蓄電裝置、蓄電池管理控制裝置以及馬達驅動裝置的制作方法

專利名稱：蓄電裝置、蓄電池管理控制裝置以及馬達驅動裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及對車載或者電源用2次電池(蓄電池鋰電池)的狀態進 行管理的蓄電裝置、蓄電池管理控制裝置、蓄電池模塊用控制裝置以及使 用了該蓄電裝置的馬達驅動裝置，尤其涉及，以串級鏈(daisy chain)連 接了對構成蓄電池的單位電池進行管理的多個單位電池控制器(cell controller)與對蓄電池整體進行管理的電池控制器(battery controller)的 設備中適合使用的蓄電裝置、蓄電池管理控制裝置以及馬達驅動裝置。
背景技術：
在混合動力汽車或者電動汽車中，將由多個單位電池(cell)構成的 組電池使用于蓄電裝置。組電池的各單位電池按照被稱為模塊的規定數的 單位電池彼此區分。將區分后的整體稱為蓄電模塊。現有的蓄電裝置包括將串聯連接了多個單位電池的蓄電模塊進一步 串聯連接的多個蓄電模塊；多個下位控制器(單位電池控制器)，其與多 個蓄電模塊的每一個對應地設置，對構成蓄積模塊的多個單位電池進行控 制；和上位控制器(電池控制器)，其對多個下位控制器(單位電池控制 器)進行控制。單位電池控制器和電池控制器之間，通過串行通信彼此收 發數據。公知多種蓄電裝置，這些蓄電裝置是以環狀、即串級鏈的串行通信連 接了多個單位電池控制器與電池控制器的蓄電裝置(例如，專利文獻K 專利文獻2、專利文獻3、專利文獻4、專利文獻5等)。專利文獻h特開2000—74786號公報；專利文獻2:特開2000—299939號公報；專利文獻3:特開2003 — 70179號公報；專利文獻4:特開2005—318750號公報；專利文獻5:特開2005—318751號公報。如果采用以串級鏈的串行通信連接了多個單位電池控制器與電池控 制器的構成，則因在各控制器之間進行串行通信而發送側控制器的時鐘和 接收側控制器的時鐘之間存在偏差，所以通信速度(baudmte)發生變化。 另外，因串行通信的信號波形邊沿(edge)的失真(&法19)、或者信號 的High/Low閾值的差異等而導致信號的High/Low電平的期間偏差，也會 導致通信速度發生變化。這些串行通信速度的偏差，因以串級鏈連接多個單位電池控制器而進 一步增大。在偏差增大的狀態下，串行通信信號返回到電池控制器時，由 于與從電池控制器向單位電池控制器發送時的通信速度不同，所以有可能 會發生比特(bit)的讀取錯誤或者接收錯誤。發明內容本發明的目的在于提供一種即使采用以串級鏈的串行通信連接了多 個單位電池控制器與電池控制器的構成，也能夠可靠地進行串行通信的蓄 電裝置、蓄電池管理控制裝置以及馬達驅動裝置。(1) 為了達到上述目的，本發明是一種蓄電裝置，具有蓄電模塊， 其串聯連接了多個組電池而成，該組電池串聯連接了多個電池單元而成； 電池單元控制裝置，其與所述多個組電池的每一個對應地設置，具備多個 控制電路，所述多個控制電路對對應的所述組電池的所述多個電池單元進 行控制；和蓄電池管理控制裝置，其管理所述蓄電池模塊；所述多個控制 電路和所述蓄電池管理控制裝置以環狀連接，所述控制電路或者所述蓄電 池管理控制裝置具備通信速度檢測機構，其檢測從其他控制裝置或者其 他控制電路所輸入的數據的通信速度；和接收定時校正機構，其根據由該 通信速度檢測機構所檢測出的通信速度，校正從所述其他控制裝置或者其 他控制電路所輸入的數據的接收定時。根據該構成，即使采用以串級鏈的串行通信連接了多個蓄電池模塊用 控制裝置與蓄電池管理控制裝置的結構，也能夠可靠地進行串行通信。(2) 在上述(1)中，優選地，所述多個控制電路分別檢測對應的所 述組電池的所述多個電池單元的蓄電狀態，并以串行通信向所述蓄電池管理控制裝置傳遞該檢測出的蓄電狀態。(3) 在上述(2)中，優選地，所述蓄電狀態至少是所述電池單元的 電壓和所述電池單元的有無異常；所述蓄電池管理控制裝置，以串行通信 從所述控制電路交替地獲取與所述各電池單元的電壓相關的信息和所有 的所述電池單元的有無異常的信息。