JPWO2019163899A1 - 電圧測定装置、電圧検出回路、及びデバイスアドレス生成方法 - Google Patents

電圧測定装置、電圧検出回路、及びデバイスアドレス生成方法 Download PDF

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Abstract

電圧測定装置(100)は、直列に接続された複数のセルを対象としてセル電圧を測定する電圧検出回路(1)を複数備える電圧測定装置(100)であって、電圧検出回路(1)は、前段の電圧検出回路から受信した第1アドレス付与コマンドに応じて、デバイスアドレスを生成するデバイスアドレス生成回路(271、281)と、第1アドレス付与コマンドに応じて、第2アドレス付与コマンドを生成し、次段の電圧検出回路へ送信するアドレス付与コマンド生成回路(273、283)とを備える。

Description

本開示は、電圧測定装置、電圧検出回路、及びデバイスアドレス生成方法に関する。
特許文献1は、デイジーチェーン接続される複数の電圧検出回路を備える従来技術の電圧測定装置を開示している。
特開2011−50176号公報
従来技術では、いずれかの電圧検出回路間の通信経路に障害がある場合、障害の箇所より上側にある電圧検出回路にはデバイスアドレスを設定できないという課題を有している。
本開示は、障害の箇所よりも先の箇所にある電圧検出回路にデバイスアドレスを設定可能にする電圧測定装置、電圧検出回路、及びデバイスアドレス生成方法を提供することを目的とする。
本開示の一態様に係る電圧測定装置は、直列に接続された複数のセルを対象としてセル電圧を測定する電圧検出回路を複数備える電圧測定装置であって、前記電圧検出回路は、前段の前記電圧検出回路から受信した第1アドレス付与コマンドに応じて、デバイスアドレスを生成するデバイスアドレス生成回路と、前記第1アドレス付与コマンドに応じて、第2アドレス付与コマンドを生成し、次段の前記電圧検出回路へ送信するアドレス付与コマンド生成回路とを備える。
本開示の一態様に係る電圧検出回路は、直列に接続された複数のセルを対象としてセル電圧を測定し、電圧検出回路を複数備える電圧測定装置に含まれる1つの前記電圧検出回路であって、前段の前記電圧検出回路から受信した第1アドレス付与コマンドに応じて、デバイスアドレスを生成するデバイスアドレス生成回路と、前記第1アドレス付与コマンドに応じて、第2アドレス付与コマンドを生成し、次段の前記電圧検出回路へ送信するアドレス付与コマンド生成回路とを備える。
本開示の一態様に係るデバイスアドレス生成方法は、直列に接続された複数のセルを対象としてセル電圧を測定し、電圧検出回路を複数備える電圧測定装置におけるデバイスアドレス生成方法であって、前段の前記電圧検出回路から受信した第1アドレス付与コマンドに応じて、デバイスアドレスを生成し、前記第1アドレス付与コマンドに応じて、第2アドレス付与コマンドを生成し、次段の前記電圧検出回路へ送信する。
本開示の一態様は、複数のセルを直列に接続して構成される組電池を対象としてセル電圧を測定する複数の電圧検出回路とコントローラと第1の通信回路と第2の通信回路を備えた電圧測定装置であって、上記複数の電圧検出回路はデイジーチェーン接続され、上記電圧検出回路は、下側からの通信の受信と下側への通信の送信を行う下側通信回路と、上記下側通信回路が受信したアドレス付与コマンドからデバイスアドレスを生成する下側デバイスアドレス生成回路と、上記アドレス付与コマンドから次段の電圧検出回路のデバイスアドレスを生成する下側次デバイスアドレス生成回路と、上記下側次デバイスアドレス生成回路が生成したデバイスアドレスをデータフィールドの値として次段のアドレス付与コマンドを生成する下側アドレス付与コマンド生成回路と、上側からの通信の受信と上側への通信の送信を行う上側通信回路と、上記上側通信回路が受信したアドレス付与コマンドからデバイスアドレスを生成する上側デバイスアドレス生成回路と、上記アドレス付与コマンドから次段の電圧検出回路のデバイスアドレスを生成する上側次デバイスアドレス生成回路と、上記上側次デバイスアドレス生成回路が生成したデバイスアドレスをデータフィールドの値として次段のアドレス付与コマンドを生成する上側アドレス付与コマンド生成回路と、上記下側デバイスアドレス生成回路が生成するデバイスアドレスと上記上側デバイスアドレス生成回路が生成するデバイスアドレスを格納するデバイスアドレス保持回路を備え、上記下側通信回路は上記上側アドレス付与コマンド生成回路が生成するアドレス付与コマンドを送信し、上記上側通信回路は上記下側アドレス付与コマンド生成回路が生成するアドレス付与コマンドを送信し、上記コントローラは上記第1の通信回路を介して最下段の上記電圧検出回路に接続され、上記第2の通信回路を介して最上段の上記電圧検出回路に接続され、上記アドレス付与コマンドの送信を行う電圧測定装置である。
本開示の一態様は、上記電圧測定装置に用いられる電圧検出回路である。
本開示の一態様は、上記電圧測定装置と、複数のセルを直列に接続して構成される組電池によって構成される組電池システムである。
本開示の一態様は、複数のセルを直列に接続して構成される組電池を対象としてセル電圧を測定する複数の電圧検出回路とコントローラと第1の通信回路と第2の通信回路を備え、上記複数の電圧検出回路はデイジーチェーン接続され、上記コントローラは上記第1の通信回路を介して最下段の上記電圧検出回路に接続され、上記第2の通信回路を介して最上段の上記電圧検出回路に接続され、通信コマンドの送信を行う電圧測定方法であって、上記電圧検出回路は、デバイスアドレス保持回路を備え、上記コントローラが上記第1の通信回路を介して、最下段の上記電圧検出回路の下側へアドレス付与コマンドを送信するステップと、上記電圧検出回路が下側から受信した上記アドレス付与コマンドのデータフィールドの値からデバイスアドレスを生成して上記デバイスアドレス保持回路へ格納するステップと、上記電圧検出回路が下側から受信した上記アドレス付与コマンドのデータフィールドの値を更新して新たなアドレス付与コマンドを生成し、上側へ送信するステップと、上記コントローラが上記第2の通信回路を介して、最上段の上記電圧検出回路の上側へアドレス付与コマンドを送信するステップと、上記電圧検出回路が上側から受信した上記アドレス付与コマンドのデータフィールドの値からデバイスアドレスを生成して上記デバイスアドレス保持回路へ格納するステップと、上記電圧検出回路が上側から受信した上記アドレス付与コマンドのデータフィールドの値を更新して新たなアドレス付与コマンドを生成し、下側へ送信するステップと、からなる。
