(57)【要約】【課題】電池の充電容量の低下を抑えるために電池から監視部への電力をスイッチにより遮断しても、監視部において駆動し続ける必要がある回路を停止させないようにすることができる電池監視装置を提供することを目的とする。【解決手段】電池の異常を監視する異常監視部６と、異常監視部６へ制御信号を出力する制御信号出力回路８と、制御信号出力回路８に電力を供給する電源部９と、異常監視部６の監視結果を示す情報を送る電池監視部７とを備える監視部４と、スイッチ１１と、電池監視部７から送られてくる情報に基づいて電池２を使用不可状態にするか否かを制御するとともに、自身をスリープ状態にするとき、電池２から監視部４への電力が遮断されるように、スイッチ１１の動作を制御する電池制御部１２とを備えて電池監視装置を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御信号が入力されているときに電池の異常を監視する異常監視部と、前記異常監視部へ前記制御信号を出力する制御信号出力回路と、前記異常監視部の監視結果を示す情報を送る電池監視部とを備える監視部と、
前記電池から前記監視部への電力の供給と遮断を切り替えるスイッチと、
前記電池監視部から送られてくる情報に基づいて前記電池を使用不可状態にするか否かを制御するとともに、前記スイッチの動作を制御する電池制御部と、
を備え、
前記制御信号出力回路は、前記スイッチとは別の経路を介して前記電池から供給される電力により駆動する
ことを特徴とする電池監視装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電池監視装置であって、
前記電池制御部は、低消費電力状態へ移行するとき、前記電池から前記監視部への電力が遮断されるように、前記スイッチの動作を制御する
ことを特徴とする電池監視装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電池監視装置であって、
前記電池制御部は、低消費電力状態へ移行するとき、前記電池から前記監視部への電力が遮断されないように、前記スイッチの動作を制御しつつ、前記電池監視部をスリープ状態にさせる
ことを特徴とする電池監視装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の電池監視装置であって、
前記スイッチは、前記電池と複数の前記監視部の接続点との間に設けられている
ことを特徴とする電池監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池を監視する電池監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、例えば、電動フォークリフト、ハイブリッドカー、又は電気自動車など、電動モータを利用する車両が注目されている。
この種の車両に搭載される電池の中には、例えば、特許文献１に開示される技術のように、高電圧出力を実現するために複数の二次電池が直列接続されることにより構成され、それら二次電池の長寿命化を図るために各二次電池の電圧の均等化が行われるものがある。
【０００３】
また、この種の車両に搭載される電池の監視を行う監視部へ監視対象の電池から電力が供給される場合では、監視部への電力供給に伴う電池の充電容量の低下が懸念される。
そこで、例えば、車両のイグニッションがオフになるときなど、車両側の負荷が小さくなるときに、監視部の状態を、監視部の一部機能の停止により消費電力が少なくなるスリープ状態にしている。
【０００４】
ところが、監視部をスリープ状態にしても、監視部により電池の電力が消費されてしまう。
そこで、電池と監視部との間にスイッチを設け、車両側の負荷が小さくなるときに、そのスイッチをオフすることにより電池から監視部への電力を遮断することが考えられる。
【０００５】
