JP2013048512A

JP2013048512A - 二次電池モジュール、二次電池装置、および、車両

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Publication number: JP2013048512A
Application number: JP2011185802A
Authority: JP
Inventors: Takashi Akiba; 剛史秋葉
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2011-08-29
Filing date: 2011-08-29
Publication date: 2013-03-07

Abstract

【課題】低消費電力を実現する二次電池モジュール、二次電池装置、および車両を提供する。
【解決手段】複数の二次電池セルを含む組電池ＢＴと、複数の二次電池セルの電圧を検出する電圧監視部１４Ａと、組電池ＢＴの温度を検出する温度監視部１４Ｂと、外部から入力された信号により電圧監視部１４Ａへの電源供給と電源供給の停止とを切替える第１電源管理部１４Ｃと、温度監視部１４Ｂへ電源を供給する第２電源管理部１４Ｄと、を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、二次電池モジュール、二次電池装置、および、車両に関する。

電気自動車等の車両は、二次電池装置と、二次電池装置から給電されるモータと、モータにより駆動される車軸と、を備えている。

二次電池装置は、複数の二次電池セルを含む組電池と、二次電池セルの電圧、温度、組電池の充電状態（ＳＯＣ：state of charge）等により二次電池セルを監視する電池監視装置と、電池監視装置（ＶＴＭ：Voltage Temperature Monitor）から電池状態を受信して二次電池装置の充電および放電を制御する電池管理部（ＢＭＵ：Battery Management Unit）と、を備える。電池管理部は、電池監視装置から受信した電圧、および温度と、電流計測装置から受けた組電池の放電電流あるいは充電電流を用いて、ＳＯＣ等の算出を行い、さらに上位制御装置に向けて、ＣＡＮ（controller area network）バス通信線等の通信手段へ情報を出力する。

例えば電気自動車等の車両に上記二次電池装置が搭載されたとき、組電池を満充電したときの航続距離を延ばすために、車両に実装された装置は低消費電力であることが要求される。

特開２００７−２０９１６８号公報

二次電池装置において電池監視装置は組電池から給電され、さらに、二次電池セルの数が多い場合には電池監視装置の数も多くなり、電池監視装置の動作による消費電力を低減することが望まれていた。

しかしながら、上記二次電池装置において、安全性を担保するために周期的に電圧および温度を取得してＳＯＣを算出すると、常にプロセッサやＣＡＮバス通信線が動作することとなり、消費電力を低減させることが困難であった。

本発明は、上記事情を鑑みて成されたものであって、低消費電力を実現する二次電池モジュール、二次電池装置、および車両を提供することを目的とする。

実施形態によれば、複数の二次電池セルを含む組電池と、複数の二次電池セルの電圧を検出する電圧監視部と、前記組電池の温度を検出する温度監視部と、外部から入力された信号により前記電圧監視部への電源供給と電源供給の停止とを切替える第１電源管理部と、前記温度監視部へ電源を供給する第２電源管理部と、を備えることを特徴とする二次電池モジュールが提供される。

図１は、実施形態の車両の一構成例を概略的に示す図である。図２は、実施形態の二次電池装置の一構成例を概略的に示す図である。図３は、実施形態の車両、二次電池装置および二次電池モジュールの動作の一例を説明するフローチャートである。図４は、実施形態の二次電池装置の他の構成例を概略的に示す図である。図５は、実施形態の二次電池装置の他の構成例を概略的に示す図である。

以下、実施形態の二次電池モジュール、二次電池装置、および、車両について、図面を参照して説明する。

図１に、一実施形態の車両の一構成例を概略的に示す。本実施形態に係る車両は、例えば電気自動車あるいはハイブリッド自動車等であって、二次電池装置１０が搭載されている。

本実施形態の車両は、二次電池装置１０と、車両管理装置２０と、ブレーキ管理装置４０と、インバータ５０と、モータ６０と、車軸７０と、車輪管理装置８０と、を備えている。

