JP7347691B2 - 蓄電システム、蓄電モジュールおよび電動車両 - Google Patents

Description

本発明は、蓄電システム、蓄電モジュールおよび電動車両に関する。

電子機器間の接続の有無を検出する技術が提案されている。例えば、下記の特許文献１には、プリント基板Ａとプリント基板Ｂとを送信用ケーブルおよび受信用ケーブルで接続する構成が記載されている。特許文献１に記載の技術では、送信用ケーブルおよび受信用ケーブルを用いて、プリント基板Ａからプリント基板Ｂに対してパルスを出力し、戻ってきたパルスのレベルに応じて、接続の有無がプリント基板Ａ側で判断される。

特開２００８－３０４３６３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、プリント基板Ａとプリント基板Ｂとの間を２本のケーブルで接続するため、２つの端子が必要となる問題があった。また、プリント基板Ｂは、受信したパルスをプリント基板Ａに戻す構成のため、プリント基板Ｂ側で接続の有無を検出することができなかった。

したがって、本発明は、他の電子機器との接続の有無を適切に検出することができる蓄電システム、蓄電モジュールおよび電動車両を提供することを目的の一つとする。

本発明は、
第１の電子機器と、
第２の電子機器と
を有し、
第１の電子機器および第２の電子機器の少なくとも一方は電池部を有し、
第１の電子機器は、第１の端子と、第１の端子と接続される第１の検出部を有し、
第２の電子機器は、第２の端子と、第２の端子と接続される第２の検出部を有し、
第１の検出部は、第１の端子の電圧に応じて第２の電子機器との接続の有無を検出し、
第２の検出部は、第２の端子の電圧に応じて第１の電子機器との接続の有無を検出し、
第１の検出部および第２の検出部は、基準電圧よりも低く接地電圧よりも高い電圧が検出された場合に、他方の電子機器との接続があると判断し、
第１の検出部および第２の検出部は、送信部と受信部とをそれぞれ有し、
送信部は第１の反転出力回路の入力側に接続され、第１の反転出力回路の出力側が第１の端子または第２の端子に接続されており、
受信部は第２の反転出力回路の出力側に接続され、第２の反転出力回路の入力側が第１の端子または第２の端子に接続されている
蓄電システムである。

他の電子機器との接続の有無を適切に検出することができる。なお、本明細書で例示された効果により本発明の内容が限定して解釈されるものではない。

図１は、一実施形態に係る蓄電システムの構成例に関する説明がなされる際に参照される図である。 図２は、一実施形態に係るＢＭＵの構成例に関する詳細な説明がなされる際に参照される図である。 図３Ａおよび図３Ｂは、一実施形態に係るＢＭＵが有する反転出力回路の構成例に関する説明がなされる際に参照される図である。 図４は、一実施形態に係る蓄電モジュールの構成例に関する詳細な説明がなされる際に参照される図である。 図５Ａおよび図５Ｂは、一実施形態に係る蓄電モジュールが有する反転出力回路の構成例に関する説明がなされる際に参照される図である。 図６は、一実施形態に係る蓄電システムで行われる接続検出処理に関する説明がなされる際に参照される図である。 図７は、一実施形態に係る蓄電システムで行われる接続検出処理に関する説明がなされる際に参照される図である。 図８は、一実施形態に係る蓄電システムで行われる終端設定処理に関する説明がなされる際に参照される図である。 図９は、一実施形態に係る蓄電システムの動作例に関する説明がなされる際に参照されるシーケンス図である。 図１０Ａおよび図１０Ｂは、一実施形態によって得られる効果の一例に関する説明がなされる際に参照される図である。 図１１は、応用例を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態等について図面を参照しながら説明する。なお、説明は以下の順序で行われる。
＜本発明の概要＞
＜一実施形態＞
＜変形例＞
以下に説明する実施形態等は本発明の好適な具体例であり、本発明の内容がこれらの実施形態等に限定されるものではない。

＜本発明の概要＞
始めに、本発明において考慮すべき問題に触れつつ、本発明の概要について説明する。本発明に係る蓄電システムは、ＢＭＵ(Battery Management Unit)と、ＢＭＵに対して接続される複数の蓄電モジュールを有する。ＢＭＵに対して所定の蓄電モジュールが接続され、当該所定の蓄電モジュールに他の蓄電モジュールが接続される。このようにして、複数の蓄電モジュールが順次、接続される。係る接続方法は、デイジーチェーン接続と称される。

蓄電モジュールは、電池部を構成する電池セル間の電圧バランス制御や、セル電圧、電池部に流れる電流、温度等の情報をＢＭＵに伝達する処理を行う。ＢＭＵは、蓄電モジュールからの情報に基づいて、充放電をオン／オフする制御や、蓄電モジュール間のバランス制御、上位の機器への情報伝達等を行う。蓄電システムに係る構成は、例えば、所定のラックに収納、保持される。

ＢＭＵと蓄電モジュールとの間では通信が行われる。例えば、ＢＭＵと蓄電モジュールとの間で差動信号通信が行われる。具体的には、ＣＡＮ(Controller Area Network)やＲＳ４８５等に基づく差動信号通信が行われる。差動信号通信では、ＢＭＵ側とＢＭＵに対して最も遠い位置で接続されている蓄電モジュール側とでそれぞれ終端抵抗を接続する終端設定を行う必要がある。ここで、信号の出力側はＢＭＵであることからＢＭＵでは常に終端抵抗を接続する構成でよいものの、終端側がどの蓄電モジュールになるかは接続台数によって異なる。このため、従来の蓄電システムでは、終端の蓄電モジュールを作業者（オペレータ）が判断し、終端の蓄電モジュールのスライドスイッチを作業者がオンすることにより終端設定がなされていた。

