(57)【要約】【課題】物理量の異常または物理量を計測する集積回路チップの異常を確実に検出することができる集積回路装置、それを備えたバッテリモジュール、バッテリシステム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置を提供する。【解決手段】計測ＬＳＩチップ２０および異常検出ＬＳＩチップ３０が配線回路基板１１の上面に実装され、パッケージ１２内に収容される。配線回路基板１１には、はんだバンプからなる第１外部端子４１が形成されるとともに、リードからなる第３外部端子４３が形成されている。計測ＬＳＩチップ２０は、バッテリセルの端子電圧を計測する。異常検出ＬＳＩチップ３０は、バッテリセルの端子電圧の異常の有無を検出する。計測ＬＳＩチップ２０の端子は第１外部端子４１に接続される。異常検出ＬＳＩチップ３０の端子は第３外部端子４３に接続される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物理量を計測するための第１の回路を含む第１の集積回路チップと、
前記物理量の異常または前記第１の集積回路チップの異常を検出するための第２の回路を含む第２の集積回路チップと、
前記第１および第２の集積回路チップを収容するパッケージと、
前記パッケージに設けられ、前記第１の回路に接続される複数の第１の外部端子からなる第１の外部端子群と、
前記パッケージに設けられ、前記第２の回路に接続される複数の第２の外部端子からなる第２の外部端子群とを備え、
前記第１の外部端子群と前記第２の外部端子群とは、接続対象物に対して異なる接続条件を有しまたは異なる接続対象物に接続可能に配置されることを特徴とする集積回路装置。
【請求項２】
前記第１の外部端子群の各第１の外部端子と前記第２の外部端子群の各第２の外部端子とは、異なる形状を有する請求項１に記載の集積回路装置。
【請求項３】
前記パッケージは、互いに対向する第１および第２の面を有し、
前記第１の外部端子群は一の回路基板に接続可能に前記パッケージの前記第１の面に配置され、前記第２の外部端子群は他の回路基板に接続可能に前記パッケージの前記第２の面に配置される請求項１または２記載の集積回路装置。
【請求項４】
前記第１の集積回路チップは、前記第１の回路と異なる機能を有する第３の回路をさらに含み、前記第２の集積回路チップは、前記第２の回路と異なる機能を有する第４の回路をさらに含み、
前記集積回路装置は、
前記パッケージに設けられるとともに前記第３の回路および前記第４の回路に共通に接続される複数の第３の外部端子からなる第３の外部端子群をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の集積回路装置。
【請求項５】
前記第１の回路は、計測された物理量の異常を検出し、検出された前記物理量の異常を示す信号を前記第１の外部端子群のうち少なくとも一部の第１の外部端子から出力し、
前記第２の回路は、前記物理量の異常を検出し、検出された前記物理量の異常を示す信号を前記第２の外部端子群のうち少なくとも一部の第２の外部端子から出力することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の集積回路装置。
【請求項６】
複数のバッテリセルと、
請求項１〜５のいずれかに記載の集積回路装置とを備え、
前記第１の回路は、前記物理量として各バッテリセルの端子電圧を計測し、
前記第２の回路は、前記物理量の異常として各バッテリセルの端子電圧の異常を検出する、または前記第１の集積回路チップの異常を検出することを特徴とするバッテリモジュール。
【請求項７】
１または複数のバッテリモジュールを備え、
前記１または複数のバッテリモジュールのうちの少なくとも１つは、請求項６記載のバッテリモジュールであることを特徴とするバッテリシステム。
【請求項８】
請求項７記載のバッテリシステムと、
前記バッテリシステムの電力により駆動されるモータと、
前記モータの回転力により回転する駆動輪とを備えることを特徴とする電動車両。
【請求項９】
請求項７記載のバッテリシステムと、
移動本体部と、
前記バッテリシステムからの電力を前記移動本体部を移動させるための動力に変換する動力源と、
前記動力源により変換された動力により前記移動本体部を移動させる駆動部とを備えることを特徴とする移動体。
【請求項１０】
請求項７記載のバッテリシステムと、
前記バッテリシステムの前記複数のバッテリセルの放電または充電に関する制御を行う制御部とを備えることを特徴とする電力貯蔵装置。
【請求項１１】
外部に接続可能な電源装置であって、
請求項１０記載の電力貯蔵装置と、
前記電力貯蔵装置の前記制御部により制御され、前記電力貯蔵装置の前記バッテリシステムと前記外部との間で電力変換を行う電力変換装置とを備えることを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１つのパッケージ内に複数のチップを含む集積回路装置、それを備えたバッテリモジュール、バッテリシステム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車等の移動体の駆動源として、充放電が可能なバッテリモジュールが用いられる。このようなバッテリモジュールは、例えば複数のバッテリセルが直列に接続された構成を有する。
【０００３】
バッテリモジュールを備える移動体の使用者はバッテリモジュールの電池容量の残量（充電量）を把握する必要がある。また、バッテリモジュールの充放電に際しては、バッテリモジュールを構成する各バッテリセルの過充電および過放電を防止する必要がある。そこで、バッテリモジュールの状態を監視する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２５７７５０号公報
【特許文献２】昭５７−１５９０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のバッテリモジュールにおいては、電圧検出回路を用いて複数のバッテリセルの端子電圧が検出される。これにより、検出された端子電圧に基づいて、バッテリモジュールの複数のバッテリセルの充電および放電を制御することができる。また、検出された端子電圧に基づいて、バッテリモジュールの複数のバッテリセルの端子電圧の均等化処理を行うことができる。
【０００６】
例えば、各バッテリセルの端子電圧が予め設定された許容電圧範囲の上限値以上になった場合にバッテリモジュールの充電が停止される。また、各バッテリセルの端子電圧が許容電圧範囲の下限値以下になった場合にバッテリモジュールの放電が停止される。それにより、各バッテリセルの過充電および過放電を防止することができる。以下、各バッテリセルの端子電圧が許容電圧範囲内にない場合を各バッテリセルの端子電圧の異常と称する。
【０００７】
電圧検出回路の動作不良が発生した場合には、各バッテリセルの電圧を検出することができない。その場合、各バッテリセルの端子電圧が異常であるか否かを判定することができない。そのため、各バッテリセルの過充電および過放電を防止することができない。そこで、各バッテリセルの端子電圧が異常であるか否かを検出する異常検出回路が設けられる。
【０００８】
電圧検出回路を含む集積回路チップと異常検出回路を含む集積回路チップとを用いる場合、これらの集積回路チップを１つのパッケージに収容することができる（例えば、特許文献２参照）。この場合、バッテリモジュールに設けられる回路基板上の集積回路チップの実装面積を低減することができる。
【０００９】
しかしながら、１つのパッケージに２つの集積回路チップが収容された構成では、パッケージに設けられる複数の外部端子と回路基板との間で接続不良が発生すると、パッケージ内の２つの集積回路チップに動作不良が発生する可能性が高い。その場合、バッテリセルの端子電圧が異常であるか否かを検出することができない。その結果、バッテリセルの端子電圧が異常な状態でバッテリセルの充電または放電が行われる可能性がある。
【００１０】
検出対象が電圧の場合だけでなく、電流、温度または距離等の他の物理量である場合にも、同様の事態が生じる。
【００１１】
本発明の目的は、物理量の異常または物理量を計測する集積回路チップの異常を確実に検出することができる集積回路装置、それを備えたバッテリモジュール、バッテリシステム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１）第１の発明に係る集積回路装置は、物理量を計測するための第１の回路を含む第１の集積回路チップと、物理量の異常または第１の集積回路チップの異常を検出するための第２の回路を含む第２の集積回路チップと、第１および第２の集積回路チップを収容するパッケージと、パッケージから外部に露出するように設けられ、第１の回路に接続される複数の第１の外部端子からなる第１の外部端子群と、パッケージから外部に露出するように設けられ、第２の回路に接続される複数の第２の外部端子からなる第２の外部端子群とを備え、第１の外部端子群と第２の外部端子群とは、接続対象物に対して異なる接続条件を有しまたは異なる接続対象物に接続可能に配置されるものである。
【００１３】
この集積回路装置においては、第１および第２の集積回路チップがパッケージに収容される。パッケージから外部に露出するように、第１の外部端子群および第２の外部端子群が設けられる。第１の外部端子群は第１の回路に接続され、第２の外部端子群は第２の回路に接続される。第１の集積回路チップの第１の回路により物理量が計測される。また、第２の集積回路チップの第２の回路により物理量の異常または第１の集積回路チップの異常が検出される。
【００１４】
したがって、第１の集積回路チップの第１の回路に動作不良が生じた場合には、第２の集積回路チップの第２の回路により物理量の異常または第１の集積回路チップの異常が検出される。第２の集積回路チップの第２の回路により物理量の異常が検出された場合には、物理量に基づく処理を停止することができる。また、第２の集積回路チップの第２の回路により第１の集積回路チップの異常が検出された場合にも、物理量に基づく処理を停止することができる。
【００１５】
一方、第２の集積回路チップの第２の回路に動作不良が生じた場合には、第１の集積回路チップの第１の回路により計測される物理量に基づいて物理量が異常であるか否かを判定することができる。したがって、物理量が異常であると判定された場合には、物理量に基づく処理を停止することができる。
【００１６】
第１の外部端子群と第２の外部端子群とは、接続対象物に対して異なる接続条件を有しまたは異なる接続対象物に接続可能に配置される。そのため、接続対象物に対する第１の外部端子群の接続不良と第２の外部端子群の接続不良とが同時に発生する可能性が低減される。あるいは、一方の接続対象物に対する第１の外部端子群の接続不良と他方の接続対象物に対する第２の外部端子群の接続不良とが同時に発生する可能性が低減される。それにより、第１の集積回路チップの第１の回路と第２の集積回路チップの第２の回路に同時に動作不良が発生する可能性が少なくなる。その結果、異常な物理量に基づく処理が行われる可能性が低減される。
【００１７】
（２）第１の外部端子群の各第１の外部端子と第２の外部端子群の各第２の外部端子とは、異なる形状を有してもよい。
【００１８】
