JP2010091520A - 電池モジュール異常検出回路及びその検出方法 - Google Patents

電池モジュール異常検出回路及びその検出方法 Download PDF

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Abstract

【課題】電池セルＢ1〜Ｂnを多数縦続接続して成る電池モジュール１について、電池セル毎に設けてある電圧検出線の断線、セルバランス異常を検出し、全ての電池セルの過充電、過放電検出を行う電池モジュール異常検出回路及びその検出方法を提供する。
【解決手段】電池セルの電極に接続する抵抗Ｒ1〜Ｒnと、電極間電圧に応じた電圧Ｖ1〜Ｖnを抵抗Ｒ2〜Ｒnを介して放電するスイッチＳ1〜Ｓnと、電圧検出・制御回路２とを備え、電圧検出・制御回路２は、放電回路が正常のときの電圧をＶ、放電回路は正常だが断線状態のときの電圧をＶS、判定電圧ＶSL、放電回路は正常でないが断線していないときの電圧をＶE、判定電圧をＶSHとしたときに、ＶE＞ＶSH＞Ｖ＞ＶSL＞ＶSの関係をもって、１つの電池セルの検出電圧がＶSH以上又はＶSL以下であると電池モジュール１を異常として検出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、単電池（以下「電池セル」と記す）を多数縦続接続して成る電池モジュールに関し、各電池セル毎に設けられている電圧検出線の断線及びセルバランスの異常、電圧検出線の断線位置の特定、各電池セル毎の過充電及び過放電の検出がそれぞれ可能な電池モジュール異常検出回路及びその検出方法に関するものである。
従来、各電池セルを多数縦続接続して成る電池モジュールには、各電池セル毎に電圧測定機能とセルバランス機能とを備えているものがある。電圧測定機能は、各電池セルの端子間電圧を測定して充電あるいは放電された電圧値が所定の電圧範囲内あれば「良」と判定する機能である。また、セルバランス機能は、各電池セルの充電電圧及び放電電圧を測定するための構成を備えたセルバランス回路を用いて、全ての電池セルの充放電状態の良否を判定するものである（例えば、特許文献１）。
特開２００７−８５８４７号公報
しかしながら、前記した従来の電池モジュールは、電圧測定機能とセルバランス機能とを唯備えているだけのものであるから、各電池セルの端子間電圧の異常あるいはその充放電状態の良否を判定するだけなので、その異常の原因、例えば電圧検出線の断線箇所の特定や、各電池セル毎の過充電及び過放電の検出などができず、こうした電池モジュールの品質の改良に寄与することができなかった。
そこで、本発明は、この課題を解決するために創案されたものであり、各電池セルを多数縦続接続して成る電池モジュールについて、各電池セル毎に設けられている電圧検出線の断線及びセルバランスの異常、全ての電池セルについて各電池セル毎の過充電及び過放電の検出がそれぞれ行い、これらの検出の結果、１の電池セルでも異常が検出されると電池モジュール自体を異常として検出する、電池モジュール異常検出回路及びその検出方法を提供することを目的とする。
上記した課題を解決するために、請求項１に記載の本発明の電池モジュール異常検出回路は、
各電池セルＢ1，Ｂ2，Ｂ3，Ｂ4，…，Ｂnを多数縦続接続して成る電池モジュール１の異常を検出する電池モジュール異常検出回路Ａであって、
前記電池セル毎の両電極（正負極）にそれぞれ接続される複数の抵抗Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，…，Ｒn-1，Ｒnと、
前記電池セル毎の両電極間電圧に応じた電圧Ｖ1，Ｖ2，Ｖ3，…，Ｖnを、前記抵抗Ｒ2，Ｒ4，…，Ｒnを介して放電する放電回路（放電スイッチ）Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3，…，Ｓnと、
