(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セルを直列接続した複数個のセルグループを直列または直並列に接続した電池モジュールを制御する電池制御装置において、
前記複数個のセルグループを各々制御する複数のセルコントローラＩＣと、
前記複数のセルコントローラＩＣを前記電池モジュールに接続するために設けられた１つ以上のコネクタとを備え、
前記複数のセルコントローラＩＣは、２つ以上直列に接続した前記セルグループを制御するように連続して設けられた第１および第２のセルコントローラＩＣを含み、
前記第１のセルコントローラＩＣのＧＮＤ端子側配線を接続する第１の端子と、前記第２のセルコントローラＩＣのＶＣＣ端子側配線を接続する第２の端子とを前記コネクタに設け、前記第１の端子と前記第２の端子とを前記電池制御装置の外部の接続点で接続し、
前記第１のセルコントローラＩＣのＧＮＤ端子側配線と前記第２のセルコントローラＩＣのＶＣＣ端子側配線との間に活線接続時には開放状態になるスイッチを設けた電池制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電池制御装置において、
前記スイッチは、機械的スイッチである電池制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電池制御装置において、
前記スイッチは、前記第２のセルコントローラＩＣからの信号により制御される電気的スイッチである電池制御装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電池制御装置において、
少なくとも前記接続点から前記コネクタまでの間について、前記第１のセルコントローラＩＣのＧＮＤ端子側配線と前記第２のセルコントローラＩＣのＶＣＣ端子側配線とを耐ノイズケーブルで構成した電池制御装置。
【請求項５】
複数の電池セルを直列接続した複数個のセルグループを直列または直並列に接続した電池モジュールを制御する電池制御装置において、
前記複数個のセルグループを各々制御する複数のセルコントローラＩＣと、
前記複数のセルコントローラＩＣを前記電池モジュールに接続するために設けられた１つ以上のコネクタとを備え、
前記複数のセルコントローラＩＣは、２つ以上直列に接続した前記セルグループを制御するように連続して設けられた第１および第２のセルコントローラＩＣを含み、
前記第１のセルコントローラＩＣのＧＮＤ端子側配線を接続する第１の端子と、前記第２のセルコントローラＩＣのＶＣＣ端子側配線を接続する第２の端子とを前記コネクタに設け、前記第１の端子と前記第２の端子とを前記電池制御装置の外部の接続点で接続し、
少なくとも前記接続点から前記コネクタまでの間について、前記第１のセルコントローラＩＣのＧＮＤ端子側配線と前記第２のセルコントローラＩＣのＶＣＣ端子側配線とを耐ノイズケーブルで構成した電池制御装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電池制御装置と、
前記複数の電池セルを直列接続した複数個のセルグループを直列または直並列に接続した電池モジュールと、
前記電池モジュール側のコネクタとを備える蓄電装置。
【請求項７】
請求項６に記載の蓄電装置と、
前記蓄電装置で制御される電力で駆動される走行用電動機とを備えた電動走行可能な車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電池制御装置と、これを備えた蓄電装置および車両とに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車およびハイブリッド型自動車においては、リチウム単電池等の二次電池セル（単電池）を直列または直並列に複数個接続したセルグループを、更に複数個直列または直並列に接続した電池モジュールを使用している。またこの電池モジュールを複数個直列または直並列に接続したものが、これらの電池モジュールを制御する電池制御回路とともに蓄電装置として使用されている。【０００３】
直列に多数接続された二次電池セルとこれらの電池の電圧を検出するための制御装置とを接続する場合に、内蔵された集積回路に高電圧が印加されて破損しないように、大電流が制御装置に流れないような工夫が必要である。例えば特許文献１では、複数の二次電池を直並列に接続した電池パック（セルグループ）を制御装置に接続する際、電池パック内で電池電圧の低電位側から順番に電圧検出線が接続されるように、コネクタのピンの長さが変更された特殊なコネクタが用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２８０８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されているような、数個の二次電池を直列接続した場合では、全体の電圧はせいぜい１０Ｖ程度であり、この電池制御装置に用いられる素子に対する、耐圧等の対策により対応することが可能である。しかしながら、電気自動車およびハイブリッド型自動車等において、電池モジュールを複数個直列または直並列に接続した場合は、全体の電圧は１個のセルグループの場合よりはるかに高くなり、数百Ｖにまで達することがある。このような場合にはセルグループを複数個接続する際に、複数のセルグループとこれらの電池制御装置との接続のための更なる工夫が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様による電池制御装置は、複数の電池セルを直列接続した複数個のセルグループを直列または直並列に接続した電池モジュールを制御する電池制御装置において、複数個のセルグループを各々制御する複数のセルコントローラＩＣと、複数のセルコントローラＩＣを電池モジュールに接続するために設けられた１つ以上のコネクタとを備え、複数のセルコントローラＩＣは、２つ以上直列に接続したセルグループを制御するように連続して設けられた第１および第２のセルコントローラＩＣを含み、第１のセルコントローラＩＣのＧＮＤ端子側配線を接続する第１の端子と、第２のセルコントローラＩＣのＶＣＣ端子側配線を接続する第２の端子とをコネクタに設け、第１の端子と第２の端子とを電池制御装置の外部の接続点で接続し、第１のセルコントローラＩＣのＧＮＤ端子側配線と第２のセルコントローラＩＣのＶＣＣ端子側配線との間に活線接続時には開放状態になるスイッチを設けている。
本発明の第２の態様によると、第１の態様の電池制御装置において、スイッチは機械的スイッチであってよい。
本発明の第３の態様によると、第１の態様の電池制御装置において、スイッチは、第２のセルコントローラＩＣからの信号により制御される電気的スイッチであってもよい。
本発明の第４の態様によると、第１乃至第３のいずれかの態様の電池制御装置において、少なくとも接続点からコネクタまでの間について、第１のセルコントローラＩＣのＧＮＤ端子側配線と第２のセルコントローラＩＣのＶＣＣ端子側配線とを耐ノイズケーブルで構成してもよい。
本発明の第５の態様による電池制御装置は、複数の電池セルを直列接続した複数個のセルグループを直列または直並列に接続した電池モジュールを制御する電池制御装置において、複数個のセルグループを各々制御する複数のセルコントローラＩＣと、複数のセルコントローラＩＣを電池モジュールに接続するために設けられた１つ以上のコネクタとを備え、複数のセルコントローラＩＣは、２つ以上直列に接続したセルグループを制御するように連続して設けられた第１および第２のセルコントローラＩＣを含み、第１のセルコントローラＩＣのＧＮＤ端子側配線を接続する第１の端子と、第２のセルコントローラＩＣのＶＣＣ端子側配線を接続する第２の端子とをコネクタに設け、第１の端子と第２の端子とを電池制御装置の外部の接続点で接続し、少なくとも接続点からコネクタまでの間について、第１のセルコントローラＩＣのＧＮＤ端子側配線と第２のセルコントローラＩＣのＶＣＣ端子側配線とを耐ノイズケーブルで構成している。
本発明の第６の態様による蓄電装置は、第１乃至第５のいずれかの態様の電池制御装置と、複数の電池セルを直列接続した複数個のセルグループを直列または直並列に接続した電池モジュールと、電池モジュール側のコネクタとを備える。
本発明の第７の態様による電動走行可能な車両は、第６の態様の蓄電装置と、蓄電装置で制御される電力で駆動される走行用電動機とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、複数のセルグループと接続するのに適した電池制御装置と、これを備えた蓄電装置および車両とを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ハイブリッド自動車用駆動システムの構成を示すブロック図である。
【図２】車両用回転電機の駆動システムを示すブロック図である。
【図３】電池制御用ＩＣ（セルコントローラＩＣ）の内部回路の概略を示す図である。
【図４】従来の電源制御装置の構成を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態による電源制御装置の構成を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態による電源制御装置の構成を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態による電源制御装置においてスイッチにＦＥＴを用いた例を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態による電源制御装置においてスイッチにＰＮＰ型のバイポーラトランジスタを用いた例を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施形態による電源制御装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。以下に説明する実施形態では、本発明による電池制御装置および蓄電装置をハイブリッド自動車用駆動システムに適用した場合について説明する。なお、以下に説明する実施形態の構成は、ハイブリッド電車などの鉄道車両などにも適用できる。また本発明による電池制御装置および蓄電装置は電気自動車にも適用可能である。