本開示によれば、障害の箇所よりも先の箇所にある電圧検出回路にデバイスアドレスを設定することができる。
例えば、本開示によると、電圧検出回路間の通信経路に障害がある場合でも、障害の箇所より下側にある電圧検出回路は下側からのアドレス付与コマンドで、障害箇所より上側にある電圧検出回路は上側からのアドレス付与コマンドでデバイスアドレスを設定することができる。
図1Aは、実施の形態1に係る電圧検出回路、電圧測定装置、組電池システムの構成図である。 図1Bは、実施の形態1に係る電圧検出回路、電圧測定装置、組電池システムの他の構成図である。 図2は、一般的な実施の形態1に係る組電池システムの構成図である。 図3は、実施の形態1に係る電圧検出回路の構成図である。 図4は、実施の形態1に係るアドレス付与コマンドを説明する図である。 図5Aは、実施の形態1に係る電圧測定方法を説明する図である。 図5Bは、実施の形態1に係る電圧測定方法を説明する図である。 図6Aは、実施の形態1に係る電圧測定方法を説明する図である。 図6Bは、実施の形態1に係る電圧測定方法を説明する図である。 図7は、実施の形態2に係る電圧検出回路の構成図である。 図8は、実施の形態2に係るアドレス付与コマンドを説明する図である。 図9Aは、実施の形態1に係る電圧測定方法を説明する図である。 図9Bは、実施の形態1に係る電圧測定方法を説明する図である。 図10は、実施の形態3に係る電圧検出回路、電圧測定装置、組電池システムの構成図である。 図11は、実施の形態3に係るアドレス付与コマンドを説明する図である。 図12Aは、実施の形態1に係る電圧測定方法を説明する図である。 図12Bは、実施の形態1に係る電圧測定方法を説明する図である。
(実施の形態1)
図1Aは、本発明の実施の形態1に係る電圧検出回路、電圧測定装置、組電池システムの構成図である。
組電池システム10は、電圧測定装置100および組電池200を備える。電圧測定装置100は、複数の電圧検出回路1〜5、第1通信回路11、第2通信回路12およびコントローラ13を備える。コントローラ13は、図1AではMCU(Micro Computer Unit)を記してある。また、組電池200は、直列接続された複数のセル20から構成される。なお、図1Bに示すように、図1Aの第1通信回路11および第2通信回路12の代わりに1つの通信回路14を備える構成としてもよい。
図1A〜図6Bに示すように、実施の形態1に係る電圧測定装置100は、複数のセル20を直列に接続して構成される組電池200を対象としてセル電圧を測定する複数の電圧検出回路とコントローラ13と第1通信回路11と第2通信回路12を備えた電圧測定装置100であって、上述の複数の電圧検出回路はデイジーチェーン接続され、上述の電圧検出回路は、下側からの通信の受信と下側への通信の送信を行う下側通信回路26と、上述の下側通信回路26が受信したアドレス付与コマンドからデバイスアドレスを生成する下側デバイスアドレス生成回路281と、上述のアドレス付与コマンドから次段の電圧検出回路のデバイスアドレスを生成する下側次デバイスアドレス生成回路282と、上述の下側次デバイスアドレス生成回路282が生成したデバイスアドレスをデータフィールドの値として次段のアドレス付与コマンドを生成する下側アドレス付与コマンド生成回路283と、上側からの通信の受信と上側への通信の送信を行う上側通信回路25と、上述の上側通信回路25が受信したアドレス付与コマンドからデバイスアドレスを生成する上側デバイスアドレス生成回路271と、上述のアドレス付与コマンドから次段の電圧検出回路のデバイスアドレスを生成する上側次デバイスアドレス生成回路272と、上述の上側次デバイスアドレス生成回路272が生成したデバイスアドレスをデータフィールドの値として次段のアドレス付与コマンドを生成する上側アドレス付与コマンド生成回路273と、上述の下側デバイスアドレス生成回路281が生成するデバイスアドレスと上述の上側デバイスアドレス生成回路271が生成するデバイスアドレスを格納するデバイスアドレス保持回路21を備え、上述の下側通信回路26は上述の上側アドレス付与コマンド生成回路273が生成するアドレス付与コマンドを送信し、上述の上側通信回路25は上述の下側アドレス付与コマンド生成回路283が生成するアドレス付与コマンドを送信し、上述のコントローラ13は上述の第1通信回路11を介して最下段の上述の電圧検出回路に接続され、上述の第2通信回路12を介して最上段の上述の電圧検出回路に接続され、上述のアドレス付与コマンドの送信を行う。
また、上述の下側デバイスアドレス生成回路281は、上述のアドレス付与コマンドに含まれるデータフィールドの値を抽出してデバイスアドレスとして出力し、上述の下側次デバイスアドレス生成回路282は、上述のアドレス付与コマンドに含まれるデータフィールドの値を減少させて次段の電圧検出回路のデバイスアドレスを生成し、上述の上側デバイスアドレス生成回路271は、与えられた補正値から上述のアドレス付与コマンドに含まれるデータフィールドの値を減算してデバイスアドレスとして出力し、上述の上側次デバイスアドレス生成回路272は、上述のアドレス付与コマンドに含まれるデータフィールドの値を減少させて次段の電圧検出回路のデバイスアドレスを生成する。
また、上述の補正値は、上述のアドレス付与コマンドに含まれ、上述の上側デバイスアドレス生成回路271によって抽出される。
更に、図面を参照としながら、詳細を説明する。
図1Aより、実施の形態1に係る電圧測定装置100は、複数のセル20を直列に接続して構成される組電池200を対象としてセル電圧を測定する複数の電圧検出回路とコントローラ13(MCU)と、第1、第2通信回路12を備える。また、複数の電圧検出回路はデイジーチェーン接続される。
ここで、本開示の理解を容易するため、一般的な電圧測定装置100について説明する。
