JP7051209B2

JP7051209B2 - 電池監視システム

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Publication number: JP7051209B2
Application number: JP2018007002A
Authority: JP
Inventors: 邦彦山田; 辰夫戸羽
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2018-01-19
Filing date: 2018-01-19
Publication date: 2022-04-11
Anticipated expiration: 2038-01-19
Also published as: JP2019126227A

Description

本発明は、電池監視システムに関する。

従来、電池監視システムとして、例えば、特許文献１には、ハイブリッド車や電気自動車等の車両に搭載された複数の電池セルから成るバッテリパックの状態を無線通信により伝送する電池システムが開示されている。この電池システムは、各電池セルの状態を検出し、当該各電池セルの状態を無線送信するセルコントローラと、セルコントローラから無線送信された各電池セルの状態に基づいて各電池セルの充電状態等を監視するバッテリコントローラとを備える。

特開２０１４－１９７３４５号公報

ところで、上述の特許文献１に記載の電池システムは、例えば、無線通信の電波が車両内の他の装置や他の車両にノイズとして影響する場合があり、この点で更なる改善の余地がある。

そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、車両の電池を適正に監視することができる電池監視システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る電池監視システムは、信号を送信可能な第１アンテナを有する近接無線通信部、及び、前記近接無線通信部及び車両の電池に接続され前記電池の状態を前記近接無線通信部に出力するセンサ部を含んで構成され、前記電池の状態を含む検出信号を前記第１アンテナから送信する複数の検出機器と、前記検出信号を受信可能な少なくとも１つの第２アンテナ及び前記第２アンテナに接続され前記複数の検出機器から送信された前記検出信号に基づいて前記電池の状態を監視する電池監視部を含んで構成される電池監視装置と、を備え、前記電池監視装置は、前記第２アンテナと前記電池監視部とを通信可能に接続し前記第２アンテナが複数の前記第１アンテナと対向する位置まで延在する通信線を有し、前記電池監視装置に設けられる１つの前記第２アンテナは、複数の前記第１アンテナと対向して設置され、前記電池監視装置は、電力供給用の信号を前記第２アンテナから、前記複数の検出機器に設けられる各前記第１アンテナに送信し、前記複数の検出機器は、前記電池監視装置から送信された前記電力供給用の信号を各前記第１アンテナで受信し、受信した前記電力供給用の信号を動力として各前記近接無線通信部が起動し、前記電池は、複数の電池モジュールを含んで構成され、前記複数の電池モジュールは、それぞれが、長辺方向に沿って配列され、かつ、前記長辺方向と直交する短辺方向に沿って配列され、前記複数の検出機器は、それぞれが異なる前記電池モジュールに設置されるものであって、前記電池の高さに沿った高さ方向から視て、４つの前記検出機器が１箇所に集まるように、前記複数の電池モジュールのそれぞれの角部に設置されることを特徴とする。

上記電池監視システムにおいて、前記第１アンテナと前記第２アンテナとの間の通信で用いられる信号の周波数は、前記車両のノイズ発生源の周波数よりも高い周波数であることが好ましい。
上記電池監視システムにおいて、１つの前記第２アンテナは、４つの前記検出機器の各前記第１アンテナと対向して設置されることが好ましい。

本発明に係る電池監視システムは、第２アンテナと電池監視部とを通信可能に接続し第２アンテナが第１アンテナと対向する位置まで延在する通信線を有するので、第１アンテナと第２アンテナとの間で近接無線通信を行うことができ、車両の電池を適正に監視することができる。

図１は、実施形態に係る電池監視システムの搭載例を示す斜視図である。図２は、実施形態に係る電池監視システムの構成例を示すブロック図である。図３は、実施形態に係る電池監視システムの搭載例の概略を示す平面図である。図４は、実施形態に係る電池監視システムの搭載例の概略を示す側面図である。図５は、実施形態の変形例に係る電池監視システムの搭載例の概略を示す平面図である。図６は、実施形態の変形例に係る電池監視システムの搭載例の概略を示す側面図である。図７は、実施形態の変形例に係る電池監視システムの搭載例の概略を示す平面図である。図８は、実施形態の変形例に係る電池監視システムの搭載例の概略を示す平面図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨
を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態〕
実施形態に係る電池監視システム１について説明する。電池監視システム１は、ハイブリッド車や電気自動車等の車両に搭載された電池としての電池パック１００の状態を監視するシステムである。

