JP7238682B2 - 電池監視装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両等に搭載される組電池を監視する電池監視装置に関する。

電池監視装置の中には、次のように構成されたものがある。電池監視装置は、監視部と制御部とを有する。監視部は、組電池が有する複数のセル電池をグループ分けした電池群毎に設置されており、セル電池に関する情報である電池情報を取得する。制御部は、監視部と無線通信可能に構成されており、監視部から電池情報を受信する。そして、このような技術を示す特許文献としては、次の特許文献１がある。

特許６０９３４４８号公報

上記の電池監視装置では、無線通信を行っているため、各監視部と制御部との間の通信配線が不要である。しかし、通信の安定性等を考慮して、当該無線通信に加えて又は当該無線通信に代えて、通信配線を介して監視部と制御部とを通信可能に接続しておくことも考えられる。その場合、当該通信配線は、煩雑ではなく、極力シンプルであることが好ましい。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、監視部と制御部との通信配線を、シンプルにすることを目的とする。

本発明の電池監視装置は、監視部と制御部と通信部とを有する。前記監視部は、組電池が有する複数のセル電池をグループ分けした電池群毎に設置されおり、前記セル電池に関する情報である電池情報を取得する。前記通信部は、前記電池情報を前記監視部から前記制御部に伝える。前記組電池は、所定の負荷に所定の給電経路により給電可能に接続されている。

前記通信部は、伝達経路と信号発信部と信号検出部とを有する。前記伝達経路は、少なくとも一部が前記給電経路により構成されている。前記信号発信部は、前記電池情報を伝える電気信号である伝達信号を前記伝達経路に発信する。前記信号検出部は、前記伝達経路から前記伝達信号を検出する。そして、前記通信部は、前記伝達信号の前記発信及び前記検出に基づいて、前記電池情報を前記監視部から前記制御部に伝える。

本発明によれば、信号発信部が伝達信号を伝達経路に発信し、それを信号検出部が検出することにより、監視部から制御部に電池情報を伝えることができる。しかも、その伝達経路の少なくとも一部は給電経路により構成されているため、給電経路を利用して伝達経路を形成することができる。そのため、監視部と制御部との通信配線を構成する伝達経路を、シンプルにすることができる。

第１実施形態の電池監視装置を示す回路図 伝達信号の波形の例を示すグラフ 伝達信号の波形の別例を示すグラフ 通信制御を示すフローチャート 第２実施形態の電池監視装置を示す回路図 第３実施形態の通信制御を示すフローチャート 第４実施形態の電池監視装置を示す回路図 地絡検出回路及び第２通信部を示すブロック図 第５，第６実施形態の地絡検出回路及び第２通信部を示すブロック図 第６実施形態の通信制御を示すフローチャート 第７実施形態の電池監視装置を示す回路図 第８実施形態の電池監視装置を示す回路図 通信制御を示すフローチャート 第９実施形態の伝達信号の波形の例を示すグラフ 第１０実施形態の伝達信号の波形の例を示すグラフ

次に本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。ただし、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施できる。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の電池監視装置７１を示す回路図である。電池監視装置７１は、車両に搭載された組電池９０を監視する。組電池９０は、直列に接続されている複数のセル電池９５を有する。以下では、それら複数のセル電池９５をグループ分けした各グループを、「電池群９４」という。組電池９０は、所定の負荷９９に所定の給電経路αにより給電可能に接続されている。その所定の負荷９９は、例えば、車両に搭載されたモータのインバータ等の車載電気機器である。組電池９０と給電経路αと負荷９９とは、所定の第２基準電位Ｖ２が基準電位になる第２基準電位回路６２に設けられている。第２基準電位Ｖ２は、例えば、車体のグランド電位よりも所定電位（例えば組電池９０の電圧の半分）低い電位である。

電池監視装置７１は、制御部１０と監視部２０と第１通信部３０と第２通信部４０とを有する。

監視部２０は、第２基準電位回路６２に電池群９４毎に設置されており、各監視部２０は、セル電池９５の電圧に関する情報である電池情報を検出する監視回路２５を有する。詳しくは、監視回路２５は、自身に対応する電池群９４の両端、及びその電池群９４を構成する複数のセル電池９５の各間に、検出線２６により電気的に接続されている。そして、各セル電池９５の電圧を検出する。

制御部１０は、第２基準電位Ｖ２とは異なる所定の第１基準電位Ｖ１が基準電位となる第１基準電位回路６１に設けられている。第１基準電位Ｖ１は、例えば、車体のグランド電位である。制御部１０は、各監視部２０に対して指令を出すＣＰＵ１５を有する。

第１通信部３０は、各監視部２０に設けられている子機３２と、制御部１０に設けられている親機３７とを有する。各子機３２と親機３７とは通信線γにより、通信可能に接続されている。よって、第１通信部３０は、給電経路αを介さずに電池情報を監視部２０から制御部１０に伝える。

詳しくは、各子機３２は、監視回路２５が検出した電池情報を取得して、その電池情報を親機３７に送信する。そして、親機３７は、子機３２から受信した電池情報をＣＰＵ１５に入力する。また、親機３７は、ＣＰＵ１５が出す指令を取得して、その指令を子機３２に送信する。そして、子機３２は、親機３７から受信した指令を監視回路２５に入力する。これらにより、第１通信部３０は、各監視部２０と制御部１０との通信を行う。以下では、この第１通信部３０による通信を「第１通信」という。

