(57)【要約】  電源装置の組み立て時およびメンテナンス時の耐圧オーバーを低コストで抑制する。  電源装置(５００)において、複数の電池セルが直列に接続される。複数のセル管理ＩＣはカスケード接続される。複数の電池セルの各端子と複数のセル管理ＩＣの各端子は、電池側コネクタ及びＩＣ側コネクタを介して接続される。ＩＣ側コネクタを共有するセル管理ＩＣ間は非絶縁通信される。ＩＣ側コネクタを共有しないセル管理ＩＣ間は絶縁通信される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セルが直列に接続された直列電池群と、
前記直列電池群に含まれる複数の電池セルを、ｍ（ｍは２以上の整数）個ごとに管理する複数のセル管理ＩＣ（Integrated Circuit)と、
前記複数の電池セルのｍ×ｎ（ｎは自然数）個ごとに設けられ、ｍ×ｎ個の電池セルのそれぞれの端子を含む電池側コネクタと、
前記複数のセル管理ＩＣのｎ個ごとに設けられ、ｎ個のセル管理ＩＣのそれぞれの端子を含むＩＣ側コネクタと、を備え、
前記セル管理ＩＣの電源電圧およびグラウンド電圧は、管理しているｍ個の電池セルの両端から供給を受け、
前記複数のセル管理ＩＣはカスケード接続され、前記ＩＣ側コネクタを共有するセル管理ＩＣ間は非絶縁通信され、前記ＩＣ側コネクタを共有しないセル管理ＩＣ間は絶縁通信されることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
複数の電池セルが直列に接続された直列電池群と、
前記直列電池群に含まれる複数の電池セルを、ｍ（ｍは２以上の整数）個ごとに管理する複数のセル管理ＩＣ（Integrated Circuit)と、
前記複数の電池セルのｍ×ｎ（ｎは自然数）個ごとに設けられ、ｍ×ｎ個の電池セルのそれぞれの端子を含む電池側コネクタと、
前記複数のセル管理ＩＣのｎ個ごとに設けられ、ｎ個のセル管理ＩＣのそれぞれの端子を含むＩＣ側コネクタと、を備え、
前記セル管理ＩＣの電源電圧およびグラウンド電圧は、管理しているｍ個の電池セルの両端から供給を受け、
前記複数のセル管理ＩＣはカスケード接続され、前記ＩＣ側コネクタを共有するセル管理ＩＣ間は非絶縁通信され、前記ＩＣ側コネクタを共有しないセル管理ＩＣ間は、絶縁通信される箇所と非絶縁通信される箇所が混在されることを特徴とする電源装置。
【請求項３】
各セル管理ＩＣは、前記複数の電池セルが所定の充電率に充電されている状態において、前記ｍ×ｎ個の電池セルの両端電圧に対応する耐圧を有することを特徴とする請求項１または２に記載の電源装置。
【請求項４】
各セル管理ＩＣは、前記複数の電池セルが所定の充電率に充電されている状態において、前記ｍ×ｎ個の電池セルの両端電圧に対応する耐圧を有し、
前記ＩＣ側コネクタを共有しないセル管理ＩＣ間のうち、絶縁通信される箇所と非絶縁通信される箇所が交互に配置されることを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
【請求項５】
複数の電池セルが直列に接続された直列電池群を管理する管理装置であって、
前記直列電池群に含まれる複数の電池セルを、ｍ（ｍは２以上の整数）個ごとに管理する複数のセル管理ＩＣ（Integrated Circuit)と、
前記複数の電池セルのｍ×ｎ（ｎは自然数）個ごとに設けられ、ｍ×ｎ個の電池セルのそれぞれの端子を含む電池側コネクタと接続されるべきコネクタであって、前記複数のセル管理ＩＣのｎ個ごとに設けられ、ｎ個のセル管理ＩＣのそれぞれの端子を含むＩＣ側コネクタと、を備え、
前記セル管理ＩＣの電源電圧およびグラウンド電圧は、管理しているｍ個の電池セルの両端から供給を受け、
前記複数のセル管理ＩＣはカスケード接続され、前記ＩＣ側コネクタを共有するセル管理ＩＣ間は非絶縁通信され、前記ＩＣ側コネクタを共有しないセル管理ＩＣ間は絶縁通信されることを特徴とする管理装置。
【請求項６】
複数の電池セルが直列に接続された直列電池群を管理する管理装置であって、
