专利名称：电池监视装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电池监视装置。
本申请对2011年10月7日申请的日本专利申请第2011-222858号主张优先权， 将其内容援引于此。
背景技术：
众所周知，在电动车或混合动力汽车等车辆，搭载了成为动力源的电动机和对该 电动机提供电力的高电压/大容量的电池。该高压电池由串联连接的多个锂离子电池或者 镍氢电池等组成的电池单元构成。
高压电池被分割为多个块，且在每个块设有检测电池单元的电压的电压检测电路 (例如专用的IC芯片)。各电压检测电路分别经由绝缘元件，与用于管理各电池单元的电压 检测数据的低压系统微机可通信地连接，并将属于各块的电池单元的电压检测数据发送给 上述低压系统微机(参照日本特开2009-17663号公报)。
如上所述，以往经由绝缘元件连接电源系统不同的电压检测电路(高压系统)与低 压系统微机，因此存在需要多个能够应对快速/多个通信线的绝缘元件，导致部件成本增 加的问题。发明内容
本发明鉴于上述情况而完成，其目的在于，提供一种减少绝缘元件的数目从而能 够实现低成本化的电池监视装置。
本发明采用以下结构以解决上述问题。
(I)本发明的第I方式是监视用于构成电池的各电池单元的电压状态的电池监视 装置，所述电池监视装置包含电压检测电路，设置于将所述电池分割为多个的每个块，检 测属于各块的电池单元的电压；管理电路，属于比所述电压检测电路的电源系统低电压的 电源系统，对所述电压检测电路的各电池单元的电压检测数据进行管理；通信方式变换器， 与所述电压检测电路属于相同电源系统，通过用于以时钟同步通信方式进行通信的第I通 信线，连接到所述电压检测电路，且通过用于以时钟非同步通信方式进行通信的第2通信 线，连接到所述管理电路；以及绝缘元件，插入到所述第2通信线，所述通信方式变换器将 经由所述第I通信线从各所述电压检测电路接收到的所述电压检测数据，经由所述第2通 信线发送给所述管理电路。
( 2 )在上述(I)中记载的电池监视装置中，所述电压检测电路也可以被菊花链连 接，且所述通信方式变换器经由所述第I通信线连接到所述电压检测电路之一。
(3 )在上述(2 )中记载的电池监视装置中，所述通信方式变换器也可以具有用于保 存数据的存储器。
(4)在上述(3)中记载的电池监视装置中，所述时钟同步通信方式可以是SPI，所 述时钟非同步通信方式可以是UART。
( 5 )在上述(I)中记载的电池监视装置中，所述通信方式变换器也可以具有用于保存数据的存储器。
(6)在上述(I)中记载的电池监视装置中，所述时钟同步通信方式可以是SPI，所述时钟非同步通信方式可以是UART。
(7)在上述(2)中记载的电池监视装置中，所述时钟同步通信方式可以是SPI，所述时钟非同步通信方式可以是UART。
图1是本实施方式的电池监视装置A的概略结构图。
图2是表示重调(Reprogramming)时的动作的流程图。
具体实施方式
以下，参照
本发明的一实施方式。图1是本实施方式的电池监视装置A 的概略结构图。本电池监视装置A监视构成高压电池B的各电池单元C的电压状态。如图1所示，具有四个电压检测电路1A、1B、1C、1D、高压侧微机2、低压侧微机3以及两个绝缘元件4、5。另外，电压检测电路1A、1B、1C、1D以及高压侧微机2是属于高压侧的电源系统的电路，低压侧微机3是属于低压侧的电源系统的电路。
高压电池B被分割为四个块B4，与块BI对应地设置电压检测电路1A，与块B2 对应地设置电压检测电路1B，与块B3对应地设置电压检测电路1C，与块B4对应地设置电压检测电路ID。
这些电压检测电路1A、1B、1C、1D是检测属于各自的各块的电池单元C的电压，且具有将其检测结果变换为数字数据(电压检测数据)的A/D变换功能以及与高压侧微机2的通信功能的专用的IC芯片。这些电压检测电路1A、1B、1C、ID进行菊花链(daisy chain)连接，最前级的电压检测电路ID经由SPI通信线LI连接到高压侧的微机2。
