WO2013146284A1 - 電池制御装置 - Google Patents

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WO2013146284A1
WO2013146284A1 PCT/JP2013/057121 JP2013057121W WO2013146284A1 WO 2013146284 A1 WO2013146284 A1 WO 2013146284A1 JP 2013057121 W JP2013057121 W JP 2013057121W WO 2013146284 A1 WO2013146284 A1 WO 2013146284A1
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battery
unit
communication
operation mode
control unit
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恭一 高埜
中島 武
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三洋電機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a battery control device.
  • FIG. 16A a system in which a power controller 903 including a power conversion circuit and a power conversion control unit is interposed between a power block 901 that outputs power and a power block 902 that receives power input.
  • 900 solar cell system etc.
  • a battery unit 904 made of a secondary battery it is conceivable to connect a battery unit 904 made of a secondary battery to a power controller 903 as shown in FIG.
  • a technique has also been proposed in which the host system control unit performs charge / discharge control while communicating with a part that manages the assembled battery (see Patent Document 1 below).
  • the battery state should be monitored by performing communication for obtaining the battery state (battery current value, temperature, etc.).
  • power saving is also important.
  • power saving can be achieved by using control that intermittently stops the battery state monitoring communication.
  • a battery management unit that mediates them is provided between the power controller 903 and the battery unit 904
  • an instruction regarding intermittent communication stop may be sent from the upper power controller 903 to the battery management unit. It is not always optimal to follow instructions from the system. Uniform intermittent communication stop according to an instruction from the host side may compromise the safety of the battery unit 904 or cause other problems.
  • an object of the present invention is to provide a battery control device capable of realizing power saving while ensuring safety and the like.
  • a battery control device is a battery control device that monitors charge / discharge control of a battery unit including a secondary battery by a charge / discharge control unit and protects the battery unit, the battery unit and the charge / discharge
  • the target operation mode is either a communication unit that communicates with each of the control units, a normal operation mode in which communication is continuously performed in the communication unit, or an intermittent operation mode in which communication in the communication unit is intermittently stopped.
  • a control unit configured to perform communication in the communication unit according to the target operation mode, wherein the control unit satisfies a predetermined release condition when the target operation mode is the intermittent operation mode The target operation mode is shifted from the intermittent operation mode to the normal operation mode.
  • the present invention it is possible to provide a battery control device capable of realizing power saving while ensuring safety and the like.
  • FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram of a power system according to an embodiment of the present invention. It is an internal block diagram of one battery unit. It is a figure which shows the structure of battery state data. It is a figure which shows the example of a connection method of the several battery unit which concerns on embodiment of this invention. It is a figure which shows the internal structural example of the battery management part and breaker part which concern on embodiment of this invention. It is a figure which shows the example of a procedure of communication using a battery management part. It is a figure for demonstrating the content of the response signal from a battery management part to a power conversion control part.
  • Each battery unit BU is provided with a battery module 31 made of a secondary battery.
  • discharging and charging means discharging and charging of the battery module 31 (more specifically, discharging and charging of each secondary battery in the battery module 31) unless otherwise specified. Therefore, for example, discharging and charging of the battery unit BU means discharging and charging of the battery module 31.
  • the power conversion circuit 12 includes a plurality of switching elements such as field-effect transistors or insulated gate bipolar transistors, and performs power conversion processing under the control of the power conversion control unit 11. Execute.
  • the power conversion process includes a charging process and a discharging process.
  • the power conversion circuit 12 receives the discharge power of each battery unit BU via the breaker unit 22, converts the received discharge power into desired DC power or AC power, and outputs it to the power block PB2.
  • the power block PB2 is, for example, a load that consumes power, and is driven by output power from the power conversion circuit 12.
  • the power conversion circuit 12 can also output the output power of the power block PB1 to the power block PB2 without going through the battery unit BU (at this time, predetermined power conversion can be performed).
  • the power conversion control unit 11 performs operation control of the power conversion circuit 12 including control of power conversion processing. It can be said that the power conversion control unit 11 includes a charge / discharge control unit that controls charging and discharging of the battery unit BU.
  • the battery management unit 21 communicates with the power conversion control unit 11 via the communication line CL S communicates with the respective battery units BU via the communication line CL B.
  • the battery management unit 21 receives battery state data (see FIG. 2) representing the state of the battery module 31 in each battery unit BU from each battery unit BU, and uses the received battery state data for the power conversion control unit 11.
  • the data format is converted and transmitted to the power conversion control unit 11 (details of the battery state data will be described later).
  • the breaker unit 22 is a breaker (current breaker) interposed in series between the battery module 31 and the power conversion circuit 12 of each battery unit BU, and takes an on or off state.
  • each battery module 31 is connected to the power conversion circuit 12, and charging and discharging of each battery module 31 via the power conversion circuit 12 becomes possible.
  • the breaker unit 22 is turned off, the electric circuit between each battery module 31 and the power conversion circuit 12 is cut off, and charging and discharging of each battery module 31 via the power conversion circuit 12 becomes impossible.
  • the breaker portion 22 may be formed of a component capable of interrupting the electric circuit by an external signal such as a self-control protector (SCP) or a mechanical relay.
  • SCP self-control protector
  • Path between the battery modules 31 and the power conversion circuit 12 is comprised of a power line PL S is a path between the power line PL B is a path between the battery modules 31 and the breaker 22, the power conversion circuit 12 and the breaker portion 22 .
  • the breaker unit 22 is turned on in principle. In the present embodiment, the breaker unit 22 is kept on unless otherwise specified.
  • the configuration of one battery unit BU will be described with reference to FIG.
  • the battery unit BU includes the respective parts referred to by reference numerals 31 to 36.
  • the battery module 31 includes one or more secondary batteries.
  • the secondary battery forming the battery module 31 is any type of secondary battery, such as a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery.
  • the number of secondary batteries forming the battery module 31 may be one, but in this embodiment, the battery module 31 is composed of a plurality of secondary batteries connected in series. However, some or all of the secondary batteries included in the battery module 31 may be a plurality of secondary batteries connected in parallel.
  • the positive electrode of the secondary battery located on the highest potential side and the negative electrode of the secondary battery located on the lowest potential side are a pair in the battery unit BU. is connected to the power output terminal P OUT, charging and discharging of the battery module 31 is made via the power output terminal P OUT pair.
  • a current sensor 33 for measuring a value of a current flowing through the battery module 31 (hereinafter referred to as a battery current value), and a fuse 36 such as a self-control protector. And are interposed in series.
  • a voltage sensor 34 is connected in parallel to both terminals of the battery module 31.
  • the voltage sensor 34 measures a voltage value of the battery module 31 (hereinafter referred to as a battery voltage value).
  • the battery voltage value is a terminal voltage value of the battery module 31, that is, a potential difference between the positive electrode of the secondary battery located on the highest potential side in the battery module 31 and the negative electrode of the secondary battery located on the lowest potential side. is there.
  • the battery module 31 is provided with a temperature sensor 35.
  • the temperature sensor 35 measures the temperature of the battery module 31 (hereinafter referred to as battery temperature).
  • the battery temperature is, for example, a surface temperature of a pack that wraps a plurality of secondary batteries in the battery module 31 or a temperature at a specific part in the battery module 31.
  • the battery current value, battery voltage value, and battery temperature measured by the sensors 33, 34, and 35 are sent to the unit controller 32.
  • the unit controller 32 generates battery state data (battery state information) based on the measured battery current value, battery voltage value, and battery temperature, and transmits the battery state data to the battery management unit 21. Battery state data is generated for each battery unit BU and transmitted to the battery management unit 21.
  • FIG. 3 is a diagram showing a structure of battery state data transmitted from one battery unit BU.
  • the battery state data in FIG. 3 is an example of the state data of the battery module 31 (data representing the state of the battery module 31), and includes information indicating the battery current value, the battery voltage value, and the battery temperature, It includes a remaining capacity data representing a remaining capacity or SOC (state of charge) of the battery module 31 that can be derived from the battery voltage value, and a battery state flag group including a plurality of flags.
  • a charge prohibition flag indicating whether or not charging of the battery module 31 should be prohibited
  • a discharge prohibition flag indicating whether or not discharging of the battery module 31 should be prohibited
  • the battery module 31 is in an overcharged state.
  • each flag in the battery status flag group is 0. Processing for setting a value of 1 or 0 to a flag in the battery state flag group is referred to as flag setting processing for convenience of explanation.
  • the unit controller 32 performs flag setting processing for each flag in the battery state flag group based on the battery current value, battery voltage value, and battery temperature from the sensors 33, 34, and 35.
  • the battery management unit 21 may perform flag setting processing for each flag in the battery state flag group. In this case, the battery management unit 21 applies to each flag in the battery state flag group for the battery unit BU based on the battery current value, the battery voltage value, and the battery temperature in the battery state data from a certain battery unit BU. Thus, flag setting processing can be performed.
  • the battery block BB includes a plurality of battery units BU
  • a connection method between the plurality of battery units BU is arbitrary.
  • the battery block BB is provided with n battery units BU (hereinafter also referred to as battery units BU [1] to BU [n]) and n battery units BU.
  • the battery units BU are connected in parallel to each other via the power line PL B, and as a result, the parallel connection circuit of the n battery modules 31 is connected to the power conversion circuit 12 via the breaker unit 22.
  • n is an integer of 2 or more.
  • illustration of the sensor 33 and the like is omitted.
  • Power line PL B the power output terminal P OUT of the positive side of the battery unit BU is common-connected by the power line PL B (+), the power output terminal P OUT of the negative side of the battery unit BU is commonly connected Power line PL B ( ⁇ ).
  • the connection method of the n battery units BU via the power line PL B is not limited to this, and a series connection circuit of a plurality of battery modules 31 may be included in the battery block BB.
  • the battery management unit 21 is connected via a communication line CL B to each unit control section 32. At this time, it is preferable that n unit control units 32 in the battery units BU [1] to BU [n] are connected to the battery management unit 21 after being connected to each other by a daisy chain method or the like.
  • the battery states of the plurality of battery units BU constituting the battery block BB can be handled as a set of battery state groups, so that more precise control is possible.
  • the battery block BB may be formed so that the plurality of unit control units 32 are combined into one. In this case, even when a plurality of battery units BU are used, there is an advantage that the control is simplified because the battery management unit 21 has one communication target.
  • FIG. 5 shows an internal configuration example of the battery management unit 21 and the breaker unit 22.
  • the breaker unit 22 includes parts referred to by reference numerals 51 to 58.
  • the battery management unit 21 includes parts referred to by reference numerals 60 to 68.
  • the power line PL S includes a high-potential side power line PL S (+) and a low-potential side power line PL S ( ⁇ ).
  • Power lines PL B (+), PL B ( ⁇ ), PL S (+), and PL S ( ⁇ ) are connected to breaker terminals 53, 54, 55, and 56, respectively.
  • a breaker switch 51 is interposed in series between the breaker terminals 53 and 55, and a breaker switch 52 is interposed in series between the breaker terminals 54 and 56.
  • the on-breaker unit 22 refers to the state in which the breaker switch 51 and 52 is a power line PL B and PL S turned on is connected, and the off-breaker 22, the breaker switch 51 and 52 is turned off refers to a condition power line PL B and PL S is disconnected.
  • the main control unit 60 can turn off the breaker switches 51 and 52 by applying a voltage V [12] described later to the coil 57 using a breaker trip circuit (not shown) under a predetermined condition.
  • the unit control unit 32 of each battery unit BU can output a STOP signal when the degree of abnormality is large when an abnormality (overcharge or the like) occurs, and the breaker unit 22 is also turned off when the STOP signal is output. It is said.
  • the main control unit 60 can recognize the on / off state of the breaker unit 22 by observing the state of the three-terminal switch 58 whose state is switched in conjunction with the on / off of the breaker switches 51 and 52.
  • the switch 52 may be omitted, and the breaker terminals 54 and 56 may be directly connected without the breaker switch 52 being interposed.
  • Power line PL S through the switch 66 consisting of the breaker terminals 55 and 56 as well as field-effect transistors, etc., are connected to the converter 63.
  • the main controller 60 controls the on / off state of the switch 66.
  • the converter 63 converts the input voltage VIN into a voltage V [12] having a predetermined voltage value (for example, 12 volts of direct current), and supplies it to the communication power supply circuit 64.
  • the communication power supply circuit 64 converts the voltage V [12] into a communication power supply voltage and outputs it to the communication units 61 and 62.
  • the communication units 61 and 62 are driven using the communication power supply voltage as a drive voltage.
  • the communication power supply voltage includes a power supply voltage V [3.3] having a predetermined first voltage value (eg, 3.3 VDC) and a predetermined second voltage value (eg, 5 VDC). ) Having a power supply voltage V [5].
  • the regulator 65 is directly connected to the power line PL S (ie, the breaker terminals 55 and 56) without passing through the switch 66, and the voltage V MAIN having a desired voltage value (for example, DC 5V) from the voltage between the breaker terminals 55 and 56. Is generated.
  • the main control unit 60 includes a CPU (Central Processing Unit) and the like, and is driven using the voltage V MAIN as a drive voltage.
  • the main control unit 60 controls the operation of the battery management unit 21 in addition to controlling the communication operation in the communication units 61 and 62.
  • Communication unit 61, the battery unit BU connected to itself via the communication line CL B (i.e., the unit controller 32) communicates with.
  • the communication unit 62 communicates with the power conversion control unit 11 connected to itself via the communication line CL S.
  • Each battery unit BU notifies the main control unit 60 of an ID number unique to each battery unit BU, and the communication unit 61 can communicate with a desired battery unit BU using the ID number.
  • the output voltage V [12] of the converter 63 is supplied from the battery management unit 21 to each battery unit BU for driving each unit control unit 32.
