自動付番装置
【課題】構成の簡略化と、それに伴うコストの低減を実現できる自動付番装置を提供する。
【解決手段】複数の組電池のセル監視ユニット間の付番出力端子と付番入力端子とをデイジーチェーン接続し、絶縁ＩＣに替えて所定耐圧のカップリングコンデンサを用いることで前記デイジーチェーン接続したセル監視ユニット間の絶縁を行い、付番最上位のセル監視ユニットの付番入力端子を“Ｌｏｗ”レベルに固定し、セル監視ユニットの付番入力端子の電位レベルとＣＡＮ通信線のＣＡＮ通信情報である他のセル監視ユニットのＣＡＮＩＤとをもとに各セル監視ユニットが自身を自動的に付番するように構成し、回路構成の簡略化と、それに伴うコストの削減を実現する。
【解決手段】複数の組電池のセル監視ユニット間の付番出力端子と付番入力端子とをデイジーチェーン接続し、絶縁ＩＣに替えて所定耐圧のカップリングコンデンサを用いることで前記デイジーチェーン接続したセル監視ユニット間の絶縁を行い、付番最上位のセル監視ユニットの付番入力端子を“Ｌｏｗ”レベルに固定し、セル監視ユニットの付番入力端子の電位レベルとＣＡＮ通信線のＣＡＮ通信情報である他のセル監視ユニットのＣＡＮＩＤとをもとに各セル監視ユニットが自身を自動的に付番するように構成し、回路構成の簡略化と、それに伴うコストの削減を実現する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両に搭載される組電池を構成する電池セルを監視するセル監視ユニットに番号付けを行う自動付番装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電池に蓄えた電気エネルギーを利用し電気モータ駆動により走行する電気自動車の普及する兆しが目に見えて顕著になってきている。このような電気自動車では電気エネルギーを蓄える電池セルを複数個組にして組電池を複数構成し、各組電池ごとにその組電池を構成する電池セルをセル監視ユニットで監視し、個々の電池セルに異常が発生したときの原因を迅速に特定するようにしている。このとき、個々の電池セルを監視するセル監視ユニットは、自身を自動的に番号付けすることで、予め番号付けした場合の各電池セルの管理の複雑化やコスト上昇を回避するようにしている。
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−８９５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、従来の自動付番装置では、電池管理装置である制御手段から送信される自動付番信号に従って、組電池ごとに搭載されたモジュール状態検出手段であるセル監視ユニットが自動的に自身を番号付けするものであり、前記制御手段へのシリアル通信制御による自動付番ロジックの搭載が必要となり、またセル監視ユニット内の自動付番ロジック側と電池セルの監視側との電圧レベルの違いに対応して絶縁回路が必要となるなど、構成が複雑化しコストの上昇を招いている課題があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、構成の簡略化と、それに伴うコストの低減を実現できる自動付番装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、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。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１記載の発明によれば、各セル監視ユニットを上位から下位の順番で複数の付番専用線によりデイジーチェーン接続し、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る絶縁手段で絶縁し、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た第１の付番制御手段により該最上位セル監視ユニットに最初の付番を行い、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た第２の付番制御手段により、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ように構成したので、構成の簡略化と、それに伴うコストの低減を実現できる自動付番装置を提供できる効果がある。
【０００８】