(4) 另外，為了達到上述目的，本發明是一種蓄電池管理控制裝置， 其搭載于蓄電裝置，所述蓄電裝置具有蓄電模塊，其串聯連接了多個組 電池而成，該組電池串聯連接了多個電池單元而成；和電池單元控制裝置， 其與所述多個組電池的每一個對應地設置，具備多個控制電路，所述多個 控制電路對對應的所述組電池的所述多個電池單元進行控制；所述蓄電池 管理控制裝置管理所述蓄電池模塊，所述多個控制電路和所述蓄電池管理 控制裝置以環狀連接，并且，具有通信速度檢測機構，其檢測從所述控 制電路所輸入的數據的通信速度；和接收定時校正機構，其根據由該通信 速度檢測機構所檢測出的通信速度，校正從所述其他控制裝置或者其他控 制電路所輸入的數據的接收定時。根據該構成，即使釆用以串級鏈的串行通信連接了多個蓄電池模塊用 控制裝置與蓄電池管理控制裝置的結構，也能夠可靠地進行串行通信。(5) 另外，為了達到上述目的，本發明是一種蓄電池管理控制裝置， 其搭載于蓄電裝置，所述蓄電裝置具有蓄電模塊，其串聯連接了多個組 電池而成，該組電池串聯連接了多個電池單元而成；和蓄電池管理控制裝 置，其管理該蓄電模塊；所述蓄電池管理控制裝置與所述多個組電池的每 一個對應地設置，并具備多個控制電路，所述多個控制電路對對應的所述 組電池的所述多個電池單元進行控制；所述多個控制電路和所述蓄電池管 理控制裝置以環狀連接，并且，具有通信速度檢測機構，其檢測從所述 蓄電池管理控制裝置或者其他所述控制電路所輸入的數據的通信速度；和 接收定時校正機構，其根據由該通信速度檢測機構所檢測出的通信速度， 校正從所述其他控制裝置或者其他控制電路所輸入的數據的接收定時。根據該構成，即使采用以串級鏈的串行通信連接了多個蓄電池模塊用 控制裝置與蓄電池管理控制裝置的結構，也能夠可靠地進行串行通信。(6) 再有，為了達到上述目的，本發明是一種馬達驅動裝置，具有:蓄電裝置，該蓄電裝置具有蓄電模塊、電池單元控制裝置和蓄電池管理控 制裝置，其中，所述蓄電模塊串聯連接了多個將多個電池單元串聯連接的 組電池，所述電池單元控制裝置與所述多個組電池的每一個對應地設置并 具備多個控制電路，所述多個控制電路對對應的所述組電池的所述多個電池單元進行控制，所述蓄電池管理控制裝置管理所述蓄電模塊；控制器， 其控制從所述蓄電裝置所供給的電力；和馬達，其接受由該控制器所控制 的電力并產生旋轉動力；所述蓄電裝置，將所述多個控制電路和所述蓄電 池管理控制裝置以環狀連接，并且，在所述控制電路或者所述蓄電池管理 控制裝置具有通信速度檢測機構，其檢測從其他控制裝置或者其他控制 電路所輸入的數據的通信速度；和接收定時校正機構，其根據由該通信速 度檢測機構所檢測出的通信速度，校正從所述其他控制裝置或者其他控制 電路所輸入的數據的接收定時。根據該構成，即使采用以串級鏈的串行通信連接了多個蓄電池模塊用 控制裝置與蓄電池管理控制裝置的結構，也能夠可靠地進行串行通信。(發明效果)根據本發明，即使采用以串級鏈的串行通信連接了多個單位電池控制 器與電池控制器的結構，也能夠可靠地進行串行通信。


圖1是表示本發明的一實施方式的蓄電裝置的整體構成的框圖。 圖2是表示本發明的一實施方式的蓄電裝置中所采用的單位電池控制 器的構成的框圖。圖3是表示本發明的一實施方式的蓄電裝置中所采用的電池控制器的 構成的框圖。圖4是本發明的一實施方式的蓄電裝置中的電池控制器與各單位電池 控制器之間的串行通信的內容的說明框圖。圖5是本發明的一實施方式的蓄電裝置中的電池控制器和各單位電池 控制器之間的串行通信時的數據構成圖。圖6是本發明的一實施方式的蓄電裝置中的電池控制器所采用的通信速度檢測機構的動作說明圖。圖7是本發明的一實施方式的蓄電裝置中的電池控制器所采用的接收 定時校正機構的動作說明圖。圖8是表示搭載了本發明的一實施方式的蓄電裝置的混合動力汽車的構成的系統框圖。圖中l一單位電池單元；1A、 1B、 1C、 1D—電池單元；3—電池控 制器；2 —單位電池控制器；SL1 SL8—串行通信線；20 —選擇機構；21、 31 —電源；22、 32—電壓檢測機構；23、 33 —運算機構；24—電池管理機 構；25 —存儲機構；26 —校正機構；27、 34、 35 —通信機構；29 —開關驅 動機構；30—選擇機構；36 —通信速度檢測機構；37—接收定時校正機構。
