TWI566497B - 電池組 - Google Patents

電池組 Download PDF

Info

Publication number
TWI566497B
TWI566497B TW100105909A TW100105909A TWI566497B TW I566497 B TWI566497 B TW I566497B TW 100105909 A TW100105909 A TW 100105909A TW 100105909 A TW100105909 A TW 100105909A TW I566497 B TWI566497 B TW I566497B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
unit
battery
panel
signal
information
Prior art date
Application number
TW100105909A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201206011A (en
Inventor
深沢保
寺嶋久憲
Original Assignee
Ｐｕｅｓ股份有限公司
寺嶋久憲
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ｐｕｅｓ股份有限公司, 寺嶋久憲 filed Critical Ｐｕｅｓ股份有限公司
Publication of TW201206011A publication Critical patent/TW201206011A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI566497B publication Critical patent/TWI566497B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
    • H02J7/0016—Circuits for equalisation of charge between batteries using shunting, discharge or bypass circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/0048—Detection of remaining charge capacity or state of charge [SOC]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Description

電池組
本發明係關於連接複數個單位電池而構成之電池組。
多數使用情況之電池組係依照要求之電壓、電流容量作為電源而組合複數個單位電池。此處就使用之單位電池而言，昔日以鉛電池為首，而經過多種類，鎳鎘電池、鎳氫電池，最近則為鋰離子電池，依其種類，特性雖有所不同，但稱得上共同點為有時充電到一定之電荷量以上(過充電)，有時放電到一定之電荷量以下(過放電)則會劣化，重複如此之充放電會更加使該劣化擴大，電池壽命及可靠度明顯惡化。
串聯連接具有此種特性之單位電池作為電池組予以充電，則會因各單位電池間之自行放電電流或隨時間變化(劣化)之差異、充電效率之差異等，使各單位電池兩端之電壓值產生差異，產生未達到滿充電之單位電池或相反地成為過充電之單位電池。另外，即使放電時放電速度也會產生差異，所以產生成為過放電之單位電池。
此緣故，日本專利文獻1中記載：為控制複數個單位電池之充電，在複數個單位電池通用地設置由A/D變換電路及微電腦所構成之電池管理單元，藉由該微電腦檢測出構成電池組之各單位電池之電壓、溫度、周邊溫度及充放電電流，以檢測出之單位電池資訊為基準，算出複數個單位電池之充電狀態SOC(State of Charge)，根據算出之充電狀態，控制複數個單位電池各個充電電流之方法。
一種利用此日本專利文獻1之技術之電池組，使用非常多數之單位電池，在電池組之輸出電壓高之情況，因構成電池管理單 元之電子電路之耐壓限制，所以採用例如每8個單位電池設置電池槽資訊測量通訊控制裝置，及以通訊線路將複數個電池槽資訊測量通訊控制裝置與電池管理單元連接之方法(非日本專利文獻1)。
為了要實際實現日本專利文獻1之技術，各單位電池與電池管理單元之間，最少需要電壓感測用訊號線1條、電池溫度感測用訊號線1條、充電電流控制用訊號線1條合計3條，在收容此些訊號線之電池管理單元，從複數個單位電池進入各3條訊號線。
例如，考量以鋰離子電池槽為單位電池之汽車驅動用之電池組，因認為對於鋰離子電池之標稱電壓3.7伏特，汽車驅動用需要500至700伏特之電壓，所以控制對象之單位電池數量成為135至190程度。在此情況，成為在電池管理單元收容135~190×3=405~570條訊號線。
另外，如同日本非專利文獻1中圖1-1所示，即使係每8個單位電池設置電池槽資訊測量通訊控制裝置，將複數個電池槽資訊測量通訊控制裝置與電池管理單元連接之方法之情況，總計仍必須環繞與上述情況相同數量之訊號線，還必須追加連結電池槽資訊測量通訊控制裝置與電池管理單元之訊號線。
如此必須處理多數條之訊號線，在製造汽車驅動用之電池組上，成為成本降低之障礙之重大課題。公開之技術為在各電池模組設置可合併收容鄰接電池模組之訊號線之連接器，作為此課題之解決手段(日本專利文獻2)。
[日本專利文獻1]日本專利特開平9-294337號公報
[日本專利文獻2]日本專利特開2007-59088號公報
[非日本專利文獻1]「第二代鋰離子電池控制單元之介紹」森原德彥、EVS解決方案2009，2009年12月17日~18日聯合國大學 宇譚(U Thant)國際會議廳，(財團法人)日本汽車研究 所PP108~PP116。
利用日本專利文獻2之技術，可將預先決定數量之複數個電池模組設為群組之電池模組，將來自鄰接前端之電池模組之訊號線收容在連接器，將該訊號線中繼至鄰接後端之電池模組，所以訊號線之處理可有效地應對，但必須準備可收容構成預先決定群組之電池模組之全部訊號線之連接器，所以必須在每一電池模組群組準備各別之連接器。進而存在之課題為預先決定之電池模組數量變大例如成為數百個，則連接器本身會變大而無法在各個電池模組安裝連接器。
鑑於上述課題，本發明係一種連接複數個單位電池而構成之電池組，具有搭載各單位電池之電子電路板(亦稱為單位電池板)及通用於該複數個單位電池板之電池管理單元作為構成要件，以具有：測定被搭載在每一各別單位電池板之單位電池之電壓、單位電池之溫度、單位電池之周邊溫度及單位電池之內部電阻之全部或其一部分及保持該測定值之手段；將該保持之測定值以數位訊號發送給該電池管理單元之手段；及接收並保持由該電池管理單元以數位訊號傳送而來之單位電池指定電壓值之手段；藉由單重之迴路狀通訊線路或雙重之迴路狀通訊線路，將該複數個單位電池板與該電池管理單元連接，透過該迴路狀通訊線路，在該各單位電池板與該電池管理單元間，進行該測定值、該單位電池指定電壓值及關聯控制資訊之收發方式構成。
用以解決課題之重點為將從各單位電池板往電池管理 單元之訊號線數量極少數化。即為使單位電池板具有測定電壓或溫度之功能，能以一條訊號線將測定資料從該單位電池板送交給電池管理單元。而且，小型MPU(Micro Processor Unit)係為便利。近年之小型MPU具有數個類比/數位變換器，使用此功能以測定電壓或溫度。
取得單位電池板內所必要之電池槽資訊(電池電壓、電池溫度、電池周邊溫度及電池內部電阻)予以數位化，所以與電池管理單元之間之資訊收授能以數位資料傳達，容易將單位電池板與電池管理單元間直流絕緣，電池管理單元之耐壓限制之問題可解決之可能性大。因此，當要將電池管理單元與單位電池板連接，不必如同日本非專利文獻1每8個單位電池板設置電池槽資訊測量通訊控制裝置。
然而，電池管理單元與各單位電池板以各別線路呈星狀連接係為了要收授資訊訊號而各單位電池板中最小限度上傳下載分別需要1條合計2條之訊號線，所以電池管理單元必須收容2倍單位電池板數量之訊號線及需要僅該數量之直流絕緣電路，成本負擔仍大。
為了避免環繞此多數之訊號線，雖有使各單位電池板具有無線收發訊功能之方法，但考量到成本負擔則未必有效。 於是有效地利用具有小型MPU之串列通訊界面，則會有2個問題：(1)廉價之小型MPU為具備1個發送埠、1個接收埠之程度，資訊無法並列傳送。(2)由於串聯連接各單位電池故單位電池板間會有單位電池1個分量之電位差，無法單純地將MPU之通訊界串聯連結成一串。
(1)項中通訊埠之限制，藉由構成迴路狀之通訊線路，達到訊標環通訊控制協定之效率化予以解決。(2)項中電 位差之問題為針對鄰接單位電池板間之電位差大致一定，且愈超過半導體之耐壓則愈不大，藉由使每一單位電池板僅1個單位電池之電位差分量位準位移予以解決。
