JP2018057214A - 電池装置および電池装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 信頼性を担保する電池装置およびその制御方法を提供する。
【解決手段】 端子Ｂの電圧レベルを変更する変更部１４と、端子Ａの電圧レベルを検出する検出部１５と、端子Ａの電圧レベルを変更し検出部１５から検出値を受信する判定部１６と、を備えた制御回路Ｃ１と、端子Ｔ１と、端子Ａの電圧レベルに基づく電圧を端子Ｔ１へ印加し端子Ｔ１の電圧レベルに基づく電圧を端子Ａへ印加するインタフェース１２と、を備えた電池管理装置１０と、端子Ｃの電圧レベルを変更する変更部２４と、端子Ｄの電圧レベルを検出する検出部２５と、端子Ｃの電圧レベルを変更し検出部２５から検出値を受信する判定部２６と、を備えた制御回路Ｃ２と、端子Ｔ４と、端子Ｃの電圧レベルに基づく電圧を端子Ｔ４へ印加し端子Ｔ４の電圧レベルに基づく電圧を端子Ｃへ印加するインタフェース２２と、を備えた電池監視装置２０と、端子Ｔ１と端子Ｔ４とを接続する配線と、を備えた電池装置。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、電池装置および電池装置の制御方法に関する。

電池装置は、例えば複数の電池モジュールと、電池管理装置と、を備えている。電池モジュールは、複数の電池セルを含む組電池と、電池セルの電圧等を監視する電池監視装置を備えている。

例えば車載用の電池装置では、電池管理装置と電池監視装置との間でＣＡＮ（control area network）プロトコルに基づいて、互いに通信をしている。例えば、電池監視装置は、電池管理装置へ電池セルの電圧等の値を送信する。電池管理装置は、電池モジュールの電池監視装置から通知される電圧等の値に基づいて組電池のＳＯＣ（state of charge）を演算して、複数の電池モジュールの制御を行う。また、電池管理装置は、電池監視装置から受信した電圧等の値に基づいて、電池モジュールが正常に動作しているか否かを判断する。電池管理装置は、電池モジュールが正常に動作していないと判断したときや上位制御装置から停止命令を受信したときに、電池監視装置へ停止命令を通信し、電池モジュールの動作を停止させる。

特開２０１１−１２７９６９号公報

電池管理装置と電池監視装置との間において、何らかの理由によりＣＡＮによる通信が不可能となったときに、電池モジュールが正常に動作していない可能性があっても、動作を停止させることができない場合があった。

電池管理装置と電池監視装置との間で通信を行うために、電池管理装置から電池監視装置へ信号を伝達する信号線と、電池監視装置から電池管理装置へ信号を伝達する信号線とを設けることが提案されている。この場合には、信号線の伝達方向が一方向のため、２つの信号線が必要となってしまう。

また、電池管理装置と電池監視装置との間に接続した電源線を使用する方法が提案されている。この場合には、データ通信のために、電池管理装置と電池監視装置との制御回路（ＣＰＵ）が動作している必要があり、制御回路がデータ通信のための余剰な処理能力を有していることが要求される。また、電源電圧に制御用の電圧を重畳して電源線に印加すると、電源電圧のノイズと制御用の信号とを区別することが難しく、正常に動作しているか否かを判断することが困難であった。

本発明の実施形態は、上記事情を鑑みて成されたものであって、信頼性を担保する電池装置および電池装置の制御方法を提供することを目的とする。

実施形態によれば、複数の２次電池セルを含む組電池と、第１出力端子と、第１入力端子と、前記第１出力端子の電圧レベルをハイレベル又はローレベルとする第１信号レベル変更部と、前記第１入力端子の電圧レベルを検出する第１信号レベル検出部と、前記第１信号レベル変更部により前記第１出力端子の電圧レベルをハイレベル又はローレベルとするとともに前記第１信号レベル検出部で検出された検出値を受信する第１異常判定部と、を備えた第１制御回路と、第１端子と、前記第１出力端子の電圧レベルに基づく電圧を前記第１端子へ印加するとともに前記第１端子の電圧レベルに基づく電圧を前記第１入力端子へ印加する第１信号レベル伝送インタフェースと、を備えた電池管理装置と、第２出力端子と、第２入力端子と、前記第２出力端子の電圧レベルをハイレベル又はローレベルとする第２信号レベル変更部と、前記第２入力端子の電圧レベルを検出する第２信号レベル検出部と、前記第２信号レベル変更部により前記第２出力端子の電圧レベルをハイレベル又はローレベルとするとともに前記第２信号レベル検出部で検出された検出値を受信する第２異常判定部と、を備えた第２制御回路と、第２端子と、前記第２出力端子の電圧レベルに基づく電圧を前記第２端子へ印加するとともに前記第２端子の電圧レベルに基づく電圧を前記第２入力端子へ印加する第２信号レベル伝送インタフェースと、を備えた電池監視装置と、前記第１端子と前記第２端子とを接続し、電圧レベルによる信号を伝送する配線と、を備え、前記第２制御回路は前記複数の２次電池セルの電圧を検出し、前記第１制御回路と前記第２制御回路とは所定の通信プロトコルに基づいて通信可能に構成されている電池装置が提供される。

