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1. WO2020116311 - 電池システム

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明 細 書

発明の名称 電池システム 0001  

技術分野

0002  

背景技術

0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

発明の概要

0005   0006   0007   0008  

図面の簡単な説明

0009  

発明を実施するための形態

0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11  

明 細 書

発明の名称 : 電池システム

関連出願の相互参照

[0001]
 本出願は、2018年12月3日に出願された日本出願番号2018-226818号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。

技術分野

[0002]
 本開示は、電池システムに関する。

背景技術

[0003]
 従来、例えば電動車両において、幅広い電動化に対応するため、複数の電池モジュールを備える電池システムが知られている(例えば、特許文献1)。このような電池システムでは、各電池モジュールを制御する制御装置は、電池モジュール毎に充電状態を監視したり、故障診断を実施したりするため、電池モジュールを各々識別する必要がある。特許文献1に記載の技術では、各電池モジュールに予め固有の識別情報が設定されており、制御装置は、各電池モジュールと個別に無線通信することによって上記識別情報を取得し、この識別情報を用いて各電池モジュールを識別する。

先行技術文献

特許文献

[0004]
特許文献1 : 特開2013-85363号公報

発明の概要

[0005]
 しかし、複数の電池モジュールを備える電池システムにおいて、制御装置が各電池モジュールと個別に無線通信する場合、通信期間の長期化により電池モジュールの識別に必要な期間が長くなる。例えば、車載の電池システムでは、電池モジュールの識別が車両の起動時に実施されるため、電池モジュールの識別に必要な期間が長くなることにより車両の起動に必要な期間が長くなると、ユーザの不快感を招くおそれがある。電池モジュールの識別に必要な期間を短縮できる技術が望まれている。
[0006]
 本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電池モジュールの識別に必要な期間を短縮できる電池システムを提供することにある。
[0007]
 本開示は、電池部及び電池監視部を有する複数の電池モジュールと制御装置とを備える電池システムであって、前記複数の電池モジュールは、前記電池監視部が通信線により接続され、その通信線を介して有線通信可能な2以上の前記電池モジュールを含む電池グループを有し、前記電池グループは、前記制御装置から送信される指令信号を無線受信可能な無線受信部と、前記電池モジュール毎に異なるモジュール識別情報を含むデータ信号を前記制御装置へ無線送信可能な無線送信部と、を備え、前記電池グループでは、前記2以上の前記電池モジュールのうち、1の前記電池モジュールに前記無線受信部が設けられ、1の前記電池モジュールに前記無線送信部が設けられている。
[0008]
 電池グループに含まれる電池モジュールは、電池モジュール間で有線通信可能であるため、個別に制御装置と無線通信する必要がない。本開示では、電池グループに含まれる2以上の電池モジュールのうち、1の電池モジュールに無線受信部が設けられ、1の電池モジュールに無線送信部が設けられている。そのため、モジュール識別情報を取得するために、制御装置が電池モジュールと無線通信する通信回数を減少させることができ、通信期間を短縮することができる。この結果、電池モジュールの識別に必要な期間を短縮することができる。

図面の簡単な説明

[0009]
 本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
[図1] 図1は、第1実施形態に係る車両の電源システムの概略を示す構成図であり、
[図2] 図2は、第1実施形態に係る識別処理及び識別情報生成処理を示すフローチャートであり、
[図3] 図3は、電池モジュール、識別情報、及び送信データの関係を示す図であり、
[図4] 図4は、第1実施形態に係る識別処理における処理状態の推移を示すタイムチャートであり、
[図5] 図5は、比較例に係る識別処理における処理状態の推移を示すタイムチャートであり、
[図6] 図6は、第2実施形態に係る車両の電源システムの概略を示す構成図であり、
[図7] 図7は、第2実施形態に係る識別処理及び識別情報生成処理を示すフローチャートであり、
[図8] 図8は、電池グループ、モジュール数情報、及び識別情報の関係を示す図であり、
[図9] 図9は、第3実施形態に係る車両の電源システムの概略を示す構成図であり、
[図10] 図10は、第3実施形態に係る識別処理、識別情報生成処理、及びデータ生成処理を示すフローチャートであり、
[図11] 図11は、その他の実施形態に係る車両の電源システムの概略を示す構成図である。