高压侧微机2是CPU (中央处理单元)、存储器、输入输出接口等一体组成的IC芯片，与电压检测电路1A、1B、1C、1D属于相同的高压侧的电源系统。该高压侧微机2经由用于通过时钟同步通信方式之一的SPI (连续外接口)进行通信的SPI通信线LI (第I通信线)，连接到电压检测电路1D，且经由用于通过时钟非同步通信方式之一的UART (通用异步收发机)进行通信的UART通信线L2 (第2通信线)，连接到低压侧微机3。
众所周知，SPI是与时钟同步地传输数据的三线式的串行通信方式。即，连接高压侧微机2与电压检测电路ID的SPI通信线LI由时钟线、芯片选择器线以及数据线(由于是双向通信，因此是两条)共计四条通信线构成。从而，菊花链连接的电压检测电压1A、1B、1C、 ID也分别通过四条通信线连接。
另一方面，UART是通过异步通信方式传输数据的非同步串行通信方式。S卩，连接高压侧微机2与低压侧微机3的UART通信线L2由发送用数据线(TX)以及接收用数据线 (RX)共计两条通信线构成。
这样的高压侧微机 2具有如下的通信方式变换器的功能将经由SPI通信线LI从电压检测电路1A、1B、1C、ID各自接收的电压检测数据，经由UART通信线L2发送给低压侧微机3，另一方面，将经由UART通信线L2从低压侧微机3接收到的控制数据(例如指令等)，经由SPI通信线LI分别发送给电压检测电路1A、1B、1C、1D。
低压侧微机3是CPU、存储器、输入输出接口等一体组成的IC芯片，属于比电压检 测电路1A、1B、1C、1D以及高压侧微机2的电源系统低电压的电源系统。该低电压侧微机3 经由UART通信线L2将控制数据发送给高压侧微机2，另一方面，具有对从高压侧微机2经 由UART通信线L2接收到的电压检测数据进行管理的管理电路的功能。
此外，该低电压微机3还具有如下功能与配置于外部的上位控制装置E可通信地 连接，根据来自上位控制装置E的命令，执行规定的处理，或者将经由高压侧微机2从各电 压检测电路1A、1B、1C、1D收集到的电压检测数据发送给上位控制装置E。
绝缘元件4例如是光电耦合器，插入到构成UART通信线L2的两条通信线中的一 条。同样，绝缘元件5例如是光电耦合器，插入到构成UART通信线L2的两条通信线中的另 一条。通过设置这些绝缘元件4、5，属于高压侧的电源系统的电路与属于低压侧的电源系统 的电路成为电绝缘状态。
接着，说明上述那样构成的本电池监视装置A的动作。
<电压检测时的动作>
首先，说明电压检测时的动作。若达到电压检测定时，则低压侧微机3对电压检测 电路IA经由UART通信线L2对高压侧微机2发送用于命令检测电压的指令。高压侧微机 2将经由UART通信线L2从低压侧微机3接收到的指令，经由SPI通信线LI分别发送给电 压检测电路1A、1B、1C、1D。
电压检测电路IA若基于芯片选择器信号而识别为上述指令是发往自己的指令， 则获取上述指令而分析低压侧微机3的命令，并根据该命令而检测属于块BI的电池单元C 的电压，并将其检测结果变换为电压检测数据。然后，电压检测电路IA将所获得的电压检 测数据经由电压检测电路1B、1C、1D以及SPI通信线LI而发送给高压侧微机2。
高压侧微机2将经由SPI通信线LI从电压检测电路IA接收到的电压检测数据， 经由UART通信线L2发送给低压侧微机3。低压侧微机3若从高压侧微机2经由UART通信 线L2接收到电压检测数据，则将该电压检测数据与块BI的电池单元C相关联地保存在内 部存储器中。
接着，低压侧微机3经由UART通信线L2对高压侧微机2发送用于命令电压检测 电路IB检测电压的指令。高压侧微机2将经由UART通信线L2从低压侧微机3接收到的 指令，经由SPI通信线LI分别发送给电压检测电路1A、1B、1C、1D。
