特許 7528451 車載電池制御装置

(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】2024-07-29

(45)【発行日】2024-08-06

(54)【発明の名称】車載電池制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/02 20160101AFI20240730BHJP

   B60R 16/033 20060101ALI20240730BHJP

   B60L 58/10 20190101ALN20240730BHJP

【ＦＩ】

H02J7/02 H

B60R16/033 Z

B60L58/10

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020011860

(22)【出願日】2020-01-28

(65)【公開番号】P2021118646

(43)【公開日】2021-08-10

【審査請求日】2022-05-19

【前置審査】

(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】100121991

【弁理士】

【氏名又は名称】野々部 泰平

(74)【代理人】

【識別番号】100145595

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 貴則

(72)【発明者】

【氏名】繁森 祥吾

(72)【発明者】

【氏名】飯田 剛史

【審査官】大濱 伸也

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２０／００３８０６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－１１０７０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１５９７６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１６６９７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ７／０２

Ｂ６０Ｒ １６／０３３

Ｂ６０Ｌ ５８／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の偶数セルと複数の奇数セルを含む複数の電池セル（２０１～２０ｎ）を備えた組電池（２０）の制御を行う車載電池制御装置であり、
前記組電池と接続されて電源供給され、直列接続された複数の均等化スイッチ（１１１～１１３）を含み、複数の前記電池セルの電圧均等化を行う複数の監視ＩＣ（２１～２ｎ）と、
補機バッテリ（３０）から電源供給され、複数の前記監視ＩＣに対して制御指示を行うマイコン（１）と、を備えており、
前記監視ＩＣは、
複数の前記均等化スイッチとして、前記偶数セルに対応して設けられた複数の偶数スイッチと、前記奇数セルに対応して設けられた複数の奇数スイッチとを含み、
前記マイコンから均等化指示がなされると、前記マイコンが起動していない状況において、カウント値に基づいて所定時間ごとに、オンオフの制御対象を前記偶数スイッチと前記奇数スイッチとで切り替えて前記電圧均等化を行うものであり、前記カウント値として、発振子で生成されるクロック信号をカウントした値を用い、前記オンオフの前記制御対象を前記偶数スイッチと前記奇数スイッチとで切り替える間隔が、前記発振子の精度に基づいて予め設定されている車載電池制御装置。

【請求項2】

複数の偶数セルと複数の奇数セルを含む複数の電池セル（２０１～２０ｎ）を備えた組電池（２０）の制御を行う車載電池制御装置であり、
前記組電池と接続されて電源供給され、直列接続された複数の均等化スイッチ（１１１～１１３）を含み、複数の前記電池セルの電圧均等化を行う複数の監視ＩＣ（２１～２ｎ）と、
定期的に通常動作とスタンバイ動作を繰り返す起動していない状態をとりうるものであり、補機バッテリ（３０）から電源供給され、前記通常動作時に複数の前記監視ＩＣに対して制御指示を行うマイコン（１）と、を備えており、
前記監視ＩＣは、
複数の前記均等化スイッチとして、前記偶数セルに対応して設けられた複数の偶数スイッチと、前記奇数セルに対応して設けられた複数の奇数スイッチとを含み、
前記マイコンから均等化指示がなされると、前記マイコンが起動していない状況において、カウント値に基づいて所定時間ごとに、オンオフの制御対象を前記偶数スイッチと前記奇数スイッチとで切り替えて前記電圧均等化を行い、
前記カウント値として、発振子で生成されるクロック信号をカウントした値を用いるものであり、前記オンオフの前記制御対象を前記偶数スイッチと前記奇数スイッチとで切り替える間隔が、前記発振子の精度に基づいて予め設定されている車載電池制御装置。

【請求項3】

前記監視ＩＣは、前記電圧均等化を開始する順番が前記偶数セルと前記奇数セルのいずれかに予め設定されている請求項１または２に記載の車載電池制御装置。

【請求項4】

前記マイコンは、
前記監視ＩＣで検出された各電池セルのセル電圧値を取得する電圧取得部（Ｓ１２）と、
取得した前記セル電圧値を記憶する記憶部（Ｓ１３）と、
前記監視ＩＣの故障診断を行う診断部（Ｓ１４）と、を備えており、
前記診断部は、現在の前記セル電圧値である現在値と、前回起動中に記憶した前記セル電圧値である前回値とを比較し、前記現在値と前記前回値とが所定の対応関係を満たさない場合は前記監視ＩＣが故障していると判定する請求項１～３のいずれか１項に記載の車載電池制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、車載電池制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、組電池を制御する車載電池制御装置の一例として組電池監視システムがある（特許文献１）。

【0003】

組電池監視システムは、組電池における各電池セルの電圧を監視する電圧監視装置と、各電池セルと電圧監視装置との間にそれぞれ接続される放電用抵抗素子およびＲＣフィルタと、対応する電池セルを放電させる放電用スイッチとを備えている。

【0004】

電圧監視装置には、１つの電池セルに対応して３つ以上の接続端子が設けられている。それらの内２つ接続端子は、ＲＣフィルタの出力端子を介して電池セルの電圧を監視するために使用されている。残りの１つ以上の接続端子は、放電用スイッチがオンされた際に電池セルの放電経路を形成するために使用されている。組電池監視システムは、放電経路において、放電用抵抗素子が、ＲＣフィルタを構成するコンデンサの充電電荷を放電させない位置に配置されている。また、制御装置は、放電用スイッチのオンオフを制御して各電池セルの電圧均等化処理を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１７－１１２６７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、近年の車両では、多くのＥＣＵが搭載されている。このため、各ＥＣＵに電源供給する補機バッテリに対する消費電流は、削減が求められている。

