JP6168803B2 - 電池監視システム及び半導体装置 - Google Patents

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Description

本発明は、電池監視システム及び半導体装置に関するものである。
一般に、ハイブリッド自動車や電気自動車のモータ駆動等に用いられる大容量で高出力なバッテリーとして、複数の電池（電池セル）が直列に接続されたバッテリーが用いられている。このような電池セルとしては例えば、リチウムイオン二次電池が用いられている。
このような電池セルは、エネルギー密度が高いことから、何らかの問題により内部短絡等が発生した場合、そのエネルギーが一気に放出されてしまうという懸念がある。これを回避するために、過充電状態や過放電状態等の異常な状態に陥らないように、電池監視システムにより、電池セルの電池電圧を監視することが行われている。このような電池監視システムとしては、例えば、特許文献１、特許文献２、及び特許文献３に記載される技術が開示されている。
特許文献１〜特許文献３に記載された電池監視システムは、直列に接続された複数の電池セルを所定数毎の集合に分け、各集合（電池セル群）毎に監視を行うための電池監視用半導体装置（ＩＣ）を複数備えている。
特開２００９−１００６４４号公報 特開２０１０−１７８４００号公報 特開２０１０−２８１７１７号公報
上述した電池監視システムでは、直列に接続された複数の電池セルに対して複数の電池監視ＩＣが接続された構成になっている。
各電池監視ＩＣは、電池セルの電池電圧を測定する電圧測定部と、上位の電池セル群を監視する電池監視ＩＣとの通信を行う上位通信部と、下位の電池セル群を監視する電池監視ＩＣとの通信を行う下位通信部と、上位通信部と下位通信部との電圧レベルの変換を行う通信レベル変換部と、を備えている。
各電池監視ＩＣは、監視対象となる各電池セル群の電池電圧を利用して動作している。監視対象となる各電池セル群の電池電圧レベルがそれぞれ異なることから、それぞれの電池監視ＩＣ間での通信を行うにはそれぞれの電池監視ＩＣ間の通信の際に信号に利用している電圧レベルを合わせる必要がある。そのため、通信レベル変換部が上位通信部と下位通信部との電圧レベルの変換を行っている。
このような電池監視システムでは、例えば、最下位の電池セルを監視する電池監視ＩＣが、制御部からの制御信号等を下位通信部により受信し、通信レベル変換部で電圧レベルを変換し、上位通信部から、上位の電池セルを監視する電池監視ＩＣの下位通信部に伝達する。このように各電池監視ＩＣでは、下位通信部で信号を受信し、通信レベル変換部で電圧レベルの変換を行い、上位通信部から信号を送信する。しかしながら、最上位の電池セルを監視する電池監視ＩＣでは、自身よりも上位の電池監視ＩＣが無いため、通信レベル変換部及び上位通信部を動作させる必要がない。
従って、この場合、最上位の電池監視ＩＣの通信レベル変換部及び上位通信部を動作させるための電流が無駄となってしまうという問題が発生する。
本発明は、上述した問題を解決するために提案されたものであり、電池監視システム全体の消費電流を抑制することができる、電池監視システム及び半導体装置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、本発明の電池監視システムは、直列に接続された複数の電池セルを所定数の集合とした複数の電池セル群と、複数の前記電池セル群毎に設けられ、対応する前記電池セル群の電池電圧を測定する複数の半導体装置と、を備え、前記半導体装置は、対応する前記電池セル群の電池電圧を測定する測定手段と、第１の電圧範囲の駆動電圧が供給され、自装置が測定する電池セル群よりも上位の電池セル群を測定する前記自装置の動作電圧よりも高い動作電圧で動作する上位の半導体装置が存在する場合に、前記上位の半導体装置と通信を行うことが可能な上位通信手段と、第２の電圧範囲の駆動電圧が供給され、前記自装置が測定する電池セル群よりも下位の電池セル群を測定する前記自装置の動作電圧よりも低い動作電圧で動作する下位の半導体装置が存在する場合に、前記下位の半導体装置と通信を行うことが可能な下位通信手段と、前記上位通信手段の前記第１の電圧範囲と前記下位通信手段の前記第２の電圧範囲とを相互変換し、前記上位通信手段から入力された上位通信信号を下位通信信号に変換して前記下位通信手段に出力可能であり、かつ前記下位通信手段から入力された下位通信信号を上位通信信号に変換して前記上位通信手段に出力することが可能な通信レベル変換手段と、を有しており、前記半導体装置同士の通信における最上段の前記半導体装置は、前記上位通信手段の前記第１の電圧範囲を検出し、所定の電圧範囲よりも狭い場合に前記通信レベル変換手段が前記下位通信手段に出力する前記下位通信信号のレベルを決定する信号レベル決定手段をさらに有しており、前記最上段の半導体装置における前記第１の電圧範囲は、その他の前記半導体装置の前記第１の電圧範囲よりも狭い所定の電圧範囲に設定されていることを特徴とする。
また、本発明の半導体装置は、第１の電圧範囲の駆動電圧が供給され、直列に接続された複数の電池セルを所定数の集合とした複数の電池セル群毎に設けられた複数の半導体装置のうちの一つである自装置よりも上位の電池セル群を測定する前記自装置の動作電圧よりも高い動作電圧で動作する上位の半導体装置が存在する場合に、前記上位の半導体装置と通信を行うことが可能な上位通信手段と、第２の電圧範囲の駆動電圧が供給され、前記自装置が測定する電池セル群よりも下位の電池セル群を測定する前記自装置の動作電圧よりも低い動作電圧で動作する下位の半導体装置が存在する場合に、前記下位の半導体装置と通信を行うことが可能な下位通信手段と、前記上位通信手段の前記第１の電圧範囲と前記下位通信手段の前記第２の電圧範囲との相互変換を行い、前記上位通信手段から入力された上位通信信号を下位通信信号に変換して前記下位通信手段に出力可能であり、かつ前記下位通信手段から入力された下位通信信号を上位通信信号に変換して前記上位通信手段に出力することが可能な通信レベル変換手段と、前記上位通信手段の前記第１の電圧範囲を検出し、所定の電圧範囲よりも狭い場合に前記通信レベル変換手段が前記下位通信手段に出力する前記下位通信信号のレベルを決定する信号レベル決定手段と、を備える。
