(57)【要約】【課題】  コントローラを介さずに、蓄電装置の通電を遮断する構成を提供する。【解決手段】  蓄電システムは、蓄電装置（１０）を負荷と接続するオンと、蓄電装置および負荷の接続を遮断するオフとの間で切り替わるリレーと、リレーのオンおよびオフを制御するコントローラ（３４）と、蓄電装置の通電を遮断する電流遮断回路（６０）とを有する。電流遮断回路は、蓄電ブロックの電圧値および閾値を比較して、蓄電ブロックが過充電状態であることを示すアラーム信号を出力するアラーム回路（６３）と、アラーム信号を保持するラッチ回路（６４ｃ）と、ラッチ回路の出力信号を受けて、リレーをオンからオフに切り替えるトランジスタ（６６）と、蓄電装置の電力を用いて、ラッチ回路を動作させる電力を生成する電源回路（６４ｄ）と、を有する。【選択図】  図５
2014110683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充放電を行う複数の蓄電ブロックが直列に接続された蓄電装置と、
前記蓄電装置を負荷と接続するオンと、前記蓄電装置および前記負荷の接続を遮断するオフとの間で切り替わるリレーと、
前記リレーの前記オンおよび前記オフを制御するコントローラと、
前記リレーを前記オンから前記オフに切り替えて、前記蓄電装置の通電を遮断する電流遮断回路と、を有し、
前記電流遮断回路は、
前記蓄電ブロックの電圧値および閾値を比較して、前記蓄電ブロックが過充電状態であることを示すアラーム信号を出力するアラーム回路と、
前記アラーム信号を保持するラッチ回路と、
前記ラッチ回路の出力信号を受けて、前記リレーを前記オンから前記オフに切り替えるトランジスタと、
前記蓄電装置の電力を用いて、前記ラッチ回路を動作させる電力を生成する電源回路と、
を有することを特徴とする蓄電システム。
【請求項２】
使用者の操作に応じて、前記蓄電装置の通電を許容する第１位置と、前記蓄電装置の通電を遮断する第２位置とに移動可能なプラグを有しており、
前記プラグは、前記第２位置への移動に応じて、前記電源回路の電力を前記ラッチ回路に供給するラインを遮断することを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
【請求項３】
前記ラッチ回路は、前記電源回路からの電力供給が遮断されることに応じて、前記アラーム信号の保持を解除することを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄電システム。
【請求項４】
前記アラーム回路は、
前記蓄電ブロックの電圧値を検出する第１コンパレータと、
前記第１コンパレータによって検出された電圧値が前記閾値よりも高いとき、前記アラーム信号を出力する第２コンパレータと、
を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の蓄電システム。
【請求項５】
充放電を行う複数の蓄電ブロックが直列に接続された蓄電装置と、
前記蓄電装置を負荷と接続するオンと、前記蓄電装置および前記負荷の接続を遮断するオフとの間で切り替わるリレーと、
前記リレーの前記オンおよび前記オフを制御するコントローラと、
前記リレーを前記オンから前記オフに切り替えて、前記蓄電装置の通電を遮断する電流遮断回路と、を有し、
前記電流遮断回路は、
前記蓄電ブロックの電圧値および閾値を比較して、前記蓄電ブロックが過充電状態であることを示すアラーム信号を出力するアラーム回路と、
前記アラーム信号を保持するラッチ回路と、
前記アラーム回路の出力信号を受けて、前記ラッチ回路の入力信号を生成するフォトカプラと、
前記ラッチ回路の出力信号を受けて、前記リレーを前記オンから前記オフに切り替えるトランジスタと、を有しており、
前記ラッチ回路は、前記フォトカプラおよび前記トランジスタに電力を供給する電源からの電力供給を受けて動作することを特徴とする蓄電システム。
【請求項６】
前記蓄電装置は、車両に搭載され、前記車両の走行に用いられるエネルギを出力しており、
前記車両のイグニッションスイッチがオンからオフに切り替わることに応じて、前記電源からの電力供給が遮断されることを特徴とする請求項５に記載の蓄電システム。
【請求項７】
前記ラッチ回路は、前記電源からの電力供給が遮断されることに応じて、前記アラーム信号の保持を解除することを特徴とする請求項６に記載の蓄電システム。
【請求項８】
前記コントローラは、
前記リレーに対する駆動指令と、前記リレーの動作状態とが一致していないとき、前記電流遮断回路が動作状態にあることを判別し、
前記電流遮断回路の作動回数が所定回数よりも多いとき、前記蓄電装置を前記負荷と接続させないことを特徴とする請求項７に記載の蓄電システム。
【請求項９】
前記コントローラは、前記蓄電装置の電圧値を検出する電圧センサおよび、前記蓄電装置の電流値を検出する電流センサのうち少なくとも一方を用いて、前記リレーの動作状態を判別することを特徴とする請求項８に記載の蓄電システム。
【請求項１０】
充放電を行う複数の蓄電ブロックが直列に接続された蓄電装置と、
前記蓄電装置を負荷と接続するオンと、前記蓄電装置および前記負荷の接続を遮断するオフとの間で切り替わるリレーと、
前記リレーの前記オンおよび前記オフを制御するコントローラと、
前記リレーを前記オンから前記オフに切り替えて、前記蓄電装置の通電を遮断する電流遮断回路と、を有し、
前記電流遮断回路は、
前記蓄電ブロックの電圧値および閾値を比較して、前記蓄電ブロックが過充電状態であることを示すアラーム信号を出力するアラーム回路と、
前記蓄電装置の電力を用いて、前記アラーム回路を動作させる電力を生成する電源回路と、
前記アラーム回路の出力信号を受けて、前記リレーを前記オンから前記オフに切り替えるトランジスタと、を有しており、
前記アラーム回路は、前記蓄電装置の通電を遮断した後における前記蓄電ブロックの電圧降下量よりも大きなヒステリシス特性を有するコンパレータを含むことを特徴とする蓄電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コントローラの制御に関わらず、蓄電装置の通電を遮断する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、二次電池の過充電を抑制するために、二次電池に充電電流が流れたときには、システムメインリレーをオフにすることが記載されている。システムメインリレーをオフにすることにより、二次電池および負荷の接続を遮断することができ、二次電池の充電を停止することができ、二次電池の過充電を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１９９７６１号公報
【特許文献２】特開２０１２−０６５４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、ＥＣＵ（Electric Control Unit）に含まれるＣＰＵ（Central Processing Unit）が、システムメインリレーのオン／オフを制御している。ＣＰＵは、システムメインリレーの駆動制御だけでなく、他の制御も行っており、ＣＰＵに含まれるプログラムを変更することがある。ここで、プログラムを変更するときには、プログラムの変更後において、システムメインリレーの駆動制御、言い換えれば、過充電を抑制する制御が正常に行われるか否かを検査しなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願第１の発明である蓄電システムは、蓄電装置と、リレーと、コントローラと、電流遮断回路とを有する。蓄電装置は、充放電を行う複数の蓄電ブロックを有しており、これらの蓄電ブロックは、直列に接続されている。リレーは、蓄電装置および負荷を接続するオンと、蓄電装置および負荷の接続を遮断するオフとの間で切り替わる。コントローラは、リレーのオンおよびオフを制御する。電流遮断回路は、リレーをオンからオフに切り替えて、蓄電装置の通電を遮断する。
【０００６】
電流遮断回路は、アラーム回路と、ラッチ回路と、トランジスタと、電源回路とを有する。アラーム回路は、蓄電ブロックの電圧値および閾値を比較して、蓄電ブロックが過充電状態であることを示すアラーム信号を出力する。ラッチ回路は、アラーム信号を保持し、保持した信号を出力する。トランジスタは、ラッチ回路の出力信号を受けて、リレーをオンからオフに切り替える。電源回路は、蓄電装置の電力を用いて、ラッチ回路を動作させる電力を生成する。
【０００７】
蓄電ブロックは、１つの蓄電素子で構成することもできるし、複数の蓄電素子で構成することもできる。複数の蓄電素子によって蓄電ブロックを構成するとき、複数の蓄電素子は、直列に接続したり、並列に接続したりすることができる。
【０００８】
本願第１の発明では、コントローラが制御信号を出力することにより、リレーをオンおよびオフの間で切り替えることができる。また、コントローラがリレーの駆動を制御するラインとは異なるラインにおいて、電流遮断回路を用いて、リレーをオンからオフに切り替えることができる。
【０００９】
すなわち、電流遮断回路は、コントローラの制御とは独立して、リレーをオンからオフに切り替えることができる。このため、コントローラに含まれるプログラム（マイコン）を変更した場合であっても、電流遮断回路を使用することにより、蓄電ブロックが過充電状態であるときに、リレーをオンからオフに切り替えることができる。このように、コントローラに関わらず、電流遮断回路を使用し続けることができ、電流遮断回路の汎用性を向上させることができる。
【００１０】
また、電流遮断回路の動作には、プログラム処理が含まれていないため、プログラムのバグを考慮せずに、リレーをオンからオフに切り替えることができる。電流遮断回路に含まれる電気素子は、摩耗劣化（経年劣化）が進行しにくい半導体素子で構成することができ、部品の信頼性を向上させることができる。
【００１１】
電流遮断回路は、ラッチ回路を有しているため、アラーム回路からアラーム信号が出力されたときには、ラッチ回路からアラーム信号を出力し続けることができ、リレーをオフのままにすることができる。電流遮断回路によってリレーをオンからオフに切り替えると、蓄電装置（蓄電ブロック）の分極が解消されることに伴い、蓄電ブロックの電圧値が低下する。蓄電ブロックの電圧値が低下すると、アラーム回路からアラーム信号が出力されないことがある。具体的には、蓄電ブロックの電圧値が閾値よりも低くなることにより、アラーム回路からアラーム信号が出力されないことがある。
【００１２】
アラーム信号が出力されなくなれば、蓄電装置の通電に伴って、蓄電ブロックの電圧値が上昇し、アラーム回路からアラーム信号が再び出力されることがある。ここで、ラッチ回路を省略すると、アラーム回路からアラーム信号が出力されたり、出力されなかったりする。これに伴い、リレーがオンおよびオフの間で繰り返して切り替わってしまうことがあり、リレーの摩耗劣化を進行させてしまう。
【００１３】
本願第１の発明によれば、アラーム回路からアラーム信号が出力された後では、ラッチ回路によってアラーム信号が保持される。これに伴い、アラーム信号が出力されたり、出力されなかったりすることを防止でき、リレーがオンおよびオフの間で繰り返して切り替わってしまうことを防止できる。したがって、リレーの摩耗劣化が進行することを抑制できる。
【００１４】
また、本願第１の発明によれば、ラッチ回路は、電源回路からの電力供給を受けて動作する。言い換えれば、ラッチ回路は、蓄電装置の電力を用いて動作する。ここで、アラーム回路には、蓄電ブロックの電圧値が入力されるため、ラッチ回路にも蓄電装置の電力を供給することにより、ラッチ回路に電力を供給するラインを簡素化することができる。具体的には、蓄電装置とは異なる電源からラッチ回路に電力を供給する場合に比べて、電力の供給ラインを短縮することができる。
【００１５】
蓄電システムには、使用者によって操作されるプラグを設けることができる。プラグは、蓄電装置の通電を許容する第１位置と、蓄電装置の通電を遮断する第２位置との間で移動させることができる。ここで、プラグを第２位置に移動させることに応じて、電源回路の電力をラッチ回路に供給するラインを遮断することができる。すなわち、電源回路からラッチ回路への電力供給を遮断することができる。
