(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められた個数の電池セルを含む電池ブロックが複数個接続されて構成される電源の電源監視装置であって、
複数個の前記電池ブロックの各々に並列に接続される複数の監視ユニットを備え、
前記監視ユニットは、
前記電池ブロックの電圧と、過充電状態および過放電状態のうちのいずれかの異常状態を検出するための第１しきい値との比較結果を示す信号を出力する比較器と、
第１素子と、前記第１素子と電気的に絶縁された第２素子とを含み、前記第１素子に電流が流れる場合に前記第２素子に電流を流すことができるように構成された絶縁素子と、前記比較器から出力される信号が、前記電池ブロックが前記異常状態であることを示す信号である場合に前記第１素子を含む回路に電流が流れるように導通状態になるとともに、前記比較器から出力される前記信号が、前記電池ブロックが正常状態であることを示す信号である場合に前記第１素子を含む回路に電流が流れないよう非導通状態になるスイッチング素子と、前記第２素子に並列に接続される第１抵抗器とを有する切替回路とを含み、
前記第１抵抗器は、隣接する他の監視ユニットの切替回路の第１抵抗器と直列に接続され、
前記第１抵抗器の抵抗値は、他の監視ユニットの切替回路の第１抵抗器のいずれの抵抗値とも異なり、
前記電源監視装置は、
複数の前記監視ユニットの前記切替回路によって構成される切替回路群に電力を供給するための検出用電源と、
前記切替回路群に直列に接続される第２抵抗器と、
前記第２抵抗器と前記切替回路群との間の電圧を検出するとともに、検出された電圧と第２しきい値との比較結果を用いて複数個の前記電池ブロックに前記異常状態の電池ブロックがあるか否かを判定するマイクロコンピュータとをさらに備える、電源監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池セルを含む電源の状態を監視する電源監視装置に関し、特に、電池セルの過充電状態あるいは過放電状態を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１５−０７９５８５号公報（特許文献１）には、所定数の電池セルごとに分けて電圧等の状態を監視する監視ＩＣを実装した複数のサテライト基板と、複数のサテライト基板の各々に接続されるメイン基板とを有するバッテリ監視装置が開示されている。
【０００３】
このような監視ＩＣの構成としては、たとえば、特開２０１２−８８１０６号公報（特許文献２）には、比較器と、電圧変換回路と、マイコンとを含む構成が開示されている。特許文献２において、比較器は、電池セル毎に設けられ、電池セルの電圧を、抵抗器を用いた回路によって分圧し、分圧した電圧としきい値との比較結果を示す信号を電圧変換回路に出力する。電圧変換回路は、複数のコンパレータのすべての出力を、複数の電池セルのそれぞれの状態を特定する固有の電圧に変換する。マイコンは、電圧変換回路からＡＤＣ（アナログデジタル変換回路）および絶縁素子を介して入力される電圧によって、いずれかの電池セルが過充電状態あるいは過放電状態であることを検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−０７９５８５号公報
【特許文献２】特開２０１２−８８１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２に記載された監視ＩＣの構成においては、常時ＡＤＣとマイコンとの間で通信を行なう必要があるため、絶縁素子において常時電力が消費され、消費電力が増加する場合がある。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、消費電力の増加を抑制する電源監視装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明のある局面に係る電源監視装置は、予め定められた個数の電池セルを含む電池ブロックが複数個接続されて構成される電源の電源監視装置である。