電池監視装置
【課題】監視手段と制御手段との間を絶縁した状態で信号伝達を可能とする手段、および暗電流モード時に高速信号伝達部に電力供給する手段を別途設けることなく、絶縁信号伝達手段の高速信号伝達部を起動可能な電池監視装置を提供する。
【解決手段】監視回路３およびマイコン４を電気的に絶縁した状態で、マイコン４側から監視回路３側へ信号を伝達する絶縁素子５を備え、絶縁素子５は、マイコン４側に設けられた一次側要素５１から監視回路３側に設けられた二次側要素５２への信号伝達を高速化するための高速信号伝達部５２ｂを有し、高速信号伝達部５２ｂは、組電池１からの電力供給により駆動されるように構成され、監視回路３および絶縁素子５には、暗電流モード時に、マイコン４から二次側要素５２に伝達された信号に基づいて高速信号伝達部５２ｂを起動するための電力を生成する電力生成部６が設けられている。
【解決手段】監視回路３およびマイコン４を電気的に絶縁した状態で、マイコン４側から監視回路３側へ信号を伝達する絶縁素子５を備え、絶縁素子５は、マイコン４側に設けられた一次側要素５１から監視回路３側に設けられた二次側要素５２への信号伝達を高速化するための高速信号伝達部５２ｂを有し、高速信号伝達部５２ｂは、組電池１からの電力供給により駆動されるように構成され、監視回路３および絶縁素子５には、暗電流モード時に、マイコン４から二次側要素５２に伝達された信号に基づいて高速信号伝達部５２ｂを起動するための電力を生成する電力生成部６が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池セルが複数直列に接続された組電池を監視する電池監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電池監視装置は、主たる構成要素として、組電池の電池状態（例えば、電池セルの電圧変動）を監視する監視回路（監視手段）、および監視回路を制御する制御手段としてのマイクロコンピュータ（以下、マイコンと略称する。）を備えている。
【０００３】
電池監視装置における監視回路は、監視対象である組電池から電力供給されることで駆動するように構成されており、制御手段は、組電池と異なる補機電池等から電力供給されることで駆動するように構成されている。つまり、監視回路は、高電圧で駆動する高電圧系を構成するのに対して、制御手段は低電圧で駆動する低電圧系を構成する。
【０００４】
このような電池監視装置では、低電圧系である制御手段を保護するために、監視回路と制御手段との間を電気的に絶縁した状態で制御手段から監視回路へ信号を伝達可能とする絶縁信号伝達手段（絶縁素子）を介して接続する構成が採用されている（例えば、特許文献１参照）。なお、一般的に、絶縁信号伝達手段としては、監視回路側に構成要素に電力供給不要なフォトトランジスタ等で構成されたフォトカプラが採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２３２４１７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、電池監視装置では、組電池の各電池セルの過放電状態における急速な劣化の進行や、過充電状態による故障から保護するため、過充電や過放電を正確かつ高速に検出することが望まれている。
【０００７】
そこで、本発明者らは、絶縁信号伝達手段として、組電池を電源とし、制御手段側から監視手段側への信号伝達を高速化するための高速信号伝達部を有するもの（例えば、高速ロジックＩＣ等を有するフォトＩＣカプラ）の適用を検討している。
【０００８】
しかし、一般に、組電池を用いるシステムでは、組電池における電力消費を抑えるために、組電池から電池監視装置を含む各種電気機器への電力供給を遮断する暗電流モードが設けられており、当該暗電流モード時には、高速信号伝達部への電力供給が遮断されて、監視手段と制御手段との間で信号伝達ができなくなってしまう。なお、従来の如く、絶縁信号伝達手段として、フォトカプラを用いる場合には、信号の伝達速度が低速となるものの、組電池からの電力供給がなくとも監視手段と制御手段との間で信号伝達を行うことが可能である。
【０００９】
これに対して、暗電流モード時において絶縁信号伝達手段の高速信号伝達部を起動するために、監視手段と制御手段との間を絶縁した状態で信号伝達を可能とする手段（例えば、フォトカプラ）を別途設けることが考えられるが、電池監視装置の高コスト化を招くといった問題がある。
【００１０】
また、低電圧系である制御手段側に、暗電流モード時に高速信号伝達部に電力供給する手段を別途設けることも考えられるが、この場合にも電池監視装置の高コスト化を招くといった問題がある。
【００１１】
本発明は上記点に鑑みて、監視手段と制御手段との間を絶縁した状態で信号伝達を可能とする手段、および暗電流モード時に高速信号伝達部に電力供給する手段を別途設けることなく、絶縁信号伝達手段の高速信号伝達部を起動可能な電池監視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】
【００１２】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、電池セル（１０）を複数直列に接続して構成される組電池（１）を監視する電池監視装置であって、組電池（１）からの電力供給により駆動され、組電池（１）の電池状態を監視する監視手段（３）と、監視手段（３）、および監視手段（３）の作動を制御する制御手段（４）を電気的に絶縁した状態で、制御手段（４）側から監視手段（３）側へ信号を伝達する絶縁信号伝達手段（５）と、を備え、絶縁信号伝達手段（５）は、制御手段（４）側に設けられた一次側要素（５１）から監視手段（３）側に設けられた二次側要素（５２）への信号伝達を高速化するための高速信号伝達部（５２ｂ）を有し、高速信号伝達部（５２ｂ）は、組電池（１）からの電力供給により駆動されるように構成され、監視手段（３）および絶縁信号伝達手段（５）には、組電池（１）から監視手段（３）および高速信号伝達部（５２ｂ）それぞれへの電力供給を遮断する暗電流モード時に、一次側要素（５１）から二次側要素（５２）に伝達された信号に基づいて高速信号伝達部（５２ｂ）を起動するための電力を生成する電力生成手段（６）が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
これによれば、暗電流モード時に、絶縁信号伝達手段（５）の二次側要素（５２）に伝達された信号に基づいて高速信号伝達部（５２ｂ）を起動するための電力を生成することができるので、監視手段（３）と制御手段（４）との間を絶縁した状態で信号伝達する手段、および暗電流モード時に高速信号伝達部（５２ｂ）に電力供給する手段を別途設けることなく、高速信号伝達部（５２ｂ）を起動することが可能となる。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の電池監視装置において、監視手段（３）には、暗電流モード時に組電池（１）から高速信号伝達部（５２ｂ）への電力供給を遮断する電力遮断手段（３３）が設けられており、電力生成手段（６）は、絶縁信号伝達手段（５）の一次側要素（５１）から二次側要素（５２）に伝達された信号を電荷として蓄積する蓄電手段（３４）を有し、蓄電手段（３４）は、蓄積された電荷量が所定値を超えたときに、電力遮断手段（３３）へ電力供給して組電池（１）から高速信号伝達部（５２ｂ）への電力供給の遮断を解除するように構成されていることを特徴とする。
【００１５】
