特許 7184691 監視装置及び電池監視システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-28

(45)【発行日】2022-12-06

(54)【発明の名称】監視装置及び電池監視システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20221129BHJP

   H02J 7/02 20160101ALI20221129BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20221129BHJP

   G01R 19/00 20060101ALI20221129BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 Y

H02J7/02 H

H01M10/48 P

H01M10/48 301

G01R19/00 B

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019063738

(22)【出願日】2019-03-28

(65)【公開番号】P2020167768

(43)【公開日】2020-10-08

【審査請求日】2021-11-25

(73)【特許権者】

【識別番号】308033711

【氏名又は名称】ラピスセミコンダクタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100079049

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 淳

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 和詳

(74)【代理人】

【識別番号】100099025

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 浩志

(72)【発明者】

【氏名】北 幸宏

【審査官】山本 香奈絵

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－００７０４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０４５４０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０５０１１９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｈ０２Ｊ ７／０２

Ｈ０１Ｍ １０／４８

Ｇ０１Ｒ １９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の電池が直列接続されて構成された電池システムにおける前記電池を監視するための装置であり、当該電池に関する物理量を測定する監視装置と、
前記監視装置から前記物理量を読み出す読み出し命令を第１符号化方式で符号化された第１通信信号として第１クロック信号に同期させて送信し、当該第１通信信号に応じて前記監視装置から送信された前記物理量を示す通信信号を前記第１クロック信号に同期させて受信する制御装置と、
前記制御装置と前記監視装置との間に介在され、前記制御装置から受信した前記第１通信信号を第２符号化方式で符号化された第２通信信号に変換して前記監視装置に送信し、当該第２通信信号に応じて前記監視装置から送信された、前記物理量を示し、かつ、前記第２符号化方式で符号化された第３通信信号を受信し、受信した前記第３通信信号を前記第１符号化方式で符号化された第４通信信号に変換して前記制御装置に送信する通信変換装置と、
を有する電池監視システムにおける前記監視装置であって、
前記通信変換装置から受信した前記第２通信信号を前記第１符号化方式による読み出し命令に変換し、かつ、当該読み出し命令に応じた前記物理量を示す通信信号を前記第２符号化方式で符号化された前記第３通信信号に変換する変換部と、
前記通信変換装置から前記第２通信信号の受信を終了した時点から所定期間の間に、前記第３通信信号を前記通信変換装置に送信するための第２クロック信号の生成を開始する制御を行い、かつ、前記変換部によって変換された前記第３通信信号を、前記第２クロック信号に同期させて前記通信変換装置に送信する制御を行う制御部と、
を備えた監視装置。

【請求項2】

前記所定期間は、前記通信変換装置から前記第２通信信号の受信を終了した時点から前記第１クロック信号の次のクロックパルスがアクティブとなる時点までの期間である、
請求項１に記載の監視装置。

【請求項3】

前記物理量は、前記電池の出力電圧値及び温度の少なくとも一方である、
請求項１又は請求項２に記載の監視装置。

【請求項4】

前記第１符号化方式は、前記第２符号化方式に比較して直流成分が多い符号化方式であり、前記第２符号化方式は、前記第１符号化方式に比較して交流成分が多い符号化方式である、
請求項１～請求項３の何れか１項に記載の監視装置。

