JP6334423B2 - Storage battery device, storage battery system, method and program - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、蓄電池装置、蓄電池システム、方法及びプログラムに関する。 Embodiments described herein relate generally to a storage battery device, a storage battery system, a method, and a program.
近年、リチウムイオン二次電池等の蓄電池技術の進歩により、大規模電力蓄積システムへの蓄電池の利用が検討されている。
リチウムイオン二次電池を例に考えると、単セルの蓄電容量は概ね100Wh程度である。したがって、MWhオーダーの蓄電池装置を実現するには、数千個乃至数万個オーダーのセルを直列および並列に並べ、所望の電圧及び電流容量を有する蓄電池装置を構成する必要がある。
この場合において、数10V、数10A程度の単位で構成した電池モジュールを多数組合せ、BMU(Battery Management System)を用いて全電池モジュールの状態を統括して監視する手法が一般に採用されている。
In recent years, the use of storage batteries in large-scale power storage systems has been studied due to advances in storage battery technologies such as lithium ion secondary batteries.
Taking a lithium ion secondary battery as an example, the storage capacity of a single cell is approximately 100 Wh. Therefore, in order to realize a storage battery device of MWh order, it is necessary to arrange a battery battery device having desired voltage and current capacity by arranging cells of thousands to tens of thousands of orders in series and in parallel.
In this case, a technique is generally adopted in which a large number of battery modules configured in units of several tens of volts and several tens of amperes are combined and the state of all the battery modules is integrated and monitored using a BMU (Battery Management System).
ところで、蓄電池装置に要求される電圧及び電流容量が増大するにつれて、電池モジュールの数も比例して増加することとなり、BMUとBMUの制御下にある各電池モジュールとの間で行われる通信量が増大することとなっていた。
このような場合に、通信容量の増大をまかなうためにデータのサンプリング頻度(サンプリング周期)及び通信頻度を低下させて対処することも考えられるが、蓄電池装置の信頼性の観点からは望ましくは無い。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、データのサンプリング頻度を維持しつつ、通信容量の増大を抑制することが可能な蓄電池装置、蓄電池システム、方法及びプログラムを提供する。
By the way, as the voltage and current capacity required for the storage battery device increase, the number of battery modules also increases in proportion, and the amount of communication performed between the BMU and each battery module under the control of the BMU. It was to increase.
In such a case, it is conceivable to reduce the data sampling frequency (sampling period) and the communication frequency in order to cover the increase in communication capacity, but this is not desirable from the viewpoint of the reliability of the storage battery device.
The present invention has been made in view of the above, and provides a storage battery device, a storage battery system, a method, and a program capable of suppressing an increase in communication capacity while maintaining a data sampling frequency.
実施形態の蓄電池装置は、複数の電池セルを備えた対応するセルモジュールの状態測定を行い、測定データを送信する複数のセル監視装置と、複数のセル監視装置と通信線を介して接続され、測定データを受信して複数のセル監視装置の管理を行う電池管理装置と、を備えている。
セル監視装置は、前回の測定データに対して変化があった測定データを、全測定データを送信可能な容量よりも少ない容量の固定長データである送信データを用いて通信線を介して電池管理装置に送信するものであり、さらにセル監視装置は、所定容量の送信データを生成するに際し、変化があった測定データの全容量に対し、送信データが送信可能な測定データの容量が余っている場合に、当該余った容量部分に、全ての測定データのうちから所定の順番で、当該容量に含めることが可能な測定データを格納して送信するとともに、複数の送信データにまたがって全ての測定データを電池管理装置に順次送信する。
The storage battery device of the embodiment is connected to a plurality of cell monitoring devices that measure the state of a corresponding cell module including a plurality of battery cells and transmits measurement data, and a plurality of cell monitoring devices via a communication line, A battery management device that receives measurement data and manages a plurality of cell monitoring devices.
The cell monitoring device manages battery data via a communication line using transmission data, which is fixed-length data with a capacity smaller than the capacity capable of transmitting all measurement data, for measurement data that has changed from the previous measurement data. In addition, when the cell monitoring device generates a predetermined amount of transmission data, the capacity of the measurement data that can be transmitted is more than the total amount of measurement data that has changed. In this case, the measurement data that can be included in the capacity is stored and transmitted in a predetermined order from among all the measurement data in the surplus capacity portion, and all the measurements are performed across a plurality of transmission data. Data is sequentially transmitted to the battery management device.
次に図面を参照して、実施形態の蓄電池装置について詳細に説明する。
図1は、実施形態の蓄電池装置を備えた蓄電池システムの概要構成ブロック図である。
蓄電池システム10は、大別すると、電力を蓄える蓄電池装置11と、蓄電池装置11から供給された直流電力を所望の電力品質を有する交流電力に変換して負荷に供給する電力変換装置(PCS:Power Conditioning System)12と、を備えている。
Next, the storage battery device of the embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration block diagram of a storage battery system including the storage battery device of the embodiment.