発明を実施するための形態

[0010]
 (第1実施形態)
 以下、本開示に係る電池システムを具体化した第1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態の電池システム100は、車両に搭載されている。
[0011]
 図1に示すように、電池システム100は、5個の電池モジュールM1~M5と、制御装置10と、を備える。各電池モジュールM1~M5は、電池部20と、電池監視部30と、を備える。
[0012]
 電池部20は、複数の電池セル24が直列接続された組電池22を備える。各電池モジュールM1~M5の組電池22は、バスバー44を介して直列接続されており、これにより直列接続体46が構成されている。
[0013]
 組電池22付近には、組電池22の温度を検出する温度センサSAが設けられている。温度センサSAは、組電池22の温度を検出し、検出した温度に応じた電圧信号である温度データTDを出力する。なお、温度センサSAとしては、例えば、感温ダイオード、又はサーミスタを用いることができる。
[0014]
 電池監視部30は、組電池22を監視する。電池監視部30は、検出線32を介して組電池22を構成する各電池セル24の両電極に接続されており、各電池セル24の電圧(端子間電圧)を検出し、各電池セル24に応じた電圧信号であるセル電圧データVDを取得する。また、電池監視部30は、電気配線34を介して温度センサSAに接続されており、温度センサSAから温度データTDを取得する。
[0015]
 電池監視部30にはコネクタ36が設けられている。コネクタ36は、他の電池モジュールと有線通信するための受信端子CH1と送信端子CH2とを有している。受信端子CH1は、通信線38を介して他の電池モジュールの送信端子CH2に接続され、送信端子CH2は、通信線38を介して他の電池モジュールの受信端子CH1に接続されている。これにより、2以上の電池モジュールM1~M5が、通信線38を介して有線通信可能な電池グループGRを構成している。
[0016]
 電池グループGRでは、電池モジュールM1~M5の電池監視部30が、通信線38により環状に接続されている。各電池モジュールM1~M5の電池監視部30は、環状に配置された通信線38を用いて、指令信号やデータ信号などの信号を、予め定められた送信方向YAに送信する。本実施形態では、電池モジュールM1~M5がこの順に高圧側から低圧側へと並ぶように配置されており、指令信号やデータ信号などの信号は、電池モジュールM1~M5間において、高圧側の電池モジュールM1から低圧側の電池モジュールM5に向かう送信方向YAに送信される。電池モジュールM5に送信された信号は、電池モジュールM1,M5間において、低圧側の電池モジュールM5から高圧側の電池モジュールM1に向かう送信方向YAに送信される。
[0017]
 電池監視部30は、制御装置10と無線通信可能(無線受信可能及び無線送信可能)な送受信部40とアンテナ42とを備えている。電池監視部30は、送受信部40及びアンテナ42を用いて、データ信号を制御装置10に無線送信する。データ信号には、セル電圧データVDや温度データTDとともに、各電池モジュールM1~M5を識別するための識別情報IDを含む。また、電池監視部30は、送受信部40及びアンテナ42を用いて、制御装置10から送信される各種指令信号を無線受信する。なお、本実施形態において、送受信部40が「無線受信部」及び「無線受信部」に相当し、識別情報IDが「モジュール識別情報」に相当する。
[0018]
 次に、制御装置10について説明する。制御装置10は、CPU、ROM、RAM等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成され、ROMに記憶された各種の制御プログラムを実行することで各電池モジュールM1~M5を個別に制御する。
[0019]
 制御装置10は、送受信部12とアンテナ14とを備えており、電池監視部30と通信可能に構成されている。具体的には、制御装置10は、送受信部12及びアンテナ14を用いて、電池監視部30が無線送信したデータ信号を無線受信する。制御装置10は、受信したセル電圧データVD及び温度データTDを用いて、組電池22を制御する。例えば、制御装置10は、受信したセル電圧データVD及び温度データTDを用いて、組電池22の充電状態(SOC:State Of Charge)を演算する。そして、組電池22が過充電や過放電とならないようにするための指令を含む指令信号を、送受信部12及びアンテナ14を用いて電池監視部30に無線送信する。
[0020]
 ところで、電池システム100では、電池モジュールM1~M5毎に充電状態を監視したり、故障診断を実施したりするため、制御装置10が電池モジュールM1~M5を各々識別する必要がある。例えば、各電池モジュールM1~M5において、電池監視部30が送受信部40及びアンテナ42を備えている場合を検討する。この場合、制御装置10は、各電池モジュールM1~M5の電池監視部30と個別に無線通信することで、各電池モジュールM1~M5を識別することができる。
[0021]
 しかし、電池モジュールM1~M5を各々識別する際に、制御装置10が各電池モジュールM1~M5と個別に無線通信する場合、通信期間の長期化により電池モジュールM1~M5の識別に必要な期間が長くなる問題が生じる。車載の電池システム100では、電池モジュールM1~M5の識別が車両の起動時に実施されるため、電池モジュールM1~M5の識別に必要な期間が長くなることにより車両の起動に必要な期間が長くなると、ユーザの不快感を招くおそれがある。電池モジュールM1~M5の識別に必要な期間を短縮できる技術が望まれている。
[0022]
 本実施形態の電池システム100は、上記問題を解決するために、電池グループGRでは、電池グループGRに含まれる5個の電池モジュールM1~M5のうち、1の電池モジュールM1に送受信部40が設けられている。具体的には、電池モジュールM1にのみ送受信部40が設けられており、送受信部40が設けられていない電池モジュールM2~M5では、電池監視部30が共通化されている。
[0023]