【請求項5】

前記第１符号化方式は、ＮＲＺ符号化方式であり、前記第２符号化方式は、マンチェスター符号化方式である、
請求項４に記載の監視装置。

【請求項6】

前記電池は、複数の電池セルが直列接続された電池モジュールである、
請求項１～請求項５の何れか１項に記載の監視装置。

【請求項7】

複数の電池が直列接続されて構成された電池システムにおける前記電池を監視するための装置であり、当該電池に関する物理量を測定する監視装置と、
前記監視装置から前記物理量を読み出す読み出し命令を第１符号化方式で符号化された第１通信信号として第１クロック信号に同期させて送信し、当該第１通信信号に応じて前記監視装置から送信された前記物理量を示す通信信号を前記第１クロック信号に同期させて受信する制御装置と、
前記制御装置と前記監視装置との間に介在され、前記制御装置から受信した前記第１通信信号を第２符号化方式で符号化された第２通信信号に変換して前記監視装置に送信し、当該第２通信信号に応じて前記監視装置から送信された、前記物理量を示し、かつ、前記第２符号化方式で符号化された第３通信信号を受信し、受信した前記第３通信信号を前記第１符号化方式で符号化された第４通信信号に変換して前記制御装置に送信する通信変換装置と、
を有する電池監視システムであって、
前記監視装置は、
前記通信変換装置から受信した前記第２通信信号を前記第１符号化方式による読み出し命令に変換し、かつ、当該読み出し命令に応じた前記物理量を示す通信信号を前記第２符号化方式で符号化された前記第３通信信号に変換する変換部と、
前記通信変換装置から前記第２通信信号の受信を終了した時点から所定期間の間に、前記第３通信信号を前記通信変換装置に送信するための第２クロック信号の生成を開始する制御を行い、かつ、前記変換部によって変換された前記第３通信信号を、前記第２クロック信号に同期させて前記通信変換装置に送信する制御を行う制御部と、
を備える電池監視システム。

【請求項8】

前記監視装置は、前記電池システムの前記複数の電池を複数のグループに分けた各グループに対して１つずつ、かつ、前記監視装置間でデイジーチェーン接続されて複数設けられている、
請求項７に記載の電池監視システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、監視装置及び電池監視システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、直列接続された複数の電池を監視するための技術として、一例として特許文献１には、電池モジュールの電圧値や温度等の物理量を測定する監視装置と、当該物理量の測定開始を指示する測定開始命令や、当該測定開始命令に応じて測定された物理量の読み出しを指示する読み出し命令等を監視装置に対して行う制御装置と、を有する電池監視システムが開示されている。

【0003】

この電池監視システムでは、監視装置と制御装置との間に介在され、制御装置から第１符号化方式に従って送信された上記読み出し命令等を示す通信信号を、第１符号化方式とは異なる第２符号化方式に従った通信信号へ変換して監視装置に送信する一方、監視装置から受信した第２符号化方式に従った、上記読み出し命令に応じた上記物理量等を示す通信信号を第１符号化方式に従った通信信号に変換して制御装置に送信する通信変換装置が備えられている。この電池監視システムでは、通信変換装置により、制御装置と監視装置との間の通信を安定化させることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１４－５０１１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、制御装置により、読み出し命令によって監視装置から上記物理量を読み出す場合に、当該物理量の取り込みに遅延が生じる場合がある、という問題点があった。

【0006】

すなわち、制御装置は、自身が生成したクロック信号に同期して読み出し命令を送信する一方、監視装置から通信変換装置を介して上記物理量を受信する際にも上記クロック信号に同期して当該物理量を読み取る。これに対し、監視装置では、通信変換装置を介して読み出し命令を受信した後に、当該読み出し命令に応じた上記物理量を、通信変換装置を介して受信した上記クロック信号に同期させて通信変換装置に送信する。この際、物理量の送信に用いるクロック信号は、監視装置の内部でバッファリングされたり、復調されたりすること等によって制御装置で生成されたクロック信号より遅延が生じる。このため、制御装置による上記物理量の読み出し開始より、通信変換装置による上記物理量の受信が遅延してしまい、当該物理量の取り込みにずれが生じる場合があるのである。この問題は、特許文献１に記載の技術のように、監視装置と通信変換装置との間に絶縁素子が介在されている場合には、当該絶縁素子によってもクロック信号に遅延が生じるため、顕著となる。