図2は、一般的な組電池システムの構成図である。同図の組電池システム10は、電圧測定装置100および組電池200を備える。電圧測定装置100は、複数の電圧検出回路1〜4、コントローラ13および通信回路14を備える。図2の電圧検出回路1〜4はそれぞれ、デバイスアドレス保持回路21、上側通信回路25、下側通信回路26およびアドレス付与回路27を備える。
図2に示されるように、一般的な電圧測定装置100は、複数のセル20を直列に接続して構成される組電池200を対象としてセル電圧を測定する複数の電圧検出回路と、コントローラ13(MCU)と通信回路を備える。また、複数の電圧検出回路はデイジーチェーン接続される。
また、アドレス付与コマンドは電圧検出回路を識別するためのデバイスアドレスを各電圧検出回路に設定するコマンドであり、コマンドはデータフィールドを持ち、データフィールドの値がデバイスアドレスとして設定される。
また、電圧検出回路は、上側通信回路25、下側通信回路26、アドレス付与回路27、および、デバイスアドレス保持回路21を備える。
また、下側通信回路26が下側の電圧検出回路から受信した通信コマンドをアドレス付与回路27が解読し、アドレス付与コマンドである場合は、データフィールドの値をデバイスアドレス保持回路21に設定し、データフィールドの値から1を減算して新たなアドレス付与コマンドを生成し、上側通信回路25に与える。上側通信回路25は、新たなアドレス付与コマンドを上側の電圧検出回路に送信する。
このような構成により、例えば、4つの電圧検出回路に対して、MCUが通信回路を介して、データフィールドの値が4であるアドレス付与コマンドを最下段の電圧検出回路に与えると、最下段から順に、4,3,2,1の値がデバイスアドレス保持回路21に設定される。
しかしながら、この構成では、いずれかの電圧検出回路間の通信経路に障害がある場合、障害の箇所より上側にある電圧検出回路にはデバイスアドレスを設定できないという問題が生じる。例えば、電圧検出回路2と3の間の通信経路が断線している場合、電圧検出回路1と2にはデバイスアドレスを設定できないという問題が生じる。
一方、実施の形態1に係る電圧検出回路、電圧測定装置100、組電池システム10、及び電圧測定方法は、上述の問題を解決することが出来る。その詳細を、図面を参照しながら、説明する。
図3は、実施の形態1に係る電圧検出回路の構成図である。
同図の電圧検出回路1は、デバイスアドレス保持回路21、上側通信回路25、下側通信回路26、およびアドレス付与回路27を備える。上側通信回路25は、送信回路251および受信回路252を備える。下側通信回路26は、送信回路261および受信回路262を備える。アドレス付与回路27は、上側デバイスアドレス生成回路271、上側次デバイスアドレス生成回路272、上側アドレス付与コマンド生成回路273、下側デバイスアドレス生成回路281下側次デバイスアドレス生成回路282、および下側アドレス付与コマンド生成回路283を備える。上側デバイスアドレス生成回路271は、抽出回路274および減算器275を備える。上側次デバイスアドレス生成回路272は抽出回路276および減算器277を備える。下側次デバイスアドレス生成回路282は、抽出回路286および減算器287を備える。なお、図1A、図1Bに示した電圧検出回路2〜4も図3と同様の構成である。
図3に示すように、下側からの通信の受信と下側への通信の送信を行う下側通信回路26と、上述の下側通信回路26が受信したアドレス付与コマンドからデバイスアドレスを生成する下側デバイスアドレス生成回路281と、上述のアドレス付与コマンドから次段の電圧検出回路のデバイスアドレスを生成する下側次デバイスアドレス生成回路282と、上述の下側次デバイスアドレス生成回路282が生成したデバイスアドレスをデータフィールドとして次段のアドレス付与コマンドを生成する下側アドレス付与コマンド生成回路283と、上側からの通信の受信と上側への通信の送信を行う上側通信回路25と、上述の上側通信回路25が受信したアドレス付与コマンドからデバイスアドレスを生成する上側デバイスアドレス生成回路271と、上述のアドレス付与コマンドから次段の電圧検出回路のデバイスアドレスを生成する上側次デバイスアドレス生成回路272と、上述の上側次デバイスアドレス生成回路272が生成したデバイスアドレスをデータフィールドとして次段のアドレス付与コマンドを生成する上側アドレス付与コマンド生成回路273と、上述の下側デバイスアドレス生成回路281が生成するデバイスアドレスと上述の上側デバイスアドレス生成回路271が生成するデバイスアドレスを格納するデバイスアドレス保持回路21を備える。
また、図3より、上述の下側通信回路26は上述の上側アドレス付与コマンド生成回路273が生成するアドレス付与コマンドを送信し、上述の上側通信回路25は上述の下側アドレス付与コマンド生成回路283が生成するアドレス付与コマンドを送信し、上述のコントローラ13は上述の第1通信回路11を介して最下段の上述の電圧検出回路に接続され、上述の第2通信回路12を介して最上段の上述の電圧検出回路に接続され、上述のアドレス付与コマンドの送信を行う。
また、図3より、下側からのアドレス付与コマンドとして、下側通信回路26が下側からのアドレス付与コマンドを受信すると、下側デバイスアドレス生成回路281は、受信されたアドレス付与コマンドのデータフィールドの値を抽出し、デバイスアドレスとしてデバイスアドレス保持回路21に格納する。
同時に、下側次デバイスアドレス生成回路282は、減算器で、抽出したデータフィールドの値から1を減算して、次デバイスアドレスとして出力する。下側アドレス付与コマンド生成回路283は、次デバイスアドレスをデータフィールドの値とした新たなアドレス付与コマンドを生成し、上側通信回路25は新たなアドレス付与コマンドを上側へ送信する。
また、図3より、上側からのアドレス付与コマンドとして、上側通信回路25が上側からのアドレス付与コマンドを受信すると、上側デバイスアドレス生成回路271は、受信されたアドレス付与コマンドのデータフィールドの値を抽出し、与えられた補正値からデータフィールドの値を減算し、デバイスアドレスとしてデバイスアドレス保持回路21に格納する。
同時に、上側次デバイスアドレス生成回路272は、減算器で、抽出したデータフィールドの値から1を減算して、次デバイスアドレスとして出力する。上側アドレス付与コマンド生成回路273は、次デバイスアドレスをデータフィールドの値とした新たなアドレス付与コマンドを生成し、下側通信回路26は新たなアドレス付与コマンドを下側へ送信する。
