JP7630414B2 - 電池監視システムおよび電池監視装置 - Google Patents

Description

開示の実施形態は、電池監視システム、電池監視装置、および電池監視方法に関する。

電池のセル抵抗を算出するには、同じ取得タイミングで取得した電圧と電流の情報が必要である。また、近年の電池監視装置は、ハーネスレス化のため、電池計測装置との間で無線通信を行う。例えば、特許文献１に記載の電池監視システムでは、電池毎に設けられる複数の電池計測装置が各電池の同期した電圧と電流とを計測して、無線通信により電池監視装置に送信している。

特開２０２１－０６８６１１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の電池監視システムでは、電流センサと各電池計測装置とをハーネスで接続する必要があり、電池計測装置の数が増えるほどハーネス数も増加してハーネスレス化に支障をきたす。

このため、ハーネスレス化の観点では、電池監視装置は、無線通信により各電池計測装置に対して電圧計測指示を送信し、電池計測装置から電池の電圧情報を取得し、電圧情報の取得タイミングと同期した取得タイミングで電池の電流情報を取得することが望ましい。

ただし、無線通信は、有線通信に比べ通信タイミングに誤差が生じる。これにより、電池監視装置は、電池計測装置による電圧情報の正確な取得タイミングを認識することができず、電池計測装置による電圧情報の取得タイミングと同期した取得タイミングで電池の電流情報を取得することができない場合がある。

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、電池計測装置による電圧情報の取得タイミングと同期した取得タイミングで電池の電流情報を取得することができる電池監視システム、電池監視装置、および電池監視方法を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係る電池監視システムは、電池計測装置と、電池監視装置とを含む。電池計測装置は、電池の電圧情報を検出する。電池監視装置は、無線通信により前記電池計測装置から前記電圧情報を取得すると共に、前記電池に流れる電流の電流情報を電流センサから取得する。前記電池監視装置は、制御部と、無線通信部とを備える。無線通信部は、所定周期で前記電池計測装置と無線通信を行う。前記制御部は、前記無線通信部によって電圧測定指示を出力させ、前記電池計測装置が電圧情報を取得する時期の前記電流情報を、前記無線通信部が前記電圧測定指示を前記電池計測装置に送信するタイミングに基づいて取得する。

実施形態の一態様に係る電池監視システム、電池監視装置、および電池監視方法は、電池計測装置による電圧情報の取得タイミングと同期した取得タイミングで電池の電流情報を取得することができるという効果を奏する。

図１は、有線通信を使用する電池監視システムの説明図である。 図２は、第１実施形態に係る電池監視システムの説明図である。 図３は、第１実施形態に係る無線通信部のコネクションインターバルの説明図である。 図４は、第１実施形態に係る電池監視システムの動作例を示すタイミングチャートである。 図５は、第１実施形態に係る制御部が実行する処理の一例を示すフローチャートである。 図６は、第２実施形態に係る電池監視システムの説明図である。 図７は、第２実施形態に係る第２実施形態に係る電池監視システムの動作例を示すタイミングチャートである。 図８は、第２実施形態に係る制御部が実行する処理の一例を示すフローチャートである。 図９は、第２実施形態に係る電池計測装置が実行する処理の一例を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、電池監視システム、電池監視装置、および電池監視方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。実施形態に係る電池監視システムは、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車に搭載される車両駆動用のリチウムイオンバッテリの状態を監視するシステムである。

なお、電池監視システムは、車両用のバッテリ以外の任意のバッテリの状態を監視するように構成されてもよい。以下では、有線通信を使用する電池監視システムについて説明した後に、実施形態に係る無線通信を使用する電池監視システムについて説明する。

［１．有線通信を使用する電池監視ステム］
図１は、有線通信を使用する電池監視システム１００の説明図である。電池監視システム１００は、複数の電池が直列に接続されたバッテリから出力される電圧の電圧情報と、バッテリを流れる電流の電流情報とからバッテリのセル抵抗を算出し、セル抵抗の抵抗値に基づいてバッテリの劣化状態を監視するシステムである。

図１に示すように、電池監視システム１００は、例えば、複数の電池計測装置１１０と、一つの電池監視装置１２０とを含む。電池計測装置１１０は、所定数の直列に接続された電池セル（スタック）毎に設けられる。電池計測装置１１０は、各電池セルの電圧を計測して電圧情報を出力する計測部１１１を備える。各計測部１１１は、ハーネスによって接続され、有線通信によって電圧情報の送受信を行う。

電池監視装置１２０は、通信部１２１と制御部１２２とを備える。通信部１２１は、各電池計測装置１１０とハーネスによって接続され、電池計測装置１１０へ有線通信によって電圧計測指示を送信し、電池計測装置１１０から有線通信によって各電池セルの電圧情報を受信する。また、通信部１２１は、受信した電圧情報を制御部１２２に有線通信によって送信する。

