(57)【要約】車両に設けられた電池監視装置は、複数の単位電池それぞれの電圧、電流及び温度を取得し、取得した各単位電池の電圧、電流及び温度並びに当該単位電池の識別子を含む単位電池情報を、複数の単位電池の状態をそれぞれ算出する車外の状態算出装置へ送信する。状態算出装置は、電池監視装置から送信された前記単位電池情報を受信し、受信した各単位電池の電圧、電流及び温度に基づいて、前記複数の単位電池の状態をそれぞれ算出し、算出された各単位電池の状態情報及び当該単位電池の識別子を二次電池の充放電に係る制御を行う車載制御装置又は電池監視装置へ送信する。
2019187307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された二次電池が有する複数の単位電池それぞれを監視する電池監視方法であって、
車両に設けられた電池監視装置は、
前記複数の単位電池それぞれの電圧を取得し、
前記二次電池の電流を取得し、
前記複数の単位電池それぞれの温度を取得し、
取得した電圧、電流及び温度並びに前記単位電池の識別子を含む単位電池情報を、前記複数の単位電池の状態をそれぞれ算出する車外の状態算出装置へ送信し、
前記状態算出装置は、
前記電池監視装置から送信された前記単位電池情報を受信し、
受信した前記単位電池情報に含まれる電圧、電流及び温度に基づいて、前記複数の単位電池の状態をそれぞれ算出する
電池監視方法。
【請求項２】
車両に搭載された二次電池が有する複数の単位電池それぞれを監視する電池監視装置であって、
前記複数の単位電池それぞれの電圧を取得する電圧取得部と、
前記二次電池の電流を取得する電流取得部と、
前記複数の単位電池それぞれの温度を取得する温度取得部と、
前記電圧取得部、前記電流取得部及び前記温度取得部が取得した電圧、電流及び温度並びに前記単位電池の識別子を含む単位電池情報を、前記複数の単位電池の状態をそれぞれ算出する状態算出装置へ送信する単位電池情報送信部と
を備える電池監視装置。
【請求項３】
前記電流取得部は、
前記二次電池に設けられた電流検出部から無線送信された電流の情報を受信することによって、前記二次電池の電流を取得する
請求項２に記載の電池監視装置。
【請求項４】
車両に搭載された前記二次電池が有する前記複数の単位電池それぞれを監視する請求項２又は請求項３に記載の前記電池監視装置と、
車外に設けられており、前記複数の単位電池の状態をそれぞれ算出する前記状態算出装置と
を備え、
前記状態算出装置は、
前記電池監視装置から送信された前記単位電池情報を受信する単位電池情報受信部と、
該単位電池情報受信部にて受信した前記単位電池情報に含まれる電圧、電流及び温度に基づいて、前記複数の単位電池の状態をそれぞれ算出する状態算出部と
を備える電池監視システム。
【請求項５】
前記状態算出装置は、
前記状態算出部にて算出された前記複数の単位電池それぞれの状態情報及び該単位電池の前記識別子を前記二次電池の充放電に係る制御を行う車載制御装置又は前記電池監視装置へ送信する状態情報送信部を備える
請求項４に記載の電池監視システム。
【請求項６】
前記車載制御装置は、
車外の前記状態算出装置との間で無線通信を行う車外無線通信部を備え、
前記電池監視装置は、
前記車載制御装置を介して前記単位電池情報を前記状態算出装置へ送信する
請求項５に記載の電池監視システム。
【請求項７】
前記電池監視装置は、
前記複数の単位電池それぞれの前記単位電池情報を前記車載制御装置へ無線で送信し、前記車載制御装置を介して前記単位電池情報を前記状態算出装置へ送信する
請求項６に記載の電池監視システム。
【請求項８】
前記電池監視装置は、
前記状態算出装置から送信された前記状態情報及び前記識別子を受信する状態情報受信部と、
該状態情報受信部にて受信した前記状態情報と、該単位電池の前記識別子とを対応付けて記憶する電池状態記憶部と
を備える請求項５〜請求項７までのいずれか一項に記載の電池監視システム。
【請求項９】
前記電池状態記憶部が記憶する前記状態情報及び前記識別子を削除する削除処理部を備える
請求項８に記載の電池監視システム。
【請求項１０】
前記状態情報算出部は、
前記複数の単位電池それぞれの満充電容量、充電率、劣化度及び電池等価回路パラメータの少なくとも一つを算出する
請求項４〜請求項９までのいずれか一項に記載の電池監視システム。
【請求項１１】
前記状態算出装置は、
前記状態算出部にて算出された前記複数の単位電池それぞれの状態情報、又は前記複数の単位電池それぞれの前記状態情報に基づく前記二次電池の状態を示す情報をユーザ端末装置へ送信する
請求項４〜請求項１０までのいずれか一項に記載の電池監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は電池監視方法、電池監視装置及び電池監視システムに関する。【０００２】
本出願は、２０１８年３月２７日出願の日本出願第２０１８−６０８１７号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
【背景技術】
【０００３】
近年、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle：ハイブリッド自動車）及びＥＶ（Electric Vehicle：電気自動車）等の車両が普及しつつある。ＨＥＶ及びＥＶは二次電池を搭載している。二次電池は複数の単位電池を直並列接続してなる組電池である。当該車両においては電池の状態に合わせた適切な制御を行う必要がある。例えば、セルバランス処理、充放電の停止処理、電流制限処理等が必要である。【０００４】
特許文献１には、二次電池を構成する各電池モジュールの電圧を検出し、検出した電圧をＥＣＵへシリアル伝送する電圧計測ユニットを、各電池モジュールに設けた電池監視装置が開示されている。【０００５】
特許文献２には、二次電池を構成する各単位電池の電圧を検出し、当該二次電池の状態を監視する電池監視システムが開示されている。【０００６】
非特許文献１、２には、二次電池を構成する各単位電池の電圧を検出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−３３９８２９号公報
【特許文献２】特開２０１６−１５２７７号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】“LTC6804-1/LTC6804-2  マルチセル・バッテリ・モニタ”、[online]、リニアテクノロジー株式会社、［平成30年3月4日検索］、インターネット（URL: http://cds.linear.com/docs/jp/datasheet/j680412f.pdf）
【非特許文献２】小林純一、「バッテリマネジメントシステムのワイヤレス化」、自動車技術会誌、2018年2月、Vol.72、p.61-66
【発明の概要】
【０００９】
本態様に係る電池監視方法は、車両に搭載された二次電池が有する複数の単位電池それぞれを監視する電池監視方法であって、車両に設けられた電池監視装置は、前記複数の単位電池それぞれの電圧を取得し、前記二次電池の電流を取得し、前記複数の単位電池それぞれの温度を取得し、取得した電圧、電流及び温度並びに前記単位電池の識別子を含む単位電池情報を、前記複数の単位電池の状態をそれぞれ算出する車外の状態算出装置へ送信し、前記状態算出装置は、前記電池監視装置から送信された前記単位電池情報を受信し、受信した前記単位電池情報に含まれる電圧、電流及び温度に基づいて、前記複数の単位電池の状態をそれぞれ算出する。
【００１０】
本態様に係る電池監視装置は、車両に搭載された二次電池が有する複数の単位電池それぞれを監視する電池監視装置であって、前記複数の単位電池それぞれの電圧を取得する電圧取得部と、前記二次電池の電流を取得する電流取得部と、前記複数の単位電池それぞれの温度を取得する温度取得部と、前記電圧取得部、前記電流取得部及び前記温度取得部が取得した電圧、電流及び温度並びに前記単位電池の識別子を含む単位電池情報を、前記複数の単位電池の状態をそれぞれ算出する状態算出装置へ送信する単位電池情報送信部とを備える。
