電池管理装置、電池管理システム
【課題】電池管理装置と組電池の誤った組み付けを検出する。
【解決手段】組電池Ｋ１〜Ｋ３の各電池１０とモータ５０を直列に接続する。組電池Ｋ１〜Ｋ３で、最も高電位側の電池１０の正極側電圧検出端子、最も低電位側の電池１０の負極側電圧検出端子、及び電池１０間の１つの電圧検出端子をＣＭＵ１〜３のコネクタＣ４の電圧検出ポートＰ３に接続する。電池１０間の特定の電圧検出端子Ｔ１は、組電池Ｋ１〜Ｋ３に応じて、コネクタＣ４の電池識別ポートＰ１、Ｐ２に接続されるか接続されないかの、いずれかの形態をとる。ＣＭＵ１〜３は、電圧検出ポートＰ３に接続された電圧検出端子により、各電池１０の電圧を検出する電圧検出部６０と、電池識別ポートＰ１、Ｐ２への特定の電圧検出端子Ｔ１の接続状態に基づいて、接続された組電池Ｋ１〜Ｋ３を識別する識別部８と、識別された組電池Ｋ１〜Ｋ３が管理対象の組電池であるか否かを判定する判定部９を備える。
【解決手段】組電池Ｋ１〜Ｋ３の各電池１０とモータ５０を直列に接続する。組電池Ｋ１〜Ｋ３で、最も高電位側の電池１０の正極側電圧検出端子、最も低電位側の電池１０の負極側電圧検出端子、及び電池１０間の１つの電圧検出端子をＣＭＵ１〜３のコネクタＣ４の電圧検出ポートＰ３に接続する。電池１０間の特定の電圧検出端子Ｔ１は、組電池Ｋ１〜Ｋ３に応じて、コネクタＣ４の電池識別ポートＰ１、Ｐ２に接続されるか接続されないかの、いずれかの形態をとる。ＣＭＵ１〜３は、電圧検出ポートＰ３に接続された電圧検出端子により、各電池１０の電圧を検出する電圧検出部６０と、電池識別ポートＰ１、Ｐ２への特定の電圧検出端子Ｔ１の接続状態に基づいて、接続された組電池Ｋ１〜Ｋ３を識別する識別部８と、識別された組電池Ｋ１〜Ｋ３が管理対象の組電池であるか否かを判定する判定部９を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池から成る組電池を管理する電池管理装置および電池管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の電池から成る組電池と、該組電池を管理する電池管理装置が、たとえば特許文献１〜４に開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示されているように、組電池は、複数の電池を直列に接続して構成されている。各電池の正極側と負極側からは端子が引き出されている。この端子はコネクタやケーブルを介して、電池管理装置に接続されている。電池管理装置は、その端子を介して各電池の電圧を検出し、電池の充放電や負荷への電力供給を管理する。
【０００４】
特許文献２に開示されているように、共通仕様の電池管理装置（モジュール状態検出手段）が複数設けられている場合、各電池管理装置と上位装置（制御手段）とが直列に接続される。そして、イグニッションスイッチがＯＮ状態になったときに、各電池管理装置を識別するＩＤが接続上流の電池管理装置から接続下流の電池管理装置へと順番に付与される。この電池管理装置は、異常状態になった組電池（バッテリ）を特定するなどの管理を行う。
【０００５】
特許文献３では、共通仕様の電池管理装置（電池ＥＣＵ）のコネクタ部に、識別用コネクタを設けている。各識別用コネクタには、電源配線または接地配線が接続され、これらの配線より異なる電圧が入力される。各電池管理装置は、電源投入時に、識別用コネクタの入力電圧値に基づいて、自身がいずれの組電池（バッテリユニット）を制御対象とする装置なのかを識別する。
【０００６】
特許文献４では、電池管理装置（無停電電源装置）と各電池ユニットとを接続するコネクタに、電源電圧供給端子と識別端子などを設けている。各電池ユニットには抵抗を設け、該抵抗を識別端子に接続している。電源電圧が各電池ユニットの抵抗を通って変動し、該変動後の電圧が識別端子から電池管理装置に入力される。電池管理装置は、識別端子の入力電圧値に基づいて、電池ユニットの接続数を識別する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２８８０３４号公報
【特許文献２】特開２００９−８９５２１号公報
【特許文献３】特開２００９−２１３２９７号公報
【特許文献４】特開２００１−８６６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
電池管理装置と組電池とをコネクタを介して接続する際に、電池管理装置と組電池との組み付けを誤ると、電池管理装置で組電池を正常に管理できなくなる。
【０００９】
本発明の課題は、組電池の誤った組み付けを検出することが可能な電池管理装置および電池管理システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る電池管理装置は、複数の電池が直列に接続された組電池とコネクタを介して接続され、該組電池を管理する。電池は、接続端子と電圧検出端子とを正極側と負極側にそれぞれ有する。組電池では、最も高電位側にある電池の正極側接続端子は、負荷の一端に接続される。最も低電位側にある電池の負極側接続端子は、負荷の他端に接続される。電池同士の間にある正極側接続端子と負極側接続端子とは接続される。最も高電位側にある電池の正極側電圧検出端子、最も低電位側にある電池の負極側電圧検出端子、および電池同士の間にある少なくとも１つの電圧検出端子から成る端子群は、コネクタに接続可能に延長される。電池同士の間にあって、上記端子群に含まれない特定の電圧検出端子は、組電池に応じて、コネクタに接続可能に延長されるか、またはコネクタに接続可能に延長されないか、のいずれかの形態をとる。コネクタは、上記特定の電圧検出端子を接続する電池識別ポートと、上記端子群の各電圧検出端子を接続する電圧検出ポートとを有する。また、電池管理装置は、電圧検出ポートと該ポートに接続された端子群の各電圧検出端子とにより、各電池の電圧を検出する電圧検出部と、電池識別ポートへの特定の電圧検出端子の接続状態に基づいて、接続された組電池を識別する識別部と、識別部で識別された組電池が管理対象の組電池であるか否かを判定する判定部とを備える。
【００１１】
また、本発明に係る他の電池管理装置は、複数の電池を直列に接続して成る電池モジュールを、さらに複数直列に接続して成る組電池と、コネクタを介して接続され、該組電池を管理する。電池モジュールは、接続端子と電圧検出端子とを正極側と負極側にそれぞれ有する。最も高電位側にある電池モジュールの正極側接続端子は、負荷の一端に接続される。最も低電位側にある電池モジュールの負極側接続端子は、負荷の他端に接続される。電池モジュール同士の間にある正極側接続端子と負極側接続端子とは接続される。最も高電位側にある電池モジュールの正極側電圧検出端子、最も低電位側にある電池モジュールの負極側電圧検出端子、および電池モジュール同士の間にある少なくとも１つの電圧検出端子から成る端子群は、コネクタに接続可能に延長される。電池モジュール同士の間にあって、上記端子群に含まれない特定の電圧検出端子は、組電池に応じて、コネクタに接続可能に延長されるか、またはコネクタに接続可能に延長されないか、のいずれかの形態をとる。コネクタは、上記特定の電圧検出端子を接続する電池識別ポートと、上記端子群の各電圧検出端子を接続する電圧検出ポートとを有する。また、電池管理装置は、電圧検出ポートと該ポートに接続された端子群の各電圧検出端子とにより、各電池モジュールの電圧を検出する電圧検出部と、電池識別ポートへの特定の電圧検出端子の接続状態に基づいて、接続された組電池を識別する識別部と、識別部で識別された組電池が管理対象の組電池であるか否かを判定する判定部とを備える。
【００１２】
また、本発明に係る電池管理システムは、複数の電池が直列に接続された組電池と、コネクタを介して接続された組電池を管理する電池管理装置とを、それぞれ複数設けている。電池は、接続端子と電圧検出端子とを正極側と負極側にそれぞれ有する。組電池では、最も高電位側にある電池の正極側接続端子は、負荷の一端に接続される。最も低電位側にある電池の負極側接続端子は、負荷の他端に接続される。電池同士の間にある正極側接続端子と負極側接続端子とは接続される。最も高電位側にある電池の正極側電圧検出端子、最も低電位側にある電池の負極側電圧検出端子、および電池同士の間にある少なくとも１つの電圧検出端子から成る端子群は、コネクタに接続可能に延長される。電池同士の間にあって、上記端子群に含まれない特定の電圧検出端子は、組電池に応じて、コネクタに接続可能に延長されるか、またはコネクタに接続可能に延長されないか、のいずれかの形態をとる。コネクタは、上記特定の電圧検出端子を接続する電池識別ポートと、上記端子群の各電圧検出端子を接続する電圧検出ポートとを有する。電池管理装置は、電圧検出ポートと該ポートに接続された端子群の各電圧検出端子とにより、各電池の電圧を検出する電圧検出部と、電池識別ポートへの特定の電圧検出端子の接続状態に基づいて、接続された組電池を識別する識別部と、識別部で識別された組電池が管理対象の組電池であるか否かを判定する判定部とを備える。
【００１３】
上記によると、電池管理装置と組電池とをコネクタを介して接続した際に、組電池の各電池の電圧検出に必要のない特定の電圧検出端子が、組電池に応じて、コネクタの電池識別ポートに接続されたり接続されなかったりする。このため、電池管理装置と組電池との組み付けを誤っても、電池管理装置で、電池識別ポートへの特定の電圧検出端子の接続状態から組電池を識別して、管理対象でない組電池の誤った組み付けを検出することが可能となる。
【００１４】
また、本発明では、上記電池管理装置において、識別部は、電池識別ポートにかかる電圧を検出することにより、電池識別ポートへの特定の電圧検出端子の接続状態を判断するようにしてもよい。
【００１５】
また、本発明では、上記電池管理装置において、コネクタに電池識別ポートを複数設けるようにしてもよい。
【００１６】
また、本発明では、上記電池管理装置において、組電池が、複数の電池を直列に接続して成る電池モジュールを、さらに複数直列に接続して成る場合、識別部は、組電池を構成する電池モジュールを識別し、判定部は、識別部で識別された電池モジュールが管理対象の電池モジュールであるか否かを判定するようにしてもよい。
【００１７】
また、本発明では、上記電池管理装置において、電圧検出部は、隣り合う電圧検出ポートと該ポートに接続された端子群の各電圧検出端子とにより、各電池の電圧を検出するようにしてもよい。
【００１８】
また、本発明では、上記電池管理装置において、電圧検出部は、最も高電位側にある電池の正極側電圧検出端子および該端子が接続された電圧検出ポート、並びに、各電池の負極側電圧検出端子および該端子が接続された電圧検出ポートにより、各電池の電圧を検出するようにしてもよい。
【００１９】