制御部１２２は、バッテリに流れる電流を計測する電流センサ３から有線通信によって電流情報を受信する。制御部１２２は、同期した電圧情報と電流情報とからバッテリのセル抵抗値を算出する。つまり、制御部１２２は、同一時刻に計測された電圧情報と電流情報とから、その時点のセル抵抗値を算出する。そして、制御部１２２は、各時点のセル抵抗値に基づいてバッテリの劣化状態を監視する。

具体的には、制御部１２２は、通信部１２１に対して、電池計測装置１１０へ向けて電圧計測指示を出力させる指令を送信する。通信部１２１は、制御部１２２からの指令に従って、例えば、１つの電池計測装置１１０に電圧計測指示を送信する。電圧計測指示を受信した電池計測装置１１０は、対応する電池セルの電圧を計測して、隣接する電池計測装置１１０に計測した電圧の電圧情報と電圧計測指示を送信する。

その後、各電池計測装置１１０は、電圧計測指示を受信すると対応する電池セルの電圧を計測し、計測した電圧の電圧情報と隣接する電池計測装置から受信した電圧情報と合わせて電圧計測指示を次の電池計測装置１１０に順次送信する。

最後に電圧計測指示を受信した電池計測装置１１０は、全ての電池計測装置１１０によって計測された電圧の電圧情報を電池監視装置１２０に送信する。このように、電池監視システム１００では、有線によるシリアル通信によって、電圧計測指示の送信から電池情報の取得までの一連の処理が実行される。

ここで、電池監視装置１２０内部の通信、電池監視装置１２０と電池計測装置１１０との間の通信、各電池計測装置１１０間の通信、および電池監視装置１２０と電流センサ３との間の通信は、全て有線通信である。そして、各装置間の通信に要する時間は、設計によって決まる。

このため、電池監視装置１２０は、通信部１２１に電圧計測指示を送信させる指令を発出してから、各電池計測装置が電圧を計測するまでの時間を遅延なく認識できる。したがって、電池監視装置１２０は、各電池計測装置１１０によって電圧が計測された時刻と同時刻に計測した電流、つまり、同期した電圧情報と電流情報とからセル抵抗値を算出ができる。

しかしながら、電池監視システム１００は、電池監視装置１２０と電池計測装置１１０との間、および各電池計測装置１１０間をハーネスで接続する必要があるため、ハーネスレス化に支障があり、小型化が困難である。そこで、実施形態に係る電池監視システムは、電池監視装置と各電池計測装置との間の通信を無線通信にすることによって、ハーネスレス化を実現する。

［２．第１実施形態に係る電池監視ステム］
図２は、第１実施形態に係る電池監視システム１０の説明図である。図２に示すように、電池監視システム１０は、例えば、複数の電池計測装置１－１～１－ｎ（ｎは、２以上の自然数）と、一つの電池監視装置２とを含む。

電池計測装置１－１～１－ｎは、所定数の直列に接続された電池セル（スタック）毎に設けられる。電池計測装置１－１～１－ｎは、計測部１１と、無線通信部１２とを備える。計測部１１は、各電池セルの電圧を計測して電圧情報を生成する。

無線通信部１２は、例えば、ＢＬＥ：Bluetoot Low Energy（登録商標）通信機能を備える通信ＩＣ（Integrated Circuit）である。無線通信部１２は、電池監視装置２との間でＢＬＥ通信による無線通信を行う。また、無線通信部１２は、計測部１１との間で、例えば、ＳＰＩ：Serial Peripheral Interface（登録商標）による有線通信を行う。

電池監視装置２は、無線通信部２１と制御部２２とを備える。無線通信部２１は、例えば、ＢＬＥ通信機能を備える通信ＩＣである。無線通信部２１は、電池計測装置１－１～１－ｎの無線通信部１２との間でＢＬＥ通信による無線通信を行う。また、無線通信部２１は、制御部２２との間で、例えば、ＳＰＩ通信による有線通信を行う。

制御部２２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。制御部２２は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを、ＲＡＭを作業領域として使用して実行することにより、電池監視装置２全体の動作を制御する。

例えば、制御部２２は、無線通信部２１への電圧計測指示の送信指令の発出、バッテリの電圧情報および電流情報の取得処理、バッテリのセル抵抗値算出処理、およびセル抵抗値に基づくバッテリの劣化判定処理等を実行する。なお、制御部２２は、一部または全部がＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアで構成されてもよい。

制御部２２は、無線通信部２１に対して、各電池計測装置１－１～１－ｎへ向けて電圧計測指示を出力させる指令をＳＰＩ通信により送信する。無線通信部２１は、制御部２２からの指令に従って、例えば、各電池計測装置１－１～１－ｎに向けて電圧計測指示をＢＬＥ通信により送信する。

電圧計測指示を受信した各電池計測装置１－１～１－ｎの無線通信部１２は、電圧計測指示を計測部１１にＳＰＩ通信により送信する。電圧計測指示を受信した計測部１１は、対応する電池セルの電圧を計測し、計測した電圧の電圧情報を無線通信部１２にＳＰＩ通信により送信する。無線通信部１２は、計測部１１から受信した電圧情報をＢＬＥ通信によって電池監視装置２に送信する。

