(57)【要約】【課題】電池の監視時間を低減することで、電池の監視に伴う電池の充電容量の低下を抑え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２を監視する監視部６と、監視部６の監視結果を示す情報を送る電池監視部７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電池制御部１０と、電池２から電池監視部７への電力の供給と遮断を切り替えるスイッチ９とを備えて電池監視装置を構成し、電池制御部１０は、電池２から電池監視部７への電力の供給と遮断が交互に切り替わるように、スイッチ９の動作を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池を監視する監視部と、
前記監視部の監視結果を示す情報を送る電池監視部と、
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電池制御部と、
前記電池から前記電池監視部への電力の供給と遮断を切り替えるスイッチと、
を備え、
前記電池制御部は、前記電池から前記電池監視部への電力の供給と遮断が交互に切り替わるように、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、前記電池から前記電池監視部への電力の遮断が行われるように、前記スイッチの動作を制御しているとき、自身をスリープ状態にする
ことを特徴とする電池監視装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の電池監視装置であって、
前記監視部は、前記電池から駆動用電力が直接供給され、前記電池から前記電池監視部への電力の遮断が行われているときに停止する
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、
前記電池監視部は、複数の前記電池毎に備えられ、
前記スイッチは、前記各電池のうちの少なくとも１つの電池から前記各電池監視部への電力の供給と遮断を行う
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中には、イグニッションオン時だけでなくイグニッションオフ時においても、電動モータ以外の補機に電力が使われるものがある。このように、負荷へ電力を長い時間供給する可能性がある電池では、その間に行われる電池の監視も長時間になるおそれがある。そして、電池の監視が長時間になる場合では、電池の監視を行う電池監視部への電力供給も長時間になり、その電池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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【０００５】
本発明は、電池の監視時間を低減することで、電池の監視に伴う電池の充電容量の低下を抑え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】
【０００６】
実施形態の電池監視装置は、監視部と、電池監視部と、スイッチと、電池制御部とを備える。
監視部は、電池を監視する。
【０００７】
電池監視部は、監視部の監視結果を示す情報を送る。
スイッチは、電池から電池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、電池から電池監視部への電力の供給と遮断が交互に切り替わるように、スイッチの動作を制御する。
【０００８】
これにより、電池の監視を間欠的に行うことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電池の監視を間欠的に行うことができるため、電池の監視時間を低減することができ、電池の監視に伴う電池の充電容量の低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【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】電池制御部の動作の一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】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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毎に設けられている。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。
【００１４】
電池監視ＥＣＵ４も、電池２毎に設けられている。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、電池２の異常（例えば、電池２の過充電又は過放電など）を監視する監視部６と、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とを備える。なお、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。
【００１５】
監視部６Ａは電池２Ａの異常を監視し、監視部６Ｂは電池２Ｂの異常を監視し、監視部６Ｃは電池２Ｃの異常を監視する。
電池監視部７Ａは監視部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。
【００１６】
電池制御ＥＣＵ５は、電源部８と、スイッチ９と、電池制御部１０とを備える。なお、電池制御部１０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、監視部６と、電池監視部７と、スイッチ９と、電池制御部１０とを備えて構成される。
【００１７】
