JP2019071783A - 蓄電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】大型蓄電池システムを構築した場合であっても、より確実に安全を確保する。【解決手段】実施形態の蓄電池システムの電池モジュールは、電池セルの過温度あるいは過電圧を、それぞれ独立して検出する複数の過温度・過電圧検出部を有し、過温度・過電圧検出部は、当該電池モジュールを構成している他の過温度・過電圧検出部あるいはデイジーチェーン接続されているいずれかの過温度・過電圧検出部が電池セルの過温度あるいは過電圧を検出したことが通知された場合に、電池セルの過温度あるいは過電圧を検出したときの動作を実行し、過温度・過電圧検出部は、電池セルの過温度あるいは過電圧の非検出時に過温度・過電圧検出部毎に異なる周波数のパルス信号を出力し、電池セルの過温度あるいは過電圧の検出時に異なる周波数のパルス信号の出力を停止し、安全監視ユニットは、遮断状態となった後に電池モジュールに対して異なる周波数のパルス信号を出力する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、蓄電池システムに関する。

近年、省エネルギーを図るため、電力を蓄えて利用することにより、利用効率を向上させるべく、様々な分野において、大型蓄電池システムが適用されてきている。
特に、鉄道等の大量輸送分野においては、省エネルギーの効果も大きいため、より一層、高電圧、高電力容量の大型蓄電池システムの適用が望まれている。

特開２０１３−１８７１５９号公報

その一方で、高電圧、高電力容量の大型蓄電池システムにおいては、安全性の観点からより一層のフェイルセーフ機構を装備した信頼性の高いシステム構築が望まれる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、大型蓄電池システムを構築した場合であっても、より確実に安全を確保することが可能な蓄電池システムを提供することを目的としている。

その一方で、高電圧、高電力容量の大型蓄電池システムにおいては、安全性の観点からより一層のフェイルセーフ機構を装備した信頼性の高いシステム構築が望まれる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、大型蓄電池システムを構築した場合であっても、より確実に安全を確保することが可能な蓄電池システムを提供することを目的としている。

実施形態の蓄電池システムは、複数の電池セルが直列あるいは直並列に接続された電池セルユニット及び電池セルの温度及び電圧の監視を行うセル監視ユニットを備え、高電位側出力端子と低電位側出力端子との間に接触器を介して電池セルユニットが直列接続されるように接続された複数の電池モジュールと、セル監視ユニットを介して複数の電池モジュールの管理を行うバッテリ管理ユニットと、複数の電池モジュールとともにデイジーチェーン接続がされ、電池モジュールが電池セルの過温度あるいは過電圧となったことがデイジーチェーン接続を介して通知された場合に接触器を遮断状態とする安全監視ユニットと、を備えた蓄電池システムであって、電池モジュールは、電池セルの過温度あるいは過電圧を、それぞれ独立して検出する複数の過温度・過電圧検出部を有し、過温度・過電圧検出部は、当該電池モジュールを構成している他の過温度・過電圧検出部あるいはデイジーチェーン接続されているいずれかの過温度・過電圧検出部が電池セルの過温度あるいは過電圧を検出したことが通知された場合に、電池セルの過温度あるいは過電圧を検出したときの動作を実行し、過温度・過電圧検出部は、電池セルの過温度あるいは過電圧の非検出時に過温度・過電圧検出部毎に異なる周波数のパルス信号を出力し、電池セルの過温度あるいは過電圧の検出時に異なる周波数のパルス信号の出力を停止し、安全監視ユニットは、遮断状態となった後に電池モジュールに対して異なる周波数のパルス信号を出力する。

図１は、実施形態の蓄電池システムの概要構成ブロック図である。 図２は、電池モジュールの概要構成ブロック図である。 図３は、第１過温度・過電圧検出回路の概要構成ブロック図である。 図４は、第１実施形態の安全監視回路の概要構成ブロック図である。 図５は、安全監視ユニットの動作タイミングチャートである。 図６は、ＢＭＵの概要構成ブロック図である。 図７は、第２実施形態の安全監視ユニットの概要構成ブロック図である。 図８は、第１自己診断ユニット及び第２自己診断ユニットの部分動作説明図である。 図９は、第３実施形態の安全監視ユニットの概要構成ブロック図である。 図１０は、第３実施形態の安全監視ユニットの動作タイミングチャートである。

次に図面を参照して好適な実施形態について詳細に説明する。
図１は、実施形態の蓄電池システムの概要構成ブロック図である。
蓄電池システム１０は、大別すると、Ｎ個（Ｎ：２以上の整数）の電池モジュール１１−１〜１１−Ｎと、各電池モジュール１１−１〜１１−Ｎの管理を行うＢＭＵ（Battery Management Unit）１２と、電池モジュール１１−１〜１１−Ｎとの通信結果に基づいて蓄電池システム１０の遮断処理を行う安全監視ユニット（ＳＳＵ：Safety Supervisor Unit）１３と、高電位側電流ラインＬＰに設けられ、過電流が流れた場合に電流流路を遮断するヒューズ１４と、低電位側電流ラインＬＮに設けられ、出力電流を検出する電流センサ１５と、高電位側電流ラインＬＰに設けられ、常開接点（Normally open）を有する第１コンタクタ（接触器）１６と、低電位側電流ラインＬＮに設けられ、常開接点を有する第２コンタクタ（接触器）１７と、を備えている。
上記構成において、第１コンタクタ１６は、高電位側電源出力端子ＴＰに接続され、第２コンタクタ１７は、低電位側電源出力端子ＴＮに接続されている。

次に電池モジュール１１−１〜１１−Ｎの構成について説明する。
電池モジュール１１−１〜１１−Ｎは、同一構成であるので、電池モジュール１１−１を例として説明する。

図２は、電池モジュールの概要構成ブロック図である。
電池モジュール１１−１は、大別すると、高電位側端子ＴＰ１と低電位側端子ＴＮ１との間にｍ個（ｍ：２以上の整数）の電池セル２１−１〜２１−ｍが直列接続された電池セルユニット２２と、ＢＭＵ１２の制御下で電池セルユニット２２の監視を行い、監視結果をＢＭＵ１２に通知するＣＭＵ２３と、を備えている。

ＣＭＵ２３は、大別すると、ＣＭＵ本体２５と、電池セルユニット２２を構成している電池セル２１−１〜２１−ｍ毎に過温度状態あるいは過電圧状態を検出する第１過温度・過電圧検出回路２６と、第１過温度・過電圧検出回路２６と同様の構成で、第１過温度・過電圧検出回路２６とは独立して、電池セルユニット２２を構成している電池セル２１−１〜２１−ｍ毎に過温度状態あるいは過電圧状態を検出する第２過温度・過電圧検出回路２７と、を備えている。

また、ＣＭＵ２３は、第１動作状態信号入力端子ＬＳｉ１、第１動作状態信号出力端子ＬＳｏ１、第２動作状態信号入力端子ＬＳｉ２、第２動作状態信号出力端子ＬＳｏ２、ＣＡＮ通信端子ＣＡＮ及び電源端子ＣＭＵｐｏｗｅｒを備えている。

上記構成において、第１過温度・過電圧検出回路２６と、第２過温度・過電圧検出回路２７とは、過温度状態及び過電圧状態のいずれも検出されていない場合に出力される過温度・過電圧非検出信号ＳＮを専用通信線を介して相互にやり取りしている。

また、全ての電池セルユニット２２の第１過温度・過電圧検出回路２６及び第２過温度・過電圧検出回路２７並びに安全監視ユニット１３は、第１動作状態信号入力端子ＬＳｉ１及び第１動作状態信号出力端子ＬＳｏ１を介したデイジーチェーン接続と、第２動作状態信号入力端子ＬＳｉ２及び第２動作状態信号出力端子ＬＳｏ２を介したデイジーチェーン接続との２系統のデイジーチェーン接続がなされている。すなわち、第１動作状態信号入力端子ＬＳｉ１及び第１動作状態信号出力端子ＬＳｏ１は、第１の系統のデイジーチェーン接続を構成し、第２動作状態信号入力端子ＬＳｉ２及び第２動作状態信号出力端子ＬＳｏ２は、第２の系統のデイジーチェーン接続を構成している。

ＣＭＵ本体２５は、ソフトウェア制御により電池セル２１毎の電圧、温度の計測を行うアナログフロントエンド（ＡＦＥ）３１と、アナログフロントエンド３１とフォトカプラユニット３２を介して絶縁通信を行うＭＰＵ３３と、ＭＰＵ３３の制御下でＣＡＮ（Controller Area Network）通信規格に則った通信をＣＡＮ通信端子ＣＡＮを介して行うためのＣＡＮドライバ３４と、監視対象の温度センサを切り替えて接続するマルチプレクサ（切替器）３５と、を備えている。

上述したように、第１過温度・過電圧検出回路２６と、第２過温度・過電圧検出回路２７とは、同様の構成であるので、第１過温度・過電圧検出回路２６を例として説明する。
図３は、第１過温度・過電圧検出回路の概要構成ブロック図である。
第１過温度・過電圧検出回路２６は、電池セル２１−１〜２１−ｍの正極端子及び当該正極端子に対応する負極端子のそれぞれに接続され、各電池セル２１−１〜２１−ｍの電圧を検出し、正論理の場合（以下、同様）、いずれの電池セル２１−１〜２１−ｍにおいても過電圧が検出されない過電圧非検出時に“Ｈ”レベルとなる過電圧非検出信号を出力するセル過電圧検出回路４１と、電池セルユニット２２において、過温度が検出されない過温度非検出時に“Ｈ”レベルとなる過温度非検出信号を出力する過温度検出回路４２と、を備えている。

また、第１過温度・過電圧検出回路２６は、過電圧非検出信号及び過温度非検出信号が入力され、両信号の論理積をとって各電池セル２１−１〜２１−ｍの電圧が正常、かつ、電池セルユニット２２の温度が正常である場合に“Ｈ”レベルの過温度・過電圧非検出信号を第２過温度・過電圧検出回路２７を含む各部へ出力する第１ＡＮＤ回路４３と、第１ＡＮＤ回路４３の出力及び第２過温度・過電圧検出回路２７が出力した過温度・過電圧非検出信号の排他的論理和の否定をとって出力する第１ＥＸ−ＮＯＲ回路（Exclusive nor回路）４４と、を備えている。

また、第１過温度・過電圧検出回路２６は、上流側の装置（他の電池モジュールあるいは監視装置）において動作状態が正常であると判定された場合に、第１動作状態信号入力端子ＬＳｉ１から第１の周波数（本実施形態では、１０ｋＨｚ）の方形波が入力され、当該方形波の周波数に従って発光する発光ダイオード４５と、発光ダイオード４５の発光により動作状態となるフォトトランジスタ４６と、を有するフォトカプラ４７を介して検波を行う第１検波回路４８と、上流側の装置において動作状態が正常であると判定された場合に、第２動作状態信号入力端子ＬＳｉ２から第２の周波数（本実施形態では、１ｋＨｚ）の方形波が入力され、当該方形波の周波数に従って発光する発光ダイオード５１と、発光ダイオード５１の発光により動作状態となるフォトトランジスタ５２と、を有するフォトカプラ５３を介して検波を行う第２検波回路５４と、を備えている。