本發明之電池組，並不依賴構成所使用之單位電池之數量，來自各單位電池之訊號線為鄰接單位電池板間之測定值發送用訊號線及單位電池指定電壓值接收用訊號線之2條訊號線(在單重迴路狀通訊線路之情況)或4條訊號線(在雙重迴路狀通訊線路之情況)，電池管理單元所收容之訊號線亦會成為測定值接收用訊號線及單位電池指定電壓值發送用訊號線之2條訊號線或4條訊號線，電池組製造上，受理訊號線之路徑單純化，具有可實現格外削減成本之效果。
以下利用圖面具體說明。
圖1A概念地顯示本發明之電池組之整體構成圖。電池組1係電池管理單元BMU100與n個單位電池板UBB200/1~200/n以通訊線路300呈迴路狀連接者。另外，在各單位電池板UBB200搭載單位電池500，單位電池500係串聯連接，通過電力線400連接至負載或充電器。
此外，本圖顯示單重迴路狀通訊線路300之資訊傳達從一端之最前端單位電池板UBB200/n到他端之最後端單位電池板UBB200/1之方向，以下之說明亦以此方向為前提，但亦可為相反方向之通訊線路，本發明並非限定方向。
另外，圖1B顯示具有雙重之迴路狀通訊線路301及302之情況。雙重之迴路狀通訊線路為假想障礙之冗長構成，認為通訊線路300為2條較佳。在通常之功能說明上並非必 要，所以以下之說明係以單重迴路狀通訊線路為前提，雙重迴路狀通訊線路之說明則原則上省略。
圖2A顯示單位電池板UBB200之具體構成例與鄰接單位電池板連接之樣貌之圖。各單位電池板UBB200含有單位電池UB500、微處理器單元MPU201、發送訊號用開關驅動器202及反相器204、電阻205作為構成要件。圖2A中鄰接之單位電池板UBB200之相互間藉由通訊用連接器600及電力用連接器700連接。
前端之單位電池板UBB200/i+1之訊號線252通過連接器600連接至單位電池板UBB200/i之訊號線251，經由反相器204連接至該單位電池板UBB200/i之MPU201之串列通訊界面之接收用埠Rx。
另外，單位電池板UBB200/i之MPU201之串列通訊界面之發送用埠Tx，連接至訊號發送用開關驅動器202之基級，將開關驅動器202 ON．OFF(導通/切斷)，藉此將數位訊號送出至訊號線252，該數位訊號經過連接器600、後端之單位電池板UBB200/i-1之訊號線251，傳達至後端之MPU201。
此時單位電池板UBB200/i之開關驅動器202之集極，通過後端之單位電池板UBB200/i-1之電阻205，連接至後端之單位電池板UBB200/i-1之接地線。因此，開關驅動器成為當切斷時，在射極、集極間施加單位電池電壓之2倍電壓。在例如鋰離子電池之情況，單位電池之電壓為標稱3.7伏特，雖施加2倍標稱7.4伏特，但仍為半導體開關驅動器202足以承受之電壓。以此方式，資訊傳送到鄰接後端單位電池板UBB時訊號位準下移1個單位電池分量之電位。
另外，此時Tx之訊號波形，通過開關驅動器傳送到訊 號線251，但因極性反轉，所以通過反相器204輸入至Rx端子。
以此方式，各單位電池板UBB，藉由訊號線251及252與MPU201、開關驅動器202及反相器204呈迴路狀連接，構成迴路狀通訊線路300。
另外，當然，單位電池500之負側，作為該單位電池板內之接地電位，供應給MPU201其他者，單位電池UB500之正側，作為電源供應給MPU201其他者。
圖2B顯示單位電池500藉由被並聯連接之2個電池槽500(1)及500(2)而構成之情況。一般單位電池係依照要求之電流容量而並聯連接複數個電池槽，本圖則係以例顯示，本發明並非侷限於並聯連接2個電池槽之情況，複數個電池槽為並聯或串連，還可為並串聯混合。
圖2C為針對為了算出SOC所必要之測定項目之測定方法，圖示出以圖2B之單位電池做例子之圖。圖2B之單位電池500有2個電池槽500(1)及500(2)，電壓測定、溫度測定、內部電阻測定係以各個電池槽為對象作測定，周邊溫度係作為共同項目作測定。
具體上，電池槽500(1)之電壓，係將電池槽之正側連接至MPU201之類比/數位變換器端子AD1，作為該電池槽之電位予以數位測量，記憶在一次記憶裝置RAM2012上之表單3000(圖5B)之3001欄位。
另外，電池槽500(1)之溫度，係將黏貼在該電池槽之熱敏電阻203(1)連接至MPU201之AD3端子，以數位值測定熱敏電阻之電位，再經數位變換作為溫度，記憶在一次記憶裝置RAM2012上之表單3000(圖5B)之3003欄位。
再者，電流感測器206(1)通過放大器207(1)連接至MPU201之AD6端子，以數位值測定，再經數位變換作為內部電阻值，記憶在表單3000(圖5B)之3006欄位。
同樣地測定電池槽500(2)之電壓、溫度、內部電阻，分別記憶在表單3000(圖5)之3002、3004、3007欄位。周圍溫度通用於2個電池槽，所以藉由被懸空設置在單位電池板200之電池槽附近之閒置空間之熱敏電阻203(p)連接至MPU201之AD5端子，以數位值測定，再經數位變換作為周邊溫度，記憶在表單3000(圖5B)之3005欄位。
圖3顯示使用圖2A所示之單位電池板時之整體構成。圖2A所示之通訊線路300，係如同前述成為單位電池板UBB200/i+1之訊號線252與單位電池板UBB200/i之訊號線251以單線經由連接器600直接結合予以直流結合，所以最前端與最後端之單位電池板之電位差僅單位電池板數量重疊。在例如單位電池192個之情況，使用鋰離子電池，則其電位差會達到3.7伏特×192=710伏特，所以迴路狀通訊線路不對電池管理單元100直流絕緣難以直接收容。
直流地將單位電池板UBB200與電池管理單元BMU100分開，雖有變壓器結合、光結合等之方式，但串聯連接192個單位電池500，合計電壓超過700伏特之系統，單位電池之配置空間變大，必然會使電池管理單元BMU100與單位電池板UBB200群體間之距離變長，所以必須將此間之傳送設為平衡傳送線路，並設為利用變壓器結合等之直流切斷。
於是如圖3所示，為了要將最後端之單位電池板UBB200/1及最前端之單位電池板UBB200/n與電池管理單元BMU100之間設為直流電壓絕緣而以使用變壓器結合等 之平衡傳送線路連接。
具體上，在此間之傳送路之兩端設置利用變壓器結合等之U/B變換電路801及B/U變換電路802，構成平衡傳送線路310。以此方式，藉由單位電池之串聯連接累積之高電壓與電池管理單元BMU100直流地分開，解決耐壓之問題。
對此，單位電池板UBB200之輸入輸出訊號線為如圖2A所示以單線直接連結，構成圖3之不平傳送線路300如同前述。
圖4為針對以圖2A、圖3之構成，來自電池管理單元BMU100之訊號如何傳達至單位電池板UBB200，再度回到電池管理單元BMU100圖示之圖。
電池管理單元BMU100係藉由UB變換器801將應傳達之數位資訊變換成平衡訊號發送。此訊號藉由設置在最前端之單位電池板UBB200/n之前之BU變換器802接收，將其接收訊號變換成不平衡訊號，但此訊號重疊於全單位電池板UBB200/1~200/n之總計電壓上。
即係作為(n．Er+0/5)伏特訊號，輸入至MPU201/n之接收埠Rx。此處Er為鋰電池之標稱電壓，+0/5代表僅“low(低)”訊號為0伏特、“high(高)”訊號為5伏特重疊之訊號。
來自MPU201/n之發送資料係由發送埠Tx輸出，藉由發送用開關驅動器，以{(n-1)．Er+0/5}伏特訊號，輸入至後端之單位電池板之MPU201/n-1之接收埠Rx。
資訊係依序以此方式傳達至後端之單位電池板，最終作為(0．Er+0/5)伏特訊號到達單位電池板200/1，由MPU200/1之發送埠Tx輸出，藉由UB變換器801變換成平 衡傳送訊號，傳達至電池管理單元BMU100之BU變換電路802。
如此，最前端之單位電池板200/n與最後端之單位電池板UBB200/1直流結合，因而在其間之總計電位差，例如鋰單位電池192個之情況，達到約700伏特，不過可以在如同前述資訊資料傳達至鄰接之後端單位電池板時，一面僅鋰電池之標稱電壓Er分量位準位移，一面到達最後端之單位電池板，所以700伏特之電位差不會成為障礙。
圖5A為微處理器單元MPU201之硬體之邏輯方塊構成圖。MPU201含有中央處理裝置CPU2011、一次記憶裝置RAM2012、串列通訊界面SCI2013、複數個類比/數位變換器ADC2014、資料輸出DATA2015及匯流排2010作為構成要件。
圖5B顯示測定值等保存用表單。此處則係顯示有關各單位電池並聯連接2個電池槽之情況之表單3000，測定值之測定、記憶方法如同前述。另外，圖5C為用以記憶由電池管理單元BMU100送來之各種參數值之在記憶RAM1002上之表單4000，將均等化電壓值(被載入之PM值，即係單位電池指定電壓值)、TK監視計時器值、均等化時間，分別記憶在4001~4003欄位。
另外，圖5D顯示用於訊息接收及訊息發送之收發訊緩衝器SRB之構成。來自前端之單位電池板UBB200/i+1之數位資料，由接收用埠Rx載入，由串列通訊界面SCI2013進行文字安裝，作為接收訊息儲存在一次記憶RAM2012上之收發緩衝器SRB。