しかしながら、終端設定の際に作業者の手作業が介在するため、人為的な設定ミスが起こる虞がある。したがって、手作業を介さず蓄電モジュールが自動で終端設定ができることが好ましい。そのためには、蓄電モジュールが、自身が終端の蓄電モジュールであるか否かを判断できる構成が必要である。そこで、本発明では、蓄電モジュールが、自身が終端の蓄電モジュールであるか否かを判断できるようにした。そして、終端の蓄電モジュールであった場合には、当該蓄電モジュールが自動で終端設定できるようにした。以下、本発明の一実施形態についてさらに詳細に説明する。

＜一実施形態＞
［蓄電システム］
（蓄電システムの構成例）
始めに、図１を参照して、本実施形態に係る蓄電システム（蓄電システム１０）の構成例について説明する。蓄電システム１０は、概略的には、１台のＢＭＵ（ＢＭＵ１００）と、ＢＭＵ１００に接続されるＮ台の蓄電モジュール（蓄電モジュールＭＤ１、蓄電モジュールＭＤ２・・・蓄電モジュールＭＤＮ）とを有している。なお、Ｎは１以上の整数である。Ｎの値は、１６や３２等、任意の値とすることができる。個々の蓄電モジュールを区別する場合には、単に蓄電モジュールＭＤと略称する。図１では、蓄電モジュールＭＤ１、ＭＤ２、ＭＤＮが示されている。

ＢＭＵ１００と複数の蓄電モジュールＭＤとの間で通信が行われる。通信は、例えば、差動信号を用いた通信であり、具体的には、ＣＡＮやＲＳ４８５等に基づく通信が挙げられる。また、ＢＭＵ１００と複数の蓄電モジュールＭＤとの間で電力の伝送が行われる。

なお、以下の説明では、ＢＭＵ１００に対する接続位置が近いほど上位、ＢＭＵ１００に対する接続位置がＢＭＵ１００から離れるほど下位と称し、最も下位を終端と適宜、称する。本例では、蓄電モジュールＭＤ１がＮ台の蓄電モジュールのなかで最も上位に位置する蓄電モジュールであり、蓄電モジュールＭＤＮが最も下位、すなわち、終端に位置する蓄電モジュールである。

（ＢＭＵの構成例）
次に、蓄電システム１０を構成する機器の詳細な構成例について説明する。始めに、図１、図２および図３を参照しつつＢＭＵ１００の構成例について説明する。ＢＭＵ１００は、ＭＣＵ(Micro Control Unit)１０１と、雌型のコネクタＣＮＡ、ＣＮＢを有する。ＭＣＵ１０１は、ＢＭＵ１００の動作を統括的に制御する。例えば、ＭＣＵ１０１は、ＢＭＵ１００が蓄電モジュールＭＤと接続されているか否かを検出する検出部として機能する。具体的には、後述する端子ＰＡの電圧に応じて蓄電モジュールとの接続の有無を検出する。

コネクタＣＮＡは、ＢＭＵ１００と、ＢＭＵ１００に対して上位に位置する電子機器との間を接続するケーブルのコネクタ（雄）が接続されるコネクタである。また、コネクタＣＮＢは、差動信号を伝送するケーブルＣＡの一方のコネクタが接続されるコネクタである。コネクタＣＮＡ、ＣＮＢとしては、例えば、ＲＪ４５タイプのコネクタを用いることができる。この場合、コネクタＣＮＡ、ＣＮＢは、８つの端子（ピン）を有する。８つの端子のそれぞれに所定の機能が割り当てられている。

また、ＢＭＵ１００は、正極端子（Ｂ＋）１０６および負極端子（Ｂ－）１０７を有している。正極端子１０６および負極端子１０７は、電力伝送用のパワーラインに接続されている。具体的には、正極端子１０６はパワーラインＰＬＡに接続されており、負極端子１０７はパワーラインＰＬＢに接続されている。また、正極端子１０６は、外部出力用正極端子（ＥＢ＋）１０８に接続されており、負極端子１０７は外部出力用負極端子（ＥＢ－）１０９に接続されている。外部出力用正極端子１０８および外部出力用負極端子１０９は、充電装置や負荷に対して接続される端子である。正極端子１０６と外部出力用正極端子１０８との間にはスイッチ１１０が接続されている。スイッチ１１０をオン／オフすることにより、充電装置からの電力を蓄電システム１０に対して充電／停止するか、または蓄電システム１０の電力を負荷に対して供給／停止するかの制御がなされる。スイッチ１１０のオン／オフ制御は、例えば、ＭＣＵ１０１によって行われる。

図２に示すように、ＭＣＵ１０１は、６つのポート（ポート１０１Ａ、１０１Ｂ・・１０１Ｆ）を有している。ポート１０１Ａは、ＭＣＵ１０１によって生成されたランダムパルスを出力する送信ポートである。ポート１０１Ｂは、入力されたアナログ信号をＡ／Ｄ(Analog to Digital)変換するポートである。ポート１０１Ｃは、差動信号を伝送する通信ライン＋が接続されるポートであり、ポート１０１Ｄは、差動信号を伝送する通信ライン－が接続されるポートである。ポート１０１Ｅは、ＭＣＵ１０１によって生成されたランダムパルスを出力する送信ポートである。ポート１０１Ｆは、入力されたアナログ信号をＡ／Ｄ変換するポートである。ポート１０１Ａ、１０１Ｅが、ランダムパルスを送信する送信部の一例に対応する。また、ポート１０１Ｂ、１０１Ｆが受信部の一例に対応する。