請求項２記載の発明によれば、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、付番専用線により、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、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最初の付番を行うように構成したので、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セル監視ユニットに対し最初の付番を行えばよく、構成の簡略化と、それに伴うコストの低減を実現できる自動付番装置を提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態である自動付番装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明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３】本発明の実施の形態の自動付番装置における付番入力端子の電圧レベル検出動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態の自動付番装置における付番入力端子の電圧レベル検出動作を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形態である自動付番装置の構成を示すブロック図である。
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。
【００１１】
組電池１２、１３、１４……は組電池１１と同一の構成であり、組電池１２は複数の電池セルが直列接続されたモジュール３２と、モジュール３２の各電池セルを監視するセル監視ユニット４２を備えている。また、組電池１３は複数の電池セルが直列接続されたモジュール３３と、モジュール３３の各電池セルを監視するセル監視ユニット４３を備えている。また、組電池１４は複数の電池セルが直列接続されたモジュール３４と、モジュール３４の各電池セルを監視するセル監視ユニット４４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。
【００１２】
電池管理装置１は、各組電池１１、１２、１３、１４のセル監視ユニット４１、４２、４３、４４とＣＡＮ通信線１０１により接続されている。そして、ＣＡＮ通信によりＣＡＮ通信線１０１を介して送信された電池監視情報をもとに各組電池１１、１２、１３、１４の各モジュール３１、３２、３３、３４の電池セルを監視する。
【００１３】
セル監視ユニット４１の付番入力端子ＩＮ１は、接地されて“Ｌｏｗ”レベルに固定されている。
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。
【００１４】
セル監視ユニット４２の付番入力端子ＩＮ２は、セル監視ユニット４１の付番出力端子ＯＵＴ１へ付番専用線２０１により接続されている。
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。
【００１５】
セル監視ユニット４３の付番入力端子ＩＮ３は、セル監視ユニット４２の付番出力端子ＯＵＴ２へ付番専用線２０２により接続されている。
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。
【００１６】
これ以降の各セル監視ユニットでは、マイクロコンピュータは、そのセル監視ユニットへの電源投入後、付番入力端子ＩＮ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ｎを受信した場合に、前記受信したもっとも大きいＣＡＮ識別情報ｎに対し「１」インクリメントした「ｎ＋１番」に自身を番号付けし、付番出力端子ＯＵＴに“Ｌｏｗ”レベルを出力するとともに、ＣＡＮ識別情報ｎ＋１を付して、そのセル監視ユニットで監視するモジュール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。
【００１７】
このように付番入力端子ＩＮが“Ｌｏｗ”レベルに固定された最上位のセル監視ユニット４１を先頭に接続上流側のセル監視ユニットの付番出力端子ＯＵＴと接続下流側の付番入力端子ＩＮとの間が付番専用線２０１、２０２、……により接続され、各セル監視ユニット１１、１２、１３、１４は直列に接続され、いわゆるデイジーチェーン接続されている。
【００１８】
次に、この実施の形態の自動付番装置の動作について説明する。
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）。
【００１９】
図３は、付番入力端子ＩＮが“Ｌｏｗ”レベルに固定されているか否かの判定方法の一例を示すフローチャートである。この例では、マイクロコンピュータ６１、６２、６３、６４の所定の入力ポートＩＮＰがそれぞれ入力ポートから出力ポートへ切り替えられる（ステップＳ１１）。続いて前記切り替えられた出力ポートから所定パルス幅（所定デューティ比）のパルスを出力する（ステップＳ１２）。そして、前記出力ポートを再度入力ポートへ切り替え（ステップＳ１３）、さらに前記入力ポートＩＮＰの電位レベルＶｄが“Ｈｉｇｈ”レベルであるかを判定し（ステップＳ１４、ステップＳ１５）、“Ｈｉｇｈ”レベルであれば付番入力端子ＩＮが“Ｌｏｗ”レベルに固定（ステップＳ１６）、“Ｈｉｇｈ”レベルでなければ、つまり“Ｌｏｗ”レベルであれば付番入力端子ＩＮは“Ｌｏｗ”レベルに固定されていないと判定する（ステップＳ１７）。