さらに、本発明では、上記電池管理装置において、電圧検出部は、最も低電位側にある電池の負極側電圧検出端子および該端子が接続された電圧検出ポート、並びに、各電池の正極側電圧検出端子および該端子が接続された電圧検出ポートにより、各電池の電圧を検出するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、組電池の誤った組み付けを検出することが可能な電池管理装置および電池管理システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る電池管理システムの構成を示した図である。
【図２】組電池の構成と電圧検出の一例を示した図である。
【図３】組電池の構成と電圧検出の他の例を示した図である。
【図４】組電池の構成と電圧検出の他の例を示した図である。
【図５】電池の構成を示した図である。
【図６】ＣＭＵと組電池の誤った組み付け状態の一例を示した図である。
【図７】ＣＭＵと電池モジュールと電池識別ポートの接続状態の対応関係を示した図である。
【図８】ＣＭＵによる組電池の誤組み付け検出動作を示したフローチャートである。
【図９】他の実施形態に係る電池管理システムの構成を示した図である。
【図１０】図９のＣＭＵと電池モジュールと電池識別ポートの接続状態の対応関係を示した図である。
【図１１】他の実施形態に係る電池管理システムの構成を示した図である。
【図１２】図１１のＣＭＵと電池モジュールと電池識別ポートの接続状態の対応関係を示した図である。
【図１３】他の実施形態に係る電池管理システムの構成を示した図である。
【図１４】図１３の組電池の構成と電圧検出の一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各図において、同一の部分または対応する部分には、同一符号を付してある。
【００２３】
図１に示す電池管理システム１００は、電気自動車の走行用のモータ５０を駆動するためのものである。電池管理システム１００には、複数のＣＭＵ（Cell Monitoring Unit）１〜３と組電池Ｋ１〜Ｋ３とが設けられている。
【００２４】
各ＣＭＵ１〜３は、各組電池Ｋ１〜Ｋ３とコネクタＣ１〜Ｃ４を介して接続されている。各ＣＭＵ１〜３は、各組電池Ｋ１〜Ｋ３の電圧値の検出、電圧値の異常の有無、充放電、および電力供給を管理する。ＣＭＵ１〜３は、本発明の「電池管理装置」の一例である。
【００２５】
また、各ＣＭＵ１〜３は、通信線により上位のＢＭＵ（Battery Management Unit）４０と接続されている。各ＣＭＵ１〜３とＢＭＵ４０とは、各組電池Ｋ１〜Ｋ３の管理情報を送受信する。電気自動車のイグニッションスイッチがＯＮ状態になって、各ＣＭＵ１〜３が起動したときに、公知の方法により、各ＣＭＵ１〜３を識別するＩＤ番号がＣＭＵ１〜３で順番に付与される。各ＣＭＵ１〜３のＩＤ番号は、記憶部７に記憶され、ＢＭＵ４０へ送信される。
【００２６】
各組電池Ｋ１〜Ｋ３は、複数の電池１０を直列に接続して成る電池モジュールＭ１〜Ｍ９を、さらに複数直列に接続して構成されている。詳しくは、図２に示すように、各電池モジュールＭ１〜Ｍ９は、８つの電池１０を直列に接続して構成されている。図１に示すように、組電池Ｋ１は、３つの電池モジュールＭ１〜Ｍ３を直列に接続して構成されている。組電池Ｋ２は、３つの電池モジュールＭ４〜Ｍ６を直列に接続して構成されている。組電池Ｋ３は、３つの電池モジュールＭ７〜Ｍ９を直列に接続して構成されている。
【００２７】
各電池１０は、図５に示すように、正極側と負極側に接続端子Ｔ１１、Ｔ１０と電圧検出端子Ｔ１〜Ｔ９とをそれぞれ有している。
【００２８】
組電池Ｋ１〜Ｋ３では、図１に示すように、最も高電位側にある電池モジュールＭ９の電池１０の正極側接続端子Ｔ１１は、モータ５０の一端に接続されている。最も低電位側にある電池モジュールＭ１の電池１０の負極側接続端子Ｔ１０は、モータ５０の他端に接続されている。電池１０同士の間にある正極側接続端子Ｔ１１と負極側接続端子Ｔ１０とは、図１および図２に示すように、接続されている。つまり、組電池Ｋ１〜Ｋ３とモータ５０とは、直列に接続されている。モータ５０は、本発明の「負荷」の一例である。
【００２９】
電池モジュールＭ１、Ｍ４、Ｍ７の各電池１０の電圧検出端子Ｔ１〜Ｔ９は、コネクタＣ１に接続されている。電池モジュールＭ２、Ｍ５、Ｍ８の各電池１０の電圧検出端子Ｔ１〜Ｔ９は、コネクタＣ２に接続されている。電池モジュールＭ３、Ｍ６、Ｍ９の各電池１０の電圧検出端子Ｔ１〜Ｔ９は、コネクタＣ３に接続されている。
【００３０】
最も高電位側にある電池モジュールＭ９の電池１０の正極側電圧検出端子Ｔ９と、最も低電位側にある電池モジュールＭ１の電池１０の負極側電圧検出端子Ｔ１と、電池１０同士の間にある少なくとも１つの電圧検出端子Ｔ９〜Ｔ２とは、本発明の「端子群」を構成する。これらの電圧検出端子Ｔ９〜Ｔ１は、コネクタＣ１〜Ｃ３からさらに、コネクタＣ４に接続可能にそれぞれ延長されている。
【００３１】
電池１０同士の間にあって、上記端子群に含まれない余った電圧検出端子（図２で電池モジュールＭ２、Ｍ３、Ｍ５、Ｍ６、Ｍ８、Ｍ９の低電位側の電池１０の負極側電圧検出端子）Ｔ１は、本発明の「特定の電圧検出端子」を構成する。この電圧検出端子Ｔ１は、組電池Ｋ１〜Ｋ３に応じて、コネクタＣ４に接続可能に延長されるか、またはコネクタＣ４に接続可能に延長されないか、のいずれかの形態をとる。
【００３２】
図１に示す例では、組電池Ｋ１の電池モジュールＭ２、Ｍ３の余った電圧検出端子Ｔ１は、コネクタＣ４に接続可能に延長されずに、コネクタＣ２、Ｃ３に接続されている。組電池Ｋ２の電池モジュールＭ５の余った電圧検出端子Ｔ１は、破線で示すように、コネクタＣ４に接続可能に延長されている。電池モジュールＭ６の余った電圧検出端子Ｔ１は、コネクタＣ４に接続可能に延長されずに、コネクタＣ３に接続されている。組電池Ｋ３の電池モジュールＭ８の余った電圧検出端子Ｔ１は、コネクタＣ４に接続可能に延長されずに、コネクタＣ２に接続されている。電池モジュールＭ９の余った電圧検出端子Ｔ１は、破線で示すように、コネクタＣ４に接続可能に延長されている。
【００３３】
コネクタＣ４は、各ＣＭＵ１〜３に取り付けられている。コネクタＣ４は、組電池Ｋ１〜Ｋ３から延長された電圧検出端子Ｔ１〜Ｔ９を接続する複数の電池識別ポートＰ１、Ｐ２と電圧検出ポートＰ３とを有している。詳しくは、電池モジュールＭ２、Ｍ３、Ｍ５、Ｍ６、Ｍ８、Ｍ９の余った電圧検出端子Ｔ１が、電池識別ポートＰ１、Ｐ２に接続され、その他の電圧検出端子Ｔ１〜Ｔ９が電圧検出ポートＰ３に接続される。
【００３４】
具体的には、コネクタＣ４に対してコネクタＣ１〜Ｃ３を嵌め合わせる。これにより、コネクタＣ４の各ポートＰ１〜Ｐ３に組電池Ｋ１〜Ｋ３から延長された電圧検出端子Ｔ１〜Ｔ９が接続される。各コネクタＣ１〜Ｃ４の形状は異なっている。これにより、コネクタＣ４の間違った位置にコネクタＣ１〜Ｃ３を嵌め合わせることが防止されている。
【００３５】
ＣＭＵ１〜３には、電圧検出部６０、記憶部７、識別部８、および判定部９が備わっている。これら以外にも、ＣＭＵ１〜３には、バランサ回路や通信用インタフェースなどが備わっている（図示省略）。
【００３６】
電圧検出部６０は、電池監視用のＩＣから構成されている。電圧検出部６０は、コネクタＣ４の電圧検出ポートＰ３と該ポートＰ３に接続された電圧検出端子Ｔ１〜Ｔ９とにより、組電池Ｋ１〜Ｋ３の電池モジュールＭ１〜Ｍ９の各電池１０の電圧を検出する。
【００３７】
具体的には、電圧検出部６０は、図２に示すように、隣り合う電圧検出ポートＰ３と該ポートＰ３に接続された電圧検出端子Ｔ１〜Ｔ９とにより、各電池１０の電圧を検出する。
【００３８】
これ以外に、電圧検出部６０が、次の方法で、各電池１０の電圧を検出するようにしてもよい。
【００３９】
たとえば、図３に示すように、最も高電位側にある電池モジュールＭ３、Ｍ６、Ｍ９の電池１０の正極側電圧検出端子Ｔ９および該端子Ｔ９が接続された電圧検出ポートＰ３を共通検出端とする。そして、当該共通検出端Ｔ９、Ｐ３と、各電池１０の負極側電圧検出端子Ｔ１〜Ｔ９および該端子Ｔ１〜Ｔ９が接続された電圧検出ポートＰ３により、順次電圧を測定して、各電池１０の電圧（電位差）を検出する。
【００４０】
また、たとえば、図４に示すように、最も低電位側にある電池モジュールＭ１、Ｍ４、Ｍ７の電池１０の負極側電圧検出端子Ｔ１および該端子Ｔ１が接続された電圧検出ポートＰ３を共通検出端とする。そして、当該共通検出端Ｔ１、Ｐ３と、各電池１０の正極側電圧検出端子Ｔ２〜Ｔ９および該端子Ｔ２〜Ｔ９が接続された電圧検出ポートＰ３により、順次電圧を測定して、各電池１０の電圧（電位差）を検出する。
【００４１】
ＣＭＵ１〜３の記憶部７は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）から構成されている。記憶部７には、図７に示すような、ＣＭＵ１〜３と電池モジュールＭ１〜Ｍ９とコネクタＣ４の電池識別ポートＰ１、Ｐ２の接続状態の対応関係を示した情報が予め記憶されている。
【００４２】
図７において、「ＣＭＵ ＩＤ」は、ＣＭＵ１〜３を識別するＩＤ番号を示している。「電池モジュールＮｏ．」は、電池モジュールＭ１〜Ｍ９を識別する番号を示している。「電池識別ポートの接続状態」は、コネクタＣ４の電池識別ポートＰ１、Ｐ２への余った電圧検出端子Ｔ１の接続状態を示している。
【００４３】
たとえば、ＩＤ番号が「１」であるＣＭＵ１の場合、管理対象の電池モジュールは、組電池Ｋ１の電池モジュールＭ１〜Ｍ３である。ＣＭＵ１に組電池Ｋ１を組み付けた場合、電池識別ポートＰ１、Ｐ２には余った電圧検出端子Ｔ１が接続されず、電池識別ポートＰ１、Ｐ２は開いた（ＯＰＥＮ）状態になる。
【００４４】
また、ＩＤ番号が「２」であるＣＭＵ２の場合、管理対象の電池モジュールは、組電池Ｋ２の電池モジュールＭ４〜Ｍ６である。ＣＭＵ２に組電池Ｋ２を組み付けた場合、電池識別ポートＰ１には、電池モジュールＭ５の余った電圧検出端子Ｔ１が接続されて、電池識別ポートＰ１は閉じた（ＣＬＯＳＥ）状態になる。電池識別ポートＰ２には余った電圧検出端子Ｔ１が接続されず、電池識別ポートＰ２は開いた（ＯＰＥＮ）状態になる。
【００４５】
また、ＩＤ番号が「３」であるＣＭＵ３の場合、管理対象の電池モジュールは、組電池Ｋ３の電池モジュールＭ７〜Ｍ９である。ＣＭＵ３に組電池Ｋ３を組み付けた場合、電池識別ポートＰ１には余った電圧検出端子Ｔ１が接続されず、電池識別ポートＰ１は開いた（ＯＰＥＮ）状態になる。電池識別ポートＰ２には、電池モジュールＭ９の余った電圧検出端子Ｔ１が接続されて、電池識別ポートＰ２は、閉じた（ＣＬＯＳＥ）状態になる。
【００４６】
ＣＭＵ１〜３の識別部８と判定部９は、マイクロコンピュータから構成されている。識別部８は、電池識別ポートＰ１、Ｐ２への余った電圧検出端子Ｔ１の接続状態に基づいて、接続された組電池Ｋ１〜Ｋ３の電池モジュールＭ１〜Ｍ９を識別する。判定部９は、識別部８で識別された組電池Ｋ１〜Ｋ３の電池モジュールＭ１〜Ｍ９が管理対象の組電池Ｋ１〜Ｋ３の電池モジュールＭ１〜Ｍ９であるか否かを判定する。
