(57)【要約】【課題】製造コストを抑制しつつ、電圧監視装置の異常を検出すること。【解決手段】実施形態の一態様に係る異常検出装置は、組電池の複数の電池ブロックごとに設けられ、閾値とブロック電圧とを比較する比較部と、閾値を制御する制御部とを有する電圧監視装置の異常を検出する。異常検出装置は、取得部、決定部、出力部および検出部を備える。取得部は、ブロック電圧を取得する。決定部は、ブロック電圧に基づき、閾値を決定する。出力部は、閾値に応じたデューティ信号が制御部の出力端子から出力されるように、デューティ信号の信号レベルを指示する指示信号を制御部に出力する。検出部は、閾値に基づいた比較部による比較結果に応じて、当該電圧監視装置の異常を検出する。【選択図】図８
2019060657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池ブロックを有する組電池の前記電池ブロックごとに設けられ、閾値と前記電池ブロックのブロック電圧とを比較する比較部と、前記閾値を制御する制御部とを有し、前記比較部の比較結果に基づいて前記ブロック電圧を監視する複数の電圧監視装置の異常を検出する異常検出装置であって、
複数の前記電池ブロックの前記ブロック電圧をそれぞれ取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記ブロック電圧に基づき、複数の前記電圧監視装置の前記閾値をそれぞれ決定する決定部と、
前記決定部が決定した前記閾値に応じたデューティ信号が複数の前記電圧監視装置の前記制御部の出力端子から出力されるように、前記デューティ信号の信号レベルを指示する指示信号を前記制御部に出力する出力部と、
前記決定部が決定した前記閾値に基づいた複数の前記電圧監視装置の比較部による比較結果に応じて、当該電圧監視装置の異常を検出する検出部と、
を備える異常検出装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記出力端子からシリアル通信によって前記デューティ信号を前記比較部に出力する、請求項１に記載の異常検出装置。
【請求項３】
複数の前記電圧監視装置はデイジーチェーン方式で互いに接続されており、
前記出力部は、
複数の前記電圧監視装置の前記制御部に対する指示信号を前記電圧監視装置との１回の通信にかかる期間をあけて順次出力する、請求項１または２に記載の異常検出装置。
【請求項４】
前記出力部は、
前記デューティ信号のデューティ比が小さい順に、複数の前記電圧監視装置の前記制御部に対してＨｉｇｈレベルの前記デューティ信号を出力するよう指示する前記指示信号を出力する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の異常検出装置。
【請求項５】
前記出力部は、
前記Ｈｉｇｈレベルの前記デューティ信号を出力するよう指示する前記指示信号を出力してから、前記決定部が決定した前記閾値に応じた期間経過後に、複数の前記電圧監視装置の前記制御部に対してＬｏｗレベルの前記デューティ信号を出力するよう指示する前記指示信号を出力する、請求項４に記載の異常検出装置。
【請求項６】
前記出力部は、
前記電圧監視装置との間に設けられるインターフェース部の機能が停止しないように、前記インターフェース部を起動させる起動信号を出力する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の異常検出装置。
【請求項７】
複数の電池ブロックを有する組電池の前記電池ブロックごとに設けられ、閾値と前記電池ブロックのブロック電圧とを比較する比較部と、前記閾値を制御する制御部とを有し、前記比較部の比較結果に基づいて前記ブロック電圧を監視する複数の電圧監視装置の異常を検出する異常検出方法であって、
複数の前記電池ブロックの前記ブロック電圧をそれぞれ取得し、
取得した前記ブロック電圧に基づき、複数の前記電圧監視装置の前記閾値をそれぞれ決定し、
決定した前記閾値に応じたデューティ信号が複数の前記電圧監視装置の前記制御部の出力端子から出力されるように、前記デューティ信号の信号レベルを指示する指示信号を前記制御部に出力し、
決定した前記閾値に基づいた複数の前記電圧監視装置の比較部による比較結果に応じて、当該電圧監視装置の異常を検出する、異常検出方法。
【請求項８】
複数の電池ブロックを有する組電池の前記電池ブロックごとに設けられ、前記電池ブロックのブロック電圧を監視する複数の電圧監視装置であって、
閾値と前記電池ブロックの前記ブロック電圧とを比較する比較部と、
前記閾値を制御する制御部と、
を有する電圧監視装置と、
前記電圧監視装置の異常を検出する異常検出装置であって、
複数の前記電池ブロックの前記ブロック電圧をそれぞれ取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記ブロック電圧に基づき、複数の前記電圧監視装置の前記閾値をそれぞれ決定する決定部と、
前記決定部が決定した前記閾値に応じたデューティ信号が複数の前記電圧監視装置の前記制御部の出力端子から出力されるように、前記デューティ信号の信号レベルを指示する指示信号を前記制御部に出力する出力部と、
前記決定部が決定した前記閾値に基づいた複数の前記電圧監視装置の比較部による比較結果に応じて、当該電圧監視装置の異常を検出する検出部と、
を有する異常検出装置と、
を備える異常検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異常検出装置、異常検出方法および異常検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッド型自動車などの車両は、電動機および電源を有しており、電源に蓄積された電力によって電動機を駆動する。かかる電源として、複数の電池セルが直列接続されて構成される複数の電池ブロックを有する組電池が用いられる。かかる組電池の電池ブロックが過放電または過充電されると、電池ブロックが発熱したり発火したりする恐れがある。そのため、各電池ブロックの電圧を監視する電圧監視装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３０１２２４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、電圧監視装置に異常が発生すると、電圧監視装置が電池ブロックの電圧（ブロック電圧）を正しく監視することができなくなるため、電圧監視装置の異常を検出することが望まれる。このとき、電圧監視装置の異常を検出するための回路を新たに追加すると異常を検出する装置の製造コストが増加するという問題が発生する。
【０００５】
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、製造コストを抑制しつつ、電圧監視装置の異常を検出することができる異常検出装置、異常検出方法および異常検出システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の一態様に係る異常検出装置は、複数の電池ブロックを有する組電池の前記電池ブロックごとに設けられ、閾値と前記電池ブロックのブロック電圧とを比較する比較部と、前記閾値を制御する制御部とを有し、前記比較部の比較結果に基づいて前記ブロック電圧を監視する複数の電圧監視装置の異常を検出する。異常検出装置は、取得部と、決定部と、出力部と、検出部とを備える。前記取得部は、複数の前記電池ブロックの前記ブロック電圧をそれぞれ取得する。前記決定部は、前記取得部が取得した前記ブロック電圧に基づき、複数の前記電圧監視装置の前記閾値をそれぞれ決定する。前記出力部は、前記決定部が決定した前記閾値に応じたデューティ信号が複数の前記電圧監視装置の前記制御部の出力端子から出力されるように、前記デューティ信号の信号レベルを指示する指示信号を前記制御部に出力する。前記検出部は、前記決定部が決定した前記閾値に基づいた複数の前記電圧監視装置の比較部による比較結果に応じて、当該電圧監視装置の異常を検出する。
【発明の効果】
【０００７】
実施形態の一態様によれば、製造コストを抑制しつつ、電圧監視装置の異常を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に係る組電池監視システムを含む車両搭載用システムの構成例を示す図である。
【図２】図２は、ブロック監視部を含むサテライト基板の構成例を示す図である。
【図３】図３は、過電圧検出部の構成例を示す図である。
【図４】図４は、ブロック電圧が正常状態から過電圧になった場合の分圧電圧、検出信号および検出結果信号の変化の一例を示す図である。
【図５】図５は、電池状態監視部による自己診断処理が実行された場合の閾値電圧、調整信号および検出信号の変化の一例を示す図である。
【図６】図６は、電源電圧が上昇する異常が発生する前後の状態における電源電圧、分圧電圧および異常検出信号の状態変化を示す図である。
【図７】図７は、過電圧検出部の具体的な構成例を示す図である。
【図８】図８は、電池状態監視部の構成のうち自己診断処理を行う構成例を示す図である。
【図９】図９は、閾値決定部が決定する設定値の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、信号出力部が出力する指示信号の出力タイミングの一例を説明する図である。
【図１１】図１１は、電池状態監視部が行う自己診断処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、高電圧検出部の構成例を示す図である。
【図１３】図１３は、電池セルが有する電流遮断デバイスの作動状態と、電池セルの充放電状態と、電流遮断デバイスの両端電圧との関係を説明するための図である。
【図１４】図１４は、高電圧検出部の具体的な構成例を示す図である。
【図１５】図１５は、電池ブロックの放電時にＣＩＤ切れの発生によるＣＩＤ電圧、各出力電圧、および、検出結果信号の変化を示す図である。
