JP2015082350A - バッテリーパック - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリーパックに関し、簡素な構成で保守性及び整備性を向上させる。
【解決手段】複数の二次電池１Ｄをケースの内部に収容するバッテリーパック１において、複数の二次電池１Ｄの状態を管理するバッテリー管理装置２を設ける。
また、バッテリー管理装置２に接続され、二次電池１Ｄに関する情報をバッテリー管理装置２に伝達する情報伝達回路７，８，９を設ける。
さらに、情報伝達回路７，８，９から分岐して形成され、ケースの外表面まで延びた診断回路１１，１２，１３を設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の二次電池をケースの内部に収容するバッテリーパックに関する。

従来、電気自動車やハイブリッド自動車で使用される走行用のバッテリーパックの内部には、複数のバッテリーモジュールが搭載されている。バッテリーモジュールとは、複数の電池セル（単電池）を互いに接続してなる組電池である。多数の電池セルをバッテリーモジュール単位で管理することで、バッテリーパック全体の総合的な出力電圧を高めつつ、電池セルの適切な配置密度や放熱性を確保している。

各々のバッテリーモジュールには、個々の電池セルの温度や電圧を取得，管理，監視，A/D変換のすべてもしくは一部を制御，処理するための電子制御装置として、セル監視装置（CMU，Cell Monitoring Unit）が設置される。例えば、個々の電池セルの充放電特性に由来する電圧のばらつきは、セル監視装置によってバッテリーモジュール単位で均等化される。

一方、上記セル監視装置よりも上位の電子制御装置として、全てのバッテリーモジュールを統括管理するバッテリー管理装置（BMU，Battery Management Unit）が併設される。バッテリー管理装置では、それぞれのセル監視装置で管理される電池セルの情報に基づき、駆動用バッテリー全体の充電状態（SOC，State of charge）や劣化状態（SOH，State of Health）が管理される。このように、各々の電子制御装置での制御内容や機能を分化することで、演算負荷を軽減している。

ところで、セル監視装置で取得された情報は、その上位階層に位置するバッテリー管理装置に集約され、車載データ通信網を介して車両側の各種電子制御装置へと伝達される。多くの場合、バッテリー管理装置を通さなければ、セル監視装置で取得された情報を直接的に読み出すことができない。そのため、バッテリー管理装置に故障が発生すると、個々の電池セルの状態を把握することが困難となる。

このような課題に対し、バッテリーパック内の電池セルから直接的に情報を取得するためのコネクターを設けることが検討されている。例えば、バッテリーパックの外表面のうち、電池セルの正極端子及び負極端子の直上方となる位置に、プローブが差し込まれる外部接続用のコネクターを予め設けておくことが考えられる。このような工夫により、バッテリー管理装置を通さずに電池セルの情報を取得できるようになる（特許文献１参照）。

特開2011-169870号公報

しかしながら、上記のような従来の手法では、バッテリーパック内に収容される全ての電池セルに対して、外部接続用のコネクターを用意しなければならないため、電池セルの情報を取得するための作業が繁雑となるという課題がある。また、バッテリーパック内の電池セルの総数が多いほど、コネクターの数も増大し、バッテリーパックの構造が複雑化するとともにコスト高を招く。

また、従来の手法では、バッテリー管理装置が故障しているのか否かを正しく判断することが難しいという課題がある。例えば、バッテリー管理装置からの信号が何も検出されなければ、そのバッテリー管理装置が故障したものとみなすことができる。一方、バッテリー管理装置から正常でない信号が検出された場合、そのバッテリー管理装置が故障しているのか、それとも下位階層に位置するセル監視装置や電池セルが故障したのかを判別することが困難となる。

本件の目的の一つは、上記のような課題に鑑み創案されたものであって、複数の二次電池をケースの内部に収容するバッテリーパックに関し、簡素な構成で保守性及び整備性を向上させることである。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的として位置づけることができる。

（１）開示のバッテリーパックは、複数の二次電池をケースの内部に収容するバッテリーパックにおいて、前記複数の二次電池の状態を管理するバッテリー管理装置と、前記バッテリー管理装置に接続され、前記二次電池に関する情報を前記バッテリー管理装置に伝達する情報伝達回路と、前記情報伝達回路から分岐して形成され、前記ケースの外表面まで延びた診断回路とを備える。

