組電池電圧制御システム
【課題】電池監視ユニットが複数組み合わされて１つのシステムが構成されたとしても、全ての電池セルのセル電圧を均等化することができる組電池電圧制御システムを提供する。
【解決手段】上位ＥＣＵ６０は、各電池監視ユニット５０からセル電圧の監視結果を受け取ると共にこの監視結果に基づいてどの電池監視ユニット５０に監視動作を行わせるかを決定し、監視動作を行わせる電池監視ユニット５０に応じた回転パターンで冷却ファン２０を動作させる。そして、各電池監視ユニット５０は冷却ファン２０から回転数信号を入力することにより冷却ファン２０の回転数を取得し、取得した回転数に基づく回転パターンが監視動作を行わせるための回転パターンと一致した場合に監視動作を行う。これにより、複数のユニット１３を構成する全ての電池セル１１のセル電圧が均等化される。
【解決手段】上位ＥＣＵ６０は、各電池監視ユニット５０からセル電圧の監視結果を受け取ると共にこの監視結果に基づいてどの電池監視ユニット５０に監視動作を行わせるかを決定し、監視動作を行わせる電池監視ユニット５０に応じた回転パターンで冷却ファン２０を動作させる。そして、各電池監視ユニット５０は冷却ファン２０から回転数信号を入力することにより冷却ファン２０の回転数を取得し、取得した回転数に基づく回転パターンが監視動作を行わせるための回転パターンと一致した場合に監視動作を行う。これにより、複数のユニット１３を構成する全ての電池セル１１のセル電圧が均等化される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組電池電圧制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、直列に接続された複数の電池セルを複数個の電池セルからなるセルブロックに分け、セルブロック毎に各セルブロックを監視する監視装置を複数備えた電池管理システムが、例えば特許文献１で提案されている。各監視装置は、各々に対応するセルブロック内で電池セルのセル電圧の均等化を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１６１９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えばハイブリッド車等の電気自動車では、多数の電池セルが取り扱われるため、複数の監視装置が組み合わされて一つの監視ユニットが構成され、さらにこの監視ユニットが複数組み合わされてシステムが構成される。ここで、各監視ユニットは独立して動作するので、監視ユニット内で各セルブロックの情報のやり取りを行うことにより当該監視ユニットに対応する電池セルのセル電圧を均等化することができる。しかしながら、複数の監視ユニット間においてはセルブロック単位の情報をやり取りするための通信手段がないため、直列に接続された全ての電池セルのセル電圧を均等化することができなかった。
【０００５】
なお、多数の電池セルが取り扱われる例として電気自動車を例に説明したが、これは電池セルが取り扱われる分野の一例であり、電気自動車に限らず複数の監視ユニットから１つのシステムを構成する場合に上記の問題が発生する。
【０００６】
本発明は上記点に鑑み、電池監視ユニットが複数組み合わされて１つのシステムが構成されたとしても、全ての電池セルのセル電圧を均等化することができる組電池電圧制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、複数のユニットを冷却する冷却ファンを所定の回転パターンで回転させる上位ＥＣＵと、ユニット毎に対応して設けられると共に対応するユニットを構成する電池セルの状態を監視する監視動作を行い、この監視動作を行うことによって電池セルに電流を流すことにより当該電池監視ユニットに対応するユニット内でセル電圧の均等化を行う複数の電池監視ユニットと、を備えている。
【０００８】
そして、複数の電池監視ユニットは、上位ＥＣＵに対して監視結果の送信のみを行う送信専用として構成され、ユニット側の回転パターンを有し、冷却ファンから回転数信号を入力することにより冷却ファンの回転数を取得し、取得した回転数に基づく回転パターンがユニット側の回転パターンと一致した場合に監視動作を行うようになっている。
【０００９】
また、上位ＥＣＵは、複数の電池監視ユニットからセル電圧の監視結果を受け取ると共にこの監視結果に基づいて複数の電池監視ユニットのいずれかに監視動作を行わせるための回転パターンを決定し、決定した回転パターンに基づいて冷却ファンを動作させることにより、複数のユニットを構成する全ての電池セルのセル電圧を均等化することを特徴とする。
【００１０】
このように、各電池監視ユニットが冷却ファンの回転数信号をそれぞれ入力しているので、冷却ファンの回転パターンを利用していずれかの電池監視ユニットに電流を消費させる監視動作を行わせることができる。このため、各電池監視ユニット間で通信するための手段が各電池監視ユニットに備えられていなくても、また、上位ＥＣＵから監視動作の実行指令を受けるための受信手段が各電池監視ユニットに備えられていなくても、全ての電池セルのセル電圧を均等化することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、ユニット毎に対応して設けられると共に対応するユニットを構成する電池セルの状態を監視する監視動作を行い、この監視動作を行うことによって電池セルに電流を流すことにより当該電池監視ユニットに対応するユニット内でセル電圧の均等化を行う複数の電池監視ユニットと、複数の電池監視ユニットにそれぞれ対応して設けられ、複数のユニットとは異なる電源と電池監視ユニットとを電気的に接続または切断する複数のリレーと、複数のリレーのオン／オフをそれぞれ制御する上位ＥＣＵと、を備えている。
【００１２】
そして、複数の電池監視ユニットは、上位ＥＣＵに対して監視結果の送信のみを行う送信専用としてそれぞれ構成され、当該電池監視ユニットに対応するリレーがオンされているときには監視動作を行うことによって当該電池監視ユニットに対応するユニット内でセル電圧の均等化を行う一方、当該電池監視ユニットに対応するリレーがオフされているときには監視動作を行わないようになっている。
【００１３】
また、上位ＥＣＵは、複数の電池監視ユニットからセル電圧の監視結果を受け取ると共にこの監視結果に基づいて複数の電池監視ユニットのうちのいずれの電池監視ユニットに監視動作を行わせるかを決定し、決定した電池監視ユニットに対応するリレーをオンして当該電池監視ユニットに監視動作を行わせることにより、複数のユニットを構成する全ての電池セルのセル電圧を均等化することを特徴とする。
【００１４】
このように、電池監視ユニットと電源とを接続するリレーの制御を利用することにより、いずれかの電池監視ユニットに電流を消費させる監視動作を行わせることができる。このため、各電池監視ユニット間で通信するための手段が各電池監視ユニットに備えられていなくても、また、上位ＥＣＵから監視動作の実行指令を受けるための受信手段が各電池監視ユニットに備えられていなくても、全ての電池セルのセル電圧を均等化することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明では、ユニット毎に対応して設けられると共に対応するユニットを構成する電池セルの状態を監視する監視動作を行い、この監視動作を行うことによって電池セルに電流を流すことにより当該電池監視ユニットに対応するユニット内でセル電圧の均等化を行う複数の電池監視ユニットと、複数の電池監視ユニットからセル電圧の監視結果を受け取る上位ＥＣＵと、複数の電池監視ユニットと上位ＥＣＵとをそれぞれ接続する複数の信号線と、を備えている。
【００１６】