図１は、一実施形態の電池装置の構成例を概略的に示す図である。 図２は、電池管理装置と電池監視装置との信号レベル伝送インタフェースの構成を概略的に示す図である。 図３は、制御回路の端子の電圧レベルに対する電池管理装置および電池監視装置との状態の一例を説明するための図である。 図４は、電池管理装置から電池監視装置へ停止命令を通知する際の電池装置の動作の一例を説明するための図である。 図５は、電池監視装置から電池管理装置へ停止要求を通知する際の電池装置の動作の一例を説明するための図である。 図６は、電池管理装置が電池監視装置の状態を自己診断する際の電池装置の動作の一例を説明するための図である。 図７は、電池管理装置が電池監視装置の状態を自己診断する際の電池装置の動作の一例を説明するための図である。 図８は、電池管理装置が電池監視装置の状態を自己診断する際の電池装置の動作の他の例を説明するための図である。 図９は、電池管理装置が電池監視装置の状態を自己診断する際の電池装置の動作の他の例を説明するための図である。

以下、実施形態の電池装置および電池装置の制御方法について、図面を参照して説明する。
図１は、一実施形態の電池装置の構成例を概略的に示す図である。

本実施形態の電池装置は、電池管理装置（ＢＭＵ）１０と、電池監視装置（ＣＭＵ）２０と、組電池ＢＴと、を備えている。なお、図１では、電池監視装置２０を１つ記載しているが、電池装置は複数の電池監視装置２０を含んでいても構わない。

組電池ＢＴは、複数の２次電池セルを含んでいる。複数の２次電池セルの端子電圧は電池監視装置２０へ供給される。組電池ＢＴの正極端子は、コンタクタ（電磁接触器）を介して主回路と電気的に接続される。組電池ＢＴと主回路との接続は、制御回路Ｃ１又は制御回路Ｃ２によりコンタクタを制御することにより切替え可能である。

電池管理装置１０と電池監視装置２０とは、所定の通信プロトコルにより通信可能に構成されている。電池管理装置１０と電池監視装置２０との間には、ＣＡＮ通信に用いられるＨレベル用通信ラインおよびＬレベル用の通信ラインと、１本のＩ／Ｏ通信ラインとが接続している。電池管理装置１０と電池監視装置２０とは、ＨレベルとＬレベルとの２つの通信ラインを用いて差動方式にて互いに通信している。
電池管理装置１０は、制御回路（第１制御回路）Ｃ１と、信号レベル伝送インタフェース（第１信号レベル伝送インタフェース）１２と、ＣＡＮ通信部１８と、端子Ｔ１〜Ｔ３と、を備えている。

ＣＡＮ通信部１８は、制御回路Ｃ１と、端子Ｔ２、Ｔ３との間に介在している。ＣＡＮ通信部１８は、ＣＡＮプロトコルに基づいて、制御回路Ｃ１から電池監視装置２０へ送信される信号を、端子Ｔ２、Ｔ３へ出力するとともに、電池監視装置２０から電池管理装置１０へ送信される信号を受信して制御回路Ｃ１へ出力する送受信器である。

制御回路Ｃ１は、例えば、ＣＰＵ（central processing unit）やＭＰＵ（micro processing unit）などのプロセッサと、メモリとを備える演算手段である。なお、制御回路Ｃ１は、少なくとも１つのプロセッサを備えていればよく、複数のプロセッサを含んでいても構わない。

制御回路Ｃ１は、信号レベル伝送インタフェース１２を介して端子（第１端子）Ｔ１と接続する出力端子（第１出力端子）Ａと入力端子（第１入力端子）Ｂとを備えている。また、制御回路（第１制御回路）Ｃ１は、信号レベル変更部（第１信号レベル変更部）１４と、信号レベル検出部（第１信号レベル検出部）１５と、異常判定部（第１異常判定部）１６と、を備えている。

信号レベル変更部１４は、異常判定部１６からの制御信号に基づいて、出力端子Ａの信号レベルをハイ（Ｈ）レベル又はロー（Ｌ）レベルとする。
信号レベル検出部１５は、入力端子Ｂの電圧レベルを検出し、検出結果を異常判定部１６へ出力する。信号レベル検出部１５は、所定のサンプリング周期で入力端子Ｂの電圧レベルを検出して異常判定部１６へ検出結果を通知してもよく、異常判定部１６から検出値を要求されたタイミングと同期して、入力端子Ｂの電圧レベルを検出して異常判定部１６へ検出結果を出力してもよい。

