JP6413304B2 - 電池監視装置および電池監視方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の電池のそれぞれの状態を監視する電池監視装置および電池監視方法に関する。

電動フォークリフト、ハイブリッド車、電気自動車などの車両に搭載される電池パックは、負荷へ大きな電力を安定して供給するため、単電池または複数の電池を直列に接続した組電池を有する電池モジュールを、それぞれ複数並列に接続して用いることが知られている。電池モジュールそれぞれは、単電池または組電池以外に、電池の状態を計測する各種センサと、各種センサの計測結果を用いて電池の状態を監視する複数の監視部と、を有している。また、電池パックにおいては、複数の監視部と、複数の監視部から電池の状態を示す情報を取得する制御部と、が送受信可能に接続され、制御部は電池の異常判定や電池パックの各部の制御をしている。関連する技術として、例えば、特許文献１−３には複数の監視部と制御部とが接続されている装置において、制御部と監視部を用いて電池の異常を判定する技術が開示されている。

次に、電池パックにおいて複数の監視部と制御部との接続は、複数の監視部と制御部とを信号線により環状に接続してもよい。しかしながら、その場合には監視部または信号線に異常があると、制御部はすべての監視部との送受信ができなくなるため、電池の監視ができなくなる。ついては監視部の異常を判定することもできなくなる。そのため、制御部と複数の監視部とを信号線により環状に接続した構成においては、速やかに異常箇所の特定を行い、制御部と複数の監視部との送受信を再開させる必要がある。

特開２０１２−０８３１２３号公報 特開２０１１−１５４０１６号公報 特開２０１１−０４７９１８号公報

本発明は、複数の監視部と制御部とが信号線により環状接続されている場合に、異常を検知した監視部から送信される検知信号を、制御部に接続される一方の監視部と他方の監視部とを介して受信し、受信した検知信号それぞれに基づいて異常箇所を特定する電池監視装置および電池監視方法を提供することを目的とする。

本実施の形態によれば、電池監視装置は、電池の状態を監視する複数の監視部と、制御部と、を有し、複数の監視部と制御部とは信号線により環状接続されている。
制御部は、制御部に接続される一方の監視部へ第１の検知信号を送信し、監視部あるいは信号線に異常があると、異常を検知した監視部から送信される第２の検知信号、または、第２の検知信号を受信した監視部それぞれにより所定の変化をさせた第２の検知信号、を制御部に接続される他方の監視部から受信する。

また、制御部は、他方の監視部へ第１の検知信号を送信し、監視部あるいは信号線に異常があると、異常を検知した監視部から送信される第３の検知信号、または、第３の検知信号を受信した監視部それぞれにより所定の変化をさせた第３の検知信号、を一方の監視部から受信する。

第２の検知信号と第３の検知信号とを制御部が受信すると、制御部はその第２の検知信号と第３の検知信号に基づいて異常箇所を特定する。

本実施の形態によれば、複数の監視部と制御部とが信号線により環状接続されている場合に、異常を検知した監視部から送信される検知信号を、制御部に接続される一方の監視部と他方の監視部とから受信し、受信した検知信号それぞれに基づいて異常箇所を特定することができるという効果を奏する。

図１は、電池監視装置の一実施例を示す図である。 図２は、複数の異常箇所がある電池監視装置を示す図である。 図３は、複数の異常箇所がある電池監視装置を示す図である。 図４は、電池監視装置の制御部の動作の一実施例を示すフロー図である。 図５は、電池監視装置の監視部の動作の一実施例を示すフロー図である。 図６は、電池監視装置の監視部の動作の一実施例を示すフロー図である。

以下図面に基づいて実施形態について詳細に説明する。
図１は、電池監視装置の一実施例を示す図である。図１に示す電池監視装置１は、電池モジュール２（２−１〜２−５）、制御部３、メインリレー４を備えている。電池監視装置１は、例えば、電動フォークリフト、ハイブリッド車、電気自動車などの車両に搭載することが考えられる。

電池モジュール２（２−１〜２−５）それぞれは、電力線により互いに並列接続され、メインリレー４を介して負荷１１に電力を供給する。なお、電池モジュール２の数は５つに限定されるものではない。制御部３は、メインリレー４を切り替える（オン／オフ）制御をする。メインリレー４は、制御部３により切り替え（オン／オフ）制御され、電池モジュール２（２−１〜２−５）の電池５それぞれから負荷１１へ電力を供給する電力線を遮断する。

電池モジュール２について説明する。
電池モジュール２（２−１〜２−５）それぞれは、電池５、リレー６、電圧検出部７、電流検出部８、温度検出部９、監視部１０（１０−１〜１０−５）を備えている。

電池モジュール２の電池５それぞれは、電力線により互いに並列接続され、メインリレー４を介して負荷１１に電力を供給する。また、電池５は充電可能な電池であり、例えば、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池などが考えられる。電池５は、例えば、単電池あるいは複数の電池を直列接続させた組電池などが考えられる。

リレー６は、メインリレー４と電池５との間に設けられている。リレー６がオンしているときにメインリレー４がオンすると、電池５から電力線を介して負荷１１へ電力が供給される。電圧検出部７は、電池５の電圧を検出するもので、例えば、電圧計が考えられる。電流検出部８は、充電時または放電時に電池５から流れる電流を検出するもので、例えば、電流計が考えられる。温度検出部９は、電池５の周辺温度を検出するもので、例えば、サーミスタが考えられる。

