(57)【要約】【課題】絶縁素子を削減した蓄電装置を提供することを目的とする。【解決手段】複数のバッテリセルＢを直列に接続したバッテリモジュールＢＭを、さらに直列接続した組電池ＢＮと、バッテリモジュールＢＭのそれぞれに対応して設けられ、バッテリモジュールＢＭを構成する複数のバッテリセルＢを制御する複数のＩＣチップと、複数のＩＣチップを制御する制御ＩＣチップ１と、を有するセルコントローラ３において、ＩＣチップは、少なくとも１個のメインＩＣチップＭおよびサブＩＣチップＵからなり、メインＩＣチップＭと、サブＩＣチップＵは、直列に接続され、メインＩＣチップＭの少なくとも１個は、制御ＩＣチップ１と、１個の絶縁素子２を介して接続されることを特徴とする。【選択図】図１
2011050155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の蓄電池を直列に接続した蓄電モジュールを、さらに直列接続した組電池と、
前記蓄電モジュールのそれぞれに対応して設けられ、前記蓄電モジュールを構成する複数の蓄電池を制御する複数の下位制御装置と、
前記複数の下位制御装置を制御する上位制御装置と、
を有する蓄電装置において、
前記下位制御装置は、少なくとも１個のメイン下位制御装置およびサブ下位制御装置からなり、
前記メイン下位制御装置と、前記サブ下位制御装置は、直列に接続され、
直列接続の端部に位置する前記メイン下位制御装置は、前記上位制御装置と、１個の絶縁素子を介して接続される
ことを特徴とする蓄電装置。
【請求項２】
前記上位制御装置は、前記蓄電モジュールにおける蓄電池の電圧値を読み込む指示である電圧値読込指示を前記メイン下位制御装置および前記サブ下位制御装置へ送信し、
前記メイン下位制御装置および前記サブ下位制御装置は、それぞれ前記上位制御装置へ前記蓄電池の電圧値を返信する請求項１に記載の蓄電装置において、
前記サブ下位制御装置は、前記蓄電モジュールの数に対応して複数個設定され、
前記上位制御装置が、サブ下位制御装置へ送信する前記電圧値読込指示は、当該下位制御装置に対応している前記蓄電モジュールにおける蓄電池の数よりも少ない
ことを特徴とする蓄電装置。
【請求項３】
前記上位制御装置は、前記蓄電モジュールにおける蓄電池の電圧値を読み込む指示である電圧値読込指示を前記メイン下位制御装置および前記サブ下位制御装置へ送信し、
前記メイン下位制御装置および前記サブ下位制御装置は、それぞれ前記上位制御装置へ前記蓄電池の電圧値を返信する請求項１に記載の蓄電装置において、
前記上位制御装置は、前記メイン下位制御装置から得られる前記蓄電池の電圧値が、予め設定されている閾値内の場合、前記電圧値読込指示を前記メイン下位制御装置へ送信し、前記サブ下位制御装置には送信せず、
前記上位制御装置は、前記メイン下位制御装置から得られる前記蓄電池の電圧値が、予め設定されている閾値から外れる場合、前記電圧値読込指示を前記メイン下位制御装置および前記サブ下位制御装置の双方へ送信する
ことを特徴とする蓄電装置。
【請求項４】
前記上位制御装置は、
前記メイン下位制御装置と、前記サブ下位制御装置のそれぞれから取得した電圧値を基に、前記下位制御装置における障害の発生、前記蓄電池の故障、および前記下位制御装置と、前記蓄電池とを接続しているセンシングラインの断線を検知する
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、下位制御装置の障害を検知する蓄電装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
セルコントローラは、リチウムイオンバッテリセルなどのバッテリセルが複数接続されたバッテリモジュールの電圧監視および容量の均等化を行うＩＣ（Integrated Circuit）チップを備えている。
このＩＣチップの動作を制御する制御ＩＣチップには、図示しない電流センサや、温度センサが接続されており、セル電圧の監視と併せて、バッテリセルの温度や、電流も監視している。このとき、制御ＩＣチップは、車体ＧＮＤ（Ground）でない高圧側に存在することとなる。つまり、制御ＩＣチップの電位は、バッテリセルの電位と等位になってしまう。そうすると、制御ＩＣチップに接続されている温度センサや、電流センサも高圧側（バッテリセルの電位）となってしまい、温度センサや、電流センサを高圧電圧から保護することが必要となり、作業安全性の低下などが生じてしまう。
【０００３】
このような状況を避けるため、図８に示すようにＩＣチップと、制御ＩＣチップ１との間にフォトカプラなどの絶縁素子２を配し、制御ＩＣチップが高圧側となることを防ぐことが一般的に行われている。しかしながら、フォトカプラなどの絶縁素子２は高価であり、絶縁素子２の数の削減が必要となっている。
【０００４】
図８は、特許文献１および特許文献２に記載の多直列電池制御システムとしてのセルコントローラを示す模式図である。
このようなセルコントローラに関し、図８の模式図に示すような構成を有する多直列電池制御システムが開示されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