ポート１０１Ａは、反転出力回路１２０の入力側に接続されている。反転出力回路１２０の出力側が、コネクタＣＮＡが有する端子ＰＡに接続されている。また、端子ＰＡは、反転出力回路１２１の入力側に接続されており、反転出力回路１２１の出力側がポート１０１Ｂに接続されている。

ポート１０１Ｃは、コネクタＣＮＡが有する端子ＰＢおよびコネクタＣＮＢが有する端子ＰＢに接続されている。また、ポート１０１Ｄは、コネクタＣＮＡが有する端子ＰＣおよびコネクタＣＮＢが有する端子ＰＣに接続されている。なお、ポート１０１Ｃから導出される通信ライン＋とポート１０１Ｄから導出される通信ライン－との間には、差動信号を出力する側の終端抵抗である抵抗１３１が接続されている。

ポート１０１Ｅは、反転出力回路１２５の入力側に接続されている。反転出力回路１２５の出力側が、コネクタＣＮＢが有する端子ＰＡに接続されている。また、端子ＰＡは、反転出力回路１２６の入力側に接続されており、反転出力回路１２６の出力側がポート１０１Ｆに接続されている。

なお、図２において、図示の関係上、コネクタＣＮＡにおける端子の配置とコネクタＣＮＢにおける端子の配置とが異なっているが、それぞれのコネクタにおける端子の物理的な配置位置は同一である。他の図でも同様である。

図３Ａは、反転出力回路１２０の構成例を示す図である。なお、本実施形態では、反転出力回路１２５は反転出力回路１２０と同様の構成を有している。反転出力回路１２０および１２５は、例えば、ＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)により構成される。

所定の基準電圧ＶＤＤと接地電圧（グランド）との間に、スイッチング素子１２０Ａおよびスイッチング素子１２０Ｂが直列に接続されている。スイッチング素子１２０Ａは例えばＰチャンネルのＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）であり、スイッチング素子１２０Ｂは例えばＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴである。

スイッチング素子１２０Ａおよびスイッチング素子１２０Ｂのゲートに、反転出力回路１２０の入力側が接続されている。上述したように、ポート１０１Ａが反転出力回路１２０の入力側に接続されている。また、スイッチング素子１２０Ａのドレインとスイッチング素子１２０Ｂのドレイン間には、抵抗１２０Ｃおよび抵抗１２０Ｄが直列に接続されている。抵抗１２０Ｃおよび抵抗１２０Ｄの間の接続点から反転出力回路１２０の出力が導出されており、この出力がコネクタＣＮＡの端子ＰＡに接続されている（図２参照）。抵抗１２０Ｃおよび抵抗１２０Ｄとしては、抵抗値が同じものが用いられる。なお、本例では接地電圧をグランド、つまり０Ｖとしているが、基準電圧に対して所定の電位差があれば接地電圧は０Ｖに限定されることはなく、基準電圧に対して低い電圧の低電位ラインでもよい。

図３Ｂは、反転出力回路１２１の構成例を示す図である。なお、本実施形態では、反転出力回路１２６は反転出力回路１２１と同様の構成を有している。反転出力回路１２１および１２６は、例えば、ＣＭＯＳにより構成される。

所定の基準電圧ＶＤＤと接地電圧（グランド）との間に、スイッチング素子１２１Ａおよびスイッチング素子１２１Ｂが直列に接続されている。スイッチング素子１２１Ａは例えばＰチャンネルのＭＯＳＦＥＴであり、スイッチング素子１２１Ｂは例えばＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴである。

スイッチング素子１２１Ａおよびスイッチング素子１２１Ｂのゲートに、反転出力回路１２１の入力側が接続されている。上述したように、コネクタＣＮＡの端子ＰＡが反転出力回路１２１の入力側に接続されている。また、スイッチング素子１２１Ａのドレインとスイッチング素子１２１Ｂのドレイン間には、抵抗１２１Ｃおよび抵抗１２１Ｄが直列に接続されている。抵抗１２１Ｃおよび抵抗１２１Ｄの間の接続点から反転出力回路１２１の出力が導出されており、この出力がポート１０１Ｂに接続されている（図２参照）。抵抗１２１Ｃおよび抵抗１２１Ｄとしては、抵抗値が同じものが用いられる。なお、本例では接地電圧をグランド、つまり０Ｖとしているが、基準電圧に対して所定の電位差があれば接地電圧は０Ｖに限定されることはなく、基準電圧に対して低い電圧の低電位ラインでもよい。

（蓄電モジュールの構成例）
次に、図２、図４および図５を参照しつつ蓄電モジュールＭＤの構成例について説明する。蓄電モジュールＭＤは、ＭＣＵ２０１と、雌型のコネクタＣＮ１、ＣＮ２を有する。ＭＣＵ２０１は、蓄電モジュールＭＤの動作を統括的に制御する。例えば、ＭＣＵ２０１は、蓄電モジュールＭＤがＢＭＵおよび／または他の蓄電モジュールＭＤと接続されているか否かを検出する検出部として機能する。具体的には、ＭＣＵ２０１は、後述する端子ＰＡの電圧に応じてＢＭＵ１００または他の蓄電モジュールとの接続の有無を検出する。

コネクタＣＮ１は、蓄電モジュールＭＤと、蓄電モジュールＭＤに対して上位に位置する電子機器との間を接続し、差動信号を伝送するケーブルＣＡのコネクタ（雄）が接続されるコネクタ（雌）である。蓄電モジュールＭＤに対して上位に位置する電子機器は、ＢＭＵ１００の場合もあれば蓄電モジュールＭＤでもあり得る。また、コネクタＣＮ２は、差動信号を伝送するケーブルＣＡの一方のコネクタ（雄）が接続されるコネクタ（雌）である。コネクタＣＮ２は、例えば、下位の蓄電モジュールＭＤと接続される。但し、蓄電モジュールＭＤが終端の蓄電モジュールの場合には、コネクタＣＮ２に対しては何も接続されない。なお、コネクタＣＮ１が下位の蓄電モジュールとの接続用として使用されてもよく、コネクタＣＮ２が上位の機器との接続用として使用されてもよい。コネクタＣＮ１、ＣＮ２としては、例えば、ＲＪ４５タイプのコネクタを用いることができる。この場合、コネクタＣＮ１、ＣＮ２は、８つの端子（ピン）を有する。８つの端子のそれぞれに所定の機能が割り当てられている。

