电池管理装置及其控制方法、以及具备其的电池监视系统

摘要

本发明提供一种电池管理装置及其控制方法、以及具备其的电池监视系统。本发明中，迅速且准确地掌握在监视电池组的监视装置中发生异常时的监视装置的配置位置。分别从对具备1个以上的二次电池单元的多个电池组(50)进行监视的多个CMU(10)获取建立对应关系的所述电池组(50)的电池状态信息的BMU(20)具备：比较部(21)，在以预先设定的顺序启动所述CMU(10)时，对所述CMU(10)的启动顺序编号与从所述CMU(10)获取的分配于各CMU(10)的识别编号进行比较，及变更部(22)，当所述顺序编号与所述识别编号不同时，将所述识别编号变更为与所述顺序编号相同的编号，并对所述CMU(10)输出变更后的新的所述识别编号。

权利要求

1.一种电池管理装置，其分别从对具备1个以上的二次电池单元的多个电池组进行监视的多个监视装置获取建立对应关系的所述电池组的电池状态信息，其中，所述电池管理装置具有：比较机构，在以预先设定的顺序启动所述监视装置时，对将所述监视装置的启动顺序进行计数而得到的顺序编号与从该监视装置获取的分配于各所述监视装置的识别编号进行比较；及变更机构，当所述顺序编号与所述识别编号不同时，将所述识别编号变更为与所述顺序编号相同的编号，并对所述监视装置输出变更后的新的所述识别编号。

2.根据权利要求1所述的电池管理装置，其中，

所述电池管理装置具备存储机构，所述存储机构使识别所述监视装置的固有信息与所述识别编号建立对应关系并进行存储。

3.根据权利要求1或2所述的电池管理装置，其中，

当所述顺序编号与所述识别编号一致时，所述变更机构不变更所述监视装置的所述识别编号，对已对所述顺序编号与所述识别编号进行比较的所述监视装置输出监视装置启动指令，并启动将所述电池管理装置侧作为上游时位于所述电池管理装置相反侧的下游侧的所述监视装置。

4.根据权利要求1或2所述的电池管理装置，其中，

所述监视装置将所述电池管理装置侧作为上游，在切换与所述电池管理装置相反侧的下游侧的监视装置或终端电阻之间的连接及非连接的连接切换机构为连接状态时，输出表示正常的接点信息，在所述连接切换机构为非连接状态时，输出表示故障的接点信息，所述电池管理装置具备判定机构，所述判定机构在初始状态下若检测出表示正常的所述接点信息，则将输出表示正常的所述接点信息的所述监视装置判定为终端的所述监视装置。

5.根据权利要求3所述的电池管理装置，其中，

所述监视装置将所述电池管理装置侧作为上游，在切换与所述电池管理装置相反侧的下游侧的监视装置或终端电阻之间的连接及非连接的连接切换机构为连接状态时，输出表示正常的接点信息，在所述连接切换机构为非连接状态时，输出表示故障的接点信息，所述电池管理装置具备判定机构，所述判定机构在初始状态下若检测出表示正常的所述接点信息，则将输出表示正常的所述接点信息的所述监视装置判定为终端的所述监视装置。

6.一种电池管理装置的控制方法，所述电池管理装置分别从对具备1个以上的二次电池单元的多个电池组进行监视的多个监视装置获取建立对应关系的所述电池组的电池状态信息，其中，所述电池管理装置的控制方法具有：第1过程，在以预先设定的顺序启动所述监视装置时，对将所述监视装置的启动顺序进行计数而得到的顺序编号与从该监视装置获取的分配于各所述监视装置的识别编号进行比较；及第2过程，当所述顺序编号与所述识别编号不同时，将所述识别编号变更为与所述顺序编号相同的编号，并对所述监视装置输出变更后的新的所述识别编号。