【００１０】
＜ハイブリッド自動車用駆動システムの概略構成＞
まず、図１を用いて、ハイブリッド自動車用駆動システムについて説明する。図１に示すハイブリッド自動車１の駆動システムは、駆動輪２に機械的に接続された車軸３がデファレンシャルギア４と接続され、デファレンシャルギア４の入力軸が変速機５と接続されている。そして、内燃機関であるエンジン６と電動発電機７の駆動力が駆動力切替装置８によって切り替えられ、駆動輪２の駆動源として、駆動力切替装置８を介して変速機５に入力される構成となっている。
【００１１】
図１では駆動輪２の駆動源として、エンジン６と電動発電機７とが並列に配置された、いわゆるパラレルハイブリッド方式の駆動システムを示している。この他にも、ハイブリッド自動車用駆動システムには、駆動輪２の駆動源として電動発電機７のエネルギーを用い、エンジン６のエネルギーは電動発電機７の駆動源、すなわち蓄電器を充電するために用いるようにした、いわゆるシリアルハイブリッド方式のものがある。本発明はこれらのいずれの方式の駆動システムにも採用することができる。また、これらを組合せた方式の駆動システムにも採用することができる。
【００１２】
電動発電機７には、電力変換装置９を介して、電源装置である蓄電装置１１が電気的に接続されている。電力変換装置９は制御装置１０によって制御される。
【００１３】
電動発電機７を電動機として作動させる時には、電力変換装置９は、蓄電装置１１から出力された直流電力を三相交流電力に変換する直流−交流変換回路として機能する。また、回生制動の際に電動発電機７を発電機として作動させる時には、電力変換装置９は、電動発電機７から出力された三相交流電力を直流電力に変換する交流−直流変換回路として機能する。電力変換装置９の直流側には、蓄電装置１１のモジュール電池の正負極端子が電気的に接続される。電力変換装置９の交流側には、２つのスイッチング半導体素子による３つの直列回路がある。各直列回路の２つのスイッチング半導体素子の中間には、電動発電機７の電機子巻線の各相に対応する巻線がそれぞれ電気的に接続されるようになっている。
【００１４】
電動発電機７は、駆動輪２を駆動するための電動機として機能し、電機子（固定子）と、電機子に対向配置され、回転可能に保持された界磁（回転子）とを備える。電機子は、磁性体である電機子鉄心（固定子鉄心）と、電機子鉄心に装着された三相の電機子巻線（固定子巻線）とを備えている。界磁は、電動発電機７を電動機または発電機として駆動する時に界磁磁束を発生させる部位であり、磁性体である界磁鉄心（回転子鉄心）と、界磁鉄心に装着された永久磁石とを備えている。すなわち電動発電機７は、永久磁石を界磁に用いた永久磁石界磁式三相交流同期回転電機である。電動発電機７は、電機子巻線に供給された三相交流電力により形成されて同期速度で回転する回転磁界と、永久磁石の磁束との磁気的な作用に基づいて、駆動輪２の駆動に必要な回転動力を発生する。
【００１５】
電動発電機７を電動機として駆動する時には、電機子は、電力変換装置９によって制御された三相交流電力の供給を受けて回転磁界を発生させる。一方、電動発電機７を発電機として駆動する時には、電機子は、磁束の鎖交により三相交流電力を発生させる。
【００１６】
なお、電動発電機７としては、永久磁石界磁式三相交流同期回転電機以外のものでもよい。例えば、電機子巻線に供給された三相交流電力により形成されて同期速度で回転する回転磁界と、巻線の励磁による磁束との磁気的な作用に基づいて、回転動力を発生する巻線界磁式三相交流同期回転電機や、三相交流誘導回転電機などを採用してもよい。巻線界磁式三相交流同期回転電機の場合、電機子の構成は永久磁石界磁式三相交流同期回転電機と基本的に同じである。一方、界磁の構成は異なっており、磁性体である界磁鉄心に界磁巻線（回転子巻線）を巻いた構成になっている。なお、巻線界磁式三相交流同期回転電機では、界磁巻線が巻かれた界磁鉄心に永久磁石を装着し、巻線による磁束の漏れを抑える場合もある。界磁巻線は外部電源から界磁電流の供給を受けて励磁されることにより磁束を発生する。
【００１７】
電動発電機７には、駆動力切替装置８、変速機５およびデファレンシャルギア４を介して、駆動輪２の車軸３が機械的に接続されている。変速機５は、電動発電機７から出力された回転動力を変速してデファレンシャルギア４に伝達する。デファレンシャルギア４は、変速機５から出力された回転動力を左右の車軸３に伝達する。駆動力切替装置８は、エンジン制御や走行制御などを行う上位制御装置（不図示）からの指令によって切替動作を行う。例えば、エンジン制御での加速走行、アイドルストップからの電動発電機７によるエンジン始動、ブレーキ制御における回生ブレーキ協調などの状況に応じて、変速機５およびデファレンシャルギア４を介して車軸３と電動発電機７を接続し、電動発電機７を電動機または発電機として動作させる。
【００１８】
蓄電装置１１は、電動発電機７が回生時に発生した電力を電動発電機７の駆動用電力として充電しておき、電動発電機７を発電機として駆動する際に、この駆動に必要な電力を放電する駆動用車載電源である。例えば、１００Ｖ以上の定格電圧を有するように、数十本のリチウムイオン電池により構成されたバッテリシステムが蓄電装置１１として用いられる。なお、蓄電装置１１の詳細な構成については後述する。
【００１９】
蓄電装置１１には、電動発電機７の他に、車載補機（例えばパワーステアリング装置、エアーブレーキ等）に動力を供給する電動アクチュエータや、蓄電装置１１よりも定格電圧が低く、車内電装品（例えばライト、オーディオ、車載電子制御装置等）に駆動電力を供給する電装用電源である低圧バッテリなどが、ＤＣ／ＤＣコンバータを介して電気的に接続されていてもよい。ＤＣ／ＤＣコンバータは、蓄電装置１１の出力電圧を降圧して電動アクチュエータや低圧バッテリなどに供給したり、低圧バッテリの出力電圧を昇圧して蓄電装置１１などに供給したりする昇降圧装置である。低圧バッテリには、例えば定格電圧１２Ｖの鉛バッテリを用いることができる。または、これと同じ定格電圧を有するリチウムイオンバッテリやニッケル水素バッテリを低圧バッテリとして用いてもよい。
【００２０】
ハイブリッド自動車１の力行時（発進、加速、通常走行など）に、制御装置１０に正のトルク指令が与えられて電力変換装置９の作動が制御されると、蓄電装置１１に蓄電された直流電力が電力変換装置９により三相交流電力に変換されて電動発電機７に供給される。これにより、電動発電機７が駆動されて回転動力が発生する。発生した回転動力は、駆動力切替装置８、変速機５およびデファレンシャルギア４を介して車軸３に伝達され、駆動輪２を駆動する。
【００２１】
一方、ハイブリッド自動車１の回生時（減速、制動など）に、制御装置１０に負のトルク指令が与えられて電力変換装置９の作動が制御されると、駆動輪２の回転動力により電動発電機７が駆動され、電動発電機７から三相交流電力が発生する。この三相交流電力が電力変換装置９により直流電力に変換されて蓄電装置１１に供給される。これにより、蓄電装置１１が充電される。
【００２２】
制御装置１０は、上位制御装置（不図示）から出力されたトルク指令値から電流指令値を演算し、その電流指令値と、電力変換装置９の間を流れる実電流との差分に基づいて電圧指令値を演算する。こうして演算された電圧指令値に基づいてＰＷＭ（パルス幅変調）信号を発生し、そのＰＷＭ信号を電力変換装置９に出力する。
【００２３】
＜蓄電装置１１の全体構成＞
次に図２を参照して、本発明による電池制御装置を含む蓄電装置１１を備えた、電気自動車およびハイブリッド型自動車に適用可能な、モータの駆動装置について説明する。
【００２４】
図２は車両用回転電機の駆動システムを示すブロック図である。図２に示す駆動システムは、図１の電動発電機７、電力変換装置９および蓄電装置１１を備えている。蓄電装置１１は、電池モジュール２０と、電池モジュール２０を監視する電池制御装置１００とを有している。電力変換装置９と電池制御装置１００とはＣＡＮ通信で結ばれている。電力変換装置９は、前述したように制御装置１０（図１参照）からの指令情報に基づいて動作し、電池制御装置１００に対して上位コントローラとして機能する。
【００２５】
電力変換装置９は、パワーモジュール２２６と、パワーモジュール２２６を駆動するためのドライバ回路２２４と、ドライバ回路２２４を制御するためのＭＣＵ２２２とを有している。パワーモジュール２２６は、電池モジュール２０から供給される直流電力を、電動発電機７をモータとして駆動するための３相交流電力に変換する。なお、図示していないが、パワーモジュール２２６が電池モジュール２０に接続される強電ラインＨＶ＋，ＨＶ−間には、約７００μＦ〜約２０００μＦ程度の大容量の平滑キャパシタが設けられている。この平滑キャパシタは、電池制御装置１００に設けられた集積回路に加わる電圧ノイズを低減する働きをする。
【００２６】