另外，依照中央處理裝置CPU2011指示，串列通訊界 面SCI2013則取出收發緩衝器之接收訊息，中繼轉送至後端之單位電池板UBB200/i-1。在自單位電池板UBB200/i有發送訊息之情況，同樣依照中央處理裝置CPU2011指示，取出被設定在收發緩衝器SRB上之發送訊息，通過發送用埠Tx發送至後端之單位電池板UBB200/i-1。
收發緩衝器SRB必須一方面從前端之單位電池板UBB200/i+1接收訊息，一方面原樣將其接收訊息轉送至後端之單位電池板UBB200/i-1，故由循環比對型式之緩衝器構成。因接收訊息之轉送大致延遲2位元組實施，其緩衝器容量有2位元組~3位元組即足夠，但發送訊息成為最大22位元組構成(詳情後述)，所以收發緩衝器之容量為32位元組(2之指數倍)。
另外，圖5D顯示為了控制收發緩衝器SRB之寫入讀出所必要之接收位元組位置計數器RBC、發送位元組位置計數器SBC及要發送位元組數計數器SBN之3個暫存器。3個暫存器長度均為1位元組。有關其動作於後述。
另外，中央處理裝置CPU2011可使用資料埠DATA2015，藉由埠DO0~1，對外部指示訊號“high(高)”、“low(低)”。使用此埠DO0進行控制放電電路(未圖式)之ON．OFF(導通/切斷)。詳情於後述。
圖6A顯示電池管理單元BMU100之硬體之邏輯方塊構成。BMU100含有中央處理裝置1001、一次記憶裝置RAM1002、串列通訊界面SCI1003、U/B變換器801、B/U變換器802及匯流排1010作為構成要件。
圖6B顯示一次記憶裝置RAM1002上之發送緩衝器及接收緩衝器。一次記憶裝置RAM1002上之發送緩衝器 SBM0/1所準備之發送訊息，依照中央處理裝置CPU1001指示，經過串列通訊界面SCI1003，由U/B變換器801，作為平衡傳送訊號傳送至最前端之單位電池板UBB200/n。另外，來自最後端之單位電池板UBB200/1之平衡傳送訊號，藉由B/U變換器802變換成不平衡訊號，由串列通訊界面SCI1003進行文字安裝，儲存在一次記憶裝置RAM1002上之接收緩衝器RBM0/1。
發送緩衝器SBM0/1為涵蓋發送指令之最長位元組數，即足夠容量為18B，接收緩衝器RBM0/1因從全單位電池板分別將21位元組之回應暫時匯集接收，所以需要21位元組×192=4032位元組，包括發送指令分量容量約4.1KB均為2面緩衝器。
其次，說明電池管理單元BMU100及單位電池板UBB200之功能。圖7及圖8顯示迴路狀通訊線路300上流通之訊息格式。圖7為從BMU100發送至各UBB200處之訊息格式。圖8顯示由各UBB200送給BMU100處之訊息格式。
圖7及圖8中在所有指令訊框、回應訊框之尾部記載“TK”即係訊標，不過此係表示一般之概念，指令訊框、回應訊框本身並不含“TK”本身。訊框為至“END”為止。
圖9顯示為了要使用迴路狀通訊線路300通訊之通訊協定所使用之網路控制訊號(統稱CNT)。圖10為顯示指令類(統稱CMD)。圖11顯示各種位址(統稱ADD)。圖12顯示資料類(統稱DAT)。圖13之表單5000顯示其詳細狀態。
圖14顯示各單位電池板UBB200之訊息接收及訊息發 送之原理之圖。
最前之單位電池板UBB200/n之接收訊息(圖14之(1))，含有來自BMU200之指令訊框。UBB200/n係在此指令訊框附加自己之回應訊框，作成發送訊息(圖14之(2))，送交給後端之單位電池板UBB200/n-1。後端之單位電池板UBB200/n-1接收此訊發送訊息，在指令訊框附加自己之回應訊框，作成發送訊息(圖14之(3))，送交給更後端之單位電池板UBB200/n-2。
成為一方面依序重複此種動作，一方面來自全單位電池200之回應訊框回送至電池管理單元BMU100。在電池管理單元200只要求來自特定之單位電池板UBB200/i回應情況，該UBB200/i之外之全部UBB200/j(j≠i)不返回回應訊框，所以成為只回送來自UBB200/i之回應訊框。
此外，此處“TK”稱為訊標(token)，代表授與發送權。即只保持有“TK”之節點(本例為BMU100及UBB200/1~200/n中保持有“TK”之節點)允許發送資料。
於是，BMU100係在指令訊框之尾部附加“TK”予以發送，將發送權授與最前端之單位電池板UBB200/n(圖14之(1))。
其次，已領受此指令之UBB200/n係將自己之回應訊框附加在指令訊框之後，再在其後附加“TK”，將訊息傳達至後端之單位電池板UBB200/n-1，同時進行發送權之授與(圖14之(2))。
其次，藉由圖15、圖16、圖17顯示電池組1之代表性動作順序。圖15為從全單位電池板200要求MAC位址之報告之順序圖。電池組1係施予啟動則電池管理單元 BMU100為了要收集ID而對下屬之全單位電池板UBB200處，報告各自之MAC位址，以將圖7所示之C1形式指令訊框之CID指令訊息+TK朝最前端之單位電池板UBB200/n(以下稱為UBBn)送出(S1001)。
已接收此CID指令訊息之UBBn，解析訊息，辨識為UBB處之CID指令，將自己之MAC位址設定在圖8所示之R1形式回應訊框之ID欄位，作成IDn回應，插入至CID指令之END標記與後續之TK標記之間，依CID指令、IDn回應、TK之順序，送交給後端之單位電池板UBBn-1處(S1002)。
已接收此CID指令、IDn回應、TK之UBBn-1，同樣地使用自己之MAC位址而作成IDn-1回應，依CID指令、IDn回應、IDn-1回應、TK之順序，朝向更後端之UBBn-2送交(S1003)。
重複相同順序動作，最後端之UBB1，由前端之UBB2接收CID指令、IDn回應、IDn-1回應．．．．、ID2回應、TK(S1004)，將ID1回應插入至TK之前，對BMU送交(S1005)。圖面之顯示上，BMU雖在圖面之左右畫出2個，但此係以展開圖呈現迴路狀通訊線路之故，實際為1個BMU。
BMU藉由S1005，分析作為已接收之全UBB之ID之MAC位址，確認為電池組1容許組裝之正廠製之單位電池板。取得確認則各MAC位址對應地作成電池組1內所使用之網路位址NAD，依照SNAD指令，通知給各UBB。其樣子顯示在圖15之下段。
此時使用C2形式指令訊框，各IDi對應地分配NADi 而送交總計n個之NAD授與訊息(S1011~S1013)。各UBBi藉由對應於自己之MAC位址之IDi載入自己處之NADi，以後使用此NADi進行BMU100與UBB200/i間之通訊。
其次，圖16顯示在BMU100對UBB200要求送交測定過之電壓等資料之情況之順序。
測定資料之要求係針對C1形式指令訊框，在DA設定對象UBBi之NADi，送交RV指令(S2001)。即使接收該RV指令而DA所示之NADi仍與自己之NADj不一致之UBBj，沒有特別作什麼就將該指令原樣轉送至後端之UBBj-1(S2002)。
具有該NADi之UBBi接收此RV指令訊框(S2003)，則對此反應，以R2形式回應訊框回送測定過之電壓資訊Vi(S2004)。其後之UBBj(j≠i)中，沒有任何附加，最終成為只有UBBi之電壓資訊Vi回送至BMU。
另外，作為將DA設成all(全)“0”之RV指令送交則全UBB對此反應，以RV指令、Vn(R2回應n)、Vn-1(R2回應n-1)、．．．V1(R2回應1)、TK之形式，由全單位電池板回送測定電壓資訊(S2011~S2016)。
雖測定溫度、測定內部電阻之報告順序亦為本質上與測定電壓之報告相同，但指令對應地取出報告資料而作成回應訊息，會因處理之效率降低，所以不管回應訊息如何，以固定測定資料之回應訊框上之位置(參考圖8)，從既重要又報告頻率高者起依電壓、溫度、內部電阻之順序配置，每次進行測定，可以通常回送全資料之方式，以R4形式之回應訊框之形式預作準備。將此稱為準備回應訊框(Arranged Response Frame)，準備於一次記憶裝置RAM2012上。
對RV指令只回送上位之電壓(R2形式回應訊框)，對RT指令回送電壓、溫度二者(R3形式回應訊框)，對RR指令回送電壓、溫度、內部電阻之全部(R4形式回應訊框)，每一指令之處理為最少而達到減輕中央處理裝置之負荷。
另外，有關狀態資訊係含在R2至R4全部之回應訊框，此狀態資訊也在收集資訊時與其他之測定資料一起作為R4指令預作準備，對RS指令設為以R2形式之回應訊框回答。
其次，圖17顯示在BMU100對UBB200/i通知單位電池指定電壓值情況之順序。
單位電池500之電壓之均等化係以全UBB200為對象進行，所以將C1形式指令訊框之DA設定成all(全)“0”，將在PM已設定用以均等化之單位電池指定電壓值之EQL指令朝最前端之UBB200/n送出(S2021)。