監視部１０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）など）などにより構成され、記憶部１２に記憶されているプログラムをＣＰＵ、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイスなどが読み出して実行することにより、後述する監視部の機能が実現される。また、監視部１０（１０−１〜１０−５）それぞれは、リレー６を切り替える（オン／オフ）制御をする。監視部１０（１０−１〜１０−５）それぞれは、例えば、監視ＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。また、監視部１０（１０−１〜１０−５）それぞれは、記憶部１２、検知部１３、送受信部１４を備える。記憶部１２はＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などであり、各種情報や各種プログラムを記憶する。

監視部１０または信号線が正常である場合について説明する。
検知部１３は、監視部１０（１０−１〜１０−５）それぞれまたは信号線が正常であるか否かを判定するために、前段の制御部３または監視部１０から送信される後述する第１の検知信号を、送受信部１４を介して受信する。その検知部１３が正常に第１の検知信号を受信できると、第１の検知信号を次の監視部１０または制御部３に送信する。

すなわち、制御部３から監視部１０−１の方向（一方の方向）へ第１の検知信号を送信した場合、監視部１０−１から監視部１０−５の方向（一方の方向）へ第１の検知信号が順に送信され、監視部１０−５から送信された第１の検知信号を制御部３が受信する。あるいは、制御部３から監視部１０−５の方向（他方の方向）へ第１の検知信号を送信した場合、監視部１０−５から監視部１０−１の方向（他方の方向）へ第１の検知信号が順に送信され、監視部１０−１から送信された第１の検知信号を制御部３が受信する。

第１の検知信号は、所定期間Ｔにおいて所定期間ｔ１（ｔ１＜Ｔ）だけパルスを送信させた信号である。すなわち、予め決めたデューティ比のパルス信号を送信する。ただし、第１の検知信号は予め決めたデューティ比のパルス信号に限定されるものではなく、予め決められた周波数の信号（パルス信号以外の信号などを含む）を送信してもよいし、予め決めた形状の波形の信号を送信してもよいし、予め決められた電圧の信号を送信してもよい。さらに、第１の検知信号は複数回送信してもよい。

上記のように、制御部３が第１の検知信号を正常に受信できた場合、第１の検知信号を送信した監視部１０（１０−１〜１０−５）またはその送信に用いられた信号線が正常であると判定できる。信号線が正常であるとは、例えば、信号線がコネクタを両端に有するハーネスの場合、線材に断線がない状態、および、監視部１０のコネクタにハーネスのコネクタが正しく嵌合している状態である。

なお、制御部３から監視部１０への第１の検知信号の送信は、監視部１０−１の方向（一方の方向）から先にしてもよいし、監視部１０−５の方向（他方の方向）から先にしてもよい。さらに、制御部３が一方の方向において監視部１０（１０−１〜１０−５）および信号線が正常であると判定した場合には、他方の方向へ第１の検知信号の送信をしなくてもよい。また、その逆についても同様のことが言える。

また、上記では検知部１３は、第１の検知信号を受信した場合、監視部１０に異常がなければ、次の監視部１０または制御部３へ第１の検知信号を送信したが、受信した第１の検知信号を、所定の変化をさせてから次の監視部１０または制御部３へ送信してもよい。第１の検知信号を変化させるとは、例えば、受信した第１の検知信号のデューティ比が４（％）である場合に、デューティ比を８（％）にして出力することが考えられる。なお、予め決められた周波数を所定の周波数に変化させた信号（パルス信号以外の信号など）を送信してもよいし、予め決めた形状の波形を所定の形状に変化させた信号を送信してもよいし、予め決められた電圧の信号を送信してもよい。

監視部１０または信号線に異常がある場合について説明する。
検知部１３は、前段の制御部３または監視部１０から送信される第１の検知信号を、送受信部１４を介して受信できない場合、その検知部１３に第１の検知信号を送信できない前段の監視部１０、あるいは前段の監視部１０と自身の監視部１０とが接続されている信号線に、異常があると判定する。受信できない場合とは、例えば、予め決められた時間を経過しても第１の検知信号を受信できない場合などが考えられる。また、信号線が異常であるとは、例えば、線材に断線がある状態やコネクタが抜けている状態である。

制御部３に接続される一方の監視部１０−１へ制御部３から第１の検知信号が送信された場合（一方の方向に送信された場合）、監視部１０（１０−１〜１０−５）あるいは信号線に異常があることを検知した監視部１０の検知部１３は、送受信部１４を介して後述する第２の検知信号を、一方の方向にある監視部１０または制御部３に送信する。

例えば監視部１０−３が異常を検知した場合であれば、監視部１０−２あるいは監視部１０−２と監視部１０−３とを接続する信号線に異常があるとして、監視部１０−４、１０−５を介して制御部３へ第１の検知信号と異なる第２の検知信号を送信すれば、その第２の検知信号を受信することで制御部３は異常を検知できる。

また、制御部３に接続される他方の監視部１０−５へ制御部３から第１の検知信号が送信された場合（他方の方向に送信された場合）、監視部１０（１０−１〜１０−５）あるいは信号線に異常があることを検知した監視部１０の検知部１３は、送受信部１４を介して後述する第３の検知信号を、他方の方向にある監視部１０または制御部３に送信する。