The
蓄電池装置11は、大別すると、複数の電池盤21−1〜21−N(Nは自然数)と、電池盤21−1〜21−Nが接続された電池端子盤22と、を備えている。
電池盤21−1〜21−Nは、互いに並列に接続された複数の電池ユニット23−1〜23−M(Mは自然数)と、ゲートウェイ装置24と、後述のBMU(Battery Management Unit:電池管理装置)及びCMU(Cell Monitoring Unit:セル監視装置)に動作用の直流電源を供給する直流電源装置25と、を備えている。
The
The battery boards 21-1 to 21-N include a plurality of battery units 23-1 to 23-M (M is a natural number) connected in parallel to each other, a
ここで、電池ユニットの構成について説明する。
電池ユニット23−1〜23−Mは、それぞれ、高電位側電源供給ライン(高電位側電源供給線)LH及び低電位側電源供給ライン(低電位側電源供給線)LLを介して、出力電源ライン(出力電源線;母線)LHO、LLOに接続され、主回路である電力変換装置12に電力を供給している。
Here, the configuration of the battery unit will be described.
The battery units 23-1 to 23-M are connected to output power via a high potential power supply line (high potential power supply line) LH and a low potential power supply line (low potential power supply line) LL, respectively. Lines (output power supply lines; bus lines) LHO and LLO are connected to supply power to the
電池ユニット23−1〜23−Mは、同一構成であるので、電池ユニット23−1を例として説明する。
電池ユニット23−1は、大別すると、複数(図1では、24個)のセルモジュール31−1〜31−24と、セルモジュール31−1〜31−24にそれぞれ設けられた複数(図1では、24個)のCMU32−1〜32−24と、サービスディスコネクト33と、電流センサ34と、コンタクタ35と、を備え、複数のセルモジュール31−1〜31−24、サービスディスコネクト33、電流センサ34及びコンタクタ35は、直列に接続されている。
Since the battery units 23-1 to 23-M have the same configuration, the battery unit 23-1 will be described as an example.
The battery unit 23-1 is roughly classified into a plurality (24 in FIG. 1) of cell modules 31-1 to 31-24 and a plurality of cell modules 31-1 to 31-24 (see FIG. 1). 24) CMU 32-1 to 32-24,
ここで、セルモジュール31−1〜31−24は、電池セルを複数、直並列に接続されて組電池を構成している。そして、複数の直列接続されたセルモジュール31−1〜31−24で組電池群を構成している。 Here, the cell modules 31-1 to 31-24 constitute a battery pack by connecting a plurality of battery cells in series and parallel. And the assembled battery group is comprised by the cell modules 31-1 to 31-24 connected in series.
さらに電池ユニット23−1は、BMU36を備え、各CMU32−1〜32−24の通信ライン、電流センサ34の出力ラインは、BMU36に接続されている。
BMU36は、ゲートウェイ装置24の制御下で、電池ユニット23−1全体を制御し、各CMU32−1〜32−24との通信結果(後述する電圧データ及び温度データ)及び電流センサ34の検出結果に基づいてコンタクタ35の開閉制御を行う。
Further, the battery unit 23-1 includes a
The
次に電池端子盤の構成について説明する。
電池端子盤22は、電池盤21−1〜21−Nに対応させて設けられた複数の盤遮断器41−1〜41−Nと、蓄電池装置11全体を制御するマイクロコンピュータとして構成されたマスタ(Master)装置42と、を備えている。
Next, the configuration of the battery terminal board will be described.
The
マスタ装置42には、電力変換装置12との間に、電力変換装置12のUPS(Uninterruptible Power System)12Aを介して供給される制御電源線51と、イーサネット(登録商標)として構成され、制御データのやりとりを行う制御通信線52と、が接続されている。
The
ここで、セルモジュール31−1〜31−24、CMU32−1〜32−24およびBMU36の詳細構成について説明する。
Here, detailed configurations of the cell modules 31-1 to 31-24, the CMUs 32-1 to 32-24 and the
図2は、セルモジュール、CMU及びBMUの詳細構成説明図である。
セルモジュール31−1〜31−24は、それぞれ、直列接続された複数(図2では、10個)の電池セル61−1〜61−10を備えている。
FIG. 2 is a diagram illustrating the detailed configuration of the cell module, CMU, and BMU.
Each of the cell modules 31-1 to 31-24 includes a plurality (10 in FIG. 2) of battery cells 61-1 to 61-10 connected in series.
CMU32−1〜32−24は、対応するセルモジュール31−1〜31−24を構成している電池セルの電圧及び所定箇所の温度を測定するための電圧温度計測IC(Analog Front End IC:AFE-IC)62と、それぞれが対応するCMU32−1〜32−24全体の制御を行うMPU63と、BMU36との間でCAN通信を行うためのCAN(Controller Area Network)規格に則った通信コントローラ64と、セル毎の電圧に相当する電圧データ及温度データを格納するメモリ65と、を備えている。
The CMUs 32-1 to 32-24 are voltage temperature measurement ICs (Analog Front End ICs: AFEs) for measuring the voltages of the battery cells constituting the corresponding cell modules 31-1 to 31-24 and the temperatures at predetermined locations. -IC) 62, an
以下の説明において、セルモジュール31−1〜31−24のそれぞれと、対応するCMU32−1〜32−24と、を合わせた構成については、電池モジュール37−1〜37−24と呼ぶものとする。例えば、セルモジュール31−1と対応するCMU32−1を合わせた構成を電池モジュール37−1と呼ぶものとする。 In the following description, a configuration in which each of the cell modules 31-1 to 31-24 and the corresponding CMUs 32-1 to 32-24 are combined will be referred to as battery modules 37-1 to 37-24. . For example, a configuration in which the cell module 31-1 and the corresponding CMU 32-1 are combined is referred to as a battery module 37-1.
