JP7251580B2 - 電池システム - Google Patents

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Description

本発明は、電池システムに関する。
従来、例えば電動車両において、幅広い電動化に対応するため、複数の電池モジュールを備える電池システムが知られている（例えば、特許文献１）。このような電池システムでは、各電池システムを制御する制御部は、電池モジュール毎に充電状態を監視したり、故障診断を実施したりするため、電池モジュールを各々識別する必要がある。特許文献１に記載の技術では、各電池モジュールにおいて、組電池を監視する監視部に予め固有の識別情報が設定されており、制御部はこの識別情報を用いて各電池モジュールを識別する。
特許第５７１００１３号公報
しかし、複数の電池モジュールを備える電池システムでは、コスト低減等のために各電池モジュールに含まれる監視部の共通化が望まれる。しかし、上記形態では、各監視部に設定される識別情報が互いに異なることから、各電池モジュールに含まれる監視部を共通化できない問題が生じる。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、各電池モジュールに含まれる監視部を共通化できる電池システムを提供することにある。
本発明は、複数の電池モジュールを備える電池システムであって、各前記電池モジュールは、複数の電池セルの直列接続体を有する組電池と、前記組電池を監視する監視部と、前記組電池の温度に応じた電圧信号を出力する温度センサと、を備え、前記電池モジュール毎に設定される識別情報は、各前記監視部において前記温度センサから入力される前記電圧信号に基づいて前記電池モジュール毎に異なる識別情報として設定される。
電池モジュール毎に設定される識別情報は、各監視部において温度センサから入力される電圧信号に基づいて電池モジュール毎に異なる識別情報として設定される。この結果、電池システムを構成する複数の電池モジュールにおいて、監視部を共通化することができる。
第１実施形態に係る車両の電源システムの概略を示す構成図。 識別処理及び識別情報生成処理を示すフローチャート。 第１実施形態に係る電池モジュールと識別情報との関係を示す図。 温度データと範囲外データとの温度特性を示す図。 第２実施形態に係る車両の電源システムの概略を示す構成図。 第１温度データと第２温度データとの温度特性を示す図。 第２実施形態に係る電池モジュールと識別情報との関係を示す図。 第３実施形態に係る車両の電源システムの概略を示す構成図。
（第１実施形態）
以下、本発明に係る電池システムを具体化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態の電池システム１００は、車両に搭載されている。
図１に示すように、電池システム１００は、３個の電池モジュールＭ１～Ｍ３と、制御部１０と、を備える。各電池モジュールＭ１～Ｍ３は、セルモジュール２０と、監視部３０と、を備える。
セルモジュール２０は、複数の電池セル２４の直列接続体を有する組電池２２を備える。組電池２２付近には、組電池２２の温度を検出する３個の温度センサＴＨＡ１～ＴＨＡ３が設けられている。各温度センサＴＨＡ１～ＴＨＡ３は、組電池２２の相互に異なる箇所の温度を検出し、検出した温度に応じた電圧信号を出力する。なお、温度センサＴＨＡ１～ＴＨＡ３としては、例えば、感温ダイオード、又はサーミスタを用いることができる。本実施形態において、温度センサＴＨＡ１～ＴＨＡ３が「外部部材」に相当する。
監視部３０は、組電池２２を監視する。監視部３０は、検出線３２を介して組電池２２を構成する各電池セル２４の両電極に接続されており、各電池セル２４の電圧（端子間電圧）を検出し、各電池セル２４に応じた電圧信号であるセル電圧データＶＤを取得する。
監視部３０にはコネクタ３４が設けられている。コネクタ３４は、温度センサＴＨＡ１～ＴＨＡ３に接続可能な４個の端子ＣＨ１～ＣＨ４を有している。コネクタ３４には、温度センサＴＨＡ１～ＴＨＡ３から延びる電気配線３６が接続され、これにより監視部３０と温度センサＴＨＡ１～ＴＨＡ３とが電気的に接続される。監視部３０は、コネクタ３４を介して温度センサＴＨＡ１～ＴＨＡ３から入力される電圧信号に基づいて、温度データＴＤＡ１～ＴＤＡ３を取得する。
電気配線３６は、コネクタ３４の端子ＣＨ１～ＣＨ４に対して１対１接続される。本実施形態では、コネクタ３４の端子ＣＨ１～ＣＨ４の個数が、温度センサＴＨＡ１～ＴＨＡ３の個数よりも１個多い。そのため、コネクタ３４では、端子ＣＨ１～ＣＨ４のうちいずれか１つが、温度センサＴＨＡ１～ＴＨＡ３に接続されない空き端子となる。コネクタ３４の端子ＣＨ１～ＣＨ４のうち、いずれの端子を空き端子とするかは、電池モジュールＭ１～Ｍ３の製造時において作業者により、自由に設定することができる。
