JP7396384B2

JP7396384B2 - battery management device

Info

Publication number: JP7396384B2
Application number: JP2022044059A
Authority: JP
Inventors: 太志山根; 拓也菊地
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2022-03-18
Filing date: 2022-03-18
Publication date: 2023-12-12
Anticipated expiration: 2042-03-18
Also published as: JP2023137719A

Description

本開示は、バッテリ管理装置に関する。 The present disclosure relates to a battery management device.

従来、自動車において、複数のバッテリパックが並列に接続され、バッテリパック毎に搭載された複数のスレーブＢＭＳ（Battery Management System）と、それらの上位コントローラに相当する１つのマスターＢＭＳとが、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信を行うシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, in automobiles, multiple battery packs are connected in parallel, and multiple slave BMS (Battery Management Systems) installed in each battery pack and one master BMS corresponding to their upper controller are connected to CAN (Controller A system that performs communication (Area Network) is known (for example, see Patent Document 1).

特表２０１９－５３２６０５号公報Special table 2019-532605 publication

上述したシステムでは、マスターＢＭＳがバッテリパック管理のためにシステムＩＤを認識するが、従来では、予めマスターＢＭＳに決められたシステムＩＤを設定しておく必要があり、利便性の点で改善の余地があった。 In the above-mentioned system, the master BMS recognizes the system ID for battery pack management, but in the past, it was necessary to set a predetermined system ID in the master BMS, so there is room for improvement in terms of convenience. was there.

本開示の一態様の目的は、システムＩＤの設定の利便性をより向上させることができるバッテリ管理装置を提供することである。 An object of one aspect of the present disclosure is to provide a battery management device that can further improve the convenience of setting a system ID.

本開示の一態様に係るバッテリ管理装置は、車両に搭載され、並列に接続された複数のバッテリパックを管理するバッテリ管理装置であって、前記車両には、前記バッテリ管理装置と１対１に接続されるハーネスが搭載されており、前記ハーネスには、グランドへの接続または非接続のいずれかに設計された複数のハーネス側配線が設けられており、前記バッテリ管理装置は、前記複数のハーネス側配線のそれぞれに接続される複数の装置側配線と、前記複数の装置側配線のそれぞれと接続される複数のポートと、前記バッテリ管理装置が前記ハーネスに接続されたときに、前記複数のポートのそれぞれに印加された電圧値を判定する判定部と、前記電圧値に基づいて、システムＩＤを決定する決定部と、を有する。 A battery management device according to an aspect of the present disclosure is a battery management device that is installed in a vehicle and manages a plurality of battery packs connected in parallel, and the vehicle has a one-to-one relationship with the battery management device. A harness to be connected is mounted, the harness is provided with a plurality of harness-side wiring designed to be connected to ground or not connected, and the battery management device is configured to connect the plurality of harnesses to the ground. a plurality of device-side wirings connected to each of the side wirings; a plurality of ports connected to each of the plurality of device-side wirings; and when the battery management device is connected to the harness, the plurality of ports and a determination unit that determines a system ID based on the voltage values.

本開示によれば、システムＩＤの設定の利便性をより向上させることができる。 According to the present disclosure, it is possible to further improve the convenience of setting a system ID.

本開示の実施の形態に係るバッテリパックシステムの構成を示す模式図A schematic diagram showing the configuration of a battery pack system according to an embodiment of the present disclosure 本開示の実施の形態に係るＭＢＭＳおよびハーネスの構成を示す模式図A schematic diagram showing the configuration of an MBMS and a harness according to an embodiment of the present disclosure 本開示の実施の形態に係るＭＢＭＳの構成を示すブロック図A block diagram showing the configuration of MBMS according to an embodiment of the present disclosure 本開示の実施の形態に係るＭＢＭＳの動作を示すフローチャートFlowchart showing the operation of MBMS according to the embodiment of the present disclosure

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the drawings.

まず、本実施の形態に係るバッテリパックシステム１の構成について、図１を用いて説明する。図１は、バッテリパックシステム１の構成例を示す模式図である。 First, the configuration of a battery pack system 1 according to the present embodiment will be described using FIG. 1. FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of a battery pack system 1. As shown in FIG.

図１に示すバッテリパックシステム１は、車両（例えば、電気自動車）に搭載される。 A battery pack system 1 shown in FIG. 1 is mounted on a vehicle (for example, an electric vehicle).