電池監視装置２の無線通信部２１は、電池計測装置１－１～１－ｎから受信した電圧情報をＳＰＩ通信により制御部２２に送信する。制御部２２は、受信した各電池セルの電圧情報と、電流センサ３から有線通信により受信する電流情報とに基づいて、各電池セルのセル抵抗値を算出する。そして、制御部２２は、各電池セルのセル抵抗値に基づいて、バッテリの劣化状態を監視する。

このように、電池監視システム１０では、電池監視装置２と各電池計測装置１－１～１－ｎとが、それぞれＢＬＥ通信による無線通信によって情報通信を行うので、電池監視装置２と各電池計測装置１－１～１－ｎとをハーネスで接続する必要がない。つまり、電池監視システム１０では、電池監視装置２と各電池計測装置１－１～１－ｎとの間のハーネスレス化を実現できる。

電池監視システム１０では、電池監視装置２と各電池計測装置１－１～１－ｎとの間の通信タイミングに誤差が生じる。このため、単にハーネスレス化にするだけでは、電池監視装置２は、電池計測装置１－１～１－ｎによる電圧情報の正確な取得タイミングを認識することができない。その結果、電池監視装置２は、電池計測装置１－１～１－ｎによる電圧情報の取得タイミングと同期した取得タイミングでバッテリの電流情報を取得することができない場合がある。

具体的には、電池監視装置２の無線通信部２１は、起動されると、まず、各電池計測装置１－１～１－ｎの無線通信部１２との間で通信に関するペアリングを行う。このとき、制御部２２は、どのタイミング（時刻）でペアリングが確立したのかを認識できない。その後、電池監視装置２の無線通信部２１は、予め定められる所定のコネクションインターバルで、周期的に電池計測装置１－１～１－ｎの無線通信部１２とのＢＬＥ通信を行う。

図３は、第１実施形態に係る無線通信部２１のコネクションインターバルの説明図である。図３に示すように、無線通信部２１は、各コネクションインターバルの期間に、各電池計測装置１－１～１－ｎとのＢＬＥ通信を順次行う。

このため、例えば、時刻ｔ０１に電池監視装置２の制御部２２から無線通信部２１に、電池計測装置１－１への電圧計測指示の指令が送信されると、直後に電池計測装置１－１に電圧計測指示が送信され、電池計測装置１－１によって電圧が計測される。

これにより、制御部２２から無線通信部２１に電圧計測指示が送信されたタイミングで計測された電流の電流情報と、電池計測装置１－１によって計測された電圧の電圧情報とは同期した情報になる。したがって、制御部２２は、同期した電流情報と電圧情報とにより、正確なセル抵抗値を算出できる。

しかし、例えば、時刻ｔ０２に電池監視装置２の制御部２２から無線通信部２１に、電池計測装置１－１への電圧計測指示の指令が送信されると、次に、電池計測装置１－１と通信できるのは次回のコネクションインターバルが始まる時刻ｔ０３になる。

このため、制御部２２から無線通信部２１に電圧計測指示が送信されたタイミングで計測された電流の電流情報と、電池計測装置１－１によって計測された電圧の電圧情報とは、計測タイミングに誤差が生じて同期した状態にならない。したがって、制御部２２は、正確なセル抵抗値を算出できない。

そこで、電池監視システム１０は、電池計測装置１－１～１－ｎと、電池監視装置２とを含む。電池計測装置１－１～１－ｎは、バッテリの電圧情報を検出する。電池監視装置２は、例えば、ＢＬＥ通信などの無線通信により電池計測装置１－１～１－ｎから電圧情報を取得すると共に、バッテリに流れる電流の電流情報を電流センサ３から取得する。

電池監視装置２は、制御部２２と、所定周期で電池計測装置１－１～１－ｎと無線通信を行う無線通信部２１とを備える。そして、制御部２２は、無線通信部２１によって電圧測定指示を出力させ、電池計測装置１－１～１－ｎが電圧情報を取得する時期の電流情報を、無線通信部２１が電圧測定指示を電池計測装置１－１～１－ｎに送信するタイミングに基づいて取得する。次に、かかる電池監視システム１０によるバッテリの監視方法について説明する。

［３．第１実施形態に係る電池監視方法］
図４は、第１実施形態に係る電池監視システム１０の動作例を示すタイミングチャートである。ここでは、電池監視装置１が電池計測装置１－１との間で行う通信を例に挙げて説明する。

図４に示すように、バッテリの監視を行う場合、電池監視装置２の制御部２２は、まず、無線通信部２１に対して、各電池計測装置１－１へ向けて電圧計測指示を出力させる指令のコマンドをＳＰＩ通信により送信する（ステップＳ１）。

