WO2023210658A1 - バッテリマネジメントシステム - Google Patents

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WO2023210658A1
WO2023210658A1 PCT/JP2023/016345 JP2023016345W WO2023210658A1 WO 2023210658 A1 WO2023210658 A1 WO 2023210658A1 JP 2023016345 W JP2023016345 W JP 2023016345W WO 2023210658 A1 WO2023210658 A1 WO 2023210658A1
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WO
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circuit
communication antenna
battery
management system
communication
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/016345
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English (en)
French (fr)
Inventor
進 吉川
仁 小林
圭一 藤井
章 河邉
Original Assignee
ヌヴォトンテクノロジージャパン株式会社
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Filing date
Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present disclosure relates to a battery management system for managing assembled batteries.
  • a battery management system that includes an assembled battery including a plurality of battery cells (see, for example, Patent Document 1).
  • a battery management system manages assembled batteries by having components included in the system transmitting and receiving information via wireless communication.
  • the present disclosure provides a battery management system and the like that can suppress deterioration in the quality of wireless communication.
  • a battery management system is a battery management system for managing an assembled battery, the management circuit managing the assembled battery, the management circuit including a first communication antenna, and monitoring the assembled battery.
  • one or more monitoring circuits each of the one or more monitoring circuits including a second communication antenna that communicates with the first communication antenna;
  • a communication antenna group including the second communication antenna described above is arranged in a straight line, and the battery management system further includes a conductor that covers at least a part of the communication antenna group, and the conductor
  • the battery management system has a recess that extends in the direction in which the communication antenna group is arranged and is recessed in a direction away from the communication antenna group in a cross section perpendicular to the arrangement direction.
  • deterioration in the quality of wireless communication can be suppressed.
  • FIG. 1 is a first external view showing an example of a battery management system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a second external view showing an example of the battery management system according to the embodiment.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a battery management system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of a wireless communication circuit included in the cell monitoring circuit according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of a voltage monitoring circuit included in the cell monitoring circuit according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of a current measurement circuit included in the current monitoring circuit according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of a wireless communication circuit included in the management circuit according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a cross section of the battery management system taken along the line IX-IX in FIG. 1.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram of a recess in the cross-sectional view of FIG. 9.
  • FIG. 3 is a third external view showing an example of the battery management system according to the embodiment.
  • the battery management system that manages an assembled battery including a plurality of battery cells.
  • the assembled battery is used, for example, as a battery for an electric vehicle.
  • the battery management system includes a plurality of monitoring circuits that monitor the current or voltage of the battery cells, and also includes a management circuit that manages the assembled battery using the plurality of monitoring circuits.
  • the monitoring circuit includes a current monitoring circuit that monitors the current flowing through the battery cell or a cell monitoring circuit that monitors the voltage of the battery cell.
  • a management circuit and a monitoring circuit manage assembled batteries by transmitting and receiving information via wireless communication.
  • the battery management system has the advantage of using wireless communication and does not require the cables required for wired communication.
  • the radio waves of the wireless communication performed by the battery management system may interfere with incoming waves coming from outside. Further, when the battery management system is mounted on a vehicle, the space in which radio waves propagate is limited, so the attenuation of radio waves may be relatively large. These factors cause a problem in that the quality of wireless communication performed by the battery management system deteriorates, and normal wireless communication may be hindered.
  • the present disclosure provides a battery management system and the like that can suppress deterioration in the quality of wireless communication.
  • the present disclosure aims to solve such problems, and to provide a battery management system and the like that contribute to reducing power consumption required for processing for managing assembled batteries.
  • FIGS. 1 and 2 are external views showing an example of a battery management system 1 (hereinafter also referred to as BMS (Battery Management System) 1) according to the present embodiment.
  • BMS Battery Management System
  • the BMS1 is a system for managing assembled batteries.
  • the BMS 1 manages the SOC (State of Charge), SOH (State of Health), SOP (State of Power), etc. of the assembled battery.
  • the BMS 1 also monitors the assembled battery for abnormalities.
  • the BMS 1 includes a management circuit 200 that manages assembled batteries, and a plurality of monitoring circuits 100 that monitors the assembled batteries.
  • a battery pack is configured by connecting a plurality of battery packs 10 in series or in parallel.
  • the battery pack 10 is comprised of one or more battery cells. When the battery pack 10 is composed of a plurality of battery cells, the plurality of battery cells are connected in series.
  • monitoring circuits 100 there are one or more monitoring circuits 100, and they are arranged on each of the plurality of battery packs 10.
  • the management circuit 200 is connected to the assembled battery via the connection box 20.
  • a BMU (Battery Management Unit) 201 which is a specific example of the management circuit 200, will be described later.
  • the BMS 1 also includes a cover 40 placed over one or more battery cells.
  • FIG. 1 shows the BMS 1 with the cover 40 disposed
  • FIG. 2 shows the BMS 1 with the cover 40 removed.
  • the cover 40 is disposed.
  • the cover 40 includes a conductor (for example, the conductors 42 and 42A in FIG. 1) in a part thereof.
  • a conductor for example, the conductors 42 and 42A in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a configuration diagram showing an example of the BMS 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a configuration diagram showing an example of the wireless communication circuit 111 included in the first cell monitoring circuit (CMU 101). Note that FIG. 4 also shows the peripheral portions of the wireless communication circuit 111 in the configuration diagram of FIG. 3.
  • FIG. 5 is a configuration diagram showing an example of the voltage monitoring circuit 112 included in the first cell monitoring circuit (CMU 101). Note that FIG. 5 also shows the peripheral portion of the voltage monitoring circuit 112 in the configuration diagram of FIG. 3.
  • FIG. 6 is a configuration diagram showing an example of the current measurement circuit 311 included in the current monitoring circuit (CMU 301). Note that FIG. 6 also shows the peripheral portion of the current measurement circuit 311 in the configuration diagram of FIG. 3.
  • FIG. 7 is a configuration diagram showing an example of the wireless communication circuit 211 included in the management circuit (BMU 201). Note that FIG. 7 also shows the peripheral portion of the wireless communication circuit 211 in the configuration diagram of FIG. 3.
  • FIG. 8 is a configuration diagram showing an example of the MCU 212 included in the management circuit (BMU 201). Note that FIG. 8 also shows the peripheral portion of the MCU 212 in the configuration diagram of FIG. 3.
  • FIG. 3 shows a plurality of battery cells 11 constituting one battery pack 10 in the assembled battery as one or more battery cells constituting the assembled battery.
  • a CMU 101 is shown as the monitoring circuit 100
  • a BMU 201 is shown as the management circuit 200.
  • a motor 400 is shown as a load to which power is supplied from the assembled battery
  • a power line 405 (bus bar) connecting the assembled battery and the motor 400
  • a relay 401 inserted into the power line 405, and a shunt resistor 402 are shown. ing.
  • the relay 401 is a switch for cutting off the current flowing through the power line 405. For example, the relay 401 is turned off to cut off the current flowing through the power line 405 when the current monitored by the CMU 301 is determined to be abnormal. Further, for example, when the voltage monitored by the CMU 101 is determined to be abnormal, the relay 401 is turned off to cut off the current flowing through the power line 405.
  • the shunt resistor 402 is a resistor for measuring the current flowing through the power line 405.
  • the CMU 101 is an example of a cell monitoring circuit that monitors one or more battery cells that constitute a battery pack. For example, the CMU 101 monitors the voltage of each of the plurality of battery cells 11.
  • the CMU 101 includes a wireless communication circuit 111 and a communication antenna ANT1 for communicating with the BMU 201.
  • Communication antenna ANT1 is capable of communicating with communication antenna ANT2 included in BMU201.
  • Communication antenna ANT1 corresponds to a second communication antenna.
  • the communication antennas ANT1 of the multiple CMUs 101 are arranged in a straight line.
  • the communication antennas ANT1 of all the CMUs 101 do not need to be lined up in a straight line, but as long as the communication antennas ANT1 of some CMUs 101 among the plurality of CMUs 101 are lined up in a straight line. good.
  • the communication antennas ANT1 of the CMUs 101 other than some of the CMUs 101 among the plurality of CMUs 101 may be arranged in another straight line.
  • FIG. 2 shows a state in which a plurality of communication antennas ANT1 are arranged in two straight lines.
