JPH113486A - Battery voltage data transmission system - Google Patents

Battery voltage data transmission system

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Publication number
JPH113486A
JPH113486A JP17094997A JP17094997A JPH113486A JP H113486 A JPH113486 A JP H113486A JP 17094997 A JP17094997 A JP 17094997A JP 17094997 A JP17094997 A JP 17094997A JP H113486 A JPH113486 A JP H113486A
Authority
JP
Japan
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data
register
subtracter
voltage
code
Prior art date
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Pending
Application number
JP17094997A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Kawai
一夫 川井
Hideji Nakamura
秀司 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Storage Battery Co Ltd
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
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Publication date
Application filed by Japan Storage Battery Co Ltd filed Critical Japan Storage Battery Co Ltd
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Publication of JPH113486A publication Critical patent/JPH113486A/en
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  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To transmit voltage data without dropping an information transmission speed even if a redundant bit for error control is added by compressing sending data. SOLUTION: An output code of an A/D converter 3 is added to a register 4 and accumulated for one step time of sweep, and the output code is subtracted from an input code of the register 4 through a subtracter 5. Because a subtracting signal is always delayed by only one step time from a subtracted signal, a voltage code in each cell successively appears in an output of the subtracter 5 from the least cell to a higher direction. The output of the subtracter 5 is added to a subtracter 6 and here, an output code of a register 8 is subtracted. The register 8 sequentially makes a note of data of each cell which is sent from the subtracter 5 in a previous timing. The subtracter 6 calculates the difference between of the preceding data from the register 8 and new data from the subtracter 5 in each cell. When difference exists, the register 8 accumulates it as new data to which the difference is added with an adder 7.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】電池電圧を電池より離れた場
所でモニターする場合、電圧データを伝送するが、本発
明はこの電圧データの伝送に適したデータ量の圧縮技術
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a technique for compressing a data amount suitable for transmitting the voltage data when the battery voltage is monitored at a place remote from the battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】電池は、一般に、多数段直列に接続して
使用されることが多い。2次電池の場合には、ある程度
放電すると充電する必要がある。しかし、個々の電池は
単体ごとにその充電特性、放電特性にはバラツキがあ
る。したがってすべての電池について、その電圧を常時
モニターしている必要がある。
2. Description of the Related Art In general, batteries are often used by being connected in series in multiple stages. In the case of a secondary battery, it is necessary to charge it when it is discharged to some extent. However, individual batteries have variations in charge characteristics and discharge characteristics for each unit. Therefore, it is necessary to constantly monitor the voltage of all batteries.

【0003】個々の電池にたいする電圧モニターは、従
来技術では、その充電完了電圧を公称電圧の1.1倍と
し、必要測定分解能を公称電圧の1/100とすれば、
これをディジタル符号で表すには最低7bitが必要で
ある。したがってこの場合、7bitのA/D(アナロ
グ→ディジタル)変換器でディジタル符号に変換し、伝
送することを多段構成のすべての電池についておこなう
必要があった。
In the prior art, a voltage monitor for an individual battery has a charge completion voltage of 1.1 times the nominal voltage and a required measurement resolution of 1/100 of the nominal voltage.
To represent this with a digital code, at least 7 bits are required. Therefore, in this case, it is necessary to convert the data into a digital code by a 7-bit A / D (analog to digital) converter and transmit the digital code to all the batteries in a multistage configuration.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来技
術では、測定精度を公称電圧の1/100とした場合、
最低7bit構成の符号を伝送せねばならないが、伝送
される符号の信頼度を上げるためエラー訂正符号をもち
いるとすると、戻り回線がない場合には自己訂正符号と
する必要があり、そのためには符号長が約2倍となって
しまうし、戻り回線がある場合でも数10%は符号長が
増加する。したがって、前述の各電池について、順次、
その電圧データを伝送していくとすると、その段数が多
い場合はその段数倍の時間を要することと、符号長が増
加することのため、全電池を一巡するための時間が増加
してしまうから、各電池にたいする標本化の時間間隔が
長くなってしまうことになる。
As described above, in the prior art, when the measurement accuracy is 1/100 of the nominal voltage,
A code having a minimum of 7 bits must be transmitted, but if an error correction code is used to increase the reliability of the transmitted code, it is necessary to use a self-correction code when there is no return line. The code length becomes about twice, and even if there is a return line, the code length increases by several tens of percent. Therefore, for each of the aforementioned batteries,
If the voltage data is transmitted, if the number of stages is large, the time required for the number of stages is required and the code length is increased, so that the time required to cycle through all the batteries is increased. Therefore, the sampling time interval for each battery becomes long.