異常判定部１６は、ＣＡＮ通信部１８へＣＡＮプロトコルに基づいた信号を出力するとともに、信号レベル変更部１４により出力端子Ａの電圧レベルを制御する。また、異常判定部１６は、信号レベル検出部１５から受信した値とＣＡＮ通信部１８から受信した信号とに基づいて、電池監視装置２０およびＣＡＮ通信系統が正常に動作しているか否かを判断する。例えば、異常判定部１６は、電池監視装置２０およびＣＡＮ通信系統が正常に動作していないと判定したときに、出力端子Ａの信号レベルを例えばハイ（Ｈ）レベルからロー（Ｌ）レベルへとするように、信号レベル変更部１４へ制御信号を送信する。

信号レベル伝送インタフェース１２は、制御回路Ｃ１の出力端子Ａの電圧レベルを端子Ｔ１へ伝送するとともに、端子Ｔ１の電圧レベルを制御回路Ｃ１の入力端子Ｂへ伝送するように構成されている。信号レベル伝送インタフェース１２の動作については、信号レベル伝送インタフェース２２と合わせて後に詳細に説明する。

電池監視装置２０は、制御回路（第２制御回路）Ｃ２と、信号レベル伝送インタフェース（第２信号レベル伝送インタフェース）２２と、ＣＡＮ通信部２８と、端子Ｔ４〜Ｔ６と、を備えている。

ＣＡＮ通信部２８は、制御回路Ｃ２と、端子Ｔ５、Ｔ６との間に介在している。ＣＡＮ通信部２８は、ＣＡＮプロトコルに基づいて、制御回路Ｃ２から電池管理装置１０へ送信される信号を、端子Ｔ５、Ｔ６へ出力するとともに、電池管理装置１０から電池監視装置２０へ送信される信号を受信して制御回路Ｃ２へ出力する送受信器である。

制御回路Ｃ２は、例えば、ＣＰＵ（central processing unit）やＭＰＵ（micro processing unit）などのプロセッサと、メモリとを備える演算手段である。なお、制御回路Ｃ２は、少なくとも１つのプロセッサを備えていればよく、複数のプロセッサを含んでいても構わない。

制御回路Ｃ２は、信号レベル伝送インタフェース２２を介して端子（第２端子）Ｔ４と接続する出力端子（第２出力端子）Ｃと入力端子（第２入力端子）Ｄとを備えている。また、制御回路Ｃ２は、信号レベル変更部（第２信号レベル変更部）２４と、信号レベル検出部（第２信号レベル検出部）２５と、異常判定部（第２異常判定部）２６と、を備えている。

信号レベル変更部２４は、異常判定部２６からの制御信号に基づいて、出力端子Ｃの信号レベルをハイ（Ｈ）レベル又はロー（Ｌ）レベルとする。
信号レベル検出部２５は、入力端子Ｄの電圧レベルを検出し、検出結果を異常判定部２６へ出力する。信号レベル検出部２５は、所定のサンプリング周期で入力端子Ｄの電圧レベルを検出して異常判定部２６へ検出結果を通知してもよく、異常判定部２６から検出値を要求されたタイミングと同期して入力端子Ｄの電圧レベルを検出して異常判定部２６へ検出結果を出力してもよい。

異常判定部２６は、ＣＡＮ通信部２８へＣＡＮプロトコルに基づいた信号を出力するとともに、信号レベル変更部２４により出力端子Ｃの電圧レベルを制御する。また、異常判定部２６は、信号レベル検出部２５から受信した値とＣＡＮ通信部２８から受信した信号とに基づいて、電池監視装置２０およびＣＡＮ通信系統が正常に動作しているか否かを判断する。例えば、異常判定部２６は、電池監視装置２０およびＣＡＮ通信系統が正常に動作していないと判定したときに、出力端子Ｃの信号レベルをハイ（Ｈ）レベルからロー（Ｌ）レベルとするように、信号レベル変更部１４へ制御信号を送信する。

信号レベル伝送インタフェース２２は、制御回路Ｃ２の端子Ｃの電圧レベルを端子Ｔ４へ伝送するとともに、端子Ｔ４の電圧レベルを制御回路Ｃ２の端子Ｄへ伝送するように構成されている。
端子Ｔ１と端子Ｔ４との間は、ハイ（Ｈ）レベルとロー（Ｌ）レベルとのいずれかの電圧レベルによる信号を伝送する物理的な１本の配線（Ｉ／Ｏライン）により接続している。

図２は、電池管理装置と電池監視装置との信号レベル伝送インタフェースの構成を概略的に示す図である。
図３は、制御回路の端子の電圧レベルに対する電池管理装置および電池監視装置との状態の一例を説明するための図である。

信号レベル伝送インタフェース１２は、スイッチング素子１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを備えている。

