(57)【要約】【課題】  安全を担保するとともに、低消費電力化する二次電池装置および車両を提供する。【解決手段】  複数の二次電池セルＢＴのデータを検出する検出回路２０１と、検出回路２０１により検出された検出データと閾値とが入力され、検出データが異常か否かを示す信号を出力するハートビート信号回路２０５と、検出データを出力する通信回路２０６と、を備えた組電池監視回路２１、２２、２３と、第１回路と第２回路との間で通信を行なう第１絶縁通信回路６０４と、第１絶縁通信回路６０４への電源供給を切り替える電源制御スイッチＳＷと、ハートビート信号を受信して絶縁通信を行なう第２絶縁通信回路６０５と、通信回路２０６からの検出データの通信を行なうときのみ第１絶縁通信回路６０４へ電源電圧を供給するように電源制御スイッチＳＷを制御するように構成された制御回路６０２と、を備えた電池管理装置６０と、を備える。【選択図】図１
2012048857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の二次電池セルを含む組電池と、前記複数の二次電池セルの端子間電圧および温度を検出する検出回路と、前記検出回路により検出された前記端子間電圧および前記温度の検出データと閾値とが入力され、前記検出データと前記閾値とを比較した結果を示すハートビート信号を出力するように構成されたハートビート信号回路と、通信回路と、を備えた組電池監視回路と、
前記通信回路から信号を受信する第１回路および前記第１回路と絶縁された第２回路を備え前記第１回路と前記第２回路との間で通信を行なう第１絶縁通信回路と、前記通信回路と前記第１絶縁通信回路とが通信を行なうときに前記第１絶縁通信回路へ電源電圧を供給するように前記第１絶縁通信回路への電源供給を切り替える電源制御スイッチと、前記ハートビート信号を受信して絶縁通信を行なう第２絶縁通信回路と、前記第１絶縁通信回路、前記電源制御スイッチ、および前記第２絶縁通信回路の動作を制御する制御回路と、を備えた電池管理装置と、を備えることを特徴とする二次電池装置。
【請求項２】
前記第２絶縁通信回路は、絶縁通信手段と、前記絶縁通信手段の前段に配置されたコモンモードフィルタと、を備えることを特徴とする請求項１記載の二次電池装置。
【請求項３】
前記絶縁通信手段は、前記ハートビート信号が入力されるコンデンサ回路を備え、
前記第２絶縁通信回路は、前記コンデンサ回路から受信した前記ハートビート信号を前記制御回路が受信可能なレベルに変換して出力するバッファ回路をさらに備えることを特徴とする請求項２記載の二次電池装置。
【請求項４】
前記組電池監視回路は、自動検出を行なうか否かを示す値を設定する自動検出設定レジスタと、
前記検出回路が前記検出データを検出する周期を設定する測定周期設定値レジスタと、
前記自動検出設定レジスタに自動検出を行なうことを示す値が設定された場合にカウントを行うカウンタと、
前記カウンタでカウントされた値と前記測定周期設定値レジスタに設定された周期とを比較して前記カウンタでカウントされた値が前記周期となったときに前記検出回路へ検出要求信号を出力する比較器と、をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の二次電池装置。
【請求項５】
前記組電池監視回路は、前記閾値を設定する異常検出値設定レジスタと、クロック信号を出力するクロック発生器と、をさらに備え、
前記ハートビート信号回路は、前記検出データと前記閾値とを比較する比較器と、前記比較器の出力の反転値と前記クロック信号とが入力される論理積回路と、を備えることを特徴とする請求項１記載の二次電池装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の二次電池装置を備えたことを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、二次電池装置および車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
