JP2023033816A - 監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】被監視機器の稼働状態において監視装置と定期的な通信を行う制御装置の、被監視機器の非稼働状態における消費電力を低減することが可能な監視システムを提供する。
【解決手段】非監視機器としての組電池２０の非稼働状態において、複数の監視装置３０間には、複数の監視装置３０の内の少なくとも１つが通信親機となり、他の監視装置３０が、その通信親機に対する通信子機となる通信接続が形成される。その一方で、制御装置４０は、被監視機器の非稼働状態において、複数の監視装置３０に対する通信親機とはならないように構成される。従って、組電池２０の非稼働状態において、制御装置４０の消費電力を低減することができる。
【選択図】図８

Description

本開示は、組電池などを被監視機器として、当該被監視機器を監視するための監視システムに関する。

例えば、特許文献１には、複数の電池セル群の各々に対応して設けられ、対応する電池セル群の電池セルの充電状態に関する測定結果をそれぞれ取得する複数の電池セル管理装置と、複数の電池セル管理装置との間で無線通信を行う組電池管理装置と、を備える電池制御システムが記載されている。

特許第６０９３４４８号公報

上述した電池制御システムのように、複数の監視装置を用いて被監視機器を監視する監視システムにおいて、被監視機器が非稼働状態となったときに、制御装置と複数の監視装置との間で、稼働状態のときと同様の通信を行うと、制御装置における消費電力の大きさが問題となり得る。

本開示は、上述した点に鑑みてなされたものであり、被監視機器の非稼働状態における制御装置の消費電力を低減することが可能な監視システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本開示による監視システムは、
被監視機器に設けられ、被監視機器を監視する複数の監視装置（３０）と、
複数の監視装置と無線通信を行って、複数の監視装置から被監視機器の監視情報を取得する制御装置（４０）と、を備え
被監視機器は、稼働状態と非稼働状態との間で切り替えられ、
被監視機器の非稼働状態において、複数の監視装置の内の少なくとも１つが通信親機となり、他の監視装置が、その通信親機に対する通信子機となる通信接続が複数の監視装置間に形成され、
制御装置は、被監視機器の非稼働状態において、複数の監視装置に対する通信親機とはならないように構成される。

上記のように、被監視機器の非稼働状態において、複数の監視装置間には、複数の監視装置の内の少なくとも１つが通信親機となり、他の監視装置が、その通信親機に対する通信子機となる通信接続が形成される。その一方で、制御装置は、被監視機器の非稼働状態において、複数の監視装置に対する通信親機とはならないように構成されている。従って、被監視機器の非稼働状態において、制御装置の消費電力を低減することができる。

上記括弧内の参照番号は、本開示の理解を容易にすべく、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、なんら本開示の範囲を制限することを意図したものではない。

また、上述した特徴以外の、特許請求の範囲の各請求項に記載した技術的特徴に関しては、後述する実施形態の説明及び添付図面から明らかになる。

電池パックを備える車両を示す図である。 電池パックの概略構成を示す斜視図である。 組電池を示す平面図である。 電池管理システムの構成を示すブロック図である。 監視装置と制御装置との間の通信シーケンスを示す図である。 接続処理を示す図である。 定期通信処理を示す図である。 （ａ）は、組電池の稼働状態における制御装置と複数の監視装置との通信形態を示す図であり、（ｂ）は、第１実施形態に係る、組電池の非稼働状態における制御装置と複数の監視装置との通信形態を示す図である。 第１実施形態に係る、制御装置及び各監視装置における処理を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る、組電池の非稼働状態における制御装置と複数の監視装置との通信形態を示す図である。 第２実施形態に係る、制御装置及び各監視装置における処理を示すフローチャートである。

以下、図面に基づいて複数の実施形態を説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。

（第１実施形態）
先ず、図１に基づき、本実施形態に係る監視システムとしての電池管理システムが搭載される車両、特に、電池管理システムを備える電池パックに関連する車両の構成について説明する。図１は、車両の概略構成を示す図である。車両は、電気自動車（ＢＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）などの電動車両である。電池管理システムは、車両以外の移動体、たとえばドローンなどの飛行体、船舶、建設機械、農業機械などへの適用も可能である。電池管理システムは、家庭用や業務用などの定置型の電池（蓄電池）への適用も可能である。

＜車両＞
図１に示すように、車両１０は、電池パック（ＢＡＴ）１１と、ＰＣＵ１２と、ＭＧ１３と、ＥＣＵ１４を備えている。ＰＣＵは、Power Control Unitの略称である。ＭＧは、Motor Generatorの略称である。ＥＣＵは、Electronic Control Unitの略称である。

電池パック１１は、後述する組電池２０を備えており、充放電可能な直流電圧源を提供する。電池パック１１は、車両１０の電気負荷に電力を供給する。例えば、電池パック１１は、ＰＣＵ１２を通じてＭＧ１３へ電力を供給する。電池パック１１は、ＰＣＵ１２を通じて充電される。電池パック１１は、主機バッテリと称されることがある。

電池パック１１は、たとえば図１に示すように、車両１０のフロントコンパートメントに配置される。電池パック１１は、リアコンパートメント、座席下、または床下などに配置されてもよい。例えばハイブリッド自動車の場合、エンジンが配置されるコンパートメントは、エンジンコンパートメント、エンジンルームなどと称されることがある。

電池パック１１は、車両１０の走行風や、車両１０に搭載されたファンから供給される冷却風によって温度調整される。電池パック１１は、車両１０の内部を循環する冷却液体で温度調整されてもよい。上記した温度調整により、電池パック１１の過度な温度変化が抑制される。なお、電池パック１１は、単に車両１０のボディなどの熱容量の大きい部材に対して熱伝導可能に連結されているだけでもよい。

ＰＣＵ１２は、ＥＣＵ１４からの制御信号に従い、電池パック１１とＭＧ１３との間で双方向の電力変換を実行する。ＰＣＵ１２は、電力変換器と称されることがある。ＰＣＵ１２は、インバータ及びコンバータを含むことができる。コンバータは、電池パック１１とインバータとの間の通電経路に配置される。コンバータは、直流電圧を昇降圧する機能を有する。インバータは、コンバータによって昇圧された直流電圧を交流電圧、例えば三相交流電圧に変換してＭＧ１３へ出力する。インバータは、ＭＧ１３の発電電力を直流電圧に変換してコンバータへ出力する。コンバータは、インバータから出力された直流電圧を降圧した直流電圧により電池パック１１の組電池２０を充電する。

ＭＧ１３は、交流回転電機、たとえばロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機である。ＭＧ１３は、車両１０の走行駆動源、すなわち電動機として機能する。ＭＧ１３は、ＰＣＵ１２により駆動されて回転駆動力を発生する。ＭＧ１３が発生した駆動力は、駆動輪に伝達される。ＭＧ１３は、車両１０の制動時に発電機として機能し、回生発電を行う。ＭＧ１３の発電電力は、ＰＣＵ１２を通じて電池パック１１に供給され、電池パック１１内の組電池２０に蓄えられる。

ＥＣＵ１４は、プロセッサ、メモリ、入出力インターフェース、およびこれらを接続するバス等を備えたコンピュータを含む構成である。プロセッサは、演算処理のためのハードウェアである。プロセッサは、たとえばコアとしてＣＰＵを含んでいる。ＣＰＵは、Central Processing Unitの略称である。メモリは、コンピュータにより読み取り可能なプログラムおよびデータ等を非一時的に格納する非遷移的実体的記憶媒体である。メモリは、プロセッサによって実行される種々のプログラムを格納している。

ＥＣＵ１４は、たとえば電池パック１１から組電池２０に関する情報を取得し、ＰＣＵ１２を制御することにより、ＭＧ１３の駆動および電池パック１１の充放電を制御する。ＥＣＵ１４は、電池パック１１から、組電池２０の電圧、温度、電流、ＳＯＣ、ＳＯＨなどの情報を取得してもよい。ＥＣＵ１４は、組電池２０の電圧、温度、電流などの電池情報を取得して、ＳＯＣやＳＯＨを算出してもよい。ＳＯＣは、State Of Chargeの略称である。ＳＯＨは、State Of Healthの略称である。

ＥＣＵ１４のプロセッサは、たとえばメモリに格納されたＰＣＵ制御プログラムに含まれる複数の命令を実行する。これにより、ＥＣＵ１４は、ＰＣＵ１２を制御するための機能部を複数構築する。このように、ＥＣＵ１４では、メモリに格納されたプログラムが複数の命令をプロセッサに実行させることで、複数の機能部が構築される。ＥＣＵ１４は、ＥＶＥＣＵと称されることがある。

