JPH11355904A - バッテリ状態検出装置およびバッテリ状態検出ユニット - Google Patents

バッテリ状態検出装置およびバッテリ状態検出ユニット

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JPH11355904A
JPH11355904A JP15975098A JP15975098A JPH11355904A JP H11355904 A JPH11355904 A JP H11355904A JP 15975098 A JP15975098 A JP 15975098A JP 15975098 A JP15975098 A JP 15975098A JP H11355904 A JPH11355904 A JP H11355904A
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Iwao Shimane
岩夫 嶋根
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Honda Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】組バッテリを構成する個別バッテリの電圧等の
バッテリ状態を簡単な構成で測定する。また、消費電力
を節約する。 【解決手段】組バッテリ１６を構成する個別バッテリ１
８ｉ毎にバッテリ状態検出ユニット２０ｉを近接して配
置する。管理用ＥＣＵ２６に接続される１個の送受信ユ
ニット２１と前記各バッテリ状態検出ユニット２０ｉと
の間の情報の伝達を光信号で行う。バッテリ状態検出ユ
ニット２０ｉは、管理用ＥＣＵ２６のバッテリ状態検出
要求に基づいて起動（ウェークアップ）され、対応する
個別バッテリ１８ｉのバッテリ状態を検出し、検出した
バッテリ状態を光信号のシリアル通信で管理用ＥＣＵ２
６に送ったとき、起動待ち状態（スリープ状態）とされ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、個別のバッテリ
が直列に接続されて構成される組バッテリのバッテリ状
態を検出するバッテリ状態検出装置およびバッテリ状態
検出ユニットに関し、例えば、電気車両あるいはハイブ
リッド車両等に搭載される組バッテリに適用して好適な
バッテリ状態検出装置およびバッテリ状態検出ユニット
に関する。
【０００２】
【従来の技術】走行駆動源としてモータを備えた電気車
両、あるいは、走行駆動源としてモータとともにエンジ
ンを備えたハイブリッド車両においては、前記モータの
動力源としてバッテリが搭載され使用に供されている。
【０００３】この場合、バッテリは、前記モータを駆動
するために適当な電圧となるように、実際上、１〜１２
Ｖ程度の個別バッテリが直列に複数個接続され、前記モ
ータを駆動するのに適当な高電圧が発生できるようにさ
れた組バッテリの形で利用に供される。
【０００４】ところで、バッテリは温度依存性が高いの
で、バッテリの充電あるいは放電を制御する際に、バッ
テリの電圧およびバッテリに対して流入しあるいは流出
する電流を検出する他、バッテリの温度を検出して制御
する必要がある。
【０００５】従来、これらバッテリの電圧や温度等は、
組バッテリの状態でその両端電圧である高電圧を検出
（測定）し、かつ組バッテリの状態で温度を検出するよ
うにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに組バッテリの状態で、両端電圧や温度を検出してい
る場合において、組バッテリを構成するいずれかの個別
バッテリが故障した場合、故障した個別バッテリの特定
等が困難で時間がかかるという問題があった。
【０００７】この問題を解決するために、組バッテリを
構成する各個別バッテリの直列接続点から検出線を引き
出し、各検出線をリレーで切り換えて、ＥＣＵに導きバ
ッテリ電圧を検出する構成とすることが考えられる。
【０００８】しかしながら、このような構成とした場
合、検出線を切り換えるリレーとして高耐圧のものが必
要となることから、リレーの形状が大きくなりコストも
高くなるという問題がある。
【０００９】また、組バッテリからの電圧の引き出し線
である検出線の数が多くなり、しかも、検出線が高耐圧
線であり太い電線であることからハーネス（配線束）が
肥大化し、車両等への実装が困難になるという問題もあ
る。
【００１０】なお、組バッテリを構成する各個別バッテ
リの電圧を検出する技術としては、米国特許第４３９４
７４１号公報を挙げることができるが、この公報には、
上記問題点に関連する技術については何も記載されてい
ない。
【００１１】この発明はこのような課題を考慮してなさ
れたものであり、構成が簡単でコストを低減でき、かつ
ハーネスのスリム化を可能とするバッテリ状態検出装置
を提供することを目的とする。
【００１２】また、この発明は、構成が簡単でコストを
低減でき、ほとんど全てのハーネスを排除することを可
能とし、かつ低消費電力化が図れるバッテリ状態検出ユ
ニットを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この発明に係るバッテリ
状態検出装置は、個別バッテリを直列に複数個接続した
組バッテリを構成する個別バッテリの１個毎あるいは複
数個毎に配され、該個別バッテリの１個あるいは複数個
のバッテリ状態をそれぞれ検出するバッテリ状態検出ユ
ニットと、該バッテリ状態検出ユニットに対して離れた
位置に配置され、前記各バッテリ状態検出ユニットが検
出したバッテリ状態を受信する受信ユニットとを備え、
前記バッテリ状態検出ユニットにより検出されたバッテ
リ状態を前記受信ユニットへ光信号で送信するように構
成したので、バッテリ状態検出ユニットと受信ユニット
間の配線であるハーネスが不要となり、構成が簡単でコ
ストが低減できる（請求項１記載の発明）。なお、光信
号としては、例えば、赤外線のオンオフ信号を使用する
ことができる。
【００１４】この場合、組バッテリを収容するバッテリ
ボックス内に、バッテリ状態検出ユニットと受信ユニッ
トとを配置するように構成することで、バッテリ状態検
出ユニット側の光信号の送信部と受信ユニット側の光信
号の受信部とを固定した配置とすることができる（請求
項２記載の発明）。
【００１５】また、受信ユニットに起動信号の送信機能
を持たせ、該受信ユニットから起動を表す光信号（前記
起動信号）を送信して、各バッテリ状態検出ユニットを
起動してバッテリ状態の検出を行わせ、検出したバッテ
リ状態を、各バッテリ状態検出ユニットにそれぞれ異な
る時間として設定された各規定送信時間後に、前記受信
ユニットに送信するように構成することで、時分割処理
によりシリアル通信でバッテリ状態の情報を送ることが
できるとともにバッテリ状態検出ユニットの省電力化を
図ることができる。（請求項３記載の発明）。規定送信
時間は、各バッテリ状態検出ユニット毎に異なる時間と
しているので、この規定送信時間差を利用して、特定の
バッテリ情報を送信したバッテリ状態検出ユニットを受
信ユニット側で特定することができる。
【００１６】この発明のバッテリ状態検出ユニットは、
組バッテリを構成し直列に複数個接続された個別バッテ
リの１個毎または複数個毎に配され、前記１個または複
