JP2013167544A - 組電池の状態監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高電圧バッテリ１０を構成する電池セルＣｉｊ（ｉ＝１〜２ｎ，ｊ＝１〜ｍ）のそれぞれの端子電圧を検出する手段を備えるものにおいて、それら端子電圧を検出するための配線が断線する場合等にあっては、電池セルＣｉｊの監視を行なうことができなくなる。
【解決手段】電池セルＣｉ１〜Ｃｉｍのそれぞれの端子電圧は、監視ユニットＵｉによって検出され、ＢＥＣＵ４０に送信される。高電圧バッテリ１０の端子電圧は、抵抗体６０，６２によって分圧され、分圧された電圧（総電圧の分圧値Ｖｔｂ）は、監視ユニットＵ２ｎを介してＢＥＣＵ４０に取り込まれる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電池セルの直列接続体としての組電池の状態監視装置に関する。

この種の監視装置としては、たとえば下記特許文献１に見られるように、電池セルの電圧と閾値電圧とをコンパレータに入力し、コンパレータによるそれらの大小比較によって電池セルの電圧を監視するとともに、フライングキャパシタ方式によって隣接する複数の電池セルの端子電圧を検出するものも提案されている。

特開２０１１−７８１６４号公報

上記装置の場合、コンパレータによって電池セルの端子電圧が過度に高い異常や過度に低い異常の有無を診断できるとともに、フライングキャパシタの充電電圧に基づく複数電池セルの端子電圧の異常の有無を診断可能という点で、２重系を構成している。ただし、フライングキャパシタ方式の回路に異常が生じる場合、電池セルの端子電圧が過度に高くなったり過度に低くなったりしているかどうかしか監視できなくなるため、フライングキャパシタ方式の回路に異常が生じた場合には、退避走行を行なうことも困難である。

本発明は、上記課題を解決する過程でなされたものであり、その目的は、電池セルの直列接続体としての組電池について、新たな状態監視装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、およびその作用効果について記載する。

請求項１記載の発明は、電池セル（Ｃｉｊ；ｉ＝１〜２ｎ，ｊ＝１〜ｍ）の直列接続体としての組電池（１０）を構成する１つの電池セルおよび隣接する複数個の電池セルのいずれかである単位電池の端子電圧を検出する単位電圧検出手段（２２，２４）と、前記単位電圧検出手段による前記端子電圧の検出値を送信する送信手段（２６）と、前記送信手段によって送信された信号を受信する受信手段（４０）と、前記送信手段および前記受信手段間を接続する通信経路（Ｌｉ，Ｌｏ）と、前記単位電池についての隣接する複数個の両端に接続され、該複数個の電圧を分圧する分圧用抵抗体（６０，６２，７０，７２）とを備え、前記分圧用抵抗体と前記送信手段との間を接続し、前記分圧用抵抗体によって分圧された電圧に関する信号を前記送信手段によって前記受信手段に受信させるようにしたことを特徴とする。

上記発明では、分圧用抵抗体によって分圧された電圧に関する信号を受信手段が受信することで、受信手段は、単位電池の端子電圧の検出値に加えて、分圧された電圧に関する情報を取得することができる。このため、組電池の状態の監視に関し、２重系を構成することができる。

特に、分圧された電圧に関する情報を、送信手段によって受信手段に受信させるようにしたことで、送信手段を、端子電圧検出手段と共有することができる。

なお、本発明にかかる以下の代表的な実施形態に関する概念の拡張については、代表的な実施形態の後の「その他の実施形態」の欄に記載してある。

第１の実施形態にかかるシステム構成図。 同実施形態にかかる異常診断処理の手順を示す流れ図。 同実施形態にかかるフェールセーフ処理の手順を示す流れ図。 第２の実施形態にかかるシステム構成図。 第３の実施形態にかかるシステム構成図。

＜第１の実施形態＞
以下、本発明にかかる組電池の状態監視装置を車載高電圧バッテリの状態監視装置に適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に示される高電圧バッテリ１０は、車載主機としての回転機に供給する電気エネルギを貯蔵する貯蔵手段である。すなわち、高電圧バッテリ１０は、リレーＳＭＲおよび電力変換回路（インバータ１２）を介して回転機（モータジェネレータ１４）に接続されている。なお、モータジェネレータ１４の回転軸は、駆動輪１６に機械的に連結されている。

