JP7345566B2 - スレーブbmsの自動id割当システム - Google Patents
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Description
本発明は、マスターBMSが同一の電池ラック内に存在するスレーブBMSに自動でIDを割り当てるシステムに関する。
スレーブBMSであって、所定のマスターBMSからセルバランシング開始命令信号および少なくとも2回の温度測定命令信号を無線で受信する第2受信部と、前記セルバランシング開始命令信号の強さが予め設定された強さより大きいと、セルバランシングを行うセルバランシング部と、前記少なくとも2回の温度測定命令信号に基づいて当該PCB基板の温度を複数回測定する温度測定部と、前記少なくとも2回の温度測定命令信号に基づいて測定された電池モジュールの温度である第1温度と第2温度との差値が予め設定された値より大きい場合、前記マスターBMSに連動信号を伝送する第2伝送部とを含むスレーブBMSと、
を含むことを特徴とする。
ESSは、複数の電池ラックを含む。それぞれの電池ラックは、直列または並列に連結されている複数の電池モジュールを含む。それぞれの電池モジュールは、それぞれのスレーブBMSによりモニターされ制御される。また、それぞれの電池モジュールには、当該電池モジュールから発生した熱を冷ますためのファンが設けられている。
マスターBMS200は、受信部202、伝送部204、有線通信部206、制御部208、およびID割当部210を含む。
また、受信部202は、既にIDが割り当てられたスレーブBMSを除いた関連スレーブBMSから、最も最後の順にIDが割り当てられたスレーブBMSから受信した特定の信号、例えば、信号S4に対する受信強さを示すRSSIレベルを受信する。
また、伝送部204は、関連スレーブBMSに特定の信号、例えば、信号S3を伝送する。この際、マスターBMS200は、複数のスレーブBMSからそれぞれ受信された、セルバランシング実行後に測定されたスレーブPCBの温度とファン駆動後に測定されたスレーブPCBの温度との差が、予め設定された温度差より大きい場合であるスレーブBMSを、当該マスターBMSと同一の電池ラック内に存在するスレーブBMSと判断し、このスレーブBMSを関連スレーブBMSという。
有線通信部206は、当該マスターBMSとファンが有線で連結されているスレーブBMSにファンオン(FAN ON)信号を伝送する。具体的に、マスターBMS200から無線でセルバランシング信号を受信してセルバランシングを行う複数のスレーブBMSのうち、ファンが当該マスターBMS200と有線で連結されているスレーブBMSのみが、当該マスターBMS200からファンオン信号を受信してファンオン動作を行う。
スレーブBMS300は、受信部302、伝送部304、セルバランシング部306、温度測定部308、制御部310、およびRSSIレベル検知部314を含む。
また、受信部302は、マスターBMS200または他のスレーブBMSから特定の信号、例えば、信号S3を受信する。これは、前記セルバランシング開始命令信号を受信し、セルバランシング部306がセルバランシングを行った後に測定したPCB基板の温度と、ファンが駆動された後に測定したPCB基板の温度と、の差が予め設定された値より大きい場合にのみ、マスターBMS200から信号S3を受信する。
また、受信部302は、マスターBMS200から割り当てられるID情報を受信する。
また、制御部310は、マスターBMSからIDが割り当てられると、伝送部304が他のスレーブBMSに特定の信号を伝送するようにする。
マスターBMS200は、第1~nスレーブBMS300、301、303、305にセルバランシング開始命令信号S1を無線で伝送する(S400)。
その後、マスターBMS200は、第1スレーブBMS300、第2スレーブBMS301、および第nスレーブBMS305に特定の信号、例えば、信号S3を伝送する(S450)。
第1スレーブBMS300が第1のIDと割り当てられた後、第1スレーブBMS300は、他のスレーブBMSに特定の信号、例えば、信号S4を伝送する(S466)。