電池監視装置２の無線通信部２１は、コマンドを受信すると、電池計測装置１－１との通信を行うための所定の処理、および、次回の通信開始までの待ち時間の設定などを行う（ステップＳ２）。そして、無線通信部２１は、次回のコネクションインターバルになる時刻ｔ１に、電池計測装置１－１の無線通信部１２に、電圧計測指示のコマンドをＢＬＥ通信によって送信する（ステップＳ３）。

その後、無線通信部２１は、予め定められる通信禁止期間Ｔが経過すると（ステップＳ４）、電池計測装置１－１の無線通信部１２からＢＬＥ通信によってデータを受信する（ステップＳ５）。このとき、無線通信部２１は、時刻ｔ１で送信したコマンドよりも１回前に送信したコマンドに対して返信されるデータを電池計測装置１－１から受信する。１回前に送信したコマンドが電圧計測指示であれば、ステップＳ５で受信したデータには前回のコネクションインターバルにおける電圧情報が含まれる。

そして、無線通信部２１は、制御部２２との通信を行うための所定の処理、および、次回の通信開始までの待ち時間の設定などを行い（ステップＳ６）、その後、制御部２２に電池計測装置１－１から受信したデータをＳＰＩ通信により送信する（ステップＳ７）。制御部２２は、所定の割込み処理を行い（ステップＳ８）、時刻ｔ２に無線通信部２１からのデータの受信が完了する。

一方、電池計測装置１－１の無線通信部１２は、電池監視装置２から電圧計測指示のコマンドを受信すると、計測部１１との通信を行うための所定の処理、および、次回の通信開始までの待ち時間の設定などを行い（ステップＳ９）、その後、コマンドを計測部１１にＳＰＩ通信により送信する（ステップＳ１０）。

計測部１１は、電圧計測指示のコマンドを受信すると、時刻ｔ３に計測対象の電池セルの電圧を計測し、Ａ／Ｄ変換することによって電圧情報を生成する（ステップＳ１１）。その後、計測部１１は、電圧情報のデータをＳＰＩ通信によって無線通信部１２に送信する（ステップＳ１２）。

電池計測装置１－１の無線通信部１２は、次回のコネクションインターバルになると、電池監視装置２から次の電圧計測指示のコマンドをＢＬＥ通信によって受信する。そして、無線通信部１２は、電池監視装置２の無線通信部２１との通信を行うための所定の処理、および、次回の通信開始までの待ち時間の設定などを行い（ステップＳ１３）、予め定められる通信禁止期間Ｔが経過すると（ステップＳ１４）、今回の電圧情報のデータをＢＬＥ通信により電池監視装置２に送信する（ステップＳ１５）。

電池監視装置２の無線通信部２１は、データを受信すると、制御部２２との通信を行うための所定の処理、および、次回の通信開始までの待ち時間の設定などを行い（ステップＳ１６）、その後、今回の電圧情報のデータをＳＰＩ通信により制御部２２に送信する（ステップＳ１７）。制御部２２は、所定の割込み処理を行った後（ステップＳ１８）、時刻ｔ４に無線通信部２１からの電圧情報のデータの受信が完了する。

この一連の動作において、制御部２２は、電池監視装置２の無線通信部２１に電圧計測指示のコマンドを送信するタイミングを認識することができるが、前述のように、無線通信部２１が電池計測装置１－１にコマンドを送信するタイミングの時刻ｔ１を認識できない。ただし、制御部２２は、電池監視装置２の電池計測装置１－１からの受信データを、無線通信部２１から受信するタイミングの時刻ｔ２を認識することはできる。

そして、電池監視装置２の無線通信部２１が、時刻ｔ１に電池計測装置１－１へ電圧計測指示のコマンドを送信してから、電池計測装置１－１の計測部１１が、時刻ｔ３に電池セルの電圧を計測するまでの第１の時間Ａは、設計で予め定められる。

また、電池監視装置２の無線通信部２１が、時刻ｔ１に電池計測装置１－１へ電圧計測指示のコマンドを送信してから、電池計測装置１－１からの受信データを制御部２２に送信する処理が完了する時刻ｔ２までの第２の時間Ｂは、設計で予め定められる。

そこで、制御部２２は、電池計測装置１－１からの受信データを受信した時刻ｔ２に、第１の時間Ａから第２時間Ｂを減算した時間を加算した時刻ｔ３に、電流センサ３によって計測された電流の電流情報を電流センサ３から取得する。

制御部２２は、時刻ｔ３で取得した電流情報を記憶しておき、電池計測装置１－１が時刻ｔ３で取得した電圧情報、すなわち時刻ｔ４で受信する電圧情報と対応づける。そして、制御部２２は、対応づけた電流情報と電圧情報とからセル抵抗値を算出する。

このように、制御部２２は、無線通信部２１が電圧測定指示を電池計測装置１－１に送信するタイミングを基準として判定する電池計測装置１－１が電圧情報を取得する時期に電流情報を取得する。

具体的には、制御部２２は、無線通信部２１が電圧測定指示を電池計測装置１－１に送信したサイクルで、電池計測装置１－１からの受信データを無線通信部２１から受信した受信タイミングから所定時間後に電流情報を取得する。

