JP6702129B2 - 組電池制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電圧検出線と、スイッチと、電池セルの両端電圧を検出する検出部と、電圧検出線が断線しているか否かを判定する制御部と、を備える組電池制御装置に関する。

従来、特許文献１に記載のように、組電池と、電圧検出線と、短絡スイッチ（スイッチ）と、電圧計測手段（電圧検出部）と、組電池管理手段（制御部）と、を備える組電池装置が知られている。組電池は、直列に接続された複数の電池セルを有している。電圧検出線は、各電池セルの両端に接続されている。短絡スイッチは、各電池セルに対して並列に接続されるように電圧検出線に接続されている。電圧計測手段は、電圧検出線を介して複数の電池セルと接続されている。

組電池管理手段は、特定の短絡スイッチをオンにさせつつ短絡スイッチの両端電圧を計測させる指令（電圧検出コマンド）を電圧計測手段に送信する。電圧計測手段は、組電池管理手段からの指令に基づき、短絡スイッチの開閉を制御しつつ短絡スイッチの両端電圧を計測する。そして、電圧計測手段は、計測した短絡スイッチの両端電圧を組電池管理手段に送信する。組電池管理手段は、電圧計測手段の計測した短絡スイッチの両端電圧に基づき、電圧検出線が断線しているか否かを判定する。

ところで、隣合う短絡スイッチ同士を同時にオンすると、電圧検出線で断線している箇所以外に電流経路が生じるため、組電池管理手段が断線の判定を正常に行うことができない虞がある。そのため、電圧計測手段は、隣合う短絡スイッチ同士を同時にオンにしない。

特開２０１２−１２２８５６号公報

しかしながら、電圧計測手段が複数設けられている場合や電圧検出線の接続構成によっては、組電池管理手段の指令が隣合う短絡スイッチ同士を同時にオンにするように要求する場合がある。この場合、電圧計測手段が組電池管理手段の指令通りに短絡スイッチの開閉を制御すると、組電池管理手段は断線の判定を正常に行うことができない。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、電圧検出線が断線しているか否かの判定を正常に行うことのできる組電池制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、括弧内の符号は、１つの態様として下記の実施形態における具体的手段との対応関係を示すものであって、技術的範囲を限定するものではない。

本発明の１つは、
直列に接続された複数の電池セル（２２０）を有する組電池（２００）の制御を行う組電池制御装置であって、
各電池セルの両端に接続された複数の電圧検出線（２０）と、
各電池セルに対して並列に接続されるように電圧検出線に接続され、接続された電圧検出線が断線しているか否かを検出するための複数のスイッチ（６０）と、
電圧検出線を介して複数の電池セルと接続され、スイッチの開閉を制御しつつ各電池セルの両端電圧を検出する複数の検出部（１１〜１ｎ）と、
検出部と通信可能に接続され、複数の検出部に対して、特定のスイッチをオンにさせて両端電圧を検出させる同一の電圧検出コマンドを検出部に送信する制御部（４０）と、を備え、
検出部は、受信した電圧検出コマンドが電気的に隣合うスイッチ同士を同時にオンするものであるか否かを示す読替情報が格納された記憶部（６３）を有し、
検出部は、
電圧検出コマンドを受信すると、電圧検出コマンドが、異なる検出部間における隣合うスイッチ同士を同時にオンするものであるか否かを読替情報に基づき判定し、
電圧検出コマンドが隣合うスイッチ同士を同時にオンするものであると判定した場合、隣合うスイッチ同士が同時にオンしないように電圧検出コマンドを読み替えて、読み替えた電圧検出コマンドに基づきスイッチをオンにして両端電圧を検出するとともに、検出した両端電圧を制御部に送信し、
電圧検出コマンドが隣合うスイッチ同士を同時にオンするものではないと判定した場合、受信した電圧検出コマンドに基づき指定されたスイッチをオンにして両端電圧を検出するとともに、検出した両端電圧を制御部に送信し、
制御部は、検出部から受信した両端電圧に基づき電圧検出線に断線が生じているか否かを判定する。

上記構成では、電圧検出コマンドが隣合うスイッチ同士を同時にオンにさせるものである場合であっても、電圧検出部が、隣合うスイッチ同士を同時にオンさせないように電圧検出コマンドを読み替える。これによれば、電圧検出部が電池セルの両端電圧を検出する際、電圧検出線に意図しない電流経路が生じるのを抑制できる。したがって、制御部は、電圧検出線が断線しているか否かを正常に判定できる。

第１実施形態に係る組電池制御装置の概略構成を示すブロック図である。 監視ＩＣの概略構成を示す回路図である。 マイコンによる読替設定処理の処理手順を示すフローチャートである。 マイコンによる断線検出処理の処理手順を示すフローチャートである。 監視ＩＣによる断線検出処理の処理手順を示すフローチャートである。 断線検出処理を説明するための回路図である。 断線検出処理を説明するための回路図である。 第２実施形態に係る組電池制御装置において、マイコンによる読替設定処理の処理手順を示すフローチャートである。

