JP5561239B2 - 自動付番装置 - Google Patents
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Description
このような電気自動車の各電池セルの管理の複雑化を回避し、各電池セルの管理の簡略化、正確さを実現する技術が開示されている。このような技術としては、モータの電源部を構成する複数の電池セルをまとめて構成されたモジュール(組電池)ごとに、各モジュールの電圧と温度とを検知するモジュール状態検出手段をそれぞれ搭載し、各モジュール状態検出手段により検出された情報をもとに各モジュールの状態を制御手段で判定する。各モジュール状態検出手段は、付番通信線を介して直列に接続され、接続上流のモジュール状態検出手段から送信されたID情報をもとにして自身に識別番号を付与し、その識別番号を含むID情報を接続下流のモジュール状態検出手段へ送信する。制御手段は、各モジュール状態検出手段と付番通信線および通信線を介して送信された検出情報に基づき各モジュールの異常をモジュールごとに特定する(特許文献1参照)。
この実施の形態の自動付番装置は電気自動車に搭載されており、電池管理装置1、電池管理装置1とCAN(Controller Area Network)通信線により接続された複数の組電池11、12、13、14……を備えている。組電池11は、複数の電池セル21、22、23、24、25……を直列接続してなるモジュール31と、モジュール31の各電池セル21、22、23、24、25……を監視するセル監視ユニット41とを備えている。
セル監視ユニット41は、電池セル21、22、23、24、25……を監視するセル監視IC51と、マイクロコンピュータ61とを備えている。また、付番入力端子IN1と、付番入力端子IN1へベース端子が接続されたNPN入力トランジスタ71と、NPN入力トランジスタ71のコレクタ端子へ一方の端子が接続され、他方の端子がマイクロコンピュータ61の所定の入力ポートINPへ接続されたカップリングコンデンサCcINを備えている。また、付番出力端子OUT1と、付番出力端子OUT1へコレクタ端子が接続されたNPN入力トランジスタ81と、NPN入力トランジスタ81のベース端子へ一方の端子が接続され、他方の端子がマイクロコンピュータ61の所定の出力ポートOUTPへ接続されたカップリングコンデンサCcOUTを備えている。
組電池12のセル監視ユニット42は、複数の電池セルを監視するセル監視IC52と、マイクロコンピュータ62とを備えている。また、付番入力端子IN2と、付番入力端子IN2へベース端子が接続されたNPN入力トランジスタ72と、NPN入力トランジスタ72のコレクタ端子へ一方の端子が接続され、他方の端子がマイクロコンピュータ62の所定の入力ポートINPへ接続されたカップリングコンデンサCcINを備えている。また、付番出力端子OUT2と、付番出力端子OUT2へコレクタ端子が接続されたNPN入力トランジスタ82と、NPN入力トランジスタ82のベース端子へ一方の端子が接続され、他方の端子がマイクロコンピュータ62の所定の出力ポートOUTPへ接続されたカップリングコンデンサCcOUTを備えている。
組電池13のセル監視ユニット43は、複数の電池セルを監視するセル監視IC53と、マイクロコンピュータ63とを備えている。また、付番入力端子IN3と、付番入力端子IN3へベース端子が接続されたNPN入力トランジスタ73と、NPN入力トランジスタ73のコレクタ端子へ一方の端子が接続され、他方の端子がマイクロコンピュータ63の所定の入力ポートINPへ接続されたカップリングコンデンサCcINを備えている。また、付番出力端子OUT3と、付番出力端子OUT3へコレクタ端子が接続されたNPN入力トランジスタ83と、NPN入力トランジスタ83のベース端子へ一方の端子が接続され、他方の端子がマイクロコンピュータ63の所定の出力ポートOUTPへ接続されたカップリングコンデンサCcOUTを備えている。
組電池14のセル監視ユニット44は、複数の電池セルを監視するセル監視IC54と、マイクロコンピュータ64とを備えている。また、付番入力端子IN4と、付番入力端子IN4へベース端子が接続されたNPN入力トランジスタ74と、NPN入力トランジスタ74のコレクタ端子へ一方の端子が接続され、他方の端子がマイクロコンピュータ64の所定の入力ポートINPへ接続されたカップリングコンデンサCcINを備えている。また、付番出力端子OUT4と、付番出力端子OUT4へコレクタ端子が接続されたNPN入力トランジスタ84と、NPN入力トランジスタ84のベース端子へ一方の端子が接続され、他方の端子がマイクロコンピュータ64の所定の出力ポートOUTPへ接続されたカップリングコンデンサCcOUTを備えている。
これらカップリングコンデンサCcIN、CcOUTは、直列接続されるセル監視ユニット41、42、43、44間の絶縁を目的としている。
セル監視ユニット41のセル監視IC51は、モジュール31の電池セル21、22、23、24、25の監視を行い、電池セル21、22、23、24、25の電池監視情報を収集し、セル監視ユニット41はCAN識別情報01により前記電池セルの電池監視情報をCAN通信線101を介してCAN通信を行い送信する。
マイクロコンピュータ61は、セル監視ユニット41への電源投入後、付番入力端子IN1の“Low”レベルを検出し、かつ他のセル監視ユニットのCANデータを検出していない場合に自身を「1番」に番号付けし、付番出力端子OUT1に“Low”レベルを出力するとともに、CAN識別情報01を付して電池セル21、22、23、24、25の電池監視情報をCAN通信101により送信する。
セル監視ユニット42のセル監視IC52は、モジュール32の各電池セルの監視を行い、各電池セルの電池監視情報を収集し、セル監視ユニット42はCAN識別情報02により前記電池セルの電池監視情報をCAN通信線101を介してCAN通信により送信する。
