JP6916983B2 - 車両用のバッテリ監視システム - Google Patents

Description

本発明は、車両用のバッテリ監視システムに関するものである。

従来、複数のセルによって構成されたバッテリの各セルをバッテリ監視装置によって監視する技術が提供されている。例えば、特許文献１で開示されるバッテリ監視装置は、複数の組電池のそれぞれに対応してサテライト基板が設けられ、サテライト基板には対応する組電池の各セル電圧を監視する監視ＩＣが実装されている。そして、複数のサテライト基板が連結配線によって接続され、いずれかのサテライト基板が接続配線によってメイン基板に接続されている。

特開２０１５−７９５８５号公報

しかし、特許文献１で開示されるバッテリ監視装置は、サテライト基板同士を連結する連結配線やサテライト基板とメイン基板とを連結する接続配線が必須となるため、配線数が多くなってしまい、重量やサイズの増加を招くという問題がある。また、配線数が多くなると、配索設計の複雑化を招くという問題もある。

本願の発明者は、この問題を解消するための方法として、バッテリ監視装置が生成した情報を無線通信によって外部に伝達する構成を着想した。この構成によれば、配線数の低減を図りうるバッテリ監視装置、或いはバッテリ監視システムを実現することができる。

しかし、このようにバッテリ監視装置が生成した情報を無線通信によって外部に伝送する場合、伝送対象となる装置が遠い場合や伝送対象となる装置までの間に障害物が存在する場合など、無線通信が良好に行われにくい場合がありうる。

本発明は、上述した事情に基づいてなされたものであり、配線数の低減を図ることができ、且つ情報の伝送をより良好に行い得る車両用のバッテリ監視システムを提供することを目的とするものである。

本発明のバッテリ監視システムは、
車両内に設けられたバッテリの所定位置の電圧又は前記バッテリの温度の少なくともいずれかを検出する検出部と、前記検出部による検出結果に基づき、前記バッテリの電圧又は温度の少なくともいずれかを示す検出情報を無線送信する無線通信部と、を有するバッテリ監視装置と、
前記バッテリ監視装置の前記無線通信部から送信された前記検出情報を受信する受信部と、前記受信部が受信した前記検出情報を外部装置に無線送信する送信部とを有する中継器と、
を含み、
前記バッテリ監視装置及び前記中継器は、前記バッテリ及び前記外部装置を内部に収容する金属筐体内に配置され、
前記バッテリ監視装置と前記外部装置との間には、前記金属筐体の一部が障害部として配置され、前記バッテリ監視装置と前記中継器との間に前記障害部が介在しない空間が存在し、前記外部装置と前記中継器との間に前記障害部が介在しない空間が存在する位置関係で前記中継器が配置されている。

本発明は、検出部の検出結果に基づく検出情報（バッテリの電圧又は温度の少なくともいずれかを示す情報）を無線通信によって伝送することができるため、配線数を効果的に減らすことができる。更に、検出情報を外部装置に伝送する場合、少なくとも中継器で中継した上で伝送することができるため、中継器から無線送信を行い得る位置に外部装置が配置されていれば、情報をより良好に伝送することができる。
また、バッテリ監視装置から外部装置に対して直接的に無線送信する場合に無線通信媒体の低減が生じやすい環境下において、無線通信をより良好に行うことができる。
更に、外部からの衝撃や外部からの電波等の干渉を金属筐体によって防ぐことができ、金属筐体内では、配線数を確実に低減しつつ、バッテリ監視装置と外部装置との間での通信を良好に行いやすくなる。

図１は、実施例１のバッテリ監視システムを備えた車載用の電源システムを概略的に例示するブロック図である。 図２は、実施例１のバッテリ監視システム及びバッテリを具体化したブロック図である。 図３（Ａ）は、実施例１のバッテリ監視装置がバッテリに取り付けられた構成を部分的且つ簡略的に示す平面図であり、図３（Ｂ）は、その正面図である。 図４は、バッテリＥＣＵで実行される制御の流れを例示するフローチャートである。 図５は、バッテリ監視装置で実行される制御の流れを例示するフローチャートである。 図６は、実施例１のバッテリ監視システムがバッテリとともに金属筐体内に収容された構成を概念的に説明する説明図である。

ここで、発明の望ましい例を示す。

本発明のバッテリ監視システムにおいて、中継器の受信部は、外部装置から所定の指令情報が無線送信された場合に当該指令情報を受信するように機能してもよい。中継器の送信部は、受信部が指令情報を受信した場合に指令情報を無線送信するように機能してもよい。バッテリ監視装置は、外部から与えられた指令に対応する制御を行う制御部を有していてもよい。無線通信部は、送信部から指令情報が無線送信された場合に指令情報を受信するように機能してもよい。制御部は、無線通信部が指令情報を受信する場合に、指令情報に対応する制御を行ってもよい。

上記構成によれば、バッテリ監視装置が外部装置からの指令に応じた制御を行い得るバッテリ監視システムを、配線数の低減を図りうる構成且つ情報の伝送を良好に行い得る構成で実現できる。

本発明のバッテリ監視システムにおいて、中継器の受信部は、外部装置から所定の通知指令情報が無線送信された場合に当該通知指令情報を受信するように機能してもよい。中継器の送信部は、受信部が通知指令情報を受信する場合に通知指令情報を無線送信するように機能してもよい。制御部は、無線通信部が通知指令情報を受信する場合に、バッテリの電圧及び温度の少なくともいずれかを示す検出情報を中継器に向けて無線送信する動作を無線通信部に行わせてもよい。

上記構成によれば、バッテリ監視装置が検出した情報（バッテリの電圧及び温度の少なくともいずれかを示す検出情報）を外部装置からの指令に応じて当該外部装置に送信し得るバッテリ監視システムを、配線数の低減を図りうる構成且つ情報の伝送を良好に行い得る構成で実現できる。

