JPWO2015063945A1 - 電池制御システム - Google Patents

Abstract

電池制御システムは、１つまたは複数の電池セルによりそれぞれ構成される複数の電池セル群の各々に対応して設けられ、対応する電池セル群の電池セルの充電状態に関する測定結果をそれぞれ取得する複数の電池セル管理装置と、複数の電池セル管理装置との間で無線通信を行う組電池管理装置とを備える。組電池管理装置は、複数の電池セル管理装置のうちいずれかの電池セル管理装置との間で無線通信が不可能である場合に、複数の電池セル管理装置の中で当該電池セル管理装置を除いた他の電池セル管理装置のいずれかを経由して、当該電池セル管理装置との間で無線通信を行う。

Description

本発明は、電池制御システムに関する。

現在、地球環境問題が大きくクローズアップされる中、地球温暖化防止の為に、炭酸ガスの排出削減が求められている。たとえば、炭酸ガスの大きな排出源となっているガソリンエンジンの自動車については、ハイブリッド電気自動車や電気自動車などへの代替が始まっている。ハイブリッド電気自動車や電気自動車の動力用電源として代表的な大型二次電池は、高出力、大容量であることが必要である。そのため、これを構成する蓄電池モジュールは、一般的に、複数の電池セルを直並列接続して構成されている。

大容量の二次電池としては、リチウムイオン電池が広く知られている。リチウムイオン電池の取扱いでは、高電圧充電の防止や過放電による性能低下の防止などの措置が必要となる。そのため、ハイブリッド電気自動車や電気自動車に搭載され、各電池セルにリチウムイオン電池を用いて構成される蓄電池モジュールは、一般に、電圧、電流、温度などの電池状態を電池セルごとに監視する機能を持っている。

上記のような各電池セルの状態を監視する装置としては、たとえば下記の特許文献１に開示される状態監視装置が知られている。この状態監視装置は、各電池セルの電圧値を測定するモジュールに電磁誘導型の無線タグを設け、この無線タグを用いて各電池セルの電圧値を読み取り機へ無線信号により送信する。これにより、配線や絶縁に要するコストを削減している。

また、特許文献２には、親機制御装置に複数の子機制御装置が接続された電池パックを複数有する蓄電池制御システムが開示されている。この蓄電池制御システムにおいて、親機制御装置に障害が発生し、親機制御装置と子機制御装置の間の通信が不能となった場合、子機制御装置は、他の電池パックの親機制御装置と接続して通信を行う。これにより、子機制御装置による蓄電池の制御が不能となることを回避している。

日本国特開２００５−１３５７６２号公報 日本国特開２０１２−１８２９０３号公報

特許文献１に開示された電池セルの制御方法では、無線通信の経路上で通信障害が発生した場合に、各電池セルの状態を監視することができない。一方、特許文献２に開示された蓄電池制御システムでは、親機制御装置の障害による通信不能は回避できるが、親機制御装置と子機制御装置の間を無線で接続した場合に、この無線通信の経路上で発生する通信障害を回避することはできない。

本発明の一態様による電池制御システムは、１つまたは複数の電池セルによりそれぞれ構成される複数の電池セル群の各々に対応して設けられ、対応する電池セル群の電池セルの充電状態に関する測定結果をそれぞれ取得する複数の電池セル管理装置と、前記複数の電池セル管理装置との間で無線通信を行う組電池管理装置とを備え、前記組電池管理装置は、前記複数の電池セル管理装置のうちいずれかの電池セル管理装置との間で前記無線通信が不可能である場合に、前記複数の電池セル管理装置の中で当該電池セル管理装置を除いた他の電池セル管理装置のいずれかを経由して、当該電池セル管理装置との間で前記無線通信を行う。
本発明の他の一態様による電池制御システムは、１つまたは複数の電池セルによりそれぞれ構成される複数の電池セル群の各々に対応して設けられ、対応する電池セル群の電池セルの充電状態に関する測定結果をそれぞれ取得する複数の電池セル管理装置と、前記複数の電池セル管理装置との間で無線通信を行う組電池管理装置とを備え、前記組電池管理装置は、前記複数の電池セル管理装置のうちいずれかの電池セル管理装置との間で前記無線通信が不可能である場合に、前記無線通信の周波数および送信出力のいずれか一方または両方を変化させて、当該電池セル管理装置との間で前記無線通信を行う。

本発明によれば、電池セル管理装置と組電池管理装置の間の無線通信の経路上で発生した通信障害を回避することができる。

本発明の一実施形態による電池制御システムを含む車載システムの構成を示す図である。 本発明の一実施形態による電池制御システムの基本構成図である。 本発明の第１の実施形態における組電池管理装置と各電池セル管理装置との間の通信シーケンス例を示す図である。 本発明の第２の実施形態における組電池管理装置と各電池セル管理装置との間の通信シーケンス例を示す図である。 本発明の第３の実施形態における組電池管理装置と各電池セル管理装置との間の通信シーケンス例を示す図である。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の一実施形態による電池制御システムを含む車載システムの構成を示す図である。図１に示す車載システムは、ハイブリッド電気自動車や電気自動車等の車両に搭載されるものであり、電池制御システム１、インバータ２、モータ３、リレーボックス４および上位コントローラ５を備える。