図面を参照して説明する。なお、複数の実施形態において、共通乃至関連する要素には同一の符号を付与するものとする。

（第１実施形態）
先ず、図１及び図２に基づき、組電池制御装置１００の概略構成について説明する。

組電池制御装置１００は、図１に示すように組電池２００と接続され、組電池２００の充電及び放電を制御する。また、組電池制御装置１００は、組電池２００に必要な各種パラメータ（電圧、電流、温度など）を検出し、車両の各種制御を行う制御装置へ検出結果等を提供する。よって、組電池制御装置１００は、電池センサと言い換えることもできる。

組電池制御装置１００は、組電池２００とともに車両に搭載されている。組電池２００は、内燃機関と電動機とを動力源とした所謂ハイブリッド車（プラグインハイブリッド車を含む）や、電動機のみを動力源とした電気車両に搭載され、この電動機に電力供給する電源である。なお、電動機は、走行用電気モータとも言える。

プラグインハイブリッド車に搭載された組電池２００は、回生ブレーキにより充電することが可能である。また、発電用モータを備えた車両に搭載された組電池２００は、この発電用モータで発電された電力によって充電することも可能である。さらに、プラグインハイブリッド車や電気車両に搭載された組電池２００は、所謂充電スタンドにて充電することも可能である。組電池２００は、車両の走行に伴って、充放電が繰り返し実行されるものである。また、プラグインハイブリッド車や電気車両に搭載された組電池２００は、車両内の走行用電気モータとは異なる電装品や、車両外の電化製品などの電力源としても使用できる。

図２に示すように、組電池２００は、直列に接続された複数の電池ブロック２１０を有している。各電池ブロック２１０は、複数の電池セル２２０が直列に接続されてなるものである。

組電池制御装置１００は、第１監視ＩＣ１１〜第ｎ監視ＩＣ１ｎと、電圧検出線２０と、フィルタ回路３０と、マイコン４０と、通信線５０と、を備えている。マイコン４０は、特許請求の範囲に記載の制御部に相当する。監視ＩＣは、特許請求の範囲に記載の検出部に相当する。以下においては、第１監視ＩＣ１１〜第ｎ監視ＩＣ１ｎの夫々を区別する必要がない場合、単に監視ＩＣとも称する。

組電池制御装置１００は、各電池セル２２０の両端電圧を検出する。そして、組電池制御装置１００は、検出した各電池セル２２０の両端電圧に基づき、電池セル２２０の過充電や過放電の検出や、電池セル２２０の容量の均等化を行う。

ところで、電圧検出線２０が断線している場合には、組電池制御装置１００が電池セル２２０の両端電圧を誤検出する虞がある。そのため、組電池制御装置１００は、電圧検出線２０が断線しているか否かを判定する断線検出処理を行う。さらに、組電池制御装置１００は、断線検出処理を行う前に、各監視ＩＣに下記の読替情報を格納させる読替設定処理を行う。断線検出処理及び読替設定処理の具体的な処理手順については下記で詳細に説明する。

第１監視ＩＣ１１〜第ｎ監視ＩＣ１ｎの夫々は、電圧検出線２０を介して、複数の電池ブロック２１０の夫々に対して個別に接続されている。つまり、各監視ＩＣの夫々と、複数の電池ブロック２１０の夫々とは、一対一の対応関係をなしている。各監視ＩＣは、互いに異なる電池ブロック２１０から電源が供給されている。組電池制御装置１００は、監視ＩＣが配置された基板を有している。監視ＩＣが配置された基板の配線は、電圧検出線２０の一部を形成している。

各監視ＩＣは、対応する電池ブロック２１０を構成する電池セル２２０の夫々と接続されている。各監視ＩＣの接続された電池セル２２０の個数は、監視ＩＣ同士で異なっていてもよい。言い換えると、各監視ＩＣに対応する電池セル２２０の個数は、監視ＩＣ同士で異なっていてもよい。本実施形態では、図２に示すように、第１監視ＩＣ１１に対応する電池セル２２０の個数は５つであり、第２監視ＩＣ１２に対応する電池セル２２０の個数は４つである。すなわち、第１監視ＩＣ１１に対応する電池セル２２０の個数は奇数であり、第２監視ＩＣ１２に対応する電池セル２２０の個数は偶数である。

組電池制御装置１００は、複数の電圧検出線２０を有している。各電圧検出線２０は、監視ＩＣと、監視ＩＣに対応する電池セル２２０と、を電気的に接続している。各電圧検出線２０の一端は、各電池セル２２０の両端の夫々に接続されている。一端が電池セル２２０の電極間に接続された各電圧検出線２０は、監視ＩＣが配置された基板内で分岐している。一端が電池セル２２０の電極間に接続された各電圧検出線２０は、共通線２０ａと、第１分岐線２０ｂと、第２分岐線２０ｃと、を有している。