前記直列電池群に含まれる複数の電池セルを、ｍ（ｍは２以上の整数）個ごとに管理する複数のセル管理ＩＣ（Integrated Circuit)と、
前記複数の電池セルのｍ×ｎ（ｎは自然数）個ごとに設けられ、ｍ×ｎ個の電池セルのそれぞれの端子を含む電池側コネクタと接続されるべきコネクタであって、前記複数のセル管理ＩＣのｎ個ごとに設けられ、ｎ個のセル管理ＩＣのそれぞれの端子を含むＩＣ側コネクタと、を備え、
前記セル管理ＩＣの電源電圧およびグラウンド電圧は、管理しているｍ個の電池セルの両端から供給を受け、
前記複数のセル管理ＩＣはカスケード接続され、前記ＩＣ側コネクタを共有するセル管理ＩＣ間は非絶縁通信され、前記ＩＣ側コネクタを共有しないセル管理ＩＣ間は、絶縁通信される箇所と非絶縁通信される箇所が混在されることを特徴とする管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池セルが直列に接続された組電池を搭載した電源装置、およびその複数の電池セルを管理するための管理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイブリッド車（ＨＶ）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＶ）、電気自動車（ＥＶ）が普及してきている。これらの車にはキーデバイスとして二次電池が搭載される。車載用二次電池としては主に、ニッケル水素電池およびリチウムイオン電池が普及している。今後、エネルギー密度が高いリチウムイオン電池の普及が加速すると予想される。【０００３】
リチウムイオン電池は常用領域と使用禁止領域が近接しているため、他の種類の電池より厳格な電圧管理が必要である。複数のリチウムイオン電池セルが直列に接続された組電池を使用する場合、各電池セルの電圧を検出するための電圧検出回路が設けられる。検出される各電池セルの電圧は、充放電制御およびセル電圧の均等化制御などに使用される。【０００４】
車載用の二次電池では高出力電圧が要求されるため、複数の組電池を直列に接続して使用されることが多い。この場合において複数の組電池と並列に、それぞれ電圧検出回路を実装した複数のＩＣチップをカスケード接続して設ける構成が用いられる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１０５６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
複数の組電池と、カスケード接続された複数のＩＣチップを接続して電源装置を組み立てる際、組電池とＩＣチップの接続順番によっては特定のＩＣチップに耐圧オーバーの電圧が印加される可能性がある。この耐圧オーバーは電源装置のメンテナンス時にも発生し得る。この耐圧オーバーはＩＣチップを高耐圧に設計すれば抑制できるが、コスト増を招く。【０００７】
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、電源装置の組み立て時およびメンテナンス時の耐圧オーバーを低コストで抑制する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の電源装置は、複数の電池セルが直列に接続された直列電池群と、前記直列電池群に含まれる複数の電池セルを、ｍ（ｍは２以上の整数）個ごとに管理する複数のセル管理ＩＣ（Integrated Circuit)と、前記複数の電池セルのｍ×ｎ（ｎは自然数）個ごとに設けられ、ｍ×ｎ個の電池セルのそれぞれの端子を含む電池側コネクタと、前記複数のセル管理ＩＣのｎ個ごとに設けられ、ｎ個のセル管理ＩＣのそれぞれの端子を含むＩＣ側コネクタと、を備える。前記セル管理ＩＣの電源電圧およびグラウンド電圧は、管理しているｍ個の電池セルの両端から供給を受け、前記複数のセル管理ＩＣはカスケード接続され、前記ＩＣ側コネクタを共有するセル管理ＩＣ間は非絶縁通信され、前記ＩＣ側コネクタを共有しないセル管理ＩＣ間は絶縁通信される。【０００９】
