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(fā)明涉及對車載或者電源用2次電池(蓄電池鋰電池)的狀態(tài)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(batterycontroller)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(guī)定數(shù)的單位電池彼此區(qū)分。將區(qū)分后的整體稱為蓄電模塊?，F(xiàn)有的蓄電裝置包括將串聯(lián)連接了多個單位電池的蓄電模塊進一步串聯(lián)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(fā)數(shù)據(jù)。公知多種蓄電裝置，這些蓄電裝置是以環(huán)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I、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I :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(fā)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(baud rate)發(fā)生變化。另外，因串行通信的信號波形邊沿(edge)的失真(々i >9 )、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(fā)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(tài)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(fā)送時的通信速度不同，所以有可能會發(fā)生比特(bit)的讀取錯誤或者接收錯誤。

發(fā)明內容
本發(fā)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。
(I)為了達到上述目的，本發(fā)明是一種蓄電裝置，具有蓄電模塊，其串聯(lián)連接了多個組電池而成，該組電池串聯(lián)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(huán)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(shù)據(jù)的通信速度；和接收定時校正機構，其根據(jù)由該通信速度檢測機構所檢測出的通信速度，校正對從所述其他控制裝置或者其他控制電路所輸入的數(shù)據(jù)進行取入的周期。根據(jù)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(I)中，優(yōu)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(tài)，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(tài)。(3)在上述(2)中，優(yōu)選地，所述蓄電狀態(tài)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(fā)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(lián)連接了多個組電池而成，該組電池串聯(lián)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(huán)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(shù)據(jù)的通信速度；和接收定時校正機構，其根據(jù)由該通信速度檢測機構所檢測出的通信速度，校正對從所述其他控制裝置或者其他控制電路所輸入的數(shù)據(jù)進行取入的周期。根據(jù)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。(5)另外，為了達到上述目的，本發(fā)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(lián)連接了多個組電池而成，該組電池串聯(lián)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(huán)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(shù)據(jù)的通信速度；和接收定時校正機構，其根據(jù)由該通信速度檢測機構所檢測出的通信速度，校正對從所述其他控制裝置或者其他控制電路所輸入的數(shù)據(jù)進行取入的周期。根據(jù)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(fā)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(lián)連接了多個將多個電池單元串聯(lián)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(huán)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(shù)據(jù)的通信速度；和接收定時校正機構，其根據(jù)由該通信速度檢測機構所檢測出的通信速度，校正對從所述其他控制裝置或者其他控制電路所輸入的數(shù)據(jù)進行取入的周期。根據(jù)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(fā)明效果)根據(jù)本發(fā)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I是表示本發(fā)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(fā)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(fā)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(fā)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(fā)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(shù)據(jù)構成圖。圖6是本發(fā)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(fā)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(fā)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(tǒng)框圖。圖中1-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I 圖8，對本發(fā)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1，對實施方式的蓄電裝置的整體構成進行說明。