電源部８は、例えば、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９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から電池監視部７への電力の供給と遮断を切り替える。すなわち、スイッチ３Ａ〜３Ｃがオンしている場合、スイッチ９がオンすると、電池２Ａ〜２Ｃから電池監視部７Ａ〜７Ｃへ電力が供給され、スイッチ９がオフすると、電池２Ａ〜２Ｃから電池監視部７Ａ〜７Ｃへの電力が遮断される。また、本実施形態では、スイッチ９が電源部８と電池監視部７Ａ〜７Ｃの接続点との間に設けられているため、１つのスイッチ９のオン、オフの切り替えにより、電池２Ａ〜２Ｃのうちの少なくとも１つの電池２から電池監視部７Ａ〜７Ｃへの電力の供給と遮断の切り替えを行うことができる。これにより、電池監視部７Ａ〜７Ｃの接続点と電池監視部７Ａとの間、電池監視部７Ａ〜７Ｃの接続点と電池監視部７Ｂとの間、及び電池監視部７Ａ〜７Ｃの接続点と電池監視部７Ｃとの間にそれぞれスイッチ９を設ける場合に比べて、スイッチ９の数を低減することができる。
【００１８】
電池制御部１０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１０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１０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１０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１０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１０との間、電池監視部７Ｂと電池制御部１０との間、電池監視部７Ｃと電池制御部１０との間をそれぞれ信号線で直接接続してもよい。
【００１９】
また、電池制御部１０は、車両側に設けられ車両の動作を制御する車両側制御部１１から送られてくる情報により、イグニッションがオフ状態であると判断すると、電池２から電池監視部７への電力の供給と遮断が交互に切り替わるように、スイッチ９の動作を制御する。
【００２０】
図２は、電池制御部１０の動作の一例を示すフローチャートである。
まず、電池制御部１０は、イグニッションオフを判断した後（Ｓ１：Ｙｅｓ）、少なくとも１つの電池２が異常であると判断すると（Ｓ２：Ｎｏ）、その電池２に対応するスイッチ３をオフさせてその電池２を使用不可状態にした後（Ｓ３）、その電池２が異常である旨をＬＥＤの点灯などによりユーザに報知する（Ｓ４）。
【００２１】
また、電池制御部１０は、イグニッションオフを判断した後（Ｓ１：Ｙｅｓ）、全ての電池２が異常でないと判断すると（Ｓ２：Ｙｅｓ）、スイッチ９をオフさせて（Ｓ５）、自身をスリープ状態にする（Ｓ６）。
【００２２】
次に、電池制御部１０は、一定時間経過後（Ｓ７：Ｙｅｓ）、自身をスリープ状態からウェイクアップし（Ｓ８）、スイッチ９をオンさせて（Ｓ９）、Ｓ２に戻り電池２の監視を再度行う。これにより、電池２から電池監視部７への電力の供給と遮断が交互に切り替わるため、電池監視部７が間欠動作する。
【００２３】
このように、本実施形態では、イグニッションオフ時において、電池監視部７が間欠動作するため、電池監視部７により消費される電池２の電力量を抑えることができる。イグニッションオフ時は、走行用モータなどの消費電力が比較的大きな負荷が停止し、イグニッションオン時に比べて電池２の電力供給量が少なくなるため、電池監視部７や監視部６による断続的な監視で十分と考えることができる。そのため、イグニッションオフ時において、電池監視部７を間欠動作することで、電池２の監視時間を低減することができ、電池２の監視に伴う電池２の充電容量の低下を抑えることができる。なお、イグニッションオフ時において、走行用モータや補機などの車両側の負荷により電池２の電力が消費されておらず、電池２の電力が監視部６、電池監視部７、及び電池制御部１０のみにより消費されるとき、電池２から電池監視部７への電力の供給と遮断が交互に切り替わるように、スイッチ９の動作を制御するように構成してもよい。このように構成しても、イグニッションオン時以外の電池監視期間において、電池２の監視時間を低減することができるため、電池２の監視に伴う電池２の充電容量の低下を抑えることができる。
【００２４】
また、本実施形態では、電池２から監視部６へ駆動用電力が直接供給され、電池監視部７から監視部６へ駆動用制御信号（例えば、予め決められた電圧）が出力されている間のみ、監視部６が駆動する。そのため、スイッチ９がオフして電池２から電池監視部７への電力が遮断され、電池監視部７が停止すると、電池監視部７から監視部６への駆動用制御信号も無くなり、監視部６も停止する。これにより、イグニッションオン時以外の電池監視期間において、スイッチ９のオン、オフが繰り返されると、電池監視部７だけでなく監視部６も間欠動作するため、監視部６により消費される電池２の電力量も抑えることができる。従って、電池２の監視に伴う電池２の充電容量の低下をさらに抑えることができる。なお、電源部８の出力をスイッチ９を介して直接監視部６に駆動用制御信号として入力してもよい。このように構成する場合、スイッチ９がオンすると、電源部８の出力が駆動用制御信号として監視部６に入力されて監視部６が駆動し、スイッチ９がオフすると、電源部８の出力が監視部６に入力されなくなり監視部６が停止する。このように構成する場合、スイッチ９と監視部６との間に電圧変換部を設けてもよい。
【００２５】
また、本実施形態では、スイッチ９のオフ時において、電池制御部１０をスリープ状態にし、電池制御部１０の全ての機能のうちの一部の機能のみを動作させる。これにより、イグニッションオン時以外の電池監視期間において、スイッチ９のオン、オフが繰り返されると、電池制御部１０により消費される電池２の電力量も抑えることができる。従って、電池２の監視に伴う電池２の充電容量の低下をさらに抑えることができる。
【符号の説明】
【００２６】
１  電池パック
２  電池
３  スイッチ
４  電池監視ＥＣＵ
５  電池制御ＥＣＵ
６  監視部
７  電池監視部
８  電源部
９  スイッチ
１０  電池制御部
１１  車両側制御部
【図１】
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【図２】
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