数個の個別バッテリの状態をそれぞれ検出するバッテリ
状態検出ユニットに対して光信号により通信を行う送受
信ユニットが配され、各バッテリ状態検出ユニットは、
前記送受信ユニットからバッテリ状態検出指令を受信す
ることで所定時間起動され、対応する前記１個または複
数個の個別バッテリの状態を検出し、検出したバッテリ
状態を、前記各バッテリ状態検出ユニットにそれぞれ異
なる時間に設定された各規定送信時間後に、前記バッテ
リ状態受信ユニットに送信し、バッテリ状態の送信終了
後に自動的に作動を停止し、起動待ち状態になるように
構成したので、小形化、ハーネスのスリム化、低コスト
化および低消費電力化を同時に達成することができる
（請求項４記載の発明）。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態に
ついて図面を参照して説明する。
【００１８】図１は、この発明の一実施の形態が適用さ
れた、例えば、電気自動車等の電気車両１０の概略的な
構成を示している。
【００１９】この電気車両１０は、走行駆動源としてモ
ータ１２を有し、このモータ１２は、出力側が図示して
いないギヤを介して車輪（不図示）に連結され、入力側
がインバータを含む電力駆動ユニット（ＰＤＵ）１４に
接続されている。
【００２０】ＰＤＵ１４の電源入力側には、動力源とし
ての組バッテリ１６の両端の高電圧が供給され、ＰＤＵ
１４の制御入力側には、モータ制御用ＥＣＵ（electron
ic control unit ）１７の出力側が接続されている。
【００２１】組バッテリ１６は、独立的に交換可能な単
位である個別バッテリ１８を複数個電気的に直列に接続
した構成とされている。この実施の形態において、個別
バッテリ１８の数は、後述するように、個別バッテリ１
８ａ、１８ｂ、……１８ｘの２４個になっている。個別
バッテリ１８の種類としては、鉛バッテリ、ニッケル水
素バッテリあるいはリチウムバッテリ等を採用すること
ができる。
【００２２】組バッテリ１６を構成する少なくとも１個
の個別バッテリ１８毎に、該少なくとも１個の個別バッ
テリ１８毎のバッテリ状態、例えば、電圧や温度等を検
出するバッテリ状態検出ユニット２０が接続されてい
る。
【００２３】なお、この実施の形態では、個別バッテリ
１８（１８ａ〜１８ｘ）のそれぞれに対応して１：１で
バッテリ状態検出ユニット２０（２０ａ〜２０ｘ）を接
続する構成としているが複数個の個別バッテリ１８毎、
例えば、２個の個別バッテリ１８、１８に対して１個の
バッテリ状態検出ユニット２０を接続して用いる構成と
してもよい。
【００２４】各バッテリ状態検出ユニット２０ａ〜２０
ｘは、離れた位置に配置される送受信ユニット２１と光
信号でバッテリ状態等の情報信号が送受信されるように
構成されている。この実施の形態において、光信号は、
無線式であり赤外線を用いる赤外光方式が採用されてい
る。したがって、各バッテリ状態検出ユニット２０ａ〜
２０ｘで検出されたバッテリ状態が各バッテリ状態検出
ユニット２０ａ〜２０ｘ内の送受信部２３ａ〜２３ｘか
ら各光信号Ｌａ〜Ｌｘにより空間を通じて送受信ユニッ
ト２１に送信される。この光信号を用いる構成により、
個別バッテリ１８を含むバッテリ状態検出ユニット２０
側に対して送受信ユニット２１側をアイソレーションす
ることが可能となっている。
【００２５】後に詳しく説明するように、組バッテリ１
６と、全てのバッテリ状態検出ユニット２０と、送受信
ユニット２１が、バッテリ状態検出装置としてのバッテ
リボックス２２内に収容され、このバッテリボックス２
２の単位でもバッテリを交換可能に構成されている。
【００２６】バッテリボックス２２の入出力インタフェ
ースとして機能する送受信ユニット２１は、通信線２４
を通じて管理用ＥＣＵ２６に接続されている。
【００２７】管理用ＥＣＵ２６には、組バッテリ１６の
充電を制御するための図示していないＥＣＵを内蔵する
車載の充電器３２と、前記モータ制御用ＥＣＵ１７が接
続されている。管理用ＥＣＵ２６の制御の下に充電器３
２の制御により組バッテリ１６に対する充電動作が遂行
される。
【００２８】なお、上記各ＥＣＵは、周知のように、ア
ナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器やレ
ベル変換器等のデジタル入力バッファを有する入力イン
タフェースと、入力インタフェースからのデジタル信号
の記憶、処理等を行うためのＣＰＵとメモリ等を有する
コンピュータと、デジタル出力バッファと駆動回路等を
有する出力インタフェースとから構成されている。ま
た、ＥＣＵには、計時手段としてのタイマ（電子的なタ
イマ）が含まれている。
【００２９】図２は、電気車両１０に搭載されるバッテ
リボックス２２の実装の正面構成を示している。図２か
ら分かるように、組バッテリ１６は、この実施の形態に
おいて公称電圧１２Ｖの２４個の個別バッテリ１８ａ〜
１８ｘの直列接続構成とされている。具体的には、最も
低電圧側の個別バッテリ１８ａの正端子と個別バッテリ
１８ｂの負端子が配線で接続され、以下、同様にして、
個別バッテリ１８ｗの正端子と最も高圧側の個別バッテ
リ１８ｘの負端子まで直列に接続される構成とされてい
る。したがって、組バッテリ１６中、個別バッテリ１８
ａの負端子３４がグランド端子とされ、個別バッテリ１
８ｘの正端子３５が公称電圧＋２８８Ｖ（１２Ｖ×２
４）の高電圧端子とされてバッテリボックス２２から高
圧線で引き出され、図１に示したように、ＰＤＵ１４を
構成するインバータの入力側に接続される。バッテリボ
ックス２２から引き出される高電圧線はこの２本の電線
のみとなる。
【００３０】実際上、図２に示すように、個別バッテリ
１８ａ〜１８ｘがバッテリボックス２２に収容された状
態で、相互に隣り合う個別バッテリ１８ａ〜１８ｘ間の
直列配線接続（１８ａの正端子と１８ｂの負端子の接
続、１８ｂの正端子と１８ｃの負端子の接続、…、１８
ｗの正端子と１８ｘの負端子接続）がなされる。
【００３１】この図２例のバッテリボックス２２では、
個別バッテリ１８ａ〜１８ｘに対応して、各個別バッテ
リ１８ａ〜１８ｘの正負端子間にバッテリ状態検出ユニ
ット２０ａ〜２０ｘ（図１をも参照）が接続され、これ
らバッテリ状態検出ユニット２０ａ〜２０ｘは、図２に
示すように、各個別バッテリ１８ａ〜１８ｘの正面に取
り付けられている図示していないフレキシブルプリント
配線基板上に搭載されている。
【００３２】図１を参照して説明したように、各バッテ
リ状態検出ユニット２０ａ〜２０ｘは、入出力インタフ
ェースとして、各バッテリ状態検出ユニット２０ａ〜２
０ｘの送受信部２３ａ〜２３ｘを有している。
【００３３】各バッテリ状態検出ユニット２０ａ〜２０
ｘの送受信部２３ａ〜２３ｘに対してバッテリ状態等の
情報内容を含む光信号Ｌａ〜Ｌｘ（図１参照）による送
受信を行う送受信ユニット２１が、バッテリボックス２
２の正面からみて長手方向の略中心線上の一端側に配置
されている。
【００３４】図３の指向性を表す線図に示すように、管
理用ＥＣＵ２６に一端が接続されている送受信ユニット
２１の送受信用光信号の指向性に係る方向角（投光範囲
と受光範囲）θ１は、各バッテリ状態検出ユニット２０
ａ〜２０ｘに接続されている送受信部２３ａ〜２３ｘの
送受信用光信号の指向性に係る方向角（投光範囲と受光
