WO2015189898A1 - 電池システム - Google Patents
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Abstract
複数の電池を無線信号により高信頼に監視制御する電池システムを提供する。電池システムは、複数の電池モジュールと、電池モジュールを監視制御するマスタ管理装置を備える。電池モジュールは、1つまたは複数の電池と、電池を監視制御しマスタ管理装置と無線通信するスレーブ管理装置を備える。マスタ管理装置とスレーブ管理装置は、所定のタイミングに所定の周波数チャネルを用いて無線通信する。マスタ管理装置は、少なくとも電池の監視制御内容と監視制御タイミングに関する情報を含む監視制御指示信号を複数の電池モジュールのそれぞれのスレーブ管理装置に複数回、異なる周波数を用いて送信する。それぞれのスレーブ管理装置は、監視制御指示信号の情報に基づいて、それぞれの電池に対し、電池の監視制御を実質的に同時に開始する。
Description
本発明は、電池システムに関し、特に、無線信号により複数の電池を監視制御するシステムに適用して有効な技術に関するものである。
例えば、特許文献1には、複数の電池セルが直列接続され、各電池セルの電池情報を無線信号により管理装置に送信する組電池システムが開示されている。また、特許文献2には、通信データ取得、通信品質計測、通信品質データ取得、周波数チャネル切替の各手段を行い、取得した通信品質データに基づいてホッピング周波数を変更する無線通信装置が開示されている。
上記特許文献1に記載された組電池システムでは、金属筐体や導体である電池セルに囲まれた空間で無線通信をしている。このような通信環境では、筐体や電池セルで電波が反射し、アンテナは多数の反射波の合成波を受信する。従って、アンテナの位置や周波数チャネルによって受信する合成波の強度は大きく変化してしまう。
一般に、金属筐体には電池セルの冷却用や、電池セルから電力を取り出すためのケーブルを通すために、開口部が設けられている。そのため、上記アンテナが受信する合成波は、金属筐体内の反射波だけではなく、金属筐体外の反射波をも含む。金属筐体外の反射波は組電池システムの設置される環境に応じて変化するものであり、例えば、人が通ったり、機器が稼動したり、設置される機器が増減したりすることによって変化する。
このように、アンテナが受信する信号強度は通信環境の変化に伴い変化する。例えば、受信信号強度が低下した場合、組電池システムは電池セルの電池情報を収集できなくなる可能性がある。
また、同じ周波数帯を用いる他の無線システムや、同じ周波数帯の電波を放射する機器が近くに存在すると、これらが発する電波は組電池システムにとって妨害波となる。例えば、組電池システムの無線通信とこれらの妨害波とが同じタイミングで発生した場合、組電池システムは電池セルの電池情報を収集できなくなる可能性がある。
電池システムでは、全電池セルの電池情報を一斉に計測することが重要である。電池システムは、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車、自然エネルギー発電の平滑化などに用いられ、外部に接続された装置に対して、各電池セルから放電したり、逆に、外部に接続された装置から各電池セルに充電したりするものである。このような変化する電池セルの充放電状態を監視し、電池セルの充電状態や電圧、温度などが適切な範囲となるように制御したり、各電池セルの充電状態や電圧、温度などのばらつきが適切な範囲となるように制御したりしている。電池セルの電圧は充放電電流値によって大きく変化する。各電池セルの電圧のばらつきを把握するためには、各電池セルの充放電電流値が十分に等しくなければならない。充放電電流は外部に接続された装置の状態によって常に変化するため、全電池セルの計測タイミングは十分な同時性を持たなければならない。
電池システムでは、全電池セルの電池情報を一斉に計測することと同様に、全電池セルの電池情報を全て収集することも重要である。一部の電池セルの電池情報が欠けてしまうと、全電池セルのばらつきを把握することができない。
特許文献1は、反射波や妨害波について考慮されていないため、通信環境によっては全電池セルを一斉計測できなくなったり、全電池セルの電池情報を収集できなくなったりしてしまう。
上記特許文献2に記載された無線通信装置では、通信品質を計測するための期間を設けて通信品質の劣化を抑制している。しかしながら、この技術を電池システムに適用すると、主に次の3つの問題が発生する。
1つ目は、通信品質を計測し対応するための期間において、電池セルの電池情報を取得できないことである。この期間は、電池セルの監視制御指示をマスタ管理装置から各電池セルに備えられたスレーブ管理装置に送信できない。同様に、各電池セルの監視制御結果(電池情報)をスレーブ管理装置からマスタ管理装置に送信できない。また、通信品質を計測するための期間を設けることによって、電池セルの監視制御周期が長くなると、変化する電池セルの充放電状態を十分に監視できなくなり、電池セルの充電状態や電圧、温度などの制御の精度が低下する可能性がある。
2つ目は、通信品質が劣化したことを検知し、通信品質を回復するまでの間、信頼性の低い無線通信が行われることである。通信品質は通信成功率など統計的に判断されるものであるため、計測するのに長い期間が必要である。例えば、通信品質を計測するための期間を十分に長く設け、1つの期間で通信品質を判断するように設計したとする。すると、電池セルの監視制御周期が長くなってしまい、変化する電池セルの充放電状態を十分に監視できなくなってしまう。これを回避するために、1回の通信品質計測期間を短くし、複数期間で通信品質を検知するように設計したとする。すると、反射波や妨害波によって通信品質が劣化してから、それを検知するまでの間、通信品質が劣化した周波数チャネルを用いて信頼性の低い無線通信が行われる。これにより、電池セルの監視制御指示を全部または一部のスレーブ管理装置で受信失敗したり、全部または一部の電池セルの監視制御結果をマスタ管理装置で受信失敗したりする。
3つ目は、反射波や妨害波が周期的に発生し、特定のタイミングで通信品質が劣化する場合、これを検知できない可能性があることである。電池セルの監視制御指示や監視制御結果の通信期間と、通信品質を計測するための期間は別である。例えば、周期的に無線通信する無線通信システムが存在する場合、この無線通信システムの通信期間は電池システムの通信期間とは重複するが、電池システムの通信品質を計測するための期間とは重複しないかもしれない。このようなケースでは通信品質の劣化を検知することができず、信頼性の低い無線通信を続けてしまう。これにより、電池セルの監視制御指示を全部または一部のスレーブ管理装置で受信失敗したり、全部または一部の電池セルの監視制御結果をマスタ管理装置で受信失敗したりする。
以上3つの問題点はいずれも、電池セルの監視制御指示を全部または一部のスレーブ管理装置が受信できないという現象と、全部または一部の電池セルの監視制御結果をマスタ管理装置が受信できないという現象が問題となっている。無線通信では、送信したデータが届いたかどうか送達確認を行い、届いていない場合はデータを再送する一般的な方法がある。しかし、この方法を電池システムに用いると、全電池セルの電池情報を一斉に計測することと、全電池セルの電池情報を収集することのそれぞれに対し、次のような問題が発生する。
全スレーブ管理装置に対して、個々に監視制御指示の送信、送達確認、再送を行うと、電池セルの監視制御タイミングがスレーブ管理装置毎に変わってしまい、全電池セルの電池情報を一斉に計測できなくなってしまう。また、一般的な無線通信システムでは反射波の環境は絶えず激しく変化し続けるが、金属筐体に覆われた電池システムでは、緩やかに変化する可能性がある。その場合、同じ周波数チャネルで再送を繰り返しても通信が成功する確率は低いままである。
全スレーブ管理装置が送信する監視制御結果についても同様に、同じ周波数チャネルで再送を繰り返しても通信が成功する確率は低いままである。多数のスレーブ管理装置が通信成功率の低い再送を繰り返すと、通信所要時間は膨大となる。あるいは、十分な通信所要時間を設けられない場合は、全電池セルの電池情報が収集できる確率が著しく低下してしまう。
本発明の目的は、複数の電池を無線信号により高信頼に監視制御する電池システムを提供することにある。
上記課題を解決するために、例えば請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、本発明の電池システムの一例を挙げるならば、複数の電池モジュールと、前記電池モジュールを監視制御するマスタ管理装置を備える電池システムであって、前記電池モジュールは、1つまたは複数の電池と、前記電池を監視制御し前記マスタ管理装置と無線通信するスレーブ管理装置を備え、前記マスタ管理装置と前記スレーブ管理装置は所定のタイミングに所定の周波数チャネルを用いて無線通信し、前記マスタ管理装置は、少なくとも前記電池の監視制御内容と監視制御タイミングに関する情報を含む監視制御指示信号を、前記複数の電池モジュールのそれぞれのスレーブ管理装置に複数回、異なる周波数チャネルを用いて送信し、前記スレーブ管理装置に複数回、異なる周波数チャネルを用いて送信するところの、それぞれの前記監視制御指示信号は実質的に同じ内容の信号であり、前記それぞれのスレーブ管理装置は、前記監視制御指示信号の情報に基づいて、前記それぞれの電池に対し、前記電池の監視制御を実質的に同時に開始することを特徴とするものである。
前記電池の監視制御を実質的に同時に開始する目的は、例えば、全電池電圧のばらつきを把握し、そのばらつきが適切な範囲内に収まるように、電圧の高い電池を電池モジュール内で個別に放電させる制御を行うことである。電池システムが外部に接続された装置に放電したり、外部に接続された装置から充電されたりする場合、電池システムの充放電電流値は外部に接続された装置の状態に応じて変化する。外部に接続された装置の状態は、例えば、電気自動車の走行状態のように時間とともに変化する。つまり、電池システムの充放電電流値は時間とともに変化する。一方、電池電圧は充放電電流値によって大きく変化する。そのため、全電池電圧のばらつきを把握するためには、等しい充放電電流値における電池電圧を計測する必要がある。そこで、全電池電圧を実質的に同時に計測すれば、等しい充放電電流値において電池電圧を計測することができる。
また、本発明の電子システムの他の一例を挙げるならば、複数の電池モジュールと、前記電池モジュールを監視制御するマスタ管理装置を備える電池システムであって、前記電池モジュールは、1つまたは複数の電池と、前記電池を監視制御し前記マスタ管理装置と無線通信するスレーブ管理装置を備え、前記マスタ管理装置と前記スレーブ管理装置は所定のタイミングに所定の周波数チャネルを用いて無線通信し、前記マスタ管理装置は、少なくとも前記電池の監視制御内容と監視制御タイミングに関する情報を含む監視制御指示信号を、前記複数の電池モジュールのそれぞれのスレーブ管理装置に送信し、前記それぞれのスレーブ管理装置は、前記監視制御指示信号の情報に基づいて、前記電池の監視制御を実質的に同時に開始し、前記それぞれのスレーブ管理装置は、少なくとも前記電池の状態の監視制御結果に関する情報を含む監視制御結果信号を、前記マスタ管理装置に複数回、異なる周波数チャネルを用いて送信することを特徴とするものである。
本発明によれば、複数の電池を無線信号により高信頼に監視制御することができる。
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、実施の形態を説明するための各図において、同一の機能を有する要素には同一の名称、符号を付して、その繰り返しの説明を省略する。
図1は、実施例1の複数の電池を監視制御する電池システムの構成例を示すブロック図である。電池システム1は、マスタ管理装置2と複数の電池モジュール3を備えている。電池モジュール3はスレーブ管理装置4と電池セル5を備えている。電池セル5は1つでも複数でも良い。電池モジュール3は電池セル5を直列接続したり、並列接続したり、直並列接続したりする。また、電池モジュール3同士も直列接続したり、並列接続したり、直並列接続したりする。
スレーブ管理装置4は、電池セル監視制御部6と制御部7、無線通信部8、アンテナ9、タイマ10、記録部11を備える。電池セル監視制御部6は、電池セル5の電圧や温度などを監視し、電池セル5間のばらつきを除去するために、電池セル5に並列接続した放電経路を導通させて電池セル5毎に放電させたりする。なお、電池セル監視制御部6は電池セル5の内部抵抗値や残存電荷量、充放電電流、ID、不具合の有無、劣化度合いなどを監視しても良い。また、これらの監視制御は全て同一周期で行っても良いし、内容に応じて周期を変えても良い。あるいは、特定の条件が発生した場合に行っても良い。
無線通信部8は、アンテナ9を介してマスタ管理装置2と無線通信し、電池セル5の監視制御指示信号S1を受信したり、電池セル5の監視制御結果信号S2を送信したりする。監視制御指示信号S1は、各電池セル5の計測内容と計測タイミングに加え、各スレーブ管理装置4の無線通信タイミングと無線通信に用いる周波数チャネルの情報を含む。監視制御結果信号S2は、各電池セル5の計測結果と監視制御指示信号S1の受信状態の情報を含む。
受信した監視制御指示信号S1の情報は制御部7に伝達され、電池セル監視制御部6によって電池セル5を監視制御する。計測タイミングおよび無線通信タイミングはタイマ10を用いて制御部7が管理し、計測内容および無線通信に用いる周波数チャネル、監視制御結果の情報は記録部11を用いて制御部7が管理する。