バッテリパックシステム１は、１つのＭＢＭＳ（Master Battery Management System）１０、複数のバッテリパック２０、１つのＶＣＵ（Vehicle Control Unit）３０を有する。 The battery pack system 1 includes one MBMS (Master Battery Management System) 10, a plurality of battery packs 20, and one VCU (Vehicle Control Unit) 30.

複数のバッテリパック２０は、並列に接続されている。各バッテリパック２０には、ＰＢＭＳ（Pack Battery Management System）２１が内蔵されている。なお、図示は省略するが、各バッテリパック２０には、充放電可能な二次電池、高電圧リレー（例えば、正極側リレー、負極側リレー）、抵抗器、電圧計、電流計等も含まれる。 The plurality of battery packs 20 are connected in parallel. Each battery pack 20 has a built-in PBMS (Pack Battery Management System) 21. Although not shown, each battery pack 20 also includes a rechargeable secondary battery, a high voltage relay (for example, a positive relay, a negative relay), a resistor, a voltmeter, an ammeter, etc. .

ＶＣＵ３０は、自動車の全般的な制御を行うコンピュータである。ＶＣＵ３０は、ＭＢＭＳ１０の上位のコンピュータ（コントローラ）に相当する。 The VCU 30 is a computer that performs general control of the vehicle. The VCU 30 corresponds to a higher-level computer (controller) of the MBMS 10.

ＭＢＭＳ１０は、主に、各バッテリパック２０の管理を行うコンピュータである。ＭＢＭＳ１０は、ＰＢＭＳ２１の上位のコンピュータ（コントローラ）に相当する。このＭＢＭＳ１０は、「バッテリ管理装置」の一例に相当する。 MBMS 10 is a computer that mainly manages each battery pack 20. The MBMS 10 corresponds to a higher-level computer (controller) than the PBMS 21. This MBMS 10 corresponds to an example of a "battery management device."

ＰＢＭＳ２１は、主に、バッテリパック２０の状態を監視したり、高電圧リレーの駆動を制御したりするコンピュータである。バッテリパック２０の状態としては、例えば、バッテリパック２０内の電流、電圧、温度や、劣化度、充電量（ＳＯＣ：State Of Charge）等が挙げられる。 The PBMS 21 is a computer that mainly monitors the state of the battery pack 20 and controls the driving of the high voltage relay. Examples of the state of the battery pack 20 include the current, voltage, temperature, degree of deterioration, and state of charge (SOC) in the battery pack 20.

ＭＢＭＳ１０と、ＶＣＵ３０、ＰＢＭＳ２１のそれぞれとは、ＣＡＮ（Controller Area Network）による通信を行う。各ＰＢＭＳ２１と、ＭＢＭＳ１０とは、ＣＡＮ通信線（符号略）を介して電気的に接続される。また、ＭＢＭＳ１０と、ＶＣＵ３０とは、ＣＡＮ通信線（符号略）を介して電気的に接続される。 The MBMS 10, VCU 30, and PBMS 21 communicate with each other via CAN (Controller Area Network). Each PBMS 21 and the MBMS 10 are electrically connected via a CAN communication line (symbol omitted). Further, the MBMS 10 and the VCU 30 are electrically connected via a CAN communication line (symbol omitted).

以上、バッテリパックシステム１の構成について説明した。 The configuration of the battery pack system 1 has been described above.

次に、本実施の形態に係るＭＢＭＳ１０およびハーネス４０の構成について、図２を用いて説明する。図２は、ＭＢＭＳ１０およびハーネス４０の構成例を示す模式図である。 Next, the configurations of the MBMS 10 and the harness 40 according to this embodiment will be described using FIG. 2. FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration example of the MBMS 10 and the harness 40.

図２に示すハーネス４０は、車両に搭載される。ハーネス４０には、１つのＭＢＭＳ１０が接続される。 The harness 40 shown in FIG. 2 is mounted on a vehicle. One MBMS 10 is connected to the harness 40.

図２に示すように、ハーネス４０は、ハーネス側配線４１～４４およびコネクタ４５を備えている。 As shown in FIG. 2, the harness 40 includes harness side wires 41 to 44 and a connector 45.