具體實施方式
以下，使用圖1 圖8，對本發明的一實施方式的蓄電裝置的構成及動作進行說明。首先，使用圖l，對實施方式的蓄電裝置的整體構成進行說明。 圖1是表示本發明的一實施方式的蓄電裝置的整體構成的框圖。在圖1中4個電池單元1A、 1B、 1C、 1D串聯連接而成為l個單位， 并構成單位電池單元(組電池)1 — 1。作為電池單元1A、 1B、 1C、 1D， 例如采用鋰電池。在該情況下，各電池單元1A、 1B、 1C、 1D的電壓為 3.6V，單位電池單元1 — 1的電壓為14.4V。在圖示的例子中，串聯連接了3個單位電池單元1一1、 l一2、 1—3， 所連接的單位電池單元1的數量例如為12個。由12個串聯連接的單位電 池單元1來構成蓄電模塊。在該情況下，蓄電模塊的電壓為大約nov。 當例如需要300V以上的電壓時，串聯連接2個蓄電模塊。單位電池控制器(CC) 2 — 1，對應于單位電池單元1 —1而設置。單 位電池控制器2 —1對單位電池單元1 一 1進行監視。單位電池控制器2—2、 2—3監視單位電池單元l一2、 l一3。單位電池控制器2 — 1的輸入端子 VI、 V2、 V3、 V4分別與單位電池單元1 —1的電池單元的1A、 1B、 1C、 1D的正端子連接。單位電池控制器2—1的輸入端子GND與電池單元的 ID的負端子連接。另外，單位電池控制器2 — 1的輸入端子B1、 B2、 B3、B4分別經由電阻R1、 R2、 R3、 R4，與單位電池單元1 —1的電池單元的 1A、 1B、 1C、 1D的正端子連接。單位電池控制器2 —1的電源端子VCC 與電池單元1A的正端子連接。另外，單位電池控制器2 — 1的信號輸入端子RX，經由如光耦合器 (photocoupler)這樣的絕緣機構4A和串行通信線SL1、 SL2，與電池控 制器3的信號輸出端子TX連接。單位電池控制器2—1的信號輸出端子 TX，經由串行通信線SL3、 SL4，與單位電池控制器2—1的信號輸入端 子RX連接。再有，單位電池控制器2—2的信號輸出端子TX，經由串行 通信線SL5、 SL6，與單位電池控制器1一3的信號輸入端子RX連接。單 位電池控制器2—3的信號輸出端子TX，經由如光耦合器這樣的絕緣機構 4B和串行通信線SL7、 SL8，與電池控制器3的信號輸入端子RX連接。這樣，電池控制器3、多個單位電池控制器2—1、 2—2、 2 — 3，以環 狀即串級鏈(daisy chain)的串行通信進行連接。單位電池控制器2，按照每個由4個電池單元構成的單位電池單元而 設置。在圖1中示出了 3個單位電池控制器，但是在個單位電池控制器之 間設置有多個單位電池控制器，而該單位電池控制器的數量是使鋰電池的 所有電池單元以4個電池單元為單位的數量。此外，在圖1中將4個電池單元1A、 1B、 1C、 1D串聯連接而構成1 個單位的單位電池單元l一l，與單位電池控制器2—1對應地設置，但是 并不限于4個，例如也可為與6個或者8個對應的單位電池控制器。電壓檢測機構6檢測由串聯連接的單位電池單元l一l、 l一2、 1—3 構成的蓄電模塊的整體的電壓。所檢測出的電壓經由如光耦合器這樣的絕 緣機構4C而輸入到電池控制器3的電壓輸入端子VALL。電流檢測機構7 檢測由串聯連接的單位電池單元l一l、 l一2、 l一3構成的蓄電模塊中流 過的電流。電池控制器3將所檢測出的電流輸入到電流輸入端子CUR。電池控制器3具備通信端子COM。電池控制器3經由通信端子COM， 向上位的控制器通報蓄電模塊的狀態。由串聯連接的單位電池單元l一l、 l一2、 l一3構成的蓄電模塊，與 負載L連接。負載是例如混合動力汽車或者電動汽車中所采用的電動發電 機(motor generator)。將電動發電機用作電動機時，電動機由蓄電模塊的蓄電壓所驅動。另外，將電動發電機用作發電機時，將由發電機而產生 的電力蓄積在蓄電模塊中。