二次電池装置１０は、複数の二次電池セルを含む組電池ＢＴおよび組電池ＢＴの電圧および温度等を測定する電池監視装置１４を含む二次電池モジュールＭＤＬと、電流監視装置１８と、電池管理装置１６と、電池監視装置１４と電池管理装置１６との間の通信に用いられるバス通信線ＢＬ１と、を備える。

組電池ＢＴは、直列および並列に接続された複数の二次電池セルにより構成されている。二次電池セルは、例えば、リチウムイオン蓄電池である。なお、二次電池セルはリチウムイオン蓄電池に限らず、ニッケル水素蓄電池、鉛蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池、等のその他の蓄電池セルであってもよい。

図２に二次電池装置１０の一構成例を概略的に示す。
電池監視装置１４は、電圧監視部１４Ａと、温度監視部１４Ｂと、電源管理部１４Ｃと、ＤＣＤＣ部１４Ｄと、を備えている。

電圧監視部１４Ａは、組電池ＢＴを構成する複数の二次電池セルの電圧を定期的に測定してバス通信線ＢＬ１へ出力する。電圧監視部１４Ａは、電圧検出回路（ＩＣ）とＭＰＵ（micro processing unit）とを備えている。ただし、電圧監視部１４ＡはＭＰＵを備えていなくてもよい。

温度監視部１４Ｂは、組電池ＢＴの少なくとも１箇所の温度を定期的に測定してバス通信線ＢＬ１へ出力する。温度監視部１４Ｂは、温度検出回路（ＩＣ）とＭＰＵとを備えている。ただし、温度監視部１４ＢはＭＰＵを備えていなくてもよい。

電圧監視部１４Ａと温度監視部１４Ｂとは、例えば監視するための所定の信号を定期的に送信し、互いの動作に異常がないかどうか監視している。一方の動作が異常と判断された場合は、他方が電池管理装置１６へ一方の異常を通知する。

電源管理部１４Ｃは組電池ＢＴから給電され、電圧監視部１４Ａへ電源を供給している。電源管理部１４Ｃは、後述する電池管理装置１６により動作を制御されて電圧監視部１４Ａを起動および停止する。

ＤＣＤＣ部１４Ｄは、二次電池装置１０の外部（１２Ｖの鉛蓄電池を含む車載電源）から供給された直流電力の電圧を所定の大きさに変換して温度監視部１４Ｂへ出力する。

バス通信線ＢＬ１は、電圧監視部１４Ａと電池管理装置１６との間でデータを通信するバス通信線ＢＬ１Ａと、温度監視部１４Ｂと電池管理装置１６との間でデータを通信するバス通信線ＢＬ１Ｂと、を備えている。

また、電池監視装置１４は、測定した電圧および温度の値からノイズを除去するためのフィルタ処理や、複数の二次電池セルの充電量を均等化する均等化処理（セルバランス処理）等の内部処理を行う。なお、電池監視装置１４は組電池ＢＴから給電されている。

電流監視装置１８は、複数の組電池ＢＴに流れる電流を検出する検出手段を備えている。電流を検出する検出手段は例えばシャント抵抗である。

電池管理装置１６は、保護ＭＰＵ１６Ａと、演算ＭＰＵ１６Ｂと、メモリ１６Ｃ、１６Ｄと、電源管理部１６Ｅ、１６Ｆと、論理和回路１６Ｇと、を備えている。

保護ＭＰＵ１６Ａは、バス通信線ＢＬ１Ａ、ＢＬ１Ｂを介して電池監視装置１４から受信する電圧および温度のデータに基づいて、二次電池セルが過電圧（過充電）状態、過放電状態、高温状態、および、低温状態か否かを判断し、過電圧（過充電）保護、過放電保護、高温保護、低温保護など、組電池ＢＴの保護を行う保護手段である。保護ＭＰＵ１６Ａは、バス通信線ＢＬ２を介して車両管理装置２０と通信を行い、二次電池セルおよび二次電池装置１０の異常を通知する信号を車両管理装置２０へ送信する。