前記バッテリー管理装置（例えば、BMU，Battery Management Unit）は、前記複数の二次電池を統括管理する電子制御装置であり、前記バッテリーパック全体の充電状態（SOC，State of charge）や劣化状態（SOH，State of Health）を管理するものであることが好ましい。
なお、前記バッテリーパックの外表面に端子が設けられたものにあっては、前記診断回路を前記端子に接続してもよい。また、外表面に端子が設けられていないバッテリーパックの場合は、前記診断回路を前記外表面よりも外側に単に延長させればよく、あるいはその先端側に何らかの端子（コネクター）を接続してもよい。

（２）また、個々の前記二次電池の状態を監視するセル監視装置を備えることが好ましい。この場合、前記情報伝達回路として、前記バッテリー管理装置と前記セル監視装置との間を接続する通信回路を有し、前記診断回路として、前記通信回路から分岐形成された第一診断回路を有することが好ましい。

前記セル監視装置（例えば、CMU，Cell Monitoring Unit）は、個々の前記二次電池の状態を管理，監視，A/D変換するものであることが好ましく、前記二次電池又は複数の前記二次電池を互いに接続してなる組電池（電池モジュール）を個別に監視する電子制御装置であることが好ましい。例えば、前記二次電池又は前記組電池の温度や電圧を、前記組電池毎に取得，管理，監視，A/D変換するものであることが好ましい。

（３）前記バッテリー管理装置及び前記セル監視装置の双方に電力を供給する第一電源線と、前記セル監視装置のみに電力を供給する第二電源線と、前記第一電源線における前記バッテリー管理装置と前記セル監視装置との間、及び、前記第二電源線の双方に介装され、前記第二電源線からの給電時に前記第一電源線から前記セル監視装置への給電を遮断する遮断装置と、を備えることが好ましい。

（４）前記情報伝達回路として、前記二次電池の充放電に係る高電圧回路と前記バッテリー管理装置との間に設けられ、前記高電圧回路からの漏電を検出する漏電検出回路を有することが好ましい。この場合、前記診断回路として、前記漏電検出回路から分岐形成された第二診断回路を有することが好ましい。

なお、前記高電圧回路からの漏電の有無は、前記バッテリーパック内における低電圧回路のグラウンドと前記漏電検出回路との間の漏電抵抗値（又は漏電電流値）を計測することで確認することができる。あるいは、前記バッテリーパックの金属部分と前記漏電検出回路との間の漏電抵抗値（又は漏電電流値）を計測することで確認することができる。

（５）前記漏電検出回路が、前記高電圧回路上に介装されるコンタクタよりも前記二次電池側に接続された第一漏電検出回路を有することが好ましい。つまり、前記第一漏電検出回路を、前記コンタクタよりも前記バッテリーパックの内部側に接続してもよい。

（６）あるいは、前記漏電検出回路が、前記高電圧回路上に介装されるコンタクタよりも前記バッテリーパックの外部側に接続された第二漏電検出回路を有することが好ましい。つまり、前記第二漏電検出回路を、前記コンタクタよりも前記バッテリーパックの外部側に接続してもよい。

（７）前記二次電池の充放電に係る電流値を検出する電流センサーを備えることが好ましい。この場合、前記情報伝達回路として、前記電流センサーと前記バッテリー管理装置との間を接続する電流値検出回路を有し、前記診断回路として、前記電流値検出回路から分岐形成された第三診断回路を有することが好ましい。

開示のバッテリーパックでは、二次電池の性能に関する情報をバッテリー管理装置に伝達する情報伝達回路から診断回路が分岐形成され、ケース外表面まで延びている。これにより、バッテリー管理装置に仲介させることなく、診断回路を介して二次電池の情報を読み取ることができる。したがって、バッテリー管理装置の故障時であっても、バッテリーパック内の二次電池の状態を診断することができ、バッテリーパックの保守性，整備性を向上させることができる。

一実施形態に係るバッテリーパックの構成を例示する斜視図である。 図１のバッテリーパック内の回路構成を例示する電気回路図である。 図２中の電源回路を例示する電気回路図である。 図２中の通信回路を例示する電気回路図である。 図２中の漏電検出回路を例示する電気回路図である。 図２中の電流値検出回路を例示する電気回路図である。 変形例に係る回路構成を例示する電気回路図である。

図面を参照して、実施形態としての車両用のバッテリーパックについて説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。