このときの、所定時間は、無線通信部２１が電池計測装置１－１に電圧測定指示を送信してから、電池計測装置１－１が電圧情報を取得するまでの予め定められる第１の時間から、無線通信部２１が電池計測装置１―１に電圧測定指示を送信してから制御部２２が受信データを受信するまでの予め定められる第２の時間を減算した時間である。

これにより、制御部２２は、電池計測装置１－１によって電圧が計測された時刻ｔ３と同一時刻に、電流センサ３によって計測された電流の電流情報を取得することができる。そして、制御部２２は、時刻ｔ４に取得する電池計測装置１－１によって時刻ｔ３に計測された電圧の電圧情報と、時刻ｔ３に電流センサによって計測された電流の電流情報とによって、時刻ｔ３における電池セルの正確なセル抵抗を算出することができる。したがって、電池監視装置２は、適切にバッテリの劣化状態を監視することができる。

［４．第１実施形態に係る制御部が実行する処理］
次に、図５を参照して、第１実施形態に係る電池監視装置２の制御部２２が実行する処理について説明する。図５は、第１実施形態に係る制御部２２が実行する処理の一例を示す説明図である。

ここでは、電池監視装置２が電池計測装置１－１によって電圧が計測される電池セルのセル抵抗を算出する処理について説明するが、電池監視装置２は、その他の電池計測装置１－２～１－ｎについても同様の処理を実行する。このため、電池監視装置２が電池計測装置２－１～１－ｎについて行う処理については、説明を省略する。

図５に示すように、制御部２２は、まず、電圧測定指示を電池監視装置２の無線通信部２１に出力する（ステップＳ１０１）。その後、制御部２２は、電池計測装置１－１からの受信データを受信したか否かを判定する（ステップＳ１０２）。

制御部２２は、電池計測装置１－１からの受信データを受信していないと判定した場合（ステップＳ１０２，Ｎｏ）、受信データを受信するまでステップＳ１０２の判定処理を繰り返す。そして、制御部２２は、電池計測装置１－１からの受信データを受信したと判定した場合（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）、受信タイミングから所定時間経過後に、電流情報を取得する（ステップＳ１０３）。

具体的には、制御部２２は、電池計測装置１－１からの受信データを受信した時刻に、前述した第１の時間Ａから第２時間Ｂを減算した時間を加算した時刻に、電流センサ３によって計測された電流の電流情報を電流センサ３から取得して記憶する。この電流情報は図４の時刻ｔ３で取得する電流情報に対応する。

その後、制御部２２は、ステップＳ１０１で出力した今回のサイクルでの電圧測定指示に対して電池計測装置１－１から電圧情報を取得したか否かを判定する（ステップＳ１０４）。ここでの電圧情報は、図４の時刻ｔ４で取得する電圧情報である。制御部２２は、電圧情報を取得していないと判定した場合（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、電圧情報を取得するまでステップＳ１０４の判定処理を繰り返す。なお、ステップＳ１０４でＮｏであった場合、実際は、制御部２２は、次回のコマンド送信等種々の処理を行うが、簡略化のため説明を省略している。

そして、制御部２２は、電池計測装置１－１から電圧情報を取得したと判定した場合（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）、取得した電流情報と電圧情報とからセル抵抗値を算出して（ステップＳ１０５）、処理を終了する。そして、制御部２２は、ステップＳ１０１～Ｓ１０５の処理を繰り返し、順次算出するセル抵抗値に基づき、電池計測装置１－１によって電圧が計測される電池セルの劣化を監視する。

［５．第２実施形態に係る電池監視ステム］
図６は、第２実施形態に係る電池監視システム１０ａの説明図である。図６に示すように、電池監視システム１０ａは、複数の電池計測装置１ａ－１～１ａ－ｎ（ｎは、２以上の自然数）と、電池監視装置２ａとを含む。

電池計測装置１ａ－１～１ａ－ｎは、無線通信部１２ａの動作が第１実施形態に係る無線通信部１２と異なる。また、電池監視装置２ａは、無線通信部２１ａがＴｘ端子２３を備える構成と、制御部２２ａの動作が第１実施形態に係る電池監視装置２と異なる。

電池監視装置２ａの無線通信部２１ａは、電圧測定指示を電池計測装置１ａ－１～１ａ－ｎに送信するタイミングで通信開始を示す通信開始信号をＴｘ端子２３から制御部２２ａに出力する。

電池計測装置１ａ－１～１ａ－ｎは、電圧測定指示を受信すると、電圧測定指示が送信されたタイミングを基準とした電圧情報の検出時期を示す第１の時間情報と、検出時期に検出した電圧情報とを、電池監視装置２ａの無線通信部２１ａに返信する。

制御部２２ａは、通信開始信号の入力タイミングを基準とした第２の時間情報と電流情報とを周期的に検出して記憶し、第１の時間情報と第２の時間情報とに基づき、電圧情報に同期した電流情報を取得する。次に、かかる電池監視システム１０ａによるバッテリの監視方法について説明する。

