CN108780996A - 电池控制装置、异常检测方法、以及程序 - Google Patents

电池控制装置、异常检测方法、以及程序 Download PDF

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Abstract

实施方式的电池控制装置具备至少两个晶体管和控制部。至少两个晶体管以串联的方式连接于电池，控制上述电池的充电，该至少两个晶体管分别具有体二极管，各个体二极管以成为同一朝向的方式串联地连接。控制部基于对切换上述至少两个晶体管的导通状态与非导通状态的导通模式进行变更而测定出的电压的变化，判定上述至少两个晶体管中的至少一个晶体管是否异常。

Description

电池控制装置、异常检测方法、以及程序
技术领域
本发明的实施方式涉及电池控制装置、异常检测方法、以及程序。
背景技术
近年来，对二次电池进行监视以及控制的电池控制装置(例如，BMS：BatteryManagement System，电池管理系统)中，有具备用于防止二次电池的过充电的充电截断功能的电池控制装置。为了实现这样的充电截断功能，已知有使用MOS－FET(Metal OxideSemiconductor Field Effect Transistor)的方法。然而，在以往的电池控制装置中，存在不能准确地检测用于实现充电截断功能的MOS－FET的故障的情况。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011－78147号公报
专利文献2：日本特开2013－143077号公报
专利文献3：日本特开2004－333186号公报
发明内容
发明将要解决的课题
本发明将要解决的课题在于，提供能够准确地检测充电截断功能的异常的电池控制装置、异常检测方法、以及程序。
用于解决课题的手段
实施方式的电池控制装置具备至少两个晶体管和控制部。至少两个晶体管以串联的方式连接于电池，控制上述电池的充电，该至少两个晶体管分别具有体二极管，各个体二极管以成为同一朝向的方式串联地连接。控制部基于对切换上述至少两个晶体管的导通状态与非导通状态的导通模式进行变更而测定出的电压的变化，判定上述至少两个晶体管中的至少一个晶体管是否异常。
附图说明
图1是表示包含实施方式的电池控制装置的电池单元的一个例子的框图。
图2是表示实施方式的电压测定的开关切换的一个例子的图。
图3是表示非充电中的充电FET的导通模式与测定电压的一个例子的图。
图4是表示充电中的充电FET的导通模式与测定电压的一个例子的图。
图5是表示实施方式的电池控制装置的动作的一个例子的流程图。
图6是表示实施方式的电池控制装置的动作的另外一个例子的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明实施方式的电池控制装置、异常检测方法、以及程序。
图1是表示包含本实施方式的电池控制装置1的电池单元100的一个例子的框图。
如图1所示，电池单元100具备电池模组2、充电FET(31，32)、测定切换部4、电压测定部5、以及控制部6。另外，这些构成要素中的除了电池模组2以外的构成要素是电池控制装置1的一个例子。
另外，本实施方式的电池单元100连接于利用电池模组2的电力来动作的未图示的负载(电池利用装置)。
另外，在电池单元100中，在将电池模组2充电的情况下充电开关8成为导通状态，从而电池模组2连接于充电装置7。由此，通过从充电装置7供给的电力，将电池模组2充电。
电池模组2(电池的一个例子)具备多个电池单元21。电池单元21例如是锂离子电池、铅蓄电池等二次电池。在电池模组2中，多个电池单元21串联并且/或者并联地连接。另外，在本实施方式的电池模组2中，将负极端子设为第1端子、将正极端子设为第2端子来进行说明。
正极端子TN1连接于电池模组2的高电位侧。另外，负极端子TN2例如经由后述的充电FET(31，32)连接于电池模组2的低电位侧。
另外，在本实施方式中，充电FET31和充电FET32具有相同的构成，因此在未特别区别它们的情况下，作为充电FET30进行说明。
充电FET30以串联的方式连接于电池模组2，控制电池模组2的充电。充电FET30例如具有体二极管(寄生二极管)。充电FET30例如是N沟道MOS－FET。充电FET30被后述的控制部6控制接通状态(导通状态)与截止状态(非导通状态)。例如，充电FET30在电池模组2被正常地充电的情况下，被控制部6设为接通状态，在检测出过充电等异常的情况下，被控制部6控制为截止状态。
在充电FET31(第1晶体管的一个例子)中，漏极端子连接于电池模组2的负极端子(第1端子)，源极端子连接于节点N1，栅极端子连接于控制信号CFET1的信号线。充电FET31在控制信号CFET1为高电平状态的情况下成为接通状态(导通状态)，在控制信号CFET1为低电平状态的情况下成为截止状态(非导通状态)。另外，充电FET31具有作为寄生二极管的体二极管31D。
体二极管31D是从充电FET31的源极端子朝向漏极端子以正向形成的寄生二极管。
