電池システム
【課題】電池セルや組電池の数が増大したとしても、通信負荷の増大を抑制することができる電池システムを提供する。
【解決手段】第２通信バス１１を介して第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４をそれぞれ接続し、第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４の電池状態の情報を第１電池ＥＣＵ２に全て集約する。一方、第１通信バス１０を介して第１電池ＥＣＵ２を制御ＥＣＵ５に接続し、第１電池ＥＣＵ２から制御ＥＣＵ５に判定結果を出力する。このように、第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４の間で制御ＥＣＵ５から独立した通信経路を形成しているので、電池セル６や組電池１の数が増えたとしても、第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４から制御ＥＣＵ５への第１通信バス１０のトラフィック負荷の増大が抑制され、通信負荷の増大が抑制される。
【解決手段】第２通信バス１１を介して第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４をそれぞれ接続し、第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４の電池状態の情報を第１電池ＥＣＵ２に全て集約する。一方、第１通信バス１０を介して第１電池ＥＣＵ２を制御ＥＣＵ５に接続し、第１電池ＥＣＵ２から制御ＥＣＵ５に判定結果を出力する。このように、第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４の間で制御ＥＣＵ５から独立した通信経路を形成しているので、電池セル６や組電池１の数が増えたとしても、第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４から制御ＥＣＵ５への第１通信バス１０のトラフィック負荷の増大が抑制され、通信負荷の増大が抑制される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組電池を構成する電池セルの異常の有無を判定する電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、組電池を構成する複数の電池セルをそれぞれ監視することで、各電池セルの保護機能のレベルアップが図られている。この場合、電池セルの劣化を示す劣化指標ＳＯＨ（State of Health）を単セルレベルで検知することが必要である。劣化指標ＳＯＨはいわゆる内部抵抗であり、電池セルのセル電圧と電池セルに流れるセル電流とから演算されるため、全ての電池セルのセル電圧の取得が必要である。
【０００３】
そこで、電池セルに対してＡ／Ｄコンバータが設けられた監視装置が、例えば特許文献１で提案されている。このＡ／Ｄコンバータによって電池セルのセル電圧が測定される。そして、測定されたセル電圧に基づいて電池セルの過放電や上記の劣化指標ＳＯＣが監視される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２１６４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、電気自動車等のシステムでは、車種によって異なるが、電池セルが例えば２４０個搭載される。この場合、電池ＥＣＵで各電池セルの劣化指標ＳＯＨを演算し、各電池ＥＣＵで得られた劣化指標ＳＯＨを他のＥＣＵで管理することが考えられる。
【０００６】
そして、上記のように電気自動車等のシステムでは用いられる電池セルの数が非常に多いので、図１０に示されるように、複数の電池セル６を所定数毎にグループ化した組電池１を複数構成し、組電池１毎に電池ＥＣＵ１００を設ける。この場合、車両の電気エネルギーを一括管理するＥＣＵであるパワーマネジメントＥＣＵ５（以下では制御ＥＣＵ５という）と各電池ＥＣＵ１００とはＣＡＮバス等の通信バス１０を介して通信可能な電池システムとして構成される。
【０００７】
しかしながら、全ての電池セル６に対して制御を行うために各電池ＥＣＵ１００から制御ＥＣＵ５に各電池セル６に関するデータをそれぞれ出力することになるので、通信バス１０に出力されるデータ量が膨大となる。電池セル６の数や組電池１の数が増えた場合も同様に各電池ＥＣＵ１００から通信バス１０に出力されるデータ量が膨大となる。このため、通信バス１０のトラフィック負荷が増大してしまうという問題がある。
【０００８】
なお、上記では、車両に搭載される電池システムについて説明したが、電池システムが適用される対象はもちろん車両に限られない。
【０００９】
本発明は上記点に鑑み、電池セルや組電池の数が増大したとしても、通信負荷の増大を抑制することができる電池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】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、複数の電池セルが直列に接続されている組電池の各々の電池セルの電池状態の情報を出力する電池状態検出手段を複数備えた電池システムであって、以下の点を特徴としている。
【００１１】
すなわち、複数の電池状態検出手段のうちの一つの電池状態検出手段は、他の電池状態検出手段で取得された電池状態の情報を集約し、当該集約した電池状態の情報に基づいて電池セルそれぞれが異常か否かを判定する電池異常判定手段を備えていることを特徴とする。
【００１２】
これによると、他の電池状態検出手段の電池状態の情報を一つの電池状態検出手段に全て集約しているので、複数の電池状態検出手段間で完結した独立の通信経路を形成することができる。このため、電池セルや組電池の数が増えたとしても、この独立した通信経路内で複数の電池状態検出手段の通信が完結するため、複数の電池状態検出手段から他の通信経路に対するトラフィック負荷の増大を必要最小限とすることができる。したがって、電池セルや組電池の数が増大したとしても、通信負荷の増大を抑制することができる。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明では、複数の電池セルが直列に接続されている組電池と、その組電池の各々の電池セルの電池状態を検出し、前記電池状態の情報を出力する電池状態検出手段と、で構成される電池パックを複数備えた電池システムであって、以下の点を特徴としている。
【００１４】
すなわち、複数の電池状態検出手段のうちの一つの電池状態検出手段は、当該一つの電池状態検出手段で取得された電池状態の情報および他の電池状態検出手段で取得された電池状態の情報を集約し、当該集約した電池状態の情報に基づいて電池セルそれぞれが異常か否かを判定する電池異常判定手段を備えていることを特徴とする。
【００１５】
これによると、複数の電池状態検出手段の電池状態の情報を一つの電池状態検出手段に全て集約しているので、複数の電池状態検出手段の間で完結した独立の通信経路を形成することができる。このため、電池セルや組電池の数が増えたとしても、この独立した通信経路内で複数の電池状態検出手段の通信が完結するため、複数の電池状態検出手段から他の通信経路に対するトラフィック負荷の増大を必要最小限とすることができる。したがって、電池セルや組電池の数が増大したとしても、通信負荷の増大を抑制することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明では、他の電池状態検出手段から出力される電池状態の情報とは、他の電池状態検出手段で検出される電池状態のうち、最悪状態の電池セルの情報であることを特徴とする。
【００１７】
これによると、他の電池状態検出手段で検出された全ての電池状態を出力しなくて済むので、他の電池状態検出手段から出力される情報量を少なくすることができる。また、一つの電池状態検出手段に集約される情報量も低減することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明では、電池状態の情報とは、電池セルの内部抵抗であることを特徴としている。そして、複数の電池状態検出手段それぞれは、組電池を構成する複数の電池セルのセル電圧をそれぞれ検出する電圧検出手段と、組電池を構成する複数の電池セルに流れるセル電流を検出する電流検出手段と、組電池を構成する複数の電池セルに流れるセル電流とセル電圧とから複数の電池セルの内部抵抗をそれぞれ検出する内部抵抗検出手段と、内部抵抗検出手段で取得された内部抵抗の中から最も高い内部抵抗を取得する最悪ＳＯＨ検出手段と、で構成されることを特徴とする。
【００１９】
これにより、複数の電池状態検出手段において、電池セルの電池状態として内部抵抗を演算することができる。
【００２０】
そして、請求項５に記載の発明のように、電圧検出手段は、ＡＤ変換器とマルチプレクサとを備えて構成され、組電池を構成する複数の電池セルの全てのセル電圧を特定の順番で切り替えて検出し、電流検出手段は、特定の順番に対して所定のタイミングに合わせてセル電流を検出することができる。
【００２１】
この場合、請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の発明において、特定の順番を、組電池を構成する複数の電池セルのセル電圧を一通り検出する周期を繰り返す順番とし、所定のタイミングを、複数の電池セルのセル電圧を一通り検出する周期より小さい周期であり、且つ、組電池を構成する全ての電池セルのセル電圧を検出するタイミングとそれぞれ同期が取れるタイミングとすることができる。
【００２２】
また、請求項７に記載の発明のように、請求項５に記載の発明において、特定の順番を、組電池を構成する複数の電池セルのセル電圧を一通り検出する周期を繰り返し、且つ、周期毎に一番初めにセル電圧を検出する電池セルを順に切り替える順番とし、所定のタイミングを、複数の電池セルのセル電圧を一通り検出する周期の一番初めの電池セルと同期が取れるタイミングとすることができる。
【００２３】
さらに、請求項８に記載の発明のように、請求項５に記載の発明において、特定の順番を、組電池を構成する複数の電池セルのセル電圧を一通り検出する第１周期と、この第１周期とは別に、複数の電池セルを一つずつ順に検出する第２周期と、を繰り返す順番とし、所定のタイミングを、第２周期と同期が取れるタイミングとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電池システムの全体構成図である。
【図２】図１に示される構成の具体的なブロック図である。
【図３】電圧検出部および電流検出部の具体的な構成の一例を示した図である。
【図４】第１実施形態における特定の順番および所定のタイミングを説明するための図である。
【図５】第２実施形態における特定の順番および所定のタイミングを説明するための図である。
【図６】第３実施形態における特定の順番および所定のタイミングを説明するための図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る電池システムの全体構成図である。
【図８】図７に示される構成の具体的なブロック図である。