電力変換装置９の動作開始状態では平滑キャパシタの電荷は略ゼロであるため、後述する電池ディスコネクトユニットＢＤＵのリレーＲＬを閉じると、大きな初期電流が電池モジュール２０から平滑キャパシタへ流れ込む。この大電流のために、リレーＲＬが融着して破損するおそれがある。この問題を解決するために、ＭＣＵ２２２は、制御装置１０からの命令に従い、電動発電機７の駆動開始時に、まずプリチャージリレーＲＬＰを開状態から閉状態にして平滑キャパシタを充電する。このとき、抵抗ＲＰを介して最大電流を制限しながら平滑キャパシタの充電を行う。その後にリレーＲＬを開状態から閉状態として、電池モジュール２０から電力変換装置９への電力の供給を開始する。このような動作を行うことで、リレー回路を保護すると共に、電池モジュール２０や電力変換装置９を流れる最大電流を所定値以下に低減でき、高い安全性を維持できる。
【００２７】
なお、電力変換装置９は、電動発電機７の回転子に対してパワーモジュール２２６により発生する交流電力の位相を制御して、車両制動時には電動発電機７を発電機として動作させる。すなわち回生制動制御を行い、発電機運転により発電された電力を電池モジュール２０に回生して電池モジュール２０を充電する。また、電池モジュール２０の充電状態が基準状態より低下した場合にも、電力変換装置９は電動発電機７を発電機として運転する。電動発電機７で発電された３相交流電力は、パワーモジュール２２６により直流電力に変換されて電池モジュール２０に供給される。その結果、電池モジュール２０は充電される。
【００２８】
回生制動制御により電池モジュール２０を充電する場合には、ＭＣＵ２２２は、電動発電機７の回転子の回転に対して遅れ方向の回転磁界を発生するようにドライバ回路２２４を制御する。この制御に応じて、ドライバ回路２２４はパワーモジュール２２６のスイッチング動作を制御する。これにより、電動発電機７からの交流電力がパワーモジュール２２６に供給され、パワーモジュール２２６により直流電力に変換されて電池モジュール２０へ供給される。その結果、電動発電機７は発電機として作用することとなる。
【００２９】
一方、電動発電機７をモータとして力行運転する場合には、ＭＣＵ２２２は、制御装置１０の命令に従い、電動発電機７の回転子の回転に対して進み方向の回転磁界を発生するようにドライバ回路２２４を制御する。この制御に応じて、ドライバ回路２２４はパワーモジュール２２６のスイッチング動作を制御する。これにより、電池モジュール２０からの直流電力がパワーモジュール２２６に供給され、パワーモジュール２２６により交流電力に変換されて電動発電機７へ供給される。
【００３０】
電力変換装置９のパワーモジュール２２６は、導通および遮断動作を高速で行い、直流電力と交流電力間の電力変換を行う。このとき、大電流を高速で遮断するので、直流回路の有するインダクタンスにより大きな電圧変動が発生する。この電圧変動を抑制するため、電力変換装置９には上述した大容量の平滑キャパシタが設けられている。
【００３１】
電池モジュール２０は、複数の電池モジュールブロックによって構成されている。図２に示す例では、直列接続された２つの電池モジュールブロック２０Ａ、２０Ｂで電池モジュール２０が構成されている。各電池モジュールブロック２０Ａ、２０Ｂは、複数の電池セルを直列接続したセルグループをさらに複数直列に接続されたものを備えている。電池モジュールブロック２０Ａと電池モジュールブロック２０Ｂとは、スイッチとヒューズとが直列接続された保守・点検用のサービスディスコネクトＳＤ−ＳＷを介して直列接続される。このサービスディスコネクトＳＤ−ＳＷが開くことで電池モジュールブロック２０Ａと２０Ｂの直列回路が遮断されるため、仮に電池モジュールブロック２０Ａ、２０Ｂのどこかで車両との間に１箇所接続回路ができたとしても電流が流れることはない。このような構成により高い安全性を維持できる。また、点検時にサービスディスコネクトＳＤ−ＳＷを開くことで、作業者がＨＶ＋とＨＶ−の間を触っても、高電圧が人体に印加されないので安全である。
【００３２】
電池モジュール２０と電力変換装置９との間の強電ラインＨＶ＋には、リレーＲＬ、抵抗ＲＰおよびプリチャージリレーＲＬＰを備えた電池ディスコネクトユニットＢＤＵが設けられている。抵抗ＲＰとプリチャージリレーＲＬＰとの直列回路は、リレーＲＬと並列に接続されている。
【００３３】
電池制御装置１００は、主に電池モジュール２０の各セルに対する電圧の測定、総電圧の測定、電流の測定、セル温度およびセルの容量調整等を行う。そのために、セルコントローラとして、複数の電池制御用ＩＣ（集積回路）が設けられている。各電池モジュールブロック２０Ａ、２０Ｂ内に設けられた複数の電池セルは、複数のセルグループ（組電池）に分けられている。電池制御装置１００には、この各セルグループ毎に、各セルグループに含まれる電池セルを制御するセルコントローラＩＣが１つずつ設けられている。
【００３４】
以下では説明を簡単にするため、各セルグループは４個の電池セルで構成されているとする。また各電池モジュールブロック２０Ａ、２０Ｂは、２つのセルグループ（２０Ａ１、２０Ａ２と２０Ｂ１、２０Ｂ２）で構成されているとする。しかしながら、各セルグループに含まれる電池セルは４個に限定するものでなく、５個あるいはこれ以上であってもよい。また、異なる電池セル数のセルグループ、例えば４個の電池セルによるセルグループと６個の電池セルによるセルグループとが組み合わされていてもよい。各セルグループに対応して設けられるセルコントローラＩＣは、これらのセルグループに含まれる電池セルの数が任意の数、例えば４個であっても、また５個以上であっても使用できるように設計したものを使用することができる。
【００３５】
また、電気自動車やハイブリッド自動車で必要とされる電圧および電流を得るために、上記のように各電池モジュールブロックではセルグループを複数個直列または直並列に接続してもよい。さらに、複数の電池モジュールブロックを直列または直並列に接続してもよい。
【００３６】
電池制御装置１００において各セルグループを制御するセルコントローラＩＣ１〜ＩＣ４は、各々が通信系６０２と１ビット通信系６０４とを備えている。セル電圧値読み取りや各種コマンド送信のための通信系６０２においては、絶縁素子（例えばフォトカプラ）ＰＨを介してデイジーチェーン方式で、セルコントローラＩＣ１〜ＩＣ４と電池モジュール２０を制御するマイコン３０とがシリアル通信を行う。一方、１ビット通信系６０４においては、セル過充電が検知されたときの異常信号がセルコントローラＩＣ１〜ＩＣ４からマイコン３０へ送信される。図２に示す例では、通信系６０２は、電池モジュールブロック２０ＡのセルコントローラＩＣ１、ＩＣ２に対する上位の通信経路と、電池モジュールブロック２０ＢのセルコントローラＩＣ３、ＩＣ４に対する下位の通信経路とに分けられている。
【００３７】
各セルコントローラＩＣは異常診断を行い、自分自身が異常と判断した場合、あるいは上位のセルコントローラＩＣから異常信号を受信端子ＦＦＩで受信した場合に、送信端子ＦＦＯから異常信号を送信する。一方、既に受信端子ＦＦＩで受信していた上位のセルコントローラＩＣからの異常信号が消えたり、あるいは自分自身の異常判断が正常判断となったりした場合には、送信端子ＦＦＯからの異常信号の伝送を停止する。この異常信号は本実施形態では１ビット信号である。
【００３８】
一方、マイコン３０は、異常信号の伝送路である１ビット通信系６０４が正しく動作することを診断するために、擬似異常信号であるテスト信号を１ビット通信系６０４に送出する。このテスト信号を受信したセルコントローラＩＣ１は異常信号を１ビット通信系６０４へ送出し、その異常信号がセルコントローラＩＣ２によって受信される。他のセルコントローラＩＣでも同様にすることで、異常信号がセルコントローラＩＣ２からセルコントローラＩＣ３、ＩＣ４の順に送信され、最終的にはセルコントローラＩＣ４からマイコン３０へと返信される。１ビット通信系６０４が正常に動作していれば、マイコン３０から送信された擬似異常信号は１ビット通信系６０４を介してマイコン３０に戻ってくる。このように擬似異常信号をマイコン３０が送受することで１ビット通信系６０４の診断ができるため、システムの信頼性が向上する。
【００３９】
電池ディスコネクトユニットＢＤＵ内にはホール素子等の電流センサＳｉが設置されている。電流センサＳｉの出力はマイコン３０に入力される。また、電池モジュール２０から出力される電池モジュール２０の総電圧および温度に関する信号もマイコン３０に入力され、それぞれマイコン３０のＡＤ変換器（ＡＤＣ）によって測定される。例えば温度センサは、電池モジュールブロック２０Ａ、２０Ｂ内の複数箇所に設けられている。
【００４０】
＜セルコントローラＩＣの構成＞
次に図３および図２を参照して、本発明による電池制御装置と蓄電装置に用いられるセルコントローラＩＣの回路の概略について説明する。
【００４１】
図３は電池制御用ＩＣである、セルコントローラＩＣの内部ブロックの概略を示す図である。図３では、電池モジュールブロック２０Ａを構成する前述のセルグループ２０Ａ１、２０Ａ２のうち、セルグループ２０Ａ１に含まれる４つの電池セルＢＣ１〜ＢＣ４が接続されるセルコントローラＩＣ１を例に示した。なお、説明は省略するが、他のセルコントローラＩＣに関しても同様の構成となっている。また上述したように、各セルグループに含まれる電池セルは４個に限定されず、６個あるいはこれ以上であってもよい。セルコントローラＩＣは、接続されるセルグループに含まれる電池セルの個数に対応できるように設計されている。例えば、最大６個の電池セルに対応できるように設計されており、後述するバランシングスイッチを６個備えている。このセルコントローラＩＣが４個の電池セルによって構成されるセルグループに接続された場合は、６個のバランシングスイッチのうち４個のみを使用すればよい。
【００４２】
