WO2014087442A1 - 蓄電システム - Google Patents

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WO2014087442A1
WO2014087442A1 PCT/JP2012/007733 JP2012007733W WO2014087442A1 WO 2014087442 A1 WO2014087442 A1 WO 2014087442A1 JP 2012007733 W JP2012007733 W JP 2012007733W WO 2014087442 A1 WO2014087442 A1 WO 2014087442A1
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circuit
power storage
storage block
alarm
voltage value
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PCT/JP2012/007733
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千済 田邉
勇二 西
裕之 海谷
宏昌 田中
啓司 海田
基 伊藤
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トヨタ自動車株式会社
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    • H02J7/0049—Detection of fully charged condition

Definitions

  • the present invention relates to a technique for cutting off the power supply of the power storage block regardless of the control of the controller.
  • Patent Document 1 describes that in order to suppress overcharge of a secondary battery, when a charging current flows through the secondary battery, the system main relay is turned off. By turning off the system main relay, the connection between the secondary battery and the load can be cut off, charging of the secondary battery can be stopped, and overcharging of the secondary battery can be suppressed.
  • a CPU Central Processing Unit included in an ECU (Electric Control Unit) controls ON / OFF of a system main relay.
  • the CPU performs not only the drive control of the system main relay but also other controls, and the program included in the CPU may be changed.
  • the program when the program is changed, it is necessary to check whether or not the drive control of the system main relay, in other words, the control for suppressing the overcharge is normally performed after the change of the program.
  • the power storage system includes a power storage block including a power storage element for charging and discharging, a relay, a controller, and a current interrupt circuit.
  • the relay switches between ON for connecting the storage block to the load and OFF for disconnecting the connection of the storage block and the load.
  • the controller controls ON and OFF of the relay.
  • the current interrupt circuit switches the relay from on to off and interrupts energization of the storage block.
  • the current interrupt circuit has an alarm circuit, a latch circuit, and a transistor.
  • the alarm circuit compares the voltage value of the power storage block and the threshold value, and outputs an alarm signal indicating that the power storage block is in an overcharged state.
  • the latch circuit holds the alarm signal and outputs the held signal.
  • the transistor receives the output signal of the latch circuit and switches the relay from on to off.
  • the power storage block can be composed of one power storage element or a plurality of power storage elements.
  • a power storage block is configured by a plurality of power storage elements, the plurality of power storage elements can be electrically connected in series or electrically connected in parallel.
  • a plurality of power storage blocks can be prepared, and the plurality of power storage blocks can be electrically connected in series.
  • the alarm circuit detects the voltage value of each power storage block and determines whether or not each power storage block is in an overcharged state.
  • the relay can be switched between on and off by the controller outputting a control signal.
  • the relay can be switched from on to off using a current interrupt circuit on a line different from the line on which the controller controls driving of the relay.
  • the current interrupt circuit can switch the relay from on to off independently of the control of the controller. For this reason, even when the program (microcomputer) included in the controller is changed, the relay can be switched from on to off when the power storage block is in an overcharged state by using the current interrupt circuit. . In this way, the current interrupt circuit can continue to be used regardless of the controller, and the versatility of the current interrupt circuit can be improved.
  • the relay can be switched from on to off without considering a bug in the program.
  • the electric element included in the current interruption circuit can be configured by a semiconductor element that is less prone to wear deterioration (aging deterioration), and can improve the reliability of components.
  • the current interrupt circuit has a latch circuit
  • the alarm signal when the alarm signal is output from the alarm circuit, the alarm signal can be continuously output from the latch circuit, and the relay can be kept off.
  • the relay is switched from on to off by the current interrupt circuit, the voltage value of the power storage block decreases as the polarization of the power storage block is eliminated.
  • the alarm signal may not be output from the alarm circuit. Specifically, the alarm signal may not be output from the alarm circuit when the voltage value of the power storage block becomes lower than a threshold value.
  • the alarm signal is no longer output, the voltage value of the storage block rises as the storage block is energized, and the alarm signal may be output again from the alarm circuit.
  • the latch circuit is omitted, an alarm signal may or may not be output from the alarm circuit.
  • the relay may be repeatedly switched between ON and OFF, and the wear deterioration of the relay is advanced.
  • the alarm signal after the alarm signal is output from the alarm circuit, the alarm signal is held by the latch circuit. Accordingly, it is possible to prevent an alarm signal from being output or not to be output, and to prevent the relay from being repeatedly switched between on and off. Therefore, it is possible to suppress the progress of relay wear deterioration.
  • the first comparator and the second comparator can be used as the alarm circuit. If the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the power storage block are connected to the input terminal of the first comparator, respectively, the potential difference between the positive electrode and the negative electrode of the power storage block, in other words, the voltage value of the power storage block can be detected. Further, the output of the first comparator can be input to one input terminal of the second comparator, and the threshold value (voltage value) used to determine the overcharge state can be input to the other input terminal of the second comparator. .
  • the second comparator determines whether or not the power storage block is in an overcharged state by comparing the voltage value and the threshold value (voltage value) of the power storage block using the second comparator.
  • the second comparator can output an alarm signal.
  • the second comparator does not output an alarm signal.
  • a filter circuit can be connected to the output line of the second comparator.
  • a capacitor can be used as the filter circuit.
  • a photocoupler can be provided between the latch circuit and the transistor.
  • the circuit located on the input side of the photocoupler and the circuit located on the output side of the photocoupler can be insulated.
  • the circuit located on the input side of the photocoupler is a circuit that operates at a high voltage because the voltage value of the storage block is input.
  • a photocoupler a high voltage can be converted to a low voltage, and a transistor can be operated at a low voltage.
  • a filter circuit can be provided on the line connecting the alarm circuit and the storage block.
  • a capacitor can be used as the filter circuit.
  • a Zener diode can be electrically connected in parallel to the electricity storage block.
  • the cathode of the Zener diode can be connected to the positive terminal of the power storage block
  • the anode of the Zener diode can be connected to the negative terminal of the power storage block.
  • the electricity storage block can be mounted on the vehicle together with the engine.
  • the electric power (electric energy) output from the power storage block is converted into kinetic energy
  • the vehicle can be driven using this kinetic energy.
  • the engine can be started (cranking) by using the electric power output from the power storage block.
  • a delay circuit can be provided between the latch circuit and the transistor.
  • the output signal of the latch circuit can be input not only to the transistor but also to the controller.
  • the relay is switched from on to off, and charging / discharging of the power storage block is stopped. After charging and discharging of the power storage block is stopped, the engine cannot be started using the output power of the power storage block.
  • the controller can start the engine based on the output signal of the latch circuit. That is, the controller can start the engine before the relay is switched from on to off by the current interrupt circuit.
  • the controller can output a signal to stop the operation of the current interrupt circuit. Thereby, when the power storage system is not operated, the operation of the current interrupt circuit can be stopped, and the power consumption accompanying the operation of the current interrupt circuit can be reduced.
  • An OR circuit can be provided between the latch circuit and the transistor.
  • An output signal from the latch circuit and a signal for stopping the operation of the current interrupt circuit (an output signal from the controller) can be input to the OR circuit.
  • the charging / discharging of the storage block can be stopped along with the operation of the current interrupt circuit being stopped. Thereby, it is possible to prevent the storage block from being charged / discharged in a state where the current interrupt circuit is not operating.
  • the power storage system includes a power storage block, a relay, a controller, and a current interruption circuit, as in the first invention of the present application.
  • the current interruption circuit has an alarm circuit and a transistor.
  • the alarm circuit compares the voltage value and threshold value of the power storage block and outputs an alarm signal, and the transistor receives the output signal of the alarm circuit and switches the relay from on to off.
  • the alarm circuit includes a comparator having a hysteresis characteristic (so-called hysteresis comparator).
  • hysteresis comparator a comparator having a hysteresis characteristic
  • the hysteresis is larger than the voltage drop amount of the electricity storage block after the electricity supply to the electricity storage block is cut off.
  • the comparator included in the alarm circuit it is possible to compare the voltage value and threshold value of the storage block and output the alarm signal. Further, since the comparator has a hysteresis characteristic, after the alarm signal is output from the comparator, the threshold value can be lowered by the amount of hysteresis. As a result, even after the electricity storage block is de-energized, the voltage value of the electricity storage block is less likely to be lower than the threshold even if the electricity storage block is depolarized and the voltage value of the electricity storage block is reduced.
  • the alarm circuit can continue to output the alarm signal. Therefore, similarly to the first invention of the present application, it is possible to suppress the relay from repeatedly switching between on and off, and to suppress the progress of relay wear deterioration.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the output of an alarm latch circuit, and the operation
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a battery system of the present embodiment (corresponding to a power storage system of the present invention).
  • the battery system shown in FIG. 1 can be mounted on a vehicle, for example. In this vehicle, the vehicle can be driven using the output of the assembled battery 10. Note that the present invention can be applied to other than vehicles.
  • the assembled battery 10 includes a plurality of unit cells (corresponding to the storage element of the present invention) 11 electrically connected in series.
  • a secondary battery such as a nickel metal hydride battery or a lithium ion battery can be used.
  • An electric double layer capacitor can be used instead of the secondary battery.
  • the number of the single cells 11 can be appropriately set based on the required output of the assembled battery 10 or the like.
  • all the unit cells 11 constituting the assembled battery 10 are electrically connected in series.
  • the assembled battery 10 includes a plurality of unit cells 11 electrically connected in parallel. It may be included.
  • the current sensor 21 detects a current flowing through the assembled battery 10 and outputs a detection result to a battery ECU (Electric Control Unit) 30.
  • the current sensor 21 is provided on the positive line PL connected to the positive terminal of the assembled battery 10, but the current sensor 21 only needs to be able to detect the current flowing in the assembled battery 10, and the position where the current sensor 21 is provided. Can be set as appropriate.
  • the current sensor 21 can be provided on the positive electrode line PL or the negative electrode line NL connected to the negative electrode terminal of the assembled battery 10. A plurality of current sensors 21 can also be used.
  • the system main relay SMR-B is provided on the positive line PL.
  • the system main relay SMR-B is switched between on and off by receiving a control signal from a host ECU (Electric Control Unit) 34.
  • a host ECU Electric Control Unit
  • the battery ECU 30 and the host ECU 34 correspond to a controller in the present invention.
  • the system main relay SMR-B has an exciting coil 51, a movable contact 52, and a fixed contact 53.
  • One end of the excitation coil 51 is connected to the power supply 41 via the switch 42, and the other end of the excitation coil 51 is grounded.
  • the power supply 41 for example, an auxiliary battery mounted on the vehicle can be used.
  • the switch 42 is switched between on and off by receiving a control signal from the host ECU 34.
  • a control signal from the host ECU 34.
  • the switch 42 is switched from OFF to ON, a current flows from the power supply 41 to the excitation coil 51, and a magnetic force is generated in the excitation coil 51.
  • the switch 42 is switched from on to off, energization from the power source 41 to the exciting coil 51 is interrupted.
  • the movable contact 52 is biased in a direction away from the fixed contact 53 by, for example, a spring.
  • the movable contact 52 moves against the urging force by the magnetic force generated in the exciting coil 51.
  • the movable contact 52 comes into contact with the fixed contact 53, and the system main relay SMR-B is switched from OFF to ON.
  • the movable contact 52 is separated from the fixed contact 53 by receiving an urging force. As a result, the system main relay SMR-B is switched from on to off.
  • a system main relay SMR-G is provided in the negative electrode line NL.
  • the system main relay SMR-G is switched between on and off by receiving a control signal from the host ECU 34.
  • the structure of system main relay SMR-G is the same as that of system main relay SMR-B (see FIG. 2).
  • System main relay SMR-P and current limiting resistor R1 are electrically connected in parallel to system main relay SMR-G.
  • System main relay SMR-P and current limiting resistor R1 are electrically connected in series.
  • System main relay SMR-P is switched between on and off by receiving a control signal from host ECU 34.
  • the structure of the system main relay SMR-P is the same as that of the system main relay SMR-B (see FIG. 2).
  • the current limiting resistor R1 is used to suppress an inrush current from flowing when the assembled battery 10 is connected to a load (specifically, an inverter 22 described later).
  • the assembled battery 10 is connected to the inverter 22 via the positive electrode line PL and the negative electrode line NL.
  • the host ECU 34 first switches the system main relay SMR-B from off to on, and switches the system main relay SMR-P from off to on. Thereby, a current can be passed through the current limiting resistor R1.
  • the host ECU 34 switches the system main relay SMR-P from on to off. Thereby, the connection between the assembled battery 10 and the inverter 22 is completed, and the battery system shown in FIG. 1 is in a start-up state (Ready-On). Information related to ON / OFF of the ignition switch of the vehicle is input to the host ECU 34. When the ignition switch is switched from OFF to ON, the host ECU 34 activates the battery system shown in FIG.
  • the host ECU 34 switches the system main relays SMR-B and SMR-G from on to off. Thereby, the electrical connection of the assembled battery 10 and the inverter 22 is interrupted, and the battery system shown in FIG. 1 is in a stopped state (Ready-Off). When the battery system is in a stopped state, charging / discharging of the assembled battery 10 is not performed.
