(57)【要約】  電池監視装置は、無線信号を受信し、無線信号による電力と復調信号を出力する受信部と、その電力に基づいて電源供給を行う第１の電源回路と、第１の電源回路からの電源供給を受けて動作し、復調信号に基づく起動信号とコマンドを出力するデコード回路と、起動信号に応じて起動し電源供給を行う第２の電源回路と、第２の電源回路からの電源供給を受けて動作し、コマンドに応じて電池の状態の監視結果を出力する電池監視回路と、第２の電源回路からの電源供給を受けて動作し、監視結果を無線送信する送信部とを備える。
2013051156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つまたは直列接続された複数の電池セルによって構成される電池の状態を監視する電池監視装置であって、
上位コントローラより送信される無線信号を受信し、前記無線信号による電力と前記無線信号に基づく復調信号とを出力する受信部と、
前記受信部から出力される前記電力に基づいて電源供給を行う第１の電源回路と、
前記第１の電源回路からの電源供給を受けて動作し、前記受信部から出力される前記復調信号に基づいて認証を行い、前記認証の結果に応じて起動信号と前記復調信号に基づくコマンドとを出力するデコード回路と、
前記デコード回路から出力される前記起動信号に応じて起動し、前記電池の電力に基づいて電源供給を行う第２の電源回路と、
前記第２の電源回路からの電源供給を受けて動作し、前記デコード回路から出力される前記コマンドに応じて前記電池の状態の監視結果を出力する電池監視回路と、
前記第２の電源回路からの電源供給を受けて動作し、前記電池監視回路から出力された前記監視結果を前記上位コントローラへ無線送信する送信部とを備える電池監視装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電池監視装置において、
前記第２の電源回路は、起動してから所定のタイムアウト時間を経過するまでの間に前記デコード回路から前記起動信号が再び出力されない場合、前記電池監視回路および前記送信部への電源供給を停止する電池監視装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電池監視装置において、
前記上位コントローラは、前記タイムアウト時間よりも短い周期で前記無線信号を送信する電池監視装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電池監視装置において、
前記第２の電源回路と前記電池監視回路とをそれぞれ複数有し、
前記電池は、１つまたは直列接続された複数の電池セルによってそれぞれ構成される複数の電池セルグループが直列接続されて構成され、
前記複数の電池セルグループの各々には、互いに異なる前記第２の電源回路と前記電池監視回路がそれぞれ接続されており、
前記複数の電池セルグループのうち最上位の電池セルグループに接続されている第２の電源回路は、前記デコード回路から前記起動信号を受けると、前記最上位の電池セルグループに接続されている電池監視回路へ電源供給を行うと共に、前記起動信号を１つ下位の電池セルグループに接続されている第２の電源回路へと出力し、
前記複数の電池セルグループのうち中間位の電池セルグループに接続されている第２の電源回路は、１つ上位の電池セルグループに接続されている第２の電源回路から前記起動信号を受けると、当該電池セルグループに接続されている電池監視回路へ電源供給を行うと共に、前記起動信号を１つ下位の電池セルグループに接続されている第２の電源回路へと出力し、
前記複数の電池セルグループのうち最下位の電池セルグループに接続されている第２の電源回路は、１つ上位の電池セルグループに接続されている第２の電源回路から前記起動信号を受けると、前記最下位の電池セルグループに接続されている電池監視回路と前記送信部への電源供給を行う電池監視装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電池監視装置において、
前記最上位の電池セルグループに接続されている電池監視回路は、前記デコード回路から前記コマンドを受けると、前記コマンドと前記最上位の電池セルグループの状態の監視結果とを１つ下位の電池セルグループに接続されている電池監視回路へと出力し、
前記中間位の電池セルグループに接続されている電池監視回路は、１つ上位の電池セルグループに接続されている電池監視回路から前記コマンドを受けると、前記コマンドと上位の各電池セルグループの状態の監視結果と当該電池セルグループの状態の監視結果とを１つ下位の電池セルグループに接続されている電池監視回路へと出力し、
前記最下位の電池セルグループに接続されている電池監視回路は、１つ上位の電池セルグループに接続されている電池監視回路から前記コマンドを受けると、上位の各電池セルグループの状態の監視結果と前記最下位の電池セルグループの状態の監視結果とを前記送信部へと出力する電池監視装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電池監視装置と、
前記上位コントローラとを有する電池監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池監視装置および電池監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、管理ユニットから無線送信される指示信号に応じて、起動回路によりスイッチをオンして電池情報取得回路や無線回路を起動させ、電池情報取得回路により取得した電池情報を無線回路から管理ユニットへ無線送信する電池情報管理システムが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本国特開２０１０−８１７１６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、上記特許文献１に記載のシステムでは、管理ユニットからの指示信号以外の意図しない電波を受信した場合でも起動回路が誤ってスイッチをオンし、電池情報取得回路や無線回路を起動させてしまう可能性があるため、意図しない電流消費によりセル電圧のばらつきを生じさせる等、消費電力や信頼性の面で懸念があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様による電池監視装置は、１つまたは直列接続された複数の電池セルによって構成される電池の状態を監視するものであって、上位コントローラより送信される無線信号を受信し、無線信号による電力と無線信号に基づく復調信号とを出力する受信部と、受信部から出力される電力に基づいて電源供給を行う第１の電源回路と、第１の電源回路からの電源供給を受けて動作し、受信部から出力される復調信号に基づいて認証を行い、認証の結果に応じて起動信号と復調信号に基づくコマンドとを出力するデコード回路と、デコード回路から出力される起動信号に応じて起動し、電池の電力に基づいて電源供給を行う第２の電源回路と、第２の電源回路からの電源供給を受けて動作し、デコード回路から出力されるコマンドに応じて電池の状態の監視結果を出力する電池監視回路と、第２の電源回路からの電源供給を受けて動作し、電池監視回路から出力された監視結果を上位コントローラへ無線送信する送信部とを備える。
本発明の第２の態様によると、第１の態様の電池監視装置において、第２の電源回路は、起動してから所定のタイムアウト時間を経過するまでの間にデコード回路から起動信号が再び出力されない場合、電池監視回路および送信部への電源供給を停止することが好ましい。
本発明の第３の態様によると、第２の態様の電池監視装置において、上位コントローラは、タイムアウト時間よりも短い周期で無線信号を送信することが好ましい。
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監視装置は、第２の電源回路と電池監視回路とをそれぞれ複数有してもよい。この電池監視装置において、電池は、１つまたは直列接続された複数の電池セルによってそれぞれ構成される複数の電池セルグループが直列接続されて構成され、複数の電池セルグループの各々には、互いに異なる第２の電源回路と電池監視回路がそれぞれ接続されており、複数の電池セルグループのうち最上位の電池セルグループに接続されている第２の電源回路は、デコード回路から起動信号を受けると、最上位の電池セルグループに接続されている電池監視回路へ電源供給を行うと共に、起動信号を１つ下位の電池セルグループに接続されている第２の電源回路へと出力し、複数の電池セルグループのうち中間位の電池セルグループに接続されている第２の電源回路は、１つ上位の電池セルグループに接続されている第２の電源回路から起動信号を受けると、当該電池セルグループに接続されている電池監視回路へ電源供給を行うと共に、起動信号を１つ下位の電池セルグループに接続されている第２の電源回路へと出力し、複数の電池セルグループのうち最下位の電池セルグループに接続されている第２の電源回路は、１つ上位の電池セルグループに接続されている第２の電源回路から起動信号を受けると、最下位の電池セルグループに接続されている電池監視回路と送信部への電源供給を行うことが好ましい。
