WO2012124231A1

WO2012124231A1 - 通信システム、蓄電池ユニット、及び蓄電池システム

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Publication number: WO2012124231A1
Application number: PCT/JP2011/079314
Authority: WO
Inventors: 圭介淺利; 孝義阿部; 浩二松村
Original assignee: 三洋電機株式会社
Priority date: 2011-03-14
Filing date: 2011-12-19
Publication date: 2012-09-20

Abstract

　通信システムＣＳは、第１の制御部５１０と、第２の制御部５０３と、第１の制御部５１０と第２の制御部５０３とを光通信可能とする光通信部と、第１の制御部５１０の指令によって前記光通信部を介して入力された入力信号に基づいて、第２の制御部５０３をスリープ状態から通信可能状態へと遷移させる判定切換部５０５と、を備える。第２の制御部５０３は、第１の制御部５１０から要求がある場合だけ起動する構成とできるので、待機電力を小さくすることが可能である。

Description

通信システム、蓄電池ユニット、及び蓄電池システム

　本発明は、通信システム、蓄電池ユニット及び蓄電池システムに関する。

　従来、例えば特許文献１に開示されるように、複数の電池パックを直列に接続してなる組電池が知られている。この組電池における電池パックは、複数の蓄電池セルを直列接続してなるモジュール電池と、モジュール電池を構成する各蓄電池セルの電池状態の監視や制御を行うセルコントローラと、を備えている。

　また、特許文献１においては、組電池向けの通信システム（例えばＲＳ－４８５によるメタル通信を用いたもの）が開示されている。すなわち、各電池パックが備えるセルコントローラのそれぞれは、組電池の充放電を制御するバッテリコントローラに通信ケーブルを介して接続されている。これにより、バッテリコントローラは、各電池パックのモジュール電池の状態を考慮して、組電池の充放電制御を行える。

　なお、セルコントローラには、通信インターフェースと、ネットワークと絶縁するための通信絶縁回路と、が備えられる。この通信絶縁回路には、例えばフォトカプラが使用される。

特開２００８－２３５０３２号公報

　本発明の目的は、待機電力を小さくできる通信システムを提供することである。なお、本発明は、組電池向けの通信システムとして好適な技術を提供することを想定しているが、組電池向けの通信システムに限定される趣旨ではない。また、本発明の他の目的は、前述の通信システムを備え、電池パックにおける消費電力を低減できる蓄電池ユニット及び蓄電池システムを提供することである。

　上記目的を達成するために本発明の通信システムは、第１の制御部と、第２の制御部と、前記第１の制御部と前記第２の制御部とを光通信可能とする光通信部と、前記第１の制御部の指令によって前記光通信部を介して入力された入力信号に基づいて、前記第２の制御部をスリープ状態から通信可能状態へと遷移させる判定切換部と、を備えることを特徴している。

　上記目的を達成するために本発明の蓄電池ユニットは、第１の制御部を有する管理部と、前記管理部によって管理される電池パックと、前記第１の制御部と、前記電池パックに含まれる第２の制御部とを光通信可能とする光通信部と、前記電池パックに設けられ、前記第１の制御部の指令によって前記光通信部を介して入力された入力信号に基づいて、前記第２の制御部をスリープ状態から通信可能状態へと遷移させる判定切換部と、を備えることを特徴としている。

　上記目的を達成するために本発明の蓄電池システムは、上記構成の蓄電池ユニットと、前記蓄電池ユニットに接続される電力変換部と、を備えることを特徴としている。

　本発明によると、待機電力を小さくできる通信システムを提供できる。また、本発明によると、電池パック内にある制御部の待機電力によって電池パックの容量が消費されることを抑制可能な蓄電池ユニット及び蓄電池システムを提供できる。

本発明の一実施形態に係る蓄電池システムの全体構成を示す図第１実施形態の蓄電池ユニットの構成を示す図第１実施形態の蓄電池ユニットが備える電池パックの構成を示す図第１実施形態の蓄電池ユニットが備える、判定スイッチ回路を含む通信システムについて説明するための図第２実施形態の蓄電池ユニットの構成を示す図第２実施形態の蓄電池ユニットが備える、判定スイッチ回路を含む通信システムについて説明するための図本発明の変形例を示す図フォトカプラにおける安全規格を説明するための模式図