本発明の別の態様もまた、電源装置である。この装置は、複数の電池セルが直列に接続された直列電池群と、前記直列電池群に含まれる複数の電池セルを、ｍ（ｍは２以上の整数）個ごとに管理する複数のセル管理ＩＣ（Integrated Circuit)と、前記複数の電池セルのｍ×ｎ（ｎは自然数）個ごとに設けられ、ｍ×ｎ個の電池セルのそれぞれの端子を含む電池側コネクタと、前記複数のセル管理ＩＣのｎ個ごとに設けられ、ｎ個のセル管理ＩＣのそれぞれの端子を含むＩＣ側コネクタと、を備える。前記セル管理ＩＣの電源電圧およびグラウンド電圧は、管理しているｍ個の電池セルの両端から供給を受け、前記複数のセル管理ＩＣはカスケード接続され、前記ＩＣ側コネクタを共有するセル管理ＩＣ間は非絶縁通信され、前記ＩＣ側コネクタを共有しないセル管理ＩＣ間は、絶縁通信される箇所と非絶縁通信される箇所が混在される。【００１０】
本発明のさらに別の態様は、管理装置である。この装置は、複数の電池セルが直列に接続された直列電池群を管理する管理装置であって、前記直列電池群に含まれる複数の電池セルを、ｍ（ｍは２以上の整数）個ごとに管理する複数のセル管理ＩＣ（Integrated Circuit)と、前記複数の電池セルのｍ×ｎ（ｎは自然数）個ごとに設けられ、ｍ×ｎ個の電池セルのそれぞれの端子を含む電池側コネクタと接続されるべきコネクタであって、前記複数のセル管理ＩＣのｎ個ごとに設けられ、ｎ個のセル管理ＩＣのそれぞれの端子を含むＩＣ側コネクタと、を備える。前記セル管理ＩＣの電源電圧およびグラウンド電圧は、管理しているｍ個の電池セルの両端から供給を受け、前記複数のセル管理ＩＣはカスケード接続され、前記ＩＣ側コネクタを共有するセル管理ＩＣ間は非絶縁通信され、前記ＩＣ側コネクタを共有しないセル管理ＩＣ間は絶縁通信される。【００１１】
本発明のさらに別の態様もまた、管理装置である。この装置は、複数の電池セルが直列に接続された直列電池群を管理する管理装置であって、前記直列電池群に含まれる複数の電池セルを、ｍ（ｍは２以上の整数）個ごとに管理する複数のセル管理ＩＣ（Integrated Circuit)と、前記複数の電池セルのｍ×ｎ（ｎは自然数）個ごとに設けられ、ｍ×ｎ個の電池セルのそれぞれの端子を含む電池側コネクタと接続されるべきコネクタであって、前記複数のセル管理ＩＣのｎ個ごとに設けられ、ｎ個のセル管理ＩＣのそれぞれの端子を含むＩＣ側コネクタと、を備える。前記セル管理ＩＣの電源電圧およびグラウンド電圧は、管理しているｍ個の電池セルの両端から供給を受け、前記複数のセル管理ＩＣはカスケード接続され、前記ＩＣ側コネクタを共有するセル管理ＩＣ間は非絶縁通信され、前記ＩＣ側コネクタを共有しないセル管理ＩＣ間は、絶縁通信される箇所と非絶縁通信される箇所が混在される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電源装置の組み立て時およびメンテナンス時の耐圧オーバーを低コストで抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】比較例に係る電源装置の構成を示す図である。
【図２】比較例に係る電源装置の組み立て時の様子を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る電源装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る電源装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、比較例に係る電源装置５００の構成を示す図である。電源装置５００は電池部２００および管理部１００を備える。電池部２００は複数のリチウムイオン電池セル（以下、単に電池セルという）が直列に接続された直列電池群２０を備える。直列電池群２０は、直列に接続された複数の組電池により形成される。各組電池は、直列に接続された複数の電池セルにより形成される。
【００１５】
