JP7458957B2 - 無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システムに関する。

下記特許文献１には、電池監視システムが開示されている。この電池監視システムは、複数の電池モジュールに各々対応して設けられた複数のサテライトユニットを備え、各電池モジュールについて検出タイミングが同期した電圧値及び電流値を各サテライトユニットから単一の電池ＥＣＵに無線通信することにより、電池ＥＣＵにおいて各電池モジュールの状態を監視するものである。

このような電池監視システムによれば、各電池モジュールの電流値及び電圧値が検出タイミングの同期が確保された状態でサテライトユニットから電池ＥＣＵに無線送信されるので、サテライトユニットから電池ＥＣＵへの無線送信に失敗し、当該無線送信をリトライした場合であっても電圧値と電流値との検出タイミングがずれることがなく、よって電池モジュールの状態の監視精度を確保することができる。

特開２０２０－０５３１７６号公報

ところで、上記背景技術では、個々の電池モジュールにて電圧値及び電流値を検出しタイミングが確保されているので、電池モジュール単位での状態評価については監視精度を確保することが可能である。しかしながら、複数のサテライトユニット（通信子機）に電流センサからの電流値を入力しているため、せっかく電池ＥＣＵとサテライトユニット間の通信を無線化しているのに関わらず、各々のサテライトユニットに電流入力するハーネスが必要となり、また各サテライトユニットには電流の入力端子が必要となってしまう。

すなわち、上述した背景技術では、複数のサテライトユニット（通信子機）間における電圧値及び電流値（送信データ）の同期を確保するために、同期用のインタフェース回路及びハーネスが別途必要となる。したがって、上述した背景技術では、同期用のインタフェース回路の分だけ実装面積が増大し、かつハーネスの重量が増大するという問題点がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、実装面積の増大を抑制しつつ無線通信における親機と子機とのデータの同期を確保することが可能な無線通信システムの提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、無線通信システムに係る第１の解決手段として、親機時刻を計時する親機用計時手段が設けられた無線親機と、子機時刻を計時する子機用計時手段が設けられ、前記無線親機と無線通信する複数の無線子機とを備え、前記無線子機は、前記無線親機から前記親機時刻を受信すると、前記子機時刻を前記無線親機に無線送信し、前記無線親機は、前記親機時刻と前記子機時刻と当該子機時刻を無線受信したときの前記親機時刻とに基づいて通信遅延時間及び前記無線子機の処理時間を取得する、という手段を採用する。

本発明では、無線通信システムに係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記無線子機は、組電池を構成する複数の電池モジュールに対応して複数設けられ、前記電池モジュールの電圧検出値を取得し、前記電圧検出値及び前記子機時刻を前記無線親機に無線送信し、前記無線親機は、所定のタイムインターバルで順次取得した前記組電池の電流検出値に前記親機時刻をタイムスタンプとして付加して順次記憶し、前記通信遅延時間及び前記処理時間に基づいて同一時刻の前記電流検出値及び前記電圧検出値を特定し、当該同一時刻の前記電流検出値及び前記電圧検出値に基づいて前記組電池の状態を監視する、という手段を採用する。

本発明では、無線通信システムに係る第３の解決手段として、上記第２の解決手段において、前記無線親機は、前記通信遅延時間及び前記処理時間をシステム起動時に取得する、という手段を採用する。

本発明では、無線通信システムに係る第４の解決手段として、上記第２または第３の解決手段において、前記無線親機は、前記組電池の状態として、同一時刻の前記電流検出値及び前記電圧検出値に基づいて前記組電池の内部インピーダンスを推定する、という手段を採用する。

本発明によれば、実装面積の増大及び無駄な配線を抑制しつつ無線通信における親機と子機とのデータの同期を確保することが可能な無線通信システムを提供することが可能である。