［１．バッテリーパック］
バッテリーパック１は、バッテリーカバー１Ａとバッテリーケース１Ｂとを組み合わせてなる箱状の容器（ケース）内に、複数のバッテリーモジュール１Ｃを収納した車両用の蓄電装置である。図１の斜視図は、バッテリーパック１の蓋部材であるバッテリーカバー１Ａが取り外された状態を示す。本実施形態のバッテリーパック１は、車両の走行や車載エンジンの駆動に係る回転電機（電動機，電動発電機等）の電源として車両に搭載される。

バッテリーケース１Ｂの内部は、仕切り板で升目状に区画され、それぞれの区画内にバッテリーモジュール１Ｃが収納される。また、バッテリーケース１Ｂ上には、ケース内の温度や湿度を調節するためのパック空調装置や、バッテリー管理装置２（BMU，Battery Management Unit）が収納される。バッテリー管理装置２は、バッテリーパック１に含まれる全てのバッテリーモジュール１Ｃ及びパック空調装置を統括管理する電子制御装置であり、例えば個々のバッテリーモジュール１Ｃの状態を管理，監視する機能や、制御信号のA/D変換（アナログ／ディジタル変換）機能を有する。

バッテリーカバー１Ａ及びバッテリーケース１Ｂは、例えば強化樹脂や補強用金属プレート等で形成され、任意の締結具を用いて互いに固定される。このとき、バッテリーカバー１Ａの下端辺とバッテリーケース１Ｂの上端辺との間には図示しないシール材が介装され、バッテリーパック１の内部の気密性，水密性が確保される。

バッテリーケース１Ｂの底面及び側面には、バッテリーパック１を車両に取り付けるための複数のバッテリーフレーム１Ｅが固定される。バッテリーフレーム１Ｅは、例えば金属製の補強部材を格子状に接合したものであり、バッテリーパック１を車両に取り付けたときに車両前後方向，車幅方向に延在するように設けられる。バッテリーフレーム１Ｅの両端部は、車両側（例えば、車両のサイドメンバーやクロスメンバー等）に対して任意の締結具を用いて固定される。

バッテリーモジュール１Ｃは、複数のセル１Ｄ（単電池）を互いに接続してなる組電池である。これらのセル１Ｄは、バッテリーモジュール１Ｃの設計電圧や設計容量等に応じて、直列接続や並列接続を組み合わせて接続される。また、それぞれのバッテリーモジュール１Ｃの内部には、そのバッテリーモジュール１Ｃに含まれる個々のセル１Ｄの温度や電圧を取得，管理するための電子制御装置として、セル監視装置３（CMU，Cell Monitoring Unit）が設けられる。セル監視装置３は、車載ネットワークを介してバッテリー管理装置２と通信可能（制御可能）に設けられる。

バッテリーパック１内の電気回路は、低電圧系回路と高電圧系回路とに分類される。低電圧系回路は、電子制御装置やパック空調装置を作動させるための回路であって、例えば最高電圧（標準電圧）が12[V]程度の回路である。一方、高電圧系回路は、車両に搭載される走行用モーターの駆動に使用される回路（すなわち、バッテリーパック１の充放電に係る回路）であって、例えば電圧が200[V]以上の回路である。これらの低電圧系回路及び高電圧系回路は、バッテリーパック１内で電気的に分離されるとともに、それぞれの回路を構成する導線も別設される。

バッテリーケース１Ｂの側面には、低電圧系回路のコネクター１８と、高電圧系のコネクター１９とが設けられる。低電圧系回路のコネクター１８は、例えばバッテリー管理装置２やセル監視装置３の電源線や接地線，通信線を接続するための端子である。一方、高電圧系回路のコネクター１９は、例えばバッテリーパック１の充放電に係る電力線を接続するための端子である。

これらのコネクター１８，１９におけるバッテリーパック１の外部側には、上記の接地線，信号線，電力線などに対応する多数のソケット，ピンが設けられる。また、バッテリーパック１の内部側には、これらのコネクター１８，１９とバッテリー管理装置２，各バッテリーモジュール１Ｃ，セル監視装置３，パック空調装置等との間を接続する、図示しないワイヤーハーネスが配設される。

以下、バッテリーパック１の外表面にコネクター１８，１９が固定されているものとして、バッテリーパック１の回路を説明するが、これらのコネクター１８，１９は、バッテリーパック１の側面に固定されていなくてもよく、バッテリーパック１から独立して別設されていてもよい。例えば、上記のワイヤーハーネスをバッテリーケース１Ｂの外表面よりも外側まで延長させて、その先端側に何らかの端子（コネクター１８，１９）を設けてもよい。