本発明のバッテリ監視システムにおいて、中継器の受信部は、外部装置から所定のセルバランス指令情報が無線送信された場合に当該セルバランス指令情報を受信するように機能してもよい。中継器の送信部は、受信部がセルバランス指令情報を受信した場合にセルバランス指令情報を無線送信するように機能してもよい。検出部は、複数の電池セルが接続されてなるバッテリにおける各々の電池セルの端子間電圧を特定する電圧情報を検出してもよい。制御部は、無線通信部がセルバランス指令情報を受信した場合に、検出部による検出結果に基づいて各々の電池セルの端子間電圧を均一化させるように複数の電池セルの充電又は放電を制御してもよい。

上記構成によれば、バッテリ監視装置が複数の電池セルの端子間電圧を均一化させるセルバランス制御を外部装置からの指令に応じて行い得るバッテリ監視システムを、配線数の低減を図りうる構成且つ情報の伝送を良好に行い得る構成で実現できる。

本発明のバッテリ監視システムは、複数のバッテリ監視装置を有していてもよい。中継器は複数のバッテリ監視装置から無線送信される各情報を受信して外部装置にそれぞれ無線送信するように機能してもよい。

上記構成によれば、複数のバッテリ監視装置が共通の外部装置と通信を行い得るシステムを、配線数の低減を図りうる構成且つ情報の伝送を良好に行い得る構成で実現できる。
特に、複数のバッテリ監視装置が分散して配置される場合において、それぞれのバッテリ監視装置と外部装置との間で通信を行い得るように配線を設ける場合、配線がより多く必要になるため、サイズや重量の増大が避けられない。これに対し、上記構成によれば、複数のバッテリ監視装置と共通の外部装置との間で通信を行うにあたり、配線数を格段に減らすことができるため、サイズや重量の低減効果がより大きくなる。

本発明のバッテリ監視システムは、外部装置を含んでいてもよい。

上記構成によれば、配線数の低減を図ることができ、且つ情報の伝送をより良好に行い得るバッテリ監視システムを、外部装置を含んだ形で実現できる。

＜実施例１＞
以下、本発明をより具体化した実施例１について説明する。
まず、本発明の適用例である車両用の電源システム１００の概要を説明する。
図１には、車両用の電源システム１００を簡略的に示している。図１で示す車両用の電源システム１００は、バッテリ１０と、バッテリ１０を監視する車両用のバッテリ監視システム１（以下、バッテリ監視システム１ともいう）と、バッテリ監視システム１と通信可能に設けられたパワーマネージメントＥＣＵ１２０（Electric Control Unit）とを備える。

バッテリ１０は、例えば複数の電池セル１２からなるリチウムイオンバッテリであり、例えば、ハイブリッド自動車又は電気自動車（ＥＶ（Electric Vehicle））などの車両における電動駆動装置（モータ等）を駆動するための電力を出力する電源として用いられる。このバッテリ１０は、車両に搭載された図示しない発電装置により充電が行われる。

バッテリ１０は、リチウムイオンバッテリとして構成された電池セル１２が複数個直列に接続された形で１つの組電池１１が構成され、所定数の組電池１１が直列に配置されて１つのスタック１０Ａが構成され、このスタック１０Ａがケース内に収容されている。そして、このように構成されたスタック１０Ａが複数個直列に接続された形で所望の出力電圧（例えば数百Ｖ）を出力し得るバッテリ１０が構成されている。

図１のように、バッテリ監視システム１は、複数の車両用のバッテリ監視装置３０（以下、バッテリ監視装置３０ともいう）と、外部装置としてのバッテリＥＣＵ２０と、これらの間での情報の伝送を中継する中継器９０とを備えており、複数のバッテリ監視装置３０が中継器９０を介してバッテリＥＣＵ２０（外部装置）と無線通信を行う構成となっている。なお、バッテリ監視装置３０は中継器９０を介さなくてもバッテリＥＣＵ２０と無線通信を行い得る構成をなす。

ここで、バッテリ監視装置３０について詳述する。
図１の例では、バッテリ１０を構成する一つの組電池１１に対して一つのバッテリ監視装置３０が割り当てられている。各々のバッテリ監視装置３０は、割り当てられた組電池１１の電圧や温度を検出する検出部５０と、外部からの指令に応じた制御などの各種制御を行う制御部４０と、外部装置としてのバッテリＥＣＵ２０と中継器９０を介して又は介さずに直接的に無線通信を行う無線通信部６０とを備える。

制御部４０は、マイクロコンピュータ又はその他のハードウェア回路によって構成され、少なくとも無線通信部６０が外部からの指令を受信した場合に、その指令に応じた制御を行い得る構成であればよい。本構成では、図２のように、例えば制御部４０と検出・調整回路部３６とが集積化されて監視ＩＣ３２が構成されている。

図２の例では、制御部４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えたマイクロコンピュータとして構成され、例えば、バッテリＥＣＵ２０から中継器９０を介して又は介さずに直接的に送信された所定の温度検出指令を無線通信部６０が受信した場合に、検出部５０からの信号に基づいてバッテリ１０の温度や電圧を把握してバッテリＥＣＵ２０に対しバッテリ１０の温度及び電圧に関する情報を送信する応答処理を行う機能を有する。また、制御部４０は、バッテリＥＣＵ２０から中継器９０を介して又は介さずに直接的に送信された所定のセルバランス指令情報を無線通信部６０が受信した場合に、検出部５０による検出結果に基づいて各々の電池セル１２の端子間電圧を均一化させるように複数の電池セル１２の充電又は放電を制御するセルバランス処理を行う機能を有する。

