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技術 電池システム、二次電池の電池監視装置および二次電池の監視方法

出願人 株式会社GSユアサ
発明者 白石剛之中村将司
出願日 2015年11月24日 (5年11ヶ月経過) 出願番号 2015-228539
公開日 2017年6月1日 (4年4ヶ月経過) 公開番号 2017-099125
状態 特許登録済
技術分野 電池等の充放電回路 車両用電気・流体回路
主要キーワード 強制電流 温度測定信号 車両発電機 遮断解除 検知端子 遮断命令 電力遮断 解除作業
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (10)

課題

二次電池の誤使用を防ぐ。

解決手段

本明細書によって開示される電池ステムは、車両に搭載される電池システム10であって、リチウムイオン電池直列接続してなる二次電池11と、二次電池11の電流遮断する電流遮断部12と、車両に設けられた車両側通信コネクタ54が接続される通信コネクタ15と、通信コネクタ15に設けられ、鉛蓄電池専用車両の車両側通信コネクタに設けられた電源端子接続可能な検知端子18と、車両側通信コネクタが通信コネクタ15に接続された際の検知端子18の接続状態に基づいて電流遮断部12において電流を遮断制御する中央処理装置21とを備える構成とした。

概要

背景

例えば、車両等の始動用バッテリとして使用される鉛蓄電池には、正極および負極端子が設けられており、負極端子には、残存容量などの電池の状態を判断するために、電圧電流など電池の状態をモニタするバッテリセンサが接続されている。

一方、車両側には、車両制御システムが搭載されており、車両側制御システムに設けられた通信ケーブル通信コネクタをバッテリセンサに接続することで、バッテリセンサに設けられたマイコンからデータを取得し、鉛蓄電池の状態を監視している。このような技術としては、特開2008−291660公報(下記特許文献1)が知られている。また、一般に、この種のバッテリセンサは、正極端子から車両側のシステムを経由して通信コネクタ経由で電源が供給されている。

概要

二次電池の誤使用を防ぐ。本明細書によって開示される電池システムは、車両に搭載される電池システム10であって、リチウムイオン電池直列接続してなる二次電池11と、二次電池11の電流を遮断する電流遮断部12と、車両に設けられた車両側通信コネクタ54が接続される通信コネクタ15と、通信コネクタ15に設けられ、鉛蓄電池専用車両の車両側通信コネクタに設けられた電源端子接続可能な検知端子18と、車両側通信コネクタが通信コネクタ15に接続された際の検知端子18の接続状態に基づいて電流遮断部12において電流を遮断制御する中央処理装置21とを備える構成とした。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

二次電池と、前記二次電池の電流遮断する電流遮断部と、外部通信コネクタが接続される通信コネクタと、前記通信コネクタに設けられた検知端子と、前記外部通信コネクタが前記通信コネクタに接続された際の前記通信コネクタの前記検知端子の接続状態に基づいて前記電流遮断部を制御する制御部とを備える電池ステム

請求項2

前記通信コネクタは、充電電圧の範囲が同一もしくは充電電圧の範囲が異なる車両に設けられた前記外部通信コネクタに接続可能とされており、前記検知端子は、充電電圧の範囲が異なる前記車両の前記外部通信コネクタに設けられた電源供給用電源端子と接続可能であって、電源入力の有無が検知可能とされており、前記制御部は、前記通信コネクタと前記外部通信コネクタとが接続され、前記電源端子と前記検知端子とが接続され、電源入力があったことを検出した場合に、前記電流遮断部において前記電流を遮断する請求項1に記載の電池システム。

請求項3

前記制御部は、前記通信コネクタと前記外部通信コネクタとの接続が解除され、前記電源端子と前記検知端子との接続が解除された場合に、前記電流遮断部において前記電流の遮断を解除する請求項2に記載の電池システム。

請求項4

前記検知端子は、充電電圧の範囲が同一の車両の前記外部通信コネクタに設けられたグランド用のグランド端子と接続可能とされており、前記制御部は、前記通信コネクタと前記外部通信コネクタとが接続され、前記グランド端子と前記検知端子とが接続されたことを検出した場合に、前記電流遮断部における前記電流の遮断を解除する請求項1または請求項2に記載の電池システム。