監視部３０は、通信回路３８を備えており、取得したセル電圧データＶＤ及び温度データＴＤＡ１～ＴＤＡ３を制御部１０に無線送信する。また、監視部３０は、通信回路３８を介して制御部１０からの各種指令を無線受信する。
次に、制御部１０について説明する。制御部１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成され、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで各電池モジュールＭ１～Ｍ３を個別に制御する。
制御部１０は、各電池モジュールＭ１～Ｍ３の監視部３０と通信可能に構成されている。具体的には、制御部１０は、通信回路１２を備え、監視部３０が無線送信したセル電圧データＶＤ及び温度データＴＤＡ１～ＴＤＡ３を無線受信する。制御部１０は、受信したセル電圧データＶＤ及び温度データＴＤＡ１～ＴＤＡ３を用いて、組電池２２を制御する。例えば、制御部１０は、受信したセル電圧データＶＤ及び温度データＴＤＡ１～ＴＤＡ３を用いて、組電池２２の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）を演算する。そして、組電池２２が過充電や過放電とならないようにするための指令を、通信回路１２を介して監視部３０に無線送信する。
ところで、電池システム１００では、電池モジュールＭ１～Ｍ３毎に充電状態を監視したり、故障診断を実施したりするため、制御部１０が電池モジュールＭ１～Ｍ３を各々識別する必要がある。例えば、各電池モジュールＭ１～Ｍ３において、監視部３０に固有の識別情報ＩＤが設定されている場合を検討する。なお、識別情報ＩＤを設定する形態としては、監視部３０が有する記憶部に、識別情報ＩＤが記憶される形態を含む。この場合、制御部１０は、監視部３０との無線通信により監視部３０に設定された識別情報ＩＤを取得することで、各電池モジュールＭ１～Ｍ３を識別することができる。
電池システム１００では、コスト低減等のために各電池モジュールＭ１～Ｍ３に含まれる監視部３０の共通化が望まれている。しかし、上記の場合、監視部３０には電池モジュールＭ１～Ｍ３毎に異なる識別情報ＩＤが設定されているため、各電池モジュールＭ１～Ｍ３において、監視部３０を共通化することができない問題が生じる。
本実施形態の電池システム１００は、上記問題を解決するために、監視部３０は、温度センサＴＨＡ１～ＴＨＡ３から入力される電圧信号に基づいて、電池モジュールＭ１～Ｍ３毎に異なる識別情報ＩＤを生成する。具体的には、電池モジュールＭ１～Ｍ３毎に、温度センサＴＨＡ１～ＴＨＡ３とコネクタ３４の端子ＣＨ１～ＣＨ４との接続パターンが異なり、且つ温度センサＴＨＡ１～ＴＨＡ３に接続されない空き端子が異なるように設定されている。そのため、複数の端子ＣＨ１～ＣＨ４にそれぞれ入力される信号が、電池モジュールＭ１～Ｍ３毎に異なる。
監視部３０は、複数の端子ＣＨ１～ＣＨ４にそれぞれ入力される信号に基づいて、識別情報ＩＤを生成する識別情報生成処理を実施する。監視部３０は、温度センサＴＨＡ１～ＴＨＡ３から入力される電圧信号に基づいて識別情報ＩＤを生成することができるため、内部に識別情報ＩＤが設定される必要がない。この結果、電池システム１００を構成する複数の電池モジュールＭ１～Ｍ３において、監視部３０を共通化することができる。
図２に本実施形態の識別処理及び識別情報生成処理のフローチャートを示す。識別処理は、識別情報生成処理により生成された識別情報ＩＤを用いて各電池モジュールＭ１～Ｍ３を識別する処理であり、制御部１０により実施される。図２（ａ）は、制御部１０による識別処理を示すフローチャートであり、図２（ｂ）は、監視部３０による識別情報生成処理を示すフローチャートである。制御部１０及び監視部３０は、車両の起動時に、つまり車両のイグニッションスイッチをオン状態へ切り替える際に各処理を実施する。
まず、監視部３０による識別情報生成処理について説明する。監視部３０は、識別情報生成処理を開始すると、まずステップＳ３０において、制御部１０からデータ送信指令を取得したかを判定する。
ステップＳ３０で否定判定すると、ステップＳ３０を繰り返す。一方、ステップＳ３０で肯定判定すると、ステップＳ３２において、セル電圧データＶＤを取得する。続くステップＳ３４において、温度センサＴＨＡ１～ＴＨＡ３から入力される電圧信号に基づいて、温度データＴＤＡ１～ＴＤＡ３を取得するための入力処理を実施する。なお、本実施形態において、ステップＳ３４の処理が「入力処理部」に相当する。