  • the CMU 101 includes a voltage monitoring circuit 112 that monitors the voltage of each of the plurality of battery cells 11.
  • the wireless communication circuit 111 and the voltage monitoring circuit 112 are each realized by different ICs (Integrated Circuits). Note that the wireless communication circuit 111 and the voltage monitoring circuit 112 may be realized by one IC.
  • the wireless communication circuit 111 includes a voltage conversion circuit (Reg.) 121, a timer circuit (Timer) 122, a communication interface (Com.I/F) 123, a clock generation circuit (Clockgen) 124, Phase locked loop (PLL) 125, modulation circuit (Modulator) 126, transmission circuit (Tx) 127, demodulation circuit (Demodulator) 128, reception circuit (Rx) 129, communication error determination circuit (RF Error) 131, and wake-up circuit (Wake) up) 132.
  • a voltage conversion circuit (Reg.) 121
  • Timer timer circuit
  • Communication interface Com.I/F
  • PLL Phase locked loop
  • Modulator Modulator
  • Tx transmission circuit
  • Demodulator demodulation circuit
  • Rx reception circuit
  • RF Error communication error determination circuit
  • Wake wake-up circuit
  • the voltage conversion circuit 121 is a circuit that converts the voltage input from the voltage monitoring circuit 112 into a voltage for operating the wireless communication circuit 111 and outputs the voltage.
  • the timer circuit 122 is a circuit that counts time.
  • the timer circuit 122 is used to cause the wireless communication circuit 111 to operate intermittently.
  • the communication interface 123 is an interface for communicating between the wireless communication circuit 111 and the voltage monitoring circuit 112.
  • the communication interface 123 is associated with identification information “ID2A”. Note that the identification information of the communication interface 123 may be stored in any memory included in the wireless communication circuit 111. Note that if the wireless communication circuit 111 and the voltage monitoring circuit 112 are realized by one IC, the communication interface 123 may not be provided.
  • the clock generation circuit 124 is a circuit for generating a clock in the CMU 101.
  • the phase synchronization circuit 125 is a circuit that adjusts the phase of the local signal to match the phase of the received signal.
  • the modulation circuit 126 is a circuit that modulates the signal transmitted to the BMU 201.
  • the transmitting circuit 127 is a circuit for transmitting a signal to the BMU 201.
  • Transmission circuit 127 transmits a signal to BMU 201 via communication antenna ANT1.
  • the demodulation circuit 128 is a circuit that demodulates the signal received from the BMU 201.
  • the receiving circuit 129 is a circuit for receiving signals from the BMU 201.
  • the receiving circuit 129 receives a signal from the BMU 201 via the communication antenna ANT1.
  • the communication error determination circuit 131 is a circuit that determines whether an abnormality has occurred in the communication between the CMU 101 and the BMU 201.
  • the starting circuit 132 is a circuit for starting the voltage monitoring circuit 112.
  • the activation circuit 132 is connected to the encryption circuit 147 and the like of the voltage monitoring circuit 112, and activates the voltage monitoring circuit 112 by transmitting an activation signal.
  • the voltage monitoring circuit 112 includes a voltage conversion circuit (Reg.) 141, a timer circuit (Timer) 142, a multiplexer (MUX) 143, an AD converter (ADC) 144, and a communication interface (Com. F) 145, a phase locked loop (PLL) 146, an encryption circuit (Encryption) 147, and a switch 148.
  • a voltage conversion circuit (Reg.) 141
  • a timer circuit timer
  • MUX multiplexer
  • ADC AD converter
  • Com. F communication interface
  • PLL phase locked loop
  • Encryption Encryption
  • the voltage conversion circuit 141 is a circuit that converts the voltage input from the assembled battery into a voltage for operating the voltage monitoring circuit 112 and the wireless communication circuit 111 and outputs the voltage.
  • the timer circuit 142 is a circuit that counts time. Timer circuit 142 is connected to switch 148. The timer circuit 142 is a circuit for causing the wireless communication circuit 111 to operate intermittently. The timer circuit 142 turns on the switch 148 by transmitting a control signal to turn on the switch 148 at a timing when a set time has elapsed (also referred to as timeout). Further, the timer circuit 142 turns off the switch 148 by transmitting a control signal to turn off the switch 148 at a timing when a set time has elapsed after transmitting the control signal to turn on the switch 148.
  • the multiplexer 143 selects one battery cell 11 from among the plurality of battery cells 11 and outputs the voltage across the selected battery cell 11. That is, the multiplexer 143 can output the voltage of each of the plurality of battery cells 11.
  • the AD converter 144 converts the voltage value (analog value) of the battery cell 11 selected by the multiplexer 143 into a digital value.
  • the communication interface 145 is an interface for communicating between the wireless communication circuit 111 and the voltage monitoring circuit 112. Note that if the wireless communication circuit 111 and the voltage monitoring circuit 112 are realized by one IC, the communication interface 145 may not be provided.
  • the phase synchronization circuit 146 is a circuit that adjusts the phase of the local signal to match the phase of the received signal.
  • the encryption circuit 147 is a circuit that encrypts and decrypts signals. For example, the encryption circuit 147 encrypts a signal transmitted to the wireless communication circuit 111 and eventually the BMU 201 using an encryption key.
  • the switch 148 is a switch that turns on and off the supply of power to the wireless communication circuit 111, and is, for example, a transistor. The on and off of switch 148 may be controlled by a control signal from timer circuit 142.
  • the CMU 101 detects the voltage value of each of the plurality of battery cells 11 using the voltage monitoring circuit 112, and transmits the detected voltage value to the BMU 201 via the wireless communication circuit 111.
  • the CMU 301 includes a current measurement circuit 311 that monitors the current flowing through the assembled battery.
  • the CMU 301 also includes a power supply circuit 312 and an isolated communication circuit 313.
  • the power supply circuit 312 is a circuit for supplying power to the CMU 301, and supplies the power supplied from the BMU 201 to the CMU 301. For example, power is supplied to the power supply circuit 312 from the BMU 201 via the transformer 501.
  • the insulated communication circuit 313 is a circuit for communicating between the CMU 301 and BMU 201 while the CMU 301 and BMU 201 are insulated.
  • the isolated communication circuit 313 can perform communication between the CMU 301 and the BMU 201 while the CMU 301 and the BMU 201 are insulated.
  • the current measurement circuit 311 is a circuit that measures the current flowing through the assembled battery. Specifically, the current measurement circuit 311 measures the current flowing through the power line 405, that is, the current flowing through the assembled battery, by measuring the voltage generated when a current flows through the shunt resistor 402 provided on the power line 405. do. As shown in FIG. 5, the current measurement circuit 311 includes an amplifier circuit 321, an AD converter (ADC) 322, and a communication interface (Com.I/F) 323.
  • ADC AD converter
  • Com.I/F communication interface
  • the amplifier circuit 321 amplifies the voltage generated across the shunt resistor 402. Since the resistance value of the shunt resistor 402 is very small and the voltage generated across the shunt resistor 402 is also small, the amplifier circuit 321 is provided.
  • the AD converter 322 converts the voltage value (analog value) generated across the shunt resistor 402 into a digital value.
  • the communication interface 323 is an interface for communicating between the CMU 301 and the BMU 201.
  • the BMU 201 includes a wireless communication circuit 211 and a communication antenna ANT2 for communicating with the CMU 101.
  • Communication antenna ANT2 corresponds to a first communication antenna.
  • the communication antenna ANT2 is lined up in a straight line with the communication antenna ANT1 of the CMU 101 that is lined up in a straight line.
  • the communication antenna ANT1 and the communication antenna ANT2 are also referred to as a communication antenna group.
  • the BMU 201 also includes an MCU (Micro Controller Unit) 212 and a CAN (Controller Area Network) interface 213 for managing the assembled battery.
  • MCU Micro Controller Unit
  • CAN Controller Area Network
  • the wireless communication circuit 211 and the MCU 212 may be realized by one IC (for example, one MCU).
  • the BMU 201 also includes a power supply circuit 215 and an isolated communication circuit 216.
  • the CAN interface 213 is a communication interface connected to a CAN included in the vehicle in which the assembled battery is mounted.