例えば監視部１０−２が異常を検知した場合であれば、監視部１０−３あるいは監視部１０−３と監視部１０−２とを接続する信号線に異常があるとして、監視部１０−１を介して制御部３へ第１の検知信号と異なる第３の検知信号を送信すれば、その第３の検知信号を受信することで制御部３は異常を検知できる。

しかしながら、ただ単に第１の検知信号と異なる第２の検知信号または第３の検知信号を送信しただけでは、異常箇所を特定することはできない。
そこで、検知部１３は、所定期間Ｔにおいて所定期間ｔ２（ｔ１≠ｔ２＜Ｔ）だけパルスを送信させる第２の検知信号または第３の検知信号を送信することが考えられる。すなわち、予め決めたデューティ比のパルス信号を送信する。ただし、第２の検知信号または第３の検知信号は予め決めたデューティ比のパルス信号に限定されるものではなく、予め決められた周波数の信号（パルス信号以外の信号など）を送信してもよいし、予め決めた形状の波形の信号を送信してもよいし、予め決められた電圧の信号を送信してもよい。さらに、第２の検知信号または第３の検知信号は複数回送信してもよい。

また、前段の監視部１０から第２の検知信号または第３の検知信号を受信した検知部１３は、受信した第２の検知信号または第３の検知信号を、所定の変化をさせてから、送受信部１４を介して次の監視部１０または制御部３へ送信する。第２の検知信号または第３の検知信号を所定の変化をさせるとは、例えば、受信した第２の検知信号のデューティ比が５４（％）である場合に、その受信したデューティ比を所定の変化（例えば４（％））をさせてデューティ比を５８（％）にすることが考えられる。なお、予め決められた周波数を所定の周波数に変化させた信号（パルス信号以外の信号など）を送信してもよいし、予め決めた形状の波形を所定の形状に変化させた信号を送信してもよいし、予め決められた電圧の信号を送信してもよい。なお、第３の検知信号についても同様のことが言える。
（１）異常箇所が１つの場合について説明する
監視部１０−２と監視部１０−３との間に信号線の異常がある場合を例に説明をする。第１の検知信号が一方の方向に送信された場合に、監視部１０−３が異常を検知した場合には、監視部１０−３はデューティ比５４（％）（＝基準値５０（％）＋４（％））の第２の検知信号を監視部１０−４に送信し、監視部１０−４はデューティ比５４（％）を５８（％）（＝５４（％）＋４（％））に変化させた第２の検知信号を監視部１０−５に送信し、監視部１０−５はデューティ比５８（％）を６２（％）（＝５８（％）＋４（％））に変化させた第２の検知信号を制御部３に送信する。その結果、デューティ比６２（％）の第２の検知信号を受信した制御部３は、異常箇所を特定することができる。すなわち、本例では受信した第２の検知信号のデューティ比を４（％）変化させているので、デューティ比６２（％）を受信した制御部３は、（６２（％）−基準値５０（％））／４（％）＝３を求めて、監視部１０−５の方向（他方の方向）に監視部１０−５から数えて３個目にある監視部１０−３が異常を検知したこと、および、監視部１０−２あるいは監視部１０−２と監視部１０−３を接続する信号線に異常があることを検知できる。

次に、第１の検知信号が他方の方向に送信された場合に、監視部１０−２が異常を検知した場合には、監視部１０−２はデューティ比５４（％）（＝基準値５０（％）＋４（％））の第３の検知信号を監視部１０−１に送信し、監視部１０−１はデューティ比５４（％）を５８（％）（＝５４（％）＋４（％））に変化させた第３の検知信号を制御部３に送信する。その結果、デューティ比５８（％）の第３の検知信号を受信した制御部３は、異常箇所を特定することができる。すなわち、本例では受信した第３の検知信号のデューティ比を４（％）変化させているので、デューティ比５８（％）を受信した制御部３は、（５８（％）−基準値５０（％））／４（％）＝２を求めて、監視部１０−１の方向（一方の方向）に監視部１０−１から数えて２個目にある監視部１０−２が異常を検知したこと、および、監視部１０−３あるいは監視部１０−２と監視部１０−３を接続する信号線に異常があることを検知できる。

また、制御部３が、接続される監視部１０の総数、本例では５個、を予め認識している場合、第２の検知信号により監視部１０−３が異常を検知し、第３の検知信号により監視部１０−２が異常を検知しているので、監視部１０（１０−１〜１０−５）はすべて正常であることが推定される、そうすると監視部１０−２と監視部１０−３との間の信号線に、線材が断線している状態あるいはコネクタが抜けている状態があると推定できる。
（２）異常箇所が複数の場合について説明する
図２、図３は、複数の異常箇所がある電池監視装置を示す図である。図２、図３の電池監視装置には、監視部１０−２と監視部１０−３とを接続する信号線の異常箇所（ｂ１）および監視部１０−４と監視部１０−５とを接続する信号線の異常箇所（ｂ２）が示されている。

まず、第１の検知信号が一方の方向に送信された場合には、信号線の異常箇所（ｂ１）により監視部１０−２から送信させた第１の検知信号を監視部１０−３で受信できないため、監視部１０−３はデューティ比５４（％）（＝基準値５０（％）＋４（％））の第２の検知信号を監視部１０−４に送信し、監視部１０−４はデューティ比５４（％）を５８（％）（＝５４（％）＋４（％））に変化させた第２の検知信号を監視部１０−５に送信する。しかし、信号線の異常箇所（ｂ２）により監視部１０−４から送信させた第２の検知信号を監視部１０−５で受信できないため、監視部１０−５はデューティ比５４（％）の第２の検知信号を制御部３に送信する。その結果、デューティ比５４（％）の第２の検知信号を受信した制御部３は、（５４（％）−基準値５０（％））／４（％）＝１を求めて、監視部１０−５の方向（他方の方向）に監視部１０−５から数えて１個目にある監視部１０−５が異常を検知したこと、および、監視部１０−４あるいは監視部１０−４と監視部１０−５を接続する信号線に異常があることを検知できる。