ステップＳ３４では、監視部３０は、コネクタ３４の複数の端子ＣＨ１～ＣＨ４のうち、温度センサＴＨＡ１～ＴＨＡ３に接続される端子に対して、温度センサＴＨＡ１～ＴＨＡ３の電圧信号を所定電圧範囲ＨＶ（図４参照）で入力処理する。具体的には、監視部３０は、組電池２２の温度に応じたアナログ信号である電圧信号を、所定電圧範囲ＨＶ内の電圧値を示すデジタル信号である温度データＴＤＡ１～ＴＤＡ３に変換する。所定電圧範囲ＨＶは、例えば０．５Ｖから４．５Ｖの電圧範囲である。
一方、コネクタ３４の複数の端子ＣＨ１～ＣＨ４のうち、空き端子には電圧信号が入力さず、空き端子の電圧は、例えば接地電圧などの一定電圧に設定される。監視部３０は、空き端子の電圧を、所定電圧範囲ＨＶ外の電圧とする。具体的には、監視部３０は、空き端子の電圧として、所定電圧範囲ＨＶ外の電圧値を示すデジタル信号である範囲外データＮＤを生成する。範囲外データＮＤの電圧値は、例えば０Ｖである。
ステップＳ３６において、識別情報ＩＤを生成する。具体的には、ステップＳ３４で入力処理されたデータを、コネクタ３４の端子ＣＨ１～ＣＨ４の順番に並べた識別情報ＩＤを生成する。そのため、識別情報ＩＤは、３個の温度データＴＤＡ１～ＴＤＡ３と１個の範囲外データＮＤにより構成される。本実施形態では、空き端子が電池モジュールＭ１～Ｍ３毎に異なるように設定されており、電池モジュールＭ１～Ｍ３毎に温度データＴＤＡ１～ＴＤＡ３と範囲外データＮＤの順番が異なる。そのため、電池モジュールＭ１～Ｍ３毎に異なる識別情報ＩＤが生成される。なお、本実施形態において、ステップＳ３６の処理が「生成部」に相当する。
続くステップＳ３８において、セル電圧データＶＤ及び識別情報ＩＤを含むデータを制御部１０に送信し、識別情報生成処理を終了する。
次に、制御部１０による識別処理について説明する。制御部１０は、識別処理を開始すると、まずステップＳ１０において、各電池モジュールＭ１～Ｍ３の監視部３０にデータ送信指令を送信する。続くステップＳ１２において、各電池モジュールＭ１～Ｍ３の監視部３０からデータを取得したかを判定する。なお、本実施形態において、ステップＳ１２の処理が「識別情報取得部」に相当する。
ステップＳ１２で否定判定すると、ステップＳ１２を繰り返す。一方、ステップＳ１２で肯定判定すると、ステップＳ１４において、ステップＳ１２でデータが取得された電池モジュールＭ１～Ｍ３を識別する。なお、本実施形態において、ステップＳ１４の処理が「識別部」に相当する。
ステップＳ１４では、制御部１０は、制御部１０の記憶部１４（図１参照）に記憶されたマップＭＰ（図３参照）を用いて、ステップＳ１２で取得されたデータに含まれる識別情報ＩＤに基づいて、電池モジュールＭ１～Ｍ３を識別する。なお、記憶部１４は、例えば、ＲＯＭ、書き換え可能な不揮発性メモリ等によって構成されている。
マップＭＰは、電池モジュールＭ１～Ｍ３と識別情報ＩＤとが対応付けられた対応情報である。マップＭＰには、電池システム１００に含まれる全電池モジュールＭ１～Ｍ３に対する識別情報ＩＤが、電池モジュールＭ１～Ｍ３に対応付けて記憶されている。本実施形態では、マップＭＰに記憶される識別情報ＩＤは、電池システム１００に含まれる電池モジュールＭ１～Ｍ３に対応する識別情報ＩＤに限られる。
続くステップＳ１６において、全電池モジュールＭ１～Ｍ３の監視部３０からデータを取得したかを判定する。ステップＳ１６で否定判定すると、ステップＳ１２に戻る。一方、ステップＳ１６で肯定判定すると、ステップＳ１８において、全電池モジュールＭ１～Ｍ３が識別されたかを判定する。
ステップＳ１８で肯定判定すると、識別処理を終了する。一方、ステップＳ１８で否定判定すると、つまり識別されていない非識別モジュールが存在する場合、ステップＳ２０において、非識別モジュールの個数が１個であるかを判定する。なお、非識別モジュールが存在する原因としては、監視部３０の不具合により、不正確な識別情報ＩＤが取得されたこととともに、温度センサＴＨＡ１～ＴＨＡ３の不具合により、マップＭＰに記憶された識別情報ＩＤと異なる識別情報ＩＤが取得されたことが含まれる。
ステップＳ２０で否定判定すると、ステップＳ２２において、電池モジュールＭ１～Ｍ３の識別異常の発生を通知し、識別処理を終了する。ここで、識別異常は、全電池モジュールＭ１～Ｍ３を識別できない異常である。識別異常が発生した場合、制御部１０が各電池モジュールＭ１～Ｍ３の組電池２２の電圧や温度を適切に取得できず、各電池モジュールＭ１～Ｍ３を適切に制御することができない。そのため、識別異常が発生した場合には、車両は正常に起動されない。なお、識別異常の発生の通知方法としては、警告音を発生させる、又はカーナビゲーション装置のディスプレイに異常を表示させる等の方法がある。