【００１１】
なお、本願は、このような特徴的な処理部を備える電池監視装置又は電池監視方法として実現することができるだけでなく、かかる特徴的な処理ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現したりすることができる。また、電池監視装置の一部又は全部を実現する半導体集積回路として実現したり、電池監視装置を含むその他のシステムとして実現したりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態１に係る電池監視システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】本実施形態１に係る電池監視装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】本実施形態１に係るモジュール制御部の機能構成例を示すブロック図である。
【図４】本実施形態１に係る単位電池状態算出装置の機能構成例を示すブロック図である。
【図５Ａ】単位電池の等価回路モデルを示す説明図である。
【図５Ｂ】単位電池の等価回路モデルを示す説明図である。
【図５Ｃ】単位電池の等価回路モデルを示す説明図である。
【図６】電池状態記憶部が記憶する単位電池の状態情報の一例を示す概念図である。
【図７】本実施形態１に係る電池モジュール装置を直列接続してなる二次電池及び電池監視装置を示す斜視図である。
【図８】本実施形態１に係る電池モジュール装置の構成例を示す斜視図である。
【図９】本実施形態１に係る電池モジュール装置の構成例を示す平面図である。
【図１０】本実施形態１に係る単位電池の監視に係る処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】本実施形態１に係る単位電池の監視に係る処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】電池状態情報の出力及び消去に係る処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［本開示が解決しようとする課題］
特許文献１、２においては、二次電池を構成する各単位電池の電圧を監視しているものの、電池監視装置は個々の単位電池の状態を正確に把握していない。このため、各単位電池の状態を正確に把握できず、個々の単位電池の状態に合わせた適切な制御を行うことができないという技術的な問題がある。
【００１４】
本開示の目的は、組電池である二次電池を構成する個々の単位電池の状態を把握することができる電池監視方法、電池監視装置及び電池監視システムを提供することにある。
［本開示の効果］
本開示によれば、組電池である二次電池を構成する個々の単位電池の状態を把握することができる電池監視方法、電池監視装置及び電池監視システムを提供することが可能となる。
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
（１）本態様に係る電池監視方法は、車両に搭載された二次電池が有する複数の単位電池それぞれを監視する電池監視方法であって、車両に設けられた電池監視装置は、前記複数の単位電池それぞれの電圧を取得し、前記二次電池の電流を取得し、前記複数の単位電池それぞれの温度を取得し、取得した電圧、電流及び温度並びに前記単位電池の識別子を含む単位電池情報を、前記複数の単位電池の状態をそれぞれ算出する車外の状態算出装置へ送信し、前記状態算出装置は、前記電池監視装置から送信された前記単位電池情報を受信し、受信した前記単位電池情報に含まれる電圧、電流及び温度に基づいて、前記複数の単位電池の状態をそれぞれ算出する。
（２）本態様に係る電池監視装置は、車両に搭載された二次電池が有する複数の単位電池それぞれを監視する電池監視装置であって、前記複数の単位電池それぞれの電圧を取得する電圧取得部と、前記二次電池の電流を取得する電流取得部と、前記複数の単位電池それぞれの温度を取得する温度取得部と、前記電圧取得部、前記電流取得部及び前記温度取得部が取得した電圧、電流及び温度並びに前記単位電池の識別子を含む単位電池情報を、前記複数の単位電池の状態をそれぞれ算出する状態算出装置へ送信する単位電池情報送信部とを備える。
（３）前記電流取得部は、前記二次電池に設けられた電流検出部から無線送信された電流の情報を受信することによって、前記二次電池の電流を取得する構成が好ましい。
（４）本態様に係る電池監視システムは、車両に搭載された前記二次電池が有する前記複数の単位電池それぞれを監視する態様（２）又は態様（３）に記載の前記電池監視装置と、車外に設けられており、前記複数の単位電池の状態をそれぞれ算出する前記状態算出装置とを備え、前記状態算出装置は、前記電池監視装置から送信された前記単位電池情報を受信する単位電池情報受信部と、該単位電池情報受信部にて受信した前記単位電池情報に含まれる電圧、電流及び温度に基づいて、前記複数の単位電池の状態をそれぞれ算出する状態算出部とを備える。
【００１５】
本態様（１）、（２）及び（４）にあっては、電池監視方法は、二次電池を構成する複数の単位電池それぞれの状態を算出する。具体的には、電池監視装置は、複数の単位電池それぞれの電圧及び温度を取得する。また、電池監視装置は、二次電池の電流を取得する。当該電流は、監視対象である複数の単位電池を流れる共通の電流である。温度は、監視対象である個々の単位電池の状態を所要の精度で把握することができれば、検出箇所の個数は特に限定されるものでは無い。１０個の単位電池を監視対象とする場合、２箇所に温度センサを配し、当該２つの温度センサの検出結果を各単位電池の温度として取得しても良い。つまり、第１の温度センサが検出する温度を、５個の単位電池それぞれの温度を示す情報として取得し、第２の温度センサが検出する温度を、他の５個の単位電池それぞれの温度を示す情報として取得しても良い。同様に３箇所以上に温度センサを配して各単位電池の温度を監視しても良いし、全ての単位電池に温度センサを配してそれぞれの温度を検出しても良い。このようにして検出された各単位電池の電圧、電流及び温度並びに当該単位電池の識別子を含む単位電池情報は、電池監視装置から状態算出装置へ送信され、個々の単位電池の状態が算出される。
【００１６】
本態様（３）にあっては、二次電池の適宜箇所に設けられた電流検出部から無線送信される電流の情報を取得することができる。従って、電池監視装置と、電流検出部とを接続する信号線が不要となる。
【００１７】
例えば、二次電池を構成する単位電池の個数が多く、複数の電池監視装置を設けるような場合、信号線の引き回し距離が長くなり、組み立て時の作業性の低下が問題となる。また、信号線が長くなると、ノイズに対する信頼性を確保するための技術開発が必要になる。
【００１８】
本態様によれば、電流の情報を送受信するための信号線を廃することによって、二次電池及び監視装置の組み立て作業を簡単化することができ、ノイズに対する信頼性を確保することができる。
（５）前記状態算出装置は、前記状態算出部にて算出された前記複数の単位電池それぞれの状態情報及び該単位電池の前記識別子を前記二次電池の充放電に係る制御を行う車載制御装置又は前記電池監視装置へ送信する状態情報送信部を備える構成が好ましい。
【００１９】
本態様によれば、状態算出装置は、受信した単位電池情報を受信し、当該単位電池情報に含まれる各単位電池の電圧、電流及び温度の情報に基づいて、個々の単位電池の状態を算出する。状態算出装置は、算出された各単位電池の状態を示す状態情報を車載制御装置又は電池監視装置へ送信する。
（６）前記車載制御装置は、車外の前記状態算出装置との間で無線通信を行う車外無線通信部を備え、前記電池監視装置は、前記車載制御装置を介して前記単位電池情報を前記状態算出装置へ送信する構成が好ましい。
【００２０】