前記電池セル毎の前記両電極間電圧を前記複数の抵抗を介して検出し、かつ特定した前記放電回路に対して放電制御を行う検出制御回路（電圧検出・制御回路）２とを備え、
前記検出制御回路は、
前記特定した放電回路が閉成したときに得られる検出電圧を、Ｖ（Ｖ1，Ｖ2，Ｖ3，…，Ｖn）、
前記特定した放電回路は閉成するが、前記抵抗を介して電位が得られない断線状態（断線箇所ＡＡ）の検出電圧を、ＶS、
前記検出電圧Ｖと前記検出電圧ＶS間にあり、かつ前記検出電圧ＶSは前記特定した放電回路は閉成するが前記断線状態であるときの検出電圧であると判定する基準電圧となる断線判定電圧を、ＶSL、
前記特定した放電回路は閉成しないが、前記断線状態でないときの検出電圧を、電圧ＶE、
前記検出電圧Ｖと前記検出電圧ＶE間にあり、かつ前記検出電圧ＶEは前記特定した放電回路は閉成しないが前記断線状態でないときの検出電圧であると判定する基準電圧となる放電異常判定電圧を、ＶSH
としたときに、
ＶE＞ＶSH＞Ｖ＞ＶSL＞ＶS
の関係を有し、
少なくとも１の前記電池セルの両電極間電圧に応じた電圧が、前記放電異常判定電圧ＶSH以上、又は、前記断線判定電圧ＶSL以下を検出したときには、当該電池モジュールを異常として検出することを特徴とするものである。
（作用）
本発明は、全ての電池セルのうち少なくとも１の電池セルの両電極間電圧に応じた電圧が、前記放電異常判定電圧ＶSH以上、又は、前記断線判定電圧ＶSL以下を検出した場合は、電池モジュール自体を異常として検出する回路を提供できる。これにより、電池モジュールの高品質を維持することができ、高い信頼性を獲得できる。
また、上記した課題を解決するために、請求項２に記載の本発明は、下記の構成を有する電池モジュール異常検出方法を提供する。
前記した電池モジュール異常検出回路を用いて、各電池セルを多数縦続接続して成る電池モジュールの異常を検出する電池モジュール異常検出方法であって、
前記電池モジュールを構成する全ての前記電池セルの各両電極間電圧に応じた電圧が、検出電圧Ｖであることを判定して、全ての前記電池セルが正常に動作することを確認する第１ステップと、
次に、前記第１ステップの判定の結果、全ての前記電池セルの両電極間電圧に応じた電圧が、前記検出電圧Ｖを満たすと判定されると、判定された電圧のうち少なくとも１の電圧が、放電異常判定電圧ＶSH（ＶSH＞Ｖ）以上であることを判定する第２ステップと、
次に、前記第２ステップの判定の結果、少なくとも１の電圧が前記放電異常判定電圧ＶSH以上であると判定されると、「放電回路異常」と判定する第３ステップと、
次に、前記第２ステップの判定の結果、全ての電圧が前記放電異常判定電圧ＶSH以下であると判定され、かつ判定された電圧のうち少なくとも１の電圧が、断線判定電圧ＶSL（Ｖ＞ＶSL）以下であることを判定する第４ステップと、
次に、前記第４ステップの判定の結果、少なくとも１の電圧が、前記断線判定電圧ＶSL以下であると判定されると、「断線状態」と判定する第５ステップとを有し、
各電圧は、
ＶSH＞Ｖ＞ＶSL
の関係を有し、
少なくとも１の前記電池セルの両電極間電圧に応じた電圧が、前記放電異常判定電圧ＶSH以上、又は、前記断線判定電圧ＶSL以下を検出したときには、当該電池モジュールを異常として検出することを特徴とするものである。
（作用）
本発明は、全ての電池セルのうち少なくとも１の電池セルの両電極間電圧に応じた電圧が、前記放電異常判定電圧ＶSH以上、又は、前記断線判定電圧ＶSL以下を検出した場合は、電池モジュール自体を異常として検出する方法を提供できる。これにより、電池モジュールの高品質を維持することができ、より高い信頼性を獲得できる。