第２通信部４０は、いずれかのセル電池９５の電圧が異常である電圧異常時にのみ、電池情報を監視部２０から制御部１０に送信する。以下では、この第２通信部４０による通信を「第２通信」という。第２通信部４０は、監視部２０に設けられている信号発信部４２と、制御部１０に設けられている信号検出部４７と、監視部２０から制御部１０にまで延びる伝達経路δとを有する。

伝達経路δは、第２基準電位回路６２に設けられている伝達経路第２部δ２と、第１基準電位回路６１に設けられている伝達経路第１部δ１との両部（δ２，δ１）を有し、当該両部（δ２，δ１）間には絶縁素子４５が設けられている。絶縁素子４５は、当該両部（δ２，δ１）間の基準電位差を保ちつつ、当該両部（δ２，δ１）を電気的に接続している。その絶縁素子４５は、本実施形態ではコンデンサであるが、それ以外の、例えばフォトカプラ等の絶縁素子であってもよい。

伝達経路第２部δ２は、信号発信部４２から検出線２６にまで延びて検出線２６に合流してから、検出線２６の一部を経由して給電経路αに合流し、給電経路αの一部を経由してから、給電経路αから分かれる形で絶縁素子４５にまで延びる経路である。よって、伝達経路第２部δ２は、一部が給電経路αにより構成されている。他方、伝達経路第１部δ１は、絶縁素子４５から第１基準電位Ｖ１に接続されている部分を経由して、第２基準電位回路６２の内側に入り込む形で監視部２０内の信号発信部４２にまで延びる経路である。

信号発信部４２は、監視回路２５から電池情報を取得して、その電池情報を伝える電気信号である伝達信号Ｓｄを、伝達経路δに発信する。具体的には、信号発信部４２は、監視部２０内において、伝達経路第１部δ１と伝達経路第２部δ２との両部（δ１，δ２）の電気的な接続及びその切離しを行うことにより、当該両部（δ１，δ２）間の電位差を利用して伝達経路δに伝達信号Ｓｄを発生させる。

伝達信号Ｓｄとしては、例えば、電流変動により情報を伝える電流変動信号や、電圧変動により情報を伝える電圧変動信号にすることができる。

伝達信号Ｓｄが電流変動信号の場合、信号発信部４２は、伝達経路δに電圧変動を発生させることにより電流変動を発生させ、信号検出部４７は、その電流変動を伝達信号Ｓｄとして検出する。この場合、電圧変動については積極的に発生させる必要がないため、電圧変動により生じる他の装置への影響を小さく抑えることができる。

伝達信号Ｓｄが電圧変動信号の場合、信号発信部４２は、伝達経路δに電圧変動を発生させ、信号検出部４７は、その電圧変動を伝達信号Ｓｄとして検出する。この場合、信号発信部４２が発生させた電圧変動を、その電圧変動のまま信号検出部４７が検出することになるので、電池情報を信号発信部４２から信号検出部４７に直接的に伝えやすい。

図２は、伝達信号Ｓｄの波形の例を示すグラフである。なお、図の縦軸は、電流であってもよいし、電圧であってもよい。このように、伝達信号Ｓｄは、例えば複数のパルスａ１を有するパルス信号にすることができる。そして、例えば、当該パルス信号が発信されないときは、各セル電池９５の電圧が正常である旨の電池情報を示し、当該パルス信号が発信されるときは、いずれかのセル電池９５の電圧が異常である旨の電池情報を示すものとすることができる。

図３は、伝達信号Ｓｄの波形の別例を示すグラフである。この伝達信号Ｓｄにおいて、例えば、パルスａ１は「１」を示す情報を持ち、パルスが無いパルス無し状態ａ０は「０」を示す情報を持つようにすることができる。これら「１」「０」を示す情報の組合せによれば、単に電圧異常があるか否かの電池情報のみならず、具体的にどのセル電池９５が電圧異常であるかや、電圧値や電流値等の電池情報をも、伝達信号Ｓｄに持たせることができる。

再び図１を参照しつつ説明する。信号検出部４７は、検出した伝達信号ＳｄをＣＰＵ１５に入力する。ＣＰＵ１５は、その伝達信号Ｓｄを解析することにより、電池情報を取得する。

次に、電池監視装置７１が行う通信制御について説明する。監視部２０は、セル電池９５の電圧が異常であるか否かの判定を行い、いずれかのセル電池９５の電圧が異常であると判定したことを条件に、第２通信部４０により電池情報を制御部１０に伝える。

図４は、電池監視装置７１による通信制御を示すフローチャートである。まず、監視回路２５が、電池情報を取得する（Ｓ１０１）。次に、監視部２０が、自身に対応する電池群９４を構成する各セル電池９５の電圧が、所定の正常範囲内であるか否かを判定する（Ｓ１０２）。所定の正常範囲内である場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、第２通信を行うことなく、通信制御を終了する。他方、Ｓ１０２でセル電池９５の電圧が所定の正常範囲内でないと判定した場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、電池情報を第２通信により監視部２０から制御部１０に送信する（Ｓ１０３）。それにより、制御部１０のＣＰＵ１５が、電池情報を取得して（Ｓ１０４）、組電池９０の異常を把握する。

本実施形態によれば、次の効果が得られる。第１通信部３０とは別に、第２通信部４０を有するため、通信の冗長性を確保できる。そのため、第１通信が不能になった際にも、第２通信により、監視部２０から制御部１０に電池情報を送信することができる。