  • the power supply circuit 215 is a circuit for supplying power to the CMU 301.
  • the power supply circuit 215 supplies power to the CMU 301 via the transformer 501.
  • the insulated communication circuit 216 is a circuit for communicating between the CMU 301 and BMU 201 while the CMU 301 and BMU 201 are insulated.
  • the isolated communication circuit 216 can perform communication between the CMU 301 and the BMU 201 while the CMU 301 and the BMU 201 are insulated.
  • CMU301 monitors the current flowing through the assembled battery, which has a large voltage of several hundred volts, and handles large voltages, whereas BMU201 handles voltages of about several volts, so the difference between CMU301 and BMU201 is , and are insulated by being connected via transformers 501 and 502.
  • the wireless communication circuit 211 includes a voltage conversion circuit (Reg.) 221, a timer circuit (Timer) 222, a communication interface (Com.I/F) 223, a clock generation circuit (Clockgen) 224, Phase locked loop (PLL) 225, modulation circuit (Modulator) 226, transmission circuit (Tx) 227, demodulation circuit (Demodulator) 228, reception circuit (Rx) 229, communication error determination circuit (RF Error) 231, and wake-up circuit (Wake) up) 232.
  • “ID0A” is shown as identification information of the wireless communication circuit 211. Note that the identification information of the communication interface 223 may be stored in any memory included in the wireless communication circuit 211.
  • the voltage conversion circuit 221 is a circuit that converts a voltage input from an arbitrary power source into a voltage for operating the wireless communication circuit 211 and outputs the voltage.
  • the timer circuit 222 is a circuit that counts time.
  • the communication interface 223 is an interface for communicating between the wireless communication circuit 211 and the MCU 212. Note that if the wireless communication circuit 211 and the MCU 212 are realized by one IC, the communication interface 223 may not be provided.
  • the clock generation circuit 224 is a circuit for generating a clock in the BMU 201.
  • the phase synchronization circuit 225 is a circuit that adjusts the phase of the local signal to match the phase of the received signal.
  • the modulation circuit 226 is a circuit that modulates the signal transmitted to the CMU 101.
  • the transmitting circuit 227 is a circuit for transmitting a signal to the CMU 101. Transmission circuit 227 transmits a signal to CMU 101 via communication antenna ANT2.
  • the demodulation circuit 228 is a circuit that demodulates the signal received from the CMU 101.
  • the receiving circuit 229 is a circuit for receiving signals from the CMU 101.
  • the receiving circuit 229 receives a signal from the CMU 101 via the communication antenna ANT2.
  • the communication error determination circuit 231 is a circuit that determines whether an abnormality has occurred in the communication between the CMU 101 and the BMU 201.
  • the startup circuit 232 is a circuit for starting the MCU 212.
  • the MCU 212 includes an encryption circuit (Encryption) 241 and an identification circuit (ID identification circuit) 242.
  • Encryption Encryption
  • ID identification circuit identification circuit
  • MCU 212 is connected to CAN via CAN interface 213.
  • a firewall is provided between the MCU 212 and the CAN.
  • the MCU 212 also has a table (Table of cell position and RF com. ID) 243 is stored.
  • the encryption circuit 241 is a circuit that encrypts and decrypts signals. For example, the encryption circuit 241 decodes a signal (for example, the voltage value of the battery cell 11) transmitted from the CMU 101 using an encryption key (Key).
  • a signal for example, the voltage value of the battery cell 11
  • Key an encryption key
  • the identification circuit 242 uses the table 243 to identify which battery pack 10 and which position of the battery cell 11 the voltage value of the battery cell 11 included in the signal transmitted from the CMU 101 corresponds to.
  • the cover 40 has conductors 42 and 42A as examples of conductors.
  • communication antenna groups are arranged in two rows at different positions in the X-axis direction.
  • the conductor 42 is placed in a position to cover one row of communication antenna groups on the negative side of the X-axis among the communication antenna groups arranged in the two rows, and the conductor 42A covers the communication antenna group arranged in the two rows. Among them, it is arranged at a position covering one row of communication antenna groups on the X-axis plus direction side.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing an example of a cross section of the BMS 1 taken along the line IX-IX in FIG. 1.
  • the cross section of the BMS 1 shown in FIG. 9 is a cross section obtained by virtually cutting the BMS 1 on a plane parallel to the XZ plane, that is, a plane perpendicular to the direction in which the communication antenna group is arranged (that is, the Y-axis direction).
  • the cross section shown in FIG. 9 includes the battery cell 11, the CMU 101, the communication antenna ANT1, and the cover 40.
  • the cover 40 is a cover member that covers the assembled battery, BMU 201, and CMU 101 from above (that is, from the Z-axis positive direction side).
  • the cover 40 may be part of the body structure of a vehicle when the assembled battery is used as a battery for a vehicle.
  • the cover 40 has a conductor 42 in a part thereof.
  • the material of the conductor 42 is, for example, iron or aluminum, but is not limited thereto.
  • the conductor 42 is placed at a position that covers at least a portion of the communication antenna group (that is, the communication antenna ANT1 and the communication antenna ANT2) (see FIG. 1). Note that the conductor 42 may be placed at a position covering the entire communication antenna group.
  • the conductor 42 has a recess 44.
  • the recess 44 extends in the direction in which the communication antenna group is arranged (that is, the Y-axis direction) (see FIG. 1). Further, the recess 44 is recessed in the direction away from the antenna group (that is, in the positive Z-axis direction) in the cross section shown in FIG. In other words, the recess 44 is a recessed portion formed by recessing the conductor 42 in the positive Z-axis direction.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram of the recess 44 in the cross-sectional view of FIG. 9. The description of the recess 44 will be continued with reference to FIG.
  • the recess 44 corresponds to a space P surrounded by a surface S1 that is a virtual extension of the surface S of the cover 40 and the conductor 42.
  • the cross-sectional shape of the recess 44 shown in FIG. 10 is rectangular.
  • the recess 44 has a cross-sectional shape parallel to the XZ plane as shown in FIG. 10, and has a rectangular parallelepiped shape extending in the Y-axis direction.
  • the recess 44 functions as a waveguide through which radio waves transmitted by the communication antennas included in the communication antenna group (that is, the communication antenna ANT1 and the communication antenna ANT2) for wireless communication propagate.
  • the conductor 42 has a function similar to that of a general rectangular waveguide, and specifically, the radio waves propagating through the recess 44 functioning as a waveguide interfere with incoming waves arriving from the outside. It has a function of suppressing this phenomenon and allowing radio waves to stably exist and propagate within the recess 44. Thereby, the radio waves transmitted by the communication antenna propagate well within the recess 44, suppressing deterioration of the quality of wireless communication by the communication antenna, or in other words, contributing to maintaining the quality without deteriorating it.
  • One of the width of the recess 44 in the Z-axis direction (corresponding to the first direction) and the width in the Y-axis direction (corresponding to the second direction) corresponds to the wavelength of radio waves used for wireless communication by the communication antenna group.
  • One wavelength may be longer than the other, and the other wavelength may be shorter than the above wavelength.
  • the wavelength is about 12 cm when the frequency of radio waves used for wireless communication is 2.4 GHz.
  • the width w1 of the recess 44 in the X-axis direction may be longer than the wavelength, and the width w2 in the Z-axis direction may be shorter than the wavelength.
  • the recess 44 may have a feature that the width w2 in the Z-axis direction is longer than the wavelength, and the width w1 in the Y-axis direction is shorter than the wavelength.
  • the propagation mode of the radio waves existing and propagating within the recess 44 can be set to the TE mode or the TM mode.
  • the recess 44 can allow radio waves to exist and propagate more stably within the recess 44, and can further suppress deterioration in the quality of wireless communication by the communication antenna.
  • the width w1 of the recess 44 in the X-axis direction may be an integral multiple of the wavelength, and the width w2 in the Z-axis direction may be about half the wavelength.
  • the recess 44 can allow radio waves to exist and propagate more stably within the recess 44, and can further suppress deterioration in the quality of wireless communication by the communication antenna.
  • the material of the portion of the cover 40 excluding the conductor 42 may be a conductor or a non-conductor. If the material of the above portion is a conductor, the conductor 42, together with the cover 40, suppresses deterioration of the quality of wireless communication by the communication antenna, or in other words, contributes to maintaining the quality without deteriorating it.