本発明は、各電池セルを多数縦続接続して成る電池モジュールについて、各電池セル毎に設けられている電圧検出線の断線及びセルバランスの異常、全ての電池セルについて各電池セル毎の過充電及び過放電の検出がそれぞれ行い、これらの検出の結果、１の電池セルでも異常が検出されると電池モジュール自体を異常として検出する、電池モジュール異常検出回路及びその検出方法を提供することができる。
本発明の電池モジュール異常検出回路は、
各電池セルを多数縦続接続して成る電池モジュールの異常を検出する電池モジュール異常検出回路であって、
前記電池セル毎の両電極にそれぞれ接続される複数の抵抗と、
前記電池セル毎の両電極間電圧に応じた電圧を、前記抵抗を介して放電する放電回路と、
前記電池セル毎の前記両電極間電圧を前記複数の抵抗を介して検出し、かつ特定した前記放電回路に対して放電制御を行う検出制御回路とを備え、
前記検出制御回路は、
前記特定した放電回路が閉成したときに得られる検出電圧を、Ｖ（Ｖ1，Ｖ2，Ｖ3，…，Ｖn）
前記特定した放電回路は閉成するが、前記抵抗を介して電位が得られない断線状態のときの検出電圧を、ＶS、
前記検出電圧Ｖと前記検出電圧ＶS間にあり、かつ前記検出電圧ＶSは前記特定した放電回路は閉成するが前記断線状態であるときの検出電圧であると判定する基準電圧となる断線判定電圧を、ＶSL、
前記特定した放電回路は閉成しないが、前記断線状態でないときの検出電圧を、ＶE、
前記検出電圧Ｖと前記検出電圧ＶE間にあり、かつ前記検出電圧ＶEは前記特定した放電回路は閉成しないが前記断線状態でないときの検出電圧であると判定する基準電圧となる放電異常判定電圧を、ＶSH
としたときに、
ＶE＞ＶSH＞Ｖ＞ＶSL＞ＶS
の関係を有し、
少なくとも１の前記電池セルの両電極間電圧に応じた電圧が、前記放電異常判定電圧ＶSH以上、又は、前記断線判定電圧ＶSL以下を検出したときには、当該電池モジュールを異常として検出することを特徴とするものである。
また、本発明の電池モジュール異常検出方法は、
前記した電池モジュール異常検出回路を用いて、各電池セルを多数縦続接続して成る電池モジュールの異常を検出する電池モジュール異常検出方法であって、
前記電池モジュールを構成する全ての前記電池セルの各両電極間電圧に応じた電圧が、検出電圧Ｖであることを判定して、全ての前記電池セルが正常に動作することを確認する第１ステップと、
次に、前記第１ステップの判定の結果、全ての前記電池セルの両電極間電圧に応じた電圧が、前記検出電圧Ｖを満たすと判定されると、判定された電圧のうち少なくとも１の電圧が、放電異常判定電圧ＶSH（ＶSH＞Ｖ）以上であることを判定する第２ステップと、
次に、前記第２ステップの判定の結果、少なくとも１の電圧が前記放電異常判定電圧ＶSH以上であると判定されると、「放電回路異常」と判定する第３ステップと、
次に、前記第２ステップの判定の結果、全ての電圧が前記放電異常判定電圧ＶSH以下であると判定され、かつ判定された電圧のうち少なくとも１の電圧が、断線判定電圧ＶSL（Ｖ＞ＶSL）以下であることを判定する第４ステップと、
次に、前記第４ステップの判定の結果、少なくとも１の電圧が、前記断線判定電圧ＶSL以下であると判定されると、「断線状態」と判定する第５ステップとを有し、
各電圧は、
ＶSH＞Ｖ＞ＶSL
の関係を有し、
少なくとも１の前記電池セルの両電極間電圧に応じた電圧が、前記放電異常判定電圧ＶSH以上、又は、前記断線判定電圧ＶSL以下を検出したときには、当該電池モジュールを異常として検出することを特徴とするものである。
以下、本発明の実施の形態について、図１、図２を用いて説明する。
図１は本発明の電池モジュール異常検出回路のブロック図、図２は本発明の電池モジュール異常検出方法のフローを示す図である。