【図９】本発明の第５実施形態に係る電池システムの全体構成図である。
【図１０】課題を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００２６】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。以下では、「発明が解決しようとする課題」で説明した図１０に示す構成要素と同一のものには、同一符号を記してある。
【００２７】
図１は、本実施形態に係る電池システムの全体構成図である。この図に示されるように、電池システムは、組電池１と第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４とパワーマネジメントＥＣＵ５（以下では制御ＥＣＵ５という）とを備えて構成されている。
【００２８】
組電池１は、最小単位である電池セル６が直列に複数接続されて構成された電池群である。電池セル６は例えば１２個が直列に接続されている。電池セル６として充電可能なリチウムイオン二次電池が用いられる。そして、組電池１はハイブリッド車等の電気自動車に搭載され、インバータやモータ等の負荷を駆動するための電源や電子機器の電源等に用いられる。
【００２９】
第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４は、組電池１毎に設けられ、対応する組電池１の各々の電池セル６の電池状態を検出し、検出した電池状態の情報を出力するＥＣＵである。ここで、「電池状態」とは、後述するが、電池セル６のセル電圧の平均電圧、最大電圧、最小電圧、および最も高い内部抵抗（最悪ＳＯＨ）である。ＥＣＵは、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたマイクロコンピュータがＲＯＭ等に記憶されたプログラムに従って所定の機能を実行する制御回路である。
【００３０】
そして、第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４は対応する組電池１と共に電池パックを構成している。つまり、１つの電池ＥＣＵと１つの組電池１とで電池パックが構成されている。なお、図１では３つの電池パックが示されているが、電池パックは３つ以上であっても良い。本実施形態では、電池パックは３つであるとする。
【００３１】
制御ＥＣＵ５は、第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４で取得された電池状態の情報に基づいて、車両の電気エネルギーを一括管理するＥＣＵである。
【００３２】
上記構成において、図１に示されるように、制御ＥＣＵ５は第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４のうちの第１電池ＥＣＵ２に第１通信バス１０（ＣＡＮ１）を介して接続されている。一方、第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４は第２通信バス１１（ＣＡＮ２）を介して接続されている。第１通信バス１０および第２通信バス１１としては、例えばＣＡＮ通信が採用される。
【００３３】
このように、複数の電池ＥＣＵ２〜４が存在しているが、制御ＥＣＵ５に接続される電池ＥＣＵは第１電池ＥＣＵ２のみである。すなわち、第１電池ＥＣＵ２は第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４に対するマスタとして機能し、第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４は第１電池ＥＣＵ２のスレーブとして機能する。
【００３４】
次に、第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４の具体的な構成について、図２を参照して説明する。図２は図１に示される構成の具体的なブロック図である。なお、図２では組電池１の各電池セル６を省略している。
【００３５】
図２に示されるように、マスタである第１電池ＥＣＵ２は、電圧検出部２０、電流検出部３０、平均電圧演算部４０、最大電圧演算部５０、最小電圧演算部６０、ＳＯＨ演算部７０、最悪ＳＯＨ演算部８０、および電池異常判定部９０を備えている。
【００３６】
電圧検出部２０は、組電池１を構成する各電池セル６のセル電圧をそれぞれ検出する測定部である。また、電流検出部３０は、組電池１に流れるセル電流を検出する測定部である。これら電圧検出部２０および電流検出部３０の具体的な構成の一例を図３に示す。なお、図３では８個の電池セル６（Ｖ１〜Ｖ８）について示している。
【００３７】
図３に示されるように、電圧検出部２０は、マルチプレクサ２１と、電圧ホールド部２２と、ＡＤ変換器２３（ＡＤ）と、を備えて構成されている。
【００３８】
マルチプレクサ２１は、組電池１の各電池セル６のうちのいずれかと電圧ホールド部２２とを接続するスイッチ群（Ｓｆ１〜Ｓｆ８）である。このため、マルチプレクサ２１は、各電池セル６の正極側に接続される複数の正極側スイッチ２１ａと、電池セル６の負極側に接続される複数の負極側スイッチ２１ｂと、を備えている。
【００３９】
例えば、最も高電圧側の電池セル６（Ｖ１）のセル電圧を検出する場合、正極側スイッチ２１ａのうちのＳｆ１と負極側スイッチ２１ｂのうちのＳｆ１がオンされる。これにより、電池セル６（Ｖ１）の両端が電圧ホールド部２２に接続される。マルチプレクサ２１における各スイッチの切り替えは、後述する特定の順番で切り替えられる。
【００４０】
電圧ホールド部２２はマルチプレクサ２１で選択された電池セル６のセル電圧をコンデンサＣで保持する。コンデンサＣの両端にはスイッチＳｄおよび抵抗Ｒが直列接続され、コンデンサＣの一方の電極がスイッチＳｒ１を介してＡＤ変換器２３に接続され、コンデンサＣの他方の電極がスイッチＳｒ２を介してＡＤ変換器２３に接続されている。なお、電圧ホールド部２２はマルチプレクサ２１の構成に含まれていても良い。
【００４１】
電圧ホールド部２２がマルチプレクサ２１で選択された電池セル６のセル電圧をコンデンサＣに保持する場合、スイッチＳｄ、Ｓｒ１、Ｓｒ２はすべてオフされる。そして、ＡＤ変換器２３がセル電圧を測定する場合、スイッチＳｒ１、Ｓｒ２がオンされる。コンデンサＣを放電する際にはスイッチＳｄがオンされる。
【００４２】
ＡＤ変換器２３は、測定したセル電圧を平均電圧演算部４０、最大電圧演算部５０、最小電圧演算部６０、およびＳＯＨ演算部７０にそれぞれ出力する。
【００４３】
また、電流検出部３０は、組電池１を構成する電池セル６に流れるセル電流を検出する測定部である。この電流検出部３０は、各電池セル６の内部抵抗（ＳＯＨ）を取得する際に電池セル６に流れるセル電流を検出するように構成され、組電池１のうち最も低電圧側の電池セル６の負極側に設けられている。電流検出部３０は、電圧検出部２０の特定の順番に対して所定のタイミングに合わせてセル電流を検出し、このセル電流をＳＯＨ演算部７０に出力する。
【００４４】
図２に示される平均電圧演算部４０は、電圧検出部２０から組電池１を構成する電池セル６の全てのセル電圧を入力し、全てのセル電圧の平均電圧を取得する演算部である。同様に、最大電圧演算部５０は全てのセル電圧の中から最大電圧を取得する演算部であり、最小電圧演算部６０は全てのセル電圧の中から最小電圧を取得する演算部である。最大電圧演算部５０および最小電圧演算部６０は、取得したセル電圧の最大電圧や最小電圧を電池異常判定部９０に出力する。これら平均電圧、最大電圧、および最小電圧は、電池状態のうちの一つの状態である。
【００４５】
ＳＯＨ演算部７０は、電圧検出部２０から組電池１を構成する電池セル６の全てのセル電圧を入力すると共に、電流検出部３０からセル電流を入力し、これらセル電圧およびセル電流から内部抵抗を取得する演算部である。ＳＯＨ演算部７０は、取得した各電池セル６の内部抵抗を最悪ＳＯＨ演算部８０に出力する。電池セル６の内部抵抗は、電池状態のうちの一つの状態である。
【００４６】
最悪ＳＯＨ演算部８０は、ＳＯＨ演算部７０から入力される全ての内部抵抗の中から最も高い内部抵抗（最悪ＳＯＨ）を取得する演算部である。本実施形態では、最悪ＳＯＨ演算部８０は、取得した最も高い内部抵抗（最悪ＳＯＨ）を電池異常判定部９０に出力する。
【００４７】
電池異常判定部９０は、最大電圧演算部５０から入力したセル電圧の最大電圧、最小電圧演算部６０から入力したセル電圧の最小電圧、最悪ＳＯＨ演算部８０から入力した最も高い内部抵抗（最悪ＳＯＨ）に基づいて、電池セル６の異常の有無を判定する判定部である。電池セル６の異常とは、電池セル６の過充電、過放電、劣化等である。そして、電池異常判定部９０は、いずれかの電池セル６に異常が生じたことを判定すると、その判定結果（異常フラグ）を制御ＥＣＵ５に出力する。
【００４８】
一方、スレーブである第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４は、電池異常判定部９０を備えていないこと以外は第１電池ＥＣＵ２と同じ構成となっている。すなわち、第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４は異常判定を行わない監視ユニットであると言える。
【００４９】
なお、図２では、スレーブとして機能する第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４に電池異常判定部９０が備えられていないが、もちろん第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４に電池異常判定部９０が備えられていても良い。この場合、第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４の電池異常判定部９０を機能させなければ良い。
【００５０】
そして、第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４に備えられた平均電圧演算部４０は、取得したセル電圧の平均電圧をマスタとして機能する第１電池ＥＣＵ２に備えられた平均電圧演算部４０に第２通信バス１１を介してそれぞれ出力する。
【００５１】
同様に、第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４に備えられた最大電圧演算部５０は、取得したセル電圧の最大電圧を第１電池ＥＣＵ２に備えられた最大電圧演算部５０に第２通信バス１１を介してそれぞれ出力する。第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４に備えられた最小電圧演算部６０は、取得したセル電圧の最小電圧を第１電池ＥＣＵ２に備えられた最小電圧演算部６０に第２通信バス１１を介してそれぞれ出力する。第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４に備えられた最悪ＳＯＨ演算部８０は、取得した最も高い内部抵抗（最悪ＳＯＨ）を第１電池ＥＣＵ２に備えられた最悪ＳＯＨ演算部８０に第２通信バス１１を介してそれぞれ出力する。
【００５２】