本発明によれば、電池監視システム全体の消費電流を抑制することができる、という効果を奏する。
本実施の形態の電池監視システムの概略構成の一例を示す概略構成図である。 本実施の形態の電池監視ＩＣの信号通信機能に関する概略構成の一例を示す概略構成図である。 本実施の形態の電池監視ＩＣにおける通信機能の一例を具体的に表したブロック図である。 本実施の形態の電源電圧モニタ回路の一例を示す回路図である。 本実施の形態の通信レベル変換部のＨＶ−ＬＶ変換部、及び上位通信部の受信回路部の一例を示す回路図である。 本実施の形態のＰＭＯＳトランジスタによるカレントミラー回路の具体的一例を示す回路図である。 本実施の形態のＮＭＯＳトランジスタによるカレントミラー回路の具体的一例を示す回路図である。 本実施の形態の電池監視システムにおける通信動作の流れの一例を示すフローチャートである。 本実施の形態の電池監視システムにおける通信動作の流れの一例を示すフローチャートである。 本実施の形態の電源電圧モニタ回路のその他の一例を示す回路図である。 比較例の電池監視ＩＣの信号通信機能に関する概略構成の一例を示す概略構成図である。 比較例の通信レベル変換部のＨＶ−ＬＶ変換部、及び上位通信部の受信回路部の一例を示す回路図である。
以下、図面を参照して、本実施の形態の電池監視システム及び電池監視用の半導体装置（電池監視ＩＣ）について説明する。
まず、本実施の形態の電池監視システムの全体の概略構成について説明する。本実施の形態の電池監視システムの概略構成の一例を図１に示す。なお、本実施の形態では、具体的一例として、二次電池としてリチウムイオン電池が複数直列に接続された電池セル群１２の電池電圧を監視する電池監視システム１０について説明する。
本実施の形態の電池監視システム１０は、ｎ個の電池セル群１２（１２１〜１２ｎ）と、各電池セル群１２の電圧を監視する電池監視ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）２０（ＩＣ１〜ＩＣｎ）と、電池監視システム１０全体の動作を制御する制御部１４と、を備えている。
各電池セル群１２は、複数個（図１では、一例として４個）のリチウムイオン二次電池セル（以下単に「電池セル」という）を備えている。
制御部１４は、電池監視システム１０全体を制御する機能を有しており、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等を備えたマイコンにより構成された、いわゆるＭＣＵである。本実施の形態の電池監視ＩＣ２０では、制御部１４は、最下位の電池監視ＩＣ２０（ＩＣ１）の下位通信部２４に接続されており、制御部１４と電池監視ＩＣ２０（ＩＣ１）との間で各種情報（信号）が送受信される。
電池監視ＩＣ２０は、それぞれ接続された電池セル群１２の電池電圧を監視する機能を有しており、監視対象となる電池セル群１２の最上位側の電位ＶＣＣ１が電源として供給されている。
電池監視ＩＣ２０は、各々監視対象となる電池セル群１２の電池電圧を測定するための電池電圧測定部２２が備えられている。電池電圧測定部２２は、電池セル群１２から電池セルを選択して、選択した電池セルの電池電圧を出力すると共に、電池セルの電圧を均等化する機能を有している。
本実施の形態では、電池電圧の測定に関する指示等は、制御部１４から最下位の電池監視ＩＣ２０（ＩＣ１）に入力され、順次上位の電池監視ＩＣ２０に伝達されていく。また、測定した電池電圧値に関する情報等は、各電池監視ＩＣ２０から制御部１４に出力されるが、上位の電池監視ＩＣ２０からは、順次下位の電池監視ＩＣ２０を介して伝達される。なお、本実施の形態では、具体的一例として信号の伝達（通信）は、ＳＰＩ通信により行っている。
図２に、本実施の形態の電池監視ＩＣ２０の、信号通信機能に関する概略構成の一例の概略構成図を示す。図２は、図１に示した電池監視システム１０において２個の電池監視ＩＣ２０にて電池セル群１２の電池電圧を監視する場合のシステム構成を示している。なお、ここでは、図面の簡略化のため、２個の電池監視ＩＣ２０によるシステム構成を示したが、３個以上の電池監視ＩＣ２０により電池セル群１２の電池電圧を監視するように電池監視システム１０を構成してもよい。
電池監視ＩＣ２０（ＩＣ１、ＩＣ２）は、それぞれ電池電圧測定部２２、下位通信部（ＬＶ−ＳＰＩ）２４、通信レベル変換部（ＤＬＶＬ）２６、上位通信部（ＨＶ−ＳＰＩ）２８、電源電圧モニタ回路（ＶＭＯＮ）３０、及びレギュレータ（ＲＥＧ）３２を備えている。なお、電池電圧測定部２２は、信号通信機能の動作の説明に直接関連しないため、図２では図面の簡略化のため記載を省略している。
まず、電池監視ＩＣ２０（ＩＣ１）の構成について図２を参照して説明する。
電池監視ＩＣ２０（ＩＣ１）のレギュレータ３２は、電池セル群１２１から供給された電源電圧ＶＣＣ１（ＩＣ１）から内部電源となる電源電圧ＶＤＤを生成する機能を有している。生成された電源電圧ＶＤＤは、下位通信部２４、通信レベル変換部２６、及び電源電圧モニタ回路３０に供給される。
電池監視ＩＣ２０（ＩＣ１）の電源電圧モニタ回路３０は、電源電圧ＶＣＣ１（ＩＣ１）と電源電圧ＶＣＣ２（ＩＣ１）とに接続されており、電源電圧ＶＣＣ１（ＩＣ１）及び電源電圧ＶＣＣ２（ＩＣ１）をモニタし、電源電圧ＶＣＣ１（ＩＣ１）と電源電圧ＶＣＣ２（ＩＣ１）との電位差に応じたＩＮＶ信号を通信レベル変換部２６に出力する機能を有している。