検出部５０は、バッテリ１０の所定位置の電圧を検出する電圧検出部として機能する検出・調整回路部３６と、バッテリ１０の温度を検出する温度検出部３８とを有する。

検出・調整回路部３６は、複数の電池セル１２が接続されてなるバッテリ１０における各々の電池セル１２の端子間電圧を特定する電圧情報を検出する。検出・調整回路部３６は、複数の電圧信号線１４と、複数の電池セル１２にそれぞれ並列に接続された複数の放電部１６とを備える。なお、図２では、一部の電池セル１２（単位電池）を省略して示しており、省略された電池セル１２に対応する回路も省略して示している。

図２のように、複数の電圧信号線１４は、複数の電池セル１２が直列に接続されてなる組電池１１の電池間電極部１１Ｃ又は組電池１１の端部電極部１１Ａ，１１Ｂに電気的に接続されている。電極部１１Ａは、組電池１１の一端部の電極部であり、組電池１１において、電位が最も大きくなる電極部である。電極部１１Ｂは、組電池１１の他端部の電極部であり、組電池１１において、電位が最も小さくなる電極部である。電池間の電極部１１Ｃは、直列に接続された電池セル１２（単位電池）の各電池間において一方側の正極と他方側の負極が電気的に接続された部分であり、複数の電池間電極部１１Ｃは、電極部１１Ａに近づくほど電位が大きくなる。複数の電圧信号線１４は、これら電極部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの各電位を示すアナログ信号を制御部４０に入力する信号線である。

制御部４０は、各電圧信号線１４を介して入力されたアナログ電圧信号に基づき各電池セル１２（単位電池）の端子電圧を検出し得る。なお、制御部４０は、各電圧信号線１４を介して入力された各アナログ電圧信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器を有する。制御部４０は、電極部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの各電位を把握することができるため、各電池セル１２の端子間電圧（各電池セル１２の電圧）も算出することができる。

なお、図２では、各々の電圧信号線１４に設けられる電流制限抵抗などの図示は省略しているが、電流制限抵抗を設けることで、電池セル１２から制御部４０に流れ込む電流を制限することができる。また、各電圧信号線１４間には、過電圧時に電圧信号線間の電圧をクランプするためのツェナーダイオード（図示略）を各電池セル１２と並列接続（具体的には、カソードを電池セル１２の正極に接続し、アノードを負極に接続する形で当該電池セル１２と並列接続）で配置することが望ましい。

温度検出部３８は、例えば公知の温度センサによって構成され、図１で示す組電池１１の表面部又はスタック１０Ａの表面部（例えば、組電池１１を収容するケースの外面部や内面部など）に接触した形態又は接触せずに近接した形態で配置される。温度検出部３８は、配置位置の温度（即ち、組電池１１の表面温度又は表面近傍の温度）を示す電圧値を出力し、制御部４０に入力する。

制御部４０及び検出・調整回路部３６を備えてなる監視ＩＣ３２は、電池セル１２のそれぞれの電圧または容量を均等にするセルバランス回路として機能する。このセルバランス回路は、例えば、複数設けられた電池セル１２の電圧のばらつきをできるだけ無くして均等にする回路であり、例えば、バッテリ監視装置３０に割り当てられた組電池１１のうちで正極と負極の電位差（端子間電圧）が最小となる電池セル１２を検出し、他の電池セル１２の電圧を、検出した電池セル１２（即ち、端子間電圧が最小となる電池セル１２）の電圧に合わせるように放電動作を行うようなパッシブ型セルバランス回路を用いることが考えられる。

無線通信部６０は公知の無線通信方式で無線通信を行う回路であればよく、無線信号の媒介及び周波数は限定されない。例えば、媒介は電波を好適に用いることができるが、赤外線等であってもよく、これら以外の電磁波であってもよい。

無線通信部６０は、バッテリＥＣＵ２０の無線通信部２４から無線信号が送信された場合、この無線信号を、中継器９０を介して又は直接的に受信するように動作する。例えば、バッテリＥＣＵ２０の無線通信部２４から送信された無線信号が中継器９０の受信部９２で受信され、この無線信号が送信部９４で無線送信された場合、無線通信部６０は、中継器９０から無線送信された無線信号を受信するように動作する。また、バッテリＥＣＵ２０の無線通信部２４から無線送信された無線信号が直接的に無線通信部６０に伝送された場合、この無線信号を受信し得る。

無線通信部６０は、制御部４０の制御に応じて無線送信を行い、バッテリＥＣＵ２０の無線通信部２４に対して少なくともバッテリ１０に関する情報を送信するように動作する。例えば、バッテリＥＣＵ２０から温度検出指令があった場合、無線通信部６０は、制御部４０によって通信が制御され、検出部５０の検出結果に基づく情報（バッテリ１０の電圧及び温度を示す検出情報）を無線通信方式でバッテリＥＣＵ２０に向けて送信する。この場合、無線通信部６０から無線送信された検出情報は、少なくとも中継器９０の受信部９２によって受信され、中継器９０の送信部９４によってバッテリＥＣＵ２０に対して無線送信される。なお、無線通信部６０から無線送信された検出情報は、直接的にバッテリＥＣＵ２０に伝送されてもよい。

このように構成されるバッテリ監視装置３０は、例えば、図３（Ａ）（Ｂ）のようにバッテリ１０に組み付けられる。図３の例では、バッテリ監視装置３０が公知のプリント基板等として構成される基板部７０を有しており、この基板部７０が組電池１１に直接固定された形態で組電池１１と一体的に構成されている。基板部７０は、リジット基板であってもよく、ＦＰＣであってもよい。例えば、公知のバスバー基板などであってもよい。また、基板部７０は、単層基板であってもよく、多層基板であってもよい。上述した監視ＩＣ３２や無線通信部６０は基板部７０に実装されており、基板部７０を介してバッテリ１０と一体化されている。なお、図３では、基板部７０に形成される配線パターンや他の電子部品については省略して示している。