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。
【００２０】
このようにして付番入力端子ＩＮが“Ｌｏｗ”レベルに固定されているか判定した結果、付番入力端子ＩＮが“Ｌｏｗ”レベルに固定されていないと判定すると、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、この付番プログラムをぬけて、再度、ステップＳ１からの処理を繰り返す。図１のブロック図では、組電池１２、１３、１４においてセル監視ユニットのマイクロコンピュータのＣＰＵは、入力ポートＩＮＰの電位レベルとして“Ｌｏｗ”レベルを検出することになり、この付番プログラムをぬけて、再度、ステップＳ１の処理を繰り返している。
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。
【００２１】
なお、ここで説明したステップＳ１、ステップＳ２およびステップＳ３は、各セル監視ユニットの内で最上位に位置するセル監視ユニットに設けられ、該最上位のセル監視ユニットに最初の付番「１番」を行う第１の付番制御手段に対応する。
【００２２】
そして、さらにＣＡＮＩＤ「１」を付してＣＡＮデータをＣＡＮ通信線１０１を介して送信する（ステップＳ４）。次に、セル監視ユニット４１のマイクロコンピュータ６１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８１のベース端子へ加えられ、ＮＰＮトランジスタ８１をオン状態にする。この結果、セル監視ユニット４１の付番出力端子ＯＵＴ１と接続されたセル監視ユニット４２の付番入力端子ＩＮ２は接地状態、“Ｌｏｗ”レベルに固定され、セル監視ユニット４２の付番入力端子ＩＮ２へベース端子が接続されたＮＰＮトランジスタ７２はオフ状態になる。
【００２３】
一方、組電池１２のセル監視ユニット４２のマイクロコンピュータ６２は、ステップＳ１において付番入力端子ＩＮが“Ｌｏｗ”レベルに固定されているか判定しており、この結果、ＮＰＮトランジスタ７２がオフ状態になると、マイクロコンピュータ６２のＣＰＵは、付番入力端子ＩＮ２が“Ｌｏｗ”レベルに固定されたと判定し、ステップＳ２へ進む。ステップＳ２では、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。このとき、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、ＣＡＮＩＤ「１」を付したＣＡＮデータをＣＡＮ通信線１０１を介して規定回数、送信している。このため、組電池１２のセル監視ユニット４２のマイクロコンピュータ６２は、このＣＡＮ通信線１０１介して送信されたＣＡＮＩＤ「１」を付したＣＡＮデータを規定回数受信する結果、ステップＳ２からステップＳ６へ進み、受信したＣＡＮＩＤ「１」を、受信した最も大きなＣＡＮＩＤと判定し、続くステップＳ７で受信したＣＡＮＩＤ「１」を＋１インクリメントして自身を「２番」に付番し、さらにＣＡＮＩＤ「２」を付してＣＡＮデータをＣＡＮ通信線１０１を介して送信する（ステップＳ４）。
【００２４】
なお、ここで説明したステップＳ１、ステップＳ２、ステップＳ６およびステップＳ７は、各セル監視ユニットの内で最上位に位置するセル監視ユニット４１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ＣＡＮ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の付番制御手段に対応する。
【００２５】
次に、セル監視ユニット４２のマイクロコンピュータ６２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８２のベース端子へ加えられ、ＮＰＮトランジスタ８２をオン状態にする。この結果、セル監視ユニット４２の付番出力端子ＯＵＴ２と接続されたセル監視ユニット４３の付番入力端子ＩＮ３は接地状態、“Ｌｏｗ”レベルに固定され、セル監視ユニット４３の付番入力端子ＩＮ３へベース端子が接続されたＮＰＮトランジスタ７３はオフ状態になる。
【００２６】
一方、組電池１３のセル監視ユニット４３のマイクロコンピュータ６３は、ステップＳ１において付番入力端子ＩＮが“Ｌｏｗ”レベルに固定されているか判定しており、この結果、ＮＰＮトランジスタ７３がオフ状態になると、マイクロコンピュータ６３のＣＰＵは、付番入力端子ＩＮ３が“Ｌｏｗ”レベルに固定されたと判定し、ステップＳ２へ進む。ステップＳ２では、他のセル監視ユニットのＣＡＮＩＤを検出したか否かを判定する。このとき、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、ＣＡＮＩＤ「１」を付したＣＡＮデータをＣＡＮ通信線１０１を介して送信している。また、組電池１２においてセル監視ユニット４２のマイクロコンピュータ６２のＣＰＵは、ＣＡＮＩＤ「２」を付したＣＡＮデータをＣＡＮ通信線１０１を介して送信している。このため、組電池１３のセル監視ユニット４３のマイクロコンピュータ６３は、このＣＡＮ通信線１０１介して送信されたＣＡＮＩＤ「１」を付したＣＡＮデータ、ＣＡＮＩＤ「２」を付したＣＡＮデータのうちで大きい方のＣＡＮＩＤ「２」を判定し（ステップＳ６）、続くステップＳ７において前記判定したＣＡＮＩＤ「２」に対し「１」インクリメントしたＣＡＮＩＤ「３」を自身のＣＡＮＩＤに付番し（ステップＳ７）、さらにＣＡＮＩＤ「３」を付してＣＡＮデータをＣＡＮ通信線１０１を介して送信する（ステップＳ４）。