そして、複数の電池監視ユニットは、上位ＥＣＵに対して監視結果の送信のみを行う送信専用としてそれぞれ構成され、上位ＥＣＵは、複数の電池監視ユニットから受け取った各監視結果に基づいて複数の電池監視ユニットのいずれかに監視動作を行わせるかを決定し、決定した電池監視ユニットに対応する信号線を介して当該電池監視ユニットに監視動作を行わせることにより、複数のユニットを構成する全ての電池セルのセル電圧を均等化することを特徴とする。
【００１７】
このように、電池監視ユニットと上位ＥＣＵとを接続する専用の信号線を用いることにより、いずれかの電池監視ユニットに電流を消費させる監視動作を行わせることができる。このため、各電池監視ユニット間で通信するための手段が各電池監視ユニットに備えられていなくても、全ての電池セルのセル電圧を均等化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る組電池電圧制御システムを含んだ電池システムの全体構成図である。
【図２】２つの電池監視ユニット間で全ての電池セルのセル電圧を均等化することを説明するための図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る組電池電圧制御システムを含んだ電池システムの全体構成図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る組電池電圧制御システムを含んだ電池システムの全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００２０】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る組電池電圧制御システムを含んだ電池システムの全体構成図である。この図に示されるように、電池システムは、組電池１０と、冷却ファン２０と、バッテリ３０と、リレー４０と、複数の電池監視ユニット５０と、上位ＥＣＵ６０と、を備えて構成されている。このうち、リレー４０と、複数の電池監視ユニット５０と、上位ＥＣＵ６０と、が組電池電圧制御システムを構成している。
【００２１】
組電池１０は、最小単位である電池セル１１が直列に複数接続されて構成された電池群である。電池セル１１として充電可能なリチウムイオン二次電池が用いられる。そして、組電池１０はハイブリッド車等の電気自動車に搭載され、インバータやモータ等の負荷を駆動するための電源や電子機器の電源等に用いられる。
【００２２】
そして、各電池セル１１が所定数毎にグループ化されてブロック１２が構成されている。さらに、複数のブロック１２が所定数毎にグループ化されて複数のユニット１３が構成されている。
【００２３】
冷却ファン２０は、組電池１０に空気を送風して各電池セル１１を冷却するための送風ファンである。この冷却ファン２０は、上位ＥＣＵ６０から入力される指令値に従って回転するように構成されている。指令値とは、例えば毎分３００回転等である。
【００２４】
バッテリ３０は、各電池監視ユニット５０や上位ＥＣＵ６０に対して電源を供給するものであり、複数のユニット１３とは異なる電源である。このようなバッテリ３０は、例えば１４Ｖの車載バッテリである。
【００２５】
リレー４０は、各電池監視ユニット５０とバッテリ３０とを電気的に接続または切断するスイッチ手段である。リレー４０は上位ＥＣＵ６０によって制御される。リレー４０がオンするとバッテリ３０から各電池監視ユニット５０に電源が供給され、各電池監視ユニット５０がフル駆動する。リレー４０として例えばＩＧＣＴリレーが採用されている。
【００２６】
複数の電池監視ユニット５０は、ユニット１３毎に対応して設けられると共に対応するユニット１３を構成する電池セル１１の電池状態を監視する監視動作を行う装置である。各電池監視ユニット５０は、複数の監視ＩＣ５１とマイクロコンピュータ５２（以下、マイコン５２という）とを備えている。
【００２７】
監視ＩＣ５１は、ブロック１２毎に設けられ、対応するブロック１２を構成する各々の電池セル１１の電池状態を検出し、検出した電池状態の情報を出力するＩＣである。ここで、「電池状態」とは、電池セル１１のセル電圧や内部抵抗等である。すなわち、監視ＩＣ５１が上記の監視動作を行う。各監視ＩＣ５１は対応するブロック１２から電源供給を受けて動作するようになっている。
【００２８】
この監視動作は、電池セル１１に電流を流すことによりセル電圧や内部抵抗等を検出する動作であり、監視ＩＣ５１は電池セル１１毎の電池電圧検出機能や、電池電圧ばらつき抑制機能（つまり均等化処理）である。電池電圧検出機能は主に車両の走行時に実行する機能であり、均等化は主に停車時に実施する機能である。この監視動作を行うと電池セル１１に電流を消費させることになるため、監視動作を行うということは当該電池監視ユニット５０に対応するユニット１３内でセル電圧の均等化を行うことにもなる。なお、監視ＩＣ５１の電池電圧検出機能時の消費電流は、均等化時よりも多い。
【００２９】
マイコン５２は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたマイクロコンピュータがＲＯＭ等に記憶されたプログラムに従って所定の機能を実行する制御回路である。マイコン５２は、リレー４０を介してバッテリ３０から供給される電源に基づいて動作する。上位ＥＣＵ６０によってリレー４０がオフされてバッテリ３０からマイコン５２にバッテリ電源が供給されなくなると、電池監視ユニット５０は低消費モードに移行する。これにより、電池監視ユニット５０は電池セル１１の電流を消費する監視動作を行わない。
【００３０】
マイコン５２は、各監視ＩＣ５１から監視結果を受け取り、ブロック１２間で電池セル１１が等しくなるように均等化処理を行う。これにより、ユニット１３内で各電池セル１１のセル電圧が均等化される。
【００３１】
そして、マイコン５２は、監視動作によって取得した電池制御に必要なセル電圧・電流・電池温度等の電池状態のデータを監視結果としてシリアル通信により上位ＥＣＵ６０に出力する。ここで、監視結果のデータの送受信に関しては、電池監視ユニット５０は上位ＥＣＵ６０に対してデータの送信のみを行う送信専用の監視ユニットとして構成されている。すなわち、電池監視ユニット５０は送信専用の監視装置であり、そのための送信手段を備えている。言い換えると、電池監視ユニット５０は上位ＥＣＵ６０からデータを受信する受信手段を備えておらず、上位ＥＣＵ６０からデータを受信することはできない。
【００３２】
また、マイコン５２は、冷却ファン２０から回転数信号（パルス信号）を入力し、この回転数信号に基づいて冷却ファン２０の実際の回転数を検出する。マイコン５２は取得した実際の回転数のデータを上位ＥＣＵ６０にシリアル通信によりフィードバックする。
【００３３】
そして、マイコン５２は、取得した回転数に基づく回転パターンが監視動作を行わせるための回転パターンと一致した場合に監視動作を行う。このため、マイコン５２は監視動作を行ためのユニット側の回転パターンを予め記憶している。ここで、「回転パターン」とは、例えば１秒毎の回転数が高→低→中→・・・というように変化することである。そして、回転パターンは予め上位ＥＣＵ６０に複数設定されており、どの回転パターンがどの電池監視ユニット５０に監視動作を行わせるかが予め決められている。この回転パターンは実車上起こりえないパターンでも構わない。
【００３４】
なお、上述のように、各監視ＩＣ５１は対応するブロック１２から電源供給を受け、マイコン５２はバッテリ３０から電源供給を受けており、監視ＩＣ５１側が高電圧系とされ、マイコン５２側が低電圧系とされている。このように、監視ＩＣ５１とマイコン５２とはそれぞれ取り扱う電圧レベルが異なるため、監視ＩＣ５１とマイコン５２とはフォトカプラ等の図示しない絶縁素子を介して信号のやり取りを行うように構成されている。また、図１では２つの電池監視ユニット５０を示しているが、実際には電池監視ユニット５０が複数存在している。
【００３５】