　本発明の実施形態を説明するにあたって、本発明の課題についてもう少し詳細に説明しておく。上述のように、従来の通信システムにはフォトカプラを用いた通信絶縁回路が用いられるが、絶縁については、危険な高電圧からユーザを保護するために、国内外で様々な安全規格が定められている。例えば、フォトカプラについては、絶縁距離、沿面距離並びに空間距離の最小値が規定されている。絶縁距離とは、樹脂で絶縁された発光側と受光側との間の最短距離のことである（図８のＬ０）。沿面距離とは、パッケージ表面に沿った発光側端子と受光側端子との間の最短距離のことである（図８のＬ１）。空間距離とは、樹脂外部の空間で発光側端子と受光側端子との間が最短となる距離のことである（図８のＬ２）。

　これまでは、電池パックを複数直列に接続した組電池を用いる高圧のシステムとして、２００Ｖ～６００Ｖ程度の電圧が想定されていた。この程度の電圧であれば、絶縁通信回路にフォトカプラを使用することは可能である。しかしながら、最近では、電池パックの直列接続数を増やして、６００Ｖ以上の高圧システムを構築することが要求されるようになっている。

　このような高圧システムを得ようとする場合には、安全規格を満たすように設定される、上述の絶縁距離等の最小値は大きくなる。このために、グローバルな安全規格を満たすことを想定すると、フォトカプラを用いて絶縁通信回路を実現することは非常に困難なものとなる。

　このため、本出願人は、グローバルな安全規格に準拠させるべく、電池パックと、電池パックをコントロールするＢＭＵ（Battery　Management　Unit）との間の通信を、メタル通信ではなく、光通信に置き換えることを検討している。光通信によれば、通信システムを構成する機器間における、耐圧・ノイズ対策のための絶縁が確保できる。

　ただし、通信システムに光通信が適用された場合には、電池パック内に設けられる制御部（上述のセルコントローラが相当）の駆動電力は、電池パック内で供給する必要がある。このために、例えば、電池パックを複数直列に接続した組電池が備えられる蓄電池システムの設置・運用前等に、待機電力によって電池パックの電池容量が消費されてしまうといった問題があった。本発明は、このような課題を解決することを狙っている。

　なお、通信システムにメタル通信が適用される場合には、電池パック内に設けられる制御部の駆動電力は、ＢＭＵから与えることが可能である。このために、通信システムにメタル通信が適用される場合には、上述の待機電力による電池パックの電池容量消費といった問題は、特に大きな問題ではなかった。

　以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

＜本発明の一実施形態に係る蓄電池システムの全体構成＞
　図１は、本発明の一実施形態に係る蓄電池システムＢＳの全体構成を示す図である。図１において、細い実線は信号線を示し、太い実線は電力線を示す。

　図１に示すように、蓄電池システムＢＳは、マスタコントローラ１と、ＨＵＢ２と、電力変換器管理部３と、電力変換器（ＰＣＳ；Power　Conditioning　System）４と、蓄電池ユニット５と、を備えている。なお、本実施形態では、電力変換器４は８個あり、蓄電池ユニット５は各電力変換器４に対して５個ずつ並列に接続され、計４０個ある。図１においては、一部の蓄電池ユニット５のみを示している。

　マスタコントローラ１は、蓄電池システムＢＳにおける充放電を制御する制御装置である。このマスタコントローラ１は、ハブ２を介して電力変換器管理部３と、蓄電池ユニット５に設けられるＢＭＵ（Battery　Management　Unit）５１（本実施形態では４０個ある）とに、通信可能に接続されている。

　電力変換器管理部３は、マスタコントローラ１から充放電制御指令を受け、複数（本実施形態では８つ）の電力変換器４の動作を管理する機能を有する。なお、本実施形態では、複数の電力変換器４が１つの電力変換器管理部３で管理される構成となっているが、他の構成が採用されてもよい。すなわち、例えば、１つの電力変換器ごとに、１つの電力変換器管理部が設けられる構成が採用されてもよい。このように構成すれば、電力変換器管理部３に不具合が発生した場合に、蓄電池システムＢＳ全体が停止するという事態が避けられる。

　電力変換器４は、例えば、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ、及び、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ（いずれも不図示）を有する。電力変換器４は、外部の電力源（不図示）と、蓄電池ユニット５に備えられる組電池５０との間で電力変換を行う。また、電力変換器４は、組電池５０と外部の負荷（不図示）との間で電力変換を行う。電力変換器管理部３によって制御される電力変換器４の働きにより、外部の電力源の電力が組電池５０に蓄電される。また、電力変換器４の働きにより、組電池５０に蓄電された電力が外部の負荷に放電される。

　複数ある蓄電池ユニット５のそれぞれには、組電池５０と、ＢＭＵ５１と、ＢＳＵ（Battery　Switching　Unit）５２とが備えられる。組電池５０は、例えば、複数の電池パックが直列接続されたものが１つだけの構成であったり、複数の電池パックが直列接続されたものが複数個、並列配置された構成であったりする。組電池５０の構成の詳細については後述する。ＢＳＵ５２は、電力変換器４と組電池５０との間に配されて、ＢＭＵ５１の制御の下で、組電池５０と電力変換器４とが接続された状態と開放された状態との切り換えを行う。