下位通信部２４の動作電圧は、レギュレータ３２から電圧ＶＤＤが供給され、ＧＮＤは、電圧ＶＳＳである。電池監視ＩＣ２０（ＩＣ１）の下位通信部２４は、制御部１４にＳＰＩ信号線を介して接続されている。
電池監視ＩＣ２０（ＩＣ１）の通信レベル変換部２６は、電源電圧ＶＣＣ１（ＩＣ１）、電源電圧ＶＣＣ２（ＩＣ１）、電源電圧ＶＤＤ、及び電源電圧モニタ回路３０に接続されている。本実施の形態では、通信レベル変換部２６の一例として、デジタルレベルシフタを用いている。電源電圧モニタ回路３０から入力されたＩＮＶ信号のレベルに基づいて、上位通信部２８からＳＰＩ信号を受け付ける。上位通信部２８から受け付けたＳＰＩ信号は電圧レベルを下位通信部２４に応じた電圧レベルに変換して下位通信部２４に出力する。また、下位通信部２４から受け付けたＳＰＩ信号の電圧レベルを上位通信部２８に応じた電圧レベルに変換して上位通信部２８に出力する。
電池監視ＩＣ２０（ＩＣ１）の上位通信部２８の動作電圧は、電池監視ＩＣ２０（ＩＣ２）からＶＤＤ端子を介して電源電圧ＶＣＣ２（ＩＣ１）が供給され、ＧＮＤは、電池セル群１２１の電源電圧ＶＣＣ１（ＩＣ１）である。電池監視ＩＣ２０（ＩＣ１）の上位通信部２８に供給される電源電圧ＶＣＣ２（ＩＣ１）は、上位の電池監視ＩＣ２０（ＩＣ２）の電源電圧ＶＤＤである。電池監視ＩＣ２０（ＩＣ１）では、ＶＣＣ２（ＩＣ１）−ＶＣＣ１（ＩＣ２）＝電池監視ＩＣ２０（ＩＣ２）の電源電圧ＶＤＤとなっている。電池監視ＩＣ２０（ＩＣ１）の上位通信部２８は、電池監視ＩＣ２０（ＩＣ２）の下位通信部２４にＳＰＩ信号線を介して接続されている。
次に、電池監視ＩＣ２０（ＩＣ２）の構成について図２を参照して説明する。
電池監視ＩＣ２０（ＩＣ２）のレギュレータ３２は、電池セル群１２２から供給された電源電圧ＶＣＣ１（ＩＣ２）から内部電源となる電源電圧ＶＤＤを生成する機能を有している。生成された電源電圧ＶＤＤは、下位通信部２４、通信レベル変換部２６、及び電源電圧モニタ回路３０に供給される。
電池監視ＩＣ２０（ＩＣ２）の電源電圧モニタ回路３０は、電源電圧ＶＣＣ１（ＩＣ２）と電源電圧ＶＣＣ２（ＩＣ２）とに接続されており、電源電圧ＶＣＣ１（ＩＣ２）及び電源電圧ＶＣＣ２（ＩＣ２）をモニタし、電源電圧ＶＣＣ１（ＩＣ２）と電源電圧ＶＣＣ２（ＩＣ２）との電位差に応じたＩＮＶ信号を通信レベル変換部２６に出力する機能を有している。
電池監視ＩＣ２０（ＩＣ２）下位通信部２４の動作電圧は、レギュレータ３２から電圧ＶＤＤが供給され、ＧＮＤは、電圧ＶＳＳである。電池監視ＩＣ２０（ＩＣ２）の下位通信部２４は、下位の電池監視ＩＣ２０（ＩＣ１）の上位通信部２８にＳＰＩ信号線を介して接続されている。
電池監視ＩＣ２０（ＩＣ２）の通信レベル変換部２６は、電源電圧ＶＣＣ１（ＩＣ２）、電源電圧ＶＣＣ２（ＩＣ２）、電源電圧ＶＤＤ、及び電源電圧モニタ回路３０に接続されている。本実施の形態では、上述したように通信レベル変換部２６の一例として、デジタルレベルシフタを用いている。通信レベル変換部２６は、上述の電池監視ＩＣ２０（ＩＣ１）と略同様の構成である。
電池監視ＩＣ２０（ＩＣ２）の上位通信部２８の動作電圧は、電源電圧ＶＣＣ２（ＩＣ２）が供給され、ＧＮＤは、電池セル群１２２の電源電圧ＶＣＣ１（ＩＣ２）である。電池監視ＩＣ２０（ＩＣ２）の上位通信部２８は、使用しない（上位の電池監視ＩＣ２０と接続しない）ため、上位の電池監視ＩＣ２０に替わって、電源電圧ＶＣＣ１（ＩＣ２）及び電源電圧ＶＣＣ２（ＩＣ２）に接続されている。電池監視ＩＣ２０（ＩＣ２）では、ＶＣＣ１（ＩＣ２）＝ＶＣＣ２（ＩＣ２）となっている。
電池監視ＩＣ２０（ＩＣ２）では、最上位の電池監視ＩＣ２０であるため、上位の電池監視ＩＣ２０と通信（ＳＰＩ通信）を行う必要が無い。従って、通信レベル変換部２６及び上位通信部２８を動作させる必要が無い。しかしながら、通信レベル変換部２６及び上位通信部２８は、電源電圧ＶＣＣ１（ＩＣ２）及び電源電圧ＶＣＣ２（ＩＣ２）に接続されているため、電源電圧ＶＣＣ１（ＩＣ２）及び電源電圧ＶＣＣ２（ＩＣ２）の電位差に応じて、通信レベル変換部２６及び上位通信部２８が動作してしまう。具体的には、ＶＣＣ２（ＩＣ２）−ＶＣＣ１（ＩＣ２）の電位レベルが、通信レベル変換部２６及び上位通信部２８を構成する電子部品（例えば、ＭＯＳトランジスタ等）の動作電圧（閾値電圧）を超えてしまうと、通信レベル変換部２６及び上位通信部２８は、駆動してしまう。なお、本実施の形態において通信レベル変換部２６の「駆動」とは、通信レベル変換部２６が上位の電池監視ＩＣ２０とＳＰＩ通信を行うために動作することをいう。また、上位通信部２８の「駆動」とは、ＳＰＩ通信を行うために上位通信部２８が動作することをいう。通信レベル変換部２６及び上位通信部２８が駆動することにより消費電流が増大してしまう。そこで本実施の形態では、上位通信部２６及び上位通信部２８が駆動しないように、ＶＣＣ１（ＩＣ２）＝ＶＣＣ２（ＩＣ２）としている。なお、ＶＣＣ１（ＩＣ２）＝ＶＣＣ２（ＩＣ２）ではなくとも、ＶＣＣ２（ＩＣ２）−ＶＣＣ１（ＩＣ２）の電位レベルが、通信レベル変換部２６及び上位通信部２８の動作電圧以下であればよい。
以下、図面を参照して本実施の形態の電池監視ＩＣ２０によるＳＰＩ通信について詳細に説明する。図３に、図２の概略図に示した電池監視ＩＣ２０における通信機能を具体的に表したブロック図の一例を示す。なお、図３では、以降の説明に不要な構成については、図面の簡略化のため図示を省略している。
本実施の形態の下位通信部２４は、受信回路部２４Ｒ及び送信回路部２４Ｔを有している。また、通信レベル変換部２６は、ＬＶ−ＨＶ変換部２６ＬＨ、及びＨＶ−ＬＶ変換部２６ＨＬを備えている。上位通信部２８は、送信回路部２８Ｔ及び受信回路部２８Ｒを備えている。