［２．回路構成］
図２は、バッテリーパック１の内部の回路構成を例示する電気回路図である。ここでは、バッテリーパック１内に収納される複数のバッテリーモジュール１Ｃのうち、三個のバッテリーモジュール１Ｃのみを図示する。

バッテリー管理装置２とセル監視装置３との間は、車載ネットワーク用の通信回路７で接続される。この通信回路７は、例えば二本の信号線（ツイストペア）の電圧差を符号として、ディジタル信号の送受信を行うCAN（Controller Area Network）通信網である。通信回路７上には、複数のセル監視装置３がバッテリー管理装置２に対して並列に接続され、バス型のネットワークトポロジーを形成している。なお、バッテリー管理装置２は、通信回路７とは別の車載ネットワーク通信回路を介して、車両側の各種電子制御装置〔例えば、EV-ECU（車両統合制御ユニット）やモーターECU等〕と通信可能に接続される。

高電圧系のコネクター１９に接続される高電圧回路５には、複数のバッテリーモジュール１Ｃが直列に接続される。以下、高電圧回路５のうち、コネクター１９からバッテリーモジュール１Ｃの負極までの間を接続する回路のことをマイナス側回路５Ａとよび、コネクター１９からバッテリーモジュール１Ｃの正極までの間を接続する回路のことをプラス側回路５Ｂと呼ぶ。

マイナス側回路５Ａには、ホール型の電流センサー４が介装される。また、電流センサー４とバッテリー管理装置２との間は、電流値検出回路９で接続される。電流センサー４で検出された電流値に関する情報は、電流値検出回路９を介してバッテリー管理装置２に伝達される。また、マイナス側回路５Ａ及びプラス側回路５Ｂのそれぞれには、高電圧回路５の断接状態を切り換えるコンタクタ６が介装される。コンタクタ６はノーマルオープンタイプのリレー装置であり、車両側からの通電電圧が入力されているときに接続状態となり、通電電圧が入力されていないときに切断状態となる。

マイナス側回路５Ａ上におけるコンタクタ６の位置は、図２に示すように、電流センサー４よりもコネクター１９に近い位置とされる。また、マイナス側回路５Ａ上におけるコンタクタ６を挟んだ両側には、マイナス側回路５Ａから分岐形成された漏電検出回路８が接続される。以下、電流センサー４とコンタクタ６との間から分岐した一方の漏電検出回路８を、第一漏電検出線８Ａと呼ぶ。また、コンタクタ６とコネクター１９との間から分岐した他方の漏電検出回路８を、第二漏電検出線８Ｂと呼ぶ。第一漏電検出線８Ａ及び第二漏電検出線８Ｂは、ともにバッテリー管理装置２に接続される。

［２−１．電源回路］
図３は、バッテリー管理装置２及びセル監視装置３の電源回路を例示する電気回路図である。この図中では、コネクター１８に設けられる複数のソケットのうち、電源回路に関係するソケット３１〜３４を示している。

第一給電ソケット３１は、車両の低圧電源回路（例えば12[V]バッテリーの回路）に接続されて、バッテリー管理装置２及びセル監視装置３の両方に対して電力を供給するソケットである。第一給電ソケット３１とバッテリー管理装置２及びセル監視装置３との間は、第一電源線１０で接続される。第一電源線１０は、その中途でＢＭＵ側電源線１０ＡとＣＭＵ側電源線１０Ｂとに分岐形成され、バッテリー管理装置２とセル監視装置３との両方に対して動作電流を供給する。

グラウンドソケット３３は、バッテリー管理装置２の接地ライン２Ａに接続されて、グラウンド電位を与えるソケットである。同様に、グラウンドソケット３４は、セル監視装置３の接地ライン３Ａに接続されて、グラウンド電位を与える。

第二給電ソケット３２は、セル監視装置３のみを作動させるための動作電流を供給するソケットである。第二給電ソケット３２とセル監視装置３との間は、予備電源線１５で接続される。予備電源線１５は、その中途で第二電源線１５Ａとリレー駆動線１５Ｂとに分岐形成される。第二電源線１５Ａは、セル監視装置３の給電ラインに接続される導線であり、セル監視装置３のみに電力を供給する。

