(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
組電池を構成する複数の電池内の１又は複数の電池に対応して接続され、接続された電池の状態を監視し、それぞれカスケード接続される複数の監視手段と、
前記複数の監視手段のうち最上位の監視手段と最下位の監視手段とに接続され、前記複数の監視手段との間で、前記電池の状態に関するデータの通信を行う組電池制御手段とを備えた組電池監視装置において、
前記組電池制御手段は、
前記電池の電圧を検出し保持するための第１の信号を送信し、
前記検出された電圧を読み出す第２の信号を、前記第１の信号異なる信号として送信し、
前記複数の監視手段は、前記組電池制御手段からの前記第１の信号に応じて、前記電池の電圧を検出し、検出電圧として保持することを特徴とする
組電池監視装置。
【請求項２】
前記複数の監視手段は、前記組電池に負荷がない時点の電圧を検出する
請求項１記載の組電池監視装置。
【請求項３】
前記組電池制御手段は、
前記組電池に負荷がない時点に検出された前記検出電圧を、前記組電池に負荷がかかった後に読み出すことを特徴とする
請求項１又は２のいずれか１項に記載の組電池監視装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の組電池監視装置において、
前記組電池は、リレースイッチを介して電池負荷に接続され、
前記組電池制御手段は、
前記リレースイッチのＯＦＦ状態で検出された前記検出電圧を、前記リレースイッチのＯＮ状態の後に読み出すことを特徴とする
組電池監視装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載する組電池監視装置において、
前記電池に接続される容量調整用の抵抗を備え、
前記組電池制御手段は、
前記検出電圧に応じて、前記電池と前記抵抗とを含む閉回路を形成し、前記電池の容量を調整することを特徴とする
組電池監視装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載する組電池監視装置において、
電池の総電圧を検出する総電圧検出手段を備え、
前記組電池制御手段は、
前記検出電圧の総和と前記総電圧検出手段により検出された電圧を比較することを特徴とする
組電池監視装置。
【請求項７】
前記組電池制御手段は、
前記組電池に負荷がない時点の検出電圧と第１の過放電閾値電圧とを比較し、
前記組電池に負荷がある時点の検出電圧と前記第１の過放電閾値電圧より低い電圧値である第２の過放電閾値電圧とを比較し、
前記組電池に負荷がかかる時点から第１の所定期間経過後に、前記第１の過放電閾値電圧を前記第２の過放電閾値電圧へ切り換え、
前記第１の所定期間経過後までに前記組電池に負荷がない時点の検出電圧を読み込むことを特徴とする
請求項１〜６のいずれか一項に記載の組電池監視装置。
【請求項８】
前記組電池制御手段は、
前記組電池に負荷がない時点の検出電圧と第１の過放電閾値電圧とを比較し、
前記組電池に負荷がある時点の検出電圧と前記第１の過放電閾値電圧より低い電圧値である第２の過放電閾値電圧とを比較し、
前記組電池に負荷がかかった後に、かつ、前記組電池に負荷がない時点に検出された検出電圧を読み出す前記第２の信号を受信した後に、前記第１の過放電閾値電圧を前記第２の過放電閾値電圧へ切り換えることを特徴とする
請求項１〜６のいずれか一項に記載の組電池監視装置。
【請求項９】
前記組電池制御手段は、
温度センサの検出値に応じて、前記第１の過放電閾値電圧又は前記第２の過放電閾値電圧のいずれか一方を選択することを特徴とする
請求項７又は８記載の組電池監視装置。
【請求項１０】
前記組電池に負荷がないときの検出電圧は、エンジンがクランキングする前までに保持される検出電圧であり、
前記組電池に負荷があるときの検出電圧は、前記エンジンがクランキングしてからクランキング終了までに保持される検出電圧であり、
前記組電池制御手段は、
初回のエンジンクランキング中に、前記第１の過放電閾値電圧を前記第２の過放電閾値電圧へ切り換えることを特徴とする
請求項７〜９のいずれか一項に記載の組電池監視装置。
【請求項１１】
前記組電池制御手段は、
前記組電池に負荷がないときの検出電圧が第１の過放電閾値電圧より低い場合、又は、前記組電池に負荷があるときの検出電圧が前記第２の過放電閾値電圧より低い場合、
前記組電池からの出力電力に制限をかけることを特徴とする
請求項７〜１０のいずれか一項に記載の組電池監視装置。
【請求項１２】
前記組電池制御手段は、
前記組電池に負荷がない時点の検出電圧と第１の過放電閾値電圧とを比較し、
前記組電池に負荷がある時点の検出電圧と前記第１の過放電閾値電圧より低い電圧値である第２の過放電閾値電圧とを比較し、
前記組電池に負荷がかかる状態から負荷がない状態へ変化する時点から第２の所定期間経過後に、前記第２の過放電閾値電圧を前記第１の過放電閾値電圧へ切り換え、
前記第２の所定期間経過後までに前記組電池がかかる時点の検出電圧を読み込むことを特徴とする
請求項１〜６のいずれか一項に記載の組電池監視装置。
【請求項１３】
前記組電池制御手段は、
前記組電池に負荷がない時点の検出電圧と第１の過放電閾値電圧とを比較し、
前記組電池に負荷がある時点の検出電圧と前記第１の過放電閾値電圧より低い電圧値である第２の過放電閾値電圧とを比較し、
前記組電池に負荷がかかる状態から負荷がない状態へ変化後に、かつ、前記組電池に負荷がある時点に検出された検出電圧を読み出す前記第２の信号を受信した後に、前記第２の過放電閾値電圧を前記第１の過放電閾値電圧へ切り換えることを特徴とする
請求項１〜６のいずれか一項に記載の組電池監視装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載する組電池監視装置において、
第１の周期で前記組電池の総電圧を検出する総電圧検出手段を有し、
前記複数の監視手段は、前記第１の周期より長く、前記第１の周期と同期する第２の周期で前記電池の電圧を検出し、
前記組電池制御手段は、
前記電池の検出電圧の中で最高の検出電圧と、前記第１の周期で検出される前記総電圧とにより最高電圧の電圧偏差を演算し、
前記第１の周期で検出される総電圧と前記最高電圧の電圧偏差により前記第２の周期の間の単電池の最高電圧を演算することを特徴とする
組電池監視装置。
【請求項１５】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載する組電池監視装置において、
第１の周期で前記組電池の総電圧を検出する総電圧検出手段を有し、
前記複数の監視手段は、前記第１の周期より長く、前記第１の周期と同期する第２の周期で前記電池の電圧を検出し、
前記組電池制御手段は、
前記電池の検出電圧の中で最低の検出電圧と、前記第１の周期で検出される前記総電圧とにより最低電圧の電圧偏差を演算し、
前記第１の周期で検出される総電圧と前記最低電圧の電圧偏差により前記第２の周期間の電池の最低の電圧を演算することを特徴とする
組電池監視装置。
【請求項１６】
請求項１４に記載する組電池監視装置において、
前記第１の周期で前記組電池の電流を検出する電流検出手段を有し、
前記組電池制御手段は、
第１の前記最高電圧の電圧偏差、前記第１の最高電圧の電圧偏差と検出時間が異なる第２の前記最高電圧の電圧偏差及び前記第２の周期で検出される組電池の電流により内部抵抗偏差を演算し、
前記第１の周期で検出される総電圧、前記第１の最高電圧の電圧偏差、前記内部抵抗偏差及び前記第１の周期で検出される組電池の電流により前記第２の周期の間の電池の最高電圧を演算することを特徴とする
組電池監視装置。
【請求項１７】
請求項１５に記載する組電池監視装置において、
前記第１の周期で前記組電池の電流を検出する電流検出手段を有し、
前記組電池制御手段は、
第１の前記最低電圧の電圧偏差、前記第１の最低電圧の電圧偏差と検出時間が異なる第２の前記最低電圧の電圧偏差及び前記第２の周期で検出される組電池の電流により内部抵抗偏差を演算し、
前記第１の周期で検出される総電圧、前記第１の最低電圧の電圧偏差、前記内部抵抗偏差及び前記第１の周期で検出される組電池の電流により前記第２の周期の間の電池の最低電圧を演算することを特徴とする
組電池監視装置。
【請求項１８】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載する組電池監視装置において、
第１の周期で前記組電池の総電圧（Ｖｓａ）を検出する総電圧検出手段を有し、
前記複数の監視手段は、前記第１の周期より長く、前記第１の周期と同期する第２の周期で前記電池の電圧を検出し、
前記組電池制御手段は、
式１により最高電圧の電圧偏差（ＶｄＨ１）を演算し、
式２により前記第２の周期の間の電池の最高電圧（ＶＨａ）を演算することを特徴とする
組電池監視装置。
［式１］ＶｄＨ１＝ＶＨ１×ｎ−Ｖｓ１
［式２］ＶＨａ＝（Ｖｓａ＋ＶｄＨ１）／ｎ
ただし、ＶＨ１は前記組電池の検出電圧の中で最も電圧が高い検出電圧、ｎは前記電池の個数、Ｖｓ１は前記第２の周期で検出される総電圧を示す。
【請求項１９】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載する組電池監視装置において、
第１の周期で前記組電池の総電圧（Ｖｓａ）を検出する総電圧検出手段を有し、
前記複数の監視手段は、前記第１の周期より長く、前記第１の周期と同期する第２の周期で前記電池の電圧を検出し、
前記組電池制御手段は、
式３により最低電圧の電圧偏差（ＶｄＬ１）を演算し、
式４により前記第２の周期の間の電池の最低電圧（ＶＬａ）を演算することを特徴とする
組電池監視装置。
［式３］ＶｄＬ１＝Ｖｓ１−ＶＬ１×ｎ
［式４］ＶＬａ＝（Ｖｓａ−ＶｄＬ１）／ｎ
ただし、ＶＬ１は前記組電池の検出電圧の中で最も電圧の低い検出電圧、ｎは、前記電池の個数、Ｖｓ１は前記第２の周期で検出される総電圧を示す。
【請求項２０】
請求項１８に記載する組電池監視装置において、
前記第１の周期で前記組電池の電流（Ｉｂ）を検出する電流検出手段を有し、
前記組電池制御手段は、
式５により内部抵抗偏差（ＲｄＨ）を演算し、
式６により前記第２の周期の間の電池の最高電圧（ＶＨｂ）を演算することを特徴とする
組電池監視装置。
［式５］ＲｄＨ＝（ＶＨ２×ｎ−Ｖｓ２−ＶｄＨ１）／Ｉ２
［式６］ＶＨｂ＝（Ｖｓｂ＋ＶｄＨ１＋ＲｄＨ×Ｉｂ）／ｎ
ただし、ＶＨ２はＶＨ１の次の時間に検出される前記電池の検出電圧の中で最も電圧が高い検出電圧、Ｖｓ２は前記第２の周期でＶｓ１の次の時間に検出される総電圧、Ｉ２はＶｓ２と同じ時間に検出される電流、ＩｂはＩ２の後の時間で前記第１の周期で検出される電流、ＶｓｂはＩｂと同じ時間に検出される総電圧を示す。
【請求項２１】
請求項１９に記載する組電池監視装置において、
前記第１の周期で前記組電池の電流（Ｉｂ）を検出する電流検出手段を有し、
前記組電池制御手段は、
式７により内部抵抗偏差（ＲｄＬ）を演算し、
式８により前記第２の周期の間の電池の最低電圧（ＶＬｂ）を演算することを特徴とする
組電池監視装置。
［式７］ＲｄＬ＝（Ｖｓ２−ＶＬ２×ｎ−ＶｄＬ１）／Ｉ２
［式８］ＶＬｂ＝（Ｖｓｂ−ＶｄＬ１−ＲｄＬ×Ｉｂ）／ｎ
ただし、ＶＬ２はＶＬ１の次の時間に検出される前記電池の検出電圧の中で最も電圧が低い検出電圧、Ｖｓ２は前記第２の周期でＶｓ１の次の時間に検出される総電圧、Ｉ２はＶｓ２と同じ時間に検出される電流、ＩｂはＩ２の後の時間で前記第１の周期で検出される電流、ＶｓｂはＩｂと同じ時間に検出される総電圧を示す。
【請求項２２】
請求項１〜２１のいずれか一項に記載する組電池監視装置と、
前記組電池からの電力に応じて駆動する駆動手段と、
前記駆動手段と前記組電池制御手段を制御する制御手段を有し、
前記制御手段は、前記検出電圧に応じて前記駆動手段を制御することを特徴とする
自動車。
【請求項２３】
前記制御手段は、前記検出電圧の総和に応じて前記駆動手段を制御することを特徴とする
請求項２２記載の自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組電池監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の電池の電圧を検出する装置であって、いくつかの電池毎に電圧を検出するＩＣを備え、それら複数のＩＣをカスケード通信方式で接続し、各ＩＣからの情報をメインコントローラ（ＭＰＵ）で管理するものが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−７０１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の電圧検出装置において、カスケード通信方式で組電池の電圧を検出し読み出す場合、電池セル間で検出する電圧値に通信時間によるタイムラグが生じ、正確な電圧値を検出することができなかった。
【０００５】
そこで、本発明は、カスケード通信方式で組電池の電圧を検出し読み出す場合において、通信時間によるタイムラグの影響を低減し、組電池を構成する電池セル間の電圧を正確に検出できる組電池監視装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、電池の電圧を検出し保持するための第１の信号を送受信し、検出された電圧を読み出す第２の信号を当該第１の信号と異なる信号により送受信する組電池監視装置によって上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、時間を要する検出電圧の読み出しを、電池の電圧の検出及び保持と別に行うことで複数の監視手段の間で電圧を検出するタイミングの差を縮めることができる。その結果、カスケード通信方式で組電池の電圧を検出し読み出す場合において、通信時間によるタイムラグの影響を低減し、正確な電圧を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】発明の実施形態に係る組電池監視装置を示すブロック図である。