收到此EQL指令之單位電池板UBB200/n，分析訊框內容，辨識為全UBB處之EQL指令，該UBBn之MPU201，載入訊框內之PM之資料作為用以均等化之指定單位電池電壓值(S2031)，作為圖5C所示之一次記憶裝置RAM2012上之表單4000之4001欄位之均等化電壓值記憶在4200列。EQL指令訊框本身不作更動，轉送至後端之UBB200/n-1。
以下，各UBB同樣地載入被指示之單位電池指定電壓值作為用以均等化之基準電壓值，記憶在一次記憶裝置2012上之表單4000之4001欄位，將該EQL指令訊框轉送至後端之單位電池板，所以全部之UBB可載入被指示之單位電池指定電壓值作為用以均等化之基準電壓值。
對於圖10之E類型之指令SPM1、SPM2及SPM3之動作，與EQL指令相同，分別載入儲存在PM之參數值，記憶在表單4000之符合欄位。
圖19A至圖22係以流程圖顯示單位電池板UBB200之各種動作之圖。由電池管理單元BMU100收到單位電池板UBB200之指令如同圖10所示，但此些指令以單位電池板UBB200之處理之類型分類則如同圖18。由此分類能理解，指令類型A及D為作成回應訊框，回送至電池管理單元BMU100，所以利用流程圖說明詳情(圖20A至圖20E、圖21A至圖21E)。
另外，類型E之EQL指令並非作成回應訊框而係電池組特有之處理，所以利用流程圖詳細說明(圖22)。其他之類型因鎖定在全部單位電池板內之處理且為單純之處理，所以此處省略詳細之說明。
圖19A、圖19B為通用於各種指令類型之處理流程。圖19A為串列通訊界面SCI2013執行接收資料之文字安裝，完畢1位元組之安裝，且結束該位元組寫入並儲存至該收發緩衝器SBR，因對中央處理裝置CPU2011施予插入之故，所以藉其啟動(S5000)。被接收之位元組資料則將接收位元組位置計數器RBC(圖5D)之下位5位元組作為索引，寫入至一次記憶裝置RAM2012上之收發緩衝器SRB。
CPU2011係測知插入而使程式啟動(S5000)，參考接收位元組計數器RBC之下位5位元“br”，讀出符合收發緩衝器上之位元組位置br-1及br之2位元組(S5001)，參考TOP暫存器(未圖示)之內容，檢查過去是否有網路控制訊號“TOP”之接收履歷。
在無接收履歷(S5002，NO)之情況，分析該2位元組是否為網路控制訊號“TP”，識別為“TOP”(S5020，YES)，TOP接收登錄(S5021)，立即將收發緩衝器內容即為“TOP”原樣轉送給後端之單位電池板UBB200，指示給串列通訊界面2013(S5022)，準備下一個接收位元組之儲存而僅“1”更新接收位元組位置RBC(S5023)，做結束(S5030)。
在S5002為YES之情況，將收發緩衝器SRB上之位元組位置“br”之內容轉送至自單位電池板UBB，指示給SCI2013(S5003)，其次判定TOP後之接收位元數之奇數偶數(S5004)，奇數情況(S5004，NO)，將TOP僅加上“1”(S5005)，將接收位元組位置計數器SBC僅加上“1”(S5023)，做結束(S5030)。
圖19B顯示於S5022轉送指示給串列通訊界面SCI2013之情況之流程圖。中央處理裝置CPU2011，首先藉由要發送位元組數計數器SBN判定串列通訊界面SCI2013是否發送中(S4001)。
確認非發送中(S4001，NO)，則將收發緩衝器SRB上應轉送對象位元組之前端位元組位置br-1設定在發送位元組位置計數器SBC(S4002)，將要發送位元組數計數器SBN之值僅加上應追加發送之位元數p(此處為p=2)(S4003)。
判斷為發送中(S4001，YES)，不進行設定接收位元組計數器SBC，將要發送位元組數計數器SBN僅加上應追加發送之位元數p(此處p=2)(S4003)。
接到發送指示之串列通訊界面SCI2013，結束1位元組 之發送處理則對中央處理裝置CPU2011產生插入。
圖19C顯示測知該插入後之中央處理裝置CPU2011之動作流程。
即係檢測出插入則參考要發送位元組數計數器SBN之內容以判定是否有應繼續發送之位元組(S4101)。在無應繼續發送之位元組之情況(S4101，YES)，不對SCI作發送指示立即結束(S4130)。
在有繼續應發送位元組之情況(S4101，NO)，將發送位元組位置計數器僅加上“1”(S4102)，將要發送位元組數計數器SBN僅減去“1”(S4103)，對SCI作發送指示(S4104)，做結束(S4130)。
圖19D顯示接到發送指示之串列通訊界面SCI2013之動作流程。依發送指示而啟動(S4200)，當要發送位元組數計數器SBN之值為“0”時(S4201，YES)，判斷為無應發送之位元組，對後端之單位電池板UBB/i-1發送IDLE訊號(S4202)，做結束(S4230)。
相同在計數器值為“1”以上之情況(S4201，NO)，藉由發送位元組位置計數器SBC之下位5位元“bs”，讀入收發緩衝器上之位元組位置bs之資料，轉送至後端之單位電池板UBB/i-1(S4203)，做結束(S4230)。
其次，回到圖19A，TOP接收後所接收之位元組數為偶數之情況(S5004，YES)，將TP之值設為接收位元組數S(S5006)，藉由S展開成各種之處理流程(S5006)。
圖20A顯示接收S=2之情況即為TOP接收後之2位元組之DA時之流程。S=2即開始處理(S5100)，判定在S5001讀入完畢之收發緩衝器SRB之位元組位置br-1及br之2 位元組是否為all(全)“0”(S5101)。S5101為YES時，顯示為全單位電池UBB處之指令，所以為了要登錄指令等待而使CMD設定在1(S5103)，其次將接收位元組位置計數器僅加上1(S5023)，做結束(S5030)。
當S5101為NO時，判定是否為自NADi(S5102)。當S5102為YES時，為自單位電池板處之指令，所以登錄指令等待(CMD=1，S5103)，將接收位元組位置計數器僅加上“1”(S5023)，做結束(S5130)。當S5102為NO時，自單位電池UBB為無關，所以將接收位元組位置計數器僅加上“1”(S5023)，其他不作任何動作即結束(S5030)。
圖20B顯示S=4之情況即係TOP接收後已接收4位元組時之流程。S=4即開始處理(S5200)，將在S5001讀入完畢之收發緩衝器之位元組位置br-1及br之2位元組設為指令之PM值，暫時記憶(TPM)，將接收位元組位置計數器RBC加上“1”(S5023)，做結束(S5030)。
圖20C顯示S=6之情況即係TOP接收後已接收6位元組時之流程圖。S=6即開始處理(S5300)，判定是否要指令等待(S5301)。在S5301為YES之情況，代表到現在為止為指令等待狀態，所以改寫成指令領受(S5302)。接著將在S5001讀入完畢之收發緩衝器之位元組位置br-1及br之2位元組作為指令分析(S5303)。
此指令分析成為依圖18所示之類型別選擇處理。圖21A顯示有關處理A之流程圖。圖21B中顯示有關處理B之流程圖。圖21C顯示有關處理C之流程圖。圖21D顯示有關處理D之流程圖。圖21E顯示有關處理E之流程圖。有關處理F、G則省略。
圖21A為CID指令接收時之流程圖。經領受CID指令即開始(S6000)，為了要作成R1形式之回應訊框，將自MAC位址即係6位元組，48位元之位址設定成ID(S6001)。 將要發送位元組數p設定成R1形式之回應訊框長度10位元組(S6002)，將接收位元組位置計數器RBC僅加上“1”(S5023)，做結束(S5030)。
圖21B為SNAD指令接收時之流程。經領受SNAD指令即開始(S6100)，判定有無SNAD之領受登錄(S6101)。 在S6101為YES，顯示過去並未領受，所以施予登錄領受(S6102)，將接收位元組位置計數器RBC僅加上“1”(S5023)，做結束(S5030)。在S6101為NO則為不合法，所以重設TOP(S6103)，將接收位元組位置計數器RBC僅加上“1”(S5023)，做結束(S5030)。
圖21C顯示PWH、PWSD、ERB、LED、LOF及MSR指令領受時之流程。任一指令均為指示單位電池板UBB內之動作，所以迴路狀通訊線路之動作，在指令領受後無影響，故省略詳細說明。
圖21D顯示RS、RV、RT及RR指令領受時之流程。 經領受各指令即開始(S6300)，對RS及RV指令作成R2形式回應訊框，對RT及RR指令分別作成R3及R4形式之回應訊框(S6301)。
如同前述，實際取得ST、V1、V2、T1、T2、TP、R1、R2之資料，記載在表單3000，同時作為準備回應訊框ARF，且通常預先作成R4形式之回應訊框，當請求作成R2形式之回應訊框時，由準備回應訊框ARF之前端至“V2”為止一次轉記，附加“END”即完成，當R3形式時，由ARF之 前端至“T2”為止一次轉記，附加“END”即完成，當R4形式時，由ARF之前端至“END”為止一次轉記即完成。 將已完成之回應訊框作為待發送回應訊框WRF(Waiting Respnse Frame)，在一次記憶RAM2012上預先記憶(S6302)。