【0005】そこで、エラー訂正用の冗長ビットが追加
されても、伝送データを圧縮することによって、各電池
の標本化時間間隔が長くならないですむような方法を見
出すことを課題とする。
It is therefore an object of the present invention to find a method that does not require a long sampling time interval for each battery by compressing transmission data even if redundant bits for error correction are added.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明電池電圧データ伝
送方式は、送信部では、標本化して取り出された電圧デ
ータ符号から、アキュムレータに蓄えられている前回の
電圧データ符号を減算して、その差分を伝送するととも
に、この差分をアキュムレータに蓄えられている電圧デ
ータ符号に加算することによって、アキュムレータの内
容を最新データ符号に更新する。受信部では、送信部と
同一構成のアキュムレータを設け、アキュムレータに蓄
えられている前回の電圧データ符号に、伝送されてきた
差分データを加算することによって最新データ符号を得
て、アキュムレータの内容をこの最新データ符号に更新
する。このような手段をもちることによって、伝送デー
タを圧縮して伝送することができるようにしたことを特
徴とする。
According to the battery voltage data transmission method of the present invention, the transmitting section subtracts the previous voltage data code stored in the accumulator from the voltage data code sampled and taken out. By transmitting the difference and adding the difference to the voltage data code stored in the accumulator, the content of the accumulator is updated to the latest data code. The receiving unit has an accumulator having the same configuration as the transmitting unit, obtains the latest data code by adding the transmitted difference data to the previous voltage data code stored in the accumulator, and obtains the contents of the accumulator. Update to the latest data code. By using such means, transmission data can be compressed and transmitted.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】電池の種類によって差があるが、
ここでは簡単のため、充電完了電圧を公称電圧の1.1
倍、放電終止電圧を公称電圧の0.9倍とすると、充放
電にともない電池電圧はこの両電圧の間を行き来する。
各電池は、標本化のたびにその電圧データ、すなわち標
本値をそのまま伝送するよりも、前回の標本値との差分
のみを伝送することにすれば、電池電圧の変化速度から
考えて、そのデータ量は著しく少なくなることは明らか
である。簡単のため、放電特性を1.1倍の電圧から
0.9倍の電圧まで8時間かけて直線的に降下していく
とし、標本化を1分おきと仮定しても、つぎも標本化ま
でに公称電圧の1/2400しか動かない。したがっ
て、7bitのA/D変換器を用いるとすると、その分
解能は1/28であるから、標本値の差分は18回0が
続き、19番目に−1が出ることになる。充電特性も同
様に8時間かけて直線的に上昇していくとすれば、19
番目に+1が出ることになる。実際には充放電特性は直
線的ではなく、電池のタイプ、充電の仕方、放電の仕方
によって異なるが、一般に、充放電の初期および放電終
止期には、かなり傾斜が急になるものが多い。たとえば
この傾斜が前記8時間率時の8倍の傾斜となっても、平
均2.3分に1回+1あるいは−1を送ればよいことに
なる。伝送すべき情報量の伝送速度がこれで充分である
とすると、この+1、0、−1の3つの状態を表せれば
よいので、bit数としては2bitあればよいことに
なり、概括的に、データは1/3.5に圧縮されたとい
える。このようにすることにより、伝送データを圧縮す
ることができるので、エラー訂正用の冗長ビットが追加
されても、各電池にたいする標本化時間間隔が長くなら
ないですみ、情報伝送速度をおとさないで電圧データを
伝送することができる。また、構造簡単で小形の電圧デ
ータ伝送回路を構成することができる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Although there is a difference depending on the type of battery,
Here, for simplicity, the charge completion voltage is set to a nominal voltage of 1.1.
Assuming that the discharge end voltage is 0.9 times the nominal voltage, the battery voltage fluctuates between these two voltages during charging and discharging.
If each battery transmits only the difference from the previous sample value, rather than transmitting the voltage data, that is, the sample value as it is, at each sampling, the data amount will be considered from the battery voltage change speed. It is clear that is significantly reduced. For simplicity, it is assumed that the discharge characteristics drop linearly from 1.1 times the voltage to 0.9 times the voltage over 8 hours, and the sampling is performed every other minute even if the sampling is performed every other minute. By this time only 1/2400 of the nominal voltage will work. Therefore, assuming that a 7-bit A / D converter is used, the resolution is 1/28, so that the difference between the sample values continues 0 times 18 times, and -1 appears at the 19th. Assuming that the charging characteristics also increase linearly over 8 hours,
The +1 will come out first. Actually, the charging / discharging characteristics are not linear, and vary depending on the type of battery, charging method, and discharging method. For example, even if this slope is eight times the slope at the 8-hour rate, +1 or -1 should be sent once every 2.3 minutes on average. Assuming that the transmission speed of the amount of information to be transmitted is sufficient, the three states of +1, 0, and -1 only need to be expressed. Therefore, the number of bits only needs to be 2 bits. , The data was compressed to 1 / 3.5. By doing so, the transmission data can be compressed, so that even if redundant bits for error correction are added, the sampling time interval for each battery does not increase, and the voltage can be reduced without reducing the information transmission speed. Data can be transmitted. Further, a small-sized voltage data transmission circuit having a simple structure can be formed.