また、伝達経路δの一部が給電経路αにより構成されているため、給電経路αを利用して伝達経路δを形成することができる。そのため、第２通信部４０の通信配線である伝達経路δを、シンプルにすることができる。

また、セル電池９５の電圧異常時にのみ第２通信をおこなうので、常時第２通信を行う場合に比べて、第２通信による通信量を抑えることができる。

また、伝達経路δは、第２基準電位回路６２に設けられている伝達経路第２部δ２と、第１基準電位回路６１に設けられている伝達経路第１部δ１との両部（δ２，δ１）を有し、当該両部（δ２，δ１）は、絶縁素子４５により当該両部（δ２，δ１）間の基準電位差を保ちつつ電気的に接続されている。そして、信号発信部４２は、伝達経路第２部δ２に伝達信号Ｓｄを発信し、信号検出部４７は、伝達経路第１部δ１から伝達信号Ｓｄを検出する。そのため、信号発信部４２と信号検出部４７とが異なる基準電位回路（６２，６１）にあるにも関わらず、伝達経路δにより、信号発信部４２から信号検出部４７に伝達信号Ｓｄを伝えることができる。

信号発信部４２は、監視部２０内において、伝達経路第２部δ２と伝達経路第１部δ１との両部（δ２，δ１）の電気的な接続及びその切離しを行うことにより、当該両部（δ２，δ１）間の電位差を利用して伝達信号Ｓｄを発生させる。そのため、シンプルな構成で伝達信号Ｓｄを発生させることができる。

［第２実施形態］
次に図５を参照しつつ、第２実施形態について説明する。以下の実施形態では、それ以前の実施形態のものと同一の又は対応する部材等は、同一の符号を付する。ただし、電池監視装置自体については、実施形態毎に異なる符号を付する。本実施形態については、第１実施形態をベースに、これと異なる点を中心に説明する。

図５は、第２実施形態の電池監視装置７２を示す回路図である。子機３２と親機３７とは、通信線γで接続されておらず、無線通信を行うように構成されている。よって、第１通信部３０は、電池情報等を無線信号により伝える。

本実施形態によれば、第１通信部３０は無線通信を行うので、第１実施形態と違い、通信線γが不要となる。そのため、通信線γにより第１通信部３０が煩雑になるのが回避されると共に、制御部１０に対する各監視部２０の配置制約等が緩和される。

［第３実施形態］
次に図６を参照しつつ、第３実施形態について説明する。本実施形態については、第１実施形態をベースに、これと異なる点を中心に説明する。本実施形態の電池監視装置７３は、セル電池９５の電圧異常時にではなく、第１通信の異常時にのみ第２通信を行う。具体的には、監視部２０は、自身と制御部１０との第１通信が正常であるか異常であるかの判定を行い、異常であると判定したことを条件に、第２通信を行う。より具体的には、各監視部２０は、自身から制御部１０に第１通信により電池情報を伝達できる場合に、第１通信が正常であると判定し、自身から制御部１０に第１通信により電池情報の伝達できない場合に、第１通信が異常であると判定する。

図６は、電池監視装置７３による通信制御を示すフローチャートである。まず、監視回路２５が、電池情報を取得する（Ｓ３０１）。次に、監視部２０が、自身と制御部１０との第１通信が正常であるか否かを判定する（Ｓ３０２）。第１通信が正常であると判定した場合（Ｓ３０２：ＹＥＳ）、このまま第２通信を行うことなく、通信制御を終了する。他方、Ｓ３０２で、自身と制御部１０との第１通信が異常と判定した場合（Ｓ３０２：ＮＯ）、第２通信を行う（Ｓ３０３）。それにより、制御部１０のＣＰＵ１５が電池情報を取得する（Ｓ１０３）。

本実施形態によれば、第１通信の通信異常時にのみ第２通信を行うため、常時第２通信を行う場合に比べて、第２通信による通信量を抑えることができる。

［第４実施形態］
次に図７，図８を参照しつつ、第４実施形態について説明する。本実施形態については、第３実施形態をベースに、これと異なる点を中心に説明する。

図７は、本実施形態の電池監視装置７４を示す回路図である。電池監視装置７４は、第２基準電位回路６２の第１基準電位Ｖ１に対する地絡を検出する地絡検出回路５０を有する。その地絡検出回路５０は、制御部１０に設けられている検査信号発信部５２及び検査信号検出部５７と、第１基準電位回路６１及び第２基準電位回路６２の両方に跨る検査経路εとを有する。

検査経路εは、第２基準電位回路６２の第１基準電位Ｖ１に対する絶縁抵抗５９を経由する経路である。検査経路εは、第２基準電位回路６２に設けられている検査経路第２部ε２と、第１基準電位回路６１に設けられている検査経路第１部ε１とを有する。

詳しくは、検査経路第２部ε２は、絶縁抵抗５９から伝達経路第２部δ２にまで延びて伝達経路第２部δ２に合流してから、伝達経路第２部δ２と共に絶縁素子４５にまで延びる経路である。

他方、検査経路第１部ε１は、絶縁素子４５から伝達経路第１部δ１と共に第１基準電位Ｖ１に接続される部分に延びてから、伝達経路第１部δ１から分かれる形で絶縁抵抗５９にまで延びる経路である。よって、検査経路第１部ε１の一部は、伝達経路第１部δ１により構成され、また逆に、伝達経路第１部δ１の一部は、検査経路第１部ε１により構成されている。

