特許 7484987 電池監視システム

(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】

(24)【登録日】2024-05-08

(45)【発行日】2024-05-16

(54)【発明の名称】電池監視システム

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/3828 20190101AFI20240509BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20240509BHJP

   G01R 31/382 20190101ALI20240509BHJP

   G01R 31/385 20190101ALI20240509BHJP

   G01R 31/389 20190101ALI20240509BHJP

   H02J 13/00 20060101ALI20240509BHJP

   H02J 7/02 20160101ALI20240509BHJP

【ＦＩ】

G01R31/3828

H01M10/48 P

G01R31/382

G01R31/385

G01R31/389

H02J13/00 301A

H02J7/02 H

【請求項の数】 27

(21)【出願番号】P 2022163245

(22)【出願日】2022-10-11

(62)【分割の表示】P 2018179509の分割

【原出願日】2018-09-25

(65)【公開番号】P2023001121

(43)【公開日】2023-01-04

【審査請求日】2022-10-11

(73)【特許権者】

【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】100121821

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 強

(74)【代理人】

【識別番号】100139480

【弁理士】

【氏名又は名称】日野 京子

(74)【代理人】

【識別番号】100125575

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100175134

【弁理士】

【氏名又は名称】北 裕介

(74)【代理人】

【識別番号】100207859

【弁理士】

【氏名又は名称】塩谷 尚人

(72)【発明者】

【氏名】沼田 達宏

(72)【発明者】

【氏名】久保 俊一

【審査官】佐藤 卓馬

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１６／０７２００２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－１５０９２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１４８００５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ ３１／３８２８

Ｈ０１Ｍ １０／４８

Ｇ０１Ｒ ３１／３８２

Ｇ０１Ｒ ３１／３８５

Ｇ０１Ｒ ３１／３８９

Ｈ０２Ｊ １３／００

Ｈ０２Ｊ ７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１つ以上のセル（８１）を含む電池モジュール（８０）が複数あり、前記電池モジュールが互いに直列接続されており、前記セルの電圧値及び前記電池モジュールの電流値に基づいて前記セルの状態を監視する電池監視システム（９０）であって、
前記電流値を逐次検出する電流検出部（１０，１６，１７）と、
複数の前記電池モジュールごとに設けられており、前記電圧値を検出する電圧検出部（２２）と、
複数の前記電池モジュールごとに設けられており、前記電圧検出部により検出された前記電圧値に基づく情報を無線送信する子機（２４）と、
前記各子機が無線送信した前記電圧値に基づく情報を無線受信する親機（３１）と、
前記親機が受信した前記電圧値に基づく情報が入力される中央監視部（３２）と、
前記電流検出部と、前記中央監視部とを通信可能に有線接続する有線回線（４１）と、を備え、
前記中央監視部は、前記電圧値の取得要求である電圧取得要求を作成し、
前記親機は、作成された前記電圧取得要求を前記子機に無線送信し、
無線送信された前記電圧取得要求を受信した前記子機は、前記電圧検出部により検出された前記電圧値を前記子機から前記親機に無線送信し、
前記中央監視部は、前記親機により受信された前記電圧値を取得し、
前記電流検出部は、前記電圧取得要求が作成されたタイミングの前後において、前記電流値を逐次検出する、電池監視システム。

【請求項2】

少なくとも１つ以上のセル（８１）を含む電池モジュール（８０）が複数あり、前記電池モジュールが並列接続及び直列接続のうち互いに直列接続のみされており、前記セルの電圧値及び前記電池モジュールの電流値に基づいて前記セルの状態を監視する電池監視システム（９０）であって、
前記電流値を検出する電流検出部（１０，１６，１７）と、
複数の前記電池モジュールごとに設けられており、前記電圧値を検出する電圧検出部（２２）と、
複数の前記電池モジュールごとに設けられており、前記電圧検出部により検出された前記電圧値に基づく情報を無線送信する子機（２４）と、
前記各子機が無線送信した前記電圧値に基づく情報を無線受信する親機（３１）と、
前記親機が受信した前記電圧値に基づく情報が入力される中央監視部（３２）と、
前記電流検出部と、前記中央監視部とを通信可能に有線接続する有線回線（４１）と、を備える、電池監視システム。

【請求項3】

少なくとも１つ以上のセル（８１）（ただし、前記セルが、負荷に給電する主電源が停止することにより前記負荷への給電が開始される非常用電源に用いられるセルである場合を除く。）を含む電池モジュール（８０）が複数あり、前記電池モジュールが互いに直列接続されており、前記セルの電圧値及び前記電池モジュールの電流値に基づいて前記セルの状態を監視する電池監視システム（９０）であって、
前記電流値を検出する電流検出部（１０，１６，１７）と、
複数の前記電池モジュールごとに設けられており、前記電圧値を検出する電圧検出部（２２）と、
複数の前記電池モジュールごとに設けられており、前記電圧検出部により検出された前記電圧値に基づく情報を無線送信する子機（２４）と、
前記各子機が無線送信した前記電圧値に基づく情報を無線受信する親機（３１）と、
前記親機が受信した前記電圧値に基づく情報が入力される中央監視部（３２）と、
前記電流検出部と、前記中央監視部とを通信可能に有線接続する有線回線（４１）と、を備える、電池監視システム。

