(57)【要約】      （修正有）【課題】種々の異なる仕様の組電池に対応した充放電制御や充放電制御プログラムの選択を自動的にかつ安全・安価に行う電池制御装置を提供する。【解決手段】電池制御装置は、異なる仕様の電池モジュールの各々に１対１対応した複数のコネクタソケットと、電池モジュールを制御する制御部とを備え、この制御部は、コネクタプラグとコネクタソケットとの接続によって所定の電圧が入力される電圧入力部と、異なる仕様の電池モジュールを制御するための制御データを記憶したメモリ部とを備えている。電池制御装置は、電圧入力部で検出された所定の電圧に基づいて、電池モジュールの仕様を検出し、検出された電池モジュールの仕様に対応した制御データをメモリ部から読み出す。【選択図】図５
2012186873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セルを直列接続した複数個のセルグループを直列または直並列に接続した電池モジュールを制御する電池制御装置において、
前記電池モジュールは、コネクタプラグを備え、
前記電池制御装置は、異なる仕様の電池モジュールの各々に１対１対応した複数のコネクタソケットと、前記電池モジュールを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記コネクタプラグと前記コネクタソケットとの接続によって所定の電圧が入力される電圧入力部と、前記異なる仕様の電池モジュールを制御するための制御データを記憶したメモリ部とを備え、
前記電池制御装置は、前記電圧入力部で検出された前記所定の電圧に基づいて、電池モジュールの仕様を検出し、検出された前記電池モジュールの仕様に対応した制御データを前記メモリ部から読み出すことを特徴とする電池制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電池制御装置において、
前記複数のコネクタソケットは、それぞれ異なる仕様の電池モジュールに１対１対応して異なる形状のコネクタソケットとなっており、
前記コネクタプラグは、前記複数のコネクタソケットのいずれか１つのコネクタソケットにのみ接続される形状となっていることを特徴とする電池制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電池制御装置において、
前記電池制御装置の電源電圧を分圧して、前記コネクタソケットの各々に異なる電圧を供給する分圧回路を更に備え、
前記所定の電圧は、前記コネクタソケットに前記コネクタプラグが接続された時に前記電圧入力部に入力される、前記分圧回路から前記コネクタソケットに供給されている電圧であることを特徴とする電池制御装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の電池制御装置において、
前記制御部は、前記電圧入力部を、複数の異なる形状のコネクタソケットに１対１対応して複数備え、
前記コネクタプラグと前記コネクタソケットとの接続によって、接続された前記コネクタソケットに対応した前記電圧入力部に所定の入力電圧が入力されることを特徴とする電池制御装置。
【請求項５】
請求項３に記載の電池制御装置において、
前記制御部は、前記電圧入力部を複数備え、前記コネクタソケットに前記コネクタプラグが接続された時に、前記コネクタソケットに供給されている電圧が、前記複数の電圧入力部のいずれか１つに入力されることを特徴とする電池制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電池制御装置において、
複数の前記電池モジュールを備え、
前記制御部は、複数の電圧入力部を備え、前記複数の電圧入力部の各々に、前記複数の電池モジュールの各々のコネクタプラグが接続された時に、前記各々のコネクタプラグが接続されたコネクタソケットに供給されている電圧が、前記複数の電圧入力部のいずれか１つに入力されることを特徴とする電池制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載の電池制御装置において、
前記複数の電圧入力部の各々に接続される複数のコネクタソケットは、これらが接続された電圧入力部毎に、電池制御装置の離れた位置に設けられており、
前記複数の電池モジュールの各々のコネクタプラグは、１つの電圧入力部に接続されている複数のコネクタソケットのいずれかにのみ接続可能なように設定された長さのワイヤによって、各々の電池モジュールに接続されていることを特徴とする電池制御装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電池制御装置と、この電池制御装置により制御される複数の電池モジュールから構成される組電池とを備える蓄電装置。
【請求項９】
請求項８に記載の蓄電装置から供給されるＤＣ電力を用いて電動車両を駆動する駆動部を制御し、またこの駆動部からのＡＣ出力をＤＣ電力に変換する駆動制御部を備えた電動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
種々のシステムや装置にＲＯＭを組み込み、このＲＯＭを交換することでこれらのシステムや装置に異なる動作を行わせることは一般的に行われている。
【０００３】
また、ＲＯＭに複数のプログラムを搭載しておき、このＲＯＭをＣＰＵを備えた装置に組み込み、ＣＰＵによりＲＯＭのプログラムを切り替える（例えば特許文献１）ことや、ＲＯＭが搭載された回路に設けられたスイッチを切り替える（例えば特許文献２）ことによりＲＯＭのプログラムを切り替えることも行われている。
【０００４】
しかし、これらの従来のＲＯＭの切り替え方式を、例えばこのＲＯＭが搭載された装置に別の装置を接続した場合に、この別の装置に対応するようにＲＯＭまたはＲＯＭのプログラムを切り替えようとすると、ＲＯＭが搭載された装置側でのスイッチの切り替えを別の装置に合わせてユーザーが行うか、またはＲＯＭを搭載した装置とこれに接続する別の装置とが通信等を行って確認し、ＣＰＵがＲＯＭを切り替える必要がある。
スイッチをユーザーが切り替える場合は、誤設定の可能性があり、またＲＯＭを搭載した装置のＣＰＵが別の装置と通信等を行って切り替える場合には、この別の装置と通信するための回路が必要となる。
【０００５】
ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）や電気自動車（ＥＶ）に用いられる、リチウム電池等の二次電池の単電池セルを複数接続した組電池を備えた蓄電装置においては、組電池の仕様が変更される場合や、異なる仕様の組電池に交換することがしばしば行われる。このような組電池の仕様変更や交換において、例えば出力電圧仕様の異なる二次電池の単電池セルからなる組電池と交換した場合、あるいは、単電池セルの出力仕様は同じでも組電池の出力仕様が異なる場合には、組電池の充放電制御をこれらの組電池の異なる仕様に合わせて変更する必要がある。特にリチウム電池等を用いた、ＨＥＶやＥＶ用の組電池は出力電圧が大きいため、組電池の交換は安全に行われる必要があると同時に、この組電池の充放電制御の変更も、安全な方法で行われることが必要であり、またこれが安価に行われることが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１４４２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＨＥＶやＥＶで用いられる組電池の仕様が変更される場合、または仕様の異なる組電池に交換する場合、従来方法では、充放電制御プログラムの変更を安全かつ容易に行うことができなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）請求項１に記載の発明は、複数の電池セルを直列接続した複数個のセルグループを直列または直並列に接続した電池モジュールを制御する電池制御装置であって、この電池モジュールは、コネクタプラグを備え、電池制御装置は、異なる仕様の電池モジュールの各々に１対１対応した複数のコネクタソケットと、電池モジュールを制御する制御部とを備え、この制御部は、前記コネクタプラグとコネクタソケットとの接続によって所定の電圧が入力される電圧入力部と、異なる仕様の電池モジュールを制御するための制御データを記憶したメモリ部とを備え、電池制御装置は、電圧入力部で検出された所定の電圧に基づいて、電池モジュールの仕様を検出し、検出された前記電池モジュールの仕様に対応した制御データを前記メモリ部から読み出すことを特徴とする。
（２）請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電池制御装置において、複数のコネクタソケットは、それぞれ異なる仕様の電池モジュールに１対１対応して異なる形状のコネクタソケットとなっており、コネクタプラグは、複数のコネクタソケットのいずれか１つのコネクタソケットにのみ接続される形状となっていることを特徴とする。
（３）請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の電池制御装置において、この電池制御装置の電源電圧を分圧して、コネクタソケットの各々に異なる電圧を供給する分圧回路を更に備え、所定の電圧は、コネクタソケットに前記コネクタプラグが接続された時に前記電圧入力部に入力される、分圧回路から前記コネクタソケットに供給されている電圧であることを特徴とする。
（４）請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の電池制御装置において、制御部は、電圧入力部を、複数の異なる形状のコネクタソケットに１対１対応して複数備え、コネクタプラグとコネクタソケットとの接続によって、接続されたコネクタソケットに対応した電圧入力部に所定の入力電圧が入力されることを特徴とする。
（５）請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の電池制御装置において、制御部は、電圧入力部を複数備え、コネクタソケットにコネクタプラグが接続された時に、コネクタソケットに供給されている電圧が、複数の電圧入力部のいずれか１つに入力されることを特徴とする。
（６）請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の電池制御装置において、複数の電池モジュールを備え、制御部は、複数の電圧入力部を備え、この複数の電圧入力部の各々に、複数の電池モジュールの各々のコネクタプラグが接続された時に、各々のコネクタプラグが接続されたコネクタソケットに供給されている電圧が、複数の電圧入力部のいずれか１つに入力されることを特徴とする。
（７）請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の電池制御装置において、複数の電圧入力部の各々に接続される複数のコネクタソケットは、これらが接続された電圧入力部毎に、電池制御装置の離れた位置に設けられており、複数の電池モジュールの各々のコネクタプラグは、１つの電圧入力部に接続されている複数のコネクタソケットのいずれかにのみ接続可能なように設定された長さのワイヤによって、各々の電池モジュールに接続されていることを特徴とする。
（８）請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電池制御装置と、この電池制御装置により制御される複数の電池モジュールから構成される組電池とを備える蓄電装置である。
（９）請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の蓄電装置から供給されるＤＣ電力を用いて電動車両を駆動する駆動部を制御し、またこの駆動部からのＡＣ出力をＤＣ電力に変換する駆動制御部を備えた電動車両である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による組電池と電池制御装置との接続方法により、異なる仕様の組電池に交換した場合に、組電池の仕様に合わせた充放電制御プログラムへの切り替えを安全かつ安価に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ハイブリッド自動車用駆動システムの構成を示すブロック図である。
【図２】車両用回転電機の駆動システムを示すブロック図である。
【図３】電池制御用ＩＣ（セルコントローラＩＣ）の内部回路の概略を示す図である。
【図４】本発明による電池制御装置の第１の実施形態を示す概略図である。
【図５】図１のマイコン３０に設けられたＥＥＰＲＯＭ１０２に記憶されたデータの例を示す図である。
【図６】本発明による電池制御装置の第１の実施形態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。以下に説明する実施形態では、本発明による電池制御装置および蓄電装置をハイブリッド自動車用駆動システムに適用した場合について説明する。なお、以下に説明する実施形態の構成は、ハイブリッド電車などの鉄道車両などにも適用できる。また本発明による電池制御装置および蓄電装置は電気自動車にも適用可能である。
【００１２】
＜ハイブリッド自動車用駆動システムの概略構成＞
まず、図１を用いて、ハイブリッド自動車用駆動システムについて説明する。図１に示すハイブリッド自動車１の駆動システムは、駆動輪２に機械的に接続された車軸３がデファレンシャルギア４と接続され、デファレンシャルギア４の入力軸が変速機５と接続されている。そして、駆動源として、内燃機関であるエンジン６と電動発電機７の駆動力を切替える駆動力切替装置８を介して変速機５の入力となっている。
【００１３】
図１では駆動輪２の駆動源として、エンジン６と電動発電機７とが並列に配置された、いわゆるパラレルハイブリッド方式である。また、ハイブリッド自動車用駆動システムには、駆動輪２の駆動源として電動発電機７のエネルギーを用い、エンジン６のエネルギーは電動発電機７の駆動源、すなわち蓄電器を充電するようにした、いわゆるシリアルハイブリッド方式があり、本発明はこれらの方式、又は組合せた方式共に採用することができる。
【００１４】
電動発電機７には電力変換装置９を介して、電源装置である蓄電装置１１が電気的に接続されている。電力変換装置９は制御装置１０によって制御される。
【００１５】
