JP2013011596A - 蓄電モジュールのセル監視装置、断線検出プログラムおよび断線検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来とは別の手段により、複数の単位セルそれぞれとセル監視装置との間を接続する電線の断線を検出するための技術を開示すること。
【解決手段】セル監視装置７１のセル監視部７０は、複数のセル１〜４それぞれに電圧計測線６０〜６４を介して並列接続された複数のスイッチ２１〜２４を、予め定められた順序で、オフからオンにして再オフにする。そして、各セルに接続された一対の電圧計測線間の電圧を、当該セルに並列接続されたスイッチが再オフになった時以降であって、且つ、前記順序が次のスイッチがオンになった時以降に、各セルのセル電圧を計測する。そして、その計測された複数のセル電圧の中に、第１閾値以上である高異常セル電圧、および、前記第１閾値よりも小さい第２閾値以下である低異常セル電圧の少なくとも一方が有ると判定した場合、電圧計測線が断線していることを検出する。
【選択図】図３

Description

複数の単位セルそれぞれとセル監視装置との間を接続する電線の断線を検出するための技術に関する。

例えば、組電池装置は、複数の単位電池が直列接続された組電池と、各単位電池に電線を介して接続された電圧計測回路とを備え、各単位電池を監視することが可能になっている（特許文献１）。また、電線が断線すると単位電池を正常に監視することができなくなるため、電線の断線検出機能を有する組電池装置がある（特許文献２）。この組電池装置では、各単位電池に並列接続され、互いに容量が異なる複数のコンデンサが設けられており、正常時と、断線が生じている異常時とで電圧挙動に変化が生じ、これを検知することで断線検出が可能になっている。

特開２００１−５６３５０号公報 特開２００２−２０４５３７号公報

しかし、上記組電池装置では、断線検出機能のために、容量が異なる複数のコンデンサを設けることが必須であるため、構成上の制約が生じるなどの問題があり、別の手段で断線検出することが好ましい。

本明細書では、従来とは別の手段により、複数の単位セル（単位電池など）それぞれとセル監視装置（電圧計測回路など）との間を接続する電線の断線を検出するための技術を開示する。

本明細書によって開示される蓄電モジュールのセル監視装置は、複数のセルが直列接続された蓄電モジュールのセル監視装置であって、前記複数のセルそれぞれに電線を介して並列接続された複数のスイッチと、制御部と、を備え、前記制御部は、前記複数のスイッチのうち少なくとも２つのスイッチを、予め定められた順序で、オフからオンにして再オフにするスイッチ制御処理と、前記各セルに接続された一対の前記電線間の電圧を、当該セルに並列接続されたスイッチが前記再オフになった時以降であって、且つ、前記順序が次のスイッチが前記オンになった時以降に、前記各セルに対応するセル電圧として計測するセル電圧計測処理と、前記セル電圧計測処理で計測した複数のセル電圧の中に、第１閾値以上である高異常セル電圧、および、前記第１閾値よりも小さい第２閾値以下である低異常セル電圧の少なくとも一方が有るかどうかを判定する異常判定処理と、前記異常判定処理で前記高異常セル電圧および前記低異常セル電圧の少なくとも一方が有ると判定した場合、前記電線が断線していることを検出する断線検出処理と、を実行する構成を有する。

上記蓄電モジュールのセル監視装置では、前記制御部は、前記異常判定処理で前記高異常セル電圧および前記低異常セル電圧の両方が有ると判定した場合、前記高異常セル電圧に対応するセルと、前記低異常セル電圧に対応するセルとの間の電線が断線していることを検出してもよい。

上記蓄電モジュールのセル監視装置では、前記制御部は、スイッチ制御処理では、前記少なくとも２つのスイッチを、前記蓄電モジュールの一端側のセルから他端側のセルに向かうスイッチ順序で、オフからオンにして再オフにし、前記セル電圧計測処理では、前記各セルに接続された一対の前記電線間の電圧を、当該セルに並列接続されたスイッチが前記再オフになった時以降であって、且つ、前記スイッチ順序が次のスイッチが前記オンになった時以降に、前記各セルに対応するセル電圧として計測してもよい。

上記蓄電モジュールのセル監視装置では、前記制御部は、前記異常判定処理では、前記他端側のセルに対応するセル電圧を先頭に、前記スイッチ順序とは逆のセル順序で、前記低異常セル電圧であるかどうかを判定していく低異常検索処理と、前記低異常検索処理で前記低異常セル電圧であると判定した場合、当該低異常セル電圧の次のセル電圧を先頭に、前記セル順序で、前記高異常セル電圧であるかどうかを判定していく高異常検索処理と、前記高異常検索処理で前記高異常セル電圧であると判定した場合、当該高異常セル電圧の次のセル電圧を先頭に、前記セル順序で、前記高異常セル電圧でないかどうかを判定していく非高異常検索処理と、を実行し、前記断線検出処理では、前記異常判定処理で、前記低異常セル電圧であると判定されたセル電圧に対応するセルと、最後に前記高異常セル電圧であると判定されたセル電圧に対応するセルとの間の電線が断線していることを検出してもよい。

上記蓄電モジュールのセル監視装置では、前記制御部は、前記異常判定処理では、前記一端側のセルに対応するセル電圧を先頭に、前記スイッチ順序と同じセル順序で、前記高異常セル電圧であるかどうかを判定していく高異常検索処理と、前記高異常検索処理で前記高異常セル電圧であると判定した場合、当該高異常セル電圧の次のセル電圧を先頭に、前記セル順序で、前記低異常セル電圧であるかどうかを判定していく低異常検索処理と、前記低異常検索処理で前記低異常セル電圧であると判定した場合、当該低異常セル電圧の次のセル電圧を先頭に、前記セル順序で、前記低異常セル電圧でないかどうかを判定していく非低異常検索処理と、を実行し、前記断線検出処理では、前記異常判定処理で、前記高異常セル電圧であると判定されたセル電圧に対応するセルと、最後に前記低異常セル電圧であると判定されたセル電圧に対応するセルとの間の電線が断線していることを検出してもよい。

上記蓄電モジュールのセル監視装置であって、前記制御部は、前記複数のセルの両端に接続された最端の電線同士の間の電圧を、モジュール電圧として計測するモジュール電圧計測処理と、前記第１閾値および前記第２閾値を、前記モジュール電圧が小さいほど小さい値に変更する閾値変更処理と、を実行する構成を有してもよい。

上記蓄電モジュールのセル監視装置では、前記制御部は、前記複数のセル電圧のうち、最端のセルまたは当該最端のセルを先頭に連続するセル群に対応する１または複数のセル電圧が、第３閾値以下である端側異常セル電圧であるかどうかを判定する端側判定処理と、前記端側判定処理で前記端側異常セル電圧であると判定した場合、当該端側異常セル電圧に対応するセルの両端に接続された２本の電線のうち、前記最端側の電線が断線していることを検出する端側断線検出処理と、を実行する構成を有してもよい。

上記蓄電モジュールのセル監視装置では、前記制御部は、前記端側判定処理で複数のセル電圧が前記端側異常セル電圧であると判定した場合、前記異常判定処理では、前記複数のセル電圧のうち、前記最端のセルから最も離れた内側のセル以外のセル電圧を処理対象外としてもよい。

上記蓄電モジュールのセル監視装置では、前記制御部は、前記複数のセルの両端に接続された最端の電線同士の間の電圧を、モジュール電圧として計測するモジュール電圧計測処理と、前記モジュール電圧を、前記複数のセルの総数と前記端側判定処理で前記端側異常セル電圧と判定されたセル電圧に対応するセルの数との差で除算した値である推測値を算出し、前記第１閾値および前記第２閾値を、前記推測値が小さいほど小さい値に変更する閾値変更処理と、を実行する構成を有してもよい。

上記蓄電モジュールのセル監視装置では、前記複数のセルそれぞれに並列接続された複数の定電圧素子を備え、前記制御部は、前記閾値変更処理では、前記第１閾値の変更範囲の上限値が、前記定電圧素子の反応電圧値、または、前記セル電圧計測処理での計測可能範囲の最大値でもよい。

なお、本願明細書で開示された発明は、セル監視部、断線検出方法、これらの方法または装置の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の種々の態様で実現することができる。

本明細書によって開示される発明によれば、従来とは別の手段により、複数の単位セルそれぞれとセル監視装置との間を接続する電線の断線を検出することが可能である。

実施形態１の電池パックの電気的構成図 制御処理を示すフローチャート（その１） 制御処理を示すフローチャート（その２） 断線パターン１を示す回路図 断線パターン２を示す回路図 断線パターン３を示す回路図 断線パターン４を示す回路図 実施形態２の中間側処理を示すフローチャート 実施形態３の中間側処理を示すフローチャート

実施形態のセル監視装置によれば、複数のスイッチの全部または一部が、予め定められた順序で、オフからオンにされ再びオフにされる。そして、各セルに接続された一対の電線間の電圧が、当該セルに並列接続されたスイッチが再オフになった時以降であって、且つ、前記順序が次のスイッチが前記オンになった時以降に、各セルに対応するセル電圧として計測される。ここで、電線が断線している異常時では、計測された複数のセル電圧の中に、断線していない正常時よりも大きい高異常セル電圧、および、正常時よりも小さい低異常セル電圧の少なくとも一方が存在する。