  • FIG. 11 is a third external view showing an example of the battery management system 1 according to the present embodiment.
  • the cover 40 is configured as a part of a container 41 that houses the assembled battery.
  • the container 41 When the assembled battery is used as a battery for an automobile, the container 41 may be a container that stores the battery. In addition, the container 41 may be a container that stores a battery when the assembled battery is used as a general battery (or a charging/discharging device).
  • the container 41 may be a container that hermetically stores the assembled battery.
  • the assembled battery is hermetically housed, which has the effect of suppressing water or dust from entering the recess 44 functioning as a waveguide.
  • a battery management system for managing an assembled battery comprising a management circuit that manages the assembled battery, the management circuit including a first communication antenna, and one or more monitoring circuits that monitor the assembled battery.
  • Each of the one or more monitoring circuits includes one or more monitoring circuits including a second communication antenna that communicates with the first communication antenna, and the first communication antenna and the one or more second communication
  • a communication antenna group including the communication antenna group is arranged in a straight line
  • the battery management system further includes a conductor that covers at least a part of the communication antenna group, and the conductor is arranged in a direction in which the communication antenna group is arranged.
  • a battery management system, the battery management system having a concave portion extending in a direction perpendicular to the arrangement direction and concave in a direction away from the communication antenna group.
  • the recess functions as a waveguide for radio waves used for wireless communication by the communication antenna group.
  • the recess has the function of suppressing the interference of radio waves propagating within the recess with arriving waves from the outside and allowing the radio waves to stably exist within the recess.
  • radio waves transmitted by the communication antennas propagate well within the recess, suppressing deterioration in the quality of wireless communication between the communication antennas, or in other words, contributing to maintaining the quality without deteriorating it. Therefore, the battery management system can suppress deterioration in the quality of wireless communication.
  • One of the width of the recess in a first direction away from the communication antenna group and the width in a second direction perpendicular to the first direction in the cross section is used for wireless communication by the communication antenna group.
  • the recess can set the propagation mode of the radio waves within the recess into the TE mode or the TM mode.
  • radio waves can be propagated more stably within the recess, and wireless communication using the communication antenna can be stabilized. Therefore, the battery management system can further suppress deterioration in the quality of wireless communication.
  • radio waves can be made to exist more stably within the recess, contributing to suppressing deterioration in the quality of wireless communication. Further, there is an advantage that the design of the conductor becomes easier. Therefore, the battery management system can suppress deterioration in the quality of wireless communication.
  • the battery management system can more easily suppress deterioration in the quality of wireless communication by using the cover member that covers the assembled battery, the management circuit, and one or more monitoring circuits.
  • the battery management system can more easily suppress deterioration in the quality of wireless communication by using the conductor that is part of the container that houses the assembled battery.
  • the battery management system can more easily suppress the deterioration of the quality of wireless communication by using the conductor that is part of the body structure of the automobile in which the assembled battery is mounted.