　ＢＭＵ５１は、組電池５０を構成する電池パックのそれぞれと光通信線を介して通信を行えるようになっており、組電池５０の管理（制御）を行う。このＢＭＵ５１は、本発明の管理部の実施形態である。ＢＭＵ５１は、組電池５０を構成する各電池パックに対して電池データを要求する。これに対して、各電池パックからＢＭＵ５１に対して電池データが送信されるために、ＢＭＵ５１は各電池パックの電池状態を取得することになる。

　ＢＭＵ５１は、取得した電池データに基づき電池パックに不具合が生じたと判断した場合、組電池５０を電力変換器４から切り離すべく、ＢＳＵ５２を開放状態とさせる。なお、組電池５０が、複数の電池パックが直列接続されたものが複数並列配置される構成である場合には、例えば、不具合のある電池パックを含む一列（直列接続された一組の電池パック列）のみが開放状態とされるようにしてもよい。この場合、ＢＳＵ５２には、複数のスイッチが設けられる必要がある。また、ＢＭＵ５１は、電池パックに不具合が生じたと判断した場合には、その旨を電池データと共にまとめてマスタコントローラ１に送信する。

　なお、本実施形態では、電力変換器４に複数の蓄電池ユニット５が接続される構成となっているが、他の構成が採用されてもよい。すなわち、例えば、１つの電力変換器には、１つの蓄電池ユニットのみが接続される構成としてもよい。

　以下、蓄電池システムＢＳが備える蓄電池ユニット５の詳細な実施形態について説明する。

＜蓄電池ユニットの第１実施形態＞
　まず、蓄電池ユニット５の第１実施形態について図２を参照しながら説明する。図２において、細い実線は通信線を示し、太い実線は電力線を示す。

　図２に示すように、第１実施形態の蓄電池ユニット５においては、組電池５０は、複数（Ｎ個）の電池パック５００が直列接続された構成（１列の電池パック列のみからなる構成）となっている。そして、直列接続された複数の電池パック列の一端にＢＳＵ５２が接続されている。ＢＳＵ５２は、上述のように電力変換器４に接続される。なお、組電池５０を構成する電池パック５００の数は、蓄電池システムＢＳに要求される電圧に応じて適宜決定すればよい。

　上述のように、ＢＭＵ５１と各電池パック５００との間では、光通信による電池データのやり取り（パック情報通信）が行われる。このために、ＢＭＵ５１及び各電池パック５００には、それぞれ、光送信モジュールＴｘ（図２において黒丸）と光受信モジュールＲｘ（図２において白丸）とが備えられている。また、光送信モジュールＴｘと光受信モジュールＲｘとの間は、適宜、光ファイバ（通信線）Ｆによる接続が行われている。なお、ここで示す、光ファイバＦ、光送信モジュールＴｘ、及び、光受信モジュールＲｘは、本発明の光通信部の実施形態である。

　ＢＭＵ５１と各電池パック５００との間で行われるパック情報通信は、下りの通信と上りの通信との２つに分けられる。ここで、下りの通信は、ＢＭＵ５１が各電池パック５００に対して電池データを要求する通信（電池データ要求コマンドを送信する通信）のことを指している。また、上りの通信は、電池データ要求コマンドを受信した電池パック５００が、レスポンスとして電池データをＢＭＵ５１に送信する通信のことを指している。なお、図２において、組電池５０に対して左側に設けられる光ファイバＦが下りの通信用の通信線に該当し、組電池５０に対して右側に設けられる光ファイバＦが上りの通信用の通信線に該当する。

　第１の実施形態の蓄電池ユニット５では、ＢＭＵ５１と各電池パック５００とをいわゆるデイジーチェーン接続することで、下りの通信が可能となっている。直列接続される電池パック列のうち、両隣に電池パック５００が存在する電池パック５００について説明する。この電池パック５００では、光送信モジュールＴｘが隣り合う電池パック５００のうちの一方側（図２では上側の電池パックが該当）にある光受信モジュールＲｘに光ファイバＦで接続される。また、光受信モジュールＲｘは、隣り合う電池パック５００のうちの他方側（図２では下側の電池パックが該当）にある光送信モジュールＴｘに光ファイバＦで接続される。