電源電圧モニタ回路３０は、ＨＶ−ＬＶ変換部２６ＨＬが備えるインバータの入力電圧を固定（詳細後述）する機能を有している。電源電圧モニタ回路３０の一例の回路図を図４に示す。
本実施の形態の電源電圧モニタ回路３０は、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２、ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１、ＮＭＯＳトランジスタＭＮ１、及びインバータＩＮＶ１を備えている。
抵抗Ｒ１の一端は、電源電圧ＶＣＣ２に接続されており、他端は、ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１のソース、及びバルクに接続されている。また、ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１のドレインは、ＮＭＯＳトランジスタＭＮ１のドレインに接続されており、ゲートは、電源電圧ＶＣＣ１に接続されている。ＮＭＯＳトランジスタＭＮ１のゲートは電源に固定されており、ソースは、抵抗Ｒ２の一端、及びインバータＩＮＶ１の入力に接続されている。バルクは、電圧ＶＳＳに接続されている。抵抗Ｒ２の他端は、電圧ＶＳＳに接続されている。インバータＩＮＶ１の電源は電源電圧ＶＤＤに、ＧＮＤは電圧ＶＳＳに接続されている。インバータＩＮＶ１の出力はＯＵＴに接続されており、インバータＩＮＶ１からはＩＮＶ信号が出力される。
電源電圧モニタ回路３０の動作について説明する。なお、以下の説明では、電源電圧ＶＣＣ１（ＩＣ１、ＩＣ２）・電源電圧ＶＣＣ２（ＩＣ１、ＩＣ２）について電池監視ＩＣ２０（ＩＣ１）、電池監視ＩＣ２０（ＩＣ２）の区別を要しない場合は、いずれであるかを示す符号（ＩＣ１、ＩＣ２）の記載を省略し、電源電圧ＶＣＣ１・電源電圧ＶＣＣ２と記載する。
まず、ＶＣＣ２−ＶＣＣ１＝ＶＤＤの場合（電池監視ＩＣ２０（ＩＣ１）の場合）の動作について説明する。電源電圧ＶＣＣ２と電源電圧ＶＣＣ１との電位差により、ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１がオン状態になる。また、ＮＭＯＳトランジスタＭＮ１では、ゲートが電源に固定されており、常時オン状態になっている。これらにより、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２に電流が流れる。抵抗Ｒ２に電流が流れるため、抵抗Ｒ２に電圧が発生する。従って、インバータＩＮＶ１の入力がＨレベルとなり、出力される検出信号（ＩＮＶ信号）は、Ｌレベルになる。このようにＶＣＣ２−ＶＣＣ１＝ＶＤＤの場合は、電源電圧モニタ回路３０の検出信号（ＩＮＶ信号）がＬレベルとなる。
一方、ＶＣＣ１＝ＶＣＣ２の場合（電池監視ＩＣ２０（ＩＣ２）の場合）の動作について説明する。電源電圧ＶＣＣ１と電源電圧ＶＣＣ２との電位差がないため、ＰＭＯＳトランジスタＭＰ１がオフ状態になっている。抵抗Ｒ１には電流が流れないため、抵抗Ｒ２にも電流が流れない。従って、インバータＩＮＶ１の入力がＬレベルとなり、出力される検出信号（ＩＮＶ信号）は、Ｈレベルになる。
通信レベル変換部２６は、ＩＮＶ信号のレベルに応じて、ＨＶ−ＬＶ変換部２６ＨＬのインバータＩＮＶ３の入力が固定される。当該動作について、図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態の通信レベル変換部２６のＨＶ−ＬＶ変換部２６ＨＬ、及び上位通信部２８の受信回路部２８Ｒの一例の回路図を図５に示す。
受信回路部２８Ｒは、カレントミラー回路ＰＣＭ１、カレントミラー回路ＰＣＭ２、インバータＩＮＶ２、定電流源Ｉ１、及び定電流源Ｉ２を備えている。また、ＨＶ−ＬＶ変換部２６ＨＬは、カレントミラー回路ＰＣＭ３、カレントミラー回路ＮＣＭ１、カレントミラー回路ＮＶＭ２、インバータＩＮＶ３、及びスイッチング素子ＳＷを備えている。
カレントミラー回路ＰＣＭ１、カレントミラー回路ＰＣＭ２、カレントミラー回路ＰＣＭ３は、ＰＭＯＳトランジスタにより構成されるカレントミラー回路である。当該カレントミラー回路の具体的一例を図６に示す。また、カレントミラー回路ＮＣＭ１、及びカレントミラー回路ＮＣＭ２は、ＮＭＯＳトランジスタにより構成されるカレントミラー回路である。当該カレントミラー回路の具体的一例を図７に示す。
受信回路部２８Ｒでは、カレントミラー回路ＰＣＭ１の入力は、定電流源に接続されており、出力は、ＨＶ−ＬＶ変換部２６ＨＬのカレントミラー回路ＮＣＭ１に接続されている。また、カレントミラー回路ＰＣＭ２の入力は、定電流源に接続されており、出力は、ＨＶ−ＬＶ変換部２６ＨＬのカレントミラー回路ＮＣＭ２に接続されている。
ＨＶ−ＬＶ変換部２６ＨＬでは、カレントミラー回路ＮＣＭ１の入力は、カレントミラー回路ＰＣＭ１の出力に接続されており、出力は、カレントミラー回路ＰＣＭ３の入力に接続されている。カレントミラー回路ＮＣＭ２の入力は、カレントミラー回路ＰＣＭ２の出力に接続されており、出力は、カレントミラー回路ＰＣＭ３の出力に接続されている。また、カレントミラー回路ＰＣＭ１の出力は、インバータＩＮＶ３の入力の入力に接続されている。電源電圧モニタ回路３０から入力されたＩＮＶ信号のレベルに応じて、スイッチング素子ＳＷのオン／オフが制御される。ＩＮＶ信号がＬレベルの場合は、スイッチング素子ＳＷはオフ状態になり、ＩＮＶ信号がＨレベルの場合は、スイッチング素子ＳＷはオン状態になる。インバータＩＮＶ３からは、ＬＶ＿ＳＰＩ信号が出力される。
上位の電池監視ＩＣ２０から入力されたＳＰＩ信号は、受信回路部２８ＲのＳＰＩ信号端子から入力される。ＳＰＩ信号がＬレベルの場合は、カレントミラー回路ＰＣＭ１の入力は定電流源Ｉ１に接続され、カレントミラー回路ＰＣＭ２の入力は定電流源Ｉ２に接続される。一方、ＳＰＩ信号がＨレベルの場合は、カレントミラー回路ＰＣＭ１の入力は定電流源Ｉ２に接続され、カレントミラー回路ＰＣＭ２の入力は定電流源Ｉ１に接続される。