高電圧バッテリ１０は、その負極と車体とが絶縁されるようにして配置されている。本実施形態では、高電圧バッテリ１０の正極電位および負極電位間の値が車体電位となる設定を想定している。これは、たとえば高電圧バッテリ１０に複数の抵抗体（図示略）の直列接続体を並列接続し、それら抵抗体の接続点を車体に短絡することで実現することができる。なお、ここで抵抗体を用いる場合、その抵抗値は、高電圧バッテリ１０と車体との絶縁要求を満たすように設定される。

高電圧バッテリ１０は、電池セルＣ１１〜Ｃ（２ｎ）ｍの直列接続体としての組電池である。高電圧バッテリ１０は、電池セルＣｉｊ（ｉ＝１〜２ｎ，ｊ＝１〜ｍ）を直列接続することで、正常時における開放端電圧を高電圧（たとえば１００Ｖ以上）とすることが可能となっている。電池セルＣｉｊは、リチウムイオン２次電池であり、これらは個体差を除いて、満充電電荷量や充電率と開放端電圧との関係が同一となるものである。

電池セルＣｉｊは、隣接するｍ（＞１）個ずつでモジュールＭ１〜Ｍ２ｎを構成する。そして、各モジュールＭｉ（ｉ＝１〜２ｎ）には、モジュールＭｉを監視対象とする監視ユニットＵｉが設けられている。

監視ユニットＵｉは、図中、監視ユニットＵ２ｎについて示すように、電池セルＣｉ１〜Ｃｉｍのうちの１つの両電極を選択するマルチプレクサ２０と、マルチプレクサ２０の出力値を増幅するアンプ２２と、アンプ２２の出力値をデジタルデータに変換するアナログデジタル変換器２４と、アナログデジタル変換器２４の出力値が入力されるロジック通信回路２６とを備える。

監視ユニットＵ１〜２ｎは、監視ユニットＵ１〜Ｕｎと、監視ユニットＵ（ｎ＋１）〜Ｕ２ｎとで、グループ化されている。そして、各グループにおいて、隣接する監視ユニットＵｉ同士は、通信線（入力線Ｌｉ，出力線Ｌｏ）によって接続されている。そして、監視ユニットＵｎは、入力線Ｌｉ、出力線Ｌｏとインターフェース３０とを介して、バッテリ用電子制御装置（以下、ＢＥＣＵ４０）と通信する。また、監視ユニットＵ２ｎは、入力線Ｌｉ、出力線Ｌｏとインターフェース３２とを介して、バッテリ用電子制御装置（以下、ＢＥＣＵ４０）と通信する。

ここで、ＢＥＣＵ４０は、入力線Ｌｉを介して、監視ユニットＵｎ，Ｕ２ｎのそれぞれに、特定の電池セルＣｉｊの端子電圧（セル電圧Ｖｉｊ）を検出するように指令する信号を出力する。これに対し、監視ユニットＵｎ，Ｕ２ｎのロジック通信回路２６では、対応する電池セルＣｉｊが自己の監視対象とするものである場合には、マルチプレクサ２０を操作してその電池セルＣｉｊを選択し、セル電圧Ｖｉｊを検出する。そして、ロジック通信回路２６では、セル電圧Ｖｉｊに関する信号を出力線Ｌｏに出力する。これにより、ＢＥＣＵ４０には、出力線Ｌｏを介してセル電圧Ｖｉｊが入力される。一方、対応する電池セルＣｉｊが自己の監視対象とするものではない場合には、監視ユニットＵｎ、Ｕ２ｎのロジック通信回路２６から隣接する監視ユニットＵ（ｎ−１），Ｕ（２ｎ−１）のロジック通信回路２６に、上記指令する信号が出力線Ｌｏを介して出力される。隣接する監視ユニットＵ（ｎ−１），Ｕ（２ｎ−１）のロジック通信回路２６では、対応する電池セルＣｉｊが自己の監視対象とするものであるか否かに応じて、監視ユニットＵｎ，Ｕ２ｎと同様の処理を行なう。

なお、監視ユニットＵ２〜Ｕｎのロジック通信回路２６や、監視ユニットＵ（ｎ＋２）〜Ｕ２ｎのロジック通信回路２６では、隣接する高電位側の監視ユニットＵｉから出力線Ｌｏを介して信号が入力される場合、その信号を出力線Ｌｏを介して出力する。これにより、いずれの監視ユニットＵｉで検出されたセル電圧ＶｉｊもＢＥＣＵ４０に送信されることとなる。