电压检测电路IB若基于芯片选择器信号而识别为上述指令是发往自己的指令， 则获取上述指令而分析低压侧微机3的命令，并根据该命令检测属于块B2的电池单元C的 电压，并将其检测结果变换为电压检测数据。然后，电压检测电路IB将获得的电压检测数 据经由电压检测电路1C、1D以及SPI通信线LI发送给高压侧微机2。
高压侧微机2将经由SPI通信线LI从电压检测电路IB接收到的电压检测数据， 经由UART通信线L2发送给低压侧微机3。低压侧微机3若经由UART通信线L2从高压侧 微机2接收到电压检测数据，则将该电压检测数据与块B2的电池单元C相关联地保存在内 部存储器中。
接着，低压侧微机3经由UART通信线L2对高压侧微机2发送用于对电压检测电 路IC命令检测电压的指令。高压侧微机2将经由UART通信线L2从低压侧微机3接收到的指令，经由SPI通信线LI分别发送给电压检测电路1A、1B、1C、1D。
电压检测电路IC若基于芯片选择器信号识别到上述指令是发往自己的指令，则 获取上述指令而分析低压侧微机3的命令，并根据该命令检测属于块B3的电池单元C的电 压，并将其检测结果变换为电压检测数据。然后，电压检测电路IC将获得的电压检测数据 经由电压检测电路ID以及SPI通信线LI发送给高压侧微机2。
高压侧微机2将经由SPI通信线LI从电压检测电路IB接收到的电压检测数据， 经由UART通信线L2发送给低压侧微机3。低压侧微机3若经由UART通信线L2从高压侧 微机3接收到电压检测数据，则将该电压检测数据与块B3的电池单元C相关联地保存在内 部存储器中。
接着，低压侧微机3经由UART通信线L2对高压侧微机2发送用于命令电压检测 电路ID检测电压的指令。高压侧微机2将经由UART通信线L2从低压侧微机3接收到的 指令，经由SPI通信线LI分别发送给电压检测电路1A、1B、1C、1D。
电压检测电路ID若基于芯片选择器信号识别为上述指令是发往自己的指令，则 获取上述指令而分析低压侧微机3的命令，并根据该命令检测属于块B3的电池单元C的电 压，并将其检测结果变换为电压检测数据。然后，电压检测电路ID将获得的电压检测数据， 经由SPI通信线LI而发送给高压侧微机2。
高压侧微机2将经由SPI通信线LI从电压检测电路IB接收到的电压检测数据， 经由UART通信线L2发送给低压侧微机3。低压侧微机3若经由UART通信线L2从高压侧 微机2接收到电压检测数据，则将该电压检测数据与块B4的电池单元C相关联地保存在内 部存储器中。
通过如上所述的动作，在每次电压检测定时到来时，能够收集构成电池B的各电 池单元C的电压检测数据。另外，有时低压侧微机3还根据来自上位控制装置E的命令，将 保存在内部存储器中的电压检测数据发送给上位控制装置E。
<重调时的动作>
接着，说明重调时的动作。另外，这里重调是指改写在上位控制装置E、或者是电池 监视装置A的高压侧微机2或低压侧微机3中保存的现有数据(程序等)。
如图2所示，上位控制装置E从未图示的重调用改写装置读取重调用数据(步骤 SI )，并判定该重调用数据(改写用数据)是上位控制装置E的数据还是电池监视装置A的数 据(步骤S2)。上位控制装置E在上述步骤S2中判定为重调用数据是上位控制装置E的数 据的情况下，利用该重调用数据，进行改写对象数据的改写(步骤S3)。
另一方面，上述控制装置E在上述步骤S2中判定为重调用数据是电池监视装置A 的数据的情况下，将该重调用数据发送给电池监视装置A (步骤S4)。然后，在电池监视装 置A中，低压侧微机3或者高压侧微机2将重调用数据暂时保存于内部存储器中(步骤S5)。 此后，利用保存于内部存储器中的重调用数据，进行改写对象数据的改写(步骤S6)。
这样，在重调时，根据从重调用改写装置读入的重调用数据，使上位控制装置E与 电池监视装置A的改写处理分开，且通过分离上位控制装置E与电池监视装置A的重调作 业，能够缩短重调作业时间。
