特開 2024-140495 電池監視システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024140495

(43)【公開日】2024-10-10

(54)【発明の名称】電池監視システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20241003BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 Y

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023051656

(22)【出願日】2023-03-28

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110000567

【氏名又は名称】弁理士法人サトー

(72)【発明者】

【氏名】朝長 幸拓

【テーマコード（参考）】

5G503

【Ｆターム（参考）】

5G503AA01

5G503BA02

5G503BB02

5G503DB02

5G503EA08

5G503FA06

5G503GD02

5G503GD03

5G503GD04

5G503GD06

(57)【要約】

【課題】電池モジュールの消費電力を極力平準化しながら異常の有無を監視できるようにした電池監視システムを提供する。
【解決手段】電池監視システム１は、複数の監視回路４１～４３、マイコン１０、及び通信ブリッジ２０を備える。複数の監視回路４１～４３は、それぞれ絶縁通信経路５０を通じて直列接続されると共に割り当てられた担当の電池モジュール３６～３８の電力を使用し当該電池モジュールに関するデータを取得する。通信ブリッジ２０は、電池モジュール３６～３８とは異なる電源を用いてマイコン１０とは自律して低消費電力モードから起動し、電池３５に関するデータの取得を監視回路４１～４３へ指示し通信によりデータを取得する。通信ブリッジ２０は取得したデータに基づいて電池３５の状態が異常か否かを判定する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の電池モジュールを備える電池（３５）を監視する電池監視システムであって、
それぞれ通信経路（５０）を介して直列接続されると共にそれぞれ割り当てられた担当の電池モジュール（３６～３８）の電力を使用し当該電池モジュールに関するデータを取得する複数の監視回路（４１～４３）と、
通常動作時には前記電池の状態を監視するマイコン（１０）と、
前記複数の監視回路のうち少なくとも一つの監視回路と前記通信経路を介して接続される回路であり前記マイコンがスリープ中には前記通常時よりも低消費電力の低消費電力モードに移行するように構成される通信ブリッジ（２０）と、を備え、
前記通信ブリッジは、前記電池モジュールとは異なる電源を用いて前記マイコンとは自律して前記低消費電力モードから起動し、
前記電池に関する前記データの取得を指示する指示部（２０ａ）と、
前記複数の監視回路から通信により前記データを取得する取得部（２０ｂ）と、
前記取得した前記データに基づいて前記電池の状態が異常か否かを判定する判定部（２０ｃ）と、
を備える電池監視システム。

【請求項2】

前記マイコンが前記スリープ中には前記複数の監視回路は低消費電力モードに移行しており、
前記通信ブリッジは、前記通信経路を通じて前記低消費電力モードにある前記監視回路を起動させる請求項１記載の電池監視システム。

【請求項3】

前記通信ブリッジは、前記判定部により前記電池の状態を異常と判定した場合、前記マイコンを起動するための起動信号を前記マイコンへ通知する請求項１記載の電池監視システム。

【請求項4】

前記通信ブリッジは、前記判定部により前記電池の状態を異常と判定した場合、前記マイコンに電源を供給する電源回路（５）を起動させるための起動信号を前記電源回路に送信し、前記電源回路を起動させることで前記マイコンを起動させる請求項１記載の電池監視システム。

【請求項5】

前記通信ブリッジは、前記判定部により前記電池の状態を正常と判定した場合、前記通信ブリッジは自身で前記低消費電力モードへ移行する請求項１記載の電池監視システム。

【請求項6】

前記通信ブリッジは、取得した前記データをメモリ（２１）に記憶させる請求項１記載の電池監視システム。

【請求項7】

前記マイコンは前記スリープからウェイクアップした後に、前記メモリに記憶された前記データを読み出し、前記電池の状態判定に使用する請求項６記載の電池監視システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電池監視システムに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、電気自動車（ＥＶ）などの車両は、例えばリチウムイオン電池など車両走行用の組電池を搭載している。組電池は、電池モジュールを組合わせた構成であり、一般に、監視回路を搭載した監視モニタが各電池モジュールの状態を監視し、監視回路が電池の状態に異常があるか否かを判定している（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

従来技術によれば、電池監視システムの回路構成が低消費電力モードで動作している場合、マイコンがスリープ中には当該マイコンに対してリング状に絶縁接続された監視回路のうちトップに位置する監視回路がマスタとして機能する。そしてマスタとなる監視回路が、スレーブとなる監視回路を一つだけウェイクアップさせる。そしてウェイクアップした監視回路が電池モジュールに異常の有無があるか否かを監視し、その結果を次のスレーブの監視回路に送信する。複数の監視回路は、このようなウェイクアップ及び監視シーケンスを順に繰り返すことで各電池モジュールに関する異常の有無を判定している。