そこで、本セル監視装置では、計測された複数のセル電圧の中に、第１閾値以上である高異常セル電圧、および、第２閾値（＜第１閾値）以下である低異常セル電圧の少なくとも一方が有るかどうかが判定される。そして、高異常セル電圧および低異常セル電圧の少なくとも一方が有ると判定された場合、少なくとも１本いずれかの電線が断線していることが検出される。

また、上記セル監視装置では、高異常セル電圧および低異常セル電圧の両方が有ると判定された場合、高異常セル電圧に対応するセルと低異常セル電圧に対応するセルとの間の電線が断線していることが検出されてもよい。これにより、単に断線の有無だけでなく、断線している電線がどの範囲内にあるかをおおよそ特定することができる。

また、複数のスイッチの全部または一部のスイッチが、蓄電モジュールの一端側のセルから他端側のセルに向かうスイッチ順序で、オフからオンにされ再オフにされる。そして、各セルに接続された一対の電線間の電圧が、当該セルに並列接続されたスイッチが再オフになった時以降であって、且つ、スイッチ順序が次のスイッチがオンになった時以降に、各セルに対応するセル電圧として計測される。これにより、上記複数のスイッチの全部または一部のスイッチに接続された電線が断線しているかどうかをもれなく判定することができる。

上記セル監視装置では、スイッチ順序とは逆のセル順序で、低異常セル電圧と高異常セル電圧が有ると判定された場合、当該高異常セル電圧の次のセル電圧を先頭に、上記セル順序で、高異常セル電圧でないかどうかが判定されていく。そして、低異常セル電圧であると判定されたセル電圧に対応するセルと、最後に高異常セル電圧であると判定されたセル電圧に対応するセルとの間の電線が断線していることが検出されてもよい。これにより、低異常セル電圧に対応するセルと、高異常セル電圧に対応するセルとの間の断線だけでなく、互いに隣り合い、高異常セル電圧に対応する複数のセルの間の断線をも検出することができる。

上記セル監視装置では、スイッチ順序と同じセル順序で、低異常セル電圧と高異常セル電圧が有ると判定された場合、当該高異常セル電圧の次のセル電圧を先頭に、上記セル順序で、低異常セル電圧でないかどうかが判定されていく。そして、高異常セル電圧であると判定されたセル電圧に対応するセルと、最後に低異常セル電圧であると判定されたセル電圧に対応するセルとの間の電線が断線していることが検出されてもよい。これにより、高異常セル電圧に対応するセルと、低異常セル電圧に対応するセルとの間の断線だけでなく、互いに隣り合い、低異常セル電圧に対応する複数のセルの間の断線をも検出することができる。

上記セル監視装置では、複数のセルの両端に接続された最端の電線同士の間の電圧が、モジュール電圧として計測され、第１閾値および第２閾値は、モジュール電圧が小さいほど小さい値に変更されてもよい。これにより、第１閾値および第２閾値を、蓄電モジュールの充電量の変化に応じて適切な値に変更することができる。

上記セル監視装置では、最端のセルまたは当該最端のセルを先頭に連続するセル群に対応する１または複数のセル電圧が、第３閾値以下である端側異常セル電圧であるかどうかが判定される。そして、端側異常セル電圧であると判定された場合、当該端側異常セル電圧に対応するセルの両端に接続された２本の電線のうち、最端側の電線が断線していることが検出されてもよい。これにより、端側の電線が断線していることを検出することができる。

上記セル監視装置では、複数のセル電圧が前記端側異常セル電圧であると判定された場合、異常判定処理では、前記複数のセル電圧のうち、前記最端のセルから最も離れた内側のセル以外のセル電圧が処理対象外とされてもよい。これにより、端側判定処理の判定結果に関係なく、全てのセル電圧を異常判定処理の処理対象とする構成に比べて、処理負担を軽減することができる。

上記セル監視装置では、複数のセルの両端に接続された最端の電線同士の間の電圧が、モジュール電圧として計測され、そのモジュール電圧を、セルの総数と端側判定処理で端側異常セル電圧と判定されたセル電圧に対応するセルの数との差で除算した値である推測値が算出される。そして、第１閾値および前記第２閾値は、推測値が小さいほど小さい値に変更されてもよい。これにより、第１閾値および第２閾値を、蓄電モジュールの充電量の変化および端側の電線の断線に応じて適切な値に変更することができる。

上記セル監視装置では、第１閾値の変更範囲の上限値が、定電圧素子の反応電圧値、または、セル電圧計測処理での計測可能範囲の最大値でもよい。これにより、セル電圧の計測可能範囲や定電圧素子のクランプによる断線の誤検出を抑制することができる。なお、定電圧素子の反応電圧は、温度変化等によって変動することがある。また、計測可能範囲の最大値は、ノイズ等の影響により仕様上の値から所定幅ずれることがある。このため、上限値が反応電圧であるとは、上限値が、予め定めた唯一の値であることだけでなく、上限値が、予め想定される反応電圧の変動範囲内であることも含まれる。また、上限値が計測可能範囲の最大値であるとは、上限値が、上限値が、予め定めた唯一の値であることだけでなく、仕様上の値を含む所定の範囲内であることが含まれる。

＜実施形態１＞
実施形態１を図１〜図７を参照しつつ説明する。本実施形態の電池パック８０は、蓄電パックの一例であり、組電池モジュール８１、および、セル監視装置７１を備える。なお、電池パック８０は、例えば電気自動車やハイブリッド自動車に搭載され、車内の各種機器に電力を供給する。

（電池パックの電気的構成）
図１に示すように、組電池モジュール８１は、蓄電モジュールの一例であり、４つの第１セル１〜第４セル４が直列接続された組電池である。なお、組電池モジュール８１は、２つ、３つ、或いは５つ以上のセルが直列接続された構成でもよい。また、各セル１〜４は、例えばリチウムイオン電池などの二次電池である。ただし、各セル１〜４は、単電池に限らず、蓄電素子であればよく、キャパシタなどでもよい。また、以下の説明では、各セル１〜４のセル電圧は、断線、過放電、過充電などの異常が発生していない正常時では、２．５〜４．２Ｖ程度とする。

各セル１〜４は、５本の電圧計測線６０〜６４を介して、セル監視装置７１のセル監視部７０に接続されている。５本の電圧計測線６０〜６４は、電線の一例であり、以下では、最低電位の電圧計測線をグランド線６０といい、残りの４本の電圧計測線を、各セル１〜４に対応付けて、第１計測線６１、第２計測線６２、第３計測線６３、第４計測線６４ということがある。

セル監視装置７１は、ツェナーダイオード１１〜１４、均等化回路９１〜９４、ＲＣフィルタ１０１〜１０４、セル監視部７０、および、モジュール計測回路７２を有する。ツェナーダイオード１１〜１４は、各セル１〜４にそれぞれ並列に接続されており、これにより、例えば各セル１〜４が過充電状態になったりサージが発生したりした場合等に、ツェナー電圧を超える電圧がセル監視部７０に入力されることが抑制される。なお、各ツェナーダイオード１１〜１４のツェナー電圧は６．５Ｖとし、順方向ドロップ電圧は０．７Ｖとする。また、ツェナーダイオード１１〜１４は、定電圧素子の一例であり、ツェナーダイオードに限らず、印加電圧が反応電圧以上になると、素子の電圧を反応電圧に保つ素子であればよい。

均等化回路９１〜９４は、各セル１〜４にそれぞれ並列に接続されており、各均等化回路９１〜９４は、スイッチ２１〜２４と放電抵抗３１〜３４とが直列接続された直列回路（放電回路ともいう）である。各スイッチ２１〜２４は、セル監視部７０によりオンオフ制御される。なお、スイッチ２１〜２４は、例えばＦＥＴ等の半導体スイッチ素子やコンタクタ（電磁接触器）等のほか、ＩＣ内部において電流を制御するスイッチ手段でもよい。以下、各スイッチ２１〜２４を、各セル１〜４に対応付けて、第１スイッチ２１、第２スイッチ２２、第３スイッチ２３、第４スイッチ２４ということがある。セル監視部７０は、各スイッチ２１〜２４をオフ（開状態）からオン（閉状態）にすることで、セル１〜４や、次述するコンデンサ５１〜５４を放電させる。これにより、各セル１〜４のセル電圧を均一にしたり、各コンデンサ５１〜５４の両端電圧を、それに対応するセルのセル電圧に一致させることができる。

ＲＣフィルタ１０１〜１０４は、各セル１〜４にそれぞれ並列に接続されている。各ＲＣフィルタ１０１〜１０４は、フィルタ用の抵抗４１〜４４及びコンデンサ５１〜５４を有するローパスフィルタであり、高周波信号がセル監視部７０に入力することを抑制する。なお、コンデンサ５１〜５４の容量は均一とする。

