JP2015112007A - 電池システム監視装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】二次電池の端子間電圧測定回路の診断を高速に行う。【解決手段】複数の単電池セルが直列接続されたセルグループを有する電池システムの監視装置は、セルグループに対応して設けられた第１の制御装置と、各単電池セルの正極及び負極のそれぞれと第１の制御装置とを接続し、各単電池セルの端子間電圧を第１の制御装置に入力するために設けられた複数の電圧検出線と、セルグループの端子間電圧を第１の制御装置に供給する電源供給線とを有し、第１の制御装置は、電源部と、セルグループの端子間電圧を入力する電圧入力部と、電圧を測定する電圧測定部と、電圧入力部からの出力を選択して電圧測定部に入力する選択部とを有し、電源供給線は、セルグループの最上位の単電池セルの正極に接続され、電源部には、電源供給線を介してセルグループの端子間電圧が入力され、電源部は、セルグループの端子間電圧を電圧入力部に供給する通電スイッチを有している。【選択図】図５

Description

本発明は電池システム監視装置に関する。
ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）や電気自動車（ＥＶ）などでは、所望の高電圧を確保するため、二次電池の単電池セルを多数直列接続して構成される組電池（電池システム）が用いられている。このような組電池においては、各単電池セルの容量計算や保護管理のため、単電池セルの状態を監視する監視ＩＣと単電池セルの充放電状態を制御する制御ＩＣとを用いて単電池セルの管理を行っている（例えば特許文献１参照）。
特に、リチウムイオン電池を用いた電池システムでは、リチウムイオン電池が高エネルギー密度で過充電されると、リチウムイオン電池の損傷を招く可能性がある。そのため、特許文献２に示されるように、制御ＩＣと監視ＩＣの各々で単電池セルの電圧を測定して過充電状態を検出し、どちらかのＩＣが過充電を検出すれば電池の充放電を中止するように構成して、信頼性と安全性を高めている。
監視ＩＣは、単電池セルの電圧を個別に検出し、例えば過充電状態の単電池セルがあった場合には、過充電情報を通信を介して制御ＩＣに送信するようにしている。そして、過充電情報が確実に制御ＩＣに伝送されるように、制御ＩＣからテスト信号を送信して通信ラインに断線等の異常がないかを診断している。
単電池セルの電圧を検出する際には、マルチプレクサで所定の単電池セルを選択し、電圧検出部で電圧を検出するようにしている。マルチプレクサの接続を切り換えることにより、全ての単電池セルの電圧を検出することができる。各単電池セルの正しいセル電圧を取得するためには、マルチプレクサを含むセル電圧測定系が正しく動作する必要がある。そのため、特許文献３に記載の発明では、各単電池セルのセル電圧測定値の和と総電圧計測系で測定された全セル電圧測定値とを比較し、著しく異なっていればマルチプレクサを含むセル電圧測定系に故障があると判断している。
単電池セルの電圧検出線が正常に接続されていないと、単電池セルの電圧を正常に検出できない。特許文献４に記載の発明では、単電池セルの充電状態を均一化する目的のバランシング回路を動作させながら単電池セルのセル電圧を測定し、このセル電圧に基づいて断線検出を行う動作を集積回路内で自動的に行っている。
近年、電圧検出線の断線を含む電圧測定系の診断の高速化の要求が高まっている。例えば上記のようにマルチプレクサの診断を行う場合、従来は、測定された各単電池セルの端子間電圧に基づいて診断を行っている。
単電池セルの端子間電圧の測定は、もともと各単電池セルの過充電や過放電の状態を判断するために行われているので、この端子間電圧の測定は正確に行われる必要がある。このため、端子間電圧の測定はノイズに強い電圧測定回路が用いられている。例えば特許文献１のように二重積分型のＡＤコンバータを用いたものや、特許文献４のように電圧検出線の間に入力コンデンサを設けてＲＣフィルターを構成し、ノイズを除去してから電圧測定回路に電圧入力するものがある。
このようなノイズに強い電圧測定回路は、いずれもノイズ成分を除去するために測定時間が長くなり、従ってこのような電圧測定を用いて行われる電圧検出線の断線やマルチプレクサなどの電圧測定系の診断も同様に時間がかかるものとなっていた。
また、特許文献３に記載の発明のように、マルチプレクサで選択された単電池セルのセル電圧測定値とバッテリの総電圧との比較からセル電圧測定系の故障を判断する場合、次のような問題がある。例えば、マルチプレクサが故障して常に特定の単電池セルだけを選択する状態になっていると、各々の単電池セルの充電状態がほぼ均等になっていた場合には合計電圧と総電圧との差がほとんど無く、選択された単電池セル以外の電圧検出線が断線していても異常は検出されず、マルチプレクサを含む電圧検出系は正常と判断される恐れがあった。また、マルチプレクサで選択する場合にはセル電圧測定の同時性の関係で、マルチプレクサが正しく動作していても、電圧変動が急な場合にはセル電圧の合計値と総電圧とが異なることがあり、誤判定のおそれがあった。従って、過充電を確実に検出するためには、前述のように、監視ＩＣと制御ＩＣを別々として信頼性を高める必要があった。
また、特許文献４では、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）や電気自動車（ＥＶ）などでは、所望の高電圧を確保するため、二次電池の単電池セルを多数直列接続して構成される組電池（電池システム）が用いられている。このような組電池においては、各単電池セルの容量計算や保護管理のため、セル電圧の計測と均等化を行う集積回路を組電池の監視装置内に用いて単電池セルの管理を行っている。この集積回路は信頼性を上げるためにセル電圧測定と均等化だけでなく、セル電圧検出線の断線検出を含む各種診断を行って信頼性を上げている。
この組電池の監視装置は、組電池の総電圧と充放電電流を常時監視し、組電池としての充電状態（ＳＯＣ： State of Charge）と内部抵抗（ＤＣＲ）を算出し、その値から組電池としての最大入出力電力あるいは電流を上位コントローラに転送し、上位コントローラはその値から充放電電力(電流)を制御している。そのため、組電池の総電圧検出は不可欠のものであり色々な総電圧検出回路が提案されてきた(例えば特許文献５参照)。
多数の単電池セルから構成される組電池の出力は高電圧であるため、このような総電圧測定回路では高電圧の組電池は車両のシャーシ（ＧＮＤ）から絶縁されている。また、高抵抗の分圧回路を用いた専用の電圧測定回路が用いられている。
また、電池監視用の集積回路と上位コントローラの通信も絶縁されており、このような絶縁用に、一般的にはフォトカプラが絶縁素子として用いられている。フォトカプラを介して高速に通信を行うためには発光ダイオード側の通電電流を大きくする必要があり、その電源は組電池から供給するのであまり大きくすることはできない。そのため、フォトカプラを用いる場合は通信系等を分割し、やや低い速度で通信を行って対応してきた。
近年、リチウム電池等の二次電池からなる組電池は、電気自動車（ＥＶ）あるいはプラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）での用途が大幅に増加している。二次電池がＥＶあるいはＰＨＶで使用される場合は、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）で使用される場合と比較して、これら二次電池のＳＯＣの使用範囲が更に広いため、また、大電流出力によるＳＯＣの変動が早いために、全セルの電圧監視と診断を高速に行うことが要求されている。
通常電池システムは、複数の単電池セルが直列に接続されたセルグループを複数個備えており、電池監視用の集積回路は各セルグループ毎に設けられている。従って、全セルの電圧監視と診断を高速に行うためには、電池監視用の集積回路と上位コントローラの間の高速な通信手段が必要である。
また、組電池で直列接続される単電池セルの個数は増加しており、電池監視用の集積回路が監視する２次電池の単位である、複数の単電池セルが直列接続されたセルグループにおいては、例えば１０個以上の単電池セルが接続され、セルグループの端子間電圧は数十Ｖ以上となっている。セルグループの端子間電圧が高電圧となるため、車両動作停止時の電池監視用の集積回路での暗電流の問題が顕在化するようになってきた。
さらに、単電池セルの容量は増加しているので、これに対応した電池システムの監視・制御が必要となっている。
特開２００５−３１８７５０号公報 特許４０９２５８０号公報 特開２００８−９２６５６号公報 特開２００９−８９４８８号公報 特開２００９−２３６７１１号公報
本発明で解決すべき第１の課題は、従来のリチウム電池等からなる電池システム状態を監視する制御ＩＣを備えた蓄電装置では、二次電池の端子間電圧測定回路の診断を高速に行うことができなかったことである。
例えば、特許文献４に記載の発明に開示されているように、各単電池セルの端子間電圧を測定して断線検出を行う方法では、単電池セルの端子間電圧（セル電圧）を測定するために、セル電圧検出入力側にノイズ除去用のフィルタが挿入されている。このフィルタの時定数の影響のため、バランシング回路のバランシングスイッチをオン・オフして、通常の端子間電圧の測定状態から断線検出のための電圧検出状態に切り替えると、この単電池セルのセル電圧が断線と判定できる電圧に落ち着くまでに時間がかかるという課題を有している。
さらに、例えば特許文献４に記載の集積回路（セルコントローラ）で自動的に断線検出を行う方法では、断線検出結果の信頼性は充分でない。例えば、断線検出を行って集積回路がレジスタにフラグをセットした場合、断線を本当に検出したのか、レジスタが故障したのか判断できない。あるいは、レジスタが正常側に故障した場合には、断線していていることが検出できないことになる。
本発明で解決すべき第２の課題は、従来のリチウム電池等からなる電池システム状態を監視する監視装置では、電池システムの総電圧を測定するための専用の電圧測定回路が必要であり、監視装置が大型化する原因となっていた。また、セルグループの端子間電圧の増大に伴い、監視装置での暗電流が増加していたことである。
本発明で解決すべき第３の課題は、従来のリチウム電池等からなる電池システム状態を監視する監視装置では、単電池セルの端子間電圧を測定する電圧測定回路と、この単電池セルのバランシング回路が共通の端子に接続されていた。このため、電圧測定を精度よく行うためのノイズ除去用に大きなＲＣフィルターを電圧測定回路の入力側に設けると、バランシング回路に大きな電流を流すことができず、単電池セルの充電状態を均一化するまでに時間がかかっていた。
（１）本発明の第１の態様によると、複数の単電池セルを直列接続したセルグループを備えた電池システムを監視する、電池システム監視装置であって、セルグループを制御する第１の制御装置と、単電池セルの端子間電圧を測定するための、単電池セルの正極および負極のそれぞれと第１の制御装置とを接続する複数の電圧検出線とを備え、第１の制御装置は、単電池セルの正極に接続された電圧検出線と負極に接続された電圧検出線の間に接続された、この単電池セルのバランシング放電を行うバランシングスイッチを単電池セル毎に備え、電圧検出線には、第１の抵抗が直列に設けられるとともに、第１のコンデンサが、電圧検出線に設けられた第１の抵抗と第１の制御装置の電圧検出線の接続端子の間で、電圧検出線とセルグループの最下位の電位であるＧＮＤとの間に接続され、バランシングスイッチとこのバランシングスイッチに直列に接続された第２の抵抗とで構成されるバランシング放電回路が単電池セルの正極に接続された電圧検出線と負極に接続された電圧検出線の間に接続され、バランシング放電回路と単電池セルの正極に接続された電圧検出線との接続点およびバランシング放電回路と単電池セルの負極に接続された電圧検出線との接続点は、それぞれ第１の抵抗よりセルグループ側に設けられる。
（２）本発明の第２の態様によると、第１の態様の電池システム監視装置において、第１の制御装置は、一の単電池セルの端子間電圧を測定するために、一の単電池セルの正極および負極のそれぞれに接続された電圧検出線を選択し、一の単電池セルの正極電位および負極電位を出力する選択部と、選択部から出力された一の単電池セルの正極電位および負極電位から、一の単電池セルの端子間電圧を測定する電圧測定部と、電圧測定部で測定された一の単電池セルの端子間電圧を所定の電圧と比較して、測定された電圧を所定の閾値と比較する電圧比較部と、電圧比較部の比較結果を格納する検出結果記憶部と、検出結果記憶部に格納された比較結果に基づいて電圧検出線の断線を判定する断線判定部と、断線判定部の判定結果を格納する診断記憶部とを備えることが好ましい。
（３）本発明の第３の態様によると、第２の態様の電池システム監視装置において、第１の制御装置は、断線判定部を用いて、一の単電池セルに対応する第１のバランシングスイッチと、一の単電池セルに隣接して直列に接続されている単電池セルに対応した第２のバランシングスイッチをそれぞれオンまたはオフした場合に検出される、第１のバランシングスイッチに対応する一の単電池セルの端子間電圧に基づいて、一の単電池セルに接続された電圧検出線が断線しているかどうかを判定し、この判定結果を診断結果記憶部に記憶することが好ましい。
（４）本発明の第４の態様によると、第２の態様の電池システム監視装置において、第１の制御装置は、バランシングスイッチがオンとされた際の、バランシング電流の有無を検出するバランシング電流検出部を単電池セル毎に更に備え、バランシング電流検出部で検出されたバランシング電流の検出結果は検出結果記憶部に格納され、一の単電池セルに対応する第１のバランシングスイッチをオンとし、この単電池セルに隣接して直列に接続されている単電池セルに対応した第２のバランシングスイッチをオフとした際の、第１のバランシングスイッチでのバランシング電流の有無に基づいて、断線判定部が一の単電池セルに接続された電圧検出線が断線しているかどうかを判定し、この判定結果を診断結果記憶部に記憶することが好ましい。
（５）本発明の第５の態様によると、第３の態様の電池システム監視装置において、第１の制御装置は、単電池セルの端子間電圧の測定をセルグループの全ての単電池セルに対して連続して行い、断線判定部はこの全ての単電池セルでの端子間電圧の測定結果に基づいて、セルグループと第１の制御装置とを接続する全ての電圧検出線の断線の有無を判定し、この判定結果を診断結果記憶部に記憶することが好ましい。
（６）本発明の第６の態様によると、第４の態様の電池システム監視装置において、第１の制御装置は、バランシング電流の有無の検出をセルグループの全ての単電池セルに対して連続して行い、断線判定部はこの全ての単電池セルでのバランシング電流の有無の検出結果に基づいて、セルグループと第１の制御装置とを接続する全ての電圧検出線の断線の有無を判定し、この判定結果を診断結果記憶部に記憶することが好ましい。
（７）本発明の第７の態様によると、第２の態様の電池システム監視装置において、第１の制御装置は、選択部に接続された電圧検出線の隣り合う２本の電圧検出線の間に、単電池セル毎に、２本の電圧検出線を短絡する入力短絡スイッチを更に備え、第１の制御装置は、入力短絡スイッチをオンまたはオフすることによって、選択部に接続された２本の電圧検出線の間の電位差として、それぞれ０Ｖまたは単電池セルの端子間電圧かを選択部に入力し、断線判定部は、電圧比較部の検出結果に基づいて、選択部が正常に動作しているか判定することが好ましい。
（８）本発明の第８の態様によると、第４または第６の態様の電池システム監視装置において、バランシング電流検出部は、基準電圧源と、バランシングスイッチの端子間電圧を基準電圧源と比較し、バランシング電流の有無を検出するコンパレータと、コンパレータによる基準電源の電圧とバランシングスイッチの端子電圧との比較関係を逆にするための、入力切り替え部とを備え、第１の制御装置は、入力切り替え部を動作させ、基準電圧源の電圧とバランシングスイッチの端子間電圧のコンパレータへの入力を切り替えることにより、コンパレータの出力値を切り替えてバランシングスイッチが接続されている電圧検出線が断線している場合と同じ出力値を出力し、断線判定部は、コンパレータの出力に基づいて、電圧検出線が断線しているかどうかの判定を行い、この判定結果を診断結果記憶部に記憶することが好ましい。
（９）本発明の第９の態様によると、複数の単電池セルを直列接続したセルグループを備えた電池システムを監視する、電池システム監視装置であって、セルグループを制御する第１の制御装置と、単電池セルの端子間電圧を測定するための、単電池セルの正極および負極のそれぞれと第１の制御装置とを接続する複数の電圧検出線と、セルグループの端子間電圧を第１の制御装置に供給する電源供給線とを備え、第１の制御装置は、電源部と、セルグループの端子間電圧を分圧するセルグループ電圧入力部と、電圧を測定する電圧測定部と、セルグループ電圧入力部からの出力を選択して電圧測定部に入力する選択部とを備え、電圧検出線には、第１の抵抗が直列に設けられ、電源供給線は、セルグループの最上位の単電池セルの正極に接続され、電源部には、電源供給線を介してセルグループの端子間電圧が入力され、電源部は、セルグループの端子間電圧をセルグループ電圧入力部に供給する通電スイッチを備える。
（１０）本発明の第１０の態様によると、第９の態様の電池システム監視装置において、第１の制御装置は、単電池セルの正極に接続された電圧検出線と負極に接続された電圧検出線の間に接続された、当該単電池セルのバランシング放電を行うバランシングスイッチを単電池セル毎に備え、バランシングスイッチと当該バランシングスイッチに直列に接続された第２の抵抗とで構成されるバランシング放電回路が単電池セルの正極に接続された電圧検出線と負極に接続された電圧検出線の間に接続され、バランシング放電回路と単電池セルの正極に接続された電圧検出線との接続点およびバランシング放電回路と単電池セルの負極に接続された電圧検出線との接続点は、それぞれ第１の抵抗よりセルグループ側に設けられることが好ましい。
（１１）本発明の第１１の態様によると、第９または第１０の態様の電池システム監視装置において、電源部は、当該電源部が第１の制御装置が受信した外部からの起動信号によって起動された時に、通電スイッチをオンとして、セルグループの端子間電圧をセルグループ電圧入力部に供給することが好ましい。
（１２）本発明の第１２の態様によると、第９乃至第１１の態様のいずれか１つの態様の電池システム監視装置において、セルグループ電圧入力部は、電源部から入力されるセルグループの端子間電圧を分圧する分圧回路と、分圧回路で分圧された端子間電圧を保持するサンプルホールド回路とを備えることが好ましい。
（１３）本発明の第９の態様によると、第１乃至第８の態様および第１２の態様のいずれか１つの態様の電池システム監視装置において、直列に接続されたＮ個（Ｎ≧１）のセルグループと、Ｎ個のセルグループを制御するＭ個（Ｍ≧１）の第１の制御装置と、Ｍ個の第１の制御装置の上位制御装置である第２の制御装置とを備え、Ｍ個の第１の制御装置のうち最上位の第１の制御装置と、第２の制御装置とは絶縁素子を介した通信ラインで接続され、Ｍ個の第１の制御装置のうち最下位の第１の制御装置と、第２の制御装置とは絶縁素子を介した通信ラインで接続され、Ｍ個の第１の制御装置は互いに通信ラインで接続され、Ｍ個の第１の制御装置は、第２の制御装置からの制御信号および制御データによって制御されることが好ましい。
（１４）本発明の第１４の態様によると、第１３の態様の電池システム監視装置において、第２の制御装置は、Ｍ個の第１の制御装置が略同時にＮ個のセルグループの端子間電圧を測定する電圧測定命令信号をＭ個の第１の制御装置に送信し、Ｍ個の第１の制御装置から第２の制御装置に送信される、各々の第１の制御装置が測定したセルグループの端子間電圧を分圧した電圧から、電池システムの総電圧を算出することが好ましい。
（１５）本発明の第１５の態様によると、第１３または第１４の態様の電池システム監視装置において、第１の制御装置は、セルグループ電圧入力部は、電源部から入力されるセルグループの端子間電圧のノイズを除去するＲＣフィルタ回路を更に備え、セルグループ電圧入力部のＲＣフィルタ回路のコンデンサを第１の制御装置の外部で接続するためのフィルタ接続端子を更に備え、ＲＣフィルタ回路のコンデンサは、フィルタ接続端子を介して第１の制御装置の外部に設置されることが好ましい。
（１６）本発明の第１６の態様によると、第１５の態様の電池システム監視装置において、第１の制御装置は、セルグループ電圧入力部の分圧回路の分圧抵抗を第１の制御装置の外部で接続するための分圧抵抗接続端子を更に備え、分圧回路の分圧抵抗は、分圧抵抗接続端子を介して第１の制御装置の外部に設置されることが好ましい。
（１７）本発明の第１７の態様によると、第１の態様の電池システム監視装置において、バランシング放電回路のバランシングスイッチに並列に接続された第２のコンデンサを備えることが好ましい。
（１８）本発明の第１８の態様によると、第１７の態様の電池システム監視装置において、第１の抵抗と第１のコンデンサからなるＲＣフィルターの時定数は、第２の抵抗と第２のコンデンサからなるＲＣフィルターの時定数より大きいことが好ましい。
（１９）本発明の第１９の態様によると、複数の単電池セルを直列接続したセルグループを制御する電池システム監視装置であって、単電池セルの端子間電圧を測定する第１の制御部と単電池セルのバランシング放電を行う第２の制御部と、単電池セルの端子間電圧を測定するための、単電池セルの正極および負極のそれぞれと第１の制御部とを接続する複数の電圧検出線とを備え、電圧検出線には第１の抵抗が設けられるとともに、第１のコンデンサが、電圧検出線に設けられた第１の抵抗と第１の制御部の当該電圧検出線の接続端子との間で、２つの隣り合う電圧検出線の間に接続され、第２の制御部には、第１の抵抗より単電池セル側で、各々の電圧検出線から分岐したバランシング線が接続され、バランシング線には第２の抵抗が設けられるとともに、第２のコンデンサが、バランシング線に設けられた第２の抵抗と第２の制御部の当該バランシング線の接続端子との間で、２つの隣り合うバランシング線の間に接続され、第２の制御装置は、単電池セルの正極に接続されたバランシング線と負極に接続されたバランシング線の間に接続された、当該単電池セルのバランシング放電を行うバランシングスイッチを単電池セル毎に備える。
（２０）本発明の第２０の態様によると、第１９の態様の電池システム監視装置において、直列に接続されたＮ個（Ｎ≧１）のセルグループと、Ｎ個のセルグループを制御する、Ｍ個（Ｍ≧１）の第１の制御部と、Ｍ個（Ｍ≧１）の第２の制御部と、Ｍ個の第１の制御部およびＭ個の第２の制御部の上位制御装置とを備え、Ｍ個の第１の制御部のうち最上位の第１の制御部と、上位制御装置とは絶縁素子を介した通信ラインで接続され、Ｍ個の第１の制御部のうち最下位の第１の制御部と、上位制御装置とは絶縁素子を介した通信ラインで接続され、Ｍ個の第２の制御部のうち最上位の第２の制御部と、上位制御装置とは絶縁素子を介した通信ラインで接続され、Ｍ個の第２の制御部のうち最下位の第２の制御部と、上位制御装置とは絶縁素子を介した通信ラインで接続され、Ｍ個の第１の制御部は互いに第１の通信ラインで接続され、Ｍ個の第２の制御部は互いに第２の通信ラインで接続され、Ｍ個の第１の制御部およびＭ個の第２制御部は、上位制御装置からの制御信号および制御データによって制御されることが好ましい。
（２１）本発明の第２１の態様によると、第１８または第１９の態様の電池システム監視装置において、第１の抵抗と第１のコンデンサからなるＲＣフィルターの時定数は、第２の抵抗と第２のコンデンサからなるＲＣフィルターの時定数より大きいことが好ましい。
本発明による電池システム監視装置を用いることにより、単電池セルの端子間電圧測定の際に電圧検出対象セルを選択するマルチプレクサが正常に動作しているかどうか確実に判定できる。また、断線検出時に単電池セルの端子間電圧（セル電圧）を検出することなく、自動的に断線検出を連続的に行うことができるので、断線検出の時間を短縮することができ、システムの安全性と信頼性を高める事ができる。さらに、監視ＩＣと制御ＩＣを別々とすることなく１つのセルコントローラＩＣを用いて電池システム監視装置を構成することが可能となる。
本発明による電池システム監視装置の第１の実施形態を組み込んだ蓄電装置を備えたハイブリッド自動車用の駆動システムの構成例である。 図１に示す蓄電装置のバッテリーコントローラに総電圧検出回路を組み込んだ、ハイブリッド自動車用の駆動システムの構成例である。 図１あるいは図２に示すセルコントローラ２００内の、セルコントローラＩＣ３００とバッテリーコントローラ５００内のマイクロコンピュータ５０４の間の通信線の接続例を示す図である。 図１あるいは図２に示すセルコントローラ２００内の、セルコントローラＩＣ３００とバッテリーコントローラ５００内のマイクロコンピュータ５０４の間の通信線のもう１つの接続例を示す図である。 セルコントローラＩＣ３００の内部構成例を示す図である。 セルコントローラＩＣ３００のロジック部の構成例を示す。 セルコントローラＩＣ３００が最上位設定の場合の、起動検出部、通信受信部、ＦＦ入力部の外部回路との接続を示す図である。 セルコントローラＩＣ３が最下位設定の場合のマイクロコンピュータ５０４への接続の詳細を示す説明図である。 バランシングスイッチ２２２の診断を行うための、バランシングスイッチ状態を検出するバランシングスイッチ状態検出回路２２３の概略図である。（ａ）は図５に示すバランシング回路とバランシングスイッチ状態検出回路２２３の１セル分をを示す。（ｂ）は（ａ）に示すスイッチ回路を切り替えてコンパレータ出力を反転する動作を示す。 ブロック電圧の測定を行うために、ブロック電圧をマルチプレクサに入力する回路の概略図である 図１０に示すブロック電圧入力部２２５のＲＣフィルターや分圧抵抗をセルコントローラＩＣ３００の外部に設置する場合の回路の概略図である。（ａ）はフィルターコンデンサのみを外部に設置する場合の例であり、（ｂ）は分圧抵抗とフィルターコンデンサー共に外部に設置する場合の例である。 （ａ）はセル電圧入力が正常に切り替わっているかどうか診断するための電圧測定での、マルチプレクサ入力短絡スイッチ２２４の制御状態を示し、（ｂ）は（ａ）で示す各測定でのマルチプレクサ入力短絡スイッチの制御状態で測定されたセル電圧の検出結果を示す。 本発明による電池システム監視装置を用いて、セル電圧検出値から、最上位の電圧検出線の断線を検出する方法の説明図である。（ａ）、（ｂ）はそれぞれ異なるスイッチ状態での検出電圧を示す。 本発明による電池システム監視装置を用いて、セル電圧検出値から、最上位の電圧検出線の次の電圧検出線の断線を検出する方法の説明図である。（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ異なるスイッチ状態での検出電圧を示す。 本発明による電池システム監視装置を用いて、セル電圧検出値から、最下位の電圧検出線の１つ前の電圧検出線の断線を検出する方法の説明図である。（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ異なるスイッチ状態での検出電圧を示す。 本発明による電池システム監視装置を用いて、セル電圧検出値から、最下位の電圧検出線の断線を検出する方法の説明図である。（ａ）、（ｂ）はそれぞれ異なるスイッチ状態での検出電圧を示す。 図１２または図１６で、仮想的なセルとバランシングスイッチ回路を想定することで、最上位および最下位の電圧検出の断線に対しても、最上位および最下位の電圧検出線での断線の検出方法を同様に適用することができることを説明する図である。（ａ）は最上位の電圧検出線の上位に更に仮想的なセルとバランシングスイッチ回路を想定した図であり。（ｂ）は最下位の電圧検出線の下位に更に仮想的なセルとバランシングスイッチ回路を想定した図である。 ２つの隣り合ったバランシングスイッチをオン・オフした場合に検出されるセル電圧を説明する図である。（ａ）は各セル電圧の測定でのバランシングスイッチの制御状態を示し、（ｂ）は（ａ）に示すバランシングスイッチの制御状態で検出されるセル電圧を説明する図である。 セル１からセル１２まで連続的に端子間電圧を測定し、０Ｖの端子間電圧を検出することで断線診断を行う方法の説明図である。（ａ）は各セル電圧の測定での２つの隣り合うバランシングスイッチの制御状態を示し、（ｂ）は（ａ）に示す各セル電圧測定での電圧検出結果とこの電圧検出結果に基づいた電圧検出線の断線判定を説明する図である。 セル１からセル１２まで連続的に端子間電圧を測定し、最上位および最下位の電圧検出線を除く電圧検出線で、単電池セル２個分の端子間電圧を検出することで断線診断を行う、もう１つの方法の説明図である。（ａ）は各セル電圧の測定での２つの隣り合うバランシングスイッチの制御状態を示し、（ｂ）は（ａ）に示す各セル電圧測定での電圧検出結果とこの電圧検出結果に基づいた電圧検出線の断線判定を説明する図である。