充电FET32(第2晶体管的一个例子)与充电FET31以串联的方式连接。充电FET32的漏极端子连接于充电FET31的节点N1，源极端子连接于负极端子TN2，栅极端子连接于控制信号CFET2的信号线。充电FET32在控制信号CFET2为高电平状态的情况下成为接通状态，在控制信号CFET1为低电平状态的情况下成为截止状态。另外，充电FET32具有作为寄生二极管的体二极管32D。
体二极管32D是从充电FET32的源极端子朝向漏极端子以正向形成的寄生二极管。
另外，充电FET31与充电FET32以体二极管(31D，32D)成为同一朝向的方式串联地连接。另外，在本实施方式中，设为体二极管31D与体二极管32D的正向电压Vf为相等的值来进行说明。
测定切换部4切换用于判定上述充电FET31以及充电FET32的异常(故障)的电压测定的电路。测定切换部4切换测定电池模组2的正极端子(第1端子)与充电FET31的源极端子(节点N1)之间的电压V1的电路(第1测定电路)、和测定电池模组2的正极端子与充电FET32的源极端子(负极端子TN2)之间的电压V2的电路(第2测定电路)。另外，测定切换部4具备开关(41，43)和二极管(42，44)。
开关41(第1开关的一个例子)为了基于从控制部6输出的控制信号CSW1测定上述电压V1，将充电FET31的源极端子(节点N1)与电压测定部5的节点N2连接。开关41例如在控制信号CSW1为高电平状态的情况下成为接通状态，在控制信号CSW1为低电平状态的情况下成为截止状态。
二极管42的阳极端子连接于开关41的一端，阴极端子连接于节点N1。二极管42在检测充电FET30的异常时防止电流的逆流。
开关43(第2开关的一个例子)为了基于从控制部6输出的控制信号CSW2测定上述电压V2，将充电FET32的源极端子(负极端子TN2)与电压测定部5的节点N2连接。开关43例如在控制信号CSW2为高电平状态的情况下成为接通状态，在控制信号CSW2为低电平状态的情况下成为截止状态。
二极管44的阳极端子连接于开关43的一端，阴极端子连接于负极端子TN2。二极管44在检测充电FET30的异常时防止电流的逆流。
这里，参照图2，对测定电压V1以及电压V2时的开关41以及开关43的设定进行说明。
图2在表示本实施方式的电压测定的开关切换的一个例子的图。
在图2所示的表中，示出了相对于测定电压V1以及测定电压V2的控制信号CSW1以及控制信号CSW2的状态。例如，示出了在测定测定电压V1的情况下，需要使控制信号CSW1为高电平状态，且使控制信号CSW2为低电平状态。在该情况下，控制信号CSW1被设为高电平状态，从而开关41成为接通状态，控制信号CSW2被设为低电平状态，从而开关43成为截止状态。
另外，例如，示出了在测定测定电压V2的情况下，需要使控制信号CSW1为低电平状态，且使控制信号CSW2为高电平状态。在该情况下，控制信号CSW1被设为低电平状态，从而开关41成为截止状态，控制信号CSW2被设为高电平状态，从而开关43成为接通状态。
返回图1，电压测定部5是测定电压V1以及电压V2的测定电路。电压测定部5例如具备电阻(51，52，53)、放大器54、以及ADC(Analog to Digital Converter：模拟-数字转换器)55。
电阻(51，52，53)是将电压V1以及电压V2转换为能够向放大器54输入的规定的电压电平的分压电阻。电阻51连接于电池模组2的正极端子与放大器54的第1输入端子之间。另外，电阻52连接于放大器54的第1输入端子与第2输入端子之间。电阻53连接于放大器54的第2输入端子与节点N2之间。
放大器54以规定的放大率放大电压V1或者电压V2所对应的电阻52的两端的电压并向ADC55输出。例如，在测定切换部4切换为测定电压V1的设定的情况下，放大器54将电压V1所对应的电压向ADC55输出。另外，例如，在测定切换部4切换为测定电压V2的设定的情况下，放大器54将电压V2所对应的电压向ADC55输出。
ADC55将放大器54输出的电压V1或者电压V2所对应的电压(模拟值)转换为数字值，将该电压V1或者电压V2所对应的电压的数字值向控制部6输出。
控制部6例如是包含CPU(Central Processing Unit)等的处理器，统一地控制电池控制装置1。控制部6例如通过控制充电FET30来控制电池模组2的充电。另外，控制部6例如基于依次变更模式对充电FET30(31，32)的接通状态与截止状态进行切换而测定到的电压的变化，判定充电FET30(31，32)中的至少一个充电FET30是否异常。
控制部6例如将控制信号CSW1以及控制信号CSW2如图2所示那样控制，进行使电压测定部5测定电压V1与电压V2的控制。另外，控制部6将控制信号CFET1以及控制信号CFET2依次切换模式，来依次切换充电FET30(31，32)的接通状态与截止状态的模式，取得上述电压测定部5所测定的电压V1与电压V2。控制部6基于取得的电压V1以及电压V2的变化，判定充电FET30(31，32)是否异常。
图3是表示非充电中的充电FET30的导通模式与测定电压的一个例子的图。