【0007】

本発明は、以上の事情を鑑みて成されたものであり、電池の監視に用いる物理量を監視装置から読み出す際の遅延時間を抑制することができる監視装置及び電池監視システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る監視装置は、複数の電池が直列接続されて構成された電池システムにおける前記電池を監視するための装置であり、当該電池に関する物理量を測定する監視装置と、前記監視装置から前記物理量を読み出す読み出し命令を第１符号化方式で符号化された第１通信信号として第１クロック信号に同期させて送信し、当該第１通信信号に応じて前記監視装置から送信された前記物理量を示す通信信号を前記第１クロック信号に同期させて受信する制御装置と、前記制御装置と前記監視装置との間に介在され、前記制御装置から受信した前記第１通信信号を第２符号化方式で符号化された第２通信信号に変換して前記監視装置に送信し、当該第２通信信号に応じて前記監視装置から送信された、前記物理量を示し、かつ、前記第２符号化方式で符号化された第３通信信号を受信し、受信した前記第３通信信号を前記第１符号化方式で符号化された第４通信信号に変換して前記制御装置に送信する通信変換装置と、を有する電池監視システムにおける前記監視装置であって、前記通信変換装置から受信した前記第２通信信号を前記第１符号化方式による読み出し命令に変換し、かつ、当該読み出し命令に応じた前記物理量を示す通信信号を前記第２符号化方式で符号化された前記第３通信信号に変換する変換部と、前記通信変換装置から前記第２通信信号の受信を終了した時点から所定期間の間に、前記第３通信信号を前記通信変換装置に送信するための第２クロック信号の生成を開始する制御を行い、かつ、前記変換部によって変換された前記第３通信信号を、前記第２クロック信号に同期させて前記通信変換装置に送信する制御を行う制御部と、を備えている。

【0009】

本発明に係る電池監視システムは、複数の電池が直列接続されて構成された電池システムにおける前記電池を監視するための装置であり、当該電池に関する物理量を測定する監視装置と、前記監視装置から前記物理量を読み出す読み出し命令を第１符号化方式で符号化された第１通信信号として第１クロック信号に同期させて送信し、当該第１通信信号に応じて前記監視装置から送信された前記物理量を示す通信信号を前記第１クロック信号に同期させて受信する制御装置と、前記制御装置と前記監視装置との間に介在され、前記制御装置から受信した前記第１通信信号を第２符号化方式で符号化された第２通信信号に変換して前記監視装置に送信し、当該第２通信信号に応じて前記監視装置から送信された、前記物理量を示し、かつ、前記第２符号化方式で符号化された第３通信信号を受信し、受信した前記第３通信信号を前記第１符号化方式で符号化された第４通信信号に変換して前記制御装置に送信する通信変換装置と、を有する電池監視システムであって、前記監視装置は、前記通信変換装置から受信した前記第２通信信号を前記第１符号化方式による読み出し命令に変換し、かつ、当該読み出し命令に応じた前記物理量を示す通信信号を前記第２符号化方式で符号化された前記第３通信信号に変換する変換部と、前記通信変換装置から前記第２通信信号の受信を終了した時点から所定期間の間に、前記第３通信信号を前記通信変換装置に送信するための第２クロック信号の生成を開始する制御を行い、かつ、前記変換部によって変換された前記第３通信信号を、前記第２クロック信号に同期させて前記通信変換装置に送信する制御を行う制御部と、を備える。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、電池の監視に用いる物理量を監視装置から読み出す際の遅延時間を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態に係る電池監視システムの構成の一例を示すブロック図である。

【図2】実施形態に係る監視装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図3】実施形態に係るＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）通信方式の説明に供するブロック図である。

【図4】実施形態に係るＳＰＩ通信方式の説明に供するタイムチャートである。

【図5】従来技術の説明に供するタイムチャートである。

【図6】実施形態に係る電池監視システムの動作の説明に供するタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態例を詳細に説明する。

【0013】

図１に示すように、本実施形態に係る電池監視システム９０は、直列接続された複数の電池セルを各々含む複数の電池モジュール１２が直列接続されて構成された電池システム１０における各電池モジュール１２の状態を監視するシステムである。

【0014】

図１に示すように、本実施形態に係る電池監視システム９０は、電池システム１０と接続されている。本実施形態に係る電池監視システム９０は、複数（本実施形態では、２つ）の監視装置２０と、複数（本実施形態では、３つ）の絶縁素子５０と、通信変換装置３０と、制御装置４０と、を備えている。

