JP6476724B2 - Battery monitoring device - Google Patents
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Description
本発明は、電池を監視する電池監視装置に関する。 The present invention relates to a battery monitoring device that monitors a battery.
従来は、監視部が監視する複数の電池（ｎ個の電池）がある場合、ｎ個の電池それぞれの電圧を所定周期ごとに計測し、計測した電圧の示す情報をｎ個生成して、ｎ個生成した電圧を示す情報それぞれを、監視部は所定周期内に制御部に送信している。また、制御部は電圧の示す情報を用いて電圧異常を検出している。 Conventionally, when there are a plurality of batteries (n batteries) monitored by the monitoring unit, the voltage of each of the n batteries is measured every predetermined period, and n pieces of information indicating the measured voltages are generated, and n Each piece of information indicating the generated voltages is transmitted to the control unit within a predetermined period. In addition, the control unit detects a voltage abnormality using information indicated by the voltage.
しかし、電圧異常は早期に検出したい。そこで、所定周期を短くして電圧の示す情報を送信することが考えられる。ところが、電池数が増加すると、電圧を示す情報が多くなり、短くした所定周期内にすべての電圧を示す情報を送信することができなくなる。 However, we want to detect voltage abnormalities early. Therefore, it is conceivable to transmit the information indicated by the voltage by shortening the predetermined cycle. However, as the number of batteries increases, information indicating voltage increases, and information indicating all voltages cannot be transmitted within a predetermined cycle.
関連する技術として、高圧系マイコンが、クロック信号のカウント値が第一所定値を超えると、自己のアドレスを指定した単位セルの両端電圧のデジタル値を低圧系マイコンに対して順番に送信すること、クロック信号のカウント値が第二所定値を超えると、異常検出処理の検出結果を示す結果信号を低圧系マイコンに対して送信する異常報告処理を行うこと、電圧検出回路から電圧値や結果信号といったステータス報告が規定時間を空ける毎に送信されることが提案されている。例えば、特許文献１を参照。 As a related technology, when the count value of the clock signal exceeds the first predetermined value, the high-voltage microcomputer sequentially sends the digital value of the voltage across the unit cell with its own address to the low-voltage microcomputer. When the count value of the clock signal exceeds the second predetermined value, the abnormality detection process is performed to transmit the result signal indicating the detection result of the abnormality detection process to the low-voltage microcomputer, and the voltage value and the result signal from the voltage detection circuit It is proposed that a status report such as this is sent every time a specified time is left. See, for example, US Pat.
また、電池の電圧を計測して監視部から制御部に送信すること、電池の電圧異常を検出すること、が知られている。例えば、特許文献２、３を参照。 It is also known to measure the voltage of the battery and transmit it from the monitoring unit to the control unit, and to detect battery voltage abnormality. For example, see Patent Documents 2 and 3.
本発明の一側面に係る目的は、監視部から制御部への情報量を削減しつつ、早期に異常に対応することができる電池監視装置を提供することである。 The objective which concerns on one side of this invention is providing the battery monitoring apparatus which can respond to abnormality at an early stage, reducing the information content from a monitoring part to a control part.
実施の態様のひとつである電池監視装置は、複数の電池それぞれの電圧を監視する監視部と、監視部と接続される制御部と、を備える。監視部は、電池それぞれの電圧を示す電圧情報を、第一の周期ごとに制御部へ送信し、第一の周期より短い第二の周期ごとに、電池のいずれかに電圧異常があるか否かを判定し、電圧情報より情報量が少ない判定結果を示す電圧異常情報を、制御部に送信する。 A battery monitoring apparatus that is one embodiment includes a monitoring unit that monitors the voltage of each of a plurality of batteries, and a control unit that is connected to the monitoring unit. The monitoring unit transmits voltage information indicating the voltage of each battery to the control unit for each first period, and whether there is a voltage abnormality in any of the batteries for each second period shorter than the first period. And abnormal voltage information indicating a determination result having a smaller amount of information than the voltage information is transmitted to the control unit.
他の実施の態様のひとつである電池監視装置は、複数の電池に流れる電流を監視する監視部と、監視部と接続される制御部と、を備える。監視部は、電池に流れる電流を示す電流情報を、第一の周期ごとに前記制御部へ送信し、第一の周期より短い第二の周期ごとに、電池に流れる電流に異常があるか否かを判定し、電流情報より情報量が少ない判定結果を示す電流異常情報を、制御部に送信する。 A battery monitoring apparatus that is one of other embodiments includes a monitoring unit that monitors currents flowing through a plurality of batteries, and a control unit that is connected to the monitoring unit. The monitoring unit transmits current information indicating the current flowing through the battery to the control unit every first cycle, and whether there is an abnormality in the current flowing through the battery every second cycle shorter than the first cycle. Current abnormality information indicating a determination result having a smaller amount of information than the current information is transmitted to the control unit.
他の実施の態様のひとつである電池監視装置は、電池あるいは電池周辺の温度を監視する監視部と、監視部と接続される制御部と、を備える。監視部は、電池あるいは電池周辺の温度を示す温度情報を、第一の周期ごとに制御部へ送信し、第一の周期より短い第二の周期ごとに、電池の温度に異常があるか否かを判定し、温度情報より情報量が少ない判定結果を示す温度異常情報を、制御部に送信する。 A battery monitoring apparatus which is another embodiment includes a monitoring unit that monitors the temperature of the battery or the surroundings of the battery, and a control unit that is connected to the monitoring unit. The monitoring unit transmits temperature information indicating the temperature of the battery or the surroundings of the battery to the control unit every first cycle, and whether there is an abnormality in the temperature of the battery every second cycle shorter than the first cycle. Temperature abnormality information indicating a determination result having a smaller information amount than the temperature information is transmitted to the control unit.
監視部から制御部への情報量を削減しつつ、早期に異常に対応することができる。 While reducing the amount of information from the monitoring unit to the control unit, it is possible to cope with abnormalities at an early stage.
以下図面に基づいて実施形態について詳細に説明する。
図１は、電池監視装置の一実施例を示す図である。電池監視装置は、制御部１、一つ以上の電池モジュール２（図１の例では並列接続される複数の電池モジュール２ａ、２ｂ）を有する。
Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating an embodiment of a battery monitoring device. The battery monitoring apparatus includes a control unit 1 and one or more battery modules 2 (a plurality of battery modules 2a and 2b connected in parallel in the example of FIG. 1).