共通線２０ａは、一端が電池セル２２０の電極間に接続されている。共通線２０ａの電池セル２２０側の一端と反対の他端は、第１分岐線２０ｂ及び第２分岐線２０ｃに分岐している。第１分岐線２０ｂ及び第２分岐線２０ｃは、一端が共通線２０ａに接続され、他端が監視ＩＣに接続されている。なお、電池ブロック２１０同士の接続点に接続された電圧検出線２０についても、監視ＩＣが配置された基板内で分岐しており、分岐した第１分岐線２０ｂ及び第２分岐線２０ｃは互いに異なる監視ＩＣに接続されている。

フィルタ回路３０は、ノイズを除去するノイズフィルタである。フィルタ回路３０は、複数の抵抗３１と複数のコンデンサ３２とを有している。フィルタ回路３０は、ＲＣフィルタと称することもできる。各第１分岐線２０ｂには、１つの抵抗３１が配置されている。同様に、各第２分岐線２０ｃには、１つの抵抗３１が配置されている。各コンデンサ３２は、電圧検出線２０において各抵抗３１に対して電池セル２２０と反対側に配置されている。詳述すると、各コンデンサ３２は、対応する１つの電池セル２２０と並列に接続されるように、一端が第１分岐線２０ｂに接続されるとともに他端が第２分岐線２０ｃに接続されている。

各監視ＩＣは、複数のスイッチ６０と、電圧検出部６１と、演算部６２と、記憶部６３と、通信部６４と、を有している。なお、各監視ＩＣは、スイッチ６０の個数以外の構成において、互いに等しい構成とされている。

各スイッチ６０は、対応する１つの電池セル２２０、及び、コンデンサ３２と並列に接続されるように、電圧検出線２０に接続されている。詳述すると、各スイッチ６０は、一端が第１分岐線２０ｂに接続されるとともに他端が第２分岐線２０ｃに接続されている。

電圧検出部６１は、複数の電圧検出線２０を介して、監視ＩＣが対応する全ての電池セル２２０の両端に接続されている。電圧検出部６１は、例えば、マルチプレクサ及びＡＤ変換器を有して構成されている。電圧検出部６１は、演算部６２と接続されている。

演算部６２は、電圧検出部６１に電池セル２２０の両端電圧を検出させ、電圧検出部６１から電池セル２２０の両端電圧を取得する。また、演算部６２は、各スイッチ６０と接続され、スイッチ６０の開閉を制御する。演算部６２は、記憶部６３及び通信部６４と接続されている。

記憶部６３は、下記の読替情報を格納するものである。本実施形態において記憶部６３は、フラッシュメモリとされている。すなわち、記憶部６３は不揮発性メモリとされている。

通信部６４は、他の監視ＩＣ又はマイコン４０と通信を行うものである。通信部６４は、通信線５０を介して他の監視ＩＣ又はマイコン４０と接続されている。通信部６４は、他の監視ＩＣ又はマイコン４０から受信した通信データを演算部６２に出力するとともに、演算部６２から入力された通信データを他の監視ＩＣ又はマイコン４０に送信する。

本実施形態において、第１監視ＩＣ１１〜第ｎ監視ＩＣ１ｎとマイコン４０とは、図１に示すように通信線５０を介してリング状に接続されており、通信線５０を介して通信方向が一方向となるように通信を行う。本実施形態では、第１監視ＩＣ１１〜第ｎ監視ＩＣ１ｎのうち、第１監視ＩＣ１１が通信方向における最上流であり、第ｎ監視ＩＣ１ｎが通信方向における最下流となる例を採用している。例えば、第１監視ＩＣ１１から送信された通信データは、マイコン４０に直接送信されず、第２監視ＩＣ１２〜第ｎ監視ＩＣ１ｎを介してマイコン４０に送信される。このように、第１監視ＩＣ１１〜第ｎ監視ＩＣ１ｎとマイコン４０とは、単方向リングバス接続されていると言える。

マイコン４０は、各監視ＩＣの動作を制御するものである。マイコン４０が監視ＩＣへ送信する通信データには、監視ＩＣに対するコマンドを含んでいる。各監視ＩＣは、マイコン４０からのコマンドを受信すると、受信したコマンドを実行する。本実施形態において、マイコン４０が送信するコマンドは、記憶部６３に読替情報を格納させる格納コマンドと、断線検出のために各電池セル２２０の両端電圧を検出させる電圧検出コマンドと、を含んでいる。

電圧検出コマンドは、特定のスイッチ６０をオンにさせて電池セル２２０の両端電圧を検出させ、検出した両端電圧を示す通信データをマイコン４０に送信させるものである。詳述すると、電圧検出コマンドを受信した監視ＩＣでは、演算部６２が電圧検出コマンドによって指定されたスイッチ６０をオンにする。監視ＩＣは、スイッチ６０をオンにすることで、スイッチ６０と接続されたコンデンサ３２の電荷を抜く。なお、監視ＩＣは、電圧検出コマンドにより指定されたスイッチ６０以外のスイッチ６０をオフとする。

