CN108352582B - 电池模块以及蓄电池系统 - Google Patents

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Abstract

实施方式的电池模块的电池单格单元中，多个电池单格串联连接或者混联连接，单格监视单元进行电池单格单元的电池单格的温度和电压的监视。与该单格监视单元的监视并行地，n个系统(n：2以上的整数)的过温度和/或过电压检测部分别按照每个系统相独立地检测电池单格的过温度或过电压作为异常状态，并且相互通知检测结果，在从构成该电池模块的其他系统的过温度和/或过电压检测部通知了异常状态的检出的情况下，视为自己检测出异常状态而进行动作，因此，即使是构筑了大型蓄电池系统的情况下，也能更可靠地确保安全。

Description

电池模块以及蓄电池系统
技术领域
本发明的实施方式涉及一种电池模块以及蓄电池系统。
背景技术
近年，为了谋求节能而通过积蓄电力加以利用来提高利用效率的各种领域中，适用了大型蓄电池系统。
特别是在铁路等大批运输领域中节能效果也非常大，因此，期望适用更进一步的高压、高电力容量的大型蓄电池系统。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013－187159号公报
发明内容
发明所要解决的问题
另一方面，在高压、高电力容量的大型蓄电池系统中，从安全性观点出发，期望构筑装备有更进一步的故障保护(Fail-safe)机构的、可靠性高的系统。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种即使在构筑了大型蓄电池系统的情况下也能更可靠地确保安全的电池模块以及蓄电池系统。
用于解决问题的手段
实施方式的电池模块的电池单格单元中，多个电池单格串联连接或者混联连接，单格监视单元进行电池单格单元的电池单格的温度和电压的监视。
与此并行地，n个系统(n：2以上的整数)的过温度和/或过电压检测部分别按照每个系统相独立地检测电池单格的过温度或过电压作为异常状态，并且相互通知检测结果，在从构成该电池模块的其他系统的过温度和/或过电压检测部通知了异常状态的检测的情况下，视为自己检测出异常状态而进行动作。
附图说明
图1是实施方式的蓄电池系统的概要结构框图。
图2是电池模块的概要结构框图。
图3是第一过温度和/或过电压检测电路的概要结构框图。
图4是第一实施方式的安全监视电路的概要结构框图。
图5是安全监视单元的动作时序图。
图6是BMU的概要结构框图。
图7是第二实施方式的安全监视单元的概要结构框图。
图8是第一自诊断单元和第二自诊断单元的部分动作说明图。
图9是第三实施方式的安全监视单元的概要结构框图。
图10是第三实施方式的安全监视单元的动作时序图。
具体实施方式
下面，参照附图，对优选实施方式进行详细说明。
图1是实施方式的蓄电池系统的概要结构框图。
蓄电池系统10按大致划分具备：N个(N：2以上的整数)电池模块11－1～11－N；BMU(Battery Management Unit：电池管理单元)12，进行各电池模块11－1～11－N的管理；安全监视单元(SSU：Safety Supervisor Unit)13，基于与电池模块11－1～11－N之间的通信结果，进行蓄电池系统10的阻断处理；保险丝14，设置于高电位侧电流线LP上，在流过过电流时阻断电流通路；电流传感器15，设置于低电位侧电流线LN上，对输出电流进行检测；第一接触器(contactor)16，设置于高电位侧电流线LP上，具有常开触点(Normally open)；以及第二接触器(contactor)17，设置于低电位侧电流线LN上，具有常开触点。
在上述结构中，第一接触器16与高电位侧电源输出端子TP连接，第二接触器17与低电位侧电源输出端子TN连接。
下面，对电池模块11－1～11－N的结构进行说明。
电池模块11－1～11－N为相同结构，因此，以电池模块11－1为例进行说明。
图2是电池模块的概要结构框图。
电池模块11－1按大致划分具备：电池单格单元22，在高电位侧端子TP1和低电位侧端子TN1之间串联连接有m个(m：2以上的整数)电池单格21－1～21－m；以及CMU23，在BMU12的控制下进行电池单格单元22的监视，并将监视结果通知给BMU12。
CMU23按大致划分具备：CMU主体25；第一过温度和/或过电压检测电路26，对构成电池单格单元22的每个电池单格21－1～21－m检测过温度状态或者过电压状态；以及第二过温度和/或过电压检测电路27，是与第一过温度和/或过电压检测电路26相同的结构，与第一过温度和/或过电压检测电路26相独立地对构成电池单格单元22的每个电池单格21－1～21－m检测过温度状态或者过电压状态。
此外，CMU23具备第一动作状态信号输入端子LSi1、第一动作状态信号输出端子LSo1、第二动作状态信号输入端子LSi2、第二动作状态信号输出端子LSo2、CAN通信端子CAN以及电源端子CMUpower。
在上述结构中，所述第一过温度和/或过电压检测电路26和第二过温度和/或过电压检测电路27经由专用通信线相互交换过温度和/或过电压非检出信号SN，该过温度和/或过电压非检出信号SN是在未检测出过温度状态和过电压状态的任何状态的情况下输出的信号。
此外，全部电池单格单元22的第一过温度和/或过电压检测电路26、第二过温度和/或过电压检测电路27以及安全监视单元13形成2个系统的菊花链连接，该2个系统的菊花链连接是经由第一动作状态信号输入端子LSi1和第一动作状态信号输出端子LSo1的菊花链连接以及经由第二动作状态信号输入端子LSi2和第二动作状态信号输出端子LSo2的菊花链连接。即，第一动作状态信号输入端子LSi1和第一动作状态信号输出端子LSo1构成第一系统的菊花链连接，第二动作状态信号输入端子LSi2和第二动作状态信号输出端子LSo2构成第二系统的菊花链连接。
CMU主体25具备：模拟前端(AFE)31，通过软件控制进行每个电池单格21的电压、温度的计测；MPU33，经由模拟前端31和光电耦合器单元32进行绝缘通信；CAN驱动器34，用于在MPU33的控制下经由CAN通信端子CAN进行按照CAN(Controller Area Network：控制器局域网)通信标准的通信；以及多路转换器(切换器)35，对监视对象的温度传感器进行转换连接。
如上所述，第一过温度和/或过电压检测电路26和第二过温度和/或过电压检测电路27为同样的结构，因此，以第一过温度和/或过电压检测电路26为例进行说明。
图3是第一过温度和/或过电压检测电路的概要结构框图。
第一过温度和/或过电压检测电路26具备：单格过电压检测电路41，与电池单格21－1～21－m的正极端子和与该正极端子相对应的负极端子的各个端子连接，检测各电池单格21－1～21－m的电压，在正逻辑的情况下(以下同样)，在任何电池单格21－1～21－m中都未检测出过电压的过电压非检出时，输出成为“H”电平的过电压非检出信号；以及过温度检测电路42，在电池单格单元22中未检测出过温度的过温度非检出时，输出成为“H”电平的过温度非检出信号。
此外，第一过温度和/或过电压检测电路26具备：第一AND电路43，被输入过电压非检出信号和过温度非检出信号，取两个信号的“逻辑与”，在各电池单格21－1～21－m的电压正常且电池单格单元22的温度正常的情况下，向包括第二过温度和/或过电压检测电路27在内的各部输出“H”电平的过温度和/或过电压非检出信号；以及第一EX－NOR电路(Exclusive nor电路：“同”运算电路)44，取第一AND电路43的输出和第二过温度和/或过电压检测电路27所输出的过温度和/或过电压非检出信号的“逻辑异或”的否定，并加以输出。
此外，第一过温度和/或过电压检测电路26具备第一检波电路48和第二检波电路54，该第一检波电路48经由光电耦合器47进行检波，该第二检波电路54经由光电耦合器53进行检波，所述光电耦合器47具有：发光二极管45，在判定为在上游侧装置(其他电池模块或者监视装置)中动作状态正常的情况下，从第一动作状态信号输入端子LSi1被输入第一频率(在本实施方式中为10kHz)的矩形波，发光二极管45按照该矩形波的频率进行发光；和光电晶体管46，根据发光二极管45的发光而成为动作状态，所述光电耦合器53具有：发光二极管51，在判定为在上游侧装置中动作状态正常的情况下，从第二动作状态信号输入端子LSi2被输入第二频率(在本实施方式中为1kHz)的矩形波，发光二极管51按照该矩形波的频率进行发光；和光电晶体管52，根据发光二极管51的发光而成为动作状态。