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。
【００２７】
以降、接続下流側のセル監視ユニットのマイクロコンピュータのＣＰＵは、付番入力端子の“Ｌｏｗ”レベルへの固定と、ＣＡＮ通信線１０１を介して受信する他のセル監視ユニットのＣＡＮデータのＣＡＮＩＤの内で最も大きいＣＡＮＩＤｎを判定して自身をＣＡＮＩＤｎ+１に順次付番する。
【００２８】
以上、説明したように、この実施の形態によれば、絶縁ＩＣに替えて所定耐圧のカップリングコンデンサを用いるとともに、複数の組電池のセル監視ユニット間の付番出力端子と付番入力端子とをデイジーチェーン接続し、付番最上位のセル監視ユニットの付番入力端子を“Ｌｏｗ”レベルに固定し、セル監視ユニットの付番入力端子の電位レベルとＣＡＮ通信線のＣＡＮ通信情報である他のセル監視ユニットのＣＡＮＩＤとをもとに各セル監視ユニットが自身を自動的に付番するように構成したので、絶縁ＩＣに替えて所定耐圧のカップリングコンデンサを用いることが出来るため、回路構成の簡略化と、それに伴うコストの削減が実現できる。さらに、従来のように電池管理装置と各組電池のセル監視ユニットとの間で行う複雑なシリアル通信制御に替えて、デイジーチェーン接続したセル監視ユニット間でセル監視ユニットの付番入力端子の電位レベルとＣＡＮ通信情報であるＣＡＮＩＤとをもとに各セル監視ユニットが自身を自動的に付番するため、システムの簡略化と、それに伴う信頼性の向上とコストの削減が実現できる。
【符号の説明】
【００２９】
１……電池管理装置、２１、２２、２３、２４、２５……電池セル、３１、３２、３３、３４……モジュール、４１……セル監視ユニット（最上位セル監視ユニット）、４２、４３、４４……セル監視ユニット、５１、５２、５３、５４……セル監視ＩＣ、６１……マイクロコンピュータ（第１の付番制御手段）、６２、６３、６４……マイクロコンピュータ（第２の付番制御手段）、１０１……ＣＡＮ通信線（通信線）、ＣｃＩＮ、ＣｃＯＵＴ……カップリングコンデンサ（絶縁手段）、２０１、２０２……付番専用線。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両に搭載される組電池を構成する電池セルを監視するセル監視ユニットに番号付けを行う自動付番装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電池に蓄えた電気エネルギーを利用し電気モータ駆動により走行する電気自動車の普及する兆しが目に見えて顕著になってきている。このような電気自動車では電気エネルギーを蓄える電池セルを複数個組にして組電池を複数構成し、各組電池ごとにその組電池を構成する電池セルをセル監視ユニットで監視し、個々の電池セルに異常が発生したときの原因を迅速に特定するようにしている。このとき、個々の電池セルを監視するセル監視ユニットは、自身を自動的に番号付けすることで、予め番号付けした場合の各電池セルの管理の複雑化やコスト上昇を回避するようにしている。
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−８９５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、従来の自動付番装置では、電池管理装置である制御手段から送信される自動付番信号に従って、組電池ごとに搭載されたモジュール状態検出手段であるセル監視ユニットが自動的に自身を番号付けするものであり、前記制御手段へのシリアル通信制御による自動付番ロジックの搭載が必要となり、またセル監視ユニット内の自動付番ロジック側と電池セルの監視側との電圧レベルの違いに対応して絶縁回路が必要となるなど、構成が複雑化しコストの上昇を招いている課題があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、構成の簡略化と、それに伴うコストの低減を実現できる自動付番装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、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。