この場合、接続対象物に対する第１の外部端子群との接続条件と接続対象物に対する第２の外部端子群との接続条件とが異なる。それにより、接続対象物に対する第１の外部端子群の接続不良と第２の外部端子群の接続不良とが同時に発生する可能性が低減される。
【００１９】
（３）パッケージは、互いに対向する第１および第２の面を有し、第１の外部端子群は一の回路基板に接続可能にパッケージの第１の面に配置され、第２の外部端子群は他の回路基板に接続可能にパッケージの第２の面に配置されてもよい。
【００２０】
この場合、パッケージの第１の面に配置された第１の外部端子群および第２の面に配置された第２の外部端子群を互いに異なる回路基板に容易に接続することができる。それにより、一方の接続対象物に対する第１の外部端子群の接続不良と他方の接続対象物に対する第２の外部端子群の接続不良とが同時に発生する可能性が低減される。
【００２１】
（４）第１の集積回路チップは、第１の回路と異なる機能を有する第３の回路をさらに含み、第２の集積回路チップは、第２の回路と異なる機能を有する第４の回路をさらに含み、集積回路装置は、パッケージから外部に露出するように設けられるとともに第３の回路および第４の回路に共通に接続される複数の第３の外部端子からなる第３の外部端子群をさらに備えてもよい。
【００２２】
この場合、第１の集積回路チップの第３の回路により第１の回路と異なる機能が実行され、第２の集積回路チップの第４の回路により第２の回路と異なる機能が実行される。第３の外部端子群は第３の回路および第４の回路に共通に接続される。これにより、第３の回路および第４の回路に個別に複数の第３の外部端子を接続する場合に比べて、第３の外部端子の数を低減することができる。
【００２３】
第１の外部端子群の接続不良、第２の外部端子群の接続不良および第３の外部端子群の接続不良が同時に発生する可能性は低い。そのため、第３の外部端子群の接続不良により第３および第４の回路に動作不良が生じた場合でも、第１の集積回路チップの第１の回路により計測される物理量に基づいて物理量の異常を判定することができるとともに、第２の集積回路チップの第２の回路により物理量の異常または第１の集積回路チップの異常が検出される。
【００２４】
したがって、異常な物理量に基づく処理が行われる可能性が低減される。
【００２５】
これらの結果、異常な物理量に基づく処理が行われる可能性を低減しかつ外部端子の数の増加を抑制しつつ第１の回路による計測機能および第２の回路による異常検出機能に加えて他の機能を実行する第３および第４の回路をパッケージ内に設けることが可能となる。
【００２６】
（５）第１の回路は、計測された物理量の異常を検出し、検出された物理量の異常を示す信号を第１の外部端子群のうち少なくとも一部の第１の外部端子から出力し、第２の回路は、物理量の異常を検出し、検出された物理量の異常を示す信号を第２の外部端子群のうち少なくとも一部の第２の外部端子から出力してもよい。
【００２７】
この場合、第１の回路により計測された物理量の異常が検出される。第１の回路により検出された物理量の異常を示す信号が、第１の外部端子群のうち少なくとも一部の第１の外部端子から出力される。また、第２の回路により物理量の異常が検出される。第２の回路により検出された物理量の異常を示す信号が、第２の外部端子群のうち少なくとも一部の第２の外部端子から出力される。
【００２８】
上記のように、接続対象物に対する第１の外部端子群の接続不良と第２の外部端子群の接続不良とが同時に発生する可能性が低減されている。これにより、物理量の異常を確実に検出することができる。
【００２９】
（６）第２の発明に係るバッテリモジュールは、複数のバッテリセルと、第１の発明に係る集積回路装置とを備え、第１の回路は、物理量として各バッテリセルの端子電圧を計測し、第２の回路は、物理量の異常として各バッテリセルの端子電圧の異常を検出する、または第１の集積回路チップの異常を検出するものである。
【００３０】
このバッテリモジュールは、上記の集積回路装置を備える。その集積回路装置の第１の回路により、物理量として複数のバッテリセルの端子電圧が計測される。また、第２の回路により、物理量の異常として各バッテリセルの端子電圧の異常が検出される、または第１の集積回路チップの異常が検出される。これにより、バッテリセルの異常な端子電圧に基づく処理が行われる可能性が低減される。
【００３１】
（７）第３の発明に係るバッテリシステムは、１または複数のバッテリモジュールを備え、１または複数のバッテリモジュールのうちの少なくとも１つは、上記のバッテリモジュールである。
【００３２】
このバッテリシステムの１または複数のバッテリモジュールのうちの少なくとも１つは、上記のバッテリモジュールである。したがって、バッテリセルの異常な端子電圧に基づく処理が行われる可能性が低減される。
【００３３】
（８）第４の発明に係る電動車両は、第３の発明に係るバッテリシステムと、バッテリシステムの電力により駆動されるモータと、モータの回転力により回転する駆動輪とを備えるものである。
【００３４】
この電動車両においては、上記のバッテリシステムからの電力によりモータが駆動される。そのモータの回転力によって駆動輪が回転することにより、電動車両が移動する。
【００３５】
この電動車両には、上記のバッテリシステムが用いられるので、バッテリセルの異常な端子電圧に基づく処理が行われる可能性が低減される。したがって、電動車両の信頼性が向上する。
【００３６】
（９）第５の発明に係る移動体は、第３の発明に係るバッテリシステムと、移動本体部と、バッテリシステムからの電力を移動本体部を移動させるための動力に変換する動力源と、動力源により変換された動力により移動本体部を移動させる駆動部とを備えるものである。
【００３７】
この移動体においては、上記のバッテリシステムからの電力が動力源により動力に変換され、その動力により移動本体部が移動する。
【００３８】
この移動体には、上記のバッテリシステムが用いられるので、バッテリセルの異常な端子電圧に基づく処理が行われる可能性が低減される。したがって、移動体の信頼性が向上する。
【００３９】
（１０）第６の発明に係る電力貯蔵装置は、第３の発明に係るバッテリシステムと、バッテリシステムの複数のバッテリセルの放電または充電に関する制御を行う制御部とを備えるものである。
【００４０】
この電力貯蔵装置においては、制御部により、上記のバッテリシステムの複数のバッテリモジュールの充電または放電に関する制御が行われる。それにより、複数のバッテリモジュールの劣化、過放電および過充電を防止することができる。
【００４１】
この電力貯蔵装置には、上記のバッテリシステムが用いられるので、バッテリセルの異常な端子電圧に基づく処理が行われる可能性が低減される。したがって、電力貯蔵装置の信頼性が向上する。
【００４２】
（１１）第７の発明に係る電源装置は、外部に接続可能な電源装置であって、第６の発明に係る電力貯蔵装置と、電力貯蔵装置の制御部により制御され、電力貯蔵装置のバッテリシステムと外部との間で電力変換を行う電力変換装置とを備えるものである。
【００４３】
この電源装置においては、バッテリシステムと外部との間で電力変換装置により電力変換が行われる。電力変換装置が電力貯蔵装置の制御部により制御されることにより、複数のバッテリモジュールの充電または放電に関する制御が行われる。それにより、複数のバッテリモジュールの劣化、過放電および過充電を防止することができる。
【００４４】
この電源装置には、上記のバッテリシステムが用いられるので、バッテリセルの異常な端子電圧に基づく処理が行われる可能性が低減される。したがって、電源装置の信頼性が向上する。
【発明の効果】
【００４５】
本発明によれば、物理量の異常または物理量を計測する集積回路チップの異常を確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る集積回路装置の一例を示す模式的断面図である。
【図２】図１の第１外部端子、第２外部端子および第３外部端子の関係を説明するためのブロック図である。
【図３】第１外部端子、第２外部端子および第３外部端子の他の例を示す模式的断面図である。
【図４】第１外部端子、第２外部端子および第３外部端子の他の例を示す模式的断面図である。
【図５】第１外部端子、第２外部端子および第３外部端子の他の例を示す模式的断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係るバッテリモジュールの構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係るバッテリモジュールの他の構成例を示すブロック図である。
【図８】本発明の他の実施の形態に係るバッテリモジュールの構成を示すブロック図である。
【図９】バッテリモジュールの一構造例を示す外観斜視図である。
【図１０】本発明の一実施の形態に係るバッテリシステムを示すブロック図である。
【図１１】図１０のバッテリシステムを備える電動自動車の構成を示すブロック図である。
【図１２】電源装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
以下、本発明の一実施の形態に係る集積回路装置、それを備えたバッテリモジュール、バッテリモジュール、バッテリシステム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置について図面を参照しながら説明する。
【００４８】
（１）集積回路装置
図１は、本発明の一実施の形態に係る集積回路装置の一例を示す模式的断面図である。図１に示すように、この集積回路装置１は、主として計測用大規模集積回路（以下、計測ＬＳＩと略記する。）チップ２０、異常検出用大規模集積回路（以下、異常検出ＬＳＩと略記する。）チップ３０、配線回路基板１１およびパッケージ１２からなる。
【００４９】
本実施の形態において、配線回路基板１１は、例えば絶縁層および所定パターンの導体層（以下、配線パターンと呼ぶ。）を含む多層構造を有する。パッケージ１２は絶縁性の封止樹脂により形成される。
【００５０】
配線回路基板１１は上面および下面を有する。計測ＬＳＩチップ２０および異常検出ＬＳＩチップ３０が配線回路基板１１の上面に実装される。図１では、計測ＬＳＩチップ２０および異常検出ＬＳＩチップ３０が重なるように表されるが、実際には計測ＬＳＩチップ２０および異常検出ＬＳＩチップ３０が配線回路基板１１上に並ぶように配置される。計測ＬＳＩチップ２０の端子および異常検出ＬＳＩチップ３０の端子が配線回路基板１１の配線パターンに接続される。
【００５１】
配線回路基板１１に計測ＬＳＩチップ２０および異常検出ＬＳＩチップ３０が実装された状態で、計測ＬＳＩチップ２０および異常検出ＬＳＩチップ３０がパッケージ１２内に収容される。
【００５２】
配線回路基板１１の下面には、はんだバンプからなる複数の第１外部端子４１および第２外部端子４２が形成されている。配線回路基板１１の側部からパッケージ１２の外部に延びるように、リードからなる第３外部端子４３が形成されている。第３外部端子４３は、パッケージ１２から外部に所定長さ水平に延びるとともに下方に屈曲し、さらにパッケージ１２から遠ざかるように水平方向に屈曲している。
【００５３】