電源として複数の二次電池セルを組み合わせた組電池を用いる二次電池装置は、二次電池セルの端子間電圧や温度を検出する組電池監視回路と、二次電池装置を管理する電池管理装置とを備える。組電池監視回路と電池管理装置とのグランド電位が異なっている場合、組電池監視回路と電池管理装置との間で絶縁通信回路を利用して、組電池監視回路で検出された二次電池セルの端子間電圧や温度のデータの通信を行なう。
【０００３】
絶縁通信回路を搭載する二次電池装置では、絶縁通信回路での消費電力が大きくなるため、消費電力を低減させることが要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３５５９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、二次電池装置の低消費電力化を実現するために、組電池監視回路をスリープ状態とすると、組電池監視回路の低消費電力化を実現することができるものの、電池管理装置の低消費電力化を実現することができず、二次電池装置の低消費電力化が不十分となることがあった。
【０００６】
また、電池管理装置が絶縁通信回路により組電池監視回路と通信を行なう場合には、絶縁通信インタフェースにおける消費電力が大きいため、効果的に低消費電力化を実現することが困難であった。
【０００７】
一方、低消費電力化のために絶縁通信回路による通信周期を長くすると、電池管理装置が組電池監視回路から複数の二次電池セルの検出データを取得する機会が減少し、二次電池セルの過充電等による危険な状態を回避することが困難になる可能性があった。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みて成されたものであって、安全を担保するとともに、低消費電力化を実現する二次電池装置および車両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】
【０００９】
実施形態による二次電池装置は、複数の二次電池セルを含む組電池と、前記複数の二次電池セルの端子間電圧および温度を検出する検出回路と、前記検出回路により検出された前記端子間電圧および前記温度の検出データと閾値とが入力され、前記検出データと前記閾値とを比較した結果を示すハートビート信号を出力するように構成されたハートビート信号回路と、通信回路と、を備えた組電池監視回路と、前記通信回路から信号を受信する第１回路および前記第１回路と絶縁された第２回路を備え前記第１回路と前記第２回路との間で通信を行なう第１絶縁通信回路と、前記通信回路と前記第１絶縁通信回路とが通信を行なうときに前記第１絶縁通信回路へ電源電圧を供給するように前記第１絶縁通信回路への電源供給を切り替える電源制御スイッチと、前記ハートビート信号を受信して絶縁通信を行なう第２絶縁通信回路と、前記第１絶縁通信回路、前記電源制御スイッチ、および前記第２絶縁通信回路の動作を制御する制御回路と、を備えた電池管理装置と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る車両の一構成例を概略的に示す図である。
【図２】実施形態に係る二次電池装置の一構成例を概略的に示す図である。
【図３】組電池を多直接続した場合の電池管理装置と組電池監視回路との構成例を概略的に示す図である。
【図４】組電池監視回路の一構成例を概略的に示すブロック図である。
【図５】第１絶縁通信インタフェースの動作タイミングの一例を説明するための図である。
【図６】第１絶縁通信インタフェースの動作タイミングの他の例を説明するための図である。
【図７】電池管理装置の動作の一例を説明するためのフローチャートである。
【図８】電池管理装置の動作の一例を説明するためのフローチャートである。
【図９】電池管理装置の動作の一例を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施形態に係る二次電池装置および車両について、図面を参照して説明する。
【００１２】