演算ＭＰＵ１６Ｂは、バス通信線ＢＬ１Ａ、ＢＬ１Ｂを介して電池監視装置１４から受信する電圧および温度のデータと電流監視装置１８から受信する電流のデータとに基づいて、主にＳＯＣ推定、ＳＯＨ（state of health）推定、ＳＯＰ（state of power）推定を行う演算手段である。演算ＭＰＵ１６Ｂは、バス通信線ＢＬ２を介して車両管理装置２０と通信を行い、電圧の最大値および最小値、温度の最大値および最小値、ＳＯＣ値等のデータを車両管理装置２０へ送信する。なお、演算ＭＰＵ１６Ｂは少なくともＳＯＣの算出を行うためのＭＰＵであればよい。

ここで、保護ＭＰＵ１６Ａは、少なくとも過電圧保護、高温保護を行うためのＭＰＵであればよく、過放電状態の保護および低温状態の保護は演算ＭＰＵ１６Ｂで行ってもよい。

保護ＭＰＵ１６Ａと演算ＭＰＵ１６Ｂとは、例えば監視するための所定の信号を互いに定期的に送信し、互いの動作に異常がないかどうか監視している。一方の動作が異常と判断された場合は、他方が車両管理装置２０へ一方の異常を通知する。

メモリ１６Ｃ、１６Ｄは、例えばＥＥＰＲＯＭ(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)である。

メモリ１６Ｃは、保護ＭＰＵ１６Ａが二次電池装置１０を制御するための命令を記憶するとともに、保護ＭＰＵ１６Ａでの演算に用いられるデータやメモリアクセスのためのメモリアドレスを一時的に記憶する。

メモリ１６Ｄは、演算ＭＰＵ１６Ｂが二次電池装置１０を制御するためのパラメータを記憶するとともに、演算ＭＰＵ１６Ｂでの演算に用いられるデータやメモリアクセスのためのメモリアドレスを一時的に記憶する。

論理和回路１６Ｇは、電池監視装置１４の温度監視部１４Ｂからの信号が入力され、出力信号を電源管理部１６Ｅへ送信する。

電源管理部１６Ｅは、二次電池装置１０の外部（１２Ｖの鉛蓄電池を含む車載電源）から給電され、必要に応じて電源電圧を所定の大きさに変換して保護ＭＰＵ１６Ａおよびメモリ１６Ｃへ電源を供給する。電源管理部１６Ｅは、保護ＭＰＵ１６Ａからの信号により起動および停止されるとともに、論理和回路１６Ｇからの信号により起動される。電源管理部１６Ｅは、バス通信線ＢＬ２を介して車両管理装置２０と通信を行う。

電源管理部１６Ｆは、二次電池装置１０の外部（１２Ｖの鉛蓄電池を含む車載電源）から給電され、必要に応じて電源電圧を所定の大きさに変換して演算ＭＰＵ１６Ｂおよびメモリ１６Ｄへ電源を供給する。電源管理部１６Ｆは、保護ＭＰＵ１６Ａからの信号により起動および停止される。電源管理部１６Ｆは、バス通信線ＢＬ２を介して車両管理装置２０と通信を行う。

インバータ５０は、車両管理装置２０からの制御信号に基づいて、二次電池装置１０から供給される電圧を変換するとともに、運転指令を受けて出力電流および電圧のレベル制御及び位相制御などを行う。インバータ５０の出力は、モータ６０に駆動電力として供給される。

モータ６０はインバータ５０から供給される電力により回転する。モータ６０の回転による動力は、例えば差動ギアユニットを介して、車軸７０および車輪ＷＲ、ＷＬに伝達される。

ブレーキ管理装置４０は、車輪ＷＲ、ＷＬの回転を止める際にユーザが踏む図示しないブレーキペダルセンサによりブレーキペダルの踏み入れ量を検出し、バス通信線ＢＬ３を介して、車両管理装置２０へブレーキペダルの踏み入れ量を送信する。