第１外部端子４１、第２外部端子４２および第３外部端子４３は、配線回路基板１１に形成される配線パターンを介して、計測ＬＳＩチップ２０および異常検出ＬＳＩチップ３０の複数の端子のいずれかに接続される。
【００５４】
配線回路基板８０上には、複数の接続パッド８１，８２，８３が形成されている。複数の第１外部端子４１および複数の第２外部端子４２が、配線回路基板８０の複数の接続パッド８１，８２にそれぞれ接続される。また、集積回路装置１の複数の第３外部端子４３が、はんだＳＬにより配線回路基板８０の複数の接続パッド８３にそれぞれ接続される。このようにして、集積回路装置１が、配線回路基板８０上に実装される。
【００５５】
集積回路装置１は、例えば後述するバッテリモジュール１００（図６）に設けられる。バッテリモジュール１００は複数のバッテリセル１０（図６）を含む。計測ＬＳＩチップ２０は、複数のバッテリセル１０（図６）の端子電圧を計測するとともに、計測された複数のバッテリセル１０（図６）の端子電圧に基づいて複数のバッテリセル１０の端子電圧の均等化を行う。計測ＬＳＩチップ２０の詳細は後述する。
【００５６】
異常検出ＬＳＩチップ３０は、複数のバッテリセル１０（図６）の各々の異常の有無を検出し、その検出結果を示す異常信号を出力する。異常検出ＬＳＩチップ３０の詳細は後述する。
【００５７】
上記のように、図１の複数の第１外部端子４１および複数の第２外部端子４２ははんだバンプからなる。複数の第１外部端子４１および複数の第２外部端子４２は、例えば配線回路基板１１の下面にマトリクス状に配列される（ボールグリッド配列）。したがって、多数の第１外部端子４１および多数の第２外部端子４２を高密度で配線回路基板１１に形成することができる。
【００５８】
上記のように、図１の複数の第３外部端子４３はリードからなり、複数の第３外部端子４３の先端部は水平方向に延びるように形成されている。そのため、水平方向の先端部の長さを十分に長くすることにより、第３外部端子４３と接続パッド８３との接触面積を、第１外部端子４１と接続パッド８１との接触面積および第２外部端子４２と接続パッド８２との接触面積よりも大きくすることができる。それにより、第３外部端子４３と接続パッド８３との間の接続不良は、第１外部端子４１と接続パッド８１との間の接続不良および第２外部端子４２と接続パッド８２との間の接続不良に比べて発生しにくい。
【００５９】
図２は、図１の第１外部端子４１、第２外部端子４２および第３外部端子４３の関係を説明するためのブロック図である。計測ＬＳＩチップ２０は、計測回路２０Ｃおよび他の回路２０Ｄを含む。
【００６０】
計測回路２０Ｃは、複数のバッテリセル１０（図６）の端子電圧を計測するとともに複数のバッテリセル１０（図６）の均等化を行う。他の回路２０Ｄは、計測回路２０Ｃとは異なる機能を有する。計測回路２０Ｃおよび他の回路２０Ｄの具体例については後述する。
【００６１】
異常検出ＬＳＩチップ３０は、検出回路３０Ｃおよび他の回路３０Ｄを含む。検出回路３０Ｃは、複数のバッテリセル１０（図６）の端子電圧の異常の有無を検出し、その検出結果を示す異常信号を後述するマイクロコンピュータ１０１（図６）に与える。各バッテリセル１０の過放電および過充電を防止するために、端子電圧の許容電圧範囲が定められている。本実施の形態では、検出回路３０Ｃは、各バッテリセル１０の端子電圧が許容電圧範囲の上限値（以下、上限電圧と呼ぶ）以上であるか否かを検出するとともに端子電圧が許容電圧範囲の下限値（以下、下限電圧と呼ぶ）以下であるか否かを検出する。他の回路３０Ｄは、検出回路３０Ｃとは異なる機能を有する。検出回路３０Ｃおよび他の回路３０Ｄの具体例については後述する。
【００６２】
図２に示すように、集積回路装置１においては、計測ＬＳＩチップ２０の計測回路２０Ｃが第１外部端子４１に接続される。計測ＬＳＩチップ２０の他の回路２０Ｄおよび異常検出ＬＳＩチップ３０の他の回路３０Ｄが第２外部端子４２に共通に接続される。異常検出ＬＳＩチップ３０の検出回路３０Ｃが第３外部端子４３に接続される。
【００６３】
図１の例においては、複数の第１外部端子４１および複数の第２外部端子４２の形状と複数の第３外部端子４３の形状とが互いに異なる。この場合、第１外部端子４１と接続パッド８１との間の接続不良、および第３外部端子４３と接続パッド８３との間の接続不良が同時に発生する可能性が低減される。また、第２外部端子４２と接続パッド８２との間の接続不良、および第３外部端子４３と接続パッド８３との間の接続不良が同時に発生する可能性が低減される。
【００６４】
これにより、計測ＬＳＩチップ２０の計測回路２０Ｃの動作不良、および異常検出ＬＳＩチップ３０の検出回路３０Ｃの動作不良が同時に発生する可能性が低減される。したがって、誤って計測された端子電圧に基づいて複数のバッテリセル１０（図６）が過充電または過放電されることが防止される。また、誤って計測された端子電圧に基づいて複数のバッテリセル１０（図６）の均等化が正常に行われない可能性が低減される。
【００６５】
上記のように、複数の第２外部端子４２は、計測ＬＳＩチップ２０の他の回路２０Ｄおよび異常検出ＬＳＩチップ３０の他の回路３０Ｄに共通に接続される。これにより、計測ＬＳＩチップ２０の他の回路２０Ｄ用の外部端子、および異常検出ＬＳＩチップ３０の他の回路３０Ｄ用の外部端子を配線回路基板１１に個別に設ける場合に比べて、集積回路装置１全体の外部端子の数を低減することができる。
【００６６】
図３（ａ），（ｂ）、図４および図５は、第１外部端子４１、第２外部端子４２および第３外部端子４３の他の例を示す模式的断面図である。図３（ａ），（ｂ）、図４および図５の集積回路装置１について、図１の集積回路装置１と異なる点を説明する。
【００６７】
図３（ａ）の例では、複数の第３外部端子４３が、パッケージ１２から外部に所定長さ水平に延びるとともに下方に屈曲している。このように、図３（ａ）の第３外部端子４３は逆Ｌ字形状の縦断面を有する。第３外部端子４３の先端部は、予め配線回路基板８０に形成された貫通孔８０ｈに挿入される。この状態で、複数の第３外部端子４３の先端部がはんだＳＬにより配線回路基板８０の図示しない配線パターンに接続される。
【００６８】
この場合、第３外部端子４３の先端部が貫通孔８０ｈ内で固定される。したがって、第３外部端子４３と配線回路基板８０の配線パターンとの間の接続不良は、第１外部端子４１と接続パッド８１との間の接続不良および第２外部端子４２と接続パッド８２との間の接続不良に比べて発生しにくい。
【００６９】
図３（ｂ）の例では、複数の第３外部端子４３が、パッケージ１２から外部に所定長さ水平に延びるとともに下方に屈曲し、さらにパッケージ１２に近づくように水平方向に屈曲している。
【００７０】
この例においても、複数の第３外部端子４３の先端部は水平方向に延びるように形成されている。そのため、水平方向の先端部の長さを十分に長くすることにより、第３外部端子４３と接続パッド８３との接触面積を、第１外部端子４１と接続パッド８１との接触面積および第２外部端子４２と接続パッド８２との接触面積よりも大きくすることができる。したがって、第３外部端子４３と接続パッド８３との間の接続不良が、第１外部端子４１と接続パッド８１との間の接続不良および第２外部端子４２と接続パッド８２との間の接続不良に比べて発生しにくい。
【００７１】
図４の例では、複数の第１外部端子４１および複数の第２外部端子４２が電極パッドにより構成される。複数の第１外部端子４１および複数の第２外部端子４２が、はんだＳＬにより配線回路基板８０の複数の接続パッド８１，８２にそれぞれ接続される。本例では、第１外部端子４１を接続パッド８１に面接触させることができる。そのため、図１の例に比べて、第１外部端子４１と接続パッド８１との間の接触面積を十分に大きくすることができる。したがって、第１外部端子４１と接続パッド８１との間の接続不良の発生の可能性が低減される。
【００７２】
同様に、第２外部端子４２を接続パッド８２に面接触させることができる。そのため、図１の例に比べて、第２外部端子４２と接続パッド８２との間の接触面積を十分に大きくすることができる。したがって、第２外部端子４２と接続パッド８２との間の接続不良の発生の可能性が低減される。
【００７３】
図５の集積回路装置１は、主として計測ＬＳＩチップ２０、異常検出ＬＳＩチップ３０、２枚の配線回路基板１１，１３およびパッケージ１２からなる。配線回路基板１３は、配線回路基板１１と同じ構成を有する。
【００７４】
計測ＬＳＩチップ２０が配線回路基板１１上に実装される。計測ＬＳＩチップ２０の端子が配線回路基板１１の配線パターンに接続される。異常検出ＬＳＩチップ３０が配線回路基板１３上に実装される。異常検出ＬＳＩチップ３０の端子が配線回路基板１３の配線パターンに接続される。
【００７５】
計測ＬＳＩチップ２０が実装された配線回路基板１１の面（実装面）、および異常検出ＬＳＩチップ３０が実装された配線回路基板１３の面（実装面）が互いに対向するように、配線回路基板１１，１３が配置される。この状態で、計測ＬＳＩチップ２０および異常検出ＬＳＩチップ３０が重なるようにパッケージ１２内に収容される。
【００７６】
図５の例では、計測ＬＳＩチップ２０の実装面と反対側の配線回路基板１１の面（集積回路装置１の下面）に、はんだバンプからなる複数の第１外部端子４１および第２外部端子４２が形成される。異常検出ＬＳＩチップ３０の実装面と反対側の配線回路基板１３の面（集積回路装置１の上面）に、はんだバンプからなる複数の第３外部端子４３が形成される。
【００７７】
この集積回路装置１においては、複数の第１外部端子４１および複数の第２外部端子４２の形成領域と、複数の第３外部端子４３の形成領域とが上下に重なる。これにより、集積回路装置１が大型化することを抑制しつつ、複数の第１外部端子４１、複数の第２外部端子４２および複数の第３外部端子４３の形成領域を十分に大きくすることができる。
【００７８】
上記の集積回路装置１は、２枚の配線回路基板８０Ａ，８０Ｂ間に実装される。配線回路基板８０Ａには、複数の接続パッド８１，８２が形成されている。配線回路基板８０Ｂには、複数の接続パッド８３が形成されている。
【００７９】
複数の第１外部端子４１および複数の第２外部端子４２が、配線回路基板８０Ａの複数の接続パッド８１，８２にそれぞれ接続される。また、複数の第３外部端子４３が、配線回路基板８０Ｂの複数の接続パッド８３にそれぞれ接続される。
【００８０】
この場合、複数の第１外部端子４１および複数の第２外部端子４２が接続される配線回路基板８０Ａと、複数の第３外部端子４３が接続される配線回路基板８０Ｂとが異なる。したがって、第１外部端子４１と接続パッド８１との間の接続不良、および第３外部端子４３と接続パッド８３との間の接続不良が同時に発生する可能性が低減される。また、第２外部端子４２と接続パッド８２との間の接続不良、および第３外部端子４３と接続パッド８３との間の接続不良が同時に発生する可能性が低減される。
【００８１】
本例では、配線回路基板８０Ａはリジッドプリント基板であり、配線回路基板８０Ｂはフレキシブルプリント基板である。フレキシブルプリント基板は柔軟性を有する。そのため、集積回路装置１およびその周辺の温度環境が変化することにより配線回路基板８０Ａ，８０Ｂが変形する場合でも、第３外部端子４３と接続パッド８３との間の接続不良が、第１外部端子４１と接続パッド８１との間の接続不良および第２外部端子４２と接続パッド８２との間の接続不良に比べて発生しにくい。