【請求項4】

前記電流検出部は、複数の前記電池モジュールの直列接続体に対して１つのみ設けられている、請求項１～３のいずれか１項に記載の電池監視システム。

【請求項5】

複数の前記電池モジュールごとに設けられたサテライトユニット（２０）を備え、
前記サテライトユニットには、前記電圧検出部及び前記子機が設けられており、
前記有線回線は、前記電流検出部と、前記各サテライトユニットとを通信可能に有線接続する、請求項１～４のいずれか１項に記載の電池監視システム。

【請求項6】

複数のセル（８１）が互いに直列接続されており、前記セルの電圧値及び電流値に基づいて前記セルの状態を監視する電池監視システム（９０）であって、
前記電流値を逐次検出する電流検出部（１０，１６，１７）と、
少なくとも２つ以上の前記セルの直列接続体ごと、又は前記セルごとに設けられており、前記電圧値を検出する電圧検出部（２２）と、
少なくとも２つ以上の前記セルの直列接続体ごと、又は前記セルごとに設けられており、前記電圧検出部により検出された前記電圧値に基づく情報を無線送信する子機（２４）と、
前記各子機が無線送信した前記電圧値に基づく情報を無線受信する親機（３１）と、
前記親機が受信した前記電圧値に基づく情報が入力される中央監視部（３２）と、
前記電流検出部と、前記中央監視部とを通信可能に有線接続する有線回線（４１）と、を備え、
前記中央監視部は、前記電圧値の取得要求である電圧取得要求を作成し、
前記親機は、作成された前記電圧取得要求を前記子機に無線送信し、
無線送信された前記電圧取得要求を受信した前記子機は、前記電圧検出部により検出された前記電圧値を前記子機から前記親機に無線送信し、
前記中央監視部は、前記親機により受信された前記電圧値を取得し、
前記電流検出部は、前記電圧取得要求が作成されたタイミングの前後において、前記電流値を逐次検出する、電池監視システム。

【請求項7】

複数のセル（８１）が並列接続及び直列接続のうち互いに直列接続のみされており、前記セルの電圧値及び電流値に基づいて前記セルの状態を監視する電池監視システム（９０）であって、
前記電流値を検出する電流検出部（１０，１６，１７）と、
少なくとも２つ以上の前記セルの直列接続体ごと、又は前記セルごとに設けられており、前記電圧値を検出する電圧検出部（２２）と、
少なくとも２つ以上の前記セルの直列接続体ごと、又は前記セルごとに設けられており、前記電圧検出部により検出された前記電圧値に基づく情報を無線送信する子機（２４）と、
前記各子機が無線送信した前記電圧値に基づく情報を無線受信する親機（３１）と、
前記親機が受信した前記電圧値に基づく情報が入力される中央監視部（３２）と、
前記電流検出部と、前記中央監視部とを通信可能に有線接続する有線回線（４１）と、を備える、電池監視システム。

【請求項8】

複数のセル（８１）（ただし、前記セルが、負荷に給電する主電源が停止することにより前記負荷への給電が開始される非常用電源に用いられるセルである場合を除く。）が互いに直列接続されており、前記セルの電圧値及び電流値に基づいて前記セルの状態を監視する電池監視システム（９０）であって、
前記電流値を検出する電流検出部（１０，１６，１７）と、
少なくとも２つ以上の前記セルの直列接続体ごと、又は前記セルごとに設けられており、前記電圧値を検出する電圧検出部（２２）と、
少なくとも２つ以上の前記セルの直列接続体ごと、又は前記セルごとに設けられており、前記電圧検出部により検出された前記電圧値に基づく情報を無線送信する子機（２４）と、
前記各子機が無線送信した前記電圧値に基づく情報を無線受信する親機（３１）と、
前記親機が受信した前記電圧値に基づく情報が入力される中央監視部（３２）と、
前記電流検出部と、前記中央監視部とを通信可能に有線接続する有線回線（４１）と、を備える、電池監視システム。

【請求項9】

前記電流検出部は、複数の前記セルの直列接続体に対して１つのみ設けられている、請求項６～８のいずれか１項に記載の電池監視システム。

【請求項10】

少なくとも２つ以上の前記セルの直列接続体、又は前記セルごとに設けられたサテライトユニット（２０）を備え、
前記サテライトユニットには、前記電圧検出部及び前記子機が設けられており、
前記有線回線は、前記電流検出部と、前記各サテライトユニットとを通信可能に有線接続する、請求項６～９のいずれか１項に記載の電池監視システム。

【請求項11】

前記中央監視部は、前記親機が受信した前記電圧値に基づく情報と、前記有線回線を通じて入力された前記電流値とに基づいて、前記セルの充電状態を演算する、請求項１～１０のいずれか１項に記載の電池監視システム。

【請求項12】

前記各サテライトユニットは、前記電圧値に基づく情報及び前記電流値に基づく情報に基づいて、前記セルの状態を演算し、
前記各子機は、演算された前記セルの状態の情報を前記親機に無線送信する、請求項５又は１０に記載の電池監視システム。