【図２】図１のセルコントローラＣＣ２を示すブロック図である。
【図３】ａ）図１のバッテリコントローラとセルコントローラとの間で行われる通信のデータ構造を示す図  ｂ）セルコントローラ間で行われる通信のデータ構造を示す図である。
【図４】図１のセルコントローラ及びバッテリコントローラにおける制御手順を示すフローチャートである。
【図５】発明の他の実施形態に係る組電池監視装置を示すブロック図である。
【図６】図５のセルコントローラ及びバッテリコントローラにおける制御手順を示すフローチャートである。
【図７】発明の他の実施形態に係る組電池監視装置を示すブロック図である。
【図８】図７の組電池監視装置の制御タイミングを示す図である。
【図９】図７の組電池監視装置の制御タイミングを示す図である。
【図１０】図７の組電池監視装置の制御のフローチャートを示す図である。
【図１１】図７の組電池監視装置の制御のフローチャートを示す図である。
【図１２】発明の他の実施形態に係る組電池監視装置を示すブロック図である。
【図１３】図１２の組電池監視装置の検出電圧のラッチ、読み出しタイミングを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
《第１実施形態》
発明の実施形態に係る組電池監視装置の一例として、ハイブリッド車両や電気自動車等の車両用電池として用いられる組電池監視装置について説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態に係る組電池監視装置を示すブロック図、図２は、図１のセルコントローラＣＣ２を示すブロック図である。
【００１１】
図１に示すように、本実施形態に係る組電池監視装置は、直列接続されたｎ個（ｎは任意の正の整数，図１に示す例ではｎ＝４)の電池セル１を１単位とする電池モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３と、それぞれの電池モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３の電池容量（具体的には各単電池の電圧ＶＣ１〜ＶＣ４）を監視する３個のセルコントローラＣＣ１，ＣＣ２，ＣＣ３とを備える。組電池３は、電池モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３を備える。電池モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３及びセルコントローラＣＣ１，ＣＣ２，ＣＣ３は、それぞれ対応して接続されている。
【００１２】
３つの電池モジュールＭ１〜Ｍ３は直列に接続され、その両端に電気自動車等のモータである電池負荷２が、図示しないインバータなどの電力変換装置を介して接続されている。リレースイッチ４は、組電池３と電池負荷２の間に接続される。バッテリコントローラ１０は、フォトカプラＰＣ１等を介して、セルコントローラＣＣ１、ＣＣ２、ＣＣ３に接続される。
【００１３】
セルコントローラＣＣ１、ＣＣ２、ＣＣ３は、各セルコントローラＣＣ１、ＣＣ２、ＣＣ３に接続される電池セル１の電圧を検出し保存し、検出電圧をバッテリコントローラ１０に送信する。またセルコントローラは、バッテリコントローラ１０からの信号に基づき、接続される電池セル１の電池容量を調整する。
【００１４】
バッテリコントローラ１０は、セルコントローラＣＣ１、ＣＣ２、ＣＣ３を介して各電池セル１の状態を管理し、電池セル１の電圧を検出するための指令信号及び電池セル１の容量を調整するための制御信号等をセルコントローラＣＣ１、ＣＣ２、ＣＣ３に送信する。またバッテリコントローラ１０は、セルコントローラＣＣ１、ＣＣ２、ＣＣ３から電池セル１の検出電圧を読み出し、組電池３に接続された電流センサ（図示しない）からの検出電流等の情報を加えて、電池セル１の充電状態（ＳＯＣ）等を演算する。
【００１５】
３つの電池モジュールＭ１〜Ｍ３から電池負荷２へ電力が供給されると、各電池セル１の製造上の個体差などによって電池容量にバラツキが生じる。このため、上記のように、各電池セル１の検出電圧に応じて、バッテリコントローラ１０からセルコントローラＣＣ１，ＣＣ２，ＣＣ３に指令を送信し、スイッチング素子６を閉じて、電池容量が高い電池セルの電力を容量調整用抵抗５に供給することで、所定のタイミングで電池容量を調整することが行われる。
【００１６】
制御部１００は、リレースイッチ４のＯＮ、ＯＦＦ操作を制御し、またバッテリコントローラ１０からの信号に基づき組電池３の状態に応じて、電池負荷２を含めた車両全体の制御を行う。例えば、組電池３が消費され組電池３の容量が少なくなると、当該制御部１００は、インバータを制御することでモータの出力トルクに制限をかけ、組電池３の過放電を防止する。
【００１７】
図２にセルコントローラＣＣ２の内部構造を示す。他のセルコントローラＣＣ１，ＣＣ３も同様の構造である。
【００１８】
セルコントローラＣＣ２は、４つの電池セル１からなる電池モジュールＭ２の各電池セル１の電圧を入力する入力端子ＶＣ１〜ＶＣ４およびその接地端子ＧＮＤと、これら入力端子ＶＣ１〜ＶＣ４に入力された電圧値を保持するサンプルホールド回路２１と、サンプルホールド回路２１で保持された検出電圧のアナログ値をデジタル値に変換するＡ／Ｄコンバータ２２と、当該セルコントローラＣＣ２に固有値として割り当てられた番地（アドレス）を記憶する番地指定回路２３とを備える。
【００１９】
また、セルコントローラＣＣ２は、通信信号線を介して入力端子ＲＸに送信された信号を受信する受信回路２６と、受信回路２６で受信した信号を、番地指定回路２３を参照しつつ解析し、それに応じた信号をＡ／Ｄコンバータ２２からの信号とともに生成するデジタル演算回路２４と、生成された信号を出力端子ＴＸを介して送信する送信回路２５とを備える。なお、ＶＯは通信用電源端子、ＧＮＤはその接地端子である。
【００２０】
番地指定回路２３には、セルコントローラＣＣ２に接続される電池セル１毎に割当てられているアドレスが格納されている。アドレスは予め設定されており、制御対象を特定するために用いられる。
【００２１】
デジタル演算回路２４は、受信信号２６を介して受信する受信信号に、セルコントローラＣＣ２に含まれる電池セル１毎に割当てられているアドレスを含む否かを判断する。割当てられているアドレスを含む場合には、デジタル信号演算装置２４は、受信信号に含まれる制御命令に基づき、電池セル１の電圧の検出等の制御を行う。一方、割当てられているアドレスを含まない場合には、デジタル信号演算装置２４は、送信回路２５を介して、当該受信信号をセルコントローラＣＣ１に送信する。
【００２２】
後述するスイッチング素子６のＯｎ、ＯＦＦ制御についても同様に、デジタル演算回路２４は、容量調整の命令を示す受信信号に、電池セル１毎に割当てられているアドレスを含む否かを判断する。そして、アドレスを含む場合には、デジタル演算回路２４は、当該アドレスの電池セル１に接続されているスイッチング素子６をオンにし、電池セル１の電流が容量調整用抵抗５に流れ、電池セル１の電池容量が調整される。セルコントローラＣＣ２が、電池セル１の検出電圧を信号に載せて送信する際には、デジタル演算回路２４は、Ａ／Ｄコンバータ２２で変換された検出電圧の値と、検出対象の電池セル１に割当てられているアドレスとを対応づけて、検出用データを信号に書き込み、送信回路２５を介して、当該信号を送信する。
【００２３】
これにより、セルコントローラＣＣ２において、受信した制御信号に基づき、セルコントローラＣＣ２が制御対象になっているか否かが判定される。また他のセルコントローラＣＣ１及びセルコントローラＣＣ３についても同様に、信号の送受信及び制御が行われ、バッテリコントローラ１０とセルコントローラＣＣ１、ＣＣ２、ＣＣ３の間で、カスケード通信が行われる。
【００２４】
また容量調整用抵抗５は、スイッチング素子６を介して、電池モジュールＭ２の最上段の電池セル１の両端子に接続される。スイッチング素子６は、デジタル演算回路２４により制御され、スイッチング素子６がＯＮ状態になると、電池セル１から電流が容量調整用抵抗５に流れ、電池セル１の容量が調整され、当該電池セル１の電圧が降下する。これにより、他の電池セル１と比較して容量の大きい電池セル１の電力を、容量調整抵抗５で消費させて、電池セル１の出力電圧を降下させる機能を、容量調整用抵抗５及びスイッチング素子６は有する。
【００２５】
なお、容量調整用抵抗５及びスイッチング６は、最上段の電池セル１以外の電池セル１にも接続されているが、図２においては、最上段の電池セル１に接続される容量調整用抵抗５及びスイッチング６を記載し、それ以外の容量調整用抵抗５及びスイッチング６の記載を省略している。また、図１においても、容量調整用抵抗５の記載を省略している。
【００２６】
上記のように、電池電圧の検出指令と測定データの送受信は、バッテリコントローラ１０とセルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３との間で行われるが、高電圧電位の電池モジュールＭ１〜Ｍ３が接続されたセルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３とバッテリコントローラ１０とは電気的に絶縁する必要がある。このため、バッテリコントローラ１０とセルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３との間の通信には、電気絶縁性を有するフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２が用いられている。
【００２７】
図１に示すように、フォトカプラＰＣ１は、入力された電気信号に応じた光信号を出力する発光素子であるフォトダイオードＰＤ１と、入力された光信号を電気信号に変換して出力する受光素子であるフォトトランジスタＰＴ１とからなり、フォトダイオードＰＤ１は、送信側であるバッテリコントローラ１０に接続されている。当該バッテリコントローラ１０からの指令信号を光信号として出力する。
【００２８】
これに対して、フォトトランジスタＰＴ１は、受信側であるセルコントローラＣＣ３に接続されて、フォトダイオードＰＤ１から出力された光信号を受信して電気信号に変換して出力する。フォトダイオードＰＤ１の駆動電力はバッテリコントローラ１０から供給されるが、フォトトランジスタＰＴ１の駆動電力はセルコントローラＣＣ３から供給される。
【００２９】
一方、図１に示すフォトカプラＰＣ２は、入力された電気信号に応じた光信号を出力する発光素子であるフォトダイオードＰＤ２と、入力された光信号を電気信号に変換して出力する受光素子であるフォトトランジスタＰＴ２とからなり、フォトダイオードＰＤ２は、送信側であるセルコントローラＣＣ１に接続されて、当該セルコントローラＣＣ１からの電気信号を光信号として出力する。
【００３０】
これに対して、フォトトランジスタＰＴ２は、受信側であるバッテリコントローラ１０に接続されて、フォトダイオードＰＤ２から出力された光信号を受信して電気信号に変換して出力する。フォトトランジスタＰＴ２の駆動電力はバッテリコントローラ１０から供給されるが、フォトダイオードＰＤ２の駆動電力はセルコントローラＣＣ１から供給される。
【００３１】
特に本例の監視装置では、セルコントローラＣＣ２とバッテリコントローラ１０との間の通信にフォトカプラを使用せず、バッテリコントローラ１０からセルコントローラＣＣ３へ送信したデータを当該セルコントローラＣＣ３からセルコントローラＣＣ２へ送り、さらに当該セルコントローラＣＣ２からセルコントローラＣＣ１へ送り、最後にこのデータをセルコントローラＣＣ１からフォトカプラＰＣ２を介してバッテリコントローラ１０へ送信するといった、いわゆるカスケード通信方式を採用する。これにより、高価なフォトカプラを２つに減数することができる。
【００３２】
抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ３１、Ｒ３２は、通信用の抵抗であって、ＣＣ１、ＣＣ２及びＣＣ３にそれぞれ接続される。
【００３３】
ところで、カスケード接続された組電池の監視装置において、電池モジュールＭ１〜Ｍ３の電圧を検出し、バッテリコントローラ１０へ読み出す場合、信号がバッテリコントローラ１０からフォトカプラＰＣ１を経由して、最上位のセルコントローラＣＣ３へ入力される。信号を受信したセルコントローラＣＣ３は、ＣＣ３に接続された電池モジュールＭ３に含まれる各電池セル１の電圧を検出する。検出された電圧は、電圧値のデータとして当該信号に書き込まれ、セルコントローラＣＣ３から送信される。これにより、電池モジュールＭ３の電圧は検出され、セルコントローラＣＣ３から読み出される。次に、セルコントローラＣＣ３が送信する信号は、セルコントローラＣＣ２に受信され、セルコントローラＣＣ３と同様に、セルコントローラＣＣ２は、電池モジュールＭ２に含まれる各電池セル１の電圧を検出する。検出された電圧は、電圧値のデータとしてセルコントローラＣＣ２が受信した信号に書き込まれ、当該信号は最下位のセルコントローラＣＣ１へ送信される。
【００３４】