在上述结构中，关于第一频率和第二频率，为了防止因感应干扰而误动作，期望设为普通交流电频率(例如，50Hz)的10倍以上，并且，为了能够使用未被设计用于高速通信中的通用的光电耦合器，抑制伴随着传输的噪声的辐射，期望设为100kHz以下。此外，从容易进行带通滤波器和检波电路的设计的观点出发，优选的是，所述第一动作信号的频率即第一频率和第二动作信号的频率即第二频率相差10倍以上。
此外，第一过温度和/或过电压检测电路26具备：第二EX－NOR电路55，取第一检波电路48的输出和第二检波电路54的输出的“逻辑异或”的否定，并加以输出；第二AND电路56，取第一EX－NOR电路44的输出和第二EX－NOR电路55的输出的“逻辑与”，并加以输出；第三AND电路57，取第二检波电路54的输出和第二AND电路56的输出的“逻辑与”，并加以输出；以及第四AND电路58，取第三AND电路57的输出和第一AND电路43的输出的“逻辑与”，并加以输出。
此外，第一过温度和/或过电压检测电路26具备：第五AND电路60，取第四AND电路58的输出和输出第一频率的振荡信号的振荡器59A所输出的规定频率(上述第一频率或第二频率)的输出的“逻辑与”，输出作为规定频率的矩形波的动作状态信号(第一动作状态信号ST1或第二动作状态信号ST2)；光电耦合器63，具有按照动作状态信号进行发光的发光二极管61和根据发光二极管61的发光而成为动作状态的光电晶体管62。在此，光电晶体管62的集电极端子与第一动作状态信号输出端子LSo1相连接。
再有，在第二过温度和/或过电压检测电路27中，取代振荡器59A而具备输出第二频率(小于第一频率)的振荡信号的振荡器59B，光电晶体管62的集电极端子与第二动作状态信号输出端子LSo2相连接。
[1]第一实施方式
图4是第一实施方式的安全监视单元的概要结构框图。
安全监视单元13具备：第一检波电路71，与第一信号输入端子LSi11连接并进行检波，该第一信号输入端子LSi11被输入具有第一频率(在本第一实施方式中为5kHz)的第一动作状态信号ST1，在第一动作状态信号ST1被输入的情况下，第一检波电路71输出“H”电平(高电平)的第一检波信号；第二检波电路72，与第二信号输入端子LSi12连接并进行检波，该第二信号输入端子LSi12被输入具有第二频率(在本第一实施方式中为500Hz)的第二动作状态信号ST2，在第二动作状态信号ST2被输入的情况下，第二检波电路72输出“H”电平的第二检波信号；电源监视电路73，在供给了电源的情况下，输出“H”电平的电源正常信号；以及第一AND电路74，在第一AND电路74的一个输入端子被输入第一检波信号，在另一个输入端子被输入电源正常信号，取两个信号的“逻辑与”而输出第一检波正常信号。
此外，安全监视单元13具备：第一EX－NOR电路75，在第一EX－NOR电路75的一个输入端子被输入第一检波信号，在另一个输入端子被输入第二检波信号，取两个信号的“逻辑异或”的否定，从而在两个输入信号一致的情况下输出“H”电平的第一一致信号；第二AND电路76，在第二AND电路76的一个端子被输入第一正常信号，在另一个端子被输入第一一致信号，取两个信号的“逻辑与”，并加以输出；以及第三AND电路77，在第三AND电路77的一个端子被输入第二AND电路76的输出信号，在另一个输入端子被输入后述的第二EX－NOR电路80的输出信号，取两个信号的“逻辑与”，并输出作为驱动信号。
此外，安全监视单元13具备：驱动电路78，具备在基极端子被输入驱动信号的NPN晶体管T1以及在基极端子上连接有NPN晶体管T1的集电极端子的PNP晶体管T2，在异常时使第一接触器16和第二接触器17成为阻断状态；第一输出状态检测电路79，在由于BMU12而第一接触器16和第二接触器17成为关闭状态(导通状态)的情况下，根据第一电压检测电阻R1的两端电压，检测流经第一接触器16和第二接触器17的驱动用线圈的电流，输出“H”电平的第一输出状态检测信号；以及第二EX－NOR电路80，在第二EX－NOR电路80的一个端子被输入驱动信号，在另一个端子被输入第一输出状态检测信号，在两个信号的电平一致的情况下，输出“H”电平的第一状态检测结果信号。
此外，安全监视单元13具备：第四AND电路81，在第四AND电路81的一个输入端子被输入第二检波信号，在另一个输入端子被输入电源正常信号，取两个信号的“逻辑与”，而输出第二检波正常信号；第三EX－NOR电路82，在第三EX－NOR电路82的一个输入端子被输入第一检波信号，在另一个输入端子被输入第二检波信号，取两个信号的“逻辑异或”的否定，从而在两个输入信号一致的情况下输出“H”电平的第三一致信号；第五AND电路83，在第五AND电路83的一个端子被输入第二检波正常信号，在另一个端子被输入第三一致信号，取两个信号的“逻辑与”，并加以输出；以及第六AND电路84，在第六AND电路84的一个端子被输入第五AND电路83的输出信号，在另一个输入端子被输入后述的第四EX－NOR电路87的输出信号，取两个信号的“逻辑与”，并输出作为第二驱动信号。
此外，安全监视单元13具备：第二驱动电路85，具备在基极端子被输入第二驱动信号的NPN晶体管T3，在异常时使第一接触器16和第二接触器17成为阻断状态；第二输出状态检测电路86，在由于BMU12而第一接触器16和第二接触器17成为关闭状态(导通状态)的情况下，根据第二电压检测电阻R2的两端电压，检测流经第一接触器16和第二接触器17的驱动用线圈的电流，并输出“H”电平的第二输出状态检测信号；以及第四EX－NOR电路87，在第四EX－NOR电路87的一个端子被输入第二驱动信号，在另一个端子被输入第二输出状态检测信号，在两个信号的电平一致的情况下，输出“H”电平的第二状态检测结果信号。
另外，安全监视单元13具备：第一振荡器88，输出第一频率(在本实施方式中为5kHz)的第一振荡信号；第七AND电路89，在第七AND电路89的一个输入端子被输入第一振荡信号，在另一个输入端子被输入电源正常信号，取两个信号的“逻辑与”，生成第一动作状态信号ST1，并经由第一动作状态信号输出端子LSo11进行输出；第二振荡器90，输出第二频率(在本实施方式中为500Hz)的第二振荡信号；以及第八AND电路91，在第八AND电路91的一个输入端子被输入第二振荡信号，在另一个输入端子被输入电源正常信号，取两个信号的“逻辑与”，生成第二动作状态信号ST2，并经由第二动作状态信号输出端子LSo12进行输出。
在此，对安全监视单元13的概要动作进行说明。
图5是安全监视单元的动作时序图。
在时刻t0向安全监视单元13供给了驱动用电源(SSUpower)时，进行后述的高电位侧继电器132和低电位侧继电器134的故障诊断(熔焊检测)，直至检测出对电池模块11－1～11－N的电源IGCT的供给。
并且，在时刻t1开始向第1个电池模块11－1供给第一动作状态信号ST1和第二动作状态信号ST2。
被提供给该第1个电池模块11－1的第一动作状态信号ST1和第二动作状态信号ST2，经由菊花链向电池模块11－2→电池模块11－3→……→电池模块11－N进行传输，在时刻t2再次被传输到安全监视单元13。
由此，被传输了第一动作状态信号ST1和第二动作状态信号ST2的安全监视单元13在时刻t3驱动高电位侧继电器132和低电位侧继电器134，使第一接触器16和第二接触器17成为关闭状态(close)而转变为电力供给状态。
并且，例如时刻t4～时刻t5的期间所示，在第一动作状态信号ST1或者第二动作状态信号ST2的某一方未被传输例如规定时间(例如1秒)以上的情况下，安全监视单元13视为动作异常状态而将第一接触器16和第二接触器17转变为打开状态(open)，从而转变为电力非供给状态。
之后，在如时刻t6所示地停止了驱动用电源(SSUpower)的供给的情况下，安全监视单元13被复位，并再次在时刻t7开始向第1个电池模块11－1供给第一动作状态信号ST1和第二动作状态信号ST2，并在时刻t8再次向安全监视单元13传输了第一动作状态信号ST1和第二动作状态信号ST2，以后重复进行同样的处理。
图6是BMU的概要结构框图。
BMU12具备：MPU101’，与供第一动作状态信号ST1输入的第一信号输入端子LSi21和供第二动作状态信号ST2输入的第二信号输入端子LSi22连接，对BMU12整体进行控制；第一CAN驱动器102’，与搭载有该蓄电池系统10的列车的机车控制装置之间进行按照CAN标准的通信；以及第一高侧开关103’，在MPU101’的控制下进行动作，经由高电位侧驱动端子DRSP供给用于使第一接触器16成为关闭状态(导通状态)的电源。