車輪管理装置８０は、車輪ＷＲ、ＷＬの回転数を検出し、バス通信線ＢＬ４を介して、車両管理装置２０へ送信する。

車両管理装置２０は、車両に搭載された様々な機能、例えば、二次電池装置１０、変速器（図示せず）、充電器（図示せず）、インバータ５０、および、モータ６０等を協調して動作させる。車両管理装置２０は、バス通信線ＢＬ２を介して、電池管理装置１６から二次電池パックのＳＯＣ値、複数の二次電池セルのＳＯＣ値、電圧の最大値および最小値、温度の最大値および最小値等のデータや、二次電池セルの異常を通知する信号を受信するとともに、電池管理装置１６の動作を制御する制御信号、例えば後述する低消費電力モード切替や低消費電力モードからの復帰を送信する。また、車両管理装置２０は、バス通信線ＢＬ３を介して、ブレーキ管理装置４０からブレーキペダルの踏入量を受信する。車両管理装置２０は、バス通信線ＢＬ４を介して、車輪管理装置８０から車輪ＷＬ、ＷＲの回転数を受信する。

バス通信線ＢＬ１Ａ、ＢＬ１Ｂ、ＢＬ２、ＢＬ３、ＢＬ４は、例えばＣＡＮ（Control Area Network）規格に基づいて構成されたバス通信線である。複数の電池監視装置１４と電池管理装置１６とはそれぞれに割り振られた識別符号を用いて、バス通信線ＢＬ１を介して相互に通信を行っている。

二次電池装置１０を搭載した上記車両において、電池管理装置１６は、周期的に受信される電圧値や電流値を用いて二次電池パックのＳＯＣ値、複数の二次電池セルのＳＯＣ値等を算出し、上位の制御手段である車両管理装置２０へ送信するため、電池監視装置１４および車両管理装置２０と頻繁に通信を行っている。

一方で、車両が走行を一時停止している間は組電池ＢＴに電流が流れないため、二次電池セルのＳＯＣ値に大きな変化は起こらず、二次電池セルの電圧の大きな変化も起こらない。このことから、本実施形態の車両では、車両が走行を一時停止している間は、電池監視装置１４と電池管理装置１６とを低消費電力モードに遷移させて、車両全体としての消費電力を低減させている。

ただし、一時停止中でも、外気温の変化や直前の二次電池セルの状態によっては、二次電池セル温度が急変する場合があるため、温度監視は継続すべきである。

そこで、本実施形態では、直前の二次電池セルの電圧が高電圧しきい値以下であって、低電圧しきい値以上である場合、一時停止中は電圧監視や保護を行う必要がないため、保護ＭＰＵ１６Ａと電圧監視部１４Ａへの電源供給を停止し、温度監視部１４Ｂでの監視は継続する。

以下、本実施形態の車両、二次電池装置１０および二次電池モジュールＭＤＬの動作の一例を説明する。

図３に、車両、二次電池装置および二次電池モジュールの動作の一例を説明するフローチャートを示す。

車両管理装置２０は、ブレーキ管理装置４０から受信したブレーキペダル踏入量および車輪管理装置８０から受信した車輪回転数などから、車両が運転手により明示的に一時停止されたことを検知する（ステップＳＴ１）。

続いて、車両管理装置２０は、電池管理装置１６の保護ＭＰＵ１６Ａと演算ＭＰＵ１６Ｂとに対し低消費電力モード切替を通知する（ステップＳＴ２）。

演算ＭＰＵ１６Ｂは、低消費電力モード切替の通知を受信すると、電源管理部１６Ｆへシャットダウンするように通知し、演算ＭＰＵ１６Ｂとメモリ１６Ｄとへの電源供給を停止する（ステップＳＴ３）。