範囲）θ２の全てに対して少なくとも一部が対向するよ
うに配置され、このような配置により１個の送受信ユニ
ット２１により全ての送受信部２３ａ〜２３ｘとの送受
信が可能に構成されている。なお、バッテリボックス２
２の大きさが大きい場合には、送受信用光信号の指向性
に係る方向角θ１を実質的に大きくするために、送受信
ユニット２１を複数個設け、これら複数個の送受信ユニ
ット２１の出力信号を論理和的に合成する構成とするこ
とで対応することが可能である。
【００３５】このようにして、組バッテリ１６を収容す
るバッテリボックス２２内に、バッテリ状態検出ユニッ
ト２０ａ〜２０ｘと、バッテリ状態等の送受信ユニット
２１とが配置されるように構成したバッテリ状態検出装
置は、一体的に独立的に取り扱うこと、例えば、取引す
ることや調整することが可能である。
【００３６】図４は、代表例として描いたバッテリ状態
検出ユニット２０ｉの詳細構成を含むバッテリ状態検出
装置の回路構成を示している。残りのバッテリ状態検出
ユニット２０ａ〜２０ｈ、２０ｊ〜２０ｘの構成もバッ
テリ状態検出ユニット２０ｉと同一の構成である。
【００３７】図４から分かるように、個別バッテリ１８
ｉは、１０個のバッテリセル１８１〜１９０の直列接続
構成とされている。バッテリセル１８１〜１９０のそれ
ぞれの公称電圧値ＶｃｅｌｌはＶｃｅｌｌ＝＋１．２Ｖ
であり、結局、個別バッテリ１８ｉの公称電圧Ｖｂは、
Ｖｂ＝＋１２Ｖになる。
【００３８】個別バッテリ１８ｉを構成する最も低電圧
側のバッテリセル１８１の負端子は、隣の個別バッテリ
１８ｈの正端子に接続され、個別バッテリ１８ｉを構成
する最も高圧側のバッテリセル１９０の正端子は、隣の
個別バッテリ１８ｊの負端子に接続されている。
【００３９】個別バッテリ１８ｉを構成する各バッテリ
セル１８１〜１９０には、それぞれ過放電・過充電電圧
検出回路（電圧検出回路ともいう。）５０が接続されて
いる。
【００４０】電圧検出回路５０は、個別バッテリ１８ｉ
がリチウム系のバッテリあるいはキャパシタである場合
に各バッテリセル１８１〜１９０毎に個別に放電させて
バッテリ電圧を均等化する抵抗器Ｒ１とスイッチＳＷ１
の直列回路で形成される個別放電均等化回路６０ａと、
抵抗器Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、スイッチＳＷ２、ＳＷ３によ
り形成される過放電検出回路６０ｂと、抵抗器Ｒ５、Ｒ
６、可変抵抗器Ｒ７、スイッチＳＷ４、ＳＷ５により形
成される過充電検出回路６０ｃと、過充電検出用の比較
器６１と、過放電検出用の比較器６２とから構成されて
いる。この場合、比較器６１、６２の基準入力端子に
は、それぞれ、基準電圧Ｖｒｅｆ（この実施の形態で
は、Ｖｒｅｆ＝＋０．６５Ｖに設定している。）が供給
されている。
【００４１】比較器６１、６２の入力側に現れるバッテ
リセル電圧Ｖｃｅｌｌの分圧電圧である検出電圧を、そ
れぞれ、符号Ｖ１、Ｖ２で表す。
【００４２】スイッチＳＷ１〜ＳＷ５のオンオフ制御端
子には、ＣＰＵを含む制御回路７０から切替制御信号が
供給されている。スイッチＳＷ１〜ＳＷ５は、ＭＯＳＦ
ＥＴで構成される電子スイッチであり、バッテリ状態の
非検出時には、全てのスイッチＳＷ１〜ＳＷ５が開いた
状態になっている。スイッチＳＷ３、ＳＷ５は、節電の
ための放電防止用スイッチとして機能する。また、スイ
ッチＳＷ２、ＳＷ４は、バッテリ状態検出時に、バッテ
リ状態の検出に先だって実行される自己診断時にのみそ
れぞれオン状態とされるように構成されている。
【００４３】電圧検出回路５０の出力信号である比較器
６１、６２のＨｉ／Ｌｏの２値レベルの出力信号Ｓａ１
〜Ｓａ１０、Ｓｂ１〜Ｓｂ１０が、レベルシフト回路６
４を通じて、レベルシフトされた２値レベルの出力信号
（符号は同一の符号Ｓａ１〜Ｓａ１０、Ｓｂ１〜Ｓｂ１
０を用いる。）に変換される。
【００４４】繁雑になるので、図４上、省略している
が、バッテリセル１９０用の比較器６１、６２の正電源
としては、図示していないスイッチを介してバッテリセ
ル１９０の正側の電圧が供給され、比較器６１、６２の
グランドとしては、バッテリセル１９０の負側の電圧が
供給される。図示していないスイッチはスイッチＳＷ
３、ＳＷ４と同様にバッテリ状態検出時に制御回路７０
を通じて閉じられる。また、基準電圧Ｖｒｅｆも、同様
に、前記の図示していないスイッチを介してバッテリセ
ル１９０の両端電圧が供給される電源回路で生成され
る。
【００４５】したがって、比較器６１、６２の出力信号
Ｓａ１０、Ｓｂ１０の２値レベルは、ハイレベルがバッ
テリセル１９０の正側電圧レベル、ローレベルがバッテ
リセル１９０の負側電圧レベルとなる。
【００４６】レベルシフト回路６４は、それぞれ２値レ
ベルが異なる出力信号Ｓａ１（Ｓｂ１）〜Ｓａ１０（Ｓ
ｂ１０）を、ハイレベルが＋Ｖｃｃ｛記号▽のグランド
基準（個別バッテリ１８ｉでは、バッテリセル１８１の
負側がグランドとなる。）の電圧で＋５Ｖ｝でローレベ
ルが上記の記号▽で示すグランドレベルの２値信号にレ
ベルシフトする。なお、ここでは、レベルシフト後の２
値信号も、ローレベルであるかハイレベルであるかが問
題であるので、比較器６１、６２の出力信号Ｓａ１〜Ｓ
ａ１０、Ｓｂ１〜Ｓｂ１０と同一の符号を用いる。ま
た、図示していないが、レベルシフト回路６４には、個
別バッテリ１８ｉを構成する各バッテリセル１８１〜１
９０の両端電圧がそれぞれ供給されている。
【００４７】レベルシフト回路６４から出力されるバッ
テリセル１８１〜１９０のそれぞれの過充電検出用の信
号（自己診断時には、自己診断検出用の信号になる。）
Ｓａ１〜Ｓａ１０が、論理和回路６６と論理積回路７１
に供給され、バッテリセル１８１〜１９０のそれぞれの
過放電検出用の信号（自己診断時には、自己診断検出用
の信号になる。）Ｓｂ１〜Ｓｂ１０が、論理和回路６８
と論理積回路７２に供給される。
【００４８】ここで、検出電圧Ｖ１、Ｖ２と、比較器６
１、６２の入力側の分圧抵抗回路の分圧値と、比較器６
１、６２の出力信号である検出用信号Ｓａ１〜Ｓａ１
０、Ｓｂ１〜Ｓｂ１０のレベルについて、自己診断時、
電圧検出時（過充電検出時と過放電検出時）におけるバ
ッテリセルの電圧Ｖｃｅｌｌとの関係において説明す
る。
【００４９】自己診断時と電圧検出時には、スイッチＳ
Ｗ１がオフ状態とされ、スイッチＳＷ３とＳＷ５が同時
にオン状態とされて過放電検出回路６０ｂと過充電検出
回路６０ｃの分圧抵抗回路が形成される。
【００５０】スイッチＳＷ３とＳＷ５とが同時にオンと
なっている状態において、第１に、自己診断時において
は、スイッチＳＷ２とスイッチＳＷ４がオン状態となる
ので、検出電圧Ｖ１、Ｖ２はそれぞれ（１）式、（２）
式で与えられる。
【００５１】 Ｖ１（自己診断時）＝Ｖｃｅｌｌ×Ｒ７／（Ｒ６＋Ｒ７） ＝Ｖｃｅｌｌ×Ａ１ …（１） ただし、減衰度Ａ１はＡ１＝Ｒ７／（Ｒ６＋Ｒ７）であ
る。
【００５２】 Ｖ２（自己診断時）＝Ｖｃｅｌｌ×Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３） ＝Ｖｃｅｌｌ×Ａ２ …（２） ただし、減衰度Ａ２は、Ａ２＝Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３）で