此外，BMU12具备：第二高侧开关104’，在MPU101’的控制下进行动作，经由低电位侧驱动端子DRSN供给用于使第二接触器17成为关闭状态(导通状态)的电源；第二CAN驱动器105’，与构成各电池模块11－1～11－N的CMU之间，经由CAN外部通信端子CANEX进行按照CAN标准的通信；以及第三高侧开关106’，在MPU101’的控制下进行动作，用于经由CMU电源供给端子CMUPower1向构成各电池模块11－1～11－N的CMU23供给动作用电源。
下面，对第一实施方式的动作进行说明。
(1)正常时的动作
首先，对最初蓄电池系统10的各部全部正常的情况下的动作进行说明。
BMU12的MPU101’在经由第一CAN驱动器102’而被指示电力供给时，控制第三高侧开关106’，向构成各电池模块11－1～11－N的CMU23供给动作用电源。
由此，构成各电池模块11－1～11－N的CMU主体25、第一过温度和/或过电压检测电路26以及第二过温度和/或过电压检测电路27成为动作状态。
在此，第一过温度和/或过电压检测电路26的单格过电压检测电路41与电池单格21－1～21－m的正极端子和与该正极端子相对应的负极端子的各个端子连接，检测各电池单格21－1～21－m的电压，由于是过电压非检出时，因此向第一AND电路43输出成为“H”电平的过电压非检出信号。
另一方面，由于在电池单格单元22中是未检测出过温度的过温度非检出时，因此，过温度检测电路42向第一AND电路43输出成为“H”电平的过温度非检出信号。
其结果，第一AND电路43取过电压非检出信号和过温度非检出信号的“逻辑与”，并将“H”电平的过温度和/或过电压非检出信号输出到包括第二过温度和/或过电压检测电路27和第四AND电路58的一个端子在内的各部。
并且，第一EX－NOR电路44取第一AND电路43的输出和第二过温度和/或过电压检测电路27所输出的过温度和/或过电压非检出信号的“逻辑异或”的否定，在这时，由于输入都是“H”电平，因此输出成为“H”电平，并被输入到第二AND电路的一个输入端子。
与此并行地，安全监视单元13的第一振荡器88向第七AND电路89的一个输入端子输出第一频率(在本实施方式中为5kHz)的第一振荡信号。
并且，第七AND电路89在另一个输入端子被输入“H”电平的电源正常信号，取两个信号的“逻辑与”，生成具有第一频率的第一动作状态信号ST1(在本实施方式的情况下为5kHz的矩形波)，并经由第一动作状态信号输出端子LSo11输出到构成各电池模块的第一过温度和/或过电压检测电路26和第二过温度和/或过电压检测电路27。
此外，安全监视单元13的第二振荡器90向第八AND电路91的一个输入端子输出第二频率(在本实施方式中为500Hz)的第二振荡信号。
并且，第八AND电路91在另一个输入端子被输入“H”电平的电源正常信号，取两个信号的“逻辑与”，生成第二动作状态信号ST2(在本实施方式的情况下为500Hz的矩形波)，并经由第二动作状态信号输出端子LSo12输出到构成各电池模块11－1～11－N的第一过温度和/或过电压检测电路26和第二过温度和/或过电压检测电路27。
由此，第一过温度和/或过电压检测电路26的发光二极管45被输入第一动作状态信号ST1(在本实施方式的情况下为5kHz的矩形波)，按照该第一动作状态信号ST1的频率进行发光。
由此，在光电晶体管46流过与第一动作状态信号ST1的波形相对应的电流。
并且，第一检波电路48执行检波而进行第一动作状态信号ST1的提取处理，在提取出第一动作状态信号ST1的情况下，将该输出作为“H”电平而输出到第二EX－NOR电路55的一个输入端子。
同样地，第一过温度和/或过电压检测电路26的发光二极管51被输入第二动作状态信号ST2(在本实施方式的情况下为500Hz的矩形波)，按照该第二动作状态信号ST2的频率进行发光。
由此，在光电晶体管52流过与第二动作状态信号ST2的波形相对应的电流。
并且，第二检波电路54执行检波而进行第二动作状态信号ST2的提取处理，在提取出第二动作状态信号ST2的情况下，将该输出作为“H”电平输出到第二EX－NOR电路55的另一个输入端子。
该情况下，由于第二EX－NOR电路55的两个输入与“H”电平一致，因此，第二EX－NOR电路55将“H”电平信号输入到第二AND电路56的另一个输入端子。
其结果，第二AND电路56的输出成为“H”电平，被输入到第三AND电路57的另一个输入端子。
由此，第三AND电路57取第二检波电路54的输出和第二AND电路56的输出的“逻辑与”，向第四AND电路58的一个端子输出“H”电平信号。
由于第四AND电路58的两个输入端子分别被输入“H”电平信号，因此，第四AND电路58的输出也成为“1”电平，并被输入到第五AND电路60的一个输入端子。
与此并行地，振荡器64A向第五AND电路60的另一个输入端子输出第一频率(在本实施方式中为5kHz)的振荡信号。
其结果，第五AND电路60向光电耦合器63的发光二极管61输出具有第一频率的矩形波、即第一动作状态信号ST1。
在接受了发光二极管61所输出的光时，光电晶体管按照具有第一频率的矩形波，向连接在菊花链下游侧的电池模块(该情况下为电池模块11－2)的端子输出并传输具有第一频率的第一动作状态信号ST1。
即，通过由电池模块11－1的第一过温度和/或过电压检测电路26输出具有第一频率的第一动作状态信号ST1，能够向连接在菊花链下游侧的设备(该情况下为电池模块11－2)通知：针对电池模块11－2，该第一过温度和/或过电压检测电路26为过温度和/或过电压非检出状态的意思、成对的第二过温度和/或过电压检测电路27也为过温度和/或过电压非检出状态的意思、以及连接在菊花链上游侧的设备(该情况下为安全监视单元13)也为过温度和/或过电压非检出状态的意思。
同样地，通过由电池模块11－1的第二过温度和/或过电压检测电路27也输出具有第二频率(在本实施方式中为500Hz)的第二动作状态信号ST2，针对电池模块11－2，该该第二过温度和/或过电压检测电路27能够向连接在菊花链下游侧的设备(该情况下为电池模块11－2)通知是过温度和/或过电压非检出状态的意思、成对的第一过温度和/或过电压检测电路26也为过温度和/或过电压非检出状态的意思、以及连接在菊花链上游侧的设备(该情况下为安全监视单元13)也为过温度和/或过电压非检出状态的意思。
并且，电池模块11－2～电池模块11－N的第一过温度和/或过电压检测电路26和第二过温度和/或过电压检测电路27进行同样的动作，由此，电池模块11－N的第一过温度和/或过电压检测电路26和第二过温度和/或过电压检测电路27能够向连接在菊花链下游侧的安全监视单元13和正在通过从菊花链分支出的监视通信路径SP进行监视(即，在实际效果上未参与经由菊花链的通信)的BMU12通知自己和成对的过温度和/或过电压检测电路为过温度和/或过电压非检出状态的意思、以及连接在菊花链上游侧的全部电池模块11－1～11－(N－1)也为过温度和/或过电压非检出状态的意思。
并且，安全监视单元13的第一检波电路71连接到供具有第一频率(在本实施方式中为5kHz)的第一动作状态信号ST1输入的第一信号输入端子上进行检波，由于被输入第一动作状态信号ST1，因此，向第一AND电路74、第一EX－NOR电路75和第三EX－NOR电路82的一个输入端子分别输出“H”电平的第一检波信号。
同样地，第二检波电路72连接到供具有第二频率(在本实施方式中为500Hz)的第二动作状态信号ST2输入的第二信号输入端子上进行检波，由于被输入第二动作状态信号ST2，因此，向第一EX－NOR电路75、第四AND电路81和第三EX－NOR电路82分别输出“H”电平的第二检波信号。
在上述状态中，第一AND电路74取所输入的两个信号(分别为“H”电平)的“逻辑与”，并向第二AND电路76的一个输入端子输出“H”电平的第一检波正常信号。
此外，第一EX－NOR电路75取所输入的两个信号(分别为“H”电平)的“逻辑异或”的否定，即、两个输入信号一致，因此，向第二AND电路76的另一个输入端子输出“H”电平的第一一致信号。
由此，第二AND电路76取所输入的两个信号(分别为“H”电平)的“逻辑与”，并向第三AND电路77的一个输入端子输出“H”电平的输出信号。
但是，在初始状态中，第三AND电路77的输出信号为“L”电平(低电平)，PNP晶体管T2实际效果是截止状态，因此，第一输出状态检测电路79的第一输出状态检测信号为“L”电平，从而，由于两个信号的电平一致，因此，第二EX－NOR电路80向第三AND电路77的另一个端子输出“H”电平的第一状态检测结果信号。
该结果，第三AND电路77的两个输入信号成为“H”电平，第三AND电路77向构成驱动电路78的NPN晶体管T1的基极端子输出“H”电平的输出信号作为驱动信号。