【0015】

本実施形態に係る監視装置２０は、電池システム１０における複数の電池モジュール１２毎に、互いにデイジーチェーン接続されて各々設けられており、対応する電池モジュール１２を監視及び制御する。監視装置２０は、例えば、各電池モジュール１２の電圧値及び温度を測定し、その測定結果を制御装置４０へ送信する。また、監視装置２０は、制御装置４０からの命令に応じて、各電池モジュール１２の間でＳＯＣ（State Of Charge）を均一化するためのバランシングを行う。監視装置２０は、以上の処理以外にも、必要に応じて様々な動作を行うことができる。

【0016】

本実施形態に係る監視装置２０は、受信端子Ｒｘ及び送信端子Ｔｘを各々有している。電池システム１０における高電圧側の電池モジュール１２に接続された監視装置２０（以下、上流側の監視装置２０という。）の送信端子Ｔｘと、低電圧側の電池モジュール１２に接続された監視装置２０（以下、下流側の監視装置２０という。）の受信端子Ｒｘは、絶縁素子５０を介して互いに接続されている。上流側の監視装置２０の送信端子Ｔｘから通信信号が出力されると、この通信信号は、下流側の監視装置２０において受信端子Ｒｘに入力される。

【0017】

本実施形態に係る通信変換装置３０は、各監視装置２０と制御装置４０との間で入出力される通信信号の変換を行うものであり、送信端子Ｔｘ、受信端子Ｒｘ、選択信号入力端子ＣＳ、クロック端子ＣＬＫ、データ入力端子ＤＩＮ及びデータ出力端子ＤＯＵＴを有する。通信変換装置３０の送信端子Ｔｘは、絶縁素子５０を介して上流側の監視装置２０の受信端子Ｒｘに接続されており、通信変換装置３０の受信端子Ｒｘは、絶縁素子５０を介して下流側の監視装置２０の送信端子Ｔｘに接続されている。

【0018】

本実施形態に係る制御装置４０は、マイクロコンピュータ等を用いて構成されており、各監視装置２０との間で入出力される通信信号を基に、電池システム１０を監視及び制御するための所定の処理、例えば各電池モジュール１２のＳＯＣ推定処理等を行う。本実施形態に係る制御装置４０は、選択信号出力端子ＳＳ、クロック端子ＣＬＫ、データ入力端子ＤＩＮ及びデータ出力端子ＤＯＵＴを有する。

【0019】

本実施形態に係る制御装置４０と各監視装置２０との間で通信を行う場合、制御装置４０は、選択信号出力端子ＳＳから通信変換装置３０の選択信号入力端子ＣＳへ所定の選択信号を出力した状態で、クロック端子ＣＬＫから第１クロック信号ＣＬＫ１を出力すると共に、データ出力端子ＤＯＵＴから通信信号（データ信号）を出力する。この通信信号では、所定の符号化方式、例えばＮＲＺ（Non Return to Zero）符号化方式に従って、各監視装置２０への指令内容等を表すデータが符号化されている。なお、ここで用いられる符号化方式は、同期通信に適したものであることが好ましい。以下の説明では、この符号化方式を「第１符号化方式」と称する。

【0020】

制御装置４０から出力された第１クロック信号ＣＬＫ１と通信信号は、通信変換装置３０において、クロック端子ＣＬＫとデータ入力端子ＤＩＮへ各々入力される。これに応じて、通信変換装置３０は、入力された通信信号を別の符号化方式に従った通信信号へと変換する。なお、ここで用いられる符号化方式は、非同期通信に適しており、かつ同じ符号（０または１）が連続した場合にも、通信信号の直流成分が増加することを抑えられる方式であることが好ましい。このような符号化方式には、例えばマンチェスター符号化方式等がある。以下の説明では、この符号化方式を「第２符号化方式」と称する。

【0021】

通信変換装置３０は、以上のように通信信号の変換を行った後、変換後の通信信号を送信端子Ｔｘから出力する。この通信信号は、絶縁素子５０を介して上流側の監視装置２０の受信端子Ｒｘに入力される。

【0022】

上流側の監視装置２０は、通信変換装置３０から通信信号を受信すると、その通信信号の内容を解読し、各電池モジュール１２の電圧値や温度の測定、バランシングなど、制御装置４０からの指令に応じた処理を実行する。そして、得られた測定結果等と共に、通信信号を送信端子Ｔｘから下流側の監視装置２０の受信端子Ｒｘへ出力する。これにより、上流側の監視装置２０から下流側の監視装置２０へ、通信順序に応じて通信信号が伝送される。