本発明の第５の態様によると、第４の態様の電池監視装置において、最上位の電池セルグループに接続されている電池監視回路は、デコード回路からコマンドを受けると、コマンドと最上位の電池セルグループの状態の監視結果とを１つ下位の電池セルグループに接続されている電池監視回路へと出力し、中間位の電池セルグループに接続されている電池監視回路は、１つ上位の電池セルグループに接続されている電池監視回路からコマンドを受けると、コマンドと上位の各電池セルグループの状態の監視結果と当該電池セルグループの状態の監視結果とを１つ下位の電池セルグループに接続されている電池監視回路へと出力し、最下位の電池セルグループに接続されている電池監視回路は、１つ上位の電池セルグループに接続されている電池監視回路からコマンドを受けると、上位の各電池セルグループの状態の監視結果と最下位の電池セルグループの状態の監視結果とを送信部へと出力することが好ましい。
本発明の第６の態様による電池監視システムは、第１乃至第５のいずれかの態様の電池監視装置と、上位コントローラとを有する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、無線信号を用いて情報を授受する電池監視装置において、消費電力を低減すると共に信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態による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】第１の実施形態による電池監視装置ＢＭ１のブロック図である。
【図３】電池監視回路３５のブロック図である。
【図４】マイコン３０が実行する処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】受信部３１、受信用電源回路３２、デコード回路３３および監視用電源回路３４が実行する処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】電池監視回路３５が実行する処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】電池監視装置ＢＭ１のタイミングチャートを示す図である。
【図８】第２の実施形態による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９】第２の実施形態による電池監視装置ＢＭ１、ＢＭ２およびＢＭ３のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
−第１の実施の形態−
以下、図を参照して本発明の第１の実施の形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態による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１に示す駆動システムは、電池モジュール９、電池モジュール９を監視する電池監視システム１００、電池モジュール９からの直流電力を３相交流電力に変換するインバータ装置２２０、および車両駆動用のモータ２３０を備えている。モータ２３０は、インバータ装置２２０からの３相交流電力により駆動される。インバータ装置２２０と電池監視システム１００とはＣＡＮ通信で結ばれており、インバータ装置２２０は電池監視システム１００に対して上位コントローラとして機能する。また、インバータ装置２２０は、さらに上位のコントローラ（不図示）からの指令情報に基づいて動作する。
【０００９】
インバータ装置２２０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９から供給される直流電力を、モータ２３０を駆動するための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９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、電池監視システム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。
【００１０】
インバータ装置２２０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９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、さらに上位のコントローラからの命令に従い、モータ２３０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９からインバータ装置２２０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９やインバータ装置２２０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。
【００１１】
なお、インバータ装置２２０は、モータ２３０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、車両制動時にはモータ２３０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９に回生して電池モジュール９を充電する。電池モジュール９の充電状態が基準状態より低下した場合にも、インバータ装置２２０はモータ２３０を発電機として運転する。モータ２３０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９に供給される。その結果、電池モジュール９は充電される。
【００１２】
回生制動制御により電池モジュール９を充電する場合には、ＭＣＵ２２２は、モータ２３０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、モータ２３０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９へ供給される。その結果、モータ２３０は発電機として作用することとなる。
【００１３】
一方、モータ２３０を力行運転する場合には、ＭＣＵ２２２は、上位コントローラの命令に従い、モータ２３０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９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モータ２３０へ供給される。
【００１４】
インバータ装置２２０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、インバータ装置２２０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。
【００１５】
電池モジュール９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１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９Ａ、９Ｂで電池モジュール９が構成されている。各電池モジュールブロック９Ａ、９Ｂ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９Ａと電池モジュールブロック９Ｂ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が開くことで電池モジュールブロック９Ａと９Ｂの直接回路が遮断されるため、仮に電池モジュールブロック９Ａ、９Ｂ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。
【００１６】
電池モジュール９とインバータ装置２２０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。
【００１７】