  • the temperature sensor 67 measures the temperature at a predetermined position in the battery management unit 21 (for example, the temperature of the board on which the main control unit 60 is mounted or the surface temperature of the casing of the battery management unit 21), and the measured temperature is measured by the main control unit. 60.
  • the nonvolatile memory 68 includes an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) or the like.
  • the half-duplex communication by the communication units 61 and 62 can be made compliant with the RS-485 communication standard, for example.
  • a master / slave method is adopted. Specifically, in communication by the communication unit 61, the battery management unit 21 (that is, the communication unit 61) is set as a master while the battery unit BU (that is, the unit control unit 32) is set as a slave, and the communication unit In communication by 62, the power conversion control unit 11 is set as a master, while the battery management unit 21 (that is, the communication unit 62) is set as a slave.
  • FIG. 6 an example of a communication procedure using the communication units 61 and 62 will be described.
  • the direction from the top to the bottom corresponds to the traveling direction of time.
  • the number of battery units BU is two for concrete explanation, but of course, the number may be other than two.
  • the ID number assigned to the battery unit BU [i] is “i” (i is an integer).
  • the communication unit 61 sequentially transmits a command including a data request command to the plurality of battery units BU, and executes basic communication processing for sequentially receiving response signals to the commands from the plurality of battery units BU.
  • the basic communication process functions as a communication process for acquiring battery state data, and includes transmission of a command 311, reception of a response signal 312, transmission of a command 313, and reception of a response signal 314 as shown in FIG. 6.
  • Sensor abnormality includes abnormality of sensors 33, 34 and 35 in any battery unit BU, and abnormality of temperature sensor 67 may also be included.
  • a state in which the battery current value, battery voltage value, or battery temperature measured by the sensor 33, 34, or 35 deviates from a predetermined current range, voltage range, or temperature range belongs to an abnormality of the sensor 33, 34, or 35.
  • a state where the measured temperature of the temperature sensor 67 deviates from a predetermined temperature range belongs to the abnormality of the temperature sensor 67.
  • the power conversion control unit 11 controls the power conversion circuit 12 so that the charging process is immediately stopped when the received response signal 322 includes a charge prohibition signal (that is, a signal 341 having a value of 1).
  • a discharge inhibition signal that is, a signal 342 having a value of 1
  • the power conversion circuit 12 is controlled so that the discharge process is immediately stopped.
  • the generation and transmission of the charge prohibition signal or the discharge prohibition signal by the battery management unit 21 correspond to the first protection operation for the battery unit BU.
  • the charge prohibition signal is transmitted in a state where the charging process is performed, or when the discharge prohibition signal is transmitted in a state where the discharge process is performed, the battery current value is quickly zero (or substantially includes zero)
  • the power conversion circuit 12 or the power conversion control unit 11 is not operating correctly, it will not be zero.
  • the target current value ITG is the battery current value in charging for any one of the battery units BU, and the battery units BU [1] to BU [n] It may be a total value, an average value, or a maximum value of the battery current values in the measured charging.
  • the target current value I TG is the battery current value in the discharge for any one of the battery units BU, and the battery units BU [1] to BU [n] It may be a total value, an average value, or a maximum value of battery current values in the measured discharge.
  • the main control unit 60 stores the latest battery state data received from each battery unit BU in the non-volatile memory 68 immediately before the switching when the breaker unit 22 is switched from on to off by the second protection operation or the like. It is good to keep. By using the stored data, it becomes easy to investigate the cause of the breaker unit 22 being turned off, and the recovery work is facilitated.
  • the battery management unit 21 (main control unit 60) operates in any one of a plurality of operation modes, and the operation mode actually used in the battery management unit 21 is referred to as a target operation mode.
  • the command 321 for the battery management unit 21 includes a mode request signal for requesting which operation mode is set as the target operation mode (in other words, the operation mode to be the target operation mode).
  • Mode designation signal) 361 for designating.
  • the main control unit 60 selects and sets a target operation mode from among a plurality of operation modes according to the mode request signal 361 received from the power conversion control unit 11 via the communication unit 62.
  • the battery management unit 21 executes the normal operation.
  • communication is continuously performed by the communication units 61 and 62.
  • the communication operation of the communication units 61 and 62 described with reference to FIG. 6 corresponds to a normal operation. That is, in the normal operation, basic communication processing in the communication unit 61 is periodically and repeatedly executed at a predetermined interval INT B (for example, 1 second to several seconds), and at a predetermined interval INT S (for example, 1 second to several seconds). ),
  • the command 321 is periodically transmitted from the power conversion control unit 11 and received by the communication unit 62.
  • the response signal 322 is periodically transmitted from the communication unit 62 to the power conversion control unit 11 at the same interval INT S.
  • the battery management unit 21 executes the intermittent operation.
  • communication in the communication units 61 and 62 is intermittently stopped. More specifically, when the target operation mode is the intermittent operation mode, as shown in FIG. 9, an active period in which communication is performed in the communication units 61 and 62 and a sleep period in which communication in the communication units 61 and 62 is stopped. Visited alternately.
  • the time length of one active section is called active time, and the time length of one sleep section is called sleep time.
  • the sleep time is at least longer than the transmission interval of two commands (for example, commands 311 and 313 in FIG. 6) transmitted from the communication unit 61 in the normal operation mode. Furthermore, the sleep time may be set longer than the interval INT B (and INT S ). All sections in which the target operation mode is the normal operation mode belong to the active section.
  • the communication unit 61 receives the signal REQ NOR , the communication unit 61 returns to the normal operation while returning the notification signal REP NOR .
  • the mode request signal 361 (REQ NOR or REQ INT ) that can be transmitted from the power conversion control unit 11 during the sleep period is ignored by the power management unit 21.
  • the operation modes other than the normal operation mode and the intermittent operation mode may be included in the plurality of operation modes, and for example, a sleep mode may be included.
  • a sleep mode may be included.
  • main control is performed until a specific input is given to the battery management unit 21 from the outside (for example, until a specific signal is given from the power conversion control unit 11 to the main control unit 60).
  • Unit 60 keeps switch 66 off.
  • the converter 63 and the communication power supply circuit 64 form a communication voltage generation unit that generates a drive voltage for the communication units 61 and 62 based on the discharge power of the battery unit BU.
  • the main control unit 60 stops communication of the communication units 61 and 62 by stopping supply of discharge power to the communication voltage generation unit in the sleep period.
  • the power consumption of the converter 63 and the communication power supply circuit 64 itself in the sleep period and the power consumption of the parts driven by the generated voltages are eliminated, so that power saving can be achieved.
  • the battery current value of each battery unit BU may be used.
  • the battery current value represents a current value in charging or discharging the battery module 31 and has a zero value, a positive value (charging), or a negative value (discharging) (the same applies to other application examples described later).
  • the main control unit 60 sets the evaluation current value based on the battery current value of each battery unit BU.
  • n 1
  • the evaluation current value is an absolute value of the battery current value of the battery unit BU [1].
  • the evaluation current value is, for example, the total value, the average value, the maximum value, or any of the absolute values of the battery current values of the battery units BU [1] to BU [n].
  • the main control unit 60 compares the evaluation current value with a predetermined threshold value I THA1 (I THA1 ⁇ 0), and when the evaluation current value is equal to or less than the threshold value I THA1 , the reference times REF ACT and REF SLP are as in the initial state. Is set to active time and sleep time. On the other hand, when the evaluation current value is larger than the threshold value ITHA1 , the main control unit 60 increases only the active time, decreases only the sleep time, or increases the active time and sleep time based on the initial state. Decrease. At this time, the increase amount of the active time and the decrease amount of the sleep time can be increased as the evaluation current value increases. Needless to say, the increase in active time based on the initial state refers to increasing the active time from the reference time REF ACT , and the decrease in sleep time based on the initial state is the reference time REF SLP. It means to reduce the sleep time.
  • the main control unit 60 may set the sleep time to zero. That is, even if the intermittent operation request signal REQ INT is received by the communication unit 62, the target operation mode may be set to the normal operation mode to perform the normal operation.
  • the battery temperatures of the battery units BU [1] to BU [n] (hereinafter also referred to as n battery temperatures) may be used.
  • the main control unit 60 determines whether or not each battery temperature belongs to a predetermined temperature range TMP RNG. When all n battery temperatures belong to the temperature range TMP RNG , as in the initial state, The reference times REF ACT and REF SLP are set to the active time and the sleep time. On the other hand, when there is a battery temperature deviating from the temperature range TMP RNG (hereinafter referred to as a deviating temperature) among the n battery temperatures, the main control unit 60 determines the active time based on the initial state. Increase only, decrease only sleep time, or increase active time and decrease sleep time. At this time, the amount of increase in the active time and the amount of decrease in the sleep time can be increased as the departure temperature moves away from the temperature range TMP RNG .
  • the temperature range TMP RNG is, for example, a part (center portion) of a predetermined operable temperature range of the battery module 31. For example, when there is a battery temperature that deviates from the predetermined temperature range TMP RNG2 among the n battery temperatures, the main control unit 60 may set the sleep time to zero. That is, even if the intermittent operation request signal REQ INT is received by the communication unit 62, the target operation mode may be set to the normal operation mode to perform the normal operation.
  • the temperature range TMP RNG2 includes the temperature range TMP RNG and is wider than the temperature range TMP RNG .
  • the temperature range TMP RNG2 may coincide with the above operable temperature range, or may be a part of the above operable temperature range.
  • remaining capacity data (hereinafter also referred to as n remaining capacity data) of the battery units BU [1] to BU [n] may be used.
  • the remaining capacity data is data representing the remaining capacity or SOC of the battery module 31.
  • the SOC of the battery module 31 is the ratio of the remaining capacity to the full charge capacity of the battery module 31.
  • the capacity range described later is a range in units of “A ⁇ h (ampere hour)”, and when the remaining capacity data represents the SOC value, the capacity described later.
  • the range is a range having “%” as a unit.
  • the main control unit 60 determines whether or not each remaining capacity data belongs to a predetermined capacity range CP RNG , and when all of the n remaining capacity data belong to the capacity range CP RNG , the initial state As described above, the reference times REF ACT and REF SLP are set to the active time and the sleep time. On the other hand, when there is remaining capacity data that deviates from the capacity range CP RNG in the n remaining capacity data (hereinafter referred to as deviated remaining capacity data), the main control unit 60 uses the initial state as a reference. Thus, only the active time is increased, only the sleep time is decreased, or the active time is increased and the sleep time is decreased.
  • the increase amount of the active time and the decrease amount of the sleep time can be increased as the deviation remaining capacity data moves away from the capacity range CP RNG . That is, when the deviation remaining capacity data is larger than the upper limit value of the capacity range CP RNG , as the difference between the deviation remaining capacity data and the upper limit value increases, the main control unit 60 increases the increase amount of the active time and the sleep time. The amount of decrease can be increased. Similarly, when the deviation remaining capacity data is smaller than the lower limit value of the capacity range CP RNG , as the difference between the deviation remaining capacity data and the lower limit value increases, the main control unit 60 increases the amount of increase in active time and sleep. The amount of time reduction can be expanded.
  • the deviation remaining capacity data defining the increase amount of the active time and the decrease amount of the sleep time is the maximum value or the minimum value of the n remaining capacity data, and among the n remaining capacity data, This is the remaining capacity data farthest from the capacity range CP RNG .
  • the main control unit 60 may set the sleep time to zero. . That is, even if the intermittent operation request signal REQ INT is received by the communication unit 62, the target operation mode may be set to the normal operation mode to perform the normal operation.
  • the capacity range CP RNG2 includes the capacity range CP RNG and is wider than the capacity range CP RNG .
  • the SOC equivalent values of the upper limit and the lower limit of the capacity range CP RNG2 are, for example, 100% (or 100% ⁇ ) and 0% (or 0% + ⁇ ), respectively ( ⁇ is “0 ⁇ ⁇ 0.5”) Satisfying a predetermined value).
  • battery voltage values of the battery units BU [1] to BU [n] (hereinafter also referred to as n battery voltage values) may be used. Since the battery voltage value, which is the terminal voltage value, changes depending on the remaining capacity data, the same processing as the variable setting process based on the remaining capacity data is possible.
  • the main control unit 60 determines whether or not each battery voltage value belongs to a predetermined voltage range V RNG . If all n battery voltage values belong to the voltage range V RNG , As in the initial state, the reference times REF ACT and REF SLP are set to the active time and the sleep time. On the other hand, when there is a battery voltage value that deviates from the voltage range V RNG among the n battery voltage values (hereinafter referred to as a deviation voltage value), the main control unit 60 uses the initial state as a reference. Increase only the active time, decrease only the sleep time, or increase the active time and decrease the sleep time.
  • the increase amount of the active time and the decrease amount of the sleep time can be increased as the deviation voltage value moves away from the voltage range V RNG . That is, when the deviation voltage value is higher than the upper limit value of the voltage range V RNG , as the difference between the deviation voltage value and the upper limit value increases, the main control unit 60 increases the increase amount of the active time and the sleep time. The amount can be expanded. Similarly, when the deviation voltage value is lower than the lower limit value of the voltage range V RNG , as the difference between the deviation voltage value and the lower limit value increases, the main control unit 60 increases the increase amount of the active time and the sleep time. The amount of reduction can be expanded.
  • the deviation voltage value that determines the increase amount of the active time and the decrease amount of the sleep time is the maximum value or the minimum value of the n battery voltage values. It is the battery voltage value farthest from the range V RNG .
  • the main control unit 60 may set the sleep time to zero. . That is, even if the intermittent operation request signal REQ INT is received by the communication unit 62, the target operation mode may be set to the normal operation mode to perform the normal operation.
  • the voltage range V RNG2 includes the voltage range V RNG and is wider than the voltage range V RNG .