ある。
【００５３】また、第２に、電圧検出時には、検出電圧
Ｖ１、Ｖ２はそれぞれ（３）式、（４）式で与えられ
る。
【００５４】 Ｖ１（電圧検出時）＝Ｖｃｅｌｌ×Ｒ７／（Ｒ５＋Ｒ６＋Ｒ７） ＝Ｖｃｅｌｌ×Ａ３ …（３） ただし、減衰度Ａ３はＡ３＝Ｒ７／（Ｒ５＋Ｒ６＋Ｒ
７）である。
【００５５】 Ｖ２（電圧検出時）＝Ｖｃｅｌｌ×（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４） ＝Ｖｃｅｌｌ×Ａ４ …（４） ただし、減衰度Ａ４はＡ４＝（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ２＋
Ｒ３＋Ｒ４）である。
【００５６】この電圧検出時において、個別バッテリ１
８ｉを構成する全てのバッテリセル１８１〜１９０の電
圧（バッテリセル電圧）Ｖｃｅｌｌ（公称値１．２Ｖ）
が０．９Ｖ≦Ｖｃｅｌｌ≦１．３Ｖの範囲内にある場合
には、個別バッテリ１８（個別バッテリ１８を構成する
全てのバッテリセル１８１〜１９０）が正常とされる。
【００５７】各バッテリセル１８１〜１９０が正常電圧
範囲にある場合、過充電検出用の検出電圧Ｖ１が、基準
電圧Ｖｒｅｆよりも小さい値となり、比較器６１の出力
が非反転状態のローレベルになるように、減衰度Ａ３が
設定される。
【００５８】換言すれば、図５に示すように、過充電検
出用の比較器６１の出力信号Ｓａ（Ｓａ１〜Ｓａ１０）
は、バッテリセル電圧ＶｃｅｌｌがＶｃｅｌｌ＝１．３
Ｖを超えると、換言すれば、検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖ
ｒｅｆ＝＋０．６５Ｖを超えるとローレベルＬｏからハ
イレベルＨｉに反転するように減衰度Ａ３が設定され
る。この場合、減衰度Ａ３は、図５に示すように、Ａ３
＝０．５に設定される。したがって、出力信号Ｓａがロ
ーレベルＬｏである場合には、バッテリセル１９０は、
過充電検出に関して正常状態にあり、ハイレベルＨｉで
ある場合には、過充電状態にあるとされる。
【００５９】同様に、過放電検出用の比較器６２の出力
信号Ｓｂは、図６に示すように、バッテリセル電圧Ｖｃ
ｅｌｌがＶｃｅｌｌ＝＋０．９Ｖ以上の場合、換言すれ
ば、検出電圧Ｖ２が基準電圧Ｖｒｅｆ＝＋０．６５Ｖ以
上の場合には正常であると判断されてローレベルＬｏが
出力され、バッテリセル電圧Ｖｃｅｌｌが０．９Ｖ未満
となったときにハイレベルＨｉが出力されるように減衰
度Ａ４がＡ４＝０．７２に設定される。したがって、出
力信号ＳｂがローレベルＬｏの場合には、バッテリセル
１９０は過放電に関して正常状態にあり、ハイレベルＨ
ｉの場合には過放電状態にあるとされる。
【００６０】結果として、出力信号Ｓａ（例えば、Ｓａ
１０）と出力信号Ｓｂ（したがって、Ｓｂ１０）の両方
がローレベルＬｏである場合に、該当するバッテリセル
（この場合、バッテリセル１９０）が正常状態にあると
判断される。
【００６１】また、自己診断時においては、バッテリセ
ル１８１〜１９０から送受信部２３ｉのＬＥＤ７８まで
のバッテリ状態検出ユニット２０の状態（正常か故障
か）を診断するものであるから、正常な場合に出力がロ
ーレベルＬｏになっている比較器６１と比較器６２の出
力をそれぞれローレベルＬｏからハイレベルＨｉに強制
的に反転するような条件の検出電圧Ｖ１、Ｖ２が発生す
るように設定する。
【００６２】具体的には、図７に示すように、過充電検
出側では、バッテリセル電圧Ｖｃｅｌｌが、仮定とし
て、Ｖｃｅｌｌ＝＋０．７５Ｖでも、この自己診断時に
は、比較器６１の出力信号がローレベルＬｏからハイレ
ベルＨｉに強制的に反転するように、減衰度Ａ１をＡ１
＝０．８７に設定する（減衰度を比較的に小さい値にし
て、検出電圧Ｖ１が上がるようにしている。）。この設
定下において、出力信号ＳａがハイレベルＨｉの場合に
はバッテリ状態検出ユニット２０が正常状態とされ、ロ
ーレベルＬｏの場合には故障状態（異常状態）とされ
る。
【００６３】同様に、自己診断時においては、図８に示
すように、過放電検出側では、バッテリセル電圧Ｖｃｅ
ｌｌが、仮定として、Ｖｃｅｌｌ＝＋１．４Ｖでも、比
較器６２の出力信号ＳｂがローレベルＬｏからハイレベ
ルＨｉに強制的に反転するように、減衰度Ａ２をＡ２＝
０．４６に設定する（減衰度を比較的に大きな値にし
て、電圧Ｖ１が下がるようにしている。）。この設定下
において、出力信号ＳｂがハイレベルＨｉの場合にはバ
ッテリ状態検出ユニット２０が正常状態とされ、ローレ
ベルＬｏの場合には故障状態（異常状態）とされる。
【００６４】なお、後述するように、この実施の形態に
おいては、自己診断時には、最初にバッテリセル１８１
〜１９０から送受信部のＬＥＤ７８までのバッテリ状態
検出ユニット２０の診断回路の状態が正常であるかどう
かを診断し、次いで、各バッテリセル１８１〜１９０全
体での過放電および過充電の電圧状態をも診断するよう
に構成している。そして、電圧検出時には、バッテリセ
ル１８１〜１９０全体で過放電および過充電の電圧状態
を検出するのではなく、後述するように、より詳しく検
出するようにしている。
【００６５】図４において、比較器６１、６２の上述し
た２値レベルを有する出力信号Ｓａ１〜Ｓａ１０、Ｓｂ
１〜Ｓｂ１０が、レベルシフト回路６４を通じて、それ
ぞれ、論理和回路６６、６８および論理積回路７１、７
２に入力される。
【００６６】論理和回路６６、６８および論理積回路７
１、７２の出力、すなわち、バッテリ状態情報を表す出
力は、切替回路７４を通じて、各バッテリ状態検出ユニ
ット２０ａ〜２０ｘ毎に異なる値（時間）としての規定
送信時間に対応する遅延時間Ｔｄｉを外付抵抗器（遅延
時間調整用抵抗器）Ｒｔにより可変して調整することの
可能な結果判断・遅延出力回路７６に供給される。
【００６７】結果判断・遅延出力回路７６の出力は、バ
ッテリ状態検出ユニット２０ｉの送受信部２３ｉを構成
する赤外線発光ダイオード（ＬＥＤ）７８に供給され
る。
【００６８】このＬＥＤ７８の出力、すなわちバッテリ
状態情報を表す出力は、赤外線光信号として、バッテリ
ボックス２２内の送受信ユニット２１を構成するフォト
トランジスタ８０を通じ、通信線２４ｃ、２４ｄを介し
て管理用ＥＣＵ２６に供給される。
【００６９】一方、管理用ＥＣＵ２６からの起動指令等
の指令情報等が、通信線２４ａ、２４ｂから送受信ユニ
ット２１を構成する赤外線発光ダイオード（ＬＥＤ）８
２を通じ、赤外線光信号としてバッテリ状態検出ユニッ
ト２０ｉを構成する送受信部２３ｉを構成するフォトト
ランジスタ８４に供給される。フォトトランジスタ８４
の出力は、バッテリ状態検出ユニット２０ｉの全体を制
御するとともに規定時間作動回路としても機能する制御
回路７０に供給される。
【００７０】制御回路７０は、上述した各バッテリセル
１８１〜１９０の各電圧検出回路５０を構成するスイッ
チＳＷ１〜ＳＷ５の開閉を制御するととともに、切替回
路７４の切替パターンを制御し、さらに、電源回路（定
電圧レギュレータ）８６を起動しかつ遮断する（オンオ
フする）。
【００７１】電源回路８６は、オン状態にあるとき、電
源電圧＋Ｖｂ（公称値は、Ｖｂ＝＋１２Ｖ）から制御回
路７０自身の電源、レベルシフト回路６４の電源、論理
回路６６、６８、７１、７２の電源、切替回路７４の電