【請求項13】

複数の前記電池モジュールごとに設けられたサテライトユニット（２０）を備え、
前記サテライトユニットには、前記電圧検出部及び前記子機が設けられており、
前記有線回線は、前記電流検出部と、前記各サテライトユニットとを通信可能に有線接続し、
前記中央監視部は、前記電圧値の取得要求である電圧取得要求を作成し、
前記親機は、作成された前記電圧取得要求を前記子機へ無線送信し、
前記各サテライトユニットは、前記子機により受信された前記電圧取得要求に基づいて、前記電圧検出部から前記電圧値を取得すると共に、前記電流検出部から逐次出力される前記電流値のうち前記電圧値と同期するフレームを取得する、請求項２又は３に記載の電池監視システム。

【請求項14】

少なくとも２つ以上の前記セルの直列接続体、又は前記セルごとに設けられたサテライトユニット（２０）を備え、
前記サテライトユニットには、前記電圧検出部及び前記子機が設けられており、
前記有線回線は、前記電流検出部と、前記各サテライトユニットとを通信可能に有線接続し、
前記中央監視部は、前記電圧値の取得要求である電圧取得要求を作成し、
前記親機は、作成された前記電圧取得要求を前記子機へ無線送信し、
前記各サテライトユニットは、前記子機により受信された前記電圧取得要求に基づいて、前記電圧検出部から前記電圧値を取得すると共に、前記電流検出部から逐次出力される前記電流値のうち前記電圧値と同期するフレームを取得する、請求項７又は８に記載の電池監視システム。

【請求項15】

前記中央監視部は、前記電流値に基づく情報を、前記有線回線を介して受信し、受信した前記電流値に基づく情報に基づいて、前記セルの電流積算値を演算する、請求項１～１４のいずれか１項に記載の電池監視システム。

【請求項16】

前記子機は、前記電圧検出部により検出された情報及び前記電流検出部により検出された情報を前記親機に無線送信し、
前記中央監視部には、前記親機が受信した前記電圧値に基づく情報及び前記電流値に基づく情報が入力され、
前記中央監視部は、前記親機から入力された情報に基づいて、前記セルの充電状態を演算する、請求項１～１４のいずれか１項に記載の電池監視システム。

【請求項17】

前記各電圧検出部は、互いに異なるタイミングで前記電流値に基づく情報を取得し、
前記中央監視部には、互いに異なるタイミングで取得された前記電流値に基づく情報が前記子機及び前記親機を介して入力される、請求項１～１６のいずれか１項に記載の電池監視システム。

【請求項18】

前記電流検出部は、前記各子機に対して１つであり、
前記各子機は、１つの前記電流検出部から前記電流値に基づく情報を取得する、請求項１～１７のいずれか１項に記載の電池監視システム。

【請求項19】

前記電流検出部は、前記子機毎に設けられ、
前記各子機は、自身に対応する前記電流検出部から前記電流値に基づく情報を取得する、請求項１～１７のいずれか１項に記載の電池監視システム。

【請求項20】

前記中央監視部は、
前記有線回線を介して前記電流値に基づく情報を受信し、
前記有線回線を介して受信した前記電流値に基づく情報と、前記子機及び前記親機を介して受信した前記電流値に基づく情報とを比較する、請求項１～１９のいずれか１項に記載の電池監視システム。

【請求項21】

前記電流検出部は、前記電流値に基づく情報をデジタル信号で出力し、
前記有線回線及び前記子機の間の絶縁処理を行いつつ、前記デジタル信号を伝達するアイソレータ（２１，２３）を備える、請求項１～２０のいずれか１項に記載の電池監視システム。

【請求項22】

前記アイソレータとして、
前記有線回線と前記電圧検出部とを接続するとともに、前記有線回線及び前記電圧検出部の間の絶縁処理を行いつつ、前記電流検出部から出力された前記電流値に基づくデジタル信号を前記電圧検出部に伝達する第１アイソレータ（２１）と、
前記電圧検出部と前記子機とを接続するとともに、前記電圧検出部及び前記子機の間の絶縁処理を行いつつ、前記電圧検出部から出力された前記電圧値に基づくデジタル信号及び前記電流値に基づくデジタル信号を前記子機に伝達する第２アイソレータ（２３）と、を備える、請求項２１に記載の電池監視システム。

【請求項23】

前記電圧検出部は、前記電流検出部から前記電流値に基づく情報を取得し、前記子機は、前記電圧検出部から前記電圧値と前記電流値とに基づく情報を取得する、請求項１～２２のいずれか１項に記載の電池監視システム。

【請求項24】

前記各子機は、前記電圧検出部から出力された前記電圧値に基づく情報を取得するとともに、前記電流検出部から出力された前記電流値に基づく情報を前記電圧検出部を経由せずに取得する、請求項１～２１のいずれか１項に記載の電池監視システム。

【請求項25】

前記中央監視部は、前記有線回線を通じて入力される前記電流値に基づく情報を、前記親機が受信した前記電圧値に基づく情報よりも頻繁に受信する、請求項１～２４のいずれか１項に記載の電池監視システム。

【請求項26】

前記電流検出部（１６）は、前記セルの直列接続体に直列接続されたシャント抵抗（１６ａ）と、前記シャント抵抗の両端間の電圧差から前記電流値を演算する演算部（２２）とを有する、請求項１～２５のいずれか１項に記載の電池監視システム。