【0007】

また、特許文献１では、隣接する充放電スイッチを共にオンさせた場合、隣接するＲＣフィルタ分の電流が流れるため電流値が増大し、発熱やＥＣＵに相当する電圧監視装置の不具合につながる可能性がある。このため、特許文献１では、電圧均等化を実施するために、電圧監視装置を起動させて奇数スイッチと偶数スイッチの切り替えを実施する必要が生じる。したがって、特許文献１では、電圧監視装置の起動回数が増加するため消費電流が大きくなるという問題がある。

【0008】

本開示は、上記問題点に鑑みなされたものであり、消費電流の増大を抑制できる車載電池制御装置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】

【0009】

上記目的を達成するために本開示は、
複数の偶数セルと複数の奇数セルを含む複数の電池セル（２０１～２０ｎ）を備えた組電池（２０）の制御を行う車載電池制御装置であり、
組電池と接続されて電源供給され、直列接続された複数の均等化スイッチ（１１１～１１３）を含み、複数の電池セルの電圧均等化を行う複数の監視ＩＣ（２１～２ｎ）と、
補機バッテリ（３０）から電源供給され、複数の監視ＩＣに対して制御指示を行うマイコン（１）と、を備えており、
監視ＩＣは、
複数の均等化スイッチとして、偶数セルに対応して設けられた複数の偶数スイッチと、奇数セルに対応して設けられた複数の奇数スイッチとを含み、
マイコンから均等化指示がなされると、マイコンが起動していない状況において、カウント値に基づいて所定時間ごとに、オンオフの制御対象を偶数スイッチと奇数スイッチとで切り替えて電圧均等化を行うものであり、カウント値として、発振子で生成されるクロック信号をカウントした値を用い、オンオフの制御対象を偶数スイッチと奇数スイッチとで切り替える間隔が、発振子の精度に基づいて予め設定されている。

【0010】

このように、本開示は、マイコンが起動していない状況であっても、監視ＩＣがオンオフの制御対象を偶数スイッチと奇数スイッチとで切り替えて、電圧均等化を行うことができる。よって、本開示は、電圧均等化のためにマイコンが起動する回数を減らすことができ、補機バッテリの消費電流を削減できる。

【0011】

なお、特許請求の範囲、およびこの項に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施形態における電池ＥＣＵの概略構成を示すブロック図である。

【図2】実施形態における監視ＩＣの概略構成を示すブロック図である。

【図3】実施形態における電流の流れを示す図面である。

【図4】実施形態におけるマイコンの処理動作を示すフローチャートである。

【図5】実施形態における監視ＩＣの処理動作を示すフローチャートである。

【図6】実施形態における監視ＩＣの処理動作を示すタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図１～図６を参照しながら、本開示を実施するための形態を説明する。本実施形態では、車載電池制御装置を電池ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０に適用した例を採用する。

【0014】

まず、図１、図２、図３に基づいて、電池ＥＣＵ１０の構成に関して説明する。電池ＥＣＵ１０は、複数の偶数セルと複数の奇数セルを含む複数の電池セル２０１～２０ｎを備えた主機バッテリ２０の制御を行うものである。主機バッテリ２０は、組電池に相当する。

【0015】

電池ＥＣＵ１０は、マイコン１と、第１監視ＩＣ２１～第ｎ監視ＩＣ２ｎを備えている。さらに、電池ＥＣＵ１０は、フィルタ４や放電用抵抗５が設けられたプリント基板３１を備えている。また、電池ＥＣＵ１０は、主機バッテリ２０と補機バッテリ３０と電気的に接続されている。本実施形態では、一例として、マイコン１と、複数の監視ＩＣ２１～２ｎと、プリント基板３１とが一体型基板として構成された電池ＥＣＵ１０を採用している。しかしながら、本開示は、これに限定されずサテライト型基板の電池ＥＣＵ１０であっても採用できる。なお、ｎは、２以上の自然数である。

【0016】

電池ＥＣＵ１０は、ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車、電気自動車などの車両に搭載可能に構成されている。主機バッテリ２０は、リチウム２次電池やニッケル水素２次電池等の複数の電池セル２０１～２０ｎが直列に接続されている。複数の電池セル２０１～２０ｎは、低電位グランドから高電位側にかけて直列に接続されている。

【0017】

主機バッテリ２０は、一例として、複数の電池ブロックが直列に接続されたものを採用する。各電池ブロックは、直列された複数の電池セルを含んでいる。一つの電池ブロックは、例えば、第１電池セル２０１、第２電池セル２０２、第３電池セル２０３、第４電池セル２０４、第１電池セル２０５を含んでいる。

【0018】

各電池ブロックは、異なる監視ＩＣ２１～２ｎに電気的に接続されている。例えば、電池セル２０１～２０５を含む電池ブロックは、第１監視ＩＣ２１に電気的に接続されている。そして、第ｎ電池セルを含む電池ブロックは、第ｎ監視ＩＣ２ｎに電気的に接続されている。

【0019】

また、主機バッテリ２０は、複数の偶数セル２０Ｅ（Ｅ：偶数）と複数の奇数セル２０Ｏ（Ｏ：奇数）を含む複数の電池セル２０１～２０ｎを備えている。複数の電池セル２０１～２０ｎは、最上流もしくは最下流から数えて、偶数番目の電池セルが偶数セル２０Ｅであり、奇数番目の電池セルが奇数セル２０Ｏである。