上位ＥＣＵ６０は、複数の電池監視ユニット５０を管理する制御装置である。この上位ＥＣＵ６０は、各電池監視ユニット５０から受け取った監視結果に基づき、許容充放電量を図示しない車両制御ＥＣＵへ通信する。
【００３６】
また、上位ＥＣＵ６０は、リレー４０のオン／オフを制御して各電池監視ユニット５０に監視動作を行わせたり、冷却ファン２０を所定の回転パターンで回転させると共に、各電池監視ユニット５０から受け取った実際の回転数に基づいて冷却ファン２０をフィードバック制御したりする。
【００３７】
さらに、上位ＥＣＵ６０は、各電池監視ユニット５０からセル電圧等の監視結果をそれぞれ受け取り、この監視結果に基づいてどの電池監視ユニット５０に監視動作を行わせるかを決定する。すなわち、各電池監視ユニット５０間のばらつき有無を判定し、組電池１０を構成する全ての電池セル１１のセル電圧を均等化するために、上位ＥＣＵ６０はどのユニット１３の電池セル１１に電流を消費させるかを演算し、当該ユニット１３に監視動作を行わせるための回転パターンを決定する。そして、上位ＥＣＵ６０は、決定した回転パターンに基づいて冷却ファン２０を動作させる。これにより、各電池監視ユニット５０は冷却ファン２０から入力した回転数信号が示す回転パターンがユニット側の回転パターンと一致する場合に監視動作を行う。このようにして、上位ＥＣＵ６０は全ての電池セル１１のセル電圧を均等化する。
【００３８】
上述のように、複数の電池監視ユニット５０間で全ての電池セル１１のセル電圧を均等化するが、例えば２つの電池監視ユニット５０間でセル電圧を均等化する場合について、図２を参照して説明する。図２に示すグラフの横軸は時間を示し、縦軸はユニット１３の電圧を示している。２つのユニット１３の電圧をＶ１、Ｖ２とし、Ｖ１＞Ｖ２とする。
【００３９】
このような場合、上位ＥＣＵ６０は各電池監視ユニット５０から監視結果をそれぞれ受け取り、この監視結果から監視動作を行わせる電池監視ユニット５０と監視動作の動作時間を決定する。図２の例ではユニット１３の電圧が高い電池監視ユニット５０に監視動作を行わせると決定する。そして、上位ＥＣＵ６０は当該電池監視ユニット５０に監視動作を行わせるための回転パターンで冷却ファン２０を回転させる。
【００４０】
そして、２つの電池監視ユニット５０（マイコン５２）は冷却ファン２０から回転数信号を受け取ると共に回転パターンを取得する。ユニット１３の電圧が高い電池監視ユニット５０は当該回転パターンが監視動作を行う指令となるので、監視動作を行う。他方の電池監視ユニット５０は当該回転パターンが監視動作を行う指令とはならないので、監視動作は行わない。
【００４１】
なお、「監視動作を行う」というのは電流を消費する動作を行うことである。例えば、該当する電池監視ユニット５０の監視ＩＣ５１を均等化モードにし、非該当の電池監視ユニット５０の監視ＩＣ５１を電圧検出モードのままとする取り決めでも良い。したがって、「監視動作を行わない」というのは、電池監視ユニット５０が全く動作しないのではなく、電圧検出モードのような電流を消費しにくい動作を行うことである。
【００４２】
これにより、図２に示されるように、Ｖ１が監視動作に伴って減少していく。Ｖ２は、監視動作を行わなくても監視ＩＣ５１が電流を消費するため、少しずつ減少している。各ユニット１３内ではセル電圧が均等化されていても、ユニット１３間の電圧にはばらつきがあるため、Ｖ１やＶ２の傾きには幅がある。
【００４３】
動作時間が経過すると、上位ＥＣＵ６０は監視動作を行わせるための回転パターンで冷却ファン２０を回転させることを終了し、全く異なる回転パターンで冷却ファン２０を回転させる。これにより、Ｖ１に対応する電池監視ユニット５０の監視動作は終了する。そして、動作時間の経過後はＶ１とＶ２とが同じ電圧になる。
【００４４】
上述のように、各電池監視ユニット５０のユニット１３内ではセル電圧が均等化されているが、さらにユニット１３間でセル電圧が均等化される。
【００４５】
図２では２つの電池監視ユニット５０の場合について説明したが、電池監視ユニット５０が３つ以上あったとしても、ユニット１３の電圧が高い電池監視ユニット５０に監視動作を行わせて電流を消費させることで、最も小さいユニット１３の電圧に各電圧を合わせることについては同じである。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態では、冷却ファン２０の回転パターンを利用していずれかの電池監視ユニット５０に電流を消費させる監視動作を行わせることが特徴となっている。これにより、各電池監視ユニット５０間で通信するための通信手段が各電池監視ユニット５０に備えられていなくても、全ての電池セルのセル電圧を均等化することができる。また、上位ＥＣＵ６０から監視動作の実行指令を受けるための受信手段が各電池監視ユニット５０に備えられていなくても、全ての電池セルのセル電圧を均等化することができる。
【００４７】
なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、バッテリ３０が特許請求の範囲の「電源」に対応する。
【００４８】
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について説明する。上記第１実施形態では、冷却ファンの回転パターンに応じて所望の電池監視ユニット５０に監視動作を行わせることにより全ての電池セルのセル電圧を均等化していた。本実施形態では、電池監視ユニット５０とバッテリ３０とを接続するリレー４０の制御によって全ての電池セルのセル電圧を均等化することが特徴となっている。
【００４９】
図３は、本実施形態に係る組電池電圧制御システムを含んだ電池システムの全体構成図である。この図に示されるように、本実施形態ではリレー４０が各電池監視ユニット５０にそれぞれ対応して設けられている。上位ＥＣＵ６０は各リレー４０のオン／オフをそれぞれ制御する。なお、リレー４０以外の構成は第１実施形態と同じである。
【００５０】
そして、上述のように、各電池監視ユニット５０は、当該電池監視ユニット５０に対応するリレー４０がオンされているときには監視動作を行うことによって当該電池監視ユニット５０に対応するユニット１３内でセル電圧の均等化を行う。また、各電池監視ユニット５０は、当該電池監視ユニット５０に対応するリレー４０が上位ＥＣＵ６０によってオフされているときには低消費モードに移行し、監視動作を行わないようになっている。
【００５１】
本実施形態では、リレー４０がオフされて電池監視ユニット５０が低消費モードに移行することを利用して、ユニット１３間でセル電圧を均等化する。
【００５２】
すなわち、上位ＥＣＵ６０は、各電池監視ユニット５０からセル電圧の監視結果を受け取ると共にこの監視結果に基づいてどの電池監視ユニット５０に監視動作を行わせるかとその動作時間を決定する。これは第１実施形態と同じである。そして、本実施形態では、上位ＥＣＵ６０は決定した電池監視ユニット５０に対応するリレー４０をオンして当該電池監視ユニット５０に監視動作を動作時間が経過するまで行わせ、監視動作が必要ない電池監視ユニット５０に対応するリレー４０をオフする。
【００５３】
これにより、監視動作が行われるユニット１３の電圧は図２に示されるように動作時間を掛けて減少するので、全てのユニット１３間でセル電圧が均等化される。すなわち、複数のユニット１３を構成する全ての電池セル１１のセル電圧が均等化される。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態では電池監視ユニット５０とバッテリ３０とを接続するリレー４０を上位ＥＣＵ６０で制御しているので、オンされたリレー４０に対応する電池監視ユニット５０のみに電流を消費させる監視動作を行わせることができる。これにより、各電池監視ユニット５０間で通信するための通信手段が各電池監視ユニット５０に備えられていなくても、また、上位ＥＣＵ６０から監視動作の実行指令を受けるための受信手段が各電池監視ユニット５０に備えられていなくても、全ての電池セルのセル電圧を均等化することができる。