＜電池パック＞
次に、図２および図３に基づき、電池パック１１の構成の一例について説明する。図２は、電池パック１１の内部を模式的に示す斜視図である。図２では、筐体を二点鎖線で示している。図３は、各電池スタックの上面を示す平面図である。

図２に示すように、電池パック１１は、組電池２０と、複数の監視装置３０と、制御装置４０と、筐体５０を備えている。以下では、図２に示すように、略直方体である筐体５０の各面のうち、車両１０への搭載面において、長手方向をＸ方向と示し、短手方向をＹ方向と示す。図２において、下面が搭載面である。そして、搭載面に対して垂直となる上下方向をＺ方向と示す。Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向は、互いに直交する位置関係にある。本実施形態では、車両１０の左右方向がＸ方向に相当し、前後方向がＹ方向に相当し、上下方向がＺ方向に相当する。図２および図３の配置は一例にすぎず、車両１０に対して電池パック１１をどのように配置してもよい。

組電池２０は、Ｘ方向に並んで配置された複数の電池スタック２１を有している。電池スタック２１は、電池ブロック、電池モジュールなどと称されることがある。組電池２０は、複数の電池スタック２１が直列および／または並列に接続されて構成されている。本実施形態では、複数の電池スタック２１が直列接続されている。

各電池スタック２１は、複数の電池セル２２を有している。複数の電池セル２２は、図示しないケースに収容されている。これにより、複数の電池セル２２の相対位置が固定されている。ケースは、金属製もしくは樹脂製である。ケースが金属製の場合、ケースの壁面と電池セル２２との間に、電気絶縁性の部材が部分的もしくは全体的に介在しても良い。

なお、複数の電池セル２２の相対位置を固定できるのであれば、その固定部材の形態は特に限定されない。たとえば、複数の電池セル２２が帯状のバンドによって拘束された構成を採用することもできる。この場合、複数の電池セル２２の間には、両者の離間距離を保つためのセパレータが介在しても良い。

電池スタック２１は、直列に接続された複数の電池セル２２を有している。本実施形態の電池スタック２１は、Ｙ方向に並んで配置された複数の電池セル２２が直列に接続されて構成されている。組電池２０は、上記した直流電圧源を提供する。組電池２０、電池スタック２１、および電池セル２２が、電池に相当する。

電池セル２２は、化学反応によって起電圧を生成する二次電池である。二次電池として、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池、有機ラジカル電池などを採用することができる。リチウムイオン二次電池は、リチウムを電荷担体とする二次電池である。電池セル２２に採用できる二次電池には、電解質が液体の二次電池の他、固体の電解質を用いたいわゆる全固体電池も含まれ得る。

電池セル２２は、発電要素と、この発電要素を収容する電池ケースを有している。図３に示すように、各電池セル２２の電池ケースは、扁平形状に形成されている。電池ケースは、Ｚ方向に並ぶ２つの端面と、Ｘ方向に並ぶ２つとＹ方向に並ぶ２つとを合わせた計４つの側面を有する。本実施形態の電池ケースは、金属製である。

各電池セル２２は、Ｙ方向において電池ケースの側面同士が接するように積層されている。電池セル２２は、Ｘ方向の両端に、Ｚ方向、より詳しくは上方を示すＺ＋方向に突出する正極端子２５および負極端子２６を有している。これら正極端子２５および負極端子２６の突出する端面のＺ方向の位置は、各電池セル２２で同等になっている。各電池セル２２は、Ｙ方向において、正極端子２５および負極端子２６が交互に配置されるように積層されている。

各電池スタック２１の上面において、Ｘ方向の両端には、直線状のバスバーユニット２３が配置されている。バスバーユニット２３は、複数の電池ケースの正極端子２５および負極端子２６の突出する端面におけるＸ方向の両端それぞれに配置されている。つまり各電池スタック２１に、一対のバスバーユニット２３が配置されている。

各バスバーユニット２３は、Ｙ方向において交互に配置される正極端子２５および負極端子２６を電気的に接続する複数のバスバー２４と、複数のバスバー２４を覆うバスバーカバー２７を有している。バスバー２４は、銅やアルミニウムなどの導電性が良好な金属を材料とする板材である。バスバー２４は、Ｙ方向において隣り合う電池セル２２の正極端子２５と負極端子２６とを電気的に接続している。これにより、各電池スタック２１において、複数の電池セル２２が、直列接続されている。

このような接続構造により、各電池スタック２１において、Ｙ方向に並ぶ複数の電池セル２２の端部に位置する２つの電池セル２２の一方は最高電位になり、他方は最低電位になる。最高電位の電池セル２２の正極端子２５と、最低電位の電池セル２２の負極端子２６のうちの少なくとも一方に、所定の配線が接続される。

図２に示すように、複数の電池スタック２１は、Ｘ方向に並んでいる。Ｘ方向で隣り合う２つの電池スタック２１の一方において最高電位の電池セル２２の正極端子２５と、他方において最低電位の電池セル２２の負極端子２６とが所定の配線を介して接続される。これにより複数の電池スタック２１が、直列接続されている。

このような接続構造により、Ｘ方向に並ぶ複数の電池スタック２１の端部に位置する２つの電池スタック２１の一方は最高電位側になり、他方は最低電位側になる。最高電位側の電池スタック２１において、複数の電池セル２２のうちの最高電位の電池セル２２の正極端子２５に、出力端子が接続される。最低電位側の電池スタック２１において、複数の電池セル２２のうちの最低電位の電池セル２２の負極端子２６に、出力端子が接続される。これら２つの出力端子が、ＰＣＵ１２などの車両１０に搭載された電気機器に接続される。

なお、Ｘ方向において隣り合う２つの電池スタック２１を、所定の配線を介して電気的に接続しなくともよい。Ｘ方向に並ぶ複数の電池スタック２１のうちの任意の２つを、所定の配線を介して電気的に接続してもよい。また、所定の配線を介して電気的に接続される正極端子２５と負極端子２６のＹ方向の位置は、同等でも不同でもよい。すなわち、これら正極端子２５と負極端子２６は、Ｘ方向において少なくとも一部が対向してもよいし、全く対向しなくともよい。正極端子２５および負極端子２６の一方のＸ方向への投影領域に他方の少なくとも一部が位置してもよいし、全く位置していなくともよい。

バスバーカバー２７は、樹脂などの電気絶縁材料を用いて形成されている。バスバーカバー２７は、複数のバスバー２４を覆うようにＹ方向に沿って電池スタック２１の端から端まで直線状に設けられている。バスバーカバー２７は、隔壁を有してもよい。隔壁は、Ｙ方向において隣り合う２つのバスバー２４の間の絶縁性を高める。

監視装置３０は、複数の電池スタック２１に対して個別に設けられている。監視装置３０は、図２に示すように、各電池スタック２１において一対のバスバーユニット２３の間に配置されている。監視装置３０は、上記した電池ケースの正極端子２５と負極端子２６の突起する端面とＺ方向において対向している。監視装置３０とこの端面とは、Ｚ方向で離間してもよいし、Ｚ方向で向かい合って接触してもよい。監視装置３０とこの端面との間に、絶縁シートなどの介在物が設けられてもよい。

監視装置３０は、バスバーユニット２３にねじ等で固定されている。監視装置３０は、後述するように、制御装置４０との間で無線通信可能に構成されている。監視装置３０が備える後述のアンテナ３７は、Ｚ方向において、バスバーユニット２３と重ならないように、つまりＺ方向においてバスバーユニット２３よりも突出するように配置されている。

なお、監視装置３０とバスバーユニット２３とを連結するねじ等の連結部材の材料としては、無線通信の阻害を避けるために、たとえば非磁性材料を採用することができる。このねじのほか、電池スタック２１に設けられる部品において、特に磁性を備えなくともよい部品の構成材料としては、非磁性材料を採用することができる。

本実施形態では、複数の監視装置３０が、Ｘ方向に並んでいる。そして、複数の監視装置３０のＹ方向の位置が、同等になっている。以上に示した構成のため、複数の監視装置３０の離間間隔の延長が抑制されている。

制御装置４０は、Ｘ方向の一端に配置されている電池スタック２１の外側面に取り付けられている。制御装置４０は、各監視装置３０と無線通信可能に構成されている。制御装置４０が備える後述のアンテナ４２は、Ｚ方向において、監視装置３０のアンテナ３７と同程度の高さに配置されている。つまり制御装置４０のアンテナ４２は、Ｚ方向において、バスバーユニット２３よりも突出するように設けられている。