図３の例では、基板部７０が組電池１１を構成する電池セル１２の端子部１２Ａ，１２Ｂ（正極又は負極を構成する突起部）に固定されており、これら端子部１２Ａ，１２Ｂに電気的に接続される上述の電圧信号線１４が、基板部７０において配線パターンとして形成されている。端子部１２Ａは、電池セル１２の正極を構成する突起部であり、端子部１２Ｂは電池セルの負極を構成する突起部である。なお、図３で示す構造はあくまで取付構造の一例であり、この例に限定されない。例えば、基板部７０は、バッテリ１０に直接固定されていなくてもよく、他部材を介して間接的に組み付けられていてもよい。

図１、図２で示す温度検出部３８を構成する温度センサは、基板部７０においてバッテリ１０に接触する位置又はバッテリ１０に近接する位置に実装されていてもよく、基板部７０に実装されずにバッテリ１０に対し直接又は他部材を介して間接的に固定されていてもよい。温度検出部３８が基板部７０に実装されていない場合、温度検出部３８と基板部７０とが配線部などを介して電気的に接続されていればよい。

次に、バッテリＥＣＵ２０について説明する。
図１で示すバッテリＥＣＵ２０は、外部装置の一例に相当し、バッテリ監視装置３０の無線通信部６０又は中継器９０から無線送信された情報を受信し得る構成をなすとともに、様々な制御を行い得る電子制御装置として構成されている。また、バッテリＥＣＵ２０は、図１で示す外部のＥＣＵ（図１では、パワーマネージメントＥＣＵ１２０）と通信可能とされている。

バッテリＥＣＵ２０は、無線通信を行う無線通信部２４と、電圧異常判定などの各種判定を行う判定部２２とを有する。具体的には、図２のように、バッテリＥＣＵ２０は、無線通信部２４及び公知のマイクロコンピュータ２１（マイコン２１とも称する）を備え、マイクロコンピュータ２１が判定部２２として機能する。マイクロコンピュータ２１は、例えば、ＣＰＵ、記憶部（ＲＯＭ、ＲＡＭ等）、ＡＤ変換器などを備え、様々な制御を行い得る。

このように構成されたバッテリＥＣＵ２０は、直接的に又は中継器９０を介してそれぞれのバッテリ監視装置３０と無線通信可能に構成され、各バッテリ監視装置３０の無線通信部６０が送信した検出情報（バッテリの電圧又は温度の少なくともいずれかを示す検出情報）を受信し得る。また、バッテリＥＣＵ２０は、各バッテリ監視装置３０に対して様々な指令を無線通信によって与え得る。

このように構成されたバッテリ監視システム１は、例えば図６のように、バッテリ１０と共に、金属筐体８０内に収容した形で車両内の所定位置に配置することができる。金属筐体８０は、金属製のケースとして形成されるものであり、公知の様々な金属材料によって構成することができる。図６のようにバッテリ１０と複数のバッテリ監視装置３０と中継器９０とバッテリＥＣＵ２０とが同一の金属筐体８０に収容されていると、外部からの衝撃や外部からのノイズの干渉などを金属筐体８０によって抑え得る構成を、よりコンパクトに実現することができ、金属筐体８０の内部において良好に無線通信を行い得る。

バッテリ監視システム１は、少なくともいずれかのバッテリ監視装置３０（図６では、位置Ｐのバッテリ監視装置３０）とバッテリＥＣＵ２０（外部装置）との間に、金属材料を含む障害部８２（図６の例では金属筐体８０の一部）が配置される。そして、そのバッテリ監視装置３０（位置Ｐのバッテリ監視装置３０）の少なくとも一部と中継器９０の少なくとも一部との間に障害部８２を介在させず、バッテリＥＣＵ２０の少なくとも一部と中継器９０の少なくとも一部との間に障害部８２を介在させない位置関係で中継器９０が配置される。具体的には、バッテリ監視装置３０（位置Ｐのバッテリ監視装置３０）における無線通信部６０のいずれかの位置と、中継器９０の受信部９２及び送信部９４におけるいずれかの位置との間で、障害部８２が介在しない直線経路Ｌ１を結ぶことができる関係となっており、バッテリＥＣＵ２０の無線通信部２４のいずれかの位置と、中継器９０の受信部９２及び送信部９４におけるいずれかの位置との間で、障害部８２が介在しない直線経路Ｌ２を結ぶことができる関係となっている。

このようにバッテリ１０及びバッテリ監視システム１を収容した金属筐体８０は、車両内において、走行用の動力源となるモータやオルタネータなどのノイズ発生源から離して配置することが望ましく、例えば、車両内に設けられた座席の下位置などに好適に配置することができる。また、走行用の動力源となるモータやオルタネータなどが車両の前端寄りに配置される場合には、バッテリ監視システム１を車両の後端寄りに設けると良い。逆に、走行用の動力源となるモータやオルタネータなどが車両の後端寄りに配置される場合には、バッテリ監視システム１を車両の前端寄りに設けると良い。但し、これらの例はあくまで好適例であり、車両内において様々な位置に配置することができる。

図１のように、バッテリＥＣＵ２０は、外部に設けられたパワーマネージメントＥＣＵ１２０と無線通信又は有線通信を行い得るが、パワーマネージメントＥＣＵ１２０は、上述した金属筐体８０の外部に配置されていてもよく、内部に配置されていてもよい。例えば、金属筐体８０内に収容されたバッテリＥＣＵ２０と金属筐体８０外に配置されたパワーマネージメントＥＣＵ１２０とがＣＡＮ通信線などの通信線を介して通信可能に接続され、相互に情報の送受信を行い得る構成となっていてもよい。