セル監視部７０は、中央処理装置（以下、ＣＰＵ）７０Ａ、メモリ７０Ｂおよびセル電圧計測回路７０Ｃを有する。メモリ７０Ｂには、セル監視部７０の動作を制御するための各種のプログラム（断線検出プログラムを含む）が記憶されており、ＣＰＵ７０Ａは、メモリ７０Ｂから読み出したプログラムに従って、セル監視部７０の各部を制御する。メモリ７０Ｂは、ＲＡＭやＲＯＭを有する。なお、上記各種のプログラムが記憶される媒体は、ＲＡＭ等以外に、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク装置、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリでもよい。

セル電圧計測回路７０Ｃは、各電圧計測線６０〜６４を介して各セル１〜４に接続されており、各電圧計測線６０〜６４間の電圧を、各セル１〜４のセル電圧として個別に計測し、その計測結果をＣＰＵ７０Ａに与える。以下、セル電圧計測回路７０Ｃが計測したセル電圧を、計測セル電圧Ｅ１〜Ｅ４といい、セル１〜４の実際のセル電圧と区別する。なお、セル電圧計測回路７０Ｃのセル電圧の計測可能範囲は０〜５Ｖとする。

モジュール計測回路７２は、グランド線６０と第４計測線６４との間の電圧を、組電池モジュール８１のモジュール電圧として計測し、その計測結果をＣＰＵ７０Ａに与える。以下、モジュール計測回路７２が計測したモジュール電圧を、計測モジュール電圧Ｅｍといい、組電池モジュール８１の実際のモジュール電圧と区別する。なお、セル監視部７０およびモジュール計測回路７２が制御部の一例である。

（セル監視装置の制御）
例えばセル監視部７０の電源がオンされると、ＣＰＵ７０Ａは、メモリ７０Ｂから上記プログラムを読み出して、図２，３に示す断線検出に関する制御処理を実行する。この制御処理により、単に電圧計測線６０〜６４の断線の有無だけでなく、電圧計測線６０〜６４のいずれが断線したかを検出することができる。

ＣＰＵ７０Ａは、スイッチ制御処理、セル電圧計測処理およびモジュール電圧計測処理（図２では手順１と記載）を実行する。ＣＰＵ７０Ａは、まず中間セル数（図２ではＣｏｕｎｔ）、グランド順位（同図ではＧＮＤ ＬＩＮＥ）をゼロに初期化する（Ｓ１）。なお、グランド順位は、非断線グランド線に該当する電圧計測線の順位であり、非断線グランド線は、電圧計測線６０〜６４のうち、断線していない最低電位の電圧計測線である。例えば、グランド順位が０であれば非断線グランド線はグランド線６０であり、グランド順位が１であれば非断線グランド線は第１計測線６１である。

（１−１）スイッチ制御処理
次に、ＣＰＵ７０Ａは、スイッチ制御処理を実行する。スイッチ制御処理では、当初、すべてのスイッチ２１〜２４をオフにし、各スイッチ２１〜２４に対して、最高電位の第４セル４から最低電位の第１セル１に向かうスイッチ順序（降順）で、オフから所定の放電時間だけオンにして再オフにする放電動作を順次実行させる。具体的には、ＣＰＵ７０Ａは、第４スイッチ２４をオンにしてから再オフにし（Ｓ２）、第３スイッチ２３をオンにしてから再オフにし（Ｓ３）、第２スイッチ２２をオンにしてから再オフにし（Ｓ４）、最後に第１スイッチ２１をオンにしてから再オフにする（Ｓ５）。

（１−２）具体例
このスイッチ制御処理を実行することにより、セル監視部７０で計測される各セル１〜４の計測セル電圧Ｅ１〜Ｅ４は、図４〜図７に示す断線パターン１〜４に応じた値になる。なお、各図ではセル監視装置７１の構成および符号が一部省略されている。また、各図中、コンデンサ５１〜５４の横に記載された電圧値は、スイッチ制御処理を実行した後のコンデンサ５１〜５４の両端電圧である。各セル１〜４の実際のセル電圧は４．２Ｖとする。

図４の断線パターン１では、グランド線６０のみ断線している。この場合、セル２〜４は、正極端子および負極端子の両方に接続された電圧計測線がいずれも断線していないため、計測セル電圧Ｅ２〜Ｅ４は、セル２〜４それぞれの実際のセル電圧（４．２Ｖ）に略一致する。しかし、第１セル１は負極端子に接続されたグランド線６０が断線しているため、ツェナーダイオード１１に順方向に電流（同図の「電流フロー：実線矢印」）が流れる。その結果、計測セル電圧Ｅ１は、ツェナーダイオード１１の順方向ドロップ電圧に相当する負の電圧（略−０．７Ｖ）に等しくなる。このように、最低電位の電圧計測線が断線した場合、その電圧計測線に接続されたセルの計測セル電圧は、上記正常時の最低値（２．５Ｖ）よりも小さい値になる。

また、断線パターン１において、更に第１計測線６１も断線している場合（同図の×印の箇所）、ツェナーダイオード１１、１２に順方向の電流（同図の「電流フロー：破線矢印」）が流れる。その結果、計測セル電圧Ｅ１，Ｅ２は、各ツェナーダイオード１１，１２の順方向ドロップ電圧に相当する負の電圧に等しくなる。このように、組電池モジュール８１の最低電位の電圧計測線を先頭に連続する複数の電圧計測線が断線した場合、それら複数の電圧計測線にそれぞれ接続されたセルの計測セル電圧は、上記正常時の最低値よりも小さい値になる。

図５の断線パターン２では、第４計測線６４のみ断線している。この場合、セル１〜３は、正極端子および負極端子の両方に接続された電圧計測線がいずれも断線していないため、計測セル電圧Ｅ１〜Ｅ３は、セル１〜３それぞれの実際のセル電圧に略一致する。しかし、第４セル４は正極端子に接続された第４計測線６４が断線しているため、ツェナーダイオード１４に順方向に電流（同図の「電流フロー：実線矢印」）が流れる。その結果、計測セル電圧Ｅ４は、ツェナーダイオード１４の順方向ドロップ電圧に相当する負の電圧に等しくなる。このように、組電池モジュール８１の最高電位の電圧計測線が断線した場合、その電圧計測線に接続されたセルの計測セル電圧は、上記正常時の最低値よりも小さい値になる。

また、断線パターン２において、更に第３計測線６３も断線している場合（同図の×印の箇所）、ツェナーダイオード１３，１４に順方向の電流（同図の「電流フロー：破線矢印」）が流れる。その結果、計測セル電圧Ｅ３，Ｅ４は、各ツェナーダイオード１３，１４の順方向ドロップ電圧に相当する負の電圧に等しくなる。このように、組電池モジュール８１の最高電位の電圧計測線を先頭に連続する複数の電圧計測線が断線した場合、それら複数の電圧計測線にそれぞれ接続されたセルの計測セル電圧は、上記正常時の最低値よりも小さい値になる。

図６の断線パターン３では、第２計測線６２のみ断線している。この場合、セル１，４は、正極端子および負極端子の両方に接続された電圧計測線がいずれも断線していないため、計測セル電圧Ｅ１，Ｅ４は、セル１，４それぞれの実際のセル電圧に略一致する。しかし、第２セル２と第３セル３の間に接続された第２計測線６２が断線している。このため、上記スイッチ制御処理により第３スイッチ２３がオンになったとき、セル２，３の合計セル電圧（８．４Ｖ＝４．２Ｖ×２）のうち、ツェナーダイオード１２のツェナー電圧（６．５Ｖ）がコンデンサ５２に印加され、残りの電圧（１．９Ｖ＝８．４Ｖ−６．５Ｖ）がコンデンサ５３に印加される。

次に、第３スイッチ２３がオフになり第２スイッチ２２がオンになったときに、ツェナーダイオード１３のツェナー電圧（６．５Ｖ）がコンデンサ５３に印加され、残りの電圧（１．９Ｖ）がコンデンサ５２に印加される。その結果、計測セル電圧Ｅ２は１．９Ｖになり、計測セル電圧Ｅ３は、上記計測可能範囲の最大値（５Ｖ）になる。上記断線パターン３は、断線していない２本の電圧計測線の間に、断線した電圧計測線が１本あり、且つ、高電位から低電位に向かう順序でスイッチ制御処理を実行した場合の一例である。このような場合、上記断線していない２本の電圧計測線の間に接続された２つのセルのうち、低電位側のセルの計測セル電圧は、上記正常時の最低値よりも小さい値になる。また、高電位側のセルの計測セル電圧は、上記正常時の最高値よりも大きい値になる。

図７の断線パターン４では、第１計測線６１および第２計測線６２が断線している。この場合、第４セル４は、正極端子および負極端子の両方に接続された電圧計測線がいずれも断線していないため、計測セル電圧Ｅ４は、第４セル４の実際のセル電圧に略一致する。しかし、セル１〜３それぞれの間に接続された第１計測線６１および第２計測線６２が断線している。このため、上記スイッチ制御処理により、スイッチ２２，２３がオフになり、第１スイッチ２１がオンになったとき、略０Ｖの電圧がコンデンサ５１に印加され、セル１〜３の合計セル電圧（１２．６Ｖ＝４．２Ｖ×３）がコンデンサ５２，５３により分圧される。その結果、計測セル電圧Ｅ１は略０Ｖになり、計測セル電圧Ｅ２，３は、いずれも５Ｖになる。