セル電圧検出値を用いた断線診断方法での断線診断の判定真理値表である。 セル１からセル１２まで連続的に端子間電圧を測定し、０Ｖの端子間電圧を検出することで断線診断を行う、更にもう１つの方法の説明図である。（ａ）は各セル電圧の測定での３つの隣り合うバランシングスイッチの制御状態を示し、（ｂ）は（ａ）に示す各セル電圧測定での電圧検出結果とこの電圧検出結果に基づいた電圧検出線の断線判定を説明する図である。 セル１からセル１２まで連続的に端子間電圧を測定し、最上位および最下位の電圧検出線を除く電圧検出線で、単電池セル２個分の端子間電圧を検出することで断線診断を行う、更にもう１つの方法でのバランシングスイッチの制御設定動作を示す説明図である。（ａ）は各セル電圧の測定での３つの隣り合うバランシングスイッチの制御状態を示し、（ｂ）は（ａ）に示す各セル電圧測定での電圧検出結果とこの電圧検出結果に基づいた電圧検出線の断線判定を説明する図である。 マルチプレクサ入力短絡スイッチをオン・オフして０Ｖの端子間電圧を発生し、セル１からセル１２まで連続的に端子間電圧を測定し、０Ｖの端子間電圧を検出することで断線検出の回路及びロジックの診断を行う方法でのマルチプレクサ入力短絡スイッチの制御設定動作を示す説明図である。（ａ）は各セル電圧の測定でのマルチプレクサ入力短絡スイッチの制御状態を示し、（ｂ）は（ａ）に示す各セル電圧測定での電圧検出結果とこの電圧検出結果に基づいた電圧検出線の断線判定を説明する図である。 本発明による電池システム監視装置を用いて、バランシング電流検出の有無から、最上位の電圧検出線の断線を検出する方法の説明図である。（ａ）、（ｂ）はそれぞれ異なるスイッチ状態でのバランシング電流検出の有無を示す。 本発明による電池システム監視装置を用いて、バランシング電流検出の有無から、最上位の電圧検出線の次の電圧検出線の断線を検出する方法の説明図である。（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ異なるスイッチ状態でのバランシング電流検出の有無を説明する図である。 本発明による電池システム監視装置を用いて、バランシング電流検出の有無から、最下位の電圧検出線の１つ前の電圧検出線の断線を検出する方法の説明図である。（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ異なるスイッチ状態でのバランシング電流検出の有無を説明する図である。 本発明による電池システム監視装置を用いて、バランシング電流検出の有無から、最下位の電圧検出線の断線を検出する方法の説明図である。（ａ）、（ｂ）はそれぞれ異なるスイッチ状態でのバランシング電流検出の有無を説明する図である。 図２４または図２７で、仮想的なセルとバランシングスイッチ回路を想定することで、最上位および最下位の電圧検出の断線に対しても、最上位および最下位の電圧検出線での断線の検出方法を同様に適用することができることを説明する図である。（ａ）は最上位の電圧検出線の上位に更に仮想的なセルとバランシングスイッチ回路を想定した図であり。（ｂ）は最下位の電圧検出線の下位に更に仮想的なセルとバランシングスイッチ回路を想定した図である。 バランシングスイッチをオン・オフして、セル１からセル１２までバランシング電流検出を連続的に行い、バランシング電流が流れないこと（（ｂ）の図で０）を検出することで断線検出の回路及びロジックの診断を行う方法でのバランシングスイッチの制御設定動作を示す説明図である。（ａ）は各セル電圧の測定でのバランシングスイッチの制御状態を示し、（ｂ）は（ａ）に示す各セルのバランシング電流の検出結果とこの検出結果に基づいた電圧検出線の断線判定を説明する図である。 バランシングスイッチ状態検出回路２２３のスイッチ回路２２８を切り替えて、バランシング電流が流れない状態のコンパレータ２２９の出力を疑似的に発生し、バランシング電流検出の有無で断線検出を行う回路及びロジックの診断を行う方法でのバランシングスイッチの制御設定動作を示す説明図である。（ａ）は各セルのバランシンのバランシングスイッチの制御状態を示す。（ｂ）は（ａ）に基づいて発生された疑似的な断線状態を示すコンパレータ２２９の出力が検出結果レジスタに書き込まれた状態を示す。（ｃ）は（ａ）に示す各セルのバランシング電流の疑似的検出結果とこの疑似的検出結果に基づいた電圧検出線の断線判定を説明する図である。 セルコントローラＩＣ３００の通信受信部の内部構成を示す説明図である。 ＦＳＫ方式の通信波形例を示す説明図である。 ２つのセルグループを直列に接続した場合に、図２１と同様の断線診断を２つのセルグループの単電池セル（セル１からセル２４）を連続的に端子間電圧を測定して行う場合の説明図である。（ａ）は各セル電圧の測定での３つの隣り合うバランシングスイッチの制御状態を示し、（ｂ）は（ａ）に示す各セル電圧測定での電圧検出結果とこの電圧検出結果に基づいた電圧検出線の断線判定を説明する図である。 本発明による電池システム監視装置の第２の実施形態を組み込んだ、ハイブリッド自動車用の蓄電装置の構成例である。 図３４に示す、メインセルコントローラＩＣとサブセルコントローラＩＣの組を複数備える電池制御装置での、各メインセルコントローラ間、各サブセルコントローラ間、およびメインセルコントローラとサブセルコントローラとマイクロコンピュータ間の通信経路を説明する図である。 図３５に示す１つのセルグループを制御する１組のメインセルコントローラＩＣとサブセルコントローラＩＣの機能分担を説明するための概略図である。
以下、図１〜図３３を参照して本発明を実施するための形態について説明する。以下に説明する実施形態は、本発明による電池システム監視装置を備えた蓄電装置を、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）などに用いられる電池システムを備えた蓄電装置に対して適用した場合の例である。なお、本発明はＨＥＶに限らず、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）や電気自動車（ＥＶ）、鉄道車両などに搭載される各種蓄電装置に対して幅広く適用可能である。以下の実施例では、制御の最小単位となる蓄電・放電デバイスとして３．０〜４．２Ｖ（平均出力電圧：３．６Ｖ）の範囲に電圧を持つリチウムイオン電池を想定しているが、それ以外でもＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）の高すぎる場合（過充電）や低すぎる場合（過放電）に使用を制限するような、電気を蓄え放電可能なデバイスであれば何でもよく、ここでは、それらを総称して単電池あるいは単電池セルと呼ぶ。以下に説明する実施形態では、単電池セルを複数個（概ね数個から十数個）直列に接続したものをセルグループと呼び、このセルグループを複数個直列に接続したものを電池モジュールと呼ぶ。更にこのセルグループあるいは電池モジュールを複数個直列または直並列に接続したものを電池システムと呼称する。セルグループ、電池モジュールおよび電池システムを総称して組電池と呼んでいる。各単電池セルのセル電圧を検出し、バランシング動作等を行いながら電池状態を監視するセルコントローラＩＣはセルグループ毎に設けられる。
＜第１の実施形態＞
まず、図１を用いて、本発明による蓄電装置をハイブリッド自動車用駆動システムに適用した例について説明する。
蓄電装置１００は、リレー６００、６１０を介してインバータ７００に接続され、インバータ７００はモータ８００に接続されている。車両の発進・加速時には蓄電装置１００から放電電力がインバータ７００を通じてモータ８００に供給されて図示されないエンジンをアシストする。車両停止・減速時には、モータ８００からの回生電力がインバータ７００を通じて蓄電装置１００に充電される。なお、ここではインバータ７００は複数の半導体スイッチング素子を備えたインバータ回路と、半導体スイッチング素子のゲート駆動回路と、ゲート駆動回路をＰＷＭ制御するパルス信号を発生するモーターコントローラとを備えているが、図１では省略されている。
蓄電装置１００は、主に、複数のリチウムイオン単電池セル１０１から構成されるセルグループ１０２と、複数のセルグループ１０２が直列接続された電池システム１０４と、各単電池セル１０１の電圧を検出し、バランシング動作を行うセルコントローラＩＣ３００を複数備えたセルコントローラ２００と、セルコントローラ２００の動作を制御し、各単電池セルの状態判定を行うバッテリーコントローラ５００で構成される。本実施形態に示す蓄電装置の例では、定格容量５．５Ａｈのリチウムイオン単電池を９６個直列に接続したものを使用している。バッテリーコントローラ５００は絶縁素子群４００を介して複数のセルコントローラＩＣ３００と通信を行って、これらのセルコンローラＩＣの制御を行う。セルコントローラＩＣ３００は、前述のように、セルグループ１０２毎に設けられている。なお、電池システム１０４とセルコントローラ２００の間の電圧検出線は、不図示のコネクタでセルコントローラ２００に接続されている。
バッテリーコントローラ５００は、電池システム１０４に流れる充放電電流を検出する電流センサ５０３に接続される電流検出回路５０２と、セルコントローラ２００とインバータ７００及び図示されない上位の車両コントローラとの通信を含む、バッテリーコントローラ５００の全体の制御を行うマイクロコンピュータ５０４とを備えている。また、インバータ７００の内部には電池システム１０４の総電圧を測定する総電圧測定回路７０１が設けられている。また、図示はされていないがバッテリーコントローラ５００は単電池セル１０１の温度を測定し、電池状態のパラメータの温度補正を行っている。
図２は総電圧検出回路５０１がバッテリーコントローラ５００にも設置された例である。後述するように、電池システム１０４の総電圧を測定できれば、総電圧検出回路５０１は、図１のようにバッテリーコントローラ５００の内部に設けられていなくともよい。
この蓄電装置１００の起動後に以下の動作が行われる。バッテリーコントローラ５００は、セルコントローラ２００が全単電池セルのＯＣＶ（開路電圧）測定を行う指令を絶縁素子群４００を介して送信する。測定された各単電池セルのＯＣＶのデータは、セルコントローラ２００からセルグループ単位で絶縁素子群４００を介して、バッテリコントローラ５００に送信される。バッテリーコントローラ５００は受信した各単電池セルのＯＣＶをＳＯＣに変換し、全単電池セルのＳＯＣの偏差を算出する。ＳＯＣの偏差が所定の値、例えば全単電池セルのＳＯＣの平均よりも大きい単電池セルがバランシング放電を行う対象となる。バランシング放電の対象となった単電池セルのＳＯＣの偏差が０となるまでの時間が計算され、この時間だけセルコントローラＩＣ３００内のバランシングスイッチをオンとする制御動作を行う指令が、バッテリーコントローラ５００からセルコントローラ２００に送られ、バランシング対象の単電池セルのバランシング放電が行われる。
上記で測定された各単電池セルのＯＣＶから、電池システム１０４のＳＯＣが算出（算出方法は省略）された後、インバータ７００あるいは上位コントローラである車両コントローラ（不図示）がリレー６００とリレー６１０とをオンとして、蓄電装置１００がインバータ７００とモータ８００に接続され、車両コントローラからの充放電指令をインバータ７００が受けて、インバータ７００が動作してモータ８００を駆動するとともに、蓄電装置１００の充放電動作が行われる。
リレー６００及びリレー６１０をオンとして蓄電装置１００が充放電を開始する時から、バッテリーコントローラ５００は、一定時間毎に充放電電流と総電圧を測定する。得られた総電圧と充放電電流の値から、バッテリーコントローラ５００は組電池の充電状態（ＳＯＣ）と電池の内部抵抗（ＤＣＲ）をリアルタイムに算出（算出方法は省略）する。さらに、これらの値から電池システム１０４が充放電可能な電流あるいは電力をリアルタイムに算出して、インバータ７００に送信し、インバータ７００はその範囲内で充放電電流あるいは電力を制御する。尚、図１では総電圧をバッテリーコントローラ５００が測定していないが、後述する方法でセルコントローラ２００から総電圧値を得ている。
図３は、セルコントローラ２００内のセルコントローラＩＣ３００ａ〜３００ｄとバッテリーコントローラ５００内のマイクロコンピュータ５０４の間の通信接続例を示す図である。マイクロコンピュータ５０４はセルコントローラ２００内のセルコントローラＩＣ３００ａ〜３００ｄを起動させるための起動信号を出力する起動信号出力ポートと、コマンド及びデータを送信するための送信ポートＴＸＤと、過充電状態を検出するためのデータパケット（ＦＦ信号）を出力するためのＦＦ信号出力ポートを有している。
図３の例では、複数の単電池セルを直列接続したセルグループ１０２を２個直列接続した電池モジュール１０３を、サービスディスコネクトスイッチ（ＳＤ−ＳＷ）１０５の上下に配した構成となっている。電池モジュール１０３を構成するセルグループの数は２個に限定されず、３個以上であってもよい。またこれらのセルグループ１０２ａ〜１０２ｄに対応して、それぞれセルコントローラＩＣ３００ａ〜３００ｄが設けられている。
なお、ここでは図３で一番下のセルコントローラＩＣ３００ａを、マイクロコンピュータ５０４からの信号を最初に受信する最上位セルコントローラＩＣとしている。図３の一番上側のセルコントローラＩＣ３００ｄを最上位セルコントローラＩＣとする構成でもよい。
以下単にセルコントローラＩＣあるいはセルコントローラＩＣ３００と呼ぶ場合は、セルコントローラＩＣ３００ａ〜３００ｄを特に限定しない場合とする。また、同様にセルグループ１０２ａ〜１０２ｄに対しても、これらを特に限定しない場合は、セルグループあるいはセルグループ１０２と呼ぶ。
サービスディスコネクトスイッチ（以下ＳＤ−ＳＷと呼ぶ）１０５は、高電圧の組電池でよく用いられるスイッチであり、保守点検時にこのＳＤ−ＳＷ１０５を開放することによって、組電池の電流経路を遮断し、作業者の感電を防止することを目的としている。このＳＤ−ＳＷ１０５を開放しておけば、電池の直列接続が絶たれるため組電池の最上位端子と最下位端子を人間が触っても高電圧が人体に印加されることはないので、感電が防止できる。
コマンドおよびデータ信号の通信ラインでは、コマンドおよびデータ信号がマイクロコンピュータ５０４の送信ポートＴＸＤから高速絶縁素子４０１とコンデンサ４０３を通じて最上位のセルコントローラＩＣ３００ａの通信受信端子ＲＸＤに送信される。起動信号出力ポートは低速絶縁素子４０２を通じてセルコントローラＩＣ３００ａの起動信号入力端子ＷＵ＿Ｒｘに接続される。また、ＦＦ信号の通信ラインでは、ＦＦ信号がＦＦ信号出力ポートから低速絶縁素子４０２とコンデンサ４０３を通じてセルコントローラＩＣ３００ａのＦＦ入力端子ＦＦＩＮに送信される。最上位のセルコントローラＩＣ３００ａは、その通信出力端子ＴＸＤが一つ下位のセルコントローラＩＣ３００ｂの通信受信端子ＲＸＤにコンデンサ結合で接続され、またＦＦ出力端子ＦＦＯＵＴがセルコントローラＩＣ３００ｂのＦＦ入力端子ＦＦＩＮにコンデンサ結合で接続される。また、セルコントローラＩＣ３００ａの起動出力端子ＷＵ＿Ｔｘは、この一つ下位のセルコントローラＩＣ３００ｂの起動信号入力端子ＷＵ＿Ｒｘに接続される。
これらの高速絶縁素子４０１、低速絶縁素子４０２、および、コンデンサ４０３で、マイクロコンピュータ５０４と最上位のセルコントローラＩＣ３００ａとの間の通信経路で用いられている絶縁素子をまとめて絶縁素子群４００（図１）としている。
サービスディスコネクトスイッチ（ＳＤ−ＳＷ）１０５の上側の電池モジュール１０３に接続されているセルコントローラＩＣの最上位セルコントローラＩＣ３００ｃと、下側の電池モジュール１０３に接続されているセルコントローラＩＣの最下位セルコントローラＩＣ３００ｂとの間の通信は、絶縁して行う必要がある。これは、上側および下側の電池モジュール１０３それぞれに直列接続されている単電池セルの数が多いために、電池モジュール１０３の端子間電圧が高くなるためである。このため、コマンドおよびデータ信号の通信ラインに高速の絶縁素子４０１が挿入され、ＦＦ信号の通信ラインに低速の絶縁素子４０２が挿入される。もしもこれらの通信ラインを直結するとその接続を通じて組電池が直列接続されることになり、ＳＤ−ＳＷ１０５の切り離しを行っても組電池の直列接続が維持されるため、組電池の通電を遮断できなくなり、作業者が感電する可能性を生じることになる。なお、図３のＳＤ−ＳＷ１０５の上側（下位側）のセルコントローラＩＣ３００ｃにも、マイクロコンピュータ５０４の起動信号出力ポートから、低速絶縁素子４０２を通じて、起動信号が出力される。
最下位のセルコントローラＩＣ３００ｄでは、通信出力端子ＴＸＤが高速絶縁素子４０１を介してマイクロコンピュータ５０４の通信受信ポートＲＸＤに接続される。同様に、セルコントローラＩＣ３００ｄのＦＦ出力端子ＦＦＯＵＴがマイクロコンピュータ５０４のＦＦ信号入力ポートに低速の絶縁素子４０２を介して接続される。
セルコントローラ２００を起動する場合は、マイクロコンピュータ５０４は起動信号を出力し、セルコントローラＩＣ３００ａとセルコントローラＩＣ３００ｃは低速絶縁素子４０２を通じて起動信号を受信して起動される。起動されたセルコントローラＩＣは次のセルコントローラＩＣに起動信号を出力する。このようにして全部のセルコントローラＩＣ３００は順番に起動される。
なお、低速絶縁素子４０２にはフォトカプラのような直流信号も伝送できる絶縁素子を用いており、マイクロコンピュータ５０４からのセルコントローラＩＣ３００ａとセルコントローラＩＣ３００ｃへの起動信号は直流信号または比較的時間幅の広いパルス信号で行われる。これは、蓄電装置１００の起動時はノイズや電圧変動が発生し易いので、この影響を除去するためである。最初に起動されたセルコントローラＩＣ３００ａまたは３００ｃから次のセルコントローラＩＣを起動するための信号は短パルスあるいは交流パルス信号により行われる。
セルコントローラ２００の起動後は、マイクロコンピュータ５０４は高速絶縁素子４０１を通じてセルコントローラＩＣ３００ａの受信端子ＲＸＤにコマンド信号及びデータ（データパケット）を送信する。セルコントローラＩＣ３００ａはコマンド信号とデータパケットを受信し、さらにこれらを出力端子ＴＸＤから次のセルコントローラＩＣ３００ｂに送信する。このようにして全部のセルコントローラＩＣ３００ａ〜３００ｄはコマンド信号とデータを受信し、このコマンド信号とデータに従って動作を行う。セルコントローラＩＣ３００ａ〜３００ｄがそれぞれ制御するセルグループ１０２ａ〜１０２ｄの単電池セルの端子間電圧（セル電圧と呼ぶ）等のデータを得る場合には、ぞれぞれのセルコントローラＩＣ３００ａ〜３００ｄがデータパケットにデータを付加して、送信端子ＴＸＤから次のセルコントローラＩＣのＲＸＤ端子に送信し、最終的にマイクロコンピュータ５０４のＲＸＤ端子で受信される。マイクロコンピュータ５０４は自分が送信したコマンド信号を含めたデータパケットを受信し、正常にコマンド信号転送が行われ、かつセルコントローラＩＣ３００ａ〜３００ｄが付加したデータがある場合にはそのデータが受信される。
なお、ＦＦ信号のセルコントローラＩＣ３００ａ〜３００ｄのＦＦ入力端子ＦＦＩＮおよびＦＦ出力端子ＦＦＯＵＴを経由するループは、単電池セルの過充電あるいは過放電の状態を検出するループであり、リチウムイオン単電池セルの安全性確保のために重要な過充電の検出の信頼性を、ＴＸＤ端子とＲＸＤ端子を経由する通信ラインとは別の系統で検出するためのものである。ＦＦ信号は一定周期の矩形波信号を想定しており、例えば、正常状態は１ｋＨｚの矩形波で、過充電状態は２ＫＨｚの矩形波とする。セルコントローラＩＣ３００はＦＦ入力端子ＦＦＩＮ入力に１ＫＨｚの矩形波が入力された場合、上位のセルコントローラＩＣ３００は正常な状態である（過充電でない）と認識し、当該セルコントローラＩＣ３００のセル電圧検出値が過充電電圧を検出した場合には、ＦＦ入力端子ＦＦＩＮの入力信号の周波数が１ｋＨｚか２ｋＨｚのどちらの場合でも、ＦＦ出力端子ＦＦＯＵＴ出力に２ｋＨｚの矩形波を出力し、過充電状態を下位のセルコントローラＩＣ３００に出力する。また、ＦＦＩＮ端子の入力信号の周波数が１ｋＨｚあるいは２ｋＨｚ以外の信号の場合は、ＦＦ出力端子ＦＦＯＵＴに矩形波を出力しないものとする。
あるセルコントローラＩＣ３００がその制御するセルグループの単電池セルの過充電電圧を検出していなくても、ＦＦ入力端子ＦＦＩＮに他のセルコントローラＩＣ３００から２ｋＨｚの矩形波が入力されると、当該セルコントローラＩＣはＦＦ出力端子ＦＦＯＵＴに２ｋＨｚの矩形波を出力する。このようにしてＦＦ信号ループはいずれかのセルコントローラＩＣ３００が過充電を検出したことを出力し、マイクロコンピュータ５０４は高速の通信信号ループとは別の経路で過充電を検出できる。
尚、マイクロコンピュータ５０４は、通常、最上位のセルコントローラＩＣ３００ａに１ｋＨｚの正常状態を示す矩形波を出力するものとする。マイクロコンピュータ５０４が２ｋＨzの過充電を示す矩形波を出力すれば、マイクロコンピュータ５０４は、全部のセルコントローラＩＣ３００ａ〜３００ｄが過充電電圧を検出していなくても、戻ってきたＦＦ信号の矩形波が２ｋＨｚであれば、ＦＦループが正常に動作していることを確認することができる。また、ＦＦループに障害が発生した場合、例えば断線した場合は、矩形波が伝送されないのでその状態を識別できる。
図４はセルコントローラ２００内のセルコントローラＩＣ３００ａ〜３００ｄとバッテリーコントローラ５００内のマイクロコンピュータ５０４の間を別の方法で接続する例を示す図である。図３との違いは、各ラインの接続で、組電池の中間点のスイッチ１０３の間の通信接続ラインにコンデンサ４０３を用いた点である。コマンド信号、ＦＦ信号は短パルスの矩形波信号であり、コンデンサ結合を用いてもデータ通信は可能であるので、このような回路を採用することで、フォトカプラのような電源を必要とする絶縁素子を削減することができ、このような絶縁素子による消費電流を削減することができる。
図５は、１つのセルコントローラＩＣ３００の内部構成を示す説明図である。また、ロジック部２１３の構成概略を図６に示す。
ここでは、セルグループ１０２は１２個の単電池セル１０１（セル１〜１２とする）から構成されている。セルグループ１０２とこれを制御するセルコントローラＩＣ３００とは、各々の単電池セルの電圧検出を行う電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ１３とを介して、それぞれの電圧検出用のＣＶ端子（ＣＶ１〜１３端子）とバランシング動作を行うＢＳ端子（ＢＳ０１Ｈ〜ＢＳ１２Ｈ端子およびＢＳ０１Ｌ〜ＢＳ１２Ｌ端子)とに接続されている。各単電池セルの両端すなわち正極端子と負極端子はそれぞれ、セル入力抵抗Ｒｃｖ２０２を経由してＣＶ端子に接続され、それぞれのＣＶ端子には最下位のＧＮＤ端子との間にセル入力コンデンサＣｉｎ２０３が接続されている。
このセル入力抵抗Ｒｃｖ２０２とセル入力コンデンサＣｉｎ２０３でＲＣフィルタを構成し、インバータ７００の動作に起因してセル電圧に重畳するリップル電圧を主とするノイズを抑制する。単電池セルの両端の電圧端子はバランシング抵抗（Ｒｂ）２０１を通じてバランシングスイッチ端子（ＢＳ端子）に接続される。ＩＣ内部にはバランシング電流を通電するバランシングスイッチ（ＢＳ）２２２が接続されている。ＢＳ２２２をオンとするとバランシング抵抗２０１を通じて当該セルのバランシング電流が流れる。尚、ＢＳ端子間にはバランシング端子コンデンサ（Ｃｂ）２０４が接続されている。これは、後述するバランシングスイッチ診断時の誤動作防止のためのもので、インバータ７００の動作に起因するリップル電圧等のノイズで誤検出しないようにしている。なお、図５ではバランシング抵抗２０１は、バランシングスイッチ毎にこのバランシングスイッチを挟むように２個設けられているが、１個だけ設けるようにしてもよい。
なお、各単電池セルのバランシング放電用のＢＳ端子と、端子間電圧測定用のＣＶ端子とはそれぞれ専用の端子として設けられている。また、バランシング抵抗Ｒｂ２０１と、バランシングスイッチＢＳ２２２とで構成されるバランシング放電回路は、セル入力抵抗Ｒｃｖ２０２より単電池セル側で電圧検出線に接続されている。これによって、バランシング電流がセル入力抵抗Ｒｃｖ２０２を流れないため、正確な端子間電圧測定が可能となっている。電圧検出線に断線の無い正常な状態では、バランシング放電回路のバランシング抵抗Ｒｂ２０１とバランシング端子コンデンサＣｂ２０４、およびバランシングスイッチ２２２のオン・オフは、端子間電圧測定に影響を与えない。従来は、特開２０１０−２４９７９３号公報に記載されているように、バランシング放電用の回路の一部が端子間電圧測定用の回路（電圧検出線とセル入力抵抗）と共通となっている場合が多く、バランシング放電を行うと端子間電圧が低下するようになっていた。従って、正確な端子間電圧測定は、バランシング放電を停止して実施していた。
また、セル入力コンデンサＣｉｎ２０３は、従来は各単電池セルの正負極に接続された電圧検出線の間に接続されていたが、本発明による構成では、このセル入力コンデンサＣｉｎ２０３の負極側が、ＧＮＤに接続されている。この回路構成を採用することにより、断線の無い正常な状態においては、バランシングスイッチのオン・オフによって、コンデンサＣｉｎ２０３が放電されることがなく、従って、バランシング放電中に各単電池セルの端子間電圧測定を正確に行うことができる。
ＣＶ端子はセルコントローラＩＣ３００の内部でマルチプレクサ２１０の入力端子（Ｍｉｎ端子、Ｍｉｎ１〜Ｍｉｎ１３）に接続されている。マルチプレクサ２１０は各々のセルを選択して、その正極電位と負極電位を出力するもので、ロジック部２１３のマルチプレクサ入力選択レジスタ２４５からの出力で制御される。マルチプレクサ２１０の出力は差動増幅器２１１を通じて各単電池セルの端子間電圧に変換され、その電圧はＡＤコンバータ２１２でデジタル値に変換される。ＡＤコンバータ２１２の動作はロジック部２１３で制御され、ＡＤコンバータ２１２の出力はロジック部２１３で処理される。すなわち、差動増幅器２１１とＡＤコンバータ２１２とで電圧測定を行っている。
このＡＤコンバータ２１２には例えば逐次比較型等の高速なＡＤコンバータを採用している。このような高速なＡＤコンバータを用いることで、後述のマルチプレクサの診断などを高速に行うことができるようになっている。
高速なＡＤコンバータは信号にノイズ成分があると、これをそのまま検出してＡＤ変換してしまう。このため、端子間電圧測定用のＣＶ端子に接続されている電圧検出線の各々にセル入力抵抗Ｒｃｖ２０２とセル入力コンデンサＣｉｎ２０３を設けてＲＣフィルタを構成し、ノイズを除去してからマルチプレクサ２１０、差動増幅器２１１を経由してＡＤコンバータ２１２に入力されるようになっている。
例えば、このＣＶ端子のＲＣフィルタのカットオフ周波数は５０Ｈｚ程度となるようにしている。これにより、インバータ７００の半導体スイッチング素子のスイッチングによるノイズ（ｐ−ｐで約２０％、２０ｋＨｚ程度）は１／１００以下にすることができる。
バランシング端子（ＢＳ端子）に接続されたコンデンサＣｂ２０４はバランシングスイッチのノイズ対策用に設けられているバイパスコンデンサである。バランシング抵抗Ｒｂ２０１とバランシング端子コンデンサＣｂ２０４で構成されるＲＣフィルタのバランシング放電回路の時定数は小さいので、後述するように、バランシング電流検出での断線判定を高速に行うことができる。また、この方法での断線判定はバランシング電流が流れたかどうかを判定して行われるので、判定の閾値はインバータからのノイズが問題とならないように設定することができる。なお、まとめて後述するようにこのバランシング放電回路のＲＣフィルターのカットオフ周波数は、上記の端子間電圧測定用のＣＶ端子のＲＣフィルターのカットオフ周波数の１０倍程度に設定されている。
なお、ＣＶ端子のＲＣフィルタのカットオフ周波数を上記より高めに設定し、これにより取り切れないノイズ成分を除去するために、ＡＤコンバータでサンプリングを複数回行い、この複数のサンプリング結果を平均化してノイズ成分を取り除くことも可能である。
図５においては、単電池セル（セル１〜セル１２）の正極あるいは負極からマルチプレクサ２１０の入力端子Ｍｉｎ１〜Ｍｉｎ１３までの間を電圧検出線としている。ただし、後述する電圧検出線の断線検出においては、単電池セル（セル１〜セル１２）の正極あるいは負極からセルコントローラ２００の入力までの間（図１または図２参照）での断線検出を目的としている。
マルチプレクサ２１０の入力端子Ｍｉｎ１〜Ｍｉｎ１３に接続される電圧入力ライン（すなわち電圧検出線）で、２つの隣り合う電圧入力ライン、すなわち各単電池セルの正極に接続された電圧検出線と負極に接続された電圧検出線の間にはマルチプレクサ入力短絡スイッチ２２４が設けられている。各単電池セルに対応したマルチプレクサ入力短絡スイッチ２２４をそれぞれＳＷＸ１〜ＳＷＸ１２とする。また各電圧入力ラインにはマルチプレクサ入力保護用の抵抗Ｒｍｐｘが設けられている。