單位電池控制器2除了運算機構即微型計算機IC之外，還可以由電 源電壓生成用的電壓調節器(regulator) IC、時鐘生成用的水晶或者陶瓷 振子部件、作為電壓檢測機構之一的A/D (Analog Digital)變換部件、稱 為基準電壓生成用部件的多個部件構成，為了減少部件數量而進行集成 化、單芯片化或者SiP (System in Package)化，由此能夠由1個半導體裝 置(IC)構成單位電池控制器所需要的電壓檢測機構、通信機構、運算機 構等。同樣地，能夠由l個半導體裝置(IC)構成電池控制器所需要的電 壓檢測機構、電流檢測機構、通信機構、運算機構等。接下來，使用圖2，對本實施方式的蓄電裝置中所采用的單位電池控 制器2的構成進行說明。圖2是表示本發明的一實施方式的蓄電裝置中所采用的單位電池控制 器的構成的框圖。此外，與圖l相同的符號表示同一部分。另外，圖l所 示的單位電池控制器2—1、 2—2、 2—3均為同樣的構成，因此這里圖示 為單位電池控制器2。再有，單位電池控制器2由l個半導體裝置(單位 電池控制器IC)構成。另外，圖l所示的單位電池單元l一l、 l一2、 l一 3是均為同樣的構成，因此這里圖示為單位電池單元1。單位電池單元1 由電池單元1A、 1B、 1C、 1D構成。在圖2中，單位電池單元1的電池單元1A的正端子經由輸入端子VI 而與選擇機構20連接。選擇機構20例如由多路轉換器(multiplexer)構 成。在選擇機構20設置有開關20A、 20B、 20C、 20D、 20E。而且，輸入 端子VI與開關20A的一個端子連接，開關20A的另一個端子與電壓檢測 機構22連接。另外，在單位電池單元1的電池單元1A的負端子，電池單 元2B的正端子經由輸入端子V2而與選擇機構20的開關20B的一個端子 連接，開關20B的另一個端子與電壓檢測機構22連接。另外，在單位電池單元1的電池單元1B的負端子，電池單元1C的正 端子經由輸入端子V3與選擇機構20的開關20C的一個端子連接，開關 20C的另一個端子與電壓檢測機構22連接。再有，在單位電池單元1的 電池單元2C的負端子，電池單元2D的正端子經由輸入端子V4而與選擇機構20的開關2D的一個端子連接，開關20D的另一個端子與電壓檢測 機構22連接。而且，單位電池單元1的電池單元2D的負端子經由GND (地)端子 而與選擇機構20的開關20E的一個端子連接，開關20E的另一個端子與 電壓檢測機構22連接。電源21由將輸入端子VCC作為輸入的DC/DC轉換器(converter) 等構成。電源21將單位電池單元1的電力變換為規定的電壓，來提供單 位電池控制器IC芯片內的各電路的驅動電源。另夕卜，電壓檢測機構22檢測單位電池單元1的電池單元1A、 1B、 1C、 1D的各端子間電壓。所檢測出的電池單元1A、 1B、 1C、 1D的各端子間 電壓輸出到運算機構23。在運算機構23設置有電源管理機構24、存儲機構25、校正機構26。 電源管理機構24進行電源21的ON/OFF控制。存儲機構25按各電池單 元1A、 1B、 1C、 1D，存儲由電壓檢測機構22所檢測出的單位電池單元1 的電池單元1A、 1B、 1C、 1D的各端子間電壓。校正機構26校正由電壓 檢測機構22所檢測出的單位電池單元1的電池單元1A、 1B、 1C、 1D的 各端子間電壓。運算機構23與通信機構27連接。通信機構27經由絕緣機構4A從 RX端子接收從電池控制器3送來的通信命令(8bit、10bit、12bit等High/Low 電平信號)。也即，電池控制器3向絕緣機構4A發送用于讀取各電池單 元1A、 1B、 1C、 1D間的電壓的通信命令、或者在特定的單位電池單元1 調整各電池單元1A、 1B、 1C、 1D間的電壓的通信命令等使特定的單位電 池控制器1C動作的指令。在絕緣機構4A中，不是向通信機構27直接發 送從電池控制器3所輸入的通信命令，而是在絕緣的基礎上向通信機構27 發送。絕緣機構4A例如由光耦合器IC構成，并需要電源。另外 ，單位電池單元l的電池單元1A的正端子經由電阻R1而與B1 端子連接。