JP2016103444A - 電池監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】直列に接続される隣り合うセルにおいて、一方のセルの負極側の電圧取り出し点と他方のセルの正極側の電圧取り出し点との間の抵抗値の異常を検知できること。【解決手段】直列に接続される複数のセルと、前記複数のセルのうちで最上位セルの正極と前記複数のセルのうちで最下位セルの負極とのいずれか一方の電極に接続される抵抗体と、前記最上位セルの正極と前記最下位セルの負極とを前記抵抗体を介して短絡するようにオンするスイッチと、前記最上位セルと前記最下位セルのうち前記抵抗体が接続される方のセルの両端から、前記抵抗体を経由して取り出される入力電圧を監視する監視部と、前記スイッチのオン前後での前記入力電圧の変化量に基づいて、前記複数のセルのうちの隣り合うセルにおいて、一方のセルの負極側の電圧取り出し点と他方のセルの正極側の電圧取り出し点との間の抵抗値の異常を検知する検知部とを備える、電池監視装置。【選択図】図１

Description

本発明は、電池監視装置に関する。

直列に接続される複数のセルそれぞれの両端の電圧取り出し点から取り出される入力電圧を監視する、電池システムが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１３−１３４８６７号公報

直列に接続される隣り合うセルにおいて、一方のセルの負極側の電圧取り出し点と他方のセルの正極側の電圧取り出し点とが、ワイヤーハーネス等の接続導体を介して、接続される場合がある。しかしながら、一方のセルの負極側の電圧取り出し点と他方のセルの正極側の電圧取り出し点との間の抵抗値が接続導体の断線等により異常であっても、各セルの両端の電圧取り出し点から取り出される入力電圧は正常時と変わらない。したがって、各セルの両端の電圧取り出し点から取り出される入力電圧を監視するだけでは、一方のセルの負極側の電圧取り出し点と他方のセルの正極側の電圧取り出し点との間の抵抗値が断線等により異常であっても、その異常を検知することができない。

そこで、直列に接続される隣り合うセルにおいて、一方のセルの負極側の電圧取り出し点と他方のセルの正極側の電圧取り出し点との間の抵抗値の異常を検知できる、電池監視装置の提供を目的とする。

一つの案では、
直列に接続される複数のセルと、
前記複数のセルのうちで最上位セルの正極と前記複数のセルのうちで最下位セルの負極とのいずれか一方の電極に接続される抵抗体と、
前記最上位セルの正極と前記最下位セルの負極とを前記抵抗体を介して短絡するようにオンするスイッチと、
前記最上位セルと前記最下位セルのうち前記抵抗体が接続される方のセルの両端から、前記抵抗体を経由して取り出される入力電圧を監視する監視部と、
前記スイッチのオン前後での前記入力電圧の変化量に基づいて、前記複数のセルのうちの隣り合うセルにおいて、一方のセルの負極側の電圧取り出し点と他方のセルの正極側の電圧取り出し点との間の抵抗値の異常を検知する検知部とを備える、電池監視装置が提供される。

一態様によれば、当該抵抗値が異常であると、前記スイッチのオン後に前記抵抗体に流れる電流は正常時とは異なるので、前記スイッチのオン後に前記抵抗体に発生する電圧降下量も正常時とは異なる。したがって、前記スイッチのオン前後での前記入力電圧の変化量も正常時とは異なることになるので、前記スイッチのオン前後での前記入力電圧の変化量に基づいて当該抵抗値の異常を検知することができる。

電池監視装置の一例を示す構成図である。 スイッチのオン前後の電圧の変化量の一例を示すタイミングチャートである。 電池監視方法の一例を示すフローチャートである。 電池監視装置の一例を示す構成図である。 スイッチのオン前後の電圧の変化量の一例を示すタイミングチャートである。 電池監視方法の一例を示すフローチャートである。 電池監視装置の一例を示す構成図である。 電池監視装置の一例を示す構成図である。

以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。

図１は、電池監視装置１の一例を示す構成図である。電池監視装置１は、例えば、自動車等の車両に搭載され、車両に搭載される組電池の電圧を監視する装置の一例である。組電池は、複数のセルが直列に接続されて構成される。電池監視装置１は、例えば、セル１１，１２，１３と、接続配線１２１，１２２と、抵抗体２１，２２，２３と、スイッチ５０と、監視回路６１，６２，６３と、検知部７０とを備える。