マスタ管理装置2は、制御部12と無線通信部13、アンテナ14、タイマ15、記録部16を備える。無線通信部13はアンテナ14を介して全てのスレーブ管理装置4と無線通信し、電池セル5の監視制御指示信号S1を送信したり、電池セル5の監視制御結果信号S2を受信したりする。受信した監視制御結果信号S2の情報は制御部12に伝達され、制御部12は全電池セル5の状態と全スレーブ管理装置4との通信品質を管理する。計測タイミングおよび無線通信タイミングはタイマ15を用いて制御部12が管理し、計測内容および計測結果、監視制御指示信号S1の受信状態は記録部16を用いて制御部12が管理する。加えて、制御部12は監視制御結果信号S2の受信状態の情報についても無線通信部13から取得し、記録部16を用いて管理する。
制御部12は、監視制御指示信号S1および計測結果信号S2の受信状態の情報を基に、各スレーブ管理装置4との通信品質を通信に用いる周波数チャネル毎に管理する。そして、全スレーブ管理装置4との通信品質を所定の値以上に保つために、必要に応じて、監視制御指示信号S1に含まれる無線通信タイミングと無線通信に用いる周波数チャネルの情報を更新し、無線通信部13を介して全スレーブ管理装置3に伝達する。
図2は、電池システムの構成例を示す図である。電池システム1は筐体に覆われており、その中にマスタ管理装置2と電池モジュール3が配置される。電池モジュール3は1つまたは複数の電池セル5に対して1つのスレーブ管理装置4を組み合わせたモジュールである。マスタ管理装置2と電池モジュール3は、無線通信が可能な配置であれば、各電池セル5同士の電極を接続する配線や、外部装置との充放電インタフェースなどの都合に応じて自由に配置することができる。
図3は、電池システムの動作例を説明するための通信シーケンス図である。マスタ管理装置2は全スレーブ管理装置4へ監視制御指示信号S1をブロードキャスト送信し、各スレーブ管理装置4は受信した監視制御指示信号S1に基づいて電池セル計測17を実施し、その後、監視制御結果信号S2をマスタ管理装置2へユニキャスト送信し、マスタ管理装置2は受信した監視制御結果信号S2に基づいて通信品質管理18を実施する。この一連の動作を1周期として繰り返し電池セルの計測と通信品質の管理を行う動作例である。
マスタ管理装置2は、予め設定された通信タイミングと周波数チャネルを用いて、監視制御指示信号S1aとS1bを送信する。各スレーブ管理装置4は、予め設定された通信タイミングと周波数チャネルを用いて、受信待機し、監視制御指示信号S1aとS1bを受信する。監視制御指示信号S1aは周波数チャネルch1、監視制御指示信号S1bは周波数チャネルch2を用いて送信される。監視制御指示信号S1aとS1bは、同じ計測内容と計測タイミング、無線通信タイミング、周波数チャネルを指示する信号である。そのため、各スレーブ管理装置4は少なくともいずれか1つの監視制御指示信号S1を受信することができれば、計測内容と計測タイミング、無線通信タイミング、周波数チャネルの指示を取得することができる。このように、監視制御指示信号S1を複数回、異なる周波数チャネルを用いて送信することにより、反射波や妨害波により通信品質が劣化した際にも信頼性の高い無線通信を継続することができる。例えば、周波数チャネルch1が妨害波により通信品質が劣化した場合、監視制御指示信号S1aの受信を失敗する可能性は高いが、監視制御指示信号S1bの受信を失敗する可能性は低いままであるため、確実に監視制御指示をスレーブ管理装置4に伝達することができる。
スレーブ管理装置4は監視制御指示信号S1aとS1bの受信により得た計測内容と計測タイミングに基づいて、電池セル計測17を実施する。電池セル計測17の実施タイミングは、時刻の指定によって指示されるのではなく、監視制御指示信号S1aおよびS1bとの時間差T1およびT2により指示されると良い。スレーブ管理装置4はそれぞれが水晶発振器などの基準クロック信号を備え、タイマ10をカウントしたり、制御部7を動作させたりする。しかし、各スレーブ管理装置4の基準クロック信号は、互いにわずかではあるが周波数が異なる。水晶発振器の場合、100ppm程度の周波数の差が発生するが、この場合、ある時刻に各スレーブ管理装置4の時刻を同期させたとして、1秒後には0.1ミリ秒の誤差が発生する。充放電状態が激しく変化する用途においては、計測タイミングの誤差は、これよりも十分に小さな値が求められる。その実現のためには、頻繁に各スレーブ管理装置4の時刻を同期させる必要があり、同期を取るための無線通信が頻繁に必要となる。一方、監視制御指示信号S1aおよびS1bと電池セル計測17との時間差T1およびT2は、数ミリ秒である。この間に各スレーブ管理装置4の間に発生する時間の誤差は、数百ナノ秒である。マスタ管理装置2と各スレーブ管理装置4の距離は、数十センチメートルから数十メートルであるため、電波の伝搬速度(光の伝搬速度)から、伝搬時間は1ナノ秒から百ナノ秒程度である。従って、監視制御指示信号S1aおよびS1bと電池セル計測17との時間差T1およびT2によって計測タイミングを指示すれば、高い同時性を得ることができる。
また、スレーブ管理装置4は、監視制御指示信号S1aおよびS1bの両方を受信した場合、電池セル計測17のタイミングに関して、T1とT2の2つの情報を取得したことになる。この場合、T2の情報を用いて電池セル計測17を実施すると良い。なぜなら、T1よりもT2の方が短いため、その間に発生する時間誤差も短くなるためである。
また、スレーブ管理装置4は、監視制御指示信号S1aとS1bの受信タイミング差を計測し、マスタ管理装置2と自装置との間の基準クロック信号の周波数差を検知し、これに基づいてT1およびT2の情報を補正して電池セル計測17のタイミングを決定しても良い。同様に、他のマスタ管理装置2が管理するタイミングを計測して自装置のタイミングを補正しても良い。例えば、電池セルの監視制御周期を計測して、監視制御指示信号S1aとS1bの受信待機期間や監視制御結果信号S2の送信タイミングを補正するなどである。
電池セル計測17を実施した後、各スレーブ管理装置4は、予め設定された通信タイミングと周波数チャネルもしくは、先に受信した監視制御指示信号S1により指示された通信タイミングと周波数チャネルを用いて、監視制御結果信号S2を送信する。マスタ管理装置2は、予め設定された通信タイミングと周波数チャネルもしくは、先に送信した監視制御指示信号S1により指示した通信タイミングと周波数チャネルを用いて、受信待機し、監視制御結果信号S2を受信する。例えば、各スレーブ管理装置4は、各装置のIDに応じた互いに異なるタイミングで、周波数チャネルch1を用いて、監視制御結果信号S2を送信する。マスタ管理装置2は、全スレーブ管理装置4から監視制御結果信号S2の受信が期待される期間、周波数チャネルch1で受信待機を継続する。なお、監視制御結果信号S2については、必ずしも全スレーブ管理装置4が同じ周波数チャネルを用いる必要はない。また、監視制御指示信号S1と同じ周波数チャネルで無くてもよい。
マスタ管理装置2は全スレーブ管理装置4から収集した監視制御指示信号S1の受信状態の情報と、監視制御結果信号S2の受信状態の情報を基に、通信品質管理18を実施する。通信品質はスレーブ管理装置4毎、周波数チャネル毎に異なるため、個別に管理すると良い。
なお、監視制御指示信号S1と監視制御結果信号S2の受信状態とは、例えば、監視制御指示信号S1について、スレーブ管理装置4が受信失敗した回数や受信した信号強度であったり、監視制御結果信号S2について、マスタ管理装置2が受信失敗した回数や受信した信号強度であったりする。さらに、受信失敗した場合には、受信信号のデータが誤っていたのか、信号そのものを検知できなかったのかなどの受信失敗の仕方に関する情報もある。さらに、受信成功した場合には、受信信号のデータに誤りが無かったのか、誤りを訂正できたのかなどの受信成功の仕方に関する情報もある。受信信号を検知できなかった場合においても、予め設定された通信タイミングに信号が受信できなかったことから、受信失敗と判定することは可能である。
なお、通信品質とは、監視制御指示信号S1と監視制御結果信号S2の受信状態の情報に加えて、例えば、マスタ管理装置2やスレーブ管理装置4がキャリアセンスにより妨害波を検知した回数などでもある。キャリアセンスは、無線通信部8を受信待機状態にして自システム以外の電波が当該周波数チャネルに存在しているかどうかを調査することである。調査した結果、当該周波数チャネルが空いていれば信号を送信し、空いていなければ送信タイミングを遅らせるなどの制御を行う。
図4は、電池システムの動作例を説明するためのテーブルである。マスタ管理装置2はスレーブ管理装置4毎、周波数チャネル毎に通信品質を管理し、それぞれに対し設けた閾値を超えた場合に、通信品質が劣化したと判定する。反射波や妨害波の環境は時間変動するため、この閾値は、直近の複数電池セル監視制御周期(例えば32周期)における、通信品質パラメータの平均値や発生回数、発生確率で管理すると良い。また、監視制御指示信号S1に用いる周波数チャネルは、どれか1つのスレーブ管理装置4について閾値を超えて通信品質が劣化した場合に変更すると良い。電池システムでは、全電池セルを一斉に計測したり、全電池セルの計測結果を収集したりすることが重要であり、全スレーブ管理装置4と通信を成功させることが重要なためである。一方、監視制御結果信号S2に用いる周波数チャネルはスレーブ管理装置4毎に異なっていても良く、各スレーブ管理装置4に対して通信品質が劣化していない周波数チャネルを個別に選んでも良い。
図4に示した例では、周波数チャネルch1の監視制御指示信号について受信失敗回数が閾値を超えており、周波数チャネルch1の通信品質が劣化したと判定する。通信品質が劣化した周波数チャネルch1は、次の電池セル監視制御周期において、監視制御指示信号S1に含まれる周波数チャネルの情報によって、通信品質が劣化していない他の周波数チャネルに変更される。
なお、通信品質は、監視制御指示信号S1と監視制御結果信号S2を分けて管理しても良い。これにより、各信号の通信品質を細かく把握することができる。
図5は、電池システムの動作例を説明するための通信シーケンス図である。マスタ管理装置2および各スレーブ管理装置4がキャリアセンスにより妨害波の有無を調査することができる期間を示している。マスタ管理装置2は、監視制御指示信号S1を送信後、スレーブ管理装置が電池セル計測17を実施している間と、通信品質管理18を実施している間に、妨害波調査19を実施できる。これらの期間は、自システム内で無線通信が発生していないため、検知される電波は妨害波である。一方、スレーブ管理装置4は、監視制御指示信号S1を受信後、電池セル計測17を実施している間と、自装置以外が監視制御結果信号S2を送信している間、マスタ管理装置2が通信品質管理18を実施している間に、妨害波調査19、20を実施できる。スレーブ管理装置4が電池セル計測17を実施している間とマスタ管理装置2が信品質管理18を実施している間は、自システム内で無線通信が発生していないため、検知される電波は妨害波である。しかし、自装置以外が監視制御結果信号S2を送信している間に行う妨害波調査20では、自システム内で無線通信が行われているため、監視制御結果信号S2の送信に用いていない周波数チャネルについて調査する。このようにすることで、無線通信をしていない期間についても、通信品質に関する情報を収集することができる。なお、スレーブ管理装置4は妨害波調査19、20における調査結果を監視制御結果信号S2に含めてマスタ管理装置2に送信する。
図6は、電池システムの動作例を説明するための通信シーケンス図である。通信品質が劣化した周波数チャネルch1を通信品質が劣化していない周波数チャネルch5に変更する動作を説明する。周期Nにおける通信品質管理18において、周波数チャネルch1の通信品質が、例えば、図4に示したように閾値を超えて劣化したとする。すると、マスタ管理装置2は周期N+1における監視制御指示信号S3に含まれる周波数チャネルの情報を変更し、全スレーブ管理装置4に周波数チャネルの変更指示を送信する。
周期N+1における監視制御指示信号S3を受信したスレーブ管理装置4は、監視制御指示信号S3に含まれる情報に基づいて、電池セル計測17を実施し、監視制御結果信号S2をマスタ管理装置2に送信する。マスタ管理装置2は、全スレーブ管理装置4から監視制御結果信号S2を受信することによって、全スレーブ管理装置4に周波数チャネルの変更指示が届いたことを把握する。なお、全スレーブ管理装置4から監視制御結果信号S2が届かない場合は、次の周期において周波数チャネルの変更指示を再送し、全スレーブ管理装置4に伝達する。
周期N+2では、周波数チャネルの変更指示を通信シーケンスに反映し、マスタ管理装置2は新しい周波数チャネルch5を用いて監視制御指示信号S4を送信する。一方、周波数チャネルの変更指示を受け取った全スレーブ管理装置4も新しい周波数チャネルch5で受信待機し、周波数チャネルch5で送信された監視制御指示信号S4を受信する。このようにして、電池セル計測17を継続しながら、周波数チャネルの変更を行う。