請求項5

前記通信コネクタは、前記外部通信コネクタに設けられた外部通信端子と接続可能な通信端子を有しており、前記制御部は、前記通信コネクタと前記外部通信コネクタとの接続により前記外部通信端子と前記通信端子とが接続されている状態において、前記通信端子に対する前記外部通信コネクタからの遮断信号を検出した場合に、前記電流遮断部において前記電流を遮断する請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電池システム。

請求項6

二次電池の電流の遮断および遮断解除切り替える遮断部駆動部と、検知端子を有する通信コネクタに外部通信コネクタが接続された際の前記検知端子の接続状態に基づいて前記遮断部駆動部を制御する制御部とを備える二次電池の監視装置

請求項7

車両に搭載される二次電池の監視方法であって、前記車両の外部通信コネクタと通信コネクタとが接続された際の通信コネクタに設けられた検知端子の接続状態に基づいて前記車両と前記二次電池との間の電流を遮断する二次電池の監視方法。

請求項8

前記通信コネクタは、充電電圧の範囲が同一もしくは充電電圧の範囲が異なる前記車両の前記外部通信コネクタに接続可能とされており、前記検知端子が、充電電圧の範囲が異なる前記車両の前記外部通信コネクタに設けられた電源供給用の電源端子と接続された状態を検出した場合に前記電流を遮断する請求項7に記載の二次電池の監視方法。

請求項9

前記検知端子における電圧または電流の変化を検出することで前記検知端子が電源端子と接続されたこと検出する請求項8に記載の二次電池の監視方法。

技術分野

0001

本明細書によって開示される技術は、電池ステム二次電池電池監視装置および二次電池の監視方法に関する。

背景技術

0002

例えば、車両等の始動用バッテリとして使用される鉛蓄電池には、正極および負極端子が設けられており、負極端子には、残存容量などの電池の状態を判断するために、電圧電流など電池の状態をモニタするバッテリセンサが接続されている。

0003

一方、車両側には、車両制御システムが搭載されており、車両側制御システムに設けられた通信ケーブル通信コネクタをバッテリセンサに接続することで、バッテリセンサに設けられたマイコンからデータを取得し、鉛蓄電池の状態を監視している。このような技術としては、特開2008−291660公報(下記特許文献1)が知られている。また、一般に、この種のバッテリセンサは、正極端子から車両側のシステムを経由して通信コネクタ経由で電源が供給されている。

先行技術

0004

特開2008−291660公報

発明が解決しようとする課題

0005

ところで、近年、車両の燃費向上を目的として鉛蓄電池に替わるリチウムイオン電池の車両への搭載が行われている。しかしながら、鉛蓄電池とリチウムイオン電池とでは電池の制御方法が異なっているものの、始動用バッテリの形状および通信コネクタの形状は、鉛蓄電池とリチウムイオン電池とのいずれにおいても同様の形状とされており、鉛蓄電池を搭載する鉛蓄電池用の車両に誤ってリチウムイオン電池を搭載してしまう虞がある。したがって、例えば、リチウムイオン電池に充電が行われた場合、一般に、鉛蓄電池に対する充電電圧の範囲は、リチウムイオン電池に比べて高くなっているため、過充電となってしまい、不具合が生じてしまう。

0006

本明細書では、二次電池の誤使用を防ぐ技術を開示する。

課題を解決するための手段

0007

本明細書によって開示される技術は、電池システムであって、二次電池と、前記二次電池の電流を遮断する電流遮断部と、外部通信コネクタが接続される通信コネクタと、前記通信コネクタに設けられた検知端子と、前記外部通信コネクタが前記通信コネクタに接続された際の前記通信コネクタの前記検知端子の接続状態に基づいて前記電流遮断部を制御する制御部とを備える構成とした。

発明の効果

0008

本明細書によって開示される技術によれば、二次電池の誤使用を防ぐことができる。

図面の簡単な説明

0009

実施形態1の電池システムのブロック図
二次電池の電池監視装置のブロック図
電流遮断処理を示すフローチャート
電流遮断解除処理を示すフローチャート
強制電流遮断処理を示すフローチャート
鉛蓄電池システムと鉛蓄電池専用車両との接続状態を示すブロック図
従来型リチウムイオン電池システムとリチウムイオン電池専用車両との接続状態を示すブロック図
実施形態2の電池システムのブロック図
実施形態2の電池システムにおける電流遮断解除処理を示すフローチャート

