特許 7663477 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】2025-04-08

(45)【発行日】2025-04-16

(54)【発明の名称】電池監視システム

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/396 20190101AFI20250409BHJP

   G08C 15/06 20060101ALI20250409BHJP

   H01M 10/42 20060101ALI20250409BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20250409BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20250409BHJP

   G01R 31/3835 20190101ALI20250409BHJP

【ＦＩ】

G01R31/396

G08C15/06 H

H01M10/42 P

H01M10/48 P

H02J7/00 Y

G01R31/3835

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021173211

(22)【出願日】2021-10-22

(65)【公開番号】P2023062989

(43)【公開日】2023-05-09

【審査請求日】2024-04-10

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】520124752

【氏名又は名称】株式会社ミライズテクノロジーズ

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】谷口 壮耶

(72)【発明者】

【氏名】古田 善一

(72)【発明者】

【氏名】松川 和生

(72)【発明者】

【氏名】宇田川 善行

【審査官】青木 洋平

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／０４４８５４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００４－２８２４４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０５３５７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／００８６４７５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０２１９７２３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ ３１／３６－３１／３９６

Ｇ０８Ｃ １５／０６

Ｈ０１Ｍ １０／４２

Ｈ０１Ｍ １０／４８

Ｈ０２Ｊ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の電池の電池状態を監視する電池監視システム（１００）であって、
電池監視ＥＣＵ（１０）と、
複数の電池監視装置（３０）と、を備え、
前記電池監視ＥＣＵと複数の前記電池監視装置とは、リング接続、デイジーチェーン接続、マルチドロップ接続のいずれかの接続形態で接続されており、かつ前記複数の電池監視装置（３０）の各々は一の電池監視装置が他の一の電池監視装置と前段・後段の関係になるように接続されており、
前記電池監視ＥＣＵは、
第１クロック信号を生成するクロック生成部（１２）と、
前記電池監視装置の少なくとも一つに、前記第１クロック信号と、前記電池の監視に関する指示とを出力し、前記電池監視装置の少なくとも一つから前記指示の結果を受け取る送受信部（１６）と、を備え、
前記電池監視装置は、
前記前段に相当する前記電池監視ＥＣＵまたは前記他の一の電池監視装置からの信号を受け取る受信部（４２）と、
自身の動作の基準となる第２クロック信号を生成する第２クロック生成部（５０）と、
前記第２クロック信号の周波数を補正する周波数補正部と、
前記第２クロック信号を用いて前記電池を監視する電池監視部（５４）と、
前記受信部を介して前段に相当する前記電池監視ＥＣＵまたは前記他の一の電池監視装置から受信した信号に含まれる前記電池の監視に関する指示が前記第２クロック信号の補正の指示である場合には、前記周波数補正部に前記第２クロック信号の周波数を前記第１クロック信号の周波数に同期するよう補正させ、補正後の第２クロック信号を用いて前記電池監視部に前記監視を行なわせる制御部（４８）と、
前記電池の監視結果を含む信号を出力する送信部（４４）と、
前記第２クロック信号の補正の指示があった場合には、前段から送られた信号を後段に出力し、それ以外では前記電池の監視結果を含む信号を後段に出力するように切り替えを行なう切替部（４６）と、
を備える、
電池監視システム。

【請求項2】

請求項１に記載の電池監視システムであって、
前記電池監視装置の前記切替部は、前記電池監視ＥＣＵからの指示を受け、前段から送られた信号を後段に出力する状態に回路構成を切り替える、もしくは、当段で生成された前記監視結果を含む信号を後段に出力する状態に回路構成を切り替える、電池監視システム。

【請求項3】

請求項１に記載の電池監視システムであって、
前記切替部は、前記電池監視ＥＣＵからの前記第２クロック信号の周波数の補の指示を受け、前記補正の指示を受けている期間については、前段から送られた信号を後段に出力する状態に回路構成を切り替え、前記期間以外は、当段で生成された前記電池の監視結果を含む信号を後段に出力する状態に回路構成を切り替える、電池監視システム。

【請求項4】

請求項２または請求項３に記載の電池監視システムであって、
前記周波数補正部は、前段から受信した前記第１クロック信号と前記第２クロック信号の周波数のズレを検知し、前記第２クロック信号の周波数を補正する、電池監視システム。

【請求項5】

請求項４に記載の電池監視システムであって、
前記周波数補正部は、前段から受信した信号と前記第２クロック信号のカウント差を用いるカウンタ方式、位相ロックループ方式、遅延ロックループ方式のいずれかの方式により前記第１クロック信号と前記第２クロック信号の周波数のズレを検知する、電池監視システム。

【請求項6】

請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電池監視システムであって、
前記切替部は、前記受信部より前段側、かつ、前記送信部より後段に設けられている、電池監視システム。

【請求項7】

請求項１に記載の電池監視システムであって、
前記送受信部は、前記第１クロック信号の信号レベルを、前記電池監視装置を通過することによる減衰の大きさと前記前段・後段の組み合わせの数とに基づき、最後段の前記電池監視装置においても検出可能な信号レベルとなる大きさとして出力する、電池監視システム。