マイクロコンピュータ62は、セル監視ユニット42への電源投入後、付番入力端子IN2の“Low”レベルを検出し、かつCAN識別情報01の付された送信データを予め定められた所定回数受信した場合に自身を「2番」に番号付けし、付番出力端子OUT2に“Low”レベルを出力するとともに、CAN識別情報02を付してモジュール32を構成する各電池セルの電池監視情報をCAN通信線101を介して送信する。
セル監視ユニット43のセル監視IC53は、モジュール33の各電池セルの監視を行い、各電池セルの電池監視情報を収集し、セル監視ユニット43はCAN識別情報03により前記電池セルの電池監視情報をCAN通信線101を介してCAN通信により送信する。
マイクロコンピュータ63は、セル監視ユニット43への電源投入後、付番入力端子IN3の“Low”レベルを検出し、かつCAN通信線101を介して受信した送信データのCAN識別情報の内でもっとも大きいCAN識別情報を受信した場合に自身を「3番」に番号付けし、付番出力端子OUT3に“Low”レベルを出力するとともに、CAN識別情報03を付してモジュール33を構成する各電池セルの電池監視情報をCAN通信線101を介して送信する。
図2は、この実施の形態の自動付番装置の動作を示すフローチャートである。図2のフローチャートで示されるプログラムは、各組電池11、12、13、14のセル監視ユニットの付番を自動的に行うための付番プログラムである。この付番プログラムは、各組電池11、12、13、14の各セル監視ユニット41、42、43、44のマイクロコンピュータ61、62、63、64のメモリに格納されており、各マイクロコンピュータのCPUにより、それぞれ、たとえば電源投入時に実行開始される。
以下、図2に示すフローチャートに従って動作を説明する。
電源投入されると、各組電池11、12、13、14の各セル監視ユニット41、42、43、44のマイクロコンピュータ61、62、63、64のメモリに格納された、図2に示す付番プログラムをCPUが起動する。そして、マイクロコンピュータ61、62、63、64は、メモリに格納された図2に示す付番プログラムをそれぞれ実行し、付番入力端子INが“Low”レベルに固定されているか判定を行う(ステップS1)。
図4は、所定パルス幅のパルスが出力されたときの入力ポートINPの電位レベルVdを示す説明図である。同図(a)は、付番入力端子INが“Low”レベルに固定されているときの入力ポートINPの電位レベルVdであり、入力ポートINPの電位レベルとして“High”レベルが検出される。また、同図(b)は、付番入力端子INが“Low”レベルに固定されていないときの入力ポートINPの電位レベルVdであり、入力ポートINPの電位レベルとして“Low”レベルが検出される。
一方、付番入力端子INが“Low”レベルに固定されていると判定すると、その組電池のセル監視ユニットのマイクロコンピュータのCPUは、続いて他のセル監視ユニットのCANIDを規定回数検出したか否かを判定する(ステップS2)。図1のブロック図では、組電池11においてセル監視ユニット41のマイクロコンピュータ61のCPUは、入力ポートINPの電位レベルとして“High”レベルを検出することになり、付番入力端子INが“Low”レベルに固定されていると判定し、続いて他のセル監視ユニットのCAN識別情報(以下、CANIDという)を規定回数検出したか否かを判定する。
このとき、どの組電池のセル監視ユニットでも、CANIDを付して電池監視情報をCAN通信線101へ出力していない状態である。このため、セル監視ユニット41のマイクロコンピュータ61のCPUは、他のセル監視ユニットのCANIDを規定回数検出することはなくステップS3に進む。ステップS3では自身を「1番」に付番する。
次に、セル監視ユニット43のマイクロコンピュータ63のCPUは、出力ポートOUTPから所定パルス幅(所定デューティ比)のパルスを出力する。この出力ポートOUTPからのパルス出力は、カップリングコンデンサCcOUTを介してNPNトランジスタ83のベース端子へ加えられ、NPNトランジスタ83をオン状態にする。この結果、セル監視ユニット43の付番出力端子OUT3と接続されたセル監視ユニット44の付番入力端子IN4は接地状態、“Low”レベルに固定され、セル監視ユニット44の付番入力端子IN4へベース端子が接続されたNPNトランジスタ74はオフ状態になる。
Claims (2)
- 複数の電池セルからなるモジュールを監視し、前記モジュールの電池監視情報を電池管理装置との間の通信線を介して送受信する複数のセル監視ユニットの付番を行う自動付番装置であって、
前記各セル監視ユニットを上位から下位の順番でデイジーチェーン接続する複数の付番専用線と、
前記付番専用線で接続されるセル監視ユニット同士をコンデンサカップリングにより絶縁する絶縁手段と、
前記各セル監視ユニットの内で最上位に位置する最上位セル監視ユニットに設けられ、該最上位セル監視ユニットに最初の付番を行う第1の付番制御手段と、
前記最上位セル監視ユニットを除く残りのセル監視ユニットに設けられ、当該セル監視ユニットと当該セル監視ユニットの上位のセル監視ユニットとを接続する前記付番専用線の電位レベルと、当該セル監視ユニットを除く他のセル監視ユニットから前記通信線を介して受信する前記他のセル監視ユニットの付番状態とをもとに付番を行う第2の付番制御手段と、
を備えたことを特徴とする自動付番装置。 - 前記各セル監視ユニットは、付番入力端子と付番出力端子とを備え、
前記付番専用線は、当該セル監視ユニットの付番出力端子と当該セル監視ユニットに対し下位となる監視ユニットの付番入力端子とを接続し、
前記第1の付番制御手段は、前記付番入力端子が予め定められた所定の電位レベルに固定されていることをもって前記最初の付番を行う、
ことを特徴とする請求項1記載の自動付番装置。
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