電動発電機７を電動機として作動させる時には、電力変換装置９は、蓄電装置１１から出力された直流電力を三相交流電力に変換する直流−交流変換回路として機能する。また、回生制動の際に電動発電機７を発電機として作動させる時には、電力変換装置９は、電動発電機７から出力された三相交流電力を直流電力に変換する交流−直流変換回路として機能する。電力変換装置９の直流側には、蓄電装置１１のモジュール電池の正負極端子が電気的に接続される。電力変換装置９の交流側には２つのスイッチング半導体素子による３直列回路があり、直列回路の２つのスイッチング半導体素子の中間には、電動発電機４の電機子巻線の３つの相の巻線が電気的に接続されるようになっている。
【００１６】
電動発電機７は、駆動輪５を駆動するための原動機として機能し、電機子（固定子）と、電機子に対向配置され、回転可能に保持された界磁（回転子）とを備え、永久磁石の磁束を界磁に用いた永久磁石界磁式三相交流同期回転電機である。電動発電機７は、電機子巻線に供給された三相交流電力により形成されて同期速度で回転する回転磁界と、永久磁石の磁束との磁気的な作用に基づいて、駆動輪５の駆動に必要な回転動力を発生する
【００１７】
電動発電機７を電動機として駆動する時には、電機子は、電力変換装置９によって制御された三相交流電力の供給を受けて回転磁界を発生させる。一方、電動発電機９を発電機として駆動する時には、電機子は、磁束の鎖交により三相交流電力を発生させる部位となり、磁性体である電機子鉄心（固定子鉄心）と、電機子鉄心に装着された三相の電機子巻線（固定子巻線）とを備えている。界磁は、電動発電機７を電動機或いは発電機として駆動する時、界磁磁束を発生させる部位であり、磁性体である界磁鉄心（回転子鉄心）と、界磁鉄心に装着された永久磁石とを備えている。
【００１８】
電動発電機７としては、電機子巻線に供給された三相交流電力により形成されて同期速度で回転する回転磁界と、巻線の励磁による磁束との磁気的な作用に基づいて、回転動力を発生する巻線界磁式三相交流同期回転電機、或いは三相交流誘導回転電機などを採用してもよい。巻線界磁式三相交流同期回転電機の場合、電機子の構成は永久磁石界磁式三相交流同期回転電機と基本的に同じである。一方、界磁の構成は異なっており、磁性体である界磁鉄心に界磁巻線（回転子巻線）を巻く構成になっている。尚、巻線界磁式三相交流同期回転電機では、界磁巻線が巻かれた界磁鉄心に永久磁石を装着し、巻線による磁束の漏れを抑える場合もある。界磁巻線は外部電源から界磁電流の供給を受けて励磁されることにより磁束を発生する。
【００１９】
電動発電機７には駆動力切替装置８、変速機５、デファレンシャルギア４を介して駆動輪２の車軸３が機械的に接続されている。変速機５は、電動発電機７から出力された回転動力を変速してデファレンシャルギア４に伝達する。デファレンシャルギア４は、変速機５から出力された回転動力を左右の車軸３に伝達する。駆動力切替装置８は、エンジン制御や走行制御などの上位制御装置（不図示）によって切替えられ、エンジン制御での加速走行、アイドルストップからの電動発電機７によるエンジン始動、ブレーキ制御における回生ブレーキ協調などで切替えて電動機又は発電機として動作させる。
【００２０】
蓄電装置１１は、電動発電機７が回生時に発生した電力を自身の駆動用電力として充電し、電動発電機７を発電機として駆動する際に、この駆動に必要な電力を放電する駆動用車載電源である。例えば、１００Ｖ以上の定格電圧を有するように、数十本のリチウムイオン電池により構成されたバッテリシステムである。尚、蓄電装置１１の詳細な構成については後述する。
【００２１】
蓄電装置１１には、電動発電機７の他に、車載補機（たとえばパワーステアリング装置，エアーブレーキ）に動力を供給する電動アクチュエータ、蓄電装置１１よりも定格電圧が低く、車内電装品（たとえばライト，オーディオ、車載電子制御装置）に駆動電力を供給する電装用電源である低圧バッテリなどがＤＣ／ＤＣコンバータを介して電気的に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータは、蓄電装置１１の出力電圧を降圧して電動アクチュエータや低圧バッテリなどに供給したり、低圧バッテリの出力電圧を昇圧して蓄電装置１１などに供給したりする昇降圧装置である。低圧バッテリには定格電圧１２Ｖの鉛バッテリを用いている。低圧バッテリとしては、同じ定格電圧を有するリチウムイオンバッテリ或いはニッケル水素バッテリを用いてもよい。
【００２２】
ハイブリッド自動車１の力行時（発進、加速、通常走行など）、制御装置１０に正のトルク指令が与えられて電力変換装置９の作動が制御されると、蓄電装置１１に蓄電された直流電力は電力変換装置９により三相交流電力に変換されて電動発電機７に供給される。これにより、電動発電機７が駆動されて回転動力が発生する。発生した回転動力は、駆動力切替装置８、変速機５及びデファレンシャルギア４を介して車軸３に伝達され、駆動輪２を駆動する。
【００２３】
ハイブリッド自動車１の回生時（減速、制動など）、制御装置１０に負のトルク指令が与えられて電力変換装置９の作動が制御されると、駆動輪２の回転動力により駆動される電動発電機７から発生した三相交流電力は直流電力に変換されて蓄電装置１１に供給される。これにより、変換された直流電力は蓄電装置１１に充電される。
【００２４】
制御装置１０は、上位制御装置（不図示）から出力されたトルク指令値から電流指令値を演算すると共に、電流指令値と、電力変換装置９の間を流れる実電流との差分に基づいて電圧指令値を演算し、この演算された電圧指令値に基づいてＰＷＭ（パルス幅変調）信号を発生させ、そのＰＷＭ信号を電力変換装置９に出力する。
【００２５】
＜蓄電装置１１の全体構成＞
次に図２を参照して、本発明による電池制御装置を含む蓄電装置１１を備えた、電気自動車およびハイブリッド型自動車に適用可能な、モータの駆動装置について説明する。
図２は車両用回転電機の駆動システムを示すブロック図である。図２に示す駆動システムは、電池モジュール２０、電池モジュール２０を監視する電池制御装置１００、電池モジュール２０からの直流電力を３相交流電力に変換するインバータ装置２２０、車両駆動用の電動発電機７を備えている。モータ２３０は、インバータ装置２２０からの３相交流電力により駆動される。インバータ装置２２０と電池制御装置１００とはＣＡＮ通信で結ばれており、インバータ装置２２０は電池制御装置１００に対して上位コントローラとして機能する。また、インバータ装置２２０は、さらに制御装置１０（図１参照）からの指令情報に基づいて動作する。
【００２６】
インバータ装置２２０は、パワーモジュール２２６と、インバータ装置を制御するＭＣＵ２２２と、パワーモジュール２２６を駆動するためのドライバ回路２２４とを有している。パワーモジュール２２６は、電池モジュール２０から供給される直流電力を、電動発電機７をモータとして駆動するための３相交流電力に変換する。なお、図示していないが、パワーモジュール２２６に接続される強電ラインＨＶ＋、ＨＶ−間には、約７００μＦ〜約２０００μＦ程度の大容量の平滑キャパシタが設けられている。この平滑キャパシタは、電池制御装置１００に設けられた集積回路に加わる電圧ノイズを低減する働きをする。
【００２７】