源、判断結果・遅延出力回路７６の電源である電源電圧
＋Ｖｃｃ（Ｖｃｃ＝＋５Ｖ）を発生する。
【００７２】次に、上述の実施の形態の動作について、
電気車両１０の走行モード（放電モード）および充電モ
ードに分けて、それぞれ、管理用ＥＣＵ２６に係るフロ
ーチャートを参照しながら詳しく説明する。なお、管理
用ＥＣＵ２６は、使用者が電気車両１０を稼働（走行動
作あるいは充電動作を）させたときに、バッテリ状態の
検出制御処理を開始する。
【００７３】図９は、放電モード（走行モード）におけ
る管理用ＥＣＵ２６に係るフローチャートの例を示して
いる。
【００７４】図１０は、放電モード（走行モード）およ
び充電モードにおける制御回路７０の制御動作説明に供
されるタイミングチャートの例を示している。
【００７５】この走行モードにおいて、管理用ＥＣＵ２
６は、まず、通信線２４ａ、２４ｂを介して送受信ユニ
ット２１を構成するＬＥＤ８２を一定時間発光させる起
動トリガ（パルス）Ｔｐ（図６）を時点ｔ０で発生する
（ステップＳ１）。
【００７６】この発光信号である起動トリガＴｐが、全
てのバッテリ状態検出ユニット２０ａ〜２０ｘの送受信
部２３ａ〜２３ｘのそれぞれのフォトトランジスタ８４
で受光され、それぞれのバッテリ状態検出ユニット２０
ａ〜２０ｘの制御回路７０に導入される。
【００７７】この起動トリガＴｐが導入されたとき、各
制御回路７０内の起動（ウェークアップ）回路は、リセ
ットトリガＴｒ（図６参照）を発生させ、電源回路８６
を動作させて、電源電圧＋Ｖｃｃを発生し、上述した各
箇所に供給する。この電源電圧＋Ｖｃｃの供給により、
制御回路７０は、いわゆるパワーオンリセット処理によ
り、時点ｔ１までに、いわゆる自己保持を行い、起動ト
リガＴｐがハイレベルからローレベルにもどっても動作
を継続することができるようになる。この自己保持期間
は、各制御回路７０内のタイマ（計時手段）により管理
される規定時間Ｔｏｐｒ（図６中、自己保持期間参照）
である。この規定時間経過の後、次の起動トリガＴｐが
到来するまで、全てのバッテリ状態検出ユニット２０
は、スリープ状態である起動待ち状態に入る。これによ
り、省電力化が図られる。
【００７８】自己保持が開始された時点ｔ１〜ｔ２の期
間で、全てのバッテリ状態検出ユニット２０ａ〜２０ｘ
は、上述した自己診断（故障診断）を行い（図１０中、
自己診断のパルス波形参照）、その自己診断結果を時点
ｔ２〜ｔ３の間でバッテリ状態検出ユニット２０ａ〜２
０ｘを構成する各送受信部２３ａ〜２３ｘのＬＥＤ７８
から結果判断・遅延出力回路７６で決定されるタイミン
グ（規定送信時間）により（図１０中、送信タイミング
の波形参照）、順次、送受信ユニット２１を構成するフ
ォトトランジスタ８０に自己診断結果データＤα｛Ｄα
（２０ａ）、Ｄα（２０ｂ）…Ｄα（２０ｉ）…Ｄα
（２０ｘ）｝をシリアル通信で送信する（図１０中、遅
延出力の自己診断結果データＤα参照）。時点ｔ１〜ｔ
３の間を自己診断期間という。
【００７９】結果判断・遅延出力回路７６で決定される
タイミングは、予め、管理用ＥＣＵ２６内で記憶されて
いるので、管理用ＥＣＵ２６は、このタイミングに対応
して、各バッテリ状態検出ユニット２０ａ〜２０ｘの自
己診断結果データ（故障診断結果受信データ）Ｄαを正
確に受信することができる（ステップＳ２）。
【００８０】自己診断結果データＤαの診断内容と前記
結果判断・遅延出力回路７６のタイミングについてさら
に具体的に説明する。
【００８１】図１１に示すように、自己診断時において
は、各バッテリ状態検出ユニット２０ａ〜２０ｘの切替
回路７４は、論理和回路６６、６８の出力が遮断状態と
され、論理積回路７１、７２の出力のみが切替回路７４
内で形成される論理積回路７４１を介して結果判断・遅
延出力回路７６に供給される構成とされる。この状態に
おいて、スイッチＳＷ２〜ＳＷ５を閉じたとき（スイッ
チＳＷ１は開いた状態）、各バッテリ状態検出ユニット
２０ａ〜２０ｘを構成する全ての比較器６１、６２がロ
ーレベルＬｏからハイレベルＨｉに反転した場合に、始
めて、各バッテリ状態検出ユニット２０ａ〜２０ｘの論
理積回路７４１の出力がハイレベルとなり、診断回路が
正常であることが判定され、次に、スイッチＳＷ２、Ｓ
Ｗ４を開いて、バッテリ状態検出ユニット２０ａ〜２０
ｘの全てのバッテリセル１８１〜１９０のバッテリセル
電圧Ｖｃｅｌｌが、正常な範囲である＋０．９Ｖ≦Ｖｃ
ｅｌｌ≦＋１．３Ｖの範囲にあるかどうかを確認する。
【００８２】自己診断結果データＤαの具体例を図１２
に示す。なお、この図１２例では、後述するバッテリ状
態検出結果データＤβの具体例（符号等を［ ］で囲っ
ている。）をも合わせて示している。
【００８３】図１２に示すように、例えば、バッテリ状
態検出ユニット２０ｉの自己診断結果データＤα（２０
ｉ）は、バッテリ状態検出ユニット２０ｉの規定送信時
間である遅延時間Ｔｄｉ後に送信される。自己診断結果
データＤα（２０ｉ）は、４ビットデータ（ｂ０，ｂ
１，ｂ２，ｂ３）の構成とされ、前の２ビット（ｂ０，
ｂ１）が回路の診断結果、後の２ビット（ｂ２，ｂ３）
が全バッテリセル１８１〜１９０の超過判断結果を示す
ように割り当てられている。
【００８４】図１２に具体的に示すデータ（ｂ０，ｂ
１，ｂ２，ｂ３）＝（１，０，０，１）は、回路および
全バッテリセル１８１〜１９１が正常である状態を示し
ている。
【００８５】この自己診断結果データＤαの診断結果内
容は、管理用ＥＣＵ２６で判断され（ステップＳ３）、
自己診断結果が正常ではないと判断した場合には、図示
していないアクセルペダルを踏み込んだときの最大出力
を抑制する、いわゆるパワーセーブモード（パワーダウ
ンモードともいう。）へ移行させる（ステップＳ３：Ｎ
Ｏ、ステップＳ４）。これによりモータ制御用ＥＣＵ１
７は、組バッテリ１６からＰＤＵ１４に供給される出力
電流を制限し、結果として、ＰＤＵ１４からモータ１２
へ供給される電流量が制限される。なお、パワーセーブ
モードへ移行したこと、あるいはバッテリの自己診断結
果が正常でないことは、図示していない警告表示手段上
に表示される。
【００８６】全てのバッテリ状態検出ユニット２０ａ〜
２０ｘの自己診断結果データＤα｛Ｄα＝Ｄα（２０
ａ），Ｄα（２０ｂ），…，Ｄα（２０ｉ），…，Ｄα
（２０ｘ）｝の判断結果が全て正常であった場合、バッ
テリ状態検出結果データ（電圧検出結果データ）Ｄβの
受信待ち状態を含む電圧情報監視処理に移行する（ステ
ップＳ４）。
【００８７】図１０に示すように、時点ｔ３〜ｔ５のバ
ッテリ電圧監視期間中の時点ｔ３〜ｔ４の間が電圧検出
期間とされ、例えば、検出時点ｔｄｉｓにおけるバッテ
リの放電中におけるバッテリセル電圧Ｖｃｅｌｌが検出
され、時点ｔ４〜ｔ５の送信タイミング期間に全てのバ
ッテリ状態検出ユニット２０ａ〜２０ｘで検出されたバ
ッテリ状態検出結果データＤβ｛Ｄβ＝Ｄβ（２０
ａ），Ｄβ（２０ｂ），…，Ｄβ（２０ｉ），…，Ｄβ
（２０ｘ）｝が各バッテリ状態検出ユニット２０ａ〜２
０ｘから結果判断・遅延出力回路７６を通じて上述した
所定のタイミングで各送受信部２３ａ〜２３ｘを構成す
るＬＥＤ７８を通じて送受信ユニット２１中のフォトト
ランジスタ８０を介して管理用ＥＣＵ２６に送信され
る。
【００８８】時点ｔ３〜ｔ４の電圧検出期間中において