  • the upper limit of the voltage range V RNG2 corresponds to a voltage level of overcharge or a voltage level close to overcharge
  • the lower limit of the voltage range V RNG2 corresponds to a voltage level of overdischarge or a voltage level close to overdischarge.
  • the battery state data is considered to include all of the first to fourth indices, but any of the first to fourth indices is arbitrary. May include only one, two, or three.
  • the main control unit 60 can perform variable setting processing using an index included in the battery state data.
  • Disabling the communication function and the protection function by setting the sleep period is not preferable from the viewpoint of protection, but if the charge / discharge current is zero or sufficiently small, even if the sleep time is long or active Even if the time is somewhat short, there are few problems.
  • the charge / discharge current is relatively large, or when the battery temperature is relatively close to the upper or lower limit of the operable temperature range, or the remaining capacity data or the battery voltage value is relatively close to the overcharge or overdischarge level.
  • Second application example of intermittent operation A second application example regarding the intermittent operation will be described. All of the above items including the items described in the first application example of the intermittent operation are applied to the second application example as long as there is no contradiction.
  • the target operation mode is set according to the mode request signal 361 in principle (see FIGS. 8A and 8D), but under circumstances where it is determined that the transition to the intermittent operation mode is not desirable. Then, it is better to ignore the transition instruction to the intermittent operation mode.
  • the operation mode setting unit 101 receives the intermittent operation request signal REQ INT by the communication unit 62 during the normal operation mode, that is, the target operation by the mode request signal 361.
  • the operation mode setting unit 101 can perform a prohibition condition determination process based on whether there is an abnormality in the battery unit BU or the battery management unit 21. Specifically, when the intermittent operation request signal REQ INT is received by the communication unit 62, the operation mode setting unit 101 is based on the battery state data received from each battery unit BU and the measured temperature of the temperature sensor 67. The presence / absence of occurrence of abnormality due to charging, abnormality due to overdischarge, abnormality due to overcurrent, temperature abnormality and sensor abnormality is determined, and the presence / absence of occurrence of first communication abnormality is determined from the signal reception state by the communication unit 61.
  • the prohibition condition determination process based on the presence / absence of an abnormality described above it is possible to prohibit the transition to the intermittent operation when an abnormality occurs, that is, in a situation where the communication function and the protection function should be enabled to prevent the progress of the abnormality. Therefore, the safety of the battery unit BU is ensured.
  • software SFT A that defines the operation content of the battery management unit 21 (particularly the main control unit 60) is stored in a program memory PM A including a flash memory or the like in the main control unit 60. .
  • the main control unit 60 implements the operation and control of the main control unit 60 described above by executing the software SFT A on an arithmetic processing device (CPU or the like) provided therein.
  • software SFT B for defining the operation content of the battery unit BU is a program comprising a flash memory or the like in the unit control unit 32. stored in the memory PM B.
  • the power conversion control unit 11 transmits an update signal A UPDATE that is a signal for updating the software SFT A to the communication unit 62.
  • Update signal A UPDATE includes code signal and the updated software SFT A requesting an update of the software SFT A.
  • the main control unit 60 updates the software SFT A using a predetermined boot loader program in accordance with the contents of the update signal A UPDATE .
  • the power conversion control unit 11 transmits an update signal B UPDATE that is a signal for updating the software SFT B to the communication unit 62.
  • the update signal for the software SFT B of the battery unit BU [i] is represented by the symbol B UPDATE [i].
  • the operation mode setting unit 101 may perform the prohibition condition determination process based on whether the update process of the software SFT A or SFT B is being executed. More specifically, the operation mode setting unit 101 determines that the prohibition condition is satisfied during the execution period of the update process of the software SFT A or SFT B , and both the update process of the software SFT A and SFT B are performed. It may be determined that the prohibition condition is not satisfied during the non-execution period.
  • the cancellation condition determination process based on the battery state data may be the same as the prohibition condition determination process based on the battery state data according to the second application example.
  • the operation mode setting unit 101 can perform the release condition determination process based on at least one of the battery current value, the battery temperature, the remaining capacity data, and the battery voltage value included in the battery state data.
  • the specific contents of the prohibition condition determination process based on the battery state data described in the second application example can be applied to the release condition determination process based on the battery state data.
  • prohibition condition and “prohibition condition determination process” in the description of the second application example may be replaced with “cancel condition” and “cancel condition determination process” (that is, when the prohibition condition is satisfied, If the release condition is satisfied and the prohibition condition is not satisfied, it can be considered that the release condition is not satisfied). Therefore, when the above-described evaluation current value is larger than the threshold value I THB, it may be determined that the release condition is satisfied.
  • the temperature abnormality of the battery module 31 based on the temperature measured by the temperature sensor 35 (see FIG. 2) and the temperature of the battery management unit 21 based on the temperature measured by the temperature sensor 67 (see FIG. 5) are included in the temperature abnormality.
  • eight abnormalities consisting of abnormality due to overcharge, abnormality due to overdischarge, abnormality due to overcurrent, temperature abnormality of battery module 31, temperature abnormality of battery management unit 21, sensor abnormality, first communication abnormality and second communication abnormality, Only one to seven abnormalities may be determined as to whether or not they have occurred.