図１に、本実施形態に係る車両の一構成例を概略的に示す。図１は車両１００、車両１００への二次電池装置の搭載個所、及び車両１００の駆動モータ４５などは概略的に示している。
【００１３】
車両１００は、二次電池装置と、二次電池装置の上位制御手段である電気制御装置７１と、外部電源７０と、インバータ４０と、駆動モータ４５とを備えている。
【００１４】
二次電池装置は、互いに直列に接続された複数の組電池モジュール１０１（１）、１０１（２）、１０１（３）と、電池管理装置６０と、組電池モジュール１０１（１）、１０１（２）、１０１（３）と電池管理装置６０とを接続するコネクタ５１、５２、５３と、スイッチ装置３３と、を備えている。
【００１５】
組電池モジュール１０１（１）は、組電池１１と組電池監視回路（ＶＴＭ：Voltage Temperature Monitoring）２１と、を備えている。組電池モジュール１０１（２）は、組電池１２と組電池監視回路２２と、を備えている。組電池モジュール１０１（３）は、組電池１３と組電池監視回路２３と、を備えている。組電池モジュール１０１（１）、１０１（２）、１０１（３）は、それぞれ独立して取り離すことが可能であり、別の組電池モジュールと交換することができる。
【００１６】
二次電池装置の下位側（電圧が低い方を下位と称する）の組電池モジュール１０１（１）の負極端子には、接続ライン３１の一方の端子が接続されている。この接続ライン３１は、電池管理装置６０内の電流検出部（図示せず）を介してインバータ４０の負極入力端子に接続されている。
【００１７】
また二次電池装置の上位側（電圧が高い方を上位と称する）の組電池モジュール１０１（４）の正極端子には、接続ライン３２の一方の端子が、スイッチ装置３３を介して接続されている。接続ライン３２の他方の端子は、インバータ４０の正極入力端子に接続されている。
【００１８】
スイッチ装置３３は、電池への充電が行われるときにオンするプリチャージスイッチ（図示せず）、電池出力が負荷へ供給されるときにオンするメインスイッチ（図示せず）を含む。プリチャージスイッチおよびメインスイッチは、スイッチ素子の近傍に配置されたコイルに供給される信号によりオンおよびオフされるリレー回路（図示せず）を備える。
【００１９】
インバータ４０は、入力した直流電圧をモータ駆動用の３相の交流（ＡＣ）の高電圧に変換する。このインバータ４０は、後述する電池管理装置（ＢＭＵ：Battery Management Unit）６０あるいは車両全体動作を制御するための電気制御装置（ＥＣＵ：Electric Control Unit）７１からの制御信号に基づいて、出力電圧が制御される。インバータ４０の３相の出力端子は、駆動モータ４５の各３相の入力端子に接続されている。駆動モータ４５の回転は、例えば差動ギアユニットを介して、駆動輪に伝達される。
【００２０】
電池管理装置６０には、独立した外部電源７０が接続されている。外部電源７０は定格１２Ｖの鉛蓄電池である。また、電池管理装置６０は、運転者などの操作入力に応答して車両全体の管理を行なう電気制御装置７１と接続されている。
【００２１】
図２に、実施形態に係る二次電池装置の一構成例を説明するためのブロック図を示す。本実施形態に係る二次電池装置は、複数の組電池モジュール１０１（１）、１０１（２）、１０１（３）と、電池管理装置６０と、を備えている。なお、図２では組電池モジュール１０１（１）と電池管理装置６０との通信手段の一構成例を示し、組電池モジュール１０１（２）、１０１（３）は省略している。
【００２２】
電池管理装置６０は、制御回路（ＭＰＵ：Micro Processing Unit）６０２と、組電池監視回路２１、２２、２３と絶縁通信を行なう第１絶縁通信インタフェース６０４および第２絶縁通信インタフェース６０５と、ＤＣＤＣコンバータ６０６と、第１絶縁通信インタフェース６０４に供給する電源電圧の供給をオンおよびオフする電源制御スイッチＳＷと、を備えている。
【００２３】