そして、カスケード通信された信号は、各電池モジュールＭ１〜Ｍ３の電池セル１の検出電圧のデータを含み、フォトカプラＰＣ２を介して、バッテリコントローラ１０に出力される。バッテリコントローラ１０は、当該カスケード通信された信号を受信することで、各電池モジュールＭ１〜Ｍ３の電池セル１の電圧の検出と読み込みの制御を終える。
【００３５】
このようなカスケード通信において、各電池モジュールＭ１〜Ｍ３の単電池の電圧の検出と読み出しを行った場合、検出された電圧に時間的な差が生じ、検出電圧の値が相違するため、正確な電圧値を検出することができなかった。
【００３６】
すなわち、例えばセルコントローラＣＣ２による電池モジュールＭ２の電圧の検出は、セルコントローラＣＣ３で電池モジュールＭ３の電圧が検出され電圧値として読み出された後に、行われるため、セルコントローラＣＣ２とセルコントローラＣＣ３の電圧の検出には、セルコントローラＣＣ３による電圧データの読み出すための時間分の差異が生じていた。そして電池モジュールＭ１〜Ｍ３を読み出す工程は、電圧を検出する工程に比べて時間を要するため、当該電圧を検出する時間差は、さらに高くなっていた。
【００３７】
また組電池監視装置が車両等に搭載された場合、特に組電池３に負荷がかかっている状態では、検出電圧の値は不安定で経時的に変化してしまうため、検出電圧が各セルコントローラ間で異なる値になってしまった。そして、当該検出電圧は、モータの出力トルクの制御、組電池３の容量調整等に用いられるため、これらの制御にも影響を及ぼすおそれがあった。
【００３８】
特にカスケード通信の下では、検出電圧の時間的な差異は、バッテリコントローラ１０から送信される信号に対して、後段に接続されているセルコントローラ程、生じてしまう。そのため、組電池が単電池の直列接続されている場合、一端の単電池の検出された電圧値と他端の単電池の電圧値に時間的な差異が生じてしまっていた。
【００３９】
本例の組電池監視装置は、各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３による電池モジュールＭ１〜Ｍ３の電圧の検出と保持を一斉に行うことで、セルコントローラ間での検出電圧の差異をなくすようにする。また、本例は、各電池セル１の電圧を検出し、検出電圧を保持するための信号を送信し、当該信号の後に保持された検出電圧を読み出すための信号を送信することにより、時間を要する検出電圧の読み出しを、電池セル１の電圧の検出・保持と別に行う。以下、図３及び４を参照しつつ、本例の組電池監視装置を用いたモータの出力トルクの制御を説明する。
【００４０】
図３の（ａ）は、バッテリコントローラ１０からセルコントローラＣＣ３へ送信される信号のデータ構造を示す図であり、図３の（ｂ）は、セルコントローラＣＣ３からセルコントローラＣＣ２へ送信される信号のデータ構造である。図４は、本例の組電池監視装置による組電池３の電圧の検出と電圧データの読み出しの手順と、検出電圧の応じた制御の手順を示すフローチャートである。
【００４１】
本例は、リレースイッチ４がオンされており、組電池３からの電力が電池負荷２に供給され、電池負荷２に負荷がかかる状態で、以下の制御処理が行われる。
【００４２】
ステップＳ１にて、バッテリコントローラ１０からセルコントローラＣＣ３へ、図３の（ａ）に示される信号（以下、電圧検出保持信号と称す）を送信する。電圧検出保持信号は同期用のデータを含むフィールドとコマンドデータを含むフィールドを有し、コマンドデータは、電池セル１の電圧を検出し、保持するための指示命令を示すデータ（セル電圧保持）と各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３が有するアドレスのデータ（対象アドレス）を含む。対象アドレスに、電圧を検出する対象となるセルコントローラのアドレスが書き込まれ、当該対象アドレスにアドレスが書き込まれていないセルコントローラは、電池モジュールの電圧の検出・保持を行わない。
【００４３】
電圧検出保持信号は、バッテリコントローラ１０からフォトカプラＰＣ１を介して、セルコントローラＣＣ３へと送信され、セルコントローラＣＣ３は、番地指定回路２３に記録されているアドレスと電圧検出保持信号に含まれているアドレスとを比較し、アドレスが一致する場合、電池モジュールＭ３の電圧を検出する。そして、検出された検出電圧は、デジタル演算回路２４内のメモリー等に保存される。これにより、電池モジュールＭ３の検出電圧が、セルコントローラＣＣ３に保持される。
【００４４】
また電圧検出保持信号は、セルコントローラＣＣ３で受信された後、すぐにセルコントローラＣＣ２へ送信され、セルコントローラＣＣ２において、セルコントローラＣＣ３と同様に、アドレスの比較、電池モジュールＭ２の電圧の検出、検出電圧の保持が行われる。この時、セルコントローラＣＣ３からセルコントローラＣＣ２へ送信される電圧検出保持信号は、セルコントローラＣＣ３の検出電圧のデータを含まず、図３の（ａ）に示されるデータが、そのまま転送される。セルコントローラＣＣ３において、検出電圧を読み出し、読み出した電圧を書き込む前に、電池セル１の電圧を検出するためのトリガとなる信号が送信されるため、セルコントローラＣＣ２及びセルコントローラＣＣ３により検出された電池モジュールＭ２及びＭ３の電圧はほぼ同じ時点の検出電圧となる。これにより、各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３は、一斉に電池モジュールＭ１〜Ｍ３のほぼ同じ時点の電圧を検出し、保持する。そして、セルコントローラＣＣ１はフォトカプラＰＣ２を介してバッテリコントローラ１０へ電圧検出保持信号を送信し、検出電圧の検出・保持の命令が全てのセルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３へ伝わったことを、バッテリコントローラ１０は、当該信号の受信により確認する。
【００４５】
次に、ステップＳ２にて、バッテリコントローラ１０からの信号（以下、電圧読出信号）により、各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３に保持された検出電圧が読み出される。バッテリコントローラ１０からセルコントローラＣＣ３への電圧読出信号は、図３の（ａ）と同様に、同期用データとコマンドデータを含む各フィールドを有するが、セル電圧保持データの代わりに電池セル１の電圧を読み取るための命令を示すセル電圧読取のデータを含む。
【００４６】
電圧読出信号を受け取ったセルコントローラＣＣ３は、番地指定回路２３に記録されているアドレスと、電圧読出信号に含まれるアドレスを比較し、アドレスが一致する時は、デジタル演算回路２４に保持された検出電圧を読み出し、受信した信号に検出電圧をデータとして書き込む。そして、セルコントローラＣＣ３は、検出電圧のデータを含む電圧読出信号を、次のセルコントローラＣＣ２へ送信する。
【００４７】
ここで、検出電圧のデータは、図３の（ｂ）で示すように、セルコントローラＣＣ３により受信された電圧読出信号のコマンドデータを含むフィールドの後のフィールドに書き込まれる。図３の（ｂ）において、ＣＥＬＬ１に含まれるデータは入力端子ＶＣ１に接続された電池セル１の検出電圧のデータを、ＣＥＬＬ２に含まれるデータは入力端子ＶＣ２に接続された電池セル１の検出電圧のデータを、ＣＥＬＬ３に含まれるデータは入力端子ＶＣ３に接続された電池セル１の検出電圧のデータを、ＣＥＬＬ４に含まれるデータは入力端子ＶＣ４に接続された電池セル１の検出電圧のデータを示す。
【００４８】
次に、図３の（ｂ）に示される電圧読出信号を受信したセルコントローラＣＣ２にて、セルコントローラＣＣ３と同様に、アドレスの比較、電池モジュールＭ２の検出電圧の読み出しが行われる。読み出された検出電圧は、データとして、電池モジュールＭ３の検出電圧のデータを含むフィールドの後に、書き込まれる。そして、電池モジュールＭ２の検出電圧を含む信号が、セルコントローラＣＣ１へ送信される。全てのセルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３で検出電圧の読み出しと送信信号への検出電圧のデータの書き込みが終わると、セルコントローラＣＣ１は、当該検出電圧のデータを含む信号を、フォトカプラＰＣ２を経由して、バッテリコントローラ１０へ送信する。バッテリコントローラ１０はセルコントローラＣＣ１１からの電圧読出信号を受信することによって、組電池３に備えられる電池モジュールＭ１〜Ｍ３の電池セル１の電圧を読み込むことができる。
【００４９】
ステップＳ３にて、バッテリコントローラ１０は、読み出した電池モジュールＭ１〜Ｍ３の検出電圧の和（Ｖｃｅｌｌｓｕｍ）を演算し、演算結果をバッテリコントローラ１０へ送る。バッテリコントローラ１０は、予め設定されている値（Ｖｍｉｎ）と検出電圧の和を比較する（ステップＳ４）。Ｖｍｉｎは、本例の組電池監視装置を設計する時に設定されている値であって、この値を基準に、バッテリコントローラ１０は各電池セル１の容量の状態を管理する。バッテリコントローラ１０は、Ｖｍｉｎより、Ｖｃｅｌｌｓｕｍの方が高い時、組電池３の容量は十分に確保されていると判断し、バッテリコントローラ１０は動作を終了する。一方、Ｖｍｉｎより、Ｖｃｅｌｌｓｕｍの方が小さい時、バッテリコントローラ１０は、組電池３の容量が十分でないと判断し、組電池３に異常が生じている旨の警告表示の信号を制御部１００に送信し、制御部１００はユーザに対して警告する（ステップＳ５）。警告表示は、例えば、図示しないランプ等を点灯させることにより行う。
【００５０】
上記のように、本例の組電池監視装置は、カスケード接続された、バッテリコントローラ４及び各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３において、電池セル１の電圧の検出を一斉に行い、検出電圧を保持するための電圧検出保持指令信号と、電圧読出信号を分けるため、各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３の間で、ほぼ同じ時点での電圧を検出し、検出電圧を保持することができ、検出電圧間でのタイムラグを防ぐことができる。
【００５１】
例えば、組電池３は、Ｍ個の電池セル１が直列接続され、そのうちＮ個の電池セル１を１単位とするＭ／Ｎ個の電池モジュールにより構成されている。そして、それぞれの電池モジュールには、セルコントローラが接続され、セルコントローラが検出電圧を読み出すために２０ｍｓかかるとする。従来の組電池監視装置は、あるセルコントローラで、電池セル１の電圧を検出して読み出した後に、次のセルコントローラに信号を送信し検出・読み出しを順次行ってていた。そのため、バッテリコントローラ１０が最後のセルコントローラからの信号を受信し、電池セル１の電圧の検出と読み出しが終わるまで、２０ｍｓ×Ｍ／Ｎコマンドを必要とした。また、信号ラインの上流側に位置するセルコントローラの電圧の検出及び読み出しが終わった後に、次のセルコントローラが電圧を検出する。そのため、各セルコントローラにおいて、電圧検出のタイムラグが生じていた。
【００５２】
しかし、本例では、電池セル１の電圧を検出し保持する信号と、検出電圧の読み出す信号を分ける、制御工程とするため、各セルコントローラＣＣ１、ＣＣ２、ＣＣ３における、電圧検出のタイミングの差を縮めることができる。
【００５３】
つまり、本例は、カスケード通信の信号線を用いて、上流側のセルコントローラＣＣ３から下流側のセルコントローラＣＣ１に順に、電圧検出保持指令信号を送信する。そしてて、各セルコントローラ間を伝送する電圧検出保持指令信号は、電圧読出信号と比較して情報量が少ないため、電圧検出保持指令信号は、各セルコントローラ間を短時間で伝送される。そして、検出電圧が書き込まれる分、電圧検出保持指令信号より情報量が多くなる電圧読出信号は、電圧検出保持指令信号と異なる信号であって、電圧検出保持指令信号の後に送信される。これにより、電圧検出保持指令信号が上流側のセルコントローラＣＣ３から下流側のセルコントローラＣＣ１に順に短時間に伝送され、各セルコントローラにおける、検出のタイムラグを抑制することができる。
【００５４】
また本例の組電池監視装置は、組電池３に負荷がかかっている状態で、各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３に対して、電池セル１の電圧を検出し、検出電圧とし保持するための信号を送信し、その後に、当該保持された検出電圧を読み出すための信号を送信する。これによって、組電池３に負荷がかかっており、経時的に電圧変動の大きい状態であっても、電圧検出のタイムラグを抑制し、検出電圧の時間的な誤差を防ぐことができる。
【００５５】
また本例の組電池監視装置は、各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３による検出電圧の和をとることで組電池３の総電圧を正確に演算できるため、別途、組電池３の総電圧を検出するための検出器を設けなくてもよい。
【００５６】
また、本例の組電池監視装置を搭載した車両は、正確な検出電圧に応じて、モータの出力トルクを制御することができるため、組電池３の過放電を防ぎ、組電池３を保護することができる。
【００５７】