このように、絶縁信号伝達手段（５）の一次側要素（５１）から二次側要素（５２）に伝達された信号を電荷として蓄積すると共に、蓄積された電荷を利用して、組電池（１）から高速信号伝達部（５２ｂ）への電力供給の遮断を解除することで、高速信号伝達部（５２ｂ）を起動することができる。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の電池監視装置において、電力生成手段（６）は、絶縁信号伝達手段（５）の一次側要素（５１）から二次側要素（５２）に伝達される信号を電荷として蓄積する蓄電手段（３４）を有し、蓄電手段（３４）は、蓄積された電荷量が所定値を超えたときに、高速信号伝達部（５２ｂ）へ電力供給するように構成されていることを特徴とする。
【００１７】
このように、制御手段（４）から二次側要素（５２）に伝達された信号を電荷として蓄積すると共に、蓄積された電荷を利用して、高速信号伝達部（５２ｂ）へ電力供給することで、高速信号伝達部（５２ｂ）を起動することができる。
【００１８】
ところで、高速信号伝達部（５２ｂ）の起動が完了した後も、蓄電手段（３４）による電荷の蓄積が継続されると、制御手段（４）から監視手段（３）への信号伝達が妨げられる虞がある。
【００１９】
そこで、請求項４に記載の発明では、請求項２または３に記載の電池監視装置において、電力生成手段（６）は、高速信号伝達部（５２ｂ）の起動が完了した後、蓄電手段（３４）における電荷の蓄積を停止する電荷蓄積停止手段（５４）を有することを特徴とする。
【００２０】
これによれば、高速信号伝達部（５２ｂ）の起動が完了した後、蓄電手段（３４）による電荷の蓄積を停止するので、蓄電手段（３４）による電荷の蓄積が制御手段（４）から監視手段（３）への信号伝達の妨げとなることを抑制することができる。
【００２１】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、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る。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態に係る電池監視装置を含む組電池制御システムの全体構成図である。
【図２】第１実施形態に係る電池監視装置の詳細を示す構成図である。
【図３】第２実施形態に係る電池監視装置の詳細を示す構成図である。
【図４】第１実施形態に係る電池監視装置の変形例を示す構成図である。
【図５】第２実施形態に係る電池監視装置の変形例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１、図２に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る電池監視装置を含む組電池制御システムの全体構成を示している。
【００２５】
本実施形態では、車載高圧バッテリである組電池１の制御システムに本発明の電池監視装置２を適用している。図１に示すように、本実施形態の組電池制御システムは、主たる構成として組電池１および電池監視装置２を備える。
【００２６】
本実施形態の組電池１は、車両走行用の電動機（図示略）等の各種電気機器に電力を供給するものである。具体的には、組電池１は、リチウムイオン電池等からなる電池セル１０を複数直列に接続したもので、互いに隣接する所定数の電池セル１０毎にグループ化した複数の単位電池Ｂｉの直列接続体として構成されている。なお、図１では、１つの単位電池Ｂｉを示しているが、実際には当該単位電池Ｂｉが複数設けられており、複数の単位電池Ｂｉが直列接続されることで組電池１が構成されている。
【００２７】
このように構成される組電池１には、検出ラインを介して電池監視装置２が接続されている。この電池監視装置２は、組電池１を構成する各電池セル１０の電池状態（過放電状態、過充電状態等）を監視する過充放電検出機能を有する装置である。なお、過放電状態は、各電池セル１０の両端の電圧が信頼性の低下を招く過度な低電圧となる異常状態を意味し、過充電状態は、各電池セル１０の両端の電圧が信頼性の低下を招く過度な高電圧となる異常状態を意味する。
【００２８】
具体的には、電池監視装置２は、主たる構成要素として、各電池セル１０の状態を監視する監視手段としての監視回路３、監視回路３等の作動を制御する制御手段としてのマイコン４、および監視回路３とマイコン４との間を電気的に絶縁した状態で信号伝達を可能とする絶縁素子５を備えている。
【００２９】
この監視回路３は、高電圧の組電池１を電源とし、マイコン４は、図示しない低電圧の補助バッテリ（例えば１２Ｖバッテリ）を電源としている。つまり、本実施形態の監視回路３は、高電圧で駆動する高電圧系を構成するのに対して、制御手段であるマイコン４は低電圧で駆動する低電圧系を構成する。
【００３０】
監視回路３は、複数の電池セル１０の両極端子に検出ラインを介して接続され、接続された各電池セル１０の両端電圧を検出し、その結果をマイコン４側へ出力するように構成されている。なお、本実施形態の監視回路３は、単位電池Ｂｉ毎に設けられている。
【００３１】
監視回路３には、複数の電池セル１０の両端電圧を検出する電圧検出部３１、組電池１からの電圧を監視回路３の駆動電圧に変換する電源部３２、および組電池１から各種制御機器への電力供給を遮断可能なスイッチ回路３３が設けられている。
【００３２】
本実施形態の電圧検出部３１は、監視する電池セル１０に接続された複数の選択スイッチを有し、任意の選択スイッチをオンオフ可能に構成されたマルチプレクサ（図示略）、マルチプレクサを介して取得したアナログ信号（電圧値）をデジタル信号に変換してマイコン４側へ伝達するＡＤ変換器（図示略）等で構成されている。
【００３３】
本実施形態の電源部３２は、単位電池Ｂｉにおける最も高電圧となる電池セル１０の正極端子と、最も低電圧となる電池セル１０の負極端子とに接続されて、単位電池Ｂｉの電圧を所望の電圧（監視回路３の駆動電圧）に変換するものである。
【００３４】
本実施形態のスイッチ回路３３は、単位電池Ｂｉと電源部３２との間を接続する接続状態（オン）と、組電池１と電源部３２との間を遮断する遮断状態（オフ）とを切り替えるものである。
【００３５】
具体的には、スイッチ回路３３は、単位電池Ｂｉにおける最も高電圧となる電池セル１０の正極端子と電源部３２との間に接続されており、最も高電圧となる電池セル１０の正極端子と電源部３２との間の接続をオンオフするものである。なお、スイッチ回路３３は、単位電池Ｂｉから監視回路３への電力供給を遮断する手段を構成すると共に、後述する絶縁素子５の高速信号伝達部５２ｂへの電力供給を遮断する電力遮断手段を構成する。
【００３６】
また、本実施形態のスイッチ回路３３は、所定の電圧が印加されることで組電池１（単位電池Ｂｉ）と電源部３２との間を接続状態とし、非通電時に組電池１（単位電池Ｂｉ）と電源部３２との間を遮断状態とするノーマルオープン型スイッチで構成されている。このスイッチ回路３３は、マイコン４側からの指示信号等に応じて印加される電圧よって駆動するように構成されている。
【００３７】
マイコン４は、図示しないＭＰＵ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力部等からなるマイクロコンピュータであって、ＲＯＭ等に記憶手段に記憶されたプログラムに従って各種処理等を実行するものである。
【００３８】
本実施形態のマイコン４は、例えば、車両停止時等に、組電池１から車両走行用の電動機等の各種電気機器への電力供給が遮断される暗電流モード時に、組電池１の電力消費を抑制するために、組電池１から監視回路３および絶縁素子５の高速信号伝達部５２ｂへの電力供給を遮断するように構成されている。例えば、暗電流モード時には、マイコン４側から監視回路３側へスイッチ回路３３をオフする指示信号が伝達される。
【００３９】
絶縁素子５は、高電圧で駆動する監視回路３と低電圧で駆動するマイコン４とを電気的に絶縁した状態で、マイコン４と監視回路３との間で信号伝達を可能とする絶縁信号伝達手段を構成する。本実施形態の絶縁素子５は、マイコン４側（制御手段側）から監視回路３側（監視手段側）への信号を伝達するように構成されている。なお、図示しないが、電池監視装置２には、監視回路３側からマイコン４側への信号を伝達するための絶縁素子も設けられている。