【0023】

下流側の監視装置２０は、上流側の監視装置２０からの通信信号を受信すると、上流側の監視装置２０と同様に、その通信信号の内容を解読し、各電池モジュール１２の電圧値や温度の測定、バランシングなど、制御装置４０からの指令に応じた処理を実行する。そして、得られた測定結果等と共に、通信信号を送信端子Ｔｘから絶縁素子５０を介して通信変換装置３０の受信端子Ｒｘへ出力する。

【0024】

通信変換装置３０は、下流側の監視装置２０から通信信号を受信すると、その通信信号を元の符号化方式、すなわち第１符号化方式に従って再変換する。そして、制御装置４０からの指令によって変換後の通信信号はデータ出力端子ＤＯＵＴから制御装置４０のデータ入力端子ＤＩＮへ出力される。

【0025】

以上のようにして、制御装置４０と各監視装置２０との間で通信信号が入出力されることにより、電池システム１０の監視が行われる。なお、錯綜を回避するために、以下では、監視装置２０による測定対象とする物理量として、電池モジュール１２の電圧値のみを適用した場合について説明する。

【0026】

図２は、本実施形態に係る監視装置２０の構成の一例を示すブロック図である。なお、本実施形態に係る上流側及び下流側の各監視装置２０は、共に同様の構成とされている。各監視装置２０は、処理部２２、変換部２４、受信部２６及び送信部２８を備えている。また、本実施形態に係る処理部２２は、選択スイッチ２２Ａ、制御部２２Ｂ、レベルシフタ２２Ｃ、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器２２Ｄ及び記憶部２２Ｅを備えている。

【0027】

本実施形態に係る受信部２６は、受信端子Ｒｘに接続されており、外部装置（本実施形態では、通信変換装置３０または前段の監視装置２０）から送信された通信信号を受信する。また、本実施形態に係る送信部２８は、送信端子Ｔｘに接続されており、外部装置（本実施形態では、次段の監視装置２０または通信変換装置３０）に対して通信信号を送信する。

【0028】

本実施形態に係る変換部２４は、通信変換装置３０から受信した読み出し命令等の通信信号を第１符号化方式による通信信号に変換する一方、当該読み出し命令等に応じた電池モジュール１２の電圧値等を示す通信信号を第２符号化方式で符号化された通信信号に変換する。

【0029】

一方、処理部２２の選択スイッチ２２Ａは、制御装置４０から受信される通信信号に応じて、自己の監視対象とする電池モジュール１２のうちの１つを選択し、選択した電池モジュール１２の正極及び負極の各々の電圧を出力する。レベルシフタ２２Ｃは、選択スイッチ２２Ａによって選択された電池モジュール１２の正極電位と負極電位との差分である電圧を、グランド電位を基準としたレベルで出力する。Ａ／Ｄ変換器２２Ｄは、レベルシフタ２２Ｃから出力された電圧に応じたデジタル値を出力する。記憶部２２Ｅは、Ａ／Ｄ変換器２２Ｄから出力される電圧のデジタル値（以下、「出力電圧値」という。）を保存しておくための記憶媒体である。

【0030】

制御部２２Ｂは、変換部２４による変換処理によって得られた通信信号に含まれる命令に応じて、選択スイッチ２２Ａ、レベルシフタ２２Ｃ、Ａ／Ｄ変換器２２Ｄ及び記憶部２２Ｅを制御する。

【0031】

ところで、本実施形態に係る電池監視システム９０では、制御装置４０と通信変換装置３０との間で行う通信の方式として、ＳＰＩ通信方式を採用している。以下、図３及び図４を参照して、本実施形態に係るＳＰＩ通信方式について説明する。