制御部１は、監視部３それぞれと通信をするための通信配線により電池モジュール２それぞれに設けられている監視部３（図１の例では３ａ、３ｂ）と接続される。
電池モジュール２は、監視部３、電池４（図１の例では直列接続される複数の電池４ａ１から４ａ７、４ｂ１から４ｂ７）、スイッチ５（図１の例では５ａ、５ｂ）などを有する。
The control unit 1 is connected to the monitoring unit 3 (3a, 3b in the example of FIG. 1) provided in each battery module 2 by communication wiring for communicating with each of the monitoring units 3.
The battery module 2 includes a monitoring unit 3, a battery 4 (a plurality of batteries 4a1 to 4a7 and 4b1 to 4b7 connected in series in the example of FIG. 1), a switch 5 (5a and 5b in the example of FIG. 1), and the like.
監視部３は電池４を監視するための配線により電池４と接続されている。また、監視部３は通信配線を介して制御部１と通信をする。
電池４それぞれは、充電可能な電池であり、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などが考えられる。
The monitoring unit 3 is connected to the battery 4 by wiring for monitoring the battery 4. The monitoring unit 3 communicates with the control unit 1 via a communication wiring.
Each of the batteries 4 is a rechargeable battery, for example, a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery.
スイッチ５は、制御部１がフェールセーフ処理をする際に、電池モジュール２と電力線（太線）とを遮断するために用いるスイッチである。例えば、トランジスタやリレーが考えられる。 The switch 5 is a switch used for cutting off the battery module 2 and the power line (thick line) when the control unit 1 performs the fail-safe process. For example, a transistor or a relay can be considered.
電流計測部６（図１の例では６ａ、６ｂ）は電池４に流れる電流を計測する。例えば、電流計、シャント抵抗、電流センサを用いることが考えられる。
温度計測部７（図１の例では７ａ１、７ａ２、７ｂ１、７ｂ２）は電池４あるいは電池４周辺の温度を計測する。例えば、電気式温度計（サーミスタ）や熱電対を用いることが考えられる。なお、温度計測部７は、電池４それぞれに設けてもよいし、電池４のいずれかに設けてもよいし、電池モジュール２の筐体などに取り付けてもよい。なお、温度計測部７の数は二個に限定されるものではない。
The current measuring unit 6 (6a and 6b in the example of FIG. 1) measures the current flowing through the battery 4. For example, an ammeter, a shunt resistor, or a current sensor can be used.
The temperature measuring unit 7 (7a1, 7a2, 7b1, 7b2 in the example of FIG. 1) measures the temperature of the battery 4 or the surroundings of the battery 4. For example, it is conceivable to use an electric thermometer (thermistor) or a thermocouple. The temperature measuring unit 7 may be provided in each of the batteries 4, may be provided in any of the batteries 4, or may be attached to the casing of the battery module 2 or the like. In addition, the number of the temperature measurement parts 7 is not limited to two.
監視部について説明する。
監視部３は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）など）などを用いて構成する。また、監視部３それぞれは、スイッチ５を切り替える（オン／オフ）制御をする。監視部３それぞれは、例えば、監視ＥＣＵ（Electronic Control Unit）を用いてもよい。また、監視部３それぞれは、記憶部、電池電圧を計測する計測部、制御部１と通信をする通信部などを備える。記憶部はＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などであり、各種情報や各種プログラムを記憶する。
The monitoring unit will be described.
The monitoring unit 3 is configured using, for example, a CPU (Central Processing Unit), a multi-core CPU, a programmable device (FPGA (Field Programmable Gate Array), PLD (Programmable Logic Device), etc.), and the like. Each of the monitoring units 3 performs control (switching on / off) of the switch 5. Each of the monitoring units 3 may use, for example, a monitoring ECU (Electronic Control Unit). Each monitoring unit 3 includes a storage unit, a measurement unit that measures battery voltage, a communication unit that communicates with the control unit 1, and the like. The storage unit is a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), or the like, and stores various information and various programs.
監視部３それぞれは電池４の状態を示す情報を制御部１に送信する。電池４の状態を示す情報は、（Ａ１）電池４それぞれの電圧を示す電圧情報、（Ｂ１）電池４に流れる電流を示す電流情報、（Ｃ１）電池４の温度あるいは周辺の温度を示す温度情報、および、（Ａ２）電池４の電圧異常を検出したことを示す電圧異常情報、（Ｂ２）電池４の電流異常を検出したことを示す電流異常情報、（Ｃ２）電池４の温度異常を検出したことを示す温度異常情報などである。 Each of the monitoring units 3 transmits information indicating the state of the battery 4 to the control unit 1. The information indicating the state of the battery 4 includes (A1) voltage information indicating the voltage of each battery 4, (B1) current information indicating the current flowing through the battery 4, and (C1) temperature information indicating the temperature of the battery 4 or the surrounding temperature. And (A2) voltage abnormality information indicating that the battery 4 voltage abnormality is detected, (B2) current abnormality information indicating that the battery 4 current abnormality is detected, and (C2) temperature abnormality of the battery 4 is detected. Temperature anomaly information indicating that.
（Ａ１）電圧情報と（Ａ２）電圧異常情報の送信について説明する。
監視部３は、電池４それぞれの電圧を示す電圧情報を、第一の周期Ｔ１ごとに制御部１へ送信する。図１の例では、監視部３ａは電池４ａ１から電池４ａ７それぞれの電圧を示す電圧情報を生成し、監視部３ｂは電池４ｂ１から電池４ｂ７それぞれの電圧を示す電圧情報を生成する。続いて、監視部３ａ、３ｂは第一の周期Ｔ１ごとに、電池４それぞれの電圧情報を制御部１へ送信する。
Transmission of (A1) voltage information and (A2) voltage abnormality information will be described.
The monitoring unit 3 transmits voltage information indicating the voltage of each battery 4 to the control unit 1 every first period T1. In the example of FIG. 1, the monitoring unit 3a generates voltage information indicating the voltages of the batteries 4a1 to 4a7, and the monitoring unit 3b generates voltage information indicating the voltages of the batteries 4b1 to 4b7. Subsequently, the monitoring units 3a and 3b transmit the voltage information of each battery 4 to the control unit 1 every first cycle T1.