【図１６】図１６は、電池ブロックの充電時にＣＩＤ切れの発生によるＣＩＤ電圧、各出力電圧、および、検出結果信号の変化を示す図である。
【図１７】図１７は、ＣＩＤ電圧、出力部の抵抗に流れる電流およびフォトカプラのオン／オフ状態を示す図である。
【図１８】図１８は、高電圧検出部の他の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態に係る異常検出装置、異常検出方法および異常検出システムを詳細に説明する。なお、かかる実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
［１．車両搭載用システムの構成］
図１は、実施形態に係る異常検出システムを含む車両搭載用システムの構成例を示す図である。車両搭載用システム１００は、例えば、図示しないハイブリッド自動車（ＨＥＶ：Hybrid  Electric  Vehicle）、電気自動車（ＥＶ：Electric  Vehicle）、および、燃料電池自動車（ＦＣＶ：Fuel  Cell  Vehicle）等の車両に搭載される。
【００１１】
かかる車両搭載用システム１００は、組電池１と、組電池監視システム２と、車両制御装置３と、電動機４と、電力変換器５と、リレー６とを備える。
【００１２】
組電池１は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池などであり、図示しない車体に対して絶縁されている。組電池１は、複数の電池ブロック１０が直列に接続されて構成される。各電池ブロック１０は、直列に接続された複数の電池セル１１を備える。そして、各電池セル１１には、内部圧力が上昇した時に、機械的に電流経路を遮断する不図示の電流遮断デバイス(Current  Interrupt  Device)が設けられている。
【００１３】
組電池監視システム２は、組電池１の充電状態などを監視し、車両制御装置３へ通知するとともに、組電池１を監視する機能に異常が発生したか否かを検出する異常検出システムとしても機能する。かかる組電池監視システム２は、複数のサテライト基板２１＿１〜２１＿６と、電池状態監視部２３と、Ｉ／Ｆ（インターフェース）部２４とを備える。なお、複数のサテライト基板２１＿１〜２１＿６を特に区別しないときは「サテライト基板２１」と記載する。また、サテライト基板２１の個数は６個に限定されず、５個以下であっても７個以上であってもよい。
【００１４】
各サテライト基板２１は、ブロック監視部２２（電圧監視装置の一例）を有しており、電池ブロック１０毎に個別に設けられる。なお、複数のサテライト基板２１は、例えば、互いに離間した位置に配置される。また、複数のサテライト基板２１は、いわゆるデイジーチェーン方式で互いに通信可能に接続されており、デイジーチェーンの端に位置するサテライト基板２１と電池状態監視部２３とがＩ／Ｆ部２４を介して通信可能に接続される。
【００１５】
ブロック監視部２２は、電池ブロック１０や電池セル１１の電圧を検出したり、電池ブロック１０の過電圧や電池ブロック１０の断線などを検出したりし、これらの検出結果を電池状態監視部２３へ通知する。なお、かかるブロック監視部２２の構成および動作については後で詳述する。
【００１６】
Ｉ／Ｆ部２４は、絶縁性の通信インターフェースであり、サテライト基板２１＿６と電池状態監視部２３との間に設けられる。Ｉ／Ｆ部２４は、電池状態監視部２３から所定のサテライト基板２１宛ての通信信号Ｓ１ａを受信すると各サテライト基板２１を介して、当該サテライト基板２１に送信する。また、Ｉ／Ｆ部２４は、所定のサテライト基板２１から各サテライト基板２１を介して通信信号Ｓ１ｂを受信すると、電池状態監視部２３に送信する。なお、かかる通信信号Ｓ１ａ、Ｓ１ｂは、たとえばＳＰＩ（Serial  Peripheral  Interface）によるシリアル通信によりやり取りされる。かかるＩ／Ｆ部２４によってサテライト基板２１と電池状態監視部２３との間の絶縁性を保ちつつ、電池状態監視部２３とサテライト基板２１との間で通信を行うことができる。
【００１７】
また、電池状態監視部２３は、例えば電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic  Control  Unit）であり、異常検出部２５（異常検出装置の一例）を有する。かかる電池状態監視部２３は、複数のブロック監視部２２から取得した情報に基づいて、組電池１の充電状態を判定する。電池状態監視部２３は、組電池１の充電状態を車両制御装置３へ通知したり、組電池１の充電状態に基づいて、リレー６をオフにして、組電池１に対する充放電を停止させたりすることができる。
【００１８】
例えば、電池状態監視部２３は、組電池１の電圧が許容値より大きい場合に組電池１またはブロック監視部２２に異常があると判定し、リレー６をオフにして、組電池１に対する充放電を停止させることができる。また、電池状態監視部２３は、ブロック監視部２２によって電池ブロック１０の異常が検出された場合、リレー６をオフにして、組電池１に対する充放電を停止させることができる。
【００１９】
また、異常検出部２５は、ブロック監視部２２が電池ブロック１０の電圧を正常に監視できているか否かを検出することで、ブロック監視部２２の異常を検出する。なお、かかる異常検出部２５の構成および動作については後で詳述する。
【００２０】
車両制御装置３は、組電池１の充電状態に応じて組電池１に対する充放電を行って車両を制御する。例えば、車両制御装置３は、組電池１に充電された電圧を電力変換器５に直流から交流の電圧に変換させ、変換された電圧を電動機４へ供給して電動機４を駆動させる。これにより、組電池１が放電される。
【００２１】
また、車両制御装置３は、電動機４の回生制動によって発電した電圧を電力変換器５に交流から直流の電圧に変換させ、組電池１へ供給する。これにより、組電池１が充電される。このように、車両制御装置３は、組電池監視システム２から取得した組電池１の充電状態に基づいて組電池１の電圧を監視し、監視結果に応じた制御を実行する。
【００２２】
［２．ブロック監視部２２］
図２は、ブロック監視部２２を含むサテライト基板２１の構成例を示す図である。図２に示すように、サテライト基板２１は、電池ブロック１０毎に設けられており、複数のセル接続端子Ｔ１と、通信端子Ｔ２ａ、Ｔ２ｂと、出力端子Ｔ３、Ｔ５と、ブロック監視部２２とを備える。
【００２３】
ブロック監視部２２は、複数のヒューズ３０と、電源電圧生成部３１と、セルモニタＩＣ（Integrated  Circuit）３２と、過電圧検出部３４と、高電圧検出部３５とを備える。
【００２４】
電源電圧生成部３１は、電池ブロック１０の正極と負極との間の電圧Ｖｂｒ（以下、ブロック電圧Ｖｂｒと記載する場合がある）に基づいて、電源電圧Ｖｃを生成する。かかる電源電圧Ｖｃ（＜Ｖｂｒ）は、電源電圧生成部３１からセルモニタＩＣ３２、過電圧検出部３４および高電圧検出部３５へ出力される。セルモニタＩＣ３２、過電圧検出部３４および高電圧検出部３５は、電源電圧Ｖｃによって動作する。
【００２５】
各電池セル１１の正極および負極のそれぞれは異なるセル接続端子Ｔ１に接続され、セルモニタＩＣ３２（制御部の一例）は、複数のヒューズ３０を介して各電池セル１１の正極および負極のそれぞれと接続される。セル接続端子Ｔ１とセルモニタＩＣ３２との間に大きな電流が流れた場合、ヒューズ３０が溶断し、セルモニタＩＣ３２が保護される。
【００２６】
セルモニタＩＣ３２は、電池ブロック１０を構成する各電池セル１１の電圧（以下、セル電圧Ｖｃｅと記載する場合がある）やブロック電圧Ｖｂｒを検出する。かかるセルモニタＩＣ３２は、例えば、電池状態監視部２３から電圧検出要求に応じてセル電圧Ｖｃｅやブロック電圧Ｖｂｒを検出し、かかる検出結果を電池状態監視部２３へ通知することができる。
【００２７】
セルモニタＩＣ３２は、通信端子Ｔ２ａ、Ｔ２ｂを介してＩ／Ｆ部２４または他のサテライト基板２１と接続される。また、セルモニタＩＣ３２は、出力端子Ｔ６を介して過電圧検出部３４の入力端子Ｔ４と接続される。なお、セルモニタＩＣ３２とＩ／Ｆ部２４または他のサテライト基板２１との間は、例えばＳＰＩ（Serial  Peripheral  Interface）によるシリアル通信によってやり取りされる。すなわち、出力端子Ｔ６は、いわゆる汎用入力／出力ポートである。
【００２８】
セルモニタＩＣ３２は、Ｉ／Ｆ部２４または他のサテライト基板２１を介して電池状態監視部２３（図１参照）から通信信号Ｓ１ａを受信する。通信信号Ｓ１ａは、過電圧検出部３４で使用する閾値を制御するデューティ信号Ｓ５のデューティ比を指示する指示信号を含み、セルモニタＩＣ３２は、指示信号に基づいて出力端子Ｔ６からデューティ信号Ｓ５を出力することで、過電圧検出部３４で使用する閾値を制御する。また、セルモニタＩＣ３２は、指示信号に応答する応答信号を含む通信信号Ｓ１ｂを電池状態監視部２３に出力する。なお、かかる閾値、指示信号およびデューティ信号Ｓ５については後で詳述する。
【００２９】
過電圧検出部３４（比較部の一例）は、電池ブロック１０の電圧が過電圧になったか否かを判定し、かかる判定結果を示す検出結果信号Ｓ２を出力端子Ｔ３から電池状態監視部２３へ出力する。かかる過電圧検出部３４は、ブロック電圧Ｖｂｒに対応する電圧と閾値電圧Ｖａｔｈ（閾値の一例）とを比較し、かかる比較結果に基づいて電池ブロック１０の過電圧を検出する。このように、セルモニタＩＣ３２に加え、過電圧検出部３４を設けることで、電池ブロック１０の電圧の監視をより適切に行うことができる。
【００３０】
また、過電圧検出部３４は、セルモニタＩＣ３２から入力端子Ｔ４を介して入力されるデューティ信号Ｓ５に基づいて、閾値電圧Ｖａｔｈを変更することができる。デューティ信号Ｓ５は電池状態監視部２３が出力する指示信号に応じてセルモニタＩＣ３２から出力されるため、電池状態監視部２３は、セルモニタＩＣ３２を介して閾値電圧Ｖａｔｈを調整することができる。なお、かかる過電圧検出部３４の構成については後で詳述する。
【００３１】
