、
前記スイッチのオン状態又はオフ状態を指示する制御部(50)と、
を備え、
前記監視部は、前記蓄電池及び前記監視部の少なくとも一方に異常が生じているか否かを診断し、その診断結果を記憶し、
前記監視部は、前記スイッチがオフ状態である期間中に、記憶している前記診断結果を前記制御部に送信し、
前記制御部は、受信した前記診断結果に基づいて、前記スイッチのオン状態への切り替えを指示する、電池制御装置。 A storage battery (20), an electric device (10), and when turned on, the storage battery and the electric device are electrically connected, and when turned off, the storage battery and the electric device are electrically connected. A battery control device (30) applied to a power supply system (100) equipped with a switch (16, 17) that shuts off the battery,
a monitoring unit (40a to 40c) that monitors the state of the storage battery including the voltage of the storage battery;
a control unit (50) that instructs the switch to be in an on state or an off state;
Equipped with
The monitoring unit diagnoses whether an abnormality has occurred in at least one of the storage battery and the monitoring unit, and stores the diagnosis result,
The monitoring unit transmits the stored diagnosis result to the control unit during a period when the switch is in an off state,
The control unit is a battery control device, wherein the control unit instructs the switch to be turned on based on the received diagnosis result.
前記制御部は、前記監視部に対して接続要求信号を送信し、
前記監視部は、前記接続要求信号を受信した場合、記憶している前記診断結果に基づいて、前記監視部と前記制御部とが互いに認証するための接続確立処理を行うか否かを判定する、請求項1に記載の電池制御装置。 The monitoring unit and the control unit can be wirelessly connected via each other's wireless communication units (44, 51),
The control unit transmits a connection request signal to the monitoring unit,
When the monitoring unit receives the connection request signal, the monitoring unit determines whether or not to perform a connection establishment process for mutually authenticating the monitoring unit and the control unit based on the stored diagnosis result. , The battery control device according to claim 1.
前記監視部は、前記監視要求信号を受信した場合、前記蓄電池の状態を監視する、請求項2に記載の電池制御装置。 After a wireless connection is established with the monitoring unit by the connection establishment process, the control unit causes the storage battery to be monitored before determining whether to instruct the switch to be turned on. transmitting a monitoring request signal to the monitoring unit;
The battery control device according to claim 2, wherein the monitoring unit monitors the state of the storage battery when receiving the monitoring request signal.
前記監視部は、前記操作信号がオフ指令とされて前記スイッチがオフ状態である期間中に、記憶している前記診断結果を前記制御部に送信し、
前記制御部は、受信した前記診断結果に基づいて、前記操作信号をオン指令に切り替える、請求項1に記載の電池制御装置。 The control unit sets an operation signal of the switch to an ON command to turn the switch on, and sets the operation signal to an OFF command to turn the switch to an OFF state,
The monitoring unit transmits the stored diagnosis result to the control unit during a period when the operation signal is an off command and the switch is in an off state,
The battery control device according to claim 1, wherein the control unit switches the operation signal to an ON command based on the received diagnosis result.
前記制御部は、前記車両のユーザが前記車両のスタートスイッチをオン操作したことを条件として、前記操作信号をオフ指令からオン指令にする、請求項8に記載の電池制御装置。 The power supply system is mounted on a vehicle,
The battery control device according to claim 8, wherein the control unit changes the operation signal from an off command to an on command on condition that a user of the vehicle turns on a start switch of the vehicle.
前記制御部は、前記監視部に対して接続要求信号を送信し、
前記監視部は、前記接続要求信号を受信した場合、記憶している前記診断結果に基づいて、前記監視部と前記制御部とが互いに認証するための接続確立処理を行うか否かを判定する、請求項8又は9に記載の電池制御装置。 The monitoring unit and the control unit can be wirelessly connected via each other's wireless communication units (44, 51),
The control unit transmits a connection request signal to the monitoring unit,
When the monitoring unit receives the connection request signal, the monitoring unit determines whether or not to perform a connection establishment process for mutually authenticating the monitoring unit and the control unit based on the stored diagnosis result. 10. The battery control device according to claim 8 or 9.