  • the operation mode setting unit 101 includes an abnormality due to overcharge, an abnormality due to overdischarge, an abnormality due to overcurrent, a temperature abnormality of the battery module 31, a temperature abnormality of the battery management unit 21, a sensor abnormality, a first communication abnormality, and a second communication.

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Abstract

 電池管理部(21)は、電池ユニットから電池状態データを受信する共に、電池状態データに基づく信号(例えば、充放電の許可又は禁止に関する信号)を、充放電制御を成す電力変換制御部(11)に送信する通信部(61、62)を有する。制御部(11)からのモード要求信号に従って、前記通信部の通信を継続的に成す通常動作モード又は前記通信部の通信を間欠的に停止させる間欠動作モードで動作する。間欠動作モードにて動作中、異常状態(過充電等)が確認された場合には、モード要求信号の受信状態及び受信内容にかかわらず、動作モードを通常動作モードへ強制移行させる。

Description

電池制御装置
 本発明は、電池制御装置に関する。
 図16(a)に示す如く、電力の出力を行う電力ブロック901と、電力の入力を受ける電力ブロック902との間に、電力変換回路及び電力変換制御部を含むパワーコントローラ903を介在させたシステム900(太陽電池システム等)が実用化されている。この種のシステム900に蓄電機能を追加するべく、図16(b)に示すように、二次電池から成る電池ユニット904をパワーコントローラ903に接続することが考えられる。尚、上位システム制御部が組電池を管理する部位と通信を行いつつ充放電制御を行う技術も提案されている(下記特許文献1参照)。
特開2011-205827号公報
 図16(b)のようなシステムでは、電池ユニット904の安全性を確保すべく、電池状態(電池の電流値や温度等)取得用の通信を行って電池状態を監視しておくべきであるが、一方において省電力化も重要である。この点、電池状態監視用の通信を間欠的に停止するような制御を用いれば省電力化が図られる。パワーコントローラ903と電池ユニット904との間に、それらを仲介する電池管理部が設けられた場合、通信間欠停止に関する指示が上位側のパワーコントローラ903から電池管理部に送られることもあるが、上位システム側からの指示に従うことだけが最適とは限らない。上位側からの指示に従う画一的な通信間欠停止は、電池ユニット904の安全性をおびやかしたり、その他の不具合を招いたりするおそれもある。
 そこで本発明は、安全性等を確保しつつ省電力化を実現可能な電池制御装置を提供することを目的とする。
 本発明に係る電池制御装置は、充放電制御部による二次電池を備えた電池ユニットの充放電制御を監視し、前記電池ユニットを保護する電池制御装置であって、前記電池ユニット及び前記充放電制御部の夫々と通信を行う通信部と、前記通信部において継続的に通信が行われる通常動作モード及び前記通信部における通信が間欠的に停止される間欠動作モードの何れかを対象動作モードとして設定し、前記対象動作モードに従って前記通信部における通信を実行する制御部と、を備え、前記制御部は、前記対象動作モードが前記間欠動作モードであるときにおいて、所定の解除条件が満たされたとき、前記対象動作モードを前記間欠動作モードから前記通常動作モードに移行させる。
 本発明によれば、安全性等を確保しつつ省電力化を実現可能な電池制御装置を提供することが可能である。
本発明の実施形態に係る電力システムの概略全体構成図である。 1つの電池ユニットの内部構成図である。 電池状態データの構造を示す図である。 本発明の実施形態に係る複数の電池ユニットの接続方法例を示す図である。 本発明の実施形態に係る電池管理部及びブレーカ部の内部構成例を示す図である。 電池管理部を用いた通信の手順例を示す図である。 電池管理部から電力変換制御部への応答信号の内容を説明するための図である。 (a)及び(d)は、モード要求信号を説明するための図であり、同図(b)及び(e)は、モード通知信号を説明するための図であり、同図(c)は、動作モード設定部を示す図である。 間欠動作モードにおいて、アクティブ区間及びスリープ区間が交互に訪れる様子を示す図である。 通常動作及び間欠動作間の移行の様子を示す図である。 間欠動作の第2応用例に係り、間欠動作への移行禁止に関わる信号のやり取りの概要を示す図である。 (a)及び(b)は、主制御部及びユニット制御部の夫々においてソフトウェアが保持されている様子を示す図である。 間欠動作の第2応用例に係る電池管理部の動作フローチャートである。 間欠動作の第3応用例に係り、通常動作への強制復帰に関わる信号のやり取りの概要を示す図である。 間欠動作の第3応用例に係る電池管理部の動作フローチャートである。 (a)及び(b)は、電力変換を行う従来システムの概略ブロック図である。
 以下、本発明の実施形態の例を、図面を参照して具体的に説明する。参照される各図において、同一の部分には同一の符号を付し、同一の部分に関する重複する説明を原則として省略する。尚、本明細書では、記述の簡略化上、情報、信号、物理量、状態量又は部材等を参照する記号又は符号を記すことによって該記号又は符号に対応する情報、信号、物理量、状態量又は部材等の名称を省略又は略記することがある。
 図1は、本発明の実施形態に係る電力システム1の概略全体構成図である。電力システム1は、電力変換制御部11と、電力変換回路12と、電池管理部21と、ブレーカ部22と、1以上の電池ユニットBUから成る電池ブロックBBと、電力の出力を行う電力ブロックPB1と、電力の入力を受ける電力ブロックPB2とを備える。電力ブロックPB1及びPB2は、電力変換回路12に接続されている。電力変換回路12に接続される電力ブロックの個数は1以上であれば幾つでも良く、1つの電力ブロックが電力変換回路12との間で双方向の電力の入出力を行うようにしても良い。図2は、1つの電池ユニットBUの内部構成図である。各電池ユニットBUには、二次電池から成る電池モジュール31が設けられている。本実施形態において、放電及び充電とは、特に記述なき限り電池モジュール31の放電及び充電(より詳細には、電池モジュール31内の各二次電池の放電及び充電)を意味する。従って例えば、電池ユニットBUの放電及び充電とは電池モジュール31の放電及び充電を意味する。
 電力変換回路12は、電界効果トランジスタ(Field-Effect Transistor)又は絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(Insulated Gate Bipolar Transistor)等から成る複数のスイッチング素子を備え、電力変換制御部11による制御の下で電力変換処理を実行する。電力変換処理には、充電処理及び放電処理が含まれる。
 充電処理において、電力変換回路12は、電力ブロックPB1の出力電力を所望の直流電力に変換し、得られた直流電力をブレーカ部22を介して各電池ユニットBUに供給する。電力ブロックPB1は、交流電力又は直流電力の出力を行う電力源であり、例えば、商用交流電源、太陽電池ユニットを含む。各電池ユニットBUにおいて、電力ブロックPB1の出力電力に基づく直流電力を受けたとき、各電池ユニットBUの充電が成される。
 放電処理において、電力変換回路12は、各電池ユニットBUの放電電力をブレーカ部22を介して受け、受けた放電電力を所望の直流電力又は交流電力に変換して電力ブロックPB2に出力する。電力ブロックPB2は、例えば、電力の消費を行う負荷であり、電力変換回路12からの出力電力にて駆動する。尚、電力変換回路12は、電池ユニットBUを介さずに、電力ブロックPB1の出力電力を電力ブロックPB2に出力することも可能である(この際、所定の電力変換が行われうる)。
 電力変換制御部11は、電力変換処理の制御を含む、電力変換回路12の動作制御を行う。電力変換制御部11は、電池ユニットBUの充電及び放電を制御する充放電制御部を含んでいると言える。
 電池管理部21は、通信線CLを介して各電池ユニットBUと通信を行うと共に通信線CLを介して電力変換制御部11と通信を行う。電池管理部21は、各電池ユニットBUから、各電池ユニットBU内の電池モジュール31の状態を表す電池状態データ(図2参照)を受信し、受信した各電池状態データを電力変換制御部11用のデータフォーマットに変換して電力変換制御部11に送信する(電池状態データの詳細については後述)。
 ブレーカ部22は、各電池ユニットBUの電池モジュール31と電力変換回路12との間に直列に介在するブレーカ(電流ブレーカ)であり、オン又はオフの状態をとる。ブレーカ部22がオンのとき、各電池モジュール31が電力変換回路12に接続され、電力変換回路12を介した各電池モジュール31の充電及び放電が可能となる。ブレーカ部22がオフのとき、各電池モジュール31と電力変換回路12との間の電路が遮断され、電力変換回路12を介した各電池モジュール31の充電及び放電が不能となる。尚、ブレーカの代わりに、セルフコントロールプロテクター(SCP)や機械式リレーなどの外部からの信号により上記電路を遮断可能な部品にて、ブレーカ部22を形成しても良い。各電池モジュール31及び電力変換回路12間の電路は、各電池モジュール31及びブレーカ部22間の電路である電力線PLと、電力変換回路12及びブレーカ部22間の電路である電力線PLから成る。ブレーカ部22は原則としてオンとされており、本実施形態において、特に記述なき限り、ブレーカ部22はオンに維持されているものとする。
 図2を参照して、1つの電池ユニットBUの構成を説明する。電池ユニットBUは、符号31~36によって参照される各部位を備える。電池モジュール31は、1以上の二次電池から成る。電池モジュール31を形成する二次電池は、任意の種類の二次電池であり、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池である。電池モジュール31を形成する二次電池の個数は1でも良いが、本実施形態では、電池モジュール31が直列接続された複数の二次電池から成るものとする。但し、電池モジュール31に含まれる二次電池の一部又は全部は、並列接続された複数の二次電池であっても良い。電池モジュール31において、直列接続された複数の二次電池の内、最も高電位側に位置する二次電池の正極と最も低電位側に位置する二次電池の負極は、電池ユニットBUにおける1対の電力入出力端子POUTに接続され、1対の電力入出力端子POUTを介して電池モジュール31の充電及び放電が成される。
 電池モジュール31と1対の電力入出力端子POUTとの間には、電池モジュール31に流れる電流の値(以下、電池電流値という)を測定する電流センサ33と、セルフコントロールプロテクター等のヒューズ36と、が直列に介在している。電池モジュール31の両端子には、電圧センサ34が並列接続されている。電圧センサ34は、電池モジュール31の電圧の値(以下、電池電圧値という)を測定する。電池電圧値は、電池モジュール31の端子電圧値、即ち、電池モジュール31における最も高電位側に位置する二次電池の正極と最も低電位側に位置する二次電池の負極との間の電位差である。但し、電池モジュール31の各二次電池の正極及び負極間の電位差(即ち電池モジュール31内のセルごとの電圧値)も測定されて電池状態データに含められても良い。電池モジュール31には温度センサ35が設けられている。温度センサ35は、電池モジュール31の温度(以下、電池温度という)を測定する。電池温度は、例えば、電池モジュール31内の複数の二次電池を包むパックの表面温度、又は、電池モジュール31内の特定部位における温度である。
 センサ33、34及び35によって測定された電池電流値、電池電圧値及び電池温度はユニット制御部32に送られる。ユニット制御部32は、測定された電池電流値、電池電圧値及び電池温度に基づく電池状態データ(電池状態情報)を生成し、電池状態データを電池管理部21に送信する。電池ユニットBUごとに電池状態データが生成されて電池管理部21に送信される。
 図3は、1つの電池ユニットBUから送信される電池状態データの構造を示す図である。図3の電池状態データは、電池モジュール31の状態データ(電池モジュール31の状態を表すデータ)の例であり、電池電流値、電池電圧値及び電池温度を表す情報を含むと共に、電池電流値及び電池電圧値から導出可能な電池モジュール31の残容量又はSOC(state of charge)を表す残容量データ、及び、複数のフラグから成る電池状態フラグ群を含む。電池状態フラグ群に、電池モジュール31の充電を禁止すべきか否かを示す充電禁止フラグ、電池モジュール31の放電を禁止すべきか否かを示す放電禁止フラグ、電池モジュール31が過充電の状態にあるか否かを示す過充電フラグ、電池モジュール31が過放電の状態にあるか否かを示す過放電フラグ、電池モジュール31が過電流の状態にあるか否かを示す過電流フラグ、電池温度が充電に適さない温度であるか否かを示す充電不適温度フラグ、電池温度が放電に適さない温度であるか否かを示す放電不適温度フラグ、センサ33、34及び35の何れかが異常であるか否かを示すセンサエラーフラグ、及び、通信異常の発生有無を示す信号エラーフラグを含めることができる。電池状態フラグ群を形成する各フラグは1又は0のデジタル値(論理値)をとる。
 電池状態フラグ群内の各フラグの初期値は0である。電池状態フラグ群内のフラグに1又は0の値を設定する処理を、説明の便宜上、フラグ設定処理と呼ぶ。各電池ユニットBUにおいて、ユニット制御部32は、センサ33、34及び35からの電池電流値、電池電圧値及び電池温度に基づき、電池状態フラグ群における各フラグに対しフラグ設定処理を行う。但し、電池状態フラグ群内の各フラグに対するフラグ設定処理を電池管理部21が行うようにしても良い。この場合、電池管理部21は、或る電池ユニットBUからの電池状態データ内の電池電流値、電池電圧値及び電池温度に基づき、当該電池ユニットBUについての電池状態フラグ群内の各フラグに対して、フラグ設定処理を行うことができる。
 電池ブロックBBが複数の電池ユニットBUから成る場合、複数の電池ユニットBU間の接続方法は任意である。但し、以下では、図4に示す如く、電池ブロックBBにn個の電池ユニットBU(以下、電池ユニットBU[1]~BU[n]ということもある)が設けられていると共に、n個の電池ユニットBUが電力線PLを介して互いに並列接続され、結果、n個の電池モジュール31の並列接続回路がブレーカ部22を介して電力変換回路12に接続されていることを想定する。nは2以上の整数である。尚、図4ではセンサ33等の図示を省略している。電力線PLは、各電池ユニットBUの正側の電力入出力端子POUTが共通結線される電力線PL(+)と、各電池ユニットBUの負側の電力入出力端子POUTが共通結線される電力線PL(-)から成る。尚、電力線PLを介したn個の電池ユニットBUの接続方法はこれに限定されず、複数の電池モジュール31の直列接続回路が電池ブロックBBに含まれうる。
 電池管理部21は通信線CLを介して各ユニット制御部32に接続される。この際、電池ユニットBU[1]~BU[n]における計n個のユニット制御部32を、デイジーチェーン方式などで互いに接続した上で電池管理部21に接続することが好ましい。このような接続構成を採用することで、電池ブロックBBを構成する複数の電池ユニットBUの電池状態を1組の電池状態群として扱うことができるので、より精密な制御が可能になる。但し、複数のユニット制御部32を1つにまとめるように電池ブロックBBを形成してもよい。この場合、複数の電池ユニットBUを用いた場合でも、電池管理部21の通信対象は1つになるので制御が簡素化されるという利点がある。