其结果，构成驱动电路78的NPN晶体管T1成为导通状态，与此相伴，PNP晶体管T2也成为导通状态。
另一方面，第四AND电路81取所输入的两个信号(分别为“H”电平)的“逻辑与”，并向第五AND电路83的一个输入端子输出“H”电平的第二检波正常信号。
此外，第三EX－NOR电路82取所输入的两个信号(分别为“H”电平)的“逻辑异或”的否定，即、两个输入信号一致，因此，向第五AND电路83的另一个输入端子输出“H”电平的第二一致信号。
由此，第五AND电路83取所输入的两个信号(分别为“H”电平)的“逻辑与”，并向第六AND电路84的一个输入端子输出“H”电平的输出信号。
但是，在初始状态中，第六AND电路84的输出信号为“L”电平，NPN晶体管T3实际效果是截止状态，因此，第二输出状态检测电路86的第二输出状态检测信号为“L”电平，从而，由于两个信号的电平一致，因此，第四EX－NOR电路87向第六AND电路84的另一个端子输出“H”电平的第二状态检测结果信号。
该结果，第六AND电路84的两个输入信号成为“H”电平，第六AND电路84向构成驱动电路85的NPN晶体管T3的基极端子输出“H”电平的输出信号作为驱动信号，NPN晶体管T3成为导通状态。
其结果，构成驱动电路78的NPN晶体管T1、PNP晶体管T2和构成驱动电路85的NPN晶体管T3全部成为导通状态，因此，电流经由PNP晶体管T2的发射极端子、集电极端子、第一电压检测电阻R1、NPN晶体管T3的集电极端子、发射极端子以及第二电压检测电阻R2流入到接地G，设置于高电位侧电流线LP上的第一接触器16和设置于低电位侧电流线LN上的第二接触器17成为关闭状态(导通状态)，形成为可从构成电池模块11－1～11－N的电池单格单元对负载供给电力的状态。
由以上说明可知，在判断为构成各电池模块11－1～11－N的第一过温度和/或过电压检测电路26、第二过温度和/或过电压检测电路27以及CMU主体全部正常的情况下，形成为可从构成电池模块11－1～11－N的电池单格单元对负载供给电力的状态。
(2)异常时的动作
(2.1)在某个电池模块中正确地检测出异常的情况
下面，对构成电池模块11－1～11－N的全部第一过温度和/或过电压检测电路26和第二过温度和/或过电压检测电路27中的任一组第一过温度和/或过电压检测电路26和第二过温度和/或过电压检测电路27正确地检测出异常的情况下的动作进行说明。
在以下说明中，为了容易进行说明，对构成电池模块11－1的第一过温度和/或过电压检测电路26和第二过温度和/或过电压检测电路27正确地检测出了异常(过电压)的情况进行说明。
首先，在经由第一CAN驱动器102’被指示电力供给时，BMU12的MPU101’控制第三高侧开关106’，向构成各电池模块11－1～11－N的CMU23供给动作用电源。
由此，构成各电池模块11－1～11－N的CMU主体25、第一过温度和/或过电压检测电路26以及第二过温度和/或过电压检测电路27成为动作状态。
在此，第一过温度和/或过电压检测电路26的单格过电压检测电路41与电池单格21－1～21－m的正极端子和与该正极端子相对应的负极端子的各个端子连接，检测各电池单格21－1～21－m的电压，在某个电池单格21－X(X：1～m)中检测出过电压时，向第一AND电路43输出成为“L”电平的过电压非检出信号。
另一方面，由于是电池单格单元22中未检测出过温度的过温度非检出时，因此，过温度检测电路42向第一AND电路43输出成为“H”电平的过温度非检出信号。
其结果，第一AND电路43取过电压非检出信号和过温度非检出信号的“逻辑与”，将“L”电平的过温度和/或过电压非检出信号输出到包括第二过温度和/或过电压检测电路27和第四AND电路58的一个端子在内的各部。
并且，第一EX－NOR电路44取第一AND电路43的输出和第二过温度和/或过电压检测电路27所输出的过温度和/或过电压非检出信号的“逻辑异或”的否定，在这时，输入的一方是“L”电平，另一方是“L”电平，因此输出成为“L”电平，并被输入到第二AND电路56的一个输入端子。
与此并行地，安全监视单元13的第一振荡器88向第七AND电路89的一个输入端子输出第一频率(在本实施方式中为5kHz)的第一振荡信号。
并且，第七AND电路89在另一个输入端子被输入“H”电平的电源正常信号，取两个信号的“逻辑与”，生成具有第一频率的第一动作状态信号ST1(在本实施方式的情况下为5kHz的矩形波)，并经由第一动作状态信号输出端子LSo11向构成各电池模块11－1～11－N的第一过温度和/或过电压检测电路26和第二过温度和/或过电压检测电路27进行输出。
此外，安全监视单元13的第二振荡器90向第八AND电路91的一个输入端子输出第二频率(在本实施方式中为500Hz)的第二振荡信号。
并且，第八AND电路91在另一个输入端子被输入“H”电平的电源正常信号，取两个信号的“逻辑与”，生成第二动作状态信号ST2(在本第一实施方式的情况下为500Hz的矩形波)，并经由第二动作状态信号输出端子LSo12向构成各电池模块11－1～11－N的第一过温度和/或过电压检测电路26和第二过温度和/或过电压检测电路27进行输出。
由此，第一过温度和/或过电压检测电路26的发光二极管45被输入第一动作状态信号ST1(在本第一实施方式的情况下为5kHz的矩形波)，按照该第一动作状态信号ST1的频率进行发光。
由此，在光电晶体管46上流过与第一动作状态信号ST1的波形相对应的电流。
并且，第一检波电路48执行检波而进行第一动作状态信号ST1的提取处理，在提取出第一动作状态信号ST1的情况下，将其输出作为“H”电平而输出到第二EX－NOR电路55的一个输入端子。
同样地，第一过温度和/或过电压检测电路26的发光二极管51被输入第二动作状态信号ST2(在本实施方式的情况下为500Hz的矩形波)，按照该第二动作状态信号ST2的频率进行发光。
由此，在光电晶体管52上流过与第二动作状态信号ST2的波形相对应的电流。
并且，第二检波电路54执行检波而进行第二动作状态信号ST2的提取处理，在提取出第二动作状态信号ST2的情况下，将其输出作为“H”电平而输出到第二EX－NOR电路55的另一个输入端子。
该情况下，由于第二EX－NOR电路55的两个输入与“H”电平一致，因此，第二EX－NOR电路55将“H”电平信号输入到第二AND电路56的另一个输入端子。
如上所述，由于第一EX－NOR电路44的输出为“L”电平，第二EX－NOR电路55的输出为“H”电平，因此，第二AND电路56的输出成为“L”电平，并被输入到第三AND电路57的一个输入端子。
由此，第三AND电路57取第二检波电路54的输出＝“H”电平和第二AND电路56的输出＝“L”电平的“逻辑与”，并向第四AND电路58的一个端子输出“L”电平的信号。
从而，第四AND电路58的一个输入端子被输入“L”电平，另一个输入端子被输入“H”电平的信号，因此，第四AND电路58的输出也成为“L”电平，并被输入到第五AND电路60的一个输入端子。
与此并行地，振荡器64A向第五AND电路60的另一个输入端子输出第一频率(在本实施方式中为5kHz)的振荡信号。
其结果，第五AND电路60向光电耦合器63的发光二极管61输出“L”电平的第一动作状态信号ST1。
从而，发光二极管61不发光，光电晶体管62的输出也仍为“L”电平，向连接在菊花链下游侧的电池模块(该情况下为电池模块11－2)的端子输出并传输“L”电平的第一动作状态信号ST1。
即，电池模块11－1的第一过温度和/或过电压检测电路26通过输出“L”电平(＝频率无限大)的第一动作状态信号ST1，能够向连接在菊花链下游侧的设备(该情况下为电池模块11－2)通知：针对电池模块11－2，该第一过温度和/或过电压检测电路26为过温度和/或过电压检出状态(正确来说是过温度检出状态)的意思。
同样地，电池模块11－1的第二过温度和/或过电压检测电路27也通过输出“L”电平(＝频率无限大)的第一动作状态信号ST1，能够向连接在菊花链下游侧的设备(该情况下为电池模块11－2)通知：针对电池模块11－2，该第一过温度和/或过电压检测电路26为过温度和/或过电压检出状态(正确来说是过温度检出状态)的意思。
其结果，在电池模块11－2～电池模块11－N的第一过温度和/或过电压检测电路26和第二过温度和/或过电压检测电路27中，从上游侧的电池模块向第一EX－NOR电路44的一个输入端子输入了“L”电平的输出信号，因此，即使在单格过电压检测电路41和过温度检测电路42两者都输出了“H”电平信号而被视为没有异常的情况下，第一EX－NOR电路44也会输出“L”电平的输出信号。