一方、ステップＳ２０で肯定すると、ステップＳ２４において、消去法により非識別モジュールを識別する。具体的には、非識別モジュールを、マップＭＰにおいて電池モジュールＭ１～Ｍ３の識別に用いられていない識別情報ＩＤに対応付けられた電池モジュールＭ１～Ｍ３として識別する。
続くステップＳ２６において、交換要求の発生を通知し、識別処理を終了する。ここで、交換要求は、非識別モジュールの交換を促す要求である。交換要求が発生した場合、非識別モジュールが存在するものの、制御部１０は全電池モジュールＭ１～Ｍ３を識別することができ、各電池モジュールＭ１～Ｍ３の組電池２２の電圧や温度を適切に取得できる。そのため、交換要求が発生した場合には、車両は正常に起動される。交換要求の発生を通知することで、ドライバに非識別モジュールの交換を促し、識別異常の発生を抑制することができる。
続いて、図３に、マップＭＰを示す。本実施形態では、図１に示すように、電池モジュールＭ１では、温度センサＴＨＡ１がコネクタ３４の端子ＣＨ１に接続されており、温度センサＴＨＡ２が端子ＣＨ２に接続されており、温度センサＴＨＡ３が端子ＣＨ３に接続されている。そのため、図３に示すように、マップＭＰでは、温度データＴＤＡ１、温度データＴＤＡ２、温度データＴＤＡ３、及び範囲外データＮＤがこの順に連続する情報が、電池モジュールＭ１に対応する識別情報ＩＤとして記憶されている。
同様に、電池モジュールＭ２では、温度センサＴＨＡ１がコネクタ３４の端子ＣＨ１に接続されており、温度センサＴＨＡ２が端子ＣＨ２に接続されており、温度センサＴＨＡ３が端子ＣＨ４に接続されている。そのため、マップＭＰでは、温度データＴＤＡ１、温度データＴＤＡ２、範囲外データＮＤ、及び温度データＴＤＡ３がこの順に連続する情報が、電池モジュールＭ２に対応する識別情報ＩＤとして記憶されている。
また、電池モジュールＭ３では、温度センサＴＨＡ１がコネクタ３４の端子ＣＨ１に接続されており、温度センサＴＨＡ２が端子ＣＨ３に接続されており、温度センサＴＨＡ３が端子ＣＨ４に接続されている。そのため、マップＭＰでは、温度データＴＤＡ１、範囲外データＮＤ、温度データＴＤＡ２、及び温度データＴＤＡ３がこの順に連続する情報が、電池モジュールＭ３に対応する識別情報ＩＤとして記憶されている。
そのため、例えば、制御部１０がある監視部３０からデータを取得した場合に、そのデータに含まれる識別情報ＩＤが、温度データＴＤＡ１、温度データＴＤＡ２、温度データＴＤＡ３、及び範囲外データＮＤがこの順に連続する情報であるとする。この場合、制御部１０は、そのデータが取得された電池モジュールを電池モジュールＭ１と識別することができる。
具体的には、制御部１０は、取得した識別情報ＩＤを、電圧値を示す４個の電圧値データに分割し、各電圧値データが示す電圧値が所定電圧範囲ＨＶに含まれるものであるかを判定する。制御部１０は、電圧値データが示す電圧値が所定電圧範囲ＨＶに含まれるものである場合、電圧値データは温度データＴＤＡ１～ＴＤＡ３であると判定する。また、電圧値データが示す電圧値が所定電圧範囲ＨＶに含まれないものである場合、電圧値データは範囲外データＮＤであると判定する。電圧値データが温度データＴＤＡ１～ＴＤＡ３である場合、組電池２２の温度によらず、電圧値データが示す電圧値が所定電圧範囲ＨＶに含まれる。そのため、制御部１０は、組電池２２の温度によらず、電圧値データが温度データＴＤＡ１～ＴＤＡ３であるかを判定することができる。
電池モジュールＭ１の識別後、識別情報ＩＤに含まれる温度データＴＤＡ１～ＴＤＡ３は、組電池２２の温度を取得するために用いられる。つまり、本実施形態では、温度データＴＤＡ１～ＴＤＡ３は、電池モジュールＭ１を識別するためのデータと、組電池２２の温度を取得するためのデータと、を兼用する。そのため、組電池２２の温度を取得するためのデータとは別に、電池モジュールＭ１を識別するためのデータを生成する必要がない。
図４に、温度データＴＤＡ１～ＴＤＡ３と範囲外データＮＤとの温度特性を示す。電池モジュールＭ１～Ｍ３では、組電池２２が動作可能な温度域として所定温度範囲ＨＴが予め定められている。監視部３０は、組電池２２の温度が所定温度範囲ＨＴ内の温度である場合に、温度センサＴＨＡ１～ＴＨＡ３の電圧信号を所定電圧範囲ＨＶで入力処理し、所定電圧範囲ＨＶ内の電圧値を示す温度データＴＤＡ１～ＴＤＡ３を生成する。具体的には、所定温度範囲ＨＴにおける組電池２２の温度変化に対応して、所定電圧範囲ＨＶで電圧が線形変化するように入力処理し、詳細には、温度の上昇に対応して電圧が下降する逆特性の温度特性となるように入力処理する。