【００１６】
蓄電システムの点検などを行うときには、蓄電装置を非通電状態としておく必要がある。このため、点検などを行う作業者（プラグの使用者）は、プラグを第１位置から第２位置に移動させることになる。また、アラーム信号が出力された後では、蓄電システムの点検などを行うに際して、ラッチ回路によるアラーム信号の保持を解除させておくことが好ましい。そこで、プラグを第２位置に移動させることに伴って、電源回路からラッチ回路への電力供給を遮断させることにより、アラーム信号の保持を解除させることができる。すなわち、プラグを操作するだけで、蓄電装置を非通電状態にするとともに、アラーム信号の保持を解除することができる。
【００１７】
アラーム回路としては、第１コンパレータおよび第２コンパレータを用いることができる。蓄電ブロックの正極端子および負極端子を、第１コンパレータの入力端子にそれぞれ接続すれば、蓄電ブロックの正極および負極における電位差、言い換えれば、蓄電ブロックの電圧値を検出することができる。また、第１コンパレータの出力を、第２コンパレータにおける一方の入力端子に入力し、過充電状態の判別に用いられる閾値（電圧値）を、第２コンパレータにおける他方の入力端子に入力することができる。
【００１８】
ここで、閾値（電圧値）は、２つの抵抗を用いて、電源回路の電圧値を分圧することによって生成することができる。第２コンパレータを用いれば、蓄電ブロックの電圧値および閾値（電圧値）を比較して、蓄電ブロックが過充電状態であるか否かを判別することができる。蓄電ブロックの電圧値が閾値（電圧値）よりも高いとき、第２コンパレータ（アラーム回路）は、アラーム信号を出力することができる。一方、蓄電ブロックの電圧値が閾値（電圧値）よりも低いとき、第２コンパレータ（アラーム回路）は、アラーム信号を出力しないことになる。
【００１９】
本願第２の発明である蓄電システムは、本願第１の発明と同様に、蓄電装置と、リレーと、コントローラと、電流遮断回路とを有する。ここで、電流遮断回路は、アラーム回路と、ラッチ回路と、フォトカプラと、トランジスタとを有する。アラーム回路は、蓄電ブロックの電圧値および閾値を比較してアラーム信号を出力し、ラッチ回路は、アラーム信号を保持する。フォトカプラは、アラーム回路の出力信号を受けて、ラッチ回路の入力信号を生成する。トランジスタは、ラッチ回路の出力信号を受けて、リレーをオンからオフに切り替える。
【００２０】
ここで、フォトカプラおよびトランジスタは、電源からの電力供給を受けて動作する。また、ラッチ回路は、フォトカプラおよびトランジスタの電源から電力供給を受けて動作する。本願第２の発明では、ラッチ回路がフォトカプラの出力側に設けられているため、フォトカプラに電力を供給する電源を用いて、ラッチ回路にも電力を供給しやすくなる。
【００２１】
蓄電装置の電力をラッチ回路に供給することもできる。ただし、この場合には、蓄電装置の電力をラッチ回路に供給するラインにおいて、例えば、フォトカプラを設けて、高電圧を低電圧に変換する必要がある。本願第２の発明では、同一電源からの電力を、フォトカプラおよびラッチ回路に供給するだけでよく、フォトカプラなどの電気部品を別途設ける必要が無くなる。
【００２２】
また、本願第２の発明においても、ラッチ回路を用いているため、本願第１の発明と同様に、リレーがオンおよびオフの間で繰り返して切り替わってしまうことを防止できる。これに伴い、リレーの摩耗劣化が進行することを抑制できる。
【００２３】
蓄電装置は、車両に搭載することができる。ここで、蓄電装置から出力された電気エネルギを運動エネルギに変換すれば、この運動エネルギを用いて、車両を走行させることができる。車両のイグニッションスイッチがオンからオフに切り替わることに応じて、電源からの電力供給を遮断することができる。本願第２の発明では、電源からの電力供給を受けてラッチ回路が動作するため、この電力供給を遮断することにより、ラッチ回路によるアラーム信号の保持を解除させることができる。言い換えれば、イグニッションスイッチがオフになることに応じて、アラーム信号の保持を解除させることができる。
【００２４】
このようにアラーム信号の保持を解除しておけば、イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わったときに、蓄電装置および負荷の接続を再び許容することができる。すなわち、蓄電装置の充放電を再開させることができ、蓄電装置の放電電力を用いて、車両を走行させることができる。これにより、アラーム信号が出力された後においても、所定の場所まで車両を退避させるために、車両を走行させることができる。
【００２５】
コントローラは、リレーに対する駆動指令と、リレーの動作状態とが一致していないとき、電流遮断回路が動作状態にあることを判別できる。ここで、蓄電装置および負荷が接続されているとき、蓄電装置の充放電が許容され、蓄電装置の充放電に応じた電圧値や電流値が得られる。また、蓄電装置および負荷の接続が遮断されているときには、蓄電装置の充放電が行われないため、充放電の停止に応じた電圧値や電流値が得られる。
【００２６】
そこで、コントローラは、蓄電装置の電圧値や電流値を確認することにより、蓄電装置および負荷の接続状態を判別することができる。言い換えれば、コントローラは、リレーの動作状態を判別することができる。ここで、蓄電装置の電圧値は、電圧センサを用いて検出することができ、蓄電装置の電流値は、電流センサを用いて検出することができる。
【００２７】
電流遮断回路が動作状態にあることを判別するたびに、電流遮断回路の動作回数をカウントすることができる。そして、電流遮断回路の動作回数が所定回数よりも多くなったとき、コントローラは、蓄電装置を負荷と接続させないことができる。上述したように、イグニッションスイッチのオンに応じて、蓄電装置および負荷の接続を許容し続けてしまうと、以下に説明する不具合が発生することがある。
【００２８】
例えば、イグニッションスイッチのオンに応じて、蓄電装置および負荷を接続すると、アラーム回路からアラーム信号が再び出力されてしまうことがある。この場合には、リレーがオンからオフに切り替わり、蓄電装置および負荷の接続を遮断してしまう。このように、蓄電装置および負荷の接続や、この接続の遮断が繰り返されてしまうと、ユーザに違和感を与えてしまう。
【００２９】
また、リレーがオンおよびオフの間で切り替わる回数が増加してしまい、リレーの摩耗劣化を進行させてしまうおそれがある。さらに、蓄電ブロックが過充電状態である状況において、蓄電装置の充放電を許容し続けることにより、蓄電装置の劣化を進行させやすくなってしまう。
【００３０】
そこで、電流遮断回路の動作回数が所定回数よりも多くなったときには、蓄電装置を負荷と接続させないようにすることにより、上述した不具合を回避することができる。
【００３１】
本願第３の発明である蓄電システムは、本願第１，２の発明と同様に、蓄電装置と、リレーと、コントローラと、電流遮断回路とを有する。ここで、電流遮断回路は、アラーム回路と、電源回路と、トランジスタとを有する。アラーム回路は、蓄電ブロックの電圧値および閾値を比較してアラーム信号を出力し、トランジスタは、アラーム回路の出力信号を受けて、リレーをオンからオフに切り替える。電源回路は、蓄電装置の電力を用いて、アラーム回路を動作させる電力を生成する。
【００３２】
アラーム回路は、ヒステリシス特性を有するコンパレータ（いわゆるヒステリシスコンパレータ）を含んでいる。ここで、ヒステリシスは、蓄電装置の通電を遮断した後における蓄電ブロックの電圧降下量よりも大きくなっている。
【００３３】
本願第３の発明によれば、アラーム回路に含まれるコンパレータを用いることにより、蓄電ブロックの電圧値および閾値を比較して、アラーム信号を出力させることができる。ここで、閾値は、電源回路の電圧値を用いて設定することができる。具体的には、電源回路の電圧値を、２つの抵抗を用いて分圧することにより、閾値を設定することができる。アラーム回路には、蓄電ブロックの電圧値が入力されるため、閾値を設定するときには、電源回路の電圧値（言い換えれば、蓄電装置の電圧値）を利用しやすくなる。
【００３４】
コンパレータは、ヒステリシス特性を有しているため、コンパレータからアラーム信号が出力された後は、ヒステリシスの分だけ、閾値を低下させることができる。これにより、蓄電装置の通電を遮断した後に、蓄電装置の分極が解消されることに伴って、蓄電ブロックの電圧値が低下しても、蓄電ブロックの電圧値が閾値よりも低下しにくくなる。
【００３５】
蓄電ブロックの電圧値が閾値よりも低下しなければ、アラーム回路は、アラーム信号を出力し続けることができる。したがって、本願第１の発明と同様に、リレーがオンおよびオフの間で繰り返して切り替わることを抑制でき、リレーの摩耗劣化が進行することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】電池システムの構成を示す図である。
【図２】システムメインリレーの構造を示す図である。
【図３】単電池の電圧値に基づいて、組電池の充放電を制御する処理を示すフローチャートである。
【図４】電池システムの一部の構成を示す図である。
【図５】実施例１における電流遮断回路の構成を示す図である。
【図６】実施例１におけるアラーム確定回路の構成を示す図である。
【図７】実施例１におけるアラーム確定回路の他の構成を示す図である。
【図８】実施例１におけるアラームラッチ回路の構成を示す図である。
【図９】アラームラッチ回路を備えていない構成において、アラーム確定回路の出力と、システムメインリレーの動作とを示す図である。
【図１０】アラームラッチ回路を備えた構成において、アラームラッチ回路の出力と、システムメインリレーの動作とを示す図である。
【図１１】実施例２における電流遮断回路の構成を示す図である。
【図１２】実施例２におけるアラーム確定回路の構成を示す図である。
【図１３】実施例２におけるアラーム確定回路の他の構成を示す図である。
【図１４】実施例３における電流遮断回路の構成を示す図である。
【図１５】実施例３における電流遮断回路の構成を示す図である。
【図１６】実施例４における電流遮断回路の構成を示す図である。
【図１７】実施例５において、電池システムの再起動を制御する処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００３８】
図１は、本実施例の電池システム（本発明の蓄電システムに相当する）の構成を示す図である。図１に示す電池システムは、例えば、車両に搭載することができる。この車両では、組電池１０の出力を用いて車両を走行させることができる。なお、車両以外であっても、本発明を適用することができる。
【００３９】
組電池１０は、電気的に直列に接続された複数の単電池（いわゆる蓄電素子）１１を有する。単電池１１としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタを用いることができる。単電池１１の数は、組電池１０の要求出力などに基づいて、適宜設定することができる。本実施例では、組電電池１０を構成する、すべての単電池１１が電気的に直列に接続されているが、組電池１０には、電気的に並列に接続された複数の単電池１１が含まれていてもよい。
【００４０】
電流センサ２１は、組電池１０に流れる電流を検出し、検出結果を電池ＥＣＵ（Electric Control Unit）３０に出力する。電池ＥＣＵ３０は、電流センサ２１によって検出された電流値に関する情報を上位ＥＣＵ（Electric Control Unit）３４に出力する。
【００４１】
本実施例では、組電池１０の正極端子と接続された正極ラインＰＬに電流センサ２１を設けているが、電流センサ２１は、組電池１０に流れる電流を検出できればよく、電流センサ２１を設ける位置は適宜設定することができる。具体的には、正極ラインＰＬ又は、組電池１０の負極端子と接続された負極ラインＮＬに、電流センサ２１を設けることができる。また、複数の電流センサ２１を用いることもできる。
【００４２】