【請求項8】

請求項１に記載の電池監視システムであって、
前記送受信部は、前記第１クロック信号のパルス幅を、前記電池監視装置を通過することによるパルス幅が狭くなる程度と前記前段・後段の組み合わせの数とに基づき、最後段の前記電池監視装置においても検出可能なパルス幅以上となるパルス幅で出力する、電池監視システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電池監視システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、二次電池を利用した車両や飛行体のような移動体が増加している。二次電池の電気的特性を測定することによって、二次電池の残量(State of Charge: SOC)を始めとする電池内部の状態を取得する電池監視システム(Battery Management System: BMS)の需要が高まっている。特許文献１には、複数の電池監視ＩＣによって複数の電池を監視し、それら複数の電池監視ＩＣをデイジーチェーン接続した電池監視システムが開示されている。こうした電池監視システムでは、全体の制御を司る電池監視ＥＣＵが設けられ、電池監視ＥＣＵから、初段の電池監視装置に、指示等が出力されると、デイジーチェーン接続された複数の電池監視装置の各々は、前段から受け取った情報に、自身のデータ等を加えて、後段に向けて送り出す。最終段の電池監視装置は、全ての情報を、電池監視ＥＣＵに出力する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－５３５７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、電池監視装置のそれぞれは、発振器を備え、その発振周波数を用いて動作しているので、複数の電池監視装置をデイジーチェーン接続して、電池監視装置から動作タイミングに関する高精度なデータを転送しようとすると、精度が維持できない場合があり得た。例えば、各電池監視装置で、交流インピーダンス計測などを行なうケースでは、個々の電池監視装置が計測に用いる周波数の精度を高めるために、電池監視ＥＣＵが備える高精度の発振器を利用して、精密なタイミングデータを、電池監視装置に出力することが想定される。この場合、各電池監視装置が、デイジーチェーン接続により、電池監視ＥＣＵから受け取ったタイミングデータを後段の電池監視装置に送っていくと、各電池監視装置の受信・送信動作に伴う誤差が重畳され、後段に行くほど、タイミングデータには誤差が累積されてしまうという問題があった。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

【0006】

本開示の一形態によれば、複数の電池の電池状態を監視する電池監視システム（１００）が提供される。この電池監視システムは、電池監視ＥＣＵ（１０）と、複数の電池監視装置（３０）と、を備え、前記電池監視ＥＣＵと複数の前記電池監視装置とは、リング接続、デイジーチェーン接続、マルチドロップ接続のいずれかの接続形態で接続されており、かつ前記複数の電池監視装置（３０）の各々は一の電池監視装置が他の一の電池監視装置と前段・後段の関係になるように接続されており、前記電池監視ＥＣＵは、第１クロック信号を生成するクロック生成部（１２）と、前記電池監視装置の少なくとも一つに、前記第１クロック信号と、前記電池の監視に関する指示とを出力し、前記電池監視装置の少なくとも一つから前記指示の結果を受け取る送受信部（１６）と、を備え、前記電池監視装置は、前記前段に相当する前記電池監視ＥＣＵまたは前記他の一の電池監視装置からの信号を受け取る受信部（４２）と、自身の動作の基準となる第２クロック信号を生成する第２クロック生成部（５０）と、前記第２クロック信号の周波数を補正する周波数補正部と、前記第２クロック信号を用いて前記電池を監視する電池監視部（５４）と、前記受信部を介して前段に相当する前記電池監視ＥＣＵまたは前記他の一の電池監視装置から受信した信号に前記第２クロックの補正の指示が含まれる場合には、前記周波数補正部に前記第２クロック信号の周波数を前記第１クロック信号の周波数に同期するよう補正させ、補正後の第２クロックを用いて前記電池監視部に前記監視を行なわせる制御部（４８）と、前記電池の監視結果を含む信号を出力する送信部（４４）と、前記電池監視ＥＣＵからの指示を受けて、前段から送られた信号を後段に出力するか、前記電池の監視結果を含む信号を後段に出力するかの切り替えを行なう切替部（４６）と、を備える。この形態の電池監視システムによれば、周波数誤差が蓄積されなくできる。その結果、複数の電池監視装置を備える電池監視システムは、低コストで複数の電池監視装置間の発振周波数を同期できる。

【0007】

本開示は、種々の形態で実現することも可能である。例えば、電池監視方法等の形態で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態の電池監視システムの概略構成図である。

【図2】切替部の構成を示す説明図である。

【図3】 電池監視システムの制御部が実行する処理フローチャートである。

【図4】 電池監視装置の制御部が実行する処理フローチャートである。

【図5】測定モードにおける電池監視ＥＣＵの送信信号と、各電池監視装置の受信信号、送信信号の周期（１／周波数）を示す説明図である。

【図6】第２実施形態の電池監視システムの概略構成図である。

【図7】第３実施形態の電池監視システムの概略構成図である。

【図8】第４実施形態の電池監視システムの概略構成図である。

【図9】第５実施形態における補正モードの電池監視ＥＣＵが送信する第１重畳信号と、各電池監視装置が受信し、送信する第１重畳信号を示す説明図である。

【図10】第６実施形態における補正モードの電池監視ＥＣＵが送信する第１重畳信号と、各電池監視装置が受信し、送信する第１重畳信号を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

・第１実施形態：
・・電池監視システム１００の構成：
図１に示すように、電池監視システム１００は、電池監視ＥＣＵ１０と、複数個（本実施形態ではｍ個、ｍは２以上の整数）の電池監視装置３０と、を備える。各段の電池監視装置３０は、各段の電池組ＣＳｘ（ｘは１からｍのいずれか）に含まれるｎ個（ｎは１以上の整数）の二次電池（以下「電池」と呼ぶ。）の状態を監視する。したがって、電池監視システム１００は、複数（本実施形態では、ｍ×ｎ個）の電池Ｃ１１からＣｍｎの電池状態を監視する。なお、本実施形態では、各段の電池監視装置３０が監視する電池の数は、ｎ個と同数であるが、各段の電池監視装置３０が監視する電池の数は、異なっていてもよい。