【００４０】
ここで、本実施形態の絶縁素子５の詳細について図２に基づいて説明する。図２は、本実施形態に係る電池監視装置２の詳細を示す構成図である。なお、図２では、マイコン４の図示を省略している。
【００４１】
本実施形態の絶縁素子５は、マイコン４側に設けられた一次側要素５１を構成する発光素子５１ａ、監視回路３側に設けられた二次側要素５２を構成する受光素子５２ａ、受光素子５２ａと監視回路３との接続点に接続され、一次側要素５１から二次側要素５２への信号伝達を高速化するための高速信号伝達部５２ｂ等を有して構成されている。
【００４２】
この絶縁素子５としては、例えば、発光素子５１ａを発光ダイオード、受光素子５２ａをフォトトランジスタ、高速信号伝達部５２ｂを高速ロジックＩＣで構成するフォトＩＣカプラを採用することができる。
【００４３】
本実施形態の絶縁素子５の高速信号伝達部５２ｂは、組電池１からの電力供給により駆動されるように構成されており、正極側の電源端子が正極側電源ラインＬ１を介して監視回路３のスイッチ回路３３に接続されると共に、負極側の電源端子が負極側電源ラインＬ２を介して監視回路３の電源部３２に接続されている。なお、高速信号伝達部５２ｂは、監視回路３と同様に、暗電流モード時に、スイッチ回路３３がオフされることで組電池１からの電力供給が遮断されるように構成されている。
【００４４】
また、本実施形態の電池監視装置２の監視回路３および絶縁素子５には、組電池１からの電力供給を遮断する暗電流モード時に、絶縁素子５における一次側要素５１から二次側要素５２へ伝達された信号に基づいて、高速信号伝達部５２ｂを起動するための電力を生成する電力生成部（電力生成手段）６が設けられている。
【００４５】
本実施形態の電力生成部６は、絶縁素子５の発光素子５１ａの発光によって受光素子５２ａに生ずる起電力（光電効果）を利用して、高速信号伝達部５２ｂを起動するための電力を生成するように構成されている。
【００４６】
具体的には、本実施形態の電力生成部６は、比較的高い抵抗値（例えば、１ＭΩ以上）となる高抵抗５３、および絶縁素子５における一次側要素５１から二次側要素５２へ伝達された信号を電荷として蓄積する蓄電部３４を有して構成されている。
【００４７】
高抵抗５３は、絶縁素子５の受光素子５２ａと高速信号伝達部５２ｂとの接続点と、監視回路３のスイッチ回路３３との間を接続するように配置されている。なお、この高抵抗５３によって、高速信号伝達部５２ｂを介することなく、絶縁素子５の受光素子５２ａとスイッチ回路３３とが接続されている。
【００４８】
蓄電部３４は、絶縁素子５の発光素子５１ａが発光した際に、光電効果によって、受光素子５２ａから高抵抗５３を介してスイッチ回路３４側に流れる電流（電荷）を蓄積する蓄電手段である。換言すれば、蓄電部３４では、一次側要素５１から二次側要素５２へ伝達された信号に起因して生ずる電荷を蓄積する。
【００４９】
この蓄電部３４は、高抵抗５３とスイッチ回路３４との接続点と、負極側電源ラインＬ２における高速信号伝達部５２ｂと電源部３２との接続点との間を接続するように配置されている。なお、本実施形態の蓄電部３４は、コンデンサで構成されている。
【００５０】
以上が本実施形態に係る電池監視装置２の全体構成であり、以下、本実施形態に係る電池監視装置２の作動の概略について説明する。
【００５１】
まず、電池監視装置２による組電池１の監視について説明する。この電池監視装置２による組電池１の監視は、組電池１から監視回路３および絶縁素子５の高速信号伝達部５２ｂへ電力が供給されている状況において、例えば、外部から指令や、周期的に実行される。
【００５２】
マイコン４は、絶縁素子５を介して、各電池セル１０の電池状態（電圧状態）の監視を指示する監視指示信号を、監視回路３に伝達（出力）する。マイコン４からの監視指示信号を受信した監視回路３では、電圧検出部３１にて監視対象である単位電池Ｂｉの各電池セル１０の電圧を検出する。その後、監視回路３は、電圧検出部３１で検出した各電池セル１０の電圧をマイコン４へ伝達し、マイコン４にて、各電池セル１０の電池状態（例えば、過放電状態や過充電状態）が診断される。
【００５３】
次に、組電池１から電池監視装置２等の各種電気機器への電力供給を遮断する暗電流モード時において、電池監視装置２を起動させる際の作動について説明する。
【００５４】
マイコン４では、絶縁素子５を介して監視回路３に対して起動を指示する起動指示信号を伝達する。なお、マイコン４では、例えば、監視指示信号等の通常の信号よりも高いデューティー比（例えば、１００％）を設定した起動指示信号を所定時間（例えば、１秒程度）伝達する。
【００５５】
マイコン４からの起動指示信号に応じて、絶縁素子５の一次側要素５１である発光素子５１ａが発光し、発光素子５１ａの光電効果によって、絶縁素子５の二次側要素５２である受光素子５２ａから高抵抗５３を介してスイッチ回路３４側に電流（電荷）が流れ、蓄電部３４に電荷が蓄積される。
【００５６】
その後、蓄電部３４に蓄積された電荷量が所定の電荷量を超えると、スイッチ回路３４に所定の電圧が印加され、スイッチ回路３４がオンする。つまり、スイッチ回路３４による単位電池Ｂｉから監視回路３および絶縁素子５の高速信号伝達部５２ｂへ電力供給の遮断が解除される。これにより、単位電池Ｂｉから監視回路３および絶縁素子５の高速信号伝達部５２ｂへ電力が供給され、監視回路３および絶縁素子５の高速信号伝達部５２ｂが起動する。
【００５７】
以上説明した本実施形態の電池監視装置２では、暗電流モード時に、絶縁素子５の二次側要素５２に伝達された信号に基づいて高速信号伝達部５２ｂを起動するための電力を生成することができるので、監視回路３とマイコン４との間を絶縁した状態で信号伝達する手段、および暗電流モード時に高速信号伝達部５２ｂに電力供給する手段を別途設けることなく、監視回路３および絶縁素子５の高速信号伝達部５２ｂを起動することが可能となる。
【００５８】
特に、本実施形態の電池監視装置２では、暗電流モード時において、絶縁素子５の一次側要素５１から二次側要素５２に伝達された信号を電荷として蓄積すると共に、蓄積された電荷を利用して、単位電池Ｂｉから監視回路３および絶縁素子５の高速信号伝達部５２ｂへの電力供給の遮断を解除することで、監視回路３および高速信号伝達部５２ｂを起動することができる。
【００５９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図３に基づいて説明する。図３は、本実施形態に係る電池監視装置２の詳細を示す構成図である。なお、図３では、マイコン４の図示を省略している。
【００６０】
上述の第１実施形態では、電力生成部６の蓄電部３４に蓄電した電荷によって、スイッチ回路３３をオンすることで、間接的に高速信号伝達部５２ｂを起動する構成としている。これに対して、本実施形態では、電力生成部６の蓄電部３４に蓄電した電荷を利用して、直接的に高速信号伝達部５２ｂを起動する構成としている点が第１実施形態と相違している。なお、本実施形態では、第１実施形態と同様または均等な部分についての説明を省略、または簡略化して説明する。
【００６１】
具体的には、図３に示すように、本実施形態の電力生成部６における高抵抗５３は、絶縁素子５の受光素子５２ａと高速信号伝達部５２ｂとの接続点と、正極側電源ラインＬ１における高速信号伝達部５２ｂとスイッチ回路３３との接続点との間を接続するように配置されている。
【００６２】
なお、正極側電源ラインＬ１には、高速信号伝達部５２ｂ側からスイッチ回路３３側への電流の流れを禁止し、スイッチ回路３３側から高速信号伝達部５２ｂ側への電流の流れだけを許容するダイオード３５が設けられている。また、正極側電源ラインＬ１と高抵抗５３とを接続する接続ラインには、正極側電源ラインＬ１側から高抵抗５３側への電流の流れを禁止し、高抵抗５３側から正極側電源ラインＬ１側への電流の流れだけを許容するダイオード３６が設けられている。