また、蓄電モジュールＭＤは、正極端子（Ｂ＋）２０６および負極端子（Ｂ－）２０７を有している。正極端子２０６および負極端子２０７は、電力伝送用のパワーラインに接続されている。具体的には、正極端子２０６はパワーラインＰＬＡに接続されており、負極端子２０７はパワーラインＰＬＢに接続されている。係る接続により、蓄電モジュールＭＤの電力がパワーラインＰＬＡ，ＰＬＢを介してＢＭＵ１００に伝送される。

図４に示すように、ＭＣＵ２０１は、７つのポート（ポート２０１Ａ、２０１Ｂ・・２０１Ｇ）を有している。ポート２０１Ａは、ＭＣＵ２０１によって生成されたランダムパルスを出力する送信ポートである。ポート２０１Ｂは、入力されたアナログ信号をＡ／Ｄ変換するポートである。ポート２０１Ｃは、差動信号を伝送する通信ライン＋が接続されるポートであり、ポート２０１Ｄは、差動信号を伝送する通信ライン－が接続されるポートである。ポート２０１Ｅは、ＭＣＵ２０１によって生成されたランダムパルスを出力する送信ポートである。ポート２０１Ｆは、入力されたアナログ信号をＡ／Ｄ変換するポートである。ポート２０１Ｇは、ＭＣＵ２０１により生成されたハイまたはローレベルのスイッチ制御信号が出力されるポートである。ポート２０１Ａ、２０１Ｅが、ランダムパルスを送信する送信部の一例に対応する。また、ポート２０１Ｂ、２０１Ｆが受信部の一例に対応する。

ポート２０１Ａは、反転出力回路２２０（第１の反転出力回路の一例）の入力側に接続されている。反転出力回路２２０の出力側が、コネクタＣＮ１が有する端子ＰＡに接続されている。また、端子ＰＡは、反転出力回路２２１（第２の反転出力回路の一例）の入力側に接続されており、反転出力回路２２１の出力側がポート２０１Ｂに接続されている。

ポート２０１Ｃは、コネクタＣＮ１が有する端子ＰＢおよびコネクタＣＮ２が有する端子ＰＢに接続されている。また、ポート２０１Ｄは、コネクタＣＮ１が有する端子ＰＣおよびコネクタＣＮ２が有する端子ＰＣに接続されている。

ポート２０１Ｅは、反転出力回路２２５の入力側に接続されている。反転出力回路２２５の出力側が、コネクタＣＮ２が有する端子ＰＡに接続されている。また、端子ＰＡは、反転出力回路２２６の入力側に接続されており、反転出力回路２２６の出力側がポート２０１Ｆに接続されている。

ポート２０１Ｃから導出される通信ライン＋とポート２０１Ｄから導出される通信ライン－との間には、終端設定を行うスイッチング素子の一例であるアナログのスイッチＩＣ(Integrated Circuit)２３０と、終端抵抗２３１とが接続されている。スイッチＩＣ２３０は、ポート２０１Ｇと接続されている。スイッチＩＣ２３０は、ポート２０１Ｇから出力されるスイッチ制御信号によってオン／オフが制御されるスイッチＩＣである。例えば、ハイレベルのスイッチ制御信号によってスイッチＩＣ２３０がオンされ、ローレベルのスイッチ制御信号によってスイッチＩＣ２３０がオフされる。スイッチＩＣ２３０がオンされることにより終端抵抗２３１が接続されることになり終端設定がなされる。

図５Ａは、反転出力回路２２０の構成例を示す図である。なお、本実施形態では、反転出力回路２２５は反転出力回路２２０と同様の構成を有している。反転出力回路２２０および２２５は、例えば、ＣＭＯＳにより構成される。

所定の基準電圧ＶＤＤと接地電圧グランドとの間に、スイッチング素子２２０Ａ（第１のスイッチング素子の一例）およびスイッチング素子２２０Ｂ（第２のスイッチング素子の一例）が直列に接続されている。スイッチング素子２２０Ａは例えばＰチャンネルのＭＯＳＦＥＴであり、スイッチング素子２２０Ｂは例えばＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴである。

スイッチング素子２２０Ａおよびスイッチング素子２２０Ｂのゲートに、反転出力回路２２０の入力側が接続されている。上述したように、ポート２０１Ａが反転出力回路２２０の入力側に接続されている。また、スイッチング素子２２０Ａのドレインとスイッチング素子２２０Ｂのドレイン間には、抵抗２２０Ｃおよび抵抗２２０Ｄが直列に接続されている。抵抗２２０Ｃおよび抵抗２２０Ｄの間の接続点から反転出力回路２２０の出力が導出されており、この出力がコネクタＣＮ１の端子ＰＡに接続されている（図４参照）。抵抗２２０Ｃおよび抵抗２２０Ｄとしては、抵抗値が同じものが用いられる。なお、本例では接地電圧をグランド、つまり０Ｖとしているが、基準電圧に対して所定の電位差があれば接地電圧は０Ｖに限定されることはなく、基準電圧に対して低い電圧の低電位ラインでもよい。