電池パック１１において、監視装置３０および制御装置４０が、後述する電池管理システム６０を提供する。つまり電池パック１１は、電池管理システム６０を備えている。

電池パック１１が電磁ノイズ源となることを避けるために、無線通信の電波が監視装置３０と制御装置４０との無線通信が行われる空間の外に漏れることを抑制する必要がある。逆に、この無線通信が阻害されることを抑制するために、電磁ノイズが通信空間に侵入することを抑制する必要がある。

このため、筐体５０は、たとえば電磁波を反射する性能を有している。筐体５０は、電磁波を反射するために、以下に一例として示す材料を備えている。たとえば筐体５０は、金属などの磁性材料を備えている。筐体５０は、樹脂材料と、その表面を覆う磁性材料を備えている。筐体５０は、樹脂材料と、その内部に埋め込まれた磁性材料を備えている。筐体５０は、カーボン繊維を備えている。筐体５０は、電磁波を反射する性能に代えて、電磁波を吸収する性能を有してもよい。

筐体５０は、その内側の収容空間と外側の空間（外部空間）とに連通する穴を有してもよい。穴は、筐体５０の内面と外面との間の連結面によって区画される。この穴は、通気、電力線の取り出し、信号線の取り出しなどに用いられる。穴を有する構成の場合、穴に対して覆い部が設けられてもよい。覆い部によって、収容空間と外部空間との間の連通が妨げられる。覆い部は、穴のすべてを閉塞してもよいし、穴の一部を閉塞してもよい。

覆い部は、たとえば筐体５０の内面、外面、および、連結面のいずれかに設けられる。覆い部は、これら内面、外面、連結面のいずれにも設けられずに、穴を覆う態様で、穴と対向配置されてもよい。覆い部と穴とが離間する場合、その離間間隔は、穴の長さよりも短い。穴の長さとは、内面と外面との間の距離、この距離に直交する方向の距離のいずれかである。

覆い部は、たとえばコネクタ、電磁遮蔽部材、シール材などである。覆い部は、以下に一例として示す材料を備えている。覆い部は、たとえば金属などの磁性材料を備えている。覆い部は、樹脂材料と、その表面を覆う磁性材料を備えている。覆い部は、樹脂材料と、その内部に埋め込まれた磁性材料を備えている。覆い部は、カーボン繊維を備えている。覆い部は、樹脂材料を含んでいる。

筐体５０の穴は、筐体５０の収容空間に収容された要素の少なくともひとつによって覆われてもよい。この収容物と穴との離間間隔は、上記した穴の長さよりも短い。また、電力線や信号線は、筐体５０の壁部の一部をなす電気絶縁部材に保持された状態で、収容空間と外部空間とにわたって配置されてもよい。

＜電池管理システム＞
次に、図４に基づいて、電池管理システムの概略構成について説明する。図４は、電池管理システムの構成を示すブロック図である。

図４に示すように、電池管理システム６０は、複数の監視装置（ＳＢＭ）３０と、制御装置（ＥＣＵ）４０を備えている。以下では、監視装置をＳＢＭと示すことがある。制御装置４０は、電池ＥＣＵ、ＢＭＵなどと称されることがある。ＢＭＵは、Battery Management Unitの略称である。電池管理システム６０は、無線通信を利用して電池を管理するシステムである。この無線通信では、近距離通信で使用される周波数帯、たとえば２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯を用いる。

電池管理システム６０は、監視装置３０および／または制御装置４０による無線通信のノード数に応じて、一対一通信、もしくは、ネットワーク通信を採用する。ノード数は、監視装置３０および／または制御装置４０の休止状態により変化し得る。ノード数が２つの場合、電池管理システム６０は、一対一通信を採用する。ノード数が３つ以上の場合、電池管理システム６０は、ネットワーク通信を採用する。ネットワーク通信の形態のひとつは、ひとつのノードをマスタ、残りのノードをスレーブとして、マスタとスレーブのすべてとの間で無線通信が行われるスター通信である。ネットワーク通信の形態の他のひとつは、複数のノードが直列に接続されて無線通信が行われるチェーン通信である。

電池管理システム６０は、さらにセンサ７０を備えている。センサ７０は、電池セル２２それぞれの物理量を検出する物理量検出センサや、判別センサなどを含んでいる。物理量検出センサは、たとえば電圧センサ、温度センサ、電流センサなどを含んでいる。

電圧センサは、バスバー２４に連結された検出配線を含む。電圧センサは、複数の電池セル２２それぞれの電圧（セル電圧）を検出する。判別センサは、正しい電池がついているか否かを判別する。

温度センサは、電池スタック２１に含まれる複数の電池セル２２の一部に選択的に設けられる。温度センサは、選択された電池セル２２の温度（セル温度）を、電池スタック２１の温度として検出する。温度センサは、ひとつの電池スタック２１に含まれる複数の電池セル２２のうち、もっとも温度の高くなることが想定される電池セル２２、もっとも温度の低くなることが想定される電池セル２２、中間的な温度になることが想定される電池セル２２などに設けられる。ひとつの電池スタック２１に対する温度センサの数は、特に限定されない。

電流センサは、複数の電池スタック２１に設けられる。電流センサは、直列接続された複数の電池セル２２、直列接続された複数の電池スタック２１それぞれに共通して流れる電流（セル電流）を検出する。本実施形態では、すべての電池スタック２１が直列接続のため、ひとつの電流センサが設けられるが、電流センサの数はこの例に限定されない。

＜監視装置＞
先ず、監視装置３０について説明する。各監視装置３０の構成は互いに共通である。監視装置３０は、電源回路（ＰＳＣ）３１と、マルチプレクサ（ＭＵＸ）３２と、監視ＩＣ（ＭＩＣ）３３と、マイコン（ＭＣ）３４と、無線ＩＣ（ＷＩＣ）３５と、フロントエンド回路（ＦＥ）３６と、アンテナ（ＡＮＴ）３７を備えている。監視装置３０内の各要素間の通信については、有線で行われる。

電源回路３１は、電池スタック２１から供給される電圧を用いて、監視装置３０が備える他の回路要素の動作電源を生成する。本実施形態では、電源回路３１が、電源回路３１１、３１２、３１３を含んでいる。電源回路３１１は、電池スタック２１から供給される電圧を用いて所定の電圧を生成し、監視ＩＣ３３に供給する。電源回路３１２は、電源回路３１１にて生成された電圧を用いて所定の電圧を生成し、マイコン３４に供給する。電源回路３１３は、電源回路３１１にて生成された電圧を用いて所定の電圧を生成し、無線ＩＣ３５に供給する。

マルチプレクサ３２は、電池パック１１が備える複数のセンサ７０の少なくとも一部の検出信号のうちのひとつを選択し、選択した信号を出力する選択回路である。マルチプレクサ３２は、監視ＩＣ３３からの選択信号にしたがい、入力を選択（切り替え）してひとつの信号として出力する。

監視ＩＣ３３は、セル電圧、セル温度などの電池情報をセンシング（取得）し、マイコン３４に送信する。たとえば監視ＩＣ３３は、セル電圧を電圧センサから直接取得し、セル温度などの情報を、マルチプレクサを通じて取得する。監視ＩＣ３３は、いずれの電池セル２２の値であるかを対応付けてセル電圧を取得する。つまり、セル判別しつつ、セル電圧を取得する。電流センサで検出されたセル電流は、監視ＩＣ３３に入力されてもよいし、制御装置４０に有線で入力されてもよい。

監視ＩＣ３３は、セル監視回路（ＣＳＣ）と称されることがある。ＣＳＣは、Cell Supervising Circuitの略称である。監視ＩＣ３３は、自己を含む監視装置３０の回路部分の故障診断を実行する。つまり、監視ＩＣ３３は、電池情報と故障診断情報を含む電池監視情報を、マイコン３４に送信する。監視装置３０は、取得した電池監視情報を、マイコン３４などのメモリに格納（保存）しても良い。監視ＩＣ３３は、マイコン３４から送信された電池監視情報の取得を要求するデータを受信すると、電池情報をセンシングし、電池情報を含む電池監視情報をマイコン３４に送信する。電池監視情報は、上記した例以外にも、たとえば排煙温度、インピーダンス、セル電圧の均等化の状態、スタック電圧、制御装置４０との同期の状態、検出配線の異常有無などの情報を含んでもよい。

マイコン３４は、プロセッサであるＣＰＵ、メモリであるＲＯＭおよびＲＡＭ、入出力インターフェース、およびこれらを接続するバス等を備えたマイクロコンピュータである。ＣＰＵは、ＲＡＭの一時格納機能を利用しつつ、ＲＯＭに格納された種々のプログラムを実行することで、複数の機能部を構築する。ＲＯＭは、Read Only Memoryの略称である。ＲＡＭは、Random Access Memoryの略称である。