【請求項27】

前記電流検出部（１７）は、前記セルの直列接続体に接続されることにより充電され及びその接続が切断されるコンデンサ（１７ｂ）と、前記コンデンサが充電された時間と充電後の前記コンデンサの電圧とから前記電流値を演算する演算部（１７ｅ）とを有する、請求項１～２６のいずれか１項に記載の電池監視システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電池セルを有する電池モジュールを複数監視する電池監視システムに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１のシステムは、電池モジュール毎に設けられている電池セル管理装置と、それら複数の電池セル管理装置に対して１つのみの組電池管理装置とを有する。電池セル管理装置は、自身に対応する電池モジュールの各電池セルの電圧値を検出し、その電圧値を無線送信する。組電池管理装置は、各電池セル管理装置が無線送信した電圧値を受信して、当該電圧値とそれとは別に受信した電池セルの電流値とから、電池セルの充電状態を演算する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第６０９３４４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、新たな構成の電池監視システムが望まれている。

【0005】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、新たな構成の電池監視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】

【0006】

第１の構成は、少なくとも１つ以上のセルを含む電池モジュールが複数あり、前記電池モジュールが互いに直列接続されており、前記セルの電圧値及び前記電池モジュールの電流値に基づいて前記セルの状態を監視する電池監視システムであって、
前記電流値を検出する電流検出部と、
複数の前記電池モジュールごとに設けられており、前記電圧値を検出する電圧検出部と、
複数の前記電池モジュールごとに設けられており、前記電圧検出部により検出された前記電圧値に基づく情報を無線送信する子機と、
前記各子機が無線送信した前記電圧値に基づく情報を無線受信する親機と、
前記親機が受信した前記電圧値に基づく情報が入力される中央監視部と、
前記電流検出部と、前記中央監視部とを通信可能に有線接続する有線回線と、を備える。

【0007】

第２の構成は、複数のセルが互いに直列接続されており、前記セルの電圧値及び電流値に基づいて前記セルの状態を監視する電池監視システムであって、
前記電流値を検出する電流検出部と、
少なくとも２つ以上の前記セルの直列接続体ごと、又は前記セルごとに設けられており、前記電圧値を検出する電圧検出部と、
少なくとも２つ以上の前記セルの直列接続体ごと、又は前記セルごとに設けられており、前記電圧検出部により検出された前記電圧値に基づく情報を無線送信する子機と、
前記各子機が無線送信した前記電圧値に基づく情報を無線受信する親機と、
前記親機が受信した前記電圧値に基づく情報が入力される中央監視部と、
前記電流検出部と、前記中央監視部とを通信可能に有線接続する有線回線と、を備える。

【0008】

第１の構成及び第２の構成によれば、新たな構成の電池監視システムを提供することができる。

【0009】

なお、本発明及び本明細書でいう「同期」及び「同時期」は、電圧値の検出タイミングと電流値の検出タイミングとの差が、セルの内部抵抗の演算精度に支障がない範囲内に収まっていることをいう。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１実施形態の電池監視システムを示す概略図

【図2】図１の一部を拡大した拡大図

【図3】電池監視システムの動作を示すフローチャート

【図4】電圧データ及び電流データの取得タイミング等を示すタイムチャート

【図5】変更例における同取得タイミング等を示すタイムチャート

【図6】第２実施形態の電池監視システムを示す概略図

【図7】第３実施形態の電池監視システムを示す概略図

【図8】電流データの送信等を示すグラフ

【図9】第４実施形態の電池監視システムを示す概略図

【図10】第５実施形態の電池監視システムを示す概略図

【図11】第６実施形態の電池監視システムを示す概略図

【図12】第７実施形態の電池監視システムを示す概略図

【図13】電流値の演算方法等を説明するためのグラフ等

【発明を実施するための形態】

【0011】

次に本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。但し、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施できる。

【0012】

［第１実施形態］
図１は本実施形態の電池監視システム９０を示す概略図である。電池監視システム９０は、複数の電池モジュール８０を監視する。各電池モジュール８０は、直列回路８５により直列接続された複数のセル８１を有する。また、電池モジュール８０どうしも、直列回路８５により直列接続されている。電池監視システム９０は、電流センサ１０と、複数のサテライトユニット２０と、電池ＥＣＵ３０（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）とを有する。電流センサ１０と各サテライトユニット２０とは、有線回線４１により通信可能に有線接続されている。さらに、有線回線４１は、電流センサ１０と電池ＥＣＵ３０とを通信可能に有線接続している。

【0013】

図２は図１の部分拡大図である。本実施形態では、電流センサ１０が、本発明でいう「電流検出部」に相当する。電流センサ１０は、複数のサテライトユニット２０に対して１つである。電流センサ１０は、配線４２により電源４３に接続されており、電源４３から必要な電力が供給される。電流センサ１０は、電流検出回路１１と、デジタル通信部１２とを有する。電流検出回路１１は、直列回路８５に流れる電流値を検出する。その検出は、例えば、電流値に対応する磁界強度を、直列回路８５から電気的に絶縁された状態で検出することにより行う。直列回路８５に流れる電流値は、各電池モジュール８０及びそれらの各セル８１に流れる電流値に相当する。デジタル通信部１２は、電流検出回路１１が検出した電流値をデジタル信号に変えて出力する。本実施形態では、この電流センサ１０は、逐次、電流値を検出して、その電流値を信号化した電流データをデジタル出力するものである。但し、この電流センサ１０は、電流取得要求に応じて、電流値を検出して、その電流データをデジタル出力するものであってもよい。この場合、デジタル通信部１２は、サテライトユニット２０からの電流取得要求を受信する。