【００４７】
各ＣＭＵ１〜３と各組電池Ｋ１〜Ｋ３とがコネクタＣ１〜Ｃ４を介して接続された後、電気自動車のイグニッションスイッチがＯＮ状態になると、各ＣＭＵ１〜３は起動して、組電池Ｋ１〜Ｋ３の誤組み付け検出動作を行う。以下、図８を参照しながらその詳細を説明する。
【００４８】
図８において、ＣＭＵ１〜３が起動すると、識別部８が、電圧検出部６０によりコネクタＣ４の各電池識別ポートＰ１、Ｐ２の電圧を検出する（ステップＳ１）。具体的には、各電池識別ポートＰ１、Ｐ２といずれかの電圧検出ポートＰ３との間にかかる電圧を検出する。
【００４９】
電池識別ポートＰ１、Ｐ２に電池モジュールＭ２、Ｍ３、Ｍ５、Ｍ６、Ｍ８、Ｍ９の余った電圧検出端子Ｔ１が接続されている場合は、電池識別ポートＰ１、Ｐ２が閉じた状態になる。つまり、ＣＭＵ１〜３、電池識別ポートＰ１、Ｐ２、電圧検出端子Ｔ１、電池１０、電圧検出端子Ｔ１〜Ｔ９、および電圧検出ポートＰ３を通る電圧検出回路が形成される。このため、電圧検出部６０により、電池識別ポートＰ１、Ｐ２といずれかの電圧検出ポートＰ３との間で、組電池Ｋ１〜Ｋ３の電池１０の電圧が検出される。電池識別ポートＰ１、Ｐ２の相手方の検出端として、いずれの電圧検出ポートＰ３を選択するかによって、検出対象の電池１０と電池１０の個数が変わってくる。
【００５０】
一方、電池識別ポートＰ１、Ｐ２に何も接続されていない場合は、電池識別ポートＰ１、Ｐ２が開いた状態になる。このため、電池識別ポートＰ１、Ｐ２といずれかの電圧検出ポートＰ３との間で、電圧は検出されない（電圧値０Ｖ）。
【００５１】
識別部８は、ステップＳ１で、電圧が検出できた電池識別ポートＰ１、Ｐ２に対して、ステップＳ２で、電圧検出端子Ｔ１が接続されたと判断する。また、識別部８は、ステップＳ１で、電圧が検出できなかった電池識別ポートＰ１、Ｐ２に対して、ステップＳ２で、電圧検出端子Ｔ１が接続されていないと判断する。
【００５２】
そして、識別部８は、記憶部７に記憶された図７の対応情報を読み込み、電池識別ポートＰ１、Ｐ２への電圧検出端子Ｔ１の接続状態に基づいて、接続された組電池Ｋ１〜Ｋ３の電池モジュールＮｏ．（Ｍ１〜Ｍ９）を識別する（ステップＳ３）。
【００５３】
識別部８は、ステップＳ２で、両方の電池識別ポートＰ１、Ｐ２に電圧検出端子Ｔ１が接続されていない（ＯＰＥＮ）と判断した場合は、ステップＳ３で、接続された電池モジュールＮｏ．は、組電池Ｋ１の電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３である識別する。
【００５４】
また、識別部８は、ステップＳ２で、電池識別ポートＰ１に電圧検出端子Ｔ１が接続され（ＣＬＯＳＥ）、かつ、電池識別ポートＰ２に電圧検出端子Ｔ１が接続されていない（ＯＰＥＮ）と判断した場合は、ステップＳ３で、接続された電池モジュールＮｏ．は、組電池Ｋ２の電池モジュールＭ４、Ｍ５、Ｍ６であると識別する。
【００５５】
さらに、識別部８は、ステップＳ２で、電池識別ポートＰ２に電圧検出端子Ｔ１が接続され（ＣＬＯＳＥ）、かつ、電池識別ポートＰ１に電圧検出端子Ｔ１が接続されていない（ＯＰＥＮ）と判断した場合は、ステップＳ３で、接続された電池モジュールＮｏ．は、組電池Ｋ３の電池モジュールＭ７、Ｍ８、Ｍ９であると識別する。ステップＳ３の識別結果は、記憶部７に記憶される。
【００５６】
識別後、各ＣＭＵ１〜３にＩＤ番号が付番済みであれば（ステップＳ４：ＹＥＳ）、判定部９が、記憶部７に記憶された図７の対応情報と、ＣＭＵ１〜３のＩＤ番号と、電池モジュールＮｏ．の識別結果とを読み込む。そして、判定部９は、ＣＭＵ１〜３のＩＤ番号と電池モジュールＮｏ．の組み合わせを確認する（ステップＳ５）。さらに、この確認の結果から、判定部９は、識別部８で識別された電池モジュールＭ１〜Ｍ９が、自身の属するＣＭＵ１〜３の管理対象の組電池Ｋ１〜Ｋ３の電池モジュールＭ１〜Ｍ９であるか否かを判定する（ステップＳ６）。
【００５７】
図１に示すように、ＣＭＵ１〜３と組電池Ｋ１〜Ｋ３とが正しく組み付けられた場合、各ＣＭＵ１〜３では以下のように処理される。
【００５８】
ＣＭＵ１では、両方の電池識別ポートＰ１、Ｐ２に電圧検出端子Ｔ１が接続されない。このため、ステップＳ３で識別部８により、電池モジュールＮｏ．が組電池Ｋ１の電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３であると識別される。これにより、判定部９は、ステップＳ５で、ＩＤ番号「１」のＣＭＵ１と組電池Ｋ１の電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３とが組み合わされていることを確認する。そして、判定部９は、識別された電池モジュールＭ１〜Ｍ３が管理対象の電池モジュールＭ１〜Ｍ３であると判定する（ステップＳ６：ＹＥＳ）。
【００５９】
また、ＣＭＵ２では、電池識別ポートＰ１に電池モジュールＭ５の電圧検出端子Ｔ１が接続され、電池識別ポートＰ２に電圧検出端子Ｔ１が接続されない。このため、ステップＳ３で識別部８により、電池モジュールＮｏ．が組電池Ｋ２の電池モジュールＭ４、Ｍ５、Ｍ６であると識別される。これにより、判定部９は、ステップＳ５で、ＩＤ番号「２」のＣＭＵ２と組電池Ｋ２の電池モジュールＭ４、Ｍ５、Ｍ６とが組み合わされていることを確認する。そして、判定部９は、識別された電池モジュールＭ４〜Ｍ６が管理対象の電池モジュールＭ４〜Ｍ６であると判定する（ステップＳ６：ＹＥＳ）。
【００６０】
さらに、ＣＭＵ３では、電池識別ポートＰ１に電圧検出端子Ｔ１が接続されず、電池識別ポートＰ２に電池モジュールＭ９の電圧検出端子Ｔ１が接続される。このため、ステップＳ３で識別部８により、電池モジュールＮｏ．が組電池Ｋ３の電池モジュールＭ７、Ｍ８、Ｍ９であると識別される。これにより、判定部９は、ステップＳ５で、ＩＤ番号「３」のＣＭＵ３と組電池Ｋ３の電池モジュールＭ７、Ｍ８、Ｍ９とが組み合わされていることを確認する。そして、判定部９は、識別された電池モジュールＭ７〜Ｍ９が管理対象の電池モジュールＭ７〜Ｍ９であると判定する（ステップＳ６：ＹＥＳ）。
【００６１】
一方、たとえば図６に示すように、ＣＭＵ１〜３と組電池Ｋ１〜Ｋ３とが誤って組み付けられた場合、各ＣＭＵ１〜３では以下のように処理される。図６の例では、ＣＭＵ２には組電池Ｋ２が正しく組み付けられているが、ＣＭＵ１には組電池Ｋ３が誤って組み付けられ、ＣＭＵ３には組電池Ｋ１が誤って組み付けられている。
【００６２】
ＣＭＵ１では、電池識別ポートＰ１に電圧検出端子Ｔ１が接続されず、電池識別ポートＰ２に電池モジュールＭ９の電圧検出端子Ｔ１が接続される。このため、ステップＳ３で識別部８により、電池モジュールＮｏ．が組電池Ｋ３の電池モジュールＭ７、Ｍ８、Ｍ９であると識別される。これにより、判定部９は、ステップＳ５で、ＩＤ番号「１」のＣＭＵ１と組電池Ｋ３の電池モジュールＭ７、Ｍ８、Ｍ９とが組み合わされていることを確認する。そして、判定部９は、識別された電池モジュールＭ７〜Ｍ９が管理対象の電池モジュールＭ１〜Ｍ３でないと判定する（ステップＳ６：ＮＯ）。
【００６３】
また、ＣＭＵ３では、両方の電池識別ポートＰ１、Ｐ２に電圧検出端子Ｔ１が接続されない。このため、ステップＳ３で識別部８により、電池モジュールＮｏ．が組電池Ｋ１の電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３であると識別される。これにより、判定部９は、ステップＳ５で、ＩＤ番号「３」のＣＭＵ３と組電池Ｋ１の電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３とが組み合わされていることを確認する。そして、判定部９は、識別された電池モジュールＭ１〜Ｍ３が管理対象の電池モジュールＭ７〜Ｍ９でないと判定する（ステップＳ６：ＮＯ）。
【００６４】
このように電池モジュールＭ１〜Ｍ９がＣＭＵ１〜３の管理対象でないと判定された後は、ＣＭＵ１〜３からＢＭＵ４０へ、ＣＭＵ１〜３と組電池Ｋ１〜Ｋ３の組み合わせが誤っていることを示すエラー情報が出力される（ステップＳ７）。
【００６５】
なお、ステップＳ７で出力されるエラー情報は、例えばＢＭＵ４０へ出力する。そして、これに応じて車両の警告灯を点灯させるようにすれば、別途検査装置を用いることなく、組電池Ｋ１〜Ｋ３の誤組み付けを検出することができる。あるいは、エラーが生じたＣＭＵ１〜３の記憶部７にエラー情報を記憶させてもよい。そして、そのエラー情報を検査時にテスターなどで読み取るようにすれば、車両への搭載時に組電池Ｋ１〜Ｋ３の誤組み付けを検出することができる。
【００６６】
上記実施形態によると、ＣＭＵ１〜３と組電池Ｋ１〜Ｋ３とをコネクタＣ１〜Ｃ４を介して接続した際に、組電池Ｋ１〜Ｋ３の各電池１０の電圧検出に必要のない特定の電圧検出端子Ｔ１が、組電池Ｋ１〜Ｋ３に応じて、コネクタＣ４の電池識別ポートＰ１、Ｐ２に接続されたり接続されなかったりする。このため、ＣＭＵ１〜３と組電池Ｋ１〜Ｋ３との組み付けを誤っても、ＣＭＵ１〜３で、電池識別ポートＰ１、Ｐ２への電圧検出端子Ｔ１の接続状態から組電池Ｋ１〜Ｋ３の電池モジュールＭ１〜Ｍ９を識別して、管理対象でない組電池Ｋ１〜Ｋ３の電池モジュールＭ１〜Ｍ９の誤った組み付けを検出することが可能となる。
【００６７】
また、本実施形態では、組電池Ｋ１〜Ｋ３の各電池１０を接続端子Ｔ１０、Ｔ１１で直列に接続し、組電池Ｋ１〜Ｋ３とＣＭＵ１〜３をコネクタＣ１〜Ｃ４と電圧検出端子Ｔ１〜Ｔ９で接続している。このため、ＣＭＵ１〜３で、コネクタＣ４の電池識別ポートＰ１、Ｐ２にかかる電圧を検出することにより、電池識別ポートＰ１、Ｐ２への電圧検出端子Ｔ１の接続状態を正確に判断することができる。また、組電池Ｋ１〜Ｋ３の各電池１０の電圧を検出するのに、図２〜図４に示したいずれの方法も採用することができる。
【００６８】
本発明は、上述した以外にも種々の実施形態を採用することができる。たとえば、上記実施形態では、３つずつＣＭＵ１〜３と組電池Ｋ１〜Ｋ３とを設けた電池管理システム１００を例に示したが、本発明はこれに限るものではない。これ以外に、たとえば、図９に示すように、４つずつＣＭＵ１〜４と組電池Ｋ１〜Ｋ４とを設けた電池管理システム２００や、図１１に示すように、２つずつＣＭＵ５、６と組電池Ｋ５、Ｋ６とを設けた電池管理システム３００にも、本発明は適用することができる。
【００６９】
図９の電池管理システム２００の場合、たとえば図１０に示すように、ＣＭＵ１〜４と電池モジュールＭ１〜Ｍ１２とコネクタＣ４の電池識別ポートＰ１、Ｐ２の接続状態の対応関係を予め設定しておけばよい。また、図１１の電池管理システム３００の場合は、たとえば図１２に示すように、ＣＭＵ５、６と組電池Ｋ５、Ｋ６とコネクタＣ４の電池識別ポートＰ１の接続状態の対応関係を予め設定しておけばよい。
【００７０】