マイコン３４は、監視ＩＣ３３によるセンシングや自己診断のスケジュールを制御する。マイコン３４は、監視ＩＣ３３から送信された電池監視情報を受信し、無線ＩＣ３５に送信する。マイコン３４は、監視ＩＣ３３に電池監視情報の取得を要求するデータを送信する。マイコン３４は、たとえば、無線ＩＣ３５から送信された電池監視情報の取得を要求するデータを受信すると、監視ＩＣ３３に電池監視情報の取得を要求するデータを送信してもよい。マイコン３４は、自律的に、監視ＩＣ３３に対して電池監視情報の取得を要求してもよい。たとえば、マイコン３４は、監視ＩＣ３３に対して周期的に電池監視情報の取得を要求してもよい。さらに、マイコン３４は、他の監視装置３０の電池監視情報を収集するために、無線ＩＣ３５などを介して、他の監視装置３０に対して、電池監視情報を取得し、送信するように要求する場合がある。収集した他の監視装置３０の電池監視情報は、マイコン３４のメモリに保存される。

無線ＩＣ３５は、データを無線で送受信するために、図示しないＲＦ回路およびマイコンを含んでいる。マイコンは、メモリを含む。無線ＩＣ３５は、送信データを変調し、ＲＦ信号の周波数で発振する送信機能を有している。無線ＩＣ３５は、受信データを復調する受信機能を有している。ＲＦは、radio frequencyの略称である。

無線ＩＣ３５は、マイコン３４から送信された電池監視情報を含むデータを変調し、フロントエンド回路３６およびアンテナ３７を介して、制御装置４０などの他のノードに送信する。無線ＩＣ３５は、電池監視情報を含む送信データに、通信制御情報などの無線通信に必要なデータなどを付与して送信する。無線通信に必要なデータは、たとえば識別子（ＩＤ）や誤り検出符号などを含む。無線ＩＣ３５は、他のノードとの間の無線通信のデータサイズ、通信形式、スケジュール、エラー検知などを制御する。

無線ＩＣ３５は、他のノードから送信されたデータをアンテナ３７およびフロントエンド回路３６を介して受信し、復調する。無線ＩＣ３５は、たとえば電池監視情報の送信要求を含むデータを受信すると、要求に対する応答として、電池監視情報を含むデータを他のノードに送信する。監視装置３０は、上記した電池監視情報に加えて、電池トレーサビリティ情報および／または製造履歴情報を他のノードに送信しても良い。電池トレーサビリティ情報は、たとえば充放電回数、故障回数、総充放電時間などである。製造履歴情報は、たとえば製造年月日、場所、業者、通し番号、製造番号などである。製造履歴情報は、監視装置３０が備えるメモリに格納されている。監視装置３０は、上記した電池監視情報に代えて、電池トレーサビリティ情報および／または製造履歴情報を他のノードに送信しても良い。

フロントエンド回路３６は、無線ＩＣ３５とアンテナ３７とのインピーダンス整合のための整合回路、および、不要な周波数成分を除去するフィルタ回路を有している。

アンテナ３７は、電気信号を電波に変換して空間に放射する。アンテナ３７は、空間を伝搬する電波を受信して、電気信号に変換する。

＜制御装置＞
次に、図４に基づいて、制御装置４０について説明する。制御装置４０は、電源回路（ＰＳＣ）４１と、アンテナ（ＡＮＴ）４２と、フロントエンド回路（ＦＥ）４３と、無線ＩＣ（ＷＩＣ）４４と、メインマイコン（ＭＭＣ）４５と、サブマイコン（ＳＭＣ）４６を備えている。制御装置４０内の各要素間の通信については、有線で行われる。

電源回路４１は、バッテリ（ＢＡＴ）１５から供給される電圧を用いて、制御装置４０が備える他の回路要素の動作電源を生成する。バッテリ１５は、車両１０に搭載された、電池パック１１とは別の直流電圧源である。バッテリ１５は、車両１０の補機に電力を供給するため、補機バッテリと称されることがある。本実施形態では、電源回路４１が、電源回路４１１、４１２を含んでいる。電源回路４１１は、バッテリ１５から供給される電圧を用いて所定の電圧を生成し、メインマイコン４５やサブマイコン４６に供給する。図の簡略化のため、電源回路４１１とサブマイコン４６との電気的な接続を省略している。電源回路４１２は、電源回路４１１にて生成された電圧を用いて所定の電圧を生成し、無線ＩＣ４４に供給する。

アンテナ４２は、電気信号を電波に変換して空間に放射する。アンテナ４２は、空間を伝搬する電波を受信して、電気信号に変換する。

フロントエンド回路４３は、無線ＩＣ４４とアンテナ４２とのインピーダンス整合のための整合回路、および、不要な周波数成分を除去するフィルタ回路を有している。

無線ＩＣ４４は、データを無線で送受信するために、図示しないＲＦ回路およびマイコンを含んでいる。無線ＩＣ４４は、無線ＩＣ３５同様、送信機能および受信機能を有している。無線ＩＣ４４は、監視装置３０から送信されたデータをアンテナ４２およびフロントエンド回路４３を介して受信し、復調する。そして、電池監視情報を含むデータを、メインマイコン４５に送信する。無線ＩＣ４４は、メインマイコン４５から送信されたデータを受信して変調し、フロントエンド回路４３およびアンテナ４２を介して監視装置３０に送信する。無線ＩＣ４４は、送信データに、通信制御情報などの無線通信に必要なデータなどを付与して送信する。無線通信に必要なデータは、たとえば識別子（ＩＤ）や誤り検出符号などを含む。無線ＩＣ４４は、他のノードとの間の無線通信のデータサイズ、通信形式、スケジュール、エラー検知などを制御する。

メインマイコン４５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース、およびこれらを接続するバス等を備えたマイクロコンピュータである。ＲＯＭは、ＣＰＵによって実行される種々のプログラムを格納している。メインマイコン４５は、監視装置３０に対して所定の処理を要求するコマンドを生成し、該コマンドを含む送信データを、無線ＩＣ４４に送信する。メインマイコン４５は、たとえば電池監視情報の送信を要求するコマンドを生成する。メインマイコン４５は、電池監視情報の取得を要求するとともに、電池監視情報の送信を要求するコマンドを生成してもよい。この明細書に記載の要求は、指示と称されることがある。

メインマイコン４５は、無線ＩＣ４４から送信された電池監視情報を含むデータを受信し、電池監視情報に基づいて所定の処理を実行する。本実施形態では、メインマイコン４５が電流センサからセル電流を取得し、電池監視情報と取得したセル電流とに基づいて所定の処理を実行する。例えば、メインマイコン４５は、取得した電池監視情報を、ＥＣＵ１４に送信する処理を実行する。メインマイコン４５は、電池監視情報に基づいて電池セル２２の内部抵抗、開放電圧（ＯＣＶ）、ＳＯＣ、およびＳＯＨの少なくともひとつを算出し、算出データを含む情報をＥＣＵ１４に送信してもよい。ＯＣＶは、Open Circuit Voltageの略である。

メインマイコン４５は、例えばセル電圧とセル電流に基づいて、電池セル２２の内部抵抗および開放電圧の推定処理を行う。開放電圧は、電池セル２２のＳＯＣに応じたセル電圧である。開放電圧は、電流が流れていないときのセル電圧である。開放電圧と、監視装置３０により取得されるセル電圧とには、内部抵抗とセル電流とに応じた電圧降下分の差がある。内部抵抗は、セル温度に応じて変化する。セル温度が低いほど、内部抵抗の値が大きくなる。メインマイコン４５は、たとえばセル温度も加味して電池セル２２の内部抵抗および開放電圧の推定処理を行う。

メインマイコン４５は、電池監視情報に基づいて、各電池セル２２の電圧を均等化させる均等化処理の実行を指示してもよい。メインマイコン４５は、車両１０のＩＧ信号を取得し、車両１０の駆動状態に応じて上記した処理を実行してもよい。メインマイコン４５は、電池監視情報に基づいて、電池セル２２や回路の異常を検出する処理を実行してもよいし、異常検出情報をＥＣＵ１４に送信してもよい。

サブマイコン４６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース、およびこれらを接続するバス等を備えたマイクロコンピュータである。ＲＯＭは、ＣＰＵによって実行される種々のプログラムを格納している。サブマイコン４６は、制御装置４０内の監視処理を実行する。たとえばサブマイコン４６は、無線ＩＣ４４とメインマイコン４５との間のデータを監視してもよい。サブマイコン４６は、メインマイコン４５の状態を監視してもよい。サブマイコン４６は、無線ＩＣ４４の状態を監視してもよい。