【００６３】
また、本実施形態の蓄電部３４は、高抵抗５３とダイオード３６との接続点と、負極側電源ラインＬ２における電源部３２と高速信号伝達部５２ｂとの接続点との間を接続するように配置されている。
【００６４】
次に、組電池１から電池監視装置２等の各種電気機器への電力供給を遮断する暗電流モード時において、電池監視装置２を起動させる際の作動について説明する。まず、マイコン４では、絶縁素子５を介して監視回路３に対して監視回路３の起動を指示する起動指示信号を所定時間伝達する。
【００６５】
マイコン４からの起動指示信号に応じて、絶縁素子５の一次側要素５１である発光素子５１ａが発光し、発光素子５１ａの光電効果によって、絶縁素子５の二次側要素５２である受光素子５２ａから高抵抗５３を介して、高速信号伝達部５２ｂ側に電流が流れ、蓄電部３４に電荷が蓄積される。
【００６６】
その後、蓄電部３４に蓄積された電荷量が所定の電荷量を超えると、高速信号伝達部５２ｂに所定の電圧が印加され、高速信号伝達部５２ｂが起動する。これにより、監視回路３とマイコン４との間の信号伝達が可能となり、マイコン４側からスイッチ回路３３のオンを指示する指示信号が伝達されることで、スイッチ回路３４がオンされる。このスイッチ回路３４のオンによって、スイッチ回路３４による単位電池Ｂｉから監視回路３および絶縁素子５の高速信号伝達部５２ｂへ電力供給の遮断が解除されて、単位電池Ｂｉから監視回路３および絶縁素子５の高速信号伝達部５２ｂへ電力が供給されることで、監視回路３が起動する。
【００６７】
以上説明した本実施形態の電池監視装置２では、暗電流モード時に、絶縁素子５の二次側要素５２に伝達された信号に基づいて高速信号伝達部５２ｂを起動するための電力を生成することができるので、監視回路３とマイコン４との間を絶縁した状態で信号伝達する手段、および暗電流モード時に高速信号伝達部５２ｂに電力供給する手段を別途設けることなく、監視回路３および絶縁素子５の高速信号伝達部５２ｂを起動することが可能となる。
【００６８】
特に、本実施形態では、暗電流モード時において、絶縁素子５の一次側要素５１から二次側要素５２に伝達された信号を電荷として蓄積すると共に、蓄積された電荷を利用して、絶縁素子５の高速信号伝達部５２ｂへ電力供給することで、高速信号伝達部５２ｂを起動することができる。そして、高速信号伝達部５２ｂの起動によって、監視回路３とマイコン４との間で信号伝達を行うことが可能となるので、マイコン４からの指示信号によって監視回路３のスイッチ回路３３をオンすることで、監視回路３を起動することができる。
【００６９】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、各請求項の記載文言に限定されず、当業者がそれらから容易に置き換えられる範囲にも及び、かつ、当業者が通常有する知識に基づく改良を適宜付加することができる。例えば、以下のように種々変形可能である。
【００７０】
（１）上述の各実施形態では、高速信号伝達部５２ｂの起動が完了した後においても、絶縁素子５の受光素子５２ａにて受信した信号が、電荷として電力生成部６の高抵抗５３を介して蓄電部３４に蓄積され得る構成としている。しかし、この場合、電力生成部６によってマイコン４から監視回路３への信号伝達が妨げられる虞がある。
【００７１】
このため、図４や図５に示すように、高速信号伝達部５２ｂの起動が完了した後に、蓄電部３４における電荷の蓄積を停止するために、受光素子５２ａと高速信号伝達部５２ｂとの接続点と高抵抗５３との間に、受光素子５２ａと高抵抗５３との接続を遮断する電荷蓄積停止部（電荷蓄積停止手段）５４を設ける構成とすることが好ましい。
【００７２】
これによれば、高速信号伝達部５２ｂの起動が完了した後、蓄電部３４による電荷の蓄積が停止されるので、蓄電部３４による電荷の蓄積がマイコン４から監視回路３への信号伝達の妨げとなることを抑制することができる。なお、電荷蓄積停止部５４としては、例えば、高速信号伝達部５２ｂの起動の完了と連動して、受光素子５２ａと高抵抗５３との接続を遮断するスイッチで構成することができる。
【００７３】
なお、図４は、第１実施形態に係る電池監視装置２の絶縁素子５の変形例を示す構成図であり、図５は、第２実施形態に係る電池監視装置２の絶縁素子５の変形例を示す構成図である。
【００７４】
（２）上述の各実施形態では、電力生成部６の蓄電部３４をコンデンサで構成する例について説明したが、コンデンサに限らず、電荷を蓄積可能なものであれば蓄電部３４として採用することができる。
【００７５】
（３）上述の各実施形態では、絶縁素子５をフォトＩＣカプラで構成する例について説明したが、これに限定されず、例えば、コンデンサカップリングやトランスカップリングで構成される絶縁素子を採用してもよい。
【００７６】
（４）上述の各実施形態では、上述の各実施形態では、電池監視装置２を車載高圧バッテリに適用する例を説明したが、車載高圧バッテリに限らず、他のバッテリに用いてもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１ 組電池
１０ 電池セル
３ 監視回路（監視手段）
４ マイコン（制御手段）
５ 絶縁素子（絶縁信号伝達手段）
５１ 一次側要素
５２ 二次側要素
５２ｂ 高速信号伝達部
５４ 電荷蓄積停止部（電荷蓄積停止手段）
６ 電力生成部（電力生成手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池セルが複数直列に接続された組電池を監視する電池監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電池監視装置は、主たる構成要素として、組電池の電池状態（例えば、電池セルの電圧変動）を監視する監視回路（監視手段）、および監視回路を制御する制御手段としてのマイクロコンピュータ（以下、マイコンと略称する。）を備えている。
【０００３】
電池監視装置における監視回路は、監視対象である組電池から電力供給されることで駆動するように構成されており、制御手段は、組電池と異なる補機電池等から電力供給されることで駆動するように構成されている。つまり、監視回路は、高電圧で駆動する高電圧系を構成するのに対して、制御手段は低電圧で駆動する低電圧系を構成する。
【０００４】
このような電池監視装置では、低電圧系である制御手段を保護するために、監視回路と制御手段との間を電気的に絶縁した状態で制御手段から監視回路へ信号を伝達可能とする絶縁信号伝達手段（絶縁素子）を介して接続する構成が採用されている（例えば、特許文献１参照）。なお、一般的に、絶縁信号伝達手段としては、監視回路側に構成要素に電力供給不要なフォトトランジスタ等で構成されたフォトカプラが採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２３２４１７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、電池監視装置では、組電池の各電池セルの過放電状態における急速な劣化の進行や、過充電状態による故障から保護するため、過充電や過放電を正確かつ高速に検出することが望まれている。
【０００７】
そこで、本発明者らは、絶縁信号伝達手段として、組電池を電源とし、制御手段側から監視手段側への信号伝達を高速化するための高速信号伝達部を有するもの（例えば、高速ロジックＩＣ等を有するフォトＩＣカプラ）の適用を検討している。
【０００８】
しかし、一般に、組電池を用いるシステムでは、組電池における電力消費を抑えるために、組電池から電池監視装置を含む各種電気機器への電力供給を遮断する暗電流モードが設けられており、当該暗電流モード時には、高速信号伝達部への電力供給が遮断されて、監視手段と制御手段との間で信号伝達ができなくなってしまう。なお、従来の如く、絶縁信号伝達手段として、フォトカプラを用いる場合には、信号の伝達速度が低速となるものの、組電池からの電力供給がなくとも監視手段と制御手段との間で信号伝達を行うことが可能である。