インバータ装置２２０の動作開始状態では平滑キャパシタの電荷は略ゼロであり、リレーＲＬを閉じると大きな初期電流が平滑キャパシタへ流れ込む。そして、この大電流のためにリレーＲＬが融着して破損するおそれがある。この問題を解決するために、ＭＣＵ２２２は、さらに制御装置１０からの命令に従い、電動発電機７の駆動開始時に、プリチャージリレーＲＬＰを開状態から閉状態にして平滑キャパシタを充電し、その後にリレーＲＬを開状態から閉状態として、電池モジュール２０からインバータ装置２２０への電力の供給を開始する。平滑キャパシタを充電する際には、抵抗ＲＰを介して最大電流を制限しながら充電を行う。このような動作を行うことで、リレー回路を保護すると共に、電池セルやインバータ装置２２０を流れる最大電流を所定値以下に低減でき、高い安全性を維持できる。
【００２８】
なお、インバータ装置２２０は、電動発電機７の回転子に対するパワーモジュール２２６により発生する交流電力の位相を制御して、車両制動時には電動発電機７を発電機として動作させる。すなわち回生制動制御を行い、発電機運転により発電された電力を電池モジュール２０に回生して電池モジュール２０を充電する。電池モジュール２０の充電状態が基準状態より低下した場合には、インバータ装置２２０は電動発電機７を発電機として運転する。電動発電機７で発電された３相交流電力は、パワーモジュール２２６により直流電力に変換されて電池モジュール２０に供給される。その結果、電池モジュール部２０は充電される。
【００２９】
一方、電動発電機７をモータとして力行運転する場合、ＭＣＵ２２２は制御装置１０の命令に従い、電動発電機７の回転子の回転に対して進み方向の回転磁界を発生するようにドライバ回路２２４を制御し、パワーモジュール２２６のスイッチング動作を制御する。この場合は、電池モジュール２０から直流電力がパワーモジュール２２６に供給される。また、回生制動制御により電池モジュール２０を充電する場合には、ＭＣＵ２２２は、電動発電機７の回転子の回転に対して遅れ方向の回転磁界を発生するようにドライバ回路２２４を制御し、パワーモジュール２２６のスイッチング動作を制御する。この場合は電動発電機７から電力がパワーモジュール２２６に供給され、パワーモジュール２２６の直流電力が電池モジュール２０へ供給される。結果的に電動発電機７は発電機として作用することとなる。
【００３０】
インバータ装置２２０のパワーモジュール２２６は、導通および遮断動作を高速で行い直流電力と交流電力間の電力変換を行う。このとき、大電流を高速で遮断するので、直流回路の有するインダクタンスにより大きな電圧変動が発生する。この電圧変動を抑制するため、上述した大容量の平滑キャパシタが設けられている。
【００３１】
電池モジュール２０は、例えばここでは直列接続された２つの電池モジュールブロック２０Ａ、２０Ｂで構成されている。各電池モジュールブロック２０Ａ、２０Ｂは、各々複数の電池セルを直列接続したセルグループを複数直列に接続されたものを備えている。電池モジュールブロック２０Ａと電池モジュールブロック２０Ｂとは、スイッチとヒューズとが直列接続された保守・点検用のサービスディスコネクトＳＤ−ＳＷを介して直列接続される。このサービスディスコネクトＳＤ−ＳＷが開くことで電気回路の直接回路が遮断され、仮に電池モジュールブロック２０Ａ、２０Ｂのどこかで車両との間に１箇所接続回路ができたとしても電流が流れることはない。このような構成により高い安全性を維持できる。又、点検時に作業者がＨＶ＋とＨＶ−の間を触っても、高電圧は人体に印加されないので安全である。
【００３２】
電池モジュール２０とインバータ装置２２０との間の強電ラインＨＶ＋には、リレーＲＬ，抵抗ＲＰおよびプリチャージリレーＲＬＰを備えた電池ディスコネクトユニットＢＤＵが設けられている。抵抗ＲＰとプリチャージリレーＲＬＰとの直列回路は、リレーＲＬと並列に接続されている。
【００３３】
電池制御装置１００は、主に各セル電圧の測定、総電圧の測定、電流の測定、セル温度およびセルの容量調整等を行う。そのために、セルコントローラとして、複数の電池制御用ＩＣ（集積回路）が設けられている。各電池モジュールブロック２０Ａ、２０Ｂ内に設けられた複数の電池セルは、複数のセルグループ（組電池）に分けられ、各セルグループ毎に、各セルグループに含まれる電池セルを制御するセルコントローラが１つずつ設けられている。
簡単のため、以下の説明では各セルグループは４個の電池セルで構成されているとする。また各電池モジュールブロック２０Ａ、２０Ｂ、は各々２つのセルグループ（２０Ａ１、２０Ａ２と２０Ｂ１、２０Ｂ２）で構成されるとする。しかしながら、各セルグループに含まれる電池セルは４個に限定するものでなく、５個あるいはこれ以上であってよく、また例えば４個のセルグループと６個のセルグループが組み合わされていてもよい。各セルグループに対応して設けられるセルコントローラＩＣは、これらのセルグループに含まれる電池セルの数が４個であっても、また５個以上であっても使用できるように設計したものを使用することができる。
また電気自動車やハイブリッド自動車で必要とされる電圧および電流を得るために、上記のように各電池モジュールブロックはセルグループを複数個直列または直並列に接続してもよく、更に複数の電池モジュールブロックを直列または直並列に接続してよい。
【００３４】
各セルグループを制御するセルコントローラＩＣ１〜ＩＣ４は、各々通信系６０２と１ビット通信系６０４とを備えている。セル電圧値読み取りや各種コマンド送信のための通信系６０２においては、絶縁素子（例えば、フォトカプラ）ＰＨを介してデイジーチェーン方式で電池モジュール２０を制御するマイコン３０とシリアル通信を行う。１ビット通信系６０４は、セル過充電が検知されたときの異常信号を送信する。図１に示す例では、通信系６０２は、電池モジュールブロック２０ＡのセルコントローラＩＣ１、ＩＣ２に対する上位の通信経路と、電池モジュールブロック２０ＢのセルコントローラＩＣ３、ＩＣ４に対する下位の通信経路とに分けられている。
【００３５】
各セルコントローラＩＣは異常診断を行い、自分自身が異常と判断した場合、あるいは上位のセルコントローラＩＣから異常信号を受信端子ＦＦＩで受信した場合に、送信端子ＦＦＯから異常信号を送信する。一方、既に受信端子ＦＦＩで受信していた異常信号が消えたり、あるいは自分自身の異常判断が正常判断となったりした場合には、送信端子ＦＦＯから伝送される異常信号は消える。この異常信号は本実施形態では１ビット信号である。
【００３６】
マイコン３０は異常信号をセルコントローラＩＣに送信しないが、異常信号の伝送路である１ビット通信系６０４が正しく動作することを診断するために、擬似異常信号であるテスト信号を１ビット通信系６０４に送出する。このテスト信号を受信したセルコントローラＩＣ１は異常信号を通信系６０４へ送出し、その異常信号がセルコントローラＩＣ２によって受信される。異常信号はセルコントローラＩＣ２からセルコントローラＩＣ３、ＩＣ４の順に送信され、最終的にはセルコントローラＩＣ４からマイコン３０へと返信される。通信系６０４が正常に動作していれば、マイコン３０から送信された擬似異常信号は通信系６０４を介してマイコン３０に戻ってくる。このように擬似異常信号をマイコン３０が送受することで通信系６０４の診断ができ、システムの信頼性が向上する。
【００３７】