続いて、保護ＭＰＵ１６Ａは、電圧監視部１４Ａから受信した二次電池セルの電圧データのいずれの値も高電圧しきい値以下であって低電圧しきい値以上であるか否か判断する（ステップＳＴ４）。高電圧しきい値は少なくとも二次電池セルの過充電電圧未満であり、低圧しきい値は少なくとも二次電池セルの過放電電圧より大きい。なお保護ＭＰＵ１６Ａが過放電保護を行わない場合には、上記低圧しきい値についての判断は省略することもできる。このとき、保護ＭＰＵ１６Ａは、演算ＭＰＵ１６Ｂの動作を監視して演算ＭＰＵ１６Ｂへの電源供給が停止された後に上記判断を行ってもよく、低消費電力モード切替の通知を受信した後に演算ＭＰＵ１６Ｂの動作と並列に上記判断および以下の動作を行ってもよい。

二次電池セルの電圧データのいずれかが高電圧しきい値を超えている場合、又は、低電圧しきい値未満である場合には、保護ＭＰＵ１６Ａは二次電池セルの電圧が異常であることを車両管理装置２０へ通知する等、適切な保護処理を行う（ステップＳＴ５）。

二次電池セルの電圧データのいずれも高電圧しきい値以下であって低電圧しきい値以上である場合、保護ＭＰＵ１６Ａは電池監視装置１４の電源管理部１４Ｃに対して電源供給停止の通知をする。電源管理部１４Ｃは電源供給停止の通知を受信すると、電圧監視部１４Ａへの電源供給を停止する（ステップＳＴ６）。

ここで、電池管理装置１６の低消費電力モードとは、直前に受信された二次電池セルの電圧が高電圧しきい値以下であって低電圧しきい値以上である場合、保護ＭＰＵ１６Ａ、メモリ１６Ｃ、演算ＭＰＵ１６Ｂ、および、メモリ１６Ｄへの電源供給を停止した状態である。

なお、直前に受信した二次電池セルの電圧が高電圧しきい値以下であって低電圧しきい値以上であっても、高電圧しきい値以下の所定範囲、または低電圧しきい値以上の所定範囲に含まれる場合には、演算ＭＰＵ１６Ｂとメモリ１６Ｄへの電源供給を停止し、保護ＭＰＵ１６Ａおよびメモリ１６Ｃへは電源を供給している状態としてもよい。この場合、二次電池装置１０の消費電力をより低減させるとともに、安全性を担保することが可能となる。

続いて、保護ＭＰＵ１６Ａは、電源管理部１６Ｅへシャットダウンするように通知し、保護ＭＰＵ１６Ａおよび保護ＭＰＵ１６Ａに接続されたメモリ１６Ｃへの電源供給を停止する（ステップＳＴ７）。

この時点で、温度監視部１４Ｂのみが起動している状態（電池監視装置１４の低消費電力モード）となる。温度監視部１４Ｂは高温しきい値を超える温度、または、低温しきい値未満の温度を検知したかどうか判断する（ステップＳＴ８）。高温しきい値は、二次電池セルが危険な状態となる温度以下である。なお、保護ＭＰＵ１６Ａにおいて低温保護が行われない場合には、上記低温しきい値についての判断は省略することも可能である。

温度監視部１４Ｂが高温しきい値を超える温度、または、低温しきい値未満の温度を検知した場合、論理和回路１６Ｇへ出力する信号をロー（Ｌ）レベルからハイ（Ｈ）レベルとして電源管理部１６Ｅへ起動信号を出力する。電源管理部１６Ｅは、論理和回路１６Ｇからの信号がロー（Ｌ）レベルからハイ（Ｈ）レベルとなると起動して、保護ＭＰＵ１６Ａおよびメモリ１６Ｃへ電源を供給する。保護ＭＰＵ１６Ａは起動した後、車両管理装置２０へ二次電池セルの温度が異常であることを通知する等、適切な保護処理を行う（ステップＳＴ９）。