本発明の一実施形態に係る電池監視システムのシステム構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態における組電池の電流データを示す模式図である。 本発明の一実施形態における遅延時間取得処理の手順を示す通信チャートである。 本発明の一実施形態における劣化診断処理の手順を示す通信チャートである。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態に係る電池監視システムは、本発明の無線通信システムに相当するものであり、図１に示すように複数の電圧検出装置Ａ１～Ａｎ及び単一の監視装置Ｂを備えている。これら電圧検出装置Ａ１～Ａｎ及び監視装置Ｂは、所定の無線回線によって無線通信自在に相互接続されている。なお、本実施形態における「ｎ」は自然数を示す添え字である。

電圧検出装置Ａ１～Ａｎは、ｎ個の電池モジュールＭ１～Ｍｎに対応して複数設けれている。すなわち、電圧検出装置Ａ１～Ａｎは、電池モジュールＭ１～Ｍｎと同数のｎ個設けられている。これら電圧検出装置Ａ１～Ａｎは、各々に対応する電池モジュールＭ１～Ｍｎの電圧を検出し、この検出値を自らの識別番号と共に監視装置Ｂに無線送信する。このような電圧検出装置Ａ１～Ａｎは、本発明における無線子機に相当する。

単一の監視装置Ｂは、これら電圧検出部Ａ１～Ａｎから無線受信した各電池モジュールＭ１～Ｍｎの電圧値に基づいてｎ個の電池モジュールＭ１～Ｍｎから構成される組電池の状態を監視する。この監視装置Ｂは、図示しない上位制御装置に対して組電池の監視結果を逐次報告する。このような監視装置Ｂは、本発明における無線親機に相当する。

ｎ個の電池モジュールＭ１～Ｍｎは、相互に直列接続された複数（ｍ個）の電池セルを備え、各電池セルの合計電圧を出力電圧とする。このようなｎ個の電池モジュールＭ１～Ｍｎは、相互に直列接続されている。すなわち、本実施形態における組電池は、ｎ個の電池モジュールＭ１～Ｍｎの合計電圧、つまりｎ×ｍ個の電池セルの合計電圧を出力電圧とする二次電池である。

このような組電池つまりｎ個の電池モジュールＭ１～Ｍｎは、電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両に搭載され、例えば走行動力源である走行モータに直流電力を供給する。このような組電池は、例えばリチウムイオン電池あるいは燃料電池であり、数百ボルトの出力電圧を出力する。

このような組電池には、自身の出力電流を検出する電流センサＤが付帯的に設けられている。この電流センサＤは、例えば図示するように第ｎ電池モジュールＭｎのマイナス側に設けられており、第ｎ電池モジュールＭｎのマイナス端子に接続された出力線（電力線）に流れる電流（出力電流）を検出し、電流検出値を示す電気信号（電流検出信号）を監視装置Ｂに出力する。なお、この電流センサＤは直列に並ぶ電池モジュールの電力線上に接続されればよく、例えば第１電池モジュールＭ１のプラス側に設けられてもよい。

ｎ個の電圧検出装置Ａ１～Ａｎについてさらに詳しく説明すると、ｎ個の電圧検出装置Ａ１～Ａｎは、自身を特定するための個別の識別番号を有するものの、基本的な構成は同一である。したがって、以下では、代表として第１の電圧検出装置Ａ１の詳細構成について説明する。

第１電圧検出装置Ａ１は、図示するように電圧検出部１、複数（ｍ個）の放電部、温度センサ３、温度検出部４、記憶部５、計時部６、均等化処理部７、命令受信部８、データ受信部９及びデータ送信部１０を備えている。これら各構成要素のうち、計時部６は、本発明の子機用計時手段及び検出用計時手段に相当する。

電圧検出部１は、第１電圧検出装置Ａ１の主機能部であり、第１電池モジュールＭ１を構成するｍ個の電池セルの出力電圧（セル電圧）を検出し、ｍ個のセル電圧の検出値（電圧検出値）をデータ送信部１０に出力する。なお、この電圧検出部１は、図示するように第１電池モジュールＭ１における各電池セルの電極（プラス電極及びマイナス電極）が複数の入力端に各々接続されており、各電池セルについてプラス電極の電位とマイナス電極の電位との差分に基づいてセル電圧検出値を取得する。