電池ディスコネクトユニットＢＤＵ内にはホール素子等の電流センサＳｉが設置されており、電流センサＳｉの出力はマイコン３０に入力される。電池モジュール２０の総電圧および温度に関する信号もマイコン３０に入力され、それぞれマイコン３０のＡＤ変換器（ＡＤＣ）によって測定される。温度センサは電池モジュールブロック２０Ａ、２０Ｂ内の複数箇所に設けられている。
【００３８】
＜セルコントローラＩＣの構成＞
次に図３および図２を参照して、本発明による電池制御装置と蓄電装置に用いられるセルコントローラＩＣの回路の概略について説明する。
【００３９】
図３は電池制御用ＩＣである、セルコントローラＩＣの内部ブロックの概略を示す図であり、セルグループ２０Ａ１の４つの電池セルＢＣ１〜ＢＣ４が接続されるセルコントローラＩＣ１を例に示した。なお、説明は省略するが、他のＩＣに関しても同様の構成となっている。また上述したように、各セルグループに含まれる電池セルは４個に限定されず、６個あるいはこれ以上であってもよい。セルコントローラＩＣはセルグループに含まれる電池セルの個数に対応できるように設計されている。例えばバランシング用スイッチは６個の電池セルに対応できるように既に６個のバランシングスイッチを備えているが、セルグループに含まれる電池セルの個数が４個の場合は、６個のバランシングスイッチの内４個のみ使用する。
【００４０】
セルコントローラＩＣ１には、電池状態検出回路としてのマルチプレクサ１２０やアナログデジタル変換器１２２Ａ、ＩＣ制御回路１２３、診断回路１３０、伝送入力回路１３８、１４２、伝送出力回路１４０、１４３、起動回路２５４、タイマ回路１５０、制御信号検出回路１６０、差動増幅器２６２およびＯＲ回路２８８が設けられている。
【００４１】
電池セルＢＣ１〜ＢＣ４の端子電圧は、電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ５、電圧入力端子ＣＶ１〜ＣＶ４およびＧＮＤ端子を介してマルチプレクサ１２０に入力される。マルチプレクサ１２０は電圧入力端子ＣＶ１〜ＣＶ４およびＧＮＤ端子のいずれかを選択して、端子間電圧を差動増幅器２６２に入力する。差動増幅器２６２の出力は、アナログデジタル変換器１２２Ａによりデジタル値に変換される。デジタル値に変換された端子間電圧はＩＣ制御回路１２３に送られ、内部のデータ保持回路１２５に保持される。電圧入力端子ＣＶ１〜ＣＶ４、ＧＮＤ端子に入力される各電池セルＢＣ１〜ＢＣ４の端子電圧は、セルコントローラＩＣ１のＧＮＤ電位に対して直列接続された電池セルの端子電圧に基づく電位でバイアスされている。上記差動増幅器２６２により上記バイアス電位の影響が除去され、各電池セルＢＣ１〜ＢＣ４の端子電圧に基づくアナログ値がアナログデジタル変換器１２２Ａに入力される。
【００４２】
ＩＣ制御回路１２３は、演算機能を有すると共に、データ保持回路１２５と、電圧測定や状態診断を周期的に行うタイミング制御回路１２６と、診断回路１３０からの診断フラグがセットされる診断フラグ保持回路１２８とを有している。ＩＣ制御回路１２３は、伝送入力回路１３８から入力された通信コマンドの内容を解読し、その内容に応じた処理を行う。コマンドとしては、例えば、各電池セルの端子間電圧の計測値を要求するコマンド、各電池セルの充電状態を調整するための放電動作を要求するコマンド、当該セルコンロトーラＩＣの動作を開始するコマンド（Ｗａｋｅ  ＵＰ）、動作を停止するコマンド（スリープ）、アドレス設定を要求するコマンド、等を含んでいる。
【００４３】
診断回路１３０は、ＩＣ制御回路１２３からの計測値に基づいて、各種診断、例えば過充電診断や過放電診断を行う。データ保持回路１２５は、例えばレジスタ回路で構成されており、検出した各電池セルＢＣ１〜ＢＣ４の各端子間電圧を各電池セルＢＣ１〜ＢＣ４に対応づけて記憶し、また、その他の検出値を、予め定められたアドレスに読出し可能に保持する。  
【００４４】
ＩＣ１の内部回路には、少なくとも２種類の電源電圧ＶＣＣ，ＶＤＤが使用される。図３に示す例では、電圧ＶＣＣは直列接続された電池セルＢＣ１〜ＢＣ４で構成される電池セルグループの総電圧であり、電圧ＶＤＤは定電圧電源１３４によって生成される。マルチプレクサ１２０および信号伝送のための伝送入力回路１３８、１４２は高電圧ＶＣＣで動作する。また、アナログデジタル変換器１２２Ａ、ＩＣ制御回路１２３、診断回路１３０、信号伝送のための伝送出力回路１４０、１４３は低電圧ＶＤＤで動作する。
【００４５】
セルコントローラＩＣ１の受信端子ＬＩＮ１で受信した信号は伝送入力回路１３８に入力され、受信端子ＦＦＩで受信した信号は伝送入力回路１４２に入力される。伝送入力回路１４２は、伝送入力回路１３８と同様の回路構成となっている。伝送入力回路１３８は、隣接する他のセルコントローラＩＣからの信号を受信する回路２３１とフォトカプラＰＨからの信号を受信する回路２３４とを備えている。
【００４６】
図３に示すように、セルコントローラＩＣ１の場合には、フォトカプラＰＨからの信号が受信端子ＬＩＮ１に入力され、セルコントローラＩＣ２の場合には、隣接するＩＣ１からの信号が受信端子ＬＩＮ１に入力される。そのため、回路２３１および２３４のどちらを使用するかは、図３の制御端子ＣＴに印加される制御信号に基づき、切換器２３３により選択される。制御端子ＣＴに印加された制御信号は、制御信号検出回路１６０に入力され、切換器２３３は制御信号検出回路１６０からの指令により切り替え動作を行う。
【００４７】
すなわち、セルコントローラＩＣの中の伝送方向最上位のセルコントローラＩＣ、すなわち、セルコントローラＩＣ１の受信端子ＬＩＮ１に上位コントローラ（マイコン３０）からの信号が入力される場合には、切換器２３３は下側接点が閉じ、回路２３４の出力信号が伝送入力回路１３８から出力される。一方、伝送方向最上位ではない、下位のセルコントローラＩＣの受信端子ＬＩＮ１に隣接セルコントローラＩＣからの信号が入力される場合には、切換器２３３は上側接点が閉じ、回路２３２の出力信号が伝送入力回路１３８から出力される。図３に示すＩＣ２の場合、伝送入力回路１３８には隣接ＩＣ１からの信号が入力されるので、切換器２３３は上側接点が閉じる。上位コントローラ（マイコン３０）からの出力と隣接セルコントローラＩＣの送信端子ＬＩＮ２からの出力とでは出力波形の波高値が異なるため、判定する閾値が異なる。そのため、制御端子ＴＣの制御信号に基づいて、回路１３８の切換器２３３を切り換えるようにしている。なお、通信系６０４についても同様の構成となっている。
【００４８】
受信端子ＬＩＮ１で受信された通信コマンドは、伝送入力回路１３８を通ってＩＣ制御回路１２３に入力される。ＩＣ制御回路１２３は、受信した通信コマンドに応じたデータやコマンドを伝送出力回路１４０へ出力する。それらのデータやコマンドは、伝送出力回路１４０を介して送信端子ＬＩＮ２から送信される。なお、伝送出力回路１４３も、伝送出力回路１４０と同様の構成である。
【００４９】
端子ＦＦＩから受信した信号は、異常状態（過充電信号）を伝送するために使用される。端子ＦＦＩから異常を表す信号を受信すると、その信号は伝送入力回路１４２およびＯＲ回路２８８を介して伝送出力回路１４３に入力され、伝送出力回路１４３から端子ＦＦＯを介して出力される。また診断回路１３０で異常を検知すると、端子ＦＦＩの受信内容に関係なく、診断フラグ保持回路１２８からＯＲ回路２８８を介して伝送出力回路１４３に異常を表す信号が入力され、伝送出力回路１４３から端子ＦＦＯを介して出力される。