温度監視部１４Ｂが高温しきい値を超える温度、または、低温しきい値未満の温度を検知しない場合、車両管理装置２０がブレーキ管理装置４０から受信したブレーキペダル踏入量および車輪管理装置８０から受信した車輪回転数などから、走行再開準備が整ったことを検知した場合、電源管理部１６Ｅ、１６Ｆが低消費電力モードからの復帰の通知を受信する（ステップＳＴ１０）。

低消費電力モードからの復帰の通知を受信しない間は、上記ステップ８に戻り温度監視部１４Ｂは高温しきい値を超える温度、または、低温しきい値未満の温度を検知したかどうか判断する。

低消費電力モードからの復帰の通知を受信した場合は、電源管理部１６Ｅ、１６Ｆが起動し、保護ＭＰＵ１６Ａ、保護ＭＰＵ１６Ａに接続したメモリ１６Ｃ、演算ＭＰＵ１６Ｂ、および、演算ＭＰＵ１６Ｂに接続したメモリ１６Ｄへの電源供給が再開される（ステップＳＴ１１）。

続いて、保護ＭＰＵ１６Ａは、電池監視装置１４の電源管理部１４Ｃへ起動するように通知し、電源管理部１４Ｃが起動して電圧監視部１４Ａへの電源供給を再開する（ステップＳＴ１２）。

なお、上記二次電池装置１０の動作において、電池監視装置１４と電池管理装置１６とは、特定のＣＡＮ通信信号（ＣＡＮＩＤ）を受信した場合に復帰するように構成されてもよく、特定のＣＡＮ通信信号を受信した場合に低消費電力モードに切り替わるように構成されてもよい。電池管理装置１６の電源管理部１６Ｅ、１６Ｆは例えば保護ＭＰＵ１６Ａおよび演算ＭＰＵ１６Ｂにより特定のＣＡＮ通信信号が起動あるいは停止の切替信号であるとして設定される。電池監視装置１４の電源管理部１４Ｃは例えば保護ＭＰＵ１６Ａにより特定のＣＡＮ通信信号が起動あるいは停止の切替信号として設定される。

上記のように、車両が一時停止している際に電池監視装置１４と電池管理装置１６とを低消費電力モードに遷移させると、車両、二次電池装置、および二次電池モジュールの電力消費を低減することができる。

さらに、車両が一時停止している間は、二次電池セルの電圧や温度の変化が小さいため、電池監視装置１４および電池管理装置１６が内部処理および通信処理を停止していても車両の安全性を担保することが可能である。本実施形態では、低消費電力モード中であっても、電池監視装置１４の温度監視部１４Ｂは停止しないため、少なくとも二次電池セルの温度上昇による危険な状態である場合には適切な保護処理を行うことができ、安全性を担保することが可能である。

次に、上記実施形態の二次電池装置１０の他の例について説明する。
図４に二次電池装置１０の他の構成例を概略的に示す。なお、以下の説明において図２に示す二次電池装置１０と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

この例では、電池監視装置１４は電源管理部１４Ｃ１、１４Ｃ２を備えている。電源管理部１４Ｃ１、１４Ｃ２は組電池ＢＴから給電される。

電源管理部１４Ｃ１は、電圧監視部１４Ａへ電源を供給している。電源管理部１４Ｃ１は電池管理装置１６の保護ＭＰＵ１６Ａから受信する信号により、起動あるいは停止する。

電源管理部１４Ｃ２は、温度監視部１４Ｂへ電源を供給している。電源管理部１４Ｃ２は、二次電池装置１０が低消費電力モードで動作しているときも温度監視部１４Ｂへ電源を供給する。

図４に示す二次電池装置１０の例は、上記以外は図２に示す二次電池装置１０と同様である。組電池ＢＴから給電される電源管理部１４Ｃ１、１４Ｃ２を設けることにより、電池監視装置１４にＤＣＤＣ部を設ける必要がなくなる。

また、図２に示す場合と同様に、車両が一時停止している際に電池監視装置１４と電池管理装置１６とを低消費電力モードに遷移させると、車両、二次電池装置、および二次電池モジュールの電力消費を低減することができる。