電池制御システム１には、１つまたは複数の電池セルによってそれぞれ構成される１つまたは複数の電池セル群１０が接続されており、各電池セル群１０に対応して、電池セル管理装置１００がそれぞれ設けられている。各電池セル管理装置１００は、電池セル群１０の充電状態（ＳＯＣ：State of Charge）や劣化状態（ＳＯＨ：State of Health）に関する測定（電圧、電流、温度等）を行う。そして、電池セル群１０の電池セルから供給される電力を用いて、組電池管理装置２００との間で無線通信を行い、電池セル群１０の充電状態や劣化状態に関する測定結果を組電池管理装置２００へ送信する。なお、このとき行われる通信の詳細については、後で説明する。

組電池管理装置２００は、各電池セル管理装置１００から、当該電池セル管理装置１００に対応する電池セル群１０の充電状態や劣化状態に関する測定結果を取得する。そして、取得した測定結果に基づいて、各電池セル群１０の充電状態や劣化状態を推定し、その推定結果を上位コントローラ５へ送信する。

上位コントローラ５は、組電池管理装置２００から送信された各電池セル群１０の充電状態や劣化状態の推定結果に基づいて、インバータ２やリレーボックス４を制御する。インバータ２は、リレーボックス４が導通状態のときに各電池セル群１０から供給される直流電力を三相交流電力に変換してモータ３へ供給することにより、モータ３を回転駆動させて車両の駆動力を発生させる。また、車両の制動時には、モータ３により発生された三相交流回生電力を直流電力に変換して各電池セル群１０へ出力することにより、各電池セル群１０の電池セルを充電する。こうしたインバータ２の動作は、上位コントローラ５によって制御される。

図２は、本発明の一実施形態による電池制御システムの基本構成図である。この基本構成図では、図１に示した車載システムの各構成のうち、電池セル群１０、電池セル管理装置１００および組電池管理装置２００を基本構成要素として示している。

図２において、組電池管理装置２００は、各電池セル管理装置１００との間で無線通信を行う。この無線通信により、組電池管理装置２００は、各電池セル管理装置１００に対して、対応する電池セル群１０の各電池セルの測定情報やセルバランシング等を要求することができる。組電池管理装置２００からの要求に応答して、各電池セル管理装置１００は、対応する電池セル群１０の各電池セルの測定情報を組電池管理装置２００へ送信したり、セルバランシングを実行したりする。

各電池セル管理装置１００は、対応する電池セル群１０の各電池セルに対してそれぞれ設けられた複数のセンサ２０と、処理部３０と、無線回路４０と、アンテナ５０とを有している。処理部３０は、電源回路３１と、ＡＤ変換器３２と、ＣＰＵ３３と、メモリ３４により構成される。各センサ２０は、電池セル群１０の各電池セルの状態を測定するためのセンサであり、電圧センサ、電流センサ、温度センサ等によって構成される。センサ２０による電池セル状態の測定結果は、ＡＤ変換器３２によりデジタル信号に変換され、測定情報としてＣＰＵ３３へ出力される。このセンサ２０およびＡＤ変換器３２により、電池セル群１０の各電池セルの状態を測定する測定回路が構成される。

電源回路３１は、電池セル群１０の電池セルから供給される電力を受け、これに基づいて、電源電圧ＶｃｃおよびＶｄｄを発生する。電源電圧Ｖｃｃは、ＡＤ変換器３２やＣＰＵ３３の動作電源として用いられ、電源電圧Ｖｄｄは、無線回路４０の動作電源として用いられる。なお、電源回路３１は、電池セル群１０を構成する各電池セルのうち、少なくともいずれか１つの電池セルから電力供給を受けることができる。

ＣＰＵ３３は、電池セル管理装置１００の動作を制御するための処理を実行する。たとえば、ＡＤ変換器３２から出力された各電池セルの測定情報をメモリ３４に記憶させると共に、組電池管理装置２００からの要求に応じて、メモリ３４に記憶された測定情報を組電池管理装置２００へ無線送信するための送信処理を行う。この送信処理において、ＣＰＵ３３は、メモリ３４から読み出した測定情報に応じて無線回路４０を制御することにより、各電池セルの状態に応じた測定情報を組電池管理装置２００へ送信する。また、組電池管理装置２００からバランシング要求が送信されると、ＣＰＵ３３は、不図示のバランシングスイッチを制御することにより、電池セル群１０の各電池セルの充電状態を均一化するためのバランシング処理を行う。これ以外にも、様々な処理をＣＰＵ３３において実行することができる。