なお、マルチプレクサ２１０の入力端子Ｍｉｎ１４〜Ｍｉｎ１７は後述するブロック電圧入力部２２５からの出力電圧の入力のために設けられており、これらの入力ラインの間にもマルチプレクサ入力短絡スイッチＳＷＸ１４〜ＳＷＸ１６が設けられている。
図６はロジック部２１３の構成の概略を示したものである。このロジック部の動作と機能については、後述する断線検出方法およびその診断方法で説明する。ここでは構成について簡単に説明する。
ロジック部２１３にはＡＤコンバータ２１２からの検出電圧信号が入力され、これが電圧比較部２４０で所定の閾値と比較される。例えば、検出電圧信号が所定の閾値より大きければ、正常な電圧が検出されたとして検出結果「１」を検出結果レジスタ２４１に、マルチプレクサ２１０で選択された入力の測定順に格納する。
なお、バランシングスイッチ状態検出回路２２３を動作させて、バランシング電流の有無の検出あるいは、バランシングスイッチ２２２の診断を行った場合は、これらの結果が検出結果格納レジスタ２４１に直接格納される（図５の２参照）。
検出結果レジスタ２４１に格納された検出結果に基づいて、後述する断線検出方法に従い、断線判定部２４２は電圧検出線の断線判定を行う。この断線判定は、連続した測定（単電池セルの端子間電圧、バランシング電流の有無）の結果を２つ以上参照して行われる。電圧検出線の断線判定の結果は診断結果レジスタ２４３に格納される。
なお、後述するが、断線検出に関与する回路およびロジックの診断のための測定を行った場合にも、検出結果レジスタ２４３にこれらの測定結果が格納される。これらの診断における測定結果に基づく断線検出に関与する回路およびロジックの診断では、１回の連続した測定で、この測定に対応した部分の診断が断線判定部２４２で行われ、同様に診断結果レジスタに格納される。
ＡＤコンバータ２１２の出力は、上述のように、マルチプレクサ２１０で選択された単電池セルの端子間電圧、あるいは入力端子Ｍｉｎ１〜Ｍｉｎ１３に接続された２つの電圧検出線の間の電圧である。断線検出や診断以外の通常の蓄電装置１００の動作では、各単電池セルの端子間電圧は電圧測定結果レジスタ２４４に格納される。また後述するように、断線検出を単電池セルの端子間電圧の測定値を用いて行う場合にも、各単電池セルの端子間電圧は電圧測定結果レジスタ２４４に格納される。
診断結果レジスタ２４３に格納された断線検出結果または診断結果と、電圧測定結果レジスタ２４４に格納された各単電池セルの端子間電圧は、上述のように、セルコントローラＩＣ３００から通信ラインを介して上位コントローラ（バッテリコントローラ５００）に送信される。
ロジック部２１３は、セルコントローラＩＣ３００に設けられた各種のスイッチを制御するレジスタを備えている。
マルチプレクサ入力選択レジスタ２４５には、マルチプレクサ２４５を切り替えて入力を選択するためのデータが格納されている。マルチプレクサ診断レジスタ２４６には、後述するマルチプレクサの診断を行うための、マルチプレクサ入力短絡スイッチ２２４を制御するデータが格納されている。バランシングスイッチ制御レジスタ２４７には、各セル毎に設けられたバランシングスイッチ２２２のオン・オフを制御するためのデータが格納されている。バランシングスイッチ状態診断レジスタ２４８には、バランシングスイッチ２２２の診断を行うための、バランシングスイッチ状態検出回路２２３のスイッチ回路を制御するデータが格納されている。Ｓ／Ｈ制御レジスタ２４９には図１０に示すブロック電圧入力部２２５のサンプルホールド回路２３６内のスイッチ（不図示）を制御するためのデータが格納されている。
後述する電圧検出線の断線検出機能やこの断線検出機能の診断のために、セルコントローラＩＣ３００に備えられた各種のスイッチを動作させるためのデータが、断線検出の命令や断線検出機能診断の命令と共に上位コントローラ（バッテリーコントローラ５００）から送信される。上記のレジスタには、これらの各種のスイッチを動作させるためのデータが格納される。
セルコントローラＩＣ３００は、上位コントローラから断線検出の命令や断線検出機能診断の命令を受信すると、これらのレジスタに格納されたデータを用いて各種のスイッチを動作させて、断線検出や断線検出機能の診断を行う。
セルコントローラＩＣ３００の動作電源はＶｃｃ端子から供給される（図５、７、８、１０参照）。Ｖｃｃ端子に接続されたＶｃｃコンデンサ（Ｃｖｃｃ）２０６はノイズを抑えるコンデンサである。Ｖｃｃ端子には、電源供給線ＶＬ１を介して、セルグループ１０２の端子間電圧Ｖｃｃが入力される。この電源供給線ＶＬ１は、図５、７、８、１０に示すように、最上位の電圧検出線ＳＬ１において抵抗Ｒｃｖ２０２よりセルグループ側に接続されているか、あるいはセルグループ１０２の最上位セルであるセル１の正極側に接続されている。Ｖｃｃ端子は更に、セルコントローラＩＣ３００内で電源部２２６に接続され、その内部のレギュレータはロジック部を含むＶＤＤ電源で動作する回路に３．３Ｖ動作電源ＶＤＤを供給する。電源ＶＤＤはまた、セルコントローラＩＣ３００のＶＤＤ端子に接続されている。動作安定用のＶＤＤコンデンサ（Ｃｖｄｄ）２０６が接続され、外部のＶｄｄで動作する回路へも電源供給を行う。
電源部２２６は起動信号検出部２１５の出力で起動する起動信号検出回路を有しており、上位セルコントローラＩＣあるいはマイクロコンピュータ５０４から絶縁素子４０２を介して起動信号を受信すると、レギュレータへの電源供給が行われると共に、起動とＰＯＲ（パワーオンリセット）動作を行う。セルコントローラＩＣ３００が起動するとロジック部２１３からの出力で起動信号出力部２１６が動作し、下位のセルコントローラＩＣ３００に起動信号を出力する。尚、起動信号出力部２１６にはセルコントローラＩＣ３００の外側にコンデンサが接続されるようになっている。このコンデンサはチャージポンプ動作をおこなうもので、このセルコントローラＩＣ３００の電源Ｖｃｃよりも設定電圧だけ高い電圧を発生させるためのものである。
Ｖｃｃ端子は起動信号検出部２１５へ常時接続され、セルコントローラＩＣ３００の全体の動作が停止している状態でも、起動信号検出部２１５にのみ電源が供給されている。ただし、セルコントローラＩＣが動作停止状態では電源は電池（セルグループ１０２）から供給されるため、起動信号検出部２１５は、その消費電流をできるだけ少なくする回路構成となっている。
図７は、図３の最上位セルコントローラＩＣ３００ａについて、その起動信号検出部２１５、コマンド信号受信部２１７、およびＦＦ信号入力部２１８と外部回路との接続例を示す図である。セルコントローラＩＣ３００が最上位設定の場合、起動信号入力端子はＷＵ＿ＲＸ端子が使用される。この端子にはフォトカプラである起動用低速絶縁素子４０２が接続され、マイクロコンピュータ５０４が駆動用トランジスタ４０４を通じて起動用の低速絶縁素子４０２のダイオードに電流を通電することで、絶縁されたトランジスタ側がオンとなる。低速絶縁素子４０２のトランジスタ側はコレクタ側がセルコントローラＩＣ３００のＶｃｃに抵抗を介して接続されており、トランジスタ側がオンとなると、セルコントローラＩＣ３００のＷＵ＿ＲＸ端子にはＶｃｃが印加される。起動信号検出部２１５は設定された閾値を有するコンパレータであり、絶縁素子４０２のトランジスタのオン状態を検出すると電源部２２６へ起動検出信号を出力する。このようにすれば、上述したように、動作停止状態の消費電流を下げることが可能となる。
また、コマンド信号受信部２１７には端子ＲＸＤが使用される。この端子にはコンデンサ４０３を介してトランスを用いた小型の通信用の高速絶縁素子４０１が接続され、マイクロコンピュータ５０４から通信信号が送信される。この高速通信用絶縁素子には、例えばデジタルアイソレータを使用するが、これはフォトカプラと異なり、送信側にも動作電源が必要である。この動作電源はセルコントローラＩＣ３００の動作電源ＶＤＤがＶＤＤ端子を用いて供給される。このＶＤＤは動作停止時に出力されないため、動作停止中に暗電流が流れることはない。尚、コマンド信号受信部２１７はパルス信号を検出するもので、検出されたパルス信号はデジタル通信信号としてロジック部２１３で利用される。
また、ＦＦ信号入力部２１８には端子ＦＦＩＮが使用され、コマンド信号受信部２１７の場合と同様に、フォトカプラである低速絶縁素子４０２とコンデンサ４０３を通じて、マイクロコンピュータ５０４が駆動用トランジスタ４０５を駆動して、ＦＦ信号が伝達される。尚、ＦＦ信号入力部２１８はパルス信号を検出するもので、検出されたパルス信号はロジック部２１３で過充電あるいは過放電信号として検出される。
図８は、図３の最下位セルコントローラＩＣ３００ｄについて、そのコマンド信号出力部２２０、ＦＦ信号出力部２２１と外部回路との接続例を示す図である。コマンド信号出力部２２０のコマンド出力信号は、出力端子ＴＸＤから出力され、コマンド信号通信用の高速絶縁素子４０１を経由してマイクロコンピュータ５０４のデータ受信ポートＲＸＤで受信される。トランスを用いた通信用の高速絶縁素子４０１は送信側の供給電源としてセルコントローラＩＣ３００のＶＤＤが使用される。ＦＦ信号出力部２２１の出力信号端子ＦＦＯは、駆動用トランジスタ４１０を通じてフォトカプラである起動用の低速絶縁素子４０２を駆動し、フォトカプラからの出力信号はマイクロコンピュータ５０４のＦＦ信号入力ポートに入力される。なお、マイクロコンピュータ５０４から出力された起動信号がすべてのセルコントローラＩＣで受信されたことは、最下位セルコントローラＩＣ３００ｄが起動された後のＦＦ信号出力がマイクロコンピュータ５０４で受信されたことによって確認される。低速、高速絶縁素子４０１、４０２を介した信号の授受は図７で説明した場合と同様であるので、説明は省略する。
図３、図４、図７に示したように、セルコントローラＩＣ３００間の通信およびＦＦ信号の伝達はコンデンサ４０３を用いて行うようにしている。具体的な受信部の回路構成を図３１に示す。コンデンサ結合された入力端子ＲＸには、Ｖｄｄ／２の電圧が印加された負荷抵抗が接続され、その正極側端子は、Ｖｄｄ／２を閾値とするヒステリシス特性を有するコンパレータに接続され、入力端子ＲＸに印加されたパルス信号がコマンド信号として再生される。
なお、コンデンサ結合ではコマンド信号のＤＵＴＹ比によって直流成分が変動するため、ＤＵＴＹ比が５０％であることが、ノイズ耐性の点から好ましい。したがって、ＦＦ信号は、ＤＵＴＹ比が５０％の矩形波としているが、高速の通信信号もＤＵＴＹ比が５０％の信号であることが好ましい。その通信信号方式として、論理“０”と“１”で矩形波の周波数を変えるＦＳＫ方式(Frequency Shift Keying)、あるいは、論理“０”と“１”で矩形波のパルス幅を変えるＰＷＭ方式(Pulse Width Modulation)があり、この方式を使用することでノイズ耐性をあげて、信頼性を確保することが可能となる。図３１にＦＳＫ方式の通信波形例を示す。図に示されるようにデータ“１”送信時のパルス信号周期がデータ“０”送信時のパルス信号周期の半分となっているので、データ送信時のデューティ比は５０％であり、直流成分の変動はなく、図３１のような回路構成で信頼性の高い通信が可能である。
図５、図７、図８では、図で上側に示すセルコントローラＩＣ３００を下位コントローラＩＣ３００とし、下側に示すセルコントローラＩＣ３００を上位セルコントローラＩＣ３００としている。これは、図３、図４に示すように、本発明による蓄電装置の例では、マイクロコンピュータ５０４からの指令は、図で下側に示すセルコントローラＩＣに最初に送信されており、通信経路での順番に基づいてセルコントローラの上位・下位としているためである。マイクロコンピュータ５０４からの指令を図で上側に示すセルコントローラＩＣが最初に受信するような回路構成でもよいので、セルコントローラＩＣの上位・下位については図示されている状態に限定されるものではない。
また図３、図４の各セルグループの参照番号１０２ａ〜１０２ｄも、ここで示すセルコントローラＩＣの上位・下位の関係に合わせて設定しており、図で一番下側のセルグループが１０２ａとなっている。
ただし、各セルグループの中での単電池セルに関しては、図の上側の単電池セルの電位が高いので、図で上側に示す単電池セルを上位の単電池セルとしている。
図９はバランシングスイッチ（ＢＳ）２２２の診断を行う、バランシングスイッチ状態検出回路２２３の説明図である。バランシングスイッチ２２２はロジック部２１３のバランシングスイッチ制御レジスタ２４７の出力で制御される。バランシングスイッチＢＳ２２２の診断は、ＢＳ２２２の端子間電圧をコンパレータ２２９で電圧源２２７と比較することによって行われる。すなわちバランシングスイッチＢＳ２２２がオン状態の場合には、ＢＳ２２２の端子間電圧ｖＢＳは、バランシング電流ｉＢＳ×バランシングスイッチのオン抵抗ｒＢＳとなり、ＢＳ２２２がオフ状態の場合には、ｖＢＳは単電池セル１０１の端子間電圧となる。従って、コンパレータ２２９の閾値は単電池セル１０１の電圧の使用範囲の最低値と、ｉＢＳ×ｒＢＳの想定最大値の間の電圧にすればよい。例えば、単電池セル１０１の最低使用電圧を２Ｖ、最大バランシング電流を１００ｍＡ、オン抵抗最大値を１０Ωとすれば、バランシング動作中のＢＳ２２２の端子間電圧は最大１Ｖとなるので、コンパレータ２２９の閾値を１．５Ｖとすればよい。すなわちコンパレータ２２９の閾値電圧として入力される電圧源２２７の電圧を１．５Ｖとする。
このバランシングスイッチＢＳ２２２の診断は、ＢＳ２２２がオフ状態のときと、オン状態のときに、ロジック部２１３が、コンパレータ２２９の出力を検出して行う。スイッチ回路（ＳＷ）２２８は通常、コンパレータ２２９の＋入力側にＢＳ２２２の正極側電圧が入力され、−入力側に電圧源２２７の閾値電圧が入力されるように操作される。バランシングスイッチＢＳ２２２がオフの場合、ＢＳ２２２の正極側電圧は単電池セル１０１の端子間電圧となるので、コンパレータ２２９の出力は１（またはＨｉｇｈ）となる。また、バランシングスイッチＢＳ２２２がオンの場合、ＢＳ２２２にバランシング電流が流れるので、ＢＳ２２２の正極側電圧は上記のようにｉＢＳ×ｒＢＳとなり、コンパレータ２２９の出力は０（またはＬｏｗ）となる。
このように、コンパレータ２２９の出力はバランシング電流が通電されているかどうかを示すので、ロジック部２１３がバランシングスイッチ（ＢＳ）２２２をオンと制御した時にコンパレータ２２９の出力がＨｉｇｈとなり、バランシング電流が流れていないと判断されれば、ＢＳ２２２が開放故障したか、バランシング電流通電回路が開放になったと判断できる。また、ロジック部２１３がＢＳ２２２をオフと制御した時にコンパレータ２２９の出力がＬｏｗとなり、バランシング電流が流れていると判断された場合には、ＢＳ２２２が短絡故障したか、ＢＳ２２２の端子間が短絡したか、バランシング端子コンデンサ（Ｃｂ）２０４が短絡故障したと判断できる。
尚、この例ではコンパレータの閾値を１個としたが、２個のコンパレータを用いて２種類の閾値で判断してもよい。例えば、この２種類の閾値をそれぞれ、バランシングスイッチオン時に想定される最大のＢＳ２２２の端子間電圧と、想定される最小の端子間電圧に設定しておけば、流れたバランシング電流が想定される範囲内であるかどうかを判断できる。なお、コンパレータ出力の検出タイミングは、上位コントローラ（バッテリコントローラ５００）からの指令でバランシングスイッチＢＳ２２２をオンとしたときに、コンパレータの出力を読み込むことで行なわれる。
（ＢＳ診断回路の入力切り替えによるＢＳ診断回路の診断）
コンパレータ２２９の入力にはスイッチ回路（ＳＷ）２２８が挿入され、図９（ａ）と（ｂ）に示すように、ロジック部２１３の信号でコンパレータの＋側入力電圧と−側入力電圧とを切り替えるようになっている。これは、このバランシングスイッチ状態検出回路２２３の診断を行うためのものである。このＳＷ２２８を切り替えると、コンパレータ２２９の出力が反転するのでコンパレータ２２９が正常に動作しているかどうか、上位コントローラ（バッテリコントローラ５００）からの制御で、ロジック部２１３を通じて確認することができ、信頼性をあげることができる（図９（ｂ）参照）。また、後述する断線診断コマンドでの断線診断時に、擬似断線状態を作成して断線診断動作の診断を行うことも可能となる。なお、このスイッチ回路２２８は、ロジック部２１３のバランシングスイッチ状態診断レジスタ２４８の出力で制御される。
(ブロック電圧測定)
図１０は、ブロック電圧の測定を行う回路の説明図である。図２で示されるように、バッテリーコントローラ５００は総電圧測定回路を有していない。その代わりとして、バッテリーコントローラ５００は、上位コントローラ（インバータまたは車両コントローラ）から電池システム１０４の総電圧を測定する指令をＣＡＮ（Controller Area Network）通信で受信すると、電池システム１０４の複数のセルグループのそれぞれのセルグループ全体の電圧（ブロック電圧と呼ぶ）をほぼ同時に測定する指令を、図３と図４で説明したように、複数のセルコントローラＩＣ３００に送信する。セルコントローラＩＣ３００の各々は、制御対象である１２個の単電池セルからなるセルグループ全体の電圧(ブロック電圧)を測定し、バッテリーコントローラ５００はそのデータを通信で受信して各ブロック電圧を積算し、電池システム１０４の総電圧とする。
(ブロードキャストコマンドによるブロック電圧測定)
この際、バッテリーコントローラ５００は一回のコマンドで全部のセルコントローラＩＣ３００に対してそれぞれが制御するセルグループのブロック電圧の測定を行う指令を出す。このコマンドは特定のアドレスのセルコントローラＩＣ３００を指定するものではなく、全部のセルコントローラＩＣ３００に対して一度のコマンド送信で行われる。各セルコントローラＩＣ３００がこのブロック電圧測定の指令を受信するタイミングは、信号の伝送経路長による遅延のため、μｓｅｃオーダーの差が生じ、従って、各セルコントローラＩＣがブロック電圧測定を行うタイミングもμｓｅｃオーダーでずれることになる。しかしながら、ブロック電圧入力部２２５には、以下で説明するようにカットオフ周波数の低いフィルタが入っており、μｓｅｃオーダーのタイミング差では、ブロック電圧の測定値には殆ど差が生じないため、各ブロック電圧の測定はほぼ同時に行われると見なすことができ、電池システム１０４の総電圧の測定には影響しない。
このように、ブロードキャストコマンドによるブロック電圧測定を行うことで、全セルコントローラＩＣが、それらに対応する各セルグループの端子間電圧を、ほぼ同時に測定する。上位コントローラ（バッテリーコントローラ５００）は、その各セルグループの端子間電圧を通信ラインを介して読み込み、それらの総和をとることにより組電池の総電圧とすることが可能となる。
図１０に示すように、１つのセルグループ全体の電圧、すなわち１つのセルグループの端子間電圧（＝ブロック電圧）は、Ｖｃｃ端子を通じて電源部２２６に印加される。電源部２２６にはブロック電圧通電スイッチ２３０が内蔵され、このスイッチはセルコントローラＩＣ３００が起動するとオンとなる。ブロック電圧通電スイッチ２３０の出力電圧は高精度の高抵抗を用いた分圧抵抗２３１と２３２で分圧され、ノイズ除去用ＲＣフィルタであるフィルタ抵抗２３３とフィルタコンデンサ２３４を介してサンプルホールド回路２３６に入力される。このＲＣフィルタのカットオフ周波数は、前述のＣＶ端子のＲＣフィルタのカットオフ周波数と同程度に設定されている。
サンプルホールド回路２３６はロジック部２１３で制御され、サンプルホールドコンデンサ２３６に上記の分圧されたブロック電圧を保持する。サンプルホールド回路２３６の出力は、後述するマルチプレクサ入力短絡スイッチ２２４を経由してマルチプレクサ２１０に入力される。ブロック電圧測定時はマルチプレクサ２１０の入力切り替えがロジック部２１３から指定されて、入力１５と入力１７に分圧されたブロック電圧が入力される。マルチプレクサに入力された分圧されたブロック電圧は、さらに差動増幅器２１１を経由してＡＤコンバータ２１２でデジタル値に変換される（図５参照）。なお、このサンプルホールド回路２３６内のスイッチ（不図示）は、ロジック部２１３のＳ／Ｈ制御レジスタ２４９の出力により、サンプルホールドを行う場合にオンとするように制御される。
ブロック電圧測定による各セルグループの端子間電圧の測定は、セルグループの各単電池セルの端子間電圧の測定とは別に、上記のようにブロードキャストコマンドによって一斉に行われる。また、電池システム１０４の総電圧は、常時監視されている必要があるため、このブロック電圧測定は、ほぼ一定間隔（例えば１００ｍｓ毎）で頻繁に行われる。
サンプルホールド回路２３６は、後述する断線診断において各単電池セルの端子間電圧測定等を実施する場合は、その測定が終了してから、セルグループの端子間電圧とこのセルグループの各単電池セルの端子間電圧とを一緒に上位コントローラ（バッテリーコントローラ５００）に送信するので、この断線診断での単電池セルの端子間電圧測定が終了するまで、ブロック電圧の測定結果を保持する必要があるためである。従って、断線診断を行わない場合にはサンプルホールド回路２３６を設ける必要はない。
なお、上記の各セルグループの端子間電圧（ブロック電圧）を分圧した電圧から、上位コントローラ（バッテリーコントローラ５００）で、分圧抵抗２３１と２３２の抵抗値を用いて、各セルグループの端子間電圧値が算出される。全てのセルグループの端子間電圧の総和が組電池の総電圧として求められる。
(ブロック電圧入力部２２５の暗電流遮断)
また、ブロック電圧通電スイッチ２３０を設けている理由は、セルコントローラＩＣ３００の動作停止時に分圧抵抗２３１と２３２に流れる電流を遮断して、暗電流を小さくするためである。
(フィルタコンデンサの外部接続によるＲＣフィルタの周波数特性設定)
なお、上記のＲＣフィルタを構成するフィルタ抵抗２３３は、その機能を分圧抵抗２３１に代替させることにより省略することができる。更に、フィルタコンデンサ２３４をセルコントローラＩＣ３００の外部に設置し、このフィルタコンデンサ２３４の容量を適宜選択することにより、ＲＣフィルタを所望の周波数特性を持つようにすることができる。
図１１（ａ）はこの場合の回路の例を示すものであり、特に図１０のブロック電圧入力部２２５の部分を抜き出して示したものである。ここでは、フィルタコンデンサ２３４をセルコントローラＩＣ３００の外部に設置するため、外部接続端子ＶｂｌｋＦが設けられている。
また、セルコントローラＩＣ３００内に高精度の分圧抵抗を内蔵できない場合には、例えば、図１１（ｂ）に示すように、更に外部接続端子Ｖｖｄを設けて、セルコントローラＩＣ３００の外部に分圧抵抗２３１と２３２を設置しても良い。ここでは、分圧抵抗２３１と２３２をセルコントローラＩＣ３００の外部に設置するため、更に外部接続端子Ｖｖｄが設けられている。
（ＭＰＸ診断）
図５に示したように、マルチプレクサ２１０の各入力端子にマルチプレクサ入力短絡スイッチ２２４が接続され、ロジック部２１３の出力で各入力端子間を短絡することができるようになっている（図６参照）。これは、マルチプレクサ２１０が正常に動作しているかどうか診断するためのものである。マルチプレクサ２１０はその入力指定をロジック部２１３内にあるマルチプレクサ診断レジスタ２４６で行うようになっている。このレジスタ２４６が故障した場合、正常な入力端子の指定ができなくなり、セル電圧を含めた全ての電圧検出が正常に行えないことになる。そこで、ロジック部２１３内にマルチプレクサ入力短絡スイッチ２２４を制御するマルチプレクサ診断レジスタ２４６を設け、その出力で診断を行う。
図１２を用いて具体的な動作を説明する。図１２は、セル電圧入力が正常に切り替わっているかどうか診断するためマルチプレクサ入力短絡スイッチ２２４（ＳＷＸ１〜１２）の切り替え状態を示したものである。
このマルチプレクサ２１０の診断は、入力短絡スイッチＳＷＸ１〜１２の内１つをオンとし、これ以外をオフとした状態で、全ての単電池セル（セル１〜セル１２）の端子間電圧を測定するように、マルチプレクサを切り替えて端子間電圧の測定を行う。この測定結果から、ある単電池セルを選択するためのマルチプレクサの状態で他の単電池セルが選択されないことを確認するため、全ての組み合わせでの測定を行う。
なお、単電池セルの端子間電圧の測定を行う場合は、この単電池セルの正極に接続された電圧検出線と負極に接続された電圧検出線を選択するようにマルチプレクサを切り替える。すなわち、例えば、セル１を選択する場合は、図５で入力端子Ｍｉｎ１とＭｉｎ２を選択するようにマルチプレクサ２１０を制御する。このマルチプレクサ２１０の制御は、ロジック部２１３のマルチプレクサ入力選択レジスタ２４５の出力で行われる。
図１２（ａ）に示す１つの行は、マルチプレクサ入力短絡スイッチＳＷＸ１〜１２の内いずれか１つのみをオン（ＯＮ）とし他のスイッチをオフ（ＯＦＦ）として、全ての単電池セル（セル１〜セル１２）の端子間電圧を測定することを示している。例えば測定番号「Ｍ１Ｘ１〜１２」の行では、マルチプレクサ入力短絡スイッチＳＷＸ１のみがオンとされた状態で、セル１〜セル１２の端子間電圧が測定されることを示している。この時の測定番号をＭ１Ｘ１〜Ｍ１Ｘ１２としている。
例えば測定番号Ｍ１Ｘ１の測定では、入力端子Ｍｉｎ１とＭｉｎ２が選択され、セル１の端子間電圧がマルチプレクサ２１０から差動増幅器２１１に出力される。差動増幅器２１１の出力はＡＤコンバータ２１２でデジタル値に変換され、ロジック部２１３の電圧比較部２４０に入力されると共に、電圧測定結果レジスタ２４４に格納される。
電圧比較部２４０では、セル１の端子間電圧に対応したＡＤコンバータ２１２の出力が所定の閾値より小さければ、検出結果レジスタ２４１に例えば「０」を書き込み、所定の閾値より大きければ「１」を書き込む。「１」は正常な電圧（単電池セル１個分）が検出されたことを意味する。「０」はマルチプレクサ入力短絡スイッチＳＷＸ１がオンとされ、マルチプレクサ入力端子Ｍｉｎ１とＭｉｎ２が短絡されたために、０Ｖが検出されたことを意味する。なお、「所定の閾値電圧」は、単電池セル１個分の電圧に対応するデジタル値と０Ｖに対応するデジタル値の間に設定される。
このようにして、測定番号Ｍ１Ｘ１〜Ｍ１Ｘ１２の測定結果が検出結果レジスタ２４１に書き込まれる。マルチプレクサ２１０が正常に動作して切り替えられていれば、測定番号Ｍ１Ｘ１〜Ｍ１Ｘ１２の測定の内、Ｍ１Ｘ１の結果のみが「０」となり、これ以外の測定は「１」となる。
図１２（ｂ）は、マルチプレクサ２１０の切り替え動作が正常であるとして、図１２（ａ）に示す全ての測定（Ｍ１Ｘ１〜Ｍ１２Ｘ１２）を実行した場合の予想検出結果をまとめたものである。
もしＭ１Ｘ１〜Ｍ１２Ｘ１２のいずれかの測定で、図１２（ｂ）に示す値と異なる値が検出された場合は、これに対応したマルチプレクサ２１０内の切り替えスイッチに異常があることを示す。
マルチプレクサ２１０が正常な場合の予想検出結果と異なる値が検出された場合は、マルチプレクサ２１０に異常があることを診断結果レジスタ２４３に書き込む。
また、異常な値が検出された測定番号が複数検出された場合、これによってマルチプレクサ２１０内のどの切り替えスイッチに異常があるか判定できるので、この判定結果も診断結果レジスタ２４３に格納してもよい。この際には、マルチプレクサ２１０内の回路に対応した断線判定方法を断線判定部２４２に組み込むことにより、マルチプレクサ内のどのスイッチに異常があるか判定できるようにすることも可能である。しかしこの場合の断線判定方法は、マルチプレクサ２１０内の回路構成により異なるので、ここでの説明は行わない。
マルチプレクサ２１０の動作診断を断線判定部２４２で行わない場合は、電圧比較部２４０での電圧検出の結果を一旦検出結果レジスタ２４１に格納せず、診断結果レジスタ２４３に直接格納してもよい。またこの診断結果レジスタ２４３への格納では、すべての検出結果を格納してもよく、また異常の起こった場合のみ格納するようにしてもよい。
これは上記で説明したマルチプレクサ２１０の診断は、図１２に示す各測定番号Ｍ１Ｘ１〜Ｍ１２Ｘ１２の各々の測定での結果毎に断線判定部２４２が異常かどうかの判定を行ってもよく、図１２（ｂ）に示す１行毎の１２個の測定結果が検出結果レジスタ２４１に格納された状態で、まとめておこなってもよく、また１２個の測定結果が検出結果レジスタ２４１に格納された状態で断線判定部２４２が判定を行わず、検出結果レジスタ２４１のデータをまとめて上位コントローラに読み出し、上位コントローラに設けた診断部で診断を行うようにしてもよいからである。また更にＭ１Ｘ１〜Ｍ１２Ｘ１２のすべての測定結果を一旦診断結果レジスタ２４３にまとめて格納し、これを同様に上位コントローラに読み出して上位コントローラが診断を行うようにしてもよいからである。
なお、マルチプレクサ入力短絡スイッチが故障した場合も、図１２（ｂ）の予想検出結果と異なる検出値となるが、マルチプレクサ入力短絡スイッチ２２４が故障しているか、マルチプレクサ２１０が故障しているか判定できない。従って、このＭＰＸ診断では、マルチプレクサ２１０の異常検出は、マルチプレクサ入力短絡スイッチを含むことになる。
