JP2015021834A - 電池監視装置、及び、電池ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】通信線の往路又は復路のいずれで生じているかを判定できる電池監視装置、及び、電池ユニットを提供する。【解決手段】電池監視装置は、複数の電池セルを有する電池スタックの外部に配設される第１制御部と、電池スタックに配設され、電池セルの電圧を表す電圧データを出力する複数の第２制御部と、複数の第２制御部と第１制御部とを接続するデイジーチェーンと、電池スタックに含まれる複数の電池セルの合計であるスタック電圧を検出する電圧検出部とを含み、第１制御部は、デイジーチェーンを介して複数の第２制御部に送信データを送信した後にデイジーチェーンを介して複数の第２制御部から応答がない場合に、デイジーチェーンに断線が生じたと判定し、スタック電圧と、第２制御部から送信されるすべての検出電圧の合計電圧との差に基づき、断線がデイジーチェーンの往路又は復路のいずれで生じたかを判定する。【選択図】図６

Description

本発明は、電池監視装置、及び、電池ユニットに関する。

従来より、低圧側のメインマイコンが各電圧監視用に出力した共通の電圧検出起動指令に呼応して、高圧側の第１〜第５電圧監視用ＩＣが、対応する単位セルの測定電圧のデータをメインマイコンに送信する、複数組電池の状態監視ユニットがある（例えば、特許文献１参照）。

メインマイコンは、受信した単位セルのディジタルの電圧信号の数が、通信線上に存在する第１〜第５の電圧監視用の数と一致するか否かによって、正常な受信データであるか否かを判定する。

特開２０１１−０５０１７６号公報

ところで、従来の複数組電池の状態監視ユニットでは、通信の異常が通信線の往路（上り側の通信線）又は復路（下り側の通信線）のいずれで生じているかを判定できないという課題がある。

そこで、本発明は、通信線の往路又は復路のいずれで生じているかを判定できる電池監視装置、及び、電池ユニットを提供することを目的とする。

本発明の一局面の電池監視装置は、複数の電池セルを有する電池スタックの外部に配設される第１制御部と、前記電池スタックに配設され、前記電池セルの出力電圧を検出し、当該検出電圧を表す電圧データを出力する複数の第２制御部と、前記複数の第２制御部と前記第１制御部とを接続するデイジーチェーンと、前記電池スタックに含まれる前記複数の電池セルの合計の電圧であるスタック電圧を検出するスタック電圧検出部とを含み、前記第１制御部は、前記デイジーチェーンを介して前記複数の第２制御部に送信データを送信した後の所定の期間内に、前記デイジーチェーンを介して前記複数の第２制御部から応答がない場合に、前記デイジーチェーンに断線が生じたと判定し、前記スタック電圧検出部によって検出されるスタック電圧と、前記第２制御部から前記デイジーチェーンを介して送信されるすべての電圧データが表す検出電圧の合計電圧との差に基づき、前記断線が前記デイジーチェーンの往路又は復路のいずれで生じたかを判定する。

本発明によれば、通信線の往路又は復路のいずれで生じているかを判定できる電池監視装置、及び、電池ユニットを提供できるという効果が得られる。

実施の形態１の電池監視装置及び電池ユニットを示す図である。 実施の形態１の電池監視装置１００Ａを示す図である。 実施の形態１の電池監視装置１００ＡにおけるＥＣＵ１１０とＩＣ１〜ＩＣ４との間におけるデータの流れを示す図である。 実施の形態１の他の例による電池監視装置１００Ａにおける電圧データの送信経路を示す図である。 ＩＣ４とＩＣ３との間の信号線１７０において、断線が生じた場合のデータの転送状態を示す図である。 実施の形態１の電池監視装置１００Ａの信号線１７０に断線が生じた場合のＥＣＵ１１０の処理内容を示すフローチャートである。 実施の形態１の電池監視装置１００Ａのテストモードにおけるデータの転送経路を示す図である。 実施の形態１の電池監視装置１００Ａのリカバリーモードにおけるデータの転送経路を示す図である。 実施の形態２の電池監視装置の通信回路２００を示す図である。 実施の形態３の電池監視装置３００Ａを示す図である。

以下、本発明の電池監視装置、及び、電池ユニットを適用した実施の形態について説明する。

＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１の電池監視装置及び電池ユニットを示す図である。

実施の形態１の電池ユニット１００は、主な構成要素として、ＥＣＵ（Electric Control Unit：電子制御装置）１１０と、スタック１２０及び１３０とを含む。スタック１２０及び１３０は、それぞれ、複数のセル１５０とＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）チップ１６０を含む。実施の形態１の電池監視装置は、ＥＣＵ１１０と、スタック１２０及び１３０に含まれるＩＣチップ１６０とによって構成される。

なお、図１には、電池ユニット１００の平面視での配置の一例を概略的に示す。ＥＣＵ１１０とスタック１２０及び１３０との配置は、図１に示すパターンに限られず、他のパターンによる配置であってもよい。

電池ユニット１００は、例えば、電気自動車の駆動装置を駆動するための電力を出力する電源として用いられる装置である。ここで、電気自動車の駆動装置とは、電池ユニット１００の電力を用いて走行用モータを駆動することにより車両を駆動させる装置である。

なお、電気自動車は、電力を用いて走行用モータを駆動して走行するものであれば、その方式や構成の詳細は任意である。電気自動車は、典型的には、動力源がエンジンと走行用モータであるハイブリッド自動車（ＨＶ（Hybrid Vehicle））、動力源が走行用モータのみである電気自動車（ＥＶ（Electric Vehicle））を含む。

ＥＣＵ１１０は、電池ユニット１００のスタック１２０及び１３０の電圧制御処理を実行する制御装置であり、第１制御部の一例である。ＥＣＵ１１０は、電圧制御部１１０Ａ、及びメモリ１１０Ｂを含む。メモリ１１０Ｂはデータの書き込み及び読み出しが可能な不揮発性メモリである。なお、ＥＣＵ１１０は、スタック１２０及び１３０の認証処理を行う認証部をさらに有していてもよい。

また、ＥＣＵ１１０による電圧制御処理については後述することとし、ここでは、図１を用いて、ＥＣＵ１１０とスタック１２０、１３０の物理的な構成について主に説明する。

スタック１２０と１３０は、同様の構成を有し、ケーブル１４０で直列に接続されている。このため、ここでは、スタック１２０の構成について詳しく説明する。

スタック１２０は、複数のセル１５０とＩＣチップ１６０を含む。図１には、スタック１２０に含まれる複数のセル１５０のうち、両端に位置する８つのセル１５０Ｈ１、１５０Ｈ２、１５０Ｈ３、１５０Ｈ４、１５０Ｌ１、１５０Ｌ２、１５０Ｌ３、１５０Ｌ４を示す。

なお、以下では、セル１５０Ｈ１、１５０Ｈ２、１５０Ｈ３、１５０Ｈ４、１５０Ｌ１、１５０Ｌ２、１５０Ｌ３、１５０Ｌ４と、セル１５０Ｌ４及びセル１５０Ｈ１との間に位置するセル１５０（図示を省略）とを特に区別しない場合には、単にセル１５０と称す。

各セル１５０には＋と−の符号で正極性端子と負極性端子の位置を示す。スタック１２０に含まれる複数のセル１５０は、接続部１５１によって直列に接続されている。

セル１５０Ｈ１、１５０Ｈ２、１５０Ｈ３、１５０Ｈ４は、接続部１５１Ｈ１、１５１Ｈ２、１５１Ｈ３によって直列に接続されている。また、セル１５０Ｈ４の正極性端子（＋）は、接続部１５１Ｈ４を介してケーブル１４０の一端１４０Ａに接続されており、セル１５０Ｈ１の負極性端子（−）は接続部１５１Ａに接続されている。

同様に、セル１５０Ｌ１、１５０Ｌ２、１５０Ｌ３、１５０Ｌ４は、接続部１５１Ｌ１、１５１Ｌ２、１５１Ｌ３によって直列に接続されている。また、セル１５０Ｌ４の正極性端子（＋）は、接続部１５１Ｌ４を介して図示しないセル１５０の負極性端子（−）に接続されており、セル１５０Ｌ１の負極性端子（−）は接続部１５１Ｂに接続されている。

なお、接続部１５１Ａ、１５１Ｈ１、１５１Ｈ２、１５１Ｈ３、１５１Ｈ４、接続部１５１Ｂ、１５１Ｌ１、１５１Ｌ２、１５１Ｌ３、１５１Ｌ４を特に区別しない場合には、単に接続部１５１と称す。

また、セル１５０Ｌ４とセル１５０Ｈ１との間に位置する複数のセル１５０（図示を省略）は、図示しない接続部１５１によって直列に接続されている。これにより、スタック１２０に含まれる複数のセル１５０は、接続部１５１によって直列に接続されている。

従って、スタック１２０に含まれる複数のセル１５０のうち、最も電位が高いのはセル１５０Ｈ４であり、最も電位が低いのはセル１５０Ｌ１である。

各セル１５０は、例えば、リチウムイオン二次電池であり、電解質中のリチウムイオンが電気伝導を担う二次電池である。ここでは、リチウムイオン二次電池のことをリチウムイオン電池と称する。リチウムイオン電池は、過充電や過放電に弱いことから、保護回路を設け、過充電保護、過放電保護、及び過電流保護を行う。過充電保護、過放電保護、及び過電流保護は、ＥＣＵ１１０とＩＣチップ１６０とが協働することによって行われる。