【００８２】
図５の例において、複数の第１外部端子４１、複数の第２外部端子４２および複数の第３外部端子４３の接続対象物は、配線回路基板８０Ａ，８０Ｂに限られない。例えば、配線回路基板８０Ａ，８０Ｂのうちの少なくとも一方が、接続パッドを有する筐体で構成されてもよい。この場合、例えば筐体の接続パッドに複数の第１外部端子４１、複数の第２外部端子４２および複数の第３外部端子４３のいずれかが接続される。
【００８３】
（２）バッテリモジュール
本実施の形態に係る集積回路装置１は、バッテリモジュールに設けられる。集積回路装置１を備えるバッテリモジュールについて説明する。
【００８４】
（２−ａ）集積回路装置内の各構成要素の接続関係
図６は、本発明の一実施の形態に係るバッテリモジュール１００の構成を示すブロック図である。図６に示すように、このバッテリモジュール１００は、主として複数のバッテリセル１０、均等化回路１９０および集積回路装置１からなる。バッテリモジュール１００は、マイクロコンピュータ１０１に接続される。図６には、３つのバッテリセル１０が示される。
【００８５】
図６の集積回路装置１には、図１〜図５の第１外部端子４１として計測用入力端子４１ａ〜４１ｆおよび均等化指令用端子４１ｇ〜４１ｉが設けられる。また、図６の集積回路装置１には、図１〜図５の第２外部端子４２として第１通信端子４２ａ、接地端子４２ｂおよび電源端子４２ｃが設けられる。さらに、図６の集積回路装置１には、図１〜図５の第３外部端子４３として異常検出用入力端子４３ａ〜４３ｄ、第２通信端子４３ｅ、接地端子４３ｆおよび電源端子４３ｇが設けられる。
【００８６】
複数のバッテリセル１０は、直列接続されている。複数のバッテリセル１０は二次電池である。本例では、二次電池としてリチウムイオン電池が用いられる。最低電位を有するバッテリセル１０のマイナス電極は、図示しないメインスイッチを介して図示しない負荷に接続される。最高電位を有するバッテリセル１０のプラス電極は、図示しない負荷に接続される。メインスイッチがオンされた状態で、複数のバッテリセル１０が充電または放電される。
【００８７】
均等化回路１９０は、複数のバッテリセル１０にそれぞれ対応する複数の放電回路からなる。各放電回路は、直列接続された抵抗Ｒおよびスイッチング素子ＳＷを含み、対応するバッテリセル１０に並列に接続される。スイッチング素子ＳＷのオンおよびオフは、後述するように計測ＬＳＩチップ２０の通信回路２５を介してマイクロコンピュータ１０１により制御される。
【００８８】
集積回路装置１内の計測ＬＳＩチップ２０は、２つのセレクタＳＡ１，ＳＡ２、差動増幅器２３、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器２４、通信回路２５および電源回路２６を含む。
【００８９】
２つのセレクタＳＡ１，ＳＡ２はそれぞれ複数の入力端子および１つの出力端子を有する。計測ＬＳＩチップ２０の一方のセレクタＳＡ１の複数の入力端子は、計測用入力端子４１ａ，４１ｂ，４１ｃに接続される。計測用入力端子４１ａ，４１ｂ，４１ｃには、最低電位を有するバッテリセル１０から最高電位を有するバッテリセル１０のマイナス電極がそれぞれ接続される。
【００９０】
計測ＬＳＩチップ２０の他方のセレクタＳＡ２の複数の入力端子は、計測用入力端子４１ｄ，４１ｅ，４１ｆに接続される。計測用入力端子４１ｄ，４１ｅ，４１ｆには、最低電位を有するバッテリセル１０から最高電位を有するバッテリセル１０のプラス電極がそれぞれ接続される。
【００９１】
差動増幅器２３は２つの入力端子および出力端子を有する。差動増幅器２３の２つの入力端子に２つのセレクタＳＡ１，ＳＡ２の出力端子が接続される。差動増幅器２３の出力端子はＡ／Ｄ変換器２４に接続される。
【００９２】
通信回路２５は、２つのセレクタＳＡ１，ＳＡ２、Ａ／Ｄ変換器２４、均等化指令用端子４１ｇ〜４１ｉおよび第１通信端子４２ａに接続される。通信回路２５は、マイクロコンピュータ１０１、セレクタＳＡ１，ＳＡ２、Ａ／Ｄ変換器２４および均等化回路１９０との間で通信を行う。均等化指令用端子４１ｇ〜４１ｉには、均等化回路１９０の複数のスイッチング素子ＳＷが接続される。第１通信端子４２ａには、マイクロコンピュータ１０１が接続される。本実施の形態では、通信回路２５は、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）およびメモリ等のハードウェアおよびプログラムにより実現される。電源回路２６は、接地端子４２ｂおよび電源端子４２ｃに接続される。電源回路２６は、計測ＬＳＩチップ２０内の各構成要素に電力を供給する。
【００９３】
集積回路装置１内の異常検出ＬＳＩチップ３０は、複数の比較器３１、複数の比較器３２、２つの電圧出力部３３，３４、異常信号発生回路３５、通信回路３６、第１の電源回路３７ａおよび第２の電源回路３７ｂを含む。図６には、３つの比較器３１および３つの比較器３２が示される。
【００９４】
本実施の形態において、複数の比較器３１はそれぞれ複数のバッテリセル１０に対応付けられる。同様に、複数の比較器３２はそれぞれ複数のバッテリセル１０に対応付けられる。
【００９５】
各比較器３１，３２は２つの入力端子および１つの出力端子を有する。複数の比較器３１の一方の入力端子は、異常検出用入力端子４３ａ，４３ｂ，４３ｃにそれぞれ接続されるとともに電圧出力部３３に接続される。複数の比較器３１の他方の入力端子は、異常検出用入力端子４３ｂ，４３ｃ，４３ｄにそれぞれ接続される。
【００９６】
異常検出用入力端子４３ａ，４３ｂ，４３ｃには、最低電位を有するバッテリセル１０から最高電位を有するバッテリセル１０のマイナス電極がそれぞれ接続される。異常検出用入力端子４３ｄには、最高電位を有するバッテリセル１０のプラス電極がそれぞれ接続される。
【００９７】
各比較器３１の一方の入力端子には、対応するバッテリセル１０のプラス電極の電位が与えられる。電圧出力部３３は、複数の比較器３１の一方の入力端子の電位を上限電圧Ｖｔｈ＿Ｏ分引き上げる。それにより、各比較器３１の他方の入力端子には、対応するバッテリセル１０のマイナス電極の電位に上限電圧Ｖｔｈ＿Ｏが加算された電位が与えられる。各比較器３１においては、対応するバッテリセル１０のプラス電極の電位と、上限電圧Ｖｔｈ＿Ｏが加算されたマイナス電極の電位とが比較される。このようにして、各比較器３１により、各バッテリセル１０の端子電圧と上限電圧Ｖｔｈ＿Ｏとが比較される。
【００９８】
複数の比較器３２の一方の入力端子は、異常検出用入力端子４３ａ，４３ｂ，４３ｃにそれぞれ接続されるとともに電圧出力部３４に接続される。複数の比較器３２の他方の入力端子は、異常検出用入力端子４３ｂ，４３ｃ，４３ｄにそれぞれ接続される。
【００９９】
各比較器３２の一方の入力端子には、対応するバッテリセル１０のプラス電極の電位が与えられる。電圧出力部３４は、複数の比較器３２の一方の入力端子の電位を下限電圧Ｖｔｈ＿Ｕ分引き上げる。それにより、各比較器３２の他方の入力端子には、対応するバッテリセル１０のマイナス電極の電位に下限電圧Ｖｔｈ＿Ｕが加算された電位が与えられる。各比較器３２においては、対応するバッテリセル１０のプラス電極の電位と、下限電圧Ｖｔｈ＿Ｕが加算されたマイナス電極の電位とが比較される。このようにして、各比較器３２により、各バッテリセル１０の端子電圧と下限電圧Ｖｔｈ＿Ｕとが比較される。
【０１００】
上限電圧Ｖｔｈ＿Ｏは例えば４．２Ｖ（４．１９Ｖ以上４．２１Ｖ以下）に設定され、下限電圧Ｖｔｈ＿Ｕは例えば約２．０Ｖ（１．９９Ｖ以上２．０１Ｖ以下）に設定される。上限電圧Ｖｔｈ＿Ｏおよび下限電圧Ｖｔｈ＿Ｕは、通信回路３６を介してマイクロコンピュータ１０１により設定可能である。
【０１０１】
複数の比較器３１，３２の出力端子は異常信号発生回路３５に接続される。異常信号発生回路３５は、複数の比較器３１，３２の出力信号に基づいて、複数のバッテリセル１０の少なくとも１つの端子電圧が上限電圧Ｖｔｈ＿Ｏを超えたか否かを検出するとともに、複数のバッテリセル１０の少なくとも１つの端子電圧が下限電圧Ｖｔｈ＿Ｕ以下になったか否かを検出する。
【０１０２】
異常信号発生回路３５は第２通信端子４３ｅに接続される。複数のバッテリセル１０の少なくとも１つの端子電圧が上限電圧Ｖｔｈ＿Ｏを超えたかまたは下限電圧Ｖｔｈ＿Ｕ以下になった場合、異常信号発生回路３５は、異常を示す異常信号をマイクロコンピュータ１０１に出力する。
【０１０３】
通信回路３６は、電圧出力部３３，３４および第１通信端子４２ａに接続される。通信回路３６は、マイクロコンピュータ１０１および電圧出力部３３，３４との間で通信を行う。第１の電源回路３７ａは、接地端子４２ｂおよび電源端子４２ｃに接続される。第１の電源回路３７ａは、異常検出ＬＳＩ３０内の各構成要素に電力を供給する。第２の電源回路３７ｂは、接地端子４３ｆおよび電源端子４３ｇに接続される。第２の電源回路３７ｂは、異常検出ＬＳＩ３０内の各構成要素に電力を供給する。
【０１０４】
マイクロコンピュータ１０１は、第１通信端子４２ａを介して通信回路３８に接続されるとともに、第２通信端子４３ｅを介して異常信号発生回路３５に接続される。
【０１０５】
図６の計測ＬＳＩチップ２０においては、例えば２つのセレクタＳＡ１，ＳＡ２、差動増幅器２３およびＡ／Ｄ変換器２４が図２の計測回路２０Ｃに相当し、通信回路２５および電源回路２６が図２の他の回路２０Ｄに相当する。
【０１０６】
図６の異常検出ＬＳＩチップ３０においては、例えば複数の比較器３１、複数の比較器３２、２つの電圧出力部３３，３４、異常信号発生回路３５および第２の電源回路３７ｂが図２の検出回路３０Ｃに相当し、通信回路３６および第１の電源回路３７ａが図２の他の回路３０Ｄに相当する。
【０１０７】
（２−ｂ）集積回路装置の各構成要素の動作
以下では、主として図６の複数のバッテリセル１０が充電または放電されている場合の計測ＬＳＩチップ２０および異常検出ＬＳＩチップ３０の動作を説明する。異常検出ＬＳＩチップ３０の電圧出力部３３，３４には、予めマイクロコンピュータ１０１により上限電圧Ｖｔｈ＿Ｏおよび下限電圧Ｖｔｈ＿Ｕが設定されている。
【０１０８】
計測ＬＳＩチップ２０は、例えば次のように動作する。まず、マイクロコンピュータ１０１から第１通信端子４２ａを通して通信回路２５に複数のバッテリセル１０のうちのいずれかを選択するための選択信号が与えられる。
【０１０９】
通信回路２５は、与えられた選択信号に基づいてセレクタＳＡ１を制御することにより、選択されたバッテリセル１０のマイナス電極とセレクタＳＡ１の出力端子とを接続する。また、通信回路２５は、与えられた選択信号に基づいてセレクタＳＡ２を制御することにより、選択されたバッテリセル１０のプラス電極とセレクタＳＡ２の出力端子とを接続する。
【０１１０】
これにより、差動増幅器２３が、選択されたバッテリセル１０のマイナス電極およびプラス電極に接続される。差動増幅器２３は、選択されたバッテリセル１０の端子電圧を差動増幅し、増幅された端子電圧を出力端子から出力する。差動増幅器２３から出力された端子電圧は、Ａ／Ｄ変換器２４に与えられる。
【０１１１】
Ａ／Ｄ変換器２４は、差動増幅器２３から出力される端子電圧をデジタル値に変換し、変換されたデジタル値を端子電圧の値として通信回路２５に与える。通信回路２５に与えられた端子電圧の値は、第１通信端子４２ａを通してマイクロコンピュータ１０１に与えられる。