上記のＭＰＸ診断の説明では、マルチプレクサ２１０の入力端子１〜１３（Ｍｉｎ１〜１３）で連続した２つの入力を選択して診断する方法を説明した。マルチプレクサ２１０には入力端子１４〜１７（Ｍｉｎ１４〜１７）にブロック電圧入力部２２５の出力およびＧＮＤ電位が接続されている。これら入力端子１４〜１７の診断も上記のＭＰＸ診断の中で行うことが可能であるが詳細は省略する。なお、入力端子１３と入力端子１４の組み合わせを選択することはない。入力端子１〜１３は単電池セルの端子間電圧測定用であり、入力端子１４〜１７はブロック電圧入力部２２５の出力電圧測定用である。
上記で説明したＭＰＸ診断はマルチプレクサ２１０の入力を短絡するので、入力側に入っているＲｍｐｘ、Ｒｃｖ、とＣｉｎなどで構成されるＲＣフィルタの過度特性の影響を受ける場合がある。
しかし、図５に示すマルチプレクサ２１０の入力抵抗Ｒｍｐｘは、セル入力抵抗Ｒｃｖと同程度に設定されており、マルチプレクサ短絡スイッチ２２４のオン抵抗より充分大きく設定されている。従って、マルチプレクサ入力短絡スイッチ２２４をオンにした場合でも、セル入力コンデンサ（Ｃｉｎ）２０３の正極側電位の低下は単電池セル１個分の端子間電圧より充分小さくでき、また、マルチプレクサ入力短絡スイッチ２２４やマルチプレクサ２１０を動作させて行う上記の各々の電圧測定は、このＣｉｎの電位の低下時間に比べ充分短い時間で行うことができる。これを利用して、マルチプレクサ入力短絡スイッチ２２４をオン・オフすることにより、マルチプレクサ２１０を介して単電池セル１個分の電圧もしくは０Ｖを切り替えてマルチプレクサ２１０の入力に供給することができる。
ただし、図１２（ａ）で示す測定の回数は、全部で１２×１２＝１４４回と多数回となり、図１２（ｂ）で示すように、各マルチプレクサ入力短絡スイッチを切り替える毎に、１２個の単電池セルの端子間電圧測定結果が格納されるレジスタの内容に基づいてマルチプレクサの動作診断を行うので、全部の測定と診断を完了するにはある程度の時間がかかる。従ってこの診断は車両の動作中ではなく、車両停止している状態、すなわちシステムの起動時あるいはシャットダウン動作中に行うのが好ましい。インバータ７００が動作していなければノイズの発生がないので、マルチプレクサを高速に動作させ、高速なＡＤコンバータの特性を利用して、高速にかつ正確な診断を行うことができるという利点もある。
また、マルチプレクサ入力に、単電池セルの電圧以外の別の電源からの電圧を供給する回路を追加することは容易である。どのような方法であっても正常な電圧をマルチプレクサに入力できればここで説明するマルチプレクサの診断が実行可能である。例えば、マルチプレクサ２１０の診断のために、電圧検出線の断線の無い別の電池システムを接続して診断を行うことも当然可能であるが、説明は省略する。
仮に、車両の起動時に電圧検出線の断線が検出された場合には、正常な単電池セル１個分の電圧が入力されないので、マルチプレクサの診断では異常が発見されることになる。異常な端子間電圧が測定される場合は、電圧検出を行う経路のどこかで故障が生じていることを示すので、結果的に異常あるいは故障が検出され、この情報が上位コントローラに送信される。
(セル電圧測定による断線診断)
次に断線の診断方法について説明する。断線の診断方法はセル電圧測定値を用いる方法と、バランシング電流を検出する方法がある。セル電圧測定値を用いる断線診断では、バランシングスイッチ（ＢＳ）２２２を用いる方法とマルチプレクサ入力短絡スイッチ（ＭＳ）２２４を用いる方法がある。バランシング電流を検出する方法では、バランシングスイッチ（ＢＳ）２２２を用いる。まずＢＳ２２２を用いたセル電圧の検出によって断線診断を行う方法について説明する。
なお、バランシングスイッチ２２２をオン・オフ制御して断線診断を行う場合は、以下で説明するように、１つの単電池セル１０１の端子間電圧の測定を行う時に、電圧測定が行われる単電池セルに設けられたバランシングスイッチだけでなく、端子間電圧測定が行われる単電池セルの上下の隣り合う単電池セルのバランシングスイッチのオン・オフ状態が電圧測定に影響を与える。
従って、図１〜図４で示すように、複数のセルグループおよびこれらのセルグループを制御する複数のセルコントローラＩＣ３００が直列に接続されているような場合には、直接接続されている２つのセルグループにおいて、直接接続されているが別々のセルグループに属する２つの単電池セルにおけるそれぞれの単電池セルの端子間電圧の測定で、これら２つの単電池セルのそれぞれのバランシングスイッチのオン・オフの状態が互いの端子間電圧の測定に影響を与える。
例えば、図３あるいは図４に示すように、サービスディスコネクトスイッチ（ＳＤ−ＳＷ）１０５の上下のそれぞれ２つのセルグループが直列に接続されている場合、各々の直列に接続された２つのセルグループ間で直接接続されている２つの単電池セルに設けられたバランシングスイッチのオン・オフ状態がこれら２つの単電池セルの電圧測定に互いに影響する。例えばセルグループ１０２ｄの最下位の単電池セルとセルグループ１０２ｃの最上位の単電池セルが直接接続されているが、これらの単電池セルにそれぞれに設けられたバランシングスイッチのオン・オフ状態がそれぞれの電圧測定に互いに影響し合う。
従ってセルグループが複数直列に接続されている場合は、隣り合うセルグループの単電池セルのバランシングスイッチのオン・オフ状態も考慮する必要があるが、以下に記載する各単電池セルの端子間電圧の測定に関する説明ではまず、簡単のためセルグループ１つとこれを制御するセルコントローラＩＣが１つの場合について説明を行う。すなわち、図３、図４においてセルグループがＳＤ−ＳＷ１０５の上下にそれぞれ１個のみあるような例で説明する。セルグループが複数直列に接続されている場合は、以下の説明を簡単に拡張できるので、本明細書の最後にセルグループが複数直列に接続されている場合について簡単に説明する。
(バランシングスイッチをオン・オフした場合のセル電圧測定による断線診断)
図１３〜図１６は、電圧検出線が断線した時に、バランシングスイッチをオン・オフすると、どのようなセル電圧が検出されるかを示したものである。ここでは更に分かり易く説明するため、３つの単電池セル、セル１〜セル３が直列に接続されたセルグループを例に示している。
なお、電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ４は、それぞれ、各単電池セルの正負極からセルコントローラＩＣの検出電圧入力端子ＣＶを経由してマルチプレクサの入力端子Ｍｉｎまでの配線を意味する。この電圧検出線の配線区間で最も長いのは各単電池セルの正負極からセルコントローラ２００までの間の配線であり、この区間の配線はセルグループあるいは電池モジュール毎に束ねられた状態となっており、ハーネスとも呼ばれている。電池モジュールからの電圧検出線は、セルコントローラ２００にコネクタ（不図示）で接続されている。電圧検出線の断線の殆どは、各単電池セルの正負極での接続部からセルコントローラ２００のコネクタ部分までの間で発生する。以下の説明でも断線はセルコントローラへの入力までで発生するとし、この部分の電圧検出線の断線を検出する方法について説明する。また、マルチプレクサ２１０以降の電圧検出系は正常に動作しているとする。
(電圧検出線ＳＬ１が断線した場合)
図１３は、最上位（最高電位）の電圧検出線、すなわちセル１の正極側に接続された電圧検出線ＳＬ１が断線した場合に、セル１〜セル３のバランシングスイッチＢＳ１〜ＢＳ３をオン・オフした時のセル１〜セル３の検出電圧を示したものである。
セル１の端子間電圧Ｖ１、すなわち電圧検出線ＳＬ１とＳＬ２の間の電圧は、バランシングスイッチＢＳ１がオンの場合は０Ｖとなる（図１３（ａ））。この際、セル１のセル入力コンデンサＣｉｎの電荷は、セル２のセル入力コンデンサと同程度となるまで放電される。セル入力コンデンサＣｉｎの印加電圧に対応した電荷の充放電については明白であるので、以下の説明では省略する。
また、バランシングスイッチＢＳ１がオフの場合は電圧検出線ＳＬ１がフローティングとなるため、電圧は不定となる。バランシングスイッチＢＳ２とＢＳ３のオン・オフはセル１の電圧測定には影響しない（図１３（ａ）、（ｂ））。
(電圧検出線ＳＬ２が断線した場合)
図１４は、セル１の負極側、すなわちセル２の正極側に接続された電圧検出線ＳＬ２が断線した場合に、セル１〜セル３のバランシングスイッチＢＳ１〜ＢＳ３をオン・オフした時のセル１〜セル３の検出電圧を示したものである。
バランシングスイッチＢＳ１とＢＳ２のいずれか片方がオンでもう片方がオフの場合、バランシングスイッチＢＳがオンとなっている単電池セルの検出電圧（セル電圧）が０Ｖとなり、バランシングスイッチＢＳがオフとなっている単電池セルの検出電圧はセル１の電圧Ｖ１とセル２の電圧Ｖ２の和となる（図１４の（ａ）と（ｂ））。なお、ＢＳ３のオン・オフはセル１、セル２の電圧測定には影響しない。また、セル３の検出電圧はＢＳ１、ＢＳ２の状態に関係無く、セル３の端子間電圧Ｖ３となる。
ＢＳ１とＢＳ２が共にオンの場合は、セル１およびセル２の検出電圧は、電圧検出線ＳＬ１とＳＬ２の間に接続された抵抗Ｒｂ（バランシング抵抗）により分割された電圧が検出される。ここではＲｂはすべて同じ抵抗値を想定しているので、セル１およびセル２の検出電圧は共に（Ｖ１＋Ｖ２）／２となる（図１４（ｃ））。
Ｖ１〜Ｖ３は通常ほぼ同程度の電圧であるので、セル１およびセル２の検出電圧は通常の単電池セル１個分の電圧が検出されることになる。
ＢＳ１とＢＳ２が共にオフの場合は、電圧検出線ＳＬ２がフローティング状態となるため、セル１およびセル２の検出電圧はともに不定となる（図１４（ｄ））。
(電圧検出線ＳＬ３が断線した場合)
図１５は、セル２の負極側、すなわちセル３の正極側に接続された電圧検出線ＳＬ３が断線した場合に、セル１〜セル３のバランシングスイッチＢＳ１〜ＢＳ３をオン・オフした時のセル１〜セル３検出電圧を示したものである。
バランシングスイッチＢＳ２とＢＳ３のいずれか片方がオンでもう片方がオフの場合、バランシングスイッチＢＳがオンとなっている単電池セルの検出電圧が０Ｖとなり、バランシングスイッチＢＳがオフとなっている単電池セルの検出電圧はセル２の電圧Ｖ２とセル３の電圧Ｖ３の和となる（図１５の（ａ）と（ｂ））。なお、バランシングスイッチＢＳ１のオン・オフはセル２、セル３の電圧測定には影響しない。また、セル１の検出電圧はバランシングスイッチＢＳ２、ＢＳ３の状態に関係無く、セル１の端子間電圧Ｖ１となる。
バランシングスイッチＢＳ２とＢＳ３が共にオンの場合は、セル２およびセル３の検出電圧は、電圧検出線ＳＬ１とＳＬ２の間に接続された抵抗Ｒｂ（バランシング抵抗）により分割された電圧が検出される。ここではＲｂはすべて同じ抵抗値を想定しているので、セル２およびセル３の検出電圧は共に（Ｖ１＋Ｖ２）／２となる（図１５（ｃ））。
Ｖ１〜Ｖ３は通常ほぼ同程度の電圧であるので、セル２およびセル３の検出電圧は通常の単電池セル１個分の電圧が検出されることになる。
バランシングスイッチＢＳ２とＢＳ３が共にオフの場合は、電圧検出線ＳＬ３がフローティング状態となるため、セル２およびセル３の検出電圧はともに不定となる（図１５（ｄ））。
(電圧検出線ＳＬ４が断線した場合)
図１６は、最下位（最低電位）の電圧検出線、すなわちセル３の負極側に接続された電圧検出線ＳＬ４が断線した場合に、セル１〜セル３のバランシングスイッチＢＳ１〜ＢＳ３をオン・オフした時のセル１〜セル３の検出電圧を示したものである。
セル３の端子間電圧Ｖ３、すなわち電圧検出線ＳＬ３とＳＬ４の間の電圧は、バランシングスイッチＢＳ３がオンの場合は０Ｖとなり（図１６（ａ））、ＢＳ３がオフの場合は電圧検出線ＳＬ４がフローティングとなるため、電圧は不定となる（図１６（ｂ））。なお、バランシングスイッチＢＳ１とＢＳ２のオン・オフはセル３の電圧測定には影響しない。
以上、図１３〜図１６で示した各セル電圧の検出値と、電圧検出線の断線およびバランシングスイッチのオン・オフ状態との関係は、ｍ個（ｍ≧４）の単電池セルを直列に接続したセルグループの場合に拡張できる。この場合は、セル２〜セルｍ−１までの単電池セルの検出電圧（セル電圧）とそのバランシングスイッチおよび電圧検出線の断線状況の関係が同様な関係となる。なお、以下の説明で、ｎは２≦ｎ≦ｍ−１の場合を意味する。
（検出電圧と電圧検出線の断線状態およびバランシングスイッチのオン・オフ状態の関係）
図１３〜図１６で示した電圧検出線の断線状態およびバランシングスイッチのオン・オフ状態と各セル電圧の検出値から、２つの隣り合うバランシングスイッチのオン・オフ状態と検出電圧の関係で以下の規則があることが分かる。なお、ここでは図１３〜図１６で、あるバランシングスイッチの上側に記載してあるものは上側のバランシングスイッチと呼び、下側に記載してあるものは下側のバランシングスイッチと呼ぶ。従って、例えば２つの隣り合うバランシングスイッチＢＳｎ−１とＢＳｎは、それぞれ電圧検出線ＳＬｎ−１とＳＬｎの間および電圧検出線ＳＬｎとＳＬｎ＋１の間に接続されている。
（条件）バランシングスイッチＢＳｎ−１とＢＳｎの間の電圧検出線ＳＬｎが断線している。
（規則１）バランシングスイッチＢＳｎ−１がオン、ＢＳｎがオフの時、
セルｎ−１の検出電圧は０Ｖ、セルｎの検出電圧は単電池セル２個分の電圧である。
（規則２）バランシングスイッチＢＳｎ−１がオフ、ＢＳｎがオンの時、
セルｎ−１の検出電圧は単電池セル２個分の電圧、セルｎの検出電圧は０Ｖである。
（規則３）バランシングスイッチＢＳｎ−１とＢＳｎが共にオンの時、
セルｎ−１の検出電圧とセルｎの電圧は共に単電池セル１個分の電圧である。
（規則４）バランシングスイッチＢＳｎ−１とＢＳｎが共にオフの時、
セルｎ−１の検出電圧とセルｎの電圧は共に不定である。
なお、断線が全くない場合は正常状態であり、バランシングスイッチのオン・オフに関わらず各単電池セルの検出電圧は各々の端子間電圧、すなわち単電池セル１個分の電圧となる。
また、電圧検出線ＳＬｎ−１は断線していないが、ＳＬｎ−２が断線している場合、上記規則１と同様の電圧検出を行うとセルｎ−１の検出電圧は、バランシングスイッチＢＳｎ−２のオンとオフとでは異なる電圧が検出される。これは、以下に図１８で説明するように、このバランシング動作ではバランシングスイッチがオンになる場合とオフになる場合があるからである。後述する断線検出方法では、このような場合も考慮する必要があるので、補助規則として以下に示す。
（補助規則１）電圧検出線ＳＬｎ−２が断線しており、バランシングスイッチＢＳｎ−１がオン、バランシングスイッチＢＳｎがオフの時、
バランシングスイッチＢＳｎ−２がオフの場合、セルｎ−１の検出電圧は０Ｖとなり、
バランシングスイッチＢＳｎ−２がオンの場合、セルｎ−１の検出電圧は単電池セル１個分の電圧となる。
また、同様に電圧検出線ＳＬｎ−１は断線していないが、電圧検出線ＳＬｎが断線している場合、上記規則２と同様の電圧検出を行うとセルｎの検出電圧は、バランシングスイッチＢＳｎ＋１のオンとオフとでは異なる電圧が検出される。
（補助規則２）電圧検出線ＳＬｎが断線しており、バランシングスイッチＢＳｎ−１がオフ、バランシングスイッチＢＳｎがオンの時、
バランシングスイッチＢＳｎ＋１がオフの場合、セルｎの検出電圧は０Ｖとなり、
バランシングスイッチＢＳｎ＋１がオンの場合、セルｎの検出電圧は単電池セル１個分の電圧となる。
なお、これらの補助規則１、２で単電池セル１個分の電圧が検出されるのは、抵抗によって電圧が分割されるためである（図１４（ｃ）、図１５（ｃ）参照）。
以上の説明から、規則１または規則２を利用して２つの隣り合うバランシングスイッチを同期してオン・しながら全ての単電池セルの端子間電圧（セル電圧）を測定すると、正常の検出電圧である単電池セル１個分の電圧とは異なる異常な電圧（０Ｖまたは単電池セル２個分）が検出されるので、どの電圧検出線が断線しているか判断できることが分かる。
ただし、バランシングスイッチが故障して、バランシングスイッチＢＳｎ−１とＢＳｎが共にオフ状態となった場合、上記規則４と等価な状態となるために、検出電圧が不定となり、偶然、セルｎ−１とセルｎの検出電圧が正常な電圧が検出される可能性がある。
このような場合でも、２つのバランシングスイッチが共に故障する確率は低いので、片方だけ故障した場合を考えると、例えば規則１あるいは規則２に従って、２回測定を行うとどちらかで必ず異常な電圧測定結果が得られるので、電圧検出線の断線とバランシングスイッチの故障の可能性を判断することができる。しかしながら、異常な電圧測定結果が得られた場合は、例えば後述するマルチプレクサ入力短絡スイッチを用いた断線検出や、バランシング回路の断線診断を行って総合的に判断することにより、電圧検出線の断線かあるいはバランシングスイッチの故障か判断することが望ましい。
また、同様にバランシングスイッチが故障して、バランシングスイッチＢＳｎ−１とＢＳｎが共にオフ状態となり、偶然、セルｎ−１とセルｎの検出電圧が異常な電圧となる可能性がある。
このような場合には、上記規則３に従った電圧検出で、正常（と思われる）電圧が検出されなければ、バランシングスイッチの故障の可能性が高いと判断できる。
しかしながら、異常な電圧が検出された場合は、例えば後述するマルチプレクサ入力短絡スイッチを用いた断線検出や、バランシング回路の断線診断を行うことにより、電圧検出線の断線かあるいはバランシングスイッチの故障か判断することができるので、複数の異なる断線診断を実行することにより確実に電圧検出線の断線検出を行うことができる。
（最上位の電圧検出線が断線した場合の電圧検出）
最上位の電圧検出線ＳＬ１は、２つの隣り合うバランシングスイッチの間に挟まれることがないので、上記の規則は適用できない。
しかしながら、この場合図１３（ａ）に示すようにバランシングスイッチＢＳ１のみをオンとすることで、もし異常な電圧０Ｖが検出された場合は電圧検出線ＳＬ１が断線していると判断できる。
また、この場合は、例えば図１７（ａ）に示すような仮想的状態を考えると、上記規則（２）を準用することができる。
ただし、バランシングスイッチＢＳ１が故障して、オフ状態となり、電圧検出線ＳＬ１がフローティング状態となり、偶然異常な電圧値（０Ｖあるいは単電池セル２個分）が検出される可能性がある。この場合は、電圧検出線ＳＬ１が断線していると判断される。ただし、バランシングスイッチが故障しているかどうかに関しては、上記と同様に、後述するマルチプレクサ入力短絡スイッチを用いた断線検出や、バランシング回路の断線診断を行って総合的に判断することにより、電圧検出線の断線かあるいはバランシングスイッチの故障か確実に判断することができる。
また、バランシングスイッチＢＳ１が故障して、オフ状態となり、電圧検出線ＳＬ１がフローティング状態となり、偶然、正常な電圧値が検出される可能性もある。この場合は、検出電圧が正常であるので、電圧検出線が断線しているかどうかは検出できない。しかし、上記と同様に、後述するマルチプレクサ入力短絡スイッチを用いた断線検出や、バランシング回路の断線診断を行って総合的に判断することにより、電圧検出線の断線およびバランシングスイッチの故障を判断することができる。
（最下位の電圧検出線が断線した場合の電圧検出）
最下位の電圧検出線ＳＬｍ＋１も、２つの隣り合うバランシングスイッチの間に挟まれることがないので、上記の規則は適用できない。
しかしながら、この場合図１６（ａ）に示すようにバランシングスイッチＢＳ３のみをオンとすることで、もし異常な電圧０Ｖが検出された場合は電圧検出線ＳＬ１が断線していると判断できる。
また、この場合は、例えば図１７（ｂ）に示すような仮想的状態を考えると、上記規則（１）を準用することができる。
最上位の電圧検出線が断線した場合と同様に、もし、バランシングスイッチＢＳ４が故障して、オフ状態となり、偶然、異常な電圧値が検出された場合は、上記と同様に、電圧検出線は断線していると判断されるが、バランシングスイッチの故障の可能性については、後述するマルチプレクサ入力短絡スイッチを用いた断線検出や、バランシング回路の断線診断を行って総合的に判断する必要がある。
なお、以上で説明した、バランシングスイッチをオン・オフした場合のセル電圧測定による断線診断では、異常電圧は０Ｖまたは単電池セル２個分の電圧としたが、電圧検出線の断線とバランシングスイッチの故障により電圧検出線がフローティング状態となった場合は、０Ｖまたは単電池セル２個分の電圧以外の電圧値が検出される可能性がある。
検出された電圧値が異常かどうかは、ロジック部２１３において適宜閾値を設定することにより判断される。単電池セルの端子間電圧は、各単電池セルの充電状態によって変化するので、検出された電圧値によっては断線あるいは故障が正確に判断されない場合も考えられる。このような場合、上記のように、複数の診断方法による結果を総合して断線あるいは故障の判断を行うことが望ましい。
図１３〜図１７で説明した、電圧検出線の断線状態とバランシングスイッチのオン・オフの組み合わせで、異常な電圧（０Ｖまたは単電池セル２個分）が測定される場合のみを抜き出してまとめたものが図１８である。図１８（ａ）は、各単電池セルで異常な電圧が検出される可能性のある場合、すなわち各単電池セルおよびバランシングスイッチを挟む２本の電圧検出線のいずれかに断線があった場合に異常な電圧を検出可能なバランシングスイッチのオン・オフ状態の組み合わせを示している。
記号「Ｂ」が記載されている欄は、バランシングスイッチがバランシング放電を行っている状態を示している。これは、断線検出に影響が無い場合は、できるかぎり各単電池セルのバランシング放電を行うことを目的としているためである。
または、図１４（ｃ）や図１５（ｃ）のように断線があるにも関わらず正常の電圧（単電池セル１個分）の電圧が検出され、見掛け上正常である場合も電圧測定に関係しないので、バランシング放電を行うこととしている。なお、この場合のバランシング放電は２個の単電池セルで行っていることになる。このような状態が長時間続くと、単電池セル毎の残存容量の調整が正常に行われないため、実際の残存容量の不均衡が生ずる可能性がある。しかし、以下に説明するような断線検出を適宜実行することで電圧検出線の断線が検出され、長時間断線状態のまま、蓄電装置１００が動作状態に置かれることはない。
以上で説明した、バランシングスイッチをオン・オフした場合のセル電圧測定による断線診断を、図５に示すような１２個の単電池セルを備えたセルグループに適用した場合について説明する。
図１８（ｂ）は、電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ１３のいずれかが断線した時の、図１８（ａ）に示すバランシングスイッチのオン・オフ状態での検出電圧値である。０は電圧比較部２４０で０Ｖが検出され、２は単電池セル２個分の電圧が検出されることを示す。
また、記号「１」が記載されている欄は、正常な電圧（単電池セル１個分の電圧）が検出されることを意味する。Ｎは電圧検出線がフローティング状態になり、検出電圧も不定となる場合を示す（図１３（ｂ）および図１６（ｄ）参照）。従って、Ｎとなる可能性のある電圧測定は行わない。
なお、上記の図１３〜図１８の説明は、ある電圧検出線の断線状態を仮定した場合にどのような電圧が検出されるかを示すものである。
以上で説明した、電圧検出線が断線した場合の単電池セルの端子間電圧の検出値とバランシングスイッチのオン・オフの関係を利用し、隣り合うバランシングスイッチを同期してオン・オフしながら、全ての電圧検出線を走査し、隣り合う電圧検出線間の電圧を検出することにより、どの電圧検出線が断線しているか判定できる。
（断線検出方法Ａ：２個の連続したバランシングスイッチのオン・オフを用いた断線検出）
図１９は、上記の（規則１）と（規則２）を利用したものである。すなわち、ある電圧検出線が断線している場合に、この電圧検出を挟んで隣り合う２つのバランシングスイッチの一方をオンとし、もう一方をオフとしたときに、オンとしたバランシングスイッチが接続された２つの電圧検出線間の電圧、すなわちオンとしたバランシングスイッチを挟んで隣り合う２つの電圧検出線間で０Ｖが検出されることを利用している。
図１９（ａ）は、測定番号Ｍ１ＡからＭ１３Ａで、端子間電圧が測定される単電池セルと、この測定の際のバランシングスイッチの状態を示したものである。また図１９（ｂ）は測定番号Ｍ１ＡからＭ１４Ａまでの、各単電池セルの端子間電圧（セル電圧）の検出結果と、この検出結果によりどの電圧検出線が断線判定部２４２によって断線と判断されるかを示している。「０」は０Ｖが検出されることを示し、「１」は正常の電圧（単電池セル１個分の電圧）が測定されることを示している。なお、上記で説明したように、０Ｖの検出には、ロジック部２１３の電圧比較部２４０での判定に閾値を設けることで行う。
電圧検出線ＳＬ１が断線している場合は、バランシングスイッチＢＳ１のみをオンとする（測定番号Ｍ１Ａ）と、セル１の検出電圧は「０」となる。
また電圧検出線ＳＬ１の断線は、測定番号Ｍ２Ａ〜Ｍ１４Ａでの電圧測定には影響が無い（図１３（ａ）、（ｂ）参照）ので、図１９（ｂ）の測定番号Ｍ２Ａ〜Ｍ１４Ａでは正常の電圧値（単電池セル１個分）が検出される。
なお、電圧検出線ＳＬ２が断線している場合には、上記補助規則２で説明したように、バランシングスイッチＢＳ２がバランシング放電動作の中でオフとなる（図１４（ａ）参照）場合は検出電圧は「０」となり、オンとなる（図１４（ｃ）参照）場合は検出電圧は「１」となる。従って、電圧検出線ＳＬ１が断線しているか判断できない可能性がある。この場合は次の測定番号Ｍ２Ａの結果を参照して断線状態を判断する。
従って、電圧検出線ＳＬ１の断線の判定は、図１９（ｂ）で、「ＳＬ１断線」の行の太枠で囲まれた２つの測定番号Ｍ１ＡとＭ２Ａでの検出結果を用いて行うことになる。このような断線判定を断線判定部２４２が実行する。また、ここで電圧検出線ＳＬ１が断線していると判定された場合は、診断結果レジスタ２４３に、電圧検出線ＳＬ１が断線していることを示す断線フラグＦＬ１の値を１として書き込む。
測定番号Ｍ２Ａでは、電圧検出線ＳＬ２が断線していなければ、「１」が検出される（図１３（ｂ）参照）ので、測定番号Ｍ１ＡとＭ２Ａの測定結果から、電圧検出線ＳＬ１の断線と判断される。
また、電圧検出線ＳＬ２が断線している場合は「０」が検出されるが、上述の電圧検出線ＳＬ１の断線の場合と同様に、上記補助規則２で説明したように、バランシングスイッチＢＳ３のオン・オフ状態によっては、電圧検出線ＳＬ２が断線しているかＳＬ３が断線しているか判定できないので、次の測定番号Ｍ３Ａの検出結果と合わせて判断する。
なお、測定番号Ｍ２Ａで、ＢＳ１をオフにし、ＢＳ２をオンとする理由は、上記の説明から明らかなように、このバランシングスイッチの状態では電圧検出線ＳＬ１またはＳＬ２のいずれの断線においても検出電圧が「０」となるため、ＳＬ１の断線かＳＬ２の断線か判断ができなくなるからである（図１３（ａ）、図１４（ａ）参照）。
従って、電圧検出線ＳＬ２の断線の判定は、図１９（ｂ）で、「ＳＬ２断線」の行の太枠で囲まれた２つの測定番号Ｍ２ＡとＭ３Ａでの検出結果を用いて行うことになる。断線していると判定された場合は上記と同様に、断線フラグＦＬ２の値を１として診断結果レジスタに書き込む。
電圧検出線ＳＬ１３が断線している場合は、電圧検出線ＳＬ１の断線の場合と対称的な関係となる。すなわち、バランシングスイッチＢＳ１２のみをオンとする（測定番号Ｍ１４Ａ）と、セル１２の検出電圧は「０」となる。
また電圧検出線ＳＬ１３の断線は、測定番号Ｍ１Ａ〜Ｍ１３Ａでの電圧測定には影響が無い（図１６（ａ）、（ｂ）参照）ので、図１９（ｂ）に示すように、測定番号Ｍ１Ａ〜Ｍ１３Ａでは正常の電圧値（単電池セル１個分）が検出される。
なお、電圧検出線ＳＬ１２が断線している場合には、上記補助規則１で説明したように、バランシングスイッチＢＳ１１がバランシング放電動作の中でオフとなる（図１５（ｂ）参照）場合は検出電圧は「０」となり、オンとなる（図１５（ｃ）参照）場合は検出電圧は「１」となる。従って、電圧検出線ＳＬ１が断線しているか判断できない可能性がある。この場合は１つ前の測定番号Ｍ１３Ａの結果を参照して断線状態を判断する。
従って、電圧検出線ＳＬ１２の断線の判定は、図１９（ｂ）で、「ＳＬ１２断線」の行の太枠で囲まれた２つの測定番号Ｍ１２ＡとＭ１３Ａでの検出結果を用いて行い、電圧検出線ＳＬ１３の断線の判定は、「ＳＬ１３断線」の行の太枠で囲まれた２つの測定番号Ｍ１３ＡとＭ１４Ａでの検出結果を用いて行うことになる。断線していると判定されれば、断線フラグＦＬ１２の値として１が診断結果レジスタ２４３に書き込まれる。
電圧検出線ＳＬ３からＳＬ１２の断線検出も同様に、測定番号Ｍ２ＡからＭ１３Ａの測定で連続した２つの測定結果から断線が検出される。例えば、電圧検出線ＳＬ４の断線は、測定番号Ｍ４Ａでの検出電圧が「０」および測定番号Ｍ５Ａでの検出電圧が「１」であることによって断線していると判定され、それぞれの断線に対応して断線フラグの値に１が書き込まれる。