第二電源線１５Ａには回りこみ防止用ダイオード２０が備えられている。これにより、第二電源線１５Ａにおける電流の逆流や、第二電源線１５Ａ側からリレー駆動線１５Ｂ側への電流の回り込みが防止される。一方、リレー駆動線１５Ｂは、セル監視装置３の接地ライン３Ａに接続される。さらに、リレー駆動線１５Ｂ及びＣＭＵ側電源線１０Ｂのそれぞれには、ＣＭＵ側電源線１０Ｂの断接状態を切り換えるリレー１４が介装される。

リレー１４は、第二給電ソケット３２からの給電がないときにはＣＭＵ側電源線１０Ｂを接続し、第二給電ソケット３２からの給電時にＣＭＵ側電源線１０Ｂを遮断する、ノーマルクローズタイプの遮断装置である。例えば、第二給電ソケット３２に外部電源が接続されると、第一給電ソケット３１からの電力供給の有無に関わらず、ＣＭＵ側電源線１０Ｂが遮断される。これにより、バッテリー管理装置２の電力源とセル監視装置３の電力源とが分離されることになり、第二給電ソケット３２からの電力によりセル監視装置３の独立起動が可能となる。このとき、第一給電ソケット３１からの給電がなければ、バッテリー管理装置２が起動しないため、セル監視装置３のみが単独で起動する。

［２−２．通信回路］
図４は、バッテリー管理装置２及びセル監視装置３の通信回路７を例示する電気回路図（ネットワーク図）である。図中のソケット３５〜３８はそれぞれ、コネクター１８に設けられる複数のソケットのうち、バッテリー管理装置２での通信に使用されるものを示している。なお、本実施形態のソケット３５，３６は、バッテリー管理装置２と車両側の電子制御装置との通信に係る接続ポートであり、バッテリー管理装置２とセル監視装置３との間の通信回路７からは独立して設けられる。

通信回路７は、例えば第一通信線７Ａ（CAN_H）及び第二通信線７Ｂ（CAN_L）を互いに巻き付けてツイストペアとしたラインバス構造を持つ。このラインバスに接続されるバッテリー管理装置２及び複数のセル監視装置３は、それぞれが第一通信線７Ａと第二通信線７Ｂとの双方に対して接続される。バッテリー管理装置２及び複数のセル監視装置３は、予め設定された優先順位に従って、あるいは任意の順序で互いに通信可能とされる。ラインバスの両端部には終端抵抗７Ｃ，７Ｄが設けられ、回路内での反射電圧が抑制される。なお、図４では、一方の終端抵抗７Ｃがバッテリー管理装置２に内蔵されたものを例示する。

また、この通信回路７では、各セル監視装置３から送信される信号をバッテリーパック１の外部で受信するための第一診断回路１１が分岐形成され、バッテリーケース１Ｂの外表面（バッテリーパック１の外表面）まで延設される。第一診断回路１１には、第一通信線７Ａから分岐形成された第一予備通信線１１Ａと、第二通信線７Ｂから分岐形成された第二予備通信線１１Ｂとが設けられる。図中のソケット３８は、第一予備通信線１１Ａが接続される端子であり、ソケット３７は、第二予備通信線１１Ｂが接続される端子である。これらのソケット３７，３８に外部通信装置を接続することで、バッテリー管理装置２の非作動時であっても、各セル監視装置３から伝達される信号を傍受することが可能となる。

［２−３．漏電検出回路］
図５は、バッテリーパック１の漏電検出回路８を例示する電気回路図である。図中のソケット３９，４０はそれぞれ、コネクター１８に設けられる複数のソケットのうち、漏電検出に係るものを示している。前述の通り、第一漏電検出線８Ａは、コンタクタ６よりもバッテリーモジュール１Ｃ側（内部側）のマイナス側回路５Ａから分岐形成される。また、第二漏電検出線８Ｂは、コンタクタ６よりもコネクター１９側（外部側）のマイナス側回路５Ａから分岐形成される。第一漏電検出線８Ａ及び第二漏電検出線８Ｂは、バッテリー管理装置２に接続される。

バッテリー管理装置２は、第一漏電検出線８Ａ及び第二漏電検出線８Ｂのそれぞれについて、バッテリーパック１の低電圧回路におけるグラウンド（例えば、グラウンドソケット３３，３４等）との間の漏電抵抗値（又は漏電電流値）を計測することによって、漏電の有無を診断する。あるいは、バッテリーパック１の金属部分（例えば、バッテリーフレーム１Ｅ）や、車体の金属部分との間の漏電抵抗値（又は漏電電流値）を計測することによって、漏電の有無を診断する。