【０００９】
これに対して、暗電流モード時において絶縁信号伝達手段の高速信号伝達部を起動するために、監視手段と制御手段との間を絶縁した状態で信号伝達を可能とする手段（例えば、フォトカプラ）を別途設けることが考えられるが、電池監視装置の高コスト化を招くといった問題がある。
【００１０】
また、低電圧系である制御手段側に、暗電流モード時に高速信号伝達部に電力供給する手段を別途設けることも考えられるが、この場合にも電池監視装置の高コスト化を招くといった問題がある。
【００１１】
本発明は上記点に鑑みて、監視手段と制御手段との間を絶縁した状態で信号伝達を可能とする手段、および暗電流モード時に高速信号伝達部に電力供給する手段を別途設けることなく、絶縁信号伝達手段の高速信号伝達部を起動可能な電池監視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】
【００１２】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、電池セル（１０）を複数直列に接続して構成される組電池（１）を監視する電池監視装置であって、組電池（１）からの電力供給により駆動され、組電池（１）の電池状態を監視する監視手段（３）と、監視手段（３）、および監視手段（３）の作動を制御する制御手段（４）を電気的に絶縁した状態で、制御手段（４）側から監視手段（３）側へ信号を伝達する絶縁信号伝達手段（５）と、を備え、絶縁信号伝達手段（５）は、制御手段（４）側に設けられた一次側要素（５１）から監視手段（３）側に設けられた二次側要素（５２）への信号伝達を高速化するための高速信号伝達部（５２ｂ）を有し、高速信号伝達部（５２ｂ）は、組電池（１）からの電力供給により駆動されるように構成され、監視手段（３）および絶縁信号伝達手段（５）には、組電池（１）から監視手段（３）および高速信号伝達部（５２ｂ）それぞれへの電力供給を遮断する暗電流モード時に、一次側要素（５１）から二次側要素（５２）に伝達された信号に基づいて高速信号伝達部（５２ｂ）を起動するための電力を生成する電力生成手段（６）が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
これによれば、暗電流モード時に、絶縁信号伝達手段（５）の二次側要素（５２）に伝達された信号に基づいて高速信号伝達部（５２ｂ）を起動するための電力を生成することができるので、監視手段（３）と制御手段（４）との間を絶縁した状態で信号伝達する手段、および暗電流モード時に高速信号伝達部（５２ｂ）に電力供給する手段を別途設けることなく、高速信号伝達部（５２ｂ）を起動することが可能となる。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の電池監視装置において、監視手段（３）には、暗電流モード時に組電池（１）から高速信号伝達部（５２ｂ）への電力供給を遮断する電力遮断手段（３３）が設けられており、電力生成手段（６）は、絶縁信号伝達手段（５）の一次側要素（５１）から二次側要素（５２）に伝達された信号を電荷として蓄積する蓄電手段（３４）を有し、蓄電手段（３４）は、蓄積された電荷量が所定値を超えたときに、電力遮断手段（３３）へ電力供給して組電池（１）から高速信号伝達部（５２ｂ）への電力供給の遮断を解除するように構成されていることを特徴とする。
【００１５】
このように、絶縁信号伝達手段（５）の一次側要素（５１）から二次側要素（５２）に伝達された信号を電荷として蓄積すると共に、蓄積された電荷を利用して、組電池（１）から高速信号伝達部（５２ｂ）への電力供給の遮断を解除することで、高速信号伝達部（５２ｂ）を起動することができる。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の電池監視装置において、電力生成手段（６）は、絶縁信号伝達手段（５）の一次側要素（５１）から二次側要素（５２）に伝達される信号を電荷として蓄積する蓄電手段（３４）を有し、蓄電手段（３４）は、蓄積された電荷量が所定値を超えたときに、高速信号伝達部（５２ｂ）へ電力供給するように構成されていることを特徴とする。
【００１７】
このように、制御手段（４）から二次側要素（５２）に伝達された信号を電荷として蓄積すると共に、蓄積された電荷を利用して、高速信号伝達部（５２ｂ）へ電力供給することで、高速信号伝達部（５２ｂ）を起動することができる。
【００１８】
ところで、高速信号伝達部（５２ｂ）の起動が完了した後も、蓄電手段（３４）による電荷の蓄積が継続されると、制御手段（４）から監視手段（３）への信号伝達が妨げられる虞がある。
【００１９】
そこで、請求項４に記載の発明では、請求項２または３に記載の電池監視装置において、電力生成手段（６）は、高速信号伝達部（５２ｂ）の起動が完了した後、蓄電手段（３４）における電荷の蓄積を停止する電荷蓄積停止手段（５４）を有することを特徴とする。
【００２０】
これによれば、高速信号伝達部（５２ｂ）の起動が完了した後、蓄電手段（３４）による電荷の蓄積を停止するので、蓄電手段（３４）による電荷の蓄積が制御手段（４）から監視手段（３）への信号伝達の妨げとなることを抑制することができる。
【００２１】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、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る。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態に係る電池監視装置を含む組電池制御システムの全体構成図である。
【図２】第１実施形態に係る電池監視装置の詳細を示す構成図である。
【図３】第２実施形態に係る電池監視装置の詳細を示す構成図である。
【図４】第１実施形態に係る電池監視装置の変形例を示す構成図である。
【図５】第２実施形態に係る電池監視装置の変形例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１、図２に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る電池監視装置を含む組電池制御システムの全体構成を示している。
【００２５】
本実施形態では、車載高圧バッテリである組電池１の制御システムに本発明の電池監視装置２を適用している。図１に示すように、本実施形態の組電池制御システムは、主たる構成として組電池１および電池監視装置２を備える。
【００２６】
本実施形態の組電池１は、車両走行用の電動機（図示略）等の各種電気機器に電力を供給するものである。具体的には、組電池１は、リチウムイオン電池等からなる電池セル１０を複数直列に接続したもので、互いに隣接する所定数の電池セル１０毎にグループ化した複数の単位電池Ｂｉの直列接続体として構成されている。なお、図１では、１つの単位電池Ｂｉを示しているが、実際には当該単位電池Ｂｉが複数設けられており、複数の単位電池Ｂｉが直列接続されることで組電池１が構成されている。
【００２７】
このように構成される組電池１には、検出ラインを介して電池監視装置２が接続されている。この電池監視装置２は、組電池１を構成する各電池セル１０の電池状態（過放電状態、過充電状態等）を監視する過充放電検出機能を有する装置である。なお、過放電状態は、各電池セル１０の両端の電圧が信頼性の低下を招く過度な低電圧となる異常状態を意味し、過充電状態は、各電池セル１０の両端の電圧が信頼性の低下を招く過度な高電圧となる異常状態を意味する。
【００２８】