【００５５】
（第３実施形態）
本実施形態では、第１、第２実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、上位ＥＣＵ６０と各電池監視ユニット５０とを専用の信号線で接続し、この信号線を介して上位ＥＣＵ６０から各電池監視ユニット５０に対してセル電圧の均等化を目的とした監視動作の指令を行うことが特徴となっている。
【００５６】
図４は、本実施形態に係る組電池電圧制御システムを含んだ電池システムの全体構成図である。この図に示されるように、本実施形態では、図１に示される構成に対して、各電池監視ユニット５０と上位ＥＣＵ６０とをそれぞれ接続する複数の信号線７０が備えられている。なお、信号線７０以外の構成は第１実施形態と同じである。
【００５７】
そして、上位ＥＣＵ６０は、複数の電池監視ユニット５０から受け取った各監視結果に基づいてどの電池監視ユニット５０に監視動作を行わせるかとその動作時間を決定する。これは第１実施形態と同じである。そして、本実施形態では、上位ＥＣＵ６０は決定した電池監視ユニット５０に対応する信号線７０を介して監視動作を行わせる指令を出す。「監視動作を行わせる指令」とは、ハイレベルやローレベル等の信号である。これにより、当該電池監視ユニット５０に監視動作を行わせ、ユニット１３の電圧の低下が必要ない電池監視ユニット５０には監視動作を行わせない。
【００５８】
これにより、図２に示されるように、監視動作が行われるユニット１３の電圧は動作時間を掛けて減少する。したがって、複数のユニット１３を構成する全ての電池セル１１のセル電圧が均等化される。
【００５９】
なお、上位ＥＣＵ６０は、監視動作後に各電池監視ユニット５０から再び監視結果を受け取り、この監視結果に基づいてセル電圧の均等化が正常に行われたか否かを検証しても良い。
【００６０】
以上説明したように、本実施形態では各電池監視ユニット５０と上位ＥＣＵ６０とをそれぞれ接続する専用の信号線７０を用いることが特徴となっている。これにより、いずれかの電池監視ユニット５０に電流を消費させる監視動作を行わせることができる。また、各電池監視ユニット５０間で通信するための手段が各電池監視ユニット５０に備えられていなくても、全ての電池セルのセル電圧を均等化することができる。
【００６１】
（他の実施形態）
上記各実施形態で示された構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、上記各実施形態で示された構成を組み合わせることができる。具体的には、回転パターンの構成と複数のリレー４０の構成との組み合わせ、回転パターンと専用の信号線７０との組み合わせ、複数のリレー４０と専用の信号線７０との組み合わせを実現できる。このように、各実施形態の構成を組み合わせることにより、セル電圧の均等化の信頼性を向上させることができる。また、いずれか一方が機能しなくなっても他方が機能するため、冗長性を確保することができる。
【００６２】
また、第１実施形態では単一の冷却ファン２０を用いることについて説明したが、複数の冷却ファン２０を用いる形態でも良い。また、冷却ファン２０に限らず、上位ＥＣＵ６０が出した指令値に従って動作する負荷の信号を利用しても良い。
【符号の説明】
【００６３】
１０ 組電池
１１ 電池セル
１２ ブロック
１３ ユニット
２０ 冷却ファン
３０ バッテリ（電源）
４０ リレー
５０ 電池監視ユニット
６０ 上位ＥＣＵ
７０ 信号線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組電池電圧制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、直列に接続された複数の電池セルを複数個の電池セルからなるセルブロックに分け、セルブロック毎に各セルブロックを監視する監視装置を複数備えた電池管理システムが、例えば特許文献１で提案されている。各監視装置は、各々に対応するセルブロック内で電池セルのセル電圧の均等化を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１６１９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えばハイブリッド車等の電気自動車では、多数の電池セルが取り扱われるため、複数の監視装置が組み合わされて一つの監視ユニットが構成され、さらにこの監視ユニットが複数組み合わされてシステムが構成される。ここで、各監視ユニットは独立して動作するので、監視ユニット内で各セルブロックの情報のやり取りを行うことにより当該監視ユニットに対応する電池セルのセル電圧を均等化することができる。しかしながら、複数の監視ユニット間においてはセルブロック単位の情報をやり取りするための通信手段がないため、直列に接続された全ての電池セルのセル電圧を均等化することができなかった。
【０００５】
なお、多数の電池セルが取り扱われる例として電気自動車を例に説明したが、これは電池セルが取り扱われる分野の一例であり、電気自動車に限らず複数の監視ユニットから１つのシステムを構成する場合に上記の問題が発生する。
【０００６】
本発明は上記点に鑑み、電池監視ユニットが複数組み合わされて１つのシステムが構成されたとしても、全ての電池セルのセル電圧を均等化することができる組電池電圧制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、複数のユニットを冷却する冷却ファンを所定の回転パターンで回転させる上位ＥＣＵと、ユニット毎に対応して設けられると共に対応するユニットを構成する電池セルの状態を監視する監視動作を行い、この監視動作を行うことによって電池セルに電流を流すことにより当該電池監視ユニットに対応するユニット内でセル電圧の均等化を行う複数の電池監視ユニットと、を備えている。
【０００８】
そして、複数の電池監視ユニットは、上位ＥＣＵに対して監視結果の送信のみを行う送信専用として構成され、ユニット側の回転パターンを有し、冷却ファンから回転数信号を入力することにより冷却ファンの回転数を取得し、取得した回転数に基づく回転パターンがユニット側の回転パターンと一致した場合に監視動作を行うようになっている。
【０００９】
また、上位ＥＣＵは、複数の電池監視ユニットからセル電圧の監視結果を受け取ると共にこの監視結果に基づいて複数の電池監視ユニットのいずれかに監視動作を行わせるための回転パターンを決定し、決定した回転パターンに基づいて冷却ファンを動作させることにより、複数のユニットを構成する全ての電池セルのセル電圧を均等化することを特徴とする。
【００１０】
このように、各電池監視ユニットが冷却ファンの回転数信号をそれぞれ入力しているので、冷却ファンの回転パターンを利用していずれかの電池監視ユニットに電流を消費させる監視動作を行わせることができる。このため、各電池監視ユニット間で通信するための手段が各電池監視ユニットに備えられていなくても、また、上位ＥＣＵから監視動作の実行指令を受けるための受信手段が各電池監視ユニットに備えられていなくても、全ての電池セルのセル電圧を均等化することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、ユニット毎に対応して設けられると共に対応するユニットを構成する電池セルの状態を監視する監視動作を行い、この監視動作を行うことによって電池セルに電流を流すことにより当該電池監視ユニットに対応するユニット内でセル電圧の均等化を行う複数の電池監視ユニットと、複数の電池監視ユニットにそれぞれ対応して設けられ、複数のユニットとは異なる電源と電池監視ユニットとを電気的に接続または切断する複数のリレーと、複数のリレーのオン／オフをそれぞれ制御する上位ＥＣＵと、を備えている。