【0014】

サテライトユニット２０は、電池モジュール８０毎に設けられている。各サテライトユニット２０は、第１アイソレータ２１と、監視ＩＣ２２と、第２アイソレータ２３と、子機２４とを備える。本実施形態では、監視ＩＣ２２が、本発明でいう「電圧検出部」に相当する。

【0015】

デジタル通信部１２と各監視ＩＣ２２とは、有線回線４１と第１アイソレータ２１とを介して通信可能に有線接続されている。第１アイソレータ２１は、例えば、磁気カプラ、フォトカプラ等である。第１アイソレータ２１は、デジタル通信部１２の回路が低電圧帯の回路であり、監視ＩＣ２２が高電圧帯の回路であることから、それら両者間の絶縁処理を行いつつ、電流データを伝達するために設けられている。

【0016】

監視ＩＣ２２は、デジタル通信部１２から電流データを，第１アイソレータ２１を介してデジタル信号で有線受信する。監視ＩＣ２２は、電圧検出回路とレジスタと制御部とを有する。電圧検出回路は、電池モジュール８０の各セル８１の電圧値（端子間電圧）を検出する。レジスタは、電圧検出回路が検出した電圧値を信号化した電圧データや、電流センサ１０から有線受信した電流データ等を格納する。制御部は、それら電圧検出回路やレジスタ等を制御する。

【0017】

監視ＩＣ２２と子機２４とは、第２アイソレータ２３を介して通信可能に有線接続されている。第２アイソレータ２３は、例えば、磁気カプラ、フォトカプラ等である。第２アイソレータ２３は、監視ＩＣ２２が高電圧帯の回路であり、子機２４の回路が低電圧帯の回路であることから、それら両者間の絶縁処理を行いつつ、電圧データ及び電流データを伝達するために設けられている。

【0018】

子機２４は、監視ＩＣ２２から電流データ及び電圧データを、第２アイソレータ２３を介してデジタル信号で有線受信する。子機２４は、アンテナ２４ａを備え、有線受信した電流データ及び電圧データをアンテナ２４ａから無線送信する。また、子機２４は、電池ＥＣＵ３０からの指令をアンテナ２４ａで無線受信する。

【0019】

電池ＥＣＵ３０は、親機３１と、ＭＣＵ３２（ＭＣＵ：Micro Controller Unit）と、電源出力部３３とを有する。本実施形態では、ＭＣＵ３２が、本発明でいう「中央監視部」に相当する。

【0020】

親機３１は、アンテナ３１ａを備え、子機２４が無線送信した電流データ及び電圧データをアンテナ３１ａで無線受信する。また、親機３１は、サテライトユニット２０への指令をアンテナ３１ａから無線送信する。親機３１とＭＣＵ３２とは、通信可能に有線接続されている。

【0021】

ＭＣＵ３２は、子機２４及び親機３１を通じて受信した電圧データ及び電流データから、セル８１の内部抵抗を演算する。それに基づいて、セル８１の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）を演算する。また、ＭＣＵ３２は、デジタル通信部１２から有線回線４１を通じて電流データを受信し、その電流データからセル８１の電流積算値を演算する。

【0022】

電源出力部３３は、配線４２により電源４３に接続されており、電源４３から供給される電力をＭＣＵ３２や親機３１に出力する。

【0023】

図３は、電池ＥＣＵ３０及びサテライトユニット２０の動作を示すフローチャートである。電池ＥＣＵ３０は、ＭＣＵ３２で電圧取得要求を作成し（Ｓ３０１）、その電圧取得要求を親機３１から無線送信する（Ｓ３０２）。次に、その無線送信が各子機２４で受信されたか否か、すなわち、無線通信が成立したか否かを確認する（Ｓ３０３）。成立したと確認されない場合（Ｓ３０３：ＮＯ）には、無線通信をリトライする。

【0024】

無線通信が成立した場合（Ｓ３０３：ＹＥＳ）、サテライトユニット２０は、監視ＩＣ２２の電圧検出回路により各セル８１の電圧データを取得すると共に、それと同期の電流データを電流センサ１０から取得する（Ｓ２０４）。それら電圧データ及び電流データは、監視ＩＣ２２のレジスタに格納される。そして、取得した電流データ及び電圧データを、子機２４から無線送信する（Ｓ２０５）。次に、その無線送信が親機３１で受信されたか否か、すなわち、無線通信が成立したか否かを確認する（Ｓ２０６）。成立したと確認されない場合（Ｓ２０６：ＮＯ）は、無線通信をリトライする。

【0025】

無線通信が成立した場合（Ｓ２０６：ＹＥＳ）、電池ＥＣＵ３０は、ＭＣＵ３２により、電圧データ及び電流データからセル８１の内部抵抗の演算を行い、その内部抵抗に基づいてセル８１の充電状態の演算を行う（Ｓ３０７）。

