(57)【要約】【課題】二重保護による保護動作の実行後にも機能復帰が可能で、かつ、新たなハーネスを必要としない電池システムを提供する。【解決手段】組電池と、組電池の電圧の電圧情報を読み込む第１制御部と、第１制御部との間に通信手段を有し、通信手段を介して第１制御部より組電池の電圧情報を受信し電圧情報と予め定められた閾値と比較して異常判定を行う第２制御部と、第１制御部の電源をＯＮ／ＯＦＦするスイッチ回路と、組電池の電圧を計測し、電圧異常判定したときにスイッチ回路をＯＦＦする保護回路を備え、第１制御部の電源をＯＮ／ＯＦＦ操作により保護動作後の機能復帰が容易で、かつ、保護回路用の新たな通信ハーネスを必要としない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
組電池と、
前記組電池の電圧の電圧情報を読み込む第１制御部と、
前記第１制御部との間に通信手段を有し、前記通信手段を介して前記第１制御部より前記組電池の電圧情報を受信し前記電圧情報と予め定められた閾値と比較して異常判定を行う第２制御部と、
前記第１制御部の電源をＯＮ／ＯＦＦするスイッチ回路と、
前記組電池の電圧を計測し、電圧異常判定したときに前記スイッチ回路をＯＦＦする保護回路を備えたことを特徴とする電池システム。
【請求項２】
前記第２制御部は、前記第１制御部からの電圧情報を受信できなくなることで、前記第２制御部が前記保護回路の動作の実行を検知することを特徴とする請求項１記載の電池システム。
【請求項３】
前記第１制御部の電源がＯＦＦされたときに、前記第２制御部が前記スイッチ回路を制御することで前記第１制御部の電源をＯＮにし、前記第１制御部との通信を再開することを特徴とする請求第１項記載の電池システム。
【請求項４】
前記第２制御部が前記通信手段を介して前記第１制御部の電源をＯＮすることで、前記第１制御部が前記組電池の計測を開始することを特徴とする請求項１記載の電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用の電池システムに関し、特に安全性の要求されるリチウム二次電池を用いるものに効果的に実施されるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、車載用の電池パックは特に高い安全性が要求され、電池の過充電や過放電に対する保護対策が種々提案されている。その中で、ＰＣ用電池パックなどに用いられている二重保護回路と同じ構成を、車載用電池パックに搭載することが考えられてきている。
【０００３】
例えばＰＣ用電池パックとして、電池の情報を取得する計測部を２つ設ける二重保護回路がある。電池の計測部が１つだと、その計測部が異常をきたしたときに正確な電圧や温度情報を取得することができず、危険な状態に陥ってしまう。これを防ぐために、電池の計測部を２つ設け、それぞれで独立して電池情報を取得することで片方の計測部が異常をきたした場合でも、もう片方の計測部で電池を計測し、過充電や過放電を防ぐことができる。
【０００４】
この二重保護機能を設けた従来技術として、特許文献１がある。特許文献１では、組電池の電圧を計測し、充電を制御する安全保護制御部の外部に二重保護ＩＣを設け、安全保護制御部で組電池の電圧異常を検出できなくとも、二重保護ＩＣが組電池の電圧異常を検出すると、組電池と充電電流供給回路の間にあるヒューズを溶断し、安全保護制御部に異常を通知する二重保護機能を有する。このように安全保護制御部と別途に二重保護ＩＣを設け、それぞれが個別に保護動作を行うものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１４１５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながらこの特許文献１では、過充電を防ぐために保護動作の実行時にヒューズを溶断するため、保護動作の実行後に組電池が正常状態に戻っても、電池パックの機能復帰が不可能になるという課題がある。
【０００７】
また、単純に二重保護ＩＣを計測部と独立して、車輌側と通信を行うように設定すると、車輌側との通信用に新たなハーネスが必要となり、その分のコストや余分なスペースがとられてしまうという問題も発生する。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、二重保護による保護動作の実行後にも機能復帰が可能で、かつ、新たな通信用ハーネスを必要としない電池システム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】
従来の課題を解決するために、本発明の電池システムは、組電池と、組電池の電圧の電圧情報を読み込む第１制御部と、第１制御部との間に通信手段を有し、通信手段を介して第１制御部より組電池の電圧情報を受信し電圧情報と予め定められた閾値と比較して異常判定を行う第２制御部と、第１制御部の電源をＯＮ／ＯＦＦするスイッチ回路と、組電池の電圧を計測し、電圧異常判定したときにスイッチ回路をＯＦＦする保護回路を備えたことを特徴とする。
【００１０】