高電圧検出部３５は、「ＣＩＤ切れ」や「バスバー外れ」などのような電池ブロック１０の断線が発生したか否かを判定し、かかる判定結果を示す検出結果信号Ｓ４を出力端子Ｔ５経由で電池状態監視部２３へ出力することができる。なお、「ＣＩＤ切れ」は、電池セルに設けられた電流遮断デバイス（図示せず）が作動して電池セル１１の電流経路が遮断された状態である。また、「バスバー外れ」は、電池セル１１間を接続するバスバー（図示せず）が電池セル１１間から外れた状態である。
【００３２】
高電圧検出部３５は、整流ブリッジ回路を有しており、かかる整流ブリッジ回路の出力電圧に基づいて、電池ブロック１０の断線を検出する。そのため、高電圧検出部３５は、電池ブロック１０の放電時および充電時のいずれの場合においても、電池ブロック１０の断線を精度よく検出することができる。
【００３３】
このように、セルモニタＩＣ３２に加え、高電圧検出部３５を設けることで、電池ブロック１０の監視をより適切に行うことができる。また、高電圧検出部３５により電池セルの断線を検出することで、フライングキャパシタにより電池セルの断線を検出する場合に比べ、低コスト化を図ることができる。なお、かかる高電圧検出部３５の構成については後で詳述する。
【００３４】
図３は、過電圧検出部３４の構成例を示す図である。図３に示す過電圧検出部３４は、分圧回路４１と、閾値電圧出力部４２と、コンパレータ４３と、出力部４４と、閾値電圧調整部４６と、電源電圧監視部４７とを備える。
【００３５】
分圧回路４１は、ブロック電圧Ｖｂｒに対応する電圧を生成する。具体的には、分圧回路４１は、抵抗Ｒ１、Ｒ２を有しており、ブロック電圧Ｖｂｒを分圧した電圧である分圧電圧Ｖａ（＝Ｖｂｒ×Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２））を生成する。なお、ブロック電圧Ｖｂｒに比例する電圧をコンパレータ４３に出力できる構成であればよく、図３に示す分圧回路４１に限定されない。
【００３６】
閾値電圧出力部４２は、閾値電圧Ｖａｔｈを生成して出力する。かかる閾値電圧Ｖａｔｈは、ブロック電圧Ｖｂｒが正常範囲にある場合に、ブロック電圧Ｖｂｒよりも高い電圧である。
【００３７】
かかる閾値電圧出力部４２は、例えば、分圧回路４１と同様の分圧回路を有しており、電源電圧Ｖｃを分圧した電圧を閾値電圧Ｖａｔｈとして生成する。なお、閾値電圧出力部４２は、例えば、抵抗とツェナーダイオードの直列回路などによって構成してもよい。
【００３８】
コンパレータ４３は、分圧電圧Ｖａと閾値電圧Ｖａｔｈとを比較し、かかる比較結果を示す検出信号Ｓｃｍｐを出力する。具体的には、コンパレータ４３は、分圧電圧Ｖａが閾値電圧Ｖａｔｈ以上である場合に、電池ブロック１０が過電圧であることを示すＨｉｇｈレベルの検出信号Ｓｃｍｐを出力する。一方、コンパレータ４３は、分圧電圧Ｖａが閾値電圧Ｖａｔｈ未満である場合に、電池ブロック１０が過電圧でないことを示すＬｏｗレベルの検出信号Ｓｃｍｐを出力する。
【００３９】
このように、過電圧検出部３４は、コンパレータ４３により電池ブロック１０が過電圧であるか否かを判定することから、フライングキャパシタとマイクロコンピュータとにより過電圧を検出する場合に比べ、過電圧検出部３４を低コストで構成することができる。
【００４０】
出力部４４は、出力端子Ｔ３とコンパレータ４３の出力との間に設けられる。かかる出力部４４は、検出信号Ｓｃｍｐに応じた検出結果信号Ｓ２を電池状態監視部２３へ出力する。かかる出力部４４によって過電圧検出部３４と電池状態監視部２３との間の絶縁性を保ちつつ、検出信号Ｓｃｍｐに応じた検出結果信号Ｓ２を電池状態監視部２３へ出力することができる。
【００４１】
図４は、ブロック電圧Ｖｂｒが正常状態から過電圧になった場合の分圧電圧Ｖａ、検出信号Ｓｃｍｐおよび検出結果信号Ｓ２の変化の一例を示す図である。図４に示すように、電池ブロック１０の過充電などによってブロック電圧Ｖｂｒが閾値電圧Ｖａｔｈ以上になった場合（時刻ｔ１）、検出信号ＳｃｍｐはＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルへ変化する。そのため、過電圧を示す検出結果信号Ｓ２が出力部４４から電池状態監視部２３へ出力される。
【００４２】
図３に戻って、過電圧検出部３４の説明を続ける。閾値電圧調整部４６は、入力端子Ｔ４を介して入力されたデューティ信号Ｓ５に基づいて、閾値電圧Ｖａｔｈを調整する。
【００４３】
閾値電圧調整部４６は、デューティ信号Ｓ５のデューティ比に基づいて、閾値電圧Ｖａｔｈを調整することができる。この場合、例えば、閾値電圧出力部４２には出力端にコンデンサが接続されており、かかるコンデンサの電荷をデューティ信号Ｓ５のデューティ比で放電させることで、コンデンサの電圧を減少させる。これにより、閾値電圧Ｖａｔｈが調整される。
【００４４】
電池状態監視部２３は、指示信号を調整することによって、セルモニタＩＣ３２や過電圧検出部３４が正常に動作しているかどうかの自己診断処理（異常検出処理）を実行することができ、サテライト基板２１の故障などを精度よく検出することができる。
【００４５】
例えば、電池状態監視部２３は、セルモニタＩＣ３２による検出結果に基づいて、閾値電圧Ｖａｔｈがブロック電圧Ｖｂｒよりも少し高い程度の電圧になるように、即ち検出結果信号Ｓ２が正常を示すようにする指示信号を調整することができる。かかる調整により、異常ありを示す検出結果信号Ｓ２が出力部４４から電池状態監視部２３へ出力された場合、電池状態監視部２３は、セルモニタＩＣ３２または過電圧検出部３４に異常があることを検出することができる。
【００４６】
また、電池状態監視部２３は、セルモニタＩＣ３２による検出結果に基づいて、閾値電圧Ｖａｔｈがブロック電圧Ｖｂｒよりも少し低い程度の電圧になるように、即ち検出結果信号Ｓ２が異常を示すようにする指示信号を調整することができる。かかる調整により、異常ありを示す検出結果信号Ｓ２が出力部４４から電池状態監視部２３へ出力されない場合、電池状態監視部２３は、セルモニタＩＣ３２または過電圧検出部３４に異常があることを検出することができる。
【００４７】
図５は、電池状態監視部２３による自己診断処理が実行された場合の閾値電圧Ｖａｔｈ、デューティ信号Ｓ５および検出信号Ｓｃｍｐの変化の一例を示す図である。なお、図５においては、デューティ信号Ｓ５の大きさは、デューティ比を示すものとし、また、セルモニタＩＣ３２は正常に動作しているものとする。
【００４８】
図５に示すように、自己診断処理が実行される前（時刻ｔ１０よりも前）において、デューティ信号Ｓ５はデューティ比がゼロであり、閾値電圧調整部４６によって閾値電圧Ｖａｔｈは調整されない。この状態では、閾値電圧Ｖａｔｈは、分圧電圧Ｖａよりもある程度高く、検出信号ＳｃｍｐはＬｏｗレベルである。
【００４９】
その後、時刻ｔ１０において、自己診断処理が実行されると、電池状態監視部２３は、セルモニタＩＣ３２の検出結果に応じたブロック電圧Ｖｂｒに基づいてデューティ比がＤｕｔｙ１の指示信号を生成する。
【００５０】
このとき、セルモニタＩＣ３２から出力されるデューティ信号Ｓ５のデューティ比はＤｕｔｙ１であり、閾値電圧調整部４６によって閾値電圧Ｖａｔｈが調整され、閾値電圧Ｖａｔｈが分圧電圧Ｖａを少し上回るぐらいまで低下する。この状態では、閾値電圧Ｖａｔｈが分圧電圧Ｖａより高いため、検出信号ＳｃｍｐはＬｏｗレベルである。
【００５１】
一方で、例えば、分圧回路４１が故障して分圧電圧Ｖａが通常よりも高い電圧Ｖａ’になっていると仮定する。この場合、時刻ｔ１１で閾値電圧Ｖａｔｈが電圧Ｖａ’を下回る。そのため、検出信号Ｓｃｍｐは、「Ｓｃｍｐ’」に示すようにＨｉｇｈレベルになり、過電圧を示す検出結果信号Ｓ２が出力部４４から電池状態監視部２３へ出力される。
【００５２】
したがって、電池状態監視部２３は、過電圧検出部３４から出力される検出結果信号Ｓ２に基づいて、分圧回路４１の故障、すなわち、過電圧検出部３４の異常を検出することができる。
【００５３】
また、分圧回路４１が正常である場合であっても、閾値電圧出力部４２または閾値電圧調整部４６の故障によって、閾値電圧Ｖａｔｈが通常よりも低くなった場合も同様に、閾値電圧Ｖａｔｈが分圧電圧Ｖａを下回ることがある。この場合にも、過電圧検出部３４から出力される検出結果信号Ｓ２に基づいて、閾値電圧出力部４２または閾値電圧調整部４６の故障、すなわち、過電圧検出部３４の異常を検出することができる。
【００５４】
電池状態監視部２３は、過電圧検出部３４に異常がないと判定した場合、時刻ｔ１２に、デューティ信号Ｓ５のデューティ比がＤｕｔｙ１からＤｕｔｙ２へ上がるように指示信号を変更する。これにより、Ｄｕｔｙ２のデューティ信号Ｓ５によって閾値電圧調整部４６により閾値電圧Ｖａｔｈが調整され、閾値電圧Ｖａｔｈが分圧電圧Ｖａを少し下回るぐらいまで低下する。この状態では、閾値電圧Ｖａｔｈが分圧電圧Ｖａより低いため、検出信号ＳｃｍｐはＨｉｇｈレベルであり、過電圧を示す検出結果信号Ｓ２が出力部４４から電池状態監視部２３へ出力される。
【００５５】
一方、例えば、分圧回路４１が故障して分圧電圧Ｖａが通常よりも低い電圧Ｖａ”になっていると仮定する。この場合、時刻ｔ１３〜ｔ１５の期間で閾値電圧Ｖａｔｈが電圧Ｖａ”を上回る。そのため、検出信号Ｓｃｍｐは、「Ｓｃｍｐ”」に示すようにＬｏｗレベルのままであり、過電圧を示す検出結果信号Ｓ２は出力部４４から電池状態監視部２３へ出力されない。したがって、電池状態監視部２３は、検出結果信号Ｓ２に基づいて、分圧回路４１の故障、すなわち、過電圧検出部３４の異常を検出することができる。
【００５６】
また、分圧回路４１が正常である場合であっても、閾値電圧出力部４２または閾値電圧調整部４６の故障によって、閾値電圧Ｖａｔｈが通常よりも高くなった場合も同様に、閾値電圧Ｖａｔｈが分圧電圧Ｖａを上回ることがある。この場合にも、同様に過電圧検出部３４の異常を検出することができる。
【００５７】
なお、過電圧検出部３４が正常であっても、セルモニタＩＣ３２が正常に動作しておらず、ブロック電圧Ｖｂｒが正常に検出できない場合、あるいはデューティ信号Ｓ５が正常に出力できない場合、上述した場合と同様に、指示信号に応じた適切な検出結果信号Ｓ２が出力されない場合がある。このような場合には、セルモニタＩＣ３２が故障等の異常を検出することができる。