電圧検出部１は、各電池セルのプラス電極の電位とマイナス電極の電位とを所定のタイムインターバルでサンプリングすることによりアナログ値であるセル電圧を検出する。また、この電圧検出部１は、各電池セルのセル電圧を所定分解能のデジタル値に変換し、当該デジタル値であるセル電圧の検出値（電圧検出値）をセル電圧検出値としてデータ送信部１０に順次出力する。

上述したようにｎ個の電池モジュールＭ１～Ｍｎは二次電池であり、放電と充電とを行い得る。複数（ｍ個）の放電部２は、第１電池モジュールＭ１におけるｍ個の電池セルについて、その充電状態を均等化するために電池セル毎に設けられた電子スイッチと抵抗器との直列回路である。

すなわち、これら放電部２は、均等化処理部７によってＯＮ状態とＯＦＦ状態とが操作されるスイッチングトランジスタ等の電子スイッチと当該電子スイッチに直列接続されると共に所定の抵抗値を有する抵抗器から構成されている。各電池セルに対応する放電部２の電子スイッチは、ｍ個の電池セルが均等化するＯＮ状態とＯＦＦ状態とが均等化処理部７によって設定される。

温度センサ３は、第１電池モジュールＭ１の温度を検出し、当該モジュール温度に相当する電気信号（温度検出信号）を温度検出部４に出力する。すなわち、この温度センサ３は、第１電池モジュールＭ１に近接配置されており、第１電池モジュールＭ１の代表温度を検出する感温センサであり、例えば熱電対である。

温度検出部４は、上記温度センサ３から入力される温度検出信号をモジュール温度に変換する信号変換器であり、当該モジュール温度をデータ送信部１０に出力する。この温度検出部４は、例えば温度検出信号とモジュール温度との関係を示すデータテーブルや関数を備えており、当該データテーブルや関数を用いることによって温度検出信号の大きさ（電圧振幅）に対応するモジュール温度を割り出す。

記憶部５は、データ受信部９から入力される監視時刻ｔｍを一時的に記憶する。なお、この監視時刻ｔｍについては後述する。また、この記憶部５は、データ送信部１０から読出し要求が入力されると、監視時刻ｔｍを読み出してデータ送信部１０に出力する。なお、この記憶部５は、電圧検出部１で検出される一定期間に亘る複数のセル電圧検出値を記憶するデータバッファとしても機能する。

計時部６は、連続的に時刻を計時するタイマ回路である。この計時部６が計時する時刻（検出時刻ｔｃ）は、第１電圧検出装置Ａ１（無線子機）に固有の時刻であり、本発明の子機時刻に相当する。この計時部６は、自らが計時した検出時刻ｔｃ（子機時刻）をデータ送信部１０に順次出力する。

また、この計時部６は、検出時刻ｔｃの同期機能を備えており、後述する監視時刻ｔｍが記憶部５に記憶されると、検出時刻ｔｃを監視時刻ｔｍに合せ込む。すなわち、データ受信部９が監視装置Ｂから監視時刻ｔｍを受信して記憶部５に記憶させると、計時部６が計時する検出時刻ｔｃは、監視時刻ｔｍと同一時刻に即座に修正される。

均等化処理部７は、命令受信部８から入力される操作命令に基づいてｍ個の放電部２を操作する操作部である。すなわち、この均等化処理部７は、第１電池モジュールＭ１の各電池セルに対する均等化処理命令が命令受信部８から入力されると、ｍ個の放電部２における各電子スイッチをＯＮ／ＯＦＦさせることにより各セル電圧を均等化させる。

例えば、第１電池モジュールＭ１において互いに直列接続されたｍ個の電池セルのうち、最上位電圧側に位置する電池セルＣｕのセル電圧が他の電池セルのセル電圧よりも高い電圧であって場合、均等化処理部７は、上記電池セルＣｕに並列接続された放電部２の電子スイッチのみをＯＮ状態に設定することにより電池セルＣｕを強制放電させる。この結果、電池セルＣｕのセル電圧が低下して他の電池セルのセル電圧に対して均等化される。