在單位電池單元1的電池單元1A的兩端子間，插入連接有與 電阻Rl串聯連接的平衡開關28A。另外，單位電池1的電池單元1B的正端子經由電阻R2而與B2端子 連接。在單位電池單元1的電池單元1B的兩端子間，插入連接有與電阻R2串聯連接的平衡開關28B。另外，單位電池1的電池單元2C的正端子經由電阻R3而與B3端子 連接。在單位電池單元1的電池單元1C的兩端子間，插入連接有與電阻 R3串聯連接的平衡開關28C。再有，單位電池1的電池單元1D的正端子經由電阻R4而與B4端子 連接。在單位電池單元1的電池單元1D的兩端子間，插入連接有與電阻 R4串聯連接的平衡開關28D。平衡開關28A、 28B、 28C、 28D是以下所述的開關，即為了使構成單 位電池單元1的各串聯連接的電池單元1A、 1B、 1C、 1D放電、并且將構 成單位電池單元的4個電池單元1A、 1B、 1C、 1D的各電池單元電壓合并， 因而分別經由電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4使電池單元間短路。 平衡開關28A、 28B、 28C、 28D按照預算機構23的指令通過開關驅動機 構29被接通斷開。接下來，使用圖3，對本實施方式的蓄電裝置中所采用的電池控制器 3的構成進行說明。圖3是表示本發明的一實施方式的蓄電裝置中所采用的電池控制器的 構成的框圖。此外，與圖1同樣的符號表示同樣的部分。而且，電池控制 器3由l個半導體裝置(電池控制器IC)構成。選擇機構30選擇由圖1的電流檢測機構7和電壓測定機構6所檢測 出的組電池的電流和總電壓。A/D變換器32將所選擇的組電池的電流或 者總電壓變換為數字信號，并輸出到運算機構33。運算機構33對這些測 定數據進行處理，并使用通信機構35向上位系統發送。上位系統是例如 混合動力汽車用途中根據車輛控制器(vehicular controller)或者馬達控制 器等的蓄電池的狀態來使用蓄電池的上位的控制器。通信速度檢測機構36取得由通信機構34所接收的串行通信的數據， 來檢測此時的通信速度。運算機構33按照由通信速度檢測機構36所檢測 出的通信速度，改變向接收定時校正機構37輸出的時鐘信號CLK的周期。 時鐘信號CLK用于規定串行通信的數據的接收定時。接收定時校正機構 37在所輸入的可變時鐘CLK的定時下，讀入所接收的數據。此外，使用 圖6和圖7，詳細說明通信速度檢測機構36。通信機構35由對CAN、 LIN (Local Interconnect Network) 、 UART或者藍牙等的串行信號進行收發的電路，或者對光耦合器或者中繼器等的ON—OFF信號進行收發的電路構成。電源31使用從端子VC12輸入的電力，向電池控制器IC的內部供電。 接下來，使用圖4和圖5，對本實施方式的蓄電裝置中的電池控制器與各單位電池控制器之間的串行通信的內容進行說明。圖4是本發明的一實施方式的蓄電裝置中的電池控制器與各單位電池控制器之間的串行通信的內容的說明框圖。圖5是本發明的一實施方式的蓄電裝置中的電池控制器與各單位電池控制器之間的串行通信時的數據構成圖。如圖4所示，首先若電池控制器3向單位電池控制器l一l發送數據 取得請求CC1一D—R叫，則單位電池控制器1 — 1響應該請求而向電池控 制器3發送所取得的數據CC1一D。作為數據CC1一D，除了單位電池控 制器1一1所管理的各單位電池1A、 1B、 1C、 1D的電池電壓外，還包含 溫度等的測定數據。接著，若電池控制器3向所有的單位電池控制器l一l、 l一2、 l一3 發送異常標志符(flag)取得請求ALL—AF—R叫，則所有的單位電池控 制器l一l、 l一2、 l一3響應該請求而向電池控制器3發送各自所取得的 異常標志符AF。異常標志符包含各電池1A、 1B、 1C、 1D有無異常(過 電流、過放電)。接著，若電池控制器3向單位電池控制器l一2發送數據取得請求CC2 一D—Req，則單位電池控制器l一2響應該請求而向電池控制器3發送所 取得的數據CC2—D。