なお、図6では周期N+1において周波数チャネルの変更指示を送信し、周期N+2において周波数チャネルの変更を通信シーケンスに反映したが、全スレーブ管理装置4への伝達を徹底するために、周波数チャネルの変更を通信シーケンスに反映する周期をさらに遅らせても良い。例えば、周期N+4において周波数チャネルの変更を通信シーケンスに反映する場合、周波数チャネルの変更指示を周期N+1から周期N+3までの3周期に亘って送信する機会がある。そのため、より確実に周波数チャネルの変更指示を全スレーブ管理装置4に伝達することができる。
図7は、電池システムの動作例を説明するためのフローチャートである。図6に示したように電池セル監視制御周期を繰り返し行う例を示している。まず、マスタ管理装置2は監視制御指示信号S1を全スレーブ管理装置4に送信する(S101)。そして、監視制御指示信号S1を受信したスレーブ管理装置4は電池セル計測17を実施する(S102)。その後、スレーブ管理装置4は監視制御結果信号S2をマスタ管理装置2に送信する(S103)。
各スレーブ管理装置4から監視制御結果信号S2を受信したマスタ管理装置2は、図4に示したテーブルを用いるなどして各スレーブ管理装置4、各周波数チャネルの通信品質を管理する(S104)。その際、通信品質が劣化した周波数チャネルは、一定期間に亘って使用禁止とする。一定期間が経過した後は、その周波数チャネルを再び使用可能とする。なぜなら、時間の経過に伴って、反射波の環境が変化したり、妨害波の発生源が遠ざかったりして通信品質が良好な状態に回復している可能性が高いからである。また、こうすることによって、長期間稼動するシステムにおいて、使用可能な周波数チャネルが枯渇することも回避できる。そのため、図7(b)に示すように、周波数チャネルの使用禁止期間を管理すると良い。電池セル監視制御周期が一定であれば、この周期数で一定期間をカウントダウンすると良い。例えば、通信品質が劣化したと判定されると100周期に亘って使用禁止となる場合、図7(b)の例では、周波数チャネルch1は通信品質が劣化したと判定され、使用禁止周期が100に設定されている。周波数チャネルch2からch5までは通信品質が良好で使用可能である。周波数チャネルch6からch8は過去に通信品質が劣化したと判定されており、残っている使用禁止周期数はそれぞれ70、10、30である。つまり周波数チャネルch6は30周期前に、周波数チャネルch7は90周期前に、周波数チャネルch8は70周期前に通信品質が劣化したということである。なお、使用禁止周期が無くなり使用可能となった際には、通信品質管理テーブルの当該周波数チャネルの欄をクリアする。
通信品質の管理と使用禁止周期の更新S104を実施した後、マスタ管理装置2は現在使用している周波数チャネルの通信品質劣化判定S105を実施する。通信品質が劣化した場合は、周波数チャネル変更アルゴリズムS106を実施する。周波数チャネル変更アルゴリズムS106は、通信品質が劣化した周波数チャネルを通信品質が劣化していない周波数チャネルに変更するもので、図8、9に示すようなものである。通信品質劣化判定S105において、通信品質が劣化していない場合や、周波数チャネル変更アルゴリズムS106を実施した後、電池セル監視制御終了判定S107を実施する。電池セル監視制御を継続する場合は、周波数チャネル変更指示を含めた監視制御指示信号S3を生成する(S108)。そして、次の電池セル監視制御周期にてマスタ管理装置2は監視制御指示信号S3を送信する(S101)。このようにして、電池セル監視制御周期の一連の動作を繰り返す。
図8は、電池システムの動作例を説明するためのフローチャートである。図7に示した周波数チャネル変更アルゴリズムS106の例である。ここでは、監視制御指示信号に2つの周波数チャネルを用いる例について説明するが、用いる周波数チャネル数が3つ以上の場合でも、同様の考え方を適用できる。
まず、通信品質が劣化していない周波数チャネルが2つ以上存在しているかどうかを判定する(S109)。例えば、図7(b)の例では周波数チャネルch2からch5の4つが存在している。通信品質が劣化していない周波数チャネルが2つ以上存在する場合、現在使用している周波数チャネル2つのうち、どちらか1つが劣化したのか、2つともが劣化したのかを判定する(S110)。
ステップS110において、どちらか1つの通信品質が劣化した場合は、その通信品質が劣化した周波数チャネルを、図4に示した通信品質管理テーブルを用いて、通信品質が最良の周波数チャネルに変更する(S112)。通信品質のパラメータは複数ある場合は、その中で優先順位をつけるなどして最良の周波数チャネルを選べば良い。例えば、受信失敗回数の優先度を高くし、妨害波検知回数の優先度を低くするなどである。受信失敗回数は通信成否に直接関わるパラメータであるため、優先度を高くすると良い。なお、通信品質が最良の周波数チャネルを現在、既に使用している場合は、その次に通信品質が良好な周波数チャネルを用いる。同じ周波数チャネルを使用すると、1つの妨害波によって同時に通信品質が劣化してしまう可能性がある。
ステップS110において、2つとも通信品質が劣化した場合は、これら通信品質が劣化した周波数チャネル2つを、図4に示した通信品質管理テーブルを用いて、通信品質が最も良い周波数チャネル2つに変更する(S113)。各周波数チャネルの通信品質の順位は、ステップS112と同様である。
ステップS109において、通信品質が劣化していない周波数チャネルが2つ未満の場合、通信品質が劣化していない周波数チャネルが1つ存在するかどうかを判定する(S111)。通信品質が劣化していない周波数チャネルが1つ存在する場合、変更先周波数チャネルの組み合わせを、この通信品質が劣化していない周波数チャネルと、もう1つの周波数チャネルの組み合わせに変更する(S114)。もう1つの周波数チャネルとは、通信品質が劣化したと判定されている周波数チャネルのうち、使用禁止周期が最短の周波数チャネルとする。使用禁止周期が最短であるということは、最も古くに通信品質が劣化したと判定された周波数チャネルであるため、時間の経過と共に、通信品質が回復している可能性が最も高いということである。なお、ここで再び使用開始される使用禁止周期が最短の周波数チャネルについては、通信品質管理テーブルの当該周波数チャネルの欄を一度クリアする。過去の通信品質データを利用すると、データが更新されるまで、毎周期、通信品質が劣化したと判定され続けてしまい、毎周期、同じアルゴリズムを実施することになり、無駄が多い。
ステップS111において、通信品質が劣化していない周波数チャネルが存在しない場合、通信品質が劣化したと判定されている周波数チャネルのうち、使用禁止周期が最も短い周波数チャネル2つの組み合わせに変更する(S115)。この場合も、ステップS114と同様に、再び使用開始される使用禁止周期が最も短い周波数チャネル2つについては、通信品質管理テーブルの当該周波数チャネルの欄を一度クリアする。
以上のように、現在使用している周波数チャネルの通信品質が劣化した場合に、通信品質が良好な周波数チャネルに変更することで、監視制御指示信号や監視制御結果信号の通信信頼性を高く維持することができる。
図9は、電池システムの動作例を説明するためのフローチャートである。図7に示した周波数チャネル変更アルゴリズムS106の他の例である。図8との違いは、使用する周波数チャネルの周波数差を考慮して、周波数チャネルを選択することである。ここでは、監視制御指示信号に2つの周波数チャネルを用いる例について説明するが、用いる周波数チャネル数が3つ以上の場合でも、同様の考え方を適用できる。
ステップS109、S110、S111については、図8で説明したものと同様である。
ステップS110において、どちらか1つの通信品質が劣化した場合は、その通信品質が劣化した周波数チャネルを変更する。変更先周波数チャネルは、もう片方の通信品質が劣化していない周波数チャネルに対して、所定の周波数以上離れた周波数チャネルのうち、通信品質が最良の周波数チャネルとする(S116)。所定の周波数は、想定される妨害波などによって予め規定すると良い。例えば、2.4GHz帯の無線通信の場合、無線LANやZigbee(登録商標)、Bluetooth(登録商標)などの規格がある。これらの中で無線LANの占有する周波数帯域幅が最も広く、IEEE801.11nの規格では最大40MHzである。従って、変更先周波数チャネルは、もう片方の周波数チャネルに対して40MHz以上離れた周波数チャネルとすることが望ましい。40MHz以上離れた周波数チャネルを用いていれば、無線LANシステムが電池システムの近傍で動作し妨害波が発生したとしても、2つの周波数チャネルのうち1つの周波数チャネルは妨害波の影響を受けず、通信品質が劣化しない。仮に、40MHz以上離れた周波数チャネルが存在しない場合には、20MHz以上離れた周波数チャネルを選択することが望ましい。想定される妨害波として次に占有する周波数帯域幅が広いのは、同じく無線LANであり、IEEE802.11a/g/nの規格では20MHzである。このように所定の周波数は、複数の基準を持つと、より通信の信頼性を高く維持できる。なお、通信品質の順位付けは、ステップS112で説明したものと同様である。
ステップS110において、2つとも通信品質が劣化した場合は、これら通信品質が劣化した周波数チャネル2つを、通信品質が劣化していない周波数チャネルのうち、所定の周波数以上離れた周波数チャネル2つの組み合わせに変更する(S117)。所定の周波数以上離れた周波数チャネル2つの組み合わせが複数存在する場合には、通信品質が最も良い周波数チャネルを含む組み合わせにすると良い。所定の周波数や通信品質の順位付けは、ステップS116と同様である。
ステップS111において、通信品質が劣化していない周波数チャネルが1つ存在する場合、変更先周波数チャネルの組み合わせを、この通信品質が劣化していない周波数チャネルと、もう1つの周波数チャネルの組み合わせに変更する(S118)。もう1つの周波数チャネルとは、通信品質が劣化したと判定されている周波数チャネルのうち、通信品質が劣化していない周波数チャネルに対して所定の周波数以上離れた周波数チャネルとする。所定の周波数以上離れた周波数チャネルが複数存在する場合には、使用禁止周期が最短の周波数チャネルとする。なお、ここで再び使用開始される使用禁止周期が最短の周波数チャネルについては、S114などと同様に通信品質管理テーブルの当該周波数チャネルの欄を一度クリアする。
ステップS111において、通信品質が劣化していない周波数チャネルが存在しない場合、通信品質が劣化したと判定されている周波数チャネルのうち、所定の周波数以上離れた周波数チャネル2つの組み合わせに変更する(S119)。所定の周波数以上離れた周波数チャネルが複数存在する場合には、使用禁止周期が最短の周波数チャネルを含む組み合わせにすると良い。この場合も、ステップS118と同様に、再び使用開始される使用禁止周期が最も短い周波数チャネル2つについては、通信品質管理テーブルの当該周波数チャネルの欄を一度クリアする。
以上のように、現在使用している周波数チャネルの通信品質が劣化した場合に、所定の周波数以上離れた通信品質が良好な周波数チャネルに変更することで、今後発生する可能性のある妨害波への耐性がさらに強くなり、監視制御指示信号や監視制御結果信号の通信信頼性をさらに高く維持することができる。
図10は、電池システムの動作例を説明するための通信シーケンス図である。通信品質が劣化した際には、周波数チャネルの変更以外にも様々な手段がある。図10(a)は、監視制御指示信号の送信回数を変更する例である。監視制御指示信号S5の送信回数を2回から3回に増やしている。送信回数を増やすことで、通信失敗確率を低減する。このとき、監視制御指示信号S5a、S5b、S5cは互いに異なる周波数チャネルを用いて送信しても良いし、増やした監視制御指示信号S5cは監視制御指示信号S5a、S5bのいずれかと同じ周波数チャネルでも良い。また、電池セル計測17の実施タイミングは、各監視制御指示信号S5との時間差T3、T4、T5により指示する。こうすることにより、送信回数を増やしても電池セル計測17の実施タイミングの同時性を保つことができる。
図10(b)は、監視制御指示信号の送信タイミングを変更する例である。監視制御指示信号S6の送信タイミングを元のタイミングよりも遅らせている。監視制御指示信号S6の送信タイミングを、妨害波の発生タイミングと衝突している現状のタイミングから変更することにより、妨害波の発生タイミングを避けることができる。また、図5に示した妨害波調査19、20により妨害波の発生タイミングを把握している場合には、より確実に、妨害波の発生タイミングを避けるように監視制御指示信号S6の送信タイミングを変更することができる。これは、妨害波の発生源が周期的に動作する場合に有効である。このとき、監視制御指示信号S6a、S6bの周波数チャネルは、それまでに使用していた周波数チャネルでも良いし、変更しても良い。また、電池セル計測17の実施タイミングは、各監視制御指示信号S6との時間差T6、T7により指示する。また、図10(a)に示した送信回数の変更と併せて実施しても良い。
図10(c)は、監視制御指示信号の送信電力を変更する例である。監視制御指示信号S7の送信電力をそれまでよりも増やしている。これにより、反射波によって低下した受信信号強度を強めることができる。また、妨害波が発生しても、信号と妨害波の電力比を大きくすることで、受信成功確率を高めることができる。このとき、監視制御指示信号S7a、S7bの周波数チャネルは、それまでに使用していた周波数チャネルでも良いし、変更しても良い。また、電池セル計測17の実施タイミングは、各監視制御指示信号S7との時間差T1、T2により指示する。また、図10(a)、(b)に示した送信回数の変更や送信タイミングの変更と併せて実施しても良い。