＜稼働状態における通信＞
本実施形態の電池管理システム６０は、図示しないシステムメインリレー（ＳＭＲ）を介して組電池２０からＭＧ１３などの車載システムに給電などを行う組電池２０の稼働状態において、スター型のネットワーク通信を行う。つまり、制御装置４０は、複数の監視装置３０のそれぞれとの間で個別に確立した通信接続を介して無線通信を行う。以下では、便宜上、１つの監視装置３０と制御装置４０との間の無線通信について説明するが、制御装置４０はすべての監視装置３０との間で同様の処理を実行する。なお、組電池２０の稼働状態における制御装置４０と複数の監視装置３０との間の通信形態は、スター型のネットワーク通信に限られず、チェーン型のネットワーク通信であっても良い。

まず、図５及び図６に基づき、監視装置３０と制御装置４０との間で個別の通信接続を確立するための接続処理について説明する。図５は、監視装置３０と制御装置４０との間の通信シーケンスを示す図である。通信シーケンスは、通信フローと称されることがある。図６は、接続処理の一例を示している。図５及び図６では、制御装置４０をＥＣＵ４０と示している。

図５に示すように、制御装置４０が通信親機となり、各監視装置３０が通信子機となる通信接続を、複数の監視装置３０の各々と個別に確立するため、制御装置４０と各監視装置３０との間で接続処理（Ｓ１０）が行われる。この接続処理（Ｓ１０）は、制御装置４０と各監視装置３０とがＢＬＥ通信プロトコルに従う通信を行う場合、図６に示すように、接続確立処理（Ｓ１１）と、ペアリング処理（Ｓ１２）とを含む。なお、ＢＬＥはブルーツゥースローエナジーの略称である。ブルーツゥースは登録商標である。ただし、制御装置４０と各監視装置３０との間の通信は、ＢＬＥ通信プロトコル以外の通信プロトコルに従って行われても良い。

接続確立処理（Ｓ１１）では、制御装置４０がスキャン動作を実行し（Ｓ１１１）、監視装置３０がアドバタイズ動作を実行する（Ｓ１１２）。スキャン動作の開始は、アドバタイズ動作の開始より早くてもよいし、ほぼ同じタイミングでもよいし、または、アドバタイズ動作の開始より遅くてもよい。

監視装置３０の無線ＩＣ３５は、自分の存在を制御装置４０に伝えるために、アドバタイズ動作を実行し、制御装置４０の無線ＩＣ４４に対してアドバタイズメントパケット（ＡＤＶ＿ＰＫＴ）を送信する。アドバタイズメントパケットには、自身（監視装置３０）と制御装置４０のＩＤ情報などが含まれる。

制御装置４０は、スキャン動作によって、アドバタイズメントパケット、つまり監視装置３０を検出すると、検出した監視装置３０に対して、接続要求（ＣＯＮＮＥＣＴ＿ＲＥＱ）を送信する（Ｓ１１３）。

そして、監視装置３０が接続要求を受信すると、１つの監視装置３０と制御装置４０との間において接続が確立する。接続が確立すると、監視装置３０は、アドバタイズメントパケットの送信を停止する。監視装置３０は、接続確立するまで、周期的にアドバタイズメントパケットを送信する。

接続確立処理が終了すると、次いでペアリング処理（Ｓ１２）が実行される。ペアリング処理は、暗号化されたデータ通信を行うための処理である。ペアリング処理は、固有情報の交換処理（Ｓ１２１）を含んでいる。この交換処理では、互いが保持する固有情報（例えば、暗号化鍵又は暗号化鍵を生成するための情報）を交換して、それぞれのメモリに格納する。ステップＳ１２１の処理の実行後、交換した固有情報を用いた暗号化が可能となる。

なお、制御装置４０がスキャン動作を実行し、監視装置３０がアドバタイズ動作を実行する例を示したが、これに限定されない。監視装置３０がスキャン動作を実行し、制御装置４０がアドバタイズ動作を実行する構成としてもよい。

次に、図５及び図７に基づき、組電池２０の稼働状態において、監視装置３０と制御装置４０との間で行われる定期通信処理について説明する。図７は、定期通信処理の一例を示している。図７では、監視ＩＣ３３をＭＩＣ３３、無線ＩＣ３５をＷＩＣ３５、制御装置４０をＥＣＵ４０と示している。

上述した接続処理が完了すると、監視装置３０および制御装置４０は、定期通信処理を実行する（Ｓ２０）。この定期通信処理において、制御装置４０と監視装置３０は、データ通信を定期的（周期的）に行う。データ通信においては、例えば図７に示すように、制御装置４０は、接続処理が完了した監視装置３０に対して要求データを送信する（Ｓ２１）。一例として、制御装置４０は、電池監視情報の取得要求および送信要求を含む要求データを送信する。

監視装置３０の無線ＩＣ３５は、要求データを受信すると、電池監視情報の取得要求、つまり取得の指示を、監視ＩＣ３３に対して送信する（Ｓ２２）。本実施形態の無線ＩＣ３５は、取得要求を、マイコン３４を介して監視ＩＣ３３に送信する。

監視ＩＣ３３は、取得要求を受信すると、センシングを実行する（Ｓ２３）。監視ＩＣ３３は、センシングを実行し、マルチプレクサ３２を通じて各電池セル２２の電池情報を取得する。また、監視ＩＣ３３は、回路の故障診断を実行する。

次いで、監視ＩＣ３３は、取得した電池監視情報を無線ＩＣ３５に送信する（Ｓ２４）。本実施形態では、電池情報とともに故障診断結果を含む電池監視情報を送信する。監視ＩＣ３３は、電池監視情報をマイコン３４を介して無線ＩＣ３５に送信する。

無線ＩＣ３５は、監視ＩＣ３３からの電池監視情報を受信すると、電池監視情報を含む送信データ、つまり応答データを制御装置４０に対して送信する（Ｓ２５）。制御装置４０は、応答データを受信する（Ｓ２６）。制御装置４０は、接続確立した監視装置３０との間で、上記したデータ通信を定期的に行う。

制御装置４０は、受信した応答データ、つまり電池監視情報に基づいて、所定の処理、すなわち、上述したように、取得した電池監視情報をＥＣＵ１４に送信する処理、各電池セル２２の電圧を均等化させる均等化処理の実行を指示する処理、電池セル２２や回路の異常を検出する処理などを実行する（Ｓ３０）。

なお、制御装置４０からの取得要求に基づいて、監視装置３０が電池監視情報を取得する例を示したが、これに限定されない。監視装置３０が自律的に電池監視情報を取得し、制御装置４０からの送信要求に基づいて、保持している電池監視情報を制御装置４０に送信してもよい。これによれば、取得要求に応じたステップＳ２２～Ｓ２４の処理は不要となる。

＜非稼働状態における通信＞
図８（ａ）は、制御装置４０が通信親機となり、通信子機である複数の監視装置３０と個別に通信を行う、組電池２０の稼働状態時の通信形態（即ち、スター型ネットワーク）の一例を示す。例えば、イグニッションスイッチがオフされたことに伴ってＳＭＲがオフされ、ＳＭＲを介して接続されるＭＧ１３などの車載システムに給電を行わない組電池２０の非稼働状態においても、図８（ａ）に示すような通信形態をそのまま維持した場合、制御装置４０における消費電力が大きくなり、バッテリ１５の消耗を早める原因ともなりうる。その主な理由は、制御装置４０は、複数の監視装置３０と通信を行う必要があり、また、通信のスケジュール管理などを行う通信親機機能は、概して通信子機機能よりも高負荷であるためである。なお、組電池２０は、ＳＭＲを介さずに、組電池２０に直接的に接続された監視装置３０などのデバイスには、組電池２０の非稼働状態においても、給電を行う。

そのため、本実施形態に係る電池管理システム６０は、組電池２０が非稼働状態のときに、稼働状態のときとは異なる通信形態に切り替えて、制御装置４０の電力消費を抑制する。以下に、組電池２０の非稼働状態における通信形態について、詳しく説明する。

図８（ｂ）は、組電池２０の非稼働状態における通信ネットワークの一例を示す図である。図８（ｂ）に示すように、組電池２０の非稼働状態では、制御装置４０は、複数の監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３との通信を切断する。さらに、複数の監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３の内の１つ（図８（ｂ）の例では、監視装置３０＿１）が通信親機となり、他の監視装置（図８（ｂ）の例では、監視装置３０＿２、３０＿３）が通信子機となる通信接続が、複数の監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３間に形成される。

なお、複数の監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３は、図８（ｂ）に示すように、同時期に、それぞれの間に形成された通信接続を介して通信を行っても良い。あるいは、複数の監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３は、異なる時期に、それぞれの間に形成された通信接続を介して通信を行っても良い。例えば、まず、監視装置３０＿１と監視装置３０＿２との通信が行われ、所定期間後に、監視装置３０＿１と監視装置３０＿３との通信が行われても良い。言い換えれば、複数の監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３における通信は、時分割に、異なるタイミングで行われても良い。