なお、上述の補正値は、アドレス付与コマンドに含めて、上側次デバイスアドレス生成回路272に与える、あるいは、事前に別の通信コマンドにより各電圧検出回路内に設定するとしてもよい。
次に、アドレス付与コマンドについて説明する。
図4は、実施の形態1に係るアドレス付与コマンドを説明する図である。図4は、通信経路上に障害がある場合の動作例であり、電圧検出回路2と電圧検出回路3の間の通信経路に障害がある場合のアドレス付与コマンドのフローは、MCUが第1通信回路11を介して電圧検出回路4の下側にアドレス付与コマンドを送信する。アドレス付与コマンドのデータフィールドは電圧検出回路の個数である4が指定される。
また、電圧検出回路4の下側通信回路26がアドレス付与コマンドを受信すると、下側デバイスアドレス生成回路281がデータフィールドを抽出し、値の4をデバイスアドレスとして出力して、デバイスアドレス保持回路21に格納する。下側次デバイスアドレス生成回路282は抽出したデータフィールドの値4から1を減算した結果の3を、次デバイスアドレスとして出力する。
また、下側アドレス付与コマンド生成回路283は、次デバイスアドレスの3をデータフィールドに設定した新たなアドレス付与コマンドを生成し、上側通信回路25が電圧検出回路3へ送信する。
同様に、データフィールドが3であるアドレス付与コマンドを受信した電圧検出回路3は、データフィールドの値の3をデバイスアドレス保持回路21に格納する。
MCUが第2通信回路12を介して電圧検出回路1の上側にアドレス付与コマンドを送信する。アドレス付与コマンドのデータフィールドは電圧検出回路の個数である4が指定される。各電圧検出回路の補正値には5が指定されている。
電圧検出回路1の上側通信回路25がアドレス付与コマンドを受信すると、上側デバイスアドレス生成回路271がデータフィールドを抽出し、補正値からデータフィールドの値の4を減算した結果の1をデバイスアドレスとして出力して、デバイスアドレス保持回路21に格納する。上側次デバイスアドレス生成回路272は抽出したデータフィールドの値4から1を減算した結果の3を、次デバイスアドレスとして出力する。上側アドレス付与コマンド生成回路273は、次デバイスアドレスの3をデータフィールドに設定した新たなアドレス付与コマンドを生成し、下側通信回路26が電圧検出回路2へ送信する。
同様に、データフィールドが3であるアドレス付与コマンドを受信した電圧検出回路2は、補正値からデータフィールドの値を減算した結果の2をデバイスアドレス保持回路21に格納する。
このようにして、電圧検出回路1〜4のデバイスアドレスには1〜4が正しく設定される。
なお、この例では補正値は電圧検出回路の個数に1を加えた値としている。
これにより、実施の形態1に係る電圧検出装置は、電圧検出回路間の通信経路に障害がある場合でも、障害の箇所より下側にある電圧検出回路は下側からのアドレス付与コマンドで、障害箇所より上側にある電圧検出回路は上側からのアドレス付与コマンドでデバイスアドレスを設定することができる。
次に、実施の形態1に係るデバイスアドレス付与方法について説明する。図5A、図5Bは、実施の形態1に係るデバイスアドレス付与方法を説明する図である。図5A、図5Bは、実施の形態1に係るデバイスアドレス付与方法を示す処理であり、図5Aは、コントローラ13がアドレス付与コマンドを下側から送信する場合であり、図5Bは、コントローラ13がアドレス付与コマンドを上側から送信する場合である。
図5Aのデバイスアドレス付与方法は、上述のコントローラ13が上述の第1通信回路11を介して、最下段の上述の電圧検出回路の下側へアドレス付与コマンドを送信するステップ(S51)と、上述の電圧検出回路が下側から受信した上述のアドレス付与コマンドのデータフィールドの値からデバイスアドレスを生成して上述のデバイスアドレス保持回路21へ格納するステップ(S52)と、上述の電圧検出回路が下側から受信した上述のアドレス付与コマンドのデータフィールドの値を更新して新たなアドレス付与コマンドを生成し、上側へ送信するステップ(S53)とを有する。
図5Bのデバイスアドレス付与方法は、上述のコントローラ13が上述の第2通信回路12を介して、最上段の上述の電圧検出回路の上側へアドレス付与コマンドを送信するステップ(S55)と、上述の電圧検出回路が上側から受信した上述のアドレス付与コマンドのデータフィールドの値からデバイスアドレスを生成して上述のデバイスアドレス保持回路21へ格納するステップ(S56)と、上述の電圧検出回路が上側から受信した上述のアドレス付与コマンドのデータフィールドの値を更新して新たなアドレス付与コマンドを生成し、下側へ送信するステップ(S57)とを有する。
図5Aおよび図5Bを実施する電圧測定装置100は、複数のセル20を直列に接続して構成される組電池200を対象としてセル電圧を測定する複数の電圧検出回路1〜5とコントローラ13と第1通信回路11と第2通信回路12を備える。上述の複数の電圧検出回路はデイジーチェーン接続され、上述のコントローラ13は上述の第1通信回路11を介して最下段の上述の電圧検出回路に接続され、上述の第2通信回路12を介して最上段の上述の電圧検出回路に接続される。上述の各電圧検出回路は、デバイスアドレス保持回路21を備える。
また、実施の形態1に係る組電池システム10は、上述した電圧測定装置100と、複数のセル20を直列に接続して構成される組電池200によって構成される。
(実施の形態1の変形例)
図6A、図6Bは、実施の形態1の変形例に係るデバイスアドレス付与方法を示す図である.図6Aは、コントローラ13がアドレス付与コマンドを下側から送信する場合であり、図6Bは、コントローラ13がアドレス付与コマンドを上側から送信する場合である。
図6Aのデバイスアドレス付与方法は、上述のコントローラ13が上述の第1通信回路11を介して、最下段の電圧検出回路の下側へアドレス付与コマンドを送信するステップ(S61)と、上述の電圧検出回路が下側から受信した上述のアドレス付与コマンドのデータフィールドの値をデバイスアドレスとして、デバイスアドレス保持回路21に格納するステップ(S62)と、上述の電圧検出回路が下側から受信した上述のアドレス付与コマンドのデータフィールドの値を減少させて新たなアドレス付与コマンドを生成し、上側へ送信するステップ(S63)とを有する。