【０１１２】
マイクロコンピュータ１０１は、計測ＬＳＩチップ２０から与えられる各バッテリセル１０の端子電圧の値に基づいて、均等化回路１９０の複数のスイッチング素子ＳＷを制御するための制御信号を第１通信端子４２ａを通して通信回路２５に与える。通信回路２５は、与えられた制御信号に基づいて均等化回路１９０の特定のスイッチング素子ＳＷのオンオフ状態を切り替える。
【０１１３】
均等化回路１９０においては、オンされたスイッチング素子ＳＷに対応するバッテリセル１０が抵抗Ｒを通して放電される。これにより、複数のバッテリセル１０の均等化処理が行われる。なお、通常状態では、スイッチング素子ＳＷはオフになっている。
【０１１４】
異常検出ＬＳＩチップ３０は、例えば次のように動作する。各比較器３１により、各バッテリセル１０の端子電圧と上限電圧Ｖｔｈ＿Ｏとが比較される。各比較器３１から出力される比較結果は、異常信号発生回路３５に与えられる。各比較器３２により、各バッテリセル１０の端子電圧と下限電圧Ｖｔｈ＿Ｕとが比較される。各比較器３２から出力される比較結果は、異常信号発生回路３５に与えられる。
【０１１５】
上述のように、異常信号発生回路３５は、複数の比較器３１，３２から与えられる比較結果に基づいて、複数のバッテリセル１０のうちの少なくとも１つの端子電圧が上限電圧Ｖｔｈ＿Ｏを超えたかまたは下限電圧Ｖｔｈ＿Ｕ以下になった場合に、異常が発生したことを示す異常信号を第２通信端子４３ｅを通してマイクロコンピュータ１０１に与える。
【０１１６】
マイクロコンピュータ１０１は、異常検出ＬＳＩチップ３０の異常信号発生回路３５から異常信号が与えられることにより、図示しないメインスイッチを制御し、複数のバッテリセル１０の充電または放電を停止させる。
【０１１７】
（３）効果
本実施の形態に係る集積回路装置１においては、計測ＬＳＩチップ２０の計測回路２０Ｃによりバッテリセル１０の端子電圧が計測される。また、異常検出ＬＳＩチップ３０の検出回路３０Ｃによりバッテリセル１０の端子電圧の異常が検出される。
【０１１８】
したがって、計測回路２０Ｃに動作不良が生じた場合には、検出回路３０Ｃによりバッテリセル１０の端子電圧の異常が検出される。検出回路３０Ｃによりバッテリセル１０の端子電圧の異常が検出された場合には、バッテリセル１０の充電または放電を停止することができる。
【０１１９】
一方、検出回路３０Ｃに動作不良が生じた場合には、計測回路２０Ｃにより計測されるバッテリセル１０の端子電圧が異常であるか否かを判定することができる。したがって、計測回路２０Ｃによりバッテリセル１０の端子電圧の異常が検出された場合にも、バッテリセル１０の充電または放電を停止することができる。
【０１２０】
図１、図３（ａ），（ｂ）および図４の例では、複数の第１外部端子４１および複数の第２外部端子４２はバンプからなり、複数の第３外部端子４３はリードからなる。このように、複数の第１外部端子４１および複数の第２外部端子４２の形状と複数の第３外部端子４３の形状とが互いに異なる。この場合、第１外部端子４１と接続パッド８１との間の接続不良、および第３外部端子４３と接続パッド８３との間の接続不良が同時に発生する可能性が低減される。また、第２外部端子４２と接続パッド８２との間の接続不良、および第３外部端子４３と接続パッド８３との間の接続不良が同時に発生する可能性が低減される。
【０１２１】
図５の例では、複数の第１外部端子４１および複数の第２外部端子４２が接続される配線回路基板８０Ａと、複数の第３外部端子４３が接続される配線回路基板８０Ｂとが異なる。この場合においても、第１外部端子４１と接続パッド８１との間の接続不良、および第３外部端子４３と接続パッド８３との間の接続不良が同時に発生する可能性が低減される。また、第２外部端子４２と接続パッド８２との間の接続不良、および第３外部端子４３と接続パッド８３との間の接続不良が同時に発生する可能性が低減される。
【０１２２】
これらより、計測ＬＳＩチップ２０における計測回路２０Ｃの動作不良と異常検出ＬＳＩチップ３０における検出回路３０Ｃの動作不良とが同時に発生する可能性が低減される。したがって、誤って計測された端子電圧に基づいて複数のバッテリセル１０が過充電または過放電されることが防止される。また、誤って計測された端子電圧に基づいて複数のバッテリセル１０の均等化が正常に行われない可能性が低減される。
【０１２３】
（４）変形例
上記では、計測ＬＳＩチップ２０は、複数のバッテリセル１０の端子電圧を計測するが、計測ＬＳＩチップ２０は、複数のバッテリセル１０に流れる電流を測定する電流測定部を有してもよいし、複数のバッテリセル１０の温度を計測する温度測定部を有してもよい。この場合、電流測定部および温度測定部を構成する回路は、例えば図２の他の回路２０Ｄに相当する。
【０１２４】
計測ＬＳＩチップ２０が、さらに他の物理量を計測してもよい。例えば、計測ＬＳＩチップ２０は、物理量として、速度、加速度、距離、時間または重さを計測してもよい。この場合、異常検出ＬＳＩチップ３０は、計測ＬＳＩチップ２０による計測対象の物理量が予め定められた許容範囲から外れた場合に、異常が発生したことを示す異常信号をマイクロコンピュータ１０１に与える。
【０１２５】
図７は、本発明の一実施の形態に係るバッテリモジュール１００の他の構成例を示すブロック図である。図７のバッテリモジュール１００について、図６のバッテリモジュール１００と異なる点を説明する。
【０１２６】
図７に示すように、このバッテリモジュール１００においては、計測ＬＳＩチップ２０に図６の通信回路２５に代えて判定通信回路２９が設けられる。
【０１２７】
判定通信回路２９は、図６の通信回路２５と同様に、例えばＣＰＵおよびメモリ等のハードウェアおよびプログラムにより実現される。本例では、判定通信回路２９のメモリに、予め上述の上限電圧Ｖｔｈ＿Ｏおよび下限電圧Ｖｔｈ＿Ｕの値が記憶される。判定通信回路２９は、図６の通信回路２５と同じ動作を行うとともに、以下の動作を行う。
【０１２８】
判定通信回路２９は、Ａ／Ｄ変換器２４から与えられる端子電圧の値、およびメモリに記憶された上限電圧Ｖｔｈ＿Ｏおよび下限電圧Ｖｔｈ＿Ｕの値に基づいて、複数のバッテリセル１０のうちの少なくとも１つの端子電圧が上限電圧Ｖｔｈ＿Ｏを超えたかまたは下限電圧Ｖｔｈ＿Ｕ以下になったか否かを判定する。また、判定通信回路２９は、複数のバッテリセル１０のうちの少なくとも１つの端子電圧が上限電圧Ｖｔｈ＿Ｏを超えたかまたは下限電圧Ｖｔｈ＿Ｕ以下になった場合に、異常が発生したことを示す異常信号を第１通信端子４２ａを通してマイクロコンピュータ１０１に与える。
【０１２９】
これにより、複数のバッテリセル１０のうちの少なくとも１つの端子電圧に異常が発生した場合には、計測ＬＳＩチップ２０の判定通信回路２９から第１通信端子４２ａを通してマイクロコンピュータ１０１に異常信号が与えられる。また、異常検出ＬＳＩチップ３０の異常信号発生回路３５から第２通信端子４３ｅを通してマイクロコンピュータ１０１に異常信号が与えられる。
【０１３０】
そのため、第１通信端子４２ａとマイクロコンピュータ１０１との間の電気的な接続不良または第２通信端子４３ｅとマイクロコンピュータ１０１との間の電気的な接続不良が生じた場合でも、バッテリセル１０の端子電圧の異常が確実に検出される。
【０１３１】
図７の計測ＬＳＩチップ２０においては、例えば２つのセレクタＳＡ１，ＳＡ２、差動増幅器２３、Ａ／Ｄ変換器２４および判定通信回路２９が図２の計測回路２０Ｃに相当し、電源回路２６が図２の他の回路２０Ｄに相当する。本例では、第１通信端子４２ａが図１〜図５の第１外部端子４１として用いられる。そのため、異常検出ＬＳＩチップ３０の通信回路３６は、第１通信端子４２ａとは異なる新たな通信端子を介してマイクロコンピュータ１０１に接続されてもよい。
【０１３２】
図７のバッテリモジュール１００において、異常検出ＬＳＩチップ３０は、計測ＬＳＩチップ２０と同じ構成を有してもよい。この場合、第２通信端子４３ｅからマイクロコンピュータ１０１に異常信号とともに複数のバッテリセル１０の端子電圧の値が与えられる。したがって、複数のバッテリセル１０の端子電圧が確実に検出される。
【０１３３】
（５）他の実施の形態
図８は、本発明の他の実施の形態に係るバッテリモジュール１００の構成を示すブロック図である。図８のバッテリモジュール１００について、図６のバッテリモジュール１００と異なる点を説明する。
【０１３４】
図８の集積回路装置１には、図６の異常検出用入力端子４３ａ〜４３ｄおよび第２通信端子４３ｅに代えて、図１〜図５の第３外部端子４３として計測用入力端子４３ｈ〜４３ｍ、第３通信端子４３ｏおよび第４通信端子４３ｐが設けられる。
【０１３５】
図８の異常検出ＬＳＩチップ３０は、２つのセレクタＳＡ１，ＳＡ２、差動増幅器２３、Ａ／Ｄ変換器２４、通信回路２５Ｂ、検出回路２７、第１の電源回路３７ａおよび第２の電源回路３７ｂを含む。図８の異常検出ＬＳＩチップ３０の２つのセレクタＳＡ１，ＳＡ２、差動増幅器２３およびＡ／Ｄ変換器２４は、それぞれ計測ＬＳＩチップ２０の２つのセレクタＳＡ１，ＳＡ２、差動増幅器２３およびＡ／Ｄ変換器２４と同じ機能を有する。
【０１３６】
この異常検出ＬＳＩチップ３０において、一方のセレクタＳＡ１の複数の入力端子が計測用入力端子４３ｈ，４３ｉ，４３ｊに接続される。計測用入力端子４３ｈ，４３ｉ，４３ｊには、最低電位を有するバッテリセル１０から最高電位を有するバッテリセル１０のマイナス電極がそれぞれ接続される。
【０１３７】
異常検出ＬＳＩチップ３０の他方のセレクタＳＡ２の複数の入力端子が計測用入力端子４３ｋ，４３ｌ，４３ｍに接続される。計測用入力端子４３ｋ，４３ｌ，４３ｍには、最低電位を有するバッテリセル１０から最高電位を有するバッテリセル１０のプラス電極がそれぞれ接続される。
【０１３８】
差動増幅器２３の２つの入力端子に２つのセレクタＳＡ１，ＳＡ２の出力端子が接続される。差動増幅器２３の出力端子はＡ／Ｄ変換器２４に接続される。Ａ／Ｄ変換器２４は検出回路２７に接続される。検出回路２７は、通信回路２５Ｂおよび第４通信端子４３ｐに接続される。
【０１３９】
通信回路２５Ｂは、２つのセレクタＳＡ１，ＳＡ２、検出回路２７、第３通信端子４３ｏおよび計測ＬＳＩチップ２０のＡ／Ｄ変換器２４に接続される。第３通信端子４３ｏおよび第４通信端子４３ｐには、集積回路装置１の外部装置としてマイクロコンピュータ１０１が接続される。
【０１４０】
図８のバッテリモジュール１００においては、マイクロコンピュータ１０１から計測ＬＳＩチップ２０の通信回路２５および異常検出ＬＳＩチップ３０の通信回路２５Ｂに複数のバッテリセル１０のうちのいずれかを選択するための選択信号が与えられる。
【０１４１】
これにより、計測ＬＳＩチップ２０では、選択されたバッテリセル１０の端子電圧が差動増幅され、増幅された端子電圧がＡ／Ｄ変換器２４によりデジタル値に変換される。変換されたデジタル値が端子電圧の値として通信回路２５および通信回路２５Ｂに与えられる。
【０１４２】
一方、異常検出ＬＳＩチップ３０においても、計測ＬＳＩチップ２０と同様に、選択されたバッテリセル１０の端子電圧が差動増幅され、増幅された端子電圧がＡ／Ｄ変換器２４によりデジタル値に変換される。変換されたデジタル値が端子電圧の値として検出回路２７に与えられる。このとき、検出回路２７には、計測ＬＳＩチップ２０により計測された端子電圧の値が通信回路２５Ｂから与えられる。