なお、計測セル電圧Ｅ３が、ツェナー電圧（６．５Ｖ）にクランプされ、計測セル電圧Ｅ２が、６．１Ｖ（＝１２．６Ｖ−６．５Ｖ）になることもある。この場合、モジュール電圧が比較的に小さいときには、計測セル電圧Ｅ２が、上記正常時のセル電圧、或いは、それよりも小さい値になることがある。上記断線パターン４は、断線していない２本の電圧計測線の間に、断線した電圧計測線が複数本あり、且つ、高電位から低電位に向かう順序でスイッチ制御処理を実行した場合の一例である。このような場合、上記断線していない２本の電圧計測線の間に接続された複数のセルのうち、最低電位のセルの計測セル電圧は、上記正常時の最低値よりも小さい値になる。また、最高電位のセルに対応する計測セル電圧は、上記正常時の最高値よりも大きい値になる。また、最高電位および最低電位以外のセルの計測セル電圧は、状況に応じて、正常時の最低値よりも小さい値、正常時の値、正常時の最高値よりも大きい値のいずれかになる。

（２）セル電圧計測処理、モジュール電圧計測処理
次に、ＣＰＵ７０Ａは、セル電圧計測処理およびモジュール電圧計測処理を実行する（Ｓ６）。具体的には、ＣＰＵ７０Ａは、セル電圧計測回路７０Ｃからの計測結果を取得して、各計測セル電圧Ｅ１〜Ｅ４を、各セル１〜４に対応付けてメモリ７０Ｂに記憶する。また、ＣＰＵ７０Ａは、モジュール計測回路７２からの計測結果を取得し、計測モジュール電圧Ｅｍをメモリ７０Ｂに記憶する。

（３−１）低電位側処理
次に、ＣＰＵ７０Ａは、低電位側処理（図２では手順２と記載）を実行する。この低電位側処理では、ＣＰＵ７０Ａは、最低電位のグランド線６０から連続して断線している電圧計測線を検出することにより、上記グランド順位を確定する。低電位側処理は、異常判定処理の一例である。

具体的には、ＣＰＵ７０Ａは、まず順位Ｍを１に設定する（Ｓ１１）。順位Ｍは、１であれば第１セル１を示し、２であれば第２セル２を示し、３であれば第３セル３を示し、４であれば第４セル４を示す。次に、ＣＰＵ７０Ａは、端側判定処理を実行する。端側判定処理では、ＣＰＵ７０Ａは、計測セル電圧Ｅ１〜Ｅ４のうち、最低電位の第１セル１または当該第１セル１を先頭に連続するセル群に対応する１または複数の計測セル電圧が、端側異常セル電圧であるかどうかを判定する。端側異常セル電圧は、端断線用閾値以下である計測セル電圧をいう。端断線用閾値は、第３閾値の一例であり、後述する低異常閾値以下が好ましく、更には、低異常閾値より小さい値がより好ましく、適切な値は、実験等により求めることができる。なお、端断線用閾値は、ノイズ等の影響を考慮して、所定範囲（例えば０Ｖ〜０．１Ｖ）としてもよい。以下、端断線用閾値は０Ｖとする。

具体的には、ＣＰＵ７０Ａは、第１セル１の計測セル電圧Ｅ１が、端断線用閾値以下であるかどうかを判断し（Ｓ１２）、当該計測セル電圧Ｅ１が端断線用閾値より大きいと判断した場合（Ｓ１２：ＮＯ）、最低電位側に端側異常セル電圧は無いとして、高電位側処理に移行する。このとき、グランド順位は０に確定され、非断線グランド線がグランド線６０とされる。

これに対し、ＣＰＵ７０Ａは、計測セル電圧Ｅ１が、端断線用閾値以下であると判断した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、当該計測セル電圧Ｅ１は端側異常セル電圧であるとする。そして、ＣＰＵ７０Ａは、順位Ｍが１であるため（Ｓ１３：ＹＥＳ）、第１セル１の負極端子に接続されていたグランド線６０が断線していることを検出し（Ｓ１４）、グランド順位に１を加算する（Ｓ１５）。即ち、非断線グランド線の候補が、グランド線６０から第１計測線６１に代わる。次に、ＣＰＵ７０Ａは、順位Ｍに１を加算して（Ｓ１６）、順位Ｍがセル総数である４に達していないと判断すれば（Ｓ１７：ＮＯ），Ｓ１２に戻る。

次に、ＣＰＵ７０Ａは、順位Ｍ（＞１）の計測セル電圧が、端断線用閾値以下であると判断した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、順位Ｍは１でないから（Ｓ１３：ＮＯ）、順位Ｍのセルの負極端子に連なるＭ−１の電圧計測線が断線していることを検出し（Ｓ１８）、Ｓ１５に進む。なお、Ｓ１４、Ｓ１８は端側断線検出処理の一例である。そして、Ｓ１７で順位Ｍが４に達したと判断すれば（Ｓ１７：ＹＥＳ）、この時点での順位Ｍがグランド順位として確定され、当該順位Ｍの電圧計測線が、非断線グランド線として決定される。

（３−２）具体例
図４の断線パターン１では、計測セル電圧Ｅ１は、端断線用閾値以下になるため（Ｓ１２：ＹＥＳ）、グランド線６０が断線していることが検出される（Ｓ１４）。次に、計測セル電圧Ｅ２は、端断線用閾値よりも大きいため（Ｓ１２：ＮＯ）、グランド順位が１に確定され、第１計測線６１が非断線グランド線として決定される。

また、断線パターン１において第１計測線６１も断線している場合、計測セル電圧Ｅ２も、端断線用閾値以下になるため（Ｓ１２：ＹＥＳ）、第１計測線６１も断線していることが検出される（Ｓ１８）。次に、計測セル電圧Ｅ３は、端断線用閾値よりも大きいため（Ｓ１２：ＮＯ）、グランド順位が２に確定され、第２計測線６２が非断線グランド線として決定される。これにより、グランド線６０だけでなく、当該グランド線６０を先頭に連続する複数本の電圧計測線が断線していることを検出することができる。なお、断線パターン２〜４では、計測セル電圧Ｅ１は、端断線用閾値より大きいため（Ｓ１２：ＮＯ）、低電位側の電圧計測線の断線は検出されずに、低電位側処理が終了する。

（４−１）高電位側処理
ＣＰＵ７０Ａは、低電位側処理の実行後、高電位側処理（図３では手順３と記載）を実行する。この高電位側処理では、ＣＰＵ７０Ａは、最高電位の第４計測線６４から連続して断線している電圧計測線を検出することにより、高電位順位を確定する。高電位順位は、非断線最高位線に該当する電圧計測線の順位であり、非断線最高位線は、電圧計測線６０〜６４のうち、断線していない最高電位の電圧計測線である。高電位側処理は、異常判定処理の一例である。

具体的には、ＣＰＵ７０Ａは、まず順位Ｎを４に設定する（Ｓ２１）。順位Ｎは、４であれば第４セル４を示し、３であれば第３セル３を示し、２であれば第２セル２を示し、１であれば第１セル１を示す。高電位側処理の終了時の順位Ｎが高電位順位とされる。次に、ＣＰＵ７０Ａは、端側判定処理を実行する。この端側判定処理では、ＣＰＵ７０Ａは、計測セル電圧Ｅ１〜Ｅ４のうち、最高電位の第４セル４または当該第４セル４を先頭に連続するセル群に対応する１または複数の計測セル電圧が、端側異常セル電圧であるかどうかを判定する。

具体的には、ＣＰＵ７０Ａは、第４セル４の計測セル電圧Ｅ４が、端断線用閾値以下であるかどうかを判断し（Ｓ２２）、当該計測セル電圧Ｅ４が端断線用閾値より大きいと判断した場合（Ｓ２２：ＮＯ）、最高電位側に端側異常セル電圧は無いとして、閾値変更処理に移行する。このとき、高電位順位は４に確定され、非断線最高位線は第４計測線６４とされる。

これに対し、ＣＰＵ７０Ａは、計測セル電圧Ｅ４が、端断線用閾値以下であると判断した場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、当該計測セル電圧Ｅ４を端側異常セル電圧であるとする。そして、ＣＰＵ７０Ａは、第４セル４の正極端子に接続されていた第４計測線６４が断線していることを検出し（Ｓ２３）、順位Ｎから１を減算し（Ｓ２４）、減算後の順位Ｎが１に達していれば（Ｓ２５ＹＥＳ）、すべての電圧計測線６１〜６４が断線しているとし、本制御処理を終了する。なお、ＣＰＵ７０Ａは、断線検出時、或いは、制御処理の終了時に、断線検出結果を、例えば電気自動車のコントロール部など、外部機器に報知することが好ましい。