正極ラインＰＬには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂが設けられている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｂは、上位ＥＣＵ３４からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。ここで、電池ＥＣＵ３０および上位ＥＣＵ３４は、本発明におけるコントローラに相当する。
【００４３】
図２に示すように、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂは、励磁コイル５１と、可動接点５２と、固定接点５３とを有する。励磁コイル５１の一端は、スイッチ４２を介して電源４１と接続されており、励磁コイル５１の他端は、接地されている。電源４１としては、例えば、車両に搭載された補機バッテリを用いることができる。補機バッテリは、車両に搭載された電装品に対して電力を供給する。
【００４４】
スイッチ４２は、上位ＥＣＵ３４からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。スイッチ４２がオフからオンに切り替わると、電源４１から励磁コイル５１に電流が流れ、励磁コイル５１には、磁力が発生する。一方、スイッチ４２がオンからオフに切り替わると、電源４１から励磁コイル５１への通電が遮断される。
【００４５】
可動接点５２は、例えば、バネなどによって、固定接点５３から離れる方向に付勢されている。励磁コイル５１に電流が流れると、励磁コイル５１に発生した磁力によって、可動接点５２は、付勢力に抗して移動する。これにより、可動接点５２が固定接点５３と接触して、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂは、オフからオンに切り替わる。一方、励磁コイル５１への通電が遮断されると、可動接点５２は、付勢力を受けて固定接点５３から離れる。これにより、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂは、オンからオフに切り替わる。
【００４６】
図１において、負極ラインＮＬには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇが設けられている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｇは、上位ＥＣＵ３４からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。システムメインリレーＳＭＲ−Ｇの構造は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂの構造（図２参照）と同様である。
【００４７】
システムメインリレーＳＭＲ−Ｇには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐおよび電流制限抵抗Ｒ１が電気的に並列に接続されている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｐおよび電流制限抵抗Ｒ１は、電気的に直列に接続されている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｐは、上位ＥＣＵ３４からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。
【００４８】
システムメインリレーＳＭＲ−Ｐの構造は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ（図２参照）と同様である。電流制限抵抗Ｒ１は、組電池１０を負荷（具体的には、後述するインバータ２２）と接続するときに、コンデンサ２５に突入電流が流れることを抑制するために用いられる。コンデンサ２５は、正極ラインＰＬおよび負極ラインＮＬに接続されており、正極ラインＰＬおよび負極ラインＮＬの間における電圧変動を抑制するために用いられる。
【００４９】
正極ラインＰＬおよび負極ラインＮＬには、電圧センサ２４が接続されている。具体的には、電圧センサ２４は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂおよびインバータ２２を接続する正極ラインＰＬと、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇおよびインバータ２２を接続する負極ラインＮＬとに接続されている。電圧センサ２４は、インバータ２２に入力される電圧値、言い換えれば、コンデンサ２５の電圧値を検出し、検出結果を電池ＥＣＵ３０に出力する。電池ＥＣＵ３０は、電圧センサ２４の検出結果を上位ＥＣＵ３４に出力する。
【００５０】
組電池１０は、正極ラインＰＬおよび負極ラインＮＬを介して、インバータ２２と接続されている。組電池１０をインバータ２２と接続するとき、上位ＥＣＵ３４は、まず、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂをオフからオンに切り替えるとともに、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐをオフからオンに切り替える。これにより、組電池１０の放電電流が、電流制限抵抗Ｒ１を介してコンデンサ２５に流れ、コンデンサ２５を充電することができる。
【００５１】
次に、上位ＥＣＵ３４は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇをオフからオンに切り替えるとともに、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐをオンからオフに切り替える。これにより、組電池１０およびインバータ２２の接続が完了し、図１に示す電池システムは、起動状態（Ready-ON）となる。上位ＥＣＵ３４には、車両のイグニッションスイッチのオン／オフに関する情報が入力される。イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わると、上位ＥＣＵ３４は、図１に示す電池システムを起動する。
【００５２】
一方、イグニッションスイッチがオンからオフに切り替わったとき、上位ＥＣＵ３４は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオンからオフに切り替える。これにより、組電池１０およびインバータ２２の電気的な接続が遮断され、図１に示す電池システムは、停止状態（Ready-OFF）となる。電池システムが停止状態にあるとき、組電池１０の充放電が行われない。
【００５３】
インバータ２２は、組電池１０から出力された直流電力を交流電力に変換し、交流電力をモータ・ジェネレータ（ＭＧ）２３に出力する。モータ・ジェネレータ２３は、インバータ２２から出力された交流電力を受けて、車両を走行させるための運動エネルギを生成する。モータ・ジェネレータ２３によって生成された運動エネルギは、車輪に伝達され、車両を走行させることができる。
【００５４】
車両を減速させたり、停止させたりするとき、モータ・ジェネレータ２３は、車両の制動時に発生する運動エネルギを電気エネルギ（交流電力）に変換する。インバータ２２は、モータ・ジェネレータ２３が生成した交流電力を直流電力に変換し、直流電力を組電池１０に出力する。これにより、組電池１０は、回生電力を蓄えることができる。
【００５５】
電池ＥＣＵ３０は、監視ＩＣ（Integrated Circuit）３１を有する。監視ＩＣ３１は、電圧検出ラインＬ１を介して、各単電池１１と接続されており、各単電池１１の電圧値を検出する。ここで、電圧検出ラインＬ１は、各単電池１１における正極端子および負極端子のそれぞれと接続されている。なお、監視ＩＣ３１は、電圧検出ラインＬ１を用いて、組電池１０の電圧値を検出することもできる。
【００５６】
本実施例では、監視ＩＣ３１が単電池（本発明の蓄電ブロックに相当する）１１の電圧値を検出しているが、これに限るものではない。例えば、監視ＩＣ３１は、複数の単電池１１を含む電池ブロック（本発明の蓄電ブロックに相当する）の電圧値を検出することができる。ここで、電圧検出ラインＬ１は、各電池ブロックにおける正極端子および負極端子のそれぞれと接続されている。
【００５７】
電池ブロックは、例えば、電気的に直列に接続された複数の単電池１１によって構成することができる。また、電池ブロックは、例えば、電気的に並列に接続された複数の単電池１１によって構成することができる。そして、複数の電池ブロックを電気的に直列に接続することにより、組電池１０を構成することができる。
【００５８】
電池ＥＣＵ３０は、フォトカプラ３２およびＣＰＵ（Central Processing Unit）３３を有する。監視ＩＣ３１の出力は、フォトカプラ３２を介して、ＣＰＵ３３に入力される。ここで、フォトカプラ３２を用いることにより、フォトカプラ３２の入力側に位置する回路と、フォトカプラ３２の出力側に位置する回路とを、絶縁状態とすることができる。ＣＰＵ３３は、監視ＩＣ３１の出力に基づいて、各単電池１１の電圧値を取得することができる。
【００５９】
電池ＥＣＵ３０（ＣＰＵ３３）は、取得した単電池１１（又は組電池１０）の電圧値を上位ＥＣＵ３４に出力する。上位ＥＣＵ３４は、単電池１１の電圧値を電池ＥＣＵ３０から取得することにより、この電圧値に基づいて、組電池１０の充放電を制御することができる。組電池１０の充放電を制御する処理については、後述する。
【００６０】
本実施例では、組電池１０をインバータ２２に接続しているが、これに限るものではない。具体的には、組電池１０およびインバータ２２を接続する電流経路において、昇圧回路を設けることができる。昇圧回路は、組電池１０の出力電圧を昇圧して、昇圧後の電力をインバータ２２に出力することができる。また、昇圧回路は、インバータ２２の出力電圧を降圧して、降圧後の電力を組電池１０に出力することができる。
【００６１】
次に、単電池１１の電圧値に基づいて、組電池１０の充放電を制御する処理について、図３に示すフローチャートを用いて説明する。ここで、図３に示す処理は、上位ＥＣＵ３４によって実行される。具体的には、上位ＥＣＵ３４に組み込まれたコンピュータプログラムに基づいて、上位ＥＣＵ３４は、図３に示す処理を実行する。また、図３に示す処理は、所定の周期で繰り返して行われる。
【００６２】
ステップＳ１０１において、上位ＥＣＵ３４は、各単電池１１の電圧値Ｖｂを取得する。ここで、電池ＥＣＵ３０は、監視ＩＣ３１を用いて、各単電池１１の電圧値Ｖｂを検出しており、検出結果を上位ＥＣＵ３４に出力する。
【００６３】
ステップＳ１０２において、上位ＥＣＵ３４は、電圧値Ｖｂが上限電圧値Ｖｃ＿ｔｈよりも高いか否かを判別する。上限電圧値Ｖｃ＿ｔｈは、単電池１１の過充電を抑制するために、予め定められた電圧値である。すなわち、電圧値Ｖｂが上限電圧値Ｖｃ＿ｔｈよりも高いとき、上位ＥＣＵ３４は、単電池１１が過充電状態であると判別することができる。また、電圧値Ｖｂが上限電圧値Ｖｃ＿ｔｈよりも低いとき、上位ＥＣＵ３４は、単電池１１が過充電状態ではないと判別することができる。
【００６４】
単電池１１が過充電状態であるか否かの判別は、単電池１１が実際に過充電状態に到達する前に行うことが好ましい。このため、上限電圧値Ｖｃ＿ｔｈは、実際に過充電状態となる単電池１１の電圧値よりも低い値に設定することができる。上限電圧値Ｖｃ＿ｔｈに関する情報は、メモリに記憶しておくことができる。
【００６５】
本実施例では、複数の単電池１１の電圧値を検出しており、いずれかの単電池１１が過充電状態となることを抑制するようにしている。複数の単電池１１では、自己放電特性のバラツキや内部抵抗のバラツキが発生することがあり、このバラツキによって、複数の単電池１１における電圧値にバラツキが発生することがある。そこで、単電池１１の過充電状態を判別するときには、最も高い電圧値Ｖｂおよび上限電圧値Ｖｃ＿ｔｈを比較することが好ましい。
【００６６】
電圧値Ｖｂが上限電圧値Ｖｃ＿ｔｈよりも高いとき、上位ＥＣＵ３４は、ステップＳ１０４の処理を行う。一方、電圧値Ｖｂが上限電圧値Ｖｃ＿ｔｈよりも低いとき、上位ＥＣＵ３４は、ステップＳ１０３の処理を行う。