演算部６２がスイッチ６０をオンにしてから所定時間が経過すると、コンデンサ３２の電荷が全て抜かれる。演算部６２は、スイッチ６０をオンにしてから所定時間が経過した後に、監視ＩＣ内の全てのスイッチ６０をオフにする。

演算部６２は、スイッチ６０をオフにした後、電圧検出部６１に対し、監視ＩＣが対応する全ての電池セル２２０の両端電圧を検出させる。そして、演算部６２は、電圧検出部６１から各電池セル２２０の両端電圧を取得するとともに、各電池セル２２０の両端電圧を示す通信データを通信部６４に送信させる。

ここで、監視ＩＣが検出する電池セル２２０の両端電圧は、電池セル２２０と並列に接続された各コンデンサ３２の両端電圧、及び、スイッチ６０の両端電圧と等しい。よって、電圧検出コマンドによって、監視ＩＣがコンデンサ３２の両端電圧を検出する、又は、スイッチ６０の両端電圧を検出する、と言い換えることもできる。

電圧検出線２０に断線が生じていない場合には、オンにされていたスイッチ６０がオフになることで、電圧検出線２０を介して電池セル２２０からコンデンサ３２に充電される。一方、電圧検出線２０に断線が生じている場合には、オンにされていたスイッチ６０がオフになった場合であっても、電流経路がないため、電池セル２２０からコンデンサ３２に充電されない。マイコン４０は、各監視ＩＣから受信した各スイッチ６０の両端電圧に基づき、電圧検出線２０が断線しているか否かを判定する。

ところで、電気的に隣合うスイッチ６０同士を同時にオンにした場合、電圧検出線２０で断線している箇所以外に電池セル２２０からコンデンサ３２へ充電するための電流経路が生じる。そのため、電圧検出コマンドは、各監視ＩＣに対し、監視ＩＣ内の全てのスイッチ６０のうちの電気的に隣合うスイッチ６０同士が同時にオンしないように、複数のスイッチ６０をオンにさせる。

マイコン４０は、全ての監視ＩＣに対して同一の電圧検出コマンドを同時に実行させるように、同一の電圧検出コマンドを全ての監視ＩＣに送信する。すなわち、マイコン４０は、各監視ＩＣに対して個別に電圧検出コマンドを送信しない。マイコン４０による１回の電圧検出コマンドの送信により、全ての監視ＩＣがほぼ同時に同一の電圧検出コマンドを実行する。

電圧検出コマンドは、指定するスイッチ６０の番号が奇数とされた奇数コマンドと、指定するスイッチ６０の番号が偶数とされた偶数コマンドと、を含んでいる。スイッチ６０の番号は、電圧検出コマンドを受信した監視ＩＣ内の全てのスイッチ６０のうち、並列に接続された電池セル２２０が最も低電位とされたスイッチ６０の番号を１として、電池セル２２０が高電位になるにつれて番号が１つ増える。

奇数コマンドは、奇数番号のスイッチ６０をオンにして、監視ＩＣが対応する全ての電池セル２２０の両端電圧を検出させるものである。偶数コマンドは、偶数番号のスイッチ６０をオンにして、監視ＩＣが対応する全ての電池セル２２０の両端電圧を検出させるものである。各監視ＩＣの記憶部６３には、監視ＩＣが奇数コマンド及び偶数コマンドを実行するためのスイッチングパターンが登録されている。

読替情報とは、監視ＩＣが電圧検出コマンドを受信した場合に、受信した電圧検出コマンドを読み替えるか否かを決定するための情報である。すなわち、読替情報は、監視ＩＣが電圧検出コマンドを読み替えるか否かを示している。本実施形態において、読替情報が読み替えることを示している場合、監視ＩＣは、偶数コマンドを受信すると奇数コマンドを実行し、奇数コマンドを受信すると偶数コマンドを実行する。一方、読替情報が読み替えないことを示している場合、監視ＩＣは、偶数コマンドを受信すると偶数コマンドを実行し、奇数コマンドを受信すると奇数コマンドを実行する。

読替情報は、各監視ＩＣに対応する電池セル２２０の個数に依存することなく、１つの電圧検出コマンドによって、低電位側の電池セル２２０に接続されたスイッチ６０から順に高電位側へ１つ置きにスイッチ６０をオンするように設定される。すなわち、読替情報は、各監視ＩＣに対応する電池セル２２０の個数に依存することなく、組電池制御装置１００内の全てのスイッチ６０のスイッチングパターンの法則性を順守できるような情報に設定される。

例えば、マイコン４０が奇数コマンドを送信した場合、全ての電池セル２２０のうちの最も低電位の電池セル２２０に接続されたスイッチ６０から順に高電位側へ１つ置きにスイッチ６０がオンするように、読替情報が設定される。そして、マイコン４０が偶数コマンドを送信した場合、全ての電池セル２２０のうちの２番目に低電位の電池セル２２０に接続されたスイッチ６０から高電位側へ１つ置きにスイッチ６０がオンするように、読替情報が設定される。