図10(d)は、監視制御指示信号の符号長や変調方式、通信速度を変更する例である。監視制御指示信号S8の符号長を長くしたり、変調方式を例えば4値変調から2値変調に下げたり、通信速度を下げたりしている。これらにより、1ビットを表現するのに用いる信号電力を増やすことで、送信電力を増やした場合と同様の効果が得られる。また、誤り訂正符号を長くすれば、誤り訂正能力が高まり、受信成功確率を高めることができる。このとき、監視制御指示信号S8a、S8bの周波数チャネルは、それまでに使用していた周波数チャネルでも良いし、変更しても良い。また、電池セル計測17の実施タイミングは、各監視制御指示信号S8との時間差T8、T9により指示する。また、図10(a)、(b)、(c)に示した送信回数の変更や送信タイミングの変更、送信電力の変更と併せて実施しても良い。
図11は、電池システムの動作例を説明するための通信シーケンス図である。予め設定した周波数チャネルのホッピングパターンに従い、監視制御周期毎に周波数チャネルをホッピングする例である。ここでは、1つの電池セル監視制御周期に2つの周波数チャネルを用いる例を示すが、3つ以上の周波数チャネルを用いる場合も同様の考え方を適用できる。
マスタ管理装置2とスレーブ管理装置4は、予め、それぞれの記録部11と16に周波数チャネルホッピングパターンを記録しておく。電池システムの起動時にマスタ管理装置2とスレーブ管理装置4の間で同期を取り、通信を開始するとともに周波数チャネルを記録部11と16に記録しておいた周波数チャネルホッピングパターンに従いホッピングする。例えば、1つの電池セル監視制御周期に監視制御指示信号を2つの周波数チャネルを用いて送信するシステムにおいて、図11(b)に示したテーブルのようにホッピングパターン1から8までを繰り返し用いる場合について説明する。
各ホッピングパターンは1つの電池セル監視制御周期に用いる周波数チャネルのペアで構成される。ある電池セル監視制御周期において、ホッピングパターン1の周波数チャネルペアを用いる場合、監視制御指示信号S1aは周波数チャネルch1を用いて送信され、監視制御指示信号S1bは周波数チャネルch2を用いて送信される。スレーブ管理装置4もホッピングパターン1の周波数チャネルch1で受信動作した後、予め指示された通信タイミングの情報に従い、周波数チャネルh2で受信動作する。
スレーブ管理装置4は監視制御指示信号S1の指示に従って電池セル計測17を実施し、監視制御結果信号S2を、周波数チャネルch1を用いて送信する。その後、マスタ管理装置2は通信品質管理18を実施し、周波数チャネルch1、ch2について通信品質管理テーブルと使用禁止周期を更新し、必要に応じて周波数チャネル変更アルゴリズムを実施する。これら一連の動作は図7に示した例と同様である。周波数チャネルを変更した場合は、図6に示したように、次回以降の電池セル監視制御周期における監視制御指示信号S1にて周波数チャネル変更指示をスレーブ管理装置4に伝達する。
次の電池セル監視制御周期では、ホッピングパターン2の周波数チャネルペアを用い、マスタ管理装置2は、監視制御指示信号S9aを周波数チャネルch3で、監視制御指示信号S9bを周波数チャネルch4で送信する。スレーブ管理装置4も周波数チャネルch3と周波数チャネルch4で受信動作し、監視制御指示信号S9を受信する。
図12は、電池システムの動作例を説明するためのテーブルである。図4に示した例との違いは、周波数チャネル毎に通信品質を管理するか、ホッピングパターン毎に通信品質を管理するかである。電池セル監視制御周期よりも長い周期で妨害波が発生する場合など、通信タイミングによって妨害波の影響が異なる場合は、ホッピングパターン毎に管理すると良い。周波数チャネルホッピングを行う電池システムの場合は、図4と図12のいずれの例も適用できる。
図13Aは、電池システムの動作例を説明するためのフローチャートである。図7に示した周波数チャネル変更アルゴリズムS106の、周波数チャネルホッピングを行う場合の例である。ここでは、1つのホッピングパターンで2つの周波数チャネルを用いる場合について説明するが、3つ以上の周波数チャネルを用いる場合についても、同様の考え方を適用できる。なお、周波数チャネルホッピングを行う場合においても、図8と図9で説明した周波数チャネル変更アルゴリズムを適用することができる。
ステップS109、S110、S111については、図8で説明したものと同様である。
ステップS110において、どちらか1つの通信品質が劣化した場合は、その通信品質が劣化した周波数チャネルを変更する。変更先周波数チャネルは、現在使用している全ホッピングパターンの中で最も使用回数の少ない周波数チャネルとする(S120)。最も使用回数の少ない周波数チャネルが複数存在する場合は、通信品質が最良の周波数チャネルとする。通信品質の順位付けはステップS112と同様である。また、周波数チャネルを変更したホッピングパターンについては、通信品質管理テーブルの当該ホッピングパターンの欄を一度クリアする。
ステップS110において、2つとも通信品質が劣化した場合は、これら通信品質が劣化した周波数チャネル2つを、通信品質が劣化していない周波数チャネルのうち、現在使用している全ホッピングパターンの中で最も使用回数の少ない周波数チャネル2つの組み合わせに変更する(S121)。最も使用回数の少ない周波数チャネルが3つ以上存在する場合には、通信品質が最も良い周波数チャネル2つの組み合わせにすると良い。通信品質の順位付けは、ステップS112と同様である。また、周波数チャネルを変更したホッピングパターンについては、通信品質管理テーブルの当該ホッピングパターンの欄を一度クリアする。
図12と図13Bの(a)から(e)を用いて、上記の周波数チャネル変更の例を説明する。図13B(a)に示すように、周波数チャネルch2からch5の4つが通信品質良好である。ある電池セル監視制御周期において、ホッピングパターン1を用い、通信品質管理18を実施した結果、図12に示すようにホッピングパターン1aの通信品質が劣化した。ホッピングパターン1aでは周波数チャネルch1を用いており、この周波数チャネルを変更する。この場合、周波数チャネルch1を、通信品質が劣化していない周波数チャネルch2、ch3、ch4、ch5のうち、図13B(b)に示すように最も使用回数が少ない周波数チャネルch5に変更する。変更後のホッピングパターンは図13B(c)のようになる。ここで、周波数チャネルch1を使用している他のホッピングパターンをも同時に変更しても良い。図13B(d)に示すように周波数チャネルch1は、ホッピングパターン1の他に、ホッピングパターン5でも使用されている。そこで、ホッピングパターン5についても周波数チャネル変更アルゴリズムS106を実施し、通信品質が劣化していない周波数チャネルのうち、最も使用回数の少ない周波数チャネルch5に変更する。変更後のホッピングパターンは図13B(e)のようになる。このように、周波数チャネルホッピングパターンを変更することで、通信品質の劣化を回避することができる。
ステップS111において、通信品質が劣化していない周波数チャネルが1つ存在する場合、変更先周波数チャネルの組み合わせを、この通信品質が劣化していない周波数チャネルと、もう1つの周波数チャネルの組み合わせに変更する(S122)。もう1つの周波数チャネルとは、通信品質が劣化したと判定されている周波数チャネルのうち、現在使用している全ホッピングパターンの中で最も使用回数の少ない周波数チャネルとする。最も使用回数の少ない周波数チャネルが複数存在する場合には、使用禁止周期が最短の周波数チャネルとする。なお、ここで再び使用開始される使用禁止周期が最短の周波数チャネルについては、ステップS114などと同様に通信品質管理テーブルの当該周波数チャネルの欄を一度クリアする。また、周波数チャネルを変更したホッピングパターンについては、通信品質管理テーブルの当該ホッピングパターンの欄を一度クリアする。
ステップS111において、通信品質が劣化していない周波数チャネルが存在しない場合、通信品質が劣化したと判定されている周波数チャネルのうち、現在使用している全ホッピングパターンの中で最も使用回数の少ない周波数チャネル2つの組み合わせに変更する(S123)。最も使用回数の少ない周波数チャネルが3つ以上存在する場合には、使用禁止周期が最も短い周波数チャネル2つの組み合わせにすると良い。この場合も、ステップS122と同様に、再び使用開始される使用禁止周期が最も短い周波数チャネル2つについては、通信品質管理テーブルの当該周波数チャネルの欄を一度クリアする。また、周波数チャネルを変更したホッピングパターンについては、通信品質管理テーブルの当該ホッピングパターンの欄を一度クリアする。
以上のように、現在使用している周波数チャネルホッピングパターンの通信品質が劣化した場合に、通信品質が良好な周波数チャネルにホッピングパターンを変更することで、監視制御指示信号や監視制御結果信号の通信信頼性を高く維持することができる。また、使用回数の少ない周波数チャネルに変更することで、ホッピングパターンが特定の周波数チャネルに偏ることを防ぐことができる。ホッピングパターンが特定の周波数チャネルに偏ると、1つの妨害波の発生によって、多くのホッピングパターンの通信品質が劣化してしまう可能性がある。これを回避し、今後発生する可能性のある妨害波への耐性を強く維持することができる。
図14は、電池システムの動作例を説明するためのフローチャートである。図7に示した周波数チャネル変更アルゴリズムS106の、周波数チャネルホッピングを行う場合の例である。図13Aとの違いは、使用する周波数チャネルの周波数差を考慮して、周波数チャネルを選択することである。ここでは、1つのホッピングパターンで2つの周波数チャネルを用いる場合について説明するが、3つ以上の周波数チャネルを用いる場合についても、同様の考え方を適用できる。
ステップS109、S110、S111については、図8で説明したものと同様である。
ステップS110において、どちらか1つの通信品質が劣化した場合は、その通信品質が劣化した周波数チャネルを変更する。変更先周波数チャネルの候補として、まず、もう片方の通信品質が劣化していない周波数チャネルに対して、所定の周波数以上離れた周波数チャネルを抽出する(S124)。抽出した周波数チャネルのうち、現在使用している全ホッピングパターンの中で最も使用回数の少ない周波数チャネルを変更先周波数チャネルとする(S128)。最も使用回数の少ない周波数チャネルが複数存在する場合は、通信品質が最良の周波数チャネルとする。所定の周波数は、ステップS116と同様である。通信品質の順位付けはステップS112と同様である。また、周波数チャネルを変更したホッピングパターンについては、通信品質管理テーブルの当該ホッピングパターンの欄を一度クリアする。
ステップS110において、2つとも通信品質が劣化した場合は、これら通信品質が劣化した周波数チャネル2つの組み合わせを変更する。変更先周波数チャネルの組み合わせの候補として、通信品質が劣化していない周波数チャネルのうち、所定の周波数以上離れた周波数チャネルの組み合わせを抽出する(S125)。抽出した周波数チャネルの組み合わせのうち、現在使用している全ホッピングパターンの中で最も使用回数の少ない周波数チャネルを含む組み合わせを変更先周波数チャネルの組み合わせとする(S129)。最も使用回数の少ない周波数チャネルを含む組み合わせが複数存在する場合は、組み合わせた周波数チャネルの使用回数の合計が最も少ない組み合わせとする。この組み合わせも複数存在する場合は、通信品質が最も良い周波数チャネルを含む組み合わせにする。所定の周波数は、ステップS116と同様である。通信品質の順位付けはステップS112と同様である。また、周波数チャネルを変更したホッピングパターンについては、通信品質管理テーブルの当該ホッピングパターンの欄を一度クリアする。
ステップS111において、通信品質が劣化していない周波数チャネルが1つ存在する場合、変更先周波数チャネルの組み合わせを、この通信品質が劣化していない周波数チャネルと、もう1つの周波数チャネルの組み合わせに変更する。もう1つの周波数チャネルの候補として、通信品質が劣化したと判定されている周波数チャネルのうち、通信品質が劣化していない周波数チャネルに対して所定の周波数以上離れた周波数チャネルを抽出する(S126)。抽出した周波数チャネルのうち、現在使用している全ホッピングパターンの中で最も使用回数の少ない周波数チャネルをもう1つの周波数チャネルとする(S130)。最も使用回数の少ない周波数チャネルが複数存在する場合は、使用禁止周期が最短の周波数チャネルとする。所定の周波数は、ステップS116と同様である。なお、ここで再び使用開始される使用禁止周期が最短の周波数チャネルについては、ステップS114などと同様に通信品質管理テーブルの当該周波数チャネルの欄を一度クリアする。また、周波数チャネルを変更したホッピングパターンについては、通信品質管理テーブルの当該ホッピングパターンの欄を一度クリアする。