スイッチング素子１２Ａのベースは抵抗器を介して制御回路Ｃ１の端子Ａと電気的に接続している。スイッチング素子１２Ａのエミッタは５Ｖの電圧源と電気的に接続している。スイッチング素子１２Ａのコレクタは抵抗器を介してスイッチング素子１２Ｂのベースと電気的に接続している。

スイッチング素子１２Ｂのエミッタは接地されている。スイッチング素子１２Ｂのコレクタは例えば５乃至１２Ｖの電圧源および端子Ｔ１と電気的に接続している。

スイッチング素子１２Ｃのベースは、抵抗器およびツェナーダイオードを介して端子Ｔ１と電気的に接続している。ツェナーダイオードは、スイッチング素子１２Ｃのベースから端子Ｔ１へ向かう方向を順方向として接続し、所定の閾値を超える電圧が印加されたときに一定の値となる。

信号レベル伝送インタフェース２２は、スイッチング素子２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃを備えている。

スイッチング素子２２Ａのベースは抵抗器を介して制御回路Ｃ２の端子Ｃと電気的に接続している。スイッチング素子２２Ａのエミッタは５Ｖの電圧源と電気的に接続している。スイッチング素子２２Ａのコレクタは抵抗器を介してスイッチング素子２２Ｂのベースと電気的に接続している。

スイッチング素子２２Ｂのエミッタは接地されている。スイッチング素子２２Ｂのコレクタは抵抗器を介して５Ｖの電圧源と接続するとともに、端子Ｔ４と電気的に接続している。

スイッチング素子２２Ｃのベースは、抵抗器およびツェナーダイオードを介して端子Ｔ４と電気的に接続している。ツェナーダイオードは、スイッチング素子２２Ｃのベースから端子Ｔ４へ向かう方向を順方向として接続し、所定の閾値を超える電圧が印加されたときに一定の値となる。

上記電池装置において、出力端子Ａと出力端子Ｃとの電圧レベルがハイ（Ｈ）レベルであるとき、すなわち、電池装置が正常に動作しているときには、端子Ｔ１と端子Ｔ４との間のＩ／Ｏラインの電圧レベルはハイレベルとなる。このとき、入力端子Ｂと入力端子Ｄとの電圧レベルはロー（Ｌ）レベルとなる。

制御回路Ｃ１が電池装置は異常であると判定し、制御回路Ｃ２が電池装置は正常に動作していると判定したときには、出力端子Ａの電圧レベルがロー（Ｌ）レベルであり、出力端子Ｃの電圧レベルがハイ（Ｈ）レベルとなる。このとき、端子Ｔ１と端子Ｔ４との間のＩ／Ｏラインの電圧レベルはロー（Ｌ）レベルとなる。このとき、入力端子Ｂと入力端子Ｄとの電圧レベルはハイ（Ｈ）レベルとなる。

制御回路Ｃ１が電池装置は正常に動作していると判定し、制御回路Ｃ２が電池装置は異常であると判定したときには、出力端子Ａの電圧レベルがハイ（Ｈ）レベルであり、出力端子Ｃの電圧レベルがロー（Ｌ）レベルとなる。このとき、端子Ｔ１と端子Ｔ４との間のＩ／Ｏラインの電圧レベルはロー（Ｌ）レベルとなる。このとき、入力端子Ｂと入力端子Ｄとの電圧レベルはハイ（Ｈ）レベルとなる。

制御回路Ｃ１と制御回路Ｃ２とが電池装置は異常であると判定したときには、出力端子Ａと出力端子Ｃとの電圧レベルがロー（Ｌ）レベルとなり、端子Ｔ１と端子Ｔ４との間のＩ／Ｏラインの電圧レベルはロー（Ｌ）レベルとなる。このとき、入力端子Ｂと入力端子Ｄとの電圧レベルはハイ（Ｈ）レベルとなる。

次に、上記電池装置の制御方法について説明する。
図４は、電池管理装置から電池監視装置へ停止命令を通知する際の電池装置の動作の一例を説明するための図である。

制御回路Ｃ１の異常判定部１６が、例えばＣＡＮ通信部１８から受信した信号に基づいて、例えば組電池ＢＴが過充電状態や過放電状態であるとき等に、電池監視装置２０が異常であると判定する（ＳＡ１）。

このとき、異常判定部１６は、信号レベル変更部１４へ出力端子Ａの電圧レベルをロー（Ｌ）レベルとするように通知し、信号レベル変更部１４により出力端子Ａの電圧レベルをロー（Ｌ）レベルとする。このことにより、端子Ｔ１と端子Ｔ４との間の通信ライン（Ｉ／Ｏ）の電圧レベルがロー（Ｌ）レベルとなり、入力端子Ｄの電圧レベルがハイ（Ｈ）レベルとなる（ＳＡ２）。