無線回路４０は、電池セル管理装置１００が組電池管理装置２００との間で無線通信を行うための処理や制御を実行する回路である。組電池管理装置２００から送信されてアンテナ５０により受信された無線信号は、無線回路４０により復調されてＣＰＵ３３へ出力される。これにより、組電池管理装置２００からの要求内容がＣＰＵ３３により解読され、その要求内容に応じた処理がＣＰＵ３３において実行される。また、無線回路４０は、電源回路３１から供給される電源電圧Ｖｄｄを用いて、得られた測定情報を所定の送信周波数に合わせて変調し、アンテナ５０に出力する。これにより、電池セル群１０の各電池セルの状態に応じた測定情報が電池セル管理装置１００から組電池管理装置２００へ送信される。

組電池管理装置２００は、無線回路２１０、ＣＰＵ２２０、電源回路２３０、メモリ２４０およびアンテナ２５０を備える。電源回路２３０は、組電池管理装置２００に内蔵された電池から供給される電力に基づいて、電池セル管理装置１００の電源回路３１と同様に、電源電圧ＶｃｃおよびＶｄｄを発生する。なお、組電池管理装置２００に電池を内蔵せず、外部から供給される電力を用いてもよい。

ＣＰＵ２２０は、無線回路２１０およびメモリ２４０の動作を制御する。無線回路２１０は、ＣＰＵ２２０の制御に応じて動作し、組電池管理装置２００が各電池セル管理装置１００との間で無線通信を行うための処理や制御を実行する。無線回路２１０は、電源回路２３０から供給される電源電圧Ｖｄｄを用いて、各電池セル管理装置１００に対する測定情報の要求を所定の送信周波数に合わせて変調し、アンテナ２５０に出力する。この要求に応答して、電池セル群１０の各電池セルの状態に応じた測定情報が、無線信号により各電池セル管理装置１００から組電池管理装置２００へ送信される。各電池セル管理装置１００から送信されてアンテナ２５０により受信された無線信号は、無線回路２１０により復調されてＣＰＵ２２０へ出力される。これにより、各電池セル管理装置１００で取得された測定情報がＣＰＵ２２０により解読され、その内容に応じた処理が必要に応じて実行される。

以上説明したように、組電池管理装置２００は、各電池セル管理装置１００と無線通信を行うことで、各電池セル管理装置１００が検出した電池状態を取得する。この時、組電池管理装置２００は、通信を主導するマスターとして動作し、各電池セル管理装置１００は、マスターの指示によって通信を行うスレーブとして動作する。各電池セル管理装置１００は、組電池管理装置２００の要求に従った動作を実施した後に、必要に応じてその結果を組電池管理装置２００に送信する。

なお、各電池セル管理装置１００は、通常通信モードと中継通信モードの２つの通信モードを有している。通常通信モードは、組電池管理装置２００との間で無線通信を行うための通信モードである。この通常通信モードでは、各電池セル管理装置１００は前述のように、組電池管理装置２００から送信された無線信号を受信し、その無線信号での指示に応じて動作する。一方、中継通信モードは、他の電池管理装置１００と組電池管理装置２００との間で行われる無線通信を中継するための通信モードである。この中継通信モードでは、各電池セル管理装置１００は、組電池管理装置２００から他の電池セル管理装置１００に対して送信された無線信号を一旦受信し、その無線信号を当該電池セル管理装置１００に対して転送する。また、他の電池セル管理装置１００から組電池管理装置２００に対して返信された無線信号を一旦受信し、その無線信号を組電池管理装置２００に対して転送する。これらの通信モードの切り替えは、組電池管理装置２００からの指示に応じて行われる。

図３は、本発明の第１の実施形態における組電池管理装置２００と各電池セル管理装置１００との間の通信シーケンス例を示す図である。この図３では、組電池管理装置２００を「ＢＣ」と表し、通信順序で１番目、２番目、ｎ番目の電池セル管理装置１００をそれぞれ「ＣＣ１」、「ＣＣ２」、「ＣＣｎ」と表している。なお、３番目からｎ−１番目までの電池セル管理装置１００については、図示を省略している。以下では、これらの符号を用いて図３の説明を行う。

図３に示すように、最初に組電池管理装置ＢＣは、電池セル管理装置ＣＣ１に対して、対応する電池セル群１０の電圧値を要求するための指令信号ｃｍｄ１を無線通信で送信する。この指令信号ｃｍｄ１を受信した電池セル管理装置ＣＣ１は、通常通信モードで動作し、接続されている電池セル群１０の各電池セルの電圧を検知する。そして、検知した電圧値データを含む応答信号ｒｅｓ１を無線通信で組電池管理装置ＢＣに返信する。