は、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ４が開状態とされ、
スイッチＳＷ３、ＳＷ５が閉状態の上述したバッテリセ
ル電圧Ｖｃｅｌｌの電圧検出状態とされる。
【００８９】また、この電圧検出時は、図１３に示すよ
うに、論理和回路６６、６８および論理積回路７１、７
２の出力がそのまま結果判断・遅延出力回路７６に供給
されるように切替回路７４が切り替えられる。
【００９０】この場合、結果判断・遅延出力回路７６
は、図１２に示すように、全バッテリセル１８１〜１９
０が正常（０．９Ｖ≦Ｖｃｅｌｌ≦１．３Ｖ）である場
合には、ビットデータ（ｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ３）とし
て（ｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ３）＝（１，０，０，１）を
出力する。また、過充電状態（Ｖｃｅｌｌ＞１．３Ｖ）
になっているバッテリセル１８１〜１９０が１個以上９
個未満の場合にはビットデータ（ｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ
３）として（ｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ３）＝（０，１，
１，１）を出力する。さらに、過充電状態（Ｖｃｅｌｌ
＞１．３Ｖ）になっているバッテリセル１８１〜１９０
が１０個以上であった場合にはビットデータ（ｂ０，ｂ
１，ｂ２，ｂ３）として（ｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ３）＝
（０，０，１，１）を出力する。さらに、過放電状態
（Ｖｃｅｌｌ＜０．９Ｖ）となっているバッテリセル１
８１〜１９０が１個以上ある場合にはビットデータ（ｂ
０，ｂ１，ｂ２，ｂ３）として（ｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ
３）＝（０，０，０，１）を出力する。
【００９１】走行モード（放電モード）において、管理
用ＥＣＵ２６は、バッテリ状態検出結果データＤβの各
ビットデータ（ｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ３）の内容が正常
を表すものであるか、少なくとも１個のバッテリセル１
８１〜１９０が過放電状態｛図１２中、Ｌｏｗ側 閾値
超過（１ｃｅｌｌ以上）｝を表すものであるかどうかを
判断し（ステップＳ５）、少なくとも１個のバッテリセ
ル１８１〜１９０が過放電状態にあった場合には、パワ
ーセーブモードへ移行する（ステップＳ４）。パワーセ
ーブモードでは、走行出力を絞ることでバッテリセル１
８１〜１９０の転極を未然に防止しバッテリセル１８１
〜１９０の寿命の延命を図るように制御する。
【００９２】これに対して、バッテリ状態検出結果デー
タＤβの全てのビットデータ（ｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ
３）の内容が正常を表すものである場合には、通常走行
モードを継続する（ステップＳ７）。
【００９３】一方、バッテリ状態検出ユニット２０ａ〜
２０ｘの制御回路７０は、電圧監視期間の終了時点ｔ５
において、バッテリ状態検出ユニット２０ａ〜２０ｘを
起動待ち状態とさせるため、電源回路８６を遮断状態と
して、自己保持を解除し、スリープ状態（起動待ち状
態）に入る。スリープ状態とされたバッテリ状態検出ユ
ニット２０ａ〜２０ｘは、管理用ＥＣＵ２６からの次の
起動トリガＴｐによりウェークアップ（起動）する。
【００９４】以上の説明が、電気車両１０の走行モード
（放電モード）における動作説明である。
【００９５】次に、図１４に示す充電モードにおける管
理用ＥＣＵ２６に係るフローチャートを参照するととも
に、図１０に示したタイミングチャートをも参照して充
電モードにおける動作について説明する。
【００９６】なお、この充電モードにおけるステップＳ
１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１５の各処理は、上述した走
行モードにおけるステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ５の各
処理と同様の処理であるので、その詳細な説明は省略す
る。
【００９７】この充電モードにおいては、モータ制御用
ＥＣＵ１７は駆動されずに充電器３２を通じて組バッテ
リ１６、すなわち個別バッテリ１８に対する充電制御が
行われる。この場合、管理用ＥＣＵ２６は、ステップＳ
１で説明したように、時点ｔ０で起動トリガＴｐを発生
して、送受信ユニット２１のＬＥＤ８２から全てのバッ
テリ状態検出ユニット２０ａ〜２０ｘを構成する送受信
部２３ａ〜２３ｘのフォトトランジスタ８４を介して制
御回路７０に送ることで、全てのバッテリ状態検出ユニ
ット２０ａ〜２０ｘを起動させる（ステップＳ１１）。
これにより、制御回路７０は、リセットトリガＴｒを発
生して電源回路８６を作動させて、規定時間Ｔｏｐｒの
間、自己保持を行う。
【００９８】次いで、時点ｔ１〜ｔ２の間で、全てのバ
ッテリ状態検出ユニット２０ａ〜２０ｘは、上述した自
己診断（故障診断）を行い、時点ｔ２〜ｔ３の間で自己
診断結果を結果判断・遅延出力回路７６で決定されるタ
イミングにより、順次、送受信ユニット２１に自己診断
結果データＤα｛Ｄα（２０ａ），Ｄα（２０ｂ），
…，Ｄα（２０ｉ），…，Ｄα（２０ｘ）｝として送信
する。管理用ＥＣＵ２６は、このタイミングに対応し
て、各バッテリ状態検出ユニット２０ａ〜２０ｘの自己
診断結果データ（故障診断結果受信データ）Ｄαを正確
に受信することができる（ステップＳ１２）。
【００９９】自己診断結果データＤαの診断結果内容
は、管理用ＥＣＵ２６で判断され（ステップＳ１３）、
正常ではないと判断した場合には、充電電流を制限して
充電を継続する均等充電モードに移行する（ステップＳ
１４）。
【０１００】自己診断結果データＤαの判断結果が全て
正常であった場合｛ビットデータ（ｂ０，ｂ１，ｂ２，
ｂ３）が、（ｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ３）＝（１，０，
０，１）であった場合｝、バッテリ状態検出結果データ
（電圧検出結果データ）Ｄβの受信待ち状態を含む電圧
情報監視処理に移行する（ステップＳ１５）。
【０１０１】図１０に示すように、時点ｔ３〜ｔ５のバ
ッテリ電圧監視期間中の時点ｔ３〜ｔ４の間が電圧検出
期間とされ、例えば、検出時点ｔｃｈｇにおけるバッテ
リの充電中におけるバッテリセル電圧Ｖｃｅｌｌが検出
され、時点ｔ４〜ｔ５の送信タイミング期間に全てのバ
ッテリ状態検出ユニット２０ａ〜２０ｘで検出されたバ
ッテリ状態検出結果データＤβ｛Ｄβ＝Ｄβ（２０
ａ），Ｄβ（２０ｂ），…，Ｄβ（２０ｉ），…，Ｄβ
（２０ｘ）｝が各バッテリ状態検出ユニット２０ａ〜２
０ｘから結果判断・遅延出力回路７６を通じて上述した
所定のタイミングで各送受信部２３ａ〜２３ｘを通じ送
受信ユニット２１を介して管理用ＥＣＵ２６に送信され
る。
【０１０２】上述したように、時点ｔ３〜ｔ４の電圧検