複数の監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３は、形成した通信接続を介して定期的に通信を行い、複数の監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３の内の少なくとも１つ、例えば、通信親機となった監視装置３０＿１が、少なくとも１つの他の監視装置３０＿２、３０＿３の電池監視情報を収集する。そして、組電池２０が非稼働状態から稼働状態に切り替えられるときに、少なくとも１つの他の監視装置３０＿２、３０＿３の電池監視情報を収集した少なくとも１つの監視装置３０＿１が、他の監視装置３０＿２、３０＿３から収集した電池監視情報と、自身の電池監視情報をまとめて制御装置４０に提供するように構成される。これにより、制御装置４０は、他の監視装置３０＿２、３０＿３から収集した電池監視情報を保有する監視装置３０＿１と通信するだけで、複数の電池スタック２１に関する電池監視情報を取得することができる。そして、制御装置４０は、それら電池監視情報に基づいて、組電池２０の稼働状態への切り替えの可否を早期に判断することができる。その結果、本実施形態による電池管理システム６０は、組電池２０を非稼働状態から稼働状態へ移行させるのに要する時間を短縮することができる。

なお、図８（ａ）、（ｂ）に示す例では、監視装置３０の数は３となっているが、監視装置３０の数はこれに限定されず、２又は４以上であっても良い。また、制御装置４０の数は１となっているが、２以上の制御装置４０が設けられても良い。監視装置３０の数が相対的に多い場合などに、監視装置を複数のグループに分け、それぞれのグループにおいて、図８（ｂ）に示すような通信ネットワークが形成されても良い。

次に、図９のフローチャートを参照して、組電池２０が稼働状態から非稼働状態に切り替わるとき、及び非稼働状態から稼働状態に切り替わるときの、制御装置４０及び各監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３における処理について説明する。

制御装置４０は、ステップＳ４０にて、組電池２０の稼働状態から非稼働状態への切り替えを示すトリガとして、イグニッションスイッチがオフされたことを検出する。ただし、組電池２０の稼働状態から非稼働状態への切り替えは、車両が停車したこと、運転者が車両から降りたこと、車両の各ドアがロックされたことなどをトリガとして検出しても良い。制御装置４０は、イグニッションスイッチがオフされたことを検出すると、各監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３へ、イグニッションスイッチがオフされたことを通知する。これにより、各監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３は、通信ネットワークの形態を、組電池２０の非稼働状態用のネットワークに変更する必要があることを把握することができる。

制御装置４０は、イグニッションスイッチがオフされたことを各監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３へ通知した後、ステップＳ４１において、複数の監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３との通信を切断する。このステップＳ４１の処理は、遅くとも、各監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３間に通信接続が形成されて、定期通信が開始されるまでに実行される。従って、これ以降は、制御装置４０は複数の監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３と通信する必要がないので、制御装置４０による電力消費を低減することができる。通信を切断後、制御装置４０は、スリープ状態に移行しても良い。これにより、制御装置４０による電力消費の一層の低減を図ることができる。なお、スリープ状態に移行した制御装置４０は、後述するイグニッションスイッチがオンされることによってトリガされ、ウェイクアップされる。

複数の監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３は、１つの監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３が通信親機となり（図９の例では、監視装置３０＿１が通信親機となる）、他の監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３が通信子機となる（図９の例では、監視装置３０＿２、３０＿３が通信子機となる）通信接続を、複数の監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３間に形成するために、接続受付動作（スキャン動作）と、接続要求動作（アドバタイズ動作）を実行する。例えば、図９のフローチャートに示す例では、監視装置３０＿１がステップＳ４２において接続受付動作を行い、監視装置３０＿２がステップＳ４３において接続要求動作を行い、監視装置３０＿３がステップＳ４４において接続要求動作を行う。なお、通信親機となる監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３は事前に設定されていても良いが、後述する均等化処理に最も時間を要することが見込まれる監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３が通信親機として選定されることが好ましい。均等化処理は、後に詳細に説明される。

そして、ステップＳ４５において、監視装置３０＿１と監視装置３０＿２、３０＿３の接続確立動作が実行される。すなわち、接続確立動作として、通信親機である監視装置３０＿１が、通信子機である監視装置３０＿２、３０＿３からのアドバタイズメントパケットを検出し、通信子機である監視装置３０＿２、３０＿３に接続要求（ＣＯＮＮＥＣＴ＿ＲＥＱ）を送信する。さらに、通信親機である監視装置３０＿１と通信子機である監視装置３０＿２、３０＿３が、固有情報を交換する。

上述した制御装置４０及び各監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３における処理により、図８（ｂ）に示すように、複数の監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３内の１つの監視装置３０＿１が通信親機となり、他の監視装置３０＿２、３０＿３が、その通信親機に対する通信子機となる通信接続、すなわちスター型のネットワークが複数の監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３間に形成される。このように、組電池２０の非稼働状態では、制御装置４０は、複数の監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３と通信を行わず、複数の監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３に対する通信親機とはならないので、制御装置４０の消費電力を効果的に低減することができる。

図９のフローチャートのステップＳ４６では、複数の監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３によって形成されたスター型ネットワークにおいて、定期通信が行われる。

上述したように、複数の監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３の各々は、電池スタック２１に含まれる複数の電池セル２２の電圧値を含む電池監視情報を取得することができる。組電池２０を構成する複数の電池セル２２の電圧値にばらつきがある場合、組電池２０への充電可能量が最大電圧値を持つ電池セル２２によって制限される。その結果、組電池２０の充電可能量及び放電可能量も制限されてしまう。そのため、本実施形態に係る電池管理システム６０は、組電池の稼働状態又は非稼働状態において、複数の電池セル２２の電圧値を均等化する均等化処理を実施する。

均等化処理は、複数の電池セル２２の電圧値を最も低い電圧値に合わせるように、相対的に高い電圧値を持つ電池セル２２から放電を行う受動的な均等化処理であっても良いし、相対的に高い電圧値を持つ電池セル２２から放電される電荷によって相対的に低い電圧値を持つ電池セル２２を充電する能動的な均等化処理であっても良い。さらに、均等化処理は、受動的な均等化処理と能動的な均等化処理とを組み合わせたものであっても良い。このような受動的な均等化処理及び／又は能動的な均等化処理を行う機能は、例えば監視装置３０の監視ＩＣ３３が担うことができる。

組電池２０の非稼働状態において均等化処理を行う必要があるか否かは、例えば、イグニッションスイッチがオフされたことを検出したときに、制御装置４０が、各監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３から受信した電池監視情報に基づいて判断し、均等化処理を実行する必要がある場合、各監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３に指示しても良い。均等化処理の実行指示には、例えば、目標とする電圧値、均等化処理の内容（例えば、受動的な均等化処理であるか、能動的な均等化処理であるか）などを含むことができる。又は、上述した複数の監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３によって形成されたスター型ネットワークにおける定期通信によって、通信親機となった監視装置３０＿１が、各々の監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３によって取得された電池監視情報に基づいて均等化処理の要否を判断して、各監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３に指示しても良い。あるいは、通信切断前に、制御装置４０が均等化処理の実行を指示し、通信が切断された後、通信親機となった監視装置３０＿１が、各監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３において、制御装置４０によって指示された均等化処理が無事に完了したか否かなどを管理するようにしても良い。

さらに、制御装置４０は、各監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３から受信した電池監視情報に基づいて、組電池２０の非稼働状態において均等化処理を行う必要があると判断したとき、均等化処理に最も時間を要することが見込まれる監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３を選択し、その選択した監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３が、組電池２０の非稼働状態にて通信親機となるように指示しても良い。これにより、例えば、各監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３が均等化処理の完了後に通信を終了するように構成した場合であっても、通信親機となる監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３は、最も長く通信を継続するため、均等化処理の完了情報や、均等化処理後の電池監視情報を、各監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３から収集することができる。

均等化処理に最も時間を要することが見込まれる監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３は、例えば、複数の電池セル２２の中で、最も高い電圧値を示す電池セル２２を監視する監視装置、又は、複数の電池スタック２１の中で、それぞれに含まれる複数の電池セル２２の電圧値の平均が最も高い電池スタック２１を監視する監視装置とすることができる。あるいは、複数の電池スタック２１の中で、それぞれに含まれる複数の電池セル２２の最低電圧値と最高電圧値との電圧差が最も大きい電池スタック２１を監視する監視装置を、均等化処理に最も時間を要することが見込まれる監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３としても良い。