続いて、監視部３は、第一の周期Ｔ１より短い第二の周期Ｔ２ごとに、監視部３の制御対象の電池４のいずれかに電圧異常があるか否かを判定する。図１の例では、監視部３ａ、３ｂは、第一の周期Ｔ１より短い第二の周期Ｔ２ごとに、監視部３ａ、３ｂの制御対象の電池４のいずれかに電圧異常があるか否かを判定する。ここで、電圧異常とは、過充電状態や過放電状態などの電圧異常、ＳＯＣ（State Of Charge）異常、ＳＯＣ偏差異常、電圧偏差異常などである。 Subsequently, the monitoring unit 3 determines whether there is a voltage abnormality in any of the batteries 4 to be controlled by the monitoring unit 3 every second cycle T2 shorter than the first cycle T1. In the example of FIG. 1, the monitoring units 3a and 3b determine whether or not there is a voltage abnormality in any of the batteries 4 to be controlled by the monitoring units 3a and 3b every second cycle T2 shorter than the first cycle T1. Determine. Here, the voltage abnormality is a voltage abnormality such as an overcharge state or an overdischarge state, a SOC (State Of Charge) abnormality, a SOC deviation abnormality, a voltage deviation abnormality, or the like.
続いて、監視部３は、電圧情報より情報量が少ない判定結果を示す電圧異常情報を、制御部１に送信する。図１の例では、監視部３ａ、３ｂそれぞれは、電池４それぞれの電圧情報より情報量が少ない判定結果を示す電圧異常情報を第二の周期Ｔ２ごとに生成し、生成した電圧異常情報を制御部１に送信する。なお、電圧異常情報としてフラグなどを用いることが考えられる。 Subsequently, the monitoring unit 3 transmits voltage abnormality information indicating a determination result having a smaller information amount than the voltage information to the control unit 1. In the example of FIG. 1, each of the monitoring units 3a and 3b generates voltage abnormality information indicating a determination result having a smaller information amount than the voltage information of each battery 4, and controls the generated voltage abnormality information. Send to part 1. It is conceivable to use a flag or the like as voltage abnormality information.
（Ｂ１）電流情報と（Ｂ２）電流異常情報の送信について説明する。
監視部３は、電池４に流れる電流を示す電流情報を、第一の周期Ｔ１ごとに制御部１へ送信する。図１の例では、電流計測部６ａにより計測した電池４ａ１から電池４ａ７に流れる電流値Ｉａを監視部３ａが取得し、取得した電流値Ｉａを示す電流情報を生成する。また、監視部３ｂの場合には、電流計測部６ｂにより計測した電池４ｂ１から電池４ｂ７に流れる電流値Ｉｂを監視部３ｂが取得し、取得した電流値Ｉｂを示す電流情報を生成する。続いて、監視部３ａ、３ｂは第一の周期Ｔ１ごとに、電流情報それぞれを制御部１へ送信する。
Transmission of (B1) current information and (B2) current abnormality information will be described.
The monitoring unit 3 transmits current information indicating the current flowing through the battery 4 to the control unit 1 every first cycle T1. In the example of FIG. 1, the monitoring unit 3a acquires the current value Ia flowing from the battery 4a1 to the battery 4a7 measured by the current measuring unit 6a, and generates current information indicating the acquired current value Ia. In the case of the monitoring unit 3b, the monitoring unit 3b acquires the current value Ib flowing from the battery 4b1 to the battery 4b7 measured by the current measuring unit 6b, and generates current information indicating the acquired current value Ib. Subsequently, the monitoring units 3a and 3b transmit current information to the control unit 1 every first cycle T1.
続いて、監視部３は、第一の周期Ｔ１より短い第二の周期Ｔ２ごとに、電池４に流れる電流に異常があるか否かを判定する。図１の例では、監視部３ａ、３ｂは、第一の周期Ｔ１より短い第二の周期Ｔ２ごとに、監視部３ａ、３ｂは電流値Ｉａ、Ｉｂに電流異常があるか否かを判定する。ここで、電流異常とは過電流異常などである。 Subsequently, the monitoring unit 3 determines whether or not there is an abnormality in the current flowing through the battery 4 every second period T2 shorter than the first period T1. In the example of FIG. 1, the monitoring units 3a and 3b determine whether or not the current values Ia and Ib have a current abnormality for each second period T2 shorter than the first period T1. . Here, the current abnormality is an overcurrent abnormality.
続いて、監視部３は、電流情報より情報量が少ない判定結果を示す電流異常情報を、制御部１に送信する。図１の例では、監視部３ａ、３ｂそれぞれは、電流値Ｉａ、Ｉｂに対応する電流情報それぞれより情報量が少ない判定結果を示す電流異常情報を第二の周期Ｔ２ごとに生成し、生成した電流異常情報を制御部１に送信する。なお、電流異常情報としてフラグなどを用いることが考えられる。 Subsequently, the monitoring unit 3 transmits current abnormality information indicating a determination result having a smaller information amount than the current information to the control unit 1. In the example of FIG. 1, each of the monitoring units 3a and 3b generates current abnormality information indicating a determination result having a smaller information amount than the current information corresponding to the current values Ia and Ib for each second period T2. Current abnormality information is transmitted to the control unit 1. It is conceivable to use a flag or the like as the current abnormality information.
（Ｃ１）温度情報と（Ｃ２）温度異常情報の送信について説明する。
監視部３は、電池４の温度を示す温度情報を、第一の周期Ｔ１ごとに制御部１へ送信する。図１の例では、電池４ａ１から電池４ａ７の温度あるいは周辺の温度を温度計測部７ａ１、７ａ２が計測し、計測した温度値Ｔａを温度計測部７ａ１、７ａ２から監視部３ａが取得し、取得した温度値Ｔａ１、Ｔａ２を示す温度情報を生成する。また、監視部３ｂの場合には、電池４ｂ１から電池４ｂ７の温度あるいは周辺の温度を温度計測部７ｂ１、７ｂ２が計測し、計測した温度値Ｔｂを温度計測部７ｂ１、７ｂ２から監視部３ｂが取得し、取得した温度値Ｔｂ１、Ｔｂ２を示す温度情報を生成する。続いて、監視部３ａ、３ｂは第一の周期Ｔ１ごとに、温度情報それぞれを制御部１へ送信する。
Transmission of (C1) temperature information and (C2) temperature abnormality information will be described.