図５Ｂは、反転出力回路２２１の構成例を示す図である。なお、本実施形態では、反転出力回路２２６は反転出力回路２２１と同様の構成を有している。反転出力回路２２１および２２６は、例えば、ＣＭＯＳにより構成される。

所定の基準電圧ＶＤＤと接地電圧グランドとの間に、スイッチング素子２２１Ａおよびスイッチング素子２２１Ｂが直列に接続されている。スイッチング素子２２１Ａは例えばＰチャンネルのＭＯＳＦＥＴであり、スイッチング素子２２１Ｂは例えばＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴである。

スイッチング素子２２１Ａおよびスイッチング素子２２１Ｂのゲートに、反転出力回路２２１の入力側が接続されている。上述したように、コネクタＣＮ１の端子ＰＡが反転出力回路２２１の入力側に接続されている。また、スイッチング素子２２１Ａのドレインとスイッチング素子２２１Ｂのドレイン間には、抵抗２２１Ｃおよび抵抗２２１Ｄが直列に接続されている。抵抗２２１Ｃおよび抵抗２２１Ｄの間の接続点から反転出力回路２２１の出力が導出されており、この出力がポート２０１Ｂに接続されている（図４参照）。抵抗２２１Ｃおよび抵抗２２１Ｄとしては、抵抗値が同じものが用いられる。なお、本例では接地電圧をグランド、つまり０Ｖとしているが、基準電圧に対して所定の電位差があれば接地電圧は０Ｖに限定されることはなく、基準電圧に対して低い電圧の低電位ラインでもよい。

［接続検出処理］
次に、図６および図７を参照しつつ、蓄電システム１０を構成する各機器で行われる接続検出処理の一例について説明する。接続検出処理とは、自身が他の電子機器（ＢＭＵ１００や蓄電モジュールＭＤ）と接続されているか否かの接続の有無を検出する処理である。以下の説明では、蓄電モジュールＭＤ１、ＭＤ２間で行われる接続検出処理について説明するが、他の蓄電モジュールＭＤ間、ＢＭＵ１００と蓄電モジュールＭＤ間でも同様の処理が行われる。なお、図６および図７では、接続検出処理に係る構成を図示しており、その他の構成の図示は適宜、簡略化している。また、図示の関係上、反転出力回路の向きが反対になっている。

図６に示す状態は、蓄電モジュールＭＤ１と蓄電モジュールＭＤ２とが接続されていない非接続状態である。蓄電モジュールＭＤ１のＭＣＵ２０１は、送信用のポート２０１ＡからパルスＰＬ１を出力する。パルスＰＬ１は、特定の波形に限定されることはなく、出力を開始するタイミングも任意であるランダムパルスである。複数のパルス周波数に対応するパルスが用意されてもよい。

ポート２０１Ａから出力されたパルスＰＬ１は、反転出力回路２２０によりハイレベルおよびローレベルの出力が反転される。反転出力回路２２０からは、パルスＰＬ１のレベルが反転されたパルスＰＬ２が出力される。

ここで、コネクタＣＮ１の端子ＰＡは蓄電モジュールＭＤ２と接続されていない。したがって、パルスＰＬ２は外部機器に送信されることなく、反転出力回路２２１に入力される。反転出力回路２２１によりパルスＰＬ２のハイレベルおよびローレベルの出力が反転される。反転出力回路２２１からは、パルスＰＬ２のレベルが反転されたパルスＰＬ１と等価なパルスが出力される。出力されたパルスＰＬ１が受信用のポート２０１Ｂに入力される。ポート２０１Ｂに入力されたパルスＰＬ１がＡ／Ｄ変換される。

ＭＣＵ２０１は、自身がポート２０１Ａから出力されたパルスとポート２０１Ｂに入力されたパルスとが共にパルスＰＬ１であり、同じパルスであると判断する。ＭＣＵ２０１は、出力したパルスと受信したパルスとが同一の波形のパルスであれば、コネクタＣＮ１が他の電子機器と接続されていないと判断する。蓄電モジュールＭＤ２のＭＣＵ２０１も同様にして、コネクタＣＮ１が他の電子機器と接続されていないと判断する。

図７に示す状態は、蓄電モジュールＭＤ１と蓄電モジュールＭＤ２とが接続されている接続状態である。例えば、蓄電モジュールＭＤ１のコネクタＣＮ１と蓄電モジュールＭＤ２のコネクタＣＮ１とがケーブルＣＡを介して接続される。

接続状態において、蓄電モジュールＭＤ１のポート２０１ＡからはパルスＰＬ１が出力される。反転出力回路２２０によりパルスＰＬ１のレベルが反転され、反転出力回路２２０からはパルスＰＬ２が出力される。一方、蓄電モジュールＭＤ２のＭＣＵ２０１のポート２０１ＡからもパルスＰＬ１が出力される。反転出力回路２２０によりパルスＰＬ１のレベルが反転され、反転出力回路２２０からはパルスＰＬ２が出力される。

ここで、所定のタイミングｔ１に着目する。タイミングｔ１では、蓄電モジュールＭＤ１側のパルスＰＬ１のレベルはハイであることからスイッチング素子２２０Ｂがオンする。また、タイミングｔ１では、蓄電モジュールＭＤ２側のパルスＰＬ１のレベルはローであることからスイッチング素子２２０Ａがオンする。蓄電モジュールＭＤ１のコネクタＣＮ１の端子ＰＡと蓄電モジュールＭＤ２のコネクタＣＮ１の端子ＰＡとが接続されていることから、蓄電モジュールＭＤ２の反転出力回路２２０の基準電圧ＶＤＤから、端子ＰＡ間を介して、蓄電モジュールＭＤ１の反転出力回路２２０のスイッチング素子２２０Ｂを経由し、グランドに向かって電流が流れる。係る電流の流れが図７では太線の矢印により示されている。

