JP7028146B2 - 電池システム - Google Patents

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Description

本発明は、電池システムに関する。
従来、例えば電動車両において、幅広い電動化に対応するため、複数の電池モジュールを備える電池システムが知られている（例えば、特許文献１）。このような電池システムでは、各電池モジュールを制御する制御装置は、電池モジュール毎に充電状態を監視したり、故障診断を実施したりするため、電池モジュールを各々識別する必要がある。特許文献１に記載の技術では、各電池モジュールに予め固有の識別情報が設定されており、制御装置は、各電池モジュールと個別に無線通信することによって上記識別情報を取得し、この識別情報を用いて各電池モジュールを識別する。
特開２０１３－８５３６３号公報
しかし、複数の電池モジュールを備える電池システムにおいて、制御装置が各電池モジュールと個別に無線通信する場合、通信期間の長期化により電池モジュールの識別に必要な期間が長くなる。例えば、車載の電池システムでは、電池モジュールの識別が車両の起動時に実施されるため、電池モジュールの識別に必要な期間が長くなることにより車両の起動に必要な期間が長くなると、ユーザの不快感を招くおそれがある。電池モジュールの識別に必要な期間を短縮できる技術が望まれている。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電池モジュールの識別に必要な期間を短縮できる電池システムを提供することにある。
本発明は、電池部及び電池監視部を有する複数の電池モジュールと制御装置とを備える電池システムであって、前記複数の電池モジュールは、前記電池監視部が通信線により接続され、その通信線を介して有線通信可能な２以上の前記電池モジュールを含む電池グループを有し、前記電池グループは、前記制御装置から送信される指令信号を無線受信可能な無線受信部と、前記電池モジュール毎に異なるモジュール識別情報を含むデータ信号を前記制御装置へ無線送信可能な無線送信部と、を備え、前記電池グループでは、前記２以上の前記電池モジュールのうち、１の前記電池モジュールに前記無線受信部が設けられ、１の前記電池モジュールに前記無線送信部が設けられている。
電池グループに含まれる電池モジュールは、電池モジュール間で有線通信可能であるため、個別に制御装置と無線通信する必要がない。本発明では、電池グループに含まれる２以上の電池モジュールのうち、１の電池モジュールに無線受信部が設けられ、１の電池モジュールに無線送信部が設けられている。そのため、モジュール識別情報を取得するために、制御装置が電池モジュールと無線通信する通信回数を減少させることができ、通信期間を短縮することができる。この結果、電池モジュールの識別に必要な期間を短縮することができる。
第１実施形態に係る車両の電源システムの概略を示す構成図。 第１実施形態に係る識別処理及び識別情報生成処理を示すフローチャート。 電池モジュール、識別情報、及び送信データの関係を示す図。 第１実施形態に係る識別処理における処理状態の推移を示すタイムチャート。 比較例に係る識別処理における処理状態の推移を示すタイムチャート。 第２実施形態に係る車両の電源システムの概略を示す構成図。 第２実施形態に係る識別処理及び識別情報生成処理を示すフローチャート。 電池グループ、モジュール数情報、及び識別情報の関係を示す図。 第３実施形態に係る車両の電源システムの概略を示す構成図。 第３実施形態に係る識別処理、識別情報生成処理、及びデータ生成処理を示すフローチャート。 その他の実施形態に係る車両の電源システムの概略を示す構成図。
（第１実施形態）
以下、本発明に係る電池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。本実施形態の電池システム１００は、車両に搭載されている。
図１に示すように、電池システム１００は、５個の電池モジュールＭ１～Ｍ５と、制御装置１０と、を備える。各電池モジュールＭ１～Ｍ５は、電池部２０と、電池監視部３０と、を備える。
電池部２０は、複数の電池セル２４が直列接続された組電池２２を備える。各電池モジュールＭ１～Ｍ５の組電池２２は、バスバー４４を介して直列接続されており、これにより直列接続体４６が構成されている。
組電池２２付近には、組電池２２の温度を検出する温度センサＳＡが設けられている。温度センサＳＡは、組電池２２の温度を検出し、検出した温度に応じた電圧信号である温度データＴＤを出力する。なお、温度センサＳＡとしては、例えば、感温ダイオード、又はサーミスタを用いることができる。
電池監視部３０は、組電池２２を監視する。電池監視部３０は、検出線３２を介して組電池２２を構成する各電池セル２４の両電極に接続されており、各電池セル２４の電圧（端子間電圧）を検出し、各電池セル２４に応じた電圧信号であるセル電圧データＶＤを取得する。また、電池監視部３０は、電気配線３４を介して温度センサＳＡに接続されており、温度センサＳＡから温度データＴＤを取得する。
電池監視部３０にはコネクタ３６が設けられている。コネクタ３６は、他の電池モジュールと有線通信するための受信端子ＣＨ１と送信端子ＣＨ２とを有している。受信端子ＣＨ１は、通信線３８を介して他の電池モジュールの送信端子ＣＨ２に接続され、受信端子ＣＨ２は、通信線３８を介して他の電池モジュールの受信端子ＣＨ１に接続されている。これにより、２以上の電池モジュールＭ１～Ｍ５が、通信線３８を介して有線通信可能な電池グループＧＲを構成している。