【0010】

電池監視ＥＣＵ１０は、２つの接続部１８、２０を備えており、各々の電池監視装置３０は、それぞれ２つの接続部３４、３６を備えている。電池監視ＥＣＵ１０と、複数の電池監視装置３０とは、リング接続されている。すなわち、電池監視ＥＣＵ１０の一方の接続部１８は、伝送路２２により１段目の電池監視装置３０の一方の接続部３４と接続されている。１段目の電池監視装置３０の他方の接続部３６は、伝送路２４により２段目の電池監視装置３０の一方の接続部３４と接続されている。２段目の電池監視装置３０の他方の接続部３４は、伝送路２５により３段目の電池監視装置３０の一方の接続部３４と接続されている。以下、最終段まで、前段の他方の接続部３６は、当段の一方の接続部３４と伝送路により接続されている。最終段であるｍ段目の電池監視装置３０の他方の接続部３６は、伝送路２６により電池監視ＥＣＵ１０の他方の接続部２０と接続されている。このように、電池監視ＥＣＵ１０と、複数の電池監視装置３０とは、１つのリングを形成するように、接続されている。

【0011】

詳細については後述するが、電池監視ＥＣＵ１０は、自己が発生する第１クロック信号を基に動作し、電池監視装置３０は、自己が発生する第２クロック信号を基に動作する。電池監視装置３０は、電池監視ＥＣＵ１０の指示によって切り替えられる補正モードと測定モードの２つの動作モードを有している。補正モードは、第２クロック信号を補正して第１クロック信号に同期させる処理を行う動作モードであり、測定モードは、第２クロック信号を用いて電池の状態を取得する処理を行う動作モードである。

【0012】

補正モードでは、電池監視装置３０は、リング接続の前段から第１重畳信号を受信する。第１重畳信号とは、第１クロック信号にクロック周波数情報と電池監視情報とが重畳された信号である。電池監視装置３０は、第１重畳信号から第１クロック信号と同じ周波数の参照クロック信号を生成する。電池監視装置３０は、自己が発生する第２クロック信号の周波数が参照クロック信号の周波数と同じになるように、第２クロック信号を、参照クロック信号に同期させる。この結果、第２クロック信号は、第１クロック信号に同期される。また、補正モードでは、電池監視装置３０は、前段から受信した第１重畳信号をそのまま後段に送信する。

【0013】

一方、測定モードでは、各段の電池監視装置３０は、自己が発生させた第２クロック信号を用い、自己の電池監視装置３０に接続されている電池組のｎ個の電池の残量（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ：ＳＯＣ）を始めとする電池の状態を取得する。電池監視装置３０は、第２クロック信号に、１段目から前段までの測定結果と、当段の電池の 状態の測定結果を重畳した第２重畳信号を生成し、後段に送信する。

【0014】

以下、電池監視ＥＣＵ１０と電池監視装置３０の構成について説明する。
電池監視ＥＣＵ１０は、第１クロック生成部１２と、制御部１４と、送受信部１６と、上述した接続部１８、２０を備える。第１クロック生成部１２は、電池監視ＥＣＵ１０の動作の基となる第１クロック信号を生成する。第１クロック生成部１２は、水晶発振器を用いて、高精度なクロック信号である第１クロック信号を生成する。第１クロック生成部１２は、水晶発振器以外の発振器、例えば、シリコンＭＥＭＳ発振器を用いてもよい。また、第１クロック生成部１２は、ＧＮＳＳ衛星からＧＮＳＳ基準周波数発生器が発生させる信号を受信して、第１クロック信号を生成してもよい。

【0015】

制御部１４は、第１クロック信号に、クロック周波数情報と電池監視情報とを重畳させた第１重畳信号を生成し、送受信部１６に送る。クロック周波数情報は、第１クロック信号の周波数を示す情報である。電池監視情報は、電池監視装置３０が監視すべき電池を特定する情報や、電池監視装置３０を第２クロック信号の周波数の補正を実行する補正モードに移行させるか、電池監視装置３０に電池を監視させる測定モードに移行させるかを指示するモード切替指示を含む。電池監視情報における監視すべき電池の特定する情報は、どの電池を監視すべきかを示す。監視すべき電池は、特定の組の特定の１個の電池でもよく、特定の組の特定の複数の電池でもよく、特定の組の全部の電池でもよく、全ての組の全ての電池でもよい。

【0016】

第１クロック信号へのクロック周波数情報と電池監視情報の重畳は、例えば、マンチェスタ符号を用いた位相符号化により行われる。電池監視情報の重畳は、マンチェスタ符号を用いた位相符号化以外の方法、例えば、位相変調（Ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ）により行われてもよい。

【0017】

送受信部１６は、電池監視装置３０の少なくとも一つに、電池の監視に関する指示を出力し、電池監視装置３０の少なくとも一つから指示の結果を受け取る。送受信部１６は、第１重畳信号から差動信号を生成し、接続部１８を介して伝送路２２に送信する。差動信号とは、一つの信号を、互いに逆位相の2つの信号とした信号である。電池監視ＥＣＵ１０と電池監視装置３０とを接続する伝送路２２、２６、電池監視装置３０と電池監視装置とを接続する伝送路２４、２５、・・・は、それぞれ２本の信号線を有している。送受信部１６は、伝送路２２の２本の信号線の一方の信号線に元の信号を、他方の信号線に、一方の信号線の信号にＨとＬが逆転した逆位相の信号を送る。接続部１８は、コンデンサを有しており、送受信部１６と伝送路２２とをコンデンサを介して接続している。そのため、接続部１８は、信号の直流成分を伝送させず、交流成分のみを伝送させる。