組電池ごとにハーネスコネクタが設けられる。組電池を形成する複数の電池セルのそれぞれの電極とハーネスコネクタに含まれる複数の端子は配線で接続される。当該ハーネスコネクタに含まれる複数の端子は、組電池を形成する複数の電池セルのそれぞれの出力端子となる。
【００１６】
管理部１００は、カスケード接続された複数のＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）を備える。ＡＳＩＣは組電池ごとに少なくとも一つ設けられる。ＡＳＩＣは組電池に含まれる複数の電池セルを管理するための専用のカスタムＩＣである。ＡＳＩＣは、組電池に含まれる複数の電池セルのそれぞれの両端電圧を検出する機能を少なくとも備える。ＡＳＩＣは、複数の電池セルのそれぞれの両端電圧を検出するための複数の入力端子を備える。
【００１７】
一つの組電池を管理する少なくとも一つのＡＳＩＣごとに、基板コネクタが設けられる。当該少なくとも一つのＡＳＩＣに設けられる複数の入力端子と、基板コネクタの複数の端子は配線で接続される。当該基板コネクタに含まれる複数の端子は、当該少なくとも一つのＡＳＩＣのそれぞれの入力端子となる。
【００１８】
組電池がｘ（ｘは２以上の整数）個の電池セルにより形成される場合、一つのハーネスコネクタは、少なくとも（ｘ＋１）本の電圧出力端子を備えることになる。一つの組電池をｎ（ｎは自然数）個のＡＳＩＣで管理する場合、一つのＡＳＩＣの管理セル数ｍ（ｍは２以上の整数）は、ｘ／ｎ個となる。一つのハーネスコネクタは、少なくとも（ｍ＋１）本の電圧入力端子を備えることになる。
【００１９】
ＡＳＩＣの電源電圧およびグラウンド電圧は、管理しているｍ個の電池セルの両端から供給を受ける。即ちＡＳＩＣは、管理しているｍ個の電池セルにより形成される直列電池群の最上位電圧を電源電圧とし、最下位電圧をグラウンド電圧として動作する。あるＡＳＩＣのグラウンド端子は、隣接するＡＳＩＣの電源端子と接続される。
【００２０】
隣接するＡＳＩＣ間は通信線により接続され、相互に通信可能な構成である。また複数のＡＳＩＣの少なくとも一つは制御回路に接続される。当該制御回路は複数のＡＳＩＣから各電池セルの電圧値を取得し、その電圧値を参照してセル電圧の均等化制御などの電池制御を行う。
【００２１】
以下、本明細書では各電池セルの電圧が４Ｖ、１つの単位組電池を形成する電池セルの数ｘが１２個、全体の直列電池群２０を形成する組電池の数が６個、一つの単位組電池を管理するＡＳＩＣの数ｎが２個、１つのＡＳＩＣが管理するセル数ｍが６個の例を想定する。即ち、ｘ＝１２、ｍ＝６、ｎ＝２の例を想定する。この例では各組電池の電圧が約５０Ｖ、全体の直列電池群２０の電圧が約３００Ｖである。
【００２２】
図１において第１ＡＳＩＣ（１）および第２ＡＳＩＣ（２）は一つの基板に実装される。この基板は第１基板コネクタ４１を備える。第１組電池２１および当該基板は一つのセルスタックに搭載される。その際、第１ハーネスコネクタ３１と第１基板コネクタ４１が接続される。なお第１組電池２１は、２個の組電池が直列に接続されて形成されてもよい。上述の例では６個の電池セルにより形成される組電池を２個接続して、１２個の電池セルにより形成される新たな単位組電池を形成してもよい。
【００２３】
図１では組電池からＡＳＩＣへ、ＡＳＩＣの電源電圧およびグラウンド電圧となる電圧を供給する配線のみを描いている。図１では一つの組電池を二つのＡＳＩＣで管理するため、中間電源線は１本である。なお、一つのＡＳＩＣで管理する場合は中間電源線はなくなり、三つのＡＳＩＣで管理する場合は中間電源線が２本となる。
【００２４】
第１組電池２１は複数（上述の例では１２個）の電池セル２１１〜２１ｘを含む。この複数の電池セル２１１〜２１ｘの最上位電圧が第１ＡＳＩＣ（１）の電源端子に供給され、その中間電圧が第１ＡＳＩＣ（１）のグラウンド端子および第２ＡＳＩＣ（２）の電源端子に供給され、その最下位電圧が第２ＡＳＩＣ（２）のグラウンド端子に供給される。
【００２５】