また、コネクタＣ４に設ける電池識別ポートの数を３つ以上に増やすことにより、５つ以上のＣＭＵと組電池とを設けた電池管理システムにも、本発明は適用することができる。つまり、電池識別ポートをコネクタＣ４に複数設けることによって、３つ以上のＣＭＵと組電池において、誤った組み付けを検出することが可能となる。
【００７１】
また、上記実施形態では、複数の電池１０を直列に接続して成る電池モジュールＭ１〜Ｍ１２を、さらに複数直列に接続して組電池Ｋ１〜Ｋ４を構成した例を示したが、本発明はこれに限るものではない。これ以外に、たとえば、図１１に示すように、複数の電池１０を直列に接続して組電池Ｋ５、Ｋ６を構成するようにしてもよい。
【００７２】
また、図１１に示すように、電池１０同士の間にある正極側電圧検出端子Ｔｎ−１と負極側電圧検出端子Ｔｎ−２を、両方ともコネクタＣ４の電圧検出ポートＰ３に接続可能に延長してもよい。図１１では、各電池１０の電圧の検出に必要な電圧検出端子Ｔ２〜Ｔ４、Ｔｎ−３、Ｔｎ−２、Ｔｎ−１、Ｔｎは、コネクタＣ４の電圧検出ポートＰ３に接続可能に延長されている。各電池１０の電圧の検出に必要のない特定の電圧検出端子Ｔ１は、組電池Ｋ５では、ＣＭＵ５のコネクタＣ４の電池識別ポートＰ１に接続可能に延長されておらず、組電池Ｋ６では、ＣＭＵ６のコネクタＣ４の電池識別ポートＰ１に接続可能に延長されている。
【００７３】
また、上記実施形態では、組電池Ｋ１〜Ｋ３の各電池１０の正極側と負極側に、電圧検出端子Ｔ１〜Ｔ９をそれぞれ設けた例を示したが、本発明はこれに限るものではない。これ以外に、たとえば、図１３および図１４に示すように、組電池Ｋ７、Ｋ８、Ｋ９の各電池１０ではなく、各電池モジュールＭ１３〜Ｍ２１の正極側と負極側に、電圧検出端子Ｔ１、Ｔ９をそれぞれ設けるようにしてもよい。
【００７４】
組電池Ｋ７〜Ｋ９を用いた電池管理システム４００の場合、最も高電位側にある電池モジュールＭ２１の正極側接続端子Ｔ１１を、モータ５０の一端に接続すればよい。また、最も低電位側にある電池モジュールＭ１３の負極側接続端子Ｔ１０を、モータ５０の他端に接続すればよい。また、電池モジュールＭ１３〜Ｍ２１同士の間にある正極側接続端子Ｔ１１と負極側接続端子Ｔ１０とを接続すればよい。
【００７５】
また、最も高電位側にある電池モジュールＭ２１の正極側電圧検出端子Ｔ９、最も低電位側にある電池モジュールＭ１３の負極側電圧検出端子Ｔ１、および電池モジュールＭ１３〜Ｍ２１同士の間にある少なくとも１つの電圧検出端子Ｔ９は、コネクタＣ４に接続可能に延長すればよい。電池モジュールＭ１３〜Ｍ２１同士の間にある電圧検出端子Ｔ１は、組電池Ｋ７〜Ｋ９に応じて、コネクタＣ４に接続可能に延長するか、またはコネクタＣ４に接続不可能なように短く形成すればよい。
【００７６】
また、ＣＭＵ１〜３の電圧検出部６０は、コネクタＣ４の電圧検出ポートＰ３と該ポートＰ３に接続された電圧検出端子Ｔ１、Ｔ９とにより、各電池モジュールＭ１３〜Ｍ２１の電圧を検出すればよい。また、電圧検出部６０は、コネクタＣ４の電池識別ポートＰ１、Ｐ２および該ポートＰ１、Ｐ２に接続された電圧検出端子Ｔ１、並びに、いずれかの電圧検出ポートＰ３および該ポートＰ３に接続された電圧検出端子Ｔ３により、電池識別ポートＰ１、Ｐ２にかかる電圧を検出すればよい。
【００７７】
さらに、上記実施形態では、電気自動車で使用される電池管理システムとＣＭＵに本発明を適用した例を挙げたが、これ以外の用途に使用される電池管理システムと電池管理装置に対しても、本発明を適用することは可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１、２、３ ＣＭＵ（電池管理装置）
８ 識別部
９ 判定部
１０ 電池
５０ モータ（負荷）
６０ 電圧検出部
１００、２００、３００、４００ 電池管理システム
Ｃ４ コネクタ
Ｋ１〜Ｋ９ 組電池
Ｍ１〜Ｍ２１ 電池モジュール
Ｐ１、Ｐ２ 電池識別ポート
Ｐ３ 電圧検出ポート
Ｔ１ 電圧検出端子
Ｔ２〜Ｔ９、Ｔｎ、Ｔｎ−１、Ｔｎ−２、Ｔｎ−３ 電圧検出端子
Ｔ１０、Ｔ１１ 接続端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池から成る組電池を管理する電池管理装置および電池管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の電池から成る組電池と、該組電池を管理する電池管理装置が、たとえば特許文献１〜４に開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示されているように、組電池は、複数の電池を直列に接続して構成されている。各電池の正極側と負極側からは端子が引き出されている。この端子はコネクタやケーブルを介して、電池管理装置に接続されている。電池管理装置は、その端子を介して各電池の電圧を検出し、電池の充放電や負荷への電力供給を管理する。
【０００４】
特許文献２に開示されているように、共通仕様の電池管理装置（モジュール状態検出手段）が複数設けられている場合、各電池管理装置と上位装置（制御手段）とが直列に接続される。そして、イグニッションスイッチがＯＮ状態になったときに、各電池管理装置を識別するＩＤが接続上流の電池管理装置から接続下流の電池管理装置へと順番に付与される。この電池管理装置は、異常状態になった組電池（バッテリ）を特定するなどの管理を行う。
【０００５】
特許文献３では、共通仕様の電池管理装置（電池ＥＣＵ）のコネクタ部に、識別用コネクタを設けている。各識別用コネクタには、電源配線または接地配線が接続され、これらの配線より異なる電圧が入力される。各電池管理装置は、電源投入時に、識別用コネクタの入力電圧値に基づいて、自身がいずれの組電池（バッテリユニット）を制御対象とする装置なのかを識別する。
【０００６】
特許文献４では、電池管理装置（無停電電源装置）と各電池ユニットとを接続するコネクタに、電源電圧供給端子と識別端子などを設けている。各電池ユニットには抵抗を設け、該抵抗を識別端子に接続している。電源電圧が各電池ユニットの抵抗を通って変動し、該変動後の電圧が識別端子から電池管理装置に入力される。電池管理装置は、識別端子の入力電圧値に基づいて、電池ユニットの接続数を識別する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２８８０３４号公報
【特許文献２】特開２００９−８９５２１号公報
【特許文献３】特開２００９−２１３２９７号公報
【特許文献４】特開２００１−８６６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
電池管理装置と組電池とをコネクタを介して接続する際に、電池管理装置と組電池との組み付けを誤ると、電池管理装置で組電池を正常に管理できなくなる。
【０００９】
本発明の課題は、組電池の誤った組み付けを検出することが可能な電池管理装置および電池管理システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る電池管理装置は、複数の電池が直列に接続された組電池とコネクタを介して接続され、該組電池を管理する。電池は、接続端子と電圧検出端子とを正極側と負極側にそれぞれ有する。組電池では、最も高電位側にある電池の正極側接続端子は、負荷の一端に接続される。最も低電位側にある電池の負極側接続端子は、負荷の他端に接続される。電池同士の間にある正極側接続端子と負極側接続端子とは接続される。最も高電位側にある電池の正極側電圧検出端子、最も低電位側にある電池の負極側電圧検出端子、および電池同士の間にある少なくとも１つの電圧検出端子から成る端子群は、コネクタに接続可能に延長される。電池同士の間にあって、上記端子群に含まれない特定の電圧検出端子は、組電池に応じて、コネクタに接続可能に延長されるか、またはコネクタに接続可能に延長されないか、のいずれかの形態をとる。コネクタは、上記特定の電圧検出端子を接続する電池識別ポートと、上記端子群の各電圧検出端子を接続する電圧検出ポートとを有する。また、電池管理装置は、電圧検出ポートと該ポートに接続された端子群の各電圧検出端子とにより、各電池の電圧を検出する電圧検出部と、電池識別ポートへの特定の電圧検出端子の接続状態に基づいて、接続された組電池を識別する識別部と、識別部で識別された組電池が管理対象の組電池であるか否かを判定する判定部とを備える。
【００１１】
また、本発明に係る他の電池管理装置は、複数の電池を直列に接続して成る電池モジュールを、さらに複数直列に接続して成る組電池と、コネクタを介して接続され、該組電池を管理する。電池モジュールは、接続端子と電圧検出端子とを正極側と負極側にそれぞれ有する。最も高電位側にある電池モジュールの正極側接続端子は、負荷の一端に接続される。最も低電位側にある電池モジュールの負極側接続端子は、負荷の他端に接続される。電池モジュール同士の間にある正極側接続端子と負極側接続端子とは接続される。最も高電位側にある電池モジュールの正極側電圧検出端子、最も低電位側にある電池モジュールの負極側電圧検出端子、および電池モジュール同士の間にある少なくとも１つの電圧検出端子から成る端子群は、コネクタに接続可能に延長される。電池モジュール同士の間にあって、上記端子群に含まれない特定の電圧検出端子は、組電池に応じて、コネクタに接続可能に延長されるか、またはコネクタに接続可能に延長されないか、のいずれかの形態をとる。コネクタは、上記特定の電圧検出端子を接続する電池識別ポートと、上記端子群の各電圧検出端子を接続する電圧検出ポートとを有する。また、電池管理装置は、電圧検出ポートと該ポートに接続された端子群の各電圧検出端子とにより、各電池モジュールの電圧を検出する電圧検出部と、電池識別ポートへの特定の電圧検出端子の接続状態に基づいて、接続された組電池を識別する識別部と、識別部で識別された組電池が管理対象の組電池であるか否かを判定する判定部とを備える。
【００１２】
また、本発明に係る電池管理システムは、複数の電池が直列に接続された組電池と、コネクタを介して接続された組電池を管理する電池管理装置とを、それぞれ複数設けている。電池は、接続端子と電圧検出端子とを正極側と負極側にそれぞれ有する。組電池では、最も高電位側にある電池の正極側接続端子は、負荷の一端に接続される。最も低電位側にある電池の負極側接続端子は、負荷の他端に接続される。電池同士の間にある正極側接続端子と負極側接続端子とは接続される。最も高電位側にある電池の正極側電圧検出端子、最も低電位側にある電池の負極側電圧検出端子、および電池同士の間にある少なくとも１つの電圧検出端子から成る端子群は、コネクタに接続可能に延長される。電池同士の間にあって、上記端子群に含まれない特定の電圧検出端子は、組電池に応じて、コネクタに接続可能に延長されるか、またはコネクタに接続可能に延長されないか、のいずれかの形態をとる。コネクタは、上記特定の電圧検出端子を接続する電池識別ポートと、上記端子群の各電圧検出端子を接続する電圧検出ポートとを有する。電池管理装置は、電圧検出ポートと該ポートに接続された端子群の各電圧検出端子とにより、各電池の電圧を検出する電圧検出部と、電池識別ポートへの特定の電圧検出端子の接続状態に基づいて、接続された組電池を識別する識別部と、識別部で識別された組電池が管理対象の組電池であるか否かを判定する判定部とを備える。