この電源監視装置は、複数個の電池ブロックの各々に並列に接続される複数の監視ユニットを備える。監視ユニットは、電池ブロックの電圧と、過充電状態および過放電状態のうちのいずれかの異常状態を検出するための第１しきい値との比較結果を示す信号を出力する比較器と、第１素子と、第１素子と電気的に絶縁された第２素子とを含み、第１素子に電流が流れる場合に第２素子に電流を流すことができるように構成された絶縁素子と、比較器から出力される信号が、電池ブロックが異常状態であることを示す信号である場合に第１素子を含む回路に電流が流れるように導通状態になるスイッチング素子と、第２素子に並列に接続される第１抵抗器とを有する切替回路とを含む。第１抵抗器は、隣接する他の監視ユニットの切替回路の第１抵抗器と直列に接続される。第１抵抗器の抵抗値は、他の監視ユニットの切替回路の第１抵抗器のいずれの抵抗値とも異なる。電源監視装置は、複数の監視ユニットの切替回路によって構成される切替回路群に電力を供給するための検出用電源と、切替回路群に直列に接続される第２抵抗器と、第２抵抗器と切替回路群との間の電圧を検出するとともに、検出された電圧と第２しきい値との比較結果を用いて複数個の電池ブロックに異常状態の電池ブロックがあるか否かを判定するマイクロコンピュータとをさらに備える。
【０００８】
このようにすると、電池ブロックが異常状態である場合には、絶縁素子が動作することとなる。これに対して、電池ブロックが正常状態である場合には、絶縁素子は動作しないため、電池ブロックが正常状態である場合に、常時絶縁素子を動作させる場合と比較して絶縁素子における消費電力の増加を抑制することができる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によると、消費電力の増加を抑制する電源監視装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態に係る電源監視装置の構成を示す回路ブロック図である。
【図２】電源監視装置による過充電判定処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】電源監視装置の異常を検出するための判定処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】過充電状態に加えて断線状態の検出が可能な電源監視装置の構成の一例を示す回路ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則的に繰り返さないものとする。
【００１２】
図１は、本実施の形態に係る電源監視装置の構成を示す。本実施の形態に係る電源監視装置１は、バッテリ１００の電圧の状態を監視する。
【００１３】
バッテリ１００は、複数の電池セルＢＡＴ１〜ＢＡＴｎを含む。電池セルＢＡＴ１〜ＢＡＴｎは、たとえば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池である。バッテリ１００は、たとえば、車両等に搭載される。
【００１４】
図１に示すように、電源監視装置１は、検出用電源２と、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと記載する）４と、抵抗器Ｒ０と、サテライトモジュールＳＭ１〜ＳＭｎと、グランド８とを含む。
【００１５】
サテライトモジュールＳＭ１〜ＳＭｎは、バッテリ１００を構成する複数の電池セルＢＡＴ１〜ＢＡＴｎにそれぞれ接続される。サテライトモジュールＳＭ１〜ＳＭｎは、それぞれ電池セルＢＡＴ１〜ＢＡＴｎが過充電状態であるか否かを検出するための回路である。
【００１６】