ＩＣチップ１６０は、スタック１２０に含まれるセル１５０を４つずつ管理するように構成されている。図１には、セル１５０Ｈ１、１５０Ｈ２、１５０Ｈ３、１５０Ｈ４に接続されるＩＣチップ１６０Ｈと、セル１５０Ｌ１、１５０Ｌ２、１５０Ｌ３、１５０Ｌ４に接続されるＩＣチップ１６０Ｌを示す。

図示を省略するが、セル１５０Ｌ４とセル１５０Ｈ１との間に位置する複数のセル１５０については、４つのセル１５０に対して、１つのＩＣチップ１６０が接続されている。すなわち、スタック１２０には、４の倍数個のセル１５０が含まれており、４つのセル１５０に対して、１つのＩＣチップ１６０が接続されている。

ここで、１つのＩＣチップ１６０に接続される４つのセル１５０をブロック１５０Ｂと称する。すなわち、セル１５０Ｈ１、１５０Ｈ２、１５０Ｈ３、１５０Ｈ４は、ブロック１５０ＢＨを構成し、セル１５０Ｌ１、１５０Ｌ２、１５０Ｌ３、１５０Ｌ４は、ブロック１５０ＢＬを構成する。

また、スタック１２０に含まれる複数のＩＣチップ１６０（ＩＣチップ１６０Ｈ、１６０Ｌを含む）を特に区別しない場合には、単にＩＣチップ１６０と称す。各ＩＣチップ１６０は、第２制御部の一例である。

ＩＣチップ１６０Ｈは、５本のケーブル１６１を介して、接続部１５１Ａ、１５１Ｈ１、１５１Ｈ２、１５１Ｈ３、１５１Ｈ４に接続されている。ＩＣチップ１６０Ｈは、５本のケーブル１６１を介して、セル１５０Ｈ１、１５０Ｈ２、１５０Ｈ３、１５０Ｈ４の各々の両端間電圧を検出する。

同様に、ＩＣチップ１６０Ｌは、５本のケーブル１６１を介して、接続部１５１Ｂ、１５１Ｌ１、１５１Ｌ２、１５１Ｌ３、１５１Ｌ４に接続されている。ＩＣチップ１６０Ｌは、５本のケーブル１６１を介して、セル１５０Ｌ１、１５０Ｌ２、１５０Ｌ３、１５０Ｌ４の各々の両端間電圧を検出する。

また、各ＩＣチップ１６０は、信号線１７０を介して、ＥＣＵ１１０とループ状に接続されている。ＥＣＵ１１０は、信号線１７０を介して、電圧制御処理に際してデータ等の伝送を行う。

図１に示す信号線１７０は、ＥＣＵ１１０と各ＩＣチップ１６０との間をループ状に接続している。信号線１７０は、ＩＣチップ１６０Ｈで折り返しており、デイジーチェーンを構築している。ＥＣＵ１１０からＩＣチップ１６０に伝送されるデータは、各ＩＣチップ１６０を順番に伝送されて、ＥＣＵ１１０に戻るように信号線１７０が接続されている。

すなわち、例えば、ＥＣＵ１１０からＩＣチップ１６０に送信され、ＩＣチップ１６０からＥＣＵ１１０に送信されるデータは、２本の信号線のうちの一方（例えば右側の信号線）を介して、ＥＣＵ１１０からＩＣチップ１６０Ｌを経て順番にＩＣチップ１６０Ｈまで伝送される。また、ＥＣＵ１１０からＩＣチップ１６０に送信されるデータは、２本の信号線１７０のうちの他方（例えば左側の信号線）を介して、ＩＣチップ１６０Ｈから順番にＩＣチップ１６０Ｌを経てＥＣＵ１１０に伝送される。このように信号線１７０は、ＥＣＵ１１０と各ＩＣチップ１６０との間をループ状に接続してデイジーチェーンを構築している。

また、以上ではスタック１２０について説明したが、スタック１３０はスタック１２０と同様の構成を有する。図１では、スタック１３０については、見易さを優先して一部の符号のみを示す。

スタック１３０の接続部１５１Ｂは、ケーブル１４０の他端１４０Ｂに接続されている。従って、スタック１２０に含まれる複数のセル１５０と、スタック１３０に含まれる複数のセル１５０とは、すべて直列に接続されている。

これらのセル１５０のうちで、最も電位が高いのはスタック１３０のセル１５０Ｈ４であり、最も電位が低いのはスタック１２０のセル１５０Ｌ１である。

なお、図１には、２つのスタック１２０、１３０が直列に接続される形態を示すが、さらに多くのスタックが直列に接続されていてもよく、また、スタックは１つのみ（例えば、スタック１２０のみ）であってもよい。なお、ここではスタック１２０、１３０が直列に接続されている形態を示すが、スタック１２０、１３０は並列に接続されていてもよい。

このような電池ユニット１００において、各ＩＣチップ１６０は、４つのセル１５０の両端間電圧を検出する。検出された４つのセル１５０の両端間電圧の平均値を表すデータは、ＥＣＵ１１０に伝送される。

ＥＣＵ１１０は、各ＩＣチップ１６０から伝送される両端間電圧を表すデータに基づき、スタック１２０及び１３０に含まれるセル１５０のうち、出力電圧が所定電圧以上のセル１５０を放電させることにより、スタック１２０及び１３０に含まれるセル１５０の出力電圧を調整する。

出力電圧の調整は、例えば、ＩＣチップ１６０が外部に放電用抵抗器を有し、出力電圧が所定電圧以上になったセル１５０の両端子をＩＣチップ１６０の外部の放電用抵抗器に接続し、セル１５０の出力電流を放電用抵抗器に通流させることによって行えばよい。

なお、セル１５０の出力電圧とは、セル１５０の両端間電圧又は充電電圧と同義である。

実施の形態１の電池ユニット１００では、スタック１２０及び１３０に含まれるセル１５０の出力電圧を調整するために、ＥＣＵ１１０は、電池ユニット１００のスタック１２０及び１３０の電圧制御処理を行う。電圧制御処理は、電圧制御部１１０Ａが行う。

次に、図２を用いて、実施の形態１の電池監視装置１００Ａについて説明する。

図２は、実施の形態１の電池監視装置１００Ａを示す図であり、（Ａ）は電池監視装置１００Ａを模式的に示す図、（Ｂ）はＩＣチップ１６０の構成を示す図である。

図２（Ａ）には、電池監視装置１００の構成要素として、ＥＣＵ１１０とＩＣ１〜ＩＣ４を示す。ＩＣ１〜ＩＣ４は、それぞれ、図１に示すＩＣチップ１６０に相当する。また、図２（Ａ）では、ＥＣＵ１１０の構成要素として、マイコン１１１、アイソレータ１１２、及びスタック電圧検出回路１１３を示す。電圧制御部１１０Ａとメモリ１１０Ｂは、マイコン１１１に内蔵されている。

ＩＣ１〜ＩＣ４とＥＣＵ１１０は、信号線１７０によってデイジーチェーン方式で接続されている。各信号線１７０には、矢印で示す方向に信号が転送される。

図２では、信号線１７０を、往路の信号線１７０Ａと、復路の信号線１７０Ｂとに分けて取り扱う。往路の信号線１７０Ａは、ＥＣＵ１１０からＩＣ１〜ＩＣ４に向かっている。なお、ＩＣ４から出てＩＣ４に戻る信号線１７０も往路の信号線１７０Ａとして取り扱う。

また、復路の信号線１７０Ｂは、ＩＣ４から出てＥＣＵ１１０に向かう信号線である。ただし、往路の信号線１７０Ａと、復路の信号線１７０Ｂ特別しない場合には、単に信号線１７０と称す。

ここで、ＥＣＵ１１０から最も遠いＩＣ４が最上位のＩＣチップ１６０（図１参照）であり、ＥＣＵ１１０に最も近いＩＣ１が最下位のＩＣチップ（１６０）であるとする。

ＩＣ１〜ＩＣ４はすべて同様の構成を有しており、４つの入力端子と４つの出力端子を有する。図２（Ａ）ではＩＣ１〜ＩＣ４の入力端子と出力端子を丸印（○）で示す。

ＩＣ１〜ＩＣ４の各々において、左下側の端子と、右上側の端子は、信号線１７０の矢印が入力する方向を示すため、入力端子である。また、ＩＣ１〜ＩＣ４の各々において、右下側の端子と、左上側の端子は、信号線１７０の矢印が出力する方向を示すため、出力端子である。

最下位のＩＣ１の左下側の入力端子と、右下側の出力端子は、信号線１７０によってＥＣＵ１１０に接続されている。ＩＣ１は、例えば、図示しない端子が電源ＶＣＣにプルアップされることにより、自己が最下位のＩＣチップ１６０であることを認識できるようになっている。

また、最上位のＩＣ４の左上側の出力端子と、右上側の入力端子とは、信号線１７０でループ状に接続されており、自己が最上位のＩＣチップ１６０であることを認識できるようになっている。