7.一种电池监视系统，其具备对具备1个以上的二次电池单元的多个电池组进行监视的多个监视装置、及从各所述监视装置获取建立对应关系的所述电池组的电池状态信息的电池管理装置，其中，各所述监视装置具备输出机构，所述输出机构输出所分配的识别编号，所述电池管理装置具备：比较机构，在以预先设定的顺序启动所述监视装置时，对将所述监视装置的启动顺序进行计数而得到的顺序编号与从该监视装置获取的所述识别编号进行比较；及变更机构，当所述顺序编号与所述识别编号不同时，将所述识别编号变更为与所述顺序编号相同的编号，并对所述监视装置输出变更后的新的所述识别编号。

说明书

电池管理装置及其控制方法、以及具备其的电池监视系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种电池管理装置及其控制方法、以及具备其的电池监视系统。

背景技术

[0002] 例如，设置多个锂电池等二次电池而构成的电池组中，通过对各个电池组进行监视的被称作CMU(Cell Monitor Unit)的监视装置对各电池状态信息(例如，电池表面的温度等)进行监视。多个CMU分别对管理CMU的动作及各电池的状态的BMU(Battery Management System)发送所获取的电池状态信息，此时，BMU根据识别信号对各CMU赋予编号，并对所赋予的识别编号与来自各CMU的电池状态信息建立关联。并且，BMU根据电池信息与识别编号，确认关于各CMU是否适当地动作的健全性，判别各CMU有无故障。作为根据识别信号赋予编号的方法，公开有如下结构，即，将各CMU设为串联连接的一串(菊花链)，并根据识别信号对CMU的启动顺序赋予编号(例如，参考下述专利文献1)。

[0003] 以往技术文献

[0004] 专利文献

[0005] 专利文献1：日本专利公开2010-141971号公报

[0006] 发明要解决的技术课题

[0007] 上述专利文献1的方法中，对各CMU赋予识别编号之后，若进行CMU的替换工作，则CMU的赋予编号与CMU的配置位置不会建立关联，但是即使赋予编号与配置位置不同，作为电池系统仍正常动作。然而，在发生故障等而更换和拆卸CMU时，若赋予编号与配置位置不同，则无法准确掌握发生故障的CMU的配置位置，存在无法准确地选定CMU的问题。

发明内容

[0008] 本发明的目的在于提供一种能够迅速且准确地掌握对电池组进行监视的监视装置中发生异常时的监视装置的配置位置的电池管理装置及其控制方法及程序、以及具备这些的系统。

[0009] 用于解决技术课题的手段

[0010] 本发明的第1方式为一种电池管理装置，其分别从对具备1个以上的二次电池单元的多个电池组进行监视的多个监视装置获取建立对应关系的所述电池组的电池状态信息，其中，所述电池管理装置具有：比较机构，在以预先设定的顺序启动所述监视装置时，对所述监视装置的启动顺序编号与从该监视装置获取的分配于各所述监视装置的识别编号进行比较；及变更机构，当所述顺序编号与所述识别编号不同时，将所述识别编号变更为与所述顺序编号相同的编号，并对所述监视装置输出变更后的新的所述识别编号。

[0011] 另外，预先设定的启动所述监视装置的顺序例如为从与电池管理装置连接的上游侧开始的连接顺序、所对应的电池组的电压的高低顺序、及当通过无线通信与电池管理装置连接时的电波强度的高低顺序等。

[0012] 根据本发明的第1方式，使分配于监视装置的识别编号与监视装置的启动顺序编号一致为相同编号，因此在能够从监视装置的启动顺序编号推断配置位置时，在监视装置发生故障等时，能够根据识别编号(识别信息)迅速且准确地掌握发生故障的监视装置的配置位置。

[0013] 上述电池管理装置可构成为具备存储机构，所述存储机构使识别所述监视装置的固有信息与所述识别编号建立对应关系并进行存储。

[0014] 根据该结构，能够对识别监视装置的固有信息进行管理，并可靠地检测出是否进行了监视装置之间的替换工作和新的监视装置的导入等。

[0015] 优选上述变更机构构成为，当所述顺序编号与所述识别编号一致时，不变更所述监视装置的所述识别编号，对已对所述顺序编号与所述识别编号进行比较的所述监视装置输出监视装置启动指令，并启动将所述电池管理装置侧作为上游时位于所述电池管理装置相反侧的下游侧的所述监视装置。