 図5に、電池管理部21及びブレーカ部22の内部構成例を示す。ブレーカ部22は、符号51~58によって参照される各部位を備える。電池管理部21は、符号60~68によって参照される各部位を備える。
 電力線PLは、高電位側の電力線PL(+)及び低電位側の電力線PL(-)から成る。電力線PL(+)、PL(-)、PL(+)、PL(-)は、夫々、ブレーカ端子53、54、55、56に接続される。ブレーカ端子53及び55間にブレーカスイッチ51が直列に介在し、ブレーカ端子54及び56間にブレーカスイッチ52が直列に介在する。ブレーカ部22のオンとは、ブレーカスイッチ51及び52がオンとなって電力線PL及びPLが接続される状態を指し、ブレーカ部22のオフとは、ブレーカスイッチ51及び52がオフとなって電力線PL及びPLが非接続となる状態を指す。主制御部60は、所定の条件下において、図示されないブレーカトリップ回路を利用して後述の電圧V[12]をコイル57に印加することにより、ブレーカスイッチ51及び52をオフにすることができる。また、各電池ユニットBUのユニット制御部32は、異常(過充電等)の発生時において異常の程度が大きいとき、STOP信号を出力することができ、STOP信号の出力時にもブレーカ部22はオフとされる。ブレーカスイッチ51及び52のオン/オフに連動して状態が切り替わる三端子スイッチ58の状態を見ることで、主制御部60は、ブレーカ部22のオン/オフ状態を認識可能である。尚、スイッチ52を割愛し、ブレーカスイッチ52を介さずにブレーカ端子54及び56を直接接続しても良い。
 電力線PLは、ブレーカ端子55及び56並びに電界効果トランジスタ等から成るスイッチ66を介して、コンバータ63に接続される。スイッチ66のオン/オフ状態は主制御部60によって制御される。スイッチ66がオンのとき、コンバータ63に端子55及び56間の電圧が入力電圧VINとして印加されるが、スイッチ66がオフのとき、コンバータ63に端子55及び56間の電圧が供給されない(即ち、VIN=0となる)。ブレーカ部22及びスイッチ66が共にオンのとき、コンバータ63は、入力電圧VINを所定の電圧値(例えば直流の12ボルト)を有する電圧V[12]に変換して、通信用電源回路64に出力する。通信用電源回路64は、電圧V[12]を通信用電源電圧に変換して、通信部61及び62に出力する。通信部61及び62は通信用電源電圧を駆動電圧として用いて駆動する。図5の例では、通信用電源電圧は、所定の第1電圧値(例えば直流の3.3ボルト)を有する電源電圧V[3.3]と所定の第2電圧値(例えば直流の5ボルト)を有する電源電圧V[5]とから成る。レギュレータ65は、スイッチ66を介することなく電力線PL(即ちブレーカ端子55及び56)に直接接続され、ブレーカ端子55及び56間の電圧から所望の電圧値(例えば直流の5V)を有する電圧VMAINを生成する。
 主制御部60は、CPU(Central Processing Unit)等から成り、電圧VMAINを駆動電圧として用いて駆動する。主制御部60は、通信部61及び62における通信の動作制御を行う他、電池管理部21内の動作を統括的に制御する。通信部61は、通信線CLを介して自身に接続された各電池ユニットBU(即ち、各ユニット制御部32)と通信を行う。通信部62は、通信線CLを介して自身に接続された電力変換制御部11と通信を行う。各電池ユニットBUから主制御部60に対し各電池ユニットBUに固有のID番号が通知されており、通信部61は、ID番号を利用して所望の電池ユニットBUと通信を行うことができる。また、電池管理部21から各電池ユニットBUに対し、各ユニット制御部32の駆動用として、コンバータ63の出力電圧V[12]が供給される。
 温度センサ67は、電池管理部21における所定位置の温度(例えば、主制御部60が実装された基板の温度又は電池管理部21の筐体の表面温度)を測定し、測定温度を主制御部60に伝達する。不揮発性メモリ68は、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)等から成る。
[通信について]
 通信部61による通信(即ち電池管理部21及び電池ユニットBU間の通信)及び通信部62による通信(即ち電池管理部21及び電力変換制御部11間の通信)は、互いに独立した全二重通信であっても良いが、本実施形態において、それらは互いに独立した半二重通信であるとする。主制御部60の制御の下、通信部61による半二重通信と通信部62による半二重通信が独立して実行される。周知の如く、2つのブロック間で半二重通信を行う場合、夫々のブロックで送信及び受信を同時に行うことができず、一方のブロックが信号を送信している際には、他方のブロックは必ず信号の受信側となる。通信部61及び62による半二重通信を、例えばRS-485の通信規格に準拠させることができる。通信部61及び62による半二重通信ではマスタ・スレーブ方式が採用される。具体的には、通信部61による通信では、電池管理部21(即ち通信部61)がマスタに設定される一方で電池ユニットBU(即ちユニット制御部32)がスレーブに設定され、且つ、通信部62による通信では、電力変換制御部11がマスタに設定される一方で電池管理部21(即ち通信部62)がスレーブに設定される。 
 図6を参照して、通信部61及び62を用いた通信の手順例を説明する。図6において、上から下へ向かう方向は時間の進行方向に対応する。図6を用いた通信手順の説明では、説明の具体化のため、電池ユニットBUの個数が2であることを主として想定するが、勿論、その個数は2以外でも良い。また、電池ユニットBU[i]に割り当てられたID番号は“i”であるとする(iは整数)。
 通信部61は、複数の電池ユニットBUに対しデータ要求コマンドを含むコマンドを順次送信すると共に、複数の電池ユニットBUからコマンドに対する応答信号を順次受信する基本通信処理を実行する。基本通信処理は、電池状態データ取得用の通信処理として機能し、図6に示す如く、コマンド311の送信、応答信号312の受信、コマンド313の送信、及び、応答信号314の受信を含む。
 より具体的には、基本通信処理では、まず、通信部61から“1”のID番号を付加したコマンド311を通信線CLに送出する。電池ユニットBU[1]~BU[n]の内、“1”のID番号に対応する電池ユニットBU[1]のみがコマンド311に応答し、電池ユニットBU[1]のユニット制御部32は、電池ユニットBU[1]における最新の電池状態データを含む応答信号312を返信する。通信部61は、応答信号312の受信後、“2”のID番号を付加したコマンド313を通信線CLに送出する。電池ユニットBU[1]~BU[n]の内、“2”のID番号に対応する電池ユニットBU[2]のみがコマンド313に応答し、電池ユニットBU[2]のユニット制御部32は、電池ユニットBU[2]における最新の電池状態データを含む応答信号314を返信する。n=2の場合、通信部61は応答信号314を受信することで1回分の基本通信処理を終える。但し、他にも電池ユニットBUが存在する場合には、他の電池ユニットBUについての同様の通信処理も基本通信処理に含められる。
 通信部61は、基本通信処理を所定の間隔INT(例えば1秒~数秒間隔)にて周期的に繰り返し実行する。主制御部60は、通信部61にて受信された電池状態データを、電池管理部21(例えば主制御部60)内に設けられたDRAM(Dynamic Random Access Memory)等から成るバッファメモリ70に保存する。この際、各電池ユニットBUについての最新の電池状態データのみがバッファメモリ70に保持されるように、受信のたびに、バッファメモリ70に保存される電池状態データを更新しても良い。
 通信部62は、通信部61の通信とは独立して、電力変換制御部11から、データ要求コマンドを含むコマンド321を受信する。コマンド321の受信に応答し、通信部62は、加工電池状態データを含む応答信号322を電力変換制御部11に送信する。加工電池状態データ(応答信号322の内容)は、バッファメモリ70に保存されている最新の電池状態データに基づき、主制御部60によって生成される。加工電池状態データは、n個の電池ユニットBUについての最新の電池状態データに所定のデータフォーマット変換を成して得たデータであるが、n個の電池ユニットBUについての最新の電池状態データそのものであっても良い。通信異常等が発生していなければ、コマンド321は、所定の間隔INT(例えば1秒~数秒間隔)にて周期的に電力変換制御部11から送信されて通信部62にて受信され、結果、同間隔INTにて周期的に応答信号322が通信部62から電力変換制御部11へ送信される。
[異常監視と保護動作について]
 主制御部60は、電力システム1の電池ブロックBB、電池管理部21及びブレーカ部22に異常が発生していないか否かを監視する。主制御部60にて発生有無が監視される異常には、過充電による異常、過放電による異常、過電流による異常、温度異常、センサ異常及び通信異常が含まれ、それらは全て、電池ユニットBU又は電池管理部21における異常に属すると捉えて良い。
 過充電による異常とは、例えば、何れかの電池ユニットBUの電池電圧値が所定時間以上に亘って所定の基準電圧値VTHUを超えている状態を指す。過放電による異常とは、何れかの電池ユニットBUの電池電圧値が所定時間以上に亘って所定の基準電圧値VTHLを下回っている状態を指す(VTHU>VTHL)。過電流による異常とは、例えば、何れかの電池ユニットBUの電池電流値が所定時間以上に亘って所定の基準電流値ITHUを超えている状態を指す。温度異常とは、例えば、何れかの電池ユニットBUの電池温度又は温度センサ67による測定温度が所定時間以上に亘って所定の温度範囲から逸脱している状態を指す。
 センサ異常には、何れかの電池ユニットBUにおけるセンサ33、34及び35の異常が含まれ、温度センサ67の異常も含まれうる。例えば、センサ33、34又は35にて測定された電池電流値、電池電圧値又は電池温度が所定の電流範囲、電圧範囲又は温度範囲を逸脱する状態は、センサ33、34又は35の異常に属する。また例えば、温度センサ67の測定温度が所定の温度範囲を逸脱する状態は、温度センサ67の異常に属する。
 通信異常には、電池管理部21(即ち通信部61)及び電池ユニットBU間の通信異常である第1通信異常と、電力変換制御部11及び電池管理部21(即ち通信部62)間の通信異常である第2通信異常と、が含まれる。第1通信異常は、例えば、通信部61からのコマンド(例えば311又は313)に対する電池ユニットBUからの応答信号(例えば312又は314)が通信部61にて受信されない状態を含む。第2通信異常は、例えば、電力変換制御部11から定期的に送信される予定のコマンド321が所定時間以上継続して通信部62にて受信されない状態を含む。
 主制御部60は、各電池ユニットBUから受信した電池状態データ、温度センサ67の測定温度並びに通信部61及び62の通信状態に基づき、電池モジュール31の充電又は放電に関する要求又は通知を、電力変換制御部11に送信する応答信号322に含ませる。具体的には、主制御部60は、各電池ユニットBUから受信した電池状態データ及び温度センサ67の測定温度に基づき、過充電による異常、過放電による異常、過電流による異常、温度異常及びセンサ異常の発生有無を判定する。また、主制御部60は、通信部61及び62による信号の受信状態から第1又は第2通信異常の発生有無を判定する。主制御部60は、それらの判定結果を反映した充電許可/禁止信号341及び放電許可/禁止信号342を生成し、信号341及び342を応答信号322に含める(図7参照)。但し、応答信号322に、信号341及び342の何れか一方のみが含まれていても良い。また、各電池ユニットBUについての最新の電池状態データを表す電池状態データ信号343を、更に応答信号322に含めておくことができる(図7参照)。
 信号341及び342の夫々は、0又は1のデジタル値(論理値)をとるフラグである。0の値を持つ信号341は、電池モジュール31の充電を許可する充電許可信号として機能し、1の値を持つ信号341は、電池モジュール31の充電の禁止の必要性を示す充電禁止信号として機能する。0の値を持つ信号342は、電池モジュール31の放電を許可する放電許可信号として機能し、1の値を持つ信号342は、電池モジュール31の放電の禁止の必要性を示す放電禁止信号として機能する。例えば、1の値を持つ充電禁止フラグ(図3参照)が充電を禁止すべきことを表すとき、主制御部60は、n個の電池ユニットBUについてのn個の充電禁止フラグの論理和を信号341の値に設定することができる。1の値を持つ放電禁止フラグ(図3参照)が放電を禁止すべきことを表すとき、主制御部60は、n個の電池ユニットBUについてのn個の放電禁止フラグの論理和を信号342の値に設定することができる。
 電池ユニットBUに過充電、過放電、過電流又は温度異常が発生している場合、電池ユニットBUの保護の観点から充電処理及び/又は放電処理が停止されるべきである。また、センサ異常又は通信異常の発生時には、保護の対象である電池ユニットBUの状態が正確にわからない等の不具合があるため、充電処理及び/又は放電処理を継続実行することは安全上好ましくない。従って、異常の発生時、主制御部60は、発生している異常の種類に応じて信号341及び342のどちらか又は双方に1を代入し、これによって、充電又は放電の禁止を電力変換制御部11に求める。電力変換制御部11は、受信した応答信号322の中に充電禁止信号(即ち1の値を持つ信号341)が含まれているとき、直ちに充電処理が停止されるように電力変換回路12を制御し、受信した応答信号322の中に放電禁止信号(即ち1の値を持つ信号342)が含まれているとき、直ちに放電処理が停止されるように電力変換回路12を制御する。
 電池管理部21による充電禁止信号又は放電禁止信号の生成及び送信は、電池ユニットBUに対する第1保護動作に相当するといえる。充電処理が成されている状態において充電禁止信号を送信した際、又は、放電処理が成されている状態において放電禁止信号を送信した際、電池電流値は速やかにゼロ(又は実質的ゼロを含む)になるはずであるが、電力変換回路12に故障があったり電力変換制御部11が正しく動作していない場合、それはゼロにならない。
 これを考慮し、電池管理部21は、充電禁止信号又は放電禁止信号の送信後、追加保護処理とも言うべき第2保護動作を実行する。第2保護動作について説明する。第2保護動作において、主制御部60は、対象電流値ITGを監視し、通信部62による充電禁止信号又は放電禁止信号の送信タイミングから所定時間THTIMEが経過しても対象電流値ITGの大きさが正の所定値ITH以下にならないとき、ブレーカ部22をオンからオフに切り替えることできる。上記送信タイミングから所定時間THTIMEの経過後、対象電流値ITGが所定値ITH以下になっているときには、主制御部60はブレーカ部22をオンのまま維持することができる。充電禁止信号が通信部62から送信されるケースにおいて、対象電流値ITGは、何れかの電池ユニットBUについての充電における電池電流値であり、電池ユニットBU[1]~BU[n]にて測定された充電における電池電流値の合計値、平均値又は最大値であっても良い。放電禁止信号が通信部62から送信されるケースにおいて、対象電流値ITGは、何れかの電池ユニットBUについての放電における電池電流値であり、電池ユニットBU[1]~BU[n]にて測定された放電における電池電流値の合計値、平均値又は最大値であっても良い。
 尚、主制御部60は、第2保護動作などによってブレーカ部22をオンからオフに切り替える際、その切り替え直前に、各電池ユニットBUから受信した最新の電池状態データを不揮発性メモリ68に保存しておくと良い。この保存データを利用することで、ブレーカ部22をオフに至らしめた原因の追究がしやすくなり、復旧作業が容易になる。