【0004】

この技術では、電池監視システムの回路構成が低消費電力モードで動作している場合、任意の監視回路がマスタに指定され、それ以外の監視ＩＣはスレーブとなる。マスタは規定時間に到達すると起動する必要があるため、スリープ中にカウントアップ動作する必要がある。よってカウントアップ動作分消費電流が増加してしまう。

【0005】

他方、スレーブ側では、カウントアップする必要がないためマスタとスレーブの動作が異なり、監視する電池スタックごとに消費電流の差が発生する。このため、マスタとなる監視回路の消費電力が増大しやすくなる。電池モジュールは消費電力を平準化することが求められているが、電池モジュールの消費電力の平準化することができない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】米国特許第１１３４０９７５号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本開示の目的は、電池モジュールの消費電力を極力平準化しながら異常の有無を監視できるようにした電池監視システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

請求項１記載の電池監視システムは、複数の監視回路、マイコン、及び通信ブリッジを備える。複数の監視回路は、それぞれ通信経路を介して直列接続されると共に割り当てられた担当の電池モジュールの電力を使用し当該電池モジュールに関するデータを取得する。マイコンは、通常時には複数の監視回路に電池の監視を指示し電池の状態の監視を行う。通信ブリッジは、複数の監視回路のうち少なくとも一つの監視回路と通信経路を介して接続されておりデータの取得を指示する回路であり、マイコンがスリープ中には通常時よりも低消費電力の低消費電力モードの状態に移行する。

【0009】

通信ブリッジは、電池モジュールとは異なる電源を用いてマイコンとは自律して低消費電力モードから起動し、電池に関するデータの取得を監視回路へ指示し、複数の監視回路から通信によりデータを取得する。そして、通信ブリッジは取得したデータに基づいて電池の状態が異常か否かを判定する。

【0010】

したがって監視回路は、低消費電力モードから起動しデータの取得を行うものの電池の異常の有無を判定することはなく検出のみ実行することになる。通信ブリッジは、低消費電力モードから起動すると、複数の監視回路から通信によりデータを取得し、電池の状態が異常か否かを判定する。

【0011】

通信ブリッジが、複数の監視回路から取得されたデータに基づいて異常か否かを判定することから、マイコンを起動することなく異常判定できる。電池モジュールの電力を消費するそれぞれ監視回路の起動時間を平準化でき、電池モジュールの消費電流のばらつきを最小限に抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１実施形態の電池監視システムを概略的に示す電気的構成図

【図2】通信ブリッジ及び監視回路の内部構成を概略的に示す電気的構成図

【図3】動作を概略的に説明するフローチャート

【図4】正常時における信号の送受信シーケンスの説明図

【図5】異常時における信号の送受信シーケンスの説明図

【図6】異常通知方法の説明図その１

【図7】異常通知方法の説明図その２

【図8】電池データの読み出し方法の説明図その１

【図9】電池データの読み出し方法の説明図その２

【図10】比較例における通信ブリッジ及び監視回路の内部構成を概略的に示す電気的構成図

【図11】第２実施形態を示す通信接続態様の構成例その１

【図12】通信接続態様の構成例その２

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、幾つかの実施形態について図面を参照しながら説明する。複数の実施形態について同一又は類似の構成部分には同一又は類似符号を付して説明を省略することがある。

【0014】

（第１実施形態）
以下、第１実施形態について図１から図１０を参照しながら説明する。電池監視システム１は、マイコン１０、通信ブリッジ２０、記憶デバイス２１、電池３５、複数の監視回路４１～４３、及び、絶縁通信経路５０を備える。電池３５は、組電池とも称されている。電池３５は、電池モジュール３６～３８を直列接続して構成されている。電池モジュール３６～３８を直並列接続してもよい。電池モジュール３６～３８は電池スタックとも称される。

【0015】

電池モジュール３６～３８には、監視回路４１～４３がそれぞれ予め割り当てられており、監視回路４１～４３は、それぞれ電池モジュール３６～３８の電力を使用して動作する。監視回路４１～４３はそれぞれ割り当てられた担当の電池モジュール３６～３８に関するデータを取得する。