所定温度範囲ＨＴは、外気温範囲ＨＧと高温範囲ＨＫとを含む。外気温範囲ＨＧは、外気温に対応する温度範囲であり、一般に車両の起動はこの外気温範囲ＨＧにおいて実施される。また、高温範囲ＨＫは、外気温範囲ＨＧよりも高温側の温度範囲である。本実施形態では、識別処理の入力処理において、温度センサＴＨＡ１～ＴＨＡ３の電圧信号が逆特性の温度特性となるように入力処理されるため、所定電圧範囲ＨＶにおいて、外気温範囲ＨＧに対応する電圧が高温範囲ＨＫに対応する電圧よりも高くなる。
本実施形態では、この逆特性の温度特性に対応して、空き端子にて生じる所定電圧範囲ＨＶ外の電圧を、所定電圧範囲ＨＶよりも低圧側の電圧とし、所定電圧範囲ＨＶよりも低い電圧値を示す範囲外データＮＤを生成する。そのため、図４に示すように、外気温範囲ＨＧにおいて、温度データＴＤＡ１～ＴＤＡ３と範囲外データＮＤとの電圧値差を比較的大きくすることができる。この結果、温度データＴＤＡ１～ＴＤＡ３と範囲外データＮＤとの判定が容易となり、識別情報ＩＤを適切に識別することができる。
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
・本実施形態では、各電池モジュールＭ１～Ｍ３は、監視部３０と、監視部３０に電気的に接続される温度センサＴＨＡ１～ＴＨＡ３と、を備えており、監視部３０は、温度センサＴＨＡ１～ＴＨＡ３から入力される電気信号に基づいて、電池モジュールＭ１～Ｍ３毎に異なる識別情報ＩＤを生成する。監視部３０は、温度センサＴＨＡ１～ＴＨＡ３から入力される電気信号に基づいて識別情報ＩＤを生成することができるため、内部に識別情報ＩＤが設定される必要がない。この結果、電池システム１００を構成する複数の電池モジュールＭ１～Ｍ３において、監視部３０を共通化することができる。
・本実施形態では、コネクタ３４の空き端子が電池モジュールＭ１～Ｍ３毎に異なるように、温度センサＴＨＡ１～ＴＨＡ３とコネクタ３４の端子ＣＨ１～ＣＨ４とが接続される。コネクタ３４の複数の端子ＣＨ１～ＣＨ４のうち、温度センサＴＨＡ１～ＴＨＡ３に接続される端子と空き端子とでは、入力される信号が異なる。そのため、空き端子が電池モジュールＭ１～Ｍ３毎に異なるように接続されることで、コネクタ３４の端子ＣＨ１～ＣＨ４にそれぞれ入力される信号を、電池モジュールＭ１～Ｍ３毎に異ならせることができ、これらの信号に基づいて識別情報ＩＤを生成することができる。
・本実施形態では、コネクタ３４の複数の端子ＣＨ１～ＣＨ４のうち、温度センサＴＨＡ１～ＴＨＡ３に接続される端子に入力される電圧信号は、所定電圧範囲ＨＶで入力処理され、空き端子の電圧は、所定電圧範囲ＨＶ外の電圧とされる。そのため、入力処理されたデータから、空き端子を特定することができ、特定した空き端子に関する情報を識別情報ＩＤとして用いて、各電池モジュールＭ１～Ｍ３を識別することができる。
・識別情報ＩＤによる電池モジュールＭ１～Ｍ３の識別精度を向上させるために、識別情報ＩＤ自体が適切に識別されることが望まれる。識別情報ＩＤは、温度データＴＤＡ１～ＴＤＡ３と範囲外データＮＤとにより構成されているため、温度データＴＤＡ１～ＴＤＡ３と範囲外データＮＤとが適切に判定される必要がある。一般に車両の起動は外気温範囲ＨＧにおいて実施され、識別情報ＩＤは外気温範囲ＨＧにおいて生成される。そのため、外気温範囲ＨＧにおいて、温度データＴＤＡ１～ＴＤＡ３と範囲外データＮＤとが適切に判定されることが切望されている。
本実施形態では、外気温範囲ＨＧに対応する電圧と高温範囲ＨＫに対応する電圧との大小関係により、所定電圧範囲ＨＶ外の電圧、つまり範囲外データＮＤが示す電圧値を設定する。例えば、所定電圧範囲ＨＶにおいて、外気温範囲ＨＧに対応する電圧が高温範囲ＨＫに対応する電圧よりも高くなる場合、所定電圧範囲ＨＶ外の電圧を所定電圧範囲ＨＶよりも低圧側の電圧とする。これにより、外気温範囲ＨＧにおいて、温度データＴＤＡ１～ＴＤＡ３と範囲外データＮＤとが示す電圧値の差を大きくすることができる。この結果、温度データＴＤＡ１～ＴＤＡ３と範囲外データＮＤとを適切に判定することができ、識別情報ＩＤによる電池モジュールＭ１～Ｍ３の識別精度を向上させることができる。
（第２実施形態）
以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図５～７を参照しつつ説明する。図５に示すように、本実施形態では、セルモジュール２０が、温度センサＴＨＢ１を備える点で第１実施形態と異なる。以下、温度センサＴＨＡ１～ＴＨＡ３を第１センサＴＨＡ１～ＴＨＡ３と呼び、温度センサＴＨＢ１を第２センサＴＨＢ１と呼ぶ。