以上のように、ＩＣ１はＥＣＵ１１０と信号線１７０によって接続されており、ＩＣ１〜ＩＣ４は、信号線１７０によって接続されている。

信号線１７０は、デイジーチェーン方式でＩＣ１〜ＩＣ４とＥＣＵ１１０を接続している。

ＩＣ１〜ＩＣ４は、それぞれ、対応するブロック１５０Ｂに含まれる４つのセル１５０の出力電圧を検出し、４つの出力電圧の平均値を求める。また、ＩＣ１〜ＩＣ４は、それぞれ、４つの出力電圧の平均値を表す電圧データを信号線１７０を介してＥＣＵ１１０に送信する。

また、ＩＣチップ１６０は、図２（Ｂ）に示すように、例えば、データ処理部１６０Ａと電圧検出部１６０Ｂを有する構成であればよい。データ処理部１６０Ａは、電圧検出指令が入力されると、電圧検出部１６０Ｂにブロック１５０Ｂに含まれる４つのセル１５０の出力電圧の平均値を求めさせ、出力電圧の平均値に基づいて、電圧データを生成する。また、データ処理部１６０Ａは、ＥＣＵ１１０から送信される電圧検出指令と、他のＩＣから送信される電圧データの転送を行う。

スタック電圧検出回路１１３は、スタック１２０又は１３０（図１参照）に含まれる４つのブロック１５０Ｂに含まれる４つのセル１５０の出力電圧の合計値（スタック電圧）を検出する回路である。

スタック電圧検出回路１１３が検出するスタック電圧を表すデータは、マイコン１１１の電圧制御部１１０Ａに入力される。スタック電圧は、ＥＣＵ１１０が、信号線１７０の断線が、往路の信号線１７０Ａ又は復路の信号線１７０Ｂのいずれで発生しているかを判定する際に用いられる。

スタック電圧検出回路１１３としては、直列に接続される１６個のセル１５０の両端間の電圧を検出できる回路であればよく、所定の抵抗値を有する抵抗器を含み、両端間電圧を表す電圧信号をマイコン１１１に対して出力できる回路であればよい。スタック電圧検出回路１１３は、スタック（１２０、１３０）単位で電圧を検出する。このため、スタック電圧検出回路１１３は、スタック１２０とスタック１３０におけるスタック電圧を検出するように構成されている。

次に、図３を用いて、ＥＣＵ１１０とＩＣ１〜ＩＣ４との間におけるデータの流れについて説明する。

図３は、実施の形態１の電池監視装置１００ＡにおけるＥＣＵ１１０とＩＣ１〜ＩＣ４との間におけるデータの流れを示す図である。なお、図３において横軸は時間軸を表す。

実施の形態１の電池監視装置１００Ａでは、ＥＣＵ１１０からＩＣ１〜ＩＣ４のそれぞれに順番に電圧検出指令が送信され、その後に、ＩＣ４、ＩＣ３、ＩＣ２、ＩＣ１がそれぞれ自己に対応する４つのセル１５０の平均電圧値を表す電圧データをＥＣＵ１１０に送信する。

図３では、縦方向において上から下に向かって電圧検出指令と電圧データの流れを示すために、ＥＣＵ、ＩＣ１、ＩＣ２、ＩＣ３、ＩＣ４、ＩＣ４、ＩＣ３、ＩＣ２、ＩＣ１、ＥＣＵのブロックを示す。また、各ブロックの右側には、各ブロックで受信される電圧検出指令と、各ブロックから出力される電圧データとを示す。

なお、電圧検出指令と電圧データが上から下に来るほど右側にずれているのは、時間の経過を表したものである。

図３に示すように、電圧検出指令は、矢印Ａで示すように、ＥＣＵ１１０からＩＣ１〜ＩＣ４に順番に転送される。ＩＣ１〜ＩＣ４は、それぞれ、順番に電圧検出指令を受信する。

また、電圧検出指令は、ＩＣ４まで到達した後は、信号線１７０（図１、図２参照）によって再びＩＣ４、ＩＣ３、ＩＣ２、ＩＣ１、ＥＣＵ１１０の順に転送され、ＥＣＵ１１０に戻される。なお、矢印Ａの起点において、ＥＣＵ１１０が信号線１７０（図１、図２参照）に出力した段階の電圧検出指令を太枠で示す。

ＥＣＵ１１０は、４つのセル１５０の出力電圧の平均値を表す電圧データをＥＣＵ１１０に送信させるための電圧検出指令を、ＩＣ１〜ＩＣ４に対して順番に送信する。

ここで、ＥＣＵ１１０が電圧検出指令をＩＣ１〜ＩＣ４に対して順番に送信するとは、次のような意味である。

すなわち、ＥＣＵ１１０は、デイジーチェーンを構築する信号線１７０に電圧検出指令を出力する、電圧検出指令は、ＩＣ１〜ＩＣ４に順番に回覧される。ＩＣ１〜ＩＣ４の各々は、図３に示すように、順番に電圧データをＥＣＵ１１０に送信する。

実施の形態１では、ＩＣ１〜ＩＣ４の間では、データ又は指令は、信号線１７０によって構成されるデイジーチェーンによって、ＩＣ１からＩＣ２、ＩＣ３、ＩＣ４に向けて上位側に転送され、ＩＣ４で折り返して、ＩＣ４からＩＣ３、ＩＣ２、ＩＣ１に向けて下位側に転送される。

従って、ＩＣ１は、ＥＣＵ１１０から電圧検出指令を受信した場合には、電圧データ又は電圧検出指令をＩＣ２に送信する。また、ＩＣ２は、ＩＣ１から電圧データ又は電圧検出指令を受信した場合には、電圧データ又は電圧検出指令をＩＣ３に送信する。また、ＩＣ３は、ＩＣ２から電圧データ又は電圧検出指令を受信した場合には、電圧データ又は電圧検出指令をＩＣ４に送信する。

また、ＩＣ４は、ＩＣ３から電圧データ又は電圧検出指令を受信した場合には、電圧データ又は電圧検出指令を折り返してＩＣ３に送信する。また、ＩＣ３は、ＩＣ４から電圧データ又は電圧検出指令を受信した場合には、電圧データ又は電圧検出指令をＩＣ２に送信する。また、ＩＣ２は、ＩＣ３から電圧データ又は電圧検出指令を受信した場合には、電圧データ又は電圧検出指令をＩＣ１に送信する。また、ＩＣ１は、ＩＣ２から電圧データ又は電圧検出指令を受信した場合には、電圧データ又は電圧検出指令をＥＣＵ１１０に送信する。

以上より、ＩＣ１は電圧検出指令を受信して自己の順番が来ると、対応する４つのセル１５０の出力電圧の平均値を表す電圧データを作成し、自己より上位側のＩＣ２に送信する。

また、ＩＣ２は電圧検出指令を受信して自己の順番が来ると、対応する４つのセル１５０の出力電圧の平均値を表す電圧データを作成し、自己より上位側のＩＣ３に送信する。

また、ＩＣ３は電圧検出指令を受信して自己の順番が来ると、対応する４つのセル１５０の出力電圧の平均値を表す電圧データを作成し、自己より上位側のＩＣ４に送信する。

また、ＩＣ４は電圧検出指令を受信して自己の順番が来ると、対応する４つのセル１５０の出力電圧の平均値を表す電圧データを作成し、ＩＣ３に送信する。

図３には、ＩＣ４、ＩＣ３、ＩＣ２、ＩＣ１が信号線１７０（図１、図２参照）に出力した段階の電圧データを太枠で示す。

ＩＣ１、ＩＣ２、ＩＣ３、ＩＣ４は、電圧検出指令を受信すると、図３に示すように、ＩＣ１から順に上位側のＩＣ２、ＩＣ３、ＩＣ４に向けて信号線１７０を介して電圧データを送信する。

すなわち、まず、最も下位側のＩＣ１が、自己に対応する４つのセル１５０の電圧データを、矢印Ｂ１で示すように、上位側のＩＣ２、ＩＣ３、ＩＣ４に向けて信号線１７０を介して送信する。電圧データは、ＩＣ４から再び信号線１７０を介してＩＣ３、ＩＣ３、ＩＣ２、ＩＣ１を経て、ＥＣＵ１１０に到達する。

次に、ＩＣ１よりも１つ上位側のＩＣ２が、自己に対応する４つのセル１５０の電圧データを、矢印Ｂ２で示すように、上位側のＩＣ３、ＩＣ４に向けて信号線１７０を介して送信する。電圧データは、ＩＣ４から再び信号線１７０を介してＩＣ３、ＩＣ３、ＩＣ２、ＩＣ１を経て、ＥＣＵ１１０に到達する。

次に、ＩＣ２よりも１つ上位側のＩＣ３が、自己に対応する４つのセル１５０の電圧データを、矢印Ｂ３で示すように、上位側のＩＣ４に向けて信号線１７０を介して送信する。電圧データは、ＩＣ４から再び信号線１７０を介してＩＣ３、ＩＣ３、ＩＣ２、ＩＣ１を経て、ＥＣＵ１１０に到達する。