図３に示すように、セルコントローラＩＣ１には、電池状態検出回路としてのマルチプレクサ１２０、アナログデジタル変換器１２２Ａ、ＩＣ制御回路１２３、診断回路１３０、放電制御回路１３２、伝送入力回路１３８および１４２、伝送出力回路１４０および１４３、起動回路１４７、タイマ回路１５０、制御信号検出回路１６０、差動増幅器２６２およびＯＲ回路２８８が設けられている。
【００４３】
電池セルＢＣ１〜ＢＣ４の端子電圧は、電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ５、電圧入力端子ＣＶ１〜ＣＶ４およびＧＮＤ端子を介してマルチプレクサ１２０に入力される。マルチプレクサ１２０は、電圧入力端子ＣＶ１〜ＣＶ４およびＧＮＤ端子の中からいずれか２つの組み合わせを選択して、その端子間電圧を差動増幅器２６２に入力する。差動増幅器２６２の出力は、アナログデジタル変換器１２２Ａによりデジタル値に変換される。デジタル値に変換された端子間電圧はＩＣ制御回路１２３に送られ、内部のデータ保持回路１２５に保持される。ここで、電圧入力端子ＣＶ１〜ＣＶ４，ＧＮＤ端子に入力される各電池セルＢＣ１〜ＢＣ４の端子電圧は、セルコントローラＩＣ１のＧＮＤ電位に対して直列接続された電池セルの端子電圧に基づく電位でバイアスされている。しかし、上記のようにマルチプレクサ１２０および差動増幅器２６２を用いて端子間電圧を測定することにより、バイアス電位の影響が除去され、各電池セルＢＣ１〜ＢＣ４の端子電圧に基づくアナログ値がアナログデジタル変換器１２２Ａに入力される。
【００４４】
ＩＣ制御回路１２３は、演算機能を有すると共に、前述のデータ保持回路１２５と、電圧測定や状態診断を周期的に行うタイミング制御回路１２６と、診断回路１３０からの診断フラグがセットされる診断フラグ保持回路１２８とを有している。ＩＣ制御回路１２３は、伝送入力回路１３８から入力された通信コマンドの内容を解読し、その内容に応じた処理を行う。伝送入力回路１３８からＩＣ制御回路１２３へ入力される通信コマンドには、例えば、各電池セルの端子間電圧の計測値を要求するコマンド、各電池セルの充電状態を調整するための放電動作を要求するコマンド、当該セルコンロトーラＩＣの動作を開始するコマンド（Ｗａｋｅ  ＵＰ）、動作を停止するコマンド（スリープ）、アドレス設定を要求するコマンド、等がある。
【００４５】
診断回路１３０は、ＩＣ制御回路１２３からの計測値に基づいて、各種診断、例えば過充電診断や過放電診断を行う。データ保持回路１２５は、例えばレジスタ回路で構成されており、検出した各電池セルＢＣ１〜ＢＣ４の各端子間電圧を各電池セルＢＣ１〜ＢＣ４に対応づけて記憶する。また、その他の検出値を、予め定められたアドレスに読出し可能に保持することもできる。
【００４６】
セルコントローラＩＣ１の内部回路には、少なくとも２種類の電源電圧ＶＣＣとＶＤＤが使用される。図３に示す例では、電圧ＶＣＣは直列接続された電池セルＢＣ１〜ＢＣ４で構成される電池セルグループの総電圧である。一方、電圧ＶＤＤは定電圧電源１３４によって生成され、電圧ＶＣＣよりも低電圧である。セルコントローラＩＣ１が有する前述の各回路のうち、マルチプレクサ１２０および信号伝送のための伝送入力回路１３８，１４２は電圧ＶＣＣで動作する。一方、アナログデジタル変換器１２２Ａ、ＩＣ制御回路１２３、診断回路１３０、および信号伝送のための伝送出力回路１４０，１４３などは、電圧ＶＤＤで動作する。
【００４７】
セルコントローラＩＣ１は、図２の通信系６０２に対応する受信端子ＬＩＮ１および送信端子ＬＩＮ２と、１ビット通信系６０４に対応する受信端子ＦＦＩおよび送信端子ＦＦＯとを備える。セルコントローラＩＣ１の受信端子ＬＩＮ１で受信した信号は伝送入力回路１３８に入力され、受信端子ＦＦＩで受信した信号は伝送入力回路１４２に入力される。伝送入力回路１３８は、隣接する他のセルコントローラＩＣからの信号を受信する回路２３１と、フォトカプラＰＨを介したマイコン３０からの信号を受信する回路２３４とを備えている。伝送入力回路１４２は、伝送入力回路１３８と同様の回路構成となっている。
【００４８】
図３に示したセルコントローラＩＣ１の場合には、マイコン３０からの信号がフォトカプラＰＨを介して受信端子ＬＩＮ１に入力される。一方、セルコントローラＩＣ２の場合には、隣接するセルコントローラＩＣ１からの信号が受信端子ＬＩＮ１に入力される。そのため、伝送入力回路１３８において回路２３１と回路２３４のどちらを使用するかは、図３の制御端子ＣＴに印加される制御信号に基づき、切換器２３３により選択される。制御端子ＣＴに印加された制御信号は、制御信号検出回路１６０に入力される。切換器２３３は、制御端子ＣＴに印加された制御信号に基づいて行われる制御信号検出回路１６０からの指令により、回路２３１と回路２３４の切り替え動作を行う。
【００４９】
すなわち、信号伝送方向に対して最上位のセルコントローラＩＣであるセルコントローラＩＣ１の受信端子ＬＩＮ１に上位コントローラであるマイコン３０からの信号が入力される場合には、切換器２３３の下側接点が閉じられ、回路２３４の出力信号が伝送入力回路１３８から出力される。一方、信号伝送方向に対して最上位ではない下位のセルコントローラＩＣの受信端子ＬＩＮ１に隣接する上位セルコントローラＩＣからの信号が入力される場合には、切換器２３３の上側接点が閉じられ、回路２３２の出力信号が伝送入力回路１３８から出力される。例えば、セルコントローラＩＣ２の場合、伝送入力回路１３８には上位のセルコントローラＩＣ１からの信号が入力されるので、切換器２３３の上側接点が閉じられる。ここで、上位コントローラであるマイコン３０からの出力とセルコントローラＩＣの送信端子ＬＩＮ２からの出力とでは、出力波形の波高値が異なっており、信号レベルを判定するための閾値が異なる。そのため、制御端子ＣＴの制御信号に基づいて、上記のように伝送入力回路１３８では、信号の受信に用いる回路を切換器２３３により回路２３１と回路２３４の間で切り換えるようにしている。なお、１ビット通信系６０４についても同様の構成となっている。
【００５０】
受信端子ＬＩＮ１で受信された通信コマンドは、伝送入力回路１３８を通ってＩＣ制御回路１２３に入力される。ＩＣ制御回路１２３は、受信した通信コマンドに応じたデータやコマンドを伝送出力回路１４０へ出力する。それらのデータやコマンドは、伝送出力回路１４０を介して送信端子ＬＩＮ２から送信される。なお、伝送出力回路１４３も、伝送出力回路１４０と同様の構成である。
【００５１】
一方、受信端子ＦＦＩで受信する信号は、異常状態（過充電信号）を伝送するために使用される。受信端子ＦＦＩから異常を表す信号を受信すると、その信号は伝送入力回路１４２およびＯＲ回路２８８を介して伝送出力回路１４３に入力され、伝送出力回路１４３から送信端子ＦＦＯを介して出力される。また診断回路１３０で異常を検知すると、受信端子ＦＦＩでの受信内容に関係なく、診断フラグ保持回路１２８からＯＲ回路２８８を介して伝送出力回路１４３に異常を表す信号が入力され、伝送出力回路１４３から送信端子ＦＦＯを介して出力される。
【００５２】
フォトカプラＰＨを介してマイコン３０からセルコントローラＩＣ１へ伝送されてきた信号が受信端子ＬＩＮ１に入力されると、その信号は起動回路１４７においても受信され、これに応じて起動回路１４７からタイマ回路１５０へ起動信号が出力される。この起動信号に応じてタイマ回路１５０が動作すると、定電圧電源１３４に電圧ＶＣＣが供給される。これにより、定電圧電源１３４が動作状態となり、前述の電圧ＶＤＤを出力する。定電圧電源１３４から電圧ＶＤＤが出力されると、セルコントローラＩＣ１はスリープ状態から立ち上がり動作状態となる。他のセルコントローラＩＣでも、隣接する上位のセルコントローラＩＣからの信号が受信端子ＬＩＮ１へ入力されると同様の動作が行われ、定電圧電源１３４が動作して電圧ＶＤＤを出力する。
【００５３】
セルコントローラＩＣ１の電圧入力端子ＣＶ１〜ＣＶ４は、セルグループ２０Ａ１に含まれる各電池セルＢＣ１〜ＢＣ４のセル電圧を計測するための端子である。電圧入力端子ＣＶ１〜ＣＶ４には、それぞれ電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ４が接続されている。電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ４は、各電圧入力端子ＣＶ１〜ＣＶ４と各電池セルＢＣ１〜ＢＣ４の正極または負極とを接続しており、端子保護と容量調整の放電電流制限のための抵抗ＲＣＶがそれぞれ設けられている。なお、電圧検出線ＳＬ５は電池セルＢＣ４の負極からＧＮＤ端子に接続されている。
【００５４】
例えば、電池セルＢＣ１のセル電圧を計測する場合には、マルチプレクサ１２０により電圧入力端子ＣＶ１、ＣＶ２を選択し、電圧入力端子ＣＶ１−ＣＶ２間の電圧を計測する。また、電池セルＢＣ４のセル電圧を計測する場合には、マルチプレクサ１２０により電圧入力端子ＣＶ４、ＧＮＤを選択し、電圧入力端子ＣＶ４−ＧＮＤ端子間の電圧を計測する。隣接する電圧検出線間には、コンデンサＣｖおよびＣｉｎが、ノイズ対策として設けられている。また後述するように、電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ４は、電池モジュール２０と電池制御装置１００を接続するコネクタにより、電池セルＢＣ１〜ＢＣ４側（セルグループ２０Ａ１側）の部分とセルコントローラＩＣ１側の部分とに分けられている。
【００５５】