 上述の説明から理解されるように、電池ユニットBUは、充放電制御機能を持たず、主として電力変換制御部11及び電力変換回路12に充放電制御を任せている。電力変換制御部11及び電力変換回路12は、パワーコントローラとも呼ばれる機器に搭載されるものであっても良く、当該パワーコントローラと電力ブロックPB1の例である太陽電池ユニットとによって太陽電池システムが形成されていても良い(この場合、電力ブロックPB2は例えば負荷又は電力系統である)。この種の太陽電池システムに電池ユニットを追加することで蓄電機能付き太陽電池システムを形成するといった利用形態が考えられ、このような利用形態では、別個用意された既存の太陽電池システムに対して新たに電池ユニットBUを追加接続するという形態が実用例の1つとなる。蓄電機能付き太陽電池システムを考えた場合、システム全体にとっては、充放電制御、太陽電池ユニットに対する発電制御及び逆潮流制御などを含む電力変換制御が重要であるが、これとは別に電池ユニットBUの保護も重要である。特に例えば、既存の太陽電池システムに電池ユニットBUを接続する形態を考えた場合、既存の太陽電池システム側に電池ユニットBUの保護を任せるだけでは、保護の安定性に不安が残る。これを考慮し、本実施形態では、電力変換制御部11及び電力変換回路12と電池ユニットBUとの仲介役として電池管理部21を設け、電池管理部21が主体となって、通信を利用した保護機能(第1及び第2保護動作)を実現する。
[通常動作モードと間欠動作モード]
 ところで、電池管理部21(主制御部60)は、複数の動作モードの何れかにて動作し、電池管理部21において実際に使用される動作モードを対象動作モードと呼ぶ。図8(a)に示す如く、電池管理部21に対するコマンド321には、何れの動作モードを対象動作モードに設定するかを要求するモード要求信号(換言すれば、対象動作モードとなるべき動作モードを指定するモード指定信号)361が含まれている。主制御部60は、通信部62を介して電力変換制御部11から受けたモード要求信号361に従い、複数の動作モードの中から対象動作モードを選択及び設定する。この選択及び設定を成す動作モード設定部101が主制御部60に内在している(図8(c)参照)。図8(b)に示す如く、通信部62は、主制御部60の制御の下、現在の対象動作モードが何れの動作モードであるのかを通知するためのモード通知信号362を応答信号322に含めて電力変換制御部11に送信することができる。
 対象動作モードの候補である複数の動作モードには、少なくとも、通常動作モード及び間欠動作モードが含まれ、動作モードよって通信の実行状態が相違する。
 通常動作モードが対象動作モードに設定されているとき、電池管理部21において通常動作が実行される。通常動作では、通信部61及び62にて継続的に通信が成される。図6を参照して説明した通信部61及び62の通信動作は、通常動作に相当する。即ち、通常動作では、通信部61における基本通信処理が所定の間隔INT(例えば1秒~数秒間隔)にて周期的に繰り返し実行されると共に、所定の間隔INT(例えば1秒~数秒間隔)にてコマンド321が周期的に電力変換制御部11から送信されて通信部62にて受信される。結果、同間隔INTにて周期的に応答信号322が通信部62から電力変換制御部11へ送信される。
 間欠動作モードが対象動作モードに設定されているとき、電池管理部21において間欠動作が実行される。間欠動作では、通信部61及び62における通信が間欠的に停止される。より具体的には、対象動作モードが間欠動作モードであるとき、図9に示す如く、通信部61及び62にて通信が行われるアクティブ区間と通信部61及び62における通信が停止されるスリープ区間が交互に訪れる。1つのアクティブ区間の時間長さをアクティブ時間と呼ぶと共に、1つのスリープ区間の時間長さをスリープ時間と呼ぶ。スリープ時間は、少なくとも、通常動作モードにおいて通信部61から送信される2つのコマンド(例えば図6のコマンド311及び313)の送信間隔よりも長い。更に、スリープ時間を上記間隔INT(及びINT)よりも長く設定すると良い。尚、対象動作モードが通常動作モードである区間は全てアクティブ区間に属する。
 主制御部60は、通信部61及び62における通信の実行状態を対象動作モードに従わせる。具体的には、主制御部60は、対象動作モードが通常動作モードであるとき、スイッチ66(図5参照)をオンに維持することで通信用電源電圧(V[3.3]及びV[5])を継続生成させる。一方、対象動作モードが間欠動作モードであるとき、主制御部60は、アクティブ区間中はスイッチ66をオンに維持し、スリープ区間中はスイッチ66をオフにする。結果、アクティブ区間中では通常動作モードにおけるものと同様の通信が通信部61及び62にて成されるが、スリープ区間では、通信部61及び62に駆動電圧としての通信用電源電圧が供給されないため、通信部61及び62による送信及び受信動作は一切機能しない。
 電力変換制御部11は、例えば、電池ユニットBUの放電及び充電が完全に又は殆ど行われないと予想される時間帯において、モード要求信号361の送信を利用して、間欠動作を行うよう電池管理部21に指示することができる。モード要求信号361は、図8(d)に示す如く、通常動作モードが対象動作モードに設定されることを要求する通常動作要求信号REQNOR、及び、間欠動作モードが対象動作モードに設定されることを要求する間欠動作要求信号REQINTのどちらかになりうる。モード通知信号362は、図8(e)に示す如く、通常動作モードが対象動作モードに設定されていることを通知する通常動作通知信号REPNOR、及び、間欠動作モードが対象動作モードに設定されていることを通知する間欠動作通知信号REPINTのどちらかになりうる。例えば、信号361が1ビット信号であるとき、“0”の値を持つ信号361は信号REQNORとして機能し、“1”の値を持つ信号361は信号REQINTとして機能する(信号362についても同様)。図10に、通常動作モード及び間欠動作モード間の移行に関わる信号のやり取りの概要を示す。通常動作では、信号REQNOR及びREPNORのやり取りが行われ、通信部61にて信号REQINTが受信されると通知信号REPINTを返信しつつ間欠動作へ移行する。その後、通信部61にて信号REQNORが受信されると通知信号REPNORを返信しつつ通常動作へ戻る。スリープ区間中に電力変換制御部11から送信されうるモード要求信号361(REQNOR又はREQINT)は、電力管理部21において無視される。
 尚、上記複数の動作モードに、通常動作モード及び間欠動作モード以外の動作モードが含まれていても良く、例えば休眠モードが含まれていても良い。休眠モードが対象動作モードに設定されると、外部から特定の入力が電池管理部21に与えられるまで(例えば、電力変換制御部11から特定信号が主制御部60に与えられるまで)、主制御部60はスイッチ66をオフに維持する。
 図5の構成例において、コンバータ63及び通信用電源回路64は、電池ユニットBUの放電電力に基づき通信部61及び62の駆動電圧を生成する通信用電圧生成部を形成していると言える。主制御部60は、スリープ区間において、上記通信用電圧生成部に対する放電電力の供給を停止することで通信部61及び62の通信を停止させている。間欠動作では、スリープ区間においてコンバータ63及び通信用電源回路64自体の電力消費並びにそれらの生成電圧で駆動する部位の電力消費が無くなるので、省電力化が図られる。
 間欠動作の実行期間中であっても、アクティブ区間では、通常動作と同様、電池管理部21の通信機能及び保護機能(第1及び第2保護動作)は有効である。但し、スリープ区間では、電池管理部21の通信機能が無効になり、結果、通信機能を用いて実現される保護機能も無効になる。このため、電池ユニットBUの安全性確保を考慮し、状況に応じて間欠動作の内容及び実行可否を制御することが肝要である。
 以下、間欠動作に関連する幾つかの応用例を説明する。矛盾なき限り、上述の事項は後述の各応用例に適用される。矛盾無き限り、以下に示す任意の複数の応用例を互いに組み合わせることも可能である。
<<間欠動作の第1応用例>>
 間欠動作に関する第1応用例を説明する。間欠動作において、スリープ区間を長くとると省電力効果が高まるが、通信機能及び保護機能が無効となるスリープ区間を長くしすぎると、安全性確保用の制御が疎かになるおそれが高まる。これを考慮し、第1応用例に係る主制御部60は、間欠動作モードが対象動作モードに設定されているとき、電池状態データに基づき、アクティブ時間及びスリープ時間の少なくとも一方を可変設定する(即ち変更可能である)。以下、記述の簡略化上、主制御部60による、アクティブ時間及びスリープ時間の少なくとも一方を可変設定する処理を可変設定処理と呼ぶ。可変設定処理に用いる電池状態データは、可変設定処理を成すタイミングにおいて主制御部60が通信部61を介して取得している最新の電池状態データであると良い。主制御部60は、間欠動作の開始時において可変設定処理を成すことができ、間欠動作の実行期間中の任意のタイミングにおいて可変設定処理を成しても良い。
 アクティブ時間に対して基準時間REFACT(例えば、5秒)が定められ、且つ、スリープ時間に対して基準時間REFSLP(例えば、25秒)が定められている。基準時間REFACT及びREFSLPは、電力変換制御部11が指定した時間であっても良い。例えば、電力変換制御部11は、間欠動作要求信号REQINT(図8(d)参照)を送信する際に、基準時間REFACT及びREFSLPを指定する信号をコマンド321に含めても良い。或いは、主制御部60にて基準時間REFACT及びREFSLPが予め設定されていても良い。主制御部60は、アクティブ時間及びスリープ時間を夫々基準時間REFACT及びREFSLPに一致させた状態を初期状態とし、電池状態データに応じた可変設定処理を行うことができる。以下、n≧2であることを主として想定して可変設定処理を説明するが、n=1であっても良い(後述の他の応用例についても同様)。尚、アクティブ時間及びスリープ時間は、アクティブ区間1区間とスリープ区間1区間とを合わせた時間として一定の時間(例えば、30秒)が設定され、その時間内で規定されても良い。
――電池電流値に基づく可変設定処理――
 電池状態データとして、各電池ユニットBUの電池電流値を用いても良い。電池電流値は、電池モジュール31の充電又は放電における電流値を表し、ゼロ、正の値(充電)又は負の値(放電)を持つとする(後述の他の応用例においても同様)。電池状態データとして電池電流値を用いる場合、主制御部60は、各電池ユニットBUの電池電流値に基づき評価電流値を設定する。n=1である場合、評価電流値は、電池ユニットBU[1]の電池電流値の絶対値である。n≧2である場合、評価電流値は、例えば、電池ユニットBU[1]~BU[n]の電池電流値の絶対値の合計値、平均値、最大値又は任意の何れかである。
 主制御部60は、評価電流値と所定の閾値ITHA1と比較し(ITHA1≧0)、評価電流値が閾値ITHA1以下である場合には、初期状態どおり、基準時間REFACT及びREFSLPをアクティブ時間及びスリープ時間に設定する。一方、評価電流値が閾値ITHA1より大きい場合、主制御部60は、初期状態を基準にして、アクティブ時間のみを増大させる、スリープ時間のみを減少させる、又は、アクティブ時間を増大させるとともにスリープ時間を減少させる。この際、評価電流値の増大に伴ってアクティブ時間の増大量及びスリープ時間の減少量を拡大させることができる。言うまでも無いが、初期状態を基準にしたアクティブ時間の増大とは、基準時間REFACTからアクティブ時間を増大させることを指し、初期状態を基準にしたスリープ時間の減少とは、基準時間REFSLPからスリープ時間を減少させることを指す。
 また、評価電流値が所定の閾値ITHA2以上である場合(ITHA2>ITHA1)、主制御部60は、スリープ時間をゼロに設定しても良い。即ち、通信部62にて間欠動作要求信号REQINTが受信されていても対象動作モードを通常動作モードに設定し通常動作を成すようにしても良い。
――電池温度に基づく可変設定処理――
 電池状態データとして、電池ユニットBU[1]~BU[n]の電池温度(以下、n個の電池温度とも言う)を用いても良い。
 主制御部60は、各電池温度が所定の温度範囲TMPRNGに属しているか否かを判定し、n個の電池温度の全てが温度範囲TMPRNGに属している場合には、初期状態どおり、基準時間REFACT及びREFSLPをアクティブ時間及びスリープ時間に設定する。一方、n個の電池温度の中に温度範囲TMPRNGを逸脱している電池温度(以下、逸脱温度という)が存在している場合、主制御部60は、初期状態を基準にして、アクティブ時間のみを増大させる、スリープ時間のみを減少させる、又は、アクティブ時間を増大させるとともにスリープ時間を減少させる。この際、逸脱温度が温度範囲TMPRNGから離れるにつれてアクティブ時間の増大量及びスリープ時間の減少量を拡大させることができる。つまり、逸脱温度が温度範囲TMPRNGの上限温度よりも高い場合には、逸脱温度と該上限温度との差が増大するにつれて、主制御部60は、アクティブ時間の増大量及びスリープ時間の減少量を拡大させることができる。同様に、逸脱温度が温度範囲TMPRNGの下限温度よりも低い場合には、逸脱温度と該下限温度との差が増大するにつれて、主制御部60は、アクティブ時間の増大量及びスリープ時間の減少量を拡大させることができる。n≧2の場合、アクティブ時間の増大量及びスリープ時間の減少量を定める逸脱温度は、n個の電池温度の最大値又は最小値であって、n個の電池温度の内、温度範囲TMPRNGから最も離れた電池温度である。
 温度範囲TMPRNGは、例えば、予め定められた電池モジュール31の動作可能温度範囲の一部(中央部分)である。そして例えば、n個の電池温度の中に所定の温度範囲TMPRNG2をも逸脱している電池温度が存在している場合、主制御部60は、スリープ時間をゼロに設定しても良い。即ち、通信部62にて間欠動作要求信号REQINTが受信されていても対象動作モードを通常動作モードに設定し通常動作を成すようにしても良い。温度範囲TMPRNG2は、温度範囲TMPRNGを内包し且つ温度範囲TMPRNGよりも広い。温度範囲TMPRNG2は、上記の動作可能温度範囲と一致していても良いし、上記の動作可能温度範囲の一部であっても良い。
――残容量データに基づく可変設定処理――
 電池状態データとして、電池ユニットBU[1]~BU[n]の残容量データ(以下、n個の残容量データとも言う)を用いても良い。上述したように残容量データは、電池モジュール31の残容量又はSOCを表すデータである。周知の如く、電池モジュール31のSOCは、電池モジュール31の満充電容量に対する残容量の比である。残容量データが残容量の値を表す場合、後述の容量範囲は“A・h(アンペア・アワー)”などを単位とする範囲であり、残容量データがSOCの値を表す場合、後述の容量範囲は“%”を単位とする範囲である。
 主制御部60は、各残容量データが所定の容量範囲CPRNGに属しているか否かを判定し、n個の残容量データの全てが容量範囲CPRNGに属している場合には、初期状態どおり、基準時間REFACT及びREFSLPをアクティブ時間及びスリープ時間に設定する。一方、n個の残容量データの中に容量範囲CPRNGを逸脱している残容量データ(以下、逸脱残容量データという)が存在している場合、主制御部60は、初期状態を基準にして、アクティブ時間のみを増大させる、スリープ時間のみを減少させる、又は、アクティブ時間を増大させるとともにスリープ時間を減少させる。この際、逸脱残容量データが容量範囲CPRNGから離れるにつれてアクティブ時間の増大量及びスリープ時間の減少量を拡大させることができる。つまり、逸脱残容量データが容量範囲CPRNGの上限値よりも大きい場合には逸脱残容量データと該上限値との差が増大するにつれて、主制御部60は、アクティブ時間の増大量及びスリープ時間の減少量を拡大させることができる。同様に、逸脱残容量データが容量範囲CPRNGの下限値よりも小さい場合には逸脱残容量データと該下限値との差が増大するにつれて、主制御部60は、アクティブ時間の増大量及びスリープ時間の減少量を拡大させることができる。n≧2の場合、アクティブ時間の増大量及びスリープ時間の減少量を定める逸脱残容量データは、n個の残容量データの最大値又は最小値であって、n個の残容量データの内、容量範囲CPRNGから最も離れた残容量データである。