【0018】

送受信部１６は、また、最終段の電池監視装置３０から伝送路２６、接続部２０を介して、電池監視結果が重畳された第２重畳信号の作動信号を受信し、第２重畳信号を復元する。電池監視結果は、各電池監視装置３０が電池監視ＥＣＵ１０から受け取った電池監視情報により、電池の監視処理を実行した結果であり、監視した電池を特定する情報と、監視した電池の状態の測定結果を含んでいる。接続部２０は、接続部１８と同様に、コンデンサを有しており、伝送路２６と送受信部１６とをコンデンサを介して接続している。接続部２０は、信号の直流成分を伝送させず、交流成分のみを伝送させる。なお、接続部１８、２０は、コンデンサの他、トランスにより構成されていていてもよい。

【0019】

電池監視装置３０は、電池監視ＩＣ４０と、フィルタ６０と、を備える。電池監視ＩＣ４０は、受信部４２と、送信部４４と、切替部４６と、制御部４８と、第２クロック生成部５０と、周波数補正部５２と、電池監視部５４と、上述した接続部３４、３６と、を備える。接続部３４には受信部４２が接続され、接続部３６には送信部４４が接続されている。受信部４２と送信部４４は、切替部４６に接続され、切替部４６には、制御部４８が接続されている。制御部４８には、第２クロック生成部５０と、周波数補正部５２と、電池監視部５４が接続されている。電池監視部５４は、フィルタ６０を介して電池に接続されている。

【0020】

１段目の電池監視装置３０の受信部４２は、接続部３４、伝送路２２、接続部１８を介して電池監視ＥＣＵ１０の送受信部１６に接続されている。２段目からｍ段目までの電池監視装置３０の受信部４２は、それぞれ、接続部３４、伝送路２４、２５・・・、接続部３６を介して、前段の電池監視装置３０の送信部４４に接続されている。ｍ段目の電池監視装置３０の送信部４４は、接続部３６、伝送路２６、接続部２０を介して、電池監視ＥＣＵ１０の送受信部１６に接続されている。

【0021】

受信部４２は、前段の装置から作動信号を受信し、重畳信号を復元する。ここで、前段の装置は、制御部４８が１段目の電池監視装置３０の制御部４８であれば電池監視ＥＣＵ１０であり、制御部４８が２段目からｍ段目の電池監視装置３０の制御部４８であれば電池監視装置３０である。送信部４４は重畳信号から作動信号を生成し、後段の装置に送信する。ここで、後段の装置は、制御部４８が１段目からｍ－１段目の電池監視装置３０の制御部４８であれば電池監視装置３０であり、制御部４８がｍ段目の電池監視装置３０の制御部４８であれば電池監視ＥＣＵ１０である。

【0022】

制御部４８は、受信部４２が受信した重畳信号から、参照クロック信号を生成するとともに、クロック周波数情報と、電池監視情報とを復号する。重畳信号は、第１重畳信号または第２重畳信号のいずれかである。第１重畳信号は、上述したように、電池監視ＥＣＵ１０が、第１クロック信号に、第１クロック信号のクロック周波数情報と、電池監視情報とを重畳させた重畳信号である。一方、第２重畳信号は、後述するが、前段の電池監視装置３０が第２クロック信号に、第２クロック信号のクロック周波数情報と、電池監視情報と、電池監視結果とを重畳させた重畳信号である。重畳信号が第１重畳信号になるか、第２重畳信号になるかは、電池監視装置３０の位置、及び、前段の電池監視装置３０の動作モードによる。電池監視装置３０の動作モードが、補正モードと測定モードのいずれかは、電池監視ＥＣＵ１０が指示する。この動作モードの切替については、後述する。

【0023】

１段目の電池監視装置３０では、受信する重畳信号は、動作モードに関わらず第１重畳信号である。２段目からｍ段目の電池監視装置３０では、受信する重畳信号は、前段の電池監視装置３０が補正モードの時は、第１重畳信号であり、前段の電池監視装置３０が測定モードの時は、第２重畳信号である。制御部４８は、重畳信号に重畳された電池監視情報のモード切替指示にしたがって、電池監視装置３０の動作モードを、補正モードあるいは測定モードに移行させる。補正モードでは、制御部４８は、前段から受信した第１重畳信号を後段に送信する。一方、測定モードでは、制御部４８は、クロック周波数情報と、電池監視情報と、電池監視結果とを第２クロック信号に重畳させた第２重畳信号を生成し、送信部５４を介して生成した第２重畳信号を後段に送信する。

【0024】

参照クロック信号は、受信した重畳信号から重畳前のクロック信号を復元したものである。したがって、１段目の電池監視装置３０では、参照クロック信号の周波数は、第１クロック信号と同じであり、２段目からｍ段目の電池監視装置３０では、参照クロック信号の周波数は、前段の電池監視装置３０が補正モードの時は、第１クロック信号の周波数と同じとなり、前段の電池監視装置３０が測定モードの時は、前段の第２クロック信号の周波数と同じとなる。