次に、中継器９０について説明する。
中継器９０は、無線信号を受信する受信部９２と、無線信号を送信する送信部９４とを備え、外部からの無線信号を受信部９２で受信して送信部９４で送信し直す機能を有する。

受信部９２は、公知の無線通信方式で送信された無線信号を受信し得る回路であればよく、無線信号の媒介及び周波数は限定されない。具体的には、バッテリ監視装置３０の無線通信部６０から送信された無線信号（検出情報などを含む信号）やバッテリＥＣＵの無線通信部２４から送信された無線信号（指令情報などを含む信号）を少なくとも受信し得る構成をなす。送信部９４は、公知の無線通信方式で無線信号を送信し得る回路であればよく、無線信号の媒介及び周波数は限定されない。具体的には、バッテリ監視装置３０の無線通信部６０から送信された無線信号（検出情報などを含む信号）と同様の信号、及びバッテリＥＣＵの無線通信部２４から送信された無線信号（指令情報などを含む信号）と同様の信号を送信し得る構成をなす。

次に、バッテリ監視システム１の動作について説明する。
バッテリ監視システム１では、バッテリＥＣＵ２０が図４のような流れで制御を行う。図４の制御は、例えばバッテリＥＣＵ２０のマイクロコンピュータ２１によって実行され、マイクロコンピュータ２１は、イグニッションスイッチがオン状態となっている間、図４の制御を短い時間間隔で継続的に繰り返す。

バッテリＥＣＵ２０は、図４の制御を開始した後、パワーマネージメントＥＣＵ１２０から通知要求があったか否かを判定する。パワーマネージメントＥＣＵ１２０は、所定のタイミングでバッテリＥＣＵ２０に対して所定の通知要求（バッテリ１０の状態を通知する要求）を示す情報を送信するようになっており、バッテリＥＣＵ２０は、ステップＳ１においてパワーマネージメントＥＣＵ１２０から通知要求があったか否かを判定する。なお、パワーマネージメントＥＣＵ１２０からバッテリＥＣＵ２０に対して通知要求を送信するタイミングは、例えば、イグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に切り替わった直後などであってもよく、それ以外の、予め定められた診断タイミングであってもよい。

バッテリＥＣＵ２０は、ステップＳ１においてパワーマネージメントＥＣＵ１２０から通知要求があったと判定した場合、ステップＳ２において、無線通信可能な全てのバッテリ監視装置３０に対して所定の通知指令情報を無線送信する。この通知指令情報は、各バッテリ監視装置３０に対して予め定められた項目の情報を送信することを指示する指令情報である。但し、ステップＳ２で通知指令情報を無線送信した場合、この指令情報を中継器９０の受信部９２が受信し、中継器９０の送信部９４から各バッテリ監視装置３０に対して指令情報が送信し直されるように中継がなされる。従って、各バッテリ監視装置３０は、中継器９０の送信部９４から送信される通知指令情報又はバッテリＥＣＵ２０から直接送信される通知指令情報のいずれかを受信すれば、通知指令情報を把握することができる。

各バッテリ監視装置３０は、図５のような流れで制御を行うようになっている。図５の制御は、例えば各バッテリ監視装置３０の制御部４０によって実行され、各制御部４０は、イグニッションスイッチがオン状態となっている間、図４の制御を短い時間間隔で継続的に繰り返す。

制御部４０は、図５の制御を開始した後、ステップＳ２１においてバッテリＥＣＵ２０から上述の通知指令があったか否か（具体的には、バッテリＥＣＵ２０又は中継器９０から送信された通知指令情報を受信したか否か）を判定する。制御部４０は、ステップＳ２１において、バッテリＥＣＵ２０から通知指令があったと判定した場合（ステップＳ２１でＹｅｓの場合）、ステップＳ２４において電圧や温度を検出する。具体的には、制御部４０は、図２で示す各電圧信号線１４を介して入力されるアナログ電圧値に基づいて、バッテリ監視装置３０が割り当てられた組電池１１の各電池セル１２の端子間電圧をそれぞれ算出する。更に、温度検出部３８から入力される検出値に基づいて、バッテリ１０の温度（具体的には割り当てられた組電池１１の温度）を把握する。

制御部４０は、ステップＳ２４において各電池セル１２の端子間電圧及び組電池１１の温度を検出した後、ステップＳ２５において、それらの情報（検出情報）をバッテリＥＣＵ２０に対して無線送信する。但し、ステップＳ２５で検出情報を無線送信した場合、この検出情報を中継器９０の受信部９２が受信し、中継器９０の送信部９４からバッテリＥＣＵ２０に対して検出情報が送信し直されるように中継がなされる。従って、バッテリＥＣＵ２０は、中継器９０の送信部９４から送信される検出情報又はバッテリ監視装置３０から直接送信される通知指令情報のいずれかを受信すれば、検出情報を把握することができる。

なお、上述した説明では、ステップＳ２４において組電池１１を構成する各電池セル１２の端子間電圧や組電池１１の温度を検出する例を説明したが、組電池１１の全体の電圧、内部抵抗、容量、劣化度、或いは各電池セル１２の内部抵抗、容量、劣化度などを算出し、これらの情報をステップＳ２５にてバッテリＥＣＵ２０に向けて送信してもよい。

図４のように、バッテリＥＣＵ２０は、ステップＳ２で通知指令情報を送信した後、この通知指令情報に対する応答（バッテリ監視装置３０がステップＳ２５の処理を行うことで送信される電圧や温度の情報）を受信する。具体的には、複数のバッテリ監視装置３０のそれぞれが図５のステップＳ２５で送信する温度情報及び電圧情報を、直接又は中継器９０を介して受信する（ステップＳ３）。