次に、第１の検知信号が他方の方向に送信された場合には、信号線の異常箇所（ｂ２）により監視部１０−５から送信させた第１の検知信号を監視部１０−４で受信できないため、監視部１０−４はデューティ比５４（％）（＝基準値５０（％）＋４（％））の第３の検知信号を監視部１０−３に送信し、監視部１０−３はデューティ比５４（％）を５８（％）（＝５４（％）＋４（％））に変化させた第３の検知信号を監視部１０−２に送信する。しかし、信号線の異常箇所（ｂ１）により監視部１０−３から送信させた第２の検知信号を監視部１０−２で受信できないため、監視部１０−２はデューティ比５４（％）の第３の検知信号を監視部１０−１に送信し、監視部１０−１はデューティ比５４（％）を５８（％）（＝５４（％）＋４（％））に変化させた第３の検知信号を制御部３に送信する。その結果、デューティ比５８（％）の第３の検知信号を受信した制御部３は、本例では受信した第３の検知信号のデューティ比を４（％）変化させているので、デューティ比５８（％）を受信した制御部３は、（５８（％）−基準値５０（％））／４（％）＝２を求めて、監視部１０−１の方向（一方の方向）に監視部１０−１から数えて２個目にある監視部１０−２が異常を検知したこと、および、監視部１０−２あるいは監視部１０−２と監視部１０−３を接続する信号線に異常があることを検知できる。

また、第２の検知信号により監視部１０−５が異常を検知し、第３の検知信号により監視部１０−２が異常を検知しているので、監視部１０−３と監視部１０−４に異常があるか、あるいは監視部１０−２と監視部１０−３との間にある信号線と監視部１０−４と監視部１０−５との間にある信号線とに、線材が断線している状態あるいはコネクタが抜けている状態があると推定できる。

制御部３について説明する。
制御部３は、例えば、ＣＰＵ、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイスなどにより構成され、記憶部１５に記憶されているプログラムをＣＰＵ、マルチコアＣＰＵ、又はプログラマブルなデバイスなどが読み出して実行することにより、後述する制御部の機能が実現される。なお、制御部３は電池ＥＣＵなどである。また、制御部３は、記憶部１５、特定部１６、送受信部１７を備える。記憶部１５は、例えば、ＲＯＭやＲＡＭであり、各種情報や各種プログラムを記憶する。

監視部１０または信号線が正常である場合について説明する。
制御部３の特定部１６は、第１の検知信号を、制御部３に接続される一方の監視部１０−１または制御部３に接続される他方の監視部１０−５へ、送受信部１７を介して送信する。

制御部３から制御部３の一方に接続される監視部１０−１へ第１の検知信号が送信された場合に、制御部３の他方に接続される監視部１０−５から送信された第１の検知信号を、送受信部１７を介して特定部１６が受信した場合は、監視部１０（１０−１〜１０−５）および信号線は正常であると、制御部３が判定する。

また、制御部３から制御部３の他方に接続される監視部１０−５へ第１の検知信号が送信された場合に、制御部３の一方に接続される監視部１０−１から送信された第１の検知信号を、送受信部１７を介して特定部１６が受信した場合も、監視部１０−１〜１０−５および信号線は正常であると、制御部３が判定する。

さらに、制御部３が一方の方向において監視部１０（１０−１〜１０−５）および信号線が正常であると判定した場合には、他方の方向へ第１の検知信号の送信をしなくてもよい。また、その逆についても同様のことが言える。なお、第１の検知信号は複数回送信してもよい。

監視部１０または信号線に異常がある場合について説明する。
他方の監視部１０−５から受信した第２の検知信号と、一方の監視部１０−１から受信した第３の検知信号と、に基づいて特定部１６は異常箇所を特定する。

制御部３は、他方の監視部１０−５から受信した第２の検知信号の変化と、一方の監視部１０−１から受信した第３の検知信号の変化と、を検出し、検出した変化に応じて監視部あるいは信号線の異常箇所を特定する。
（３）異常箇所が１つの場合について説明する
監視部１０−２と監視部１０−３との間に信号線の異常がある場合を例に説明をする。第１の検知信号が一方の方向に送信された場合に、監視部１０−３が異常を検知した場合には、制御部３は監視部１０−５からデューティ比６２（％）の第２の検知信号を受信する。その結果、デューティ比６２（％）の第２の検知信号を受信した制御部３は、本例では受信した第２の検知信号のデューティ比を４（％）変化させているので、デューティ比６２（％）を受信した場合、（６２（％）−基準値５０（％））／４（％）＝３を求めて、監視部１０−５の方向（他方の方向）に監視部１０−５から数えて３個目にある監視部１０−３が異常を検知したこと、および、監視部１０−２あるいは監視部１０−２と監視部１０−３を接続する信号線に異常箇所があることを特定できる。