ステップS111において、通信品質が劣化していない周波数チャネルが存在しない場合、通信品質が劣化したと判定されている周波数チャネルのうち、所定の周波数以上離れた周波数チャネル2つの組み合わせに変更する。変更先周波数チャネルの組み合わせ候補として、現在使用している全ホッピングパターンの中で最も使用回数の少ない周波数チャネルを含む、所定の周波数以上離れた周波数チャネル2つの組み合わせを抽出する(S127)。抽出した組み合わせのうち、組み合わせた周波数チャネルの使用回数の合計が最も少ない組み合わせを変更先周波数チャネルの組み合わせとする(S131)。この組み合わせが複数存在する場合は、使用禁止周期が最短の周波数チャネルを含む組み合わせにする。所定の周波数は、ステップS116と同様である。なお、ここで再び使用開始される使用禁止周期が最短の周波数チャネルについては、ステップS114などと同様に通信品質管理テーブルの当該周波数チャネルの欄を一度クリアする。また、周波数チャネルを変更したホッピングパターンについては、通信品質管理テーブルの当該ホッピングパターンの欄を一度クリアする。
以上のように、現在使用している周波数チャネルホッピングパターンの通信品質が劣化した場合に、所定の周波数以上離れた通信品質が良好な周波数チャネルにホッピングパターンを変更することで、今後発生する可能性のある妨害波への耐性がさらに強くなり、監視制御指示信号や監視制御結果信号の通信信頼性をさらに高く維持することができる。また、使用回数の少ない周波数チャネルに変更することで、ホッピングパターンが特定の周波数チャネルに偏ることを防ぐことができる。これにより、今後発生する可能性のある妨害波への耐性をさらに強く維持することができる。
図15は、電池システムの動作例を説明するための通信シーケンス図である。監視制御指示信号S10は、複数の電池セル計測21、22、23の計測内容と計測タイミングを含み、各スレーブ管理装置4は監視制御指示信号S10に従って電池セル計測21、22、23を一斉に実施する。電池セル計測21、22、23の実施タイミングは、監視制御指示信号S10a、S10bとの時間差T1、T2、T10、T11、T12、T13により指示される。このように一度の監視制御指示信号S10によって、複数の電池セル計測を行うことも可能である。これにより無線通信の回数を低減できる。しかし、監視制御指示信号と電池セル計測の時間差が拡大すると、その分、計測タイミング誤差も拡大するため、許容される計測タイミング誤差の範囲内で電池セル計測回数を増やすと良い。
図16は、電池システムの動作例を説明するための通信シーケンス図である。スレーブ管理装置4が電池セル計測24の実施中に監視制御結果信号S12を送信する例である。電池セル計測24を行う電池セル監視制御6と、監視制御結果信号S12を送信する無線通信部8が同時に動作可能であったり、同時に制御部7によって制御可能であったりする場合に有効である。この通信シーケンスを用いる場合、電池セル監視制御周期Mにおいて送信する監視制御結果信号S12は、電池セル監視制御周期Mにおける電池セル計測24の結果を含まない。電池セル監視制御周期M-1における電池セル計測24の結果を含む。電池セル監視制御周期Mにおける電池セル計測24の結果は、電池セル監視制御周期M+1において送信する監視制御結果信号S12に含める。こうすることにより、電池セル計測24の期間と監視制御結果信号S12の送信期間を重複させることができるため、より短い周期で電池セルの監視制御を行うことができる。
以上、本実施例に係る電池システムの構成を適用すれば、監視制御指示信号を複数回、異なる周波数を用いて送信することにより、各スレーブ管理装置に対して電池セルの監視制御指示信号を確実に伝達することが可能になる。これにより、各電池セルを一斉に計測することが可能になる。
また、監視制御指示信号と電池セル計測の時間差によって計測タイミングを指示することにより、高い同時性で各電池セルを一斉に計測することが可能になる。
また、無線通信をしていない期間に妨害波の調査を行うことにより、妨害波による通信品質の劣化をより早く、正確に検知することが可能になる。これにより、各スレーブ管理装置に対して電池セルの監視制御指示信号をより確実に伝達することが可能になる。
また、反射波や妨害波により使用する周波数チャネルの通信品質が劣化した場合、電池セルの一斉計測を継続しながら、通信品質の良好な周波数チャネルに変更することが可能になる。これにより、各スレーブ管理装置に対して電池セルの監視制御指示信号をより確実に伝達することが可能になる。
また、使用する周波数チャネルの通信品質が劣化した場合、所定の周波数以上離れた周波数チャネルに変更することで、今後発生する可能性のある妨害波への耐性を維持することが可能になる。これにより、各スレーブ管理装置に対して電池セルの監視制御指示信号をより確実に伝達することが可能になる。
また、使用する周波数チャネルの通信品質が劣化した場合、監視制御指示信号の送信回数を増やしたり、送信タイミングをずらしたり、送信電力を高めたり、拡散符号や誤り訂正符号を長くしたり、変調方式を下げたり、通信速度を下げたりすることが可能になる。これにより、各スレーブ管理装置に対して電池セルの監視制御指示信号をより確実に伝達することが可能になる。
また、周波数チャネルホッピングを併せて実施することにより、各スレーブ管理装置に対して電池セルの監視制御指示信号をより確実に伝達することが可能になる。
また、あるホッピングパターンで用いている周波数チャネルの通信品質が劣化した場合、使用回数の少ない周波数チャネルに変更することで、ホッピングパターンが特定の周波数チャネルに偏ることを防ぐことが可能になる。これにより、反射波や妨害波への耐性を維持し、各スレーブ管理装置に対して電池セルの監視制御指示信号をより確実に伝達することが可能になる。
また、周波数チャネルの通信品質管理において、通信品質が劣化した周波数チャネルを一定期間使用禁止とし、一定期間の経過後には、古い通信品質情報を消去し再び使用可能とすることで、使用可能な周波数チャネルが枯渇することを防ぐことが可能になる。これにより、各スレーブ管理装置に対して電池セルの監視制御指示信号をより確実に伝達することが可能になる。
また、1つの監視制御指示信号に複数の電池セル計測内容と計測タイミングを含ませることで、無線通信回数を低減し、より短い周期で電池セルの監視制御が可能になる。
また、監視制御結果信号の送信期間と電池セル計測期間を重複させ、監視制御結果信号には前周期の電池セル計測結果を含ませることで、より短い周期で電池セルの監視制御が可能になる。
本実施例でも、複数の電池を監視制御する電池システムを、図面を参照しながら説明する。実施例1では監視制御指示信号を複数回、異なる周波数チャネルを用いて送信する例を説明したが、本実施例では監視制御結果信号を複数回、異なる周波数チャネルを用いて送信する例を説明する。なお、実施例1と同様の構成や機能については説明を省略する。
図17は、電池システムの動作例を説明するための通信シーケンス図である。マスタ管理装置2は全スレーブ管理装置4へ監視制御指示信号S13をブロードキャスト送信し、各スレーブ管理装置4は受信した監視制御指示信号S13に基づいて電池セル計測17を実施し、その後、監視制御結果信号S14をマスタ管理装置2へユニキャスト送信し、マスタ管理装置2は受信した監視制御結果信号S14に基づいて通信品質管理18を実施する。この一連の動作を1周期として繰り返し電池セルの計測と通信品質の管理を行う動作例である。
マスタ管理装置2は、予め設定された通信タイミングと周波数チャネルを用いて、監視制御指示信号S13を送信する。各スレーブ管理装置4は、予め設定された通信タイミングと周波数チャネルを用いて受信待機し、監視制御指示信号S13を受信する。監視制御指示信号S13は周波数チャネルch1を用いて送信される。監視制御指示信号S13は、電池セルの計測内容と計測タイミング、無線通信タイミング、周波数チャネルを指示する信号である。計測タイミングは、実施例1と同様に、監視制御指示信号S13と電池セル計測17の時間差T1により指示されると良い。
スレーブ管理装置4は監視制御指示信号S13の受信により得た計測内容と計測タイミングに基づいて、電池セル計測17を実施する。なお、スレーブ管理装置4は、電池セル監視制御周期毎の監視制御指示信号S13の受信タイミングと、自装置で制御している電池セル監視制御周期毎の受信待機開始タイミングとの時間差を計測し、マスタ管理装置2と自装置との間の基準クロック信号の周波数差を検知して、これに基づいてT1の情報を補正して電池セル計測17の実施タイミングを決定しても良い。同様に、監視制御指示信号S13の受信待機期間や監視制御結果信号S4の送信タイミングを補正しても良い。
電池セル計測17を実施した後、各スレーブ管理装置4は、予め設定された通信タイミングと周波数チャネルもしくは、先に受信した監視制御指示信号S13により指示された通信タイミングと周波数チャネルを用いて、監視制御結果信号S14を送信する。1つ目のスレーブ管理装置4は監視制御結果信号S14aとS14cを、2つ目のスレーブ管理装置4は監視制御結果信号S14bとS14dを送信する。マスタ管理装置2は、予め設定された通信タイミングと周波数チャネルもしくは、先に送信した監視制御指示信号S13により指示した通信タイミングと周波数チャネルを用いて受信待機し、監視制御結果信号S14を受信する。例えば、各スレーブ管理装置4は、各装置のIDに応じた互いに異なるタイミングで、周波数チャネルch1とch2を用いて、監視制御結果信号S14を送信する。マスタ管理装置2は、全スレーブ管理装置4から監視制御結果信号S14の受信が期待される期間、周波数チャネルch1とch2で受信待機を継続する。なお、監視制御結果信号S14については、必ずしも全スレーブ管理装置4が同じ周波数チャネルの組み合わせを用いる必要はない。また、監視制御指示信号S13と同じ周波数チャネルを用いなくても良い。このように、監視制御結果信号S14を複数回、異なる周波数チャネルを用いて送信することにより、反射波や妨害波により通信品質が劣化した際にも信頼性の高い無線通信を継続することができる。例えば、周波数チャネルch1が妨害波により通信品質が劣化した場合、監視制御結果信号S14aとS14bの受信を失敗する可能性は高いが、監視制御結果信号S14cとS14dの受信を失敗する可能性は低いままであるため、確実に電池セルの計測結果を収集することができる。
マスタ管理装置2は全スレーブ管理装置4から収集した監視制御指示信号S13の受信状態の情報と、監視制御結果信号S14の受信状態の情報を基に、通信品質管理18を実施する。通信品質はスレーブ管理装置4毎、周波数チャネル毎に異なるため、個別に管理する。
図18は、電池システムの動作例を説明するための通信シーケンス図である。通信品質が劣化した周波数チャネルch2を通信品質が劣化していない周波数チャネルch5に変更する動作を説明する。周期Nにおける通信品質管理18において、周波数チャネルch2の通信品質が劣化したとする。すると、マスタ管理装置2は周期N+1における監視制御指示信号S15に含まれる周波数チャネルの情報を変更し、全スレーブ管理装置4に周波数チャネルの変更指示を送信する。
周期N+1における監視制御指示信号S15を受信したスレーブ管理装置4は、監視制御指示信号S15に含まれる情報に基づいて、電池セル計測17を実施し、監視制御結果信号S14をマスタ管理装置2に送信する。マスタ管理装置2は、全スレーブ管理装置4から監視制御結果信号S14を受信することによって、全スレーブ管理装置4に周波数チャネルの変更指示が届いたことを把握する。なお、全スレーブ管理装置4から監視制御結果信号S14が届かない場合は、次の周期において周波数チャネルの変更指示を再送し、全スレーブ管理装置4に伝達する。
周期N+2では、周波数チャネルの変更指示を通信シーケンスに反映し、スレーブ管理装置4は周波数チャネルch1と新しい周波数チャネルch5を用いて監視制御結果信号S16を送信する。このようにして、電池セル計測17を継続しながら、周波数チャネルの変更を行う。
なお、図18では周期N+1において周波数チャネルの変更指示を送信し、周期N+2において周波数チャネルの変更を通信シーケンスに反映したが、全スレーブ管理装置4への伝達を徹底するために、周波数チャネルの変更を通信シーケンスに反映する周期をさらに遅らせても良い。
図19は、電池システムの動作例を説明するための通信シーケンス図である。通信品質が劣化した際には、実施例1と同様に、周波数チャネルの変更以外にも様々な手段がある。図19(a)は監視制御結果信号の送信回数を変更する例である。監視制御結果信号S17の送信回数を2回から3回に増やしている。このとき、監視制御結果信号S17a、S17c、S17eは互いに異なる周波数チャネルを用いて送信すると良い。
図19(b)は、監視制御結果信号の送信タイミングを変更する例である。監視制御結果信号S18の送信タイミングを元のタイミングよりも遅らせている。これは、妨害波の発生源が周期的に動作する場合に有効である。このとき、監視制御結果信号S18a、S18cの周波数チャネルは、それまでに使用していた周波数チャネルでも良いし、変更しても良い。また、図19(a)に示した送信回数の変更と併せて実施しても良い。
図19(c)は、監視制御結果信号の送信電力を変更する例である。監視制御結果信号S19の送信電力をそれまでよりも増やしている。これにより、反射波によって低下した受信信号強度を強めることができる。また、妨害波が発生しても、信号と妨害波の電力比を大きくすることで、受信成功確率を高めることができる。このとき、監視制御結果信号S19a、S19cの周波数チャネルは、それまでに使用していた周波数チャネルでも良いし、変更しても良い。また、図19(a)、(b)に示した送信回数の変更や送信タイミングの変更と併せて実施しても良い。