上記構成において、第１の周波数及び第２の周波数は、誘導障害により誤動作を防ぐため、一般的な交流電力周波数（例えば、５０Ｈｚ）の１０倍以上、かつ、高速通信用に設計されていない汎用のフォトカプラを使用することができ伝送に伴うノイズの放射を抑制するために１００ｋＨｚ以下とするのが望ましい。またバンドパスフィルタ及び検波回路の設計を容易にする観点からは、第１動作信号の周波数である第１の周波数と、第２動作信号の周波数である第２の周波数とは、１０倍以上離すのが好ましい。

また、第１過温度・過電圧検出回路２６は、第１検波回路４８の出力及び第２検波回路５４の出力の排他的論理和の否定をとって出力する第２ＥＸ−ＮＯＲ回路５５と、第１ＥＸ−ＮＯＲ回路４４の出力及び第２ＥＸ−ＮＯＲ回路５５の出力の論理積をとって出力する第２ＡＮＤ回路５６と、第２検波回路５４の出力及び第２ＡＮＤ回路５６の出力の論理積をとって出力する第３ＡＮＤ回路５７と、第３ＡＮＤ回路５７の出力及び第１ＡＮＤ回路４３の出力の論理積をとって出力する第４ＡＮＤ回路５８と、を備えている。

また、第１過温度・過電圧検出回路２６は、第４ＡＮＤ回路５８の出力及び第１の周波数の発振信号を出力する発振器５９Ａの出力した所定の周波数（上述した第１の周波数又は第２の周波数）の出力の論理積をとって、所定の周波数の方形波である動作状態信号（第１動作状態信号ＳＴ１又は第２動作状態信号ＳＴ２）を出力する第５ＡＮＤ回路６０と、動作状態信号に従って発光する発光ダイオード６１と、発光ダイオード６１の発光により動作状態となるフォトトランジスタ６２と、を有するフォトカプラ６３と、を備えている。ここで、フォトトランジスタ６２のコレクタ端子は、第１動作状態信号出力端子ＬＳｏ１に接続されている。

なお、第２過温度・過電圧検出回路２７においては、発振器５９Ａに代えて、第２の周波数（＜第１の周波数）の発振信号を出力する発振器５９Ｂを備え、フォトトランジスタ６２のコレクタ端子は、第２動作状態信号出力端子ＬＳｏ２に接続されている。

［１］第１実施形態
図４は、第１実施形態の安全監視ユニットの概要構成ブロック図である。
安全監視ユニット１３は、第１の周波数（本第１実施形態では、５ｋＨｚ）を有する第１動作状態信号ＳＴ１が入力される第１信号入力端子ＬＳｉ１１に接続されて検波を行い、第１動作状態信号ＳＴ１が入力されている場合に、“Ｈ”レベルの第１検波信号を出力する第１検波回路７１と、第２の周波数（本第１実施形態では、５００Ｈｚ）を有する第２動作状態信号ＳＴ２が入力される第２信号入力端子ＬＳｉ１２に接続されて検波を行い、第２動作状態信号ＳＴ２が入力されている場合に“Ｈ”レベルの第２検波信号を出力する第２検波回路７２と、電源が供給されている場合に“Ｈ”レベルの電源正常信号を出力する電源監視回路７３と、一方の入力端子に第１検波信号が入力され、他方の入力端子に電源正常信号が入力され、両信号の論理積をとって第１検波正常信号を出力する第１ＡＮＤ回路７４と、を備えている。

また、安全監視ユニット１３は、一方の入力端子に第１検波信号が入力され、他方の入力端子に第２検波信号が入力され、両信号の排他的論理和の否定をとって両入力信号が一致した場合に“Ｈ”レベルの第１一致信号を出力する第１ＥＸ−ＮＯＲ回路７５と、一方の端子に第１正常信号が入力され、他方に第１一致信号が入力され、両信号の論理積をとって、出力する第２ＡＮＤ回路７６と、一方の端子に第２ＡＮＤ回路７６の出力信号が入力され、他方の入力端子に後述する第２ＥＸ−ＮＯＲ回路８０の出力信号が入力され両信号の論理積をとってドライブ信号として出力する第３ＡＮＤ回路７７と、を備えている。

また、安全監視ユニット１３は、ドライブ信号がベース端子に入力されるＮＰＮトランジスタＴ１及びＮＰＮトランジスタＴ１のコレクタ端子がベース端子に接続されたＰＮＰトランジスタＴ２を備え、異常時に第１コンタクタ１６及び第２コンタクタ１７を遮断状態とするドライブ回路７８と、ＢＭＵ１２により第１コンタクタ１６及び第２コンタクタ１７が閉状態（オン状態）とされている場合に、第１コンタクタ１６及び第２コンタクタ１７の駆動用コイルを流れる電流を第１電圧検出抵抗Ｒ１の両端電圧により検知して、“Ｈ”レベルの第１出力状態検出信号を出力する第１出力状態検出回路７９と、一方の端子にドライブ信号が入力され、他方の端子に第１出力状態検出信号が入力され、両信号のレベルが一致した場合に“Ｈ”レベルの第１状態検出結果信号を出力する第２ＥＸ−ＮＯＲ回路８０と、を備えている。

また、安全監視ユニット１３は、一方の入力端子に第２検波信号が入力され、他方の入力端子に電源正常信号が入力され、両信号の論理積をとって第２検波正常信号を出力する第４ＡＮＤ回路８１と、一方の入力端子に第１検波信号が入力され、他方の入力端子に第２検波信号が入力され、両信号の排他的論理和の否定をとって両入力信号が一致した場合に“Ｈ”レベルの第３一致信号を出力する第３ＥＸ−ＮＯＲ回路８２と、一方の端子に第２検波正常信号が入力され、他方に第３一致信号が入力され、両信号の論理積をとって、出力する第５ＡＮＤ回路８３と、一方の端子に第５ＡＮＤ回路８３の出力信号が入力され、他方の入力端子に後述する第４ＥＸ−ＮＯＲ回路８７の出力信号が入力され両信号の論理積をとって第２ドライブ信号として出力する第６ＡＮＤ回路８４と、を備えている。

また、安全監視ユニット１３は、第２ドライブ信号がベース端子に入力されるＮＰＮトランジスタＴ３を備え、異常時に第１コンタクタ１６及び第２コンタクタ１７を遮断状態とする第２ドライブ回路８５と、ＢＭＵ１２により第１コンタクタ１６及び第２コンタクタ１７が閉状態（オン状態）とされている場合に、第１コンタクタ１６及び第２コンタクタ１７の駆動用コイルを流れる電流を第２電圧検出抵抗Ｒ２の両端電圧により検知して、“Ｈ”レベルの第２出力状態検出信号を出力する第２出力状態検出回路８６と、一方の端子に第２ドライブ信号が入力され、他方の端子に第２出力状態検出信号が入力され、両信号のレベルが一致した場合に“Ｈ”レベルの第２状態検出結果信号を出力する第４ＥＸ−ＮＯＲ回路８７と、を備えている。

さらに、安全監視ユニット１３は、第１の周波数（本実施形態では、５ｋＨｚ）の第１発振信号を出力する第１発振器８８と、一方の入力端子に第１発振信号が入力され、他方の入力端子に電源正常信号が入力され、両信号の論理積をとって第１動作状態信号ＳＴ１を生成して第１動作状態信号出力端子ＬＳｏ１１を介して出力する第７ＡＮＤ回路８９と、第２の周波数（本第１実施形態では、５００Ｈｚ）の第２発振信号を出力する第２発振器９０と、一方の入力端子に第２発振信号が入力され、他方の入力端子に電源正常信号が入力され、両信号の論理積をとって第２動作状態信号ＳＴ２を生成して第２動作状態信号出力端子ＬＳｏ１２を介して出力する第８ＡＮＤ回路９１と、を備えている。

ここで、安全監視ユニット１３の概要動作について説明する。
図５は、安全監視ユニットの動作タイミングチャートである。
時刻ｔ０において、安全監視ユニット１３に駆動用電源（ＳＳＵｐｏｗｅｒ）が供給されると、電池モジュール１１−１〜１１−Ｎへの電源ＩＧＣＴの供給が検出されるまで後述する高電位側リレー１３２及び低電位側リレー１３４の故障診断（溶着検出）がなされる。

そして時刻ｔ１において、第１動作状態信号ＳＴ１及び第２動作状態信号ＳＴ２を第１番目の電池モジュール１１−１への供給が開始されたものとする。

この第１番目の電池モジュール１１−１へ供給された第１動作状態信号ＳＴ１及び第２動作状態信号ＳＴ２は、デイジーチェーンを介して、電池モジュール１１−２→電池モジュール１１−３→…→電池モジュール１１−Ｎへと伝送され、時刻ｔ２において、再び安全監視ユニット１３に伝送される。

これにより、第１動作状態信号ＳＴ１及び第２動作状態信号ＳＴ２が伝送された安全監視ユニット１３は、時刻ｔ３において、高電位側リレー１３２及び低電位側リレー１３４を駆動して第１コンタクタ１６及び第２コンタクタ１７を閉状態（close）として電力供給状態に移行する。

そして、例えば、時刻ｔ４〜時刻ｔ５の期間に示すように、第１動作状態信号ＳＴ１あるいは第２動作状態信号ＳＴ２のいずれか一方が例えば所定時間（例えば、１秒）以上伝送されなかった場合には、安全監視ユニット１３は、動作異常状態であるとして、第１コンタクタ１６及び第２コンタクタ１７を開状態（open）に移行して、電力非供給状態に移行することとなる。

その後、安全監視ユニット１３は、時刻ｔ６に示すように、駆動用電源（ＳＳＵｐｏｗｅｒ）の供給が停止された場合には、リセットされ、再び、時刻ｔ７において、第１動作状態信号ＳＴ１及び第２動作状態信号ＳＴ２を第１番目の電池モジュール１１−１への供給を開始し、時刻ｔ８において、再び安全監視ユニット１３に第１動作状態信号ＳＴ１及び第２動作状態信号ＳＴ２が伝送されると、以下、同様の処理を繰り返すこととなる。

図６は、ＢＭＵの概要構成ブロック図である。
ＢＭＵ１２は、第１動作状態信号ＳＴ１が入力される第１信号入力端子ＬＳｉ２１及び第２動作状態信号ＳＴ２が入力される第２信号入力端子ＬＳｉ２２に接続され、ＢＭＵ１２全体を制御するＭＰＵ１０１と、当該蓄電池システム１０が搭載された列車の機関車制御装置との間でＣＡＮ規格に則った通信を行う第１ＣＡＮドライバ１０２と、ＭＰＵ１０１の制御下で動作し、第１コンタクタ１６を閉状態（オン状態）とするための電源を高電位側駆動端子ＤＲＳＰを介して供給する第１ハイサイドスイッチ１０３と、を備えている。

また、ＢＭＵ１２は、ＭＰＵ１０１の制御下で動作し、第２コンタクタ１７を閉状態（オン状態）とするための電源を低電位側駆動端子ＤＲＳＮを介して供給する第２ハイサイドスイッチ１０４と、各電池モジュール１１−１〜１１−Ｎを構成しているＣＭＵとの間でＣＡＮ規格に則った通信をＣＡＮ外部通信端子ＣＡＮＥＸを介して行う第２ＣＡＮドライバ１０５と、ＭＰＵ１０１の制御下で動作し、各電池モジュール１１−１〜１１−Ｎを構成しているＣＭＵ２３に動作用電源をＣＭＵ電源供給端子ＣＭＵＰｏｗｅｒ１を介して供給するための第３ハイサイドスイッチ１０６と、を備えている。