次に組電池管理装置ＢＣは、電池セル管理装置ＣＣ２に対しても同様に、対応する電池セル群１０の電圧値を要求するための指令信号ｃｍｄ２を無線通信で送信する。この指令信号ｃｍｄ２を受信した電池セル管理装置ＣＣ２は、通常通信モードで動作し、接続されている電池セル群１０の各電池セルの電圧を検知する。そして、検知した電圧値データを含む応答信号ｒｅｓ２を無線通信で組電池管理装置ＢＣに返信する。

組電池管理装置ＢＣは、以上説明したような無線通信による指令信号の送信および応答信号の受信を、１番目の電池セル管理装置ＣＣ１からｎ番目の電池セル管理装置ＣＣｎまで順に、各電池セル管理装置に対して１回ずつ行う。こうした無線通信が組電池管理装置ＢＣと各電池セル管理装置ＣＣ１〜ＣＣｎとの間で周期的に繰り返して行われる。これにより、組電池管理装置ＢＣは、各電池セル監視装置ＣＣ１〜ＣＣｎから、各電池セル群１０のＳＯＣを算出するためのデータとして、各電池セル群１０の電圧値を周期的に取得することができる。

ここで、図３に示すように、１回目の無線通信では、全ての電池セル管理装置ＣＣ１〜ＣＣｎからの応答信号ｒｅｓ１〜ｒｅｓｎが組電池管理装置ＢＣにおいて正常に受信されることで、通信が正常に終了したとする。一方、２回目以降の無線通信では、組電池管理装置ＢＣと電池セル管理装置ＣＣ２の間の無線通信の経路上で発生した通信障害により、電池セル管理装置ＣＣ２からの応答信号ｒｅｓ２が組電池管理装置ＢＣにおいて受信されなかったとする。このような場合、組電池管理装置ＢＣは、以下のような方法により、電池セル管理装置ＣＣ２との間で無線通信を行う。

なお、無線通信の経路上での通信障害は、一般的に、周囲の電波伝搬環境によって生じることが知られている。たとえば、図１の車載システムを搭載した車両の付近に存在するガードレールや路面からの反射によってマルチパスが生じると、異なる伝播経路を通った無線信号同士が互いに干渉し合うため、電池セル管理装置ＣＣ２や組電池管理装置ＢＣにおいて正常に受信可能な無線信号を得られないことがある。このような場合、組電池管理装置ＢＣでは、電池セル管理装置ＣＣ２に対して指令信号ｃｍｄ２を送信したにも関わらず、指令信号ｃｍｄ２に対する応答信号ｒｅｓ２を電池セル管理装置ＣＣ２から正常に受信できなくなる。

本実施形態において、組電池管理装置ＢＣは、上記のように電池セル管理装置ＣＣ２からの応答信号ｒｅｓ２を正常に受信できなかった場合、電池セル管理装置ＣＣ２について通信エラーを検出し、無線通信を継続する。これを繰り返した結果、電池セル管理装置ＣＣ２に対する通信エラーが連続して検出され、その連続回数が所定の閾値以上になると、組電池管理装置ＢＣは、電池セル管理装置ＣＣ２について無線通信が不可能であると判断する。そして、他の電池セル管理装置の中で無線通信が可能ないずれかの電池セル管理装置（図３の例では電池セル管理装置ＣＣ１）を経由して、電池セル管理装置ＣＣ２との間で無線通信を行うようにする。

具体的には、組電池管理装置ＢＣは、電池セル管理装置ＣＣ１に対して、中継指令信号Ｅｃｍｄ１を無線通信で送信する。この中継指令信号Ｅｃｍｄ１は、電池セル管理装置ＣＣ１の通信モードを前述の中継通信モードに切り替えるための指示情報と、転送先の電池セル管理装置ＣＣ２を特定するための情報と、電池セル管理装置ＣＣ２に対する指令信号ｃｍｄ２に関する情報とを含んでいる。組電池管理装置ＢＣから中継指令信号Ｅｃｍｄ１を受信した電池セル管理装置ＣＣ１は、その内容に基づいて、通信モードを中継通信モードに切り替えると共に、指令信号ｃｍｄ２を生成し、電池セル管理装置ＣＣ２に対して送信する。

電池セル管理装置ＣＣ２に指令信号ｃｍｄ２を送信したら、電池セル管理装置ＣＣ１は、指令信号ｃｍｄ２を受信した電池セル管理装置ＣＣ２から応答信号ｒｅｓ２が返信されるのを待つ。電池セル管理装置ＣＣ２から応答信号ｒｅｓ２が返信されると、電池セル管理装置ＣＣ１は、応答信号ｒｅｓ２を受信して、同じ内容を中継応答信号Ｅｒｅｓ１として組電池管理装置ＢＣに送信する。