電池グループＧＲでは、電池モジュールＭ１～Ｍ５の電池監視部３０が、通信線３８により環状に接続されている。各電池モジュールＭ１～Ｍ５の電池監視部３０は、環状に配置された通信線３８を用いて、指令信号やデータ信号などの信号を、予め定められた送信方向ＹＡに送信する。本実施形態では、電池モジュールＭ１～Ｍ５がこの順に高圧側から低圧側へと並ぶように配置されており、指令信号やデータ信号などの信号は、電池モジュールＭ１～Ｍ５間において、高圧側の電池モジュールＭ１から低圧側の電池モジュールＭ５に向かう送信方向ＹＡに送信される。電池モジュールＭ５に送信された信号は、電池モジュールＭ１，Ｍ５間において、低圧側の電池モジュールＭ５から高圧側の電池モジュールＭ１に向かう送信方向ＹＡに送信される。
電池監視部３０は、制御装置１０と無線通信可能（無線受信可能及び無線送信可能）な送受信部４０とアンテナ４２とを備えている。電池監視部３０は、送受信部４０及びアンテナ４２を用いて、データ信号を制御装置１０に無線送信する。データ信号には、セル電圧データＶＤや温度データＴＤとともに、各電池モジュールＭ１～Ｍ５を識別するための識別情報ＩＤを含む。また、電池監視部３０は、送受信部４０及びアンテナ４２を用いて、制御装置１０から送信される各種指令信号を無線受信する。なお、本実施形態において、送受信部４０が「無線受信部」及び「無線受信部」に相当し、識別情報ＩＤが「モジュール識別情報」に相当する。
次に、制御装置１０について説明する。制御装置１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成され、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで各電池モジュールＭ１～Ｍ５を個別に制御する。
制御装置１０は、送受信部１２とアンテナ１４とを備えており、電池監視部３０と通信可能に構成されている。具体的には、制御装置１０は、送受信部１２及びアンテナ１４を用いて、電池監視部３０が無線送信したデータ信号を無線受信する。制御装置１０は、受信したセル電圧データＶＤ及び温度データＴＤを用いて、組電池２２を制御する。例えば、制御装置１０は、受信したセル電圧データＶＤ及び温度データＴＤを用いて、組電池２２の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）を演算する。そして、組電池２２が過充電や過放電とならないようにするための指令を含む指令信号を、送受信部１２及びアンテナ１４を用いて電池監視部３０に無線送信する。
ところで、電池システム１００では、電池モジュールＭ１～Ｍ５毎に充電状態を監視したり、故障診断を実施したりするため、制御装置１０が電池モジュールＭ１～Ｍ５を各々識別する必要がある。例えば、各電池モジュールＭ１～Ｍ５において、電池監視部３０が送受信部４０及びアンテナ４２を備えている場合を検討する。この場合、制御装置１０は、各電池モジュールＭ１～Ｍ５の電池監視部３０と個別に無線通信することで、各電池モジュールＭ１～Ｍ５を識別することができる。
しかし、電池モジュールＭ１～Ｍ５を各々識別する際に、制御装置１０が各電池モジュールＭ１～Ｍ５と個別に無線通信する場合、通信期間の長期化により電池モジュールＭ１～Ｍ５の識別に必要な期間が長くなる問題が生じる。車載の電池システム１００では、電池モジュールＭ１～Ｍ５の識別が車両の起動時に実施されるため、電池モジュールＭ１～Ｍ５の識別に必要な期間が長くなることにより車両の起動に必要な期間が長くなると、ユーザの不快感を招くおそれがある。電池モジュールＭ１～Ｍ５の識別に必要な期間を短縮できる技術が望まれている。
本実施形態の電池システム１００は、上記問題を解決するために、電池グループＧＲでは、電池グループＧＲに含まれる５個の電池モジュールＭ１～Ｍ５のうち、１の電池モジュールＭ１に送受信部４０が設けられている。具体的には、電池モジュールＭ１にのみ送受信部４０が設けられており、送受信部４０が設けられていない電池モジュールＭ２～Ｍ５では、電池監視部３０が共通化されている。
電池モジュールＭ１は、送受信部４０及びアンテナ４２を介して制御装置１０から指令信号を受信する。送受信部４０が設けられていない電池モジュールＭ２～Ｍ５は、通信線３８を介して、電池モジュールＭ１から指令信号を受信し、電池モジュールＭ１にデータ信号を送信する。電池モジュールＭ１は、送受信部４０及びアンテナ４２を介して、電池グループＧＲに含まれる全ての電池モジュールＭ１～Ｍ５のデータ信号を制御装置１０にまとめて送信する。
本実施形態の電池システム１００によれば、各電池モジュールＭ１～Ｍ５の識別情報ＩＤを取得するために、制御装置１０が各電池モジュールＭ１～Ｍ５と無線通信する通信回数を減少させることができ、通信期間を短縮することができる。この結果、電池モジュールＭ１～Ｍ５の識別に必要な識別期間ＴＢ（図４参照）を短縮することができる。
図２に本実施形態の識別処理及び識別情報生成処理のフローチャートを示す。識別情報生成処理は、各電池モジュールＭ１～Ｍ５に対応する識別情報ＩＤを生成する処理であり、電池監視部３０により実施される。識別処理は、識別情報生成処理により生成された識別情報ＩＤを用いて各電池モジュールＭ１～Ｍ５を識別する処理であり、制御装置１０により実施される。図２（ａ）は、制御装置１０による識別処理を示すフローチャートであり、図２（ｂ）は、電池監視部３０による識別情報生成処理を示すフローチャートである。制御装置１０及び電池監視部３０は、車両の起動時に、つまり車両のイグニッションスイッチをオン状態へ切り替える際に各処理を実施する。
まず、電池監視部３０による識別情報生成処理について説明する。電池監視部３０は、識別情報生成処理を開始すると、まずステップＳ２０において、制御装置１０からＩＤ割付指令を受信したかを判定する。
ステップＳ２０で否定判定すると、ステップＳ２０を繰り返す。一方、ステップＳ２０で肯定判定すると、ステップＳ２２において、ＩＤ割付処理を実施する。ＩＤ割付処理では、通信の順序を利用して各電池モジュールＭ１～Ｍ５に識別情報ＩＤを割り付ける。具体的には、図３に示すように、電池モジュールＭ１は、ＩＤ割付指令を受信すると、ＩＤ割付指令で指定された識別情報ＩＤ「１」を自身に割り付ける。電池モジュールＭ１は、電池モジュールＭ１と識別情報ＩＤ「１」とが関連付けられた情報（Ｍ１，１）を、低圧側の電池モジュールＭ２に送信する。