The monitoring unit 3 transmits temperature information indicating the temperature of the battery 4 to the control unit 1 every first period T1. In the example of FIG. 1, the temperature measuring units 7a1 and 7a2 measure the temperature of the batteries 4a1 to 4a7 or the surrounding temperature, and the measured temperature value Ta is acquired by the monitoring unit 3a from the temperature measuring units 7a1 and 7a2. Temperature information indicating the temperature values Ta1 and Ta2 is generated. In the case of the monitoring unit 3b, the temperature measurement units 7b1 and 7b2 measure the temperature of the battery 4b1 to the battery 4b7 or the surrounding temperature, and the monitoring unit 3b acquires the measured temperature value Tb from the temperature measurement units 7b1 and 7b2. Then, temperature information indicating the acquired temperature values Tb1 and Tb2 is generated. Subsequently, the monitoring units 3a and 3b transmit temperature information to the control unit 1 every first cycle T1.
続いて、監視部３は、第一の周期Ｔ１より短い第二の周期Ｔ２ごとに、電池４の温度あるいは周辺の温度に異常があるか否かを判定する。図１の例では、監視部３ａ、３ｂは、第一の周期Ｔ１より短い第二の周期Ｔ２ごとに、監視部３ａ、３ｂは温度値Ｔａ１、Ｔａ２、Ｔｂ１、Ｔｂ２に異常があるか否かを判定する。 Subsequently, the monitoring unit 3 determines whether or not there is an abnormality in the temperature of the battery 4 or the surrounding temperature every second period T2 shorter than the first period T1. In the example of FIG. 1, the monitoring units 3a and 3b determine whether the monitoring units 3a and 3b have an abnormality in the temperature values Ta1, Ta2, Tb1, and Tb2 every second cycle T2 that is shorter than the first cycle T1. Determine.
続いて、監視部３は、温度情報より情報量が少ない判定結果を示す温度異常情報を、制御部１に送信する。図１の例では、監視部３ａ、３ｂそれぞれは、温度値Ｔａ１、Ｔａ２、Ｔｂ１、Ｔｂ２に対応する温度情報それぞれより情報量が少ない判定結果を示す温度異常情報を第二の周期Ｔ２ごとに生成し、生成した温度異常情報を制御部１に送信する。 Subsequently, the monitoring unit 3 transmits temperature abnormality information indicating a determination result having a smaller information amount than the temperature information to the control unit 1. In the example of FIG. 1, each of the monitoring units 3a and 3b generates temperature abnormality information indicating a determination result having a smaller amount of information than the temperature information corresponding to the temperature values Ta1, Ta2, Tb1, and Tb2, for each second period T2. Then, the generated temperature abnormality information is transmitted to the control unit 1.
制御部について説明する。
制御部１は、例えば、ＣＰＵ、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイスなどにより構成される。なお、上記では監視部３によりスイッチ５を切り替える制御について説明したが、制御部１がスイッチ５を切り替える制御をしてもよい。制御部１は、例えば、制御ＥＣＵを用いてもよい。また、制御部１は、記憶部、監視部３それぞれと通信する通信部などを備える。記憶部はＲＯＭやＲＡＭなどであり、各種情報や各種プログラムを記憶する。
The control unit will be described.
The control unit 1 is configured by, for example, a CPU, a multi-core CPU, a programmable device, and the like. Although the control for switching the switch 5 by the monitoring unit 3 has been described above, the control unit 1 may perform control for switching the switch 5. For example, the control unit 1 may use a control ECU. In addition, the control unit 1 includes a storage unit, a communication unit that communicates with each of the monitoring units 3, and the like. The storage unit is a ROM, a RAM, or the like, and stores various information and various programs.
監視部と制御部の動作について説明する。
（Ａ１）電圧情報と（Ａ２）電圧異常情報の送信タイミングについて説明する。
図２は、監視部および制御部の電圧情報と電圧異常情報の処理のタイミングの一例を示す図である。図２の縦軸には監視部３の電圧情報と電圧異常情報の処理（計測と送信）および制御部１の処理（受信）が示され、横軸には時間が示されている。
Operations of the monitoring unit and the control unit will be described.
The transmission timing of (A1) voltage information and (A2) voltage abnormality information will be described.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of processing timing of voltage information and voltage abnormality information of the monitoring unit and the control unit. The vertical axis in FIG. 2 shows the processing (measurement and transmission) of the voltage information and voltage abnormality information of the monitoring unit 3 and the processing (reception) of the control unit 1, and the horizontal axis shows time.
図２の例では、時間ｔ０からｔ１（第一の周期Ｔ１）において、監視部３ａが対象とする電池４ａ１から電池４ａ７の電圧情報、電圧異常情報を監視部３ａが制御部１へ送信する。本例では説明を簡単にするため、電池モジュール２ａの監視部３ａと制御部１とを用いて説明をするが、図１の場合には、複数の電池モジュール２ａ、２ｂ…の監視部３ａ、３ｂ…それぞれが、電池４ａ１から電池４ａ７、電池４ｂ１から電池４ｂ７に関する電圧情報、電圧異常情報を生成し、監視部３ａ、３ｂ…それぞれが生成した電圧情報、電圧異常情報を制御部１へ送信する。 In the example of FIG. 2, the monitoring unit 3a transmits voltage information and voltage abnormality information of the battery 4a1 to the battery 4a7 targeted by the monitoring unit 3a to the control unit 1 from time t0 to t1 (first period T1). In this example, in order to simplify the description, the monitoring unit 3a of the battery module 2a and the control unit 1 will be described. However, in the case of FIG. 1, the monitoring units 3a of the plurality of battery modules 2a, 2b,. 3b... Respectively generates voltage information and voltage abnormality information related to the batteries 4a1 to 4a7 and the batteries 4b1 to 4b7, and transmits the voltage information and voltage abnormality information generated by the monitoring units 3a, 3b to the control unit 1, respectively. .