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１記載の発明によれば、各セル監視ユニットを上位から下位の順番で複数の付番専用線によりデイジーチェーン接続し、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る絶縁手段で絶縁し、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た第１の付番制御手段により該最上位セル監視ユニットに最初の付番を行い、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た第２の付番制御手段により、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ように構成したので、構成の簡略化と、それに伴うコストの低減を実現できる自動付番装置を提供できる効果がある。
【０００８】
請求項２記載の発明によれば、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、付番専用線により、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、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最初の付番を行うように構成したので、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セル監視ユニットに対し最初の付番を行えばよく、構成の簡略化と、それに伴うコストの低減を実現できる自動付番装置を提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態である自動付番装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明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３】本発明の実施の形態の自動付番装置における付番入力端子の電圧レベル検出動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態の自動付番装置における付番入力端子の電圧レベル検出動作を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形態である自動付番装置の構成を示すブロック図である。
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。
【００１１】
組電池１２、１３、１４……は組電池１１と同一の構成であり、組電池１２は複数の電池セルが直列接続されたモジュール３２と、モジュール３２の各電池セルを監視するセル監視ユニット４２を備えている。また、組電池１３は複数の電池セルが直列接続されたモジュール３３と、モジュール３３の各電池セルを監視するセル監視ユニット４３を備えている。また、組電池１４は複数の電池セルが直列接続されたモジュール３４と、モジュール３４の各電池セルを監視するセル監視ユニット４４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。
【００１２】
電池管理装置１は、各組電池１１、１２、１３、１４のセル監視ユニット４１、４２、４３、４４とＣＡＮ通信線１０１により接続されている。そして、ＣＡＮ通信によりＣＡＮ通信線１０１を介して送信された電池監視情報をもとに各組電池１１、１２、１３、１４の各モジュール３１、３２、３３、３４の電池セルを監視する。
【００１３】
セル監視ユニット４１の付番入力端子ＩＮ１は、接地されて“Ｌｏｗ”レベルに固定されている。
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。
【００１４】
セル監視ユニット４２の付番入力端子ＩＮ２は、セル監視ユニット４１の付番出力端子ＯＵＴ１へ付番専用線２０１により接続されている。
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。
【００１５】
セル監視ユニット４３の付番入力端子ＩＮ３は、セル監視ユニット４２の付番出力端子ＯＵＴ２へ付番専用線２０２により接続されている。
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。
【００１６】
これ以降の各セル監視ユニットでは、マイクロコンピュータは、そのセル監視ユニットへの電源投入後、付番入力端子ＩＮ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ｎを受信した場合に、前記受信したもっとも大きいＣＡＮ識別情報ｎに対し「１」インクリメントした「ｎ＋１番」に自身を番号付けし、付番出力端子ＯＵＴに“Ｌｏｗ”レベルを出力するとともに、ＣＡＮ識別情報ｎ＋１を付して、そのセル監視ユニットで監視するモジュール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。