なお、本例の組電池監視装置をハイブリッド車両等に搭載した場合、回生充電の制御にも本例を用いることができる。ここで制御部１００は、電池負荷２であるモータの駆動を制御し、使用者のブレーキ状態に応じて、モータの回生制動による組電池への充電を制御する。制御部１００は、電池セルの総和の電圧（Ｖｃｅｌｌｓｕｍ）と予め設定された値（Ｖｍａｘ）を比較する。Ｖｃｅｌｌｓｕｍの方が小さい場合、制御部１００は、組電池３の充電容量の空きに、まだ余裕があると判断して、モータの回生制動による充電を行う。一方、Ｖｃｅｌｌｓｕｍの方が高い場合、制御部１００は、組電池３へ過充電のおそれがあると判断し、モータの回生制動による充電を停止する。これにより、本例の組電池監視装置を搭載する車両は、より正確に組電池３の状態を把握でき、組電池３への過充電を防ぎ、組電池３を保護できる。
【００５８】
また本例の組電池監視装置は、各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３に保持される検出電圧を用いて、各電池モジュールＭ１〜Ｍ３の容量調整を行うこともできる。
【００５９】
バッテリコントローラ１０は、セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３を制御することにより、セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３に接続された電池モジュールＭ１〜Ｍ３の容量を調整する。容量調整は、制御部の指令に応じて、対象となる電池セル１を含む放電回路を形成し、所定の時間、当該電池セル１から電流を放出させることで行われる。
【００６０】
保持された検出電圧を受信したバッテリコントローラ１０は、各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３の検出電圧を比較し、例えば一番低い検出電圧に合わせるように、検出電圧の異なる電池モジュールＭ１〜Ｍ３を制御するセルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３に対して放電の指示を送る。バッテリコントローラ１０は、指示の際に、容量調整のため目標値と放電時間を指定し、指示を送る。指示を受けたセルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３は、当該放電時間分の電池セル１の放電を行う。
【００６１】
これにより、本例の組電池監視装置は、正確な検出電圧に応じて、電池セル１の充放電を行うため、より正確に各電池セル１の電圧のばらつきを抑制できる。また本例は、常に最新の電池セル１の検出電圧により電池セル１の容量を調整できる。
【００６２】
なお、本例の組電池監視装置を用いたモータの駆動制御等に、各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３で検出された検出電圧の総和（Ｖｃｅｌｌｓｕｍ）を用いたが、必ずしもＶｃｅｌｌｓｕｍである必要はなく、例えば、全セルコントローラの中で、一部のセルコントローラに保持された検出電圧に応じて制御を行ってもよく、また例えば、セルコントローラの中で、最も小さい又は高い検出電圧に応じて制御を行ってもよい。
【００６３】
なお、本例において、バッテリコントローラ１０は、セルコントローラＣＣ１から送信される電圧保持信号を受信するか否かを判定し、電圧検出保持信号を受信した場合に、電圧読出信号をセルコントローラＣＣ３に送信してもよく、バッテリコントローラ１０が電圧保持信号の受信を確認する前又はバッテリコントローラ１０が電圧保持信号の受信を判定せず、電圧読出保持信号をセルコントローラＣＣ３に送信してもよい。
【００６４】
また、本例のステップＳ５において、ユーザに対して警告表示を行うが、制御部１００は、電池負荷２のモータの出力に制限をかけてもよい。具体的には、ステップＳ６にて、制御部１００は、バッテリコントローラ１０の信号に基づき、当該モータに接続されるインバータのスイッチング動作を制御することにより、モータの出力トルクに制限をかける。これにより、使用者がアクセルを踏み込んだりし、組電池３に大きな負荷をかけるような動作を行ったとしても、モータの出力トルクに制限がかかっているため、本例により、組電池３の保護を図ることができる。また組電池３の容量をより長く用いることができる。
【００６５】
また、本例において、バッテリコントローラ１０による電池セル１の電圧の管理及び電池セル１の容量調整の機能を、制御部１００に持たせて、制御部１００が、バッテリコントローラ１０を介して、電池セル１の電圧の管理及び容量調整を行ってもよい。
【００６６】
なお、本例のセルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３は本発明の「監視手段」に相当し、バッテリコントローラ１０は「組電池制御手段」に、フォトカプラＰＣ１及びフォトカプラＰＣ２は「通信手段」に、制御部１００は「制御手段」に相当する。また本例では、制御部１００とバッテリコントローラ１０を分けて説明したが、制御部１００の一部をバッテリコントローラ１０として機能させてもよい。
【００６７】
《第２実施形態》
図５は、発明の他の実施例に係る組電池監視手段のブロック図であり、図６は、図５の組電池監視装置による制御手順を示すフローチャートである。本例では上述した第１実施形態に対して、電池セル１の総電圧を検出する総電圧検出回路２０が設けられる点で異なる。これ以外の構成は上述した第１実施形態の記載を適宜、援用する。
【００６８】
図５において、総電圧検出回路２０は、組電池３の最も電位の高い位置と、組電池３の最も電位の低い位置に接続され、組電池３を構成する電池セル１の総電圧を検出する。またバッテリコントローラ１０と、フォトカプラＰＣ３及びフォトカプラＰＣ４を介して接続される。以下、図６を参照して、本例の組電池監視装置の制御手順を説明する。
【００６９】
本例の組電池監視装置による制御について、少なくとも各セルコントローラＣＣ１、ＣＣ２、ＣＣ３及びバッテリコントローラ１０に電力が供給されている状態で、制御が開始され、電池負荷２が動作せず、組電池３に負荷（電池負荷２を動作させることにより、組電池３に加わる負荷）がかかっていない状態で開始される。なお、各セルコントローラＣＣ１、ＣＣ２、ＣＣ３及びバッテリコントローラ１０の電力は、リレースイッチ４を接続する回路とは別の回路で組電池３に接続することにより供給されてもよく、組電池３とは別の弱電用補助電源により供給されてもよい。
【００７０】
まずステップＳ１１にて、バッテリコントローラ１０はセルコントローラＣＣ３と総電圧検出回路２０に図３の（ａ）に示される信号と同様の信号を送信する。なお、総電圧検出回路２０へ送信される信号は、アドレスを必ずしも必要としない。
【００７１】
バッテリコントローラ１０からの電圧検出保持指令信号を受信したセルコントローラＣＣ３は、上述した第１実施形態と同様に、電池モジュールＭ３の電圧の検出、検出電圧の保持を行い、他のセルコントローラＣＣ１、ＣＣ２も同様に、電圧の検出、検出電圧の保持を行う。
【００７２】
総電圧検出回路２０は、バッテリコントローラ１０から信号を受信すると電池セル１の総電圧を検出し、総電圧の検出電圧を保持する。バッテリコントローラ１０は、セルコントローラＣＣ１と総電圧検出回路２０からの信号を、それぞれフォトカプラＰＣ２とフォトカプラＰＣ４を介して受信することにより、検出電圧の検出・保持の命令が伝わったことを確認する。
【００７３】
次に、リレースイッチ４がＯＮ状態になり、電池負荷２を動作できる状態になる（ステップＳ１２）。そしてステップＳ１３にて、バッテリコントローラ１０からの電圧読出信号により、各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３に保持された検出電圧及び総電圧検出回路２０に保持された総電圧の検出電圧が読み出される。
【００７４】
ステップＳ１４にて、バッテリコントローラ１０は、読み出した電池モジュールＭ１〜Ｍ３の検出電圧の和（Ｖｃｅｌｌｓｕｍ）を演算する。またバッテリコントローラ１０は、電池セル１０の総電圧の検出電圧（Ｖｓｕｍ）を検出する。
【００７５】
セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３及び総電圧検出回路２０の内部回路等に異常がなければ、ＶｃｅｌｌｓｕｍとＶｓｕｍの値は同じである。しかし、例えばセルコントローラ２の内部回路であるデジタル演算回路２４に不備が生じ、電池セル１の電圧を正確に検出できない場合、セルコントローラＣＣ２で保持される電圧はゼロになってしまうため、ＶｃｅｌｌｓｕｍとＶｓｕｍの値が異なってしまう。
【００７６】
バッテリコントローラ１０は、ＶｃｅｌｌｓｕｍとＶｓｕｍとの差の絶対値をとり、予め設定された値Ｃと比較する（ステップＳ１５）。ＶｃｅｌｌｓｕｍとＶｓｕｍとの差が設定値（Ｃ）より高い時、バッテリコントローラ１０は、セルコントローラの内部回路等に異常が生じていると判断組電池３に異常が生じている旨の警告表示をユーザに対して警告する（ステップＳ１６）。バッテリコントローラ１０は、各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３の検出電圧と総電圧検出回路２０の検出電圧を読み込むため、これらの検出電圧の電圧値から、不備のあるセルコントローラを特定できる。なお、ステップＳ１６により異常が生じていると判断された場合に、制御部１００は、電池負荷２及び組電池３に対してフェイルセーフ処理をしてもよい。
【００７７】
上記のように、本例の組電池監視装置は、各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３の検出電圧の総和と電池セル１の総電圧とを比較することにより、各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３及び総電圧検出回路２０の内部回路の状態を把握することができる。また当該内部回路に不備が生じた際に、組電池３を保護することができる。
【００７８】
また本例の組電池監視装置は、組電池３に負荷がかからない時点で、電池セル１の電圧を検出するため、より電圧を正確に検出できる。組電池３に負荷がかかっている状態では、電池セル１の電圧が安定しないため、検出電圧を正確に検出できない可能性がある。本例では、まず全てのセルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３において検出電圧の保持を行い、そして組電池３に負荷をかけてもよい状態で、バッテリコントローラ１０は、各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３から保持された検出電圧の読み込みを行う。この検出電圧は無負荷状態の下での電圧であるため、本例は、より正確に電圧を検出できる。
【００７９】
また本例は、組電池３に負荷がかかっていない状態で、電圧検出保持信号に基づき各電池セル１の電圧を検出し保持し、組電池３に負荷をかけてもよい状態で、電圧読出信号に基づき検出電圧を読み出す。これにより、本例の組電池監視装置を動作させてから組電池３に負荷をかけてもよい状態になるまでの時間を短縮することができる。
【００８０】
つまり、本例のようにカスケード接続においては、各セルコントローラＣＣ１、ＣＣ２、ＣＣ３により検出された電圧データをバッテリコントローラ４により読み出すためには、時間を要するため、組電池３に負荷をかける前に、電池セル１の電圧の検出及び読み出しを行った場合には、車両が走行可能な状態になるまでに、時間を要していた。しかし、本例では、電池セル１の電圧の検出及び保持するための電圧検出保持指令信号と、電池セル１の検出電圧を読み出すための電圧読出信号を分け、組電池３の無負荷の状態で、電圧検出保持指令信号を送信し、組電池３に負荷をかけてもよい状態になった後に、電圧読出信号を送信する。これにより、組電池３に負荷をかけてもよい状態になるまでの時間を短縮することができ、車両の走行可能状態までの時間を延ばさなくてもよい。
【００８１】
また、電池モジュールＭ１〜Ｍ３に接続されたセルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３に自己診断機能を搭載する場合、各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３は、内部回路及び電池モジュールＭ１〜Ｍ３の状態を当該自己診断機能で把握できる。一方、総電圧検出回路２０は、自己診断機能を有さなくても、各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３の検出電圧の総和と電池セル１の総電圧との比較及びセルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３の自己診断結果から、内部回路の状態を診断できる。すなわち、バッテリコントローラ１０が各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３の検出電圧の総和と電池セルの総電圧とを比較し何らかの異常が生じていると判断し、各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３が内部回路の診断を行い正常であると判断する場合、異常が生じている部分は、総電圧検出回路２０の内部回路であると特定できる。これにより、本例は、組電池３の総電圧を検出する総電圧検出回路２０に自己診断機能を備えなくてもよく、内部回路を簡素化できる。
【００８２】
なお、本例は、ＶｃｅｌｌｓｕｍとＶｓｕｍとの差の絶対値と予め設定された値Ｃと比較をバッテリコントローラ１０にて行ったが、制御部１００にて行ってよく、バ制御部１００により、各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３及び総電圧検出回路２０の内部回路の状態を管理してもよい。