　直列接続される電池パック列のうち、両端部にある電池パック５００について説明する。両端部にある電池パック５００のうちの一方（図２のＢ－１が該当する）は、光送信モジュールＴｘがＢＭＵ５１の光受信モジュールＲｘに光ファイバＦで接続される。また、光受信モジュールＲｘは、隣側にある電池パック５００（図２ではＢ－２が該当）の光送信モジュールＴｘに光ファイバＦで接続される。一方、両端部にある電池パック５００のうちの他方（図２のＢ－Ｎが該当する）は、光送信モジュールＴｘが隣側（図２では上側）にある電池パック５００の光受信モジュールＲｘに光ファイバＦで接続される。また、光受信モジュールＲｘは、ＢＭＵ５１の光送信モジュールＴｘに光ファイバＦで接続される。

　このように構成することにより、下りの通信では、電池パックＢ－Ｎから電池パックＢ－１へと向う方向に、ＢＭＵ５１から送信される要求コマンドが各電池パック５００に対して順次に送られることになる。なお、電池パックＢ－１の光送信モジュールＴｘと、ＢＭＵ５１の光受信モジュールＲｘとは接続しなくてもよい。ただし、本実施形態のように構成することによって、ＢＭＵ５１から送信された要求コマンドが各電池パック５００に対して送信されたことがＢＭＵ５１側で確認できるために、本実施形態のように構成するのが好ましい。また、本実施形態では、ＢＭＵ５１から送信される要求コマンドが、電池パックＢ－Ｎから電池パックＢ－１へと向う方向に送られる構成としたが、電池パックＢ－１から電池パックＢ－Ｎへと向う方向に送られる構成が採用されても勿論構わない。

　第１の実施形態の蓄電池ユニット５では、ＢＭＵ５１と各電池パック５００とが一対一で接続されることにより、上りの通信が可能となっている。すなわち、各電池パック５００には、下りの通信で用いる光送信モジュールＴｘとは別に、もう一つ光送信モジュールＴｘが備えられている。そして、この光送信モジュールＴｘが、これに対応してＢＭＵ５１に設けられる光受信モジュールＲｘに光ファイバＦで接続される。

　このように構成することにより、電池データ要求コマンドを受信した各電池パック５００は、他の電池パック５００を介することなく、直接電池データをＢＭＵ５１に送信することができる。そして、これにより、電池パック５００間の容量バランスの崩れを抑制することができる。

　なお、ＢＭＵ５１から送信される電池データ要求コマンドは、電池パック５００毎に別々に送信される（電池パック毎のＩＤを指定して電池データ要求コマンドが送信される）構成としてもよいが、本実施形態は、それとは異なる構成となっている。すなわち、本実施形態では、各電池パック５００に電池データ要求コマンドが同時通報（ブロードキャスト）される構成となっている。これにより、電池パック５００間の容量バランスの崩れを抑制することができる。

　次に、第１実施形態の蓄電池ユニット５が備える電池パック５００の構成について図３を参照しながら説明する。なお、蓄電池ユニット５は複数の電池パック５００を備えるが、その構成はいずれも同じとなっている。電池パック５００は、複数の蓄電池セル５０１と、電池状態検出部５０２と、パック情報制御部５０３と、光モジュール５０４と、判定スイッチ回路５０５と、を備えている。

　本実施形態の電池パック５００では、複数の蓄電池セル５０１は直並列に接続された構成となっている。蓄電池セル５００は、例えばリチウム電池等の二次電池である。複数の蓄電池セル５０１の配列構成は、その必要に応じて適宜決定されてよい。例えば、蓄電池セル５０１を２４個並列に接続し、このように並列接続された蓄電池セル群を１３段直列に接続するといった構成とすることができる。

　なお、電池パック５００に設けられる蓄電池セル５０１の数は、複数でなく、１つであってもよい。また、電池パック５００内に複数の蓄電池セル５０１が配置される場合において、複数の蓄電池セル５０１は単に直列接続されるのみ（並列接続はされない）であってもよい。

　電池状態検出部５０２は、蓄電池セル５０１が並列接続されている各段の電圧値を検出すると共に、電池パック５００の＋－電極間の電流値および電圧値を検出する。また、電池状態検出部５０２は、電池パック５００のＳＯＣ（State　Of　Charge）や電池パック５００の温度を検出する。そして、電池状態検出部５０２で検出されたデータは、パック情報制御部５０３に出力可能となっている。

　ここで、ＳＯＣとは、満充電容量に対する放電可能容量（残存容量）の比を百分率で表したパラメータである。ＳＯＣは、電池パック５００に流れる充放電電流の積算値から求められる他、予め決定された電池パック５００の開路電圧（Open　Circuit　Voltage（ＯＣＶ））とＳＯＣとの関係を示す計算式或いはテーブルを参照することにより求めることができる。