ＶＣＣ２−ＶＣＣ１＝ＶＤＤの場合（電池監視ＩＣ２０（ＩＣ１）の場合）のＨＶ−ＬＶ変換部２６ＨＬ及び受信回路部２８Ｒの動作について説明する。なお、この場合ＩＮＶ信号はＬレベルであり、スイッチング素子ＳＷはオフ状態になっている。
ＳＰＩ信号がＬレベルの場合を例にして説明する。カレントミラー回路ＰＣＭ１の入力電流は電流Ｉ１になり、出力電流も電流Ｉ１になる。また、カレントミラー回路ＰＣＭ２の入力電流は電流Ｉ２になり、出力電流も電流Ｉ２になる。
カレントミラー回路ＮＣＭ１の入力電流は、電流Ｉ１になるため、出力電流は電流Ｉ１になる。また、カレントミラー回路ＮＣＭ２の入力電流は、電流Ｉ２になるため、出力電流は電流Ｉ２になる。ここで、電流Ｉ１＞＞電流Ｉ２である場合、カレントミラー回路ＰＣＭ３では、入力電流Ｉ１に応じて、出力電流も電流Ｉ１になろうとするが、カレントミラー回路ＮＣＭ２により、出力が電流Ｉ２であるため、Ｉ１＝Ｉ２になる。その際のインバータＩＮＶ３の入力電圧は、電源電圧ＶＤＤとなる。また、電流Ｉ１＜＜電流Ｉ２である場合は、インバータＩＮＶ３の入力電圧は電圧ＶＳＳとなる。
次に、ＶＣＣ２＝ＶＣＣ１の場合（電池監視ＩＣ２０（ＩＣ２）の場合）の、ＨＶ−ＬＶ変換部２６ＨＬ及び受信回路部２８Ｒの動作について説明する。なお、この場合ＩＮＶ信号はＨレベルであり、スイッチング素子ＳＷはオン状態になっている。スイッチング素子ＳＷがオン状態であるため、インバータＩＮＶ３の入力の入力電圧は０Ｖ（ＶＳＳ）である。従って、インバータＩＮＶ３の入力電圧が固定され、貫通電流が流れない。
ここで、比較例として、電池監視ＩＣに通信レベル変換部が備えられていない場合の電池監視システムの通信レベル変換部のＨＶ−ＬＶ変換部、及び上位通信部の受信回路部の構成及び動作について説明する。比較例の電池監視システム１０の概略構成の一例の概略構成図を図１１に示す。図１１に示すように、比較例の電池監視システム１０は、制御部１１４、及び２個の電池監視ＩＣ１２０（ＩＣ１、ＩＣ２）を備えている。比較例の電池監視ＩＣ１２０は、本実施の形態の電池監視ＩＣ２０に備えられている電源電圧モニタ回路３０が備えられていない他は、略同様の構成をしている。
さらに図１２に、比較例の通信レベル変換部のＨＶ−ＬＶ変換部１２６ＨＬ、及び上位通信部の受信回路部１２８Ｒの一例の回路図を示す。図１２に示すように、比較例の受信回路部１２８Ｒの構成は、本実施の形態の受信回路部２８Ｒと略同様の構成である。一方、図１２に示すように、比較例のＨＶ−ＬＶ変換部１２６ＨＬは、本実施の形態のＨＶ−ＬＶ変換部２６ＨＬに備えられていたスイッチング素子ＳＷが備えられていない。インバータＩＮＶ３の入力は、カレントミラー回路ＰＣＭ３の出力（カレントミラー回路ＮＣＭ２の出力）のみに接続されている。
ＶＣＣ２−ＶＣＣ１＝ＶＤＤの場合（ＶＣＣ２（ＩＣ１）−ＶＣＣ１（ＩＣ２）＝ＶＤＤ、電池監視ＩＣ１２０（ＩＣ１）の場合）のＨＶ−ＬＶ変換部１２６ＨＬ及び受信回路部１２８Ｒの動作は、上述した本実施の形態のＨＶ−ＬＶ変換部２６ＨＬ及び受信回路部２８Ｒの動作と略同一であるため、ここでは説明を省略する。
また、ＶＣＣ１＝ＶＣＣ２の場合（ＶＣＣ１（ＩＣ２）＝ＶＣＣ２（ＩＣ２）、電池監視ＩＣ１２０（ＩＣ２）の場合）のＨＶ−ＬＶ変換部１２６ＨＬ及び受信回路部１２８Ｒの動作は、上述した本実施の形態のＨＶ−ＬＶ変換部２６ＨＬ及び受信回路部２８Ｒの動作と異なっている。上位通信部１２８は動作しないため、受信回路部１２８Ｒカレントミラー回路ＰＣＭ１及びカレントミラー回路ＰＣＭ２の出力電流は０となる。これにより、カレントミラー回路ＮＣＭ１、カレントミラー回路ＮＣＭ２、及びカレントミラー回路ＰＣＭ３出力電流も０となる。カレントミラー回路ＰＣＭ３及びカレントミラー回路ＮＣＭ２の出力電流が０であるため、インバータＩＮＶ３の入力電圧は不定となり、インバータＩＮＶ３の回路に貫通電流が流れてしまう。従って、消費電流が大きくなる。当該貫通電流は、リーク電流等により、インバータＩＮＶ３の入力電圧がＬレベルまたはＨレベルのいずれかに落ち着くことにより流れなくなるが、入力電圧のレベルが落ち着き、消費電流が安定、すなわち貫通電流が所望の電流値以下に落ち着くまでには時間を要してしまう（具体的一例として１０〜２０秒程度）。このように消費電流が不安定なため、消費電流が増加してしまうという問題が生じる場合がある。また、電池監視ＩＣ２０（ＩＣ２）では、貫通電流が所望の電流値以下に落ち着くまでに時間を要するため、貫通電流の影響により最上位のセル電池の電池電圧の測定結果も変動してしまい、結果として電池セル群１２の電池電圧の測定精度が低下してしまう場合がある。
一方、上述したように本実施の形態のＨＶ−ＬＶ変換部２６ＨＬ及び受信回路部２８Ｒでは、ＶＣＣ１＝ＶＣＣ２の場合、受信回路部２８ＲからＨＶ−ＬＶ変換部２６ＨＬへの信号が不定であっても、ＨレベルのＩＮＶ信号によりスイッチング素子ＳＷはオン状態になっており、インバータＩＮＶ３の入力の入力電圧は０Ｖに固定され、貫通電流が流れない。従って、消費電流を速やかに安定させることができ、電池監視ＩＣ２０（ＩＣ１）と電池監視ＩＣ２０（ＩＣ２）との間で消費電流に差が生じない。また、消費電流が速やかに安定するため、電池セル群１２の電池電圧の測定精度は低下しない。
次に、本実施の形態の電池監視システム１０における、制御部１４から出力されたＳＰＩ信号が電池監視ＩＣ２０（ＩＣ１）及び電池監視ＩＣ２０（ＩＣ１）に伝達（通信）される場合の通信動作の流れについて説明する。電池監視システム１０における通信動作の流れの一例のフローチャートを図８に示す。ここでは、具体的一例として、電池監視ＩＣ２０の立ち上げ時や省電力モード（スリープモード）から復帰する場合の各電池監視ＩＣ２０を起動させるための指示（ＳＰＩ信号）を通信する場合について説明する。