上記の構成において、ヒューズの溶断等でなく第１制御部の電源のスイッチ回路をＯＦＦすることで保護動作を実行するので、再びスイッチ回路をＯＮすることで容易に電池パックの機能復帰が可能である。
【００１１】
また、第２制御部は第１制御部からの情報を受信できなくなることで保護回路の動作を認識することを特徴とする。ゆえに、本発明の電池システムにおいて、保護回路の保護動作の実行時に通信手段を用いて直接第２制御部に通知しなくてもいいので、単純に二重保護ＩＣを計測部と独立して車輌側のシステムと通信を行うようにした場合と比較し、保護回路と第２制御部との間に新たに通信手段（ハーネス）を設ける必要がなくてすむ。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の電池システムは、以上のように、組電池の電圧異常時に第１制御部が正確な電圧情報を計測できなった場合でも、保護回路が独立して組電池の電圧情報を計測し、スイッチ回路をＯＦＦして第１制御部の電源を遮断する。そして、第２制御部は第１制御部から信号を受信できなくなったことで、保護回路の保護動作の実行を検知することができる。それゆえ、保護動作の実行後もスイッチ回路のＯＮだけで容易に機能復帰ができ、機能復帰が不可能という課題を解決できる。
【００１３】
また、保護回路と第２制御部の間に通信手段は新たに設けないので、二重の電圧計測、異常判定を行う際に新たに通信手段を設けなければならないという課題を解決できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例１における電池システムのブロック図
【図２】本発明の実施例１における電池システムの保護動作のフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１６】
まず、本発明の電池ブロックシステムの構成について説明する。図１は本発明の実施例１における電池システムのブロック図である。
【００１７】
本発明の電池システムは大きく分けると、電池パック１００と車輌側の第２制御部２００とで構成されている。
【００１８】
電池パック１００は、組電池１１０と、組電池１１０の電圧情報を計測する第１制御部１２０と、組電池１１０の電圧情報を第１制御部１２０とは別途に計測する保護回路１３０と、第１制御部１２０の電源をＯＮ／ＯＦＦできるスイッチ部１４０から構成される。
【００１９】
組電池１１０は、複数の二次電池のセルから構成されており、車輌への電源供給に用いられる。各セルの端子間電圧は第１制御部１２０のＡ／Ｄ変換器１２１と、保護回路１３０に入力される。
【００２０】
Ａ／Ｄ変換器１２１は入力された各セル電圧をデジタル値に変換して、制御ＩＣ１２２に出力する。そして、制御ＩＣ１２２はＡ／Ｄ変換器１２１から入力される各セル電圧のＡＤ変換値を通信手段１５０を介して第２制御部２００へ送信する。
【００２１】
制御ＩＣ１２２は電源が供給されている場合は通信手段１５０を介して第２制御部２００と通信を行うが、電源が遮断されている場合は第２制御部２００との通信を行えない。
【００２２】
保護回路１３０では、組電池１１０の各セルの端子間電圧を制御ＩＣ１２２とは別途に計測している。保護回路１３０はスイッチ部１４０を制御でき、保護回路１３０で計測されたセル電圧が予め定められた閾値を越えると、スイッチ部１４０をＯＦＦし、制御ＩＣ１２２の電源を遮断する。
【００２３】
第２制御部２００は、制御ＩＣ１２２より受信した電圧情報をもとに、組電池１１０の異常を認識する。異常認識の方法として、として２つの方法がある。１つ目の方法として、第１制御部１２０の制御ＩＣ１２２から受信した電圧情報が予め定められた閾値より大きければ、第２制御部２００は組電池１１０の異常を認識する。
【００２４】
２つ目の方法として、第１制御部１２０の制御ＩＣ１２２からの電圧情報が所定時間受信できなかったとき、組電池１１０の異常を認識する。第２制御部２００は、制御ＩＣ１２２との通信が遮断された場合、組電池１１０に異常が発生し、保護回路１３０で計測されたセル電圧が予め定められた閾値を越え、制御ＩＣ１２２の電源が遮断され通信も遮断されたと認識し、組電池１１０の異常を認識する。
【００２５】
これより、制御ＩＣ１２２と保護回路１３０で独立して組電池１１０の電圧情報を取得しており、制御ＩＣ１２２と保護回路１３０の一方が故障等で正確な組電池１１０の電圧情報が得られなかった場合でも、第２制御部２００で異常を認識できるので、二重に保護することができる。
【００２６】
第２制御部２００で異常を認識できれば、組電池１１０の異常を運転者に通知したり、組電池１１０の放電出力を制御したり、異常が発生した部分の電池を使わない等の保護動作を行なう。
【００２７】
また、第２制御部２００は、制御ＩＣ１２２の電源が遮断された場合、スイッチ部１４０をＯＮする。スイッチ部１４０がＯＮになり制御ＩＣ１２２に電源が供給されると、制御ＩＣ１２２との通信を再開することができる。
【００２８】
第２制御部２００は、車輌側の制御部にあたり、電池パック１００の外に設けられている。車輌のイグニッションをＯＮにすると、第２制御部２００がスイッチ部１４０をＯＮし、第１制御部１２０が起動する。
【００２９】