圖I是表示本發(fā)明的一實施方式的蓄電裝置的整體構成的框圖。在圖I中4個電池單元1A、1B、1C、ID串聯(lián)連接而成為I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(lián)連接了 3個單位電池單元1-1、1_2、1-3，所連接的單位電池單元I的數(shù)量例如為12個。由12個串聯(lián)連接的單位電池單元I來構成蓄電模塊。在該情況下，蓄電模塊的電壓為大約170V。當例如需要300V以上的電壓時，串聯(lián)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1-1進行監(jiān)視。單位電池控制器2-2、2-3監(jiān)視單位電池單元1-2、1-3。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、IBUCUD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的輸入端子則、82、83、84分別經由電阻1 1、1 2、1 3、1 4，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IA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,經由如光稱合器(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1-3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(huán)狀即串級鏈(daisychain)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I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(shù)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(shù)量。此外，在圖I中將4個電池單元1A、1B、1C、ID串聯(lián)連接而構成I個單位的單位電池單元1-1，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(lián)連接的單位電池單元1-1、1-2、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(lián)連接的單位電池單元1-1、1-2、1-3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C0M，向上位的控制器通報蓄電模塊的狀態(tài)。由串聯(lián)連接的單位電池單元1-1、1-2、1-3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(fā)電機(motor generator)。將電動發(fā)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(fā)電機用作發(fā)電機時，將由發(fā)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(jié)器(regulator) 1C、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(shù)量而進行集成化、單芯片化或者SiP (System in Package)化，由此能夠由I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I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(fā)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I相同的符號表示同一部分。另外，圖I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I個半導體裝置(單位電池控制器IC)構成。另外，圖I所示的單位電池單元1-1、1_2、1-3是均為同樣的構成，因此這里圖示為單位電池單元I。單位電池單元I由電池單元1A、1B、1C、ID構成。在圖2中，單位電池單元I的電池單元IA的正端子經由輸入端子Vl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Vl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I的電池單元IA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I的電池單元IB的負端子，電池單元IC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I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I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I的電力變換為規(guī)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。另外，電壓檢測機構22檢測單位電池單元I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ΙΑ、1B、1C、1D，存儲由電壓檢測機構22所檢測出的單位電池單元I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I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(fā)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I調整各電池單元ΙΑ、1B、1C、ID間的電壓的通信命令等使特定的單位電池控制器IC動作的指令。在絕緣機構4A中，不是向通信機構27直接發(fā)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(fā)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I的電池單元IA的正端子經由電阻Rl而與BI端子連接。在單位電池單元I的電池單元IA的兩端子間，插入連接有與電阻Rl串聯(lián)連接的平衡開關28A。另外，單位電池I的電池單元IB的正端子經由電阻R2而與B2端子連接。在單位電池單元I的電池單元IB的兩端子間，插入連接有與電阻R2串聯(lián)連接的平衡開關28B。另外，單位電池I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I的電池單元IC的兩端子間，插入連接有與電阻R3串聯(lián)連接的平衡開關28C。再有，單位電池I的電池單元ID的正端子經由電阻R4而與B4端子連接。