セル１１，１２，１３は、直列に接続される複数のセルの一例である。セル１１は、正極１１ｐと負極１１ｎとを有し、セル１２は、正極１２ｐと負極１２ｎとを有し、セル１３は、正極１３ｐと負極１３ｎとを有する。セル１１は、セル１１，１２，１３のうちで最も高電位側の最上位に配置される最上位セルの一例であり、セル１３は、セル１１，１２，１３のうちで最も低電位側の最下位に配置される最下位セルの一例である。

正極１１ｐは、ノード１０１を介して監視線８１に接続される電極の一例であり、負極１１ｎは、ノード１１１を介して監視線９１に接続される電極の一例である。ノード１０１は、セル１１の正極１１ｐ側の電圧取り出し点の一例である。ノード１０１は、正極１１ｐに接続されるが、正極１１ｐと同じ箇所に位置してもよい。ノード１１１は、セル１１の負極１１ｎ側の電圧取り出し点の一例である。ノード１１１は、負極１１ｎに接続されるが、負極１１ｎと同じ箇所に位置してもよい。一対の監視線８１，９１は、監視回路６１がセル１１のセル電圧を測定するための配線の一例である。

正極１２ｐ、ノード１０２、監視線８２、負極１２ｎ、ノード１１２、監視線９２は、それぞれ、図示の通り、正極１１ｐ、ノード１０１、監視線８１、負極１１ｎ、ノード１１１、監視線９１と同様の構成を有する。よって、正極１２ｐ等の詳細な説明については、正極１１ｐ等の上述の説明を援用して省略する。正極１３ｐ、ノード１０３、監視線８３、負極１３ｎ、ノード１１３、監視線９３についても同様である。

ノード１１１とノード１０２は、互いに接続配線１２１を介して接続される。接続配線１２１は、ノード１１１とノード１０２とを結ぶ接続導体の一例である。ノード１１２とノード１０３は、互いに接続配線１２２を介して接続される。接続配線１２２は、ノード１１２とノード１０３とを結ぶ接続導体の一例である。接続導体の具体例として、ワイヤーハーネス、バスバーなどが挙げられる。

セル１１，１２，１３が直列に接続されて構成される組電池は、配線１３１に直列に挿入されるスイッチ１３２を介して、負荷１３３に接続される。配線１３１は、ノード１０１に接続される一端と、ノード１１３に接続される他端とを有する。スイッチ１３２がオンされることにより、セル１１，１２，１３と負荷１３３との間の電力授受が可能となり、スイッチ１３２がオフされることにより、セル１１，１２，１３と負荷１３３との間の電力授受が不能となる。セル１１，１２，１３は、負荷１３３に対して電力を放電するものでもよいし、負荷１３３からの電力（例えば、回生電力）が充電されるものでもよい。

抵抗体２１は、セル１１の正極１１ｐに接続される抵抗体の一例である。抵抗体２１は、例えば、ノード１０１を介して正極１１ｐに接続される一端を有し、監視線８１に直列に挿入される。抵抗体２１は、例えば、正極１１ｐが接続される一端とは反対側の他端がキャパシタ３１と接続されることにより一次ローパスフィルタを形成するフィルタ抵抗である。キャパシタ３１は、セル１１に並列に接続される。キャパシタ３１は、抵抗体２１が直列に挿入される監視線８１を介してノード１０１に接続される一端と、監視線９１を介してノード１１１に接続される他端とを有する。

抵抗体２２、キャパシタ３２は、それぞれ、図示の通り、抵抗体２１、キャパシタ３１と同様の構成を有する。よって、抵抗体２２等の詳細な説明については、抵抗体２１等の上述の説明を援用して省略する。抵抗体２３、キャパシタ３３についても同様である。

スイッチ５０は、最上位に配置されるセル１１の正極１１ｐと最下位に配置されるセル１３の負極１３ｎとを、セル１１の正極１１ｐに接続される抵抗体２１を介して短絡するようにオンするスイッチの一例である。スイッチ５０は、正極１１ｐからの放電電流を抵抗体２１に流すか否かを切り替えるスイッチング素子である。スイッチ５０は、例えば、短絡線５１に直列に挿入されるトランジスタであり、その具体例として、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）、バイポーラトランジスタ、リレーなどが挙げられる。

短絡線５１は、抵抗体２１に対してノード１０１とは反対側で監視線８１に接続される一端と、監視線９３に接続される他端とを有する。電流制限抵抗５２が、短絡線５１に直列に挿入されてもよい。電流制限抵抗５２は、例えば、スイッチ５０のオン時にセル１１，１２，１３から抵抗体２１を経由して短絡線５１に流れる電流の電流値を制限する抵抗体である。