電池監視システム１００は、電池モジュール９の状態を監視するための監視動作として、主に電池モジュール９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、電池監視システム１００は、複数の電池監視装置ＢＭ１〜ＢＭ６と、各電池監視装置ＢＭ１〜ＢＭ６を制御するためのマイコン３０とを有している。各電池モジュールブロック９Ａ、９Ｂ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。電池監視システム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監視する電池監視装置ＢＭ１〜ＢＭ６が１つずつ設けられている。マイコン３０は、電池監視装置ＢＭ１〜ＢＭ６に対して上位コントローラとして機能する。
【００１８】
以下では説明を簡単にするため、各セルグループは直列接続された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９Ａ、９Ｂは、３つのセルグループ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く、また３個以下であってもよい。１つの電池セルにより１つのセルグループを構成してもよい。すなわち、１つまたは直列接続された複数の電池セルによって構成されるセルグループの各々は、電池監視装置ＢＭ１〜ＢＭ６が監視対象とする電池にそれぞれ相当するものである。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電池監視装置ＢＭ１〜ＢＭ６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。
【００１９】
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。
【００２０】
電池監視装置ＢＭ１〜ＢＭ６は、各々がマイコン３０との間で無線通信を行うためのアンテナを備えている。マイコン３０は、アンテナを備えた無線通信部ＲＦと接続されている。この無線通信部ＲＦを介して、マイコン３０は各電池監視装置ＢＭ１〜ＢＭ６と無線通信を行い、各電池監視装置ＢＭ１〜ＢＭ６に対してそれぞれ対応するセルグループの状態を監視するように指示する。また、各電池監視装置ＢＭ１〜ＢＭ６から送信される各セルグループの状態の監視結果を受信する。
【００２１】
マイコン３０から無線通信部ＲＦを介して電池監視装置ＢＭ１〜ＢＭ６へ送信される無線信号には、電池監視装置ＢＭ１〜ＢＭ６の中でどの電池監視装置に監視動作を実行させるかを指定するためのＩＤ情報と、ＩＤ情報で指定された電池監視装置が対応するセルグループに対して実行する監視動作の内容を指定するためのコマンド情報とを含む。無線通信部ＲＦは、マイコン３０から出力されるこれらの情報を所定の変調方式で変調することにより無線信号を生成し、電池監視装置ＢＭ１〜ＢＭ６へ送信する。なお、マイコン３０から送信される無線信号を必要に応じて暗号化してもよい。たとえば、ＩＤ情報を鍵生成シードに用いて暗号化した無線信号をマイコン３０から送信することができる。この場合、電池監視装置ＢＭ１〜ＢＭ６のうち鍵生成シードに対応するＩＤを有する電池監視装置において、暗号化された無線信号を解読することができる。
【００２２】
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。電池モジュール９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。温度センサは電池モジュールブロック９Ａ，９Ｂ内の複数箇所に設けられている。
【００２３】
図２は、本発明の第１の実施形態による電池監視装置ＢＭ１の構成を示すブロック図である。なお、説明は省略するが、他の電池監視装置ＢＭ２〜ＢＭ６に関しても同様の構成となっている。
【００２４】
図２に示すように、電池監視装置ＢＭ１は、受信部３１、受信用電源回路３２、デコード回路３３、監視用電源回路３４、電池監視回路３５および送信部３６を有する。なお、これらのうち少なくとも監視用電源回路３４と電池監視回路３５は、第２の実施の形態として後で説明するような理由から、同一ＩＣ上の回路として構成することが好ましい。
【００２５】
受信部３１は、マイコン３０から送信される無線信号を受信し、その無線信号によって得られる電力を受信用電源回路３２へ出力する。また、受信した無線信号を復調し、その復調信号をデコード回路３３へ出力する。受信部３１は、たとえば整流回路や復調器などによって構成される。
【００２６】
受信用電源回路３２は、受信部３１から出力される電力に基づいて、デコード回路３３への電源供給を行う。受信部３１からの電力が所定の閾値を超えると、受信用電源回路３２はデコード回路へリセット信号を出力し、デコード回路３３の動作を開始させる。
【００２７】
デコード回路３３は、受信部３１から出力された復調信号に含まれる前述のＩＤ情報に基づいて、受信した無線信号がマイコン３０から電池監視装置ＢＭ１に対して送信されたものである否かを確認するための認証処理を行う。この認証処理の結果に応じて、デコード回路３３は起動信号を監視用電源回路３４へ出力すると共に、復調信号に含まれる前述のコマンド情報に基づくコマンドを電池監視回路３５へ出力する。
【００２８】
受信部３１がマイコン３０からの無線信号を受信して得た電力を受信用電源回路３２へ出力することにより、受信用電源回路３２からの電源供給が行われ、さらに前述のリセット信号が受信用電源回路３２から出力されると、デコード回路３３は上記のような動作を開始する。一方、マイコン３０からの無線信号の送信が停止されると、受信用電源回路３２からの電源供給も停止されることにより、デコード回路３３はその動作を停止する。すなわち、マイコン３０から無線信号が送信されている間、その無線信号による電力を受けてデコード回路３３が動作する。
【００２９】
監視用電源回路３４は、デコード回路３３から前述の起動信号が出力されると、その起動信号に応じて起動し、電池監視回路３５および送信部３６への電源供給を開始する。監視用電源回路３４からの電源供給は、電池監視装置ＢＭ１が接続されている電池セルＢＣ１〜ＢＣ４の電力を用いて行われる。
【００３０】
電池監視回路３５は、電池監視装置ＢＭ１に対応するセルグループを構成する電池セルＢＣ１〜ＢＣ４と接続されており、デコード回路３３からのコマンドに応じて、電池セルＢＣ１〜ＢＣ４の状態を監視するための監視動作を行う。このとき電池監視回路３５は、前述のような様々な監視動作のうち、デコード回路３３から出力されるコマンドによって指定された内容の監視動作を電池セルＢＣ１〜ＢＣ４に対して行う。すなわち、マイコン３０からの無線信号に含まれるコマンド情報に基づいて、デコード回路３３から電池監視回路３５へコマンドが出力されることにより、電池監視回路３５が行う監視動作の内容が決定される。電池監視回路３５は、電池セルＢＣ１〜ＢＣ４に対して監視動作を行ったら、その結果をセル状態監視結果として送信部３６へ出力する。なお、電池監視回路３５は、監視用電源回路３４からの電源供給を受けて動作する。
【００３１】
送信部３６は、電池監視回路３５から出力されたセル状態監視結果を所定の変調方式で変調することにより無線信号を生成し、図１のマイコン３０へ送信する。マイコン３０では、送信部３６から送信された無線信号を無線通信部ＲＦを介して受信することにより、電池セルＢＣ１〜ＢＣ４に対する監視結果を電池監視装置ＢＭ１から取得することができる。なお、送信部３６は、監視用電源回路３４からの電源供給を受けて動作する。
【００３２】
図３は、電池監視装置ＢＭ１における電池監視回路３５の内部ブロックを示す図である。なお、説明は省略するが、他の電池監視装置ＢＭ２〜ＢＭ６の電池監視回路３５に関してもこれと同様である。
【００３３】
図１の電池モジュールブロック９Ａは、電池監視装置ＢＭ１〜ＢＭ３に対応して３つのセルグループに分かれている。電池監視装置ＢＭ１に対応するセルグループＧＢ１には、図２に示した４つの電池セルＢＣ１〜ＢＣ４が含まれている。
【００３４】
電池監視回路３５の各入力側端子は、セルグループＧＢ１を構成する電池セルＢＣ１〜ＢＣ４にそれぞれ接続されている。電池セルＢＣ１の正極端子は、入力端子Ｖ１を介して入力回路１１６に接続されている。この入力回路１１６はマルチプレクサを含む。電池セルＢＣ１の負極端子であって電池セルＢＣ２の正極端子は入力端子Ｖ２を介して、電池セルＢＣ２の負極端子であって電池セルＢＣ３の正極端子は入力端子Ｖ３を介して、電池セルＢＣ３の負極端子であって電池セルＢＣ４の正極端子は入力端子Ｖ４を介して、それぞれ入力回路１１６に接続されている。電池セルＢＣ４の負極端子は、電池監視回路３５の端子ＧＮＤに接続されている。