从而，通过电池模块11－2～电池模块11－N的第一过温度和/或过电压检测电路26输出“L”电平(＝频率无限大)的第一动作状态信号ST1，会向连接在菊花链下游侧的设备(该情况下为电池模块11－3～11－N和安全监视单元13)通知过温度和/或过电压检出状态(正确来说是过温度检出状态)的意思，也通知给正在通过从菊花链分支出的监视通信路径SP进行监视(即，在实际效果上未参与经由菊花链的通信)的BMU12。
与此相伴，安全监视单元13的第一检波电路71和第二检波电路72都会输出“L”电平的检波信号，因此，第一AND电路74、第二AND电路76、第三AND电路77、第四AND电路81、第五AND电路83和第六AND电路84的输出全部成为“L”电平。
其结果，构成驱动电路78的NPN晶体管T1、PNP晶体管T2和构成驱动电路85的NPN晶体管T3全部成为截止状态，因此，设置于高电位侧电流线LP上的第一接触器16和设置于低电位侧电流线LN上的第二接触器17成为打开状态(截止状态)，阻断从构成电池模块11－1～11－N的电池单格单元22对负载的电力供给。
从以上说明可知，在构成电池模块11－1的第一过温度和/或过电压检测电路26和第二过温度和/或过电压检测电路27检测出了异常的情况下，与最终全部电池模块11－1～11－N检测出了异常的状态同样，成为将从构成电池模块11－1～11－N的电池单格单元22对负载的电力供给全部可靠地阻断的状态，能可靠地进行安全确保。
(2.2)某个电池模块的一个过温度和/或过电压检测电路变得无法正常动作的情况
下面，说明在电池模块11－1～11－N中的某个电池模块11－x中构成该电池模块11－x的第一过温度和/或过电压检测电路26和第二过温度和/或过电压检测电路27中的某一方变得无法正常动作的情况下的动作。
在以下说明中为了容易进行说明，对构成电池模块11－1的第一过温度和/或过电压检测电路26和第二过温度和/或过电压检测电路27中的第一过温度和/或过电压检测电路26变得无法正常动作的情况进行说明。
更具体地说，假设第一过温度和/或过电压检测电路26总是成为过温度和/或过电压非检出状态。
首先，BMU12的MPU101’在经由第一CAN驱动器102’被指示电力供给时，控制第三高侧开关106’，向构成各电池模块11－1～11－N的CMU23供给动作用电源。
由此，构成各电池模块11－1～11－N的CMU主体25、第一过温度和/或过电压检测电路26和第二过温度和/或过电压检测电路27成为动作状态。
由此，无论电池单格单元为正常或者异常的哪种，在电池模块11－1中变得无法正常动作的第一过温度和/或过电压检测电路26都会常时输出具有第一频率的第一动作状态信号ST1。
相对于此，在电池模块11－1的第二过温度和/或过电压检测电路27检测出异常时，由于第一EX－NOR电路44的输出不一致，输出“L”电平(＝频率无限大)的第一动作状态信号ST1，由此，向连接在菊花链下游侧的设备(该情况下为电池模块11－2)通知：针对电池模块11－2，该第一过温度和/或过电压检测电路26为过温度和/或过电压检出状态(正确来说是过温度检出状态)的意思。
从而，通过由电池模块11－1的第二过温度和/或过电压检测电路27输出“L”电平(＝频率无限大)的第二动作状态信号ST2，能够对连接在菊花链下游侧的设备、即其他全部的电池模块11－2～11－N和安全监视单元通知过温度和/或过电压检出状态(正确来说是过温度检出状态)的意思，与最终全部电池模块11－1～11－N检测出了异常的状态同样，成为将从构成电池模块11－1～11－N的电池单格单元22对负载的电力供给全部可靠地阻断的状态，能够可靠地进行安全确保。
[2]第二实施方式
本第二实施方式与第一实施方式的不同点在于，安全监视单元具备自诊断功能。
图7是第二实施方式的安全监视单元的概要结构框图。
安全监视单元100具备：第一光电耦合器103，具备阳极被连接在第一高电位侧信号输入端子TP1上的发光二极管101和接受发光二极管101射出的光的光电晶体管102；以及第二光电耦合器106，具备阳极被连接在第二高电位侧信号输入端子TP2上的发光二极管104和接受发光二极管104射出的光的光电晶体管105。
此外，安全监视单元100具备：第三光电耦合器109，具备阴极被连接在第二低电位侧信号输入端子TN2上且阳极与发光二极管104的阴极连接的发光二极管107、以及接受发光二极管107射出的光的光电晶体管108；以及第四光电耦合器112，具备阴极被连接在第一低电位侧信号输入端子TN1上且阳极与发光二极管101的阴极连接的发光二极管110、以及接受发光二极管110射出的光的光电晶体管111。
此外，安全监视单元100具备：带通滤波器(BPF)115，被连接在第一光电耦合器103的光电晶体管102的集电极端子上，将第一频率(在本第二实施方式中也是5kHz)的频带作为通频带；检波电路116，进行带通滤波器115的输出信号的检波并输出检波信号A；带通滤波器(BPF)117，被连接在第二光电耦合器106的光电晶体管105的集电极端子上，将第二频率(在本第二实施方式中也是500Hz)的频带作为通频带；以及检波电路118，进行带通滤波器117的输出信号的检波并输出检波信号B。
此外，安全监视单元100具备：带通滤波器(BPF)119，被连接在第三光电耦合器109的光电晶体管108的集电极端子上，将第二频率的频带作为通频带；检波电路120，进行带通滤波器119的输出信号的检波并输出检波信号C；带通滤波器(BPF)121，被连接在第四光电耦合器112的光电晶体管111的集电极端子上，将第一频率的频带作为通频带；以及检波电路122，进行带通滤波器121的输出信号的检波并输出检波信号D。
此外，安全监视单元100具备：线与电路125，取检波信号A和检波信号B的“逻辑与”，并输出逻辑与信号α；线与电路126，取检波信号C和检波信号D的“逻辑与”，并输出逻辑与信号β；线与非(Wired NAND)电路127，取逻辑与信号α和逻辑与信号β的“逻辑与”的否定，并输出逻辑与非信号；振荡器128，输出规定频率的振荡信号；线与电路129，在线与电路129的一个输入端子被输入逻辑与非信号，在另一个输入端子被输入振荡信号，取两个信号的“逻辑与”，并输出逻辑与信号Q；以及缓冲器130，暂时保存线与电路129所输出的逻辑与信号Q。
此外，安全监视单元100具备：NPN晶体管131，在基极端子被输入逻辑与信号α进行驱动；高电位侧继电器132，被NPN晶体管131驱动，并具备常开触点；NPN晶体管133，在基极端子被输入逻辑与信号β进行驱动；低电位侧继电器134，与高电位侧继电器132串联连接，并且被NPN晶体管133驱动，具备常开触点；电阻135，用于限制电流；TVS(TransientVoltage Suppressor：瞬态电压控制器)二极管136，为了进行瞬态电压抑制而与高电位侧继电器132并联连接；以及TVS二极管137，为了进行瞬态电压抑制而与低电位侧继电器134并联连接。
在此，检测出高电位侧继电器132与低电位侧继电器134的连接点的电压作为电压信号P。
此外，安全监视单元100具备：第一输出光电耦合器143，具有集电极端子被连接在第一低电位侧输出端子上的光电晶体管141以及发光二极管142，经由第一动作状态信号输出端子LSo11输出第一动作状态信号ST1；第一振荡器144，输出第一频率(在本实施方式中为5kHz)的振荡信号；第一自诊断单元145，输出第一自诊断信号；线与电路146，取振荡信号和第一自诊断信号的“逻辑与”，并输出第一动作状态原信号；带通滤波器(BPF)147，被输入第一动作状态信号ST1，将第一频率的频带作为通频带；以及检波电路148，进行带通滤波器147的输出信号的检波并输出检波信号a。
此外，安全监视单元100具备：第二输出光电耦合器153，具有集电极端子被连接在第二低电位侧输出端子上的光电晶体管151以及发光二极管152，经由第二动作状态信号输出端子LSo12输出第二动作状态信号ST2；第二振荡器154，输出第二频率(在本第二实施方式中为500Hz)的振荡信号；第二自诊断单元155，输出第二自诊断信号；线与电路156，取振荡信号和第二自诊断信号的“逻辑与”，并输出第二动作状态原信号；带通滤波器(BPF)157，被输入第二动作状态信号ST2，将第二频率的频带作为通频带；以及检波电路158，进行带通滤波器157的输出信号的检波并输出检波信号b。
在此，对第一自诊断单元145和第二自诊断单元155的结构进行说明。
由于第一自诊断单元145和第二自诊断单元155为同样的结构，因此以第一自诊断单元145为例进行说明。