また、BMU36は、BMU36全体を制御するMPU71と、CMU32−1〜32−24との間でCAN通信を行うためのCAN規格に則った通信コントローラ72と、CMU32−1〜32−24から送信された電圧データ及び温度データを格納するメモリ73と、を備えている。
Also, the BMU 36 is transmitted from the MPU 71 that controls the
次に実施形態の動作を説明する。
以下の説明において、BMU36の起動時等の初期状態においては、BMU36のメモリ73に格納されるセルモジュール31−1〜31−24のデータの全部または一部が、取り込めていない状態(初期状態)にあるものとする。
Next, the operation of the embodiment will be described.
In the following description, in the initial state such as when the
まず、BMU36は、各電池ユニット23−1〜23−M内の全体の状態を把握する必要がある。
このため、CMU32−1〜32−24は、すべての計測データ(電圧データ及び温度データ)をBMU36へ送信する。
First, the BMU 36 needs to grasp the entire state in each of the battery units 23-1 to 23-M.
Therefore, the CMUs 32-1 to 32-24 transmit all measurement data (voltage data and temperature data) to the
この場合、CMU32−1〜32−24の数が多く、通信の負荷が大きくなるため、CMU32−1〜32−24は、計測データである電圧データ及び温度データをサンプリングするためのサンプリング周期及びBMU36へデータを送信する(通知する)伝送周期を通常動作時よりも低減させて(低くして)、通信線(伝送路)である通信バス81におけるデータの輻輳を防止する。
In this case, since the number of CMUs 32-1 to 32-24 is large and the communication load increases, the CMUs 32-1 to 32-24 use the sampling period and
図3は、CMUが計測データの送信を開始してから所定時間経過後のBMUのメモリにおけるデータ格納状態の説明図である。
そして、所定時間が経過すると、図3に示すように、BMU36のメモリ73にCMU32−1〜32−24の全ての計測データが保存されている状態となる。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a data storage state in the memory of the BMU after a predetermined time has elapsed since the CMU started transmission of measurement data.
Then, when a predetermined time has elapsed, as shown in FIG. 3, all the measurement data of the CMUs 32-1 to 32-24 are stored in the
すなわち、領域DG1〜DG24には、CMU32−1〜CMU32−24の計測データ群MD1〜MD24がそれぞれ格納される。より具体的には、例えば、領域DG1には、CMU32−1の計測データ群MD1が格納され、領域DG23には、CMU32−23の計測データ群MD23が格納される。 That is, the measurement data groups MD1 to MD24 of the CMU 32-1 to CMU 32-24 are stored in the regions DG1 to DG24, respectively. More specifically, for example, the measurement data group MD1 of the CMU 32-1 is stored in the area DG1, and the measurement data group MD23 of the CMU 32-23 is stored in the area DG23.
そこで、BMU36のMPU71は、CMU32−1〜32−24に対して、セルモジュール31−1〜31−24の状態を送信する際に、変化が見られた計測データを優先して送信するように要求するため、変化分送信許可データSVを同報通知形式にて、CMU32−1〜32−24に対して送信する。
Therefore, when the
ここで、変化分送信許可データSVについて説明する。
図4は、変化分送信許可データのデータフォーマットの一例の説明図である。
図4においては、説明の容易のため、各測定データにIDを割り振っている。例えば、電池セル61−1〜61−10の電圧データ(DV1〜DV10)については、ID=C1〜C10を割り当てている。また電池モジュール37−1〜電池モジュール37−24の温度データ(DT1〜DT6)については、ID=T1〜T6を割り当てている。
Here, the change transmission permission data SV will be described.
FIG. 4 is an explanatory diagram of an example of the data format of the change transmission permission data.
In FIG. 4, an ID is assigned to each measurement data for easy explanation. For example, ID = C1 to C10 are assigned to the voltage data (DV1 to DV10) of the battery cells 61-1 to 61-10. In addition, ID = T1 to T6 are assigned to the temperature data (DT1 to DT6) of the battery modules 37-1 to 37-24.
変化分送信許可データSVは、CMU32−1〜32−24のそれぞれ(CMUID=01〜24)に対して、全ての計測データのうち変化が見られた計測データのみ(変化分のみ)の送信を許可するか、あるいは、許可しないか(=全ての計測データを送信させる)のいずれかを指示するために、各CMU32−1〜32−24のそれぞれに対応するデータが「許可」あるいは「不許可」となっている。具体的には、変化分送信許可データSVは、少なくともCMUの台数分のビット数を有し、許可の場合には対応するビットを“1”とし、不許可の場合には対応するビットを“0”とするようにすればよい。 The change transmission permission data SV is transmitted to each of the CMUs 32-1 to 32-24 (CMUID = 01 to 24) only of the measurement data in which all the measurement data has changed (only the change). The data corresponding to each of the CMUs 32-1 to 32-24 is “permitted” or “non-permitted” in order to instruct whether to permit or not (= transmit all measurement data). " Specifically, the change transmission permission data SV has at least the number of bits corresponding to the number of CMUs. If the permission is permitted, the corresponding bit is set to “1”. If the permission is not permitted, the corresponding bit is set to “1”. 0 ”may be set.