【００３５】
電圧検出回路１２２は、各電池セルＢＣ１〜ＢＣ４のそれぞれの端子間電圧をデジタル値に変換する回路を有している。デジタル値に変換された各端子間電圧はＩＣ制御回路１２３に送られ、内部の記憶回路１２５に保持される。これらの電圧は自己診断などに利用されたり、図１に示すマイコン３０に送信されたりする。
【００３６】
ＩＣ制御回路１２３は、演算機能を有すると共に、記憶回路１２５と、各種電圧の検知や状態診断を周期的に行うタイミング制御回路２５２を有している。記憶回路１２５は、例えばレジスタ回路で構成されている。電圧検出回路１２２で検出した各電池セルＢＣ１〜ＢＣ４の各端子間電圧は、ＩＣ制御回路１２３の記憶回路１２５において、各電池セルＢＣ１〜ＢＣ４に対応づけて記憶される。また、その他の様々な検出値についても、記憶回路１２５において予め定められたアドレスに読出し可能に保持することができる。
【００３７】
ＩＣ制御回路１２３には、通信回路１２７が接続されている。ＩＣ制御回路１２３は、この通信回路１２７を介して、図２のデコード回路３３により出力されたマイコン３０からのコマンドが入力されると共に、セル状態監視結果を送信部３６へ出力して送信部３６によりマイコン３０へ送信する。デコード回路３３からコマンドが送られると、ＩＣ制御回路１２３はそのコマンドの内容を解読し、コマンド内容に応じた処理を行う。マイコン３０からのコマンドは、たとえば、各電池セルＢＣ１〜ＢＣ４の端子間電圧の計測値を要求するコマンド、各電池セルＢＣ１〜ＢＣ４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、電池監視装置ＢＭ１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、等を含む。
【００３８】
電池セルＢＣ１の正極端子は、抵抗Ｒ１を介して電池監視回路３５の端子Ｂ１に接続されている。この端子Ｂ１と端子Ｖ２との間にはバランシングスイッチ１２９Ａが設けられている。バランシングスイッチ１２９Ａには、このスイッチの動作状態を検出するための動作状態検出回路１２８Ａが並列接続されている。このバランシングスイッチ１２９Ａは放電制御回路１３２によって開閉が制御される。同様に、電池セルＢＣ２の正極端子は抵抗Ｒ２を介して端子Ｂ２に接続され、この端子Ｂ２と端子Ｖ３との間にはバランシングスイッチ１２９Ｂが設けられている。バランシングスイッチ１２９Ｂには、このスイッチの動作状態を検出するための動作状態検出回路１２８Ｂが並列接続されている。このバランシングスイッチ１２９Ａは放電制御回路１３２によって開閉が制御される。
【００３９】
電池セルＢＣ３の正極端子は抵抗Ｒ３を介して端子Ｂ３に接続され、この端子Ｂ３はと端子Ｖ４との間にはバランシングスイッチ１２９Ｃが設けられている。バランシングスイッチ１２９Ｃには、このスイッチの動作状態を検出するための動作状態検出回路１２８Ｃが並列接続されている。このバランシングスイッチ１２９Ｃは放電制御回路１３２によって開閉制御される。電池セルＢＣ４の正極端子は抵抗Ｒ４を介して端子Ｂ４に接続され、この端子Ｂ４と端子ＧＮＤとの間にはバランシングスイッチ１２９Ｄが設けられている。バランシングスイッチ１２９Ｄには、このスイッチの動作状態を検出するための動作状態検出回路１２８Ｄが並列接続されている。このバランシングスイッチ１２９Ｃは放電制御回路１３２によって開閉が制御される。
【００４０】
動作状態検出回路１２８Ａ〜１２８Ｄは、それぞれ各バランシングスイッチ１２９Ａ〜１２９Ｄの両端電圧を所定周期で繰り返し検出し、各バランシングスイッチ１２９Ａ〜１２９Ｄが正常であるかどうかを検出する。バランシングスイッチ１２９Ａ〜１２９Ｄは電池セルＢＣ１〜電池セルＢＣ４の充電状態を調整するスイッチである。これらスイッチが異常の場合、電池セルの充電状態を制御できなくなり、一部の電池セルが過充電あるいは過放電になる恐れがある。たとえば、あるバランシングスイッチが導通している状態であるにもかかわらず、その端子間電圧が対応する電池セルの端子電圧を示す場合に、当該バランシングスイッチが異常であると検出する。この場合は、当該バランシングスイッチが制御信号に基づく導通状態になっていないこととなる。また、あるバランシングスイッチが開放状態であるにもかかわらず、その端子間電圧が対応する電池セルの端子電圧に比べて低い値である場合にも、当該バランシングスイッチが異常であると検出する。この場合は、当該バランシングスイッチは制御信号に関係なく導通していることとなる。このようにしてバランシングスイッチ１２９Ａ〜１２９Ｄの異常検出を行う動作状態検出回路１２８Ａ〜１２８Ｄには、たとえば差動アンプ等で構成される電圧検出回路が用いられる。
【００４１】
バランシングスイッチ１２９Ａ〜１２９Ｄは、たとえばＭＯＳ型ＦＥＴで構成され、それぞれ対応する電池セルＢＣ１〜ＢＣ４に蓄積された電力を放電させる作用をする。多数の電池セルが直列接続されている電池モジュール９に対してインバータなどの電気負荷が接続されると、その電気負荷に対する電流の供給は、直列接続された多数の電池セルの全体で行われる。このとき、各電池セルが互いに異なる充電状態（ＳＯＣ）にあると、電池モジュール９において最も放電されている電池セルの状態により電流が制限されてしまうこととなる。一方、電池モジュール９が充電される状態では、電池モジュール９への電流の供給は、直列接続された多数の電池セルの全体に対して行われる。このとき、各電池セルが互いに異なる充電状態（ＳＯＣ）にあると、電池モジュール９において最も充電されている電池セルの状態により電流が制限されてしまうこととなる。
【００４２】
そこで、上記のように各電池セルの充電状態の違いによって電流が制限されてしまうのを解消するため、以下のようなバランシングを必要に応じて行う。具体的には、電池モジュール９において直列接続されている多数の電池セルのうち、所定の充電状態、たとえば各電池セルの充電状態の平均値を越えた充電状態にある電池セルに対して、当該電池セルに接続されているバランシングスイッチを導通状態とする。これにより、導通状態としたバランシングスイッチに直列接続されている抵抗を介して、当該電池セルから放電電流を流す。その結果、各電池セルの充電状態が互いに近づく方向に制御されることとなる。また他の方法として、電池モジュール９において最も放電状態にある電池セルを基準セルとし、この基準セルとの充電状態の差に基づき放電時間を決める方法もある。その他にも、各電池セルの充電状態を調整するために様々なバランシング方法を用いることができる。なお、各電池セルの充電状態は、各電池セルの端子電圧を基に演算で求めることができる。各電池セルの充電状態と端子電圧には相関関係が有るので、各電池セルの端子電圧を互いに近づけるようにバランシングスイッチ１２９Ａ〜１２９Ｄを制御することで、各電池セルの充電状態を互いに近づけることができる。
【００４３】
バランシングスイッチ１２９Ａ〜１２９Ｄの端子間電圧、すなわちバランシングスイッチ１２９Ａ〜１２９Ｄを構成する各ＦＥＴのソースとドレイン間の電圧は、動作状態検出回路１２８Ａ〜１２８Ｄによって検出され、電位変換回路１３０に出力される。ここで、各ＦＥＴのソースとドレイン間の電位は、基準電位に対してそれぞれ異なっているため、このままでは比較判断が難しい。そこで、電位変換回路１３０でこれらの電位をそろえ、次に異常判定回路１３１で異常判定する。また、電位変換回路１３０は、バランシングスイッチ１２９Ａ〜１２９Ｄの中で診断すべきバランシングスイッチをＩＣ制御回路１２３からの制御信号に基づき選択する機能も有している。選択されたバランシングスイッチの端子間電圧が電位変換回路１３０から異常判定回路１３１に送られると、異常判定回路１３１はＩＣ制御回路１２３から制御信号に基づき、その端子間電圧を所定の判定電圧と比較する。これにより、異常判定回路１３１はバランシングスイッチ１２９Ａ〜１２９Ｄが異常か否かを判定することができる。
【００４４】
放電制御回路１３２には、ＩＣ制御回路１２３から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送られる。この指令信号に基づき、放電制御回路１３２は、上述したようにＭＯＳ型ＦＥＴから構成されるバランシングスイッチ１２９Ａ〜１２９Ｄの導通を行うゲート電圧に相当する信号を出力する。
【００４５】
ＩＣ制御回路１２３は、図１のマイコン３０からのコマンドにより、電池セルに対応した放電時間の指令を受け、上記のような放電の動作を実行する。またＩＣ制御回路１２３は、バランシングスイッチ１２９Ａ〜１２９Ｄの異常を検出すると、その検出結果を図２に示したセル状態監視結果として送信部３６へ出力することにより、送信部３６からマイコン３０へ無線送信する。