本実施形態では、電池パック１００の高さに沿った方向を高さ方向と称し、電池パック１００の電極端子側を高さ方向の上側と称し、電池パック１００の電極端子とは反対側を高さ方向の下側と称する。電池パック１００の短辺に沿った方向を短辺方向と称し、電池パック１００の長辺に沿った方向を長辺方向と称する。短辺方向は、電池モジュール１１０において複数の電池セル１０１が並ぶ方向でもある。長辺方向は、複数の電池モジュール１１０が並ぶ方向でもある。高さ方向、短辺方向、及び、長辺方向は、互いに略直交する。

電池パック１００は、車両の回転機に電力を供給するものである。電池パック１００は、例えば、リチウムイオン電池が採用される。電池パック１００は、図１に示すように、複数の電池セル１０１が短辺方向に沿って配列されて形成された電池モジュール１１０を有し、この電池モジュール１１０が長辺方向に沿って複数配列されて形成されている。各電池セル１０１は、各電池セル１０１本体が略直方体板状に形成されており、その６つの外壁面のうちの１つに正負それぞれの電極端子（図示省略）を設けている。各電池セル１０１は、短辺方向に沿って配列された状態で電池モジュール１１０の収容ケース１１１に収容される。各電池モジュール１１０は、短辺方向に沿って配列された各電池セル１０１によって全体として略直方体状に形成される。図１に示す例では、各電池モジュール１１０は、長辺方向に沿って４つの電池モジュール１１０が配列されている。各電池モジュール１１０は、それぞれが連結され一つの集合体として電池パック１００を構成している。電池パック１００は、長辺方向に沿って配列された各電池モジュール１１０によって全体として略直方体状に形成される。そして、電池パック１００は、各電池モジュール１１０からなる集合体として６つの壁面を有している。電池パック１００は、集合体の６つの壁面のうちの１つに各電池モジュール１１０の電極端子が設けられている。この例では、電池パック１００は、高さ方向の上側に各電池モジュール１１０の電極端子が設けられている。電池パック１００は、上面カバー１１２を有している。上面カバー１１２は、絶縁性の合成樹脂から形成され、各電池モジュール１１０の高さ方向の上側の全体を覆う。

電池監視システム１は、検出機器としての複数のセンサユニット１０と、電池監視装置２０とを備える。センサユニット１０は、電池モジュール１１０の各電池セル１０１の状態を電池監視装置２０に送信する機器である。各センサユニット１０は、各電池モジュール１１０の数に応じて複数設けられる。各センサユニット１０は、例えば、各電池モジュール１１０の数と同じ数設けられ、それぞれが異なる電池モジュール１１０のセンサボードに設けられる。各センサユニット１０は、それぞれが異なる各電池モジュール１１０の各電池セル１０１の状態を検出し、検出した各電池セル１０１の状態を電池監視装置２０に無線送信する。

各センサユニット１０は、図２に示すように、近接無線通信部としてのＲＦＩＤ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）回路１１と、センサ部１２とを含んで構成される。各ＲＦＩＤ回路１１は、近接距離で無線通信する回路である。各ＲＦＩＤ回路１１は、例えば、電池監視装置２０から送信された電力供給用の信号を動力として駆動するパッシブ方式の回路である。各ＲＦＩＤ回路１１は、パッシブ方式を採用することにより発振器を不要とすることができる。これにより、各ＲＦＩＤ回路１１は、構成を簡素化することができ、製造コストを抑制することができる。各ＲＦＩＤ回路１１は、第１アンテナとしてのＲＦＩＤアンテナ１１ａと、近接無線通信回路１１ｂとを有する。

各ＲＦＩＤアンテナ１１ａは、信号を送受信可能な導電部材である。各ＲＦＩＤアンテナ１１ａは、例えば、ループ状のアンテナであるがこれに限定されず、渦巻状や平板状等のアンテナであってもよい。各ＲＦＩＤアンテナ１１ａは、例えば、指向性の強いアンテナを用いることで通信電波が車両内の他の装置や他の車両にノイズとして影響を与えることを抑制することができる。各ＲＦＩＤアンテナ１１ａは、後述する各リーダアンテナ２２と対向する。ＲＦＩＤアンテナ１１ａは、近接無線通信回路１１ｂに電気的に接続される。ＲＦＩＤアンテナ１１ａは、リーダアンテナ２２から送信された信号を受信し、受信した信号を近接無線通信回路１１ｂに出力する。ＲＦＩＤアンテナ１１ａは、例えば、リーダアンテナ２２から送信された電力供給用の信号、及び、搬送波を含む信号を受信し、受信した信号を近接無線通信回路１１ｂに出力する。また、ＲＦＩＤアンテナ１１ａは、近接無線通信回路１１ｂから出力される信号（検出信号）をリーダアンテナ２２に送信する。ＲＦＩＤアンテナ１１ａは、例えば、近接無線通信回路１１ｂから出力される各電池セル１０１の状態を含む検出信号をリーダアンテナ２２に送信する。ＲＦＩＤアンテナ１１ａとリーダアンテナ２２との間の通信で用いられる信号の周波数は、例えば、車両のノイズ発生源の周波数よりも高い周波数である。この信号の周波数は、車両のノイズ発生源であるインバータ等を駆動する周波数よりも高い９００ＭＨｚ以上が好ましい。