監視回路６１は、抵抗体２１が接続される正極１１ｐを有するセル１１の両端のノード１０１，１１１から、抵抗体２１を経由して取り出される入力電圧を監視してセル１１のセル電圧を検出可能な監視部の一例である。監視回路６１は、抵抗体２１に対してノード１０１とは反対側で監視線８１に接続される一端と、監視線９１に接続される他端とを有する。監視回路６１は、ノード１０１，１１１から抵抗体２１を経由して測定される入力電圧の監視結果を検知部７０に対して出力する。監視回路６１の具体例として、アナログの入力電圧をデジタル電圧に変換するＡＤ（Analog-to-Digital）変換器、入力電圧を抵抗分圧する分圧回路、入力電圧を差動増幅する差動増幅回路などが挙げられる。

監視回路６２は、セル１２の両端のノード１０２，１１２から取り出される入力電圧を監視してセル１２のセル電圧を検出可能な監視部の一例である。監視回路６３は、セル１３の両端のノード１０３，１１３から取り出される入力電圧を監視してセル１３のセル電圧を検出可能な監視部の一例である。監視回路６２，６３は、監視回路６１と同様の構成を有する。よって、監視回路６２，６３についての詳細な説明については、監視回路６１の上述の説明を援用して省略する。

検知部７０は、例えば、監視回路６１，６２，６３により監視される入力電圧の監視結果を、監視回路６１，６２，６３のそれぞれから取得する。検知部７０の具体例として、検知回路、マイクロコンピュータ、マイクロコンピュータを備える電子制御装置（いわゆる、ＥＣＵ（Electronic Control Unit））などが挙げられる。

複数のセル１１，１２，１３のうちの隣り合うセル１１，１２において、ノード１１１は、一方のセル１１の負極１１ｎ側の電圧取り出し点の一例であり、ノード１０２は、他方のセル１２の正極１２ｐ側の電圧取り出し点の一例である。一方、複数のセル１１，１２，１３のうちの隣り合うセル１２，１３において、ノード１１２は、一方のセル１２の負極１２ｎ側の電圧取り出し点の一例であり、ノード１０３は、他方のセル１３の正極１３ｐ側の電圧取り出し点の一例である。

本実施形態の検知部７０は、スイッチ５０のオン前後での監視回路６１により監視される入力電圧の変化量に基づいて、ノード１１１とノード１０２との間と、ノード１１２とノード１０３との間との少なくともいずれかの間の抵抗値の異常を検知する。当該抵抗値の異常の検知動作は、負荷１３３の影響を避けるため、セル１１，１２，１３と負荷１３３とが電気的に接続されていない状態（例えば、スイッチ１３２がオフ状態）で、行われるのがよい。

スイッチ５０のオン前後での監視回路６１により監視される入力電圧の変化量を、以下、「変化量ΔＶＡ」と称する。変化量ΔＶＡは、スイッチ５０のオン前のオフ状態で監視回路６１により監視される入力電圧と、スイッチ５０のオン後のオン状態で監視回路６１により監視される入力電圧との差の絶対値を表す。また、ノード１１１とノード１０２との間の抵抗値を、以下、「抵抗値Ｒ１２１」と称し、ノード１１２とノード１０３との間の抵抗値を、以下、「抵抗値Ｒ１２２」と称する。

抵抗値Ｒ１２１の異常は、例えば、接続配線１２１の断線、正規の接続配線１２１とは配線抵抗値が異なる接続配線との取り違えなどにより発生する。接続配線１２１の断線には、接続配線１２１の接続漏れや接続忘れが含まれてもよく、ノード１１１と接続配線１２１との不接続が含まれてもよいし、ノード１０２と接続配線１２１との不接続が含まれてもよい。ノード１１１とノード１０２との間で完全な断線が生じると、抵抗値Ｒ１２１は、実質的には、無限大になる。

同様に、抵抗値Ｒ１２２の異常は、例えば、接続配線１２２の断線、正規の接続配線１２２とは配線抵抗値が異なる接続配線との取り違えなどにより発生する。接続配線１２２の断線には、接続配線１２２の接続漏れや接続忘れが含まれてもよく、ノード１１２と接続配線１２２との不接続が含まれてもよいし、ノード１０３と接続配線１２２との不接続が含まれてもよい。ノード１１２とノード１０３との間で完全な断線が生じると、抵抗値Ｒ１２２は、実質的には、無限大になる。