 また例えば、n個の残容量データの中に所定の容量範囲CPRNG2をも逸脱している残容量データが存在している場合、主制御部60は、スリープ時間をゼロに設定しても良い。即ち、通信部62にて間欠動作要求信号REQINTが受信されていても対象動作モードを通常動作モードに設定し通常動作を成すようにしても良い。容量範囲CPRNG2は、容量範囲CPRNGを内包し且つ容量範囲CPRNGよりも広い。容量範囲CPRNG2の上限及び下限のSOC換算値は、例えば、夫々、100%(又は100%-Δ)、0%(又は0%+Δ)である(Δは“0<Δ<0.5”を満たす所定値)。
――電池電圧値に基づく可変設定処理――
 電池状態データとして、電池ユニットBU[1]~BU[n]の電池電圧値(以下、n個の電池電圧値とも言う)を用いても良い。端子電圧値である電池電圧値は、残容量データに依存して変化するため、残容量データに基づく可変設定処理と同様の処理が可能である。
 即ち、主制御部60は、各電池電圧値が所定の電圧範囲VRNGに属しているか否かを判定し、n個の電池電圧値の全てが電圧範囲VRNGに属している場合には、初期状態どおり、基準時間REFACT及びREFSLPをアクティブ時間及びスリープ時間に設定する。一方、n個の電池電圧値の中に電圧範囲VRNGを逸脱している電池電圧値(以下、逸脱電圧値という)が存在している場合、主制御部60は、初期状態を基準にして、アクティブ時間のみを増大させる、スリープ時間のみを減少させる、又は、アクティブ時間を増大させるとともにスリープ時間を減少させる。この際、逸脱電圧値が電圧範囲VRNGから離れるにつれてアクティブ時間の増大量及びスリープ時間の減少量を拡大させることができる。つまり、逸脱電圧値が電圧範囲VRNGの上限値よりも高い場合には逸脱電圧値と該上限値との差が増大するにつれて、主制御部60は、アクティブ時間の増大量及びスリープ時間の減少量を拡大させることができる。同様に、逸脱電圧値が電圧範囲VRNGの下限値よりも低い場合には逸脱電圧値と該下限値との差が増大するにつれて、主制御部60は、アクティブ時間の増大量及びスリープ時間の減少量を拡大させることができる。n≧2の場合、アクティブ時間の増大量及びスリープ時間の減少量を定める逸脱電圧値は、n個の電池電圧値の最大値又は最小値であって、n個の電池電圧値の内、電圧範囲VRNGから最も離れた電池電圧値である。
 また例えば、n個の電池電圧値の中に所定の電圧範囲VRNG2をも逸脱している電池電圧値が存在している場合、主制御部60は、スリープ時間をゼロに設定しても良い。即ち、通信部62にて間欠動作要求信号REQINTが受信されていても対象動作モードを通常動作モードに設定し通常動作を成すようにしても良い。電圧範囲VRNG2は、電圧範囲VRNGを内包し且つ電圧範囲VRNGよりも広い。電圧範囲VRNG2の上限は、過充電の電圧レベル又は過充電に近い電圧レベルに対応し、電圧範囲VRNG2の下限は、過放電の電圧レベル又は過放電に近い電圧レベルに対応する。
――複数の指標に基づく可変設定処理――
 電池電流値、電池温度、残容量データ及び電池電圧値の夫々に注目した可変設定処理を個別に説明したが、主制御部60は、第1指標としての電池電流値、第2指標としての電池温度、第3指標としての残容量データ及び第4指標としての電池電圧値の内、2以上の指標に基づいて可変設定処理を成しても良い。例えば、主制御部60は、第1~第3指標の内の2以上の指標に基づいて、又は、第1、第2及び第4指標の内の2以上の指標に基づいて可変設定処理を成すようにしても良い。2以上の指標を用いて可変設定処理を行う場合においても、各指標に応じたアクティブ時間又はスリープ時間の変更が可能である。
 尚、間欠動作の第1応用例並びに後述の第2及び第3応用例において、電池状態データは、第1~第4指標を全て含むと考えられるが、第1~第4指標の内、任意の1つ、2つ又は3つのみを含むものであっても良い。主制御部60は、電池状態データに含まれる指標を用いて可変設定処理を成すことができる。
 スリープ区間の設定による通信機能及び保護機能の無効化は保護の観点からは好ましいものではないが、充放電電流がゼロであれば又は十分に少なければ、スリープ時間が或る程度長くても又はアクティブ時間が或る程度短くても問題は少ないと考えられる。電池温度が動作可能温度範囲内の中央付近に収まっている場合や、残容量データ又は電池電圧値が過充電又は過放電レベルから十分に離れている場合も同様である。しかし、充放電電流が比較的大きい場合、或いは、電池温度が動作可能温度範囲の上限又は下限に比較的近い場合、或いは、残容量データ又は電池電圧値が過充電又は過放電レベルに比較的近い場合においては、通信機能及び保護機能の無効化をなるだけ避けて電池状態監視を高頻度で行うべきである。一方で、間欠動作による省電力化は非常に有益である。これらを考慮した上述の可変設定処理により、電池保護と省電力化のバランスを良好に保つことができる(電池ユニットBUの安全性を確保しつつ省電力化を図ることができる)。
 尚、上述の例では、アクティブ時間が基準時間REFACTを起点として増大方向にしか変化せず且つスリープ時間が基準時間REFSLPを起点として減少方向にしか変化しないが、上述の第1~第4指標の内の少なくとも1つに基づき、安全面において問題が少ないと考えられる場合には、アクティブ時間を基準時間REFACTより小さくしても良いし、スリープ時間を基準時間REFACTよりも大きくしても良い。例えば、上述の評価電流値が閾値ITHA1以下である場合、評価電流値が小さくなるにつれて、アクティブ時間を基準時間REFACTから減少させても良いし、その減少に加えて又はその減少に代えて、スリープ時間を基準時間REFSLPから増大させても良い。
<<間欠動作の第2応用例>>
 間欠動作に関する第2応用例を説明する。間欠動作の第1応用例において述べた事項を含む上述の事項は全て、矛盾なき限り、第2応用例にも適用される。上述したように、対象動作モードは原則としてモード要求信号361に従って設定されるが(図8(a)及び(d)参照)、間欠動作モードへの移行が望ましくないと判断されるような状況下では、間欠動作モードへの移行指示を無視した方が良い。これを考慮し、第2応用例に係る動作モード設定部101は、通常動作モード中に、間欠動作要求信号REQINTを通信部62にて受信したとき、即ち、モード要求信号361にて対象動作モードを通常動作モードから間欠動作モードへ移行させるべきことを要求されたとき、所定の禁止条件が充足するか否かを判定する。そして、動作モード設定部101は、禁止条件が充足しない場合には、要求信号REQINTに従って対象動作モードを通常動作モードから間欠動作モードへ移行させる。しかし、動作モード設定部101は、禁止条件が充足する場合には、対象動作モードの通常動作モードから間欠動作モードへの移行を禁止して対象動作モードを通常動作モードのまま維持する。これにより例えば、間欠動作を行っても十分に安全であると判断される場合にのみ間欠動作への移行を認めるといったことが可能になり、安全性が増す。図11に、間欠動作への移行禁止に関わる信号のやり取りの概要を示す。
 禁止条件の充足/不充足を判定する処理を、禁止条件判定処理と呼ぶ。
――電池状態データに基づく禁止条件判定処理――
 動作モード設定部101は、電池状態データに基づいて禁止条件判定処理を行うことができる。禁止条件判定処理に用いる電池状態データは、禁止条件判定処理を行うタイミングにおいて主制御部60が通信部61を介して取得する最新の電池状態データであると良い。電池状態データとしては、電池電流値、電池温度、残容量データ又は電池電圧値が用いられる。
 電池状態データとして各電池ユニットBUの電池電流値を用いる場合、第1応用例にて上述した方法に従い、動作モード設定部101は評価電流値を所定の閾値ITHBと比較する(ITHB≧0)。動作モード設定部101は、評価電流値が閾値ITHB以下の場合には禁止条件が不充足であると判断でき、評価電流値が閾値ITHBよりも大きい場合には禁止条件が充足すると判断できる。
 電池状態データとして電池ユニットBU[1]~BU[n]の電池温度(n個の電池温度)を用いる場合、動作モード設定部101は各電池温度が所定の温度範囲TMPRNGに属しているか否かを判定する。動作モード設定部101は、n個の電池温度の全てが所定の温度範囲TMPRNGBに属している場合には禁止条件が不充足であると判断でき、n個の電池温度の中に温度範囲TMPRNGBを逸脱している電池温度が存在している場合には、禁止条件が充足すると判断できる。
 電池状態データとして電池ユニットBU[1]~BU[n]の残容量データ(n個の残容量データ)を用いる場合、動作モード設定部101は各残容量データが所定の容量範囲CPRNGBに属しているか否かを判定する。動作モード設定部101は、n個の残容量データの全てが所定の容量範囲CPRNGBに属している場合には禁止条件が不充足であると判断でき、n個の残容量データの中に容量範囲CPRNGBを逸脱している残容量データが存在している場合には、禁止条件が充足すると判断できる。
 電池状態データとして電池ユニットBU[1]~BU[n]の電池電圧値(n個の端子電圧値としてのn個の電池電圧値)を用いる場合、動作モード設定部101は、各電池電圧値が所定の電圧範囲VRNGBに属しているか否かを判定する。動作モード設定部101は、n個の電池電圧値の全てが所定の電圧範囲VRNGBに属している場合には禁止条件が不充足であると判断でき、n個の電池電圧値の中に電圧範囲VRNGBを逸脱している電池電圧値が存在している場合には、禁止条件が充足すると判断できる。
 動作モード設定部101は、電池電流値、電池温度、残容量データ又は電池電圧値から成る4つの指標(第1~第4指標)の内、2つ、3つ又は4つの指標を用いて禁止条件判定処理を行っても良い。例えば、4つの指標を用いる場合、評価電流値が閾値ITHB以下であって、且つ、n個の電池温度の全てが温度範囲TMPRNGBに属していて、且つ、n個の残容量データの全てが容量範囲CPRNGBに属していて、且つ、n個の電池電圧値の全てが電圧範囲VRNGBに属している場合にのみ、禁止条件が不充足であると判断され、それ以外の場合は禁止条件が充足すると判断される。
 上述の電池状態データに基づく禁止条件判定処理によれば、充放電電流が比較的大きい場合など、通信機能及び保護機能を継続的に有効にしておいた方が良い状況下において、間欠動作への移行を禁止することができるため、電池ユニットBUの安全性が担保される。
――異常の有無に基づく禁止条件判定処理――
 動作モード設定部101は、電池ユニットBU又は電池管理部21における異常の有無に基づいて禁止条件判定処理を行うことができる。具体的には、通信部62にて間欠動作要求信号REQINTが受信されたとき、動作モード設定部101は、各電池ユニットBUから受信した電池状態データ及び温度センサ67の測定温度に基づき、過充電による異常、過放電による異常、過電流による異常、温度異常及びセンサ異常の発生有無を判定すると共に、通信部61による信号の受信状態から第1通信異常の発生有無を判定する。温度異常には、上述したように、温度センサ35(図2参照)の測定温度に基づく電池モジュール31の温度異常と、温度センサ67(図5参照)の測定温度に基づく電池管理部21の温度異常とがある。過充電による異常、過放電による異常、過電流による異常、電池モジュール31の温度異常、電池管理部21の温度異常、センサ異常及び第1通信異常から成る7つの異常の内、任意の1、2、3、4、5又は6つの異常のみが発生有無の判定対象であっても良い。
 そして、動作モード設定部101は、過充電による異常、過放電による異常、過電流による異常、電池モジュール31の温度異常、電池管理部21の温度異常、センサ異常及び第1通信異常の何れかが発生していると判断される場合には禁止条件が充足すると判定し、それらの異常が何れも発生していないと判断される場合には禁止条件は充足しないと判定することができる。
 上述の異常有無に基づく禁止条件判定処理によれば、異常の発生時、即ち通信機能及び保護機能を有効にして異常の進行等を食い止めるべき状況下において、間欠動作への移行を禁止することができるため、電池ユニットBUの安全性が担保される。
――ソフトウェア更新処理に関する禁止条件判定処理――
 図12(a)に示す如く、電池管理部21(特に主制御部60)の動作内容を定めるソフトウェアSFTが、主制御部60内のフラッシュメモリ等から成るプログラムメモリPMに格納されている。主制御部60は、自身に設けられた演算処理装置(CPU等)上でソフトウェアSFTを実行することで、上述した主制御部60の動作及び制御を実現する。同様に、図12(b)に示す如く、各電池ユニットBUにおいて、電池ユニットBU(特にユニット制御部32)の動作内容を定めるソフトウェアSFTが、ユニット制御部32内のフラッシュメモリ等から成るプログラムメモリPMに格納されている。ユニット制御部32は、自身に設けられた演算処理装置(CPU等)上でソフトウェアSFTを実行することで、上述したユニット制御部32の動作及び制御(電池状態データの生成動作、及び、電池状態データを含んだ信号を通信部61に送信する動作を含む)を実現する。
 電力変換制御部11は、ソフトウェアSFTを更新するための信号である更新用信号AUPDATEを通信部62に送信する。更新用信号AUPDATEは、ソフトウェアSFTの更新を要求する信号及び更新後のソフトウェアSFTのコードを含む。更新用信号AUPDATEが通信部62にて受信されると、主制御部60は、更新用信号AUPDATEの内容に従い、所定のブートローダプログラムを用いて、ソフトウェアSFTを更新する。同様に、電力変換制御部11は、ソフトウェアSFTを更新するための信号である更新用信号BUPDATEを通信部62に送信する。更新用信号BUPDATEの内、電池ユニットBU[i]のソフトウェアSFTに対する更新用信号を記号BUPDATE[i]にて表す。更新用信号BUPDATE[i]は、電池ユニットBU[i]のソフトウェアSFTの更新を要求する信号及び更新後のソフトウェアSFTのコードを含む。更新用信号BUPDATE[i]が通信部62にて受信されると、主制御部60は、通信部61を用い、電池ユニットBU[i]に対して更新用信号BUPDATE[i]を送信する。電池ユニットBU[i]のユニット制御部32は、更新用信号BUPDATE[i]を受信すると、更新用信号BUPDATE[i]の内容に従い、所定のブートローダプログラムを用いて、自身のソフトウェアSFTを更新する。
 ソフトウェアSFTの更新処理(ソフトウェアSFTを更新するための処理)の実行期間中には、基本通信処理の実行が停止され、基本通信処理を利用した保護機能が無効となる。また、電池ユニットBU[i]のソフトウェアSFTの更新処理(ソフトウェアSFTを更新するための処理)の実行期間中には、電池ユニットBU[i]における電池状態データの生成及び電池ユニットBU[i]から通信部61への電池状態データの送信(換言すれば、電池ユニットBU[i]からの電池状態データの通信部61による受信)が停止し、電池ユニットBU[i]の電池状態データに応じた保護機能が無効になる。保護機能が全体的に又は部分的に無効になっている状態において、保護機能の更なる低下を招きうる間欠動作への移行を認めることは望ましくない。
 これを考慮し、動作モード設定部101は、ソフトウェアSFT又はSFTの更新処理が実行されているか否かに基づき禁止条件判定処理を行っても良い。より具体的には、動作モード設定部101は、ソフトウェアSFT又はSFTの更新処理の実行期間中には禁止条件が充足していると判定し、ソフトウェアSFT及びSFTの更新処理が共に実行されていない期間中には禁止条件が充足していないと判定しても良い。
 上述のようにすれば、通信機能が無効にされるべきではないソフトウェアの更新処理の実行期間中において、間欠動作への移行が禁止されるため、ソフトウェアを正しく更新することができると共に、電池ユニットBUの安全性も過度に低下することが無い。
――動作フロー――
 図13は、第2応用例に係る電池管理部21の動作フローチャートである。通常動作の実行中に(ステップS121)、間欠動作要求信号REQINTが通信部62にて受信された場合(ステップS122のY)、禁止条件の充足/不充足が判定される(ステップS123)。禁止条件が不充足の場合には間欠動作が実行開始されるが(ステップS124)、禁止条件が充足している場合には通常動作が継続される。