電池モジュールＭ２は、情報（Ｍ１，１）を取得すると、情報（Ｍ１，１）に含まれる識別情報ＩＤ「１」に続く識別情報ＩＤ「２」を自身に割り付ける。電池モジュールＭ２は、取得した情報（Ｍ１，１）に、電池モジュールＭ２と識別情報ＩＤ「２」とが関連付けられた情報（Ｍ２，２）を加えた情報（Ｍ１，１）（Ｍ２，２）を、低圧側の電池モジュールＭ３に送信する。
電池モジュールＭ３～Ｍ５は、同様に識別情報ＩＤの割り付けと情報の送信とを繰り返す。この結果、電池モジュールＭ１に、情報（Ｍ１，１）（Ｍ２，２）（Ｍ３，３）（Ｍ４，４）（Ｍ５，５）が送信される。
続くステップＳ２４において、情報（Ｍ１，１）（Ｍ２，２）（Ｍ３，３）（Ｍ４，４）（Ｍ５，５）を含むＩＤデータ信号を制御装置１０に送信し、識別情報生成処理を終了する。
次に、制御装置１０による識別処理について説明する。制御装置１０は、識別処理を開始すると、まずステップＳ１０において、電池監視部３０にＩＤ割付指令を送信する。続くステップＳ１２において、電池監視部３０からＩＤデータ信号を取得したかを判定する。
ステップＳ１２で否定判定すると、ステップＳ１２を繰り返す。一方、ステップＳ１２で肯定判定すると、ステップＳ１４において、ステップＳ１２で取得されたＩＤデータ信号に含まれる識別情報ＩＤに基づいて、電池グループＧＲに含まれる各電池モジュールＭ１～Ｍ５を識別し、識別処理を終了する。
制御装置１０は、識別処理を終了すると、電池グループＧＲに対して、各電池モジュールＭ１～Ｍ５のセル電圧データＶＤ及び温度データＴＤの送信指令を送信し、これらのデータを取得する。制御装置１０は、識別情報ＩＤとこれらのデータとを用いて、各電池モジュールＭ１～Ｍ５を個別に制御する。
続いて、図４に、識別処理における制御装置１０と電池監視部３０との処理状態の推移を示す。図４では、制御装置１０又は電池監視部３０が処理を実施している状態をオン状態で表し、処理を実施していない状態をオフ状態で表している。図５についても同様である。図４において、（ａ）は、制御装置１０の処理状態の推移を示し、（ｂ）は、各電池モジュールＭ１～Ｍ５の電池監視部３０の処理状態の推移を示す。図４（ｂ）では、各電池モジュールＭ１～Ｍ５の電池監視部３０のうち、少なくとも１つの電池監視部３０が処理を実施している場合にオン状態となり、全ての電池監視部３０が処理を実施していない場合にオフ状態となる。
図５に、比較例として、電池グループＧＲに含まれる各電池モジュールＭ１～Ｍ５に送受信部４０が設けられており、各電池モジュールＭ１～Ｍ５が個別に制御装置１０と無線通信する場合における制御装置１０と電池監視部３０との処理状態の推移を示す。図５において、（ａ）は、制御装置１０の処理状態の推移を示し、（ｂ）～（ｆ）は、各電池モジュールＭ１～Ｍ５の電池監視部３０の処理状態の推移を示す。
比較例では、図５に示すように、時刻ｔ１に、制御装置１０からＩＤ割付指令が送付されると、各電池モジュールＭ１～Ｍ５が個別に制御装置１０と無線通信する。制御装置１０は、同時に複数の電池モジュールＭ１～Ｍ５と無線通信することができないことから、各電池モジュールＭ１～Ｍ５とそれぞれ別々のタイミングで無線通信する。そのため、比較例では、識別処理に必要な識別期間ＴＡに、１つの電池モジュールが制御装置１０と無線通信するのに必要な第２通信期間ＴＮ２が５個含まれることとなり、識別期間ＴＡが長期化する問題が生じる。なお、（式１）に示すように、第２通信期間ＴＮ２は、制御装置１０がＩＤ割付指令を送信するのに必要な第１通信期間ＴＮ１よりも長い。
ＴＮ２＞ＴＮ１・・・（式１）
具体的には、時刻ｔ２に、電池モジュールＭ３が制御装置１０との無線通信を開始し、その後の時刻ｔ３に、電池モジュールＭ５が制御装置１０との無線通信を開始し、その後の時刻ｔ４に、電池モジュールＭ２が制御装置１０との無線通信を開始する。また、その後の時刻ｔ５に、電池モジュールＭ１が制御装置１０との無線通信を開始し、その後の時刻ｔ６に、電池モジュールＭ４が制御装置１０との無線通信を開始する。各電池モジュールＭ１～Ｍ５が制御装置１０と無線通信する順序はランダムであるため、制御装置１０は無線通信の順序で各電池モジュールＭ１～Ｍ５に識別情報ＩＤを割り付けることができない。そのため、比較例では、各電池モジュールＭ１～Ｍ５の電池監視部３０に予め識別情報ＩＤが設定されており、その識別情報ＩＤを制御装置１０に送信する。そのため、各電池モジュールＭ１～Ｍ５に含まれる電池監視部３０を共通化することができない問題が生じる。なお、比較例における識別期間ＴＡは、時刻ｔ１から、時刻ｔ６から第２通信期間ＴＮ２が経過した時刻ｔ７までの期間である。
それに対して、本実施形態では、図４に示すように、時刻ｔ１１に、制御装置１０からＩＤ割付指令が送付されると、電池モジュールＭ１のみが制御装置１０と無線通信する。具体的には、電池監視部３０は、ＩＤ割付指令を受信すると、時刻ｔ１２に、電池モジュールＭ１～Ｍ５間で有線通信を開始し、その後の時刻ｔ１３に、電池モジュールＭ１が制御装置１０との無線通信を開始する。
本実施形態では、電池モジュールＭ１と制御装置１０との間の無線通信において、電池グループＧＲに含まれる各電池モジュールＭ１～Ｍ５のデータを送信する。そのため、（式２）に示すように、電池モジュールＭ１が制御装置１０と無線通信するのに必要な第３通信期間ＴＮ３は、第２通信期間ＴＮ２よりも長い。
ＴＮ３＞ＴＮ２・・・（式２）
しかし、データ送信に必要な期間は、無線通信が確立するまでに必要な期間を含む第２通信期間ＴＮ２よりも十分に短い。また、電池監視部３０が有線通信に必要な有線通信期間ＴＬは、第２通信期間ＴＮ２よりも十分に短い。そのため、（式３）に示すように、有線通信期間ＴＬと第３通信期間ＴＮ３との加算期間は、第２通信期間ＴＮ２の２倍よりも短くなる。