実施例

0010

(本実施形態の概要
初めに、本実施形態にて開示する電池システムの概要について説明する。
本実施形態にて開示する電池システムは、二次電池と、前記二次電池の電流を遮断する電流遮断部と、外部通信コネクタが接続される通信コネクタと、前記通信コネクタに設けられた検知端子と、前記外部通信コネクタが前記通信コネクタに接続された際の前記通信コネクタの前記検知端子の接続状態に基づいて前記電流遮断部を制御する制御部とを備える構成とした。

0011

このような構成の電池システムによると、例えば、外部通信コネクタが通信コネクタに対して接続された際に、制御部が通信コネクタの端子の接続状態に基づいて電流遮断部を作動させることで、二次電池の電流を遮断したり、電流の遮断を解除したりすることができる。これにより、複数の構成が異なる外部通信コネクタが設けられ、外部通信コネクタと通信コネクタとが接続された際の検知端子の接続状態が外部通信コネクタによって変化する場合には、適切でない外部通信コネクタが接続された際の検知端子の接続状態に基づいて電流を遮断し、二次電池が誤って使用されることを防ぐことができる。

0012

本明細書によって開示される電池システムは、以下の構成としてもよい。
本明細書により開示される電池システムの一実施態様として、前記通信コネクタは、充電電圧の範囲が同一もしくは充電電圧の範囲が異なる車両に設けられた前記外部通信コネクタに接続可能とされており、前記検知端子は、充電電圧の範囲が異なる前記車両の前記外部通信コネクタに設けられた電源供給用電源端子と接続可能とされており、前記制御部は、前記通信コネクタと前記外部通信コネクタとが接続され、前記電源端子と前記検知端子とが接続されたことを検出した場合に、前記電流遮断部において前記電流を遮断する構成としてもよい。

0013

このような構成によると、例えば、充電電圧の範囲が異なる車両に電池システムが搭載され、外部通信コネクタの電源端子と通信コネクタの検知端子とが接続されたことが検出された場合には、電流遮断部において車両と二次電池との間の電流が遮断される。

0014

つまり、充電電圧の範囲が異なる車両に電池システムが搭載された場合には、電流遮断部において電流が遮断され、二次電池が使用できなくなる。また、充電電圧の範囲が同一の車両に電池システムが搭載され、外部通信コネクタが通信コネクタに接続された場合には、電源端子と検知端子との接続が検出されず、電流が遮断されることがないから、二次電池を使用することができる。これにより、電池システムの二次電池が誤って使用されることを防ぐことができる。

0015

本明細書により開示される電池システムの一実施態様として、前記制御部は、前記通信コネクタと前記外部通信コネクタとの接続が解除され、前記電源端子と前記検知端子との接続が解除された場合に、前記電流遮断部において前記電流の遮断を解除する構成としてもよい。

0016

このような構成によると、制御方法が異なる車両から電池システムを取り外す際に、電源端子と検知端子との接続が解除されると、電流遮断部において電流の遮断が解除されるから、電流遮断部において電流の遮断を解除する解除作業別途実施することなく二次電池を容易に使用可能状態復帰させることができる。

0017

本明細書により開示される電池システムの一実施態様として、前記検知端子は、充電電圧の範囲が同一の車両の前記外部通信コネクタに設けられたグランド用のグランド端子と接続可能とされており、前記制御部は、前記通信コネクタと前記外部通信コネクタとが接続され、前記グランド端子と前記検知端子とが接続されたことを検出した場合に、前記電流遮断部における前記電流の遮断を解除する構成としてもよい。

0018

このような構成によると、充電電圧の範囲が同一の車両に電池システムが搭載され、外部通信コネクタのグランド端子と通信コネクタの検知端子との接続が検出された場合には、電流遮断部において電流の遮断が解除され、二次電池を使用可能状態に復帰させて使用することができる。

0019

本明細書により開示される電池システムの一実施態様として、前記通信コネクタは、前記外部通信コネクタに設けられた外部通信端子と接続可能な通信端子を有しており、前記制御部は、前記通信コネクタと前記外部通信コネクタとの接続により前記外部通信端子と前記通信端子とが接続されている状態において、前記通信端子に対する前記外部通信コネクタからの遮断信号を検出した場合に、前記電流遮断部において前記電流を遮断する構成としてもよい。

0020

このような構成によると、外部通信端子および通信端子を通じて外部コネクタから制御部に遮断信号を送信することで、外部からの指示により電流を遮断できるから、電池システムの二次電池を適切に使用することができる。