【0016】

絶縁通信経路５０が、通信ブリッジ２０－監視回路４１間、監視回路４１－監視回路４２間、監視回路４２－監視回路４３間にそれぞれ構成されている。例えば、通信ブリッジ２０と監視回路４１～４３との間は、デイジーチェーン接続されている。これにより、通信ブリッジ２０と複数の監視回路４１～４３の間は互いに絶縁通信可能になる。

【0017】

絶縁通信経路５０は、絶縁素子としてコンデンサＣ１～Ｃ４を用いて絶縁経路を構成している。絶縁素子は、コンデンサＣ１～Ｃ４により構成される形態を示しているが、コンデンサＣ１～Ｃ４に代えてトランスを用いてもよい。通信ブリッジ２０は、マイコン１０と複数の監視回路４１～４３との間の通信方式を変換する回路である。通信ブリッジ２０は、マイコン１０からデータの取得指示を受け付けると、複数の監視回路４１～４３へデータの取得を指示する。

【0018】

複数の監視回路４１～４３は、互いに直列接続されている。監視回路４１～４３は、各電池モジュール３６～３８を構成する電池セルの電圧を検出できるようにそれぞれ接続されている。監視回路４１～４３には、それぞれ監視する対象の電池モジュール３６～３８が割り当てられている。

【0019】

複数の監視回路４１～４３は、それぞれ、電池監視ＩＣを主体として構成されている。ここでは、監視回路４１～４３は、ＩＣ化されている形態を示すがその限りではない。監視回路４１～４３は同様の構成であるため、監視回路４１の機能的構成を説明する。

【0020】

監視回路４１は、図２に例示したように、電池データ取得回路４７、通信Ｉ／Ｆ４８、及び４９を備える。電池データ取得回路４７は、それぞれ電池モジュール３６～３８のうち予め割り当てられた担当の電池モジュール３６に関するデータ（以下、電池データと称す）を取得する。電池データは、対応する電池モジュール３６～３８を構成する各電池セルの電圧データ、その配置位置情報、監視回路４１～４３の識別情報（ＩＤ情報）、取得した時刻を判別する情報、電池３５から放出されるガスの検知データなどを示す。監視回路４１の通信Ｉ／Ｆ４８、４９は、他の監視回路４２、４３や通信ブリッジ２０との間で通信するためのインタフェースであり、通信バッファを内蔵している。

【0021】

監視回路４１～４３は、電池モジュール３６～３８の各電池セルの電圧を検出する機能と共に、その他、電池モジュール３６～３８の各電池セルの電圧を均等化するための均等化機能、電池モジュール３６～３８の温度を検出する機能を備えている。監視回路４１～４３は、それぞれこれらの少なくとも何れか一つ以上を備えていればよい。

【0022】

＜マイコン１０の機能説明＞
マイコン１０は、電池３５とは異なるバッテリ４（「電源」相当：補機電池）から電源回路５を通じて電源供給を受けて動作する。マイコン１０は、通常動作時において通信ブリッジ２０を通じて複数の監視回路４１～４３に電池３５に関するデータ取得指示を行う。マイコン１０は、通常動作時において複数の監視回路４１～４３から電池３５に関するデータを取得すると共に、電池３５の通電電流を検出し、セル電圧及びセル電流に基づいて電池３５の電池セルのＳＯＣ、ＳＯＨを推定する。

【0023】

ＳＯＨはStates Of Healthの略であり、電池３５の劣化状態を表す指標である。ＳＯＣはState Of Chargeの略であり、電池３５の充電状態を表す指標である。またマイコン１０は、たとえば、電池３５の各電池セルの開放電圧を互いに比較し、一定範囲内になっているか否かを判定することで電池セルの異常を検出できる。

【0024】

例えば上位のＥＣＵ（図示せず）がイグニッションスイッチオフを検知するとマイコン１０に指令することで、マイコン１０をスリープモードに移行させる。マイコン１０をスリープへ移行させる場合、マイコン１０へ電源供給する電源回路５の動作そのものをシャットダウンするようにしてもよいし、マイコン１０へ指示することでスリープモードへ移行させるようにしてもよい。これにより、マイコン１０の消費電力を抑制でき低消費電力化できる。