　パック情報制御部５０３は、ＢＭＵ５１からの電池データ要求により、電池状態検出部５０２から取得した検出データをＢＭＵ５１へと送信する。このパック情報制御部５０３は通信用マイコンとして構成される。パック情報制御部５０３とＢＭＵ５１（詳細にはＢＭＵ５１の制御部５１０）との間のやりとりは光通信が用いられるために、上述のように、電池パック５００には光モジュール５０４が備えられている。光モジュール５０４には、下りの通信用の光送信モジュールＴｘ－１及び光受信モジュールＲｘと、上りの通信用の光送信モジュールＴｘ－２とが含まれる。

　本実施形態では、グローバルな安全規格に準拠した高圧のシステムを構築できるように、ＢＭＵ５１と各電池パック５００との間の通信手段として、光通信が用いられる。このために、パック情報制御部５０３はＢＭＵ５１から駆動電力を得ることができない。そこで、パック情報制御部５０３は、自パック（自身が設けられる電池パック）から電力の供給を受けるようになっている。

　しかし、この構成の場合、パック情報制御部５０３の待機電力によって電池パック５００の容量が消費されてしまうといった問題がある。この問題を解消するために、パック情報制御部５０３は、ＢＭＵ５１の制御部５１０から要求があった場合に起動するように設けられている。そして、これを実現するために、電池パック５００には、判定スイッチ回路５０５が設けられている。なお、この判定スイッチ回路５０５は、本発明の判定切換部の第１実施形態である。

　図４は、第１実施形態の蓄電池ユニット５が備える、判定スイッチ回路５０５を含む通信システムＣＳについて説明するための図である。なお、図４においては、ＢＭＵ５１側から電池パック５００へとコマンドが送信される下りの通信の構成のみを示している。

　電池パック５００内に設けられる光受信モジュールＲｘは、自パックから駆動電力が供給されるようになっている。光受信モジュールＲｘには、レギュレータｒｅｇ１を介して所定電圧が与えられる。この光受信モジュールＲｘには、常時電力が供給可能となっている。この光受信モジュールＲｘは、オア回路ＯＲに信号入力可能に接続されている。また、この光受信モジュールＲｘは、パック情報制御部５０３に信号入力可能に接続されている。

　パック情報制御部５０３は、スイッチＳＷ及びレギュレータｒｅｇ２を介して自パックから電力が供給されるようになっている。スイッチＳＷが接続状態の場合に、レギュレータｒｅｇ２を介してパック情報制御部５０３に所定の電圧が与えられ、パック情報制御部５０３は動作可能状態となる。スイッチＳＷが開放状態の場合には、パック情報制御部５０３には電圧が与えられず、パック情報制御部５０３はスリープ状態となる。また、パック情報制御部５０３は、オア回路ＯＲに信号入力可能に接続されている。オア回路ＯＲは、その出力がスイッチＳＷへと送信されるように構成されている。

　ＢＭＵ５１の制御部５１０（本発明の第１の制御部の実施形態）が、ＢＭＵ５１が有する光送信モジュールＴｘを介して電池データ要求コマンドを送信する。なお、電池データ要求コマンドは、各電池パック５００にブロードキャストされる。すると、電池パック５００の光受信モジュールＲｘは、ＢＭＵ５１から直接、或いは、他の電池パック５００を介して光信号を受信する。

　電池パック５００内の光受信モジュールＲｘが光信号を受信すると、オア回路ＯＲを介して信号（起動信号）がスイッチＳＷに送られ、スイッチＳＷは接続状態となる（図４の判定スイッチ回路処理系（１）参照）。これにより、パック情報制御部５０３（本発明の第２の制御部の実施形態）は、自パックから電力供給を受けて起動し、通信可能状態となる。すなわち、判定スイッチ回路５０５は、光受信モジュールＲｘ（光受信部）が光信号を受信した場合に、リクエストがあったと判定して、パック情報制御部５０３をスリープ状態から通信可能状態へと遷移させる。

　パック情報制御部５０３は、通信可能状態になると、オア回路ＯＲに信号を送信し、判定スイッチ回路処理系（１）を通じて、その通信可能状態を維持する。すなわち、光受信モジュールＲｘを介して信号が入力されなくなった後も、パック情報制御部５０３の通信可能状態が維持されることになる。また、パック情報制御部５０３は、通信可能状態となると、Ｒｘ信号処理系（２）を通じてＢＭＵ５１からのコマンドを取得する。そして、パック情報制御部５０３は、例えば電池状態検出部５０２から取得した検出データを電池データとしてＢＭＵ５１に送信（上りの通信）する処理等を行う。