【００５０】
隣接セルコントローラＩＣまたはフォトカプラＰＨから伝送されてきた信号を起動回路１４７により受信すると、タイマ回路１５０が動作し、定電圧電源１３４に電圧ＶＣＣを供給する。この動作により定電圧電源１３４は動作状態となり、定電圧ＶＤＤを出力する。定電圧電源１３４から定電圧ＶＤＤが出力されるとセルコントローラＩＣ２はスリープ状態から立ち上がり動作状態となる。
【００５１】
セルコントローラＩＣ１の電圧入力端子ＣＶ１〜ＣＶ４は電池セルのセル電圧を計測するための端子である。電圧入力端子ＣＶ１〜ＣＶ４には、それぞれ電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ４が接続されており、各々の電圧検出線には端子保護及び容量調整の放電電流制限のための抵抗ＲＣＶがそれぞれ設けられている。各電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ４は電圧入力端子ＣＶ１〜ＣＶ４と各電池セルＢＣの正極または負極を接続している。なお、電圧検出線ＳＬ５は電池セルＢＣ４の負極からＧＮＤ端子に接続されている。例えば、電池セルＢＣ１のセル電圧を計測する場合には、電圧入力端子ＣＶ１−ＣＶ２間の電圧を計測する。また、電池セルＢＣ４のセル電圧を計測する場合には、電圧入力端子ＣＶ４−ＧＮＤ端子間の電圧を計測する。電圧検出線間には、コンデンサＣｖ、Ｃｉｎが、ノイズ対策として設けられている。また後述するように、これらの電圧検出線の電池セル側の部分とセルコントローラＩＣ側の部分は、電池モジュールと電池制御装置を接続するコネクタで接続されている。
【００５２】
図２の電池モジュール２０の性能を最大限に活用するためには、全部で１６個の電池セルのセル電圧を均等化する必要がある。例えば、セル電圧のばらつきが大きい場合、回生充電時に最も高い電池セルが上限電圧に達した時点で回生動作を停止する必要がある。この場合、その他の電池セルのセル電圧は上限に達していないにもかかわらず、回生動作を停止して、ブレーキとしてエネルギーを消費することになる。このようなことを防止するために、各セルコントローラＩＣは、マイコン３０からのコマンドで電池セルの容量調整のための放電を行う。
【００５３】
図３に示すように、各セルコントローラＩＣは、ＣＶ１−ＢＲ１、ＢＲ２−ＣＶ３、ＣＶ３−ＢＲ３およびＢＲ４−ＧＮＤの各端子間にセル容量調整用のバランシングスイッチＢＳ１〜ＢＳ４を備えている。例えば、電池セルＢＣ１の放電を行う場合には、バランシングスイッチＢＳ１をオンする。そうすると、電池セルＣＶ１の正極→抵抗ＲＣＶ→ＣＶ１端子→バランシングスイッチＢＳ１→ＢＲ１端子→抵抗ＲＢ→電池セルＣＶ１の負極の経路でバランシング電流が流れる。なお、ＲＢまたはＲＢＢはこのバランシング用の抵抗であり、ＢＲ１〜ＢＲ４はこのバランシングを行うための端子である。
【００５４】
このように、セルコントローラＩＣ内には、電池セルＢＣ１〜ＢＣ４の充電量を調整するためのバランシングスイッチＢＳ１〜ＢＳ４が設けられている。実際のセルコントローラＩＣでは、バランシングスイッチＢＳ１，ＢＳ３にはＰＭＯＳスイッチが用いられ、バランシングスイッチＢＳ２，ＢＳ４にはＮＭＯＳスイッチが用いられている。
【００５５】
これらのバランシングスイッチＢＳ１〜ＢＳ４の開閉は、放電制御回路１３２によって制御される。マイコン３０からの指令に基づいて、放電させるべき電池セルに対応したバランシングスイッチを導通させるための指令信号が、ＩＣ制御回路１２３から放電制御回路１３２に送られる。ＩＣ制御回路１２３は、マイコン３０から各電池セルＢＣ１〜ＢＣ４に対応した放電時間の指令を通信により受け、上記放電の動作を実行する。
【００５６】
セルコントローラＩＣ１とセルコントローラＩＣ２の間には、上述したように通信系６０２，６０４が設けられている。マイコン３０からの通信コマンドは、フォトカプラＰＨを介して通信系６０２に入力され、通信系６０２を介してセルコントローラＩＣ１の受信端子ＬＩＮ１で受信される。セルコントローラＩＣ１の送信端子ＬＩＮ２からは、通信コマンドに応じたデータやコマンドが送信される。このようにセルコントローラＩＣ間で順に受信および送信を行い、伝送信号は、セルコントローラＩＣ２の送信端子ＬＩＮ２から送信され、フォトカプラＰＨを介してマイコン３０の受信端子で受信される。セルコントローラＩＣ１とＩＣ２は、受信した通信コマンドに応じて、セル電圧等の測定データのマイコン３０への送信や、バランシング動作を行う。さらに、各セルコントローラＩＣ１とＩＣ２は、測定したセル電圧に基づいてセル過充電を検知する。その検知結果（異常信号）は、信号系６０４を介してマイコン３０へ送信される。
【００５７】
＜第１の実施形態＞
次に図４、図５を参照して、本発明による電池制御装置の構成と動作について説明する。
【００５８】
図４は、本発明による電池制御装置の第１の実施形態を示す概略図である。図２で説明したように、電池制御には他に種々の回路が組み込まれているが、図４には以下の説明で不要な部分は省いてある。
電池モジュールブロック２０Ａは複数のセルグループから構成される。図４の例では、４個の単電池セルからなるセルグループを３つ（２０Ａ１〜Ａ３）備えた電池モジュールブロックの例を示す。
【００５９】
ＨＥＶやＥＶで用いられる組電池を電池制御装置に接続する場合には、図４に示すように、電池モジュールブロック単位で行われる。図４では電池モジュールブロック２０Ａが、接続コネクタＣＮＡを介して電池制御装置１００に接続されている。
【００６０】
この電池モジュールブロックの入出力電圧（充放電電圧）および入出力電流（充放電電流）の仕様は、これを構成するリチウム二次電池等の仕様や、セルグループの構成および数によって異なり、更にセルグループの接続構成によって異なっている。電池モジュールブロックでのセルグループの接続形態には、例えば、セルグループを直列に接続したもの、並列に接続したもの、さらに直並列に接続したもの等様々であり、それぞれ入出力電圧や入出力電流の仕様が異なる。
【００６１】
蓄電システム１１（図１参照）の製造工程においては、電池制御装置１００に接続される電池モジュールブロックの仕様に対応して、この電池モジュールブロックの充放電を制御するための制御データが電池制御装置１００にＣＡＮ経由でロードされ、ＥＥＰＲＯＭ１０２に記憶される。ＨＥＶやＥＶの起動の際に、電池モジュールの制御プログラムを含むマイコン動作プログラムとこの制御データがＥＥＰＲＯＭ１０２から読み出されてマイコン３０にロードされ、図１〜図３を用いて説明したように、電池モジュールブロックあるいは組電池の充放電制御が行われる。
【００６２】
従来は、この電池モジュールの仕様が異なる場合、毎回対応する制御データを電池制御装置にロードする必要があり工数の増加の原因となっていた。また更に、電池モジュールブロックの仕様が多少変更されても、電池モジュールブロックと電池制御装置の接続コネクタは変更されないため、電池モジュールの仕様に合わない制御データが誤ってロードされる可能性があった。