【0025】

第２クロック生成部５０は、自身の電池監視装置３０の動作の基準となる第２クロック信号を発生させる。第２クロック生成部５０は、第１クロック生成部１２に用いられる水晶発振器に比べ簡易なＬＣ発振器を用いて構成されている。そのため、第２クロック信号は、第１クロック信号と比較すれば低精度のクロック信号となる。第２クロック生成部５０は、ＬＣ発振器を用いるので、後述する周波数補正部５２からの指示により、ＬＣ発振器を構成するコンデンサの容量、あるいは、インダクタを構成するインダクタンスを変更することで、発振周波数を変更・補正できる。

【0026】

制御部４８は、前段から受信した重畳信号を復号した電池監視情報信号のモード切替指示に従って、当段の電圧測定装置３０を補正モードに移行し、あるいは、測定モードに移行する。

【0027】

補正モードでは、制御部４８は、周波数補正部５２に、第２クロック生成部５０が生成する第２クロック信号の周波数が参照クロック信号、ひいては第１クロック信号の周波数と一致するように、第２クロック生成部５０が発生させる第２クロック信号を補正させる補正指示を送る。制御部４８から補正指示を受けると、周波数補正部５２は、前段から受信した信号と第２クロック信号の周波数のズレを検知し、第２クロック生成部５０に対し、発生させる第２クロック信号の発振周波数を補正させる。周波数補正部５２は、第２クロック信号を補正する際の補正方式として、制御部４８が重畳信号から生成した参照クロック信号と、第２クロック生成部５０が生成した第２クロック信号とのカウント差を用いるカウンタ方式を用いる。周波数補正部５２は、カウンタ差がゼロとなるように第２クロック生成部５０の発振周波数を補正させる。また、補正モードでは、制御部４８は、切替部４６に対し、前段から受信した重畳信号を後段に伝送するように通信経路を切り替えさせる。

【0028】

測定モード時には、制御部４８は、電池監視部５４に対し、電池監視情報により指定された電池を監視させ、電池の状態の測定結果を取得する。電池監視部５４は、電池の状態を、第２クロック信号を用いた交流インピーダンス法により取得する。なお、制御部４８は、電池監視部５４に対し、常時、電池の状態を監視させておき、電池監視情報に、指定された電池があった場合に、電池監視部５４から当該電池の状態の測定結果を取得してもよい。制御部４８は、クロック周波数情報と、電池監視情報と、監視した電池の状態の測定結果と、を第２クロック信号に重畳させて第２重畳信号を生成し、第２重畳信号を切替部４６に送る。制御部４８は、切替部４６に対し、生成した第２重畳信号を送信部５４に伝送するように通信経路を切り替えさせる。

【0029】

切替部４６は、受信部４２、送信部４４と、制御部４８との間に配置されている。切替部４６は、電池監視ＥＣＵ１０と複数の電池監視装置３０の間の接続形態を維持したまま送信部４４に送る信号を、前段から受信した重畳信号、すなわち、受信部４２からの信号とするか、制御部４８からの第２重畳信号とするか、を切り替える。切替部４６は、補正モードでは、送信部４４に送る信号を、前段から受信した重畳信号とする。一方、測定モードでは、送信部４４に送る信号を、制御部４８からの第２重畳信号とする。

【0030】

図２は、切替部４６の構成を示す説明図である。切替部４６は、２つの入力部ｉｎ１、ｉｎ２と、２つの出力部ｏｕｔ１、ｏｕｔ２と、セレクタ４７とを備える。入力部ｉｎ１は、受信部４２に接続され、入力部ｉｎ２と出力部ｏｕｔ１は、制御部４８に接続されている。出力部ｏｕｔ２は、送信部４４に接続されている。受信部４２から入力ｉｎ１に入力された信号は、２つに分岐し、一方は、そのまま出力部ｏｕｔ１に出力され、制御部４８に送られる。入力ｉｎ１に入力され、分岐した信号の他方は、セレクタ４７に入力される。制御部４８から入力ｉｎ２に入力された信号は、セレクタ４７に入力されている。セレクタ４７から出力された信号は、出力部ｏｕｔ２から出力され、送信部４４に送られる。切替信号Ｓｓは、制御部４８が生成し、切替部４６に入力される。例えば、切替信号Ｓｓは補正モードでは、「Ｈ」レベルであり、測定モードでは、「Ｌ」レベルである。切替信号Ｓｓが「Ｈ」レベルのとき、セレクタ４７は、入力ｉｎ１から入力された重畳信号を出力する。一方、切替信号Ｓｓが「Ｌ」レベルのとき、セレクタ４７は、制御部４８からの第２重畳信号を出力する。

【0031】

・・電池監視システム１００の動作：
図３は、電池監視システム１００の制御部１４が実行する処理フローチャートである。ステップＳ１０では、電池監視ＥＣＵ１０の制御部１４は、全ての電池監視装置３０に対し、補正モードへの移行を指示する。具体的には、電池監視ＥＣＵ１０の制御部１４は、モード切替指示として、電池監視装置３０を、第２クロック信号の周波数の補正を実行する補正モードに移行させる指示を含む電池監視情報が重畳された第１重畳信号を１段目の電池監視装置３０に伝送する。この第１重畳信号は、１段目の電池監視装置３０が補正モードに移行すると、１段目の電池監視装置３０の切替部４６は、前段からの重畳信号を後段に伝送するように、切り替えられる。その結果、第１重畳信号は、２段目の電池監視装置３０に伝送される。同様に、２段目の電池監視装置３０が補正モードに移行すると、２段目の電池監視装置３０の切替部４６は、前段からの重畳信号を後段に伝送するように、切り替えられる。その結果、第１重畳信号は、３段目の電池監視装置３０に伝送される。以下同様に、第１重畳信号は、順次、後段の電池監視装置３０に伝送される。最終段の電池監視装置３０から電池監視ＥＣＵ１０に第１重畳信号が戻ると、全ての電池監視装置３０の補正モードへの移行が完了する。