 電池モジュールM1は、送受信部40及びアンテナ42を介して制御装置10から指令信号を受信する。送受信部40が設けられていない電池モジュールM2~M5は、通信線38を介して、電池モジュールM1から指令信号を受信し、電池モジュールM1にデータ信号を送信する。電池モジュールM1は、送受信部40及びアンテナ42を介して、電池グループGRに含まれる全ての電池モジュールM1~M5のデータ信号を制御装置10にまとめて送信する。
[0024]
 本実施形態の電池システム100によれば、各電池モジュールM1~M5の識別情報IDを取得するために、制御装置10が各電池モジュールM1~M5と無線通信する通信回数を減少させることができ、通信期間を短縮することができる。この結果、電池モジュールM1~M5の識別に必要な識別期間TB(図4参照)を短縮することができる。
[0025]
 図2に本実施形態の識別処理及び識別情報生成処理のフローチャートを示す。識別情報生成処理は、各電池モジュールM1~M5に対応する識別情報IDを生成する処理であり、電池監視部30により実施される。識別処理は、識別情報生成処理により生成された識別情報IDを用いて各電池モジュールM1~M5を識別する処理であり、制御装置10により実施される。図2(a)は、制御装置10による識別処理を示すフローチャートであり、図2(b)は、電池監視部30による識別情報生成処理を示すフローチャートである。制御装置10及び電池監視部30は、車両の起動時に、つまり車両のイグニッションスイッチをオン状態へ切り替える際に各処理を実施する。
[0026]
 まず、電池監視部30による識別情報生成処理について説明する。電池監視部30は、識別情報生成処理を開始すると、まずステップS20において、制御装置10からID割付指令を受信したかを判定する。
[0027]
 ステップS20で否定判定すると、ステップS20を繰り返す。一方、ステップS20で肯定判定すると、ステップS22において、ID割付処理を実施する。ID割付処理では、通信の順序を利用して各電池モジュールM1~M5に識別情報IDを割り付ける。具体的には、図3に示すように、電池モジュールM1は、ID割付指令を受信すると、ID割付指令で指定された識別情報ID「1」を自身に割り付ける。電池モジュールM1は、電池モジュールM1と識別情報ID「1」とが関連付けられた情報(M1,1)を、低圧側の電池モジュールM2に送信する。
[0028]
 電池モジュールM2は、情報(M1,1)を取得すると、情報(M1,1)に含まれる識別情報ID「1」に続く識別情報ID「2」を自身に割り付ける。電池モジュールM2は、取得した情報(M1,1)に、電池モジュールM2と識別情報ID「2」とが関連付けられた情報(M2,2)を加えた情報(M1,1)(M2,2)を、低圧側の電池モジュールM3に送信する。
[0029]
 電池モジュールM3~M5は、同様に識別情報IDの割り付けと情報の送信とを繰り返す。この結果、電池モジュールM1に、情報(M1,1)(M2,2)(M3,3)(M4,4)(M5,5)が送信される。
[0030]
 続くステップS24において、情報(M1,1)(M2,2)(M3,3)(M4,4)(M5,5)を含むIDデータ信号を制御装置10に送信し、識別情報生成処理を終了する。
[0031]
 次に、制御装置10による識別処理について説明する。制御装置10は、識別処理を開始すると、まずステップS10において、電池監視部30にID割付指令を送信する。続くステップS12において、電池監視部30からIDデータ信号を取得したかを判定する。
[0032]
 ステップS12で否定判定すると、ステップS12を繰り返す。一方、ステップS12で肯定判定すると、ステップS14において、ステップS12で取得されたIDデータ信号に含まれる識別情報IDに基づいて、電池グループGRに含まれる各電池モジュールM1~M5を識別し、識別処理を終了する。
[0033]
 制御装置10は、識別処理を終了すると、電池グループGRに対して、各電池モジュールM1~M5のセル電圧データVD及び温度データTDの送信指令を送信し、これらのデータを取得する。制御装置10は、識別情報IDとこれらのデータとを用いて、各電池モジュールM1~M5を個別に制御する。
[0034]
 続いて、図4に、識別処理における制御装置10と電池監視部30との処理状態の推移を示す。図4では、制御装置10又は電池監視部30が処理を実施している状態をオン状態で表し、処理を実施していない状態をオフ状態で表している。図5についても同様である。図4において、(a)は、制御装置10の処理状態の推移を示し、(b)は、各電池モジュールM1~M5の電池監視部30の処理状態の推移を示す。図4(b)では、各電池モジュールM1~M5の電池監視部30のうち、少なくとも1つの電池監視部30が処理を実施している場合にオン状態となり、全ての電池監視部30が処理を実施していない場合にオフ状態となる。
[0035]
 図5に、比較例として、電池グループGRに含まれる各電池モジュールM1~M5に送受信部40が設けられており、各電池モジュールM1~M5が個別に制御装置10と無線通信する場合における制御装置10と電池監視部30との処理状態の推移を示す。図5において、(a)は、制御装置10の処理状態の推移を示し、(b)~(f)は、各電池モジュールM1~M5の電池監視部30の処理状態の推移を示す。
[0036]
 比較例では、図5に示すように、時刻t1に、制御装置10からID割付指令が送付されると、各電池モジュールM1~M5が個別に制御装置10と無線通信する。制御装置10は、同時に複数の電池モジュールM1~M5と無線通信することができないことから、各電池モジュールM1~M5とそれぞれ別々のタイミングで無線通信する。そのため、比較例では、識別処理に必要な識別期間TAに、1つの電池モジュールが制御装置10と無線通信するのに必要な第2通信期間TN2が5個含まれることとなり、識別期間TAが長期化する問題が生じる。なお、(式1)に示すように、第2通信期間TN2は、制御装置10がID割付指令を送信するのに必要な第1通信期間TN1よりも長い。
[0037]
 TN2>TN1・・・(式1)