以上説明したようにして、組電池管理装置ＢＣは、電池セル管理装置ＣＣ２との間で無線通信が不可能であると判断した場合に、他の電池セル管理装置ＣＣ１を経由して、電池セル管理装置ＣＣ２との間で無線通信を行う。これにより、組電池管理装置ＢＣと電池セル管理装置ＣＣ２の間の無線通信の経路上で通信障害が起きた場合に、その経路とは異なる経路を用いて無線通信を行うことで電波伝搬環境を変化させ、通信障害を回避できるようにする。

なお、上記では、組電池管理装置ＢＣと電池セル管理装置ＣＣ２の間の無線通信が不可能である場合に、電池セル管理装置ＣＣ１を経由して、組電池管理装置ＢＣと電池セル管理装置ＣＣ２の間で無線通信を行う例を図３により説明した。これは、他の電池セル管理装置についても同様である。すなわち、図１に示した電池制御システム１が備える複数の電池セル管理装置１００のうち、いずれかの電池セル管理装置との間で無線通信が不可能である場合に、組電池管理装置２００は、複数の電池セル管理装置１００の中で当該電池セル管理装置を除いた他の電池セル管理装置のいずれかを選択し、その電池管理装置を経由して、当該電池セル管理装置との間で無線通信を行うことができる。このとき選択する電池セル管理装置は、たとえば、無線通信が不可能と判断された電池セル管理装置になるべく近い位置、または遠い位置に配置されたものとすることができる。あるいは、中継通信モードで動作可能な電池セル管理装置を予め定めておき、その中で無線通信が可能なものを選択してもよい。

以上説明した本発明の第１の実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。

（１）電池制御システム１は、１つまたは複数の電池セルによりそれぞれ構成される複数の電池セル群１０の各々に対応して設けられ、対応する電池セル群１０の電池セルの充電状態に関する測定結果を取得する複数の電池セル管理装置１００と、複数の電池セル管理装置１００との間で無線通信を行う組電池管理装置２００とを備える。組電池管理装置２００は、複数の電池セル管理装置１００のうちいずれかの電池セル管理装置との間で無線通信が不可能である場合に、複数の電池セル管理装置１００の中で当該電池セル管理装置を除いた他の電池セル管理装置のいずれかを経由して、当該電池セル管理装置との間で無線通信を行う。このようにしたので、電池セル管理装置１００と組電池管理装置２００の間の無線通信の経路上で発生した通信障害を回避することができる。

（２）組電池管理装置２００は、複数の電池セル管理装置１００の各々と１回ずつ無線通信を周期的に繰り返して行い、いずれかの電池セル管理装置に対する通信エラーの連続回数が所定の閾値以上である場合に、その電池セル管理装置について無線通信が不可能であると判断する。このようにしたので、無線通信の経路上で発生した通信障害によりいずれかの電池セル管理装置との間で無線通信が一時的に不可能となった場合に、その電池セル管理装置について無線通信が不可能であると確実に判断できる。

（３）複数の電池セル管理装置１００は、組電池管理装置２００と無線通信を行う通常通信モードと、組電池管理装置２００と他の電池セル管理装置の間で送受信される情報を中継する中継通信モードとをそれぞれ有している。組電池管理装置２００は、複数の電池セル管理装置１００のうちいずれかの電池セル管理装置との間で無線通信が不可能である場合に、複数の電池セル管理装置１００の中で当該電池セル管理装置を除いた他の電池セル管理装置のいずれか少なくとも１つを中継通信モードで動作させる。このようにしたので、無線通信が可能な他の電池セル管理装置を経由した無線通信を容易に実現することができる。

（第２の実施形態）
次に本発明の第２の実施形態について説明する。前述の第１の実施形態では、組電池管理装置２００といずれかの電池セル管理装置１００との間で無線通信が不可能である場合に、当該電池セル管理装置を除いた他の電池セル管理装置のいずれかを経由して、組電池管理装置２００と当該電池セル管理装置との間で無線通信を行う例を説明した。これに対して、以下に説明する第２の実施形態では、他の方法により、組電池管理装置２００と無線通信が不可能と判断された電池セル管理装置１００との間で無線通信を行う例を説明する。

なお、本実施形態における車載システムや電池制御システムの構成は、第１の実施形態において図１，２にそれぞれ示したものと同じである。ただし、本実施形態では第１の実施形態とは異なり、各電池セル管理装置１００が通常通信モードと中継通信モードの２つの通信モードを有する必要はなく、通常通信モードのみを有していればよい。これ以外の点については同様であるため、以下では車載システムや電池制御システムの構成についての説明を省略する。

図４は、本発明の第２の実施形態における組電池管理装置２００と各電池セル管理装置１００との間の通信シーケンス例を示す図である。この図４でも図３と同様に、組電池管理装置２００を「ＢＣ」と表し、通信順序で１番目、２番目、ｎ番目の電池セル管理装置１００をそれぞれ「ＣＣ１」、「ＣＣ２」、「ＣＣｎ」と表している。