本発明の電池モジュール異常検出回路は、後述するように、電池モジュールを構成する全ての電池セルにおいてそれぞれ電圧検出線の断線やセルバランスの異常を１つでも検出すると、この検出を電池モジュールの異常と判定して不良品として取り扱い、一方、こうした異常が検出されなくても、全ての電池セルのうちで１つでも過充電あるいは過放電が生じている電池セルを検出すると、この検出を電池モジュールの異常と判定して不良品として取り扱い、全ての電池セルを対象とするこうした二重の検査を行って、電池モジュールの品質管理を厳重に行うことにより、電池モジュールの高性能を長期間、高品質で維持することができ、この結果、ユーザーからは高い信頼性を獲得できることに供するものである。
本発明の電池モジュール異常検出回路Ａは、図１に示すように、多数縦続接続された電池セルＢ1，Ｂ2，Ｂ3，Ｂ4，…，Ｂnの両端子にそれぞれ接続する一端を備えた抵抗Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，…，Ｒn-1，Ｒnと、この抵抗Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，…，Ｒn-1，Ｒnの他端に接続する電圧検出線ｌ1，ｌ2，ｌ3，…，ｌn-1，ｌnと、この電圧検出線ｌ1，ｌ2，ｌ3，…，ｌn-1，ｌnに接続される電圧検出・制御回路２と、2本の電圧検出線ｌ1−ｌ2、ｌ3−ｌ4、…、ｌn-1−ｌn間に接続される放電スイッチＳ1，Ｓ2，…，Ｓnとを備えている。
利便性のため、前記した電池モジュール１と、抵抗Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，…，Ｒn-1，Ｒnと、電圧検出線ｌ1，ｌ2，ｌ3，…，ｌn-1，ｌnと、電圧検出・制御回路２と、放電スイッチＳ1，Ｓ2，…，Ｓnとは、一体として扱われる。
放電スイッチＳ1，Ｓ2，…，Ｓnは、例えば電子スイッチである。また、放電スイッチＳ1，Ｓ2，…，Ｓnの開成・閉成（以下「オン・オフ」と記す）制御をするための切替制御端子には、図示はしないが、電圧検出・制御回路２から、後述するフロー（図２）に従って、切替制御信号が供給され、電圧検出・制御回路２によって、オン・オフ制御される。
前記したセルバランス回路は、電池セルＢ1，Ｂ2，Ｂ3，Ｂ4，…，Ｂn毎に設けられており、例えば、電池セルＢ１のセルバランス回路は、抵抗Ｒ１、電圧検出線ｌ1、放電スイッチＳ1、電圧検出線ｌ2、抵抗Ｒ2から構成され、また、電池セルＢ2のセルバランス回路は、抵抗Ｒ２、電圧検出線ｌ2、放電スイッチＳ2、電圧検出線ｌ3、抵抗Ｒ3から構成される。
前記した電圧検出・制御回路２は、任意の数の電池セルＢ1，Ｂ2，Ｂ3，Ｂ4，…，Ｂnの両電極間（端子間）電圧を抵抗Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，…，Ｒn-1，Ｒnを介して得た電圧の検出及び後述するフロー（図２）を用いて各種制御を行うことができる。例えば、電池セルＢ1，Ｂ3，…，Ｂ2，Ｂ4，のように、奇数番目の電池セルの検査が終了すると、偶数番目の電池セルの検査が開始されるというようにも制御できる。
図１中の電圧検出線ｌ2のＡＡ箇所で断線がない場合、又は、電池セルＢ2のセルバランス回路中の放電スイッチＳ2に異常がない場合、放電スイッチＳ2をオンし、セルバランス機能を動作させた際の電圧Ｖ2は、次の（１）式で与えられる。この場合、放電スイッチＳ1はオフである。
Ｖ2＝Ｂ2×Ｒs／（２Ｒ＋Ｒs） … （１）
（但し、２Ｒは、抵抗Ｒ2，Ｒ3、
Ｒsは、放電スイッチＳ2をオンしたときのオン抵抗。）
以下、「電圧検出線断線の検知」、及び、「セルバランス回路の異常検出」について、順に説明する。
「電圧検出線断線の検知」