【0026】

図４は、本実施形態、すなわち、電流センサ１０が電流データを逐次出力する場合における、レジスタでの電圧データ及び電流データの取得タイミングを示すタイムチャートである。詳しくは、図４（ａ）は、ＭＣＵ３２による電圧取得要求のＯＮ－ＯＦＦを示すタイムチャートである。図４（ｂ）は、デジタル通信部１２からの電流データの出力を示すタイムチャートである。図４（ｃ）は、監視ＩＣ２２の制御部における電圧取得フラグのＯＮ－ＯＦＦを示すタイムチャートである。図４（ｄ）は、監視ＩＣ２２の電圧検出回路からの電圧データの出力を示すタイムチャートである。図４（ｅ）は、監視ＩＣ２２のレジスタへの電圧データ及び電流データの格納を示すタイムチャートである。

【0027】

図４（ａ）に示すように、ＭＣＵ３２から電圧取得要求が出される（Ｓ３０１）と、その電圧取得要求が親機３１、子機２４を通じて（Ｓ３０２，Ｓ３０３）監視ＩＣ２２に送信され、監視ＩＣ２２の制御部で、図４（ｃ）に示すように、電圧取得フラグがＯＮになる。それにより、監視ＩＣ２２の電圧検出回路が、各セル８１の電圧値を検出して、図４（ｄ）に示すように、その電圧データを出力する。その電圧データと、それと同期に電流センサ１０が出力した図４（ｂ）に示す電流データとが、図４（ｅ）に示すように、監視ＩＣ２２のレジスタに格納される（Ｓ２０４）。このとき、監視ＩＣ２２の制御部は、電流センサ１０から逐次出力されるデジタル信号のどこからどこまでを取得するかを判定して、電流データの１フレームを取得する。

【0028】

図５は、本実施形態の変更例、詳しくは、電流取得要求により電流センサ１０が電流値を検出して電流データを出力する場合における、レジスタでの電圧データ及び電流データの取得タイミングを示すグラフである。詳しくは、図５（ａ）（ｂ）は、図４（ａ）（ｂ）に対応するタイムチャートである。図５（ｃ）は、監視ＩＣ２２の制御部における電流取得フラグのＯＮ－ＯＦＦを示すタイムチャートである。図５（ｄ）～（ｆ）は、図４（ｃ）～（ｅ）に対応するタイムチャートである。

【0029】

図５（ａ）に示すように、ＭＣＵ３２から電流取得要求及び電圧取得要求が出される（Ｓ３０１）と、その電流取得要求及び電圧取得要求が親機３１、子機２４を通じて（Ｓ３０２，Ｓ３０３）監視ＩＣ２２に送信され、監視ＩＣ２２の制御部で、図５（ｃ）に示すように電流取得フラグがＯＮになると共に、図５（ｄ）に示すように電圧取得フラグがＯＮになる。それにより、電流センサ１０が電流値を検出して、その電流データを図５（ｂ）に示すように出力すると共に、監視ＩＣ２２の電圧検出回路が各セル８１の電圧値を検出して、その電圧データを図５（ｅ）に示すように出力する。それら電圧データ及び電流データが、図５（ｆ）に示すように監視ＩＣ２２のレジスタに格納される（Ｓ２０４）。

【0030】

本実施形態によれば、子機２４は、データを親機３１に無線送信するため、有線送信する場合に比べて、子機２４と親機３１との間で有線回線の設置スペースを削減できる。また、子機２４は、電圧データと電流データとを有線受信するため、無線受信する場合とは違い、無線通信を失敗してリトライすることがない。そのため、そのリトライにより電圧値の検出タイミングと電流値の検出タイミングとがずれてしまうこともない。そのため、電圧値と電流値との同期化を図ることができる。そのため、その後に，たとえ無線送信に失敗して無線送信をリトライした場合にも、電圧値の検出タイミングと電流値の検出タイミングとがずれてしまうことがない。そのため、ＭＣＵ３２によるセル８１の内部抵抗の演算精度を向上させることができ、それによりセル８１の充電状態の演算精度を向上させることができる。

【0031】

また、複数のサテライトユニット２０に対して電流センサ１０を１つにすることにより、電池監視システム９０の構造をシンプルにすると共に、コストを削減することができる。

【0032】

また、監視ＩＣ２２は、電流センサ１０から電流データを有線受信し、その電流データと検出した電圧値の電圧データとを子機２４に有線送信するため、監視ＩＣ２２で、電流値及び電圧値を統合させることができる。また、電流センサ１０と監視ＩＣ２２とが直列に有線接続されるため、サテライトユニット２０の構造がシンプルになる。

【0033】

また、絶縁処理を行いつつデジタル信号を伝達するアイソレータ２１，２３があるため、本実施形態のように、電流センサ１０側の電圧よりも監視ＩＣ２２側の電圧の方が高圧になる場合や、監視ＩＣ２２側の電圧よりも子機２４側の電圧の方が低圧になる場合等、電流センサ１０側と子機２４側とに電位差が生じる場合にも対応することができる。

【0034】

［第２実施形態］
次に本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態のものと同一の又は対応する部材は同一の符号を付して、第１実施形態と異なる点のみを説明する。