命令受信部８は、均等化処理指令あるいは電圧送信指令を監視装置Ｂから無線受信する通信部である。命令受信部８は、図示するように受信用アンテナを備えており、当該受信用アンテナを用いることにより監視装置Ｂから飛来する電波を受信し、当該電波（受信波）に含まれる均等化処理指令あるいは電圧送信指令を抽出する。このような命令受信部８は、受信波から均等化処理指令あるいは電圧送信指令を抽出すると、均等化処理指令あるいは電圧送信指令命令を均等化処理部７に出力し、電圧送信指令をデータ送信部１０に出力する。

データ受信部９は、各種データを監視装置Ｂから無線受信する通信部である。命令受信部８は、上述した命令受信部８と同様に受信用アンテナを備えており、当該受信用アンテナを用いることにより監視装置Ｂから飛来する電波を受信し、当該電波（受信波）に含まれる各種データを抽出する。このような命令受信部８は、受信波から例えば監視時刻ｔｍを抽出すると、当該監視時刻ｔｍを記憶部５に記憶させる。

データ送信部１０は、電圧検出部１から取得した各電池セルのセル電圧検出値、温度検出部４から取得したモジュール温度及び計時部６から取得した検出時刻ｔｃ等を監視装置Ｂに送信する通信部である。このデータ送信部１０は、送信用アンテナを備えており、命令受信部８から各種送信指令が入力されると、当該送信指令の内容に応じて各電池セルのセル電圧検出値、モジュール温度及び／あるいは検出時刻ｔｃを監視装置Ｂに送信する。

このようなデータ送信部１０は、例えば第１電池モジュールＭ１に関するセル電圧検出値、モジュール温度及び／あるいは検出時刻ｔｃを各々格納する送信パケットに自らの識別番号を付加して監視装置Ｂに送信する。

一方、監視装置Ｂは、図示するように電流検出部１１、記憶部１２、計時部１３、劣化推定部１４、データ受信部１５、命令送信部１６及びデータ送信部１７を備えている。これら各構成要素のうち、計時部１３は、本発明の親機用計時手段及び監視用計時手段に相当する。

電流検出部１１は、電流センサＤから入力される電流検出信号に基づいて組電池の出力電流（バッテリ電流）を順次検出する。この電流検出部１１は、例えば電流検出信号とバッテリ電流との関係を示すデータテーブルや関数を備えており、当該データテーブルや関数を用いることによって電流検出信号の大きさ（電圧振幅）に対応するバッテリ電流を割り出して記憶部１２に出力する。

このような電流検出部１１は、上記電流検出信号を所定のタイムインターバルでサンプリングすることによりアナログ値としてバッテリ電流を時系列的に順次検出する。また、この電流検出部１１は、時系列的なバッテリ電流（アナログ値）を所定分解能のデジタル値に変換し、当該デジタル値であるバッテリ電流データを時系列的なバッテリ電流の検出値（電流検出値）として記憶部１２に順次出力する。

記憶部１２は、上記電流検出部１１から順次取得した電流検出値に計時部１３から入力される監視時刻ｔｍをタイムスタンプとして付加した電流データを順次記憶する半導体メモリである。すなわち、この記憶部１２には、電流検出部１１から電流検出値が入力されることに加えて、計時部１３から監視時刻ｔｍが入力されている。このような記憶部１２は、例えばリングバッファの半導体メモリであり、複数の監視時刻ｔｍに亘る複数の電流検出値を組電池の電流データとして記憶する。

図２は、上記組電池の電流データの構造を示す模式図である。記憶部１２には、図２に示すように、監視時刻ｔｍと電流検出値とからなる電流データが記憶容量に応じた分だけ記憶されている。すなわち、この記憶部１２は、記憶容量が大きい程より広い範囲の監視時刻ｔｍに亘る電流データを記憶することができる。このような記憶部１２では、監視時刻ｔｍを指定することによって、当該監視時刻ｔｍに対応する1つの電流検出値が読み出される。

計時部１３は、連続的に時刻を計時するタイマ回路である。この計時部１３が計時する時刻（監視時刻ｔｍ）は、監視装置Ｂ（無線親機）に固有の時刻であり、本発明の親機時刻に相当する。このような計時部１３は、自らが計時した監視時刻ｔｍ（親機時刻）を記憶部１２及びデータ送信部１７に順次出力する。