制御回路Ｃ２の信号レベル検出部２５は、入力端子Ｄの電圧レベル（Ｌレベル）を検出して異常判定部２６へ検出値を通知する（ＳＢ１）。
異常判定部２６は、信号レベル検出部２５からＬレベルの検出値を受信すると、電池監視装置２０の停止処理を行う。ここで、電池監視装置２０の停止処理は、例えば、図示しないメモリへの故障を記録する処理、組電池ＢＴと主回路との接続を切替えるリレーを開いて、組電池ＢＴを主回路と切り離す処理、電池管理装置１０との間のＣＡＮ通信を停止（ＣＡＮ通信部２８を停止）する処理などが含まれる（ＳＢ２）。

異常判定部１６は、ＣＡＮ通信部１８から通知される信号に基づいて、電池監視装置２０がＣＡＮ通信を停止したことを確認し（ＳＡ３）、電池監視装置２０の電源を停止する（ＳＡ４）。

上記のように、例えば電池管理装置１０から電池監視装置２０を停止するときに、ＣＡＮによる通信ではなく、Ｉ／Ｏラインの電圧レベルをＬレベルとすることにより停止命令を通知すると、ＣＡＮ通信系統に異常がある場合にも電池監視装置２０を停止させることができる。

図５は、電池監視装置から電池管理装置へ停止要求を通知する際の電池装置の動作の一例を説明するための図である。
制御回路Ｃ２の異常判定部２６が、例えば、組電池ＢＴから検出した値から組電池ＢＴが過充電状態や過放電状態であるときや、ＣＡＮ通信部２８から受信した信号からＣＡＮ通信系統が正常に動作していないとき等、電池監視装置２０が異常であると判定する（ＳＤ１）。

このとき、異常判定部２６は、信号レベル変更部２４へ出力端子Ｃの電圧レベルをロー（Ｌ）レベルとするように通知し、信号レベル変更部２４により出力端子Ｃの電圧レベルをロー（Ｌ）レベルとする。このことにより、端子Ｔ１と端子Ｔ４との間の通信ライン（Ｉ／Ｏ）の電圧レベルがロー（Ｌ）レベルとなり、入力端子Ｂの電圧レベルがハイ（Ｈ）レベルとなる（ＳＤ２）。

制御回路Ｃ１の信号レベル検出部１５は、入力端子Ｂの電圧レベル（Ｌレベル）を検出して異常判定部１６へ検出値を通知する（ＳＣ１）。
異常判定部１６は、信号レベル検出部１５からＬレベルの検出値を受信すると、電池監視装置２０の停止処理を行う。ここで、電池管理装置１０が行う電池監視装置２０の停止処理は、例えば、組電池ＢＴと主回路との接続を切替えるリレーを開いて、組電池ＢＴを主回路と切り離す処理などが含まれる（ＳＣ２）。

上記電池管理装置１０の処理と並行して、異常判定部２６は、電池監視装置２０の停止処理を行う。ここで、電池監視装置２０が自身を停止する処理は、例えば、図示しないメモリへの故障の記録をする処理、電池管理装置１０との間のＣＡＮ通信を停止（ＣＡＮ通信部２８を停止）する処理などが含まれる（ＳＤ３）。

異常判定部１６は、ＣＡＮ通信部１８から通知される信号に基づいて、電池監視装置２０がＣＡＮ通信を停止したことを確認し（ＳＣ３）、電池監視装置２０の電源を停止する（ＳＣ４）。

上記のように、例えば電池管理装置１０から電池監視装置２０を停止するときに、ＣＡＮによる通信ではなく、Ｉ／Ｏラインの電圧レベルをＬレベルとすることにより停止命令を通知すると、ＣＡＮ通信系統に異常がある場合にも電池監視装置２０を停止させることができる。

図６および図７は、電池管理装置が電池監視装置の状態を自己診断する際の電池装置の動作の一例を説明するための図である。
ここでは、電池管理装置１０からの停止命令により電池監視装置２０を停止する動作について自己診断を行う場合について説明する。

制御回路Ｃ１の異常判定部１６は、自己診断の開始を通知することを表す信号をＣＡＮ通信部１８へ送信し、ＣＡＮプロトコルに基づいて電池監視装置２０へ通知する（ＳＥ１）。
続いて、異常判定部１６は、信号レベル変更部１４へ、出力端子Ａの電圧レベルをハイ（Ｈ）レベルからロー（Ｌ）レベルへと変更するように制御信号を送信し、Ｉ／Ｏラインの電圧レベルをロー（Ｌ）レベルとする（ＳＥ２）。

次に、異常判定部１６は、信号レベル検出部１５から供給される検出値を受信し、入力端子Ｂの電圧レベルがロー（Ｌ）レベルからハイ（Ｈ）レベルとなることを確認する（ＳＥ３）。