抵抗値Ｒ１２１と抵抗値Ｒ１２２の少なくともいずれかの抵抗値が正常値に対して高い又は低い異常な値であると、スイッチ５０のオン後に抵抗体２１に流れる電流は正常時とは異なるので、スイッチ５０のオン後に抵抗体２１に発生する電圧降下量も正常時とは異なる。したがって、当該抵抗値の異常時の変化量ΔＶＡは、当該抵抗値の正常時の変化量ΔＶＡとは異なるので、検知部７０は、監視回路６１により得られる変化量ΔＶＡの違いに基づいて、抵抗値Ｒ１２１と抵抗値Ｒ１２２の少なくともいずれかの抵抗値の異常を検知できる。検知部７０は、当該抵抗値の異常が検知された場合、当該抵抗値の異常に関する異常情報を所定の通知先に通知してもよい。所定の通知先の具体例として、例えば、電池監視装置とは別の制御装置、メモリ、ユーザなどが挙げられる。

例えば、接続配線１２１と接続配線１２２のいずれもが断線していない正常時、スイッチ５０のオフ状態で監視回路６１により監視される入力電圧をＶ１とする（図２参照）。そして、正常時にスイッチ５０がオンすると、抵抗体２１に電流が流れることにより抵抗体２１に電圧降下が発生する。よって、スイッチ５０のオン状態で監視回路６１により監視される入力電圧は、Ｖ１よりも低いＶ２となる（図２参照）。したがって、検知部７０は、接続配線１２１と接続配線１２２のいずれもが断線していない正常時、変化量ΔＶＡを（Ｖ１−Ｖ２）と検知する。

一方、接続配線１２１と接続配線１２２のいずれかが断線している異常時、スイッチ５０のオフ状態で監視回路６１により監視される入力電圧は、正常時と同じＶ１となる（図２参照）。しかしながら、異常時にスイッチ５０がオンしても、セル１１，１２，１３からの電流が抵抗体２１に流れないため、セル１１，１２，１３からの電流による電圧降下が抵抗体２１に発生しない。よって、異常時では、スイッチ５０のオン状態で監視回路６１により監視される入力電圧も、スイッチ５０のオフ時と同じＶ１である（図２参照）。したがって、検知部７０は、接続配線１２１と接続配線１２２のいずれかが断線している異常時、変化量ΔＶＡを零と検知する。

したがって、検知部７０は、例えば、変化量ΔＶＡが所定値ｔｈ以下の場合、接続配線１２１と接続配線１２２のいずれかが断線していると判定できる。検知部７０は、接続配線１２１と接続配線１２２のいずれかが断線していると判定した場合、接続配線１２１と接続配線１２２のいずれかが断線していることを知らせる情報を所定の通知先に通知してもよい。一方、検知部７０は、例えば、変化量ΔＶＡが所定値ｔｈを超える場合、接続配線１２１と接続配線１２２のいずれもが断線していないと判定できる。

なお、図１の構成では、最下位のセル１３用の監視回路６３により監視される入力電圧は、抵抗値Ｒ１２１と抵抗値Ｒ１２２の少なくともいずれかが異常であっても正常であっても、スイッチ５０のオン前後で変わらない（図２参照）。また、抵抗値が高くなるという点で、正規の接続配線よりも配線抵抗値が大きな接続配線との取り違えも、「断線」に含まれてもよい。

図３は、電池監視装置１の検知部７０による電池監視方法の一例を示すフローチャートである。

ステップＳ１０で、検知部７０は、スイッチ１３２がオフ状態であるときにスイッチ５０をオフからオンに切り替える。そして、ステップＳ１１で、検知部７０は、最上位に配置されるセル１１に関する変化量ΔＶＡが所定の降下量ｔｈａ以下か否かを判定する。

接続配線１２１と接続配線１２２のいずれもが断線していない場合、図２に示されるように、入力電圧はＶ１からＶ２に降下するので、（Ｖ１−Ｖ２）の変化量ΔＶＡが発生する。したがって、検知部７０は、ステップＳ１１で変化量ΔＶＡが所定の降下量ｔｈａを超えていると判定する場合、接続配線１２１と接続配線１２２のいずれもが断線していないとステップＳ１２で正常判定する。

