特許 6048299 電池監視装置、及び、電池ユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6048299

(24)【登録日】2016年12月2日

(45)【発行日】2016年12月21日

(54)【発明の名称】電池監視装置、及び、電池ユニット

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/36 20060101AFI20161212BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20161212BHJP

   H01M 2/10 20060101ALI20161212BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20161212BHJP

   H02J 7/02 20160101ALI20161212BHJP

【ＦＩ】

   G01R31/36 AZHV

   H01M10/48 P

   H01M2/10 E

   H01M2/10 S

   H02J7/00 Q

   H02J7/02 H

【請求項の数】8

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2013-91795(P2013-91795)

(22)【出願日】2013年4月24日

(65)【公開番号】特開2014-215136(P2014-215136A)

(43)【公開日】2014年11月17日

【審査請求日】2015年7月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】西脇 典男

【審査官】 續山 浩二

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１６１１８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２３７２９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１０１５７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２５６３３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２１７９４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２１１９６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２７０６４２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｒ ３１／３６

Ｈ０１Ｍ ２／１０

Ｈ０１Ｍ １０／４８

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｈ０２Ｊ ７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電池セルを含む複数の電池スタックの外部に配設される第１制御部と、
前記複数の電池スタックにそれぞれ配設され、前記電池セルの出力電圧を検出し、当該検出電圧を表すパルスデータを出力する第２制御部と、
複数の前記第２制御部を前記第１制御部に接続するデイジーチェーンと
を含み、
前記第２制御部は、他の第２制御部が出力するパルスデータが表す電圧値が自己の検出する前記電池セルの出力電圧よりも高いと判断した場合は、自己が出力するパルスデータのデューティ比を低下させ、他の第２制御部が出力するパルスデータが表す電圧値が自己の検出する前記電池セルの出力電圧よりも低いと判断した場合は、自己が出力するパルスデータのデューティ比を増大させる、電池監視装置。

【請求項2】

電池セルを含む複数の電池スタックの外部に配設される第１制御部と、
前記複数の電池スタックにそれぞれ配設され、前記電池セルの出力電圧を検出し、当該検出電圧を表すパルスデータを出力する第２制御部と、
複数の前記第２制御部を前記第１制御部に接続するデイジーチェーンと
を含み、
前記第２制御部は、前記デイジーチェーンにおいて、前記第１制御部に対して自己よりも遠い側にある他の第２制御部が出力するパルスデータが表す電圧値に対して、自己が出力するパルスデータのディーティ比を調整する、電池監視装置。

【請求項3】

電池セルを含む複数の電池スタックの外部に配設される第１制御部と、
前記複数の電池スタックにそれぞれ配設され、前記電池セルの出力電圧を検出し、当該検出電圧を表すパルスデータを出力する第２制御部と、
複数の前記第２制御部を前記第１制御部に接続するデイジーチェーンと
を含み、
前記第２制御部は、自己が出力するパルスデータに含まれるＨレベルデータとＬレベルデータとの比率に応じて、前記パルスデータの電力が平準化されるように前記パルスデータのデューティ比を調整する、電池監視装置。

【請求項4】

前記第２制御部は、自己が出力するパルスデータに含まれるＨレベルデータがＬレベルデータよりも多い場合はパルスデータのデューティ比を低下させ、自己が出力するパルスデータに含まれるＨレベルデータがＬレベルデータよりも少ない場合はパルスデータのデューティ比を増大させる、請求項３記載の電池監視装置。

【請求項5】

前記第２制御部は、自己が出力するパルスデータに含まれるＨレベルデータがＬレベルデータよりも多い場合はＨレベルデータについてのパルスデータのデューティ比を低下させるとともに、Ｌレベルデータについてのパルスデータのデューティ比を増大させ、自己が出力するパルスデータに含まれるＨレベルデータがＬレベルデータよりも少ない場合はＨレベルデータについてのパルスデータのデューティ比を増大させるとともに、Ｌレベルデータについてのパルスデータのデューティ比を低下させる、請求項３記載の電池監視装置。

【請求項6】

複数の前記第２制御部は、前記デイジーチェーンにおいて、前記第１制御部に近い側の第２制御部から、前記第１制御部から遠い側の第２制御部に対して、ダミーデータを送信する、請求項１乃至５のいずれか一項記載の電池監視装置。

【請求項7】

複数の前記第２制御部のうち、前記デイジーチェーンにおいて、前記第１制御部から最も遠い第２制御部は、自己よりも前記第１制御部に近い第２制御部から受信する前記ダミーデータを転送しない、請求項６記載の電池監視装置。

【請求項8】

電池セルを含む複数の電池スタックと、
前記電池スタックの外部に配設される第１制御部と、
前記複数の電池スタックにそれぞれ配設され、前記電池セルの出力電圧を検出し、当該検出電圧を表すパルスデータを出力する第２制御部と、
複数の前記第２制御部を前記第１制御部に接続するデイジーチェーンと
を含み、
前記第２制御部は、他の第２制御部が出力するパルスデータが表す電圧値が自己の検出する前記電池セルの出力電圧よりも高いと判断した場合は、自己が出力するパルスデータのデューティ比を低下させ、他の第２制御部が出力するパルスデータが表す電圧値が自己の検出する前記電池セルの出力電圧よりも低いと判断した場合は、自己が出力するパルスデータのデューティ比を増大させる、電池ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電池監視装置、及び、電池ユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、各監視ＩＣは、各監視ＩＣのうちの他の監視ＩＣから出力信号を入力すると共に、当該他の監視ＩＣが当該他の監視ＩＣに対応するスイッチング手段を当該出力信号に従って駆動すると同時に、対応するスイッチング手段を当該出力信号に従って駆動する駆動回路をそれぞれ備える電池監視装置がある。

【0003】

各監視ＩＣに対応する各スイッチング手段は、いずれかの監視ＩＣが出力した出力信号に従って各監視ＩＣの駆動回路によってそれぞれ同時に駆動される（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−１６１１８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、従来の電池監視装置では、セル電圧の検出や均等化等の処理を実行させるために、各監視ＩＣを同時に駆動する駆動回路が必要になるため、構成が複雑になるという課題がある。

【0006】

そこで、本発明は、簡便な構成で電圧の均等化を行うことができる電池監視装置、及び、電池ユニット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】

本発明の一局面の電池監視装置は、電池セルを含む複数の電池スタックの外部に配設される第１制御部と、前記複数の電池スタックにそれぞれ配設され、前記電池セルの出力電圧を検出し、当該検出電圧を表すパルスデータを出力する第２制御部と、複数の前記第２制御部を前記第１制御部に接続するデイジーチェーンとを含み、前記第２制御部は、他の第２制御部が出力するパルスデータが表す電圧値が自己の検出する前記電池セルの出力電圧よりも高いと判断した場合は、自己が出力するパルスデータのデューティ比を低下させ、他の第２制御部が出力するパルスデータが表す電圧値が自己の検出する前記電池セルの出力電圧よりも低いと判断した場合は、自己が出力するパルスデータのデューティ比を増大させる。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、簡便な構成で電圧の均等化を行うことができる電池監視装置、及び、電池ユニットを提供できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態１の電池監視装置及び電池ユニットを示す図である。