次に第１実施形態の動作を説明する。
（１）正常時の動作
まず、最初に蓄電池システム１０の各部が全て正常な場合の動作について説明する。
ＢＭＵ１２のＭＰＵ１０１は、第１ＣＡＮドライバ１０２を介して電力供給指示がなされると、第３ハイサイドスイッチ１０６を制御し、各電池モジュール１１−１〜１１−Ｎを構成しているＣＭＵ２３に動作用電源を供給する。

これにより各電池モジュール１１−１〜１１−Ｎを構成しているＣＭＵ本体２５、第１過温度・過電圧検出回路２６及び第２過温度・過電圧検出回路２７は動作状態となる。
ここで、第１過温度・過電圧検出回路２６のセル過電圧検出回路４１は、電池セル２１−１〜２１−ｍの正極端子及び当該正極端子に対応する負極端子のそれぞれに接続され、各電池セル２１−１〜２１−ｍの電圧を検出し、過電圧非検出時であるので、“Ｈ”レベルとなる過電圧非検出信号を第１ＡＮＤ回路４３に出力する。

一方、過温度検出回路４２は、電池セルユニット２２において、過温度が検出されない過温度非検出時であるので、“Ｈ”レベルとなる過温度非検出信号を第１ＡＮＤ回路４３に出力する。

これらの結果、第１ＡＮＤ回路４３は、過電圧非検出信号及び過温度非検出信号の論理積をとって “Ｈ”レベルの過温度・過電圧非検出信号を第２過温度・過電圧検出回路２７及び第４ＡＮＤ回路５８の一方の端子を含む各部へ出力する。
そして、第１ＥＸ−ＮＯＲ回路４４は、第１ＡＮＤ回路４３の出力及び第２過温度・過電圧検出回路２７が出力した過温度・過電圧非検出信号の排他的論理和の否定をとることとなるが、このとき、入力はいずれも“Ｈ”レベルであるので、出力は“Ｈ”レベルとなり、第２ＡＮＤ回路の一方の入力端子に入力される。

これらと並行して、安全監視ユニット１３の第１発振器８８は、第１の周波数（本実施形態では、５ｋＨｚ）の第１発振信号を第７ＡＮＤ回路８９の一方の入力端子に出力する。
そして、第７ＡＮＤ回路８９は、他方の入力端子に“Ｈ”レベルの電源正常信号が入力され、両信号の論理積をとって第１の周波数を有する第１動作状態信号ＳＴ１（本実施形態の場合、５ｋＨｚの方形波）を生成し、第１動作状態信号出力端子ＬＳｏ１１を介して各電池モジュールを構成する第１過温度・過電圧検出回路２６及び第２過温度・過電圧検出回路２７に出力する。

また、安全監視ユニット１３の第２発振器９０は、第２の周波数（本実施形態では、５００Ｈｚ）の第２発振信号を第８ＡＮＤ回路９１の一方の入力端子に出力する。
そして、第８ＡＮＤ回路９１は、他方の入力端子に“Ｈ”レベルの電源正常信号が入力され、両信号の論理積をとって第２動作状態信号ＳＴ２（本実施形態の場合、５００Ｈｚの方形波）を生成し、第２動作状態信号出力端子ＬＳｏ１２を介して各電池モジュール１１−１〜１１−Ｎを構成する第１過温度・過電圧検出回路２６及び第２過温度・過電圧検出回路２７に出力する。

これにより、第１過温度・過電圧検出回路２６の発光ダイオード４５には、第１動作状態信号ＳＴ１（本実施形態の場合、５ｋＨｚの方形波）が入力され、当該第１動作状態信号ＳＴ１の周波数に従って発光する。
これによりフォトトランジスタ４６には、第１動作状態信号ＳＴ１の波形に対応した電流が流れる。
そして、第１検波回路４８は、検波をおこなって第１動作状態信号ＳＴ１の抽出処理を行い、第１動作状態信号ＳＴ１が抽出された場合にその出力を“Ｈ”レベルとして第２ＥＸ−ＮＯＲ回路５５の一方の入力端子に出力する。

同様に第１過温度・過電圧検出回路２６の発光ダイオード５１には、第２動作状態信号ＳＴ２（本実施形態の場合、５００Ｈｚの方形波）が入力され、当該第２動作状態信号ＳＴ２の周波数に従って発光する。
これによりフォトトランジスタ５２には、第２動作状態信号ＳＴ２の波形に対応した電流が流れる。

そして、第２検波回路５４は、検波をおこなって第２動作状態信号ＳＴ２の抽出処理を行い、第２動作状態信号ＳＴ２が抽出された場合にその出力を“Ｈ”レベルとして第２ＥＸ−ＮＯＲ回路５５の他方の入力端子に出力する。
この場合には、第２ＥＸ−ＮＯＲ回路５５の二つの入力は、“Ｈ”レベルと一致しているので、第２ＥＸ−ＮＯＲ回路５５は、“Ｈ”レベルの信号を第２ＡＮＤ回路５６の他方の入力端子に入力される。

これらの結果、第２ＡＮＤ回路５６の出力は“Ｈ”レベルとなり、第３ＡＮＤ回路５７の一方の入力端子に入力される。
これにより第３ＡＮＤ回路５７は、第２検波回路５４の出力及び第２ＡＮＤ回路５６の出力の論理積をとって“Ｈ”レベルの信号を第４ＡＮＤ回路５８の一方の端子に出力する。

第４ＡＮＤ回路５８の二つの入力端子には、それぞれ“Ｈ”レベルの信号が入力されるため、第４ＡＮＤ回路５８の出力も“１”レベルとなり、第５ＡＮＤ回路６０の一方の入力端子に入力される。
これと並行して発振器６４Ａは、第１の周波数（本実施形態では、５ｋＨｚ）の発振信号を第５ＡＮＤ回路６０の他方の入力端子に出力する。

これらの結果、第５ＡＮＤ回路６０は、第１の周波数を有する方形波、すなわち、第１動作状態信号ＳＴ１をフォトカプラ６３の発光ダイオード６１に出力する。
発光ダイオード６１が出力した光を受光すると、フォトトランジスタ第１の周波数を有する方形波にしたがって、第１の周波数を有する第１動作状態信号ＳＴ１をデイジーチェーンの下流側に接続されている電池モジュール（この場合には、電池モジュール１１−２）の端子に出力し、伝送する。

すなわち、電池モジュール１１−１の第１過温度・過電圧検出回路２６は、第１の周波数を有する第１動作状態信号ＳＴ１を出力することによって、電池モジュール１１−２に対し、当該第１過温度・過電圧検出回路２６は、過温度・過電圧非検出状態である旨、対となる第２過温度・過電圧検出回路２７も過温度・過電圧非検出状態である旨及びデイジーチェーンの上流側に接続されている機器（この場合、安全監視ユニット１３）も過温度・過電圧非検出状態である旨をデイジーチェーンの下流側に接続されている機器（この場合、電池モジュール１１−２）に通知することができる。

同様にして、電池モジュール１１−１の第２過温度・過電圧検出回路２７も、第２の周波数（本実施形態においては、５００Ｈｚ）を有する第２動作状態信号ＳＴ２を出力することによって、電池モジュール１１−２に対し、当該第２過温度・過電圧検出回路２７は、過温度・過電圧非検出状態である旨、対となる第１過温度・過電圧検出回路２６も過温度・過電圧非検出状態である旨及びデイジーチェーンの上流側に接続されている機器（この場合、安全監視ユニット１３）も過温度・過電圧非検出状態である旨をデイジーチェーンの下流側に接続されている機器（この場合、電池モジュール１１−２）に通知することができる。

そして、電池モジュール１１−２〜電池モジュール１１−Ｎの第１過温度・過電圧検出回路２６及び第２過温度・過電圧検出回路２７が同様の動作を行うことで、電池モジュール１１−Ｎの第１過温度・過電圧検出回路２６及び第２過温度・過電圧検出回路２７は、自己及び対となる過温度・過電圧検出回路が過温度・過電圧非検出状態である旨及びデイジーチェーンの上流側に接続されている全ての電池モジュール１１−１〜１１−（Ｎ−１）も過温度・過電圧非検出状態である旨をデイジーチェーンの下流側に接続されている安全監視ユニット１３およびデイジーチェーンから分岐した監視通信路ＳＰから監視を行っている（すなわち、デイジーチェーンを介した通信には実効的に関与していない）ＢＭＵ１２に通知することができる。

そして、安全監視ユニット１３の第１検波回路７１は、第１の周波数（本実施形態では、５ｋＨｚ）を有する第１動作状態信号ＳＴ１が入力される第１信号入力端子に接続されて検波を行い、第１動作状態信号ＳＴ１が入力されているので、“Ｈ”レベルの第１検波信号を第１ＡＮＤ回路７４、第１ＥＸ−ＮＯＲ回路７５及び第３ＥＸ−ＮＯＲ回路８２の一方の入力端子にそれぞれ出力する。

同様に第２検波回路７２は、第２の周波数（本実施形態では、５００Ｈｚ）を有する第２動作状態信号ＳＴ２が入力される第２信号入力端子に接続されて検波を行い、第２動作状態信号ＳＴ２が入力されているので、“Ｈ”レベルの第２検波信号を第１ＥＸ−ＮＯＲ回路７５、第４ＡＮＤ回路８１及び第３ＥＸ−ＮＯＲ回路８２にそれぞれ出力する。

上記状態において、第１ＡＮＤ回路７４は、入力された両信号（それぞれ“Ｈ”レベル）の論理積をとって“Ｈ”レベルの第１検波正常信号を第２ＡＮＤ回路７６の一方の入力端子に出力する。
また、第１ＥＸ−ＮＯＲ回路７５は、入力された両信号（それぞれ“Ｈ”レベル）の排他的論理和の否定をとって、すなわち、両入力信号が一致したので、“Ｈ”レベルの第１一致信号を第２ＡＮＤ回路７６の他方の入力端子に出力する。

これにより、第２ＡＮＤ回路７６は、入力された両信号（それぞれ“Ｈ”レベル）の論理積をとって“Ｈ”レベルの出力信号を第３ＡＮＤ回路７７の一方の入力端子に出力する。

ところで、初期状態においては、第３ＡＮＤ回路７７の出力信号は“Ｌ”レベルであり、ＰＮＰトランジスタＴ２は実効的にオフ状態であるので、第１出力状態検出回路７９の第１出力状態検出信号は“Ｌ”レベルであり、したがって、第２ＥＸ−ＮＯＲ回路８０は、両信号のレベルが一致しているので、“Ｈ”レベルの第１状態検出結果信号を第３ＡＮＤ回路７７の他方の端子に出力する。

この結果、第３ＡＮＤ回路７７の両入力信号は、“Ｈ”レベルとなり、第３ＡＮＤ回路７７は、“Ｈ”レベルの出力信号をドライブ信号としてドライブ回路７８を構成しているＮＰＮトランジスタＴ１のベース端子に出力する。
この結果、ドライブ回路７８を構成しているＮＰＮトランジスタＴ１はオン状態となり、これに伴ってＰＮＰトランジスタＴ２もオン状態となる。

一方、第４ＡＮＤ回路８１は、入力された両信号（それぞれ“Ｈ”レベル）の論理積をとって“Ｈ”レベルの第２検波正常信号を第５ＡＮＤ回路８３の一方の入力端子に出力する。