しかしながら、スイッチを介して供給される電力により駆動する回路のうち、例えば、制御信号が入力されているときに電池の異常を監視する異常監視部へ制御信号を出力する制御信号出力回路などは常に駆動し続ける必要があるが、スイッチがオフになると、常に駆動し続ける必要がある回路も停止してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１１５０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、電池の充電容量の低下を抑えるために電池から監視部への電力をスイッチにより遮断しても、監視部において駆動し続ける必要がある回路を停止させないようにすることができる電池監視装置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】
【０００８】
実施形態の電池監視装置は、監視部と、スイッチと、電池制御部とを備える。
監視部は、異常監視部と、制御信号出力回路と、電池監視部とを備える。
異常監視部は、制御信号が入力されているときに電池の異常を監視する。
【０００９】
制御信号出力回路は、スイッチとは別の経路を介して電池から供給される電力により駆動し、異常監視部へ制御信号を出力する。
電池監視部は、異常監視部の監視結果を示す情報を送る。
【００１０】
スイッチは、電池から監視部への電力の供給と遮断を切り替える。
電池制御部は、電池監視部から送られてくる情報に基づいて電池を使用不可状態にするか否かを制御するとともに、スイッチの動作を制御する。
【００１１】
このように、監視部において駆動し続ける必要がある回路として制御信号出力回路を、電池からスイッチを介して供給される電力ではなく、スイッチとは別の経路を介して電池から供給される電力により駆動しているため、スイッチがオフすることで電池から監視部への電力が遮断されても、制御信号出力回路を停止させないようにすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電池の充電容量の低下を抑えるために電池から監視部への電力をスイッチにより遮断しても、監視部において駆動し続ける必要がある回路を停止させないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態の電池監視装置を含む電池パックの一例を示す図である。
【図２】電池制御部の動作例を示すフローチャートである。
【図３】電池制御部の他の動作例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、実施形態の電池監視装置を含む電池パックの一例を示す図である。
図１に示す電池パック１は、例えば、車両（例えば、電動フォークリフト、ハイブリッドカー、又は電気自動車など）に搭載されるものであって、電池２と、スイッチ３と、電池監視ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４（監視部）と、電池制御ＥＣＵ５とを備える。本実施形態の電池パック１では、３つの電池２Ａ〜２Ｃが備えられる構成であるが、電池２の数は特に限定されない。
【００１５】
電池２Ａ〜２Ｃは、互いに並列接続されるとともに、それぞれ、直列接続される７つの二次電池（例えば、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池など）により構成される。
【００１６】
スイッチ３は、例えば、機械式リレーやトランジスタなどにより構成され、電池２ごとに設けられている。すなわち、スイッチ３Ａは電池２Ａとグランドとの間に設けられ、スイッチ３Ｂは電池２Ｂとグランドとの間に設けられ、スイッチ３Ｃは電池２Ｃとグランドとの間に設けられている。
【００１７】
電池監視ＥＣＵ４も、電池２ごとに設けられている。すなわち、電池監視ＥＣＵ４Ａは電池２Ａを監視し、電池監視ＥＣＵ４Ｂは電池２Ｂを監視し、電池監視ＥＣＵ４Ｃは電池２Ｃを監視する。また、電池監視ＥＣＵ４Ａ〜４Ｃは、それぞれ、制御信号が入力されているときに電池２の異常を監視する異常監視部６と、異常監視部６の監視結果を示す情報を電池制御ＥＣＵ５へ送る電池監視部７と、異常監視部６へ制御信号を出力する制御信号出力回路８と、電池２から直接供給される電力を用いて制御信号出力回路８へ駆動用電力を供給する電源部９とを備える。なお、異常監視部６は、ＩＣ（Integrated Circuit）などにより構成される。また、電池監視部７は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）など）などにより構成される。また、電源部９は、レギュレータやＤＣ−ＤＣコンバータなどにより構成される。