前記制御部は、前記監視部に対して接続要求信号を送信し、
前記監視部は、前記接続要求信号を受信したことを条件として、前記制御部に応答信号を送信し、
前記制御部は、前記接続要求信号を送信してから所定時間が経過するまでに前記応答信号を受信しない場合、前記監視部に対して接続要求信号を再度送信し、
前記監視部は、再度送信された前記接続要求信号を受信した場合、前記制御部に応答信号を送信し、その後、送信された前記応答信号が前記制御部により受信された場合、前記制御部及び前記監視部は、前記制御部と前記監視部との間で無線接続を確立するための接続確立処理を行い、
前記制御部は、前記接続確立処理により前記監視部との間で無線接続が確立した後、前記操作信号をオン指令に切り替えるか否かを判定する前に、前記蓄電池を監視させるための監視要求信号を前記監視部に送信し、
前記監視部は、前記監視要求信号を受信した場合、前記蓄電池の状態を監視する、請求項8に記載の電池制御装置。 The monitoring unit and the control unit can be wirelessly connected via each other's wireless communication units (44, 51),
The control unit transmits a connection request signal to the monitoring unit,
The monitoring unit transmits a response signal to the control unit on the condition that the connection request signal is received;
If the control unit does not receive the response signal within a predetermined period of time after transmitting the connection request signal, the control unit transmits the connection request signal again to the monitoring unit;
When the monitoring unit receives the retransmitted connection request signal, the monitoring unit transmits a response signal to the control unit, and when the transmitted response signal is received by the control unit, the monitoring unit transmits a response signal to the control unit and The monitoring unit performs a connection establishment process for establishing a wireless connection between the control unit and the monitoring unit,
After a wireless connection is established with the monitoring unit through the connection establishment process, the control unit issues a monitoring request for monitoring the storage battery before determining whether to switch the operation signal to an on command. transmitting a signal to the monitoring unit;
The battery control device according to claim 8, wherein the monitoring unit monitors the state of the storage battery when receiving the monitoring request signal.
前記制御部は、前記操作信号がオフ指令とされて前記スイッチがオフ状態である期間中において、前記監視部に対して接続要求信号を送信し、
前記監視部は、前記操作信号がオフ指令とされて前記スイッチがオフ状態である期間中において、前記制御部から送信された前記接続要求信号を受信した後に前記蓄電池の異常が生じているか否かを診断し、その診断結果を記憶する、請求項8に記載の電池制御装置。 The monitoring unit and the control unit can be wirelessly connected via each other's wireless communication units (44, 51),
The control unit transmits a connection request signal to the monitoring unit during a period when the operation signal is an off command and the switch is in an off state,
The monitoring unit determines whether an abnormality has occurred in the storage battery after receiving the connection request signal transmitted from the control unit during a period in which the operation signal is an OFF command and the switch is in the OFF state. The battery control device according to claim 8, which diagnoses the battery and stores the diagnosis result.
前記監視部は、前記監視要求信号を受信した場合、前記蓄電池の状態を監視する、請求項8又は9に記載の電池制御装置。 The control unit transmits a monitoring request signal for monitoring the storage battery to the monitoring unit before determining whether to switch the operation signal to an on command,
The battery control device according to claim 8 or 9, wherein the monitoring unit monitors the state of the storage battery when receiving the monitoring request signal.
前記制御部は、前記監視部に対して接続要求信号を送信し、
前記監視部は、前記接続要求信号を受信した場合、記憶している前記診断結果に基づいて、前記監視部と前記制御部とが互いに認証するための接続確立処理を行うか否かを判定する、請求項21に記載の電池制御装置。 The monitoring unit and the control unit can be wirelessly connected via each other's wireless communication units (44, 51),
The control unit transmits a connection request signal to the monitoring unit,
When the monitoring unit receives the connection request signal, the monitoring unit determines whether or not to perform a connection establishment process for mutually authenticating the monitoring unit and the control unit based on the stored diagnosis result. 22. The battery control device according to claim 21.
前記監視部は、記憶している前記診断結果を前記制御部に無線通信によって送信する、請求項1~22のいずれか1項に記載の電池制御装置。 The monitoring unit and the control unit can be wirelessly connected via each other's wireless communication units (44, 51),
The battery control device according to any one of claims 1 to 22, wherein the monitoring unit transmits the stored diagnosis result to the control unit by wireless communication.
Priority Applications (1)
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