其次，登錄追加應發送位元組數(S6303)。R2形式為p=12，R3形式為p=18，R4形式為p=22。
其次，將接收位元組位置計數器RBC僅加上“1”(S5023)，做結束(S5030)。
圖21E顯示指令EQL、SPM1、SPM2及SPM3領受時之流程。經領受，該指令即開始(S6400)。將在S5201一次記憶之PM值(TPM)記載至表單4000之符合欄位(S6401)。即係當為EQL指令時記載至4001欄位，當為SPM1指令時記載至4002欄位，將接收位元組計數器RBC僅加上“1”(S5023)，做結束(S5030)。
圖20D顯示S=8之情況即係TOP接收後已接收8位元組時之流程。S=8即開始處理(S5400)，判定在S5001讀入完畢之收發緩衝器之位元組位置br-1及br之2位元組是否為網路控制訊號“END”(S5401)。在“END”領受之情況(S5401，YES)，登錄“END”領受(S5402)，將接收位元組位置計數器RBC僅加上“1”(S5023)，做結束(S5030)。
在S5401為NO之情況，因並非接收“END”之故，所以要判定是否“SNAD”接收完畢(S5401)。“SNAD”接收完畢(S5410，YES)則將SNAD計數器加上“1”(S5411)，將接收位元組位置計數器RBC僅加上“1” (S5023)，做結束(S5030)。
在S5410為NO則為不合法，所以重設TOP領受(S5412)，將接收位元組位置計數器RBC僅加上“1”(S5023)，做結束(S5030)。
圖20E顯示S≧10之情況即係TOP接收後已接收10位元組以上時之流程。S≧10即開始處理(S5400)，判定是否“END”領受完畢(S5501)。在END領受完畢之情況(S5501，YES)，判定S5001讀入完畢之收發緩衝器SRB上之位元組位置br-1及br之2位元組是否為“TK”(S5502)。
在為“TK”之情況(S5502，YES)，藉由S6303所設定之p值，判定是否存在追加應發送位元組(S5503)。在存在要發送位元組之情況(S5503，YES)，清除收發緩衝器SRB上之位元組位置br-1及br之2位元組而載入“TK”(S5504)，將載入之“TK”張貼在待發送回應訊框WRF之後(S5505)。
寫入已張貼在收發緩衝器SRB上之位元組位置br-1以後之WRF+“TK”(S5506)。在要發送位元組數計數器SBN加上回應訊框長度p，對串列通訊界面SCI2013進行發送指示(S5507)，將接收位元組位置計數器RBC僅加上“1”(S5023)，做結束(S5030)。
在S5502為NO及S5503為NO之情況，必須持續接收下一個訊框，所以將接收位元組位置計數器RBC僅加上“1”(S5023)，做結束(S5030)。
在S5501為NO之情況，判定S5001已經讀入之收發緩衝器之位元組位置br-1及br之2位元組是否非“END” (S5510)。在被判定為“END”之情況(S5510，YES)， 登錄“END”接收(S5511)，將接收位元組位置計數器RBC僅加上“1”(S5023)，做結束(S5030)。
在S5510為NO之情況，判定是否為SNAD指令接收後之第3字元(S5512)，在非第3字元之情況(S5512，NO)，將SNAD計數器僅加上“1”(S5513)，將接收位元組位置計數器RBC僅加上“1”(S5023)，做結束(S5030)。
在SNAD指令接收後第3字元之情況(S5512，YES)，判定收發緩衝器之位元組位置br-5至br之3字元(6位元組，48位元)是否為自己之MAC位址(S5514)。在符合於自己之MAC位址之情況(S5514，YES)，將S5201一次記憶之TPM之內容作為自DA設定(S5515)，爾後在與電池管理單元BMP100之通訊，作為自單位電池板位址使用。
其次，將SNAD計數器重設為零，將接收位元組位置計數器RBC僅加上“1”(S5023)，做結束(S5030)。
圖22顯示測定通常之電壓及領受EQL指令，將PM值之單位電池指定電壓值作為用以均等化之基準電壓值，記錄在表單4000之4001欄位之情況之單位電池板UBB200之均等化動作之流程圖。
圖22之開始條件為10ms之計時器插入(S5800)。單位電池板UBB200有10ms之計時器插入，則會進行單位電池UB500之電壓測定(S5801)，將測定結果記錄在表單3000欄位之3001或3002欄位並予以保持(S5802)。其次由表單4000中4001欄位之內容判斷是否PM值載入完畢。 4001欄位為因初始設定設定成all(全)“1”，所以S5803若為NO，表示載入完畢。
在此情況，進行比較保持在表單3000之3001欄位或3002欄位之單位電池UB500之電壓值與此載入之PM值即是單位電池指定電壓值之大小(S5804)。在保持電壓較高之情況(S5804，YES)，中央處理裝置CPU2011，藉由將資料埠DO0設定為“high(高)”，將放電電路(未圖示)設為ON(導通)(S5805)，做結束(S5820)。藉此，該單位電池板UBB開始均等化動作。
在S5803為YES之情況及S5804為NO之情況，中央處理裝置CPU2011，藉由將資料埠DO0設定成“low(低)”，將放電電路(未圖示)設為OFF(切斷)(S5806)，做結束(S5820)。藉此，該單位電池板UBB將均等化動作停止或持續停止。
此外，電池電壓測定之外之溫度測定、內部電阻測定亦藉由計時器插入，例如溫度測定由1S插入而進行，內部電阻測定由10S插入而進行。執行順序係與電池電壓測定之情況相同，所以詳細說明省略。
圖23A顯示本發明之電池組之遠端電源之ON．OFF(導通/切斷)之電路。電池組之單位電池之電壓，因在單位電池具有固有之電壓，所以為了要使單位電池板UBB200之電子電路為穩定動作又要獲得狀況良好之電壓，使用DC-DC變換器。
考量汽車用之電池組，例如當汽車並未長期使用時，UBB之電子電路處在動作狀態，則會因消耗單位電池，而引起電池組在汽車使用時失去功能。因此，DC-DC變換器必須為不使用時可切斷OFF(切斷)且必要時迅速可ON(導通)。
圖23A中，各單位電池板UBB還含有DC-DC變換器DDC208作為構成要件。
當電池組1不動作時，PWSD指令預先從電池管理單元100送交給全單位電池處UBB200，電源自我保持用所使用之MPU201之資料輸出端子DO1設定成“low(低)”。
在該狀態來自BMU100之訊號停止送出，則最前端之單位電池板UBBn之訊號線251維持在“low(低)”，DDC208之E端子(賦能(Enable)端子)成為“low(低)”，DDC208成為不動作狀態，即使對輸入VI施加電壓，輸出VO仍為零，不對MPU201供應Vcc，UBBn整體成為切斷OFF(切斷)狀態，不會消耗任何之電力。
另外，UBBn之MPU201之Tx端子保持在“low(低)”，所以UBBn-1亦同樣成為切斷OFF(切斷)狀態。依序，後端之單位電池板UBB成為OFF(切斷)狀態，電池組整體亦成為切斷狀態，電力消耗為零。
另一方面，以任何一種方法，單位電池板UBBn之訊號線251改變成“high(高)”並予以保持則DDC208之E端子成為“high(高)”，DDC208則成為動作狀態，對輸入VI供應電壓，所以DDC208對輸出VO產生電壓，供應MPU201之Vcc。接到Vcc供應之MPU201成為動作狀態，為了電源自我保持而將資料端子DO1設為“high(高)”，使DDC208自我保持。
以此方式，UBBn進入動作狀態則MPU201將發送埠Tx設為“high(高)”，使後端之UBBn-1成為動作狀態。依序傳達此動作，最後直到UBB1為止之全部UBB進入動作狀態，電池組1成為動作狀態。
具體上，例如進行汽車之按鍵操作，造成電池組1必須開始供應電力，則首先電池管理單元(此單元必須常時供 電)，將低位元率(例如1kbps)之訊號朝向最前端之單位電池板UBBn送出。此低位元率之資料訊號經過U/B變換、B/U變換，傳送至最前端之UBBn之訊號線251。藉由此資料波形雖為短時間(數100μS)，但訊號線251仍保持在“high(高)”。此短時間對於喚醒DDC208，MPU201發出自我保持訊號為足夠之時間。
以此方式，UBBn之MPU201進入動作狀態，則會將發送埠Tx設為“high(高)”，使後端之UBBn-1改變成動作狀態。可以依序重複此動作，最後最後端之UBB1進入動作狀態，使電池組1全體成為動作狀態。
圖23B顯示由高速之資料資訊喚醒DC-DC變換器208之方法。即使為將DC-DC變換器208設為ON(導通)，再使MPU201動作並進入自我保持為足夠之時間之“high(高)”狀態在訊號線251無法期待之情況，圖23B之電路，利用將高速之資料訊號，例如由BMU100送來之複數個連續之電源保持指令之資料訊號之波形直流再生之些微電力，仍足以使DC-DC變換器208動作，進而可將MPU201之自我保持電路設為ON(導通)。