次に、第２実施形態の車両、二次電池装置、および、二次電池モジュールについて図面を参照して以下に説明する。

図５に、本実施形態の二次電池装置１０の一構成例を概略的に示す。なお、以下の説明において、上述の第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態の二次電池装置１０は、電池管理装置１６と電池監視装置１４とはバス通信線ＢＬ１でなくＩ^２Ｃ（Inter Integrated Circuit）通信ケーブルで接続されている。

複数の電池監視装置１４の電圧監視部１４Ａは、Ｉ^２Ｃ通信ケーブルにより直列に接続されている。最も低電位側の電池監視装置１４の電圧監視部１４ＡはＩ^２Ｃ通信ケーブルにより電池管理装置１６と接続されている。

複数の電池監視装置１４の温度監視部１４Ｂは、Ｉ^２Ｃ通信ケーブルにより直列に接続されている。最も低電位側の電池監視装置１４の温度監視部１４ＢはＩ^２Ｃ通信ケーブルにより電池管理装置１６と接続されている。

また、本実施形態では、電圧監視部１４Ａは電圧検出回路を備え、ＭＰＵを備えていない。同様に、温度監視部１４Ｂは温度検出回路を備え、ＭＰＵを備えていない。ただし、電圧監視部１４Ａおよび温度監視部１４ＢはそれぞれＭＰＵを備えていてもよい。

電池管理装置１６は、Ｉ^２Ｃ通信ケーブルに接続された排他制御部１６Ｈ、１６Ｉを備えている。排他制御部１６Ｈは、Ｉ^２Ｃ通信ケーブルを介して最も低電位側の電池監視装置１４の電圧監視部１４Ａと接続されている。排他制御部１６Ｉは、Ｉ^２Ｃ通信ケーブルを介して最も低電位側の電池監視装置１４の温度監視部１４Ｂと接続されている。排他制御部１６Ｈ、１６Ｉはデータを記憶するバッファを備えている。

保護ＭＰＵ１６Ａおよび演算ＭＰＵ１６Ｂのそれぞれは、排他制御部１６Ｈ、１６Ｉを介して電圧監視部１４Ａまたは温度監視部１４Ｂにアクセスして二次電池セルの電圧データまたは温度データを取得することができる。保護ＭＰＵ１６Ａおよび演算ＭＰＵ１６Ｂの一方が、排他制御部１６Ｈ、１６Ｉを介して電圧データまたは温度データを取得した場合、排他制御部１６Ｈ、１６Ｉには保護ＭＰＵ１６Ａおよび演算ＭＰＵ１６Ｂの一方が取得したデータがバッファに記憶される。保護ＭＰＵ１６Ａおよび演算ＭＰＵ１６Ｂの他方は、排他制御部１６Ｈ、１６Ｉのバッファにアクセスして記憶されたデータを取得することにより、実際に電圧監視部１４Ａまたは温度監視部１４Ｂにアクセスすることなく同じデータを取得することができる。

本実施形態の二次電池装置１０は上記の構成以外は上述の第１実施形態と同様である。すなわち本実施形態によれば、車両が一時停止している際に電池監視装置１４と電池管理装置１６とを低消費電力モードに遷移させ、車両、二次電池装置、および二次電池モジュールの電力消費を低減することができる。

なお、図５に示す二次電池装置１０において、電源管理部１４ＣとＤＣＤＣ部１４Ｄとの代わりに、図４に示す電源管理部１４Ｃ１、１４Ｃ２を設けても良い。その場合であっても同様の効果を得ることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