【００５８】
図３に戻って、過電圧検出部３４の説明を続ける。過電圧検出部３４の電源電圧監視部４７は、電源電圧Ｖｃが上昇する異常を検出することができる。電源電圧監視部４７は、電源電圧Ｖｃが閾値電圧Ｖｃｔｈ以上に上昇した場合、電源電圧Ｖｃが異常であると判定する。
【００５９】
電源電圧Ｖｃが異常であると判定した場合、電源電圧監視部４７は、Ｈｉｇｈレベルの異常検出信号Ｓａｂを出力部４４へ出力し、異常を示す検出結果信号Ｓ２を出力部４４から電池状態監視部２３へ出力させる。なお、異常を示す検出結果信号Ｓ２は、過電圧を示す検出結果信号Ｓ２と共用することで、出力部４４の構成を簡易化することができる。
【００６０】
閾値電圧Ｖａｔｈの大きさが電源電圧Ｖｃの大きさに依存して変化する場合、電源電圧Ｖｃが上昇する異常が発生すると、閾値電圧Ｖａｔｈも上昇する。そのため、電池ブロック１０が過電圧になる場合に、分圧電圧Ｖａが閾値電圧Ｖａｔｈ以上になるまでの時間がかかったり、分圧電圧Ｖａが閾値電圧Ｖａｔｈ以上にならなかったりする場合がある。このような場合、過電圧の検出が遅れたり、過電圧の検出ができなかったりするため、電池ブロック１０がさらに過充電されてしまうおそれがある。
【００６１】
そこで、電源電圧監視部４７は、電源電圧Ｖｃが閾値電圧Ｖｃｔｈ以上に上昇した場合、電源電圧Ｖｃの異常であると判定し、出力部４４から異常を示す検出結果信号Ｓ２を電池状態監視部２３へ出力させる。これにより、電池状態監視部２３は、例えば、リレー６（図１参照）をオフにし、組電池１への充放電を停止させることができ、電池ブロック１０の過充電の抑制が遅延することを防止することができる。
【００６２】
図６は、電源電圧Ｖｃが上昇する異常が発生する前後の状態における電源電圧Ｖｃ、分圧電圧Ｖａおよび異常検出信号Ｓａｂの状態変化を示す図である。図６に示すように、時刻ｔ２０において、電源電圧生成部３１に故障が発生した場合、電源電圧Ｖｃが上昇し、かかる電源電圧Ｖｃの上昇に伴って閾値電圧Ｖａｔｈが上昇する。
【００６３】
そして、電源電圧Ｖｃが閾値電圧Ｖｃｔｈ以上になった場合（時刻ｔ２１）、電源電圧監視部４７は、電源電圧Ｖｃが異常であることを示すＨｉｇｈレベルの異常検出信号Ｓａｂを出力部４４へ出力する。これにより、出力部４４から異常を示す検出結果信号Ｓ２が電池状態監視部２３へ出力される。
【００６４】
このように、過電圧検出部３４は、電源電圧監視部４７を有しており、電源電圧Ｖｃの異常によって過電圧の検出が遅れるような場合や過電圧の検出ができないような場合であっても、電池ブロック１０を適切に保護することができる。
【００６５】
［３．過電圧検出部３４の具体的な構成例］
図７は、過電圧検出部３４の具体的な構成例を示す図である。図７に示すように、閾値電圧出力部４２は、抵抗Ｒ３〜Ｒ５と、コンデンサＣ１を備える。電源電圧Ｖｃは、抵抗Ｒ３、Ｒ４によって分圧され、かかる分圧電圧は、抵抗Ｒ５を介してコンデンサＣ１へ入力され、コンデンサＣ１の両端電圧が、閾値電圧Ｖａｔｈとして出力される。
【００６６】
かかる閾値電圧出力部４２は、入力端子Ｔ４へのデューティ信号Ｓ５の入力がない場合、すなわち、デューティ信号Ｓ５のデューティ比がゼロである場合、電源電圧Ｖｃの分圧電圧を閾値電圧Ｖａｔｈ（＝Ｖｃ×Ｒ４／（Ｒ３＋Ｒ４））として出力する。
【００６７】
一方、閾値電圧出力部４２は、入力端子Ｔ４へのデューティ信号Ｓ５の入力がある場合、閾値電圧調整部４６によってデューティ信号Ｓ５に応じてコンデンサＣ１の両端電圧が低下させられる。そのため、かかる低下後の電圧が閾値電圧Ｖａｔｈとなる。
【００６８】
出力部４４は、抵抗Ｒ６〜Ｒ８、Ｒ１８と、コンデンサＣ２と、トランジスタＱ１、Ｑ２と、フォトカプラＰＣ１とを備える。なお、トランジスタＱ１は、ＮＰＮ型トランジスタであり、トランジスタＱ２は、ＰＮＰ型トランジスタである。
【００６９】
図７に示すように、抵抗Ｒ６とトランジスタＱ１とによって第１のエミッタ接地回路が構成され、抵抗Ｒ７とトランジスタＱ２とによって第２のエミッタ接地回路が構成される。そして、トランジスタＱ１のコレクタがトランジスタＱ２のベースに入力される。
【００７０】
かかる構成によって、コンパレータ４３から出力される検出信号ＳｃｍｐがＬｏｗレベルの場合、トランジスタＱ１がオフであり、トランジスタＱ２がオフである。そのため、検出信号ＳｃｍｐがＬｏｗレベルの場合、フォトカプラＰＣ１はオフであり、出力端子Ｔ３を構成する端子Ｔ３ａとＴ３ｂとは接続されていない状態であることから過電圧を示す検出結果信号Ｓ２は出力端子Ｔ３から出力されない。
【００７１】
一方、コンパレータ４３から出力される検出信号ＳｃｍｐがＨｉｇｈレベルの場合、トランジスタＱ１がオンであり、トランジスタＱ２がオンである。そのため、検出信号ＳｃｍｐがＨｉｇｈレベルの場合、フォトカプラＰＣ１はオンであり、端子Ｔ３ａとＴ３ｂとが接続された状態であることから過電圧を示す検出結果信号Ｓ２が出力端子Ｔ３から出力される。
【００７２】
このように、フォトカプラＰＣ１によって検出結果信号Ｓ２が出力端子Ｔ３から出力されるため、絶縁性を高めつつ、電池状態監視部２３と過電圧検出部３４との間の通信を行うことができる。なお、抵抗Ｒ６およびコンデンサＣ２はノイズ除去用のフィルタを構成する。これにより、フォトカプラＰＣ１がノイズ等の影響によってオンになってしまうことを防止することができる。
【００７３】
閾値電圧調整部４６は、抵抗Ｒ１１と、トランジスタＱ３とを備える。デューティ信号Ｓ５は、トランジスタＱ３のゲートに入力される。デューティ信号Ｓ５がオフ（Ｌｏｗレベル）の場合、トランジスタＱ３がオフになり、コンデンサＣ１は抵抗Ｒ１１を介してグランドに接続されない。
【００７４】
一方、デューティ信号Ｓ５がオン（Ｈｉｇｈレベル）の場合、トランジスタＱ３がオンになり、コンデンサＣ１が抵抗Ｒ１１およびトランジスタＱ３を介してグランドに接続される。そのため、デューティ信号Ｓ５のデューティ比がゼロでない場合、コンデンサＣ１の電圧が低下して閾値電圧Ｖａｔｈが低下し、デューティ信号Ｓ５のデューティ比が高いほど、閾値電圧Ｖａｔｈを低下させることができる。
【００７５】
電源電圧監視部４７は、抵抗Ｒ１２と、コンパレータ４８と、トランジスタＱ４とを備える。コンパレータ４８の非反転入力端子には電源電圧Ｖｃが入力され、コンパレータ４８の反転入力端子には閾値電圧Ｖｃｔｈが入力される。なお、閾値電圧Ｖｃｔｈはブロック電圧Ｖｂｒから生成される。例えば、ブロック電圧Ｖｂｒをツェナーダイオードに抵抗を介して接続することによって、ツェナーダイオードのツェナーを閾値電圧Ｖｃｔｈとすることができる。
【００７６】
電源電圧Ｖｃが閾値電圧Ｖｃｔｈ未満である場合、コンパレータ４８はＬｏｗレベルの信号を出力する。そのため、トランジスタＱ４はオフであり、Ｈｉｇｈレベルの異常検出信号Ｓａｂが出力されるため、過電圧の異常がない場合、フォトカプラＰＣ１はオフである。一方、電源電圧Ｖｃが閾値電圧Ｖｃｔｈ以上である場合、コンパレータ４８はＨｉｇｈレベルの信号を出力する。そのため、トランジスタＱ４はオンであり、Ｌｏｗレベルの異常検出信号Ｓａｂが出力され、フォトカプラＰＣ１はオンである。
【００７７】
［４．電池状態監視部２３］
次に、上述した電池状態監視部２３のうち自己診断処理（異常検出処理）を行う異常検出部２５の構成および動作についてさらに詳細に説明する。図８は、異常検出部２５の構成のうち自己診断処理を行う構成例を示す図であり、その他の機能を行う構成については省略している。
【００７８】
図８に示すように、電池状態監視部２３は、通信端子Ｔ１０ａ、Ｔ１０ｂと、入力端子Ｔ１１と、通信部６０と、ブロック電圧値要求部６１と、ブロック電圧値取得部６２と、閾値決定部６３と、信号出力部６４と、検出部６５とを備える。
【００７９】
かかる電池状態監視部２３は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。マイクロコンピュータのＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、異常検出部２５の通信部６０、ブロック電圧値要求部６１、ブロック電圧値取得部６２、閾値決定部６３、信号出力部６４および検出部６５として機能する。
【００８０】
また、通信部６０、ブロック電圧値要求部６１、ブロック電圧値取得部６２、閾値決定部６３、信号出力部６４および検出部６５の少なくともいずれかまたは全部をＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）やＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）等のハードウェアで構成することもできる。
【００８１】
通信部６０は、通信端子Ｔ１０ａ、Ｔ１０ｂを介して指示信号や指示信号に対する応答信号などをセルモニタＩＣ３２との間で例えばＳＰＩ通信形式で送受信する。ブロック電圧値要求部６１は、通信部６０から電圧検出要求をセルモニタＩＣ３２へ出力する。これにより、セルモニタＩＣ３２に電池セル１１の電圧または電池ブロック１０の電圧を検出させる。
【００８２】
ブロック電圧値取得部６２（取得部の一例）は、電圧検出要求に応じてセルモニタＩＣ３２から送信される各電池セル１１の電圧値または電池ブロック１０の電圧値の情報を取得する。ブロック電圧値取得部６２は、セルモニタＩＣ３２から各電池セル１１の電圧値を取得した場合、電池ブロック１０を構成するすべての電池セル１１の電圧値を積算することで電池ブロック１０の電圧値の情報を取得する。
【００８３】
閾値決定部６３は、ブロック電圧値取得部６２によって取得された電池ブロック１０の電圧値に基づいて、過電圧検出部３４の閾値電圧Ｖａｔｈを決定する。閾値決定部６３は、閾値電圧Ｖａｔｈがブロック電圧Ｖｂｒよりも少し高い程度の電圧になるように閾値電圧Ｖａｔｈを決定する。あるいは、閾値決定部６３は、閾値電圧Ｖａｔｈがブロック電圧Ｖｂｒよりも少し低い程度の電圧になるように閾値電圧Ｖａｔｈを決定する。