検査経路第１部ε１には、抵抗体等の電気抵抗を有する素子５４が設けられている。検査信号発信部５２は、検査経路第１部ε１における素子５４よりも一方側に所定の電気信号である検査信号Ｓｅを発信する。信号検出部４７は、検査経路第１部ε１における素子５４よりも他方側から検査信号Ｓｅを検出する。その検査信号Ｓｅは、ＣＰＵ１５に入力される。ＣＰＵ１５は、その検査信号Ｓｅの状態を解析することにより、地絡の発生の有無を判定する。

詳しくは、第２基準電位回路６２が地絡しておらず、絶縁抵抗５９の抵抗値が充分に大きい場合には、直列に接続されている絶縁抵抗５９及び素子５４の抵抗値の合計に対する、素子５４の抵抗値の割合が充分に小さくなることにより、素子５４により分圧される検査信号Ｓｅの電圧が充分に小さくなる。他方、第２基準電位回路６２が地絡して、絶縁抵抗５９が小さくなった場合には、絶縁抵抗５９及び素子５４の抵抗値の合計に対する素子５４の抵抗値の割合が充分に小さくはならず、素子５４により分圧される検査信号Ｓｅの電圧が大きくなる。ＣＰＵ１５は、その違いを検出することにより、第２基準電位回路６２の地絡の有無を判定する。なお、地絡検出回路５０のこのような基本構成については、公知であるため、より詳細な説明については省略する。

伝達信号Ｓｄと検査信号Ｓｅとは、互いに周波数が異なる。検査信号発信部５２は、所定の地絡検査時に検査信号Ｓｅを検査経路εに発信する。他方、信号発信部４２は、第２通信を行うべき時である第２通信時に、すなわち、第１通信の異常時に、伝達信号Ｓｄを伝達経路δに発信する。

そして、地絡判定時には、検査信号検出部５７が検査経路第１部ε１から検査信号Ｓｅを検出し、第２通信時には、信号検出部４７が伝達経路第１部δ１から伝達信号Ｓｄを検出する。そして、地絡判定時と第２通信時とが重なる場合には、検査信号Ｓｅ及び伝達信号Ｓｄの両方が検出されることになる。

図８は、地絡検出回路５０及び第２通信部４０を示すブロック図である。検査信号検出部５７及び信号検出部４７は、所定の検出部Ｚ内に設けられている。検出部Ｚは、抽出部Ｚａと第１フィルタ５７ｆと第２フィルタ４７ｆとを有する。抽出部Ｚａと第１フィルタ５７ｆとは、検査信号検出部５７を構成し、抽出部Ｚａと第２フィルタ４７ｆとは、信号検出部４７を構成する。

以下では、検査経路第１部ε１における伝達経路第１部δ１でもある部分を、共通経路（ε１，δ１）とする。抽出部Ｚａは、オペアンプ等を有しており、共通経路（ε１，δ１）から電気信号を抽出する。

第１フィルタ５７ｆは、共通経路（ε１，δ１）から抽出された電気信号から、検査信号Ｓｅの周波数帯以外の周波数の電気信号を除去して、すなわち伝達信号Ｓｄ等を除去して、検査信号Ｓｅを抽出する。その検査信号Ｓｅを、ＣＰＵ１５の検査信号取得端子５８に入力する。そのため、電気信号に検査信号Ｓｅが含まれる場合には、検査信号Ｓｅが検査信号取得端子５８に入力される。それにより、ＣＰＵ１５が地絡の有無を判定する。

第２フィルタ４７ｆは、共通経路（ε１，δ１）から抽出された電気信号から、伝達信号Ｓｄの周波数帯以外の周波数の電気信号を除去して、すなわち検査信号Ｓｅ等を除去して、伝達信号Ｓｄを抽出する。その伝達信号Ｓｄを、ＣＰＵ１５の伝達信号取得端子４８に入力する。そのため、電気信号に伝達信号Ｓｄが含まれる場合には、伝達信号Ｓｄが伝達信号取得端子４８に入力される。それにより、ＣＰＵ１５が電池情報を取得する。

本実施形態によれば、次の効果が得られる。伝達経路第２部δ２は、その一部が給電経路αを利用して形成されているのに加え、伝達経路第１部δ１は、その一部が検査経路第１部ε１を利用して形成されている。よって、伝達経路δは、給電経路αに加え検査経路εも利用して形成されている。そのため、第２通信部４０の通信配線である伝達経路δを、よりシンプルに形成することができる。

また、伝達信号Ｓｄと検査信号Ｓｅとは、互いに周波数が異なるのに加え、検出部Ｚは、検査信号Ｓｅを抽出する第１フィルタ５７ｆと、伝達信号Ｓｄを抽出する第２フィルタ４７ｆとを有するため、シンプルな構成で伝達信号Ｓｄと検査信号Ｓｅとを分離することができる。

［第５実施形態］
次に図９を参照しつつ、第５実施形態の電池監視装置７５について説明する。本実施形態については、第４実施形態をベースに、これと異なる点を中心に説明する。

図９は、本実施形態の地絡検出回路５０及び第２通信部４０を示すブロック図である。検出部Ｚは、第１フィルタ５７ｆと第２フィルタ４７ｆとの代わりに、１つの共通フィルタＺｆを有している。共通フィルタＺｆは、抽出する周波数帯を可変に構成されている。そして、検出部Ｚは、第２通信時であるか否かの判定、すなわち、第１通信が異常で伝達信号Ｓｄが発信されるタイミングであるか否かの判定を行う。そして、伝達信号Ｓｄが発信されるタイミングであると判定した場合には、共通フィルタＺｆにより抽出する周波数を、伝達信号Ｓｄの周波数帯に調節する。他方、それ以外のタイミングでは、共通フィルタＺｆにより抽出する周波数帯を、検査信号Ｓｅの周波数帯に調節する。