【００６７】
ステップＳ１０３において、上位ＥＣＵ３４は、電圧値Ｖｂが下限電圧値Ｖｄ＿ｔｈよりも低いか否かを判別する。下限電圧値Ｖｄ＿ｔｈは、単電池１１の過放電を抑制するために、予め定められた電圧値である。すなわち、電圧値Ｖｂが下限電圧値Ｖｄ＿ｔｈよりも低いとき、上位ＥＣＵ３４は、単電池１１が過放電状態であると判別することができる。また、電圧値Ｖｂが下限電圧値Ｖｄ＿ｔｈよりも高いとき、上位ＥＣＵ３４は、単電池１１が過放電状態ではないと判別することができる。
【００６８】
単電池１１が過放電状態であるか否かの判別は、単電池１１が実際に過放電状態に到達する前に行うことが好ましい。このため、下限電圧値Ｖｄ＿ｔｈは、実際に過放電状態となる単電池１１の電圧値よりも低い値に設定することができる。下限電圧値Ｖｄ＿ｔｈに関する情報は、メモリに記憶しておくことができる。
【００６９】
本実施例では、複数の単電池１１の電圧値を検出しており、いずれかの単電池１１が過放電状態となることを抑制するようにしている。上述したように、自己放電特性のバラツキや内部抵抗のバラツキによって、複数の単電池１１における電圧値にバラツキが発生することがある。そこで、単電池１１の過放電状態を判別するときには、最も低い電圧値Ｖｂおよび下限電圧値Ｖｄ＿ｔｈを比較することが好ましい。
【００７０】
電圧値Ｖｂが下限電圧値Ｖｄ＿ｔｈよりも低いとき、上位ＥＣＵ３４は、ステップＳ１０５の処理を行う。一方、電圧値Ｖｂが下限電圧値Ｖｄ＿ｔｈよりも高いとき、上位ＥＣＵ３４は、図３に示す処理を終了する。
【００７１】
ステップＳ１０４において、上位ＥＣＵ３４は、組電池１０の充電を制限する。具体的には、上位ＥＣＵ３４は、組電池１０の充電を許容する上限電力Ｗｉｎを低下させることにより、組電池１０の充電を制限することができる。ここで、上位ＥＣＵ３４は、組電池１０の入力電力（充電電力）が上限電力Ｗｉｎを超えないように、組電池１０の充電を制御する。
【００７２】
上限電力Ｗｉｎは、組電池１０の温度やＳＯＣ（State of Charge）に基づいて予め設定することができる。ここで、ＳＯＣとは、満充電容量に対する、現在の充電容量の割合を示す。具体的には、組電池１０の温度が上昇するほど、上限電力Ｗｉｎを低下させたり、組電池１０の温度が低下するほど、上限電力Ｗｉｎを低下させたりすることができる。また、組電池１０のＳＯＣが上昇するほど、上限電力Ｗｉｎを低下させたりすることができる。ステップＳ１０４の処理では、上限電力Ｗｉｎを、組電池１０の温度やＳＯＣに基づいて予め設定された値よりも低下させる。
【００７３】
ステップＳ１０５において、上位ＥＣＵ３４は、組電池１０の放電を制限する。具体的には、上位ＥＣＵ３４は、組電池１０の放電を許容する上限電力Ｗｏｕｔを低下させることにより、組電池１０の放電を制限することができる。ここで、上位ＥＣＵ３４は、組電池１０の出力電力（放電電力）が上限電力Ｗｏｕｔを超えないように、組電池１０の放電を制御する。
【００７４】
上限電力Ｗｏｕｔは、組電池１０の温度やＳＯＣ（State of Charge）に基づいて予め設定することができる。具体的には、組電池１０の温度が上昇するほど、上限電力Ｗｏｕｔを低下させたり、組電池１０の温度が低下するほど、上限電力Ｗｏｕｔを低下させたりすることができる。また、組電池１０のＳＯＣが低下するほど、上限電力Ｗｏｕｔを低下させたりすることができる。
【００７５】
ステップＳ１０５の処理では、上限電力Ｗｏｕｔを、組電池１０の温度やＳＯＣに基づいて予め設定された値よりも低下させる。なお、組電池１０の放電を制限することには、組電池１０の放電を停止させることも含まれる。ここで、上限電力Ｗｏｕｔを０［ｋＷ］に設定すれば、組電池１０の放電を停止させることができる。
【００７６】
図３に示す処理では、単電池１１の電圧値Ｖｂに基づいて、組電池１０の充放電を制御しているが、これに限るものではない。例えば、組電池１０のＳＯＣを算出し、このＳＯＣに基づいて、組電池１０の充放電を制御することができる。例えば、組電池１０と、組電池１０以外の動力源（エンジン又は燃料電池など）とを用いて、車両を走行させるときには、組電池１０のＳＯＣが基準ＳＯＣに沿って変化するように、組電池１０の充放電を制御することができる。
【００７７】
ここで、組電池１０のＳＯＣは、単電池１１の電圧値Ｖｂや、単電池１１に流れる電流値を用いて算出することができる。ＳＯＣを算出する方法は、従来において様々提案されており、これらの提案を適宜採用することができる。このため、ＳＯＣを算出する詳細な方法については、省略する。
【００７８】
図４に示すように、組電池１０には、電圧検出ラインＬ２を介して、電流遮断回路６０が接続されている。ここで、電圧検出ラインＬ２は、電圧検出ラインＬ１から分岐しており、電圧検出ラインＬ１の数だけ設けられている。
【００７９】
複数の電圧検出ラインＬ２は、各単電池１１における正極端子および負極端子と接続されており、電流遮断回路６０は、各単電池１１の電圧値を検出することができる。なお、上述したように、複数の電圧検出ラインＬ１が電池ブロックの正極端子および負極端子に接続されているとき、電流遮断回路６０は、複数の電圧検出ラインＬ２を用いて、電池ブロックの電圧値を検出することができる。
【００８０】
電流遮断回路６０は、単電池１１が過充電状態であるときに、組電池１０およびインバータ２２の接続を遮断する。具体的には、単電池１１が過充電状態であるとき、電流遮断回路６０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐをオンからオフに切り替える。ここで、起動状態（Ready-ON）にある電池システムでは、組電池１０およびインバータ２２の接続を遮断することができればよいため、電流遮断回路６０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇの少なくとも一方をオンからオフに切り替えればよい。
【００８１】
具体的には、単電池１１の電圧値が、過充電状態に対応した電圧値よりも高いとき、電流遮断回路６０は、励磁コイル５１への通電を遮断することにより、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐをオンからオフに切り替えることができる。
【００８２】
本実施例において、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐのオン／オフは、上位ＥＣＵ３４からの指令を受けて切り替わったり、電流遮断回路６０からの指令を受けて切り替わったりする。すなわち、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇのオン／オフを切り替えるための指令ラインとしては、上位ＥＣＵ３４を介した指令ラインと、電流遮断回路６０を介した指令ラインとが設けられている。
【００８３】
これらの指令ラインは、図４に示すように、互いに独立している。すなわち、電流遮断回路６０は、上位ＥＣＵ３４の制御に関わらず、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐをオンからオフに切り替えることができる。ここで、電流遮断回路６０がシステムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐをオフにしているとき、上位ＥＣＵ３４は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐをオフからオンに切り替えることはできない。
【００８４】
次に、電流遮断回路６０の構成について、図５を用いて説明する。
【００８５】
電流遮断回路６０は、保護回路６１を有しており、保護回路６１は、電圧検出ラインＬ２を介して組電池１０（単電池１１）と接続されている。電流遮断回路６０には、コネクタ６０ａが設けられており、各単電池１１と接続された電圧検出ラインＬ２には、コネクタ１０ａが設けられている。ここで、コネクタ１０ａ，６０ａを接続することにより、電流遮断回路６０は、組電池１０と接続される。
【００８６】
保護回路６１は、組電池１０（単電池１１）からの過電圧が電流遮断回路６０（特に、後述する過充電検出回路６３）に印加することを防止するために用いられる。保護回路６１は、抵抗Ｒ２およびツェナーダイオードＤを有する。抵抗Ｒ２は、各電圧検出ラインＬ２に設けられている。電流遮断回路６０に過電圧が印加しようとするときには、抵抗Ｒ２が溶断することにより、電流遮断回路６０に対する過電圧の印加を防止する。
【００８７】
各ツェナーダイオードＤは、電圧検出ラインＬ２を介して、各単電池１１と電気的に並列に接続されている。ここで、ツェナーダイオードＤのカソードは、単電池１１の正極端子と接続されており、ツェナーダイオードＤのアノードは、単電池１１の負極端子と接続されている。複数のツェナーダイオードＤは、電気的に直列に接続されている。
【００８８】
ツェナーダイオードＤは、組電池１０（単電池１１）からの過電圧が電流遮断回路６０に印加することを抑制するために用いられる。すなわち、電流遮断回路６０に過電圧が印加しようとするときには、ツェナーダイオードＤが導通状態となることにより、カソードからアノードの側に電流を流すことができる。これにより、後述する過充電検出回路６３の側に過電圧が印加されることを抑制することができる。
【００８９】
ツェナーダイオードＤが導通状態となったとき、抵抗Ｒ２に電流を流すことにより、抵抗Ｒ２を溶断させることができる。すなわち、組電池１０から電流遮断回路６０に過電圧が印加しようとしたときには、抵抗Ｒ２が溶断することにより、組電池１０および電流遮断回路６０の接続を遮断することができる。これにより、電流遮断回路６０を保護することができる。なお、電流遮断回路６０への過電圧の印加を除外できれば、保護回路６１を省略することができる。
【００９０】
電流遮断回路６０は、フィルタ回路６２を有する。フィルタ回路６２は、電圧検出ラインＬ２を介して保護回路６１と接続されており、複数のコンデンサＣを有する。各コンデンサＣは、電圧検出ラインＬ２を介して、単電池１１と電気的に並列に接続されており、電圧検出ラインＬ２におけるノイズを低減するために用いられる。なお、ノイズの影響を無視できれば、フィルタ回路６２（コンデンサＣ）を省略することもできる。
【００９１】
電流遮断回路６０は、過充電検出回路６３を有する。過充電検出回路６３は、電圧検出ラインＬ２を介してフィルタ回路６２と接続されており、各単電池１１の過充電状態を検出する。単電池１１が過充電状態であるとき、過充電検出回路６３は、アラーム信号を出力する。アラーム信号とは、単電池１１が過充電状態であることを示す信号である。
【００９２】
過充電検出回路６３は、コンパレータ６３ａを有する。各単電池１１の正極端子と接続された電圧検出ラインＬ２は、コンパレータ６３ａの負側入力端子と接続されている。また、各単電池１１の負極端子と接続された電圧検出ラインＬ２は、コンパレータ６３ａの正側入力端子と接続されている。ここで、図５に示すように、一方の単電池１１の正極端子と、他方の単電池１１の負極端子とに接続された電圧検出ラインＬ２は、分岐している。分岐された電圧検出ラインＬ２は、一方のコンパレータ６３ａにおける正側入力端子と、他方のコンパレータ６３ａにおける負側入力端子とにそれぞれ接続されている。
【００９３】
コンパレータ６３ａは、単電池１１の正極および負極における電位差、言い換えれば、単電池１１の電圧値を出力する。過充電検出回路６３は、ＯＲ回路６３ｂを有しており、コンパレータ６３ａの出力信号は、ＯＲ回路６３ｂに入力される。ＯＲ回路６３ｂは、複数のコンパレータ６３ａと接続されており、いずれかのコンパレータ６３ａの出力信号がＯＲ回路６３ｂに入力されると、ＯＲ回路６３ｂは出力信号を生成する。
【００９４】
本実施例において、複数のコンパレータ６３ａは、互いに異なるタイミングで動作する。すなわち、複数のコンパレータ６３ａにおける出力信号は、互いに異なるタイミングにおいて、ＯＲ回路６３ｂに入力される。このため、各単電池１１の電圧値が検出されるたびに、この電圧値に相当する信号をＯＲ回路６３ｂが出力する。
【００９５】