【００１７】
このように付番入力端子ＩＮが“Ｌｏｗ”レベルに固定された最上位のセル監視ユニット４１を先頭に接続上流側のセル監視ユニットの付番出力端子ＯＵＴと接続下流側の付番入力端子ＩＮとの間が付番専用線２０１、２０２、……により接続され、各セル監視ユニット１１、１２、１３、１４は直列に接続され、いわゆるデイジーチェーン接続されている。
【００１８】
次に、この実施の形態の自動付番装置の動作について説明する。
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）。
【００１９】
図３は、付番入力端子ＩＮが“Ｌｏｗ”レベルに固定されているか否かの判定方法の一例を示すフローチャートである。この例では、マイクロコンピュータ６１、６２、６３、６４の所定の入力ポートＩＮＰがそれぞれ入力ポートから出力ポートへ切り替えられる（ステップＳ１１）。続いて前記切り替えられた出力ポートから所定パルス幅（所定デューティ比）のパルスを出力する（ステップＳ１２）。そして、前記出力ポートを再度入力ポートへ切り替え（ステップＳ１３）、さらに前記入力ポートＩＮＰの電位レベルＶｄが“Ｈｉｇｈ”レベルであるかを判定し（ステップＳ１４、ステップＳ１５）、“Ｈｉｇｈ”レベルであれば付番入力端子ＩＮが“Ｌｏｗ”レベルに固定（ステップＳ１６）、“Ｈｉｇｈ”レベルでなければ、つまり“Ｌｏｗ”レベルであれば付番入力端子ＩＮは“Ｌｏｗ”レベルに固定されていないと判定する（ステップＳ１７）。
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。
【００２０】
このようにして付番入力端子ＩＮが“Ｌｏｗ”レベルに固定されているか判定した結果、付番入力端子ＩＮが“Ｌｏｗ”レベルに固定されていないと判定すると、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、この付番プログラムをぬけて、再度、ステップＳ１からの処理を繰り返す。図１のブロック図では、組電池１２、１３、１４においてセル監視ユニットのマイクロコンピュータのＣＰＵは、入力ポートＩＮＰの電位レベルとして“Ｌｏｗ”レベルを検出することになり、この付番プログラムをぬけて、再度、ステップＳ１の処理を繰り返している。
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。
【００２１】
なお、ここで説明したステップＳ１、ステップＳ２およびステップＳ３は、各セル監視ユニットの内で最上位に位置するセル監視ユニットに設けられ、該最上位のセル監視ユニットに最初の付番「１番」を行う第１の付番制御手段に対応する。
【００２２】
そして、さらにＣＡＮＩＤ「１」を付してＣＡＮデータをＣＡＮ通信線１０１を介して送信する（ステップＳ４）。次に、セル監視ユニット４１のマイクロコンピュータ６１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８１のベース端子へ加えられ、ＮＰＮトランジスタ８１をオン状態にする。この結果、セル監視ユニット４１の付番出力端子ＯＵＴ１と接続されたセル監視ユニット４２の付番入力端子ＩＮ２は接地状態、“Ｌｏｗ”レベルに固定され、セル監視ユニット４２の付番入力端子ＩＮ２へベース端子が接続されたＮＰＮトランジスタ７２はオフ状態になる。
【００２３】
一方、組電池１２のセル監視ユニット４２のマイクロコンピュータ６２は、ステップＳ１において付番入力端子ＩＮが“Ｌｏｗ”レベルに固定されているか判定しており、この結果、ＮＰＮトランジスタ７２がオフ状態になると、マイクロコンピュータ６２のＣＰＵは、付番入力端子ＩＮ２が“Ｌｏｗ”レベルに固定されたと判定し、ステップＳ２へ進む。ステップＳ２では、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。このとき、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、ＣＡＮＩＤ「１」を付したＣＡＮデータをＣＡＮ通信線１０１を介して規定回数、送信している。このため、組電池１２のセル監視ユニット４２のマイクロコンピュータ６２は、このＣＡＮ通信線１０１介して送信されたＣＡＮＩＤ「１」を付したＣＡＮデータを規定回数受信する結果、ステップＳ２からステップＳ６へ進み、受信したＣＡＮＩＤ「１」を、受信した最も大きなＣＡＮＩＤと判定し、続くステップＳ７で受信したＣＡＮＩＤ「１」を＋１インクリメントして自身を「２番」に付番し、さらにＣＡＮＩＤ「２」を付してＣＡＮデータをＣＡＮ通信線１０１を介して送信する（ステップＳ４）。
【００２４】
なお、ここで説明したステップＳ１、ステップＳ２、ステップＳ６およびステップＳ７は、各セル監視ユニットの内で最上位に位置するセル監視ユニット４１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ＣＡＮ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の付番制御手段に対応する。