【0020】

例えば、電池セル２０１～２０５は、第１監視ＩＣ２１に電気的に接続されている。つまり、第１監視ＩＣ２１は、奇数セルとしての第１電池セル２０１，第３電池セル２０３，第５電池セル２０５と、偶数セルとしての第２電池セル２０２，第４電池セル２０４が接続されている。同様に、第ｎ電池セルは、第ｎ監視ＩＣ２ｎに電気的に接続されている。各監視ＩＣ２１～２ｎに接続されている電池セルの個数は、これに限定されない。

【0021】

なお、主機バッテリ２０は、組電池と言い換えることができる。また、電池セル２０１～２０ｎは、それぞれ同様に構成されている。

【0022】

補機バッテリ３０は、主機バッテリ２０よりも端子電圧が低いものである。補機バッテリ３０は、マイコン１などの低圧系の回路と電気的に接続されている。そして、補機バッテリ３０は、マイコン１などの低圧系の回路に電源を供給する。

【0023】

マイコン１は、補機バッテリ３０から電源供給され、複数の監視ＩＣ２１～２ｎに対して制御指示を行う。つまり、マイコン１は、補機バッテリ３０から電源供給されて動作する。マイコン１は、例えば、ＣＰＵ、記憶装置、通信回路などを備えている。記憶装置は、ＳＲＡＭなどの揮発性メモリと、Ｆｌａｓｈ ＭｅｍｏｒｙやＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリとを備えている。

【0024】

また、マイコン１は、各監視ＩＣ２１～２ｎと電気的に接続されている。マイコン１は、ＣＰＵが不揮発性メモリに記憶されたプログラムを実行する。マイコン１は、プログラムを実行することで、揮発性メモリを一時的な記憶部として利用しつつ、記憶装置に記憶されたデータなどを用いて演算処理を実行する。これによって、マイコン１は、後ほど説明する処理動作を実行する。なお、記憶装置には、例えば、監視ＩＣ２１～２ｎから送信されたセル電圧値などのデータが記憶される。

【0025】

マイコン１は、各監視ＩＣ２１～２ｎと通信可能に構成されている。マイコン１は、各監視ＩＣ２１～２ｎに対してコマンドを送信することで、各監視ＩＣ２１～２ｎに対して制御指示を行う。また、マイコン１は、各監視ＩＣ２１～２ｎから送信されたセル電圧値を示すデータを受信する。

【0026】

コマンドは、例えば、電圧均等化の開始を指示する開始コマンド、電圧均等化の停止を指示する停止コマンド、セル電圧の検出（計測）および検出結果の送信を指示する検出コマンドを採用できる。さらに、コマンドは、各監視ＩＣ２１～２における回路の故障有無の診断を示す診断コマンドを採用することもできる。なお、検出コマンドは、ＡＤ変換の指示を含んでいてもよい。また、開始コマンドは、均等化指示に相当する。よって、監視ＩＣ２１～２ｎは、開始コマンドを受信すると、均等化指示がなされたとみなす。

【0027】

複数の監視ＩＣ２１～２ｎは、主機バッテリ２０と接続されて電源供給され、直列接続された複数の均等化スイッチ１１１～１１３を含み、主に、複数の電池セル２０１～２０ｎの電圧均等化を行う。複数の監視ＩＣ２１～２ｎのそれぞれは、同様の構成を有しており、同様の処理動作を行う。このため、以下においては、代表例として第１監視ＩＣ２１に関して説明する。

【0028】

図２に示すように、第１監視ＩＣ２１は、セル均等化回路１１０、ＡＤ変換器１２０、基準電源１３０、ロジック回路１４０、検出制御部１４１、通信制御部１４２、ＡＤ検出補正部１４３、発振子１５０、メモリ１６０、通信Ｉ／Ｆ１７０などを備えている。

【0029】

第１監視ＩＣ２１は、対をなす接続端子を複数組備えている。第１監視ＩＣ２１は、一組の接続端子に一つの電池セルが接続されている。第１監視ＩＣ２１は、各電池セル２０１～２０５のセル電圧を検出可能に構成されている。

【0030】

図２、図３に示すように、セル均等化回路１１０は、電池セルの電圧均等化を行うための均等化スイッチ１１１～１１３に加えて、マルチプレクサ（ＭＵＸ）を含んでいる。本実施形態では、マルチプレクサを含むセル均等化回路１１０としている。しかしながら、本開示は、マルチプレクサとセル均等化回路１１０とが別体に設けられていてもよい。

【0031】

なお、以下においては、各均等化スイッチ１１１～１１３を区別する必要がない場合、符号を付与せず単に均等化スイッチとも記載する。また、各均等化スイッチ１１１～１１３は、オンすることで、対応する電池セル２０１～２０ｎを放電するため放電スイッチともいえる。

【0032】

セル均等化回路１１０は、接続端子を介して、複数の電池セル２０１～２０５が電気的に接続されている。詳述すると、セル均等化回路１１０は、プリント基板３１を介して、複数の電池セル２０１～２０５が電気的に接続されている。接続端子は、セル電圧検出端子ともいえる。

【0033】

図３に示すように、プリント基板３１は、フィルタ４や放電用抵抗５などを備えている。フィルタ４と放電用抵抗５は、対応する均等化スイッチと電池セルとの間に設けられている。対応する均等化スイッチと電池セルは、例えば、第１均等化スイッチ１１１と第１電池セル２０１などである。フィルタ４は、抵抗素子４１とコンデンサ４２とを含んでいる。よって、第１監視ＩＣ２１は、フィルタ４と放電用抵抗５を介して、電池セル２０１～２０５と電気的に接続されているといえる。