 具体的には、時刻t2に、電池モジュールM3が制御装置10との無線通信を開始し、その後の時刻t3に、電池モジュールM5が制御装置10との無線通信を開始し、その後の時刻t4に、電池モジュールM2が制御装置10との無線通信を開始する。また、その後の時刻t5に、電池モジュールM1が制御装置10との無線通信を開始し、その後の時刻t6に、電池モジュールM4が制御装置10との無線通信を開始する。各電池モジュールM1~M5が制御装置10と無線通信する順序はランダムであるため、制御装置10は無線通信の順序で各電池モジュールM1~M5に識別情報IDを割り付けることができない。そのため、比較例では、各電池モジュールM1~M5の電池監視部30に予め識別情報IDが設定されており、その識別情報IDを制御装置10に送信する。そのため、各電池モジュールM1~M5に含まれる電池監視部30を共通化することができない問題が生じる。なお、比較例における識別期間TAは、時刻t1から、時刻t6から第2通信期間TN2が経過した時刻t7までの期間である。
[0038]
 それに対して、本実施形態では、図4に示すように、時刻t11に、制御装置10からID割付指令が送付されると、電池モジュールM1のみが制御装置10と無線通信する。具体的には、電池監視部30は、ID割付指令を受信すると、時刻t12に、電池モジュールM1~M5間で有線通信を開始し、その後の時刻t13に、電池モジュールM1が制御装置10との無線通信を開始する。
[0039]
 本実施形態では、電池モジュールM1と制御装置10との間の無線通信において、電池グループGRに含まれる各電池モジュールM1~M5のデータを送信する。そのため、(式2)に示すように、電池モジュールM1が制御装置10と無線通信するのに必要な第3通信期間TN3は、第2通信期間TN2よりも長い。
[0040]
 TN3>TN2・・・(式2)
 しかし、データ送信に必要な期間は、無線通信が確立するまでに必要な期間を含む第2通信期間TN2よりも十分に短い。また、電池監視部30が有線通信に必要な有線通信期間TLは、第2通信期間TN2よりも十分に短い。そのため、(式3)に示すように、有線通信期間TLと第3通信期間TN3との加算期間は、第2通信期間TN2の2倍よりも短くなる。
[0041]
 2×TN2>TL+TN3・・・(式3)
 その結果、本実施形態の識別期間TBを、比較例の識別期間TAに比べて短縮することができる。なお、本実施形態の識別期間TBは、時刻t11から、時刻t13から第3通信期間TN3が経過した時刻t14までの期間である。
[0042]
 また、本実施形態では、電池監視部30の有線通信により各電池モジュールM1~M5に識別情報IDを割り付けるため、各電池モジュールM1~M5の電池監視部30に識別情報IDが設定されている必要がない。そのため、電池モジュールM2~M5において、各電池モジュールM2~M5に含まれる電池監視部30を共通化することができる。
[0043]
 以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
[0044]
 ・各電池モジュールM1~M5は、電池モジュールM1~M5間で有線通信可能であるため、個別に制御装置10と無線通信する必要がない。本実施形態では、電池グループGRに含まれる5個の電池モジュールM1~M5のうち、電池モジュールM1にのみ送受信部40が設けられている。そのため、識別情報IDを取得するために、制御装置10が電池モジュールM1~M5と無線通信する通信回数を減少させることができ、通信期間を短縮することができる。この結果、電池モジュールM1~M5の識別に必要な識別期間TBを短縮することができる。
[0045]
 ・本実施形態では、電池グループGRに含まれる5個の電池モジュールM1~M5のうち、電池モジュールM1にのみ送受信部40が設けられており、他の電池モジュールM2~M5に送受信部40が設けられていない。そのため、電池システム100における送受信部40の個数を削減することができる。
[0046]
 ・本実施形態では、電池モジュールM1~M5は、通信線38により環状に接続されており、各電池モジュールM1~M5の電池監視部30は、指令信号やデータ信号などの信号を、環状に配置された通信線38に沿って、予め定められた送信方向YAに送信する。つまり、電池グループGRでは、有線通信における通信の順序が予め定められている。そのため、この順序を利用して各電池モジュールM1~M5に識別情報IDを割り付けることができる。
[0047]
 ・特に、本実施形態では、電池モジュールM1~M5間において、送信方向YAが、高圧側の電池モジュールM1から低圧側の電池モジュールM5に向かう方向に設定されている。そのため、接地電圧に対する各電池モジュールM1~M5の電池部20の電位を示す電位情報ΔVに応じて、各電池モジュールM1~M5に識別情報IDを割り付けることができる。
[0048]
 ・複数の電池モジュールM1~M5を備える電池システム100では、コスト低減等のために各電池モジュールM1~M5に含まれる電池監視部30の共通化が望まれる。しかし、送受信部40が設けられた電池モジュールと送受信部40が設けられていない電池モジュールとは、電池監視部30を共通化することができない。本実施形態では、5個の電池モジュールM1~M5のうち、電池モジュールM1のみに送受信部40が設けられている。そのため、送受信部40が設けられていない電池モジュールM2~M5において、電池監視部30を共通化することが可能である。
[0049]
 さらに、本実施形態では、各電池モジュールM1~M5の電池監視部30が、識別情報生成処理において自ら識別情報IDを割り付ける。そのため、各電池モジュールM1~M5の電池監視部30に予め識別情報IDが設定されている必要がない。そのため、電池モジュールM2~M5において、電池監視部30を共通化することができる。
[0050]
 ・本実施形態では、5個の電池モジュールM1~M5のうち、電池モジュールM1のみに送受信部40が設けられており、電池モジュールM2~M5に送受信部40が設けられていない。そのため、電池システム100における送受信部40の個数を削減できる。
[0051]
 (第2実施形態)
 以下、第2実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に図6~8を参照しつつ説明する。図6に示すように、本実施形態では、電池モジュールM1~M5が、2個の電池グループGR1,GR2を有する点で第1実施形態と異なる。
[0052]