次に、第１の検知信号が他方の方向に送信された場合に、監視部１０−２が異常を検知した場合には、制御部３は監視部１０−１からデューティ比５８（％）の第３の検知信号を受信する。その結果、デューティ比５８（％）の第３の検知信号を受信した制御部３は、異常箇所を特定することができる。すなわち、本例では受信した第３の検知信号のデューティ比を４（％）変化させているので、デューティ比５８（％）を受信した制御部３は、（５８（％）−基準値５０（％））／４（％）＝２を求めて、監視部１０−１の方向（一方の方向）に監視部１０−１から数えて２個目にある監視部１０−２が異常を検知したこと、および、監視部１０−３あるいは監視部１０−３と監視部１０−２を接続する信号線に異常箇所があることを特定できる。

また、制御部３が、接続される監視部１０の総数、本例では５個、を予め認識している場合、第２の検知信号により監視部１０−３が異常を検知し、第３の検知信号により監視部１０−２が異常を検知しているので、監視部１０（１０−１〜１０−５）はすべて正常であることが推定される、そうすると監視部１０−２と監視部１０−３との間の信号線に、線材が断線している状態あるいはコネクタが抜けている状態があると特定できる。
（４）異常箇所が複数の場合について説明する
第１の検知信号が一方の方向に送信された場合には、信号線の異常箇所（ｂ１、ｂ２）により第１の検知信号および第２の検知信号を受信できない監視部１０−３、１０−５があるため、監視部１０−５はデューティ比５４（％）の第２の検知信号を制御部３に送信する。その結果、デューティ比５４（％）の第２の検知信号を受信した制御部３は、（５４（％）−５０（％））／４（％）＝１を求めて、監視部１０−５の方向（他方の方向）に監視部１０−５から数えて１個目にある監視部１０−５が異常を検知したこと、および、監視部１０−４あるいは監視部１０−４と監視部１０−５を接続する信号線に異常箇所があることを特定できる。

次に、第１の検知信号が他方の方向に送信された場合には、信号線の異常箇所（ｂ２、ｂ１）により第１の検知信号および第３の検知信号を受信できない監視部１０−４、１０−２があるため、監視部１０−１はデューティ比５８（％）の第３の検知信号を制御部３に送信する。その結果、デューティ比５８（％）の第３の検知信号を受信した制御部３は、本例では受信した第３の検知信号のデューティ比を４（％）変化させているので、デューティ比５８（％）を受信した制御部３は、（５８（％）−基準値５０（％））／４（％）＝２を求めて、監視部１０−１の方向（一方の方向）に監視部１０−１から数えて２個目にある監視部１０−２が異常を検知したこと、および、監視部１０−２あるいは監視部１０−２と監視部１０−３を接続する信号線に異常箇所があることを特定できる。

また、第２の検知信号により監視部１０−５が異常を検知し、第３の検知信号により監視部１０−２が異常を検知しているので、監視部１０−３と監視部１０−４に異常があるか、あるいは監視部１０−２と監視部１０−３との間にある信号線と監視部１０−４と監視部１０−５との間にある信号線とに、線材が断線している状態あるいはコネクタが抜けている状態があると推定できる。

また、制御部３は、記憶部１５に予め記憶されている監視部１０の総数と、特定した異常箇所と、を用いて、異常により使用できない監視部１０の数を求める。例えば、監視部１０（１０−１〜１０−５）の総数ｎａと、監視部１０−５から他方の方向にある異常を検知し監視部１０までの監視部１０の数ｍ１と、監視部１０−１から一方の方向にある異常を検知し監視部１０までの監視部１０の数ｍ２と、を用いて異常により使用できない監視部の総数ｎｂ（＝ｎａ−（ｍ１＋ｍ２））を求める。例えば図２、図３において総数ｎａ＝５である場合に、ｍ１＝１でｍ２＝２であるので、異常により使用できない監視部１０の総数ｎｂ＝２となる。この総数ｎｂを、電池モジュール２を交換する作業者などに、通知することで、作業効率を向上させることができる。

電池監視装置の動作について説明する。
図４は、電池監視装置の制御部の動作の一実施例を示すフロー図である。
ステップＳ１では、制御部３が第１の検知信号を送信する方向を設定する。本例では図１に示す監視部１０−１の方向（一方の方向）に設定する。なお、複数の監視部１０（１０−１〜１０−５）についても一方の方向に設定する。送信する方向の設定は、例えば、電池監視装置に電力が供給された後（電源オン）、所定の期間は一方の方向に設定されることが考えられる。

ステップＳ２では、第１の検知信号を、制御部３が制御部３に接続される一方の監視部１０−１へ送信する。
ステップＳ３では、制御部３が第１の検知信号を受信したか否かを判定し、第１の検知信号を受信した場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ４に移行し、第１の検知信号以外（第２の検知信号、第３の検知信号）を受信した場合（Ｎｏ）にはステップＳ５に移行する。例えば、制御部３が監視部１０−５から第１の検知信号を受信した場合にはステップＳ４に移行する。なお、所定時間経過しても第１の検知信号、第２の検知信号、第３の検知信号を受信できない場合には異常箇所を特定しないで、異常があることを上位のＥＣＵなどに通知する。

ステップＳ４では、制御部３が複数の監視部１０（１０−１〜１０−５）と信号線とが正常であると判定する。
ステップＳ５では制御部３が第２の検知信号または第３の検知信号を受信する。