過充電検出回路６３は、ＯＲ回路６３ｂと接続されたアラーム確定回路６３ｃを有しており、ＯＲ回路６３ｂの出力信号は、アラーム確定回路６３ｃに入力される。アラーム確定回路６３ｃは、単電池１１の過充電状態を判別し、単電池１１が過充電状態であるときには、アラーム信号を出力する。
【００９６】
具体的には、図６に示すように、アラーム確定回路６３ｃは、コンパレータ６３ｃ１によって構成することができる。ＯＲ回路６３ｂの出力信号（単電池１１の電圧値Ｖｂ）は、コンパレータ６３ｃ１の負側入力端子に入力される。また、閾値（電圧値）Ｖ＿ｔｈは、コンパレータ６３ｃ１の正側入力端子に入力される。閾値Ｖ＿ｔｈは、電源回路６３ｄによって生成される電圧値を、抵抗Ｒ３，Ｒ４を用いて分圧することによって生成される。
【００９７】
電源回路６３ｄは、過充電検出回路６３に含まれており、組電池１０（単電池１１）の電圧値を降圧し、降圧後の電圧（定電圧）を出力する。ここで、電源回路６３ｄは、電圧検出ラインＬ２を介して組電池１０（単電池１１）と接続されている。電源回路６３ｄには、組電池１０の電力を供給してもよいし、組電池１０を構成する、すべての単電池１１のうち、一部の単電池１１（直列に接続された複数の単電池１１）の電力を供給してもよい。
【００９８】
電源回路６３ｄには、抵抗Ｒ３，Ｒ４が電気的に直列に接続されており、抵抗Ｒ３，Ｒ４の接続点が、コンパレータ６３ｃ１の正側入力端子に接続されている。閾値Ｖ＿ｔｈは、後述するように予め設定されるため、閾値Ｖ＿ｔｈが設定値となるように、電源回路６３ｄの出力電圧と、抵抗Ｒ３，Ｒ４の抵抗値とをそれぞれ設定することができる。
【００９９】
ここで、閾値（電圧値）Ｖ＿ｔｈは、単電池１１の過充電状態を判別するための電圧値であり、単電池１１の充放電特性などを考慮して適宜設定することができる。例えば、閾値（電圧値）Ｖ＿ｔｈとしては、単電池１１が実際に過充電状態となるときの電圧値に設定したり、単電池１１が実際に過充電状態となるときの電圧値よりも低い値に設定したりすることができる。ここで、閾値（電圧値）Ｖ＿ｔｈは、図３に示すステップＳ１０２の処理で説明した上限電圧値Ｖｃ＿ｔｈよりも高い値に設定することができる。
【０１００】
ＯＲ回路６３ｂの出力信号（単電池１１の電圧値Ｖｂ）が閾値（電圧値）Ｖ＿ｔｈよりも高いときには、コンパレータ６３ｃ１の出力信号（アラーム信号）が生成される。一方、ＯＲ回路６３ｂの出力信号（単電池１１の電圧値Ｖｂ）が閾値（電圧値）Ｖ＿ｔｈよりも低いときには、コンパレータ６３ｃ１の出力信号（アラーム信号）が生成されない。
【０１０１】
一方、アラーム確定回路６３ｃとしては、図７に示す構成を用いることもできる。図７において、コンパレータ６３ｃ１の出力ラインには、コンデンサ６３ｃ２の一端が接続されている。また、コンデンサ６３ｃ２の他端は、接地されている。コンデンサ６３ｃ２を設けることにより、アラーム確定回路６３ｃ（コンパレータ６３ｃ１）の出力信号にノイズが含まれてしまうことを抑制できる。すなわち、コンデンサ６３ｃ２を用いてノイズを除去することにより、アラーム確定回路６３ｃの出力信号（アラーム信号）に対する信頼性を向上させることができる。
【０１０２】
図５において、過充電検出回路６３（アラーム確定回路６３ｃ）には、アラームラッチ回路６４が接続されており、アラーム確定回路６３ｃから出力されたアラーム信号が、アラームラッチ回路６４に入力される。アラームラッチ回路６４は、アラーム確定回路６３ｃからの入力信号（アラーム信号）を保持して、ラッチ信号（アラーム信号に相当する）を出力する。アラームラッチ回路６４は、過充電検出回路６３に含まれる電源回路６３ｄからの電力を受けて動作する。
【０１０３】
本実施例によれば、過充電検出回路６３に含まれる電源回路６３ｄの電圧を、アラームラッチ回路６４に供給しているため、アラームラッチ回路６４に電力を供給するラインを個別に設ける必要が無くなる。ここで、過充電検出回路６３およびアラームラッチ回路６４は、互いに隣り合う位置に配置することができるため、電源回路６３ｄおよびアラームラッチ回路６４を接続する電力供給ラインを短縮することができる。
【０１０４】
アラームラッチ回路６４としては、例えば、図８に示すＲＳラッチ回路を用いることができる。図８において、アラームラッチ回路６４は、クロック信号ＣＫを出力するクロック信号発生器６４ａを有する。クロック信号発生器６４ａは、ＮＡＮＤゲート６４ｂの第１入力端子と、ＮＡＮＤゲート６４ｃの第１入力端子とに接続されており、クロック信号ＣＫは、ＮＡＮＤゲート６４ｂ，６４ｃに入力される。本実施例では、図８に示すように、抵抗、コンデンサ、ダイオード、インバータを用いて、クロック信号発生器６４ａを構成しているが、これに限るものではない。すなわち、クロック信号ＣＫを発生させる構成であれば、いかなる構成であってもよい。
【０１０５】
アラーム確定回路６３ｃは、ＮＡＮＤゲート６４ｂの第２入力端子と接続されており、アラーム確定回路６３ｃから出力されたアラーム信号は、ＮＡＮＤゲート６４ｂに入力される。ＮＡＮＤゲート６４ｂの出力端子は、ＮＡＮＤゲート６４ｄの第１入力端子と、ＮＡＮＤゲート６４ｃの第２入力端子とに接続されており、ＮＡＮＤゲート６４ｂの出力信号は、ＮＡＮＤゲート６４ｃ，６４ｄに入力される。
【０１０６】
ＮＡＮＤゲート６４ｃの第３入力端子は、電源回路６３ｄと接続されている。ここで、電源回路６３ｄには、抵抗６４ｆおよびコンデンサ６４ｇが電気的に直列に接続されている。また、抵抗６４ｆには、ダイオード６４ｈが電気的に並列に接続されている。具体的には、ダイオード６４ｈのアノードは、抵抗６４ｆおよびコンデンサ６４ｇの接続点と接続され、ダイオード６４ｈのカソードは、抵抗６４ｆおよび電源回路６３ｄの接続ラインと接続されている。ＮＡＮＤゲート６４ｃの第３入力端子は、コンデンサ６４ｇおよび抵抗６４ｆ（ダイオード６４ｈ）の接続点と接続されている。
【０１０７】
ＮＡＮＤゲート６４ｃの出力端子は、ＮＡＮＤゲート６４ｅの第１入力端子と接続されており、ＮＡＮＤゲート６４ｃの出力信号がＮＡＮＤゲート６４ｅに入力される。ＮＡＮＤゲート６４ｅの出力端子は、ＮＡＮＤゲート６４ｄの第２入力端子と接続されており、ＮＡＮＤゲート６４ｅの出力信号は、ＮＡＮＤゲート６４ｄに入力される。ＮＡＮＤゲート６４ｄには、電源回路６３ｄが接続されている。
【０１０８】
ＮＡＮＤゲート６４ｄの出力信号は、アラーム信号（ラッチ信号）として、後述するフォトカプラ６５に入力される。また、ＮＡＮＤゲート６４ｄの出力端子は、ＮＡＮＤゲート６４ｅの第２入力端子と接続されており、ＮＡＮＤゲート６４ｄの出力信号は、ＮＡＮＤゲート６４ｅに入力される。
【０１０９】
図８に示す構成によれば、アラーム信号（Ｈレベル）がＮＡＮＤゲート６４ｂに入力されたときには、ＮＡＮＤゲート６４ｄ（アラームラッチ回路６４）からアラーム信号（Ｈレベル）が出力され続ける。すなわち、アラームラッチ回路６４によるアラーム信号の保持動作が行われ、アラームラッチ回路６４の出力信号が変化しなくなる。
【０１１０】
一方、電源回路６３ｄからアラームラッチ回路６４への電力供給が遮断されると、ＮＡＮＤゲート６４ｃへの入力信号が切り替わり、アラームラッチ回路６４からアラーム信号が出力されなくなる。すなわち、アラームラッチ回路６４によるアラーム信号の保持動作が解除され、ＮＡＮＤゲート６４ｄの出力信号は、ＨレベルからＬレベルに切り替わる。
【０１１１】
電源回路６３ｄは、組電池１０（単電池１１）からの電力を受けているため、コネクタ１０ａ，６０ａの接続を外せば、組電池１０から電源回路６３ｄへの電力供給が遮断される。これに伴い、電源回路６３ｄからアラームラッチ回路６４への電力供給が遮断される。
【０１１２】
アラームラッチ回路６４によるアラーム信号の保持動作は、クロック信号ＣＫのＨレベルに応じて行うことができる。このように、クロック信号ＣＫに同期させて、アラーム信号の保持動作を行うことにより、アラームラッチ回路６４の入力信号に含まれるノイズの影響を除外して、アラーム信号の保持動作を行うことができる。すなわち、アラーム信号の保持動作を行うときに、ノイズに対する耐性を向上させることができる。なお、クロック信号ＣＫを用いずに、アラーム信号の保持動作を行うこともでき、この場合には、クロック信号発生器６４ａを省略することができる。
【０１１３】
また、図８に示す構成では、ＮＡＮＤゲート６４ｂの出力信号をＮＡＮＤゲート６４ｃに入力させている。これにより、図８に示すアラームラッチ回路６４（ＲＳラッチ回路）に対して、ノイズなどによってセット（保持動作）およびリセット（保持動作の解除）の指令が同時に入力されたときには、アラームラッチ回路６４をセットの状態で保持させることができる。すなわち、アラームラッチ回路６４からアラーム信号を出力させ続けるようにすることができる。
【０１１４】
セットおよびリセットの指令がアラームラッチ回路６４に同時に入力されたときには、アラーム信号の保持を解除することよりも、アラーム信号を保持させることが好ましい。すなわち、アラーム信号の保持を解除して、組電池１０の充放電を許容させるよりは、アラーム信号を保持して、組電池１０の充放電を行わせないほうが好ましい。
【０１１５】
アラームラッチ回路６４は、フォトカプラ６５と接続されている。フォトカプラ６５は、スイッチ素子として用いられ、アラームラッチ回路６４からのラッチ信号（アラーム信号）を受けることにより、オフからオンに切り替わる。ここで、フォトカプラ６５は、電源４１からの電力供給を受けている。フォトカプラ６５は、絶縁素子であるため、フォトカプラ６５の入力側に位置する回路（高電圧回路）と、フォトカプラ６５の出力側に位置する回路（低電圧回路）とを絶縁状態とすることができる。言い換えれば、フォトカプラ６５は、入力信号としての高電圧信号を、出力信号としての低電圧信号に変換することができる。
【０１１６】
フォトカプラ６５は、トランジスタ６６と接続されている。トランジスタ６６の一端は、電源４１と接続されており、トランジスタ６６の他端は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐの励磁コイル５１と接続されている。本実施例では、トランジスタ６６が、電源４１および励磁コイル５１の間に設けられているが、これに限るものではない。具体的には、励磁コイル５１を接地するラインに、トランジスタ６６を設けることもできる。
【０１１７】
フォトカプラ６５がオフからオンに切り替わったときには、フォトカプラ６５の出力信号がトランジスタ６６に入力され、トランジスタ６６は、オンからオフに切り替わる。トランジスタ６６は、図２に示すスイッチ４２に相当する。したがって、トランジスタ６６（スイッチ４２）は、上位ＥＣＵ３４からの駆動指令を受けて動作したり、フォトカプラ６５の出力信号を受けて動作したりする。ここで、電流遮断回路６０によってトランジスタ６６をオフにしているとき、トランジスタ６６は、上位ＥＣＵ３４からの駆動指令を受けても、オフからオンに切り替わらない。
【０１１８】
図２を用いて説明したように、トランジスタ６６がオンであるとき、電源４１から励磁コイル５１に電流が流れることにより、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐがオンになる。一方、トランジスタ６６がオフであるとき、電源４１から励磁コイル５１への電力供給が遮断され、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐがオフになる。
【０１１９】
本実施例によれば、過充電検出回路６３が単電池１１の過充電状態を検出すると、過充電検出回路６３の出力信号（アラーム信号）がトランジスタ６６に入力されることにより、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐをオンからオフに切り替えることができる。これにより、過充電状態の単電池１１に対して、充放電が行われることを防止できる。
【０１２０】