ここで、タイミングｔ１では、蓄電モジュールＭＤ１側のパルスＰＬ２のレベルがローレベルであり、蓄電モジュールＭＤ２側のパルスＰＬ２のレベルがハイレベルであることから、ハイレベルとローレベルとの中間である中間電位が発生する。この中間電位によって、蓄電モジュールＭＤ１側の反転出力回路２２１のスイッチング素子２２１Ａおよびスイッチング素子２２１Ｂが同時にオンする。この結果、基準電圧ＶＤＤが抵抗２２１Ｃおよび抵抗２２１Ｄにより分圧された１／２ＶＤＤ（基準電圧ＶＤＤの略半分）が発生する。この１／２ＶＤＤがポート２０１Ｂに入力され、Ａ／Ｄ変換される。

蓄電モジュールＭＤ１のＭＣＵ２０１は、コネクタＣＮ１が非接続状態では検出されなかった１／２ＶＤＤが検出されたことから、コネクタＣＮ１が他の電子機器と接続されていると判断する。なお、蓄電モジュールＭＤ２側のポート２０１Ｂにも同様に１／２ＶＤＤが検出される。これにより、蓄電モジュールＭＤ２のＭＣＵ２０１も蓄電モジュールＭＤ２のコネクタＣＮ１が他の電子機器と接続されていると判断する。

コネクタＣＮ２に関しても同様の接続検出処理が行われることにより、コネクタＣＮ２が他の電子機器と接続されているか否かの検出が行われる。以上のようにして、コネクタＣＮ１、Ｃ２のそれぞれが他の電子機器と接続されているか否かを判断する接続検出処理が行われる。接続検出処理は、ＢＭＵ１００および蓄電モジュールＭＤ１、ＭＤ２以外の蓄電モジュールでも行われる。

［終端設定処理］
次に、スイッチＩＣ２３０をオンすることにより終端設定がなされる終端設定処理について説明する。例えば、図８に示すように、ＢＭＵ１００と、蓄電モジュールＭＤ１、ＭＤ２、ＭＤ３とが接続された蓄電システムを想定する。複数の蓄電モジュールＭＤの中で、蓄電モジュールＭＤ１が最も上位であり、以下、蓄電モジュールＭＤ２、ＭＤ３と順に接続されている。すなわち、蓄電モジュールＭＤ３が終端であることから、蓄電モジュールＭＤ３で終端設定がなされる必要がある。

ＢＭＵ１００のコネクタＣＮＢと蓄電モジュールＭＤ１のコネクタＣＮ２とが接続されている。蓄電モジュールＭＤ１のコネクタＣＮ１と蓄電モジュールＭＤ２のコネクタＣＮ１とが接続されている。蓄電モジュールＭＤ２のコネクタＣＮ２が蓄電モジュールＭＤ３のコネクタＣＮ２と接続されている。蓄電モジュールＭＤ３のコネクタＣＮ１は、ＢＭＵ１００および他の蓄電モジュールＭＤ２とは接続されていない。

ＢＭＵ１００のＭＣＵ１０１は、上述した接続検出処理を行うことにより、コネクタＣＮＢに対する接続が有ることを検出する。また、蓄電モジュールＭＤ１のＭＣＵ２０１は、上述した接続検出処理を行うことにより、コネクタＣＮ１、ＣＮ２に対する接続が有ることを検出する。また、蓄電モジュールＭＤ２のＭＣＵ２０１は、上述した接続検出処理を行うことにより、コネクタＣＮ１、ＣＮ２に対する接続が有ることを検出する。また、蓄電モジュールＭＤ３のＭＣＵ２０１は、上述した接続検出処理を行うことにより、コネクタＣＮ２に対する接続があり、且つ、コネクタＣＮ１に対する接続が無いことを検出する。

蓄電モジュールＭＤ３のＭＣＵ２０１は、２つのコネクタのうち一方のコネクタ（本例ではコネクタＣＮ２）のみが接続されていることから、自身が上位の電子機器のみと接続されている、換言すれば、自身が終端の蓄電モジュールＭＤであることを認識する。そこで、蓄電モジュールＭＤ３のＭＣＵ２０１は、スイッチＩＣ２３０をオンすることにより終端設定を行う。これにより、図８に示す蓄電システムにおける終端設定がなされる。

［蓄電システムの動作例］
次に、図９のシーケンス図を参照しつつ、図８に例示した蓄電システムの動作例について説明する。

始めに、ＢＭＵ１００および３台の蓄電モジュールの電源がオンされる。電源がオンされたＢＭＵ１００のＭＣＵ１０１は、接続検出処理を行うためのパルス（検出用パルス）をランダムに出力する。また、電源がオンされると各蓄電モジュールのＭＣＵ２０１は、接続検出処理を行うためのパルス（検出用パルス）をランダムに出力する。これらのパルスは、例えば、所定の周期で出力される。

ＢＭＵ１００のＭＣＵ１０１は、接続検出処理の結果、コネクタＣＮＡに対する接続が無いことを検出し、コネクタＣＮＢに対する接続が有ることを検出する。なお、コネクタＣＮＡがＢＭＵ１００に対してより上位のホスト機器に接続されていてもよく、この接続が接続検出処理により検出されてもよい。

蓄電モジュールＭＤ１のＭＣＵ２０１は、接続検出処理の結果、コネクタＣＮ１、ＣＮ２に対する接続が有ることを検出する。これにより、蓄電モジュールＭＤ１のＭＣＵ２０１は、自身が終端の蓄電モジュールでなく終端設定を行う必要がない旨（終端抵抗非設定）をＢＭＵ１００に通信により通知する。また、蓄電モジュールＭＤ１のＭＣＵ２０１は、スイッチＩＣ２３０がオンである場合にはオフにする。