【0035】

図６は、本実施形態の電池監視システム９０を示す概略図である。電流センサ１０は、監視ＩＣ２２に対してではなく、子機２４に対して通信可能に有線接続されている。そして、第１アイソレータ２１は、電流センサ１０と子機２４との間に設置されている。よって、子機２４は、監視ＩＣ２２から電圧データを有線受信すると共に、電流センサ１０から電流データを監視ＩＣ２２を経由せずに有線受信する。電圧データと、それと同時期に電流センサ１０により検出された電流データとは、子機２４のレジスタ内に格納される。

【0036】

本実施形態によれば、電流値及び電圧値を、子機２４で統合することができる。また、電流センサ１０で検出した電流データを、監視ＩＣ２２を経由せずに直接、子機２４に有線送信できる。そのため、電圧データについては、電圧取得要求に応じて、電流データと同期させて無線送信する一方、電流データについては、逐次、電池ＥＣＵ３０に送信するといったことを行い易くなる。そのため、ＭＣＵ３２が、定期的に子機２４及び親機３１を通じて受信した電流データに基づく電流値を、有線回線４１を通じて受信した電流データに基づく電流値と比較することにより、電圧値と同期している電流値の箇所を想定し易くなる。

【0037】

［第３実施形態］
次に本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態のものと同一の又は対応する部材は同一の符号を付して、第１実施形態と異なる点のみを説明する。

【0038】

図７は、本実施形態の電池監視システム９０を示す概略図である。有線回線４１は、電流センサ１０を各サテライトユニット２０にのみ有線接続しており、電池ＥＣＵ３０には有線接続していない。すなわち、電池監視システム９０は、電流データを電流センサ１０からＭＣＵ３２にまで有線送信する経路を備えない。そのため、ＭＣＵ３２は、複数の子機２４が各タイミングで無線送信する電流データに基づいてセル８１の電流積算演算を行う。

【0039】

図８は、電流データの送信、取得等を示すグラフである。詳しくは、図８（ａ）は、セル８１に流れる実電流を示すグラフである。図８（ｂ）は、電池ＥＣＵ３０が取得する電流値を示すグラフである。図８（ｃ）～（ｅ）は、各サテライトユニット２０が取得する電流値を示すグラフである。各サテライトユニット２０は、電流データを電圧データよりも頻繁に取得して電池ＥＣＵに無線送信する。また、各サテライトユニット２０は、他のサテライトユニット２０とは異なるタイミングで電流データを取得し、それらを電池ＥＣＵ３０に無線送信する。そのため、電池ＥＣＵ３０は、複数のサテライトユニット２０が各タイミングで取得した電流データを取得することにより、図８（ｂ）に示すように電流値の変化を把握することができる。

【0040】

本実施形態によれば、電流センサ１０とＭＣＵ３２との間の有線回線を削減することにより、電池監視システム９０の構造をシンプルにすると共にコストを削減することができる。また、各子機２４は、電流データを電圧データよりも頻繁に無線送信するため、ＭＣＵ３２は、電流センサ１０に有線接続されていなくても、比較的頻繁に電流データを受信することができる。さらに、各子機２４は、電流データを他の子機２４と異なるタイミングで無線送信するため、この点からも、ＭＣＵ３２は、電流センサ１０に有線接続されていなくても、比較的頻繁に電流データを受信することができる。そのため、ＭＣＵ３２は、かなりの頻度で電流データを受信できる。そのため、当該受信した電流データに基づいて、セル８１の電流積算演算を実施できる。

【0041】

［第４実施形態］
次に本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態のものと同一の又は対応する部材は同一の符号を付して、第１実施形態と異なる点のみを説明する。

【0042】

図９は、本実施形態の電池監視システム９０を示す概略図である。監視ＩＣ２２と子機２４との電圧が揃えられている。そのため、監視ＩＣ２２と子機２４との間に第２アイソレータ２３を有さず、監視ＩＣ２２と子機２４とが直接、有線接続されている。本実施形態によれば、第２アイソレータ２３が不要となり、基板面積を低減できる。そのため、コストを低減できる。

【0043】

［第５実施形態］
次に本発明の第５実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態のものと同一の又は対応する部材は同一の符号を付して、第１実施形態と異なる点のみを説明する。

【0044】

図１０は、本実施形態の電池監視システム９０を示す概略図である。電流センサ１０は、サテライトユニット２０毎に、すなわち、子機２４毎に設けられている。そして、各子機２４は、自身に対応する電流センサ１０から電流データを有線受信する。具体的には、監視ＩＣ２２は、電圧値を検出してその電圧データを取得すると共に、それと同時期に検出された電流データを電流センサ１０から有線受信する。それら電圧データ及び電流データを子機２４に有線送信する。

【0045】

本実施形態によれば、電流センサ１０がサテライトユニット２０毎に設けられるため、電圧データと電流データとの収集がサテライトユニット２０毎に完結する。そのため、電圧値と電流値との同期が容易である。

【0046】

［第６実施形態］
次に本発明の第６実施形態について説明する。本実施形態では、第１及び第５実施形態のものと同一の又は対応する部材は同一の符号を付して、第５実施形態と異なる点のみを説明する。