一方、ＣＰＵ７０Ａは、減算後の順位Ｎが１に達していなければ（Ｓ２５：ＮＯ）、Ｓ２２に戻り、次の順位Ｎ（＜４）の計測セル電圧が、端断線用閾値以下であると判断した場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、上記Ｓ２３〜Ｓ２５の処理を繰り返す。これに対し、ＣＰＵ７０Ａは、順位Ｎ（＜４）の計測セル電圧が、端断線用閾値よりも大きいと判断した場合（Ｓ２２：ＮＯ）、このときの順位Ｎを、高電位順位として確定する。そして、ＣＰＵ７０Ａは、当該順位Ｎから上記グランド順位を減算した値を、中間セル数とし（Ｓ２６）、次の閾値変更処理に移行する。中間セル数は、非断線最高位線と非断線グランド線との間に接続されたセル（以下、中間セルという）の総数である。

（４−２）具体例
図５の断線パターン２では、計測セル電圧Ｅ４は、端断線用閾値以下になるため（Ｓ２２：ＹＥＳ）、第４計測線６４が断線していることが検出される（Ｓ２３）。次に、計測セル電圧Ｅ３は、端断線用閾値よりも大きいため（Ｓ１２：ＮＯ）、高電位順位は３に確定され、グランド順位は０であるため、中間セル数は３になる。

また、断線パターン２において第３計測線６３も断線している場合、計測セル電圧Ｅ３も、端断線用閾値以下になるため（Ｓ２２：ＹＥＳ）、第３計測線６３も断線していることが検出される（Ｓ２３）。次に、計測セル電圧Ｅ２は、端断線用閾値よりも大きいため（Ｓ２２：ＮＯ）、高電位順位は２に確定され、グランド順位は０であるため、中間セル数は２になる。これにより、第４計測線６４だけでなく、当該第４計測線６４を先頭に連続する複数本の電圧計測線が断線していることを検出することができる。なお、断線パターン１，３，４では、計測セル電圧Ｅ４は、端断線用閾値より大きいため（Ｓ２２：ＮＯ）、高電位側の電圧計測線の断線は検出されずに、高電位側処理が終了する。

（５）閾値変更処理
ＣＰＵ７０Ａは、高電位側処理の実行後、閾値変更処理（図３では手順４と記載）を実行する。この閾値変更処理では、ＣＰＵ７０Ａは、後述する高異常閾値および低異常閾値を、計測モジュール電圧Ｅｍの増減に応じて変更する。具体的には、ＣＰＵ７０Ａは、Ｓ６で計測した計測モジュール電圧Ｅｍを、上記中間セル数で除算した値を、セル電圧の平均値の推測値として算出する（Ｓ３１）。ここで、後述するように、高異常閾値および低異常閾値は、この推測値に所定の係数をそれぞれ乗算したものであるため、推定値の増減に応じて変更される。これにより、高異常閾値および低異常閾値を、組電池モジュール８１の充電量の変化および端側の電圧計測線の断線に応じて適切な値に変更することができる。

（６−１）中間側処理
ＣＰＵ７０Ａは、閾値変更処理の実行後、中間側処理（図３では手順５と記載）を実行する。この中間側処理では、ＣＰＵ７０Ａは、上記中間セルに対応する計測セル電圧を対象として、高異常セル電圧および低異常セル電圧の有無を判定することにより、非断線最高位線と非断線グランド線との間の電圧計測線（以下、中間計測線という）の断線検出を行う。

具体的には、ＣＰＵ７０Ａは、まず、上記グランド順位に１を加算した値を、順位Ａとし（Ｓ４１）、この順位Ａのセルの計測セル電圧が以下の処理を行う最初の候補とされる。次に、ＣＰＵ７０Ａは、中間計測線が有るかどうかを判断する（Ｓ４２）。具体的には、ＣＰＵ７０Ａは、上記高電位順位が、順位Ａ以下であると判断した場合（Ｓ４２：ＮＯ）、中間計測線は無いとして、本制御処理を終了する。

一方、ＣＰＵ７０Ａは、高電位順位が、順位Ａよりも大きいと判断した場合（Ｓ４２：ＹＥＳ）、中間計測線は１本以上有るとして、次に、低異常検索処理を開始する。この低異常検索処理では、ＣＰＵ７０Ａは、最低電位の中間セルから最高電位の中間セルに向かうセル順序（昇順）で、各中間セルの計測セル電圧が、低異常セル電圧であるかどうかを判定していく。ここでのセル順序は、上記スイッチ制御処理のスイッチ順序とは逆である。

具体的には、ＣＰＵ７０Ａは、まず順位Ａの計測セル電圧が、低異常セル電圧であるかどうかを判定する（Ｓ４３）。低異常セル電圧は、低異常閾値以下の計測セル電圧をいう。低異常閾値は、第２閾値の一例であり、各セル１〜４のセル電圧Ｅ１〜Ｅ４のばらつきやセル電圧計測回路７０Ｃの計測精度の許容範囲等を考慮して定められ、例えば、セルが過放電状態であるかどうかを判定するための過放電判定用閾値未満の値が好ましい。本実施形態では、低異常閾値は、Ｓ３１で算出した推測値に係数を乗算したものであり、推測値の増減に応じて変更される。なお、この係数は、実際のセル電圧のバラツキ、誤差あるいは各ツェナーダイオード１１〜１４の順方向ドロップ電圧等を考慮したり実験等により定めることが好ましく、以下、上記係数は０．５とする。

ただし、低異常閾値の変更範囲に下限値が定められている。これは、計測モジュール電圧Ｅｍが比較的に小さいときに、中間計測線の断線を検出できなくなることを回避するためである。例えば図７の断線パターン４では、前述したように、計測セル電圧Ｅ１は略０になると想定される。しかし、実際には、スイッチ２１のオン抵抗等の影響により、計測セル電圧Ｅ１は、数百ｍＶ程度になることがある。

ここで、仮に計測セル電圧Ｅ１が０．８Ｖとする。一方、例えば放電異常等により計測モジュール電圧Ｅｍが正常時よりも小さくなって推定値が１．５Ｖであるとき、低異常閾値は０．７５Ｖ（＝１．５Ｖ×０．５）になる。そうすると、計測セル電圧Ｅ１は、低異常閾値よりも大きいため、第１計測線６１の断線を検出することができなくなってしまう。このため、低異常閾値の変更範囲に下限値が定められている。なお、下限値は、実験等により求めることができ、ノイズ等の影響を考慮して、所定範囲（例えば０．８Ｖ〜１．２Ｖ）としてもよい。以下、下限値は１Ｖとする。

ＣＰＵ７０Ａは、順位Ａの計測セル電圧が、低異常閾値よりも大きいと判断した場合（Ｓ４３：ＮＯ）、当該計測セル電圧は低異常セル電圧ではないと判定して、順位Ａに１を加算して（Ｓ４４）、Ｓ４２に戻る。順位Ａが高電位順位に一致するまでに、低異常セル電圧が無ければ（Ｓ４２：ＮＯ）、中間計測線は断線していないとして本制御処理を終了する。

ＣＰＵ７０Ａは、順位Ａの計測セル電圧が、低異常閾値以下であると判断した場合（Ｓ４３：ＹＥＳ）、当該計測セル電圧は低異常セル電圧であると判定して、その正極端子に接続された中間計測線が断線していることを検出する（Ｓ４５）。次に、ＣＰＵ７０Ａは、順位Ａに１を加算し（Ｓ４６）、加算後の順位Ａが高電位順位を超えたと判断した場合（Ｓ４７：ＮＯ）、断線検出の有無を判断していない中間計測線は残っていないとして、本制御処理を終了する。

一方、ＣＰＵ７０Ａは、順位Ａが高電位順位以下であると判断した場合（Ｓ４７：ＹＥＳ）、まだ断線検出の有無を判断していない中間計測線は残っているとして、高異常検索処理を開始する。この高異常検索処理では、ＣＰＵ７０Ａは、上記セル順序で、中間セルの計測セル電圧が、高異常セル電圧であるかどうかを判定していく。

具体的には、ＣＰＵ７０Ａは、順位Ａの計測セル電圧が、高異常セル電圧であるかどうかを判定する（Ｓ４８）。高異常セル電圧は、高異常閾値以上の計測セル電圧をいう。高異常閾値は、第１閾値の一例であり、各セル１〜４のセル電圧Ｅ１〜Ｅ４のばらつきやセル電圧計測回路７０Ｃの計測精度の許容範囲等を考慮して定められ、例えば、セルが過充電状態であるかどうかを判定するための過充電判定用閾値よりも大きい値が好ましい。本実施形態では、高異常閾値は、Ｓ３１で算出した推測値に係数を乗算したものであり、推測値の増減に応じて変更される。なお、この係数は、実際のセル電圧のバラツキ、誤差あるいは各ツェナーダイオード１１〜１４のツェナー電圧等を考慮したり実験等により定めることが好ましく、以下、上記係数は１．４とする。