在單位電池單元I的電池單元ID的兩端子間，插入連接有與電阻R4串聯(lián)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I的各串聯(lián)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、IBUCUD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(fā)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I同樣的符號表示同樣的部分。而且，電池控制器3由I個半導體裝置(電池控制器IC)構成。選擇機構30選擇由圖I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(shù)字信號，并輸出到運算機構33。運算機構33對這些測定數(shù)據(jù)進行處理，并使用通信機構35向上位系統(tǒng)發(fā)送。上位系統(tǒng)是例如混合動力汽車用途中根據(jù)車輛控制器(vehicular controller)或者馬達控制器等的蓄電池的狀態(tài)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(shù)據(jù)，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(guī)定串行通信的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)。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(fā)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(fā)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(fā)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(fā)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(shù)據(jù)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1-1發(fā)送數(shù)據(jù)取得請求CCl-D-Req,則單位電池控制器1_1響應該請求而向電池控制器3發(fā)送所取得的數(shù)據(jù)CC1-D。作為數(shù)據(jù)CC1-D，除了單位電池控制器1-1所管理的各單位電池1A、1B、1C、1D的電池電壓夕卜，還包含溫度等的測定數(shù)據(jù)。接著，若電池控制器3向所有的單位電池控制器1-1、1-2、1-3發(fā)送異常標志符(flag)取得請求ALL-AF-Req，則所有的單位電池控制器1_1、1_2、1_3響應該請求而向電池控制器3發(fā)送各自所取得的異常標志符AF。異常標志符包含各電池ΙΑ、1B、1C、ID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1-2發(fā)送數(shù)據(jù)取得請求CC2-D-Req，則單位電池控制器1-2響應該請求而向電池控制器3發(fā)送所取得的數(shù)據(jù)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、1-3發(fā)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、1_2、1_3響應該請求而向電池控制器3發(fā)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(fā)送數(shù)據(jù)取得請求的同時，在各個數(shù)據(jù)取得請求期間針對所有的單位電池控制器發(fā)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(shù)據(jù)，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(xiàn)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(guī)定值時，各單位電池控制器向電池控制器發(fā)送異常標志符，由此能夠通過使用了最低I次的串行通信線的收發(fā)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1-1、1-2、1-3發(fā)送的串行通信的數(shù)據(jù)構成。從電池控制器3發(fā)送的數(shù)據(jù)由中斷字段Brk-F、同步字段Sync-FdPjiJH(identification) Id、數(shù)據(jù)字節(jié)DB1、校驗和CS構成。中斷字段Brk-F是表示所發(fā)送的數(shù)據(jù)的開頭的字段，由規(guī)定時間連續(xù)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(shù)據(jù)的同步。識別碼Id是用于確定詢問目標的單位電池控制器1-1、1-2、1-3的數(shù)據(jù)。各單位電池控制器1-1、1-2、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1-1、1_2、1-3同時詢問的ID編號。數(shù)據(jù)字節(jié)DBl是表示詢問內容的數(shù)據(jù)。例如，請求單位電池控制器1-1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(fā)送的數(shù)據(jù)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1-1、1_2、1-3向電池控制器3發(fā)送的串行通信的數(shù)據(jù)構成。各單位電池控制器1-1、1_2、1-3所發(fā)送的數(shù)據(jù)由中斷字段Brk-F、同步字段Sync-FdPjjH Id、數(shù)據(jù)字節(jié)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(fā)送的數(shù)據(jù)復制后的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)字節(jié)DB2除了從電池控制器3發(fā)送的詢問數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)。校驗和CS是為了檢驗所發(fā)送的數(shù)據(jù)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(fā)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(fā)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(shù)據(jù)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tu、沁、tu、tM。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再有，根據(jù)高低電平的平均值之和，計算出周期t = tH+tLo周期t被發(fā)送到運算機構33。