第２制御部２００は、車輌の走行など全体を制御し、その中の機能の一つとして、電池パック１００も制御する。第２制御部２００と第１制御部１２０との間に通信手段１５０を有し、第２制御部２００は、第１制御部１２０で取得された電圧情報を通信手段１５０を介して受信する。
【００３０】
スイッチ部１４０は第２制御部２００、保護回路１３０から制御することができる。スイッチ部１４０は制御ＩＣ１２２の電源供給のスイッチになっており、スイッチ部１４０がＯＮの場合は第１制御部１２０に電源が供給され、スイッチ部１４０がＯＦＦの場合は第１制御部１２０の電源が遮断される。
【００３１】
次に、本発明の電池ブロックシステムの保護動作について説明する。図２は、本発明の実施例１における電池システムの保護動作のフローチャートである。電圧計測を開始し、第２制御部２００が電池電圧異常を認識するまでの動作を示している。
【００３２】
まず、車輌のイグニッションがＯＮされると、第２制御部２００がスイッチ部１４０をＯＮにする（ステップＳ１）。スイッチ部１４０がＯＮされたことで第１制御部１２０への電源供給が開始され、第１制御部１２０が起動する。そして、第１制御部１２０は、組電池１１０の電圧情報を取得し始め、第２制御部２００へ電圧情報を送信する（ステップＳ２）。
【００３３】
第１制御部１２０から送信された電圧情報は第２制御部２００で予め設けられた閾値と比較し（ステップＳ３）、電池電圧値が正常かどうか判定する（ステップＳ４）。
【００３４】
ステップＳ４において電圧情報が正常でないと判定された場合、組電池１１０が異常状態であると第２制御部が認識する（ステップＳ１０）。組電池１１０の異常を認識した第２制御部は、運転者に異常を通知する、電池の放電出力の制御を行う等の保護動作を行なう。
【００３５】
ステップＳ４において電圧情報が正常と判定された場合、二重保護として保護回路１３０で電圧情報を予め設けられた閾値と比較し(ステップＳ５)、組電池１１０の電圧情報が正常かどうか判定する(ステップＳ６)。
【００３６】
ステップＳ６において電圧情報が正常と判定された場合、ステップＳ３に戻り組電池１１０の電圧情報の計測を継続する。
【００３７】
ステップＳ６において電圧情報が正常でないと判定された場合、保護回路１３０がスイッチ部１４０をＯＦＦする（ステップＳ７）。そして、第１制御部１２０の電源が遮断される（ステップＳ８）。これにより第１制御部１２０は電圧情報を送信できず、つまりは、第２制御部２００は第１制御部１２０から電圧情報が受信できなくなる（ステップＳ９）。そして、第２制御部２００は保護回路１３０が動作し、組電池１１０が異常状態であると認識する（ステップＳ１０）。第２制御部２００は、保護回路１３０が保護動作を実施したと検知した後、運転手に組電池１１０の異常を通知したり、電池の放電出力を制御する等の保護動作を行なう（ステップＳ１１）。
【００３８】
その後、第２制御部２００がスイッチ部１４０をＯＮし、第１制御部１２０に電源供給することで、通信を再開し、第１制御部１２０の状態を取得する（ステップＳ１２）。
【００３９】
そして、第２制御部２００に通信終了要求があるかどうかを確認し（ステップＳ１３）、
ステップＳ１３で通信終了要求がなければ、そのままステップ３に戻り、電圧情報の計測を継続する。ステップＳ１３で通信終了要求があれば、第２制御部２００がスイッチ部１４０をＯＦＦにして第１制御部１２０を停止させ、フローを終了する。
【００４０】
かかる構成によれば制御ＩＣ１２２が組電池１１０の電圧情報を正確に取得できなかった場合でも、組電池１１０の電圧情報を別途に取得する保護回路１３０を設けることにより、組電池１１０の異常時には保護回路１３０が異常を検出し制御ＩＣ１２２の電源を遮断することとなり第２制御部２００が組電池１１０の異常を認識できる二重保護の回路を構成することができる。
【００４１】
また、スイッチ部１４０を設け、スイッチ部１４０のＯＮ／ＯＦＦで通信を遮断することによって、ヒューズを溶断したりする場合に比べ、非常に復帰がしやすい回路が構成できる。
【００４２】
また、保護回路１３０の動作時に、電圧の異常情報を第２制御部２００に直接送信するのでなく、スイッチ部１４０のＯＮ／ＯＦＦで第２制御部２００に検知させているため、保護回路１３０と第２制御部２００の間あいだに新たなに通信手段を設ける必要がない。これにより、コストをかけずに二重保護が構成できる。特に、長いハーネスを用いる車載の電池システムを考えた場合に、有効であると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明にかかる電池システムは、新たに通信手段を設けるコストなしで二重の電圧計測、異常判定が可能になるので、車載用の電池システムに関し、特に安全性の要求されるリチウム二次電池を用いるもの等として有用である。
【符号の説明】
【００４４】
１００  電池パック
１１０  組電池
１２０  第１制御部
１２１  Ａ／Ｄ変換器
１２２  制御ＩＣ
１３０  保護回路
１４０  スイッチ部
１５０  通信手段
２００  第２制御部
【図１】
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【図２】
2013126349.tif 000004