【0008】[0008]

【実施例】以下、本発明の原理および実施の形態につい
て、図面をもちいて詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the principle and embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0009】図1は本発明電池電圧データ伝送方式を説
明するための回路系統図である。図1において、1はそ
の電圧が測定される直列接続の電池で構成されているモ
ジュール、2のSCNは掃引形の選択回路、3のA/D
はアナログ→ディジタル変換器、4のREGはレジス
タ、5、6は減算器、7は加算器、8のREGはレジス
タ、9のCPGは制御パルス発生器、10のENCは符
号器、11は伝送ライン、12のDECは復号器、13
のCPGは制御パルス発生器、14は加算器、15のR
EGはレジスタ、16はデータ信号出力端子である。
FIG. 1 is a circuit diagram for explaining a battery voltage data transmission system according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a module composed of a series-connected battery whose voltage is measured, 2 SCN denotes a sweep type selection circuit, and 3 A / D
Is an analog-to-digital converter, 4 REG is a register, 5 and 6 are subtractors, 7 is an adder, 8 REG is a register, 9 CPG is a control pulse generator, 10 ENC is an encoder, and 11 is transmission Line, 12 DEC is the decoder, 13
CPG is a control pulse generator, 14 is an adder, 15 R
EG is a register, and 16 is a data signal output terminal.

【0010】電池モジュール1は単体で公称EV(ボル
ト)のセルがn段直列に接続され、総合でnEVが得ら
れている。各セルの接続点からは、電圧を測定するため
の導線が引き出され、選択回路2に加えられている。こ
の選択回路は接地の0Vから最高電圧のnEVまで、制
御パルス発生器9によって掃引選択して順次取り出され
るので、その出力電圧は0V、EV、2EV、3EV、
……とほゞEVステップの階段波となり、次段のA/D
変換器3に加えられてその電圧を表すディジタル符号に
変換される。このA/D変換器はnEVまで測定するた
めには、EVあたり7bitが必要とすると、nが10
ならば4bit加えて11bitにする必要がある。
In the battery module 1, cells having a nominal EV (volt) are connected in n stages in series, and a total of nEV is obtained. From the connection point of each cell, a conductor for measuring a voltage is drawn out and added to the selection circuit 2. This selection circuit sweeps and selects from the ground 0V to the highest voltage nEV by the control pulse generator 9 and sequentially takes out the output voltages, so that the output voltages are 0V, EV, 2EV, 3EV,
...... Toho is a step wave of the EV step, and A / D of the next step
The voltage is applied to the converter 3 and converted into a digital code representing the voltage. This A / D converter requires 7 bits per EV to measure up to nEV.
Then, it is necessary to add 4 bits to 11 bits.