第一自诊断单元145具备：NAND电路160，被输入检波信号A、检波信号B、检波信号C和检波信号D，取4个检波信号的“逻辑与”的否定并输出；AND电路161，取NAND电路160的输出信号、检波信号a和检波信号b的“逻辑与”，并加以输出；NOT电路162，取后述的电源检测电路170的输出的否定并输出；以及OR电路163，取AND电路161的输出和NOT电路162的输出的“逻辑或”，并输出复位信号。
即，在从菊花链连接的上游侧未检测出(输入)检波信号A、检波信号B、检波信号C和检波信号D中的全部或者一部分、并且从该安全监视单元100输出了第一动作状态信号ST1和第二动作状态信号ST2的状态(输入了检波信号a和检波信号b的状态)下，或者电源检测电路170检测出了电源非正常状态(例如，电源电压下降)时，OR电路163输出复位信号。
此外，第一自诊断单元145具备：比较器164，将电压信号P与规定的电压进行比较，并输出比较结果信号；EX－NOR电路165，取逻辑与信号Q和比较结果信号的“逻辑异或”，并加以输出；LPF166，去除EX－NOR电路165的高频成分并输出直流成分；比较器167，对LPF166的输出和规定电压进行比较，输出比较结果信号；以及NOR电路168，被输入检波信号A、检波信号B、检波信号C、检波信号D、逻辑与信号α、逻辑与信号β、检波信号a和检波信号b，取“逻辑或”的否定，并加以输出。
此外，第一自诊断单元145具备：AND电路169，取比较器167输出的比较结果信号和NOR电路168的输出信号的“逻辑与”，并加以输出；电源检测电路170，进行电源检测并输出电源检测信号；以及D触发器电路171，在数据端子D上输入AND电路169的输出信号，在时钟端子CLK上输入电源检测电路170的输出信号，在复位端子RESET上输入OR电路163所输出的复位信号，在判别为该安全监视单元100正在正常动作的情况下，向线与电路146输出“H”电平的诊断结果信号RS(RS1)。
下面，对第二实施方式的动作进行说明。
安全监视单元100的第一光电耦合器103在从以菊花链方式连接在发光二极管101的阳极上的上游侧装置被输入了具有第一频率的第一动作状态信号ST1时，在绝缘状态下向带通滤波器115输出第一动作状态信号ST1。
由此，带通滤波器115使第一动作状态信号ST1通过，并向检波电路116进行输出。并且，检波电路116进行带通滤波器115的输出信号的检波，并判别是否超过了规定的阈值，向线与电路125、第一自诊断单元145的NAND电路160和NOR电路168输出二值化后的检波信号A。
同样地，第二光电耦合器106在从以菊花链方式连接在发光二极管104的阳极上的上游侧装置被输入了具有第二频率的第二动作状态信号ST2时，在绝缘状态下向带通滤波器117输出第二动作状态信号ST2。
由此，带通滤波器117使第二动作状态信号ST2通过，并向检波电路118进行输出。并且，检波电路118进行带通滤波器117的输出信号的检波，向线与电路125、第一自诊断单元145的NAND电路160和NOR电路168输出检波信号B。
其结果，线与电路125取检波信号A和检波信号B的“逻辑与”，作为逻辑与信号α输出到线与非电路127的一个输入端子。
此外，第三光电耦合器109在从以菊花链方式连接在发光二极管107的阳极上的上游侧装置被输入了具有第二频率的第二动作状态信号ST2时，在绝缘状态下向带通滤波器119输出第二动作状态信号ST2。
由此，带通滤波器119使第二动作状态信号ST2通过，并向检波电路120进行输出。并且，检波电路120进行带通滤波器119的输出信号的检波，向线与电路125、第一自诊断单元145的NAND电路160和NOR电路168输出检波信号C。
此外，第四光电耦合器112在从以菊花链方式连接在发光二极管110的阳极上的上游侧装置被输入了具有第一频率的第一动作状态信号ST1时，在绝缘状态下向带通滤波器121输出第一动作状态信号ST1。
由此，带通滤波器121使第一动作状态信号ST1通过，并向检波电路122进行输出。并且，检波电路122进行带通滤波器121的输出信号的检波，向线与电路125、第一自诊断单元145的NAND电路160和NOR电路168输出检波信号D。
其结果，线与电路126取检波信号C和检波信号D的“逻辑与”，作为逻辑与信号β输出到线与非电路127的另一个输入端子。
从而，线与非电路127在被输入了“H”电平的逻辑与信号α和“H”电平的逻辑与信号β中的某一方、或者没有被输入任一方的情况下，向线与电路129的一个输入端子输出“H”电平的逻辑与非信号。即，在“H”电平的逻辑与信号α和“H”电平的逻辑与信号β两者都被输入的情况下(正常动作时)，向线与电路129的一个输入端子输出“L”电平的逻辑与非信号。
与此并行地，振荡器128向线与电路129的另一个输入端子输出规定频率的振荡信号。
从而，线与电路129在被输入了“H”电平的逻辑与信号α和“H”电平的逻辑与信号β中的某一方、或者没有被输入任一方的情况下，即异常动作时，输出以振荡器128的输出信号的周期在“H”电平和“L”电平之间转变的逻辑与信号Q。
从而，缓冲器130也在异常动作时，具有规定的延迟时间地输出与以振荡器128的输出信号的周期在“H”电平和“L”电平之间转变的逻辑与信号Q相等的信号。
但是，高电位侧继电器132在逻辑与信号α为“H”电平时成为关闭状态(导通状态)，低电位侧继电器134在逻辑与信号α为“H”电平时成为关闭状态(导通状态)。
从而，在逻辑与信号α和逻辑与信号β为“L”电平的情况下，高电位侧继电器132和低电位侧继电器134应该成为打开状态(截止状态)。
若这时高电位侧继电器132和低电位侧继电器134正常动作，即、高电位侧继电器132和低电位侧继电器134为打开状态(截止状态)，则逻辑与信号Q按照振荡器128的振荡周期，在“H”电平和“L”电平之间进行转变，同样地，电压信号P也相对于逻辑与信号Q具有规定的延迟时间地、按照振荡器128的振荡周期在“H”电平和“L”电平之间进行转变。
图8是第一自诊断单元和第二自诊断单元的部分动作说明图。
在图8中，波形图的上段为正常时，下段为高电位侧继电器132成为熔焊状态的异常时。
输入到缓冲器130中的信号ain如图8(a)上段所示，成为按照振荡器128的振荡周期而在“H”电平和“L”电平之间进行转变的脉冲信号。
其结果，信号aout(＝电压信号P)也如图8(b)上段所示，成为按照振荡器128的振荡周期而在“H”电平和“L”电平之间进行转变的脉冲信号。
第一自诊断单元145或者第二自诊断单元155的比较器164将交流耦合后的电压信号P与规定的电压进行比较，并向EX－NOR电路165输出比较结果信号。
其结果，输出到EX－NOR电路165中的、比较器164的输出信号bout如图8(c)上段所示，成为按照振荡器128的振荡周期而在“H”电平和“L”电平之间进行转变的脉冲信号。
并且，从EX－NOR电路165输出的信号cout如图8(d)上段所示，成为与振荡器128的振荡周期相当的脉冲信号。
从而，去除了X－NOR电路165的高频成分并输出了直流成分的LPF166的输出信号dout成为大致固定为“H”电平的信号，因此，比较器167的输出信号eout也成为固定为“H”电平的状态，能检测出正常状态。
与其相对，若高电位侧继电器132变为熔焊状态，则在逻辑与信号α和逻辑与信号β为“L”电平的定时，向高电位侧电源流入电流，输入到缓冲器130中的信号ain如图8(b)下段所示，脉冲振幅逐渐变小，其电位电平偏向高电位侧电源电压。
其结果，输出信号aout(＝电压信号P)也如图8(b)下段所示，成为脉冲振幅在相当于比较器164的磁滞的阈值ThH和阈值ThL之间进行转变的脉冲信号。
第一自诊断单元145或者第二自诊断单元155的比较器164将输出信号aout(＝电压信号P)与规定的电压进行比较，并将比较结果信号输出到EX－NOR电路165。
其结果，输出到EX－NOR电路165中的、比较器164的输出信号bout如图8(c)下段所示，在高电位侧继电器132变为熔焊状态时被固定为“H”电平。
由此，EX－NOR电路165取逻辑与信号Q和比较器164所输出的比较结果信号的“逻辑异或”的否定，并作为信号Cout向LPF166输出。即，EX－NOR电路165在逻辑与信号Q和比较器164的比较结果信号为同值的情况下，向LPF166输出“H”电平的输出信号Cout。
在该情况下，在逻辑与信号α和逻辑与信号β为“L”电平的定时，EX－NOR电路165的输出信号cout如图8(d)下段所示，成为具有规定的脉冲宽度的脉冲信号，因此，LPF166的输出信号dout成为被固定为中间电位的信号，因此成为比较器167的输出信号eout被固定为“L”电平的状态，能检测出异常状态。