【0032】

一例として図３に示すように、ＳＰＩ通信方式では、一方の装置をマスターとし、他方の装置をスレーブとして、マスター及びスレーブが４本の配線で接続される。マスターは、データ出力端子ＤＯＵＴ、データ入力端子ＤＩＮ、クロック端子ＣＬＫ及び選択信号出力端子ＳＳの４つの端子を備えている。また、スレーブは、データ入力端子ＤＩＮ、データ出力端子ＤＯＵＴ、クロック端子ＣＬＫ及び選択信号入力端子ＣＳの４つの端子を備えている。そして、マスターのデータ出力端子ＤＯＵＴとスレーブのデータ入力端子ＤＩＮとが接続され、マスターのデータ入力端子ＤＩＮとスレーブのデータ出力端子ＤＯＵＴとが接続される。また、マスター及びスレーブのクロック端子ＣＬＫ同士が接続され、マスターの選択信号出力端子ＳＳとスレーブの選択信号入力端子ＣＳとが接続される。

【0033】

マスターのデータ入力端子ＤＩＮとデータ出力端子ＤＯＵＴとの間にはシフトレジスタ４２が介在されており、スレーブのデータ入力端子ＤＩＮとデータ出力端子ＤＯＵＴとの間にもシフトレジスタ３２が介在されている。そして、マスターにはクロック発生器４４が内蔵されており、マスターのシフトレジスタ４２及びスレーブのシフトレジスタ３２は、共にマスターのクロック発生器４４によって発生された第１クロック信号ＣＬＫ１に同期して作動する。

【0034】

以上の構成とされたマスター及びスレーブにおいて、マスターのシフトレジスタ４２に格納されたデータと、スレーブのシフトレジスタ３２に格納されたデータとが、第１クロック信号ＣＬＫ１に同期して入れ替わる。より具体的には、例えば、通信モードとしてＳＰＩ通信方式のモード０を適用した場合、一例として図４に示すように、スレーブでは、マスターから受信している第１クロック信号ＣＬＫ１の立ち上がりエッジで、マスターからデータ入力端子ＤＩＮを介して受信したデータがシフトレジスタ３２にラッチされ、第１クロック信号ＣＬＫ１の立ち下がりエッジで、シフトレジスタ３２のデータがシフトされて当該データのＭＳＢ（Most Significant Bit）から順にデータ出力端子ＤＯＵＴからマスターに送信される。同様に、マスターでは、第１クロック信号ＣＬＫ１の立ち上がりエッジで、スレーブからデータ入力端子ＤＩＮを介して受信したデータがシフトレジスタ４２にラッチされ、第１クロック信号ＣＬＫ１の立ち下がりエッジで、シフトレジスタ４２のデータがシフトされて当該データのＭＳＢから順にデータ出力端子ＤＯＵＴからスレーブに送信される。

【0035】

本実施形態に係る電池監視システム９０では、マスターを制御装置４０とし、スレーブを通信変換装置３０として、ＳＰＩ通信方式を適用している。

【0036】

次に、図５及び図６を参照して、制御装置４０により、監視装置２０によって測定された物理量（本実施形態では、電池モジュール１２の電圧値）を読み出す場合における、本実施形態に係る電池監視システム９０の作用を説明する。なお、錯綜を回避するために、ここでは、各監視装置２０が、上記物理量の測定開始を指示する測定開始命令を示す通信信号を既に受信しており、各監視装置２０ともに連続的に測定された電圧値が記憶部２２Ｅに記憶（更新）されている場合について説明する。また、ここでは、錯綜を回避するために、制御装置４０が、上記読み出し命令として、上流側の監視装置２０及び下流側の監視装置２０の双方の監視装置２０に対して、測定している物理量を読み出す読み出し命令を送信する場合について説明する。

【0037】

一例として図５に示すように、監視装置２０によって測定された物理量を監視装置２０から読み出す場合、制御装置４０は、上述したように、監視装置２０から上記物理量を読み出す読み出し命令を第１符号化方式（本実施形態では、ＮＲＺ符号化方式）で符号化された通信信号として、ＳＰＩ通信方式により第１クロック信号ＣＬＫ１に同期させて通信変換装置３０に、第１クロック信号ＣＬＫ１と共に送信する。そして、制御装置４０は、読み出し命令を示す通信信号の通信変換装置３０への送信が終了した後に第１クロック信号ＣＬＫ１の送信を一旦停止し、当該読み出し命令に応じた物理量を通信変換装置３０から読み取るために第１クロック信号ＣＬＫ１の送信を再開する。