一方、接続配線１２１と接続配線１２２のいずれかが断線している場合、図２に示されるように、スイッチ５０のオン前後で入力電圧はＶ１で不変なため、変化量ΔＶＡは零である。したがって、検知部７０は、ステップＳ１１で変化量ΔＶＡが所定の降下量ｔｈａ以下であると判定する場合、接続配線１２１と接続配線１２２のいずれかが断線しているとステップＳ１３で異常判定する。

図４は、電池監視装置２の一例を示す構成図である。図１の構成と同様の構成についての機能及び効果の説明については、簡略又は省略する。電池監視装置２は、抵抗体４１，４２，４３を備える。

抵抗体４３は、セル１３の負極１３ｎに接続される抵抗体の一例である。抵抗体４３は、例えば、ノード１１３を介して負極１３ｎに接続される一端を有し、監視線９３に直列に挿入される。抵抗体４３は、例えば、負極１３ｎが接続される一端とは反対側の他端がキャパシタ３３と接続されることにより一次ローパスフィルタを形成するフィルタ抵抗である。キャパシタ３３は、セル１３に並列に接続される。本実施形態のキャパシタ３３は、抵抗体２３が直列に挿入される監視線８３を介してノード１０３に接続される一端と、抵抗体４３が直列に挿入される監視線９３を介してノード１１３に接続される他端とを有する。

抵抗体４１、キャパシタ３１は、それぞれ、図示の通り、抵抗体４３、キャパシタ３３と同様の構成を有する。よって、抵抗体４１等の詳細な説明については、抵抗体４３等の上述の説明を援用して省略する。抵抗体４２、キャパシタ３２についても同様である。

本実施形態のスイッチ５０は、最上位に配置されるセル１１の正極１１ｐと最下位に配置されるセル１３の負極１３ｎとを、セル１３の負極１３ｎに接続される抵抗体４３を介して短絡するようにオンするスイッチの一例である。スイッチ５０は、正極１１ｐからの放電電流を抵抗体４３に流すか否かを切り替えるスイッチング素子である。なお、本実施形態では、スイッチ５０は、正極１１ｐと負極１３ｎとを、抵抗体４３だけでなく抵抗体２１も介して短絡するようにオンする。

本実施形態の短絡線５１は、抵抗体２１に対してノード１０１とは反対側で監視線８１に接続される一端と、抵抗体４３に対してノード１１３とは反対側で監視線９３に接続される他端とを有する。電流制限抵抗５２が、短絡線５１に直列に挿入されてもよい。電流制限抵抗５２は、例えば、スイッチ５０のオン時にセル１１，１２，１３から抵抗体２１，４３を経由して短絡線５１に流れる電流の電流値を制限する抵抗体である。

本実施形態の監視回路６３は、抵抗体４３が接続される負極１３ｎを有するセル１３の両端のノード１０３，１１３から、抵抗体４３を経由して取り出される入力電圧を監視してセル１３のセル電圧を検出可能な監視部の一例である。監視回路６３は、抵抗体２３に対してノード１０３とは反対側で監視線８３に接続される一端と、抵抗体４３に対してノード１１３とは反対側で監視線９３に接続される他端とを有する。監視回路６３は、ノード１０３，１１３から抵抗体４３を経由して測定される入力電圧の監視結果を検知部７０に対して出力する。

本実施形態の検知部７０は、スイッチ５０のオン前後での監視回路６３により監視される入力電圧の変化量に基づいて、ノード１１１とノード１０２との間と、ノード１１２とノード１０３との間との少なくともいずれかの間の抵抗値の異常を検知する。当該抵抗値の異常の検知動作は、負荷１３３の影響を避けるため、セル１１，１２，１３と負荷１３３とが電気的に接続されていない状態（例えば、スイッチ１３２がオフ状態）で、行われるのがよい。

スイッチ５０のオン前後での監視回路６３により監視される入力電圧の変化量を、以下、「変化量ΔＶＢ」と称する。変化量ΔＶＢは、スイッチ５０のオン前のオフ状態で監視回路６３により監視される入力電圧と、スイッチ５０のオン後のオン状態で監視回路６３により監視される入力電圧との差の絶対値を表す。