各近接無線通信回路１１ｂは、信号を送受信する回路である。近接無線通信回路１１ｂは、ＲＦＩＤアンテナ１１ａ及び後述するＣＰＵ１２ｄに接続される。近接無線通信回路１１ｂは、ＲＦＩＤアンテナ１１ａから、電力供給用の信号、及び、搬送波を含む信号が出力される。近接無線通信回路１１ｂは、ＲＦＩＤアンテナ１１ａから出力された電力供給用の信号を動力として起動する。そして、近接無線通信回路１１ｂは、ＣＰＵ１２ｄの指令に基づいて、各電池セル１０１の状態を含む信号（検出信号）をＲＦＩＤアンテナ１１ａに出力する。近接無線通信回路１１ｂは、例えば、各電池セル１０１の状態等に基づいて搬送波を変調した信号（検出信号）をＲＦＩＤアンテナ１１ａに出力する。なお、近接無線通信回路１１ｂは、電源回路１２ａに接続され、当該電源回路１２ａが電池モジュール１１０の電力を利用できない異常時に、電池モジュール１１０の代わりに電源回路１２ａに電力を供給する。

センサ部１２は、各電池セル１０１の状態を計測する部分である。センサ部１２は、電池モジュール１１０及びＲＦＩＤ回路１１に接続される。センサ部１２は、電池モジュール１１０の各電池セル１０１の状態を計測し、計測した各電池セル１０１の状態をＲＦＩＤ回路１１に出力する。センサ部１２は、電源回路１２ａと、計測回路１２ｂと、メモリ１２ｃと、ＣＰＵ１２ｄとを有する。

電源回路１２ａは、電力を供給する回路である。電源回路１２ａは、例えば、電池モジュール１１０、計測回路１２ｂ、及び、ＣＰＵ１２ｄに接続される。電源回路１２ａは、電池モジュール１１０からの電力を計測回路１２ｂ、及び、ＣＰＵ１２ｄに供給する。また、電源回路１２ａは、近接無線通信回路１１ｂに接続され、電池モジュール１１０から電力が供給できない異常時に近接無線通信回路１１ｂから電力が供給される。この構成により、センサユニット１０は、例えば、電池モジュール１１０から電源回路１２ａを介して計測回路１２ｂ及びＣＰＵ１２ｄに電力を供給できない異常時に、近接無線通信回路１１ｂから電源回路１２ａを介して計測回路１２ｂ及びＣＰＵ１２ｄに電力を供給することができ、正常に稼働し続けることができる。

計測回路１２ｂは、電池モジュール１１０の各電池セル１０１の状態を計測する回路である。計測回路１２ｂは、電源回路１２ａに接続され、当該電源回路１２ａから電力が供給される。計測回路１２ｂは、各電池セル１０１の計測値として、例えば、各電池セル１０１の電圧、電流、温度等を計測する。計測回路１２ｂは、ＣＰＵ１２ｄに接続され、計測した各電池セル１０１の計測値をＣＰＵ１２ｄに出力する。

メモリ１２ｃは、プログラムやデータ等を記憶する記憶部である。メモリ１２ｃは、ＣＰＵ１２ｄに接続され、ＣＰＵ１２ｄにより参照又は書き込みされる。

ＣＰＵ１２ｄは、計測回路１２ｂ及び近接無線通信回路１１ｂを制御する回路である。ＣＰＵ１２ｄは、電源回路１２ａに接続され、当該電源回路１２ａから電力が供給される。ＣＰＵ１２ｄは、計測回路１２ｂに接続され、当該計測回路１２ｂから各電池セル１０１の計測値が出力される。ＣＰＵ１２ｄは、メモリ１２ｃに接続され、当該メモリ１２ｃを参照してプログラムやデータを読み出したり、メモリ１２ｃにデータを書き込んだりする。ＣＰＵ１２ｄは、例えば、計測回路１２ｂから出力された各電池セル１０１の計測値をメモリ１２ｃに書き込む。ＣＰＵ１２ｄは、近接無線通信回路１１ｂに接続され、各電池セル１０１の状態として各電池セル１０１の計測値を近接無線通信回路１１ｂに出力する。そして、ＣＰＵ１２ｄは、近接無線通信回路１１ｂに各電池セル１０１の状態を含む検出信号を送信するように制御する。