ここで、監視時刻ｔｍ（親機時刻）は、上述した検出時刻ｔｃ（子機時刻）に対して若干の偏差を有し得る時刻である。この理由は、監視時刻ｔｍ（親機時刻）と検出時刻ｔｃ（子機時刻）とが異なる計時手段つまり計時部６及び計時部１３によって計時されことに起因する。したがって、電圧検出装置Ａ１～Ａｎ（無線子機）で検出される各電池セルの電圧検出値と監視装置Ｂ（無線親機）で検出される組電池の電流検出値との検出タイミングの同期精度を高めるためには、少なくとも監視時刻ｔｍ（親機時刻）と検出時刻ｔｃ（子機時刻）との偏差を把握する必要がある。

劣化推定部１４は、ｎ個の電池モジュールＭ１～Ｍｎつまり組電池の劣化状態を評価する機能構成要素である。この劣化推定部１４は、記憶部１２から読み出した組電池の電流検出値並びにデータ受信部１５から入力される各電池セルの電圧検出値及びモジュール温度のうち、略同時刻の電流検出値並びに電圧検出値及びモジュール温度を用いて各電池セルの内部インピーダンスを推定することにより、組電池の劣化状態を評価する。

このような劣化推定部１４は、組電池の評価結果を車両ＥＣＵ等の上位制御装置に出力する。なお、この劣化推定部１４は、組電池の劣化状態を評価する関係で、命令送信部１６に加えてデータ送信部１７をも制御する。すなわち、劣化推定部１４は、命令送信部１６及びデータ送信部１７を制御することにより組電池の劣化状態を評価する。

データ受信部１５は、上述したデータ送信部１０から各電池セルの電圧検出値、検出時刻ｔｃ及びモジュール温度を無線受信する通信部である。このデータ受信部１５は、図示するように通信用アンテナを備えており、当該通信用アンテナを用いることにより各電圧検出部Ａ１～Ａｎから飛来する電波を受信する。このようなデータ受信部１５は、各電圧検出部Ａ１～Ａｎのデータ送信部１０から受信した各電池セルの電圧検出値、検出時刻ｔｃ及びモジュール温度を各電圧検出部Ａ１～Ａｎの検出データとして劣化推定部１４に出力する。

命令送信部１６は、上述した命令受信部８に均等化処理指令あるいは電圧送信指令を無線送信するする通信部である。この命令送信部１６は、上述した通信用アンテナを用いることにより劣化推定部１４から入力された均等化処理命令を電波（送信波）として発信する。このような命令送信部１６は、所定の変調回路を備えており、予め決められた通信プロトコルに基づいて均等化処理命令に変調処理を施すことにより送信波を生成する。

データ送信部１７は、上記均等化処理命令以外の各種データつまり各電圧検出部Ａ１～Ａｎが必要とする検出用データを送信する通信部である。このデータ送信部１７は、上記命令送信部１６と同様に所定の変調回路を備えており、予め決められた通信プロトコルに基づいて検出用データ及び識別番号に変調処理を施すことにより送信波を生成する。

次に、本実施形態に係る無線通信システム及び電池監視システムの動作について、図３及び図４をも参照して詳しく説明する。

この無線通信システム及び電池監視システムは、初期処理として通信遅延時間Ｔｄ及び処理時間Ｔｐの取得処理（遅延時間取得処理）を行い、続いて通常処理をして組電池の劣化診断処理を行う。遅延時間取得処理は、無線通信システム及び電池監視システムの起動時（システム起動時）に行われ、劣化診断処理は、起動後に予め設定されたタイミングで順次行われる。

図３は、遅延時間取得処理の手順を示す通信チャートである。この遅延時間取得処理では、監視装置Ｂが送信監視時刻ｔｍ1を各電圧検出装置Ａ１～Ａｎに送信する。すなわち、劣化推定部１４は、送信監視時刻ｔｍ1の送信をデータ送信部１７に指示する。この結果、データ送信部１７は、上記送信監視時刻ｔｍ1を全ての電圧検出装置Ａ１～Ａｎに向けて送信する。