低電圧回路と高電圧回路とが絶縁されている通常の状態では、これらの絶縁抵抗値が非常に大きな値（例えば、数百[kΩ]以上）となる。一方、低電圧回路と高電圧回路との間の絶縁状態が低下すると、絶縁抵抗値が減少する。したがって、絶縁抵抗値が例えば所定値以下であることを以て、漏電している（漏電の可能性がある）と診断することができる。

また、この漏電検出回路８では、バッテリーパック１の外部で漏電の有無を確認するための第二診断回路１２が分岐形成されバッテリーケース１Ｂの外表面（バッテリーパック１の外表面）まで延設される。図中のソケット３９は、第一漏電検出線８Ａから分岐形成された第一予備漏電検出線１２Ａが接続される端子であり、ソケット４０は、第二漏電検出線８Ｂから分岐形成された第二予備漏電検出線１２Ｂが接続される端子である。これらのソケット３９，４０とバッテリーパック１の低電圧回路におけるグラウンド（あるいは、バッテリーパック１の金属部分）との間の漏電抵抗値を測定することで、バッテリー管理装置２の非作動時であっても、漏電の有無を診断することが可能となる。

なお、第一予備漏電検出線１２Ａは、コンタクタ６よりも内部側のマイナス側回路５Ａから分岐形成されたものであることから、コンタクタ６の断接状態に左右されることなく、漏電状態の診断に使用することができる。一方、第二予備漏電検出線１２Ｂは、コンタクタ６よりも外部側のマイナス側回路５Ａから分岐形成されたものであることから、コンタクタ６の接続時（回路閉鎖時）における漏電状態の診断に使用することができる。

［２−４．電流値検出回路］
図６は、バッテリーパック１の電流値検出回路９を例示する電気回路図である。図中のソケット４１〜４４はそれぞれ、コネクター１８に設けられる複数のソケットのうち、電流値検出に係るものを示している。電流センサー４とバッテリー管理装置２との間には、センサー電源線９Ａ，接地ライン９Ｂ，第一センサー線９Ｃ，第二センサー線９Ｄが設けられる。

センサー電源線９Ａは電流センサー４の駆動電圧を与える導線であり、接地ライン９Ｂはグラウンド電位を与える導線である。また、第一センサー線９Ｃ，第二センサー線９Ｄは、ともに高電圧回路５を流れる電流値に応じた大きさの電圧信号を出力する導線であるが、それぞれが異なるオーダーの電流値範囲に対応するように設計されている。バッテリー管理装置２は、センサー電源線９Ａ及び接地ライン９Ｂの電圧を基準として、第一センサー線９Ｃ，第二センサー線９Ｄのそれぞれから伝達される電圧信号に基づき、高電圧回路５の電流値を取得する。

また、この電流値検出回路９では、電流センサー４で検出された情報をバッテリーパック１の外部で取得するための第三診断回路１３が分岐形成されバッテリーケース１Ｂの外表面（バッテリーパック１の外表面）まで延設される。第三診断回路１３には、センサー電源線９Ａから分岐形成された予備センサー電源線１３Ａ，接地ライン９Ｂから分岐形成された予備接地ライン１３Ｂ，第一センサー線９Ｃ及び第二センサー線９Ｄのそれぞれから分岐形成された第一予備センサー線１３Ｃ及び第二予備センサー線１３Ｄが設けられる。

図中のソケット４１〜４４はそれぞれ、予備センサー電源線１３Ａ，予備接地ライン１３Ｂ，第一予備センサー線１３Ｃ，第二予備センサー線１３Ｄに接続される端子である。これらのソケット４１〜４４と外部電子制御装置とを接続することで、バッテリー管理装置２の非作動時や故障時であっても、電流センサー４から伝達される信号を読み取ることが可能となる。

［３．作用，効果］
（１）上記のバッテリーパック１には、複数のバッテリーモジュール１Ｃ及びセル１Ｄの状態を管理するバッテリー管理装置２と、これに接続される情報伝達回路（通信回路７，漏電検出回路８，電流値検出回路９など）とが設けられる。また、この情報伝達回路から診断回路（第一診断回路１１，第二診断回路１２，第三診断回路１３など）が分岐形成されて、バッテリーケース１Ｂの外表面に設けられる低電圧系のコネクター１８に接続される。