图3所示的例子示出了正极端子TN1以及负极端子TN2未连接有充电装置7、且充电FET31以及充电FET32正常的情况下的、将切换充电FET30的接通状态与截止状态的模式(以下，称作导通模式)变更而测定的电压V1以及电压V2的期待值。
在图3中，“模式A”示出了控制信号CFET1为高电平状态，且控制信号CFET2为高电平状态，并且充电FET31以及充电FET32均为接通状态的导通模式。图3所示的“模式A”中的电压V1的期待值成为作为电池模组2的输出电压(充电电压)的电压Vb。另外，图3所示的“模式A”中的电压V2的期待值与电压V1相同地成为电压Vb。
另外，“模式B”是，控制信号CFET1为高电平状态、且控制信号CFET2为低电平状态。即，“模式B”示出了充电FET31为接通状态、且充电FET32为截止状态的导通模式。图3所示的“模式B”中的电压V1的期待值成为电压Vb。另外，图3所示的“模式B”中的电压V2的期待值成为电压(Vb－Vf)。
即，在“模式B”中，由于充电FET32为截止状态，因此在测定电压V2的情况下，经由体二极管32D从负极端子TN2向节点N1流过电流。因此，负极端子TN2的电位成为比节点N1的电位高出体二极管32D的正向电压Vf的量的电位。另外，由于充电FET31为接通状态，因此节点N1与电池模组2的负极端子成为相同电位。根据这些，在“模式B”中，电压V2成为电压(Vb－Vf)。
另外，“模式C”是，控制信号CFET1为低电平状态，且控制信号CFET2为低电平状态。即，“模式C”示出了充电FET31以及充电FET32均为截止状态的导通模式。图3所示的“模式C”中的电压V1的期待值成为电压(Vb－Vf)。另外，图3所示的“模式C”中的电压V2的期待值成为电压(Vb－Vf×2)。
即，在“模式C”中，由于充电FET31为截止状态，因此在测定电压V1的情况下，经由体二极管31D从节点N1向电池模组2的负极端子流过电流。因此，节点N1的电位成为比电池模组2的负极端子的电位高出体二极管31D的正向电压Vf的量的电位。据此，在“模式C”中，电压V1成为电压(Vb－Vf)。
另外，还由于充电FET32为截止状态，因此在测定电压V2的情况下，经由体二极管32D以及体二极管31D从负极端子TN2向电池模组2的负极端子流过电流。因此，负极端子TN2的电位成为比电池模组2的负极端子的电位高出体二极管31D的正向电压Vf以及体二极管32D的正向电压Vf的量的电位。据此，在“模式C”中，电压V2成为电压(Vb－Vf×2)。
另外，“模式D”是，控制信号CFET1为低电平状态，且控制信号CFET2为高电平状态。即，“模式D”示出了充电FET31为截止状态、且充电FET32为接通状态的导通模式。图3所示的“模式D”中的电压V1的期待值为电压(Vb－Vf)。另外，图3所示的“模式D”中的电压V2的期待值与电压V1相同，成为电压(Vb－Vf)。
即，在“模式D”中，由于充电FET31为截止状态，因此在测定电压V1的情况下，经由体二极管31D从节点N1向电池模组2的负极端子流过电流。因此，节点N1的电位成为比电池模组2的负极端子的电位高出体二极管31D的正向电压Vf的量的电位。据此，在“模式D”中，电压V1成为电压(Vb－Vf)。
另外，由于充电FET32为接通状态，节点N1与负极端子TN2成为相同电位。因此，在“模式D”中，电压V2成为与电压V1相等的电压即电压(Vb－Vf)。
另外，图4是表示充电中的充电FET30的导通模式与测定电压的一个例子的图。
图4所示的例子示出了充电装置7经由充电开关8连接于正极端子TN1以及负极端子TN2、且充电FET31以及充电FET32正常的情况下的、变更充电FET30的导通模式而测定的电压V1以及电压V2的期待值。
图4所示的例子是充电装置7进行浮动(float)充电的情况，浮动充电中充电装置7供给与电池模组2的电压Vb几乎相等的充电电压即电压Vc。
图4所示的“模式A”中的电压V1的期待值以及电压V2的期待值均为电压Vc(≒Vb)。
另外，图4所示的“模式B”中的电压V1的期待值成为电压Vb，电压V2的期待值成为电压Vc(≒Vb)。在该情况下，虽然充电FET32为截止状态，但由于充电电压供给的电压Vc与电池模组2的电压Vb几乎相等，因此电流不流过体二极管32D。因此，在“模式B”中，电压V2成为电压Vc(≒Vb)。
另外，图4所示的“模式C”中的电压V1的期待值成为电压(Vb－Vf)，电压V2的期待值与“模式B”相同，成为电压Vc(≒Vb)。
另外，图4所示的“模式D”中的电压V1的期待值以及电压V2的期待值均成为电压Vc(≒Vb)。在该情况下，由于充电FET32为接通状态，因此节点N1与负极端子TN2成为相同电位。因此，在“模式D”中，电压V1成为与电压V2相等的电压即电压Vc(≒Vb)。
再次返回图1，控制部6变更控制信号CFET1以及控制信号CFET、和控制信号CSW1以及控制信号CSW2，从上述“模式A”依次变更为“模式D”，取得由电压测定部5测定的电压V1以及电压V2。控制部6基于变更上述导通模式而测定出的电压V1的变化，判定充电FET31的异常，并且基于电压V2的变化来判定充电FET31的异常。