ただし、上記のとおり、電圧検出線ＳＬ１の断線とＳＬ１３の断線の検出では、これを検出するためのセル電圧測定でのバランシングスイッチのオン・オフ状態が逆になるので、上記の説明から、測定番号Ｍ１Ａ、Ｍ２Ａおよび測定番号Ｍ１３Ａ、Ｍ１４Ａの、バランシングスイッチのオン・オフ状態は、「０」により異常を検出しようとする場合は、この組み合わせで測定しなければならない。
従って、測定番号Ｍ２ＡからＭ１３Ａのどこかで、測定番号Ｍ２Ａでの電圧検出のバランシングスイッチ状態と測定番号Ｍ１３Ａでの電圧検出のバランシングスイッチ状態での検出結果がうまく繋がるように、２つ連続したバランシングスイッチのオン・オフの組み合わせを逆転する必要がある。
図１９に示す例では、測定番号Ｍ８Ａでこのバランシングスイッチのオン・オフの組み合わせを逆転し、セル６とセル７での電圧検出をそれぞれ２回行っている。また、電圧検出線ＳＬ７の断線の判定は、測定番号Ｍ７ＡとＭ８Ａで共に「０」が検出されることによって判断している。
電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ１１までの断線判定を、２つの連続した電圧測定での検出結果が０−１となるようにすることも可能である。しかし、電圧検出線ＳＬ１２とＳＬ１３での断線判定では、２つの連続した電圧測定での検出結果が１−０の組み合わせで判定しなければならないので、このようにするにはもう１回測定回数が増やす必要がある。
なお、前述のＭＰＸ診断で説明したように、図１９（ｂ）の各電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ１３の断線の場合に対応した行のセル１〜セル１２の電圧検出（測定番号Ｍ１Ａ〜Ｍ１４Ａ）の結果は電圧比較部２４０から検出結果レジスタ２４１に書き込まれ、この書き込まれた１行分のデータに基づいて、断線判定部２４２が断線判定を行い、どの電圧検出線が断線しているかの判定を行う。
いずれかの電圧検出線の断線が検出された場合は、図１９（ｂ）に示すように、断線状態の電圧検出線に対応した断線フラグ（ＦＬ１〜ＦＬ１３）を例えば１とする。断線していない電圧検出線に対応した断線フラグは０とする。この断線フラグのデータはロジック部２１３に設けられた、診断結果レジスタ２４３に格納される（図５参照）。なお、図１９（ｂ）で右側の断線フラグは、断線している電圧検出線に対応するフラグのみが１に設定される。従って、ここでは１本のみ断線していることを想定しているので、１個の断線フラグが１になっている以外は全て０が設定される。
（断線検出方法Ｂ：２個の連続したバランシングスイッチのオン・オフを用いた断線検出）
図２０も同様に、上記の（規則１）と（規則２）を利用したものである。すなわち、ある電圧検出線が断線している場合に、この電圧検出を挟んで隣り合う２つのバランシングスイッチの一方をオンとし、もう一方をオフとしたときに、オフとしたバランシングスイッチが接続された２つの電圧検出線間の電圧、すなわちオフとしたバランシングスイッチを挟んで隣り合う２つの電圧検出線間（＝オフとしたバランシングスイッチに対応した単電池セルの端子間電圧）で単電池セル２個分の電圧が検出されることを利用している。
この断線検出方法Ｂでは、上記の断線検出方法Ａと比べて電圧測定が１回少なくて済む。また電圧検出線ＳＬ２〜ＳＬ１２の断線検出では、連続した２回の測定結果でなく、ただ１回の測定で断線かどうかの判定が可能である。これは、連続した２つのバランシングスイッチのオン・オフにより、オフの状態のバランシングスイッチに対応した単電池セルの端子間電圧の測定に、その隣のバランシングスイッチのオン・オフが影響しないからである（図１４（ｂ）、図１５（ａ）参照）。
図２０（ａ）は、測定番号Ｍ１ＢからＭ１３Ｂで、端子間電圧が測定される単電池セルと、この測定の際のバランシングスイッチの状態を示したものである。また図２０（ｂ）は測定番号Ｍ１ＢからＭ１３Ｂまででの、各単電池セルの端子間電圧の測定結果であり、２は単電池２個分の電圧が検出されることを示している。なお、断線検出方法１と同様に、単電池２個分の電圧が検出されたことは、ロジック部２１３での判定で適宜閾値を設けることで行う。
電圧検出線ＳＬ１とＳＬ１３の断線を検出するための測定番号Ｍ１ＢとＭ１３Ｂとでは、上記の断線検出方法Ａの場合と同様である。これは、電圧検出線ＳＬ１あるいはＳＬ１３が断線している場合に、それぞれバランシングスイッチＢＳ１またはＢＳ１２をオフにすると、電圧検出線ＳＬ１あるいはＳＬ１３がフローティングとなってしまい、電圧が確定しなくなるためである（図１３（ｂ）および図１６（ｂ）参照）。
なお断線検出方法Ａと同様に、電圧検出線ＳＬ２が断線している場合にも、バランシングスイッチＢＳ２がバランシング放電動作の中で偶然オフとなると、この測定番号Ｍ１Ｂでは同様に「０」が検出される。従って、電圧検出線ＳＬ１が断線しているか判断できない可能性がある。この場合は次の測定番号（Ｍ２Ｂ）の結果を参照して断線状態を判断する。
電圧検出線ＳＬ２が断線している場合は、バランシングスイッチＢＳ２をオフとし、バランシングスイッチＢＳ１をオンとすると、バランシングスイッチＢＳ２を挟んで隣り合う２つの電圧検出線ＳＬ２とＳＬ３の間の電圧、すなわちセル２の検出電圧が単電池セル２個分となる（測定番号Ｍ２Ｂ）ので、電圧検出線ＳＬ２の断線であると判断される。
ここで、測定番号Ｍ２Ｂのバランシングスイッチの状態では、電圧検出線ＳＬ１が断線している場合は単電池セル２個分の電圧でなく、正常な電圧（単電池セル１個分）が検出される（図１３（ａ）参照）ので、測定番号Ｍ１ＢとＭ２Ｂの測定結果から、電圧検出線ＳＬ１の断線と判断される。
測定番号Ｍ２Ｂ〜Ｍ１２Ｂでは、オンとオフになっている２つの隣り合うバランシングスイッチの間の電圧検出線が断線していると、測定する単電池セルの端子間電圧が単電池セル２個分の電圧となることで断線が判断される。２つの隣り合うバランシングスイッチの一方がオンで、もう一方がオフであればよい。
測定番号Ｍ３Ｂ〜Ｍ１１Ｂではバランシングスイッチのオンとオフは、図２０（ｂ）に示したものと逆になっていてもよい。ただし、測定番号Ｍ３Ｂ〜Ｍ１１Ｂの中の連続したいずれか２つでは、１つのセル（セルｎとする）の電圧測定で、バランシングスイッチＢＳｎ−１がオフでバランシングスイッチＢＳｎがオンの測定と、バランシングスイッチＢＳｎがオフでバランシングスイッチＢＳｎ＋１がオンの測定をおこなう（図２０の例では測定番号Ｍ７ＢとＭ８Ｂ）。
なお、この断線検出方法Ｂでは上記の断線検出方法Ａと同様に、断線フラグ（ＦＬ１〜ＦＬ１３）の状態データは、診断結果レジスタ２４３に格納される。
（断線検出方法Ｃ：３個の隣り合うバランシングスイッチのオン・オフを用いた断線検出）
この断線検出方法も上記の（規則１）と（規則２）を利用したものである。
３個の隣り合うバランシングスイッチを同期してそれぞれオフ、オン、オフとすることにより、この３つのバランシングスイッチに挟まれる２つの電圧検出線のいずれかが断線した場合に、中央のバランシングスイッチに対応した単電池セルの端子間電圧、すなわち中央のバランシングスイッチを挟む２つの電圧検出線間の検出電圧が０Ｖになることを利用している。
図２１（ａ）は、測定番号Ｍ１ＣからＭ１２Ｃで、端子間電圧が測定される単電池セルと、この測定の際のバランシングスイッチの状態を示したものである。また図２１（ｂ）は測定番号Ｍ１ＣからＭ１２Ｃまででの、各単電池セルの端子間電圧の測定結果であり、「０」は０Ｖが検出されることを示している。なお、上記で説明したように、「０」の検出には、ロジック部２１３の電圧比較部２４０での判定に閾値を設けることで行う。
この断線検出方法では、上記の断線検出方法Ｂでの測定回数１３より更に１回少ないが、これは３つの隣り合うバランシングスイッチによる図２１（ａ）のような電圧検出で、３つのバランシングスイッチに挟まれる２本の電圧検出線のいずれかの断線が各測定で検出されるためである。
この断線検出方法Ｃでは、２つの連続した測定に基づいて断線診断を行う。すなわち図２１（ａ）に示したような状態で行った単電池セルでの端子間電圧の測定結果を、２つの隣り合う単電池セルで共に「０」であれば、これらの２つの単電池セルの間の電圧検出線が断線していると判断される。
図２１（ｂ）に示すように、測定番号Ｍ１Ｃでは、断線検出方法Ａで説明したように、電圧検出線ＳＬ１あるいはＳＬ２のいずれが断線している場合でも０Ｖが検出される（図１３（ａ）および図１４（ａ）参照）。従って、電圧検出線ＳＬ１が断線しているか、電圧検出線ＳＬ２が断線しているかは、次の測定（測定番号Ｍ２Ｃ）の結果を参照して判断する。
なお、電圧検出線ＳＬ１の断線は、測定番号Ｍ２Ｃ〜Ｍ１２Ｃでの電圧測定には影響が無い（図１３（ａ）、（ｂ）参照）ので、図２１（ｂ）の測定番号Ｍ２Ｃ〜Ｍ１２Ｃでは、正常の電圧値（単電池セル１個分）が検出される。
もし、測定番号Ｍ１Ｃで正常電圧が測定された場合は、電圧検出線ＳＬ１およびＳＬ２共に断線していないと判断されるので、電圧検出線の断線だけを判断するのであれば、次の測定番号Ｍ２Ｃの測定を飛ばして、測定番号Ｍ３Ｃの測定を行ってもよい。測定番号Ｍ３ＣとＭ４Ｃの測定で電圧検出線ＳＬ３とＳＬ４の断線が判断されるからである。
ただし、この場合はセル２の電圧測定が行われないことになる。ここでは全ての単電池セルの端子間電圧（セル電圧）も測定することを想定して、図２１（ａ）の全ての測定番号Ｍ１Ｃ〜Ｍ１２Ｃを実行することを前提に説明する。
測定番号Ｍ２Ｃでは、電圧検出線ＳＬ２あるいはＳＬ３のいずれかが断線している場合に、検出電圧が「０」となる（図１４（ｃ）、図１５（ａ）、図２１（ｂ）参照）。
従って、上記で説明したように、電圧検出線ＳＬ２が断線している場合は、測定番号Ｍ１ＣとＭ２Ｃの双方で検出電圧が「０」となる。すなわち、測定番号Ｍ１ＣとＭ２Ｃでの測定結果が共に「０」の場合は、電圧検出線ＳＬ２が断線していると判断される（図１４（ａ）および図１４（ｂ）参照）。
もし、測定番号Ｍ２Ｃで正常な電圧（単電池セル１個分）が検出された場合、すなわち「１」が検出された場合は、電圧検出線ＳＬ２およびＳＬ３は断線していないと判断されるので、断線診断のみを行う場合は、次の測定番号Ｍ３Ｃを飛ばしてすく定番号Ｍ４Ｃの測定を行ってもよい。
以上のように測定番号Ｍ１１Ｃまで各セル電圧を測定し、電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ１２の断線の判断を行う。
測定番号Ｍ１２Ｃでは、測定番号Ｍ１Ｃの場合と同様に、検出電圧が０Ｖの場合は、電圧検出線ＳＬ１２の断線かＳＬ１３の断線か判断できないので、測定番号Ｍ１１Ｃの測定も合わせて判断する。
（断線検出方法Ｄ：３個の隣り合うバランシングスイッチのオン・オフを用いた断線検出）
この断線検出方法も断線検出方法Ａと同様に上記の（規則１）と（規則２）を利用したものである。
３個の隣り合うバランシングスイッチを同期してそれぞれオン、オフ、オンとすることにより、この３つのバランシングスイッチに挟まれる２つの電圧検出線のいずれかが断線した場合に、中央のバランシングスイッチに対応した単電池セルの端子間電圧、すなわち中央のバランシングスイッチを挟む２つの電圧検出線間の検出電圧が単電池セル２個分の電圧になることを利用している。ただし、測定番号Ｍ１ＤとＭ１２Ｄでは、断線検出方法Ａと同じバランシングスイッチの設定で電圧測定を行う。これは、断線検出方法Ｂで説明したように、ＳＬ１あるいはＳＬ１３が断線している場合に、それぞれバランシングスイッチＢＳ１またはＢＳ１２をオフにすると、電圧検出線ＳＬ１あるいはＳＬ１３がフローティングとなってしまい、電圧が確定しなくなるためである（図１３（ｂ）および図１６（ｂ）参照）。
図２２（ａ）は、測定番号Ｍ１ＤからＭ１２Ｄで、端子間電圧が測定される単電池セルと、この測定の際のバランシングスイッチの状態を示したものである。また図２２（ｂ）は測定番号Ｍ１ＤからＭ１２Ｄまででの、各単電池セルの端子間電圧の測定結果であり、２は単電池セル２個分の電圧が検出されることを示している。なお、上記で説明したと同様に、この電圧の検出には、ロジック部２１３の電圧比較部２４０での判定に閾値を設けることで行う。
図２２（ｂ）に示すように、断線検出方法Ｃと同様に、測定番号Ｍ１Ｄでは、電圧検出線ＳＬ１あるいはＳＬ２のいずれが断線している場合でも「０」が検出される（図１３（ａ）および図１４（ａ）参照）。従って、電圧検出線ＳＬ１が断線しているか、電圧検出線ＳＬ２が断線しているかは、次の測定（Ｍ２Ｄ）の結果を参照して判断する。
なお、電圧検出線ＳＬ１の断線は、測定番号Ｍ２Ｄ〜Ｍ１２Ｄでの電圧測定には影響が無い（図１３（ａ）、（ｂ）参照）ので、図２２（ｂ）の測定番号Ｍ２Ｄ〜Ｍ１２Ｄでは、正常の電圧値（単電池セル１個分）、すなわち「１」が検出される。
もし、測定番号Ｍ１Ｄで正常電圧が測定された場合は、電圧検出線ＳＬ１およびＳＬ２共に断線していないと判断されるので、電圧検出線の断線だけを判断するのであれば、次の測定番号Ｍ２Ｄの測定を飛ばして、測定番号Ｍ３Ｄの測定を行ってもよい。測定番号Ｍ３ＤとＭ４Ｄの測定で電圧検出線ＳＬ３とＳＬ４の断線が判断されるからである。
ただし、この場合はセル２の電圧測定が行われないことになる。ここでも、断線検出方法Ｃと同様に、全ての単電池セルの端子間電圧（セル電圧）も測定することを想定して、図２２（ａ）の全ての測定番号Ｍ１Ｄ〜Ｍ１２Ｄを実行することを前提に説明する。
測定番号Ｍ２Ｄでは、電圧検出線ＳＬ２あるいはＳＬ３のいずれかが断線している場合に、検出電圧が単電池セル２個分となる（図１４（ａ）、図１５（ｂ）、図２２（ｂ）参照）。
従って、上記で説明したように、電圧検出線ＳＬ２が断線している場合は、測定番号Ｍ１Ｄでの検出電圧は０Ｖとなり、測定番号Ｍ２Ｄでは単電池セル２個分となる。すなわち、測定番号Ｍ１ＤとＭ２Ｄでの測定結果が異なり、電圧検出線ＳＬ２が断線していると判断される。
もし、測定番号Ｍ２Ｄで正常な電圧（単電池セル１個分）が検出された場合は、電圧検出線ＳＬ２およびＳＬ３は断線していないと判断されるので、断線診断のみを行う場合は、次の測定番号Ｍ３Ｄを飛ばして測定番号Ｍ４Ｄの測定を行ってもよい。
以上のように測定番号Ｍ１１Ｄまで各セル電圧を測定し、電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ１２の断線の判断を行う。
測定番号Ｍ１２Ｄでは、測定番号Ｍ１Ｄの場合と同様に、検出電圧が０Ｖの場合は、電圧検出線ＳＬ１２の断線かＳＬ１３の断線か判断できないので、測定番号Ｍ１１Ｄの測定も合わせて判断する。
以上で説明した４つの断線検出方法では、電圧検出線が１本だけ断線していることを想定して説明した。
説明が複雑になるので詳しい説明は省略するが、断線している電圧検出線が複数あった場合でも、上記の４つの断線検出方法は適用できる。断線した電圧検出線に対応して異常な電圧が検出できるのでどの電圧検出線が断線しているか判断できる。
ただし、２つの隣り合う電圧検出線が共に断線している場合は、上記で説明したような、断線状態の電圧検出線が１本だけの場合の検出電圧と異なる電圧が検出される場合がある。しかしながら、このような場合でも、予想される検出電圧と、他のセル電圧での測定結果を参照して断線を判断することが可能であるが、更に複雑になるので説明は省略する。
以上の断線検出方法の測定動作をｎ＝１からｎ＝１２の単電池セルに対して行えば、各単電池セルのセル電圧を測定する時にセルの電圧検出線の断線診断を行うことができる。また、単電池セルのバランシングスイッチをオン、当該セルの上および／または下のセルのバランシングスイッチをオフとするので、それ以外のバランシングスイッチは本来のバランシング動作を行うことが可能である。
（断線検出方法Ｃの変形実施例）
上記で説明した断線検出方法Ｃを利用して、以下のように、断線検出のみを約半分の回数の電圧測定で行うことができる。
図２１に示すように、測定番号Ｍ１Ｃで測定したセル１の電圧が正常であれば、電圧検出線ＳＬ１とＳＬ２は断線していないと判断できる。つぎの測定番号Ｍ２Ｃは実行せず、測定番号Ｍ３Ｃを実行する。
測定番号Ｍ３Ｃでの測定電圧が正常であれば電圧検出線ＳＬ３とＳＬ４は断線していないと判断される。
このように図２１の測定番号Ｍ１Ｃ〜Ｍ１２Ｃを１つ置きに実行する。ただし電圧検出線ＳＬ１とＳＬ１３はそれぞれ測定番号Ｍ１ＣとＭ１２Ｃでのみ断線が検出されるので、測定番号Ｍ１ＣとＭ１２Ｃは必ず実行するようにする。
このようにして電圧測定を実行すると、全ての電圧検出線を２本毎の単位で断線があるかないかの判断を行うことができる。更に断線している電圧検出線を特定する場合は、断線が検出された測定番号での電圧測定に関与する電圧検出線の断線を検出するように、上記で説明した断線検出方法Ａ〜Ｄを適宜用いて判断するが、詳細な説明は省略する。
(セル電圧測定による断線診断の自動化)
上記で説明した断線検出方法Ａ〜Ｄのような断線診断を、上位コントローラ（バッテリコントローラ５００）からの１つの断線診断コマンドの指令を受けて、セルコントローラＩＣ３００はこのセルコントローラＩＣが制御しているセルグループの全単電池セルに対して連続的に行うことが可能である。
各断線検出方法で説明した、全てのバランシングスイッチのオン・オフ状態での電圧検出を連続的に行い、電圧検出結果を検出結果レジスタ２４１に格納する。断線判定部２４２は、検出結果レジスタ２４１に格納された全測定での検出結果に基づいて、全電圧検出線の断線判定を連続して行い、その判定結果をロジック部２１３の診断結果レジスタ２４３に格納する。
この断線の判定結果はフラグ（断線フラグ）として診断結果レジスタ２４３に保存されるので、上位コントローラは通信でセルコントローラＩＣ３００に断線診断コマンドを送信し、断線診断が終了後に、その判定結果のフラグをロジック部２１３のレジスタから読み込めば良い。図１９（ｂ）、図２０（ｂ）、図２１（ｂ）、図２２（ｂ）の一番右の欄はその断線判定結果のフラグ（断線フラグ）を示すものである。
なお、以上で説明した、バランシングスイッチのオン・オフを用いた断線検出方法では、検出電圧が単電池セル１個分の電圧から０Ｖあるいは単電池セル２個分の電圧に切り替わるまで、更にまた元の通常の単電池セル１個分の電圧に戻るまでの時間は、前述のように、ＣＶ端子に設けられたセル入力抵抗（Ｒｃｖ）２０２とセル入力コンデンサ（Ｃｉｎ）２０３によって構成されるＲＣフィルタの時定数の影響を受ける。
従って、全ての電圧検出線の断線診断を行うには、ある程度の時間がかかるので、車両の停止時で、例えばキーオフ後に行うことが好ましい。
(マルチプレクサ入力短絡スイッチを用いた断線診断機能の診断；断線診断機能の診断方法Ｅ)
しかしながら、診断をセルコントローラ３００が行う場合、判定結果を格納するロジック部のレジスタ（診断結果レジスタ）が故障すると、診断結果レジスタ２４３の断線フラグの値が、電圧検出線が断線していないにも拘わらず断線したと認識されるか、あるいは断線しているのに断線していないと判断されたことを示す断線フラグの値になっている可能性が生じることになる。また、更に電圧検出線の断線状態と診断結果レジスタの故障が、偶然、一致している可能性もある。
単にレジスタ機能のみが正常かどうかは、診断結果レジスタに保存されている断線フラグの値と異なる値をレジスタに入力し、これによって断線フラグの値が切り替わることを確認すればよいので、レジスタに直接０か１を書き込むことによってレジスタ単体の動作の確認が可能である。しかし、ここでは、診断結果レジスタにフラグを書き込むまでの回路動作とロジック部２１３の電圧比較部２４０、検出結果レジスタ２４１、断線判定部２４２（図６参照）の動作の確認も合わせて行う。このため、マルチプレクサ入力短絡スイッチを用いて疑似断線状態を作り出して、マルチプレクサ２１０からロジック部２１３の診断結果レジスタ２４３までの動作（断線診断機能）の動作確認を行う。この診断方法を断線診断機能の診断方法Ｅとする。
疑似断線状態はマルチプレクサ２１０の入力に設けられたマルチプレクサ入力短絡スイッチ２２４を用いて発生する。この疑似断線状態の発生方法を図２３（ａ）に示す。なお、マルチプレクサ入力短絡スイッチ２２４は単電池セルの個数だけ設けられているが、説明を簡単にするためにセル１〜セルｎに対応して、それぞれのマルチプレクサ入力短絡スイッチ２２４をＳＷＸ１〜ＳＷＸｎとする。または、上記に説明した実施形態の説明に対応して、セル１〜セル１２に対応して設けられたマルチプレクサ入力短絡スイッチ２２４をＳＷＸ１〜ＳＷＸ１２とする。
測定番号Ｍ１Ｅでは、マルチプレクサ入力短絡スイッチＳＷＸ１のみをオンにして電圧検出線ＳＬ１とＳＬ２とを短絡し、マルチプレクサ２１０は電圧検出線ＳＬ１およびＳＬ２の入力のみを選択することにより、０Ｖを差動増幅器２１１に出力する。
測定番号Ｍ２Ｅでは全てのマルチプレクサ入力短絡スイッチ２２４ＳＷＸ１〜ＳＷＸ１２をオフにし、マルチプレクサ２１０は電圧検出線ＳＬ１およびＳＬ２の入力のみを選択することにより、セル１の端子間電圧（正常の電圧）を差動増幅器２１１に出力する。
測定番号Ｍ２Ｅの測定で、正常の電圧を差動増幅器２１１に出力するのは、断線検出方法Ａ〜Ｄで説明したように、測定番号Ｍ１Ｅでの測定電圧が０Ｖの場合には、電圧検出線ＳＬ１とＳＬ２のどちらが断線しているか判断できないので、これを判断するために測定番号Ｍ２Ｅで正常の電圧（単電池セル１個分の電圧）を差動増幅器２１１に出力するためである。
測定番号Ｍ３Ｅ〜Ｍ１４Ｅまでは、それぞれマルチプレクサ入力短絡スイッチＳＷＸ１〜ＳＷＸ１２をオンとし、このオンされたマルチプレクサ入力短絡スイッチの上下の電圧検出線をマルチプレクサ２１０が選択して、０Ｖを差動増幅器２１１に出力する。
測定番号Ｍ１３Ｅでは、測定番号Ｍ２Ｅの場合と同様に、０Ｖでなく、セル１２から供給される正常の電圧（単電池セル１個分の電圧）を差動増幅器２１１に出力する。これも断線検出方法Ａ〜Ｄで説明したように、Ｍ１４Ｅでの測定電圧が０Ｖの場合には、電圧検出線ＳＬ１２とＳＬ１３のどちらが断線しているか判断できないので、これを判断するために測定番号Ｍ１３Ｅで正常の電圧（単電池セル１個分の電圧）を差動増幅器２１１に出力するためである。
図２３（ｂ）は、以上のようにマルチプレクサ入力短絡スイッチＳＷＸ１〜ＳＷＸ１２を操作して、０Ｖまたは正常の電圧を差動増幅器２１１に出力して電圧を検出結果をまとめて示したものである。図２３（ｂ）に示す電圧検出結果（測定番号Ｍ１Ｅ〜Ｍ１６Ｅ）が検出結果レジスタ２４１に書き込まれる。なお、説明のため、ここでは各測定番号に対応した検出結果レジスタ２４１をそれぞれＲＧ１〜ＲＧ１６としている。
図２３（ｂ）に示す１６個の電圧検出結果が検出結果レジスタ２４１に書き込まれると、断線判定部２４２はこの検出結果レジスタ２４１の値を参照して、電圧検出線の断線判定を行う。
診断結果レジスタ２４３にフラグを書き込むまでの回路動作とロジック（図５には不図示）の動作が正常であれば、図２３（ｃ）に示すように、各電圧検出線の断線が判定され、それぞれの断線フラグの値が診断結果レジスタ２４３に書き込まれる。
上記の断線診断機能の診断方法Ｅは、まとめると以下のような手順で行われる。
（ステップ１）診断結果レジスタ２４３単体の動作確認
（ステップ２）断線フラグＦＬ１〜ＦＬ１３を全て０にセットする。
（ステップ３）図２３（ａ）に示すように、マルチプレクサ入力短絡スイッチＳＷＸ１〜１２を１個ずつオンし、測定番号Ｍ１Ｅ〜Ｍ１６Ｅの測定を行う。
（ステップ４）図２３（ｂ）の右側の欄に示す診断結果レジスタ２４３の断線フラグの値が１になっているかどうか確認する。
上記ステップ１は、診断結果レジスタ２４３に直接１または０の書き込み／読出しを行うものである。ここで不具合があれば、これ以降の測定は行わず、バッテリーコントローラ５００は、更に上位のコントローラ（車両コントローラ、不図示）に断線診断機能に不具合があることを送信する。
ステップ１〜３は上位コントローラ（バッテリーコントローラ５００）の指令により、セルコントローラＩＣ３００が実行する。
ステップ４では、セルコントローラＩＣ３００から送信された診断結果レジスタ２４３の断線フラグの値に基づいて、バッテリーコントローラ５００が断線診断機能が正常かどうか判断し、判断結果を上位のコントローラに送信する。
以上のように断線診断を実行することによって、断線結果レジスタ機能が正常かどうかを診断することができる。この断線診断機能の診断はマルチプレクサ２１０の診断と同様に時間を要するので、車両が停止した状態で、システムの起動時またはシャットダウン時に行えばよい。
なお、ここでは正常の電圧をマルチプレクサ２１０に入力するために、単電池セルの端子間電圧を利用しているが、電圧検出線が断線していれば当然ながらこの単電池セルの端子間電圧を用いることはできない。しかしながら、本発明による蓄電装置ではまず、電圧検出線の断線診断をバランシングスイッチのオン・オフを用いて行うことを特徴としており、この断線診断機能を診断する機能の診断はあくまで補助的なものである。バランシング診断による断線診断とこの断線診断機能の診断を組み合わせることで、いずれかの診断を行った時に、電圧検出線の断線を含む電圧検出の経路で故障があることが検出されるので、この検出された故障に基づいてバッテリコントローラ５００は更に上位のコントローラ（車両コントローラ）に故障情報を送信する。
また、詳細な説明は省略するが、別の電源から正常の電圧をマルチプレクサ２１０に入力するような回路を設けることも可能であり、このようにすれば、単電池セルからの電圧供給無しで、電圧検出線断線に対応した疑似電圧の発生を行い、マルチプレクサ２１０以降の断線診断機能の診断を行うことができる。
上記のマルチプレクサ入力短絡スイッチを用いた断線診断機能の診断は、前述のマルチプレクサの診断と同様にある程度の時間を要するので、車両が停止した状態でシステムの起動時またはシャットダウン時に行えばよい。
ただし、上記のように、マルチプレクサ入力に別の電源から正常の電圧を入力するような回路を更に設ける構成にすると、保護用に設けた入力抵抗や入力コンデンサ（図５のＲｍｐｘ、Ｒｃｖ、とＣｉｎ）を介して単電池セルの電圧をマルチプレクサ２１０に入力する必要がないので、短時間に行うことも可能である。
(バランシング回路診断による断線診断；断線検出方法Ｆ)
また、電圧検出線の断線診断をセル電圧測定値ではなく、バランシング回路の断線診断を行うことによって電圧検出線の断線診断を行うことも可能である。前述したようにバランシングスイッチ状態検出回路２２３は、正常なバランシング電流が流れたかどうかを検出することができるので、上述の単電池セルの電圧測定による断線診断の場合と同様なバランシングスイッチの制御を行い、セル電圧測定の代わりにバランシング電流が流れていないことをバランシングスイッチ状態検出回路２２３の出力で判断して電圧検出線の断線診断を行うことができる。
なお、バランシングスイッチ状態検出回路２２３の出力はコンパレータ２２９の出力であるので、ＨｉｇｈかＬｏｗである。ここではバランシング電流が検出された場合はＨｉｇｈ（＝１）、されなかった場合はＬｏｗ（＝０）として、検出結果を検出結果レジスタ２４１に格納する（図６参照）。
図２４から図２８にその場合の説明図を示す。図２４〜図２８では上記の断線検出方法Ａ〜Ｄの場合と比較し易いように、図１３〜図１７をほぼそのまま利用し、各々の場合でバランシング電流が流れるかどうかを示している。
なお、これらの場合も電圧検出線は１本のみ断線しているとしている。しかしながら、これらの例示は容易に複数の電圧検出線が断線している場合に拡張できる。
図２４〜図２７で明らかなように、この断線検出方法Ｆの場合は、上記の断線検出方法Ａ〜Ｄと異なり、以下に示す２つの規則を考慮すればよい。なお、ここでは説明のために、図１３〜１６での説明と同様に、単電池セルの番号、電圧検出線の番号、バランシングスイッチの番号、をそれぞれセル１〜セルｍ、ＳＬ１〜ＳＬｍ＋１、ＢＳ１〜ＢＳｍとする。また、番号ｎは２≦ｎ≦ｍで用いるものとする。
（規則５）バランシングスイッチＢＳｎ−１がオフ、バランシングスイッチＢＳｎがオンの時、電圧検出線ＳＬｎが断線していれば、バランシングスイッチＢＳｎにバランシング電流は流れない。
（規則６）バランシングスイッチＢＳｎがオン、バランシングスイッチＢＳｎ＋１がオフの時、電圧検出線ＳＬｎ＋１が断線していれば、バランシングスイッチＢＳｎにバランシング電流は流れない。
電圧検出線が断線していることを、バランシング電流が流れないことで検出するには、上記の規則５と規則６を共に利用し、３つの隣り合うバランシングスイッチをそれぞれオフ・オン・オフとする必要がある。
これは、例えばバランシングスイッチＢＳｎがオンで電圧検出線ＳＬｎ＋１が断線している場合、バランシングスイッチＢＳｎ＋１がバランシング動作を行ってオンとなると、共にオンとなったバランシングスイッチＢＳｎとＢＳｎ＋１を経由して、セルｎとセルｎ＋１の電流が流れるからである（図２５（ｃ）、図２６（ｃ）参照）。
なお、最上位の電圧検出線ＳＬ１と最下位の電圧検出線ＳＬ１３では、３つの連続したバランシングスイッチの動作はできないが、図２７に示すように、仮想セルＸと仮想バランシングスイッチＢＳＸを考えることによって、上記の規則５と６を準用することができる。