以下、サテライトモジュールＳＭ１を一例に構成および動作について説明する。その他のサテライトモジュールＳＭ２〜ＳＭｎの構成および動作は、サテライトモジュールＳＭ１と比較して、抵抗器Ｒ１〜Ｒｎが互いに異なる抵抗値を有する点を除いて同じである。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。
【００１７】
サテライトモジュールＳＭ１は、抵抗器Ｒａ１と、抵抗器Ｒｂ１と、電源回路Ｐ１と、比較器ＣＰ１と、切替回路ＣＨ１とを含む。
【００１８】
抵抗器Ｒａ１と抵抗器Ｒｂ１とは、電池セルＢＡＴ１の正極と負極との間に直列に接続される。抵抗器Ｒａ１の一方端および抵抗器Ｒｂ１の一方端の各々に接続されるノードｎａ１には、比較器ＣＰ１の２つの入力端子のうちのいずれか一方の入力端子が接続される。このような構成によって、抵抗器Ｒａ１と抵抗器Ｒｂ１とは、比較器ＣＰ１の一方の入力端子に入力される電池セルＢＡＴ１のセル電圧の分圧を定める。
【００１９】
電源回路Ｐ１は、比較器ＣＰ１においてセル電圧の分圧と比較するためのしきい値に対応する電圧を出力する。電源回路Ｐ１の正極と比較器ＣＰ１の２つの入力端子のうちの他方の入力端子とが接続されている。しきい値は、電池セルＢＡＴ１が過充電状態であることを判定するための電圧値として予め設定されている。さらに、電源回路Ｐ１の正極は、比較器ＣＰ１の正極側電源端子に接続される。電源回路Ｐ１は、比較器ＣＰ１の正極側電源端子を経由して比較器ＣＰ１に電源電圧を印加する。
【００２０】
比較器ＣＰ１は、電池セルＢＡＴ１が過充電状態であるか否かを判定するために、電池セルＢＡＴ１のセル電圧の分圧としきい値との比較結果を示す信号を切替回路ＣＨ１に出力する。
【００２１】
具体的には、比較器ＣＰ１は、２つの入力端子のうちの一方の入力端子に入力される電池セルＢＡＴ１のセル電圧の分圧が、他方の入力端子に入力される、しきい値に対応する電圧よりも大きい場合には、電池セルＢＡＴ１が過充電状態であることを示すハイ信号を切替回路ＣＨ１に出力する。一方、比較器ＣＰ１は、電池セルＢＡＴ１のセル電圧の分圧がしきい値よりも小さい場合には、電池セルＢＡＴ１が正常状態であることを示すロー信号を切替回路ＣＨ１に出力する。
【００２２】
切替回路ＣＨ１は、比較器ＣＰ１から入力される信号に基づいて後述する検出用電源２と、グランド８との間における合成抵抗値を切り替える。
【００２３】
切替回路ＣＨ１は、たとえば、ＦＥＴ（Field  Effect  Transistor）素子Ｆ１と、フォトカプラＦＣ１と、抵抗器Ｒ１とを含む。
【００２４】
フォトカプラＦＣ１は、発光素子である発光ダイオードＦＣａ１と、受光素子であるフォトトランジスタＦＣｂ１とを含む。発光ダイオードＦＣａ１のアノードは、電源回路Ｐ１の正極に接続され、発光ダイオードＦＣａ１のカソードは、ＦＥＴ素子Ｆ１のドレイン端子に接続される。発光ダイオードＦＣａ１に電流が流れることにより、発光ダイオードＦＣａ１は、発光する。フォトトランジスタＦＣｂ１は、発光ダイオードＦＣａ１からの光を受光することによって電流を流すことができるように構成されるスイッチング素子である。フォトトランジスタＦＣｂ１のコレクタ端子と接続するノードｎｃ１には、抵抗器Ｒ１の一方端が接続される。フォトトランジスタＦＣｂ１のエミッタ端子と接続するノードｎｄ１には、抵抗器Ｒ１の他方端が接続される。このようにして、抵抗器Ｒ１は、フォトトランジスタＦＣｂ１に並列に接続される。
【００２５】
ノードｎｃ１は、抵抗器Ｒ０の一方端に接続されるノード６と配線７を介在して接続される。ノードｎｄ１は、隣接するサテライトモジュールＳＭ２の切替回路ＣＨ２のノードｎｃ２に連結配線９を介在して接続される。このようにして、切替回路ＣＨ１と切替回路ＣＨ２とが直列に接続される。同様に、サテライトモジュールＳＭ１〜ＳＭｎの切替回路ＣＨ１〜ＣＨｎは、連結配線９を用いて隣接するサテライトモジュールの切替回路と直列に接続される。
【００２６】