図19(d)は、監視制御結果信号の符号長や変調方式、通信速度を変更する例である。監視制御結果信号S20の符号長を長くしたり、変調方式を例えば4値変調から2値変調に下げたり、通信速度を下げたりしている。これらにより、1ビットを表現するのに用いる信号電力を増やすことで、送信電力を増やした場合と同様の効果が得られる。また、誤り訂正符号を長くすれば、誤り訂正能力が高まり、受信成功確率を高めることができる。このとき、監視制御結果信号S20a、S20cの周波数チャネルは、それまでに使用していた周波数チャネルでも良いし、変更しても良い。また、図19(a)、(b)、(c)に示した送信回数の変更や送信タイミングの変更、送信電力の変更と併せて実施しても良い。
本実施例においても、実施例1と同様に、周波数チャネルをホッピングして用いることができる。
本実施例においても、実施例1と同様に、マスタ管理装置2はスレーブ管理装置4毎、周波数チャネル毎に通信品質を管理し、それぞれに対し設けた閾値を超えた場合に、通信品質が劣化したと判定する。また、周波数チャネルをホッピングして用いる場合には、マスタ管理装置2は、ホッピングパターン毎に通信品質を管理しても良い。
本実施例においても、実施例1と同様に、マスタ管理装置2は、監視制御指示信号S13を送信後、スレーブ管理装置4が電池セル計測17を実施している間と、自装置が通信品質管理18を実施している間に、妨害波調査を実施できる。また、スレーブ管理装置4は、監視制御指示信号S13を受信後、電池セル計測17を実施している間と、自装置以外が監視制御結果信号S14を送信している間、マスタ管理装置2が通信品質管理18を実施している間に、妨害波調査を実施できる。
本実施例においても、実施例1と同様に、電池セル監視制御周期を繰り返し実施できる。マスタ管理装置2は、各スレーブ管理装置4、各周波数チャネルの通信品質を管理し、通信品質が劣化した周波数チャネルを一定期間に亘って使用禁止とする。使用禁止となった周波数チャネルについては、一定期間が経過した後に、再び使用可能とする。そして、周波数チャネルの通信品質劣化判定を実施し、周波数チャネル変更アルゴリズムを実施する。
本実施例においても、実施例1と同様に、周波数チャネル変更アルゴリズムにおいて、通信品質が劣化した周波数チャネルを通信品質が良好な周波数チャネルに変更したり、所定の周波数以上離れた周波数チャネルの組み合わせに変更したり、現在使用している全ホッピングパターンの中で最も使用回数の少ない周波数チャネルに変更したりすることができる。
本実施例においても、実施例1と同様に、監視制御指示信号は、複数の電池セル計測の計測内容と計測タイミングを含むことができる。
本実施例においても、実施例1と同様に、スレーブ管理装置は、電池セル計測の実施期間中に監視制御結果信号を送信することができる。
以上、本実施例に係る電池システムの構成を適用すれば、監視制御結果信号を複数回、異なる周波数を用いて送信することにより、各スレーブ管理装置の監視制御結果を確実にマスタ管理装置に伝達することが可能になる。これにより、各電池セルの監視制御結果を欠けることなく収集し、各電池セルの電池状態のばらつきを把握することができる。
また、監視制御指示信号と電池セル計測の時間差によって計測タイミングを指示することにより、高い同時性で各電池セルを一斉に計測することが可能になる。
また、無線通信をしていない期間に妨害波の調査を行うことにより、妨害波による通信品質の劣化をより早く、正確に検知することが可能になる。これにより、各スレーブ管理装置の監視制御結果信号をより確実にマスタ管理装置に伝達することが可能になる。
また、反射波や妨害波により使用する周波数チャネルの通信品質が劣化した場合、電池セルの一斉計測を継続しながら、通信品質の良好な周波数チャネルに変更することが可能になる。これにより、各スレーブ管理装置の監視制御結果信号をより確実にマスタ管理装置に伝達することが可能になる。
また、使用する周波数チャネルの通信品質が劣化した場合、所定の周波数以上離れた周波数チャネルに変更することで、今後発生する可能性のある妨害波への耐性を維持することが可能になる。これにより、各スレーブ管理装置の監視制御結果信号をより確実にマスタ管理装置に伝達することが可能になる。
また、使用する周波数チャネルの通信品質が劣化した場合、監視制御結果信号の送信回数を増やしたり、送信タイミングをずらしたり、送信電力を高めたり、拡散符号や誤り訂正符号を長くしたり、変調方式を下げたり、通信速度を下げたりすることが可能になる。これにより、各スレーブ管理装置の監視制御結果信号をより確実にマスタ管理装置に伝達することが可能になる。
また、周波数チャネルホッピングを併せて実施することにより、各スレーブ管理装置の監視制御結果信号をより確実にマスタ管理装置に伝達することが可能になる。
また、あるホッピングパターンで用いている周波数チャネルの通信品質が劣化した場合、使用回数の少ない周波数チャネルに変更することで、ホッピングパターンが特定の周波数チャネルに偏ることを防ぐことが可能になる。これにより、反射波や妨害波への耐性を維持し、各スレーブ管理装置の監視制御結果信号をより確実にマスタ管理装置に伝達することが可能になる。
また、周波数チャネルの通信品質管理において、通信品質が劣化した周波数チャネルを一定期間使用禁止とし、一定期間の経過後には、古い通信品質情報を消去し再び使用可能とすることで、使用可能な周波数チャネルが枯渇することを防ぐことが可能になる。これにより、各スレーブ管理装置の監視制御結果信号をより確実にマスタ管理装置に伝達することが可能になる。
また、1つの監視制御指示信号に複数の電池セル計測内容と計測タイミングを含ませることで、無線通信回数を低減し、より短い周期で電池セルの監視制御が可能になる。
また、監視制御結果信号の送信期間と電池セル計測期間を重複させ、監視制御結果信号には前周期の電池セル計測結果を含ませることで、より短い周期で電池セルの監視制御が可能になる。
また、実施例1と組み合わせて実施することも可能である。
本実施例でも、複数の電池を監視制御する電池システムを、図面を参照しながら説明する。本実施例では監視制御指示信号と監視制御結果信号をそれぞれ複数回、異なる周波数チャネルを用いて送信する例を説明する。なお、実施例1や実施例2と同様の構成や機能については説明を省略する。
図20は、電池システムの動作例を説明するための通信シーケンス図である。マスタ管理装置2は全スレーブ管理装置4へ監視制御指示信号S21をブロードキャスト送信し、各スレーブ管理装置4は受信した監視制御指示信号S21に基づいて電池セル計測17を実施し、その後、監視制御結果信号S22をマスタ管理装置2へユニキャスト送信し、マスタ管理装置2は受信した監視制御結果信号S22に基づいて通信品質管理18を実施する。この一連の動作を1周期として繰り返し電池セルの計測と通信品質の管理を行う動作例である。
予め設定された通信タイミングと周波数チャネルを用いて、マスタ管理装置2は監視制御指示信号S21aとS21bを送信し、各スレーブ管理装置4は監視制御結果信号S22を送信する。監視制御指示信号S21aとS21bに含まれる計測タイミングは、監視制御指示信号S21と電池セル計測17の時間差T1、T2により指示されると良い。
スレーブ管理装置4は、電池セル監視制御周期毎の監視制御指示信号S21aとS21bの受信タイミング差や電池セル監視制御周期を計測し、マスタ管理装置2と自装置との間の基準クロック信号の周波数差を検知してもよい。これにより、T1やT2の情報を補正して電池セル計測17の実施タイミングを高精度に決定することができる。同様に、監視制御指示信号S13の受信待機期間や監視制御結果信号S4の送信タイミングを補正しても良い。
電池セル計測17を実施した後、各スレーブ管理装置4は、予め設定された通信タイミングと周波数チャネルもしくは、先に受信した監視制御指示信号S21により指示された通信タイミングと周波数チャネルを用いて、監視制御結果信号S22を送信する。1つ目のスレーブ管理装置4は監視制御結果信号S22aとS22cを、2つ目のスレーブ管理装置4は監視制御結果信号S22bとS22dを送信する。マスタ管理装置2は、予め設定された通信タイミングと周波数チャネルもしくは、先に送信した監視制御指示信号S21により指示した通信タイミングと周波数チャネルを用いて受信待機し、監視制御結果信号S22を受信する。監視制御指示信号S21と監視制御結果信号S22に用いる周波数チャネルは必ずしも同じである必要はない。また、各スレーブ管理装置4の送信する監視制御結果信号S22に用いる周波数チャネルは必ずしも同じである必要はない。
監視制御指示信号S21と監視制御結果信号S22の両方を複数回、異なる周波数チャネルを用いて送信することにより、反射波や妨害波により通信品質が劣化した際にも信頼性の高い無線通信を継続することができる。例えば、周波数チャネルch1が妨害波により通信品質が劣化した場合、監視制御指示信号S21aと監視制御結果信号S22aとS22bの受信を失敗する可能性は高いが、監視制御指示信号S21bと監視制御結果信号S22cとS22dの受信を失敗する可能性は低いままであるため、確実に電池セルの監視制御指示を各スレーブ管理装置4に伝達でき、各スレーブ管理装置4から計測結果を収集することができる。
図21は、電池システムの動作例を説明するための通信シーケンス図である。通信品質が劣化した周波数チャネルch1を通信品質が劣化していない周波数チャネルch5に変更する動作を説明する。周期Nにおける通信品質管理18において、周波数チャネルch1の通信品質が劣化したとする。すると、マスタ管理装置2は周期N+1における監視制御指示信号S23に含まれる周波数チャネルの情報を変更し、全スレーブ管理装置4に周波数チャネルの変更指示を送信する。
周期N+1における監視制御指示信号S23を受信したスレーブ管理装置4は、監視制御指示信号S23に含まれる情報に基づいて、電池セル計測17を実施し、監視制御結果信号S22をマスタ管理装置2に送信する。マスタ管理装置2は、全スレーブ管理装置4から監視制御結果信号S22を受信することによって、全スレーブ管理装置4に周波数チャネルの変更指示が届いたことを把握する。なお、全スレーブ管理装置4から監視制御結果信号S22が届かない場合は、次の周期において周波数チャネルの変更指示を再送し、全スレーブ管理装置4に伝達する。
周期N+2では、周波数チャネルの変更指示を通信シーケンスに反映し、周波数チャネルch2と新しい周波数チャネルch5を用いて、マスタ管理装置2は監視制御指示信号S24を、スレーブ管理装置4は監視制御結果信号S25を送信する。このようにして、電池セル計測17を継続しながら、周波数チャネルの変更を行う。
なお、図21では周期N+1において周波数チャネルの変更指示を送信し、周期N+2において周波数チャネルの変更を通信シーケンスに反映したが、全スレーブ管理装置4への伝達を徹底するために、周波数チャネルの変更を通信シーケンスに反映する周期をさらに遅らせても良い。
図22は、電池システムの動作例を説明するための通信シーケンス図である。通信品質が劣化した際には、周波数チャネルの変更以外にも様々な手段がある。図22(a)は監視制御指示信号と監視制御結果信号の送信回数を変更する例である。監視制御指示信号S26と監視制御結果信号S27の送信回数をそれぞれ2回から3回に増やしている。このとき、監視制御指示信号S26a、S26b、S26cや監視制御結果信号S27a、S27c、S27eは互いに異なる周波数チャネルを用いて送信すると良い。
図22(b)は、監視制御指示信号と監視制御結果信号の送信タイミングを変更する例である。監視制御指示信号S28と監視制御結果信号S29の送信タイミングを元のタイミングよりも遅らせている。これは、妨害波の発生源が周期的に動作する場合に有効である。このとき、監視制御指示信号S28a、S28bと監視制御結果信号S29a、S29cの周波数チャネルは、それまでに使用していた周波数チャネルでも良いし、変更しても良い。また、図22(a)に示した送信回数の変更と併せて実施しても良い。
図22(c)は、監視制御指示信号と監視制御結果信号の送信電力を変更する例である。監視制御指示信号S30と監視制御結果信号S31の送信電力をそれまでよりも増やしている。これにより、反射波によって低下した受信信号強度を強めることができる。また、妨害波が発生しても、信号と妨害波の電力比を大きくすることで、受信成功確率を高めることができる。このとき、監視制御指示信号S30a、S30bと監視制御結果信号S31a、S31cの周波数チャネルは、それまでに使用していた周波数チャネルでも良いし、変更しても良い。また、図22(a)、(b)に示した送信回数の変更や送信タイミングの変更と併せて実施しても良い。
図22(d)は、監視制御指示信号と監視制御結果信号の符号長や変調方式、通信速度を変更する例である。監視制御指示信号S32と監視制御結果信号S33の符号長を長くしたり、変調方式を例えば4値変調から2値変調に下げたり、通信速度を下げたりしている。これらにより、1ビットを表現するのに用いる信号電力を増やすことで、送信電力を増やした場合と同様の効果が得られる。また、誤り訂正符号を長くすれば、誤り訂正能力が高まり、受信成功確率を高めることができる。このとき、監視制御指示信号S32a、S32bと監視制御結果信号S33a、S33cの周波数チャネルは、それまでに使用していた周波数チャネルでも良いし、変更しても良い。また、図22(a)、(b)、(c)に示した送信回数の変更や送信タイミングの変更、送信電力の変更と併せて実施しても良い。