本発明による電池制御装置では、このような誤った制御データのロードも防ぐことができる。また、最初に説明した特許文献１や特許文献２に記載されているような、複数種類のプログラムや制御データを（複数の）ＲＯＭに書き込んでおき、これをユーザーあるいは外部からの制御により切り替えることで発生する誤設定も除外することができる。
【００６３】
図４に示すように、電池モジュール２０Ａには、この電池モジュール２０Ａの仕様毎に異なる形状を持つコネクタプラグ１０５ａが、絶縁体のワイヤー１０６によって電池モジュール２０Ａの筐体に取り付けられている。例えば、このコネクタプラグ１０５ａは、電池制御装置側に設けられた複数のコネクタソケット１０４ａ〜１０４ｘの内、このコネクタプラグ形状に合うコネクタソケット１０４ａにのみ接続可能である。このコネクタプラグ１０５ａは、接続された際に、コネクタソケット１０４ａ側のピンを短絡できるように、コネクタプラグ側の短絡ピンが組み込まれている、いわゆるショートコネクタである。
なお、電池モジュール２０Ａの筐体が高電位とならないようにされていれば、ワイヤ１０６には導電性のワイヤも使用可能であるが、安全性を考慮して絶縁性のワイヤを使用することが望ましい。
【００６４】
コネクタソケット１０４ａ〜１０４ｘそれぞれの短絡ピン片側には、電源１０３から供給される電圧を抵抗Ｒａ〜Ｒｘで分割した電圧が印加されており、また短絡ピンのもう一方側はマイコン３０に設けられた電圧入力ポート１０１に接続されている。コネクタソケット１０４ａ〜１０４ｘのいずれかに、その形状にあったコネクタプラグが接続されると、コネクタソケット毎に異なった電圧が、電圧入力ポート１０１に入力電圧Ｖｉｎとして入力される。なお、図４の例で、コネクタソケット１０４ａ〜１０４ｘのそれぞれの短絡ピンの片側に印加される分割電圧をＶａ〜Ｖｘとすると、Ｖａ〜Ｖｘはそれぞれ互いに異なる電圧値であり、Ｖａ＞・・・＞Ｖｘである。抵抗Ｒｐｄは、コネクタプラグが１つも接続されていない状態、すなわち電圧入力Ｖｉｎが無い場合に、入力電位をＧＮＤとするためのプルダウン抵抗である。
【００６５】
なお、ここでは電池モジュールに異なる仕様ａ〜ｘがあり、これに対応して異なる形状のコネクタプラグ１０５ａ〜１０５ｘおよびコネクタソケット１０４ａ〜１０４ｘが用いられるとする。更にこれらのコネクタが接続された時に、電圧入力ポート１０１に入力される電圧をＶａ〜Ｖｘとしている。図４の例では、電源１０３の電圧をＶとすると、Ｖａ＝Ｖ＊（Ｒａ＋・・・＋Ｒｘ）／（Ｒａ＋・・・＋Ｒｘ）＝Ｖ、Ｖｘ＝Ｖ＊Ｒｘ／（Ｒａ＋・・・＋Ｒｘ）となる。
なお、上記のような分割抵抗を電源１０３の内部に備え、電源１０３から各コネクタプラグが異なる電圧を供給される形態も可能である。
【００６６】
電圧入力ポート１０１は、電圧コンパレータ機能を備えており、入力された電圧Ｖｉｎの値から、どのコネクタが接続されたかを判定する。すなわち、どのコネクタソケットにコネクタプラグが接続されたかによって、電池制御装置１００に接続された、あるいは接続される電池モジュールの仕様が判定することが可能となる。
なお、２つ以上のコネクタプラグが接続されないように、１つのコネクタプラグが接続されると、他のコネクタソケットにはコネクタプラグが接続されないような機械的な構造を設けることが可能であるが、説明は省略する。またコネクタプラグが１つ接続されると、２つめ以降のコネクタプラグが接続されても、最初に接続されたコネクタプラグによる接続のみ有効とするような回路を設けることも可能であるが、説明は省略する。ただし、安全性の面からの、このような２つ以上のコネクタプラグの接続の禁止は、接続されていないコネクタソケットに例えば粘着テープ等で蓋をすることによって容易かつ安価に行うことができる。
【００６７】
図５には、マイコン３０に設けられたＥＥＰＲＯＭ１０２に記憶されたデータの例を示す。
このＥＥＰＲＯＭ１０２には、電池モジュールの制御プログラムを含むマイコンの動作プログラムと、電池モジュール毎に異なる制御パラメータであるデータａ〜ｘが記憶されている。電池モジュール制御プログラムは電池モジュールに共通な制御プログラムである。データａ〜ｘには電池モジュールの異なる仕様に対応した制御パラメータ（例えば最大充電電圧、最少放電電圧、満充電容量等）が記憶されている。
【００６８】
電池制御装置１００を搭載したＨＥＶやＥＶが起動されると、マイコン３０はマイコン動作プログラムをＥＥＰＲＯＭから読出し、動作状態となる。図４で説明したように、電圧入力ポート１０１に接続されているコネクタが認識され、このコネクタに対応する電池モジュールの制御データがＥＥＰＲＯＭ１０２から読み出される。
図４の例では電池モジュール２０Ａは、仕様ａであり、これに対応したコネクタプラグ１０５ａがコネクタソケット１０４ａに接続され、電圧入力ポートに電圧ＶａがＶｉｎとして入力される。電圧入力ポートはコンパレータ機能を備えているので、電圧Ｖｉｎとして入力された電圧Ｖａを検出して、仕様ａの電池モジュール２０Ａが接続されていることを検出する。マイコン３０は、仕様ａに対応した制御データａをＥＥＰＲＯＭから読出して、電池モジュール２０Ａの制御を行う。
【００６９】
なお、上記の実施形態では、電池モジュールに、この電池モジュールの仕様毎に異なる形状のコネクタプラグを備え、電池制御装置側に複数の異なる形状のコネクタソケットを備えて、このコネクタソケットの内１つが、電池モジュールのコネクタプラグと接続可能となるようにするとしたが、全て同じ形状のコネクタプラグとコネクタソケットを用いることも可能である。この場合、上記で説明したようにコネクタプラグのコネクタソケットへの誤挿入を避けるために、例えばコネクタプラグあるいはコネクタが電池モジュールに接続されているワイヤに電池モジュールの仕様に対応した認識用のマーキングやタグを付け、電池制御装置側にも電池モジュールの仕様に対応したマーキングをコネクタソケットの周囲に施すことで、コネクタプラグの誤挿入を避けることができる。
【００７０】
また、上記の実施形態では、コネクタプラグ側に短絡ピンが組み込まれ、このコネクタプラグが電池制御装置側のコネクタソケットに接続されたときに、コネクタプラグ側の短絡ピンがコネクタソケット側の短絡ピンを短絡すると説明した。しかしながら、コネクタプラグ側に短絡ピンが組み込まれていない構成も可能であり、この場合はコネクタソケット側に、例えば押圧によりオンとなるスイッチを設け、コネクタプラグがコネクタソケットに挿入された嵌合された時にコネクタソケット側のスイッチがオンとなるような構成にすればよい。
【００７１】
＜第２の実施形態＞
図６は、図４に比べ、電圧入力ポートを電池モジュールの仕様の種類ａ〜ｘに対応する数だけ設けたものである。
第１の実施形態と同様に、電池モジュールの仕様毎に異なるコネクタプラグとコネクタソケットが準備されており、例えば図６に示すように、仕様ａの電池モジュール２０Ａにはコネクタプラグ１０５ａが設けられており、このコネクタプラグはコネクタソケット１０４ａとのみ接続されるような形状となっている。
【００７２】
コネクタプラグ１０５ａがコネクタソケット１０４ａにセット接続されると、電圧入力ポート１０１ａに電源１０３からの電圧が電圧入力ポートに入力され、仕様ａの電池モジュール２０Ａが接続されていることが認識される。この後、上記の実施形態と同様に、電池モジュールの仕様に対応したデータａがＥＥＰＲＯＭ１０２から読み出され、電池モジュール２０Ａの制御が行われる。