本態様にあっては、各監視装置は車載制御装置を介して単位電池情報を状態算出装置へ送信することができる。従って、複数の単位電池を監視する複数の監視装置を備える場合であっても、複数の監視装置それぞれが状態算出装置と無線通信を行う必要は無い。
（７）前記電池監視装置は、前記複数の単位電池それぞれの前記単位電池情報を前記車載制御装置へ無線で送信し、前記車載制御装置を介して前記単位電池情報を前記状態算出装置へ送信する構成が好ましい。
【００２１】
本態様にあっては、電池監視装置は、二次電池を構成する各単位電池の電圧、電流等を示した単位電池情報を無線で送信することができる。従って、電池監視装置と、車載制御装置とを接続する通信線が不要となる。
【００２２】
例えば、二次電池を構成する単位電池の個数が多く、複数の電池監視装置を設けるような場合、通信線の引き回し距離が長くなり、組み立て時の作業性の低下が問題となる。また、通信線が長くなると、ノイズに対する信頼性を確保するための技術開発が必要になる。
【００２３】
本態様によれば、通信線を廃することによって、二次電池及び監視装置の組み立て作業を簡単化することができ、ノイズに対する信頼性を確保することができる。
（８）前記電池監視装置は、前記状態算出装置から送信された前記状態情報及び前記識別子を受信する状態情報受信部と、該状態情報受信部にて受信した前記状態情報と、該単位電池の前記識別子とを対応付けて記憶する電池状態記憶部とを備える構成が好ましい。
【００２４】
本態様にあっては、電池状態記憶部は、二次電池を構成する各単位電池の状態情報と、各単位電池の識別子とを対応付けて記憶する。従って、電池状態記憶部から状態情報及び識別子を読み出すだけで、二次電池を構成する各単位電池それぞれの状態を把握することができる。例えば、二次電池を単位電池に分解して個々の単位電池を再利用する場合、各単位電池の状態を把握する必要がある。この場合、電池監視装置の電池状態記憶部から状態情報及び識別子を読み出すだけで、作業者は個々の単位電池それぞれの電池状態を容易に把握することができる。個々の単位電池の状態を検査する必要が無く、効率的に単位電池を再利用することができる。
（９）前記電池状態記憶部が記憶する前記状態情報及び前記識別子を削除する削除処理部を備える構成が好ましい。
【００２５】
本態様にあっては、電池状態監視装置は、必要に応じて電池状態記憶部が記憶する状態情報及び識別子を削除することができる。例えば、電池交換により監視対象の単位電池が変更された場合、電池状態記憶部の情報を削除し、新たな監視対象である単位電池の状態情報及び識別子を電池状態記憶部に記憶させることができる。
（１０）前記状態情報算出部は、前記複数の単位電池それぞれの満充電容量、充電率、劣化度及び電池等価回路パラメータの少なくとも一つを算出する構成が好ましい。
【００２６】
本態様にあっては、個々の単位電池の満充電容量、充電率、劣化度、電池等価回路パラメータ等を把握することができる。各単位電池のこれらの状態を把握することによって、より適切に二次電池の充放電を制御することができる。
（１１）前記状態算出装置は、前記状態算出装置は、前記状態算出部にて算出された前記複数の単位電池それぞれの状態情報、又は前記複数の単位電池それぞれの前記状態情報に基づく前記二次電池の状態を示す情報をユーザ端末装置へ送信する構成が好ましい。
【００２７】
本態様にあっては、個々の単位電池の満充電容量、充電率、劣化度、電池等価回路パラメータ等の状態情報をユーザへ通知することができる。
［本願発明の実施形態の詳細］
本願発明の実施形態に係る電池監視方法、電池監視装置及び電池監視システムの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及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。
（実施形態１）
図１は本実施形態１に係る電池監視システムの構成例を示すブロック図である。本実施形態１に係る電池監視システムは、車両Ｃに搭載された二次電池１０を構成する複数の電池モジュール装置１と、電流検出装置２と、車載制御装置３と、車外に設置された単位電池状態算出装置４とを備える。二次電池１０は、例えば複数の単位電池１１ａを直列接続してなるリチウムイオン電池、ニッケル水素電池等である。なお、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池は二次電池１０の一例であり、その種類、出力電圧は特に限定されるものでは無い。
【００２８】
各電池モジュール装置１は、複数の単位電池１１ａを直列接続してなり、二次電池１０の一部を構成する電池モジュール１１と、電池モジュール１１の状態を監視する電池監視装置１２とを備える。電池監視装置１２は、監視対象である電池モジュール１１を構成する複数の単位電池１１ａそれぞれの電圧、電流及び温度を監視しており、検出された各単位電池１１ａの電圧、電流及び温度、並びに単位電池１１ａを識別するセルＩＤを含む単位電池情報を無線で車載制御装置３へ送信する。電池モジュール１１及び電池監視装置１２はユニット化されている（図８、図９参照）。二次電池１０は、複数の電池モジュール装置１の電池モジュール１１を直列接続することによって構成されている。例えば、二次電池１０は、１１個の単位電池１１ａからなる１０個の電池モジュール１１を直列接続することによって構成されている（図７参照）。当該二次電池１０は、１１×１０＝１１０個の単位電池１１ａで構成されることになる。
【００２９】
電流検出装置２は、二次電池１０に流れる充電電流、放電電流等の電流を検出する電流検出回路２１、電流検出用制御部２２及び電流情報送信部２３を備える。
【００３０】
電流検出回路２１は、例えば、二次電池１０の電流を検出するためのシャント抵抗を備える。シャント抵抗は、二次電池１０に直列接続されている。電流検出回路２１は、シャント抵抗の両端電圧を検出する。電流検出用制御部２２はシャント抵抗の両端電圧を電流に換算し、二次電池１０の電流を示す情報を、電流情報送信部２３にて複数の各電池監視装置１２へ無線送信する。電池モジュール１１ないし単位電池１１ａは直列接続されているため、二次電池１０の一端側で電流を検出することによって、各単位電池１１ａに流れる電流を間接的に検出することができる。
【００３１】
なお、シャント抵抗を備える構成は電流検出回路２１の一例であり、ホール素子を用いて電流を検出する等、公知の電流センサを用いることができる。
【００３２】
車載制御装置３は、車載機制御部３１、車載機無線通信部３２及び車外無線通信部３３を備える。
【００３３】
車載機無線通信部３２は、複数の電池モジュール装置１との間で、二次電池１０ないし単位電池１１ａの状態を監視するために必要な各種情報を送受信する通信回路である。
【００３４】
車外無線通信部３３は、単位電池状態算出装置４との間で、単位電池１１ａの状態を監視するために必要な各種情報を送受信する通信回路である。
【００３５】
車載機制御部３１は、車載機無線通信部３２を介して複数の電池モジュール装置１それぞれの電池監視装置１２との間で無線通信を行い、二次電池１０ないし単位電池１１ａの状態を監視する。具体的には、車載機無線通信部３２は、二次電池１０の状態を監視すべきタイミングを管理しており、所要のタイミングで、二次電池１０を構成する単位電池１１ａの単位電池情報を要求する要求情報を各電池モジュール１１へ送信する。そして、車載機制御部３１は、要求に応じて各電池モジュール１１から送信された単位電池情報を車載機無線通信部３２にて受信する。単位電池情報は、各単位電池１１ａの電圧、電流、温度及びセルＩＤを含む。
【００３６】