ただし、高異常閾値の変更範囲に上限値が定められている。これは、上記セル電圧計測回路７０Ｃの計測可能範囲や、ツェナーダイオード１１〜１４のツェナー電圧の影響による断線の誤検出を抑制するためである。例えば図６の断線パターン３では、計測セル電圧Ｅ３は５Ｖになる。一方、計測モジュール電圧Ｅｍが比較的に大きいために推定値が４．２Ｖであるとき、高異常閾値は５．８８Ｖ（＝４．２Ｖ×１．４）になる。そうすると、計測セル電圧Ｅ３は高異常閾値以下になるため、高異常セル電圧でないと判定され、第１計測線６１の断線を検出することができなくなってしまう。このため、高異常閾値の変更範囲に上限値が定められている。

なお、この上限値は、上記セル電圧の計測可能範囲の最大値、および、ツェナーダイオード１１〜１４のツェナー電圧のいずれか小さい方の値であることが好ましい。また、ノイズやツェナー電圧の変動等の影響を考慮して、上限値を、上記最大値（５Ｖ）を含む所定範囲（例えば４．９Ｖ〜５．１Ｖ）や、上記ツェナー電圧の想定値（６．５Ｖ）を含む所定範囲（例えば６．４Ｖ〜６．６Ｖ）としてもよい。以下、上限値は５Ｖとする。

ＣＰＵ７０Ａは、順位Ａの計測セル電圧が、高異常閾値よりも小さいと判断した場合（Ｓ４８：ＮＯ）、Ｓ４５に戻り、順位Ａのセルの正極端子に接続された中間計測線が断線していることを検出し、順位Ａに１を加算し（Ｓ４６）、Ｓ４７に進む。これにより、少なくとも、低異常セル電圧に対応するセルと、高異常セル電圧に対応するセルとの間の断線を検出することができる。一方、ＣＰＵ７０Ａは、順位Ａの計測セル電圧が、高異常閾値以上であると判断した場合（Ｓ４８：ＹＥＳ）、順位Ａに１を加算し（Ｓ４９）、加算後の順位Ａが高電位順位を超えたと判断した場合（Ｓ５０：ＮＯ）、断線検出の有無を判断していない中間計測線は残っていないとして、本制御処理を終了する。

一方、ＣＰＵ７０Ａは、順位Ａが高電位順位以下であると判断した場合（Ｓ５０：ＹＥＳ）、まだ断線検出の有無を判断していない中間計測線は残っているとして、非高異常検索処理を開始する。この非高異常検索処理では、ＣＰＵ７０Ａは、上記セル順序で、残りの中間セルの計測セル電圧が、高異常セル電圧でないかどうかを判定していく。

具体的には、ＣＰＵ７０Ａは、順位Ａの計測セル電圧が、高異常閾値より小さいと判断した場合（Ｓ５１：ＮＯ）、Ｓ４２に戻る。このとき、順位Ａ−１の中間計測線は断線していないとされる。一方、ＣＰＵ７０Ａは、順位Ａの計測セル電圧が、高異常閾値以上であると判断した場合（Ｓ５１：ＹＥＳ）、順位Ａ−１の中間計測線が断線していることを検出し（Ｓ５２）、Ｓ４９に戻る。これにより、互いに隣り合い、高異常セル電圧に対応する複数のセルの間の断線をも検出することができる。なお、Ｓ４５，Ｓ５２の処理が、断線検出処理の一例である。

（６−２）具体例
図６の断線パターン３では、低異常検索処理で、計測セル電圧Ｅ２が低異常セル電圧であると判定され（Ｓ４３：ＹＥＳ）、高異常検索処理で、計測セル電圧Ｅ３が高異常セル電圧であると判定される（Ｓ４８：ＹＥＳ）。これにより、第２セル２と第３セル３の間に接続された第２計測線６２が断線していることが検出される（Ｓ４５）。また、非高異常検索処理で、計測セル電圧Ｅ４が高異常セル電圧でないと判定されるため（Ｓ５１：ＹＥＳ）、第３セル３と第４セル４の間に接続された第３計測線６３は断線していないとされる。

図７の断線パターン４では、低異常検索処理および高異常検索処理の処理結果は上記断線パターン３と同じである。一方、非高異常検索処理で、計測セル電圧Ｅ４も高異常セル電圧であると判定されるため（Ｓ５１：ＮＯ）、第３セル３と第４セル４の間に接続された第３計測線６３も断線していることが検出される。なお、断線パターン１，２では、低異常検索処理で、低異常セル電圧がないとされ（Ｓ４２：ＮＯ）、中間側処理が終了する。

（本実施形態の効果）
本実施形態によれば、スイッチ２１〜２４が、スイッチ順序で、オフからオンにされ再びオフにされる。そして、各セル１〜４に接続された一対の電圧計測線間の電圧が、当該セルに並列接続されたスイッチが再オフになった時以降であって、且つ、上記スイッチ順序が次のスイッチがオンになった時以降に、各セル１〜４のセル電圧として計測される。

ここで、電圧計測線が断線している異常時では、計測セル電圧Ｅ１〜Ｅ４の中に、高異常セル電圧、および、低異常セル電圧の少なくとも一方が存在する。例えば全電圧計測線のうち端の電圧計測線のみ断線している場合、低異常セル電圧が存在する。また、全電圧計測線のうち中間の電圧計測線のみ断線している場合、高異常セル電圧および低異常セル電圧が存在する。そこで、本セル監視装置８０では、計測セル電圧Ｅ１〜Ｅ４の中に、高異常セル電圧、および、低異常セル電圧の有無が判定され、その判定結果に基づき、電圧計測線の断線の有無を検出することができる。

また、上記セル監視装置８０では、低電位側処理および高電位側処理で複数の計測セル電圧が端側異常セル電圧であると判定された場合、中間側処理では、それらの複数の計測セルセル電圧のうち、最端のセルから最も離れた内側のセルのセル電圧だけが、処理対象に含まれる。これにより、低電位側処理および高電位側処理の判定結果に関係なく、全ての計測セルセル電圧Ｅ１〜Ｅ４を中間側処理の処理対象とする構成に比べて、セル監視装置８０の処理負担を軽減することができる。

＜実施形態２＞
図８は実施形態２を示す。前記実施形態１との相違は、中間側処理にあり、その他の点は前記実施形態１と同様である。また、図８に示す処理のうち、ステップ番号の末尾にαが付された処理が、上記実施形態１の図３に示す中間側処理と相違する。従って、実施形態１と同一符号を付して重複する説明を省略し、異なるところのみを次に説明する。

本実施形態２のスイッチ制御処理のスイッチ順序、および、中間側処理のセル順序は、いずれも実施形態１とは逆である。即ち、上記実施形態１では、スイッチ順序は降順であり、セル順序は昇順であった。これに対し、本実施形態２では、スイッチ順序は昇順であり、セル順序は降順である。従って、本実施形態２のスイッチ制御処理では、図示しないが、図２に示すＳ２〜Ｓ５の順序が逆になる。また、このスイッチ制御処理を実行することにより、図６，７の断線パターン３，４では、コンデンサ５１〜５３の両端電圧は、括弧内の値になる。

本実施形態２の中間側処理では、ＣＰＵ７０Ａは、まず順位Ａを高電位順位に設定し（Ｓ４１α）、この順位Ａのセルの計測セル電圧が以下の処理を行う最初の候補とされる。次に、ＣＰＵ７０Ａは、順位Ａが０であると判断した場合（Ｓ４２α：ＮＯ）、中間計測線は無いとして、本制御処理を終了する。ＣＰＵ７０Ａは、順位Ａが０より大きいと判断した場合（Ｓ４２α：ＹＥＳ）、上記低異常検索処理を開始し（Ｓ４３）、順位Ａの計測セル電圧が、低異常閾値よりも大きいと判断した場合（Ｓ４３：ＮＯ）、順位Ａから１を減算して（Ｓ４４α）、Ｓ４２αに戻る。

ＣＰＵ７０Ａは、順位Ａの計測セル電圧が、低異常閾値以下であると判断した場合（Ｓ４３：ＹＥＳ）、順位Ａ−１の中間計測線が断線していることを検出する（Ｓ４５α）。次に、ＣＰＵ７０Ａは、順位Ａから１を減算し（Ｓ４６α）、減算後の順位Ａが０であると判断した場合（Ｓ４７α：ＮＯ）、断線検出の有無を判断していない中間計測線は残っていないとして、本制御処理を終了する。

一方、ＣＰＵ７０Ａは、順位Ａが０よりも大きいと判断した場合（Ｓ４７α：ＹＥＳ）、まだ断線検出の有無を判断していない中間計測線は残っているとして、高異常検索処理を開始する（Ｓ４８）。

ＣＰＵ７０Ａは、順位Ａの計測セル電圧が、高異常閾値よりも小さいと判断した場合（Ｓ４８：ＮＯ）、Ｓ４５αに戻る。一方、ＣＰＵ７０Ａは、順位Ａの計測セル電圧が、高異常閾値以上であると判断した場合（Ｓ４８：ＹＥＳ）、順位Ａから１を減算し（Ｓ４９α）、減算後の順位Ａが０であると判断した場合（Ｓ５０α：ＮＯ）、断線検出の有無を判断していない中間計測線は残っていないとして、本制御処理を終了する。