図４に示すように、最初に組電池管理装置ＢＣは、周波数をｆ１、送信出力をＡに設定し、電池セル管理装置ＣＣ１に対して、対応する電池セル群１０の電圧値を要求するための指令信号ｃｍｄ１を無線通信で送信する。この指令信号ｃｍｄ１を受信した電池セル管理装置ＣＣ１は、接続されている電池セル群１０の各電池セルの電圧を検知する。そして、検知した電圧値データを含む応答信号ｒｅｓ１を、指令信号ｃｍｄ１と同じ周波数ｆ１および送信出力Ａの無線通信で、組電池管理装置ＢＣに返信する。

その後、組電池管理装置ＢＣは、電池セル管理装置ＣＣ２〜ＣＣｎに対しても同様に、対応する電池セル群１０の電圧値を要求するための指令信号ｃｍｄ２〜ｃｍｄｎを、周波数ｆ１、送信出力Ａの無線通信でそれぞれ送信する。この指令信号ｃｍｄ２〜ｃｍｄｎをそれぞれ受信した電池セル管理装置ＣＣ２〜ＣＣｎは、接続されている電池セル群１０の各電池セルの電圧をそれぞれ検知して、検知した電圧値データを含む応答信号ｒｅｓ２〜ｒｅｓｎを、周波数ｆ１および送信出力Ａの無線通信で、組電池管理装置ＢＣにそれぞれ返信する。

ここで、第１の実施形態で説明したのと同様に、図４に示すように、１回目の無線通信では、全ての電池セル管理装置ＣＣ１〜ＣＣｎからの応答信号が組電池管理装置ＢＣにおいて正常に受信されることで、通信が正常に終了したとする。一方、２回目以降の無線通信では、組電池管理装置ＢＣと電池セル管理装置ＣＣ２の間の無線通信の経路上で発生した通信障害により、電池セル管理装置ＣＣ２からの応答信号ｒｅｓ２が組電池管理装置ＢＣにおいて受信されなかったとする。このような場合、組電池管理装置ＢＣは、以下のような方法により、電池セル管理装置ＣＣ２との間で無線通信を行う。

本実施形態において、組電池管理装置ＢＣは、第１の実施形態と同様の方法で電池セル管理装置ＣＣ２について無線通信が不可能であると判断すると、その後の無線通信における周波数および送信出力の設定値を変更する。具体的には、周波数をｆ１からｆ２に変化させると共に、送信出力をＡからＢに変化させて、各電池セル管理装置ＣＣ１〜ＣＣｎとの間で無線通信を行うようにする。このとき、各電池セル管理装置ＣＣ１〜ＣＣｎから組電池管理装置ＢＣに対して応答信号ｒｅｓ１〜ｒｅｓｎを返信する際の周波数および送信出力に関する情報を、指令信号ｃｍｄ１〜ｃｍｄｎに含めてもよい。

送信出力については、Ａ＜Ｂとなるように設定することが好ましい。これにより、組電池管理装置ＢＣと電池セル管理装置ＣＣ２の間の無線通信の経路上で通信障害が起きた場合に、周波数を変えることでマルチパスの発生分布を変化させると共に送信出力を上げて、通信障害を回避できるようにする。

なお、上記では、組電池管理装置ＢＣと電池セル管理装置ＣＣ２の間の無線通信が不可能である場合の例を図４により説明した。これは、他の電池セル管理装置についても同様である。すなわち、図１に示した電池制御システム１が備える複数の電池セル管理装置１００のうち、いずれかの電池セル管理装置１００との間で無線通信が不可能である場合に、組電池管理装置２００は、無線通信の周波数および送信出力を変化させて、各電池セル管理装置１００との間で無線通信を行うことができる。このとき、図４のように全ての電池セル管理装置１００に対して無線通信の周波数および送信出力を変化させてもよいし、あるいは、無線通信が不可能であると判断した電池セル管理装置１００に対してのみ、無線通信の周波数および送信出力を変化させてもよい。また、無線通信の周波数および送信出力のいずれか一方のみを変化させるようにし、他方はそのまま変化させなくてもよい。

また、組電池管理装置ＢＣから各電池セル管理装置ＣＣ１〜ＣＣｎに指令信号ｃｍｄ１〜ｃｍｄｎを送信する際の周波数および送信出力と、各電池セル管理装置ＣＣ１〜ＣＣｎから組電池管理装置ＢＣに応答信号ｒｅｓ１〜ｒｅｓｎを返信する際の周波数および送信出力とは、それぞれ同一でなくてもよい。さらに、組電池管理装置ＢＣと電池セル管理装置ＣＣ１〜ＣＣｎのいずれかとの間で無線通信が不可能であると判断した場合に、組電池管理装置ＢＣから各電池セル管理装置ＣＣ１〜ＣＣｎに送信する指令信号ｃｍｄ１〜ｃｍｄｎ、または各電池セル管理装置ＣＣ１〜ＣＣｎから組電池管理装置ＢＣに返信する応答信号ｒｅｓ１〜ｒｅｓｎのいずれか一方のみについて、その周波数や送信出力を変化させてもよい。