【００１８】
異常監視部６Ａは電池２Ａの異常（例えば、電池２の過充電又は過放電などの異常）を監視し、異常監視部６Ｂは電池２Ｂの異常を監視し、異常監視部６Ｃは電池２Ｃの異常を監視する。
【００１９】
電池監視部７Ａは異常監視部６Ａの監視結果を示す情報を電池制御ＥＣＵ５へ送り、電池監視部７Ｂは異常監視部６Ｂの監視結果を示す情報を電池制御ＥＣＵ５へ送り、電池監視部７Ｃは異常監視部６Ｃの監視結果を示す情報を電池制御ＥＣＵ５へ送る。なお、電池監視部７Ａ〜７Ｃは、不図示の他の監視部により検出される電池２Ａ〜２Ｃの温度や電池２Ａ〜２Ｃに流れる電流が閾値以上である場合、電池２Ａ〜２Ｃが異常であると判断し、その旨を監視結果を示す情報として電池制御ＥＣＵ５へ送るように構成してもよい。また、不図示の他の監視部により検出される電池２Ａ〜２Ｃの温度や電池２Ａ〜２Ｃに流れる電流が監視結果を示す情報として電池監視部７Ａ〜７Ｃから電池制御ＥＣＵ５へ送られ、電池制御ＥＣＵ５がその情報に基づいて電池２Ａ〜２Ｃが異常であるか否かを判断するように構成してもよい。
【００２０】
制御信号出力回路８Ａは異常監視部６Ａへ制御信号（例えば、クロック信号や一定電圧など）を出力し、制御信号出力回路８Ｂは異常監視部６Ｂへ制御信号を出力し、制御信号出力回路８Ｃは異常監視部６Ｃへ制御信号を出力する。
【００２１】
電源部９Ａは電池２Ａから直接供給される電力を用いて制御信号出力回路８Ａへ駆動用電力を供給し、電源部９Ｂは電池２Ｂから直接供給される電力を用いて制御信号出力回路８Ｂへ駆動用電力を供給し、電源部９Ｃは電池２Ｃから直接供給される電力を用いて制御信号出力回路８Ｃへ駆動用電力を供給する。なお、電池２Ａから制御信号出力回路８Ａへ電力を直接供給し、電池２Ｂから制御信号出力回路８Ｂへ電力を直接供給し、電池２Ｃから制御信号出力回路８Ｃへ電力を直接供給することができる場合、電源９Ａ〜９Ｃを無くしてもよい。すなわち、制御信号出力回路８Ａ〜８Ｃは、スイッチ１１とは別の経路を介して電池２Ａ〜２Ｃから供給される電力により駆動する。
【００２２】
電池制御ＥＣＵ５は、電源部１０と、スイッチ１１と、電池制御部１２とを備える。なお、電池制御部１２は、例えば、ＣＰＵ、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイスなどにより構成される。また、特許請求の範囲における電池監視装置は、例えば、少なくとも、電池監視ＥＣＵ４と、スイッチ１１と、電池制御部１２とを備えて構成される。
【００２３】
電源部１０は、例えば、レギュレータやＤＣ−ＤＣコンバータなどにより構成され、電池２Ａ〜２Ｃの出力電圧を予め決められた電圧に変換する。
スイッチ１１は、例えば、機械式リレーやトランジスタなどにより構成され、電池２から電池監視ＥＣＵ４への電力の供給と遮断を切り替える。すなわち、スイッチ１１がオンすると、電池２Ａ〜２Ｃから電池監視ＥＣＵ４Ａ〜４Ｃへ電力が供給され、スイッチ１１がオフすると、電池２Ａ〜２Ｃから電池監視ＥＣＵ４Ａ〜４Ｃへの電力が遮断される。また、本実施形態では、スイッチ１１が電池２Ａ〜２Ｃと電池監視ＥＣＵ４Ａ〜４Ｃの接続点との間に設けられているため、電池監視ＥＣＵ４Ａ〜４Ｃの接続点と電池監視ＥＣＵ４Ａとの間、電池監視ＥＣＵ４Ａ〜４Ｃの接続点と電池監視ＥＣＵ４Ｂとの間、及び電池監視ＥＣＵ４Ａ〜４Ｃの接続点と電池監視ＥＣＵ４Ｃとの間にそれぞれスイッチ１１を設ける場合に比べて、スイッチ１１の数を低減することができる。
【００２４】
電池制御部１２は、電池監視部７Ａから送られてくる情報により電池２Ａが異常であると判断すると、スイッチ３Ａをオフして電池２Ａを使用不可状態にする。また、電池制御部１２は、電池監視部７Ｂから送られてくる情報により電池２Ｂが異常であると判断すると、スイッチ３Ｂをオフして電池２Ｂを使用不可状態にする。また、電池制御部１２は、電池監視部７Ｃから送られてくる情報により電池２Ｃが異常であると判断すると、スイッチ３Ｃをオフして電池２Ｃを使用不可状態にする。なお、本実施形態では、電池監視部７Ａ〜７Ｃと電池制御部１２とをつなぐ信号線をデイジーチェーンで接続している。また、電池監視部７Ａ〜７Ｃと電池制御部１２とをつなぐ信号線をバスで接続してもよい。また、電池監視部７Ａと電池制御部１２との間、電池監視部７Ｂと電池制御部１２との間、電池監視部７Ｃと電池制御部１２との間をそれぞれ信号線で直接接続してもよい。