【００８３】
なお本例は、リレースイッチ４をＯＮ状態にし電池負荷２が動作した後に、ステップＳ１３による検出電圧の読み出しを行ってもよく、または、リレースイッチ４をＯＮ状態にし、ユーザのアクセル動作等によって電池負荷２に負荷がかかる前に、ステップＳ１３による検出電圧の読み出しを行ってもよい。
【００８４】
また本例において、車両を停車させる際には、組電池３は無負荷な状態になるため、例えば電池負荷２の動作が終了した後に、バッテリコントローラ４は電圧検出保持信号を各セルコントローラＣＣ１、ＣＣ２、ＣＣ３に送信し、電池セル１の電圧を検出してもよい。この際、検出電圧の読み出しについて、メインスイッチのオフにより本例の全てのシステムに対する電力供給が止まる場合には、当該メインスイッチがオフする前に、又は次に車両を駆動させてから（次にメインスイッチをオンにしてから）、電圧読出検出による検出電圧の読み出しを行ってもよい。また、車両の駆動終了後、補助バッテリー等により本例の組電池監視装置が駆動できる場合には、車両の駆動終了後に、電圧読出検出による検出電圧の読み出しを行ってもよい。
【００８５】
なお、本例の総電圧検出回路２０は、本発明の「総電圧検出手段」に相当する。
【００８６】
《第３実施形態》
図７は、発明の他の実施例に係る組電池監視手段のブロック図である。本例では上述した第１実施形態に対して、組電池３付近の温度を検出する温度センサ７を設ける点及び温度センサ７の検出値と各電池セル１の検出電圧に応じて、組電池３の出力電力を制御する点で異なる。また本例を適用する車両はハイブリッド駆動電気車両で構成され、ハイブリッド駆動電気車両は走行用動力源として、電池負荷２に含まれるモータ及び内燃エンジンを備える。その他の構成については、上述した第１実施形態の記載を適宜援用する。
【００８７】
図７において、温度センサ７は、組電池３の付近に配置され、組電池３の雰囲気中の温度を検出する。制御部１００は、電池負荷２に含まれるエンジンのクランキング状態を検出し、エンジンのクランキング状態をＣＡＮ通信により、バッテリコントローラ１０へ送信する。これによりバッテリコントローラ１０において、エンジンがクランキングしているか否かを把握することができる。
【００８８】
バッテリコントローラ１０は、各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３に対して、周期的に各電池セル１の電圧を検出するための電圧検出保持信号及び検出電圧を読み出すための電圧読出信号を送信する。各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３は、当該信号に応じて、接続される電池セル１の電圧を検出し保持し、また検出電圧を出力する。ここで、バッテリコントローラ４が電圧検出保持信号を送信する周期をＴとして、例えば４０ｍｓ毎に送信する。またバッテリコントローラ４は、電圧読出信号を電圧検出保持信号の後に、周期的に送信する。以下、検出電圧の読み出しは、次の電圧検出保持信号が送信される前に終わっていることを前提に説明するが、必ずしも次の電圧検出保持信号が送信される前に検出電圧の読み出しが終わる必要はなく、検出電圧の読み出しが終わる時又は前に、次の電圧検出保持信号を送信してもよい。
【００８９】
また、バッテリコントローラ１０は、第１の過放電閾値電圧又は第２の過放電閾値電圧を選択し、各電池セル１の検出電圧と比較する。本例において、電池セル１の検出電圧が第１の過放電閾値電圧より低い場合又は電池セル１の検出電圧が第２の過放電閾値電圧より低い場合、バッテリコントローラ１０は、組電池３が過放電に可能性があることを示す信号を制御部１００に送信する。そして制御部１００は、例えば、組電池３が過放電の可能性があることを警告ランプ等により表示する。なお、電池セル１の検出電圧が第１の過放電閾値電圧より低い場合又は電池セル１の検出電圧が第２の過放電閾値電圧より低い場合、バッテリコントローラ１０は、制御部１００を介して、組電池３からの出力電力を制限してもよい。これにより、組電池３への負荷を軽減させ、組電池３の過放電を防止する。
【００９０】
第１の過放電閾値電圧及び第２の過放電閾値電圧は、組電池３の温度状態と組電池３へかかる負荷の状態に応じて、組電池３の過放電を防止するために予め設定された値であり、第２の過放電閾値電圧は、第１の過放電閾値電圧より低い値に設定されている。組電池３が低温状態である時、組電池３の内部抵抗が高いため、車両を始動する際、組電池３は、大電流を放電し、組電池３の電圧降下が高くなる。そのため、本例は、第２の過放電閾値電圧を第１の過放電閾値電圧より低い電圧値に設定し、低温状態かつ有負荷状態である組電池３から取り出し可能な電圧を高くする。
【００９１】
当該組電池３の電圧降下は、組電池３が低温状態で、組電池３に負荷がかかる時に生じるため、本例のバッテリコントローラ１０は、温度センサ７で検出される検出値と制御部１００から送信させるエンジンのクランキング状態に応じて、第１の過放電閾値電圧または第２の過放電閾値電圧を選択する。第２の過放電閾値電圧は、組電池３の低温状態で選択可能な閾値であり、温度センサ７の検出温度に応じて選択される。
【００９２】
本例のセルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３はカスケード通信を採用するため、バッテリコントローラ１０による各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３からの検出電圧の読み出しは、各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３で電池セルの電圧を検出する時間より時間を要する。エンジンがクランキングしていない状態からクランキングする状態に変化する時、バッテリコントローラ１０は、全ての電池セル１の検出電圧を読み込んでいない場合があり、当該クランキング状態が変化した時に、全ての電池セル１の検出電圧と第１の過放電閾値電圧とを比較することができない。そこで、本例は、エンジンがクランキングしていない状態からクランキングする状態に変化する場合には、クランキング状態が変化した時より前に検出された電圧が読み出された後に、第１の過放電閾値電圧を第２の過放電閾値電圧へ切り換える。検出電圧が読み出されたい否かは、電圧読出信号の受信をバッテリコントローラ１０が確認することにより、判断できるため、バッテリコントローラ１０は、クランキング状態が変化した後であって、電圧読出信号を受信した後に、第１の過放電閾値電圧を第２の過放電閾値電圧へ切り換える。これにより、エンジンがクランキングしていない状態からクランキングする状態に変化する時点から、第１の過放電閾値電圧を第２の過放電閾値電圧へ切り換える時点まで、第１の時間（Ｃ１）分の時差を設ける。
【００９３】
同様に、エンジンがクランキングしている状態からクランキングしてない状態に変化する時、バッテリコントローラ１０は、各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３で保持される、エンジンクランキング中の全ての電池セル１の検出電圧を読み込んでいないため、当該クランキング状態が変化する時に、全ての電池セル１の検出電圧と第１の過放電閾値電圧とを比較することができない。そこで、本例は、エンジンがクランキングしている状態からクランキングしていない状態に変化する場合には、クランキング状態が変化した時より前に検出された電圧が読み出された後に、第２の過放電閾値電圧を第１の過放電閾値電圧へ切り換える。つまり、バッテリコントローラ１０は、クランキング状態が変化した後であって、電圧読出信号を受信した後に、第２の過放電閾値電圧を第１の過放電閾値電圧へ切り換える。これにより、エンジンがクランキングしている状態からクランキングしていない状態に変化する時点から、第２の過放電閾値電圧を第１の過放電閾値電圧へ切り換える時点まで、第２の時間（Ｃ２）分の時差を設ける。
【００９４】
次に、図８及び図９を用いて、本例の組電池監視装置の制御タイミングを説明する。図８及び９は、本例の組電池監視装置の制御タイミングを示す図である。
【００９５】
図８及び図９において、１〜Ｎは、組電池３の下段からの電池セル１の順番に対応しており、１は組電池３の最も下段の電池セル１の電圧値を示し、Ｎは組電池３の最も上段の電池セル１の電圧値を示す。横軸は、各電池セル１の読み出し時間を示し、縦軸は、電池セル１の検出電圧の値を示す。各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３は、周期Ｔのタイミングで時間ｔ０〜ｔ４の時点の各電池セル１の電圧を検出し、組電池３の最も下段の電池セル１の検出電圧から順に読み出す。
【００９６】
図８を参照して、イグニッションオンからエンジンがクランキングするまでの間（期間：ａ）、エンジンはクランキングしていない状態で、組電池３に負荷がかかっていない状態であり、本例のバッテリコントローラ１０は、第１の過放電閾値電圧と時間ｔ０及びｔ１のときの電池セル１の検出電圧を比較する。
【００９７】
エンジンがクランキングしてから第１の時間Ｃ１が経過するまでの間（期間：ｂ）、低温状態の組電池３に負荷がかかる状態であるが、各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３は組電池３に負荷がかかる時の検出電圧を検出しておらず、時間ｔ２の時点の電池セル１の検出電圧が読み出されている最中である。そのため、本例のバッテリコントローラ１０は、この時点で、第１の過放電閾値電圧を第２の過放電閾値電圧へ切り換えず、時間ｔ２の時点の全電池セル１の検出電圧を読み込み、時間ｔ２のときの全電池セル１の検出電圧と第１の過放電閾値電圧とを比較する。第１の時間Ｃ１について、エンジンのクランキング状態の変化時から、当該変化時より前に検出された検出電圧がバッテリコントローラ１０により読み出される時までの時間を、第１の時間Ｃ１とする。
【００９８】
そして時間ｔ２の時点の全電池セル１の検出電圧が読み込まれた後は（期間：ｃ）、低温状態の組電池３に負荷がかかっている状態であり、読み出される検出電圧は、組電池３に負荷がかかった時の検出電圧（時間ｔ３の時に検出された電圧）であるため、バッテリコントローラ１０は、第１の過放電閾値電圧を第２の過放電閾値電圧へ切り換え、時間ｔ３及びｔ４のときの電池セル１の検出電圧と第２の過放電閾値電圧を比較する。
【００９９】
図８に示すように、３番目及び５番目の電池セル１の検出電圧が他の電池セル１の検出電圧より低い場合に、本例は無負荷時に検出される電圧を第１過放電閾値電圧と比較するため、エンジンがクランキングし電池セル１に負荷がかかる前に、３番目及び５番目の電池セル１が過放電になる可能性があることを、本例は検出することができる。
【０１００】
仮に、本例とは異なり、エンジンがクランキングした時に、バッテリコントローラ１０が、第１過放電閾値電圧を第２過放電閾値電圧に切り換えて、読み出された検出電圧と、当該第２過放電閾値電圧とを比較する場合を検討する。かかる場合に、期間ｂの間に検出される５番目の検出電圧は、第２過放電閾値電圧より大きいため、バッテリコントローラ１０は、過放電の可能性なしと判断してしまう。そして、エンジンがクランキングし、当該５番目の検出電圧に負荷がかると、電圧降下が生じるため、５番目の電池セル１は、さらに過放電の可能性が高くなる。
【０１０１】
しかし、本例は、当該５番目の検出電圧を第１過放電閾値電圧と比較するため、エンジンがクランキングした後に、無負荷時に検出され読み出された検出電圧を、有負荷時の第２過放電閾値電圧ではなく、無負荷時の第１過放電閾値電圧とを比較し、過放電の可能性を判定する。これにより、検出電圧の読み出し終了時とエンジンのクランキング状態が変化する時にタイムラグが生じる場合に、本例は、適切に電池セル１の過放電を判定することができる。
【０１０２】
なお、後述するように、本例では、電池セル１が過放電の可能性があると判断した場合に、ユーザに対して警告表示をし、制御フローを終了させる。そのため、例えば図８において、時間ｔ０からｔ１の間に、バッテリコントローラ１０が三番目の電池セル１の検出電圧と第１過放電閾値電圧とを比較し、過放電の可能性有りと判断した時点で、本例は、以後の制御フローを終了させる。図８においては、本例の制御タイミングを説明するために、便宜上、時刻ｔ１以降における、電池セル１の電圧の保持、検出及び読み出しを行っている。
【０１０３】
次に、初回のエンジンクランキング状態からエンジンがクランキングしない状態となる場合を、図９を用いて、説明する。
【０１０４】
図９を参照して、エンジンがクランキングしてからクランキングしない状態となるまでの間（期間：ｄ）、低温の組電池３に負荷がかっている状態であり、本例のバッテリコントローラ１０は、第１の過放電閾値電圧と時間ｔ５及びｔ６の時点の電池セル１の検出電圧とを比較する。
【０１０５】
エンジンがクランキングしない状態となってから第２の時間Ｃ２が経過するまでの間（期間：ｅ）、組電池３に負荷がかかっていない状態であるが、各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３は組電池３に負荷がかかっていない時の検出電圧を検出していない。そのため、本例のバッテリコントローラ１０は、この時点で、第２の過放電閾値電圧を第１の過放電閾値電圧へ切り換えず、時間ｔ７の時点の全電池セル１の検出電圧を読み込む。そして、バッテリコントローラ１０は、時間ｔ７の時点の電池セル１の検出電圧と第２の過放電閾値電圧とを比較する。なお、第２の時間Ｃ２について、エンジンのクランキング状態の変化時から、当該変化時より前に検出された検出電圧がバッテリコントローラ１０により読み出される時までの時間を、第２の時間Ｃ２とする。