制御回路６０２は、第１絶縁通信インタフェース６０４から二次電池セルＢＴの端子間電圧および温度の検出データを受信して二次電池セルＢＴの残量推定を行うとともに、二次電池セルＢＴの端子間電圧の検出データを受信して二次電池セルＢＴの放電指令制御をセルバランス放電回路２０２へ送信するように構成されている。
【００２４】
また、制御回路６０２は、第２絶縁通信インタフェース６０５からハートビート信号を受信して、二次電池セルＢＴや検出回路２０１が異常か否かを判断するように構成されている。制御回路６０２は、ハートビート信号が一定の周期でオンおよびオフする信号である場合に二次電池セルＢＴや検出回路２０１が異常ではないと判断し、ハートビート信号が所定の期間一定値である場合に二次電池セルＢＴや検出回路２０１が異常であると判断する。制御回路６０２は、二次電池セルＢＴや検出回路２０１が異常であると判断した場合には、電気制御装置７１に異常が発生したことを通知する信号を出力する。
【００２５】
ＤＣＤＣコンバータ６０６は、外部電源７０から供給された電源電圧を二次電池装置の電源電圧ＶＣＣ１に変換して、制御回路６０２、電源制御スイッチＳＷ、第２絶縁通信インタフェース６０５のバッファ回路６０５Ｂへ出力する。
【００２６】
電源制御スイッチＳＷは、制御回路６０２により動作を制御される。電源制御スイッチＳＷは、第１絶縁通信インタフェース６０４に供給する電源電圧ＶＣＣ２をオンおよびオフする。
【００２７】
第１絶縁通信インタフェース６０４は、組電池監視回路２１、２２、２３のシリアル通信インタフェース回路２０６との間で絶縁通信を行なうためのデジタルアイソレータ６０４Ａと、デジタルアイソレータ６０４Ａを動作させるための絶縁型ＤＣＤＣコンバータ６０４Ｂと、とを備えている。
【００２８】
絶縁型ＤＣＤＣコンバータ６０４Ｂの一次側（電池管理装置６０側）回路は、電源制御スイッチＳＷから電源電圧ＶＣＣ２が供給されている。絶縁型ＤＣＤＣコンバータ６０４Ｂは、電源電圧ＶＣＣ２を二次側（組電池監視回路２１、２２、２３側）回路の電源電圧ＶＣＣ３に変換する。絶縁型ＤＣＤＣコンバータ６０４Ｂの電池管理装置６０側回路は、グランド電位ＧＮＤ１に接地され、組電池監視回路２１、２２、２３側回路はグランド電位ＧＮＤ２に接地されている。
【００２９】
デジタルアイソレータ６０４Ａは、制御回路６０２から受信した信号を組電池監視回路２１、２２、２３へ送信するとともに、組電池監視回路２１、２２、２３から受信した信号を制御回路６０２へ送信する。デジタルアイソレータ６０４Ａの電池管理装置６０側回路には、絶縁型ＤＣＤＣコンバータ６０４Ｂから電源電圧ＶＣＣ２が供給される。デジタルアイソレータ６０４Ａの組電池監視回路２１、２２、２３側回路には、絶縁型ＤＣＤＣコンバータ６０４Ｂから電源電圧ＶＣＣ３が供給される。デジタルアイソレータ６０４Ａの電池管理装置６０側回路はグランド電位ＧＮＤ１に接地され、組電池監視回路２１、２２、２３側回路はグランド電位ＧＮＤ２に接地されている。
【００３０】
第２絶縁通信インタフェース６０５は、組電池監視回路２１、２２、２３のハートビート信号回路２０５からハートビート信号を受信する絶縁通信手段６０５Ａとしてのコンデンサと、ハートビート信号の通信経路に設けられコモンモードノイズが侵入するのを防ぐコモンモードフィルタＦＬと、ハートビート信号を制御回路６０２の入力レベルに変換して出力するバッファ回路６０５Ｂと、を備えている。絶縁通信インタフェース６０５は、送信スピードが略１ｋＨｚである。
【００３１】
コモンモードフィルタＦＬは、２つのコイルを備えている。２つのコイルは、それぞれの巻線に生じる電圧が打ち消しあう方向に巻かれている。一方のコイルＦＬ１にはハートビート信号が入力される。他方のコイルＦＬ２は、グランド電位ＧＮＤ２とグランド電位ＧＮＤ３との間に接続されている。
【００３２】
絶縁通信手段６０５Ａは、コモンモードフィルタＦＬの出力端と電気的に接続された２つのコンデンサＣ１、Ｃ２を備えている。一方のコンデンサＣ１は、コイルＦＬ１の出力端とバッファ回路６０５Ｂとの間に接続されている。コンデンサＣ１はコモンモードフィルタＦＬを介してハートビート信号を受信する。他方のコンデンサＣ２は、グランド電位ＧＮＤ２とグランド電位ＧＮＤ１との間に接続されている。なお、絶縁通信手段６０５Ａは、コンデンサ回路に限らず、例えばトランス回路等の絶縁通信用回路を備えていても良い。