第１ＡＳＩＣ（１）は原理的には、複数の電池セル２１１〜２１ｘの両端電圧Ｖ１の半分の電圧Ｖ１ａに対応する耐圧設計であれば足りる。上述の例では約２５Ｖにマージンを加えた耐圧を有すれば足りる。第２ＡＳＩＣ（２）も同様に原理的には、複数の電池セル２１１〜２１ｘの両端電圧Ｖ１の半分の電圧Ｖ１ｂに対応する耐圧設計であれば足りる。
【００２６】
しかしながら、第１ハーネスコネクタ３１と第１基板コネクタ４１を接続する際、第１ハーネスコネクタ３１の各端子と、第１基板コネクタ４１の各端子が理想的に同時に接触するとは限らない。中間電源線の端子接触が、第１ＡＳＩＣ（１）の電源線の端子接触および第２ＡＳＩＣ（２）のグラウンド線の端子接触より遅延した場合、第１ＡＳＩＣ（１）および第２ＡＳＩＣ（２）により形成される直列回路に、複数の電池セル２１１〜２１ｘの両端電圧Ｖ１が印加される状態が瞬間的に発生する。
【００２７】
ＡＳＩＣのインピーダンスは半導体ウェハごとに異なり、同一ウェハから生成されたＡＳＩＣであってもプロセスによるばらつきがある。したがって抵抗分圧のように、直列数によりきれいに分圧されるとは限らない。即ち、第１ＡＳＩＣ（１）および第２ＡＳＩＣ（２）のそれぞれに１／２・Ｖ１が印加されるとは限らない。例えば、第１ＡＳＩＣ（１）に１／４・Ｖ１が印加され、第２ＡＳＩＣ（２）に３／４・Ｖ１が印加されることも発生し得る。この場合、第２ＡＳＩＣ（２）は耐圧オーバーとなってしまう。
【００２８】
この対策として各ＡＳＩＣを、単位組電池に含まれるｘ（＝ｍ×ｎ）個の電池セルの両端電圧に対応する耐圧を有するように設計する。上述の例では約５０Ｖにマージンを加えた耐圧に設計する。第１ＡＳＩＣ（１）および第２ＡＳＩＣ（２）のそれぞれの耐圧を、複数の電池セル２１１〜２１ｘの両端電圧Ｖ１に対応して設計すれば、第１ＡＳＩＣ（１）および第２ＡＳＩＣ（２）の分圧比がどのような値になっても、耐圧オーバーを回避できる。
【００２９】
一方、通常、組電池の組立ては充電率が低い状態で行う。そのため、上述の構成において、組立て時における充電率の値を考慮することもできる。即ち、充電率が低いときは単位組電池の電圧が低いため、組立て時においてＡＳＩＣの耐圧が単位組電池の電圧総和を下回るように構成しても良い。例えば、充電率３０％の状態で組電池の組立を行う場合は、充電率３０％の状態の単位組電池の電圧総和に対して耐えられるようにＡＳＩＣの耐圧を設定する。このような構成によると、ハーネスの接続が充電率が低い状態で行われることを考慮することで、ＡＳＩＣの耐圧をさらに下げることができ、電源装置の組み立て時およびメンテナンス時の耐圧オーバーを低コストで抑制することができる。
【００３０】
なお、この構成において、組電池が充電されて電池電圧が上昇しても、すべてのハーネスが接続されている状態では、ｍ個のセル電圧合計がＡＳＩＣの耐圧以下で使用されればＡＳＩＣが耐圧オーバーとなることはない。また、例示した充電率３０％は、あくまで例示であり、必ずしもこの値とする必要はなく、適宜選択可能である。
【００３１】
このように各ＡＳＩＣを、上述の直列電池群に含まれる複数の電池セルが１００％未満、より具体的には５０％未満の充電率に充電されている状態において、単位組電池に含まれるｘ個の電池セルの両端電圧に対応する耐圧を有するように設計することができる。当該充電率は組電池の組立時の設定充電率であってもよい。
【００３２】
ＡＳＩＣの耐圧を所与のものとする場合、各ＡＳＩＣが管理する電池セル数ｍを、ＡＳＩＣの耐圧未満になるよう設計する。即ち、一つのＡＳＩＣにより管理される、直列接続される複数の電池セルの両端電圧が当該ＡＳＩＣの耐圧未満になるよう、電池セル数を決定する。
【００３３】
図２は、比較例に係る電源装置５００の組み立て時の様子を示す図である。図２に示すように第１ハーネスコネクタ３１と第１基板コネクタ４１が接続された後、第２ハーネスコネクタ３２と第２基板コネクタ４２が接続されるのではなく、第３ハーネスコネクタ３３と第３基板コネクタ４３が接続される場合が発生し得る。
【００３４】