 第1電池グループGR1は、電池モジュールM1~M3により構成される。第1電池グループGR1では、電池モジュールM1~M3が通信線38により環状に接続されている。本実施形態では、電池モジュールM1~M3がこの順に高圧側から低圧側へと並ぶように配置されており、指令信号やデータ信号などの信号は、電池モジュールM1~M3間において、高圧側の電池モジュールM1から低圧側の電池モジュールM3に向かう送信方向YAに送信される。電池モジュールM3に送信された信号は、電池モジュールM1,M3間において、低圧側の電池モジュールM3から高圧側の電池モジュールM1に向かう送信方向YAに送信される。
[0053]
 第1電池グループGR1では、第1電池グループGR1に含まれる3個の電池モジュールM1~M3のうち、電池モジュールM1にのみ送受信部40が設けられている。送受信部40が設けられていない電池モジュールM2~M5では、電池監視部30が共通化されている。
[0054]
 第2電池グループGR2は、バスバー44により第1電池グループGR1の低圧側に接続されており、電池モジュールM4,M5により構成される。つまり、電池グループGR1,GR2は、互いに異なる個数の電池モジュールを含む。第2電池グループGR2では、電池モジュールM4,M5が通信線38により相互に接続されており、第2電池グループGR2に含まれる2個の電池モジュールM4,M5のうち、電池モジュールM4にのみ送受信部40が設けられている。
[0055]
 また、本実施形態では、識別情報生成処理において、電池グループGR1,GR2毎に異なるモジュール数情報INを生成し、識別処理において、識別情報生成処理により生成されたモジュール数情報INを用いて各電池グループGR1,GR2を識別する点で、第1実施形態と異なる。なお、本実施形態において、モジュール数情報INが「グループ識別情報」に相当する。
[0056]
 図7に本実施形態の識別処理及び識別情報生成処理のフローチャートを示す。図7において、先の図2に示した内容と同一の内容については、便宜上、同一のステップ番号を付して説明を省略する。本実施形態の識別情報生成処理では、ステップS20で肯定判定すると、ステップS60において、係数処理を実施する。係数処理では、通信の順序を利用して各電池グループGR1,GR2に含まれる電池モジュールM1~M5の個数を計測する。具体的には、電池モジュールM1は、ID割付指令を受信すると、各電池グループGR1,GR2に含まれる電池モジュールの個数を示すモジュール数情報INを、モジュール数情報IN「1」とする。電池モジュールM1は、このモジュール数情報IN「1」を低圧側の電池モジュールM2に送信する。
[0057]
 電池モジュールM2は、モジュール数情報IN「1」を取得すると、モジュール数情報IN「1」を1増加させてモジュール数情報IN「2」とし、このモジュール数情報IN「2」を低圧側の電池モジュールM3に送信する。電池モジュールM3は、同様にモジュール数情報INの増加と送信を実施する。この結果、電池モジュールM1にモジュール数情報IN「3」が送信される。なお、第2電池グループGR2についても同様である。
[0058]
 続くステップS62において、モジュール数情報IN「3」を含む個数データ信号を制御装置10に送信する。続くステップS64において、制御装置10から指定IDを受信したかを判定する。
[0059]
 ステップS64で否定判定すると、ステップS64を繰り返す。一方、ステップS64で肯定判定すると、ステップS22に進む。ステップS22では、ステップS64で受信された指定IDを用いて、ID割付処理を実施する。
[0060]
 また、本実施形態の識別処理では、ステップS10において、電池監視部30にID割付指令を送信すると、ステップS50において、電池監視部30から個数データ信号を取得したかを判定する。
[0061]
 ステップS50で否定判定すると、ステップS50を繰り返す。一方、ステップS50で肯定判定すると、ステップS52において、ステップS50で取得された個数データ信号に含まれるモジュール数情報INに基づいて、個数データ信号が取得された電池グループを識別する。なお、本実施形態において、ステップS52の処理が「グループ識別部」に相当する。
[0062]
 ステップS52では、制御装置10は、制御装置10の記憶部16(図6参照)に記憶されたマップMP(図8参照)を用いて、ステップS50で取得された個数データ信号に含まれるモジュール数情報INに基づいて、各電池グループGR1,GR2を識別する。なお、記憶部16は、例えば、ROM、書き換え可能な不揮発性メモリ等によって構成されている。
[0063]
 マップMPは、電池グループGR1,GR2とモジュール数情報INとが対応付けられた対応情報である。マップMPには、電池システム100に含まれる各電池グループGR1,GR2に対するモジュール数情報INが、電池グループGR1,GR2に対応付けて記憶されている。
[0064]
 続くステップS54において、ステップS52の識別結果に基づいて、個数データ信号が取得された電池グループの識別情報IDを指定する。マップMPには、各電池グループGR1,GR2の電池モジュールに割り付けられる識別情報IDが、電池グループGR1,GR2に対応付けて記憶されている。ステップS54では、制御装置10は、マップMPを用いて識別情報IDを指定する。
[0065]
 続くステップS56において、ステップS54で指定された識別情報IDである指定IDを電池監視部30に送信する。これにより、電池監視部30は、ステップS22において、指定ID、つまり制御装置10から指定された識別情報IDを用いて、ID割付処理を実施する。つまり、電池監視部30は、ステップS52の識別結果に基づいて、識別情報IDを割り付ける。なお、本実施形態において、ステップS22の処理が「生成部」に相当する。
[0066]
 ・以上説明した本実施形態によれば、電池監視部30は、指定IDを用いて、ID割付処理を実施する。電池グループGR1,GR2が複数設けられる場合、各電池グループGR1,GR2において等しい識別情報IDが生成されると、制御装置10は、電池モジュールM1~M5を識別することができない。本実施形態では、制御装置10は、モジュール数情報INを用いて各電池グループGR1,GR2を識別し、電池監視部30は、この識別結果に基づいて識別情報IDを生成する。そのため、各電池グループGR1,GR2において等しい識別情報IDが生成されることを抑制することができる。