【００４６】
図４は、マイコン３０が実行する処理の手順を示すフローチャートである。マイコン３０は、インバータ装置２２０からの指令や、タイミング制御回路２５２の制御に応じて、図４のフローチャートに示す処理を開始する。
【００４７】
ステップＳ１０において、マイコン３０は所定の起動処理を行う。なお、マイコン３０が既に起動済みである場合はステップＳ１０の起動処理を省略してよい。
【００４８】
ステップＳ２０において、マイコン３０は、無線通信部ＲＦを介して所定の無線信号を送信することにより、電池監視装置ＢＭ１〜ＢＭ６に対して無線電力を供給する。ここで送信された無線信号が後述する図５のステップＳ１１０において電池監視装置ＢＭ１〜ＢＭ６の各受信部３１によって受信されることにより、電池監視装置ＢＭ１〜ＢＭ６への無線電力が供給される。
【００４９】
ステップＳ３０において、マイコン３０は、電池監視装置ＢＭ１〜ＢＭ６のうち、起動させたい電池監視装置に対して認証を試みる。ここでは、起動させたい電池監視装置に対応するＩＤ情報と、その電池監視装置における監視動作の内容を指定するコマンド情報とを含む無線信号を、無線通信部ＲＦを介して各電池監視装置ＢＭ１〜ＢＭ６へ送信する。なお、複数の電池監視装置に対して同時に認証を試みることもできる。このとき前述のようにＩＤ情報を鍵生成シードとして用いて暗号化を行ってもよい。各電池監視装置ＢＭ１〜ＢＭ６では、後述する図５のステップＳ１６０、Ｓ２３０で行われる認証処理により、マイコン３０から受信した無線信号が当該電池監視装置に対して送信されたものであるかの判定が行われる。なお、ステップＳ２０で無線電力の供給を行うときにＩＤ情報とコマンド情報を含む無線信号を送信することで、ステップＳ２０の処理とステップＳ３０の処理とを同時に行ってもよい。
【００５０】
ステップＳ４０において、マイコン３０は、ステップＳ３０で認証を試行した電池監視装置の起動を確認できたか否かを判定する。当該電池監視装置からの応答により起動を確認できた場合はステップＳ５０へ進む。一方、当該電池監視装置からの応答がない場合、ステップＳ２０へ戻ることにより、当該電池監視装置に対して認証を再度試みる。このとき、所定の試行回数を超えても起動を確認できない場合は起動不良と判定して処理を終了してもよい。
【００５１】
ステップＳ５０において、マイコン３０は、内部に保有するタイマー１を初期化し、タイマー１によるカウントを開始する。
【００５２】
ステップＳ６０において、マイコン３０は、ステップＳ４０で起動を確認した電源監視装置からのセル状態監視結果が送信されたか否かを判定する。後述する図６のステップＳ３４０の処理が当該電源監視装置の電池監視回路３５において実行されることにより、当該電源監視装置の送信部３６からセル状態監視結果が無線送信された場合は、ステップＳ７０へ進む。一方、セル状態監視結果が送信されない場合は、ステップＳ７０を実行せずにステップＳ８０へ進む。
【００５３】
ステップＳ７０において、マイコン３０は、電源監視装置からのセル状態監視結果を受信し、所定の受信処理を行う。たとえば、受信したセル状態監視結果を所定のメモリ領域に記録したり、ＣＡＮ通信により上位のインバータ装置２２０へ出力したりする。また、受信したセル状態監視結果に基づいて所定の演算処理を行い、その結果に基づいて前述したようなバランシングの指示を電池監視装置ＢＭ１〜ＢＭ６に対して行ってもよい。
【００５４】
ステップＳ８０において、マイコン３０は、タイマー１によるカウント時間が所定のタイムアウト時間Ｔ１を経過したか否かを判定する。タイマー１によるカウント時間がＴ１未満であればステップＳ６０へ戻り、Ｔ１以上であればステップＳ９０へ進む。
【００５５】
ステップＳ９０において、マイコン３０は、電池モジュール９に対する監視を継続するか否かを判定する。電池監視装置ＢＭ１〜ＢＭ６から所定のセル状態監視結果がまだ得られていない場合は、監視を継続すると判定してステップＳ２０へ戻る。この場合、前述のステップＳ２０〜Ｓ８０の処理が繰り返されることにより、タイムアウト時間Ｔ１を送信周期としてマイコン３０から電池監視装置ＢＭ１〜ＢＭ６へ無線信号が送信される。一方、所定のセル状態監視結果を全て得られた場合は、監視を継続しないと判定してステップＳ１００へ進む。なお、この送信周期としてのタイムアウト時間Ｔ１は、後述する図５のステップＳ２５０の判定で用いられるタイムアウト時間Ｔ２よりも短く設定することが好ましい。これにより、監視用電源回路３４から電池監視回路３５と送信部３６への電源供給が停止される前に無線信号を送信し、対応する電池セルの監視を継続することができる。
【００５６】
ステップＳ１００において、マイコン３０は所定の終了処理を行う。たとえば、ステップＳ７０の受信処理で得られた演算処理結果を所定のメモリ領域に記録したり、ＣＡＮ通信により上位のインバータ装置２２０へ出力したりする。なお、必要がなければステップＳ１００の終了処理を省略してもよい。
【００５７】
ステップＳ１００を実行したら、マイコン３０は図４のフローチャートに示す処理を終了する。
【００５８】
図５は、受信部３１、受信用電源回路３２、デコード回路３３および監視用電源回路３４が実行する処理の手順を示すフローチャートである。受信部３１は、図４のステップＳ２０においてマイコン３０からの無線電力が供給されると、図５のフローチャートに示す処理を開始する。
【００５９】
ステップＳ１１０において、受信部３１は、マイコン３０から供給された無線電力を受信する。ここでは、マイコン３０から送信される無線信号を受信することにより、その無線信号による無線電力を受信用電源回路３２へ出力する。この無線電力を受けることで、受信用電源回路３２の動作が開始される。
【００６０】
ステップＳ１２０において、受信用電源回路３２は、ステップＳ１１０で受信部３１から受けた無線電力に基づいて、デコード回路３３に電源を供給する。
【００６１】
ステップＳ１３０において、受信用電源回路３２は、ステップＳ１１０で受信部３１から受けた無線電力が所定の閾値を超えたか否かを判定する。閾値を超えていなければステップＳ１１０へ戻り、超えたらステップＳ１４０へ進む。
【００６２】
ステップＳ１４０において、受信用電源回路３２は、デコード回路３３にリセット信号を出力する。ステップＳ１２０で受信用電源回路３２から電源を供給され、さらにステップＳ１４０で受信用電源回路３２からリセット信号を受けることで、デコード回路３３の動作が開始される。
【００６３】
ステップＳ１５０において、デコード回路３３は、図４のステップＳ３０においてマイコン３０から送信される認証データ、すなわち前述のＩＤ情報とコマンド情報を含む無線信号を受信部３１を介して受信する。ここでは、受信部３１から出力される復調信号として認証データを受信することができる。
【００６４】
ステップＳ１６０において、デコード回路３３は、ステップＳ１５０で受信した認証データに基づいて認証処理を行う。この認証処理は、各電池監視装置ＢＭ１〜ＢＭ６に対して予め個別に設定されたＩＤを用いて行われる。具体的には、受信部３１から認証データとして出力された復調信号に含まれるＩＤ情報と、認証処理を実行する当該デコード回路３３が搭載されている電池監視装置に対して設定されている、当該デコード回路３３に固有のＩＤとを比較することで、ステップＳ１６０の認証処理を行う。なお、前述のようにＩＤ情報を鍵生成シードとしてマイコン３０からの無線信号が暗号化されている場合は、当該デコード回路３３に固有のＩＤを用いて暗号化された復調信号の解読を試みることで、ステップＳ１６０の認証処理を行うことができる。
【００６５】
ステップＳ１７０において、デコード回路３３は、ステップＳ１６０の認証処理による認証結果がＯＫであるか否かを判定する。復調信号に含まれるＩＤ情報が当該デコード回路３３に固有のＩＤと一致した場合や、当該デコード回路３３に固有のＩＤを用いて暗号化された復調信号を解読できた場合は、認証結果がＯＫであると判定してステップＳ１８０へ進む。一方、復調信号に含まれるＩＤ情報が当該デコード回路３３に固有のＩＤと一致しなかった場合や、当該デコード回路３３に固有のＩＤを用いて暗号化された復調信号を解読できなかった場合は、認証結果がＯＫではないと判定してステップＳ１１０へ戻る。
【００６６】
ステップＳ１８０において、デコード回路３３は、監視用電源回路３４へ起動信号を出力し、監視用電源回路３４を起動させる。この起動信号を受けることで、監視用電源回路３４の動作が開始される。