接著，若電池控制器3向所有的單位電池控制器1 — 1、 1—2、 l一3 發送異常標志符取得請求ALL—AF—Req，則所有的單位電池控制器1 — 1、 l一2、 l一3響應該請求而向電池控制器3發送各自所取得的異常標志 符AF。這樣，重復進行以下處理向各單位電池控制器依次發送數據取得請 求的同時，在各個數據取得請求期間針對所有的單位電池控制器發送異常 標志取得請求。這樣，能夠一邊取得由各單位電池控制器所得到的各單位電池電壓、 溫度等的測定數據， 一邊在該期間內取得單位電池有無異常(過充電、過 放電)。其結果，電池控制器能夠實現下述電池控制，即緊急性高的單 位電池中有無異常的檢測、和考慮了各單位電池電壓取得而引起的內部電 阻偏差的影響。以往，當多個單位電池電壓中只要有一個電壓超過了單位電池的過充 電、過放電這樣的某規定值時，各單位電池控制器向電池控制器發送異常 標志符，由此能夠通過使用了最低1次的串行通信線的收發來獲知單位電 池有無異常(過充電、過放電)。然而，僅僅取得異常標志符，無法取得 各單位電池電壓，因此存在無法進行將各單位電池的內部電阻偏差的影響 也考慮的電池控制這樣的問題。但是，對這樣的問題而言，如上所述那樣 一邊取得各單位電池電壓時， 一邊在該期間內取得單位電池有無異常，通 過這樣，可以解決這樣的問題。圖5 (A)表示從電池控制器3向各單位電池控制器l一l、 l一2、 1 一3發送的串行通信的數據構成。從電池控制器3發送的數據由中斷字段 Brk—F、同步字段Sync—F、識別碼(identification) Id、數據字節DB1、 校驗和CS構成。中斷字段Brk—F是表示所發送的數據的開頭的字段，由規定時間連 續的的低電平的信號構成。同步字段Sync—F是低電平和高電平交替重復的信號，用于獲取數據 的同步。識別碼Id是用于確定詢問目標的單位電池控制器l一l、 l一2、 l一3 的數據。各單位電池控制器l一l、 l一2、 1—3被分配了固有的ID編號。 識別碼Id中描述了其ID編號。此外，還確定了用于向所有的單位電池控 制器l一l、 1—2、 1一3同時詢問的ID編號。數據字節DB1是表示詢問內容的數據。例如，請求單位電池控制器l 一l所管理的單位電池的電壓，或者向所有的單位電池控制器請求有無異 常標志符。校驗和CS是為了檢驗所發送的數據而使用的如奇偶校驗位那樣的信息。圖5 (B)表示從各單位電池控制器l一l、 l一2、 l一3向電池控制器 3發送的串行通信的數據構成。各單位電池控制器l一l、 l一2、 l一3所發 送的數據由中斷字段Brk—F、同步字段Sync—F、識別碼Id、數據字節 DB2、校驗和CS構成。中斷字段Brk—F、同步字段Sync—F和識別碼Id 是將從電池控制器3發送的數據復制后的數據。數據字節DB2除了從電池控制器3發送的詢問數據之外，還具有與 此對應的響應即單位電池的電壓、有無異常標志符的數據。校驗和CS是為了檢驗所發送的數據而使用的如奇偶校驗位的信息。接下來，使用圖6，對本實施方式的蓄電裝置的電池控制器所采用的 通信速度檢測機構36和接收定時校正機構37的動作進行說明。圖6是本發明的一實施方式的蓄電裝置中的電池控制器所采用的通信 速度檢測機構的動作說明圖。圖7是本發明的一實施方式的蓄電裝置中的 電池控制器所采用的接收定時校正機構的動作說明圖。通信速度檢測機構36，關注從輸入端子RX所輸入的數據內的同步字 段Sync—F，來計測各高電平和低電平的時間。如圖6所示，通信速度檢測機構36例如將各高電平的時間計測為tH1、 tH2、 tH3、 tH4，并且將各低電平的時間計測為tL1、 tL2、 tL3、 tL4。在此基礎 上，將各高電平的時間的平均值計算為tH以及將各低電平的時間的平均值計算為b再有，根據高低電平的平均值之和，計算出周期t^tH+tL。周期t被發送到運算機構33。在此，如果將從電池控制器3所發送的詢問數據的周期設為19.2kbps， 則數據的一個周期為52ps。運算機構33使用從通信速度檢測機構36所得到的周期t的數據，改 變向接收定時校正機構37送出的時鐘信號CLK的周期。