図6Bのデバイスアドレス付与方法は、上述のコントローラ13が第2通信回路12を介して、最上段の電圧検出回路の上側へアドレス付与コマンドを送信するステップ(S65)と、上述の電圧検出回路が上側から受信した上述のアドレス付与コマンドのデータフィールドの値を、与えられた補正値から減算した結果をデバイスアドレスとして、デバイスアドレス保持回路21に格納するステップ(S66)と、上述の電圧検出回路が上側から受信した上述のアドレス付与コマンドのデータフィールドの値を減少させて新たなアドレス付与コマンドを生成し、下側を送信するステップ(S67)とを有する。
なお、図1Bに示すように、第1通信回路11および第2通信回路12の代わりに通信回路14を備えてもよい。通信回路14は、双方向の通信でなく単方向の通信を行ってもよい。
以上説明してきたように、実施の形態1に係る電圧測定装置100は、直列に接続された複数のセルを対象としてセル電圧を測定する電圧検出回路を複数備える電圧測定装置であって、前記電圧検出回路は、前段の前記電圧検出回路から受信した第1アドレス付与コマンドに応じて、デバイスアドレスを生成するデバイスアドレス生成回路と、前記第1アドレス付与コマンドに応じて、第2アドレス付与コマンドを生成し、次段の前記電圧検出回路へ送信するアドレス付与コマンド生成回路と、を備える。
ここで、複数の前記電圧検出回路の一方の終端を最下段、他方の終端を最上段としたとき、前段の前記電圧検出回路は、下側の前記電圧検出回路および上側の前記電圧検出回路の一方であり、後段の前記電圧検出回路は、下側の前記電圧検出回路および上側の前記電圧検出回路の他方であり、前記アドレス付与コマンド生成回路は、下側の前記電圧検出回路から受信した前記第1アドレス付与コマンドに応じて前記第2アドレス付与コマンドを生成して上側の前記電圧検出回路へ送信し、かつ、上側の前記電圧検出回路から受信した前記第1アドレス付与コマンドに応じて前記第2アドレス付与コマンドを生成して下側の前記電圧検出回路へ送信してもよい。
ここで、前記デバイスアドレス生成回路は、下側の前記電圧検出回路から受信した前記第1アドレス付与コマンドから生成する前記デバイスアドレスと、上側の前記電圧検出回路から受信した前記第1アドレス付与コマンドから生成する前記デバイスアドレスを同じにしてもよい。ここで、前記第1アドレス付与コマンドは、データフィールドを含んでもよい。
ここで、前記デバイスアドレス生成回路は、前記データフィールドの値を用いて前記デバイスアドレスを生成してもよい。
ここで、前記アドレス付与コマンド生成回路は、前記データフィールドの値を減少または増加させた前記第2アドレス付与コマンドを生成してもよい。
ここで、前記デバイスアドレス生成回路は、下側の前記電圧検出回路から前記第1アドレス付与コマンドを受信したとき、受信した前記アドレス付与コマンドに含まれる前記データフィールドの値を前記デバイスアドレスとしてもよい。
ここで、前記アドレス付与コマンド生成回路は、上側の前記電圧検出回路から前記第1アドレス付与コマンドを受信したとき、補正値から前記データフィールドの値を減算した値を前記デバイスアドレスとしてもよい。
ここで、前記アドレス付与コマンド生成回路は、下側の前記電圧検出回路から受信した前記第1アドレス付与コマンドに含まれる前記データフィールドの値を減少させた前記第2アドレス付与コマンドを生成してもよい。
ここで、上側の前記電圧検出回路から受信した前記第1アドレス付与コマンドの前記データフィールドの値を減少させた前記第2アドレス付与コマンドを生成してもよい。
ここで、前記電圧測定装置は、前記複数の電圧検出回路のうちの最下段の前記電圧検出回路に接続され、かつ、最上段の前記電圧検出回路に接続され、前記アドレス付与コマンドの送信を行うコントローラを備えてもよい。
ここで、前記補正値は、前記アドレス付与コマンドに含まれていてもよい。
ここで、前記補正値は、予め定められた値であってもよい。
ここで、前記電圧測定装置は、直列に接続された前記複数のセルを有する組電池を備えてもよい。
また、実施の形態1に係る電圧検出回路は、直列に接続された複数のセルを対象としてセル電圧を測定し、電圧検出回路を複数備える電圧測定装置に含まれる1つの前記電圧検出回路であって、前段の前記電圧検出回路から受信した第1アドレス付与コマンドに応じて、デバイスアドレスを生成するデバイスアドレス生成回路と、前記第1アドレス付与コマンドに応じて、第2アドレス付与コマンドを生成し、次段の前記電圧検出回路へ送信するアドレス付与コマンド生成回路と、を備える。また、実施の形態1に係るデバイスアドレス生成方法は、直列に接続された複数のセルを対象としてセル電圧を測定し、電圧検出回路を複数備える電圧測定装置におけるデバイスアドレス生成方法であって、前段の前記電圧検出回路から受信した第1アドレス付与コマンドに応じて、デバイスアドレスを生成し、前記第1アドレス付与コマンドに応じて、第2アドレス付与コマンドを生成し、次段の前記電圧検出回路へ送信する。
(実施の形態2)
実施の形態2に係る電圧検出回路、電圧測定装置100、組電池システム10、及び電圧測定方法について、図7〜図9Bを用いて、上述した実施の形態との相違点を中心に説明する。
図7は、実施の形態2に係る電圧検出回路の構成図である。同図の電圧検出回路1は、図3と比べて、上側次デバイスアドレス生成回路272が減算器277の代わりに加算器279を備える点と、下側次デバイスアドレス生成回路282が減算器287の代わりに加算器289を備える点とが異なっている。以下、異なる点を中心に説明する。なお、電圧検出回路2〜4も図7と同様の構成である。
実施の形態2では、上述の下側デバイスアドレス生成回路281は、上述のアドレス付与コマンドに含まれるデータフィールドの値を抽出してデバイスアドレスとして出力し、上述の下側次デバイスアドレス生成回路282は、上述のアドレス付与コマンドに含まれるデータフィールドの値を増加させて次段の電圧検出回路のデバイスアドレスを生成し、上述の上側デバイスアドレス生成回路271は、与えられた補正値から上述のアドレス付与コマンドに含まれるデータフィールドの値を減算してデバイスアドレスとして出力し、上述の上側次デバイスアドレス生成回路272は、上述のアドレス付与コマンドに含まれるデータフィールドの値を増加させて次段の電圧検出回路のデバイスアドレスを生成する。