次いで、車載機制御部３１は、車外無線通信部３３を介して単位電池情報を単位電池状態算出装置４へ送信し、各単位電池１１ａの電池状態の算出処理、算出結果である電池状態情報を要求する。車載機制御部３１は、単位電池状態算出装置４にて算出された電池状態情報に基づいて二次電池１０ないし単位電池１１ａの状態を把握し、二次電池１０の充放電に係る制御を行う。例えば、車載機制御部３１は、単位電池１１ａが過放電及び過充電の状態にある場合、過電流の発生を検知した場合、充放電を停止させる処理を実行する。また、車載機制御部３１は、各単位電池１１ａの充電容量のバラツキの有無を判定し、セルバランスを確保する処理を実行する。例えば、車載機制御部３１は、単位電池１１ａ間で充電エネルギー移行を行い、又は単位電池１１ａの強制放電によりセルバランスを確保する。
【００３７】
図２は本実施形態１に係る電池監視装置１２の構成例を示すブロック図である。複数の電池モジュール装置１は、同様の構成であるため、一つの電池モジュール装置１の構成について説明する。
【００３８】
電池監視装置１２は、自装置全体の動作を制御するモジュール制御部１２ａ、セル電圧検出回路１２ｂ、温度検出回路１２ｃ、無線通信部１２ｄ、電池状態記憶部１２ｅ及び電源回路１２ｆを備える。
【００３９】
セル電圧検出回路１２ｂは、電池モジュール１１を構成する複数の単位電池１１ａそれぞれの電圧を検出し、各単位電池１１ａの電圧を示す情報をモジュール制御部１２ａへ出力する。例えば、電池モジュール１１が１１個の単位電池１１ａから構成されている場合、セル電池検出回路は、１１個の単位電池１１ａ全ての両端電圧を検出する。
【００４０】
温度検出回路１２ｃは、電池モジュール１１を構成する複数の単位電池１１ａそれぞれの温度を検出し、当該温度を示す情報をモジュール制御部１２ａへ出力する。温度検出回路１２ｃは、例えば、サーミスタを備える。温度検出回路１２ｃのサーミスタは、二次電池１０の所定箇所に配されている。温度検出回路１２ｃは、サーミスタの両端電圧を検出し、検出された両端電圧を温度に換算し、温度を示す情報をモジュール制御部１２ａへ出力する。なお、サーミスタを備える構成は温度検出回路１２ｃの一例であり、測温抵抗体、半導体温度センサ、熱電対等を用いて温度を検出する等、公知の温度センサを用いることができる。
【００４１】
また、温度センサは必ずしも全ての単位電池１１ａそれぞれに配する必要は無く、各単位電池１１ａの温度を検出することができるのであれば、一つの温度センサの検出値を、複数の単位電池１１ａそれぞれの温度を示す情報として取り扱っても良い。
【００４２】
無線通信部１２ｄは、電流検出装置２及び車載制御装置３との間で、二次電池１０ないし電池モジュール１１の監視に必要な各種情報を無線で送受信する通信回路である。
【００４３】
モジュール制御部１２ａは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read OnlyMemory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、計時部、入出力インタフェース等を有するマイクロコンピュータ、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等で構成されている。モジュール制御部１２ａの入出力インタフェースには、セル電圧検出回路１２ｂ、温度検出回路１２ｃ、無線通信部１２ｄ及び電池状態記憶部１２ｅに接続されている。モジュール制御部１２ａは、セル電圧検出回路１２ｂから出力される各単位電池１１ａの電圧を示す情報と、温度検出回路１２ｃから出力される温度を示す情報と、無線通信部１２ｄにて受信した二次電池１０ないし単位電池１１ａを流れる電流を示す情報とを取得する。そして、モジュール制御部１２ａは、取得した各単位電池１１ａの電圧、温度及び電流、並びに当該単位電池１１ａのセルＩＤを含む単位電池情報を、車載制御装置３を介して単位電池状態算出装置４へ無線送信する。
【００４４】
電池状態記憶部１２ｅは、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリである。電池状態記憶部１２ｅは、単位電池状態算出装置４にて算出された各単位電池１１ａの状態情報と、当該単位電池１１ａを識別するためのセルＩＤとを対応付けて記憶する。
【００４５】
電源回路１２ｆは、二次電池１０から供給される電力を、電池監視装置１２の駆動に適した電圧に変換し、電池監視装置１２の各構成部に給電する。
【００４６】
図３は本実施形態１に係るモジュール制御部１２ａの機能構成例を示すブロック図である。モジュール制御部１２ａは、装置全体を制御する制御部１２１、電圧取得部１２２、電流取得部１２３、温度取得部１２４及び通信処理部１２５を備える。
【００４７】
電圧取得部１２２は、セル電圧検出回路１２ｂから出力される電圧の情報を、複数の単位電池１１ａそれぞれの電極端子１１ｂ間（図８参照）の電圧として取得する。特に電圧取得部１２２は、図示しない車両Ｃの始動スイッチがオフの状態にあり、セルバランス等の充放電も行われていないときに単位電池１１ａの電極端子１１ｂ間の電圧を取得することによって、当該単位電池１１ａの開放電圧を取得することができる。車載制御装置３が二次電池１０の充放電を制御し、始動スイッチのオンオフ状態を監視している場合、電池監視装置１２は車載制御装置３と通信を行うことによって、始動スイッチのオンオフ状態等を認識することができる。
【００４８】
電流取得部１２３は、無線通信部１２ｄにて受信した二次電池１０の電流（充電電流及び放電電流）の情報を、単位電池１１ａの電流として取得する。
【００４９】
温度取得部１２４は、温度検出回路１２ｃから出力される温度の情報を、各単位電池１１ａの温度として取得する。
【００５０】
なお、電圧及び電流を取得するサンプリング周期は、制御部１２１が制御することができる。サンプリング周期は、例えば、１０ｍ秒とすることができるが、これに限定されるものではない。
【００５１】
通信処理部１２５は、車載機制御部３１との間で行う通信を制御し、車載制御装置３から送信される情報を取得する処理を実行する。モジュール制御部１２ａは、車載制御装置３と通信を行うことによって、車両Ｃの図示しない始動スイッチのオンオフ状態等を認識することができる。
【００５２】
また、モジュール制御部１２ａの処理に従って取得した各単位電池１１ａの電圧、電流、温度及びセルＩＤを含む単位電池情報に、自身の電池監視装置１２を識別するためのモジュールＩＤを付加して車載制御装置３へ送信する処理を実行する。
【００５３】
なお、電池モジュール１１の異常時、例えば過電流等の異常を車載制御装置３へ通知することによって、図示しない遮断リレーを開き、二次電池１０の充放電を停止させることができる。
【００５４】
車載制御装置３は、第１周期で定期的に電池監視装置１２に各単位電池１１ａの電圧、電流及び温度等の情報を要求し、電池監視装置１２は当該要求に応じて各単位電池１１ａの単位電池情報を車載制御装置３へ送信する。車載制御装置３は、複数の電池監視装置１２から収集した単位電池情報に、車載制御装置３を識別するための車載機ＩＤを付加して、第２周期で定期的に単位電池状態算出装置４へ送信する。
【００５５】
単位電池状態算出装置４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read OnlyMemory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、計時部、入出力インタフェース等を有するマイクロコンピュータ、単位電池１１ａの状態を検出する専用ＬＳＩ（Large-Scale Integration）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等で構成されている。単位電池状態算出装置４は、車載制御装置３から送信される単位電池情報を受信する。そして、単位電池状態算出装置４は、受信した単位電池情報に含まれる電圧、温度及び電流の情報に基づいて、各単位電池１１ａの状態を算出する。例えば、単位電池状態算出装置４は、各単位電池１１ａの満充電容量（FCC: Full Charge Capacity）、充電率（SOC: State of Charge）、劣化度（SOH: State of Health）及び電池等価回路パラメータを算出する。単位電池状態算出装置４は、算出された各単位電池１１ａの状態を示す状態情報を、車載制御装置３へ送信する。単位電池状態算出装置４の具体的な機能及び各種処理手順については後述する。