【００８４】
更に閾値決定部６３は、決定した閾値電圧Ｖａｔｈに応じて指示信号を送信するために複数の設定値を決定する。具体的に、閾値決定部６３は、設定値として、例えば、閾値電圧Ｖａｔｈを調整するデューティ信号Ｓ５のデューティ比、複数のセルモニタＩＣ３２に対する指示信号の出力順を決定する。
【００８５】
上述したように、複数のサテライト基板２１は、いわゆるデイジーチェーン方式で接続されているため、異常検出部２５が複数のサテライト基板２１に同時に指示信号を出力することができない。そこで、閾値決定部６３は、サテライト基板２１のセルモニタＩＣ３２に対してＨｉｇｈレベルのデューティ信号Ｓ５を出力するよう指示する指示信号（以下、Ｈｉｇｈ指示信号と記載する）を出力する出力順を決定する。閾値決定部６３は、かかる出力順をデューティ信号Ｓ５のデューティ比が小さい順に決定する。ここで、異常検出部２５は、Ｈｉｇｈ指示信号を出力した後、Ｌｏｗレベルのデューティ信号Ｓ５を出力するよう指示する指示信号（以下、Ｌｏｗ指示信号と記載する）を出力する。閾値決定部６３がＨｉｇｈ指示信号の出力順をデューティ信号Ｓ５のデューティ比が小さい順に決定することで、各セルモニタＩＣ３２に出力するＬｏｗ指示信号の出力タイミングが重なることがなく、異常検出部２５が複数のセルモニタＩＣ３２に対して確実にＨｉｇｈ指示信号およびＬｏｗ指示信号を出力することができる。
【００８６】
また、閾値決定部６３は、決定したデューティ比および出力順に基づき、デューティ信号Ｓ５がＨｉｇｈレベルである時間を示すＨｉｇｈ時間、Ｈｉｇｈ指示信号を出力するＨｉｇｈタイミング、および、Ｌｏｗ指示信号を出力するＬｏｗタイミングを決定する。
【００８７】
通信部６０がサテライト基板２１に対して指示信号を含む制御信号を送信する場合、通信部６０が制御信号を送信し、送信先のサテライト基板２１から制御信号を受信した旨を示す応答信号を受信するまでに所定の通信時間（例えば、最大２５０μｓ）が必要となる。そこで、閾値決定部６３は、所定の通信時間をあけて指示信号が送信されるように、ＨｉｇｈタイミングおよびＬｏｗタイミングを決定する。
【００８８】
図９は、閾値決定部６３が決定する設定値の一例を示す図である。図９では、各サテライト基板２１が有するセルモニタＩＣ３２を区別するために、サテライト基板２１＿１〜２１＿６に対応するセルモニタＩＣ３２にそれぞれＩＣ３２＿１〜ＩＣ３２＿６の番号を付し、符号もセルモニタＩＣ３２＿１〜３２＿６と記載する。
【００８９】
図９に示すように、閾値決定部６３は、セルモニタＩＣ３２＿１が出力するデューティ信号Ｓ５のデューティ比を５０％に決定する。同様に、閾値決定部６３は、セルモニタＩＣ３２＿２〜３２＿６のデューティ比をそれぞれ「５０％」、「３０％」、「３０％」、「５０％」、「５０％」に決定する。
【００９０】
また、閾値決定部６３は、Ｈｉｇｈ信号の出力順を、デューティ比が小さい順に、「ＩＣ３２＿３」、「ＩＣ３２＿４」、「ＩＣ３２＿１」、「ＩＣ３２＿２」、「ＩＣ３２＿５」、「ＩＣ３２＿６」と決定する。なお、決定したデューティ比が同じ場合、閾値決定部６３は、セルモニタＩＣ３２の番号が小さい順に出力順を決定する。
【００９１】
閾値決定部６３は、デューティ信号Ｓ５の１周期とデューティ比とからＨｉｇｈ時間を決定する。図９の例では、デューティ信号Ｓ５の１周期を８ｍｓとしているため、閾値決定部６３は、セルモニタＩＣ３２＿１のＨｉｇｈ時間を４．０００ｍｓに決定する。同様に、閾値決定部６３は、セルモニタＩＣ３２＿２〜３２＿６のＨｉｇｈ時間をそれぞれ「４．０００ｍｓ」、「２．４００ｍｓ」、「２．４００ｍｓ」、「４．０００ｍｓ」、「４．０００ｍｓ」に決定する。
【００９２】
また、閾値決定部６３は、決定した出力順、信号送信にかかる所定の通信時間（ここでは０.２５ｍｓとする）およびＨｉｇｈ時間に応じてＨｉｇｈタイミングおよびＬｏｗタイミングを決定する。図９では、閾値決定部６３は、セルモニタＩＣ３２＿１〜３２＿６のＨｉｇｈタイミングをそれぞれ「０．５００ｍｓ」、「０．７５０ｍｓ」、「０．０００ｍｓ」、「０．２５０ｍｓ」、「１．０００ｍｓ」、「１．２５０ｍｓ」に決定する。また、閾値決定部６３は、セルモニタＩＣ３２＿１〜３２＿６のＬｏｗタイミングをそれぞれ「４．５００ｍｓ」、「４．７５０ｍｓ」、「２．４００ｍｓ」、「２．６５０ｍｓ」、「５．０００ｍｓ」、「５．２５０ｍｓ」に決定する。
【００９３】
図８に戻って、信号出力部６４は、閾値決定部６３が決定した閾値に応じたデューティ信号Ｓ５がセルモニタＩＣ３２の出力端子Ｔ６から出力されるよう指示する指示信号を出力する。信号出力部６４は、Ｈｉｇｈ指示出力部６６と、Ｌｏｗ指示出力部６７と、ＡＷＡＫＥ出力部６８とを有する。
【００９４】
Ｈｉｇｈ指示出力部６６は、閾値決定部６３が決定した設定値に基づき、セルモニタＩＣ３２に対して出力端子Ｔ６からＨｉｇｈレベルのデューティ信号Ｓ５の出力を指示するＨｉｇｈ指示信号を出力する。
【００９５】
Ｌｏｗ指示出力部６７は、閾値決定部６３が決定した設定値に基づき、セルモニタＩＣ３２に対して出力端子Ｔ６からＬｏｗレベルのデューティ信号Ｓ５の出力を指示するＬｏｗ指示信号を出力する。Ｌｏｗ指示出力部６７は、例えば各セルモニタＩＣ３２に対応する遅延トリガを有し、かかる遅延トリガを用いて、Ｈｉｇｈ指示出力部６６からＨｉｇｈ指示信号が出力されてからＨｉｇｈ時間経過後にＬｏｗ指示信号を出力する。このように、遅延トリガを用いてＬｏｗ指示信号を出力することで、簡易な構成でデューティ信号Ｓ５のデューティ比を精度良く設定することができる。
【００９６】
なお、遅延トリガは、Ｌｏｗ指示出力部６７がＬｏｗ指示信号を出力するための構成の一例であり、これに限定されない。例えば、Ｌｏｗ指示出力部６７が、閾値決定部６３が決定したＬｏｗタイミングに基づいてＬｏｗ指示信号を出力するようにしてもよい。
【００９７】
ＡＷＡＫＥ出力部６８は、信号出力部６４がＨｉｇｈ指示信号またはＬｏｗ指示信号を出力してから一定期間信号を送信しない場合に、ＡＷＡＫＥ信号（起動信号の一例）をＩ／Ｆ部２４に送信する。これは、Ｉ／Ｆ部２４が一定期間信号を送受信しない場合、機能の少なくとも一部を停止するスリープ状態に移行するためである。したがって、信号の送受信の有無にかかわらずＩ／Ｆ部２４が常に起動している場合、ＡＷＡＫＥ信号の送付は不要である。
【００９８】
このように、Ｈｉｇｈ指示信号またはＬｏｗ指示信号を出力してから一定期間信号を送信しない場合、ＡＷＡＫＥ出力部６８がＡＷＡＫＥ信号を送信することで、Ｉ／Ｆ部２４を常に起動させておくことができる。Ｉ／Ｆ部２４がスリープ状態に移行すると、Ｉ／Ｆ部２４の再起動に時間が必要となるため、Ｉ／Ｆ部２４が指示信号を受信してからセルモニタＩＣ３２に出力するまで時間がかかってしまう。これにより、デューティ信号Ｓ５のデューティ比が所望の値からずれてしまう恐れがあるが、ＡＷＡＫＥ出力部６８がＡＷＡＫＥ信号を送信することで、Ｉ／Ｆ部２４のスリープ状態への移行を抑制することができ、デューティ信号Ｓ５のデューティ比を所望の値に保つことができる。
【００９９】
図１０は、信号出力部６４が出力する指示信号の出力タイミングの一例を説明する図である。なお、図１０では、図９と同様に、サテライト基板２１＿１〜２１＿６にそれぞれ対応するセルモニタＩＣ３２にＩＣ３２＿１〜ＩＣ３２＿６の番号を付している。また、図１０では、閾値決定部６３が図９に示すような設定値を決定した場合における指示信号の出力タイミングを示している。
【０１００】
図１０に示すように、Ｈｉｇｈ指示出力部６６は、時刻０．０００ｍｓから通信周期（０．２５０ｍｓ）で出力順にしたがって、順次Ｈｉｇｈ指示信号を出力する。具体的に、閾値決定部６３は、セルモニタＩＣ３２＿３のＨｉｇｈタイミングを時刻０．０００ｍｓに決定している。そこで、Ｈｉｇｈ指示出力部６６は、時刻０．０００ｍｓでセルモニタＩＣ３２＿３宛てのＨｉｇｈ指示信号を出力する。なお、図１０では、Ｈｉｇｈ指示信号等の出力信号の宛先であるセルモニタＩＣ３２を括弧で示している。
【０１０１】
同様にして、Ｈｉｇｈ指示出力部６６は、通信周期（０．２５０ｍｓ）で閾値決定部６３が決定した出力順にＨｉｇｈ指示信号を出力する。Ｈｉｇｈ指示出力部６６が時刻１．２５０ｍｓでセルモニタＩＣ３２＿６宛てにＨｉｇｈ指示信号を出力してから、Ｌｏｗ指示出力部６７がＬｏｗ指示信号を出力するまで一定期間以上の間があくため、ＡＷＡＫＥ出力部６８は、例えば時刻１．６００ｍｓでＡＷＡＫＥ信号を出力する。
【０１０２】
次に、閾値決定部６３は、セルモニタＩＣ３２＿３のＬｏｗタイミングを時刻２．４００ｍｓに決定している。そこで、Ｌｏｗ指示出力部６７は、時刻２．４００ｍｓでセルモニタＩＣ３２＿３宛てのＬｏｗ指示信号を出力する。続いて、Ｌｏｗ指示出力部６７は、時刻２．６５０ｍｓでセルモニタＩＣ３２＿４宛てのＬｏｗ指示信号を出力する。その後、Ｌｏｗ指示出力部６７がセルモニタＩＣ３２＿１宛てにＬｏｗ指示信号を出力するまで一定期間以上の間があくため、ＡＷＡＫＥ出力部６８は、例えば時刻３．７００ｍｓでＡＷＡＫＥ信号を出力する。その後、Ｌｏｗ指示出力部６７は、時刻４．５００ｍｓ以降、通信時間（０．２５０ｍｓ）間隔で順次Ｌｏｗ指示信号をセルモニタＩＣ３２＿１、３２＿２、３２＿５、３２＿６宛てに送信する。
【０１０３】
また、ＡＷＡＫＥ出力部６８は、Ｌｏｗ指示出力部６７がセルモニタＩＣ３２＿６宛てのＬｏｗ指示信号を出力した後の時刻７．７００ｍｓでＡＷＡＫＥ信号を出力する。その後、信号出力部６４は、指示信号、ＡＷＡＫＥ信号を、時刻０．０００ｍｓから８．０００ｍｓまでに送信した場合と同様に、デューティ信号Ｓ５の周期８．０００ｍｓで繰り返し出力する。
【０１０４】
このように、Ｈｉｇｈ指示出力部６６およびＬｏｗ指示出力部６７が、閾値決定部６３が決定した設定値に応じてＨｉｇｈ指示信号およびＬｏｗ指示信号を出力する。これにより、異常検出部２５は、各セルモニタＩＣ３２の出力端子Ｔ６から閾値決定部６３が決定したデューティ比のデューティ信号Ｓ５を出力させることができる。