0021

<実施形態1>
本明細書に開示する実施形態1について図1から図5を参照して説明する。
まず、はじめに、本実施形態の電池システム10について説明する。本実施形態の電池システム10は、自動車などの車両に搭載される始動用の電池システム10であって、図1に示すように、電池システム10の負極端子13および正極端子14に接続されたエンジン始動装置などの各種車両負荷51に電力を供給すると共に、車両発電機51から電力を受給する構成とされている。

0022

また、電池システム10は、二次電池11と、図示しない電流センサと、図示しない温度センサと、図示しない電圧センサと、電流遮断部12と、電池監視装置(以下、「BMU」)20とを備えて構成されている。

0023

二次電池11は、複数(本実施形態では4つ)のリチウムイオン電池を直列に接続して構成されており、この二次電池11は、負極側が負極端子13に接続され、正極側が正極端子14に接続されている。したがって、本実施形態の電池システム10は、後述するリチウムイオン電池専用車両に搭載されて使用されるものである。

0024

電流センサは、二次電池11と負極端子13との間の電力線Lに接続されており、電力線Lに流れる電流を検出し、その検出電流に応じた検出信号を出力する。
温度センサは、接触式あるいは非接触式とされており、二次電池11の温度を測定し、その測定温度に応じた温度測定信号を出力する。

0025

電圧センサは、二次電池11に並列接続されており、二次電池11の端子間電圧を検出し、その検出電圧に応じた検出信号を出力する。
電流センサ、温度センサ、電圧センサは、図示しない信号線を介してBMU20に接続されており、それぞれのセンサから出力された信号は、BMU20に取り込まれるようになっている。

0026

電流遮断部12は、例えば、FET等の半導体スイッチやリレーであり、二次電池11と正極端子14との間の電力線L上に設けられている。電流遮断部12は、BMU20からの指令応答して作動し、二次電池11と正極端子14との間の電力線Lの電流を遮断する。

0027

BMU20は、電池システム10のケースC内において、二次電池11および電流遮断部12に接続されると共に、ケースCに設けられた通信コネクタ15に接続されており、BMU20は、二次電池11から直接電力の供給を受けている。また、BMU20は、図2に示すように、中央処理装置(以下、「CPU」)21と、通信部22と、電圧変換部23と、電流遮断部駆動部24と、電池監視部25と、記憶部26とを備えて構成されている。なお、中央処理装置21が制御部に相当する。

0028

通信コネクタ15は、複数(本実施形態では2つ)の端子16を備えており、図1および図2に示すように、車両の電子制御装置(以下、「ECU」)52に設けられた通信ケーブル53の車両側通信コネクタ54に接続可能とされている。通信コネクタ15の複数の端子16のうちの1端子は、車両側通信コネクタ54に設けられた車両側通信端子55に接続される通信端子17とされ、車両側通信端子55と通信端子17とは、車両側通信コネクタ54と通信コネクタ15とが接続されることに伴って、接続される。また、複数の端子16のうち通信端子17と異なる1端子は、検知端子18とされている。

0029

通信部22は、一端がCPU21に接続されると共に、他端が通信コネクタ15の通信端子17に接続されている。通信部22は、通信コネクタ15が車両側通信コネクタ54に接続されると共に、車両側通信端子55と通信端子17とが接続されると、車両のECU52と通信可能となり、CPU21とECU52との間の信号もしくはデータの送受信を行う。

0030

電圧変換部23は、例えば、FET等の半導体スイッチなどによって構成されており、一端がCPU21に接続されると共に、他端が通信コネクタ15に設けられた検知端子18に接続されている。電圧変換部23は、検知端子18に対して電源入力がされていない状態では、未検出信号をCPU21に入力しており、検知端子18に対して電源入力がされ、検知端子18の電圧が高くなったり、検知端子18に電流が流れたりしたことに基づいて、例えば、半導体スイッチが切り替わることで、検出信号をCPU21に入力する。そして、検知端子18に対する電源入力が解除され、検知端子18の電圧が下がると、半導体スイッチが切り替わることで、電圧変換部23は、再びCPU21に対して未検出信号の入力を再開するようになっている。

0031

電流遮断部駆動部24は、CPU21からの電流遮断指令もしくは電流解除指令を受信し、指令に応じた駆動用電流を電流遮断部12へ出力する。
電池監視部25は、BMU20に取り込まれた各センサの信号により二次電池11の状態をモニタリングし、その結果をCPU21へ出力する。
記憶部26は、BMU20の動作を制御する為の各種のプログラムが記憶されている。