[0067]
 ・特に、本実施形態では、各電池グループGR1,GR2に含まれる電池モジュールの個数が異なっており、この個数を示すモジュール数情報INを用いて、各電池グループGR1,GR2を識別する。そのため、制御装置10は、このモジュール数情報INを用いて、好適に各電池グループGR1,GR2を識別することができる。また、モジュール数情報INは、各電池グループGR1,GR2において容易に生成することができるため、電池監視部30では、モジュール数情報INとは別に、電池グループGR1,GR2を識別するためのデータが設定される必要がなく、電池監視部30の構成を簡略化することができる。
[0068]
 ・本実施形態では、電池グループGR1に含まれる電池モジュールM1~M3と、電池グループGR2に含まれる電池モジュールM4,M5とが、通信線38により接続されない。そのため、全ての電池モジュールM1~M5が通信線38により接続される場合に比べて、車両における電池モジュールM1~M5の搭載自由度を向上させることができる。
[0069]
 (第3実施形態)
 以下、第3実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に図9~11を参照しつつ説明する。図8に示すように、本実施形態では、電池グループGRが電池モジュールM2~M5により構成され、電池モジュールM1~M5に、電池グループGRに含まれない電池モジュールM1を含む点で異なる。本実施形態において、電池モジュールM1を独立モジュールM1という。独立モジュールM1は、電池モジュールM1~M5のうち、最も高圧側の電池モジュールM1に設定されている。
[0070]
 独立モジュールM1には、送受信部40が設けられており、単独で制御装置10と無線通信する。一方、電池グループGRでは、電池グループGRに含まれる4個の電池モジュールM2~M5のうち、1の電池モジュールM2に送受信部40が設けられており、電池グループGR単位で制御装置10と無線通信する。具体的には、電池グループGRでは、データ信号を制御装置10に送信する際に、電池モジュールM1~M5が、通信線38を介して有線通信してデータ信号を生成する。
[0071]
 独立モジュールM1では、このような有線通信が不要である。そのため、電池グループGRに比べて早期にデータ信号を送信することが可能である。本実施形態では、このデータ信号の送信タイミングの差を利用して電池部20が正常であるか否かを判定する点で、第1実施形態と異なる。
[0072]
 図10に本実施形態の識別処理、識別情報生成処理、及びデータ生成処理のフローチャートを示す。データ生成処理は、電位情報ΔVを取得し、識別情報IDと電位情報ΔVとを含む複合データ信号を生成する処理であり、独立モジュールM1の電池監視部30により実施される。図10(a)は、制御装置10による識別処理を示すフローチャートであり、図10(b)は、電池グループGRの電池監視部30による識別情報生成処理を示すフローチャートであり、図10(c)は、独立モジュールM1の電池監視部30によるデータ生成処理を示すフローチャートである。図10において、先の図2に示した内容と同一の内容については、便宜上、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
[0073]
 データ生成処理について説明する。独立モジュールM1の電池監視部30は、データ生成処理を開始すると、まずステップS70において、制御装置10からID割付指令を受信したかを判定する。
[0074]
 ステップS70で否定判定すると、ステップS70を繰り返す。一方、ステップS70で肯定判定すると、ステップS72において、独立モジュールM1の電位情報ΔVを取得する。独立モジュールM1の電池監視部30は、接地電圧を取得するとともに、独立モジュールM1の組電池22の電圧のうち、最も高圧側の電池セル24の正極電圧を取得し、これらの電圧の電圧差を示す電位情報ΔVを取得する。なお、本実施形態において接地電圧が「所定の基準電圧」に相当する。
[0075]
 続くステップS24において、ステップS72で取得した電位情報ΔVと、独立モジュールM1の識別情報IDを含む複合データ信号を制御装置10に送信し、データ生成処理を終了する。
[0076]
 次に、識別処理について説明する。本実施形態の識別処理では、ステップS10において、電池監視部30にID割付指令を送信すると、ステップS80において、独立モジュールM1の電池監視部30から複合データ信号を取得したかを判定する。
[0077]
 ステップS80で否定判定すると、ステップS80を繰り返す。一方、ステップS80で肯定判定すると、ステップS82において、ステップS80で取得された複合データ信号に含まれる識別情報IDに基づいて、独立モジュールM1を識別する。続くステップS84において、ステップS80で取得された複合データ信号に含まれる電位情報ΔVを用いて、電池モジュールM1~M5における電池部20の異常判定処理を実施する。なお、本実施形態において、ステップS84の処理が「判定部」に相当する。
[0078]
 ステップS84では、制御装置10は、電池部20の制御装置10の記憶部16に記憶された所定の電位範囲を用いて、ステップS80で取得された複合データ信号に含まれる電位情報ΔVに基づいて、電池モジュールM1~M5における電池部20の異常を判定する。本実施形態では、独立モジュールM1は、電池モジュールM1~M5のうち、最も高圧側の電池モジュールM1に設定されている。そのため、電池モジュールM1~M5における少なくとも1つの電池部20が異常である場合には、電位情報ΔVが所定の電位範囲から外れ、電池モジュールM1~M5における全ての電池部20が正常である場合には、電位情報ΔVが所定の電位範囲に含まれる。続くステップS86において、電池モジュールM1~M5における全ての電池部20が正常であるかを判定する。
[0079]
 ステップS86で否定判定すると、ステップS88において、電池部20における異常の発生を通知し、識別処理を終了する。電池部20の異常が発生した場合、制御装置10が各電池モジュールM1~M5の組電池22の電圧を適切に取得できず、各電池モジュールM1~M5を適切に制御することができない。そのため、電池部20の異常が発生した場合には、車両は正常に起動されない。なお、電池部20の異常の発生の通知方法としては、警告音を発生させる、又はカーナビゲーション装置のディスプレイに異常を表示させる等の方法がある。