制御部１４がエンジンの駆動を検知すると、電池監視ＩＣ２０の立ち上げや省電力モードからの復帰がスタートする。制御部１４は、各電池監視ＩＣ２０を起動させるための指示（ＳＰＩ信号）を電池監視ＩＣ２０（ＩＣ１）に出力する。
まず、電池監視ＩＣ２０（ＩＣ１）では、制御部１４から出力されたＳＰＩ信号を下位通信部２４の受信回路部２４Ｒが受信する（図８、ステップＳ１００）。受信したＳＰＩ信号は、電池監視ＩＣ２０（ＩＣ１）の電池電圧測定部２２や、図示を省略したＭＣＵ（電池監視ＩＣ２０（ＩＣ１）を制御する論理回路）等の各部へ伝達され、所定の起動動作が実行される。
一方、電池監視ＩＣ２０（ＩＣ１）の電源電圧モニタ回路３０では、ＶＣＣ２−ＶＣＣ１＝ＶＤＤであるため、ＬレベルのＩＮＶ信号を生成し出力している（図８、ステップＳ１５０）。通信レベル変換部２６では、ＬレベルのＩＮＶ信号により、上述したように、ＨＶ−ＬＶ変換部２６ＨＬのインバータＩＮＶ３の入力が固定される（図８、ステップＳ１５２）。
受信回路部２８Ｒで受信したＳＰＩ信号（ＬＶ＿ＳＰＩ信号）は、通信レベル変換部２６のＬＶ−ＨＶ変換部２６ＬＨで、下位通信部２４の電圧レベルＬＶから上位通信部２８の電圧レベルＨＶのＳＰＩ信号（ＨＶ＿ＳＰＩ信号）に変換される（図８、ステップＳ１０２）。ここで、上位通信部２８の電圧レベルＨＶとは、上位の電池監視ＩＣ２０（ＩＣ２）の電圧レベル（電池監視ＩＣ２０（ＩＣ２）の下位通信部２４の電圧レベル）である。ＨＶ＿ＳＰＩ信号は、上位通信部２８の送信回路部２８Ｔから電池監視ＩＣ２０（ＩＣ２）へ送信される（図８、ステップＳ１０４）。
電池監視ＩＣ２０（ＩＣ１）から送信されたＳＰＩ信号は、電池監視ＩＣ２０（ＩＣ２）の下位通信部２４の受信回路部２４Ｒで受信される（図８、ステップＳ２００）。受信したＳＰＩ信号は、電池監視ＩＣ２０（ＩＣ２）の電池電圧測定部２２や、図示を省略したＭＣＵ（電池監視ＩＣ２０（ＩＣ２）を制御する論理回路）等の各部へ伝達され、所定の起動動作が実行される。このようにして、電池監視システム１０の各電池監視ＩＣ２０（ＩＣ１、ＩＣ２）が起動状態になる。
なお、電池監視ＩＣ２０（ＩＣ２）では、受信回路部２４Ｒから通信レベル変換部２６のＬＶ−ＨＶ変換部２６ＬＨに、受信したＳＰＩ信号に応じたＬＶ＿ＳＰＩ信号が出力されるが、ＶＣＣ１＝ＶＣＣ２であるため、通信レベル変換部２６及び上位通信部２８は動作していない。
一方、電池監視ＩＣ２０（ＩＣ２）の電源電圧モニタ回路３０では、ＶＣＣ１＝ＶＣＣ２であるため、ＨレベルのＩＮＶ信号を生成し出力している（図８、ステップＳ２５０）。通信レベル変換部２６では、ＨレベルのＩＮＶ信号により、上述したように、ＨＶ−ＬＶ変換部２８ＨＬのインバータＩＮＶ３の入力が固定され、速やかに消費電流が安定する（図８、ステップＳ２５２）。
このように、速やかに、電池監視ＩＣ２０（ＩＣ１）及び電池監視ＩＣ２０（ＩＣ２）の消費電流が安定するため、上述した起動させるための指示後に、すぐに、各電池セル群１２の電池電圧を測定する場合であっても、測定精度は低下しない。
次に、電池監視ＩＣ２０（ＩＣ２）からＳＰＩ信号が、電池監視ＩＣ２０（ＩＣ１）を介して制御部１４に伝達（通信）する場合について説明する。このような場合として、例えば、測定された電池セル群１２の電池電圧に関する情報を示すＳＰＩ信号を電池監視ＩＣ２０（ＩＣ２）から制御部１４に伝達（通信）する場合等が挙げられる。電池監視システム１０における通信動作の流れの一例のフローチャートを図９に示す。
なお、電池監視ＩＣ２０（ＩＣ２）では、ＶＣＣ１＝ＶＣＣ２であるため、電源電圧モニタ回路３０からはＨレベルのＩＮＶ信号が通信レベル変換部２６のＨＶ−ＬＶ変換部２６ＨＬに出力されている。また、ＶＣＣ１＝ＶＣＣ２であるため、通信レベル変換部２６及び上位通信部２８は、信号（電圧）が供給されているものの、駆動していない。
まず、電池監視ＩＣ２０（ＩＣ２）では、電池電圧測定部２２等の、各部から出力された信号が、下位通信部２４の送信回路部２４Ｔを介して送信される（図９、ステップＳ４００）。
電池監視ＩＣ２０（ＩＣ１）では、電池監視ＩＣ２０（ＩＣ１）から送信されたＳＰＩ信号を、上位通信部２８の受信回路部２８Ｒで受信する（図９、ステップＳ３００）。受信回路部２８Ｒから通信レベル変換部２６のＨＶ−ＬＶ変換部２６ＨＬにＨＶ＿ＳＰＩ信号が出力される。ＨＶ−ＬＶ変換部２６ＨＬは、電源電圧モニタ回路３０の出力であるＩＮＶ信号がＬレベルであるため、駆動している。ＨＶ−ＬＶ変換部２６ＨＬでは、入力されたＨＶ＿ＳＰＩ信号を下位通信部２４の電圧レベルのＳＰＩ信号（ＬＶ＿ＳＰＩ信号）に変換して下位通信部２４に出力する（図９、ステップＳ３０２）。下位通信部２４では、送信回路部２４Ｔを介してＳＰＩ信号を制御部１４に出力する（図９、ステップＳ３０４）。
以上説明したように、本実施の形態の電池監視システム１０の電池監視ＩＣ２０は、下位通信部２４、通信レベル変換部２６、上位通信部２８、及び電源電圧モニタ回路３０を備えている。電池監視ＩＣ２０（ＩＣ２）では、上位の電池監視ＩＣ２０が存在しないため、駆動のための電源電圧となる電源電圧ＶＣＣ２とＧＮＤとなる電源電圧ＶＣＣ１とを同電位（ＶＣＣ１＝ＶＣＣ２）として、上位通信部２８及び通信レベル変換部２６を駆動させないように構成している。これにより、通信レベル変換部２６及び上位通信部２８により消費される消費電流を抑制することができるため、電池監視システム１０全体の消費電流を抑制することができる。
なお、電池監視ＩＣ２０（ＩＣ２）では、上位通信部２８及び通信レベル変換部２６を使用しないことを前提として消費電流を抑制するために、これらを設けない半導体装置として電池監視ＩＣ２０（ＩＣ２）を構成する場合が考えられる。しかしながらこの場合は、種類の異なる電池監視ＩＣ２０を製造することになり、電池監視ＩＣ２０を作り分けしなくてはいけなくなるため、コストの面等から好ましくない。