0032

CPU21は、受信した各種の信号やデータと、記憶部26から読み出したプログラムとに基づいて、図3から図5に示す電流遮断処理や電流遮断解除処理など、各部の監視および制御を行う。

0033

以下に、電流遮断処理について説明する。電流遮断処理では、図3に示すように、まず、電池システム10が車両に搭載され、通信コネクタ15に車両の車両側通信コネクタ54が接続される(S10)。通信コネクタ15と車両側通信コネクタ54とが接続されたところで、CPU21において、通信コネクタ15の検知端子18に電源入力されているか判断する(S11)。

0034

具体的には、電池システム10が車両に搭載され、通信コネクタ15に車両の車両側通信コネクタ54が接続される。そして、検知端子18に対して電源入力がされた場合には、電圧変換部23は、検出信号をCPU21に入力する。

0035

CPU21は、検出信号が入力されたことで検知端子18に対して電源入力があったと判断した場合、電流遮断部駆動部24を通して電流遮断部12に対して遮断指令を出力し、電流遮断部12において二次電池11と正極端子14との間の電力線Lの電流を遮断する(S12)。
これにより、車両と二次電池11との間の電流が遮断され、電池システム10から車両負荷51への電力の供給ができなくなると共に、車両発電機51から電池システム10への電力供給ができなくなる。

0036

一方、通信コネクタ15に車両側通信コネクタ54が接続されたものの、検知端子18に対して電源入力がされない場合には、電圧変換部23からの未検出信号がCPU21に入力されたままとなり、S11の処理を終了する。したがって、電流遮断部12によって二次電池11と正極端子14との間の電力線Lの電流は遮断されず、二次電池11から車両の各種車両負荷51に電力が供給されると共に、車両発電機51から二次電池11に対して電力供給が行われる。

0037

次に、電流遮断解除処理について説明する。
上記のように、電流遮断処理によって電力線Lの電流が遮断されると、電池システム10から車両負荷51への電力の供給ができなくなると共に、車両発電機51から電池システム10への電力供給ができなくなる。そこで、CPU21において電力遮断解除処理を実施することで、電池システム10を使用可能状態に復帰させる。

0038

電力遮断解除処理では、図4に示すように、CPU21において、検知端子18への電源入力が停止されているか判断する(S20)。具体的には、電池システム10の通信コネクタ15から車両側通信コネクタ54が取り外され、検知端子18への電源入力がなくなると、電圧変換部23は、CPU21に対して未検出信号の入力を再開する。

0039

CPU21は、未検出信号が入力されたことで、検知端子18に対する電源入力が停止されたと判断した場合には、電流遮断部12に対して遮断解除指令を出力し、二次電池11と正極端子14との間の電力線Lにおける電流の遮断を解除する(S21)。これにより、電池システム10を使用可能状態に復帰させることができる。

0040

一方、検知端子18に対する電源入力がなくならない場合、電圧変換部23からの未検出信号がCPU21に入力されないため、検知端子18に対する電源入力が停止されてCPU21に未検出信号が入力されるまで、S20の処理を繰り返す。

0041

ところで、検知端子18に対して電源入力がされずに電圧変換部23からCPU21に未検出信号が入力されたままとなっているものの、車両のECU52において車両と電池システム10との間において電流を遮断する必要があると判断した場合には、以下の強制電流遮断処理を実行することもできる。

0042

強制電流遮断処理は、電池システム10が車両に搭載されて通信コネクタ15に車両の車両側通信コネクタ54が接続され、通信端子17と車両側通信端子55とが接続された状態において、CPU21は、図5に示すように、車両のECU52からBMU20のCPU21に対して遮断信号が入力されたか判断する(S30)。
具体的には、車両のECU52からBMU20に対して遮断信号が入力された場合には、遮断信号が通信部22を通じてCPU21に入力される。CPU21は、ECU52からの遮断信号が入力されることで、車両のECU52からの遮断命令と判断し、電流遮断部12に対して遮断指令が入力されることで、二次電池11と正極端子14との間の電力線Lの電流を遮断する(S31)。