【００１２】
そして、複数の電池監視ユニットは、上位ＥＣＵに対して監視結果の送信のみを行う送信専用としてそれぞれ構成され、当該電池監視ユニットに対応するリレーがオンされているときには監視動作を行うことによって当該電池監視ユニットに対応するユニット内でセル電圧の均等化を行う一方、当該電池監視ユニットに対応するリレーがオフされているときには監視動作を行わないようになっている。
【００１３】
また、上位ＥＣＵは、複数の電池監視ユニットからセル電圧の監視結果を受け取ると共にこの監視結果に基づいて複数の電池監視ユニットのうちのいずれの電池監視ユニットに監視動作を行わせるかを決定し、決定した電池監視ユニットに対応するリレーをオンして当該電池監視ユニットに監視動作を行わせることにより、複数のユニットを構成する全ての電池セルのセル電圧を均等化することを特徴とする。
【００１４】
このように、電池監視ユニットと電源とを接続するリレーの制御を利用することにより、いずれかの電池監視ユニットに電流を消費させる監視動作を行わせることができる。このため、各電池監視ユニット間で通信するための手段が各電池監視ユニットに備えられていなくても、また、上位ＥＣＵから監視動作の実行指令を受けるための受信手段が各電池監視ユニットに備えられていなくても、全ての電池セルのセル電圧を均等化することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明では、ユニット毎に対応して設けられると共に対応するユニットを構成する電池セルの状態を監視する監視動作を行い、この監視動作を行うことによって電池セルに電流を流すことにより当該電池監視ユニットに対応するユニット内でセル電圧の均等化を行う複数の電池監視ユニットと、複数の電池監視ユニットからセル電圧の監視結果を受け取る上位ＥＣＵと、複数の電池監視ユニットと上位ＥＣＵとをそれぞれ接続する複数の信号線と、を備えている。
【００１６】
そして、複数の電池監視ユニットは、上位ＥＣＵに対して監視結果の送信のみを行う送信専用としてそれぞれ構成され、上位ＥＣＵは、複数の電池監視ユニットから受け取った各監視結果に基づいて複数の電池監視ユニットのいずれかに監視動作を行わせるかを決定し、決定した電池監視ユニットに対応する信号線を介して当該電池監視ユニットに監視動作を行わせることにより、複数のユニットを構成する全ての電池セルのセル電圧を均等化することを特徴とする。
【００１７】
このように、電池監視ユニットと上位ＥＣＵとを接続する専用の信号線を用いることにより、いずれかの電池監視ユニットに電流を消費させる監視動作を行わせることができる。このため、各電池監視ユニット間で通信するための手段が各電池監視ユニットに備えられていなくても、全ての電池セルのセル電圧を均等化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る組電池電圧制御システムを含んだ電池システムの全体構成図である。
【図２】２つの電池監視ユニット間で全ての電池セルのセル電圧を均等化することを説明するための図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る組電池電圧制御システムを含んだ電池システムの全体構成図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る組電池電圧制御システムを含んだ電池システムの全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００２０】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る組電池電圧制御システムを含んだ電池システムの全体構成図である。この図に示されるように、電池システムは、組電池１０と、冷却ファン２０と、バッテリ３０と、リレー４０と、複数の電池監視ユニット５０と、上位ＥＣＵ６０と、を備えて構成されている。このうち、リレー４０と、複数の電池監視ユニット５０と、上位ＥＣＵ６０と、が組電池電圧制御システムを構成している。
【００２１】
組電池１０は、最小単位である電池セル１１が直列に複数接続されて構成された電池群である。電池セル１１として充電可能なリチウムイオン二次電池が用いられる。そして、組電池１０はハイブリッド車等の電気自動車に搭載され、インバータやモータ等の負荷を駆動するための電源や電子機器の電源等に用いられる。
【００２２】
そして、各電池セル１１が所定数毎にグループ化されてブロック１２が構成されている。さらに、複数のブロック１２が所定数毎にグループ化されて複数のユニット１３が構成されている。
【００２３】
冷却ファン２０は、組電池１０に空気を送風して各電池セル１１を冷却するための送風ファンである。この冷却ファン２０は、上位ＥＣＵ６０から入力される指令値に従って回転するように構成されている。指令値とは、例えば毎分３００回転等である。
【００２４】
バッテリ３０は、各電池監視ユニット５０や上位ＥＣＵ６０に対して電源を供給するものであり、複数のユニット１３とは異なる電源である。このようなバッテリ３０は、例えば１４Ｖの車載バッテリである。
【００２５】
リレー４０は、各電池監視ユニット５０とバッテリ３０とを電気的に接続または切断するスイッチ手段である。リレー４０は上位ＥＣＵ６０によって制御される。リレー４０がオンするとバッテリ３０から各電池監視ユニット５０に電源が供給され、各電池監視ユニット５０がフル駆動する。リレー４０として例えばＩＧＣＴリレーが採用されている。
【００２６】
複数の電池監視ユニット５０は、ユニット１３毎に対応して設けられると共に対応するユニット１３を構成する電池セル１１の電池状態を監視する監視動作を行う装置である。各電池監視ユニット５０は、複数の監視ＩＣ５１とマイクロコンピュータ５２（以下、マイコン５２という）とを備えている。
【００２７】
監視ＩＣ５１は、ブロック１２毎に設けられ、対応するブロック１２を構成する各々の電池セル１１の電池状態を検出し、検出した電池状態の情報を出力するＩＣである。ここで、「電池状態」とは、電池セル１１のセル電圧や内部抵抗等である。すなわち、監視ＩＣ５１が上記の監視動作を行う。各監視ＩＣ５１は対応するブロック１２から電源供給を受けて動作するようになっている。
【００２８】
この監視動作は、電池セル１１に電流を流すことによりセル電圧や内部抵抗等を検出する動作であり、監視ＩＣ５１は電池セル１１毎の電池電圧検出機能や、電池電圧ばらつき抑制機能（つまり均等化処理）である。電池電圧検出機能は主に車両の走行時に実行する機能であり、均等化は主に停車時に実施する機能である。この監視動作を行うと電池セル１１に電流を消費させることになるため、監視動作を行うということは当該電池監視ユニット５０に対応するユニット１３内でセル電圧の均等化を行うことにもなる。なお、監視ＩＣ５１の電池電圧検出機能時の消費電流は、均等化時よりも多い。
【００２９】
マイコン５２は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたマイクロコンピュータがＲＯＭ等に記憶されたプログラムに従って所定の機能を実行する制御回路である。マイコン５２は、リレー４０を介してバッテリ３０から供給される電源に基づいて動作する。上位ＥＣＵ６０によってリレー４０がオフされてバッテリ３０からマイコン５２にバッテリ電源が供給されなくなると、電池監視ユニット５０は低消費モードに移行する。これにより、電池監視ユニット５０は電池セル１１の電流を消費する監視動作を行わない。
【００３０】
マイコン５２は、各監視ＩＣ５１から監視結果を受け取り、ブロック１２間で電池セル１１が等しくなるように均等化処理を行う。これにより、ユニット１３内で各電池セル１１のセル電圧が均等化される。