図5は、測定データと送信データの関係説明図である。
図6は、実施形態のCMUの処理フローチャートである。
ところで、CMU32−1〜32−24のMPU63は、対応する電圧温度計測IC62により、セルモジュール31−1〜31−24を構成している電池セル61−1〜61−10のそれぞれの電圧を計測し、電圧計測の結果である電圧データDV1〜DV10及び所定箇所(図5の例では、6箇所)の温度を計測し、温度計測の結果である温度データDT1〜DT6と、をメモリ65に格納する(ステップS11)。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the relationship between measurement data and transmission data.
FIG. 6 is a process flowchart of the CMU according to the embodiment.
Incidentally, the
より詳細には、図5の左側に示すように、電池セル61−1〜61−10に対応するID=C1〜C10となっており、電池セル61−1〜61−10にそれぞれ対応する今回の電圧データDV1〜DV10がメモリ65に格納される。
More specifically, as shown on the left side of FIG. 5, ID = C1 to C10 corresponding to the battery cells 61-1 to 61-10, and this time corresponding to the battery cells 61-1 to 61-10, respectively. Voltage data DV <b> 1 to DV <b> 10 are stored in the
また、メモリ65には、温度測定の所定箇所を特定するID=T1〜T6にそれぞれに対応する今回の温度データDT1〜DT6が格納される。
さらに、メモリ65には、電池セル61−1〜61−10にそれぞれ対応する前回の電圧データDVP1〜DVP10が格納されており、温度測定の所定箇所のそれぞれに対応する前回の温度データDTP1〜DTP6が格納されている。
Further, the
Further, the
そこで、CMU32−1〜32−24のMPU63は、同一IDの前回の電圧データと今回の電圧データを比較し、同一IDの前回の温度データと今回の温度データを比較し、それぞれ差異があるか否かを判別する(ステップS12)。例えば、ID=C2の電圧データの場合には、前回の電圧データDVP2と、今回の電圧データDV2と、を比較し差異があるか否かを判別する。また、ID=T3の温度データの場合には、前回の温度データDTP3と、今回の温度データDT3と、を比較し、差異があるか否かを判別する。
ここで、差異があるというのは、所定の閾値以上の差が生じているという意味で有り、所定の閾値が0である場合(=計測限界値以上の差がある場合)を含んでもよい。
Therefore, the
Here, the difference means that a difference equal to or greater than a predetermined threshold has occurred, and may include a case where the predetermined threshold is 0 (= when there is a difference equal to or greater than a measurement limit value).
ステップS12の判別において、同一IDの計測データについて前回データDPと今回データDNとの間に差異があった場合には(ステップS12;Yes)、CMU32−1〜32−24のMPU63は、変化フラグVFをセットし(=“1”とする)(ステップS13)、処理をステップS15に移行する。
ステップS12の判別において、差異が無かった場合には(ステップS12;No)変化フラグVFをリセットする(=“0”とする)(ステップS14)。
続いて、CMU32−1〜32−24のMPU63は、全ての前回データDPと今回データDNとの比較が終わったか否かを判別する(ステップS15)。
ステップS15の判別において、未だ全ての前回データDPと今回データDNとの比較が終わっていない場合には(ステップS15;No)、CMU32−1〜32−24のMPU63は、再び処理をステップS12に移行して以下同様の処理を繰り返す。
If there is a difference between the previous data DP and the current data DN for the measurement data of the same ID in the determination in step S12 (step S12; Yes), the
If there is no difference in the determination in step S12 (step S12; No), the change flag VF is reset (= “0”) (step S14).
Subsequently, the
If it is determined in step S15 that comparison of all previous data DP and current data DN has not been completed yet (step S15; No), the
ステップS15の判別において、全ての前回データDPと今回データDNとの比較が終わった場合には(ステップS15;Yes)、CMU32−1〜32−24のMPU63は、変化分送信許可データSVを参照し、それぞれ自己に対応するビットの状態を確認し、全ての計測データのうち変化が見られた計測データの優先的な送信が許可されているか否かを判別する(ステップS16)。例えば、CMU32−3は、MSB側から3ビット目の状態を確認して、計測データの優先的な送信が不許可であると判別する。
If it is determined in step S15 that all previous data DP and current data DN have been compared (step S15; Yes), the
ステップS16の判別において、自己が全ての計測データのうち変化が見られた計測データの優先的な送信が許可されていないCMU(図4の例では、CMU32−3、CMU32−4、CMU32−23、CMU32−24)の場合には(ステップS16;No)、CMU32−1〜32−24のMPU63は、全測定データの一部を送信データDSとして送信し(ステップS21)、処理を終了する。
In the determination of step S16, the CMU that is not permitted to preferentially transmit measurement data that has changed among all measurement data (in the example of FIG. 4, CMU 32-3, CMU 32-4, CMU 32-23). , CMU32-24) (step S16; No), the
このように変化が見られた計測データの優先的な送信を許可しない構成によれば、特定のCMUの制御下にあるセルモジュールが故障した場合等には、当該セルモジュールについては、常にすべての測定データの送信を行わせることができ、容易に状況を把握でき、早急に対処することが可能となる。 According to the configuration in which the preferential transmission of the measurement data in which the change is observed is not permitted, when a cell module under the control of a specific CMU fails, all the cell modules are always Measurement data can be transmitted, the situation can be easily grasped, and it is possible to cope with it immediately.