本実施形態によれば、１つの共通フィルタＺｆで、伝達信号Ｓｄと検査信号Ｓｅとの両方を抽出することができる。

［第６実施形態］
次に図９，図１０を参照しつつ、第６実施形態の電池監視装置７６について説明する。本実施形態については、第５実施形態をベースに、これと異なる点を中心に説明する。

伝達信号Ｓｄと検査信号Ｓｅとは同じ所定数波数である。そして、共通フィルタＺｆは、抽出する電気信号の周波数帯を可変には構成されておらず、その所定周波数を含む周波数帯を抽出する。そして、地絡検出回路５０は、伝達信号Ｓｄが発信されるタイミングであるか否かの判定を行い、伝達信号Ｓｄが発信されるタイミングであると判定した場合に、検査信号Ｓｅの発信を禁止する。

図１０は、その電池監視装置７６による通信制御を示すフローチャートである。まず、監視回路２５が、電池情報を取得する（Ｓ６０１）。次に、地絡検出回路５０が、伝達信号Ｓｄが発信されるタイミングであるか否かを判定する（Ｓ６０２）。伝達信号Ｓｄが発信されるタイミングではないと判定した場合（Ｓ６０２：ＮＯ）、そのまま通信制御を終了する。他方、Ｓ６０２で伝達信号Ｓｄが発信されるタイミングであると判定した場合（Ｓ６０２：ＹＥＳ）、検査信号発信部５２による検査信号Ｓｅの発信を禁止する（Ｓ６０３）。次に、監視部２０において信号発信部４２が伝達信号Ｓｄを発信する（Ｓ６０４）。次に、その伝達信号Ｓｄを、制御部１０において信号検出部４７が検出する（Ｓ６０５）。それにより、制御部１０のＣＰＵ１５が電池情報を取得する。

本実施形態によれば、伝達信号Ｓｄが発信されるタイミングであると判定した場合に、検査信号Ｓｅの発信を禁止する。そのため、検査信号Ｓｅと伝達信号Ｓｄとを同時に発信することはできないが、検査信号Ｓｅと伝達信号Ｓｄとの周波数が同じであっても、検査信号Ｓｅと伝達信号Ｓｄとの干渉を回避することができる。

［第７実施形態］
次に図１１を参照しつつ、第７実施形態の電池監視装置７７について説明する。本実施形態については、第３実施形態をベースに、これと異なる点を中心に説明する。

図１１は、本実施形態の電池監視装置７７を示す回路図である。伝達経路δは、その全部が給電経路αにより構成されている。よって、伝達経路δは、その全部が第２基準電位回路６２に設けられている。信号発信部４２は、伝達経路δである給電経路αにクランプ４４によりバルク電流を注入することにより、伝達信号Ｓｄを発信する。信号検出部４７は、伝達経路δである給電経路αから伝達信号Ｓｄを検出する。

本実施形態によれば、信号発信部４２は、給電経路αに伝達信号Ｓｄを発信し、信号検出部４７は、給電経路αから伝達信号Ｓｄを検出する。そのため、このように伝達経路δの全部を給電経路αにより構成したり、伝達経路δにおける給電経路αとは別に構成される部分を減らしたりすることができる。そのため、伝達経路δをよりシンプルにできる。また、伝達経路δは、その全体が第２基準電位回路６２に設けられており、第１基準電位回路６１には設けられていないので、絶縁素子４５等が不要になる。

［第８実施形態］
次に図１２，図１３を参照しつつ、第８実施形態の電池監視装置７８について説明する。本実施形態については、第３実施形態をベースに、これと異なる点を中心に説明する。

図１２は、本実施形態の電池監視装置７８を示す回路図である。伝達経路δは、その全体が第２基準電位回路６２内に設けられており、各監視部２０を経由している。信号検出部４７は、複数あり、制御部１０にではなく、各監視部２０内に設けられている。

各監視部２０の信号発信部４２は、自身の属する監視部２０の制御部１０との第１通信の異常時に、伝達経路δに伝達信号Ｓｄを発信する。そして、各監視部２０の信号検出部４７は、自身の属する監視部２０以外の信号発信部４２から発信された伝達信号Ｓｄを検出する。その信号検出部４７により検出された伝達信号Ｓｄに基づく電池情報が、ＩＣ４３を経由して、当該信号検出部４７の属する監視部２０の子機３２から、親機３７に伝えられることにより、電池情報が制御部１０に伝えられる。

図１３は、電池監視装置７８による通信制御を示すフローチャートである。まず、監視回路２５が、電池情報を取得する（Ｓ８０１）。次に、監視回路２５が、自身と制御部１０との第１通信が正常であるか否かを判定する（Ｓ８０２）。第１通信が正常と判定した場合（Ｓ８０２：ＹＥＳ）、このまま通信制御を終了する。他方、Ｓ８０２で、自身と制御部１０との第１通信が異常と判定した場合（Ｓ８０２：ＮＯ）、信号発信部４２が伝達経路δに伝達信号Ｓｄを発信する（Ｓ８０３）。次に、その伝達信号Ｓｄを、別の監視部２０の信号検出部４７が伝達経路δから検出する（Ｓ８０４）。次にその検出した伝達信号Ｓｄに基づく電池情報を、その別の監視部２０が、自身の子機３２により制御部１０の親機３７に送信する（Ｓ８０５）。それにより、その電池情報を制御部１０のＣＰＵ１５が取得する。