【００３１】
そして、マイコン５２は、監視動作によって取得した電池制御に必要なセル電圧・電流・電池温度等の電池状態のデータを監視結果としてシリアル通信により上位ＥＣＵ６０に出力する。ここで、監視結果のデータの送受信に関しては、電池監視ユニット５０は上位ＥＣＵ６０に対してデータの送信のみを行う送信専用の監視ユニットとして構成されている。すなわち、電池監視ユニット５０は送信専用の監視装置であり、そのための送信手段を備えている。言い換えると、電池監視ユニット５０は上位ＥＣＵ６０からデータを受信する受信手段を備えておらず、上位ＥＣＵ６０からデータを受信することはできない。
【００３２】
また、マイコン５２は、冷却ファン２０から回転数信号（パルス信号）を入力し、この回転数信号に基づいて冷却ファン２０の実際の回転数を検出する。マイコン５２は取得した実際の回転数のデータを上位ＥＣＵ６０にシリアル通信によりフィードバックする。
【００３３】
そして、マイコン５２は、取得した回転数に基づく回転パターンが監視動作を行わせるための回転パターンと一致した場合に監視動作を行う。このため、マイコン５２は監視動作を行ためのユニット側の回転パターンを予め記憶している。ここで、「回転パターン」とは、例えば１秒毎の回転数が高→低→中→・・・というように変化することである。そして、回転パターンは予め上位ＥＣＵ６０に複数設定されており、どの回転パターンがどの電池監視ユニット５０に監視動作を行わせるかが予め決められている。この回転パターンは実車上起こりえないパターンでも構わない。
【００３４】
なお、上述のように、各監視ＩＣ５１は対応するブロック１２から電源供給を受け、マイコン５２はバッテリ３０から電源供給を受けており、監視ＩＣ５１側が高電圧系とされ、マイコン５２側が低電圧系とされている。このように、監視ＩＣ５１とマイコン５２とはそれぞれ取り扱う電圧レベルが異なるため、監視ＩＣ５１とマイコン５２とはフォトカプラ等の図示しない絶縁素子を介して信号のやり取りを行うように構成されている。また、図１では２つの電池監視ユニット５０を示しているが、実際には電池監視ユニット５０が複数存在している。
【００３５】
上位ＥＣＵ６０は、複数の電池監視ユニット５０を管理する制御装置である。この上位ＥＣＵ６０は、各電池監視ユニット５０から受け取った監視結果に基づき、許容充放電量を図示しない車両制御ＥＣＵへ通信する。
【００３６】
また、上位ＥＣＵ６０は、リレー４０のオン／オフを制御して各電池監視ユニット５０に監視動作を行わせたり、冷却ファン２０を所定の回転パターンで回転させると共に、各電池監視ユニット５０から受け取った実際の回転数に基づいて冷却ファン２０をフィードバック制御したりする。
【００３７】
さらに、上位ＥＣＵ６０は、各電池監視ユニット５０からセル電圧等の監視結果をそれぞれ受け取り、この監視結果に基づいてどの電池監視ユニット５０に監視動作を行わせるかを決定する。すなわち、各電池監視ユニット５０間のばらつき有無を判定し、組電池１０を構成する全ての電池セル１１のセル電圧を均等化するために、上位ＥＣＵ６０はどのユニット１３の電池セル１１に電流を消費させるかを演算し、当該ユニット１３に監視動作を行わせるための回転パターンを決定する。そして、上位ＥＣＵ６０は、決定した回転パターンに基づいて冷却ファン２０を動作させる。これにより、各電池監視ユニット５０は冷却ファン２０から入力した回転数信号が示す回転パターンがユニット側の回転パターンと一致する場合に監視動作を行う。このようにして、上位ＥＣＵ６０は全ての電池セル１１のセル電圧を均等化する。
【００３８】
上述のように、複数の電池監視ユニット５０間で全ての電池セル１１のセル電圧を均等化するが、例えば２つの電池監視ユニット５０間でセル電圧を均等化する場合について、図２を参照して説明する。図２に示すグラフの横軸は時間を示し、縦軸はユニット１３の電圧を示している。２つのユニット１３の電圧をＶ１、Ｖ２とし、Ｖ１＞Ｖ２とする。
【００３９】
このような場合、上位ＥＣＵ６０は各電池監視ユニット５０から監視結果をそれぞれ受け取り、この監視結果から監視動作を行わせる電池監視ユニット５０と監視動作の動作時間を決定する。図２の例ではユニット１３の電圧が高い電池監視ユニット５０に監視動作を行わせると決定する。そして、上位ＥＣＵ６０は当該電池監視ユニット５０に監視動作を行わせるための回転パターンで冷却ファン２０を回転させる。
【００４０】
そして、２つの電池監視ユニット５０（マイコン５２）は冷却ファン２０から回転数信号を受け取ると共に回転パターンを取得する。ユニット１３の電圧が高い電池監視ユニット５０は当該回転パターンが監視動作を行う指令となるので、監視動作を行う。他方の電池監視ユニット５０は当該回転パターンが監視動作を行う指令とはならないので、監視動作は行わない。
【００４１】
なお、「監視動作を行う」というのは電流を消費する動作を行うことである。例えば、該当する電池監視ユニット５０の監視ＩＣ５１を均等化モードにし、非該当の電池監視ユニット５０の監視ＩＣ５１を電圧検出モードのままとする取り決めでも良い。したがって、「監視動作を行わない」というのは、電池監視ユニット５０が全く動作しないのではなく、電圧検出モードのような電流を消費しにくい動作を行うことである。
【００４２】
これにより、図２に示されるように、Ｖ１が監視動作に伴って減少していく。Ｖ２は、監視動作を行わなくても監視ＩＣ５１が電流を消費するため、少しずつ減少している。各ユニット１３内ではセル電圧が均等化されていても、ユニット１３間の電圧にはばらつきがあるため、Ｖ１やＶ２の傾きには幅がある。
【００４３】
動作時間が経過すると、上位ＥＣＵ６０は監視動作を行わせるための回転パターンで冷却ファン２０を回転させることを終了し、全く異なる回転パターンで冷却ファン２０を回転させる。これにより、Ｖ１に対応する電池監視ユニット５０の監視動作は終了する。そして、動作時間の経過後はＶ１とＶ２とが同じ電圧になる。
【００４４】
上述のように、各電池監視ユニット５０のユニット１３内ではセル電圧が均等化されているが、さらにユニット１３間でセル電圧が均等化される。
【００４５】
図２では２つの電池監視ユニット５０の場合について説明したが、電池監視ユニット５０が３つ以上あったとしても、ユニット１３の電圧が高い電池監視ユニット５０に監視動作を行わせて電流を消費させることで、最も小さいユニット１３の電圧に各電圧を合わせることについては同じである。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態では、冷却ファン２０の回転パターンを利用していずれかの電池監視ユニット５０に電流を消費させる監視動作を行わせることが特徴となっている。これにより、各電池監視ユニット５０間で通信するための通信手段が各電池監視ユニット５０に備えられていなくても、全ての電池セルのセル電圧を均等化することができる。また、上位ＥＣＵ６０から監視動作の実行指令を受けるための受信手段が各電池監視ユニット５０に備えられていなくても、全ての電池セルのセル電圧を均等化することができる。
【００４７】
なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、バッテリ３０が特許請求の範囲の「電源」に対応する。
【００４８】
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について説明する。上記第１実施形態では、冷却ファンの回転パターンに応じて所望の電池監視ユニット５０に監視動作を行わせることにより全ての電池セルのセル電圧を均等化していた。本実施形態では、電池監視ユニット５０とバッテリ３０とを接続するリレー４０の制御によって全ての電池セルのセル電圧を均等化することが特徴となっている。
【００４９】