マスターBMS200は、複数のスレーブBMS300~305にブロードキャストでセルバランシング命令を伝送する(S502)。マスターBMSは、一定時間の経過後、再び複数のスレーブBMS300~305にブロードキャストで温度測定命令信号を伝送する(S504)。これは、スレーブBMSがセルバランシング命令を受信し、セルバランシングを開始してから一定時間が経過すると、スレーブBMSのPCB基板の温度が上昇するため、上昇した温度を測定するためである。
セルバランシングを行った後、当該マスターBMSとファンが有線で連結されていて、ファンオン信号を受信してファンを駆動したスレーブBMSのPCB基板の温度は、上昇してから下降したはずであり、セルバランシングを行った後、当該マスターBMSとファンが有線で連結されておらず、ファンオン信号を受信しないため、ファンを駆動していない電池モジュールのスレーブBMSのPCB基板の温度は、上昇してからほぼ下降しないはずである。
したがって、マスターBMS200は、少なくとも1つのスレーブBMSから連動信号を受信する(S510)。
マスターBMS200から特定の信号S3を受信したスレーブBMSは、受信信号S3のRSSIレベルを測定する。スレーブBMSは、マスターBMSに、測定されたRSSIレベルをパケットで伝送する。
一致しないと、一定時間の後、以前ステップでIDを割り当てたスレーブBMSを除き、少なくとも1つの関連スレーブBMSからそれぞれRSSIレベルをパケットで受信する(S522)。
マスターBMSは、nが連動信号を送信したスレーブBMSの個数と一致すると、ID割当動作を終了する。
スレーブBMSは、マスターBMS200からセルバランシング命令信号S1を無線で受信する(S530)。
セルバランシング命令信号S1を受信したスレーブBMSは、予め設定されている一定信号強さSthより信号S1が大きいか否かを判断する(S532)。
一定時間の後、マスターBMSから温度測定命令を受信したスレーブBMSは、ファン駆動後に下がったスレーブBMSのPCB基板の温度T2を測定する(S538)。
スレーブBMSは、セルバランシング後に測定した温度T1とファン駆動後に測定した温度T2との差が予め設定されている温度差Tthより小さいと、さらに追加の動作なしに、ID設定をせず、当該プロセスを完了する。
特定の信号S3を受信したスレーブBMSは、受信された特定の信号S3のRSSIレベルを測定し、その値をパケットでマスターBMS200に伝送する(S550)。
スレーブBMSは、受信信号S4のRSSIレベルを測定し、その値をパケットでマスターBMSに伝送する(S558)。スレーブBMSは、RSSIレベルを伝送した後、再びマスターBMSにID割当信号を受信するか否かを判断し、前記ステップS554~S558を繰り返す。
当該電池ラック内に位置するマスターBMS600は、同一の電池ラックに位置する電池モジュールのファン604に有線で連結されている。また、スレーブBMS602のPCB基板はファンに近接して配置されており、ファンが駆動すると、上昇したPCB基板の温度が下がることができる。
このようにスレーブBMSに隣接してファンを設けると、追加の構成や費用なしに、スレーブBMSへの自動ID割当が可能である。
図7に示されたセルバランシング実現回路は例示的なものであって、セルバランシングを実現可能な回路であれば、何れの回路であってもよい。
200 マスターBMS
202 受信部
204 伝送部
206 有線通信部
208 制御部
210 ID割当部
300 第1スレーブBMS
301 第2スレーブBMS
303 第3スレーブBMS
305 第nスレーブBMS
302 受信部
304 伝送部
306 セルバランシング部
308 温度測定部
310 制御部
314 RSSIレベル検知部
600 マスターBMS
602 スレーブBMS
604 ファン
606 電源部
608 電池セル電圧測定部
610 セルバランシング部
612 モジュール温度測定部
614 PCB温度測定部
616 RF通信部
Claims (15)
- 複数のスレーブBMSにセルバランシング開始命令信号および少なくとも2回の温度測定命令信号を無線で伝送する伝送部と、
前記伝送部が前記セルバランシング開始命令信号を無線で伝送した後、有線で連結されている複数のファンにファンオン信号を伝送する有線通信部と、