図２の時間ｔ０から期間２０１において、監視部３ａが電池４ａ１から電池４ａ７の電圧を計測する。期間２０１で計測した電池４ａ１から電池４ａ７それぞれの電圧情報は、第一の周期Ｔ１内に第二の周期Ｔ２ごとに分けられて、期間２０３ｓで監視部３ａから制御部１に逐次送信される。後述する期間２０２で計測した電圧を用いずに、期間２０１で計測した電圧を用いて期間２０３ｓで送信する理由は、なるべく近い時間で計測した電池４ａ１から電池４ａ７の電圧を利用したいためで、例えば、過充電状態、過放電状態、ＳＯＣ異常、ＳＯＣ偏差異常、電圧偏差異常などの判定精度を向上させるためである。 In the period 201 from time t0 in FIG. 2, the monitoring unit 3a measures the voltage of the batteries 4a1 to 4a7. The voltage information of each of the batteries 4a1 to 4a7 measured in the period 201 is divided for each second period T2 in the first period T1, and is sequentially transmitted from the monitoring unit 3a to the control unit 1 in the period 203s. The reason for transmitting in the period 203s using the voltage measured in the period 201 without using the voltage measured in the period 202 described later is to use the voltage of the battery 4a1 to the battery 4a7 measured in the closest possible time. This is for improving the determination accuracy of overcharged state, overdischarged state, SOC abnormality, SOC deviation abnormality, voltage deviation abnormality and the like.
図２の期間２０３ｓに示されている「４ａ１」から「４ａ７」は、電池４ａ１から電池４ａ７それぞれの電圧情報が、そのタイミングで送信されていることを示している。なお、図２の例では第二の周期Ｔ２ごとに電圧の計測を実行しているが、必ずしも一定期間ごとに実行しなくてもよい。また、電圧情報の送信の順番は、電池４ａ１から電池４ａ７の順番に限定されるものではない。 “4a1” to “4a7” shown in the period 203s of FIG. 2 indicate that the voltage information of each of the batteries 4a1 to 4a7 is transmitted at that timing. In the example of FIG. 2, the voltage measurement is performed every second period T2, but it is not always necessary to perform the measurement every certain period. Further, the order of transmission of the voltage information is not limited to the order of the battery 4a1 to the battery 4a7.
図２の第二の周期Ｔ２ごとの期間２０２で計測した電池４ａ１から電池４ａ７それぞれの電圧は、電圧異常を監視部３ａが判定するために用いる。電圧異常情報は監視部３ａが第二の周期Ｔ２ごとの期間２０４ｓで制御部１に送信する。 The voltages of the batteries 4a1 to 4a7 measured in the period 202 for each second cycle T2 in FIG. 2 are used by the monitoring unit 3a to determine voltage abnormality. The voltage abnormality information is transmitted from the monitoring unit 3a to the control unit 1 in the period 204s for each second period T2.
また、図２では電圧異常情報を電圧情報の直後に連続して送信されているが、必ずしも直後に連続して送信しなくてもよい。また、電圧異常情報は電圧情報を所定の回数送信した後に送信してもよい。なお、電圧異常情報としてフラグなどを用いることが考えられる。 In FIG. 2, the voltage abnormality information is continuously transmitted immediately after the voltage information. However, it is not always necessary to continuously transmit the voltage abnormality information immediately after the voltage information. The voltage abnormality information may be transmitted after the voltage information is transmitted a predetermined number of times. It is conceivable to use a flag or the like as voltage abnormality information.
図２の期間２０３ｒ、２０４ｒは、期間２０３ｓ、２０４ｓで送信された電圧情報と電圧異常情報を、制御部１が受信する期間である。図２の期間２０３ｒに示されている「４ａ１」から「４ａ７」は、電池４ａ１から電池４ａ７それぞれの電圧情報が、そのタイミングで受信されていることを示している。 The periods 203r and 204r in FIG. 2 are periods in which the control unit 1 receives the voltage information and voltage abnormality information transmitted in the periods 203s and 204s. “4a1” to “4a7” shown in the period 203r of FIG. 2 indicate that the voltage information of each of the batteries 4a1 to 4a7 is received at that timing.
（Ｂ１）電流情報と（Ｂ２）電流異常情報の送信タイミングについて説明する。
図３は、監視部および制御部の電流情報と電流異常情報の処理のタイミングの一例を示す図である。図３の縦軸には監視部３の電流情報と電流異常情報の処理（計測と送信）および制御部１の処理（受信）が示され、横軸には時間が示されている。
The transmission timing of (B1) current information and (B2) current abnormality information will be described.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of processing timing of current information and current abnormality information of the monitoring unit and the control unit. The vertical axis of FIG. 3 shows the current information and abnormal current information processing (measurement and transmission) of the monitoring unit 3 and the processing (reception) of the control unit 1, and the horizontal axis shows time.
図３の例では、時間ｔ０からｔ１（第一の周期Ｔ１）において、監視部３ａが対象とする電池４ａ１から電池４ａ７に流れる電流値Ｉａを示す電流情報と、電流値Ｉａが電流異常であるか否かを判定した結果を示す電流異常情報と、を監視部３ａが制御部１へ送信する。本例では説明を簡単にするため、電池モジュール２ａの監視部３ａと制御部１とを用いて説明をするが、図１の場合には、複数の電池モジュール２ａ、２ｂ…の監視部３ａ、３ｂ…それぞれが、電流情報、電流異常情報を生成し、監視部３ａ、３ｂ…それぞれが生成した電流情報、電流異常情報を制御部１へ送信する。 In the example of FIG. 3, from time t0 to t1 (first cycle T1), current information indicating the current value Ia flowing from the battery 4a1 to the battery 4a7 targeted by the monitoring unit 3a and the current value Ia are abnormal. The monitoring unit 3a transmits to the control unit 1 current abnormality information indicating the result of determining whether or not. In this example, in order to simplify the description, the monitoring unit 3a of the battery module 2a and the control unit 1 will be described. However, in the case of FIG. 1, the monitoring units 3a of the plurality of battery modules 2a, 2b,. 3b each generates current information and current abnormality information, and transmits the current information and current abnormality information generated by each of the monitoring units 3a, 3b.