【００５６】
図４は本実施形態１に係る単位電池状態算出装置４の機能構成例を示すブロック図である。単位電池状態算出装置４は、装置全体を制御する演算部４１、通信処理部４２、記憶部４３、タイマ４４、電流積算部４５、充電率算出部４６、電池等価回路パラメータ算出部４７、満充電容量算出部４８及び劣化度算出部４９を備える。
【００５７】
通信処理部４２は、車載制御装置３との間で行う通信を制御し、車載制御装置３から送信される単位電池情報を取得する処理を実行する。当該単位電池情報には、モジュールＩＤ及び車載機ＩＤが付されているため、演算部４１は、どの車両Ｃに搭載された、どのモジュールの単位電池情報であるかを認識することができる。
【００５８】
また、通信処理部４２は、単位電池状態算出装置４にて算出して得た状態情報等を車載制御装置３へ送信する処理を実行する。
【００５９】
記憶部４３は、複数の単位電池１１ａの充電率を算出するための情報として、単位電池１１ａの開放電圧と、充電率との相関関係を記憶している。単位電池１１ａの開放電圧が大きい程、充電率が増加する傾向にある。なお、相関関係は、温度及び劣化度によって変化するため、複数の温度及び劣化度毎に相関関係を記憶しておくと良い。
【００６０】
また、記憶部４３は、単位電池１１ａの劣化度を算出するための情報として、複数の単位電池１１ａそれぞれの初期の満充電容量又は電池等価回路パラメータを記憶している。なお、単位電池１１ａの劣化度を算出するための情報として、内部抵抗の増加率と、劣化度に対応する放電容量比との関係を記憶しても良い。一般的に、内部抵抗増加率が大きくなる程、放電容量比が小さくなる。つまり、劣化度が大きくなる。
【００６１】
タイマ４４は計時結果を演算部４１へ出力する。タイマ４４は、各単位電池１１ａの状態情報を算出した日時を計時する。
【００６２】
電流積算部４５は、単位電池１１ａ毎に、当該単位電池１１ａから取得された電流を積算する。電流の積算値は、電流を時間で積分したものであり、充電量の変化分に相当する。電流の積算値は、充電の場合には正となり、放電の場合には負となる。ある期間における積算値は、当該期間における充電電流及び放電電流の値の大小に応じて、正又は負となり得る。積算を開始するタイミングは、二次電池１０又は電池監視装置１２自体の起動タイミングであり、電流積算部４５は、継続的に積算値を算出する。なお所定のタイミングで積算値をリセットするようにしてもよい。
【００６３】
充電率算出部４６は、各単位電池１１ａの開放電圧と、記憶部４３が記憶する開放電圧及び充電率の相関関係とに基づいて、各単位電池１１ａの充電率を算出する。また特定時点における充電率を基準として、電流積算部４５にて積算して得られた充電電流及び放電電流と、後述の満充電容量とに基づいて、充電率を算出しても良い。なお、充電が完了して二次電池１０が満充電の状態にあるときは、ＳＯＣｉｎ＝１００％としてもよい。
【００６４】
電池等価回路パラメータ算出部４７は、単位電池１１ａの等価回路モデルを表す抵抗及びコンデンサの値（以下、これらの抵抗及びコンデンサの値を内部パラメータ又は電池等価回路パラメータと呼ぶ）を算出する。
【００６５】
図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃは単位電池１１ａの等価回路モデルを示す説明図である。図５Ａは、本実施形態に係る単位電池１１ａの等価回路モデルである。この等価回路モデルは、ＯＣＶを起電力とする電圧源に、抵抗Ｒａと、抵抗Ｒｂ及びコンデンサＣｂの並列回路とを直列に接続した回路によって表される。抵抗Ｒａは、電解液抵抗に対応する。抵抗Ｒｂは電荷移動抵抗に対応し、コンデンサＣｂは電気二重層容量に対応する。抵抗Ｒａに電荷移動抵抗を含めることとし、抵抗Ｒｂが拡散抵抗に対応することにしてもよい。
【００６６】
単位電池１１ａの等価回路モデルは、図５Ａに示すものに限定されない。例えば、図５Ｂに示すように、抵抗Ｒ０に抵抗Ｒｊ及びコンデンサＣｊ（ｊ＝１，２，…，ｎ）の並列回路をｎ個直列接続した、無限級数の和による近似で表されるｎ次（ｎは自然数）のフォスタ型ＲＣ梯子回路であってもよいし、図５Ｃに示すように、一端同士が接続されたｎ個の抵抗Ｒｊ（ｊ＝１，２，…，ｎ）それぞれの他端が、直列接続されたｎ個のコンデンサＣｊの間に接続されたｎ次のカウエル型ＲＣ梯子回路であってもよい。
【００６７】
図５Ａに示す等価回路モデルの内部パラメータについて、以下の近似式（１）〜（４）が成立することが知られている（詳細については、「バッテリマネジメント工学」足立修一他著、東京電気大学出版、６．２．２章参照）。
ｕＬ（ｋ）＝ｂ０・ｉ（ｋ）＋ｂ１・ｉ（ｋ−１）−ａ１・ｕＬ（ｋ−１）
＋（１＋ａ１）・ＯＣＶ…（１）
ｂ０＝Ｒａ…（２）
ｂ１＝Ｔｓ・Ｒａ／（Ｒｂ・Ｃｂ）＋Ｔｓ／Ｃｂ−Ｒａ…（３）
ａ１＝Ｔｓ／（ＲｂＣｂ）−１…（４）
但し、
ｕＬ：取得した電圧
ｉ：取得した電流
Ｔｓ：取得する周期
上記の式（２）〜（４）から、内部パラメータであるＲａ、Ｒｂ及びＣｂを逆算すると、以下の式（５）〜（７）が成立する。
Ｒａ＝ｂ０…（５）
Ｒｂ＝（ｂ１−ａ１・ｂ０）／（１＋ａ１）…（６）
Ｃｂ＝Ｔｓ／（ｂ１−ａ１・ｂ０）…（７）
本実施形態では、逐次最小二乗法を式（１）に適用して係数ｂ０、ｂ１及びａ１を決定し、決定した係数を式（５）〜（７）に代入して内部パラメータＲａ、Ｒｂ及びＣｂを推定する。なお、各内部パラメータを一通り推定する間は、ＯＣＶが一定であるものとしている。温度取得部１２４で取得した温度に応じて、推定した内部パラメータを補正してもよい。
【００６８】
内部パラメータＲａ、Ｒｂ及びＣｂは、カルマンフィルタを用いて算出することも可能である。具体的には、単位電池１１ａに、端子電圧及び電流で表される入力信号を与えた場合の観測ベクトルと、単位電池１１ａの等価回路モデルに上記と同じ入力信号を与えた場合の状態ベクトルとを比較し、これらの誤差にカルマンゲインを掛けて等価回路モデルにフィードバックすることにより、両ベクトルの誤差が最小となるように等価回路モデルの修正を繰り返す。これにより、内部パラメータが推定される。
【００６９】
満充電容量算出部４８は、複数の単位電池１１ａそれぞれの単位満充電量を算出する。満充電容量を算出する際、充電率算出部４６は、二次電池１０の充放電動作に係る始動スイッチのオン時点から次のオン時点までの第１のトリップ期間内で当該始動スイッチがオフ状態である第１時点に電圧取得部１２２が取得した第１の開放電圧に基づいて第１充電率を算出する。トリップは、始動スイッチがオンした時点を始点とし、始動スイッチが一旦オフとなり次にオンした時点を終点とする期間を示す。電池監視装置１２の電圧取得部１２２は、第１時点において、各単位電池１１ａの第１の開放電圧を取得している。単位電池１１ａの予め定められた開放電圧と、充電率との相関関係に基づいて、開放電圧から充電率を算出することができる。
【００７０】
また、充電率算出部４６は、第１のトリップ期間の次のトリップ期間である第２のトリップ期間で始動スイッチがオフ状態である第２時点に電圧取得部１２２が取得した第２の開放電圧に基づいて第２充電率を算出する。第１充電率をＳＯＣ１とし、第２充電率をＳＯＣ２と表す。
【００７１】
電流積算部４５は、第１時点から第２時点までの間で電流取得部１２３が取得した充放電電流に基づいて二次電池１０の充放電量を算出する。第１時点から第２時点までの充放電量をΔＣと表す。
【００７２】
満充電容量算出部４８は、第１充電率ＳＯＣ１、第２充電率ＳＯＣ２及び充放電量ΔＣに基づいて複数の単位電池１１ａそれぞれの単位満充電容量を算出する。単位満充電容量をＦで表すと、単位満充電容量Ｆは、Ｆ＝ΔＣ／ΔＳＯＣ（ただし、ΔＳＯＣ＝ＳＯＣ２−ＳＯＣ１）という式で算出することができる。