本実施例においても、実施例1や実施例2と同様に、周波数チャネルをホッピングして用いることができる。
本実施例においても、実施例1や実施例2と同様に、マスタ管理装置2はスレーブ管理装置4毎、周波数チャネル毎に通信品質を管理し、それぞれに対し設けた閾値を超えた場合に、通信品質が劣化したと判定する。また、周波数チャネルをホッピングして用いる場合には、マスタ管理装置2は、ホッピングパターン毎に通信品質を管理しても良い。
本実施例においても、実施例1や実施例2と同様に、マスタ管理装置2は、監視制御指示信号S21を送信後、スレーブ管理装置4が電池セル計測17を実施している間と、自装置が通信品質管理18を実施している間に、妨害波調査を実施できる。また、スレーブ管理装置4は、監視制御指示信号S21を受信後、電池セル計測17を実施している間と、自装置以外が監視制御結果信号S22を送信している間、マスタ管理装置2が通信品質管理18を実施している間に、妨害波調査を実施できる。
本実施例においても、実施例1や実施例2と同様に、電池セル監視制御周期を繰り返し実施できる。マスタ管理装置2は、各スレーブ管理装置4、各周波数チャネルの通信品質を管理し、通信品質が劣化した周波数チャネルを一定期間に亘って使用禁止とする。使用禁止となった周波数チャネルについては、一定期間が経過した後に、再び使用可能とする。そして、周波数チャネルの通信品質劣化判定を実施し、周波数チャネル変更アルゴリズムを実施する。
本実施例においても、実施例1や実施例2と同様に、周波数チャネル変更アルゴリズムにおいて、通信品質が劣化した周波数チャネルを通信品質が良好な周波数チャネルに変更したり、所定の周波数以上離れた周波数チャネルの組み合わせに変更したり、現在使用している全ホッピングパターンの中で最も使用回数の少ない周波数チャネルに変更したりすることができる。
本実施例においても、実施例1や実施例2と同様に、監視制御指示信号は、複数の電池セル計測の計測内容と計測タイミングを含むことができる。
本実施例においても、実施例1や実施例2と同様に、スレーブ管理装置は、電池セル計測の実施期間中に監視制御結果信号を送信することができる。
以上、本実施例に係る電池システムの構成を適用すれば、監視制御指示信号と監視制御結果信号を複数回、異なる周波数を用いて送信することにより、電池セルの監視制御指示信号を各スレーブ管理装置に、各スレーブ管理装置の監視制御結果をマスタ管理装置に、確実に伝達することが可能になる。これにより、各電池セルを一斉に計測し、各電池セルの監視制御結果を欠けることなく収集し、各電池セルの電池状態のばらつきを把握することが可能になる。
また、監視制御指示信号と電池セル計測の時間差によって計測タイミングを指示することにより、高い同時性で各電池セルを一斉に計測することが可能になる。
また、無線通信をしていない期間に妨害波の調査を行うことにより、妨害波による通信品質の劣化をより早く、正確に検知することが可能になる。これによって、より確実に、電池セルの監視制御指示信号を各スレーブ管理装置に、各スレーブ管理装置の監視制御結果信号をマスタ管理装置に、それぞれ伝達することが可能になる。
また、反射波や妨害波により使用する周波数チャネルの通信品質が劣化した場合、電池セルの一斉計測を継続しながら、通信品質の良好な周波数チャネルに変更することが可能になる。これによって、より確実に、電池セルの監視制御指示信号を各スレーブ管理装置に、各スレーブ管理装置の監視制御結果信号をマスタ管理装置に、それぞれ伝達することが可能になる。
また、使用する周波数チャネルの通信品質が劣化した場合、所定の周波数以上離れた周波数チャネルに変更することで、今後発生する可能性のある妨害波への耐性を維持することが可能になる。これによって、より確実に、電池セルの監視制御指示信号を各スレーブ管理装置に、各スレーブ管理装置の監視制御結果信号をマスタ管理装置に、それぞれ伝達することが可能になる。
また、使用する周波数チャネルの通信品質が劣化した場合、監視制御指示信号と監視制御結果信号の送信回数を増やしたり、送信タイミングをずらしたり、送信電力を高めたり、拡散符号や誤り訂正符号を長くしたり、変調方式を下げたり、通信速度を下げたりすることが可能になる。これによって、より確実に、電池セルの監視制御指示信号を各スレーブ管理装置に、各スレーブ管理装置の監視制御結果信号をマスタ管理装置に、それぞれ伝達することが可能になる。
また、周波数チャネルホッピングを併せて実施することにより、より確実に、電池セルの監視制御指示信号を各スレーブ管理装置に、各スレーブ管理装置の監視制御結果信号をマスタ管理装置に、それぞれ伝達することが可能になる。
また、あるホッピングパターンで用いている周波数チャネルの通信品質が劣化した場合、使用回数の少ない周波数チャネルに変更することで、ホッピングパターンが特定の周波数チャネルに偏ることを防ぐことが可能になる。これによって、より確実に、電池セルの監視制御指示信号を各スレーブ管理装置に、各スレーブ管理装置の監視制御結果信号をマスタ管理装置に、それぞれ伝達することが可能になる。
また、周波数チャネルの通信品質管理において、通信品質が劣化した周波数チャネルを一定期間使用禁止とし、一定期間の経過後には、古い通信品質情報を消去し再び使用可能とすることで、使用可能な周波数チャネルが枯渇することを防ぐことが可能になる。これによって、より確実に、電池セルの監視制御指示信号を各スレーブ管理装置に、各スレーブ管理装置の監視制御結果信号をマスタ管理装置に、それぞれ伝達することが可能になる。
また、1つの監視制御指示信号に複数の電池セル計測内容と計測タイミングを含ませることで、無線通信回数を低減し、より短い周期で電池セルの監視制御が可能になる。
また、監視制御結果信号の送信期間と電池セル計測期間を重複させ、監視制御結果信号には前周期の電池セル計測結果を含ませることで、より短い周期で電池セルの監視制御が可能になる。
また、実施例1や実施例2と組み合わせて実施することも可能である。監視制御指示信号の通信品質が劣化したり、監視制御指示信号の重要性が高い用途では実施例1を実施する。監視制御結果信号の通信品質が劣化したり、監視制御結果信号の重要性が高い用途では実施例2を実施する。監視制御指示信号と監視制御結果信号の双方の通信品質が劣化したり、いずれの信号の重要性も高い用途では実施例3を実施する。これにより、必要な通信信頼性を実現するために有効な対策を選択的に実施することが可能になる。
本実施例でも、複数の電池を監視制御する電池システムを、図面を参照しながら説明する。本実施例ではマスタ管理装置とスレーブ管理装置がそれぞれ無線通信部を複数備える例を説明する。なお、実施例1または実施例2、実施例3と同様の構成や機能については説明を省略する。
図23は、電池システムの構成例を示すブロック図である。電池システム25はマスタ管理装置26と複数の電池モジュール27を備えている。電池モジュール27はスレーブ管理装置28と電池セル5を備えている。電池セル5は1つでも複数でも良い。電池モジュール27は電池セル5を直列接続したり、並列接続したり、直並列接続したりする。また、電池モジュール27同士も直列接続したり、並列接続したり、直並列接続したりする。
スレーブ管理装置28は、電池セル監視制御部6と制御部29、無線通信部30と31、アンテナ32と33、タイマ10、記録部11を備える。
無線通信部30と31はそれぞれアンテナ32と33を介してマスタ管理装置26と無線通信し、電池セル5の監視制御指示信号S34とS36を受信したり、電池セル5の監視制御結果信号S35とS37を送信したりする。監視制御指示信号S34とS36は、各電池セル5の計測内容と計測タイミングに加え、各スレーブ管理装置28の無線通信タイミングと無線通信に用いる周波数チャネルの情報を含む。監視制御結果信号S35とS37は、各電池セル5の計測結果と監視制御指示信号S34とS36の受信状態の情報を含む。
受信した監視制御指示信号S34とS36の情報は制御部29に伝達され、電池セル監視制御部6によって電池セル5を監視制御する。計測タイミングおよび無線通信タイミングはタイマ10を用いて制御部29が管理し、計測内容および無線通信に用いる周波数チャネル、監視制御結果の情報は記録部11を用いて制御部29が管理する。
マスタ管理装置26は制御部34と無線通信部35と36、アンテナ37と38、タイマ15、記録部16を備える。
無線通信部35と36はそれぞれアンテナ37と38を介して各スレーブ管理装置28と無線通信し、電池セル5の監視制御指示信号S34とS36を送信したり、電池セル5の監視制御結果信号S35とS37を受信したりする。受信した監視制御結果信号S35とS37の情報は制御部34に伝達され、制御部34は全電池セル5の状態と全スレーブ管理装置28との通信品質を管理する。計測タイミングおよび無線通信タイミングはタイマ15を用いて制御部34が管理し、計測内容および計測結果、監視制御指示信号S34とS36の受信状態は記録部16を用いて制御部34が管理する。加えて、制御部34は監視制御結果信号S35とS37の受信状態の情報についても無線通信部35と36から取得し、記録部16を用いて管理する。
制御部34は、監視制御指示信号S34とS36および計測結果信号S35とS37の受信状態の情報を基に、各スレーブ管理装置28との通信品質を周波数チャネル毎に管理する。そして、全スレーブ管理装置28との通信品質を所定の値以上に保つために、必要に応じて、監視制御指示信号S34とS36に含まれる無線通信タイミングと周波数チャネルの情報を更新し、無線通信部35と36を介して全スレーブ管理装置28に伝達する。
マスタ管理装置26とスレーブ管理装置28が無線通信部をそれぞれ複数持つことにより、同時に複数の無線通信を実施可能となるため、より信頼性の高い無線通信が可能となる。
図24は、電池システムの動作例を説明するための通信シーケンス図である。複数の無線通信部30、31、35、36を用いた無線通信の動作例を説明するため、電池セル計測と通信品質管理は図示を省略した。
マスタ管理装置26は、無線通信部35から監視制御指示信号S34を、周波数チャネルch1で送信する。また、無線通信部36から監視制御指示信号S36を、周波数チャネルch2で送信する。監視制御指示信号S34とS36は別々の無線通信部35と36から異なる周波数チャネルで送信される。スレーブ管理装置28は、無線通信部30で監視制御指示信号S34を受信する。また、無線通信部31で監視制御指示信号S36を受信する。監視制御指示信号S34とS36は別々の無線通信部30と31で異なる周波数チャネルを用いて受信される。そのため、監視制御指示信号S34とS36を同時に送信することが可能である。これにより監視制御指示信号を複数回、異なる周波数チャネルを用いて送信しても、電池セル監視制御周期を短く保つことができる。
スレーブ管理装置28は、無線通信部30から監視制御結果信号S35を、周波数チャネルch1で送信する。また、無線通信部31から監視制御結果信号S37を、周波数チャネルch2で送信する。監視制御結果信号S35とS37は別々の無線通信部30と31から異なる周波数チャネルで送信される。マスタ管理装置26は、無線通信部35で監視制御結果信号S35を受信する。また、無線通信部36で監視制御結果信号S37を受信する。監視制御結果信号S35とS37は別々の無線通信部35と36で異なる周波数チャネルを用いて受信される。そのため、監視制御結果信号S35とS37を同時に送信することが可能である。これにより監視制御結果信号を複数回、異なる周波数チャネルを用いて送信しても、電池セル監視制御周期を短く保つことができる。
本実施例においても、実施例1や実施例2、実施例3と同様に、1つの無線通信部あたり、監視制御指示信号を複数回、異なる周波数チャネルを用いて送信したり、監視制御結果信号を複数回、異なる周波数チャネルを用いて送信したり、監視制御指示信号と監視制御結果信号を複数回、異なる周波数チャネルを用いて送信したりすることができる。また、周波数チャネルをホッピングして用いることもできる。
本実施例においても、実施例1や実施例2、実施例3と同様に、マスタ管理装置26はスレーブ管理装置28毎、周波数チャネル毎、ホッピングパターン毎に通信品質を管理し、それぞれに対し設けた閾値を超えた場合に、通信品質が劣化したと判定する。さらに、より細かく制御するために、無線通信に用いた無線通信部毎に通信品質を管理しても良い。
本実施例においても、実施例1や実施例2、実施例3と同様に、周波数チャネルの変更指示を監視制御指示信号に含めて各スレーブ管理装置28に伝達することができる。また、通信品質が劣化した際に変更するパラメータは周波数チャネルに限らず、監視制御指示信号や監視制御結果信号の送信回数を増やしたり、送信タイミングをずらしたり、送信電力を高めたり、拡散符号や誤り訂正符号を長くしたり、変調方式を下げたり、通信速度を下げたりすることもできる。
本実施例においても、実施例1や実施例2、実施例3と同様に、マスタ管理装置26は、監視制御指示信号S34とS36を送信後、スレーブ管理装置28が電池セル計測17を実施している間と、自装置が通信品質管理18を実施している間に、妨害波調査を実施できる。また、スレーブ管理装置28は、監視制御指示信号S34とS36を受信後、電池セル計測17を実施している間と、自装置以外が監視制御結果信号S35とS37を送信している間、マスタ管理装置26が通信品質管理18を実施している間に、妨害波調査を実施できる。