【００２５】
図２は、電池制御部１２の動作例を示すフローチャートである。
まず、電池制御部１２は、車両のイグニッションがオフになるなどして車両側の負荷が小さくなると低消費電力状態へ移行する。電池制御部１２は、低消費電力状態へ移行し、自身がスリープ状態（電池制御部１２の一部の機能（例えば、通信機能以外の電池監視に関する機能）が停止して消費電力が小さくなる状態）になると（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、スイッチ１１をオフさせる（Ｓ２２）。なお、このＳ２２において、電池制御部１２は、低消費電力状態へ移行したとき、自身をスリープ状態にせず、スイッチ１１をオフさせてもよい。このＳ２２において、電池制御部１２をスリープ状態にする場合では、電池制御部１２へ供給される電力が小さくなり、電池池制御部１２への電力供給に伴う電池２の充電容量の低下を抑えることができる。
【００２６】
次に、電池制御部１２は、車両のイグニッションがオンになるなどして車両側の負荷が大きくなり、自身がスリープ状態から通常状態（電池制御部１２の全ての機能が駆動している状態）へ復帰すると（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、スイッチ１１をオンさせる（Ｓ２４）。
【００２７】
このように、本実施形態では、電池監視ＥＣＵ４において駆動し続ける必要がある回路として制御信号出力回路８を、電池２からスイッチ１１を介して供給される電力ではなく、スイッチ１１とは別の経路を介して電池２から供給される電力により駆動しているため、スイッチ１１がオフすることで電池２から電池監視ＥＣＵ４への電力が遮断されても、制御信号出力回路８を停止させないようにすることができる。これにより、電池２の充電容量の低下を抑えるために電池２から電池監視ＥＣＵ４への電力をスイッチ１１により遮断しても、電池監視ＥＣＵ４において駆動し続ける必要がある回路を停止させないようにすることができる。
＜他の実施形態＞
上記実施形態では、電池監視ＥＣＵ４への電力供給に伴う電池２の充電容量の低下を抑えるために、スイッチ１１をオフさせる構成であるが、スイッチ１１をオフさせずに電池監視部７をスリープ状態（電池監視部７の一部の機能（例えば、通信機能以外の電池監視に関する機能）が停止して消費電力が小さくなる状態）にさせるように構成してもよい。
【００２８】
図３は、スイッチ１１をオフさせずに電池監視部７をスリープ状態にさせる際の電池制御部１２の動作例を示すフローチャートである。
まず、電池制御部１２は、車両のイグニッションがオフになるなどして車両側の負荷が小さくなり、自身がスリープ状態になると（Ｓ３１：Ｙｅｓ）、スイッチ１１をオンさせつつ、電池監視部７をスリープ状態にさせる（Ｓ３２）。
【００２９】
次に、電池制御部１２は、車両のイグニッションがオンになるなどして車両側の負荷が大きくなり、自身がスリープ状態から通常状態へ復帰すると（Ｓ３３：Ｙｅｓ）、電池監視部７をスリープ状態から通常状態（電池監視部７の全ての機能が駆動している状態）へ復帰させる（Ｓ３４）。
【００３０】
このように上記他の実施形態においても、電池監視ＥＣＵ４において駆動し続ける必要がある回路として制御信号出力回路８を、電池２から電源部９を介して供給される電力により駆動しているため、制御信号出力回路８を駆動させ続けることができる。
【００３１】
また、上記他の実施形態では、電池監視部７をスリープ状態にしているため、電池監視部７へ供給される電力が小さくなり、電池監視ＥＣＵ４への電力供給に伴う電池２の充電容量の低下を抑えることができる。
【符号の説明】
【００３２】
１  電池パック
２  電池
３、１１  スイッチ
４  電池監視ＥＣＵ
５  電池制御ＥＣＵ
６  異常監視部
７  電池監視部
８  制御信号出力回路
９、１０  電源部
１２  電池制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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