前記複数のスレーブBMSのうち、前記セルバランシング開始命令信号の直後に伝送された温度測定命令信号に基づいて測定した当該スレーブBMSのPCB基板の温度と、前記ファンオン信号の伝送後に伝送された温度測定命令信号に基づいて測定した当該スレーブBMSのPCB基板の温度と、の差値が予め設定された値より大きいスレーブBMSである関連スレーブBMSから連動信号を受信する受信部と、
前記関連スレーブBMSを同一ラック内に配置されていると判断し、前記関連スレーブBMSのIDおよび通信チャネルを特定の値に変更する制御部と、
を含む、マスターBMS。 - 前記伝送部は、複数の前記関連スレーブBMSに信号強度測定用信号を伝送し、
前記受信部は、前記複数の関連スレーブBMSそれぞれから、当該関連スレーブBMSが受信した前記信号強度測定用信号の受信強さに対するRSSIレベルを受信する、請求項1に記載のマスターBMS。 - 前記複数の関連スレーブBMSそれぞれから受信された前記RSSIレベルに基づいて、最も大きいRSSIレベルを伝送した関連スレーブBMSに第nのIDを割り当てるID割当部をさらに含み、nは自然数である、請求項2に記載のマスターBMS。
- 前記第nのIDを割り当てた後、前記受信部は、前記ID割当部によりIDが割り当てられた関連スレーブBMSを除いた複数の関連スレーブBMSが前記第nのIDが割り当てられた関連スレーブBMSから受信した信号強度測定用信号の受信強さに対するRSSIレベルを受信し、
前記ID割当部は、前記IDが割り当てられた関連スレーブBMSを除いた複数の関連スレーブBMSそれぞれから受信された前記RSSIレベルに基づいて、最も大きいRSSIレベルを伝送した関連スレーブBMSに第n+1のIDを割り当てる、請求項3に記載のマスターBMS。 - 前記制御部は、n+1がnになるようにnを更新し、
前記ID割当部により割り当てられたIDの個数であるnが前記連動信号を伝送した関連スレーブBMSの個数と同一になるまで、前記受信部は、前記ID割当部によりIDが割り当てられた関連スレーブBMSを除いた複数の関連スレーブBMSが前記第nのIDが割り当てられた関連スレーブBMSから受信した信号強度測定用信号の受信強さに対するRSSIレベルを受信し、前記ID割当部は、前記IDが割り当てられた関連スレーブBMSを除いた複数の関連スレーブBMSそれぞれから受信された前記RSSIレベルに基づいて、最も大きいRSSIレベルを伝送した関連スレーブBMSに第n+1のIDを割り当ており、
前記ID割当部により割り当てられたIDの個数であるnが前記連動信号を伝送した関連スレーブBMSの個数と同一になった場合に、前記制御部は前記ID割当部がID割当動作を終了するようにする、請求項4に記載のマスターBMS。 - 前記マスターBMSは、ブロードキャスト方式で、前記セルバランシング開始命令信号および温度測定命令信号を伝送することを特徴とする、請求項1~5のいずれか一項に記載のマスターBMS。
- 特定のマスターBMSが配置される電池ラック内に存在する関連スレーブBMSの自動ID割当システムであって、
マスターBMSであって、
複数のスレーブBMSにセルバランシング開始命令信号および少なくとも2回の温度測定命令信号を無線で伝送する第1伝送部と、
前記第1伝送部が前記セルバランシング開始命令信号を無線で伝送した後、有線で連結されている複数のファンにファンオン信号を伝送する有線通信部と、
前記複数のスレーブBMSのうち、前記セルバランシング開始命令信号の直後に伝送された温度測定命令信号に基づいて測定した当該スレーブBMSのPCB基板の温度と、前記ファンオン信号の伝送後に伝送された温度測定命令信号に基づいて測定した当該スレーブBMSのPCB基板の温度と、の差値が予め設定された値より大きいスレーブBMSである関連スレーブBMSから連動信号を受信する第1受信部と、
前記関連スレーブBMSを同一ラック内に配置されていると判断し、前記関連スレーブBMSのIDおよび通信チャネルを特定の値に変更する制御部と、
を含むマスターBMSと、
スレーブBMSであって、
所定のマスターBMSからセルバランシング開始命令信号および少なくとも2回の温度測定命令信号を無線で受信する第2受信部と、
前記セルバランシング開始命令信号の強さが予め設定された強さより大きいと、セルバランシングを行うセルバランシング部と、