【0011】このA/D変換器3の出力符号はレジスタ
4にくわえられて、掃引の1ステップ時間だけ蓄積さ
れ、この出力符号が減算器5でレジスタ4の入力符号か
ら差し引かれる。レジスタ4によって、差し引く信号は
つねに差し引かれる信号より1ステップ時間だけ遅れて
いるので、減算器5の出力には最下位のセルから順次高
位方向へ、各セルごとの電圧符号(以下、データと略
記)が現れることになる。
The output code of the A / D converter 3 is stored in a register 4 and stored for one sweep time. The output code is subtracted from the input code of the register 4 by a subtracter 5. Since the signal to be subtracted by the register 4 is always delayed by one step time from the signal to be subtracted, the output of the subtracter 5 sequentially shows the voltage sign (hereinafter, abbreviated as data) for each cell from the lowest cell to the higher order. ) Will appear.

【0012】この減算器5の出力は次段の減算器6にく
わえられ、ここでレジスタ8の出力符号が差し引かれ
る。レジスタ8はセルの構成段数にあわせたn段構成の
シフトレジスタであって、前回のタイミングで減算器5
より送出された各セルのデータが順にメモられており、
減算器6において、各セルごとに、このレジスタ8から
の前回のデータと減算器5からの新しいデータとの差が
求められる。差があれば、加算器7でこの差を加えた新
しいデータとしてレジスタ8に蓄積される。すなわち、
加算器7とレジスタ8はアキュムレータ機能を有し、こ
の機能によってつねに前回データがメモられているの
で、減算器6より新データとの差が得られる。この差分
データは、前述のように、各セルの電圧の急激な変化は
ないので、大きな電圧差をあらわすデータは発生しな
い。したがって、前述の例をもちいれば、最初から+
1、0、−1の3種類のデータしか送れないようにして
おくことができる。もし、これより大きな差分データを
送る必要が生じたとき(たとえば初めての充電時)は、
レジスタ8の内容が減算器5からのデータと同じになる
まで、+1あるいは−1が繰り返し伝送されることにな
る。
The output of the subtractor 5 is added to a subtractor 6 at the next stage, where the output code of the register 8 is subtracted. The register 8 is a shift register having an n-stage configuration corresponding to the number of stages of a cell.
The data of each cell transmitted from is recorded in order,
In the subtractor 6, the difference between the previous data from the register 8 and the new data from the subtractor 5 is obtained for each cell. If there is a difference, the adder 7 accumulates the difference in the register 8 as new data. That is,
The adder 7 and the register 8 have an accumulator function, and since the previous data is always recorded by this function, the difference from the new data is obtained from the subtractor 6. As described above, there is no abrupt change in the voltage of each cell in the difference data, so that data representing a large voltage difference is not generated. Therefore, using the above example, +
Only three types of data of 1, 0, and -1 can be sent. If you need to send larger difference data (for example, when charging for the first time),
Until the contents of the register 8 become the same as the data from the subtractor 5, +1 or -1 is repeatedly transmitted.

【0013】このようにして、伝送データは数分の1に
圧縮されているので、伝送誤り制御用の冗長ビットを追
加することができ、この操作が符号器10でおこなわれ
る。誤り制御の方法には多くの方法があり、それぞれ長
所、短所があるが、これらの方法自体にたいする説明
は、本題の目的とは関係がないのでここでは省略する。
符号器ではこの冗長ビットのほかビット同期信号やフレ
ーム同期信号が追加され、伝送ライン11をつうじて受
信側に伝送される。
In this way, since the transmission data is compressed to a fraction, redundant bits for transmission error control can be added, and this operation is performed by the encoder 10. There are many error control methods, each of which has advantages and disadvantages, but a description of these methods is omitted here because it has no bearing on the purpose of the present subject matter.
In the encoder, in addition to the redundant bits, a bit synchronization signal and a frame synchronization signal are added, and transmitted via the transmission line 11 to the receiving side.