【００７３】
劣化度算出部４９は、例えば、満充電容量算出部４８にて算出された単位電池１１ａの満充電容量と、記憶部４３が記憶する初期の満充電容量とを比較することによって、劣化度を算出する。現在の満充電容量をＦＣＣ、満充電容量の初期値ＦＣＣ＿０とすると、劣化度は下記式で表される。劣化度算出部４９は、複数の単位電池１１ａそれぞれの劣化度を算出する。
【００７４】
劣化度＝ＦＣＣ／ＦＣＣ＿０
また、劣化度算出部４９は、記憶部４３が記憶する各単位電池１１ａの内部抵抗増加率と放電容量比との相関関係と、電池等価回路パラメータ算出部４７にて算出される内部抵抗の増加率とに基づいて、単位電池１１ａの劣化度を算出しても良い。
【００７５】
更に、劣化度算出部４９は、記憶部４３が記憶する各単位電池１１ａの初期の電池等価パラメータと、現在の電池等価回路パラメータとを比較し、劣化度を算出しても良い。
【００７６】
このように単位電池状態算出装置４にて算出された充電率、電池等価回路パラメータ、満充電容量、劣化度等を含む各単位電池１１ａの状態情報は、通信処理部４２の処理によって、車載制御装置３へ無線送信される。
【００７７】
車載制御装置３は、単位電池状態算出装置４から送信された状態情報を受信し、受信した状態情報に基づいて充放電に係る処理を実行する。例えば、車載制御装置３は、各単位電池１１ａの状態情報に基づいて、過充電、過放電の有無を判定し、必要に応じて充放電を停止させる処理を実行する。また、各単位電池１１ａのセルバランスが崩れている場合、各単位電池１１ａの充放電を制御し、セルバランスを行う。
【００７８】
また、車載制御装置３は受信した各単位電池１１ａの状態情報を、各電池監視装置１２へ送信する。
【００７９】
各電池監視装置１２は、車載制御装置３から送信された状態情報を受信し、受信した状態情報を電池状態記憶部１２ｅに記憶させる。
【００８０】
図６は電池状態記憶部１２ｅが記憶する単位電池１１ａの状態情報の一例を示す概念図である。単位電池状態算出装置４の充電率算出部４６、電池等価回路パラメータ算出部４７、満充電容量算出部４８及び劣化度算出部４９が算出した各単位電池１１ａの充電率、電池等価回路パラメータ、満充電容量及び劣化度は、図６に示すように単位電池１１ａを識別するセルＩＤと、電池モジュール装置１を識別するモジュールＩＤと、各電池情報の算出日時を示す情報とを対応付けて電池状態記憶部１２ｅに記憶される。
【００８１】
図７は本実施形態１に係る電池モジュール装置１を直列接続してなる二次電池１０及び電池監視装置１２を示す斜視図、図８は本実施形態１に係る電池モジュール装置１の構成例を示す斜視図、図９は本実施形態１に係る電池モジュール装置１の構成例を示す平面図である。
【００８２】
複数の電池モジュール装置１は、図８に示すように全体として四角柱状をなし、略同形である。複数の電池モジュール装置１は、図７に示すように当該電池モジュール装置１の長手方向及び短手方向に並び配され、各電池モジュール１１は直列接続され、二次電池１０が構成されている。例えば、長手方向及び短手方向に２個×５個＝１０個の電池モジュール１１が並び配され、全体として方形板状をなしている。
【００８３】
電池モジュール１１を構成する複数の単位電池１１ａは板状をなし、各単位電池１１ａは厚み方向に積層配置されている。各単位電池１１ａは、一側面（図６及び図７中、上面）の両端部にそれぞれ一対の電極端子１１ｂを有し、各端の複数の電極端子１１ｂは積層方向に直線的に配列している。
【００８４】
積層配置された単位電池１１ａは保持部材１ａによって保持されている。保持部材１ａは、積層方向一端側に延長して略直方体部分が形成されており、当該略直方体部分の上記一面側（図８及び図９中、上面側）には、電池監視装置１２を支持するための支持板１２ｇが設けられている。
【００８５】
電池監視装置１２は、セル電圧検出回路１２ｂ、温度検出回路１２ｃ、モジュール制御部１２ａ、無線通信部１２ｄ、電池状態記憶部１２ｅ及び電源回路１２ｆが配された回路基板１２ｈを備える。回路基板１２ｈは、単位電池１１ａの電極端子１１ｂが配列している一側面に対して略平行的に支持板１２ｇに支持されている。回路基板１２ｈの適宜箇所、単位電池１１ａ側には接続端子１２ｉが設けられている。複数の単位電池１１ａの電極端子１１ｂは導線１２ｊによって接続端子１２ｉに接続されている。導線１２ｊは、積層方向に並ぶ電極端子１１ｂの配列に沿って配線され、一端は単位電池１１ａの一の電極端子１１ｂに接続され、他端は接続端子１２ｉに接続されている。セル電圧検出回路１２ｂは接続端子１２ｉに電気的に接続されており、各単位電池１１ａの電極端子１１ｂ間の電圧を検出するように構成されている。
【００８６】
図１０及び図１１は本実施形態１に係る単位電池１１ａの監視に係る処理手順を示すフローチャートである。
【００８７】
まず、図１０を参照し、各単位電池１１ａの電圧、電流及び温度の情報を収集する処理を説明する。車載制御装置３は、第１周期、例えば１０ｍ秒周期で以下の処理を実行する。車載制御装置３は、所定のタイミングで、単位電池１１ａの電圧、電流及び温度等の単位電池情報を要求するための要求情報を、電池監視装置１２へ無線送信する（ステップＳ１１）。車載制御装置３は、電池モジュール装置１毎に要求情報を送信する。
【００８８】
電池監視装置１２は、無線通信部１２ｄにて要求情報を受信する（ステップＳ１２）。要求情報を受信した電池監視装置１２は、電池モジュール１１を構成する各単位電池１１ａの電圧情報を取得し（ステップＳ１３）、温度情報を取得する（ステップＳ１４）。次いで、電池監視装置１２は、無線通信部１２ｄにて、電流の情報を要求する電流要求情報を電流検出装置２へ無線送信する（ステップＳ１５）。
【００８９】
電流検出装置２は、電池監視装置１２から送信された電流要求情報を受信する（ステップＳ１６）。電流要求情報を受信した電流検出装置２は、二次電池１０の電流を検出し（ステップＳ１７）、検出して得た電流情報を電池監視装置１２へ無線送信する（ステップＳ１８）。
【００９０】
電池監視装置１２は、電流検出装置２から送信された電流情報を無線通信部１２ｄを介して取得する（ステップＳ１９）。そして、電池監視装置１２は、取得した各単位電池１１ａの電極端子１１ｂ間の電圧、電流及び温度の情報を含む単位電池情報に当該単位電池１１ａのセルＩＤ及びモジュールＩＤを付加し、無線通信部１２ｄにて車載制御装置３へ無線送信する（ステップＳ２０）。
【００９１】
車載制御装置３は、電池監視装置１２から送信された単位電池情報を受信し（ステップＳ２１）、受信した単位電池情報を一時的に蓄積し（ステップＳ２２）、処理を終える。
【００９２】
次に、図１１を参照し、各単位電池１１ａの単位電池情報を単位電池状態算出装置４へ送信し、各単位電池１１ａの状態情報を算出させ取得する処理を説明する。車載制御装置３は、第２周期、例えば１分周期で以下の処理を実行する。車載制御装置３は、蓄積した単位電池情報を単位電池状態算出装置４へ無線送信する（ステップＳ３１）。
【００９３】
単位電池状態算出装置４は、単位電池情報を受信する（ステップＳ３２）。そして、単位電池状態算出装置４は、受信した単位電池情報に含まれる各単位電池１１ａの電極端子１１ｂ間の電圧、電流及び温度の情報に基づいて、電池状態を算出する（ステップＳ３３）。具体的には、単位電池状態算出装置４は、各単位電池１１ａの充電率、電池等価回路パラメータ、満充電容量、劣化度等を算出する。次いで、単位電池状態算出装置４は、算出して得た各単位電池１１ａの状態情報に、要求情報に付加されていた車載機ＩＤ、モジュールＩＤ及びセルＩＤを付加し、車載制御装置３へ無線送信する（ステップＳ３４）。
【００９４】
車載制御装置３は、単位電池状態算出装置４から送信された状態情報を受信し（ステップＳ３５）、受信した状態情報に基づいて充放電に係る処理を実行する（ステップＳ３６）。例えば、車載制御装置３は、各単位電池１１ａの状態情報に基づいて、過充電、過放電の有無を判定し、必要に応じて充放電を停止させる処理を実行する。また、各単位電池１１ａのセルバランスが崩れている場合、各単位電池１１ａの充放電を制御し、セルバランスを行う。