電池管理單元BMU100係將具有電源保持指令PWH之指令訊框連續送出複數個至最前端之UBBn，由最後端UBB1，接收具有該指令PWH之指令訊框，全單位電池進入動作狀態，可確認電池組1完成啟動。
在使電池組1成為OFF(切斷)之情況，電池管理單元BMU100可如同前述，將電源保持解除指令PWSD送出至最前端UBBn，之後，停止資料發送而將全單位電池板200依序設為切斷狀態。此外，電源保持解除指令PWSD，即使為 未顯示之情況，在長時間不輸入資料，訊號線251持續“low(低)”之情況，以MPU201藉由計時器監視，將自我保持設為“low(低)”，將DDC208設為OFF(切斷)之方式之預先設定仍為有效。
一般，單位電池板UBB200雖為僅對來自電池管理單元BMU100之指令作回應，但當迴路狀通訊線路300因故障而無法通訊時會主動地動作。
BMU100隨時在一定之時間內必須送出訊標(token)TK。雖在對單位電池板200發出各種指示藉指令附加TK實現，但在沒有指令之情況，送出無效指令(idle command)IDL，在其後方附加TK。
藉此，各單位電池板UBB200係在一定時間內無法接收訊標TK之情況，判斷為迴路狀通訊線路異常，作成自身之訊標遺失指令TKL，送交給後端之單位電池板UBB200。此TKL指令由單位電池板UBB200傳遞，最後傳到電池管理單元BMU100，BMU可作為通訊線路故障而對保修部門要求服務。
此時由BMU100已接收之TKL指令訊框(C3形式指令訊框)之NADi(參考圖8)，可檢測出i項之UBB正前之通線路故障或i+1項之UBB故障。
通訊線路如最初所述由雙重之迴路狀通訊線路構成時，當例如在通訊線路301已檢測出故障時，使用通訊線路302可持續動作。另外，在任一單位電池板UBB200/i之板故障之情況，藉由通訊線路301，從UBBi-1送來TKL指令訊框，藉由通訊線路302從，UBBi+1送來TKL指令，所以可以判別UBBi為故障，又在i+1項及i項之單位電池板 UBB間之通訊線路2條均故障之情況，藉由通訊線路301，從UBBi送來TKL指令，藉由通訊線路302從UBBi+1送來TKL指令，所以可以判別UBBi與UBBi+1間之通訊線路為雙重故障，對故障修復會有效果。
此外，本發明之實施例中，如圖1A所示電池組1已利用串聯連接單位電池500之樣態說明過，但即使如圖1C所示單位電池500(1)與單位電池500(2)並聯連接，串聯連接此種n組之並聯連接單位電池，搭載各單位電池500(1)之UBB(1)及搭載單位電池500(2)之UBB(2)分別為獨立地全部串聯連接而以迴路狀通訊線路與電池管理單元100連接之構成，同樣仍可以達成本發明之效果。本發明中，此並聯連接之單位電池之數量當然不侷限於2個。
1‧‧‧電池組
100‧‧‧電池管理單元BMU
200/n‧‧‧單位電池板UBB/n
201‧‧‧微處理器單元MPU
202‧‧‧發送訊號用開關驅動器
203‧‧‧熱敏電阻
204‧‧‧反相器
205‧‧‧電阻
206‧‧‧電流感測器
207‧‧‧放大器
208‧‧‧DC-DC變換器
251‧‧‧訊號接收線
252‧‧‧訊號發送線
300、301、302、310‧‧‧通訊線路
400‧‧‧電力線
500‧‧‧單位電池
600‧‧‧訊號線用連接器
700‧‧‧電力線用連接器
801‧‧‧U/B變換電路
802‧‧‧B/U變換電路
1001‧‧‧中央處理裝置CPU
1002‧‧‧一次記憶裝置RAM
1003‧‧‧串列通訊界面SCI
1010‧‧‧匯流排電路
2010‧‧‧匯流排電路
2011‧‧‧中央處理裝置CPU
2012‧‧‧一次記憶裝置RAM
2013‧‧‧串列通訊界面SCI
2014‧‧‧類比/數位變換器ADC
2015‧‧‧資料控制DATA
3000‧‧‧測定值表單
3100‧‧‧測定項目
3200‧‧‧測定值
4000‧‧‧PM值載入表單
4100‧‧‧載入項目
4200‧‧‧載入值
AD「 」‧‧‧類比/數位變換埠「 」
ARF‧‧‧準備回應訊框
Er‧‧‧電池標稱電動勢
P‧‧‧追加應發送位元組數
RBC‧‧‧接收位元組位置計數器
RBM‧‧‧接收緩衝記憶體
SBC‧‧‧發送位元組位置計數器
SBM‧‧‧發送緩衝記憶體
SBN‧‧‧要發送位元組數計數器
SRB‧‧‧收發緩衝器
WRF‧‧‧待發送回應訊框
圖1A為本發明之全體構成(單重迴路)。
圖1B為本發明之全體構成(雙重迴路)。
圖1C為本發明之全體構成(單位電池串並聯連接)。
圖2A為單位電池板之具體構成。
圖2B為電池槽並聯連接之單位電池。
圖2C為單位電池之各種測定重點。
圖3為平衡傳送線路及不平衡傳送線路。
圖4為位準位移之原理。
圖5A為單位電池板之硬體方塊構成。
圖5B為測定結果表單。
圖5C為單位電池板之控制用之收發緩衝器及關連暫存器。
圖5D為載入PM值表單。
圖6A為電池管理單元之硬體方塊構成。
圖6B為電池管理單元之控制用之發送及接收緩衝器。
圖7為指令訊框。
圖8為回應訊框。
圖9為通訊協定之網路控制訊號。
圖10為通訊協定之指令。
圖11為通訊協定之位址。
圖12為通訊協定之資料。
圖13為狀態資訊。
圖14為訊息接收及訊息發送之原理。
圖15為ID收集指令之順序圖。
圖16為電壓報告指令之順序圖。
圖17為電壓均等化指令之順序圖。
圖18為指令類型之分類。
圖19A為單位電池板之動作流程圖(指令通用部)圖19B為單位電池板之動作流程圖(發送指示部)。
圖19C為單位電池板之動作流程圖(連續發送)。
圖19D為單位電池板之動作流程圖(串列通訊界面部)。
圖20A為單位電池板之動作流程圖(位址分析部)。
圖20B為單位電池板之動作流程圖(PM值暫載入)。
圖20C為單位電池板之動作流程圖(指令分析部)。
圖20D為單位電池板之動作流程圖(END檢測部)。
圖20E為單位電池板之動作流程圖(TK檢測、NAD載入部)。
圖21A為單位電池板之動作流程圖(CID指令處理)。
圖21B為單位電池板之動作流程圖(SNAD指令處理)。
圖21C為單位電池板之動作流程圖(UBB內部處理指令部)。
圖21D為單位電池板之動作流程圖(RV、RT、RR指令處理)。
圖21E為單位電池板之動作流程(EQL指令等處理部)。
圖22為單位電池板之動作流程(電壓等測定)。
圖23A為單位電池板之動作流程(遠端電源ON．OFF(導通/切斷)其1)。
圖23B為單位電池板之動作流程(遠端電源ON．OFF(導通/切斷)其2)。
1‧‧‧電池組
100‧‧‧電池管理單元BMU
200/1‧‧‧單位電池板UBB/1
200/2‧‧‧單位電池板UBB/2
200/n-1‧‧‧單位電池板UBB/n-1
200/n‧‧‧單位電池板UBB/n
300‧‧‧通訊線路
400‧‧‧電力線
500‧‧‧單位電池

Claims (10)

  1. 一種電池組，係連接複數個單位電池而構成之電池組，其特徵為：具有搭載各單位電池之單位電池板及通用於該複數個單位電池板之電池管理單元作為構成要件，具有：測定被搭載在每一各別單位電池板之單位電池之電壓、單位電池之溫度、單位電池之周邊溫度及單位電池之內部電阻之全部或其一部分及保持該測定值之一次記憶裝置；將該保持之測定值以數位訊號發送至該電池管理單元之訊號發送線；及接收並保持由該電池管理單元以數位訊號傳送而來之單位電池指定電壓值之訊號接收線。
  2. 根據申請專利範圍第1項之電池組，其中，該複數個單位電池板與該電池管理單元藉由單重之迴路狀通訊線路或雙重之迴路狀通訊線路連接，透過該迴路狀通訊線路，在該各單位電池板與該電池管理單元間，進行該測定值、該單位電池指定電壓值及關連控制資訊之收發。
  3. 根據申請專利範圍第1項或第2項中任一項之電池組，其中該保持之單位電池電壓之測定值比該接收之單位電池指定電壓值高時，該單位電池板內之電池槽開始放電，當相同或低時，該電池槽停止放電或持續停止狀態。
  4. 根據申請專利範圍第1項或第2項中任一項之電池組，其中，各單位電池板係在由前端送來之訊框之收件位址為全單位電池板處，且該訊框之指令為資訊要求指令之情況，將該訊框資 訊全部原樣轉送至後端，並且在檢測出訊標(token)後，在該訊標最尾端與該檢測出訊標之間插入該被要求之資訊送出至後端。
  5. 根據申請專利範圍第1項或第2項中任一項之電池組，其中，該電池管理單元為從全單位電池板收集單位電池電壓資訊、單位電池溫度資訊、單位電池內部阻抗資訊、單位電池周邊溫度資訊、及狀態資訊之全部或一部分，向迴路狀通訊線路所連接之單位電池板群組之一端的單位電池板，對全單位電池板處或特定單位電池板處發送資訊要求之訊框，由另一端之單位電池板接收全單位電池板或該特定之單位電池板之該資訊。
  6. 根據申請專利範圍第1項或第2項中任一項之電池組，其中，該電池管理單元具有：接收並保持由複數個單位電池板送來之各單位電池之電壓資訊、溫度資訊、內部阻抗資訊或周圍溫度資訊之一次記憶裝置；算出該各單位電池應維持之電壓值之中央處理裝置；及該電壓值以單位電池指定電壓值送出至全單位電池板處或特定單位電池板處之串列通訊界面。