  • the battery management system suppresses water or dust from entering the recess that functions as a waveguide for wireless communication by using a conductor that is a part of the container that hermetically houses the assembled battery. Therefore, deterioration of communication quality due to the intrusion of water or dust can be prevented. Therefore, the battery management system can more easily suppress deterioration in the quality of wireless communication.
  • the present disclosure can be applied to a battery management system where wireless communication is performed within the system.

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Abstract

組電池を管理するためのＢＭＳ（１）は、組電池を管理するＢＭＵ（２０１）であって、通信アンテナ（ＡＮＴ２）を備えるＢＭＵ（２０１）と、組電池を監視する１以上のＣＭＵ（１０１）であって、１以上のＣＭＵ（１０１）のそれぞれが、通信アンテナ（ＡＮＴ２）と通信する通信アンテナ（ＡＮＴ１）を備える１以上のＣＭＵ（１０１）とを備え、通信アンテナ（ＡＮＴ２）と１以上の通信アンテナ（ＡＮＴ１）とを含む通信アンテナ群は、直線状に並んで配置され、ＢＭＳ（１）は、さらに、通信アンテナ群の少なくとも一部を覆う導体（４２）を備え、導体（４２）は、通信アンテナ群の並び方向に延び、並び方向に直交する断面において通信アンテナ群から離れる方向に凹んでいる凹部（４４）を有する。

Description

バッテリマネジメントシステム
　本開示は、組電池を管理するためのバッテリマネジメントシステムに関する。
　複数の電池セルを備える組電池を含むバッテリマネジメントシステムがある（例えば特許文献１参照）。バッテリマネジメントシステムは、当該システムに含まれる構成要素が無線通信により情報を送受信することで、組電池の管理を行う。
米国特許出願公開第２０２１／０３０５６８１号明細書
　組電池を含むバッテリマネジメントシステムにおいて、電磁波（電波ともいう）が伝搬する空間が比較的狭いことにより、または、外部から到来する電波（到来波ともいう）による干渉により、正常な無線通信が妨げられることがあるという問題がある。
　本開示は、無線通信の品質の劣化を抑制することができるバッテリマネジメントシステムなどを提供する。
　本開示に係るバッテリマネジメントシステムは、組電池を管理するためのバッテリマネジメントシステムであって、前記組電池を管理する管理回路であって、第一通信アンテナを備える管理回路と、前記組電池を監視する１以上の監視回路であって、前記１以上の監視回路のそれぞれが、前記第一通信アンテナと通信する第二通信アンテナを備える１以上の監視回路とを備え、前記第一通信アンテナと１以上の前記第二通信アンテナとを含む通信アンテナ群は、直線状に並んで配置され、前記バッテリマネジメントシステムは、さらに、前記通信アンテナ群の少なくとも一部を覆う導体を備え、前記導体は、前記通信アンテナ群の並び方向に延び、前記並び方向に直交する断面において前記通信アンテナ群から離れる方向に凹んでいる凹部を有するバッテリマネジメントシステムである。
　なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
　本開示によれば、無線通信の品質の劣化を抑制することができる。
実施の形態に係るバッテリマネジメントシステムの一例を示す第一の外観図である。 実施の形態に係るバッテリマネジメントシステムの一例を示す第二の外観図である。 実施の形態に係るバッテリマネジメントシステムの一例を示す構成図である。 実施の形態に係るセル監視回路が備える無線通信回路の一例を示す構成図である。 実施の形態に係るセル監視回路が備える電圧監視回路の一例を示す構成図である。 実施の形態に係る電流監視回路が備える電流測定回路の一例を示す構成図である。 実施の形態に係る管理回路が備える無線通信回路の一例を示す構成図である。 実施の形態に係る管理回路が備えるＭＣＵの一例を示す構成図である。 図１のＩＸ－ＩＸ断面線におけるバッテリマネジメントシステムの断面の一例を示す断面図である。 図９の断面図における凹部の説明図である。 実施の形態に係るバッテリマネジメントシステムの一例を示す第三の外観図である。
　（本開示の基礎となった知見）
　複数の電池セルを備える組電池を管理するバッテリマネジメントシステムがある。組電池は、例えば、電動車両のバッテリとして用いられる。
　バッテリマネジメントシステムは、電池セルの電流または電圧を監視する監視回路を複数備え、また、複数の監視回路を用いて組電池を管理する管理回路を備える。監視回路には、電池セルに流れる電流を監視する電流監視回路、または、電池セルの電圧を監視するセル監視回路が含まれる。
　バッテリマネジメントシステムにおいて、管理回路と監視回路とが、無線通信により情報を送受信することで組電池の管理をすることが想定される。バッテリマネジメントシステムは、無線通信を利用することで、有線通信に必要なケーブルを備える必要がない利点がある。
　しかしながら、バッテリマネジメントシステムが行う無線通信の電波が、外部から到来する到来波と干渉することがある。また、バッテリマネジメントシステムが車両に搭載される場合には、電波が伝搬する空間が限られているため、電波の減衰が比較的大きいことがある。これらの要因により、バッテリマネジメントシステムが行う無線通信の品質の劣化が生じ、正常な無線通信が妨げられることがあるという問題がある。
　本開示は、無線通信の品質の劣化を抑制することができるバッテリマネジメントシステムなどを提供する。
　本開示は、このような問題を解決するものであり、組電池の管理のための処理に要する消費電力の低減に寄与するバッテリマネジメントシステムなどを提供することを目的とする。
　以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
　なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。
　（実施の形態）
　本実施の形態において、無線通信の品質の劣化を抑制するバッテリマネジメントシステムについて説明する。
　図１および図２は、本実施の形態に係るバッテリマネジメントシステム１（以下ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ）１とも記載する）の一例を示す外観図である。
　ＢＭＳ１は、組電池を管理するためのシステムである。例えば、ＢＭＳ１は、組電池のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ　Ｏｆ　Ｃｈａｒｇｅ）、ＳＯＨ（Ｓｔａｔｅ　Ｏｆ　Ｈｅａｌｔｈ）およびＳＯＰ（Ｓｔａｔｅ　Ｏｆ　Ｐｏｗｅｒ）などを管理する。また、ＢＭＳ１は、組電池の異常を監視する。ＢＭＳ１は、組電池を管理する管理回路２００と、組電池を監視する複数の監視回路１００とを備える。例えば、組電池は、複数の電池パック１０が直列または並列に接続されることで構成されている。また、電池パック１０は、１以上の電池セルによって構成される。電池パック１０が複数の電池セルによって構成される場合、複数の電池セルは直列に接続される。
　例えば、監視回路１００は、１以上あり、複数の電池パック１０のそれぞれの上に配置される。監視回路１００の具体例であるＣＭＵ（Ｃｅｌｌ　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）１０１およびＣＭＵ（Ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）３０１については後述する。
　例えば、管理回路２００は、接続箱２０を介して組電池と接続される。管理回路２００の具体例であるＢＭＵ（Ｂａｔｔｅｒｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｕｎｉｔ）２０１については後述する。
　また、ＢＭＳ１は、１以上の電池セルの上に配置されるカバー４０を備える。図１には、カバー４０が配置された状態のＢＭＳ１が示されており、図２には、カバー４０が取り払われた状態のＢＭＳ１が示されている。ＢＭＳ１は、使用状態においてはカバー４０が配置された状態である。
　カバー４０は、その一部に導体（例えば図１における導体４２および４２Ａ）を備える。カバー４０が備える導体の特徴については、後で詳しく説明する。
　図３は、本実施の形態に係るＢＭＳ１の一例を示す構成図である。
　図４は、第一のセル監視回路（ＣＭＵ１０１）が備える無線通信回路１１１の一例を示す構成図である。なお、図４には、図３の構成図における無線通信回路１１１の周辺部分も示されている。
　図５は、第一のセル監視回路（ＣＭＵ１０１）が備える電圧監視回路１１２の一例を示す構成図である。なお、図５には、図３の構成図における電圧監視回路１１２の周辺部分も示されている。