控制部6作为第1判定处理S1，例如基于“模式B”的电压V1(以下，称作电压V1B)与“模式C”的电压V1(以下，称作电压V1C)的变化，判定充电FET31是否有异常。控制部6在该电压V1的变化(电压V1B与电压V1C的变化)为基于充电FET31的正向电压Vf的规定范围之外的情况下，判定为充电FET31异常。
即，控制部6在电压V1B(＝Vb)与电压V1C(＝Vb－Vf)之差的电压为电压(Vf－α)～电压(Vf+α)的范围内的情况下，判定为充电FET31正常。另外，控制部6在电压V1B(＝Vb)与电压V1C(＝Vb－Vf)之差的电压为电压(Vf－α)～电压(Vf+α)的范围外的情况下，判定为充电FET31异常。这里，α是考虑了正向电压Vf可获取的偏差而得到的规定的值。
这样，控制部6在电压V1的变化为基于充电FET31的正向电压Vf的规定范围之外的情况下，判定为充电FET31异常。
另外，控制部6作为第2判定处理S2，例如基于“模式B”的电压V1B与“模式D”的电压V1(以下，称作电压V1D)的变化，判定电池模组2是否为充电中。控制部6例如如图3所示，在电压V1D为电压(Vb－Vf)的情况下，判定为电池模组2为充电中。即，控制部6在电压V1B(＝Vb)与电压V1D(＝Vb－Vf)之差的电压为电压(Vf－α)～电压(Vf+α)的范围内的情况下，判定为电池模组2为充电中。另外，控制部6在电压V1B(＝Vb)与电压V1D(＝Vb－Vf)之差的电压为电压(Vf－α)～电压(Vf+α)的范围外的情况下，判定为电池模组2为充电中。另外，控制部6例如如图4所示，在电压V1D为电压Vc(≒Vb)的情况下，判定电池模组2为浮动充电中。
这样，控制部6基于电压V1的变化，在判定为充电FET31正常的情况下，基于电压V1的变化，判定电池模组2是否为充电中。进而，控制部6基于电压V1的变化，基于在充电FET31为接通状态且充电FET32为截止状态的导通模式(“模式B”)中测定出的电压V1B和在充电FET31为截止状态且充电FET32为接通状态的导通模式(“模式D”)中测定出的电压V1D的变化，判定浮动充电状态。
另外，控制部6在判定为电池模组2不是充电中的情况下，基于电压V2的变化，判定充电FET32的异常。控制部6作为第3判定处理S3，例如基于“模式A”的电压V2(以下，称作电压V2A)与“模式B”的电压V2(以下，称作电压V2B)的变化，判定充电FET32是否异常。控制部6在该电压V2的变化(电压V2A与电压V2B的变化)为基于充电FET32的正向电压Vf的规定范围之外的情况下，判定为充电FET32异常。
即，控制部6在电压V2A(＝Vb)与电压V2B(＝Vb－Vf)之差的电压为电压(Vf－α)～电压(Vf+α)的范围内的情况下，判定为充电FET32正常。另外，控制部6在电压V2A(＝Vb)与电压V2B(＝Vb－Vf)之差的电压为电压(Vf－α)～电压(Vf+α)的范围外的情况下，判定为充电FET32异常。
接下来，参照附图，对本实施方式的电池控制装置1的动作进行说明。
图5是表示本实施方式的电池控制装置1的动作的一个例子的流程图。
电池控制装置1例如在转变到低功耗模式时、或者定期地，执行对图5所示的充电FET30的异常进行判定的处理。
在图5中，首先，电池控制装置1的控制部6测定“模式A”的电压V1(以下，称作电压V1A)(步骤S101)。控制部6使CFET1以及CFET2为高电平状态，使充电FET31以及充电FET32为接通状态。另外，控制部6使CSW1为高电平状态而使开关41为接通状态，并且使CSW2为低电平状态而使开关43为截止状态。然后，控制部6取得电压测定部5所测定的电压V1A。
接下来，控制部6测定“模式A”的电压V2(电压V2A)(步骤S102)。控制部6使CSW1为低电平状态而使开关41为截止状态，并且使CSW2为高电平状态而使开关43为接通状态。然后，控制部6取得电压测定部5所测定的电压V2A。
接下来，控制部6测定“模式B”的电压V1(电压V1B)(步骤S103)。控制部6使CFET1为高电平状态而使充电FET31为接通状态，并且，使CFET2为低电平状态而使充电FET32为截止状态。另外，控制部6使CSW1为高电平状态而使开关41为接通状态，并且使CSW2为低电平状态而使开关43为截止状态。然后，控制部6取得电压测定部5所测定的电压V1B。
接下来，控制部6测定“模式B”的电压V2(电压V2B)(步骤S104)。控制部6使CSW1为低电平状态而使开关41为截止状态，并且使CSW2为高电平状态而使开关43为接通状态。然后，控制部6取得电压测定部5所测定的电压V2B。
接下来，控制部6测定“模式C”的电压V1(电压V1C)(步骤S105)。控制部6使CFET1为低电平状态而使充电FET31为截止状态，并且使CFET2为低电平状态而使充电FET32为截止状态。另外，控制部6使CSW1为高电平状态而使开关41为接通状态，并且使CSW2为低电平状态而使开关43为截止状态。然后，控制部6取得电压测定部5所测定的电压V1C。