電池監視装置２０のＣＡＮ通信部２８は、電池管理装置１０から自己診断を開始する旨の通知を受信し、制御回路Ｃ２の異常判定部２６へ通知する（ＳＦ１）。

異常判定部２６は、自己診断を開始する旨の通知を受けると、信号レベル検出部２５から供給される検出値を監視し、入力端子Ｄの電圧レベルがハイ（Ｈ）レベルとなる（Ｉ／Ｏラインの電圧レベルがＬレベルとなる）のを待つ（ＳＦ２）。

異常判定部２６は、信号レベル検出部２５から供給される検出値から、Ｉ／Ｏラインの電圧レベルがＬレベルとなったと判断すると（ＳＦ３）、ＣＡＮ通信部２８へ、Ｉ／Ｏライン電圧レベルがＬレベルとなったことを示す信号を送信し、電池監視装置２０における異常検出処理が正常に動作していることを電池管理装置１０へ通知する（ＳＦ４）。

異常判定部１６は、ＣＡＮ通信部１８から、電池監視装置２０が正常に動作している旨の信号を受信し（ＳＥ４）、自己診断を終了する旨の信号をＣＡＮ通信部１８へ送信する（ＳＥ５）。このとき、電池装置が複数の電池監視装置２０を含む場合には、異常判定部１６は全ての電池監視装置２０が正常であることを受信したときに、自己診断を終了する旨の信号をＣＡＮ通信部１８へ送信する。

異常判定部２６は、ＣＡＮ通信部２８から、自己診断を終了する旨の信号を受信し（ＳＦ１０）、電池監視装置２０からの自己診断処理を終了する。
例えば、上記のＳＥ２にてＩ／Ｏラインの電圧レベルをロー（Ｌ）レベルとした後、入力端子の電圧レベルがハイ（Ｈ）レベルとなったことを確認できないとき（ＳＥ８）、所定の時間が経過すると（ＳＥ９）、異常判定部１６は電池管理装置１０が正常に動作していないものと判定し（ＳＥ１０）、自己診断を終了する旨の通知をＣＡＮ通信部１８へ送信する（ＳＥ１１）。このとき、異常判定部１６は、例えば、異常であることを図示しない上位コントローラへ通知する。

異常判定部２６は、ＣＡＮ通信部２８から、自己診断を終了する旨の信号を受信し（ＳＦ５）、電池監視装置２０からの自己診断処理を終了する。
例えば、上記ＳＦ２の後、Ｉ／Ｏラインの電圧レベルがロー（Ｌ）レベルとなることを確認できないとき（ＳＦ６）、所定の時間が経過すると（ＳＦ７）、異常判定部２６はＩ／Ｏラインの電圧レベルがロー（Ｌ）レベルとならなかったこと（電池監視装置２０が正常に動作していないこと）を示す信号をＣＡＮ通信部２８へ送信する（ＳＦ８）。ＣＡＮ通信部２８は、ＣＡＮプロトコルに基づいて、電池管理装置１０へ異常であることを示す信号を送信する。

異常判定部１６は、ＣＡＮ通信部１８から、電池監視装置２０が正常に動作していないことを受信すると（ＳＥ６）、自己診断を終了する旨の通知をＣＡＮ通信部１８へ送信する（ＳＥ７）。このとき、電池装置が複数の電池監視装置２０を含む場合には、異常判定部１６は、いずれか１つの電池監視装置２０が正常に動作していない状態（異常）であることを受信したときに、自己診断を終了する旨の信号をＣＡＮ通信部１８へ送信する。

異常判定部２６は、ＣＡＮ通信部２８から、自己診断を終了する旨の信号を受信し（ＳＦ９）、電池監視装置２０からの自己診断処理を終了する。
上記のように、Ｉ／Ｏラインを用いて自己診断を行うことにより、Ｉ／Ｏラインを用いて電池監視装置２０を停止する処理が正常に行うことができるか否かを判定することができ、電池装置の信頼性を担保することが可能となる。

図８および図９は、電池管理装置が電池監視装置の状態を自己診断する際の電池装置の動作の他の例を説明するための図である。
ここでは、電池監視装置２０からの停止要求により電池監視装置２０を停止する際の動作について自己診断を行う場合について説明する。電池装置が複数の電池監視装置２０を含むときには、複数の電池監視装置２０のそれぞれについて、順次、以下の自己診断を行う。

制御回路Ｃ１の異常判定部１６は、自己診断を開始する旨の通知をＣＡＮ通信部１８へ送信し（ＳＧ１）、電池監視装置２０へ通知する。
続いて異常判定部１６は、信号レベル検出部１５からの検出値を監視し、入力端子Ｂの電圧レベルがハイ（Ｈ）レベルとなる（Ｉ／Ｏラインの電圧レベルがＬレベルとなる）のを待つ（ＳＧ２）。