抵抗値Ｒ１２１と抵抗値Ｒ１２２の少なくともいずれかの抵抗値が正常値に対して高い又は低い異常な値であると、スイッチ５０のオン後に抵抗体４３に流れる電流は正常時とは異なるので、スイッチ５０のオン後に抵抗体４３に発生する電圧降下量も正常時とは異なる。したがって、当該抵抗値の異常時の変化量ΔＶＢは、当該抵抗値の正常時の変化量ΔＶＢとは異なるので、検知部７０は、監視回路６３により得られる変化量ΔＶＢの違いに基づいて、抵抗値Ｒ１２１と抵抗値Ｒ１２２の少なくともいずれかの抵抗値の異常を検知できる。

なお、図４の構成では、検知部７０は、上述の図１の構成と同様に、監視回路６１により得られる変化量ΔＶＡの違いに基づいて、抵抗値Ｒ１２１と抵抗値Ｒ１２２の少なくともいずれかの抵抗値の異常を検知してもよい。また、検知部７０は、変化量ΔＶＡの違いと変化量ΔＶＢの違いとの両方に基づいて、抵抗値Ｒ１２１と抵抗値Ｒ１２２の少なくともいずれかの抵抗値の異常を検知してもよい。

例えば、接続配線１２１と接続配線１２２のいずれもが断線していない正常時、スイッチ５０のオフ状態で監視回路６３により監視される入力電圧をＶ３とする（図５参照）。そして、正常時にスイッチ５０がオンすると、抵抗体４３に電流が流れることにより抵抗体４３に電圧降下が発生する。よって、スイッチ５０のオン状態で監視回路６３により監視される入力電圧は、Ｖ３よりも高いＶ４となる（図５参照）。したがって、検知部７０は、接続配線１２１と接続配線１２２のいずれもが断線していない正常時、変化量ΔＶＢを（Ｖ４−Ｖ３）と検知する。

一方、接続配線１２１と接続配線１２２のいずれかが断線している異常時、スイッチ５０のオフ状態で監視回路６３により監視される入力電圧は、正常時と同じＶ３となる（図５参照）。しかしながら、異常時にスイッチ５０がオンしても、セル１１，１２，１３からの電流が抵抗体４３に流れないため、セル１１，１２，１３からの電流による電圧降下が抵抗体４３に発生しない。よって、異常時では、スイッチ５０のオン状態で監視回路６３により監視される入力電圧も、スイッチ５０のオフ時と同じＶ３である（図５参照）。したがって、検知部７０は、接続配線１２１と接続配線１２２のいずれかが断線している異常時、変化量ΔＶＢを零と検知する。

したがって、検知部７０は、例えば、変化量ΔＶＢが所定値ｔｈ以下の場合、接続配線１２１と接続配線１２２のいずれかが断線していると判定できる。一方、検知部７０は、例えば、変化量ΔＶＢが所定値ｔｈを超える場合、接続配線１２１と接続配線１２２のいずれもが断線していないと判定できる。

図６は、電池監視装置２の検知部７０による電池監視方法の一例を示すフローチャートである。

ステップＳ２０で、検知部７０は、スイッチ１３２がオフ状態であるときにスイッチ５０をオフからオンに切り替える。そして、ステップＳ２１で、検知部７０は、最下位に配置されるセル１３に関する変化量ΔＶＢが所定の上昇量ｔｈｂ以下か否かを判定する。

接続配線１２１と接続配線１２２のいずれもが断線していない場合、図５に示されるように、入力電圧はＶ３からＶ４に上昇するので、（Ｖ４−Ｖ３）の変化量ΔＶＢが発生する。したがって、検知部７０は、ステップＳ２１で変化量ΔＶＢが所定の上昇量ｔｈｂを超えていると判定する場合、接続配線１２１と接続配線１２２のいずれもが断線していないとステップＳ２２で正常判定する。

一方、接続配線１２１と接続配線１２２のいずれかが断線している場合、図５に示されるように、スイッチ５０のオン前後で入力電圧はＶ３で不変なため、変化量ΔＶＢは零である。したがって、検知部７０は、ステップＳ２１で変化量ΔＶＢが所定の上昇量ｔｈｂ以下であると判定する場合、接続配線１２１と接続配線１２２のいずれかが断線しているとステップＳ２３で異常判定する。

図７は、電池監視装置３の一例を示す構成図である。図１，４の構成と同様の構成についての機能及び効果の説明については、簡略又は省略する。電池監視装置３は、図４の電池監視装置２に対して、セル１２や監視回路６２等が無い点で異なる。つまり、図７の電池監視装置３は、接続配線１２３を備え、最上位に配置されるセル１１と最下位に配置されるセル１３とが接続配線１２３を介して直列に接続されて隣り合っている。