第１ハーネスコネクタ３１と第１基板コネクタ４１が完全に接続された状態において、第２ＡＳＩＣ（２）のグラウンド端子電圧は、第１組電池２１の最下位電圧により確定する。したがって第３ＡＳＩＣ（３）の電源端子電圧も確定する。
【００３５】
その後、第３ハーネスコネクタ３３と第３基板コネクタ４３が接続される。その際、第３ハーネスコネクタ３３と第３基板コネクタ４３の各端子が理想的に同時に接触するとは限らない。
【００３６】
第６ＡＳＩＣ（６）のグラウンド線が一番先に端子接触した場合（第１ケース）、その瞬間、第３ＡＳＩＣ（３）、第４ＡＳＩＣ（４）、第５ＡＳＩＣ（５）および第６ＡＳＩＣ（６）により形成される直列回路の両端に、第２組電池２２および第３組電池２３により形成される直列電池群の両端電圧（Ｖ２＋Ｖ３）が印加される。
【００３７】
また中間電源線が一番先に端子接触した場合（第２ケース）、その瞬間、第３ＡＳＩＣ（３）、第４ＡＳＩＣ（４）および第５ＡＳＩＣ（５）により形成される直列回路の両端に、第２組電池２２および第３組電池２３の上半分により形成される直列電池群の両端電圧（Ｖ２＋（１／２・Ｖ３））が印加される。
【００３８】
また第５ＡＳＩＣ（５）の電源線が一番先に端子接触した場合（第３ケース）、その瞬間、第３ＡＳＩＣ（３）および第４ＡＳＩＣ（４）により形成される直列回路の両端に、第２組電池２２の両端電圧Ｖ２が印加される。
【００３９】
上述したようにＡＳＩＣのインピーダンスには、ばらつきがある。したがって第１ケースでは、第３ＡＳＩＣ（３）、第４ＡＳＩＣ（４）、第５ＡＳＩＣ（５）および第６ＡＳＩＣ（６）のそれぞれに（Ｖ２＋Ｖ３）／４の電圧が印加されるとは限らない。第２ケースでは第３ＡＳＩＣ（３）、第４ＡＳＩＣ（４）および第５ＡＳＩＣ（５）のそれぞれに（Ｖ２＋（１／２・Ｖ３））／３の電圧が印加されるとは限らない。第３ケースでは第３ＡＳＩＣ（３）および第４ＡＳＩＣ（４）のそれぞれにＶ２／２の電圧が印加されるとは限らない。
【００４０】
上述の対策により第３ＡＳＩＣ（３）、第４ＡＳＩＣ（４）、第５ＡＳＩＣ（５）および第４ＡＳＩＣ（６）のそれぞれのＡＳＩＣの耐圧が、第２組電池２２の両端電圧Ｖ２（＝第３組電池２３の両端電圧Ｖ３）より高く設計されていても、第１ケースおよび第２ケースでは、いずれかのＡＳＩＣに耐圧オーバーの電圧が印加される可能性がある。
【００４１】
この耐圧オーバーは、二つ以上のＡＳＩＣにより形成される直列回路の中間電位が不定な状態で、当該直列回路の両端電位が確定したとき発生する。したがって、この耐圧オーバーは、高電位側または低電位側から順番にコネクタを接続していけば発生しない。
【００４２】
組み立て工場の作業員のみであれば、このルールを徹底させることも可能であると考えられるが、自動車ディーラーなどを含むメンテナンス作業員やユーザにまで徹底させるのは極めて困難である。したがって複数のハーネスコネクタ３１〜３６がどのような順番で、基板コネクタ４１〜４６に接続されても、どのＡＳＩＣ（１）〜（１２）にも耐圧オーバーが発生しない仕組みが要求される。
【００４３】
図３は、本発明の実施の形態１に係る電源装置５００の構成を示す図である。図１に示すように比較例に係る電源装置５００では、隣接するＡＳＩＣ間の通信路は非絶縁インタフェース５１〜６１で形成される。非絶縁インタフェース５１〜６１はそれぞれレベルシフト回路を介した電気配線である。したがって、隣接するＡＳＩＣ間には通信路を介して直接、電流が流れる。
【００４４】
図３に示すように実施の形態１に係る電源装置５００では、基板コネクタを共有する隣接するＡＳＩＣ間の通信路は、比較例に係る電源装置５００と同様に非絶縁インタフェース５１、５３、５５、５７、５９、６１で形成される。基板コネクタを共有しない隣接するＡＳＩＣ間の通信路は、非絶縁インタフェース５２、５６、６０と絶縁インタフェース５４ａ、５８ａが混在して形成される。絶縁インタフェース５４ａ、５８ａで接続されるＡＳＩＣ間は、両ＡＳＩＣに共通な電源線により接続されない。具体的には基板コネクタを共有しない第４ＡＳＩＣ（４）と第５ＡＳＩＣ（５）間は絶縁インタフェース５４ａで接続され、第４ＡＳＩＣ（４）のグラウンド端子と第５ＡＳＩＣ（５）の電源端子は管理部１００では接続されない。第８ＡＳＩＣ（８）と第９ＡＳＩＣ（９）間も同様である。