本実施形態によれば、監視部２０どうしの間でのみ伝達経路δによる通信を行えばよいので、伝達経路δを制御部１０にまで延ばす必要がない。そのため、伝達経路δにおける給電経路αとは別に構成される部分を減らすことができ、伝達経路δをよりシンプルにできる。また、伝達経路δは、その全体が第２基準電位回路６２に設けられており、第１基準電位回路６１には設けられていないので、絶縁素子４５等が不要になる。

［第９実施形態］
次に図１４を参照しつつ、第９実施形態の電池監視装置７９について説明する。本実施形態については、第３実施形態をベースに、これと異なる点を中心に説明する。

図１４は、本実施形態における伝達信号Ｓｄの波形の例を示すグラフである。伝達信号Ｓｄは、振幅Ａが異なる２種類以上のパルスａ１～ａ３を有するパルス信号である。それら２種類以上の各パルスａ１～ａ３は、それぞれ異なる情報を持つ。なお、図及び符号では、上記の「２種類以上」のパルスａ１～ａ３は、「３種類」のパルスである。ここでいう「振幅Ａ」は、例えば、電圧の振幅であってもよいし、電流の振幅であってもよい。

具体的には、例えば、次のようにして実施することができる。すなわち、所定の第１閾値以上の振幅Ａが検出されない場合はパルスがないパルス無し状態ａ０であるとして、「０」を示す情報を持つものとする。また、振幅Ａが上記の第１閾値以上かつ所定の第２閾値未満のパルスａ１は、「１」を示す情報を持つものとする。また、振幅Ａが上記の第２閾値以上かつ所定の第３閾値未満のパルスａ２は、「２」を示す情報を持つものとする。また、振幅Ａが上記の第３閾値以上のパルスａ３は、「３」を示す情報を持つものとする。

なお、このような振幅Ａの異なる２種類以上のパルスａ１～ａ３の生成は、例えば、信号発信部４２が、伝達経路第１部δ１と伝達経路第２部δ２との両部（δ１，δ２）を電気的に接続するパルス生成タイミングにおいて、当該両部間（δ１，δ２）の電気抵抗を２段階以上で変更することにより行うことができる。

本実施形態によれば、振幅Ａの異なる２種類以上の各パルスａ１～ａ３が、それぞれ異なる情報「１」～「３」を持つ。そのため、全てのパルスが１種類の情報「１」のみを持つ場合に比べて、伝達信号Ｓｄに含まれる情報量が増え、より詳細な電池情報を送信可能になる。

［第１０実施形態］
次に図１５を参照しつつ、第１０実施形態の電池監視装置８０について説明する。本実施形態については、第９実施形態をベースに、これと異なる点を中心に説明する。

図１５は、本実施形態における伝達信号Ｓｄの波形の例を示すグラフである。伝達信号Ｓｄは、振幅Ａではなく、継続時間Ｂが異なる２種類以上のパルスｂ１～ｂ３を有する。それら２種類以上の各パルスｂ１～ｂ３は、それぞれ異なる情報を持つ。なお、図及び符号では、上記の「２種類以上」のパルスｂ１～ｂ３は、「３種類」のパルスである。

具体的には、例えば、次のようにして実施することができる。すなわち、所定閾値以上の振幅が検出されない場合はパルスがないパルス無し状態ｂ０であるとして、「０」を示す情報を持つものとする。他方、上記の所定閾値以上の振幅が検出された場合、パルスｂ１～ｂ３が発生したものとする。それらのパルスｂ１～ｂ３のうち、継続時間Ｂが所定の第１判定時間未満のパルスｂ１は、「１」を示す情報を持つものとする。また、継続時間Ｂが上記の第１判定時間以上かつ所定の第２判定時間未満のパルスｂ２は、「２」を示す情報を持つものとする。また、継続時間Ｂが上記の第２判定時間以上のパルスは、「３」を示す情報を持つものとする。

本実施形態によれば、継続時間Ｂの異なる２種類以上の各パルスｂ１～ｂ３が、それぞれ異なる情報「１」～「３」を持つ。そのため、全てのパルスが１種類の情報「１」のみを持つ場合に比べて、伝達信号Ｓｄに含まれる情報量が増え、より詳細な電池情報を送信可能になる。

［他の実施形態］
以上の実施形態は、例えば次のように変更して実施できる。例えば、セル電池の電圧異常時や第１通信の異常時に限らず、常時第２通信を行うようにしてもよい。また、その場合において、電池監視装置７０は、第１通信部３０を有さず、第２通信部４０のみを有するものにしてもよい。

また例えば、信号発信部４２は、監視部２０の内部にではなく外部に設けられて、監視部２０と有線で通信可能に接続されていてもよい。また例えば、第８実施形態以外の各実施形態において、信号検出部４７は、制御部１０の内部にではなく外部に設けられていて、制御部１０と有線で通信可能に接続されていてもよい。

また例えば、伝達経路第２部δ２と伝達経路第１部δ１との絶縁素子４５側とは反対側の端部どうしは、信号発信部４２にではなく、別の絶縁素子を介して電気的に接続されていてもよい。そして、信号発信部４２は、伝達経路第２部δ２にパルス電圧を発生させるものであってもよい。