なお、図６の例では、電圧入力ポートに入力される電圧は１種類のみであるので、電圧コンパレータ機能は必要でない。またこの電圧は電源１０３の電圧そのままでも、この電圧を分割抵抗等によって分圧したものでもよい。
更に、電源とプルダウン抵抗Ｒｐｄは通常マイコン内部に設けられるので、図６の各コネクタソケットからこれに接続される電圧入力ポートへの配線を単に２本の接続線とする形態も図６の構成と等価である。
【００７３】
＜第３の実施形態＞
第１の実施形態の特徴と第２の実施形態の特徴を併せ持つ第３の実施形態も可能である。すなわち、マイコン３０は、図６に示すように電圧入力ポートを複数備え、各々の電圧入力ポートには図５に示すようにそれぞれ複数のコネクタソケットのいずれかにコネクタプラグを接続した場合の電圧が入力される。
このような構成により、電圧入力ポートの数をＮ、コネクタソケットの数をＭとすると、Ｎ×Ｍ種類の異なる仕様の電池モジュールブロックを判別することが可能となる。コネクタの価格は高価なことが多く、またコネクタが多くなるとスペースの問題も発生するので、この第３の実施形態によりコネクタの数を減らすことで、本発明による電池制御装置を安価かつ小型とすることができる。
【００７４】
この際、各コネクタソケットに供給される電圧は、図４に示すような、１つの直列に接続された複数の抵抗によって分割された電圧であってよく、またこの様な直列の分割抵抗を２つ以上設けてもよい。この場合必要なことは、１つの電圧入力ポートに接続されているコネクタソケットには、全て異なる電圧が供給されていることである。接続される電圧入力ポートが異なっていれば、異なるコネクタソケットに同じ電圧が供給されていても、コネクタプラグが接続された時にどのコネクタソケットが接続されたか判別できるので問題は生じない。
【００７５】
＜第３の実施形態の変形実施例＞
この第３の実施形態を利用して、図２に示す２つの電池モジュールブロック２０Ａと２０Ｂの仕様がそれぞれ異なる組電池２０を制御可能な電池制御装置とすることができる。
例えば、マイコン３０に２つの電圧入力ポートを設けて、それぞれに電池モジュール２０Ａと２０Ｂに割り当て、それぞれの電圧入力ポートには図６のように、２つのグループのコネクタソケットからの電圧が入力される。異なる仕様の電池モジュールブロック２０Ａと２０Ｂに対応した、データセットがそれぞれＥＥＰＲＯＭ１０２から読み出されて、電池モジュール毎に異なる制御を行うことが可能となる。
【００７６】
上記で説明したような、電池モジュール毎に異なる制御データを用いて電池モジュールを制御する場合は、各々の電池モジュールブロックに接続されている短絡用コネクタプラグ１０５ａが、もう１つの電池モジュール用のコネクタソケットに誤挿入されないようにすることが望ましい。このためには、全てのコネクタプラグおよびこれに嵌合するコネクタソケットの形状を異なるものとすることによって可能となる。
あるいは、異なる形状のコネクタプラグおよびこれに嵌合するコネクタソケットをセットとして、同じセットを異なる電池モジュールに対して用いるが、コネクタプラグのワイヤの長さと、電池制御装置でのコネクタソケットの位置を調整して、別の電池モジュール用のコネクタプラグとコネクタソケットが接続されないようにすることも可能である。後者の方式では、コネクタの種類を減らすことが可能となる。
【００７７】
なお、このような複数の電池モジュールを備えた蓄電システムの制御は、上記のようにマイコン３０を１個使用して実施することが可能であり、またマイコン３０を２個設けて、それぞれが電池モジュール２０Ａと２０Ｂの制御を行うようにすることも可能である。また同様に、１個のマイコン３０で３個以上の電池モジュールを制御する構成も可能である。
【００７８】
また、上記の説明では、マイコン動作プログラムは、仕様の異なる電池モジュールで共通であると説明した。しかし、このマイコン動作プログラムの一部が、仕様の異なる電池モジュール毎に僅かに異なる場合も考えられる。このような場合は、異なる部分のプログラムも、検出された電池モジュールの仕様に対応して、ＥＥＰＲＯＭから読み出すようにすることで、電池モジュールの仕様に対応した、きめ細かい制御が可能となる。
【００７９】
また、上記の説明では、マイコンの動作プログラムはＥＥＰＲＯＭ１０２から読み込まれるとしたが、このプログラムは例えばＦＰＧＡとして提供することも可能である。共通部分のプログラムをＦＰＧＡで供給し、電池モジュールの仕様が異なる毎に変更される部分のプログラムをＥＥＰＲＯＭから読み出すようにしてもよい。ＦＰＧＡとしてプログラムを供給することで、立ち上がり動作時間を短縮することができる。
【００８０】
なお、上述した各実施形態はそれぞれ単独に、あるいは組み合わせて使用しても良い。それぞれの実施形態での効果を単独あるいは相乗して奏することができるからである。また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。
【符号の説明】
【００８１】
＜図１＞
１：ハイブリッド自動車、２：駆動輪、３：車軸、４：デファレンシャルギア、５：変速機、６：エンジン、７：電動発電機、８：駆動力切替装置、９：電力変換装置、１０：制御装置、１１：蓄電装置、ＨＶ＋およびＨＶ−：強電ライン、ＲＬ：リレー，ＲＰ：抵抗、ＲＬＰ：プリチャージリレー、ＢＤＵ：電池ディスコネクトユニット、
＜図２＞
２０：電池モジュール、２０Ａ、２０Ｂ：電池モジュールブロック、３０：マイコン、１００：電池制御装置、２２０：インバータ装置、６０２，６０４：通信系、ＩＣ１〜ＩＣ４：セルコントローラＩＣ、ＳＤ−ＳＷ:サービスディスコネクト（スイッチ）、
＜図３＞
１２０：マルチプレクサ、１２２Ａ：アナログデジタル変換器、１２３：ＩＣ制御回路、１３０：診断回路、１３８および１４２：伝送入力回路、１４０および１４３：伝送出力回路、２５４：起動回路、１５０：タイマ回路、１６０：制御信号検出回路、２６２差動増幅器、２８８：ＯＲ回路、
ＢＣ１〜ＢＣ４：電池セル、１２３：ＩＣ制御回路、１２５：データ保持回路、ＩＣ１：セルコントロールＩＣ、１２６：タイミング制御回路、１３０：診断回路、１２８：診断フラグ保持回路、ＢＲ１〜ＢＲ４：バランシング用端子、ＣＶ１〜ＣＶ４：電圧入力端子、ＧＮＤ：ＧＮＤ端子、ＳＬ１〜ＳＬ５：電圧検出線、ＶＣＣおよびＶＤＤ：電源電圧、
ＣｖおよびＣｉｎ：コンデンサ、ＲＣＶおよびＲＢ：抵抗、ＰＨ：フォトカプラ、ＬＩＮ１：通信系６０２の入力端子、ＬＩＮ２：通信系６０２の入力端子、ＦＦＩ：通信系６０４の入力端子、ＦＦＯ：通信系６０４の出力端子、
＜図４〜図６＞
３０：マイコン、１００：電池制御装置、１０１：電圧入力ポート、１０１ａ〜１０１ｘ：電圧入力ポート、１０２：ＥＥＰＲＯＭ、１０３：電源、１０４ａ〜１０４ｘ：コネクタソケット、１０５ａ〜１０５ｘ：コネクタプラグ、１０６：ワイヤ、ＩＣ１〜ＩＣ３：セルコントローラＩＣ、２０Ａ１〜２０Ａ３：セルグループ、ＣＮＡ：コネクタ、ＰＨ：フォトカプラ、Ｒｐｄ：プルダウン抵抗、Ｒａ〜Ｒｘ：分割抵抗
【図１】
2012186873.tif 000003
【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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