【0025】

＜通信ブリッジ２０の機能説明＞
通信ブリッジ２０は、複数の監視回路４１～４３に直列接続、縦続接続されている。通信ブリッジ２０は、電池３５とは異なるバッテリ４から電源供給を受けて動作する。通信ブリッジ２０は通信用ＩＣにより構成されており、記憶デバイス２１に接続されている。ここでは、通信ブリッジ２０はＩＣ化されている形態を示すが、その限りではない。通信ブリッジ２０は、図２に例示したように、判定部２０ｃとしての異常判定回路２２、監視回路制御部２３、電池データ保持回路２４、異常判定閾値保持回路２５、タイマ２６、通信方式変換部２７、通信Ｉ／Ｆ２８、２９、及びＩ／Ｆ３１を備える。

【0026】

通信Ｉ／Ｆ２９は、接続された監視回路４１との間の通信インタフェースを示し、絶縁通信方式にしたがって監視回路４１とデータ通信する。通信Ｉ／Ｆ２８は、接続されたマイコン１０との間の通信インタフェースを示し、定められた通信方式にしたがってマイコン１０とデータ通信する。

【0027】

通信方式変換部２７は、通信Ｉ／Ｆ２８と通信Ｉ／Ｆ２９との間で通信方式を変換するブロックを示す。通信方式変換部２７は、マイコン１０との間の通信方式を監視回路４１との間の絶縁通信に適した通信方式に変換する。また逆に、通信方式変換部２７は、監視回路４１との間の絶縁通信に適した通信方式をマイコン１０との間の通信に適した通信方式に変換する。

【0028】

タイマ２６は、通信ブリッジ２０が低消費電力モードに移行すると時間をカウントし、所定の時間を経過するとモニタ開始信号を監視回路制御部２３に出力する。監視回路制御部２３は、モニタ開始信号をタイマ２６から入力すると、通信Ｉ／Ｆ２９を通じて監視回路４１～４３に起動信号を出力したり、データの取得を指示する指示信号を出力したりする。

【0029】

電池データ保持回路２４は、所謂バッファメモリにより構成されており、通信Ｉ／Ｆ２９を通じて監視回路４１～４３から取得した電池３５に関する電池データを保持する。ここでの電池データは、電池モジュール３６～３８を構成する各電池セルの電圧データとその位置情報、取得した対象となる監視回路４１～４３の識別情報（ＩＤ情報）などを挙げることができる。また電池データは、電池モジュール３６～３８の温度データ、それらの取得時間、電池３５から放出されるガスの検知データ、などを挙げることができる。電池データ保持回路２４は、通信Ｉ／Ｆ３０を通じて記憶デバイス２１に対して不揮発的に電池データを書き込む。

【0030】

記憶デバイス２１は、ＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリＩＣにより構成されている。記憶デバイス２１はＥＥＰＲＯＭにより構成されている形態を示すが、その限りではなく、不揮発性メモリを備えていれば、どのようなメモリであってもよい。

【0031】

異常判定閾値保持回路２５は、異常判定用の閾値を保持するもので、例えば電池セルの電圧の閾値を保持したり、電池モジュール３６～３８の温度の閾値を保持したりする。異常判定回路２２は、電池データ保持回路２４の保持データと、異常判定閾値保持回路２５が保持する異常判定用の閾値とを比較し異常の有無を判定する。例えば、電池モジュール３６～３８の各電池セルの電圧の閾値と比較することで、ある所定の範囲に電圧が収まっているか否かを判定することで異常の有無を判定する。

【0032】

異常判定回路２２は、異常ありと判定するとＩ／Ｆ３１を通じてマイコン１０又は電源回路５に異常通知可能になっている。通信ブリッジ２０がマイコン１０へ送信するデータは、記憶デバイス２１に記憶された電池データに基づく時系列データなどである。具体的には、電池モジュール３６～３８の温度データ、各電池セルの電圧データなどに基づく、時間経過に対する温度の変化、電池セルの電圧変化のデータ、及び電池３５から放出されるガスの検知データの時系列データなどを挙げることができる。

【0033】

通信ブリッジ２０は、前述の図２に示したようにブロック構成されているが、機能的には図１に示したように、指示部２０ａ、取得部２０ｂ、判定部２０ｃとしての機能を備えると言い表すことができる。指示部２０ａは、マイコン１０とは自律して低消費電力モードから起動し電池３５に関するデータの取得を監視回路４１～４３へ指示する機能である。取得部２０ｂは、監視回路４１～４３から通信によりデータを取得する機能である。判定部２０ｃは、取得したデータに基づいて電池３５の状態が異常か否かを判定する機能である。