此外，若低电位侧继电器134变为熔焊状态，则在逻辑与信号α和逻辑与信号β为“L”电平的定时，向低电位侧电源流入电流，电压信号P的脉冲振幅变小，其电位电平偏向低电位侧电源电压，成为与高电位侧继电器132变为熔焊状态时同样的动作。
从而能够基于该电压信号P在自诊断单元中检测出高电位侧继电器132和低电位侧继电器134的熔焊故障。
另一方面，在检波信号A～D、逻辑与信号α、β、检波信号a、b都未检测出的情况下，NOR电路168向AND电路169输出“H”电平的信号。
从而，在高电位侧继电器132和低电位侧继电器134为非熔焊状态，并且检测出了检波信号A～D、逻辑与信号α、β、检波信号a、b中的某个的情况下，AND电路169向D触发器电路171的数据端子D输出“H”电平的信号。
从而，在起动时(接通电源时：电源检测电路170的输出转变为“H”电平时)第一动作状态信号ST1和第二动作状态信号ST2都未检测出来、并且高电位侧继电器132和低电位侧继电器134都成为非熔焊状态的情况下，D触发器电路171向线与电路146输出“H”电平的信号。
其结果，在起动时，经由第一输出端子向菊花链连接的下游侧装置(在本实施方式中是电池模块11－1的第一过温度和/或过电压检测电路26和第二过温度和/或过电压检测电路27)输出第一频率(在本第二实施方式中为5kHz)的第一动作状态信号ST1。
同样地，在起动时，经由第二输出端子向菊花链连接的下游侧装置(在本实施方式中是电池模块11－1的第一过温度和/或过电压检测电路26和第二过温度和/或过电压检测电路27)输出第二频率(在本第二实施方式中为500Hz)的第二动作状态信号ST2。
如以上说明地，根据本第二实施方式的安全监视单元，在被输入了表示菊花链连接的上游侧装置正在正常动作的第一动作状态信号ST1和第二动作状态信号ST2的状态下，自己也是对菊花链连接的下游侧装置输出表示正在进行正常动作的第一动作状态信号ST1和第二动作状态信号ST2的状态、并且检测出高电位侧继电器132和低电位侧继电器134为非熔焊状态的情况下，该安全监视单元判断为正在进行正常动作，并在起动时(电源接通时)向菊花链连接的下游侧装置输出第一动作状态信号ST1和第二动作状态信号ST2，因此，能够在判断为安全监视单元能可靠地进行正常动作的情况下，使蓄电池系统10转变为动作状态。
[3]第三实施方式
下面对第三实施方式进行说明。
图9是第三实施方式的安全监视单元的概要结构框图。
在图9中，对与图7的第二实施方式相同的部分标注同一符号。
本第三实施方式与第二实施方式的不同点在于：使用FET132A取代NPN晶体管131和高电位侧继电器132；使用FET134A取代NPN晶体管133和低电位侧继电器134；使用第一自诊断单元201和第二自诊断单元202取代第一自诊断单元145和第二自诊断单元155；进行瞬态电压抑制；向安全监视单元13输入从BMU12提供给电池模块11的电源(CMU power)，使得能够监视电源(CMU power)的电压状态。此外，设第一频率为16kHz，第二频率为1kHz。
在此，对第一自诊断单元201和第二自诊断单元202的结构进行说明。
由于第一自诊断单元201和第二自诊断单元202为同样的结构，因此以第一自诊断单元201为例进行说明。
第一自诊断单元201具备：NAND电路160，被输入检波信号A、检波信号B、检波信号C和检波信号D，取4个检波信号的“逻辑与”的否定并输出；延迟电路210，使电池模块11－1～11－N的电源IGCT的跃迁延迟规定的延迟时间(例如3sec)进行传递；比较器211，将电源IGCT的电压与规定的基准电压进行比较，检测正在供给电源IGCT的情况；NOT电路212，取比较器211的输出的否定并输出；AND电路161，取NAND电路160的输出信号、检波信号a、检波信号b以及NOT电路212的输出信号的“逻辑与”，并加以输出；电源下降检测电路213，检测电源下降；延迟电路214，使电源IGCT的跃迁延迟规定的延迟时间(例如3sec)进行传递；比较器215，将电源IGCT的电压与规定的基准电压进行比较，检测正在供给电源IGCT的情况；NOT电路162，取比较器215的输出的否定并输出；以及OR电路163，取AND电路161的输出信号、NOT电路162的输出信号和电源下降检测电路213的“逻辑或”，并输出复位信号。
即，在未从菊花链连接的上游侧检测出(输入)检波信号A、检波信号B、检波信号C和检波信号D中的全部或者一部分、并从该安全监视单元100输出有第一动作状态信号ST1和第二动作状态信号ST2的状态下(输入有检波信号a和检波信号b的状态)，并且，在未输出电源IGCT的状态(第一条件)、或者未输出电源IGCT的状态(第二条件)、电源下降检测电路213检测出了电源电压下降的状态(第三条件)这三个条件中的某个成立时，OR电路163输出复位信号。
此外，第一自诊断单元201具备：比较器164，将电压信号P与规定的电压进行比较，输出比较结果信号；EX－NOR电路165，取逻辑与信号Q和比较结果信号的“逻辑异或”，并加以输出；LPF166，去除EX－NOR电路165的高频成分并输出直流成分；比较器167，对LPF166的输出和规定电压进行比较，输出比较结果信号；以及NOR电路168，被输入检波信号A、检波信号B、检波信号C、检波信号D、逻辑与信号α、逻辑与信号β、检波信号a和检波信号b，取“逻辑或”的否定并输出。
此外，第一自诊断单元201具备：AND电路169，取比较器167所输出的比较结果信号和NOR电路168的输出信号的“逻辑与”，并加以输出；电源检测电路170，进行电源检测并输出电源检测信号；以及D触发器电路171，在数据端子D上输入AND电路169的输出信号，在时钟端子CLK上输入电源检测电路170的输出信号，在复位端子RESET上输入OR电路163输出的复位信号，在判别为该安全监视单元100正在正常动作的情况下，向线与电路146输出“H”电平的诊断结果信号RS(RS11)。
在此，对第三实施方式的安全监视单元13的概要动作进行说明。
图10是第三实施方式的安全监视单元的动作时序图。
在时刻t10向安全监视单元13供给驱动用电源(SSUpower)时，进行后述的高电位侧继电器132和低电位侧继电器134的故障诊断(熔焊检测)，直至检测出对电池模块11－1～11－N的电源IGCT的供给。
并且，在时刻t11进行电源IGCT的供给时，开始向第1个电池模块11－1供给第一动作状态信号ST1和第二动作状态信号ST2。
提供给该第1个电池模块11－1的第一动作状态信号ST1和第二动作状态信号ST2，经由菊花链向电池模块11－2→电池模块11－3→……→电池模块11－N进行传输，在时刻t2再次被传输到安全监视单元13。
由此，被传输了第一动作状态信号ST1和第二动作状态信号ST2的安全监视单元13，在时刻t13驱动高电位侧继电器132和低电位侧继电器134，使第一接触器16和第二接触器17成为关闭状态(close)而转变为电力供给状态。
此外，电源IGCT有时会被BMU12再次起动，在该再起动例如在不足1秒内完成的情况下，如时刻t4～时刻t5(不足1秒)的期间所示，即使电源IGCT为非电力供给状态，安全监视单元13也继续动作，使第一接触器16和第二接触器17保持关闭状态(close)而继续电力供给状态。
此外，例如时刻t16～时刻t17的期间所示，在第一动作状态信号ST1或者第二动作状态信号ST2的某一方在例如规定时间(例如1秒)以上没有被传输的情况下，安全监视单元13视为动作异常状态而将第一接触器16和第二接触器17转变到打开状态(open)，从而转变为电力非供给状态。
与此相对，如时刻t18～时刻t19的期间所示，在规定时间(例如3秒)以上无法检测出电源IGCT的情况下，或者停止了驱动用电源(SSUpower)的供给的情况下，安全监视单元13被复位，并再次开始向第1个电池模块11－1供给第一动作状态信号ST1和第二动作状态信号ST2，若在时刻t10再次向安全监视单元13传输了第一动作状态信号ST1和第二动作状态信号ST2，则以后重复进行同样的处理。
下面，对第三实施方式的动作进行说明。
安全监视单元100的第一光电耦合器103在从以菊花链方式连接在发光二极管101的阳极上的上游侧装置输入了具有第一频率的第一动作状态信号ST1时，在绝缘状态下向带通滤波器115输出第一动作状态信号ST1。
由此，带通滤波器115使第一动作状态信号ST1通过，并向检波电路116进行输出。并且，检波电路116进行带通滤波器115的输出信号的检波，并向线与(wired AND)电路125、第一自诊断单元145的NAND电路160和NOR电路168输出检波信号A。
同样地，第二光电耦合器106在从以菊花链方式连接在发光二极管104的阳极上的上游侧装置输入了具有第二频率的第二动作状态信号ST2时，在绝缘状态下向带通滤波器117输出第二动作状态信号ST2。