具体的には、電池監視装置２は、主たる構成要素として、各電池セル１０の状態を監視する監視手段としての監視回路３、監視回路３等の作動を制御する制御手段としてのマイコン４、および監視回路３とマイコン４との間を電気的に絶縁した状態で信号伝達を可能とする絶縁素子５を備えている。
【００２９】
この監視回路３は、高電圧の組電池１を電源とし、マイコン４は、図示しない低電圧の補助バッテリ（例えば１２Ｖバッテリ）を電源としている。つまり、本実施形態の監視回路３は、高電圧で駆動する高電圧系を構成するのに対して、制御手段であるマイコン４は低電圧で駆動する低電圧系を構成する。
【００３０】
監視回路３は、複数の電池セル１０の両極端子に検出ラインを介して接続され、接続された各電池セル１０の両端電圧を検出し、その結果をマイコン４側へ出力するように構成されている。なお、本実施形態の監視回路３は、単位電池Ｂｉ毎に設けられている。
【００３１】
監視回路３には、複数の電池セル１０の両端電圧を検出する電圧検出部３１、組電池１からの電圧を監視回路３の駆動電圧に変換する電源部３２、および組電池１から各種制御機器への電力供給を遮断可能なスイッチ回路３３が設けられている。
【００３２】
本実施形態の電圧検出部３１は、監視する電池セル１０に接続された複数の選択スイッチを有し、任意の選択スイッチをオンオフ可能に構成されたマルチプレクサ（図示略）、マルチプレクサを介して取得したアナログ信号（電圧値）をデジタル信号に変換してマイコン４側へ伝達するＡＤ変換器（図示略）等で構成されている。
【００３３】
本実施形態の電源部３２は、単位電池Ｂｉにおける最も高電圧となる電池セル１０の正極端子と、最も低電圧となる電池セル１０の負極端子とに接続されて、単位電池Ｂｉの電圧を所望の電圧（監視回路３の駆動電圧）に変換するものである。
【００３４】
本実施形態のスイッチ回路３３は、単位電池Ｂｉと電源部３２との間を接続する接続状態（オン）と、組電池１と電源部３２との間を遮断する遮断状態（オフ）とを切り替えるものである。
【００３５】
具体的には、スイッチ回路３３は、単位電池Ｂｉにおける最も高電圧となる電池セル１０の正極端子と電源部３２との間に接続されており、最も高電圧となる電池セル１０の正極端子と電源部３２との間の接続をオンオフするものである。なお、スイッチ回路３３は、単位電池Ｂｉから監視回路３への電力供給を遮断する手段を構成すると共に、後述する絶縁素子５の高速信号伝達部５２ｂへの電力供給を遮断する電力遮断手段を構成する。
【００３６】
また、本実施形態のスイッチ回路３３は、所定の電圧が印加されることで組電池１（単位電池Ｂｉ）と電源部３２との間を接続状態とし、非通電時に組電池１（単位電池Ｂｉ）と電源部３２との間を遮断状態とするノーマルオープン型スイッチで構成されている。このスイッチ回路３３は、マイコン４側からの指示信号等に応じて印加される電圧よって駆動するように構成されている。
【００３７】
マイコン４は、図示しないＭＰＵ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力部等からなるマイクロコンピュータであって、ＲＯＭ等に記憶手段に記憶されたプログラムに従って各種処理等を実行するものである。
【００３８】
本実施形態のマイコン４は、例えば、車両停止時等に、組電池１から車両走行用の電動機等の各種電気機器への電力供給が遮断される暗電流モード時に、組電池１の電力消費を抑制するために、組電池１から監視回路３および絶縁素子５の高速信号伝達部５２ｂへの電力供給を遮断するように構成されている。例えば、暗電流モード時には、マイコン４側から監視回路３側へスイッチ回路３３をオフする指示信号が伝達される。
【００３９】
絶縁素子５は、高電圧で駆動する監視回路３と低電圧で駆動するマイコン４とを電気的に絶縁した状態で、マイコン４と監視回路３との間で信号伝達を可能とする絶縁信号伝達手段を構成する。本実施形態の絶縁素子５は、マイコン４側（制御手段側）から監視回路３側（監視手段側）への信号を伝達するように構成されている。なお、図示しないが、電池監視装置２には、監視回路３側からマイコン４側への信号を伝達するための絶縁素子も設けられている。
【００４０】
ここで、本実施形態の絶縁素子５の詳細について図２に基づいて説明する。図２は、本実施形態に係る電池監視装置２の詳細を示す構成図である。なお、図２では、マイコン４の図示を省略している。
【００４１】
本実施形態の絶縁素子５は、マイコン４側に設けられた一次側要素５１を構成する発光素子５１ａ、監視回路３側に設けられた二次側要素５２を構成する受光素子５２ａ、受光素子５２ａと監視回路３との接続点に接続され、一次側要素５１から二次側要素５２への信号伝達を高速化するための高速信号伝達部５２ｂ等を有して構成されている。
【００４２】
この絶縁素子５としては、例えば、発光素子５１ａを発光ダイオード、受光素子５２ａをフォトトランジスタ、高速信号伝達部５２ｂを高速ロジックＩＣで構成するフォトＩＣカプラを採用することができる。
【００４３】
本実施形態の絶縁素子５の高速信号伝達部５２ｂは、組電池１からの電力供給により駆動されるように構成されており、正極側の電源端子が正極側電源ラインＬ１を介して監視回路３のスイッチ回路３３に接続されると共に、負極側の電源端子が負極側電源ラインＬ２を介して監視回路３の電源部３２に接続されている。なお、高速信号伝達部５２ｂは、監視回路３と同様に、暗電流モード時に、スイッチ回路３３がオフされることで組電池１からの電力供給が遮断されるように構成されている。
【００４４】
また、本実施形態の電池監視装置２の監視回路３および絶縁素子５には、組電池１からの電力供給を遮断する暗電流モード時に、絶縁素子５における一次側要素５１から二次側要素５２へ伝達された信号に基づいて、高速信号伝達部５２ｂを起動するための電力を生成する電力生成部（電力生成手段）６が設けられている。
【００４５】
本実施形態の電力生成部６は、絶縁素子５の発光素子５１ａの発光によって受光素子５２ａに生ずる起電力（光電効果）を利用して、高速信号伝達部５２ｂを起動するための電力を生成するように構成されている。
【００４６】
具体的には、本実施形態の電力生成部６は、比較的高い抵抗値（例えば、１ＭΩ以上）となる高抵抗５３、および絶縁素子５における一次側要素５１から二次側要素５２へ伝達された信号を電荷として蓄積する蓄電部３４を有して構成されている。
【００４７】
高抵抗５３は、絶縁素子５の受光素子５２ａと高速信号伝達部５２ｂとの接続点と、監視回路３のスイッチ回路３３との間を接続するように配置されている。なお、この高抵抗５３によって、高速信号伝達部５２ｂを介することなく、絶縁素子５の受光素子５２ａとスイッチ回路３３とが接続されている。
【００４８】
蓄電部３４は、絶縁素子５の発光素子５１ａが発光した際に、光電効果によって、受光素子５２ａから高抵抗５３を介してスイッチ回路３４側に流れる電流（電荷）を蓄積する蓄電手段である。換言すれば、蓄電部３４では、一次側要素５１から二次側要素５２へ伝達された信号に起因して生ずる電荷を蓄積する。
【００４９】
この蓄電部３４は、高抵抗５３とスイッチ回路３４との接続点と、負極側電源ラインＬ２における高速信号伝達部５２ｂと電源部３２との接続点との間を接続するように配置されている。なお、本実施形態の蓄電部３４は、コンデンサで構成されている。
【００５０】
以上が本実施形態に係る電池監視装置２の全体構成であり、以下、本実施形態に係る電池監視装置２の作動の概略について説明する。
【００５１】
まず、電池監視装置２による組電池１の監視について説明する。この電池監視装置２による組電池１の監視は、組電池１から監視回路３および絶縁素子５の高速信号伝達部５２ｂへ電力が供給されている状況において、例えば、外部から指令や、周期的に実行される。
【００５２】