図３は、本実施形態に係る組電池電圧制御システムを含んだ電池システムの全体構成図である。この図に示されるように、本実施形態ではリレー４０が各電池監視ユニット５０にそれぞれ対応して設けられている。上位ＥＣＵ６０は各リレー４０のオン／オフをそれぞれ制御する。なお、リレー４０以外の構成は第１実施形態と同じである。
【００５０】
そして、上述のように、各電池監視ユニット５０は、当該電池監視ユニット５０に対応するリレー４０がオンされているときには監視動作を行うことによって当該電池監視ユニット５０に対応するユニット１３内でセル電圧の均等化を行う。また、各電池監視ユニット５０は、当該電池監視ユニット５０に対応するリレー４０が上位ＥＣＵ６０によってオフされているときには低消費モードに移行し、監視動作を行わないようになっている。
【００５１】
本実施形態では、リレー４０がオフされて電池監視ユニット５０が低消費モードに移行することを利用して、ユニット１３間でセル電圧を均等化する。
【００５２】
すなわち、上位ＥＣＵ６０は、各電池監視ユニット５０からセル電圧の監視結果を受け取ると共にこの監視結果に基づいてどの電池監視ユニット５０に監視動作を行わせるかとその動作時間を決定する。これは第１実施形態と同じである。そして、本実施形態では、上位ＥＣＵ６０は決定した電池監視ユニット５０に対応するリレー４０をオンして当該電池監視ユニット５０に監視動作を動作時間が経過するまで行わせ、監視動作が必要ない電池監視ユニット５０に対応するリレー４０をオフする。
【００５３】
これにより、監視動作が行われるユニット１３の電圧は図２に示されるように動作時間を掛けて減少するので、全てのユニット１３間でセル電圧が均等化される。すなわち、複数のユニット１３を構成する全ての電池セル１１のセル電圧が均等化される。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態では電池監視ユニット５０とバッテリ３０とを接続するリレー４０を上位ＥＣＵ６０で制御しているので、オンされたリレー４０に対応する電池監視ユニット５０のみに電流を消費させる監視動作を行わせることができる。これにより、各電池監視ユニット５０間で通信するための通信手段が各電池監視ユニット５０に備えられていなくても、また、上位ＥＣＵ６０から監視動作の実行指令を受けるための受信手段が各電池監視ユニット５０に備えられていなくても、全ての電池セルのセル電圧を均等化することができる。
【００５５】
（第３実施形態）
本実施形態では、第１、第２実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、上位ＥＣＵ６０と各電池監視ユニット５０とを専用の信号線で接続し、この信号線を介して上位ＥＣＵ６０から各電池監視ユニット５０に対してセル電圧の均等化を目的とした監視動作の指令を行うことが特徴となっている。
【００５６】
図４は、本実施形態に係る組電池電圧制御システムを含んだ電池システムの全体構成図である。この図に示されるように、本実施形態では、図１に示される構成に対して、各電池監視ユニット５０と上位ＥＣＵ６０とをそれぞれ接続する複数の信号線７０が備えられている。なお、信号線７０以外の構成は第１実施形態と同じである。
【００５７】
そして、上位ＥＣＵ６０は、複数の電池監視ユニット５０から受け取った各監視結果に基づいてどの電池監視ユニット５０に監視動作を行わせるかとその動作時間を決定する。これは第１実施形態と同じである。そして、本実施形態では、上位ＥＣＵ６０は決定した電池監視ユニット５０に対応する信号線７０を介して監視動作を行わせる指令を出す。「監視動作を行わせる指令」とは、ハイレベルやローレベル等の信号である。これにより、当該電池監視ユニット５０に監視動作を行わせ、ユニット１３の電圧の低下が必要ない電池監視ユニット５０には監視動作を行わせない。
【００５８】
これにより、図２に示されるように、監視動作が行われるユニット１３の電圧は動作時間を掛けて減少する。したがって、複数のユニット１３を構成する全ての電池セル１１のセル電圧が均等化される。
【００５９】
なお、上位ＥＣＵ６０は、監視動作後に各電池監視ユニット５０から再び監視結果を受け取り、この監視結果に基づいてセル電圧の均等化が正常に行われたか否かを検証しても良い。
【００６０】
以上説明したように、本実施形態では各電池監視ユニット５０と上位ＥＣＵ６０とをそれぞれ接続する専用の信号線７０を用いることが特徴となっている。これにより、いずれかの電池監視ユニット５０に電流を消費させる監視動作を行わせることができる。また、各電池監視ユニット５０間で通信するための手段が各電池監視ユニット５０に備えられていなくても、全ての電池セルのセル電圧を均等化することができる。
【００６１】
（他の実施形態）
上記各実施形態で示された構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、上記各実施形態で示された構成を組み合わせることができる。具体的には、回転パターンの構成と複数のリレー４０の構成との組み合わせ、回転パターンと専用の信号線７０との組み合わせ、複数のリレー４０と専用の信号線７０との組み合わせを実現できる。このように、各実施形態の構成を組み合わせることにより、セル電圧の均等化の信頼性を向上させることができる。また、いずれか一方が機能しなくなっても他方が機能するため、冗長性を確保することができる。
【００６２】
また、第１実施形態では単一の冷却ファン２０を用いることについて説明したが、複数の冷却ファン２０を用いる形態でも良い。また、冷却ファン２０に限らず、上位ＥＣＵ６０が出した指令値に従って動作する負荷の信号を利用しても良い。
【符号の説明】
【００６３】
１０ 組電池
１１ 電池セル
１２ ブロック
１３ ユニット
２０ 冷却ファン
３０ バッテリ（電源）
４０ リレー
５０ 電池監視ユニット
６０ 上位ＥＣＵ
７０ 信号線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列接続された複数の電池セルが所定数毎にグループ化されてブロックが構成され、複数のブロックが所定数毎にグループ化されて複数のユニットが構成されており、前記複数のユニットを構成する電池セルのセル電圧を均等化する組電池電圧制御システムであって、
前記複数のユニットを冷却する冷却ファンを所定の回転パターンで回転させる上位ＥＣＵと、
前記ユニット毎に対応して設けられると共に対応するユニットを構成する電池セルの状態を監視する監視動作を行い、この監視動作を行う際に電池セルに電流を流すことにより当該電池監視ユニットに対応するユニット内でセル電圧の均等化を行う複数の電池監視ユニットと、を備え、
前記複数の電池監視ユニットは、前記上位ＥＣＵに対して監視結果の送信のみを行う送信専用として構成され、ユニット側の回転パターンを有し、前記冷却ファンから回転数信号を入力することにより前記冷却ファンの回転数を取得し、取得した回転数に基づく回転パターンが前記ユニット側の回転パターンと一致した場合に前記監視動作を行うようになっており、
前記上位ＥＣＵは、前記複数の電池監視ユニットからセル電圧の監視結果を受け取ると共にこの監視結果に基づいて前記複数の電池監視ユニットのいずれかに前記監視動作を行わせるための回転パターンを決定し、決定した回転パターンに基づいて前記冷却ファンを動作させることにより、前記複数のユニットを構成する全ての電池セルのセル電圧を均等化することを特徴とする組電池電圧制御システム。
【請求項２】
直列接続された複数の電池セルが所定数毎にグループ化されてブロックが構成され、複数のブロックが所定数毎にグループ化されて複数のユニットが構成されており、前記複数のユニットを構成する電池セルのセル電圧を均等化する組電池電圧制御システムであって、
前記ユニット毎に対応して設けられると共に対応するユニットを構成する電池セルの状態を監視する監視動作を行い、この監視動作を行うことによって電池セルに電流を流すことにより当該電池監視ユニットに対応するユニット内でセル電圧の均等化を行う複数の電池監視ユニットと、