次に、図３に基づき、読替設定処理の具体的な処理手順について説明する。

マイコン４０は、例えば、電源が投入されると読替設定処理を開始する。読替設定処理においてマイコン４０は、先ず、現在の時刻が出荷検査タイミングであるか否かを判定する（Ｓ１０）。出荷検査タイミングとは、組電池制御装置１００が出荷前に検査されるタイミングである。

マイコン４０は、Ｓ１０において現在の時刻が出荷検査タイミングであると判定すると、プログラムから読替テーブルを読み込む（Ｓ１２）。読替テーブルは、各監視ＩＣと読替情報とが対応してなるものである。すなわち、読替テーブルは、各監視ＩＣと、監視ＩＣが電圧検出コマンドを読み替えるか否か示す情報と、が対応してなるものである。

次に、マイコン４０は、格納コマンドを各監視ＩＣに送信する（Ｓ１４）。格納コマンドは、マイコン４０がＳ１２で読み込んだ読替情報を含んでいる。各監視ＩＣは、受信した格納コマンドに基づき、読替情報を記憶部６３に格納する。

次に、図４〜図７に基づき、断線検出処理の具体的な処理手順について説明する。

マイコン４０は、電源が投入されると、断線検出処理を開始する。図４に示すように、断線検出処理においてマイコン４０は、先ず、現在の時刻が断線検出タイミングであるか否かを判定する（Ｓ２０）。断線検出タイミングは、各監視ＩＣにおける読替情報の格納の完了よりも後のタイミングである。断線検出タイミングは、例えば、定期的に生じる。

マイコン４０は、Ｓ２０において現在の時刻が断線検出タイミングではないと判定すると、断線検出処理を終了する。マイコン４０は、断線検出処理を終了した後、再び断線検出処理を開始する。すなわち、マイコン４０は、電源が投入されている間において、断線検出処理を繰り返し行う。

マイコン４０は、Ｓ２０において現在の時刻が断線検出タイミングであると判定すると、偶数コマンドを全ての監視ＩＣに送信する（Ｓ２２）。Ｓ２２において、マイコン４０による偶数コマンドの送信は、１回のみである。すなわち、Ｓ２２においてマイコン４０は、全ての監視ＩＣに対して同一の電圧検出コマンドを１回のみ送信する。マイコン４０は、偶数コマンドを送信した後、各監視ＩＣから通信データを受信する。この通信データは、監視ＩＣが対応する全ての電池セル２２０の両端電圧を示すデータである。

次に、マイコン４０は、奇数コマンドを全ての監視ＩＣに送信する（Ｓ２４）。Ｓ２４において、マイコン４０による奇数コマンドの送信は、１回のみである。すなわち、Ｓ２４においてマイコン４０は、全ての監視ＩＣに対して同一の電圧検出コマンドを１回のみ送信する。そして、マイコン４０は、奇数コマンドを送信した後、各監視ＩＣから通信データを受信する。マイコン４０がＳ２４で受信する通信データは、Ｓ２２の処理と同様に、監視ＩＣが対応する全ての電池セル２２０の両端電圧を示すデータである。

図５に示すように、監視ＩＣは、マイコン４０からの電圧検出コマンドを受信すると、断線検出処理を開始する。すなわち、断線検出処理においてマイコン４０がＳ２２で偶数コマンドを送信するか、又は、Ｓ２４で奇数コマンドを送信すると、監視ＩＣが断線検出処理を開始する。

電圧検出処理において監視ＩＣは、先ず、演算部６２が記憶部６３に格納された読替情報を取得する（Ｓ３０）。この読替情報は、読替設定処理で記憶部６３に格納されたものである。演算部６２は、Ｓ３０の処理により、電圧検出コマンドを読み替えて実行するか、読み替えずに実行するか、を示す情報を取得する。電圧検出コマンドの読み替えとは、監視ＩＣが電圧検出コマンドを受信した場合に、受信した電圧検出コマンドの示す指令とは異なる動作を行うことである。

次に、監視ＩＣは、受信した電圧検出コマンドを読み替えるか否かを判定する（Ｓ３２）。Ｓ３２では、演算部６２が、Ｓ３０で記憶部６３から取得した読替情報に基づき判定を行う。

監視ＩＣは、Ｓ３２において電圧検出コマンドを読み替えると判定すると、断線検出処理の開始時に受信した電圧検出コマンドを読み替えて実行する（Ｓ３４）。詳述すると、監視ＩＣは、偶数コマンドを受信した場合に、奇数コマンドを実行する。一方、監視ＩＣは、奇数コマンドを受信した場合に、偶数コマンドを実行する。Ｓ３４において全ての監視ＩＣは、ほぼ等しいタイミングで電圧検出コマンドを実行する。また、Ｓ３４において全ての監視ＩＣのスイッチ６０をオンにする時間の長さは、互いに等しい。以下、スイッチ６０をオンにする時間をオン時間と示す。