ここで、第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４から出力される電池状態の情報とは、第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４で検出される電池状態のうち、少なくとも最悪状態の電池セル６の情報を含んだ情報である。ここで、「最悪状態」とは、電池セル６の劣化が進行して内部抵抗が大きくなる等、最も状態が悪いことをいう。したがって、最悪状態の電池セル６の情報とは、最も状態が悪い電池セル６のセル電圧の最大電圧、最小電圧、および最も高い内部抵抗（最悪ＳＯＨ）であり、この情報が電池状態の情報に含まれる。本実施形態では、平均電圧も電池状態の情報である。
【００５３】
上述のように、第１電池ＥＣＵ２は自身に対応した組電池１の各電池セル６のセル電圧の平均電圧、最大電圧、最小電圧、および最も高い内部抵抗（最悪ＳＯＨ）をそれぞれ取得するが、第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４でそれぞれ取得されたセル電圧の平均電圧、最大電圧、最小電圧、および最も高い内部抵抗（最悪ＳＯＨ）も取得する。
【００５４】
そして、第１電池ＥＣＵ２の平均電圧演算部４０は、第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４の平均電圧を制御ＥＣＵ５に出力する。
【００５５】
また、第１電池ＥＣＵ２の電池異常判定部９０は、第１電池ＥＣＵ２で取得された電池状態の情報（最大電圧、最小電圧、および最も高い内部抵抗（最悪ＳＯＨ））および第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４で取得された電池状態の情報（最大電圧、最小電圧、および最も高い内部抵抗（最悪ＳＯＨ））を集約し、当該集約した電池状態の情報に基づいて電池セル６が異常か否かを判定する。すなわち、第１電池ＥＣＵ２は、当該第１電池ＥＣＵ２に対応した組電池１の各電池セル６の異常の有無の判定だけでなく、第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４に対応した各組電池１の各電池セル６の異常の有無も判定する。そして、電池異常判定部９０は、その判定結果（異常フラグ）を制御ＥＣＵ５に出力する。
【００５６】
制御ＥＣＵ５は、電池パックを用いて車両に搭載された電気機器（アクチュエータ）を動作させる制御部５ａを備えている。制御部５ａは、第１通信バス１０を介して第１電池ＥＣＵ２から入力した判定結果（異常フラグ）に基づいて各電池パックの使用を制御する。以上が、本実施形態に係る電池システムの構成である。
【００５７】
次に、本実施形態に係る電池システムの作動について、図４を参照して説明する。図４は、第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４においてセル電圧の検出順番とセル電流の検出タイミングとを示した図である。なお、以下では組電池１を構成する電池セル６の数を１２個（Ｖ１〜Ｖ１２）とする。
【００５８】
各電池ＥＣＵ２〜４は、特定の順番で組電池１の各電池セル６のセル電圧を検出する。特定の順番とは、図４に示されるように、組電池１を構成する複数の電池セル６のセル電圧をＶ１からＶ１２まで一通り順番に検出する周期を繰り返す順番である。すなわち、各電池ＥＣＵ２〜４の電圧検出部２０は、Ｖ１の電池セル６からＶ１２の電池セル６まで順番にセル電圧をそれぞれ検出する。
【００５９】
このように特定の順番でセル電圧を検出しているときに、各電池ＥＣＵ２〜４の電流検出部３０はセル電圧を検出する特定の順番に対して所定のタイミングに合わせてセル電流を検出する。ここで、所定のタイミングとは、セル電圧をＶ１からＶ１２まで一通り検出する周期より小さい周期であり、且つ、組電池１を構成する全ての電池セル６のセル電圧を検出するタイミングとそれぞれ同期が取れるタイミングである。
【００６０】
例えば、図４に示されるように、Ｖ１の電池セル６のセル電圧の検出に同期してセル電流を検出した場合、次はＶ１１の電池セル６のセル電圧の検出に同期してセル電流を検出する。セル電流を検出する周期はＶ１〜Ｖ１１であるから、「セル電圧をＶ１からＶ１２まで一通り検出する周期（Ｖ１〜Ｖ１２）」を一周期とするとセル電流を検出する周期（Ｖ１〜Ｖ１１）はセル電圧を検出する周期よりも小さい周期である。
【００６１】
したがって、Ｖ１を基準とすると、Ｖ１のセル電圧およびセル電流を検出し、Ｖ２〜Ｖ１０のセル電圧を検出し、Ｖ１１のセル電圧およびセル電流を検出し、Ｖ１２のセル電圧を検出してセル電圧の検出の一周期が終了する。次のセル電圧の検出周期では、Ｖ１〜Ｖ９のセル電圧を検出し、Ｖ１０のセル電圧およびセル電流を検出し、Ｖ１１、Ｖ１２のセル電圧を検出してセル電圧の検出の一周期が終了する。このように、セル電圧の検出の一周期を繰り返していくと、セル電流の検出タイミングが一電池セル６ずつずれていく。
【００６２】
各電池ＥＣＵ２〜４は、上記のようにして検出したセル電圧およびセル電流から、セル電圧の平均電圧、最大電圧、最小電圧、および最も高い内部抵抗（最悪ＳＯＨ）をそれぞれ取得する。そして、スレーブとして機能する第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４は、取得したセル電圧の平均電圧、最大電圧、最小電圧、および最も高い内部抵抗（最悪ＳＯＨ）を第２通信バス１１を介して第１電池ＥＣＵ２に出力する。
【００６３】
このように、スレーブとして機能する第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４で検出された電池セル６毎の全ての電池状態を出力せずに電池状態の情報としてセル電圧の平均電圧、最大電圧、最小電圧、および最も高い内部抵抗（最悪ＳＯＨ）を出力しているので、第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４から出力される情報量を少なくすることができる。言い換えると、第１電池ＥＣＵ２に集約される情報量を低減することができる。
【００６４】
そして、第１電池ＥＣＵ２にて第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４の全ての電池状態の情報を集約し、電池異常判定部９０で異常と判定された電池セル６の情報のみを第１通信バス１０を介して制御ＥＣＵ５に出力する。これにより、電池パックが複数設けられていたとしても、各電池ＥＣＵ２〜４と制御ＥＣＵ５との通信はそれぞれ個別ではなく、第１電池ＥＣＵ２が一括して行うため、第１通信バス１０で通信の混雑が起こることはない。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態では、電池パックを構成する第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４を第２通信バス１１でそれぞれ接続することで独立した通信経路で通信することが特徴となっている。また、第１電池ＥＣＵ２をマスタとし、第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４をスレーブとして、第１電池ＥＣＵ２に第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４の電池状態の情報を集約していることが特徴となっている。
【００６６】
このように、第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４の電池状態の情報を第２通信バス１１を介して第１電池ＥＣＵ２に全て集約しているので、第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４の間で制御ＥＣＵ５から独立した通信経路を形成することができる。このため、電池セル６や組電池１の数が増えたとしても、この独立した通信経路内で第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４の通信を完結させることができ、第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４から制御ＥＣＵ５への第１通信バス１０のトラフィック負荷の増大を必要最小限とすることができる。したがって、電池セル６や組電池１の数が増大したとしても、通信負荷の増大を抑制することができる。
【００６７】
そして、スレーブとして機能する第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４を異常判定を行わない監視ユニットとしているので、低コスト化が可能である。
【００６８】
また、第１通信バス１０および第２通信バス１１を介することで、マスタである第１電池ＥＣＵ２とスレーブである第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４と制御ＥＣＵ５との各マイコンで相互診断することも可能である。
【００６９】
さらに、ローカル通信ＩＤを車両コネクタで設定することで、第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４を共通のハードウェアとすることもできる。
【００７０】
なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４が特許請求の範囲の「電池状態検出手段」に対応する。各電池ＥＣＵ２〜４のうち、第１電池ＥＣＵ２が特許請求の範囲の「一つの電池状態検出手段」に対応し、第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４が特許請求の範囲の「他の電池状態検出手段」に対応する。
【００７１】
また、電圧検出部２０が特許請求の範囲の「電圧検出手段」に対応し、電流検出部３０が特許請求の範囲の「電流検出手段」に対応する。ＳＯＨ演算部７０が特許請求の範囲の「内部抵抗検出手段」に対応し、最悪ＳＯＨ演算部８０が特許請求の範囲の「最悪ＳＯＨ検出手段」に対応する。さらに、電池異常判定部９０が特許請求の範囲の「電池異常判定手段」に対応する。
【００７２】
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、セル電圧を検出する特定の順番とセル電流を検出する所定のタイミングが第１実施形態と異なる。図５は、本実施形態における特定の順番および所定のタイミングを説明するための図である。
【００７３】
本実施形態では、特定の順番とは、図５に示されるように、組電池１を構成する複数の電池セル６のセル電圧を一通り検出する周期を繰り返し、且つ、周期毎に一番初めにセル電圧を検出する電池セル６が順に切り替わる順番である。
【００７４】
すなわち、各電池ＥＣＵ２〜４の電圧検出部２０は、Ｖ１の電池セル６からＶ１２の電池セル６まで順番にセル電圧をそれぞれ検出すると、次の一周期ではＶ２からセル電圧を検出し始めてＶ１２のセル電圧を検出した後にＶ１のセル電圧を検出して一周期が終了する。この次の一周期では、Ｖ３からセル電圧を検出し始めてＶ１２のセル電圧を検出した後にＶ１、Ｖ２のセル電圧を検出して一周期が終了する。このように、セル電圧を検出する周期の先頭の電池セル６がＶ１から順番に１つずつずれる。
【００７５】