【００１３】
上記によると、電池管理装置と組電池とをコネクタを介して接続した際に、組電池の各電池の電圧検出に必要のない特定の電圧検出端子が、組電池に応じて、コネクタの電池識別ポートに接続されたり接続されなかったりする。このため、電池管理装置と組電池との組み付けを誤っても、電池管理装置で、電池識別ポートへの特定の電圧検出端子の接続状態から組電池を識別して、管理対象でない組電池の誤った組み付けを検出することが可能となる。
【００１４】
また、本発明では、上記電池管理装置において、識別部は、電池識別ポートにかかる電圧を検出することにより、電池識別ポートへの特定の電圧検出端子の接続状態を判断するようにしてもよい。
【００１５】
また、本発明では、上記電池管理装置において、コネクタに電池識別ポートを複数設けるようにしてもよい。
【００１６】
また、本発明では、上記電池管理装置において、組電池が、複数の電池を直列に接続して成る電池モジュールを、さらに複数直列に接続して成る場合、識別部は、組電池を構成する電池モジュールを識別し、判定部は、識別部で識別された電池モジュールが管理対象の電池モジュールであるか否かを判定するようにしてもよい。
【００１７】
また、本発明では、上記電池管理装置において、電圧検出部は、隣り合う電圧検出ポートと該ポートに接続された端子群の各電圧検出端子とにより、各電池の電圧を検出するようにしてもよい。
【００１８】
また、本発明では、上記電池管理装置において、電圧検出部は、最も高電位側にある電池の正極側電圧検出端子および該端子が接続された電圧検出ポート、並びに、各電池の負極側電圧検出端子および該端子が接続された電圧検出ポートにより、各電池の電圧を検出するようにしてもよい。
【００１９】
さらに、本発明では、上記電池管理装置において、電圧検出部は、最も低電位側にある電池の負極側電圧検出端子および該端子が接続された電圧検出ポート、並びに、各電池の正極側電圧検出端子および該端子が接続された電圧検出ポートにより、各電池の電圧を検出するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、組電池の誤った組み付けを検出することが可能な電池管理装置および電池管理システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る電池管理システムの構成を示した図である。
【図２】組電池の構成と電圧検出の一例を示した図である。
【図３】組電池の構成と電圧検出の他の例を示した図である。
【図４】組電池の構成と電圧検出の他の例を示した図である。
【図５】電池の構成を示した図である。
【図６】ＣＭＵと組電池の誤った組み付け状態の一例を示した図である。
【図７】ＣＭＵと電池モジュールと電池識別ポートの接続状態の対応関係を示した図である。
【図８】ＣＭＵによる組電池の誤組み付け検出動作を示したフローチャートである。
【図９】他の実施形態に係る電池管理システムの構成を示した図である。
【図１０】図９のＣＭＵと電池モジュールと電池識別ポートの接続状態の対応関係を示した図である。
【図１１】他の実施形態に係る電池管理システムの構成を示した図である。
【図１２】図１１のＣＭＵと電池モジュールと電池識別ポートの接続状態の対応関係を示した図である。
【図１３】他の実施形態に係る電池管理システムの構成を示した図である。
【図１４】図１３の組電池の構成と電圧検出の一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各図において、同一の部分または対応する部分には、同一符号を付してある。
【００２３】
図１に示す電池管理システム１００は、電気自動車の走行用のモータ５０を駆動するためのものである。電池管理システム１００には、複数のＣＭＵ（Cell Monitoring Unit）１〜３と組電池Ｋ１〜Ｋ３とが設けられている。
【００２４】
各ＣＭＵ１〜３は、各組電池Ｋ１〜Ｋ３とコネクタＣ１〜Ｃ４を介して接続されている。各ＣＭＵ１〜３は、各組電池Ｋ１〜Ｋ３の電圧値の検出、電圧値の異常の有無、充放電、および電力供給を管理する。ＣＭＵ１〜３は、本発明の「電池管理装置」の一例である。
【００２５】
また、各ＣＭＵ１〜３は、通信線により上位のＢＭＵ（Battery Management Unit）４０と接続されている。各ＣＭＵ１〜３とＢＭＵ４０とは、各組電池Ｋ１〜Ｋ３の管理情報を送受信する。電気自動車のイグニッションスイッチがＯＮ状態になって、各ＣＭＵ１〜３が起動したときに、公知の方法により、各ＣＭＵ１〜３を識別するＩＤ番号がＣＭＵ１〜３で順番に付与される。各ＣＭＵ１〜３のＩＤ番号は、記憶部７に記憶され、ＢＭＵ４０へ送信される。
【００２６】
各組電池Ｋ１〜Ｋ３は、複数の電池１０を直列に接続して成る電池モジュールＭ１〜Ｍ９を、さらに複数直列に接続して構成されている。詳しくは、図２に示すように、各電池モジュールＭ１〜Ｍ９は、８つの電池１０を直列に接続して構成されている。図１に示すように、組電池Ｋ１は、３つの電池モジュールＭ１〜Ｍ３を直列に接続して構成されている。組電池Ｋ２は、３つの電池モジュールＭ４〜Ｍ６を直列に接続して構成されている。組電池Ｋ３は、３つの電池モジュールＭ７〜Ｍ９を直列に接続して構成されている。
【００２７】
各電池１０は、図５に示すように、正極側と負極側に接続端子Ｔ１１、Ｔ１０と電圧検出端子Ｔ１〜Ｔ９とをそれぞれ有している。
【００２８】
組電池Ｋ１〜Ｋ３では、図１に示すように、最も高電位側にある電池モジュールＭ９の電池１０の正極側接続端子Ｔ１１は、モータ５０の一端に接続されている。最も低電位側にある電池モジュールＭ１の電池１０の負極側接続端子Ｔ１０は、モータ５０の他端に接続されている。電池１０同士の間にある正極側接続端子Ｔ１１と負極側接続端子Ｔ１０とは、図１および図２に示すように、接続されている。つまり、組電池Ｋ１〜Ｋ３とモータ５０とは、直列に接続されている。モータ５０は、本発明の「負荷」の一例である。
【００２９】
電池モジュールＭ１、Ｍ４、Ｍ７の各電池１０の電圧検出端子Ｔ１〜Ｔ９は、コネクタＣ１に接続されている。電池モジュールＭ２、Ｍ５、Ｍ８の各電池１０の電圧検出端子Ｔ１〜Ｔ９は、コネクタＣ２に接続されている。電池モジュールＭ３、Ｍ６、Ｍ９の各電池１０の電圧検出端子Ｔ１〜Ｔ９は、コネクタＣ３に接続されている。
【００３０】
最も高電位側にある電池モジュールＭ９の電池１０の正極側電圧検出端子Ｔ９と、最も低電位側にある電池モジュールＭ１の電池１０の負極側電圧検出端子Ｔ１と、電池１０同士の間にある少なくとも１つの電圧検出端子Ｔ９〜Ｔ２とは、本発明の「端子群」を構成する。これらの電圧検出端子Ｔ９〜Ｔ１は、コネクタＣ１〜Ｃ３からさらに、コネクタＣ４に接続可能にそれぞれ延長されている。
【００３１】
電池１０同士の間にあって、上記端子群に含まれない余った電圧検出端子（図２で電池モジュールＭ２、Ｍ３、Ｍ５、Ｍ６、Ｍ８、Ｍ９の低電位側の電池１０の負極側電圧検出端子）Ｔ１は、本発明の「特定の電圧検出端子」を構成する。この電圧検出端子Ｔ１は、組電池Ｋ１〜Ｋ３に応じて、コネクタＣ４に接続可能に延長されるか、またはコネクタＣ４に接続可能に延長されないか、のいずれかの形態をとる。
【００３２】
図１に示す例では、組電池Ｋ１の電池モジュールＭ２、Ｍ３の余った電圧検出端子Ｔ１は、コネクタＣ４に接続可能に延長されずに、コネクタＣ２、Ｃ３に接続されている。組電池Ｋ２の電池モジュールＭ５の余った電圧検出端子Ｔ１は、破線で示すように、コネクタＣ４に接続可能に延長されている。電池モジュールＭ６の余った電圧検出端子Ｔ１は、コネクタＣ４に接続可能に延長されずに、コネクタＣ３に接続されている。組電池Ｋ３の電池モジュールＭ８の余った電圧検出端子Ｔ１は、コネクタＣ４に接続可能に延長されずに、コネクタＣ２に接続されている。電池モジュールＭ９の余った電圧検出端子Ｔ１は、破線で示すように、コネクタＣ４に接続可能に延長されている。
【００３３】
コネクタＣ４は、各ＣＭＵ１〜３に取り付けられている。コネクタＣ４は、組電池Ｋ１〜Ｋ３から延長された電圧検出端子Ｔ１〜Ｔ９を接続する複数の電池識別ポートＰ１、Ｐ２と電圧検出ポートＰ３とを有している。詳しくは、電池モジュールＭ２、Ｍ３、Ｍ５、Ｍ６、Ｍ８、Ｍ９の余った電圧検出端子Ｔ１が、電池識別ポートＰ１、Ｐ２に接続され、その他の電圧検出端子Ｔ１〜Ｔ９が電圧検出ポートＰ３に接続される。
【００３４】
具体的には、コネクタＣ４に対してコネクタＣ１〜Ｃ３を嵌め合わせる。これにより、コネクタＣ４の各ポートＰ１〜Ｐ３に組電池Ｋ１〜Ｋ３から延長された電圧検出端子Ｔ１〜Ｔ９が接続される。各コネクタＣ１〜Ｃ４の形状は異なっている。これにより、コネクタＣ４の間違った位置にコネクタＣ１〜Ｃ３を嵌め合わせることが防止されている。
【００３５】
ＣＭＵ１〜３には、電圧検出部６０、記憶部７、識別部８、および判定部９が備わっている。これら以外にも、ＣＭＵ１〜３には、バランサ回路や通信用インタフェースなどが備わっている（図示省略）。
【００３６】
電圧検出部６０は、電池監視用のＩＣから構成されている。電圧検出部６０は、コネクタＣ４の電圧検出ポートＰ３と該ポートＰ３に接続された電圧検出端子Ｔ１〜Ｔ９とにより、組電池Ｋ１〜Ｋ３の電池モジュールＭ１〜Ｍ９の各電池１０の電圧を検出する。
【００３７】
具体的には、電圧検出部６０は、図２に示すように、隣り合う電圧検出ポートＰ３と該ポートＰ３に接続された電圧検出端子Ｔ１〜Ｔ９とにより、各電池１０の電圧を検出する。
【００３８】
これ以外に、電圧検出部６０が、次の方法で、各電池１０の電圧を検出するようにしてもよい。
【００３９】
たとえば、図３に示すように、最も高電位側にある電池モジュールＭ３、Ｍ６、Ｍ９の電池１０の正極側電圧検出端子Ｔ９および該端子Ｔ９が接続された電圧検出ポートＰ３を共通検出端とする。そして、当該共通検出端Ｔ９、Ｐ３と、各電池１０の負極側電圧検出端子Ｔ１〜Ｔ９および該端子Ｔ１〜Ｔ９が接続された電圧検出ポートＰ３により、順次電圧を測定して、各電池１０の電圧（電位差）を検出する。
【００４０】
また、たとえば、図４に示すように、最も低電位側にある電池モジュールＭ１、Ｍ４、Ｍ７の電池１０の負極側電圧検出端子Ｔ１および該端子Ｔ１が接続された電圧検出ポートＰ３を共通検出端とする。そして、当該共通検出端Ｔ１、Ｐ３と、各電池１０の正極側電圧検出端子Ｔ２〜Ｔ９および該端子Ｔ２〜Ｔ９が接続された電圧検出ポートＰ３により、順次電圧を測定して、各電池１０の電圧（電位差）を検出する。
【００４１】