【０１０５】
検出部６５は、閾値決定部６３が決定した閾値および過電圧検出部３４から出力された検出結果信号Ｓ２に応じてセルモニタＩＣ３２または過電圧検出部３４の異常を検出する。具体的に、信号出力部６４から閾値電圧Ｖａｔｈがブロック電圧Ｖｂｒよりも少し高い程度の電圧になるようにデューティ信号Ｓ５を制御する指示信号が出力されているとする。この場合において、過電圧検出部３４から出力された検出結果信号Ｓ２が異常ありを示す場合、検出部６５は、セルモニタＩＣ３２または過電圧検出部３４が異常であると判定する。一方、信号出力部６４から閾値電圧Ｖａｔｈがブロック電圧Ｖｂｒよりも少し低い程度の電圧になるようにデューティ信号Ｓ５を制御する指示信号が出力されているとする。この場合において、過電圧検出部３４から出力された検出結果信号Ｓ２が異常なしを示す場合、検出部６５は、セルモニタＩＣ３２または過電圧検出部３４が異常であると判定する。
【０１０６】
なお、入力端子Ｔ１１は、過電圧検出部３４毎に設けられており、出力端子Ｔ３を構成する端子Ｔ３ａ、Ｔ３ｂをそれぞれ接続する２つの端子を備える。これにより、過電圧検出部３４毎に検出結果信号Ｓ２を入力することができる。
【０１０７】
検出部６５には、出力端子Ｔ３を構成する端子Ｔ３ａ、Ｔ３ｂ間の導通状態を検出する検出部（図示せず）を有しており、かかる検出部によって、過電圧検出部３４毎の検出結果信号Ｓ２の状態を判定し、過電圧検出部３４毎に過電圧異常や電源電圧異常を検出する。なお、端子Ｔ３ａ、Ｔ３ｂ間の導通状態は、例えば、端子Ｔ３ａ、Ｔ３ｂ間に電圧を印加し、その際に電流が流れるか否かによって判定することができる。
【０１０８】
また、複数の過電圧検出部３４に対して入力端子Ｔ１１を共通化することができる。例えば、複数の過電圧検出部３４の出力端子Ｔ３を入力端子Ｔ１１に並列に接続する構成にもできる。これにより、複数の過電圧検出部３４のうちいずれか一つに過電圧異常や電源電圧異常が生じたことを検出可能としつつ入力端子Ｔ１１の数を低減することができ、電池状態監視部２３の小型化を図ることができる。
【０１０９】
図１１は、電池状態監視部２３が行う自己診断処理の流れを示すフローチャートである。なお、セルモニタＩＣ３２は正常であるとして説明する。
【０１１０】
図１１に示すように、電池状態監視部２３は、過電圧検出部３４の自己診断開始タイミングであるか否かを判定する（ステップＳ１０）。過電圧検出部３４の自己診断開始タイミングであると判定した場合（ステップＳ１０；Ｙｅｓ）、電池状態監視部２３は、セルモニタＩＣ３２へ電圧検出要求を行い、ブロック電圧Ｖｂｒの情報を取得する（ステップＳ１１）。
【０１１１】
次に、電池状態監視部２３は、ステップＳ１１で取得したブロック電圧Ｖｂｒよりも少し高い程度の電圧になるよう閾値電圧Ｖａｔｈを決定する（ステップＳ１２）。その後、電池状態監視部２３は、閾値電圧Ｖａｔｈに応じたデューティ比のデューティ信号Ｓ５がセルモニタＩＣ３２から出力されるように、閾値電圧Ｖａｔｈに応じて指示信号を出力する（ステップＳ１３）。
【０１１２】
続いて、電池状態監視部２３は、検出結果信号Ｓ２が正常を示すか否かを判定する（ステップＳ１４）。
【０１１３】
検出結果信号Ｓ２が正常を示すと判定した場合（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、電池状態監視部２３は、ブロック電圧Ｖｂｒよりも少し低い程度の電圧になるよう閾値電圧Ｖａｔｈを決定する（ステップＳ１５）。その後、電池状態監視部２３は、閾値電圧Ｖａｔｈに応じたデューティ比のデューティ信号Ｓ５がセルモニタＩＣ３２から出力されるように、閾値電圧Ｖａｔｈに応じて指示信号を出力する（ステップＳ１６）。
【０１１４】
続いて、電池状態監視部２３は、検出結果信号Ｓ２が異常を示すか否かを判定する（ステップＳ１７）。
【０１１５】
検出結果信号Ｓ２が異常を示すと判定した場合（ステップＳ１７；Ｙｅｓ）、電池状態監視部２３は、過電圧検出部３４は正常であると判定する（ステップＳ１８）。一方、ステップＳ１４において検出結果信号Ｓ２が正常を示さないと判定した場合（ステップＳ１４；Ｎｏ）、または、ステップＳ１７において検出結果信号Ｓ２が異常を示さないと判定した場合（ステップＳ１７；Ｎｏ）、電池状態監視部２３は、過電圧検出部３４は異常であると判定する（ステップＳ１９）。
【０１１６】
自己診断開始タイミングではないと判定した場合（ステップＳ１０；Ｎｏ）、ステップＳ１８またはステップＳ１９の処理が終了した場合、図１１に示す処理をステップＳ１０から繰り返し行う。
【０１１７】
［５．高電圧検出部３５］
次に、高電圧検出部３５について説明する。図１２は、高電圧検出部３５の構成例を示す図である。
【０１１８】
図１２に示すように、高電圧検出部３５は、整流ブリッジ回路５１と、断線検出部５２とを備える。整流ブリッジ回路５１は、電池ブロック１０の負極と正極との間に接続され、ブロック電圧Ｖｂｒを整流して出力する。
【０１１９】
断線検出部５２は、整流ブリッジ回路５１の出力電圧Ｖｒｅが所定電圧Ｖｒｅｔｈ以上である場合に、電池ブロック１０の断線があることを示す検出結果信号Ｓ４（以下、断線を示す検出結果信号Ｓ４と記載する）を出力する。一方、整流ブリッジ回路５１の出力電圧Ｖｒｅが所定電圧Ｖｒｅｔｈ未満である場合に、断線を示す検出結果信号Ｓ４を出力しない。
【０１２０】
断線検出部５２は、後で詳述するように、例えば、複数の電圧制限回路を有する構成であり、これらの制限電圧回路の出力電圧差が所定値以上である場合に、出力電圧Ｖｒｅが所定電圧Ｖｒｅｔｈ以上であるとして、断線を示す検出結果信号Ｓ４を出力することができる。
【０１２１】
また、断線検出部５２は、例えば、出力電圧Ｖｒｅを分圧する分圧回路とコンパレータを有する構成であってもよい。この場合、断線検出部５２は、出力電圧Ｖｒｅの分圧電圧が所定電圧以上である場合に、出力電圧Ｖｒｅが所定電圧Ｖｒｅｔｈ以上であるとして、断線を示す検出結果信号Ｓ４を出力することができる。
【０１２２】
図１３は、電池セル１１が有する電流遮断デバイス（ＣＩＤ）の作動状態と、電池セル１１の充放電状態と、電流遮断デバイスの両端電圧との関係を説明するための図である。なお、図１３において、ＣＩＤ切れが発生した場合を「ＣＩＤ切れ」と記載し、ＣＩＤ切れが発生してない場合を「ＣＩＤ正常」と記載している。また、ＣＩＤ切れが発生した場合の電流遮断デバイスの両端電圧は、一例として±３００Ｖであるとしている。
【０１２３】
図１３に示すように、電池ブロック１０の放電中にＣＩＤ切れが発生するとＣＩＤ切れ発生箇所の電圧Ｖｃｉｄ（以下、ＣＩＤ電圧Ｖｃｉｄと記載する）は、＋３００Ｖになり、電池ブロック１０の充電中にＣＩＤ切れが発生するとＣＩＤ電圧Ｖｃｉｄは、−３００Ｖになる。
【０１２４】
上述したように、電池ブロック１０の両極間は、整流ブリッジ回路５１に接続されており、かかる整流ブリッジ回路５１によってブロック電圧Ｖｂｒが整流されて整流ブリッジ回路５１から出力される。したがって、ＣＩＤ電圧Ｖｃｉｄが＋３００Ｖであっても−３００Ｖであっても、整流ブリッジ回路５１から同じ正電圧が出力される。
【０１２５】
そのため、整流ブリッジ回路５１の出力電圧Ｖｒｅを監視することで、電池ブロック１０の充電時にＣＩＤ切れが発生した場合であっても、電池ブロック１０の充電時にセル電流遮断が発生した場合であっても、ＣＩＤ切れを精度よく検出することができる。
【０１２６】
また、バスバー外れの場合、ＣＩＤ切れの場合と同様に、バスバーが外れた電池ブロック１０間で正の高電圧または負の高電圧が発生するため、整流ブリッジ回路５１の出力電圧Ｖｒｅを監視することで、電池ブロック１０の充電時と放電時とに関わらず、バスバー外れを精度よく検出することができる。
【０１２７】
さらに、高電圧検出部３５は、図２に示すように、ヒューズ３０を介さずに電池ブロック１０の両端（負極と正極）に接続される。そのため、例えば、電池ブロック１０の断線によってセルモニタＩＣ３２と電池ブロック１０との間に過電流が流れてヒューズ３０が溶断された場合であっても、電池ブロック１０の断線を検出することができる。
【０１２８】
したがって、電池ブロック１０の断線によって、ヒューズ３０が溶断し、セルモニタＩＣ３２および過電圧検出部３４によって電池ブロック１０の電圧が検出できず、電池状態監視部２３への電圧の情報を通知できない場合であっても、電池ブロック１０の断線を検出することができる。
【０１２９】
［６．高電圧検出部３５の具体的な構成例］
図１４は、高電圧検出部３５の具体的な構成例を示す図である。図１４に示すように、整流ブリッジ回路５１は、４つのダイオードＤ１０〜Ｄ１３がブリッジ接続されたダイオードブリッジ回路で構成される。
【０１３０】
断線検出部５２は、第１電圧制限回路５３と、第２電圧制限回路５４と、判定部５５と、出力部５６とを備える。
【０１３１】
第１電圧制限回路５３は、出力電圧Ｖｒｅが第１電圧Ｖ１以下である場合に、出力電圧Ｖｒｅに応じた電圧を出力電圧Ｖｃｐ１として出力し、整流ブリッジ回路５１の出力電圧Ｖｒｅが第１電圧Ｖ１より高い場合に、出力電圧Ｖｃｐ１を第１電圧Ｖ１に制限して出力する。なお、「出力電圧Ｖｒｅに応じた電圧」は、第１電圧制限回路５３の入出力間の電圧を無視できるとした場合、出力電圧Ｖｒｅと同じ電圧である。
【０１３２】
第１電圧Ｖ１は、電池ブロック１０が正常である場合のブロック電圧Ｖｂｒよりも高い電圧に設定される。例えば、ブロック電圧Ｖｂｒの正常値が１１０Ｖ以下である場合、第１電圧Ｖ１は、例えば、１３０Ｖに設定される。
【０１３３】
したがって、ブロック電圧Ｖｂｒの正常値である場合、ブロック電圧Ｖｂｒに応じた電圧が出力電圧Ｖｃｐ１として第１電圧制限回路５３から出力される。一方、電池ブロック１０の断線などによってブロック電圧Ｖｂｒが正常値に対して高電圧になった場合、第１電圧Ｖ１が出力電圧Ｖｃｐ１として第１電圧制限回路５３から出力される。
【０１３４】