ＢＴ…組電池、ＭＤＬ…二次電池モジュール、ＷＲ、ＷＬ…車輪、ＢＬ１〜ＢＬ４…バス通信線ＢＬ、１０…二次電池装置、１４…電池監視装置、１４Ａ…電圧監視部、１４Ｂ…温度監視部、１４Ｃ…電源管理部（第１電源管理部）、１４Ｄ…ＤＣＤＣ部（第２電源管理部）、１４Ｃ１…電源管理部（第２電源管理部）、１４Ｃ２…電源管理部（第１電源管理部）、１６Ａ…保護ＭＰＵ（保護手段）、１６Ｂ…演算ＭＰＵ（演算手段）、１６Ｃ、１６Ｄ…メモリ、１６Ｅ…電源管理部（第３電源管理部）、１６Ｆ…電源管理部（第４電源管理部）、１６Ｇ…論理和回路、１６Ｈ、１６Ｉ…排他制御部、１８…電流監視装置、２０…車両管理装置、４０…ブレーキ管理装置、５０…インバータ、６０…モータ、７０…車軸、８０…車輪管理装置。

Claims

複数の二次電池セルを含む組電池と、
複数の二次電池セルの電圧を検出する電圧監視部と、
前記組電池の温度を検出する温度監視部と、
前記組電池から給電され、外部から入力された信号により前記電圧監視部への電源供給と電源供給の停止とを切替える第１電源管理部と、
前記温度監視部へ電源を供給する第２電源管理部と、を備えることを特徴とする二次電池モジュール。
前記第２電源管理部は外部電源から給電され、供給された電力を所定の大きさに変換する変換手段を備えることを特徴とする請求項１記載の二次電池モジュール。
前記第２電源管理部は前記組電池から給電されることを特徴とする請求項１記載の二次電池モジュール。
請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の二次電池モジュールと、
前記組電池から出力される電流を検出する電流監視部と、
前記電圧監視部から電圧データを受信するとともに、前記温度監視部から温度データを受信し、二次電池セルが過電圧状態、および、高温状態であるか否かを判断する保護手段と、
前記電圧監視部から電圧データを受信し、前記温度監視部から温度データを受信し、前記電流監視部から電流データを受信し、ＳＯＣを算出する演算手段と、
前記保護手段へ電源を供給する第３電源管理部と、
前記演算手段へ電源を供給する第４電源管理部と、を備えた二次電池装置であって、
前記演算手段は外部から低消費電力モードに切替える通知を受信した場合に前記第４電源管理部からの電源供給を停止し、
前記保護手段は、低消費電力モードに切替える通知を受信し、前記複数の二次電池セルの電圧が高電圧しきい値以下であって低電圧しきい値以上である場合に、前記第１電源管理部へ電源供給停止を通知するとともに、前記第３電源管理部からの電源供給を停止することを特徴とする二次電池装置。
前記温度監視部からの信号が入力され、前記保護手段へ信号を出力する論理和回路をさらに備え、
前記温度監視部は低消費電力モードで動作している際に、高温しきい値を超える前記組電池の温度を検出した場合、前記論理和回路の入力信号を第１レベルから第２レベルとすることを特徴とする請求項４記載の二次電池装置。
前記第３電源管理部および前記第４電源管理部は、低消費電力モードで動作している際に外部から所定の信号を受信した場合、電源供給を再開することを特徴とする請求項４または請求項５記載の二次電池装置。
請求項４乃至請求項６のいずれか１項記載の二次電池装置と、
前記二次電池装置から出力された直流電力を変換するインバータと、
前記インバータから出力された電力により駆動されるモータと、
前記モータが回転する動力が伝達される車輪と、
前記車輪の回転数を検出する車輪管理装置と、
ブレーキペダルの踏み入れ量を検出するブレーキ管理装置と、
前記ブレーキ管理装置から前記踏み入れ量を受信し、前記車輪管理装置から前記回転数を受信し、前記踏み入れ量および前記回転数から一時停止したか否か判断し、一時停止している場合に前記二次電池装置へ低消費電力モードに切替える通知を送信し、前記踏み入れ量および前記回転数から走行再開したか否か判断し、走行再開した場合に前記二次電池装置へ低消費電力モードから復帰する通知を送信する車両管理装置と、を備えることを特徴とする車両。