本実施例では、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐが、上位ＥＣＵ３４からの駆動指令を受けて、オンおよびオフの間で切り替わる。一方、単電池１１が過充電状態となったときには、上位ＥＣＵ３４による制御ではなく、電流遮断回路６０が、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐをオンからオフに切り替える。このように、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐの駆動指令は、上位ＥＣＵ３４を含む経路と、電流遮断回路６０を含む経路とで別々に行われる。
【０１２１】
このため、上位ＥＣＵ３４や電池ＥＣＵ３０の設計を変更しても、この設計変更による影響を、電流遮断回路６０は受けない。言い換えれば、上位ＥＣＵ３４や電池ＥＣＵ３０の設計を変更した後であっても、電流遮断回路６０を使用し続けることができる。電流遮断回路６０は、単電池１１の過充電時にシステムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐをオフにするための専用部品となり、汎用性を高めることができる。
【０１２２】
上述したように、電流遮断回路６０は、電子部品（主に、半導体素子）を用いて構成されており、コンピュータプログラムを用いた処理を行っていない。このため、電流遮断回路６０を用いれば、プログラムのバグを考慮せずに、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐを駆動することができる。また、通常、半導体素子では、摩耗劣化（経年劣化）が発生しにくいため、半導体素子を用いて電流遮断回路６０を構成することにより、部品（電流遮断回路６０）の信頼性を向上させることができる。
【０１２３】
なお、図５に示す構成では、組電池１０に対して、１つの電流遮断回路６０を設けているが、これに限るものではない。具体的には、組電池１０を構成する、すべての単電池１１を、複数のグループに分けたときには、各グループに対して電流遮断回路６０を設けることができる。ここで、グループ毎に電流遮断回路６０を設ける場合には、フォトカプラ６５の出力側に位置する回路を共用することができる。すなわち、各フォトカプラ６５の出力信号を、トランジスタ６６に入力させることができる。
【０１２４】
本実施例では、電流遮断回路６０がアラーム信号を出力したときには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐをオンからオフに切り替えているが、これに限るものではない。すなわち、単電池１１が過充電状態であるときには、組電池１０の充放電が行われなくなればよい。
【０１２５】
このため、電流遮断回路６０から出力されたアラーム信号によってシステムメインリレーＳＭＲ−Ｂだけをオフにしたり、アラーム信号によって、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐ，ＳＭＲ−Ｇの少なくとも一方だけをオフにしたりすることができる。ここで、過充電状態の判別は、組電池１０が負荷（インバータ２２）と接続されているときに行われるため、アラーム信号によって、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇの少なくとも一方をオフにすればよい。
【０１２６】
本実施例では、アラーム確定回路６３ｃからアラーム信号が出力されたときには、アラームラッチ回路６４において、アラーム信号が保持される。すなわち、アラーム確定回路６３ｃからアラーム信号が出力された後では、アラームラッチ回路６４からアラーム信号が出力され続け、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐがオフのままとなる。アラームラッチ回路６４を省略すると、単電池１１の電圧値に応じて、アラーム確定回路６３ｃからアラーム信号が出力されたり、アラーム信号が出力されなかったりする。
【０１２７】
図９は、アラームラッチ回路６４を省略した構成において、アラーム確定回路６３ｃの出力と、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇのオン／オフとの関係を示す図である。
【０１２８】
図９に示すように、単電池１１の電圧値Ｖｂが閾値Ｖ＿ｔｈに到達することに応じて、アラーム確定回路６３ｃからアラーム信号が出力される。アラーム信号が出力されれば、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇがオンからオフに切り替わる。これにより、組電池１０（単電池１１）の充放電が行われなくなり、組電池１０（単電池１１）の分極が解消される。
【０１２９】
組電池１０（単電池１１）の充放電を行っているときには、組電池１０に分極が発生し、単電池１１の電圧値は、開放電圧に対して、分極に伴う電圧変化量の分だけずれる。組電池１０（単電池１１）の充放電を停止させると、単電池１１の分極が解消され、分極に相当する電圧変化量（電圧降下量）ΔＶｂだけ、単電池１１の電圧値Ｖｂが低下することになる。分極が解消すれば、電圧値Ｖｂは、単電池１１の開放電圧となる。
【０１３０】
分極の解消に伴って、単電池１１の電圧値Ｖｂが低下すると、電圧値Ｖｂが閾値Ｖ＿ｔｈよりも低下することがある。特に、電圧変化量ΔＶｂが大きくなるほど、分極が解消した後の電圧値Ｖｂは、閾値Ｖ＿ｔｈよりも低くなりやすい。
【０１３１】
電圧変化量ΔＶｂは、単電池１１に流れる電流値と、単電池１１の内部抵抗との積で表される。このため、単電池１１に流れる電流値（充電電流）が大きくなるほど、電圧変化量ΔＶｂが大きくなる。また、単電池１１の内部抵抗が高くなるほど、電圧変化量ΔＶｂが大きくなる。ここで、単電池１１の温度が低下するほど、単電池１１の内部抵抗が上昇しやすくなる。
【０１３２】
分極の解消に伴って、単電池１１の電圧値Ｖｂが閾値Ｖ＿ｔｈよりも低くなると、アラーム確定回路６３ｃからは、アラーム信号が出力されず、トランジスタ６６は、オフからオンに切り替わる。これにより、励磁コイル５１への通電が許容され、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇは、オフからオンに切り替わる。
【０１３３】
システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇがオフからオンに切り替われば、組電池１０（単電池１１）の充放電が再開され、単電池１１の電圧値Ｖｂが再び閾値Ｖ＿ｔｈよりも高くなってしまうことがある。電圧値Ｖｂが閾値Ｖ＿ｔｈよりも高くなれば、上述したように、電流遮断回路６０によって、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇがオンからオフに切り替わる。
【０１３４】
上述した電圧値Ｖｂの挙動によれば、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇがオンおよびオフの間で繰り返して切り替わることになってしまう。このように、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇがオンおよびオフの間で繰り返して切り替わると、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇの摩耗劣化が進行してしまう。
【０１３５】
本実施例では、アラームラッチ回路６４を設けているため、アラーム確定回路６３ｃからアラーム信号が出力されたときには、図１０に示すように、アラームラッチ回路６４によってアラーム信号が保持される。アラーム信号が保持されれば、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇは、オフのままとなる。
【０１３６】
これにより、図９に示す電圧値Ｖｂの挙動によって、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇがオンおよびオフの間で繰り返して切り替わることを防止できる。したがって、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇの摩耗劣化が進行することを抑制できる。ここで、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇは、オフのままであるため、単電池１１の電圧値Ｖｂは、電圧変化量ΔＶｂだけ低下した状態に維持される。言い換えれば、単電池１１の電圧値Ｖｂは、開放電圧に維持される。
【実施例２】
【０１３７】
次に、本発明の実施例２である電池システムについて説明する。本実施例において、実施例１で説明した構成要素と同じ構成要素については、同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。以下、実施例１と異なる点について、主に説明する。
【０１３８】
実施例１では、アラームラッチ回路６４を用いることにより、アラーム信号を保持し続けているが、本実施例では、図１１に示すように、アラームラッチ回路６４を省略している。ただし、本実施例でも、実施例１と同様に、過充電検出回路６３からアラーム信号が出力された後は、アラーム信号が出力され続けるようにしている。
【０１３９】
図１１に示す構成では、過充電検出回路６３から出力されたアラーム信号は、フォトカプラ６５に入力される。図１２には、本実施例におけるアラーム確定回路６３ｃの構成を示している。
【０１４０】
コンパレータ６３ｃ１の正側入力端子と、コンパレータ６３ｃ１の出力端子とは、抵抗６３ｃ３を介して接続されている。すなわち、アラーム確定回路６３ｃは、ヒステリシス回路となっている。図１２に示す構成では、コンパレータ６３ｃ１の出力電圧を、抵抗６３ｃ３，Ｒ４によって分圧された値がヒステリシスとなる。このため、抵抗６３ｃ３，Ｒ４の抵抗値を適宜設定することにより、ヒステリシスを調整することができる。
【０１４１】
また、コンパレータ６３ｃ１に入力される閾値Ｖ＿ｔｈは、抵抗Ｒ３，Ｒ４を用いて、電源回路６３ｄの電圧値を分圧することによって設定することができる。ここで、電源回路６３ｄは、組電池１０（単電池１１）の電力を用いている。また、アラーム確定回路６３ｃには、単電池１１の電圧値Ｖｂが入力される。このため、閾値Ｖ＿ｔｈを設定するときには、組電池１０（単電池１１）の電圧値を利用しやすい。
【０１４２】
単電池１１の電圧値Ｖｂが閾値（電圧値）Ｖ＿ｔｈよりも低いとき、コンパレータ６３ｃ１からはアラーム信号が出力されない。一方、電圧値Ｖｂが閾値Ｖ＿ｔｈよりも高いとき、コンパレータ６３ｃ１からアラーム信号が出力される。アラーム信号が出力されると、ヒステリシスが発生し、コンパレータ６３ｃ１の正側入力端子に入力される電圧値は、ヒステリシスの分だけ閾値Ｖ＿ｔｈよりも低下する。
【０１４３】
ここで、ヒステリシスが発生した後に、コンパレータ６３ｃ１の正側入力端子に入力される電圧値をＶ＿ｈｙｓとする。閾値Ｖ＿ｔｈおよび電圧値Ｖ＿ｈｙｓの差分がヒステリシスに相当する。
【０１４４】
図９を用いて説明したように、アラーム確定回路６３ｃからアラーム信号が出力されると、組電池１０の充放電が停止され、組電池１０の分極が解消される。そして、分極の解消に伴って、電圧値Ｖｂが電圧変化量ΔＶｂの分だけ低下する。本実施例では、コンパレータ６３ｃ１からアラーム信号が出力されると、コンパレータ６３ｃ１の正側入力端子に入力される電圧値が閾値Ｖ＿ｔｈよりも低下する。
【０１４５】
このため、分極の解消に伴って、電圧値Ｖｂが閾値Ｖ＿ｔｈよりも低下する場合であっても、ヒステリシスの分だけ閾値Ｖ＿ｔｈを低下させることにより、コンパレータ６３ｃ１からアラーム信号を出力させ続けることができる。具体的には、ヒステリシスが電圧変化量ΔＶｂよりも大きければ、電圧値Ｖｂが電圧値Ｖ＿ｈｙｓよりも低くならず、コンパレータ６３ｃ１からアラーム信号を出力させ続けることができる。
【０１４６】
ここで、電圧変化量ΔＶｂを実験などによって予め測定しておけば、測定した電圧変化量ΔＶｂを考慮して、ヒステリシスを決定することができる。具体的には、ヒステリシスが電圧変化量ΔＶｂよりも大きくなるように、抵抗６３ｃ３の抵抗値を設定することができる。上述したように、電圧変化量ΔＶｂは、単電池１１に流れる電流値や、単電池１１の抵抗値などに応じて変化する。
【０１４７】