前記少なくとも2回の温度測定命令信号に基づいて当該PCB基板の温度を複数回測定する温度測定部と、
前記少なくとも2回の温度測定命令信号に基づいて測定された電池モジュールの温度である第1温度と第2温度との差値が予め設定された値より大きい場合、前記マスターBMSに連動信号を伝送する第2伝送部と、
を含むスレーブBMSと、
を含む、スレーブBMSの自動ID割当システム。 - 前記スレーブBMSの第1温度と第2温度との差値が前記予め設定された値より大きいと、前記スレーブBMSは、前記関連スレーブBMSである、請求項7に記載のスレーブBMSの自動ID割当システム。
- 前記第1伝送部は、前記関連スレーブBMSに第1信号を伝送し、
前記スレーブBMSは、前記第2受信部により受信された前記第1信号の受信強さに対するRSSIレベルを検知するRSSIレベル検知部をさらに含む、請求項8に記載のスレーブBMSの自動ID割当システム。 - 前記第2伝送部は、前記第1信号の受信強さに対する前記RSSIレベルを前記マスターBMSに伝送し、
前記マスターBMSは、前記スレーブBMSから受信された前記RSSIレベルが他の関連スレーブBMSから受信されたRSSIレベルより大きい場合、前記スレーブBMSに対応する第nのIDを割り当てるID割当部をさらに含み、nは自然数であり、
前記第1伝送部は、前記第nのID割当情報を前記スレーブBMSに伝送する、請求項9に記載のスレーブBMSの自動ID割当システム。 - 前記第nのIDを割り当てた後、前記第1受信部は、前記ID割当部によりIDが割り当てられた関連スレーブBMSを除いた複数の関連スレーブBMSが前記第nのIDが割り当てられた関連スレーブBMSから受信した信号強度測定用信号の受信強さに対するRSSIレベルを受信し、
前記ID割当部は、前記IDが割り当てられた関連スレーブBMSを除いた複数の関連スレーブBMSそれぞれから受信された前記RSSIレベルに基づいて、最も大きいRSSIレベルを伝送した関連スレーブBMSに第n+1のIDを割り当てる、請求項10に記載のスレーブBMSの自動ID割当システム。 - 前記制御部は、n+1がnになるようにnを更新し、
前記ID割当部により割り当てられたIDの個数であるnが前記連動信号を伝送した関連スレーブBMSの個数と同一になるまで、前記第1受信部は、前記ID割当部によりIDが割り当てられた関連スレーブBMSを除いた複数の関連スレーブBMSが前記第nのIDが割り当てられた関連スレーブBMSから受信した信号強度測定用信号の受信強さに対するRSSIレベルを受信し、前記ID割当部は、前記IDが割り当てられた関連スレーブBMSを除いた複数の関連スレーブBMSそれぞれから受信された前記RSSIレベルに基づいて、最も大きいRSSIレベルを伝送した関連スレーブBMSに第n+1のIDを割り当てており、
前記ID割当部により割り当てられたIDの個数であるnが前記連動信号を伝送した関連スレーブBMSの個数と同一になった場合に、前記制御部は前記ID割当部がID割当動作を終了するようにする、請求項11に記載のスレーブBMSの自動ID割当システム。 - 前記連動信号を伝送した場合、前記第2受信部は、信号強度測定用信号を受信し、
前記スレーブBMSは、前記信号強度測定用信号の強さに対するRSSIレベルを検知するRSSIレベル検知部をさらに含み、
前記第2伝送部は、検知された前記RSSIレベルを前記マスターBMSに伝送する、請求項7に記載のスレーブBMSの自動ID割当システム。 - 前記第2受信部は、前記マスターBMSからID割当情報を受信し、
前記ID割当情報を受信した場合、信号強度測定用信号を生成し、前記第2伝送部が少なくとも1つの他の関連スレーブBMSに伝送するようにする第2制御部をさらに含む、請求項7又は13に記載のスレーブBMSの自動ID割当システム。 - 前記セルバランシング開始命令信号の強さが予め設定された強さ以下である場合、前記セルバランシング開始命令信号を伝送したマスターBMSは、当該スレーブBMSが他のラックに配置されたマスターBMSであると判断する、請求項7、13、及び14のいずれか一項に記載のスレーブBMSの自動ID割当システム。
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