ハーネス側配線４１～４４の一端は、グランド（シャシＧＮＤ）への接続または非接続のいずれかに設計されている。図２の例では、ハーネス側配線４１、４２、４４それぞれの一端はグランドへ接続されるように設計されており、ハーネス側配線４３の一端はグランドへ接続されないように設計されている。 One end of the harness side wiring 41 to 44 is designed to be connected to or not connected to the ground (chassis GND). In the example of FIG. 2, one end of each of the harness side wiring 41, 42, and 44 is designed to be connected to the ground, and one end of the harness side wiring 43 is designed not to be connected to the ground.

ハーネス側配線４１～４４の他端は、それぞれ、ハーネス４０（コネクタ４５）にＭＢＭＳ１０が接続された場合に、後述する装置側配線３１～３４に接続される。 The other ends of the harness side wirings 41 to 44 are respectively connected to device side wirings 31 to 34, which will be described later, when the MBMS 10 is connected to the harness 40 (connector 45).

コネクタ４５は、ＭＢＭＳ１０との接続部分である。ＭＢＭＳ１０は、コネクタ４５に対して着脱自在である。 The connector 45 is a connection part with the MBMS 10. The MBMS 10 is detachable from the connector 45.

なお、図示は省略しているが、ハーネス４０には、上述したＣＡＮ通信線（ＭＢＭＳ１０とＶＣＵ３０とを接続する通信線）が含まれている。 Although not shown, the harness 40 includes the above-mentioned CAN communication line (communication line connecting the MBMS 10 and the VCU 30).

図２に示すように、ＭＢＭＳ１０は、ポートＰ１～Ｐ４および装置側配線３１～３４を備えている。装置側配線３１～３４の一端は、それぞれ、ＭＢＭＳ１０に設けられたポート（入力端子）Ｐ１～Ｐ４に接続されている。装置側配線３１～３４の他端は、それぞれ、ハーネス４０（コネクタ４５）にＭＢＭＳ１０が接続された場合に、上述したハーネス側配線４１～４４の他端に接続される。 As shown in FIG. 2, the MBMS 10 includes ports P1 to P4 and device side wirings 31 to 34. One ends of the device side wirings 31 to 34 are connected to ports (input terminals) P1 to P4 provided in the MBMS 10, respectively. The other ends of the device side wirings 31 to 34 are respectively connected to the other ends of the above-mentioned harness side wirings 41 to 44 when the MBMS 10 is connected to the harness 40 (connector 45).

また、装置側配線３１～３４のそれぞれには、電圧印加用の分岐配線（符号略）が連結されている。 Further, each of the device side wirings 31 to 34 is connected to a branch wiring (not shown) for voltage application.

ハーネス４０（コネクタ４５）にＭＢＭＳ１０が接続された際、ＭＢＭＳ１０のポートＰ１～Ｐ４のそれぞれには、例えば、５Ｖまたは０Ｖのいずれかが印加される。どちらの電圧値が印加されるかは、装置側配線３１～３４それぞれの接続先であるハーネス側配線４１～４４がグランドに接続されているか否かによって決まる。 When the MBMS 10 is connected to the harness 40 (connector 45), for example, either 5V or 0V is applied to each of the ports P1 to P4 of the MBMS 10. Which voltage value is applied is determined depending on whether or not the harness side wirings 41 to 44, to which the device side wirings 31 to 34 are connected, are connected to the ground.

例えば図２の場合では、上述したとおり、ハーネス側配線４１、４２、４４がグランドに接続されており、かつ、ハーネス側配線４３がグランドに接続されていない設計となっている。よって、ハーネス側配線４１、４２、４４のそれぞれと装置側配線３１、３２、３４を介して接続されるポートＰ１、Ｐ２、Ｐ４には、５Ｖが印加されることになる。一方、ハーネス側配線４３と装置側配線３３を介して接続されるポートＰ３には、０Ｖが印加されることになる。 For example, in the case of FIG. 2, as described above, the harness side wiring 41, 42, and 44 are connected to the ground, and the harness side wiring 43 is not connected to the ground. Therefore, 5V is applied to the ports P1, P2, and P4 that are connected to the harness side wirings 41, 42, and 44 via the device side wirings 31, 32, and 34, respectively. On the other hand, 0V is applied to the port P3 connected via the harness side wiring 43 and the device side wiring 33.

以上、ＭＢＭＳ１０およびハーネス４０の構成について説明した。 The configurations of the MBMS 10 and the harness 40 have been described above.