【0014】受信側では、まず制御パルス発生器13に
よってクロック再生やフレーム信号再生がおこなわれ、
これをもちいて受信各部が動作する。受信信号について
復号器2において誤り制御がおこなわれ、冗長ビットが
除去される。加算器14とレジスタ15は送信部と同様に
アキュムレータを構成しており、ここに蓄えられている
前回データの上に、新しく伝送されてきた差分データが
加算されるので、データ信号出力端子16には、つねに
最新の電圧データが得られる。
On the receiving side, first, clock reproduction and frame signal reproduction are performed by the control pulse generator 13.
The receiving units operate using this. Error control is performed on the received signal in the decoder 2, and redundant bits are removed. The adder 14 and the register 15 constitute an accumulator in the same manner as the transmission unit, and the newly transmitted difference data is added to the previous data stored therein, so that the data signal output terminal 16 Always obtains the latest voltage data.

【0015】[0015]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、送信データを圧縮することによって、誤り制御
用の冗長ビットを追加しても、情報伝送速度をおとさな
いで電圧データを伝送することができる。またこれら符
号演算操作のすべてはマイクロプロセッサでおこなうこ
ともできるから、構造簡単で小形の電圧データ伝送回路
を構成することができる。
As described above in detail, according to the present invention, even if redundant bits for error control are added by compressing transmission data, voltage data can be stored without reducing the information transmission speed. Can be transmitted. In addition, since all of these sign operations can be performed by a microprocessor, a small-sized voltage data transmission circuit having a simple structure can be configured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の原理および実施の形態を説明するため
の回路構成図
FIG. 1 is a circuit configuration diagram for explaining the principle and embodiments of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電池モジュール 2 掃引形選択回路 3 アナログ→ディジタル変換器 4 レジスタ 5 減算器 6 減算器 7 加算器 8 レジスタ 9 制御パルス発生器 10 符号器 11 伝送ライン 12 復号器 13 制御パルス発生器 14 加算器 15 レジスタ 16 データ信号出力端子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery module 2 Sweep type selection circuit 3 Analog to digital converter 4 Register 5 Subtractor 6 Subtractor 7 Adder 8 Register 9 Control pulse generator 10 Encoder 11 Transmission line 12 Decoder 13 Control pulse generator 14 Adder 15 Register 16 data signal output terminal

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 送信部では、標本化して取り出された電
圧データ符号から、アキュムレータに蓄えられている前
回の電圧データ符号を減算して、その差分を伝送すると
ともに、この差分をアキュムレータに蓄えられている電
圧データ符号に加算することによって、アキュムレータ
の内容を最新データ符号に更新する。受信部では、送信
部と同一構成のアキュムレータを設け、アキュムレータ
に蓄えられている前回の電圧データ符号に、伝送されて
きた差分データを加算することによって最新データ符号
を得るとともに、アキュムレータの内容をこの最新デー
タ符号に更新する、という手段をもちることによって、
伝送データを圧縮して伝送することができるよう構成さ
れていることを特徴とする電池電圧データ伝送方式。
The transmitting unit subtracts a previous voltage data code stored in an accumulator from a voltage data code sampled and taken out, transmits the difference, and stores the difference in an accumulator. The contents of the accumulator are updated to the latest data code by adding to the voltage data code. In the receiving unit, an accumulator having the same configuration as that of the transmitting unit is provided, and the latest data code is obtained by adding the transmitted differential data to the previous voltage data code stored in the accumulator, and the contents of the accumulator are updated. By having the means of updating to the latest data code,
A battery voltage data transmission system characterized in that transmission data is configured to be able to be transmitted after being compressed.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10101398B2 (en) 2015-02-03 2018-10-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Cell monitoring device, method, and computer program product
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