一方、上記の特定の順番に対する所定のタイミングは、特定の順番における周期の一番初めの電池セル６と同期が取れるタイミングである。すなわち、Ｖ１〜Ｖ１２の電池セル６のセル電圧を検出する先頭の電池セル６と同期したタイミングである。
【００７６】
したがって、Ｖ１をセル電圧の先頭の電池セル６とすると、図５に示されるように、各電池ＥＣＵ２〜４の電流検出部３０はＶ１の電池セル６に同期してセル電流を検出した場合、次はＶ２の電池セル６のセル電圧の検出に同期してセル電流を検出する。このように、各電池ＥＣＵ２〜４の電流検出部３０はセル電圧を検出する周期の先頭の電池セル６と同期してセル電流を検出する。以上のように、特定の順番および所定のタイミングを設定しても良い。
【００７７】
（第３実施形態）
本実施形態では、第１、第２実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、セル電圧を検出する特定の順番とセル電流を検出する所定のタイミングが第１、第２実施形態と異なる。図６は、本実施形態における特定の順番および所定のタイミングを説明するための図である。
【００７８】
本実施形態では、特定の順番とは、図６に示されるように、組電池１を構成する複数の電池セル６のセル電圧を一通り検出する第１周期（Ｖ１〜Ｖ１２）と、この第１周期とは別に、複数の電池セル６を一つずつ順に検出する第２周期（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、・・・）と、を繰り返す順番である。
【００７９】
すなわち、各電池ＥＣＵ２〜４の電圧検出部２０は、Ｖ１の電池セル６のセル電圧を検出した後にＶ１〜Ｖ１２の電池セル６のセル電圧を順に検出する。この後、Ｖ２の電池セル６のセル電圧を検出した後にＶ１〜Ｖ１２の電池セル６のセル電圧を順に検出する。このように、セル電圧を一通り検出する前に、１つずつ異なる電池セル６のセル電圧を検出する。
【００８０】
一方、上記の特定の順番に対する所定のタイミングは、第２周期と同期が取れるタイミングである。すなわち、図６に示されるように、各電池ＥＣＵ２〜４の電流検出部３０は各電池セル６のセル電圧を個別に検出するタイミングに同期してセル電流を検出する。以上のように、特定の順番および所定のタイミングを設定しても良い。
【００８１】
（第４実施形態）
本実施形態では、第１〜第３実施形態と異なる部分について説明する。上記各実施形態では、スレーブとして機能する第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４はＥＣＵであるが、各電池セル６のセル電圧を検出できれば良いため、ＥＣＵよりも構成が簡略化された監視ユニットとして構成することもできる。
【００８２】
図７は、本実施形態に係る電池システムの全体構成図である。この図に示されるように、電池システムは、組電池１と、第１〜第３監視ユニット７〜９と、電池ＥＣＵ２と、制御ＥＣＵ５と、を備えて構成されている。このうち、電池ＥＣＵ２は上記各実施形態で示された第１電池ＥＣＵ２と同じ機能および構成を備えたＥＣＵである。制御ＥＣＵ５についても同様である。
【００８３】
そして、図１に示されるように、制御ＥＣＵ５は電池ＥＣＵ２に第１通信バス１０（ＣＡＮ１）を介して接続されている。一方、電池ＥＣＵ２と第１〜第３監視ユニット７〜９とは第２通信バス１１（ＣＡＮ２）を介して接続されている。第１通信バス１０および第２通信バス１１としては、例えばＣＡＮ通信が採用される。
【００８４】
このように、制御ＥＣＵ５に接続されるものは電池ＥＣＵ２のみである。すなわち、電池ＥＣＵ２は第１〜第３監視ユニット７〜９に対するマスタとして機能し、第１〜第３監視ユニット７〜９は電池ＥＣＵ２のスレーブとして機能する。
【００８５】
第１〜第３監視ユニット７〜９は、組電池１毎に設けられ、対応する組電池１の各々の電池セル６のセル電圧およびセル電流を検出する機能を備えたものである。そして、第１〜第３監視ユニット７〜９は対応する組電池１と共に電池パックを構成している。
【００８６】
図８は、図７に示される構成の具体的なブロック図である。なお、図８では組電池１の各電池セル６を省略している。
【００８７】
図８に示されるように、第１〜第３監視ユニット７〜９は、電圧検出部２０と、電流検出部３０と、ＳＯＨ演算部７０と、を備えている。これら電圧検出部２０、電流検出部３０、およびＳＯＨ演算部７０は、上記各実施形態で示されたものと同じである。
【００８８】
本実施形態では、電圧検出部２０は、測定したセル電圧を第２通信バス１１を介して電池ＥＣＵ２の平均電圧演算部４０、最大電圧演算部５０、および最小電圧演算部６０にそれぞれ出力する。
【００８９】
電流検出部３０は、上述の電圧検出部２０の特定の順番に対して所定のタイミングに合わせてセル電流を検出し、このセル電流をＳＯＨ演算部７０に出力する。また、ＳＯＨ演算部７０は、取得した各電池セル６の内部抵抗を第２通信バス１１を介して電池ＥＣＵ２の最悪ＳＯＨ演算部８０に出力する。
【００９０】
そして、電池ＥＣＵ２は、第１〜第３監視ユニット７〜９からセル電圧およびセル電流を集約し、セル電圧の平均電圧、最大電圧、最小電圧、および最も高い内部抵抗（最悪ＳＯＨ）をそれぞれ取得する。また、電池ＥＣＵ２の電池異常判定部９０は、取得した電池状態の情報（最大電圧、最小電圧、および最も高い内部抵抗（最悪ＳＯＨ））を集約し、当該集約した電池状態の情報に基づいて電池セル６が異常か否かを判定する。
【００９１】
このように、電池ＥＣＵ２は通信Ｉ／Ｆとして機能するマスタであるので、図８に示されるように本実施形態に係る電池ＥＣＵ２は電圧検出部２０および電流検出部３０を備えていない。
【００９２】
以上説明したように、電池ＥＣＵ２および第１〜第３監視ユニット７〜９を第２通信バス１１で接続することで制御ＥＣＵ５から独立した通信経路を形成し、第１〜第３監視ユニット７〜９で検出されたセル電圧およびセル電流を電池ＥＣＵ２で集約することもできる。
【００９３】
そして、電池ＥＣＵ２を通信Ｉ／Ｆのみとしているので、電池ＥＣＵ２を車両間で共通化することができる。
【００９４】
なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、第１〜第３監視ユニット７〜９が特許請求の範囲の「他の電池状態検出手段」に対応する。
【００９５】
（第５実施形態）
本実施形態では、第４実施形態と異なる部分について説明する。図９は、本実施形態に係る電池システムの全体構成図である。この図に示されるように、電池ＥＣＵ２は第１通信バス１０を介さずに、第３通信バス１２を介して接続されている。すなわち、この第３通信バス１２により電池ＥＣＵ２は第１通信バス１０を介さずに制御ＥＣＵ５と直接通信可能となっている。つまり、第３通信バス１２は電池ＥＣＵ２と制御ＥＣＵ５とを接続する専用の通信バスである。
【００９６】
したがって、電池セル６や組電池１の数が増大したとし電池ＥＣＵ２から制御ＥＣＵ５への第１通信バス１０のトラフィック負荷を無くすことができる。
【００９７】
（他の実施形態）
上記各実施形態で示された電池システムの構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明の特徴を含んだ他の構成とすることもできる。例えば、電池システムは、組電池１を含まない構成としても良い。つまり、電池システムは電池ＥＣＵ２〜４や監視ユニット７〜９のみで構成されていても良い。
【００９８】
また、第４実施形態では、第１〜第３監視ユニット７〜９にＳＯＨ演算部７０がそれぞれ設けられていたが、第１〜第３監視ユニット７〜９にＳＯＨ演算部７０を設けずに電池ＥＣＵ２のＳＯＨ演算部７０で内部抵抗（ＳＯＨ）を演算しても良い。これにより、第１〜第３監視ユニット７〜９の構成をさらに簡略化できる。
【００９９】
一方、第１〜第３監視ユニット７〜９に電池異常判定部９０を除いた各部、すなわち、電圧検出部２０、電流検出部３０、平均電圧演算部４０、最大電圧演算部５０、最小電圧演算部６０、ＳＯＨ演算部７０、および最悪ＳＯＨ演算部８０を備えさせても良い。
【０１００】
上記各実施形態では、電池システムをハイブリッド車等の電気自動車に適用することについて説明したが、これは電池システムの適用の一例であり、車両に限らず組電池１を利用して装置を作動させる場合に適用することができる。
【符号の説明】
【０１０１】
１ 組電池
２〜４ 電池ＥＣＵ（電池状態検出手段）
６ 電池セル
７〜９ 監視ユニット（電池状態検出手段）
２０ 電圧検出部（電圧検出手段）
２１ マルチプレクサ
２３ ＡＤ変換器
３０ 電流検出部（電流検出手段）
７０ ＳＯＨ演算部（内部抵抗検出手段）
８０ 最悪ＳＯＨ演算部（最悪ＳＯＨ検出手段）
９０ 電池異常判定部（電池異常判定手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組電池を構成する電池セルの異常の有無を判定する電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、組電池を構成する複数の電池セルをそれぞれ監視することで、各電池セルの保護機能のレベルアップが図られている。この場合、電池セルの劣化を示す劣化指標ＳＯＨ（State of Health）を単セルレベルで検知することが必要である。劣化指標ＳＯＨはいわゆる内部抵抗であり、電池セルのセル電圧と電池セルに流れるセル電流とから演算されるため、全ての電池セルのセル電圧の取得が必要である。
【０００３】
そこで、電池セルに対してＡ／Ｄコンバータが設けられた監視装置が、例えば特許文献１で提案されている。このＡ／Ｄコンバータによって電池セルのセル電圧が測定される。そして、測定されたセル電圧に基づいて電池セルの過放電や上記の劣化指標ＳＯＣが監視される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２１６４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、電気自動車等のシステムでは、車種によって異なるが、電池セルが例えば２４０個搭載される。この場合、電池ＥＣＵで各電池セルの劣化指標ＳＯＨを演算し、各電池ＥＣＵで得られた劣化指標ＳＯＨを他のＥＣＵで管理することが考えられる。
【０００６】
そして、上記のように電気自動車等のシステムでは用いられる電池セルの数が非常に多いので、図１０に示されるように、複数の電池セル６を所定数毎にグループ化した組電池１を複数構成し、組電池１毎に電池ＥＣＵ１００を設ける。この場合、車両の電気エネルギーを一括管理するＥＣＵであるパワーマネジメントＥＣＵ５（以下では制御ＥＣＵ５という）と各電池ＥＣＵ１００とはＣＡＮバス等の通信バス１０を介して通信可能な電池システムとして構成される。
【０００７】
しかしながら、全ての電池セル６に対して制御を行うために各電池ＥＣＵ１００から制御ＥＣＵ５に各電池セル６に関するデータをそれぞれ出力することになるので、通信バス１０に出力されるデータ量が膨大となる。電池セル６の数や組電池１の数が増えた場合も同様に各電池ＥＣＵ１００から通信バス１０に出力されるデータ量が膨大となる。このため、通信バス１０のトラフィック負荷が増大してしまうという問題がある。
【０００８】
なお、上記では、車両に搭載される電池システムについて説明したが、電池システムが適用される対象はもちろん車両に限られない。
【０００９】