なお、本実施の形態において、切替回路ＣＨ１〜ＣＨｎの各々に含まれる抵抗器Ｒ１〜Ｒｎは、いずれも異なる抵抗値を有しており、かつ、抵抗器Ｒ１の抵抗値が他の抵抗器Ｒ２〜Ｒｎの抵抗値よりも小さいものとして説明する。
【００２７】
ＦＥＴ素子Ｆ１は、フォトカプラＦＣ１の発光ダイオードＦＣａ１の点灯と消灯とを切り替える。ＦＥＴ素子Ｆ１のゲート端子は、比較器ＣＰ１の出力端子に接続される。ＦＥＴ素子Ｆ１のソース端子は、電池セルＢＡＴ１の負極に接続される。
【００２８】
ＦＥＴ素子Ｆ１のゲート端子に比較器ＣＰ１からハイ信号が入力される場合には、ＦＥＴ素子Ｆ１のドレイン端子とソース端子とが電気的に導通状態になる。その結果、フォトカプラＦＣ１の発光ダイオードＦＣａ１に電流が流れることによって発光ダイオードＦＣａ１が点灯状態になる。
【００２９】
一方、ＦＥＴ素子Ｆ１のゲート端子に比較器ＣＰ１からのロー信号が入力される場合には、ＦＥＴ素子Ｆ１のドレイン端子とソース端子とが電気的に遮断状態になる。その結果、フォトカプラＦＣ１の発光ダイオードＦＣａ１に電流が流れないため発光ダイオードＦＣａ１が消灯状態になる。
【００３０】
検出用電源２は、所定電圧Ｖ０を印加することによって切替回路ＣＨ１〜ＣＨｎに電力を供給する。検出用電源２とノード６との間には、抵抗器Ｒ０が介在する。ノード６には、さらにマイコン４が接続される。
【００３１】
マイコン４は、図示しないＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）等を備え、ＲＯＭ等に記憶されたプログラムに従って所定の機能を実行する制御回路である。また、マイコン４は、ＡＤＣ（アナログデジタル変換回路）を内蔵しており、たとえば、電圧センサ等のセンサからのアナログ信号をデジタル信号に変換して取得する。
【００３２】
マイコン４は、ノード６における電圧Ｖｄを検出するとともに、検出された電圧Ｖｄに基づいてサテライトモジュールＳＭ１〜ＳＭｎに接続された電池セルＢＡＴ１〜ＢＡＴｎのうちのいずれかが過充電状態であるか否かを判定する。
【００３３】
具体的には、マイコン４は、電圧Ｖｄがしきい値Ａよりも小さい場合に、バッテリ１００の電池セルＢＡＴ１〜ＢＡＴｎのいずれかが過充電状態であると判定する。
【００３４】
ここで、しきい値Ａは、電池セルＢＡＴ１〜ＢＡＴｎのうちのいずれかが過充電状態である場合にとり得る電圧Ｖｄとして最大の値に基づいて設定される。本実施の形態において、抵抗器Ｒ１の抵抗値は、他の抵抗器Ｒ２〜Ｒｎよりも小さい。そのため、本実施の形態において、しきい値Ａは、電池セルＢＡＴ１が過充電状態であると仮定した場合に電圧Ｖｄがとり得る値に基づいて設定される。すなわち、しきい値Ａは、所定電圧Ｖ０を印加する検出用電源２からグランド８の間において抵抗器Ｒ０および抵抗器Ｒ２〜Ｒｎを経由し、抵抗器Ｒ１のみ経由せずに電流が流れる場合のノード６における電圧に基づいて設定される。
【００３５】
より具体的には、しきい値Ａは、Ａ＝（抵抗器Ｒ２〜Ｒｎの抵抗値の合計値）／（抵抗器Ｒ０、Ｒ２〜Ｒｎの抵抗値の合計値）×Ｖ０の式を用いて算出される。なお、上述した式で算出されるしきい値Ａに所定のマージンを加算した値をしきい値として設定してもよい。
【００３６】
一方、マイコン４は、電圧Ｖｄがしきい値Ｂよりも大きい場合にバッテリ１００の電池セルＢＡＴ１〜ＢＡＴｎのいずれもが正常状態であると判定する。
【００３７】
ここで、しきい値Ｂは、電池セルＢＡＴ１〜ＢＡＴｎのいずれもが正常状態である場合にとり得る電圧Ｖｄに基づいて設定される。すなわち、しきい値Ｂは、所定電圧Ｖ０を印加する検出用電源２からグランド８の間において抵抗器Ｒ０〜Ｒｎを経由して電流が流れる場合のノード６における電圧に基づいて設定される。
【００３８】
より具体的には、しきい値Ｂは、Ｂ＝（抵抗器Ｒ１〜Ｒｎの抵抗値の合計値）／（抵抗器Ｒ０〜Ｒｎの抵抗値の合計値）×Ｖ０の式を用いて算出される。なお、上述した式で算出されるしきい値Ｂに所定のマージンを減算した値をしきい値として設定してもよい。なお、しきい値Ｂは、しきい値Ａよりも大きい値になる。