このような回路構成により、情報伝達回路上の情報をバッテリーパック１の外部から診断回路を介して取得することができる。この診断回路は、情報伝達回路から分岐して形成されたものであるため、バッテリー管理装置２の作動状態や故障状態に左右されることなく、正しい情報を取得することができる。つまり、バッテリー管理装置２の非作動時，故障時であっても、バッテリーパック１内のバッテリーモジュール１Ｃ及びセル１Ｄの状態を診断することができ、バッテリーパック１の保守性，整備性を向上させることができる。

また、バッテリー管理装置２に伝達される情報をバッテリーパック１の外部で受信できることから、バッテリー管理装置２自体の故障を客観的に診断することが可能となる。これにより、例えばバッテリー管理装置２が故障しているのか、それともセル監視装置３，バッテリーモジュール１Ｃ，セル１Ｄが故障しているのかを判別することが容易となり、バッテリーパック１の保守性，整備性を向上させることができる。

（２）上記のバッテリーパック１では、図４に示すように、バッテリー管理装置２とセル監視装置３との間を接続する通信回路７から第一診断回路１１が分岐形成される。これにより、電子制御装置間の通信に使用される少数の通信線に対応する通信線を追加するだけで、全てのセル監視装置３から出力される情報を読み取ることができる。
したがって、バッテリーパック１の構造が複雑化することがなく、コストを削減することができる。また、セル監視装置３で管理される全ての情報をバッテリーパック１の外部で受信できることから、個々のセル１Ｄの温度や電圧を正しく診断することができ、バッテリーパック１の保守性，整備性を向上させることができる。

（３）上記のバッテリーパック１では、図３に示すように、セル監視装置３のみに電力を供給する第二電源線１５Ａが設けられる。また、第一電源線１０には、第二電源線１５Ａからの給電時にＣＭＵ側電源線１０Ｂを遮断するリレー１４が介装される。このような回路構造により、バッテリー管理装置２の電力源とセル監視装置３の電力源とを分離することができ、セル監視装置３のみをバッテリー管理装置２から独立して起動させることができる。

なお、バッテリー管理装置２の電力源とセル監視装置３の電力源とを分離することができない回路構造の場合、故障したバッテリー管理装置２から意味のない情報が出力されたままとなり、セル監視装置３からの情報を取り出すことができないことが考えられる。一方、上記のバッテリーパック１では、バッテリー管理装置２を休止させつつセル監視装置３を起動させることができる。したがって、バッテリー管理装置２による通信回路７への干渉を防止して正しい情報を読み取ることができ、バッテリーパック１の保守性，整備性を向上させることができる。

（４）上記のバッテリーパック１には、図５に示すように、漏電検出回路８から分岐形成された第二診断回路１２が設けられる。このような回路構成により、バッテリー管理装置２の非作動時であっても、第二診断回路１２を介して高電圧系と低電圧系との間の絶縁の度合いを診断することができ、バッテリーパック１の漏電を検出することができる。したがって、バッテリーパック１の保守性，整備性を向上させることができる。

（５）特に、上記のバッテリーパック１には、コンタクタ６よりも内部側に位置する第一漏電検出線８Ａから分岐形成された第一予備漏電検出線１２Ａが設けられる。この第一予備漏電検出線１２Ａを用いて絶縁の度合いを診断することで、バッテリーパック１が車両から取り外された状態（コンタクタ６が切断された状態）であっても、バッテリーパック１の内部漏電の有無を診断することができる。したがって、バッテリーパック１の保守性，整備性を向上させることができる。

（６）一方、上記のバッテリーパック１には、コンタクタ６よりも外部側に位置する第二漏電検出線８Ｂから分岐形成された第二予備漏電検出線１２Ｂも設けられる。この第二予備漏電検出線１２Ｂを用いて絶縁の度合いを診断することで、車両に搭載された状態（実装状態）でのバッテリーパック１の内部漏電を精度よく診断することができる。したがって、バッテリーパック１の保守性，整備性を向上させることができる。

（７）上記のバッテリーパック１では、図６に示すように、電流センサー４とバッテリー管理装置２との間の電流値検出回路９から第三診断回路１３が分岐形成される。このような回路構成により、バッテリー管理装置２の非作動時であっても、第三診断回路１３を介して電流センサー４での検出情報を直接的に取得することができる。したがって、バッテリーパック１の保守性，整備性を向上させることができる。

［４．変形例］
上述した実施形態に関わらず、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。本実施形態の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせてもよい。