【０１４３】
これにより、検出回路２７においては、計測ＬＳＩチップ２０から与えられた端子電圧の値と異常検出ＬＳＩチップ３０のＡ／Ｄ変換器２４から与えられた端子電圧の値とが比較される。
【０１４４】
検出回路２７は、計測ＬＳＩチップ２０から与えられた端子電圧の値と異常検出ＬＳＩチップ３０のＡ／Ｄ変換器２４から与えられた端子電圧の値とが異なるか否かを検出する。
【０１４５】
また、検出回路２７は、計測ＬＳＩチップ２０から与えられた端子電圧の値と異常検出ＬＳＩチップ３０のＡ／Ｄ変換器２４から与えられた端子電圧の値とが異なる場合に、異常が発生したことを示す異常信号を第４通信端子４３ｐを通してマイクロコンピュータ１０１に与える。
【０１４６】
マイクロコンピュータ１０１は、検出回路２７から異常信号が与えられることにより、図示しないメインスイッチを制御し、複数のバッテリセル１０の充電または放電を停止させる。
【０１４７】
図８の異常検出ＬＳＩチップ３０においては、２つのセレクタＳＡ１，ＳＡ２、差動増幅器２３、Ａ／Ｄ変換器２４、通信回路２５Ｂ、検出回路２７および第２の電源回路３７ｂが図２の検出回路３０Ｃに相当し、第１の電源回路３７ａが図２の他の回路３０Ｄに相当する。
【０１４８】
この集積回路装置１においては、計測ＬＳＩチップ２０の計測回路２０Ｃによりバッテリセル１０の端子電圧が計測される。また、異常検出ＬＳＩチップ３０の検出回路３０Ｃにより計測ＬＳＩチップ２０の異常が検出される。
【０１４９】
したがって、計測回路２０Ｃに動作不良が生じた場合には、検出回路３０Ｃにより計測ＬＳＩチップ２０の異常が検出される。検出回路３０Ｃにより計測ＬＳＩチップ２０の異常が検出された場合には、バッテリセル１０の充電または放電を停止することができる。
【０１５０】
一方、検出回路３０Ｃに動作不良が生じた場合には、計測回路２０Ｃにより計測されるバッテリセル１０の端子電圧が異常であるか否かを判定することができる。したがって、計測回路２０Ｃによりバッテリセル１０の端子電圧の異常が検出された場合にも、バッテリセル１０の充電または放電を停止することができる。
【０１５１】
他の実施の形態に係る集積回路装置１も、図１、図３（ａ），（ｂ）、図４および図５のいずれかの集積回路装置１と同じ構成を有する。そのため、計測ＬＳＩチップ２０における計測回路２０Ｃの動作不良と異常検出ＬＳＩチップ３０における検出回路３０Ｃの動作不良とが同時に発生する可能性が低減される。したがって、誤って計測された端子電圧に基づいて複数のバッテリセル１０が過充電または過放電されることが防止される。また、誤って計測された端子電圧に基づいて複数のバッテリセル１０の均等化が正常に行われない可能性が低減される。
【０１５２】
図８の集積回路装置１において、異常検出ＬＳＩチップ３０は、差動増幅器２３およびＡ／Ｄ変換器２４に代えて、比較器および電圧出力部を有してもよい。この場合、例えばセレクタＳＡ１の出力端子および電圧出力部は比較器の一方の入力端子に接続される。また、セレクタＳＡ２の出力端子は比較器の他方の入力端子に接続される。
【０１５３】
この状態で、比較器の一方の入力端子には、選択されたバッテリセル１０のプラス電極の電位が与えられる。電圧出力部は、比較器の一方の入力端子の電位を計測ＬＳＩチップ２０により計測された端子電圧の値分引き上げる。それにより、比較器の他方の入力端子には、選択されたバッテリセル１０のマイナス電極の電位に計測ＬＳＩチップ２０により計測された端子電圧の値が加算された電位が与えられる。比較器においては、選択されたバッテリセル１０のプラス電極の電位と、計測ＬＳＩチップ２０により計測された端子電圧の値が加算されたマイナス電極の電位とが比較される。このようにして、比較器により、選択されたバッテリセル１０の端子電圧と計測ＬＳＩチップ２０により計測された端子電圧とが比較される。検出回路２７は、比較器の比較結果に基づいて計測ＬＳＩチップ２０の異常を検出してもよい。
【０１５４】
（６）集積回路装置を備えるバッテリモジュールの構造例
バッテリモジュール１００の構造について説明する。図９は、バッテリモジュール１００の一構造例を示す外観斜視図である。図９においては、矢印Ｘ，Ｙ，Ｚで示すように、互いに直交する三方向をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向と定義する。なお、本例では、Ｘ方向およびＹ方向が水平面に平行な方向であり、Ｚ方向が水平面に直交する方向である。また、上方向は矢印Ｚが向く方向である。
【０１５５】
図９に示すように、バッテリモジュール１００においては、扁平な略直方体形状を有する複数のバッテリセル１０がＸ方向に並ぶように配置される。略板形状を有する一対の端面枠ＥＰがＹＺ平面に平行に配置される。一対の上端枠ＦＲ１および一対の下端枠ＦＲ２は、Ｘ方向に延びるように配置される。一対の端面枠ＥＰの四隅には、一対の上端枠ＦＲ１および一対の下端枠ＦＲ２を接続するための接続部が形成される。一対の端面枠ＥＰの間に複数のバッテリセル１０が配置された状態で、一対の端面枠ＥＰの上側の接続部に一対の上端枠ＦＲ１が取り付けられ、一対の端面枠ＥＰの下側の接続部に一対の下端枠ＦＲ２が取り付けられる。これにより、複数のバッテリセル１０が、一対の端面枠ＥＰ、一対の上端枠ＦＲ１および一対の下端枠ＦＲ２により一体的に固定される。複数のバッテリセル１０、一対の端面枠ＥＰ、一対の上端枠ＦＲ１および一対の下端枠ＦＲ２により略直方体形状のバッテリブロックが構成される。
【０１５６】
一方の端面枠ＥＰには、プリント回路基板８０Ｐが取り付けられる。このプリント回路基板８０Ｐに図１、図３（ａ），（ｂ）、図４、図６、図７および図８のいずれかの集積回路装置１および均等化回路１９０が実装される。バッテリブロックの側面には、バッテリモジュール１００の温度を検出する複数のサーミスタＴＨが取り付けられる。
【０１５７】
ここで、各バッテリセル１０は、Ｙ方向に沿って並ぶようにバッテリブロックの上面にプラス電極１０ａおよびマイナス電極１０ｂを有する。バッテリモジュール１００において、各バッテリセル１０は、隣接するバッテリセル１０間でＹ方向におけるプラス電極１０ａおよびマイナス電極１０ｂの位置関係が互いに逆になるように配置される。また、複数のバッテリセル１０の一方の電極１０ａ，１０ｂがＸ方向に沿って一列に並び、複数のバッテリセル１０の他方の電極１０ａ，１０ｂがＸ方向に沿って一列に並ぶ。
【０１５８】
それにより、隣接する２個のバッテリセル１０間では、一方のバッテリセル１０のプラス電極１０ａと他方のバッテリセル１０のマイナス電極１０ｂとが近接し、一方のバッテリセル１０のマイナス電極１０ｂと他方のバッテリセル１０のプラス電極１０ａとが近接する。この状態で、近接する２個の電極１０ａ，１０ｂに、例えば銅からなるバスバーＢＢが取り付けられる。これにより、複数のバッテリセル１０が直列接続される。
【０１５９】
Ｙ方向における複数のバッテリセル１０の一端部側には、Ｘ方向に延びる長尺状のフレキシブルプリント回路基板（以下、ＦＰＣ基板と略記する。）ＬＮが複数のバスバーＢＢに共通して接続される。同様に、Ｙ方向における複数のバッテリセル１０の他端部側には、Ｘ方向に延びる長尺状のＦＰＣ基板ＬＮが複数のバスバーＢＢに共通して接続される。
【０１６０】
ＦＰＣ基板ＬＮは、主として絶縁層上に複数の導体線が形成された構成を有し、屈曲性および可撓性を有する。ＦＰＣ基板ＬＮを構成する絶縁層の材料としては例えばポリイミドが用いられ、導体線の材料としては例えば銅が用いられる。各ＦＰＣ基板ＬＮは、一方の端面枠ＥＰの上端部分で内側に向かって直角に折り返され、さらに下方に向かって折り返され、プリント回路基板８０Ｐに接続される。これにより、図６、図７または図８の計測ＬＳＩチップ２０、異常検出ＬＳＩチップ３０および均等化回路１９０が、バッテリセル１０のプラス電極１０ａおよびマイナス電極１０ｂに接続される。
【０１６１】
（７）バッテリシステム
図１０は、本発明の一実施の形態に係るバッテリシステムを示すブロック図である。図１０のバッテリシステム５００は、例えば電力を駆動源とする電動車両（例えば電動自動車）に搭載される。図１０のバッテリシステム５００には、図９のバッテリモジュール１００が設けられる。上述のように、図９のバッテリモジュール１００は、図１〜図８のいずれかの集積回路装置１を含む。
【０１６２】
図１０に示すように、バッテリシステム５００は、複数のバッテリモジュール１００（本例では３個）、マイクロコンピュータ１０１およびコンタクタ１０２を含む。バッテリシステム５００において、複数のバッテリモジュール１００は、通信線５６０を介してマイクロコンピュータ１０１に接続されている。各バッテリモジュール１００において、通信線５６０は計測ＬＳＩチップ２０および異常判定ＬＳＩチップ３０に接続される。また、マイクロコンピュータ１０１は、バス１０４を介して電動車両の主制御部３００に接続される。
【０１６３】
バッテリシステム５００の複数のバッテリモジュール１００は、電源線５０１を通して互いに接続されている。バッテリシステム５００においては、複数のバッテリモジュール１００の全てのバッテリセル１０が直列接続されている。複数のバッテリモジュール１００の最も高電位のプラス電極１０ａ（図９）に接続される電源線５０１および複数のバッテリモジュール１００の最も低電位のマイナス電極１０ｂ（図９）に接続される電源線５０１は、コンタクタ１０２を介して電動車両のモータ等の負荷に接続される。
【０１６４】
各バッテリモジュール１００の計測ＬＳＩチップ２０は、計測された各バッテリセル１０の端子電圧をマイクロコンピュータ１０１に与える。各バッテリモジュール１００の異常検出ＬＳＩチップ３０は、複数のバッテリセル１０の端子電圧に関する異常信号、または計測ＬＳＩチップ２０の異常を示す異常信号をマイクロコンピュータ１０１に与える。
【０１６５】
上述のように、計測ＬＳＩチップ２０は、さらに複数のバッテリセル１０に流れる電流およびバッテリモジュール１００の温度を計測してもよい。この場合、計測ＬＳＩチップ２０は、複数のバッテリセル１０に流れる電流およびバッテリモジュール１００の温度を含む情報をさらにマイクロコンピュータ１０１に与える。
【０１６６】
以下、これらの端子電圧、電流および温度に関する情報およびバッテリセル１０の端子電圧の異常または計測ＬＳＩチップ２０の異常に関する情報をセル情報と総称する。
【０１６７】
マイクロコンピュータ１０１は、例えば各バッテリモジュール１００の計測ＬＳＩチップ２０から与えられたセル情報（例えば、バッテリセル１０の端子電圧）に基づいて各バッテリセル１０の充電量を算出し、その充電量に基づいて各バッテリモジュール１００の充放電制御を行う。また、マイクロコンピュータ１０１は、各バッテリモジュール１００の異常検出ＬＳＩチップ３０から与えられたセル情報（例えば、異常信号）に基づいて各バッテリモジュール１００の異常を検出する。
【０１６８】