【図2】実施の形態１の電池監視装置１００Ａにおけるデータ及びクロックの流れを示す図である。

【図3】実施の形態１の電池監視装置１００ＡにおけるＥＣＵ１１０とＩＣ１〜ＩＣ４との間におけるデータの流れを示す図である。

【図4】実施の形態１の電池監視装置１００Ａにおける電圧データのデューティ比の調整手法を示す図である。

【図5】実施の形態２の電池監視装置及び電池ユニットにおけるデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫのデューティ比の調整手法を説明する図である。

【図6】実施の形態２の電池監視装置及び電池ユニットにおけるデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫのデューティ比の調整手法を説明する図である。

【図7】実施の形態３の電池監視装置及び電池ユニットにおいてＩＣ１〜ＩＣ４の間で送信するダミーデータの伝送経路を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の電池監視装置、及び、電池ユニットを適用した実施の形態について説明する。

【0011】

＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１の電池監視装置及び電池ユニットを示す図である。

【0012】

実施の形態１の電池ユニット１００は、主な構成要素として、ＥＣＵ（Electric Control Unit：電子制御装置）１１０と、スタック１２０及び１３０とを含む。スタック１２０及び１３０は、それぞれ、複数のセル１５０とＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）チップ１６０を含む。実施の形態１の電池監視装置は、ＥＣＵ１１０と、スタック１２０及び１３０に含まれるＩＣチップ１６０とによって構成される。

【0013】

なお、図１には、電池ユニット１００の平面視での配置の一例を概略的に示す。ＥＣＵ１１０とスタック１２０及び１３０との配置は、図１に示すパターンに限られず、他のパターンによる配置であってもよい。

【0014】

電池ユニット１００は、例えば、電気自動車の駆動装置を駆動するための電力を出力する電源として用いられる装置である。ここで、電気自動車の駆動装置とは、電池ユニット１００の電力を用いて走行用モータを駆動することにより車両を駆動させる装置である。

【0015】

なお、電気自動車は、電力を用いて走行用モータを駆動して走行するものであれば、その方式や構成の詳細は任意である。電気自動車は、典型的には、動力源がエンジンと走行用モータであるハイブリッド自動車（ＨＶ（Hybrid Vehicle））、動力源が走行用モータのみである電気自動車（ＥＶ（Electric Vehicle））を含む。

【0016】

ＥＣＵ１１０は、電池ユニット１００のスタック１２０及び１３０の電圧制御処理を実行する制御装置であり、第１制御部の一例である。ＥＣＵ１１０は、電圧制御部１１０Ａ、及びメモリ１１０Ｂを含む。メモリ１１０Ｂはデータの書き込み及び読み出しが可能な不揮発性メモリである。なお、ＥＣＵ１１０は、スタック１２０及び１３０の認証処理を行う認証部をさらに有していてもよい。

【0017】

また、ＥＣＵ１１０による電圧制御処理については後述することとし、ここでは、図１を用いて、ＥＣＵ１１０とスタック１２０、１３０の物理的な構成について主に説明する。

【0018】

スタック１２０と１３０は、同様の構成を有し、ケーブル１４０で直列に接続されている。このため、ここでは、スタック１２０の構成について詳しく説明する。

【0019】

スタック１２０は、複数のセル１５０とＩＣチップ１６０を含む。図１には、スタック１２０に含まれる複数のセル１５０のうち、両端に位置する８つのセル１５０Ｈ１、１５０Ｈ２、１５０Ｈ３、１５０Ｈ４、１５０Ｌ１、１５０Ｌ２、１５０Ｌ３、１５０Ｌ４を示す。

【0020】

なお、以下では、セル１５０Ｈ１、１５０Ｈ２、１５０Ｈ３、１５０Ｈ４、１５０Ｌ１、１５０Ｌ２、１５０Ｌ３、１５０Ｌ４と、セル１５０Ｌ４及びセル１５０Ｈ１との間に位置するセル１５０（図示を省略）とを特に区別しない場合には、単にセル１５０と称す。

【0021】

各セル１５０には＋と−の符号で正極性端子と負極性端子の位置を示す。スタック１２０に含まれる複数のセル１５０は、接続部１５１によって直列に接続されている。

【0022】

セル１５０Ｈ１、１５０Ｈ２、１５０Ｈ３、１５０Ｈ４は、接続部１５１Ｈ１、１５１Ｈ２、１５１Ｈ３によって直列に接続されている。また、セル１５０Ｈ４の正極性端子（＋）は、接続部１５１Ｈ４を介してケーブル１４０の一端１４０Ａに接続されており、セル１５０Ｈ１の負極性端子（−）は接続部１５１Ａに接続されている。

【0023】

同様に、セル１５０Ｌ１、１５０Ｌ２、１５０Ｌ３、１５０Ｌ４は、接続部１５１Ｌ１、１５１Ｌ２、１５１Ｌ３によって直列に接続されている。また、セル１５０Ｌ４の正極性端子（＋）は、接続部１５１Ｌ４を介して図示しないセル１５０の負極性端子（−）に接続されており、セル１５０Ｌ１の負極性端子（−）は接続部１５１Ｂに接続されている。

【0024】

なお、接続部１５１Ａ、１５１Ｈ１、１５１Ｈ２、１５１Ｈ３、１５１Ｈ４、接続部１５１Ｂ、１５１Ｌ１、１５１Ｌ２、１５１Ｌ３、１５１Ｌ４を特に区別しない場合には、単に接続部１５１と称す。

【0025】

また、セル１５０Ｌ４とセル１５０Ｈ１との間に位置する複数のセル１５０（図示を省略）は、図示しない接続部１５１によって直列に接続されている。これにより、スタック１２０に含まれる複数のセル１５０は、接続部１５１によって直列に接続されている。

【0026】

従って、スタック１２０に含まれる複数のセル１５０のうち、最も電位が高いのはセル１５０Ｈ４であり、最も電位が低いのはセル１５０Ｌ１である。

【0027】

各セル１５０は、例えば、リチウムイオン二次電池であり、電解質中のリチウムイオンが電気伝導を担う二次電池である。ここでは、リチウムイオン二次電池のことをリチウムイオン電池と称する。リチウムイオン電池は、過充電や過放電に弱いことから、保護回路を設け、過充電保護、過放電保護、及び過電流保護を行う。過充電保護、過放電保護、及び過電流保護は、ＥＣＵ１１０とＩＣチップ１６０とが協働することによって行われる。

【0028】

ＩＣチップ１６０は、スタック１２０に含まれるセル１５０を４つずつ管理するように構成されている。図１には、セル１５０Ｈ１、１５０Ｈ２、１５０Ｈ３、１５０Ｈ４に接続されるＩＣチップ１６０Ｈと、セル１５０Ｌ１、１５０Ｌ２、１５０Ｌ３、１５０Ｌ４に接続されるＩＣチップ１６０Ｌを示す。なお、ここでは、ＩＣチップ１６０がスタック１２０に含まれるセル１５０を４つずつ管理する形態について説明するが、ＩＣチップ１６０がセル１５０を４つずつ管理するのは一例であり、ＩＣチップ１６０が管理するセル１５０の数は幾つであってもよい。