本発明は上記点に鑑み、電池セルや組電池の数が増大したとしても、通信負荷の増大を抑制することができる電池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】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、複数の電池セルが直列に接続されている組電池の各々の電池セルの電池状態の情報を出力する電池状態検出手段を複数備えた電池システムであって、以下の点を特徴としている。
【００１１】
すなわち、複数の電池状態検出手段のうちの一つの電池状態検出手段は、他の電池状態検出手段で取得された電池状態の情報を集約し、当該集約した電池状態の情報に基づいて電池セルそれぞれが異常か否かを判定する電池異常判定手段を備えていることを特徴とする。
【００１２】
これによると、他の電池状態検出手段の電池状態の情報を一つの電池状態検出手段に全て集約しているので、複数の電池状態検出手段間で完結した独立の通信経路を形成することができる。このため、電池セルや組電池の数が増えたとしても、この独立した通信経路内で複数の電池状態検出手段の通信が完結するため、複数の電池状態検出手段から他の通信経路に対するトラフィック負荷の増大を必要最小限とすることができる。したがって、電池セルや組電池の数が増大したとしても、通信負荷の増大を抑制することができる。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明では、複数の電池セルが直列に接続されている組電池と、その組電池の各々の電池セルの電池状態を検出し、前記電池状態の情報を出力する電池状態検出手段と、で構成される電池パックを複数備えた電池システムであって、以下の点を特徴としている。
【００１４】
すなわち、複数の電池状態検出手段のうちの一つの電池状態検出手段は、当該一つの電池状態検出手段で取得された電池状態の情報および他の電池状態検出手段で取得された電池状態の情報を集約し、当該集約した電池状態の情報に基づいて電池セルそれぞれが異常か否かを判定する電池異常判定手段を備えていることを特徴とする。
【００１５】
これによると、複数の電池状態検出手段の電池状態の情報を一つの電池状態検出手段に全て集約しているので、複数の電池状態検出手段の間で完結した独立の通信経路を形成することができる。このため、電池セルや組電池の数が増えたとしても、この独立した通信経路内で複数の電池状態検出手段の通信が完結するため、複数の電池状態検出手段から他の通信経路に対するトラフィック負荷の増大を必要最小限とすることができる。したがって、電池セルや組電池の数が増大したとしても、通信負荷の増大を抑制することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明では、他の電池状態検出手段から出力される電池状態の情報とは、他の電池状態検出手段で検出される電池状態のうち、最悪状態の電池セルの情報であることを特徴とする。
【００１７】
これによると、他の電池状態検出手段で検出された全ての電池状態を出力しなくて済むので、他の電池状態検出手段から出力される情報量を少なくすることができる。また、一つの電池状態検出手段に集約される情報量も低減することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明では、電池状態の情報とは、電池セルの内部抵抗であることを特徴としている。そして、複数の電池状態検出手段それぞれは、組電池を構成する複数の電池セルのセル電圧をそれぞれ検出する電圧検出手段と、組電池を構成する複数の電池セルに流れるセル電流を検出する電流検出手段と、組電池を構成する複数の電池セルに流れるセル電流とセル電圧とから複数の電池セルの内部抵抗をそれぞれ検出する内部抵抗検出手段と、内部抵抗検出手段で取得された内部抵抗の中から最も高い内部抵抗を取得する最悪ＳＯＨ検出手段と、で構成されることを特徴とする。
【００１９】
これにより、複数の電池状態検出手段において、電池セルの電池状態として内部抵抗を演算することができる。
【００２０】
そして、請求項５に記載の発明のように、電圧検出手段は、ＡＤ変換器とマルチプレクサとを備えて構成され、組電池を構成する複数の電池セルの全てのセル電圧を特定の順番で切り替えて検出し、電流検出手段は、特定の順番に対して所定のタイミングに合わせてセル電流を検出することができる。
【００２１】
この場合、請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の発明において、特定の順番を、組電池を構成する複数の電池セルのセル電圧を一通り検出する周期を繰り返す順番とし、所定のタイミングを、複数の電池セルのセル電圧を一通り検出する周期より小さい周期であり、且つ、組電池を構成する全ての電池セルのセル電圧を検出するタイミングとそれぞれ同期が取れるタイミングとすることができる。
【００２２】
また、請求項７に記載の発明のように、請求項５に記載の発明において、特定の順番を、組電池を構成する複数の電池セルのセル電圧を一通り検出する周期を繰り返し、且つ、周期毎に一番初めにセル電圧を検出する電池セルを順に切り替える順番とし、所定のタイミングを、複数の電池セルのセル電圧を一通り検出する周期の一番初めの電池セルと同期が取れるタイミングとすることができる。
【００２３】
さらに、請求項８に記載の発明のように、請求項５に記載の発明において、特定の順番を、組電池を構成する複数の電池セルのセル電圧を一通り検出する第１周期と、この第１周期とは別に、複数の電池セルを一つずつ順に検出する第２周期と、を繰り返す順番とし、所定のタイミングを、第２周期と同期が取れるタイミングとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電池システムの全体構成図である。
【図２】図１に示される構成の具体的なブロック図である。
【図３】電圧検出部および電流検出部の具体的な構成の一例を示した図である。
【図４】第１実施形態における特定の順番および所定のタイミングを説明するための図である。
【図５】第２実施形態における特定の順番および所定のタイミングを説明するための図である。
【図６】第３実施形態における特定の順番および所定のタイミングを説明するための図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る電池システムの全体構成図である。
【図８】図７に示される構成の具体的なブロック図である。
【図９】本発明の第５実施形態に係る電池システムの全体構成図である。
【図１０】課題を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００２６】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。以下では、「発明が解決しようとする課題」で説明した図１０に示す構成要素と同一のものには、同一符号を記してある。
【００２７】
図１は、本実施形態に係る電池システムの全体構成図である。この図に示されるように、電池システムは、組電池１と第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４とパワーマネジメントＥＣＵ５（以下では制御ＥＣＵ５という）とを備えて構成されている。
【００２８】
組電池１は、最小単位である電池セル６が直列に複数接続されて構成された電池群である。電池セル６は例えば１２個が直列に接続されている。電池セル６として充電可能なリチウムイオン二次電池が用いられる。そして、組電池１はハイブリッド車等の電気自動車に搭載され、インバータやモータ等の負荷を駆動するための電源や電子機器の電源等に用いられる。
【００２９】
第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４は、組電池１毎に設けられ、対応する組電池１の各々の電池セル６の電池状態を検出し、検出した電池状態の情報を出力するＥＣＵである。ここで、「電池状態」とは、後述するが、電池セル６のセル電圧の平均電圧、最大電圧、最小電圧、および最も高い内部抵抗（最悪ＳＯＨ）である。ＥＣＵは、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたマイクロコンピュータがＲＯＭ等に記憶されたプログラムに従って所定の機能を実行する制御回路である。
【００３０】
そして、第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４は対応する組電池１と共に電池パックを構成している。つまり、１つの電池ＥＣＵと１つの組電池１とで電池パックが構成されている。なお、図１では３つの電池パックが示されているが、電池パックは３つ以上であっても良い。本実施形態では、電池パックは３つであるとする。
【００３１】
制御ＥＣＵ５は、第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４で取得された電池状態の情報に基づいて、車両の電気エネルギーを一括管理するＥＣＵである。
【００３２】
上記構成において、図１に示されるように、制御ＥＣＵ５は第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４のうちの第１電池ＥＣＵ２に第１通信バス１０（ＣＡＮ１）を介して接続されている。一方、第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４は第２通信バス１１（ＣＡＮ２）を介して接続されている。第１通信バス１０および第２通信バス１１としては、例えばＣＡＮ通信が採用される。
【００３３】
このように、複数の電池ＥＣＵ２〜４が存在しているが、制御ＥＣＵ５に接続される電池ＥＣＵは第１電池ＥＣＵ２のみである。すなわち、第１電池ＥＣＵ２は第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４に対するマスタとして機能し、第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４は第１電池ＥＣＵ２のスレーブとして機能する。
【００３４】
次に、第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４の具体的な構成について、図２を参照して説明する。図２は図１に示される構成の具体的なブロック図である。なお、図２では組電池１の各電池セル６を省略している。
【００３５】
図２に示されるように、マスタである第１電池ＥＣＵ２は、電圧検出部２０、電流検出部３０、平均電圧演算部４０、最大電圧演算部５０、最小電圧演算部６０、ＳＯＨ演算部７０、最悪ＳＯＨ演算部８０、および電池異常判定部９０を備えている。
【００３６】
電圧検出部２０は、組電池１を構成する各電池セル６のセル電圧をそれぞれ検出する測定部である。また、電流検出部３０は、組電池１に流れるセル電流を検出する測定部である。これら電圧検出部２０および電流検出部３０の具体的な構成の一例を図３に示す。なお、図３では８個の電池セル６（Ｖ１〜Ｖ８）について示している。
【００３７】
図３に示されるように、電圧検出部２０は、マルチプレクサ２１と、電圧ホールド部２２と、ＡＤ変換器２３（ＡＤ）と、を備えて構成されている。
【００３８】