由此，带通滤波器117使第二动作状态信号ST2通过，并向检波电路118进行输出。并且，检波电路118进行带通滤波器117的输出信号的检波，并向线与电路125、第一自诊断单元145的NAND电路160和NOR电路168输出检波信号B。
其结果，线与电路125取检波信号A和检波信号B的“逻辑与”，作为逻辑与信号α输出到线与非电路127的一个输入端子。
此外，第三光电耦合器109在从以菊花链方式连接在发光二极管107的阳极上的上游侧装置输入了具有第二频率的第二动作状态信号ST2时，在绝缘状态下向带通滤波器119输出第二动作状态信号ST2。
由此，带通滤波器119使第二动作状态信号ST2通过，并向检波电路120进行输出。并且，检波电路120进行带通滤波器119的输出信号的检波，并向线与电路125、第一自诊断单元145的NAND电路160和NOR电路168输出检波信号C。
此外，第四光电耦合器112在从以菊花链方式连接在发光二极管110的阳极上的上游侧装置输入了具有第一频率的第一动作状态信号ST1时，在绝缘状态下向带通滤波器121输出第一动作状态信号ST1。
由此，带通滤波器121使第一动作状态信号ST1通过，并向检波电路122进行输出。并且，检波电路122进行带通滤波器121的输出信号的检波，并向线与电路125、第一自诊断单元145的NAND电路160和NOR电路168输出检波信号D。
其结果，线与电路126取检波信号C和检波信号D的“逻辑与”，作为逻辑与信号β输出到线与非电路127的另一个输入端子。
从而，线与非电路127在输入了“H”电平的逻辑与信号α和“H”电平的逻辑与信号β中的某一方、或者没有被输入任一方的情况下，向线与电路129的一个输入端子输出“H”电平的逻辑与非信号。即，在“H”电平的逻辑与信号α和“H”电平的逻辑与信号β两者都被输入了的情况下(正常动作时)，向线与电路129的一个输入端子输出“L”电平的逻辑与非信号。
与此并行地，振荡器128向线与电路129的另一个输入端子输出规定频率的振荡信号。
从而，线与电路129在输入了“H”电平的逻辑与信号α和“H”电平的逻辑与信号β中的某一方、或者没有被输入任一方的情况下，即、异常动作时，输出以振荡器128的输出信号的周期在“H”电平和“L”电平之间转变的逻辑与信号Q。
从而，缓冲器130也在异常动作时，具有规定的延迟时间地输出与以振荡器128的输出信号的周期在“H”电平和“L”电平之间转变的逻辑与信号Q相等的信号。
此外，高电位侧继电器132在逻辑与信号α为“H”电平时成为关闭状态(导通状态)，低电位侧继电器134在逻辑与信号α为“H”电平时成为关闭状态(导通状态)。
从而，在逻辑与信号α和逻辑与信号β为“L”电平的情况下，高电位侧继电器132和低电位侧继电器134应该成为打开状态(截止状态)。
若这时高电位侧继电器132和低电位侧继电器134正常动作，即、高电位侧继电器132和低电位侧继电器134为打开状态(截止状态)，则逻辑与信号Q按照振荡器128的振荡周期，在“H”电平和“L”电平之间进行转变，同样地，电压信号P也相对于逻辑与信号Q具有规定的延迟时间地，按照振荡器128的振荡周期在“H”电平和“L”电平之间进行转变。
即，电压信号P成为以振荡器128的振荡周期在“H”电平和“L”电平之间进行转变的脉冲信号。
以后，第三实施方式的动作与第二实施方式的动作相同，因此援引其详细的说明。
其结果，在起动时，经由第一输出端子向菊花链连接的下游侧装置(在本实施方式中是电池模块11－1的第一过温度和/或过电压检测电路26和第二过温度和/或过电压检测电路27)输出第一频率(在本第三实施方式中为16kHz)的第一动作状态信号ST1。
同样地，在起动时，经由第二输出端子向菊花链连接的下游侧装置(在本实施方式中是电池模块11－1的第一过温度和/或过电压检测电路26和第二过温度和/或过电压检测电路27)输出第二频率(在本第三实施方式中为1kHz)的第二动作状态信号ST2。
如以上说明地，根据本第三实施方式的安全监视单元，在输入有表示菊花链连接的上游侧装置正在正常动作的第一动作状态信号ST1和第二动作状态信号ST2的状态下，自己也是对菊花链连接的下游侧装置输出了表示正在进行正常动作的第一动作状态信号ST1和第二动作状态信号ST2的状态、并且检测出高电位侧继电器132和低电位侧继电器134为非熔焊状态的情况下，该安全监视单元判断为正在进行正常动作，并在起动时(电源接通时)向菊花链连接的下游侧装置输出第一动作状态信号ST1和第二动作状态信号ST2，因此，能够在判断为安全监视单元能可靠地进行正常动作的情况下，使蓄电池系统10转变为动作状态。
在以上说明中，说明了：将过温度和/或过电压检测部设置为2个系统(相当于n＝2)，具备与N个电池模块11－1～11－N一起形成2个系统的菊花链连接、在经由某个系统的菊花链连接被通知了电池模块成为异常状态的情况下使接触器成为阻断状态的安全监视单元13。但也可以如以下这样构成：将过温度和/或过电压检测部设置为n个系统，具备与N个电池模块11－1～11－N一起形成n个系统的菊花链连接、在经由某个系统的菊花链连接被通知了电池模块成为异常状态的情况下使接触器成为阻断状态的安全监视单元13。
虽然已经说明了本发明的几个实施方式，但是这些实施方式是作为例子而提出的，并不是想限定发明范围。这些新的实施方式可以以其他各种各样的方式实施，可以在不脱离发明主旨的范围内进行各种各样的省略、置换和变更。这些实施方式或其变形包括在发明范围或主旨内，并且也包括在权利要求书中记载的发明及其均等的范围内。

Claims (7)

1.一种电池模块，具备：
电池单格单元，多个电池单格串联连接或者混联连接而成；
单格监视单元，进行所述电池单格的温度和电压的监视；以及
n个系统的过温度和/或过电压检测部，具有相同的结构，针对同一电池模块分别按照每个系统相独立地检测所述电池单格的过温度或过电压作为异常状态，并且能够相互通知检测结果，n为2以上的整数，
所述过温度和/或过电压检测部在从构成该电池模块的其他系统的过温度和/或过电压检测部被通知了所述异常状态的检测的情况下，视为自己检测出所述异常状态而进行动作。
2.根据权利要求1所述的电池模块，
所述过温度和/或过电压检测部具备通信接口部，该通信接口部能够经由n个系统的菊花链连接而与构成其他电池模块的所述n个系统的过温度和/或过电压检测部进行通信，
所述过温度和/或过电压检测部在经由所述通信接口部被通知了所述菊花链连接的某个过温度和/或过电压检测部检测出异常状态时，视为自己检测出所述异常状态而进行动作。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的电池模块，
所述过温度和/或过电压检测部在所述异常状态的非检出时，输出按照每个所述系统而不同频率的脉冲信号，在所述异常状态的检出时，停止所述脉冲信号的输出。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的电池模块，
所述过温度和/或过电压检测部构成为布线逻辑电路。
5.一种蓄电池系统，具备：
多个电池模块，具备多个电池单格串联连接或者混联连接而成的电池单格单元以及进行所述电池单格的温度和电压的监视的单格监视单元，所述多个电池模块被连接成在高电位侧输出端子和低电位侧输出端子之间经由接触器串联连接有所述电池单格单元；
电池管理单元，经由所述单格监视单元进行多个所述电池模块的管理；以及
安全监视单元，与所述多个电池模块一起形成n个系统的菊花链连接，在经由某个系统的所述菊花链连接被通知了所述电池模块成为异常状态的情况下，使所述接触器成为阻断状态，n为2以上的整数，
所述电池模块具有所述n个系统的过温度和/或过电压检测部，该n个系统的过温度和/或过电压检测部具有相同的结构，对同一电池模块分别按照每个系统相独立地检测所述电池单格的过温度或者过电压作为异常状态，并且能够相互通知检测结果，所述过温度和/或过电压检测部在被通知了构成该电池模块的其他系统的过温度和/或过电压检测部或者所述菊花链连接的某个过温度和/或过电压检测部检测出了异常状态的情况下，视为自己检测出所述异常状态而进行动作。
6.根据权利要求5所述的蓄电池系统，
所述过温度和/或过电压检测部在所述异常状态的非检出时，输出按照每个所述系统而不同频率的脉冲信号，在所述异常状态的检出时，停止所述脉冲信号的输出。
7.根据权利要求5或权利要求6所述的蓄电池系统，
所述过温度和/或过电压检测部构成为布线逻辑电路。
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