２×ＴＮ２＞ＴＬ＋ＴＮ３・・・（式３）
その結果、本実施形態の識別期間ＴＢを、比較例の識別期間ＴＡに比べて短縮することができる。なお、本実施形態の識別期間ＴＢは、時刻ｔ１１から、時刻ｔ１３から第３通信期間ＴＮ３が経過した時刻ｔ１４までの期間である。
また、本実施形態では、電池監視部３０の有線通信により各電池モジュールＭ１～Ｍ５に識別情報ＩＤを割り付けるため、各電池モジュールＭ１～Ｍ５の電池監視部３０に識別情報ＩＤが設定されている必要がない。そのため、電池モジュールＭ２～Ｍ５において、各電池モジュールＭ２～Ｍ５に含まれる電池監視部３０を共通化することができる。
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
・各電池モジュールＭ１～Ｍ５は、電池モジュールＭ１～Ｍ５間で有線通信可能であるため、個別に制御装置１０と無線通信する必要がない。本実施形態では、電池グループＧＲに含まれる５個の電池モジュールＭ１～Ｍ５のうち、電池モジュールＭ１にのみ送受信部４０が設けられている。そのため、識別情報ＩＤを取得するために、制御装置１０が電池モジュールＭ１～Ｍ５と無線通信する通信回数を減少させることができ、通信期間を短縮することができる。この結果、電池モジュールＭ１～Ｍ５の識別に必要な識別期間ＴＢを短縮することができる。
・本実施形態では、電池グループＧＲに含まれる５個の電池モジュールＭ１～Ｍ５のうち、電池モジュールＭ１にのみ送受信部４０が設けられており、他の電池モジュールＭ２～Ｍ５に送受信部４０が設けられていない。そのため、電池システム１００における送受信部４０の個数を削減することができる。
・本実施形態では、電池モジュールＭ１～Ｍ５は、通信線３８により環状に接続されており、各電池モジュールＭ１～Ｍ５の電池監視部３０は、指令信号やデータ信号などの信号を、環状に配置された通信線３８に沿って、予め定められた送信方向ＹＡに送信する。つまり、電池グループＧＲでは、有線通信における通信の順序が予め定められている。そのため、この順序を利用して各電池モジュールＭ１～Ｍ５に識別情報ＩＤを割り付けることができる。
・特に、本実施形態では、電池モジュールＭ１～Ｍ５間において、送信方向ＹＡが、高圧側の電池モジュールＭ１から低圧側の電池モジュールＭ５に向かう方向に設定されている。そのため、接地電圧に対する各電池モジュールＭ１～Ｍ５の電池部２０の電位を示す電位情報ΔＶに応じて、各電池モジュールＭ１～Ｍ５に識別情報ＩＤを割り付けることができる。
・複数の電池モジュールＭ１～Ｍ５を備える電池システム１００では、コスト低減等のために各電池モジュールＭ１～Ｍ５に含まれる電池監視部３０の共通化が望まれる。しかし、送受信部４０が設けられた電池モジュールと送受信部４０が設けられていない電池モジュールとは、電池監視部３０を共通化することができない。本実施形態では、５個の電池モジュールＭ１～Ｍ５のうち、電池モジュールＭ１のみに送受信部４０が設けられている。そのため、送受信部４０が設けられていない電池モジュールＭ２～Ｍ５において、電池監視部３０を共通化することが可能である。
さらに、本実施形態では、各電池モジュールＭ１～Ｍ５の電池監視部３０が、識別情報生成処理において自ら識別情報ＩＤを割り付ける。そのため、各電池モジュールＭ１～Ｍ５の電池監視部３０に予め識別情報ＩＤが設定されている必要がない。そのため、電池モジュールＭ２～Ｍ５において、電池監視部３０を共通化することができる。
・本実施形態では、５個の電池モジュールＭ１～Ｍ５のうち、電池モジュールＭ１のみに送受信部４０が設けられており、電池モジュールＭ２～Ｍ５に送受信部４０が設けられていない。そのため、電池システム１００における送受信部４０の個数を削減できる。
（第２実施形態）
以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図６～８を参照しつつ説明する。図６に示すように、本実施形態では、電池モジュールＭ１～Ｍ５が、２個の電池グループＧＲ１，ＧＲ２を有する点で第１実施形態と異なる。
第１電池グループＧＲ１は、電池モジュールＭ１～Ｍ３により構成される。第１電池グループＧＲ１では、電池モジュールＭ１～Ｍ３が通信線３８により環状に接続されている。本実施形態では、電池モジュールＭ１～Ｍ３がこの順に高圧側から低圧側へと並ぶように配置されており、指令信号やデータ信号などの信号は、電池モジュールＭ１～Ｍ３間において、高圧側の電池モジュールＭ１から低圧側の電池モジュールＭ３に向かう送信方向ＹＡに送信される。電池モジュールＭ３に送信された信号は、電池モジュールＭ１，Ｍ３間において、低圧側の電池モジュールＭ３から高圧側の電池モジュールＭ１に向かう送信方向ＹＡに送信される。
第１電池グループＧＲ１では、第１電池グループＧＲ１に含まれる３個の電池モジュールＭ１～Ｍ３のうち、電池モジュールＭ１にのみ送受信部４０が設けられている。送受信部４０が設けられていない電池モジュールＭ２～Ｍ５では、電池監視部３０が共通化されている。
第２電池グループＧＲ２は、バスバー４４により第１電池グループＧＲ１の低圧側に接続されており、電池モジュールＭ４，Ｍ５により構成される。つまり、電池グループＧＲ１，ＧＲ２は、互いに異なる個数の電池モジュールを含む。第２電池グループＧＲ２では、電池モジュールＭ４，Ｍ５が通信線３８により相互に接続されており、第２電池グループＧＲ２に含まれる２個の電池モジュールＭ４，Ｍ５のうち、電池モジュールＭ４にのみ送受信部４０が設けられている。
また、本実施形態では、識別情報生成処理において、電池グループＧＲ１，ＧＲ２毎に異なるモジュール数情報ＩＮを生成し、識別処理において、識別情報生成処理により生成されたモジュール数情報ＩＮを用いて各電池グループＧＲ１，ＧＲ２を識別する点で、第１実施形態と異なる。なお、本実施形態において、モジュール数情報ＩＮが「グループ識別情報」に相当する。