ステップＳ６では、制御部３が一方の方向に設定されているか否かを判定し、一方の方向に設定されている場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ７に移行し、他方の方向に設定されている場合（Ｎｏ）にはステップＳ９に移行する。すなわち、一方の方向に設定されている場合には第２の検知信号を受信したとしてステップＳ７に移行する。他方の方向に設定されている場合には第３の検知信号を受信したとしてステップＳ９に移行する。

ステップＳ７では、制御部３から他方の方向にある異常を検知した監視部１０を、制御部３が特定する。図２の場合であれば監視部１０−５を特定する。
ステップＳ８では、制御部３が他方の方向に設定してステップＳ２に移行する。例えば、電力が供給された後（電源オン）、所定の期間は一方の方向に設定し、その後所定の期間は他方の方向に設定することが考えられる。

続いて、ステップＳ２〜Ｓ６の処理を行い、ステップＳ６では他方の方向に設定されているのでステップＳ９に移行する。すなわち、第３の検知信号を受信したとしてステップＳ９に移行する。

ステップＳ９では、制御部３から一方の方向にある異常を検知した監視部１０を、制御部３が特定する。図３の場合であれば監視部１０−２を特定する。
このように処理することで、図２、図３の場合であれば、監視部１０−２と監視部１０−３との間（ｂ１）と、監視部１０−４と監視部１０−５との間（ｂ２）と、に２個の異常箇所があることが特定できる。

続いて、監視部の動作について説明をする。
図５、図６は、電池監視装置の監視部の動作の一実施例を示すフロー図である。
ステップＳ５０１では、第１の検知信号を送信する方向を、監視部１０が一方の方向に設定をする。本例では図１に示す監視部１０−１の方向（一方の方向）に設定する。例えば、電力が供給された後（電源オン）、所定の期間は一方の方向に設定することが考えられる。

ステップＳ５０２では、監視部１０が第１の検知信号を受信したか否かを判定し、第１の検知信号を受信した場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ５０３に移行し、第２の検知信号を受信した場合（Ｎｏ）にはステップＳ５０４に移行する。

ステップＳ５０３では、監視部１０が第１の検知信号を送信する。例えば、制御部３から第１の検知信号を受信した監視部１０−１は、監視部１０−２に第１の検知信号を送信する。また、監視部１０−４から第１の検知信号を受信した監視部１０−５は、制御部３に第１の検知信号を送信して、ステップＳ５０９に移行する。

ステップＳ５０４では、監視部１０が第２の検知信号を受信したか否かを判定し、第２の検知信号を受信した場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ５０５に移行し、第２の検知信号を受信できない場合（Ｎｏ）にはステップＳ５０７に移行する。

ステップＳ５０５では、監視部１０が受信した第２の検知信号を所定の変化をさせる。例えば、受信した第２の検知信号のデューティ比５４（％）であれば４（％）変化させてデューティ比５８（％）にする。

ステップＳ５０６では、監視部１０が所定の変化をさせた第２の検知信号を送信して、ステップＳ５０９に移行する。例えば、監視部１０−３から第２の検知信号を受信した監視部１０−４は、第２の検知信号を所定の変化をさせて、監視部１０−５に送信する。また、監視部１０−４から第２の検知信号を受信した監視部１０−５は、第２の検知信号を所定の変化をさせて、制御部３に送信する。

ステップＳ５０７では、監視部１０が所定時間を経過したか否かを判定し、所定時間を経過している場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ５０８に移行し、所定時間を経過していない場合（Ｎｏ）にはステップＳ５０２に移行する。

ステップＳ５０８では、所定時間を経過しても第１の検知信号も第２の検知信号も受信できない場合、監視部１０が第２の検知信号を一方の方向にある監視部１０または制御部３に送信して、ステップＳ５０９に移行する。

ステップＳ５０９では、第１の検知信号を送信する方向を、監視部１０が他方の方向に設定をする。本例では図１に示す監視部１０−５の方向（他方の方向）に設定する。例えば、電力が供給された後（電源オフ）、所定の期間は一方の方向に設定し、その後所定の期間は他方の方向に設定することが考えられる。

ステップＳ５１０では、監視部１０が第１の検知信号を受信したか否かを判定し、第１の検知信号を受信した場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ５１１に移行し、第２の検知信号を受信した場合（Ｎｏ）にはステップＳ５１２に移行する。

ステップＳ５１１では、監視部１０が第１の検知信号を送信する。例えば、制御部３から第１の検知信号を受信した監視部１０−５は、監視部１０−４に第１の検知信号を送信する。また、監視部１０−２から第１の検知信号を受信した監視部１０−１は、制御部３に第１の検知信号を送信して、次の処理に移行する。

ステップＳ５１２では、監視部１０が第３の検知信号を受信したか否かを判定し、第３の検知信号を受信した場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ５１３に移行し、第３の検知信号を受信できない場合（Ｎｏ）にはステップＳ５１５に移行する。

ステップＳ５１３では、監視部１０が受信した第３の検知信号を所定の変化をさせる。例えば、受信した第３の検知信号のデューティ比５４（％）であれば４（％）変化させてデューティ比５８（％）にする。

ステップＳ５１４では、監視部１０が所定の変化をさせた第３の検知信号を送信する。例えば、監視部１０−４から第３の検知信号を受信した監視部１０−３は、第３の検知信号を所定の変化をさせて、監視部１０−２に送信する。また、監視部１０−２から第３の検知信号を受信した監視部１０−１は、第３の検知信号を所定の変化をさせて、制御部３に送信して、次の処理に移行する。