電池監視装置２０は、車両の電池パック１００の状態を監視する装置である。電池監視装置２０は、例えば、各センサユニット１０から無線で送信された各電池セル１０１の状態に基づいて各電池セル１０１の充電状態や劣化状態等を監視する。電池監視装置２０は、各電池セル１０１の充電量のバランス調整や、高電圧充電や過放電による各電池セル１０１の性能低下の抑制等が必要であるので、各電池セル１０１の状態を監視している。電池監視装置２０は、例えば、電池パック１００の上面カバー１１２の高さ方向の上側に設けられる（図１参照）。電池監視装置２０は、電池監視部としての電池監視コントローラ２１と、複数のリーダアンテナ２２と、通信線としてのＴＥＭ（ＴｒａｎｓｖｅｒｓｅＥｌｅｃｔｒｉｃＭａｇｎｅｔｉｃ）線路２３とを含んで構成される。

電池監視コントローラ２１は、電池パック１００の状態を監視する回路である。電池監視コントローラ２１は、電源回路２１ａと、Ｉ／Ｆ回路２１ｂと、メスコネクタ２１ｃと、近接無線通信回路２１ｄと、メモリ２１ｅと、ＣＰＵ２１ｆとを含んで構成される。電源回路２１ａは、電力を供給する回路である。電源回路２１ａは、例えば、１２Ｖの電源２に接続される。また、電源回路２１ａは、Ｉ／Ｆ回路２１ｂ、ＣＰＵ２１ｆ、及び、近接無線通信回路２１ｄに接続される。電源回路２１ａは、電源２からの電力をＩ／Ｆ回路２１ｂ、ＣＰＵ２１ｆ、及び、近接無線通信回路２１ｄに供給する。

Ｉ／Ｆ回路２１ｂは、外部との接続インターフェースである。Ｉ／Ｆ回路２１ｂは、電源回路２１ａに接続され、当該電源回路２１ａから電力が供給される。Ｉ／Ｆ回路２１ｂは、例えば、ＣＰＵ２１ｆ及び図示しない上位ＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）に接続され、ＣＰＵ２１ｆから出力された各電池セル１０１の状態を上位ＥＣＵに出力する。

メスコネクタ２１ｃは、外部との接続部である。メスコネクタ２１ｃは、近接無線通信回路２１ｄに接続される。メスコネクタ２１ｃは、ＴＥＭ線路２３に設けられたオスコネクタ２３ａが嵌合されることにより、近接無線通信回路２１ｄとＴＥＭ線路２３とを電気的に接続する。

近接無線通信回路２１ｄは、各センサユニット１０と近接距離で無線通信を可能とする回路である。近接無線通信回路２１ｄは、電源回路２１ａに接続され、当該電源回路２１ａから電力が供給される。近接無線通信回路２１ｄは、ＣＰＵ２１ｆに接続され、さらに、メスコネクタ２１ｃを介してＴＥＭ線路２３が接続される。近接無線通信回路２１ｄは、ＣＰＵ２１ｆの指令に基づいて、電力供給用の信号、及び、各センサユニット１０が信号を搬送するための搬送波を含む信号をＴＥＭ線路２３を介して各リーダアンテナ２２に出力する。なお、当該信号は、電力供給用の信号、搬送波の他に、各種命令としての命令信号等を含んでもよい。近接無線通信回路２１ｄは、各センサユニット１０から送信された信号（検出信号）を各リーダアンテナ２２及びＴＥＭ線路２３を介して受信する。近接無線通信回路２１ｄは、受信した信号（検出信号）を復調してＣＰＵ２１ｆに出力する。