【0047】

図１１は、本実施形態の電池監視システム９０を示す概略図である。本実施形態の電池監視システム９０は、電流センサ１０を有さず、代わりに電流検出部１６を備えている。その電流検出部１６は、シャント抵抗１６ａと増幅回路１６ｂと演算部とを有する。シャント抵抗１６ａは、電池モジュール８０に直列接続されている。増幅回路１６ｂは、シャント抵抗１６ａの両端間の電圧差を増幅すると共に、増幅した電圧信号をデジタル信号に変換して演算部（監視ＩＣ２２）に有線送信する。演算部は、監視ＩＣ２２内に設けられており、受信したデジタル信号から電流値を演算する。電流値の検出精度は、演算部での演算精度等を向上させることにより、向上させることができる。本実施形態によれば、電流センサ１０が不要であるため、コスト削減を図ることができる。

【0048】

［第７実施形態］
次に本発明の第７実施形態について説明する。本実施形態では、第１及び第５実施形態のものと同一の又は対応する部材は同一の符号を付して、第５実施形態と異なる点のみを説明する。

【0049】

図１２は、本実施形態の電池監視システム９０を示す概略図である。本実施形態の電池監視システム９０は、電流センサ１０を有さず、代わりに、電池モジュール８０の電圧をフライングキャパシタ方式により取得する電流検出部１７を有する。その電流検出部１７は、第１スイッチ１７ａとコンデンサ１７ｂと第２スイッチ１７ｃと電圧センサ１７ｄと演算部１７ｅとを有する。演算部１７ｅは、監視ＩＣ２２に通信可能に有線接続されている。第１スイッチ１７ａが閉じた状態では、コンデンサ１７ｂが電池モジュール８０に並列接続され、第１スイッチ１７ａが開いた状態では、その並列接続が切断される。第２スイッチ１７ｃが閉じた状態では、電圧センサ１７ｄがコンデンサ１７ｂに並列接続され、第２スイッチ１７ｃが開いた状態では、その並列接続が切断される。

【0050】

次に、本実施形態の電流検出部１７で、電流値を検出する手順を説明する。まず、第１スイッチ１７ａ及び第２スイッチ１７ｃの双方を開いた状態から、第１スイッチ１７ａのみを所定時間ｔだけ閉じてコンデンサ１７ｂを充電してから、再び第１スイッチ１７ａを開く。次にその状態から、第２スイッチ１７ｃのみを閉じて、充電後のコンデンサ１７ｂの電圧Ｖを検出する。コンデンサ１７ｂの静電容量はＣである。

【0051】

次に、演算部１７ｅは、これらｔ，Ｃ，Ｖから電流値を演算する。具体的には、電流値をｉとした場合、「ｉ＝ＣＶ／ｔ」の式で演算される。電流値の検出精度は、演算部１７ｅでの演算精度等を向上させることにより、向上させることができる。図１３（ａ）は、セル８１に流れる実電流を示すグラフである。図１３（ｂ）は、コンデンサ１７ｂの取得電圧を示すグラフである。図１３（ｃ）は、電流値の演算式である。

【0052】

演算部１７ｅで演算された演算結果（電流値）は、デジタル信号に変換されて監視ＩＣ２２に有線送信される。本実施形態によれば、電流センサ１０が不要であるため、コスト削減を図ることができる。

【0053】

［その他の実施形態］
本実施形態は、次のように変更して実施することもできる。例えば、各子機２４から親機３１に電流データ及び電圧データを無線送信するのに代えて、各サテライトユニット２０で、すなわち、監視ＩＣ２２や子機２４やそれらとは別に設けた演算部で、それら電流データ及び電圧データからセル８１の内部抵抗や充電状態を演算して、その演算結果のデータを、子機２４から親機３１に無線送信するようにしてもよい。

【0054】

また、例えば、電池ＥＣＵ３０と電流センサ１０とを有線接続する代わりに、電池ＥＣＵ３０と電流センサ１０との間で無線通信するようにしてもよい。また、例えば、電圧データ及び電流データを、デジタル送信に代えて、アナログ送信するようにしてもよい。また、例えば、デジタル通信部１２の電圧と監視ＩＣ２２の電圧とを揃えて、第１アイソレータ２１をなくしてもよい。また、例えば、第６実施形態において、演算部を監視ＩＣ２２に設けるのに代えて、子機２４等に設けてもよい。

【0055】

また、例えば、第１～第４実施形態の電流センサ１０を、第６実施形態の電流検出部１６又は第７実施形態の電流検出部１７にして、その電流検出部１６，１７で検出した電流データを各サテライトユニット２０に有線送信するようにしてもよい。また、例えば、第１～第５実施形態において、電流センサ１０内にデジタル通信部１２を設ける代わりに、電流センサ１０からの出力を、監視ＩＣ２２内や子機２４内等でデジタル化するようにしてもよい。また、例えば、第６，第７実施形態において、電流検出部１６，１７からの出力を、監視ＩＣ２２内や子機２４内等でデジタル化するようにしてもよい。

【0056】

また、例えば、第２実施形態以外の実施形態においても、子機２４は、電流センサ１０からの電流データを、監視ＩＣ２２を介さずに直接、有線受信するようにしてもよい。また、例えば、第２，３実施形態以外の実施形態においても、各サテライトユニット２０は、電流データを電圧データよりも頻繁に取得して電池ＥＣＵ３０に無線送信するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0057】

１０…電流センサ、１６…電流検出部、１７…電流検出部、２２…監視ＩＣ、２４…子機、３１…親機、３２…ＭＣＵ、８０…電池モジュール、８１…セル、９０…電池監視システム。

【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】