【００６７】
ステップＳ１９０において、監視用電源回路３４は、電池監視回路３５と送信部３６に対して電源を供給する。
【００６８】
ステップＳ２００において、監視用電源回路３４は、内部に保有するタイマー２を初期化し、タイマー２によるカウントを開始する。
【００６９】
ステップＳ２１０において、デコード回路３３は、ステップＳ１５０で認証データとして受信部３１から出力された復調信号に基づいて、電池監視回路３５へコマンドを出力する。すなわち、復調信号に含まれるコマンド情報によって指定された監視動作の内容に応じたコマンドを電池監視回路３５へ出力する。
【００７０】
ステップＳ２２０において、デコード回路３３は、マイコン３０から再び認証データが送信されたか否かを判定する。再び認証データが送信された場合はステップＳ２３０へ進み、送信されない場合はステップＳ２５０へ進む。
【００７１】
ステップＳ２３０において、デコード回路３３は、マイコン３０から再び送信された認証データに基づいて、ステップＳ１６０と同様の認証処理を行う。
【００７２】
ステップＳ２４０において、デコード回路３３は、前述のステップＳ１７０と同様にして、ステップＳ２４０の認証処理による認証結果がＯＫであるか否かを判定する。認証結果がＯＫである場合はステップＳ１８０へ戻る。この場合、デコード回路３３から監視用電源回路３４へ再び起動信号が出力され、監視用電源回路３４の動作が継続される。一方、認証結果がＯＫでない場合は、ステップＳ２５０へ進む。
【００７３】
ステップＳ２５０において、監視用電源回路３４は、タイマー２によるカウント時間が所定のタイムアウト時間Ｔ２を経過したか否かを判定する。タイマー２によるカウント時間がＴ２未満であればステップＳ２２０へ戻り、Ｔ２以上であればステップＳ２６０へ進む。
【００７４】
ステップＳ２６０において、監視用電源回路３４は、電池監視回路３５に対して電源停止予告を行う。この電源停止予告を受けた電池監視回路３５は、後述する図６のステップＳ３６０において所定の終了処理を実行する。
【００７５】
ステップＳ２７０において、監視用電源回路３４は、電池監視回路３５と送信部３６に対する電源供給を停止する。すなわち、ステップＳ１８０で起動されてから前述のタイムアウト時間Ｔ２を経過するまでの間に、ステップＳ２４０が肯定判定されることで再びステップＳ１８０が実行されてデコード回路３３から監視用電源回路３４へ起動信号が出力されない場合、監視用電源回路３４はステップＳ２７０を実行することにより、電池監視回路３５と送信部３６への電源供給を停止する。
【００７６】
ステップＳ２７０を実行したら、監視用電源回路３４は図５のフローチャートに示す処理を終了する。
【００７７】
図６は、電池監視回路３５が実行する処理の手順を示すフローチャートである。電池監視回路３５は、図５のステップＳ１８０においてデコード回路３３から出力される起動信号を受けると、図６のフローチャートに示す処理を開始する。
【００７８】
ステップＳ３１０において、電池監視回路３５は、図５のステップＳ１９０で監視用電源回路３４から電源供給が開始されると、それに応じて所定の起動処理を行う。
【００７９】
ステップＳ３２０において、電池監視回路３５は、図５のステップＳ２１０でデコード回路３３から出力されるコマンドを入力する。
【００８０】
ステップＳ３３０において、電池監視回路３５は、ステップＳ３２０で入力したコマンドに応じたセル状態監視処理を行う。ここでは、接続されている電池セルＢＣ１〜ＢＣ４（電池監視装置ＢＭ１の場合）に対して、前述のような様々な監視動作のうちコマンドで指定された動作を行うことにより、セル状態監視処理を行う。
【００８１】
ステップＳ３４０において、電池監視回路３５は、ステップＳ３３０で行ったセル状態監視処理の結果をセル状態監視結果として送信部３６へ出力する。これにより、セル状態監視結果が送信部３６からマイコン３０へ無線送信される。
【００８２】
ステップＳ３５０において、電池監視回路３５は、監視用電源回路３４から電源停止予告を受けたか否かを判定する。監視用電源回路３４が図５のステップＳ２６０の処理を実行することで行った電源停止予告を受けた場合はステップＳ３６０へ進み、そうでない場合はステップＳ３２０へ戻る。
【００８３】
ステップＳ３６０において、電池監視回路３５は所定の終了処理を行う。
【００８４】
ステップＳ３６０を実行したら、電池監視回路３５は図６のフローチャートに示す処理を終了する。
【００８５】
図７は、以上説明した処理が実行されたときの電池監視装置ＢＭ１のタイミングチャートを示す図である。なお、説明は省略するが、他の電池監視装置ＢＭ２〜ＢＭ６の電池監視回路３５に関してもこれと同様である。
【００８６】
図５のステップＳ１１０でマイコン３０から送信される無線信号を受信部３１により受信すると、受信部３１から無線電力が出力され、これに応じて、受信用電源回路３２からデコード回路３３への電源供給が行われる（符号７０）。この無線電力が所定の閾値を超えると、受信用電源回路３２からデコード回路３３へリセット信号が出力され、これに応じて、デコード回路３３の動作が開始される（符号７１）。
【００８７】
デコード回路３３において行われた認証処理の結果がＯＫである場合、デコード回路３３から監視用電源回路３４へ起動信号が出力される（符号７２）。この起動信号出力に応じて監視用電源回路３４の動作が開始され、電池監視回路３５と送信部３６への電源供給が開始される（符号７３）。
【００８８】
デコード回路３３からコマンドが出力されると、これに応じて、電池監視回路３５においてコマンドに応じたセル状態監視処理が行われ、その結果が電池監視回路３５から送信部３６へ出力される（符号７４）。これにより、電池監視装置ＢＭ１からマイコン３０へセル状態監視結果が無線通信により返信される。
【００８９】
その後、符号７５に示す受信周期でマイコン３０から送信される無線信号を受信部３１により再び受信すると、同様の動作が繰り返される。このとき、監視用電源回路３４の出力期間以内でデコード回路３３から監視用電源回路３４へ起動信号が再出力されることで、監視用電源回路３４の動作が停止されることなく、電池監視回路３５と送信部３６への電源供給が継続して行われる（符号７６）。なお、符号７７に示す監視用電源回路３４の出力期間は、前述のタイムアウト時間Ｔ２によって定められる。これは、マイコン３０からの無線信号の受信周期、すなわち前述のタイムアウト時間Ｔ１よりも長い。
【００９０】
以上説明した本発明の第１の実施の形態によれば、以下の作用効果を奏する。
【００９１】
（１）電池監視装置ＢＭ１〜ＢＭ６は、受信部３１、受信用電源回路３２、デコード回路３３、監視用電源回路３４、電池監視回路３５および送信部３６をそれぞれ備える。受信部３１は、上位コントローラであるマイコン３０より送信される無線信号を受信し、その無線信号による電力とその無線信号に基づく復調信号とを、受信用電源回路３２とデコード回路３３へそれぞれ出力する。受信用電源回路３２は、受信部３１から出力される電力に基づいてデコード回路３３への電源供給を行う。デコード回路３３は、受信用電源回路３２からの電源供給を受けて動作し、受信部３１から出力される復調信号に基づいて認証を行い、その認証の結果に応じて、起動信号と復調信号に基づくコマンドとを、監視用電源回路３４と電池監視回路３５へそれぞれ出力する。監視用電源回路３４は、デコード回路３３から出力される起動信号に応じて起動し、対応する各電池セルの電力に基づいて電池監視回路３５と送信部３６への電源供給を行う。電池監視回路３５は、監視用電源回路３４からの電源供給を受けて動作し、デコード回路３３から出力されるコマンドに応じて対応する各電池セルの状態の監視結果を送信部３６へ出力する。送信部３６は、監視用電源回路３４からの電源供給を受けて動作し、電池監視回路３５から出力された監視結果をマイコン３０へ無線送信する。このようにしたので、マイコン３０からの無線信号以外の意図しない電波を受信した場合に電池監視装置ＢＭ１〜ＢＭ６が誤って起動されるのを防止することができ、電池セルの意図しない放電によるセル電圧のばらつきを抑制できる。そのため、消費電力を低減すると共に、信頼性の向上を図ることができる。
【００９２】
（２）監視用電源回路３４は、起動してから所定のタイムアウト時間Ｔ２を経過するまでの間にデコード回路３３から起動信号が再び出力されない場合、電池監視回路３５および送信部３６への電源供給を停止する。このようにしたので、必要な監視動作が終了したら監視用電源回路３４からの電源供給を自動的に停止し、無駄な電力が消費されるのを避けることができる。
【００９３】