また、第３ＥＸ−ＮＯＲ回路８２は、入力された両信号（それぞれ“Ｈ”レベル）の排他的論理和の否定をとって、すなわち、両入力信号が一致したので、“Ｈ”レベルの第２一致信号を第５ＡＮＤ回路８３の他方の入力端子に出力する。

これにより、第５ＡＮＤ回路８３は、入力された両信号（それぞれ“Ｈ”レベル）の論理積をとって“Ｈ”レベルの出力信号を第６ＡＮＤ回路８４の一方の入力端子に出力する。

ところで、初期状態においては、第６ＡＮＤ回路８４の出力信号は“Ｌ”レベルであり、ＮＰＮトランジスタＴ３は実効的にオフ状態であるので、第２出力状態検出回路８６の第２出力状態検出信号は“Ｌ”レベルであり、したがって、第４ＥＸ−ＮＯＲ回路８７は、両信号のレベルが一致しているので、“Ｈ”レベルの第２状態検出結果信号を第６ＡＮＤ回路８４の他方の端子に出力する。

この結果、第６ＡＮＤ回路８４の両入力信号は、“Ｈ”レベルとなり、第６ＡＮＤ回路８４は、“Ｈ”レベルの出力信号をドライブ信号としてドライブ回路８５を構成しているＮＰＮトランジスタＴ３のベース端子に出力し、ＮＰＮトランジスタＴ３は、オン状態となる。

これらの結果、ドライブ回路７８を構成しているＮＰＮトランジスタＴ１、ＰＮＰトランジスタＴ２及びドライブ回路８５を構成しているＮＰＮトランジスタＴ３の全てがオン状態となったので、ＰＮＰトランジスタＴ２のエミッタ端子、コレクタ端子、第１電圧検出抵抗Ｒ１、ＮＰＮトランジスタＴ３のコレクタ端子、エミッタ端子及び第２電圧検出抵抗Ｒ２を介して電流がグランドＧに流れ込み、高電位側電流ラインＬＰに設けられた第１コンタクタ１６及び低電位側電流ラインＬＮに設けられ、第２コンタクタ１７は閉状態（オン状態）となり、電池モジュール１１−１〜１１−Ｎを構成している電池セルユニットから負荷に対して電力供給可能な状態とされる。

以上の説明のように、各電池モジュール１１−１〜１１−Ｎを構成している第１過温度・過電圧検出回路２６、第２過温度・過電圧検出回路２７及びＣＭＵ本体が全て正常であると判断している場合には、電池モジュール１１−１〜１１−Ｎを構成している電池セルユニットから負荷に対して電力供給可能な状態とされることがわかる。

（２）異常時の動作
（２．１）いずれかの電池モジュールで異常が正しく検出された場合
次に、電池モジュール１１−１〜１１−Ｎを構成している全ての第１過温度・過電圧検出回路２６及び第２過温度・過電圧検出回路２７のうち、いずれか一組の第１過温度・過電圧検出回路２６及び第２過温度・過電圧検出回路２７が異常を正しく検出した場合の動作について説明する。
以下の説明においては、説明の容易のため、電池モジュール１１−１を構成している第１過温度・過電圧検出回路２６及び第２過温度・過電圧検出回路２７が異常（過電圧）を正しく検出した場合について説明する。

まず、ＢＭＵ１２のＭＰＵ１０１は、第１ＣＡＮドライバ１０２を介して電力供給指示がなされると、第３ハイサイドスイッチ１０６を制御し、各電池モジュール１１−１〜１１−Ｎを構成しているＣＭＵ２３に動作用電源を供給する。
これにより各電池モジュール１１−１〜１１−Ｎを構成しているＣＭＵ本体２５、第１過温度・過電圧検出回路２６及び第２過温度・過電圧検出回路２７は動作状態となる。

ここで、第１過温度・過電圧検出回路２６のセル過電圧検出回路４１は、電池セル２１−１〜２１−ｍの正極端子及び当該正極端子に対応する負極端子のそれぞれに接続され、各電池セル２１−１〜２１−ｍの電圧を検出し、いずれかの電池セル２１−Ｘ（Ｘ：１〜ｍ）において過電圧を検出すると、“Ｌ”レベルとなる過電圧非検出信号を第１ＡＮＤ回路４３に出力する。

一方、過温度検出回路４２は、電池セルユニット２２において、過温度が検出されない過温度非検出時であるので、“Ｈ”レベルとなる過温度非検出信号を第１ＡＮＤ回路４３に出力する。

これらの結果、第１ＡＮＤ回路４３は、過電圧非検出信号及び過温度非検出信号の論理積をとって “Ｌ”レベルの過温度・過電圧非検出信号を第２過温度・過電圧検出回路２７及び第４ＡＮＤ回路５８の一方の端子を含む各部へ出力する。

そして、第１ＥＸ−ＮＯＲ回路４４は、第１ＡＮＤ回路４３の出力及び第２過温度・過電圧検出回路２７が出力した過温度・過電圧非検出信号の排他的論理和の否定をとることとなるが、このとき、入力は一方が“Ｌ”レベル、他方が“Ｈ”レベルであるので、出力は“Ｌ”レベルとなり、第２ＡＮＤ回路５６の一方の入力端子に入力される。

これらと並行して、安全監視ユニット１３の第１発振器８８は、第１の周波数（本実施形態では、５ｋＨｚ）の第１発振信号を第７ＡＮＤ回路８９の一方の入力端子に出力する。
そして、第７ＡＮＤ回路８９は、他方の入力端子に“Ｈ”レベルの電源正常信号が入力され、両信号の論理積をとって第１の周波数を有する第１動作状態信号ＳＴ１（本実施形態の場合、５ｋＨｚの方形波）を生成し、第１動作状態信号出力端子ＬＳｏ１１を介して各電池モジュール１１−１〜１１−Ｎを構成する第１過温度・過電圧検出回路２６及び第２過温度・過電圧検出回路２７に出力する。

また、安全監視ユニット１３の第２発振器９０は、第２の周波数（本実施形態では、５００Ｈｚ）の第２発振信号を第８ＡＮＤ回路９１の一方の入力端子に出力する。
そして、第８ＡＮＤ回路９１は、他方の入力端子に“Ｈ”レベルの電源正常信号が入力され、両信号の論理積をとって第２動作状態信号ＳＴ２（本第１実施形態の場合、５００Ｈｚの方形波）を生成し、第２動作状態信号出力端子ＬＳｏ１２を介して各電池モジュール１１−１〜１１−Ｎを構成する第１過温度・過電圧検出回路２６及び第２過温度・過電圧検出回路２７に出力する。

これにより、第１過温度・過電圧検出回路２６の発光ダイオード４５には、第１動作状態信号ＳＴ１（本第１実施形態の場合、５ｋＨｚの方形波）が入力され、当該第１動作状態信号ＳＴ１の周波数に従って発光する。

これによりフォトトランジスタ４６には、第１動作状態信号ＳＴ１の波形に対応した電流が流れる。
そして、第１検波回路４８は、検波をおこなって第１動作状態信号ＳＴ１の抽出処理を行い、第１動作状態信号ＳＴ１が抽出された場合にその出力を“Ｈ”レベルとして第２ＥＸ−ＮＯＲ回路５５の一方の入力端子に出力する。

同様に第１過温度・過電圧検出回路２６の発光ダイオード５１には、第２動作状態信号ＳＴ２（本実施形態の場合、５００Ｈｚの方形波）が入力され、当該第２動作状態信号ＳＴ２の周波数に従って発光する。
これによりフォトトランジスタ５２には、第２動作状態信号ＳＴ２の波形に対応した電流が流れる。
そして、第２検波回路５４は、検波をおこなって第２動作状態信号ＳＴ２の抽出処理を行い、第２動作状態信号ＳＴ２が抽出された場合にその出力を“Ｈ”レベルとして第２ＥＸ−ＮＯＲ回路５５の他方の入力端子に出力する。
この場合には、第２ＥＸ−ＮＯＲ回路５５の二つの入力は、“Ｈ”レベルと一致しているので、第２ＥＸ−ＮＯＲ回路５５は、“Ｈ”レベルの信号を第２ＡＮＤ回路５６の他方の入力端子に入力される。

上述したように第１ＥＸ−ＮＯＲ回路４４の出力は“Ｌ”レベル、第２ＥＸ−ＮＯＲ回路５５の出力は、“Ｈ”レベルであるので、第２ＡＮＤ回路５６の出力は“Ｌ”レベルとなり、第３ＡＮＤ回路５７の一方の入力端子に入力される。
これにより第３ＡＮＤ回路５７は、第２検波回路５４の出力＝“Ｈ”レベル及び第２ＡＮＤ回路５６の出力＝“Ｌ”レベルの論理積をとって“Ｌ”レベルの信号を第４ＡＮＤ回路５８の一方の端子に出力する。

したがって、第４ＡＮＤ回路５８の一方の入力端子には、“Ｌ”レベル、他方の入力端子には“Ｈ”レベルの信号が入力されるため、第４ＡＮＤ回路５８の出力も“Ｌ”レベルとなり、第５ＡＮＤ回路６０の一方の入力端子に入力される。
これと並行して発振器６４Ａは、第１の周波数（本実施形態では、５ｋＨｚ）の発振信号を第５ＡＮＤ回路６０の他方の入力端子に出力する。

これらの結果、第５ＡＮＤ回路６０は、“Ｌ”レベルの第１動作状態信号ＳＴ１をフォトカプラ６３の発光ダイオード６１に出力する。
したがって、発光ダイオード６１が発光することはなく、フォトトランジスタ６２の出力も“Ｌ”レベルのままとなり、“Ｌ”レベルの第１動作状態信号ＳＴ１をデイジーチェーンの下流側に接続されている電池モジュール（この場合には、電池モジュール１１−２）の端子に出力し、伝送する。

すなわち、電池モジュール１１−１の第１過温度・過電圧検出回路２６は、“Ｌ”レベル（＝周波数無限大）の第１動作状態信号ＳＴ１を出力することによって、電池モジュール１１−２に対し、当該第１過温度・過電圧検出回路２６が過温度・過電圧検出状態（正確には過温度検出状態）である旨をデイジーチェーンの下流側に接続されている機器（この場合、電池モジュール１１−２）に通知することができる。

同様にして、電池モジュール１１−１の第２過温度・過電圧検出回路２７も、“Ｌ”レベル（＝周波数無限大）の第１動作状態信号ＳＴ１を出力することによって、電池モジュール１１−２に対し、当該第１過温度・過電圧検出回路２６が過温度・過電圧検出状態（正確には過温度検出状態）である旨をデイジーチェーンの下流側に接続されている機器（この場合、電池モジュール１１−２）に通知することができる。

この結果、電池モジュール１１−２〜電池モジュール１１−Ｎの第１過温度・過電圧検出回路２６及び第２過温度・過電圧検出回路２７においては、第１ＥＸ−ＮＯＲ回路４４の一方の入力端子に上流側の電池モジュールから“Ｌ”レベルの出力信号が入力されるので、セル過電圧検出回路４１及び過温度検出回路４２の双方が“Ｈ”レベルの信号を出力していて、異常が無いとされている場合であっても、第１ＥＸ−ＮＯＲ回路４４は“Ｌ”レベルの出力信号を出力することとなる。