蓄電モジュールＭＤ２のＭＣＵ２０１は、接続検出処理の結果、コネクタＣＮ１、ＣＮ２に対する接続が有ることを検出する。これにより、蓄電モジュールＭＤ２のＭＣＵ２０１は、自身が終端の蓄電モジュールでなく終端設定を行う必要がない旨（終端抵抗非設定）をＢＭＵ１００に通信により通知する。また、蓄電モジュールＭＤ２のＭＣＵ２０１は、スイッチＩＣ２３０がオンである場合にはオフにする。

蓄電モジュールＭＤ３のＭＣＵ２０１は、接続検出処理の結果、コネクタＣＮ２に対する接続が有り（接続状態）、且つ、コネクタＣＮ１に対する接続が無い（非接続状態）ことを検出する。これにより、蓄電モジュールＭＤ３のＭＣＵ２０１は、自身が終端の蓄電モジュールであることを認識し、スイッチＩＣ２３０をオンする。これにより、終端設定が自動で行われる。終端設定を行った蓄電モジュールＭＤ３のＭＣＵ２０１は、終端設定を行った旨（終端抵抗設定）をＢＭＵ１００に通信により通知する。

本例では、例えば、蓄電モジュールＭＤ１が第１の電子機器に対応し、蓄電モジュールＭＤ１のＭＣＵ２０１が第１の検出部に対応し、蓄電モジュールＭＤ１のコネクタＣＮ１の端子ＰＡが第１の端子に対応する。また、蓄電モジュールＭＤ２が第２の電子機器に対応し、蓄電モジュールＭＤ２のＭＣＵ２０１が第２の検出部に対応し、蓄電モジュールＭＤ２のコネクタＣＮ１の端子ＰＡが第２の端子に対応し、蓄電モジュールＭＤ２のコネクタＣＮ２の端子ＰＡが第３の端子に対応する。また、蓄電モジュールＭＤ３が第３の電子機器に対応する。なお、第１の電子機器および第２の電子機器の少なくとも一方が電池部を有していればよいから、例えば第１の電子機器はＢＭＵ１００であってもよい。

［本実施形態により得られる効果］
以上説明した本実施形態によれば、例えば、以下の効果を得ることができる。
ＢＭＵ１００や蓄電モジュールＭＤが、２つのコネクタのそれぞれに対する接続の有無を確実に検出することができる。また、接続されている互いの蓄電モジュールＭＤの一方だけではなくそれぞれが、２つのコネクタのそれぞれに対する接続の有無を検出することができる。
２つのコネクタのそれぞれに対する接続の有無を検出することができるので、所定の蓄電モジュールが、自身が終端の蓄電モジュールであるか否かを判断することができる。終端の蓄電モジュールである場合には、当該蓄電モジュールが自動で終端設定を行うことができる。蓄電システムにおける終端設定を自動で行うことができるので、人為的な操作の終端設定で起き得る設定ミスが生じてしまうことがない。
送信側であるポート２０１Ａと受信側であるポート２０１Ｂとが、コネクタを構成する１つの端子に接続されている。このため、送信側と受信側とで別々の端子を用意する必要がないため、処理に用いる端子数を低減（１つに）することができる。これにより、他の端子に割り当てられる機能（例えば、緊急停止用信号が出力される端子）を削減する必要がなくなる。
また、送信側のポートおよび受信側のポートが接続される端子を２つのコネクタのそれぞれが有しているため、コネクタ接続の制約を無くすことができる。例えば、所定の蓄電モジュールＭＤのコネクタＣＮ１は、下位の蓄電モジュールＭＤのコネクタＣＮ１と接続されてもよいし、コネクタＣＮ２と接続されてもよい。
また、図１０Ａに示すように、通常の反転出力回路には２つの抵抗は接続されていないが、本実施形態に係る各反転出力回路は、通常の反転出力回路には無い２つの抵抗を有し、これら２つの抵抗はほぼ等しい抵抗値を有している。係る構成によって、検出用の電圧（１／２ＶＤＤ）を生成することができると共に、２つのスイッチが同時にオンした場合に基準電圧ＶＤＤ－グランド間に流れる貫通電流（図１０Ｂの矢印で示す）を緩和することができる。これにより、各反転出力回路の保護を図ることが可能となる。

＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について具体的に説明したが、本発明の内容は上述した一実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。

他の電子機器と接続があることを検出するための電圧は、基準電圧より低く接地電圧より高ければよく、必ずしも１／２ＶＤＤ（基準電圧ＶＤＤの略半分）に限定されることはない。

例えば、本発明における第１の電子機器および第２の電子機器は、一方がＢＭＵであり他方が蓄電モジュールの場合もあれば、両方が蓄電モジュールの場合もある。このように、技術的な矛盾が発生しない範囲において、本発明の蓄電システムを構成する任意の構成要素が、本発明を特定する構成に対応し得る。

蓄電システムで接続される蓄電モジュールの個数は適宜、変更可能である。蓄電モジュールが並列または直並列に接続されてもよい。また、コネクタの端子に割り当てられる機能は適宜な機能とすることができる。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、ＢＭＵや蓄電モジュールの回路構成は適宜、変更することができる。

上述した実施形態、変形例で説明した事項は、適宜組み合わせることが可能である。また、実施形態で説明された材料、工程等はあくまで一例であり、例示された材料等に本発明の内容が限定されるものではない。

＜応用例＞
本発明を電動車両用の蓄電システムに適用した例として、図１１に、シリーズハイブリッドシステムを採用したハイブリッド車両（ＨＶ）の構成例を概略的に示す。シリーズハイブリッドシステムはエンジンを動力とする発電機で発電された電力、あるいはそれをバッテリに一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置で走行する車である。