ステップS16の判別において、自己が全ての計測データのうち変化が見られた計測データの優先的な送信が許可されているCMU(図4の例の場合、CMU32−1、CMU32−2)の場合には(ステップS16;Yes)、CMU32−1〜32−24のMPU63は、変化フラグVFを参照し、変化フラグVFがセットされている(=“1”となっている)今回データDNを送信データDSを優先的に構成するデータとして抽出する(ステップS17)。
In the determination of step S16, in the case of the CMU (CMU 32-1 and CMU 32-2 in the case of the example in FIG. 4) in which the measurement data in which the change has been observed among all the measurement data is permitted. (Step S16; Yes), the
ここで、送信データDSの容量は、固定容量となっており、通信バス81においてCMU32−1〜32−24のMPU63が順次送信データDSの送信を行っても、次回の測定データの送信データDSの送信に影響を与えないような容量となっており、図5に示すように、全測定データの記憶領域ALDの容量よりも送信データDSの容量が少なく設定されている。換言すれば、全ての測定データを1回の送信データDSでは、送信できない容量となっている。
Here, the transmission data DS has a fixed capacity. Even if the
送信データDSは、具体的には、図5の例の場合、ID=C2に対応する今回データDNである電圧データDV2、ID=C5に対応する今回データDNである電圧データDV5、ID=C10に対応する今回データDNである電圧データDV10及びID=T1に対応する今回データDNである温度データDT1を送信データDSを優先的に構成するデータとして抽出する。 Specifically, in the example of FIG. 5, the transmission data DS is voltage data DV2 that is current data DN corresponding to ID = C2, voltage data DV5 that is current data DN corresponding to ID = C5, and ID = C10. Voltage data DV10 corresponding to current data DN corresponding to, and temperature data DT1 corresponding to current data DN corresponding to ID = T1 are extracted as data preferentially constituting transmission data DS.
そして、CMU32−1〜32−24のMPU63は、図5に示すように、抽出した今回データDNの合計容量(=優先データ記憶領域ADの容量)と、送信データDSの最大許容容量との差に相当する伝送路余裕領域AFが存在するか否かを判別する(ステップS18)。
Then, the
ステップS18の判別において、抽出した今回データDNの合計容量(=優先データ記憶領域ADの容量)と、送信データDSの最大許容容量との差に相当する伝送路余裕領域AFが存在する場合には(ステップS18;Yes)、当該伝送路余裕領域AFの容量で送信可能な範囲で全データを複数の送信データDSにわたって順次伝送するように今回データDNを送信する(ステップS19)。 If it is determined in step S18 that there is a transmission line margin area AF corresponding to the difference between the total capacity of the extracted current data DN (= the capacity of the priority data storage area AD) and the maximum allowable capacity of the transmission data DS. (Step S18; Yes), the current data DN is transmitted so that all data is sequentially transmitted over a plurality of transmission data DS within a range that can be transmitted with the capacity of the transmission line margin area AF (Step S19).
ステップS18の判別において、抽出した今回データDNの合計容量(=優先データ記憶領域ADの容量)と、送信データDSの最大許容容量との差に相当する伝送路余裕領域AFが存在しない場合には(ステップS18;No)、優先データのみを送信データDSとして送信し(ステップS20)、処理を終了する。 If it is determined in step S18 that there is no transmission path margin area AF corresponding to the difference between the total capacity of the extracted current data DN (= the capacity of the priority data storage area AD) and the maximum allowable capacity of the transmission data DS. (Step S18; No), only the priority data is transmitted as the transmission data DS (Step S20), and the process is terminated.
図7は、連続する送信タイミングにおける送信データの一例の説明図である。
具体的には、図7に示すように、第n送信タイミングにおいて、未だ全データについては、送っていないかあるいは、第(n−1)送信タイミングにおいて、温度データDT6まで送信していた場合には、伝送路余裕領域AFの先頭から電圧データDV1→電圧データDV2→電圧データDV3→…のように順次格納し、伝送路余裕領域AFの容量で送信可能な範囲で電圧データDV6まで格納して送信を行う。
FIG. 7 is an explanatory diagram of an example of transmission data at successive transmission timings.
Specifically, as shown in FIG. 7, at the n-th transmission timing, all data has not been transmitted yet, or when the temperature data DT6 has been transmitted at the (n-1) -th transmission timing. Are sequentially stored in the order of voltage data DV1 → voltage data DV2 → voltage data DV3 →... From the beginning of the transmission line margin area AF, and stored up to the voltage data DV6 within a transmission range with the capacity of the transmission line margin area AF. Send.