接下来，控制部6测定“模式C”的电压V2(以下，称作电压V2C)(步骤S106)。控制部6使CSW1为低电平状态而使开关41为截止状态，并且使CSW2为高电平状态而使开关43为接通状态。然后，控制部6取得电压测定部5所测定的电压V2C。
接下来，控制部6判定“模式B”的电压V1B与“模式C”的电压V1C之差是否在(Vf±α)的范围内(Vf－α≤(V1B－V1C)≤Vf+α)(步骤S107)。控制部6在“模式B”的电压V1B与“模式C”的电压V1C之差为(Vf±α)的范围内(Vf－α≤(V1B－V1C)≤Vf+α)的情况下(步骤S107：是)，使处理前进至步骤S108。另外，控制部6在“模式B”的电压V1B与“模式C”的电压V1C之差为(Vf±α)的范围外(Vf－α＞(V1B－V1C)，或者(V1B－V1C)＞Vf+α)的情况下(步骤S107：否)，使处理前进至步骤S115。
在步骤S108中，控制部6判定为充电FET31正常。
接下来，控制部6测定“模式D”的电压V1(电压V1D)(步骤S109)。控制部6使CFET1为低电平状态而使充电FET31为截止状态，并且使CFET2为高电平状态而使充电FET32为接通状态。另外，控制部6使CSW1为高电平状态而使开关41为接通状态，并且使CSW2为低电平状态而使开关43为截止状态。然后，控制部6取得电压测定部5所测定的电压V1D。
接下来，控制部6测定“模式D”的电压V2(以下，称作电压V2D)(步骤S110)。控制部6使CSW1为低电平状态而使开关41为截止状态，并且使CSW2为高电平状态而使开关43为接通状态。然后，控制部6取得电压测定部5所测定的电压V2D。
接下来，控制部6判定“模式B”的电压V1B与“模式D”的电压V1D之差是否在(Vf±α)的范围内(Vf－α≤(V1B－V1D)≤Vf+α)(步骤S111)。控制部6在“模式B”的电压V1B与“模式D”的电压V1D之差为(Vf±α)的范围内(Vf－α≤(V1B－V1D)≤Vf+α)的情况下(步骤S111：是)，使处理前进至步骤S112。另外，控制部6在“模式B”的电压V1B与“模式D”的电压V1D之差为(Vf±α)的范围外(Vf－α＞(V1B－V1D)，或者(V1B－V1D)＞Vf+α)的情况下(步骤S111：否)，使处理前进至步骤S117。
在步骤S112中，控制部6判定为电池模组2不是充电中。
接下来，控制部6判定“模式A”的电压V2A与“模式B”的电压V2B之差是否在(Vf±α)的范围内(Vf－α≤(V2A－V2B)≤Vf+α)(步骤S113)。控制部6在“模式A”的电压V2A与“模式B”的电压V2B之差为(Vf±α)的范围内(Vf－α≤(V2A－V2B)≤Vf+α)的情况下(步骤S113：是)，使处理前进至步骤S114。另外，控制部6在“模式A”的电压V2A与“模式B”的电压V2B之差为(Vf±α)的范围外(Vf－α＞(V2A－V2B)，或者(V2A－V2B)＞Vf+α)的情况下(步骤S113：否)，使处理前进至步骤S120。
在步骤S114中，控制部6判定为充电FET32正常。在步骤S114的处理后，控制部6结束处理。
在步骤S115中，控制部6判定为充电FET31异常。然后，控制部6执行异常处理(步骤S116)。控制部6例如将表示充电FET31(充电FET30)异常这一意思的警告向电池利用机器发送。在步骤S116的处理后，控制部6结束处理。
在步骤S117中，控制部6判定为电池模组2是充电中。
接下来，控制部6判定“模式B”的电压V1B与“模式D”的电压V1D是否大致相等(V1B≒V1D)(步骤S118)。控制部6例如根据电压V1B与电压V1D之差是否为规定的值β)以下，判定电压V1B与电压V1D是否大致相等。控制部6在电压V1B与电压V1D大致相等(V1B≒V1D)的情况下(步骤S118：是)，使处理前进至步骤S119。另外，控制部6在电压V1B与电压V1D未大致相等(V1B≠V1D)的情况下(步骤S118：是)，结束处理。
在步骤S119中，控制部6判定为电池模组2为浮动充电中。在步骤S119的处理后，控制部6结束处理。
在步骤S120中，控制部6判定为充电FET32异常。然后，控制部6执行异常处理(步骤S121)。控制部6例如将表示充电FET32(充电FET30)异常这一意思的警告向电池利用机器发送。在步骤S1121的处理后，控制部6结束处理。
另外，在上述图5所示的例子中，说明了电池控制装置1变更导通模式之后连续地测定电压V1与电压V2的例子，但也可以在对变更了导通模式的电压V1进行测定之后，测定变更了导通模式的电压V2。另外，导通模式的变更顺序并不限定于上述图5。因此，接下来，参照图6对本实施方式的电池控制装置1的动作的变形例进行说明。
图6是表示本实施方式的电池控制装置1的动作的另外一个例子的流程图。
电池控制装置1与图5所示的例子相同，例如在转变到低功耗模式时、或者定期地，执行判定图6所示的充电FET30的异常的处理。