次に、本実施の形態に係るＭＢＭＳ１０の構成について、図３を用いて説明する。図３は、ＭＢＭＳ１０の構成例を示すブロック図である。 Next, the configuration of the MBMS 10 according to this embodiment will be described using FIG. 3. FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of the MBMS 10.

図示は省略するが、ＭＢＭＳ１０は、ハードウェアとして、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、コンピュータプログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）、作業用メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）等を有する。以下に説明する機能は、ＣＰＵがＲＯＭから読み出したコンピュータプログラムをＲＡＭにて実行することにより実現される。 Although not shown, the MBMS 10 includes hardware such as a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory) that stores a computer program, and a RAM (Random Access Memory) that is a working memory. The functions described below are realized by executing a computer program read from the ROM by the CPU in the RAM.

図３に示すように、ＭＢＭＳ１０は、判定部１１０および決定部１２０を有する。 As shown in FIG. 3, the MBMS 10 includes a determining section 110 and a determining section 120.

判定部１１０は、ＭＢＭＳ１０がハーネス４０に接続されたときに、複数のポートＰ１～Ｐ４のそれぞれに印加された電圧値を判定する。 The determination unit 110 determines the voltage value applied to each of the plurality of ports P1 to P4 when the MBMS 10 is connected to the harness 40.

例えば、上述した図２の場合では、判定部１１０は、ポートＰ１の電圧値は５Ｖであり、ポートＰ２の電圧値は５Ｖであり、ポートＰ３の電圧値は０Ｖであり、ポートＰ４の電圧値は５Ｖである、と判定する。 For example, in the case of FIG. 2 described above, the determining unit 110 determines that the voltage value of port P1 is 5V, the voltage value of port P2 is 5V, the voltage value of port P3 is 0V, and the voltage value of port P4 is 5V. is determined to be 5V.

決定部１２０は、判定部１１０により判定された各電圧値に基づいて、システムＩＤ（詳細は後述）を決定する。 The determining unit 120 determines a system ID (details will be described later) based on each voltage value determined by the determining unit 110.

例えば、上述したようにポートＰ１～Ｐ４それぞれの電圧値が、５Ｖ、５Ｖ、０Ｖ、５Ｖである場合、決定部１２０は、５Ｖを「１」に変換し、０Ｖを「０」に変換する。そして、決定部１２０は、その変換により得られた数字の列「１１０１」を、システムＩＤに決定する。このように、システムＩＤは、二進数で表現されることになる。 For example, as described above, when the voltage values of the ports P1 to P4 are 5V, 5V, 0V, and 5V, the determining unit 120 converts 5V to "1" and converts 0V to "0". Then, the determining unit 120 determines the string of numbers "1101" obtained by the conversion as the system ID. In this way, the system ID will be expressed as a binary number.

システムＩＤとは、バッテリパックシステム１を識別するためのＩＤであり、例えば、車両におけるバッテリパック２０の搭載数を意味する。例えば、車両におけるバッテリパック２０の搭載数が３つである場合、システムＩＤは、３パックシステムを意味する文字列（例えば、上述した「１１０１」）となる。 The system ID is an ID for identifying the battery pack system 1, and means, for example, the number of battery packs 20 installed in the vehicle. For example, when the number of battery packs 20 installed in the vehicle is three, the system ID is a character string (for example, "1101" described above) that means a three-pack system.

決定部１２０は、決定したシステムＩＤを記憶する。このシステムＩＤは、ＭＢＭＳ１０が各バッテリパック２０を管理する際に適宜用いられる。 The determining unit 120 stores the determined system ID. This system ID is used appropriately when the MBMS 10 manages each battery pack 20.

以上、ＭＢＭＳ１０の構成について説明した。 The configuration of the MBMS 10 has been described above.

次に、ＭＢＭＳ１０の動作について、図４を用いて説明する。図４は、ＭＢＭＳ１０の動作を示すフローチャートである。 Next, the operation of the MBMS 10 will be explained using FIG. 4. FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the MBMS 10.

図４に示すフローは、例えば、ＭＢＭＳ１０がハーネス４０（コネクタ４５）に接続された際に開始される。 The flow shown in FIG. 4 is started, for example, when the MBMS 10 is connected to the harness 40 (connector 45).