均等化処理が実施された場合、通信親機である監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３が、均等化処理が完了した後に各監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３によって取得される電池監視情報を収集して、保存しておく。また、均等化処理が実施されなかった場合も、上述した定期通信を介して、通信親機である監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３が、各監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３によって取得される電池監視情報を収集して、保存しておくことが好ましい。

制御装置４０は、いずれの監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３が通信親機であるかを把握している。従って、制御装置４０は、イグニッションスイッチがオンされたことを検出したとき、他の監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３の電池監視情報を保存している監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３と優先的に通信を開始することで、複数の電池スタック２１に関する電池監視情報をまとめて取得することができる。このため、それらの電池監視情報に基づいて、組電池２０の稼働状態への切り替えの可否を早期に判断することができる。

上述したように、複数の監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３間の定期通信は、均等化処理の実行指示や、電池監視情報の送信のために行われる。従って、例えば、均等化処理が完了した後、及び／又は電池監視情報の送信が終了した後は、定期通信を行う必要性は低下する。そのため、均等化処理が完了した、及び／又は電池監視情報の送信が終了した監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３は、それまでの定期通信よりも定期通信の頻度を低下させてもよい。例えば、定期通信の頻度を低下させるために、定期通信を行う周期を長くしたり、電池監視情報の送信を止めることにより１回の通信当たりの通信データ量を低下させて、１回当たりの通信時間を短くしたりすることができる。この場合、定期通信は、監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３間の通信接続を維持できる程度に実行されれば良い。

あるいは、均等化処理が完了した、及び／又は電池監視情報の送信が終了した監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３は、他の監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３との通信を終了しても良い。ただし、この場合、イグニッションスイッチがオンされたことに応じて制御装置４０がスキャン動作を開始したとき、制御装置４０が各監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３からのアドバタイズメントパケットを受信できるように、各監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３は、定期的に、制御装置４０に対して接続要求動作を行う必要がある。

制御装置４０は、図９のフローチャートのステップＳ４７において、イグニッションスイッチがオンとなることでウェイクアップし、組電池２０の非稼働状態から稼働状態への切り替えを示すトリガとして、イグニッションスイッチがオンされたことを検出する。あるいは、制御装置４０をウェイクアップさせるとともに組電池２０の非稼働状態から稼働状態への切り替えを示すトリガは、スマートキーを保持したユーザが車両に接近したこと、車両のドアのロックが解除されたこと、運転者が運転席に着座したことなどによって検出されても良い。

制御装置４０は、イグニッションスイッチがオンされたことを検出すると、ステップＳ４８において、接続受付動作（スキャン動作）を開始する。図９のフローチャートのステップＳ４９に示すように、監視装置３０＿１は、通信親機として他の監視装置３０＿２、３０＿３と定期通信を行う間も、定期的に制御装置４０に対して通信子機として接続要求動作を行っている。制御装置４０は、ステップＳ５０において、監視装置３０＿１との間で接続確立動作を実行する。すなわち、制御装置４０は、監視装置３０＿１からのアドバタイズメントパケットを受信し、監視装置３０＿１に接続要求を送信し、監視装置３０＿１と固有情報を交換する。そして、制御装置４０は、確立した通信接続を介して、監視装置３０＿１にイグニッションスイッチがオンされたことを通知する。なお、通信親機である監視装置３０＿１以外の通信子機である監視装置３０＿２、３０＿１の少なくとも１つが、制御装置４０に対して定期的に接続要求動作を実行しても良い。

制御装置４０から、イグニッションスイッチがオンされたことを通知された監視装置３０＿１は、図８（ｂ）に示すスター型ネットワークを介して、他の監視装置３０＿２、３０＿３へ、イグニッションスイッチがオンされたことを通知する。これにより、各監視装置３０＿２、３０＿３は、通信ネットワークの形態を、図８（ａ）に示す組電池２０の稼働状態用のスター型ネットワークに変更する必要があることを把握することができる。

制御装置４０と各監視装置３０＿２、３０＿３は、制御装置４０が各監視装置３０＿２、３０＿３の通信親機となるとともに、各監視装置３０＿２、３０＿３が制御装置４０の通信子機となるため、接続受付動作（スキャン動作）と、接続要求動作（アドバタイズ動作）を実行する。より具体的には、制御装置４０はステップＳ４８の接続受付動作を継続し、監視装置３０＿２、３０＿３はステップＳ５１、Ｓ５２にて接続要求動作を行う。そして、ステップＳ５３において、制御装置４０と各監視装置３０＿２、３０＿３との接続確立動作が実行される。

組電池２０の非稼働状態における、図８（ｂ）に示すスター型ネットワークを形成する各監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３間の通信接続は、イグニッションスイッチがオンされたことが検出され、各監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３に伝えられた後、遅くとも、制御装置４０と各監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３との定期通信が始まるまでに切断される。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る電池管理システム６０について、図面を参照して説明する。本実施形態に係る電池管理システム６０は、第１実施形態に係る電池管理システム６０と同様に構成される。このため、本実施形態に係る電池管理システム６０の構成に関する説明は省略する。

本実施形態に係る電池管理システム６０は、第１施形態と同様に、組電池２０が非稼働状態のときに、稼働状態のときとは異なる通信形態に切り替えて、制御装置４０の電力消費を抑制する。ただし、本実施形態に係る電池管理システム６０は、第１実施形態とは異なり、制御装置４０が、複数の監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３との通信接続をすべて遮断するのではなく、複数の監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３の内の少なくとも１つと通信接続を維持する。ただし、制御装置４０と複数の監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３の内の少なくとも１つとの通信は、複数の監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３間における通信よりも低い頻度で行われる。例えば、通信周期を長くしたり、制御装置４０と複数の監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３の内の１つとの間では電池監視情報を送信せず通信データ量を削減したりすることで、通信頻度を低下することができる。これにより、制御装置４０は、複数の監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３の内の少なくとも１つと通信接続を維持しながら、消費電力の低減を図ることが可能となる。

図１０には、本実施形態における、組電池２０の非稼働状態における通信ネットワークの形態が示されている。すなわち、図１０に示されるように、複数の監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３が、監視装置３０＿１を通信親機とするスター型のネットワークを形成するとともに、制御装置４０が、監視装置３０＿１と通信接続を維持する。なお、制御装置４０が通信を維持する少なくとも１つの監視装置は、監視装置３０＿１に限られず、他の監視装置３０＿２、３０＿３のどちらかであっても良い。また、監視装置３０が複数のグループに分けられ、それぞれのグループにおいて、図８（ｂ）に示すような通信ネットワークが形成される場合、制御装置４０は、それぞれのグループに属する少なくとも１つの監視装置３０との通信接続を維持する。

次に、図１１のフローチャートを参照して、本実施形態における、制御装置４０及び各監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３の処理について説明する。

図１１のフローチャートにおけるステップＳ６０の処理は、図９のフローチャートにおけるステップＳ４０の処理と同様である。そして、ステップＳ６１において、制御装置４０は、監視装置３０＿２、３０＿３との通信接続を遮断するが、監視装置３０＿１との通信接続を維持する。この制御装置４０と監視装置３０＿１との通信は、上述したように、複数の監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３間における通信よりも低い頻度で行われる。なお、制御装置４０と監視装置３０＿１との通信を単に維持するのではなく、通信親機と通信子機との役割を交代し、監視装置３０＿１が通信親機、制御装置４０が通信子機となっても良い。

図１１のフローチャートにおけるステップＳ６２～Ｓ６６の処理は、図９のフローチャートにおけるステップＳ４２～Ｓ４６の処理と同様である。そして、ステップＳ６７において、制御装置４０は、イグニッションスイッチがオンされたことを検出すると、維持している通信接続を介して、監視装置３０＿１にイグニッションスイッチがオンされたことを通知する。この通知に応答して、監視装置３０＿１は、図１０に示す監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３間のスター型ネットワークを介して、他の監視装置３０＿２、３０＿３へ、イグニッションスイッチがオンされたことを通知する。これにより、各監視装置３０＿２、３０＿３は、通信ネットワークの形態を、図８（ａ）に示す組電池２０の稼働状態用のスター型ネットワークに変更する必要があることを把握することができる。

そして、制御装置４０は、各監視装置３０＿２、３０＿３の通信親機となるため、ステップＳ６８にて接続受付動作を実行し、各監視装置３０＿２、３０＿３は、制御装置４０の通信子機となるため、ステップＳ６９、Ｓ７０にて接続要求動作を行う。そして、ステップＳ７１において、制御装置４０と各監視装置３０＿１、３０＿２、３０＿３との接続確立動作が実行される。

（他の実施形態）
この明細書および図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。たとえば開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実行可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものと解されるべきである。