こうした構成によって、ＢＥＣＵ４０では、電池セルＣ１１〜Ｃ２ｎｍのそれぞれの状態を監視したり、高電圧バッテリ１０の端子電圧を算出したりすることができる。ここで、高電圧バッテリ１０の端子電圧は、セル電圧Ｖ１１〜Ｖ２ｎｍの合計値を算出することによって算出可能である。なお、セル電圧Ｖｉｊの監視は、電池セルＣｉｊの異常の有無の診断処理のみならず、高電圧バッテリ１０の出力制限値ＷＬｉｍの算出にも用いられる。出力制限値ＷＬｉｍは、ＢＥＣＵ４０による高電圧バッテリ１０の状態監視に基づき算出されるモータジェネレータ１４の制御に際しての制約情報量である。出力制限値ＷＬｉｍは、高電圧バッテリ１０との間で電力が授受されるモータジェネレータ１４の制御量の制御に用いられるべく、ハイブリッド制御装置（ＨＶＥＣＵ５０）に出力される。ＨＶＥＣＵ５０では、出力制限値ＷＬｉｍを、高電圧バッテリ１０の信頼性を維持する上での出力上限値であると認識し、これを越えないようにモータジェネレータ１４の制御量を制御する。

なお、ＢＥＣＵ４０は、車体電位を基準電位とするものである。このため、上記インターフェース３０，３２は、入力側および出力側間を絶縁しつつ信号を伝播させるフォトカプラ等の絶縁通信手段を備えて構成される。なお、本実施形態では、ＢＥＣＵ４０として、たとえばＣＰＵおよびメモリ等を備え、メモリに記憶されたプログラムをＣＰＵによって実行する手段（ソフトウェア処理手段）を想定している。

上記高電圧バッテリ１０の正極および負極間には、分圧用抵抗体として、抵抗体６０，６２の直列接続体と、抵抗体７０，７２の直列接続体とが並列接続されている。ここで、抵抗体６０，６２によって分圧された電圧（総電圧の分圧値Ｖｔａ）は、監視ユニットＵ１に入力され、抵抗体７０，７２によって分圧された電圧（総電圧の分圧値Ｖｔｂ）は、監視ユニットＵ２ｎに入力される。

抵抗体６０，６２の抵抗値は、分圧値Ｖｔａが、モジュールＭ１内の電池セルＣ１１〜Ｃ１ｍの正極電位または負極電位のいずれかと高電圧バッテリ１０の負極電位との電位差程度の値となるように設定されている。同様に、抵抗体７０，７２の抵抗値は、分圧値Ｖｔｂが、モジュールＭ２ｎ内の電池セルＣ２ｎ１〜Ｃ２ｎｍの正極電位または負極電位のいずれかと高電圧バッテリ１０の負極電位との電位差程度の値となるように設定されている。これにより、たとえば監視ユニットＵ２ｎにおいては、分圧値Ｖｔｂの入力端子と、電池セルＣ２ｎ１〜Ｃ２ｎｍの正極および負極のいずれか１つの端子とを選択し、それらの間の電位差をアンプ２２に印加することで、分圧値Ｖｔｂを、電池セルＣｉｊの端子電圧程度の値として検出することができる。そして、この分圧値Ｖｔｂに関する情報を出力線Ｌｏに出力することで、ＢＥＣＵ４０では、これを取得し、抵抗体７０，７２の抵抗値に基づき、実際の高電圧バッテリ１０の端子電圧を算出することができる。

このように、分圧値Ｖｔａ，Ｖｔｂを取得することで、高電圧バッテリ１０の状態の監視について、２重系を構成することができる。これにより、監視ユニットＵｉの異常の有無の診断処理や、異常時における高電圧バッテリ１０の監視処理が可能となる。