【0029】

図示を省略するが、セル１５０Ｌ４とセル１５０Ｈ１との間に位置する複数のセル１５０については、４つのセル１５０に対して、１つのＩＣチップ１６０が接続されている。すなわち、スタック１２０には、４の倍数個のセル１５０が含まれており、４つのセル１５０に対して、１つのＩＣチップ１６０が接続されている。

【0030】

ここで、１つのＩＣチップ１６０に接続される４つのセル１５０をブロック１５０Ｂと称する。すなわち、セル１５０Ｈ１、１５０Ｈ２、１５０Ｈ３、１５０Ｈ４は、ブロック１５０ＢＨを構成し、セル１５０Ｌ１、１５０Ｌ２、１５０Ｌ３、１５０Ｌ４は、ブロック１５０ＢＬを構成する。

【0031】

また、スタック１２０に含まれる複数のＩＣチップ１６０（ＩＣチップ１６０Ｈ、１６０Ｌを含む）を特に区別しない場合には、単にＩＣチップ１６０と称す。各ＩＣチップ１６０は、第２制御部の一例である。

【0032】

ＩＣチップ１６０Ｈは、５本のケーブル１６１を介して、接続部１５１Ａ、１５１Ｈ１、１５１Ｈ２、１５１Ｈ３、１５１Ｈ４に接続されている。ＩＣチップ１６０Ｈは、５本のケーブル１６１を介して、セル１５０Ｈ１、１５０Ｈ２、１５０Ｈ３、１５０Ｈ４の各々の両端間電圧を検出する。

【0033】

同様に、ＩＣチップ１６０Ｌは、５本のケーブル１６１を介して、接続部１５１Ｂ、１５１Ｌ１、１５１Ｌ２、１５１Ｌ３、１５１Ｌ４に接続されている。ＩＣチップ１６０Ｌは、５本のケーブル１６１を介して、セル１５０Ｌ１、１５０Ｌ２、１５０Ｌ３、１５０Ｌ４の各々の両端間電圧を検出する。

【0034】

また、各ＩＣチップ１６０は、信号線１７０を介して、ＥＣＵ１１０とループ状に接続されている。ＥＣＵ１１０は、信号線１７０を介して、電圧制御処理に際してデータ等の伝送を行う。

【0035】

図１に示す信号線１７０は、ＥＣＵ１１０と各ＩＣチップ１６０との間をループ状に接続している。信号線１７０は、ＩＣチップ１６０Ｈで折り返しており、デイジーチェーンを構築している。ＥＣＵ１１０からＩＣチップ１６０に伝送されるデータは、各ＩＣチップ１６０を順番に伝送されて、ＥＣＵ１１０に戻るように信号線１７０が接続されている。

【0036】

すなわち、例えば、ＥＣＵ１１０からＩＣチップ１６０に送信され、ＩＣチップ１６０からＥＣＵ１１０に送信されるデータは、２本の信号線のうちの一方（例えば右側の信号線）を介して、ＥＣＵ１１０からＩＣチップ１６０Ｌを経て順番にＩＣチップ１６０Ｈまで伝送される。また、ＥＣＵ１１０からＩＣチップ１６０に送信されるデータは、２本の信号線１７０のうちの他方（例えば左側の信号線）を介して、ＩＣチップ１６０Ｈから順番にＩＣチップ１６０Ｌを経てＥＣＵ１１０に伝送される。このように信号線１７０は、ＥＣＵ１１０と各ＩＣチップ１６０との間をループ状に接続してデイジーチェーンを構築している。

【0037】

また、以上ではスタック１２０について説明したが、スタック１３０はスタック１２０と同様の構成を有する。図１では、スタック１３０については、見易さを優先して一部の符号のみを示す。

【0038】

スタック１３０の接続部１５１Ｂは、ケーブル１４０の他端１４０Ｂに接続されている。従って、スタック１２０に含まれる複数のセル１５０と、スタック１３０に含まれる複数のセル１５０とは、すべて直列に接続されている。

【0039】

これらのセル１５０のうちで、最も電位が高いのはスタック１３０のセル１５０Ｈ４であり、最も電位が低いのはスタック１２０のセル１５０Ｌ１である。

【0040】

なお、図１には、２つのスタック１２０、１３０が直列に接続される形態を示すが、さらに多くのスタックが直列に接続されていてもよく、また、スタックは１つのみ（例えば、スタック１２０のみ）であってもよい。なお、ここではスタック１２０、１３０が直列に接続されている形態を示すが、スタック１２０、１３０は並列に接続されていてもよい。

【0041】

このような電池ユニット１００において、各ＩＣチップ１６０は、４つのセル１５０の両端間電圧を検出する。検出された４つのセル１５０の両端間電圧の平均値を表すデータは、ＥＣＵ１１０に伝送される。

【0042】

ＥＣＵ１１０は、各ＩＣチップ１６０から伝送される両端間電圧を表すデータに基づき、スタック１２０及び１３０に含まれるセル１５０のうち、出力電圧が所定電圧以上のセル１５０を放電させることにより、スタック１２０及び１３０に含まれるセル１５０の出力電圧を調整する。

【0043】

出力電圧の調整は、例えば、ＩＣチップ１６０が外部に放電用抵抗器を有し、出力電圧が所定電圧以上になったセル１５０の両端子をＩＣチップ１６０の外部の放電用抵抗器に接続し、セル１５０の出力電流を放電用抵抗器に通流させることによって行えばよい。

【0044】

なお、セル１５０の出力電圧とは、セル１５０の両端間電圧又は充電電圧と同義である。

【0045】

実施の形態１の電池ユニット１００では、スタック１２０及び１３０に含まれるセル１５０の出力電圧を調整するために、ＥＣＵ１１０は、電池ユニット１００のスタック１２０及び１３０の電圧制御処理を行う。電圧制御処理は、電圧制御部１１０Ａが行う。

【0046】

次に、図２を用いて、実施の形態１の電池監視装置１００Ａについて説明する。

【0047】

図２は、実施の形態１の電池監視装置１００Ａにおけるデータ及びクロックの流れを示す図であり、（Ａ）は電池監視装置１００Ａを模式的に示す図、（Ｂ）はデータとクロックを示す図であり、（Ｃ）はＩＣチップ１６０の構成を示す図である。

【0048】

図２（Ａ）には、電池監視装置１００の構成要素として、ＥＣＵ１１０とＩＣ１〜ＩＣ４を示す。ＩＣ１〜ＩＣ４は、それぞれ、図１に示すＩＣチップ１６０に相当する。また、図２（Ａ）では、ＥＣＵ１１０の構成要素として、マイコン１１１とアイソレータ１１２を示す。電圧制御部１１０Ａとメモリ１１０Ｂは、マイコン１１１に内蔵されている。