一方、ＣＰＵ７０Ａは、順位Ａが０よりも大きいと判断した場合（Ｓ５０α：ＹＥＳ）、まだ断線検出の有無を判断していない中間計測線は残っているとして、非高異常検索処理を開始する（Ｓ５１）。ＣＰＵ７０Ａは、順位Ａの計測セル電圧が、高異常閾値より小さいと判断した場合（Ｓ５１：ＮＯ）、Ｓ４２に戻る。このとき、順位Ａ−１の中間計測線は断線していないとされる。一方、ＣＰＵ７０Ａは、順位Ａの計測セル電圧が、高異常閾値以上であると判断した場合（Ｓ５１：ＹＥＳ）、順位Ａ＋１の中間計測線が断線していることを検出し（Ｓ５２α）、Ｓ４９αに戻る。これにより、互いに隣り合い、高異常セル電圧に対応する複数のセルの間の断線をも検出することができる。なお、Ｓ４５α，Ｓ５２αの処理が、断線検出処理の一例である。

＜実施形態３＞
図９は実施形態３を示す。前記実施形態１，２との相違は、中間側処理にあり、その他の点は前記実施形態１，２と同様である。また、図９に示す処理のうち、ステップ番号の末尾にβが付された処理が、上記実施形態２の図８に示す中間側処理と相違する。従って、実施形態１，２と同一符号を付して重複する説明を省略し、異なるところのみを次に説明する。

本実施形態３のスイッチ制御処理のスイッチ順序と、中間側処理のセル順序が同じである点で、上記実施形態１，２と異なる。具体的には、本実施形態３のスイッチ順序は、降順であり、実施形態１と同じであり、実施形態２とは逆である。また、本実施形態３のセル順序も降順であり、実施形態２と同じであり、実施形態１とは逆である。

上記実施形態１，２では、ＣＰＵ７０Ａは、低異常検索処理（Ｓ４３）、高異常検索処理（Ｓ４８）、非高異常検索処理（Ｓ５１）の順で実行した。これに対し、本実施形態３の中間側処理では、図８に対し、低異常検索処理（Ｓ４３）の代わりに高異常検索処理（Ｓ４３β）を実行し、高異常検索処理（Ｓ４８）の代わりに低異常検索処理（Ｓ４８β）を実行する。また、ＣＰＵ７０Ａは、非高異常検索処理（Ｓ５１）の代わりに、非低異常検索処理（Ｓ５１β）を実行する。この非低異常検索処理では、ＣＰＵ７０Ａは、上記セル順序で、残りの中間セルの計測セル電圧が、低異常セル電圧でないかどうかを判定していく。

具体的には、ＣＰＵ７０Ａは、順位Ａの計測セル電圧が、低異常閾値より大きいと判断した場合（Ｓ５１β：ＮＯ）、Ｓ４２αに進む。一方、ＣＰＵ７０Ａは、順位Ａの計測セル電圧が、低異常閾値以下であると判断した場合（Ｓ５１β：ＹＥＳ）、順位Ａ＋１の中間計測線が断線していることを検出し（Ｓ５２α）、Ｓ４９αに戻る。これにより、互いに隣り合い、低異常セル電圧に対応する複数のセルの間の断線をも検出することができる。

＜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。

上記実施形態では、セル監視装置７１は、ツェナーダイオード１１〜１４を有する構成であった。しかし、これに限らず、セル監視装置７１は、ツェナーダイオード１１〜１４を有しない構成や、ツェナーダイオード１１〜１４に代えて通常のダイオードを有する構成でもよい。

上記実施形態では、セル監視装置７１は、ＲＣフィルタ１０１〜１０４を有する構成であった。しかし、これに限らず、セル監視装置７１は、ＲＣフィルタ１０１〜１０４を有しない構成でもよい。

上記実施形態では、コンデンサ５１〜５４の容量は、均一であったが、これに限らず、不均一でもよい。この場合、スイッチ制御処理でのスイッチ２１〜２４のオン時間は、容量が最も大きいコンデンサが十分に放電可能な時間に一律に設定してもよいし、各スイッチ２１〜２４に対応するコンデンサ５１〜５４の容量に応じた時間に個別に設定してもよい。

上記実施形態では、セル監視部７０は、１つのＣＰＵで制御処理を実行する構成であった。しかし、セル監視部７０は、これに限らず、複数のＣＰＵで制御処理を実行する構成や、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などのハード回路で制御処理を実行する構成や、ハード回路及びＣＰＵの両方で制御処理を実行する構成でもよい。例えば上記スイッチ制御処理、セル電圧計測処理、低電位側処理、高電位側処理、閾値変更処理、および、中間側処理の少なくとも２つを、別々のＣＰＵやハード回路で実行する構成でもよい。

上記実施形態では、セル監視部７０は、電圧計測線６０〜６４のうちどれが断線したかを検出する構成であった。しかし、これに限らず、セル監視部７０は、例えば端側異常セル電圧、低異常セル電圧、高異常セル電圧の少なくとも１つの有無を判定することにより、単に断線の有無だけを検出する構成でもよい。また、セル監視部７０は、低異常セル電圧、高異常セル電圧の両方が有ると判定した場合、低異常セル電圧に対応するセルと高異常セル電圧に対応するセルとの間の電圧計測線が断線していることを検出する構成でもよい。これにより、単に断線の有無だけでなく、断線している電圧計測線がどの範囲内にあるかをおおよそ特定することができる。

上記実施形態では、スイッチ制御処理は、スイッチ２１〜２４に、１つずつ時分割で放電動作を順次実行させる処理であったが、これに限らず、一のスイッチのオン期間と、次の順位のスイッチのオン期間とが一部重なっていてもよい。また、スイッチ制御処理は、互いに隣り合う複数個のスイッチを、上記スイッチ順序で、１つずつずらしながら順次選択しつつ、選択された複数個のスイッチに同時に放電動作をさせる構成でもよい。例えば、第４及び第３のスイッチ２４，２３に放電動作を実行させ、第３及び第２のスイッチ２３，２２に放電動作を実行させ、第２及び第１のスイッチ２２，２１に放電動作を実行させ、最後に第１スイッチ２１に放電動作を実行させる構成でもよい。この構成であれば、スイッチを１つずつオンオフさせる構成に比べて、セル１〜４やコンデンサ５１〜５４からの放電時間を短縮することができ、また、各スイッチ２１〜２４の放電動作後のセル１〜４のセル電圧のバラツキを抑制することができる。

上記実施形態では、セル監視部７０は、全てのスイッチ２１〜２４の放電動作終了後、セル１〜４のセル電圧をまとめて計測した。しかし、これに限らず、セル監視部７０は、スイッチ制御処理に並行してセル電圧計測処理を実行してもよい。即ち、各セルのセル電圧を、当該セルに並列接続されたスイッチが放電動作により再オフになった時以降であって、且つ、次のスイッチが放電動作によりオンになった時以降に計測する構成であればよい。例えば、第４スイッチ２４が放電動作により再オフになり、且つ、次の第３スイッチ２３が放電動作によりオンになった時またはそれ以降に、第４セル４のセル電圧を検出すればよい。

上記実施形態では、モジュール電圧計測処理において、グランド線６０と第４計測線６４との間の電圧を、モジュール電圧Ｅｍとして計測する構成であった。しかし、これに限らず、セル電圧計測処理での各計測セル電圧を合算し、その合算値をモジュール電圧Ｅｍとする構成でもよい。但し、例えば断線によってコンデンサにツェナー電圧が印加される場合、計測セル電圧Ｅは、本来６．５Ｖではなく、セル電圧計測回路７０Ｃの上記計測可能範囲により、５Ｖになり、正確な値でなくなる。その結果、上記合算値によるモジュール電圧Ｅｍも正確な値でなくなる。これに対し、上記実施形態の構成であれば、計測可能範囲の影響なく、モジュール電圧Ｅｍを正確に計測することができる。

上記実施形態では、セル監視部７０は、低電位側処理の次に高電位側処理を実行する構成であった。しかし、これに限らず、セル監視部７０は、高電位側処理の次に低電位側処理を実行する構成や、高電位側処理および低電位側処理を並行して実行する構成でもよい。更に、セル監視部７０は、低電位側処理及び高電位側処理の少なくとも一方を、上記スイッチ制御処理の前に実行する構成でもよい。

上記実施形態では、セル監視部７０は、中間側処理において、非高異常検索処理や非低異常検索処理を実行する構成であった。しかし、セル監視部７０は、これに限らず、非高異常検索処理や非低異常検索処理を実行しない構成でもよい。この構成でも、少なくとも、高異常検索処理で検索された高異常セル電圧に対応するセルと、低異常検索処理で検索された低異常セル電圧に対応するセルとの間に接続された中間計測線の断線を検出することができる。

上記実施形態１〜３とは異なり、スイッチ順序およびセル順序が昇順である構成でもよい。また、スイッチ順序は、昇順や降順でなく、ランダムな順序でもよい。また、上記実施形態では、セル監視部７０は、全てのセル１〜４およびスイッチ２１〜２４を対象として上記制御処理を実行する構成であった。しかし、これに限らず、セル１〜４の一部のセル、および、当該セルに対応する一部のスイッチだけを対象として上記制御処理を実行する構成でもよい。この構成でも、対象とされたセルに接続された電圧計測線について断線の有無を判定することが可能である。