ここで、本実施形態における通信遅延時間Ｔｄは、図３に示すように監視装置Ｂと各電圧検出装置Ａ１～Ａｎとの間における電波の送受信に要する時間である。すなわち、この通信遅延時間Ｔｄは、監視装置Ｂから各電圧検出装置Ａ１～Ａｎへの電波の伝搬時間Ｔｄ１と各電圧検出装置Ａ１～Ａｎから監視装置Ｂへの電波の伝搬時間Ｔｄ２とを合計した時間である。

各電圧検出装置Ａ１～Ａｎでは、データ受信部９が上記送信監視時刻ｔｍ1を受信する。そして、データ受信部９は、送信監視時刻ｔｍ1を記憶部５に出力して記憶させる。このように送信監視時刻ｔｍ1が記憶部５に記憶されると、計時部６は、検出時刻ｔｃを送信監視時刻ｔｍに合せ込む。そして、データ送信部１０は、送信監視時刻ｔｍ1に同期した検出時刻ｔｃを計時部６から取得し、この検出時刻ｔｃを監視装置Ｂに向けて送信する。

監視装置Ｂでは、データ受信部１５が上記検出時刻ｔｃを各電圧検出装置Ａ１～Ａｎから受信する。そして、データ受信部１５は、上記検出時刻ｔｃと当該検出時刻ｔｃを受信したときに計時部１３から入力される受信監視時刻ｔｍ2を劣化推定部１４に出力する。劣化推定部１４は、送信監視時刻ｔｍ1、検出時刻ｔｃ及び受信監視時刻ｔｍ2に基づいて通信遅延時間Ｔｄ及び検出処理時間Ｔｐを計算する。

例えば、図３に記載されているように、送信監視時刻ｔｍ1が「12：34：56：70」であった場合、各電圧検出装置Ａ１～Ａｎの検出時刻ｔｃは、「12：34：56：70」に時刻合わせされる。この時刻合わせから各電圧検出装置Ａ１～Ａｎのデータ送信部１０が検出時刻ｔｃを送信するまでには一定の処理時間Ｔｐを要するので、データ送信部１０が送信する検出時刻ｔｃは例えば「12：34：56：80」となる。

そして、この検出時刻ｔｃは、一定の通信遅延時間Ｔｄを経て監視装置Ｂのデータ受信部１５に受信されるので、受信監視時刻ｔｍ2は例えば「12：34：58：00」となる。このような送信監視時刻ｔｍ1、検出時刻ｔｃ及び受信監視時刻ｔｍ2の関係の場合、各電圧検出装置Ａ１～Ａｎの処理時間Ｔｐは、０．１秒と計算され、また通信遅延時間Ｔｄは０．２秒と計算される。劣化推定部１４は、このようにして計算した処理時間Ｔｐ及び通信遅延時間Ｔｄを電圧検出装置Ａ１～Ａｎ毎に記憶部１２に記憶させる。

続いて、図４は劣化診断処理の手順を示す通信チャートである。この劣化診断処理では、監視装置Ｂが全ての電圧検出装置Ａ１～Ａｎに電圧送信指令を送信する。すなわち、劣化推定部１４は、電圧送信指令の送信を命令送信部１６に指示する。この結果、命令送信部１６は、電圧送信指令を各電圧検出装置Ａ１～Ａｎに向けて送信する。

一方、監視装置Ｂの電流検出部１１は、システム起動以降、電流検出値の取得を所定のタイムインターバルで連続先に行い、電流検出値に監視時刻ｔｍをタイムスタンプとして付加した電流データを記憶部１２に順次記憶させる。したがって、命令送信部１６が電圧送信指令を各電圧検出装置Ａ１～Ａｎに向けて送信する時点では、電流データの取得及び記憶部１２への記憶が連続的に継続された状態にある。