かかる第１電圧制限回路５３は、抵抗Ｒ２０と、コンデンサＣ１０と、ツェナーダイオードＺＤ１とを備える。抵抗Ｒ２０の一端は、整流ブリッジ回路５１の出力に接続され、抵抗Ｒ２０の他端とグランドとの間にはコンデンサＣ１０およびツェナーダイオードＺＤ１が並列に接続される。なお、抵抗Ｒ２０とコンデンサＣ１０とによりＲＣフィルタが構成される。
【０１３５】
ツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧は、第１電圧Ｖ１に設定されており、出力電圧Ｖｒｅが第１電圧Ｖ１より低い場合、出力電圧Ｖｒｅに応じた電圧が出力電圧Ｖｃｐ１として出力される。
【０１３６】
一方、整流ブリッジ回路５１の出力電圧Ｖｒｅが第１電圧Ｖ１より高い場合、ツェナーダイオードＺＤ１によって抵抗Ｒ２０の他端の電圧がクランプされる。これにより、出力電圧Ｖｒｅが第１電圧Ｖ１を超える場合に、第１電圧制限回路５３の出力電圧Ｖｃｐ１が第１電圧Ｖ１になり、第２電圧制限回路５４および判定部５５に加わる電圧を第１電圧Ｖ１以下に制限することができる。
【０１３７】
そのため、第２電圧制限回路５４および判定部５５に高電圧が加わることを避けることができ、高電圧が加わる場合に比べ、第２電圧制限回路５４および判定部５５を構成する各素子の定格電圧を抑えることができ、低コスト化や小型化を図ることができる。
【０１３８】
第２電圧制限回路５４は、出力電圧Ｖｃｐ１が第１電圧Ｖ１よりも低い第２電圧Ｖ２（＜Ｖ１）以下である場合に、出力電圧Ｖｃｐ１に応じた電圧を出力電圧Ｖｃｐ２として出力する。なお、「出力電圧Ｖｃｐ１に応じた電圧」は、第２電圧制限回路５４の入出力間の電圧を無視できるとした場合、出力電圧Ｖｃｐ１と同じ電圧である。
【０１３９】
一方、第２電圧制限回路５４は、第１電圧制限回路５３の出力電圧Ｖｃｐ１が第２電圧Ｖ２より高い場合に、出力電圧Ｖｃｐ２を第２電圧Ｖ２に制限して出力する。
【０１４０】
第２電圧Ｖ２は、電池ブロック１０が正常である場合のブロック電圧Ｖｂｒよりも高い電圧に設定され、かつ、第１電圧Ｖ１よりも低い電圧に設定される。例えば、ブロック電圧Ｖｂｒの正常値が１１０Ｖ以下である場合、第２電圧Ｖ２は、例えば、１２０Ｖに設定される。
【０１４１】
第２電圧制限回路５４は、抵抗Ｒ２１と、コンデンサＣ１１と、ツェナーダイオードＺＤ２とを備え、第１電圧制限回路５３と同様に構成される。ただし、ツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧は、第２電圧Ｖ２に設定されており、第１電圧制限回路５３の出力電圧Ｖｃｐ１が第２電圧Ｖ２以下である場合、出力電圧Ｖｒｅに応じた電圧が出力電圧Ｖｃｐ２として出力される。
【０１４２】
一方、第１電圧制限回路５３の出力電圧Ｖｃｐ１が第２電圧Ｖ２を超える場合、ツェナーダイオードＺＤ２によって抵抗Ｒ２１の他端の電圧がクランプされる。これにより、第１電圧制限回路５３の出力電圧Ｖｃｐ１が第２電圧Ｖ２を超える場合に、第２電圧制限回路５４の出力電圧Ｖｃｐ２が第１電圧Ｖ１よりも低い第２電圧Ｖ２になる。
【０１４３】
したがって、電池ブロック１０の断線などによってブロック電圧Ｖｂｒが高電圧になった場合、第１電圧制限回路５３から第１電圧Ｖ１が出力電圧Ｖｃｐ１として出力され、第２電圧制限回路５４から第２電圧Ｖ２が出力電圧Ｖｃｐ２として出力される。このように、電池ブロック１０の断線が発生した場合、出力電圧Ｖｃｐ１と出力電圧Ｖｃｐ２とは、電圧差ΔＶ（＝Ｖ１−Ｖ２）を生じる。
【０１４４】
そこで、判定部５５は、出力電圧Ｖｃｐ１と出力電圧Ｖｃｐ２との差に基づいて、電池ブロック１０の断線があるか否かを判定する。例えば、判定部５５は、出力電圧Ｖｃｐ１と出力電圧Ｖｃｐ２との差が所定値ΔＶｃｐ（＜ΔＶ）以上である場合に、電池ブロック１０の断線があると判定する。一方、判定部５５は、出力電圧Ｖｃｐ１と出力電圧Ｖｃｐ２との差が所定値ΔＶｃｐ未満である場合、電池ブロック１０の断線がないと判定する。
【０１４５】
判定部５５は、例えば、入力抵抗Ｒ２２とトランジスタＱ１０とを備える。トランジスタＱ１０のエミッタには、第１電圧制限回路５３の出力電圧Ｖｃｐ１が入力され、トランジスタＱ１０のベースには、入力抵抗Ｒ２２を介して第２電圧制限回路５４の出力電圧Ｖｃｐ２が入力される。
【０１４６】
そのため、出力電圧Ｖｃｐ１と出力電圧Ｖｃｐ２との電圧差がトランジスタＱ１０の閾値電圧以上になった場合にトランジスタＱ１０がオンになり、電池ブロック１０の断線があると判定した状態になる。したがって、図１２に示す回路の場合、所定値ΔＶｃｐは、トランジスタＱ１０の閾値電圧以上の電圧である。一方、出力電圧Ｖｃｐ１と出力電圧Ｖｃｐ２との電圧差がトランジスタＱ１０の閾値電圧未満である場合、トランジスタＱ１０はオフであり、電池ブロック１０の断線がないと判定した状態になる。
【０１４７】
出力部５６は、絶縁性の出力部であり、判定部５５の出力と出力端子Ｔ５との間に設けられる。かかる出力部５６は、電池状態監視部２３へ判定部５５の判定結果に応じた検出結果信号Ｓ４を出力する。かかる出力部５６によって高電圧検出部３５と電池状態監視部２３との間の絶縁性を保ちつつ、判定部５５の判定結果に応じた検出結果信号Ｓ４を電池状態監視部２３へ出力することができる。
【０１４８】
かかる出力部５６は、抵抗Ｒ２３と、フォトカプラＰＣ３とを備える。フォトカプラＰＣ３のダイオード側は、抵抗Ｒ２３と直列接続され、フォトカプラＰＣ３のトランジスタ側には、出力端子Ｔ５を構成する端子Ｔ５ａとＴ５ｂが接続される。
【０１４９】
トランジスタＱ１０がオフである場合、フォトカプラＰＣ３はオフであり、端子Ｔ５ａとＴ５ｂとは接続されていない状態であり、断線を示す検出結果信号Ｓ４は出力端子Ｔ５から出力されない。一方、トランジスタＱ１０がオンである場合、フォトカプラＰＣ３はオンであり、端子Ｔ５ａとＴ５ｂとは接続された状態であり、断線を示す検出結果信号Ｓ４が出力端子Ｔ５から出力される。
【０１５０】
なお、電池状態監視部２３は、端子Ｔ５ａとＴ５ｂとにそれぞれ接続される２つの端子を有する入力端子Ｔ１５（図示せず）と、入力端子Ｔ１５の２つの端子の導通状態を検出する検出部（図示せず）を有している。電池状態監視部２３は、かかる検出部によって、高電圧検出部３５毎の検出結果信号Ｓ４の状態を判定し、高電圧検出部３５毎に電池ブロック１０の断線を検出することができる。なお、端子Ｔ５ａとＴ５ｂ間の導通状態は、例えば、端子Ｔ５ａとＴ５ｂ間に電圧を印加し、その際に電流が流れるか否かによって判定することができる。
【０１５１】
また、電池状態監視部２３は、複数の高電圧検出部３５の出力端子Ｔ５を入力端子Ｔ１５（図示せず）に並列に接続する構成にもできる。これにより、複数の高電圧検出部３５のうちいずれか一つに電池ブロック１０の断線が生じたことを検出可能としつつ入力端子Ｔ１５の数を低減することができ、電池状態監視部２３の小型化を図ることができる。なお、複数の高電圧検出部３５の出力端子Ｔ５は、入力端子Ｔ１１に出力端子Ｔ３と並列に接続されてもよい。
【０１５２】
このように、図１４に示す断線検出部５２は、ブロック電圧Ｖｂｒの正常値よりも高い電圧制限であって電圧制限が互いに異なる２つの電圧制限回路を設け、これらの電圧制限回路の出力の差に基づき、電池ブロック１０の断線があるか否かを判定することができる。そのため、例えば、抵抗、ツェナーダイオード、コンデンサおよびトランジスタのみを用いた比較的簡易かつ安価に断線検出部５２を構成することができる。
【０１５３】
なお、図１４に示す判定部５５では、トランジスタＱ１０によって、出力電圧Ｖｃｐ１と出力電圧Ｖｃｐ２との電圧差が所定値以上であることを検出したが、かかる構成に限定されない。
【０１５４】
例えば、抵抗Ｒ２３とフォトカプラＰＣ３の直列回路（図１２参照）の抵抗Ｒ２３側に出力電圧Ｖｃｐ１を入力し、かかる直列回路のフォトカプラＰＣ３側に出力電圧Ｖｃｐ２を入力する構成であってもよい。これにより、抵抗Ｒ２３とフォトカプラＰＣ３の直列回路に出力電圧Ｖｃｐ１と出力電圧Ｖｃｐ２との電圧差ΔＶに応じた電流が流れる。
【０１５５】
また、この場合、抵抗Ｒ２３とフォトカプラＰＣ３の直列回路に１以上のダイオードを直列に追加することでフォトカプラＰＣ３がオンになる出力電圧Ｖｃｐ１と出力電圧Ｖｃｐ２との電圧差を調整することができる。この場合、ダイオードの順方向はフォトカプラＰＣ３の順方向と同じである。
【０１５６】
図１５は、電池ブロック１０の放電時にＣＩＤ切れの発生によるＣＩＤ電圧Ｖｃｉｄ、出力電圧Ｖｒｅ、Ｖｃｐ１、Ｖｃｐ２、および、検出結果信号Ｓ４の変化を示す図である。
【０１５７】
図１５に示すように、電池ブロック１０の放電時にＣＩＤ切れが発生した場合（時刻ｔ３１）、ＣＩＤ電圧Ｖｃｉｄおよび出力電圧Ｖｒｅ、Ｖｃｐ１、Ｖｃｐ２が上昇する。そして、第１電圧制限回路５３の出力電圧Ｖｃｐ１が第２電圧Ｖ２より高くなった場合（時刻ｔ３２）、第２電圧制限回路５４の出力電圧Ｖｃｐ２が第２電圧Ｖ２に制限される。
【０１５８】
その後、第１電圧制限回路５３の出力電圧Ｖｃｐ１が上昇して、出力電圧Ｖｃｐ１と出力電圧Ｖｃｐ２との電圧差が所定値ΔＶｃｐ以上になった場合（時刻ｔ３３）に、判定部５５が電池ブロック１０の断線があると判定し、出力部５６が断線を示す検出結果信号Ｓ４を出力端子Ｔ５から出力する。
【０１５９】
図１６は、電池ブロック１０の充電時にＣＩＤ切れの発生によるＣＩＤ電圧Ｖｃｉｄ、出力電圧Ｖｒｅ、Ｖｃｐ１、Ｖｃｐ２、および、検出結果信号Ｓ４の変化を示す図である。
【０１６０】
図１６に示すように、電池ブロック１０の充電時にＣＩＤ切れが発生した場合（時刻ｔ３１）、ＣＩＤ電圧Ｖｃｉｄが負電圧になるが、整流ブリッジ回路５１から出力される出力電圧Ｖｒｅは、図１５に示す場合と同様に正電圧である。そのため、図１５に示す場合と同様に、判定部５５が電池ブロック１０の断線があると判定し、出力部５６が断線を示す検出結果信号Ｓ４を出力端子Ｔ５から出力することができる。
【０１６１】
ここで、出力部５６の抵抗Ｒ２３とフォトカプラＰＣ３のダイオードとに流れる電流Ｉａと、フォトカプラＰＣ３のオン／オフとの関係を説明する。図１７は、ＣＩＤ電圧Ｖｃｉｄ、電流ＩａおよびフォトカプラＰＣ３のオン／オフ状態を示す図である。