[0016] 根据该结构，不变更识别编号时，能够迅速过渡到下一个监视装置的比较处理。

[0017] 优选上述监视装置构成为，将所述电池管理装置作为上游，在切换与所述电池管理装置相反侧的下游侧之间的连接及非连接的连接切换机构为连接状态时，输出表示正常的接点信息，在所述连接切换机构为非连接状态时，输出表示故障的接点信息，所述电池管理装置具备判定机构，所述判定机构在初始状态下，若检测出表示正常的所述接点信息，则将输出表示正常的所述接点信息的所述监视装置判定为终端的所述监视装置。

[0018] 根据该结构，能够根据接点信息简单地判定是否为在下游侧设置有终端电阻的监视装置。

[0019] 本发明的第2方式为一种电池管理装置的控制方法，所述电池管理装置分别从对具备1个以上的二次电池单元的多个电池组进行监视的多个监视装置获取建立对应关系的所述电池组的电池状态信息，其中，所述电池管理装置的控制方法具有：第1过程，在以预先设定的顺序启动所述监视装置时，对所述监视装置的启动顺序编号与从该监视装置获取的分配于各所述监视装置的所述识别编号进行比较；及第2过程，当所述顺序编号与所述识别编号不同时，将所述识别编号变更为与所述顺序编号相同的编号，并对所述监视装置输出变更后的新的所述识别编号。

[0020] 本发明的第3方式为一种电池管理装置的控制程序，所述电池管理装置分别从对具备1个以上的二次电池单元的多个电池组进行监视的多个监视装置获取建立对应关系的所述电池组的电池状态信息，其中，所述电池管理装置的控制程序用于在计算机中执行如下处理：第1处理，在以预先设定的顺序启动所述监视装置时，对所述监视装置的启动顺序编号与从该监视装置获取的分配于各所述监视装置的所述识别编号进行比较；及第2处理，当所述顺序编号与所述识别编号不同时，将所述识别编号变更为与所述顺序编号相同的编号，并对所述监视装置输出变更后的新的所述识别编号。

[0021] 发明效果

[0022] 根据本发明，能够迅速且准确地掌握对电池组进行监视的监视装置中发生异常时的监视装置的配置位置。

附图说明

[0023] 图1是表示本发明所涉及的电池监视系统的概要结构的图。

[0024] 图2中示出对识别编号与固有信息建立对应关系的记录表的一例。

[0025] 图3是本发明所涉及的电池监视系统的动作流程。

[0026] 图4是本发明所涉及的电池监视系统的终端判定的动作流程。

具体实施方式

[0027] 以下，参考附图对本发明所涉及的电池管理装置及其控制方法及程序、以及具备这些的电池监视系统的一实施方式进行说明。

[0028] 图1是表示本发明的一实施方式所涉及的电池监视系统的概要结构的图。如图1所示，本实施方式所涉及的电池监视系统100中作为主要结构具备：多个监视装置(以下，称为“CMU”)10a、10b、10c；电池管理装置(以下，称为“BMU”)20；第1通信线路30；第2通信线路40；多个电池组50a、50b、50c；及连接切换部60a、60b、60c。另外，以下内容中，在没有特别注明时，CMU表示CMU10，电池组表示电池组50，连接切换部表示连接切换部60。

[0029] 电池组50设为1个电池单元或多个电池单元串联连接的结构，且能够对负载(省略图示)供给电力。各电池单元中分别设置有检测电池单元的电压的电压传感器(省略图示)、及检测温度的温度传感器(省略图示)。电压传感器及温度传感器的检测结果输出至与各电池组50对应设置的CMU10。另外，如图1所示，本实施方式中，电池组50将4个电池单元作为1个电池组，但单元数并不限定于此。并且，上述二次电池例如为锂离子电池、铅蓄电池。