【0049】

ＩＣ１〜ＩＣ４は、信号線１７０Ａによってデイジーチェーン方式で接続されている。図２（Ａ）には、差動形式でデータを送信できるように、ＩＣ１〜ＩＣ４の各々の間に、４本の信号線１７０Ａを示す。各信号線１７０Ａには、矢印で示す方向に信号が転送される。

【0050】

ここで、ＥＣＵ１１０から最も遠いＩＣ４が最上位のＩＣチップ１６０（図１参照）であり、ＥＣＵ１１０に最も近いＩＣ１が最下位のＩＣチップ１６０であるとする。

【0051】

ＩＣ１〜ＩＣ４はすべて同様の構成を有しており、４つの入力端子と４つの出力端子を有する。図２（Ａ）ではＩＣ１〜ＩＣ４の入力端子と出力端子を丸印（○）で示す。

【0052】

ＩＣ１〜ＩＣ４の各々において、左下側の一対の端子と、右上側の一対の端子は、信号線１７０Ａの矢印が入力する方向を示すため、入力端子である。また、ＩＣ１〜ＩＣ４の各々において、右下側の一対の端子と、左上側の一対の端子は、信号線１７０Ａの矢印が出力する方向を示すため、出力端子である。

【0053】

最下位のＩＣ１の左下側の一対の入力端子と、右下側の一対の出力端子のうちの一方（左側）の出力端子とは、ＥＣＵ１１０に接続されている。ＩＣ１の右下の一対の出力端子のうちの他方（右側）の出力端子は、配線１７１を介して電源ＶＣＣにプルアップされている。ＩＣ１は、このように出力端子のうちの１つがプルアップされることにより、自己が最下位のＩＣチップ１６０であることを認識できるようになっている。

【0054】

また、最上位のＩＣ４の左上側の一対の出力端子と、右上側の入力端子とは、信号線１７０Ａでループ状に接続されており、自己が最上位のＩＣチップ１６０であることを認識できるようになっている。

【0055】

以上のように、ＩＣ１はＥＣＵ１１０と３本の信号線１７０Ｂによって接続されており、ＩＣ１〜ＩＣ４は、４本の信号線１７０Ａによって接続されている。

【0056】

信号線１７０Ａと信号線１７０Ｂは、図１に示す信号線１７０に対応する。信号線１７０Ａと信号線１７０Ｂは、デイジーチェーン方式でＩＣ１〜ＩＣ４とＥＣＵ１１０を接続している。

【0057】

ＩＣ１〜ＩＣ４は、それぞれ、対応するブロック１５０Ｂに含まれる４つのセル１５０の出力電圧を検出し、４つの出力電圧の平均値を求める。また、ＩＣ１〜ＩＣ４は、それぞれ、４つの出力電圧の平均値を表す電圧データを信号線１７０を介してＥＣＵ１１０に送信する。

【0058】

図２（Ｂ）に示すように、実施の形態１の電池監視装置１００Ａでは、（１）クロックＣＬＫ、（２）データＤＡＴＡ１、（３）データ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫ、（４）データＤＡＴＡ２の４種類の信号を取り扱う。

【0059】

クロックＣＬＫ、データＤＡＴＡ１、データ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫ、データＤＡＴＡ２は、それぞれ、図２（Ａ）に示す（１）〜（４）で示す部分で転送される。

【0060】

クロックＣＬＫは、図２（Ａ）に示すように、ＥＣＵ１１０のマイコン１１１からアイソレータ１１２を経て、ＩＣ１に供給される。ＥＣＵ１１０からＩＣ１に供給されるクロックＣＬＫはシングルエンドの信号である。

【0061】

クロックＣＬＫは、図２（Ｂ）の（１）に示すように、デューティ比が５０％のパルス信号であり、ＩＣ１〜ＩＣ４の駆動に用いられるクロックである。クロックＣＬＫは、ＥＣＵ１１０がマイコン１１１とアイソレータ１１２の駆動に用いるクロックと同一のクロックであってよい。

【0062】

データＤＡＴＡ１は、図２（Ａ）に示すように、ＥＣＵ１１０のマイコン１１１からアイソレータ１１２を経て、ＩＣ１に供給される。ＥＣＵ１１０からＩＣ１に供給されるデータＤＡＴＡ１はシングルエンドの信号である。

【0063】

データＤＡＴＡ１は、ＥＣＵ１１０の電圧制御部１１０ＡがＩＣ１〜ＩＣ４にセル１５０の電圧値を検出させるための指令（電圧検出指令）を表すデータである。データＤＡＴＡ１は、図２（Ｂ）の（２）に示すように、クロックＣＬＫの１周期と同一の信号幅のＨレベル、Ｌレベルの信号（デューティ比１００％のパルス信号）によって、'１'、'０'を表す。

【0064】

図２（Ｂ）の（２）には、一例として、４ビットのデータＤＡＴＡ１（'０１００'）を示すが、データＤＡＴＡ１のビット数は任意のビット数であってよい。

【0065】

データ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫは、ＩＣ１によってクロックＣＬＫと、データＤＡＴＡ１とに基づいて生成される。データ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫは、データとクロックを１つの信号線で同時に伝送するために、クロックＣＬＫとデータＤＡＴＡ１を合成した信号である。データ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫのＬレベル（'０'）からＨレベル（'１'）への立ち上がりは、クロックを構築する。

【0066】

データ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫは、図２（Ａ）に示すように、ＩＣ１からＩＣ２、ＩＣ３、ＩＣ４に送信されるものと、ＩＣ４、ＩＣ３、ＩＣ２から、ＩＣ１に送信されるものとの２種類がある。

【0067】

ＩＣ１からＩＣ２、ＩＣ３，ＩＣ４に送信されるデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫは、ＩＣ１から差動形式で出力され、ＩＣ２、ＩＣ３、ＩＣ４に伝送される。

【0068】

ＩＣ１からＩＣ２、ＩＣ３，ＩＣ４に送信されるデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫは、ＩＣ２、ＩＣ３、ＩＣ４に、セル１５０の出力電圧を検出させるための指令であり、ＥＣＵ１１０の電圧制御部１１０ＡがＩＣ２〜ＩＣ４にセル１５０の電圧値を検出させるための指令（電圧検出指令）と、クロックＣＬＫとを合成した信号である。

【0069】

また、ＩＣ４、ＩＣ３、ＩＣ２から、ＩＣ１に送信されるデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫは、ＩＣ４、ＩＣ３、ＩＣ２から順番にＩＣ１に対して送信される。ＩＣ４、ＩＣ３、ＩＣ２から、ＩＣ１に送信されるデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫは、ＩＣ４、ＩＣ３、ＩＣ２でそれぞれ検出したセル１５０の出力電圧値を表す。ＩＣ１は、データＤＡＴＡ２を出力する。

【0070】

また、図２（Ｂ）の（３）に示すように、データ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫのデューティ比は、データの値（'１'又は'０'）に対応している。データ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫのＨレベルのデューティ比が５０％よりも大きい場合は、データ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫが表すデータは'１'である。一方、データ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫのＨレベルのデューティ比が５０％よりも小さい場合は、データ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫが表すデータは'０'である。