したがって、電池モジュール１１−２〜電池モジュール１１−Ｎの第１過温度・過電圧検出回路２６は、“Ｌ”レベル（＝周波数無限大）の第１動作状態信号ＳＴ１を出力することによって、過温度・過電圧検出状態（正確には過温度検出状態）である旨をデイジーチェーンの下流側に接続されている機器（この場合、電池モジュール１１−３〜１１−Ｎ及び安全監視ユニット１３）に通知することとなり、デイジーチェーンから分岐した監視通信路から監視を行っている（すなわち、デイジーチェーンを介した通信には実効的に関与していない）ＢＭＵ１２にも通知することとなる。

これに伴い、安全監視ユニット１３の第１検波回路７１及び第２検波回路７２のいずれも、“Ｌ”レベルの検波信号を出力することとなるので、第１ＡＮＤ回路７４、第２ＡＮＤ回路７６、第３ＡＮＤ回路７７、第４ＡＮＤ回路８１、第５ＡＮＤ回路８３、第６ＡＮＤ回路８４の出力は全て“Ｌ”レベルとなる。

これらの結果、ドライブ回路７８を構成しているＮＰＮトランジスタＴ１、ＰＮＰトランジスタＴ２及びドライブ回路８５を構成しているＮＰＮトランジスタＴ３の全てがオフ状態となるので、高電位側電流ラインＬＰに設けられた第１コンタクタ１６及び低電位側電流ラインＬＮに設けられた第２コンタクタ１７は開状態（オフ状態）となり、電池モジュール１１−１〜１１−Ｎを構成している電池セルユニット２２から負荷に対して電力供給が遮断される。

以上の説明においては、電池モジュール１１−１を構成している第１過温度・過電圧検出回路２６及び第２過温度・過電圧検出回路２７が異常を検出した場合には、最終的に全ての電池モジュール１１−１〜１１−Ｎが異常を検出した状態と同様となり、電池モジュール１１−１〜１１−Ｎを構成している電池セルユニット２２から負荷に対して電力供給が全て確実に遮断された状態となり、確実に安全確保が行えることがわかる。

（２．２）いずれかの電池モジュールの一方の過温度・過電圧検出回路が正常動作できなくなった場合
次に、電池モジュール１１−１〜１１−Ｎのうちいずれかの電池モジュール１１−ｘにおいて、当該電池モジュール１１−ｘを構成している第１過温度・過電圧検出回路２６及び第２過温度・過電圧検出回路２７のうちいずれか一方が正常動作できなくなった場合の動作について説明する。

以下の説明においては、説明の容易のため、電池モジュール１１−１を構成している第１過温度・過電圧検出回路２６及び第２過温度・過電圧検出回路２７のうち、第１過温度・過電圧検出回路２６が正常動作できなくなった場合について説明する。

より具体的には、第１過温度・過電圧検出回路２６が常に過温度・過電圧非検出状態となったものとする。
まず、ＢＭＵ１２のＭＰＵ１０１は、第１ＣＡＮドライバ１０２を介して電力供給指示がなされると、第３ハイサイドスイッチ１０６を制御し、各電池モジュール１１−１〜１１−Ｎを構成しているＣＭＵ２３に動作用電源を供給する。

これにより各電池モジュール１１−１〜１１−Ｎを構成しているＣＭＵ本体２５、第１過温度・過電圧検出回路２６及び第２過温度・過電圧検出回路２７は動作状態となる。
これにより、電池モジュール１１−１において正常動作できなくなった第１過温度・過電圧検出回路２６は、電池セルユニットが正常あるいは異常のいずれであっても、第１の周波数を有する第１動作状態信号ＳＴ１を常時出力することとなっている。

これに対し、電池モジュール１１−１の第２過温度・過電圧検出回路２７は、異常を検出すると、第１ＥＸ−ＮＯＲ回路４４の出力が不一致となるため、“Ｌ”レベル（＝周波数無限大）の第１動作状態信号ＳＴ１を出力することによって、電池モジュール１１−２に対し、当該第１過温度・過電圧検出回路２６が過温度・過電圧検出状態（正確には過温度検出状態）である旨をデイジーチェーンの下流側に接続されている機器（この場合、電池モジュール１１−２）に通知することとなる。

したがって、電池モジュール１１−１の第２過温度・過電圧検出回路２７は、“Ｌ”レベル（＝周波数無限大）の第２動作状態信号ＳＴ２を出力することによって、デイジーチェーンの下流側に接続されている機器、すなわち、他の全ての電池モジュール１１−２〜１１−Ｎ及び安全監視ユニットに対し、過温度・過電圧検出状態（正確には過温度検出状態）である旨を通知することができ、最終的に全ての電池モジュール１１−１〜１１−Ｎが異常を検出した状態と同様となり、電池モジュール１１−１〜１１−Ｎを構成している電池セルユニット２２から負荷に対して電力供給が全て確実に遮断された状態となり、確実に安全確保が行えることがわかる。

［２］第２実施形態
本第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、安全監視ユニットが自己診断機能を備えた点である。

図７は、第２実施形態の安全監視ユニットの概要構成ブロック図である。
安全監視ユニット１００は、第１高電位側信号入力端子ＴＰ１にアノードが接続された発光ダイオード１０１及び発光ダイオード１０１が出射した光を受光するフォトトランジスタ１０２を備えた第１フォトカプラ１０３と、第２高電位側信号入力端子ＴＰ２にアノードが接続された発光ダイオード１０４及び発光ダイオード１０４が出射した光を受光するフォトトランジスタ１０５を備えた第２フォトカプラ１０６と、を備えている。

また、安全監視ユニット１００は、第２低電位側信号入力端子ＴＮ２にカソードが接続され、発光ダイオード１０４のカソードにアノードが接続された発光ダイオード１０７及び発光ダイオード１０７が出射した光を受光するフォトトランジスタ１０８を備えた第３フォトカプラ１０９と、第１低電位側信号入力端子ＴＮ１にカソードが接続され、アノードが発光ダイオード１０１のカソードに接続された発光ダイオード１１０及び発光ダイオード１１０が出射した光を受光するフォトトランジスタ１１１を備えた第４フォトカプラ１１２と、を備えている。

また、安全監視ユニット１００は、第１フォトカプラ１０３のフォトトランジスタ１０２のコレクタ端子に接続された第１の周波数（本第２実施形態でも、５ｋＨｚ）帯域を通過帯域とするバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１１５と、バンドパスフィルタ１１５の出力信号の検波を行い検波信号Ａを出力する検波回路１１６と、第２フォトカプラ１０６のフォトトランジスタ１０５のコレクタ端子に接続された第２の周波数（本第２実施形態でも、５００Ｈｚ）帯域を通過帯域とするバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１１７と、バンドパスフィルタ１１７の出力信号の検波を行い検波信号Ｂを出力する検波回路１１８と、を備えている。

また、安全監視ユニット１００は、第３フォトカプラ１０９のフォトトランジスタ１０８のコレクタ端子に接続された第２の周波数帯域を通過帯域とするバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１１９と、バンドパスフィルタ１１９の出力信号の検波を行い検波信号Ｃを出力する検波回路１２０と、第４フォトカプラ１１２のフォトトランジスタ１１１のコレクタ端子に接続された第１の周波数帯域を通過帯域とするバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１２１と、バンドパスフィルタ１２１の出力信号の検波を行い検波信号Ｄを出力する検波回路１２２と、を備えている。

また、安全監視ユニット１００は、検波信号Ａ及び検波信号Ｂの論理積をとって論理積信号αを出力するワイヤードＡＮＤ回路１２５と、検波信号Ｃ及び検波信号Ｄの論理積をとって論理積信号βを出力するワイヤードＡＮＤ回路１２６と、論理積信号α及び論理積信号βの論理積の否定をとって論理積否定信号を出力するワイヤードＮＡＮＤ回路１２７と、所定周波数の発振信号を出力する発振器１２８と、一方の入力端子に論理積否定信号が入力され、他方の入力端子に発振信号が入力され、両信号の論理積をとって論理積信号Ｑを出力するワイヤードＡＮＤ回路１２９と、ワイヤードＡＮＤ回路１２９が出力した論理積信号Ｑを一時的に蓄えるバッファ１３０と、を備えている。

また安全監視ユニット１００は、論理積信号αがベース端子に入力されて駆動されるＮＰＮトランジスタ１３１と、ＮＰＮトランジスタ１３１により駆動され、常開接点を備えた高電位側リレー１３２と、論理積信号βがベース端子に入力されて駆動されるＮＰＮトランジスタ１３３と、高電位側リレー１３２と直列接続されるとともに、ＮＰＮトランジスタ１３３により駆動され、常開接点を備えた低電位側リレー１３４と、電流制限用の抵抗１３５と、過渡電圧抑制を行うために高電位側リレー１３２に並列接続されたＴＶＳ（Transient Voltage Suppressor）ダイオード１３６と、過渡電圧抑制を行うために低電位側リレー１３４に並列接続されたＴＶＳダイオード１３７と、を備えている。
ここで、高電位側リレー１３２と低電位側リレー１３４との接続点の電圧が、電圧信号Ｐとして検出される。

また、安全監視ユニット１００は、第１低電位側出力端子にコレクタ端子が接続されたフォトトランジスタ１４１及び発光ダイオード１４２を有し、第１動作状態信号ＳＴ１を第１動作状態信号出力端子ＬＳｏ１１を介して出力する第１出力フォトカプラ１４３と、第１の周波数（本実施形態では、５ｋＨｚ）の発振信号を出力する第１発振器１４４と、第１自己診断信号を出力する第１自己診断ユニット１４５と、発振信号と第１自己診断信号の論理積をとって第１動作状態原信号を出力するワイヤードＡＮＤ回路１４６と、第１動作状態信号ＳＴ１が入力され、第１の周波数帯域を通過帯域とするバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１４７と、バンドパスフィルタ１４７の出力信号の検波を行い検波信号ａを出力する検波回路１４８と、を備えている。

また、安全監視ユニット１００は、第２低電位側出力端子にコレクタ端子が接続されたフォトトランジスタ１５１及び発光ダイオード１５２を有し、第２動作状態信号ＳＴ２を第２動作状態信号出力端子ＬＳｏ１２を介して出力する第２出力フォトカプラ１５３と、第２の周波数（本第２実施形態では、５００Ｈｚ）の発振信号を出力する第２発振器１５４と、第２自己診断信号を出力する第２自己診断ユニット１５５と、発振信号と第２自己診断信号の論理積をとって第２動作状態原信号を出力するワイヤードＡＮＤ回路１５６と、第２動作状態信号ＳＴ２が入力され、第２の周波数帯域を通過帯域とするバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１５７と、バンドパスフィルタ１５７の出力信号の検波を行い検波信号ｂを出力する検波回路１５８と、を備えている。

ここで、第１自己診断ユニット１４５及び第２自己診断ユニット１５５の構成について説明する。
第１自己診断ユニット１４５及び第２自己診断ユニット１５５は、同様の構成であるので、第１自己診断ユニット１４５を例として説明する。

第１自己診断ユニット１４５は、検波信号Ａ、検波信号Ｂ、検波信号Ｃ及び検波信号Ｄが入力され、４つの検波信号の論理積の否定をとって出力するＮＡＮＤ回路１６０と、ＮＡＮＤ回路１６０の出力信号、検波信号ａ及び検波信号ｂの論理積をとって出力するＡＮＤ回路１６１と、後述の電源検出回路１７０の出力の否定をとって出力するＮＯＴ回路１６２と、ＡＮＤ回路１６１の出力とＮＯＴ回路１６２の出力の論理和をとってリセット信号を出力するＯＲ回路１６３と、を備えている。