【0034】

前述の構成について、マイコン１０のスリープ中の動作を主に説明する。前述したように、通常動作時においてマイコン１０は電池３５の状態を取得すると電池３５の状態を詳細に監視できる。マイコン１０は消費電力の抑制のためスリープすると、通信ブリッジ２０及び複数の監視回路４１～４３もまた通常より消費電力の低い低消費電力モード状態に移行する。通信ブリッジ２０及び複数の監視回路４１～４３もまた低消費電力モード状態に移行すれば、電池監視システム１の全体の消費電力を抑制でき低消費電力化できる。

【0035】

＜マイコン１０のスリープ中における正常時の監視動作＞
図３に示す監視回路４１～４３の処理内容と共に、正常時（図４）及び異常時（図５）の動作を説明する。図４のＳ１０１に示すように、低消費電力モードにおいて、通信ブリッジ２０は、タイマ２６のカウントを実行することで所定時間が到来すると自律して起動する（図３のＳ１、図４及び図５のＳ１０２）。

【0036】

通信ブリッジ２０は、絶縁通信経路５０を通じて複数の監視回路４１～４３に対して起動信号を送信することで低消費電力モードにある監視回路４１～４３をそれぞれ起動させる（図３のＳ２、図４及び図５のＳ１０３）。

【0037】

通信ブリッジ２０は、絶縁通信経路５０を通じて複数の監視回路４１～４３に対してデータ取得コマンドを送信する。複数の監視回路４１～４３は、それぞれデータ取得コマンドを受信する（図４及び図５のＳ１０４）。複数の監視回路４１～４３は、データ取得コマンドに応じて電池データを取得する（図３のＳ３、図４及び図５のＳ１０５）。

【0038】

続いて、通信ブリッジ２０はデータリードコマンドを送信する。複数の監視回路４１～４３は、それぞれデータリードコマンドを受信する（図４及び図５のＳ１０６）。複数の監視回路４１～４３は、データリードコマンドに応じて取得した電池データを通信ブリッジ２０に送信する（図３のＳ４、図４及び図５のＳ１０７）。なお、電池データの送信方法の具体例については、第２実施形態でまとめて説明する。通信ブリッジ２０は、複数の監視回路４１～４３から電池データを受信、取得する（図３のＳ４）。通信ブリッジ２０は、電池データ保持回路２４に電池データを保持する。

【0039】

続いて、通信ブリッジ２０は、低消費電力モードへの移行コマンドを複数の監視回路４１～４３へ送信する。複数の監視回路４１～４３は、それぞれ低消費電力モード移行コマンドを受信する（図４及び図５のＳ１０８）。すると複数の監視回路４１～４３は、低消費電力モードに移行する（図４及び図５のＳ１０９）。

【0040】

通信ブリッジ２０は、記憶デバイス２１に電池データを送信して記録させる（図４のＳ１１０、図５のＳ１１０ａ）。通信ブリッジ２０は、電池データが電池３５の異常を示しているか否かを判定する（図３のＳ５、図４のＳ１１１、図５のＳ１１１ａ）。具体的には、通信ブリッジ２０の異常判定回路２２は、電池データ保持回路２４に保持された電池データと、異常判定閾値保持回路２５に保持された閾値とを比較して閾値を上回っているか否かを判定する。

【0041】

通信ブリッジ２０の異常判定回路２２が、電池３５の異常を示しておらず正常と判定すると、通信ブリッジ２０が自身で低消費電力モードへ移行する（図３のＳ７、図４のＳ１１２）。

【0042】

逆に、通信ブリッジ２０の異常判定回路２２が、電池３５の状態を異常と判定すると、マイコン１０を起動させる（図３のＳ６、図５のＳ１１１ａ）。通信ブリッジ２０は、異常判定回路２２により電池３５の状態を異常と判定した場合、図６に示すように、マイコン１０に電源を供給する電源回路５を起動させるための起動信号を電源回路５に送信する。そして通信ブリッジ２０は、電源回路５を起動させることでマイコン１０を起動させるとよい。このとき、通信ブリッジ２０が異常通知トリガをマイコン１０及び電源回路５へ送信することで電源回路５からマイコン１０へ電源供給を開始するように指示するとよい。

【0043】

また図７に示すように、通信ブリッジ２０は、異常判定回路２２により電池３５の状態を異常と判定した場合、マイコン１０を起動するための起動信号をマイコン１０へ通知し、マイコン１０を起動させるようにしてもよい。このとき電源回路５はマイコン１０へ電源供給し続けるようにするとよい。

【0044】

通信ブリッジ２０は、電池３５に異常を生じている旨をマイコン１０へ通知する（図３のＳ８）。マイコン１０は、電池３５に異常を生じている旨が通知されると異常に基づく処置を実施する。