各電圧検出装置Ａ１～Ａｎでは、命令受信部８が上記電圧送信指令を受信してデータ送信部１０に出力する。そして、データ送信部１０は、電圧検出部１から各電池セルのセル電圧検出値を取得し、温度検出部４からモジュール温度を取得する。そして、データ送信部１０は、各電池セルのセル電圧検出値及びモジュール温度に計時部６から取得した検出時刻ｔｃに加え自身の識別番号を付加した検出データを生成し、当該検出データ格納した送信パケットを監視装置Ｂに向けて送信する。

監視装置Ｂでは、データ受信部１５が上記送信パケットを各電圧検出装置Ａ１～Ａｎから受信する。そして、データ受信部１５は、上記送信パケットから検出データを抽出して劣化推定部１４に出力する。劣化推定部１４は、このようにして各電圧検出装置Ａ１～Ａｎから取得した検出データと記憶部１２に記憶されている複数の単位電流データとに基づいて各電池モジュールＭ１～Ｍｎの内部インピーダンスを推定する。

ここで、各電池モジュールＭ１～Ｍｎの内部インピーダンスは、各電池モジュールＭ１～Ｍｎを構成する各電池セルの内部インピーダンスの合計値である。電池セルや電池モジュール、また複数の電池モジュールを直列接続した電池の内部インピーダンスについては、幾つかの推定手法が公知である。

ここでは詳細の説明を省略するが、推定精度を高めるためには同一時刻に検出された電池電圧及び電池電流を用いる必要がある。異なる時刻の電池電圧及び電池電流を用いた場合、電池の内部インピーダンスの推定精度が低下し、この結果として電池の状態を精度良く評価することができない。

このような事情から、劣化推定部１４は、先に取得した通信遅延時間Ｔｄを加味することにより、検出データのセル電圧検出値と同時刻あるいは略同時刻の単位電流データを記憶部１２から検索する。そして、劣化推定部１４は、同時刻あるいは略同時刻の時間関係にあるセル電圧検出値と電流検出値を用いることにより、各電池モジュールＭ１～Ｍｎの内部インピーダンスを高精度に推定する。

例えば、図４に示すように電圧検出部１が例えば検出時刻ｔｃとして「12：34：56：70」にセル電圧検出値を取得した場合、データ送信部１０が検出データを送信パケットとして送信する検出時刻ｔｃは、上述した処理時間Ｔｐ（例えば０．１秒）だけ経過した後の「12：34：56：80」である。そして、この送信パケットは、遅延時間取得処理で予め取得した通信遅延時間Ｔｄ（例えば０．２秒）の半分だけ経過した後、つまり監視時刻ｔｍである「12：34：56：90」に監視装置Ｂのデータ受信部１５で受信される。

劣化推定部１４は、検出時刻ｔｃが「12：34：56：80」のセル電圧検出値に対して、同時刻となる監視時刻ｔｍが「12：34：56：90」の電流検出値を記憶部１２から読み出す。そして、検出時刻ｔｃが「12：34：56：80」のセル電圧検出値、監視時刻ｔｍが「12：34：56：90」の電流検出値、また検出時刻ｔｃが「12：34：56：80」のモジュール温度を用いて各電池セルの内部インピーダンスを推定する。そして、各電池セルの内部インピーダンスに基づいて各電池モジュールＭ１～Ｍｎの内部インピーダンス及び／またが組電池の内部インピーダンスを推定する。

本実施形態によれば、検出時刻ｔｃ及び監視時刻ｔｍを各電圧検出装置Ａ１～Ａｎと監視装置Ｂとの間で送受信することによって通信遅延時間Ｔｄ及び処理時間Ｔｐを明らかにするので、ハードウエア資源を特に追加することなく通信遅延時間Ｔｄ及び処理時間Ｔｐを取得することが可能である。したがって、本実施形態によれば、実装面積の増大を抑制しつつ無線通信におけるセル電圧検出値（電圧データ）と電流検出値（電流データ）との同期を確保することが可能である。

また、本実施形態によれば、遅延時間取得処理によって予め取得した通信遅延時間Ｔｄ及び処理時間Ｔｐを用いてセル電圧検出値の検出時刻ｔｃと同一時刻あるいは略同一時刻となる電流検出値を特定するので、各電池モジュールＭ１～Ｍｎ及び／あるいは組電池の内部インピーダンスを高精度の推定することが可能である。したがって、本実施形態によれば、各電池モジュールＭ１～Ｍｎ及び／あるいは組電池の状態を高精度に監視することが可能である。