メモリ２１ｅは、プログラムやデータ等を記憶する記憶部である。メモリ２１ｅは、ＣＰＵ２１ｆに接続され、ＣＰＵ２１ｆにより参照又は書き込みされる。

ＣＰＵ２１ｆは、Ｉ／Ｆ回路２１ｂ及び近接無線通信回路２１ｄを制御する回路である。ＣＰＵ２１ｆは、電源回路２１ａに接続され、当該電源回路２１ａから電力が供給される。ＣＰＵ２１ｆは、Ｉ／Ｆ回路２１ｂに接続され、当該Ｉ／Ｆ回路２１ｂを介して上位ＥＣＵと通信する。ＣＰＵ２１ｆは、メモリ２１ｅに接続され、当該メモリ２１ｅを参照してプログラムやデータを読み出したり、メモリ２１ｅにデータを書き込んだりする。ＣＰＵ２１ｆは、近接無線通信回路２１ｄに接続され、当該近接無線通信回路２１ｄを介して複数のセンサユニット１０と無線通信を行う。ＣＰＵ２１ｆは、例えば、電力供給用の信号、及び、各センサユニット１０が信号を搬送するための搬送波を含む信号を送信するように、近接無線通信回路２１ｄを制御する。なお、ＣＰＵ２１ｆは、各センサユニット１０に送信する信号において、当該信号を出力する電力を調整することで、通信電波が車両内の他の装置や他の車両にノイズとして影響を与えることを抑制してもよい。

各リーダアンテナ２２は、信号を送受信可能な導電部材である。各リーダアンテナ２２は、例えば、ループ状のアンテナであるがこれに限定されず、渦巻状や平板状等のアンテナであってもよい。各リーダアンテナ２２は、例えば、指向性の強いアンテナを用いることで通信電波が車両内の他の装置や他の車両にノイズとして影響を与えることを抑制することができる。各リーダアンテナ２２は、上面カバー１１２において、各センサユニット１０のＲＦＩＤアンテナ１１ａと対向する位置に設けられている。各リーダアンテナ２２は、例えば、ＦＦＣ（ＦｌｅｘｉｂｌｅＦｌａｔＣａｂｌｅ）等の絶縁体に形成される。各リーダアンテナ２２は、当該各リーダアンテナ２２が形成されたＦＦＣが電池パック１００の上面カバー１１２の高さ方向の上側に設けられる。各リーダアンテナ２２は、例えば、当該各リーダアンテナ２２が形成されたＦＦＣが上面カバー１１２に貼り付けられて固定される。各リーダアンテナ２２は、上面カバー１１２が各電池モジュール１１０を高さ方向の上側から覆った状態で、高さ方向に沿って各ＲＦＩＤアンテナ１１ａと対向する。図３及び図４に示す電池パック１００は、電池モジュール１１０が長辺方向に沿って４つ配列された第１電池モジュール群１１０Ａと、電池モジュール１１０が長辺方向に沿って４つ配列された第２電池モジュール群１１０Ｂとを有する場合を図示している。第１電池モジュール群１１０Ａ及び第２電池モジュール群１１０Ｂは、短辺方向に沿って並んで配置されている。各リーダアンテナ２２は、例えば、各ＲＦＩＤアンテナ１１ａと同じ数設けられ、それぞれが異なるＲＦＩＤアンテナ１１ａと対向し、且つ、それぞれが各ＲＦＩＤアンテナ１１ａと１対１で対向する。つまり、各リーダアンテナ２２は、１つのリーダアンテナ２２が１つのＲＦＩＤアンテナ１１ａと対向する。各リーダアンテナ２２と各ＲＦＩＤアンテナ１１ａとの対向方向（高さ方向）の間隔は、数ｍｍ～５ｃｍである。各リーダアンテナ２２と各ＲＦＩＤアンテナ１１ａとの対向方向の間隔を５ｃｍよりも広げた場合には、各リーダアンテナ２２と各ＲＦＩＤアンテナ１１ａとの間の通信電波が車両内の他の装置や他の車両にノイズとして影響を与えることがある。各リーダアンテナ２２は、ＴＥＭ線路２３を介して近接無線通信回路２１ｄに接続される。各リーダアンテナ２２は、近接無線通信回路２１ｄからＴＥＭ線路２３を介して出力される信号を各ＲＦＩＤアンテナ１１ａに送信する。各リーダアンテナ２２は、例えば、近接無線通信回路２１ｄから出力される電力供給用の信号、及び、搬送波を含む信号を各ＲＦＩＤアンテナ１１ａに送信する。また、各リーダアンテナ２２は、各ＲＦＩＤアンテナ１１ａから送信された信号（検出信号）を受信し、受信した信号（検出信号）をＴＥＭ線路２３を介して近接無線通信回路２１ｄに出力する。各リーダアンテナ２２は、例えば、各ＲＦＩＤアンテナ１１ａから送信された各電池セル１０１の状態を含む検出信号を受信し、受信した検出信号をＴＥＭ線路２３を介して近接無線通信回路２１ｄに出力する。