ステップＳ５１５では、監視部１０が所定時間を経過したか否かを判定し、所定時間を経過している場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ５１６に移行し、所定時間を経過していない場合（Ｎｏ）にはステップＳ５１０に移行する。

ステップＳ５１６では、所定時間を経過しても第１の検知信号も第３の検知信号も受信できない場合、監視部１０が第３の検知信号を他方の方向にある監視部１０または制御部３に送信して、次の処理に移行する。

本実施の形態によれば、複数の監視部と制御部とが信号線により環状接続されている場合に、異常を検知した監視部から送信される検知信号を、制御部に接続される一方の監視部と他方の監視部とから受信し、受信した検知信号それぞれに基づいて異常箇所を特定することができるという効果を奏する。

変形例について説明をする。
複数の監視部１０（１０−１〜１０−５）それぞれは、一方の監視部１０−１あるいは他方の監視部１０−５から送信された第１の検知信号、または、正常な監視部１０（１０−１〜１０−５）それぞれにより所定の変化をさせた第１の検知信号、を受信すると、受信した第１の検知信号の変化に応じた識別情報を設定する。例えば、複数の監視部１０（１０−１〜１０−５）それぞれに対して、識別情報を設定する方法について説明する。
制御部３から送信される第１の検知信号をＳｉｇ１とし、監視部１０−１で所定の変化をさせた第１の信号をＳｉｇ２とし、監視部１０−２で所定の変化をさせた第１の信号をＳｉｇ３とし、監視部１０−３で所定の変化をさせた第１の信号をＳｉｇ４とし、監視部１０−４で所定の変化をさせた第１の信号をＳｉｇ５とする。第１の検知信号Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ５はすべて異なるデューティ比（例えば、４（％）、８（％）、１２（％）、１６（％）、２０（％））であるので、Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ５それぞれに対して、監視部１０（１０−１〜１０−５）それぞれを識別する識別情報ＩＤ１〜ＩＤ５を、関連付けて記憶部１２に記憶させる。ただし、第１の検知信号Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ５の変化はデューティ比を変化さることに限定されるものではなく、周波数または波形の形状を変化させてもよい。

監視部１０が、第１の検知信号Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ５のいずれかを受信すると、受信した第１の検知信号に関連付けられている識別情報を選択して、選択した識別情報を第１の検知信号を受信した監視部１０の識別情報として記憶部１２に記憶する。例えば、監視部１０−３が第１の検知信号Ｓｉｇ３を受信した場合には、識別情報ＩＤ３を、監視部１０−３の識別情報として記憶部１２に記憶する。

このように第１の検知信号を利用することにより、複数の監視部１０（１０−１〜１０−５）それぞれに対して、異常と判定された監視部１０を有する電池モジュール２を交換した後でも、交換した監視部１０に識別情報を割り振ることができる。

また、本実施形態の、制御部３から一方の方向の監視部１０に送信される第１の検知信号と、制御部３から他方の方向の監視部１０に送信される第１の検知信号は、同じデューティ比の信号でも、異なるデューティ比の信号でも良い。異なるディーティ比とは、例えば、一方の方向に送信される第１の検知信号のデューティ比が４(％)であり、他方の方向に送信される第１の検知信号のデューティ比が６(％)が考えられるが、デューティ比はこれに限定されない。

また、本実施形態の、異常を検知した監視部１０から送信される第２の検知信号と、第３の検知信号は、同じディーティ比の信号でも、異なるデューティ比の信号でもよい。
また、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。

１ 電池監視装置、
２ 電池モジュール、
３ 制御部、
４ メインリレー、
５ 電池、
６ リレー、
７ 電圧検出部、
８ 電流検出部、
９ 温度検出部、
１０ 監視部、
１１ 負荷、
１２ 記憶部、
１３ 検知部、
１４ 送受信部、
１５ 記憶部、
１６ 特定部、
１７ 送受信部、

Claims (9)