図２に、上記監視ユニットＵｉの異常の有無の診断処理の手順について、特に分圧値Ｖｔａを利用する場合を示す。この処理は、ＢＥＣＵ４０によって、たとえば所定周期でくり返し実行される。なお、分圧値Ｖｔｂを利用する場合についても同様に実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ１０において、分圧値Ｖｔａを取得する。続くステップＳ１２においては、電池セルＣ１１〜Ｃ２ｎｍの全てのセル電圧Ｖ１１〜Ｖ２ｎｍを取得する。続くステップＳ１４においては、分圧値Ｖｔａと、セル電圧Ｖ１１〜Ｖ２ｎｍの平均値との差の絶対値が規定値ΔＶｔｈ以上であるか否かを判断する。この処理は、監視ユニットＵ１〜Ｕ２ｎの異常の有無を診断するためのものである。ここでは、分圧値Ｖｔａが、高電圧バッテリ１０の端子電圧を、電池セルＣｉｊのセル数（２ｎ×ｍ）で除算した値となるように、抵抗体６０，６２の抵抗値や、分圧値Ｖｔａをデジタルデータに変換するに際しての基準電位（電池セルＣ１１〜Ｃ１ｍの電位のうちマルチプレクサ２０によって選択されたもの）が設定される。ここで、分圧値Ｖｔａから高電圧バッテリ１０の電圧を簡易且つ高精度に算出可能な値とするためには、基準電位は、電池セルＣ１１の正極電位とすることが望ましい。ちなみに、このことは、監視ユニットＵ２ｎにおいては、分圧値Ｖｔｂがデジタルデータに変換されるに際しての基準電位を電池セルＣ２ｎｍの負極電位とすることが望ましいことを意味する。

上記規定値ΔＶｔｈは、監視ユニットＵｉの電圧検出精度や、分圧値Ｖｔａの電圧検出精度に基づき、正常時において生じうる誤差の最大値よりも大きい値に設定されている。

上記ステップＳ１４において肯定判断される場合、監視ユニットＵ１〜Ｕ２ｎに異常が生じた旨診断し、ステップＳ１６において、その旨を外部に通知する。これに対し、ステップＳ１４において否定判断される場合や、ステップＳ１６の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。

図３に、上記異常時における高電圧バッテリ１０の監視処理の手順を示す。この処理は、ＢＥＣＵ４０によって、たとえば所定周期でくり返し実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ２０において、監視ユニットＵｎとＢＥＣＵ４０との間の通信に異常が生じたか否かを判断する。これは、たとえば監視ユニットＵｎからの信号がＢＥＣＵ４０で受信できない場合に異常があると判断すればよい。ステップＳ２０において否定判断される場合、ステップＳ２２において、監視ユニットＵ２ｎとＢＥＣＵ４０との間の通信に異常が生じたか否かを判断する。

ここで、監視ユニットＵｎとＢＥＣＵ４０との間の通信に異常が生じた場合、分圧値Ｖｔａを利用することはできない。これに対し、監視ユニットＵ２ｎとＢＥＣＵ４０との間の通信に異常が生じた場合、分圧値Ｖｔｂを利用することはできない。このため、ステップＳ２０において肯定判断される場合、ステップＳ２４において、異常時の高電圧バッテリ１０の監視用のパラメータとしての総電圧ＶＴを、分圧値Ｖｔｂとする。これに対し、ステップＳ２２において肯定判断される場合、ステップＳ２６において、総電圧ＶＴを、分圧値Ｖｔａとする。ステップＳ２４，２６の処理が完了する場合、ステップＳ２８において、総電圧ＶＴに基づき、出力制限値ＷＬｉｍを算出し、これをＨＶＥＣＵ５０に出力する。ここで、出力制限値ＷＬｉｍは、分圧値Ｖｔａ，Ｖｔｂに基づき算出されるものであるが故、セル電圧Ｖｉｊに基づき算出されるときと比較して、十分なマージンを設けて算出される。

なお、ステップＳ２８の処理が完了する場合や、ステップＳ２２において否定判断される場合には、この一連の処理を一旦終了する。

このように、本実施形態では、監視ユニットＵｎ，Ｕ２ｎとの通信が不能となる異常時においても、分圧値Ｖｔａ，Ｖｔｂに基づき出力制限値ＷＬｉｍを算出することができるため、リンプホーム処理を好適に行なうことができる。

これは、高電圧バッテリ１０の端子電圧に関する情報を取得するための手段として、各監視ユニットＵ１〜Ｕ２ｎに加えて、さらに別の手段（抵抗体６０，６２，７０，７２）を備えたために実現したものである。