１〜４：セル １１〜１４：ツェナーダイオード ２１〜２４：スイッチ ３１〜３４：放電抵抗 ４１〜４４：フィルタ用抵抗、５１〜５４：フィルタ用コンデンサ ６０〜６４：電圧計測線 ７０：セル監視部 ７１：セル監視装置 ７２：モジュール電圧計測回路 ８１：組電池モジュール

Claims (12)

1. 複数のセルが直列接続された蓄電モジュールのセル監視装置であって、
   前記複数のセルそれぞれに電線を介して並列接続された複数のスイッチと、
   制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記複数のスイッチのうち少なくとも２つのスイッチを、予め定められた順序で、オフからオンにして再オフにするスイッチ制御処理と、
   前記各セルに接続された一対の前記電線間の電圧を、当該セルに並列接続されたスイッチが前記再オフになった時以降であって、且つ、前記順序が次のスイッチが前記オンになった時以降に、前記各セルに対応するセル電圧として計測するセル電圧計測処理と、
   前記セル電圧計測処理で計測した複数のセル電圧の中に、第１閾値以上である高異常セル電圧、および、前記第１閾値よりも小さい第２閾値以下である低異常セル電圧の少なくとも一方が有るかどうかを判定する異常判定処理と、
   前記異常判定処理で前記高異常セル電圧および前記低異常セル電圧の少なくとも一方が有ると判定した場合、前記電線が断線していることを検出する断線検出処理と、を実行する構成を有する、蓄電モジュールのセル監視装置。
2. 請求項１に記載の蓄電モジュールのセル監視装置であって、
   前記制御部は、
   前記異常判定処理で前記高異常セル電圧および前記低異常セル電圧の両方が有ると判定した場合、前記高異常セル電圧に対応するセルと、前記低異常セル電圧に対応するセルとの間の電線が断線していることを検出する、蓄電モジュールのセル監視装置。
3. 請求項１または２に記載の蓄電モジュールのセル監視装置であって、
   前記制御部は、
   スイッチ制御処理では、前記少なくとも２つのスイッチを、前記蓄電モジュールの一端側のセルから他端側のセルに向かうスイッチ順序で、オフからオンにして再オフにし、
   前記セル電圧計測処理では、
   前記各セルに接続された一対の前記電線間の電圧を、当該セルに並列接続されたスイッチが前記再オフになった時以降であって、且つ、前記スイッチ順序が次のスイッチが前記オンになった時以降に、前記各セルに対応するセル電圧として計測する、蓄電モジュールのセル監視装置。
4. 請求項３に記載の蓄電モジュールのセル監視装置であって、
   前記制御部は、
   前記異常判定処理では、
   前記他端側のセルに対応するセル電圧を先頭に、前記スイッチ順序とは逆のセル順序で、前記低異常セル電圧であるかどうかを判定していく低異常検索処理と、
   前記低異常検索処理で前記低異常セル電圧であると判定した場合、当該低異常セル電圧の次のセル電圧を先頭に、前記セル順序で、前記高異常セル電圧であるかどうかを判定していく高異常検索処理と、
   前記高異常検索処理で前記高異常セル電圧であると判定した場合、当該高異常セル電圧の次のセル電圧を先頭に、前記セル順序で、前記高異常セル電圧でないかどうかを判定していく非高異常検索処理と、を実行し、
   前記断線検出処理では、
   前記異常判定処理で、前記低異常セル電圧であると判定されたセル電圧に対応するセルと、最後に前記高異常セル電圧であると判定されたセル電圧に対応するセルとの間の電線が断線していることを検出する、蓄電モジュールのセル監視装置。
5. 請求項３に記載の蓄電モジュールのセル監視装置であって、
   前記制御部は、
   前記異常判定処理では、
   前記一端側のセルに対応するセル電圧を先頭に、前記スイッチ順序と同じセル順序で、前記高異常セル電圧であるかどうかを判定していく高異常検索処理と、
   前記高異常検索処理で前記高異常セル電圧であると判定した場合、当該高異常セル電圧の次のセル電圧を先頭に、前記セル順序で、前記低異常セル電圧であるかどうかを判定していく低異常検索処理と、
   前記低異常検索処理で前記低異常セル電圧であると判定した場合、当該低異常セル電圧の次のセル電圧を先頭に、前記セル順序で、前記低異常セル電圧でないかどうかを判定していく非低異常検索処理と、を実行し、
   前記断線検出処理では、
   前記異常判定処理で、前記高異常セル電圧であると判定されたセル電圧に対応するセルと、最後に前記低異常セル電圧であると判定されたセル電圧に対応するセルとの間の電線が断線していることを検出する、蓄電モジュールのセル監視装置。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の蓄電モジュールのセル監視装置であって、
   前記制御部は、
   前記複数のセルの両端に接続された最端の電線同士の間の電圧を、モジュール電圧として計測するモジュール電圧計測処理と、
   前記第１閾値および前記第２閾値を、前記モジュール電圧が小さいほど小さい値に変更する閾値変更処理と、を実行する構成を有する、蓄電モジュールのセル監視装置。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の蓄電モジュールのセル監視装置であって、
   前記制御部は、
   前記複数のセル電圧のうち、最端のセルまたは当該最端のセルを先頭に連続するセル群に対応する１または複数のセル電圧が、第３閾値以下である端側異常セル電圧であるかどうかを判定する端側判定処理と、
   前記端側判定処理で前記端側異常セル電圧であると判定した場合、当該端側異常セル電圧に対応するセルの両端に接続された２本の電線のうち、前記最端側の電線が断線していることを検出する端側断線検出処理と、を実行する構成を有する蓄電モジュールのセル監視装置。
8. 請求項７に記載の蓄電モジュールのセル監視装置であって、
   前記制御部は、
   前記端側判定処理で複数のセル電圧が前記端側異常セル電圧であると判定した場合、前記異常判定処理では、前記複数のセル電圧のうち、前記最端のセルから最も離れた内側のセル以外のセル電圧を、処理対象外とする、蓄電モジュールのセル監視装置。
9. 請求項７または８に記載の蓄電モジュールのセル監視装置であって、
   前記制御部は、
   前記複数のセルの両端に接続された最端の電線同士の間の電圧を、モジュール電圧として計測するモジュール電圧計測処理と、
   前記モジュール電圧を、前記複数のセルの総数と前記端側判定処理で前記端側異常セル電圧と判定されたセル電圧に対応するセルの数との差で除算した値である推測値を算出し、前記第１閾値および前記第２閾値を、前記推測値が小さいほど小さい値に変更する閾値変更処理と、を実行する構成を有する、蓄電モジュールのセル監視装置。
10. 請求項６または９に記載の蓄電モジュールのセル監視装置であって、
    前記複数のセルそれぞれに並列接続された複数の定電圧素子を備え、
    前記制御部は、
    前記閾値変更処理では、前記第１閾値の変更範囲の上限値が、前記定電圧素子の反応電圧値、または、前記セル電圧計測処理での計測可能範囲の最大値である、蓄電モジュールのセル監視装置。
11. 蓄電モジュールを構成する複数のセルそれぞれに電線を介して並列接続された複数のスイッチを備えるセル監視装置に、
    前記複数のスイッチのうち少なくとも２つのスイッチを、予め定められた順序で、オフからオンにして再オフにするスイッチ制御処理と、
    前記各セルに接続された一対の前記電線間の電圧を、当該セルに並列接続されたスイッチが前記再オフになった時以降であって、且つ、前記順序が次のスイッチが前記オンになった時以降に、前記各セルに対応するセル電圧として計測するセル電圧計測処理と、
    前記セル電圧計測処理で計測した複数のセル電圧の中に、第１閾値以上である高異常セル電圧、および、前記第１閾値よりも小さい第２閾値以下である低異常セル電圧の少なくとも一方が有るかどうかを判定する異常判定処理と、
    前記異常判定処理で前記高異常セル電圧および前記低異常セル電圧の少なくとも一方が有ると判定した場合、前記電線が断線していることを検出する断線検出処理と、を実行させる、断線検出プログラム。
12. 蓄電モジュールを構成する複数のセルそれぞれに電線を介して並列接続された複数のスイッチを備えるセル監視装置において前記電線の断線検出方法であって、
    前記複数のスイッチのうち少なくとも２つのスイッチを、予め定められた順序で、オフからオンにして再オフにし、
    前記各セルに接続された一対の前記電線間の電圧を、当該セルに並列接続されたスイッチが前記再オフになった時以降であって、且つ、前記順序が次のスイッチが前記オンになった時以降に、前記各セルに対応するセル電圧として計測し、
    その計測した複数のセル電圧の中に、第１閾値以上である高異常セル電圧、および、前記第１閾値よりも小さい第２閾値以下である低異常セル電圧の少なくとも一方が有るかどうかを判定し、
    その判定で前記高異常セル電圧および前記低異常セル電圧の少なくとも一方が有ると判定した場合、前記電線が断線していることを検出する、断線検出方法。

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