  • the inverter 22 converts the DC power output from the assembled battery 10 into AC power, and outputs the AC power to the motor generator (MG) 23.
  • the motor / generator 23 receives the AC power output from the inverter 22 and generates kinetic energy for running the vehicle. The kinetic energy generated by the motor / generator 23 is transmitted to the wheels so that the vehicle can run.
  • the motor / generator 23 converts kinetic energy generated during braking of the vehicle into electric energy (AC power).
  • the inverter 22 converts AC power generated by the motor / generator 23 into DC power and outputs the DC power to the assembled battery 10. Thereby, the assembled battery 10 can store regenerative electric power.
  • the battery ECU 30 has a monitoring IC (Integrated Circuit) 31.
  • the monitoring IC 31 is connected to each unit cell 11 via the voltage detection line L1, and detects the voltage value of each unit cell 11.
  • the voltage detection line L ⁇ b> 1 is connected to each of the positive terminal and the negative terminal in each unit cell 11.
  • the monitoring IC 31 detects the voltage value of the single battery (corresponding to the storage block of the present invention) 11, but the present invention is not limited to this.
  • the monitoring IC 31 can detect the voltage value of the battery block (corresponding to the power storage block of the present invention) including the plurality of single cells 11.
  • the voltage detection line L1 is connected to each of the positive terminal and the negative terminal in each battery block.
  • the battery block can be constituted by, for example, a plurality of unit cells 11 electrically connected in series. Moreover, a battery block can be comprised by the several cell 11 electrically connected in parallel, for example. And the assembled battery 10 can be comprised by electrically connecting a some battery block in series.
  • the battery ECU 30 has a photocoupler 32 and a CPU (Central Processing Unit) 33.
  • the output of the monitoring IC 31 is input to the CPU 33 via the photocoupler 32.
  • the circuit located on the input side of the photocoupler 32 and the circuit located on the output side of the photocoupler 32 can be insulated.
  • the CPU 33 can acquire the voltage value of the single battery 11 based on the output of the monitoring IC 31.
  • the battery ECU 30 (CPU 33) outputs the acquired voltage value of the cell 11 to the host ECU 34.
  • the host ECU 34 can control charging / discharging of the assembled battery 10 based on the voltage value by obtaining the voltage value of the unit cell 11 from the battery ECU 30. Processing for controlling charging / discharging of the assembled battery 10 will be described later.
  • the assembled battery 10 is connected to the inverter 22, but the present invention is not limited to this.
  • a booster circuit can be provided in a current path connecting the assembled battery 10 and the inverter 22.
  • the booster circuit can boost the output voltage of the assembled battery 10 and output the boosted power to the inverter 22. Further, the booster circuit can step down the output voltage of the inverter 22 and output the lowered power to the assembled battery 10.
  • the process shown in FIG. 3 is executed by the host ECU 34. Specifically, based on a computer program incorporated in the host ECU 34, the host ECU 34 executes the process shown in FIG. Further, the process shown in FIG. 3 is repeatedly performed at a predetermined cycle.
  • step S101 the host ECU 34 acquires the voltage value Vb of each unit cell 11.
  • the battery ECU 30 detects the voltage value Vb of each unit cell 11 using the monitoring IC 31 and outputs the detection result to the host ECU 34.
  • step S102 the host ECU 34 determines whether or not the voltage value Vb is higher than the upper limit voltage value Vc_th.
  • the upper limit voltage value Vc_th is a predetermined voltage value in order to suppress overcharging of the unit cell 11. That is, when the voltage value Vb is higher than the upper limit voltage value Vc_th, the host ECU 34 can determine that the unit cell 11 is in an overcharged state. When the voltage value Vb is lower than the upper limit voltage value Vc_th, the host ECU 34 can determine that the unit cell 11 is not in an overcharged state.
  • the upper limit voltage value Vc_th can be set to a value lower than the voltage value of the unit cell 11 that is actually overcharged. Information regarding the upper limit voltage value Vc_th can be stored in a memory.
  • the voltage values of the plurality of single cells 11 are detected, and any single cell 11 is prevented from being overcharged.
  • variations in self-discharge characteristics and variations in internal resistance may occur. Due to the variations, voltage values in the plurality of unit cells 11 may vary. Therefore, when determining the overcharge state of the unit cell 11, it is preferable to compare the highest voltage value Vb and the upper limit voltage value Vc_th.
  • step S104 When the voltage value Vb is higher than the upper limit voltage value Vc_th, the host ECU 34 performs the process of step S104. On the other hand, when the voltage value Vb is lower than the upper limit voltage value Vc_th, the host ECU 34 performs the process of step S103.
  • step S103 the host ECU 34 determines whether or not the voltage value Vb is lower than the lower limit voltage value Vd_th.
  • the lower limit voltage value Vd_th is a predetermined voltage value in order to suppress overdischarge of the unit cell 11. That is, when the voltage value Vb is lower than the lower limit voltage value Vd_th, the host ECU 34 can determine that the unit cell 11 is in an overdischarged state. When the voltage value Vb is higher than the lower limit voltage value Vd_th, the host ECU 34 can determine that the unit cell 11 is not in an overdischarged state.
  • the lower limit voltage value Vd_th can be set to a value lower than the voltage value of the unit cell 11 that is actually in the overdischarge state. Information regarding the lower limit voltage value Vd_th can be stored in a memory.
  • the voltage values of the plurality of unit cells 11 are detected, and any one unit cell 11 is prevented from being overdischarged.
  • the voltage values of the plurality of unit cells 11 may vary due to variations in self-discharge characteristics and variations in internal resistance. Therefore, when determining the overdischarge state of the unit cell 11, it is preferable to compare the lowest voltage value Vb and the lower limit voltage value Vd_th.
  • the host ECU 34 When the voltage value Vb is lower than the lower limit voltage value Vd_th, the host ECU 34 performs a process of step S105. On the other hand, when the voltage value Vb is higher than the lower limit voltage value Vd_th, the host ECU 34 ends the process shown in FIG.
  • step S104 the host ECU 34 limits the charging of the assembled battery 10. Specifically, the host ECU 34 can limit the charging of the assembled battery 10 by reducing the upper limit electric power Win that allows the charging of the assembled battery 10. Here, the host ECU 34 controls the charging of the assembled battery 10 so that the input power (charging power) of the assembled battery 10 does not exceed the upper limit power Win.
  • the upper limit power Win can be set in advance based on the temperature of the battery pack 10 and SOC (State of charge).
  • SOC state of charge
  • the SOC indicates the ratio of the current charge capacity to the full charge capacity.
  • the upper limit power Win can be decreased as the temperature of the assembled battery 10 increases, or the upper limit power Win can be decreased as the temperature of the assembled battery 10 decreases. Further, the upper limit power Win can be reduced as the SOC of the battery pack 10 increases.
  • the upper limit power Win is lowered from a value set in advance based on the temperature of the battery pack 10 and the SOC.
  • step S105 the host ECU 34 limits the discharge of the assembled battery 10. Specifically, the host ECU 34 can limit the discharge of the battery pack 10 by reducing the upper limit power Wout that allows the battery pack 10 to discharge. Here, the host ECU 34 controls the discharge of the battery pack 10 so that the output power (discharge power) of the battery pack 10 does not exceed the upper limit power Wout.
  • the upper limit power Wout can be set in advance based on the temperature of the battery pack 10 and SOC (State of charge). Specifically, the upper limit power Wout can be decreased as the temperature of the assembled battery 10 increases, or the upper limit power Wout can be decreased as the temperature of the assembled battery 10 decreases. Moreover, the upper limit electric power Wout can be reduced, so that SOC of the assembled battery 10 falls.
  • step S105 the upper limit power Wout is lowered from a value set in advance based on the temperature and SOC of the assembled battery 10.
  • limiting the discharge of the battery pack 10 includes stopping the discharge of the battery pack 10.
  • the upper limit power Wout is set to 0 [kW]
  • the discharge of the assembled battery 10 can be stopped.
  • charging / discharging of the battery pack 10 is controlled based on the voltage value Vb of the unit cell 11, but the present invention is not limited to this.
  • the SOC of the assembled battery 10 can be calculated, and charging / discharging of the assembled battery 10 can be controlled based on this SOC.
  • the assembled battery is set so that the SOC of the assembled battery 10 changes along the reference SOC. 10 charging / discharging can be controlled.
  • the SOC of the battery pack 10 can be calculated using the voltage value Vb of the unit cell 11 and the current value flowing through the unit cell 11.
  • Various methods for calculating the SOC have been proposed in the past, and these proposals can be adopted as appropriate. Therefore, a detailed method for calculating the SOC is omitted.
  • a current interrupt circuit 60 is connected to the assembled battery 10 via a voltage detection line L2.
  • the voltage detection lines L2 branch from the voltage detection line L1, and are provided by the number of the voltage detection lines L1.
  • the plurality of voltage detection lines L2 are connected to the positive terminal and the negative terminal of each unit cell 11, and the current interrupt circuit 60 can detect the voltage value of each unit cell 11. As described above, when the plurality of voltage detection lines L1 are connected to the positive terminal and the negative terminal of the battery block, the current interrupt circuit 60 uses the plurality of voltage detection lines L2 to determine the voltage value of the battery block. Can be detected.
  • the current cut-off circuit 60 cuts off the connection between the assembled battery 10 and the inverter 22 when the unit cell 11 is in an overcharged state. Specifically, when the unit cell 11 is in an overcharged state, the current cutoff circuit 60 switches the system main relays SMR-B and SMR-G from on to off. Here, as long as the connection between the assembled battery 10 and the inverter 22 can be cut off, the current cut-off circuit 60 may switch at least one of the system main relays SMR-B and SMR-G from on to off.
  • the current cutoff circuit 60 cuts off the energization to the exciting coil 51, thereby causing the system main relay SMR-B. , SMR-G can be switched from on to off.
  • the system main relays SMR-B and SMR-G are turned on / off in response to a command from the host ECU 34 or switched in response to a command from the current interrupt circuit 60. That is, as a control line for switching on / off of the system main relays SMR-B and SMR-G, a control line via the host ECU 34 and a control line via the current cutoff circuit 60 are provided.
  • control lines are independent from each other as shown in FIG. That is, the current interrupt circuit 60 can switch the system main relays SMR-B and SMR-G from on to off regardless of the control of the host ECU 34.
  • the host ECU 34 cannot switch the system main relays SMR-B and SMR-G from off to on.
  • the current interruption circuit 60 has a resistor R2, and the resistor R2 is provided in each voltage detection line L2.
  • the resistor R ⁇ b> 2 is used to prevent an overvoltage from the assembled battery 10 (unit cell 11) from being applied to the current interrupt circuit 60. That is, when an overvoltage is to be applied to the current interrupt circuit 60, the resistor R2 is melted to prevent the overvoltage from being applied to the current interrupt circuit 60.
  • the current interruption circuit 60 has a plurality of Zener diodes D.
  • Each zener diode D is electrically connected in parallel with each unit cell 11 via a voltage detection line L2.
  • the cathode of the Zener diode D is connected to the positive terminal of the single battery 11, and the anode of the Zener diode D is connected to the negative terminal of the single battery 11.
  • the plurality of Zener diodes D are electrically connected in series.
  • the zener diode D is used to suppress application of an overvoltage from the assembled battery 10 (unit cell 11) to the current interrupt circuit 60. That is, when an overvoltage is to be applied to the current interrupt circuit 60, the Zener diode D becomes conductive, so that a current can flow from the cathode to the anode. Thereby, it can suppress that an overvoltage is applied to the side of IC (Integrated) Circuit) 61 which will be described later.
  • the Zener diode D becomes conductive, the resistor R2 can be blown by passing a current through the resistor R2. That is, when an overvoltage is to be applied from the assembled battery 10 to the IC 61, the connection between the assembled battery 10 and the IC 61 can be interrupted by fusing the resistor R ⁇ b> 2. Thereby, the IC 61 can be protected. Note that the Zener diode D can be omitted if the application of overvoltage to the current interrupt circuit 60 can be excluded.
  • the current interruption circuit 60 has a capacitor C (corresponding to the filter circuit of the present invention) C.
  • One end of the capacitor C is connected to the voltage detection line L2, and the other end of the capacitor C is grounded.
  • the capacitor C is provided for each voltage detection line L2, and is used to reduce noise in the voltage detection line L2.
  • a connection point of the capacitor C with respect to the voltage detection line L2 is located between an IC 61 described later and a connection point of the Zener diode D with respect to the voltage detection line L2. If the influence of noise can be ignored, the capacitor C can be omitted.
  • the current interruption circuit 60 has an IC 61.
  • the IC 61 receives a start signal or a stop signal from the battery ECU 30.
  • the activation signal is a signal that allows power from the power supply to be supplied to the IC 61, and the IC 61 can be operated by the activation signal.
  • the stop signal is a signal for stopping the power supply from the power source to the IC 61, and the operation of the IC 61 can be stopped by the stop signal.
  • the operation of the IC 61 can be stopped by the battery ECU 30, the operation of the IC 61 can also be stopped when the battery system shown in FIG. 1 is stopped. Thereby, the power consumption of the IC 61 can be reduced.