在图6中，首先，控制部6测定“模式B”的电压V1(电压V1B)(步骤S201)。控制部6使CFET1为高电平状态而使充电FET31为接通状态，并且使CFET2为低电平状态而使充电FET32为截止状态。另外，控制部6使CSW1为高电平状态而使开关41为接通状态，并且使CSW2为低电平状态而使开关43为截止状态。然后，控制部6取得电压测定部5所测定的电压V1B。
接下来，控制部6测定“模式C”的电压V1(电压V1C)(步骤S202)。控制部6使CFET1以及CFET2为低电平状态，使充电FET31以及充电FET32为截止状态。然后，控制部6取得电压测定部5所测定的电压V1C。
接下来，控制部6判定“模式B”的电压V1B与“模式C”的电压V1C之差是否在(Vf±α)的范围内(Vf－α≤(V1B－V1C)≤Vf+α)(步骤S203)。控制部6在“模式B”的电压V1B与“模式C”的电压V1C之差为(Vf±α)的范围内(Vf－α≤(V1B－V1C)≤Vf+α)的情况下(步骤S203：是)，使处理前进至步骤S204。另外，控制部6在“模式B”的电压V1B与“模式C”的电压V1C之差为(Vf±α)的范围外(Vf－α＞(V1B－V1C)，或者(V1B－V1C)＞Vf+α)的情况下(步骤S203：否)，使处理前进至步骤S212。
在步骤S204中，控制部6判定为充电FET31正常。
接下来，控制部6测定“模式D”的电压V1(电压V1D)(步骤S205)。控制部6使CFET1为低电平状态而使充电FET31为截止状态，并且使CFET2为高电平状态而使充电FET32为接通状态。然后，控制部6取得电压测定部5所测定的电压V1D。
接下来，控制部6判定“模式B”的电压V1B与“模式D”的电压V1D之差是否在(Vf±α)的范围内(Vf－α≤(V1B－V1D)≤Vf+α)(步骤S206)。控制部6在“模式B”的电压V1B与“模式D”的电压V1D之差为(Vf±α)的范围内(Vf－α≤(V1B－V1D)≤Vf+α)的情况下(步骤S206：是)，使处理前进至步骤S207。另外，控制部6“在模式B”的电压V1B与“模式D”的电压V1D之差为(Vf±α)的范围外(Vf－α＞(V1B－V1D)，或者(V1B－V1D)＞Vf+α)的情况下(步骤S206：否)，使处理前进至步骤S214。
在步骤S207中，控制部6判定为电池模组2不是充电中。
接下来，控制部6测定“模式B”的电压V2(电压V2B)(步骤S208)。控制部6使CFET1为高电平状态而使充电FET31为接通状态，并且使CFET2为低电平状态而使充电FET32为截止状态。另外，控制部6使CSW1为低电平状态而使开关41为截止状态，并且使CSW2为高电平状态而使开关43为接通状态。然后，控制部6取得电压测定部5所测定的电压V2B。
接下来，控制部6测定“模式A”的电压V2(电压V2A)(步骤S209)。控制部6使CFET1以及CFET2为高电平状态而使充电FET31以及充电FET32为接通状态。然后，控制部6取得电压测定部5所测定的电压V2A。
接下来，控制部6判定“模式A”的电压V2A与“模式B”的电压V2B之差是否在(Vf±α)的范围内(Vf－α≤(V2A－V2B)≤Vf+α)(步骤S210)。控制部6在“模式A”的电压V2A与“模式B”的电压V2B之差为(Vf±α)的范围内(Vf－α≤(V2A－V2B)≤Vf+α)的情况下(步骤S210：是)，使处理前进至步骤S211。另外，控制部6在“模式A”的电压V2A与“模式B”的电压V2B之差为(Vf±α)的范围外(Vf－α＞(V2A－V2B)，或者(V2A－V2B)＞Vf+α)的情况下(步骤S210：否)，使处理前进至步骤S217。
在步骤S211中，控制部6判定为充电FET32正常。在步骤S211的处理后，控制部6结束处理。
步骤S212以及步骤S213的处理与上述图5的步骤S115以及步骤S116的处理相同，因此这里省略其说明。
另外，步骤S214～步骤S216的处理与上述图5的步骤S117～步骤S119的处理相同，因此这里省略其说明。
另外，步骤S217以及步骤S218的处理与上述图5的步骤S120以及步骤S121的处理相同，因此这里省略其说明。
如以上说明那样，本实施方式的电池控制装置1具备至少两个充电FET30(晶体管)和控制部6。至少两个充电FET30是以串联的方式连接于电池模组2(电池)、并控制电池模组2的充电的至少两个充电FET30(例如，充电FET31以及充电FET32)，分别具有体二极管(例如，体二极管31D以及体二极管32D)，各个体二极管以成为同一朝向的方式串联地连接。控制部6基于将切换至少两个充电FET30的接通状态(导通状态)与截止状态(非导通状态)的导通模式变更而测定出的电压(例如，电压V1或者电压V2)的变化，判定至少两个充电FET30中的至少一个充电FET30是否异常。
由此，本实施方式的电池控制装置1能够准确地判定充电FET30的异常，因此能够准确地检测充电截断功能的异常。另外，本实施方式的电池控制装置1通过具备至少两个充电FET30，从而即使在至少两个充电FET30中的一个故障的情况下，也能够在过充电时适当地截断充电电流。
另外，在本实施方式中，控制部6在电压(例如，电压V1或者电压V2)的变化为基于充电FET30的正向电压的规定范围之外的情况下，判定为充电FET31异常。