　通信可能状態にあるパック情報制御部５０３は、例えば、ＢＭＵ５１側から送信されるスリープ命令（或いはシャットダウン命令）を受信したと判断した場合や、自身でスリープする必要があると判断した場合に、オア回路ＯＲへの信号の送信を停止する。これにより、判定スイッチ回路処理系（１）を通じてスイッチＳＷが開放状態となり、パック情報制御部５０３は自パック内から電力の供給を得られず、スリープ状態に遷移する。換言すると、通信可能状態にあるパック情報制御部５０３は、自身の判断にしたがって、自身を通信可能状態からスリープ状態へと遷移させる。

　なお、パック情報制御部５０３が自身でスリープする必要があると判断する場合としては、例えば、正常な処理が完了した後や、ウォッチドッグタイマによりソフトエラー等の異常を検知した場合や、通信エラー等による通信タイムアウトを検知した場合等が挙げられる。

　蓄電池ユニット５の通信システムＣＳがこのように構成されることにより、電池パック５００が光信号を受信するまでは、電池パック５００内のパック情報制御部５０３（通信用マイコン）のスリープ状態が維持される（換言すると、ＢＭＵの制御部５１０からリクエストがある場合にのみ、パック情報制御部５０３をスリープ状態から通信可能状態とできる）。このために、パック情報制御部５０３による待機電力の低減が図れ、消費電力の抑制が図れる。したがって、蓄電池システムＢＳの設置・運用前において、電池パック５００の容量が消費されることを低く抑えられる。

＜蓄電池ユニットの第２実施形態＞
　次に、蓄電池ユニット５の第２実施形態について説明する。説明にあたって、第１実施形態の蓄電池ユニット５と重複する部分については、特に必要がない場合には説明を省略する。そして、第１実施形態と異なる構成に重点をおいて説明する。

　図５は、第２実施形態の蓄電池ユニット５の構成を示す図である。第１実施形態の場合と同様に、第２実施形態の蓄電池ユニット５でも、組電池５０は複数（Ｎ個）の電池パック５００が直列接続された構成となっている。ただし、光ファイバＦ、光送信モジュールＴｘ、及び、光受信モジュールＲｘによって構成される光通信部が、第１実施形態の構成とは異なっている。

　第２実施形態の蓄電池ユニット５では、ＢＭＵ５１と各電池パック５００とが、いわゆるデイジーチェーン接続されたのみの構成となっている。すなわち、第２実施形態の蓄電池ユニット５では、第１実施形態における上りの通信用に設けられた、光ファイバＦ及び光モジュールＴｘ、Ｒｘが抹消されている。第２実施形態の構成では、下りの通信と上りの通信との両方を単一の通信経路を使用して行うようになっている。

　第２実施形態の蓄電池ユニット５では、上りの通信において、ＢＭＵ５１がどの電池パック５００からの電池データであるかを識別できるように、各電池パック５００にはアドレス（ＩＤ）の割り振りが行われている。そして、ＢＭＵ５１から送信される電池データ要求コマンドは、電池パック毎のＩＤを指定して送信されるようになっている。なお、このアドレスの割り振りは、予め設定しておいてもよいし、通信開始時にアドレス割り振り処理を行うことにより得るようにしても構わない。

　図６は、第２実施形態の蓄電池ユニット５が備える、判定スイッチ回路５０６を含む通信システムＣＳについて説明するための図である。なお、図６においては、ＢＭＵ５１側から電池パック５００へとコマンドが送信される下りの通信の構成のみを示している。なお、判定スイッチ回路５０６は、本発明の判定切換部の第２実施形態である。

　第２実施形態の蓄電池ユニット５における判定スイッチ回路５０６は、第１実施形態の判定スイッチ回路５０５とは異なる構成である。判定スイッチ回路５０６は、例えばＣＰＬＤ（Complex　Programmable　Logic　Device）やＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）によって実現される集積回路である。この判定スイッチ回路５０６は、自身が設けられる電池パック５００から電力が供給されるようになっている。そして、判定スイッチ回路５０６には、レギュレータｒｅｇ３を介して所定電圧が与えられる。

　判定スイッチ回路５０６は、自身が設けられる電池パック５００のＩＤパターンがセット可能に設けられている。また、判定スイッチ回路５０６は、電池パック５００の光受信モジュールＴｘからシリアル入力された信号をパラレル変換して、予めセットされたＩＤパターンと比較可能に設けられている。なお、ＩＤパターンのセットは、判定スイッチ回路５０６におけるＩＤパターンフラグをオンにして、外部からＩＤを入力するという処理によって得られ、このセットは例えば通信開始前に行われる。

　また、判定スイッチ回路５０６は、パック情報制御部５０３と情報のやり取りを可能に接続されている。また、判定スイッチ回路５０６は、パック情報制御部５０３のオンオフを行うスイッチＳＷに信号を送信可能に構成されている。