マイコン４は、絶縁素子５を介して、各電池セル１０の電池状態（電圧状態）の監視を指示する監視指示信号を、監視回路３に伝達（出力）する。マイコン４からの監視指示信号を受信した監視回路３では、電圧検出部３１にて監視対象である単位電池Ｂｉの各電池セル１０の電圧を検出する。その後、監視回路３は、電圧検出部３１で検出した各電池セル１０の電圧をマイコン４へ伝達し、マイコン４にて、各電池セル１０の電池状態（例えば、過放電状態や過充電状態）が診断される。
【００５３】
次に、組電池１から電池監視装置２等の各種電気機器への電力供給を遮断する暗電流モード時において、電池監視装置２を起動させる際の作動について説明する。
【００５４】
マイコン４では、絶縁素子５を介して監視回路３に対して起動を指示する起動指示信号を伝達する。なお、マイコン４では、例えば、監視指示信号等の通常の信号よりも高いデューティー比（例えば、１００％）を設定した起動指示信号を所定時間（例えば、１秒程度）伝達する。
【００５５】
マイコン４からの起動指示信号に応じて、絶縁素子５の一次側要素５１である発光素子５１ａが発光し、発光素子５１ａの光電効果によって、絶縁素子５の二次側要素５２である受光素子５２ａから高抵抗５３を介してスイッチ回路３４側に電流（電荷）が流れ、蓄電部３４に電荷が蓄積される。
【００５６】
その後、蓄電部３４に蓄積された電荷量が所定の電荷量を超えると、スイッチ回路３４に所定の電圧が印加され、スイッチ回路３４がオンする。つまり、スイッチ回路３４による単位電池Ｂｉから監視回路３および絶縁素子５の高速信号伝達部５２ｂへ電力供給の遮断が解除される。これにより、単位電池Ｂｉから監視回路３および絶縁素子５の高速信号伝達部５２ｂへ電力が供給され、監視回路３および絶縁素子５の高速信号伝達部５２ｂが起動する。
【００５７】
以上説明した本実施形態の電池監視装置２では、暗電流モード時に、絶縁素子５の二次側要素５２に伝達された信号に基づいて高速信号伝達部５２ｂを起動するための電力を生成することができるので、監視回路３とマイコン４との間を絶縁した状態で信号伝達する手段、および暗電流モード時に高速信号伝達部５２ｂに電力供給する手段を別途設けることなく、監視回路３および絶縁素子５の高速信号伝達部５２ｂを起動することが可能となる。
【００５８】
特に、本実施形態の電池監視装置２では、暗電流モード時において、絶縁素子５の一次側要素５１から二次側要素５２に伝達された信号を電荷として蓄積すると共に、蓄積された電荷を利用して、単位電池Ｂｉから監視回路３および絶縁素子５の高速信号伝達部５２ｂへの電力供給の遮断を解除することで、監視回路３および高速信号伝達部５２ｂを起動することができる。
【００５９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図３に基づいて説明する。図３は、本実施形態に係る電池監視装置２の詳細を示す構成図である。なお、図３では、マイコン４の図示を省略している。
【００６０】
上述の第１実施形態では、電力生成部６の蓄電部３４に蓄電した電荷によって、スイッチ回路３３をオンすることで、間接的に高速信号伝達部５２ｂを起動する構成としている。これに対して、本実施形態では、電力生成部６の蓄電部３４に蓄電した電荷を利用して、直接的に高速信号伝達部５２ｂを起動する構成としている点が第１実施形態と相違している。なお、本実施形態では、第１実施形態と同様または均等な部分についての説明を省略、または簡略化して説明する。
【００６１】
具体的には、図３に示すように、本実施形態の電力生成部６における高抵抗５３は、絶縁素子５の受光素子５２ａと高速信号伝達部５２ｂとの接続点と、正極側電源ラインＬ１における高速信号伝達部５２ｂとスイッチ回路３３との接続点との間を接続するように配置されている。
【００６２】
なお、正極側電源ラインＬ１には、高速信号伝達部５２ｂ側からスイッチ回路３３側への電流の流れを禁止し、スイッチ回路３３側から高速信号伝達部５２ｂ側への電流の流れだけを許容するダイオード３５が設けられている。また、正極側電源ラインＬ１と高抵抗５３とを接続する接続ラインには、正極側電源ラインＬ１側から高抵抗５３側への電流の流れを禁止し、高抵抗５３側から正極側電源ラインＬ１側への電流の流れだけを許容するダイオード３６が設けられている。
【００６３】
また、本実施形態の蓄電部３４は、高抵抗５３とダイオード３６との接続点と、負極側電源ラインＬ２における電源部３２と高速信号伝達部５２ｂとの接続点との間を接続するように配置されている。
【００６４】
次に、組電池１から電池監視装置２等の各種電気機器への電力供給を遮断する暗電流モード時において、電池監視装置２を起動させる際の作動について説明する。まず、マイコン４では、絶縁素子５を介して監視回路３に対して監視回路３の起動を指示する起動指示信号を所定時間伝達する。
【００６５】
マイコン４からの起動指示信号に応じて、絶縁素子５の一次側要素５１である発光素子５１ａが発光し、発光素子５１ａの光電効果によって、絶縁素子５の二次側要素５２である受光素子５２ａから高抵抗５３を介して、高速信号伝達部５２ｂ側に電流が流れ、蓄電部３４に電荷が蓄積される。
【００６６】
その後、蓄電部３４に蓄積された電荷量が所定の電荷量を超えると、高速信号伝達部５２ｂに所定の電圧が印加され、高速信号伝達部５２ｂが起動する。これにより、監視回路３とマイコン４との間の信号伝達が可能となり、マイコン４側からスイッチ回路３３のオンを指示する指示信号が伝達されることで、スイッチ回路３４がオンされる。このスイッチ回路３４のオンによって、スイッチ回路３４による単位電池Ｂｉから監視回路３および絶縁素子５の高速信号伝達部５２ｂへ電力供給の遮断が解除されて、単位電池Ｂｉから監視回路３および絶縁素子５の高速信号伝達部５２ｂへ電力が供給されることで、監視回路３が起動する。
【００６７】
以上説明した本実施形態の電池監視装置２では、暗電流モード時に、絶縁素子５の二次側要素５２に伝達された信号に基づいて高速信号伝達部５２ｂを起動するための電力を生成することができるので、監視回路３とマイコン４との間を絶縁した状態で信号伝達する手段、および暗電流モード時に高速信号伝達部５２ｂに電力供給する手段を別途設けることなく、監視回路３および絶縁素子５の高速信号伝達部５２ｂを起動することが可能となる。
【００６８】
特に、本実施形態では、暗電流モード時において、絶縁素子５の一次側要素５１から二次側要素５２に伝達された信号を電荷として蓄積すると共に、蓄積された電荷を利用して、絶縁素子５の高速信号伝達部５２ｂへ電力供給することで、高速信号伝達部５２ｂを起動することができる。そして、高速信号伝達部５２ｂの起動によって、監視回路３とマイコン４との間で信号伝達を行うことが可能となるので、マイコン４からの指示信号によって監視回路３のスイッチ回路３３をオンすることで、監視回路３を起動することができる。
【００６９】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、各請求項の記載文言に限定されず、当業者がそれらから容易に置き換えられる範囲にも及び、かつ、当業者が通常有する知識に基づく改良を適宜付加することができる。例えば、以下のように種々変形可能である。
【００７０】
（１）上述の各実施形態では、高速信号伝達部５２ｂの起動が完了した後においても、絶縁素子５の受光素子５２ａにて受信した信号が、電荷として電力生成部６の高抵抗５３を介して蓄電部３４に蓄積され得る構成としている。しかし、この場合、電力生成部６によってマイコン４から監視回路３への信号伝達が妨げられる虞がある。
【００７１】
このため、図４や図５に示すように、高速信号伝達部５２ｂの起動が完了した後に、蓄電部３４における電荷の蓄積を停止するために、受光素子５２ａと高速信号伝達部５２ｂとの接続点と高抵抗５３との間に、受光素子５２ａと高抵抗５３との接続を遮断する電荷蓄積停止部（電荷蓄積停止手段）５４を設ける構成とすることが好ましい。
【００７２】