制御回路Ｃ２の異常判定部２６は、自己診断を開始することを示す信号をＣＡＮ通信部２８から受信すると（ＳＨ１）、信号レベル変更部１４により出力端子Ｃの電圧レベルをハイ（Ｈ）レベルからロー（Ｌ）レベルとする。このことにより、Ｉ／Ｏラインの電圧レベルがロー（Ｌ）レベルとなる（ＳＨ２）。
続いて、異常判定部２６は、信号レベル検出部１５からの検出値を監視し、入力端子Ｄの電圧レベルがロー（Ｌ）レベルからハイ（Ｈ）レベルとなったことを確認する（ＳＨ３）。

異常判定部１６は、信号レベル検出部１５からの検出値により、入力端子Ｂの電圧レベルがハイ（Ｈ）レベルとなったと判断すると（ＳＧ３）、Ｉ／Ｏラインの電圧レベルがロー（Ｌ）レベルとなったこと示す信号をＣＡＮ通信部１８へ送信し（ＳＧ４）、続いて、自己診断を終了することを示す信号をＣＡＮ通信部１８へ送信する（ＳＧ５）。

異常判定部２６は、ＣＡＮ通信部２８から、Ｉ／Ｏラインの電圧レベルがロー（Ｌ）レベルとなったことの通知を受けると（ＳＨ４）、Ｉ／Ｏラインを用いて停止要求を行う動作が正常に行われているとし（ＳＨ５）、続いて、自己診断を終了する旨の通知を受けて自己診断を終了する（ＳＨ６）。

例えば、上記のＳＧ２にてＩ／Ｏラインの電圧レベルがＬレベルとなるのを待っても、入力端子の電圧レベルがハイ（Ｈ）レベルとなったことを確認できないとき（ＳＧ６）、所定の時間が経過すると（ＳＧ７）、異常判定部１６は電池監視装置２０が正常に動作していないものと判定し（ＳＧ８）、電池監視装置２０が異常である旨を示す信号をＣＡＮ通信部１８へ送信する（ＳＧ９）。次に、自己診断を終了する旨の通知をＣＡＮ通信部１８へ送信する（ＳＧ１０）。このとき、異常判定部１６は、例えば、異常であることを図示しない上位コントローラへ通知する。

異常判定部２６は、ＣＡＮ通信部２８から、電池監視装置２０が正常に動作していないこと（異常であること）旨の信号を受信すると（ＳＨ７）、Ｉ／Ｏラインを用いて停止要求を行う動作が正常に動作しない（異常である）ものとする（ＳＨ８）。続いて、自己診断を終了する旨の通知をＣＡＮ通信部２８から受けて自己診断を終了する（ＳＨ９）。

例えば、上記ＳＨ２にてＩ／Ｏラインの電圧レベルをロー（Ｌ）レベルとした後、入力端子の電圧レベルがハイ（Ｈ）レベルとなったことを確認できないとき（ＳＨ１０）、所定の時間が経過すると（ＳＨ１１）、異常判定部２６は電池監視装置２０が正常に動作していないものと判定し（ＳＨ１２）、自己診断を終了する旨の通知をＣＡＮ通信部２８へ送信する（ＳＨ１３）。

異常判定部１６は、ＣＡＮ通信部１８から、電池監視装置２０が正常に動作していない（異常である）ことを受信すると（ＳＧ１１）、自己診断を終了する旨の通知をＣＡＮ通信部１８へ送信する（ＳＧ１２）。このとき、電池装置が複数の電池監視装置２０を含む場合には、異常判定部１６は、いずれか１つの電池監視装置２０が正常に動作していない状態（異常）であることを受信したときに、自己診断を終了する旨の信号をＣＡＮ通信部１８へ送信する。

異常判定部２６は、ＣＡＮ通信部２８から、自己診断を終了する旨の信号を受信し（ＳＨ１４）、自己診断を終了する。
上記のように、Ｉ／Ｏラインを用いて自己診断を行うことにより、Ｉ／Ｏラインを用いて電池監視装置２０を停止する処理が正常に行うことができるか否かを判定することができ、電池装置の信頼性を担保することが可能となる。

本実施形態の電池装置によれば、電池管理装置１０と電池監視装置２０との間で、信号レベル（Ｈｉｇｈ又はＬｏｗ）を伝送する物理的な１本の配線（Ｉ／Ｏライン）を設けることで、プロセッサの余剰な処理能力を要求せずに双方向に異常状態の伝達が可能となる。
すなわち、本実施形態によれば、信頼性を担保する電池装置および電池装置の制御方法を提供することができる。