直列に接続されるセルが２つの場合、セル１１が、セル１１，１３のうちで最も高電位側の最上位に配置される最上位セルの一例であり、セル１３が、セル１１，１３のうちで最も低電位側の最下位に配置される最下位セルの一例である。ノード１１１とノード１０３は、互いに接続配線１２３を介して接続される。接続配線１２３は、ノード１１１とノード１０３とを結ぶ接続導体の一例である。

ノード１１１とノード１０３との間の抵抗値を、以下、「抵抗値Ｒ１２３」と称する。抵抗値Ｒ１２３が正常値に対して高い又は低い異常な値であると、スイッチ５０のオン後に抵抗体２１，４３に流れる電流は正常時とは異なるので、スイッチ５０のオン後に抵抗体２１，４３に発生する電圧降下量も正常時とは異なる。したがって、抵抗値Ｒ１２３の異常時の変化量ΔＶＡは、抵抗値Ｒ１２３の正常時の変化量ΔＶＡとは異なり、抵抗値Ｒ１２３の異常時の変化量ΔＶＢも、抵抗値Ｒ１２３の正常時の変化量ΔＶＢとは異なる。よって、検知部７０は、変化量ΔＶＡと変化量ΔＶＢの少なくともいずれかの違いに基づいて、抵抗値Ｒ１２３の異常を検知できる。

図８は、電池監視装置４の一例を示す構成図である。図１，４，７の構成と同様の構成についての機能及び効果の説明については、簡略又は省略する。電池監視装置４は、例えば、直列に接続されるセルモジュール１５１，１５２と、接続配線２００と、監視線１９１〜１９８と、抵抗体１６１〜１６８と、キャパシタ１７１〜１７７と、集積回路１４１と、検知部７０とを備える。集積回路１４１は、例えば、スイッチ５０と、電流制限抵抗５２と、短絡線５１と、監視回路１８１〜１８７とを備える。

セルモジュール１５１は、直列に接続される複数のセル１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃを有し、セルモジュール１５２は、直列に接続される複数のセル１５２ａ，１５２ｂ，１５２ｃを有する。セル１５１ａは、直列に接続される６つのセル１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃ，１５２ａ，１５２ｂ，１５２ｃのうちで最も高電位側の最上位に配置される最上位セルの一例である。セル１５２ｃは、直列に接続される６つのセル１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃ，１５２ａ，１５２ｂ，１５２ｃのうちで最も低電位側の最下位に配置される最下位セルの一例である。

セルモジュール１５１のノード２１４とセルモジュール１５２のノード２１５は、互いに接続配線２００を介して接続される。接続配線２００は、ノード２１４に接続される端部２０１とノード２１５に接続される端部２０２とを結ぶ接続導体の一例である。端部２０１，２０２の具体例として、コネクタ、接続端子などが挙げられる。

抵抗体１６１は、最上位のセル１５１ａの正極１５１ｐに接続される抵抗体の一例である。抵抗体１６１は、例えば、ノード２１１を介して正極１５１ｐに接続され、監視線１９１に直列に挿入される。

抵抗体１６８は、最下位のセル１５２ｃの負極１５２ｎに接続される抵抗体の一例である。抵抗体１６８は、例えば、ノード２１８を介して負極１５２ｎに接続され、監視線１９８に直列に挿入される。

スイッチ５０は、最上位のセル１５１ａの正極１５１ｐと最下位のセル１５２ｃの負極１５２ｎとを抵抗体１６１，１６８を介して短絡するようにオンするスイッチの一例である。

監視回路１８１は、抵抗体１６１が接続される正極１５１ｐを有するセル１５１ａの両端のノード２１１，２１２から、抵抗体１６１を経由して取り出される入力電圧を監視してセル１５１ａのセル電圧を検出可能な監視部の一例である。監視回路１８２は、セル１５１ｂの両端のノード２１２，２１３から取り出される入力電圧を監視してセル１５１ｂのセル電圧を検出可能な監視部の一例である。監視回路１８３は、セル１５１ｃの両端のノード２１３，２１４から取り出される入力電圧を監視してセル１５１ｃのセル電圧を検出可能な監視部の一例である。監視回路１８５は、セル１５２ａの両端のノード２１５，２１６から取り出される入力電圧を監視してセル１５２ａのセル電圧を検出可能な監視部の一例である。監視回路１８６は、セル１５２ｂの両端のノード２１６，２１７から取り出される入力電圧を監視してセル１５２ｂのセル電圧を検出可能な監視部の一例である。監視回路１８７は、抵抗体１６８が接続される負極１５２ｎを有するセル１５２ｃの両端のノード２１７，２１８から、抵抗体１６８を経由して取り出される入力電圧を監視してセル１５２ｃのセル電圧を検出可能な監視部の一例である。