このため、電圧変化量ΔＶｂが取り得る最大値を実験などによって予め特定しておき、電圧変化量（最大値）ΔＶｂよりも大きなヒステリシスを設定することができる。これにより、電圧変化量ΔＶｂが変化した場合であっても、コンパレータ６３ｃ１からアラーム信号を出力させ続けることができる。
【０１４８】
なお、図１２に示す構成の代わりに、図１３に示す構成を用いることもできる。図１２に示す構成は、実施例１で説明した図６に示す構成に対応しており、図１３に示す構成は、実施例１で説明した図７に示す構成に対応している。図１３に示す構成では、コンパレータ６３ｃ１の出力ラインに、コンデンサ６３ｃ２が接続されている。
【０１４９】
ここで、コンパレータ６３ｃ１の出力ラインに対する抵抗６３ｃ３の接続点は、コンパレータ６３ｃ１の出力端子と、出力ラインに対するコンデンサ６３ｃ２の接続点との間に位置している。図１３に示す構成によれば、図７に示す構成と同様に、コンパレータ６３ｃ１の出力信号に含まれるノイズを低減させることができる。
【０１５０】
本実施例によれば、アラーム確定回路６３ｃをヒステリシス回路とすることにより、アラーム信号を出力させ続けることができる。すなわち、実施例１で説明したアラームラッチ回路６４と同等の機能を、アラーム確定回路６３ｃに持たせることができる。これにより、図９に示す電圧値Ｖｂの挙動を抑制して、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇがオンおよびオフの間で繰り返して切り替わることを防止できる。そして、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇの摩耗劣化が進行することを抑制できる。
【０１５１】
また、本実施例では、実施例１に示す電流遮断回路６０と比べて、アラームラッチ回路６４を省略した分だけ、電流遮断回路６０の構成を簡素化して、電流遮断回路６０を小型化することができる。なお、本実施例では、コネクタ１０ａ，６０ａの接続を外すことにより、アラーム信号の出力を停止させることができる。
【実施例３】
【０１５２】
次に、本発明の実施例３である電池システムについて説明する。本実施例において、実施例１で説明した構成要素と同じ構成要素については、同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。以下、実施例１と異なる点について、主に説明する。
【０１５３】
実施例１では、コネクタ１０ａ，６０ａの接続を外すことにより、電源回路６３ｄからアラームラッチ回路６４への電力供給を遮断して、アラームラッチ回路６４からアラーム信号が出力されることを停止させている。本実施例は、コネクタ１０ａ，６０ａの接続を外さなくても、アラームラッチ回路６４からアラーム信号が出力されることを停止させるものである。言い換えれば、本実施例は、コネクタ１０ａ，６０ａの接続を外さなくても、電源回路６３ｄからアラームラッチ回路６４への電力供給を遮断させるものである。
【０１５４】
図１４には、本実施例の電池システムにおける一部の構成を示す。過充電検出回路６３に含まれる電源回路６３ｄで生成された電力は、電力供給ラインＬ３を介して、アラームラッチ回路６４に供給される。ここで、電力供給ラインＬ３は、電流遮断回路６０の外部に設けられたプラグ７０まで延びている。プラグ７０は、組電池１０の通電を遮断するために用いられる。
【０１５５】
本実施例において、プラグ７０には、ヒューズ７１が設けられている。ヒューズ７１は、負極ラインＮＬ又は正極ラインＰＬに設けられており、過大な電流が組電池１０に流れてしまうことを防止するために用いられる。すなわち、組電池１０に過大な電流が流れるときには、ヒューズ７１が溶断することにより、組電池１０の通電を遮断することができる。なお、ヒューズ７１は、省略することもできる。
【０１５６】
図１４は、プラグ７０を所定位置に取り付けた状態を示しており、図１４に示す状態にあるとき、組電池１０の通電が許容される。すなわち、負極ラインＮＬ又は正極ラインＰＬは、プラグ７０に含まれるヒューズ７１を介して、導通状態となっており、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇがオンであれば、組電池１０の充放電を行うことができる。
【０１５７】
プラグ７０は、所定位置から取り外すことができ、プラグ７０を取り外すことにより、図１４に示す状態から図１５に示す状態に変化させることができる。すなわち、プラグ７０を取り外すことにより、負極ラインＮＬ又は正極ラインＰＬを断線させることができる。負極ラインＮＬ又は正極ラインＰＬを断線させることにより、組電池１０の通電を遮断することができる。
【０１５８】
なお、プラグ７０を所定位置に再び取り付ければ、負極ラインＮＬ又は正極ラインＰＬを導通状態とすることができる。すなわち、組電池１０の通電を許容することができる。ここで、電池システムの点検を行うときなどに、プラグ７０を取り外すことができる。
【０１５９】
プラグ７０には、電力供給ラインＬ３が延びているが、プラグ７０を取り外すことにより、電力供給ラインＬ３も断線させることができる。電力供給ラインＬ３を断線させることにより、電源回路６３ｄからアラームラッチ回路６４への電力供給が遮断される。これにより、実施例１で説明したように、アラームラッチ回路６４からアラーム信号が出力されることを停止できる。なお、プラグ７０を所定位置に再び取り付ければ、電力供給ラインＬ３を導通状態とすることができ、電源回路６３ｄの電力をアラームラッチ回路６４に供給することができる。
【０１６０】
本実施例によれば、コネクタ１０ａ，６０ａの接続を外すことなく、アラームラッチ回路６４からアラーム信号が出力されることを停止させることができる。ここで、アラームラッチ回路６４からアラーム信号が出力されているときには、電池システムを点検する必要がある。また、電池システムを点検するときには、アラームラッチ回路６４によるアラーム信号の保持動作を解除することが好ましい。
【０１６１】
電池システムを点検するときには、プラグ７０を取り外すことになるため、プラグ７０を取り外すことに伴って、アラームラッチ回路６４によるアラーム信号の保持動作を解除させることができる。コネクタ１０ａ，６０ａの接続を外して、アラーム信号の保持動作を解除させる構成では、プラグ７０を取り外す作業の他に、コネクタ１０ａ，６０ａの接続を外す作業を行わなければならない。本実施例では、プラグ７０を取り外すだけで、アラーム信号の保持動作を解除させることができ、電池システムを点検するときの作業性を向上させることができる。
【０１６２】
本実施例では、負極ラインＮＬ又は正極ラインＰＬにプラグ７０を設けているが、これに限るものではない。具体的には、電気的に直列に接続された２つの単電池１１の間に、プラグ７０を設けることもできる。言い換えれば、組電池１０の通電経路上に、プラグ７０を設けることができる。この場合であっても、プラグ７０を取り外すことにより、組電池１０の通電を遮断したり、プラグ７０を取り付けることにより、組電池１０の通電を許容したりすることができる。
【実施例４】
【０１６３】
次に、本発明の実施例４である電池システムについて説明する。本実施例において、実施例１で説明した構成要素と同じ構成要素については、同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。以下、実施例１と異なる点について、主に説明する。
【０１６４】
実施例１では、アラームラッチ回路６４が過充電検出回路６３と接続されており、過充電検出回路６３から出力されたアラーム信号がアラームラッチ回路６４に入力される。本実施例では、図１６に示すように、実施例１で説明した電流遮断回路６０の構成に対して、アラームラッチ回路６４を設ける位置を変更している。以下、具体的に説明する。
【０１６５】
フォトカプラ６５は、過充電検出回路６３と接続されており、過充電検出回路６３から出力されたアラーム信号は、フォトカプラ６５に入力される。アラーム信号がフォトカプラ６５に入力されると、フォトカプラ６５は、オフからオンに切り替わる。アラームラッチ回路６４は、フォトカプラ６５と接続されており、フォトカプラ６５の出力信号（オン信号）がアラームラッチ回路６４に入力される。ここで、フォトカプラ６５のオン信号は、アラーム信号に相当する。
【０１６６】
フォトカプラ６５の出力信号がアラームラッチ回路６４に入力されると、アラームラッチ回路６４は、フォトカプラ６５からの入力信号を保持する。アラームラッチ回路６４としては、実施例１で説明した構成と同様の構成を用いることができる。トランジスタ６６は、アラームラッチ回路６４と接続されており、アラームラッチ回路６４の出力信号を受けて、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐの励磁コイル５１に対する通電を遮断する。
【０１６７】
本実施例においても、実施例１と同様に、過充電検出回路６３からアラーム信号が出力されたときには、この状態をアラームラッチ回路６４が保持し、トランジスタ６６を介して、励磁コイル５１の通電を遮断し続ける。ここで、アラームラッチ回路６４は、フォトカプラ６５の出力側に位置する回路（低電圧回路）に含まれている。そこで、アラームラッチ回路６４には、電源回路６３ｄからの電力ではなく、電源４１からの電力が供給される。
【０１６８】
図１６に示す構成において、電源回路６３ｄの電力をアラームラッチ回路６４に供給することも考えられるが、この場合には、電源回路６３ｄの電圧を低電圧に変換する必要がある。すなわち、電源回路６３ｄおよびアラームラッチ回路６４を接続する電力供給ラインにおいて、フォトカプラなどの絶縁素子を配置する必要がある。この場合には、絶縁素子を設ける分だけ、部品点数が増加してしまう。本実施例では、電源４１およびアラームラッチ回路６４を接続するだけでよいため、部品点数の増加を抑制することができる。
【０１６９】
本実施例では、イグニッションスイッチがオンからオフに切り替わることに応じて、電源４１からの電力供給が遮断される。すなわち、イグニッションスイッチがオンからオフに切り替わることに応じて、電源４１および電装品を接続するためのリレーがオンからオフに切り替わる。このため、イグニッションスイッチをオンからオフに切り替えたときには、電源４１の電力が、アラームラッチ回路６４、フォトカプラ６５およびトランジスタ６６に供給されなくなる。
【０１７０】
これにより、実施例１と同様に、アラームラッチ回路６４によるアラーム信号の保持動作を解除することができる。本実施例では、コネクタ１０ａ，６０ａの接続を外さなくても、イグニッションスイッチをオンからオフに切り替えるだけで、電源回路６３ｄからアラームラッチ回路６４への電力供給を遮断して、アラームラッチ回路６４によるアラーム信号の保持動作を解除することができる。
【０１７１】
一方、イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わったときには、電源４１からアラームラッチ回路６４への電力供給が再開される。ここで、過充電検出回路６３からアラーム信号が出力されていなければ、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオフからオンに切り替えて、組電池１０の充放電を行うことができる。
【０１７２】
特に、組電池１０の放電を許容して、車両を走行させ続けることができる。例えば、単電池１１が過充電状態となって、電流遮断回路６０がシステムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐをオフにした後でも、本実施例によれば、イグニッションスイッチを再びオンにすることにより、電池システムを起動状態（Ready-ON）とすることができる。これにより、単電池１１が過充電状態となった後においても、特定の場所まで車両を退避させるために、車両を走行させることができる。
【０１７３】
アラームラッチ回路６４によるアラーム信号の保持動作を解除する処理は、電池ＥＣＵ３０の指令によって行うことも考えられる。ここで、電池ＥＣＵ３０が故障しているときには、アラーム信号の保持動作を解除することができなくなってしまうことがある。本実施例では、電源４１の電力をアラームラッチ回路６４に直接、供給しているため、電池ＥＣＵ３０の故障による影響を受けない。すなわち、仮に電池ＥＣＵ３０が故障してしまうことがあっても、イグニッションスイッチをオフにすることにより、アラーム信号の保持動作を解除することができる。