図７に本実施形態の識別処理及び識別情報生成処理のフローチャートを示す。図７において、先の図２に示した内容と同一の内容については、便宜上、同一のステップ番号を付して説明を省略する。本実施形態の識別情報生成処理では、ステップＳ２０で肯定判定すると、ステップＳ６０において、係数処理を実施する。係数処理では、通信の順序を利用して各電池グループＧＲ１，ＧＲ２に含まれる電池モジュールＭ１～Ｍ５の個数を計測する。具体的には、電池モジュールＭ１は、ＩＤ割付指令を受信すると、各電池グループＧＲ１，ＧＲ２に含まれる電池モジュールの個数を示すモジュール数情報ＩＮを、モジュール数情報ＩＮ「１」とする。電池モジュールＭ１は、このモジュール数情報ＩＮ「１」を低圧側の電池モジュールＭ２に送信する。
電池モジュールＭ２は、モジュール数情報ＩＮ「１」を取得すると、モジュール数情報ＩＮ「１」を１増加させてモジュール数情報ＩＮ「２」とし、このモジュール数情報ＩＮ「２」を低圧側の電池モジュールＭ３に送信する。電池モジュールＭ３は、同様にモジュール数情報ＩＮの増加と送信を実施する。この結果、電池モジュールＭ１にモジュール数情報ＩＮ「３」が送信される。なお、第２電池グループＧＲ２についても同様である。
続くステップＳ６２において、モジュール数情報ＩＮ「３」を含む個数データ信号を制御装置１０に送信する。続くステップＳ６４において、制御装置１０から指定ＩＤを受信したかを判定する。
ステップＳ６４で否定判定すると、ステップＳ６４を繰り返す。一方、ステップＳ６４で肯定判定すると、ステップＳ２２に進む。ステップＳ２２では、ステップＳ６４で受信された指定ＩＤを用いて、ＩＤ割付処理を実施する。
また、本実施形態の識別処理では、ステップＳ１０において、電池監視部３０にＩＤ割付指令を送信すると、ステップＳ５０において、電池監視部３０から個数データ信号を取得したかを判定する。
ステップＳ５０で否定判定すると、ステップＳ５０を繰り返す。一方、ステップＳ５０で肯定判定すると、ステップＳ５２において、ステップＳ５０で取得された個数データ信号に含まれるモジュール数情報ＩＮに基づいて、個数データ信号が取得された電池グループを識別する。なお、本実施形態において、ステップＳ５２の処理が「グループ識別部」に相当する。
ステップＳ５２では、制御装置１０は、制御装置１０の記憶部１６（図６参照）に記憶されたマップＭＰ（図８参照）を用いて、ステップＳ５０で取得された個数データ信号に含まれるモジュール数情報ＩＮに基づいて、各電池グループＧＲ１，ＧＲ２を識別する。なお、記憶部１６は、例えば、ＲＯＭ、書き換え可能な不揮発性メモリ等によって構成されている。
マップＭＰは、電池グループＧＲ１，ＧＲ２とモジュール数情報ＩＮとが対応付けられた対応情報である。マップＭＰには、電池システム１００に含まれる各電池グループＧＲ１，ＧＲ２に対するモジュール数情報ＩＮが、電池グループＧＲ１，ＧＲ２に対応付けて記憶されている。
続くステップＳ５４において、ステップＳ５２の識別結果に基づいて、個数データ信号が取得された電池グループの識別情報ＩＤを指定する。マップＭＰには、各電池グループＧＲ１，ＧＲ２の電池モジュールに割り付けられる識別情報ＩＤが、電池グループＧＲ１，ＧＲ２に対応付けて記憶されている。ステップＳ５４では、制御装置１０は、マップＭＰを用いて識別情報ＩＤを指定する。
続くステップＳ５６において、ステップＳ５４で指定された識別情報ＩＤである指定ＩＤを電池監視部３０に送信する。これにより、電池監視部３０は、ステップＳ２２において、指定ＩＤ、つまり制御装置１０から指定された識別情報ＩＤを用いて、ＩＤ割付処理を実施する。つまり、電池監視部３０は、ステップＳ５２の識別結果に基づいて、識別情報ＩＤを割り付ける。なお、本実施形態において、ステップＳ２２の処理が「生成部」に相当する。
・以上説明した本実施形態によれば、電池監視部３０は、指定ＩＤを用いて、ＩＤ割付処理を実施する。電池グループＧＲ１，ＧＲ２が複数設けられる場合、各電池グループＧＲ１，ＧＲ２において等しい識別情報ＩＤが生成されると、制御装置１０は、電池モジュールＭ１～Ｍ５を識別することができない。本実施形態では、制御装置１０は、モジュール数情報ＩＮを用いて各電池グループＧＲ１，ＧＲ２を識別し、電池監視部３０は、この識別結果に基づいて識別情報ＩＤを生成する。そのため、各電池グループＧＲ１，ＧＲ２において等しい識別情報ＩＤが生成されることを抑制することができる。
・特に、本実施形態では、各電池グループＧＲ１，ＧＲ２に含まれる電池モジュールの個数が異なっており、この個数を示すモジュール数情報ＩＮを用いて、各電池グループＧＲ１，ＧＲ２を識別する。そのため、制御装置１０は、このモジュール数情報ＩＮを用いて、好適に各電池グループＧＲ１，ＧＲ２を識別することができる。また、モジュール数情報ＩＮは、各電池グループＧＲ１，ＧＲ２において容易に生成することができるため、電池監視部３０では、モジュール数情報ＩＮとは別に、電池グループＧＲ１，ＧＲ２を識別するためのデータが設定される必要がなく、電池監視部３０の構成を簡略化することができる。
・本実施形態では、電池グループＧＲ１に含まれる電池モジュールＭ１～Ｍ３と、電池グループＧＲ２に含まれる電池モジュールＭ４，Ｍ５とが、通信線３８により接続されない。そのため、全ての電池モジュールＭ１～Ｍ５が通信線３８により接続される場合に比べて、車両における電池モジュールＭ１～Ｍ５の搭載自由度を向上させることができる。
（第３実施形態）
以下、第３実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図９～１１を参照しつつ説明する。図８に示すように、本実施形態では、電池グループＧＲが電池モジュールＭ２～Ｍ５により構成され、電池モジュールＭ１～Ｍ５に、電池グループＧＲに含まれない電池モジュールＭ１を含む点で異なる。本実施形態において、電池モジュールＭ１を独立モジュールＭ１という。独立モジュールＭ１は、電池モジュールＭ１～Ｍ５のうち、最も高圧側の電池モジュールＭ１に設定されている。