なお、本例では、マイクロコンピュータ１０１が各バッテリセル１０の充電量の算出ならびにバッテリセル１０の過放電、過充電および温度異常等の検出を行うが、これに限定されない。各バッテリモジュール１００の計測ＬＳＩチップ２０が、各バッテリセル１０の充電量の算出およびバッテリセル１０の過放電、過充電または温度異常等の検出を行い、その結果をマイクロコンピュータ１０１に与えてもよい。また、計測ＬＳＩチップ２０が、均等化回路１９０を制御することにより均等化処理を行ってもよい。
【０１６９】
図１０に示すように、バッテリモジュール１００に接続された電源線５０１には、コンタクタ１０２が介挿されている。マイクロコンピュータ１０１は、バッテリモジュール１００の異常を検出した場合、コンタクタ１０２をオフする。これにより、異常時には、各バッテリモジュール１００に電流が流れないので、バッテリモジュール１００の異常発熱が防止される。なお、本例では、マイクロコンピュータ１０１がコンタクタ１０２のオンおよびオフを制御するが、これに限定されない。計測ＬＳＩチップ２０がコンタクタ１０２のオンおよびオフを制御してもよい。
【０１７０】
マイクロコンピュータ１０１から主制御部３００に各バッテリモジュール１００の充電量（バッテリセル１０の充電量）が与えられる。主制御部３００は、その充電量に基づいて電動車両の動力（例えばモータの回転速度）を制御する。また、各バッテリモジュール１００の充電量が少なくなると、主制御部３００は、電源線５０１に接続された図示しない発電装置を制御して各バッテリモジュール１００を充電する。
【０１７１】
なお、本実施の形態において、発電装置は例えば上記の電源線５０１に接続されたモータである。この場合、モータは、電動車両の加速時にバッテリシステム５００から供給された電力を、図示しない駆動輪を駆動するための動力に変換する。また、モータは、電動車両の減速時に回生電力を発生する。この回生電力により各バッテリモジュール１００が充電される。
【０１７２】
（８）電動車両
電動車両について説明する。電動車両は図１０のバッテリシステム５００を備える。なお、以下では、電動車両の一例として電動自動車を説明する。
【０１７３】
（８−ａ）構成および動作
図１１は、図１０のバッテリシステム５００を備える電動自動車の構成を示すブロック図である。図１１に示すように、電動自動車６００は車体６１０を備える。車体６１０に、図１０のバッテリシステム５００、電力変換部６０１、モータ６０２、駆動輪６０３、アクセル装置６０４、ブレーキ装置６０５、回転速度センサ６０６および主制御部３００が設けられる。モータ６０２が交流（ＡＣ）モータである場合には、電力変換部６０１はインバータ回路を含む。バッテリシステム５００には、図１〜図８のいずれかの集積回路装置１が含まれる。
【０１７４】
バッテリシステム５００は、電力変換部６０１を介してモータ６０２に接続されるとともに、主制御部３００に接続される。主制御部３００には、バッテリシステム５００のマイクロコンピュータ１０１（図１０）からバッテリモジュール１００（図９参照）の充電量が与えられる。また、主制御部３００には、アクセル装置６０４、ブレーキ装置６０５および回転速度センサ６０６が接続される。主制御部３００は、例えばＣＰＵおよびメモリ、またはマイクロコンピュータからなる。
【０１７５】
アクセル装置６０４は、電動自動車６００が備えるアクセルペダル６０４ａと、アクセルペダル６０４ａの操作量（踏み込み量）を検出するアクセル検出部６０４ｂとを含む。
【０１７６】
ユーザによりアクセルペダル６０４ａが操作されると、アクセル検出部６０４ｂは、ユーザにより操作されていない状態を基準としてアクセルペダル６０４ａの操作量を検出する。検出されたアクセルペダル６０４ａの操作量が主制御部３００に与えられる。
【０１７７】
ブレーキ装置６０５は、電動自動車６００が備えるブレーキペダル６０５ａと、ユーザによるブレーキペダル６０５ａの操作量（踏み込み量）を検出するブレーキ検出部６０５ｂとを含む。ユーザによりブレーキペダル６０５ａが操作されると、ブレーキ検出部６０５ｂによりその操作量が検出される。検出されたブレーキペダル６０５ａの操作量が主制御部３００に与えられる。回転速度センサ６０６は、モータ６０２の回転速度を検出する。検出された回転速度は、主制御部３００に与えられる。
【０１７８】
上記のように、主制御部３００には、バッテリモジュール１００の充電量、アクセルペダル６０４ａの操作量、ブレーキペダル６０５ａの操作量およびモータ６０２の回転速度が与えられる。主制御部３００は、これらの情報に基づいてバッテリモジュール１００の充放電制御および電力変換部６０１の電力変換制御を行う。例えば、アクセル操作に基づく電動自動車６００の発進時および加速時には、バッテリシステム５００から電力変換部６０１にバッテリモジュール１００の電力が供給される。
【０１７９】
また、主制御部３００は、与えられたアクセルペダル６０４ａの操作量に基づいて、駆動輪６０３に伝達すべき回転力（指令トルク）を算出し、その指令トルクに基づく制御信号を電力変換部６０１に与える。
【０１８０】
上記の制御信号を受けた電力変換部６０１は、バッテリシステム５００から供給された電力を、駆動輪６０３を駆動するために必要な電力（駆動電力）に変換する。これにより、電力変換部６０１により変換された駆動電力がモータ６０２に供給され、その駆動電力に基づくモータ６０２の回転力が駆動輪６０３に伝達される。
【０１８１】
一方、ブレーキ操作に基づく電動自動車６００の減速時には、モータ６０２は発電装置として機能する。この場合、電力変換部６０１は、モータ６０２により発生された回生電力を複数のバッテリセル１０の充電に適した電力に変換し、複数のバッテリセル１０に与える。それにより、複数のバッテリセル１０が充電される。
【０１８２】
（８−ｂ）効果
電動自動車６００においては、上記の実施の形態に係るバッテリシステム５００が設けられるので、複数のバッテリセル１０の端子電圧の異常または計測ＬＳＩチップ２０の異常を示す異常信号が、マイクロコンピュータ１０１を介して主制御部３００に与えられる。これにより、主制御部３００により、バッテリモジュール１００の充電または放電を停止させることができる。このようにして、バッテリセル１０の異常な端子電圧に基づく処理が行われる可能性が低減される。
【０１８３】
なお、主制御部３００は、マイクロコンピュータ１０１の機能を有していてもよい。この場合、主制御部３００は、各バッテリシステム５００に含まれる各バッテリモジュール１００の集積回路装置１に接続される。なお、主制御部３００がマイクロコンピュータ１０１の機能を有する場合には、各バッテリシステム５００には、マイクロコンピュータ１０１が設けられなくてもよい。
【０１８４】
（８−ｃ）他の移動体
上記では、図１０のバッテリシステム５００が電動車両に搭載される例について説明したが、バッテリシステム５００が船、航空機、エレベータまたは歩行ロボット等の他の移動体に搭載されてもよい。
【０１８５】
バッテリシステム５００が搭載された船は、例えば、図１１の車体６１０の代わりに船体を備え、駆動輪６０３の代わりにスクリューを備え、アクセル装置６０４の代わりに加速入力部を備え、ブレーキ装置６０５の代わりに減速入力部を備える。運転者は、船体を加速させる際にアクセル装置６０４の代わりに加速入力部を操作し、船体を減速させる際にブレーキ装置６０５の代わりに減速入力部を操作する。この場合、船体が移動本体部に相当し、モータが動力源に相当し、スクリューが駆動部に相当する。このような構成において、モータがバッテリシステム５００からの電力を受けてその電力を動力に変換し、その動力によってスクリューが回転されることにより船体が移動する。
【０１８６】
同様に、バッテリシステム５００が搭載された航空機は、例えば、図１１の車体６１０の代わりに機体を備え、駆動輪６０３の代わりにプロペラを備え、アクセル装置６０４の代わりに加速入力部を備え、ブレーキ装置６０５の代わりに減速入力部を備える。この場合、機体が移動本体部に相当し、モータが動力源に相当し、プロペラが駆動部に相当する。このような構成において、モータがバッテリシステム５００からの電力を受けてその電力を動力に変換し、その動力によってプロペラが回転されることにより機体が移動する。
【０１８７】
バッテリシステム５００が搭載されたエレベータは、例えば、図１１の車体６１０の代わりに籠を備え、駆動輪６０３の代わりに籠に取り付けられる昇降用ロープを備え、アクセル装置６０４の代わりに加速入力部を備え、ブレーキ装置６０５の代わりに減速入力部を備える。この場合、籠が移動本体部に相当し、モータが動力源に相当し、昇降用ロープが駆動部に相当する。このような構成において、モータがバッテリシステム５００からの電力を受けてその電力を動力に変換し、その動力によって昇降用ロープが巻き上げられることにより籠が昇降する。
【０１８８】
バッテリシステム５００が搭載された歩行ロボットは、例えば、図１１の車体６１０の代わりに胴体を備え、駆動輪６０３の代わりに足を備え、アクセル装置６０４の代わりに加速入力部を備え、ブレーキ装置６０５の代わりに減速入力部を備える。この場合、胴体が移動本体部に相当し、モータが動力源に相当し、足が駆動部に相当する。このような構成において、モータがバッテリシステム５００からの電力を受けてその電力を動力に変換し、その動力によって足が駆動されることにより胴体が移動する。
【０１８９】
このように、バッテリシステム５００が搭載された移動体においては、動力源がバッテリシステム５００からの電力を受けてその電力を動力に変換し、駆動部が動力源により変換された動力により移動本体部を移動させる。
【０１９０】
（９）電源装置
電源装置について説明する。
【０１９１】
（９−ａ）構成および動作
図１２は、電源装置の構成を示すブロック図である。図１２に示すように、電源装置７００は、電力貯蔵装置７１０および電力変換装置７２０を備える。電力貯蔵装置７１０は、バッテリシステム群７１１およびコントローラ７１２を備える。バッテリシステム群７１１は複数のバッテリシステム５００を含む。複数のバッテリシステム５００は互いに並列に接続されてもよく、または互いに直列に接続されてもよい。
【０１９２】
コントローラ７１２は、例えばＣＰＵおよびメモリ、またはマイクロコンピュータからなる。コントローラ７１２は、各バッテリシステム５００に含まれるマイクロコンピュータ１０１（図１０参照）に接続される。コントローラ７１２は、各マイクロコンピュータ１０１から与えられた各バッテリセル１０の充電量に基づいて電力変換装置７２０を制御する。コントローラ７１２は、バッテリシステム５００のバッテリモジュール１００の放電または充電に関する制御として、後述する制御を行う。
【０１９３】
電力変換装置７２０は、ＤＣ／ＤＣ（直流／直流）コンバータ７２１およびＤＣ／ＡＣ（直流／交流）インバータ７２２を含む。ＤＣ／ＤＣコンバータ７２１は入出力端子７２１ａ，７２１ｂを有し、ＤＣ／ＡＣインバータ７２２は入出力端子７２２ａ，７２２ｂを有する。ＤＣ／ＤＣコンバータ７２１の入出力端子７２１ａは電力貯蔵装置７１０のバッテリシステム群７１１に接続される。
【０１９４】
ＤＣ／ＤＣコンバータ７２１の入出力端子７２１ｂおよびＤＣ／ＡＣインバータ７２２の入出力端子７２２ａは互いに接続されるとともに電力出力部ＰＵ１に接続される。ＤＣ／ＡＣインバータ７２２の入出力端子７２２ｂは電力出力部ＰＵ２に接続されるとともに他の電力系統に接続される。
【０１９５】