【0071】

ＩＣ１からＩＣ２、ＩＣ３、ＩＣ４に送信されるデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫのデューティ比は、ＩＣ１によって設定される。ＩＣ１からＩＣ２、ＩＣ３、ＩＣ４に送信されるデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫのデューティ比は、一例として７０％（固定値）に設定される。

【0072】

また、ＩＣ４、ＩＣ３、ＩＣ２から、ＩＣ１に送信されるデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫのデューティ比は、それぞれ、ＩＣ４、ＩＣ３、ＩＣ２によって設定される。

【0073】

ＩＣ４は、ＩＣ１に送信するデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫのデューティ比を、一例として７０％（固定値）に設定する。ＩＣ４がＩＣ１に送信するデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫは、ＩＣ４に対応するブロック１５０Ｂに含まれる４つのセル１５０の出力電圧の平均値である。

【0074】

また、ＩＣ３は、ＩＣ４からＩＣ３及びＩＣ２を経てＩＣ１に送信されるデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫが表す電圧値に応じて、ＩＣ１に送信するデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫのデューティ比を設定する。

【0075】

ＩＣ３は、自己に対応するブロック１５０Ｂに含まれる４つのセル１５０の出力電圧の平均値が、ＩＣ４からＩＣ１に送信されるデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫが表す電圧値よりも高い場合は、ＩＣ１に送信するデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫのデューティ比を基準値（７０％）よりも高くする。

【0076】

これは、ＩＣ３がＩＣ１に送信するデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫのデューティ比を基準値よりも高くすることにより、データ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫの送信に必要な消費電力を基準値における消費電力よりも増大させて、ＩＣ３に対応するブロック１５０Ｂに含まれる４つのセル１５０の出力電圧の平均値を、ＩＣ４に対応するブロック１５０Ｂに含まれる４つのセル１５０の出力電圧の平均値に近づけるためである。

【0077】

一方、ＩＣ３は、自己に対応するブロック１５０Ｂに含まれる４つのセル１５０の出力電圧の平均値が、ＩＣ４からＩＣ１に送信されるデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫが表す電圧値よりも低い場合は、ＩＣ１に送信するデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫのデューティ比を基準値（７０％）よりも低くする。

【0078】

これは、ＩＣ３がＩＣ１に送信するデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫのデューティ比を基準値よりも低くすることにより、データ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫの送信に必要な消費電力を基準値における消費電力よりも減少させて、ＩＣ３に対応するブロック１５０Ｂに含まれる４つのセル１５０の出力電圧の平均値を、ＩＣ４に対応するブロック１５０Ｂに含まれる４つのセル１５０の出力電圧の平均値に近づけるためである。

【0079】

以上のように、ＩＣ３は、自己に対応するブロック１５０Ｂに含まれる４つのセル１５０の出力電圧の平均値と、ＩＣ４が出力するデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫが表す電圧値とを比較し、比較結果に応じてＩＣ１に送信するデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫのデューティ比を基準値（７０％）に対して調整する。

【0080】

また、ＩＣ２も同様にデューティ比の調整を行う。

【0081】

ＩＣ２は、自己に対応するブロック１５０Ｂに含まれる４つのセル１５０の出力電圧の平均値が、ＩＣ３からＩＣ１に送信されるデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫが表す電圧値よりも高い場合は、ＩＣ１に送信するデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫのデューティ比を基準値（７０％）よりも高くする。

【0082】

これは、ＩＣ２がＩＣ１に送信するデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫのデューティ比を基準値よりも高くすることにより、データ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫの送信に必要な消費電力を基準値における消費電力よりも増大させて、ＩＣ２に対応するブロック１５０Ｂに含まれる４つのセル１５０の出力電圧の平均値を、ＩＣ３に対応するブロック１５０Ｂに含まれる４つのセル１５０の出力電圧の平均値に近づけるためである。

【0083】

一方、ＩＣ２は、自己に対応するブロック１５０Ｂに含まれる４つのセル１５０の出力電圧の平均値が、ＩＣ３からＩＣ１に送信されるデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫが表す電圧値よりも低い場合は、ＩＣ１に送信するデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫのデューティ比を基準値（７０％）よりも低くする。

【0084】

これは、ＩＣ２がＩＣ１に送信するデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫのデューティ比を基準値よりも低くすることにより、データ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫの送信に必要な消費電力を基準値における消費電力よりも減少させて、ＩＣ２に対応するブロック１５０Ｂに含まれる４つのセル１５０の出力電圧の平均値を、ＩＣ３に対応するブロック１５０Ｂに含まれる４つのセル１５０の出力電圧の平均値に近づけるためである。

【0085】

以上のように、ＩＣ２は、自己に対応するブロック１５０Ｂに含まれる４つのセル１５０の出力電圧の平均値と、ＩＣ３が出力するデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫが表す電圧値とを比較し、比較結果に応じてＩＣ１に送信するデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫのデューティ比を基準値（７０％）に対して調整する。

【0086】

なお、ＩＣ２は、ＩＣ３が出力するデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫが表す電圧値に加えて、あるいは、ＩＣ３が出力するデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫが表す電圧値の代わりに、ＩＣ４が出力するデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫが表す電圧値との比較で、デューティ比を調整してもよい。

【0087】

ＩＣ３が出力するデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫが表す電圧値に加えて、ＩＣ４が出力するデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫが表す電圧値を比較に用いる場合は、例えば、次のようにすればよい。

【0088】

ＩＣ３とＩＣ４が出力するデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫが表す電圧値の平均値と、自己に対応するブロック１５０Ｂに含まれる４つのセル１５０の出力電圧の平均値とを比較することによって、デューティ比を設定してもよい。

【0089】

また、ＩＣ２は、自己に対応するブロック１５０Ｂに含まれる４つのセル１５０の出力電圧の平均値が、ＩＣ３及びＩＣ４が出力するデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫが表す電圧値よりも高く、かつ、ＩＣ４が出力するデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫが表す電圧値が、ＩＣ３が出力するデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫが表す電圧値よりも低い場合は、ＩＣ４が出力するデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫが表す電圧値に合わせて電圧値を下げるように、デューティ比を高くしてもよい。

【0090】

また、ＩＣ２は、自己に対応するブロック１５０Ｂに含まれる４つのセル１５０の出力電圧の平均値が、ＩＣ３及びＩＣ４が出力するデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫが表す電圧値よりも低く、かつ、ＩＣ４が出力するデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫが表す電圧値が、ＩＣ３が出力するデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫが表す電圧値よりも低い場合は、ＩＣ４が出力するデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫが表す電圧値に合わせて電圧値を下げるように、デューティ比を高くしてもよい。