[0080]
 一方、ステップS86で肯定すると、ステップS12に進む。ステップS12では、複合データ信号よりも遅れて電池グループGRの電池監視部30から送信されるIDデータ信号を取得したかを判定する。つまり、制御装置10は、独立モジュールM1から複合データ信号を取得した後、電池グループGRからIDデータ信号を取得する前に、独立モジュールM1から取得された電位情報ΔVに基づいて、電池モジュールM1~M5における電池部20が正常であるか否かを判定する。
[0081]
 ・以上説明した本実施形態によれば、制御装置10は、独立モジュールM1から取得された複合データ信号に基づいて、電池部20の異常判定処理を実施する。電池グループGRに含まれない独立モジュールM1は、電池モジュール間で有線通信する必要がないため、電池グループGRからのIDデータ信号よりも早期に、制御装置10に複合データ信号を送信することができる。制御装置10は、早期に取得された複合データ信号に基づいて、電池モジュールM1~M5における電池部20が正常であるか否かを判定する。そのため、これら電池部20が正常であるか否かを早期に判定することができる。
[0082]
 ・特に、本実施形態では、電池モジュールM1~M5における電池部20が直列接続されて直列接続体46が構成されている。そのため、独立モジュールM1における電池部20の電圧変動が、独立モジュールM1における電池部20の電位に影響を与えるとともに、他の電池モジュールM2~M5における電池部20の電圧変動が、独立モジュールM1における電池部20の電位に影響を与える。そのため、独立モジュールM1から取得された電位情報ΔVに基づいて、電池モジュールM1~M5における電池部20が正常であるか否かを判定することができる。
[0083]
 (その他の実施形態)
 なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
[0084]
 ・電池モジュールの個数は5個に限られず、2~4個でもよければ、6個以上であってもよい。
[0085]
 ・無線受信部と無線送信部とが、これらが一体となった送受信部40である例を示したが、これに限られず、無線受信部と無線送信部とが別々に設けられていてもよい。
[0086]
 ・指令信号やデータ信号などの信号の送信方向YAが、高圧側の電池モジュールから低圧側の電池モジュールに向かう方向である例を示したが、これに限られず、低圧側の電池モジュールから高圧側の電池モジュールに向かう方向であってもよい。
[0087]
 ・第1実施形態において、無線受信部と無線送信部との両方が1の電池モジュールに設けられている例を示したが、これに限られず、別々の電池モジュールに設けられていてもよい。
[0088]
 ・第1実施形態において、電池モジュールM1~M5が通信線38により環状に接続されている例を示したが、これに限られない。例えば、図11に示すように、電池モジュールM1~M5の電池監視部30が通信線38により直列接続されていてもよい。
[0089]
 電池モジュールM1~M5の電池監視部30は、指令信号やデータ信号などの信号を、無線受信部40Aが設けられた一端側の電池モジュールM1から、無線送信部40Bが設けられた他端側の電池モジュールM5に向けて送信する。つまり、電池グループGRでは、有線通信における通信の順序が予め定められている。そのため、この順序を利用して各電池モジュールM1~M5に識別情報IDを割り付けることができる。
[0090]
 また、電池モジュールM1と電池モジュールM5とが通信線38により接続されない。そのため、電池システム100における通信線38の本数を削減することができる。
[0091]
 ・第2実施形態において、電池グループGRの個数は2個に限られず、3個以上であってもよい。また、各電池グループGRに含まれる電池モジュールの個数が異なる例を示したが、これに限られず、各電池グループGRに含まれる電池モジュールの個数が等しくてもよい。
[0092]
 この場合、モジュール識別情報としてモジュール数情報INを用いることができない。そのため、モジュール識別情報として、無線受信部や無線送信部についての情報を用いてもよい。各電池グループGRにおいて、無線受信部と無線送信部との少なくとも一方の仕様を異ならせ、電池監視部30は、この仕様を示す固体情報をモジュール識別情報として制御装置10に送信する。これにより、固体情報を用いて各電池グループGRを識別することができる。
[0093]
 固体情報を異ならせる場合、無線受信部や無線送信部が設けられている電池モジュールの電池監視部30を共通化することができない。一方、無線受信部や無線送信部が設けられていない電池モジュールにおいては、電池監視部30を共通化することができる。
[0094]
 ・第2実施形態において、マップMPに、電池グループGRとモジュール数情報INとが対応付けられている例を示したが、これに限られない。例えば、図5に示すように、電池グループGRが高圧側の電池グループか低圧側の電池モジュールかを示す電圧情報とモジュール数情報INとが対応付けられていてもよい。そして、例えば高圧側の電池グループに含まれる電池モジュールの識別情報IDが、低圧側の電池グループに含まれる電池モジュールの識別情報IDよりも小さい識別情報となるように、電圧情報に基づいて識別情報IDを指定してもよい。
[0095]
 ・第3実施形態において、独立モジュールの個数は1個に限られず、2個以上であってもよい。また、独立モジュールを、電池モジュールM1~M5のうち、最も高圧側の電池モジュールM1に設定する例を示したが、これに限られず、他の電池モジュールM2~M5に設定されてもよい。
[0096]
 ・第3実施形態において、独立モジュールM1が制御装置10に送信する情報であって、電池部20が正常であるか否かを判定するのに用いられる情報が、電位情報ΔVである例を示したが、これに限られない。例えば、温度データTDを示す情報であってもよい。
[0097]
 本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