0043

つまり、検知端子18に対して電源入力がされずに電圧変換部23からCPU21に対して未検出信号が入力されたままの状態であっても、車両のECU52において車両負荷51もしくは車両発電機51と二次電池11との間の電流を遮断する必要があると判断した場合には、強制電流遮断処理によって二次電池11と正極端子14との間の電力線Lの電流を遮断し、電池システム10を使用できない状態にすることができる。

0044

本実施形態は、以上のような構成であって、続いて、電池システム10の作用および効果について説明する。なお、本実施形態の電池システム10の作用および効果について説明する前に、図6および図7に示すように、鉛蓄電池を使用した始動用の鉛蓄電池システム110と、リチウムイオン電池を使用した従来型の始動用のリチウムイオン電池システム210との構成および充電電圧の範囲の違いと、これらの電池システム110,210を搭載する鉛蓄電池専用車両およびリチウムイオン電池専用車両との違いを簡単に説明する。

0045

一般に、鉛蓄電池は、過充電に対する耐性が高く、また、内部抵抗が高いことから、鉛蓄電池の充電電圧の範囲は高く設定することが可能である。したがって、例えば、4つのリチウムイオン電池を直列に接続してなる二次電池は、1電池あたりの満充電電圧が3.5ボルトの場合、その充電電圧の範囲が14ボルト付近に設定されるところ、満充電電圧が12ボルトの鉛蓄電池の充電電圧の範囲は、例えば、14.8ボルト付近に設定される。つまり、一般に、鉛蓄電池専用車両の充電電圧の範囲は、リチウムイオン電池専用車両の充電電圧の範囲よりも高く設定されている。

0046

また、鉛蓄電池システム110は、鉛蓄電池システム110内に遮断装置やBMUが設けられておらず、図6に示すように、例えば、負極端子113に対して電圧や電流など電池の状態をモニタするバッテリセンサ160が取り付けられている。このバッテリセンサ160には、通信コネクタ161が設けられており、この通信コネクタ161に鉛蓄電池専用車両の車両側通信コネクタ154を接続することで車両のECU152によって鉛蓄電池システム110の状態を監視する構成となっている。また、バッテリセンサ160は、通信コネクタ161に車両側通信コネクタ154が接続されると、車両側通信コネクタ154に設けられた電源供給用の電源端子156が通信コネクタ161に設けられたセンサ側端子162に接続されることで、鉛蓄電池システム110の電力が車両経由で供給される構成となっている。つまり、鉛蓄電池専用車両の車両側通信コネクタ154には、鉛蓄電池システム110を監視するための車両側通信端子155と、バッテリセンサ160に電源を供給するための電源端子156との2つの端子が設けられている。

0047

これに対し、従来型のリチウムイオン電池を使用したリチウムイオン電池システム210は、図7に示すように、二次電池211の過充電および過放電を防ぐことを目的に、二次電池211の電圧、電流、温度などを監視する電池監視装置220と電流遮断装置212とを内部に備えている。この電池監視装置220には、リチウムイオン電池システム210内の二次電池211から電源が直接供給されており、電池監視装置220が二次電池211の過充電や過放電を検出すると、電流遮断装置212によって二次電池211と正極端子214との間の電流が遮断される構成となっている。また、電池監視装置220は、通信端子216を有する通信コネクタ215を有しており、この通信コネクタ215とリチウムイオン電池専用車両の車両側通信コネクタ54とが接続され、通信端子216と車両側通信コネクタ54の車両側通信端子55とが接続されることで、電池監視装置220と車両のECU52とが通信可能となるように構成されている。

0048

したがって、リチウムイオン電池専用車両の車両側通信コネクタ54には、リチウムイオン電池システム210と通信するための車両側通信端子55は設けられているものの、通信コネクタ215に対して電源を供給するための電源端子は除かれており、リチウムイオン電池システム210における通信コネクタ15の通信端子217と車両における車両側通信コネクタ54の車両側通信端子55とが接続されるだけで車両とリチウムイオン電池システム210とは通信可能となる。

0049

ところで、一般に、始動用の電池システムは、車両に搭載することを目的としているため、いずれの電池システムの形状もほぼ同一である。このため、鉛蓄電池専用車両に誤ってリチウムイオン電池システムを搭載してしまう虞がある。したがって、鉛蓄電池専用車両に対してリチウムイオン電池システムが誤って搭載され、リチウムイオン電池に対して充電が行われた場合、鉛蓄電池に対する充電電圧の範囲は、リチウムイオン電池の充電電圧の範囲に比べて高く設定されていることから、二次電池が過充電となってしまい、不具合が生じてしまう。