【0045】

このとき、マイコン１０はスリープからウェイクアップした後に、記憶デバイス２１に記憶されたデータを読み出し、電池３５の状態判定（ＳＯＨ等）に使用する。マイコン１０は、各監視回路４１～４３から電池３５の電池データの詳細を取得できるため、電池３５にどのように異常を生じたか詳細に判断できる。

【0046】

また図９に示すように、通信ブリッジ２０が記憶デバイス２１に電池データを書き込み、マイコン１０が記憶デバイス２１に書き込まれた電池データを読み出してもよい。通信ブリッジ２０には記憶デバイス２１が外付けされている。このため、たとえ通信ブリッジ２０が、電池データを記憶デバイス２１に書き込んだ後、低消費電力モードに移行した場合であっても、マイコン１０が通信ブリッジ２０の外付けの記憶デバイス２１を簡単に参照できる。これにより、マイコン１０は、電池３５に関する詳細な測定（例えば、ＳＯＨ測定）に役立たせることができる。なお、記憶デバイス２１は通信ブリッジ２０に内蔵されていてもよい。

【0047】

＜本実施形態のまとめ＞
本実施形態によれば、通信ブリッジ２０は、マイコン１０とは自律して低消費電力モードから起動し、電池３５に関するデータの取得を監視回路４１～４３へ指示する（指示部２０ａの機能）。通信ブリッジ２０は、複数の監視回路４１～４３から通信により電池データを取得する(取得部２０ｂの機能）。通信ブリッジ２０は読み出した電池データに基づいて異常判定回路２２により電池３５の状態が異常か否かを判定する（判定部２０ｃの機能）。

【0048】

したがって、監視回路４１～４３は、低消費電力モードから起動しデータの取得を行うものの電池３５の電池モジュール３６～３８の異常の有無を判定することはなく検出のみ実行することになる。通信ブリッジ２０は、バッテリ４の電力を使用して低消費電力モードから起動すると、複数の監視回路４１～４３から通信によりデータを取得し、電池３５の状態が異常か否かを判定する。通信ブリッジ２０が、複数の監視回路４１～４３から取得されたデータに基づいて異常か否かを判定することから、マイコン１０を起動することなく異常判定できる。

【0049】

通信ブリッジ２０がマスタとして機能すると共に監視回路４１～４３がスレーブとして機能する。このため、電池モジュール３６～３８の電力を消費する監視回路４１～４３の起動時間を平準化でき、電池モジュール３６～３８の消費電流のばらつきを最小限に抑制できる。

【0050】

また通信ブリッジ２０は、マイコン１０に依存することなく自律的に測定し、異常を生じたときだけマイコン１０をウェイクアップさせることができる。通信ブリッジ２０は、全ての監視回路４１～４３の電池データを集めることができるため、電池３５の全体の電池データを把握できる。特許文献１記載の技術では、異常検出対象の電池セルは監視回路がモニタする電池セル、監視回路の直近の電池セルにとどまるが、本実施形態では電池３５の全体の温度偏差異常や電圧偏差異常を検出可能になる。通信ブリッジ２０は、システムあたり１個で済むが、監視回路４１～４３は複数個必要となる。よって本実施形態では、システムあたりのメモリ個数を低減でき、コストダウン及び小型化に貢献できる。

【0051】

＜比較例＞
図１０に比較例の構成を示している。この比較例の構成によれば、監視回路４１～４３が、前述説明した異常判定回路２２、異常判定閾値保持回路２５、タイマ２６を備えている。監視回路４１～４３は、低消費電力モードにおいてそれぞれタイマ２６により所定時間の経過を計測するとモニタ開始信号を発生して電池データ取得回路４７が電池モジュール３６～３８の各電池セルの電圧データ（電池データ）を取得するようにしている。

【0052】

そして異常判定回路２２は、取得した電池データを異常判定閾値保持回路２５の閾値と比較して異常の有無を判定する。異常があれば、複数の監視回路４１～４３が通信Ｉ／Ｆ４８、２９を通じて通信ブリッジ２０の異常判定回路１２２に送信することとなる。他方、通信ブリッジ２０は、低消費電力モードにて監視回路４１～４３から起動信号が与えられることで起動する。この際、異常判定回路１２２が監視回路４１～４３から異常である旨を受信すると、マイコン１０に通知する。また、通信ブリッジ２０は、ウォッチドッグタイマ１２６により規定時間を計測し、監視回路４１～４３からこの規定時間内に通知を受信しない場合に絶縁通信経路５０の異常と判断し、マイコン１０へ通知する。