電力出力部ＰＵ１，ＰＵ２は例えばコンセントを含む。電力出力部ＰＵ１，ＰＵ２には、例えば種々の負荷が接続される。他の電力系統は、例えば商用電源または太陽電池を含む。電力出力部ＰＵ１，ＰＵ２および他の電力系統が電源装置に接続される外部の例である。なお、電力系統として太陽電池を用いる場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ７２１の入出力端子７２１ｂに太陽電池が接続される。一方、電力系統として太陽電池を含む太陽光発電システムを用いる場合、ＤＣ／ＡＣインバータ７２２の入出力端子７２２ｂに太陽光発電システムのパワーコンディショナのＡＣ出力部が接続される。
【０１９６】
ＤＣ／ＤＣコンバータ７２１およびＤＣ／ＡＣインバータ７２２がコントローラ７１２によって制御されることにより、バッテリシステム群７１１の放電および充電が行われる。バッテリシステム群７１１の放電時には、バッテリシステム群７１１から与えられる電力がＤＣ／ＤＣコンバータ７２１によりＤＣ／ＤＣ（直流／直流）変換され、さらにＤＣ／ＡＣインバータ７２２によりＤＣ／ＡＣ（直流／交流）変換される。
【０１９７】
電源装置７００が直流電源として用いられる場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ７２１によりＤＣ／ＤＣ変換された電力が電力出力部ＰＵ１に供給される。電源装置７００が交流電源として用いられる場合、ＤＣ／ＡＣインバータ７２２によりＤＣ／ＡＣ変換された電力が電力出力部ＰＵ２に供給される。また、ＤＣ／ＡＣインバータ７２２により交流に変換された電力を他の電力系統に供給することもできる。
【０１９８】
コントローラ７１２は、バッテリシステム群７１１のバッテリモジュール１００の放電に関する制御の一例として、次の制御を行う。バッテリシステム群７１１の放電時に、コントローラ７１２は、算出された充電量に基づいてバッテリシステム群７１１の放電を停止するか否かまたは放電電流（または放電電力）を制限するか否かを判定し、判定結果に基づいて電力変換装置７２０を制御する。具体的には、バッテリシステム群７１１に含まれる複数のバッテリセル１０（図１参照）のうちいずれかのバッテリセル１０の充電量が予め定められたしきい値よりも小さくなると、コントローラ７１２は、バッテリシステム群７１１の放電が停止されまたは放電電流（または放電電力）が制限されるようにＤＣ／ＤＣコンバータ７２１およびＤＣ／ＡＣインバータ７２２を制御する。これにより、各バッテリセル１０の過放電が防止される。
【０１９９】
放電電流（または放電電力）の制限は、バッテリシステム群７１１の電圧が一定の基準電圧となるように制限されることにより行われる。また、基準電圧は、バッテリセル１０の充電量に基づいて、コントローラ７１２により設定される。
【０２００】
一方、バッテリシステム群７１１の充電時には、他の電力系統から与えられる交流の電力がＤＣ／ＡＣインバータ７２２によりＡＣ／ＤＣ（交流／直流）変換され、さらにＤＣ／ＤＣコンバータ７２１によりＤＣ／ＤＣ（直流／直流）変換される。ＤＣ／ＤＣコンバータ７２１からバッテリシステム群７１１に電力が与えられることにより、バッテリシステム群７１１に含まれる複数のバッテリセル１０が充電される。
【０２０１】
コントローラ７１２は、バッテリシステム群７１１のバッテリモジュール１００の充電に関する制御の一例として、次の制御を行う。バッテリシステム群７１１の充電時に、コントローラ７１２は、算出された充電量に基づいてバッテリシステム群７１１の充電を停止するか否かまたは充電電流（または充電電力）を制限するか否かを判定し、判定結果に基づいて電力変換装置７２０を制御する。具体的には、バッテリシステム群７１１に含まれる複数のバッテリセル１０（図１参照）のうちいずれかのバッテリセル１０の充電量が予め定められたしきい値よりも大きくなると、コントローラ７１２は、バッテリシステム群７１１の充電が停止されまたは充電電流（または充電電力）が制限されるようにＤＣ／ＤＣコンバータ７２１およびＤＣ／ＡＣインバータ７２２を制御する。これにより、各バッテリセル１０の過充電が防止される。
【０２０２】
充電電流（または充電電力）の制限は、バッテリシステム群７１１の電圧が一定の基準電圧となるように制限されることにより行われる。また、基準電圧は、バッテリセル１０の充電量に基づいて、コントローラ７１２により設定される。
【０２０３】
なお、電源装置７００と外部との間で互いに電力を供給可能であれば、電力変換装置７２０がＤＣ／ＤＣコンバータ７２１およびＤＣ／ＡＣインバータ７２２のうちいずれか一方のみを有してもよい。また、電源装置７００と外部との間で互いに電力を供給可能であれば、電力変換装置７２０が設けられなくてもよい。
【０２０４】
（９−ｂ）効果
電源装置７００においては、コントローラ７１２によりバッテリシステム群７１１と外部との間の電力の供給が制御される。それにより、バッテリシステム群７１１に含まれる各バッテリセル１０の過放電および過充電が防止される。
【０２０５】
電源装置７００においては、上記のバッテリシステム５００が設けられるので、バッテリセル１０の端子電圧の異常または計測ＬＳＩチップ２０の異常が発生した場合に、異常を示す異常信号がマイクロコンピュータ１０１に与えられる。
【０２０６】
マイクロコンピュータ１０１からコントローラ７１２にさらに異常信号が与えられることにより、コントローラ７１２により複数のバッテリセル１０の充電または放電を停止させることができる。これにより、バッテリシステム群７１１に含まれる各バッテリセル１０の過放電および過充電の発生を十分に低減することができる。このようにして、バッテリセル１０の異常な端子電圧に基づく処理が行われる可能性が低減される。
【０２０７】
コントローラ７１２は、電力変換装置７２０を制御することにより複数のバッテリセル１０の充電または放電を停止させることができる。そのため、各バッテリシステム５００には、図１０のコンタクタ５２０が設けられなくてもよい。
【０２０８】
コントローラ７１２は、マイクロコンピュータ１０１の機能を有していてもよい。この場合、コントローラ７１２は、各バッテリシステム５００に含まれる各バッテリモジュール１００の集積回路装置１（図１〜図８参照）に接続される。なお、コントローラ７１２がマイクロコンピュータ１０１の機能を有する場合には、各バッテリシステム５００には、マイクロコンピュータ１０１が設けられなくてもよい。
【０２０９】
（１０）請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
【０２１０】
上記実施の形態においては、集積回路装置１が集積回路装置の例であり、計測回路２０Ｃが第１の回路の例であり、計測ＬＳＩチップ２０が第１の集積回路チップの例であり、検出回路３０Ｃが第２の回路の例であり、異常検出ＬＳＩチップ３０が第２の集積回路チップの例である。
【０２１１】
また、パッケージ１２がパッケージの例であり、複数の第１外部端子４１が複数の第１の外部端子および第１の外部端子群の例であり、複数の第３外部端子４３が複数の第２の外部端子および第２の外部端子群の例であり、配線回路基板８０，８０Ａ，８０Ｂおよびプリント回路基板８０Ｐが接続対象物の例である。
【０２１２】
さらに、図５の集積回路装置１の下面および上面がそれぞれ第１および第２の面の例であり、配線回路基板８０Ａが一の回路基板の例であり、配線回路基板８０Ｂが他の回路基板の例である。
【０２１３】
また、他の回路２０Ｄが第３の回路の例であり、他の回路３０Ｄが第４の回路の例であり、複数の第２外部端子４２が複数の第３の外部端子および第３の外部端子群の例である。
【０２１４】
さらに、バッテリセル１０がバッテリセルの例であり、バッテリシステム５００がバッテリシステムの例であり、モータ６０２がモータの例であり、駆動輪６０３が駆動輪の例であり、電動自動車６００が電動車両の例であり、車体６１０、船の船体、航空機の機体、エレベータの籠および歩行ロボットの胴体が移動本体部の例である。
【０２１５】
また、モータが動力源の例であり、スクリュー、プロペラ、昇降用ロープ、および足が駆動部の例であり、電動自動車６００、船、航空機、エレベータおよび歩行ロボットが移動体の例である。コントローラ７１２が制御部の例であり、電力貯蔵装置７１０が電力貯蔵装置の例であり、電源装置７００が電源装置の例であり、電力変換装置７２０が電力変換装置の例である。
【０２１６】
請求項の各構成要素として、上記実施の形態に記載された構成要素の他、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の構成要素を用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【０２１７】
本発明は、電力を駆動源とする種々の移動体、電力の貯蔵装置またはモバイル機器等に有効に利用することができる。
【符号の説明】
【０２１８】
１  集積回路装置
１０  バッテリセル
１０ａ  プラス電極
１０ｂ  マイナス電極
１１，１３，８０，８０Ａ，８０Ｂ  配線回路基板
１２  パッケージ
２０  計測ＬＳＩチップ
２０Ｃ  計測回路
２０Ｄ，３０Ｄ  他の回路
２３  差動増幅器
２４  Ａ／Ｄ変換器
２５，２５Ｂ，３６  通信回路
２６  電源回路
２７，３０Ｃ  検出回路
２９  判定通信回路
３０  異常検出ＬＳＩチップ
３１，３２  比較器
３３，３４  電圧出力部
３５  異常信号発生回路
３７ａ  第１の電源回路
３７ｂ  第２の電源回路
４１  第１外部端子
４１ａ〜４１ｆ，４３ｈ〜４３ｍ  計測用入力端子
４１ｇ〜４１ｉ  均等化指令用端子
４２  第２外部端子
４２ａ  第１通信端子
４２ｂ，４３ｆ  接地端子
４２ｃ，４３ｇ  電源端子
４３  第３外部端子
４３ａ〜４３ｄ  異常検出用入力端子
４３ｅ  第２通信端子
４３ｏ  第３通信端子
４３ｐ  第４通信端子
８０ｈ  貫通孔
８０Ｐ  プリント回路基板
８１，８２，８３  接続パッド
１００  バッテリモジュール
１０１  マイクロコンピュータ
１０２，５２０  コンタクタ
１０４  バス
１９０  均等化回路
３００  主制御部
５００  バッテリシステム
５０１  電源線
５６０  通信線
６００  電動自動車
６０１  電力変換部
６０２  モータ
６０３  駆動輪
６０４  アクセル装置
６０４ａ  アクセルペダル
６０４ｂ  アクセル検出部
６０５  ブレーキ装置
６０５ａ  ブレーキペダル
６０５ｂ  ブレーキ検出部
６０６  回転速度センサ
６１０  車体
７００  電源装置
７１０  電力貯蔵装置
７１１  バッテリシステム群
７１２  コントローラ
７２０  電力変換装置
７２１  ＤＣ／ＤＣコンバータ
７２１ａ，７２１ｂ，７２２ａ，７２２ｂ  入出力端子
７２２  ＤＣ／ＡＣインバータ
ＢＢ  バスバー
ＥＰ  端面枠
ＦＲ１  上端枠
ＦＲ２  下端枠
ＬＮ  ＦＰＣ基板
ＰＵ１，ＰＵ２  電力出力部
Ｒ  抵抗
ＳＡ１，ＳＡ２  セレクタ
ＳＬ  はんだ
ＳＷ  スイッチング素子
ＴＨ  サーミスタ
Ｖｔｈ＿Ｏ  上限電圧
Ｖｔｈ＿Ｕ  下限電圧
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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