すなわち、ＯＲ回路１６３は、デイジーチェーン接続された上流側から検波信号Ａ、検波信号Ｂ、検波信号Ｃ及び検波信号Ｄのうち、全てあるい一部が検出（入力）されておらず、かつ、当該安全監視ユニット１００から第１動作状態信号ＳＴ１及び第２動作状態信号ＳＴ２が出力されている状態（検波信号ａ及び検波信号ｂが入力されている状態）、あるいは、電源検出回路１７０が電源非正常状態（例えば、電源電圧低下）を検出した時にリセット信号を出力することとなる。

また、第１自己診断ユニット１４５は、電圧信号Ｐを所定の電圧と比較し、比較結果信号を出力するコンパレータ１６４と、論理積信号Ｑと、比較結果信号との排他的論理和をとって出力するＥＸ−ＮＯＲ回路１６５と、ＥＸ−ＮＯＲ回路１６５の高周波成分を除去し直流成分を出力するＬＰＦ１６６と、ＬＰＦ１６６の出力と所定の電圧と、を比較して比較結果信号を出力するコンパレータ１６７と、検波信号Ａ、検波信号Ｂ、検波信号Ｃ、検波信号Ｄ、論理積信号α、論理積信号β、検波信号ａ及び検波信号ｂが入力され、論理和の否定をとって出力するＮＯＲ回路１６８と、を備えている。

また、第１自己診断ユニット１４５は、コンパレータ１６７の出力した比較結果信号及びＮＯＲ回路１６８の出力信号の論理積をとって出力するＡＮＤ回路１６９と、電源検出を行い電源検出信号を出力する電源検出回路１７０と、ＡＮＤ回路１６９の出力信号がデータ端子Ｄに入力され、電源検出回路１７０の出力信号がクロック端子ＣＬＫに入力され、ＯＲ回路１６３の出力したリセット信号がリセット端子ＲＥＳＥＴに入力されて、当該安全監視ユニット１００が正常動作していると判別される場合に“Ｈ”レベルの診断結果信号ＲＳ(ＲＳ１)をワイヤードＡＮＤ回路１４６に出力するＤフリップフロップ回路１７１と、を備えている。

次に第２実施形態の動作を説明する。
安全監視ユニット１００の第１フォトカプラ１０３は、発光ダイオード１０１のアノードにデイジーチェーン接続された上流側の装置から第１の周波数を有する第１動作状態信号ＳＴ１が入力されると、第１動作状態信号ＳＴ１を絶縁状態でバンドパスフィルタ１１５に出力する。

これにより、バンドパスフィルタ１１５は、第１動作状態信号ＳＴ１を通過させ、検波回路１１６に出力する。そして、検波回路１１６は、バンドパスフィルタ１１５の出力信号の検波を行い所定の閾値を超えたか否かを判別して二値化された検波信号ＡをワイヤードＡＮＤ回路１２５及び第１自己診断ユニット１４５のＮＡＮＤ回路１６０及びＮＯＲ回路１６８に出力する。

同様に、第２フォトカプラ１０６は、発光ダイオード１０４のアノードにデイジーチェーン接続された上流側の装置から第２の周波数を有する第２動作状態信号ＳＴ２が入力されると、第２動作状態信号ＳＴ２を絶縁状態でバンドパスフィルタ１１７に出力する。

これにより、バンドパスフィルタ１１７は、第２動作状態信号ＳＴ２を通過させ、検波回路１１８に出力する。そして、検波回路１１８は、バンドパスフィルタ１１７の出力信号の検波を行い検波信号ＢをワイヤードＡＮＤ回路１２５及び第１自己診断ユニット１４５のＮＡＮＤ回路１６０及びＮＯＲ回路１６８に出力する。

これらの結果、ワイヤードＡＮＤ回路１２５は、検波信号Ａ及び検波信号Ｂの論理積をとって論理積信号αとしてワイヤードＮＡＮＤ回路１２７の一方の入力端子に出力する。

また、第３フォトカプラ１０９は、発光ダイオード１０７のアノードにデイジーチェーン接続された上流側の装置から第２の周波数を有する第２動作状態信号ＳＴ２が入力されると、第２動作状態信号ＳＴ２を絶縁状態でバンドパスフィルタ１１９に出力する。
これにより、バンドパスフィルタ１１９は、第２動作状態信号ＳＴ２を通過させ、検波回路１２０に出力する。そして、検波回路１２０は、バンドパスフィルタ１１９の出力信号の検波を行い検波信号ＣをワイヤードＡＮＤ回路１２５及び第１自己診断ユニット１４５のＮＡＮＤ回路１６０及びＮＯＲ回路１６８に出力する。

また、第４フォトカプラ１１２は、発光ダイオード１１０のアノードにデイジーチェーン接続された上流側の装置から第１の周波数を有する第１動作状態信号ＳＴ１が入力されると、第１動作状態信号ＳＴ１を絶縁状態でバンドパスフィルタ１２１に出力する。
これにより、バンドパスフィルタ１２１は、第１動作状態信号ＳＴ１を通過させ、検波回路１２２に出力する。そして、検波回路１２２は、バンドパスフィルタ１２１の出力信号の検波を行い検波信号ＤをワイヤードＡＮＤ回路１２５及び第１自己診断ユニット１４５のＮＡＮＤ回路１６０及びＮＯＲ回路１６８に出力する。

これらの結果、ワイヤードＡＮＤ回路１２６は、検波信号Ｃ及び検波信号Ｄの論理積をとって論理積信号βとしてワイヤードＮＡＮＤ回路１２７の他方の入力端子に出力する。

したがって、ワイヤードＮＡＮＤ回路１２７は、“Ｈ”レベルの論理積信号α及び“Ｈ”レベルの論理積信号βのうち、いずれか一方が入力されているか、あるいは、いずれも入力されていない場合に、“Ｈ”レベルの論理積否定信号をワイヤードＡＮＤ回路１２９の一方の入力端子に出力する。すなわち、“Ｈ”レベルの論理積信号α及び“Ｈ”レベルの論理積信号βが双方とも入力されている場合（正常動作時）には、“Ｌ”レベルの論理積否定信号をワイヤードＡＮＤ回路１２９の一方の入力端子に出力することとなる。

これと並行して発振器１２８は、所定周波数の発振信号をワイヤードＡＮＤ回路１２９の他方の入力端子に出力する。
従って、ワイヤードＡＮＤ回路１２９は、“Ｈ”レベルの論理積信号α及び“Ｈ”レベルの論理積信号βのうち、いずれか一方が入力されているか、あるいは、いずれも入力されていない場合、すなわち、異常動作時には、発振器１２８の出力信号の周期で、“Ｈ”レベルと“Ｌ”レベルの間を遷移する論理積信号Ｑを出力する。

したがって、バッファ１３０も異常動作時には、発振器１２８の出力信号の周期で、“Ｈ”レベルと“Ｌ”レベルの間を遷移する論理積信号Ｑに等しい信号を所定の遅延時間を持って出力する。

ところで、高電位側リレー１３２は論理積信号αが“Ｈ”レベルで閉状態（オン状態）となり、低電位側リレー１３４は論理積信号αが“Ｈ”レベルで閉状態（オン状態）となる。
したがって、論理積信号α及び論理積信号βが“Ｌ”レベルの場合には、高電位側リレー１３２及び低電位側リレー１３４は、開状態（オフ状態）となるはずである。

このとき、高電位側リレー１３２及び低電位側リレー１３４が正常動作をしていれば、すなわち、高電位側リレー１３２及び低電位側リレー１３４が開状態（オフ状態）であれば、論理積信号Ｑは、発振器１２８の発振周期で“Ｈ”レベルと“Ｌ”レベルの間を遷移し、論理積信号Ｑに対し所定の遅延時間をもって同様に電圧信号Ｐも発振器１２８の発振周期で“Ｈ”レベルと“Ｌ”レベルの間を遷移することとなる。

図８は、第１自己診断ユニット及び第２自己診断ユニットの部分動作説明図である。
図８において、波形図は、上段が正常時、下段が高電位側リレー１３２が溶着状態となっている異常時のものである。
バッファ１３０に入力される信号ａｉｎは、図８（ａ）上段に示すように、発振器１２８の発振周期で“Ｈ”レベルと“Ｌ”レベルの間を遷移するパルス信号となる。

この結果、信号ａｏｕｔ（＝電圧信号Ｐ）も図８（ｂ）上段に示すように、発振器１２８の発振周期で“Ｈ”レベルと“Ｌ”レベルの間を遷移するパルス信号となる。
第１自己診断ユニット１４５あるいは第２自己診断ユニット１５５のコンパレータ１６４は、交流結合された電圧信号Ｐを所定の電圧と比較し、比較結果信号をＥＸ−ＮＯＲ回路１６５に出力する。

この結果、ＥＸ−ＮＯＲ回路１６５に出力されるコンパレータ１６４の出力信号ｂｏｕｔは、図８（ｃ）上段に示すように、発振器１２８の発振周期で“Ｈ”レベルと“Ｌ”レベルの間を遷移するパルス信号となる。
そして、ＥＸ−ＮＯＲ回路１６５から出力される信号ｃｏｕｔは、図８（ｄ）上段に示すように、発振器１２８の発振周期に相当するパルス信号となる。

従ってＸ−ＮＯＲ回路１６５の高周波成分を除去し直流成分を出力したＬＰＦ１６６の出力信号ｄｏｕｔは、ほぼ“Ｈ”レベルに固定された信号となるので、コンパレータ１６７の出力信号ｅｏｕｔも“Ｈ”レベルに固定されて状態となり、正常状態を検出できることとなる。

これらに対し、高電位側リレー１３２が溶着状態となっていれば、論理積信号α及び論理積信号βが“Ｌ”レベルであるタイミングで、高電位側電源に電流が流れ込み、バッファ１３０に入力される信号ａｉｎは、図８（ｂ）下段に示すように、パルス振幅が徐々に小さくなり、その電位レベルは高電位側電源電圧寄りとなる。
この結果、出力信号ａｏｕｔ（＝電圧信号Ｐ）も図８（ｂ）下段に示すように、パルス振幅がコンパレータ１６４のヒステリシスに相当する閾値ＴｈＨと閾値ＴｈＬの間を遷移するパルス信号となる。

第１自己診断ユニット１４５あるいは第２自己診断ユニット１５５のコンパレータ１６４は、出力信号ａｏｕｔ（＝電圧信号Ｐ）を所定の電圧と比較し、比較結果信号をＥＸ−ＮＯＲ回路１６５に出力する。
この結果、ＥＸ−ＮＯＲ回路１６５に出力されるコンパレータ１６４の出力信号ｂｏｕｔは、図８（ｃ）下段に示すように、高電位側リレー１３２が溶着状態となると、“Ｈ”レベルに固定される。

これにより、ＥＸ−ＮＯＲ回路１６５は、論理積信号Ｑと、コンパレータ１６４が出力した比較結果信号と、の排他的論理和をとって信号Ｃｏｕｔとして、ＬＰＦ１６６に出力する。すなわち、ＥＸ−ＮＯＲ回路１６５は、論理積信号Ｑとコンパレータ１６４の比較結果信号とが同値の場合に、“Ｈ”レベルの出力信号ＣｏｕｔをＬＰＦ１６６に出力する。