由此，本实施方式的电池控制装置1通过利用充电FET30的正向电压，能够以简易的构成准确地判定例如充电FET30的短路故障等异常。
另外，在本实施方式中，至少两个充电FET30中包含：漏极端子连接于电池模组2的负极端子(第1端子)的充电FET31(第1晶体管)、以及漏极端子连接于充电FET31的源极端子的充电FET32(第2晶体管)。控制部6基于变更导通模式而测定出的电压V1(第1电压)的变化，判定充电FET31的异常，并且基于电压V2(第2电压)的变化，判定充电FET32的异常。这里，电压V1是电池模组2的正极端子(第2端子)与充电FET31的源极端子之间的电压。另外，电压V2是电池模组2的正极端子与充电FET32的源极端子之间的电压。
由此，本实施方式的电池控制装置1能够利用简易的构成准确地判定充电FET31以及充电FET32的异常。另外，本实施方式的电池控制装置1通过利用两个充电FET30(充电FET31以及充电FET32)和两个测定电压(电压V1以及电压V2)的变化，例如能够判定电池模组2是否是充电中。因此，本实施方式的电池控制装置1能够减少由于电池模组2为充电中所导致的充电FET30的异常的误判定。
另外，在本实施方式中，控制部6基于电压V1的变化，判定电池模组2是否是充电中。控制部6在判定为电池模组2不是充电中的情况下，基于电压V2的变化，判定充电FET32的异常。
由此，本实施方式的电池控制装置1能够减少由于电池模组2为充电中所导致的充电FET32的异常的误判定。另外，本实施方式的电池控制装置1能够准确地判定充电FET32的异常。
另外，在本实施方式中，控制部6基于在充电FET31为接通状态且充电FET32为截止状态的导通模式(“模式B”)中测定出的电压V1(电压V1B)、与在充电FET31以及充电FET32均为截止状态的导通模式(“模式C”)中测定出的电压V1(电压V1C)的变化，判定充电FET31的异常。
由此，本实施方式的电池控制装置1能够准确地判定充电FET32的异常。
另外，在本实施方式中，控制部6基于在充电FET31以及充电FET32均为接通状态的导通模式(“模式A”)中测定出的电压V2(电压V2A)、与在充电FET31为接通状态且充电FET32为截止状态的导通模式(“模式B”)中测定出的电压V2(电压V2B)的变化，判定充电FET32的异常。
由此，本实施方式的电池控制装置1能够准确地判定充电FET32的异常。
另外，在本实施方式中，控制部6在基于电压V1的变化而判定为充电FET31正常的情况下，基于在充电FET31为接通状态且充电FET32为截止状态的导通模式(“模式B”)中测定出的电压V1(电压V1B)、与在充电FET31为截止状态且充电FET32为接通状态的导通模式(“模式D”)中测定的电压V1(电压V1D)的变化，判定浮动充电状态。
由此，本实施方式的电池控制装置1能够利用简易的构成而准确地判定电池模组2为浮动充电中。
另外，在本实施方式中，控制部6基于将全部的导通模式(“模式A”～“模式D”)变更而测定出的电压的变化，判定至少两个充电FET30中的至少一个充电FET30的异常。
由此，本实施方式的电池控制装置1通过变更全部的导通模式(“模式A”～“模式D”)，能够更准确地判定充电FET30的异常。
另外，本实施方式的异常检测方法由如下电池控制装置1执行，该电池控制装置1具备以串联的方式连接于电池模组2并控制电池模组2的充电的至少两个充电FET30，该至少两个充电FET30分别具有体二极管(31D，32D)，各个体二极管以成为同一朝向的方式串联地连接，上述异常检测方法包含测定步骤和判定步骤。在测定步骤中，电池控制装置1将切换至少两个充电FET30的接通状态与截止状态的导通模式变更而测定电压。在判定步骤中，电池控制装置1基于通过测定步骤测定出的电压的变化，判定至少两个充电FET30中的至少一个充电FET30是否异常。
由此，本实施方式的异常检测方法与上述的电池控制装置1同样，能够准确地判定充电FET30的异常，因此能够准确地检测充电截断功能的异常。
另外，控制部6所进行的判定处理并不限定于上述的图5以及图6的处理顺序，也可以是其他处理顺序。例如在上述的图5以及图6的处理顺序中，说明了控制部6基于将一部分的导通模式变更而测定出的电压(电压V1以及电压V2)的变化来执行各种判定处理的例子，但也可以在将全部的导通模式变更而测定之后，执行各种判定处理。
另外，上述各种判定处理中使用的导通模式并不限定于上述的实施方式，控制部6也可以基于其他导通模式下的电压的变化来执行各种判定处理。
另外，在上述的实施方式中，说明了充电FET30使用N沟道MOS－FET并以串联的方式连接于电池模组2的负极端子的例子，但并不限定于此。例如也可以设为，充电FET30使用P沟道MOS－FET并以串联的方式连接于电池模组2的正极端子。