【０１０６】
そして時間ｔ７の時点の全電池セル１の検出電圧が読み込まれた後（期間：ｆ）は、組電池３に負荷がかかっていない状態であり、読み出される検出電圧は、組電池３に負荷がかかっていない時の検出電圧（時間ｔ８の時に検出された電圧）であるため、バッテリコントローラ１０は、第２の過放電閾値電圧を第１の過放電閾値電圧へ切り換え、時間ｔ８及びｔ９のときの電池セル１の検出電圧と第１の過放電閾値電圧を比較する。
【０１０７】
図９に示すように、４番目の電池セル１の検出電圧が他の電池セル１の検出電圧より低い場合に、本例は有負荷時に検出される電圧を第２過放電閾値電圧と比較するため、本例は４番目の電池セル１を過放電の可能性がないと判断する。これにより、エンジンのクランキング状態が終了後であっても、有負荷時の検出電圧と無負荷の閾値電圧とが比較されることを防ぎ、誤って過放電の判断を行うことを防ぐことができる。
【０１０８】
仮に、本例とは異なり、エンジンのクランキングが終了した時に、バッテリコントローラ１０が、第２過放電閾値電圧を第１過放電閾値電圧に切り換えて、読み出された検出電圧と、当該第１過放電閾値電圧とを比較する場合を検討する。かかる場合に、期間ｅの間に検出される４番目の検出電圧は、第１過放電閾値電圧より低いため、バッテリコントローラ１０は、過放電の可能性有りと判断してしまう。
【０１０９】
しかし、本例は当該４番目の検出電圧を第２過放電閾値電圧と比較するため、エンジンのクランキングが終了した後に、有負荷時に検出され読み出された検出電圧を、無負荷時の第１過放電閾値電圧ではなく、有負荷時の第２過放電閾値電圧とを比較し、過放電の可能性を判定する。これにより、検出電圧の読み出し終了時とエンジンのクランキング状態が変化する時にタイムラグが生じる場合に、本例は、適切に電池セル１の過放電を判定することができる。また、当該タイムラグが生じる期間ｅにおいて、本例は、電池セル１から引き出す電圧を高くすることができる。
【０１１０】
次に、図１０を参照して、車両が駆動し、エンジンがクランキングしていない状態からエンジンがクランキングする状態に遷移する場合における、本例の組電池監視装置の制御手順を説明する。なお、本例の組電池監視装置による制御について、少なくとも各セルコントローラＣＣ１、ＣＣ２、ＣＣ３及びバッテリコントローラ１０に電力が供給されている状態で、制御が開始される。
【０１１１】
ステップＳ３１にて、バッテリコントローラ１０はセルコントローラＣＣ３に、電池セル１の電圧を検出するための電圧検出保持信号を周期Ｔの間隔で送信し、当該信号を受信する各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３は、電池セル１の電圧を検出し、保持する。次に、バッテリコントローラ１０は各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３に対して電圧読出信号を送信し、各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３は、保持される各電池セル１の検出電圧（Ｖｎ）を、下段のセル電池１の検出電圧（Ｖ１）から順に読み出す（ステップＳ３２）。
【０１１２】
制御部１００は、電池負荷２に含まれるエンジンがクランキングしているか否かを検知し、エンジンのクランキング状態をバッテリコントローラ１０へ送信する（ステップＳ３３）。
【０１１３】
エンジンがクランキングしていない場合、バッテリコントローラ１０は第１の過放電閾値電圧（Ｖａ）を選択し（ステップＳ３４）、ステップＳ３５にて、電池セル１の検出電圧（Ｖｎ）と第１の過放電閾値電圧（Ｖａ）とを比較する。
【０１１４】
電池セル１の検出電圧（Ｖｎ）が第１の過放電閾値電圧（Ｖａ）より高い場合、バッテリコントローラ１０は、当該電池セル１に負荷をかけても過放電の可能性はないと判断し、ステップＳ３１に戻り、次の周期Ｔのタイミングで電池セル１の電圧の保持及び検出を行う。一方、電池セル１の検出電圧（Ｖｎ）が第１の過放電閾値電圧（Ｖａ）より小さい場合、ステップＳ３６にて、バッテリコントローラ１０は、当該電池セル１に負荷をかけると過放電の可能性があると判断し、制御部１００に過放電の可能性があることを示す信号を送信する。制御部１００は、当該信号に基づき警告表示を行い、ユーザに対して、過放電の可能性があることを示し、処理を終了する。
【０１１５】
ステップＳ３３にて、エンジンのクランキング状態を確認し、エンジンがクランキングしている状態になった時、エンジンのクランキング状態が変化した時より前に検出された検出電圧がバッテリコントローラ１０に読み込まれている否かを、バッテリコントローラ１０は判定する。（ステップＳ４４）。ステップＳ４４の判定は、セルコントローラＣＣ１から送信される電圧読出信号の受信状態から確認できる。そして、電圧読出信号の受信を確認した後ではない場合に、バッテリコントローラ１０は、第１の過放電閾値電圧（Ｖａ）を選択し（ステップＳ４５）、電池セル１の検出電圧（Ｖｎ）と第１の過放電閾値電圧（Ｖａ）を比較する（ステップＳ４６）。ここで、ステップＳ４６で比較される電池セル１の検出電圧は、エンジンがクランキングしていない状態の電池セル１の検出電圧であって、組電池３に負荷がかかっていない状態の電池セル１の検出電圧である。
【０１１６】
すなわち、エンジンがクランキングする前に受信した電圧読出信号（図８の時間ｔ０及びｔ１の時の検出電圧を含む信号）には、無負荷時の検出電圧が含まれているため、ステップＳ４４にて、電圧読出信号を受信するまでは、ステップＳ４５に遷移し、検出電圧と第１過放電閾値電圧とを比較する。また、エンジンがクランキングした後に最初に受信した電圧読出信号（図８の時間ｔ２の時の検出電圧を含む信号）にも、同様に、無負荷時の検出電圧が含まれているため、ステップＳ４４にて、電圧読出信号の受信を確認した時は、ステップＳ４５に遷移し、検出電圧と第１過放電閾値電圧とを比較する。
【０１１７】
そして、電池セル１の検出電圧（Ｖｎ）が第１の過放電閾値電圧（Ｖａ）より高い場合、バッテリコントローラ１０は、当該電池セル１に負荷をかけても過放電の可能性はないと判断し、ステップＳ３１に戻り、次の周期Ｔのタイミングで電池セル１の電圧の保持及び検出を行う。一方、電池セル１の検出電圧（Ｖｎ）が第１の過放電閾値電圧（Ｖａ）より小さい場合、ステップＳ４７にて、バッテリコントローラ１０は、当該電池セル１に負荷をかけると過放電の可能性があると判断し、制御部１００に過放電の可能性があることを示す信号を送信する。制御部１００は、当該信号に基づき警告表示を行い、ユーザに対して、過放電の可能性があることを示し、処理を終了する。
【０１１８】
一方、ステップＳ４４にて電圧読出信号の受信を確認した場合に、バッテリコントローラ１０は、第２の過放電閾値電圧（Ｖｂ）を選択し（ステップＳ５５）、電池セル１の検出電圧（Ｖｎ）と第２の過放電閾値電圧（Ｖｂ）を比較する（ステップＳ５７）。ここで、ステップＳ５６で比較される電池セル１の検出電圧は、エンジンがクランキングしている状態の電池セル１の検出電圧であって、組電池３に負荷がかかっている状態の電池セル１の検出電圧である。
【０１１９】
電池セル１の検出電圧（Ｖｎ）が第２の過放電閾値電圧（Ｖｂ）より高い場合、バッテリコントローラ１０は、当該電池セル１について、負荷をかけても過放電の可能性はないと判断し、ステップＳ３１に戻り、次の周期Ｔのタイミングで電池セル１の電圧の保持及び検出を行う。一方、電池セル１の検出電圧（Ｖｎ）が第２の過放電閾値電圧（Ｖｂ）より小さい場合、ステップＳ５７にて、バッテリコントローラ１０は、当該電池セル１について、負荷をかけると過放電の可能性があると判断し、制御部１００に過放電の可能性があることを示す信号を送信する。制御部１００は、当該信号に基づき警告表示を行い、ユーザに対して、過放電の可能性があることを示し、処理を終了する。
【０１２０】
次に、図１１を参照して、エンジンのクランキング状態から、クランキングしていない状態へ遷移する場合における、本例の組電池監視装置の制御手順を説明する。
【０１２１】
ステップＳ６１にて、バッテリコントローラ１０は、セルコントローラＣＣ３に電池セル１の電圧を検出するための信号を周期Ｔの間隔で送信し、当該信号を受信する各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３は、電池セル１の電圧を検出し、保持する。各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣ３は、ステップＳ３２と同様に、保持される各電池セル１の検出電圧（Ｖｎ）を、下段のセル電池１の検出電圧（Ｖ１）から順に読み出す（ステップＳ６２）。
【０１２２】
制御部１００は、エンジンのクランキング状態をバッテリコントローラ１０へ送信し、バッテリコントローラ１０は、エンジンがクランキングしているか否かを確認する。（ステップＳ６３）。
【０１２３】
エンジンがクランキングしている場合、バッテリコントローラ１０は第２の過放電閾値電圧（Ｖｂ）を選択し（ステップＳ６４）、ステップＳ６５にて、電池セル１の検出電圧（Ｖｎ）と第２の過放電閾値電圧（Ｖｂ）とを比較する。
【０１２４】
電池セル１の検出電圧（Ｖｎ）が第２の過放電閾値電圧（Ｖｂ）より高い場合、バッテリコントローラ１０は、当該電池セル１に負荷をかけても過放電の可能性はないと判断し、ステップＳ６１に戻り、次の周期Ｔのタイミングで電池セル１の電圧の保持及び検出を行う。一方、電池セル１の検出電圧（Ｖｎ）が第２の過放電閾値電圧（Ｖｂ）より小さい場合、ステップＳ６６にて、バッテリコントローラ１０は、当該電池セル１に負荷をかけると過放電の可能性があると判断し、制御部１００に過放電の可能性があることを示す信号を送信する。制御部１００は、当該信号に基づき警告表示を行い、ユーザに対して、過放電の可能性があることを示し、処理を終了する。
【０１２５】
ステップＳ６３にて、エンジンのクランキング状態を確認し、エンジンがクランキングしていない状態になった時、エンジンのクランキング状態が変化した時より前に検出された検出電圧がバッテリコントローラ１０に読み込まれた否かを、バッテリコントローラ１０は判定する。（ステップＳ７４）。ステップＳ７４の判定は、セルコントローラＣＣ３から送信される電圧読出信号の受信状態から確認できる。そして、電圧読出信号をの受信を確認した後ではない場合に、バッテリコントローラ１０は、第２の過放電閾値電圧（Ｖｂ）を選択し（ステップＳ７５）、電池セル１の検出電圧（Ｖｎ）と第２の過放電閾値電圧（Ｖｂ）を比較する（ステップＳ７６）。ここで、ステップＳ７６で比較される電池セル１の検出電圧は、エンジンがクランキングしている状態の電池セル１の検出電圧であって、組電池３に負荷がかかっている状態の電池セル１の検出電圧である。
【０１２６】
すなわち、エンジンがクランキングしない状態に変化する前に受信した電圧読出信号（図９の時間ｔ５及びｔ６の時の検出電圧を含む信号）には、有負荷時の検出電圧が含まれているため、ステップＳ７４において、電圧読出信号を受信するまでは、ステップＳ７５に遷移し、検出電圧と第２過放電閾値電圧とを比較する。また、エンジンがクランキングしない状態に変化した後に最初に受信した電圧読出信号（図９の時間ｔ７の時の検出電圧を含む信号）にも、同様に、有負荷時の検出電圧が含まれているため、ステップＳ７４にて、電圧読出信号の受信を確認した時は、ステップＳ７５に遷移し、検出電圧と第２過放電閾値電圧とを比較する。
【０１２７】
そして、電池セル１の検出電圧（Ｖｎ）が第２の過放電閾値電圧（Ｖｂ）より高い場合、バッテリコントローラ１０は、当該電池セル１に負荷をかけても過放電の可能性はないと判断し、ステップＳ６１に戻り、次の周期Ｔのタイミングで電池セル１の電圧の保持及び検出を行う。一方、電池セル１の検出電圧（Ｖｎ）が第１の過放電閾値電圧（Ｖａ）より小さい場合、ステップＳ７７にて、バッテリコントローラ１０は、当該電池セル１に負荷をかけると過放電の可能性があると判断し、制御部１００に過放電の可能性があることを示す信号を送信する。制御部１００は、当該信号に基づき警告表示を行い、ユーザに対して、過放電の可能性があることを示し、処理を終了する。
【０１２８】
一方、ステップＳ７４にて電圧読出信号の受信を確認した場合に、バッテリコントローラ１０は、第１の過放電閾値電圧（Ｖａ）を選択し（ステップＳ８５）、電池セル１の検出電圧（Ｖｎ）と第１の過放電閾値電圧（Ｖａ）を比較する（ステップＳ８６）。ここで、ステップＳ５７で比較される電池セル１の検出電圧は、エンジンがクランキングしていない状態の電池セル１の検出電圧であって、組電池３に負荷がかかっていない状態の電池セル１の検出電圧である。
【０１２９】
電池セル１の検出電圧（Ｖｎ）が第１の過放電閾値電圧（Ｖａ）より高い場合、バッテリコントローラ１０は、当該電池セル１について、負荷をかけても過放電の可能性はないと判断し、ステップＳ６１に戻り、次の周期Ｔのタイミングで電池セル１の電圧の保持及び検出を行う。一方、電池セル１の検出電圧（Ｖｎ）が第１の過放電閾値電圧（Ｖａ）より小さい場合、ステップＳ８７にて、バッテリコントローラ１０は、当該電池セル１について、負荷をかけると過放電の可能性があると判断し、制御部１００に過放電の可能性があることを示す信号を送信する。制御部１００は、当該信号に基づき警告表示を行い、ユーザに対して、過放電の可能性があることを示し、処理を終了する。
【０１３０】