独立モジュールＭ１には、送受信部４０が設けられており、単独で制御装置１０と無線通信する。一方、電池グループＧＲでは、電池グループＧＲに含まれる４個の電池モジュールＭ２～Ｍ５のうち、１の電池モジュールＭ２に送受信部４０が設けられており、電池グループＧＲ単位で制御装置１０と無線通信する。具体的には、電池グループＧＲでは、データ信号を制御装置１０に送信する際に、電池モジュールＭ１～Ｍ５が、通信線３８を介して有線通信してデータ信号を生成する。
独立モジュールＭ１では、このような有線通信が不要である。そのため、電池グループＧＲに比べて早期にデータ信号を送信することが可能である。本実施形態では、このデータ信号の送信タイミングの差を利用して電池部２０が正常であるか否かを判定する点で、第１実施形態と異なる。
図１０に本実施形態の識別処理、識別情報生成処理、及びデータ生成処理のフローチャートを示す。データ生成処理は、電位情報ΔＶを取得し、識別情報ＩＤと電位情報ΔＶとを含む複合データ信号を生成する処理であり、独立モジュールＭ１の電池監視部３０により実施される。図１０（ａ）は、制御装置１０による識別処理を示すフローチャートであり、図１０（ｂ）は、電池グループＧＲの電池監視部３０による識別情報生成処理を示すフローチャートであり、図１０（ｃ）は、独立モジュールＭ１の電池監視部３０によるデータ生成処理を示すフローチャートである。図１０において、先の図２に示した内容と同一の内容については、便宜上、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
データ生成処理について説明する。独立モジュールＭ１の電池監視部３０は、データ生成処理を開始すると、まずステップＳ７０において、制御装置１０からＩＤ割付指令を受信したかを判定する。
ステップＳ７０で否定判定すると、ステップＳ７０を繰り返す。一方、ステップＳ７０で肯定判定すると、ステップＳ７２において、独立モジュールＭ１の電位情報ΔＶを取得する。独立モジュールＭ１の電池監視部３０は、接地電圧を取得するとともに、独立モジュールＭ１の組電池２２の電圧のうち、最も高圧側の電池セル２４の正極電圧を取得し、これらの電圧の電圧差を示す電位情報ΔＶを取得する。なお、本実施形態において接地電圧が「所定の基準電圧」に相当する。
続くステップＳ２４において、ステップＳ７２で取得した電位情報ΔＶと、独立モジュールＭ１の識別情報ＩＤを含む複合データ信号を制御装置１０に送信し、データ生成処理を終了する。
次に、識別処理について説明する。本実施形態の識別処理では、ステップＳ１０において、電池監視部３０にＩＤ割付指令を送信すると、ステップＳ８０において、独立モジュールＭ１の電池監視部３０から複合データ信号を取得したかを判定する。
ステップＳ８０で否定判定すると、ステップＳ８０を繰り返す。一方、ステップＳ８０で肯定判定すると、ステップＳ８２において、ステップＳ８０で取得された複合データ信号に含まれる識別情報ＩＤに基づいて、独立モジュールＭ１を識別する。続くステップＳ８４において、ステップＳ８０で取得された複合データ信号に含まれる電位情報ΔＶを用いて、電池モジュールＭ１～Ｍ５における電池部２０の異常判定処理を実施する。なお、本実施形態において、ステップＳ８４の処理が「判定部」に相当する。
ステップＳ８４では、制御装置１０は、電池部２０の制御装置１０の記憶部１６に記憶された所定の電位範囲を用いて、ステップＳ８０で取得された複合データ信号に含まれる電位情報ΔＶに基づいて、電池モジュールＭ１～Ｍ５における電池部２０の異常を判定する。本実施形態では、独立モジュールＭ１は、電池モジュールＭ１～Ｍ５のうち、最も高圧側の電池モジュールＭ１に設定されている。そのため、電池モジュールＭ１～Ｍ５における少なくとも１つの電池部２０が異常である場合には、電位情報ΔＶが所定の電位範囲から外れ、電池モジュールＭ１～Ｍ５における全ての電池部２０が正常である場合には、電位情報ΔＶが所定の電位範囲に含まれる。続くステップＳ８６において、電池モジュールＭ１～Ｍ５における全ての電池部２０が正常であるかを判定する。
ステップＳ８６で否定判定すると、ステップＳ８８において、電池部２０における異常の発生を通知し、識別処理を終了する。電池部２０の異常が発生した場合、制御装置１０が各電池モジュールＭ１～Ｍ５の組電池２２の電圧を適切に取得できず、各電池モジュールＭ１～Ｍ５を適切に制御することができない。そのため、電池部２０の異常が発生した場合には、車両は正常に起動されない。なお、電池部２０の異常の発生の通知方法としては、警告音を発生させる、又はカーナビゲーション装置のディスプレイに異常を表示させる等の方法がある。
一方、ステップＳ８６で肯定すると、ステップＳ１２に進む。ステップＳ１２では、複合データ信号よりも遅れて電池グループＧＲの電池監視部３０から送信されるＩＤデータ信号を取得したかを判定する。つまり、制御装置１０は、独立モジュールＭ１から複合データ信号を取得した後、電池グループＧＲからＩＤデータ信号を取得する前に、独立モジュールＭ１から取得された電位情報ΔＶに基づいて、電池モジュールＭ１～Ｍ５における電池部２０が正常であるか否かを判定する。
・以上説明した本実施形態によれば、制御装置１０は、独立モジュールＭ１から取得された複合データ信号に基づいて、電池部２０の異常判定処理を実施する。電池グループＧＲに含まれない独立モジュールＭ１は、電池モジュール間で有線通信する必要がないため、電池グループＧＲからのＩＤデータ信号よりも早期に、制御装置１０に複合データ信号を送信することができる。制御装置１０は、早期に取得された複合データ信号に基づいて、電池モジュールＭ１～Ｍ５における電池部２０が正常であるか否かを判定する。そのため、これら電池部２０が正常であるか否かを早期に判定することができる。