そして、第(n+1)送信タイミングにおいて、ID=C1に対応する今回データDNである電圧データDV1、ID=C7に対応する今回データDNである電圧データDV7、ID=C10に対応する今回データDNである電圧データDV10及びID=T5に対応する今回データDNである温度データDT5が送信データDSを構成するデータとして抽出された場合には、伝送路余裕領域AFの容量で送信可能な範囲で、第n送信タイミングに送信した電圧データDV6の次のデータである電圧データDV7〜DV10及び温度データDT1〜DT3が格納されて送信が行われることとなる。 At the (n + 1) th transmission timing, the current data DN corresponding to ID = C1, the current data DN corresponding to ID = C7, the current data DN corresponding to ID = C7, and the current data DN corresponding to ID = C10. When temperature data DT5, which is current data DN corresponding to certain voltage data DV10 and ID = T5, is extracted as data constituting transmission data DS, within the range that can be transmitted with the capacity of transmission line margin area AF, The voltage data DV7 to DV10 and the temperature data DT1 to DT3, which are the next data of the voltage data DV6 transmitted at the n transmission timing, are stored and transmitted.
この結果、BMU36のMPU71は、図3に示したように、CMU32−1〜32−24から順次受信した測定データをメモリ73の領域DG1〜DG24には、CMU32−1〜CMU32−24の計測データ群MD1〜MD24がそれぞれ格納される。
そして、BMU36は、所定の手順で起動が完了すると、コンタクタ状態通知をゲートウェイ装置24に対して行い、ゲートウェイ装置24は、マスタ装置42に対し、起動電池盤を構成する電池ユニット23−1〜23−Mをその運転状態(正常運転状態、要充電状態、停止状態等)毎に電池ユニット数を通知し、電力変換装置12は、負荷への電力供給を行うこととなる。
As a result, the
Then, when the startup is completed in a predetermined procedure, the
以上の説明のように、本実施形態によれば、CMUの数が増大しても、BMU36が送信するデータを、全データを送信する場合と比較して低減することができ、伝送量を抑制でき、一つのBMUに対し、より多くの数のCMUが接続可能となる。
As described above, according to the present embodiment, even if the number of CMUs increases, the data transmitted by the
また、この方法によると、BMU36のメモリの測定データ格納領域AR1〜AR24に格納すべき測定データが未だ格納されていない場合であっても、BMU36のMPU71は、変化分送信許可データSVを送信することが可能となり、BMU36のメモリ73の状態によらず、より多くの通信ネットワーク上のデータトラフィックを削減可能となる。
Further, according to this method, even if measurement data to be stored in the measurement data storage areas AR1 to AR24 of the memory of the
以上の説明では、変化分が抽出されたデータと、伝送路余裕領域AFに格納されるデータとで同一のデータが重複して送信されていたが、同一のデータについては、重複して伝送路余裕領域AFに格納することなく、別のデータを送信するように構成することも可能である。 In the above description, the same data is duplicated and transmitted in the data from which the change is extracted and the data stored in the transmission line margin area AF. However, the same data is duplicated in the transmission line. It is also possible to transmit another data without storing it in the margin area AF.
さらに、変化分が抽出されたデータのみを送信する構成、すなわち、全ての計測データに変化が無い場合には、計測データをCMU32−1〜32−24より全く送信しないように構成することも可能である。この場合においては、送信する計測データが全く無い旨を通知するようにすれば、計測データに変化が無いのか、通信異常なのかを容易にBMU側で検知することが可能となる。これにより、CMUの数が増大しても、実際に、BMU36へ信号を送信するのはCMUの一部に絞られ、伝送量が軽減可能となり、一つのBMU36に対し、より多くの数のCMUが接続可能となる。
Furthermore, it is also possible to configure so that only the data from which changes are extracted is transmitted, that is, when there is no change in all measurement data, the measurement data is not transmitted at all from the CMUs 32-1 to 32-24. It is. In this case, if it is notified that there is no measurement data to be transmitted, it is possible to easily detect whether there is no change in the measurement data or communication abnormality on the BMU side. As a result, even if the number of CMUs increases, the actual transmission of signals to the
以上の説明においては、BMU36が、変化分送信許可データSVにより変化があった測定データを優先的に送信するように指示を与える場合について説明したが、逆に原則的には、変化があった測定データを優先的(=変化があった測定データのみ、あるいは、送信データの容量の範囲内で変化があった測定データを含める)に送信するようにしておき、全データを送信するようにBMU36が指示するように構成することも可能である。
In the above description, the case has been described in which the
以上の説明においては、電圧データDV1〜DV10と、温度データDT1〜DT6のそれぞれのデータ容量については詳細に述べなかったが、同一データ容量(たとえば、同一ビット数)であっても良いし、異なるデータ容量(たとえば、ビット数が異なる)のいずれであっても同様に適用が可能である。したがって、例えば、電圧データのビット数が温度データのビット数の3/2倍であった場合には、同一の伝送路余裕領域AFに対して、温度データは、3/2倍格納可能となる。変化があった測定データの格納容量についても同様である。 In the above description, the respective data capacities of the voltage data DV1 to DV10 and the temperature data DT1 to DT6 have not been described in detail, but may be the same data capacity (for example, the same number of bits) or different. The present invention can be similarly applied to any data capacity (for example, different number of bits). Therefore, for example, when the number of bits of voltage data is 3/2 times the number of bits of temperature data, the temperature data can be stored 3/2 times with respect to the same transmission line margin area AF. . The same applies to the storage capacity of measurement data that has changed.