バッテリＥＣＵ２０は、ステップＳ３にて各バッテリ監視装置３０からの情報を受信した後、ステップＳ３で受信した各情報に基づいてバッテリ１０の状態を判定する。具体的には、判定部２２（即ち、マイクロコンピュータ２１）が、複数のバッテリ監視装置３０からの情報に基づいてバッテリ１０全体の電圧（バッテリ電圧）を算出する。例えば、各バッテリ監視装置３０が割り当てられた各組電池１１の全体電圧を積算することで、バッテリ１０全体の電圧を算出することができる。或いは、全ての電池セル１２の端子間電圧を積算することでバッテリ１０全体の電圧を算出することができる。そして、判定部２２は、このように算出されたバッテリ１０全体の電圧（バッテリ電圧）が所定の第１閾値を超える過充電状態であるか否か、及びバッテリ電圧が第１閾値よりも低い所定の第２閾値未満である過放電状態であるか否かを判定する。更に、各バッテリ監視装置３０から得られた温度情報に基づき、いずれかの組電池１１の温度が所定の温度閾値を超える過昇温状態であるか否かを判定する。このように、判定部２２は、無線通信部２４が受信した検出情報に基づいてバッテリ１０の電圧及び温度が異常であるか否かを判定する。

ステップＳ４の後には、各々の組電池１１において、複数の電池セル１２の端子間電圧のばらつきが一定値以内に収まっているか否かを判定する（ステップＳ５）。例えば、各バッテリ監視装置３０から受信した情報に基づき、いずれかの組電池１１において、端子間電圧が最も大きい電池セル１２の端子間電圧と、端子間電圧が最も小さい電池セル１２の端子間電圧との差が所定値を超えるか否かを判定し、いずれかの組電池１１で差が所定値を超える場合（ステップＳ５でＹｅｓの場合）、ステップＳ６において、その組電池１１が割り当てられたバッテリ監視装置３０に対してセルバランス指令情報を送信する。セルバランス指令情報とは、バッテリ監視装置３０にセルバランス処理を実行させるための指令を含む情報であり、例えば、予め定められた情報で特定されるコマンドである。この場合も、ステップＳ６でセルバランス指令情報を無線送信したとき、このセルバランス指令情報を中継器９０の受信部９２が受信し、中継器９０の送信部９４からバッテリ監視装置３０に対してセルバランス指令情報が送信し直されるように中継がなされる。従って、バッテリ監視装置３０は、中継器９０の送信部９４から送信されるセルバランス指令情報又はバッテリＥＣＵ２０から直接送信されるセルバランス指令情報のいずれかを受信すれば、セルバランス指令情報を把握することができる。

図５のように、バッテリ監視装置３０は、短い時間間隔で繰り返される図５の処理におけるステップＳ２２においてセルバランス指令があったか否かを判定しており、バッテリＥＣＵ２０又は中継器９０から上述した通知指令情報ではなくセルバランス指令情報を受信した場合（ステップＳ２１でＮｏ，ステップＳ２２でＹｅｓの場合）、ステップＳ２３でセルバランス処理を行う。具体的には、セルバランス指令情報が与えられたバッテリ監視装置３０は、自己に割り当てられた組電池１１を構成する複数の電池セル１２のうち最も出力電圧が低い電池セル１２の出力電圧に合わせるように、残りの電池セル１２を放電させる動作を検出・調整回路部３６に行わせる。検出・調整回路部３６には、各電池セル１２の放電を行うための放電部１６がそれぞれ接続され、制御部４０はこの放電部１６の動作を制御することで、割り当てられた組電池１１の全ての電池セル１２の端子間電圧を同程度にするように均一化する。

バッテリ監視装置３０は、図５のステップＳ２３でセルバランス処理を行った場合、上述したステップＳ２４の処理を再び行い、割り当てられた組電池１１におけるセルバランス処理後の各電池セル１２の端子間電圧及び組電池１１の温度を検出する。そして、ステップＳ２５の処理を行い、ステップＳ２４で検出したこれらの情報をバッテリＥＣＵ２０に向けて送信する。

なお、バッテリＥＣＵ２０からいずれかのバッテリ監視装置３０に対して選択的にセルバランス指令情報を送信する場合、このセルバランス指令情報に、対象となるバッテリ監視装置３０のアドレスを示すアドレス情報を含ませておけばよい。このような方法を用いる場合、各バッテリ監視装置３０には予め固有のアドレス情報を記憶しておき、各バッテリ監視装置３０はセルバランス指令情報に含まれるアドレス情報に基づいて、受信したセルバランス指令情報が自身に対する指令か否かを判断すればよい。つまり、自身のアドレス情報を含むセルバランス指令情報を受信した場合にステップＳ２３の処理を行うようにすればよい。なお、このような方法を用いずに、バッテリＥＣＵ２０から全てのバッテリ監視装置３０にセルバランス指令情報を与えるようにしてもよい。

バッテリＥＣＵ２０は、図４のステップＳ６にてセルバランス指令情報を送信した場合、このセルバランス指令情報を与えたバッテリ監視装置３０から送信される情報をステップＳ３で受信し、この情報に基づいてステップＳ４以降の処理を行う。なお、この場合、セルバランス指令情報を与えていないバッテリ監視装置３０が割り当てられた組電池１１の情報（各電池セル１２の端子間電圧や組電池１１の温度の情報）は、既に取得した情報を用いればよい。

バッテリＥＣＵ２０は、図４のステップＳ５の判定を行ったとき、全ての組電池１１において、複数の電池セル１２の端子間電圧のばらつきが一定値以内に収まっていると判定した場合、ステップＳ７において外部ＥＣＵ（パワーマネージメントＥＣＵ１２０）にバッテリ状態を送信する。具体的には、直近のステップＳ４での判定結果に基づき、バッテリ電圧が所定の第１閾値を超える過充電状態であるか否かを示す情報、バッテリ電圧が第２閾値未満である過放電状態であるか否かを示す情報、いずれかの組電池１１の温度が所定の温度閾値を超える過昇温状態であるか否かの情報などをパワーマネージメントＥＣＵ１２０に送信する。なお、これ以外にも、例えば、バッテリ１０のＳＯＣ、ＳＯＨ、内部抵抗など、様々な情報を送信してもよい。