最後に、最も上位側のＩＣ４が、自己に対応する４つのセル１５０の電圧データを、矢印Ｂ４で示すように、ＩＣ３に向けて信号線１７０を介して送信する。電圧データは、ＩＣ３、ＩＣ２、ＩＣ１を経て、ＥＣＵ１１０に到達する。

また、ＩＣ１〜ＩＣ４は、信号線１７０によって構成されるデイジーチェーンを転送される電圧データがＩＣ４で折り返された後は、自己以外のＩＣの電圧データを取得する。

具体的には、ＩＣ４は、図３にグレーで示すＩＣ１〜ＩＣ３の電圧データを取得する。すなわち、ＩＣ４は、ＩＣ４でデイジーチェーンを折り返された後に、ＩＣ１〜ＩＣ３の電圧データを取得する。

また、ＩＣ３は、図３にグレーで示すＩＣ１、ＩＣ２、ＩＣ４の電圧データを取得する。すなわち、ＩＣ３は、ＩＣ４でデイジーチェーンを折り返された後に、ＩＣ１、ＩＣ２、ＩＣ４の電圧データを取得する。

また、ＩＣ２は、図３にグレーで示すＩＣ１、ＩＣ３、ＩＣ４の電圧データを取得する。すなわち、ＩＣ２は、ＩＣ４でデイジーチェーンを折り返された後に、ＩＣ１、ＩＣ３、ＩＣ４の電圧データを取得する。

また、ＩＣ１は、図３にグレーで示すＩＣ２、ＩＣ３、ＩＣ４の電圧データを取得する。すなわち、ＩＣ１は、ＩＣ４でデイジーチェーンを折り返された後に、ＩＣ２、ＩＣ３、ＩＣ４の電圧データを取得する。

以上のように、実施の形態１の電池監視装置１００Ａによれば、上位側のＩＣは、下位側のＩＣの電圧データを入手することができる。これは、上述のように、最も下位側のＩＣ１から順番に、自己に対応する４つのセル１５０の電圧データを、信号線１７０を介して、上位側に送信するからである。

すなわち、ＩＣ１、ＩＣ２、ＩＣ３が信号線１７０を介して電圧データを上位側に出力することにより、信号線１７０を伝送される電圧データがＩＣ４で折り返した後は、ＩＣ１〜ＩＣ４は、それぞれ、ＩＣ１〜ＩＣ４のすべての電圧データを入手することができる。

このため、すべてのＩＣ１〜ＩＣ４は、すべてのＩＣ１〜ＩＣ４の電圧データを用いて、電圧値の平均化等の処理を行うことができる。

従って、実施の形態１によれば、効率的に電圧制御を行うことができる電池監視装置１００Ａ、及び、電池ユニット１００を提供することができる。

また、電池監視装置１００Ａにおける電圧データの送信経路は、図４に示すような経路であってもよい。

図４は、実施の形態１の他の例による電池監視装置１００Ａにおける電圧データの送信経路を示す図である。

図４では、ＥＣＵ１１０からＩＣ１〜ＩＣ４のそれぞれに順番に電圧検出指令が送信され、その後に、ＩＣ４、ＩＣ３、ＩＣ２、ＩＣ１がそれぞれセル１５０の電圧を表す電圧データをＥＣＵ１１０に送信する。

図４に示すように、電圧検出指令は、矢印Ｃで示すように、ＥＣＵからＩＣ１〜ＩＣ４に順番に転送される。ＩＣ１〜ＩＣ４は、それぞれ、順番に電圧検出指令を受信する。

また、電圧検出指令は、ＩＣ４まで到達した後は、信号線１７０（図１、図２参照）によって再びＩＣ４、ＩＣ３、ＩＣ２、ＩＣ１、ＥＣＵ１１０の順に転送される。

また、電圧検出指令を受信したＩＣ４、ＩＣ３、ＩＣ２、ＩＣ１は、それぞれが監視するセル１５０の出力電圧を表す電圧データをＥＣＵ１１０に向かって送信する。図４には、ＩＣ４、ＩＣ３、ＩＣ２、ＩＣ１が信号線１７０（図１、図２参照）に出力した段階の電圧データを太枠で示す。

この結果、ＩＣ４から出力される電圧データは、矢印Ｄ１で示すように、ＩＣ３、ＩＣ２、ＩＣ１を経てＥＣＵ１１０に到達する。また、ＩＣ３から出力される電圧データは、矢印Ｄ２で示すように、ＩＣ２、ＩＣ１を経てＥＣＵ１１０に到達する。

また、また、ＩＣ２から出力される電圧データは、矢印Ｄ３で示すように、ＩＣ１を経てＥＣＵ１１０に到達する。また、また、ＩＣ１から出力される電圧データは、矢印Ｄ４で示すようにＥＣＵ１１０に到達する。

すなわち、ＩＣ３は、ＩＣ４の電圧データを入手することができ、ＩＣ２は、ＩＣ４とＩＣ３の電圧データを入手することができ、ＩＣ１は、ＩＣ４、ＩＣ３、ＩＣ２の電圧データを入手することができる。

図４に示すデータの転送方法よりも、図３に示すデータの転送方法の方が効率的に電圧制御を行うことができるが、電池監視装置１００Ａにおけるデータの転送方法は、図４に示すような転送方法であってもよい。

次に、図５を用いて、図３に示すデータの転送方法において、ＩＣ４とＩＣ３との間の復路の信号線１７０Ｂ（図２参照）において、断線が生じた場合のデータの転送状況について説明する。

図５は、ＩＣ４とＩＣ３との間の信号線１７０（図２参照）において、断線が生じた場合のデータの転送状態を示す図である。

図５（Ａ）において、図中上側から下側に向かって、矢印Ａに沿って電圧検出指令がＥＣＵ１１０から信号線１７０を介してＩＣ１〜ＩＣ４に転送される。

これに伴い、ＩＣ１からＩＣ３は、順番に自己の電圧データを往路の信号線１７０Ａを介して、自己よりも上位側のＩＣに電圧データを転送する。また、ＩＣ４はＩＣ３に向かって自己の電圧データを転送すべく、ＩＣ４の電圧データを復路の信号線１７０Ｂに出力する。

このとき、図５（Ａ）に示すように、ＩＣ４とＩＣ３との間の復路の信号線１７０Ｂ（図２参照）において、断線が生じていると、ＩＣ４からＩＣ３には復路の信号線１７０Ｂでデータを転送できないため、矢印Ａで示す電圧検出指令と、矢印Ｂ１〜Ｂ４で示すＩＣ１〜ＩＣ４の電圧データとを、復路の信号線１７０ＢでＩＣ４からＩＣ３に転送することができなくなる。

なお、図５（Ａ）において、破線で示す電圧検出指令と電圧データは、復路の信号線１７０ＢでＩＣ４とＩＣ３との間の断線によって転送されない部分を示す。

このように断線が生じると、電圧検出指令がＥＣＵ１１０に戻ることはない。また、ＩＣ１〜ＩＣ４の電圧データがＥＣＵ１１０に届くこともない。

また、信号線１７０に断線が生じていない場合にＥＣＵ１１０が電圧検出指令をＩＣ１〜ＩＣ４に送信してから、電圧検出指令が往路の信号線１７０Ａを転送されることによってＩＣ１〜ＩＣ４を経て、さらに復路の信号線１７０Ｂを転送されることによって、ＥＣＵ１１０が電圧検出指令を受信するまでの時間は、信号線１７０の経路長やＩＣ１〜ＩＣ４の処理速度等によって決まる。

このため、実施の形態１では、ＥＣＵ１１０は、ＩＣ１〜ＩＣ４に電圧検出指令を送信してから、所定の期間内に電圧検出指令を受信しない場合は、信号線１７０に断線が生じたと判定する。

また、ＥＣＵ１１０は、信号線１７０に断線が生じたと判定した場合は、信号線１７０を介してＩＣ１〜ＩＣ４に、ＩＣ１〜ＩＣ４をテストモードにするためのテストモード指令を送信する。

また、ＩＣ１〜ＩＣ４のうち、信号線１７０を介してＥＣＵ１１０からテストモード指令を受信したＩＣは、テストモード中におけるＥＣＵ１１０からの要求に対して応答を行う場合は、復路の信号線１７０Ｂを介して応答を行う。すなわち、この場合、テストモード指令を受信したＩＣは、往路の信号線１７０Ａを介して自己よりも上位側のＩＣに応答を行うのではなく、内部で転送先を切り替えて、復路の信号線１７０Ｂを介して自己よりも下位側のＩＣに応答を行う。

また、ＩＣ１〜ＩＣ４のうち、信号線１７０を介してＥＣＵ１１０からテストモード指令を受信したＩＣが複数ある場合は、テストモード指令を受信した複数のＩＣは、それぞれ、互いに異なる待機時間が経過した後に、復路の信号線１７０Ｂを介して応答を行う。