図２の電池モジュール２０の性能を最大限に活用するためには、電池モジュールブロック２０Ａを構成するセルグループ２０Ａ１、２０Ａ２の各電池セルのセル電圧と、電池モジュールブロック２０Ｂを構成するセルグループ２０Ｂ１、２０Ｂ２の各電池セルのセル電圧とを均等化する必要がある。すなわち、全部で１６個の電池セルのセル電圧を均等化する必要がある。例えば、セル電圧間のばらつきが大きいと、回生充電時にセル電圧が最も高い電池セルが上限電圧に達した時点で回生動作を停止する必要がある。この場合、その他の電池セルのセル電圧は上限に達していないにもかかわらず、回生動作を停止して、ブレーキとしてエネルギーを消費することになる。このようなことを防止するために、各セルコントローラＩＣは、マイコン３０からのコマンドで電池セルの容量調整のための放電を行う。
【００５６】
図３に示すように、セルコントローラＩＣ１は、ＣＶ１−ＢＲ１、ＢＲ２−ＣＶ３、ＣＶ３−ＢＲ３およびＢＲ４−ＧＮＤの各端子間に、セル容量調整用のバランシングスイッチＢＳ１〜ＢＳ４を備えている。例えば、電池セルＢＣ１の放電を行う場合には、バランシングスイッチＢＳ１をオンする。そうすると、電池セルＢＣ１の正極→抵抗ＲＣＶ→ＣＶ１端子→バランシングスイッチＢＳ１→ＢＲ１端子→抵抗ＲＢ→電池セルＢＣ１の負極の経路でバランシング電流が流れる。なお、ＲＢおよびＲＢＢはこのバランシング用の抵抗であり、ＢＲ１〜ＢＲ４はこのバランシングを行うための端子である。
【００５７】
このように、セルコントローラＩＣ１内には、電池セルＢＣ１〜ＢＣ４の充電量を調整するためのバランシングスイッチＢＳ１〜ＢＳ４が設けられている。実際のセルコントローラＩＣ１では、例えば、バランシングスイッチＢＳ１，ＢＳ３にはＰＭＯＳスイッチが用いられ、バランシングスイッチＢＳ２，ＢＳ４にはＮＭＯＳスイッチが用いられている。なお、他のセルコントローラＩＣについても同様である。
【００５８】
これらのバランシングスイッチＢＳ１〜ＢＳ４の開閉は、放電制御回路１３２によって制御される。マイコン３０からの指令に基づいて、放電させるべき電池セルに対応したバランシングスイッチを導通させるための指令信号が、ＩＣ制御回路１２３から放電制御回路１３２に送られる。ＩＣ制御回路１２３は、マイコン３０から各電池セルＢＣ１〜ＢＣ４に対応した放電時間の指令を通信により受け、その放電時間に応じた指令信号を放電制御回路１３２へ出力することで、上記放電の動作を実行する。
【００５９】
セルコントローラＩＣ１とセルコントローラＩＣ２の間には、上述したように通信系６０２と１ビット通信系６０４が設けられている。マイコン３０からの通信コマンドは、フォトカプラＰＨを介して通信系６０２に入力され、通信系６０２を介してセルコントローラＩＣ１の受信端子ＬＩＮ１で受信される。セルコントローラＩＣ１の送信端子ＬＩＮ２からは、通信コマンドに応じたデータやコマンドがセルコントローラＩＣ２へ送信され、セルコントローラＩＣ２の受信端子ＬＩＮ１で受信される。このようにセルコントローラＩＣ１、ＩＣ２間で順に受信および送信が行われる。セルコントローラＩＣ２からの伝送信号は、セルコントローラＩＣ２の送信端子ＬＩＮ２から送信され、フォトカプラＰＨを介してマイコン３０の受信端子で受信される。
【００６０】
セルコントローラＩＣ１とセルコントローラＩＣ２は、受信した通信コマンドに応じて、セル電圧等の測定データのマイコン３０への送信や、上述したバランシング動作を行う。さらに、セルコントローラＩＣ１とＩＣ２は、測定したセル電圧に基づいてセル過充電を検知する。その検知結果（異常信号）は、セルコントローラＩＣ１、ＩＣ２から１ビット通信系６０４を介してマイコン３０へ送信される。
【００６１】
なお、ＥＳＤ（静電気放電）対策用として、各セルコントローラＩＣには、例えば各電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ５に対応して、それぞれ図３に示すようなＥＳＤ保護用ダイオードＤ１、Ｄ２が設けられている。これらのダイオードは、通常は電流が流れないような向きに設けられている。
【００６２】
＜従来の電池モジュールと電池制御装置＞
次に図４を参照して、従来の電池モジュールと電池制御装置について説明する。図４は、従来例による電池制御装置１００の構成例を示す。なお、図４では、図２、３で説明した上記の例とは異なり、電池モジュール２０がそれぞれ４つの電池セルを有する３つのセルグループ１０１〜１０３で構成されており、電池制御装置１００内に設けられたセルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３によってセルグループ１０１〜１０３をそれぞれ制御する例を示している。
【００６３】
図４において、セルグループ１０１〜１０３内のＢＣ１〜ＢＣ１２はリチウム単電池等の単セル電池（電池セル）をそれぞれ示し、ＳＬ１〜ＳＬ１３は各電池セルＢＣ１〜ＢＣ１２の端子電圧を検出するための電圧検出線をそれぞれ示している。また、ＣＮ１は電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ１３を電池制御装置１００に接続するためのコネクタである。このコネクタＣＮ１を介して、電池モジュール２０に設けられたセルグループ１０１〜１０３と、セルグループ１０１〜１０３をそれぞれ制御するセルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３とが接続される。
【００６４】
なお、電池制御装置１００内において、電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ１３には、保護回路やノイズ対策用のコンデンサおよび抵抗などの配線回路が接続されているが、図４ではその図示を省略している。
【００６５】
セルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３は、セルグループ１０１〜１０３に含まれる各電池セルセルＢＣ１〜ＢＣ１２のセル電圧を計測する機能を備えた集積回路である。これらのセルコントローラＩＣの各々は、前述の電圧ＶＣＣを入力するための電源端子や、ＧＮＤ端子、ＥＳＤ保護用ダイオードＤ１、Ｄ２などを内蔵している。さらに、各セルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３は、電圧ＶＣＣを用いて所定の電圧ＶＤＤＵを出力するためのチャージポンプ（ＣＰ）１０４と、各セル電圧の計測結果や過充電または過放電を検知した時の異常信号等を送受信するための通信部１０５と、上位セルコントローラを起動するためのウェイクアップ回路（wakeup）１０６とをそれぞれ有している。なお、通信部１０５は図３の伝送入力回路１３８、１４２および伝送出力回路１４０、１４３に対応し、ウェイクアップ回路１０６は図３の起動回路１４７に対応している。
【００６６】
配線回路２０１、２０４は、上位コントローラであるマイコン３０と絶縁素子（例えば図２のフォトカプラＰＨ）を介して接続されている。配線回路２０２、２０３は、セルコントローラＩＣ１−ＩＣ２間とセルコントローラＩＣ２−ＩＣ３間をそれぞれ接続する通信経路である。これらの配線回路２０１〜２０４を介して、マイコン３０と各セルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３との間で信号の送受信が行われる。例えば、マイコン３０からのセル電圧測定要求が配線回路２０１を介してセルコントローラＩＣ１へ伝送されると、セルコントローラＩＣ１はこれに応じて対応する電池セルＢＣ１〜ＢＣ４の各セル電圧を測定し、その測定結果を配線回路２０２を介してセルコントローラＩＣ２へ送信する。次のセルコントローラＩＣ２においても同様に、対応する電池セルＢＣ５〜ＢＣ８の各セル電圧を測定し、その測定結果を配線回路２０３を介してセルコントローラＩＣ３へ送信する。次のセルコントローラＩＣ３では、対応する電池セルＢＣ９〜ＢＣ１２の各セル電圧を測定し、その測定結果を配線回路２０４を介してマイコン３０へ送信する。また、測定したセル電圧において過充電や過放電を検知した場合、セルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３は前述と同様の通信経路により、そのことをマイコン３０へ通知する。このようにしてマイコン３０は、配線回路２０１〜２０４を通じて、いわゆるデイジーチェーン接続で互いに接続されたセルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３のセル電圧やセル電圧の過充電、過放電情報を得る事ができる。なお、配線回路２０１〜２０４によって形成される通信経路は、図２の通信系６０２および１ビット通信系６０４に対応している。
【００６７】
Ｃ１〜Ｃ３は、各セルコントーラＩＣ１〜ＩＣ３の電圧を安定化するためのバイパスコンデンサを示している。セルコントローラＩＣ間の通信経路２０２、２０３上に設けられたＥＰ１、ＥＰ２は、電流を制限するための回路であり、抵抗やコンデンサなどの電子部品によって構成されている。
【００６８】
各セルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３は、ウェイクアップ回路１０６に所定の電圧が与えられることによって起動する。配線回路３０３は絶縁素子（例えばフォトカプラ）を介して上位コントローラであるマイコン３０と接続されている。マイコン３０からの起動信号が配線回路３０３を経由してセルコントローラＩＣ３のウェイクアップ回路１０６に入力されると、当該ウェイクアップ回路１０６はセルコントローラＩＣ３を起動させる。セルコントローラＩＣ３が起動すると、セルコントローラＩＣ３内のチャージポンプ１０４は、電圧ＶＣＣよりも高い所定の電圧ＶＤＤＵを発生し、セルコントローラＩＣ２のウェイクアップ回路１０６へ出力する。これを受けると、当該ウェイクアップ回路１０６はＶＤＤＵとＶＣＣの電位差を利用してセルコントローラＩＣ２を起動させる。こうしてセルコントローラＩＣ２が起動すると、セルコントローラＩＣ２内のチャージポンプ１０４は、前述のセルコントローラＩＣ３内のものと同様に所定の電圧ＶＤＤＵを発生し、セルコントローラＩＣ１のウェイクアップ回路１０６へ出力する。これを受けると、当該ウェイクアップ回路１０６は前述のセルコントローラＩＣ２内のものと同様に、ＶＤＤＵとＶＣＣの電位差を利用してセルコントローラＩＣ１を起動させる。