［６．第２実施形態に係る電池監視方法］
図７は、第２実施形態に係る電池監視システム１０の動作例を示すタイミングチャートである。ここでは、電池監視装置１が電池計測装置１ａ－１との間で行う通信を例に挙げて説明する。

図７に示すように、電池監視装置２ａおよび電池計測装置１ａ－１間におけるデータの送受信タイミングは、図４に示す送受信タイミングと同一であるが、電池監視装置２ａおよび電池計測装置１ａ－１の内部で行う動作が第１実施形態とは異なる。このため、ここでは、第１実施形態と異なる電池監視装置２ａおよび電池計測装置１ａ－１の内部で行う動作について説明する。

図７に示すように、電池監視装置２ａの無線通信部２１ａは、時刻ｔ１に電圧計測指示のコマンドを電池計測装置１ａ－１に送信するタイミングで、電池計測装置１ａ－１との通信開始を示す通信開始信号をＴｘ端子２３から制御部２２ａに出力する（ステップＳ２１）。これにより、制御部２２ａは、無線通信部２１ａは、時刻ｔ１にコマンド送信タイミングを取得する。

電池計測装置１ａ－１の計測部１１は、電圧測定指示を受信すると、時刻ｔ３に電池セルの電圧を測定して電圧情報を生成し、電池計測装置１ａ－１の無線通信部１２ａに送信する。無線通信部１２ａは、電圧測定指示が送信されたタイミングである時刻ｔ１を基準とした電圧情報の検出時期である時刻ｔ３を示す第１の時間情報（電圧検出時のタイムスタンプ）を電圧情報に付与する（ステップＳ２２）。

そして、無線通信部１２ａは、第１の時間情報と検出時期に検出された電圧情報とを、電池監視装置２ａの無線通信部２１ａに返信する。その後、電池監視装置２ａの制御部２２ａは、時刻ｔ４に、第１の時間情報が付与された電圧情報を取得する。

一方、電池監視装置２ａの制御部２２ａは、通信開始信号の入力タイミングである時刻ｔ１を基準とした第２の時間情報と電流情報とを周期的に検出して記憶する。つまり、制御部２２ａは、図７に複数の三角で示す各タイミングで、その時点の電流情報を取得し、その時点のカウントアップしたタイムスタンプと対応付けて順次記憶する。

その後、制御部２２ａは、時刻ｔ４でタイムスタンプが付与された電圧情報を電池計測装置１ａ－１から取得すると、第１の時間情報と第２の時間情報とに基づき、電圧情報に同期した電流情報を取得する。

具体的には、制御部２２ａは、電圧情報に付与されたタイムスタンプの時刻ｔ３と同一または時刻ｔ３にもっとも近いタイムスタンプが対応付けられた電流情報を、記憶した電流情報のなかから取得する（ステップＳ２３）。これにより、制御部２２ａは、計測時刻が同一の同期した電流情報および電圧情報を取得することができる。したがって、電池監視装置２は、同期した電流情報および電圧情報から電池セルの正確なセル抵抗値を算出できるので、適切にバッテリの劣化状態を監視することができる。

なお、ここでは、制御部２２ａが周期的に継続して電流情報を取得する場合について説明したが、これは一例である。制御部２２ａは、通信開始信号の入力タイミングである時刻ｔ１から、電池計測装置１ａ－１の情報処理能力に基づいて、電池計測装置１ａ－１によって電圧が計測される大まかな所定期間を予測することが可能である。

そこで制御部２２ａは、電池計測装置１ａ－１が電圧情報を取得すると予想される時間の前後の所定期間（図７に示す時刻ｔ３を含むの前後の所定時間）に、電流情報と第２の時間情報とを周期的に検出するように構成されてもよい。

これにより、制御部２２ａは、電流情報を取得する処理回数および記憶する電流情報の情報量を大幅に削減することができる。この場合、例えば、電池測定装置１ａ―１の故障などにより、電圧情報に付与された第１の時間情報に対応する時刻が、制御部２２ａによって想定される所定期間にない事態が発生するおそれがある。

そこで、制御部２２ａは、第１の時間情報により示される電圧情報の検出時期が想定される検出時期から所定時間以上乖離している場合は、電池計測装置１ａ－１に異常が発生したと判定する。

これにより、電池監視装置２ａは、バッテリの劣化を監視できるだけでなく、電池計測装置１ａ－１の異常まで検出することが可能になる。

［７．第２実施形態に係る制御部が実行する処理］
次に、図８を参照して、第２実施形態に係る電池監視装置２ａの制御部２２ａが実行する処理について説明する。図８は、第２実施形態に係る制御部２２ａが実行する処理の一例を示す説明図である。