この場合において、論理積信号α及び論理積信号βが“Ｌ”レベルであるタイミングで、ＥＸ−ＮＯＲ回路１６５の出力信号ｃｏｕｔは、図８（ｄ）下段に示すように、所定のパルス幅を有するパルス信号となるので、ＬＰＦ１６６の出力信号ｄｏｕｔは、中間電位に固定された信号となるので、コンパレータ１６７の出力信号ｅｏｕｔは“Ｌ”レベルに固定された状態となり、異常状態を検出できることとなる。

また、低電位側リレー１３４が溶着状態となっていれば、論理積信号α及び論理積信号βが“Ｌ”レベルであるタイミングで、低電位側電源に電流が流れ込み、電圧信号Ｐは、パルス振幅が小さくなり、その電位レベルは低電位側電源電圧寄りとなるが、高電位側リレー１３２が溶着状態となっている場合と同様の動作となる。

したがって、この電圧信号Ｐに基づいて高電位側リレー１３２及び低電位側リレー１３４の溶着故障を自己診断ユニットにおいて検出できることとなる。
一方、ＮＯＲ回路１６８は、検波信号Ａ〜Ｄ、論理積信号α、β、検波信号ａ、ｂのいずれも検出していない場合に“Ｈ”レベルの信号をＡＮＤ回路１６９に出力する。

したがって、ＡＮＤ回路１６９は、高電位側リレー１３２及び低電位側リレー１３４が非溶着状態、かつ、検波信号Ａ〜Ｄ、論理積信号α、β、検波信号ａ、ｂのうちいずれかを検出した場合に“Ｈ”レベルの信号をＤフリップフロップ回路１７１のデータ端子Ｄに出力する。

したがって、Ｄフリップフロップ回路１７１は、起動時（電源投入時：電源検出回路１７０の出力が“Ｈ”レベル遷移時）に第１動作状態信号ＳＴ１及び第２動作状態信号ＳＴ２のいずれも検出しておらず、かつ、高電位側リレー１３２及び低電位側リレー１３４のいずれも非溶着状態となっている場合に、“Ｈ”レベルの信号をワイヤードＡＮＤ回路１４６に出力する。

この結果、起動時に第１出力端子を介して、デイジーチェーン接続の下流側の装置（本実施形態では、電池モジュール１１−１の第１過温度・過電圧検出回路２６及び第２過温度・過電圧検出回路２７）に、第１の周波数（本第２実施形態では、５ｋＨｚ）の第１動作状態信号ＳＴ１が出力される。

同様に、起動時に第２出力端子を介して、デイジーチェーン接続の下流側の装置（本実施形態では、電池モジュール１１−１の第１過温度・過電圧検出回路２６及び第２過温度・過電圧検出回路２７）に、第２の周波数（本第２実施形態では、５００Ｈｚ）の第２動作状態信号ＳＴ２が出力される。

以上の説明のように、本第２実施形態の安全監視ユニットによれば、デイジーチェーン接続された上流側の装置が正常動作していることを示す第１動作状態信号ＳＴ１及び第２動作状態信号ＳＴ２が入力されている状態で、自己もデイジーチェーン接続された下流側の装置に対し正常動作をしていることを示す第１動作状態信号ＳＴ１及び第２動作状態信号ＳＴ２の出力している状態であり、かつ、高電位側リレー１３２及び低電位側リレー１３４が非溶着状態であることが検出された場合には、当該安全監視ユニットは正常動作をしていると判断して、起動時（電源投入時）にデイジーチェーン接続の下流側の装置に第１動作状態信号ＳＴ１及び第２動作状態信号ＳＴ２が出力されることとなるため、確実に安全監視ユニット正常動作が行えると判断された場合に、蓄電池システム１０を動作状態に移行させることができる。

［３］第３実施形態
次に第３実施形態について説明する。
図９は、第３実施形態の安全監視ユニットの概要構成ブロック図である。
図９において、図７の第２実施形態と同様の部分には、同一の符号を付すものとする。

本第３実施形態が第２実施形態と異なる点は、ＮＰＮトランジスタ１３１及び高電位側リレー１３２に代えてＦＥＴ１３２Ａを用いた点と、ＮＰＮトランジスタ１３３及び低電位側リレー１３４に代えてＦＥＴ１３４Ａを用いた点と、第１自己診断ユニット１４５及び第２自己診断ユニット１５５に代えて、第１自己診断ユニット２０１及び第２自己診断ユニット２０２を用いた点と、過渡電圧抑制を行っている点と、ＢＭＵ１２より電池モジュール１１へ供給される電源（ＣＭＵ ｐｏｗｅｒ）を安全監視ユニット１３に入力し電源（ＣＭＵ ｐｏｗｅｒ）の電圧状態を監視できるようにした点である。また、第１の周波数を１６ｋＨｚ、第２の周波数を１ｋＨｚとしている。

ここで、第１自己診断ユニット２０１及び第２自己診断ユニット２０２の構成について説明する。
第１自己診断ユニット２０１及び第２自己診断ユニット２０２は、同様の構成であるので、第１自己診断ユニット２０１を例として説明する。

第１自己診断ユニット２０１は、検波信号Ａ、検波信号Ｂ、検波信号Ｃ及び検波信号Ｄが入力され、４つの検波信号の論理積の否定をとって出力するＮＡＮＤ回路１６０と、電池モジュール１１−１〜１１−Ｎの電源ＩＧＣＴの遷移を所定の遅延時間（例えば、３ｓｅｃ）遅らせて伝達する遅延回路２１０と、電源ＩＧＣＴの電圧を所定の基準電圧と比較して電源ＩＧＣＴが供給されていることを検出するコンパレータ２１１と、コンパレータ２１１の出力の否定をとって出力するＮＯＴ回路２１２と、ＮＡＮＤ回路１６０の出力信号、検波信号ａ、検波信号ｂ及びＮＯＴ回路２１２の出力信号の論理積をとって出力するＡＮＤ回路１６１と、電源低下を検出する電源低下検出回路２１３と、電源ＩＧＣＴの遷移を所定の遅延時間（例えば、３ｓｅｃ）遅らせて伝達する遅延回路２１４と、電源ＩＧＣＴの電圧を所定の基準電圧と比較して電源ＩＧＣＴが供給されていることを検出するコンパレータ２１５と、コンパレータ２１５の出力の否定をとって出力するＮＯＴ回路１６２と、ＡＮＤ回路１６１の出力信号、ＮＯＴ回路１６２の出力信号及び電源低下検出回路２１３の論理和をとってリセット信号を出力するＯＲ回路１６３と、を備えている。

すなわち、ＯＲ回路１６３は、デイジーチェーン接続された上流側から検波信号Ａ、検波信号Ｂ、検波信号Ｃ及び検波信号Ｄのうち、全てあるい一部が検出（入力）されておらず、かつ、当該安全監視ユニット１００から第１動作状態信号ＳＴ１及び第２動作状態信号ＳＴ２が出力されている状態（検波信号ａ及び検波信号ｂが入力されている状態）、かつ、電源ＩＧＣＴが出力されていない状態（第１条件）、あるいは、電源ＩＧＣＴが出力されていない状態（第２条件）、電源低下検出回路２１３が電源電圧低下を検出した状態（第３条件）の３つの条件のうち、いずれかが成立している時にリセット信号を出力することとなる。

また、第１自己診断ユニット２０１は、電圧信号Ｐを所定の電圧と比較し、比較結果信号を出力するコンパレータ１６４と、論理積信号Ｑと、比較結果信号との排他的論理和をとって出力するＥＸ−ＮＯＲ回路１６５と、ＥＸ−ＮＯＲ回路１６５の高周波成分を除去し直流成分を出力するＬＰＦ１６６と、ＬＰＦ１６６の出力と所定の電圧と、を比較して比較結果信号を出力するコンパレータ１６７と、検波信号Ａ、検波信号Ｂ、検波信号Ｃ、検波信号Ｄ、論理積信号α、論理積信号β、検波信号ａ及び検波信号ｂが入力され、論理和の否定をとって出力するＮＯＲ回路１６８と、を備えている。

また、第１自己診断ユニット２０１は、コンパレータ１６７の出力した比較結果信号及びＮＯＲ回路１６８の出力信号の論理積をとって出力するＡＮＤ回路１６９と、電源検出を行い電源検出信号を出力する電源検出回路１７０と、ＡＮＤ回路１６９の出力信号がデータ端子Ｄに入力され、電源検出回路１７０の出力信号がクロック端子ＣＬＫに入力され、ＯＲ回路１６３の出力したリセット信号がリセット端子ＲＥＳＥＴに入力されて、当該安全監視ユニット１００が正常動作していると判別される場合に“Ｈ”レベルの診断結果信号ＲＳ(ＲＳ１１)をワイヤードＡＮＤ回路１４６に出力するＤフリップフロップ回路１７１と、を備えている。

ここで、第３実施形態の安全監視ユニット１３の概要動作について説明する。
図１０は、第３実施形態の安全監視ユニットの動作タイミングチャートである。
時刻ｔ１０において、安全監視ユニット１３に駆動用電源（ＳＳＵｐｏｗｅｒ）が供給されると、電池モジュール１１−１〜１１−Ｎへの電源ＩＧＣＴの供給が検出されるまで後述する高電位側リレー１３２及び低電位側リレー１３４の故障診断（溶着検出）がなされる。

そして時刻ｔ１１において、電源ＩＧＣＴの供給がなされると、第１動作状態信号ＳＴ１及び第２動作状態信号ＳＴ２を第１番目の電池モジュール１１−１への供給を開始する。

この第１番目の電池モジュール１１−１へ供給された第１動作状態信号ＳＴ１及び第２動作状態信号ＳＴ２は、デイジーチェーンを介して、電池モジュール１１−２→電池モジュール１１−３→…→電池モジュール１１−Ｎへと伝送され、時刻ｔ１２において、再び安全監視ユニット１３に伝送される。

これにより、第１動作状態信号ＳＴ１及び第２動作状態信号ＳＴ２が伝送された安全監視ユニット１３は、時刻ｔ１３において、高電位側リレー１３２及び低電位側リレー１３４を駆動して第１コンタクタ１６及び第２コンタクタ１７を閉状態（close）として電力供給状態に移行する。

ところで、電源ＩＧＣＴは、ＢＭＵ１２により再起動される場合があるが、この再起動が、例えば、１秒未満で完了するとした場合、安全監視ユニット１３は、時刻ｔ１４〜時刻ｔ１５（１秒未満）の期間に示すように電源ＩＧＣＴが非電力供給状態となったとしても、動作を継続し、第１コンタクタ１６及び第２コンタクタ１７を閉状態（close）のままとして電力供給状態を継続することとなる。

また、例えば、時刻ｔ１６〜時刻ｔ１７の期間に示すように、第１動作状態信号ＳＴ１あるいは第２動作状態信号ＳＴ２のいずれか一方が例えば所定時間（例えば、１秒）以上伝送されなかった場合には、安全監視ユニット１３は、動作異常状態であるとして、第１コンタクタ１６及び第２コンタクタ１７を開状態（open）に移行して、電力非供給状態に移行することとなる。

これらに対し、安全監視ユニット１３は、時刻ｔ１８〜時刻ｔ１９の期間に示すように所定時間（例えば、３秒）以上、電源IＧＣＴを検出できない場合、あるいは、駆動用電源（ＳＳＵｐｏｗｅｒ）の供給が停止された場合には、リセットされ、再び、第１動作状態信号ＳＴ１及び第２動作状態信号ＳＴ２を第１番目の電池モジュール１１−１への供給を開始し、時刻ｔ１０において、再び安全監視ユニット１３に第１動作状態信号ＳＴ１及び第２動作状態信号ＳＴ２が伝送されると、以下、同様の処理を繰り返すこととなる。