ＣＭＵ１〜３の記憶部７は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）から構成されている。記憶部７には、図７に示すような、ＣＭＵ１〜３と電池モジュールＭ１〜Ｍ９とコネクタＣ４の電池識別ポートＰ１、Ｐ２の接続状態の対応関係を示した情報が予め記憶されている。
【００４２】
図７において、「ＣＭＵ ＩＤ」は、ＣＭＵ１〜３を識別するＩＤ番号を示している。「電池モジュールＮｏ．」は、電池モジュールＭ１〜Ｍ９を識別する番号を示している。「電池識別ポートの接続状態」は、コネクタＣ４の電池識別ポートＰ１、Ｐ２への余った電圧検出端子Ｔ１の接続状態を示している。
【００４３】
たとえば、ＩＤ番号が「１」であるＣＭＵ１の場合、管理対象の電池モジュールは、組電池Ｋ１の電池モジュールＭ１〜Ｍ３である。ＣＭＵ１に組電池Ｋ１を組み付けた場合、電池識別ポートＰ１、Ｐ２には余った電圧検出端子Ｔ１が接続されず、電池識別ポートＰ１、Ｐ２は開いた（ＯＰＥＮ）状態になる。
【００４４】
また、ＩＤ番号が「２」であるＣＭＵ２の場合、管理対象の電池モジュールは、組電池Ｋ２の電池モジュールＭ４〜Ｍ６である。ＣＭＵ２に組電池Ｋ２を組み付けた場合、電池識別ポートＰ１には、電池モジュールＭ５の余った電圧検出端子Ｔ１が接続されて、電池識別ポートＰ１は閉じた（ＣＬＯＳＥ）状態になる。電池識別ポートＰ２には余った電圧検出端子Ｔ１が接続されず、電池識別ポートＰ２は開いた（ＯＰＥＮ）状態になる。
【００４５】
また、ＩＤ番号が「３」であるＣＭＵ３の場合、管理対象の電池モジュールは、組電池Ｋ３の電池モジュールＭ７〜Ｍ９である。ＣＭＵ３に組電池Ｋ３を組み付けた場合、電池識別ポートＰ１には余った電圧検出端子Ｔ１が接続されず、電池識別ポートＰ１は開いた（ＯＰＥＮ）状態になる。電池識別ポートＰ２には、電池モジュールＭ９の余った電圧検出端子Ｔ１が接続されて、電池識別ポートＰ２は、閉じた（ＣＬＯＳＥ）状態になる。
【００４６】
ＣＭＵ１〜３の識別部８と判定部９は、マイクロコンピュータから構成されている。識別部８は、電池識別ポートＰ１、Ｐ２への余った電圧検出端子Ｔ１の接続状態に基づいて、接続された組電池Ｋ１〜Ｋ３の電池モジュールＭ１〜Ｍ９を識別する。判定部９は、識別部８で識別された組電池Ｋ１〜Ｋ３の電池モジュールＭ１〜Ｍ９が管理対象の組電池Ｋ１〜Ｋ３の電池モジュールＭ１〜Ｍ９であるか否かを判定する。
【００４７】
各ＣＭＵ１〜３と各組電池Ｋ１〜Ｋ３とがコネクタＣ１〜Ｃ４を介して接続された後、電気自動車のイグニッションスイッチがＯＮ状態になると、各ＣＭＵ１〜３は起動して、組電池Ｋ１〜Ｋ３の誤組み付け検出動作を行う。以下、図８を参照しながらその詳細を説明する。
【００４８】
図８において、ＣＭＵ１〜３が起動すると、識別部８が、電圧検出部６０によりコネクタＣ４の各電池識別ポートＰ１、Ｐ２の電圧を検出する（ステップＳ１）。具体的には、各電池識別ポートＰ１、Ｐ２といずれかの電圧検出ポートＰ３との間にかかる電圧を検出する。
【００４９】
電池識別ポートＰ１、Ｐ２に電池モジュールＭ２、Ｍ３、Ｍ５、Ｍ６、Ｍ８、Ｍ９の余った電圧検出端子Ｔ１が接続されている場合は、電池識別ポートＰ１、Ｐ２が閉じた状態になる。つまり、ＣＭＵ１〜３、電池識別ポートＰ１、Ｐ２、電圧検出端子Ｔ１、電池１０、電圧検出端子Ｔ１〜Ｔ９、および電圧検出ポートＰ３を通る電圧検出回路が形成される。このため、電圧検出部６０により、電池識別ポートＰ１、Ｐ２といずれかの電圧検出ポートＰ３との間で、組電池Ｋ１〜Ｋ３の電池１０の電圧が検出される。電池識別ポートＰ１、Ｐ２の相手方の検出端として、いずれの電圧検出ポートＰ３を選択するかによって、検出対象の電池１０と電池１０の個数が変わってくる。
【００５０】
一方、電池識別ポートＰ１、Ｐ２に何も接続されていない場合は、電池識別ポートＰ１、Ｐ２が開いた状態になる。このため、電池識別ポートＰ１、Ｐ２といずれかの電圧検出ポートＰ３との間で、電圧は検出されない（電圧値０Ｖ）。
【００５１】
識別部８は、ステップＳ１で、電圧が検出できた電池識別ポートＰ１、Ｐ２に対して、ステップＳ２で、電圧検出端子Ｔ１が接続されたと判断する。また、識別部８は、ステップＳ１で、電圧が検出できなかった電池識別ポートＰ１、Ｐ２に対して、ステップＳ２で、電圧検出端子Ｔ１が接続されていないと判断する。
【００５２】
そして、識別部８は、記憶部７に記憶された図７の対応情報を読み込み、電池識別ポートＰ１、Ｐ２への電圧検出端子Ｔ１の接続状態に基づいて、接続された組電池Ｋ１〜Ｋ３の電池モジュールＮｏ．（Ｍ１〜Ｍ９）を識別する（ステップＳ３）。
【００５３】
識別部８は、ステップＳ２で、両方の電池識別ポートＰ１、Ｐ２に電圧検出端子Ｔ１が接続されていない（ＯＰＥＮ）と判断した場合は、ステップＳ３で、接続された電池モジュールＮｏ．は、組電池Ｋ１の電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３である識別する。
【００５４】
また、識別部８は、ステップＳ２で、電池識別ポートＰ１に電圧検出端子Ｔ１が接続され（ＣＬＯＳＥ）、かつ、電池識別ポートＰ２に電圧検出端子Ｔ１が接続されていない（ＯＰＥＮ）と判断した場合は、ステップＳ３で、接続された電池モジュールＮｏ．は、組電池Ｋ２の電池モジュールＭ４、Ｍ５、Ｍ６であると識別する。
【００５５】
さらに、識別部８は、ステップＳ２で、電池識別ポートＰ２に電圧検出端子Ｔ１が接続され（ＣＬＯＳＥ）、かつ、電池識別ポートＰ１に電圧検出端子Ｔ１が接続されていない（ＯＰＥＮ）と判断した場合は、ステップＳ３で、接続された電池モジュールＮｏ．は、組電池Ｋ３の電池モジュールＭ７、Ｍ８、Ｍ９であると識別する。ステップＳ３の識別結果は、記憶部７に記憶される。
【００５６】
識別後、各ＣＭＵ１〜３にＩＤ番号が付番済みであれば（ステップＳ４：ＹＥＳ）、判定部９が、記憶部７に記憶された図７の対応情報と、ＣＭＵ１〜３のＩＤ番号と、電池モジュールＮｏ．の識別結果とを読み込む。そして、判定部９は、ＣＭＵ１〜３のＩＤ番号と電池モジュールＮｏ．の組み合わせを確認する（ステップＳ５）。さらに、この確認の結果から、判定部９は、識別部８で識別された電池モジュールＭ１〜Ｍ９が、自身の属するＣＭＵ１〜３の管理対象の組電池Ｋ１〜Ｋ３の電池モジュールＭ１〜Ｍ９であるか否かを判定する（ステップＳ６）。
【００５７】
図１に示すように、ＣＭＵ１〜３と組電池Ｋ１〜Ｋ３とが正しく組み付けられた場合、各ＣＭＵ１〜３では以下のように処理される。
【００５８】
ＣＭＵ１では、両方の電池識別ポートＰ１、Ｐ２に電圧検出端子Ｔ１が接続されない。このため、ステップＳ３で識別部８により、電池モジュールＮｏ．が組電池Ｋ１の電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３であると識別される。これにより、判定部９は、ステップＳ５で、ＩＤ番号「１」のＣＭＵ１と組電池Ｋ１の電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３とが組み合わされていることを確認する。そして、判定部９は、識別された電池モジュールＭ１〜Ｍ３が管理対象の電池モジュールＭ１〜Ｍ３であると判定する（ステップＳ６：ＹＥＳ）。
【００５９】
また、ＣＭＵ２では、電池識別ポートＰ１に電池モジュールＭ５の電圧検出端子Ｔ１が接続され、電池識別ポートＰ２に電圧検出端子Ｔ１が接続されない。このため、ステップＳ３で識別部８により、電池モジュールＮｏ．が組電池Ｋ２の電池モジュールＭ４、Ｍ５、Ｍ６であると識別される。これにより、判定部９は、ステップＳ５で、ＩＤ番号「２」のＣＭＵ２と組電池Ｋ２の電池モジュールＭ４、Ｍ５、Ｍ６とが組み合わされていることを確認する。そして、判定部９は、識別された電池モジュールＭ４〜Ｍ６が管理対象の電池モジュールＭ４〜Ｍ６であると判定する（ステップＳ６：ＹＥＳ）。
【００６０】
さらに、ＣＭＵ３では、電池識別ポートＰ１に電圧検出端子Ｔ１が接続されず、電池識別ポートＰ２に電池モジュールＭ９の電圧検出端子Ｔ１が接続される。このため、ステップＳ３で識別部８により、電池モジュールＮｏ．が組電池Ｋ３の電池モジュールＭ７、Ｍ８、Ｍ９であると識別される。これにより、判定部９は、ステップＳ５で、ＩＤ番号「３」のＣＭＵ３と組電池Ｋ３の電池モジュールＭ７、Ｍ８、Ｍ９とが組み合わされていることを確認する。そして、判定部９は、識別された電池モジュールＭ７〜Ｍ９が管理対象の電池モジュールＭ７〜Ｍ９であると判定する（ステップＳ６：ＹＥＳ）。
【００６１】
一方、たとえば図６に示すように、ＣＭＵ１〜３と組電池Ｋ１〜Ｋ３とが誤って組み付けられた場合、各ＣＭＵ１〜３では以下のように処理される。図６の例では、ＣＭＵ２には組電池Ｋ２が正しく組み付けられているが、ＣＭＵ１には組電池Ｋ３が誤って組み付けられ、ＣＭＵ３には組電池Ｋ１が誤って組み付けられている。
【００６２】
ＣＭＵ１では、電池識別ポートＰ１に電圧検出端子Ｔ１が接続されず、電池識別ポートＰ２に電池モジュールＭ９の電圧検出端子Ｔ１が接続される。このため、ステップＳ３で識別部８により、電池モジュールＮｏ．が組電池Ｋ３の電池モジュールＭ７、Ｍ８、Ｍ９であると識別される。これにより、判定部９は、ステップＳ５で、ＩＤ番号「１」のＣＭＵ１と組電池Ｋ３の電池モジュールＭ７、Ｍ８、Ｍ９とが組み合わされていることを確認する。そして、判定部９は、識別された電池モジュールＭ７〜Ｍ９が管理対象の電池モジュールＭ１〜Ｍ３でないと判定する（ステップＳ６：ＮＯ）。
【００６３】
また、ＣＭＵ３では、両方の電池識別ポートＰ１、Ｐ２に電圧検出端子Ｔ１が接続されない。このため、ステップＳ３で識別部８により、電池モジュールＮｏ．が組電池Ｋ１の電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３であると識別される。これにより、判定部９は、ステップＳ５で、ＩＤ番号「３」のＣＭＵ３と組電池Ｋ１の電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３とが組み合わされていることを確認する。そして、判定部９は、識別された電池モジュールＭ１〜Ｍ３が管理対象の電池モジュールＭ７〜Ｍ９でないと判定する（ステップＳ６：ＮＯ）。
【００６４】
このように電池モジュールＭ１〜Ｍ９がＣＭＵ１〜３の管理対象でないと判定された後は、ＣＭＵ１〜３からＢＭＵ４０へ、ＣＭＵ１〜３と組電池Ｋ１〜Ｋ３の組み合わせが誤っていることを示すエラー情報が出力される（ステップＳ７）。
【００６５】
なお、ステップＳ７で出力されるエラー情報は、例えばＢＭＵ４０へ出力する。そして、これに応じて車両の警告灯を点灯させるようにすれば、別途検査装置を用いることなく、組電池Ｋ１〜Ｋ３の誤組み付けを検出することができる。あるいは、エラーが生じたＣＭＵ１〜３の記憶部７にエラー情報を記憶させてもよい。そして、そのエラー情報を検査時にテスターなどで読み取るようにすれば、車両への搭載時に組電池Ｋ１〜Ｋ３の誤組み付けを検出することができる。