【００３３】
バッファ回路６０５Ｂは、コンデンサＣ１からハートビート信号を受信し、入力された信号を制御回路６０２の入力レベルに変換して出力する。バッファ回路６０５Ｂは、ＤＣＤＣコンバータ６０６から電源電圧ＶＣＣ１が供給され、グランド電位ＧＮＤ１に接地されている。
【００３４】
上記のように、第１絶縁通信インタフェース６０４のデジタルアイソレータ６０４Ａは、電源制御スイッチＳＷによって電源電圧ＶＣＣ２、ＶＣＣ３の供給がオンおよびオフされる。第２絶縁通信インタフェース６０５の絶縁通信手段６０５Ａは、電源制御スイッチＳＷにより電源電圧が切替られず、ＤＣＤＣコンバータ６０６から電源電圧ＶＣＣ１が供給される。
【００３５】
組電池監視回路２１は、組電池１１の電池状態検出回路２００、レジスタ２０３、電池状態検出タイマ２０４、ハートビート信号回路２０５、および、シリアル通信インタフェース回路２０６を備えている。組電池監視回路２２、２３は、組電池監視回路２１と同様の構成である。組電池監視回路２１、２２、２３は、グランド電位ＧＮＤ３に接地されている。
【００３６】
電池状態検出回路２００は、検出回路２０１およびセルバランス放電回路２０２を備えている。検出回路２０１は、所定の周期で組電池１１の各二次電池セルＢＴの端子間電圧および組電池１１の温度を検出する。
【００３７】
レジスタ２０３は、自動検出設定値、二次電池セルＢＴが異常であるか否かを判定するための閾値、および、検出周期が設定されている。
【００３８】
電池状態検出タイマ２０４は、電池状態検出回路２００の検出回路２０１が各二次電池セルＢＴの端子間電圧および温度を検出する周期をカウントする。電池状態検出タイマ２０４は、レジスタ２０３に設定された検出周期毎に、電池状態検出回路２００に電池状態検出要求信号を出力する。
【００３９】
ハートビート信号回路２０５は、レジスタ２０３に設定された閾値と検出回路２０１で検出されたデータとを比較して、比較結果を示すハートビート信号を出力するように構成されている。ハートビート信号回路２０５は、二次電池セルＢＴの端子間電圧、および、温度に異常がない場合に、組電池１１が健全であることを示すハートビート信号を送信する。組電池１１が健全であるときのハートビート信号は、所定の周期でオンおよびオフする信号である。ハートビート信号回路２０５は、二次電池セルＢＴの端子間電圧および温度に異常がある場合には、所定周期でオンおよびオフするハートビート信号の出力を停止し、ハートビート信号を一定レベルの信号とする。
【００４０】
シリアル通信インタフェース回路（通信回路）２０６は、電池管理装置６０との間で通信を行なう通信手段である。シリアル通信インタフェース回路２０６は、検出データを第１絶縁通信インタフェース６０４に送信する。
【００４１】
図３に、組電池１１、１２、１３を多直接続した場合の電池管理装置６０と組電池監視回路２１、２２、２３との構成例を概略的に示す。複数の組電池１１、１２、１３を直列に接続すると、電池管理装置６０には組電池１１、１２、１３の数だけ第１絶縁通信インタフェース６０４および第２絶縁通信インタフェース６０５が搭載される。
【００４２】
図４は、組電池監視回路２１、２２、２３の一構成例を概略的に示すブロック図である。図４では、レジスタ２０３の設定およびハートビート信号の出力を行なう際の組電池監視回路２１の各構成間の信号の入出力を説明する矢印を示し、セルバランス放電回路２０２は省略している。
【００４３】
レジスタ２０３は、自動検出設定レジスタ２０３Ａと、異常検出値設定レジスタ２０３Ｂと、測定周期設定値レジスタ２０３Ｃと、を備えている。自動検出設定レジスタ２０３Ａには、二次電池セルＢＴのデータの自動検出を有効にするか否かの値が設定されている。測定周期設定値レジスタ２０３Ｃには、自動検出の周期の値が設定されている。異常検出値設定レジスタ２０３Ｂには、二次電池セルＢＴの異常（たとえば、過充電異常、高温異常など）を検出するための閾値が設定されている。また、レジスタ２０３には、検出回路２０１で検出された検出データが格納される。