  7. 根據申請專利範圍第1項或第2項中任一項之電池組，其中，搭載在各單位電池板之微處理器具有：執行接到電源供給後立即將資料端子設定成“high(高)”之功能；及由電池管理單元接收解除自我保持電路之指令則將該資料端子設定成“low(低)”之功能；搭載在各單位電池板之DC-DC變換器，係在其賦能端子，由電池管理單元送到與前端之鄰接單位電池板連結之訊號線之資料訊號波形持續在“high(高)”狀態之期間，成為動作狀態，產生輸出電壓，藉此對該微處理器進行電源供應，該微處理器則藉由之後立即 將前述之資料端子設定成“high(高)”，形成該DC-DC變換器之自我保持電路，另外，該微處理器，係藉由從電池管理單元接收解除自我保持電路之指令則將前述之該資料端子設定成“low(低)”，解除該DC-DC變換器之自我保持電路，在該狀態下，該DC-DC變換器，係當在其賦能端子，由電池管理單元送到與前端之鄰接單位板連結之訊號線之資料訊號波形保持在“low(低)”之狀態時，停止其動作，失去輸出電壓，停止對該微處理器供應電源。
  8. 根據申請專利範圍第7項之電池組，其中，在與前端之鄰接單位電池板連結之訊號線，不依照由電池管理單元送來之資料訊號波形之“high(高)”狀態之持續，而在該賦能端子接收該資料訊號直流再生所獲得之訊號，使得DC-DC變換器成為動作狀態。
  9. 根據申請專利範圍第6項所述之電池組，其中，接收並保持由複數個單位電池板送來之各單位電池之電壓資訊、溫度資訊、內部阻抗資訊或周圍溫度資訊，算出該各單位電池應維持之電壓值，及將該電壓值以單位電池指定電壓值送出至全單位電池板處或特定單位電池板處，該些係藉由一種軟體程式於電腦上執行。
  10. 根據申請專利範圍第7項所述之電池組，其中，搭載在各單位電池板之微處理器具有：執行接到電源供給後立即將資料端子設定成“high(高)”之功能；及由電池管理單元接收解除自我保持電路之指令則將該資料端子設定成“low(低)”之功能；搭載在各單位電池板之DC-DC變換器，係在其賦能端子，由電池管理單元送到與前端之鄰接單位電池板連結之訊號線之資料訊號 波形持續在“high(高)”狀態之期間，成為動作狀態，產生輸出電壓，藉此對該微處理器進行電源供應，該微處理器則藉由之後立即將前述之資料端子設定成“high(高)”，形成該DC-DC變換器之自我保持電路，另外，該微處理器，係藉由從電池管理單元接收解除自我保持電路之指令則將前述之該資料端子設定成“low(低)”，解除該DC-DC變換器之自我保持電路，在該狀態下，該DC-DC變換器，係當在其賦能端子，由電池管理單元送到與前端之鄰接單位板連結之訊號線之資料訊號波形保持在“low(低)”之狀態時，停止其動作，失去輸出電壓，停止對該微處理器供應電源；該些係藉由一種軟體程式於電腦上執行。
TW100105909A 2010-03-01 2011-02-23 電池組 TWI566497B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010044769A JP5467597B2 (ja) 2010-03-01 2010-03-01 組電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201206011A TW201206011A (en) 2012-02-01
TWI566497B true TWI566497B (zh) 2017-01-11

Family

ID=44541872

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100105909A TWI566497B (zh) 2010-03-01 2011-02-23 電池組

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20130066572A1 (zh)
JP (1) JP5467597B2 (zh)
CN (1) CN102918739A (zh)
TW (1) TWI566497B (zh)
WO (1) WO2011108201A1 (zh)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9184605B2 (en) * 2011-03-28 2015-11-10 Changs Ascending Enterprise Co., Ltd. High voltage battery system for vehicle applications
WO2012144674A1 (ko) * 2011-04-22 2012-10-26 Sk 이노베이션 주식회사 착탈 가능한 배터리 모듈, 이를 이용한 배터리 스트링을 위한 전하 균일 방법 및 장치
KR101540086B1 (ko) * 2012-01-19 2015-07-28 주식회사 엘지화학 멀티 ｂｍｓ 기동 시스템 및 방법
JP5910129B2 (ja) * 2012-02-06 2016-04-27 ソニー株式会社 電力貯蔵装置、電力システムおよび電動車両
JP6005445B2 (ja) * 2012-08-29 2016-10-12 日立オートモティブシステムズ株式会社 電池システム監視装置
CN104603627B (zh) * 2012-09-10 2017-11-03 瑞萨电子株式会社 半导体装置和电池电压监视装置
KR101539693B1 (ko) * 2012-10-04 2015-07-27 주식회사 엘지화학 멀티 bms 기동 장치
JPWO2014076839A1 (ja) * 2012-11-19 2017-01-05 日立化成株式会社 蓄電池電圧平準化装置および蓄電池状態監視システム
CN103944197A (zh) * 2013-01-17 2014-07-23 能元科技股份有限公司 电池管理光纤传输系统及其电池管理方法
US9041454B2 (en) 2013-03-15 2015-05-26 Atieva, Inc. Bias circuit for a switched capacitor level shifter
US10084214B2 (en) * 2013-03-15 2018-09-25 Atieva, Inc. Automatic switchover from cell voltage to interconnect voltage monitoring
WO2014155412A1 (ja) * 2013-03-25 2014-10-02 三洋電機株式会社 蓄電池管理システム
KR101768251B1 (ko) 2013-04-05 2017-08-30 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모듈의 정상 연결 상태 확인을 제공하는 배터리 팩
DE102014200340A1 (de) 2014-01-10 2015-07-16 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Datenübertragung von Messdaten in einer Batterie, die mehrere Batteriezellen aufweist
CN106461731B (zh) * 2014-04-02 2019-12-10 特斯拉公司 能量存储系统中通信和数据传输的功能的冗余
FR3023006B1 (fr) * 2014-06-26 2016-06-24 Renault Sa Systeme de batteries d'accumulateurs a mesure de tension fiabilisee
TWI505531B (zh) * 2014-08-05 2015-10-21 Quanta Comp Inc 備用電池
US10741888B2 (en) 2017-06-30 2020-08-11 Tesla, Inc. Multi-channel and bi-directional battery management system
KR102202613B1 (ko) 2017-09-27 2021-01-12 주식회사 엘지화학 배터리 모듈 균등화 장치, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
EP3767778B1 (en) * 2018-03-15 2023-10-04 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Battery control system for nickel-metal hydride battery