ここでは、電池監視装置２ａが電池計測装置１ａ－１によって電圧が計測される電池セルのセル抵抗を算出する処理について説明するが、電池監視装置２ａは、その他の電池計測装置１ａ－２～１ａ－ｎについても同様の処理を実行する。このため、電池監視装置２が電池計測装置１ａ－２～１－ｎについて行う処理については、説明を省略する。

図８に示すように、制御部２２ａは、まず、電圧計測指示を出力し（ステップＳ２０１）、通信開始信号の入力があるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。制御部２２ａは、通信開始信号の入力がないと判定した場合（ステップＳ２０２，Ｎｏ）、通信開始信号の入力があるまでステップＳ２０２の判定処理を繰り返す。

そして、制御部２２ａは、通信開始信号の入力があると判定した場合（ステップＳ２０２，Ｙｅｓ）、通信開始信号の入力の入力タイミングを基準とした第２の時間情報と、電流情報とを周期的に検出する（ステップＳ２０３）。そして、制御部２２ａは、第２の時間情報と電流情報とを対応付けて記憶する（ステップＳ２０４）。

その後、制御部２２ａは、電池計測装置１ａ－１からステップＳ２０１で出力した今回のサイクルでの電圧計測指示に対応する電圧情報および第１の時間情報を受信したか否かを判定する（ステップＳ２０５）。制御部２２ａは、電圧情報および第１の時間情報を受信しないと判定した場合（ステップＳ２０５，Ｎｏ）、電圧情報および第１の時間情報を受信するまでステップＳ２０５の処理を繰り返す。なお、ステップＳ２０５でＮｏであった場合、実際は、制御部２２ａは、次回のコマンド送信等種々の処理を行うが、簡略化のため説明を省略している。

そして、制御部２２ａは、電圧情報および第１の時間情報を受信したと判定した場合（ステップＳ２０５，Ｙｅｓ）、第１の時間情報が想定時期から所定時間以上乖離しているか否かを判定する（ステップＳ２０６）。

制御部２２ａは、第１の時間情報が想定時期から所定時間以上乖離していないと判定した場合（ステップＳ２０６，Ｎｏ）、第１の時間情報および第２の時間情報に基づき、電圧情報に同期した電流情報を記憶した電流情報から取得する（ステップＳ２０７）。

その後、制御部２２ａは、取得した電流情報と電圧情報とからセル抵抗値を算出して（ステップＳ２０８）、処理を終了する。そして、制御部２２ａは、ステップＳ２０１～Ｓ２０８の処理を繰り返し、順次算出するセル抵抗値に基づき、電池計測装置１ａ－１によって電圧が計測される電池セルの劣化を監視する。

また、制御部２２ａは、第１の時間情報が想定時期から所定時間以上乖離していると判定した場合（ステップＳ２０６，Ｙｅｓ）、電池計測装置１ａ－１の異常と判定し（ステップＳ２０９）、処理を終了する。

［８．第２実施形態に係る電池計測装置が実行する処理］
次に、図９を参照して、第２実施形態に係る電池計測装置１ａ－１が実行する処理について説明する。図９は、第２実施形態に係る電池計測装置１ａ－１が実行する処理の一例を示すフローチャートである。

図９に示すように、電池計測装置１ａ－１は、まず、電池監視装置２ａから電圧計測指示を受信したか否かを判定する（ステップＳ３０１）。電池計測装置１ａ－１は、電圧計測指示を受信していないと判定した場合（ステップＳ３０１，Ｎｏ）、電圧計測指示を受信するまで、ステップＳ３０１の判定処理を繰り返す。

そして、電池計測装置１ａ－１は、電圧計測指示を受信したと判定した場合（ステップＳ３０１，Ｙｅｓ）、電圧情報を取得する（ステップＳ３０２）。続いて、電池計測装置１ａ－１は、電圧測定指示の送信タイミングを基準とした電圧情報の検出時期を示す第１の時間情報を生成する（ステップＳ３０３）。

ここで、電池計測装置１ａ－１は、ステップＳ３０１で電圧計測指示を受信したと判定した受信タイミングを電圧測定指示の送信タイミングとみなしている。なお、無線通信部２１ａが電圧測定指示と共に送信時刻を示すタイムスタンプを付与して送信してもよく、その場合は、送信時刻を示すタイムスタンプが電圧測定指示の送信タイミングとなる。

そして、電池計測装置１ａ－１は、第１の時間情報と電圧情報とを対応付けて電池監視装置２ａに送信し（ステップＳ３０４）、処理を終了する。そして、電池計測装置１ａ－１は、再度、ステップＳ３０１から処理を開始する。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１０，１０ａ 電池監視システム
１－１～１－ｎ，１ａ－１～１ａ－ｎ 電池計測装置
１１ 計測部
１２，１２ａ 無線通信部
２，２ａ 電池監視装置
２１，２１ａ 無線通信部
２２，２２ａ 制御部
３ 電流センサ

Claims (8)