マルチプレクサ２１は、組電池１の各電池セル６のうちのいずれかと電圧ホールド部２２とを接続するスイッチ群（Ｓｆ１〜Ｓｆ８）である。このため、マルチプレクサ２１は、各電池セル６の正極側に接続される複数の正極側スイッチ２１ａと、電池セル６の負極側に接続される複数の負極側スイッチ２１ｂと、を備えている。
【００３９】
例えば、最も高電圧側の電池セル６（Ｖ１）のセル電圧を検出する場合、正極側スイッチ２１ａのうちのＳｆ１と負極側スイッチ２１ｂのうちのＳｆ１がオンされる。これにより、電池セル６（Ｖ１）の両端が電圧ホールド部２２に接続される。マルチプレクサ２１における各スイッチの切り替えは、後述する特定の順番で切り替えられる。
【００４０】
電圧ホールド部２２はマルチプレクサ２１で選択された電池セル６のセル電圧をコンデンサＣで保持する。コンデンサＣの両端にはスイッチＳｄおよび抵抗Ｒが直列接続され、コンデンサＣの一方の電極がスイッチＳｒ１を介してＡＤ変換器２３に接続され、コンデンサＣの他方の電極がスイッチＳｒ２を介してＡＤ変換器２３に接続されている。なお、電圧ホールド部２２はマルチプレクサ２１の構成に含まれていても良い。
【００４１】
電圧ホールド部２２がマルチプレクサ２１で選択された電池セル６のセル電圧をコンデンサＣに保持する場合、スイッチＳｄ、Ｓｒ１、Ｓｒ２はすべてオフされる。そして、ＡＤ変換器２３がセル電圧を測定する場合、スイッチＳｒ１、Ｓｒ２がオンされる。コンデンサＣを放電する際にはスイッチＳｄがオンされる。
【００４２】
ＡＤ変換器２３は、測定したセル電圧を平均電圧演算部４０、最大電圧演算部５０、最小電圧演算部６０、およびＳＯＨ演算部７０にそれぞれ出力する。
【００４３】
また、電流検出部３０は、組電池１を構成する電池セル６に流れるセル電流を検出する測定部である。この電流検出部３０は、各電池セル６の内部抵抗（ＳＯＨ）を取得する際に電池セル６に流れるセル電流を検出するように構成され、組電池１のうち最も低電圧側の電池セル６の負極側に設けられている。電流検出部３０は、電圧検出部２０の特定の順番に対して所定のタイミングに合わせてセル電流を検出し、このセル電流をＳＯＨ演算部７０に出力する。
【００４４】
図２に示される平均電圧演算部４０は、電圧検出部２０から組電池１を構成する電池セル６の全てのセル電圧を入力し、全てのセル電圧の平均電圧を取得する演算部である。同様に、最大電圧演算部５０は全てのセル電圧の中から最大電圧を取得する演算部であり、最小電圧演算部６０は全てのセル電圧の中から最小電圧を取得する演算部である。最大電圧演算部５０および最小電圧演算部６０は、取得したセル電圧の最大電圧や最小電圧を電池異常判定部９０に出力する。これら平均電圧、最大電圧、および最小電圧は、電池状態のうちの一つの状態である。
【００４５】
ＳＯＨ演算部７０は、電圧検出部２０から組電池１を構成する電池セル６の全てのセル電圧を入力すると共に、電流検出部３０からセル電流を入力し、これらセル電圧およびセル電流から内部抵抗を取得する演算部である。ＳＯＨ演算部７０は、取得した各電池セル６の内部抵抗を最悪ＳＯＨ演算部８０に出力する。電池セル６の内部抵抗は、電池状態のうちの一つの状態である。
【００４６】
最悪ＳＯＨ演算部８０は、ＳＯＨ演算部７０から入力される全ての内部抵抗の中から最も高い内部抵抗（最悪ＳＯＨ）を取得する演算部である。本実施形態では、最悪ＳＯＨ演算部８０は、取得した最も高い内部抵抗（最悪ＳＯＨ）を電池異常判定部９０に出力する。
【００４７】
電池異常判定部９０は、最大電圧演算部５０から入力したセル電圧の最大電圧、最小電圧演算部６０から入力したセル電圧の最小電圧、最悪ＳＯＨ演算部８０から入力した最も高い内部抵抗（最悪ＳＯＨ）に基づいて、電池セル６の異常の有無を判定する判定部である。電池セル６の異常とは、電池セル６の過充電、過放電、劣化等である。そして、電池異常判定部９０は、いずれかの電池セル６に異常が生じたことを判定すると、その判定結果（異常フラグ）を制御ＥＣＵ５に出力する。
【００４８】
一方、スレーブである第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４は、電池異常判定部９０を備えていないこと以外は第１電池ＥＣＵ２と同じ構成となっている。すなわち、第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４は異常判定を行わない監視ユニットであると言える。
【００４９】
なお、図２では、スレーブとして機能する第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４に電池異常判定部９０が備えられていないが、もちろん第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４に電池異常判定部９０が備えられていても良い。この場合、第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４の電池異常判定部９０を機能させなければ良い。
【００５０】
そして、第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４に備えられた平均電圧演算部４０は、取得したセル電圧の平均電圧をマスタとして機能する第１電池ＥＣＵ２に備えられた平均電圧演算部４０に第２通信バス１１を介してそれぞれ出力する。
【００５１】
同様に、第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４に備えられた最大電圧演算部５０は、取得したセル電圧の最大電圧を第１電池ＥＣＵ２に備えられた最大電圧演算部５０に第２通信バス１１を介してそれぞれ出力する。第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４に備えられた最小電圧演算部６０は、取得したセル電圧の最小電圧を第１電池ＥＣＵ２に備えられた最小電圧演算部６０に第２通信バス１１を介してそれぞれ出力する。第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４に備えられた最悪ＳＯＨ演算部８０は、取得した最も高い内部抵抗（最悪ＳＯＨ）を第１電池ＥＣＵ２に備えられた最悪ＳＯＨ演算部８０に第２通信バス１１を介してそれぞれ出力する。
【００５２】
ここで、第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４から出力される電池状態の情報とは、第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４で検出される電池状態のうち、少なくとも最悪状態の電池セル６の情報を含んだ情報である。ここで、「最悪状態」とは、電池セル６の劣化が進行して内部抵抗が大きくなる等、最も状態が悪いことをいう。したがって、最悪状態の電池セル６の情報とは、最も状態が悪い電池セル６のセル電圧の最大電圧、最小電圧、および最も高い内部抵抗（最悪ＳＯＨ）であり、この情報が電池状態の情報に含まれる。本実施形態では、平均電圧も電池状態の情報である。
【００５３】
上述のように、第１電池ＥＣＵ２は自身に対応した組電池１の各電池セル６のセル電圧の平均電圧、最大電圧、最小電圧、および最も高い内部抵抗（最悪ＳＯＨ）をそれぞれ取得するが、第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４でそれぞれ取得されたセル電圧の平均電圧、最大電圧、最小電圧、および最も高い内部抵抗（最悪ＳＯＨ）も取得する。
【００５４】
そして、第１電池ＥＣＵ２の平均電圧演算部４０は、第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４の平均電圧を制御ＥＣＵ５に出力する。
【００５５】
また、第１電池ＥＣＵ２の電池異常判定部９０は、第１電池ＥＣＵ２で取得された電池状態の情報（最大電圧、最小電圧、および最も高い内部抵抗（最悪ＳＯＨ））および第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４で取得された電池状態の情報（最大電圧、最小電圧、および最も高い内部抵抗（最悪ＳＯＨ））を集約し、当該集約した電池状態の情報に基づいて電池セル６が異常か否かを判定する。すなわち、第１電池ＥＣＵ２は、当該第１電池ＥＣＵ２に対応した組電池１の各電池セル６の異常の有無の判定だけでなく、第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４に対応した各組電池１の各電池セル６の異常の有無も判定する。そして、電池異常判定部９０は、その判定結果（異常フラグ）を制御ＥＣＵ５に出力する。
【００５６】
制御ＥＣＵ５は、電池パックを用いて車両に搭載された電気機器（アクチュエータ）を動作させる制御部５ａを備えている。制御部５ａは、第１通信バス１０を介して第１電池ＥＣＵ２から入力した判定結果（異常フラグ）に基づいて各電池パックの使用を制御する。以上が、本実施形態に係る電池システムの構成である。
【００５７】
次に、本実施形態に係る電池システムの作動について、図４を参照して説明する。図４は、第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４においてセル電圧の検出順番とセル電流の検出タイミングとを示した図である。なお、以下では組電池１を構成する電池セル６の数を１２個（Ｖ１〜Ｖ１２）とする。
【００５８】
各電池ＥＣＵ２〜４は、特定の順番で組電池１の各電池セル６のセル電圧を検出する。特定の順番とは、図４に示されるように、組電池１を構成する複数の電池セル６のセル電圧をＶ１からＶ１２まで一通り順番に検出する周期を繰り返す順番である。すなわち、各電池ＥＣＵ２〜４の電圧検出部２０は、Ｖ１の電池セル６からＶ１２の電池セル６まで順番にセル電圧をそれぞれ検出する。
【００５９】
このように特定の順番でセル電圧を検出しているときに、各電池ＥＣＵ２〜４の電流検出部３０はセル電圧を検出する特定の順番に対して所定のタイミングに合わせてセル電流を検出する。ここで、所定のタイミングとは、セル電圧をＶ１からＶ１２まで一通り検出する周期より小さい周期であり、且つ、組電池１を構成する全ての電池セル６のセル電圧を検出するタイミングとそれぞれ同期が取れるタイミングである。
【００６０】
例えば、図４に示されるように、Ｖ１の電池セル６のセル電圧の検出に同期してセル電流を検出した場合、次はＶ１１の電池セル６のセル電圧の検出に同期してセル電流を検出する。セル電流を検出する周期はＶ１〜Ｖ１１であるから、「セル電圧をＶ１からＶ１２まで一通り検出する周期（Ｖ１〜Ｖ１２）」を一周期とするとセル電流を検出する周期（Ｖ１〜Ｖ１１）はセル電圧を検出する周期よりも小さい周期である。
【００６１】
したがって、Ｖ１を基準とすると、Ｖ１のセル電圧およびセル電流を検出し、Ｖ２〜Ｖ１０のセル電圧を検出し、Ｖ１１のセル電圧およびセル電流を検出し、Ｖ１２のセル電圧を検出してセル電圧の検出の一周期が終了する。次のセル電圧の検出周期では、Ｖ１〜Ｖ９のセル電圧を検出し、Ｖ１０のセル電圧およびセル電流を検出し、Ｖ１１、Ｖ１２のセル電圧を検出してセル電圧の検出の一周期が終了する。このように、セル電圧の検出の一周期を繰り返していくと、セル電流の検出タイミングが一電池セル６ずつずれていく。
【００６２】