[0030] CMU10例如由未图示的CPU(中央运算装置)、RAM(Random Access Memory)及计算机可读取的存储介质等构成。用于实现后述的各种功能的一系列处理过程以程序形式存储于存储介质等，并由CPU将该程序读取到RAM等中，并执行信息的加工、运算处理，由此实现后述的各种功能。

[0031] 并且，CMU10通过第2通信线路40以菊花链连接，多个CMU10a、10b、10c中，位于一端部的任一CMU(例如CMU10a)经由第1通信线路30与BMU20连接。并且，多个CMU10a、10b、10c中，位于并非上述一端部的另一端部的CMU(例如CMU10c)与作为终端电阻的终端部80连接。另外，本实施方式所涉及的电池监视系统100中，将BMU20侧定义为上游侧，并将BMU20的相反侧定义为下游侧。在相互连接CMU10之间的第2通信线路40上分别设置有切换CMU10之间的连接及非连接的连接切换部60a、60b、60c，在初始状态下所有连接切换部60a、60b、60c设为非连接状态。

[0032] 在此，对CMU10a、10b、10c的启动方法的一例进行说明。首先，通过第1通信线路30来与BMU20连接的上游侧的CMU10a若从BMU20获取到监视装置启动指令则启动，将用于与位于自身下游侧的一个CMU10b连接的连接切换部60a设为连接状态，从而使CMU10b与BMU20成为可通信状态，对BMU20发送响应信号。接着，BMU20若从CMU10a接收到响应信号，则对CMU10b发送监视装置启动指令。CMU10b若从BMU20获取到监视装置启动指令则启动，将用于与位于自身下游侧的一个CMU10c连接的连接切换部60c设为连接状态，从而使CMU10c与BMU20成为可通信状态，对BMU20发送响应信号。如此，CMU10a、10b、10c按以菊花链连接的顺序启动。

[0033] 各CMU10a、10b、10c分别具备输出部(输出机构)11、第1存储部12、接点控制部13及连接切换部60。在没有特别注明时，各CMU10a、10b、10c分别具备的各部分发挥同样的作用。

[0034] 第1存储部12对通过规定机构预先赋予的识别编号(赋予编号)与分配于各个CMU10的、识别CMU10的固有信息(例如，序列号、特定的制造年月日等)建立对应关系并进行存储。并且，可改写识别编号。

[0035] 输出部11根据识别编号及固有信息的读出指令，从第1存储部12读出分配于自身的识别编号及固有信息并输出至BMU20。并且，输出部11根据电池组50的电池状态信息的读出指令，将作为与CMU10建立对应关系的监视对象的电池组50的电池状态信息输出至BMU20。

[0036] 接点控制部13对BMU20输出关于实现与下游侧的CMU10的通信的第2通信线路40或用于与终端部80连接的接点端是开路还是闭合电路的信息(以下，称为“接点信息”)。即，若以CMU10a为基准来考虑，则CMU10a经由第2通信线路40与CMU10b连接，当CMU10b的连接切换部60b为打开时，视作开路并对BMU20输出表示“故障”的接点信息。另一方面，若以CMU10c作为基准来考虑，则CMU10c经由第2通信线路40与终端部(地线)80连接，若BMU20被接地，则实际上与BMU20、CMU10a、10b、10c及终端电阻变成闭合电路的状态，因此对BMU20输出表示“正常”的接点信息。

[0037] 另外，在本实施方式的电池监视系统100中，称作“故障”的接点信息用作表示BMU20、第1通信线路30、CMU10及第2通信线路40变成开路的状态的信息。

[0038] 并且，如上所述，接点控制部13根据从BMU20获取的监视装置启动指令，将与位于该CMU10下游侧的一个其他CMU10之间的连接切换部60设为连接状态，使下游侧的其他CMU10与BMU20成为可通信状态。

[0039] BMU20例如由未图示的CPU(中央运算装置)、RAM(Random Access Memory)及计算机可读取的存储介质等构成。用于实现后述的各种功能的一系列处理的过程以程序形式存储于存储介质等，由CPU将该程序读取到RAM等中，并执行信息的加工、运算处理，由此实现后述的各种功能。