また、ＥＣＵ１１０は、テストモード中にＩＣ（ＩＣ１〜ＩＣ４のうち、断線箇所よりも下位側のＩＣ）から受信する応答に基づいて、信号線１７０の断線箇所を特定する。少なくとも、往路の信号線１７０Ａ又は復路の信号線１７０Ｂのいずれかにおいて、ＩＣ１〜ＩＣ４のうちのどのＩＣ間で断線が生じているかを特定することができる。これは、往路の信号線１７０Ａで断線が生じた場合においても、図５（Ａ）に示すように復路の信号線１７０Ｂで断線が生じた場合と同様に、電圧検出指令がＥＣＵ１１０に戻ることはなく、ＩＣ１〜ＩＣ４の電圧データがＥＣＵ１１０に届くこともないからである。ＥＣＵ１１０は、往路の信号線１７０Ａで断線が生じた場合においても、信号線１７０を介してＩＣ１〜ＩＣ４に、ＩＣ１〜ＩＣ４をテストモードにするためのテストモード指令を送信する。

また、ＥＣＵ１１０は、往路の信号線１７０Ａ又は復路の信号線１７０Ｂのいずれかにおいて、ＩＣ１〜ＩＣ４のうちのどのＩＣ間で断線が生じているかを特定した後に、断線箇所よりも下位側のＩＣをリカバリーモードにするためのリカバリーモード指令を送信する。このリカバリーモード指令は、断線箇所を表す情報（どのＩＣとどのＩＣの間の信号線１７０で断線が生じているかを表す情報）を含む。

また、ＥＣＵ１１０は、リカバリーモードにおいて断線箇所よりも下位側のＩＣから送信される電圧データと、スタック電圧検出回路１１３（図２参照）によって検出されるスタック電圧とに基づき、断線がＩＣ１〜ＩＣ４のうちのどのＩＣ間の往路の信号線１７０Ａ又は復路の信号線１７０Ｂのいずれにおいて生じているかを判定する。

すなわち、ＥＣＵ１１０は、例えば、図５（Ｂ）に示すように、ＩＣ３とＩＣ４との間の往路の信号線１７０Ａで生じた断線Ａと、ＩＣ３とＩＣ４との間の復路の信号線１７０Ｂで生じた断線Ｂとを判別することができる。

なお、図５（Ａ）には、図３に示すデータの転送方法において断線が生じた場合のデータの転送状況について説明したが、図４に示すデータの転送方法において断線が生じた場合であっても、電圧検出指令がＥＣＵ１１０に戻ることはなく、ＩＣ１〜ＩＣ４の電圧データがＥＣＵ１１０に届くこともない。このため、ＥＣＵ１１０は、図４に示すデータの転送方法において断線が生じた場合であっても、図３に示すデータの転送方法において断線が生じた場合と同様に、信号線１７０を介してＩＣ１〜ＩＣ４にテストモード指令を送信し、その後、リカバリーモード指令を送信してリカバリーモードに設定する。

次に、ＥＣＵ１１０の制御処理について、図６を用いて説明する。

図６は、実施の形態１の電池監視装置１００Ａの信号線１７０に断線が生じた場合のＥＣＵ１１０の処理内容を示すフローチャートである。

ＥＣＵ１１０は、処理をスタートする（スタート）。処理のスタートは、例えば、電池監視装置１００Ａ及び電池ユニット１００を搭載する車両のイグニッションがオンにされたときに行うようにすればよい。なお、車両のイグニッションがオフのときであっても、この処理を実行するようにしてもよい。

ＥＣＵ１１０は、電圧検出指令をＩＣ１〜ＩＣ４に送信する（ステップＳ１）。ステップＳ１の処理は、ＥＣＵ１１０がＩＣ１〜ＩＣ４に対して電圧検出指令を送信する処理である。

また、ここでは、ＩＣ１〜ＩＣ４は、識別子によって区別されており、ＥＣＵ１１０は、ＩＣ１〜ＩＣ４の識別子を保持しているものとする。ＩＣ１〜ＩＣ４は、自己の電圧データをＥＣＵ１１０に送信する際に、自己の電圧データに自己の識別子を関連付けて送信する。

また、ＩＣ１〜ＩＣ４は、ＥＣＵ１１０から電圧検出指令を受信すると、自己よりも上位側のＩＣに電圧検出指令を転送するとともに、電圧データを生成する。

従って、ステップＳ１の処理によってＥＣＵ１１０から電圧検出指令がＩＣ１〜ＩＣ４に送信されると、ＩＣ１〜ＩＣ４が電圧検出指令を順番に受信する。

また、この結果、電圧検出指令を受信したＩＣ１〜ＩＣ４からＥＣＵ１１０に対して、順番に電圧データが送信される。

次に、ＥＣＵ１１０は、信号線１７０を一巡した電圧検出指令が一定時間以内に戻ってくるか否かを判定する（ステップＳ２）。信号線１７０に異常がなければ、往路の信号線１７０Ａを介してＩＣ１〜ＩＣ４を転送され、さらに復路の信号線１７０Ｂを経て、電圧検出指令がＥＵＣ１１０に戻るからである。

すなわち、ステップＳ２で電圧検出指令が戻っているか否かを判定することにより、信号線１７０の断線の有無を判定することができる。

ＥＣＵ１１０は、信号線１７０を一巡した電圧検出指令が一定時間以内に戻ってこない場合は（Ｓ２：ＮＯ）、信号線１７０に断線が生じていると判定する（ステップＳ３）。なお、この時点では、信号線１７０のどこかに断線が生じていることは分かるが、信号線１７０のどこに（どのＩＣとどのＩＣとの間に）断線が生じているかは、まだ分からない。

次いで、ＥＣＵ１１０は、ＩＣ１〜ＩＣ４にテストモード指令を送信する（ステップＳ４）。テストモード指令は、ＩＣ１〜ＩＣ４のうち、断線箇所よりも下位側にあるＩＣをテストモードにするモード変更するための指令である。

テストモード指令を受信したＩＣは、テスト用の応答を行うテストモードにモード変更される。テストモードでは、ＩＣは、復路の信号線１７０Ｂを介して、応答をＥＣＵ１１０に送信する。この応答は、ＩＣ（ＩＣ１〜ＩＣ４のいずれか）を識別する識別子を含む指令であればよい。

次いで、ＥＣＵ１１０は、テストモード指令に対して応答の無かったＩＣを検出し、断線箇所を特定する（ステップＳ５）。

例えば、ＩＣ１〜ＩＣ３からは応答があるが、ＩＣ４からは応答がない場合は、ＥＣＵ１１０は、ＩＣ３とＩＣ４との間の往路の信号線１７０Ａ、又は、復路の信号線１７０Ｂの少なくともいずれかにおいて、断線が生じたと判定する。

なお、ＩＣ３とＩＣ４との間において、往路の信号線１７０Ａに断線が生じた場合は、テストモード指令がＩＣ４に転送されない。また、ＩＣ３とＩＣ４との間において、復路の信号線１７０Ｂに断線が生じた場合は、テストモード指令はＩＣ４に転送されるが、ＩＣ４の電圧データは、ＩＣ３には転送されず、この結果、ＥＣＵ１１０に転送されない。

次いで、ＥＣＵ１１０は、ＩＣ１〜ＩＣ３に対してリカバリーモード指令を送信する（ステップＳ６）。リカバリーモードは、断線箇所よりも下位側のＩＣに対して、断線箇所に最も近いＩＣを最上位のＩＣとして、電圧制御処理を継続させるモードであり、リカバリーモード指令は、リカバリーモードを実現するためにＩＣに送信する指令である。

また、このリカバリーモード指令は、断線箇所を表す情報（どのＩＣとどのＩＣの間の信号線１７０で断線が生じているかを表す情報）を含む。すなわち、ＩＣ３とＩＣ４との間で断線が生じている場合には、リカバリーモード指令には、ＩＣ３とＩＣ４で断線が生じていることを表す情報が含まれる。リカバリーモード指令に含まれる断線箇所を表す情報は、往路の信号線１７０Ａと復路の信号線１７０Ｂとを区別せずに、どのＩＣとどのＩＣの間の信号線１７０で断線が生じているかを表す情報である。

これにより、ＩＣ３とＩＣ４との間において、往路の信号線１７０Ａに断線が生じた場合は、ＩＣ３は、自己が最上位であることを認識して、ＥＣＵ１１０に対する応答を行う。すなわち、ＩＣ３は、ＩＣ４から電圧データが転送されてくることを待つことなく、自己の電圧データをＥＣＵ１１０に送信するようになる。

なお、ＩＣ４は、電圧データの送信を行わずに、自己に対応する４つのセル１５０の電圧の平均化処理を継続する。

ＥＣＵ１１０は、ＩＣ１〜ＩＣ４に対して、セルバランス指令を送信する（ステップＳ７）。ここで、セルバランス処理とは、各ＩＣ１〜ＩＣ４が、自己に対応する４つのセル１５０の電圧のバランスを取るために、自己に対応する４つのセル１５０のうち最も出力電圧が低いセル１５０の出力電圧に合わせるように、残りの３つのセル１５０を放電させる処理である。

セルバランス指令とは、各ＩＣ１〜ＩＣ４に対して、セルバランス処理を実行させるための指令である。各ＩＣ１〜ＩＣ４は、ＥＣＵ１１０からセルバランス指令を受信すると、セルバランス処理を実行し、自己に対応する４つのセル１５０のうち最も出力電圧が低いセル１５０の出力電圧に合わせるように、残りの３つのセル１５０を放電させる。各セル１５０には、放電を行うための放電回路が接続されている。