CN209055581U (zh) * 2018-09-17 2019-07-02 宁德时代新能源科技股份有限公司 采样组件及电池包

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020121879A1 (en) * 2000-06-27 2002-09-05 Hitoshi Inoue Battery charging/ discharging system
JP2007059088A (ja) * 2005-08-22 2007-03-08 Nissan Motor Co Ltd 組電池
CN101202463A (zh) * 2006-12-13 2008-06-18 Ami半导体比利时有限公司 电池单元监视
JP2009044802A (ja) * 2007-08-06 2009-02-26 Pues Corp 電圧均等化制御装置
JP2009106018A (ja) * 2007-10-22 2009-05-14 Pues Corp 充電装置及び充電方法
TW200926483A (en) * 2007-12-03 2009-06-16 Celxpert Energy Corp Apparatus and method for correcting residual capacity measurement of battery pack

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3909609B2 (ja) * 1996-02-09 2007-04-25 本田技研工業株式会社 車両制御用通信網およびその診断方法
JPH09294337A (ja) * 1996-04-24 1997-11-11 Fuji Heavy Ind Ltd 電気自動車のバッテリ充電制御システム
US5764027A (en) * 1996-06-21 1998-06-09 Ford Global Technologies, Inc. Method and apparatus for battery charge balancing
DE69940909D1 (de) * 1998-07-21 2009-07-02 Metrixx Ltd Signalisierungssystem
DK2024519T3 (da) * 2006-05-15 2021-12-13 A123 Systems Llc Multikonfigurerbart, skalerbart, redundant batterimodul med multipel fejltolerance
WO2008095315A1 (en) * 2007-02-09 2008-08-14 Advanced Lithium Power Inc. Battery management system
US7777451B2 (en) * 2007-04-17 2010-08-17 Chun-Chieh Chang Rechargeable battery assembly and power system using same
US8089248B2 (en) * 2009-04-09 2012-01-03 Ford Global Technologies, Llc Battery monitoring and control system and method of use including redundant secondary communication interface
JP5333126B2 (ja) * 2009-09-29 2013-11-06 株式会社デンソー 組電池制御装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020121879A1 (en) * 2000-06-27 2002-09-05 Hitoshi Inoue Battery charging/ discharging system
JP2007059088A (ja) * 2005-08-22 2007-03-08 Nissan Motor Co Ltd 組電池
CN101202463A (zh) * 2006-12-13 2008-06-18 Ami半导体比利时有限公司 电池单元监视
JP2009044802A (ja) * 2007-08-06 2009-02-26 Pues Corp 電圧均等化制御装置
JP2009106018A (ja) * 2007-10-22 2009-05-14 Pues Corp 充電装置及び充電方法
TW200926483A (en) * 2007-12-03 2009-06-16 Celxpert Energy Corp Apparatus and method for correcting residual capacity measurement of battery pack

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011182558A (ja) 2011-09-15
US20130066572A1 (en) 2013-03-14
TW201206011A (en) 2012-02-01
WO2011108201A1 (ja) 2011-09-09
CN102918739A (zh) 2013-02-06
JP5467597B2 (ja) 2014-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI566497B (zh) 電池組
JP2805605B2 (ja) 電子式バッテリ監視装置
JP3922655B2 (ja) 電源装置の制御システムおよび電源装置の制御方法
US10358043B2 (en) Golf cart battery system
KR101107999B1 (ko) 전압 센서와 전하 균일 장치가 결합된 배터리 운용 시스템
US8829851B2 (en) Single electric vehicle charger for electrically connecting to multiple electric vehicles simultaneously while automatically charging the multiple electric vehicles sequentially
EP3408916B1 (en) Automatic addressing of battery nodes in a battery system
CN102545307B (zh) 蓄电池控制装置以及用于辅助供电的方法和系统
CN106410895B (zh) 一种电池均衡装置、汽车电池均衡系统及均衡方法
US20020163339A1 (en) Method and apparatus for high-voltage battery array monitoring sensors network
JP3293410B2 (ja) 組電池の監視装置
CN103620859A (zh) 二次电池管理系统以及用于交换电池电芯信息的方法
JPH08140272A (ja) 蓄電池の状態管理システム
JP2008312391A (ja) 電池制御装置
US20100117599A1 (en) Battery system configured to survive failure of one or more batteries
US8604749B2 (en) Battery pack
CN107078535A (zh) 用于机动车车载电网的多蓄能器系统
WO2020071734A1 (ko) 스마트 슬레이브 배터리 관리 시스템 및 이의 구동방법
US20180015892A1 (en) Vehicle power supply control device
CN110875622B (zh) 恢复深度放电的电池模块的方法及所属的不间断供电系统
JPH11136875A (ja) バッテリー用管理装置
KR102189003B1 (ko) 전기차용 컴팩트 타입 통합형 배터리 셀 모니터링 및 밸런싱 장치, 시스템 및 그 제어방법
EP3499256B1 (en) Sensing circuit for battery cell voltage
JP2000356656A (ja) 電池の端子電圧検出装置
KR102419194B1 (ko) 배터리 충전시스템 및 그 제어방법

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees