(57)【要約】【課題】複数の電池セルＣ１１〜Ｃｎｍの電圧の検出データを制御装置３０に都度送信する場合には、データ量が多くなり、また、送信時間が長期化すること。【解決手段】制御装置３０から監視ユニットＵｉに電圧検出指令が送信されると、監視ユニットＵｉでは、電池セルＣｉ１〜Ｃｉｍの電圧を検出し、この電圧値が許容範囲内にあるか否かを判断する。この判断結果は、制御装置３０に送信される。制御装置３０では、許容範囲内にない旨の通知を受けた場合、まず組電池１０の充放電電流を制限し、その後、監視ユニットＵｉに電圧値データを送信させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セルの直列接続体である組電池を備える高電圧システム内に備えられて且つ、該組電池の状態を監視する高電圧側監視手段と、該高電圧システムから絶縁された低電圧システム内に備えられて且つ、前記高電圧側監視手段との通信によって前記組電池の状態を監視する低電圧側監視手段とを備える組電池の状態監視装置において、
前記高電圧側監視手段は、
前記組電池を構成する１または隣接する複数個の電池セルである単位電池のそれぞれの電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段によって検出される電圧が予め定められた範囲内にあるか否かを判断する判断手段と、
前記単位電池の電圧が予め定められた範囲内にない場合に、その旨を前記低電圧側監視手段に通知する通知手段と、
を備え、
前記低電圧側監視手段は、前記予め定められた範囲内にない旨が通知されることに基づき、前記電圧検出手段による前記単位電池の電圧の検出値を取得することを特徴とする組電池の状態監視装置。
【請求項２】
前記組電池を流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電圧検出手段による電圧の検出タイミングと前記電流検出手段による電流の検出タイミングとを同期させる同期手段とを更に備え、
前記判断手段は、前記同期手段によって電流の検出タイミングに同期して検出された電圧に基づき前記判断を行うものであることを特徴とする請求項１記載の組電池の状態監視装置。
【請求項３】
前記低電圧側監視手段は、前記取得される電圧の検出値と、該検出に同期して検出された電流値とに基づき、前記単位電池の状態を解析する解析手段を備えることを特徴とする請求項２記載の組電池の状態監視装置。
【請求項４】
前記組電池の温度を検出する温度検出手段を更に備え、
前記解析手段は、前記温度検出手段によって検出される温度に基づき、前記取得される電圧の検出値の検出当時における前記組電池の温度を前記解析に際して加味することを特徴とする請求項３記載の組電池の状態監視装置。
【請求項５】
前記低電圧側監視手段は、
前記通知手段によって前記予め定められた範囲内にない旨通知される場合、前記予め定められた範囲にない旨の判断に用いられた電圧と、該電圧の検出タイミング以前における電圧の検出値とを取得する取得手段と、
該取得された複数の検出タイミングにおける電圧の検出値を入力とし、検出された電圧の時間変化に基づき前記予め定められた範囲にない旨の判断の信頼性を評価する評価手段とを備える
ことを特徴とする請求項２記載の組電池の状態監視装置。
【請求項６】
前記低電圧側監視手段は、前記予め定められた範囲内にない旨が通知される場合、前記組電池に対する充放電電流を制限する制限手段を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の組電池の状態監視装置。
【請求項７】
前記低電圧側監視手段は、前記制限手段による制限がなされた後に、前記単位電池の電圧の検出値を取得することを特徴とする請求項６記載の組電池の状態監視装置。
【請求項８】
前記高電圧側監視手段は、前記単位電池の電圧の検出値を前記低電圧側監視手段に送信している期間において前記判断手段によって前記予め定められた範囲内にないと判断される場合、前記検出値の送信を中断し、前記通知手段により前記予め定められた範囲内にない旨を前記低電圧側監視手段に通知することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の組電池の状態監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池セルの直列接続体である組電池を備える高電圧システム内に備えられて且つ、該組電池の状態を監視する高電圧側監視手段と、該高電圧システムから絶縁された低電圧システム内に備えられて且つ、前記高電圧側監視手段との通信によって前記組電池の状態を監視する低電圧側監視手段とを備える組電池の状態監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば車載主機として電動機を搭載する車両等においては、これに電力を供給するための高電圧バッテリとして、複数個の電池セルの直列接続体である組電池を用いることが周知である。ただし、各電池セルの温度ばらつきや電池セル自身の個体差等により、各電池セルの残存容量がばらつき、各電池セルの電圧にばらつきが生じることがある。ここで、電池セルとしてリチウム電池を用いる場合、残存容量が過度に大きくなる（過充電）ことにより劣化が促進される。このため、電池セルの電圧を監視することが望まれる。
【０００３】
ところで、高電圧バッテリは、車載低電圧システムから絶縁された車載高電圧システムを構成するものであるため、組電池の状態を低電圧システムにおいて監視するためには、高電圧システムに搭載される電圧検出手段による検出結果を低電圧システムに送信する必要が生じる。しかし、高電圧バッテリを構成する電池セル数が多ければ多いほど、電池セルの電圧の検出結果を送信する際のデータ量が大きくなったり、送信に要する時間が長くなったりする。
【０００４】
そこで従来、例えば下記特許文献１に見られるように、電池電圧検出装置の起動時において、全電池セルの電圧の検出値を低電圧システムに送信した後、低電圧システム側で検出値の最大値および最小値に対応する電池セルを特定し、以後、これら一対の電池セルの電圧のみを低電圧システムに送信することも提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−４２９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ただし、上記特許文献１記載の技術では、高電圧バッテリを構成する電池セルのほとんどが起動時以外には電圧監視対象とならないため、高電圧バッテリの状態を十分に監視することができるとはいえず、監視の信頼性に問題を残すものとなっている。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、複数の電池セルの直列接続体である組電池を備える高電圧システム内に備えられる高電圧側監視手段からの信号に基づき、該高電圧システムから絶縁された低電圧システム内に備えられる低電圧側監視手段によって組電池の状態をより適切に監視することのできる組電池の状態監視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】
以下、上記課題を解決するための手段、およびその作用効果について記載する。
【０００９】
請求項１記載の発明は、複数の電池セルの直列接続体である組電池を備える高電圧システム内に備えられる高電圧側監視手段と、該高電圧システムから絶縁された低電圧システム内に備えられる低電圧側監視手段とを備える組電池の状態監視装置において、前記高電圧側監視手段は、前記組電池を構成する１または隣接する複数個の電池セルである単位電池のそれぞれの電圧を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段によって検出される電圧が予め定められた範囲内にあるか否かを判断する判断手段と、前記単位電池の電圧が予め定められた範囲内にない場合に、その旨を前記低電圧側監視手段に通知する通知手段と、を備え、前記低電圧側監視手段は、前記予め定められた範囲内にない旨が通知されることに基づき、前記電圧検出手段による前記単位電池の電圧の検出値を取得することを特徴とする。
【００１０】
上記発明では、高電圧側監視手段によって単位電池の電圧が予め定められた範囲内にあるか否かが判断され、範囲内にないと判断される場合にその旨が低電圧側監視手段に通知される。このため、高電圧側監視手段によって検出された電圧値を低電圧側監視手段に送信して低電圧側監視手段によってこの判断を行う場合と比較して、通信データ量を低減することができる。しかも、予め定められた範囲内にないと判断される場合、適宜のタイミングで電圧の検出値を取得することで、電圧の検出データの送信をこれによる支障がない時期に行うことなどができる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記組電池を流れる電流を検出する電流検出手段と、前記電圧検出手段による電圧の検出タイミングと前記電流検出手段による電流の検出タイミングとを同期させる同期手段とを更に備え、前記判断手段は、前記同期手段によって電流の検出タイミングに同期して検出された電圧に基づき前記判断を行うものであることを特徴とする。
【００１２】
単位電池の電圧は、その充電状態と、充放電電流と、内部抵抗とに依存する。このため、単位電池の電圧が予め定められた範囲から外れたとしても、その要因が充放電電流量が多いことにあるのか、内部抵抗の異常にあるのか等、電圧情報のみから要因を詳細に特定することはできない。この点、上記発明では、同期手段を備えることで、電圧の検出時における電流情報を利用することができ、ひいては単位電池の状態をより正確に特定することができる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記低電圧側監視手段は、前記取得される電圧の検出値と、該検出に同期して検出された電流値とに基づき、前記単位電池の状態を解析する解析手段を備えることを特徴とする。
【００１４】
単位電池の電圧は、その充電状態と、充放電電流と、内部抵抗とに依存する。このため、単位電池の電圧が予め定められた範囲から外れたとしても、その要因が充放電電流量が多いことにあるのか、内部抵抗の異常にあるのか等、電圧情報のみから要因を詳細に特定することはできない。この点、上記発明では、電圧の検出時における電流情報を利用することで、単位電池の状態を解析することができる。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記組電池の温度を検出する温度検出手段を更に備え、前記解析手段は、前記温度検出手段によって検出される温度に基づき、前記取得される電圧の検出値の検出当時における前記組電池の温度を前記解析に際して加味することを特徴とする。
【００１６】
単位電池の内部抵抗は、温度に依存する。上記発明では、この点に鑑み、単位電池の温度を更に加味することで、単位電池の解析をより精密に行うことができる。
【００１７】
請求項５記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記低電圧側監視手段は、前記通知手段によって前記予め定められた範囲内にない旨通知される場合、前記予め定められた範囲にない旨の判断に用いられた電圧と、該電圧の検出タイミング以前における電圧の検出値とを取得する取得手段と、該取得された複数の検出タイミングにおける電圧の検出値を入力とし、検出された電圧の時間変化に基づき前記予め定められた範囲にない旨の判断の信頼性を評価する評価手段とを備えることを特徴とする。
【００１８】
電圧の検出値が予め定めれられた範囲から外れるようになるまでの過程は、検出値が予め定められた範囲の境界に向けて変化する過程となると考えられる。これに対し、電圧の検出値が予め定められた範囲内にあるか否かの判断処理にノイズが混入することで範囲から外れる場合には、それ以前の過程が上記過程と同一とはならないと考えられる。このため、予め定められた範囲内にないと判断される時点の電圧値とそれ以前の電圧値との変化に基づき、上記範囲内にないと判断された要因を分類することが可能となると考えられる。そして、特に上記ノイズ等の可能性が高い場合には、判断結果の信頼性が低いと考えられる。上記発明では、この点に鑑み、判断の信頼性の評価を行う。
【００１９】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の発明において、前記低電圧側監視手段は、前記予め定められた範囲内にない旨が通知される場合、前記組電池に対する充放電電流を制限する制限手段を備えることを特徴とする。
【００２０】
上記発明では、制限手段によって、単位電池の電圧が上記範囲から外れる事態を解消することができる。
【００２１】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記低電圧側監視手段は、前記制限手段による制限がなされた後に、前記単位電池の電圧の検出値を取得することを特徴とする。
【００２２】
単位電池の電圧が予め定められた範囲から外れる場合、まず第１にすべきは、電圧を上記範囲内に収めることであると考えられる。上記発明では、この点に鑑み、制限手段による制限処理の後に電圧の検出値を取得する。
【００２３】
請求項８記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の発明において、前記高電圧側監視手段は、前記単位電池の電圧の検出値を前記低電圧側監視手段に送信している期間において前記判断手段によって前記予め定められた範囲内にないと判断される場合、前記検出値の送信を中断し、前記通知手段により前記予め定められた範囲内にない旨を前記低電圧側監視手段に通知することを特徴とする。
【００２４】
単位電池の電圧が予め定められた範囲から外れる場合、まず第１にすべきは、その旨を低電圧側監視手段に通知することであると考えられる。上記発明では、この点に鑑み、電圧の検出値の送信中に上記範囲から外れることが再度確認された場合には、その旨の通知を優先する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１の実施形態にかかるシステム構成図。
【図２】同実施形態にかかる制御装置における監視処理の手順を示す流れ図。
【図３】同実施形態にかかる監視ユニットにおける監視処理の手順を示す流れ図。
【図４】第２の実施形態にかかる制御装置における監視処理の手順を示す流れ図。
【図５】同実施形態にかかる監視ユニットにおける監視処理の手順を示す流れ図。
【図６】第３の実施形態にかかる制御装置における監視処理の手順を示す流れ図。
【図７】第４の実施形態にかかる制御装置における監視処理の手順を示す流れ図。
【図８】第５の実施形態にかかる電圧送信の中断処理の手順を示す流れ図。
【図９】同実施形態にかかる電圧データおよび過電圧フラグの送信手法を示すタイムチャート。
【図１０】第６の実施形態にかかる監視ユニットにおける監視処理の手順を示す流れ図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる組電池の状態監視装置をハイブリッド車に搭載される状態監視装置に適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２７】
図１に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。
【００２８】
図示される組電池１０は、車載低電圧システムから絶縁された車載高電圧システムを構成するものである。組電池１０は、車載主機としての回転電機に電力を供給するための２次電池である。詳しくは、組電池１０は、電池セルＣｉｊ（ｉ＝１〜ｎ、ｊ＝１〜ｍ）の直列接続体である。ここで、電池セルＣｉｊは、リチウムイオン２次電池である。
【００２９】
電池セルＣｉｊは、隣接する所定数（ｍ）個ずつでグループ化され、ブロックを構成している。そして、これら各ブロック（電池セルＣｉ１〜Ｃｉｍ）毎に、その状態を監視する監視ユニットＵｉが設けられている。
【００３０】
監視ユニットＵｉでは、マルチプレクサ１２によって電池セルＣｉ１〜Ｃｉｍの電圧のいずれを、アナログ信号をデジタルデータに変換するアナログデジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器１６）に出力するかが選択される。Ａ／Ｄ変換器１６によって変換されたデジタルデータは、過電圧判定部１８において、過電圧判定用の判定値データと大小比較される。ここで、過電圧判定用の判定値は、過度に大きい側の判定値と過度に小さい側の判定値との一対の判定値を有する。一方、制御部１４は、マルチプレクサ１２を操作したり、Ａ／Ｄ変換器１６によって変換されたデータを記憶部２０に記憶したりする処理を行う。制御部１４は、これらの処理を、通信部２２を介して、低電圧システムを構成する制御装置３０からの指令に基づき行う。
【００３１】
監視ユニットＵｉは、隣接するもの同士が互いに通信線ＣＬを介して接続されている。これは、低電圧システムを構成して且つ組電池１０の状態を監視する制御装置３０からの１の監視ユニットに出力された指令信号を全ての監視ユニットで共有するための構成である。すなわち、信号伝達の最上流の監視ユニット（ここでは、監視ユニットＵ１）に制御装置３０から指令信号を出力することで、隣接する監視ユニットに順次指令信号が伝達され、最下流の監視ユニット（ここでは、監視ユニットＵｎ）にいたる。
【００３２】
制御装置３０は、離散的な数値にて表現されるデータであるデジタルデータを演算処理対象とするものである。制御装置３０は、制御部３２を備え、制御部３２から最上流の監視ユニットＵ１に、過電圧判定処理を指令する信号等を送信する。また、制御装置３０は、制御部３２によって指令される適宜のタイミングで、組電池１０を流れる電流を検出する電流センサ４０の検出値をＡ／Ｄ変換器３４によってデジタルデータに変換する。また、制御装置３０は、制御部３２によって指令される適宜のタイミングで、組電池１０の温度を検出する温度センサ４２の検出値をＡ／Ｄ変換器３６によってデジタルデータに変換する。これら変換されたデジタルデータは、記憶部３８に記憶される。
【００３３】
なお、制御装置３０と監視ユニットＵｉとは絶縁されているため、これらの間での信号の授受は、フォトカプラ等の絶縁素子を介して行われる。
【００３４】
図２に、制御装置３０の行う電池セルＣｉｊの異常の有無の判断処理を示す。この処理は、例えば所定周期で繰り返し実行される。
【００３５】
この一連の処理では、まずステップＳ１０において、過電圧判定受信フラグＦが「１」であるか否かを判断する。ここで、過電圧判定受信フラグＦは、「１」によって監視ユニットＵｉから過電圧判定がなされた旨の信号を受信した旨を示し、「０」によって監視ユニットＵｉから過電圧判定がなされなかった旨の信号を受信した旨を示す。ステップＳ１０において否定判断される場合、ステップＳ１２において、最上流の監視ユニットＵ１に、電圧検出指令信号を出力する。これにより、各監視ユニットＵ１〜Ｕｎに、電圧検出指令が伝達される。引き続きステップＳ１４では、組電池１０を流れる電流を検出する。これにより、監視ユニットＵ１〜Ｕｎによる電池セルＣ１１〜Ｃｎｍの電圧検出タイミングと、組電池１０を流れる電流の検出タイミングとを同期させることができる。
【００３６】
続くステップＳ１６では、最下流の監視ユニットＵｎから過電圧判定処理による判定結果信号（過電圧フラグ）を受信するまで待機する。そして、受信すると、ステップＳ１８において、過電圧フラグがＯＮであるか否かを判断する。ここで、過電圧フラグは、電池セルＣ１１〜Ｃｎｍの中に過電圧となるものがある場合にＯＮとなり、ない場合にＯＦＦとなるものである。過電圧フラグがＯＮであると判断される場合、ステップＳ２０において、過電圧判定受信フラグＦを「１」とする。続くステップＳ２２においては、組電池１０の温度を検出する。そして、ステップＳ２４において、上記ステップＳ１４において検出された電流と、ステップＳ２２において検出された温度とを記憶する。
【００３７】
続くステップＳ２６では、組電池１０の充放電電流を制限する処理を行う。この処理は、電池セルＣｉｊの電圧が過度に大きい電圧や過度に小さい電圧となることを回避するための処理である。すなわち、電池セルＣｉｊの端子電圧は、充電量（ＳＯＣ）に応じた開放端電圧に、内部抵抗と電流との乗算値を加算したものとなるため、充放電電流量を制限する（絶対値の許容範囲を縮小する）ことで、過度に大きい値や過度に小さい値となることを回避することができる。この処理は、例えば、過電圧判定のなされた際の充放電電流量（ステップＳ１４における検出値）と、ＳＯＣと、過電圧の判定値とに基づき内部抵抗を推定し、この内部抵抗をもってしても過電圧とならない電流値を算出することで行うことができる。
【００３８】
一方、上記ステップＳ１０において肯定判断される場合、ステップＳ２８において、現在、組電池１０を流れる電流の検出値が閾値電流Ｉｔｈよりも小さくなったか否かを判断する。この処理は、上記ステップＳ２６の電流制限処理によって電流が制限されたか否かを判断するものである。上記閾値電流Ｉｔｈは、例えば、電流制限処理における制限値とすればよい。
【００３９】
ステップＳ２８において閾値電流Ｉｔｈよりも小さいと判断される場合、ステップＳ３０において、過電圧判定受信フラグＦを「０」とする。続くステップＳ３２においては、最上流の監視ユニットＵｉに対し、電池セルＣｉｊの電圧を送信するよう指令する指令信号を出力する。
【００４０】
なお、ステップＳ２６、Ｓ３２の処理が完了する場合や、ステップＳ１８、Ｓ２８において否定判断される場合には、この一連の処理を一旦終了する。
【００４１】
図３に、監視ユニットＵ１〜Ｕｎの行う処理の手順を示す。この処理は、例えば所定周期で繰り返し実行される。
【００４２】
この一連の処理では、まずステップＳ４０において、先の図２のステップＳ１０において制御装置３０から出力される電圧検出指令信号を受信したか否かを判断する。そして、受信した場合、ステップＳ４２において、電池セルＣ１１〜Ｃｎｍの全ての電圧を検出する。この処理は、各監視ユニットＵｉがブロック内の全電池セルＣｉ１〜Ｃｉｍの電圧を検出する処理となる。続くステップＳ４４では、電池セルＣ１１〜Ｃｎｍの電圧のうちに小さい側の判定値と大きい側の判定値との間に収まらないものがあるか否かを判断する。ここで、大きい側の判定値は、電池セルＣｉｊの許容最大充電量（＜満充電：例えば「ＳＯＣ＝８０％」）に対応する開放端電圧以下の値とする。また、小さい側の判定値は、電池セルＣｉｊの許容最小充電量（＞０％：例えば「ＳＯＣ＝３０％」）に対応する開放端電圧以上の値に設定する。これらの設定は、監視ユニットＵｉによる過電圧の有無の判断が、電池セルＣｉｊに異常の可能性があるか否かを制御装置３０に迅速に通知することを目的とすることに対応している。
【００４３】
続くステップＳ４６では、この判定結果を制御装置３０に送信する。
【００４４】
なお、ステップＳ４４，Ｓ４６の処理は、実際には、次のようにして行われる。（ａ）各監視ユニットＵｉが、電池セルＣｉ１〜Ｃｉｍの電圧の少なくとも１つが判定値によって定まる範囲から外れるか否かを判断する。（ｂ）監視ユニットＵ１は、判定結果を監視ユニットＵ２に出力する。（ｃ）監視ユニットＵ２〜Ｕｎは、隣接する上流の監視ユニットから出力される信号と自身の判定結果との論理合成信号を生成して出力する。こうした処理によれば、最下流の監視ユニットＵｎの出力する信号は、組電池１０を構成する電池セルＣ１１〜Ｃｎｍのうちの少なくとも１つの電圧が判定値によって定まる範囲から外れるか否かを表現するものとなる。
【００４５】
ステップＳ４６の処理が完了すると、ステップＳ４８において、電池セルＣｉｊの中に過電圧となるものがあったか否かを判断する。そして、ある場合には、ステップＳ５０において、過電圧となる電池セルＣｉｊの電圧値を記憶部２０に記憶する。続くステップＳ５２では、先の図２のステップＳ３２の処理によって制御装置３０から出力される電圧値送信指令信号を受信すべく待機する。そして、受信すると、ステップＳ５４において、上記ステップＳ５０において記憶された電圧値を制御装置３０に送信する。
【００４６】
これにより、制御装置３０の制御部３２では、過電圧と判断された電池セルＣｉｊの異常の有無を詳細に解析することができる。この解析は、例えば以下のものとすればよい。（ａ）電池セルＣｉｊの推定充電量から開放端電圧を推定する一方、ステップＳ２４において記憶された温度から内部抵抗Ｒを推定する。（ｂ）ステップＳ２４において記憶された電流に推定される内部抵抗を乗算したものに上記推定される開放端電圧を加算することで、電池セルＣｉｊの電圧検出時における端子電圧を推定する。（ｃ）推定される端子電圧と、検出された電圧との大小比較に基づき電池セルＣｉｊの異常の有無の判断、および異常の要因の特定を行う。
【００４７】
ここで、例えば電池セルＣｉｊの電圧検出時における組電池１０の充放電電流が過度に大きい場合、電池セルＣｉｊが許容される充電量であっても、推定される電圧が端子電圧を超える可能性がある。このため、この場合には、推定される電圧と検出される電圧との差が小さいことをもって、異常なしと判断すればよい。また、推定される電圧よりも検出される電圧が過度に大きい場合には、内部抵抗が大きくなる異常が生じている等、判断すればよい。ここで、推定される電圧と検出される電圧との差から、推定される内部抵抗と実際の内部抵抗との差を算出することもできる。これにより、実際の内部抵抗を算出することもできることから、以後、これに基づき過電圧とならないための組電池１０の充放電電流の制限値（上限値および下限値）を算出することも可能となる。
【００４８】
なお、ステップＳ５４の処理が完了する場合や、ステップＳ４８，Ｓ５２において否定判断される場合には、この一連の処理を一旦終了する。
【００４９】
このように、監視ユニットＵｉにおいて過電圧となるものがあるか否かを判断し、その判断結果を送信することで、制御装置３０では、電池セルＣｉｊに異常の可能性があるか否かを迅速に把握することができる。そして、監視ユニットＵｉにおいて過電圧となるものがあると判断されることで電池セルＣｉｊに異常の可能性があると判断される場合、電池セルＣｉｊの電圧情報を取得することで、電池セルＣｉｊの異常の有無を高精度に判断することができる。ここで、上記判断結果を示すデータはデータ量が小さい。このため、監視ユニットＵｉから制御装置３０に逐次送信されるデータ量を小さくすることができる。また、過電圧と判断される場合に、制御装置３０によって電池セルＣｉｊの異常の有無を解析することができることから、過電圧判定のための判定値を比較的厳しい側の値（過電圧との判断がなされやすい側）に設定することも可能となる。
【００５０】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００５１】
（１）監視ユニットＵｉでは、電池セルＣｉｊの過電圧の有無を判断し、その判断結果を制御装置３０に逐次出力するようにし、制御装置３０では、過電圧があると判断される場合に、電池セルＣｉｊの電圧値を取得するようにした。これにより、監視ユニットＵｉによって検出された電圧値を制御装置３０に送信して制御装置３０によってこの判断を行う場合と比較して、通信データ量を低減することができる。
【００５２】
（２）監視ユニットＵｉによって過電圧の有無を判断するために利用する電圧の検出タイミングに同期して組電池１０を流れる電流を検出し、これを制御装置３０において記憶保持した。これにより、制御装置３０において、電池セルＣｉｊの状態をより正確に特定することができる。
【００５３】
（３）制御装置３０において、監視ユニットＵｉから送信される電圧の検出値と、この電圧の検出に同期して検出された電流値とに基づき、電池セルＣｉｊの状態を解析した。これにより、電池セルＣｉｊの状態を高精度に把握することができる。
【００５４】
（４）監視ユニットＵｉによって過電圧と判断された電池セルＣｉｊの状態を制御装置３０で解析するに際し、電池セルＣｉｊの温度を加味した。これにより、電池セルＣｉｊの状態の解析をより精密に行うことができる。
【００５５】
（５）監視ユニットＵｉから過電圧となるものがあるとの判断結果が送られると、制御装置３０によって、まず組電池１０に対する充放電電流を制限する制限処理を行った。これにより、電池セルＣｉｊが過電圧となる事態を解消することができる。
【００５６】
（６）上記充放電電流を制限する制限処理がなされたことを条件に、電池セルＣｉｊの電圧の検出値を監視ユニットＵｉから制御装置３０に送信した。これにより、電池セルＣｉｊが過電圧となる事態を迅速に解消することができる。
【００５７】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００５８】
本実施形態では、制御装置３０から監視ユニットＵｉに電池セルＣｉｊの電圧を保持する指令を出し、また、保持対象とする電圧を電池セルＣ１１〜Ｃｎｍの全ての電圧とする。
【００５９】
図４に、本実施形態にかかる制御装置３０の行う電池セルＣｉｊの異常の有無の判断処理を示す。この処理は、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図４において、先の図２に示した処理に対応する処理については、便宜上同一のステップ番号を付している。
【００６０】
この一連の処理では、過電圧フラグがＯＮであると判断されると（ステップＳ１８：Ｙｅｓ）、ステップＳ６０において、監視ユニットＵ１〜Ｕｎに対し、電池セルＣｉｊの全ての電圧を保持するように指令が出される。
【００６１】
図５に、本実施形態にかかる監視ユニットＵ１〜Ｕｎの行う処理の手順を示す。この処理は、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図５において、先の図３に示した処理に対応する処理については、便宜上同一のステップ番号を付している。
【００６２】
この一連の処理では、ステップＳ４６において、過電圧異常の有無の判定結果を送信した後、ステップＳ４８ａにおいて、制御装置３０からデータ保持指令が入力されたか否かを判断し、入力された場合、ステップＳ５０において、ステップＳ４２において検出された電池セルＣ１１〜Ｃｎｍの全ての電圧値を保持する。
【００６３】
以上説明した本実施形態によっても、先の第１の実施形態の上記各効果に準じた効果を得ることができる。
【００６４】
（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について、先の第２の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００６５】
図６に、本実施形態にかかる制御装置３０の行う電池セルＣｉｊの異常の有無の判断処理を示す。この処理は、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図６において、先の図４に示した処理に対応する処理については、便宜上同一のステップ番号を付している。
【００６６】
この一連の処理では、ステップＳ６０において電池セルＣ１１〜Ｃｎｍの全ての電圧を保持する指令を出すとともに、ステップＳ６２において、電力変換回路を介して組電池１０に接続される回転電機を停止させる（ＨＶ走行禁止）。これにより、組電池１０を流れる電流が減少することから、過電圧が生じる事態を解消することができる。なお、例えば、ステップＳ２４において記憶された電流が放電を示す場合には、車載主機としての回転電機による車両の走行に限って禁止することとしてもよい。換言すれば、車両の走行のための駆動力として内燃機関のみを用いるモードに切り替えてもよい。また、例えば、ステップＳ２４において記憶された電流が充電を示す場合には、組電池１０に充電する電力を生成する発電機を停止させるようにしてもよい。
【００６７】
なお、ステップＳ６２の処理が完了する場合、ステップＳ３２において、監視ユニットＵｉに、電圧値を送信するよう指令する。
【００６８】
以上説明した本実施形態によっても、先の第１の実施形態の上記各効果に準じた効果を得ることができる。
【００６９】
（第４の実施形態）
以下、第４の実施形態について、先の第２の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００７０】
図７に、本実施形態にかかる制御装置３０の行う電池セルＣｉｊの異常の有無の判断処理を示す。この処理は、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図７において、先の図４に示した処理に対応する処理については、便宜上同一のステップ番号を付している。
【００７１】
この一連の処理では、ステップＳ１０において過電圧判定受信フラグＦが「１」であると判断される場合、ステップＳ２８ａにおいて、停車中（駐車中を含む）であるか否かを判断する。この処理は、監視ユニットＵｉに記憶保持される電池セルＣ１１〜Ｃｎｍの電圧値に関するデータを制御装置３０に送信させるタイミングであるか否かを判断するためのものである。すなわち、停車中においては、組電池１０を流れる電流は小さく変動も少ないため、電池セルＣｉｊが過電圧となることもなく、また監視ユニットＵｉと制御装置３０との通信データ量が少ない等、制御装置３０自体の演算負荷が小さい状況であると考えられる。このため、停車中に、電池セルＣ１１〜Ｃｎｍの電圧のデータを送信させる。
【００７２】
なお、ステップＳ２８ａの処理を、駐車中であるか否かの判断とするなら、制御装置３０自体の演算負荷がいっそう小さい状況において電池セルＣ１１〜Ｃｎｍの電圧のデータを送信させることができる。
【００７３】
以上説明した本実施形態によっても、先の第１の実施形態の上記各効果に準じた効果を得ることができる。
【００７４】
（第５の実施形態）
以下、第５の実施形態について、先の第２の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００７５】
図８に、本実施形態にかかる監視ユニットＵｉ内の処理の一部を示す。この処理は、例えば所定周期で繰り返し実行される。
【００７６】
この一連の処理では、まずステップＳ７０において、電池セルＣ１１〜Ｃｎｍの電圧値に関するデータの送信処理がなされている最中であるか否かを判断する。そして、送信処理中であると判断される場合、ステップＳ７２において、電池セルＣ１１〜Ｃｎｍの少なくとも１つに過電圧がある旨が新たに判定されたか否かを判断する。この新たな判定は、制御装置３０によって監視ユニットＵｉに電圧データの送信指令が出力された後には、制御装置３０から監視ユニットＵｉに新たに電圧検出指令が出力されることに対応したものである。
【００７７】
そして、ステップＳ７２において過電圧判定があると判断される場合、ステップＳ７４において、電池セルＣ１１〜Ｃｎｍの電圧値の送信処理を中断し、過電圧となるものがある旨の判定結果を制御装置３０に送信する。
【００７８】
なお、ステップＳ７４の処理が完了する場合や、ステップＳ７０、Ｓ７２において否定判断される場合には、この一連の処理を一旦終了する。ちなみに、過電圧となるものがある旨の判定結果を送信した後には、電圧値の送信処理を再開することが望ましい。
【００７９】
図９に、本実施形態にかかる監視ユニットＵｉ（正確には、監視ユニットＵｎ）から制御装置３０へと送信される電圧データや過電圧フラグデータを示す。詳しくは、図９（ａ）は、電圧データの推移を示し、図９（ｂ）は、過電圧フラグデータの推移を示し、図９（ｃ）は、電圧データおよび過電圧フラグデータの合成信号の推移を示す。
【００８０】
図示されるように、電圧データは、セル番号データと、電圧値データとからなる。これらデータは、２進数表記されたデータである。ただし、セル番号データは、「０」および「１」の双方を有するデータとする。一方、過電圧フラグデータは、電圧データの連続する「１」または「０」の期間の最大値よりも長い期間、「１」または「０」となるデータである。これにより、合成信号を、過電圧がない場合には電圧データとして且つ、過電圧となるものがある場合には過電圧フラグデータを表現するデータとすることができる。このため、電圧データの送信中にこれが中断され、同一の通信線を介して過電圧フラグデータが送信されたとしても、制御装置３０によって過電圧フラグデータを認識することができる。
【００８１】
以上説明した本実施形態では、先の第１の実施形態の上記各効果に準じた効果に加えて、更に以下の効果を得ることができる。
【００８２】
（７）電圧データの送信中に過電圧判定が新たになされた場合、電圧データの送信を中断し、過電圧となるものがある旨再度判定されたことを制御装置３０に通知した。これにより、制御装置３０において、異常事態に迅速に対処することができる。
【００８３】
（第６の実施形態）
以下、第６の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００８４】
図１０に、本実施形態にかかる監視ユニットＵｉ内の処理の一部を示す。この処理は、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図１０において、先の図３に示した処理に対応する処理については、便宜上同一の符号を付している。
【００８５】
この一連の処理では、ステップＳ４６において過電圧の有無の判定結果を送信すると、ステップＳ８０において、電池セルＣ１１〜Ｃｎｍの全ての電圧値を記憶する。そして、ステップＳ８２においては、所定個数（ｐ＋１＞２）前に記憶された電圧値を削除する。これにより、監視ユニットＵｉでは、過電圧の有無の判断がなされる都度の電圧値が、規定数ｐ個だけ記憶保持されることとなる。そして、ステップＳ５２において制御装置３０から電圧値を送信するよう指令が出されると、ステップＳ５４において、記憶されている電池セルＣ１１〜Ｃｎｍの全ての電圧値について、過去ｐ回の検出タイミングの値を全て制御装置３０に送信する。
【００８６】
こうした処理によれば、制御装置３０の制御部３２では、過電圧と判定された電池セルＣｉｊがある場合、その判定に至った要因を詳細に解析することが可能となる。すなわち、例えば電圧検出にノイズが重畳することで過電圧と判定されたものがある場合、過電圧判定された電池セルＣｉｊの電圧は、判定前と判定時とで急激に変化すると考えられる。このため、時間経過に伴う電圧変動によって、過電圧がある旨の誤判定がなされたと判断することも可能となる。また、大部分の電池セルの電圧が時間とともに徐々に上昇している場合には、内部抵抗の劣化が急激に進んでいると判断することなどができる。
【００８７】
以上説明した本実施形態では、先の第１の実施形態の上記各効果に準じた効果に加えて、更に以下の効果を得ることができる。
【００８８】
（８）過電圧判定がなされると、過電圧判定に用いられた電圧と、その電圧の検出タイミング以前における電圧の検出値とを監視ユニットＵｉから制御装置３０に送信し、制御装置３０では、検出された電圧の時間変化に基づき過電圧判定の信頼性を評価した。これにより、電池セルＣｉｊの状態をより高精度に解析することができる。
【００８９】
（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【００９０】
・上記第１の実施形態において、過電圧セルがあると判断される場合に、その電圧値のみならず全セル電圧をセルの識別データとともに記憶してもよい。
【００９１】
・上記第２の実施形態に対する第３の実施形態の変更点によって、第１の実施形態を変更してもよい。
【００９２】
・上記第２の実施形態に対する第４の実施形態の変更点によって、第１の実施形態を変更してもよい。
【００９３】
・上記第２の実施形態に対する第５の実施形態の変更点によって、第３、４の実施形態を変更してもよい。また、第１の実施形態を変更してもよい。ただし、この場合、監視ユニットＵｉから電圧値を送信する際、過電圧セルのセル番号データをもあわせ送信して且つ、セル番号データによって過電圧フラグデータとの識別機能を付与することが望ましい。
【００９４】
・上記第５の実施形態では、セル番号データを付与したがこれに限らず、一対の電圧値データ間に、電圧値データの開始位置を示すデータを挿入するようにしてもよい。この場合であっても、この開始位置を示すデータに、過電圧フラグデータとの識別機能を付与することはできる。
【００９５】
・上記第２の実施形態に対する第６の実施形態の変更点によって、第３〜５の実施形態を変更してもよい。
【００９６】
・上記第１〜第６の実施形態では、監視ユニットＵｉにおいて過電圧が一旦検出されると、制御装置３０では、電圧値の送信指令を出すまでは監視ユニットＵｉに電圧検出指令を出さない設定としたが、これに限らない。
【００９７】
・上記各実施形態では、監視ユニットＵｉのうち隣接するもの同士で信号の授受が可能な構成として且つ、最上流の監視ユニットＵ１に電圧検出指令を出力することで、最下流の監視ユニットＵｎまで隣接する監視ユニットＵｉに順次この指令が入力されるようにしたが、これに限らない。例えば、制御装置３０から各監視ユニットＵｉに電圧検出指令を出力するようにしてもよい。さらに、この場合、各監視ユニットＵｉから制御装置３０へと過電圧の有無の判断結果や電池セルＣｉ１〜Ｃｉｍの電圧値に関する情報を直接出力してもよい。
【００９８】
・上記各実施形態では、電圧検出指令が出されると、ブロック内の電池セルＣｉ１〜Ｃｉｍの全電圧が検出されるようにしたが、これに限らない。例えば、ブロック内の電池セルＣｉ１〜Ｃｉｍのいずれか１つが検出されるようにしてもよい。この場合、電圧の検出タイミングと電流の検出タイミングとの同期処理をより適切に行うことができる。
【００９９】
・上記各実施形態では、過電圧の判定値を予め監視ユニットＵｉに記憶される固定値としたが、これに限らない。例えば、組電池１０を流れる電流に応じて可変設定してもよい。これは、制御装置３０から電流の検出信号を出力したり、電流の検出値に応じた判定値を出力したりすることで行うことができる。ここで、電圧の検出タイミングよりもこれらの出力タイミングを遅らせるなら、電流の検出タイミングと電圧の検出タイミングとの同期処理を適切に行うことができる。
【０１００】
・上記各実施形態では、制御装置３０において、電流情報と温度情報とに基づき、電池セルＣｉｊの状態を解析したが、これに限らない。例えば、電流情報のみに基づき状態を簡易に解析してもよい。この場合であっても、例えば解析資料となる電圧の検出時期を車両の特定の運転状態に限定するなどすれば、温度も限られた範囲にあると考えられるため、高精度の解析が可能となる。
【０１０１】
・上記各実施形態では、電流の検出タイミングと電圧の検出タイミングとを同期させたが、これに限らない。例えば組電池１０の電流の変動量が所定以下となる定常状態においては、電流の検出タイミングと電圧の検出タイミングとを同期させなくても、電圧の検出タイミングにおける電流値と、検出される電流値とのずれは小さいと考えられる。このため、こうした場合には、同期手段を備えなくても、検出された電流と電圧とに基づき電池セルＣｉｊの状態を高精度に解析することが可能である。
【０１０２】
・上記各実施形態では、監視ユニットＵｉにおいて、電池セルＣｉｊの許容充電量に対応する開放端電圧の値によって判定値を設定することで、異常の有無を簡易に判断したがこれに限らない。例えば、電池セルＣｉｊの充電量が許容充電量から外れる場合の開放端電圧の値によって、判定値を設定してもよい。この場合、制御装置３０では、電池セルＣｉｊの状態の解析を行うことなく異常と断定してもよい。この場合であっても、監視ユニットから制御装置３０へと電圧値を送信することで、ディーラにおいて異常のある電池セル情報を提供することができる等のメリットがある。
【０１０３】
・電池セルＣｉｊとしては、リチウムイオン２次電池に限らない。また、検出対象としては、電池セルＣｉｊの電圧に限らず、例えば隣接する２つの電池セルＣｉｊの電圧であってもよい。
【０１０４】
・組電池１０としては、ハイブリッド車に搭載されるものに限らず、例えば車載主機として回転電機のみが搭載される電気自動車等に搭載されるものであってもよい。
【符号の説明】
【０１０５】
１０…組電池、３０…制御装置（低電圧側監視手段の一実施形態）、Ｕ１〜Ｕｎ…監視ユニット（高電圧側監視手段の一実施形態）。
【図１】
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【図２】
2011027609.tif 000004
【図３】
2011027609.tif 000005
【図４】
2011027609.tif 000006
【図５】
2011027609.tif 000007
【図６】
2011027609.tif 000008
【図７】
2011027609.tif 000009
【図８】
2011027609.tif 000010
【図９】
2011027609.tif 000011
【図１０】
2011027609.tif 000012