【0038】

通信変換装置３０では、データ入力端子ＤＩＮを介して通信信号を受信し、受信した通信信号を第２符号化方式（本実施形態では、マンチェスター符号化方式）で符号化された通信信号に変換して、上流側の監視装置２０に送信端子Ｔｘを介して送信する。

【0039】

上流側の監視装置２０では、受信端子Ｒｘを介して通信信号を受信部２６によって受信し、変換部２４により、受信した通信信号を第１符号化方式による読み出し命令に変換する。この変換部２４の変換により、第１クロック信号ＣＬＫ１が再現（復調）される。そして、上流側の監視装置２０では、制御部２２Ｂにより、変換部２４による変換によって得られた読み出し命令に応じた物理量を記憶部２２Ｅから読み出し、当該物理量を示す通信信号を変換部２４に送信する。変換部２４では、制御部２２Ｂから受信した通信信号を第２符号化方式で符号化された通信信号に変換して送信部２８に出力する。送信部２８では、変換部２４から入力した通信信号を送信端子Ｔｘから下流側の監視装置２０の受信端子Ｒｘに送信する。

【0040】

下流側の監視装置２０でも、上流側の監視装置２０と同様に、受信端子Ｒｘを介して通信信号を受信部２６によって受信し、変換部２４により、受信した通信信号を第１符号化方式による読み出し命令に変換する。この変換部２４の変換により、第１クロック信号ＣＬＫ１が再現される。そして、下流側の監視装置２０でも、制御部２２Ｂにより、変換部２４による変換によって得られた読み出し命令に応じた物理量を記憶部２２Ｅから読み出し、当該物理量を示す通信信号を変換部２４に送信する。変換部２４では、制御部２２Ｂから受信した通信信号を第２符号化方式で符号化された通信信号に変換して送信部２８に出力する。送信部２８では、変換部２４から入力した通信信号を送信端子Ｔｘから通信変換装置３０の受信端子Ｒｘに送信する。なお、監視装置２０は、前段の監視装置２０から受信した通信信号に物理量等を示す情報が含まれる場合には、当該情報も含めて通信信号を送信する。

【0041】

ここで、各監視装置２０において、変換部２４により再現された第１クロック信号ＣＬＫ１は、受信端子Ｒｘに接続されている絶縁素子５０や、変換部２４による変換処理等によって、制御装置４０で生成されている第１クロック信号ＣＬＫ１より遅延したものとなる。以下、便宜上、監視装置２０で再現されたクロック信号を「第２クロック信号ＣＬＫ２」といい、図５及び図６では、第２クロック信号ＣＬＫ２と表記する。

【0042】

従って、下流側の監視装置２０から第２クロック信号ＣＬＫ２に同期して上記物理量を示す通信信号を通信変換装置３０に送信する場合には、一例として図５に示すように、物理量を示す通信信号に遅延が生じてしまう。さらには、通信変換装置３０においてもシフトレジスタ３２とデータ出力端子ＤＯＵＴとの間に図示しないバッファ・メモリが介在されているため、制御装置４０が読み出し対象とする物理量を読み出す際には、想定している第１クロック信号ＣＬＫ１による読み出し開始のタイミングより遅延したタイミングとなってしまう。なお、この遅延は、監視装置２０の数が増加するほど大きくなることは、言うまでもない。

【0043】

そこで、本実施形態に係る監視装置２０では、一例として図６に示すように、制御部２２Ｂにより、通信信号の受信を終了した時点から所定期間の間に、第２クロック信号ＣＬＫ２の生成を開始する制御を行う。そして、制御部２２Ｂは、変換部２４によって変換された通信信号を、第２クロック信号ＣＬＫ２に同期させて通信変換装置３０に送信する制御を行う。

【0044】

この監視装置２０の制御により、制御装置４０による上記物理量の読み出し開始のタイミングに、通信変換装置３０への上記物理量の送信を間に合わせることができる。なお、本実施形態では、上記所定期間として、通信信号の受信を終了した時点から、第１クロック信号ＣＬＫ１の１周期分の期間を適用しているが、これに限るものではない。例えば、第１クロック信号ＣＬＫ１の２周期分の期間等、制御装置４０において生成されている第１クロック信号ＣＬＫ１の次のクロックパルスがアクティブとなる時点までの期間、すなわち、制御装置４０によって上記物理量の読み出しが開始されるまでの期間であれば、上記所定期間として適用することができる。