このハイブリッド車両６００には、エンジン６０１、発電機６０２、駆動力変換装置（直流モータ又は交流モータ。以下単に「モータ６０３」という。）、駆動輪６０４ａ、駆動輪６０４ｂ、車輪６０５ａ、車輪６０５ｂ、バッテリー６０８、車両制御装置６０９、各種センサ６１０、充電口６１１が搭載されている。バッテリー６０８としては、本発明の蓄電モジュールまたは蓄電システムが適用され得る。

バッテリー６０８の電力によってモータ６０３が作動し、モータ６０３の回転力が駆動輪６０４ａ、６０４ｂに伝達される。エンジン６０１によって産み出された回転力によって、発電機６０２で生成された電力をバッテリー６０８に蓄積することが可能である。各種センサ６１０は、車両制御装置６０９を介してエンジン回転数を制御したり、図示しないスロットルバルブの開度を制御したりする。

図示しない制動機構によりハイブリッド車両６００が減速すると、その減速時の抵抗力がモータ６０３に回転力として加わり、この回転力によって生成された回生電力がバッテリー６０８に蓄積される。バッテリー６０８は、ハイブリッド車両６００の充電口６１１を介して外部の電源に接続されることで充電することが可能である。このようなＨＶ車両を、プラグインハイブリッド車（ＰＨＶ又はＰＨＥＶ）という。

なお、本発明を小型化された一次電池に応用して、車輪６０４、６０５に内蔵された空気圧センサシステム（TPMS: Tire Pressure Monitoring system）の電源として用いることも可能である。

以上では、シリーズハイブリッド車を例として説明したが、エンジンとモータを併用するパラレル方式、又は、シリーズ方式とパラレル方式を組み合わせたハイブリッド車に対しても本発明は適用可能である。さらに、エンジンを用いない駆動モータのみで走行する電気自動車（ＥＶ又はＢＥＶ）や、燃料電池車（ＦＣＶ）に対しても本発明は適用可能である。

１０・・・蓄電システム
１００・・・ＢＭＵ
１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｅ，１０１Ｆ，２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｅ，２０１Ｆ・・・ポート
１０１，２０１・・・ＭＣＵ
１２０，１２１，１２５，１２６，２２０，２２１，２２５，２２６・・・反転出力回路
１２０Ａ，１２０Ｂ，１２１Ａ，１２１Ｂ，２２０Ａ，２２０Ｂ，２２１Ａ，２２１Ｂ・・・スイッチング素子
１２０Ｃ，１２０Ｄ，１２１Ｃ，１２１Ｄ，２２０Ｃ，２２０Ｄ，２２１Ｃ，２２１Ｄ・・・抵抗
２０５・・・電池部
２３０・・スイッチＩＣ
２３１・・・終端抵抗
ＣＮＡ、ＣＮＢ，ＣＮ１，ＣＮ２・・・コネクタ
ＰＡ・・・端子

Claims (8)

1. 第１の電子機器と、
   第２の電子機器と
   を有し、
   前記第１の電子機器および前記第２の電子機器の少なくとも一方は電池部を有し、
   前記第１の電子機器は、第１の端子と、前記第１の端子と接続される第１の検出部を有し、
   前記第２の電子機器は、第２の端子と、前記第２の端子と接続される第２の検出部を有し、
   前記第１の検出部は、前記第１の端子の電圧に応じて前記第２の電子機器との接続の有無を検出し、
   前記第２の検出部は、前記第２の端子の電圧に応じて前記第１の電子機器との接続の有無を検出し、
   前記第１の検出部および前記第２の検出部は、基準電圧よりも低く接地電圧よりも高い電圧が検出された場合に、他方の電子機器との接続があると判断し、
   前記第１の検出部および前記第２の検出部は、送信部と受信部とをそれぞれ有し、
   前記送信部は第１の反転出力回路の入力側に接続され、前記第１の反転出力回路の出力側が前記第１の端子または前記第２の端子に接続されており、
   前記受信部は第２の反転出力回路の出力側に接続され、前記第２の反転出力回路の入力側が前記第１の端子または前記第２の端子に接続されている
   蓄電システム。
2. 前記第１の検出部および前記第２の検出部は、前記基準電圧の略半分の電圧が検出された場合に、前記他方の電子機器との接続があると判断する
   請求項１に記載の蓄電システム。
3. 前記第１の反転出力回路および前記第２の反転出力回路は、ＣＭＯＳにより構成される
   請求項１又は２に記載の蓄電システム。
4. 前記基準電圧および前記接地電圧間に第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子とが接続されており、
   前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子との間に２つの抵抗が直列に接続されており、
   前記受信部は、前記２つの抵抗間に接続されている
   請求項１から３までの何れかに記載の蓄電システム。
5. 前記送信部からランダムパルスが出力される
   請求項１から４までの何れかに記載の蓄電システム。
6. 第３の電子機器を有し、
   少なくとも前記第２の電子機器は前記電池部を有し、
   前記第２の電子機器は、第３の端子を有し、
   前記第２の検出部は、前記第３の端子に接続されており、前記第３の端子の電圧に応じて前記第３の電子機器との接続を検出する
   請求項１から５までの何れかに記載の蓄電システム。
7. 前記第２の電子機器は、第３の端子を有し、
   前記第２の検出部は、前記第２の端子の電圧に応じた検出結果が接続状態であり、前記第３の端子に応じた検出結果が非接続状態であると判断した場合に、終端設定を行うスイッチング素子をオフからオンにすることで終端設定を行う
   請求項１から６までの何れかに記載の蓄電システム。
8. 請求項１から７までの何れかに記載の蓄電システムを有する電動車両。

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