各電池ＥＣＵ２〜４は、上記のようにして検出したセル電圧およびセル電流から、セル電圧の平均電圧、最大電圧、最小電圧、および最も高い内部抵抗（最悪ＳＯＨ）をそれぞれ取得する。そして、スレーブとして機能する第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４は、取得したセル電圧の平均電圧、最大電圧、最小電圧、および最も高い内部抵抗（最悪ＳＯＨ）を第２通信バス１１を介して第１電池ＥＣＵ２に出力する。
【００６３】
このように、スレーブとして機能する第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４で検出された電池セル６毎の全ての電池状態を出力せずに電池状態の情報としてセル電圧の平均電圧、最大電圧、最小電圧、および最も高い内部抵抗（最悪ＳＯＨ）を出力しているので、第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４から出力される情報量を少なくすることができる。言い換えると、第１電池ＥＣＵ２に集約される情報量を低減することができる。
【００６４】
そして、第１電池ＥＣＵ２にて第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４の全ての電池状態の情報を集約し、電池異常判定部９０で異常と判定された電池セル６の情報のみを第１通信バス１０を介して制御ＥＣＵ５に出力する。これにより、電池パックが複数設けられていたとしても、各電池ＥＣＵ２〜４と制御ＥＣＵ５との通信はそれぞれ個別ではなく、第１電池ＥＣＵ２が一括して行うため、第１通信バス１０で通信の混雑が起こることはない。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態では、電池パックを構成する第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４を第２通信バス１１でそれぞれ接続することで独立した通信経路で通信することが特徴となっている。また、第１電池ＥＣＵ２をマスタとし、第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４をスレーブとして、第１電池ＥＣＵ２に第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４の電池状態の情報を集約していることが特徴となっている。
【００６６】
このように、第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４の電池状態の情報を第２通信バス１１を介して第１電池ＥＣＵ２に全て集約しているので、第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４の間で制御ＥＣＵ５から独立した通信経路を形成することができる。このため、電池セル６や組電池１の数が増えたとしても、この独立した通信経路内で第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４の通信を完結させることができ、第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４から制御ＥＣＵ５への第１通信バス１０のトラフィック負荷の増大を必要最小限とすることができる。したがって、電池セル６や組電池１の数が増大したとしても、通信負荷の増大を抑制することができる。
【００６７】
そして、スレーブとして機能する第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４を異常判定を行わない監視ユニットとしているので、低コスト化が可能である。
【００６８】
また、第１通信バス１０および第２通信バス１１を介することで、マスタである第１電池ＥＣＵ２とスレーブである第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４と制御ＥＣＵ５との各マイコンで相互診断することも可能である。
【００６９】
さらに、ローカル通信ＩＤを車両コネクタで設定することで、第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４を共通のハードウェアとすることもできる。
【００７０】
なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、第１〜第３電池ＥＣＵ２〜４が特許請求の範囲の「電池状態検出手段」に対応する。各電池ＥＣＵ２〜４のうち、第１電池ＥＣＵ２が特許請求の範囲の「一つの電池状態検出手段」に対応し、第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４が特許請求の範囲の「他の電池状態検出手段」に対応する。
【００７１】
また、電圧検出部２０が特許請求の範囲の「電圧検出手段」に対応し、電流検出部３０が特許請求の範囲の「電流検出手段」に対応する。ＳＯＨ演算部７０が特許請求の範囲の「内部抵抗検出手段」に対応し、最悪ＳＯＨ演算部８０が特許請求の範囲の「最悪ＳＯＨ検出手段」に対応する。さらに、電池異常判定部９０が特許請求の範囲の「電池異常判定手段」に対応する。
【００７２】
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、セル電圧を検出する特定の順番とセル電流を検出する所定のタイミングが第１実施形態と異なる。図５は、本実施形態における特定の順番および所定のタイミングを説明するための図である。
【００７３】
本実施形態では、特定の順番とは、図５に示されるように、組電池１を構成する複数の電池セル６のセル電圧を一通り検出する周期を繰り返し、且つ、周期毎に一番初めにセル電圧を検出する電池セル６が順に切り替わる順番である。
【００７４】
すなわち、各電池ＥＣＵ２〜４の電圧検出部２０は、Ｖ１の電池セル６からＶ１２の電池セル６まで順番にセル電圧をそれぞれ検出すると、次の一周期ではＶ２からセル電圧を検出し始めてＶ１２のセル電圧を検出した後にＶ１のセル電圧を検出して一周期が終了する。この次の一周期では、Ｖ３からセル電圧を検出し始めてＶ１２のセル電圧を検出した後にＶ１、Ｖ２のセル電圧を検出して一周期が終了する。このように、セル電圧を検出する周期の先頭の電池セル６がＶ１から順番に１つずつずれる。
【００７５】
一方、上記の特定の順番に対する所定のタイミングは、特定の順番における周期の一番初めの電池セル６と同期が取れるタイミングである。すなわち、Ｖ１〜Ｖ１２の電池セル６のセル電圧を検出する先頭の電池セル６と同期したタイミングである。
【００７６】
したがって、Ｖ１をセル電圧の先頭の電池セル６とすると、図５に示されるように、各電池ＥＣＵ２〜４の電流検出部３０はＶ１の電池セル６に同期してセル電流を検出した場合、次はＶ２の電池セル６のセル電圧の検出に同期してセル電流を検出する。このように、各電池ＥＣＵ２〜４の電流検出部３０はセル電圧を検出する周期の先頭の電池セル６と同期してセル電流を検出する。以上のように、特定の順番および所定のタイミングを設定しても良い。
【００７７】
（第３実施形態）
本実施形態では、第１、第２実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、セル電圧を検出する特定の順番とセル電流を検出する所定のタイミングが第１、第２実施形態と異なる。図６は、本実施形態における特定の順番および所定のタイミングを説明するための図である。
【００７８】
本実施形態では、特定の順番とは、図６に示されるように、組電池１を構成する複数の電池セル６のセル電圧を一通り検出する第１周期（Ｖ１〜Ｖ１２）と、この第１周期とは別に、複数の電池セル６を一つずつ順に検出する第２周期（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、・・・）と、を繰り返す順番である。
【００７９】
すなわち、各電池ＥＣＵ２〜４の電圧検出部２０は、Ｖ１の電池セル６のセル電圧を検出した後にＶ１〜Ｖ１２の電池セル６のセル電圧を順に検出する。この後、Ｖ２の電池セル６のセル電圧を検出した後にＶ１〜Ｖ１２の電池セル６のセル電圧を順に検出する。このように、セル電圧を一通り検出する前に、１つずつ異なる電池セル６のセル電圧を検出する。
【００８０】
一方、上記の特定の順番に対する所定のタイミングは、第２周期と同期が取れるタイミングである。すなわち、図６に示されるように、各電池ＥＣＵ２〜４の電流検出部３０は各電池セル６のセル電圧を個別に検出するタイミングに同期してセル電流を検出する。以上のように、特定の順番および所定のタイミングを設定しても良い。
【００８１】
（第４実施形態）
本実施形態では、第１〜第３実施形態と異なる部分について説明する。上記各実施形態では、スレーブとして機能する第２電池ＥＣＵ３および第３電池ＥＣＵ４はＥＣＵであるが、各電池セル６のセル電圧を検出できれば良いため、ＥＣＵよりも構成が簡略化された監視ユニットとして構成することもできる。
【００８２】
図７は、本実施形態に係る電池システムの全体構成図である。この図に示されるように、電池システムは、組電池１と、第１〜第３監視ユニット７〜９と、電池ＥＣＵ２と、制御ＥＣＵ５と、を備えて構成されている。このうち、電池ＥＣＵ２は上記各実施形態で示された第１電池ＥＣＵ２と同じ機能および構成を備えたＥＣＵである。制御ＥＣＵ５についても同様である。
【００８３】
そして、図１に示されるように、制御ＥＣＵ５は電池ＥＣＵ２に第１通信バス１０（ＣＡＮ１）を介して接続されている。一方、電池ＥＣＵ２と第１〜第３監視ユニット７〜９とは第２通信バス１１（ＣＡＮ２）を介して接続されている。第１通信バス１０および第２通信バス１１としては、例えばＣＡＮ通信が採用される。
【００８４】
このように、制御ＥＣＵ５に接続されるものは電池ＥＣＵ２のみである。すなわち、電池ＥＣＵ２は第１〜第３監視ユニット７〜９に対するマスタとして機能し、第１〜第３監視ユニット７〜９は電池ＥＣＵ２のスレーブとして機能する。
【００８５】
第１〜第３監視ユニット７〜９は、組電池１毎に設けられ、対応する組電池１の各々の電池セル６のセル電圧およびセル電流を検出する機能を備えたものである。そして、第１〜第３監視ユニット７〜９は対応する組電池１と共に電池パックを構成している。
【００８６】
図８は、図７に示される構成の具体的なブロック図である。なお、図８では組電池１の各電池セル６を省略している。
【００８７】
図８に示されるように、第１〜第３監視ユニット７〜９は、電圧検出部２０と、電流検出部３０と、ＳＯＨ演算部７０と、を備えている。これら電圧検出部２０、電流検出部３０、およびＳＯＨ演算部７０は、上記各実施形態で示されたものと同じである。
【００８８】
本実施形態では、電圧検出部２０は、測定したセル電圧を第２通信バス１１を介して電池ＥＣＵ２の平均電圧演算部４０、最大電圧演算部５０、および最小電圧演算部６０にそれぞれ出力する。
【００８９】
電流検出部３０は、上述の電圧検出部２０の特定の順番に対して所定のタイミングに合わせてセル電流を検出し、このセル電流をＳＯＨ演算部７０に出力する。また、ＳＯＨ演算部７０は、取得した各電池セル６の内部抵抗を第２通信バス１１を介して電池ＥＣＵ２の最悪ＳＯＨ演算部８０に出力する。
【００９０】