【００６９】
ここで、コネクタＣＮ１に用いられる一般的なコネクタでは、コネクタ接合時に端子の接続される順番を制御できない。そのため、充電された状態の電池モジュール２０と電池制御装置１００をコネクタＣＮ１により活線接続する場合、電池モジュール２０の各電池セルＢＣ１〜ＢＣ１２と電池制御装置１００の各電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ１３とが接続される順番によっては、次のような理由から電池制御装置１００内のセルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３が破損される恐れがある。
【００７０】
セルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３が破損するメカニズムの具体例について説明する。以下の説明では一例として、コネクタＣＮ１の接合時に電圧検出線ＳＬ２とＳＬ１３が最初に接続され、それ以外の電圧検出線は未接続の場合を仮定する。この場合、図２中の太い破線の矢印Ｉ１で示したように、電圧検出線ＳＬ２からセルコントローラＩＣ１内のＥＳＤダイオードＤ１とパイパスコンデンサＣ１〜Ｃ３を介して電圧検出線ＳＬ１３へ充電電流Ｉ１が流れる。この充電電流Ｉ１がセルコントローラＩＣ１内のダイオードＤ１の許容電流を超えると、セルコントローラＩＣ１が破損する。なお、上記のようにしてダイオードＤ１に流れる電流を抑制するため、電池制御装置１００内の電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ１３にそれぞれコンデンサを配置してダイオードＤ１の電流を抑制することも可能であるが、これには部品点数の増加やコストアップ等の問題がある。
【００７１】
上記の充電電流Ｉ１の大きさは、バイパスコンデンサＣ１〜Ｃ３の容量値や、電圧検出線ＳＬ２とＳＬ１３間の電圧差に依存する。バイパスコンデンサＣ１〜Ｃ３の容量値は、ハイブリッド自動車や電気自動車などインバータを搭載したシステムでは、インバータノイズ耐性を上げる目的で大きくなる傾向にある。そのため、充電電流Ｉ１も増加する傾向にある。また、電圧検出線ＳＬ２とＳＬ１３間の電圧差は、電池モジュール２０における電池セルの直列接続数に応じて増加し、これはセルコントーラＩＣの接続数に依存する。したがって、電池セルの直列接続数が多くなるほど電圧差が大きくなり、充電電流Ｉ１が増加することになる。
【００７２】
以上説明したように、従来の電池モジュールと電池制御装置では、セルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３を搭載した電池制御装置１００を電池モジュール２０のセルグループ１０１〜１０３へ活線接続する場合に、これらのセルコントローラＩＣが破損するという課題があった。したがって、その対策が必要となる。
【００７３】
＜第１の実施形態＞
次に図５を参照して、上記の従来例における課題を解決するための本発明の第１の実施形態について説明する。なお、図５において図４と同じ構成要素を表す部分には同一の符号を付している。この部分について従来例と重複する説明は省略する。
【００７４】
図５は、本発明の第１の実施形態による電池制御装置１００の構成例を示す。本実施形態による電池制御装置１００では、上記従来例で説明した問題を解決するために、セルコントローラＩＣ１のＧＮＤ端子に接続された配線ＧＮＤＬが、コネクタＣＮ１内に設けられた端子ＣＮ１−５に接続されている。また、セルコントローラＩＣ２のＶＣＣ端子に接続された配線ＶＣＣＬが、コネクタＣＮ１内に補助接続部材（ピン）として設けられた端子ＣＮ１−５Ａに接続されている。そして、これらの端子ＣＮ１−５およびＣＮ１−５Ａを、電池制御装置１００の外側に設けられた電気的接続点１において、電池セルＢＣ４の負極と電池セルＢＣ５の正極に接続された電圧検出線ＳＬ５へ接続するようにした。すなわち、図４で示した従来例では、セルコントローラＩＣ１とセルコントローラＩＣ２の間で共通としていた端子ＣＮ１−５への配線を、図５に示す本実施形態では、セルコントローラＩＣ１側の配線ＧＮＤＬとセルコントローラＩＣ２側の配線ＶＣＣＬの２つに分離している。そして、配線ＧＮＤＬを端子ＣＮ１−５に接続すると共に、コネクタＣＮ１内に端子ＣＮ１−５Ａを新たに設けて配線ＶＣＣＬをこれに接続している。
【００７５】
同様に、図５においてセルコントローラＩＣ２のＧＮＤ端子に接続された配線ＧＮＤＬと、セルコントローラＩＣ３のＶＣＣ端子に接続された配線ＶＣＣＬも、コネクタＣＮ１内に設けられた端子ＣＮ１−９と、コネクタＣＮ１内に補助接続部材（ピン）として設けられた端子ＣＮ１−９Ａにそれぞれ接続されている。そして、これらの端子ＣＮ１−９およびＣＮ１−９Ａが、電池制御装置１００の外側に設けられた電気的接続点２において、電池セルＢＣ８の負極と電池セルＢＣ９の正極に接続された電圧検出線ＳＬ９へ接続されている。すなわち、図４で示した従来例では、セルコントローラＩＣ２とセルコントローラＩＣ３の間で共通であった端子ＣＮ１−９への配線を、図５に示す本実施形態では、セルコントローラＩＣ２側の配線ＧＮＤＬとセルコントローラＩＣ３側の配線ＶＣＣＬの２つに分離している。そして、配線ＧＮＤＬを端子ＣＮ１−９に接続すると共に、コネクタＣＮ１内に端子ＣＮ１−９Ａを新たに設けて配線ＶＣＣＬをこれに接続している。
【００７６】
上記のような構成とすることで、従来例では問題となったセルコントローラＩＣの破損を防止できる。これについて、以下にその具体例を説明する。
【００７７】
コネクタＣＮ１の接合により、例えば電圧検出線ＳＬ２とＳＬ１３が最初に電池制御装置１００と接続されると、電池制御装置１００では図５中の破線矢印に示す経路により、パイパスコンデンサＣ１に充電電流Ｉ１が流れようとする。しかし、図４に示した従来例の場合とは異なり、ここではパイパスコンデンサＣ１とバイパスコンデンサＣ２、Ｃ３が電池制御装置１００内で電気的に接続されていないため、パイパスコンデンサＣ１〜Ｃ３を介して電圧検出線ＳＬ１３へ充電電流Ｉ１が流れることはない。また、電圧検出線ＳＬ５とセルコントローラＩＣ１の配線ＧＮＤＬが接続されていないため、電圧検出線ＳＬ５へ充電電流Ｉ１が流れることもない。その結果、図５において充電電流Ｉ１は流れない。
【００７８】
一方、例えば電圧検出線ＳＬ５とＳＬ９が端子ＣＮ１−５、ＣＮ１−５Ａ、ＣＮ１−９およびＣＮ１−９Ａを介して最初に電池制御装置１００と接続された場合、電池制御装置１００では、セルコントローラＩＣ２の配線ＶＣＣＬからバイパスコンデンサＣ２を経由してセルコントローラＩＣ２の配線ＧＮＤＬに充電電流が流れる。その後、さらに電圧検出線ＳＬ２が電池制御装置１００と接続されると、電圧検出線ＳＬ２からセルコントローラＩＣ１内のダイオードＤ１およびパイパスコンデンサＣ１を経由してセルコントローラＩＣ１の配線ＧＮＤＬに充電電流が流れる。また、電圧検出線ＳＬ１３が電池制御装置１００と接続されると、セルコントローラＩＣ３の配線ＶＣＣＬからパイパスコンデンサＣ３を経由して電圧検出線ＳＬ１３に充電電流が流れる。しかし、この場合であっても、各パイパスコンデンサＣ１〜Ｃ３には対応するセルグループ１０１〜１０３の電圧のみがそれぞれ個別に印加されるため、セルグループ１０１〜１０３の電圧が直列に印加される図４の従来と比べて充電電流を抑制することが可能である。したがって、図５に示す本実施形態の電池制御装置１００では、各セルグループ１０１〜１０３に含まれる電池セル数（図５の構成例では４つ）に応じた分の電圧に相当する充電電流に対して故障しないように、セルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３を設計しておけばよい。
【００７９】
しかし、図５に示したような本実施形態の電池制御装置１００では、通信波形へのノイズ重畳という弊害が生じることがある。すなわち、電力変換装置９等からのノイズが電圧検出線ＳＬ５に重畳されると、そのノイズは、電池制御装置１００の外側に設けられた電気的接続点１やコネクタＣＮ１の端子ＣＮ１−５、ＣＮ１−５Ａを経由して、セルコントローラＩＣ１の配線ＧＮＤＬやセルコントローラＩＣ２の配線ＶＣＣＬに伝搬される。同様に、電圧検出線ＳＬ９に重畳されたノイズは、電気的接続点２やコネクタＣＮ１の端子ＣＮ１−９、ＣＮ１−９Ａを経由して、セルコントローラＩＣ２の配線ＧＮＤＬやセルコントローラＩＣ３の配線ＶＣＣＬに伝搬される。ここで、セルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３の各通信部１０５は、配線ＶＣＣＬの電位ＶＣＣや配線ＧＮＤＬの電位ＧＮＤを基準として動作するため、これらの配線にノイズが重畳されると、各通信部１０５から出力される信号波形においてノイズが重畳される。その結果、マイコン３０や各セルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３の間で通信不良等の問題を生じることがある。
【００８０】