（３）マイコン３０は、上記タイムアウト時間Ｔ２よりも短い周期Ｔ１で無線信号を送信することができる。このようにすれば、監視用電源回路３４からの電源供給が停止される前に無線信号を送信し、電池監視装置ＢＭ１〜ＢＭ６において必要な監視動作を継続させることができる。
【００９４】
−第２の実施の形態−
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図８は、本発明の第２の実施形態による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８に示す駆動システムは、図１に示した第１の実施形態による駆動システムと比較して、電池監視装置ＢＭ１〜ＢＭ３と電池監視装置ＢＭ４〜ＢＭ６とがそれぞれ互いにデイジーチェーン接続されている点が異なっている。本実施形態において、マイコン３０は、これらのデイジーチェーン接続された各電池監視装置ＢＭ１〜ＢＭ３またはＢＭ４〜ＢＭ６に対して、個別にではなくまとめて無線通信を行う。
【００９５】
なお、本実施形態においても第１の実施の形態と同様に、各セルグループは直接接続された４個の電池セルで構成されているものとして説明するが、各セルグループに含まれる電池セルの数はこれに限定されるものではない。
【００９６】
図９は、本発明の第２の実施形態による電池監視装置ＢＭ１、ＢＭ２およびＢＭ３の構成を示すブロック図である。なお、説明は省略するが、もう一方の電池監視装置ＢＭ４〜ＢＭ６に関しても同様の構成となっている。
【００９７】
本実施形態において、受信部３１、受信用電源回路３２およびデコード回路３３は、デイジーチェーン接続された電池監視装置ＢＭ１〜ＢＭ３のうち、電池セルＢＣ１〜ＢＣ４によって構成される最上位の電池セルグループに接続されている電池監視装置ＢＭ１のみに設けられており、それより下位の電池セルグループにそれぞれ接続されている電池監視装置ＢＭ２、ＢＭ３には設けられていない。また、送信部３６は、電池セルＢＣ９〜ＢＣ１２によって構成される最下位の電池セルグループに接続されている電池監視装置ＢＭ３のみに設けられており、それより上位の電池セルグループにそれぞれ接続されている電池監視装置ＢＭ１、ＢＭ２には設けられていない。一方、監視用電源回路３４および電池監視回路３５は、電池監視装置ＢＭ１〜ＢＭ３にそれぞれ設けられている。すなわち、電池セルＢＣ１〜ＢＣ４によって構成される電池セルグループと、電池セルＢＣ５〜ＢＣ８によって構成される電池セルグループと、電池セルＢＣ９〜ＢＣ１２によって構成される電池セルグループとは、その各々に対して、互いに異なる監視用電源回路３４および電池監視回路３５がそれぞれ接続されている。
【００９８】
マイコン３０からの無線信号が受信部３１により受信されて受信用電源回路３２から電源供給が行われると、デコード回路３３は認証処理を行う。このときデコード回路３３は、デイジーチェーン接続された電池監視装置ＢＭ１〜ＢＭ３を認証の対象として、受信した無線信号がこれらの電池監視装置のいずれかに対して送信されたものである否かを確認する。認証結果がＯＫである場合、デコード回路３３は、最上位の電池セルグループである電池セルＢＣ１〜ＢＣ４に接続されている電池監視装置ＢＭ１内の監視用電源回路３４と電池監視回路３５に対して、起動信号とコマンドをそれぞれ出力する。これにより、電池監視装置ＢＭ１において、監視用電源回路３４が起動して電池監視回路３５への電源供給を開始すると共に、電池監視回路３５がコマンドに応じた監視動作を電池セルＢＣ１〜ＢＣ４に対して行う。なお、コマンドが他の電池監視装置ＢＭ２またはＢＭ３に対応する電池セルＢＣ５〜ＢＣ１２を対象とするものであった場合、電池監視回路３５は監視動作を行わない。
【００９９】
電池監視装置ＢＭ１内の監視用電源回路３４と電池監視回路３５は、１つ下位の電池セルグループである電池セルＢＣ５〜ＢＣ８に接続されている電池監視装置ＢＭ２に対して、デコード回路３３からの起動信号とコマンドをそれぞれ出力する。また、電池監視装置ＢＭ１内の電池監視回路３５が電池セルＢＣ１〜ＢＣ４に対して監視動作を行った場合、そのセル状態監視結果も合わせて電池監視装置ＢＭ２へ出力する。
【０１００】
電池監視装置ＢＭ２において、監視用電源回路３４は、電池監視装置ＢＭ１の監視用電源回路３４から出力された起動信号に応じて起動し、電池監視回路３５への電源供給を開始する。また、電池監視回路３５は、電池監視装置ＢＭ１の電池監視回路３５から出力されたコマンドに応じた監視動作を電池セルＢＣ５〜ＢＣ８に対して行う。なお、コマンドが他の電池監視装置ＢＭ１またはＢＭ３に対応する電池セルＢＣ１〜ＢＣ４、ＢＣ９〜ＢＣ１２を対象とするものであった場合、電池監視回路３５は監視動作を行わない。
【０１０１】
電池監視装置ＢＭ２内の監視用電源回路３４と電池監視回路３５は、１つ下位の電池セルグループである電池セルＢＣ９〜ＢＣ１２に接続されている電池監視装置ＢＭ３に対して、電池監視装置ＢＭ１から受けた起動信号とコマンドをそれぞれ出力する。また、電池監視装置ＢＭ２内の電池監視回路３５が電池セルＢＣ５〜ＢＣ８に対して監視動作を行った場合や、電池監視装置ＢＭ１の電池監視回路３５から電池セルＢＣ１〜ＢＣ４のセル状態監視結果を受けた場合は、これらのセル状態監視結果も合わせて電池監視装置ＢＭ３へ出力する。
【０１０２】
電池監視装置ＢＭ３において、監視用電源回路３４は、電池監視装置ＢＭ２の監視用電源回路３４から出力された起動信号に応じて起動し、電池監視回路３５および送信部３６への電源供給を開始する。また、電池監視回路３５は、電池監視装置ＢＭ２の電池監視回路３５から出力されたコマンドに応じた監視動作を電池セルＢＣ９〜ＢＣ１２に対して行う。なお、コマンドが他の電池監視装置ＢＭ１またはＢＭ２に対応する電池セルＢＣ１〜ＢＣ８を対象とするものであった場合、電池監視回路３５は監視動作を行わない。
【０１０３】
電池監視装置ＢＭ３内の電池監視回路３５は、電池セルＢＣ９〜ＢＣ１２に対して監視動作を行った場合、そのセル状態監視結果を送信部３６へ出力する。また、電池監視装置ＢＭ２の電池監視回路３５から電池セルＢＣ１〜ＢＣ４または電池セルＢＣ５〜ＢＣ８のセル状態監視結果を受けた場合、これらのセル状態監視結果を送信部３６へ出力する。
【０１０４】
送信部３６は、電池監視装置ＢＭ３の電池監視回路３５から出力された電池セルＢＣ１〜ＢＣ１２のいずれかに対するセル状態監視結果をマイコン３０へ無線送信する。マイコン３０では、送信部３６から送信された無線信号を無線通信部ＲＦを介して受信することにより、電池セルＢＣ１〜ＢＣ１２に対する監視結果を電池監視装置ＢＭ１〜ＢＭ３から取得することができる。
【０１０５】
なお、本実施形態において、監視用電源回路３４と電池監視回路３５は同一ＩＣ上の回路として構成することが好ましい。このようにすれば、電池監視装置ＢＭ１〜ＢＭ３において共通であるこれらの部分を１つのＩＣで実現できるため、低コスト化や小型化を図ることができる。こうした構成を前述の第１の実施の形態に対して適用してもよい。
【０１０６】
なお、図９では３つの電池監視装置ＢＭ１〜ＢＭ３をデイジーチェーン接続した場合の構成例を示した。４つ以上の電池監視装置をデイジーチェーン接続する場合、図９において最上位の電池セルグループに対応する電池監視装置ＢＭ１と最下位の電池セルグループに対応する電池監視装置ＢＭ３の間に、中間位の電池セルグループに対応する電池監視装置ＢＭ２と同様の構成を有する電池監視装置を、その接続数に応じた個数だけ接続すればよい。また、２つの電池監視装置をデイジーチェーン接続する場合、図９において電池監視装置ＢＭ２を削除し、最上位の電池セルグループに対応する電池監視装置ＢＭ１と最下位の電池セルグループに対応する電池監視装置ＢＭ３を接続すればよい。
【０１０７】
以上説明した本発明の第２の実施の形態によれば、以下の作用効果を奏する。
【０１０８】