【0034】

なお、図３に示すように、プリント基板３１は、コンデンサ４２の接続先を、放電用抵抗５よりも前段である第１接続点ａ１ではなく、放電用抵抗５の後段である後段接続点ａ２としている。また、監視ＩＣ２１は、均等化スイッチ１１１～１１３の接続先を、抵抗素子４１とコンデンサ４２との間の中間接続ｂ１ではなく、放電用抵抗５の前段である第２接続点ｂ２としている。

【0035】

本開示では、このような接続点ａ２，ｂ２とすることで、均等化スイッチ１１１をオフした瞬間にセル電圧検出端子の端子間電圧が復帰し、すぐに次の処理へ移行することができる。つまり、本開示では、均等化スイッチ１１１をオンオフして監視ＩＣ２１の故障診断を行う際に、フィルタ４のＲＣ時定数によって決まる復帰時間を待つ必要がなく、処理時間を短縮することができる。

【0036】

セル均等化回路１１０は、複数の電池セル２０１～２０５のそれぞれに対応して、均等化スイッチが設けられている。また、複数の均等化スイッチは、各偶数セル２０Ｅに対応して設けられた複数の偶数スイッチ１１Ｅと、各奇数セル２０Ｏに対応して設けられた複数の奇数スイッチ１１Ｏとを含んでいる。

【0037】

ここでは、一例として、第１均等化スイッチ１１１、第２均等化スイッチ１１１、第３均等化スイッチ１１３のみを図示している。しかしながら、例えば、第１監視ＩＣ２１は、電池セル２０１～２０５が電気的に接続されている。このため、第１監視ＩＣ２１のセル均等化回路１１０は、電池セル２０１～２０５のそれぞれに対応して五つの均等化スイッチが設けられている。つまり、各監視ＩＣ２１～２ｎは、自身に電気的に接続されている電池セルのそれぞれに対応して、均等化スイッチが設けられている。

【0038】

なお、第１均等化スイッチ１１１は、第１電池セル２０１に対応して設けられている。第２均等化スイッチ１１１は、第２電池セル２０２に対応して設けられている。第３均等化スイッチ１１３は、第３電池セル２０３に対応して設けられている。

【0039】

主機バッテリ２０を搭載している車両では、回生エネルギーを最大限活用するために、セル電圧を均等に保つ必要がある。そのために、第１監視ＩＣ２１は、セル電圧を均等化する機能として、セル均等化回路１１０が設けられている。第１監視ＩＣ２１は、車両のイグニッションスイッチがオフしている期間に、周期的に起動してセル電圧の均等化を実施している。セル電圧の均等化は、電圧均等化に相当する。また、電池ＥＣＵ１０は、電圧均等化を行うために、均等化スイッチのオンオフによる第１監視ＩＣ２１における回路の故障有無を診断することが望ましい。

【0040】

第１監視ＩＣ２１は、各均等化スイッチ１１１～１１３をオンオフすることで電圧均等化を行う。各均等化スイッチ１１１～１１３は、ロジック回路１４０の検出制御部１４１からの指示に応じてオンオフする。

【0041】

セル均等化回路１１０は、例えば、検出制御部１４１からの指示に応じて第１均等化スイッチ１１１をオンすることで、第１電池セル２０１を放電することができる。よって、第１監視ＩＣ２１は、電池セル２０１～２０５のうちセル電圧が高い電池セルを放電させることで、電池セル２０１～２０５の各セル電圧を均等化することができる。なお、図３に示すように、電池ＥＣＵ１０は、第１均等化スイッチ１１１がオンした場合、二点鎖線で示すように均等化電流が流れ、フィルタ４のコンデンサ４２の電荷が放電されて一点鎖線で示すように電流が流れる。

【0042】

マルチプレクサは、複数のスイッチ回路から構成されており、ロジック回路１４０の検出制御部１４１からの指示に応じて複数組の接続端子のうちのいずれか一組を選択する。マルチプレクサは、一組を選択することで、電池セル２０１～２０５のうちの一つが電気的に接続される。そして、マルチプレクサは、接続された電池セルのセル電圧を検出する電圧検出部を備えている。また、第１監視ＩＣ２１は、電池セル２０１～２０５を順番にマルチプレクサに接続し、電池セル２０１～２０５の各セル電圧を順番に検出する。

【0043】

ＡＤ変換器１２０は、基準電源１３０が接続されている。ＡＤ変換器１２０は、基準電源１３０で生成された基準電圧を基にＡＤ変換する。また、ＡＤ変換器１２０は、検出制御部１４１からの指示に応じて、マルチプレクサで検出された各セル電圧をＡＤ変換する。そして、ＡＤ変換器１２０は、ＡＤ変換結果をロジック回路１４０に出力する。なお、図２においては、ＡＤ変換器１２０をＡＤＣと略称で記載している。

【0044】

ロジック回路１４０は、機能ブロックとして、検出制御部１４１、通信制御部１４２、ＡＤ検出補正部１４３などを備えている。ロジック回路１４０は、発振子１５０、メモリ１６０、通信Ｉ／Ｆ１７０と電気的に接続されている。

【0045】

ロジック回路１４０は、発振子１５０で発生したクロック信号が入力される。なお、発振子１５０は、セラミック発振子や、水晶振動子を含む水晶発振回路などを採用できる。ロジック回路１４０は、メモリ１６０に記憶されたデータを参照するとともに、メモリ１６０のデータを書き換え可能に構成されている。通信Ｉ／Ｆ１７０は、マイコン１や他の監視ＩＣ２２～２ｎとの通信を行うインターフェイス回路である。