また、図7に示すように、実施の形態2に係る電圧検出回路は、実施の形態1に係る電圧検出回路(図3)との違いは、下側次デバイスアドレス生成回路282と上側次デバイスアドレス生成回路272で次デバイスアドレスの生成に用いる減算器を加算器に変えた点である。
また、下側次デバイスアドレス生成回路282は、受信されたアドレス付与コマンドからデータフィールドの値を抽出し、加算器で1を加えた値を次デバイスアドレスとして出力する。
また、上側次デバイスアドレス生成回路272も、同様に、データフィールドの値に1を加えた値を次デバイスアドレスとして出力する。
また、通信経路上に障害がある場合の動作例として、デバイスアドレスは、各電圧検出回路を識別するために用いるので、最下段の電圧検出回路から順に1,2,3,4と昇順に設定しても構わない。
図8は、実施の形態2に係るアドレス付与コマンドを説明する図である。
図8は、電圧検出回路2と電圧検出回路3の間の通信経路に障害がある場合のアドレス付与コマンドのフローを示す。
MCUが第1通信回路11を介して電圧検出回路4の下側に、データフィールドの値を1としたアドレス付与コマンドを送信する。
電圧検出回路4の下側デバイスアドレス生成回路281がデータフィールドを抽出し、値の1をデバイスアドレスとして出力して、デバイスアドレス保持回路21に格納する。下側次デバイスアドレス生成回路282は抽出したデータフィールドの値の1に1を加算した結果の2を、次デバイスアドレスとして出力する。下側アドレス付与コマンド生成回路283は、データフィールドの値を2とした新たなアドレス付与コマンドを生成し、上側通信回路25が電圧検出回路3へ送信する。
同様に、データフィールドが2であるアドレス付与コマンドを受信した電圧検出回路3は、データフィールドの値の2をデバイスアドレス保持回路21に格納する。
MCUが第2通信回路12を介して電圧検出回路1の上側に、データフィールドの値を1としたアドレス付与コマンドを送信する。
電圧検出回路1の上側デバイスアドレス生成回路271は、補正値から抽出したデータフィールドの値1を減算した結果の4をデバイスアドレスとして出力して、デバイスアドレス保持回路21に格納する。上側次デバイスアドレス生成回路272は抽出したデータフィールドの値の1に1を加算した結果の2を、次デバイスアドレスとして出力する。上側アドレス付与コマンド生成回路273は、データフィールドの値を2とした新たなアドレス付与コマンドを生成し、下側通信回路26が電圧検出回路2へ送信する。
同様に、データフィールドが2であるアドレス付与コマンドを受信した電圧検出回路2は、補正値からデータフィールドの値の2を減算した結果の3をデバイスアドレス保持回路21に格納する。
このようにして、電圧検出回路1〜4のデバイスアドレスには4〜1が正しく設定される。
また、図7に示すように、実施の形態2に係る電圧検出回路は、電圧検出回路間の通信経路に障害がある場合でも、障害の箇所より下側にある電圧検出回路は下側からのアドレス付与コマンドで、障害箇所より上側にある電圧検出回路は上側からのアドレス付与コマンドでデバイスアドレスを設定することができる。
次に、図9A、図9Bは、実施の形態2に係るデバイスアドレス付与方法を示す図である。図9Aは、コントローラ13がアドレス付与コマンドを下側から送信する場合であり、図9Bは、コントローラ13がアドレス付与コマンドを上側から送信する場合である。
図9Aのデバイスアドレス付与方法は、上述のコントローラ13が上述の第1通信回路11を介して、最下段の電圧検出回路の下側へアドレス付与コマンドを送信するステップ(S91)と、上述の電圧検出回路が下側から受信した上述のアドレス付与コマンドのデータフィールドの値をデバイスアドレスとして、デバイスアドレス保持回路21に格納するステップ(S92)と、上述の電圧検出回路が下側から受信した上述のアドレス付与コマンドのデータフィールドの値を増加させて新たなアドレス付与コマンドを生成し、上側へ送信するステップ(S93)とを有する。
図9Bのデバイスアドレス付与方法は、上述のコントローラ13が第2通信回路12を介して、最上段の電圧検出回路の上側へアドレス付与コマンドを送信するステップ(S95)と、上述の電圧検出回路が上側から受信した上述のアドレス付与コマンドのデータフィールドの値を、与えられた補正値から減算した結果をデバイスアドレスとして、デバイスアドレス保持回路21に格納するステップ(S96)と、上述の電圧検出回路が上側から受信した上述のアドレス付与コマンドのデータフィールドの値を増加させて新たなアドレス付与コマンドを生成し、下側を送信するステップ(S97)とを有する。
また、実施の形態2に係る組電池システム10は、上述した電圧測定装置100と、複数のセル20を直列に接続して構成される組電池200によって構成される。
以上説明してきたように、実施の形態2に係る電圧測定装置100において前記アドレス付与コマンド生成回路は、下側の前記電圧検出回路から受信した前記第1アドレス付与コマンドに含まれる前記データフィールドの値を増加させた前記第2アドレス付与コマンドを生成する。
ここで、上側の前記電圧検出回路から受信した前記第1アドレス付与コマンドの前記データフィールドの値を増加させた前記第2アドレス付与コマンドを生成してもよい。
(実施の形態3)
実施の形態3に係る電圧検出回路、電圧測定装置100、組電池システム10、及び電圧測定方法について、図10〜図12Bを用いて、上述した実施の形態との相違点を中心に説明する。
実施の形態3では、上述の下側デバイスアドレス生成回路281は、上述のアドレス付与コマンドに含まれるデータフィールドの値を抽出してデバイスアドレスとして出力し、上述の下側次デバイスアドレス生成回路282は、上述のアドレス付与コマンドに含まれるデータフィールドの値を減少させて次段の電圧検出回路のデバイスアドレスを生成し、上述の上側デバイスアドレス生成回路271は、上述のアドレス付与コマンドに含まれるデータフィールドの値を抽出してデバイスアドレスとして出力し、上述の上側次デバイスアドレス生成回路272は、上述のアドレス付与コマンドに含まれるデータフィールドの値を増加させて次段の電圧検出回路のデバイスアドレスを生成する。