在此，使用圖7，對接收定時校正機構37的動作進行說明。圖7 (A)表示從輸入端子RX輸入，由通信機構34輸出，并輸入到 接收定時校正機構37的數據信號。圖7 (B)表示運算機構33輸出，并 輸入到接收定時校正機構37的時鐘信號CLK。若不拘泥于本來的數據的周期為52ps，通信速度檢測機構36所檢測 出的數據周期t為50^is，則運算機構33將所輸出的時鐘信號CLK的周期t設為50ps。如圖7 (B)所示，時鐘信號CLK是高低電平反復的信號， 其周期為t。然后，接收定時校正機構37在時鐘信號CLK的高電平的上升沿定時 下取入圖7 (A)所示的輸入數據信號。從而，在圖7所示的例子中能夠 讀取L、 L、 L、 H、 H、 L的信號。所讀取的數據信號輸入到運算機構33。如圖l所示，采用以串級鏈利用串行通信SL1 SL8連接了多個單位 電池控制器2 — 1、 2—2、 2—3與電池控制器3的結構時，串行通信SL1 SL8的速度的偏差，因串聯連接多個單位電池控制器2—1、 2—2、 2 — 3 而增大，所以，當串行通信信號返回到電池控制器時，由于與從電池控制 器向單位電池控制器發送時的通信速度不同，因此有可能會發生比特的讀 取錯誤或者接收錯誤。然而，如本實施方式，能夠通過通信速度檢測機構36、運算機構33、 接收定時校正機構37而具有通信速度校正功能，由此來實現可靠的串行 通信。此外，如圖3中以虛線所示，通信速度檢測機構36和接收定時校正 機構37也能設置于單位電池控制器2。接下來，使用圖8，對搭載了本實施方式的蓄電裝置的混合動力汽車 的構成進行說明。圖8是表示搭載了本實施方式的蓄電裝置的混合動力汽車的構成的系 統框圖。混合動力汽車具備第一驅動力源即引擎ENG、第二驅動力源即電動發 電機M/G。電動發電機M/G作為驅動源即馬達動作，還作為發電機動作。 引擎ENG和電動發電機M/G所產生的驅動力由變速機T/M而變速，并傳 遞到后輪RR、 RL，來驅動后輪RR、 RL。引擎ENG其產生的驅動力由引擎控制器單元ECU所控制。引擎控制 器單元ECU根據引擎ENG所吸入的空氣量，控制燃料噴射量、燃料噴射 時期、點火時期等。電動發電機M/G是例如為三相同步馬達。當使電動發電機M/G作為 馬達動作時，在電池Ba中所蓄積的電力由轉換器(inverter) INV，從直 流電力變換為三相交流電力，并提供到電動發電機M/G。當使電動發電機M/G作為發電機動作時，電動發電機M/G的發電電力由轉換器INV，從 三相交流電力變換為直流電力，并續集到電池Ba。馬達控制器MC對轉 換器INV的動作進行控制。如圖1所示，電池Ba串聯連接有多個電池單元。而且，例如4個電 池單元為1個單位構成單位電池單元。單位電池控制器(CC)，與單位電 池單元對應地設置。單位電池控制器監視單位電池單元l一l。電池控制器(BC) 3構成為如圖2所示，通過單位電池控制器監視電 池Ba的狀態。車輛控制器單元VCU統一控制引擎控制器單元ECU、馬達控制器 MC、電池控制器(BC) 3。如上所述，根據本實施方式，當采用以串級鏈的串行通信連接了多個 單位電池控制器與電池控制器的結構時，通過使電池控制器具有通信速度 校正功能，能夠實現可靠的串行通信，并且能夠提高通信的可靠性。另外，當采用以串級鏈的串行通信連接了多個單位電池控制器與電池 控制器的結構時， 一邊取得由個單位電池控制器所取得的各單位電池電 壓、溫度等測定數據， 一邊在該期間內取得單位電池有無異常(過充電、 過放電)，通過這樣，電池控制器能夠實現下述的電池控制，即緊急性高 的單位電池中有無異常的檢測、和考慮了各單位電池的內部電阻偏差的影 響。從而，能提高蓄電池系統的可靠性和延長蓄電池的壽命。本發明的目的在于，應用于具備將多個單個單位電池組合后的組電池 的電源系統中，不限定于混合動力汽車或者電動汽車等車輛而能夠廣泛地 被利用。
權利要求