これによれば、高速信号伝達部５２ｂの起動が完了した後、蓄電部３４による電荷の蓄積が停止されるので、蓄電部３４による電荷の蓄積がマイコン４から監視回路３への信号伝達の妨げとなることを抑制することができる。なお、電荷蓄積停止部５４としては、例えば、高速信号伝達部５２ｂの起動の完了と連動して、受光素子５２ａと高抵抗５３との接続を遮断するスイッチで構成することができる。
【００７３】
なお、図４は、第１実施形態に係る電池監視装置２の絶縁素子５の変形例を示す構成図であり、図５は、第２実施形態に係る電池監視装置２の絶縁素子５の変形例を示す構成図である。
【００７４】
（２）上述の各実施形態では、電力生成部６の蓄電部３４をコンデンサで構成する例について説明したが、コンデンサに限らず、電荷を蓄積可能なものであれば蓄電部３４として採用することができる。
【００７５】
（３）上述の各実施形態では、絶縁素子５をフォトＩＣカプラで構成する例について説明したが、これに限定されず、例えば、コンデンサカップリングやトランスカップリングで構成される絶縁素子を採用してもよい。
【００７６】
（４）上述の各実施形態では、上述の各実施形態では、電池監視装置２を車載高圧バッテリに適用する例を説明したが、車載高圧バッテリに限らず、他のバッテリに用いてもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１ 組電池
１０ 電池セル
３ 監視回路（監視手段）
４ マイコン（制御手段）
５ 絶縁素子（絶縁信号伝達手段）
５１ 一次側要素
５２ 二次側要素
５２ｂ 高速信号伝達部
５４ 電荷蓄積停止部（電荷蓄積停止手段）
６ 電力生成部（電力生成手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池セル（１０）を複数直列に接続して構成される組電池（１）を監視する電池監視装置であって、
前記組電池（１）からの電力供給により駆動され、前記組電池（１）の電池状態を監視する監視手段（３）と、
前記監視手段（３）、および前記監視手段（３）の作動を制御する制御手段（４）を電気的に絶縁した状態で、前記制御手段（４）側から前記監視手段（３）側へ信号を伝達する絶縁信号伝達手段（５）と、を備え、
前記絶縁信号伝達手段（５）は、前記制御手段（４）側に設けられた一次側要素（５１）から前記監視手段（３）側に設けられた二次側要素（５２）への信号伝達を高速化するための高速信号伝達部（５２ｂ）を有し、
前記高速信号伝達部（５２ｂ）は、前記組電池（１）からの電力供給により駆動されるように構成され、
前記監視手段（３）および前記絶縁信号伝達手段（５）には、前記組電池（１）から前記監視手段（３）および前記高速信号伝達部（５２ｂ）それぞれへの電力供給を遮断する暗電流モード時に、前記一次側要素（５１）から前記二次側要素（５２）に伝達された信号に基づいて前記高速信号伝達部（５２ｂ）を起動するための電力を生成する電力生成手段（６）が設けられていることを特徴とする電池監視装置。
【請求項２】
前記監視手段（３）には、前記暗電流モード時に前記組電池（１）から前記高速信号伝達部（５２ｂ）への電力供給を遮断する電力遮断手段（３３）が設けられており、
前記電力生成手段（６）は、前記絶縁信号伝達手段（５）の前記一次側要素（５１）から前記二次側要素（５２）に伝達された信号を電荷として蓄積する蓄電手段（３４）を有し、
前記蓄電手段（３４）は、蓄積された電荷量が所定の電荷量を超えたときに、前記電力遮断手段（３３）へ電力供給して、前記組電池（１）から前記高速信号伝達部（５２ｂ）への電力供給の遮断を解除するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電池監視装置。
【請求項３】
前記電力生成手段（６）は、前記絶縁信号伝達手段（５）の前記一次側要素（５１）から前記二次側要素（５２）に伝達される信号を電荷として蓄積する蓄電手段（３４）を有し、
前記蓄電手段（３４）は、蓄積された電荷量が所定の電荷量を超えたときに、前記高速信号伝達部（５２ｂ）へ電力供給するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電池監視装置。
【請求項４】
前記電力生成手段（６）は、前記高速信号伝達部（５２ｂ）の起動が完了した後、前記蓄電手段（３４）における電荷の蓄積を停止する電荷蓄積停止手段（５４）を有することを特徴とする請求項２または３に記載の電池監視装置。
【請求項１】
電池セル（１０）を複数直列に接続して構成される組電池（１）を監視する電池監視装置であって、
前記組電池（１）からの電力供給により駆動され、前記組電池（１）の電池状態を監視する監視手段（３）と、
前記監視手段（３）、および前記監視手段（３）の作動を制御する制御手段（４）を電気的に絶縁した状態で、前記制御手段（４）側から前記監視手段（３）側へ信号を伝達する絶縁信号伝達手段（５）と、を備え、
前記絶縁信号伝達手段（５）は、前記制御手段（４）側に設けられた一次側要素（５１）から前記監視手段（３）側に設けられた二次側要素（５２）への信号伝達を高速化するための高速信号伝達部（５２ｂ）を有し、
前記高速信号伝達部（５２ｂ）は、前記組電池（１）からの電力供給により駆動されるように構成され、
前記監視手段（３）および前記絶縁信号伝達手段（５）には、前記組電池（１）から前記監視手段（３）および前記高速信号伝達部（５２ｂ）それぞれへの電力供給を遮断する暗電流モード時に、前記一次側要素（５１）から前記二次側要素（５２）に伝達された信号に基づいて前記高速信号伝達部（５２ｂ）を起動するための電力を生成する電力生成手段（６）が設けられていることを特徴とする電池監視装置。
【請求項２】
前記監視手段（３）には、前記暗電流モード時に前記組電池（１）から前記高速信号伝達部（５２ｂ）への電力供給を遮断する電力遮断手段（３３）が設けられており、
前記電力生成手段（６）は、前記絶縁信号伝達手段（５）の前記一次側要素（５１）から前記二次側要素（５２）に伝達された信号を電荷として蓄積する蓄電手段（３４）を有し、
前記蓄電手段（３４）は、蓄積された電荷量が所定の電荷量を超えたときに、前記電力遮断手段（３３）へ電力供給して、前記組電池（１）から前記高速信号伝達部（５２ｂ）への電力供給の遮断を解除するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電池監視装置。
【請求項３】
前記電力生成手段（６）は、前記絶縁信号伝達手段（５）の前記一次側要素（５１）から前記二次側要素（５２）に伝達される信号を電荷として蓄積する蓄電手段（３４）を有し、
前記蓄電手段（３４）は、蓄積された電荷量が所定の電荷量を超えたときに、前記高速信号伝達部（５２ｂ）へ電力供給するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電池監視装置。
【請求項４】
前記電力生成手段（６）は、前記高速信号伝達部（５２ｂ）の起動が完了した後、前記蓄電手段（３４）における電荷の蓄積を停止する電荷蓄積停止手段（５４）を有することを特徴とする請求項２または３に記載の電池監視装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−２４６７５（Ｐ２０１３−２４６７５Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５８７０１（Ｐ２０１１−１５８７０１）
【出願日】平成２３年７月２０日（２０１１．７．２０）
【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２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２０日（２０１１．７．２０）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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