　図６は、電流監視回路（ＣＭＵ３０１）が備える電流測定回路３１１の一例を示す構成図である。なお、図６には、図３の構成図における電流測定回路３１１の周辺部分も示されている。
　図７は、管理回路（ＢＭＵ２０１）が備える無線通信回路２１１の一例を示す構成図である。なお、図７には、図３の構成図における無線通信回路２１１の周辺部分も示されている。
　図８は、管理回路（ＢＭＵ２０１）が備えるＭＣＵ２１２の一例を示す構成図である。なお、図８には、図３の構成図におけるＭＣＵ２１２の周辺部分も示されている。
　図３では、複数の電池パック１０のうちの１つの電池パック１０に着目している。組電池を構成する１以上の電池セルとして、組電池における１つの電池パック１０を構成する複数の電池セル１１が図３に示されている。また、監視回路１００としてＣＭＵ１０１が示され、管理回路２００としてＢＭＵ２０１が示されている。また、組電池からの電力が供給される負荷として、モータ４００が示され、組電池とモータ４００とを接続する電力線４０５（バスバー）、電力線４０５に挿入されたリレー４０１およびシャント抵抗４０２が示されている。
　リレー４０１は、電力線４０５に流れる電流を遮断するためのスイッチである。例えば、リレー４０１は、ＣＭＵ３０１で監視されている電流が異常と判定された場合にオフされて、電力線４０５に流れる電流を遮断する。また、例えば、リレー４０１は、ＣＭＵ１０１で監視されている電圧が異常と判定された場合にオフされて、電力線４０５に流れる電流を遮断する。
　シャント抵抗４０２は、電力線４０５に流れる電流を測定するための抵抗である。
　ＣＭＵ１０１は、組電池を構成する１以上の電池セルを監視するセル監視回路の一例である。例えば、ＣＭＵ１０１は、複数の電池セル１１のそれぞれの電圧を監視する。
　図３に示されるように、ＣＭＵ１０１は、ＢＭＵ２０１と通信するための無線通信回路１１１および通信アンテナＡＮＴ１を備える。通信アンテナＡＮＴ１は、ＢＭＵ２０１が備える通信アンテナＡＮＴ２と通信可能である。通信アンテナＡＮＴ１は、第二通信アンテナに相当する。ＣＭＵ１０１が複数ある場合、複数のＣＭＵ１０１の通信アンテナＡＮＴ１は、直線状に並んでいる。
　なお、ＣＭＵ１０１が複数ある場合、すべてのＣＭＵ１０１の通信アンテナＡＮＴ１が一の直線状に並んでいる必要はなく、複数のＣＭＵ１０１のうちの一部のＣＭＵ１０１の通信アンテナＡＮＴ１が直線状に並んでいればよい。この場合、複数のＣＭＵ１０１のうち、上記一部のＣＭＵ１０１を除くＣＭＵ１０１の通信アンテナＡＮＴ１が、別の一の直線状に並んでいてもよい。図２には、複数の通信アンテナＡＮＴ１が２列の直線状に並んでいる状態が示されている。
　また、ＣＭＵ１０１は、複数の電池セル１１のそれぞれの電圧を監視する電圧監視回路１１２を備える。例えば、無線通信回路１１１と電圧監視回路１１２とは、それぞれ異なるＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）によって実現される。なお、無線通信回路１１１および電圧監視回路１１２は、１つのＩＣによって実現されてもよい。
　図４に示されるように、無線通信回路１１１は、電圧変換回路（Ｒｅｇ．）１２１、タイマ回路（Ｔｉｍｅｒ）１２２、通信インタフェース（Ｃｏｍ．Ｉ／Ｆ）１２３、クロック生成回路（Ｃｌｏｃｋ　ｇｅｎ）１２４、位相同期回路（ＰＬＬ）１２５、変調回路（Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）１２６、送信回路（Ｔｘ）１２７、復調回路（Ｄｅｍｏｄｕｌａｔｏｒ）１２８、受信回路（Ｒｘ）１２９、通信エラー判定回路（ＲＦ　Ｅｒｒｏｒ）１３１および起動回路（Ｗａｋｅ　ｕｐ）１３２を備える。
　電圧変換回路１２１は、電圧監視回路１１２から入力された電圧を、無線通信回路１１１を動作させるための電圧に変換して出力する回路である。
　タイマ回路１２２は、時間をカウントする回路である。例えば、タイマ回路１２２は、無線通信回路１１１を間欠動作させるために用いられる。
　通信インタフェース１２３は、無線通信回路１１１と電圧監視回路１１２との通信を行うためのインタフェースである。通信インタフェース１２３には、識別情報「ＩＤ２Ａ」が対応付けられている。なお、通信インタフェース１２３の識別情報は、無線通信回路１１１が備える任意のメモリに記憶されていればよい。なお、無線通信回路１１１および電圧監視回路１１２が、１つのＩＣによって実現される場合には、通信インタフェース１２３は、設けられていなくてもよい。
　クロック生成回路１２４は、ＣＭＵ１０１におけるクロックを生成するための回路である。
　位相同期回路１２５は、受信信号の位相と一致するようにローカル信号の位相を調整する回路である。
　変調回路１２６は、ＢＭＵ２０１へ送信される信号を変調する回路である。
　送信回路１２７は、ＢＭＵ２０１へ信号を送信するための回路である。送信回路１２７は、通信アンテナＡＮＴ１を介してＢＭＵ２０１へ信号を送信する。
　復調回路１２８は、ＢＭＵ２０１から受信した信号を復調する回路である。
　受信回路１２９は、ＢＭＵ２０１から信号を受信するための回路である。受信回路１２９は、通信アンテナＡＮＴ１を介してＢＭＵ２０１から信号を受信する。
　通信エラー判定回路１３１は、ＣＭＵ１０１とＢＭＵ２０１との間の通信に異常が生じているか否かを判定する回路である。
　起動回路１３２は、電圧監視回路１１２を起動させるための回路である。起動回路１３２は、電圧監視回路１１２の暗号回路１４７等に接続されており、起動信号を送信することで電圧監視回路１１２を起動させる。
　図５に示されるように、電圧監視回路１１２は、電圧変換回路（Ｒｅｇ．）１４１、タイマ回路（Ｔｉｍｅｒ）１４２、マルチプレクサ（ＭＵＸ）１４３、ＡＤコンバータ（ＡＤＣ）１４４、通信インタフェース（Ｃｏｍ．Ｉ／Ｆ）１４５、位相同期回路（ＰＬＬ）１４６、暗号回路（Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ）１４７およびスイッチ１４８を備える。
　電圧変換回路１４１は、組電池から入力された電圧を、電圧監視回路１１２および無線通信回路１１１を動作させるための電圧に変換して出力する回路である。
　タイマ回路１４２は、時間をカウントする回路である。タイマ回路１４２は、スイッチ１４８に接続されている。タイマ回路１４２は、無線通信回路１１１を間欠動作させるための回路である。タイマ回路１４２は、設定された時間が経過（タイムアウトともいう）したタイミングに、スイッチ１４８をオンにする制御信号を送信することでスイッチ１４８をオンさせる。また、タイマ回路１４２は、スイッチ１４８をオンにする制御信号を送信した後に、設定された時間が経過したタイミングに、スイッチ１４８をオフにする制御信号を送信することでスイッチ１４８をオフさせる。
　マルチプレクサ１４３は、複数の電池セル１１のうちから１つの電池セル１１を選択して、選択した電池セル１１の両端の電圧を出力する。つまり、マルチプレクサ１４３は、複数の電池セル１１それぞれの電圧を出力することができる。
　ＡＤコンバータ１４４は、マルチプレクサ１４３で選択された電池セル１１の電圧値（アナログ値）をデジタル値に変換する。
　通信インタフェース１４５は、無線通信回路１１１と電圧監視回路１１２との通信を行うためのインタフェースである。なお、無線通信回路１１１および電圧監視回路１１２が、１つのＩＣによって実現される場合には、通信インタフェース１４５は、設けられていなくてもよい。
　位相同期回路１４６は、受信信号の位相と一致するようにローカル信号の位相を調整する回路である。
　暗号回路１４７は、信号の暗号化および復号を行う回路である。例えば、暗号回路１４７は、無線通信回路１１１ひいてはＢＭＵ２０１へ送信される信号を、暗号化鍵（Ｋｅｙ）を用いて暗号化する。
　スイッチ１４８は、無線通信回路１１１への電力の供給のオンおよびオフを切り替えるスイッチであり、例えばトランジスタなどである。スイッチ１４８のオンおよびオフは、タイマ回路１４２からの制御信号によって制御され得る。
　ＣＭＵ１０１は、電圧監視回路１１２によって、複数の電池セル１１のそれぞれの電圧値を検知し、検知した電圧値を無線通信回路１１１によってＢＭＵ２０１へ送信する。
　図３に示されるように、ＣＭＵ３０１は、組電池に流れる電流を監視する電流測定回路３１１を備える。また、ＣＭＵ３０１は、電源回路３１２および絶縁通信回路３１３を備える。
　電源回路３１２は、ＣＭＵ３０１に電力を供給するための回路であり、ＢＭＵ２０１から供給された電力をＣＭＵ３０１に供給する。例えば、電源回路３１２は、トランス５０１を介してＢＭＵ２０１から電力が供給される。
　絶縁通信回路３１３は、ＣＭＵ３０１とＢＭＵ２０１とを絶縁した状態で、ＣＭＵ３０１とＢＭＵ２０１との通信を行うための回路である。例えば、絶縁通信回路３１３は、トランス５０２を用いることで、ＣＭＵ３０１とＢＭＵ２０１とを絶縁した状態で、ＣＭＵ３０１とＢＭＵ２０１との通信を行うことができる。
　電流測定回路３１１は、組電池に流れる電流を測定する回路である。具体的には、電流測定回路３１１は、電力線４０５に設けられたシャント抵抗４０２に電流が流れることで発生する電圧を測定することで、電力線４０５に流れる電流、すなわち、組電池に流れる電流を測定する。図５に示されるように、電流測定回路３１１は、増幅回路３２１、ＡＤコンバータ（ＡＤＣ）３２２および通信インタフェース（Ｃｏｍ．Ｉ／Ｆ）３２３を備える。
　増幅回路３２１は、シャント抵抗４０２に発生する電圧を増幅する。シャント抵抗４０２の抵抗値は非常に小さく、シャント抵抗４０２に発生する電圧も小さくなるため、増幅回路３２１が設けられる。