そして、電池ＥＣＵ２は、第１〜第３監視ユニット７〜９からセル電圧およびセル電流を集約し、セル電圧の平均電圧、最大電圧、最小電圧、および最も高い内部抵抗（最悪ＳＯＨ）をそれぞれ取得する。また、電池ＥＣＵ２の電池異常判定部９０は、取得した電池状態の情報（最大電圧、最小電圧、および最も高い内部抵抗（最悪ＳＯＨ））を集約し、当該集約した電池状態の情報に基づいて電池セル６が異常か否かを判定する。
【００９１】
このように、電池ＥＣＵ２は通信Ｉ／Ｆとして機能するマスタであるので、図８に示されるように本実施形態に係る電池ＥＣＵ２は電圧検出部２０および電流検出部３０を備えていない。
【００９２】
以上説明したように、電池ＥＣＵ２および第１〜第３監視ユニット７〜９を第２通信バス１１で接続することで制御ＥＣＵ５から独立した通信経路を形成し、第１〜第３監視ユニット７〜９で検出されたセル電圧およびセル電流を電池ＥＣＵ２で集約することもできる。
【００９３】
そして、電池ＥＣＵ２を通信Ｉ／Ｆのみとしているので、電池ＥＣＵ２を車両間で共通化することができる。
【００９４】
なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、第１〜第３監視ユニット７〜９が特許請求の範囲の「他の電池状態検出手段」に対応する。
【００９５】
（第５実施形態）
本実施形態では、第４実施形態と異なる部分について説明する。図９は、本実施形態に係る電池システムの全体構成図である。この図に示されるように、電池ＥＣＵ２は第１通信バス１０を介さずに、第３通信バス１２を介して接続されている。すなわち、この第３通信バス１２により電池ＥＣＵ２は第１通信バス１０を介さずに制御ＥＣＵ５と直接通信可能となっている。つまり、第３通信バス１２は電池ＥＣＵ２と制御ＥＣＵ５とを接続する専用の通信バスである。
【００９６】
したがって、電池セル６や組電池１の数が増大したとし電池ＥＣＵ２から制御ＥＣＵ５への第１通信バス１０のトラフィック負荷を無くすことができる。
【００９７】
（他の実施形態）
上記各実施形態で示された電池システムの構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明の特徴を含んだ他の構成とすることもできる。例えば、電池システムは、組電池１を含まない構成としても良い。つまり、電池システムは電池ＥＣＵ２〜４や監視ユニット７〜９のみで構成されていても良い。
【００９８】
また、第４実施形態では、第１〜第３監視ユニット７〜９にＳＯＨ演算部７０がそれぞれ設けられていたが、第１〜第３監視ユニット７〜９にＳＯＨ演算部７０を設けずに電池ＥＣＵ２のＳＯＨ演算部７０で内部抵抗（ＳＯＨ）を演算しても良い。これにより、第１〜第３監視ユニット７〜９の構成をさらに簡略化できる。
【００９９】
一方、第１〜第３監視ユニット７〜９に電池異常判定部９０を除いた各部、すなわち、電圧検出部２０、電流検出部３０、平均電圧演算部４０、最大電圧演算部５０、最小電圧演算部６０、ＳＯＨ演算部７０、および最悪ＳＯＨ演算部８０を備えさせても良い。
【０１００】
上記各実施形態では、電池システムをハイブリッド車等の電気自動車に適用することについて説明したが、これは電池システムの適用の一例であり、車両に限らず組電池１を利用して装置を作動させる場合に適用することができる。
【符号の説明】
【０１０１】
１ 組電池
２〜４ 電池ＥＣＵ（電池状態検出手段）
６ 電池セル
７〜９ 監視ユニット（電池状態検出手段）
２０ 電圧検出部（電圧検出手段）
２１ マルチプレクサ
２３ ＡＤ変換器
３０ 電流検出部（電流検出手段）
７０ ＳＯＨ演算部（内部抵抗検出手段）
８０ 最悪ＳＯＨ演算部（最悪ＳＯＨ検出手段）
９０ 電池異常判定部（電池異常判定手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セルが直列に接続されている組電池の各々の電池セルの電池状態の情報を出力する電池状態検出手段を複数備えた電池システムであって、
前記複数の電池状態検出手段のうちの一つの電池状態検出手段は、他の電池状態検出手段で取得された電池状態の情報を集約し、当該集約した電池状態の情報に基づいて前記電池セルそれぞれが異常か否かを判定する電池異常判定手段を備えていることを特徴とする電池システム。
【請求項２】
複数の電池セルが直列に接続されている組電池と、その組電池の各々の電池セルの電池状態を検出し、前記電池状態の情報を出力する電池状態検出手段と、で構成される電池パックを複数備えた電池システムであって、
前記複数の電池状態検出手段のうちの一つの電池状態検出手段は、当該一つの電池状態検出手段で取得された電池状態の情報および他の電池状態検出手段で取得された電池状態の情報を集約し、当該集約した電池状態の情報に基づいて前記電池セルそれぞれが異常か否かを判定する電池異常判定手段を備えていることを特徴とする電池システム。
【請求項３】
前記他の電池状態検出手段から出力される電池状態の情報とは、前記他の電池状態検出手段で検出される電池状態のうち、最悪状態の電池セルの情報であることを特徴とする請求項１または２に記載の電池システム。
【請求項４】
前記電池状態の情報とは、前記電池セルの内部抵抗であり、
前記複数の電池状態検出手段それぞれは、
前記組電池を構成する複数の電池セルのセル電圧をそれぞれ検出する電圧検出手段と、
前記組電池を構成する複数の電池セルに流れるセル電流を検出する電流検出手段と、
前記組電池を構成する複数の電池セルに流れるセル電流とセル電圧とから前記複数の電池セルの内部抵抗をそれぞれ検出する内部抵抗検出手段と、
前記内部抵抗検出手段で取得された内部抵抗の中から最も高い内部抵抗を取得する最悪ＳＯＨ検出手段と、で構成されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電池システム。
【請求項５】
前記電圧検出手段は、ＡＤ変換器とマルチプレクサとを備えて構成され、前記組電池を構成する複数の電池セルの全てのセル電圧を特定の順番で切り替えて検出し、
前記電流検出手段は、前記特定の順番に対して所定のタイミングに合わせてセル電流を検出することを特徴とする請求項４に記載の電池システム。
【請求項６】
前記特定の順番は、前記組電池を構成する複数の電池セルのセル電圧を一通り検出する周期を繰り返す順番であり、
前記所定のタイミングは、前記一通り検出する周期より小さい周期であり、且つ、前記組電池を構成する全ての電池セルのセル電圧を検出するタイミングとそれぞれ同期が取れるタイミングであることを特徴とする請求項５に記載の電池システム。
【請求項７】
前記特定の順番は、前記組電池を構成する複数の電池セルのセル電圧を一通り検出する周期を繰り返し、且つ、周期毎に一番初めにセル電圧を検出する電池セルを順に切り替える順番であり、
前記所定のタイミングは、前記一通り検出する周期の一番初めの電池セルと同期が取れるタイミングであることを特徴とする請求項５に記載の電池システム。
【請求項８】
前記特定の順番は、前記組電池を構成する複数の電池セルのセル電圧を一通り検出する第１周期と、この第１周期とは別に、前記複数の電池セルを一つずつ順に検出する第２周期と、を繰り返す順番であり、
前記所定のタイミングは、前記第２周期と同期が取れるタイミングであることを特徴とする請求項５に記載の電池システム。
【請求項１】
複数の電池セルが直列に接続されている組電池の各々の電池セルの電池状態の情報を出力する電池状態検出手段を複数備えた電池システムであって、
前記複数の電池状態検出手段のうちの一つの電池状態検出手段は、他の電池状態検出手段で取得された電池状態の情報を集約し、当該集約した電池状態の情報に基づいて前記電池セルそれぞれが異常か否かを判定する電池異常判定手段を備えていることを特徴とする電池システム。
【請求項２】
複数の電池セルが直列に接続されている組電池と、その組電池の各々の電池セルの電池状態を検出し、前記電池状態の情報を出力する電池状態検出手段と、で構成される電池パックを複数備えた電池システムであって、
前記複数の電池状態検出手段のうちの一つの電池状態検出手段は、当該一つの電池状態検出手段で取得された電池状態の情報および他の電池状態検出手段で取得された電池状態の情報を集約し、当該集約した電池状態の情報に基づいて前記電池セルそれぞれが異常か否かを判定する電池異常判定手段を備えていることを特徴とする電池システム。
【請求項３】
前記他の電池状態検出手段から出力される電池状態の情報とは、前記他の電池状態検出手段で検出される電池状態のうち、最悪状態の電池セルの情報であることを特徴とする請求項１または２に記載の電池システム。
【請求項４】
前記電池状態の情報とは、前記電池セルの内部抵抗であり、
前記複数の電池状態検出手段それぞれは、
前記組電池を構成する複数の電池セルのセル電圧をそれぞれ検出する電圧検出手段と、
前記組電池を構成する複数の電池セルに流れるセル電流を検出する電流検出手段と、
前記組電池を構成する複数の電池セルに流れるセル電流とセル電圧とから前記複数の電池セルの内部抵抗をそれぞれ検出する内部抵抗検出手段と、
前記内部抵抗検出手段で取得された内部抵抗の中から最も高い内部抵抗を取得する最悪ＳＯＨ検出手段と、で構成されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電池システム。
【請求項５】
前記電圧検出手段は、ＡＤ変換器とマルチプレクサとを備えて構成され、前記組電池を構成する複数の電池セルの全てのセル電圧を特定の順番で切り替えて検出し、
前記電流検出手段は、前記特定の順番に対して所定のタイミングに合わせてセル電流を検出することを特徴とする請求項４に記載の電池システム。
【請求項６】
前記特定の順番は、前記組電池を構成する複数の電池セルのセル電圧を一通り検出する周期を繰り返す順番であり、
前記所定のタイミングは、前記一通り検出する周期より小さい周期であり、且つ、前記組電池を構成する全ての電池セルのセル電圧を検出するタイミングとそれぞれ同期が取れるタイミングであることを特徴とする請求項５に記載の電池システム。
【請求項７】
前記特定の順番は、前記組電池を構成する複数の電池セルのセル電圧を一通り検出する周期を繰り返し、且つ、周期毎に一番初めにセル電圧を検出する電池セルを順に切り替える順番であり、
前記所定のタイミングは、前記一通り検出する周期の一番初めの電池セルと同期が取れるタイミングであることを特徴とする請求項５に記載の電池システム。
【請求項８】
前記特定の順番は、前記組電池を構成する複数の電池セルのセル電圧を一通り検出する第１周期と、この第１周期とは別に、前記複数の電池セルを一つずつ順に検出する第２周期と、を繰り返す順番であり、
前記所定のタイミングは、前記第２周期と同期が取れるタイミングであることを特徴とする請求項５に記載の電池システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−８３１２３（Ｐ２０１２−８３１２３Ａ）
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２７２８６（Ｐ２０１０−２２７２８６）
【出願日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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