如以上说明那样，根据本实施方式，采用将在对高压电池B的每个块设置的各电 压检测电路1A、1B、1C、1D中获得的电压检测数据经由高压侧微机2发送给低压侧微机3的结构，因此减少绝缘元件4、5的数目(两个即可)，从而能够实现低成本化。此外，高压侧微 机2通过比较低速的时钟非同步通信方式之一的UART将电压检测数据发送给低压侧微机 3，因此能够利用应对低速的廉价的绝缘元件4、5。
另外，本发明并不限定于上述实施方式，可举出以下的变形例。
例如，在上述实施方式中，例示了高压电池B被分割为四个块Bl、4的情况，但本 发明并不限定于此，也可以根据高压电池B的块数目适当地改变电压检测电路的数目。
此外，在上述实施方式中，例示了作为时钟同步通信方式而利用SP1、作为时钟非 同步通信方式而利用UART的情况，但也可以采用除此之外的通信方式。
此外，在上述实施方式中，例示了将电压检测电路1A、1B、1C、1D进行菊花链连接 的情况，但也可以采用对SPI通信线LI并联连接电压检测电路1A、1B、1C、1D的总线连接类 型的结构。
以上，说明了本发明的优选实施例，但本发明并不限定于这些实施例。在不脱离本 发明的宗旨的范围内，能够进行结构的附加、省略、置换以及其他的变更。本发明并不限定 于上述的说明，仅限定于所附权利要求书。
权利要求
1.一种电池监视装置，监视用于构成电池的各电池单元的电压状态，其特征在于，包含: 电压检测电路，设置于将所述电池分割为多个的每个块，检测属于各块的电池单元的电压； 管理电路，属于比所述电压检测电路的电源系统低电压的电源系统，对所述电压检测电路的各电池单元的电压检测数据进行管理； 通信方式变换器，与所述电压检测电路属于相同电源系统，通过用于以时钟同步通信方式进行通信的第I通信线，连接到所述电压检测电路，且通过用于以时钟非同步通信方式进行通信的第2通信线，连接到所述管理电路；以及绝缘元件，插入到所述第2通信线， 所述通信方式变换器将经由所述第I通信线从各所述电压检测电路接收到的所述电压检测数据，经由所述第2通信线发送给所述管理电路。
2.如权利要求1所述的电池监视装置，其特征在于， 所述电压检测电路被菊花链连接， 所述通信方式变换器经由所述第I通信线连接到所述电压检测电路之一。
3.如权利要求2所述的电池监视装置，其特征在于， 所述通信方式变换器具有用于保存数据的存储器。
4.如权利要求3所述的电池监视装置，其特征在于， 所述时钟同步通信方式是SPI，所述时钟非同步通信方式是UART。
5.如权利要求1所述的电池监视装置，其特征在于， 所述通信方式变换器具有用于保存数据的存储器。
6.如权利要求1所述的电池监视装置，其特征在于， 所述时钟同步通信方式是SPI，所述时钟非同步通信方式是UART。
7.如权利要求2所述的电池监视装置，其特征在于， 所述时钟同步通信方式是SPI，所述时钟非同步通信方式是UART。
全文摘要
本发明涉及电池监视装置。该电池监视装置是对构成电池的各电池单元的电压状态进行监视的电池监视装置，包含电压检测电路，管理电路，对所述电压检测电路的各电池单元的电压检测数据进行管理；通信方式变换器，通过用于以时钟同步通信方式进行通信的第1通信线，连接到所述电压检测电路，且通过用于以时钟非同步通信方式进行通信的第2通信线，连接到所述管理电路；以及绝缘元件，插入到所述第2通信线，所述通信方式变换器将经由所述第1通信线从各所述电压检测电路接收到的所述电压检测数据，经由所述第2通信线发送给所述管理电路。
文档编号G01R31/36GK103033757SQ20121037118
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月28日 优先权日2011年10月7日
发明者鎌田诚二, 阿部秀文 申请人:株式会社京滨