以上よりこの断線検出方法Ｆでは、上記で説明した断線検出方法Ｃと同様にバランシングスイッチを動作させて電圧検出を行うことができる。また、２つの連続した測定での結果から電圧検出線の断線判定を行う手法も断線検出方法Ｃと同様である。ｎ番目の単電池セルの両端の電圧検出線ＳＬｎとＳＬｎ＋１の断線診断には、ｎ番目の単電池セル（セルｎとする）のバランシングスイッチ２２２（ＢＳｎとする）をオンとし、その上下のバランシングスイッチ２２２（それぞれＢＳｎ−１とＢＳｎ＋１とする）をオフにする。この状態でバランシングスイッチＢＳｎ−１、ＢＳｎ、ＢＳｎ＋１に電流が流れたかどうかを、バランシングスイッチ状態検出回路２２３の出力で検出する。図２５（ｂ）と図２６（ａ）に示すように、セルｎの＋側の電圧検出線ＳＬｎか−側の電圧検出線ＳＬｎ＋１が断線した場合には、セルｎのバランシング電流が流れなくなるのでその状態を検出できる。セル電圧検出を用いた方法と同様に、２つの隣り合う単電池セルでのバランシング電流の測定で、共にバランシング電流が検出できなければ、その２つの単電池セル間の電圧検出線が断線したと判断できる。
（最上位の電圧検出線ＳＬ１の断線検出）
図２４（ａ）および図２５（ａ）から明らかなように、バランシングスイッチＢＳ１をオンにしてバランシング電流が流れないことだけでは、電圧検出線ＳＬ１が断線しているか電圧検出線ＳＬ２が断線しているか判断できない。
そこで、次のタイミングでバランシングスイッチＢＳ２をオンにした時に、バランシング電流が検出された場合は、電圧検出線ＳＬ２が断線していないと判断されることと合わせて、電圧検出線ＳＬ１が断線していると判断する。
（最下位の電圧検出線ＳＬｍ＋１の断線検出）
図２６（ｂ）および図２７（ａ）から明らかなように、バランシングスイッチＢＳｍをオンにしてバランシング電流が流れないことだけでは、電圧検出線ＳＬｍが断線しているか電圧検出線ＳＬｍ＋１が断線しているか判断できない。
そこで、この前のタイミングでバランシングスイッチＢＳｍ−１をオンにした時に、バランシング電流が検出された場合は、電圧検出線ＳＬｍが断線していないと判断されることと合わせて、電圧検出線ＳＬｍ＋１が断線していると判断する。
(バランシング診断による断線診断の自動化)
前述の断線検出方法Ａ〜Ｅのように、上記の断線検出方法Ｆを、図５に示すような、１２個の単電池セルを備えたセルグループに適用した場合について説明する。
図２１に示す断線検出方法Ｃのようなセル電圧検出による断線診断の場合と同様なバランシングスイッチの制御と、バランシング電流が流れたかどうかの検出を、上位コントローラからの１つの指令により、セルコントローラ３００が接続されているセルグループ１０２の全単電池セル１０１に対して連続的に行う。セル電圧検出の代わりにバランシング電流の検出によって連続的に診断が可能である。図２９（ａ）に、バランシングスイッチＢＳ１〜１２をそれぞれオンにしてバランシング電流を検出する場合の、バランシングスイッチのオン・オフ状態を示す。これは図２０に示す、断線検出方法Ｃと全く同じものとなる。
なお、図２９（ａ）に示すように、測定番号Ｍ１Ｆと測定番号Ｍ１２Ｆでは２つのバランシングスイッチをオン・オフとしてバランシング電流の測定を行うが、これらの状態も、図２８に示すように仮想的なバランシングスイッチを考えることで、測定番号Ｍ２Ｆ〜Ｍ１１Ｆと同様に考えることができる。
測定番号Ｍ１Ｆ〜Ｍ１２Ｆの測定は、上位コントローラ（バッテリーコントローラ５００）からの１つの指令によって連続的に実行され、すべての測定のバランシングスイッチ状態検出回路２２３の出力は検出結果レジスタ２４１に格納される。断線判定部２４２は、検出結果レジスタ２４１に格納された測定番号Ｍ１Ｆ〜Ｍ１２Ｆでのバランシング電流検出結果に基づき、電圧検出線の断線判定を行う。
図２９（ｂ）は各電圧検出線が断線していると判断される場合の、図２９（ａ）に示す測定番号（Ｍ１Ｆ〜Ｍ１２Ｆ）を実行した結果をまとめて示したものである。「０」はバランシング電流が流れなかったことを示し、「１」は正常のバランシング電流が流れたことを示す。
なお、電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ１２のいずれかが断線した場合、図２９（ｂ）に示す各電圧検出線の断線（ＳＬ１断線〜ＳＬ１３断線）のデータの内で、断線している電圧線の行のデータ（測定番号Ｍ１Ｆ〜Ｍ１２Ｆでの検出結果）が検出結果レジスタ２４１に格納されている。
断線判定部２４２（図６参照）での電圧検出線ＳＬ２〜ＳＬ１２の断線判断は、前述の断線検出方法Ｃの場合と全く同様である。２つの連続した測定番号Ｍｎ−１ＦとＭｎＦでの測定で共にバランシング電流が検出されなければ、すなわち結果が共に「０」となれば、２つのバランシングスイッチＢＳｎ−１とＢＳｎの間の電圧検出線ＳＬｎが断線していると判断される。
（最上位の電圧検出線が断線している場合）
上記のように、測定番号Ｍ１Ｆで、バランシング電流が流れなかったことが検出されただけでは、最上位の電圧検出線ＳＬ１が断線しているか、または電圧検出線ＳＬ２が断線しているかは判断できない。この場合は、次の測定番号Ｍ２Ｆでバランシング電流が検出されるかどうかで判断される。
測定番号Ｍ２Ｆで正常のバランシング電流が検出された場合、電圧検出線ＳＬ１およびＳＬ２共に断線は無いと判断される。従って、測定番号Ｍ１Ｆでバランシング電流が検出されなかった場合は、電圧検出線ＳＬ１が断線であると判断される。
（最下位の電圧検出線が断線した場合の電圧検出）
最下位の電圧検出線ＳＬ１３も、測定番号Ｍ１２Ｆで、バランシング電流が流れなかったことが検出されただけでは、最上位の電圧検出線ＳＬ１３が断線しているか、または電圧検出線ＳＬ１２が断線しているかは判断できない。この場合は、一つ前のタイミングでの測定番号Ｍ１１Ｆでバランシング電流が検出されるかどうかで判断される。
測定番号Ｍ１１Ｆで正常のバランシング電流が検出された場合、電圧検出線ＳＬ１１およびＳＬ１２共に断線は無いと判断される。従って、測定番号Ｍ１２Ｆでバランシング電流が検出されなかった場合は、電圧検出線ＳＬ１３が断線であると判断される。
なお、前述のように、バランシング端子コンデンサ（Ｃｂ）２０４はバイパスコンデンサとして設けられており、これとバランシング抵抗とで構成されるＲＣフィルタの時定数は、セル入力コンデンサＣｖとセル入力抵抗Ｒｃｖとで構成されるＲＣフィルタより遙かに小さい。従って、バランシング電流検出による断線検出も高速に行える。
更に、上記で説明したように、バランシング放電回路のオン・オフは、通常のバランシング放電動作の中で行うことが可能であり、またこの動作は各単電池セルの端子間電圧の測定に影響を与えない。従って、上記の断線診断方法Ｆは車両が動作中にも実施することができる。
(バランシング回路診断による断線診断の、断線診断機能の診断；断線判定機能の診断方法Ｇ)
セル電圧検出を用いた断線検出の場合と同様に、断線検出結果を保存するロジック部２１３内のレジスタが機能しているかどうか診断が必要である。なお、この断線判定機能の診断方法Ｇは、前述の断線診断機能の診断方法Ｅとよく似ているので、共通な部分は簡単に説明する。
このレジスタの機能診断では、電圧検出線の断線に対応して、バランシングスイッチをオン・オフしてバランシング電流が流れる状態と流れない状態のコンパレータ２２９の出力を擬似的に生成する。この擬似的なコンパレータ出力の発生には３つの方法がある。
第１の発生方法は、バランシングスイッチをオン・オフして、コンパレータ２２９の出力を切り替える方法である。
第２の方法は、バランシングスイッチをオンにした状態で、バランシング状態検出回路２２３のスイッチ回路２２８を切り替えて、コンパレータ２２９の出力を切り替える方法である。
第３の方法は、検出結果レジスタ２４１の内容を直接書き換えて、断線判定部２４２の動作と診断結果レジスタ２４３の動作のみを診断する方法である。
なお、第１と第２の発生方法では、上述の各診断の場合と同様に、各電圧検出線は断線しておらず、従って、各バランシングスイッチをオンとすると正常のバランシング電流が流れることを想定している。あるいは既に説明したように、確実に電圧検出線の断線の無い電池モジュール１０３を接続するか、別の電源から単電池セルの端子間電圧に相当する電圧を入力して、コンパレータ２２９の出力を擬似的に生成することも可能である。
なお、ここで説明する断線判定機能の診断方法Ｇを実行する場合は、断線判定結果、すなわち診断結果レジスタ２４３に格納される断線フラグＦＬ１〜ＦＬ１３の値を予めすべて０にしておく。この段階で既に０が設定されない断線フラグが存在すれば、診断結果レジスタ２４３には故障していることになる。
上記第１の方法を用いたバランシングスイッチのオン・オフ状態を図３０（ａ）に示す。これは、図２３（ａ）で示した、マルチプレクサ入力短絡スイッチのオン・オフ状態とちょうど逆になる。ここでは疑似的に生成されたコンパレータ出力に対応した測定をＭ１Ｇ〜Ｍ１６Ｇとしている。
バランシングスイッチがオフの時には、バランシング電流が流れないので、コンパレータ出力は「０」となる。また、バランシングスイッチがオンの時には、バランシング電流が流れるので、コンパレータ出力は「１」となる。従って、検出結果レジスタ２４１には、図３０（ｂ）に示すような疑似的検出結果が書き込まれることになる。なお、図３０（ｂ）ではこのバランシング診断を行うために必要な１６個の疑似検出データ（測定番号Ｍ１Ｇ〜Ｍ１６Ｇに対応）を示す。また、このデータが格納される検出結果レジスタ２４１をそれぞれＲＧ１〜ＲＧ１６としている。
上記第２の方法を用いた場合も、コンパレータ２２９の出力は図３０（ｂ）と同じになるようにする。
バランシングスイッチをオンにすると、通常はコンパレータ２２９の出力は「１」となる。そこで、バランシング状態検出回路２２３のスイッチ回路２２８を切り替えて、コンパレータ２２９の出力を反転させて「０」を出力させる。すなわち、図３０（ａ）の「ＯＦＦ」で示す時には、このスイッチ回路２２８を切り替えて、通常とは逆の出力をコンパレータ２２９から出力させる。
この第２の方法の場合も生成される疑似的なデータは図３０（ｂ）に示すものと同じである。
第３の方法では、図３０（ｂ）に示す疑似的なコンパレータ２２９の出力を直接、検出結果レジスタ２４１に書き込むものである。この書き込み用のデータは、セルコントローラＩＣ３００に設けられたＲＯＭ（不図示）に予め格納しておき、これを読み出して書き込んでよく、また通信を介して上位コントローラ（バッテリーコントローラ５００）から供給されてもよい。
図３０（ｃ）は、電圧検出線の断線状態に対応した疑似的なコンパレータ出力を用いて、断線検出を行う方法を示したものである。
図２９を参照して説明した断線検出方法Ｆでの断線検出を、検出結果レジスタ２４１に書き込まれた図３０（ｂ）に示す疑似的なコンパレータ出力データと、図３０（ｃ）に示す各電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ１３の断線判定パターンとを連続的に比較して行う。
（断線判定機能の診断）
電圧検出線ＳＬ１の断線の判定には、セル１とセル２のコンパレータ出力結果がそれぞれ０と１になる（測定番号Ｍ１ＧとＭ２Ｇ）ことで判定する。これは図２９で説明した場合と同じである。
電圧検出線ＳＬ１３の断線の判定には、セル１１とセル１２のコンパレータ出力結果がそれぞれ１と０になる（測定番号Ｍ１５ＧとＭ１６Ｇ）ことで判定する。
電圧検出線ＳＬ２〜ＳＬ１２の断線の判定は、それぞれ連続した２つのセルでのコンパレータ出力がそれぞれ共に０に０となることで判定される。
上記のように各電圧検出線の断線判定が行われると、断線判定部２４２および診断結果レジスタ２４３の機能が正常であれば、断線フラグＦＬ１〜ＦＬ１３は全て１に書き換わる。この断線フラグＦＬ１〜ＦＬ１３が通信を介して上位コントローラ（バッテリーコントローラ５００）に送信され、断線フラグが全て１に書き換わっていることが確認されれば、バランシング回路診断による断線診断での、断線診断機能は正常に動作していると判断される。
上述のように、このバランシング電流検出回路を用いた断線検出方式では、バランシング電流が流れたかどうかを検出するだけなので、セル電圧を用いた場合に比べて応答を早くできるという利点がある。セル電圧検出の場合は、正確なセル電圧検出値が必要なため、入力ＲＣフィルタの時定数が大きく設定されており、従って、電圧検出にはこの時定数に比べて十分長い時間をとる必要がある。このバランシング電流検出回路を用いた方法ではバランシング電流が流れたかどうかを判断するだけなので時間を長くする必要はない。
セルコントローラＩＣ３００内のマルチプレクサ２２４には電源電圧ＶＤＤを測定する入力１４が設置されている。この電源電圧ＶＤＤ電圧はＡＤコンバータ２１２の基準電圧源とは独立しており、この電圧を測定することによって電圧測定系が正常に動作しているかどうか診断することができる。図５の例では電源電圧ＶＤＤを用いているが、ＡＤコンバータ２１２の基準電圧源と独立していれば、別の基準電圧源であっても良い。その場合、その基準電圧源の精度を上げれば、電圧測定系の精密な診断が可能となる。また、その診断動作を断線診断コマンドの中に含めても良い。その場合は電圧測定系の診断結果を格納するレジスタ（図６参照）を診断するために、マルチプレクサ入力に設置されたマルチプレクサ入力スイッチ２２４を短絡すればよい。このマルチプレクサ入力短絡スイッチ２２４は、ＶＤＤ電圧測定入力のほか、ブロック電圧測定入力、温度測定入力にも設置されており、マルチプレクサ２１０の切替動作判断と、診断時の診断結果判定に用いることができる。
ロジック部２１３には過充電の判定結果を記憶するレジスタ（図５、図６には不図示）も含まれている。ロジック部２１３内部の電圧比較部２４０を用いて、ＡＤコンバータ２１２からの端子間電圧のデジタル出力と過充電を示す所定の閾値とを比較して過充電を検出した結果をこのレジスタからＦＦ信号として出力される。またロジック部２１３は、この電圧比較部２４０の動作を診断するために、ＡＤコンバータ２１２の出力であるセル電圧測定結果を、過充電閾値以上の電圧測定値に変更して電圧比較部２４０に入力できる機能（図５、図６には不図示）も備えている。この機能を、上位コントローラ（バッテリコントローラ５００）からの通信指令で動作させてセル電圧検出値を過充電閾値以上の値に書き換え、この電圧比較部２４０からの過充電検出結果を記憶したレジスタのＦＦ出力が過充電の値を示せば、電圧比較部２４０の動作が正常であることを診断できる。
断線診断を行うコマンドは、断線診断、バランシングスイッチの診断、電圧測定系の診断等の各種診断と、セル電圧、ブロック電圧、温度等の測定を、定常的に行う動作を含んでもよい。その場合は、このコマンドを上位コントローラから定期的にセルコントローラＩＣ３００に送信するだけで各動作が行われ、各動作終了後にその診断結果あるいは測定値を読み込むだけで必要な情報が得られるため、上位コントローラ（バッテリコントローラ５００）の通信負荷が減るという利点がある。
（複数のセルグループが直列に接続されている場合の断線検出方法）
以上での断線検出方法は、簡単のため、１つのセルグループとこれを制御する１つのセルコントローラＩＣの場合を例にして説明した。
前述のように、セルグループが複数直列に接続される場合には、２つの隣り合うセルグループで、直接接続されている別々のセルグループに属する単電池セルのバランシングスイッチのオン・オフ状態が、それぞれの単電池セルの端子間電圧の測定またはバランシング電流の測定に互いに影響する。従って、このような場合、あるセルグループの単電池セルの端子間電圧あるいはバランシング電流を検出している場合であっても、隣のセルグループのバランシングスイッチも同時に制御する必要がある。
上記で説明した断線検出方法は、セルグループが複数直列に接続される場合にも容易に拡張できる。
図２１を参照して上記で説明した断線検出方法Ｃを、２つのセルグループを直列に接続した場合に拡張した例を説明する。他の断線検出方法も同様に拡張して実行できる。
図３３は、断線検出方法Ｃを、例えば図３や図４に示すような、サービスディスコネクトスイッチ（ＳＤ−ＳＷ）１０５の上側あるいは下側に設けられた２つの直列接続されたセルグループに適用した場合の例である。
ここでは例えば、セルグループ１０２ｂの１２個の単電池セルをセル１〜セル１２、セルグループ１０２ａの１２個の単電池セルをセル１３〜セル２４とし、それぞれのセル毎に設けられたバランシングスイッチをＢＳ１〜ＢＳ２４とする。また、セルグループ１０２ｂの１２個の単電池セルとセルコントローラＩＣ３００ｂとを接続する１３本の電圧検出線をＳＬ１〜ＳＬ１３とし、セルグループ１０２ａの１２個の単電池セルとセルコントローラＩＣ３００ａとを接続する１３本の電圧検出線をＳＬ１３〜ＳＬ２５とする。この場合電圧検出線ＳＬ１３は、これら２つのセルグループで共用されている。
セル１〜セル２４までの端子間電圧の測定番号をそれぞれＭ１ＣＣ〜Ｍ２４ＣＣとし、電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ２５の断線検出フラグをＦＬ１〜ＦＬ２５としている。
図２１（ａ）と図３３（ａ）から分かるように、２つのセルグループを直列に接続した場合は、図２１（ａ）の測定番号Ｍ１２Ｃでのバランシングスイッチのオン・オフが図３３（ａ）の測定番号測定番号Ｍ２４ＣＣに移動しただけである。
また図２１（ｂ）と図３３（ｂ）から分かるように、図２１（ｂ）のＳＬ１３の断線判定が図３３（ｂ）のＳＬ２５の断線判定に移動しているだけである。
２つのセルグループのバランシングスイッチは、全て上位のバッテリコントローラ５００からの指令によって制御され、同時に制御されるバランシングスイッチが２つのセルグループに別々に属する場合であっても問題無く制御できる。
従って、これから明らかなように、更に３個以上のセルグループを直列に接続した場合でも同様に断線判定を行うことができる。
なお、２つのセルグループを直列に接続した場合、ここで説明したような、全部で２４個の単電池セルでの端子間電圧を連続して行わず、例えば１つのセルグループに属するセル１〜セル１２のみともう１つのセルグループに属するセル１３〜セル２４の端子間電圧測定を別々に行うことも可能である。ただし、セル１２での測定（Ｍ１２ＣＣ）では、セル１３のバランシングスイッチＢＳ１３をオフにしておく必要がある。セル１２での測定でＢＳ１３がバランシング動作を行っていると、ＢＳ１３はオンとオフの状態があるため、前述のように、セル１２での端子間電圧の測定値が確定しなくなる。
２つのセルグループの全ての単電池セルの端子間電圧の測定を上記のように行う方が効率がよいが、測定時間は長くなるので、断線判定の方法によっては、全ての測定を連続して行う場合は車両が停止状態で行う方が好ましい。
断線検出方法Ｃを例にして以上のように説明したが、他の断線検出方法も同様に２つ以上のセルグループを直列に接続した場合に拡張できることが容易に理解されるであろう。
＜第２の実施形態＞
図３４は、本発明による電池システム監視装置の第２の実施形態を組み込んだ、ハイブリッド自動車用の蓄電装置の構成例を示す。これは、第１の実施形態を説明する図２に対応するものであり、総電圧検出回路５０１がバッテリコントローラ５００にも組み込まれている例である。第１の実施形態で説明したように、他の方法で電池システム１０４の総電圧を測定できれば、総電圧検出回路５０１は、図１のようにバッテリーコントローラ５００の内部に設けられていなくともよい。
蓄電装置１００は、主に、複数のリチウムイオン単電池セル１０１から構成されるセルグループ１０２と、複数のセルグループ１０２が直列接続された電池システム１０４と、主として各単電池セル１０１の端子間電圧を検出するメインセルコントローラＩＣ３０１と、主として各単電池セル１０１のバランシング放電動作を行うサブセルコントローラＩＣ３０２の組を複数備えたセルコントローラ（電池監視装置）２００と、セルコントローラ２００の動作を制御し、各単電池セルの状態判定を行うバッテリーコントローラ５００で構成される。
図１および図２を図３４と比較して明らかなように、第１の実施形態の１つのセルコントローラＩＣ３００が、第２の実施形態における１組のメインセルコントローラＩＣ３０１とサブセルコントローラＩＣ３０２に対応している。
バッテリーコントローラ５００は絶縁素子群４００を介して複数のメインセルコントローラＩＣ３０１およびサブセルコントローラＩＣ３０２と通信を行って、これらのメイン／サブセルコンローラＩＣの制御を行う。１組のメインセルコントローラＩＣ３０１とサブセルコントローラＩＣ３０２は、第１の実施形態と同様に、セルグループ１０２毎に設けられている。なお、電池システム１０４とセルコントローラ２００の間の電圧検出線は、不図示のコネクタでセルコントローラ２００に接続されている。
この第２の実施形態は、第１の実施形態で説明したセルコントローラＩＣ３００での、各単電池セルの、端子間電圧測定の機能とバランシング放電の機能とをそれぞれ別々のセルコントローラＩＣで行う構成の電池システム監視装置である。メインセルコントローラＩＣ３０１とサブセルコントローラＩＣ３０２はそれぞれ、セルコントローラＩＣ３００と同等の構成と機能を有している。
ただし、第２の実施形態の構成の電池システム監視装置では、図５で説明した第１の実施形態のバランシングスイッチ状態検出回路２２３が不要となる。このバランシングスイッチ状態検出回路２２３の機能すなわちバランシングスイッチ２２２の診断機能は、第２の実施形態では、サブセルコントローラ３０２を用いて、バランシングスイッチ２２２の端子間電圧を測定し、これを所定の閾値電圧と比較することで実現できる。
図３５は、セルコントローラ２００内のメインセルコントローラＩＣ３０１ａ〜３０１ｄおよびサブセルコントローラＩＣ３０２とバッテリーコントローラ５００内のマイクロコンピュータ５０４の間の通信接続例を示す。マイクロコンピュータ５０４はセルコントローラ２００内のメインセルコントローラＩＣ３０１ａ〜３０１ｄあるいはサブセルコントローラＩＣ３０２ａ〜３０２ｄを起動させるための起動信号を出力する起動信号出力ポートと、コマンド及びデータを送信するための送信ポートＴＸＤと、過充電状態を検出するためのデータパケット（ＦＦ信号）を出力するためのＦＦ信号出力ポートを有している。図３５に示すように、起動信号出力ポート、データ出力ポートＴＸＤ、ＦＦ信号出力ポートは、メインセルコントローラ３０１用とサブセルコントローラ用にそれぞれ別々に設けられている。これらの出力ポートは、メインセルコントローラ３０１用とサブセルコントローラ用で全く同様に構成されている。
なお、図３５に示す構成は、第１の実施形態で説明した図３に対応するものである。セルグループ１０２ａ〜１０２ｄに対応して、それぞれメインセルコントローラＩＣ３０１ａ〜３０１ｄ、およびサブセルコントローラＩＣ３０２ａ〜３０２ｄが設けられている。第１の実施形態の図４に対応するような、メインセルコントローラＩＣ３０１間の通信経路の高速絶縁素子あるいは低速絶縁素子をコンデンサで置き換えた構成としてもよい。コンデンサを用いることにより消費電力を低減することができる。
以下の説明では、単にメインセルコントローラＩＣあるいはサブセルコントローラＩＣと呼ぶ場合は、それぞれメインセルコントローラＩＣ３０１ａ〜３０１ｄおよびサブセルコントローラＩＣ３０２ａ〜３０２ｄを特に限定しない場合とする。更に単にセルコントローラＩＣと呼ぶ場合は、メインセルコントローラＩＣとサブセルコントローラＩＣを総称するものとする。
メインセルコントローラＩＣ３０１の通信経路とサブセルコントローラＩＣ３０２の通信経路は別々に構成されているが、それぞれ全く同様の構成となっており、それぞれ第１の実施形態で説明した通信経路および通信方法と全く同様である。第１の実施形態の場合と同様に、図３５で一番下のメインセルコントローラＩＣ３０１ａとサブセルコントトーラＩＣ３０２ａを、それぞれマイクロコンピュータ５０４からの信号を最初に受信する最上位メインセルコントローラＩＣおよびサブセルセルコントローラＩＣとしている。第１の実施形態で説明したように、図３５の一番上側のセルコントローラＩＣを最上位セルコントローラＩＣとする構成でもよい。なお、図示の都合上、図３５では、メインセルコントローラＩＣ３０１およびその通信経路をサブセルコントローラＩＣ３０２より大きく示してある。
なお、図３５に示すように、メインセルコントローラＩＣ３０１間の通信経路と、サブセルコントローラＩＣ間の通信経路を別経路としたのは、バッテリーコントローラ５００からのメインセルコントローラＩＣおよびサブセルコントローラＩＣへの通信を高速に行うためである。
全てのメインセルコントローラＩＣ３０１と全てのサブセルコントローラＩＣ３０２を同じ通信経路で接続することも可能であるが、その分通信経路が長くなるので、最後のメインセルコントローラＩＣ３０１あるいは最後のサブセルコントローラＩＣ３０２までバッテリーコントローラ５００からの指令やデータが届くまでに時間がかかることになる。
また、ここでは説明を省略するが、メインセルコントローラＩＣとサブセルコントローラＩＣを同期して動作させる場合があり、メインセルコントローラＩＣ３０１間の通信経路と、サブセルコントローラＩＣ間の通信経路を別経路とする方が同期をとりやすいからである。
図３６は、図３５に示す１つのセルグループを制御する１組のメインセルコントローラＩＣとサブセルコントローラＩＣの機能分担を説明するための概略図である。
図３６は、図３５に示す１つのセルグループを制御する１組のメインセルコントローラＩＣとサブセルコントローラＩＣの機能分担を説明するための概略図である。ここではメインセルコントローラＩＣ３０１とサブセルコントローラＩＣ３０２は同一仕様のセルコントローラＩＣである。
図３６のメインセルコントローラＩＣ３０１およびサブセルコントローラＩＣと、図５に示すセルコントローラＩＣ３００との構成および機能の違いは以下の点であり、それ以外は同等の構成および機能を有している。したがって、以下の点以外で図５に記載されていて、図３６に記載されていないものは、単にこれらが図５と図３６で共通であるので省略されているだけである。これらの記載を省略されているものは機能および動作も第１の実施形態で説明しているので、その説明も以下では省略する。
＜実施形態１と実施形態２のセルコントローラ２００の構成の比較＞
・図５のセルコントローラＩＣ３００のバランシング端子（ＢＳ０１Ｈ〜１２Ｈ、ＢＳ０１Ｌ〜１２Ｌ）の機能はサブセルコントローラＩＣ３０２のバランシング端子ＣＢＳ１〜１３に置き換えられている。
・図３６では、バランシングスイッチ２２２は、２つの隣り合う電圧検出線（ＳＬ１〜１３）あるいは２つの隣り合うバランシング接続線（ＢＬ１〜１３）の間に直接接続されている。
・図５のセルコントローラＩＣ３００のセル入力抵抗２０２は、図３６のメインセルコントローラＩＣ３０１のセル入力抵抗２０２ａに対応し、図５のセルコントローラＩＣ３００のバランシング抵抗２０１は、図３６のバランシング抵抗２０１ａに対応する。
・ただし、図３６のバランシング抵抗２０１ａは、バランシング接続線ＢＬ１〜ＢＬ１３にそれぞれ１個ずつ設けられている。すなわち、バランシング接続線ＢＬ２〜１２のバランシング抵抗２０１ａはバランシング放電の際に、２つの隣り合うバランシングスイッチで共通に使用される。
・図５のセルコントローラＩＣ３００のセル入力コンデンサ２０３は、図３６のメインセルコントローラＩＣ３０１のセル入力コンデンサ２０３ａに対応し、図５のセルコントローラＩＣ３００のバランシング端子コンデンサ２０４は、図３６のサブセルコントローラＩＣ３０２のバランシング端子コンデンサＣｂに対応する。ただし、メインセルコントローラＩＣ３０１のセル入力コンデンサ２０３ａは、２つの隣り合う電圧検出線の間に接続されている。
＜実施形態１と実施形態２のセルコントローラ２００の機能の比較＞
・図５のセルコントローラＩＣ３００（第１の実施形態）は、１つのセルコントローラＩＣ３００が、各単電池セルの端子間電圧測定とバランシング放電を行っているが、図３６（第２の実施形態）では各単電池セルの端子間電圧測定はメインセルコントローラＩＣ３０１が行い、バランシング放電は通常サブセルコントローラＩＣ３０２が行う。
・ただし、バランシング放電の際、第２の実施形態では、サブセルコントローラＩＣ３０２で隣り合う２つのバランシングスイッチ２２２を同時にオンとした場合、１個のバランシングスイッチをオンとした場合の２倍の電流が流れるので、これを考慮してバランシングを行う。発熱の問題がある場合は、２つの隣り合うバランシングスイッチが同時にオンとならないように制御する。
・断線診断は通常メインセルコントローラＩＣ３０１が行うが、第２の実施形態ではセル入力コンデンサ２０３ａが２つの隣り合う電圧検出線の間に接続されているので、断線している電圧検出線に接続されているバランシングスイッチ２２２をオン・オフすると、このセル入力コンデンサ２０３ａの電荷が変化し、電圧が落ち着くまで時間がかかる場合がある。
