(57)【要約】【課題】  信号線上のノイズの影響を回避可能な蓄電池監視装置を提供する。【解決手段】  比較例（Ａ）において、信号線上にノイズが印加されると、受信回路を有する蓄電池監視装置にノイズが印加されてしまうが、本発明（Ｂ）の蓄電池監視装置において、信号線上に配置されるトランス１６，２６は、蓄電池監視ユニット１４，２４と共通ＧＮＤにてコンデンサ１５，１５，１５，１５，２５，２５，２５，２５で接地されている。信号線上にノイズが印加されてもコンデンサ接地されたトランス２６で跳ね返して蓄電池監視ユニット２４にノイズが印加されることを回避することができる。コンデンサ接地されたトランス２６の等価回路（Ｃ）によれば、トランス２６にバイパスコンデンサが付加されて、信号線上にノイズが印加されても信号線間の電圧を維持することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１コネクタと、
前記第１コネクタとハーネスで接続される第２コネクタと、
送信回路からの差動信号を受けて前記第１コネクタまで通過させる第１のトランスと、
前記第２コネクタからの前記差動信号を受けて受信回路まで通過させる第２のトランスと、
複数のセルからなる第１蓄電池と、
別の複数のセルからなる第２蓄電池と、
前記第１蓄電池の第１電圧を監視可能な第１蓄電池監視ユニットであって、前記第１電圧に関する情報を前記差動信号で送信する前記送信回路を含む前記第１蓄電池監視ユニットと、
前記第２蓄電池の第２電圧を監視可能な第２蓄電池監視ユニットであって、前記差動信号で送信された前記第１電圧に関する情報を受信する前記受信回路を含む前記第２蓄電池監視ユニットと、
を備え、
前記第１及び前記第２のトランスは、それぞれ、前記第１及び前記第２の蓄電池監視ユニットと共通ＧＮＤにてコンデンサで接地されていることを特徴とする蓄電池監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、電気自動車等の車載に搭載されるリチウムイオン電池等の蓄電池の電圧を監視する装置（蓄電池監視装置）に関し、特に、２つの蓄電池監視装置（２つの蓄電池監視ユニット）間において情報を送受信する時に、信号線上のノイズの影響を回避することができる蓄電池監視装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、蓄電装置を開示し、特許文献１の図１において、蓄電装置を制御する制御装置１と、電池電圧を監視する複数の電池監視装置２（電池監視ユニット）と、が図示されている。制御装置１と１番目の電池監視装置２（電池監視ユニット）とは、信号配線６を介して通信可能であり、１番目の電池監視装置２（電池監視ユニット）と２番目の電池監視装置２（電池監視ユニット）とは、信号配線７を介して通信可能である。
【０００３】
なお、特許文献１の図４によれば、電池監視装置２（電池監視ユニット）内の通信インターフェース回路１２は、信号配線７を介して送受信可能な送信用差動増幅器１８ｄ（広義には、送信用差動回路、より広義には、送信回路）及び受信用差動増幅器１８ｃ（広義には、受信用差動回路、より広義には、受信回路）を備えることができる（特許文献１の段落［００４０］）。
【０００４】
特許文献２は、電圧検出装置を開示し、特許文献２の図３において、プロセッサ８０と、複数の集積回路３０ａ，３０ｂ，３０ｃ（複数のユニット）と、が図示されている。デイジーチェーン方式で接続された隣接する集積回路３０ａ，３０ｂ，３０ｃ（隣接するユニット）間は、信号を送受信可能であり、最後の集積回路３０ｃ（最後のユニット）は、絶縁素子５０を介して信号をプロセッサ８０に送信可能である。
【０００５】
なお、特許文献２の図４を参照すれば、セル電圧センサ基板７とバッテリＥＣＵ基板６との間には、例えばフォトカプラである絶縁素子５０だけでなく、例えばパルストランスである絶縁トランス（広義には、絶縁回路）で構成されるＤＣ／ＤＣ変換器４０も設けられ、特許文献２の図３のプロセッサ８０側からのＰＷＭ信号は、電池セル群１０の各セル電圧のサンプリングタイミングとして、各集積回路３０ａ，３０ｂ，３０ｃに入力又は受信される（特許文献２の段落［００４６］、［００４７］、［００４９］）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１１０２５９号公報
【特許文献２】特開２０１５−２２０８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