【００２５】
次に、セル監視ユニット４２のマイクロコンピュータ６２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８２のベース端子へ加えられ、ＮＰＮトランジスタ８２をオン状態にする。この結果、セル監視ユニット４２の付番出力端子ＯＵＴ２と接続されたセル監視ユニット４３の付番入力端子ＩＮ３は接地状態、“Ｌｏｗ”レベルに固定され、セル監視ユニット４３の付番入力端子ＩＮ３へベース端子が接続されたＮＰＮトランジスタ７３はオフ状態になる。
【００２６】
一方、組電池１３のセル監視ユニット４３のマイクロコンピュータ６３は、ステップＳ１において付番入力端子ＩＮが“Ｌｏｗ”レベルに固定されているか判定しており、この結果、ＮＰＮトランジスタ７３がオフ状態になると、マイクロコンピュータ６３のＣＰＵは、付番入力端子ＩＮ３が“Ｌｏｗ”レベルに固定されたと判定し、ステップＳ２へ進む。ステップＳ２では、他のセル監視ユニットのＣＡＮＩＤを検出したか否かを判定する。このとき、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、ＣＡＮＩＤ「１」を付したＣＡＮデータをＣＡＮ通信線１０１を介して送信している。また、組電池１２においてセル監視ユニット４２のマイクロコンピュータ６２のＣＰＵは、ＣＡＮＩＤ「２」を付したＣＡＮデータをＣＡＮ通信線１０１を介して送信している。このため、組電池１３のセル監視ユニット４３のマイクロコンピュータ６３は、このＣＡＮ通信線１０１介して送信されたＣＡＮＩＤ「１」を付したＣＡＮデータ、ＣＡＮＩＤ「２」を付したＣＡＮデータのうちで大きい方のＣＡＮＩＤ「２」を判定し（ステップＳ６）、続くステップＳ７において前記判定したＣＡＮＩＤ「２」に対し「１」インクリメントしたＣＡＮＩＤ「３」を自身のＣＡＮＩＤに付番し（ステップＳ７）、さらにＣＡＮＩＤ「３」を付してＣＡＮデータをＣＡＮ通信線１０１を介して送信する（ステップＳ４）。
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。
【００２７】
以降、接続下流側のセル監視ユニットのマイクロコンピュータのＣＰＵは、付番入力端子の“Ｌｏｗ”レベルへの固定と、ＣＡＮ通信線１０１を介して受信する他のセル監視ユニットのＣＡＮデータのＣＡＮＩＤの内で最も大きいＣＡＮＩＤｎを判定して自身をＣＡＮＩＤｎ+１に順次付番する。
【００２８】
以上、説明したように、この実施の形態によれば、絶縁ＩＣに替えて所定耐圧のカップリングコンデンサを用いるとともに、複数の組電池のセル監視ユニット間の付番出力端子と付番入力端子とをデイジーチェーン接続し、付番最上位のセル監視ユニットの付番入力端子を“Ｌｏｗ”レベルに固定し、セル監視ユニットの付番入力端子の電位レベルとＣＡＮ通信線のＣＡＮ通信情報である他のセル監視ユニットのＣＡＮＩＤとをもとに各セル監視ユニットが自身を自動的に付番するように構成したので、絶縁ＩＣに替えて所定耐圧のカップリングコンデンサを用いることが出来るため、回路構成の簡略化と、それに伴うコストの削減が実現できる。さらに、従来のように電池管理装置と各組電池のセル監視ユニットとの間で行う複雑なシリアル通信制御に替えて、デイジーチェーン接続したセル監視ユニット間でセル監視ユニットの付番入力端子の電位レベルとＣＡＮ通信情報であるＣＡＮＩＤとをもとに各セル監視ユニットが自身を自動的に付番するため、システムの簡略化と、それに伴う信頼性の向上とコストの削減が実現できる。
【符号の説明】
【００２９】
１……電池管理装置、２１、２２、２３、２４、２５……電池セル、３１、３２、３３、３４……モジュール、４１……セル監視ユニット（最上位セル監視ユニット）、４２、４３、４４……セル監視ユニット、５１、５２、５３、５４……セル監視ＩＣ、６１……マイクロコンピュータ（第１の付番制御手段）、６２、６３、６４……マイクロコンピュータ（第２の付番制御手段）、１０１……ＣＡＮ通信線（通信線）、ＣｃＩＮ、ＣｃＯＵＴ……カップリングコンデンサ（絶縁手段）、２０１、２０２……付番専用線。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２４４７９４（Ｐ２０１２−２４４７９４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１３３２０（Ｐ２０１１−１１３３２０）
【出願日】平成２３年５月２０日（２０１１．５．２０）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２０日（２０１１．５．２０）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【Ｆターム（参考）】
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