【０１６２】
図１７に示すように、ＣＩＤ電圧Ｖｃｉｄが所定電圧Ｖｃｉｄｔｈ以上になった場合に、電流Ｉａが閾値Ｉｔｈ以上となって、フォトカプラＰＣ３がオンになり、断線を示す検出結果信号Ｓ４が出力端子Ｔ５から出力される。なお、所定電圧Ｖｃｉｄｔｈは、所定電圧Ｖｒｅｔｈに対応する電圧であり、整流ブリッジ回路５１の内部ロス分を無視した場合、例えば、Ｖｃｉｄｔｈ＝Ｖｒｅｔｈである。
【０１６３】
以上のように、高電圧検出部３５は、整流ブリッジ回路５１を有し、かかる整流ブリッジ回路５１の出力電圧Ｖｒｅに基づいて電池ブロック１０の断線を検出する。そのため、電池ブロック１０が充電状態である場合も放電状態である場合も、電池ブロック１０の断線を同様の構成にて検出することができる。
【０１６４】
なお、図１４に示す高電圧検出部３５は、第２電圧制限回路５４の入力側が第１電圧制限回路５３の出力側に接続されるが、高電圧検出部３５は図１４に示す構成に限定されない。図１８は、高電圧検出部３５の他の構成例を示す図である。図１８に示す高電圧検出部３５は、第２電圧制限回路５４の入力側が整流ブリッジ回路５１の出力側に接続される。
【０１６５】
図１８に示す高電圧検出部３５は、第１電圧制限回路５３の入力側と第２電圧制限回路５４の入力側とがそれぞれ整流ブリッジ回路５１の出力側に接続される。そのため、コンデンサＣ１０によって出力電圧Ｖｃｐ１の立ち上がりが遅延する場合であっても、かかる遅延による出力電圧Ｖｃｐ２の立ち上がりの遅延を抑制することができる。そのため、電池ブロック１０の断線を迅速に検出することができる。
【０１６６】
以上のように、実施形態に係る異常検出部２５（異常検出装置の一例）は、複数の電池ブロック１０を有する組電池１の電池ブロック１０ごとに設けられ、閾値電圧Ｖａｔｈ（閾値の一例）と電池ブロック１０のブロック電圧Ｖｂｒとを比較する過電圧検出部３４（比較部の一例）と、閾値電圧Ｖａｔｈを制御するセルモニタＩＣ３２（制御部の一例）とを有し、過電圧検出部３４の比較結果に基づいてブロック電圧Ｖｂｒを監視する複数のブロック監視部２２（電圧監視装置の一例）の異常を検出する。
【０１６７】
かかる異常検出部２５は、ブロック電圧値取得部６２（取得部の一例）と、閾値決定部６３（決定部の一例）と、信号出力部６４（出力部の一例）と、検出部６５とを備える。ブロック電圧値取得部６２は、複数の電池ブロック１０のブロック電圧Ｖｂｒをそれぞれ取得する。閾値決定部６３は、ブロック電圧値取得部６２が取得したブロック電圧Ｖｂｒに基づき、複数のブロック監視部２２の閾値電圧Ｖａｔｈをそれぞれ決定する。信号出力部６４は、閾値決定部６３が決定した閾値電圧Ｖａｔｈに応じたデューティ信号Ｓ５が複数のブロック監視部２２のセルモニタＩＣ３２の出力端子Ｔ６から出力されるように、デューティ信号Ｓ５の信号レベルを指示する指示信号をセルモニタＩＣ３２に出力する。検出部６５は、閾値決定部６３が決定した閾値電圧Ｖａｔｈに基づいた複数のブロック監視部２２の過電圧検出部３４による比較結果に応じて、当該ブロック監視部２２の異常を検出する。これにより、ブロック監視部２２にデューティ信号Ｓ５を生成するための回路を別途設けることなく、セルモニタＩＣ３２が異常検出部２５からの指示に基づいて所望のデューティ信号Ｓ５を出力することができる。そのため、製造コストを抑制しつつ、異常検出部２５がブロック監視部２２の異常を検出することができる。
【０１６８】
また、セルモニタＩＣ３２は、出力端子Ｔ６からデューティ信号Ｓ５を過電圧検出部３４に出力する。これにより、セルモニタＩＣ３２に専用の端子を設けることなく、汎用出力端子（例えば出力端子Ｔ６）を用いて、デューティ信号Ｓ５を過電圧検出部３４に出力することができる。そのため、製造コストを抑制することができる。
【０１６９】
また、信号出力部６４は、シリアル通信（例えばＳＰＩ通信）によって指示信号をセルモニタＩＣ３２に出力する。
【０１７０】
また、複数のブロック監視部２２はデイジーチェーン方式で互いに接続されており、信号出力部６４は、複数のブロック監視部２２のセルモニタＩＣ３２に対する指示信号をブロック監視部２２との１回の通信にかかる期間（例えば通信期間）をあけて順次出力する。このように、ブロック監視部２２がデイジーチェーン方式で接続されている場合であっても、指示信号をセルモニタＩＣ３２に出力することができる。
【０１７１】
また、信号出力部６４は、デューティ信号Ｓ５のデューティ比が小さい順に、複数のブロック監視部２２のセルモニタＩＣ３２に対してＨｉｇｈレベルのデューティ信号Ｓ５を出力するよう指示する指示信号（例えばＨｉｇｈ指示信号）を出力する。これにより、信号出力部６４は、各セルモニタＩＣ３２に対して、Ｈｉｇｈ指示信号を異なるタイミングでそれぞれ出力することができる。
【０１７２】
また、信号出力部６４は、Ｈｉｇｈレベルのデューティ信号Ｓ５を出力するよう指示する指示信号を出力してから、閾値決定部６３が決定した閾値電圧Ｖａｔｈに応じた期間経過後に、複数のブロック監視部２２のセルモニタＩＣ３２に対してＬｏｗレベルのデューティ信号Ｓ５を出力するよう指示する指示信号（例えばＬｏｗ指示信号）を出力する。これにより、信号出力部６４は、各セルモニタＩＣ３２に対して、Ｌｏｗ指示信号を異なるタイミングでそれぞれ出力することができる。
【０１７３】
また、信号出力部６４は、ブロック監視部２２との間に設けられるＩ／Ｆ部２４（インターフェース部の一例）の機能が停止しないように、Ｉ／Ｆ部２４を起動させる起動信号（例えばＡＷＡＫＥ信号）を出力する。これにより、Ｉ／Ｆ部２４がスリープ状態に移行しないようにすることができ、Ｉ／Ｆ部２４が再起動することによって、セルモニタＩＣ３２が指示信号を受信するタイミングが遅延しないようにすることができる。したがって、セルモニタＩＣ３２が出力するデューティ信号Ｓ５のデューティ比を所望の値に維持することができる。
【０１７４】
また、実施形態に係る自己診断方法（異常検出方法の一例）は、複数の電池ブロック１０を有する組電池１の電池ブロック１０ごとに設けられ、閾値電圧Ｖａｔｈ（閾値の一例）と電池ブロック１０のブロック電圧Ｖｂｒとを比較する過電圧検出部３４（比較部の一例）と、閾値電圧Ｖａｔｈを制御するセルモニタＩＣ３２（制御部の一例）とを有し、過電圧検出部３４の比較結果に基づいてブロック電圧Ｖｂｒを監視する複数のブロック監視部２２（電圧監視装置の一例）の異常を検出する方法である。
【０１７５】
実施形態に係る自己診断方法では、複数の電池ブロック１０のブロック電圧Ｖｂｒをそれぞれ取得し、取得したブロック電圧Ｖｂｒに基づき、複数のブロック監視部２２の閾値電圧Ｖａｔｈをそれぞれ決定する。また、自己診断方法では、決定した閾値電圧Ｖａｔｈに応じたデューティ信号Ｓ５が複数のブロック監視部２２のセルモニタＩＣ３２の出力端子Ｔ６から出力されるように、デューティ信号Ｓ５の信号レベルを指示する指示信号をセルモニタＩＣ３２に出力する。さらに、自己診断方法では、決定した閾値電圧Ｖａｔｈに基づいた複数のブロック監視部２２の過電圧検出部３４による比較結果に応じて、ブロック監視部２２の異常を検出する。これにより、ブロック監視部２２にデューティ信号Ｓ５を生成するための回路を別途設けることなく、セルモニタＩＣ３２が異常検出部２５からの指示に基づいて所望のデューティ信号Ｓ５を出力することができる。そのため、製造コストを抑制しつつ、異常検出部２５がブロック監視部２２の異常を検出することができる。
【０１７６】
また、実施形態に係る組電池監視システム２（異常検出システムの一例）は、複数のブロック監視部２２（電圧監視装置の一例）と異常検出部２５（異常検出装置の一例）とを備える。
【０１７７】
ブロック監視部２２は、複数の電池ブロック１０を有する組電池１の電池ブロック１０ごとに設けられ、ブロック電圧Ｖｂｒを監視する。ブロック監視部２２は、過電圧検出部３４（比較部の一例）と、セルモニタＩＣ３２（制御部の一例）とを有する。過電圧検出部３４は、閾値電圧Ｖａｔｈ（閾値の一例）とブロック電圧Ｖｂｒとを比較する。セルモニタＩＣ３２は、閾値電圧Ｖａｔｈを制御する。
【０１７８】
異常検出部２５は、ブロック監視部２２の異常を検出する。異常検出部２５は、ブロック電圧値取得部６２（取得部の一例）と、閾値決定部６３（決定部の一例）と、信号出力部６４（出力部の一例）と、検出部６５とを備える。ブロック電圧値取得部６２は、複数の電池ブロック１０のブロック電圧Ｖｂｒをそれぞれ取得する。閾値決定部６３は、ブロック電圧値取得部６２が取得したブロック電圧Ｖｂｒに基づき、複数のブロック監視部２２の閾値電圧Ｖａｔｈをそれぞれ決定する。信号出力部６４は、閾値決定部６３が決定した閾値電圧Ｖａｔｈに応じたデューティ信号Ｓ５が複数のブロック監視部２２のセルモニタＩＣ３２の出力端子Ｔ６から出力されるように、デューティ信号Ｓ５の信号レベルを指示する指示信号をセルモニタＩＣ３２に出力する。検出部６５は、閾値決定部６３が決定した閾値電圧Ｖａｔｈに基づいた複数のブロック監視部２２の過電圧検出部３４による比較結果に応じて、当該ブロック監視部２２の異常を検出する。これにより、ブロック監視部２２にデューティ信号Ｓ５を生成するための回路を別途設けることなく、セルモニタＩＣ３２が異常検出部２５からの指示に基づいて所望のデューティ信号Ｓ５を出力することができる。そのため、製造コストを抑制しつつ、異常検出部２５がブロック監視部２２の異常を検出することができる。
【０１７９】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【０１８０】
１  組電池
２  組電池監視システム
１０  電池ブロック
２２  ブロック監視部
２３  電池状態監視部
２４  Ｉ／Ｆ部
２５  異常検出部
３２  セルモニタＩＣ
３４  過電圧検出部
６２  ブロック電圧値取得部
６３  閾値決定部
６４  信号出力部
６５  検出部
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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