デイジーチェーン方式で接続された複数の蓄電池監視ユニット（具体的には隣接する２つの蓄電池監視ユニット）間において情報を送受信する時に、ノイズの影響を受けないことが望まれている。
【０００８】
本発明の１つの目的は、信号線上のノイズの影響を回避可能な蓄電池監視装置を提供することである。本発明の他の目的は、以下に例示する態様及び最良の実施形態、並びに添付の図面を参照することによって、当業者に明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下に、本発明の概要を容易に理解するために、本発明に従う態様を例示する。
【００１０】
本態様において、蓄電池監視装置は、第１コネクタと、前記第１コネクタとハーネスで接続される第２コネクタと、送信回路からの差動信号を受けて前記第１コネクタまで通過させる第１のトランスと、前記第２コネクタからの前記差動信号を受けて受信回路まで通過させる第２のトランスと、複数のセルからなる第１蓄電池と、別の複数のセルからなる第２蓄電池と、前記第１蓄電池の第１電圧を監視可能な第１蓄電池監視ユニットであって、前記第１電圧に関する情報を前記差動信号で送信する前記送信回路を含む前記第１蓄電池監視ユニットと、前記第２蓄電池の第２電圧を監視可能な第２蓄電池監視ユニットであって、前記差動信号で送信された前記第１電圧に関する情報を受信する前記受信回路を含む前記第２蓄電池監視ユニットと、を備え、
前記第１及び前記第２のトランスは、それぞれ、前記第１及び前記第２の蓄電池監視ユニットと共通ＧＮＤにてコンデンサで接地されている。
【００１１】
本態様によれば、ハーネスに、ノイズが印加される場合、例えば矩形で示されるノイズは、例えば図１（Ｃ）で図示されるように、バイパスコンデンサとして機能する接地コンデンサによって形成されるバイパスルートを通って、例えば図１（Ｂ）で図示されるように、トランス（第２のトランス２６）で跳ね返されて、受信回路（差動回路）にノイズが印加されることを回避することができる。このように、本態様に従って、差動信号を伝送するための２本のライン（信号線）上のノイズの影響を回避することができる。
【００１２】
当業者は、例示した本発明に従う態様が、本発明の精神を逸脱することなく、さらに変更され得ることを容易に理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１（Ａ）及び図１（Ｂ）は、それぞれ、比較例及び実施例である、隣接する２つの蓄電池監視装置の概略図を示し、図１（Ｃ）は、図１（Ｂ）のコンデンサ接地されたトランスの等価回路を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に説明する最良の実施形態は、本発明を容易に理解するために用いられている。従って、当業者は、本発明が、以下に説明される実施形態によって不当に限定されないことを留意すべきである。
【００１５】
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）における蓄電池監視装置は、隣接する２つの蓄電池監視ユニット２４，１４（装置）を備え、隣接する２つの蓄電池監視ユニット２４，１４の各々は、特許文献１、２等で示されるように、１群のセル（１つの電池モジュール、１つの蓄電池）を構成する複数のセルのうち少なくとも１つ又は各セルの電圧を監視又は検出可能である。また、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）における隣接する２つの蓄電池監視ユニット２４，１４は、例えば特許文献１の１番目の電池監視装置と２番目の電池監視装置とに対応するが、その他の組み合わせ（例えば特許文献１の例えば２番目の電池監視装置及び３番目の電池監視装置）であってもよく、言い換えれば、Ｎ群のセル（Ｎ個の電池モジュール、Ｎ個の蓄電池）をＮ個の蓄電池監視ユニットで監視する場合にＮ個の蓄電池監視ユニットのうちの各蓄電池監視ユニットにおいて図１（Ａ）及び図１（Ｂ）の送信回路１２及び受信回路２２が設けれ、Ｎ個の蓄電池監視ユニットは、デイジーチェーン方式で接続することができる。
【００１６】