本実施例においても、実施例1や実施例2、実施例3と同様に、電池セル監視制御周期を繰り返し実施できる。マスタ管理装置26は通信品質を管理し、通信品質が劣化した周波数チャネルを一定期間に亘って使用禁止とする。使用禁止となった周波数チャネルについては、一定期間が経過した後に、再び使用可能とする。そして、周波数チャネルの通信品質劣化判定を実施し、周波数チャネル変更アルゴリズムを実施する。
本実施例においても、実施例1や実施例2、実施例3と同様に、周波数チャネル変更アルゴリズムにおいて、通信品質が劣化した周波数チャネルを通信品質が良好な周波数チャネルに変更したり、所定の周波数以上離れた周波数チャネルの組み合わせに変更したり、現在使用している全ホッピングパターンの中で最も使用回数の少ない周波数チャネルに変更したりすることができる。
本実施例においても、実施例1や実施例2、実施例3と同様に、監視制御指示信号は、複数の電池セル計測の計測内容と計測タイミングを含むことができる。
本実施例においても、実施例1や実施例2、実施例3と同様に、スレーブ管理装置は、電池セル計測の実施期間中に監視制御結果信号を送信することができる。
以上、本実施例に係る電池システムの構成を適用すれば、複数の無線通信部を用いて監視制御指示信号と監視制御結果信号を複数回、異なる周波数で送信することにより、短い時間で、電池セルの監視制御指示信号を各スレーブ管理装置に、各スレーブ管理装置の監視制御結果をマスタ管理装置に、確実に伝達することが可能になる。これにより、短い周期で、各電池セルを一斉に計測し、各電池セルの監視制御結果を欠けることなく収集し、各電池セルの電池状態のばらつきを把握することが可能になる。
また、監視制御指示信号と電池セル計測の時間差によって計測タイミングを指示することにより、高い同時性で各電池セルを一斉に計測することが可能になる。
また、無線通信をしていない期間に妨害波の調査を行うことにより、妨害波による通信品質の劣化をより早く、正確に検知することが可能になる。これによって、より確実に、電池セルの監視制御指示信号を各スレーブ管理装置に、各スレーブ管理装置の監視制御結果信号をマスタ管理装置に、それぞれ伝達することが可能になる。
また、反射波や妨害波により使用する周波数チャネルの通信品質が劣化した場合、電池セルの一斉計測を継続しながら、通信品質の良好な周波数チャネルに変更することが可能になる。これによって、より確実に、電池セルの監視制御指示信号を各スレーブ管理装置に、各スレーブ管理装置の監視制御結果信号をマスタ管理装置に、それぞれ伝達することが可能になる。
また、使用する周波数チャネルの通信品質が劣化した場合、所定の周波数以上離れた周波数チャネルに変更することで、今後発生する可能性のある妨害波への耐性を維持することが可能になる。これによって、より確実に、電池セルの監視制御指示信号を各スレーブ管理装置に、各スレーブ管理装置の監視制御結果信号をマスタ管理装置に、それぞれ伝達することが可能になる。
また、使用する周波数チャネルの通信品質が劣化した場合、監視制御指示信号と監視制御結果信号の送信回数を増やしたり、送信タイミングをずらしたり、送信電力を高めたり、拡散符号や誤り訂正符号を長くしたり、変調方式を下げたり、通信速度を下げたりすることが可能になる。これによって、より確実に、電池セルの監視制御指示信号を各スレーブ管理装置に、各スレーブ管理装置の監視制御結果信号をマスタ管理装置に、それぞれ伝達することが可能になる。
また、周波数チャネルホッピングを併せて実施することにより、より確実に、電池セルの監視制御指示信号を各スレーブ管理装置に、各スレーブ管理装置の監視制御結果信号をマスタ管理装置に、それぞれ伝達することが可能になる。
また、あるホッピングパターンで用いている周波数チャネルの通信品質が劣化した場合、使用回数の少ない周波数チャネルに変更することで、ホッピングパターンが特定の周波数チャネルに偏ることを防ぐことが可能になる。これによって、より確実に、電池セルの監視制御指示信号を各スレーブ管理装置に、各スレーブ管理装置の監視制御結果信号をマスタ管理装置に、それぞれ伝達することが可能になる。
また、周波数チャネルの通信品質管理において、通信品質が劣化した周波数チャネルを一定期間使用禁止とし、一定期間の経過後には、古い通信品質情報を消去し再び使用可能とすることで、使用可能な周波数チャネルが枯渇することを防ぐことが可能になる。これによって、より確実に、電池セルの監視制御指示信号を各スレーブ管理装置に、各スレーブ管理装置の監視制御結果信号をマスタ管理装置に、それぞれ伝達することが可能になる。
また、1つの監視制御指示信号に複数の電池セル計測内容と計測タイミングを含ませることで、無線通信回数を低減し、より短い周期で電池セルの監視制御が可能になる。
また、監視制御結果信号の送信期間と電池セル計測期間を重複させ、監視制御結果信号には前周期の電池セル計測結果を含ませることで、より短い周期で電池セルの監視制御が可能になる。
また、実施例1や実施例2、実施例3と組み合わせて実施することも可能である。
本発明は、複数の電池を監視制御する電池システムに適用することができる。
1,25 電池システム
2,26 マスタ管理装置
3,27 電池モジュール
4,28 スレーブ管理装置
5 電池セル
6 電池セル監視制御部
7,12,29,34 制御部
8,13,30,31,35,36 無線通信部
9,14,32,33,37,38 アンテナ
10,15 タイマ
11,16 記録部
17,21,22,23,24 電池セル計測
18 通信品質管理
19,20 妨害波調査
s1,s3,s4,s5,s6,s7,s8,s9,s10,s11,s13,s15,s21,s23,s24,s26,s28,s30,s32,s34,s36 監視制御指示信号
s2,s12,s14,s16,s17,s18,s19,s20,s22,s25,s27,s29,s31,s33,s35,s37 監視制御結果信号
2,26 マスタ管理装置
3,27 電池モジュール
4,28 スレーブ管理装置
5 電池セル
6 電池セル監視制御部
7,12,29,34 制御部
8,13,30,31,35,36 無線通信部
9,14,32,33,37,38 アンテナ
10,15 タイマ
11,16 記録部
17,21,22,23,24 電池セル計測
18 通信品質管理
19,20 妨害波調査
s1,s3,s4,s5,s6,s7,s8,s9,s10,s11,s13,s15,s21,s23,s24,s26,s28,s30,s32,s34,s36 監視制御指示信号
s2,s12,s14,s16,s17,s18,s19,s20,s22,s25,s27,s29,s31,s33,s35,s37 監視制御結果信号
Claims (15)
- 複数の電池モジュールと、前記電池モジュールを監視制御するマスタ管理装置を備える電池システムであって、
前記電池モジュールは、1つまたは複数の電池と、前記電池を監視制御し前記マスタ管理装置と無線通信するスレーブ管理装置を備え、
前記マスタ管理装置と前記スレーブ管理装置は所定のタイミングに所定の周波数チャネルを用いて無線通信し、
前記マスタ管理装置は、少なくとも前記電池の監視制御内容と監視制御タイミングに関する情報を含む監視制御指示信号を、前記複数の電池モジュールのそれぞれのスレーブ管理装置に複数回、異なる周波数チャネルを用いて送信し、
前記スレーブ管理装置に複数回、異なる周波数チャネルを用いて送信するところの、それぞれの前記監視制御指示信号は実質的に同じ内容の信号であり、
前記それぞれのスレーブ管理装置は、前記監視制御指示信号の情報に基づいて、前記それぞれの電池に対し、前記電池の監視制御を実質的に同時に開始することを特徴とする電池システム。 - 請求項1に記載の電池システムにおいて、更に、
前記それぞれのスレーブ管理装置は、前記電池の監視制御結果に関する情報と、前記監視制御指示信号の受信状態に関する情報を含む監視制御結果信号を前記マスタ管理装置に送信し、
前記マスタ管理装置は、前記スレーブ管理装置から取得した前記監視制御指示信号の受信状態に関する情報、および/または前記監視制御結果信号の受信状態に関する情報を基に、前記スレーブ管理装置との無線通信品質情報を管理し、
前記マスタ管理装置は、前記無線通信品質情報に基づいて、前記スレーブ管理装置との無線通信品質の劣化を判定し、前記無線通信品質の劣化が発生した場合に、前記スレーブ管理装置との無線通信に用いる周波数チャネルを変更することを特徴とする電池システム。 - 請求項1に記載の電池システムにおいて、
前記電池の監視制御内容は、前記電池の電圧や温度、充放電電流、内部抵抗、残存電荷量、ID、不具合の有無、劣化度合いのいずれかであることを特徴とする電池システム。 - 請求項1に記載の電池システムにおいて、
前記電池の監視制御内容は、前記電池の電圧を監視するであり、かつ、
前記電池の監視制御タイミングは、前記監視制御指示信号の通信タイミングと前記電池の監視制御内容を開始するタイミングの時間差に関する情報を含むことを特徴とする電池システム。 - 請求項2に記載の電池システムにおいて、
前記監視制御指示信号または前記監視制御結果信号の受信状態に関する情報は、信号未検出やデータ誤りによる受信失敗回数、データ誤り無しや誤り訂正による受信成功回数、受信信号強度、妨害波検知回数のいずれかに関する情報を含むことを特徴とする電池システム。 - 請求項2に記載の電池システムにおいて、
前記無線通信品質情報は、前記監視制御指示信号の受信失敗回数や受信信号強度、前記監視制御結果信号の受信失敗回数や受信信号強度、前記マスタ管理装置による妨害波検知回数、前記スレーブ管理装置による妨害波検知回数のいずれかに関する情報を含むことを特徴とする電池システム。 - 請求項2に記載の電池システムにおいて、
前記マスタ管理装置が変更する前記スレーブ管理装置との無線通信に用いる周波数チャネルは、他の少なくとも1つの周波数チャネルと所定の周波数以上離れていることを特徴とする電池システム。 - 請求項2に記載の電池システムにおいて、
前記マスタ管理装置は、前記無線通信品質の劣化が発生した場合に、前記スレーブ管理装置との無線通信に用いる信号について、無線通信に用いる複数の周波数チャネルの変更に代えて、或いは、周波数チャネルの変更に加えて、送信回数を増やす、送信タイミングをずらす、送信電力を高める、拡散符号や誤り訂正符号を長くする、変調方式を下げる、通信速度を下げる、ことのいずれかを行うことを特徴とする電池システム。 - 請求項1に記載の電池システムにおいて、
前記マスタ管理装置と前記スレーブ管理装置の間の無線通信において、周波数チャネルホッピングを行うことを特徴とする電池システム。 - 請求項9に記載の電池システムにおいて、
前記マスタ管理装置は、無線通信品質の劣化が発生した場合に、前記周波数チャネルホッピングに用いる周波数チャネルを、所定の頻度以下で使用されている周波数チャネルに変更することを特徴とする電池システム。 - 請求項1に記載の電池システムにおいて、
前記マスタ管理装置は、無線通信品質の劣化が発生した周波数チャネルを所定の条件を満たすまで使用禁止とし、前記所定の条件を満たした場合に、前記使用禁止とした周波数チャネルの前記無線通信品質に関する情報を消去し使用可能とすることを特徴とする電池システム。 - 請求項1に記載の電池システムにおいて、
前記マスタ管理装置は複数の無線通信部を備え、前記スレーブ管理装置は複数の無線通信部を備え、前記マスタ管理装置と前記スレーブ管理装置は、前記複数の無線通信部を用いて、複数回の無線通信を重複する通信タイミングにおいて異なる周波数チャネルを用いて実施することを特徴とする電池システム。 - 請求項1に記載の電池システムにおいて、更に、
前記それぞれのスレーブ管理装置は、少なくとも前記電池の状態の監視制御結果に関する情報を含む監視制御結果信号を、前記マスタ管理装置に複数回、異なる周波数チャネルを用いて送信することを特徴とする電池システム。 - 複数の電池モジュールと、前記電池モジュールを監視制御するマスタ管理装置を備える電池システムであって、
前記電池モジュールは、1つまたは複数の電池と、前記電池を監視制御し前記マスタ管理装置と無線通信するスレーブ管理装置を備え、
前記マスタ管理装置と前記スレーブ管理装置は所定のタイミングに所定の周波数チャネルを用いて無線通信し、
前記マスタ管理装置は、少なくとも前記電池の監視制御内容と監視制御タイミングに関する情報を含む監視制御指示信号を、前記複数の電池モジュールのそれぞれのスレーブ管理装置に送信し、
前記それぞれのスレーブ管理装置は、前記監視制御指示信号の情報に基づいて、前記電池の監視制御を実質的に同時に開始し、
前記それぞれのスレーブ管理装置は、少なくとも前記電池の状態の監視制御結果に関する情報を含む監視制御結果信号を、前記マスタ管理装置に複数回、異なる周波数チャネルを用いて送信することを特徴とする電池システム。 - 請求項14に記載の電池システムにおいて、更に、
前記監視制御結果信号は、前記監視制御指示信号の受信状態に関する情報を含み、
前記マスタ管理装置は、前記スレーブ管理装置から取得した前記監視制御指示信号の受信状態に関する情報と、前記監視制御結果信号の受信状態に関する情報の両方またはいずれか片方を基に、前記スレーブ管理装置との無線通信品質情報を管理し、
前記マスタ管理装置は、前記無線通信品質情報に基づいて、前記スレーブ管理装置との無線通信品質の劣化を判定し、前記無線通信品質の劣化が発生した場合に、前記スレーブ管理装置との無線通信に用いる周波数チャネルを変更することを特徴とする電池システム。
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