以上の点以外では、第１の実施形態と第２の実施形態で動作の違いはなく、またセルコントローラＩＣ３００、メインセルコントローラＩＣ３０１、サブセルコントローラＩＣ３０２の内部の構成や動作も共通である。図３６に、セルコントローラ２００側の電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ１３でセルグループ１０２に近い部分に、隣り合う２つの電圧検出線の間に保護用のコンデンサＣｔｅｒｍが設けられている。これはセルグループ側、あるいは電池システム１０４に接続されたインバータ８００側からセルコントローラ２００に侵入するノイズを除去するためのものであり、いわゆるＥＳＤ対策用のコンデンサである。実際は第１の実施形態でもＣｔｅｒｍが用いられているが、図５では省略されている。
第２の実施形態においては、各単電池セルのバランシング放電用のＢＳ端子と、端子間電圧測定用のＣＶ端子とはそれぞれ専用の端子として別々のセルコントローラＩＣに設けられている。また、バランシング抵抗（Ｒｂ）２０１ａと、サブセルコントローラＩＣ３０２のバランシングスイッチＢＳ２２２とで構成されるバランシング放電回路は、セル入力抵抗（Ｒｃｖ）２０２ａより単電池セル側でバランシング接続線ＢＬ１〜１３を介して電圧検出線ＳＬ１〜１３に接続されている。
これによって、第１の実施形態の場合と同様に、バランシング電流がセル入力抵抗（Ｒｃｖ）２０２ａを流れないため、メインセルコントローラＩＣ３０１での正確な端子間電圧測定が可能となっている。電圧検出線に断線の無い正常な状態では、バランシング放電回路のバランシング抵抗（Ｒｂ）２０１ａとバランシング端子コンデンサ（Ｃｂ）２０４ａ、およびサブセルコントローラＩＣ３０２のバランシングスイッチ２２２のオン・オフは、メインセルコントローラＩＣ３０１での、各単電池セルの端子間電圧測定に影響を与えない。従来は、たとえば特開２０１０−２２８５２３号公報に記載されているように、各単電池セルの端子間電圧測定とバランシング放電を１つのセルコントローラＩＣで行っており、またバランシング放電用の回路の一部が端子間電圧測定用の回路（電圧検出線とセル入力抵抗）と共通となっていたので、バランシング放電を行うと端子間電圧が低下するようになっていた。従って、正確な端子間電圧測定は、バランシング放電を停止して実施していた。
（単電池セル端子間電圧測定回路のＲＣフィルタとバランシング放電回路のＲＣフィルタ）
第１の実施形態でも説明したように、第２の実施形態においてもセル入力抵抗（Ｒｃｖ）２０２ａとセル入力コンデンサ（Ｃｉｎ）２０３ａとからなる単電池セル端子間電圧測定回路のＲＣフィルタの時定数は、バランシング抵抗（Ｒｂ）２０１ａとバランシング端子コンデンサ（Ｃｂ）２０４ａで構成されるバランシング放電回路のＲＣフィルタの時定数より大きく設定されている。
第１の実施形態および第２の実施形態で、バランシング放電回路のＲＣフィルタの時定数を単電池セル端子間電圧測定回路のＲＣフィルタの時定数より小さくするのは以下の理由による。
・バランシング抵抗２０１あるいは２０１ａの抵抗値を小さくして、速やかにバランシング放電を行う。
・バランシング放電回路のバランシングスイッチのオン・オフを利用して断線診断する場合に、高速に診断できる。
・第１の実施形態のセルコントローラＩＣ３００のバランシングスイッチ状態検出回路２２３（図５参照）の機能は、第２の実施形態においては、サブセルコントローラＩＣ３０２でバランシングスイッチ２２２の端子間電圧の測定機能で置き換えられているが、サブセルコントローラＩＣ３０２でバランシングスイッチ２２２の診断を高速に行うことができる。
第１の実施形態で説明したように、第２の実施形態においても、単電池セル端子間電圧測定回路のＲＣフィルターのカットオフ周波数は５０Ｈｚ程度に設定されている。ただし、第２の実施形態では、セル入力コンデンサ２０３ａは２つの隣り合う電圧検出線の間に接続されており、このセル入力コンデンサ２０３ａと、２つの電圧検出線にそれぞれ設けられた２つのセル入力抵抗２０２ａとからなるコモンモードフィルターとして構成されている。セル入力抵抗２０２ａの抵抗値とセル入力コンデンサの容量値を適宜選択して、第１の実施形態と同様にインバータ７００の半導体スイッチング素子のスイッチングによるノイズ（ｐ−ｐで約２０％、２０ｋＨｚ程度）は１／１００以下にするようにしている。
また第１の実施形態と同様であるが、第２の実施形態でも、バランシング放電回路のＲＣフィルターもバランシング端子コンデンサ２０４ａと、２つの隣り合うバランシング接続線にそれぞれ設けられた２つのバランシング抵抗２０１ａとからなるコモンモードフィルターとして構成されている。バランシング端子コンデンサ２０４ａの容量値とバランシング抵抗２０１ａの抵抗値を適宜選択することにより、このＲＣフィルターのカットオフ周波数は単電池セル端子間電圧測定回路のＲＣフィルターの１０倍程度に設定されている。この時、バランシング端子コンデンサ２０４ａは、サブセルコントローラ３０２の端子間寄生容量で代用することが可能であり、バランシング端子コンデンサ２０４ａを備えない構成も考えられる。
バランシングスイッチ２２２のオン・オフを用いた断線診断や、バランシングスイッチ２２２の診断では、バランシングスイッチ２２２の端子間電圧はバランシングスイッチ２２２のオン・オフで大きく異なるので、判定の閾値バランシングスイッチ２２２の端子間電圧をそれほど精度よく求める必要はない。
バランシング放電を速やかに行うため、バランシング抵抗は１０Ωから数十Ω程度で行われており、ＭＯＳＦＥＴスイッチ等で構成されるバランシングスイッチ２２２のオン抵抗は通常１０Ω前後である。したがって、リチウムイオン単電池セルの端子間電圧が４Ｖ程度であるから、バランシングスイッチをオンとした時のバランシングスイッチの端子間電圧は、１Ｖ程度となる。バランシング放電回路のＲＣフィルタにより、インバータ７００の半導体スイッチング素子のスイッチングによるノイズは１／１０以下になるから、ノイズは４０ｍＶ程度以下であり、たとえばバランシングスイッチのオン・オフの判定の閾値を５００ｍＶとすれば、問題なくバランシングスイッチのオン・オフが判定できる。
なお、サブセルコントローラＩＣ３０２による、単電池セルの端子間電圧の測定を精度良く行うことも可能である。必要に応じ、サブセルコントローラＩＣ３０２のサンプリング回数を増やしたり、あるいは多数回測定を行って平均化することにより、ノイズを低減することができるからである。
また、既に述べたように、時間はかかるが、メインセルコントローラＩＣ３０１を用いてバランシング放電を行うことも可能である。
また、第２の実施形態では、メインセルコントローラＩＣ３０１とサブセルコントローラＩＣ３０２は同一仕様のセルコントローラであるとして説明したが、メインセルコントローラＩＣ３０１とサブセルコントローラＩＣ３０２は、それぞれ上記で説明した動作を実行できるものであればよく、同一の仕様でなくともよい。
特に、上記で説明した本発明による電池制御装置ではメインセルコントローラＩＣ３０１のバランシングスイッチは、診断動作に用いる以外はオフ状態で使用している。また、この診断動作もサブセルコントローラＩＣ３０２のバランシングスイッチで実施可能である。したがって、上記で説明した電池制御装置の動作を行うことにおいては、メインセルコントローラＩＣ３０１のバランシングスイッチはなくともよい。
ただし、診断動作等を確実に行うことは車両の安全確認で重要な意義を持つので、メインセルコントローラＩＣ３０１とサブセルコントローラＩＣ３０２の双方で同様の機能を維持することで車両の安全性を向上することができる。
上記の実施形態の説明で示した例では、電池システム１０４はセルグループ１０２を直列接続して構成したものとして説明した。電池システム１０４は複数のセルグループを直並列または並列に接続して構成したものであってよい。
また、上記では、セルコントローラＩＣ３００はセルグループ１０２と１対１で設けるように説明したが、１つのセルコントローラで複数のセルグループを制御することも可能であり、また１つのセルグループを複数のセルコントローラで制御することも可能である。セルグループを構成する単電池セルの数は、セルグループを複数含む電池モジュール、あるいは電池システムの仕様により様々に変形実施が可能である。したがって、たとえばｍ個のセルコントローラでｎ個のセルグループを制御することも可能である。またこのような様々の電池システムの仕様は、この電池システムを搭載するＨＥＶやＥＶなどの電動車両に必要な電力仕様に合わせて設定される。
従って、例えば、１つのセルコントローラＩＣ３００が、直列に接続された複数のセルグループ１０２を制御するように設けられている場合は、これら複数のセルグループ全体の端子間電圧がブロック電圧入力部２２５に入力され、この電圧入力部２２５の出力がマルチプレクサ２１０で選択されて差動増幅器２１１に入力されて、電圧測定が行われる。また、複数のセルコントローラＩＣ３００が１個のセルグループを制御する場合は、各々のセルコントローラＩＣ３００が制御するセルグループの部分の端子間電圧がそれぞれのセルコントローラＩＣ３００のブロック電圧入力部２２５に入力されて電圧測定が行われる。
本発明による電池システム監視装置は、例えば上記で説明したセルコントローラの構成および機能は、このような様々の構成の電池システムにおいても適用可能である。このように、本発明による電池システム監視装置は様々な構成の電池システムに対して、また様々な仕様の電動車両に対して適用が可能である。
なお、上記の実施形態の説明で示した例では、図５、図６で説明したように、電圧検出線の断線判定や断線検出機能の診断を、セルコントローラＩＣ３００のロジック部２１３の断線判定部２４２で行うように説明したが、この断線判定部の機能を上位コントローラであるバッテリコントローラ５００に設けてもよい。例えば、検出結果レジスタ２４１に格納されたデータをＦＦ信号としてバッテリコントローラ５００に読み出して、バッテリコントローラ５００に設けた断線判定部で断線判定や断線検出機能の診断を行ってもよい。この場合は、断線判定や断線検出機能の診断に必要な各種のテーブル（図１９（ｂ）、図２０（ｂ）、図２１（ｂ）、図２２（ｂ）、図２３（ｃ）、図２９（ｂ）、図３０（ｂ）、図３３（ｂ））は、バッテリーコントローラ５００にも保持しておけばよい。
以上の説明は本発明の実施形態の例であり、本発明はこれらの実施形態に限定されない。当業者であれば、本発明の特徴を損なわずに様々な変形実施が可能である。とりわけ、電圧検出線の断線検出では、上述の断線検出方法Ａ〜Ｄ、Ｆを適宜組み合わせて実施することが可能である。例えば、複数の電圧検出線の一部の断線検出を断線検出方法Ａ〜ＤとＦのどれか１つで行い、残りの電圧検出線の断線検出を断線検出方法Ａ〜Ｄ、Ｆの別の１つで行うことも可能である。
したがって、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。
次の優先権基礎出願の開示内容は引用文としてここに組み込まれる。
日本国特許出願２０１１年第１２２７３０号（２０１１年５月３１日出願）。
日本国特許出願２０１１年第１２２７３１号（２０１１年５月３１日出願）。
また、組電池で直列接続される単電池セルの個数は増加しており、電池監視用の集積回路が監視する２次電池の単位である、複数の単電池セルが直列接続されたセルグループにおいては、例えば１０個以上の単電池セルが接続され、セルグループの端子間電圧は数十ボルト以上となっている。セルグループの端子間電圧が高電圧となるため、車両動作停止時の電池監視用の集積回路での暗電流の問題が顕在化するようになってきた。
請求項１の発明は、複数の単電池セルが直列接続されたセルグループを有する電池システムの監視装置に適用され、セルグループに対応して設けられた第１の制御装置と、各単電池セルの正極及び負極のそれぞれと第１の制御装置とを接続し、各単電池セルの端子間電圧を第１の制御装置に入力するために設けられた複数の電圧検出線と、セルグループの端子間電圧を第１の制御装置に供給する電源供給線とを有し、第１の制御装置は、電源部と、セルグループの端子間電圧を入力する電圧入力部と、電圧を測定する電圧測定部と、電圧入力部からの出力を選択して電圧測定部に入力する選択部と、を有しており、電源供給線は、セルグループの最上位の単電池セルの正極に接続されており、電源部には、電源供給線を介してセルグループの端子間電圧が入力されており、電源部は、セルグループの端子間電圧を電圧入力部に供給する通電スイッチを有している、ものである。
本発明による電池システム監視装置の第１の実施形態を組み込んだ蓄電装置を備えたハイブリッド自動車用の駆動システムの構成例である。 図１に示す蓄電装置のバッテリーコントローラに総電圧検出回路を組み込んだ、ハイブリッド自動車用の駆動システムの構成例である。 図１あるいは図２に示すセルコントローラ２００内の、セルコントローラＩＣ３００とバッテリーコントローラ５００内のマイクロコンピュータ５０４の間の通信線の接続例を示す図である。 図１あるいは図２に示すセルコントローラ２００内の、セルコントローラＩＣ３００とバッテリーコントローラ５００内のマイクロコンピュータ５０４の間の通信線のもう１つの接続例を示す図である。 セルコントローラＩＣ３００の内部構成例を示す図である。 セルコントローラＩＣ３００のロジック部の構成例を示す。 セルコントローラＩＣ３００が最上位設定の場合の、起動検出部、通信受信部、ＦＦ入力部の外部回路との接続を示す図である。 セルコントローラＩＣ３００が最下位設定の場合のマイクロコンピュータ５０４への接続の詳細を示す説明図である。 バランシングスイッチ２２２の診断を行うための、バランシングスイッチ状態を検出するバランシングスイッチ状態検出回路２２３の概略図である。（ａ）は図５に示すバランシング回路とバランシングスイッチ状態検出回路２２３の１セル分を示す。（ｂ）は（ａ）に示すスイッチ回路を切り替えてコンパレータ出力を反転する動作を示す。 ブロック電圧の測定を行うために、ブロック電圧をマルチプレクサに入力する回路の概略図である 図１０に示すブロック電圧入力部２２５のＲＣフィルターや分圧抵抗をセルコントローラＩＣ３００の外部に設置する場合の回路の概略図である。（ａ）はフィルターコンデンサのみを外部に設置する場合の例であり、（ｂ）は分圧抵抗とフィルターコンデンサー共に外部に設置する場合の例である。 （ａ）はセル電圧入力が正常に切り替わっているかどうか診断するための電圧測定での、マルチプレクサ入力短絡スイッチ２２４の制御状態を示し、（ｂ）は（ａ）で示す各測定でのマルチプレクサ入力短絡スイッチの制御状態で測定されたセル電圧の検出結果を示す。 本発明による電池システム監視装置を用いて、セル電圧検出値から、最上位の電圧検出線の断線を検出する方法の説明図である。（ａ）、（ｂ）はそれぞれ異なるスイッチ状態での検出電圧を示す。 本発明による電池システム監視装置を用いて、セル電圧検出値から、最上位の電圧検出線の次の電圧検出線の断線を検出する方法の説明図である。（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ異なるスイッチ状態での検出電圧を示す。 本発明による電池システム監視装置を用いて、セル電圧検出値から、最下位の電圧検出線の１つ前の電圧検出線の断線を検出する方法の説明図である。（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ異なるスイッチ状態での検出電圧を示す。 本発明による電池システム監視装置を用いて、セル電圧検出値から、最下位の電圧検出線の断線を検出する方法の説明図である。（ａ）、（ｂ）はそれぞれ異なるスイッチ状態での検出電圧を示す。 図１２または図１６で、仮想的なセルとバランシングスイッチ回路を想定することで、最上位および最下位の電圧検出の断線に対しても、最上位および最下位の電圧検出線での断線の検出方法を同様に適用することができることを説明する図である。（ａ）は最上位の電圧検出線の上位に更に仮想的なセルとバランシングスイッチ回路を想定した図であり。（ｂ）は最下位の電圧検出線の下位に更に仮想的なセルとバランシングスイッチ回路を想定した図である。 ２つの隣り合ったバランシングスイッチをオン・オフした場合に検出されるセル電圧を説明する図である。（ａ）は各セル電圧の測定でのバランシングスイッチの制御状態を示し、（ｂ）は（ａ）に示すバランシングスイッチの制御状態で検出されるセル電圧を説明する図である。 セル１からセル１２まで連続的に端子間電圧を測定し、０Ｖの端子間電圧を検出することで断線診断を行う方法の説明図である。（ａ）は各セル電圧の測定での２つの隣り合うバランシングスイッチの制御状態を示し、（ｂ）は（ａ）に示す各セル電圧測定での電圧検出結果とこの電圧検出結果に基づいた電圧検出線の断線判定を説明する図である。 セル１からセル１２まで連続的に端子間電圧を測定し、最上位および最下位の電圧検出線を除く電圧検出線で、単電池セル２個分の端子間電圧を検出することで断線診断を行う、もう１つの方法の説明図である。（ａ）は各セル電圧の測定での２つの隣り合うバランシングスイッチの制御状態を示し、（ｂ）は（ａ）に示す各セル電圧測定での電圧検出結果とこの電圧検出結果に基づいた電圧検出線の断線判定を説明する図である。セル電圧検出値を用いた断線診断方法での断線診断の判定真理値表である。 セル１からセル１２まで連続的に端子間電圧を測定し、０Ｖの端子間電圧を検出することで断線診断を行う、更にもう１つの方法の説明図である。（ａ）は各セル電圧の測定での３つの隣り合うバランシングスイッチの制御状態を示し、（ｂ）は（ａ）に示す各セル電圧測定での電圧検出結果とこの電圧検出結果に基づいた電圧検出線の断線判定を説明する図である。 セル１からセル１２まで連続的に端子間電圧を測定し、最上位および最下位の電圧検出線を除く電圧検出線で、単電池セル２個分の端子間電圧を検出することで断線診断を行う、更にもう１つの方法でのバランシングスイッチの制御設定動作を示す説明図である。（ａ）は各セル電圧の測定での３つの隣り合うバランシングスイッチの制御状態を示し、（ｂ）は（ａ）に示す各セル電圧測定での電圧検出結果とこの電圧検出結果に基づいた電圧検出線の断線判定を説明する図である。 マルチプレクサ入力短絡スイッチをオン・オフして０Ｖの端子間電圧を発生し、セル１からセル１２まで連続的に端子間電圧を測定し、０Ｖの端子間電圧を検出することで断線検出の回路及びロジックの診断を行う方法でのマルチプレクサ入力短絡スイッチの制御設定動作を示す説明図である。（ａ）は各セル電圧の測定でのマルチプレクサ入力短絡スイッチの制御状態を示し、（ｂ）は（ａ）に示す各セル電圧測定での電圧検出結果とこの電圧検出結果に基づいた電圧検出線の断線判定を説明する図である。 本発明による電池システム監視装置を用いて、バランシング電流検出の有無から、最上位の電圧検出線の断線を検出する方法の説明図である。（ａ）、（ｂ）はそれぞれ異なるスイッチ状態でのバランシング電流検出の有無を示す。 本発明による電池システム監視装置を用いて、バランシング電流検出の有無から、最上位の電圧検出線の次の電圧検出線の断線を検出する方法の説明図である。（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ異なるスイッチ状態でのバランシング電流検出の有無を説明する図である。 本発明による電池システム監視装置を用いて、バランシング電流検出の有無から、最下位の電圧検出線の１つ前の電圧検出線の断線を検出する方法の説明図である。（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ異なるスイッチ状態でのバランシング電流検出の有無を説明する図である。 本発明による電池システム監視装置を用いて、バランシング電流検出の有無から、最下位の電圧検出線の断線を検出する方法の説明図である。（ａ）、（ｂ）はそれぞれ異なるスイッチ状態でのバランシング電流検出の有無を説明する図である。 図２４または図２７で、仮想的なセルとバランシングスイッチ回路を想定することで、最上位および最下位の電圧検出の断線に対しても、最上位および最下位の電圧検出線での断線の検出方法を同様に適用することができることを説明する図である。（ａ）は最上位の電圧検出線の上位に更に仮想的なセルとバランシングスイッチ回路を想定した図であり。（ｂ）は最下位の電圧検出線の下位に更に仮想的なセルとバランシングスイッチ回路を想定した図である。 バランシングスイッチをオン・オフして、セル１からセル１２までバランシング電流検出を連続的に行い、バランシング電流が流れないこと（（ｂ）の図で０）を検出することで断線検出の回路及びロジックの診断を行う方法でのバランシングスイッチの制御設定動作を示す説明図である。（ａ）は各セル電圧の測定でのバランシングスイッチの制御状態を示し、（ｂ）は（ａ）に示す各セルのバランシング電流の検出結果とこの検出結果に基づいた電圧検出線の断線判定を説明する図である。 バランシングスイッチ状態検出回路２２３のスイッチ回路２２８を切り替えて、バランシング電流が流れない状態のコンパレータ２２９の出力を疑似的に発生し、バランシング電流検出の有無で断線検出を行う回路及びロジックの診断を行う方法でのバランシングスイッチの制御設定動作を示す説明図である。（ａ）は各セルのバランシングスイッチの制御状態を示す。（ｂ）は（ａ）に基づいて発生された疑似的な断線状態を示すコンパレータ２２９の出力が検出結果レジスタに書き込まれた状態を示す。（ｃ）は（ａ）に示す各セルのバランシング電流の疑似的検出結果とこの疑似的検出結果に基づいた電圧検出線の断線判定を説明する図である。 セルコントローラＩＣ３００の通信受信部の内部構成を示す説明図である。 ＦＳＫ方式の通信波形例を示す説明図である。 ２つのセルグループを直列に接続した場合に、図２１と同様の断線診断を２つのセルグループの単電池セル（セル１からセル２４）の端子間電圧を連続的に測定して行う場合の説明図である。（ａ）は各セル電圧の測定での３つの隣り合うバランシングスイッチの制御状態を示し、（ｂ）は（ａ）に示す各セル電圧測定での電圧検出結果とこの電圧検出結果に基づいた電圧検出線の断線判定を説明する図である。 本発明による電池システム監視装置の第２の実施形態を組み込んだ、ハイブリッド自動車用の蓄電装置の構成例である。 図３４に示す、メインセルコントローラＩＣとサブセルコントローラＩＣの組を複数備える電池制御装置での、各メインセルコントローラ間、各サブセルコントローラ間、およびメインセルコントローラとサブセルコントローラとマイクロコンピュータ間の通信経路を説明する図である。 図３５に示す１つのセルグループを制御する１組のメインセルコントローラＩＣとサブセルコントローラＩＣの機能分担を説明するための概略図である。
コマンドおよびデータ信号の通信ラインでは、コマンドおよびデータ信号がマイクロコンピュータ５０４の送信ポートＴＸＤから高速絶縁素子４０１とコンデンサ４０３を通じて最上位のセルコントローラＩＣ３００ａの通信受信端子ＲＸＤに送信される。起動信号出力ポートは低速絶縁素子４０２を通じてセルコントローラＩＣ３００ａの起動信号入力端子ＷＵ＿Ｒｘに接続される。また、ＦＦ信号の通信ラインでは、ＦＦ信号がＦＦ信号出力ポートから低速絶縁素子４０２とコンデンサ４０３を通じてセルコントローラＩＣ３００ａのＦＦ入力端子ＦＦＩＮに送信される。最上位のセルコントローラＩＣ３００ａは、その通信出力端子ＴＸＤが一つ下位のセルコントローラＩＣ３００ｂの通信受信端子ＲＸＤにコンデンサ結合で接続され、またＦＦ出力端子ＦＦＯＵＴがセルコントローラＩＣ３００ｂのＦＦ入力端子ＦＦＩＮにコンデンサ結合で接続される。また、セルコントローラＩＣ３００ａの起動信号出力端子ＷＵ＿Ｔｘは、この一つ下位のセルコントローラＩＣ３００ｂの起動信号入力端子ＷＵ＿Ｒｘに接続される。
これらの高速絶縁素子４０１、低速絶縁素子４０２、および、コンデンサ４０３で、マイクロコンピュータ５０４と最上位のセルコントローラＩＣ３００ａとの間の通信経路で用いられている絶縁素子をまとめて絶縁素子群４００（図１）としている。
図４はセルコントローラ２００内のセルコントローラＩＣ３００ａ〜３００ｄとバッテリーコントローラ５００内のマイクロコンピュータ５０４の間を別の方法で接続する例を示す図である。図３との違いは、各ラインの接続で、組電池の中間点のスイッチ１０５の間の通信接続ラインにコンデンサ４０３を用いた点である。コマンド信号、ＦＦ信号は短パルスの矩形波信号であり、コンデンサ結合を用いてもデータ通信は可能であるので、このような回路を採用することで、フォトカプラのような電源を必要とする絶縁素子を削減することができ、このような絶縁素子による消費電流を削減することができる。
なお、バランシングスイッチ状態検出回路２２３を動作させて、バランシング電流の有無の検出あるいは、バランシングスイッチ２２２の診断を行った場合は、これらの結果が検出結果レジスタ２４１に直接格納される（図５の２参照）。
ロジック部２１３は、セルコントローラＩＣ３００に設けられた各種のスイッチを制御するレジスタを備えている。
マルチプレクサ入力選択レジスタ２４５には、マルチプレクサ２１０を切り替えて入力を選択するためのデータが格納されている。マルチプレクサ診断レジスタ２４６には、後述するマルチプレクサの診断を行うための、マルチプレクサ入力短絡スイッチ２２４を制御するデータが格納されている。バランシングスイッチ制御レジスタ２４７には、各セル毎に設けられたバランシングスイッチ２２２のオン・オフを制御するためのデータが格納されている。バランシングスイッチ状態診断レジスタ２４８には、バランシングスイッチ２２２の診断を行うための、バランシングスイッチ状態検出回路２２３のスイッチ回路を制御するデータが格納されている。Ｓ／Ｈ制御レジスタ２４９には図１０に示すブロック電圧入力部２２５のサンプルホールド回路２３６内のスイッチ（不図示）を制御するためのデータが格納されている。
セルコントローラＩＣ３００の動作電源はＶｃｃ端子から供給される（図５、７、８、１０参照）。Ｖｃｃ端子に接続されたＶｃｃコンデンサ（Ｃｖｃｃ）２０６はノイズを抑えるコンデンサである。Ｖｃｃ端子には、電源供給線ＶＬ１を介して、セルグループ１０２の端子間電圧Ｖｃｃが入力される。この電源供給線ＶＬ１は、図５、７、８、１０に示すように、最上位の電圧検出線ＳＬ１において抵抗Ｒｃｖ２０２よりセルグループ側に接続されているか、あるいはセルグループ１０２の最上位セルであるセル１の正極側に接続されている。Ｖｃｃ端子は更に、セルコントローラＩＣ３００内で電源部２２６に接続され、その内部のレギュレータはロジック部を含むＶＤＤ電源で動作する回路に３．３Ｖ動作電源ＶＤＤを供給する。電源ＶＤＤはまた、セルコントローラＩＣ３００のＶＤＤ端子に接続されている。ＶＤＤ端子には動作安定用のＶＤＤコンデンサ（Ｃｖｄｄ）２０５が接続され、外部のＶｄｄで動作する回路へも電源供給を行う。
なお、コンデンサ結合ではコマンド信号のＤＵＴＹ比によって直流成分が変動するため、ＤＵＴＹ比が５０％であることが、ノイズ耐性の点から好ましい。したがって、ＦＦ信号は、ＤＵＴＹ比が５０％の矩形波としているが、高速の通信信号もＤＵＴＹ比が５０％の信号であることが好ましい。その通信信号方式として、論理“０”と“１”で矩形波の周波数を変えるＦＳＫ方式(Frequency Shift Keying)、あるいは、論理“０”と“１”で矩形波のパルス幅を変えるＰＷＭ方式(Pulse Width Modulation)があり、この方式を使用することでノイズ耐性をあげて、信頼性を確保することが可能となる。図３２にＦＳＫ方式の通信波形例を示す。図に示されるようにデータ“１”送信時のパルス信号周期がデータ“０”送信時のパルス信号周期の半分となっているので、データ送信時のデューティ比は５０％であり、直流成分の変動はなく、図３１のような回路構成で信頼性の高い通信が可能である。
図５、図７、図８では、図で上側に示すセルコントローラＩＣ３００を下位セルコントローラＩＣ３００とし、下側に示すセルコントローラＩＣ３００を上位セルコントローラＩＣ３００としている。これは、図３、図４に示すように、本発明による蓄電装置の例では、マイクロコンピュータ５０４からの指令は、図で下側に示すセルコントローラＩＣに最初に送信されており、通信経路での順番に基づいてセルコントローラの上位・下位としているためである。マイクロコンピュータ５０４からの指令を図で上側に示すセルコントローラＩＣが最初に受信するような回路構成でもよいので、セルコントローラＩＣの上位・下位については図示されている状態に限定されるものではない。
また図３、図４の各セルグループの参照番号１０２ａ〜１０２ｄも、ここで示すセルコントローラＩＣの上位・下位の関係に合わせて設定しており、図で一番下側のセルグループが１０２ａとなっている。
ただし、各セルグループの中での単電池セルに関しては、図の上側の単電池セルの電位が高いので、図で上側に示す単電池セルを上位の単電池セルとしている。