また、さらに他の弊害として、電池モジュール２０からコネクタＣＮ１の間で断線が起きたときに、セルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３において起動不良が生じることがある。ここで、電池モジュール２０からコネクタＣＮ１の間はハーネス等の線材で接続されているため断線が生じやすい。例えば図５に符号Ａで示した部分が断線した場合、セルコントローラＩＣ１のＧＮＤ電位は、本来の値よりもダイオードＤ２と電池セルＢＣ４の電圧分だけ低くなる。
【００８１】
一例として、ダイオードＤ２のドロップ電圧を０．７Ｖとし、電池セルＢＣ４の電圧を３．０Ｖとする。また、セルコントローラＩＣ２のチャージポンプ１０４から出力される電圧ＶＤＤＵとセルコントローラＩＣ１内の電圧ＶＣＣとの間の電位差を３．３Ｖとし、セルコントローラＩＣ１のウェイクアップ回路１０６の動作電圧を１．４Ｖ以上と仮定する。この場合、電池モジュール２０からコネクタＣＮ１の間で断線が無いときには、セルコントローラＩＣ１のウェイクアップ回路１０６には、セルコントローラＩＣ１のＧＮＤ電位を基準として、上記のＶＤＤＵ−ＶＣＣ間の電位差に相当する３．３Ｖの電圧が印加される。そのため、ウェイクアップ回路１０６が動作してセルコントローラＩＣ１が起動される。
【００８２】
一方、電池モジュール２０からコネクタＣＮ１の間でＡに示す部分が断線すると、セルコントローラＩＣ１のウェイクアップ回路１０６には、セルコントローラＩＣ１のＧＮＤ電位を基準として、ＶＤＤＵ−ＶＣＣ間の電位差から上記のダイオードＤ２のドロップ電圧と電池セルＢＣ４の電圧の合計分を差し引いた電圧が印加される。すなわち、ウェイクアップ回路１０６に印加される電圧は、以下の式（１）で計算される値となる。
３．３Ｖ−０．７Ｖ−３．０Ｖ＝−０．４Ｖ    ・・・（１）
【００８３】
上記式（１）から、断線時にウェイクアップ回路１０６に印加される電圧は−０．４Ｖであり、これは動作電圧の１．４Ｖ未満である。そのため、この場合にはウェイクアップ回路１０６が動作せず、セルコントローラＩＣ１が起動できない。
【００８４】
なお、図５に符号Ｂで示した部分が断線した場合には、セルコントローラＩＣ２のチャージポンプ１０４から出力される電圧ＶＤＤＵがダイオードＤ１と電池セルＢＣ５の電圧分低くなる。そのため、Ａに示す部分が断線した場合と同様に、このときセルコントローラＩＣ１のウェイクアップ回路１０６に印加される電圧は式（１）から求められ、セルコントローラＩＣ１のＧＮＤ電位を基準として−０．４Ｖとなる。したがって、ウェイクアップ回路１０６が動作せずにセルコントローラＩＣ１の起動ができない。
【００８５】
＜第２の実施形態＞
次に図６〜８を参照して、上記の第１の実施形態における課題を解決するための本発明の第２の実施形態について説明する。なお、図６〜８において図４、５と同じ構成要素を表す部分には同一の符号を付している。この部分について従来例や第１の実施形態と重複する説明は省略する。
【００８６】
図６は、本発明の第２の実施形態による電池制御装置１００の構成例を示す。本実施形態による電池制御装置１００では、セルコントローラＩＣ１の配線ＧＮＤＬとセルコントローラＩＣ２の配線ＶＣＣＬの間、および、セルコントローラＩＣ２の配線ＧＮＤＬとセルコントローラＩＣ３の配線ＶＣＣＬの間に、各配線間の電気的な接続状態を切り替えるためのスイッチＳＷがそれぞれ設けられている。各スイッチＳＷは、電池モジュール２０と電池制御装置１００を活線接続する際には、対応する配線ＧＮＤＬと配線ＶＣＣＬの間を非接続（開放）状態とする。そして、活線接続後にスイッチＳＷを切り替え、対応する配線ＧＮＤＬと配線ＶＣＣＬの間を接続（短絡）状態とする。
【００８７】
上記のように、活線接続時にはスイッチＳＷが開放されているため、第１の実施形態で説明したのと同様の効果が得られる。すなわち、活線接続時にセルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３に流れる充電電流を抑制することができ、セルコントローラＩＣの破損を防ぐことができる。
【００８８】
一方、活線接続後にはスイッチＳＷにより配線ＶＣＣＬと配線ＧＮＤＬが短絡されるため、第１の実施形態で説明したような通信波形へのノイズ重畳を防ぐことができる。すなわち、電圧検出線ＳＬ５、９に重畳されたノイズが電池制御装置１００の外側に設けられた電気的接続点１、２やコネクタＣＮ１の端子ＣＮ１−５、ＣＮ１−５Ａ、ＣＮ１−９、ＣＮ１−９Ａを経由して配線ＶＣＣＬや配線ＧＮＤＬへ伝搬されるのを防ぎ、通信部１０５から出力される信号波形に対する悪影響を抑制することができる。
【００８９】
また、活線接続後に配線ＶＣＣＬと配線ＧＮＤＬが短絡されることから、第１の実施形態で説明したようなセルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３における断線時の起動不良をも防ぐことができる。すなわち、図５で説明したのと同様に、例えば図６に符号Ａおよび符号Ｂで示した部分のいずれか少なくとも一方が断線したとしても、対応するスイッチＳＷにより、セルコントローラＩＣ１の配線ＧＮＤＬとセルコントローラＩＣ２の配線ＶＣＣＬの間の接続状態を維持することができる。そのため、セルコントローラＩＣ１のＧＮＤ電位は断線していない場合と比べて変化しない。したがって、セルコントローラＩＣ２のチャージポンプ１０４から出力される電圧ＶＤＤＵを用いて、セルコントローラＩＣ１内のウェイクアップ回路１０６を動作させてセルコントローラＩＣ１を起動させることができる。なお、電気的接続点２から端子ＣＮ１−９、ＣＮ１−９Ａの間で断線が生じた場合についても同様に、対応するスイッチＳＷにより、セルコントローラＩＣ２の配線ＧＮＤＬとセルコントローラＩＣ３の配線ＶＣＣＬの間の接続状態を維持することができる。したがって、セルコントローラＩＣ３のチャージポンプ１０４から出力される電圧ＶＤＤＵを用いて、セルコントローラＩＣ２内のウェイクアップ回路１０６を動作させてセルコントローラＩＣ２を起動させることができる。
【００９０】
本実施形態による電池制御装置１００では、以上説明したような構成および動作により、電池モジュール２０と電池制御装置１００を接続する際に、電池制御装置１００内のセルコントローラＩＣに高電圧が印加されて破壊されるのを確実に防ぎつつ、ノイズ耐性や断線時のセルコントローラＩＣの起動性能を向上することができる。そのため、信頼性の高い電池制御装置を提供することが可能となる。
【００９１】
ここで、スイッチＳＷの構造について説明する。スイッチＳＷとしては、例えば機械的スイッチを用いることができる。機械的スイッチとは、操作者の機械的な操作に応じて２つの接点間を接続または開放するものであり、例えば、トグルスイッチ、押しボタンスイッチ、ショートバーを利用したスイッチ等がある。これらの機械的スイッチを電池制御装置１００にスイッチＳＷとして設けた場合、電池モジュール２０と電池制御装置１００を活線接続する際にはスイッチＳＷをＯＦＦとしておき、接続後に操作者がスイッチＳＷを操作してＯＮに切り替えるようにする。これにより、スイッチＳＷを介して互いに隣接する配線ＶＣＣＬと配線ＧＮＤＬ間を接続することができ、上述した本実施形態の構成および動作を実現することができる。
【００９２】
また、スイッチＳＷとして、例えばリレーやトランジスタのように、電気信号に応じて２つの接点間を接続または開放可能な電気的スイッチを用いてもよい。このような電気的スイッチを電池制御装置１００にスイッチＳＷとして設けた場合、電池モジュール２０と電池制御装置１００が活線接続された後に、スイッチＳＷを自動的にＯＦＦからＯＮに切り替えて互いに隣接する配線ＶＣＣＬと配線ＧＮＤＬ間が接続されるようにし、上述した本実施形態の構成および動作を実現することができる。
【００９３】
スイッチＳＷに電気的スイッチの一種であるＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）を用いた一例を、図７を参照して説明する。図７に例示する電池制御装置１００では、セルコントローラＩＣ１の配線ＧＮＤＬとセルコントローラＩＣ２の配線ＶＣＣＬの間、および、セルコントローラＩＣ２の配線ＧＮＤＬとセルコントローラＩＣ３の配線ＶＣＣＬの間に、スイッチＳＷとしてのＦＥＴが設けられている。各ＦＥＴのゲートには、セルコントローラＩＣ２、ＩＣ３の各チャージポンプ１０４から出力される電圧ＶＤＤＵがそれぞれ接続されている。
【００９４】
電池モジュール２０と電池制御装置１００を活線接続する際にはセルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３が起動しておらず、チャージポンプ１０４は非動作状態である。そのため、各ＦＥＴのゲートには電圧ＶＤＤＵが印加されておらず、各ＦＥＴはＯＦＦ状態である。活線接続後に、上位コントローラであるマイコン３０から配線回路３０３を介してセルコントローラＩＣ３に起動信号が入力されると、セルコントローラＩＣ３のチャージポンプ１０４が動作して電圧ＶＤＤＵを出力する。これにより、セルコントローラＩＣ２とセルコントローラＩＣ３の間に配置されたＦＥＴのゲートに、セルコントローラＩＣ３からの電気信号として電圧ＶＤＤＵが印加され、当該ＦＥＴがＯＮされる。その結果、セルコントローラＩＣ３の配線ＶＣＣＬとセルコントローラＩＣ２の配線ＧＮＤＬが接続される。また、セルコントローラＩＣ２のウェイクアップ回路１０６にも電圧ＶＤＤＵが印加され、当該ウェイクアップ回路１０６が動作してセルコントローラＩＣ２が起動される。こうしてセルコントローラＩＣ２が起動されると、セルコントローラＩＣ２のチャージポンプ１０４が動作して電圧ＶＤＤＵを出力する。これにより、セルコントローラＩＣ１とセルコントローラＩＣ２の間に配置されたＦＥＴのゲートに、セルコントローラＩＣ２からの電気信号として電圧ＶＤＤＵが印加され、当該ＦＥＴがＯＮされる。その結果、セルコントローラＩＣ２の配線ＶＣＣＬとセルコントローラＩＣ１の配線ＧＮＤＬが接続される。また、セルコントローラＩＣ１のウェイクアップ回路１０６にも電圧ＶＤＤＵが印加され、当該ウェイクアップ回路１０６が動作してセルコントローラＩＣ１が起動される。