【0046】

検出制御部１４１は、マイコン１から送信されたコマンドに応じて、セル均等化回路１１０やＡＤ変換器１２０に指示を出力する。検出制御部１４１は、例えば、セル電圧の検出の指示や電圧均等化の指示をセル均等化回路１１０に対して出力する。また、検出制御部１４１は、電圧均等化の指示として、偶数スイッチ１１Ｅをオンさせる指示と、奇数スイッチ１１Ｏをオンさせる指示とを異なるタイミングで出力する。

【0047】

通信制御部１４２は、通信Ｉ／Ｆ１７０を介してコマンドを受信するとともに、セル電圧値を示すデータなどを通信Ｉ／Ｆ１７０を介して送信する。ＡＤ検出補正部１４３は、ＡＤ変換器１２０でＡＤ変換されたセル電圧値を取得する。ＡＤ検出補正部１４３は、メモリ１６０に記憶されている補正係数を用いて、取得したセル電圧値を補正する。

【0048】

特に、第１監視ＩＣ２１は、マイコン１から均等化指示がなされると、マイコン１が起動していない状況において、カウント値に基づいて所定時間ごとに、オンオフの制御対象を偶数スイッチ１１Ｅと奇数スイッチ１１Ｏとで切り替えて電圧均等化を行う。これは、隣接する均等化スイッチがともにオンして、二つのフィルタ４分の電流を同時に放電することで、発熱や第１監視ＩＣ２１の不具合が生じることを抑制するためである。なお、オンする制御対象の均等化スイッチは、オン対象スイッチともいえる。

【0049】

ここで、図４、図５、図６を用いて、電池ＥＣＵ１０の処理動作に関して説明する。なお、図６における電池ＥＣＵ動作は、主にマイコン１の動作を示している。また、図６の車両ＩＧは、車両のイグニッションスイッチの略称である。

【0050】

まず、図４を用いてマイコン１の処理動作に関して説明する。ここでは、図６に示すように、車両ＩＧがオフ状態であっても電池ＥＣＵ１０が起動（オン）して、その後、電池ＥＣＵ１０が停止（オフ）する状況を例として採用する。電池ＥＣＵ１０が起動している状態は、マイコン１が起動している状態と同意である。電池ＥＣＵ１０が停止している状態は、マイコン１が起動していない状態と同意である。また、マイコン１が起動していない状態は、マイコン１が定期的に通常動作と、スタンバイ動作を繰り返す状態を示している。なお、図４では、電池ＥＣＵ１０をＥＣＵと略称で記載している。

【0051】

マイコン１は、例えば、車両ＩＧがオフ、且つ、一定周期で起動して、図４のフローチャートに示す処理動作を行う。また、マイコン１は、車両ＩＧがオフの状態で、所定の条件を満たすと起動して、図４のフローチャートに示す処理動作を行ってもよい。

【0052】

ステップＳ１１では、ＥＣＵを起動する。マイコン１は、スタンバイ動作から通常動作に移行することで電池ＥＣＵ１０を起動する。マイコン１は、例えば、補機バッテリ３０からの電源供給を保持する電源保持信号などをＣＰＵが出力することで、スタンバイ動作から通常動作に移行する。

【0053】

ステップＳ１２では、セル電圧計測を行う（電圧取得部）。マイコン１は、各監視ＩＣ２１～２ｎに対する検出コマンドを送信することで各電池セル２０１～２０ｎのセル電圧を検出する。詳述すると、マイコン１は、各監視ＩＣ２１～２ｎに対する検出コマンドを送信する。各監視ＩＣ２１～２ｎは、検出コマンドに応じて、各電池セル２０１～２０ｎのセル電圧値をＡＤ変換器１２０でＡＤ変換する。そして、各監視ＩＣ２１～２ｎは、ＡＤ変換したセル電圧値をマイコン１に返信する。よって、マイコン１は、各監視ＩＣ２１～２ｎで検出された各電池セル２０１～２０ｎのセル電圧値を取得する。

【0054】

ステップＳ１３では、セル電圧記憶を行う（記憶部）。マイコン１は、各監視ＩＣ２１～２ｎから送信されたセル電圧値を記憶装置に記憶する。

【0055】

ステップＳ１４では、回路が故障しているか否かを判定する（診断部）。マイコン１は、各監視ＩＣ２１～２ｎの回路が故障しているか否かを判定する。マイコン１は、各監視ＩＣ２１～２ｎの回路が故障していると判定しなかった場合はステップＳ１５へ進み、故障していると判定した場合は図４の処理動作を終了する。

【0056】

例えば、マイコン１は、現在のセル電圧値である現在値と、前回起動中に記憶したセル電圧値である前回値とを比較する。現在のセル電圧値は、今回のステップＳ１３で記憶したセル電圧値である。一方、前回起動中に記憶したセル電圧値は、前回のステップＳ１３で記憶装置に記憶したセル電圧値である。なお、マイコン１は、ステップＳ１４の処理が終了すると、前回値を削除してもよい。

【0057】

そして、マイコン１は、現在値と前回値とが所定の対応関係を満たさない場合に、各監視ＩＣ２１～２ｎが故障していると判定することができる。つまり、マイコン１は、現在値と前回値とが所定の対応関係を満たす場合に、各監視ＩＣ２１～２ｎが故障していないと判定する。