【００９５】
また、車載制御装置３は、受信した各単位電池１１ａの状態情報を、各モジュールＩＤに基づいて、対応する電池モジュール装置１の電池監視装置１２へ送信する（ステップＳ３７）。
【００９６】
電池監視装置１２は車載制御装置３から送信された状態情報を受信し（ステップＳ３８）、受信した状態情報を電池状態記憶部１２ｅに記憶する（ステップＳ３９）。
【００９７】
次に単位電池１１ａの再利用、電池モジュール１１の交換等を行う場合に実行される、単位電池１１ａの状態情報の出力処理、状態情報の消去処理を説明する。
【００９８】
図１２は電池状態情報の出力及び消去に係る処理手順を示すフローチャートである。電池監視装置１２は、情報出力命令を外部から受信したか否かを判定する（ステップＳ５１）。例えば、電池監視装置１２は、無線通信部１２ｄにて情報出力命令を受信する。なお、図示しない通信ポートを回路基板１２ｈに設け、当該通信ポートを介して情報出力命令を受信するように構成しても良い。情報出力命令は、電池モジュール１１を構成する各単位電池１１ａの状態情報の出力を指示する命令である。単位電池１１ａを再利用する際、作業者は情報出力命令を電池監視装置１２に与えることによって、単位電池１１ａそれぞれの状態情報を取得することができる。
【００９９】
情報出力命令を受信したと判定した場合（ステップＳ５１：ＹＥＳ）、電池監視装置１２は、各単位電池１１ａの状態情報を電池状態記憶部１２ｅから読み出し（ステップＳ５２）、読み出した各単位電池１１ａの状態情報を外部出力する（ステップＳ５３）。例えば、電池監視装置１２は、無線通信部１２ｄにて状態情報を外部へ無線送信する。情報出力命令と同様、状態情報を通信ポートを介して外部出力するように構成しても良い。状態情報は、各単位電池１１ａのセルＩＤに対応付けられているため、作業者は複数の単位電池１１ａそれぞれの状態を把握することができる。
【０１００】
情報出力命令を受信していないと判定した場合（ステップＳ５１：ＮＯ）、又はステップＳ５３の処理を終えた場合、電池監視装置１２は、消去命令を受信したか否かを判定する（ステップＳ５４）。消去命令は、電池モジュール１１を交換する際、電池状態記憶部１２ｅをリセットするときに作業者が電池監視装置１２に与える命令である。
【０１０１】
消去命令を受信していないと判定した場合（ステップＳ５４：ＮＯ）、電池監視装置１２は処理を終える。消去命令を受信したと判定した場合（ステップＳ５４：ＹＥＳ）、電池監視装置１２は、電池状態記憶部１２ｅが記憶する情報を消去し（ステップＳ５５）、消去が完了した旨を通知し（ステップＳ５６）、処理を終える。例えば、電池監視装置１２は、状態情報の消去を完了した旨を示す情報を、無線通信部１２ｄにて外部へ無線送信する。
【０１０２】
以上のように構成された電池監視装置１２、電池モジュール装置１及び電池監視システムによれば、組電池である二次電池１０を構成する個々の単位電池１１ａの状態を把握することができる。そして、車載制御装置３は、各単位電池１１ａの状態を把握しながら、二次電池１０の充放電を制御することができる。
【０１０３】
具体的には電池監視装置１２は、複数の単位電池１１ａそれぞれの電圧、電流及び温度を取得し、単位電池状態算出装置４が個々の単位電池１１ａの状態を算出する。そして単位電池状態算出装置４は、算出された各単位電池１１ａの状態を示す状態情報を車載制御装置３ないし電池監視装置１２へ送信する。車載制御装置３は、単位電池状態算出装置４にて算出された電池状態情報を受信することによって、各単位電池１１ａの状態を把握することができる。
【０１０４】
また、電池監視装置１２は、電流検出装置２との間で無線通信を行い、二次電池１０の電流情報を取得するため、ノイズに対する信頼性を確保することができる。また、電池モジュール装置１及び電池監視システムの組み立て性を向上させることができる。
【０１０５】
更に、複数の電池監視装置１２が取得した各単位電池１１ａの電圧、電流及び温度の情報は、車載制御装置３を介して単位電池状態算出装置４へ送信される。従って、各電池監視装置１２が単位電池状態算出装置４と無線通信を行う必要は無く、効率的に単位電池状態算出装置４へ単位電池情報を無線送信することができる。
【０１０６】
更にまた、電池監視装置１２は、車載制御装置３との間で無線通信を行い、各単位電池１１ａの状態を監視するために必要な情報を送受信する構成であるため、ノイズに対する信頼性を確保することができる。また、電池モジュール装置１及び電池監視システムの組み立て性を向上させることができる。
【０１０７】
更にまた、単位電池１１ａを再利用する際など、各単位電池１１ａの状態情報を電池監視装置１２から読み出すことができる。
【０１０８】
更に、外部から電池状態記憶部１２ｅを消去することができ、電池モジュール装置１を構成する電池モジュール１１のみを交換することができる。
【０１０９】
更にまた、単位電池状態算出装置４は、各単位電池１１ａの満充電容量、充電率、劣化度及び電池等価回路パラメータを算出し、車載制御装置３及び電池監視装置１２へ無線送信することができる。
【０１１０】
更にまた、電池監視装置１２及び車載制御装置３は、二次電池１０の一部を構成する電池モジュール１１単位で、当該電池モジュール１１を構成する単位電池１１ａの状態を把握することができる。
【０１１１】
更にまた、電池監視装置１２及び電池モジュール１１がユニット化されているため、二次電池１０を構成する一部の電池モジュール１１が不良になった場合、当該電池モジュール装置１のみを交換すれば、二次電池１０を再び使用することができる。二次電池１０丸ごと交換して修理する必要が無く、保守性に優れた二次電池１０ないし電池監視システムを構成することができる。
【０１１２】
更にまた、図８及び図９に示すように、電池モジュール１１及び監視装置をコンパクトに構成することができる。また、池監視装置は単位電池１１ａの積層方向一端側に配されているため、電池モジュール装置１の組み立ては容易であり、保守性にも優れている。電池モジュール１１及び電池監視装置１２のいずれかが不良になった場合、電池モジュール１１又は電池監視装置１２を容易に交換することができる。
【０１１３】
更にまた、電池監視装置１２と、各単位電池１１ａの電極端子１１ｂとを接続する導線１２ｊを最短化することができ、耐ノイズ性を確保することができる。
【０１１４】
なお、本実施形態では、電池モジュール装置１、電流検出装置２及び車載制御装置３が無線で情報を送受信する例を説明したが、有線通信で情報を送受信するように構成しても良い。
【０１１５】
また、複数の単位電池１１ａを直列接続して二次電池１０を構成する例を説明したが、複数の単位電池１１ａを直並列接続して二次電池１０を構成しても良い。
【０１１６】
更にまた、電池モジュール装置１と、電流検出装置２とを別の装置として説明したが、一の電池モジュール装置１に電流検出回路２１を設け、当該一の電池モジュール装置１が他の電池モジュール装置１へ二次電池１０の電流の情報を送信するように構成しても良い。
【０１１７】
更にまた、車載制御装置３が各電池モジュール装置１と直接的に情報を送受信する例を説明したが、状況に応じて、電池モジュール装置１同士でも無線通信を行い、車載制御装置３は、一の電池モジュール装置１を介して他の電池モジュール装置１と無線通信を行うようにしても良い。例えば、通信環境の悪化により、車載制御装置３が上記他の電池モジュール装置１の無線通信を行えなくなった場合、上記一の電池モジュール装置１を介して他の電池モジュール装置１と通信を行っても良い。電流情報についても同様である。
（変形例）
上記実施形態１では、単位電池状態算出装置４は、算出して得た各単位電池１１ａの単位電池情報を車載制御装置３ないし電池監視装置１２へ無線送信する例を説明したが、単位電池情報の送信先は必ずしも車両Ｃに搭載された上記装置に限定されるものでは無い。
【０１１８】