また例えば、各図では、給電経路αのマイナス側の経路を利用して伝達経路δを形成しているが、給電経路αのプラス側の経路を利用して伝達経路δを形成してもよい。また例えば、組電池９０及び電池監視装置７１～８０を、ドローン等の車両以外のモビリティや、固定物等に搭載してもよい。

また例えば、第２実施形態以外においても、子機３２と親機３７とは、通信線γで接続されておらず、無線通信を行うように構成されていてもよい。また例えば、第１及び第２実施形態以外の各実施形態においても、第２通信部４０は、セル電池９５の電圧異常時にのみ通信を行うようにしてもよい。

α…給電経路、δ…伝達経路、１０…制御部、２０…監視部、４２…信号発信部、４７…信号検出部、７１～８０…電池監視装置、９０…組電池、９４…電池群、９５…セル電池、９９…負荷、Ｓｄ…伝達信号。

Claims (17)

1. 組電池（９０）が有する複数のセル電池（９５）をグループ分けした電池群（９４）毎に設置されて前記セル電池に関する情報である電池情報を取得する監視部（２０）と、制御部（１０）と、前記電池情報を前記監視部から前記制御部に伝える通信部（４０）と、を有する電池監視装置（７１～８０）であって、
   前記組電池は、所定の負荷（９９）に所定の給電経路（α）により給電可能に接続されており、
   前記通信部は、少なくとも一部が前記給電経路により構成されている伝達経路（δ）と、前記電池情報を伝える電気信号である伝達信号（Ｓｄ）を前記伝達経路に発信する信号発信部（４２）と、前記伝達経路から前記伝達信号を検出する信号検出部（４７）とを有し、前記伝達信号の前記発信及び前記検出に基づいて、前記電池情報を前記監視部から前記制御部に伝え、
   前記通信部である第２通信部（４０）と、前記給電経路を介さずに無線信号により前記電池情報を前記監視部から前記制御部に伝える第１通信部（３０）と、を有し、
   前記監視部は、前記セル電池の電圧が異常であるか否かの判定を行い、異常であると判定したことを条件に、前記第２通信部により前記電池情報を前記制御部に伝える、
   電池監視装置。
2. 前記監視部は、前記第１通信部による前記制御部との通信が異常であるか否かの判定を行い、異常であると判定したことを条件に、前記第２通信部により前記電池情報を前記制御部に伝える、請求項１に記載の電池監視装置。
3. 組電池（９０）が有する複数のセル電池（９５）をグループ分けした電池群（９４）毎に設置されて前記セル電池に関する情報である電池情報を取得する監視部（２０）と、制御部（１０）と、前記電池情報を前記監視部から前記制御部に伝える通信部（４０）と、を有する電池監視装置（７１～８０）であって、
   前記組電池は、所定の負荷（９９）に所定の給電経路（α）により給電可能に接続されており、
   前記通信部は、少なくとも一部が前記給電経路により構成されている伝達経路（δ）と、前記電池情報を伝える電気信号である伝達信号（Ｓｄ）を前記伝達経路に発信する信号発信部（４２）と、前記伝達経路から前記伝達信号を検出する信号検出部（４７）とを有し、前記伝達信号の前記発信及び前記検出に基づいて、前記電池情報を前記監視部から前記制御部に伝え、
   前記通信部である第２通信部（４０）と、前記給電経路を介さずに無線信号により前記電池情報を前記監視部から前記制御部に伝える第１通信部（３０）と、を有し、
   前記監視部は、前記第１通信部による前記制御部との通信が異常であるか否かの判定を行い、異常であると判定したことを条件に、前記第２通信部により前記電池情報を前記制御部に伝える、
   電池監視装置。
4. 組電池（９０）が有する複数のセル電池（９５）をグループ分けした電池群（９４）毎に設置されて前記セル電池に関する情報である電池情報を取得する監視部（２０）と、制御部（１０）と、前記電池情報を前記監視部から前記制御部に伝える通信部（４０）と、を有する電池監視装置（７１～８０）であって、
   前記組電池は、所定の負荷（９９）に所定の給電経路（α）により給電可能に接続されており、
   前記通信部は、少なくとも一部が前記給電経路により構成されている伝達経路（δ）と、前記電池情報を伝える電気信号である伝達信号（Ｓｄ）を前記伝達経路に発信する信号発信部（４２）と、前記伝達経路から前記伝達信号を検出する信号検出部（４７）とを有し、前記伝達信号の前記発信及び前記検出に基づいて、前記電池情報を前記監視部から前記制御部に伝え、
   前記通信部である第２通信部（４０）と、前記給電経路を介さずに無線信号により前記電池情報を前記監視部から前記制御部に伝える第１通信部（３０）と、を有し、
   前記第２通信部は、前記セル電池が異常である旨の前記電池情報を前記制御部に伝える、
   電池監視装置。
5. 前記給電経路を含む回路（６２）の所定電位（Ｖ１）に対する地絡を検出する地絡検出回路（５０）を有し、
   前記地絡検出回路は、少なくとも一部が前記給電経路により構成されている検査経路（ε）と、前記検査経路に所定の電気信号である検査信号を発信する検査信号発信部（５２）と、前記検査経路から前記検査信号を検出する検査信号検出部（５７）とを有し、検出された前記検査信号の状態に基づいて前記地絡の有無を判定するものであり、
   前記伝達経路における前記給電経路により構成されている部分以外の部分の少なくとも一部が、前記検査経路により構成されている、
   請求項１～４のいずれか１項に記載の電池監視装置。