第１センサＴＨＡ１～ＴＨＡ３と第２センサＴＨＢ１とでは、組電池２２の温度に応じて出力される電圧信号の電圧レベルが異なる。そのため、これらの電圧信号が入力処理された第１センサＴＨＡ１～ＴＨＡ３の第１温度データＴＤＡ１～ＴＤＡ３と、第２センサＴＨＢ１の第２温度データＴＤＢ１とでは、組電池２２の温度が同じ場合でも、温度データが示す電圧値が異なる。
図６に、第１温度データＴＤＡ１～ＴＤＡ３及び第２温度データＴＤＢ１の温度特性を示す。図６に示すように、第１温度データＴＤＡ１～ＴＤＡ３と第２温度データＴＤＢ１とは、組電池２２の温度に対する出力増減の特性、つまり温度データが示す電圧値の増減特性が同じである。
一方、第１温度データＴＤＡ１～ＴＤＡ３が示す電圧値は、第２温度データＴＤＢ１が示す電圧値に対して高圧側にオフセットしている。そのため、第２温度データＴＤＢ１の電圧範囲である第２電圧範囲ＨＶＢは、第１温度データＴＤＡ１～ＴＤＡ３の電圧範囲である第１電圧範囲ＨＶＡに対して、高圧側にオフセットしている。第１電圧範囲ＨＶＡは、例えば０．５Ｖから４．０Ｖの電圧範囲であり、第２電圧範囲ＨＶＢは、例えば１．０Ｖから４．５Ｖの電圧範囲であり、オフセットは、例えば０．５Ｖである。
また、本実施形態では、コネクタ３４に空き端子が存在しない点で第１実施形態と異なる。本実施形態では、コネクタ３４の端子ＣＨ１～ＣＨ４に対する第１センサＴＨＡ１～ＴＨＡ３及び第２センサＴＨＢ１の接続パターンが、電池モジュールＭ１～Ｍ３毎に異なるように接続されており、これにより、第２センサＴＨＢ１が接続される端子が電池モジュールＭ１～Ｍ３毎に異なるように設定されている。
図７に、本実施形態のマップＭＰを示す。本実施形態では、図５に示すように、電池モジュールＭ１では、第１センサＴＨＡ１がコネクタ３４の端子ＣＨ１に接続されており、第１センサＴＨＡ２が端子ＣＨ２に接続されており、第１センサＴＨＡ３が端子ＣＨ３に接続されており、第２センサＴＨＢ１が端子ＣＨ４に接続されている。そのため、図７に示すように、マップＭＰでは、第１温度データＴＤＡ１、第１温度データＴＤＡ２、第１温度データＴＤＡ３、及び第２温度データＴＤＢ１がこの順に連続する情報が、電池モジュールＭ１に対応する識別情報ＩＤとして記憶されている。
同様に、電池モジュールＭ２では、第１センサＴＨＡ１がコネクタ３４の端子ＣＨ１に接続されており、第１センサＴＨＡ２が端子ＣＨ２に接続されており、第２センサＴＨＢ１が端子ＣＨ３に接続されており、第１センサＴＨＡ３が端子ＣＨ４に接続されている。そのため、マップＭＰでは、第１温度データＴＤＡ１、第１温度データＴＤＡ２、第２温度データＴＤＢ１、及び第１温度データＴＤＡ３がこの順に連続する情報が、電池モジュールＭ２に対応する識別情報ＩＤとして記憶されている。
また、電池モジュールＭ３では、第１センサＴＨＡ１がコネクタ３４の端子ＣＨ１に接続されており、第２センサＴＨＢ１が端子ＣＨ２に接続されており、第１センサＴＨＡ２が端子ＣＨ３に接続されており、第１センサＴＨＡ３が端子ＣＨ４に接続されている。そのため、マップＭＰでは、第１温度データＴＤＡ１、第２温度データＴＤＢ１、第１温度データＴＤＡ２、及び第１温度データＴＤＡ３がこの順に連続する情報が、電池モジュールＭ３に対応する識別情報ＩＤとして記憶されている。
そのため、例えば、制御部１０がある監視部３０からデータを取得した場合に、そのデータに含まれる識別情報ＩＤが、第１温度データＴＤＡ１、第１温度データＴＤＡ２、第１温度データＴＤＡ３、及び第２温度データＴＤＢ１がこの順に連続する情報であるとする。この場合、制御部１０は、そのデータが取得された電池モジュールを電池モジュールＭ１と識別する。
具体的には、制御部１０は、取得した識別情報ＩＤを、電圧値を示す４個の電圧値データに分割し、４個の電圧値データのうち、最も大きい電圧値を示す電圧値データを選択する。制御部１０は、選択された電圧値データを第２温度データＴＤＢ１と判定し、その他の電圧値データを第１温度データＴＤＡ１～ＴＤＡ３と判定する。これにより、第１温度データＴＤＡ１～ＴＤＡ３と第２温度データＴＤＢ１とを判定することができ、これらの温度データＴＤＡ１～ＴＤＡ３，ＴＤＢ１から構成される識別情報ＩＤを用いて、各電池モジュールＭ１～Ｍ３を識別することができる。
・以上説明した本実施形態によれば、第２センサＴＨＢ１が接続される端子が電池モジュールＭ１～Ｍ３毎に異なるように、温度センサＴＨＡ１～ＴＨＡ３，ＴＨＢ１とコネクタ３４の端子ＣＨ１～ＣＨ４とが接続される。コネクタ３４の複数の端子ＣＨ１～ＣＨ４のうち、第１センサＴＨＡ１～ＴＨＡ３に接続される端子と第２センサＴＨＢ１に接続される端子とでは、電圧信号の電圧レベルが異なる。そのため、第２センサＴＨＢ１が接続される端子を電気モジュール毎に異なるように電気配線３６が接続されることで、コネクタ３４の端子ＣＨ１～ＣＨ４にそれぞれ入力される信号を、電池モジュールＭ１～Ｍ３毎に異ならせることができ、この信号に基づいて識別情報ＩＤを生成することができる。