まず、判定部１１０は、ポートＰ１～Ｐ４それぞれに印加された電圧値を判定する（ステップＳ１）。 First, the determination unit 110 determines the voltage value applied to each of the ports P1 to P4 (step S1).

次に、決定部１２０は、各電圧値に基づいて、システムＩＤを決定し、記憶する（ステップＳ２）。 Next, the determining unit 120 determines and stores the system ID based on each voltage value (step S2).

以上説明したように、本実施の形態のＭＢＭＳ１０は、車両に搭載され、並列に接続された複数のバッテリパック２０を管理するバッテリ管理装置であって、車両には、ＭＢＭＳ１０と１対１に接続されるハーネス４０が搭載されており、ハーネス４０には、グランドへの接続または非接続のいずれかに設計された複数のハーネス側配線４１～４４が設けられており、ＭＢＭＳ１０は、複数のハーネス側配線４１～４４のそれぞれに接続される複数の装置側配線３１～３４と、複数の装置側配線３１～３４のそれぞれと接続される複数のポートＰ１～Ｐ４と、ＭＢＭＳ１０がハーネス４０に接続されたときに、複数のポートＰ１～Ｐ４のそれぞれに印加された電圧値を判定する判定部１１０と、電圧値に基づいて、システムＩＤを決定する決定部１２０と、を有する。 As explained above, the MBMS 10 of this embodiment is a battery management device that is mounted on a vehicle and manages a plurality of battery packs 20 connected in parallel. The harness 40 is provided with a plurality of harness side wirings 41 to 44 designed to be connected to the ground or not connected, and the MBMS 10 is equipped with a plurality of harness side wirings 41 to 44 designed to be connected to the ground or not connected A plurality of device side wirings 31 to 34 connected to each of the plurality of device side wirings 31 to 44, a plurality of ports P1 to P4 connected to each of the plurality of device side wirings 31 to 34, and the MBMS 10 were connected to the harness 40. Sometimes, it includes a determining section 110 that determines the voltage value applied to each of the plurality of ports P1 to P4, and a determining section 120 that determines the system ID based on the voltage value.

この特徴により、本実施の形態のＭＢＭＳ１０は、ハーネス４０に接続するだけで自動的にシステムＩＤを認識する。よって、従来のように、予めＭＢＭＳ１０に決められたシステムＩＤを設定する作業等を行う必要がなく、システムＩＤを設定する際の利便性をより向上させることができる。 Due to this feature, the MBMS 10 of this embodiment automatically recognizes the system ID simply by connecting to the harness 40. Therefore, there is no need to perform work such as setting a predetermined system ID in the MBMS 10 as in the past, and the convenience in setting the system ID can be further improved.

なお、本開示は、上記実施の形態の説明に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。 Note that the present disclosure is not limited to the description of the embodiments described above, and various modifications can be made without departing from the spirit thereof.

本開示のバッテリ管理装置は、ＭＢＭＳにシステムＩＤを設定する場合に有用である。 The battery management device of the present disclosure is useful when setting a system ID in MBMS.

１バッテリパックシステム
１０ＭＢＭＳ
２０バッテリパック
２１ＰＢＭＳ
３０ＶＣＵ
３１、３２、３３、３４装置側配線
４０ハーネス
４１、４２、４３、４４ハーネス側配線
４５コネクタ
１１０判定部
１２０決定部
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４ポート 1 Battery pack system 10 MBMS
20 Battery pack 21 PBMS
30 VCUs
31, 32, 33, 34 Device side wiring 40 Harness 41, 42, 43, 44 Harness side wiring 45 Connector 110 Judgment section 120 Determination section P1, P2, P3, P4 Port

Claims

A battery management device that manages multiple battery packs installed in a vehicle and connected in parallel,
The vehicle is equipped with a harness that is connected one-to-one with the battery management device,
The harness is provided with a plurality of harness-side wiring designed to be connected to or unconnected to ground,
The battery management device includes:
a plurality of device side wirings connected to each of the plurality of harness side wirings;
a plurality of ports connected to each of the plurality of device side wirings;
a determination unit that determines a voltage value applied to each of the plurality of ports when the battery management device is connected to the harness;
a determining unit that determines a system ID based on the voltage value;
Battery management device.

The system ID means the number of battery packs installed in the vehicle,
The battery management device according to claim 1.

The system ID is expressed as a binary number,
The battery management device according to claim 1 or 2.