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）において、高電位側の１つの群のセルの電圧を監視する蓄電池監視ユニット２４内に受信回路２２（受信用差動回路、レシーバ）が図示され、低電位側のもう１つの群のセルの電圧を監視する蓄電池監視ユニット１４内に送信回路１２（送信用差動回路、ドライバ）が図示されている。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）において、低電位側の蓄電池監視ユニット１４の送信回路１２は、セル電圧等の情報（データ）を高電位側の蓄電池監視ユニット２４の受信回路２２に送信することができる。
【００１７】
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）において、隣接する２つの蓄電池監視ユニット２４，１４（及び図示されない他の蓄電池監視ユニット）は、高電圧領域を形成し、図示されない高電圧基板に固定される。高電圧基板の数は、各蓄電池監視ユニット２４，１４に対応して複数又はＮ個であってもよく、或いは、すべての蓄電池監視ユニット２４，１４に対応する又は共通する１個であってもよい。
【００１８】
例えば数百［Ｖ］の車両駆動電源を構築するのに必要なＮ群のセル（Ｎ個の電池モジュール）が選定又は選択され、Ｎは、典型的には、例えば１２又は６等であり、各群のセル（各電池モジュール、各蓄電池）は、複数のセルで構成される。車両駆動電源は、典型的には、例えば電気自動車又はハイブリッド自動車の駆動部を構成する駆動用モータ（図示せず）の電源である。Ｎ群のセル（Ｎ個の電池モジュール）は、直列接続されて、１つの駆動用バッテリを構成し、その駆動用バッテリの両端電圧（車両駆動電源）は、例えばコンタクタである機械的なスイッチ（図示せず）を介してモータ駆動回路である例えばインバータ（図示せず）に接続され、これにより、車両駆動電源が例えば３相のインバータであるインバータ（モータ駆動回路）を介して駆動用モータに供給される。
【００１９】
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）において、少なくとも１つのセルの電圧を監視するために、その少なくとも１つのセルの両端電圧の電位に対応するコネクタＣＮＴ，ＣＮＴが設けられて、例えば６個のコネクタＣＮＴ，ＣＮＴ，ＣＮＴ，ＣＮＴ，ＣＮＴ，ＣＮＴが図示され、その他のコネクタは、省略されている。なお、これらのコネクタと隣接する２つの蓄電池監視ユニット２４，１４（及び図示されない他の蓄電池監視ユニット）は、例えばバッテリ（駆動用バッテリ）ＥＣＵを構成し、バッテリＥＣＵは、少なくとも１つの高電圧基板を有することができる。
【００２０】
バッテリＥＣＵは、典型的には、高電圧基板（高電圧側基板）だけでなく、低電圧基板も有することができ、低電圧基板には、例えば特許文献１、２等で示されるマスター側制御手段（マイコン）（特許文献１の段落［００１６］）、プロセッサ（特許文献２の段落［００２１］）等、バッテリＥＣＵの処理部又は集積回路（図示せず）が設けられ、（高電圧基板の耐圧よりも低い耐圧を有する）低電圧基板（低電圧側基板）の処理部又は集積回路は、例えば５［Ｖ］で駆動可能である。
【００２１】
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）において、隣接する２つの蓄電池監視ユニット２４，１４に対応する２つのトランス２６，１６は、絶縁トランスであり、高電圧基板上の回路又は素子と低電圧基板上の回路又は素子との間を電気的に絶縁することができる。隣接する２つの蓄電池監視ユニット２４，１４は、２つのトランス２６，１６を介して通信可能であり、その通信線は、ハーネスを含み、そのハーネスは、低電圧基板に設けられたコネクタ１８，２８間を接続し、各コネクタ１８，２８は、対応するトランス１６，２６と接続されている。
【００２２】
図１（Ａ）の比較例において、送信回路１２（差動回路）から出力される差動信号を伝送するための２本のラインのうちの一方は、例えば４巻線のトランス１６（一方のトランスである第１のトランス）の２番端子に接続される一方、２本のラインのうちの他方は、４巻線のトランス１６の３番端子に接続される。４巻線のトランス１６の１番端子は、４巻線のトランス１６の４番端子に接続される。４巻線１６のトランスの７番端子及び６番端子の各々は、低電圧基板に設けられた、対応するコネクタ１８に接続される。４巻線のトランス１６の８番端子は、４巻線のトランス１６の５番端子に接続される。送信回路１２（差動回路）から出力される差動信号は、図示されるように、コネクタ１８，２８間を接続するハーネスを伝送し、受信回路２２（差動回路）側に、受信又は入力される。