・本実施形態では、第１温度データＴＤＡ１～ＴＤＡ３と第２温度データＴＤＢ１とは、組電池２２の温度に対する出力増減の特性が同じであり、組電池２２の温度によらず、第１温度データＴＤＡ１～ＴＤＡ３と第２温度データＴＤＢ１とが示す電圧値の差、つまりオフセットが一定に維持される。この結果、組電池２２の温度によらず、一定精度で温度データＴＤＡ１～ＴＤＡ３と範囲外データＮＤとを判定することができ、識別情報ＩＤによる電池モジュールＭ１～Ｍ３の識別精度を向上させることができる。
（第３実施形態）
以下、第３実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図８を参照しつつ説明する。図８に示すように、本実施形態では、セルモジュール２０が、組電池２２の電力を用いて監視部３０に電力を供給する電源部２６を備える点で第１実施形態と異なる。なお、本実施形態において、電源部２６が「外部部材」に相当する。
監視部３０には、電源コネクタ４０が設けられている。電源コネクタ４０は、電源部２６に接続可能な３個の電源端子ＣＨ１１～ＣＨ１３を有している、電源コネクタ４０には、電源部２６から延びる電源ライン４２が接続され、これにより監視部３０に電力が供給される。
電源ライン４２は、電源端子ＣＨ１１～ＣＨ１３のいずれか１個の電源端子に接続される。本実施形態では、電源ライン４２が接続される電源端子ＣＨ１１～ＣＨ１３が、電池モジュールＭ１～Ｍ３毎に異なるように設定されている。そのため、電源ライン４２が接続される電源端子ＣＨ１１～ＣＨ１３を識別情報ＩＤとして用いて、各電池モジュールＭ１～Ｍ３を識別することができる。
・以上説明した本実施形態によれば、各電池モジュールＭ１～Ｍ３は、監視部３０と、監視部３０に電気的に接続される電源部２６と、を備えており、監視部３０は、電源部２６から供給される電力に基づいて、電池モジュールＭ１～Ｍ３毎に異なる識別情報ＩＤを生成する。監視部３０は、電源部２６から供給される電力に基づいて識別情報ＩＤを生成することができるため、内部に識別情報ＩＤが設定される必要がない。この結果、電池システム１００を構成する複数の電池モジュールＭ１～Ｍ３において、監視部３０を共通化することができる。
（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・電池モジュールの個数は３個に限られず、２個でもよければ、４個以上であってもよい。
・外部部材は、監視部３０に接続される抵抗であってもよい。この抵抗は、電池モジュールＭ１～Ｍ３の内部において監視部３０に接続される内部抵抗であってもよければ、電池モジュールＭ１～Ｍ３の外部において監視部３０に接続される内部抵抗であってもよい。
・第１実施形態及び第２実施形態では、温度データＴＤＡ１～ＴＤＡ３の温度特性が、温度の上昇に対応して電圧が下降する逆特性である例を示したが、これに限られない。温度の上昇に対応して電圧が上昇する正特性であってもよい。
・第１実施形態において、温度データＴＤＡ１～ＴＤＡ３の温度特性が正特性である場合、所定電圧範囲ＨＶにおいて、外気温範囲ＨＧに対応する電圧が高温範囲ＨＫに対応する電圧よりも低くなる。この場合、この正特性の温度特性に対応して、空き端子にて生じる所定電圧範囲ＨＶ外の電圧を、所定電圧範囲ＨＶよりも高圧側の電圧とし、所定電圧範囲ＨＶよりも高い電圧値を示す範囲外データＮＤを生成する。してもよい。所定電圧範囲ＨＶよりも高い電圧値は、例えば５．０Ｖである。これにより、外気温範囲ＨＧにおいて、温度データＴＤＡ１～ＴＤＡ３と範囲外データＮＤとの電圧値差を比較的大きくすることができる。
・第１実施形態において、温度センサの数は３個に限られず、コネクタ３４の端子数も４個に限られない。そのため、コネクタ３４の空き端子数は１個に限られず、２個以上であってもよい。
・第２実施形態において、コネクタ３４に空き端子が存在しない例を示したが、例えば第１センサを１個減らすことにより、コネクタ３４に空き端子を設けてもよい。この場合、コネクタ３４の端子ＣＨ１～ＣＨ４に対する第１センサＴＨＡ１～ＴＨＡ２及び第２センサＴＨＢ１の接続パターンが、電池モジュールＭ１～Ｍ３毎に異なるように接続されてもよい。これにより、空き端子と第２センサＴＨＢ１が接続される端子との組み合わせが電池モジュールＭ１～Ｍ３毎に異なるように、各電池モジュールＭ１～Ｍ３の接続パターンが設定される。空き端子と第２センサＴＨＢ１が接続される端子とを組み合わせて用いることで、コネクタ３４の端子数を増やすことなく、多くの電池モジュールを識別することができる。