[0040] 并且，BMU20启动各CMU10，并且从各CMU10获取与CMU10建立对应关系的电池组50的电池状态信息。具体而言，BMU20具备比较部(比较机构)21、变更部(变更机构)22、判定部(判定机构)23及第2存储部(存储机构)24。

[0041] 在使CMU10以预先设定的顺序启动时，比较部21对由BMU20计数的CMU10的启动顺序即顺序编号与从CMU10获取的识别编号进行比较。

[0042] 当顺序编号与识别编号不同时，变更部22将识别编号变更为与顺序编号相同的编号，并对CMU10输出变更后的新的识别编号。变更部22在对CMU10输出变更后的新的识别编号之后，对该CMU10输出监视装置启动指令，并启动相对于已对顺序编号与识别编号进行比较的CMU10将BMU20侧作为上游时位于BMU20相反侧的下游侧的CMU10。

[0043] 并且，当顺序编号与识别编号一致时，变更部22不变更CMU10的识别编号，输出监视装置启动指令，启动相对于已对顺序编号与识别编号进行比较的CMU10将BMU20侧作为上游时位于BMU20相反侧的下游侧的CMU10。由此，在不变更识别编号时，能够迅速过渡到下一个CMU10的比较处理。另外，也可构成为，在顺序编号与识别编号一致时，也和顺序编号与识别编号不同时同样地对CMU10输出识别编号。

[0044] 如此，变更部22分配识别编号，以使以预先设定的顺序启动各CMU10时的顺序编号与识别信息一致。

[0045] 并且，BMU20以预先设定的顺序启动CMU10，因此能够将最后的CMU10的顺序编号(即，识别编号)的数作为连接于BMU20的CMU10的连接个数来进行识别。由此，无需在BMU20中按每个系统结构预先输入和存储相对于BMU20的适当的单元数或者所连接的CMU10的个数，省去在系统构成上需要花费时间或者变更系统结构时需要变更BMU20等麻烦。

[0046] 第2存储部24对识别各CMU10的固有信息(例如，序列号等)与识别信号建立对应关系并进行存储。图2中示出对存储于第2存储部24的CMU10的识别编号与固有信息建立对应关系的记录表的一例。

[0047] 在检测出表示“正常”的接点信息时，判定部23将输出了表示“正常”的接点信息的CMU10判定为终端的CMU10，换言之，判定为在CMU10的下游侧设置有终端部80。如此，判定部23根据接点信息的连接及非连接的信息判定是否为终端，简单地进行终端判定。

[0048] 接着，利用图1及图3对本实施方式所涉及的电池监视系统100的作用进行说明。在此，举出BMU20与CMU10菊花链连接的情况作为例子进行说明。

[0049] 若将BMU20设为打开状态(图3的步骤SA1)，则从BMU20输出启动第1个CMU10a的指令。第1个CMU10a为经由第1通信线路30与BMU20菊花链连接的最上游侧的CMU10，若获取到启动自身的监视装置启动指令，则将连接切换部60a设为连接状态，并启动(图3的步骤SA2)。CMU10a根据识别编号及固有信息的读出指令，从第1存储部12读出分配于相应的CMU10a的识别编号及固有信息，并对BMU20输出。

[0050] BMU20从CMU10读出识别编号(图3的步骤SA3)，对识别编号与CMU10的启动顺序编号进行比较来判定是否一致(图3的步骤SA4)。不一致时，识别编号变更(改写)为顺序编号(图3的步骤SA5)，进入下一步骤SA6。一致时，判定第1个CMU10a是否为终端的CMU10(图3的步骤SA6)。

[0051] 在此，具体利用图4的动作流程对是否为终端的CMU10的判定进行说明。

[0052] 若CMU10启动(图4的步骤SB1)，则从CMU10输出与在其自身下游侧有一个其他CMU10还是有终端部80相应的接点信息，并输入至BMU20(图4的步骤SB2)。判定接点信息是否为“故障”(图4的步骤SB3)，当为“故障”时，判定为并不是终端的CMU10(图4的步骤SB4)，进入图3的步骤SA7。