6. 組電池（９０）が有する複数のセル電池（９５）をグループ分けした電池群（９４）毎に設置されて前記セル電池に関する情報である電池情報を取得する監視部（２０）と、制御部（１０）と、前記電池情報を前記監視部から前記制御部に伝える通信部（４０）と、を有する電池監視装置（７１～８０）であって、
   前記組電池は、所定の負荷（９９）に所定の給電経路（α）により給電可能に接続されており、
   前記通信部は、少なくとも一部が前記給電経路により構成されている伝達経路（δ）と、前記電池情報を伝える電気信号である伝達信号（Ｓｄ）を前記伝達経路に発信する信号発信部（４２）と、前記伝達経路から前記伝達信号を検出する信号検出部（４７）とを有し、前記伝達信号の前記発信及び前記検出に基づいて、前記電池情報を前記監視部から前記制御部に伝え、
   前記給電経路を含む回路（６２）の所定電位（Ｖ１）に対する地絡を検出する地絡検出回路（５０）を有し、
   前記地絡検出回路は、少なくとも一部が前記給電経路により構成されている検査経路（ε）と、前記検査経路に所定の電気信号である検査信号を発信する検査信号発信部（５２）と、前記検査経路から前記検査信号を検出する検査信号検出部（５７）とを有し、検出された前記検査信号の状態に基づいて前記地絡の有無を判定するものであり、
   前記伝達経路における前記給電経路により構成されている部分以外の部分の少なくとも一部が、前記検査経路により構成されている、
   電池監視装置。
7. 前記伝達信号と前記検査信号とは、互いに周波数が異なる、請求項５又は６に記載の電池監視装置。
8. 前記検査経路における前記伝達経路でもある部分を共通経路として、
   前記検査信号検出部は、前記共通経路から前記検査信号を検出するものであり、前記検査信号検出部は、前記伝達信号を除去して前記検査信号を抽出する第１フィルタ（５７ｆ）を有し、
   前記信号検出部は、前記共通経路から前記伝達信号を検出するものであり、前記信号検出部は、前記検査信号を除去して前記伝達信号を抽出する第２フィルタ（４７ｆ）を有する、
   請求項７に記載の電池監視装置。
9. 前記地絡検出回路は、前記伝達信号が発信されるタイミングであるか否かの判定を行い、前記伝達信号が発信されるタイミングであると判定した場合に、前記検査信号の発信を禁止する、請求項５～８のいずれか一項に記載の電池監視装置。
10. 前記監視部及び前記信号発信部は、第２基準電位（Ｖ２）が基準電位となる第２基準電位回路（６２）に設けられており、
    前記制御部及び前記信号検出部は、前記第２基準電位とは異なる所定の第１基準電位（Ｖ１）が基準電位となる第１基準電位回路（６１）に設けられており、
    伝達経路は、前記第２基準電位回路に設けられている伝達経路第２部（δ２）と、前記第１基準電位回路に設けられている伝達経路第１部（δ１）との両部を有し、当該両部は、絶縁素子（４５）により当該両部間の電位差を保ちつつ電気的に接続されており、
    前記信号発信部は、前記伝達経路第２部に前記伝達信号を発信し、前記信号検出部は、前記伝達経路第１部から前記伝達信号を検出する、
    請求項１～９のいずれか１項に記載の電池監視装置。
11. 前記伝達経路第１部は、前記監視部内にまで延びており、
    前記信号発信部は、前記監視部において、前記伝達経路第２部と前記伝達経路第１部との両部の電気的な接続及びその切離しを行うことにより、当該両部間の電位差を利用して前記伝達信号を発生させる、
    請求項１０に記載の電池監視装置。
12. 前記信号発信部は、前記伝達経路における前記給電経路により構成されている部分に前記伝達信号を発信するものであり、
    前記信号検出部は、前記伝達経路における前記給電経路により構成されている部分から前記伝達信号を検出するものである、
    請求項１～４のいずれか１項に記載の電池監視装置。
13. 前記信号発信部及び前記信号検出部は、前記監視部に設けられており、
    前記信号検出部は、自身の属する前記監視部以外の前記信号発信部から発信された前記伝達信号を検出するものであり、
    前記信号検出部により検出された前記伝達信号に基づく前記電池情報が、当該信号検出部の属する前記監視部から、前記第１通信部により前記制御部に伝えられることにより、前記電池情報が前記制御部に伝えられる、
    請求項２又は３に記載の電池監視装置。
14. 前記伝達信号は、振幅（Ａ）が異なる２種類以上のパルス（ａ１～ａ３）を有するパルス信号であり、各種類の前記パルスは、それぞれ異なる情報を持つ、請求項１～１３のいずれか１項に記載の電池監視装置。
15. 前記伝達信号は、継続時間（Ｂ）が異なる２種類以上のパルス（ｂ１～ｂ３）を有するパルス信号であり、各種類の前記パルスは、それぞれ異なる情報を持つ、請求項１～１３のいずれか１項に記載の電池監視装置。
16. 前記伝達信号は、電流変動により情報を伝える電流変動信号であり、前記信号検出部は、前記伝達経路における電流変動を前記伝達信号として検出する、請求項１～１５のいずれか一項に記載の電池監視装置。
17. 前記伝達信号は、電圧変動により情報を伝える電圧変動信号であり、前記信号検出部は、前記伝達経路における電圧変動を前記伝達信号として検出する、請求項１～１５のいずれか一項に記載の電池監視装置。

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