ＴＥＭ線路２３は、各リーダアンテナ２２と電池監視コントローラ２１とを通信可能に接続するフラットな同軸線である。ＴＥＭ線路２３は、例えば、リーダアンテナ２２と同じＦＦＣ等の絶縁体に形成される。ＴＥＭ線路２３とリーダアンテナ２２とは、ＦＦＣの同一面に形成される。ＴＥＭ線路２３は、近接無線通信回路２１ｄと各リーダアンテナ２２とを接続する。ＴＥＭ線路２３は、例えば、リーダアンテナ２２毎に通信経路を有し、近接無線通信回路２１ｄと各リーダアンテナ２２とを個別に接続する。つまり、ＴＥＭ線路２３は、複数の通信経路を有し、近接無線通信回路２１ｄと各リーダアンテナ２２とを個別に通信可能に接続する。なお、ＴＥＭ線路２３は、各リーダアンテナ２２と共通の通信経路を有し、近接無線通信回路２１ｄと各リーダアンテナ２２とを時分割多重方式等により接続してもよい。ＴＥＭ線路２３は、各ＲＦＩＤアンテナ１１ａが各リーダアンテナ２２と対向する位置まで延在する。つまり、ＴＥＭ線路２３は、近接無線通信回路２１ｄから各リーダアンテナ２２まで延在する。具体的には、ＴＥＭ線路２３は、近接無線通信回路２１ｄから、長辺方向に沿って等間隔に設置された各リーダアンテナ２２の接続端子まで延在する。そして、ＴＥＭ線路２３は、各リーダアンテナ２２の接続端子と電気的に接続されている。ＴＥＭ線路２３は、各リーダアンテナ２２とは反対側の近接無線通信回路２１ｄ側の端部にオスコネクタ２３ａが設けられている（図２参照）。ＴＥＭ線路２３は、当該ＴＥＭ線路２３のオスコネクタ２３ａが近接無線通信回路２１ｄのメスコネクタ２１ｃに嵌合されることにより近接無線通信回路２１ｄに電気的に接続される。ＴＥＭ線路２３は、当該ＴＥＭ線路２３及びリーダアンテナ２２が形成されたＦＦＣが電池パック１００の上面カバー１１２の高さ方向の上側に設けられている。

以上のように、実施形態に係る電池監視システム１は、センサユニット１０と、電池監視装置２０とを備える。センサユニット１０は、ＲＦＩＤ回路１１及びセンサ部１２を含んで構成される。ＲＦＩＤ回路１１は、信号を送信可能なＲＦＩＤアンテナ１１ａを有する。センサ部１２は、ＲＦＩＤ回路１１及び車両の電池パック１００に接続され、電池パック１００の状態をＲＦＩＤ回路１１に出力する。センサユニット１０は、電池パック１００の状態を含む検出信号をＲＦＩＤアンテナ１１ａから送信する。電池監視装置２０は、リーダアンテナ２２及び電池監視コントローラ２１を含んで構成される。リーダアンテナ２２は、検出信号を受信可能な導電部材である。電池監視コントローラ２１は、リーダアンテナ２２に接続され、センサユニット１０から送信された検出信号に基づいて電池パック１００の状態を監視する。電池監視装置２０は、リーダアンテナ２２と電池監視コントローラ２１とを通信可能に接続しリーダアンテナ２２がＲＦＩＤアンテナ１１ａと対向する位置まで延在するＴＥＭ線路２３を有する。

この構成により、電池監視システム１は、ＲＦＩＤアンテナ１１ａとリーダアンテナ２２とが対向して設置されるので、ＲＦＩＤアンテナ１１ａとリーダアンテナ２２との間で近接無線通信を行うことができる。この構成により、電池監視システム１は、ＲＦＩＤアンテナ１１ａとリーダアンテナ２２との間の通信における通信電波が車両内の他の装置や他の車両にノイズとして与える影響を抑制できる。この結果、電池監視システム１は、車両の電池パック１００を適正に監視することができる。また、電池監視システム１は、ＲＦＩＤアンテナ１１ａと電池監視コントローラ２１とがＴＥＭ線路２３を介して接続されるので、ＴＥＭ線路２３の長さを調整することによりリーダアンテナ２２を自由な位置に設けることができる。これにより、電池監視システム１は、ＲＦＩＤアンテナ１１ａに対するリーダアンテナ２２の設置性を向上できる。また、電池監視システム１は、電池監視装置２０とセンサユニット１０とが非接触で通信可能に接続されるので、通信用の配線を不要とすることができ、電池監視システム１の搭載性を向上できる。特に、電気自動車は、電池の大容量化が進むことで電池パック１００の搭載面積が増加し、通信線の配線が相対的に長くなり通信用の配線の配索が複雑になる傾向にある。電池監視システム１は、このような電気自動車に搭載される場合、通信用の配線を不要とすることができるので、通信用の配線の配索作業や通信用の配線のスペースを省略することができる。