1. 電池の電圧情報を検出する電池計測装置と、
   無線通信により前記電池計測装置から前記電圧情報を取得すると共に、前記電池に流れる電流の電流情報を電流センサから取得する電池監視装置とを含み、
   前記電池監視装置は、制御部と、所定周期で前記電池計測装置と無線通信を行う無線通信部とを備え、
   前記無線通信部は、
   前記電池計測装置と無線通信を確立した期間内に、電圧測定指示を前記電池計測装置に送信するとともに、前記電池計測装置からデータを受信し、
   前記制御部は、
   前記電池計測装置から受信した前記データを前記無線通信部から取得したタイミングに基づいて、前記電流情報を取得するタイミングを決定する
   電池監視システム。
2. 前記制御部は、
   前記無線通信部が前記電圧測定指示を前記電池計測装置に送信したサイクルで、前記電池計測装置からの受信データを前記無線通信部から受信した受信タイミングから所定時間後に前記電流情報を取得する
   請求項１に記載の電池監視システム。
3. 前記所定時間は、
   前記無線通信部が前記電池計測装置に前記電圧測定指示を送信してから、前記電池計測装置が電圧情報を取得するまでの予め定められる第１の時間から、前記無線通信部が前記電池計測装置に前記電圧測定指示を送信してから前記制御部が前記受信データを受信するまでの予め定められる第２の時間を減算した時間である
   請求項２に記載の電池監視システム。
4. 電池の電圧情報を検出する電池計測装置と、
   無線通信により前記電池計測装置から前記電圧情報を取得すると共に、前記電池に流れる電流の電流情報を電流センサから取得する電池監視装置とを含み、
   前記電池監視装置は、制御部と、所定周期で前記電池計測装置と無線通信を行う無線通信部とを備え、
   前記制御部は、
   前記無線通信部によって電圧測定指示を出力させ、前記電池計測装置が電圧情報を取得する時期の前記電流情報を、前記無線通信部が前記電圧測定指示を前記電池計測装置に送信するタイミングに基づいて取得し、
   前記無線通信部は、
   前記電圧測定指示を送信するタイミングで通信開始を示す通信開始信号を前記制御部に出力し、
   前記電池計測装置は、
   前記電圧測定指示を受信すると、前記電圧測定指示が送信されたタイミングを基準とした前記電圧情報の検出時期を示す第１の時間情報と、前記検出時期に検出した前記電圧情報とを前記無線通信部に返信し、
   前記制御部は、
   前記通信開始信号の入力タイミングを基準とした第２の時間情報と前記電流情報とを周期的に検出して記憶し、前記第１の時間情報と前記第２の時間情報とに基づき、前記電圧情報に同期した前記電流情報を取得する
   電池監視システム。
5. 前記制御部は、
   前記電池計測装置が電圧情報を取得すると予想される時間の前後の所定期間に、前記電流情報と前記第２の時間情報とを周期的に検出する
   請求項４に記載の電池監視システム。
6. 前記制御部は、
   前記第１の時間情報により示される前記電圧情報の検出時期が想定される検出時期から所定時間以上乖離している場合は、電池計測装置に異常が発生したと判定する
   請求項４または請求項５に記載の電池監視システム。
7. 電池の電圧情報を検出する電池計測装置と所定周期で無線通信を行う無線通信部と、
   前記無線通信部によって前記電池計測装置から無線通信により受信される前記電圧情報を取得すると共に、前記電池に流れる電流の電流情報を電流センサから取得する制御部と
   を備え、
   前記無線通信部は、
   前記電池計測装置と無線通信を確立した期間内に、電圧測定指示を前記電池計測装置に送信するとともに、前記電池計測装置からデータを受信し、
   前記制御部は、
   前記電池計測装置から受信した前記データを前記無線通信部から取得したタイミングに基づいて、前記電流情報を取得するタイミングを決定する
   電池監視装置。
8. 電池の電圧情報を検出する電池計測装置と所定周期で無線通信を行う無線通信部と、
   前記無線通信部によって前記電池計測装置から無線通信により受信される前記電圧情報を取得すると共に、前記電池に流れる電流の電流情報を電流センサから取得する制御部と
   を備え、
   前記制御部は、
   前記無線通信部によって電圧測定指示を出力させ、前記電池計測装置が前記電圧情報を取得する時期の前記電流情報を、前記無線通信部が前記電圧測定指示を前記電池計測装置に送信するタイミングに基づいて取得し、
   前記無線通信部は、
   前記電圧測定指示を送信するタイミングで通信開始を示す通信開始信号を前記制御部に出力し、
   前記電池計測装置は、
   前記電圧測定指示を受信すると、前記電圧測定指示が送信されたタイミングを基準とした前記電圧情報の検出時期を示す第１の時間情報と、前記検出時期に検出した前記電圧情報とを前記無線通信部に返信し、
   前記制御部は、
   前記通信開始信号の入力タイミングを基準とした第２の時間情報と前記電流情報とを周期的に検出して記憶し、前記第１の時間情報と前記第２の時間情報とに基づき、前記電圧情報に同期した前記電流情報を取得する
   電池監視装置。

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