  • the IC 61 has a comparator (corresponding to the first comparator of the present invention) CMP.
  • the voltage detection line L2 connected to the positive terminal of each unit cell 11 is connected to the negative input terminal of the comparator CMP. Further, the voltage detection line L2 connected to the negative terminal of each unit cell 11 is connected to the positive input terminal of the comparator CMP.
  • the voltage detection line L2 connected to the positive terminal of one unit cell 11 and the negative terminal of the other unit cell 11 is branched.
  • the branched voltage detection line L2 is connected to a positive input terminal of one comparator CMP and a negative input terminal of the other comparator CMP.
  • the comparator CMP outputs the potential difference between the positive electrode terminal and the negative electrode terminal in the unit cell 11, in other words, the voltage value of the unit cell 11.
  • the IC 61 has an OR circuit 62 connected to the comparator CMP, and an output signal from the comparator CMP is input to the OR circuit 62.
  • the OR circuit 62 is connected to a plurality of comparators CMP, and when the output signal of one of the comparators CMP is input to the OR circuit 62, the OR circuit 62 generates an output signal.
  • the plurality of comparators CMP operate at different timings. That is, output signals from the plurality of comparators CMP are input to the OR circuit 62 at different timings. For this reason, every time the voltage value of each cell 11 is detected, the OR circuit 62 outputs a signal corresponding to this voltage value.
  • the IC 61 has an alarm confirmation circuit 63 connected to the OR circuit 62, and an output signal of the OR circuit 62 is input to the alarm confirmation circuit 63.
  • the alarm confirmation circuit 63 determines the overcharged state of the unit cell 11 and outputs an alarm signal when the unit cell 11 is in the overcharged state.
  • the alarm signal is a signal indicating that the unit cell 11 is in an overcharged state.
  • the alarm confirmation circuit 63 can be configured by a comparator (corresponding to the second comparator of the present invention) 63a.
  • the output signal of the OR circuit 62 (the voltage value Vb of the cell 11) is input to the negative input terminal of the comparator 63a.
  • the threshold value (voltage value) V_th is input to the positive input terminal of the comparator 63a.
  • the threshold value V_th is generated by dividing the voltage value generated by the power source 63b using the resistors R3 and R4.
  • the power source 63b can step down the voltage value of the assembled battery 10 (unit cell 11) and output the voltage after stepping down (constant voltage), for example.
  • the power source 63b can be connected to the assembled battery 10 (unit cell 11) via the voltage detection line L2.
  • the power source 63b may be supplied with the electric power of the assembled battery 10, or, among all the unit cells 11 constituting the assembled battery 10, some of the unit cells 11 (a plurality of unit cells 11 connected in series). ) May be supplied.
  • Resistors R3 and R4 are electrically connected in series to the power source 63b, and the connection point of the resistors R3 and R4 is connected to the positive input terminal of the comparator 63a. Since the threshold value V_th is set in advance as will be described later, the output voltage of the power source 63b and the resistance values of the resistors R3 and R4 can be set so that the threshold value V_th becomes a set value.
  • the threshold value (voltage value) V_th is a voltage value for determining the overcharge state of the unit cell 11 and can be appropriately set in consideration of the charge / discharge characteristics of the unit cell 11 and the like.
  • the threshold value (voltage value) V_th is set to a voltage value when the cell 11 is actually overcharged, or a value lower than the voltage value when the cell 11 is actually overcharged. Can be set.
  • the threshold value (voltage value) V_th can be set to a value higher than the upper limit voltage value Vc_th described in the process of step S102 shown in FIG.
  • the output signal of the OR circuit 62 (the voltage value Vb of the single cell 11) is higher than the threshold value (voltage value) V_th, the output signal (alarm signal) of the comparator 63a is generated.
  • the output signal of the OR circuit 62 (the voltage value Vb of the single cell 11) is lower than the threshold value (voltage value) V_th, the output signal (alarm signal) of the comparator 63a is not generated.
  • the alarm confirmation circuit 63 the configuration shown in FIG. In FIG. 7, one end of a capacitor (corresponding to the filter circuit of the present invention) 63c is connected to the output line of the comparator 63a. The other end of the capacitor 63c is grounded.
  • the capacitor 63c By providing the capacitor 63c, it is possible to suppress noise from being included in the output signal of the alarm confirmation circuit 63. That is, by removing noise using the capacitor 63c, the reliability of the output signal (alarm signal) of the alarm confirmation circuit 63 can be improved.
  • the IC 61 has an alarm latch circuit 64 connected to the alarm confirmation circuit 63, and an output signal (alarm signal) of the alarm confirmation circuit 63 is input to the alarm latch circuit 64.
  • the alarm latch circuit 64 holds the input signal from the alarm confirmation circuit 63 and outputs a latch signal (corresponding to an alarm signal).
  • the IC 61 (alarm latch circuit 64) is connected to the photocoupler 65.
  • the photocoupler 65 is used as a switch element, and is switched from off to on by receiving a latch signal from the alarm latch circuit 64. Since the photocoupler 65 is an insulating element, the circuit positioned on the input side of the photocoupler 65 (high voltage circuit) and the circuit positioned on the output side of the photocoupler 65 (low voltage circuit) are insulated. Can do. In other words, the photocoupler 65 can change a high voltage signal as an input signal to a low voltage signal as an output signal.
  • the photocoupler 65 is connected to the input terminal of the OR circuit 66.
  • the output signal of the photocoupler 65 is input to the input terminal of the OR circuit 66.
  • an output signal (corresponding to an alarm signal) of the OR circuit 66 is generated.
  • the output terminal of the OR circuit 66 is connected to the delay circuit 67, and the output signal of the OR circuit 66 is input to the delay circuit 67.
  • the delay circuit 67 outputs a signal (corresponding to an alarm signal) after a predetermined time has elapsed since the output signal of the OR circuit 66 was input.
  • the delay circuit 67 is connected to a transistor (switch) 68.
  • the transistor 68 receives the output signal of the delay circuit 67 and switches from on to off.
  • the transistor 68 is turned on.
  • One end of the transistor 68 is connected to the power source 69, and the other end of the transistor 68 is connected to the exciting coil 51 of the system main relays SMR-B and SMR-G.
  • the power source 69 shown in FIG. 5 is the same as the power source 41 shown in FIG.
  • the transistor 68 is the same as the switch 42 shown in FIG. For this reason, the transistor 68 operates in response to a control signal from the host ECU 34 or operates in response to an output signal of the delay circuit 67.
  • the output signal (alarm signal) of the IC 61 is input to the transistor 68, thereby turning on the system main relays SMR-B and SMR-G. Can be switched off. Thereby, it can prevent that charging / discharging is performed with respect to the cell 11 of an overcharge state.
  • the system main relays SMR-B, SMR-G, and SMR-P are switched between ON and OFF in response to a control signal from the host ECU 34.
  • the current cutoff circuit 60 switches the system main relays SMR-B and SMR-G from on to off, not controlled by the host ECU 34.
  • the drive control of the system main relays SMR-B and SMR-G is performed separately for the path including the host ECU 34 and the path including the current interrupt circuit 60.
  • the current interrupt circuit 60 is not affected by the design change. In other words, the current interrupt circuit 60 can continue to be used even after the design of the host ECU 34 or the battery ECU 30 is changed.
  • the current interruption circuit 60 becomes a dedicated component for turning off the system main relays SMR-B and SMR-G when the unit cell 11 is overcharged, and can improve versatility.
  • the current interrupt circuit 60 is configured using electronic components (mainly semiconductor elements) and does not perform processing using a computer program. Therefore, if the current interrupt circuit 60 is used, the system main relays SMR-B and SMR-G can be driven without considering a bug in the program. In addition, since wear degradation (aging degradation) is less likely to occur in a semiconductor element, the reliability of a component (current cutoff circuit 60) can be improved by configuring the current cutoff circuit 60 using a semiconductor element. it can.
  • one current interrupt circuit 60 is provided for the assembled battery 10, but this is not a limitation. Specifically, when all the unit cells 11 constituting the assembled battery 10 are divided into a plurality of groups, a current interrupt circuit 60 can be provided for each group.
  • a circuit located on the output side of the photocoupler 65 can be shared. That is, in the current cutoff circuit 60 shown in FIG. 5, circuits (including the photocoupler 65) located on the input side of the photocoupler 65 can be provided by the number of groups. Then, the output signal of each photocoupler 65 can be input to the OR circuit 66.
  • the input terminal of the OR circuit 66 is connected to the battery ECU 30, and the output signal of the battery ECU 30 is input to the input terminal of the OR circuit 66.
  • the battery ECU 30 outputs a start signal or a stop signal to the IC 61. Therefore, a signal for stopping the IC 61 is also input to the OR circuit 66.
  • the OR circuit 66 When the output signal of the photocoupler 65 is received or when the stop signal of the IC 61 is received from the battery ECU 30, the OR circuit 66 generates an output signal. Thereby, the transistor 68 can be switched from on to off, and the system main relays SMR-B and SMR-G can be switched from on to off.
  • the OR circuit 66 does not generate an output signal.
  • the transistor 68 is turned off and the system main relays SMR-B and SMR-G are turned off. be able to.
  • the connection between the assembled battery 10 and the inverter 22 is cut off, and charging / discharging of the assembled battery 10 can be stopped.
  • the assembled battery 10 and the inverter 22 can be prevented from remaining connected. Therefore, it is possible to prevent the assembled battery 10 from being charged and discharged while the IC 61 is not operating, and the unit cell 11 from being overcharged.
  • the output signal of the OR circuit 66 is input not only to the delay circuit 67 but also to the battery ECU 30. That is, when an alarm signal is output from the IC 61, this information is also transmitted to the battery ECU 30. Thereby, the battery ECU 30 can confirm that the system main relays SMR-B and SMR-G are switched from on to off depending on the overcharged state of the unit cell 11.
  • the battery ECU 30 can start the engine by receiving an output signal (alarm signal) of the OR circuit 66. Specifically, when the output signal (alarm signal) of the OR circuit 66 is input to the battery ECU 30, the battery ECU 30 outputs the information acquired from the OR circuit 66 to the host ECU 34. The host ECU 34 receives information from the battery ECU 30 and starts the engine. Here, the engine can be started using the output of the assembled battery 10.
  • the engine start can not be stopped while the output signal (alarm signal) of the OR circuit 66 is being input to the battery ECU 30.
  • the output signal (alarm signal) of the OR circuit 66 is generated, the system main relays SMR-B and SMR-G are switched from on to off as described above, and the assembled battery 10 is not charged or discharged. In this case, traveling of the vehicle can be ensured by not stopping the start of the engine.
  • a delay circuit 67 is provided between the OR circuit 66 and the transistor 68. Therefore, based on the output of the delay circuit 67, before switching the system main relays SMR-B, SMR-G from on to off, the output signal of the OR circuit 66 is input to the battery ECU 30 to start the engine. Can do. That is, before stopping charging / discharging of the assembled battery 10, the engine can be started.
  • the delay circuit 67 by using the delay circuit 67, it is possible to switch the system main relays SMR-B and SMR-G from on to off while securing the time for starting the engine by the output power of the assembled battery 10. . Thereby, even if it is a case where charging / discharging of the assembled battery 10 is stopped, a vehicle can be made to drive
  • the delay circuit 67 can be omitted when the engine is started using a power source (for example, an auxiliary battery) different from the assembled battery 10. If a power source other than the assembled battery 10 is used as a power source for starting the engine, the engine can be started even after charging / discharging of the assembled battery 10 is stopped. In this case, it is not necessary to delay the timing for switching the system main relays SMR-B and SMR-G from on to off, and the delay circuit 67 can be omitted.
  • a power source for example, an auxiliary battery
  • an alarm signal when an alarm signal is output from the alarm confirmation circuit 63, the alarm signal is held in the alarm latch circuit 64. That is, after the alarm signal is output from the alarm confirmation circuit 63, the signal is continuously output from the alarm latch circuit 64, and the system main relays SMR-B and SMR-G remain off. If the alarm latch circuit 64 is omitted, an alarm signal may be output from the alarm confirmation circuit 63 or no alarm signal may be output depending on the voltage value of the unit cell 11.
  • FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the output of the alarm confirmation circuit 63 and the on / off of the system main relays SMR-B and SMR-G in a configuration in which the alarm latch circuit 64 is omitted.
  • an alarm signal is output from the alarm confirmation circuit 63 in response to the voltage value Vb of the cell 11 reaching the threshold value V_th.
  • system main relays SMR-B and SMR-G are switched from on to off. Thereby, charging / discharging of the assembled battery 10 (unit cell 11) is not performed, and the polarization of the assembled battery 10 (unit cell 11) is eliminated.
  • the voltage value Vb of the unit cell 11 When the voltage value Vb of the unit cell 11 is reduced along with the elimination of the polarization, the voltage value Vb may be lower than the threshold value V_th. In particular, as the voltage change amount ⁇ Vb increases, the voltage value Vb after the polarization is eliminated is more likely to be lower than the threshold value V_th.