図３の時間ｔ０から期間３０１において、監視部３ａが電池４ａ１から電池４ａ７に流れる電流を計測する。期間３０１で計測した電池４ａ１から電池４ａ７に流れる電流値を示す電流情報は、第一の周期Ｔ１内に期間３０３ｓで、監視部３ａから制御部１に逐次送信される。 In the period 301 from time t0 in FIG. 3, the monitoring unit 3a measures the current flowing from the battery 4a1 to the battery 4a7. The current information indicating the current value flowing from the battery 4a1 to the battery 4a7 measured in the period 301 is sequentially transmitted from the monitoring unit 3a to the control unit 1 in the period 303s within the first period T1.
図３の期間３０３ｓに示されている「６ａ」は、電池４ａ１から電池４ａ７に流れる電流を示す電流情報が、そのタイミングで送信されていることを示している。なお、図３の例では第二の周期Ｔ２ごとに電流の計測を実行しているが、必ずしも一定期間ごとに実行しなくてもよい。図１の場合には、複数の電池モジュール２ａ、２ｂ…の監視部３ａ、３ｂ…それぞれが生成した電流計測部６ａ、６ｂ…に対応する電流情報を、期間３０３ｓにおいて逐次送信する。ただし、電流情報の送信の順番は、電池モジュール２ａ、２ｂ…の順番（電流計測部６ａ、６ｂ…の順番）に限定されるものではない。 “6a” shown in the period 303s of FIG. 3 indicates that current information indicating the current flowing from the battery 4a1 to the battery 4a7 is transmitted at that timing. In the example of FIG. 3, the current measurement is performed every second cycle T2, but it is not always necessary to perform the measurement every certain period. In the case of FIG. 1, current information corresponding to the current measuring units 6a, 6b... Generated by the monitoring units 3a, 3b... Of the plurality of battery modules 2a, 2b. However, the order of transmission of the current information is not limited to the order of the battery modules 2a, 2b... (The order of the current measurement units 6a, 6b...).
図３の第二の周期Ｔ２ごとの期間３０２で計測した電池４ａ１から電池４ａ７に流れる電流は、電流異常を監視部３ａが判定するために用いる。電流異常情報は監視部３ａが第二の周期Ｔ２ごとの期間３０４ｓで制御部１に送信する。図１の場合には、複数の電池モジュール２ａ、２ｂ…の監視部３ａ、３ｂ…それぞれが生成した電流異常情報を期間３０４ｓにおいて送信する。 The current flowing from the battery 4a1 to the battery 4a7 measured in the period 302 for each second cycle T2 in FIG. 3 is used by the monitoring unit 3a to determine a current abnormality. The current abnormality information is transmitted from the monitoring unit 3a to the control unit 1 in the period 304s for each second period T2. In the case of FIG. 1, current abnormality information generated by each of the monitoring units 3a, 3b... Of the plurality of battery modules 2a, 2b.
また、図３では電流異常情報を電流情報の直後に連続して送信されているが、必ずしも直後に連続して送信しなくてもよい。また、電流異常情報は電流情報を所定の回数送信した後に送信してもよい。なお、電流異常情報としてフラグなどを用いることが考えられる。 In FIG. 3, the current abnormality information is continuously transmitted immediately after the current information. However, it is not always necessary to continuously transmit the current abnormality information immediately after the current information. Further, the current abnormality information may be transmitted after the current information is transmitted a predetermined number of times. It is conceivable to use a flag or the like as the current abnormality information.
図３の期間３０３ｒ、３０４ｒは、期間３０３ｓ、３０４ｓで送信された電流情報と電流異常情報を、制御部１が受信する期間である。図３の期間３０３ｒに示されている「６ａ」は、電池４ａ１から電池４ａ７に流れる電流を示す電流情報が、そのタイミングで受信されていることを示している。 Periods 303r and 304r in FIG. 3 are periods in which the control unit 1 receives the current information and the current abnormality information transmitted in the periods 303s and 304s. “6a” shown in the period 303r in FIG. 3 indicates that current information indicating the current flowing from the battery 4a1 to the battery 4a7 is received at that timing.
（Ｃ１）温度情報と（Ｃ２）温度異常情報の送信タイミングについて説明する。
図４は、監視部および制御部の温度情報と温度異常情報の処理のタイミングの一例を示す図である。図４の縦軸には監視部３の温度情報と温度異常情報の処理（計測と送信）および制御部１の処理（受信）が示され、横軸には時間が示されている。
The transmission timing of (C1) temperature information and (C2) temperature abnormality information will be described.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of processing timing of temperature information and temperature abnormality information of the monitoring unit and the control unit. The vertical axis of FIG. 4 shows the processing (measurement and transmission) of the temperature information and temperature abnormality information of the monitoring unit 3 and the processing (reception) of the control unit 1, and the horizontal axis shows time.
図４の例では、時間ｔ０からｔ１（第一の周期Ｔ１）において、温度計測部７ａ１、７ａ２が計測した、監視部３ａが対象とする電池４ａ１から電池４ａ７の温度値Ｔａ１、Ｔａ２（電池４すべてあるいはいずれかの温度あるいは周辺温度）を示す温度情報と、温度値Ｔａ１、Ｔａ２が温度異常であるかを判定した結果を示す温度異常情報と、を監視部３ａが制御部１へ送信する。本例では説明を簡単にするため、電池モジュール２ａの監視部３ａと制御部１とを用いて説明をするが、図１の場合には、複数の電池モジュール２ａ、２ｂ…の監視部３ａ、３ｂ…それぞれが、温度情報、温度異常情報を生成し、監視部３ａ、３ｂ…それぞれが生成した温度情報、温度異常情報を制御部１へ送信する。 In the example of FIG. 4, the temperature values Ta1 and Ta2 (battery 4) of the batteries 4a1 to 4a7 targeted by the monitoring unit 3a, measured by the temperature measuring units 7a1 and 7a2, from time t0 to t1 (first period T1). The monitoring unit 3a transmits to the control unit 1 temperature information indicating all or any temperature or ambient temperature) and temperature abnormality information indicating a result of determining whether the temperature values Ta1 and Ta2 are abnormal. In this example, in order to simplify the description, the monitoring unit 3a of the battery module 2a and the control unit 1 will be described. However, in the case of FIG. 1, the monitoring units 3a of the plurality of battery modules 2a, 2b,. 3b each generates temperature information and temperature abnormality information, and transmits the temperature information and temperature abnormality information generated by each of the monitoring units 3a, 3b.