【0032】

ステップＳ２０では、制御部１４は、全ての電池監視装置３０において、第２クロック信号の周波数が第１クロック信号の周波数に同期し、補正が完了した真（Ｔ）と判断すると処理をステップＳ３０に移行する。ステップＳ２０において、制御部１４が第２クロック信号の周波数が第１クロック信号の周波数に同期せず、補正が完了していない偽（Ｆ）と判断すると、真（Ｔ）と判断されるまでステップＳ２０の処理を繰り返す。なお、第２クロック信号の周波数が第１クロック信号の周波数に同期するには、一定時間がかかる。したがって、制御部１４は、最終段の電池監視装置３０から電池監視ＥＣＵ１０に第１重畳信号が戻ってから一定時間経過するまでは、ステップＳ２０の判断を偽（Ｆ）と判断し、その後、ステップＳ２０の判断を真（Ｔ）とすればよい。

【0033】

ステップＳ３０では、制御部１４は、全ての電池監視装置３０に対し、測定モードへの移行を指示する。具体的には、電池監視ＥＣＵ１０の制御部１４は、モード切替指示として電池監視装置３０に電池を監視させる測定モードに移行させる指示を含む電池監視情報が重畳された第１重畳信号を１段目の電池監視装置３０に伝送する。１段目の電池監視装置３０が測定モードに移行すると、１段目の電池監視装置３０の制御部４８が生成した第２重畳信号が２段目の電池監視装置３０に伝送され、２段目の電池監視装置３０が測定モードに移行すると、２段目の電池監視装置３０の制御部４８が生成した第２重畳信号が２段目の電池監視装置３０に伝送されるように、順次後段の電池監視装置３０に第２重畳信号が伝送される。最終段の電池監視装置３０から電池監視ＥＣＵ１０に第２重畳信号が戻ると、全ての電池監視装置３０が測定モードに移行する。ステップＳ４０では、制御部１４は、第２重畳信号を復号して、監視した電池の状態を取得する。

【0034】

図４は、電池監視装置３０の制御部４８が実行する処理フローチャートである。ステップＳ１００では、制御部４８は、受信部４２を通して、前段の装置から重畳信号を受信する。ここで、前段の装置は、電池監視装置３０が１段目の電池監視装置の場合は、電池監視ＥＣＵ１０であり、電池監視装置３０が２段目からｍ段目の電池監視装置の場合は、電池監視装置３０である。

【0035】

ステップＳ１１０では、制御部４８は、受信した重畳信号から、参照クロック信号を生成する。また、ステップＳ１２０では、制御部４８は、重畳信号を復号して、クロック周波数情報と、電池監視装置３０を補正モードに切り替えるべきか、測定モードに切り替えるべきかのモード切替指示を取得する。なお、制御部４８は、ステップＳ１１０、Ｓ１２０のどちらを先に実行してもよい。ステップＳ１３０では、制御部４８は、モード切替指示が、電池監視装置３０を補正モードに切り替えるべき旨の指示か否かを判断する。制御部４８は、モード切替指示が、電池監視装置３０を補正モードに切り替えるべき旨の指示である真の場合（Ｔ）には、処理をステップＳ１４０に移行する。一方、モード切替指示が、電池監視装置３０を補正モードに切り替えるべき旨の指示でない偽の場合（Ｆ）には、モード切替指示が電池監視装置３０を測定モードに切り替えるべき旨の指示であり、処理をステップＳ１７０に移行する。

【0036】

ステップＳ１４０では、制御部４８は、電池監視装置３０を補正モードに移行し、切替信号Ｓｓを、「Ｈ」レベルとする。ステップＳ１５０では、制御部４８は、周波数補正部５２に対し、第２クロック生成部５０が発生させる第２クロック信号の周波数を補正させる。ステップＳ１６０では、制御部４８は、切替部４６に、前段から受信した重畳信号を後段に伝送させる。これにより、第１重畳信号が、次段の電池監視装置３０に伝送される。

【0037】

全ての電池監視装置３０の第２クロック信号が補正され、第２クロック信号の周波数が第１クロック信号の周波数と同期した場合には、電池監視ＥＣＵ１０は、電池監視装置３０を測定モードに移行させる。

【0038】

電池監視ＥＣＵ１０が電池監視装置３０を測定モードに移行させる場合の、電池監視装置３０におけるステップＳ１００～Ｓ１３０の処理は、同じである。しかし、ステップＳ１３０における判断結果が偽（Ｆ）であるため、電池監視装置３０は、処理をステップＳ１７０に移行する。

【0039】

ステップＳ１７０では、制御部４８は、電池監視装置３０を測定モードに移行し、切替信号Ｓｓを、「Ｌ」レベルとする。ステップＳ１８０では、制御部４８は、電池監視部５４に電池の状態を取得させる。ステップＳ１９０では、制御部４８は、クロック周波数情報と、電池監視装置３０を測定モードに切り替えるべき旨の指示と、電池監視情報とを、監視結果である電池の状態と、を第２クロック信号に重畳させた第２重畳信号を生成する。なお、監視結果である電池の状態は、順次付加されていく。すなわち、１段目の電池監視装置３０で生成される第２重畳信号には、第１組ＣＳ１の電池の監視結果が含まれ、２段目での電池監視装置３０で生成される第２重畳信号には、第１段Ｃｓ１と第２段ＣＳ２の電池の監視結果が含まれる。ｘ段目の電池監視装置３０で生成される第２重畳信号には、第１段Ｃｓ１からｘ段目Ｃｘ１までの電池の監視結果が含まれる。ステップＳ２００では、制御部４８は、切替部４６に、第２重畳信号を後段に伝送させる。これにより、当段までの測定結果が重畳された第２重畳信号が、次段の電池監視装置３０に伝送される。