0050

ところが、本実施形態の電池システム10は、鉛蓄電池専用車両に搭載され、通信コネクタ15に車両側通信コネクタ154が接続されると、通信コネクタ15の通信端子17に車両側通信コネクタ54の車両側通信端子55が接続されると共に、通信コネクタ15の検知端子18に車両側通信コネクタ154の電源端子156が接続された状態となり、通信コネクタ15の検知端子18に対して電源入力がされる。

0051

すると、検知端子18に対して電源入力がされたことで、検知端子18の電圧が高くなったり、検知端子18に電流が流れたりしたことに基づいて、検知端子18と電源端子156とが接続状態として検出される。そして、これに伴い、電圧変換部23が、CPU21に検出信号を入力し、電流遮断処理が実行される。電流遮断処理では、CPU21は、検出信号が入力されたことで検知端子18に対して電源入力があったと判断し、電流遮断部駆動部24を通して電流遮断部12に対して遮断指令を出力する。そして、遮断指令が入力された電流遮断部12は、二次電池11と正極端子14との間の電力線Lの電流を遮断する。

0052

つまり、車両と二次電池11との間の電力線Lの電流が遮断され、電池システム10から車両負荷51への電力の供給ができなくなると共に、車両発電機51から電池システム10への電力供給ができなくなることで、リチウムイオン電池が誤って充電され、過充電による不具合を防ぐことができる。

0053

一方、本実施形態の電池システム10がリチウムイオン電池専用車両に搭載され、通信コネクタ15に車両側通信コネクタ54が接続された場合には、通信コネクタ15の通信端子17に車両側通信コネクタ54の車両側通信端子55が接続されるものの、通信コネクタ15の検知端子18に対して電源端子が接続されることはない。したがって、電圧変換部23からCPU21に対して未検出信号は入力されたままとなる。

0054

つまり、電流遮断部12によって二次電池11と正極端子14との間の電力線Lの電流は遮断されず、二次電池11から車両の各種車両負荷51に電力が供給されると共に、車両発電機51から二次電池11に対して電力供給が行われる。これにより、電池システム10を、従来型のリチウムイオン電池システムと同様に利用することができる。

0055

なお、電池システム10が鉛蓄電池専用車両に搭載されることで、電力線Lの電流が遮断された電池システム10の遮断解除をするには、通信コネクタ15から車両側通信コネクタ54を取り外すことで電流遮断解除処理を実行する。

0056

通信コネクタ15と車両側通信コネクタ154との接続が解除されると、これに伴って、検知端子18と電源端子156との接続が解除され、検知端子18に対する電源入力が停止される。すると、検知端子18への電源入力がなくなることで、電圧変換部23は、CPU21への未検出信号の入力を再開する。そして、CPU21は、未検出信号が入力されたことで、検知端子18に対する電源入力が停止されたと判断し、電流遮断部12に対して遮断解除指令を出力する。遮断解除指令が入力された電流遮断部12は、二次電池11と正極端子14との間の電力線Lの電流の遮断が解除する。これにより、電池システム10を使用可能状態に復帰させることができる。

0057

以上のように、本実施形態の電池システム10によると、検知端子18に対する電源入力の状態に基づいて電力線Lにおける電流の遮断もしくは電流の遮断解除を行うことができるから、充電電圧の範囲が異なる鉛蓄電池専用車両に電池システム10が搭載された場合においても、電池システム10が誤って使用されることを防ぐと共に、電池システム10を使用可能な状態に容易に復帰させることができる。

0058

ところで、本実施形態の電池システム10がリチウムイオン電池専用車両に搭載されて使用可能状態となっているものの、長期に亘って使用しない場合には、二次電池11が充電されることなく長期に亘って放電されることにより、その性能を十分に発揮することができなくなってしまう。

0059

ところが、本実施形態によると、運転手作業者など使用者が、電池システム10を長期に亘って使用しないため、このまま使用可能状態を継続すると、二次電池11の性能を十分に発揮することできなくなってしまうと判断した場合には、例えば、車内に設けられたスイッチなどを操作することに伴って車両のECU52からBMU20に対して遮断信号が入力され、強制電流遮断処理が実行される。
また、メンテナンス時に、電源端子を遮断する等不正な改造がされた場合の保護のため、リチウムイオン電池専用車両に搭載されて使用可能状態となっているものの、二次電池11から車両に送信される二次電池11の情報が正規の情報(電池の種類等)と異なる場合、車両のECU52からBMU20に対して遮断信号が入力され、強制電流遮断処理が実行される。