次に、ＥＣＵ１１０は、スタック電圧検出回路１１３によって検出されるスタック電圧と、断線発生箇所よりも下位側のＩＣから送信される電圧データが表す出力電圧との電圧差を監視する（ステップＳ８）。ここで、電圧データは、１つのＩＣに対応する４つのセル１５０の出力電圧の平均値を表すため、ＥＣＵ１１０は、断線発生箇所よりも下位側のすべてのＩＣから送信されるすべての電圧データが表す平均電圧をそれぞれ４倍した電圧値をスタック電圧から引いて得る電圧差を監視すればよい。

次いで、ＥＣＵ１１０は、電圧差が所定電圧以上低下するか否かを判定する（ステップＳ９）。電圧差が表す電圧値は、断線箇所よりも上位側のＩＣに対応するセル１５０の出力電圧の合計値である。

ここで、断線箇所が往路の信号線１７０Ａである場合は、断線箇所よりも上位側のＩＣにはセルバランス指令は転送されず、断線箇所よりも上位側のＩＣはセルバランス処理を実行しない。このため、セルバランス処理によるブロック１５０Ｂの電圧は、殆ど変動しない。

一方、断線箇所が復路の信号線１７０Ｂである場合は、断線箇所よりも上位側のＩＣにセルバランス指令が転送されるため、断線箇所よりも上位側のＩＣはセルバランス処理を実行する。このため、セルバランス処理によってブロック１５０Ｂの電圧は、低下する。

従って、ステップＳ９での判定に用いる所定電圧の値を予め実験等で求めておき、ＥＣＵ１１０のメモリ１１０Ｂに格納しておくことにより、ステップＳ９の判定を実現することができる。

ＥＣＵ１１０は、ステップＳ９において、電圧差が所定電圧以上低下している場合（Ｓ９：ＹＥＳ）は、復路の信号線１７０Ｂで断線が発生したと判定する。従って、例えば、ステップＳ５において、ＩＣ３とＩＣ４との間で断線が発生していることを特定している場合にステップＳ９でＹＥＳと判定した場合は、ＩＣ３とＩＣ４との間の復路の信号線１７０Ｂで断線が発生していることが特定される。

一方、ＥＣＵ１１０は、ステップＳ９において、電圧差が所定電圧以上低下していない場合（Ｓ９：ＮＯ）は、往路の信号線１７０Ａで断線が発生したと判定する。従って、例えば、ステップＳ５において、ＩＣ３とＩＣ４との間で断線が発生していることを特定している場合にステップＳ９でＮＯと判定した場合は、ＩＣ３とＩＣ４との間の往路の信号線１７０Ａで断線が発生していることが特定される。

ステップＳ１０又はＳ１１の処理が終了すると、ＥＣＵ１１０は、一連の処理を終了する（エンド）。

なお、ＥＵＣ１１０は、一連の処理を終了してから所定の期間が経過した後に、再び一連の処理を開始（スタート）するように構成されていてもよい。

また、ＥＣＵ１１０は、ステップＳ２において、信号線１７０を一巡した電圧検出指令が一定時間以内に戻ってきたと判定した場合は（Ｓ２：ＹＥＳ）、ＩＣ１〜ＩＣ４から電圧データが転送されるのを待つ（ステップＳ１２）。

次いで、ＥＣＵ１１０は、すべてのＩＣから電圧データを受信したか否かを判定する（ステップＳ１３）。ＥＣＵ１１０は、受信した電圧データに含まれる識別子をＥＣＵ１１０内で保持する各ＩＣの識別子と照合することにより、すべてのＩＣの電圧データが揃ったか否かを判定する。

ＥＣＵ１１０は、すべてのＩＣの電圧データが揃っていないと（Ｓ１３：ＮＯ）と判定した場合は、フローをステップＳ１４に進行させる。

ＥＣＵ１１０は、一定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１４）。この一定時間は、例えば、ＩＣ１〜ＩＣ４が電圧データを生成してＥＣＵ１１０に転送するまでに必要な平均的な時間に設定すればよく、電池監視装置１００Ａの用途等に応じて適切な時間に設定すればよい。

ＥＣＵ１１０は、一定時間が経過していないと判定すると（Ｓ１４：ＮＯ）、フローをステップＳ１２にリターンする。引き続きＩＣ１〜ＩＣ４の電圧データを待つためである。

また、ＥＣＵ１１０は、一定時間が経過したと判定すると（Ｓ１４：ＮＯ）、フローをステップＳ１にリターンする。一定時間内にＩＣ１〜ＩＣ４の電圧データが揃わなかった場合は、ステップＳ１からフローをやり直すこととしたものである。

また、ＥＣＵ１１０は、ステップＳ１３で、すべてのＩＣから電圧データを受信したと判定した場合は、フローをステップＳ１にリターンする。ステップＳ１からフローをやり直すことにより、繰り返しＩＣ１〜ＩＣ４の監視を行うこととしたものである。

以上のようにして、ＥＣＵ１１０による電圧制御処理が行われる。

次に、図７を用いて、テストモードとリカバリーモードにおけるデータの転送について説明する。

図７及び図８は、実施の形態１の電池監視装置１００Ａのテストモードとリカバリーモードにおけるデータの転送経路を示す図である。図７は、テストモードにおけるデータの転送経路を示し、図８はリカバリーモードにおけるデータの転送経路を示す。

図７及び図８では、ＩＣ３とＩＣ４との間の復路の信号線１７０Ｂ（図２参照）に断線が生じたものとする。

図７に示すように、ＥＣＵ１１０からテストモード指令が送信されると、テストモード指令は、矢印Ｃで示すように、ＩＣ１からＩＣ４まで往路の信号線１７０Ａ（図２参照）を転送され、ＩＣ４で折返される。

ここで、ＩＣ１〜ＩＣ４は、テストモード指令を受信すると、上位側から下位側に向けて順番に、応答データをＥＣＵ１１０に送信する。応答データは、各ＩＣの識別子を含む。なお、ＩＣ４〜ＩＣ１がこの順に応答データを出力するタイミングは、図３に示す電圧データを出力するタイミングよりも時間間隔が広く設定されている。

図７には、テストモードにおいて各ＩＣが出力した応答データを太枠で示す。

図７に示す応答データが出力される間隔（図７において、太枠で示す各応答データが発生する横方向の間隔）は、図３において、電圧データが出力されるタイミング同士の間隔よりも広く（長く）設定されている。これは、ＩＣ４からＩＣ１の順にＥＣＵ１１０に送信される応答データ同士の通信の重複が生じないようにするためである。

このようにＩＣ４からＩＣ１の順番に応答データを出力する時間間隔は、予めＩＣ１〜ＩＣ４に設定しておけばよい。

これにより、ＩＣ４、ＩＣ３、ＩＣ２、ＩＣ１の順に、応答データが出力される。

しかしながら、図７に示す場合は、ＩＣ３とＩＣ４との間の復路の信号線１７０Ｂ（図２参照）に断線が生じている。

このため、ＩＣ４が送信した応答データは、ＩＣ３からＥＣＵ１１０には転送されない。このため、図７には、ＩＣ４が送信した応答データが本来ＥＣＵ１１０に向けて転送される経路とタイミングを破線で示す。ＩＣ４がＥＣＵ１１０に向かって送信した応答データは、断線が生じていなければ、矢印Ｄ１に沿ってＥＣＵ１１０に転送される。

また、ＩＣ３がＥＣＵ１１０に送信する応答データは、復路の信号線１７０Ｂを介してＥＣＵ１１０に転送される。この転送は、断線の影響を受けないため、ＩＣ３の応答データは、矢印Ｄ２で示すように、ＩＣ２及びＩＣ１を経て、ＥＣＵ１１０に到達する。

なお、ＩＣ３の応答データは、断線がなければ本来ＩＣ４の応答データがＥＣＵ１１０に転送されるタイミングと重複がないタイミングでＥＣＵ１１０に転送される。

同様に、ＩＣ２がＥＣＵ１１０に送信する応答データは、復路の信号線１７０Ｂを介してＥＣＵ１１０に転送される。この転送は、断線の影響を受けないため、ＩＣ２の応答データは、矢印Ｄ３で示すように、ＩＣ１を経て、ＥＣＵ１１０に到達する。

なお、ＩＣ２の応答データは、ＩＣ３の応答データがＥＣＵ１１０に転送されるタイミングと重複がないタイミングでＥＣＵ１１０に転送される。

同様に、ＩＣ１がＥＣＵ１１０に送信する応答データは、復路の信号線１７０Ｂを介してＥＣＵ１１０に転送される。この転送は、断線の影響を受けないため、ＩＣ１の応答データは、矢印Ｄ４で示すように、ＥＣＵ１１０に到達する。

なお、ＩＣ１の応答データは、ＩＣ２の応答データがＥＣＵ１１０に転送されるタイミングと重複がないタイミングでＥＣＵ１１０に転送される。

以上のように、ＥＣＵ１１０がテストモード指令をＩＣ１〜ＩＣ４に送信し、ＩＣ１〜ＩＣ３から応答データを受信することにより、ＥＣＵ１１０は、ＩＣ３とＩＣ４との間の信号線（往路の信号線１７０Ａ、又は、復路の信号線１７０Ｂ）に断線が生じたことを判別することができる。すなわち、ＥＣＵ１１０は、断線箇所を特定することができる。