前記複数の電池監視ユニットにそれぞれ対応して設けられ、前記複数のユニットとは異なる電源と前記電池監視ユニットとを電気的に接続または切断する複数のリレーと、
前記複数のリレーのオン／オフをそれぞれ制御する上位ＥＣＵと、を備え、
前記複数の電池監視ユニットは、前記上位ＥＣＵに対して監視結果の送信のみを行う送信専用としてそれぞれ構成され、当該電池監視ユニットに対応するリレーがオンされているときには前記監視動作を行うことによって当該電池監視ユニットに対応するユニット内でセル電圧の均等化を行う一方、当該電池監視ユニットに対応するリレーがオフされているときには前記監視動作を行わないようになっており、
前記上位ＥＣＵは、前記複数の電池監視ユニットからセル電圧の監視結果を受け取ると共にこの監視結果に基づいて前記複数の電池監視ユニットのうちのいずれの電池監視ユニットに前記監視動作を行わせるかを決定し、決定した電池監視ユニットに対応するリレーをオンして当該電池監視ユニットに前記監視動作を行わせることにより、前記複数のユニットを構成する全ての電池セルのセル電圧を均等化することを特徴とする組電池電圧制御システム。
【請求項３】
直列接続された複数の電池セルが所定数毎にグループ化されてブロックが構成され、複数のブロックが所定数毎にグループ化されて複数のユニットが構成されており、前記複数のユニットを構成する電池セルのセル電圧を均等化する組電池電圧制御システムであって、
前記ユニット毎に対応して設けられると共に対応するユニットを構成する電池セルの状態を監視する監視動作を行い、この監視動作を行うことによって電池セルに電流を流すことにより当該電池監視ユニットに対応するユニット内でセル電圧の均等化を行う複数の電池監視ユニットと、
前記複数の電池監視ユニットからセル電圧の監視結果を受け取る上位ＥＣＵと、
前記複数の電池監視ユニットと前記上位ＥＣＵとをそれぞれ接続する複数の信号線と、を備え、
前記複数の電池監視ユニットは、前記上位ＥＣＵに対して監視結果の送信のみを行う送信専用としてそれぞれ構成され、
前記上位ＥＣＵは、前記複数の電池監視ユニットから受け取った各監視結果に基づいて前記複数の電池監視ユニットのいずれかに前記監視動作を行わせるかを決定し、決定した電池監視ユニットに対応する信号線を介して当該電池監視ユニットに前記監視動作を行わせることにより、前記複数のユニットを構成する全ての電池セルのセル電圧を均等化することを特徴とする組電池電圧制御システム。
【請求項１】
直列接続された複数の電池セルが所定数毎にグループ化されてブロックが構成され、複数のブロックが所定数毎にグループ化されて複数のユニットが構成されており、前記複数のユニットを構成する電池セルのセル電圧を均等化する組電池電圧制御システムであって、
前記複数のユニットを冷却する冷却ファンを所定の回転パターンで回転させる上位ＥＣＵと、
前記ユニット毎に対応して設けられると共に対応するユニットを構成する電池セルの状態を監視する監視動作を行い、この監視動作を行う際に電池セルに電流を流すことにより当該電池監視ユニットに対応するユニット内でセル電圧の均等化を行う複数の電池監視ユニットと、を備え、
前記複数の電池監視ユニットは、前記上位ＥＣＵに対して監視結果の送信のみを行う送信専用として構成され、ユニット側の回転パターンを有し、前記冷却ファンから回転数信号を入力することにより前記冷却ファンの回転数を取得し、取得した回転数に基づく回転パターンが前記ユニット側の回転パターンと一致した場合に前記監視動作を行うようになっており、
前記上位ＥＣＵは、前記複数の電池監視ユニットからセル電圧の監視結果を受け取ると共にこの監視結果に基づいて前記複数の電池監視ユニットのいずれかに前記監視動作を行わせるための回転パターンを決定し、決定した回転パターンに基づいて前記冷却ファンを動作させることにより、前記複数のユニットを構成する全ての電池セルのセル電圧を均等化することを特徴とする組電池電圧制御システム。
【請求項２】
直列接続された複数の電池セルが所定数毎にグループ化されてブロックが構成され、複数のブロックが所定数毎にグループ化されて複数のユニットが構成されており、前記複数のユニットを構成する電池セルのセル電圧を均等化する組電池電圧制御システムであって、
前記ユニット毎に対応して設けられると共に対応するユニットを構成する電池セルの状態を監視する監視動作を行い、この監視動作を行うことによって電池セルに電流を流すことにより当該電池監視ユニットに対応するユニット内でセル電圧の均等化を行う複数の電池監視ユニットと、
前記複数の電池監視ユニットにそれぞれ対応して設けられ、前記複数のユニットとは異なる電源と前記電池監視ユニットとを電気的に接続または切断する複数のリレーと、
前記複数のリレーのオン／オフをそれぞれ制御する上位ＥＣＵと、を備え、
前記複数の電池監視ユニットは、前記上位ＥＣＵに対して監視結果の送信のみを行う送信専用としてそれぞれ構成され、当該電池監視ユニットに対応するリレーがオンされているときには前記監視動作を行うことによって当該電池監視ユニットに対応するユニット内でセル電圧の均等化を行う一方、当該電池監視ユニットに対応するリレーがオフされているときには前記監視動作を行わないようになっており、
前記上位ＥＣＵは、前記複数の電池監視ユニットからセル電圧の監視結果を受け取ると共にこの監視結果に基づいて前記複数の電池監視ユニットのうちのいずれの電池監視ユニットに前記監視動作を行わせるかを決定し、決定した電池監視ユニットに対応するリレーをオンして当該電池監視ユニットに前記監視動作を行わせることにより、前記複数のユニットを構成する全ての電池セルのセル電圧を均等化することを特徴とする組電池電圧制御システム。
【請求項３】
直列接続された複数の電池セルが所定数毎にグループ化されてブロックが構成され、複数のブロックが所定数毎にグループ化されて複数のユニットが構成されており、前記複数のユニットを構成する電池セルのセル電圧を均等化する組電池電圧制御システムであって、
前記ユニット毎に対応して設けられると共に対応するユニットを構成する電池セルの状態を監視する監視動作を行い、この監視動作を行うことによって電池セルに電流を流すことにより当該電池監視ユニットに対応するユニット内でセル電圧の均等化を行う複数の電池監視ユニットと、
前記複数の電池監視ユニットからセル電圧の監視結果を受け取る上位ＥＣＵと、
前記複数の電池監視ユニットと前記上位ＥＣＵとをそれぞれ接続する複数の信号線と、を備え、
前記複数の電池監視ユニットは、前記上位ＥＣＵに対して監視結果の送信のみを行う送信専用としてそれぞれ構成され、
前記上位ＥＣＵは、前記複数の電池監視ユニットから受け取った各監視結果に基づいて前記複数の電池監視ユニットのいずれかに前記監視動作を行わせるかを決定し、決定した電池監視ユニットに対応する信号線を介して当該電池監視ユニットに前記監視動作を行わせることにより、前記複数のユニットを構成する全ての電池セルのセル電圧を均等化することを特徴とする組電池電圧制御システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−５４８０（Ｐ２０１３−５４８０Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３０９５４（Ｐ２０１１−１３０９５４）
【出願日】平成２３年６月１３日（２０１１．６．１３）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１３日（２０１１．６．１３）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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