【0045】

以上説明したように、本実施形態によれば、監視装置２０が、通信変換装置３０から受信した通信信号を第１符号化方式による読み出し命令に変換し、かつ、当該読み出し命令に応じた物理量を示す通信信号を第２符号化方式で符号化された通信信号に変換する変換部２４と、通信変換装置３０から通信信号の受信を終了した時点から所定期間の間に、上記物理量を示す通信信号を通信変換装置３０に送信するための第２クロック信号ＣＬＫ２の生成を開始する制御を行い、かつ、変換部２４によって変換された上記物理量を示す通信信号を、第２クロック信号ＣＬＫ２に同期させて通信変換装置３０に送信する制御を行う制御部２２Ｂと、を備えている。従って、電池の監視に用いる物理量を監視装置から読み出す際の遅延時間を抑制することができる。

【0046】

また、本実施形態によれば、上記所定期間を、通信変換装置３０から通信信号の受信を終了した時点から第１クロック信号ＣＬＫ１の次のクロックパルスがアクティブとなる時点までの期間としている。従って、確実に、制御装置４０による上記物理量の読み出しタイミングに間に合わせることができる。

【0047】

また、本実施形態によれば、上記物理量を、電池の出力電圧値としている。従って、当該出力電圧値を監視装置から読み出す際の遅延時間を抑制することができる。

【0048】

さらに、本実施形態によれば、第１符号化方式を、第２符号化方式に比較して直流成分が多い符号化方式とし、第２符号化方式を、第１符号化方式に比較して交流成分が多い符号化方式としている。従って、制御装置と監視装置との間の通信を安定化させることができる。

【0049】

なお、上記実施形態では、監視装置２０による監視対象とする物理量として電池モジュール１２の出力電圧値を適用した場合について説明したが、これに限定されない。例えば、電池モジュール１２の温度を、監視装置２０の監視対象とする物理量とする形態としてもよい。

【0050】

また、上記実施形態では、監視対象とする電池として、複数の電池セルが直列接続されて構成された電池モジュール１２を適用した場合について説明したが、これに限定されない。例えば、個々の電池セルを各々監視対象として適用する形態としてもよい。

【0051】

また、上記実施形態では、制御装置４０と通信変換装置３０との間の通信方式としてＳＰＩ通信方式を適用した場合について説明したが、これに限定されない。例えば、Ｉ２Ｃ通信方式等を適用する形態としてもよい。

【0052】

また、上記実施形態では、ＳＰＩ通信方式におけるモード０を適用した場合について説明したが、これに限定されない。例えば、ＳＰＩ通信方式における他のモードを適用する形態としてもよい。

【0053】

また、上記実施形態では、監視装置２０を２つ用いた場合について説明したが、これに限定されない。例えば、監視装置２０を１つのみ用いる形態としてもよく、監視装置２０を３つ以上用いる形態としてもよい。

【0054】

更に、上記実施形態では、第１符号化方式としてＮＲＺ符号化方式を適用し、第２符号化方式としてマンチェスター符号化方式を適用した場合について説明したが、これに限定されない。例えば、第１符号化方式としてＲＺ（Return to Zero）符号化方式を適用し、第２符号化方式としてＡＭＩ符号化方式（Alternate Mark Inversion code）を適用する形態としてもよい。

【符号の説明】

【0055】

１０ 電池システム
１２ 電池モジュール
２０ 監視装置
２２ 処理部
２２Ａ 選択スイッチ
２２Ｂ 制御部
２２Ｃ レベルシフタ
２２Ｄ Ａ／Ｄ変換器
２２Ｅ 記憶部
２４ 変換部
２６ 受信部
２８ 送信部
３０ 通信変換装置
３２ シフトレジスタ
４０ 制御装置
４２ シフトレジスタ
４４ クロック発生器
９０ 電池監視システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】