【００４４】
電池状態検出タイマ２０４は、周期をカウントするカウンタ２０４Ａと、カウンタ２０４Ａによりカウントされた値と測定周期設定値レジスタ２０３Ｃに設定された周期とを比較する比較器２０４Ｂと、を備えている。
【００４５】
カウンタ２０４Ａは、自動検出設定レジスタ２０３Ａに自動検出を行なうことを示す値が設定された場合に、クロック発生器ＣＬＫから出力されたクロック信号と同期してカウントを行なう。
【００４６】
比較器２０４Ｂは、カウンタ２０４Ａでカウントされた値が、測定周期設定値レジスタ２０３Ｃに設定された周期となったときに、二次電池セルＢＴの端子間電圧および温度を検出する要求信号を検出回路２０１へ出力する。
【００４７】
ハートビート信号回路２０５は、検出回路２０１から出力された検出データと、異常検出値設定レジスタ２０３Ｂに設定された閾値とを比較する比較器２０５Ａと、比較器２０５Ａの出力を反転した値とクロック発生器ＣＬＫから出力されたクロック信号とが入力される論理積回路２０５Ｂと、を備えている。
【００４８】
比較器２０５Ａは、検出回路２０１から出力された検出データが、異常検出値設定レジスタ２０３Ｂに設定された閾値を超えたときにハイレベルの信号を出力し、閾値以下であるときにローレベルの信号を出力するように構成されている。
【００４９】
論理積回路２０５Ｂは、比較器２０５Ａの出力がハイレベルの場合（検出データが閾値を超えた場合）に一定レベルのハートビート信号を出力し、比較器の出力がローレベルの場合（検出データが閾値以下である場合）にクロック信号ＣＬＫと同期してオンおよびオフするハートビート信号を出力する。
【００５０】
本実施形態に係る二次電池装置では、第１絶縁通信インタフェース６０４を介さず、ハートビート信号により二次電池セルＢＴの過充電等の異常を検出している。すなわち、二次電池装置は、組電池監視回路２１、２２、２３が電池状態検出タイマ２０４を備え、レジスタ２０３に設定されたある一定周期で二次電池セルＢＴの端子間電圧および温度を検出し、その検出データが異常である場合には一定レベルの信号となり、二次電池セルＢＴが正常である場合にはクロック信号に同期してオンおよびオフする信号となるハートビート信号を、組電池監視回路２１、２２、２３から電池管理装置６０へ送信するように構成されている。
【００５１】
図５に、過充電の検出以外の制御に必要な検出データの取得の周期が１［ｓ］、１系統分の第１絶縁通信インタフェース６０４の消費電流をＩｉｓｏ[ｍＡ]とする場合、第１絶縁通信インタフェース６０４の動作タイミングの一例を示す。
【００５２】
組電池監視回路２１と通信を行なう第１絶縁通信インタフェース（２１）６０４と、組電池監視回路２２と通信を行なう第１絶縁通信インタフェース（２２）６０４と、組電池監視回路２３と通信を行なう第１絶縁通信インタフェース（２３）６０４とは、それぞれが１［ｓ］周期で起動されるとともに、互いに異なるタイミングで順次起動される。
【００５３】
このとき、３つの第１絶縁通信インタフェース６０４の消費電流Ｉは、
Ｉ＝Ｉｉｓｏ[ｍＡ]×２０[ｍｓ]／１[ｓ]×３＝３／５０×Ｉｉｓｏ[ｍＡ]
となる。
【００５４】
図６に、必要な電圧測定の周期が１００［ｍｓ］、データ送信にかかる時間が２０[ｍｓ]、１系統分の第１絶縁通信インタフェース６０４の消費電流をＩｉｓｏ[ｍＡ]とする場合、第１絶縁通信インタフェース６０４の動作タイミングの一例を示す。
【００５５】
組電池監視回路２１と通信を行なう第１絶縁通信インタフェース（２１）６０４と、組電池監視回路２２と通信を行なう第１絶縁通信インタフェース（２２）６０４と、組電池監視回路２３と通信を行なう第１絶縁通信インタフェース（２３）６０４とは、それぞれが１００［ｍｓ］周期で起動されるとともに、互いに異なるタイミングで順次起動される。
【００５６】