以上の説明においては、測定データとして、電圧データ及び温度データについてのみ説明したが、所定箇所の電流データ等他のデータを測定データに含めるように構成することも可能である。 In the above description, only the voltage data and the temperature data have been described as the measurement data. However, other data such as current data at a predetermined location may be included in the measurement data.
本実施形態の蓄電池装置は、MPUなどの制御装置と、ROM(Read Only Memory)やRAMなどの記憶装置と、を備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成を備えている。 The storage battery device of the present embodiment includes a control device such as an MPU and a storage device such as a ROM (Read Only Memory) and a RAM, and has a hardware configuration using a normal computer.
本実施形態の蓄電池装置で実行される制御プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD−ROM、フレキシブルディスク(FD)、CD−R、DVD(Digital Versatile Disk)等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。 The control program executed by the storage battery device of the present embodiment is a file in an installable or executable format, such as a CD-ROM, flexible disk (FD), CD-R, DVD (Digital Versatile Disk) or the like. It is recorded on a readable recording medium and provided.
また、本実施形態の蓄電池装置で実行される制御プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の蓄電池装置で実行される制御プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
また、本実施形態の蓄電池装置の制御プログラムを、ROM等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
Moreover, you may comprise so that the control program performed with the storage battery apparatus of this embodiment may be provided by storing on a computer connected to networks, such as the internet, and downloading via a network. Moreover, you may comprise so that the control program run with the storage battery apparatus of this embodiment may be provided or distributed via networks, such as the internet.
Moreover, you may comprise so that the control program of the storage battery apparatus of this embodiment may be provided by previously incorporating in ROM etc.
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。 As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention.
例えば、本実施形態では各電池ユニットは1並列多直列のユニットを用いているが、多並列多直列であっても良い。電池ユニットが多並多直列で接続されている場合、並列に接続されている複数の単セルを1つの単セルとみなして各構成要素が処理を実行することにより本実施形態の課題解決手段を利用することができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 For example, in this embodiment, each battery unit uses one parallel multi-series unit, but may be a multi-parallel multi-series unit. When the battery units are connected in a multi-parallel multi-series, the plurality of single cells connected in parallel are regarded as one single cell, and each component executes processing, thereby solving the problem solving means of the present embodiment. Can be used. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
10 蓄電池システム
11 蓄電池装置
12 電力変換装置
21 電池盤
22 電池端子盤
23−1〜23−M 電池ユニット
24 ゲートウェイ装置
25 直流電源装置
31−1〜31−24 セルモジュール
32−1〜32−24 CMU(セル監視装置)
36 BMU(電池管理装置)
37−1〜37−24 電池モジュール
61−1〜61−10 電池セル
62 電圧温度計測IC
63 MPU
64 通信コントローラ
65 メモリ
71 MPU
72 通信コントローラ
73 メモリ
81 通信バス(通信線)
DT1〜DT6 温度データ(今回の測定データ)
DTP1〜DTP6 温度データ(前回の測定データ)
DV1〜DV10 電圧データ(今回の測定データ)
DVP1〜DVP10 電圧データ(前回の測定データ)
AF 伝送路余裕領域
ALD 記憶領域
DN 今回データ
DP 前回データ
DS 送信データ
SV 変化分送信許可データ
VF 変化フラグ
DESCRIPTION OF
36 BMU (Battery Management Device)
37-1 to 37-24 battery module 61-1 to 61-10
63 MPU
64
72
DT1 to DT6 Temperature data (current measurement data)
DTP1 to DTP6 Temperature data (previous measurement data)
DV1 to DV10 voltage data (current measurement data)
DVP1 to DVP10 Voltage data (previous measurement data)
AF transmission line margin area ALD storage area DN Current data DP Previous data DS Transmission data SV Change transmission permission data VF Change flag
Claims (6)
複数の前記セル監視装置と通信線を介して接続され、前記測定データを受信して前記複数のセル監視装置の管理を行う電池管理装置と、を備えた蓄電池装置であって、
前記セル監視装置は、前回の測定データに対して変化があった測定データを、全測定データを送信可能な容量よりも少ない容量の固定長データである送信データを用いて前記通信線を介して前記電池管理装置に送信するものであり、
さらに前記セル監視装置は、所定容量の前記送信データを生成するに際し、前記変化があった測定データの全容量に対し、前記送信データが送信可能な測定データの容量が余っている場合に、当該余った容量部分に、全ての測定データのうちから所定の順番で、当該容量に含めることが可能な測定データを格納して送信するとともに、複数の前記送信データにまたがって前記全ての測定データを前記電池管理装置に順次送信する、
蓄電池装置。 A plurality of cell monitoring devices for measuring the state of a corresponding cell module having a plurality of battery cells and transmitting measurement data;
A battery management device connected to a plurality of cell monitoring devices via a communication line, receiving the measurement data and managing the plurality of cell monitoring devices, and a storage battery device comprising:
The cell monitoring device uses the transmission data, which is fixed-length data having a capacity smaller than the capacity capable of transmitting all measurement data, to the measurement data that has changed with respect to the previous measurement data. To transmit to the battery management device ,
Further, the cell monitoring device, when generating the transmission data of a predetermined capacity, when the capacity of the measurement data that can be transmitted by the transmission data is more than the total capacity of the measurement data that has changed, In the remaining capacity portion, the measurement data that can be included in the capacity is stored and transmitted in a predetermined order from among all the measurement data, and all the measurement data is spread over a plurality of the transmission data. Sequentially transmit to the battery management device,
Storage battery device.