　ＡＤコンバータ３２２は、シャント抵抗４０２に発生する電圧の値（アナログ値）をデジタル値に変換する。
　通信インタフェース３２３は、ＣＭＵ３０１とＢＭＵ２０１との通信を行うためのインタフェースである。
　図３に示されるように、ＢＭＵ２０１は、ＣＭＵ１０１と通信するための無線通信回路２１１および通信アンテナＡＮＴ２を備える。通信アンテナＡＮＴ２は、第一通信アンテナに相当する。通信アンテナＡＮＴ２は、直線状に並んでいるＣＭＵ１０１の通信アンテナＡＮＴ１とともに、直線状に並んでいる。通信アンテナＡＮＴ１と通信アンテナＡＮＴ２とを通信アンテナ群ともいう。
　また、ＢＭＵ２０１は、組電池を管理するためのＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ｕｎｉｔ）２１２およびＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）インタフェース２１３を備える。なお、無線通信回路２１１およびＭＣＵ２１２は、１つのＩＣ（例えば１つのＭＣＵ）によって実現されてもよい。また、ＢＭＵ２０１は、電源回路２１５および絶縁通信回路２１６を備える。
　ＣＡＮインタフェース２１３は、組電池が搭載されている車両が備えているＣＡＮに接続される通信インタフェースである。
　電源回路２１５は、ＣＭＵ３０１に電力を供給するための回路である。例えば、電源回路２１５は、トランス５０１を介してＣＭＵ３０１に電力を供給する。
　絶縁通信回路２１６は、ＣＭＵ３０１とＢＭＵ２０１とを絶縁した状態で、ＣＭＵ３０１とＢＭＵ２０１との通信を行うための回路である。例えば、絶縁通信回路２１６は、トランス５０２を用いることで、ＣＭＵ３０１とＢＭＵ２０１とを絶縁した状態で、ＣＭＵ３０１とＢＭＵ２０１との通信を行うことができる。
　ＣＭＵ３０１は、数１００Ｖと大きな電圧の組電池に流れる電流を監視しており、大きな電圧を取り扱っているのに対して、ＢＭＵ２０１は、数Ｖ程度の電圧を取り扱っているため、ＣＭＵ３０１とＢＭＵ２０１とは、トランス５０１および５０２を介して接続されることで絶縁されている。
　図７に示されるように、無線通信回路２１１は、電圧変換回路（Ｒｅｇ．）２２１、タイマ回路（Ｔｉｍｅｒ）２２２、通信インタフェース（Ｃｏｍ．Ｉ／Ｆ）２２３、クロック生成回路（Ｃｌｏｃｋ　ｇｅｎ）２２４、位相同期回路（ＰＬＬ）２２５、変調回路（Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）２２６、送信回路（Ｔｘ）２２７、復調回路（Ｄｅｍｏｄｕｌａｔｏｒ）２２８、受信回路（Ｒｘ）２２９、通信エラー判定回路（ＲＦ　Ｅｒｒｏｒ）２３１および起動回路（Ｗａｋｅ　ｕｐ）２３２を備える。また、図７には、無線通信回路２１１の識別情報として「ＩＤ０Ａ」が示されている。なお、通信インタフェース２２３の識別情報は、無線通信回路２１１が備える任意のメモリに記憶されていればよい。
　電圧変換回路２２１は、任意の電源から入力された電圧を、無線通信回路２１１を動作させるための電圧に変換して出力する回路である。
　タイマ回路２２２は、時間をカウントする回路である。
　通信インタフェース２２３は、無線通信回路２１１とＭＣＵ２１２との通信を行うためのインタフェースである。なお、無線通信回路２１１およびＭＣＵ２１２が、１つのＩＣによって実現される場合には、通信インタフェース２２３は、設けられていなくてもよい。
　クロック生成回路２２４は、ＢＭＵ２０１におけるクロックを生成するための回路である。
　位相同期回路２２５は、受信信号の位相と一致するようにローカル信号の位相を調整する回路である。
　変調回路２２６は、ＣＭＵ１０１へ送信される信号を変調する回路である。
　送信回路２２７は、ＣＭＵ１０１へ信号を送信するための回路である。送信回路２２７は、通信アンテナＡＮＴ２を介してＣＭＵ１０１へ信号を送信する。
　復調回路２２８は、ＣＭＵ１０１から受信した信号を復調する回路である。
　受信回路２２９は、ＣＭＵ１０１から信号を受信するための回路である。受信回路２２９は、通信アンテナＡＮＴ２を介してＣＭＵ１０１から信号を受信する。
　通信エラー判定回路２３１は、ＣＭＵ１０１とＢＭＵ２０１との間の通信に異常が生じているか否かを判定する回路である。
　起動回路２３２は、ＭＣＵ２１２を起動させるための回路である。
　図８に示されるように、ＭＣＵ２１２は、暗号回路（Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ）２４１、識別回路（ＩＤ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｃｉｒｃｕｉｔ）２４２を備える。ＭＣＵ２１２は、ＣＡＮインタフェース２１３を介してＣＡＮに接続されている。ＭＣＵ２１２とＣＡＮとの間にはファイアウォール（Ｆｉｒｅ　ｗａｌｌ）が設けられている。また、ＭＣＵ２１２には、電池パック１０における複数の電池セル１１のそれぞれの位置と各電池パック１０のＣＭＵ１０１の無線通信回路などの識別情報との対応関係を示すテーブル（Ｔａｂｌｅ　ｏｆ　ｃｅｌｌ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ＲＦ　ｃｏｍ．　ＩＤ）２４３が記憶されている。
　暗号回路２４１は、信号の暗号化および復号を行う回路である。例えば、暗号回路２４１は、ＣＭＵ１０１から送信された信号（例えば電池セル１１の電圧値）を、暗号化鍵（Ｋｅｙ）を用いて復号する。
　識別回路２４２は、テーブル２４３を用いて、ＣＭＵ１０１から送信された信号に含まれる電池セル１１の電圧値が、どの電池パック１０におけるどの位置の電池セル１１の電圧値であるかを識別する。
　次に、カバー４０の一部である導体について説明する。
　図１に示されるように、カバー４０は、導体の例として導体４２および４２Ａを有する。図１において、通信アンテナ群は、Ｘ軸方向において異なる位置に２列に並んで配置されている。導体４２は、上記２列に並んだ通信アンテナ群のうち、Ｘ軸マイナス方向側の１列の通信アンテナ群を覆う位置に配置されており、導体４２Ａは、上記２列に並んだ通信アンテナ群のうち、Ｘ軸プラス方向側の１列の通信アンテナ群を覆う位置に配置されている。
　以降において、導体４２について説明する。なお、導体４２Ａについての説明は、導体４２と同様であるので省略する。
　図９は、図１のＩＸ－ＩＸ断面線におけるＢＭＳ１の断面の一例を示す断面図である。
　図９に示されるＢＭＳ１の断面は、ＸＺ平面に平行な面、つまり、通信アンテナ群の並び方向（つまりＹ軸方向）に直交する面で、ＢＭＳ１を仮想的に切断した場合における断面である。
　図９に示される断面には、電池セル１１と、ＣＭＵ１０１と、通信アンテナＡＮＴ１と、カバー４０とが含まれている。
　カバー４０は、組電池、ＢＭＵ２０１およびＣＭＵ１０１を上方（つまり、Ｚ軸プラス方向側）から覆うカバー部材である。カバー４０は、一例として、組電池が自動車のバッテリとして使用される場合には、自動車のボディ構造の一部であり得る。
　カバー４０は、その一部に導体４２を有する。導体４２の材質は、例えば鉄またはアルミニウムなどであるがこれに限定されない。
　導体４２は、通信アンテナ群（つまり、通信アンテナＡＮＴ１と通信アンテナＡＮＴ２）の少なくとも一部を覆う位置に配置されている（図１参照）。なお、導体４２は、通信アンテナ群の全部を覆う位置に配置されていてもよい。
　導体４２は、凹部４４を有する。凹部４４は、通信アンテナ群の並び方向（つまりＹ軸方向）に延びている（図１参照）。また、凹部４４は、図９に示される断面においてアンテナ群から離れる向き（つまりＺ軸プラス方向）に凹んでいる。言い換えれば、凹部４４は、導体４２がＺ軸プラス方向に凹んでいることによって形成された凹み部分である。
　図１０は、図９の断面図における凹部４４の説明図である。図１０を参照しながら凹部４４の説明を続ける。
　凹部４４は、カバー４０の表面Ｓを仮想的に延長した面Ｓ１と、導体４２とで囲まれる空間Ｐに相当する。凹部４４の、図１０に示される断面形状は、矩形である。凹部４４は、ＸＺ平面に平行な断面形状として図１０に示される断面形状を有し、Ｙ軸方向に延びている、直方体形状を有する。
　凹部４４は、通信アンテナ群に含まれる通信アンテナ（つまり、通信アンテナＡＮＴ１と通信アンテナＡＮＴ２）が無線通信のために送信する電波が伝搬する導波路として機能する。このとき、導体４２は、一般の方形導波管と同様の機能を有し、具体的には、導波路として機能している凹部４４を伝搬する電波が、外部から到来する到来波と干渉することを抑制するとともに、凹部４４内に電波を安定的に存在させ伝搬させる機能を有する。これにより、通信アンテナが送信する電波が凹部４４内を良好に伝搬し、通信アンテナによる無線通信の品質の劣化を抑制し、言い換えれば、品質を劣化させずに維持することに寄与する。
　凹部４４は、凹部４４のＺ軸方向（第一方向に相当）の幅と、Ｙ軸方向（第二方向に相当）の幅との一方が、通信アンテナ群による無線通信に用いられる電波の波長より長く、他方が上記波長より短いという特徴を有してもよい。例えば、上記波長は、無線通信に用いられる電波の周波数が２．４ＧＨｚである場合には１２ｃｍ程度である。
　具体例として、凹部４４のＸ軸方向の幅ｗ１が波長より長く、かつ、Ｚ軸方向の幅ｗ２が波長より短いという特徴を有してもよい。また、別の具体例として、凹部４４のＺ軸方向の幅ｗ２が波長より長く、かつ、Ｙ軸方向の幅ｗ１が波長より短いという特徴を有してもよい。
　このようにすることで、凹部４４内に存在し伝搬する電波の伝搬モードをＴＥモードまたはＴＭモードとすることができる。これにより、凹部４４は、凹部４４内に、より安定的に電波を存在させ伝搬させることができ、通信アンテナによる無線通信の品質の劣化をより一層抑制することができる。