【００６６】
上記実施形態によると、ＣＭＵ１〜３と組電池Ｋ１〜Ｋ３とをコネクタＣ１〜Ｃ４を介して接続した際に、組電池Ｋ１〜Ｋ３の各電池１０の電圧検出に必要のない特定の電圧検出端子Ｔ１が、組電池Ｋ１〜Ｋ３に応じて、コネクタＣ４の電池識別ポートＰ１、Ｐ２に接続されたり接続されなかったりする。このため、ＣＭＵ１〜３と組電池Ｋ１〜Ｋ３との組み付けを誤っても、ＣＭＵ１〜３で、電池識別ポートＰ１、Ｐ２への電圧検出端子Ｔ１の接続状態から組電池Ｋ１〜Ｋ３の電池モジュールＭ１〜Ｍ９を識別して、管理対象でない組電池Ｋ１〜Ｋ３の電池モジュールＭ１〜Ｍ９の誤った組み付けを検出することが可能となる。
【００６７】
また、本実施形態では、組電池Ｋ１〜Ｋ３の各電池１０を接続端子Ｔ１０、Ｔ１１で直列に接続し、組電池Ｋ１〜Ｋ３とＣＭＵ１〜３をコネクタＣ１〜Ｃ４と電圧検出端子Ｔ１〜Ｔ９で接続している。このため、ＣＭＵ１〜３で、コネクタＣ４の電池識別ポートＰ１、Ｐ２にかかる電圧を検出することにより、電池識別ポートＰ１、Ｐ２への電圧検出端子Ｔ１の接続状態を正確に判断することができる。また、組電池Ｋ１〜Ｋ３の各電池１０の電圧を検出するのに、図２〜図４に示したいずれの方法も採用することができる。
【００６８】
本発明は、上述した以外にも種々の実施形態を採用することができる。たとえば、上記実施形態では、３つずつＣＭＵ１〜３と組電池Ｋ１〜Ｋ３とを設けた電池管理システム１００を例に示したが、本発明はこれに限るものではない。これ以外に、たとえば、図９に示すように、４つずつＣＭＵ１〜４と組電池Ｋ１〜Ｋ４とを設けた電池管理システム２００や、図１１に示すように、２つずつＣＭＵ５、６と組電池Ｋ５、Ｋ６とを設けた電池管理システム３００にも、本発明は適用することができる。
【００６９】
図９の電池管理システム２００の場合、たとえば図１０に示すように、ＣＭＵ１〜４と電池モジュールＭ１〜Ｍ１２とコネクタＣ４の電池識別ポートＰ１、Ｐ２の接続状態の対応関係を予め設定しておけばよい。また、図１１の電池管理システム３００の場合は、たとえば図１２に示すように、ＣＭＵ５、６と組電池Ｋ５、Ｋ６とコネクタＣ４の電池識別ポートＰ１の接続状態の対応関係を予め設定しておけばよい。
【００７０】
また、コネクタＣ４に設ける電池識別ポートの数を３つ以上に増やすことにより、５つ以上のＣＭＵと組電池とを設けた電池管理システムにも、本発明は適用することができる。つまり、電池識別ポートをコネクタＣ４に複数設けることによって、３つ以上のＣＭＵと組電池において、誤った組み付けを検出することが可能となる。
【００７１】
また、上記実施形態では、複数の電池１０を直列に接続して成る電池モジュールＭ１〜Ｍ１２を、さらに複数直列に接続して組電池Ｋ１〜Ｋ４を構成した例を示したが、本発明はこれに限るものではない。これ以外に、たとえば、図１１に示すように、複数の電池１０を直列に接続して組電池Ｋ５、Ｋ６を構成するようにしてもよい。
【００７２】
また、図１１に示すように、電池１０同士の間にある正極側電圧検出端子Ｔｎ−１と負極側電圧検出端子Ｔｎ−２を、両方ともコネクタＣ４の電圧検出ポートＰ３に接続可能に延長してもよい。図１１では、各電池１０の電圧の検出に必要な電圧検出端子Ｔ２〜Ｔ４、Ｔｎ−３、Ｔｎ−２、Ｔｎ−１、Ｔｎは、コネクタＣ４の電圧検出ポートＰ３に接続可能に延長されている。各電池１０の電圧の検出に必要のない特定の電圧検出端子Ｔ１は、組電池Ｋ５では、ＣＭＵ５のコネクタＣ４の電池識別ポートＰ１に接続可能に延長されておらず、組電池Ｋ６では、ＣＭＵ６のコネクタＣ４の電池識別ポートＰ１に接続可能に延長されている。
【００７３】
また、上記実施形態では、組電池Ｋ１〜Ｋ３の各電池１０の正極側と負極側に、電圧検出端子Ｔ１〜Ｔ９をそれぞれ設けた例を示したが、本発明はこれに限るものではない。これ以外に、たとえば、図１３および図１４に示すように、組電池Ｋ７、Ｋ８、Ｋ９の各電池１０ではなく、各電池モジュールＭ１３〜Ｍ２１の正極側と負極側に、電圧検出端子Ｔ１、Ｔ９をそれぞれ設けるようにしてもよい。
【００７４】
組電池Ｋ７〜Ｋ９を用いた電池管理システム４００の場合、最も高電位側にある電池モジュールＭ２１の正極側接続端子Ｔ１１を、モータ５０の一端に接続すればよい。また、最も低電位側にある電池モジュールＭ１３の負極側接続端子Ｔ１０を、モータ５０の他端に接続すればよい。また、電池モジュールＭ１３〜Ｍ２１同士の間にある正極側接続端子Ｔ１１と負極側接続端子Ｔ１０とを接続すればよい。
【００７５】
また、最も高電位側にある電池モジュールＭ２１の正極側電圧検出端子Ｔ９、最も低電位側にある電池モジュールＭ１３の負極側電圧検出端子Ｔ１、および電池モジュールＭ１３〜Ｍ２１同士の間にある少なくとも１つの電圧検出端子Ｔ９は、コネクタＣ４に接続可能に延長すればよい。電池モジュールＭ１３〜Ｍ２１同士の間にある電圧検出端子Ｔ１は、組電池Ｋ７〜Ｋ９に応じて、コネクタＣ４に接続可能に延長するか、またはコネクタＣ４に接続不可能なように短く形成すればよい。
【００７６】
また、ＣＭＵ１〜３の電圧検出部６０は、コネクタＣ４の電圧検出ポートＰ３と該ポートＰ３に接続された電圧検出端子Ｔ１、Ｔ９とにより、各電池モジュールＭ１３〜Ｍ２１の電圧を検出すればよい。また、電圧検出部６０は、コネクタＣ４の電池識別ポートＰ１、Ｐ２および該ポートＰ１、Ｐ２に接続された電圧検出端子Ｔ１、並びに、いずれかの電圧検出ポートＰ３および該ポートＰ３に接続された電圧検出端子Ｔ３により、電池識別ポートＰ１、Ｐ２にかかる電圧を検出すればよい。
【００７７】
さらに、上記実施形態では、電気自動車で使用される電池管理システムとＣＭＵに本発明を適用した例を挙げたが、これ以外の用途に使用される電池管理システムと電池管理装置に対しても、本発明を適用することは可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１、２、３ ＣＭＵ（電池管理装置）
８ 識別部
９ 判定部
１０ 電池
５０ モータ（負荷）
６０ 電圧検出部
１００、２００、３００、４００ 電池管理システム
Ｃ４ コネクタ
Ｋ１〜Ｋ９ 組電池
Ｍ１〜Ｍ２１ 電池モジュール
Ｐ１、Ｐ２ 電池識別ポート
Ｐ３ 電圧検出ポート
Ｔ１ 電圧検出端子
Ｔ２〜Ｔ９、Ｔｎ、Ｔｎ−１、Ｔｎ−２、Ｔｎ−３ 電圧検出端子
Ｔ１０、Ｔ１１ 接続端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池が直列に接続された組電池とコネクタを介して接続され、該組電池を管理する電池管理装置であって、
前記電池は、接続端子と電圧検出端子とを正極側と負極側にそれぞれ有し、
前記組電池では、
最も高電位側にある前記電池の前記正極側接続端子は、負荷の一端に接続され、
最も低電位側にある前記電池の前記負極側接続端子は、負荷の他端に接続され、
前記電池同士の間にある前記正極側接続端子と前記負極側接続端子とは接続され、
最も高電位側にある前記電池の前記正極側電圧検出端子、最も低電位側にある前記電池の前記負極側電圧検出端子、および前記電池同士の間にある少なくとも１つの前記電圧検出端子から成る端子群は、前記コネクタに接続可能に延長され、
前記電池同士の間にあって、前記端子群に含まれない特定の電圧検出端子は、前記組電池に応じて、前記コネクタに接続可能に延長されるか、または前記コネクタに接続可能に延長されないか、のいずれかの形態をとり、
前記コネクタは、前記特定の電圧検出端子を接続する電池識別ポートと、前記端子群の各電圧検出端子を接続する電圧検出ポートと、を有し、
当該電池管理装置は、
前記電圧検出ポートと該ポートに接続された前記端子群の各電圧検出端子とにより、前記各電池の電圧を検出する電圧検出部と、
前記電池識別ポートへの前記特定の電圧検出端子の接続状態に基づいて、接続された前記組電池を識別する識別部と、
前記識別部で識別された前記組電池が管理対象の組電池であるか否かを判定する判定部と、を備える、ことを特徴とする電池管理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電池管理装置において、
前記識別部は、前記電池識別ポートにかかる電圧を検出することにより、前記電池識別ポートへの前記特定の電圧検出端子の接続状態を判断する、ことを特徴とする電池管理装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電池管理装置において、
前記コネクタに電池識別ポートを複数設けた、ことを特徴とする電池管理装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電池管理装置において、
前記組電池は、複数の電池を直列に接続して成る電池モジュールを、さらに複数直列に接続して成り、
前記識別部は、前記組電池を構成する前記電池モジュールを識別し、
前記判定部は、前記識別部で識別された前記電池モジュールが管理対象の電池モジュールであるか否かを判定する、ことを特徴とする電池管理装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の電池管理装置において、
前記電圧検出部は、隣り合う前記電圧検出ポートと該ポートに接続された前記端子群の各電圧検出端子とにより、前記各電池の電圧を検出する、ことを特徴とする電池管理装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の電池管理装置において、
前記電圧検出部は、最も高電位側にある前記電池の前記正極側電圧検出端子および該端子が接続された前記電圧検出ポート、並びに、前記各電池の前記負極側電圧検出端子および該端子が接続された前記電圧検出ポートにより、前記各電池の電圧を検出する、ことを特徴とする電池管理装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の電池管理装置において、
前記電圧検出部は、最も低電位側にある前記電池の前記負極側電圧検出端子および該端子が接続された前記電圧検出ポート、並びに、前記各電池の前記正極側電圧検出端子および該端子が接続された前記電圧検出ポートにより、前記各電池の電圧を検出する、ことを特徴とする電池管理装置。
【請求項８】
複数の電池を直列に接続して成る電池モジュールを、さらに複数直列に接続して成る組電池と、コネクタを介して接続され、該組電池を管理する電池管理装置であって、
前記電池モジュールは、接続端子と電圧検出端子とを正極側と負極側にそれぞれ有し、
最も高電位側にある前記電池モジュールの前記正極側接続端子は、負荷の一端に接続され、
最も低電位側にある前記電池モジュールの前記負極側接続端子は、負荷の他端に接続され、
前記電池モジュール同士の間にある前記正極側接続端子と前記負極側接続端子とは接続され、