監視ＩＣは、Ｓ３２において電圧検出コマンドを読み替えないと判定すると、断線検出処理の開始時に受信した電圧検出コマンドを読み替えずに実行する（Ｓ３６）。詳述すると、監視ＩＣは、偶数コマンドを受信した場合に偶数コマンドを実行するとともに、奇数コマンドを受信した場合に奇数コマンドを実行する。Ｓ３６において全ての監視ＩＣは、ほぼ等しいタイミングで電圧検出コマンドを実行する。また、Ｓ３６において全ての監視ＩＣのスイッチ６０をオン時間の長さは、互いに等しい。

読替情報は、異なる監視ＩＣ同士で、隣合うスイッチ６０同士が同時にオンしないように設定されている。言い換えると、読替テーブルは、異なる監視ＩＣ同士で、隣合うスイッチ６０同士が同時にオンしないように設定されている。

図６及び図７に示す例では、上記したように、第１監視ＩＣ１１の個数が奇数とされるとともに第２監視ＩＣ１２の個数が偶数とされている。第１監視ＩＣ１１及び第２監視ＩＣ１２が同時に奇数コマンドを実行すると、第１監視ＩＣ１１内のスイッチ６０のうち最も番号の大きいスイッチ６０と、第２監視ＩＣ１２内のスイッチ６０のうちの番号が１とされたスイッチ６０と、が同時にオンする。すなわち、電気的に隣合うスイッチ６０が同時にオンすることとなる。これに対し、第１監視ＩＣ１１及び第２監視ＩＣ１２では、読替設定処理において、互いに異なる読替情報が格納される。

図６及び図７の太線は、監視ＩＣが電圧検出コマンドを実行した場合に生じる電流経路を示している。図６に示す例では、第１監視ＩＣ１１が奇数コマンドを実行し、第２監視ＩＣ１２が偶数コマンドを実行している。

詳述すると、第１監視ＩＣ１１の演算部６２は、奇数番号のスイッチ６０をオンにするとともに、オンにしてから所定時間が経過したらスイッチ６０をオフにする。第２監視ＩＣ１２の演算部６２は、第１監視ＩＣ１１と同様のタイミングで、偶数番号のスイッチ６０をオンにするとともに、オンにしてから所定時間が経過したらスイッチ６０をオフにする。そして、第１監視ＩＣ１１及び第２監視ＩＣ１２の電圧検出部６１が各電池セル２２０の両端電圧を検出する。各電池セル２２０の両端電圧を示す通信データは、通信部６４によって、他の監視ＩＣを介してマイコン４０へ送信される。図７に示す例では、第１監視ＩＣ１１が偶数コマンドを実行し、第２監視ＩＣ１２が奇数コマンドを実行している。

マイコン４０は、電池セル２２０に接続された電圧検出線２０が断線しているか否かを各電池セル２２０について判定する。電池セル２２０に接続された電圧検出線２０が断線している場合、マイコン４０が断線検出処理のＳ２２で受信した両端電圧と、Ｓ２４で受信した両端電圧と、の差の絶対値が所定値以上となる。マイコン４０は、断線検出処理のＳ２２で受信した両端電圧と、Ｓ２４で受信した両端電圧と、の差の絶対値に基づき、判定対象の電池セル２２０に接続された電圧検出線２０が断線しているか否かを判定する。

次に、上記した組電池制御装置１００の効果について説明する。

本実施形態では、電圧検出コマンドが隣合うスイッチ６０同士を同時にオンにさせるものである場合であっても、監視ＩＣが、隣合うスイッチ６０同士を同時にオンさせないように電圧検出コマンドを読み替える。これによれば、監視ＩＣが電池セル２２０の両端電圧を検出する際、電圧検出線２０に意図しない電流経路が生じるのを抑制できる。したがって、マイコン４０は、電圧検出線２０が断線しているか否かを正常に判定できる。

本実施形態において、マイコン４０は、全ての監視ＩＣに対して同一の電圧検出コマンドを送信する。これによれば、マイコン４０が各監視ＩＣに対して個別に電圧検出コマンドを送信する場合に較べて、マイコン４０と監視ＩＣとの通信量を低下できる。

ところで、監視ＩＣが電圧検出コマンドを実行する場合、スイッチ６０のオン時間の長さが各スイッチ６０で互いに異なっていると、電池セル２２０の容量にばらつきが生じる虞がある。これに対して本実施形態の組電池制御装置１００では、全ての監視ＩＣに対して同一の電圧検出コマンドを送信し、各スイッチ６０のオン時間の長さを全ての監視ＩＣで等しくしている。これによれば、マイコン４０が各監視ＩＣに対して個別に電圧検出コマンドを送信する場合に較べて、監視ＩＣにおけるスイッチ６０をオンにするタイミング及びオン時間の長さがずれるのを抑制できる。