また、消費電流を抑制するために、各電池監視ＩＣ２０に端子を設け、当該端子を通じて電池監視ＩＣ２０個別にＩＤ設定を行い、制御部１４が電池監視ＩＣ２０（ＩＣ２）のＩＤを指定して、電池監視ＩＣ２０（ＩＣ２）の上位通信部２８に対して駆動を停止するための停止信号を送信することが考えられる。しかしながらこの場合は、各電池監視ＩＣ２０により駆動電圧が異なり、各々端子を設けると電池監視ＩＣ２０大きくなってしまう。また、個別ＩＤの設定に時間を要するため、上述した比較例の電池監視システム１０（図１１、図１２参照）において説明した消費電流が安定するまでに時間を要するのと同様の問題が生じてしない、好ましくない。
従って、本実施の形態のように、各電池監視ＩＣ２０（ＩＣ１、ＩＣ２）を同様の構成とし、電池監視ＩＣ２０の上位通信部２８及び通信レベル変換部２６を駆動させないためにＶＣＣ１＝ＶＣＣ２とすることが好ましい。なお、上述したように、電源電圧ＶＣＣ１と電源電圧ＶＣＣ２との電位差が、上位通信部２８及び通信レベル変換部２６の駆動電圧（閾値電圧）以下であれば、ＶＣＣ１＝ＶＣＣ２に限らない。
さらに、本実施の形態では、ＶＣＣ１＝ＶＣＣ２、またはＶＣＣ１とＶＣＣ２との電位差を上位通信部２８及び通信レベル変換部２６の駆動電圧（閾値電圧）以下とすることにより、上述の通り上位通信部２８から通信レベル変換部２６に入力される信号が不定となる場合がある。これに対し、本実施の形態では、さらに電源電圧モニタ回路３０を設け、ＶＣＣ１＝ＶＣＣ２、またはＶＣＣ１とＶＣＣ２との電位差が上位通信部２８及び通信レベル変換部２６の駆動電圧（閾値電圧）以下であることを検出し、ＶＣＣ１＝ＶＣＣ２またはＶＣＣ１とＶＣＣ２との電位差が上位通信部２８及び通信レベル変換部２６の駆動電圧（閾値電圧）以下である場合に検出信号（ＩＮＶ信号）を通信レベル変換部２６のＨＶ−ＬＶ変換部２６ＨＬに出力することとした。ＨＶ−ＬＶ変換部２６ＨＬでは、ＩＮＶ信号により、インバータＩＮＶ３の入力電圧を所定のレベル（０Ｖ）に固定されるため、貫通電流の発生を速やかに抑制することができる。このため、貫通電流が電池電圧の測定結果に与えうる影響を抑制でき、電池セル群１２の電池電圧の測定精度が低下するのを防止することができる。
なお、上述の実施の形態で示した電源電圧モニタ回路３０の構成（図４参照）は、一例であり、電源電圧ＶＣＣ２と電源電圧ＶＣＣ１との電位差、具体的には、電位差が通信レベル変換部２６及び上位通信部２８の動作電圧を超えるか否かを検出し、検出結果を示すレベルの検出信号（ＩＮＶ信号）を出力することができるものであれば特に限定されない。例えば、図１０に示す電源電圧モニタ回路３０が挙げられる。図４に示した電源電圧モニタ回路３０では、ＮＭＯＳトランジスタＭＮ１のゲートを電源に固定させていたが、これに替わり、図１０に示した電源電圧モニタ回路３０では、ＮＭＯＳトランジスタＭＮ１のゲートにＰＤ（パワーダウン）信号が入力されるように構成している。当該ＰＤ信号は、各電池監視ＩＣ２０中に備えられた制御部２９（ＭＣＵ等）から、電池監視ＩＣ２０の動作状態に応じて、電源電圧モニタ回路３０に出力され、動作モードの場合には、Ｈレベルを示し、パワーダウンモードの場合には、Ｌレベルを示す。図１０に示した電源電圧モニタ回路３０では、ＶＣＣ２−ＶＣＣ１＝ＶＤＤであり、ＰＤ信号がＨレベルの場合にはＰＭＯＳトランジスタＭＰ１及びＮＭＯＳトランジスタＭＮ１がオン状態になり、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２に電流が流れる。抵抗Ｒ２に電流が流れると、電圧が発生し、インバータＩＮＶ１の入力電圧がＨレベルになり、出力電圧がＬレベルになる。一方、ＶＣＣ２−ＶＣＣ１＝ＶＤＤであり、ＰＤ信号がＬレベルの場合にはＰＭＯＳトランジスタＭＰ１及びＮＭＯＳトランジスタＭＮ１がオフ状態になり、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２に電流が流れない。従ってインバータＩＮＶ１の入力電圧がＬレベルになり、出力電圧がＨレベルになる。このように、モード（動作モード／パワーダウンモード）に応じたレベルの検出信号（ＩＮＶ信号）を出力するように構成することが好ましい。
また、電池監視システム１０の電池セル群１２及び電池監視ＩＣ２０の数（段数）は、本実施の形態に限定されない。例えば、３段〜３２段の多段接続の電池監視システム１０としてもよい。なお、このように多段とした場合、最上段の電池監視ＩＣ２０を本実施の形態の電池監視ＩＣ２０（ＩＣ２）と同様に構成し、最下段の電池監視ＩＣ２０を本実施の形態の電池監視ＩＣ２０（ＩＣ１）と同様に構成し、それ以外の電池監視ＩＣ２０を、本実施の形態の電池監視ＩＣ２０（ＩＣ１）の下位通信部２４を下段の電池監視ＩＣ２０の上位通信部２８と接続するように構成すればよい。
また、本実施の形態では、最下段の電池監視ＩＣ２０（ＩＣ１）の下位通信部２４が制御部１４と接続するように構成していたがこれに限らない。多段接続された電池監視ＩＣ２０のうち、中段の電池監視ＩＣ２０を制御部１４と接続するように構成してもよい。この場合、各電池監視ＩＣ２０の間で通信を行う際に最上段となる、電池監視ＩＣ２０を本実施の形態の電池監視ＩＣ２０（ＩＣ２）と同様の構成とすればよい。
また、本実施の形態では、電池監視システム１０に備えられた全ての電池監視ＩＣ２０が電源電圧モニタ回路３０を備えるように構成したがこれに限らず、最上位の電池監視ＩＣ２０（ＩＣ２）のみ、電源電圧モニタ回路３０を備えるようにしてもよい。なお、全ての電池監視ＩＣ２０が電源電圧モニタ回路３０を備えるように構成することにより、電池監視ＩＣ２０の作り分けを回避することができるため、好ましい。