在此，如果將從電池控制器3所發(fā)送的詢問數(shù)據(jù)的周期設為19. 2kbps，則數(shù)據(jù)的一個周期為52 μ S。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(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)的周期為52 μ S，通信速度檢測機構36所檢測出的數(shù)據(jù)周期t為50 μ S，則運算機構33將所輸出的時鐘信號CLK的周期t設為50 μ S。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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)信號輸入到運算機構33。如圖I所示，采用以串級鏈利用串行通信SLl 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SLl SL8的速度的偏差，因串聯(lián)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(fā)送時的通信速度不同，因此有可能會發(fā)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(xiàn)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(tǒng)框圖?；旌蟿恿ζ嚲邆涞谝或寗恿υ醇匆鍱NG、第二驅動力源即電動發(fā)電機Μ/G。電動發(fā)電機Μ/G作為驅動源即馬達動作，還作為發(fā)電機動作。引擎ENG和電動發(fā)電機Μ/G所產生的驅動力由變速機T/Μ而變速，并傳遞到后輪RR、RL,來驅動后輪RR、RL。引擎ENG其產生的驅動力由弓丨擎控制器單元E⑶所控制。弓丨擎控制器單元E⑶根據(jù)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(fā)電機Μ/G是例如為三相同步馬達。當使電動發(fā)電機Μ/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(fā)電機Μ/G。當使電動發(fā)電機Μ/G作為發(fā)電機動作時，電動發(fā)電機Μ/G的發(fā)電電力由轉換器INV，從三相交流電力變換為直流電力，并續(xù)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I所示，電池Ba串聯(lián)連接有多個電池單元。而且，例如4個電池單元為I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(jiān)視單位電池單元1-1。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(jiān)視電池Ba的狀態(tài)。車輛控制器單元VCU統(tǒng)一控制引擎控制器單元E⑶、馬達控制器MC、電池控制器(BC) 3。如上所述，根據(jù)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(xiàn)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(shù)據(jù)，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(xiàn)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(tǒng)的可靠性和延長蓄電池的壽命。本發(fā)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(tǒng)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(lián)電連接多個單位電池單元而成，所述單位電池單元具有串聯(lián)電連接的多個電池單元； 第一控制裝置，其與多個所述單位電池單元的每一個對應地設置，并與對應的單位電池單元所具有的多個電池單元的每一個電連接； 第一信號傳送路徑，其通過串聯(lián)電連接多個所述第一控制裝置而構成，在多個所述第一控制裝置之間串聯(lián)傳送信號； 第二控制裝置；和 第二信號傳送路徑，其具有對電連接進行絕緣的絕緣機構，在串聯(lián)電連接的多個所述第一控制裝置和所述第二控制裝置之間經由所述絕緣機構傳送信號， 由所述第一信號傳送路徑以及所述第二信號傳送路徑傳送的信號具有包含同步字段、數(shù)據(jù)字節(jié)在內的多個區(qū)域，是由高電平以及低電平的多個信號構成的串行數(shù)據(jù)信號， 多個所述第一控制裝置的每一個或者所述第二控制裝置具有 速度檢測部，其從寫入從其他控制裝置輸入的串行數(shù)據(jù)信號的同步字段中的信號中，來檢測串行數(shù)據(jù)信號的速度； 接收定時規(guī)定信號輸出部，其根據(jù)由所述速度檢測部檢測出的速度，來輸出用于對串行數(shù)據(jù)信號的接收定時進行規(guī)定的信號；和 信號讀入部，其按照所述接收定時規(guī)定信號的定時，來讀入串行數(shù)據(jù)信號。
2.根據(jù)權利要求I所述的蓄電裝置，其中， 所述速度檢測部計算所述串行數(shù)據(jù)信號的同步字段的高電平以及低電平的各個信號的平均時間，根據(jù)高電平以及低電平的各個信號的平均時間之和來計算串行數(shù)據(jù)信號的周期，將該計算出的串行數(shù)據(jù)信號的周期輸出到接收定時規(guī)定信號輸出部。
3.根據(jù)權利要求2所述的蓄電裝置，其中， 所述接收定時規(guī)定信號輸出部將與從所述速度檢測部輸出的串行數(shù)據(jù)信號的周期相同的周期的接收定時規(guī)定信號輸出到所述信號讀入部， 所述接收定時規(guī)定信號是由高電平以及低電平的多個信號構成的高電平以及低電平的重復信號。
4.根據(jù)權利要求3所述的蓄電裝置，其中， 所述信號讀入部按照所述接收定時規(guī)定信號的高電平信號的上升定時，來讀入串行數(shù)據(jù)信號。
5.根據(jù)權利要求I所述的蓄電裝置，其中， 多個所述第一控制裝置分別檢測對應的單位電池單元所具有的多個電池單元的每一個的電壓以及異常， 所述第二控制裝置將請求獲取在多個所述第一控制裝置的每一個中檢測出的多個電池單元的電壓的指令、或者請求獲取對在多個所述第一控制裝置的每一個中檢測出的電池單元的異常進行表示的異常標志的指令寫入所述串行數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)字節(jié)中，并輸出到所述第二信號傳送路徑。