・特に、本実施形態では、電池モジュールＭ１～Ｍ５における電池部２０が直列接続されて直列接続体４６が構成されている。そのため、独立モジュールＭ１における電池部２０の電圧変動が、独立モジュールＭ１における電池部２０の電位に影響を与えるとともに、他の電池モジュールＭ２～Ｍ５における電池部２０の電圧変動が、独立モジュールＭ１における電池部２０の電位に影響を与える。そのため、独立モジュールＭ１から取得された電位情報ΔＶに基づいて、電池モジュールＭ１～Ｍ５における電池部２０が正常であるか否かを判定することができる。
（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・電池モジュールの個数は５個に限られず、２～４個でもよければ、６個以上であってもよい。
・無線受信部と無線送信部とが、これらが一体となった送受信部４０である例を示したが、これに限られず、無線受信部と無線送信部とが別々に設けられていてもよい。
・指令信号やデータ信号などの信号の送信方向ＹＡが、高圧側の電池モジュールから低圧側の電池モジュールに向かう方向である例を示したが、これに限られず、低圧側の電池モジュールから高圧側の電池モジュールに向かう方向であってもよい。
・第１実施形態において、無線受信部と無線送信部との両方が１の電池モジュールに設けられている例を示したが、これに限られず、別々の電池モジュールに設けられていてもよい。
・第１実施形態において、電池モジュールＭ１～Ｍ５が通信線３８により環状に接続されている例を示したが、これに限られない。例えば、図１１に示すように、電池モジュールＭ１～Ｍ５の電池監視部３０が通信線３８により直列接続されていてもよい。
電池モジュールＭ１～Ｍ５の電池監視部３０は、指令信号やデータ信号などの信号を、無線受信部４０Ａが設けられた一端側の電池モジュールＭ１から、無線送信部４０Ｂが設けられた他端側の電池モジュールＭ５に向けて送信する。つまり、電池グループＧＲでは、有線通信における通信の順序が予め定められている。そのため、この順序を利用して各電池モジュールＭ１～Ｍ５に識別情報ＩＤを割り付けることができる。
また、電池モジュールＭ１と電池モジュールＭ５とが通信線３８により接続されない。そのため、電池システム１００における通信線３８の本数を削減することができる。
・第２実施形態において、電池グループＧＲの個数は２個に限られず、３個以上であってもよい。また、各電池グループＧＲに含まれる電池モジュールの個数が異なる例を示したが、これに限られず、各電池グループＧＲに含まれる電池モジュールの個数が等しくてもよい。
この場合、モジュール識別情報としてモジュール数情報ＩＮを用いることができない。そのため、モジュール識別情報として、無線受信部や無線送信部についての情報を用いてもよい。各電池グループＧＲにおいて、無線受信部と無線送信部との少なくとも一方の仕様を異ならせ、電池監視部３０は、この仕様を示す固体情報をモジュール識別情報として制御装置１０に送信する。これにより、固体情報を用いて各電池グループＧＲを識別することができる。
固体情報を異ならせる場合、無線受信部や無線送信部が設けられている電池モジュールの電池監視部３０を共通化することができない。一方、無線受信部や無線送信部が設けられていない電池モジュールにおいては、電池監視部３０を共通化することができる。
・第２実施形態において、マップＭＰに、電池グループＧＲとモジュール数情報ＩＮとが対応付けられている例を示したが、これに限られない。例えば、図５に示すように、電池グループＧＲが高圧側の電池グループか低圧側の電池モジュールかを示す電圧情報とモジュール数情報ＩＮとが対応付けられていてもよい。そして、例えば高圧側の電池グループに含まれる電池モジュールの識別情報ＩＤが、低圧側の電池グループに含まれる電池モジュールの識別情報ＩＤよりも小さい識別情報となるように、電圧情報に基づいて識別情報ＩＤを指定してもよい。
・第３実施形態において、独立モジュールの個数は１個に限られず、２個以上であってもよい。また、独立モジュールを、電池モジュールＭ１～Ｍ５のうち、最も高圧側の電池モジュールＭ１に設定する例を示したが、これに限られず、他の電池モジュールＭ２～Ｍ５に設定されてもよい。
・第３実施形態において、独立モジュールＭ１が制御装置１０に送信する情報であって、電池部２０が正常であるか否かを判定するのに用いられる情報が、電位情報ΔＶである例を示したが、これに限られない。例えば、温度データＴＤを示す情報であってもよい。
１０…制御装置、２０…電池部、３０…電池監視部、３８…通信線、４０…送受信部、１００…電池システム、ＧＲ…電池グループ、ＩＤ…識別情報、Ｍ１～Ｍ５…電池モジュール。

Claims (9)

  1. 電池部（２０）及び電池監視部（３０）を有する複数の電池モジュール（Ｍ１～Ｍ５）と制御装置（１０）とを備える電池システムであって、
    前記複数の電池モジュールは、前記電池監視部が通信線（３８）により接続され、その通信線を介して有線通信可能な２以上の前記電池モジュールを含む電池グループ（ＧＲ，ＧＲ１，ＧＲ２）を有し、
    前記電池グループは、
    前記制御装置から送信される指令信号を無線受信可能な無線受信部（４０，４０Ａ）と、
    前記電池モジュール毎に異なるモジュール識別情報（ＩＤ）を含むデータ信号を前記制御装置へ無線送信可能な無線送信部（４０，４０Ａ）と、を備え、
    前記電池グループでは、前記２以上の前記電池モジュールのうち、１の前記電池モジュールに前記無線受信部が設けられ、１の前記電池モジュールに前記無線送信部が設けられているとともに、前記２以上の電池モジュールの前記電池監視部が、前記通信線により環状に接続されており、