また、本実施の形態では、ＳＰＩ通信を行う場合について説明したが、通信方式は、ＳＰＩ通信に限定されるものではないことは言うまでもない。
また、電池セルは、リチウムイオン二次電池に限らず他の電池であってもよい。なお、リチウムイオン二次電池は、他の二次電池と比較して、高エネルギー密度（高出力密度）が得られ、１電池セル当たりの電池電圧が高く、充放電エネルギー効率が高く、さらにメモリー効果がない等の特徴を有している。そのため、ハイブリッド車やモータ駆動機器等の分野において用いることが好ましい。
また、上述の実施の形態で説明した電池監視システム１０、制御部１４、電池監視ＩＣ２０、上位通信部２８、電源電圧モニタ回路３０等の構成、各動作等は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更可能であることは言うまでもない。
１０ 電池監視システム
１２ 電池セル群
１４ 制御部
２０（ＩＣ１、ＩＣ２） 電池監視ＩＣ
２４ 下位通信部
２６ 通信レベル変換部
２８ 上位通信部
３０ 電源電圧モニタ回路
３２ レギュレータ

Claims (7)

  1. 直列に接続された複数の電池セルを所定数の集合とした複数の電池セル群と、
    複数の前記電池セル群毎に設けられ、対応する前記電池セル群の電池電圧を測定する複数の半導体装置と、
    を備え、
    前記半導体装置は、対応する前記電池セル群の電池電圧を測定する測定手段と、
    第１の電圧範囲の駆動電圧が供給され、自装置が測定する電池セル群よりも上位の電池セル群を測定する前記自装置の動作電圧よりも高い動作電圧で動作する上位の半導体装置が存在する場合に、前記上位の半導体装置と通信を行うことが可能な上位通信手段と、
    第２の電圧範囲の駆動電圧が供給され、前記自装置が測定する電池セル群よりも下位の電池セル群を測定する前記自装置の動作電圧よりも低い動作電圧で動作する下位の半導体装置が存在する場合に、前記下位の半導体装置と通信を行うことが可能な下位通信手段と、
    前記上位通信手段の前記第１の電圧範囲と前記下位通信手段の前記第２の電圧範囲とを相互変換し、前記上位通信手段から入力された上位通信信号を下位通信信号に変換して前記下位通信手段に出力可能であり、かつ前記下位通信手段から入力された下位通信信号を上位通信信号に変換して前記上位通信手段に出力することが可能な通信レベル変換手段と、
    を有しており、
    前記半導体装置同士の通信における最上段の前記半導体装置は、前記上位通信手段の前記第１の電圧範囲を検出し、所定の電圧範囲よりも狭い場合に前記通信レベル変換手段が前記下位通信手段に出力する前記下位通信信号のレベルを決定する信号レベル決定手段をさらに有しており、
    前記最上段の半導体装置における前記第１の電圧範囲は、その他の前記半導体装置の前記第１の電圧範囲よりも狭い所定の電圧範囲に設定されていることを特徴とする電池監視システム。
  2. 前記通信レベル変換手段は、前記上位通信手段から入力される前記上位通信信号に応じた電流に基づいた、前記第２の電圧範囲に応じた電圧が入力されるインバータを備え、前記信号レベル決定手段は、前記インバータの入力電圧を所定の電圧とすることにより、前記下位通信信号のレベルを決定する、請求項１に記載の電池監視システム。
  3. 前記半導体装置同士の通信における最上段の前記半導体装置の前記第１の電圧範囲は、前記上位通信手段が駆動するための駆動電圧以下であり、前記上位通信手段は駆動していない、請求項１または請求項２に記載の電池監視システム。
  4. 前記信号レベル決定手段は、全ての半導体装置が有している、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電池監視システム。
  5. 前記電池セル群の電池電圧の測定を制御する制御手段を備え、
    前記半導体装置は、前記制御手段の制御により、前記電池セル群の電池電圧の測定を実行する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電池監視システム。
  6. 前記制御手段は、最下位の電池セル群を測定する前記半導体装置に対して前記電池電圧の測定を実行させるための制御信号を出力し、当該制御信号は、前記半導体装置を介して、上位の電池セル群を測定する前記半導体装置に順次通信される、請求項５に記載の電池監視システム。
  7. 第１の電圧範囲の駆動電圧が供給され、直列に接続された複数の電池セルを所定数の集合とした複数の電池セル群毎に設けられた複数の半導体装置のうちの一つである自装置が測定する電池セル群よりも上位の電池セル群を測定する前記自装置の動作電圧よりも高い動作電圧で動作する上位の半導体装置が存在する場合に、前記上位の半導体装置と通信を行うことが可能な上位通信手段と、
    第２の電圧範囲の駆動電圧が供給され、前記自装置が測定する電池セル群よりも下位の電池セル群を測定する前記自装置の動作電圧よりも低い動作電圧で動作する下位の半導体装置が存在する場合に、前記下位の半導体装置と通信を行うことが可能な下位通信手段と、
    前記上位通信手段の前記第１の電圧範囲と前記下位通信手段の前記第２の電圧範囲との相互変換を行い、前記上位通信手段から入力された上位通信信号を下位通信信号に変換して前記下位通信手段に出力可能であり、かつ前記下位通信手段から入力された下位通信信号を上位通信信号に変換して前記上位通信手段に出力することが可能な通信レベル変換手段と、
    前記上位通信手段の前記第１の電圧範囲を検出し、所定の電圧範囲よりも狭い場合に前記通信レベル変換手段が前記下位通信手段に出力する前記下位通信信号のレベルを決定する信号レベル決定手段と、
    を備えた半導体装置。
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