  • the voltage change amount ⁇ Vb is represented by the product of the current value flowing through the cell 11 and the internal resistance of the cell 11. For this reason, the amount of voltage change ⁇ Vb increases as the current value (charging current) flowing through the unit cell 11 increases. Further, as the internal resistance of the unit cell 11 increases, the voltage change amount ⁇ Vb increases. Here, the internal resistance of the unit cell 11 is likely to increase as the temperature of the unit cell 11 decreases.
  • the system main relays SMR-B and SMR-G are repeatedly switched between on and off. As described above, when the system main relays SMR-B and SMR-G are repeatedly switched between on and off, wear deterioration of the system main relays SMR-B and SMR-G proceeds.
  • the alarm latch circuit 64 since the alarm latch circuit 64 is provided, when an alarm signal is output from the alarm confirmation circuit 63, the alarm signal is held by the alarm latch circuit 64 as shown in FIG. If the alarm signal is held, system main relays SMR-B and SMR-G remain off.
  • Embodiment 2 of the present invention a battery system that is Embodiment 2 of the present invention will be described.
  • the same components as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • differences from the first embodiment will be mainly described.
  • the alarm latch circuit 64 is used to keep the alarm signal, but in this embodiment, the alarm latch circuit 64 is omitted. However, in this embodiment as well, as in the first embodiment, when an alarm signal is output, the output of the alarm signal is continued.
  • FIG. 10 shows the configuration of the alarm confirmation circuit 63 in this embodiment.
  • the alarm confirmation circuit 63 is a hysteresis circuit.
  • the value obtained by dividing the output voltage of the comparator 63a by the resistors 63d and R4 is hysteresis. For this reason, the hysteresis can be adjusted by appropriately setting the resistance values of the resistors 63d and R4.
  • the threshold value V_th input to the comparator 63a can be set by dividing the voltage value of the power source 63b using the resistors R3 and R4.
  • the power source 63b can use the power of the assembled battery 10 (unit cell 11), for example.
  • V_hys be the voltage value input to the positive input terminal of the comparator 63a after the occurrence of hysteresis.
  • the difference between the threshold value V_th and the voltage value V_hys corresponds to hysteresis.
  • the alarm signal can be continuously output from the comparator 63a by reducing the threshold value V_th by the hysteresis amount. Specifically, if the hysteresis is larger than the voltage change amount ⁇ Vb, the voltage value Vb does not become lower than the voltage value V_hys, and the alarm signal can be continuously output from the comparator 63a.
  • the hysteresis can be determined in consideration of the measured voltage change amount ⁇ Vb. Specifically, the resistance value of the resistor 63d can be set so that the hysteresis is larger than the voltage change amount ⁇ Vb. As described above, the voltage change amount ⁇ Vb changes according to the value of the current flowing through the unit cell 11, the resistance value of the unit cell 11, and the like.
  • the maximum value that the voltage change amount ⁇ Vb can take is specified in advance by experiments or the like, and a hysteresis larger than the voltage change amount (maximum value) ⁇ Vb can be set. Thereby, even when the voltage change amount ⁇ Vb changes, the alarm signal can be continuously output from the comparator 63a.
  • FIG. 11 may be used instead of the configuration shown in FIG.
  • the configuration shown in FIG. 10 corresponds to the configuration shown in FIG. 6 described in the first embodiment
  • the configuration shown in FIG. 11 corresponds to the configuration shown in FIG. 7 described in the first embodiment.
  • a capacitor 63c is connected to the output line of the comparator 63a.
  • connection point of the resistor 63d to the output line of the comparator 63a is located between the output terminal of the comparator 63a and the connection point of the capacitor 63c to the output line. According to the configuration shown in FIG. 11, the noise included in the output signal of the comparator 63a can be reduced as in the configuration shown in FIG.
  • the alarm decision circuit 63 can have the same function as the alarm latch circuit 64 described in the first embodiment. Accordingly, the behavior of the voltage value Vb shown in FIG. 8 can be suppressed, and the system main relays SMR-B and SMR-G can be prevented from being repeatedly switched between on and off. Further, it is possible to suppress the progress of wear deterioration of the system main relays SMR-B and SMR-G.
  • the configuration of the current cut-off circuit 60 is simplified and the current cut-off circuit 60 is downsized by the amount that the alarm latch circuit 64 is omitted. Can do.

Abstract

【課題】　コントローラを介さずに、蓄電ブロックの通電を遮断する構成を提供する。 【解決手段】　蓄電システムは、充放電を行う蓄電素子（１１）を含む蓄電ブロックと、蓄電ブロックを負荷（２２，２３）と接続するオンと、蓄電ブロックおよび負荷の接続を遮断するオフとの間で切り替わるリレー（ＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇ）と、リレーのオンおよびオフを制御するコントローラ（３４）と、リレーをオンからオフに切り替えて、蓄電ブロックの通電を遮断する電流遮断回路（６０）と、を有する。電流遮断回路は、蓄電ブロックの電圧値および閾値を比較して、蓄電ブロックが過充電状態であることを示すアラーム信号を出力するアラーム回路（ＣＭＰ，６２，６３）と、アラーム信号を保持するラッチ回路（６４）と、ラッチ回路の出力信号を受けて、リレーをオンからオフに切り替えるトランジスタ（６８）と、を有する。

Description

蓄電システム
　本発明は、コントローラの制御に関わらず、蓄電ブロックの通電を遮断する技術に関する。
　特許文献１には、二次電池の過充電を抑制するために、二次電池に充電電流が流れたときには、システムメインリレーをオフにすることが記載されている。システムメインリレーをオフにすることにより、二次電池および負荷の接続を遮断することができ、二次電池の充電を停止することができ、二次電池の過充電を抑制することができる。
特開２００８－１９９７６１号公報 特開２００９－１７８０１４号公報
　特許文献１では、ＥＣＵ（Electric Control Unit）に含まれるＣＰＵ（Central Processing Unit）が、システムメインリレーのオン／オフを制御している。ＣＰＵは、システムメインリレーの駆動制御だけでなく、他の制御も行っており、ＣＰＵに含まれるプログラムを変更することがある。ここで、プログラムを変更するときには、プログラムの変更後において、システムメインリレーの駆動制御、言い換えれば、過充電を抑制する制御が正常に行われるか否かを検査しなければならない。
　本願第１の発明である蓄電システムは、充放電を行う蓄電素子を含む蓄電ブロックと、リレーと、コントローラと、電流遮断回路とを有する。リレーは、蓄電ブロックを負荷と接続するオンと、蓄電ブロックおよび負荷の接続を遮断するオフとの間で切り替わる。コントローラは、リレーのオンおよびオフを制御する。電流遮断回路は、リレーをオンからオフに切り替えて、蓄電ブロックの通電を遮断する。
　電流遮断回路は、アラーム回路と、ラッチ回路と、トランジスタとを有する。アラーム回路は、蓄電ブロックの電圧値および閾値を比較して、蓄電ブロックが過充電状態であることを示すアラーム信号を出力する。ラッチ回路は、アラーム信号を保持し、保持した信号を出力する。トランジスタは、ラッチ回路の出力信号を受けて、リレーをオンからオフに切り替える。
　蓄電ブロックは、１つの蓄電素子で構成することもできるし、複数の蓄電素子で構成することもできる。複数の蓄電素子によって蓄電ブロックを構成するとき、複数の蓄電素子は、電気的に直列に接続したり、電気的に並列に接続したりすることができる。また、複数の蓄電ブロックを用意しておき、複数の蓄電ブロックを電気的に直列に接続することができる。複数の蓄電ブロックを用いたとき、アラーム回路は、各蓄電ブロックの電圧値を検出し、各蓄電ブロックが過充電状態であるか否かを判別する。
　本願第１の発明によれば、コントローラが制御信号を出力することにより、リレーをオンおよびオフの間で切り替えることができる。また、本願第１の発明では、コントローラがリレーの駆動を制御するラインとは異なるラインにおいて、電流遮断回路を用いて、リレーをオンからオフに切り替えることができる。