次に第３実施形態の動作を説明する。
安全監視ユニット１００の第１フォトカプラ１０３は、発光ダイオード１０１のアノードにデイジーチェーン接続された上流側の装置から第１の周波数を有する第１動作状態信号ＳＴ１が入力されると、第１動作状態信号ＳＴ１を絶縁状態でバンドパスフィルタ１１５に出力する。

これにより、バンドパスフィルタ１１５は、第１動作状態信号ＳＴ１を通過させ、検波回路１１６に出力する。そして、検波回路１１６は、バンドパスフィルタ１１５の出力信号の検波を行い検波信号ＡをワイヤードＡＮＤ回路１２５及び第１自己診断ユニット１４５のＮＡＮＤ回路１６０及びＮＯＲ回路１６８に出力する。

同様に、第２フォトカプラ１０６は、発光ダイオード１０４のアノードにデイジーチェーン接続された上流側の装置から第２の周波数を有する第２動作状態信号ＳＴ２が入力されると、第２動作状態信号ＳＴ２を絶縁状態でバンドパスフィルタ１１７に出力する。

これにより、バンドパスフィルタ１１７は、第２動作状態信号ＳＴ２を通過させ、検波回路１１８に出力する。そして、検波回路１１８は、バンドパスフィルタ１１７の出力信号の検波を行い検波信号ＢをワイヤードＡＮＤ回路１２５及び第１自己診断ユニット１４５のＮＡＮＤ回路１６０及びＮＯＲ回路１６８に出力する。

これらの結果、ワイヤードＡＮＤ回路１２５は、検波信号Ａ及び検波信号Ｂの論理積をとって論理積信号αとしてワイヤードＮＡＮＤ回路１２７の一方の入力端子に出力する。

また、第３フォトカプラ１０９は、発光ダイオード１０７のアノードにデイジーチェーン接続された上流側の装置から第２の周波数を有する第２動作状態信号ＳＴ２が入力されると、第２動作状態信号ＳＴ２を絶縁状態でバンドパスフィルタ１１９に出力する。
これにより、バンドパスフィルタ１１９は、第２動作状態信号ＳＴ２を通過させ、検波回路１２０に出力する。そして、検波回路１２０は、バンドパスフィルタ１１９の出力信号の検波を行い検波信号ＣをワイヤードＡＮＤ回路１２５及び第１自己診断ユニット１４５のＮＡＮＤ回路１６０及びＮＯＲ回路１６８に出力する。

また、第４フォトカプラ１１２は、発光ダイオード１１０のアノードにデイジーチェーン接続された上流側の装置から第１の周波数を有する第１動作状態信号ＳＴ１が入力されると、第１動作状態信号ＳＴ１を絶縁状態でバンドパスフィルタ１２１に出力する。
これにより、バンドパスフィルタ１２１は、第１動作状態信号ＳＴ１を通過させ、検波回路１２２に出力する。そして、検波回路１２２は、バンドパスフィルタ１２１の出力信号の検波を行い検波信号ＤをワイヤードＡＮＤ回路１２５及び第１自己診断ユニット１４５のＮＡＮＤ回路１６０及びＮＯＲ回路１６８に出力する。

これらの結果、ワイヤードＡＮＤ回路１２６は、検波信号Ｃ及び検波信号Ｄの論理積をとって論理積信号βとしてワイヤードＮＡＮＤ回路１２７の他方の入力端子に出力する。

したがって、ワイヤードＮＡＮＤ回路１２７は、“Ｈ”レベルの論理積信号α及び“Ｈ”レベルの論理積信号βのうち、いずれか一方が入力されているか、あるいは、いずれも入力されていない場合に、“Ｈ”レベルの論理積否定信号をワイヤードＡＮＤ回路１２９の一方の入力端子に出力する。すなわち、“Ｈ”レベルの論理積信号α及び“Ｈ”レベルの論理積信号βが双方とも入力されている場合（正常動作時）には、“Ｌ”レベルの論理積否定信号をワイヤードＡＮＤ回路１２９の一方の入力端子に出力することとなる。

これと並行して発振器１２８は、所定周波数の発振信号をワイヤードＡＮＤ回路１２９の他方の入力端子に出力する。
従って、ワイヤードＡＮＤ回路１２９は、“Ｈ”レベルの論理積信号α及び“Ｈ”レベルの論理積信号βのうち、いずれか一方が入力されているか、あるいは、いずれも入力されていない場合、すなわち、異常動作時には、発振器１２８の出力信号の周期で、“Ｈ”レベルと“Ｌ”レベルの間を遷移する論理積信号Ｑを出力する。

したがって、バッファ１３０も異常動作時には、発振器１２８の出力信号の周期で、“Ｈ”レベルと“Ｌ”レベルの間を遷移する論理積信号Ｑに等しい信号を所定の遅延時間を持って出力する。

ところで、高電位側リレー１３２は論理積信号αが“Ｈ”レベルで閉状態（オン状態）となり、低電位側リレー１３４は論理積信号αが“Ｈ”レベルで閉状態（オン状態）となる。
したがって、論理積信号α及び論理積信号βが“Ｌ”レベルの場合には、高電位側リレー１３２及び低電位側リレー１３４は、開状態（オフ状態）となるはずである。

このとき、高電位側リレー１３２及び低電位側リレー１３４が正常動作をしていれば、すなわち、高電位側リレー１３２及び低電位側リレー１３４が開状態（オフ状態）であれば、論理積信号Ｑは、発振器１２８の発振周期で“Ｈ”レベルと“Ｌ”レベルの間を遷移し、論理積信号Ｑに対し所定の遅延時間をもって同様に電圧信号Ｐも発振器１２８の発振周期で“Ｈ”レベルと“Ｌ”レベルの間を遷移することとなる。

すなわち、電圧信号Ｐは、振器１２８の発振周期で“Ｈ”レベルと“Ｌ”レベルの間を遷移するパルス信号となる。
以降、第３実施形態の動作は、第２実施形態の動作と同様であるので、その詳細な説明を援用する。

この結果、起動時に第１出力端子を介して、デイジーチェーン接続の下流側の装置（本実施形態では、電池モジュール１１−１の第１過温度・過電圧検出回路２６及び第２過温度・過電圧検出回路２７）に、第１の周波数（本第３実施形態では、１６ｋＨｚ）の第１動作状態信号ＳＴ１が出力される。

同様に、起動時に第２出力端子を介して、デイジーチェーン接続の下流側の装置（本実施形態では、電池モジュール１１−１の第１過温度・過電圧検出回路２６及び第２過温度・過電圧検出回路２７）に、第２の周波数（本第３実施形態では、１ｋＨｚ）の第２動作状態信号ＳＴ２が出力される。

以上の説明のように、本第３実施形態の安全監視ユニットによっても、デイジーチェーン接続された上流側の装置が正常動作していることを示す第１動作状態信号ＳＴ１及び第２動作状態信号ＳＴ２が入力されている状態で、自己もデイジーチェーン接続された下流側の装置に対し正常動作をしていることを示す第１動作状態信号ＳＴ１及び第２動作状態信号ＳＴ２の出力している状態であり、かつ、高電位側リレー１３２及び低電位側リレー１３４が非溶着状態であることが検出された場合には、当該安全監視ユニットは正常動作をしていると判断して、起動時（電源投入時）にデイジーチェーン接続の下流側の装置に第１動作状態信号ＳＴ１及び第２動作状態信号ＳＴ２が出力されることとなるため、確実に安全監視ユニット正常動作が行えると判断された場合に、蓄電池システム１０を動作状態に移行させることができる。

以上の説明においては、過温度・過電圧検出部を２系統（ｎ＝２に相当）設け、Ｎ個の電池モジュール１１-１〜１１−Ｎとともに２系統のデイジーチェーン接続がされ、電池モジュールが異常状態となったことがいずれかの系統のデイジーチェーン接続を介して通知された場合に接触器を遮断状態とする安全監視ユニット１３を備える場合について説明したが、過温度・過電圧検出部をｎ系統設け、Ｎ個の電池モジュール１１-１〜１１−Ｎとともにｎ系統のデイジーチェーン接続がされ、電池モジュールが異常状態となったことがいずれかの系統のデイジーチェーン接続を介して通知された場合に接触器を遮断状態とする安全監視ユニット１３を備える様に構成することも可能である。

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。

１０ 蓄電池システム
１１−１〜１１−Ｎ 電池モジュール
１２ ＢＭＵ
１３ 安全監視ユニット
１４ ヒューズ
１５ 電流センサ
１６ 第１コンタクタ（接触器）
１７ 第２コンタクタ（接触器）
ＬＰ 高電位側電流ライン
ＬＮ 低電位側和電流ライン

Claims (4)

1. 複数の電池セルが直列あるいは直並列に接続された電池セルユニット及び前記電池セルの温度及び電圧の監視を行うセル監視ユニットを備え、高電位側出力端子と低電位側出力端子との間に接触器を介して前記電池セルユニットが直列接続されるように接続された複数の電池モジュールと、前記セル監視ユニットを介して複数の前記電池モジュールの管理を行うバッテリ管理ユニットと、前記複数の電池モジュールとともにデイジーチェーン接続がされ、前記電池モジュールが前記電池セルの過温度あるいは過電圧となったことが前記デイジーチェーン接続を介して通知された場合に前記接触器を遮断状態とする安全監視ユニットと、を備えた蓄電池システムであって、
   前記電池モジュールは、前記電池セルの過温度あるいは過電圧を、それぞれ独立して検出する複数の過温度・過電圧検出部を有し、前記過温度・過電圧検出部は、当該電池モジュールを構成している他の過温度・過電圧検出部あるいは前記デイジーチェーン接続されているいずれかの過温度・過電圧検出部が前記電池セルの過温度あるいは過電圧を検出したことが通知された場合に、前記電池セルの過温度あるいは過電圧を検出したときの動作を実行し、
   前記過温度・過電圧検出部は、前記電池セルの過温度あるいは過電圧の非検出時に前記過温度・過電圧検出部毎に異なる周波数のパルス信号を出力し、前記電池セルの過温度あるいは過電圧の検出時に前記異なる周波数のパルス信号の出力を停止し、
   前記安全監視ユニットは、前記遮断状態となった後に前記電池モジュールに対して前記異なる周波数のパルス信号を出力する、
   蓄電池システム。
2. 前記安全監視ユニットの起動時、前記安全監視ユニットが、前記デイジーチェーン接続の上流側に接続されている前記電池モジュールから前記異なる周波数のパルス信号が入力され、かつ、前記デイジーチェーン接続の下流側に接続されている前記電池モジュールに対して前記異なる周波数のパルス信号を出力し、かつ、前記接触器が非溶着状態であることを検出した場合、前記安全監視ユニットは前記デイジーチェーン接続の下流側に接続されている電池モジュールに対して前記異なる周波数のパルス信号を出力する、
   請求項１記載の蓄電池システム。
3. 前記安全監視ユニットは、所定の時間以上、前記電池モジュールに供給される電源を検出できない場合は前記接触器を遮断する、
   請求項１又は２記載の蓄電池システム。
4. 前記過温度・過電圧検出部は、ワイヤードロジック回路として構成されている、
   請求項１乃至請求項３のいずれか一項記載の蓄電池システム。

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