また、ＥＣＵ１１０は、断線箇所を特定すると、ＩＣ１〜ＩＣ３をリカバリーモードにモード変更すべく、リカバリーモード指令を送信する。この断線箇所の特定は、図６に示すステップＳ５の処理に相当する。

ＥＣＵ１１０は、ＩＣ１〜ＩＣ３にリカバリーモード指令を送信する。リカバリーモード指令には、断線箇所を表す情報が含まれている。ここでは、ＩＣ３とＩＣ４の間の信号線１７０で断線が生じていることを表す情報が含まれることになる。断線箇所を表す情報は、例えば、リカバリーモード指令のうちの数ビットの領域に格納すればよい。

ＩＣ１〜ＩＣ３は、リカバリーモード指令を受信し、リカバリーモードにモード変更される。ＩＣ３は、リカバリーモード指令に基づき、ＩＣ３とＩＣ４の間で断線が生じていることから、自己が最上位のＩＣになることを認識する。

リカバリーモードでは、図８に示すように、ＥＣＵ１１０がＩＣ１〜ＩＣ３に、矢印Ｅで示すように電圧検出指令を送信すると、ＩＣ１〜ＩＣ３は、ＩＣ３、ＩＣ２、ＩＣ１の順に、矢印Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３で示すように、電圧データをＥＣＵ１１０に送信する。

なお、断線が生じていない場合は、図３又は図４に示すいずれの転送方法でもよいが、リカバリーモードで動作する各ＩＣは、復路の信号線１７０Ｂに電圧データを出力する。すなわち、リカバリーモードでは、ＩＣは、復路の信号線１７０Ｂを介して、電圧データをＥＣＵ１１０に送信する。

そして、リカバリーモードに設定された後は、図６に示すステップＳ７からステップＳ１０又はＳ１１までの処理が実行され、セルバランス処理を行った後に、電圧差を監視し、電圧差の低下度合に応じて、断線が往路の信号線１７０Ａ又は復路の信号線１７０Ｂのいずれで生じたかが判定される。

以上のように、実施の形態１の電池監視装置１００Ａは、信号線１７０に断線が生じたことを検出すると、テストモードで断線箇所を特定し、断線箇所を特定した後は、リカバリーモードによって断線箇所よりも下位側（ＥＣＵ１１０に近い側）のＩＣのみを用いて、電圧制御処理を実行する。

そして、ＥＣＵ１１０は、セルバランス処理を行った後に、電圧差を監視することにより、断線が往路の信号線１７０Ａ又は復路の信号線１７０Ｂのいずれで生じたかを判定することができる。

このように、実施の形態１によれば、断線が通信線の往路又は復路のいずれで生じているかを判定できる電池監視装置１００Ａ、及び、電池ユニット１００を提供することができる。換言すれば、実施の形態１によれば、断線箇所がデイジーチェーンの往路又は復路のいずれで生じているかを特定することができる電池監視装置１００Ａ、及び、電池ユニット１００を提供することができる。

また、電圧差を監視する際に、ステップＳ７のセルバランス処理を行うことにより、復路側で断線が生じている場合には、断線箇所よりも上位側のＩＣに対応するセル１５０の電圧を比較的早く低下させることができる。従って、セルバランス処理を行うことにより、迅速に判定を行うことができる。

しかしながら、セルバランス処理は必須ではない。すなわち、セルバランス処理を行わなくても、ＥＣＵ１１０は、断線が通信線の往路又は復路のいずれで生じているかを判定できる。

断線が発生した後も、ＥＣＵ１１０がＩＣ１〜ＩＣ４に対して、電圧データの通信を行うことにより、断線が復路の信号線１７０Ｂに発生している場合は、断線箇所よりも上位側のＩＣにも電圧検出指令が転送され、電圧データをＥＣＵ１１０に転送するために、断線箇所よりも上位側のＩＣが処理を行うことにより、断線箇所よりも上位側のＩＣに対応するセル１５０の出力電圧が低下し、スタック電圧検出回路１１３によって検出されるスタック電圧が低下するからである。

一方、断線が往路の信号線１７０Ａに発生している場合は、断線箇所よりも上位側のＩＣには電圧検出指令は転送されないため、断線箇所よりも上位側のＩＣは処理を行わないため、断線箇所よりも上位側のＩＣに対応するセル１５０の出力電圧は低下せず、スタック電圧検出回路１１３によって検出されるスタック電圧は殆ど変化しない。

従って、ステップＳ７のセルバランス処理を行わない場合は、ステップＳ６の次にステップＳ８において、電圧差を監視することにより、断線が往路の信号線１７０Ａ又は復路の信号線１７０Ｂのいずれで生じているかを判定すればよい。

なお、以上では、スタック１２０、１３０がそれぞれ４つのＩＣチップ１６０（ＩＣ１〜ＩＣ４）を含む形態について説明したが、１つのスタック（１２０、１３０）に含まれるＩＣチップ１６０の数はさらに多くてもよい。また、１つのスタック（１２０、１３０）に含まれるＩＣチップ１６０の数は３つ以下であってもよい。

＜実施の形態２＞
図９は、実施の形態２の電池監視装置の通信回路２００を示す図である。実施の形態２の電池監視装置は、往路の信号線１７０Ａ又は復路の信号線１７０Ｂのいずれで断線が生じているか判定する際の判定手法が実施の形態１の電池監視装置１００Ａと異なる。その他の構成は実施の形態１の電池監視装置１００Ａ（図２参照）と同様であるため、同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。

通信回路２００は、図２に示すＩＣ１とＩＣ２との間、ＩＣ２とＩＣ３との間、及び、ＩＣ３とＩＣ４との間において、信号線１７０Ａ、１７０Ｂに挿入されている。なお、ここでは、信号線１７０Ａ、１７０Ｂがともに差動信号を転送することとし、一対の信号線１７０Ａと一対の信号線１７０Ｂを示す。

通信回路２００は、一対の入力端子２０１Ａ、一対の出力端子２０１Ｂ、一対の出力端子２０２Ａ、一対の入力端子２０２Ｂ、コンパレータ２０３Ａ、２０３Ｂ、一対の抵抗器２０４Ａ、一対の抵抗器２０４Ｂ、スイッチ２０５Ａ、２０５Ｂ、電流源２０６Ａ、２０６Ｂ、一対の抵抗器２０７Ａ、一対のＡ／Ｄ変換器２０８Ａ、ロジック回路２０９を含む。

これらの構成要素のうち、添え字がＡのものは、往路の信号線１７０Ａに関係する構成要素であり、添え字がＢのものは、復路の信号線１７０Ｂに関係する構成要素である。添え字のないもの（ロジック回路２０９）は、往路の信号線１７０Ａと、復路の信号線１７０Ｂとの両方に関係する構成要素である。

一対の入力端子２０１Ａには、下位側のＩＣ又はＥＣＵ１１０から信号が入力される。一対の入力端子２０１Ａは、通信回路２００の内部では、コンパレータ２０３Ａの反転入力端子及び非反転入力端子と、一対の抵抗器２０４Ａとに接続されている。

コンパレータ２０３Ａは、反転入力端子と非反転入力端子に入力される信号を比較し、比較結果を表す信号（１）でスイッチ２０５Ａを駆動する。信号（１）は、ロジック回路２０９にも入力される。信号（１）は、一対の信号線１７０Ａによって転送される差動信号を表す。

スイッチ２０５Ａは、電流源２０６Ａの接続先を一対の抵抗器２０７のうちのどちらかに選択する。スイッチ２０５Ａは、コンパレータ２０３Ａが出力する信号（１）によって駆動される。

電流源２０６Ａは、スイッチ２０５Ａに接続される抵抗器２０７Ａから電流を引き抜くように接続されている。

一対のＡ／Ｄ変換器２０８Ａは、それぞれ、一対の抵抗器２０７Ａの両端間電圧をデジタル値に変換してロジック回路２０９に入力する。

ロジック回路２０９は、コンパレータ２０３Ａが出力する信号（１）に同期して、一対のＡ／Ｄ変換器２０８Ａから入力される電圧値を監視する。

一対の入力端子２０２Ｂには、上位側のＩＣから信号が入力される。一対の入力端子２０２Ｂは、通信回路２００の内部では、コンパレータ２０３Ｂの反転入力端子及び非反転入力端子と、一対の抵抗器２０４Ｂとに接続されている。

コンパレータ２０３Ｂは、反転入力端子と非反転入力端子に入力される信号を比較し、比較結果を表す信号（２）でスイッチ２０５Ｂを駆動する。信号（２）は、ロジック回路２０９にも入力される。信号（２）は、一対の信号線１７０Ｂによって転送される差動信号を表す。

スイッチ２０５Ｂは、電流源２０６Ｂの接続先を一対の抵抗器２０７のうちのどちらかに選択する。スイッチ２０５Ｂは、コンパレータ２０３Ｂが出力する信号（２）によって駆動される。

電流源２０６Ｂは、スイッチ２０５Ｂに接続される一対の出力端子２０１Ｂに電流を供給するように接続されている。

このような通信回路２００において、下位側のＩＣ又はＥＣＵ１１０から、上位側のＩＣに信号が転送される際には、一対の出力端子２０２Ａに接続される往路の一対の信号線１７０Ａから一対の抵抗器２０７Ａ及びスイッチ２０５Ａを経て、電流源２０６Ａが電流を引き抜く。