これによれば、各電池セル２２０の容量にばらつきが生じるのを抑制できる。したがって、組電池２００の使用領域が狭くなるのを抑制することができる。さらに、組電池制御装置１００は、組電池２００の使用領域が狭小化することを抑制できるため、ハイブリッド車に搭載された場合、内燃機関の使用機会が増えて燃費を悪化させることを抑制できる。また、組電池制御装置１００は、電気自動車に搭載された場合、組電池２００の充電回数が増えて充電コストが高くなることを抑制できる。

本実施形態において、記憶部６３は、不揮発性メモリである。監視ＩＣの電源がオフにされた場合であっても、読替情報が記憶部６３に保持される。これによれば、マイコン４０は、格納コマンドを一度送信すれば、その後に格納コマンドを送信する必要がない。したがって、マイコン４０と監視ＩＣとの通信量を効果的に低下できる。

（第２実施形態）
本実施形態において、第１実施形態に示した半導体装置１０と共通する部分についての説明は第１実施形態の説明を参照する。

本実施形態において記憶部６３は、揮発性のレジスタとされている。マイコン４０による読替設定処理の処理手順を示している。図８に示すように、読替設定処理においてマイコン４０は、先ず、現在の時刻がレジスタリセットタイミングであるか否かを判定する（Ｓ４０）。レジスタリセットタイミングとは、レジスタをリセットするタイミングである。マイコン４０は、Ｓ４０において現在の時刻がレジスタリセットタイミングではないと判定すると、読替設定処理を終了する。マイコン４０は、読替設定処理を終了した後、再び断線検出処理を開始する。

マイコン４０は、Ｓ４０において現在の時刻がレジスタリセットタイミングであると判定すると、各監視ＩＣにリセットコマンドを送信する（Ｓ４２）。リセットコマンドは、監視ＩＣのレジスタをリセットさせるものである。監視ＩＣは、リセットコマンドを受信すると、記憶部６３をリセットする。

次に、マイコン４０は、プログラムから読替テーブルを読み込む（Ｓ４４）。そして、マイコン４０は、格納コマンドを各監視ＩＣに送信する（Ｓ４６）。これにより、各監視ＩＣは、Ｓ４２のリセットコマンドによりリセットした記憶部６３に対し、読替情報を格納できる。

本実施形態において、記憶部６３が揮発性メモリであるため、マイコン４０は格納コマンドを一度送信した後であっても格納情報を書き換えることができる。したがって、組電池制御装置１００では、監視ＩＣの接続状態を変更し、監視ＩＣ同士の配置を入れ替えた場合であっても、各監視ＩＣが断線検出処理を正常に行うことができる。

（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

上記実施形態では、組電池制御装置１００が複数の監視ＩＣを備える例を示したが、これに限定されるものではない。組電池制御装置１００が、１つの監視ＩＣのみを備える例を採用することもできる。

上記実施形態では、組電池制御装置１００がフィルタ回路３０を備える例を示したが、これに限定するものではない。組電池制御装置１００がフィルタ回路３０を備えない例を採用することもできる。

上記実施形態では、電圧検出コマンドが、１つ置きにスイッチ６０をオンにする偶数コマンドと奇数コマンドとを含む例を示したが、これに限定するものではない。電圧検出コマンドは、例えば、複数個置きにスイッチ６０をオンにするものでもよい。この場合、例えば、２つ置きにスイッチ６０をオンさせる電圧検出コマンドを採用できる。この電圧検出コマンドは、監視ＩＣに接続された複数のスイッチ６０において、２つ置きにスイッチ６０をオンにして、監視ＩＣに電池セル２２０の両端電圧を検出させるものである。また、この電圧検出コマンドは、各監視ＩＣが７個のスイッチ６０を備えている場合などに採用できる。

そして、この電圧検出コマンドは、２つ置きにオンさせる際の基準となるスイッチ６０が異なる３つのコマンドを含んでいる。第１コマンドは、各監視ＩＣ内の全てのスイッチ６０のうち、最も番号が小さいスイッチ６０を基準として２つ置きにスイッチ６０をオンさせるコマンドである。第２コマンドは、各監視ＩＣ内の全てのスイッチ６０のうち、２番目に番号が小さいスイッチ６０を基準として２つ置きにスイッチ６０をオンさせるコマンドである。第３コマンドは、各監視ＩＣ内の全てのスイッチ６０のうち、３番目に番号が小さいスイッチ６０を基準として２つ置きにスイッチ６０をオンさせるコマンドである。

この場合、監視ＩＣは、電圧検出コマンドを読み替えると判定すると、第１コマンドを受信した場合に、第２コマンド又は第３コマンドを実行する。これによっても、上記と同様の効果を奏することができる。