1、一種蓄電裝置，具有蓄電模塊，其串聯連接了多個組電池而成，該組電池串聯連接了多個電池單元而成；電池單元控制裝置，其與所述多個組電池的每一個對應地設置，具備多個控制電路，所述多個控制電路對對應的所述組電池的所述多個電池單元進行控制；和蓄電池管理控制裝置，其管理所述蓄電池模塊；所述多個控制電路和所述蓄電池管理控制裝置以環狀連接，所述控制電路或者所述蓄電池管理控制裝置具備通信速度檢測機構，其檢測從其他控制裝置或者其他控制電路所輸入的數據的通信速度；和接收定時校正機構，其根據由該通信速度檢測機構所檢測出的通信速度，校正從所述其他控制裝置或者其他控制電路所輸入的數據的接收定時。
2、 根據權利要求l所述的蓄電裝置，其特征在于， 所述多個控制電路分別檢測對應的所述組電池的所述多個電池單元的蓄電狀態，并以串行通信向所述蓄電池管理控制裝置傳遞該檢測出的蓄 電狀態。
3、 根據權利要求2所述的蓄電裝置，其特征在于， 所述蓄電狀態至少是所述電池單元的電壓和所述電池單元的有無異常；所述蓄電池管理控制裝置，以串行通信從所述控制電路交替地獲取與 所述各電池單元的電壓相關的信息和所有的所述電池單元的有無異常的"[曰息。
4、 一種蓄電池管理控制裝置，其搭載于蓄電裝置，所述蓄電裝置具 有蓄電模塊，其串聯連接了多個組電池而成，該組電池串聯連接了多個 電池單元而成；和電池單元控制裝置，其與所述多個組電池的每一個對應地設置，具備多個控制電路，所述多個控制電路對對應的所述組電池的所述多個電池單元進行控制；所述蓄電池管理控制裝置管理所述蓄電池模 塊，所述多個控制電路和所述蓄電池管理控制裝置以環狀連接，并且，具有通信速度檢測機構，其檢測從所述控制電路所輸入的數據的通 信速度；和接收定時校正機構，其根據由該通信速度檢測機構所檢測出的通信速 度，校正從所述其他控制裝置或者其他控制電路所輸入的數據的接收定 時。
5、 一種蓄電池管理控制裝置，其搭載于蓄電裝置，所述蓄電裝置具 有蓄電模塊，其串聯連接了多個組電池而成，該組電池串聯連接了多個 電池單元而成；和蓄電池管理控制裝置，其管理該蓄電模塊；所述蓄電池管理控制裝置與所述多個組電池的每一個對應地設置，并 具備多個控制電路，所述多個控制電路對對應的所述組電池的所述多個電 池單元進行控制；所述多個控制電路和所述蓄電池管理控制裝置以環狀連接，并且，具有通信速度檢測機構，其檢測從所述蓄電池管理控制裝置或者其 他所述控制電路所輸入的數據的通信速度；和接收定時校正機構，其根據由該通信速度檢測機構所檢測出的通信速 度，校正從所述其他控制裝置或者其他控制電路所輸入的數據的接收定 時。
6、 一種馬達驅動裝置，具有-蓄電裝置，該蓄電裝置具有蓄電模塊、電池單元控制裝置和蓄電池管 理控制裝置，其中，所述蓄電模塊串聯連接了多個將多個電池單元串聯連 接的組電池，所述電池單元控制裝置與所述多個組電池的每一個對應地設 置并具備多個控制電路，所述多個控制電路對對應的所述組電池的所述多 個電池單元進行控制，所述蓄電池管理控制裝置管理所述蓄電模塊； 控制器，其控制從所述蓄電裝置所供給的電力；和 馬達，其接受由該控制器所控制的電力并產生旋轉動力； 所述蓄電裝置，將所述多個控制電路和所述蓄電池管理控制裝置以環狀連接，并且，在所述控制電路或者所述蓄電池管理控制裝置具有通信 速度檢測機構，其檢測從其他控制裝置或者其他控制電路所輸入的數據的 通信速度；和接收定時校正機構，其根據由該通信速度檢測機構所檢測出 的通信速度，校正從所述其他控制裝置或者其他控制電路所輸入的數據的 接收定時。
全文摘要
本發明提供一種蓄電裝置、蓄電池管理控制裝置以及馬達驅動裝置。多個單位電池控制器(2)與電池控制器(3)以串級鏈的串行通信連接。電池控制器(3)或者單位電池控制器(2)具備通信速度檢測機構(36)，其檢測從其他控制器所輸入的數據的通信速度；和接收定時校正機構(37)，其根據由通信速度檢測機構所檢測出的通信速度，校正從所述其他控制裝置所輸入的數據的接收定時。從而，當采用以串級鏈的串行通信連接了多個單位電池控制器與電池控制器的結構時，提高串行通信的可靠性。
文檔編號H02J7/02GK101262141SQ20071016089
公開日2008年9月10日 申請日期2007年12月27日 優先權日2007年3月6日
發明者川田隆弘, 工藤彰彥, 江守昭彥, 河原洋平 申請人:日立車輛能源株式會社