【0091】

また、ＩＣ２は、その他の方法によってデューティ比を設定してもよい。

【0092】

なお、ＩＣ１にセル１５０の出力電圧を検出させるための指令（電圧検出指令）は、ＥＣＵ１１０の電圧制御部１１０Ａから、データＤＡＴＡ１としてＩＣ１に入力される。

【0093】

データＤＡＴＡ２は、図２（Ｂ）の（４）に示すように、ＩＣ１からＥＣＵ１１０に送信されるデータであり、シングルエンドの信号として送信される。データＤＡＴＡ２としては、ＩＣ１〜ＩＣ４の電圧値を表すデータが時系列的に順番に、ＩＣ１からＥＣＵ１１０に送信される。

【0094】

ＩＣ１は、ＩＣ４、ＩＣ３、ＩＣ２からデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫを受信すると、ＩＣ４、ＩＣ３、ＩＣ２のそれぞれが検出したセル１５０の出力電圧を表すデータＤＡＴＡ２を生成し、ＥＣＵ１１０の電圧制御部１１０Ａに送信する。

【0095】

また、ＩＣ１は、自己が検出するブロック１５０Ｂに含まれる４つのセル１５０の出力電圧の平均値を、データＤＡＴＡ２としてＥＣＵ１１０の電圧制御部１１０Ａに送信する。

【0096】

データＤＡＴＡ２は、クロックＣＬＫの１周期と同一の信号幅のＨレベル、Ｌレベルの信号（デューティ比１００％のパルス信号）によって、'１'、'０'を表す。

【0097】

図２（Ｂ）には、一例として、４ビットのデータ（'０１００'）を示すが、データＤＡＴＡ２のビット数は任意のビット数であってよい。

【0098】

なお、ＩＣチップ１６０は、図２（Ｃ）に示すように、例えば、データ処理部１６０Ａと電圧検出部１６０Ｂを有する構成であればよい。データ処理部１６０Ａは、電圧検出指令が入力されると、電圧検出部１６０Ｂにブロック１５０Ｂに含まれる４つのセル１５０の出力電圧の平均値を求めさせ、出力電圧の平均値に基づいて、電圧データを生成する。データ処理部１６０Ａが生成する電圧データのデータ形式は、ＩＣ４、ＩＣ３、ＩＣ２についてはデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫであり、ＩＣ３とＩＣ２についてはデューティ比の調整も行う。また、ＩＣ１についてデータ処理部１６０Ａが生成する電圧データのデータ形式はデータＤＡＴＡ２である。

【0099】

次に、図３を用いて、ＥＣＵ１１０とＩＣ１〜ＩＣ４との間におけるデータの流れについて説明する。

【0100】

図３は、実施の形態１の電池監視装置１００ＡにおけるＥＣＵ１１０とＩＣ１〜ＩＣ４との間におけるデータの流れを示す図である。なお、図３において横軸は時間軸を表す。

【0101】

実施の形態１の電池監視装置１００Ａでは、ＥＣＵ１１０からＩＣ１〜ＩＣ４のそれぞれに順番に電圧検出指令が送信され、その後に、ＩＣ４、ＩＣ３、ＩＣ２、ＩＣ１がそれぞれセル１５０の電圧を表す電圧データをＥＣＵ１１０に送信する。

【0102】

このため、図３では、縦方向において上から下に向かって電圧検出指令と電圧データの流れを示すために、ＥＣＵ、ＩＣ１、ＩＣ２、ＩＣ３、ＩＣ４、ＩＣ４、ＩＣ３、ＩＣ２、ＩＣ１、ＥＣＵのブロックを示す。また、各ブロックの右側には、各ブロックで受信される電圧検出指令と、各ブロックから出力される電圧データとを示す。

【0103】

なお、電圧検出指令と電圧データが上から下に来るほど右側にずれているのは、時間の経過を表したものである。

【0104】

図３に示すように、電圧検出指令は、矢印Ａで示すように、ＥＣＵからＩＣ１〜ＩＣ４に順番に転送される。ＩＣ１〜ＩＣ４は、それぞれ、順番に電圧検出指令を受信する。なお、ＥＣＵ１１０とＩＣ１との間では、図２（Ｂ）の（１）と（２）に示すクロックＣＬＫとデータＤＡＴＡ１が伝送される。またＩＣ１とＩＣ２〜ＩＣ４との間では、図２（Ｂ）の（３）に示すデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫが伝送される。

【0105】

また、電圧検出指令は、ＩＣ４まで到達した後は、信号線１７０（図１、図２参照）によって再びＩＣ４、ＩＣ３、ＩＣ２、ＩＣ１、ＥＣＵ１１０の順に転送される。

【0106】

また、電圧検出指令を受信したＩＣ４、ＩＣ３、ＩＣ２、ＩＣ１は、それぞれが監視するセル１５０の出力電圧を表す電圧データをＥＣＵ１１０に向かって送信する。図３には、ＩＣ４、ＩＣ３、ＩＣ２、ＩＣ１が信号線１７０（図１、図２参照）に出力した段階の電圧データを太枠で示す。

【0107】

この結果、矢印Ｂで示すように、ＩＣ４、ＩＣ３、ＩＣ２、ＩＣ１から順番に電圧データが出力され、ＥＣＵ１１０は４つの電圧データを受信する。

【0108】

ところで、図３に示すように、ＩＣ４の電圧データは、ＩＣ４からＩＣ３、ＩＣ２、ＩＣ１を経て、ＥＣＵ１１０に送信される。また、ＩＣ３の電圧データは、ＩＣ３からＩＣ２、ＩＣ１を経て、ＥＣＵ１１０に送信される。また、ＩＣ２の電圧データは、ＩＣ２からＩＣ１を経て、ＥＣＵ１１０に送信される。

【0109】

このため、ＩＣ３は、ＩＣ４の電圧データを入手することができ、ＩＣ２は、ＩＣ４とＩＣ３の電圧データを入手することができ、ＩＣ１は、ＩＣ４、ＩＣ３、ＩＣ２の電圧データを入手することができる。

【0110】

図４は、実施の形態１の電池監視装置１００Ａにおける電圧データのデューティ比の調整手法を示す図である。このようなディーティ比の調整は、ＩＣ３とＩＣ２において行われる。ここでは、ＩＣ３によるデューティ比の調整について説明する。

【0111】

ＩＣ３は、自己に対応するブロック１５０Ｂに含まれる４つのセル１５０の出力電圧の平均値が、ＩＣ４からＩＣ１に送信されるデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫが表す電圧値よりも高い場合は、ＩＣ１に送信するデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫのデューティ比を基準値（７０％）よりも高くする。

【0112】

この場合は、例えば、デューティ比が８０％に設定されることにより、図４（Ａ）に示すように、図２（Ｂ）の（３）に示すデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫよりも、データ'１'についてはＨレベルの区間が長く、データ'０'についてはＬレベルの区間が長くなる。

【0113】

一方、ＩＣ３は、自己に対応するブロック１５０Ｂに含まれる４つのセル１５０の出力電圧の平均値が、ＩＣ４からＩＣ１に送信されるデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫが表す電圧値よりも低い場合は、ＩＣ１に送信するデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫのデューティ比を基準値（７０％）よりも低くする。