このとき、３つの第１絶縁通信インタフェース６０４で消費される電流Ｉは、
Ｉ＝Ｉｉｓｏ[ｍＡ]×２０[ｍｓ]／１００[ｍｓ]×３＝３／５×Ｉｉｓｏ[ｍＡ]
となる。
【００５７】
図５に示すタイミングで第１絶縁通信インタフェース６０４を動作させると、図６に示すタイミングで第１絶縁インタフェース６０４を動作させる場合と比較して、３つの第１絶縁通信インタフェース６０４の消費電力Ｉを１０分の１とすることができる。
【００５８】
上記のように、本実施形態に係る二次電池装置では、電池管理装置６０の消費電流増加を回避するために、制御回路６０２は、電源制御スイッチＳＷにより第１絶縁通信インタフェース６０４への電源供給を周期的にオフし、間欠動作させている。このことにより、第1絶縁通信インタフェース６０４の低消費電力化を実現することができる。間欠動作の周期は、二次電池セルＢＴの特性や充電電流によって変化させることが望ましい。
【００５９】
制御回路６０２は、自動検出設定レジスタ２０３Ａ、測定周期設定値レジスタ２０３Ｃ、および、異常検出値設定レジスタ２０３Ｂに値を設定した後、二次電池セルの状態の検出を行なう。制御回路６０２は、組電池監視回路２１、２２、２３から出力されたハートビート信号により、二次電池セルＢＴの異常の有無を判断する。
【００６０】
制御回路６０２は、ハートビート信号が一定レベルの信号となった場合、二次電池セルＢＴが異常であると判断し、第１絶縁通信インタフェース６０４を動作させてレジスタ２０３に格納された二次電池セルＢＴの各検出データを読み出す。
【００６１】
図７に、上記二次電池装置の動作の一例を説明するフローチャートを示す。まず、制御回路６０２が組電池監視回路２１、２２、２３を初期化する際の動作の一例について説明する。
【００６２】
まず、電池管理装置６０が起動されると（ステップＳＴＡ１）、制御回路６０２が起動され、制御回路６０２は電源制御スイッチＳＷを制御して第１絶縁通信インタフェース６０４に電源電圧ＶＣＣ２を供給し、第１絶縁通信インタフェース６０４を起動する（ステップＳＴＡ２）。
【００６３】
次に、制御回路６０２は、第１絶縁通信インタフェース６０４のデジタルアイソレータ６０４Ａへ異常検出値設定レジスタ２０３Ｂの設定値を送信する（ステップＳＴＡ３）。デジタルアイソレータ６０４Ａは、受信した異常検出値設定レジスタ２０３Ｂの設定値を組電池監視回路２１、２２、２３のシリアル通信インタフェース回路２０６へ送信する。シリアル通信インタフェース回路２０６は受信した異常検出値設定レジスタ２０３Ｂの設定値をレジスタ２０３へ送信し、異常検出値設定レジスタ２０３Ｂへ設定値が設定される。
【００６４】
続いて、制御回路６０２は、電源制御スイッチＳＷを制御して第１絶縁通信インタフェース６０４への電源電圧ＶＣＣ２の供給を停止する（ステップＳＴＡ４）。
【００６５】
異常検出値設定レジスタ２０３Ｂへ設定値が設定されると、測定周期設定値レジスタ２０３Ｃに設定された周期で二次電池セルＢＴの端子間電圧および温度が検出され、ハートビート信号回路２０５から第２絶縁通信インタフェース６０５へハートビート信号の出力が開始される。
【００６６】
図８に、上記二次電池装置の動作の一例を説明するフローチャートを示す。続いて、制御回路６０２が組電池監視回路２１、２２、２３から二次電池セルＢＴの検出データを受信して状態検出を行なう際の動作の一例を説明する。
【００６７】
最初に、制御回路６０２は、電源制御スイッチＳＷを制御して第１絶縁通信インタフェース６０４に電源電圧ＶＣＣ２を供給し、第１絶縁通信インタフェース６０４を起動する（ステップＳＴＢ１）。
【００６８】
続いて、制御回路６０２は、第１絶縁通信インタフェース６０４のデジタルアイソレータ６０４Ａに電池状態データを読み出すためのＲｅａｄコマンドを送信する（ステップＳＴＢ２）。デジタルアイソレータ６０４Ａは、シリアル通信インタフェース回路２０６へＲｅａｄコマンドを送信する。シリアル通信インタフェース回路２０６は、Ｒｅａｄコマンドを受信すると、レジスタ２０３に格納された検出データを読み出してデジタルアイソレータ６０４Ａへ送信する。デジタルアイソレータ６０４Ａは検出データを受信すると、制御回路６０２へ検出データを送信する。