しかも、監視ユニットＵｎ，Ｕ２ｎのマルチプレクサ２０等を流用することで、高電圧バッテリ１０の端子電圧に関する情報（分圧値Ｖｔａ，Ｖｔｂ）をＢＥＣＵ４０が取得する上での部品点数の増大は極力低減されている。すなわち、抵抗体６０，６２の接続点の電位や、抵抗体７０，７２の接続点の電位は、ＢＥＣＵ４０の基準電位とは大きく乖離している。このため、抵抗体６０，６２の接続点や抵抗体７０，７２の接続点をＢＥＣＵ４０に接続することはできない。このため、抵抗体６０，６２の接続点の電位や、抵抗体７０，７２の接続点の電位に関する信号をＢＥＣＵ４０に出力するための絶縁通信手段等が必要となるが、これらを別途備えることは部品点数が大きく増加することにつながる。

これに対し、マルチプレクサ２０、アンプ２２、アナログデジタル変換器２４およびロジック通信回路２６や、インターフェース３０，３２を流用することで、部品点数の増加を極力抑制することができる。

なお、アンプ２２や、アナログデジタル変換器２４を共有することで、それらに誤差がある場合、その誤差の影響は、監視ユニットＵｎ，Ｕ２ｎのセル電圧Ｖｉｊと分圧値Ｖｔａ，Ｖｔｂとの双方に及ぶ。このため、先の図２に示した処理において規定値ΔＶｔｈを定める際、アンプ２２や、アナログデジタル変換器２４の誤差の影響を考慮したマージン量を低減できるとも考えられる。

また、抵抗体６０，６２と高電圧バッテリ１０との間や、抵抗体７０，７２と高電圧バッテリ１０との間には、暗電流防止用開閉手段（フォトＭＯＳリレー６４，７４）が備えられている。これは、分圧値Ｖｔａ，Ｖｔｂの取得要求が生じない場合には、抵抗体６０，６２（７０，７２）によって、高電圧バッテリ１０の電気エネルギが熱エネルギに変換される事態を回避するためのものである。

ちなみに、監視ユニットＵｎ，Ｕ２ｎとＢＥＣＵ４０との間の通信は可能であって且つ、監視ユニットＵ１〜Ｕ（ｎ−１）の一部と監視ユニットＵｎとの通信や、監視ユニットＵ（ｎ＋１）〜Ｕ（２ｎ−１）の一部と監視ユニットＵ２ｎとの通信が不能となる場合には、分圧値Ｖｔｂを用いてリンプホーム処理を行えばよい。
＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図４に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。なお、図４において、先の図１に示した部材に対応するものについては、便宜上同一の符号を付している。

図示されるように、本実施形態では、高電圧バッテリ１０を構成するモジュールＭ１〜Ｍｎを監視対象とする監視ユニットＵ１〜Ｕｎが、全て入力線Ｌｉおよび出力線Ｌｏを介して通信可能とされている。そして、監視ユニットＵｎとＢＥＣＵ４０との間を、入力線Ｌｉ，出力線Ｌｏおよびインターフェース３２を介して接続することで、ＢＥＣＵ４０から監視ユニットＵ１〜Ｕｎに指令信号を出力可能としている。

ここで、本実施形態では、分圧用抵抗体として、抵抗体７０，７２を備えるものの、抵抗体６０，６２を備えない。これに代えて、本実施形態では、高電圧バッテリ１０の電圧が印加されるフライングキャパシタ８４の充電電圧を総電圧Ｖｔｃとして検出する機能を搭載する。

すなわち、高電圧バッテリ１０は、フォトＭＯＳリレー８０，８２を介してフライングキャパシタ８４に接続され、フライングキャパシタ８４は、フォトＭＯＳリレー８６，８８を介して、キャパシタ電圧検出手段（差動増幅回路９０）に接続される。差動増幅回路９０は、フライングキャパシタ８４の充電電圧を、ＢＥＣＵ４０に入力可能な電圧に変換し、これを出力電圧（総電圧Ｖｔｃ）として、ＢＥＣＵ４０に出力する。

これにより、監視ユニットＵｎとＢＥＣＵ４０との通信が不能となった場合であっても、ＢＥＣＵ４０では、総電圧Ｖｔｃに基づき高電圧バッテリ１０の状態を監視し、これに基づき出力制限値ＷＬｉｍを算出する処理等を行なうことができる。

なお、たとえば監視ユニットＵ（ｎ−１）と監視ユニットＵｎとの通信が不能となって且つ、監視ユニットＵｎとＢＥＣＵ４０との通信が可能な場合、ＢＥＣＵ４０では、分圧値Ｖｔｂを用いた高電圧バッテリ１０の監視処理を行なうことも可能である。
＜第３の実施形態＞
以下、第３の実施形態について、先の第２の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図５に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。なお、図５において、先の図４に示した部材に対応するものについては、便宜上同一の符号を付している。