上記電池監視システム１において、１つのリーダアンテナ２２は、１つのＲＦＩＤアンテナ１１ａと対向して設置される。この構成により、電池監視システム１は、電池監視装置２０とセンサユニット１０との間で近接無線通信を行うことができ、通信電波が車両内の他の装置や他の車両にノイズとして与える影響を抑制できる。

上記電池監視システム１において、ＲＦＩＤアンテナ１１ａとリーダアンテナ２２との間の通信で用いられる信号の周波数は、車両のノイズ発生源の周波数よりも高い周波数である。この構成により、電池監視システム１は、車両内の他の装置から発生するノイズの影響を受け難くすることができる。従って、電池監視システム１は、通信の成功率の低下を抑制することができ、通信のリアルタイム性が損なわれることを抑制できる。この結果、電池監視システム１は、通信品質の低下を抑制することができる。

〔変形例〕
次に、実施形態の変形例について説明する。上記説明では、各リーダアンテナ２２は、それぞれが各ＲＦＩＤアンテナ１１ａと１対１で対向する例について説明したが、これに限定されない。変形例に係る電池監視システム１Ａにおいて、各リーダアンテナ２２Ａは、図５及び図６に示すように、それぞれが各ＲＦＩＤアンテナ１１ａと１対多数で対向する。各リーダアンテナ２２Ａは、各ＲＦＩＤアンテナ１１ａよりも少ない数が上面カバー１１２に設けられる。そして、各リーダアンテナ２２Ａは、それぞれが異なるＲＦＩＤアンテナ１１ａと対向し、且つ、それぞれが各ＲＦＩＤアンテナ１１ａと１対多数で対向する。つまり、各リーダアンテナ２２Ａは、１つのリーダアンテナ２２Ａが複数のＲＦＩＤアンテナ１１ａと対向して設置される。この場合、各リーダアンテナ２２Ａは、各リーダアンテナ２２Ａの異なる一部がそれぞれ各ＲＦＩＤアンテナ１１ａと対向して設置される。電池パック１００は、例えば、高さ方向から視て、各電池モジュール１１０の４つのセンサユニット１０が１箇所に集まるように、各電池モジュール１１０のそれぞれの角部にセンサユニット１０が設置される。そして、各リーダアンテナ２２Ａは、１つのリーダアンテナ２２Ａが４つのセンサユニット１０のＲＦＩＤアンテナ１１ａと対向して設置される。この構成により、変形例に係る電池監視システム１Ａは、実施形態に係る電池監視システム１よりも少ない数のリーダアンテナ２２Ａにより、各ＲＦＩＤアンテナ１１ａと通信することができる。これにより、電池監視システム１Ａは、構成を簡素化することができ、製造コストを抑制することができる。

また、上記説明では、上面カバー１１２に各リーダアンテナ２２及びＴＥＭ線路２３が設けられる例について説明したが、これに限定されない。変形例に係る電池監視システム１Ｂにおいて、図７に示すように、各リーダアンテナ２２及びＴＥＭ線路２３は、第１電池モジュール群１１０Ａと第２電池モジュール群１１０Ｂとの間に設けてもよい。電池パック１００は、第１電池モジュール群１１０Ａと第２電池モジュール群１１０Ｂとの間に空間部Ｐ（隙間）を有している。つまり、電池パック１００は、第１電池モジュール群１１０Ａの短辺方向の一方側の第１内側壁部１１３と第２電池モジュール群１１０Ｂの短辺方向の一方側の第２内側壁部１１４とにより挟まれた空間部Ｐを有している。各センサユニット１０は、この空間部Ｐにおいて、それぞれが各電池モジュール１１０に対応して第１内側壁部１１３又は第２内側壁部１１４に設けられる。電池監視装置２０の各リーダアンテナ２２は、例えば、当該各リーダアンテナ２２及びＴＥＭ線路２３が形成されたＦＦＣが第１内側壁部１１３及び第２内側壁部１１４に設けられる。そして、各リーダアンテナ２２は、それぞれが短辺方向に沿って各センサユニット１０のＲＦＩＤアンテナ１１ａに対応する。このように、変形例に係る電池監視システム１Ｂは、各リーダアンテナ２２及びＴＥＭ線路２３が第１電池モジュール群１１０Ａと第２電池モジュール群１１０Ｂとの間に設けられるので、電池パック１００の高さを抑えることができ、高さ方向の設置に制限がある場合に有効である。