【0053】

このような構成によれば、例えば、複数の監視回路４１～４３が低消費電力モードにある場合、複数の監視回路４１～４３が、それぞれ個別に設けられたタイマ２６により起動し、異常を生じた場合、それぞれ起動したタイミングで通信ブリッジ２０に対し異常を生じた旨を通知することとなる。

【0054】

複数の監視回路４１～４３が同時に異常を生じた旨を通知すると、一経路の絶縁通信経路５０に複数の異常信号が同時に存在することになる。このとき、どの監視回路の異常信号を優先するか調停機能を必要とすることから通信プロトコルの複雑化を招くこととなり好ましくない。

【0055】

また、その他の比較例として、複数の監視回路４１～４３の間で通信により順に起動した後に、電池３５の状態を検出する方式を採用すると、電池モジュール３６～３８の状態の監視タイミングに時間差を生じやすい。電池モジュール３６～３８は電池セルを直列接続又は直並列接続して構成されているため、マイコン１０などが電池セルの電圧データを詳細なＳＯＨなどの判断に用いるためには、各電池モジュール３６～３８の監視タイミングを極力合わせることが望ましい。

【0056】

本実施形態によれば、通信ブリッジ２０が複数の監視回路４１～４３を先に起動しておき、その後に電池監視制御用の各種コマンドを送信している。このため、調停機能を別途設ける必要がなくなる。しかも、電池モジュール３６～３８を構成する電池セルの互いの電圧監視タイミングの時間差を少なくできる。

【0057】

また従来技術では、イグニッションスイッチオフ時における電池データの情報が無い場合もあった。このような場合、マイコン１０は走行中のみの電池データの情報に基づいてＳＯＨを推定していた。しかし、車両の停車中の温度環境や電池電圧によっても電池３５の劣化具合が変わる。このため、停車中の電池データの情報があれば、マイコン１０はより高精度にＳＯＨを推定可能となる。本実施形態では、イグニッションスイッチオフ中の電池データの情報を記憶デバイス２１に保持することで、マイコン１０が高精度にＳＯＨを推定できるようになる。

【0058】

（第２実施形態）
第２実施形態について図１１及び図１２を参照しながら説明する。前述実施形態において、監視回路４１～４３は、データリードコマンドを受信するとこのコマンドに応じて電池データを通信ブリッジ２０に送信することを説明したが、この送信方法は図１１又は図１２に示すように送信することが望ましい。

【0059】

通信ブリッジ２０が、データリードコマンドを監視回路４１～４３に送信した場合について説明する。データリードコマンドは、複数の監視回路４１～４３が前述の通信Ｉ／Ｆ４８、４９を通じて順に受信できる。例えば、図１１に示すように、通信ブリッジ２０と複数の監視回路４１～４３との間がリング状に絶縁通信経路５０により接続されている場合、監視回路４１、４２、４３が順に電池データを渡しながら最終的に通信ブリッジ２０が全ての電池データを受信してもよい。

【0060】

この場合、まず監視回路４１が、担当の電池モジュール３６の電池データを取得して絶縁通信経路５０を通じて監視回路４２に電池データを送信する。監視回路４２は監視回路４１から電池データを受信すると、担当の電池モジュール３７の電池データを取得する。監視回路４２は、絶縁通信経路５０を通じて監視回路４３に電池モジュール３６、３７の電池データを送信する。

【0061】

監視回路４３は、監視回路４２から電池データを受信すると、担当の電池モジュール３８の電池データを取得して絶縁通信経路５０を通じて通信ブリッジ２０に電池モジュール３６～３８の電池データを送信する。これにより、通信ブリッジ２０は、全ての電池モジュール３６～３８の電池データを受信できる。

【0062】

また例えば、図１２に矢印で示すように、通信ブリッジ２０と複数の監視回路４１～４３との間が絶縁通信経路５０により直列接続されており、リング接続されていない場合には、リバース式に通信するようにしてもよい。