    前記電池監視部は、前記指令信号及び前記データ信号を、環状に配置された前記通信線を用いて、予め定められた送信方向に送信する電池システム。
  2. 前記電池グループは、３以上の前記電池モジュールを含み、前記３以上の前記電池モジュールのうち、１の電池モジュールに前記無線受信部と前記無線送信部との両方が設けられている請求項１に記載の電池システム。
  3. 前記電池グループでは、前記２以上の電池モジュールの前記電池監視部が、前記通信線により直列接続されており、
    前記電池監視部は、前記指令信号及び前記データ信号を、前記無線受信部が設けられた一端側の前記電池モジュールから、前記無線送信部が設けられた他端側の前記電池モジュールに向けて送信する請求項１に記載の電池システム。
  4. 前記複数の電池モジュールは、前記電池グループに含まれない前記電池モジュールである独立モジュール（Ｍ１）を含み、
    前記独立モジュールは、前記無線受信部と前記無線送信部とを備え、
    前記制御装置は、前記独立モジュールから前記データ信号を取得した後、前記電池グループから前記データ信号を取得する前に、前記独立モジュールから取得された前記データ信号に基づいて、前記複数の電池モジュールにおける前記電池部が正常であるか否かを判定する判定部を備える請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の電池システム。
  5. 電池部（２０）及び電池監視部（３０）を有する複数の電池モジュール（Ｍ１～Ｍ５）と制御装置（１０）とを備える電池システムであって、
    前記複数の電池モジュールは、前記電池監視部が通信線（３８）により接続され、その通信線を介して有線通信可能な２以上の前記電池モジュールを含む電池グループ（ＧＲ，ＧＲ１，ＧＲ２）を有し、
    前記電池グループは、
    前記制御装置から送信される指令信号を無線受信可能な無線受信部（４０，４０Ａ）と、
    前記電池モジュール毎に異なるモジュール識別情報（ＩＤ）を含むデータ信号を前記制御装置へ無線送信可能な無線送信部（４０，４０Ａ）と、を備え、
    前記電池グループでは、前記２以上の前記電池モジュールのうち、１の前記電池モジュールに前記無線受信部が設けられ、１の前記電池モジュールに前記無線送信部が設けられており、
    前記複数の電池モジュールは、前記電池グループに含まれない前記電池モジュールである独立モジュール（Ｍ１）を含み、
    前記独立モジュールは、前記無線受信部と前記無線送信部とを備え、
    前記制御装置は、前記独立モジュールから前記データ信号を取得した後、前記電池グループから前記データ信号を取得する前に、前記独立モジュールから取得された前記データ信号に基づいて、前記複数の電池モジュールにおける前記電池部が正常であるか否かを判定する判定部を備える電池システム。
  6. 前記複数の電池モジュールでは、前記電池部が互いに直列接続された直列接続体（４６）が構成されており、
    前記独立モジュールから取得される前記データ信号には、前記直列接続体における所定の基準電圧に対する前記独立モジュールの前記電池部の電位を示す電位情報（ΔＶ）が含まれ、
    前記判定部は、前記電位情報に基づいて、前記複数の電池モジュールにおける前記電池部が正常であるか否かを判定する請求項４又は５に記載の電池システム。
  7. 前記複数の電池モジュールは、複数の前記電池グループ（ＧＲ１，ＧＲ２）を有し、
    各前記電池グループから取得される前記データ信号には、前記電池グループ毎に異なるグループ識別情報（ＩＮ）が含まれ、
    前記制御装置は、前記グループ識別情報に基づいて各電池グループを識別するグループ識別部を備え、
    各前記電池グループに含まれる前記電池モジュールの前記電池監視部は、前記グループ識別部の識別結果に基づいて前記モジュール識別情報を生成する生成部を備える請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の電池システム。
  8. 電池部（２０）及び電池監視部（３０）を有する複数の電池モジュール（Ｍ１～Ｍ５）と制御装置（１０）とを備える電池システムであって、
    前記複数の電池モジュールは、前記電池監視部が通信線（３８）により接続され、その通信線を介して有線通信可能な２以上の前記電池モジュールを含む電池グループ（ＧＲ，ＧＲ１，ＧＲ２）を有し、
    前記電池グループは、
    前記制御装置から送信される指令信号を無線受信可能な無線受信部（４０，４０Ａ）と、
    前記電池モジュール毎に異なるモジュール識別情報（ＩＤ）を含むデータ信号を前記制御装置へ無線送信可能な無線送信部（４０，４０Ａ）と、を備え、
    前記電池グループでは、前記２以上の前記電池モジュールのうち、１の前記電池モジュールに前記無線受信部が設けられ、１の前記電池モジュールに前記無線送信部が設けられており、
    前記複数の電池モジュールは、複数の前記電池グループ（ＧＲ１，ＧＲ２）を有し、
    各前記電池グループから取得される前記データ信号には、前記電池グループ毎に異なるグループ識別情報（ＩＮ）が含まれ、
    前記制御装置は、前記グループ識別情報に基づいて各電池グループを識別するグループ識別部を備え、
    各前記電池グループに含まれる前記電池モジュールの前記電池監視部は、前記グループ識別部の識別結果に基づいて前記モジュール識別情報を生成する生成部を備える電池システム。
  9. 前記複数の前記電池グループは、互いに異なる個数の前記電池モジュールを含み、
    前記グループ識別情報は、各前記電池グループに含まれる前記電池モジュールの個数を示す情報である請求項７又は８に記載の電池システム。
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