【００３９】
さらに、マイコン４は、電池セルＢＡＴ１〜ＢＡＴｎのうちのいずれかが過充電状態であると判定する場合には、電圧Ｖｄの値に基づいて電池セルＢＡＴ１〜ＢＡＴｎのうち過充電状態の電池セルを特定する。
【００４０】
より具体的には、電池セルと、当該電池セルが過充電状態である場合にとり得る電圧Ｖｄとを対応づけたマップがマイコン４に内蔵のメモリ等に予め記憶される。マイコン４は、検出された電圧Ｖｄとマップとから過充電状態の電池セルを特定する。
【００４１】
以下、図２を参照して、本実施の形態に係る電源監視装置のマイコン４で実行される過充電判定処理について説明する。
【００４２】
ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、マイコン４は、電圧Ｖｄを検出する。マイコン４は、たとえば、電圧センサ等を用いてノード６における電圧Ｖｄを検出する。
【００４３】
Ｓ１０２にて、マイコン４は、電圧Ｖｄがしきい値Ａよりも小さいか否かを判定する。しきい値Ａについては、上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。電圧Ｖｄがしきい値Ａよりも小さいと判定される場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、Ｓ１０８にて、マイコン４は、電池セルＢＡＴ１〜ＢＡＴｎのうちのいずれかの電池セルが過充電状態であると判定する。その後に、Ｓ１１０にて、マイコン４は、過充電状態の電池セルを特定する。なお、過充電状態の電池セルの特定方法については、上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。
【００４４】
一方、電圧Ｖｄがしきい値Ａ以上であると判定される場合（Ｓ１０２にてＮＯ）、Ｓ１０４にて、マイコン４は、電圧Ｖｄがしきい値Ｂよりも大きいか否かを判定する。しきい値Ｂについては、上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。電圧Ｖｄがしきい値Ｂよりも大きいと判定される場合（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、Ｓ１０６にて、マイコン４は、電池セルＢＡＴ１〜ＢＡＴｎがいずれも正常状態であると判定する。なお、電圧Ｖｄがしきい値Ｂ以下であると判定される場合（Ｓ１０４にてＮＯ）、電池セルＢＡＴ１〜ＢＡＴｎがいずれも正常状態であるか、いずれか過充電状態の電池セルがあるかの判定は、保留されて処理が終了する。
【００４５】
以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る電源監視装置１の動作について説明する。
【００４６】
たとえば、電池セルＢＡＴ２が過充電状態になる場合を想定する。この場合、電池セルＢＡＴ２のセル電圧の分圧がしきい値よりも大きくなるため、比較器ＣＰ２はハイ信号をＦＥＴ素子Ｆ２のゲート端子に出力する。
【００４７】
ＦＥＴ素子Ｆ２のゲート端子に比較器ＣＰ２からハイ信号が入力されると、ＦＥＴ素子Ｆ２のドレイン端子とソース端子とが導通状態になる。その結果、フォトカプラＦＣ２の発光ダイオードＦＣａ２に電流が流れるため、発光ダイオードＦＣａ２が点灯する。発光ダイオードＦＣａ２が点灯することによってフォトカプラＦＣ２のフォトトランジスタＦＣｂ２が導通状態になる。これにより、検出用電源２から切替回路ＣＨ２に流れる電流は、抵抗器Ｒ２を経由せずにフォトトランジスタＦＣｂ２を流れることとなる。そのため、ノード６における電圧Ｖｄがしきい値Ａよりも小さい値に変化する。
【００４８】