【００４５】
絶縁インタフェース５４ａ、５８ｂは、小型のトランスを含む構成であってもよい。通信信号をパルス変調方式とすることにより、当該トランスの一次側コイルと二次側コイルの間で電気的に絶縁し、レベルシフトできる。また絶縁インタフェース５４ａ、５８はフォトカプラを含む構成であってもよい。ＡＳＩＣ間の通信信号を光信号で送受信することにより、ＡＳＩＣ間を複雑な変調方式を採用すること無く容易に電気的に絶縁できる。
【００４６】
基板コネクタを共有しないＡＳＩＣ間のうち、絶縁通信される箇所と非絶縁通信される箇所を交互に配置する。上述したようにコネクタの接続順番誤りによるＡＳＩＣの耐圧オーバーは、二つ以上のＡＳＩＣにより形成される直列回路の中間電位が不定な状態で、当該直列回路の両端電位が確定したとき発生する。この状態は、ハーネスコネクタと基板コネクタを、少なくとも一つ飛ばして接続する場合に発生する。
【００４７】
したがって基板をまたぐＡＳＩＣ間の接続において、少なくとも一つ飛ばして絶縁すれば上記状態の発生を抑制できる。よってコネクタの接続順番誤りによるＡＳＩＣの耐圧オーバーを抑制できる。
【００４８】
図４は、本発明の実施の形態２に係る電源装置５００の構成を示す図である。実施の形態２に係る電源装置５００でも、基板コネクタを共有する隣接するＡＳＩＣ間の通信路は、実施の形態１に係る電源装置５００と同様に非絶縁インタフェース５１、５３、５５、５７、５９、６１で形成される。基板コネクタを共有しない隣接するＡＳＩＣ間の通信路は、実施の形態１に係る電源装置５００と異なり全て絶縁インタフェース５２ａ、５４ａ、５６ａ、５８ａ、６０ａで形成される。
【００４９】
以上説明したように本発明の実施の形態１、２に係る電源装置５００では、一つのＡＳＩＣの耐圧が、一つのハーネスコネクタに接続される組電池の両端電圧を超えるように設計する。これにより、一つのハーネスコネクタを一つの基板コネクタに接続する際に発生し得るＡＳＩＣの耐圧オーバーを抑制できる。一つのＡＳＩＣに、一つのハーネスコネクタに接続される組電池の両端電圧以上の電圧は原理的に印加されないためである。
【００５０】
また基板コネクタを共有しないＡＳＩＣ間の接続箇所を、少なくとも一つ飛ばしで絶縁することにより、ハーネスコネクタと基板コネクタをどのような順番で接続してもＡＳＩＣの耐圧オーバーが発生しないようにできる。
【００５１】
絶縁インタフェースは非絶縁インタフェースより高価な素子を使用するためコストが高くなる。したがって絶縁インタフェースの使用を少なくするほどコスト増大を抑制できる。実施の形態１はＡＳＩＣの耐圧オーバーを、最低限の絶縁インタフェースで抑制する例である。実施の形態２はＡＳＩＣの耐圧オーバーを、同じ構成の基板で抑制する例である。後者の場合でも同一基板内のＡＳＩＣ間は非絶縁インタフェースで形成される。後者の場合、基板の種類を減らすことができるため、量産化に有利である。
【００５２】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。こられ実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【００５３】
５００  電源装置、  ２００  電池部、  ２１〜２６  組電池、  ３１〜３６  ハーネスコネクタ、  １００  管理部、  ４１〜４６  基板コネクタ、  １〜１２、  ＡＳＩＣ、  ５１〜６１  非絶縁インタフェース、５２ａ、５４ａ、５６ａ、５８ａ、６０ａ  絶縁インタフェース。
【図１】
2014038180.tif 000003
【図２】
2014038180.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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