【0063】

例えば、通信ブリッジ２０がデータリードコマンドを監視回路４１～４３に送信した場合、監視回路４１が担当の電池モジュール３６から電池データを取得し、絶縁通信経路５０を通じて監視回路４２に送信する。監視回路４２が担当の電池モジュール３７から電池データを取得し、絶縁通信経路５０を通じて電池モジュール３６、３７の電池データを監視回路４３に送信する。監視回路４３が担当の電池モジュール３８から電池データを取得し、絶縁通信経路５０を通じて電池モジュール３６～３８の電池データを監視回路４２、４１を通じて通信ブリッジ２０に送信する。これにより、通信ブリッジ２０が全ての電池モジュール３６～３８の電池データを取得できる。

【0064】

またその他の方法として、まず監視回路４３が担当の電池モジュール３８から電池データを取得し、絶縁通信経路５０を通じて通信ブリッジ２０に送信する。監視回路４２が担当の電池モジュール３７から電池データを取得し、絶縁通信経路５０を通じて電池モジュール３８、３７の電池データを通信ブリッジ２０に送信する。

【0065】

監視回路４１が担当の電池モジュール３６から電池データを取得し、絶縁通信経路５０を通じて電池モジュール３６の電池データを通信ブリッジ２０に送信する。これにより、通信ブリッジ２０が全ての電池モジュール３６～３８の電池データを取得できる。何れの方法であっても、通信ブリッジ２０は電池３５を構成する全ての電池モジュール３６～３８の電池データを取得できる。これにより、前述実施形態と同様の作用効果を奏する。

【0066】

（他の実施形態）
前述実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に示す変形又は拡張が可能である。
本開示に記載の手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。

【0067】

もしくは、本開示に記載の手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリーと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

【0068】

本開示は、特許請求の範囲の記載に加え、以下の発明も含む。
［１］
複数の電池モジュールを備える電池（３５）を監視する電池監視システムであって、それぞれ通信経路（５０）を介して直列接続されると共にそれぞれ割り当てられた担当の電池モジュール（３６～３８）の電力を使用し当該電池モジュールに関するデータを取得する複数の監視回路（４１～４３）と、通常動作時には前記電池の状態を監視するマイコン（１０）と、前記複数の監視回路のうち少なくとも一つの監視回路と前記通信経路を介して接続される回路であり前記マイコンがスリープ中には前記通常時よりも低消費電力の低消費電力モードに移行するように構成される通信ブリッジ（２０）と、を備え、前記通信ブリッジは、前記電池モジュールとは異なる電源を用いて前記マイコンとは自律して前記低消費電力モードから起動し、前記電池に関する前記データの取得を指示する指示部（２０ａ）と、前記複数の監視回路から通信により前記データを取得する取得部（２０ｂ）と、前記取得した前記データに基づいて前記電池の状態が異常か否かを判定する判定部（２０ｃ）と、を備える電池監視システム。

【0069】

［２］
前記マイコンが前記スリープ中には前記複数の監視回路は低消費電力モードに移行しており、前記通信ブリッジは、前記通信経路を通じて前記低消費電力モードにある前記監視回路を起動させる［１］記載の電池監視システム。

【0070】

［３］
前記通信ブリッジは、前記判定部により前記電池の状態を異常と判定した場合、前記マイコンを起動するための起動信号を前記マイコンへ通知する［１］又は［２］記載の電池監視システム。

【0071】

［４］
前記通信ブリッジは、前記判定部により前記電池の状態を異常と判定した場合、前記マイコンに電源を供給する電源回路（５）を起動させるための起動信号を前記電源回路に送信し、前記電源回路を起動させることで前記マイコンを起動させる［１］から［３］の何れかに記載の電池監視システム。

【0072】

［５］
前記通信ブリッジは、前記判定部により前記電池の状態を正常と判定した場合、前記通信ブリッジは自身で前記低消費電力モードへ移行する［１］から［４］の何れかに記載の電池監視システム。

【0073】

［６］
前記通信ブリッジは、取得した前記データをメモリ（２１）に記憶させる［１］から［５］の何れかに記載の電池監視システム。

【0074】

［７］
前記マイコンは前記スリープからウェイクアップした後に、前記メモリに記憶された前記データを読み出し、前記電池の状態判定に使用する［６］記載の電池監視システム。

【0075】

本開示は、前述した実施形態に準拠して記述したが、本開示は当該実施形態や実施形態に記載された構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

【符号の説明】

【0076】

図面中、４はバッテリ（電源）、５は電源回路、１０はマイコン、２０ａは指示部、２０ｂは取得部、２０ｃは判定部、２１は記憶デバイス（メモリ）、２２は異常判定回路（判定部）、３５は電池、３６～３８は電池モジュール、４１～４３は監視回路、５０は絶縁通信経路（通信経路）、を示す。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】