・上記実施形態では、識別処理及び識別情報生成処理が、車両の起動時に実施される例を示したが、これに限られない。車両組付け時に実施されてもよければ、所定の測定周期毎に実施されてもよい。
・上記実施形態では、組電池の温度変化に対して、温度データＴＤＡ１～ＴＤＡ３が示す電圧が線形変形する例を示したが、これに限られない。当該電圧が非線形変形、例えば温度変化に対して指数関数的に変化してもよい。
・上記実施形態では、制御部１０と監視部３０とが通信線により接続されておらず、無線通信により制御部１０が監視部３０から識別情報ＩＤ等を取得する例を示したが、これに限られない。制御部１０と監視部３０とが通信線により接続されており、有線通信により制御部１０が監視部３０から識別情報ＩＤ等を取得してもよい。例えば、制御部１０と複数の監視部３０とが、通信線により環状に接続されている場合、監視部３０の接続の順序に基づいて識別情報ＩＤを生成することができるが、それに代えて外部部材から入力される電気信号に基づいて識別情報ＩＤを生成してもよい。
２２…組電池、２４…電池セル、２６…電源部、３０…監視部、１００…電池システム、ＩＤ…識別情報、Ｍ１～Ｍ３…電池モジュール、ＴＨＡ１～ＴＨＡ３…（第１）温度センサ、ＴＨＢ１…第２温度センサ。

Claims (10)

  1. 複数の電池モジュール（Ｍ１～Ｍ３）を備える電池システム（１００）であって、
    各前記電池モジュールは、
    複数の電池セル（２４）の直列接続体を有する組電池（２２）と、
    前記組電池を監視する監視部（３０）と、
    前記組電池の温度に応じた電圧信号を出力する温度センサ（ＴＨＡ１～ＴＨＡ３）と、を備え、
    前記電池モジュール毎に定められる識別情報は、各前記監視部において前記温度センサから入力される前記電圧信号に基づいて前記電池モジュール毎に異なる識別情報として設定される、電池システム。
  2. 前記電池システムは、各前記電池モジュールの前記監視部と通信可能な制御部（１０）を備え、
    前記制御部は、
    各前記電池モジュールの前記監視部から前記識別情報を取得し、その識別情報に基づいて前記電池モジュールを識別する識別部と、
    前記複数の電池モジュールに前記識別情報による識別が不可となった前記電池モジュールである識別不可モジュールが含まれることに基づいて、各前記電池モジュールを識別することができない識別異常であると判定する異常判定部と、を備える請求項１に記載の電池システム。
  3. 前記異常判定部は、前記複数の電池モジュールに前記識別不可モジュールが含まれる場合に、当該識別不可モジュールの個数を判定する、請求項２に記載の電池システム。
  4. 前記制御部は、前記異常判定部により判定された識別不可モジュールの個数が複数であった場合に、システム起動を停止する、請求項３に記載の電池システム。
  5. 前記制御部は、前記異常判定部により判定された識別不可モジュールの個数が１であった場合に、システム起動を許可する、請求項３又は４に記載の電池システム。
  6. 前記制御部は、前記異常判定部により前記識別異常であると判定された場合、前記識別異常の発生を通知する、請求項２～５のいずれか一項に記載の電池システム。
  7. 前記制御部は、各前記電池モジュールの前記監視部に対して、前記組電池が過充電又は過放電とならないようにする指令を出力して前記組電池を制御する、請求項２～６のいずれか一項に記載の電池システム。
  8. 各前記電池モジュールの前記監視部には、前記電池モジュールを個別に識別する固有情報が付与されていない、請求項１～７のいずれか一項に記載の電池システム。
  9. 前記監視部は、複数の端子（ＣＨ１～ＣＨ４）を有するコネクタ（３４）を備え、
    前記コネクタにおいて、前記複数の端子のうち少なくともいずれか１つが空き端子であるとともに、その空き端子を除く端子が、前記温度センサからの前記電圧信号が入力される入力端子である、請求項１～８のいずれか一項に記載の電池システム。
  10. 車両に適用される電源システムであって、
    前記監視部は、前記車両の起動時、前記車両の起動後における所定周期毎、及び前記車両に対する前記電源システムの組付け時の少なくともいずれかにおいて、前記識別情報を設定する、請求項１～９のいずれか一項に記載の電池システム。
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