明細書および図面等における開示は、請求の範囲の記載によって限定されない。明細書および図面等における開示は、請求の範囲に記載された技術的思想を包含し、さらに請求の範囲に記載された技術的思想より多様で広範な技術的思想に及んでいる。よって、請求の範囲の記載に拘束されることなく、明細書および図面等の開示から、多様な技術的思想を抽出することができる。

ある要素または層が「上にある」、「連結されている」、「接続されている」または「結合されている」と言及されている場合、それは、他の要素、または他の層に対して、直接的に上に、連結され、接続され、または結合されていることがあり、さらに、介在要素または介在層が存在していることがある。対照的に、ある要素が別の要素または層に「直接的に上に」、「直接的に連結されている」、「直接的に接続されている」または「直接的に結合されている」と言及されている場合、介在要素または介在層は存在しない。要素間の関係を説明するために使用される他の言葉は、同様のやり方で（たとえば、「間に」対「直接的に間に」、「隣接する」対「直接的に隣接する」など）解釈されるべきである。この明細書で使用される場合、用語「および／または」は、関連する列挙されたひとつまたは複数の項目に関する任意の組み合わせ、およびすべての組み合わせを含む。

空間的に相対的な用語「内」、「外」、「裏」、「下」、「低」、「上」、「高」などは、図示されているような、ひとつの要素または特徴の他の要素または特徴に対する関係を説明する記載を容易にするためにここでは利用されている。空間的に相対的な用語は、図面に描かれている向きに加えて、使用または操作中の装置の異なる向きを包含することが意図される。例えば、図中の装置をひっくり返すと、他の要素または特徴の「下」または「真下」として説明されている要素は、他の要素または特徴の「上」に向けられる。したがって、用語「下」は、上と下の両方の向きを包含することができる。この装置は、他の方向に向いていてもよく（９０度または他の向きに回転されてもよい）、この明細書で使用される空間的に相対的な記述子はそれに応じて解釈される。

本開示に記載の装置、システム、および及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化されたひとつ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサを構成する専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の装置及びその手法は、専用ハードウェア論理回路により、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の装置及びその手法は、コンピュータプログラムを実行するプロセッサとひとつ以上のハードウェア論理回路との組み合わせにより構成されたひとつ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

たとえば監視装置３０がマイコン３４を備える例を示したが、これに限定されるものではない。監視装置３０がマイコン３４を備えない構成の電池管理システム６０を採用してもよい。この構成では、無線ＩＣ３５が、監視ＩＣ３３との間でデータの送受信を行う。監視ＩＣ３３によるセンシングや自己診断のスケジュール制御については、無線ＩＣ３５が実行してもよいし、制御装置４０のメインマイコン４５が実行してもよい。

電池スタック２１ごとに監視装置３０を配置する例を示したが、これに限定されない。たとえば複数の電池スタック２１に対して、ひとつの監視装置３０を配置してもよい。ひとつの電池スタック２１に対して、複数の監視装置３０を配置してもよい。

電池パック１１が、ひとつの制御装置４０を備える例を示したが、これに限定されない。複数の制御装置４０を備えてもよい。監視装置３０が、監視ＩＣ３３をひとつ備える例を示したが、これに限定されない。複数の監視ＩＣ３３を備えてもよい。この場合において、監視ＩＣ３３ごとに無線ＩＣ３５を設けてもよいし、複数の監視ＩＣ３３に対して、ひとつの無線ＩＣ３５を設けてもよい。

組電池２０を構成する電池スタック２１および電池セル２２の配置や個数は上記した例に限定されない。電池パック１１において、監視装置３０および／または制御装置４０の配置は、上記した例に限定されない。

上述した各実施形態では、本開示の監視システムが、組電池２０の各電池スタック２１を監視するように構成された電池管理システム６０として具現化された。しかしながら、本開示による監視システムは、組電池２０の各電池スタック２１以外の被監視対象を監視するために適用することも可能である。例えば、本開示による監視システムは、車両の各車輪に組み込まれた空気圧センサユニットと無線通信を行って、各空気圧センサユニットを監視するシステムとして具現化されても良い。この場合、各監視装置は各車輪に設けられ、少なくとも１つの制御装置は、車両内部に設けられる。

１０…車両、１１…電池パック、１２…ＰＣＵ、１３…ＭＧ、１４…ＥＣＵ、１５…バッテリ、２０…組電池、２１…電池スタック、２２…電池セル、２３…バスバーユニット、２４…バスバー、２５…正極端子、２６…負極端子、２７…バスバーカバー、３０…監視装置、３１、３１１、３１２、３１３…電源回路、３２…マルチプレクサ、３３…監視ＩＣ、３４…マイコン、３５…無線ＩＣ、３６…フロントエンド回路、３７…アンテナ、４０…制御装置、４１、４１１、４１２…電源回路、４２…アンテナ、４３…フロントエンド回路、４４…無線ＩＣ、４５…メインマイコン、４６…サブマイコン、５０…筐体、６０…電池管理システム、７０…センサ

Claims (10)

1. 被監視機器に設けられ、前記被監視機器を監視する複数の監視装置（３０）と、
   前記複数の監視装置と無線通信を行って、前記複数の監視装置から前記被監視機器の監視情報を取得する制御装置（４０）と、を備え
   前記被監視機器は、稼働状態と非稼働状態との間で切り替えられ、
   前記被監視機器の非稼働状態において、前記複数の監視装置の内の少なくとも１つが通信親機となり、他の監視装置が、前記通信親機に対する通信子機となる通信接続が前記複数の監視装置間に形成され、
   前記制御装置は、前記被監視機器の非稼働状態において、前記複数の監視装置に対する通信親機とはならない、監視システム。
2. 前記被監視機器の非稼働状態において、前記制御装置は、前記複数の監視装置との通信接続を切断するか、もしくは、前記複数の監視装置間における通信よりも低い頻度で、前記複数の監視装置の内の少なくとも１つと通信を行う、請求項１に記載の監視システム。
3. 前記制御装置は、前記複数の監視装置に給電する電源とは別の電源から給電されて動作するものである、請求項１又は２に記載の監視システム。
4. 前記被監視機器の稼働状態において、前記制御装置は、通信親機として、通信子機である前記複数の監視装置の各々と個別に確立した通信接続を介して無線通信を行う、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の監視システム。
5. 前記複数の監視装置の内の少なくとも１つは、前記被監視機器の非稼働状態における通信を介して、少なくとも１つの他の監視装置の監視情報を収集し、前記被監視機器が非稼働状態から稼働状態に切り替えられるときに、自身の監視情報とともに収集した他の監視装置の監視情報を前記制御装置に提供する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の監視システム。
6. 前記被監視機器は、複数の電池スタックからなる組電池であり、
   前記電池スタックは、複数の電池セルを含み、
   前記複数の監視装置の各々は、前記電池スタックを監視対象とし、少なくとも前記電池スタックに含まれる前記複数の電池セルの電圧値を監視するものであり、
   前記複数の電池セルの電圧値が不均一であるため、前記複数の監視装置の各々が、前記組電池が電源を提供する必要がない非稼働状態において、前記複数の電池セルの電圧値を均等化する均等化処理を実行する場合、前記複数の監視装置の各々は、前記電池セルの均等化処理が完了すると、他の監視装置との通信を終了するか、もしくは、前記電池セルの均等化処理の完了前の通信よりも低い頻度で他の監視装置と通信を行う、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の監視システム。
7. 前記電池セルの均等化処理に最も時間を要することが見込まれる監視装置が、前記組電池の非稼働状態にて通信親機となる監視装置として選択される、請求項６に記載の監視システム。
8. 前記複数の電池セルの中で、最も高い電圧値を示す電池セルを監視する監視装置、または、前記複数の電池スタックの中で、それぞれに含まれる複数の電池セルの電圧値の平均が最も高い電池スタックを監視する監視装置を、前記電池セルの均等化処理に最も時間を要することが見込まれる監視装置とみなす、請求項７に記載の監視システム。
9. 前記被監視機器の非稼働状態において、前記制御装置が、前記複数の監視装置との通信接続を切断した場合、前記複数の監視装置の少なくとも１つが、定期的に、前記制御装置に対して接続要求信号を送信し、前記制御装置は、前記被監視機器の被稼働状態から稼働状態への切替指示を検出した場合、前記接続要求信号に対して応答することにより、前記複数の監視装置の少なくとも１つと通信を開始して、前記切替指示を通知する、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の監視システム。
10. 前記被監視機器の非稼働状態において、前記制御装置から前記切替指示の通知を受けた監視装置が、前記複数の監視装置間の通信接続を介して、他の監視装置に、前記切替指示を通知する、請求項９に記載の監視システム。

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