<<間欠動作の第3応用例>>
 間欠動作に関する第3応用例を説明する。間欠動作の第1及び第2応用例において述べた事項を含む上述の事項は全て、矛盾なき限り、第3応用例にも適用される。間欠動作要求信号REQINTに従って間欠動作が成されているとき、間欠動作の継続が望ましくない状況に陥る可能性もある。これを考慮し、第3応用例に係る動作モード設定部101は、対象動作モードが間欠動作モードであるときにおいて、所定の解除条件が充足するか否かを継続的に判定及び監視する。動作モード設定部101は、所定の解除条件が充足していない場合には、対象動作モードを間欠動作モードのまま維持する。しかし、所定の解除条件が満たされる場合には、通信部62におけるモード要求信号361の受信状態及び受信内容にかかわらず、動作モード設定部101は対象動作モードを間欠動作モードから通常動作モードへと移行させる。従って、対象動作モードが間欠動作モードであるときにおいて、所定の解除条件が充足した場合には、対象動作モードの通常動作モードへの移行を指示するモード要求信号361(即ち、通常動作要求信号REQNOR)が通信部62にて受信されていなくても、動作モード設定部101は、対象動作モードを間欠動作モードから通常動作モードへ移行させる。これにより例えば、安全性確保が最優先されるような状況下において通常動作へ強制復帰することができるようになり、安全性が増す。ここで、対象動作モードの通常動作モードへの移行を指示するモード要求信号361(即ち、通常動作要求信号REQNOR)が通信部62にて受信されない状態には、通信部62における間欠動作要求信号REQINTの受信によって、対象動作モードが間欠動作モードで維持されるべきことが要求されている状態と、第2通信異常の発生に起因してモード要求信号361そのものが通信部62にて受信されない状態と、が含まれる。図14に、通常動作への強制復帰に関わる信号のやり取りの概要を示す。
 解除条件の充足/不充足を判定する処理(即ち、解除条件が充足しているか否かを判定する処理)を、解除条件判定処理と呼ぶ。動作モード設定部101は、間欠動作の実行期間中、解除条件の充足/不充足を常時監視すると良い。
――電池状態データに基づく解除条件判定処理――
 動作モード設定部101は、電池状態データに基づいて解除条件判定処理を行うことができる。解除条件判定処理に用いる電池状態データは、解除条件判定処理を行うタイミングにおいて主制御部60が通信部61を介して取得する最新の電池状態データであると良い。動作モード設定部101は、通信部61を介して最新の電池状態データが取得されるたびに、解除条件判定処理を行うことができる。
 電池状態データに基づく解除条件判定処理は、第2応用例に係る電池状態データに基づく禁止条件判定処理と同様であっても良い。動作モード設定部101は、電池状態データに含まれる電池電流値、電池温度、残容量データ及び電池電圧値の内、少なくとも1つに基づいて解除条件判定処理を行うことができる。第2応用例で述べた電池状態データに基づく禁止条件判定処理の具体的内容を、電池状態データに基づく解除条件判定処理に適用することができる。この適用の際、第2応用例の記述における“禁止条件”及び“禁止条件判定処理”を“解除条件”及び“解除条件判定処理”に読み替えればよい(即ち、禁止条件が充足する場合、解除条件も充足し、禁止条件が充足しない場合、解除条件も充足しないと考えれば良い)。従って、上述の評価電流値が閾値ITHBよりも大きい場合には解除条件が充足すると判断しても良い。
 電池状態データに基づく解除条件判定処理によれば、充放電電流が比較的大きい場合など、電池ユニットBUの状態監視及び保護を常時行っていた方が良いような状況下において、それらの常時実行が可能な通常動作へ強制的に移行されるため、電池ユニットBUの安全性が担保される。
――異常の有無に基づく解除条件判定処理――
 動作モード設定部101は、電池ユニットBU又は電池管理部21における異常の有無に基づいて解除条件判定処理を行うことができる。具体的には、間欠動作の実行中において、動作モード設定部101は、各電池ユニットBUから受信した電池状態データ及び温度センサ67の測定温度に基づき、過充電による異常、過放電による異常、過電流による異常、温度異常及びセンサ異常の発生有無を判定する。そして、動作モード設定部101は、通信部61及び62による信号の受信状態から第1及び第2通信異常の発生有無を判定する。温度異常には、上述したように、温度センサ35(図2参照)の測定温度に基づく電池モジュール31の温度異常と、温度センサ67(図5参照)の測定温度に基づく電池管理部21の温度異常とがある。過充電による異常、過放電による異常、過電流による異常、電池モジュール31の温度異常、電池管理部21の温度異常、センサ異常、第1通信異常及び第2通信異常から成る8つの異常の内、任意の1~7つの異常のみが発生有無の判定対象であっても良い。
 そして、動作モード設定部101は、過充電による異常、過放電による異常、過電流による異常、電池モジュール31の温度異常、電池管理部21の温度異常、センサ異常、第1通信異常及び第2通信異常の何れかが発生していると判断される場合には解除条件が充足すると判定し、それらの異常が何れも発生していないと判断される場合には解除条件は充足しないと判定しても良い。
 上述の異常有無に基づく解除条件判定処理によれば、異常の発生時、即ち通信機能及び保護機能を有効にして異常の進行等を食い止めるべき状況下において、それらが常時有効な通常動作へ強制的に移行されるため、電池ユニットBUの安全性が担保される。
――ソフトウェア更新処理に関する解除条件判定処理――
 動作モード設定部101は、間欠動作の実行期間中において、電力変換制御部11から送信されうる更新用信号AUPDATE又はBUPDATE[i]が通信部62にて受信されたか否かを監視し、その受信が成されたか否かに基づいて解除条件判定処理を成しても良い。即ち、動作モード設定部101は、更新用信号AUPDATE又はBUPDATE[i]が通信部62にて受信されたとき、解除条件が充足すると判定し、その受信が成されないとき、解除条件は充足しないと判定して良い。更新用信号AUPDATE又はBUPDATE[i]が通信部62にて受信されている状態は、更新用信号AUPDATE又はBUPDATE[i]に従ってソフトウェアSFTの更新処理又は電池ユニットBU[i]のソフトウェアSFTの更新処理が実際に実行されている状態を含むと考えても良い。
 第2応用例の説明において述べたように、ソフトウェアの更新処理では、通信機能を有効に維持しておくべきである。ソフトウェアの更新用信号を受けたときに通常動作へ強制的に戻すようにしておくことにより、ソフトウェアを正しく更新することができると共に、電池ユニットBUの安全性も過度に低下することが無い。
――動作フロー――
 図15は、第3応用例に係る電池管理部21の動作フローチャートである。間欠動作の実行中に(ステップS131)、解除条件の充足/不充足が判定され(ステップS132)、解除条件が充足している場合(ステップS132のY)、間欠動作を停止して通常動作を行うようにする(ステップS134)。解除条件が不充足の場合でも、通常動作要求信号REQNORの受信有無がチェックされ(ステップS133)、当該信号REQNORが通信部62にて受信された場合は通常動作への移行が成される。
 電力変換制御部11、電力変換回路12及び電池ユニットBUを含むシステム全体を一括して設計する場合には、電力変換制御部11が、電池ユニットBUの安全性確保等を考慮し、状況に応じて間欠動作の実行可否を制御することもできる。但し、上述したような既存の太陽電池システム等に対し電池ユニットBUを追加接続するという形態も想定され、そのような形態においては、例えば、“電力変換制御部11が単に現在時刻だけチェックし、深夜時間帯において充電及び放電が殆ど成されないと予想して間欠動作を要求する”といったことも否定できない(実際には、充電及び放電が成されるかもしれないし、過放電等の異常が発生しているかもしれない)。従って、電力変換制御部11の指示だけにとらわれない保護を電池ユニットBUに提供することが肝要である。第2応用例による間欠動作への移行禁止処理及び第3応用例による間欠動作の解除処理は、そのような保護の提供に寄与する。
 <<変形等>>
 本発明の実施形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。以上の実施形態は、あくまでも、本発明の実施形態の例であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以上の実施形態に記載されたものに制限されるものではない。上述の説明文中に示した具体的な数値は、単なる例示であって、当然の如く、それらを様々な数値に変更することができる。上述の実施形態に適用可能な注釈事項として、以下に、注釈1~注釈5を記す。各注釈に記載した内容は、矛盾なき限り、任意に組み合わせることが可能である。
[注釈1]
 ブレーカ部22がオンのとき、電池ユニットBUの放電による電圧が常に入力電圧VINとしてコンバータ63に供給されるようにスイッチ66を割愛することも可能である。この場合、スリープ区間において通信部61及び62による通信動作(送信動作及び受信動作)が停止されるように、主制御部62は通信部61及び62を制御すれば良い。但し、省電力効果を高めるべく、スイッチ66を利用した方が好ましい。
[注釈2]
 本実施形態に係る電力システム1(図1参照)の構成要素の全部又は一部を、様々な他のシステム、機器などに搭載することができ、例えば、電池モジュール31の放電電力を用いて駆動する移動体(電動車両、船、航空機、エレベータ、歩行ロボット等)又は電子機器(パーソナルコンピュータ、携帯端末等)に搭載しても良いし、家屋や工場の電力システムに組み込んでも良い。
[注釈3]
 上述の実施形態では(図1参照)、電力ブロックPB1が電力の出力を行う電力ブロックであって且つ電力ブロックPB2が電力の入力を受ける電力ブロックであることを想定したが、電力ブロックPB1及びPB2の夫々は電力の入力及び出力が可能な電力ブロックであっても良い。この場合、電力変換回路12は双方向の電力変換が可能な回路であると良い。即ち、電力変換回路12は、電力ブロックPB1の出力電力を電力ブロックPB2又は電池ブロックへの入力電力に変換する機能、電力ブロックPB2の出力電力を電力ブロックPB1又は電池ブロックへの入力電力に変換する機能、及び、電池ブロックの出力電力を電力ブロックPB1又はPB2への入力電力に変換する機能を有していても良い。
[注釈4]
 電池管理部21とブレーカ部22を含む装置を、電池制御装置と呼ぶこともできる。電池管理部21、ブレーカ部22及び電池ブロックBBを含むシステムを、電池システムと呼ぶこともできる。通信部61及び62は、電力変換制御部11及び電池ユニットBUの夫々と通信を行う1つの通信部を形成していると考えても良い。電力変換制御部11及び電力変換回路12を含む装置を電力変換装置と呼ぶこともできる。
[注釈5]
 本発明は、ブレーカ部22及び電池ブロックBBが複数設けられるような電力システムに対しても適用可能である。この際、1つの電力変換回路12に対して複数のブレーカ部22及び複数の電池ブロックBBを設けるようにしても良い。ブレーカ部22及び電池ブロックBBが複数設けられた電力システムにおいて、1つのブレーカ部22及び1つの電池ブロックBBの組ごとに電池管理部21を設けるようにしても良いし、複数のブレーカ部22及び複数の電池ブロックBBに対して1つの電池管理部21を設けるようにしても良い。
  1 電力システム
 11 電力変換制御部
 12 電力変換回路
 21 電池管理部
 22 ブレーカ部
 31 電池モジュール
 60 主制御部
 61、62 通信部
101 動作モード設定部
 BU 電池ユニット
 PB1、PB2 電力ブロック

Claims (8)

  1.  充放電制御部による二次電池を備えた電池ユニットの充放電制御を監視し、前記電池ユニットを保護する電池制御装置であって、
     前記電池ユニット及び前記充放電制御部の夫々と通信を行う通信部と、
     前記通信部において継続的に通信が行われる通常動作モード及び前記通信部における通信が間欠的に停止される間欠動作モードの何れかを対象動作モードとして設定し、前記対象動作モードに従って前記通信部における通信を実行する制御部と、を備え、
     前記制御部は、前記対象動作モードが前記間欠動作モードであるときにおいて、所定の解除条件が満たされたとき、前記対象動作モードを前記間欠動作モードから前記通常動作モードに移行させる
    電池制御装置。
  2.  前記通信部は、前記電池ユニットから前記二次電池の状態データを取得し、
     前記制御部は、前記二次電池の状態データに基づいて、又は、前記電池ユニット若しくは当該電池制御装置における異常の有無に基づいて、前記解除条件の充足/不充足を判定する
    請求項1に記載の電池制御装置。
  3.  前記状態データは、前記二次電池の充電又は放電の電流値、前記二次電池の温度、前記二次電池の残容量又はSOCである残容量データ、及び、前記二次電池の端子電圧値の内、少なくとも1つを含み、
     前記制御部は、前記電流値、前記温度、前記残容量データ及び前記端子電圧値の内、少なくとも1つに基づいて、前記解除条件の充足/不充足を判定する
    請求項2に記載の電池制御装置。
  4.  前記制御部は、前記状態データに基づく前記二次電池の充電又は放電の電流値が所定の閾値より大きいとき、前記解除条件が充足すると判定する
    請求項3に記載の電池制御装置。
  5.  前記制御部は、前記電池ユニット又は当該電池制御装置に異常が認められるとき、前記解除条件が充足すると判定し、
     前記電池ユニット又は当該電池制御装置における異常は、
     前記二次電池の過充電による異常、前記二次電池の過放電による異常、前記二次電池の過電流による異常、前記二次電池の温度異常、当該電池制御装置の温度異常、前記二次電池の状態を検出するためのセンサの異常、前記通信部と前記電池ユニットとの間の通信異常、及び、前記通信部と前記充放電制御部との間の通信異常の内、少なくとも1つを含む
    請求項2~請求項4の何れかに記載の電池制御装置。
  6.  前記制御部は、前記充放電制御部から送信された、当該電池制御装置の動作内容を定めるソフトウェアの更新用信号、又は、前記電池ユニットの動作内容を定めるソフトウェアの更新用信号を、前記通信部が受信したとき、前記解除条件が充足すると判定する
    請求項1~請求項5の何れかに記載の電池制御装置。
  7.  前記電池ユニットの放電電力に基づいて前記通信部の駆動電圧を生成する通信用電圧生成部を更に備え、
     前記間欠動作モードは、通信が行われるアクティブ区間と通信が停止されるスリープ区間を含み、
     前記制御部は、前記スリープ区間において、前記通信用電圧生成部に対する前記放電電力の供給を停止することで前記通信部の通信を停止させる
    請求項1~請求項6の何れかに記載の電池制御装置。
  8.  二次電池を備えた電池ユニットと、
     前記二次電池の充電及び放電を制御する充放電制御部を含み、前記電池ユニットに入力または出力される電力の電力変換を行う電力変換装置と、
     前記充放電制御部による前記電池ユニットの充放電制御を監視し、前記電池ユニットを保護する電池制御装置と、を備え、
     前記電池制御装置は、
     前記電池ユニット及び前記充放電制御部の夫々と通信を行う通信部と、
     前記通信部において継続的に通信が行われる通常動作モード及び前記通信部における通信が間欠的に停止される間欠動作モードの何れかを対象動作モードとして設定し、前記対象動作モードに従って前記通信部における通信を実行する制御部と、を含み、
     前記制御部は、前記対象動作モードが前記間欠動作モードであるときにおいて、所定の解除条件が満たされたとき、前記対象動作モードを前記間欠動作モードから前記通常動作モードに移行させる
    電力システム。
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