また、各リーダアンテナ２２及びＴＥＭ線路２３は、図８に示すように、電池パック１００の外側に設けるようにしてもよい。例えば、電池パック１００は、第１電池モジュール群１１０Ａと第２電池モジュール群１１０Ｂとが短辺方向に沿って配置されている。電池パック１００は、短辺方向において、第１電池モジュール群１１０Ａの第２電池モジュール群１１０Ｂとは反対側に設けられた第１外側壁部１１５と、第２電池モジュール群１１０Ｂの第１電池モジュール群１１０Ａとは反対側に設けられた第２外側壁部１１６とを有している。各センサユニット１０は、それぞれが各電池モジュール１１０に対応して第１外側壁部１１５又は第２外側壁部１１６に設けられる。そして、各リーダアンテナ２２は、それぞれが短辺方向に沿って各センサユニット１０のＲＦＩＤアンテナ１１ａに対応する。このように、変形例に係る電池監視システム１Ｃは、各リーダアンテナ２２及びＴＥＭ線路２３が第１電池モジュール群１１０Ａの第１外側壁部１１５又は第２電池モジュール群１１０Ｂの第２外側壁部１１６に設けられるので、電池パック１００の高さを抑えることができ、高さ方向の設置に制限がある場合に有効である。

リーダアンテナ２２と電池監視コントローラ２１とを接続する通信線は、ＴＥＭ線路２３を使用する例について説明したが、これに限定されず、例えば、ツイスト線等であってもよい。

電池監視装置２０は、リーダアンテナ２２及びＴＥＭ線路２３をＦＦＣ等の絶縁体に形成し、上面カバー１１２等に設ける例について説明したが、これに限定されない。電池監視装置２０は、リーダアンテナ２２及びＴＥＭ線路２３を上面カバー１１２等に直接印刷する等により形成してもよい。

電池監視システム１において、各リーダアンテナ２２は、それぞれが各ＲＦＩＤアンテナ１１ａと１対１で対向する構成と、それぞれが各ＲＦＩＤアンテナ１１ａと１対多数で対向する構成とが混在していてもよい。

ＲＦＩＤ回路１１は、パッシブ方式の回路として説明したが、自発的に信号を送信可能なアクティブ方式の回路でもよい。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ電池監視システム
１１ａＲＦＩＤアンテナ（第１アンテナ）
１１ｂ近接無線通信回路
１１ＲＦＩＤ回路（近接無線通信部）
１００電池パック（電池）
１２センサ部
１０センサユニット（検出機器）
２２リーダアンテナ（第２アンテナ）
２１電池監視コントローラ（電池監視部）
２０電池監視装置
２３ＴＥＭ線路（通信線）

Claims

信号を送信可能な第１アンテナを有する近接無線通信部、及び、前記近接無線通信部及び車両の電池に接続され前記電池の状態を前記近接無線通信部に出力するセンサ部を含んで構成され、前記電池の状態を含む検出信号を前記第１アンテナから送信する複数の検出機器と、
前記検出信号を受信可能な少なくとも１つの第２アンテナ及び前記第２アンテナに接続され前記複数の検出機器から送信された前記検出信号に基づいて前記電池の状態を監視する電池監視部を含んで構成される電池監視装置と、を備え、
前記電池監視装置は、前記第２アンテナと前記電池監視部とを通信可能に接続し前記第２アンテナが複数の前記第１アンテナと対向する位置まで延在する通信線を有し、
前記電池監視装置に設けられる１つの前記第２アンテナは、複数の前記第１アンテナと対向して設置され、
前記電池監視装置は、電力供給用の信号を前記第２アンテナから、前記複数の検出機器に設けられる各前記第１アンテナに送信し、
前記複数の検出機器は、前記電池監視装置から送信された前記電力供給用の信号を各前記第１アンテナで受信し、受信した前記電力供給用の信号を動力として各前記近接無線通信部が起動し、
前記電池は、複数の電池モジュールを含んで構成され、
前記複数の電池モジュールは、それぞれが、長辺方向に沿って配列され、かつ、前記長辺方向と直交する短辺方向に沿って配列され、
前記複数の検出機器は、それぞれが異なる前記電池モジュールに設置されるものであって、前記電池の高さに沿った高さ方向から視て、４つの前記検出機器が１箇所に集まるように、前記複数の電池モジュールのそれぞれの角部に設置されることを特徴とする電池監視システム。
前記第１アンテナと前記第２アンテナとの間の通信で用いられる信号の周波数は、前記車両のノイズ発生源の周波数よりも高い周波数である請求項１に記載の電池監視システム。
１つの前記第２アンテナは、４つの前記検出機器の各前記第１アンテナと対向して設置される請求項１又は２に記載の電池監視システム。