最も高電位側にある前記電池モジュールの前記正極側電圧検出端子、最も低電位側にある前記電池モジュールの前記負極側電圧検出端子、および前記電池モジュール同士の間にある少なくとも１つの前記電圧検出端子から成る端子群は、前記コネクタに接続可能に延長され、
前記電池モジュール同士の間にあって、前記端子群に含まれない特定の電圧検出端子は、前記組電池に応じて、前記コネクタに接続可能に延長されるか、または前記コネクタに接続可能に延長されないか、のいずれかの形態をとり、
前記コネクタは、前記特定の電圧検出端子を接続する電池識別ポートと、前記端子群の各電圧検出端子を接続する電圧検出ポートと、を有し、
当該電池管理装置は、
前記電圧検出ポートと該ポートに接続された前記端子群の各電圧検出端子とにより、前記各電池モジュールの電圧を検出する電圧検出部と、
前記電池識別ポートへの前記特定の電圧検出端子の接続状態に基づいて、接続された前記組電池を識別する識別部と、
前記識別部で識別された前記組電池が管理対象の組電池であるか否かを判定する判定部と、を備える、ことを特徴とする電池管理装置。
【請求項９】
複数の電池が直列に接続された組電池と、コネクタを介して接続された前記組電池を管理する電池管理装置とを、それぞれ複数設けた電池管理システムであって、
前記電池は、接続端子と電圧検出端子とを正極側と負極側にそれぞれ有し、
前記組電池では、
最も高電位側にある前記電池の前記正極側接続端子は、負荷の一端に接続され、
最も低電位側にある前記電池の前記負極側接続端子は、負荷の他端に接続され、
前記電池同士の間にある前記正極側接続端子と前記負極側接続端子とは接続され、
最も高電位側にある前記電池の前記正極側電圧検出端子、最も低電位側にある前記電池の前記負極側電圧検出端子、および前記電池同士の間にある少なくとも１つの前記電圧検出端子から成る端子群は、前記コネクタに接続可能に延長され、
前記電池同士の間にあって、前記端子群に含まれない特定の電圧検出端子は、前記組電池に応じて、前記コネクタに接続可能に延長されるか、または前記コネクタに接続可能に延長されないか、のいずれかの形態をとり、
前記コネクタは、前記特定の電圧検出端子を接続する電池識別ポートと、前記端子群の各電圧検出端子を接続する電圧検出ポートと、を有し、
前記電池管理装置は、
前記電圧検出ポートと該ポートに接続された前記端子群の各電圧検出端子とにより、前記各電池の電圧を検出する電圧検出部と、
前記電池識別ポートへの前記特定の電圧検出端子の接続状態に基づいて、接続された前記組電池を識別する識別部と、
前記識別部で識別された前記組電池が管理対象の組電池であるか否かを判定する判定部と、を備える、ことを特徴とする電池管理システム。
【請求項１】
複数の電池が直列に接続された組電池とコネクタを介して接続され、該組電池を管理する電池管理装置であって、
前記電池は、接続端子と電圧検出端子とを正極側と負極側にそれぞれ有し、
前記組電池では、
最も高電位側にある前記電池の前記正極側接続端子は、負荷の一端に接続され、
最も低電位側にある前記電池の前記負極側接続端子は、負荷の他端に接続され、
前記電池同士の間にある前記正極側接続端子と前記負極側接続端子とは接続され、
最も高電位側にある前記電池の前記正極側電圧検出端子、最も低電位側にある前記電池の前記負極側電圧検出端子、および前記電池同士の間にある少なくとも１つの前記電圧検出端子から成る端子群は、前記コネクタに接続可能に延長され、
前記電池同士の間にあって、前記端子群に含まれない特定の電圧検出端子は、前記組電池に応じて、前記コネクタに接続可能に延長されるか、または前記コネクタに接続可能に延長されないか、のいずれかの形態をとり、
前記コネクタは、前記特定の電圧検出端子を接続する電池識別ポートと、前記端子群の各電圧検出端子を接続する電圧検出ポートと、を有し、
当該電池管理装置は、
前記電圧検出ポートと該ポートに接続された前記端子群の各電圧検出端子とにより、前記各電池の電圧を検出する電圧検出部と、
前記電池識別ポートへの前記特定の電圧検出端子の接続状態に基づいて、接続された前記組電池を識別する識別部と、
前記識別部で識別された前記組電池が管理対象の組電池であるか否かを判定する判定部と、を備える、ことを特徴とする電池管理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電池管理装置において、
前記識別部は、前記電池識別ポートにかかる電圧を検出することにより、前記電池識別ポートへの前記特定の電圧検出端子の接続状態を判断する、ことを特徴とする電池管理装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電池管理装置において、
前記コネクタに電池識別ポートを複数設けた、ことを特徴とする電池管理装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電池管理装置において、
前記組電池は、複数の電池を直列に接続して成る電池モジュールを、さらに複数直列に接続して成り、
前記識別部は、前記組電池を構成する前記電池モジュールを識別し、
前記判定部は、前記識別部で識別された前記電池モジュールが管理対象の電池モジュールであるか否かを判定する、ことを特徴とする電池管理装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の電池管理装置において、
前記電圧検出部は、隣り合う前記電圧検出ポートと該ポートに接続された前記端子群の各電圧検出端子とにより、前記各電池の電圧を検出する、ことを特徴とする電池管理装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の電池管理装置において、
前記電圧検出部は、最も高電位側にある前記電池の前記正極側電圧検出端子および該端子が接続された前記電圧検出ポート、並びに、前記各電池の前記負極側電圧検出端子および該端子が接続された前記電圧検出ポートにより、前記各電池の電圧を検出する、ことを特徴とする電池管理装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の電池管理装置において、
前記電圧検出部は、最も低電位側にある前記電池の前記負極側電圧検出端子および該端子が接続された前記電圧検出ポート、並びに、前記各電池の前記正極側電圧検出端子および該端子が接続された前記電圧検出ポートにより、前記各電池の電圧を検出する、ことを特徴とする電池管理装置。
【請求項８】
複数の電池を直列に接続して成る電池モジュールを、さらに複数直列に接続して成る組電池と、コネクタを介して接続され、該組電池を管理する電池管理装置であって、
前記電池モジュールは、接続端子と電圧検出端子とを正極側と負極側にそれぞれ有し、
最も高電位側にある前記電池モジュールの前記正極側接続端子は、負荷の一端に接続され、
最も低電位側にある前記電池モジュールの前記負極側接続端子は、負荷の他端に接続され、
前記電池モジュール同士の間にある前記正極側接続端子と前記負極側接続端子とは接続され、
最も高電位側にある前記電池モジュールの前記正極側電圧検出端子、最も低電位側にある前記電池モジュールの前記負極側電圧検出端子、および前記電池モジュール同士の間にある少なくとも１つの前記電圧検出端子から成る端子群は、前記コネクタに接続可能に延長され、
前記電池モジュール同士の間にあって、前記端子群に含まれない特定の電圧検出端子は、前記組電池に応じて、前記コネクタに接続可能に延長されるか、または前記コネクタに接続可能に延長されないか、のいずれかの形態をとり、
前記コネクタは、前記特定の電圧検出端子を接続する電池識別ポートと、前記端子群の各電圧検出端子を接続する電圧検出ポートと、を有し、
当該電池管理装置は、
前記電圧検出ポートと該ポートに接続された前記端子群の各電圧検出端子とにより、前記各電池モジュールの電圧を検出する電圧検出部と、
前記電池識別ポートへの前記特定の電圧検出端子の接続状態に基づいて、接続された前記組電池を識別する識別部と、
前記識別部で識別された前記組電池が管理対象の組電池であるか否かを判定する判定部と、を備える、ことを特徴とする電池管理装置。
【請求項９】
複数の電池が直列に接続された組電池と、コネクタを介して接続された前記組電池を管理する電池管理装置とを、それぞれ複数設けた電池管理システムであって、
前記電池は、接続端子と電圧検出端子とを正極側と負極側にそれぞれ有し、
前記組電池では、
最も高電位側にある前記電池の前記正極側接続端子は、負荷の一端に接続され、
最も低電位側にある前記電池の前記負極側接続端子は、負荷の他端に接続され、
前記電池同士の間にある前記正極側接続端子と前記負極側接続端子とは接続され、
最も高電位側にある前記電池の前記正極側電圧検出端子、最も低電位側にある前記電池の前記負極側電圧検出端子、および前記電池同士の間にある少なくとも１つの前記電圧検出端子から成る端子群は、前記コネクタに接続可能に延長され、
前記電池同士の間にあって、前記端子群に含まれない特定の電圧検出端子は、前記組電池に応じて、前記コネクタに接続可能に延長されるか、または前記コネクタに接続可能に延長されないか、のいずれかの形態をとり、
前記コネクタは、前記特定の電圧検出端子を接続する電池識別ポートと、前記端子群の各電圧検出端子を接続する電圧検出ポートと、を有し、
前記電池管理装置は、
前記電圧検出ポートと該ポートに接続された前記端子群の各電圧検出端子とにより、前記各電池の電圧を検出する電圧検出部と、
前記電池識別ポートへの前記特定の電圧検出端子の接続状態に基づいて、接続された前記組電池を識別する識別部と、
前記識別部で識別された前記組電池が管理対象の組電池であるか否かを判定する判定部と、を備える、ことを特徴とする電池管理システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−５５８３２（Ｐ２０１３−５５８３２Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９３４９８（Ｐ２０１１−１９３４９８）
【出願日】平成２３年９月６日（２０１１．９．６）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【出願人】（５１０１２３８３９）オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 (110)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月６日（２０１１．９．６）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【出願人】（５１０１２３８３９）オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 (110)
【Ｆターム（参考）】
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