図10に、実施の形態3に係る電圧検出回路のブロック図を示す。同図の電圧検出回路1は、図3と比べて、上側デバイスアドレス生成回路271が減算器275を備えない点と、上側次デバイスアドレス生成回路272が減算器277の代わりに加算器279を備える点と、下側次デバイスアドレス生成回路282が減算器287の代わりに加算器289を備える点とである。以下、異なる点を中心に説明する。なお、電圧検出回路2〜4も図10と同様の構成である。
また、図10と、図7の電圧検出回路との違いは、上側デバイスアドレス生成回路271でのデバイスアドレス生成で使用していた減算器275を削除した点である。
また、上側デバイスアドレス生成回路271は、受信されたアドレス付与コマンドのデータフィールドの値を抽出し、デバイスアドレスとしてデバイスアドレス保持回路21に格納する。
同時に、上側次デバイスアドレス生成回路272は、加算器で、抽出したデータフィールドの値に1を加算して、次デバイスアドレスとして出力する。
次に、図11に、通信経路上に障害がある場合の動作例として、電圧検出回路2と電圧検出回路3の間の通信経路に障害がある場合のアドレス付与コマンドのフローを示す。
図11より、MCUが第1通信回路11を介して電圧検出回路4の下側にアドレス付与コマンドを送信する。アドレス付与コマンドのデータフィールドは電圧検出回路の個数である4が指定される。
また、電圧検出回路4の下側通信回路26がアドレス付与コマンドを受信すると、下側デバイスアドレス生成回路281がデータフィールドを抽出し、値の4をデバイスアドレスとして出力して、デバイスアドレス保持回路21に格納する。下側次デバイスアドレス生成回路282は抽出したデータフィールドの値の4から1を減算した結果の3を、次デバイスアドレスとして出力する。下側アドレス付与コマンド生成回路283は、次デバイスアドレスの3をデータフィールドに設定した新たなアドレス付与コマンドを生成し、上側通信回路25が電圧検出回路3へ送信する。
同様に、データフィールドが3であるアドレス付与コマンドを受信した電圧検出回路3は、データフィールドの値の3をデバイスアドレス保持回路21に格納する。
MCUが第2通信回路12を介して電圧検出回路1の上側にアドレス付与コマンドを送信する。アドレス付与コマンドのデータフィールドには1が指定される。
電圧検出回路1の上側通信回路25がアドレス付与コマンドを受信すると、上側デバイスアドレス生成回路271は抽出したデータフィールドの値の1をデバイスアドレスとして出力して、デバイスアドレス保持回路21に格納する。上側次デバイスアドレス生成回路272は抽出したデータフィールドの値の1に1を加算した結果の2を、次デバイスアドレスとして出力する。上側アドレス付与コマンド生成回路273は、次デバイスアドレスの2をデータフィールドに設定した新たなアドレス付与コマンドを生成し、下側通信回路26が電圧検出回路2へ送信する。
同様に、データフィールドが2であるアドレス付与コマンドを受信した電圧検出回路2は、抽出したデータフィールドの値の2をデバイスアドレス保持回路21に格納する。
このようにして、電圧検出回路1〜4のデバイスアドレスには1〜4が正しく設定される。
これにより、実施の形態3に係る電圧測定装置100は、電圧検出回路間の通信経路に障害がある場合でも、障害の箇所より下側にある電圧検出回路は下側からのアドレス付与コマンドで、障害箇所より上側にある電圧検出回路は上側からのアドレス付与コマンドでデバイスアドレスを設定することができる。
次に、図12A、図12Bは、実施の形態3に係るデバイスアドレス付与方法を示す図である。図12Aは、コントローラ13がアドレス付与コマンドを下側から送信する場合であり、図12Bは、コントローラ13がアドレス付与コマンドを上側から送信する場合である。
図12Aのデバイスアドレス付与方法は、上述のコントローラ13が上述の第1通信回路11を介して、最下段の電圧検出回路の下側へアドレス付与コマンドを送信するステップ(S121)と、上述の電圧検出回路が下側から受信した上述のアドレス付与コマンドのデータフィールドの値をデバイスアドレスとして、デバイスアドレス保持回路21に格納するステップ(S122)と、上述の電圧検出回路が下側から受信した上述のアドレス付与コマンドのデータフィールドの値を減少させて新たなアドレス付与コマンドを生成し、上側へ送信するステップ(S123)とを有する。
図12Bのデバイスアドレス付与方法は、上述のコントローラ13が第2通信回路12を介して、最上段の電圧検出回路の上側へアドレス付与コマンドを送信するステップ(S125)と、上述の電圧検出回路が上側から受信した上述のアドレス付与コマンドのデータフィールドの値をデバイスアドレスとして、デバイスアドレス保持回路21に格納するステップ(S126)と、上述の電圧検出回路が上側から受信した上述のアドレス付与コマンドのデータフィールドの値を増加させて新たなアドレス付与コマンドを生成し、下側を送信するステップ(S127)とを有する。
以上説明してきたように、実施の形態3に係る電圧測定装置100において前記デバイスアドレス生成回路は、下側の前記電圧検出回路から前記第1アドレス付与コマンドを受信したとき、受信した前記第1アドレス付与コマンドに含まれる前記データフィールドの値を前記デバイスアドレスとし、上側の前記電圧検出回路から前記第1アドレス付与コマンドを受信したとき、受信した前記第1アドレス付与コマンドに含まれる前記データフィールドの値を前記デバイスアドレスとし、前記アドレス付与コマンド生成回路は、下側の前記電圧検出回路から受信した前記第1アドレス付与コマンドに含まれる前記データフィールドの値を減少させた前記第2アドレス付与コマンドを生成し、上側の前記電圧検出回路から受信した前記第1アドレス付与コマンドに含まれる前記データフィールドの値を増加させた前記第2アドレス付与コマンドを生成する。
また、実施の形態3に係る組電池システム10は、上述した電圧測定装置100と、複数のセル20を直列に接続して構成される組電池200によって構成される。
本開示は、例えば車載用途の電圧測定装置、電圧検出回路、及びデバイスアドレス生成方法として有用である。
1〜4 電圧検出回路