図３に例示した電源回路は、リレー１４を用いてバッテリー管理装置２の電力源とセル監視装置３の電力源とを分離しているが、リレー１４の代わりにダイオード１６を用いてもよい。例えば、図７に示すように、上述の実施形態における第二給電ソケット３２とＣＭＵ側電源線１０Ｂとの間を予備電源線１７で接続する。また、ＣＭＵ側電源線１０Ｂ上において、予備電源線１７との接続点よりもＢＭＵ側電源線１０Ａ側の任意の位置に、ダイオード１６を介装する。ダイオード１６は、第一給電ソケット３１側からセル監視装置３側への給電を許容し、逆方向の電流を遮断するように設けられる。

このような回路構成によれば、第二給電ソケット３２からの給電でバッテリー管理装置２が起動することを防止することができる。したがって、上述の実施形態よりも簡素な回路構成で、セル監視装置３のみの独立起動を実現することができる。
また、上述の実施形態では車両用のバッテリーパック１を例示したが、上記のバッテリーパック１の適用対象は車両（電気自動車やハイブリッド自動車）のみに限定されない。例えば、バッテリー管理装置２を内蔵したバッテリーパック１を搭載する電動装置や電動設備，電子機器，コンピュータ等への適用が可能である。

１ バッテリーパック
１Ａ バッテリーカバー
１Ｂ バッテリーケース
１Ｃ バッテリーモジュール
１Ｄ セル（二次電池）
２ バッテリー管理装置（BMU）
３ セル監視装置（CMU）
４ 電流センサー
５ 高電圧回路
６ コンタクタ
７ 通信回路（情報伝達回路）
８ 漏電検出回路（情報伝達回路）
９ 電流値検出回路（情報伝達回路）
１０ 第一電源線
１１ 第一診断回路（診断回路）
１２ 第二診断回路（診断回路）
１３ 第三診断回路（診断回路）
１４ リレー（遮断装置）
１５ 予備電源線
１５Ａ 第二電源線

Claims (7)

1. 複数の二次電池をケースの内部に収容するバッテリーパックにおいて、
   前記複数の二次電池の状態を管理するバッテリー管理装置と、
   前記バッテリー管理装置に接続され、前記二次電池に関する情報を前記バッテリー管理装置に伝達する情報伝達回路と、
   前記情報伝達回路から分岐して形成され、前記ケースの外表面まで延びた診断回路と、
   を備えたことを特徴とする、バッテリーパック。
2. 個々の前記二次電池の状態を監視するセル監視装置を備えるとともに、
   前記情報伝達回路として、前記バッテリー管理装置と前記セル監視装置との間を接続する通信回路を有し、
   前記診断回路として、前記通信回路から分岐形成された第一診断回路を有する
   ことを特徴とする、請求項１記載のバッテリーパック。
3. 前記バッテリー管理装置及び前記セル監視装置の双方に電力を供給する第一電源線と、
   前記セル監視装置のみに電力を供給する第二電源線と、
   前記第一電源線における前記バッテリー管理装置と前記セル監視装置との間、及び、前記第二電源線の双方に介装され、前記第二電源線からの給電時に前記第一電源線から前記セル監視装置への給電を遮断する遮断装置と、
   を備えたことを特徴とする、請求項２記載のバッテリーパック。
4. 前記情報伝達回路として、前記二次電池の充放電に係る高電圧回路と前記バッテリー管理装置との間に設けられ、前記高電圧回路からの漏電を検出する漏電検出回路を有し、
   前記診断回路として、前記漏電検出回路から分岐形成された第二診断回路を有する
   ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載のバッテリーパック。
5. 前記漏電検出回路が、前記高電圧回路上に介装されるコンタクタよりも前記二次電池側に接続された第一漏電検出回路を有する
   ことを特徴とする、請求項４記載のバッテリーパック。
6. 前記漏電検出回路が、前記高電圧回路上に介装されるコンタクタよりも前記バッテリーパックの外部側に接続された第二漏電検出回路を有する
   ことを特徴とする、請求項４又は５記載のバッテリーパック。
7. 前記二次電池の充放電に係る電流値を検出する電流センサーを備えるとともに、
   前記情報伝達回路として、前記電流センサーと前記バッテリー管理装置との間を接続する電流値検出回路を有し、
   前記診断回路として、前記電流値検出回路から分岐形成された第三診断回路を有する
   ことを特徴とする、請求項１〜６の何れか１項に記載のバッテリーパック。

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