【００６９】
制御回路６０２は、検出データを受信すると（ステップＳＴＢ３）、検出データから二次電池セルＢＴが正常であるか否かを判断する（ステップＳＴＢ４）。制御回路６０２は、二次電池セルＢＴが正常であると判断すると、電源制御スイッチＳＷを制御して第１絶縁通信インタフェース６０４への電源電圧ＶＣＣ２の供給を停止し（ステップＳＴＢ５）、一定周期経過後に再び第１絶縁通信インタフェース６０４へ電源電圧ＶＣＣ２を供給する。
【００７０】
制御回路６０２は、二次電池セルＢＴが異常であると判断すると、異常であることを電気制御装置７１へ通知する信号を出力する（ステップＳＴＢ６）。
【００７１】
図９に、上記二次電池装置の動作の一例を説明するフローチャートを示す。続いて、制御回路６０２がハートビート信号から二次電池セルＢＴの異常を判断する際の動作の一例を説明する。
【００７２】
制御回路６０２は、ハートビート信号を受信して、ハートビート信号が一定レベルの信号である場合に、二次電池セルＢＴの異常を検出する（ステップＳＴＣ１）。このとき、制御回路６０２は、電源制御スイッチＳＷを制御して第１絶縁通信インタフェース６０４に電源電圧ＶＣＣ２を供給し、第１絶縁通信インタフェース６０４を起動する（ステップＳＴＣ２）。
【００７３】
続いて、制御回路６０２は、第１絶縁通信インタフェース６０４のデジタルアイソレータ６０４Ａに電池状態データを読み出すためのＲｅａｄコマンドを送信する（ステップＳＴＣ３）。デジタルアイソレータ６０４Ａは、シリアル通信インタフェース回路２０６へＲｅａｄコマンドを送信する。シリアル通信インタフェース回路２０６は、Ｒｅａｄコマンドを受信すると、レジスタ２０３に格納された検出データを読み出してデジタルアイソレータ６０４Ａへ送信する。デジタルアイソレータ６０４Ａは検出データを受信すると、制御回路６０２へ検出データを送信する。
【００７４】
制御回路６０２は、検出データを受信すると（ステップＳＴＣ４）、検出データから異常状態の要因を分析し（ステップＳＴＣ５）、二次電池セルＢＴが異常であると判断すると、異常であることを電気制御装置７１へ通知する信号を出力する（ステップＳＴＣ６）。
【００７５】
上記のように、本実施形態に係る二次電池装置および車両によれば、第１絶縁通信インタフェース６０４の間欠動作を行なうとともに、ハートビート信号により二次電池セルの異常を検出することにより、安全を担保するとともに、低消費電力化を実現する二次電池装置および車両を提供することができる。
【００７６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７７】
ＷＲ、ＷＬ…駆動輪、ＢＴ…二次電池セル、ＳＷ…電源制御スイッチ、ＦＬ…コモンモードフィルタ、ＦＬ１、ＦＬ２…コイル、Ｃ１、Ｃ２…コンデンサ、６０…電池管理装置、１１、１２、１３…組電池、２１、２２、２３…組電池監視回路、１００…車両、１０１（１）、１０１（２）、１０１（３）…組電池モジュール、２００…電池状態検出回路、２０１…検出回路、２０３…レジスタ、２０３Ａ…自動検出設定レジスタ、２０３Ｂ…異常検出値設定レジスタ、２０３Ｃ…測定周期設定値レジスタ、２０４…電池状態検出タイマ、２０４Ａ…カウンタ、２０４Ｂ…比較器、２０５…ハートビート信号回路、２０５Ａ…比較器、２０５Ｂ…論理積回路、２０６…シリアル通信インタフェース回路（通信回路）、６０２…制御回路、６０４…第１絶縁通信インタフェース（絶縁通信回路）、６０４Ａ…デジタルアイソレータ、６０４Ｂ…ＤＣＤＣコンバータ、６０５…第２絶縁通信インタフェース（絶縁通信回路）、６０５Ｂ…バッファ回路、６０５Ａ…絶縁通信手段、６０６…ＤＣＤＣコンバータ。
【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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