1. 電池の状態を監視する複数の監視部と信号線により環状接続される制御部であって、
   前記制御部に接続される一方の監視部へ第１の検知信号を送信し、前記監視部あるいは前記信号線に異常があると、異常を検知した監視部から送信される予め決められたデューティ比のパルス信号である第２の検知信号、または、前記第２の検知信号を受信した監視部それぞれによりデューティ比を変化させた第２の検知信号、を前記制御部に接続される他方の監視部から受信し、
   前記他方の監視部へ前記第１の検知信号を送信し、前記監視部あるいは前記信号線に異常があると、異常を検知した監視部から送信される予め決められたデューティ比のパルス信号である第３の検知信号、または、前記第３の検知信号を受信した監視部それぞれによりデューティ比を変化させた第３の検知信号、を前記一方の監視部から受信し、
   前記第２の検知信号のデューティ比と前記第３の検知信号のデューティ比の変化量に応じて、異常箇所を特定する
   ことを特徴とする制御部。
2. 電池の状態を監視する複数の監視部と信号線により環状接続される制御部であって、
   前記制御部に接続される一方の監視部へ第１の検知信号を送信し、前記監視部あるいは前記信号線に異常があると、異常を検知した監視部から送信される予め決められた周波数の信号である第２の検知信号、または、前記第２の検知信号を受信した監視部それぞれにより周波数を変化させた第２の検知信号、を前記制御部に接続される他方の監視部から受信し、
   前記他方の監視部へ前記第１の検知信号を送信し、前記監視部あるいは前記信号線に異常があると、異常を検知した監視部から送信される予め決められた周波数の信号である第３の検知信号、または、前記第３の検知信号を受信した監視部それぞれにより周波数を変化させた第３の検知信号、を前記一方の監視部から受信し、
   前記第２の検知信号の周波数と前記第３の検知信号の周波数の変化量に応じて、異常箇所を特定する
   ことを特徴とする制御部。
3. 請求項１または請求項２に記載の制御部であって、
   前記他方の監視部から受信した前記第２の検知信号の変化と、前記一方の監視部から受信した前記第３の検知信号の変化と、を検出し、検出した変化に応じて前記監視部あるいは前記信号線の異常箇所を特定する、ことを特徴とする制御部。
4. 請求項３に記載の制御部であって、
   予め記憶されている前記監視部の総数と、特定した前記異常箇所と、を用いて異常により使用できない監視部の総数を求める、ことを特徴とする制御部。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の制御部であって、
   前記監視部それぞれは、前記一方の監視部あるいは前記他方の監視部から送信された前記第１の検知信号、または、正常な監視部それぞれにより所定の変化をさせた前記第１の検知信号、を受信すると、受信した前記第１の検知信号の変化に応じた識別情報を設定する、ことを特徴とする制御部。
6. 電池の状態を監視する複数の監視部と制御部とが信号線により環状接続される電池監視装置の電池監視方法であって、
   前記制御部は、
   前記制御部に接続される一方の監視部と他方の監視部へ第１の検知信号を送信し、
   前記監視部は、
   前記一方の監視部へ前記第１の検知信号が送信された場合、前段の監視部あるいは前記信号線に異常があると、異常を検知したことを示す予め決められたデューティ比のパルス信号である第２の検知信号、または、前記第２の検知信号を受信すると、デューティ比を変化させた第２の検知信号、を次の監視部または前記制御部に送信し、
   また、前記他方の監視部へ前記第１の検知信号が送信された場合、前段の監視部あるいは前記信号線に異常があると、異常を検知したことを示す予め決められたデューティ比のパルス信号である第３の検知信号、または、前記第３の検知信号を受信すると、デューティ比を変化させた第３の検知信号、を次の監視部または前記制御部に送信し、
   前記制御部は、
   前記他方の監視部から受信した前記第２の検知信号のデューティ比と前記一方の監視部から受信した前記第３の検知信号のデューティ比の変化量に応じて、異常箇所を特定する、
   ことを特徴とする電池監視方法。
7. 電池の状態を監視する複数の監視部と制御部とが信号線により環状接続される電池監視装置の電池監視方法であって、
   前記制御部は、
   前記制御部に接続される一方の監視部と他方の監視部へ第１の検知信号を送信し、
   前記監視部は、
   前記一方の監視部へ前記第１の検知信号が送信された場合、前段の監視部あるいは前記信号線に異常があると、異常を検知したことを示す予め決められた周波数の信号である第２の検知信号、または、前記第２の検知信号を受信すると、周波数を変化させた第２の検知信号、を次の監視部または前記制御部に送信し、
   また、前記他方の監視部へ前記第１の検知信号が送信された場合、前段の監視部あるいは前記信号線に異常があると、異常を検知したことを示す予め決められた周波数の信号である第３の検知信号、または、前記第３の検知信号を受信すると、周波数を変化させた第３の検知信号、を次の監視部または前記制御部に送信し、
   前記制御部は、
   前記他方の監視部から受信した前記第２の検知信号の周波数と前記一方の監視部から受信した前記第３の検知信号の周波数の変化量に応じて、異常箇所を特定する、
   ことを特徴とする電池監視方法。
8. 電池の状態を監視する監視部であって、
   複数の当該監視部と制御部とが信号線により環状接続され、
   当該監視部が、
   一方の方向で、前段の監視部または前記制御部から送信される第１の検知信号を受信できない場合は、異常を検知し、前記第１の検知信号とは異なる予め決められたデューティ比のパルス信号である第２の検知信号を次の監視部または前記制御部に送信し、前記第２の検知信号を受信した場合は、デューティ比を変化させた第２の検知信号を次の監視部または前記制御部に送信し、
   他方の方向で、前段の監視部または前記制御部から送信される第１の検知信号を受信できない場合は、異常を検知し、前記第１の検知信号とは異なる予め決められたデューティ比のパルス信号である第３の検知信号を次の監視部または前記制御部に送信し、前記第３の検知信号を受信した場合は、デューティ比を変化させた第３の検知信号を次の監視部または前記制御部に送信する
   ことを特徴とする監視部。
9. 電池の状態を監視する監視部であって、
   複数の当該監視部と制御部とが信号線により環状接続され、
   当該監視部が、
   一方の方向で、前段の監視部または前記制御部から送信される第１の検知信号を受信できない場合は、異常を検知し、前記第１の検知信号とは異なる予め決められた周波数の信号である第２の検知信号を次の監視部または前記制御部に送信し、前記第２の検知信号を受信した場合は、周波数を変化させた第２の検知信号を次の監視部または前記制御部に送信し、
   他方の方向で、前段の監視部または前記制御部から送信される第１の検知信号を受信できない場合は、異常を検知し、前記第１の検知信号とは異なる予め決められた周波数の信号である第３の検知信号を次の監視部または前記制御部に送信し、前記第３の検知信号を受信した場合は、周波数を変化させた第３の検知信号を次の監視部または前記制御部に送信する
   ことを特徴とする監視部。

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