出期間中においては、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ４
が開状態とされ、スイッチＳＷ３、ＳＷ５が閉状態の上
述したバッテリセル電圧Ｖｃｅｌｌの電圧検出状態とさ
れる。そして、この電圧検出時は、図１３に示すよう
に、論理和回路６６、６８および論理積回路７１、７２
の出力がそのまま結果判断・遅延出力回路７６に供給さ
れるように切替回路７４が切り替えられる。
【０１０３】この場合、結果判断・遅延出力回路７６
は、自身の判断結果に基づき、図１２に示した各種内容
を表すビットデータ（ｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ３）をそれ
ぞれ出力する。
【０１０４】この充電モードにおいて、管理用ＥＣＵ２
６は、ビットデータ（ｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ３）の内容
が、バッテリセル１８１〜１９０の中、少なくとも１個
のバッテリセル電圧Ｖｃｅｌｌが上限電圧であるＶｃｅ
ｌｌ＝＋１．３Ｖに到達したことを表すビットデータ
（ｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ３）＝（０，１，１，１）に変
化したかどうかを判断する（ステップＳ１６）。変化し
ていない場合には、通常充電モードを続行する（ステッ
プＳ２０）。なお、通常充電モードでは、組バッテリ１
６に対して、周知の定電流充電制御あるいは定電力充電
制御が充電器３２を通じて行われる。
【０１０５】ステップＳ１６の判断が成立したとき、す
なわち、バッテリセル１８１〜１９０の中、少なくとも
１個のバッテリセルが上限電圧に到達したとき、満充電
判断制御に移行する（ステップＳ１７）。
【０１０６】この満充電判断処理では、例えば、組バッ
テリ１６の両端電圧（２４個の個別バッテリ１８を構成
する合計２４０個のバッテリセルの直列電圧）が、所定
値を超えたかどうかで判断する（ステップＳ１７）。
【０１０７】この満充電判断が成立しない場合には、通
常充電モードを継続し（ステップＳ２０）、ステップ１
７の判断が成立する満充電となるまで充電する。
【０１０８】ステップＳ１７の満充電判断が成立したと
き、ステップＳ１６の最初の１個のバッテリセルが上限
電圧に到達したときから満充電判断時までの時間（Ｔ
ｓ）と充電電流値（Ｉｃｈｇ）とからばらつき電力量
（Ｗｄ）を算出する（ステップＳ１８）。ばらつき電力
量Ｗｄは、Ｗｄ＝Ｔｓ×Ｉｃｈｇで計算される。
【０１０９】このばらつき電力量Ｗｄが、予め定めてあ
る規定値よりも小さい場合には、組バッテリ１６に対し
て正常に充電が行われたものとして、充電動作を終了す
る（ステップＳ１９：ＹＥＳ）。
【０１１０】一方、ばらつき電力量Ｗｄが、規定値より
も大きい場合には（ステップＳ１９：ＮＯ）、ばらつき
が発生したものとして均等充電モードに移行し（ステッ
プＳ１４）、ばらつき解消のための均等充電に移行す
る。
【０１１１】均等充電では、２４０個の全てのバッテリ
セル１８１〜１９０のバッテリセル電圧Ｖｃｅｌｌが上
限電圧である＋１．３Ｖに到達するまで、充電を行う
（ステップＳ２１）。この均等充電時には、通常充電時
に比較して、きわめて小さい電流で充電し、ほとんど全
てのバッテリセル１８１〜１９０に対して僅かに過充電
状態にさせることになる。これにより、充電効率の差や
バッテリの自己放電による蓄積容量の差を解消して、バ
ッテリの寿命を延命することができる。
【０１１２】ステップ２１の判断が成立した均等充電の
成立時に、ステップＳ１９の判断が成立しなくなった時
点から全てのバッテリセル１８１〜１９０が上限電圧値
に到達した時点までの充電時間と充電電流から、全ての
バッテリセル１８１〜１９０のばらつき電力量を計算
し、次に、均等充電を行う場合の充電電流等を算出して
充電モードを終了する（ステップＳ２２）。
【０１１３】この充電モード中には、一定時間毎に起動
トリガＴｐを発生させるようにしているが、充電モード
を終了することにより、一定時間毎の起動トリガＴｐは
発生しなくなるので、電圧監視期間の経過時点ｔ５にお
いて、全てのスイッチＳＷ１〜ＳＷ５が開状態とされ
る。これにより、バッテリの放置中に、抵抗器Ｒ１〜Ｒ
７による電力の消費が発生しないので、電力の節約（省
電力化）が図られる。
【０１１４】なお、上述の実施の形態では、比較器６
１、６２を利用してバッテリセル１８１〜１９０の上下
限電圧（＋１．３Ｖと＋０．９Ｖ）を検出しているが、
単に所定電圧以上か以下かを検出して判断するのではな
く、例えば、抵抗分圧回路の出力側にオペアンプを接続
した電圧計の構成とし、この電圧計によりバッテリセル
１８１〜１９０のバッテリセル電圧Ｖｃｅｌｌを検出
し、Ａ／Ｄ変換器を利用してデジタル信号に変換し、こ
のデジタル信号を光信号で管理用ＥＣＵ２６側に送信す
る構成にすることもできる。
【０１１５】また、バッテリセル電圧Ｖｃｅｌｌを検出
する他、充放電に関連するバッテリ温度の不均一さを検
出するため、バッテリの温度をも検出して送信するよう
にしてもよい。バッテリ温度の検出は、１個または複数
個のバッテリセル毎、１個または複数個の個別バッテリ
１８毎、あるいは組バッテリ１６全体等、所望の組み合
わせに応じてサーミスタ等の温度検出素子を含む温度検
出回路を配置する構成とすればよい。
【０１１６】上述した実施の形態によれば、以下に示す
種々の効果が得られる。 （１）各個別バッテリ１８に対応して一体的に取り付け
られるバッテリ状態検出ユニット２０と送受信ユニット
２１との間では、赤外線による光通信で情報を伝送する
ようにしているので、２４個のバッテリ状態検出ユニッ
ト２０ａ〜２０ｘから１個の送受信ユニット２１までの
実際の電線による配線を不要とし、配線コストを大幅に
削減することができる。また、この部分で、回路のアイ
ソレーションをとることができ、アイソレーションにか
かるコストをも低減できる。 （２）個別バッテリ１８の電圧検出用の引き出し線が、
バッテリボックス２２から管理用ＥＣＵ２６へ直接的に
配線されない構成となっているので、断線等の発生確率
が低くなる。バッテリボックス２２から管理用ＥＣＵ２
６への配線は、この実施の形態では、４本の通信線（低
電圧線）２４ａ〜２４ｄで済んでしまうことになる。４
本の通信線２４ａ〜２４ｄは、４心の電線として存在す
るので、結果として、バッテリボックス２２（の送受信
ユニット２１）から管理用ＥＣＵ２６までの配線束（ハ
ーネス）を１本の多心電線とすることができる。この多
心電線は、従来技術に係るバッテリ状態の検出線のよう
な太くて硬い取り扱いの不便な高電圧線ではなく、０
Ｖ、＋５Ｖのデジタル信号伝送用の電線でよいので、そ
の分、コストも低減でき、ハーネスのスリム化を図るこ
とができる。 （３）バッテリ状態検出ユニット２０は、管理用ＥＣＵ
２６により起動された後、一定の処理後に自己停止する
ので、省電力化が図れる。すなわち、バッテリ状態検出
ユニット２０に、ウェークアップ機能、自己保持機能お
よびスリープ機能を設けているので、節電、すなわち低
消費電力化が可能となる。 （４）組バッテリ１６あるいは個別バッテリ１８の交換
時において、バッテリ状態検出ユニット２０を、交換後
の新しい組バッテリ１６あるいは個別バッテリ１８に対