マイコン４によって変化した電圧Ｖｄが検出され（Ｓ１００）、検出された電圧Ｖｄがしきい値Ａよりも小さいか否かが判定される（Ｓ１０２）。電圧Ｖｄがしきい値Ａよりも小さいと判定される場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、電池セルＢＡＴ１〜ＢＡＴｎのうちのいずれかの電池セルが過充電状態であると判定される（Ｓ１０８）。この場合、検出された電圧Ｖｄが、いずれの電池セルが過充電状態であるときの電圧Ｖｄであるかを特定する（Ｓ１１０）。具体的には、検出された電圧Ｖｄが、電池セルＢＡＴ２が過充電状態である場合の電圧Ｖｄと一致することによって電池セルＢＡＴ２が過充電状態の電池セルであることが特定される。
【００４９】
次に、電池セルＢＡＴ１〜ＢＡＴｎがいずれも正常状態である場合を想定する。この場合、いずれの電池セルＢＡＴ１〜ＢＡＴｎにおいてもセル電圧の分圧がしきい値よりも小さくなるため、いずれの比較器ＣＰ１〜ＣＰｎにおいてもロー信号がＦＥＴ素子Ｆ１〜Ｆｎのゲート端子に出力される。
【００５０】
ＦＥＴ素子Ｆ１〜Ｆｎのいずれにおいてもドレイン端子とソース端子とが非導通状態になる。その結果、いずれの発光ダイオードＦＣａ１〜ＦＣａｎにおいても電流が流れないため、消灯状態になる。そのため、いずれのフォトトランジスタＦＣｂ１〜ＦＣｂｎにおいても非導通状態になる。これにより、検出用電源２から切替回路ＣＨ１〜ＣＨｎに流れる電流は、抵抗器Ｒ０〜Ｒｎを経由する。その結果、ノード６における電圧Ｖｄがしきい値Ｂよりも大きい値になる。
【００５１】
したがって、電圧Ｖｄは、しきい値Ａよりも大きいと判定されるとともに（Ｓ１０２にてＮＯ）、しきい値Ｂよりも大きいと判定される（Ｓ１０４にてＹＥＳ）。そのため、電池セルＢＡＴ１〜ＢＡＴｎのいずれもが正常状態であると判定される（Ｓ１０６）。
【００５２】
以上のようにして、本実施の形態に係る電源監視装置によると、電池セルＢＡＴ１〜ＢＡＴｎが正常状態である場合には、比較器ＣＰ１〜ＣＰｎからＦＥＴ素子Ｆ１〜Ｆｎにロー信号が出力される。そのため、フォトカプラＦＣ１〜ＦＣｎのフォトトランジスタも遮断状態が維持される。すなわち、電池セルＢＡＴ１〜ＢＡＴｎがいずれも正常状態である場合には、ＦＥＴ素子Ｆ１〜ＦｎもフォトカプラＦＣ１〜ＦＣｎも動作しない。そのため、常時フォトカプラＦＣ１〜ＦＣｎを動作させるような場合と比較して消費電力の増加を抑制することができる。したがって、消費電力の増加を抑制する電源監視装置を提供することができる。
【００５３】
以下、変形例について記載する。
上述の実施の形態においては、電圧Ｖｄがしきい値Ａ以上であって、かつ、電圧Ｖｄがしきい値Ｂ以下である場合には、判定対象の電池セルが正常状態であるかの判断や過充電状態であるかの判定を保留するものとして説明したが、たとえば、電圧Ｖｄがしきい値Ａ以上である場合には、電池セルＢＡＴ１〜ＢＡＴｎのいずれも正常状態であると判定してもよい。
【００５４】
上述の実施の形態においては、サテライトモジュールＳＭ１〜ＳＭｎの構成を用いて電池セルＢＡＴ１〜ＢＡＴｎが過充電状態であるか否かを判定するものとして説明したが、たとえば、サテライトモジュールＳＭ１〜ＳＭｎの構成を用いて電池セルＢＡＴ１〜ＢＡＴｎが過放電状態であるか否かを判定してもよい。たとえば、比較器ＣＰ１は、電池セルＢＡＴ１のセル電圧の分圧が過放電状態を判定するためのしきい値よりも小さい場合に、ハイ信号をＦＥＴ素子Ｆ１に出力し、電池セルＢＡＴ１のセル電圧の分圧がしきい値よりも大きい場合に、ロー信号をＦＥＴ素子Ｆ１に出力するようにしてもよい。比較器ＣＰ２〜ＣＰｎについても比較器ＣＰ１と同様の構成にしてもよい。このようにすると、消費電力の増加を抑制しつつ、電池セルＢＡＴ１〜ＢＡＴｎのいずれかが過放電状態であるか否かを検出することができる。
【００５５】