図示されるように、本実施形態では、フライングキャパシタを、フォトＭＯＳリレー８０，８２を介してモジュールＭｎに接続する。これにより、差動増幅回路９０の出力電圧は、モジュールＭｎの端子電圧（モジュール電圧Ｖｍ）に応じたものとなる。

この場合、監視ユニットＵｎとＢＥＣＵ４０との通信が不能となった場合、高電圧バッテリ１０の端子電圧の情報を取得することはできない。しかし、モジュール電圧Ｖｍを用いることで、高電圧バッテリ１０の状態を推定することはできる。これは、モジュールＭ１〜Ｍ（ｎ−１）のそれぞれの端子電圧と、モジュールＭｍの端子電圧との乖離はさほど大きくならないと仮定することで可能となる。すなわち、モジュールＭ１〜Ｍ（ｎ−１）のそれぞれの端子電圧が、「Ｖｍ±Δ」程度であると推定することで、高電圧バッテリ１０の状態を監視することができる。
＜その他の実施形態＞
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

「分圧用抵抗体について」
先の図１に示したように２つ備えたり、先の図４、図５に示したように１つ備えたりするものに限らない。たとえば、３つ備えるものであってもよい。この際、３つ目の分圧用抵抗体による分圧電圧は、抵抗体６０，６２による分圧値や、抵抗体７０，７２による分圧値に一致させてもよい。もっとも、これに限らず、たとえば監視ユニットＵｉを、互いに入力線Ｌｉおよび出力線Ｌｏによって接続された３つのグループに分割し、各グループ毎に、分圧用抵抗体の接続点の電位が対応するグループの電位となるように設定してもよい。

さらに、高電圧バッテリ１０の端子電圧を分圧するものに限らない。たとえば上記第１の実施形態（図１）において、抵抗体７０，７２をモジュールＭ２ｎの端子電圧を分圧するものとしても、上記第３の実施形態に準じた効果を得ることはできる。

「分圧された電圧の検出手法について」
上記実施形態では、抵抗体６０，６２（７０，７２）の接続点の電位をマルチプレクサ２０に印加したがこれに限らない。たとえば、マルチプレクサ２０の出力と、上記接続点の電位および電池セルＣｉｊの１つの正極または負極電位とのいずれかを選択的にアンプ２２に出力する手段を備えてもよい。また、たとえば、上記接続点の電位および電池セルＣｉｊの１つの正極または負極電位とアンプ２２の出力とのいずれかを選択的にアナログデジタル変換器２４に出力する手段を備えてもよい。

電池セルＣｉｊのいずれか１つの電極電位との差圧を利用するものに限らない。たとえば、分圧用抵抗体を構成する一部の抵抗体の両端の電圧を差動増幅回路によって検出し、これを監視ユニットＵｉを介してＢＥＣＵ４０に送信するようにしてもよい。これは、監視ユニットＵｉに差動増幅回路を備えることで実現することができる。すなわち、差動増幅回路の出力電圧をアナログデジタル変換器２４に出力したり、専用のアナログデジタル変換器に出力したりすることで、デジタルデータに変換し、ロジック通信回路２６を介してＢＥＣＵ４０に出力することができる。もっとも、差動増幅回路の出力電圧を送信するに際しては、これをアナログデジタル変換器によってデジタルデータに変換するものに限らず、たとえば「入力手段について」の欄に記載されているように、ＰＷＭ処理してもよい。いずれにせよ、分圧用抵抗体（抵抗体６０，６２の接続点、抵抗体７０，７２の接続点）と送信手段（ロジック通信回路２６）とを何らかの手段（上記の例でいえば差動増幅回路およびＰＷＭ処理手段）によって接続することで、送信手段を、セル電圧Ｖｉｊを送信する手段と共有することができる。

「分圧用抵抗体によって分圧された電圧の入力先について」
上記実施形態で例示したものに限らない。この際、ＢＥＣＵ４０と直接通信する監視ユニットＵｎ，Ｕ２ｎ（送信手段を備える監視ユニットＵｉ）とすることが望ましい。これにより、ＢＥＣＵ４０による分圧電圧の取得が可能となる状況を拡大することができる。