例えば、単位電池状態算出装置４は、車載制御装置３の車載機ＩＤと、当該車載制御装置３が搭載された車両Ｃのユーザのメールアドレスとを対応付けて記憶している。単位電池状態算出装置４は、車載機ＩＤが付加された単位電池情報に基づいて単位電池１１ａの電池状態情報を算出した場合、当該車載機ＩＤに対応付けられたメールアドレスを用いて、ユーザの端末装置へ電池状態情報を無線送信しても良い。
【０１１９】
また、単位電池状態算出装置４は、各単位電池１１ａの状態情報に基づく二次電池１０の状態を示す情報、例えば二次電池１０全体としての異常の有無を示す情報を生成し、当該情報をユーザの端末装置へ無線送信しても良い。
【０１２０】
変形例によれば、個々の単位電池１１ａの満充電容量、充電率、劣化度、電池等価回路パラメータ等の状態情報をユーザへ通知することができる。
【符号の説明】
【０１２１】
１  電池モジュール装置
１ａ  保持部材
２  電流検出装置
３  車載制御装置
４  単位電池状態算出装置
１０  二次電池
１１  電池モジュール
１１ａ  単位電池
１１ｂ  電極端子
１２  電池監視装置
１２ａ  モジュール制御部
１２ｂ  セル電圧検出回路
１２ｃ  温度検出回路
１２ｄ  無線通信部
１２ｅ  電池状態記憶部
１２ｆ  電源回路
１２ｇ  支持板
１２ｈ  回路基板
１２ｉ  接続端子
１２ｊ  導線
２１  電流検出回路
２２  電流検出用制御部
２３  電流情報送信部
３１  車載機制御部
３２  車載機無線通信部
３３  車外無線通信部
４１  演算部
４２  通信処理部
４３  記憶部
４４  タイマ
４５  電流積算部
４６  充電率算出部
４７  電池等価回路パラメータ算出部
４８  満充電容量算出部
４９  劣化度算出部
１２１  制御部
１２２  電圧取得部
１２３  電流取得部
１２４  温度取得部
１２５  通信処理部
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
2019187307.tif 000009
【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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【手続補正書】
【提出日】令和2年9月4日(2020.9.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
本態様にあっては、電池監視装置は、必要に応じて電池状態記憶部が記憶する状態情報及び識別子を削除することができる。例えば、電池交換により監視対象の単位電池が変更された場合、電池状態記憶部の情報を削除し、新たな監視対象である単位電池の状態情報及び識別子を電池状態記憶部に記憶させることができる。
（１０）前記状態算出部は、前記複数の単位電池それぞれの満充電容量、充電率、劣化度及び電池等価回路パラメータの少なくとも一つを算出する構成が好ましい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
更に、劣化度算出部４９は、記憶部４３が記憶する各単位電池１１ａの初期の電池等価回路パラメータと、現在の電池等価回路パラメータとを比較し、劣化度を算出しても良い。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８３】
電池モジュール１１を構成する複数の単位電池１１ａは板状をなし、各単位電池１１ａは厚み方向に積層配置されている。各単位電池１１ａは、一側面（図８及び図９中、上面）の両端部にそれぞれ一対の電極端子１１ｂを有し、各端の複数の電極端子１１ｂは積層方向に直線的に配列している。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された二次電池が有する複数の単位電池それぞれを監視する電池監視方法であって、
車両に設けられた電池監視装置は、
前記複数の単位電池それぞれの電圧を取得し、
前記二次電池の電流を取得し、
前記複数の単位電池それぞれの温度を取得し、
取得した電圧、電流及び温度並びに前記単位電池の識別子を含む単位電池情報を、前記複数の単位電池の状態をそれぞれ算出する車外の状態算出装置へ送信し、
前記状態算出装置は、
前記電池監視装置から送信された前記単位電池情報を受信し、
受信した前記単位電池情報に含まれる電圧、電流及び温度に基づいて、前記複数の単位電池の状態をそれぞれ算出する
電池監視方法。
【請求項２】
車両に搭載された二次電池が有する複数の単位電池それぞれを監視する電池監視装置であって、
前記複数の単位電池それぞれの電圧を取得する電圧取得部と、
前記二次電池の電流を取得する電流取得部と、
前記複数の単位電池それぞれの温度を取得する温度取得部と、
前記電圧取得部、前記電流取得部及び前記温度取得部が取得した電圧、電流及び温度並びに前記単位電池の識別子を含む単位電池情報を、前記複数の単位電池の状態をそれぞれ算出する状態算出装置へ送信する単位電池情報送信部と
を備える電池監視装置。
【請求項３】
前記電流取得部は、
前記二次電池に設けられた電流検出部から無線送信された電流の情報を受信することによって、前記二次電池の電流を取得する
請求項２に記載の電池監視装置。
【請求項４】
車両に搭載された前記二次電池が有する前記複数の単位電池それぞれを監視する請求項２又は請求項３に記載の前記電池監視装置と、
車外に設けられており、前記複数の単位電池の状態をそれぞれ算出する前記状態算出装置と
を備え、
前記状態算出装置は、
前記電池監視装置から送信された前記単位電池情報を受信する単位電池情報受信部と、
該単位電池情報受信部にて受信した前記単位電池情報に含まれる電圧、電流及び温度に基づいて、前記複数の単位電池の状態をそれぞれ算出する状態算出部と
を備える電池監視システム。
【請求項５】
前記状態算出装置は、
前記状態算出部にて算出された前記複数の単位電池それぞれの状態情報及び該単位電池の前記識別子を前記二次電池の充放電に係る制御を行う車載制御装置又は前記電池監視装置へ送信する状態情報送信部を備える
請求項４に記載の電池監視システム。
【請求項６】
前記車載制御装置は、
車外の前記状態算出装置との間で無線通信を行う車外無線通信部を備え、
前記電池監視装置は、
前記車載制御装置を介して前記単位電池情報を前記状態算出装置へ送信する
請求項５に記載の電池監視システム。
【請求項７】
前記電池監視装置は、
前記複数の単位電池それぞれの前記単位電池情報を前記車載制御装置へ無線で送信し、前記車載制御装置を介して前記単位電池情報を前記状態算出装置へ送信する
請求項６に記載の電池監視システム。
【請求項８】
前記電池監視装置は、
前記状態算出装置から送信された前記状態情報及び前記識別子を受信する状態情報受信部と、
該状態情報受信部にて受信した前記状態情報と、該単位電池の前記識別子とを対応付けて記憶する電池状態記憶部と
を備える請求項５〜請求項７までのいずれか一項に記載の電池監視システム。
【請求項９】
前記電池状態記憶部が記憶する前記状態情報及び前記識別子を削除する削除処理部を備える
請求項８に記載の電池監視システム。
【請求項１０】
前記状態算出部は、
前記複数の単位電池それぞれの満充電容量、充電率、劣化度及び電池等価回路パラメータの少なくとも一つを算出する
請求項４〜請求項９までのいずれか一項に記載の電池監視システム。
【請求項１１】
前記状態算出装置は、
前記状態算出部にて算出された前記複数の単位電池それぞれの状態情報、又は前記複数の単位電池それぞれの前記状態情報に基づく前記二次電池の状態を示す情報をユーザ端末装置へ送信する
請求項４〜請求項１０までのいずれか一項に記載の電池監視システム。
【国際調査報告】
2019187307.tif 000017
2019187307.tif 000018
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