以上説明した本発明の第２の実施形態によれば、組電池管理装置２００は、複数の電池セル管理装置１００のうちいずれかの電池セル管理装置との間で無線通信が不可能である場合に、無線通信の周波数および送信出力のいずれか一方または両方を変化させて、当該電池セル管理装置との間で無線通信を行う。このようにしたので、第１の実施形態と同様に、電池セル管理装置１００と組電池管理装置２００の間の無線通信の経路上で発生した通信障害を回避することができる。

（第３の実施形態）
次に本発明の第３の実施形態について説明する。前述の第１および第２の実施形態では、組電池管理装置２００といずれかの電池セル管理装置との間で通信エラーの連続回数が所定の閾値以上である場合に、その電池セル管理装置について無線通信が不可能であると判断する例を説明した。これに対して、以下に説明する第３の実施形態では、他の方法により、無線通信が不可能であるか否かを判断する例を説明する。

なお、本実施形態における車載システムや電池制御システムの構成は、第２の実施形態で説明したのと同様に、第１の実施形態において図１，２にそれぞれ示したものと同じである。そのため、以下では車載システムや電池制御システムの構成についての説明を省略する。

図５は、本発明の第３の実施形態における組電池管理装置２００と各電池セル管理装置１００との間の通信シーケンス例を示す図である。この図５でも図３，４と同様に、組電池管理装置２００を「ＢＣ」と表し、通信順序で１番目、２番目、ｎ番目の電池セル管理装置１００をそれぞれ「ＣＣ１」、「ＣＣ２」、「ＣＣｎ」と表している。

図５では、第２の実施形態で説明した図４と同様の手順で、組電池管理装置ＢＣと電池セル管理装置ＣＣ１〜ＣＣｎの間で無線通信を行う。すなわち、組電池管理装置ＢＣは、電池セル管理装置ＣＣ１〜ＣＣｎに対して、対応する電池セル群１０の電圧値を要求するための指令信号ｃｍｄ１〜ｃｍｄｎを、周波数ｆ１、送信出力Ａの無線通信でそれぞれ送信する。この指令信号ｃｍｄ１〜ｃｍｄｎをそれぞれ受信した電池セル管理装置ＣＣ１〜ＣＣｎは、接続されている電池セル群１０の各電池セルの電圧をそれぞれ検知して、検知した電圧値データを含む応答信号ｒｅｓ１〜ｒｅｓｎを無線通信で組電池管理装置ＢＣにそれぞれ返信する。

ここで、図５に示すように、１回目の無線通信では、全ての電池セル管理装置ＣＣ１〜ＣＣｎからの応答信号が組電池管理装置ＢＣにおいて正常に受信されることで、通信が正常に終了したとする。一方、２回目以降の無線通信では、組電池管理装置ＢＣと電池セル管理装置ＣＣ２の間の無線通信の経路上で発生した通信障害により、電池セル管理装置ＣＣ２からの応答信号ｒｅｓ２が組電池管理装置ＢＣにおいて受信されない状態が何回か続き、その後、正常に復帰したとする。このような場合、組電池管理装置ＢＣは、指令信号ｃｍｄ２の送信回数に対して応答信号ｒｅｓ２を正常に受信できなかった回数の割合を求めることにより、電池セル管理装置ＣＣ２に対する通信エラーの割合を算出する。あるいは、予め規定された時間内で応答信号ｒｅｓ２を正常に受信できなかった回数を求めることにより、電池セル管理装置ＣＣ２に対する通信エラーの割合を算出してもよい。こうして算出した通信エラーの割合が所定の閾値以上になると、組電池管理装置ＢＣは、電池セル管理装置ＣＣ２について無線通信が不可能であると判断する。

以上説明したような方法により、電池セル管理装置ＣＣ２について無線通信が不可能であると判断すると、組電池管理装置ＢＣは、第２の実施形態と同様に、その後の無線通信における周波数および送信出力の設定値を変更する。具体的には、周波数をｆ１からｆ２に変化させると共に、送信出力をＡからＢに変化させて、各電池セル管理装置との間で無線通信を行うようにする。これにより、組電池管理装置ＢＣと電池セル管理装置ＣＣ２の間の無線通信の経路上で通信障害が起きた場合に、周波数を変えることでマルチパスの発生分布を変化させると共に送信出力を上げて、通信障害を回避できるようにする。

なお、上記では、組電池管理装置ＢＣと電池セル管理装置ＣＣ２の間の無線通信が不可能であると判断する場合の例を図５により説明した。これは、他の電池セル管理装置についても同様である。すなわち、図１に示した電池制御システム１が備える複数の電池セル管理装置１００のうち、いずれかの電池セル管理装置に対する通信エラーの割合が所定の閾値以上である場合に、その電池セル管理装置について無線通信が不可能であると判断することができる。