　すなわち、電流遮断回路は、コントローラの制御とは独立して、リレーをオンからオフに切り替えることができる。このため、コントローラに含まれるプログラム（マイコン）を変更した場合であっても、電流遮断回路を使用することにより、蓄電ブロックが過充電状態であるときに、リレーをオンからオフに切り替えることができる。このように、コントローラに関わらず、電流遮断回路を使用し続けることができ、電流遮断回路の汎用性を向上させることができる。
　また、電流遮断回路の動作には、プログラム処理が含まれていないため、プログラムのバグを考慮せずに、リレーをオンからオフに切り替えることができる。電流遮断回路に含まれる電気素子は、摩耗劣化（経年劣化）が進行しにくい半導体素子で構成することができ、部品の信頼性を向上させることができる。
　電流遮断回路は、ラッチ回路を有しているため、アラーム回路からアラーム信号が出力されたときには、ラッチ回路からアラーム信号を出力し続けることができ、リレーをオフのままにすることができる。電流遮断回路によってリレーをオンからオフに切り替えると、蓄電ブロックの分極が解消されることに伴い、蓄電ブロックの電圧値が低下する。蓄電ブロックの電圧値が低下すると、アラーム回路からアラーム信号が出力されないことがある。具体的には、蓄電ブロックの電圧値が閾値よりも低くなることにより、アラーム回路からアラーム信号が出力されないことがある。
　アラーム信号が出力されなくなれば、蓄電ブロックの通電に伴って、蓄電ブロックの電圧値が上昇し、アラーム回路からアラーム信号が再び出力されることがある。ここで、ラッチ回路を省略すると、アラーム回路からアラーム信号が出力されたり、出力されなかったりする。これに伴い、リレーがオンおよびオフの間で繰り返して切り替わってしまうことがあり、リレーの摩耗劣化を進行させてしまう。
　本願第１の発明によれば、アラーム回路からアラーム信号が出力された後では、ラッチ回路によってアラーム信号が保持される。これに伴い、アラーム信号が出力されたり、出力されなかったりすることを防止でき、リレーがオンおよびオフの間で繰り返して切り替わってしまうことを防止できる。したがって、リレーの摩耗劣化が進行することを抑制できる。
　アラーム回路としては、第１コンパレータおよび第２コンパレータを用いることができる。蓄電ブロックの正極端子および負極端子を、第１コンパレータの入力端子にそれぞれ接続すれば、蓄電ブロックの正極および負極における電位差、言い換えれば、蓄電ブロックの電圧値を検出することができる。また、第１コンパレータの出力を、第２コンパレータにおける一方の入力端子に入力し、過充電状態の判別に用いられる閾値（電圧値）を、第２コンパレータにおける他方の入力端子に入力することができる。
　これにより、第２コンパレータを用いて、蓄電ブロックの電圧値および閾値（電圧値）を比較して、蓄電ブロックが過充電状態であるか否かを判別することができる。蓄電ブロックの電圧値が閾値（電圧値）よりも高いとき、第２コンパレータ（アラーム回路）は、アラーム信号を出力することができる。一方、蓄電ブロックの電圧値が閾値（電圧値）よりも低いとき、第２コンパレータ（アラーム回路）は、アラーム信号を出力しない。
　第２コンパレータの出力ラインには、フィルタ回路を接続することができる。フィルタ回路としては、例えば、コンデンサを用いることができる。第２コンパレータの出力ラインにフィルタ回路を接続することにより、第２コンパレータの出力に含まれるノイズを低減することができ、第２コンパレータの出力信号（アラーム信号）に対する信頼性を向上させることができる。
　ラッチ回路およびトランジスタの間には、フォトカプラを設けることができる。フォトカプラを用いることにより、フォトカプラの入力側に位置する回路と、フォトカプラの出力側に位置する回路とを絶縁状態とすることができる。フォトカプラの入力側に位置する回路は、蓄電ブロックの電圧値が入力されるため、高電圧で動作する回路となる。そこで、フォトカプラを用いることにより、高電圧を低電圧に変換することができ、トランジスタを低電圧で動作させることができる。
　アラーム回路および蓄電ブロックを接続するラインには、フィルタ回路を設けることができる。フィルタ回路としては、例えば、コンデンサを用いることができる。このフィルタ回路を用いれば、アラーム回路が蓄電ブロックの電圧値を検出するときに、ノイズを低減した状態で電圧値を検出することができる。これにより、蓄電ブロックの電圧値を検出する精度を向上させることができる。
　蓄電ブロックには、ツェナーダイオードを電気的に並列に接続することができる。具体的には、ツェナーダイオードのカソードを蓄電ブロックの正極端子に接続するとともに、ツェナーダイオードのアノードを蓄電ブロックの負極端子に接続することができる。これにより、蓄電ブロックから電流遮断回路に過電圧が印加しようとするときには、カソードからアノードに電流を流すことができ、電流遮断回路に過電圧が印加することを抑制できる。
　蓄電ブロックは、エンジンとともに、車両に搭載することができる。ここで、蓄電ブロックから出力された電力（電気エネルギ）を運動エネルギに変換すれば、この運動エネルギを用いて車両を走行させることができる。また、蓄電ブロックから出力された電力を用いることにより、エンジンの始動（クランキング）を行うことができる。
　蓄電ブロックおよびエンジンを車両に搭載した構成では、ラッチ回路およびトランジスタの間に、遅延回路を設けることができる。そして、ラッチ回路の出力信号を、トランジスタだけでなく、コントローラにも入力させることができる。ラッチ回路の出力信号がトランジスタに入力されたときには、上述したように、リレーがオンからオフに切り替わり、蓄電ブロックの充放電が停止することになる。蓄電ブロックの充放電が停止した後では、蓄電ブロックの出力電力を用いて、エンジンを始動させることができなくなってしまう。
　ここで、ラッチ回路およびトランジスタの間に、遅延回路を設けておけば、ラッチ回路の出力信号を受けたトランジスタが、リレーをオンからオフに切り替えるタイミングを遅らせることができる。一方、ラッチ回路の出力信号は、コントローラに入力されるため、コントローラは、ラッチ回路の出力信号に基づいて、エンジンを始動させることができる。すなわち、コントローラは、電流遮断回路によってリレーがオンからオフに切り替わる前に、エンジンを始動させることができる。
　コントローラは、電流遮断回路の動作を停止させる信号を出力することができる。これにより、蓄電システムを動作させないときに、電流遮断回路の動作を停止させることができ、電流遮断回路の動作に伴う消費電力を低減することができる。
　ラッチ回路およびトランジスタの間には、ＯＲ回路を設けることができる。ＯＲ回路には、ラッチ回路の出力信号と、電流遮断回路の動作を停止させる信号（コントローラの出力信号）とを入力することができる。これにより、コントローラが、電流遮断回路の動作を停止させる信号を出力したときであっても、ＯＲ回路の出力を受けたトランジスタが、リレーをオンからオフに切り替えることができる。
　すなわち、電流遮断回路の動作を停止させることに伴って、蓄電ブロックの充放電を停止させることができる。これにより、電流遮断回路が動作していない状態において、蓄電ブロックの充放電が行われてしまうことを防止できる。
　本願第２の発明である蓄電システムは、本願第１の発明と同様に、蓄電ブロックと、リレーと、コントローラと、電流遮断回路とを有する。ここで、電流遮断回路は、アラーム回路およびトランジスタを有する。アラーム回路は、蓄電ブロックの電圧値および閾値を比較してアラーム信号を出力し、トランジスタは、アラーム回路の出力信号を受けて、リレーをオンからオフに切り替える。
　アラーム回路は、ヒステリシス特性を有するコンパレータ（いわゆるヒステリシスコンパレータ）を含んでいる。ここで、ヒステリシスは、蓄電ブロックの通電を遮断した後における蓄電ブロックの電圧降下量よりも大きくなっている。
　本願第２の発明によれば、アラーム回路に含まれるコンパレータを用いることにより、蓄電ブロックの電圧値および閾値を比較して、アラーム信号を出力させることができる。また、コンパレータは、ヒステリシス特性を有しているため、コンパレータからアラーム信号が出力された後は、ヒステリシスの分だけ、閾値を低下させることができる。これにより、蓄電ブロックの通電を遮断した後に、蓄電ブロックの分極が解消されることに伴って、蓄電ブロックの電圧値が低下しても、蓄電ブロックの電圧値が閾値よりも低下しにくくなる。
　蓄電ブロックの電圧値が閾値よりも低下しなければ、アラーム回路は、アラーム信号を出力し続けることができる。したがって、本願第１の発明と同様に、リレーがオンおよびオフの間で繰り返して切り替わることを抑制でき、リレーの摩耗劣化が進行することを抑制できる。
電池システムの構成を示す図である。 システムメインリレーの構造を示す図である。 単電池の電圧値に基づいて、組電池の充放電を制御する処理を示すフローチャートである。 電池システムの一部の構成を示す図である。 電流遮断回路の構成を示す図である。 アラーム確定回路の構成を示す図である。 アラーム確定回路の他の構成を示す図である。 アラームラッチ回路を備えていない構成において、アラーム確定回路の出力と、システムメインリレーの動作とを示す図である。 アラームラッチ回路を備えた構成において、アラームラッチ回路の出力と、システムメインリレーの動作とを示す図である。 実施例２におけるアラーム確定回路の構成を示す図である。 実施例２におけるアラーム確定回路の他の構成を示す図である。
　以下、本発明の実施例について説明する。
　図１は、本実施例の電池システム（本発明の蓄電システムに相当する）の構成を示す図である。図１に示す電池システムは、例えば、車両に搭載することができる。この車両では、組電池１０の出力を用いて車両を走行させることができる。なお、車両以外であっても、本発明を適用することができる。
　組電池１０は、電気的に直列に接続された複数の単電池（本発明の蓄電素子に相当する）１１を有する。単電池１１としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタを用いることができる。単電池１１の数は、組電池１０の要求出力などに基づいて、適宜設定することができる。本実施例では、組電電池１０を構成する、すべての単電池１１が電気的に直列に接続されているが、組電池１０には、電気的に並列に接続された複数の単電池１１が含まれていてもよい。
　電流センサ２１は、組電池１０に流れる電流を検出し、検出結果を電池ＥＣＵ（Electric Control Unit）３０に出力する。本実施例では、組電池１０の正極端子と接続された正極ラインＰＬに電流センサ２１を設けているが、電流センサ２１は、組電池１０に流れる電流を検出できればよく、電流センサ２１を設ける位置は適宜設定することができる。具体的には、正極ラインＰＬ又は、組電池１０の負極端子と接続された負極ラインＮＬに、電流センサ２１を設けることができる。また、複数の電流センサ２１を用いることもできる。
　正極ラインＰＬには、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂが設けられている。システムメインリレーＳＭＲ－Ｂは、上位ＥＣＵ（Electric Control Unit）３４からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。ここで、電池ＥＣＵ３０および上位ＥＣＵ３４は、本発明におけるコントローラに相当する。
　図２に示すように、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂは、励磁コイル５１と、可動接点５２と、固定接点５３とを有する。励磁コイル５１の一端は、スイッチ４２を介して電源４１と接続されており、励磁コイル５１の他端は、接地されている。電源４１としては、例えば、車両に搭載された補機バッテリを用いることができる。
　スイッチ４２は、上位ＥＣＵ３４からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。スイッチ４２がオフからオンに切り替わると、電源４１から励磁コイル５１に電流が流れ、励磁コイル５１には、磁力が発生する。一方、スイッチ４２がオンからオフに切り替わると、電源４１から励磁コイル５１への通電が遮断される。
　可動接点５２は、例えば、バネなどによって、固定接点５３から離れる方向に付勢されている。励磁コイル５１に電流が流れると、励磁コイル５１に発生した磁力によって、可動接点５２は、付勢力に抗して移動する。これにより、可動接点５２が固定接点５３と接触して、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂは、オフからオンに切り替わる。一方、励磁コイル５１への通電が遮断されると、可動接点５２は、付勢力を受けて固定接点５３から離れる。これにより、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂは、オンからオフに切り替わる。
　図１において、負極ラインＮＬには、システムメインリレーＳＭＲ－Ｇが設けられている。システムメインリレーＳＭＲ－Ｇは、上位ＥＣＵ３４からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。システムメインリレーＳＭＲ－Ｇの構造は、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂの構造（図２参照）と同様である。
　システムメインリレーＳＭＲ－Ｇには、システムメインリレーＳＭＲ－Ｐおよび電流制限抵抗Ｒ１が電気的に並列に接続されている。システムメインリレーＳＭＲ－Ｐおよび電流制限抵抗Ｒ１は、電気的に直列に接続されている。システムメインリレーＳＭＲ－Ｐは、上位ＥＣＵ３４からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。システムメインリレーＳＭＲ－Ｐの構造は、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ（図２参照）と同様である。電流制限抵抗Ｒ１は、組電池１０を負荷（具体的には、後述するインバータ２２）と接続するときに、突入電流が流れることを抑制するために用いられる。
　組電池１０は、正極ラインＰＬおよび負極ラインＮＬを介して、インバータ２２と接続されている。組電池１０をインバータ２２と接続するとき、上位ＥＣＵ３４は、まず、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂをオフからオンに切り替えるとともに、システムメインリレーＳＭＲ－Ｐをオフからオンに切り替える。これにより、電流制限抵抗Ｒ１に電流を流すことができる。
　次に、上位ＥＣＵ３４は、システムメインリレーＳＭＲ－Ｇをオフからオンに切り替えた後に、システムメインリレーＳＭＲ－Ｐをオンからオフに切り替える。これにより、組電池１０およびインバータ２２の接続が完了し、図１に示す電池システムは、起動状態（Ready-On）となる。上位ＥＣＵ３４には、車両のイグニッションスイッチのオン／オフに関する情報が入力される。イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わると、上位ＥＣＵ３４は、図１に示す電池システムを起動する。
　一方、イグニッションスイッチがオンからオフに切り替わったとき、上位ＥＣＵ３４は、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇをオンからオフに切り替える。これにより、組電池１０およびインバータ２２の電気的な接続が遮断され、図１に示す電池システムは、停止状態（Ready-Off）となる。電池システムが停止状態にあるとき、組電池１０の充放電が行われない。