6.根據(jù)權利要求5所述的蓄電裝置，其中， 所述第二控制裝置對多個所述第一控制控制依次發(fā)送將請求獲取所述電池單元的電壓的指令寫入數(shù)據(jù)字節(jié)中的串行數(shù)據(jù)信號，并且在將請求獲取所述電池單元的電壓的指令寫入數(shù)據(jù)字節(jié)的串行數(shù)據(jù)信號的發(fā)送之后，在發(fā)送下一個請求獲取所述電池單元的電壓的指令寫入數(shù)據(jù)字節(jié)中的串行數(shù)據(jù)信號之間，對所有的多個所述第一控制裝置發(fā)送將請求獲取表示所述電池單元的異常的異常標志的指令寫入數(shù)據(jù)字節(jié)中的串行數(shù)據(jù)信號， 多個所述第一控制裝置分別響應將請求獲取所述電池單元的電壓的指令寫入數(shù)據(jù)字節(jié)中的串行數(shù)據(jù)信號，將對應的單位電池單元所具有的多個電池單元的每一個的電壓相關的數(shù)據(jù)寫入接收到的串行數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)字節(jié)中，并輸出到所述第一信號傳送路徑或所述第二信號傳送路徑，并 且響應請求獲取表示所述電池單元的異常的異常標志的指令寫入數(shù)據(jù)字節(jié)中的串行數(shù)據(jù)信號，將表示對應的單位電池單元所具有的多個電池單元的異常的異常標志寫入接收到的串行數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)字節(jié)中，并輸出到所述第一信號傳送路徑或所述第二信號傳送路徑， 所述第二控制裝置經由所述第二信號傳送路徑交替輸入將電池單元的電壓相關的數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)字節(jié)中的串行數(shù)據(jù)信號、和將表示電池單元的異常的異常標志寫入數(shù)據(jù)字節(jié)中的串行數(shù)據(jù)信號。
7.根據(jù)權利要求I所述的蓄電裝置，其中， 多個所述第一控制裝置分別由集成電路構成。
8.根據(jù)權利要求I所述的蓄電裝置，其中， 由所述第一信號傳送路徑以及所述第二信號傳送路徑構成環(huán)狀的信號傳送路徑。
9.根據(jù)權利要求I所述的蓄電裝置，其中， 所述串行數(shù)據(jù)信號具有寫入對所述第一控制裝置進行確定的ID編號的信息的識別碼的區(qū)域。
10.一種單元控制裝置，該單元控制裝置搭載于蓄電裝置，并經由具有對電連接進行絕緣的絕緣機構的信號傳送路徑與電池控制裝置進行通信，其中，所述蓄電裝置具有蓄電模塊，其串聯(lián)電連接多個單位電池單元而成，所述單位電池單元具有串聯(lián)電連接的多個電池單元；和所述電池控制裝置， 所述單元控制裝置具有 集成電路，其與多個所述單位電池單元的每一個對應地設置，并與對應的單位電池單元所具有的多個電池單元的每一個電連接；和 信號傳送路徑，其通過串聯(lián)電連接多個所述集成電路而構成，在多個所述集成電路之間串聯(lián)傳送經由具有所述絕緣機構的信號傳送路徑而在與所述電池控制裝置之間進行授受的信號， 在串聯(lián)電連接的多個所述集成電路和所述電池控制裝置之間進行授受的信號具有包含同步字段、數(shù)據(jù)字節(jié)在內的多個區(qū)域，是由高電平以及低電平的多個信號構成的串行數(shù)據(jù)信號， 多個所述集成電路分別具有 速度檢測部，其從寫入從其他集成電路或所述電池控制裝置輸入的串行數(shù)據(jù)信號的同步字段中的信號中，來檢測串行數(shù)據(jù)信號的速度； 接收定時規(guī)定信號輸出部，其根據(jù)由所述速度檢測部檢測出的速度，來輸出用于對串行數(shù)據(jù)信號的接收定時進行規(guī)定的信號；和信號讀入部，其按照所述接收定時規(guī)定信號的定時，來讀入串行數(shù)據(jù)信號。
11.根據(jù)權利要求10所述的單元控制裝置，其中， 所述速度檢測部計算所述串行數(shù)據(jù)信號的同步字段的高電平以及低電平的各個信號的平均時間，根據(jù)高電平以及低電平的各個信號的平均時間之和來計算串行數(shù)據(jù)信號的周期，將該計算出的串行數(shù)據(jù)信號的周期輸出到接收定時規(guī)定信號輸出部。
12.根據(jù)權利要求11所述的單元控制裝置，其中， 所述接收定時規(guī)定信號輸出部將與從所述速度檢測部輸出的串行數(shù)據(jù)信號的周期相同的周期的接收定時規(guī)定信號輸出到所述信號讀入部， 所述接收定時規(guī)定信號是由高電平以及低電平的多個信號構成的高電平以及低電平 的重復信號。
13.根據(jù)權利要求12所述的單元控制裝置，其中， 所述信號讀入部按照所述接收定時規(guī)定信號的高電平信號的上升定時，來讀入串行數(shù)據(jù)信號。
14.一種集成電路，該集成電路與串聯(lián)電連接了具有串聯(lián)電連接的多個電池單元的單位電池單元的多個單位電池單元的每一個對應地設置，并與對應的單位電池單元所具有的多個電池單元的每一個電連接，并且該集成電路串聯(lián)電連接來使用，以便構成串聯(lián)傳送具有包含同步字段、數(shù)據(jù)字節(jié)在內的多個區(qū)域并由高電平以及低電平的多個信號構成的串行數(shù)據(jù)信號的信號傳送路徑， 所述集成電路具有 多個電壓輸入端子，輸入電連接的多個電池單兀的每一個的電壓； 選擇部，其選擇經由多個電壓輸入端子而輸入的多個電壓并輸出； 電壓檢測部，其檢測從所述選擇部輸出的電壓； 信號輸入端子，其輸入所述串行數(shù)據(jù)信號； 信號輸出端子，其輸出所述串行數(shù)據(jù)信號； 通信部，其接收經由所述信號輸入端子輸入的串行數(shù)據(jù)信號； 速度檢測部，其從寫入由所述通信部接收到的串行數(shù)據(jù)信號的同步字段中的信號中，來檢測串行數(shù)據(jù)信號的速度； 接收定時規(guī)定信號輸出部，其根據(jù)由所述速度檢測部檢測出的速度，來輸出用于對串行數(shù)據(jù)信號的接收定時進行規(guī)定的信號；和 信號讀入部，其按照所述接收定時規(guī)定信號的定時，來讀入串行數(shù)據(jù)信號。
15.根據(jù)權利要求14所述的集成電路，其中， 所述速度檢測部計算所述串行數(shù)據(jù)信號的同步字段的高電平以及低電平的各個信號的平均時間，根據(jù)高電平以及低電平的各個信號的平均時間之和來計算串行數(shù)據(jù)信號的周期，將該計算出的串行數(shù)據(jù)信號的周期輸出到接收定時規(guī)定信號輸出部。
16.根據(jù)權利要求15所述的集成電路，其中， 所述接收定時規(guī)定信號輸出部將與從所述速度檢測部輸出的串行數(shù)據(jù)信號的周期相同的周期的接收定時規(guī)定信號輸出到所述信號讀入部， 所述接收定時規(guī)定信號是由高電平以及低電平的多個信號構成的高電平以及低電平的重復信號。
17.根據(jù)權利要求16所述的集成電路，其中， 所述信號讀入部按照所述接收定時規(guī)定信號的高電平信號的上升定時，來讀入串行數(shù)據(jù)信號。
全文摘要
本發(fā)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(shù)據(jù)的通信速度；和接收定時校正機構(37)，其根據(jù)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(shù)據(jù)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H02J7/00GK102655337SQ20121009803
公開日2012年9月5日 申請日期2007年12月27日 優(yōu)先權日2007年3月6日
發(fā)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