上記のように、本例の組電池監視装置において、エンジンのクランキング状態が変化した際に、クランキング状態の変化前に検出された検出電圧を読み出すための電圧読出信号の受信をバッテリコントローラ１０が確認するまでは、バッテリコントローラ１０は第１の過放電閾値電圧または第２の過放電閾値電圧を切り換えず、バッテリコントローラ１０は、当該電圧読出信号の受信を確認して、第１の過放電閾値電圧を第２の過放電閾値電圧に切り換え、又は、第２の過放電閾値電圧を第１の過放電閾値電圧に切り換える。本例は、カスケード通信を用いるため、エンジンのクランキング状態が変化した際に、変化前の検出電圧の読み出しを終えていない場合がある。しかし、本例は、第１の過放電閾値電圧を第２の過放電閾値電圧に切り換えるタイミングを、エンジンのクランキング状態が変化するタイミングからずらしている。
【０１３１】
これにより、本例において、エンジンがクランキングした後に、バッテリコントローラ１０は、第１の時間Ｃ１内において、組電池３に負荷がかからないときの検出電圧を読み込み、第１の過放電閾値電圧と比較することができ、本例の組電池監視装置が寒冷地の環境下にあっても、組電池３の過放電を防止し、組電池３の寿命を保証する精度を高めることができる。また、本例において、エンジンのクランキング状態からクランキングしていない状態に変化した後に、バッテリコントローラ１０は、第２の時間Ｃ２内において、組電池３に負荷がかかかるときの検出電圧を読み込み、第２の過放電閾値電圧と比較することができ、本例の組電池監視装置が寒冷地の環境下にあっても、組電池３の過放電を防止し、組電池３の寿命を保証する精度を高めることができる。
【０１３２】
また本例は、第１の過放電閾値電圧又は第２の過放電閾値電圧を選択する際、温度センサの値を利用して過放電閾値電圧を選択し、低温時で組電池３に負荷がかかる場合、当該組電池３の検出電圧と第２の過放電閾値電圧を比較するため、寒冷地にてエンジンを始動する際に、組電池３から引き出すことができる電圧を高くすることができる。
【０１３３】
また本例は、エンジンがクランキングしていない状態からクランキングしている状態に変化する前までに保持された検出電圧を第１過放電閾値電圧と比較し、エンジンクランキング中に保持された検出電圧を第２の過放電閾値電圧を比較し、エンジンがクランキングする時点から第１の時間Ｃ１が経過した時に、第１過放電閾値電圧を第２の過放電閾値電圧に切り換える。これにより、組電池３に負荷がかかるエンジンのクランキング動作においても、本例は、低温の組電池３の過放電を防止し、組電池３の寿命を保証する精度を高めることができる。
【０１３４】
また本例は、エンジンクランキングの終了時点から第２の時間Ｃ２の経過後に、第２の過放電閾値電圧を第１の過放電閾値電圧へ切り換え、当該所定期間Ｃ２が経過するまでに、当該初回のエンジンクランキング中に保持される検出電圧を読み込む。これにより、本例において、エンジンのクランキングが終了した後でも、バッテリコントローラ１０は、当該所定期間Ｃ２内に組電池に負荷があるときの検出電圧を読み込み、第２の過放電閾値電圧と比較することができ、本例の組電池監視装置が寒冷地の環境にあっても、組電池３の過放電を防止し、また低温の環境における、エンジン始動時の過放電の誤検知を防ぎ、組電池３の寿命を保証する精度を高めることができる。
【０１３５】
なお、本例は、バッテリコントローラ１０が電圧読出信号の受信を確認したか否かに基づき、過放電閾値を切り換えるタイミングを規定するが、検出電圧のサンプリング周期Ｔ及び検出電圧の読み出しに要する時間に応じて、エンジンのクランキング状態の変化を基点とした所定の時間を規定し、当該所定の期間に応じて、過放電閾値を切り換えてもよい。第１の時間Ｃ１及び第２の時間Ｃ２は、組電池３を構成する電池セル１の数やカスケード通信における通信速度又はデータ量等によって変わる時間であるが、電池セル１の数、通信速度、及び検出電圧のデータが取り得る最大データ量は、予め設計により決まる。そのため、エンジンのクランキング変化の任意にタイミングに対して、バッテリコントローラ１０が検出電圧を読み出すために充分な時間は、サンプリング周期Ｔと整合性をとることで、設定することができる。ゆえに、本例は、エンジンのクランキング状態の変化を検知した時を基準に、予め設定された所定の時間に応じて、過放電閾値を切り換えてもよい。
【０１３６】
また本例は、過放電閾値電圧を切り換えるために、温度センサ７の検出値を用いているが、必ずしも必要ない。上記では特にクランキング時の電圧変化が大きくなることを想定し説明したが、低温時に実施することは１つの好適な例であり、これに限定されることはなく、低温以外の環境下で、エンジンのクランキング状態が変化する時、本例は直前の周期Ｔにより保持される全電池セル１の検出電圧を読み込んでいないため、上記と同様に、エンジンのクランキング状態が変化する時から所定期間Ｃ１又はＣ２の後に、過放電閾値電圧を切り換えればよい。これにより、低温時と同様に読出データと比較すべき正しい過放電閾値電圧とを整合させることができ、誤判定による過放電や、不要な出力制限を防止することができる。
【０１３７】
なお本例のステップＳ３６、ステップＳ４７及びステップＳ５７において、ユーザに対し警告表示をした後に、本例の制御を終了するが、ステップＳ３１に戻り本例の制御処理を繰り返してもよい。
【０１３８】
なお、本例の第１の時間Ｃ１は本例の「第１の所定期間」に相当し、第２の時間Ｃ２は、「第２の所定期間」に相当する。
【０１３９】
《第４実施形態》
図１２は、発明の他の実施例に係る組電池監視手段のブロック図である。本例では上述した第２実施形態に対して、組電池３の電流を検出する電流センサ８を設ける点とバッテリコントローラ１０における制御内容が異なる。その他の構成については、上述した第２実施形態の記載を適宜、援用する。
【０１４０】
図１２において、組電池３は、複数の電池モジュールＭ１〜Ｍｎを含み、各電池モジュールＭ１〜ＭｎはセルコントローラＣＣ１〜ＣＣｎに接続される。
【０１４１】
バッテリコントローラ１０は、サンプリング周期Ｔ２で各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣｎに対して、接続される電池セル１の電圧を検出し保持するための電圧検出保持信号を送信し、各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣｎは、当該サンプリング周期Ｔ２毎に、電池セル１の電圧を検出し保持する。またバッテリコントローラ１０は、各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣｎに対して、検出電圧を読み出す電圧読出信号を送出する。各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣｎは、検出電圧を周期Ｔ１の間隔でＣＣｎから順にＣＣ１まで読み出す。言い換えると、ＣＣｎの読み出し時間とＣＣｎ−１の読み出し時間との差が、周期Ｔ１に相当し、他のセルコントローラ間の読み出し時間の差もＴ１に相当する。ここで、サンプリング周期Ｔ１とサンプリング周期Ｔ２は同期されており、サンプリング周期Ｔ１はサンプリング周期Ｔ２より短く設定されている。
【０１４２】
そして、各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣｎは、電池セル１の電圧を検出、保持（以下、ラッチと称す。）し、サンプリング周期Ｔ１後にセルコントローラＣＣｎに保持されている検出電圧が読み出され、サンプリング周期Ｔ１の後に次のセルコントローラＣＣｎ−１の検出電圧が読み出され、セルコントローラＣＣ１まで検出電圧が読み出される。そして、各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣｎにより電池セル１をラッチしてから、バッテリコントローラ１０が当該ラッチされる全ての検出電圧を読み込むまでの期間が、上記サンプリング周期Ｔ２となるように設定されている。
【０１４３】
上述した第１の実施形態のように、各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣｎが電池セル１の電圧をラッチするために要する時間に比べて、バッテリコントローラ１０が、各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣｎからラッチされている検出電圧を読み込む時間が長くなってしまうため、バッテリコントローラ１０は、サンプリング周期Ｔ２の間の時間における電池セル１の電圧を正確に検出することができない。
【０１４４】
特に、本例の組電池制御装置を車両等に搭載し組電池３に負荷がかかる状態において、電池セル１の電圧の変動は、無負荷の状態に比べて大きくなる。そのため、電池セル１の検出電圧を読み出す間に、組電池３の検出電圧が急激に変動する場合、当該検出電圧に応じて制御が困難になる。本例は、以下の制御により、各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣｎにより電池セル１の電圧をラッチする間の電池セル１の電圧を演算し、組電池３の過放電及び過充電の防止を図る。
【０１４５】
電流センサ８は、組電池３に接続され、サンプリング周期Ｔ１で組電池３の出力電流を検出し、バッテリコントローラ１０へ検出結果を送信する。また総電圧検出回路２０は、サンプリング周期Ｔ１で組電池３の総電圧を検出し、バッテリコントローラ１０へ検出結果を送信する。温度センサ７は、組電池３の付近に設置され、組電池３の雰囲気中の温度を検出し、サンプリング周期Ｔ１でバッテリコントローラ１０へ送信する。電流センサ８、総電圧検出回路２０及び温度センサ７は、カスケード接続されるセルコントローラＣＣ１〜ＣＣｎと異なり、バッテリコントローラ１０と１対１に接続され、直接、検出信号の送受信を行うため、バッテリコントローラ１０はサンプリング周期Ｔ１で、当該ラッチされる組電池３の電流値、総電圧及び温度を読み込むことができる。
【０１４６】
次に、図１３を参照して、本例の組電池制御装置の制御タイミングを説明する。図１３は、セルコントローラＣＣ１〜ＣＣｎ、総電圧検出回路２０、電流センサ８及び温度センサ７によるラッチ、バッテリコントローラ１０によりラッチされたデータの読み込み及びリレースイッチ４のＯＮ・Ｏｆｆ動作のタイミングを時系列で示し、また以下に掲げる演算による、演算結果の変化を示している。
【０１４７】
リレースイッチ４がＯｎ状態になる前に、バッテリコントローラ１０は、各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣｎ、総電圧検出回路２０、電流センサ８及び温度センサ７に対して、電池セル１の電圧、組電池３の総電圧（Ｖｓ１）、組電池３の電流（Ｉ１）及び組電池３の温度を時間ｔ１でラッチする信号を送信し、総電圧検出回路２０、電流センサ８及び温度センサ７でラッチされている検出値を読み込む。
【０１４８】
次に、バッテリコントローラ１０は、サンプリング周期Ｔ１で、総電圧検出回路２０、電流センサ８及び温度センサ７に対して、組電池３の総電圧（Ｖｓａ）、組電池３の電流（Ｉａ）及び組電池３の温度をラッチする信号を送信し、総電圧検出回路２０、電流センサ８及び温度センサ７の検出値を読み込む。また、バッテリコントローラ１０は、各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣｎに対して、時間ｔ１でラッチされた電池セル１の検出電圧を読み出す電圧読出信号を送信し、セルコントローラＣＣｎにおいて、時間（ｔ１＋Ｔ１）で、セルコントローラＣＣｎにラッチされている検出電圧が読み出される。この時、制御部１００は、リレースイッチをＯｎ状態にするため、時間（ｔ１＋Ｔ１）以降、組電池３は、電池負荷２と電気的に接続される状態となる。そして、制御部１００からの制御信号により、電池負荷２に含まれるモータ等が駆動し、負荷が組電池３に加わることになり、時間（ｔ１＋Ｔ１）以降の電池セル１は、有負荷状態となる。
【０１４９】
その後、セルコントローラＣＣｎ−１において、時間（ｔ１＋Ｔ１×２）で、セルコントローラＣＣｎ−１にラッチされている検出電圧が読み出される。以降、セルコントローラＣＣｎ−２〜ＣＣ１のそれぞれに保持されている検出電圧が、周期Ｔ１で、セルコントローラＣＣｎ−２から順にセルコントローラＣＣ１まで順に読み出される。
【０１５０】
そして、バッテリコントローラ１０は、セルコントローラＣＣ１から電圧読出信号を受信し、周期Ｔ２の間に、全てのセルコントローラＣＣ１〜ＣＣｎでラッチされている検出電圧を読み込む。その後バッテリコントローラ１０は、各セルコントローラＣＣ１〜ＣＣｎ、総電圧検出回路２０、電流センサ８及び温度センサ７に対して、電池セル１の電圧、組電池３の総電圧（Ｖｓ２）、組電池３の電流（Ｉ２）及び組電池３の温度を時間ｔ２でラッチする信号を送信し、上記と同様の制御を行う。
【０１５１】
これにより、バッテリコントローラ１０は、サンプリング周期Ｔ２でラッチされる各電池セル１の検出電圧と、サンプリング周期Ｔ１でラッチされる組電池３の総電圧、電流及び温度を読み出すことができる。
【０１５２】
なお、Ｖｓａはｔ１からｔ２の間に、Ｖｓｂはｔ２〜ｔ３の間に検出される総電圧を示し、ｔ１、ｔ２の時点で検出される総電圧は、Ｖｓ１、Ｖｓ２と示す。同様に、Ｉａはｔ１からｔ２の間に、Ｉｂはｔ２〜ｔ３の間に検出される電流を示し、ｔ１、ｔ２の時点で検出される電流はＩ１、Ｉ２と示す。
【０１５３】
次に、本例の組電池監視装置による電池セル１の検出電圧の演算を説明する。
【０１５４】