【0040】

図５は、測定モードにおける電池監視ＥＣＵ１０の送信信号と、各電池監視装置３０の受信信号、送信信号の周期（１／周波数）を示す説明図である。電池監視装置３０の制御部４８が本実施形態における補正を実施しない場合、電池監視ＥＣＵ１０が送信する第１重畳信号（第１クロック信号）の周期をｐ０とすると、１段目の電池監視装置３０の受信部４２が受信する第１重畳信号（第１クロック信号）の周期もｐ０となる。１段目の電池監視装置３０の送信部４４が送信する第２重畳信号（第２クロック信号）の周期ｐ１は、電池監視ＥＣＵ１０の周期ｐ０に誤差 pc を加えたｐ０＋ｐｃ となる。２段目の電池監視装置３０の受信部４２が受信する第２重畳信号（第２クロック信号）の周期もｐ０＋ｐｃとなる。２段目の電池監視装置３０の送信部４４が送信する第２重畳信号（第２クロック信号）の周期ｐ２は、１段目の電池監視装置３０の周期ｐ１に誤差 pc を加えたｐ１＋ｐｃ、すなわち、ｐ０＋２ｐｃ となる。したがって、ｘ段後の周期ｐｘは、ｐ０＋ｘｐｃとなり、後段ほど誤差が蓄積し、最終段であるｍ段目で最大の誤差となる。

【0041】

これに対し、電池監視装置３０の制御部４８が本実施形態における補正を実行した場合、１段目の電池監視装置３０の送信部４４が送信する第２重畳信号（第２クロック信号）の周期ｐ１は、電池監視ＥＣＵ１０の第１重畳信号（第１クロック信号）の周期ｐ０と同じになる。また、２段目の電池監視装置３０の受信部４２が受信する第２重畳信号（第２クロック信号）の周期、及び、２段目の電池監視装置３０の送信部４４が送信する第２重畳信号（第２クロック信号）の周期も、電池監視ＥＣＵ１０の第１重畳信号（第１クロック信号）の周期ｐ０と同じになる。このように、全ての電池監視装置３０の第２クロックの周期、すなわち、周波数は、第１クロック信号の周期、周波数と同一となり、周波数誤差が蓄積しない。なお、「同一」とは、電池監視装置３０による補正上の誤差を含む。

【0042】

以上、本実施形態によれば、電池監視装置３０は、電池監視ＥＣＵ１０からの指示を受けて、前段から送られた信号を、第２クロック信号を用いることなく、後段に出力する状態に回路構成を切り替える切替部４６を備える。その結果、電池監視システム１００は、低コストで、周波数誤差の拡大を抑制し、周波数を同期できる。

【0043】

本実施形態によれば、切替部４６は、あらかじめ定められた期間のみ前段から送られた信号を、後段に出力する状態に回路構成を切り替え、あらかじめ定められた期間以外は、当段で生成された信号を後段に出力する状態に回路構成を切り替える。その結果、あらかじめ定められた期間以外において、当段で監視された電池の状態を電池監視ＥＣＵ１０に送ることができる。

【0044】

本実施形態によれば、電池監視装置３０は、参照クロック信号（第１クロック信号）と第２クロック信号の周波数のズレを検知し、第2クロック信号の周波数を補正する周波数補正部５２を備えるので、第２クロック信号の周波数が第１クロック信号の周波数に近づくように、第2クロック信号の周波数を補正できる。

【0045】

本実施形態によれば、周波数補正部５２は、様々な方式により、第１クロック信号と前記第２クロック信号の周波数のズレを検知できる。例えば、周波数補正部５２が第１クロック信号と第２クロック信号のカウント差を用いるカウンタ方式を用いれば、カウント差により、簡単に周波数のズレを検知できる。また、周波数補正部５２は位相ロックループ方式、遅延ロックループ方式を採用してもよい。

【0046】

本実施形態によれば、受信部４２、送信部４４の制御部４８側に切替部４６を備えるので、切替部４６を通過した信号の強度を、送信部４４により強くできる。

【0047】

・第２実施形態：
図６は、第２実施形態の電池監視システム１０１の概略構成図である。第１実施形態では、電池監視装置３０は、切替部４６を、受信部４２、送信部４４と、制御部４８との間に備えているが、第２実施形態の電池監視システム１０１では、電池監視装置３１は、切替部４６を、接続部３４、３６と、受信部４２、送信部４４の間に備える点で相違する。しかし、第２実施形態においても、第１実施形態と動作は同じであり、第１実施形態と同様に、低コストで、周波数誤差の拡大を抑制し、第２クロック信号の周波数を同期できる。