10 組電池システム
11 第1通信回路
12 第2通信回路
13 コントローラ
14 通信回路
20 セル

Claims (16)

  1. 直列に接続された複数のセルを対象としてセル電圧を測定する電圧検出回路を複数備える電圧測定装置であって、
    前記電圧検出回路は、
    前段の前記電圧検出回路から受信した第1アドレス付与コマンドに応じて、デバイスアドレスを生成するデバイスアドレス生成回路と、
    前記第1アドレス付与コマンドに応じて、第2アドレス付与コマンドを生成し、次段の前記電圧検出回路へ送信するアドレス付与コマンド生成回路と、を備える
    電圧測定装置。
  2. 複数の前記電圧検出回路の一方の終端を最下段、他方の終端を最上段としたとき、
    前段の前記電圧検出回路は、下側の前記電圧検出回路および上側の前記電圧検出回路の一方であり、
    後段の前記電圧検出回路は、下側の前記電圧検出回路および上側の前記電圧検出回路の他方であり、
    前記アドレス付与コマンド生成回路は、
    下側の前記電圧検出回路から受信した前記第1アドレス付与コマンドに応じて前記第2アドレス付与コマンドを生成して上側の前記電圧検出回路へ送信し、かつ、
    上側の前記電圧検出回路から受信した前記第1アドレス付与コマンドに応じて前記第2アドレス付与コマンドを生成して下側の前記電圧検出回路へ送信する
    請求項1に記載の電圧測定装置。
  3. 前記デバイスアドレス生成回路は、下側の前記電圧検出回路から受信した前記第1アドレス付与コマンドから生成する前記デバイスアドレスと、上側の前記電圧検出回路から受信した前記第1アドレス付与コマンドから生成する前記デバイスアドレスを同じにする
    請求項2に記載の電圧測定装置。
  4. 前記第1アドレス付与コマンドは、データフィールドを含む
    請求項1から3の何れか1項に記載の電圧測定装置。
  5. 前記デバイスアドレス生成回路は、前記データフィールドの値を用いて前記デバイスアドレスを生成する
    請求項4に記載の電圧測定装置。
  6. 前記アドレス付与コマンド生成回路は、前記データフィールドの値を減少または増加させた前記第2アドレス付与コマンドを生成する
    請求項4または5に記載の電圧測定装置。
  7. 前記デバイスアドレス生成回路は、
    下側の前記電圧検出回路から前記第1アドレス付与コマンドを受信したとき、受信した前記アドレス付与コマンドに含まれる前記データフィールドの値を前記デバイスアドレスとする
    請求項4から6の何れか1項に記載の電圧測定装置。
  8. 前記アドレス付与コマンド生成回路は、
    上側の前記電圧検出回路から前記第1アドレス付与コマンドを受信したとき、補正値から前記データフィールドの値を減算した値を前記デバイスアドレスとする
    請求項4から7の何れか1項に記載の電圧測定装置。
  9. 前記アドレス付与コマンド生成回路は、
    下側の前記電圧検出回路から受信した前記第1アドレス付与コマンドに含まれる前記データフィールドの値を減少させた前記第2アドレス付与コマンドを生成する
    請求項4から8の何れか1項に記載の電圧測定装置。
  10. 上側の前記電圧検出回路から受信した前記第1アドレス付与コマンドの前記データフィールドの値を減少させた前記第2アドレス付与コマンドを生成する
    請求項4から9の何れか1項に記載の電圧測定装置。
  11. 前記アドレス付与コマンド生成回路は、
    下側の前記電圧検出回路から受信した前記第1アドレス付与コマンドに含まれる前記データフィールドの値を増加させた前記第2アドレス付与コマンドを生成する
    請求項4または5に記載の電圧測定装置。
  12. 上側の前記電圧検出回路から受信した前記第1アドレス付与コマンドの前記データフィールドの値を増加させた前記第2アドレス付与コマンドを生成する
    請求項4から7、11の何れか1項に記載の電圧測定装置。
  13. 前記デバイスアドレス生成回路は、
    下側の前記電圧検出回路から前記第1アドレス付与コマンドを受信したとき、受信した前記第1アドレス付与コマンドに含まれる前記データフィールドの値を前記デバイスアドレスとし、
    上側の前記電圧検出回路から前記第1アドレス付与コマンドを受信したとき、受信した前記第1アドレス付与コマンドに含まれる前記データフィールドの値を前記デバイスアドレスとし、
    前記アドレス付与コマンド生成回路は、
    下側の前記電圧検出回路から受信した前記第1アドレス付与コマンドに含まれる前記データフィールドの値を減少させた前記第2アドレス付与コマンドを生成し、
    上側の前記電圧検出回路から受信した前記第1アドレス付与コマンドに含まれる前記データフィールドの値を増加させた前記第2アドレス付与コマンドを生成する
    請求項4に記載の電圧測定装置。
  14. 前記電圧測定装置は、複数の前記電圧検出回路のうちの最下段の前記電圧検出回路に接続され、かつ、最上段の前記電圧検出回路に接続され、前記第1アドレス付与コマンドの送信を行うコントローラを備える
    請求項1から13の何れか1項に記載の電圧測定装置。
  15. 直列に接続された複数のセルを対象としてセル電圧を測定し、電圧検出回路を複数備える電圧測定装置に含まれる1つの前記電圧検出回路であって、
    前段の前記電圧検出回路から受信した第1アドレス付与コマンドに応じて、デバイスアドレスを生成するデバイスアドレス生成回路と、
    前記第1アドレス付与コマンドに応じて、第2アドレス付与コマンドを生成し、次段の前記電圧検出回路へ送信するアドレス付与コマンド生成回路と、を備える
    電圧検出回路。
  16. 直列に接続された複数のセルを対象としてセル電圧を測定し、電圧検出回路を複数備える電圧測定装置におけるデバイスアドレス生成方法であって、
    前段の前記電圧検出回路から受信した第1アドレス付与コマンドに応じて、デバイスアドレスを生成し、
    前記第1アドレス付与コマンドに応じて、第2アドレス付与コマンドを生成し、次段の前記電圧検出回路へ送信する
    デバイスアドレス生成方法。
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