【００９５】
上記の動作が行われることにより、電池モジュール２０と電池制御装置１００の活線接続時には各ＦＥＴがＯＦＦであるため、セルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３に流れる充電電流を抑制してセルコントローラＩＣの破損を防ぐことができる。また、活線接続後には各ＦＥＴがＯＮに切り替えられるので、セルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３における通信波形へのノイズ重畳や断線時の起動不良を防ぐことができる。
【００９６】
他の電気的スイッチとして、スイッチＳＷにＰＮＰ型のバイポーラトランジスタを用いた一例を、図８を参照して説明する。図８に例示する電池制御装置１００では、セルコントローラＩＣ１の配線ＧＮＤＬとセルコントローラＩＣ２の配線ＶＣＣＬの間、および、セルコントローラＩＣ２の配線ＧＮＤＬとセルコントローラＩＣ３の配線ＶＣＣＬの間に、スイッチＳＷとしてのＰＮＰ型のバイポーラトランジスタＰＮＰが設けられている。また、セルコントローラＩＣ１の配線ＧＮＤＬとセルコントローラＩＣ２の配線ＧＮＤＬの間、および、セルコントローラＩＣ２の配線ＧＮＤＬとセルコントローラＩＣ３の配線ＧＮＤＬの間に、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタＮＰＮが設けられている。セルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３の内部には電圧調整用のレギュレータＲＧがそれぞれ設けられており、セルコントローラＩＣ２、ＩＣ３の各レギュレータＲＧからの出力が対応する各トランジスタＮＰＮのベースに接続されている。各トランジスタＮＰＮのコレクタと配線ＧＮＤＬの間には分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２がそれぞれ設けられており、これらの分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２の間に各トランジスタＰＮＰのベースが接続されている。このような構成により、分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２で分圧された電圧が各トランジスタＰＮＰのベースに入力される。
【００９７】
電池モジュール２０と電池制御装置１００を活線接続する際にはセルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３が起動しておらず、レギュレータＲＧは非動作状態であるため、トランジスタＮＰＮはＯＦＦ状態である。また、トランジスタＮＰＮがＯＦＦ状態であることから、トランジスタＰＮＰもＯＦＦ状態である。活線接続後にセルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３が起動されてレギュレータＲＧが動作状態になると、セルコントローラＩＣ２、ＩＣ３の各レギュレータＲＧから各トランジスタＮＰＮのベースに電気信号として所定の電圧が出力され、各トランジスタＮＰＮがＯＦＦからＯＮに切り替えられる。すると、分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２によって分圧された電圧が各トランジスタＰＮＰのベースへ出力され、各トランジスタＰＮＰがＯＦＦ状態からＯＮ状態へと切り替えられる。その結果、セルコントローラＩＣ２の配線ＶＣＣＬとセルコントローラＩＣ１の配線ＧＮＤＬ、および、セルコントローラＩＣ３の配線ＶＣＣＬとセルコントローラＩＣ２の配線ＧＮＤＬが接続される。
【００９８】
上記の動作が行われることにより、電池モジュール２０と電池制御装置１００の活線接続時には各トランジスタＰＮＰがＯＦＦであるため、セルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３に流れる充電電流を抑制してセルコントローラＩＣの破損を防ぐことができる。また、活線接続後には各トランジスタＰＮＰがＯＮに切り替えられるので、セルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３における通信波形へのノイズ重畳や断線時の起動不良を防ぐことができる。
【００９９】
なお、前述の図７に示した例では、チャージポンプ１０４の出力電圧ＶＤＤＵを用いてウェイクアップ回路１０６を起動すると共に各ＦＥＴをＯＮする構成としたが、チャージポンプ１０４の電流供給能力が不足していると、これらの動作に時間を要したり、動作不能となったりする場合がある。これに対して、図８に示した例では、電池モジュール２０からの電圧ＶＣＣを直接レギュレータＲＧに入力し、これを用いてトランジスタＰＮＰをＯＮするため、トランジスタＰＮＰへの電流供給とウェイクアップ回路１０６への電流供給を分散化することができ、電流供給不足を回避することができる。
【０１００】
なお、以上説明した第２の実施形態では、スイッチＳＷの例として、機械的スイッチや電気的スイッチの場合を説明したが、本発明はこれに限らず、磁気的スイッチなど他のスイッチを用いてもよい。また、例として挙げた以外の機械的スイッチや電気的スイッチを用いてもよい。さらに、電気的スイッチをＯＮする回路構成も図７や図８で例示したものに限らない。電池モジュール２０と電池制御装置１００が活線接続された後に、互いに隣接する配線ＶＣＣＬと配線ＧＮＤＬ間が短絡されるものであれば、どのような回路構成であってもよい。
【０１０１】
＜第３の実施形態＞
次に図９を参照して、本発明の第３の実施形態について説明する。なお、図９において図４〜８と同じ構成要素を表す部分には同一の符号を付している。この部分について従来例や第１および第２の実施形態と重複する説明は省略する。
【０１０２】
図９は、本発明の第３の実施形態による電池制御装置１００の構成例を示す。本実施形態による電池制御装置１００では、電圧検出線ＳＬ５において電気的接続点１からコネクタＣＮ１の端子ＣＮ１−５、ＣＮ１−５Ａまでの間、および、電圧検出線ＳＬ９において電気的接続点２からコネクタＣＮ１の端子ＣＮ１−９、ＣＮ１−９Ａまでの間が、ツイストペアケーブルを用いて配線されている。これ以外の構成要素については、図５に示した第１の実施の形態と同一である。
【０１０３】
上記の構成により、電圧検出線ＳＬ５、ＳＬ９において電磁誘導により重畳されるノイズをキャンセルすることができる。そのため、セルコントローラＩＣ１、ＩＣ２において配線ＧＮＤＬの電圧が安定し、通信不良の発生を回避することができる。また、前述の第１の実施の形態と同様に、電池モジュール２０と電池制御装置１００の活線接続時にセルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３に流れる充電電流を抑制してセルコントローラＩＣの破損を防ぐことができる。
【０１０４】
なお、以上説明した第３の実施形態では、電圧検出線ＳＬ５において電気的接続点１からコネクタＣＮ１の端子ＣＮ１−５、ＣＮ１−５Ａまでの間、および、電圧検出線ＳＬ９において電気的接続点２からコネクタＣＮ１の端子ＣＮ１−９、ＣＮ１−９Ａまでの間を、ツイストペアケーブルを用いて配線することとしたが、他の耐ノイズケーブルを使用してもよい。ここでいう耐ノイズケーブルとは、ノイズ対策が施されている耐ノイズ性能の高いケーブルのことであり、ツイストペアケーブルの他に例えばシールドケーブル等がある。すなわち、少なくとも電気的接続点１および２からコネクタＣＮ１までの間について、セルコントローラＩＣ１の配線ＧＮＤＬとセルコントローラＩＣ２の配線ＶＣＣＬ、および、セルコントローラＩＣ２の配線ＧＮＤＬとセルコントローラＩＣ３の配線ＶＣＣＬを、耐ノイズケーブルで構成することができる。また、電圧検出線ＳＬ５、ＳＬ９以外の配線についても同様に、耐ノイズケーブルを使用してもよい。
【０１０５】
以上説明した第１〜第３の各実施形態では、電池制御装置１００において３つのセルコントローラＩＣ１〜ＩＣ３を直列に配置した場合について説明したが、本発明のセルコントローラＩＣの直列数はこれに限らない。また、複数のセルコントローラＩＣを直並列に配置してもよい。電池モジュール２０におけるセルグループの配置に応じて少なくとも２つ以上のセルコントローラＩＣが直列または直並列に配置されていれば、その直列数や直並列数がどのようなものであっても、本発明を適用することができる。
【０１０６】
以上説明した第１〜第３の各実施形態では、一般的な汎用コネクタをコネクタＣＮ１として利用することができる。そのため、各実施形態で説明したような本発明による電池制御装置１００を安価に実現することができる。
【０１０７】
以上説明した各実施形態や各種の変形例は、それぞれ単独で適用しても、任意に組み合わせて適用してもよい。
【０１０８】
以上説明した各実施形態や各種の変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。
【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】
0005860886.tif 000008
【図８】
0005860886.tif 000009
【図９】
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