さらに、本実施形態によれば、遅延時間取得処理をシステム起動時に行うので、遅延時間取得処理がその後に行われる劣化診断処理の妨げとなることを抑制することが可能でる。したがって、本実施形態によれば、劣化診断処理の実施タイミングの自由度を広げることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、ｎ個の電池モジュールＭ１～Ｍｎからなる組電池を監視装置Ｂの監視対象としたが、本発明はこれに限定されない。一次電池や組電池以外の二次電池を監視対象としてもよい。

（２）上記実施形態では、各電圧検出装置Ａ１～Ａｎ及び監視装置Ｂについて図１に示す機能構成を採用したが、本発明はこれに限定されない。各電圧検出装置Ａ１～Ａｎ及び監視装置Ｂの機能構成については種々の変形例が考えられる。

（３）上記実施形態では、監視装置Ｂが全ての電圧検出装置Ａ１～Ａｎに対して監視時刻ｔｍ及び電圧送信指令を送信したが、本発明はこれに限定されない。例えば、予め決められた送信順序に従って監視時刻ｔｍ及び電圧送信指令を電圧検出装置Ａ１～Ａｎに個別送信してもよい。

（４）上記実施形態では、データ受信部９が受信した監視時刻ｔｍを記憶部５に記憶させ、記憶部５に監視時刻ｔｍが記憶されると、データ送信部１０が計時部から検出時刻ｔｃを取得して監視装置Ｂに送信したが、本発明はこれに限定されない。例えば、データ受信部９が監視時刻ｔｍを受信すると、当該受信をデータ送信部１０に通知することによってデータ送信部１０が検出時刻ｔｃを取得して監視装置Ｂに送信してもよい。

Ａ１～Ａｎ 電圧検出装置
Ｂ 監視装置
Ｄ 電流センサ
Ｍ１～Ｍｎ 電池モジュール
１ 電圧検出部
２ 放電部
３ 温度センサ
４ 温度検出部
５ 記憶部
６ 計時部（子機用計時手段、検出用計時手段）
７ 均等化処理部
８ 命令受信部
９ データ受信部
１０ データ送信部
１１ 電流検出部
１２ 記憶部
１３ 計時部（親機用計時手段、監視用計時手段）
１４ 劣化推定部
１５ データ受信部
１６ 命令送信部
１７ データ送信部

Claims (4)

1. 親機時刻を計時する親機用計時手段が設けられた無線親機と、
   子機時刻を計時する子機用計時手段が設けられ、前記無線親機と無線通信する複数の無線子機とを備え、
   前記無線子機は、前記無線親機から前記親機時刻を受信すると、前記子機時刻を前記無線親機に無線送信し、
   前記無線親機は、前記親機時刻と前記子機時刻と当該子機時刻を無線受信したときの前記親機時刻とに基づいて通信遅延時間及び前記無線子機の処理時間を取得することを特徴とする無線通信システム。
2. 前記無線子機は、組電池を構成する複数の電池モジュールに対応して複数設けられ、前記電池モジュールの電圧検出値を取得し、前記電圧検出値及び前記子機時刻を前記無線親機に無線送信し、
   前記無線親機は、所定のタイムインターバルで順次取得した前記組電池の電流検出値に前記親機時刻をタイムスタンプとして付加して順次記憶し、前記通信遅延時間及び前記処理時間に基づいて同一時刻の前記電流検出値及び前記電圧検出値を特定し、当該同一時刻の前記電流検出値及び前記電圧検出値に基づいて前記組電池の状態を監視することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記無線親機は、前記通信遅延時間及び前記処理時間をシステム起動時に取得することを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
4. 前記無線親機は、前記組電池の状態として、同一時刻の前記電流検出値及び前記電圧検出値に基づいて前記組電池の内部インピーダンスを推定することを特徴とする請求項２または３に記載の無線通信システム。
   
   

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