上述の実施の形態においては、ノード６から切替回路ＣＨ１〜ＣＨｎを直列に接続する構成を一例として説明したが、たとえば、ノード６と切替回路ＣＨ１の間にマルチプレクサを設けてもよい。マルチプレクサには、たとえば、切替回路ＣＨ１〜ＣＨｎを含む第１切替回路群と、第１切替回路群とは異なる第２切替回路群とが接続されるようにしてもよい。マイコン４は、マルチプレクサに選択制御信号を出力することによって、ノード６との接続先を第１切替回路群と第２切替回路群とのうちのいずれか一方から他方に切り替える。
【００５６】
上述の実施の形態においては、電池セル毎にサテライトモジュールが設けられるものとして説明したが予め定められた個数の電池セルで構成される電池ブロック毎にサテライトモジュールが設けられるようにしてもよい。
【００５７】
上述の実施の形態においては、電気的に絶縁しつつ信号を伝達する絶縁素子として、たとえば、光学的な信号の伝達を可能とするフォトカプラを用いた場合を一例として説明したが、たとえば、磁力を発生させてスイッチを導通させるリレー回路を用いてもよい。
【００５８】
上述の実施の形態においては、フォトカプラの発光ダイオードに電流が流れるように導通状態になるスイッチング素子としてＦＥＴ素子を一例として説明したが、ＦＥＴ素子に特に限定されるものではなく、たとえば、トランジスタ等の半導体素子を用いてもよいし、リレー等のスイッチを用いてもよい。
【００５９】
上述の実施の形態においては、検出用電源２は、電力を切替回路ＣＨ１〜ＣＨｎに供給するものとして説明したが、たとえば、常時電力を供給してもよいし、バッテリ１００の異常を検出するタイミングで電力を供給してもよい。たとえば、前回の異常検出から予め定められた時間が経過したという条件が成立する場合に、バッテリ１００の異常を検出する構成とした場合には、予め定められた時間が経過する毎に、検出用電源２から切替回路ＣＨ１〜ＣＨｎに電力が供給されるようにしてもよい。
【００６０】
具体的には、検出用電源２と抵抗器Ｒ０との間にマイコン４によってオン状態またはオフ状態に制御可能なスイッチを設けるようにしてもよい。マイコン４は、たとえば、予め定められた時間が経過する毎にスイッチをオン状態にして、検出用電源２から切替回路ＣＨ１〜ＣＨｎに電力を供給し、異常判定処理が終了した後にスイッチをオフ状態にしてもよい。このようにすると、さらに消費電力を低下させることができる。
【００６１】
上述の実施の形態においては、検出用電源２と切替回路ＣＨ１〜ＣＨｎからなる切替回路群との間に抵抗器Ｒ０が設けられるものとして説明したが、たとえば、切替回路群とグランド８との間に抵抗器Ｒ０が設けられるようにしてもよい。この場合、マイコン４は、抵抗器Ｒ０と切替回路群との間における電圧を検出する。
【００６２】
さらに、上述の実施の形態においては、たとえば、比較器ＣＰ１は、電池セルＢＡＴ１のセル電圧の分圧がしきい値よりも大きい場合に、ハイ信号をＦＥＴ素子Ｆ１に出力し、電池セルＢＡＴ１のセル電圧の分圧がしきい値よりも小さい場合に、ロー信号をＦＥＴ素子Ｆ１に出力するものとして説明したが、たとえば、マイコン４によって比較器ＣＰ１〜ＣＰｎからハイ信号を強制的に出力させることが可能な構成とすることによって電源監視装置１が故障しているか否かを診断するための故障診断処理を行なうことができる。
【００６３】
以下、図３のフローチャートに沿って電源監視装置１の故障診断処理について説明する。故障診断処理は、たとえば、予め定められた時間が経過する毎に実行されてもよい。なお、比較器ＣＰ１〜ＣＰｎは、マイコン４からの制御信号に基づいて入力端子の電圧の比較結果にかかわらずハイ信号の出力が可能であるものとする。
【００６４】
Ｓ２００にて、マイコン４は、全ての比較器ＣＰ１〜ＣＰｎを強制的に動作させて、ハイ信号を出力させる。全ての比較器ＣＰ１〜ＣＰｎからハイ信号が出力されることにより、切替回路ＣＨ１〜ＣＨｎを流れる電流は、フォトカプラＦＣ１〜ＦＣｎが正常状態である場合には、抵抗器Ｒ１〜Ｒｎのいずれも経由せずに流れることとなる。
【００６５】