「単位電圧検出手段について」
検出対象となる電池セルＣｉ１〜Ｃｉｍを選択する選択手段（マルチプレクサ２０）を備えるものに限らない。たとえば、上記第１の実施形態（図１）において、各電池セルＣｉ１〜Ｃｉｍ毎に、アナログデジタル変換器２４を備えるなら、電池セルＣｉ１〜Ｃｉｍを選択する選択手段は不要である。ただし、この場合であっても、特定の電池セルの端子電圧をデジタルデータに変換するアナログデジタル変換器に、特定の電池セルの端子電圧を印加するか、分圧用抵抗体によって分圧された分圧値Ｖｔａ，Ｖｔｂを印加するかを選択する手段については、これを備えることが望ましい。

「入力手段について」
アナログデジタル変換器２４を備えるものに限らない。たとえば、アナログのセル電圧ＶｉｊをＰＷＭ処理する手段であってもよい。この場合、ＰＷＭ処理された信号である論理Ｈおよび論理Ｌの周期に対する論理Ｈの時比率によって電圧値が表現された時比率信号が送信手段に入力される端子電圧に関する信号となる。

「送信手段について」
互いに隣接する複数個のモジュール毎に設けられるものに限らない。たとえば、上記第１の実施形態（図１）において、モジュールＭ１，Ｍ３，…Ｍ（２ｎ−１）と、モジュールＭ２，Ｍ４，…Ｍ２ｎとのそれぞれをグループとして入力線Ｌｉおよび出力線Ｌｏによって接続し、それら各グループ毎に設けてもよい。

入力線Ｌｉおよび出力線Ｌｏによって接続されたグループ毎に設けられるものに限らない。たとえば、監視ユニットＵｉ毎に、ＢＥＣＵ４０にセル電圧Ｖｉｊの検出値を送信するようにしてもよい。

さらに、監視ユニットＵｉの監視対象をモジュールＭｉとする代わりに、単一の電池セルＣｉｊとしてもよい。

「受信手段について」
ソフトウェア処理手段（ＢＥＣＵ４０）に限らず、ハードウェア処理手段であってもよい。

「通信経路について」
たとえば、高電圧バッテリ１０の負極電位を車体電位とするなら、最低電位の監視ユニットＵ２ｎ（Ｕｎ）と、ＢＥＣＵ４０との通信経路に絶縁通信手段（インターフェース３２）を備えなくてもよい。

「開閉手段について」
高電圧バッテリ１０の正極および負極のそれぞれと電力変換回路（インバータ１２）との間に備えられるものに限らず、いずれか一方に備えられるものであってもよい。

「監視手段について」
監視手段による高電圧バッテリ１０の状態監視に基づき算出される量であって且つ、モータジェネレータ１４の制御量の制御に際しての制約情報量としては、出力制限値ＷＬｉｍに限らない。たとえば、電圧制限値や電流制限値等であってもよい。

出力制限値ＷＬｉｍ等の上記制約情報量を算出するものに限らない。たとえば、異常が検出された後のリンプホーム処理時において、高電圧バッテリ１０の電圧が許容範囲から外れるか否かを監視する処理のみを行なうものであってもよい。

「診断手段について」
分圧値Ｖｔａとセル電圧Ｖｉｊの平均値とのずれに基づき異常の有無を診断するものに限らず、たとえば分圧値Ｖｔａと、特定の電池セルのセル電圧とのずれに基づき異常の有無を診断するものであってもよい。また、分圧値Ｖｔａに基づき高電圧バッテリ１０の実際の端子電圧を算出し、これとセル電圧Ｖ１１〜Ｖ２ｎｍの合計値との乖離度合いを評価することで、異常の有無を診断するものであってもよい。

「暗電流防止用開閉手段について」
フォトＭＯＳリレー６４，７４に限らず、たとえば、フォトカプラ等であってもよい。

また、たとえば上記第１の実施形態（図１）において、暗電流防止用開閉手段（フォトＭＯＳリレー６４，７４）を備えなくても、２重系を構築することはできる。
「組電池について」
電池セルとしては、２次電池に限らず、たとえば燃料電池であってもよい。

「単位電池について」
電池セルに限らず、たとえば隣接する複数個の電池セルであってもよい。

１０…高電圧バッテリ、６０，６２，７０，７２…抵抗体（分圧用抵抗体の一実施形態）。

Claims (11)