１ｎ…第ｎ監視ＩＣ、１１…第１監視ＩＣ、１２…第２監視ＩＣ、２０…電圧検出線、２０ａ…共通線、２０ｂ…第１分岐線、２０ｃ…第２分岐線、３０…フィルタ回路、３１…抵抗、３２…コンデンサ、４０…マイコン、５０…通信線、６０…スイッチ、６１…電圧検出部、６２…演算部、６３…記憶部、６４…通信部、１００…組電池制御装置、２００…組電池、２１０…電池ブロック、２２０…電池セル

Claims (7)

1. 直列に接続された複数の電池セル（２２０）を有する組電池（２００）の制御を行う組電池制御装置であって、
   各電池セルの両端に接続された複数の電圧検出線（２０）と、
   各電池セルに対して並列に接続されるように前記電圧検出線に接続され、接続された前記電圧検出線が断線しているか否かを検出するための複数のスイッチ（６０）と、
   前記電圧検出線を介して複数の前記電池セルと接続され、前記スイッチの開閉を制御しつつ各電池セルの両端電圧を検出する複数の検出部（１１〜１ｎ）と、
   前記検出部と通信可能に接続され、複数の前記検出部に対して、特定の前記スイッチをオンにさせて前記両端電圧を検出させる同一の電圧検出コマンドを送信する制御部（４０）と、を備え、
   前記検出部は、受信した前記電圧検出コマンドが電気的に隣合う前記スイッチ同士を同時にオンするものであるか否かを示す読替情報が格納された記憶部（６３）を有し、
   前記検出部は、
   前記電圧検出コマンドを受信すると、前記電圧検出コマンドが、異なる前記検出部間における隣合う前記スイッチ同士を同時にオンするものであるか否かを前記読替情報に基づき判定し、
   前記電圧検出コマンドが隣合う前記スイッチ同士を同時にオンするものであると判定した場合、隣合う前記スイッチ同士が同時にオンしないように前記電圧検出コマンドを読み替えて、読み替えた前記電圧検出コマンドに基づき前記スイッチをオンにして前記両端電圧を検出するとともに、検出した前記両端電圧を前記制御部に送信し、
   前記電圧検出コマンドが隣合う前記スイッチ同士を同時にオンするものではないと判定した場合、受信した前記電圧検出コマンドに基づき指定された前記スイッチをオンにして前記両端電圧を検出するとともに、検出した前記両端電圧を前記制御部に送信し、
   前記制御部は、前記検出部から受信した前記両端電圧に基づき前記電圧検出線に断線が生じているか否かを判定する組電池制御装置。
   
2. 前記検出部の個数は、複数とされ、
   前記制御部は、複数の前記検出部に対して同一の前記電圧検出コマンドを同時に実行させるように、同一の前記電圧検出コマンドを複数の前記検出部に送信する請求項１に記載の組電池制御装置。
3. 前記記憶部は、不揮発性メモリであり、
   前記制御部は、前記記憶部に前記読替情報を格納させる格納コマンドを前記検出部に送信する請求項１又は請求項２に記載の組電池制御装置。
4. 前記記憶部は、揮発性メモリであり、
   前記制御部は、前記記憶部に前記読替情報を格納させる格納コマンドを前記検出部に送信する請求項１又は請求項２に記載の組電池制御装置。
5. 複数の前記スイッチのうち、並列に接続された前記電池セルが最も低電位とされた前記スイッチの番号を１として、前記電池セルが高電位になるにつれて番号が１つ増えるとし、
   前記電圧検出コマンドは、オンにさせる前記スイッチの番号を奇数とする奇数コマンドと、オンにさせる前記スイッチの番号を偶数とする偶数コマンドと、を含み、
   前記検出部は、
   前記奇数コマンドを実行することで、奇数番号の前記スイッチを同時にオンにするとともに接続された全ての前記電池セルの前記両端電圧を検出し、
   前記偶数コマンドを実行することで、偶数番号の前記スイッチを同時にオンにするとともに接続された全ての前記電池セルの前記両端電圧を検出し、
   前記電圧検出コマンドを読み替えると前記読替情報に基づき判定すると、前記偶数コマンドを前記奇数コマンドに読み替えて実行するとともに、前記奇数コマンドを前記偶数コマンドに読み替えて実行する請求項１〜４のいずれか１項に記載の組電池制御装置。
6. 前記検出部の個数は、複数とされ、
   前記制御部と前記検出部、及び、前記検出部同士を接続する通信線（５０）をさらに備え、
   前記制御部と複数の前記検出部は、前記通信線を介してリング状に接続されており、前記通信線を介して通信方向が一方向となるように通信が行われ、
   前記制御部は、複数の前記検出部に対して同一の前記電圧検出コマンドを同時に実行させるように、同一の前記電圧検出コマンドを複数の前記検出部に送信する請求項１〜５のいずれか１項に記載の組電池制御装置。
7. 前記電池セルと前記スイッチとの間に配置され、抵抗（３１）及びコンデンサ（３２）を有するフィルタ回路（３０）をさらに備えている請求項１〜６のいずれか１項に記載の組電池制御装置。

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