【0114】

この場合は、例えば、デューティ比が６０％に設定されることにより、図４（Ｂ）に示すように、図２（Ｂ）の（３）に示すデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫよりも、データ'１'についてはＨレベルの区間が短く、データ'０'についてはＬレベルの区間が短くなる。

【0115】

以上、実施の形態１の電池監視装置１００Ａ及び電池ユニット１００によれば、ＩＣ１〜ＩＣ４の間では、クロックとデータを合成したデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫを用いている。データ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫは、クロックとデータを含むため、ＩＣ１〜ＩＣ４の間では、信号線１７０Ａでクロックとデータの両方を送信することができ、配線の数を減らして装置の構造を簡易化することができる。

【0116】

図２（Ａ）には、差動信号を送信する４本の信号線１７０Ａを示したが、シングルエンドの信号でよい場合は、２本の信号線１７０Ａで足りる。

【0117】

また、実施の形態１の電池監視装置１００Ａ及び電池ユニット１００によれば、ＩＣ３とＩＣ２は、電圧データを示すパルス信号（データ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫ）のデューティ比を調整することにより、自己に対応するブロック１５０Ｂの出力電圧の平均値を、自己より上位のＩＣに対応するブロック１５０Ｂの出力電圧の平均値に近づけることができる。このため、ブロック１５０Ｂ同士の間において、出力電圧の均等化を図ることができる。

【0118】

なお、以上では、スタック１２０、１３０がそれぞれ４つのＩＣチップ１６０（ＩＣ１〜ＩＣ４）を含む形態について説明したが、１つのスタック（１２０、１３０）に含まれるＩＣチップ１６０の数がさらに多い場合は、デューティ比を調整するＩＣ３とＩＣ２の数が増えることになる。これは、最上位のＩＣ４と最下位のＩＣ１との間に、ＩＣ３及びＩＣ２と同様のＩＣがさらに増えることに対応する。

【0119】

このため、ＩＣチップの数がさらに多い場合は、ブロック１５０Ｂ同士の間における出力電圧の均等化の効果が、より顕著になる。

【0120】

また、セル１５０の出力電圧を平均化するには、電池監視装置１００Ａ又は電池ユニット１００を搭載する車両のイグニッションスイッチがオフであるときに、出力電圧の高いセル１５０を放電させて、放電させた電力を抵抗器等で消費することが考えられる。

【0121】

しかしながら、このような手法では、イグニッションをオフにしている間に放電処理を行うための回路等が必要である。

【0122】

これに対して、実施の形態１の電池監視装置１００Ａ及び電池ユニット１００は、車両のイグニッションがオンであるとき（すなわち、例えば、車両が走行中であるとき）に、セル１５０の出力電圧の平均化を行うことができる。このため、特にタクシーに代表されるような商業車のように、イグニッションがオフにされる時間が短い車両に電池監視装置１００Ａ又は電池ユニット１００が搭載された場合でも、イグニッションがオンである間に、効率的にセル１５０の出力電圧の平均化を行うことができる。

【0123】

また、イグニッションがオフであるときにセル１５０を放電させると、セル１５０の寿命が短くなるおそれがあるが、実施の形態１の電池監視装置１００Ａ及び電池ユニット１００は、放電を行わずにセル１５０の出力電圧を平均化することができるので、セル１５０の寿命を延ばすことが可能である。

【0124】

また、イグニッションがオフであるときにセル１５０を放電させる回路等が不要であるため、簡易な構成で電池監視装置１００Ａ及び電池ユニット１００を実現することができる。

【0125】

なお、以上では、データ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫの電力を平準化するために、データ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫのデータ'１'とデータ'０'のデューティ比をともに増大又は減少させる形態について説明したが、データ'１'とデータ'０'のデューティ比を別々に調整してもよい。

【0126】

例えば、データ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫに含まれるデータ'１'がデータ'０'よりも多い場合はデータ'１'についてのパルスデータのデューティ比を低下させるとともに、データ'０'についてのパルスデータのデューティ比を増大させ、データ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫに含まれるデータ'１'がデータ'０'よりも少ない場合はデータ'１'についてのパルスデータのデューティ比を増大させるとともに、データ'０'についてのパルスデータのデューティ比を低下させてもよい。

【0127】

＜実施の形態２＞
図５及び図６は、実施の形態２の電池監視装置及び電池ユニットにおけるデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫのデューティ比の調整手法を説明する図である。実施の形態２の電池監視装置及び電池ユニットの構成は、データ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫのデューティ比の調整手法が異なること以外は、実施の形態１の電池監視装置１００Ａ及び電池ユニット１００と同様であるため、構成についての説明は省略する。

【0128】

図５（Ａ）に示すように、実施の形態２では、一例として、データ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫの１フレームは、１０ビットのデータ領域を有し、先頭にスタートビット（１ビット）、最後尾にストップビット（１ビット）を有し、スタートビットとストップビットとの間に、８ビットのデータビットＤ０〜Ｄ７を有することとする。なお、データビットＤ０〜Ｄ７は、キャラクタビットとして捉えてもよい。

【0129】

ここでは、電圧データを表すためのデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫについて説明する。

【0130】

図５（Ｂ）に示すように、スタートビットは１ビットのデータであり、信号レベルはＬレベルである。データビットＤ０〜Ｄ７は、電圧データによってＨレベル又はＬレベルに設定される。ストップビットは、１ビットのデータであり、信号レベルはＨレベルである。

【0131】

以上のように、データ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫは、１０ビットのデータであり、先頭のスタートビットはＬレベル、最後尾のストップビットはＨレベルに固定されている。

【0132】

このため、例えば、データビットＤ０〜Ｄ７がすべて'１'である場合は、図５（Ｃ）の（１）に示すデータ形式になり、Ｈレベルのデータを９ビット分含み、Ｌレベルのデータを１ビット分含むことになる。

【0133】

また、データビットＤ０〜Ｄ７がすべて'０'である場合は、図５（Ｃ）の（２）に示すデータ形式になり、Ｌレベルのデータを９ビット分含み、Ｈレベルのデータを１ビット分含むことになる。

【0134】

従って、データビットＤ０〜Ｄ７に含まれる'１'と'０'のビット数により、電圧データを表すデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫをＩＣ３とＩＣ２がＥＣＵ１１０に送信する際の消費電力は大きく異なる。

【0135】

すなわち、データビットＤ０〜Ｄ７に含まれる'１'のビット数が比較的多ければ、データ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫをＩＣ３とＩＣ２がＥＣＵ１１０に送信する際の消費電力は増大する。一方、データビットＤ０〜Ｄ７に含まれる'０'のビット数が比較的多ければ、データ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫをＩＣ３とＩＣ２がＥＣＵ１１０に送信する際の消費電力は減少する。

【0136】

従って、実施の形態２では、ＩＣ３とＩＣ２のデータ処理部１６０Ａ（図２（Ｃ）参照）は、データビットＤ０〜Ｄ７に含まれる'１'のビット数が４ビットよりも多ければ、データ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫのデューティ比を基準値（７０％）よりも低下させる。