また、上記の実施形態では、電池セル管理装置ＣＣ２との無線通信が不可能であると判断すると、組電池管理装置ＢＣは、第２の実施形態と同様に、その後の無線通信における周波数および送信出力の設定値を変更することで、通信障害を回避する例を説明した。しかし、第１の実施形態と同様の方法で通信障害を回避するようにしてもよい。すなわち、電池セル管理装置ＣＣ２との無線通信が不可能であると判断すると、組電池管理装置ＢＣは、他の電池セル管理装置、たとえば電池セル管理装置ＣＣ１を経由して、電池セル管理装置ＣＣ２との間で無線通信を行うようにしてもよい。

以上説明した本発明の第３の実施形態によれば、第１、第２の実施形態でそれぞれ説明したのと同様の作用効果を奏することができる。

なお、上記の各実施形態はそれぞれ任意に組み合わせてもよい。たとえば、第１の実施形態と第２の実施形態を組み合わせると、組電池管理装置２００は、いずれかの電池セル管理装置１００について無線通信が不可能であると判断した場合に、他の電池セル管理装置１００を経由して、当該電池セル管理装置１００との間で無線通信を行う。このとき、無線通信の中継を行う電池セル管理装置１００では、組電池管理装置２００の指示により、通常通信モードで動作する場合と中継通信モードで動作する場合とで、周波数および送信出力のいずれか一方または両方を変化させる。このようにすれば、電池セル管理装置１００と組電池管理装置２００の間の無線通信の経路上で発生した通信障害をより一層確実に回避することができる。

また、上記の各実施形態や各種の変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。

１・・・・電池制御システム
１０・・・・電池セル群
２０・・・・センサ
３０・・・・処理部
３１・・・・電源回路
３２・・・・ＡＤ変換器
３３・・・・ＣＰＵ
３４・・・・メモリ
４０・・・・無線回路
５０・・・・アンテナ
１００・・・電池セル管理装置
２００・・・組電池管理装置
２１０・・・無線回路
２２０・・・ＣＰＵ
２３０・・・電源回路
２４０・・・メモリ
２５０・・・アンテナ

Claims (5)

1. １つまたは複数の電池セルによりそれぞれ構成される複数の電池セル群の各々に対応して設けられ、対応する電池セル群の電池セルの充電状態に関する測定結果をそれぞれ取得する複数の電池セル管理装置と、
   前記複数の電池セル管理装置との間で無線通信を行う組電池管理装置と、を備え、
   前記組電池管理装置は、前記複数の電池セル管理装置のうちいずれかの電池セル管理装置との間で前記無線通信が不可能である場合に、前記複数の電池セル管理装置の中で当該電池セル管理装置を除いた他の電池セル管理装置のいずれかを経由して、当該電池セル管理装置との間で前記無線通信を行う電池制御システム。
2. 請求項１に記載の電池制御システムにおいて、
   前記組電池管理装置は、前記複数の電池セル管理装置の各々と１回ずつ前記無線通信を周期的に繰り返して行い、いずれかの電池セル管理装置に対する通信エラーの連続回数または割合が所定の閾値以上である場合に、その電池セル管理装置について前記無線通信が不可能であると判断する電池制御システム。
3. 請求項１または２に記載の電池制御システムにおいて、
   前記複数の電池セル管理装置は、前記組電池管理装置と前記無線通信を行う第１の通信モードと、前記組電池管理装置と他の電池セル管理装置の間で送受信される情報を中継する第２の通信モードとをそれぞれ有しており、
   前記組電池管理装置は、前記複数の電池セル管理装置のうちいずれかの電池セル管理装置との間で前記無線通信が不可能である場合に、前記複数の電池セル管理装置の中で当該電池セル管理装置を除いた他の電池セル管理装置のいずれか少なくとも１つを前記第２の通信モードで動作させる電池制御システム。
4. 請求項３に記載の電池制御システムにおいて、
   前記組電池管理装置は、前記電池セル管理装置を前記第１の通信モードで動作させる場合と、前記電池セル管理装置を前記第２の通信モードで動作させる場合とで、前記無線通信の周波数および送信出力のいずれか一方または両方を変化させる電池制御システム。
5. １つまたは複数の電池セルによりそれぞれ構成される複数の電池セル群の各々に対応して設けられ、対応する電池セル群の電池セルの充電状態に関する測定結果をそれぞれ取得する複数の電池セル管理装置と、
   前記複数の電池セル管理装置との間で無線通信を行う組電池管理装置と、を備え、
   前記組電池管理装置は、前記複数の電池セル管理装置のうちいずれかの電池セル管理装置との間で前記無線通信が不可能である場合に、前記無線通信の周波数および送信出力のいずれか一方または両方を変化させて、当該電池セル管理装置との間で前記無線通信を行う電池制御システム。

Images