1. 電池セル（Ｃｉｊ；ｉ＝１〜２ｎ，ｊ＝１〜ｍ）の直列接続体としての組電池（１０）を構成する１つの電池セルおよび隣接する複数個の電池セルのいずれかである単位電池の端子電圧を検出する単位電圧検出手段（２２，２４）と、
   前記単位電圧検出手段による前記端子電圧の検出値を送信する送信手段（２６）と、
   前記送信手段によって送信された信号を受信する受信手段（４０）と、
   前記送信手段および前記受信手段間を接続する通信経路（Ｌｉ，Ｌｏ）と、
   前記単位電池についての隣接する複数個の両端に接続され、該複数個の電圧を分圧する分圧用抵抗体（６０，６２，７０，７２）と
   を備え、
   前記分圧用抵抗体と前記送信手段との間を接続し、前記分圧用抵抗体によって分圧された電圧に関する信号を前記送信手段によって前記受信手段に受信させるようにしたことを特徴とする組電池の状態監視装置。
2. 前記受信手段と前記送信手段とは基準電位が相違し、
   前記通信経路は、前記送信手段および前記受信手段間を絶縁しつつ信号を伝播させる絶縁通信手段（３０，３２）を備えることを特徴とする請求項１記載の組電池の状態監視装置。
3. 前記送信手段は、前記単位電池毎、または前記組電池を構成する一部であって且つ隣接する複数個の単位電池毎に設けられるものであり、
   前記分圧用抵抗体を少なくとも２つ備え、
   前記少なくとも２つの分圧用抵抗体のそれぞれによって分圧された電圧に関する信号を、互いに相違する送信手段によって前記受信手段に受信させるようにしたことを特徴とする請求項１または２記載の組電池の状態監視装置。
4. フライングキャパシタ（８４）と、
   前記フライングキャパシタの充電電圧を検出するキャパシタ電圧検出手段（９０）と、
   前記組電池および前記フライングキャパシタ間を開閉する手段（８０，８２）と、
   前記フライングキャパシタおよび前記キャパシタ電圧検出手段間を開閉する手段（８６，８８）と、
   を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の組電池の状態監視装置。
5. フライングキャパシタ（８４）と、
   前記フライングキャパシタの充電電圧を検出するキャパシタ電圧検出手段（９０）と、
   前記組電池の一部であって且つ隣接する複数の単位電池および前記フライングキャパシタ間を開閉する手段（８０，８２）と、
   前記フライングキャパシタおよび前記キャパシタ電圧検出手段間を開閉する手段（８６，８８）と、
   を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の組電池の状態監視装置。
6. 前記単位電圧検出手段は、
   前記組電池の一部であって且つ隣接する複数の単位電池からなるモジュールを構成する単位電池のいずれかを選択する選択手段（２０）と、
   前記選択手段によって選択された単位電池の端子電圧に関する信号を前記送信手段に入力する入力手段（２４）と、
   を備え、
   前記分圧用抵抗体を構成する複数の抵抗体の接続点と前記選択手段とを接続することで、前記分圧用抵抗体によって分圧された電圧を前記入力手段に入力するようにしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の組電池の状態監視装置。
7. 前記分圧用抵抗体によって電圧が分圧される前記複数個の単位電池が前記組電池を構成する全単位電池であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の組電池の状態監視装置。
8. 前記組電池は、開閉手段（ＳＭＲ）を介して電力変換回路（１２）に接続されるものであり、
   前記組電池と前記開閉手段との間に前記分圧用抵抗体が接続されていることを特徴とする請求項７記載の組電池の状態監視装置。
9. 前記単位電圧検出手段の検出値を前記受信手段によって正常に受信できない異常が生じる場合、前記分圧用抵抗体によって分圧された電圧を前記受信手段によって受信し、これに基づき前記組電池の状態監視をする監視手段を備えることを特徴とする請求項８記載の組電池の状態監視装置。
10. 前記単位電圧検出手段の検出値と、前記分圧用抵抗体によって分圧された電圧とに基づき、前記分圧用抵抗体によって分圧された複数個の単位電池についての１個当たりの電圧と、前記単位電圧検出手段によって検出された単位電池の電圧とのずれに基づき、前記単位電圧検出手段の異常の有無を診断する診断手段を備えることを特徴とする請求項８または９記載の組電池の状態監視装置。
11. 前記分圧用抵抗体と前記複数個の単位電池の両端との間を開閉する電子制御式の暗電流防止用開閉手段（６４，７４）を備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の組電池の状態監視装置。

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