根据以上说明的至少一个实施方式，通过具有至少两个充电FET30和控制部6，能够准确地检测充电截断功能的异常，上述至少两个充电FET30以串联的方式连接于电池模组2，并控制电池模组2的充电，上述至少两个充电FET30分别具有体二极管(31D，32D)，各个体二极管(31D，32D)以成为同一朝向的方式串联地连接，上述控制部6基于将切换至少两个充电FET30的接通状态与截止状态的导通模式变更而测定出的电压(例如，电压V1或者电压V2)的变化，判定至少两个充电FET30中的至少一个充电FET30是否异常。
另外，上述的电池控制装置1在内部具有计算机系统。而且，上述电池控制装置1的判定处理过程以程序的形式存储于计算机能够读取的记录介质，计算机读出而执行该程序，从而进行上述处理。这里，计算机能够读取的记录介质指的是磁盘、磁光盘、CD－ROM、DVD－ROM、半导体存储器等。另外，也可以通过通信线路向计算机分发该计算机程序，并由接收到该分发的计算机执行该程序。
虽然说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式是作为例子而提出的，并不意图限定发明的范围。这些实施方式可以以其他各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围及主旨中，同样包含在权利要求书所记载的发明和其等价的范围中。
附图标记说明
1…电池控制装置，2…电池模组，4…测定切换部，5…电压测定部，6…控制部，7…充电装置，8…充电开关，21…电池单元，30、31、32…充电FET，31D、32D…体二极管，41、43…开关，42、44…二极管，51、52、53…电阻，54…放大器，55…ADC，100…电池单元。

Claims (9)

1.一种电池控制装置，其中，具备：
至少两个晶体管，以串联的方式连接于电池，控制上述电池的充电，该至少两个晶体管分别具有体二极管，各个体二极管以成为同一朝向的方式串联地连接；以及
控制部，基于对切换上述至少两个晶体管的导通状态与非导通状态的导通模式进行变更而测定出的电压的变化，判定上述至少两个晶体管中的至少一个晶体管是否异常。
2.如权利要求1所述的电池控制装置，其中，
在上述电压的变化为基于上述至少一个晶体管的正向电压的规定范围之外的情况下，上述控制部判定为上述至少一个晶体管异常。
3.如权利要求1或2所述的电池控制装置，其中，
上述至少两个晶体管中包含：漏极端子连接于上述电池的第1端子的第1晶体管、以及漏极端子连接于上述第1晶体管的源极端子的第2晶体管，
上述控制部，基于变更上述导通模式而测定出的、上述电池的第2端子与上述第1晶体管的源极端子之间的第1电压的变化，判定上述第1晶体管的异常，并且基于上述电池的第2端子与上述第2晶体管的源极端子之间的第2电压的变化，判定上述第2晶体管是否异常。
4.如权利要求3所述的电池控制装置，其中，
上述控制部基于上述第1电压的变化，判定上述电池是否为充电中，
在判定为上述电池不是充电中的情况下，基于上述第2电压的变化，判定上述第2晶体管是否异常。
5.如权利要求3或4所述的电池控制装置，其中，
上述控制部基于在上述第1晶体管为导通状态且上述第2晶体管为非导通状态的上述导通模式中测定出的上述第1电压、与在上述第1晶体管以及上述第2晶体管均为非导通状态的上述导通模式中测定出的上述第1电压之间的变化，判定上述第1晶体管是否异常。
6.如权利要求3至5中任一项所述的电池控制装置，其中，
上述控制部基于在上述第1晶体管以及上述第2晶体管均为导通状态的上述导通模式中测定出的上述第2电压、与在上述第1晶体管为导通状态且上述第2晶体管为非导通状态的上述导通模式中测定出的上述第2电压之间的变化，判定上述第2晶体管是否异常。
7.如权利要求3至6中任一项所述的电池控制装置，其中，
上述控制部，在基于上述第1电压的变化，判定为上述第1晶体管正常的情况下，基于在上述第1晶体管为导通状态且上述第2晶体管为非导通状态的上述导通模式中测定出的上述第1电压、与在上述第1晶体管为非导通状态且上述第2晶体管为导通状态的上述导通模式中测定出的上述第1电压之间的变化，判定上述电池是否为浮动充电状态。
8.一种在电池控制装置中执行的异常检测方法，该电池控制装置具备至少两个晶体管，该至少两个晶体管以串联的方式连接于电池，控制上述电池的充电，该至少两个晶体管分别具有体二极管，各个体二极管以成为同一朝向的方式串联地连接，
上述异常检测方法包含：
测定步骤，对切换上述至少两个晶体管的导通状态与非导通状态的导通模式进行变更而测定电压；以及
判定步骤，基于通过上述测定步骤测定出的上述电压的变化，判定上述至少两个晶体管中的至少一个晶体管是否异常。
9.一种程序，用于使具备至少两个晶体管的电池控制装置的计算机执行如下步骤，即：
测定步骤，对切换上述至少两个晶体管的导通状态与非导通状态的导通模式进行变更而测定电压；以及
判定步骤，基于通过上述测定步骤测定出的上述电压的变化，判定上述至少两个晶体管中的至少一个晶体管是否异常，
上述至少两个晶体管以串联的方式连接于电池，控制上述电池的充电，并分别具有体二极管，各个体二极管以成为同一朝向的方式串联地连接。
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