図４の時間ｔ０から期間４０１において、監視部３ａが温度値Ｔａ１、Ｔａ２を計測する。期間４０１で計測した温度値Ｔａ１、Ｔａ２を示す温度情報７ａ１、７ａ２それぞれは、第一の周期Ｔ１内に期間４０３ｓで、監視部３ａから制御部１に逐次送信される。図１の場合には、複数の電池モジュール２ａ、２ｂ…の監視部３ａ、３ｂ…それぞれが温度値Ｔａ１、Ｔａ２、Ｔｂ１、Ｔｂ２を示す温度情報７ａ１、７ａ２、７ｂ１、７ｂ２…を生成する。 In the period 401 from time t0 in FIG. 4, the monitoring unit 3a measures the temperature values Ta1 and Ta2. The temperature information 7a1 and 7a2 indicating the temperature values Ta1 and Ta2 measured in the period 401 are sequentially transmitted from the monitoring unit 3a to the control unit 1 in the period 403s within the first period T1. In the case of FIG. 1, the monitoring units 3a, 3b... Of the plurality of battery modules 2a, 2b... Generate temperature information 7a1, 7a2, 7b1, 7b2,.
図４の期間４０３ｓに示されている「７ａ１」「７ａ２」は、電池４ａ１から電池４ａ７の温度値Ｔａ１、Ｔａ２を示す温度情報が、そのタイミングで送信されていることを示している。なお、図４の例では第二の周期Ｔ２ごとに電流の計測を実行しているが、必ずしも一定期間ごとに実行しなくてもよい。図１の場合には、複数の電池モジュール２ａ、２ｂ…の監視部３ａ、３ｂ…それぞれが生成した温度計測部７ａ１、７ａ２、７ｂ１、７ｂ２…に対応する温度情報を、期間４０３ｓにおいて逐次送信する。ただし、温度情報の送信の順番は、電池モジュール２ａ、２ｂ…の順番（温度計測部７ａ１、７ａ２、７ｂ１、７ｂ２…の順番）に限定されるものではない。 “7a1” and “7a2” shown in the period 403s of FIG. 4 indicate that the temperature information indicating the temperature values Ta1 and Ta2 of the battery 4a7 is transmitted from the battery 4a1 at that timing. In the example of FIG. 4, the current measurement is performed every second period T2, but it is not always necessary to perform the measurement every certain period. In the case of FIG. 1, the temperature information corresponding to the temperature measuring units 7a1, 7a2, 7b1, 7b2,... Generated by the monitoring units 3a, 3b,. . However, the order of transmission of the temperature information is not limited to the order of the battery modules 2a, 2b... (The order of the temperature measurement units 7a1, 7a2, 7b1, 7b2,...).
図４の第二の周期Ｔ２ごとの期間４０２で計測した温度値Ｔａ１、Ｔａ２は、温度異常を監視部３ａが判定するために用いる。温度異常情報は監視部３ａが第二の周期Ｔ２ごとの期間４０４ｓで制御部１に送信する。図１の場合には、複数の電池モジュール２ａ、２ｂ…の監視部３ａ、３ｂ…それぞれが生成した温度異常情報を期間４０４ｓにおいて送信する。 The temperature values Ta1 and Ta2 measured in the period 402 for each second period T2 in FIG. 4 are used by the monitoring unit 3a to determine a temperature abnormality. The temperature abnormality information is transmitted from the monitoring unit 3a to the control unit 1 in the period 404s for each second period T2. In the case of FIG. 1, the temperature abnormality information generated by each of the monitoring units 3a, 3b... Of the plurality of battery modules 2a, 2b.
また、図４では温度異常情報を温度情報の直後に連続して送信されているが、必ずしも直後に連続して送信しなくてもよい。また、温度異常情報は温度情報を所定の回数送信した後に送信してもよい。なお、温度異常情報としてフラグなどを用いることが考えられる。 In FIG. 4, the temperature abnormality information is continuously transmitted immediately after the temperature information. However, it is not always necessary to continuously transmit the temperature abnormality information immediately after the temperature information. The temperature abnormality information may be transmitted after the temperature information is transmitted a predetermined number of times. It is conceivable to use a flag or the like as temperature abnormality information.
図４の期間４０３ｒ、４０４ｒは、期間４０３ｓ、４０４ｓで送信された温度情報と温度異常情報を、制御部１が受信する期間である。図４の期間４０３ｒに示されている「７ａ１」「７ａ２」は、電池４ａ１から電池４ａ７の温度値Ｔａ１、Ｔａ２を示す温度情報が、そのタイミングで受信されていることを示している。 Periods 403r and 404r in FIG. 4 are periods in which the control unit 1 receives the temperature information and the temperature abnormality information transmitted in the periods 403s and 404s. “7a1” and “7a2” shown in the period 403r in FIG. 4 indicate that the temperature information indicating the temperature values Ta1 and Ta2 of the battery 4a7 is received from the battery 4a1 at that timing.
本実施の形態によれば、第一の周期より短い第二の周期ごとに、電圧異常情報、電流異常情報、温度異常情報を監視部３から制御部１へ送信することで、異常は早期に検出できる。すなわち、従来のように第一の周期ごとに、監視部３から制御部１へ送信される電圧情報、電流情報、温度情報を用いて、制御部１が電圧異常、電流異常、温度異常を検出するよりも、電圧異常、電流異常、温度異常を早期に検出できる。その結果、電池４の異常に早期に検出できるので、早期に検出した異常に対応するフェールセーフ処理に移行することができる。 According to the present embodiment, the abnormality is early caused by transmitting voltage abnormality information, current abnormality information, and temperature abnormality information from the monitoring unit 3 to the control unit 1 every second period shorter than the first period. It can be detected. That is, the control unit 1 detects voltage abnormality, current abnormality, and temperature abnormality using the voltage information, current information, and temperature information transmitted from the monitoring unit 3 to the control unit 1 for each first period as in the past. Rather than doing this, voltage abnormality, current abnormality, and temperature abnormality can be detected earlier. As a result, since abnormality of the battery 4 can be detected early, it is possible to shift to fail-safe processing corresponding to the abnormality detected early.