0060

強制電流遮断処理では、BMU20に対して車両のECU52からの遮断信号が入力され、通信部22を通じてECU52からの遮断信号がCPU21に入力される。遮断信号が入力されたCPU21は、ECU52からの遮断命令と判断し、電流遮断部駆動部24を通して電流遮断部12に遮断指令を入力する。そして、遮断指令が入力された電流遮断部12において二次電池11と正極端子14との間の電力線Lの電流が遮断される。

0061

つまり、電池システム10がリチウムイオン電池専用車両に搭載されて使用可能状態にあるものの、二次電池11が過放電状態に至る前に、強制電流遮断処理によって二次電池11と正極端子14との間の電力線Lの電流を強制的に遮断し、二次電池を使用できない状態にできる。これにより、二次電池11が性能を十分に発揮できなくなることを防ぎ、電池システム10が使用できなくなることを防ぐことができる。

0062

<実施形態2>
次に、実施形態2について図8および図9を参照して説明する。
実施形態2の電池システム310は、実施形態1における電池監視装置20の電圧変換部23の構成を変更すると共に、電流遮断解除処理の方法を変更したものであって、実施形態1と共通する構成、作用、および効果については重複するため、その説明を省略する。また、実施形態1と同じ構成については同一の符号を用いるものとする。

0063

実施形態2の電池監視装置320における電圧変換部323は、検知端子18がグランドに接続され、検知端子18の電圧が低下した場合に、未検出信号をCPU21に入力する。また、電圧変換部323は、検知端子18に対して電源入力がされ、検知端子18の電圧が高くなった場合に、検出信号をCPU21に入力するように構成されている。

0064

したがって、電池監視装置320における電流遮断解除処理は、図9に示すように、CPU21において、まず、検知端子18が、グランド接続されているか判断する(S41)。具体的には、検知端子18に対して接続がされていない状態であっても、未検出信号がCPU21に入力されたままの状態となっており、例えば、図8に示すように、車両側通信コネクタ354において車両のグランドラインGLに接続されたグランド端子GPが通信コネクタ315の検知端子18に接続されると、検知端子18の電圧が低下し、半導体スイッチが切り替わることで、電圧変換部23が、CPU21にグランド検出信号を入力する。

0065

CPU21は、グランド検出信号が入力されたことで、検知端子18に対してグランドが接続されたと判断した場合には、電流遮断部12に対して遮断解除指令を送信し、二次電池11と正極端子14との間の電力線Lの電流の遮断を解除する(S42)。これにより、電池システム310を使用可能状態に復帰させることができる。

0066

つまり、本実施形態によると、例えば、鉛蓄電池専用車両の車両側通信コネクタが電池システム310の通信コネクタ315から取り外されたとしても、電流遮断部12における電流の遮断は解除されず、グランド端子GPが設けられた車両側通信コネクタ354が通信コネクタ315に接続された時に、電流遮断部12における電流の遮断が解除され、電池システム310を使用することができるようになる。

0067

<他の実施形態>
本明細書で開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような種々の態様も含まれる。
(1)上記実施形態では、二次電池11としてリチウムイオン電池を使用すると共に、電池システム10,310内にBMU20が設けられた構成とした。しかしながら、これに限らず、電池システム内にBMUが設けられた構成であれば、二次電池は、ニッケルカドミウム蓄電池、ニッケル・水素蓄電池など他の二次電池で構成されていてもよい。
(2)上記実施形態では、4つのリチウムイオン電池を直列接続した構成とした。しかしながら、これに限らず、5つ以上のリチウムイオン電池を直列接続した構成にしてもよい。
(3)上記実施形態では、通信コネクタ15は、通信端子17と検知端子18の2つの端子を有するに構成した。しかしながら、これに限らず、通信端子と検知端子に加え、他の端子を有する構成にしてもよい。

0068

10,310:電池システム
11:二次電池
12:電流遮断部
15:通信コネクタ
17:通信端子
18:検知端子
20,320:電池監視装置
21:中央処理装置(「制御部」の一例)
54:車両側通信コネクタ(「外部通信コネクタ」の一例)
55;車両側通信端子(「外部通信端子」の一例)
56:電源端子
GP:グランド端子

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