電池監視装置４は、ノード２１４とノード２１５との間の電圧降下によってセルの検出精度の悪化を防ぐため、ノード２１４とノード２１５との間の電圧を検出可能な位置に監視回路１８４を備える。なぜなら、例えばスイッチ１３２のオン状態で車両の走行中に発生する大電流がノード２１４とノード２１５との間に流れると、ノード２１４とノード２１５との間の抵抗値（特に、接続配線２００の抵抗値）によって、比較的大きな電圧降下がノード２１４とノード２１５との間に発生するからである。

ところが、キャパシタ１７４がノード２１４とノード２１５との間の電流経路に並列に接続されている。そのため、ノード２１４とノード２１５との間（例えば、接続配線２００）に断線異常があるか否かにかかわらず、スイッチ１３２がオフの状態でノード２１４とノード２１５との間の電圧はほぼ零ボルトで不変である。したがって、監視回路１８４は、ノード２１４とノード２１５との間の電圧を監視しても、ノード２１４とノード２１５との間の断線異常を検知できない。

そこで、本実施形態の検知部７０は、上述と同様に、スイッチ５０のオン前後での監視回路１８１により監視される入力電圧の変化量と、スイッチ５０のオン前後での監視回路１８７により監視される入力電圧の変化量との少なくともいずれかに基づいて、ノード２１４とノード２１５との間の抵抗値の異常を検知する。これにより、検知部７０は、上述と同様に、ノード２１４とノード２１５との間の断線異常を検知できる。

また、例えば、ノード２１４とノード２１５との間が断線しているときにスイッチ１３２がオンされると、負荷１３３からの電流（例えば、回生電流）が監視回路１８１から１８７に貫通して流れるおそれがある。しかしながら、ノード２１４とノード２１５との間の断線異常が検知可能となるので、このような貫通電流が流れることを未然に防ぐことができる。

以上、電池監視装置を実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。

例えば、セルや接続配線の数は、上述の実施形態に限られない。

１，２，３，４ 電池監視装置
１１，１２，１３，１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃ，１５２ａ，１５２ｂ，１５２ｃ セル
２１，２２，２３，４１，４２，４３，１６１〜１６８ 抵抗体
５０ スイッチ
６１，６２，６３，１８１〜１８７ 監視回路
７０ 検出部
１０１，１０２，１０３，１１１，１１２，１１３ ノード
１２１，１２２，１２３，２００ 接続配線
１４１ 集積回路
２０１，２０２ 端部

Claims (4)

1. 直列に接続される複数のセルと、
   前記複数のセルのうちで最上位セルの正極と前記複数のセルのうちで最下位セルの負極とのいずれか一方の電極に接続される抵抗体と、
   前記最上位セルの正極と前記最下位セルの負極とを前記抵抗体を介して短絡するようにオンするスイッチと、
   前記最上位セルと前記最下位セルのうち前記抵抗体が接続される方のセルの両端から、前記抵抗体を経由して取り出される入力電圧を監視する監視部と、
   前記スイッチのオン前後での前記入力電圧の変化量に基づいて、前記複数のセルのうちの隣り合うセルにおいて、一方のセルの負極側の電圧取り出し点と他方のセルの正極側の電圧取り出し点との間の抵抗値の異常を検知する検知部とを備える、電池監視装置。
2. 前記検知部は、前記変化量が所定値以下の場合、前記一方のセルの負極側の電圧取り出し点と前記他方のセルの正極側の電圧取り出し点との間が断線していると判定する、請求項１に記載の電池監視装置。
3. 前記抵抗が接続される方のセルが前記最上位セルである場合、
   前記検知部は、前記変化量が所定の降下量以下の場合、前記一方のセルの負極側の電圧取り出し点と前記他方のセルの正極側の電圧取り出し点との間が断線していると判定する、請求項２に記載の電池監視装置。
4. 前記抵抗が接続される方のセルが前記最下位セルである場合、
   前記検知部は、前記変化量が所定の上昇量以下の場合、前記一方のセルの負極側の電圧取り出し点と前記他方のセルの正極側の電圧取り出し点との間が断線していると判定する、請求項２に記載の電池監視装置。

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