請求項1記載の蓄電池装置。 The battery management device gives priority to the measurement data that the cell monitoring device has changed with respect to the previous measurement data over the plurality of cell monitoring devices over the measurement data that has not changed using the transmission data. Transmitting the change transmission permission data that permits transmission by the communication line,
The storage battery device according to claim 1 .
請求項1又は請求項2記載の蓄電池装置。 The measurement data includes at least voltage data of each battery cell constituting the cell module and temperature data of a predetermined location of the cell module,
The storage battery device according to claim 1 or 2 .
前記蓄電池装置と第2の通信線を介して接続された電力変換装置と
を備えた蓄電池システムであって、
前記電池管理装置は、前記測定データに基づいて、蓄電池装置の状態に対応する状態データを前記電力変換装置に送信し、
前記電力変換装置は、前記状態データに基づいて各前記蓄電池装置からの電力供給を受けて負荷に供給する、
蓄電池システム。 A storage battery device according to any one of claims 1 to 3 ,
A storage battery system comprising the storage battery device and a power conversion device connected via a second communication line,
The battery management device transmits state data corresponding to a state of the storage battery device to the power conversion device based on the measurement data,
The power conversion device receives power supply from each of the storage battery devices based on the state data and supplies the power to a load.
Storage battery system.
前回の測定データに対して変化があった測定データを、全測定データを送信可能な容量よりも少ない容量の固定長データである送信データを生成するために抽出する過程と、
前記生成した送信データを前記通信線を介して前記電池管理装置に送信する過程と、
を備え、
さらに所定容量の前記送信データを生成するに際し、前記変化があった測定データの全容量に対し、前記送信データが送信可能な測定データの容量が余っている場合に、当該余った容量部分に、全ての測定データのうちから所定の順番で、当該容量に含めることが可能な測定データを格納して送信するとともに、複数の前記送信データにまたがって前記全ての測定データを前記電池管理装置に順次送信する過程を備えた、
方法。 A plurality of cell monitoring devices that measure the state of a corresponding cell module including a plurality of battery cells and transmit measurement data are connected to the plurality of cell monitoring devices via a communication line, and receive the measurement data A battery management device for managing the plurality of cell monitoring devices, and a method executed by a storage battery device comprising:
A process of extracting measurement data that has changed with respect to the previous measurement data in order to generate transmission data that is fixed-length data having a capacity smaller than the capacity capable of transmitting all measurement data;
Transmitting the generated transmission data to the battery management device via the communication line;
Equipped with a,
Further, when generating the transmission data of a predetermined capacity, when the measurement data capacity that can be transmitted by the transmission data is surplus with respect to the total capacity of the measurement data that has changed, the surplus capacity portion, Stores and transmits measurement data that can be included in the capacity in a predetermined order from among all measurement data, and sequentially transmits all the measurement data across the plurality of transmission data to the battery management device. With the process of sending,
Method.
前記コンピュータを、
前回の測定データに対して変化があった測定データを、全測定データを送信可能な容量よりも少ない容量の固定長データである送信データを生成するために抽出する手段と、
前記生成した送信データを前記通信線を介して前記電池管理装置に送信する手段と、
して機能させ、
さらに所定容量の前記送信データを生成するに際し、前記変化があった測定データの全容量に対し、前記送信データが送信可能な測定データの容量が余っている場合に、当該余った容量部分に、全ての測定データのうちから所定の順番で、当該容量に含めることが可能な測定データを格納して送信するとともに、複数の前記送信データにまたがって前記全ての測定データを前記電池管理装置に順次送信する手段を備えた、
プログラム。 A plurality of cell monitoring devices that measure the state of a corresponding cell module including a plurality of battery cells and transmit measurement data are connected to the plurality of cell monitoring devices via a communication line, and receive the measurement data A battery management device for managing the plurality of cell monitoring devices, and a program for controlling a storage battery device comprising a computer,
The computer,
Means for extracting measurement data that has changed with respect to the previous measurement data in order to generate transmission data that is fixed-length data having a capacity smaller than the capacity capable of transmitting all measurement data;
Means for transmitting the generated transmission data to the battery management device via the communication line;
To function ,
Further, when generating the transmission data of a predetermined capacity, when the measurement data capacity that can be transmitted by the transmission data is surplus with respect to the total capacity of the measurement data that has changed, the surplus capacity portion, Stores and transmits measurement data that can be included in the capacity in a predetermined order from among all measurement data, and sequentially transmits all the measurement data across the plurality of transmission data to the battery management device. With means to send,
program.
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