Ｓ２０２にて、マイコン４は、電圧Ｖｄを検出する。Ｓ２０４にて、マイコン４は、電圧Ｖｄがゼロであるか否かを判定する。電圧Ｖｄがゼロである場合には（Ｓ２０４にてＹＥＳ）、上述したとおり、切替回路ＣＨ１〜ＣＨｎに流れる電流は、抵抗器Ｒ１〜Ｒｎのいずれも経由せずに流れていることになる。そのため、Ｓ２０６にて、マイコン４は、電源監視装置１が正常状態である（すなわち、いずれの電池セルにおいても過充電状態であるか否かを検出できる状態である）と判定する。一方、電圧Ｖｄがゼロでない場合には（Ｓ２０４にてＮＯ）、切替回路ＣＨ１〜ＣＨｎの抵抗器Ｒ１〜Ｒｎのうちの少なくともいずれか一つに電流が流れていることを示す。そのため、Ｓ２０８にて、マイコン４は、電源監視装置１が異常状態である（すなわち、いずれかの電池セルにおいて過充電状態であるか否かを精度高く検出できない状態である）と判定する。
【００６６】
このようにすると、電源監視装置の利用が可能であるか否かを精度高く判定することができる。
【００６７】
さらに、上述の実施の形態においては、各サテライトモジュールに比較器を１つ設ける構成として説明したが、たとえば、各サテライトモジュールに比較器を複数個設けるようにしてもよい。
【００６８】
たとえば、図４に示すように、サテライトモジュールＳＭ１の構成を一例として、比較器ＣＰ１に加えて、比較器ＣＰ１’を追加する構成であってもよい。図４に示すように、電源回路Ｐ１の正極と電池セルＢＡＴ１の負極との間に抵抗器Ｒｃ１、Ｒｄ１およびＲｅ１が直列に接続される。抵抗器Ｒｃ１，Ｒｄ１の双方に接続されるノードｎｅ１に比較器ＣＰ１の２つの端子のうちの一方が接続される。また、抵抗器Ｒｄ１，Ｒｅ１の双方に接続されるノードｎｆ１に比較器ＣＰ１’の２つの端子のうちの一方が接続される。比較器ＣＰ１の２つの端子のうちの他方の端子は、抵抗器Ｒａ１，Ｒｂ１の双方に接続されるノードｎａ１に接続される。比較器ＣＰ１’の２つの端子のうちの他方については、比較器ＣＰ１の２つの端子のうちの他方の端子と、ノードｎａ１との間の配線に接続される。比較器ＣＰ１’の出力端子は、比較器ＣＰ１の出力端子とＦＥＴ素子Ｆ１のゲートとの間の配線に接続される。
【００６９】
このような構成において、比較器ＣＰ１においては、電池セルＢＡＴ１のセル電圧の分圧が、抵抗器Ｒｃ１によって定まる電圧（第１しきい値）よりも高い場合に、ハイ信号がＦＥＴ素子Ｆ１のベースに出力される。ＦＥＴ素子Ｆ１は、比較器ＣＰ１からのハイ信号によってドレイン端子とソース端子とを導通状態にする。第１しきい値は、過充電状態であることを判定するためのしきい値である。
【００７０】
また、比較器ＣＰ１’においては、電池セルＢＡＴ１のセル電圧の分圧が、抵抗器Ｒｃ１、Ｒｄ１およびＲｅ１によって定まる電圧（第２しきい値）よりも低い場合に、ハイ信号がＦＥＴ素子Ｆ１のベースに出力される。第２しきい値は、断線状態であることを判定するためのしきい値である。
【００７１】
このようにすると、過充電状態であるか否かの判定に加えて、たとえば、電池セルにおける断線の有無を判定することができる。
【００７２】
なお、上記した変形例は、その全部または一部を組み合わせて実施してもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７３】
１  電源監視装置、２  検出用電源、４  マイコン、６，ｎａ１，ｎｃ１，ｎｃ２，ｎｄ１，ｎｅ１，ｎｆ１  ノード、７  配線、８  グランド、９  連結配線、１００  バッテリ、ＢＡＴ１〜ＢＡＴｎ  電池セル、ＣＨ１〜ＣＨｎ  切替回路、ＣＰ１〜ＣＰｎ  比較器、Ｆ１〜Ｆｎ  ＦＥＴ素子、ＦＣ１〜ＦＣｎ  フォトカプラ、ＦＣａ１〜ＦＣａｎ  発光ダイオード、ＦＣｂ１〜ＦＣｂｎ  フォトトランジスタ、Ｐ１  電源回路、Ｒ０〜Ｒｎ  抵抗器、ＳＭ１〜ＳＭｎ  サテライトモジュール。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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