【００２３】
図１（Ａ）の比較例において、受信回路２２（差動回路）に入力される差動信号を伝送するための２本のラインのうちの一方は、例えば４巻線のトランス２６（他方のトランスである第２のトランス）の２番端子に接続される一方、２本のラインのうちの他方は、４巻線のトランス２６の３番端子に接続される。４巻線のトランス２６の１番端子は、４巻線のトランス２６の４番端子に接続される。４巻線のトランス２６の７番端子及び６番端子の各々は、低電圧基板に設けられた、対応するコネクタ２８に接続される。４巻線のトランス２６の８番端子は、４巻線のトランス２６の５番端子に接続される。受信回路２２（差動回路）に入力される差動信号は、図示されるように、コネクタ１８，２８間を接続するハーネスから伝送され、送信回路１２（差動回路）側から、送信又は出力される。
【００２４】
図１（Ａ）の比較例において、受信回路２２（差動回路）は、図示されるように、抵抗Ｒで並列終端することができる。また、２つのトランス２６，１６には、寄生容量が図示されている。図示されるように、バッテリＥＣＵの外部のハーネスに、ノイズが印加される場合、例えば矩形で示されるノイズは、トランス２６を超えて、受信回路２２に向かい、受信回路２２の入力ダイナミックレンジを超えてしまう。言い換えれば、受信回路２２（差動回路）に入力される電圧波形が潰れ、信号を伝達することができない。
【００２５】
図１（Ｂ）の本発明に従う実施例において、送信回路１２（差動回路）側の４巻線のトランス１６（一方のトランス）の１番端子及び４番端子の各々は、送信回路１２（差動回路）を含む蓄電池監視ユニット１４（一方の蓄電池監視ユニットである第１蓄電池監視ユニット）と共通ＧＮＤ（一方の蓄電池監視ユニットによって監視される１つの群のセルの最も低い電位を示す第１の基準電位）にてコンデンサ１５，１５で接地されている（コンデンサ接地）。また、送信回路１２（差動回路）側の４巻線のトランス１６の８番端子及び５番端子の各々も、コンデンサ１５，１５で接地されている。なお、４巻線のトランス１６を構成する、或いは、２番及び１番端子、４番及び３番端子、７番及び８番端子、並びに５番及び６番端子で規定される、４つのコイル（図示せず）の極性は、同極である。
【００２６】
図１（Ｂ）の本発明に従う実施例において、受信回路２２（差動回路）側の４巻線のトランス１６（他方のトランス）の１番端子及び４番端子の各々は、受信回路２２（差動回路）を含む蓄電池監視ユニット２４（他方の蓄電池監視ユニットである第２蓄電池監視ユニット）と共通ＧＮＤ（他方の蓄電池監視ユニットによって監視される１つの群のセルの最も低い電位を示す第２の基準電位）にてコンデンサ２５，２５で接地されている（コンデンサ接地）。また、受信回路２２（差動回路）側の４巻線のトランス２６の８番端子及び５番端子の各々も、コンデンサ２５，２５で接地されている。なお、４巻線のトランス２６を構成する、或いは、２番及び１番端子、４番及び３番端子、７番及び８番端子、並びに５番及び６番端子で規定される、４つのコイル（図示せず）の極性は、同極である。
【００２７】
図１（Ｃ）は、図１（Ｂ）のコンデンサ接地された受信回路２２（差動回路）側の４巻線のトランス２６の等価回路を示す。図示されるように、バッテリＥＣＵの外部のハーネスに、ノイズが印加される場合、例えば矩形で示されるノイズは、バイパスコンデンサとして機能する接地コンデンサ２５，２５，２５，２５によって形成されるバイパスルートを通って、図示されるように、４巻線のトランス２６で跳ね返されて、受信回路２２（差動回路）にノイズが印加されることを回避することができる。このように、本発明に従って、差動信号を伝送するための２本のライン（信号線）上のノイズの影響を回避することができる。
【００２８】
本発明は、上述の例示的な実施形態に限定されず、また、当業者は、上述の例示的な実施形態を特許請求の範囲に含まれる範囲まで、容易に変更することができるであろう。
【符号の説明】
【００２９】
１０・・・第１蓄電池、１２・・・送信回路、１４・・・第１蓄電池監視ユニット、１５・・・コンデンサ、１６・・・第１のトランス、１８・・・第１コネクタ、２０・・・第２蓄電池、２２・・・受信回路、２４・・・第２蓄電池監視ユニット、２５・・・コンデンサ、２６・・・第２のトランス、２８・・・第２コネクタ。
【図１】
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