　インバータ２２は、組電池１０から出力された直流電力を交流電力に変換し、交流電力をモータ・ジェネレータ（ＭＧ）２３に出力する。モータ・ジェネレータ２３は、インバータ２２から出力された交流電力を受けて、車両を走行させるための運動エネルギを生成する。モータ・ジェネレータ２３によって生成された運動エネルギは、車輪に伝達され、車両を走行させることができる。
　車両を減速させたり、停止させたりするとき、モータ・ジェネレータ２３は、車両の制動時に発生する運動エネルギを電気エネルギ（交流電力）に変換する。インバータ２２は、モータ・ジェネレータ２３が生成した交流電力を直流電力に変換し、直流電力を組電池１０に出力する。これにより、組電池１０は、回生電力を蓄えることができる。
　電池ＥＣＵ３０は、監視ＩＣ（Integrated Circuit）３１を有する。監視ＩＣ３１は、電圧検出ラインＬ１を介して、各単電池１１と接続されており、各単電池１１の電圧値を検出する。ここで、電圧検出ラインＬ１は、各単電池１１における正極端子および負極端子のそれぞれと接続されている。
　本実施例では、監視ＩＣ３１が単電池（本発明の蓄電ブロックに相当する）１１の電圧値を検出しているが、これに限るものではない。例えば、監視ＩＣ３１は、複数の単電池１１を含む電池ブロック（本発明の蓄電ブロックに相当する）の電圧値を検出することができる。ここで、電圧検出ラインＬ１は、各電池ブロックにおける正極端子および負極端子のそれぞれと接続されている。
　電池ブロックは、例えば、電気的に直列に接続された複数の単電池１１によって構成することができる。また、電池ブロックは、例えば、電気的に並列に接続された複数の単電池１１によって構成することができる。そして、複数の電池ブロックを電気的に直列に接続することにより、組電池１０を構成することができる。
　電池ＥＣＵ３０は、フォトカプラ３２およびＣＰＵ（Central Processing Unit）３３を有する。監視ＩＣ３１の出力は、フォトカプラ３２を介して、ＣＰＵ３３に入力される。ここで、フォトカプラ３２を用いることにより、フォトカプラ３２の入力側に位置する回路と、フォトカプラ３２の出力側に位置する回路とを、絶縁状態とすることができる。ＣＰＵ３３は、監視ＩＣ３１の出力に基づいて、単電池１１の電圧値を取得することができる。
　電池ＥＣＵ３０（ＣＰＵ３３）は、取得した単電池１１の電圧値を上位ＥＣＵ３４に出力する。上位ＥＣＵ３４は、単電池１１の電圧値を電池ＥＣＵ３０から取得することにより、この電圧値に基づいて、組電池１０の充放電を制御することができる。組電池１０の充放電を制御する処理については、後述する。
　本実施例では、組電池１０をインバータ２２に接続しているが、これに限るものではない。具体的には、組電池１０およびインバータ２２を接続する電流経路において、昇圧回路を設けることができる。昇圧回路は、組電池１０の出力電圧を昇圧して、昇圧後の電力をインバータ２２に出力することができる。また、昇圧回路は、インバータ２２の出力電圧を降圧して、降圧後の電力を組電池１０に出力することができる。
　次に、単電池１１の電圧値に基づいて、組電池１０の充放電を制御する処理について、図３に示すフローチャートを用いて説明する。ここで、図３に示す処理は、上位ＥＣＵ３４によって実行される。具体的には、上位ＥＣＵ３４に組み込まれたコンピュータプログラムに基づいて、上位ＥＣＵ３４は、図３に示す処理を実行する。また、図３に示す処理は、所定の周期で繰り返して行われる。
　ステップＳ１０１において、上位ＥＣＵ３４は、各単電池１１の電圧値Ｖｂを取得する。ここで、電池ＥＣＵ３０は、監視ＩＣ３１を用いて、各単電池１１の電圧値Ｖｂを検出しており、検出結果を上位ＥＣＵ３４に出力する。
　ステップＳ１０２において、上位ＥＣＵ３４は、電圧値Ｖｂが上限電圧値Ｖｃ＿ｔｈよりも高いか否かを判別する。上限電圧値Ｖｃ＿ｔｈは、単電池１１の過充電を抑制するために、予め定められた電圧値である。すなわち、電圧値Ｖｂが上限電圧値Ｖｃ＿ｔｈよりも高いとき、上位ＥＣＵ３４は、単電池１１が過充電状態であると判別することができる。また、電圧値Ｖｂが上限電圧値Ｖｃ＿ｔｈよりも低いとき、上位ＥＣＵ３４は、単電池１１が過充電状態ではないと判別することができる。
　単電池１１が過充電状態であるか否かの判別は、単電池１１が実際に過充電状態に到達する前に行うことが好ましい。このため、上限電圧値Ｖｃ＿ｔｈは、実際に過充電状態となる単電池１１の電圧値よりも低い値に設定することができる。上限電圧値Ｖｃ＿ｔｈに関する情報は、メモリに記憶しておくことができる。
　本実施例では、複数の単電池１１の電圧値を検出しており、いずれかの単電池１１が過充電状態となることを抑制するようにしている。複数の単電池１１では、自己放電特性のバラツキや内部抵抗のバラツキが発生することがあり、このバラツキによって、複数の単電池１１における電圧値にバラツキが発生することがある。そこで、単電池１１の過充電状態を判別するときには、最も高い電圧値Ｖｂおよび上限電圧値Ｖｃ＿ｔｈを比較することが好ましい。
　電圧値Ｖｂが上限電圧値Ｖｃ＿ｔｈよりも高いとき、上位ＥＣＵ３４は、ステップＳ１０４の処理を行う。一方、電圧値Ｖｂが上限電圧値Ｖｃ＿ｔｈよりも低いとき、上位ＥＣＵ３４は、ステップＳ１０３の処理を行う。
　ステップＳ１０３において、上位ＥＣＵ３４は、電圧値Ｖｂが下限電圧値Ｖｄ＿ｔｈよりも低いか否かを判別する。下限電圧値Ｖｄ＿ｔｈは、単電池１１の過放電を抑制するために、予め定められた電圧値である。すなわち、電圧値Ｖｂが下限電圧値Ｖｄ＿ｔｈよりも低いとき、上位ＥＣＵ３４は、単電池１１が過放電状態であると判別することができる。また、電圧値Ｖｂが下限電圧値Ｖｄ＿ｔｈよりも高いとき、上位ＥＣＵ３４は、単電池１１が過放電状態ではないと判別することができる。
　単電池１１が過放電状態であるか否かの判別は、単電池１１が実際に過放電状態に到達する前に行うことが好ましい。このため、下限電圧値Ｖｄ＿ｔｈは、実際に過放電状態となる単電池１１の電圧値よりも低い値に設定することができる。下限電圧値Ｖｄ＿ｔｈに関する情報は、メモリに記憶しておくことができる。
　本実施例では、複数の単電池１１の電圧値を検出しており、いずれかの単電池１１が過放電状態となることを抑制するようにしている。上述したように、自己放電特性のバラツキや内部抵抗のバラツキによって、複数の単電池１１における電圧値にバラツキが発生することがある。そこで、単電池１１の過放電状態を判別するときには、最も低い電圧値Ｖｂおよび下限電圧値Ｖｄ＿ｔｈを比較することが好ましい。
　電圧値Ｖｂが下限電圧値Ｖｄ＿ｔｈよりも低いとき、上位ＥＣＵ３４は、ステップＳ１０５の処理を行う。一方、電圧値Ｖｂが下限電圧値Ｖｄ＿ｔｈよりも高いとき、上位ＥＣＵ３４は、図３に示す処理を終了する。
　ステップＳ１０４において、上位ＥＣＵ３４は、組電池１０の充電を制限する。具体的には、上位ＥＣＵ３４は、組電池１０の充電を許容する上限電力Ｗｉｎを低下させることにより、組電池１０の充電を制限することができる。ここで、上位ＥＣＵ３４は、組電池１０の入力電力（充電電力）が上限電力Ｗｉｎを超えないように、組電池１０の充電を制御する。
　上限電力Ｗｉｎは、組電池１０の温度やＳＯＣ（State of Charge）に基づいて予め設定することができる。ここで、ＳＯＣとは、満充電容量に対する、現在の充電容量の割合を示す。具体的には、組電池１０の温度が上昇するほど、上限電力Ｗｉｎを低下させたり、組電池１０の温度が低下するほど、上限電力Ｗｉｎを低下させたりすることができる。また、組電池１０のＳＯＣが上昇するほど、上限電力Ｗｉｎを低下させたりすることができる。ステップＳ１０４の処理では、上限電力Ｗｉｎを、組電池１０の温度やＳＯＣに基づいて予め設定された値よりも低下させる。
　ステップＳ１０５において、上位ＥＣＵ３４は、組電池１０の放電を制限する。具体的には、上位ＥＣＵ３４は、組電池１０の放電を許容する上限電力Ｗｏｕｔを低下させることにより、組電池１０の放電を制限することができる。ここで、上位ＥＣＵ３４は、組電池１０の出力電力（放電電力）が上限電力Ｗｏｕｔを超えないように、組電池１０の放電を制御する。
　上限電力Ｗｏｕｔは、組電池１０の温度やＳＯＣ（State of Charge）に基づいて予め設定することができる。具体的には、組電池１０の温度が上昇するほど、上限電力Ｗｏｕｔを低下させたり、組電池１０の温度が低下するほど、上限電力Ｗｏｕｔを低下させたりすることができる。また、組電池１０のＳＯＣが低下するほど、上限電力Ｗｏｕｔを低下させたりすることができる。
　ステップＳ１０５の処理では、上限電力Ｗｏｕｔを、組電池１０の温度やＳＯＣに基づいて予め設定された値よりも低下させる。なお、組電池１０の放電を制限することには、組電池１０の放電を停止させることも含まれる。ここで、上限電力Ｗｏｕｔを０［ｋＷ］に設定すれば、組電池１０の放電を停止させることができる。
　図３に示す処理では、単電池１１の電圧値Ｖｂに基づいて、組電池１０の充放電を制御しているが、これに限るものではない。例えば、組電池１０のＳＯＣを算出し、このＳＯＣに基づいて、組電池１０の充放電を制御することができる。例えば、組電池１０と、組電池１０以外の動力源（エンジン又は燃料電池など）とを用いて、車両を走行させるときには、組電池１０のＳＯＣが基準ＳＯＣに沿って変化するように、組電池１０の充放電を制御することができる。
　ここで、組電池１０のＳＯＣは、単電池１１の電圧値Ｖｂや、単電池１１に流れる電流値を用いて算出することができる。ＳＯＣを算出する方法は、従来において様々提案されており、これらの提案を適宜採用することができる。このため、ＳＯＣを算出する詳細な方法については、省略する。
　図４に示すように、組電池１０には、電圧検出ラインＬ２を介して、電流遮断回路６０が接続されている。ここで、電圧検出ラインＬ２は、電圧検出ラインＬ１から分岐しており、電圧検出ラインＬ１の数だけ設けられている。
　複数の電圧検出ラインＬ２は、各単電池１１における正極端子および負極端子と接続されており、電流遮断回路６０は、各単電池１１の電圧値を検出することができる。なお、上述したように、複数の電圧検出ラインＬ１が電池ブロックの正極端子および負極端子に接続されているとき、電流遮断回路６０は、複数の電圧検出ラインＬ２を用いて、電池ブロックの電圧値を検出することができる。
　電流遮断回路６０は、単電池１１が過充電状態であるときに、組電池１０およびインバータ２２の接続を遮断する。具体的には、単電池１１が過充電状態であるとき、電流遮断回路６０は、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇをオンからオフに切り替える。ここで、組電池１０およびインバータ２２の接続を遮断することができればよいため、電流遮断回路６０は、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇの少なくとも一方をオンからオフに切り替えればよい。
　具体的には、単電池１１の電圧値が、過充電状態に対応した電圧値よりも高いとき、電流遮断回路６０は、励磁コイル５１への通電を遮断することにより、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇをオンからオフに切り替えることができる。
　本実施例において、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇのオン／オフは、上位ＥＣＵ３４からの指令を受けて切り替わったり、電流遮断回路６０からの指令を受けて切り替わったりする。すなわち、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇのオン／オフを切り替えるための制御ラインとしては、上位ＥＣＵ３４を介した制御ラインと、電流遮断回路６０を介した制御ラインとが設けられている。
　これらの制御ラインは、図４に示すように、互いに独立している。すなわち、電流遮断回路６０は、上位ＥＣＵ３４の制御に関わらず、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇをオンからオフに切り替えることができる。ここで、電流遮断回路６０がシステムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇをオフにしているとき、上位ＥＣＵ３４は、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇをオフからオンに切り替えることはできない。
　次に、電流遮断回路６０の構成について、図５を用いて説明する。
　電流遮断回路６０は、抵抗Ｒ２を有しており、抵抗Ｒ２は、各電圧検出ラインＬ２に設けられている。抵抗Ｒ２は、組電池１０（単電池１１）からの過電圧が電流遮断回路６０に印加することを防止するために用いられる。すなわち、電流遮断回路６０に過電圧が印加しようとするときには、抵抗Ｒ２が溶断することにより、電流遮断回路６０に対する過電圧の印加を防止している。
　電流遮断回路６０は、複数のツェナーダイオードＤを有する。各ツェナーダイオードＤは、電圧検出ラインＬ２を介して、各単電池１１と電気的に並列に接続されている。ここで、ツェナーダイオードＤのカソードは、単電池１１の正極端子と接続されており、ツェナーダイオードＤのアノードは、単電池１１の負極端子と接続されている。複数のツェナーダイオードＤは、電気的に直列に接続されている。
　ツェナーダイオードＤは、組電池１０（単電池１１）からの過電圧が電流遮断回路６０に印加することを抑制するために用いられる。すなわち、電流遮断回路６０に過電圧が印加しようとするときには、ツェナーダイオードＤが導通状態となることにより、カソードからアノードの側に電流を流すことができる。これにより、後述するＩＣ（Integrated Circuit）６１の側に過電圧が印加されることを抑制することができる。
　ツェナーダイオードＤが導通状態となったとき、抵抗Ｒ２に電流を流すことにより、抵抗Ｒ２を溶断させることができる。すなわち、組電池１０からＩＣ６１に過電圧が印加しようとしたときには、抵抗Ｒ２が溶断することにより、組電池１０およびＩＣ６１の接続を遮断することができる。これにより、ＩＣ６１を保護することができる。なお、電流遮断回路６０への過電圧の印加を除外できれば、ツェナーダイオードＤを省略することができる。
　電流遮断回路６０は、コンデンサ（本発明のフィルタ回路に相当する）Ｃを有する。コンデンサＣの一端は、電圧検出ラインＬ２に接続されており、コンデンサＣの他端は、接地されている。コンデンサＣは、各電圧検出ラインＬ２に対して設けられており、電圧検出ラインＬ２におけるノイズを低減するために用いられる。電圧検出ラインＬ２に対するコンデンサＣの接続点は、後述するＩＣ６１と、電圧検出ラインＬ２に対するツェナーダイオードＤの接続点との間に位置している。なお、ノイズの影響を無視できれば、コンデンサＣを省略することもできる。
　電流遮断回路６０は、ＩＣ６１を有する。ＩＣ６１は、電池ＥＣＵ３０から起動信号を受けたり、停止信号を受けたりする。起動信号とは、電源からの電力をＩＣ６１に供給することを許容する信号であり、起動信号によって、ＩＣ６１を動作させることができる。停止信号とは、電源からＩＣ６１への電力供給を停止させる信号であり、停止信号によって、ＩＣ６１の動作を停止させることができる。