　ＢＭＵ５１の制御部５１０が、ＢＭＵ５１が有する光送信モジュールＴｘを介して電池データ要求コマンドを送信する。なお、電池データ要求コマンドは、電池パック毎のＩＤを指定して送信される。すると、電池パック５００の光受信モジュールＲｘは、ＢＭＵ５１から直接、或いは、他の電池パック５００を介して光信号を受信する。

　電池パック５００に設けられる光受信モジュールＲｘは、光信号を受信すると判定スイッチ回路５０６へと信号を送信する。信号を受信した判定スイッチ回路５０６は、シリアル入力された信号パターンをパラレル変換して、予めセットされたＩＤパターン（自パックのＩＤパターン）と比較する。そして、入力されたパターンと予めセットされたパターンとが一致したら、判定スイッチ回路５０６は、スイッチＳＷに向けて起動信号を出力する。起動信号を受けたスイッチＳＷは接続状態となり、これにより、パック情報制御部５０３は、自パックから電力供給を受けて起動し、通信可能状態となる。

　なお、判定スイッチ回路５０６は、ＩＤパターンが一致した場合、パック情報制御部５０３からのストップ信号が入力されない限り、起動信号をスイッチＳＷへと出力し続ける。このために、パック情報制御部５０３がスリープ状態へと遷移する必要があると判断するまでは、パック情報制御部５０３の通信可能状態は維持されることになる。通信可能状態となったパック情報制御部５０３は、判定スイッチ回路５０６を介してＢＭＵ５１からのコマンドを取得する。そして、パック情報制御部５０３は、例えば電池状態検出部５０２から取得した検出データを電池データとしてＢＭＵ５１に送信（上りの通信）する処理等を行う。

　パック情報制御部５０３がスリープ状態へと遷移する必要があると判断する場合としては、例えば、ＢＭＵ５１側からスリープ命令（或いはシャットダウン命令）が送信された場合や、自身でスリープする必要があると判断した場合が挙げられる。パック情報制御部５０３が判定スイッチ回路５０６にストップ信号を送信すると、判定スイッチ回路５０６からの起動信号の出力がストップされてスイッチＳＷが開放状態となる。これにより、パック情報制御部５０３は自パックから電力の供給を得られず、スリープ状態に遷移する。

　一方、入力されたＩＤパターンと予めセットされたＩＤパターンとが一致しない場合には、判定スイッチ回路５０６は、スイッチＳＷへと起動信号を出力することは行わない。このため、パック情報制御部５０３は、自パックに対する要求時にのみ起動することになる。すなわち、判定スイッチ回路５０６は、光受信モジュールＲｘから入力された入力信号に対して所定の判定処理を行い、自パックのパック情報制御部５０３をスリープ状態から通信可能状態へと遷移させるリクエストであると判定した場合に、パック情報制御部５０３をスリープ状態から通信可能状態へと遷移させることになる。

　上述のように、判定スイッチ回路５０６は、ＣＰＬＤやＡＳＩＣによって実現可能である。そして、判定スイッチ回路５０６がＣＰＬＤやＡＳＩＣで構成された場合、その消費電力は、パック情報制御部５０３の消費電力に比べてかなり小さなもの（例えば１／１０程度）とできる。また、第２実施形態の蓄電池ユニット５によれば、電池パック５００に備えられるパック情報制御部５０３（通信マイコン）は、自パックに対するリクエスト信号を受信するまでは、スリープ状態のまま維持される。このために、パック情報制御部５０３による消費電力が抑制される。したがって、第２実施形態の蓄電池ユニット５によれば、蓄電池システムＢＳの設置・運用前において、電池パック５００の容量が消費されることを低く抑えられる。

＜その他＞
　以上に示した実施形態は本発明の例示であり、本発明の通信システム、蓄電池ユニット、及び蓄電池システムの構成は、以上に示した構成に限定されるものではない。

　例えば、第１実施形態の蓄電池ユニットに対して、第２実施形態の蓄電池ユニットが備える判定スイッチ回路を適用しても構わない。ただし、この場合には、ＢＭＵ５１から送信されるコマンドはブロードキャストされるのではなく、電池パック毎のＩＤを指定して送信されるようにする。また、逆に、第２実施形態の蓄電池ユニットに対して、第１実施形態の蓄電池ユニットが備える判定スイッチ回路を適用しても構わない。