【0058】

また、マイコン１は、現在値と前回値との差から、電圧均等化が行われたと判断できる場合に、各監視ＩＣ２１～２ｎが故障しておらず、所定の対応関係を満たしているとみなす。一方、マイコン１は、現在値と前回値との差から、電圧均等化が行われたと判断できない場合に、各監視ＩＣ２１～２ｎが故障しており、所定の対応関係を満たしていないとみなす。

【0059】

なお、マイコン１は、例えば、各監視ＩＣ２１～２ｎに対する診断コマンドを送信する。各監視ＩＣ２１～２ｎは、診断コマンドに応じて、各均等化スイッチ１１１～１１ｎをオンオフして、回路の故障有無を診断する。そして、各監視ＩＣ２１～２ｎは、マイコン１に返信する。

【0060】

ステップＳ１５では、均等化が必要であるか否かを判定する。マイコン１は、ステップＳ１３で記憶装置に記憶したすべてのセル電圧値を参照する。そして、マイコン１は、各セル電圧値に応じて電圧均等化が必要であるか否かを判定する。例えば、マイコン１は、電池セル２０１～２０５の各セル電圧値にばらつきがある場合は電圧均等化が必要であると判定する。また、マイコン１は、電池セル２０１～２０５の各セル電圧値が所定値を超えて異なっていた場合に、電圧均等化が必要であると判定してもよい。

【0061】

ステップＳ１６では、均等化指示を行う。マイコン１は、開始コマンドを各監視ＩＣ２１～２ｎに送信することで、均等化指示を行う。マイコン１は、開始コマンドを送信することで、均等化オンするともいえる。

【0062】

また、マイコン１は、開始コマンドとともに、切替時間（ｘｍｉｎ）を示す情報を各監視ＩＣ２１～２ｎに送信する。切替時間は、各監視ＩＣ２１～２ｎがオンオフの制御対象を偶数スイッチ１１Ｅと奇数スイッチ１１Ｏとで切り替える時間である。つまり、切替時間は、偶数スイッチ１１Ｅと奇数スイッチ１１Ｏにおいて、オンする制御対象とオフする制御対象を切り替える時間である。

【0063】

例えば、偶数スイッチ１１Ｅがオンする制御対象で、奇数スイッチ１１Ｏがオフする制御対象の場合を一例として説明する。この場合、各監視ＩＣ２１～２ｎは、切替時間が経過すると、偶数スイッチ１１Ｅをオフする制御対象へ切り替え、奇数スイッチ１１Ｏをオンする制御対象に切り替える。

【0064】

このように、切替時間は、偶数スイッチ１１Ｅと奇数スイッチ１１Ｏの一方をオンする制御対象とし、他方をオフする制御対象とする期間ともいえる。そして、電池ＥＣＵ１０は、この期間が経過すると、オンする制御対象をオフする制御対象に切り替え、オフする制御対象をオンする制御対象に切り替える。

【0065】

本実施形態では、切替時間として分単位の時間を採用している。しかしながら、本開示は、これに限定されず、秒単位の時間を切替時間として採用することもできる。また、切替時間は、予め決められた静的な時間であってもよいし、動的に変更する時間であってもよい。マイコン１は、動的に切替時間を決める場合、記憶装置に記憶されている各セル電圧値のばらつきに基づいて決めてもよい。マイコン１は、例えば、ばらつきが小さい場合よりもばらつきが大きい場合の方が切替時間を長くする。

【0066】

なお、マイコン１は、電池ブロック単位で電圧均等化が必要であるか否かを判定してもよいし、主機バッテリ２０の全体を対象として電圧均等化が必要であるか否かを判定してもよい。前者の場合、マイコン１は、電圧均等化が必要であると判定した電池ブロックが接続された監視ＩＣに開始コマンドを送信する。後者の場合、マイコン１は、すべての監視ＩＣ２１～２ｎに対して開始コマンドを送信する。

【0067】

このように、マイコン１は、回路が故障していないことを条件に、電圧均等化が必要か否かを行う。また、マイコン１は、回路が故障しておらず、且つ、セル電圧が均等でないことを条件に、電圧均等化を行う。

【0068】

ステップＳ１７では、ＥＣＵを停止する。マイコン１は、通常動作からスタンバイ動作に移行することで電池ＥＣＵ１０を停止する。マイコン１は、例えば、ＣＰＵが電源保持信号の出力を停止することで、通常動作からスタンバイ動作に移行する。

【0069】

以下に説明するが、電池ＥＣＵ１０は、一旦、開始コマンドを送信すると、各監視ＩＣ２１～２ｎが自動的に起動して電圧均等化を行う。このため、マイコン１は、電圧均等化を必要と判断した場合であっても、開始コマンドを送信するとスタンバイ動作に移行する。

【0070】

次に、図５を用いて各監視ＩＣ２１～２ｎの処理動作に関して説明する。各監視ＩＣ２１～２ｎは、開始コマンドを受信すると、図５のフローチャートに示す処理動作を行う。なお、マイコン１は、開始コマンドとともに切替時間も送信する。このため、各監視ＩＣ２１～２ｎは、開始コマンドに加えて切替時間も受信することになる。なお、各監視ＩＣ２１～２ｎは、例えば、通信Ｉ／Ｆ１７０を介して通信制御部１４２が開始コマンドと切替時間を受信する。

【0071】

また、マイコン１は、上記のように開始コマンドと切替時間を送信するとスタンバイ動作に移行する。よって、各監視ＩＣ２１～２ｎは、マイコン１が起動していない状況において、以下のステップＳ２１～Ｓ２６を行うことになる。