このため、実施の形態１の電池監視装置１００Ａと同様に、ＥＣＵ１１０がステップＳ５までの処理を実行して断線箇所を特定した後に、図２に示すＩＣ１とＩＣ２との間、ＩＣ２とＩＣ３との間、及び、ＩＣ３とＩＣ４との間にそれぞれ接続される３つの通信回路２００のうちのいずれかのＡ／Ｄ変換器２０８で電圧の変動を検知した場合には、往路の信号線１７０Ａには断線は生じていないことが分かる。この場合には、復路の信号線１７０Ｂに断線が生じていることが分かる。

一方、ＥＣＵ１１０がステップＳ５までの処理を実行して断線箇所を特定した後に、図２に示すＩＣ１とＩＣ２との間、ＩＣ２とＩＣ３との間、及び、ＩＣ３とＩＣ４との間にそれぞれ接続される３つの通信回路２００のうちのいずれのＡ／Ｄ変換器２０８からも電圧の変動を検知しない場合には、往路の信号線１７０Ａに断線が生じていることが分かる。

以上のようにして、往路の信号線１７０Ａと復路の信号線１７０Ｂとのいずれに断線が生じているかを判定してもよい。

このように、実施の形態２によれば、断線が通信線の往路又は復路のいずれで生じているかを判定できる電池監視装置、及び、電池ユニットを提供することができる。

＜実施の形態３＞
図１０は、実施の形態３の電池監視装置３００Ａを示す図である。図１０（Ａ）に示す実施の形態３の電池監視装置３００Ａは、実施の形態３の電池監視装置１００Ａからスタック電圧検出回路１１３を取り除き、ＥＣＵ３１０にコンデンサ３１１を追加した構成を有する。その他の構成は、実施の形態１の電池監視装置１００Ａと同様であるため、同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。

ＥＣＵ３１０は、マイコン１１１、アイソレータ１１２、及びコンデンサ３１１を含む。コンデンサ３１１は、一端が信号線３２０によって、往路の信号線１７０ＡがＩＣ４で折り返す点に接続されており、他端がマイコン１１１に接続されている。

コンデンサ３１１は、信号線３２０を介して、往路の信号線１７０ＡがＩＣ４で折り返す点から伝送される信号の交流成分のみをマイコン１１１に入力するために設けられている。

このため、実施の形態１の電池監視装置１００Ａと同様に、ＥＣＵ１１０がステップＳ５までの処理を実行して断線箇所を特定した後に、ＥＣＵ１１０がコンデンサ３１１を介して信号を受信した場合には、往路の信号線１７０Ａには断線は生じていないことが分かる。この場合には、ＥＣＵ１１０から往路の信号線１７０Ａを介してＩＣ１〜ＩＣ４に転送される信号は、最上位のＩＣ４まで届いていることになるからである。そして、この場合は、復路の信号線１７０Ｂに断線が生じていることが分かる。

一方、ＥＣＵ１１０がステップＳ５までの処理を実行して断線箇所を特定した後に、ＥＣＵ１１０がコンデンサ３１１を介して信号を受信しない場合には、往路の信号線１７０Ａに断線が生じていることが分かる。この場合には、ＥＣＵ１１０から往路の信号線１７０Ａを介してＩＣ１〜ＩＣ４に転送される信号は、最上位のＩＣ４まで届いていないことになるからである。

以上のようにして、往路の信号線１７０Ａと復路の信号線１７０Ｂとのいずれに断線が生じているかを判定してもよい。

このように、実施の形態３によれば、断線が通信線の往路又は復路のいずれで生じているかを判定できる電池監視装置３００Ａ、及び、電池ユニットを提供することができる。

以上、本発明の例示的な実施の形態の電池監視装置、及び、電池ユニットについて説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

１００ 電池ユニット
１００Ａ、３００Ａ 電池監視装置
１１０ ＥＣＵ
１１３ スタック電圧検出回路
１２０、１３０ スタック
１５０、１５０Ｈ１、１５０Ｈ２、１５０Ｈ３、１５０Ｈ４、１５０Ｌ１、１５０Ｌ２、１５０Ｌ３、１５０Ｌ４ セル
１５０Ｂ ブロック
１６０、１６０Ｈ、１６０Ｌ ＩＣチップ
１６０Ａ データ処理部
１６０Ｂ 電圧検出部
１７０、１７０Ａ、１７０Ｂ 信号線
２００ 通信回路
３１１ コンデンサ

Claims (11)

1. 複数の電池セルを有する電池スタックの外部に配設される第１制御部と、
   前記電池スタックに配設され、前記電池セルの出力電圧を検出し、当該検出電圧を表す電圧データを出力する複数の第２制御部と、
   前記複数の第２制御部と前記第１制御部とを接続するデイジーチェーンと、
   前記電池スタックに含まれる前記複数の電池セルの合計の電圧であるスタック電圧を検出するスタック電圧検出部と
   を含み、
   前記第１制御部は、前記デイジーチェーンを介して前記複数の第２制御部に送信データを送信した後の所定の期間内に、前記デイジーチェーンを介して前記複数の第２制御部から応答がない場合に、前記デイジーチェーンに断線が生じたと判定し、前記スタック電圧検出部によって検出されるスタック電圧と、前記第２制御部から前記デイジーチェーンを介して送信されるすべての電圧データが表す検出電圧の合計電圧との差に基づき、前記断線が前記デイジーチェーンの往路又は復路のいずれで生じたかを判定する、電池監視装置。
2. 前記第１制御部は、前記デイジーチェーンに断線が生じたと判定すると、前記デイジーチェーンを介して前記複数の第２制御部に、パッシブセルバランスを実行させるための指令を送信する、請求項２記載の電池監視装置。
3. 複数の電池セルを有する電池スタックの外部に配設される第１制御部と、
   前記電池スタックに配設され、前記電池セルの出力電圧を検出し、当該検出電圧を表す電圧データを出力する複数の第２制御部と、
   前記複数の第２制御部と前記第１制御部とを接続するデイジーチェーンと、
   前記デイジーチェーンの往路の区間において、前記複数の第２制御部の各々の間に設けられる電流検出部と
   を含み、
   前記第１制御部は、前記デイジーチェーンを介して前記複数の第２制御部に送信データを送信した後の所定の期間内に、前記デイジーチェーンを介して前記複数の第２制御部から応答がない場合に、前記デイジーチェーンに断線が生じたと判定し、前記電流検出部の検出結果に基づき、前記断線が前記デイジーチェーンの往路又は復路のいずれで生じたかを判定する、電池監視装置。
4. 複数の電池セルを有する電池スタックの外部に配設される第１制御部と、
   前記電池スタックに配設され、前記電池セルの出力電圧を検出し、当該検出電圧を表す電圧データを出力する複数の第２制御部と、
   前記複数の第２制御部と前記第１制御部とを接続するデイジーチェーンと、
   前記第１制御部から最も遠い第２制御部と、前記第１制御部とを接続する通信線と
   を含み、
   前記第１制御部は、前記デイジーチェーンを介して前記複数の第２制御部に送信データを送信した後の所定の期間内に、前記デイジーチェーンを介して前記複数の第２制御部から応答がない場合に、前記デイジーチェーンに断線が生じたと判定し、前記通信線を介して前記第２制御部から送信データを受信すると、前記断線が前記デイジーチェーンの復路で生じたと判定し、前記通信線を介して前記第２制御部から送信データを受信しないと、前記断線が前記デイジーチェーンの往路で生じたと判定する、電池監視装置。
5. 前記第１制御部は、前記デイジーチェーンに断線が生じたと判定した場合は、前記デイジーチェーンを介して前記複数の第２制御部に、前記第２制御部をテストモードにするためのテストモード指令を送信する、請求項１乃至４のいずれか一項記載の電池監視装置。
6. 前記複数の第２制御部のうち、前記デイジーチェーンを介して前記第１制御部から前記テストモード指令を受信した第２制御部は、テストモード中における前記第１制御部からの要求に対して応答を行う場合は、前記デイジーチェーンの復路を介して前記応答を行う、請求項５記載の電池監視装置。
7. 前記複数の第２制御部のうち、前記デイジーチェーンを介して前記第１制御部から前記テストモード指令を受信した第２制御部が複数ある場合は、前記テストモード指令を受信した複数の第２制御部は、それぞれ、互いに異なる待機時間が経過した後に、前記デイジーチェーンの復路を介して前記応答を行う、請求項６記載の電池監視装置。
8. 前記第１制御部は、前記テストモード中に前記第２制御部から受信する前記応答に基づいて、前記デイジーチェーンの断線箇所を特定する、請求項６又は７記載の電池監視装置。
9. 前記第１制御部は、前記断線箇所を特定した後に、前記第２制御部をリカバリーモードにするためのリカバリーモード指令を送信する、請求項８記載の電池監視装置。
10. 前記リカバリーモード指令は、前記断線箇所を表す情報を含む、請求項９記載の電池監視装置。
11. 請求項１乃至９のいずれか一項記載の電池監視装置と、
    前記電池スタックと
    を含む、電池ユニット。

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