このようなセルコントローラ４ａでは、通常時にバッテリモジュールＢＭの電圧監視などを行う複数のメインＩＣチップＭａをデイジーチェーン方式で接続し、最上流のメインＩＣチップＭａと、制御ＩＣチップ１ａとは、絶縁素子２を介して接続されている。さらに、このメインＩＣチップＭａに異常が生じたとき、代わりにバッテリモジュールＢＭの電圧監視などを行う複数のサブＩＣチップＵａを、メインＩＣチップＭａとは別にデイジーチェーン方式で接続し、最上流のサブＩＣチップＵａと、制御ＩＣチップ１ａとを絶縁素子２を介して接続している。このような構成にすることにより、絶縁素子２を削減することを実現している。なお、図８において、絶縁素子２、各メインＩＣチップＭａ、各サブＩＣチップＵａおよび制御ＩＣチップ１ａを接続している２本の線は、それぞれ送信用および受信用の接続線を示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４０９２５８０号明細書
【特許文献２】特開２００５−３１８７５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１および特許文献２に開示されているセルコントローラでも２つの絶縁素子を使用しており、コスト削減の面では不十分である。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、絶縁素子を削減した蓄電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決する本発明のうち請求項１に記載の発明は、複数の蓄電池を直列に接続した蓄電モジュールを、さらに直列接続した組電池と、前記蓄電モジュールのそれぞれに対応して設けられ、前記蓄電モジュールを構成する複数の蓄電池を制御する複数の下位制御装置と、前記複数の下位制御装置を制御する上位制御装置と、を有する蓄電装置において、前記下位制御装置は、少なくとも１個のメイン下位制御装置およびサブ下位制御装置からなり、前記メイン下位制御装置と、前記サブ下位制御装置は、直列に接続され、直列接続の端部に位置する前記メイン下位制御装置は、前記上位制御装置と、１個の絶縁素子を介して接続されることを特徴とする。
【０００９】
請求項１に係る発明によれば、メイン下位制御装置およびサブ下位制御装置を有する蓄電装置において、通信ラインを１系統にすることができるため、上位制御装置および最も上流の下位制御装置との間に設置する絶縁素子を１つにすることができ、コストの削減が可能となる。
【００１０】
また、請求項２に係る発明は、前記上位制御装置は、前記蓄電モジュールにおける蓄電池の電圧値を読み込む指示である電圧値読込指示を前記メイン下位制御装置および前記サブ下位制御装置へ送信し、前記メイン下位制御装置および前記サブ下位制御装置は、それぞれ前記上位制御装置へ前記蓄電池の電圧値を返信する請求項１に記載の蓄電装置において、前記サブ下位制御装置は、前記蓄電モジュールの数に対応して複数個設定され、前記上位制御装置が、サブ下位制御装置へ送信する前記電圧値読込指示は、当該下位制御装置に対応している前記蓄電モジュールにおける蓄電池の数よりも少ないことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明によれば、メイン下位制御装置の異常発生時における通信時間を正常時と同等にすることができる。
【００１２】
そして、請求項３に係る発明は、前記上位制御装置は、前記蓄電モジュールにおける蓄電池の電圧値を読み込む指示である電圧値読込指示を前記メイン下位制御装置および前記サブ下位制御装置へ送信し、前記メイン下位制御装置および前記サブ下位制御装置は、それぞれ前記上位制御装置へ前記蓄電池の電圧値を返信する請求項１に記載の蓄電装置において、前記上位制御装置は、前記メイン下位制御装置から得られる前記蓄電池の電圧値が、予め設定されている閾値内の場合、前記電圧値読込指示を前記メイン下位制御装置へ送信し、前記サブ下位制御装置には送信せず、前記上位制御装置は、前記メイン下位制御装置から得られる前記蓄電池の電圧値が、予め設定されている閾値から外れる場合、前記電圧値読込指示を前記メイン下位制御装置および前記サブ下位制御装置の双方へ送信することを特徴とする。
【００１３】
請求項３に係る発明によれば、発生頻度が低いメイン下位制御装置の異常発生時にわずかな通信ラグが発生するものの、正常時では公知技術と同等の通信時間を得ることができる。
【００１４】
そして、請求項４に係る発明は、請求項２または請求項３に記載の蓄電装置において、
前記上位制御装置は、前記メイン下位制御装置と、前記サブ下位制御装置のそれぞれから取得した電圧値を基に、前記下位制御装置における障害の発生、前記蓄電池の故障、および前記下位制御装置と、前記蓄電池とを接続しているセンシングラインの断線を検知することを特徴とする。
【００１５】
請求項４に係る発明によれば、取得した電圧値を基に、下位制御装置の障害発生や、センシングラインの断線や、蓄電池の障害発生を検知することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、絶縁素子を削減した蓄電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態に係るセルコントローラの接続図の例である。
【図２】第１実施形態に係るセルコントローラの模式図である。
【図３】第１実施形態に係る制御ＩＣチップの構成例を示すブロック図である。
【図４Ａ】第１実施形態に係るセルコントローラ制御処理の流れを示すフローチャートである（その１）。
【図４Ｂ】第１実施形態に係るセルコントローラ制御処理の流れを示すフローチャートである（その２）。
【図５】第１実施形態に係るフェイルセーフ処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】第２実施形態に係るセルコントローラ制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】第２実施形態に係るフェイルセーフ処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】従来におけるセルコントローラの接続図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明を実施するための最良の形態（「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
《第１実施形態》
まず、図１〜図５を参照し、本発明の第１実施形態について説明する。なお、メインＩＣチップＭ、サブＩＣチップＵ、バッテリモジュールＢＭは、１個以上であれば、何個でもよいが、本実施形態ではそれぞれ３個であるものとして説明する。
【００２０】
［構成図］
図１は、本実施形態に係るセルコントローラの接続図の例である。
セルコントローラ４は、上位制御装置としての制御ＩＣチップ１と、メイン下位制御装置としてのメインＩＣチップＭ（Ｍ１〜Ｍ３）と、サブ下位制御装置としてのサブＩＣチップＵ（Ｕ１〜Ｕ３）と、バッテリモジュールＢＭ（ＢＭ１〜ＢＭ３）と、絶縁素子２とを有する。なお、図１に示すように制御ＩＣチップ１に近い方を上流、制御ＩＣチップ１から遠い方を下流とする。
バッテリモジュール（蓄電モジュール）ＢＭは、複数のバッテリセル（蓄電池）Ｂが直列に接続されたモジュールとなっている。また、バッテリモジュールＢＭ同士も直列に接続された構成となっている。そして、バッテリモジュールＢＭは、互いに直列に接続して組電池ＢＮを形成している。バッテリモジュールＢＭ内のバッテリセルＢは、１個以上であればよいが８個が一般的である。本実施形態では、８個とする。
各々のバッテリモジュールＢＭを構成しているバッテリセルＢに関して、図面上から順に第１バッテリセルＢ１、第２バッテリセルＢ２、・・・、第７バッテリセルＢ７、第８バッテリセルＢ８と称することとし、各バッテリセルの電圧値をセル電圧値とする。そして、それぞれの電圧値を第１セル電圧値、第２セル電圧値、・・・、第７セル電圧値、第８セル電圧値と称する。
【００２１】
１個のバッテリモジュールＢＭを構成している各バッテリセルＢは、１つのメインＩＣチップＭおよび１つのサブＩＣチップＵと電気的に接続している。本実施形態では、バッテリモジュールＢＭ１のバッテリセルＢ１〜Ｂ８はメインＩＣチップＭ１およびサブＩＣチップＵ１と接続しており、バッテリモジュールＢＭ２のバッテリセルＢ１〜Ｂ８はメインＩＣチップＭ２およびサブＩＣチップＵ２と接続しており、バッテリモジュールＢＭ３のバッテリセルＢ１〜Ｂ８はメインＩＣチップＭ３およびサブＩＣチップＵ３と接続している。
なお、本実施形態では、メインＩＣチップＭと、サブＩＣチップＵとをまとめてＩＣチップ（下位制御装置）と称することとする。
【００２２】
各ＩＣチップは、デイジーチェーン方式（直列）で接続されている。接続順は、フォトカプラなどの絶縁素子２を介して、最上流のメインＩＣチップＭであるメインＩＣチップＭ１が制御ＩＣチップ１と接続し、メインＩＣチップＭ２がメインＩＣチップＭ１と接続する。そして、メインＩＣチップＭ３がメインＩＣチップＭ２と接続し、サブＩＣチップＵ３がメインＩＣチップＭ３と接続する。さらに、サブＩＣチップＵ３がサブＩＣチップＵ２と接続し、サブＩＣチップＵ１がサブＩＣチップＵ２と接続する。
また、制御ＩＣチップ１は、運転席などに設置されている表示装置３へ情報を出力することができる。
【００２３】
制御ＩＣチップ１は、各ＩＣチップにバッテリセルＢの電圧値を読み込む電圧値読込指示を送信し、応答として各バッテリセルＢのセル電圧値を受信する機能を有する。さらに、制御ＩＣチップ１は受信したセル電圧値を基にバッテリセルＢの監視を行う機能を有している。さらに、制御ＩＣチップ１は、メインＩＣチップＭとサブＩＣチップＵにおけるセル電圧値の差からＩＣチップの故障（障害発生）や、センシングライン（各バッテリセルＢから各ＩＣチップへの接続線）の断線などを検知し、表示装置３に検知した内容を表示させたり、バッテリセルＢの監視のためのセル電圧値の読込経路を変更したりする機能を有している。
なお、制御ＩＣチップ１に接続されている２本の接続線は、送信用および受信用の２系統である。
【００２４】
図２は、第１実施形態に係るセルコントローラの模式図である。
第１実施形態に係るセルコントローラ４は、制御ＩＣチップ１→絶縁素子２→メインＩＣチップＭ１→メインＩＣチップＭ２→メインＩＣチップＭ３→サブＩＣチップＵ３→サブＩＣチップＵ２→サブＩＣチップＵ１の順にデイジーチェーン方式（直列）で接続している。つまり、セルコントローラ４は複数のメインＩＣチップＭと、複数のサブＩＣチップＵとを有し、各メインＩＣチップＭは直列に接続しており、各サブＩＣチップＵも直列に接続している。そして、直列に接続しているメインＩＣチップＭの一方の端部は、直列に接続しているサブＩＣチップＵの一方の端部に接続している。また、直列に接続しているメインＩＣチップＭの他方の端部は、絶縁素子２を介して制御ＩＣチップ１と接続している。
このようにすることで、絶縁素子２の個数を１個とすることができ、コストの削減を可能としている。
【００２５】
図３は、第１実施形態に係る制御ＩＣチップの構成例を示すブロック図である。
制御ＩＣチップ１は、情報の処理を行う処理部１０、ワークエリアなどの記憶部２０、情報の送受信を行う通信部３０を有している。
処理部１０は、セル電圧値監視部１１、判定処理部１２、動作制御部１３、フェイルセーフ処理部１４を有している。
セル電圧値監視部１１は、各バッテリセルＢ（図１）へ電圧値読込指示を送信し、その応答として受信するバッテリセルＢの電圧値（セル電圧値）を読み込むことにより、各バッテリモジュールＢＭ（図１）の監視を行う機能を有する。
判定処理部１２は、各セル電圧値が規定値内であるか否かの判定を行う機能を有する。
動作制御部１３は、セルコントローラ４（図１）における通信経路を制御する機能を有する。
フェイルセーフ処理部１４は、障害の内容を判定し、この障害の内容を表示装置３に表示させたり、セル電圧値取得のための通信経路を変更するよう動作制御部１３に指示したりする機能を有する。
なお、処理部１０および各部１１〜１４は、予め制御ＩＣチップ１に記憶されているプログラムが必要に応じて適宜実行されることによって具現化する。
【００２６】
［フローチャート］
次に、図１、図３を参照しつつ、図４Ａ、図４Ｂに沿って本実施形態に係るセルコントローラ制御処理を説明する。
図４Ａおよび図４Ｂは、第１実施形態に係るセルコントローラ制御処理の流れを示すフローチャートである。
まず、制御ＩＣチップ１のセル電圧値監視部１１は各メインＩＣチップＭ（Ｍ１〜Ｍ３）に対し、第１セル電圧値読込指示を送信する（Ｓ１０１）。第１セル電圧値読込指示を受信した各メインＩＣチップＭ（Ｍ１〜Ｍ３）は、自身が監視している各バッテリモジュールＢＭから第１セル電圧値を取得すると、各メインＩＣチップＭ（Ｍ１〜Ｍ３）の図示しない記憶領域に一時保存する。
同様に、制御ＩＣチップ１のセル電圧値監視部１１は各メインＩＣチップＭに対し、第２セル電圧値読込指示〜第８セル電圧値読込指示を順次送信する（Ｓ１０２，Ｓ１０３）。第２セル電圧値読込指示〜第８セル電圧値読込指示を受信した各メインＩＣチップＭは、受信した順に第２セル電圧値〜第８セル電圧値を、自身が監視している各バッテリモジュールＢＭから取得すると（Ｓ１０４）、各メインＩＣチップＭの図示しない記憶領域に一時保存する。
【００２７】
第８セル電圧値を取得した各メインＩＣチップＭは第１セル電圧値〜第８セル電圧値を含む応答データを制御ＩＣチップ１へ送信する。このとき、応答データは下流のメインＩＣチップＭから上流のメインＩＣチップＭへ順次送られる。
つまり、図１を参照すると、メインＩＣチップＭ３は、バッテリモジュールＢＭ３から取得した第１セル電圧値〜第８セル電圧値を含む応答データ「ＭＤ３」を生成すると、上流のメインＩＣチップＭ２へ送信する。
メインＩＣチップＭ２は、バッテリモジュールＢＭ２から取得した第１セル電圧値〜第８セル電圧値を含む応答データ「ＭＤ２」を生成すると、受信した応答データ「ＭＤ３」に生成した「ＭＤ２」を付加して（「ＭＤ３＋ＭＤ２」）、さらに上流のメインＩＣチップＭ１へ送信する。
次に、メインＩＣチップＭ１は、バッテリモジュールＢＭ１から取得した第１セル電圧値〜第８セル電圧値を含む応答データ「ＭＤ１」を生成すると、受信した応答データ「ＭＤ３＋ＭＤ２」に生成した「ＭＤ１」を付加して（「ＭＤ３＋ＭＤ２＋ＭＤ１」）、制御ＩＣチップ１へ送信する。
【００２８】
制御ＩＣチップ１のセル電圧値監視部１１は、最上流のメインＩＣチップＭ１から応答データ（「ＭＤ３＋ＭＤ２＋ＭＤ１」）を受信することにより、すべてのセル電圧値を取得する（Ｓ１０４）。
ステップＳ１０４で取得したセル電圧値は各バッテリセルＢの監視に用いられる（バッテリセルの監視処理は図示せず）。
【００２９】
次に、制御ＩＣチップ１のセル電圧値監視部１１は、各メインＩＣチップＭおよび各サブＩＣチップＵに対し、第１セル電圧値読込指示を送信する（Ｓ１０５）。この第１セル電圧値読込指示には、受信したらすぐに応答データを制御ＩＣチップ１に戻すような指示が含まれている。
ステップＳ１０５で送信された第１セル電圧値読込指示を受信した各メインＩＣチップＭおよび各サブＩＣチップＵは下流から上流へ順に第１セル電圧値を含む応答データを送信する。すなわち、図１を参照すると、第１セル電圧値読込指示を受信した最下流のサブＩＣチップＵ１が、バッテリモジュールＢＭ１の第１セル電圧値を含む応答データ（「ＳＤ１（１）」と称する）を生成して、上流のサブＩＣチップＵ２に送信する。
応答データ「ＳＤ１（１）」を受信したサブＩＣチップＵ２は、バッテリモジュールＢＭ２の第１セル電圧値を含む応答データ（「ＳＤ２（１）」）を生成し、受信した「ＳＤ１（１）」を付加し（「ＳＤ１（１）＋ＳＤ２（１）」）、さらに上流のサブＩＣチップＵ３へ送信する。
【００３０】
この処理を、サブＩＣチップＵ３→メインＩＣチップＭ３→メインＩＣチップＭ２→メインＩＣチップＭ１と順に行うことによって、最終的に制御ＩＣチップ１は応答データ「ＳＤ１（１）＋ＳＤ２（１）＋ＳＤ３（１）＋ＭＤ３（１）＋ＭＤ２（１）＋ＭＤ１（１）」を取得し、各メインＩＣチップＭおよび各サブＩＣチップＵから第１セル電圧値を取得する（Ｓ１０６）。
このように、ＩＣチップの障害有無判定のためのセル電圧値を各ＩＣチップにおいて第１セル電圧値のみを取得するようにすることで、大幅に通信時間を増大させることなくＩＣチップの障害有無判定のためのセル電圧値を取得することができる。
【００３１】
そして、判定処理部１２が、同じバッテリモジュールＢＭを監視しているメインＩＣチップＭとサブＩＣチップＵとで、ステップＳ１０６で取得した第１セル電圧値の差分値を算出し、すべてのメインＩＣチップＭ−サブＩＣチップＵ間（メイン−サブ）で、この差分値が規定値内であるか否かを判定する（Ｓ１０７）。具体的には、判定処理部１２が、メインＩＣチップＭ１−サブＩＣチップＵ１における差分値、メインＩＣチップＭ２−サブＩＣチップＵ２における差分値、メインＩＣチップＭ３−サブＩＣチップＵ３における差分値のすべてが規定値内であるか否かを判定する。ここで、規定値内とは、例えば、２００ｍＶ以下であるか否かである。
【００３２】
ステップＳ１０７の結果、すべての差分値が規定値内ではない場合（Ｓ１０７→Ｎｏ）、すなわち、少なくとも１つの差分値が規定値外である場合、フェイルセーフ処理部１４は、図５を参照して後記するフェイルセーフ処理を行う（Ｓ１０８）。
ステップＳ１０７の結果、すべての差分値が規定値内である場合（Ｓ１０７→Ｙｅｓ）、セル電圧値監視部１１はステップＳ１０１〜Ｓ１０４と同様の処理を行い、第１セル電圧値〜第８セル電圧値をメインＩＣチップＭから取得する（Ｓ１０９〜Ｓ１１２）。
【００３３】
そして、セル電圧値監視部１１はステップＳ１０５と同様の処理を行って第２セル電圧値を、各メインＩＣチップＭおよび各サブＩＣチップＵから取得する（Ｓ１１３，１１４）。
そして、判定処理部１２が、同じバッテリモジュールＢＭを監視しているメインＩＣチップＭとサブＩＣチップＵとで、ステップＳ１１４で取得した第２セル電圧値の差分値を算出し、すべてのメインＩＣチップＭ−サブＩＣチップＵ間（メイン−サブ）で、この差分値が規定値内であるか否かを判定する（Ｓ１１５）。具体的には、判定処理部１２が、メインＩＣチップＭ１−サブＩＣチップＵ１における差分値、メインＩＣチップＭ２−サブＩＣチップＵ２における差分値、メインＩＣチップＭ３−サブＩＣチップＵ３における差分値のすべてが規定値内であるか否かを判定する。ここで、規定値内とは、例えば、２００ｍＶ以下であるか否かである。
【００３４】
ステップＳ１１５の結果、すべての差分値が規定値内ではない場合（Ｓ１１５→Ｎｏ）、すなわち、少なくとも１つの差分値が規定値外である場合、フェイルセーフ処理部１４は、図５を参照して後記するフェイルセーフ処理を行う（Ｓ１１６）。
ステップＳ１１５の結果、すべての差分値が規定値内である場合（Ｓ１１５→Ｙｅｓ）、
第３セル電圧値〜第８セル電圧値まで、同様の処理を繰り返し（図４ＢのＳ１１７〜Ｓ１２４）、ステップＳ１２３において、すべての差分値が規定値内である場合（Ｓ１２３→Ｙｅｓ）、セル電圧値監視部１１は図４ＡのステップＳ１０１へ処理を戻す。
【００３５】
（フェイルセーフ処理）
図５は、第１実施形態に係るフェイルセーフ処理（図４ＡのＳ１０８，Ｓ１１６，図４ＢのＳ１２４）の流れを示すフローチャートである。
まず、フェイルセーフ処理部１４は、図４ＡのステップＳ１０６や、ステップＳ１１４や、図４ＢのステップＳ１２２で読み込んだセル電圧値の内、すべてのメインＩＣチップＭが読み込んだ第ｋセル電圧値（メインセル電圧値）が規定値内であるか否かを判定する（Ｓ２０１）。なお、ここで、規定値内とは、例えば、３．０Ｖ以上、４．０Ｖ以下に収まっているか否かなどである。また、ｋは、図４Ａおよび図４Ｂにおいて、フェイルセーフ処理へ進んだときにおけるメインＩＣチップＭおよびサブＩＣチップＵから取得したセル電圧値の番号である。
【００３６】
ステップＳ２０１の結果、メインＩＣチップＭが読み込んだすべての第ｋセル電圧値（メインセル電圧値）が規定値内である場合（Ｓ２０１→Ｙｅｓ）、フェイルセーフ処理部１４は、ステップＳ１０６や、ステップＳ１１４や、ステップＳ１２２などで読み込んだセル電圧値の内、すべてのサブＩＣチップＵが読み込んだ第ｋセル電圧値（サブセル電圧値）が規定値内であるか否かを判定する（Ｓ２０２）。なお、ここで、規定値内とは、例えば、３．０Ｖ以上、４．０Ｖ以下に収まっているか否かである。
【００３７】
ステップＳ２０２の結果、サブＩＣチップＵが読み込んだすべての第ｋセル電圧値（サブセル電圧値）が規定値内ではない場合（Ｓ２０２→Ｎｏ）、すなわち、１つでも規定値から外れている第ｋセル電圧値が存在する場合、フェイルセーフ処理部１４はサブＩＣチップＵが故障していると判定し（Ｓ２０３）、その旨を表示装置３へ表示させた後、ステップＳ１０１へリターンする。なお、故障しているサブＩＣチップＵの特定は以下のように行われる。すなわち、制御ＩＣチップ１が取得した応答データには、各セル電圧値が取得された順番などで格納されている。フェイルセーフ処理部１４は、この応答データ中における何番目の電圧値が規定値外であるかを検出することで、故障しているサブＩＣチップＵを特定する。
【００３８】
ステップＳ２０２の結果、サブＩＣチップＵが読み込んだすべての第ｋセル電圧値（サブセル電圧値）が規定値内である場合（Ｓ２０２→Ｙｅｓ）、フェイルセーフ処理部１４は、ステップＳ１０６や、ステップＳ１１４や、ステップＳ１２２で取得した第ｋセル電圧値について、同じバッテリモジュールＢＭを監視しているメインＩＣチップＭと、サブＩＣチップＵとの間でセル電圧値の差分を算出し、この差分値（メイン−サブ差分値）のすべてが規定値内であるか否かを判定する（Ｓ２０４）。算出される差分値は、メインＩＣチップＭ１−サブＩＣチップＵ１、メインＩＣチップＭ２−サブＩＣチップＵ２、メインＩＣチップＭ３−サブＩＣチップＵ３における第ｋセル電圧値の差分値である。ここでの規定値内とは、例えば、２００ｍＶ以下であるか否かなどである。
【００３９】
ステップＳ２０４の結果、すべてのメイン−サブ差分値が規定値内である場合（Ｓ２０４→Ｙｅｓ）、フェイルセーフ処理部１４は、すべてのメインＩＣチップＭ、サブＩＣチップＵが正常であると判定し（Ｓ２０５）、ステップＳ１０１へリターンする。ここで、メインＩＣチップＭおよびサブＩＣチップＵ共に正常であるのに、ステップＳ２０１およびステップＳ２０２で「Ｎｏ」が選択されてしまった原因として、ノイズなどによるセル電圧値の揺れなどが考えられる。
ステップＳ２０４の結果、すべてのメイン−サブ差分値が規定値内ではない場合（Ｓ２０４→Ｎｏ）、つまり、少なくとも１つのメイン−サブ差分値が規定値外である場合、フェイルセーフ処理部１４は、組電池ＢＮの使用を停止し（Ｓ２０６）、その旨を表示装置３に表示させると、処理を終了する。
【００４０】
ステップＳ２０１の結果、すべてのメインＩＣチップＭが読み込んだ第ｋセル電圧値（メインセル電圧値）が規定値内ではない場合（Ｓ２０１→Ｎｏ）、すなわち、メインセル電圧値のうち、少なくとも１つが規定値外である場合、フェイルセーフ処理部１４は、ステップＳ１０６や、ステップＳ１１４や、ステップＳ１２２で取得したセル電圧値の内、すべてのサブＩＣチップＵが読み込んだセル電圧値（サブセル電圧値）が規定値内であるか否かを判定する（Ｓ２０７）。なお、ここで、規定値内とは、例えば、３．０Ｖ以上、４．０Ｖ以下に収まっているか否かなどである。
【００４１】
ステップＳ２０７の結果、すべてのサブＩＣチップＵが読み込んだセル電圧値（サブセル電圧値）が規定値内である場合（Ｓ２０７→Ｙｅｓ）、フェイルセーフ処理部１４はメインＩＣチップＭが故障しており、サブＩＣチップＵが正常と判定し、動作制御部１３がセル電圧監視の経路をサブＩＣチップ経路に切り替え（Ｓ２０８）、図４のステップＳ１０１へリターンする。なお、フェイルセーフ処理部１４は、前記したように応答データにおける電圧値の順番を基に、故障しているメインＩＣチップＭの特定を行う。
なお、これ以降、図４ＡのステップＳ１０１〜Ｓ１０４、ステップＳ１０９〜Ｓ１１２、図４ＢのステップＳ１１７〜Ｓ１２０の処理などは、障害が発生していると判定されたメインＩＣチップＭと対になっているサブＩＣチップＵからセル電圧値を取得する処理へと切り替えられる。
【００４２】
ステップＳ２０７の結果、すべてのサブＩＣチップＵが読み込んだ第ｋセル電圧値（サブセル電圧値）が規定値内ではない場合（Ｓ２０７→Ｎｏ）、すなわち、少なくとも１つの第ｋセル電圧値が規定値から外れている場合、フェイルセーフ処理部１４は、ステップＳ１０６や、ステップＳ１１４や、ステップＳ１２２で取得した第ｋセル電圧値について、同じバッテリモジュールＢＭを監視しているメインＩＣチップＭと、サブＩＣチップＵとの間でセル電圧値の差分を算出し、この差分値（メイン−サブ差分値）が規定値内であるか否かを判定する（Ｓ２０９）。ここでの規定値内とは、例えば、２００ｍＶ以下であるか否かなどである。
【００４３】
ステップＳ２０９の結果、すべてのメイン−サブ差分値が規定値内ではない場合（Ｓ２０９→Ｎｏ）、すなわち、少なくとも１つのメイン−サブ差分値が規定値から外れている場合、フェイルセーフ処理部１４は、センシングライン断線か、メインＩＣチップＭおよびサブＩＣチップＵの両ＩＣチップが故障していると判定し（Ｓ２１０）、その旨を表示装置３に表示させた後、組電池ＢＮの使用を停止して、処理を終了する。フェイルセーフ処理部１４は、応答データにおけるセル電圧値の順番から故障しているＩＣチップの特定を行う。
【００４４】
ステップＳ２０９の結果、すべてのメイン−サブ差分値が規定値内である場合（Ｓ２０９→Ｙｅｓ）、フェイルセーフ処理部１４はセンシングラインが断線していると判定し（Ｓ２１１）、その旨を表示装置３に表示させた後、組電池ＢＮの使用を停止して、処理を終了する。
【００４５】
第１実施形態によれば、すべてのメインＩＣチップＭおよびサブＩＣチップＵをデイジーチェーン方式で接続することにより、制御ＩＣチップ１と接続するＩＣチップを１個とすることができるので絶縁素子２も１個とすることができ、コストを削減することができる。
また、ＩＣチップの障害の有無の検知のためのセル電圧値を取得する際において、１個のバッテリセルＢからのセル電圧値のみを取得するようにすることで、通信時間が大幅に増大することなく、ＩＣチップの障害発生の有無をチェックすることができる。
【００４６】
《第２実施形態》
次に、図６および図７を参照して、本発明に係る第２実施形態を説明する。
なお、セルコントローラ４の接続図、制御ＩＣチップ１の構成図は図１〜図３に示すものと同様であるため説明を省略する。
【００４７】
［フローチャート］
次に、図１、図３を参照しつつ、図６に沿って本実施形態に係るセルコントローラ制御処理を説明する。
図６は、第２実施形態に係るセルコントローラ制御処理の流れを示すフローチャートである。
まず、制御ＩＣチップ１のセル電圧値監視部１１は各メインＩＣチップＭに対し、第１セル電圧値読込指示を送信する（Ｓ３０１）。第１セル電圧値読込指示を受信した各メインＩＣチップＭ（Ｍ１〜Ｍ３）は、自身が監視している各バッテリモジュールＢＭから第１セル電圧値を取得すると、図示しない記憶領域に一時保存する。
同様に、制御ＩＣチップ１のセル電圧値監視部１１は各メインＩＣチップＭに対し、第２セル電圧値読込指示〜第８セル電圧値読込指示を順次送信する（Ｓ３０２，Ｓ３０３）。第２セル電圧値読込指示〜第８セル電圧値読込指示を受信した各メインＩＣチップＭは、受信した順に第２セル電圧値〜第８セル電圧値を、自身が監視している各バッテリモジュールＢＭから取得すると、メインＩＣチップＭの図示しない記憶領域に一時保存する。
【００４８】
第８セル電圧値を取得した各メインＩＣチップＭは第１セル電圧値〜第８セル電圧値を含む応答データを制御ＩＣチップ１へ送信する。このとき、応答データは下流のメインＩＣチップＭから上流のメインＩＣチップＭへ順次送られる。
つまり、メインＩＣチップＭ３（図１）は、自身が監視するバッテリモジュールＢＭ３（図１）から取得した第１セル電圧値〜第８セル電圧値を含む応答データ「ＭＤ３」を生成すると、上流のメインＩＣチップＭ２（図１）へ送信する。
メインＩＣチップＭ２は、自身が監視するバッテリモジュールＢＭ２（図１）から取得した第１セル電圧値〜第８セル電圧値を含む応答データ「ＭＤ２」を生成すると、受信した応答データ「ＭＤ３」に生成した「ＭＤ２」を付加して（「ＭＤ３＋ＭＤ２」）、さらに上流のメインＩＣチップＭ１（図１）へ送信する。
次に、メインＩＣチップＭ１は、自身が監視するバッテリモジュールＢＭ１（図１）から取得した第１セル電圧値〜第８セル電圧値を含む応答データ「ＭＤ１」を生成すると、受信した応答データ「ＭＤ３＋ＭＤ２」に生成した「ＭＤ１」を付加して（「ＭＤ３＋ＭＤ２＋ＭＤ１」）、制御ＩＣチップ１へ送信する。
【００４９】
制御ＩＣチップ１のセル電圧値監視部１１は、最上流のメインＩＣチップＭ１から応答データ（「ＭＤ３＋ＭＤ２＋ＭＤ１」）を受信することにより、すべてのセル電圧値を取得する（Ｓ３０４）。
【００５０】
次に、判定処理部１２がステップＳ３０４で取得したすべてのセル電圧値が規定値（閾値）内であるか否かを判定する（Ｓ３０５）。ここで、規定値内とは、例えば、３．０Ｖ以上、４．０Ｖ以下に収まっているか否かである。
ステップＳ３０５の結果、すべてのセル電圧値が規定値内である場合（Ｓ３０５→Ｙｅｓ）、セル電圧値監視部１１は各メインＩＣチップＭに異常なしと判定し、ステップＳ３０１へ処理を戻す。
【００５１】
ステップＳ３０５の結果、すべてのセル電圧値が規定値内ではない場合（Ｓ３０５→Ｎｏ）、すなわち、１つでも規定値外であるセル電圧値が存在する場合、制御ＩＣチップ１のセル電圧値監視部１１は各メインＩＣチップＭおよび各サブＩＣチップＵに対し、第１セル電圧値読込指示を送信する（Ｓ３０６）。第１セル電圧値読込指示を受信した各メインＩＣチップＭおよび各サブＩＣチップＵは、自身が監視している各バッテリモジュールＢＭから第１セル電圧値を取得すると、図示しない記憶領域に一時保存する。
同様に、制御ＩＣチップ１のセル電圧値監視部１１は各メインＩＣチップＭおよび各サブＩＣチップＵに対し、第２セル電圧値読込指示〜第８セル電圧値読込指示を順次送信する（Ｓ３０７，Ｓ３０８）。第２セル電圧値読込指示〜第８セル電圧値読込指示を受信した各メインＩＣチップＭおよび各サブＩＣチップＵは、受信した順に第２セル電圧値〜第８セル電圧値を、自身が監視している各バッテリモジュールＢＭから取得すると、図示しない記憶領域に一時保存する。
【００５２】
第８セル電圧値を取得した各メインＩＣチップＭおよび各サブＩＣチップＵは第１セル電圧値〜第８セル電圧値を含む応答データを制御ＩＣチップ１へ送信する。このとき、応答データは下流のサブＩＣチップＵから上流のメインＩＣチップＭへ順次送られる。
すなわち、図１を参照すると、第１セル電圧値読込指示を受信した最下流のサブＩＣチップＵ１が、バッテリモジュールＢＭ１の第１セル電圧値〜第８セル電圧値を含む応答データ（「ＳＤ１」と称する）を生成して、上流のサブＩＣチップＵ２に送信する。
応答データ「ＳＤ１」を受信したサブＩＣチップＵ２は、バッテリモジュールＢＭ２の第１セル電圧値〜第８セル電圧値を含む応答データ（「ＳＤ２」）を生成し、受信した「ＳＤ１」を付加し（「ＳＤ１＋ＳＤ２」）、さらに上流のサブＩＣチップＵ３へ送信する。
【００５３】
この処理を、サブＩＣチップＵ３→メインＩＣチップＭ３→メインＩＣチップＭ２→メインＩＣチップＭ１と順に行うことによって、最終的に制御ＩＣチップ１は応答データ「ＳＤ１＋ＳＤ２＋ＳＤ３＋ＭＤ３＋ＭＤ２＋ＭＤ１」を取得し、各メインＩＣチップＭおよび各サブＩＣチップＵから第１セル電圧値〜第８セル電圧値を取得する（Ｓ３０９）。
次に、フェイルセーフ処理部１４は、ステップＳ３０９で取得したセル電圧値を用いて、図７を参照して後記するフェイルセーフ処理を行う（Ｓ３１０）。
【００５４】
（フェイルセーフ処理）
図７は、第１実施形態に係るフェイルセーフ処理（図６のＳ３１０）の流れを示すフローチャートである。
まず、フェイルセーフ処理部１４は、すべてのセル電圧値が規定値外であるメインＩＣチップＭがあるか否かを判定する（Ｓ４０１）。具体的には、フェイルセーフ処理部１４は第１セル電圧値〜第８セル電圧値までのすべてが規定値外であるメインＩＣチップＭがあるか否かを判定する。ここで、規定値内とは、例えば、３．０Ｖ以上、４．０Ｖ以下に収まっているか否かである。
【００５５】
ステップＳ４０１の結果、すべてのセル電圧値が規定値外であるメインＩＣチップＭがない場合（Ｓ４０１→Ｎｏ）、フェイルセーフ処理部１４は、ステップＳ３０９で読み込んだセル電圧値から、すべてのセル電圧値が規定値外であるサブＩＣチップＵがあるか否かを判定する（Ｓ４０２）。具体的には、前記したように、フェイルセーフ処理部１４は第１セル電圧値〜第８セル電圧値までのすべてが規定値外であるサブＩＣチップＵがあるか否かを判定する。ここで、規定値内とは、例えば、３．０Ｖ以上、４．０Ｖ以下に収まっているか否かである。
【００５６】
ステップＳ４０２の結果、すべてのセル電圧値が規定値外であるサブＩＣチップＵがある場合（Ｓ４０２→Ｙｅｓ）、フェイルセーフ処理部１４はサブＩＣチップＵが故障していると判定し（Ｓ４０３）、その旨を表示装置３へ表示させた後、図６のステップＳ３０１へリターンする。なお、故障しているサブＩＣチップＵの特定は以下のように行われる。すなわち、制御ＩＣチップ１が取得した応答データには、各セル電圧値が取得されたＩＣチップの順番で格納されている。フェイルセーフ処理部１４は、この応答データ中における何番目〜何番目の電圧値が規定値外であるかを検出することで、故障しているサブＩＣチップＵを特定する。
【００５７】
ステップＳ４０２の結果、すべてのセル電圧値が規定値外であるサブＩＣチップＵがない場合（Ｓ４０２→Ｎｏ）、フェイルセーフ処理部１４は、ステップＳ３０９で取得したセル電圧値について、同じバッテリモジュールＢＭを監視しているメインＩＣチップＭと、サブＩＣチップＵとの間でセル電圧値の差分を算出し、この差分値（メイン−サブ差分値）が規定値内であるか否かを判定する（Ｓ４０４）。算出される差分値は、メインＩＣチップＭ１−サブＩＣチップＵ１、メインＩＣチップＭ２−サブＩＣチップＵ２、メインＩＣチップＭ３−サブＩＣチップＵ３における第１セル電圧値〜第８セル電圧値の差分値である。ここでの規定値内とは、例えば、２００ｍＶ以下であるか否かなどである。
【００５８】
ステップＳ４０４の結果、すべてのメイン−サブ差分値が規定値内である場合（Ｓ４０４→Ｙｅｓ）、フェイルセーフ処理部１４は、すべてのメインＩＣチップＭ、サブＩＣチップＵが正常であると判定し（Ｓ４０５）、図６のステップＳ３０１へリターンする。ここで、メインＩＣチップＭおよびサブＩＣチップＵ共に正常であるのに、ステップＳ４０１およびステップＳ４０２で「Ｎｏ」が選択されてしまった原因として、ノイズなどによるセル電圧値の揺れなどが考えられる。
ステップＳ４０４の結果、すべてのメイン−サブ差分値が規定値内ではない場合（Ｓ４０４→Ｎｏ）、つまり、少なくとも１つのメイン−サブ差分値が規定値外である場合、フェイルセーフ処理部１４は、組電池ＢＮの使用を停止し（Ｓ４０６）、その旨を表示装置３に表示させると、処理を終了する。
【００５９】
ステップＳ４０１の結果、すべてのセル電圧値が規定値外であるメインＩＣチップＭがある場合（Ｓ４０１→Ｙｅｓ）、フェイルセーフ処理部１４は、ステップＳ３０９で取得したセル電圧値から、すべてのセル電圧値が規定値外であるサブＩＣチップＵがあるか否かを判定する（Ｓ４０７）。具体的には、前記したように、フェイルセーフ処理部１４は第１セル電圧値〜第８セル電圧値までのすべてが規定値外であるサブＩＣチップＵがあるか否かを判定する。ここで、規定値内とは、例えば、３．０Ｖ以上、４．０Ｖ以下に収まっているか否かである。
【００６０】
ステップＳ４０７の結果、すべてのセル電圧値が規定値外であるサブＩＣチップＵがない場合（Ｓ４０７→Ｎｏ）、フェイルセーフ処理部１４はメインＩＣチップＭが故障しており、サブＩＣチップＵが正常と判定し、動作制御部１３がセル電圧監視の経路をサブＩＣチップ経路に切り替え（Ｓ４０８）、図６のステップＳ３０１へリターンする。なお、フェイルセーフ処理部１４は、前記したように応答データにおける電圧値の順番を基に、故障しているメインＩＣチップＭの特定を行う。
なお、これ以降、図６のステップＳ３０１〜Ｓ３０４の処理は、障害が発生していると判定されたメインＩＣチップＭと対になっているサブＩＣチップＵからセル電圧値を取得する処理へとなる。
【００６１】
ステップＳ４０７の結果、すべてのセル電圧値が規定値外であるサブＩＣチップＵがある場合（Ｓ４０７→Ｙｅｓ）、フェイルセーフ処理部１４は、ステップＳ３０９で取得したセル電圧値について、同じバッテリモジュールＢＭを監視しているメインＩＣチップＭと、サブＩＣチップＵとの間でセル電圧値の差分を算出し、この差分値（メイン−サブ差分値）が規定値内であるか否かを判定する（Ｓ４０９）。ここでの規定値内とは、例えば、２００ｍＶ以下であるか否かなどである。
【００６２】
ステップＳ４０９の結果、すべてのメイン−サブ差分値が規定値内ではない場合（Ｓ４０９→Ｎｏ）、フェイルセーフ処理部１４は、センシングライン断線か、メインＩＣチップＭおよびサブＩＣチップＵの両ＩＣチップが故障していると判定し（Ｓ４１０）、その旨を表示装置３に表示させた後、組電池ＢＮの使用を停止して、処理を終了する。フェイルセーフ処理部１４は、応答データにおけるセル電圧値の順番から故障しているＩＣチップの特定を行う。
【００６３】
ステップＳ４０９の結果、すべてのメイン−サブ差分値が規定値内である場合（Ｓ４０９→Ｙｅｓ）、フェイルセーフ処理部１４はセンシングラインが断線していると判定し（Ｓ４１１）、その旨を表示装置３に表示させた後、組電池ＢＮの使用を停止して、処理を終了する。
【００６４】
第２実施形態によれば、ステップＳ３０５で「Ｎｏ」となった場合のみ、メインＩＣチップＭおよびサブＩＣチップＵからセル電圧値を取得する。ステップＳ３０５で「Ｎｏ」となる頻度は非常に低いため、実質的に通信時間の増大を防止することができる。
【００６５】
なお、メインＩＣチップＭ１〜Ｍ３と、サブＩＣチップＳ１〜Ｓ３の接続形態は、本実施形態に限らず、例えば、メインＩＣチップＭ１〜Ｍ３と、サブＩＣチップＳ１〜Ｓ３とが交互に直列接続されていてもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１      制御ＩＣチップ（上位制御装置）
２      絶縁素子
３      表示装置
４      セルコントローラ（蓄電装置）
１０    処理部
１１    セル電圧値監視部
１２    判定処理部
１３    動作制御部
１４    フェイルセーフ処理部
２０    記憶部
３０    通信部
Ｂ（Ｂ１〜Ｂ８）  バッテリセル（蓄電池）
ＢＭ（ＢＭ１〜ＢＭ３）  バッテリモジュール（蓄電モジュール）
ＢＮ    組電池
Ｍ（Ｍ１〜Ｍ３）  メインＩＣチップ（下位制御装置、メイン下位制御装置）
Ｕ（Ｕ１〜Ｕ３）  サブＩＣチップ（下位制御装置、サブ下位制御装置）
【図１】
2011050155.tif 000003
【図２】
2011050155.tif 000004
【図３】
2011050155.tif 000005
【図４Ａ】
2011050155.tif 000006
【図４Ｂ】
2011050155.tif 000007
【図５】
2011050155.tif 000008
【図６】
2011050155.tif 000009
【図７】
2011050155.tif 000010
【図８】
2011050155.tif 000011