また、電圧異常、電流異常、温度異常を早期に検出するために、第一の周期より短い第二の周期で電圧情報、電流情報、温度情報を監視部３から制御部１へ送信する場合には、電池４の数が多くなると、電圧情報、電流情報、温度情報を第二の周期で送信しきれなくなる。すなわち、監視部３から制御部１へ送信する情報量が増加してしまう。しかし、本実施の形態によれば、第一の周期で電圧情報、電流情報、温度情報を送信し、第二の周期で電圧異常情報、電流異常情報、温度異常情報を送信しているので、従来に比べて監視部３から制御部１への情報量を削減できる。 In addition, when voltage information, current information, and temperature information are transmitted from the monitoring unit 3 to the control unit 1 in a second cycle shorter than the first cycle in order to detect voltage abnormality, current abnormality, and temperature abnormality early. If the number of batteries 4 increases, voltage information, current information, and temperature information cannot be transmitted in the second cycle. That is, the amount of information transmitted from the monitoring unit 3 to the control unit 1 increases. However, according to the present embodiment, voltage information, current information, and temperature information are transmitted in the first period, and voltage abnormality information, current abnormality information, and temperature abnormality information are transmitted in the second period. Compared with the prior art, the amount of information from the monitoring unit 3 to the control unit 1 can be reduced.
また、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various improvements and modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
１ 制御部、
２、２ａ、２ｂ 電池モジュール、
３、３ａ、３ｂ 監視部、
４、４ａ１、４ａ２、４ａ３、４ａ４、４ａ５、４ａ６、４ａ７、４ｂ１、４ｂ２、４ｂ３、４ｂ４、４ｂ５、４ｂ６、４ｂ７ 電池、
５、５ａ、５ｂ スイッチ、
６、６ａ、６ｂ 電流計測部、
７、７ａ１、７ａ２、７ｂ１、７ｂ２ 温度計測部、
1 control unit,
2, 2a, 2b battery module,
3, 3a, 3b monitoring unit,
4, 4a1, 4a2, 4a3, 4a4, 4a5, 4a6, 4a7, 4b1, 4b2, 4b3, 4b4, 4b5, 4b6, 4b7 batteries,
5, 5a, 5b switch,
6, 6a, 6b Current measurement unit,
7, 7a1, 7a2, 7b1, 7b2 temperature measuring unit,
Claims (4)
前記監視部と接続される制御部と、を備え、
前記監視部は、
第一の周期と、前記第一の周期より短い第二の周期を有し、
前記第一の周期の中に、複数の前記第二の周期が存在し、
前記第二の周期ごとに、前記複数の電池の電圧を計測し、
前記複数の第二の周期のうちの１つの第二の周期で計測された前記複数の電池それぞれの電圧を示す電圧情報を、前記第一の周期内の前記複数の第二の周期ごとに分けて前記制御部へ逐次送信し、
前記第二の周期ごとに計測された前記複数の電池の電圧を用いて、前記第二の周期ごとに、前記電池のいずれかに電圧異常があるか否かを判定し、
前記第二の周期ごとに、前記電圧情報より情報量が少ない判定結果を示す電圧異常情報を前記制御部に送信する、
ことを特徴とする電池監視装置。 A monitoring unit that monitors the voltage of each of the plurality of batteries;
A control unit connected to the monitoring unit,
The monitoring unit
Having a first period and a second period shorter than the first period;
There are a plurality of the second periods in the first period,
For each of the second cycles, measure the voltage of the plurality of batteries,
Voltage information indicating the voltage of each of the plurality of batteries measured in one second period of the plurality of second periods is divided for each of the plurality of second periods in the first period. sequentially sent to the control unit Te,
By using the voltage of the second plurality of batteries that are measured for each period of the previous SL for each second period, it is determined whether any of whether there is a voltage abnormality of the battery,
For each of the second period, it transmits a voltage abnormality information indicating the less information the decision result from the voltage information before Symbol controller,
A battery monitoring device.
前記監視部は、前記電圧異常情報を前記第二の周期ごとに生成する、
ことを特徴とする電池監視装置。 The battery monitoring device according to claim 1,
The monitoring unit generates the voltage abnormality information for each second period.
A battery monitoring device.
前記監視部と接続される制御部と、を備え、
前記監視部は、
第一の周期と、前記第一の周期より短い第二の周期を有し、
前記第一の周期の中に、複数の前記第二の周期が存在し、
前記第二の周期ごとに、複数の温度を計測し、
前記複数の第二の周期のうちの１つの第二の周期で計測された、前記電池あるいは前記電池周辺の温度を示す複数の温度情報を、前記第一の周期内の前記複数の第二の周期ごとに分けて前記制御部へ逐次送信し、
前記第二の周期ごとに計測された前記複数の温度を用いて、前記第二の周期ごとに、前記電池あるいは前記電池周辺の温度に異常があるか否かを判定し、
前記第二の周期ごとに、前記温度情報より情報量が少ない判定結果を示す温度異常情報を前記制御部に送信する、
ことを特徴とする電池監視装置。 A monitoring unit for monitoring the temperature of the battery or the surroundings of the battery;
A control unit connected to the monitoring unit,
The monitoring unit
Having a first period and a second period shorter than the first period;
There are a plurality of the second periods in the first period,
For each second period, measure a plurality of temperatures,
The plurality of temperature information indicating the temperature of the battery or the periphery of the battery measured in one second cycle of the plurality of second cycles, the plurality of second information in the first cycle. Sequentially sent to the control unit divided into periods ,
Using the plurality of temperature measured for each of the second period, before Symbol per second period, it is determined whether or not the there is an abnormality in the battery or the temperature around the battery,
For each of the second period, and transmits the temperature anomaly information indicating the determination result information amount is less than the temperature information before Symbol controller,
A battery monitoring device.
前記監視部は、前記温度異常情報を前記第二の周期ごとに生成する、
ことを特徴とする電池監視装置。
The battery monitoring device according to claim 3 ,
The monitoring unit generates the temperature abnormality information for each second period.
A battery monitoring device.
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