【0137】

また、実施の形態２では、ＩＣ３とＩＣ２のデータ処理部１６０Ａ（図２（Ｃ）参照）は、データビットＤ０〜Ｄ７に含まれる'０'のビット数が４ビットよりも多い場合は、データ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫのデューティ比を基準値（７０％）よりも増大させる。

【0138】

これは、データビットＤ０〜Ｄ７に含まれる'１'のビット数が４ビットよりも多い場合と、データビットＤ０〜Ｄ７に含まれる'０'のビット数が４ビットよりも多い場合との電力消費量の平準化を図るためである。

【0139】

図６（Ａ）に示すように、データビットＤ０〜Ｄ７に含まれる'１'のビット数が４ビットよりも多く、８ビット分の'１'を含む場合は、データ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫのデューティ比を基準値（７０％）よりも低下させて、例えば、６０％にする。

【0140】

この結果、図６（Ａ）に示すように、１フレームのデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫに含まれるＨレベルの区間は、図５（Ｃ）の（１）に示すデューティ比が７０％の場合に比べて短くなる。

【0141】

また、図６（Ｂ）に示すように、データビットＤ０〜Ｄ７に含まれる'０'のビット数が４ビットよりも多く、８ビット分の'０'を含む場合は、データ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫのデューティ比を基準値（７０％）よりも低下させて、例えば、６０％にする。

【0142】

この結果、図６（Ｂ）に示すように、１フレームのデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫに含まれるＨレベルの区間は、図５（Ｃ）の（１）に示すデューティ比が７０％の場合に比べて短くなる。

【0143】

このように、１フレームのデータ＆クロックＤＡＴＡ＆ＣＬＫに含まれるＨレベルの区間の長さを、調整前（デューティ比が基準値７０％の場合）よりも短くすることにより、各ブロック１５０Ｂにおけるセル１５０の出力電圧の平均値を均等化することができる。

【0144】

＜実施の形態３＞
実施の形態３では、ＩＣ１〜ＩＣ４の間でダミーデータを送信することにより、ＩＣ１〜ＩＣ４がデータを送信する際の消費電力の均等化を図る。

【0145】

実施の形態３の電池監視装置及び電池ユニットの構成は、ＩＣ１〜ＩＣ４の間でダミーデータを送信すること以外は、実施の形態１の電池監視装置１００Ａ及び電池ユニット１００と同様であるため、構成についての説明は省略する。

【0146】

実施の形態１で図３に示したように、電圧データは、最上位のＩＣ４から最下位のＩＣ１を経てＥＣＵ１１０に向かう方向に、ＩＣ４からＩＣ１にかけて順番に出力することになる。

【0147】

このため、ＩＣ４は自己の電圧データのみをＥＣＵ１１０に送信し、ＩＣ３は自己の電圧データとＩＣ４の電圧データをＥＣＵ１１０に送信する。また、ＩＣ２は自己の電圧データとＩＣ４及びＩＣ３の電圧データをＥＣＵ１１０に送信し、ＩＣ１は自己の電圧データとＩＣ４、ＩＣ３、ＩＣ２の電圧データをＥＣＵ１１０に送信する。

【0148】

従って、最上位のＩＣ４は、送信する電圧データの数が最も少なく、最下位のＩＣ１は、送信する電圧データの数が最も多いことになる。

【0149】

このため、ＩＣ１〜ＩＣ４の間で、電圧データを送信することによる消費電力に差が生じる。

【0150】

実施の形態３では、このようなＩＣ１〜ＩＣ４の間において、電圧データを送信することによって生じる消費電力に差を緩和するために、ダミーデータを送信する。

【0151】

図７は、実施の形態３の電池監視装置及び電池ユニットにおいてＩＣ１〜ＩＣ４の間で送信するダミーデータの伝送経路を示す図である。図７は、図３にダミーデータを書き加えた図である。

【0152】

図７に示すように、ＩＣ３は、電圧データをＥＣＵ１１０に送信するのと同時に、ダミーデータＤ３を上位側のＩＣ４に送信する。同様に、ＩＣ２は、電圧データをＥＣＵ１１０に送信するのと同時に、ダミーデータＤ２を上位側のＩＣ３に送信し、ＩＣ１は、電圧データをＥＣＵ１１０に送信するのと同時に、ダミーデータＤ１を上位側のＩＣ２に向けて送信する。

【0153】

この結果、ダミーデータＤ３、Ｄ２、Ｄ１は、順次ＩＣ４まで送信される。ＩＣ４のデータ処理部１６０Ａ（図２（Ｃ）参照）は、ダミーデータＤ３、Ｄ２、Ｄ１をＩＣ３に折り返して送信せずに、削除する。

【0154】

このようにすれば、ＩＣ１〜ＩＣ４が送信するデータの量の差を緩和することができるので、各ブロック１５０Ｂにおけるセル１５０の出力電圧の平均値の差を緩和し、均等化することができる。

【0155】

なお、ＩＣ４におけるダミーデータＤ３、Ｄ２、Ｄ１の削除については、例えば、ＩＣ４が電圧検出指令を受信した後の一定期間の間に、上位側方向に送信されてきたデータをダミーデータと判定し、削除するようにすればよい。

【0156】

図７に示す動作例では、電圧検出指令、電圧データ、及びダミーデータのデータ数については、ＥＣＵ１１０は６つのデータを取り扱い、ＩＣ１、ＩＣ２、ＩＣ３は、それぞれ７つのデータを取り扱い、ＩＣ４は６つのデータを取り扱うことになる。

【0157】

従って、ＩＣ１〜ＩＣ４が送信するデータの量の差を緩和することができ、各ブロック１５０Ｂにおけるセル１５０の出力電圧の平均値の差を緩和し、均等化することができる。

【0158】

実施の形態３におけるダミーデータの送信を用いた各ブロック１５０Ｂにおけるセル１５０の出力電圧の平均値の差の緩和は、実施の形態１又は２と組み合わせて実現してもよいが、実施の形態１、２と組み合わせずに、単独で行ってもよい。

【0159】

これは、上述のようにダミーデータを用いることにより、ＩＣ１〜ＩＣ４が送信するデータの量の差を緩和することができ、各ブロック１５０Ｂにおけるセル１５０の出力電圧の平均値の差を緩和し、均等化することができるからである。

【0160】

以上、本発明の例示的な実施の形態の電池監視装置、及び、電池ユニットについて説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

【符号の説明】

【0161】

１００ 電池ユニット
１１０ ＥＣＵ
１２０、１３０ スタック
１５０、１５０Ｈ１、１５０Ｈ２、１５０Ｈ３、１５０Ｈ４、１５０Ｌ１、１５０Ｌ２、１５０Ｌ３、１５０Ｌ４ セル
１５０Ｂ ブロック
１６０、１６０Ｈ、１６０Ｌ ＩＣチップ
１６０Ａ データ処理部
１６０Ｂ 電圧検出部
１７０、１７０Ａ、１７０Ｂ 信号線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】