　電池ＥＣＵ３０によってＩＣ６１の動作を停止させることができれば、図１に示す電池システムを停止させているときに、ＩＣ６１の動作も停止させることができる。これにより、ＩＣ６１の消費電力を低減することができる。
　ＩＣ６１は、コンパレータ（本発明の第１コンパレータに相当する）ＣＭＰを有する。各単電池１１の正極端子と接続された電圧検出ラインＬ２は、コンパレータＣＭＰの負側入力端子と接続されている。また、各単電池１１の負極端子と接続された電圧検出ラインＬ２は、コンパレータＣＭＰの正側入力端子と接続されている。
　ここで、図５に示すように、一方の単電池１１の正極端子と、他方の単電池１１の負極端子とに接続された電圧検出ラインＬ２は、分岐している。分岐された電圧検出ラインＬ２は、一方のコンパレータＣＭＰにおける正側入力端子と、他方のコンパレータＣＭＰにおける負側入力端子とにそれぞれ接続されている。
　コンパレータＣＭＰは、単電池１１における正極端子および負極端子の電位差、言い換えれば、単電池１１の電圧値を出力する。ＩＣ６１は、コンパレータＣＭＰと接続されたＯＲ回路６２を有しており、コンパレータＣＭＰの出力信号は、ＯＲ回路６２に入力される。ＯＲ回路６２は、複数のコンパレータＣＭＰと接続されており、いずれかのコンパレータＣＭＰの出力信号がＯＲ回路６２に入力されると、ＯＲ回路６２は出力信号を生成する。
　本実施例において、複数のコンパレータＣＭＰは、互いに異なるタイミングで動作する。すなわち、複数のコンパレータＣＭＰにおける出力信号は、互いに異なるタイミングにおいて、ＯＲ回路６２に入力される。このため、各単電池１１の電圧値が検出されるたびに、この電圧値に相当する信号をＯＲ回路６２が出力する。
　ＩＣ６１は、ＯＲ回路６２と接続されたアラーム確定回路６３を有しており、ＯＲ回路６２の出力信号は、アラーム確定回路６３に入力される。アラーム確定回路６３は、単電池１１の過充電状態を判別し、単電池１１が過充電状態であるときには、アラーム信号を出力する。アラーム信号とは、単電池１１が過充電状態であることを示す信号である。
　具体的には、図６に示すように、アラーム確定回路６３は、コンパレータ（本発明の第２コンパレータに相当する）６３ａによって構成することができる。ＯＲ回路６２の出力信号（単電池１１の電圧値Ｖｂ）は、コンパレータ６３ａにおける負側入力端子に入力される。また、閾値（電圧値）Ｖ＿ｔｈは、コンパレータ６３ａにおける正側入力端子に入力される。閾値Ｖ＿ｔｈは、電源６３ｂによって生成される電圧値を、抵抗Ｒ３，Ｒ４を用いて分圧することによって生成される。
　電源６３ｂは、例えば、組電池１０（単電池１１）の電圧値を降圧し、降圧後の電圧（定電圧）を出力することができる。ここで、電源６３ｂは、電圧検出ラインＬ２を介して組電池１０（単電池１１）と接続することができる。電源６３ｂには、組電池１０の電力を供給してもよいし、組電池１０を構成する、すべての単電池１１のうち、一部の単電池１１（直列に接続された複数の単電池１１）の電力を供給してもよい。
　電源６３ｂには、抵抗Ｒ３，Ｒ４が電気的に直列に接続されており、抵抗Ｒ３，Ｒ４の接続点が、コンパレータ６３ａの正側入力端子に接続されている。閾値Ｖ＿ｔｈは、後述するように予め設定されるため、閾値Ｖ＿ｔｈが設定値となるように、電源６３ｂの出力電圧と、抵抗Ｒ３，Ｒ４の抵抗値とをそれぞれ設定することができる。
　ここで、閾値（電圧値）Ｖ＿ｔｈは、単電池１１の過充電状態を判別するための電圧値であり、単電池１１の充放電特性などを考慮して適宜設定することができる。例えば、閾値（電圧値）Ｖ＿ｔｈとしては、単電池１１が実際に過充電状態となるときの電圧値に設定したり、単電池１１が実際に過充電状態となるときの電圧値よりも低い値に設定したりすることができる。ここで、閾値（電圧値）Ｖ＿ｔｈは、図３に示すステップＳ１０２の処理で説明した上限電圧値Ｖｃ＿ｔｈよりも高い値に設定することができる。
　ＯＲ回路６２の出力信号（単電池１１の電圧値Ｖｂ）が閾値（電圧値）Ｖ＿ｔｈよりも高いときには、コンパレータ６３ａの出力信号（アラーム信号）が生成される。一方、ＯＲ回路６２の出力信号（単電池１１の電圧値Ｖｂ）が閾値（電圧値）Ｖ＿ｔｈよりも低いときには、コンパレータ６３ａの出力信号（アラーム信号）が生成されない。
　一方、アラーム確定回路６３としては、図７に示す構成を用いることもできる。図７において、コンパレータ６３ａの出力ラインには、コンデンサ（本発明のフィルタ回路に相当する）６３ｃの一端が接続されている。また、コンデンサ６３ｃの他端は、接地されている。コンデンサ６３ｃを設けることにより、アラーム確定回路６３の出力信号にノイズが含まれてしまうことを抑制できる。すなわち、コンデンサ６３ｃを用いてノイズを除去することにより、アラーム確定回路６３の出力信号（アラーム信号）に対する信頼性を向上させることができる。
　図５において、ＩＣ６１は、アラーム確定回路６３と接続されたアラームラッチ回路６４を有しており、アラーム確定回路６３の出力信号（アラーム信号）が、アラームラッチ回路６４に入力される。アラームラッチ回路６４は、アラーム確定回路６３からの入力信号を保持して、ラッチ信号（アラーム信号に相当する）を出力する。
　ＩＣ６１（アラームラッチ回路６４）は、フォトカプラ６５と接続されている。フォトカプラ６５は、スイッチ素子として用いられ、アラームラッチ回路６４からのラッチ信号を受けることにより、オフからオンに切り替わる。フォトカプラ６５は、絶縁素子であるため、フォトカプラ６５の入力側に位置する回路（高電圧回路）と、フォトカプラ６５の出力側に位置する回路（低電圧回路）とを絶縁状態とすることができる。言い換えれば、フォトカプラ６５は、入力信号としての高電圧信号を、出力信号としての低電圧信号に変更することができる。
　フォトカプラ６５は、ＯＲ回路６６の入力端子と接続されている。フォトカプラ６５がオフからオンに切り替わったときには、フォトカプラ６５の出力信号が、ＯＲ回路６６の入力端子に入力される。フォトカプラ６５の出力信号がＯＲ回路６６に入力されれば、ＯＲ回路６６の出力信号（アラーム信号に相当する）が生成される。
　ＯＲ回路６６の出力端子は、遅延回路６７と接続されており、ＯＲ回路６６の出力信号は、遅延回路６７に入力される。遅延回路６７は、ＯＲ回路６６の出力信号が入力されてから所定時間が経過した後に、信号（アラーム信号に相当する）を出力する。遅延回路６７は、トランジスタ（スイッチ）６８と接続されている。トランジスタ６８は、遅延回路６７の出力信号を受けて、オンからオフに切り替わる。ここで、遅延回路６７の出力信号がトランジスタ６８に入力されていないとき、トランジスタ６８は、オンになる。
　トランジスタ６８の一端は、電源６９と接続されており、トランジスタ６８の他端は、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇの励磁コイル５１と接続されている。図５に示す電源６９は、図２に示す電源４１と同じである。また、トランジスタ６８は、図２に示すスイッチ４２と同じである。このため、トランジスタ６８は、上位ＥＣＵ３４からの制御信号を受けて動作したり、遅延回路６７の出力信号を受けて動作したりする。
　図２を用いて説明したように、トランジスタ６８がオンであるとき、電源６９から励磁コイル５１に電流が流れることにより、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇがオンになる。一方、トランジスタ６８がオフであるとき、電源６９から励磁コイル５１への電力供給が遮断され、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇがオフになる。
　本実施例によれば、ＩＣ６１が単電池１１の過充電状態を検出すると、ＩＣ６１の出力信号（アラーム信号）がトランジスタ６８に入力されることにより、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇをオンからオフに切り替えることができる。これにより、過充電状態の単電池１１に対して、充放電が行われることを防止できる。
　本実施例では、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇ，ＳＭＲ－Ｐが、上位ＥＣＵ３４からの制御信号を受けて、オンおよびオフの間で切り替わる。一方、単電池１１が過充電状態となったときには、上位ＥＣＵ３４による制御ではなく、電流遮断回路６０が、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇをオンからオフに切り替える。このように、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇの駆動制御は、上位ＥＣＵ３４を含む経路と、電流遮断回路６０を含む経路とで別々に行われる。
　このため、上位ＥＣＵ３４や電池ＥＣＵ３０の設計を変更しても、この設計変更による影響を、電流遮断回路６０は受けない。言い換えれば、上位ＥＣＵ３４や電池ＥＣＵ３０の設計を変更した後であっても、電流遮断回路６０を使用し続けることができる。電流遮断回路６０は、単電池１１の過充電時にシステムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇをオフにするための専用部品となり、汎用性を高めることができる。
　上述したように、電流遮断回路６０は、電子部品（主に、半導体素子）を用いて構成されており、コンピュータプログラムを用いた処理を行っていない。このため、電流遮断回路６０を用いれば、プログラムのバグを考慮せずに、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇを駆動することができる。また、通常、半導体素子では、摩耗劣化（経年劣化）が発生しにくいため、半導体素子を用いて電流遮断回路６０を構成することにより、部品（電流遮断回路６０）の信頼性を向上させることができる。
　なお、図５に示す構成では、組電池１０に対して、１つの電流遮断回路６０を設けているが、これに限るものではない。具体的には、組電池１０を構成する、すべての単電池１１を、複数のグループに分けたときには、各グループに対して電流遮断回路６０を設けることができる。
　ここで、グループ毎に電流遮断回路６０を設ける場合には、フォトカプラ６５の出力側に位置する回路を共用することができる。すなわち、図５に示す電流遮断回路６０のうち、フォトカプラ６５の入力側に位置する回路（フォトカプラ６５を含む）を、グループの数だけ設けることができる。そして、各フォトカプラ６５の出力信号を、ＯＲ回路６６に入力させることができる。
　本実施例において、ＯＲ回路６６の入力端子は、電池ＥＣＵ３０と接続されており、電池ＥＣＵ３０の出力信号がＯＲ回路６６の入力端子に入力される。上述したように、電池ＥＣＵ３０は、ＩＣ６１に対して、起動信号を出力したり、停止信号を出力したりする。このため、ＩＣ６１を停止させる信号は、ＯＲ回路６６にも入力される。
　フォトカプラ６５の出力信号を受けたとき、又は、ＩＣ６１の停止信号を電池ＥＣＵ３０から受けたとき、ＯＲ回路６６は、出力信号を生成する。これにより、トランジスタ６８をオンからオフに切り替えることができ、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇをオンからオフに切り替えることができる。ここで、フォトカプラ６５からＯＲ回路６６に信号が出力されていなく、かつ、ＩＣ６１の停止信号が電池ＥＣＵ３０から出力されていないとき、ＯＲ回路６６は、出力信号を生成しない。
　上述したように、ＩＣ６１がアラーム信号を出力していなくても、電池ＥＣＵ３０がＩＣ６１の停止信号を出力したときには、トランジスタ６８をオフにして、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇをオフにすることができる。
　これにより、ＩＣ６１の動作を停止させるときには、組電池１０およびインバータ２２の接続を遮断して、組電池１０の充放電を停止させることができる。言い換えれば、ＩＣ６１の動作を停止させるときには、組電池１０およびインバータ２２が接続されたままとなることを防止できる。したがって、ＩＣ６１が動作していない間に、組電池１０の充放電が行われ、単電池１１が過充電状態となってしまうことを防止できる。
　一方、ＯＲ回路６６の出力信号は、遅延回路６７に入力されるだけでなく、電池ＥＣＵ３０にも入力される。すなわち、ＩＣ６１からアラーム信号が出力されるときには、この情報が電池ＥＣＵ３０にも伝達される。これにより、電池ＥＣＵ３０は、単電池１１の過充電状態によって、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇがオンからオフに切り替わることを確認することができる。
　図１に示す電池システムを搭載した車両がエンジンを備えているとき、電池ＥＣＵ３０は、ＯＲ回路６６の出力信号（アラーム信号）を受けることにより、エンジンを始動させることができる。具体的には、ＯＲ回路６６の出力信号（アラーム信号）が電池ＥＣＵ３０に入力されたとき、電池ＥＣＵ３０は、ＯＲ回路６６から取得した情報を上位ＥＣＵ３４に出力する。上位ＥＣＵ３４は、電池ＥＣＵ３０からの情報を受けて、エンジンを始動させる。ここで、組電池１０の出力を用いて、エンジンを始動させることができる。
　エンジンを既に始動しているときには、ＯＲ回路６６の出力信号（アラーム信号）が電池ＥＣＵ３０に入力されている間、エンジンの始動を停止させないことができる。ＯＲ回路６６の出力信号（アラーム信号）が発生しているときには、上述したように、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇがオンからオフに切り替わり、組電池１０の充放電が行われなくなる。この場合には、エンジンの始動を停止させないことにより、車両の走行を確保することができる。
　本実施例では、ＯＲ回路６６およびトランジスタ６８の間に、遅延回路６７を設けている。このため、遅延回路６７の出力に基づいて、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇをオンからオフに切り替える前に、ＯＲ回路６６の出力信号を電池ＥＣＵ３０に入力させて、エンジンを始動させることができる。すなわち、組電池１０の充放電を停止させる前に、エンジンを始動させておくことができる。
　組電池１０の出力電力を用いて、エンジンを始動させる構成では、エンジンを始動させる前に、組電池１０の充放電を停止させてしまうと、組電池１０の出力電力を用いてエンジンを始動させることができなくなってしまう。そこで、車両の走行を確保するためには、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇをオンからオフに切り替える前に、エンジンを始動させておく必要がある。
　本実施例では、遅延回路６７を用いることにより、組電池１０の出力電力によってエンジンを始動させる時間を確保した上で、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇをオンからオフに切り替えることができる。これにより、組電池１０の充放電を停止させる場合であっても、エンジンを用いて車両を走行させ続けることができる。