図９はバランシングスイッチ（ＢＳ）２２２の診断を行う、バランシングスイッチ状態検出回路２２３の説明図である。バランシングスイッチＢＳ２２２はロジック部２１３のバランシングスイッチ制御レジスタ２４７の出力で制御される。バランシングスイッチＢＳ２２２の診断は、ＢＳ２２２の端子間電圧をコンパレータ２２９で電圧源２２７と比較することによって行われる。すなわちバランシングスイッチＢＳ２２２がオン状態の場合には、ＢＳ２２２の端子間電圧ｖＢＳは、バランシング電流ｉＢＳ×バランシングスイッチのオン抵抗ｒＢＳとなり、ＢＳ２２２がオフ状態の場合には、ｖＢＳは単電池セル１０１の端子間電圧となる。従って、コンパレータ２２９の閾値は単電池セル１０１の電圧の使用範囲の最低値と、ｉＢＳ×ｒＢＳの想定最大値の間の電圧にすればよい。例えば、単電池セル１０１の最低使用電圧を２Ｖ、最大バランシング電流を１００ｍＡ、オン抵抗最大値を１０Ωとすれば、バランシング動作中のＢＳ２２２の端子間電圧は最大１Ｖとなるので、コンパレータ２２９の閾値を１．５Ｖとすればよい。すなわちコンパレータ２２９の閾値電圧として入力される電圧源２２７の電圧を１．５Ｖとする。
ブロック電圧測定による各セルグループの端子間電圧の測定は、セルグループの各単電池セルの端子間電圧の測定とは別に、上記のようにブロードキャストコマンドによって一斉に行われる。また、電池システム１０４の総電圧は、常時監視されている必要があるため、このブロック電圧測定は、ほぼ一定間隔（例えば１００ｍｓ毎）で頻繁に行われる。
サンプルホールド回路２３６は、後述する断線診断において各単電池セルの端子間電圧測定等を実施する場合は、その測定が終了してから、セルグループの端子間電圧とこのセルグループの各単電池セルの端子間電圧とを一緒に上位コントローラ（バッテリーコントローラ５００）に送信するので、この断線診断での単電池セルの端子間電圧測定が終了するまで、ブロック電圧の測定結果を保持する必要がある。従って、断線診断を行わない場合にはサンプルホールド回路２３６を設ける必要はない。
なお、上記の各セルグループの端子間電圧（ブロック電圧）を分圧した電圧から、上位コントローラ（バッテリーコントローラ５００）で、分圧抵抗２３１と２３２の抵抗値を用いて、各セルグループの端子間電圧値が算出される。全てのセルグループの端子間電圧の総和が組電池の総電圧として求められる。
上記で説明したＭＰＸ診断はマルチプレクサ２１０の入力を短絡するので、入力側に入っているＲｍｐｘ、Ｒｃｖ、とＣｉｎなどで構成されるＲＣフィルタの過度特性の影響を受ける場合がある。
しかし、図５に示すマルチプレクサ２１０の入力抵抗Ｒｍｐｘは、セル入力抵抗Ｒｃｖと同程度に設定されており、マルチプレクサ入力短絡スイッチ２２４のオン抵抗より充分大きく設定されている。従って、マルチプレクサ入力短絡スイッチ２２４をオンにした場合でも、セル入力コンデンサ（Ｃｉｎ）２０３の正極側電位の低下は単電池セル１個分の端子間電圧より充分小さくでき、また、マルチプレクサ入力短絡スイッチ２２４やマルチプレクサ２１０を動作させて行う上記の各々の電圧測定は、このＣｉｎの電位の低下時間に比べ充分短い時間で行うことができる。これを利用して、マルチプレクサ入力短絡スイッチ２２４をオン・オフすることにより、マルチプレクサ２１０を介して単電池セル１個分の電圧もしくは０Ｖを切り替えてマルチプレクサ２１０の入力に供給することができる。
以上の説明から、規則１または規則２を利用して２つの隣り合うバランシングスイッチを同期してオン・オフしながら全ての単電池セルの端子間電圧（セル電圧）を測定すると、正常の検出電圧である単電池セル１個分の電圧とは異なる異常な電圧（０Ｖまたは単電池セル２個分）が検出されるので、どの電圧検出線が断線しているか判断できることが分かる。
（断線検出方法Ａ：２個の連続したバランシングスイッチのオン・オフを用いた断線検出）
図１９は、上記の（規則１）と（規則２）を利用したものである。すなわち、ある電圧検出線が断線している場合に、この電圧検出線を挟んで隣り合う２つのバランシングスイッチの一方をオンとし、もう一方をオフとしたときに、オンとしたバランシングスイッチが接続された２つの電圧検出線間の電圧、すなわちオンとしたバランシングスイッチを挟んで隣り合う２つの電圧検出線間で０Ｖが検出されることを利用している。
図１９（ａ）は、測定番号Ｍ１ＡからＭ１３Ａで、端子間電圧が測定される単電池セルと、この測定の際のバランシングスイッチの状態を示したものである。また図１９（ｂ）は測定番号Ｍ１ＡからＭ１４Ａまでの、各単電池セルの端子間電圧（セル電圧）の検出結果と、この検出結果によりどの電圧検出線が断線判定部２４２によって断線と判断されるかを示している。「０」は０Ｖが検出されることを示し、「１」は正常の電圧（単電池セル１個分の電圧）が測定されることを示している。なお、上記で説明したように、０Ｖの検出には、ロジック部２１３の電圧比較部２４０での判定に閾値を設けることで行う。
（断線検出方法Ｂ：２個の連続したバランシングスイッチのオン・オフを用いた断線検出）
図２０も同様に、上記の（規則１）と（規則２）を利用したものである。すなわち、ある電圧検出線が断線している場合に、この電圧検出線を挟んで隣り合う２つのバランシングスイッチの一方をオンとし、もう一方をオフとしたときに、オフとしたバランシングスイッチが接続された２つの電圧検出線間の電圧、すなわちオフとしたバランシングスイッチを挟んで隣り合う２つの電圧検出線間（＝オフとしたバランシングスイッチに対応した単電池セルの端子間電圧）で単電池セル２個分の電圧が検出されることを利用している。
測定番号Ｍ２Ｃでは、電圧検出線ＳＬ２あるいはＳＬ３のいずれかが断線している場合に、検出電圧が「０」となる（図１４（ｃ）、図１５（ａ）、図２１（ｂ）参照）。
従って、上記で説明したように、電圧検出線ＳＬ２が断線している場合は、測定番号Ｍ１ＣとＭ２Ｃの双方で検出電圧が「０」となる。すなわち、測定番号Ｍ１ＣとＭ２Ｃでの測定結果が共に「０」の場合は、電圧検出線ＳＬ２が断線していると判断される（図１４（ａ）および図１４（ｂ）参照）。
もし、測定番号Ｍ２Ｃで正常な電圧（単電池セル１個分）が検出された場合、すなわち「１」が検出された場合は、電圧検出線ＳＬ２およびＳＬ３は断線していないと判断されるので、断線診断のみを行う場合は、次の測定番号Ｍ３Ｃを飛ばして測定番号Ｍ４Ｃの測定を行ってもよい。
なお、前述のように、バランシング端子コンデンサ（Ｃｂ）２０４はバイパスコンデンサとして設けられており、これとバランシング抵抗とで構成されるＲＣフィルタの時定数は、セル入力コンデンサＣｖとセル入力抵抗Ｒｃｖとで構成されるＲＣフィルタより遙かに小さい。従って、バランシング電流検出による断線検出も高速に行える。
更に、上記で説明したように、バランシング放電回路のオン・オフは、通常のバランシング放電動作の中で行うことが可能であり、またこの動作は各単電池セルの端子間電圧の測定に影響を与えない。従って、上記の断線検出方法Ｆは車両が動作中にも実施することができる。
上記第１の方法を用いたバランシングスイッチのオン・オフ状態を図３０（ａ）に示す。これは、図２３（ａ）で示した、マルチプレクサ入力短絡スイッチのオン・オフ状態とちょうど逆になる。ここでは疑似的に生成されたコンパレータ出力に対応した測定番号Ｍ１Ｇ〜Ｍ１６Ｇとしている。
バランシングスイッチがオフの時には、バランシング電流が流れないので、コンパレータ出力は「０」となる。また、バランシングスイッチがオンの時には、バランシング電流が流れるので、コンパレータ出力は「１」となる。従って、検出結果レジスタ２４１には、図３０（ｂ）に示すような疑似的検出結果が書き込まれることになる。なお、図３０（ｂ）ではこのバランシング診断を行うために必要な１６個の疑似検出データ（測定番号Ｍ１Ｇ〜Ｍ１６Ｇに対応）を示す。また、このデータが格納される検出結果レジスタ２４１をそれぞれＲＧ１〜ＲＧ１６としている。
（断線判定機能の診断）
電圧検出線ＳＬ１の断線の判定には、セル１とセル２のコンパレータ出力結果がそれぞれ０と１になる（測定番号Ｍ１ＧとＭ２Ｇ）ことで判定する。これは図２９で説明した場合と同じである。
電圧検出線ＳＬ１３の断線の判定には、セル１１とセル１２のコンパレータ出力結果がそれぞれ１と０になる（測定番号Ｍ１５ＧとＭ１６Ｇ）ことで判定する。
電圧検出線ＳＬ２〜ＳＬ１２の断線の判定は、それぞれ連続した２つのセルでのコンパレータ出力がそれぞれ０と０になることで判定される。
セルコントローラＩＣ３００内のマルチプレクサ２１０には電源電圧ＶＤＤを測定する入力１４が設置されている。この電源電圧ＶＤＤ電圧はＡＤコンバータ２１２の基準電圧源とは独立しており、この電圧を測定することによって電圧測定系が正常に動作しているかどうか診断することができる。図５の例では電源電圧ＶＤＤを用いているが、ＡＤコンバータ２１２の基準電圧源と独立していれば、別の基準電圧源であっても良い。その場合、その基準電圧源の精度を上げれば、電圧測定系の精密な診断が可能となる。また、その診断動作を断線診断コマンドの中に含めても良い。その場合は電圧測定系の診断結果を格納するレジスタ（図６参照）を診断するために、マルチプレクサ入力に設置されたマルチプレクサ入力短絡スイッチ２２４を短絡すればよい。このマルチプレクサ入力短絡スイッチ２２４は、ＶＤＤ電圧測定入力のほか、ブロック電圧測定入力、温度測定入力にも設置されており、マルチプレクサ２１０の切替動作判断と、診断時の診断結果判定に用いることができる。
図２１（ａ）と図３３（ａ）から分かるように、２つのセルグループを直列に接続した場合は、図２１（ａ）の測定番号Ｍ１２Ｃでのバランシングスイッチのオン・オフが図３３（ａ）の測定番号Ｍ２４ＣＣに移動しただけである。
また図２１（ｂ）と図３３（ｂ）から分かるように、図２１（ｂ）のＳＬ１３の断線判定が図３３（ｂ）のＳＬ２５の断線判定に移動しているだけである。
２つのセルグループのバランシングスイッチは、全て上位のバッテリコントローラ５００からの指令によって制御され、同時に制御されるバランシングスイッチが２つのセルグループに別々に属する場合であっても問題無く制御できる。
この第２の実施形態は、第１の実施形態で説明したセルコントローラＩＣ３００での、各単電池セルの、端子間電圧測定の機能とバランシング放電の機能とをそれぞれ別々のセルコントローラＩＣで行う構成の電池システム監視装置である。メインセルコントローラＩＣ３０１とサブセルコントローラＩＣ３０２はそれぞれ、セルコントローラＩＣ３００と同等の構成と機能を有している。
ただし、第２の実施形態の構成の電池システム監視装置では、図５で説明した第１の実施形態のバランシングスイッチ状態検出回路２２３が不要となる。このバランシングスイッチ状態検出回路２２３の機能すなわちバランシングスイッチ２２２の診断機能は、第２の実施形態では、サブセルコントローラＩＣ３０２を用いて、バランシングスイッチ２２２の端子間電圧を測定し、これを所定の閾値電圧と比較することで実現できる。
図３５は、セルコントローラ２００内のメインセルコントローラＩＣ３０１ａ〜３０１ｄおよびサブセルコントローラＩＣ３０２ａ〜３０２ｄとバッテリーコントローラ５００内のマイクロコンピュータ５０４の間の通信接続例を示す。マイクロコンピュータ５０４はセルコントローラ２００内のメインセルコントローラＩＣ３０１ａ〜３０１ｄあるいはサブセルコントローラＩＣ３０２ａ〜３０２ｄを起動させるための起動信号を出力する起動信号出力ポートと、コマンド及びデータを送信するための送信ポートＴＸＤと、過充電状態を検出するためのデータパケット（ＦＦ信号）を出力するためのＦＦ信号出力ポートを有している。図３５に示すように、起動信号出力ポート、データ出力ポートＴＸＤ、ＦＦ信号出力ポートは、メインセルコントローラ３０１用とサブセルコントローラ用にそれぞれ別々に設けられている。これらの出力ポートは、メインセルコントローラ３０１用とサブセルコントローラ用で全く同様に構成されている。
以上の点以外では、第１の実施形態と第２の実施形態で動作の違いはなく、またセルコントローラＩＣ３００、メインセルコントローラＩＣ３０１、サブセルコントローラＩＣ３０２の内部の構成や動作も共通である。図３６に、セルコントローラ２００側の電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ１３でセルグループ１０２に近い部分に、隣り合う２つの電圧検出線の間に保護用のコンデンサＣｔｅｒｍが設けられている。これはセルグループ側、あるいは電池システム１０４に接続されたインバータ７００側からセルコントローラ２００に侵入するノイズを除去するためのものであり、いわゆるＥＳＤ対策用のコンデンサである。実際は第１の実施形態でもＣｔｅｒｍが用いられているが、図５では省略されている。
また第１の実施形態と同様であるが、第２の実施形態でも、バランシング放電回路のＲＣフィルターもバランシング端子コンデンサ２０４ａと、２つの隣り合うバランシング接続線にそれぞれ設けられた２つのバランシング抵抗２０１ａとからなるコモンモードフィルターとして構成されている。バランシング端子コンデンサ２０４ａの容量値とバランシング抵抗２０１ａの抵抗値を適宜選択することにより、このＲＣフィルターのカットオフ周波数は単電池セル端子間電圧測定回路のＲＣフィルターの１０倍程度に設定されている。この時、バランシング端子コンデンサ２０４ａは、サブセルコントローラＩＣ３０２の端子間寄生容量で代用することが可能であり、バランシング端子コンデンサ２０４ａを備えない構成も考えられる。
バランシングスイッチ２２２のオン・オフを用いた断線診断や、バランシングスイッチ２２２の診断では、バランシングスイッチ２２２の端子間電圧はバランシングスイッチ２２２のオン・オフで大きく異なるので、判定の閾値バランシングスイッチ２２２の端子間電圧をそれほど精度よく求める必要はない。
従って、例えば、１つのセルコントローラＩＣ３００が、直列に接続された複数のセルグループ１０２を制御するように設けられている場合は、これら複数のセルグループ全体の端子間電圧がブロック電圧入力部２２５に入力され、このブロック電圧入力部２２５の出力がマルチプレクサ２１０で選択されて差動増幅器２１１に入力されて、電圧測定が行われる。また、複数のセルコントローラＩＣ３００が１個のセルグループを制御する場合は、各々のセルコントローラＩＣ３００が制御するセルグループの部分の端子間電圧がそれぞれのセルコントローラＩＣ３００のブロック電圧入力部２２５に入力されて電圧測定が行われる。

Claims (21)

  1. 複数の単電池セルを直列接続したセルグループを備えた電池システムを監視する電池システム監視装置であって、
    前記セルグループを制御する第１の制御装置と、
    前記単電池セルの端子間電圧を測定するための、前記単電池セルの正極および負極のそれぞれと前記第１の制御装置とを接続する複数の電圧検出線とを備え、
    前記第１の制御装置は、前記単電池セルの正極に接続された電圧検出線と負極に接続された電圧検出線の間に接続された、当該単電池セルのバランシング放電を行うバランシングスイッチを前記単電池セル毎に備え、
    前記電圧検出線には、第１の抵抗が直列に設けられるとともに、第１のコンデンサが、前記電圧検出線に設けられた前記第１の抵抗と前記第１の制御装置の当該電圧検出線の接続端子の間で、前記電圧検出線と前記セルグループの最下位の電位であるＧＮＤとの間に接続され、
    前記バランシングスイッチと当該バランシングスイッチに直列に接続された第２の抵抗とで構成されるバランシング放電回路が前記単電池セルの正極に接続された電圧検出線と負極に接続された電圧検出線の間に接続され、
    前記バランシング放電回路と前記単電池セルの正極に接続された電圧検出線との接続点および前記バランシング放電回路と前記単電池セルの負極に接続された電圧検出線との接続点は、それぞれ前記第１の抵抗より前記セルグループ側に設けられる電池システム監視装置。
  2. 請求項１に記載の電池システム監視装置において、
    前記第１の制御装置は、
    一の単電池セルの端子間電圧を測定するために、前記一の単電池セルの正極および負極のそれぞれに接続された電圧検出線を選択し、前記一の単電池セルの正極電位および負極電位を出力する選択部と、
    前記選択部から出力された前記一の単電池セルの正極電位および負極電位から、前記一の単電池セルの端子間電圧を測定する電圧測定部と、
    前記電圧測定部で測定された前記一の単電池セルの端子間電圧を所定の電圧と比較して、測定された電圧を所定の閾値と比較する電圧比較部と、
    前記電圧比較部の比較結果を格納する検出結果記憶部と、
    前記検出結果記憶部に格納された前記比較結果に基づいて前記電圧検出線の断線を判定する断線判定部と、
    前記断線判定部の判定結果を格納する診断記憶部とを備える電池システム監視装置。
  3. 請求項２に記載の電池システム監視装置において、
    前記第１の制御装置は、前記断線判定部を用いて、一の単電池セルに対応する第１のバランシングスイッチと、前記一の単電池セルに隣接して直列に接続されている単電池セルに対応した第２のバランシングスイッチをそれぞれオンまたはオフした場合に検出される、前記第１のバランシングスイッチに対応する前記一の単電池セルの端子間電圧に基づいて、前記一の単電池セルに接続された電圧検出線が断線しているかどうかを判定し、この判定結果を前記診断結果記憶部に記憶する電池システム監視装置。
  4. 請求項２に記載の電池システム監視装置において、
    前記第１の制御装置は、
    前記バランシングスイッチがオンとされた際の、バランシング電流の有無を検出するバランシング電流検出部を前記単電池セル毎に更に備え、
    前記バランシング電流検出部で検出されたバランシング電流の検出結果は前記検出結果記憶部に格納され、
    前記一の単電池セルに対応する第１のバランシングスイッチをオンとし、当該単電池セルに隣接して直列に接続されている単電池セルに対応した第２のバランシングスイッチをオフとした際の、前記第１のバランシングスイッチでのバランシング電流の有無に基づいて、前記断線判定部が前記一の単電池セルに接続された電圧検出線が断線しているかどうかを判定し、この判定結果を前記診断結果記憶部に記憶する電池システム監視装置。
  5. 請求項３に記載の電池システム監視装置において、
    前記第１の制御装置は、前記単電池セルの端子間電圧の測定をセルグループの全ての単電池セルに対して連続して行い、前記断線判定部はこの全ての単電池セルでの端子間電圧の測定結果に基づいて、前記セルグループと前記第１の制御装置とを接続する全ての電圧検出線の断線の有無を判定し、この判定結果を前記診断結果記憶部に記憶することを特徴とする電池システム監視装置。
  6. 請求項４に記載の電池システム監視装置において、
    前記第１の制御装置は、前記バランシング電流の有無の検出を前記セルグループの全ての単電池セルに対して連続して行い、前記断線判定部はこの全ての単電池セルでのバランシング電流の有無の検出結果に基づいて、前記セルグループと前記第１の制御装置とを接続する全ての電圧検出線の断線の有無を判定し、この判定結果を前記診断結果記憶部に記憶する電池システム監視装置。
  7. 請求項２に記載の電池システム監視装置において、
    前記第１の制御装置は、
    前記選択部に接続された電圧検出線の隣り合う２本の電圧検出線の間に、前記単電池セル毎に、前記２本の電圧検出線を短絡する入力短絡スイッチを更に備え、
    前記第１の制御装置は、前記入力短絡スイッチをオンまたはオフすることによって、前記選択部に接続された前記２本の電圧検出線の間の電位差として、それぞれ０Ｖまたは前記単電池セルの端子間電圧かを前記選択部に入力し、
    前記断線判定部は、前記電圧比較部の検出結果に基づいて、前記選択部が正常に動作しているか判定する電池システム監視装置。
  8. 請求項４または６に記載の電池システム監視装置において、
    前記バランシング電流検出部は、基準電圧源と、バランシングスイッチの端子間電圧を前記基準電圧源と比較し、バランシング電流の有無を検出するコンパレータと、前記コンパレータによる前記基準電源の電圧と前記バランシングスイッチの端子電圧との比較関係を逆にするための、入力切り替え部とを備え、
    前記第１の制御装置は、前記入力切り替え部を動作させ、前記基準電圧源の電圧と前記バランシングスイッチの端子間電圧の前記コンパレータへの入力を切り替えることにより、前記コンパレータの出力値を切り替えて前記バランシングスイッチが接続されている電圧検出線が断線している場合と同じ出力値を出力し、
    前記断線判定部は、前記コンパレータの出力に基づいて、電圧検出線が断線しているかどうかの判定を行い、この判定結果を前記診断結果記憶部に記憶する電池システム監視装置。
  9. 複数の単電池セルを直列接続したセルグループを備えた電池システムを監視する、電池システム監視装置であって、
    前記セルグループを制御する第１の制御装置と、
    前記単電池セルの端子間電圧を測定するための、前記単電池セルの正極および負極のそれぞれと前記第１の制御装置とを接続する複数の電圧検出線と、
    前記セルグループの端子間電圧を前記第１の制御装置に供給する電源供給線とを備え、
    前記第１の制御装置は、電源部と、前記セルグループの端子間電圧を分圧するセルグループ電圧入力部と、電圧を測定する電圧測定部と、前記セルグループ電圧入力部からの出力を選択して前記電圧測定部に入力する選択部とを備え、
    前記電圧検出線には、第１の抵抗が直列に設けられ、
    前記電源供給線は、前記セルグループの最上位の単電池セルの正極に接続され、
    前記電源部には、前記電源供給線を介して前記セルグループの端子間電圧が入力され、
    前記電源部は、前記セルグループの端子間電圧を前記セルグループ電圧入力部に供給する通電スイッチを備える。
  10. 請求項９に記載の電池システム監視装置において、
    前記第１の制御装置は、前記単電池セルの正極に接続された電圧検出線と負極に接続された電圧検出線の間に接続された、当該単電池セルのバランシング放電を行うバランシングスイッチを前記単電池セル毎に備え、
    前記バランシングスイッチと当該バランシングスイッチに直列に接続された第２の抵抗とで構成されるバランシング放電回路が前記単電池セルの正極に接続された電圧検出線と負極に接続された電圧検出線の間に接続され、
    前記バランシング放電回路と前記単電池セルの正極に接続された電圧検出線との接続点および前記バランシング放電回路と前記単電池セルの負極に接続された電圧検出線との接続点は、それぞれ前記第１の抵抗より前記セルグループ側に設けられる電池システム監視装置。
  11. 請求項９または１０に記載の電池システム監視装置において、
    前記電源部は、当該電源部が前記第１の制御装置が受信した外部からの起動信号によって起動された時に、前記通電スイッチをオンとして、前記セルグループの端子間電圧を前記セルグループ電圧入力部に供給する電池システム監視装置。
  12. 請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の電池システム監視装置において、
    前記セルグループ電圧入力部は、前記電源部から入力される前記セルグループの端子間電圧を分圧する分圧回路と、前記分圧回路で分圧された前記端子間電圧を保持するサンプルホールド回路とを備える電池システム監視装置。
  13. 請求項１乃至８のいずれか１項または請求項１２に記載の電池システム監視装置において、
    直列に接続されたＮ個（Ｎ≧１）の前記セルグループと、
    前記Ｎ個のセルグループを制御するＭ個（Ｍ≧１）の前記第１の制御装置と、
    前記Ｍ個の前記第１の制御装置の上位制御装置である第２の制御装置とを備え、
    前記Ｍ個の前記第１の制御装置のうち最上位の第１の制御装置と、前記第２の制御装置とは絶縁素子を介した通信ラインで接続され、
    前記Ｍ個の前記第１の制御装置のうち最下位の第１の制御装置と、前記第２の制御装置とは絶縁素子を介した通信ラインで接続され、
    前記Ｍ個の前記第１の制御装置は互いに通信ラインで接続され、
    前記Ｍ個の前記第１の制御装置は、前記第２の制御装置からの制御信号および制御データによって制御される電池システム監視装置。
  14. 請求項１３に記載の電池システム監視装置において、
    前記第２の制御装置は、前記Ｍ個の前記第１の制御装置が略同時に前記Ｎ個のセルグループの端子間電圧を測定する電圧測定命令信号を前記Ｍ個の前記第１の制御装置に送信し、前記Ｍ個の前記第１の制御装置から前記第２の制御装置に送信される、各々の前記第１の制御装置が測定したセルグループの端子間電圧を分圧した電圧から、前記電池システムの総電圧を算出する電池システム監視装置。
  15. 請求項１３または１４に記載の電池システム監視装置において、
    第１の制御装置は、セルグループ電圧入力部は、電源部から入力されるセルグループの端子間電圧のノイズを除去するＲＣフィルタ回路を更に備え、セルグループ電圧入力部のＲＣフィルタ回路のコンデンサを前記第１の制御装置の外部で接続するためのフィルタ接続端子を更に備え、ＲＣフィルタ回路のコンデンサは、フィルタ接続端子を介して前記第１の制御装置の外部に設置されることが好ましい。
  16. 請求項１５に記載の電池システム監視装置において、
    前記第１の制御装置は、前記セルグループ電圧入力部の前記分圧回路の分圧抵抗を前記第１の制御装置の外部で接続するための分圧抵抗接続端子を更に備え、
    前記分圧回路の分圧抵抗は、前記分圧抵抗接続端子を介して前記第１の制御装置の外部に設置される電池システム監視装置。
  17. 請求項１に記載の電池システム監視装置において、
    前記バランシング放電回路のバランシングスイッチに並列に接続された第２のコンデンサを備える電池システム監視装置。
  18. 請求項１７に記載の電池システム監視装置において、
    前記第１の抵抗と前記第１のコンデンサからなるＲＣフィルターの時定数は、前記第２の抵抗と前記第２のコンデンサからなるＲＣフィルターの時定数より大きい電池システム監視装置。
  19. 複数の単電池セルを直列接続したセルグループを制御する電池システム監視装置であって、
    前記単電池セルの端子間電圧を測定する第１の制御部と
    前記単電池セルのバランシング放電を行う第２の制御部と、
    前記単電池セルの端子間電圧を測定するための、前記単電池セルの正極および負極のそれぞれと前記第１の制御部とを接続する複数の電圧検出線とを備え、
    前記電圧検出線には第１の抵抗が設けられるとともに、第１のコンデンサが、前記電圧検出線に設けられた前記第１の抵抗と前記第１の制御部の当該電圧検出線の接続端子との間で、２つの隣り合う電圧検出線の間に接続され、
    前記第２の制御部には、前記第１の抵抗より前記単電池セル側で、各々の前記電圧検出線から分岐したバランシング線が接続され、
    前記バランシング線には第２の抵抗が設けられるとともに、第２のコンデンサが、前記バランシング線に設けられた前記第２の抵抗と前記第２の制御部の当該バランシング線の接続端子との間で、２つの隣り合うバランシング線の間に接続され、
    前記第２の制御装置は、前記単電池セルの正極に接続されたバランシング線と負極に接続されたバランシング線の間に接続された、当該単電池セルのバランシング放電を行うバランシングスイッチを前記単電池セル毎に備える電池システム監視装置。
  20. 請求項１９に記載の電池システム監視装置において、
    直列に接続されたＮ個（Ｎ≧１）の前記セルグループと、
    前記Ｎ個のセルグループを制御する、Ｍ個（Ｍ≧１）の前記第１の制御部と、Ｍ個（Ｍ≧１）の前記第２の制御部と、
    前記Ｍ個の前記第１の制御部および前記Ｍ個の前記第２の制御部の上位制御装置とを備え、
    前記Ｍ個の前記第１の制御部のうち最上位の第１の制御部と、前記上位制御装置とは絶縁素子を介した通信ラインで接続され、
    前記Ｍ個の前記第１の制御部のうち最下位の第１の制御部と、前記上位制御装置とは絶縁素子を介した通信ラインで接続され、
    前記Ｍ個の前記第２の制御部のうち最上位の第２の制御部と、前記上位制御装置とは絶縁素子を介した通信ラインで接続され、
    前記Ｍ個の前記第２の制御部のうち最下位の第２の制御部と、前記上位制御装置とは絶縁素子を介した通信ラインで接続され、
    前記Ｍ個の前記第１の制御部は互いに第１の通信ラインで接続され、
    前記Ｍ個の前記第２の制御部は互いに第２の通信ラインで接続され、
    前記Ｍ個の前記第１の制御部および前記Ｍ個の前記第２制御部は、前記上位制御装置からの制御信号および制御データによって制御される電池システム監視装置。
  21. 請求項１８または１９に記載の電池システム監視装置において、
    前記第１の抵抗と前記第１のコンデンサからなるＲＣフィルターの時定数は、前記第２の抵抗と前記第２のコンデンサからなるＲＣフィルターの時定数より大きい電池システム監視装置。
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