（４）電池セルＢＣ１〜ＢＣ４によって構成される最上位の電池セルグループに接続されている電池監視装置ＢＭ１内の監視用電源回路３４は、デコード回路３３から起動信号を受けると、その電池セルグループに接続されている電池監視回路３５へ電源供給を行うと共に、電池セルＢＣ５〜ＢＣ８によって構成される１つ下位の電池セルグループに接続されている電池監視装置ＢＭ２内の監視用電源回路３４へ起動信号を出力する。電池セルＢＣ５〜ＢＣ８によって構成される中間位の電池セルグループに接続されている電池監視装置ＢＭ２内の監視用電源回路３４は、１つ上位の電池セルグループに接続されている電池監視装置ＢＭ１内の監視用電源回路３４から起動信号を受けると、当該電池セルグループに接続されている電池監視回路３５へ電源供給を行うと共に、電池セルＢＣ９〜ＢＣ１２によって構成される１つ下位の電池セルグループに接続されている電池監視装置ＢＭ３内の監視用電源回路３４へ起動信号を出力する。電池セルグループＢＣ９〜ＢＣ１２によって構成される最下位の電池セルグループに接続されている電池監視装置ＢＭ３内の監視用電源回路３４は、１つ上位の電池セルグループに接続されている電池監視装置ＢＭ２内の監視用電源回路３４から起動信号を受けると、その電池セルグループに接続されている電池監視回路３５と送信部３６への電源供給を行う。このようにして、各電池監視装置をそれぞれデイジーチェーン接続し、各電池監視装置において電源供給が順次開始されるように電池監視システム１００を構成したので、電池監視システム１００において必要な構成部品の数を減らし、コストの低減化を図ることができる。
【０１０９】
（５）電池セルＢＣ１〜ＢＣ４によって構成される最上位の電池セルグループに接続されている電池監視装置ＢＭ１内の電池監視回路３５は、デコード回路３３からコマンドを受けると、そのコマンドとその電池セルグループの状態の監視結果とを、電池セルＢＣ５〜ＢＣ８によって構成される１つ下位の電池セルグループに接続されている電池監視装置ＢＭ２内の電池監視回路３５へと出力する。電池セルＢＣ５〜ＢＣ８によって構成される中間位の電池セルグループに接続されている電池監視装置ＢＭ２内の電池監視回路３５は、１つ上位の電池セルグループに接続されている電池監視装置ＢＭ１内の電池監視回路３５からコマンドを受けると、そのコマンドと上位の各電池セルグループの状態の監視結果と当該電池セルグループの状態の監視結果とを、電池セルグループＢＣ９〜ＢＣ１２によって構成される１つ下位の電池セルグループに接続されている電池監視装置ＢＭ３内の電池監視回路３５へと出力する。電池セルグループＢＣ９〜ＢＣ１２によって構成される最下位の電池セルグループに接続されている電池監視装置ＢＭ３内の電池監視回路３５は、１つ上位の電池セルグループに接続されている電池監視装置ＢＭ２内の電池監視回路３５からコマンドを受けると、上位の各電池セルグループの状態の監視結果とその電池セルグループの状態の監視結果とを、送信部３６へと出力する。このようにしたので、デイジーチェーン接続された各電池監視装置からセル状態監監視結果を順次出力し、まとめてマイコン３０へ返信することができる。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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】
2013051156.tif 000003
【図２】
2013051156.tif 000004
【図３】
2013051156.tif 000005
【図４】
2013051156.tif 000006
【図５】
2013051156.tif 000007
【図６】
2013051156.tif 000008
【図７】
2013051156.tif 000009
【図８】
2013051156.tif 000010
【図９】
2013051156.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成24年10月30日(2012.10.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つまたは直列接続された複数の電池セルによって構成される電池の状態を監視する電池監視装置であって、
上位コントローラより送信される無線信号を受信し、前記無線信号による電力と前記無線信号に基づく復調信号とを出力する受信部と、
前記受信部から出力される前記電力に基づいて電源供給を行う第１の電源回路と、
前記第１の電源回路からの電源供給を受けて動作し、前記受信部から出力される前記復調信号に基づいて認証を行い、前記認証の結果に応じて起動信号と前記復調信号に基づくコマンドとを出力するデコード回路と、
前記デコード回路から出力される前記起動信号に応じて起動し、前記電池の電力に基づいて電源供給を行う第２の電源回路と、
前記第２の電源回路からの電源供給を受けて動作し、前記デコード回路から出力される前記コマンドに応じて前記電池の状態の監視結果を出力する電池監視回路と、
前記第２の電源回路からの電源供給を受けて動作し、前記電池監視回路から出力された前記監視結果を前記上位コントローラへ無線送信する送信部とを備える電池監視装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電池監視装置において、
前記第２の電源回路は、起動してから所定のタイムアウト時間を経過するまでの間に前記デコード回路から前記起動信号が再び出力されない場合、前記電池監視回路および前記送信部への電源供給を停止する電池監視装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電池監視装置において、
前記上位コントローラは、前記タイムアウト時間よりも短い周期で前記無線信号を送信する電池監視装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電池監視装置において、
前記第２の電源回路と前記電池監視回路とをそれぞれ複数有し、
前記電池は、１つまたは直列接続された複数の電池セルによってそれぞれ構成される複数の電池セルグループが直列接続されて構成され、
前記複数の電池セルグループの各々には、互いに異なる前記第２の電源回路と前記電池監視回路がそれぞれ接続されており、
前記複数の電池セルグループのうち最上位の電池セルグループに接続されている第２の電源回路は、前記デコード回路から前記起動信号を受けると、前記最上位の電池セルグループに接続されている電池監視回路へ電源供給を行うと共に、前記起動信号を１つ下位の電池セルグループに接続されている第２の電源回路へと出力し、
前記複数の電池セルグループのうち中間位の電池セルグループに接続されている第２の電源回路は、１つ上位の電池セルグループに接続されている第２の電源回路から前記起動信号を受けると、当該電池セルグループに接続されている電池監視回路へ電源供給を行うと共に、前記起動信号を１つ下位の電池セルグループに接続されている第２の電源回路へと出力し、
前記複数の電池セルグループのうち最下位の電池セルグループに接続されている第２の電源回路は、１つ上位の電池セルグループに接続されている第２の電源回路から前記起動信号を受けると、前記最下位の電池セルグループに接続されている電池監視回路と前記送信部への電源供給を行う電池監視装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電池監視装置において、
前記最上位の電池セルグループに接続されている電池監視回路は、前記デコード回路から前記コマンドを受けると、前記コマンドと前記最上位の電池セルグループの状態の監視結果とを１つ下位の電池セルグループに接続されている電池監視回路へと出力し、
前記中間位の電池セルグループに接続されている電池監視回路は、１つ上位の電池セルグループに接続されている電池監視回路から前記コマンドを受けると、前記コマンドと上位の各電池セルグループの状態の監視結果と当該電池セルグループの状態の監視結果とを１つ下位の電池セルグループに接続されている電池監視回路へと出力し、
前記最下位の電池セルグループに接続されている電池監視回路は、１つ上位の電池セルグループに接続されている電池監視回路から前記コマンドを受けると、上位の各電池セルグループの状態の監視結果と前記最下位の電池セルグループの状態の監視結果とを前記送信部へと出力する電池監視装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電池監視装置と、
前記上位コントローラとを有する電池監視システム。
【請求項７】
請求項１に記載の電池監視装置において、
前記第１の電源回路は、前記受信部が前記無線信号を受信している間にのみ前記電源供給を行う電池監視装置。
【請求項８】
請求項１に記載の電池監視装置において、
前記デコード回路は、前記受信部が前記無線信号を受信している間にのみ動作することで前記認証を行い、前記起動信号および前記コマンドを出力する電池監視装置。
【請求項９】
請求項１に記載の電池監視装置において、
前記第２の電源回路は、前記第１の電源回路から前記電源供給が行われていないときには起動しない電池監視装置。
【国際調査報告】
2013051156.tif 000012
2013051156.tif 000013
2013051156.tif 000014
2013051156.tif 000015