図１中、前記したＡＡ箇所で断線が発生した場合、放電スイッチＳ2をオンし、セルバランス機能を動作させた際の電圧Ｖ2sは、次の（２）式で与えられる。
Ｖ2s＝（Ｂ1＋Ｂ2）×Ｒs／（２Ｒ＋Ｒs＋Ｒ1IN） … （２）
（但し、Ｒ1INは、放電スイッチＳ1がオフのときに、電圧検出・制御回路２の入力端子(図中Ｖ1間)に印加される入力インピーダンス、
Ｖ2sは、放電スイッチＳ2がオンのときに、電圧検出・制御回路２の入力端子(図中Ｖ2間)に印加される電圧値。）
Ｒ1IN≫２Ｒ＋Ｒsであるため、
Ｖ2≫Ｖ2s
となる。
この関係により、予め、放電スイッチＳ2をオフのときの電圧値Ｖ2と、放電スイッチＳ2をオンのときの電圧値Ｖ2sとの間に、電圧判定値ＶSLを設定しておき、セルバランス機能を動作させた際の電圧を検出して、電圧判定値ＶSLを超えるか否かを判定することにより、ＡＡ箇所の断線を検知することができる。
「セルバランス回路の異常検出」
図１中のＡＡ箇所で断線がない場合、又は、セルバランス回路中の放電スイッチＳ2に異常がない場合、放電スイッチＳ2をオンし、セルバランス機能を動作させた際の電圧Ｖ2は、前記した（１）式で与えられる。この場合、放電スイッチＳ1はオフである。
一方、セルバランス回路が異常な場合（放電スイッチＳ2が正常にオンしない等の場合）の、電圧Ｖ2Eは、次の（３）式で与えられる。
Ｖ2E＝Ｂ2×ＲsE／（２Ｒ＋ＲsE） … （３）
ＲSE＞Ｒsであるため、
Ｖ2E≫Ｖ2
となる。
この関係により、予め、放電スイッチＳ2をオフのときの電圧値Ｖ2と、放電スイッチＳ2をオンのときの電圧値Ｖ2Eとの間に、予め電圧判定値ＶSHを設定し、セルバランス機能を動作させた際の電圧を検出して、電圧判定値ＶSHを超えるか否かを判定することにより、セルバランス回路の異常を検知することができる。
この電圧判定値ＶSH、ＶSLは、一例として、次の（４），（５）式のように考えることができる。
ＶSH＝２×（セルの過充電電圧）×Ｒs／（２Ｒ＋Ｒs） … （４）
ＶSL＝（１／２）×（セルの過放電電圧）×Ｒs／（２Ｒ＋Ｒs）） … （５）
また、Ｖ2E＞ＶSH＞Ｖ2＞ＶSL＞Ｖ2S の関係がある。
次に、図２のフローを用いて、電圧検出線断線及びセルバランス回路異常の検知、過充電、過放電の検知について説明する。
同図に示す本フローの実行に先立ち、前記した電池モジュール１（全ての電池セルＢ１，Ｂ2，Ｂ3，…，Ｂn-1，Ｂn）は、予め満充電されている。
まず、図２に示すように、順次配列されている全ての放電スイッチＳ1，Ｓ2，Ｓ3，…，Ｓn-1，Ｓnのうち、第１スイッチＳ1をオフ状態として、スイッチＳ1の端子間電圧Ｖ1を検出する（「Ｓ1ＯＦＦ状態のＶ1電圧検出」ステップＳ１）。
次に、検出した端子間電圧Ｖ1値と電池セルＢ1の充電電圧値とが等しいことを判定する（「セルＢ1は正常か？」ステップＳ２）。判定の結果、両者が等しくない（ＮＯ）と、電池セルＢ1は「異常」と判定して、この「異常」を上位システムへ「警告」する（「上位システムへアラート発信」ステップＳ３）。ここで、上位システムとは、電池パック制御のさらに上位にある、例えばハイブリット自動車全体を制御するシステムのことである。上位システムは、この「警告」により、電池モジュール１を「不良品」として取り扱う。一方、両者が等しい（ＹＥＳ）と、電池セルＢ1は「正常」と判定して、次のステップ４に移行する。
次に、スイッチＳ1をオフ状態からオン状態に切換えて、スイッチＳ1の端子間電圧Ｖ1を検出する。検出した電圧値は、スタック電圧ＶS1として、図示せぬメモリにスタック（上書き記録）される（「Ｓ1ＯＮ状態のＶ1電圧検出」ステップＳ４）。