【0072】

ステップＳ２１では、切替時間を設定する。各監視ＩＣ２１～２ｎは、オンオフの制御対象を偶数スイッチ１１Ｅと奇数スイッチ１１Ｏとを切り替える時間として、受信した切替時間を設定する。例えば、検出制御部１４１は、オンオフの制御対象の切り替えタイミングを判断する際に参照するために、通信制御部１４２にて受信した切替時間をメモリ１６０に保存する。このため、本実施形態では、切替時間が設定時間となる。また、図６に示すように、切替設定時間がｘｍｉｎとなる。

【0073】

ステップＳ２２では、奇数番目の均等化スイッチをオンする。図６に示すように、各監視ＩＣ２１～２ｎは、切替時間を設定すると、奇数番目の均等化スイッチである奇数スイッチ１１Ｏをオンする。つまり、各監視ＩＣ２１～２ｎは、奇数スイッチ１１Ｏをオンする制御対象とし、偶数スイッチ１１Ｅをオフする制御対象とする。このとき、例えば、検出制御部１４１は、電圧均等化の指示として、奇数スイッチ１１Ｏをオンさせる指示をセル均等化回路１１０に対して出力する。

【0074】

セル均等化回路１１０は、奇数スイッチ１１Ｏをオンさせる指示に応じて、奇数スイッチ１１Ｏをオンさせる。これによって、各監視ＩＣ２１～２ｎは、複数の奇数セル２０Ｏを放電させることができる。また、このとき、偶数スイッチ１１Ｅは、オフの状態である。

【0075】

また、図６に示すように、各監視ＩＣ２１～２ｎは、奇数スイッチ１１Ｏをオンすると経過時間の計測を開始する。各監視ＩＣ２１～２ｎは、ロジック回路１４０にて、発振子１５０からのクロック信号のエッジをカウントすることで経過時間を計測する。しかしながら、本開示は、これに限定されず、別の方法で経過時間を計測してもよい。

【0076】

ステップＳ２３では、設定時間であるか否かを判定する。各監視ＩＣ２１～２ｎは、設定時間であるか否か、すなわち切替時間であるか否かを判定する。例えば、検出制御部１４１は、計測している経過時間が切替時間に達した場合に設定時間であると判定してステップＳ２４へ進み、経過時間が切替時間に達してない場合は設定時間であると判定せずにステップＳ２３を繰り返す。言い換えると、ロジック回路１４０は、発振子１５０からのクロック信号のエッジをカウントしたカウント値が切替時間に達したと判定した場合にステップＳ２３へ進み、カウント値が切替時間に達したと判定しない場合にステップＳ２２を繰り返す。

【0077】

ステップＳ２４では、偶数番目の均等化スイッチをオンする。図６に示すように、各監視ＩＣ２１～２ｎは、切替時間を設定すると、偶数番目の均等化スイッチである偶数スイッチ１１Ｅをオンする。つまり、各監視ＩＣ２１～２ｎは、偶数スイッチ１１Ｅをオンする制御対象とし、奇数スイッチ１１Ｏをオフする制御対象とする。また、各監視ＩＣ２１～２ｎは、オンする制御対象を奇数スイッチ１１Ｏから偶数スイッチ１１Ｅに切り替え、オフする制御対象を偶数スイッチ１１Ｅから奇数スイッチ１１Ｏへと切り替えるともいえる。このとき、例えば、検出制御部１４１は、電圧均等化の指示として、偶数スイッチ１１Ｅをオンさせる指示をセル均等化回路１１０に対して出力する。

【0078】

セル均等化回路１１０は、偶数スイッチ１１Ｅをオンさせる指示に応じて、偶数スイッチ１１Ｅをオンさせる。これによって、各監視ＩＣ２１～２ｎは、複数の偶数セル２０Ｅを放電させることができる。また、このとき、奇数スイッチ１１Ｏは、オフの状態である。また、図６に示すように、各監視ＩＣ２１～２ｎは、偶数スイッチ１１Ｅをオンすると経過時間の計測を開始する。

【0079】

ステップＳ２５では、ステップＳ２３と同様に設定時間であるか否かを判定する。そして、例えば、検出制御部１４１は、計測している経過時間が切替時間に達した場合に設定時間であると判定してステップＳ２６へ進み、経過時間が切替時間に達してない場合は設定時間であると判定せずにステップＳ２５を繰り返す。

【0080】

ステップＳ２６では、停止指示があるか否かを判定する。各監視ＩＣ２１～２ｎは、マイコン１からの停止コマンドに基づいて、停止指示があるか否かを判定する。例えば、検出制御部１４１は、停止コマンドを受信していない場合は停止指示なしと判定してステップＳ２２へ戻り、停止コマンドを受信した場合は停止指示ありと判定して図５のフローチャートを終了する。

【0081】

このように、各監視ＩＣ２１～２ｎは、マイコン１から均等化指示がなされると、カウント値に基づいて所定時間ごとに、オンオフの制御対象を偶数スイッチ１１Ｅと奇数スイッチ１１Ｏとで切り替えて電圧均等化を行う。また、各監視ＩＣ２１～２ｎは、マイコン１が起動していない状況において、オンオフの制御対象を偶数スイッチ１１Ｅと奇数スイッチ１１Ｏとで切り替えて電圧均等化を行う。つまり、各監視ＩＣ２１～２ｎは、マイコン１の起動状態にかかわらず、自動でオンオフの制御対象を切り替えて電圧均等化を行うことができる。