【実施例５】
【０１７４】
次に、本発明の実施例５である電池システムについて説明する。本実施例において、実施例１，４で説明した構成要素と同じ構成要素については、同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。以下、実施例１，４と異なる点について、主に説明する。
【０１７５】
図１７は、本実施例における電池システムの動作（一部）を示すフローチャートである。図１７に示す処理は、上位ＥＣＵ３４によって実行される。
【０１７６】
ステップＳ２０１において、上位ＥＣＵ３４は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐにおける現在の駆動指令を確認する。システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐの駆動指令を出力するとき、上位ＥＣＵ３４は、駆動指令に関する情報をメモリに記憶することができる。これにより、上位ＥＣＵ３４は、メモリに記憶された情報に基づいて、現在の駆動指令を確認することができる。
【０１７７】
ステップＳ２０２において、上位ＥＣＵ３４は、電圧センサ２４の出力に基づいて、電圧値ＶＬを取得する。また、上位ＥＣＵ３４は、電流センサ２１の出力に基づいて、組電池１０の電流値Ｉｂを取得する。組電池１０が負荷（インバータ２２）と接続されているとき、電圧値ＶＬは、組電池１０の電圧値を示し、電流値Ｉｂは、組電池１０の充放電に応じた値を示す。一方、組電池１０が負荷（インバータ２２）と接続されていないとき、電圧値ＶＬは０［Ｖ］となり、電流値Ｉｂは０［Ａ］となる。
【０１７８】
ステップＳ２０３において、上位ＥＣＵ３４は、ステップＳ２０２の処理で取得した電圧値ＶＬおよび電流値Ｉｂに基づいて、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐにおける現在の動作状態を確認する。上述したように、電圧値ＶＬが０［Ｖ］よりも高く、電流値Ｉｂが０［Ａ］ではないとき、組電池１０は負荷（インバータ２２）と接続されていることになる。このとき、上位ＥＣＵ３４は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇがオンであることを確認することができる。
【０１７９】
一方、電圧値ＶＬが０［Ｖ］であり、電流値Ｉｂが０［Ａ］であるとき、組電池１０および負荷（インバータ２２）が接続されていないことになる。このとき、上位ＥＣＵ３４は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇの少なくとも一方がオフであることを確認することができる。
【０１８０】
ここで、組電池１０および負荷（インバータ２２）が接続されているか否かを判別するときには、電圧センサ２４や電流センサ２１の検出誤差などを考慮することができる。具体的には、閾値（電圧値）Ｖ＿ｍｉｎとして、０［Ｖ］よりも高い値を設定しておき、電圧値ＶＬが閾値Ｖ＿ｍｉｎよりも高いときに、上位ＥＣＵ３４は、組電池１０および負荷（インバータ２２）が接続されていることを判別できる。また、電圧値ＶＬが閾値Ｖ＿ｍｉｎよりも低いとき、上位ＥＣＵ３４は、組電池１０および負荷（インバータ２２）が接続されていないことを判別できる。
【０１８１】
一方、閾値（電流値）Ｉｂ＿ｍｉｎとして、０［Ａ］とは異なる値（正の値）を設定しておき、電流値Ｉｂの絶対値が閾値Ｉｂ＿ｍｉｎよりも大きいとき、上位ＥＣＵ３４は、組電池１０および負荷（インバータ２２）が接続されていることを判別できる。また、電流値Ｉｂの絶対値が閾値Ｉｂ＿ｍｉｎよりも小さいとき、上位ＥＣＵ３４は、組電池１０および負荷（インバータ２２）が接続されていないことを判別できる。
【０１８２】
本実施例では、組電池１０の放電時に、電流値Ｉｂが正の値となり、組電池１０の充電時に、電流値Ｉｂが負の値となる。このため、電流値Ｉｂおよび閾値Ｉｂ＿ｍｉｎを比較するときには、電流値Ｉｂの絶対値を閾値Ｉｂ＿ｍｉｎと比較すればよい。
【０１８３】
また、本実施例では、電圧値ＶＬおよび電流値Ｉｂに基づいて、組電池１０および負荷（インバータ２２）の接続状態、言い換えれば、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐの動作状態を確認しているが、これに限るものではない。具体的には、電圧値ＶＬおよび電流値Ｉｂの一方だけに基づいて、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐの動作状態を確認することができる。
【０１８４】
ステップＳ２０４において、上位ＥＣＵ３４は、ステップＳ２０１の処理で確認した駆動指令と、ステップＳ２０３の処理で確認した動作状態とを比較する。例えば、上位ＥＣＵ３４は、ステップＳ２０１の処理において、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオンにする駆動指令を行っていることを確認する。また、上位ＥＣＵ３４は、ステップＳ２０３の処理において、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇがオンであることを確認する。この場合において、上位ＥＣＵ３４は、駆動指令および動作状態が一致していると判別する。
【０１８５】
一方、上位ＥＣＵ３４は、ステップＳ２０１の処理において、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオンにする駆動指令を行っていることを確認する。また、上位ＥＣＵ３４は、ステップＳ２０３の処理において、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇの少なくとも一方がオフであることを確認する。この場合において、上位ＥＣＵ３４は、駆動指令および動作状態が一致していないと判別する。
【０１８６】
ステップＳ２０４において、駆動指令および動作状態が一致していないとき、上位ＥＣＵ３４は、ステップＳ２０５の処理を行う。ここで、駆動指令および動作状態が一致していないとき、上位ＥＣＵ３４は、電流遮断回路６０が作動していると判別することができる。一方、駆動指令および動作状態が一致しているとき、上位ＥＣＵ３４は、図１７に示す処理を終了する。ここで、駆動指令および動作状態が一致しているとき、上位ＥＣＵ３４は、電流遮断回路６０が作動していないと判別することができる。
【０１８７】
ステップＳ２０５において、上位ＥＣＵ３４は、カウンタで設定されるカウント値Ｎをインクリメントする。カウンタは、上位ＥＣＵ３４に設けておくことができる。本実施例では、上位ＥＣＵ３４が、駆動指令および動作状態の不一致を確認するたびに、カウント値Ｎが増加していくことになる。
【０１８８】
ステップＳ２０６において、上位ＥＣＵ３４は、ステップＳ２０５の処理で得られたカウント値Ｎが閾値Ｎ＿ｔｈよりも大きいか否かを判別する。閾値Ｎ＿ｔｈは、正の整数であり、適宜設定することができる。また、閾値Ｎ＿ｔｈに関する情報は、メモリに記憶しておくことができる。カウント値Ｎが閾値Ｎ＿ｔｈよりも大きいとき、上位ＥＣＵ３４は、ステップＳ２０７の処理を行う。一方、カウント値Ｎが閾値Ｎ＿ｔｈよりも小さいとき、上位ＥＣＵ３４は、図１７に示す処理を終了する。
【０１８９】
ステップＳ２０７において、上位ＥＣＵ３４は、電池システムの再起動を停止させる処理を行う。すなわち、イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わっても、上位ＥＣＵ３４は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐをオフからオンに切り替えず、電池システムが停止状態（Ready-OFF）から起動状態（Ready-ON）に切り替わらないようにする。ステップＳ２０７の処理を行うときに、上位ＥＣＵ３４は、電池システムの再起動を許可しないフラグを設定しておけばよい。上位ＥＣＵ３４は、このフラグを確認することにより、電池システムの起動を許可してよいか否かを判別することができる。
【０１９０】
電源４１の電力をアラームラッチ回路６４に直接、供給する構成では、イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わるたびに、電源４１からアラームラッチ回路６４に電力が供給される。そして、実施例４で説明したように、過充電検出回路６３からアラーム信号が出力されていなければ、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオフからオンに切り替えて、組電池１０の充放電を行うことができる。
【０１９１】
ここで、組電池１０の充放電を許容すれば、車両を走行させ続けることができる。そして、車両を走行している間に、単電池１１が再び過充電状態となれば、過充電検出回路６３からアラーム信号が出力されることにより、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐがオフになる。電池システムが停止状態（Ready-OFF）となった後に、イグニッションスイッチを再びオンにすれば、上述したように、組電池１０の充放電を許容して、車両を走行させ続けることができる。
【０１９２】
このように、単電池１１の過充電状態に応じて、電システムが起動状態（Ready-ON）および停止状態（Ready-OFF）の間で繰り返して切り替わってしまうと、ユーザなどに違和感を与えてしまう。また、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐがオンおよびオフの間で繰り返して切り替わることになり、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐの摩耗劣化を進行させてしまう。さらに、単電池１１が過充電状態となりやすい状況で、電池システムを繰り返して起動状態（Ready-ON）とすることにより、組電池１０（単電池１１）の寿命低下を進行させやすくなってしまう。
【０１９３】
そこで、本実施例では、上述したように、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐの駆動指令および動作状態を確認し、電流遮断回路６０の作動回数（カウント値Ｎ）を把握するようにしている。そして、電流遮断回路６０の作動回数が増えたとき、言い換えれば、カウント値Ｎが閾値Ｎ＿ｔｈよりも大きくなったときには、電池システムを再び起動状態（Ready-ON）としないようにしている。電池システムの起動を許可しないことにより、上述した不具合を回避することができる。ここで、ステップＳ２０６の処理で用いられる閾値Ｎ＿ｔｈとしては、上述した不具合を考慮して適宜設定することができる。
【符号の説明】
【０１９４】
１０：組電池（蓄電装置）、１１：単電池（蓄電素子）、２１：電流センサ、
２２：インバータ、２３：モータ・ジェネレータ、２４：電圧センサ、
３０：電池ＥＣＵ（コントローラ）、３１：監視ＩＣ、３２：フォトカプラ、
３３：ＣＰＵ、３４：上位ＥＣＵ（コントローラ）、４１：電源、４２：スイッチ、
５１：励磁コイル、５２：可動接点、５３：固定接点、６０：電流遮断回路、
６１：保護回路、６２：フィルタ回路、６３：過充電検出回路、６３ａ：コンパレータ、
６３ｂ：ＯＲ回路、６３ｃ：アラーム確定回路、６３ｄ：電源回路、
６４：アラームラッチ回路、６５：フォトカプラ、６６：トランジスタ、７０：プラグ、
７１：ヒューズ
【図１】
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【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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