しても引き続き、そのまま使用することができ経済的で
あり、ランニングコストを低減することができる。 （５）１個毎あるいは複数個毎の個別バッテリ１８のバ
ッテリ状態を１個のバッテリ状態検出ユニット２０によ
り検出することができるので、電気車両１０とは独立し
て、言い換えれば、メーカーや車種とは関係なく個別バ
ッテリ１８を管理することができる。もちろん、電気車
両１０以外の他の電池駆動装置にもバッテリ状態検出ユ
ニット２０を利用することができる。 （６）走行用のモータ１２の出力値等のコンピュータ制
御プログラムなど、車両に依存する設定は、車両毎に自
動車会社等で設定し、一方、バッテリの劣化検知、交換
時期の検出、および充電管理等の組バッテリ１６に依存
する処理は、車両によらず共通の設定とすることでバッ
テリ部分の回路の共通性（汎用性）を向上させることが
でき、コストダウンが可能である。 （７）バッテリ状態検出ユニット２０と送受信ユニット
２１とを組バッテリ１６を収容するバッテリボックス２
２内に配置することで、バッテリボックス２２内に配置
される個別バッテリ１８のバッテリ状態を全て把握する
ことが可能で、内部配線の少ない高付加価値のバッテリ
ボックス２２を得ることができる。 （８）さらに、各バッテリ状態検出ユニット２０ａ〜２
０ｘから、遅延時間差をもってバッテリ状態を送受信ユ
ニット２１に送信するようにしているので、送受信のプ
ロトコルをきわめて簡易化できる。
【０１１７】なお、この発明は、上述の実施の形態に限
らず、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成
を採り得ることはもちろんである。
【０１１８】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、個別バッテリに接続したバッテリ状態検出ユニット
と、このバッテリ状態検出ユニットにより検出したバッ
テリ状態を受信する受信ユニットを離れた位置に配置
し、バッテリ状態検出ユニットにより検出したバッテリ
状態を光信号で前記受信ユニットへ送信するように構成
したので、バッテリ状態検出ユニットと受信ユニット間
の配線であるハーネスが不要となり、構成が簡単でコス
トを低減化することができる。
【０１１９】また、バッテリ状態検出ユニット自身、光
信号出力としているので、その小形化、ハーネスのスリ
ム化、低コスト化および低消費電力化を達成することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態が適用された電気車両
の概略的な構成を示すブロック図である。
【図２】図１例中、バッテリボックスの詳細な構成を示
す模式的正面図である。
【図３】バッテリボックス内での光信号の送受信に係わ
る光信号の投光および受光範囲の説明に供される線図で
ある。
【図４】バッテリ状態検出ユニットの詳しい構成を示す
回路図である。
【図５】電圧検出時における過充電検出側の比較器と抵
抗分圧回路の関係説明に供される回路図である。
【図６】電圧検出時における過放電検出側の比較器と抵
抗分圧回路の関係説明に供される回路図である。
【図７】自己診断時における過充電検出側の比較器と抵
抗分圧回路の関係説明に供される回路図である。
【図８】自己診断時における過放電検出側の比較器と抵
抗分圧回路の関係説明に供される回路図である。
【図９】走行モード（放電モード）における管理用ＥＣ
Ｕの動作説明に供されるフローチャートである。
【図１０】走行モードおよび充電モードにおけるバッテ
リ状態検出ユニットの動作説明に供されるフローチャー
トである。
【図１１】自己診断時における切替回路等の機能説明に
供される回路図である。
【図１２】送信データの内容説明に供される線図であ
る。
【図１３】電圧検出時における切替回路等の機能説明に
供される回路図である。
【図１４】放電モードにおける管理用ＥＣＵの動作説明
に供されるフローチャートである。
【符号の説明】
１０…電気車両 １６…組バッテリ １８（１８ａ〜１８ｘ）…個別バッテリ ２０（２０ａ〜２０ｘ）…バッテリ状態検出ユニット ２１…送受信ユニット（受信ユニット） ２２…バッテリボックス ２３ａ〜２３ｘ…
送受信部 ２６…管理用ＥＣＵ ５０…電圧検出回
路 Ｌａ〜Ｌｘ…光信号 Ｒｔ…外付抵抗器（遅延時間設定用可変抵抗器） Ｔｄ（Ｔｄｉ）…遅延時間（規定送信時間）

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】個別バッテリを直列に複数個接続した組バ
    ッテリと、 該組バッテリを構成する個別バッテリの１個毎あるいは
    複数個毎に配され、該個別バッテリの１個あるいは複数
    個のバッテリ状態をそれぞれ検出するバッテリ状態検出
    ユニットと、 前記各バッテリ状態検出ユニットが検出したバッテリ状
    態を受信する受信ユニットとを備え、 前記バッテリ状態検出ユニットと前記受信ユニットとは
    離れた位置に配置され、前記バッテリ状態検出ユニット
    により検出されたバッテリ状態を前記受信ユニットへ光
    信号で送信することを特徴とするバッテリ状態検出装
    置。
  2. 【請求項２】請求項１記載の装置において、 前記バッテリ状態検出ユニットと前記受信ユニットは、
    前記組バッテリを収容するバッテリボックス内に配置さ
    れることを特徴とするバッテリ状態検出装置。
  3. 【請求項３】請求項１または２記載の装置において、 前記受信ユニットは、起動信号の送信機能を含み、 前記バッテリ状態検出ユニットは、前記受信ユニットか
    ら送信される光信号による前記起動信号を受信すること
    により起動されてバッテリ状態の検出を開始し、検出し
    たバッテリ状態を、各バッテリ状態検出ユニット毎にそ
    れぞれ異なる時間として設定された各規定送信時間後
    に、前記受信ユニットに送信することを特徴とするバッ
    テリ状態検出装置。
  4. 【請求項４】個別バッテリを直列に複数個接続して組バ
    ッテリを構成し、構成した組バッテリ中の前記個別バッ
    テリの状態を検出するために、前記個別バッテリの１個
    毎または複数個毎に配されるバッテリ状態検出ユニット
    であって、 前記各バッテリ状態検出ユニットに対して光信号により
    通信を行う送受信ユニットが配され、 前記各バッテリ状態検出ユニットは、前記送受信ユニッ
    トからバッテリ状態検出指令を受信することで所定時間
    起動され、対応する前記１個または複数個の個別バッテ
    リの状態を検出し、検出したバッテリ状態を、前記各バ
    ッテリ状態検出ユニット毎にそれぞれ異なる時間に設定
    された各規定送信時間後に、前記バッテリ状態受信ユニ
    ットに送信し、バッテリ状態の送信終了後に自動的に作
    動を停止し、起動待ち状態になるように構成されること
    を特徴とするバッテリ状態検出ユニット。
JP15975098A 1998-06-08 1998-06-08 バッテリ状態検出装置およびバッテリ状態検出ユニット Pending JPH11355904A (ja)

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