以下、本構成の効果を例示する。
上述したバッテリ監視装置３０及びバッテリ監視システム１は、検出部５０の検出結果に基づく検出情報（バッテリの電圧又は温度の少なくともいずれかを示す情報）を無線通信によって伝送することができるため、配線数を効果的に減らすことができる。更に、検出情報をバッテリＥＣＵ２０（外部装置）に伝送する場合、少なくとも中継器９０で中継した上で伝送することができるため、中継器９０から無線送信を行い得る位置にバッテリＥＣＵ２０が配置されていれば、情報をより良好に伝送することができる。

中継器９０の受信部９２は、バッテリＥＣＵ２０（外部装置）から所定の指令情報が無線送信された場合に当該指令情報を受信するように機能する。中継器９０の送信部９４は、受信部９２が指令情報を受信した場合に指令情報を無線送信するように機能する。バッテリ監視装置３０は、外部から与えられた指令に対応する制御を行う制御部４０を有する。無線通信部６０は、送信部９４から指令情報が無線送信された場合に指令情報を受信するように機能する。制御部４０は、無線通信部６０が指令情報を受信する場合に、指令情報に対応する制御を行う。

上記構成によれば、バッテリ監視装置３０がバッテリＥＣＵ２０（外部装置）からの指令に応じた制御を行い得るバッテリ監視システム１を、配線数の低減を図りうる構成且つ情報の伝送を良好に行い得る構成で実現できる。

中継器９０の受信部９２は、バッテリＥＣＵ２０（外部装置）から所定の通知指令情報が無線送信された場合に当該通知指令情報を受信するように機能する。中継器９０の送信部９４は、受信部９２が通知指令情報を受信する場合に通知指令情報を無線送信するように機能する。制御部４０は、無線通信部６０が通知指令情報を受信する場合に、バッテリ１０の電圧及び温度の少なくともいずれかを示す検出情報を中継器９０に向けて無線送信する動作を無線通信部６０に行わせる。

上記構成によれば、バッテリ監視装置３０が検出した情報（バッテリ１０の電圧及び温度の少なくともいずれかを示す検出情報）をバッテリＥＣＵ２０（外部装置）からの指令に応じて当該バッテリＥＣＵ２０に送信し得るバッテリ監視システム１を、配線数の低減を図りうる構成且つ情報の伝送を良好に行い得る構成で実現できる。

中継器９０の受信部９２は、バッテリＥＣＵ２０（外部装置）から所定のセルバランス指令情報が無線送信された場合に当該セルバランス指令情報を受信するように機能する。中継器９０の送信部９４は、受信部９２がセルバランス指令情報を受信した場合にセルバランス指令情報を無線送信するように機能する。検出部５０は、複数の電池セル１２が接続されてなるバッテリ１０における各々の電池セル１２の端子間電圧を特定する電圧情報を検出し得る。制御部４０は、無線通信部６０がセルバランス指令情報を受信した場合に、検出部５０による検出結果に基づいて各々の電池セル１２の端子間電圧を均一化させるように複数の電池セル１２の充電又は放電を制御する。

上記構成によれば、バッテリ監視装置３０が複数の電池セル１２の端子間電圧を均一化させるセルバランス制御をバッテリＥＣＵ２０（外部装置）からの指令に応じて行い得るバッテリ監視システム１を、配線数の低減を図りうる構成且つ情報の伝送を良好に行い得る構成で実現できる。

バッテリ監視システム１は、少なくともいずれかのバッテリ監視装置３０とバッテリＥＣＵ２０（外部装置）との間に、金属材料を含む障害部８２（図６の例では金属筐体８０の一部）が配置される。そして、そのバッテリ監視装置３０と中継器９０との間に障害部８２を介在させず、バッテリＥＣＵ２０と中継器９０との間に障害部８２を介在させない位置関係で中継器９０が配置される。

このようにすれば、バッテリ監視装置３０からバッテリＥＣＵ２０（外部装置）に対して直接的に無線送信する場合に無線通信媒体の低減が生じやすい環境下において、無線通信をより良好に行うことができる。

バッテリ監視装置３０及び中継器９０は、バッテリ１０及びバッテリＥＣＵ２０（外部装置）を内部に収容する金属筐体８０内に配置される。

このようにすれば、外部からの衝撃や外部からの電波等の干渉を金属筐体８０によって防ぐことができ、金属筐体８０内では、配線数を確実に低減しつつ、バッテリ監視装置３０とバッテリＥＣＵ２０（外部装置）との間での通信を良好に行いやすくなる。

バッテリ監視システム１は、複数のバッテリ監視装置３０を有する。中継器９０は複数のバッテリ監視装置３０から無線送信される各情報を受信してバッテリＥＣＵ２０（外部装置）にそれぞれ無線送信するように機能する。

上記構成によれば、複数のバッテリ監視装置３０が共通のバッテリＥＣＵ２０（外部装置）と通信を行い得るシステムを、配線数の低減を図りうる構成且つ情報の伝送を良好に行い得る構成で実現できる。特に、複数のバッテリ監視装置３０が分散して配置される場合において、それぞれのバッテリ監視装置３０とバッテリＥＣＵ２０との間で通信を行い得るように配線を設ける場合、配線がより多く必要になるため、サイズや重量の増大が避けられない。これに対し、上記構成によれば、複数のバッテリ監視装置３０と共通のバッテリＥＣＵ２０との間で通信を行うにあたり、配線数を格段に減らすことができるため、サイズや重量の低減効果がより大きくなる。

＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。また、上述した実施例や後述する実施例は矛盾しない範囲で組み合わせることが可能である。

実施例１では、セルバランス処理の一例を示したが、他の公知の方式でセルバランス処理を行ってもよい。例えば、実施例１では、各電池セル１２を個別に放電し得る構成とし、各電池セル１２の放電制御によって端子間電圧を均一化する例を示したが、各電池セル１２を放電及び充電し得る構成とし、電池セル１２の充電制御又は放電制御によって端子間電圧を均一化してもよい。

実施例１では、一つの組電池１１に対して一つのバッテリ監視装置３０が割り当てられていたが、複数の組電池１１に対して一つのバッテリ監視装置３０が割り当てられてもよい。或いは、１つの組電池１１が複数の領域に分割され、それぞれの領域に対してバッテリ監視装置３０が割り当てられてもよい。

実施例１では、バッテリ１０に対して直接的に基板部７０が固定された例を示したが、基板部７０は、他部材を介して間接的にバッテリ１０に固定されていてもよい。

実施例１では、外部装置の一例としてバッテリＥＣＵ２０を例示したが、バッテリ監視装置３０の外部に設けられた車載用の電子装置であればバッテリＥＣＵ２０に限定されない。

実施例１では、複数の電池セル１２が集合してなる組電池１１に対してバッテリ監視装置３０が割り当てられた例を示したが、単一の電池（バッテリ単体）に対してバッテリ監視装置３０が組み付けられ、このバッテリのバッテリ電圧やバッテリ温度を無線通信方式で直接又は中継器９０を介してバッテリＥＣＵ２０に送信するような構成であってもよい。

実施例１では、バッテリ監視システム１が金属筐体内に収容された例を示したが、金属筐体内に収容されていなくてもよい。

実施例１では、中継器９０において受信部９２で受信した無線信号を送信部９４によって無線送信する例を示したが、送信部９４で無線送信する場合、受信部９２が受信した無線信号を増幅して送信してもよい。

１…車両用のバッテリ監視システム
１０…バッテリ
１２…電池セル
２０…バッテリＥＣＵ（外部装置）
３０…車両用のバッテリ監視装置
４０…制御部
５０…検出部
６０…無線通信部
８０…金属筐体
８２…障害部
９０…中継器
９２…受信部
９４…送信部

Claims (5)

1. 車両内に設けられたバッテリの所定位置の電圧又は前記バッテリの温度の少なくともいずれかを検出する検出部と、前記検出部による検出結果に基づき、前記バッテリの電圧又は温度の少なくともいずれかを示す検出情報を無線送信する無線通信部と、を有する複数のバッテリ監視装置と、
   前記バッテリ監視装置の前記無線通信部から送信された前記検出情報を受信する受信部と、前記受信部が受信した前記検出情報を、前記バッテリ監視装置の外部に設けられ前記バッテリの状態を判定する外部装置に無線送信する送信部とを有する中継器と、
   を含み、
   前記中継器は複数の前記バッテリ監視装置から無線送信される各情報を受信して前記外部装置にそれぞれ無線送信し、
   前記バッテリ監視装置及び前記中継器は、前記バッテリ及び前記外部装置を内部に収容する金属筐体内に配置され、
   所定位置の前記バッテリ監視装置と前記外部装置との間には、前記金属筐体の一部が金属材料を含む障害部として配置され、前記所定位置の前記バッテリ監視装置と前記中継器との間で前記障害部が介在しない直線経路を結ぶことができ、前記外部装置と前記中継器との間で前記障害部が介在しない直線経路を結ぶことができる関係となっている車両用のバッテリ監視システム。
2. 前記中継器の前記受信部は、前記外部装置から所定の指令情報が無線送信された場合に当該指令情報を受信し、
   前記中継器の前記送信部は、前記受信部が前記指令情報を受信した場合に前記指令情報を無線送信し、
   前記バッテリ監視装置は、外部から与えられた指令に対応する制御を行う制御部を有し、
   前記無線通信部は、前記送信部から前記指令情報が無線送信された場合に前記指令情報を受信し、
   前記制御部は、前記無線通信部が前記指令情報を受信する場合に、前記指令情報に対応する制御を行う請求項１に記載の車両用のバッテリ監視システム。
3. 前記中継器の前記受信部は、前記外部装置から所定の通知指令情報が無線送信された場合に当該通知指令情報を受信し、
   前記中継器の前記送信部は、前記受信部が前記通知指令情報を受信する場合に前記通知指令情報を無線送信し、
   前記制御部は、前記無線通信部が前記通知指令情報を受信する場合に、前記バッテリの電圧及び温度の少なくともいずれかを示す前記検出情報を前記中継器に向けて無線送信する動作を前記無線通信部に行わせる請求項２に記載の車両用のバッテリ監視システム。
4. 前記中継器の前記受信部は、前記外部装置から所定のセルバランス指令情報が無線送信された場合に当該セルバランス指令情報を受信し、
   前記中継器の前記送信部は、前記受信部が前記セルバランス指令情報を受信した場合に前記セルバランス指令情報を無線送信し、
   前記検出部は、複数の電池セルが接続されてなる前記バッテリにおける各々の前記電池セルの端子間電圧を特定する電圧情報を検出し、
   前記制御部は、前記無線通信部が前記セルバランス指令情報を受信した場合に、前記検出部による検出結果に基づいて各々の前記電池セルの端子間電圧を均一化させるように複数の前記電池セルの充電又は放電を制御する請求項２又は請求項３に記載の車両用のバッテリ監視システム。
5. 前記外部装置を含む請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車両用のバッテリ監視システム。

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