　なお、組電池１０とは異なる電源（例えば、補機バッテリ）を用いてエンジンを始動させるときには、遅延回路６７を省略することができる。エンジンを始動させるための電源として、組電池１０以外の電源を用いれば、組電池１０の充放電を停止させた後であっても、エンジンを始動させることができる。この場合には、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇをオンからオフに切り替えるタイミングを遅延させる必要はなく、遅延回路６７を省略することができる。
　本実施例では、アラーム確定回路６３からアラーム信号が出力されたときには、アラームラッチ回路６４において、アラーム信号が保持される。すなわち、アラーム確定回路６３からアラーム信号が出力された後では、アラームラッチ回路６４から信号が出力され続け、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇがオフのままとなる。アラームラッチ回路６４を省略すると、単電池１１の電圧値に応じて、アラーム確定回路６３からアラーム信号が出力されたり、アラーム信号が出力されなかったりする。
　図８は、アラームラッチ回路６４を省略した構成において、アラーム確定回路６３の出力と、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇのオン／オフとの関係を示す図である。
　図８に示すように、単電池１１の電圧値Ｖｂが閾値Ｖ＿ｔｈに到達することに応じて、アラーム確定回路６３からアラーム信号が出力される。アラーム信号が出力されれば、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇがオンからオフに切り替わる。これにより、組電池１０（単電池１１）の充放電が行われなくなり、組電池１０（単電池１１）の分極が解消される。
　組電池１０（単電池１１）の充放電を行っているときには、組電池１０に分極が発生し、単電池１１の電圧値は、開放電圧に対して、分極に伴う電圧変化量の分だけ変化する。組電池１０（単電池１１）の充放電を停止させると、単電池１１の分極が解消され、分極に相当する電圧変化量（電圧降下量）ΔＶｂだけ、単電池１１の電圧値Ｖｂが低下することになる。分極が解消すれば、電圧値Ｖｂは、単電池１１の開放電圧となる。
　分極の解消に伴って、単電池１１の電圧値Ｖｂが低下すると、電圧値Ｖｂが閾値Ｖ＿ｔｈよりも低下することがある。特に、電圧変化量ΔＶｂが大きくなるほど、分極が解消した後の電圧値Ｖｂは、閾値Ｖ＿ｔｈよりも低下しやすくなる。
　電圧変化量ΔＶｂは、単電池１１に流れる電流値と、単電池１１の内部抵抗との積で表される。このため、単電池１１に流れる電流値（充電電流）が大きくなるほど、電圧変化量ΔＶｂが大きくなる。また、単電池１１の内部抵抗が高くなるほど、電圧変化量ΔＶｂが大きくなる。ここで、単電池１１の温度が低下するほど、単電池１１の内部抵抗が上昇しやすくなる。
　分極の解消に伴って、単電池１１の電圧値Ｖｂが閾値Ｖ＿ｔｈよりも低くなると、アラーム確定回路６３からは、アラーム信号が出力されず、トランジスタ６８は、オフからオンに切り替わる。これにより、励磁コイル５１への通電が許容され、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇは、オフからオンに切り替わる。
　システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇがオフからオンに切り替われば、組電池１０（単電池１１）の充放電が再開され、単電池１１の電圧値Ｖｂが再び閾値Ｖ＿ｔｈよりも高くなってしまうことがある。電圧値Ｖｂが閾値Ｖ＿ｔｈよりも高くなれば、上述したように、電流遮断回路６０によって、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇがオンからオフに切り替わる。
　上述した電圧値Ｖｂの挙動によれば、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇがオンおよびオフの間で繰り返して切り替わることになってしまう。このように、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇがオンおよびオフの間で繰り返して切り替わると、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇの摩耗劣化が進行してしまう。
　本実施例では、アラームラッチ回路６４を設けているため、アラーム確定回路６３からアラーム信号が出力されたときには、図９に示すように、アラームラッチ回路６４によってアラーム信号が保持される。アラーム信号が保持されれば、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇは、オフのままとなる。
　これにより、図８に示す電圧値Ｖｂの挙動によって、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇがオンおよびオフの間で繰り返して切り替わることを防止できる。ここで、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇは、オフのままであるため、単電池１１の電圧値Ｖｂは、電圧変化量ΔＶｂだけ低下した状態に維持される。言い換えれば、単電池１１の電圧値Ｖｂは、開放電圧に維持される。
　次に、本発明の実施例２である電池システムについて説明する。本実施例において、実施例１で説明した構成要素と同じ構成要素については、同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。以下、実施例１と異なる点について、主に説明する。
　実施例１では、アラームラッチ回路６４を用いることにより、アラーム信号を保持し続けているが、本実施例では、アラームラッチ回路６４を省略している。ただし、本実施例でも、実施例１と同様に、アラーム信号が出力されるときには、アラーム信号の出力を継続させるようにしている。
　本実施例では、アラーム確定回路６３から出力されたアラーム信号は、フォトカプラ６５に入力される。図１０には、本実施例におけるアラーム確定回路６３の構成を示している。
　コンパレータ６３ａの正側入力端子と、コンパレータ６３ａの出力端子とは、抵抗６３ｄを介して接続されている。すなわち、アラーム確定回路６３は、ヒステリシス回路となっている。図１０に示す構成では、コンパレータ６３ａの出力電圧を、抵抗６３ｄ，Ｒ４によって分圧された値がヒステリシスとなる。このため、抵抗６３ｄ，Ｒ４の抵抗値を適宜設定することにより、ヒステリシスを調整することができる。
　また、コンパレータ６３ａに入力される閾値Ｖ＿ｔｈは、抵抗Ｒ３，Ｒ４を用いて、電源６３ｂの電圧値を分圧することによって設定することができる。ここで、電源６３ｂは、例えば、組電池１０（単電池１１）の電力を用いることができる。
　単電池１１の電圧値Ｖｂが閾値（電圧値）Ｖ＿ｔｈよりも低いとき、コンパレータ６３ａからはアラーム信号が出力されない。一方、電圧値Ｖｂが閾値Ｖ＿ｔｈよりも高いとき、コンパレータ６３ａからアラーム信号が出力される。アラーム信号が出力されると、ヒステリシスが発生し、コンパレータ６３ａの正側入力端子に入力される電圧値は、ヒステリシスの分だけ閾値Ｖ＿ｔｈよりも低下する。
　ここで、ヒステリシスが発生した後に、コンパレータ６３ａの正側入力端子に入力される電圧値をＶ＿ｈｙｓとする。閾値Ｖ＿ｔｈおよび電圧値Ｖ＿ｈｙｓの差分がヒステリシスに相当する。
　図８を用いて説明したように、アラーム確定回路６３からアラーム信号が出力されると、組電池１０の充放電が停止され、組電池１０の分極が解消される。そして、分極の解消に伴って、電圧値Ｖｂが電圧変化量ΔＶｂの分だけ低下する。本実施例では、コンパレータ６３ａからアラーム信号が出力されると、コンパレータ６３ａの正側入力端子に入力される電圧値が閾値Ｖ＿ｔｈよりも低下する。
　このため、分極の解消に伴って、電圧値Ｖｂが閾値Ｖ＿ｔｈよりも低下する場合であっても、ヒステリシスの分だけ閾値Ｖ＿ｔｈを低下させることにより、コンパレータ６３ａからアラーム信号を出力させ続けることができる。具体的には、ヒステリシスが電圧変化量ΔＶｂよりも大きければ、電圧値Ｖｂが電圧値Ｖ＿ｈｙｓよりも低くならず、コンパレータ６３ａからアラーム信号を出力させ続けることができる。
　ここで、電圧変化量ΔＶｂを実験などによって予め測定しておけば、測定した電圧変化量ΔＶｂを考慮して、ヒステリシスを決定することができる。具体的には、ヒステリシスが電圧変化量ΔＶｂよりも大きくなるように、抵抗６３ｄの抵抗値を設定することができる。上述したように、電圧変化量ΔＶｂは、単電池１１に流れる電流値や、単電池１１の抵抗値などに応じて変化する。
　このため、電圧変化量ΔＶｂが取り得る最大値を実験などによって予め特定しておき、電圧変化量（最大値）ΔＶｂよりも大きなヒステリシスを設定することができる。これにより、電圧変化量ΔＶｂが変化した場合であっても、コンパレータ６３ａからアラーム信号を出力させ続けることができる。
　なお、図１０に示す構成の代わりに、図１１に示す構成を用いることもできる。図１０に示す構成は、実施例１で説明した図６に示す構成に対応しており、図１１に示す構成は、実施例１で説明した図７に示す構成に対応している。図１１に示す構成では、コンパレータ６３ａの出力ラインに、コンデンサ６３ｃが接続されている。
　ここで、コンパレータ６３ａの出力ラインに対する抵抗６３ｄの接続点は、コンパレータ６３ａの出力端子と、出力ラインに対するコンデンサ６３ｃの接続点との間に位置している。図１１に示す構成によれば、図７に示す構成と同様に、コンパレータ６３ａの出力信号に含まれるノイズを低減させることができる。
　本実施例によれば、アラーム確定回路６３をヒステリシス回路とすることにより、アラーム信号を出力させ続けることができる。すなわち、実施例１で説明したアラームラッチ回路６４と同等の機能を、アラーム確定回路６３に持たせることができる。これにより、図８に示す電圧値Ｖｂの挙動を抑制して、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇがオンおよびオフの間で繰り返して切り替わることを防止できる。そして、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇの摩耗劣化が進行することを抑制できる。
　また、本実施例では、実施例１に示す電流遮断回路６０と比べて、アラームラッチ回路６４を省略した分だけ、電流遮断回路６０の構成を簡素化して、電流遮断回路６０を小型化することができる。
 

Claims (10)

  1. 　充放電を行う蓄電素子を含む蓄電ブロックと、
    　前記蓄電ブロックを負荷と接続するオンと、前記蓄電ブロックおよび前記負荷の接続を遮断するオフとの間で切り替わるリレーと、
    　前記リレーの前記オンおよび前記オフを制御するコントローラと、
    　前記リレーを前記オンから前記オフに切り替えて、前記蓄電ブロックの通電を遮断する電流遮断回路と、を有し、
    　前記電流遮断回路は、
    　前記蓄電ブロックの電圧値および閾値を比較して、前記蓄電ブロックが過充電状態であることを示すアラーム信号を出力するアラーム回路と、
    　前記アラーム信号を保持するラッチ回路と、
    　前記ラッチ回路の出力信号を受けて、前記リレーを前記オンから前記オフに切り替えるトランジスタと、
    を有することを特徴とする蓄電システム。
  2. 　前記アラーム回路は、
    　前記蓄電ブロックの正極および負極における電位差を検出する第１コンパレータと、
    　前記第１コンパレータの出力と、前記過充電状態の判別に用いられる前記閾値とを比較する第２コンパレータと、
    を有することを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
  3. 　前記アラーム回路は、前記第２コンパレータの出力ラインと接続されたフィルタ回路を有することを特徴とする請求項２に記載の蓄電システム。
  4. 　前記電流遮断回路は、前記ラッチ回路および前記トランジスタの間に設けられたフォトカプラを有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の蓄電システム。
  5. 　前記電流遮断回路は、前記アラーム回路および前記蓄電ブロックを接続するラインと接続されたフィルタ回路を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の蓄電システム。
  6. 　前記電流遮断回路は、カソードが前記蓄電ブロックの正極端子と接続され、アノードが前記蓄電ブロックの負極端子と接続されたツェナーダイオードを有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の蓄電システム。
  7. 　前記蓄電ブロックは、車両を走行させる運動エネルギに変換される電力を出力するとともに、前記車両に搭載されたエンジンを始動させる電力を出力し、
    　前記電流遮断回路は、前記ラッチ回路および前記トランジスタの間に設けられた遅延回路を有しており、
    　前記コントローラは、前記ラッチ回路の出力信号を受けて、前記エンジンを始動させることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の蓄電システム。
  8. 　前記電流遮断回路は、前記ラッチ回路および前記トランジスタの間に設けられたＯＲ回路を有しており、
    　前記ＯＲ回路は、前記ラッチ回路の出力信号又は、前記コントローラから出力され、前記電流遮断回路の動作を停止させる信号を受けて、前記トランジスタを前記オフに切り替える信号を出力することを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の蓄電システム。
  9. 　充放電を行う蓄電素子を含む蓄電ブロックと、
    　前記蓄電ブロックを負荷と接続するオンと、前記蓄電ブロックおよび前記負荷の接続を遮断するオフとの間で切り替わるリレーと、
    　前記リレーの前記オンおよび前記オフを制御するコントローラと、
    　前記リレーを前記オンから前記オフに切り替えて、前記蓄電ブロックの通電を遮断する電流遮断回路と、を有し、
    　前記電流遮断回路は、
    　前記蓄電ブロックの電圧値および閾値を比較して、前記蓄電ブロックが過充電状態であることを示すアラーム信号を出力するアラーム回路と、
    　前記アラーム回路の出力信号を受けて、前記リレーを前記オンから前記オフに切り替えるトランジスタと、を有しており、
    　前記アラーム回路は、前記蓄電ブロックの通電を遮断した後における前記蓄電ブロックの電圧降下量よりも大きなヒステリシス特性を有するコンパレータを含むことを特徴とする蓄電システム。
  10. 　複数の前記蓄電ブロックが電気的に直列に接続されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１つに記載の蓄電システム。
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