こうして、第１スイッチＳ1の一連のフロー（ステップＳ１〜ステップＳ４）は終了する。この直後から、第３スイッチＳ3の一連のフローが開始される。第３スイッチＳ3の一連のフローは、第１スイッチＳ1の一連のフローと同様である。これ以降同様に、順次、奇数番目のスイッチＳ5，Ｓ7，…の一連のフローが実行される。このようにして、奇数番目のスイッチＳ1，Ｓ3，Ｓ5，Ｓ7，…の一連のフローが全て実行され終了される。
これに引き続いて、奇数番目のスイッチＳ1，Ｓ3，Ｓ5，Ｓ7，…の一連のフローと同様に、偶数番目のスイッチＳ2，Ｓ4，Ｓ6，Ｓ8，…の一連のフロー（ステップＳ１〜ステップＳ４と同様）の実行が、順次開始され、そして終了する。
こうして、最後のスイッチＳnを除く、スイッチＳ1，Ｓ2，Ｓ3，…，Ｓn-1の一連のフローが全て終了する。
この結果、電池セルＢ1，Ｂ2，Ｂ3，…，Ｂn-1の全てが、「正常」な場合、各スイッチＳ2，Ｓ3，…，Ｓn-1のオフ状態のときの端子間電圧Ｖ1，Ｖ2，Ｖ3，…，Ｖn-1と等しい、スタック電圧ＶS2，ＶS3，…，ＶSn-1を得ることができる。
この後、最後のスイッチＳnをオフ状態として、スイッチＳnの端子間電圧Ｖnを検出する（「ＳnＯＦＦ状態のＶn電圧検出」ステップＳ５）。
次に、検出した端子間電圧Ｖn値と電池セルＢnの満充電電圧値とが等しいことを判定する（「セルＢnは正常か？」ステップＳ６）。判定の結果、両者が等しくない（ＮＯ）と、電池セルＢnは「異常」と判定して、この「異常」を上位システムへ「警告」する（「上位システムへアラート発信」ステップＳ７）。上位システムは、この「警告」により、電池モジュール１を「不良品」として取り扱う。一方、両者が等しい（ＹＥＳ）と、電池セルＢnは「正常」と判定して、次のステップ８に移行する。
次に、スイッチＳnをオフからオン状態に切換えて、スイッチＳnの端子間電圧Ｖnを検出する。検出した電圧値は、スタック電圧ＶSnとして、図示せぬメモリにスタックされる（「ＳnＯＮ状態のＶn電圧検出」ステップＳ８）。
こうして、全ての電池セルＢ1，Ｂ2，Ｂ3，…，Ｂn-1，Ｂnが「正常」の場合にのみ、次のフローを実行する。
全てのスタック電圧ＶS1，ＶS2，ＶS3，…，ＶSn-1，ＶSnが、所定の電圧ＶSH以上であることを判定する（「ＶS1〜ＶSnがＶSH以上であるか？」ステップＳ９）。所定の電圧ＶSHは、満充電電圧、電圧Ｖ1よりも所定値だけ高い。判定の結果、所定の電圧ＶSH以上の過充電状態である（ＹＥＳ）と、上位システムへ「セルバランス回路異常」を通知する（「上位システムへセルバランス回路異常と発信」ステップＳ１０）。一方、所定の電圧ＶSH未満である（ＮＯ）と、次のステップ１１に移行する。
次に、全てのスタック電圧ＶS1，ＶS2，ＶS3，…，ＶSn-1，ＶSnが、所定の電圧ＶSL以下であることを判定する（「ＶS1〜ＶSnがＶSL以下であるか？」ステップＳ１１）。所定の電圧ＶSLは、電池モジュール１の放電電圧よりも所定値だけ低い。判定の結果、所定の電圧ＶSL以下の過放電状態である（ＹＥＳ）と、上位システムへ電圧検出線断線を通知する（「上位システムへ電圧検出線断線と発信」ステップＳ１２）。一方、所定の電圧ＶSLを超えている（ＮＯ）と、上記した一連の本フローを終了する。
上述したように本発明によれば、電池モジュールを構成する全ての電池セルにおいてそれぞれ電圧検出線の断線やセルバランスの異常を１つでも検出すると、この検出を電池モジュールの異常と判定して不良品として取り扱い、一方、こうした異常が検出されなくても、全ての電池セルのうちで１つでも過充電あるいは過放電が生じている電池セルを検出すると、この検出を電池モジュールの異常と判定して不良品として取り扱い、全ての電池セルを対象とするこうした二重の検査を行って、電池モジュールの品質管理を厳重に行うことにより、電池モジュールの高性能を長期間、高品質で維持することができ、この結果、ユーザーからは高い信頼性を獲得できることに供することができる。