まず、バッテリコントローラ１０は、時間ｔ１における、セルコントローラＣＣ１〜ＣＣｎで保持される全ての電池セル１の検出電圧を取得すると、当該全ての電池セル１の検出電圧の中から最も電圧の高い検出電圧（最高電池電圧：ＶＨ１）と最も電圧の低い検出電圧（最低検出電圧：ＶＬ１）を検索する。また、バッテリコントローラ１０は、時間ｔ１における、総電圧（Ｖｓ１）及び電流（Ｉ１）を取得する。
【０１５５】
ここで、図１３に示すように、電池負荷２から組電池３への電力供給のＯｎ、Ｏｆｆを切り換えるリレースイッチ４は、時刻ｔ１の時点でＯｆｆ状態である。そのため、時刻Ｔ１の時点の最高電池電圧と最低電池電圧は、無負荷の時の検出電圧であり、電流値は０Ａである。そして、時間ｔ１に検出された総電圧（Ｖｓ１）は、組電池３を構成する電池セル１の個数（ｎ個）で除することで、平均の検出電圧に相当する。バッテリコントローラ１０は、式１により最高電池電圧の電圧偏差（ＶｄＨ１）を、式２により最低電池電圧の電圧偏差（ＶｄＬ１）を演算する。
［式１］
ＶｄＨ１＝ＶＨ１×ｎ−Ｖｓ１
［式２］
ＶｄＬ１＝Ｖｓ１−ＶＬ１×ｎ
各電池セル１について、製造上のバラツキ等により特性に差が生じ、また充放電を繰り返すことで特性のバラツキが生じることがあるが、バッテリコントローラ１０は、上記の式１及び式２により当該バラツキに相当する電圧偏差を検出電圧の算出に反映することができる。
【０１５６】
次に、バッテリコントローラ１０は、最高電池電圧の電圧偏差（ＶｄＨ１）、周期Ｔ２の間の時間に検出される総電圧（Ｖｓａ）を用いて、式３により、周期Ｔ２の間の最高電池電圧（ＶＨａ）を演算する。
［式３］
ＶＨａ＝（Ｖｓａ＋ＶｄＨ１）／ｎ
総電圧（Ｖｓａ）は、サンプリング周期Ｔ１により保持される電圧あって、電池セル１の電圧を検出するサンプリング周期Ｔ２より短い周期でサンプリングされるため、電池セル１の検出電圧に比べて連続的な値をとる。そして、最高電池電圧の電圧偏差（ＶｄＨ１）は、時間ｔ１における総電圧（Ｖｓ１）を基準とした偏りである。時間（ｔ１＋Ｔ１）の時点において、組電池３は無負荷状態から有負荷状態に遷移するため、電池セル１の変動電圧は大きくなる。一方、電圧偏差（ＶｄＨ１）は、個々の電池セル１の特性のバラツキにより影響する特性値であるため、当該変動電圧に比べて、時間的な変動が小さい。そのため、本例は、連続的な値をとる総電圧（Ｖｓａ）を基準として、個々の電池セル１の特性のバラツキによる値を加えることにより、サンプリング周期Ｔ２による電圧値の連続性を反映させて、サンプリング周期Ｔ１では検出できない電池セル１の検出電圧を周期Ｔ１の間隔で的確に算出できる。
【０１５７】
またバッテリコントローラ１０は、最低電池電圧の電圧偏差（ＶｄＬ１）、周期Ｔ２の間の時間に検出される総電圧（Ｖｓａ）を用いて、式３により、周期Ｔ２の間の最低電池電圧（ＶＬａ）を演算する。
［式４］
ＶＬａ＝（Ｖｓａ−ＶｄＬ１）／ｎ
これにより、バッテリコントローラ１０は、サンプリング周期Ｔ２の間である、ｔ１からｔ２の間の時間の最高電池電圧（ＶＨａ）及び最低電池電圧（ＶＬａ）を、サンプリング周期Ｔ１で演算できる。
【０１５８】
次に、バッテリコントローラ１０は、時間ｔ２における、セルコントローラＣＣ１〜ＣＣｎで保持される全ての電池セル１の検出電圧を取得すると、当該全ての電池セル１の検出電圧の中から最も電圧の高い検出電圧（最高電池電圧：ＶＨ２）と最も電圧の低い検出電圧（最低検出電圧：ＶＬ２）を検索する。また、バッテリコントローラ１０は、時間ｔ２における、総電圧（Ｖｓ２）及び電流（Ｉ２）を読み込む。
【０１５９】
そして、バッテリコントローラ１０は、最高電池電圧の電圧偏差（ＶｄＨ１）、電流値（Ｉ２）を用いて、式５により、最高電池電圧の内部抵抗偏差（ＲｄＨ２）を演算する。
［式５］
ＲｄＨ２＝（ＶＨ２×ｎ−Ｖｓ２−ＶｄＨ１）／Ｉ２
ＶＨ２×ｎ−Ｖｓ２は、時間ｔ２における最高電池電圧の電圧偏差に相当するため、式５は、時間ｔ１と時間ｔ２との間の電圧偏差の変位を、抵抗で表した値である。
【０１６０】
同様に、バッテリコントローラ１０は、最低電池電圧の電圧偏差（ＶｄＬ１）、電流値（Ｉ２）を用いて、式６により、最低電池電圧の内部抵抗偏差（ＲｄＬ２）を演算する。
［式６］
ＲｄＬ２＝（Ｖｓ２−ＶＬ２×ｎ−ＶｄＬ１）／Ｉ２
次に、バッテリコントローラ１０は、最高電池電圧の電圧偏差（ＶｄＨ１）、総電圧（Ｖｓｂ）、最高電池電圧の内部抵抗偏差（ＲｄＨ２）及び電流値（Ｉｂ）を用いて、式７により、周期Ｔ２の間の最高電池電圧（ＶＨｂ）を演算する。
［式７］
ＶＨｂ＝（Ｖｓｂ＋ＶｄＨ１＋ＲｄＨ２×Ｉｂ）／ｎ
式７について、Ｖｓｂは、サンプリング周期Ｔ２による連続性を有する電圧値であり、ＶｄＨ１は各電池セル１のバラツキの特性値を示す。そして、ＲｄＨ２×Ｉｂにより、時間ｔ２から時間ｔ３への時間的な変化に伴う、各電池セル１のバラツキの特性値を示す。これにより、本例は、連続性を有する電圧値（Ｖｓｂ）を基準に、各電池セル１の特性によるバラツキ及び時間的な変化による電池セル１のバラツキを反映させることができるため、正確に、周期Ｔ２の間の最高電池電圧（ＶＨｂ）を演算できる。
【０１６１】
同様に、バッテリコントローラ１０は、最低電池電圧の電圧偏差（ＶｄＬ１）、総電圧（Ｖｓｂ）、最低電池電圧の内部抵抗偏差（ＲｄＬ２）及び電流値（Ｉｂ）を用いて、式７により、周期Ｔ２の間の最低電池電圧（ＶＬｂ）を演算する。
［式８］
ＶＬｂ＝（Ｖｓｂ−ＶｄＬ１−ＲｄＬ２×Ｉｂ）／ｎ
次に、バッテリコントローラ１０は、時間ｔ３以降、上記の制御手順を繰り返し、最高電池電圧（ＶＨｃ）及び最低電池電圧（ＶＬｃ）を算出する。
【０１６２】
そして、バッテリコントローラ１０は、上記により算出した最高電池電圧（ＶＨ）及び最低電池電圧（ＶＬ）を、制御部１００に送信する。制御部１００は、最高電池電圧（ＶＨ）又は最低電池電圧（ＶＬ）を用いて、組電池３の出力電力を制御し、または組電池３への充電、放電等を制御する。
【０１６３】
上記のように、本例は、電池セル１の検出電圧の中から最も電圧の高い検出電圧とサンプリング周期Ｔ２と同期するタイミングで検出される総電圧とにより、最高電圧の電圧偏差を演算し、当該電圧偏差と、周期Ｔ２の間の時間に検出される総電圧を用いて、周期Ｔ２の間における、電池セル１の最も電圧の高い検出電圧を算出する。これにより、本例は、各セル電池１の検出電圧をラッチする周期Ｔ２よりも短い周期Ｔ１で、電池セル１の検出電圧を算出することができるため、当該算出される検出電圧に応じて、より早い制御をすることができる。
【０１６４】
特に、本例は、セルコントローラＣＣ１〜ＣＣｎ及びバッテリコントローラ１０において、カスケード通信により検出電圧のデータの送受信を行うため、検出電圧の読み出しに時間を要してしまうが、総電圧検出回路２０は、バッテリコントローラ１０と１対１に接続されているため、バッテリコントローラ１０は、電池セル１の読み出し時間よりも短い周期で組電池３の総電圧を読み込むことができる。そして、本例は、組電池３の総電圧を用いて、電池セル１の最高電圧を算出するため、各セル電池１の検出電圧をラッチする周期Ｔ２よりも短い周期Ｔ１で、セル電池１の最高電圧を算出することができ、当該算出される電圧に応じて、より早い制御をすることができる。
【０１６５】
また、算出される電圧は、連続的な値をとる総電圧を基準として、時間的に変動幅の小さい電圧偏差を加えているため、サンプリング周期Ｔ１による電圧値の連続性を反映させて、サンプリング周期Ｔ２では検出できない電池セル１の最高検出電圧を的確に算出できる。
【０１６６】
特に、負荷がかからない場合と比較して組電池３に負荷がかかる場合、電池セル１の電圧変動の幅が大きくなるが、本例は、周期Ｔ２よりも短い周期Ｔ１でラッチされる総電圧を用いて電池セル１の最高電圧を算出するため、当該電圧変動に追随して電池セル１の最高検出電圧を算出することができ、制御精度を高めることができる。
【０１６７】
本例は、電池セル１の検出電圧の中から最も電圧の低い検出電圧とサンプリング周期Ｔ２と同期するタイミングで検出される総電圧とにより、最低電圧の電圧偏差を演算し、当該電圧偏差と、周期Ｔ２の間の時間に検出される総電圧を用いて、周期Ｔ２の間における、電池セル１の最も電圧の低い検出電圧を算出する。これにより、本例は、各セル電池１の検出電圧をラッチする周期Ｔ２よりも短い周期Ｔ１で、セル電池１の最低電圧を算出することができるため、当該算出される電圧に応じて、より早い制御をすることができる。
【０１６８】
特に、本例は、セルコントローラＣＣ１〜ＣＣｎ及びバッテリコントローラ１０において、カスケード通信により検出電圧のデータの送受信を行うため、検出電圧の読み出しに時間を要してしまうが、総電圧検出回路２０は、バッテリコントローラ１０と１体１に接続されているため、バッテリコントローラ１０は電池セル１の読み出し時間よりも早い周期で組電池３の総電圧を読み込むことができる。そして、本例は、組電池３の総電圧を用いて、電池セル１の最低電圧を算出するため、各セル電池１の検出電圧をラッチする周期Ｔ２よりも短い周期Ｔ１で、セル電池１の最低電圧を算出することができ、当該算出される電圧に応じて、より早い制御をすることができる。
【０１６９】
また、算出される最低電圧は、連続的な値をとる総電圧を基準として、時間的に変動幅の小さい電圧偏差を加えているため、サンプリング周期Ｔ１による電圧値の連続性を反映させて、サンプリング周期Ｔ２では検出できない電池セル１の最低検出電圧を的確に算出できる。
【０１７０】
また、組電池３に負荷がかかる場合、負荷がかからない場合と比較して、電池セル１の電圧変動の幅が大きくなるが、本例は、周期Ｔ２よりも短い周期Ｔ１でラッチされる総電圧を用いて電池セル１の検出電圧を算出するため、当該電圧変動に追随して電池セル１の最低検出電圧を算出することができ、制御精度を高めることができる。
【０１７１】
本例は、それぞれ時間の異なる第１の最高電圧の電圧偏差と第２の最高電圧の電圧偏差及び周期Ｔ２で検出される組電池３の電流により内部抵抗偏差を演算し、周期Ｔ１で検出される総電圧、当該第１の最高電圧の電圧偏差、当該内部抵抗偏差及び当該電流を用いて、周期Ｔ２の間における、電池セル１の最も電圧の低い検出電圧を算出する。これにより、本例は、各セル電池１の検出電圧をラッチする周期Ｔ２よりも短い周期Ｔ１で、セル電池１の検出電圧を算出することができるため、当該算出される検出電圧に応じて、より早い制御をすることができる。
【０１７２】
また、算出される電圧は、連続的な値をとる組電池３の総電圧と電流を用いるため、サンプリング周期Ｔ１による電圧値の連続性を反映させて、サンプリング周期Ｔ２では検出できない電池セル１の最高電圧を的確に算出できる。
【０１７３】
また、算出される電圧は、各電池セル１の状態により変化する電池の内部抵抗を加えているため、電池セル１の最高電圧を算出ための精度を高めることができる。
【０１７４】
本例は、それぞれ時間の異なる第１の最低電圧の電圧偏差と第２の最低電圧の電圧偏差及び周期Ｔ２で検出される組電池３の電流により内部抵抗偏差を演算し、周期Ｔ１で検出される総電圧、当該第１の最低電圧の電圧偏差、当該内部抵抗偏差及び当該電流を用いて、周期Ｔ２の間における、電池セル１の最も電圧の低い検出電圧を算出する。これにより、本例は、各セル電池１の検出電圧をラッチする周期Ｔ２よりも短い周期Ｔ１で、セル電池１の検出電圧を算出することができるため、当該算出される検出電圧に応じて、より早い制御をすることができる。
【０１７５】
また、算出される電圧は、連続的な値をとる組電池３の総電圧と電流を用いるため、サンプリング周期Ｔ１による電圧値の連続性を反映させて、サンプリング周期Ｔ２では検出できない電池セル１の最低電圧を的確に算出できる。
【０１７６】
また、算出される電圧は、各電池セル１の状態により変化する電池の内部抵抗を加えているため、電池セル１の最低電圧を算出ための精度を高めることができる。
【０１７７】
なお、本例は、温度センサ７の検出値を、上記の電池セル１の最高電圧または最低電圧を算出するために用いてもよい。例えば、最高電池電圧の内部抵抗偏差（ＲｄＨ２）また最低電池電圧の内部抵抗偏差（ＲｄＬ２）は、電池セル１の温度に応じて変化するため、温度センサ７の検出値を当該内部抵抗偏差に反映させることで、より精度の良い電池セル１の最高または最低電圧を算出することができる。
【０１７８】
なお、本例の周期Ｔ１は本発明の「第１の周期」に相当し、周期Ｔ２は「第２の周期」に相当する。
【符号の説明】
【０１７９】
１…電池セル
Ｍｌ、Ｍ２、Ｍ３、Ｍｎ…電池モジュール
２…電池負荷
３…組電池
４…リレースイッチ
５…容量調整用抵抗
６…スイッチング素子
７…温度センサ
８…電流センサ
１０…バッテリコントローラ
２０…総電圧検出回路
ＣＣ１、ＣＣ２、ＣＣ３…セルコントローラ
Ｒｌｌ、Ｒ１２…通信用抵抗
Ｒ２１、Ｒ２２…通信用抵抗
Ｒ３１、Ｒ３２…通信用抵抗
Ｍｌ、Ｍ２、Ｍ３…電池モジュール
ＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３、ＰＣ４…フォトカプラ
ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、ＰＤ４…フォトダイオード、
ＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３、ＰＴ４…フォトトランジスタ
１００…制御部
【図１】
0005533175.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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