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。

上記の実施形態では、入力端子Ｂ、Ｄの電圧レベルをハイレベルかローレベルかのいずれかであるものとして説明したが、例えば、信号レベル伝送インタフェース１２、２２内の配線がオープンとなっているときには、入力端子Ｂ、Ｄの電圧レベルはハイレベルとローレベルとのいずれでもない電圧レベルとなる。異常判定部１６、２６は、入力端子Ｂ、Ｄの電圧レベルが、ハイレベルとローレベルとのいずれでもないときには、ハイレベルとローレベルとは別にオープン状態であると判定してもよく、ハイレベル（異常状態）であるとして判定してもよい。その場合でも上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、上記実施形態では、信号レベル伝送インタフェース１２、２２をハードウエアにより構成した例について説明したが、信号レベル伝送インタフェース１２、２２は、ソフトウエアにより構成されても良く、ハードウエアとソフトウエアとを組み合わせて構成されても良い。いずれの場合であっても上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。

１０…電池管理装置、２０…電池監視装置、１２、２２…信号レベル伝送インタフェース、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ…スイッチング素子、Ｃ１、Ｃ２…制御回路、１４、２４…信号レベル変更部、１５、２５…信号レベル検出部、１６、２６…異常判定部、１８、２８…ＣＡＮ通信部、Ａ、Ｃ…出力端子、Ｂ、Ｄ…入力端子。

Claims (5)

1. 複数の２次電池セルを含む組電池と、
   第１出力端子と、第１入力端子と、前記第１出力端子の電圧レベルをハイレベル又はローレベルとする第１信号レベル変更部と、前記第１入力端子の電圧レベルを検出する第１信号レベル検出部と、前記第１信号レベル変更部により前記第１出力端子の電圧レベルをハイレベル又はローレベルとするとともに前記第１信号レベル検出部で検出された検出値を受信する第１異常判定部と、を備えた第１制御回路と、第１端子と、前記第１出力端子の電圧レベルに基づく電圧を前記第１端子へ印加するとともに前記第１端子の電圧レベルに基づく電圧を前記第１入力端子へ印加する第１信号レベル伝送インタフェースと、を備えた電池管理装置と、
   第２出力端子と、第２入力端子と、前記第２出力端子の電圧レベルをハイレベル又はローレベルとする第２信号レベル変更部と、前記第２入力端子の電圧レベルを検出する第２信号レベル検出部と、前記第２信号レベル変更部により前記第２出力端子の電圧レベルをハイレベル又はローレベルとするとともに前記第２信号レベル検出部で検出された検出値を受信する第２異常判定部と、を備えた第２制御回路と、第２端子と、前記第２出力端子の電圧レベルに基づく電圧を前記第２端子へ印加するとともに前記第２端子の電圧レベルに基づく電圧を前記第２入力端子へ印加する第２信号レベル伝送インタフェースと、を備えた電池監視装置と、
   前記第１端子と前記第２端子とを接続し、電圧レベルによる信号を伝送する配線と、を備え、
   前記第２制御回路は前記複数の２次電池セルの電圧を検出し、前記第１制御回路と前記第２制御回路とは所定の通信プロトコルに基づいて通信可能に構成されている電池装置。
2. 請求項１記載の電池装置の制御方法であって、
   前記電池監視装置を停止するときに、前記第１異常判定部は、前記第１信号レベル変更部により前記第１出力端子の電圧レベルを変更し、
   前記第２異常判定部は前記第２入力端子の電圧レベルが変更したことを検出したときに、前記電池監視装置の停止処理を行う、電池装置の制御方法。
3. 請求項１記載の電池装置の制御方法であって、
   前記第２異常判定部は、前記電池監視装置を停止するときに、前記第２信号レベル変更部により前記第２出力端子の電圧レベルを変更し、
   前記電池監視装置の停止処理を行うとともに、前記所定の通信プロトコルに基づく通信を停止する旨を前記電池管理装置へ通知する、電池装置の制御方法。
4. 請求項１記載の電池装置の制御方法であって、
   前記第１異常判定部は、前記所定の通信プロトコルに基づいて前記電池監視装置へ自己診断を行う旨を通知し、
   前記第１信号レベル変更部により前記第１出力端子の電圧レベルを変更し、
   前記第１信号レベル検出部からの検出値により前記第１入力端子の電圧レベルが変更したか否か判断し、
   前記第１入力端子の電圧レベルが変更し、かつ、前記所定の通信プロトコルに基づいて前記電池監視装置から前記第２入力端子の電圧レベルが変更した旨の通知を受信したときに、自己診断を終了する、電池装置の制御方法。
5. 請求項１記載の電池装置の制御方法であって、
   前記第２異常判定部は、前記所定の通信プロトコルに基づいて自己診断を行う旨の通知を前記電池管理装置から受信したときに、前記第２信号レベル変更部により前記第２出力端子の電圧レベルを変更し、
   前記第２信号レベル検出部からの検出値により前記第２入力端子の電圧レベルが変更したか否か判断し、
   前記第２入力端子の電圧レベルが変更し、かつ、前記所定の通信プロトコルに基づいて前記電池管理装置から前記第１入力端子の電圧レベルが変更した旨の通知を受信したときに、自己診断を終了する、電池装置の制御方法。