　また、他の具体例として、凹部４４のＸ軸方向の幅ｗ１が波長の整数倍であり、かつ、Ｚ軸方向の幅ｗ２が波長の半分程度であるという特徴を有してもよい。このようにすることで、凹部４４は、凹部４４内に、より安定的に電波を存在させ伝搬させることができ、通信アンテナによる無線通信の品質の劣化をより一層抑制することができる。
　なお、カバー４０のうち、導体４２を除く部分の材質は、導体であってもよいし、不導体であってもよい。上記部分の材質が導体であれば、導体４２が、カバー４０と一体として、通信アンテナによる無線通信の品質の劣化を抑制し、言い換えれば、品質を劣化させずに維持することに寄与する。
　カバー４０の別の形態を説明する。
　図１１は、本実施の形態に係るバッテリマネジメントシステム１の一例を示す第三の外観図である。図１１において、カバー４０は、組電池を収容する収容体４１の一部として構成されている。
　収容体４１は、組電池が自動車のバッテリとして使用される場合には、そのバッテリを収容する収容体であり得る。また、収容体４１は、組電池が、一般的なバッテリ（または充放電装置）として使用される場合には、そのバッテリを収容する収容体であり得る。
　なお、収容体４１は、組電池を密閉収容する収容体であってもよい。組電池が密閉収容されることで、導波路として機能している凹部４４に水または埃が侵入することが抑制される効果がある。
　その他、実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素および機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
　（付記）
　以上の実施の形態の記載により、下記の技術が開示される。
　（１）組電池を管理するためのバッテリマネジメントシステムであって、前記組電池を管理する管理回路であって、第一通信アンテナを備える管理回路と、前記組電池を監視する１以上の監視回路であって、前記１以上の監視回路のそれぞれが、前記第一通信アンテナと通信する第二通信アンテナを備える１以上の監視回路とを備え、前記第一通信アンテナと１以上の前記第二通信アンテナとを含む通信アンテナ群は、直線状に並んで配置され、前記バッテリマネジメントシステムは、さらに、前記通信アンテナ群の少なくとも一部を覆う導体を備え、前記導体は、前記通信アンテナ群の並び方向に延び、前記並び方向に直交する断面において前記通信アンテナ群から離れる方向に凹んでいる凹部を有する、バッテリマネジメントシステム。
　上記態様によれば、凹部が、通信アンテナ群による無線通信に用いられる電波の導波路として機能する。凹部は、当該凹部内を伝搬する電波が、外部からの到来波と干渉することを抑制するとともに、凹部内に電波を安定的に存在させる機能を有する。これにより、通信アンテナが送信する電波が凹部内を良好に伝搬し、通信アンテナ同士の無線通信の品質の劣化を抑制し、言い換えれば、品質を劣化させずに維持することに寄与する。よって、バッテリマネジメントシステムは、無線通信の品質の劣化を抑制することができる。
　（２）前記凹部の、前記通信アンテナ群から離れる第一方向の幅と、前記断面において前記第一方向に直交する第二方向の幅との一方は、前記通信アンテナ群による無線通信に用いられる電波の波長より長く、他方は前記波長より短い、（１）に記載のバッテリマネジメントシステム。
　上記態様によれば、凹部は、凹部内に存在する電波の伝搬モードをＴＥモードまたはＴＭモードとすることができる。これにより、電波がより安定して凹部内を伝搬することができ、通信アンテナによる無線通信を安定化させることができる。よって、バッテリマネジメントシステムは、無線通信の品質の劣化をより一層抑制することができる。
　（３）前記凹部の前記断面における形状は、矩形である、（１）または（２）に記載のバッテリマネジメントシステム。
　上記態様によれば、凹部内に電波をより安定に存在させることができ、無線通信の品質の劣化の抑制に寄与する。また、導体の設計が容易になる利点がある。よって、バッテリマネジメントシステムは、無線通信の品質の劣化を抑制することができる。
　（４）前記導体は、前記組電池、前記管理回路および前記１以上の監視回路を覆うカバー部材の一部である、（１）～（３）のいずれかに記載のバッテリマネジメントシステム。
　上記態様によれば、バッテリマネジメントシステムは、組電池、管理回路および１以上の監視回路を覆うカバー部材を用いて、より容易に、無線通信の品質の劣化を抑制することができる。
　（５）前記導体は、前記組電池を収容する収容体の一部である、（１）～（３）のいずれかに記載のバッテリマネジメントシステム。
　上記態様によれば、バッテリマネジメントシステムは、組電池を収容する収容体の一部である導体を用いて、より容易に、無線通信の品質の劣化を抑制することができる。
　（６）前記導体は、前記組電池を搭載している自動車のボディ構造の一部である、（１）～（３）のいずれかに記載のバッテリマネジメントシステム。
　上記態様によれば、バッテリマネジメントシステムは、組電池を搭載している自動車のボディ構造の一部である導体を用いて、より容易に、無線通信の品質の劣化を抑制することができる。
　（７）前記導体は、前記組電池を密閉収容する収容体の一部である、（１）～（３）のいずれかに記載のバッテリマネジメントシステム。
　上記態様によれば、バッテリマネジメントシステムは、組電池を密閉収容する収容体の一部である導体を用いて、無線通信の導波路として機能している凹部に水または埃が侵入することを抑制し、水または埃の侵入による通信品質の劣化を未然に防ぐことができる。よって、バッテリマネジメントシステムは、より容易に、無線通信の品質の劣化を抑制することができる。
　本開示は、システム内で無線通信が行われるバッテリマネジメントシステムなどに適用できる。
　１　ＢＭＳ
　１０　電池パック
　１１　電池セル
　２０　接続箱
　４０　カバー
　４１　収容体
　４２、４２Ａ　導体
　４４　凹部
　１００　監視回路
　１０１　ＣＭＵ（Ｃｅｌｌ　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）
　１１１、２１１　無線通信回路
　１１２　電圧監視回路
　１２１、１４１、２２１　電圧変換回路
　１２２、１４２、２２２　タイマ回路
　１２３、１４５、２２３、３２３　通信インタフェース
　１２４、２２４　クロック生成回路
　１２５、１４６、２２５　位相同期回路
　１２６、２２６　変調回路
　１２７、２２７　送信回路
　１２８、２２８　復調回路
　１２９、２２９　受信回路
　１３１、２３１　通信エラー判定回路
　１３２、２３２　起動回路
　１４３　マルチプレクサ
　１４４、３２２　ＡＤコンバータ
　１４７、２４１　暗号回路
　１４８　スイッチ
　２００　管理回路
　２０１　ＢＭＵ
　２１２　ＭＣＵ
　２１３　ＣＡＮインタフェース
　２１５、３１２　電源回路
　２１６、３１３　絶縁通信回路
　２４２　識別回路
　２４３　テーブル
　３０１　ＣＭＵ（Ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）
　３１１　電流測定回路
　３２１　増幅回路
　４００　モータ
　４０１　リレー
　４０２　シャント抵抗
　４０５　電力線
　５０１、５０２　　トランス
　ＡＮＴ１、ＡＮＴ２　通信アンテナ
　Ｐ　空間
　Ｓ　表面
　Ｓ１　面

Claims (7)

  1. 　組電池を管理するためのバッテリマネジメントシステムであって、
    　前記組電池を管理する管理回路であって、第一通信アンテナを備える管理回路と、
    　前記組電池を監視する１以上の監視回路であって、前記１以上の監視回路のそれぞれが、前記第一通信アンテナと通信する第二通信アンテナを備える１以上の監視回路とを備え、
    　前記第一通信アンテナと１以上の前記第二通信アンテナとを含む通信アンテナ群は、直線状に並んで配置され、
    　前記バッテリマネジメントシステムは、さらに、前記通信アンテナ群の少なくとも一部を覆う導体を備え、
    　前記導体は、前記通信アンテナ群の並び方向に延び、前記並び方向に直交する断面において前記通信アンテナ群から離れる方向に凹んでいる凹部を有する
    　バッテリマネジメントシステム。
  2. 　前記凹部の、前記通信アンテナ群から離れる第一方向の幅と、前記断面において前記第一方向に直交する第二方向の幅との一方は、前記通信アンテナ群による無線通信に用いられる電波の波長より長く、他方は前記波長より短い
    　請求項１に記載のバッテリマネジメントシステム。
  3. 　前記凹部の前記断面における形状は、矩形である
    　請求項１または２に記載のバッテリマネジメントシステム。
  4. 　前記導体は、前記組電池、前記管理回路および前記１以上の監視回路を覆うカバー部材の一部である
    　請求項１～３のいずれか１項に記載のバッテリマネジメントシステム。
  5. 　前記導体は、前記組電池を収容する収容体の一部である
    　請求項１～３のいずれか１項に記載のバッテリマネジメントシステム。
  6. 　前記導体は、前記組電池を搭載している自動車のボディ構造の一部である
    　請求項１～３のいずれか１項に記載のバッテリマネジメントシステム。
  7. 　前記導体は、前記組電池を密閉収容する収容体の一部である
    　請求項１～３のいずれか１項に記載のバッテリマネジメントシステム。
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