[0053] 当判定为第1个CMU10a并不是终端时，从BMU20对第2个CMU10b输出监视装置启动指令。第2个CMU10b若获取到监视装置启动指令，则将连接切换部60b设为连接状态，并启动(图3的步骤SA7)，返回图3的步骤SA3，对第2个CMU10b执行上述处理，并反复进行至第K个CMU10。

[0054] 并且，根据接点信息，并非为“故障”时(即，为“正常”时)，判定为是终端的CMU10(图4的步骤SB5)，结束对CMU10赋予识别编号的自动赋予编号处理(图3的步骤SA8)。从BMU20对各CMU10输出开始通常的电池系统控制的发送开始指令(图3的步骤SA9)，并结束本处理。

[0055] 若识别信息的分配完成至终端的CMU10，则BMU20开始与各CMU10的通常通信。具体而言，BMU20在赋予识别信息之后，从各CMU10a、10b、10c获取与各CMU10a、10b、10c连接的各电池组50a、50b、50c的电池状态信息并进行管理。上述电池状态信息例如是从设置于各电池组的电压传感器接收的电压值、及从温度传感器接收的温度值。例如，在电池组50的任一个中发生异常时(端子间电压异常、过电流等)，对与BMU20相互连接的PC等输出错误信息。

[0056] 如以上说明，在本实施方式所涉及的电池管理装置20及其控制方法及程序、以及具备这些的电池监视系统100中，在以预先设定的顺序启动CMU10时，BMU20对从各CMU10输出的识别编号与该CMU10的启动顺序编号进行比较，当识别编号与顺序编号不同时，对CMU10输出将识别编号变更为与顺序编号相同的编号后的新的识别编号。另外，启动CMU10的预先设定的顺序例如为从与BMU20连接的上游侧开始的连接顺序、所对应的电池组的电压的高低顺序、及当通过无线通信与BMU20连接时的电波强度的高低顺序等。

[0057] 如此，使分配于CMU10的识别编号与CMU10的启动顺序编号一致为相同编号，因此在能够从CMU10的启动顺序编号推断配置位置时，在CMU10发生故障等时，能够根据识别信息迅速且准确地掌握发生故障的CMU10的配置位置。由此，能够准确地选定发生故障等的CMU10。

[0058] 以往，通过预先输入于BMU(电池管理装置)的单元数与识别编号(赋予编号)的比较，确认关于是否正确地赋予识别编号的赋予编号的健全性，因此例如在运用期间追加单元或CMU(监视装置)，而且在识别编号中发生重复时，无法检测识别编号的重复。本实施方式中，以预先设定的顺序启动CMU(监视装置)，并将识别编号适当改写为启动顺序编号，因此即使在导入后追加单元或CMU10时，也能够准确地掌握单元数。

[0059] 并且，本实施方式中，将CMU10的作为部件的详细信息(例如，特定的制造年月日、序列号等)存储于BMU20侧，因此能够在BMU20侧掌握CMU10的详细情况。即，不仅管理识别编号，还管理CMU10的序列号等详细信息，因此不仅是CMU10的空缺或重复，在如进行更换时，也能够准确地检测出。

[0060] 本实施方式中，假设将多个CMU10串联成一串(菊花链)的情况来进行了说明，但是并不限定于此，只要能够以预先设定的顺序依次启动CMU10即可，可并联连接多个CMU10，连接形态并没有特别限定。

[0061] 并且，本实施方式所涉及的电池装置中，按电池组设置有CMU10，但是并不限于此。例如，可按电池单元设置电池管理部，也可将多个电池单元作为1个组，并按组设置CMU10。

[0062] 并且，本实施方式所涉及的电池装置中，举出了串联连接3个电池组的例子，但并不限于此，并未特别设定上限。

[0063] 符号说明

[0064] 10a、10b、10c-CMU(监视装置)，20-BMU(电池管理装置)，30-第1通信线路，40-第2通信线路，50a、50b、50c-电池组，60a、60b、60c-连接切换部。