【0048】

・第３実施形態：
図７は、第３実施形態の電池監視システム１０２の概略構成図である。第３実施形態の電池監視システム１０２では、電池監視装置３２は、受信部４２と送信部４４に変えて送受信部４３を備えており、電池監視ＥＣＵ１０と、複数の電池監視装置３２は、デイジーチェーン接続されている点で第１実施形態の電池監視システム１００と相違する。電池監視装置３２は、２つの接続部３４、３６を備えているが、最後段であるｍ段目の電池監視装置３２の接続部３６には、終端装置２８が接続されている。なお、送受信部４３の構成によっては、接続部３６に、終端装置２８が接続されていなくてもよい。第１実施形態では、接続部３４が入力部、接続部３６が出力部として用いられたが、第３実施形態では、接続部３４が入力部、接続部３６が出力部として機能するが、接続部３６が入力部、接続部３４が出力部としても機能するように切り替え可能である。補正モード時には、第１実施形態と同様に第１重畳信号が、１段目の電池監視装置３２から最終段の電池監視装置３２まで順に伝送される。第３実施形態においても、第１実施形態と補正モードの動作は同じであり、第１実施形態と同様に、低コストで、周波数誤差の拡大を抑制し、周波数を同期できる。なお、測定モード時には、測定結果が重畳された第２重畳信号が最終段の電池監視装置３２に伝送された後に伝えられた後、最終段の電池監視装置３２から逆順に１段目の電池監視装置３２に伝送され、電池監視ＥＣＵ１０に伝送される。

【0049】

・第４実施形態：
図８は、第４実施形態の電池監視システム１０３の概略構成図である。第４実施形態の電池監視システム１０３では、電池監視ＥＣＵ１１に対し、複数の電池監視装置３３がマルチドロップ接続されている。電池監視ＥＣＵ１１の送受信部１６は、接続部１８を介して伝送路２７に接続されている。各々の電池監視装置３３において、受信部４２と送信部４４は、１つの接続部３４に接続されており、接続部３４は、伝送路２７に接続されている。

【0050】

第４実施形態の電池監視システム１０３においては、電池監視ＥＣＵ１１からの信号は、接続部１８、伝送路２７を介して１段目の電池監視装置３３の受信部４２に伝えられる。１段目の電池監視装置３３から出力される信号は、送信部４４から接続部３４、伝送路２７を介して次段である２段目の電池監視装置３３の受信部４２に伝えられる。以下同様に、ｘ段の電池監視装置３３から出力される信号は、送信部４４から接続部３４、伝送路２７を介して次段である第（ｘ＋１）段の電池監視装置３３の受信部４２に伝えられる。最終段のｍ段目の電池監視装置３３から出力される信号は、送信部４４から接続部３４、伝送路２７を介して電池監視ＥＣＵ１１の送受信部１６に伝えられる。この様に、各電池監視装置３０は、同一の伝送路２７を用いて重畳信号を順次伝送する。伝送に関しては、トークンを用いて、各電池監視装置３０が順次伝送路２７の使用権をもって、後段へ重畳信号を伝送する。

【0051】

第４実施形態においても、第１実施形態と動作は同じであり、第１実施形態と同様に、低コストで、周波数誤差の拡大を抑制し、周波数を同期できる。

【0052】

以上、第１実施形態から第４実施形態からわかるように、電池監視ＥＣＵと複数の電池監視装置の接続形態は、リング接続、デイジーチェーン接続、マルチドロップ接続など様々な接続形態が可能である。

【0053】

・第５実施形態：
図９は、第５実施形態における補正モードの電池監視ＥＣＵ１０が送信する第１重畳信号と、各電池監視装置３０が受信し、送信する第１重畳信号を示す説明図である。第１重畳信号が切替部４６のセレクタ４７を通過する際にセレクタ４７のオン抵抗により電圧が低下する。第５実施形態における電池監視ＥＣＵ１０は、どの電池監視装置３０の受信部４２でも受信可能な信号レベルを超えるように、第１重畳信号の信号レベルを、高く設定する。その結果、第１重畳信号の信号レベルは、各段の電池監視装置３０を通るごとに低下するが、最終段の電池監視装置３０の受信部４２においても、信号レベルを検知可能となる。

【0054】

・第６実施形態：
図１０は、第６実施形態における補正モードの電池監視ＥＣＵ１０が送信する第１重畳信号と、各電池監視装置３０が受信し、送信する第１重畳信号を示す説明図である。第１重畳信号が切替部４６のセレクタ４７を通過する際にセレクタ４７におけるＨ、Ｌの判定閾値により、パルス幅が狭くなる。第６実施形態における電池監視ＥＣＵ１０は、どの電池監視装置３０の受信部４２でも検出可能なパルス幅レベルを超えるように、第１重畳信号のパルス幅を幅広く設定する。その結果、第１重畳信号のパルス幅は、各段の電池監視装置３０を通るごとに狭くなるが、最終段の電池監視装置３０の受信部４２においても、パルスを検知可能となる。

【0055】

上記各実施形態では、電池監視部５４は、補正後の第２クロックを用いて電池を監視しているが、第２クロックを用いない監視も行なってもよく、補正しない第２クロックを用いた監視を行なってもよい。

【0056】

本開示は、上述の各実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した形態中の技術的特徴に対応する各実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

【符号の説明】

【0057】

１０、１１…電池監視ＥＣＵ、１２…第１クロック生成部、１４…制御部、１６…送受信部、１８、２０…接続部、２２、２４、２５、２６、２７…伝送路、２８…終端装置、３０、３１、３２、３３…電池監視装置、３４、３６…接続部、４０…電池監視ＩＣ、４２…受信部、４３…送受信部、４４…送信部、４６…切替部、４７…セレクタ、４８…制御部、５０…第２クロック生成部、５２…周波数補正部、５４…電池監視部、６０…フィルタ、１００、１０１、１０２、１０３…電池監視システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】