　また、蓄電池ユニットが備える通信部の構成について、以上に示した実施形態に限定されるものではない。例えば、図７に示すような構成であっても構わない。図７に示す構成では、下り用の通信と上り用の通信とのそれぞれについて、ＢＭＵ５１と各電池パック５００との間を光ファイバＦにより一対一で接続する構成となっている。なお、図７においても、黒丸は光送信モジュールＴｘを指し、白丸は光受信モジュールＲｘを指している。蓄電池ユニットがこのように構成される場合においても、上述した第１実施形態の判定スイッチ回路５０５を備えた通信システム、及び、第２実施形態の判定スイッチ回路５０６を備えた通信システムを適用可能である。

　また、以上に示した実施形態では、ＢＳＵ５２が蓄電池ユニット５に備えられる構成とした。しかし、この構成に限定されず、例えばＢＳＵ５２は電力変換器４に含まれてもよい。

　その他、本発明の蓄電池システムは、据置型のシステムであってもよいし、移動体に適用されるシステムであってもよい。また、本発明の、光通信を用い、第１の制御部からのリクエストがある場合にのみ、第２の制御部をスリープ状態から通信可能状態とする通信システムは、蓄電池ユニットや蓄電池システムに限らず、他の装置やシステムに適用しても構わない。

　　　４　電力変換部
　　　５　蓄電池ユニット
　　　５１　ＢＭＵ（管理部）
　　　５００　電池パック
　　　５０３　パック情報制御部（第２の制御部）
　　　５０５、５０６　判定スイッチ回路（判定切換部）
　　　５１０　ＢＭＵの制御部（第１の制御部）
　　　ＢＳ　蓄電池システム
　　　ＣＳ　通信システム
　　　Ｆ　光ファイバ（光通信部の一部）
　　　Ｒｘ　光受信モジュール（光通信部の一部、光受信部）
　　　Ｔｘ　光送信モジュール（光通信部の一部）

Claims

　第１の制御部と、
　第２の制御部と、
　前記第１の制御部と前記第２の制御部とを光通信可能とする光通信部と、
　前記第１の制御部の指令によって前記光通信部を介して入力された入力信号に基づいて、前記第２の制御部をスリープ状態から通信可能状態へと遷移させる判定切換部と、
　を備えることを特徴とする通信システム。
　前記光通信部には、前記第１の制御部からの指令によって送信された光信号を受信する光受信部が含まれ、
　前記判定切換部は、前記光受信部が光信号を受信した場合にリクエストがあったと判定して、前記第２の制御部をスリープ状態から通信可能状態へと遷移させることを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
　前記判定切換部は、前記入力信号に対して所定の判定処理を行い、前記第２の制御部をスリープ状態から通信可能状態へと遷移させるリクエストであると判定した場合に、前記第２の制御部をスリープ状態から通信可能状態へと遷移させることを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
　前記第２の制御部が前記通信可能状態へと遷移された場合において、
　前記判定切換部は、前記入力信号が入力されなくなった後も前記通信可能状態を維持するように設けられるとともに、前記第２の制御部の判断にしたがって前記第２の制御部を前記通信可能状態からスリープ状態へと遷移させることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の通信システム。
　第１の制御部を有する管理部と、
　前記管理部によって管理される電池パックと、
　前記第１の制御部と、前記電池パックに含まれる第２の制御部とを光通信可能とする光通信部と、
　前記電池パックに設けられ、前記第１の制御部の指令によって前記光通信部を介して入力された入力信号に基づいて、前記第２の制御部をスリープ状態から通信可能状態へと遷移させる判定切換部と、
　を備えることを特徴とする蓄電池ユニット。
　前記光通信部には、前記電池パックに設けられ、前記第１の制御部からの指令によって送信された光信号を受信する光受信部が含まれ、
　前記判定切換部は、前記光受信部が光信号を受信した場合にリクエストがあったと判定して、前記第２の制御部をスリープ状態から通信可能状態へと遷移させることを特徴とする請求項５に記載の蓄電池ユニット。
　前記判定切換部は、前記入力信号について、自身が設けられる前記電池パックに対するリクエストであるか否かを判定する判定処理を行い、自身が設けられる前記電池パックに対するリクエストであると判定した場合に、前記第２の制御部をスリープ状態から通信可能状態へと遷移させることを特徴とする請求項５に記載の蓄電池ユニット。
　前記判定切換部は、前記第２の制御部が前記通信可能状態へと遷移された場合において、前記入力信号が入力されなくなった後も前記通信可能状態を維持するように設けられるとともに、前記第２の制御部の判断にしたがって、前記第２の制御部を前記通信可能状態からスリープ状態へと遷移させることを特徴とする請求項５から７のいずれかに記載の蓄電池ユニット。
　請求項５から８のいずれかに記載の蓄電池ユニットと、
　前記蓄電池ユニットに接続される電力変換部と、
　を備えることを特徴とする蓄電池システム。