本発明の電池モジュール異常検出回路のブロック図 本発明の電池モジュール異常検出方法のフローを示す図
符号の説明
１ 電池モジュール
２ 電圧検出・制御回路（検出制御回路）
Ａ 電池モジュール異常検出回路
Ｂ1〜Ｂn 電池セル
Ｒ1〜Ｒn 抵抗
Ｓ1〜Ｓn 放電スイッチ（放電回路）
Ｖ〜Ｖn，ＶE，ＶS，ＶSL，ＶSH 電圧

Claims (2)

  1. 各電池セルを多数縦続接続して成る電池モジュールの異常を検出する電池モジュール異常検出回路であって、
    前記電池セル毎の両電極にそれぞれ接続される複数の抵抗と、
    前記電池セル毎の両電極間電圧に応じた電圧を、前記抵抗を介して放電する放電回路と、
    前記電池セル毎の前記両電極間電圧を前記複数の抵抗を介して検出し、かつ特定した前記放電回路に対して放電制御を行う検出制御回路とを備え、
    前記検出制御回路は、
    前記特定した放電回路が閉成したときに得られる検出電圧を、Ｖ、
    前記特定した放電回路は閉成するが、前記抵抗を介して電位が得られない断線状態のときの検出電圧を、ＶS、
    前記検出電圧Ｖと前記検出電圧ＶS間にあり、かつ前記検出電圧ＶSは前記特定した放電回路は閉成するが前記断線状態であるときの検出電圧であると判定する基準電圧となる断線判定電圧を、ＶSL、
    前記特定した放電回路は閉成しないが、前記断線状態でないときの検出電圧を、ＶE、
    前記検出電圧Ｖと前記検出電圧ＶE間にあり、かつ前記検出電圧ＶEは前記特定した放電回路は閉成しないが前記断線状態でないときの検出電圧であると判定する基準電圧となる放電異常判定電圧を、ＶSH
    としたときに、
    ＶE＞ＶSH＞Ｖ＞ＶSL＞ＶS
    の関係を有し、
    少なくとも１の前記電池セルの両電極間電圧に応じた電圧が、前記放電異常判定電圧ＶSH以上、又は、前記断線判定電圧ＶSL以下を検出したときには、当該電池モジュールを異常として検出することを特徴とする電池モジュール異常検出回路。
  2. 請求項１に記載の電池モジュール異常検出回路を用いて、各電池セルを多数縦続接続して成る電池モジュールの異常を検出する電池モジュール異常検出方法であって、
    前記電池モジュールを構成する全ての前記電池セルの各両電極間電圧に応じた電圧が、検出電圧Ｖであることを判定して、全ての前記電池セルが正常に動作することを確認する第１ステップと、
    次に、前記第１ステップの判定の結果、全ての前記電池セルの両電極間電圧に応じた電圧が、前記検出電圧Ｖを満たすと判定されると、判定された電圧のうち少なくとも１の電圧が、放電異常判定電圧ＶSH（ＶSH＞Ｖ）以上であることを判定する第２ステップと、
    次に、前記第２ステップの判定の結果、少なくとも１の電圧が前記放電異常判定電圧ＶSH以上であると判定されると、「放電回路異常」と判定する第３ステップと、
    次に、前記第２ステップの判定の結果、全ての電圧が前記放電異常判定電圧ＶSH以下であると判定され、かつ判定された電圧のうち少なくとも１の電圧が、断線判定電圧ＶSL（Ｖ＞ＶSL）以下であることを判定する第４ステップと、
    次に、前記第４ステップの判定の結果、少なくとも１の電圧が、前記断線判定電圧ＶSL以下であると判定されると、「断線状態」と判定する第５ステップとを有し、
    各電圧は、
    ＶSH＞Ｖ＞ＶSL
    の関係を有し、
    少なくとも１の前記電池セルの両電極間電圧に応じた電圧が、前記放電異常判定電圧ＶSH以上、又は、前記断線判定電圧ＶSL以下を検出したときには、当該電池モジュールを異常として検出することを特徴とする電池モジュール異常検出方法。
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