【0082】

このように、電池ＥＣＵ１０は、マイコン１が起動していない状況であっても、各監視ＩＣ２１～２ｎがオンオフの制御対象を偶数スイッチ１１Ｅと奇数スイッチ１１Ｏとで切り替えて、電圧均等化を行うことができる。よって、電池ＥＣＵ１０は、電圧均等化のためにマイコン１が起動する回数を減らすことができ、補機バッテリ３０の消費電流を削減できる。

【0083】

また、本実施形態では、電圧均等化を開始する順番を奇数セル２０Ｏからと予め設定されている。しかしながら、本開示は、電圧均等化を開始する順番を偶数セル２０Ｅからと予め設定しておいてもよい。つまり、各監視ＩＣ２１～２ｎは、電圧均等化を開始する順番が偶数セル２０Ｅと奇数セル２０Ｏのいずれかに予め設定されていると好ましい。これによって、電池ＥＣＵ１０は、偶数セル２０Ｅと奇数セル２０Ｏの一方のみ均等化されることを防ぐことができる。よって、電池ＥＣＵ１０は、複数の電池セル２０１～２０ｎにおけるセル電圧のばらつきをより一層抑制することができる。

【0084】

各監視ＩＣ２１～２ｎは、上記のように、カウント値として、発振子１５０で生成されるクロック信号をカウントした値を用いている。そこで、各監視ＩＣ２１～２ｎは、オンオフの制御対象を偶数スイッチ１１Ｅと奇数スイッチ１１Ｏとで切り替える間隔（切替時間）が、発振子１５０の精度に基づいて予め設定されていてもよい。切替時間は、発振子１５０の精度が悪いほど短くすると好ましい。

【0085】

各監視ＩＣ２１～２ｎは、発振子１５０の精度が悪いほど、切替時間通りに、オンオフの制御対象を切り替えることができない。つまり、各監視ＩＣ２１～２ｎは、指示された切替時間と、実際にオンオフの制御対象を切り替える時間との間に誤差が生じてしまう。

【0086】

つまり、各監視ＩＣ２１～２ｎは、セル電圧を均等化するのに必要な時間以上に、オン対象スイッチをオンさせてしまうことが起こりうる。また、各監視ＩＣ２１～２ｎは、セル電圧を均等化するのに必要な時間だけオン対象スイッチをオンさせることなくオフさせてしまうことも起こりうる。これによって、電池ＥＣＵ１０は、電池セル２０１～２０ｎの放電時間がばらつくため、電圧均等化を行ったとしても適切にセル電圧を均等化できない可能性がある。

【0087】

しかしながら、電池ＥＣＵ１０は、発振子１５０の精度が悪いほど切替時間を短くすることで、オンオフの制御対象を一度切り替える際の誤差を小さくすることができる。よって、電池ＥＣＵ１０は、電圧均等化の精度を向上させることができる。つまり、電池ＥＣＵ１０は、複数の電池セル２０１～２０ｎにおけるセル電圧のばらつきをより一層抑制することができる。

【0088】

なお、本実施形態では、奇数スイッチ１１Ｏからオンする例を採用している。しかしながら、本開示は、偶数スイッチ１１Ｅからオンしてもよい。

【0089】

本開示は、奇数スイッチ１１Ｏと偶数スイッチ１１Ｅのうち、最初にオンする制御対象をマイコン１が判断して、各監視ＩＣ２１～２ｎに指示してもよい。この場合、マイコン１は、ステップＳ１２で取得した各セル電圧値に基づいて判断する。

【0090】

本開示は、奇数スイッチ１１Ｏと偶数スイッチ１１Ｅのうち、最初にオンする制御対象を各監視ＩＣ２１～２ｎが判断してもよい。各監視ＩＣ２１～２ｎは、検出した各セル電圧値に基づいて判断する。

【0091】

本開示は、ステップＳ２６を各監視ＩＣ２１～２ｎが判断してもよい。各監視ＩＣ２１～２ｎは、検出した各セル電圧値に基づいて判断する。

【0092】

なお、本開示は、これに限定されない。電池ＥＣＵ１０は、少なくとも１つの演算処理装置（ＣＰＵ）と、プログラムとデータとを記憶する記憶媒体としての少なくとも１つのメモリ装置（ＭＭＲ）と、監視ＩＣを備えていればよい。電池ＥＣＵ１０は、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータによって提供される。記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを非一時的に格納している。記憶媒体は、半導体メモリまたは磁気ディスクなどによって提供されうる。制御装置は、１つのコンピュータ、またはデータ通信装置によってリンクされた一組のコンピュータ資源によって提供されうる。プログラムは、制御装置によって実行されることによって、制御装置をこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される方法を実行するように制御装置を機能させる。制御装置は、多様な要素を提供する。それらの要素の少なくとも一部は、機能を実行するための手段と呼ぶことができ、別の観点では、それらの要素の少なくとも一部は、構成的なブロック、またはモジュールと呼ぶことができる。

【0093】

なお、電池ＥＣＵ１０が提供する手段および／または機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組み合わせによって提供することができる。例えば、電池ＥＣＵ１０がハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、またはアナログ回路によって提供することができる。

【0094】

以上、本開示の好ましい実施形態について説明した。しかしながら、本開示は、上記実施形態に何ら制限されることはなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。

【符号の説明】

【0095】

１…マイコン、２１～２ｎ…第１～第ｎ監視ＩＣ、１０…電池ＥＣＵ、２０…主機バッテリ、２０１～２０ｎ…第１～第ｎ電池セル、３０…補機バッテリ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】