請求の範囲

[請求項1]
 電池部(20)及び電池監視部(30)を有する複数の電池モジュール(M1~M5)と制御装置(10)とを備える電池システムであって、
 前記複数の電池モジュールは、前記電池監視部が通信線(38)により接続され、その通信線を介して有線通信可能な2以上の前記電池モジュールを含む電池グループ(GR,GR1,GR2)を有し、
 前記電池グループは、
 前記制御装置から送信される指令信号を無線受信可能な無線受信部(40,40A)と、
 前記電池モジュール毎に異なるモジュール識別情報(ID)を含むデータ信号を前記制御装置へ無線送信可能な無線送信部(40,40A)と、を備え、
 前記電池グループでは、前記2以上の前記電池モジュールのうち、1の前記電池モジュールに前記無線受信部が設けられ、1の前記電池モジュールに前記無線送信部が設けられている電池システム。
[請求項2]
 前記電池グループでは、前記2以上の電池モジュールの前記電池監視部が、前記通信線により環状に接続されており、
 前記電池監視部は、前記指令信号及び前記データ信号を、環状に配置された前記通信線を用いて、予め定められた送信方向に送信する請求項1に記載の電池システム。
[請求項3]
 前記電池グループは、3以上の前記電池モジュールを含み、前記3以上の前記電池モジュールのうち、1の電池モジュールに前記無線受信部と前記無線送信部との両方が設けられている請求項2に記載の電池システム。
[請求項4]
 前記電池グループでは、前記2以上の電池モジュールの前記電池監視部が、前記通信線により直列接続されており、
 前記電池監視部は、前記指令信号及び前記データ信号を、前記無線受信部が設けられた一端側の前記電池モジュールから、前記無線送信部が設けられた他端側の前記電池モジュールに向けて送信する請求項1に記載の電池システム。
[請求項5]
 前記複数の電池モジュールは、前記電池グループに含まれない前記電池モジュールである独立モジュール(M1)を含み、
 前記独立モジュールは、前記無線受信部と前記無線送信部とを備え、
 前記制御装置は、前記独立モジュールから前記データ信号を取得した後、前記電池グループから前記データ信号を取得する前に、前記独立モジュールから取得された前記データ信号に基づいて、前記複数の電池モジュールにおける前記電池部が正常であるか否かを判定する判定部を備える請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の電池システム。
[請求項6]
 前記複数の電池モジュールでは、前記電池部が互いに直列接続された直列接続体(46)が構成されており、
 前記独立モジュールから取得される前記データ信号には、前記直列接続体における所定の基準電圧に対する前記独立モジュールの前記電池部の電位を示す電位情報(ΔV)が含まれ、
 前記判定部は、前記電位情報に基づいて、前記複数の電池モジュールにおける前記電池部が正常であるか否かを判定する請求項5に記載の電池システム。
[請求項7]
 前記複数の電池モジュールは、複数の前記電池グループ(GR1,GR2)を有し、
 各前記電池グループから取得される前記データ信号には、前記電池グループ毎に異なるグループ識別情報(IN)が含まれ、
 前記制御装置は、前記グループ識別情報に基づいて各電池グループを識別するグループ識別部を備え、
 各前記電池グループに含まれる前記電池モジュールの前記電池監視部は、前記グループ識別部の識別結果に基づいて前記モジュール識別情報を生成する生成部を備える請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の電池システム。
[請求項8]
 前記複数の前記電池グループは、互いに異なる個数の前記電池モジュールを含み、
 前記グループ識別情報は、各前記電池グループに含まれる前記電池モジュールの個数を示す情報である請求項7に記載の電池システム。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]