JP2017158269A - 電圧検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両のより適切な走行制御を提供する。【解決手段】電圧検出装置Ａは、電池セルＣ１〜Ｃ１２に各々並列接続され、かつ、バイパス抵抗とスイッチング素子との直列回路からなる放電回路Ｂ１〜Ｂ１２と、電池セルの各端子の端子電圧を伝送する伝送線路Ｓ１〜Ｓ１３と、該伝送線路から入力された端子電圧に基づいて各電池セルのセル電圧を検出するセル電圧検出部Ｄ１〜Ｄ１２とを備える。さらに電圧検出装置は、隣り合う一対の電池セルＣ１、Ｃ２の放電回路をそれぞれ異なるデューティ比で放電状態とした場合に一対の電池セル自身のセル電圧Ｖ１、Ｖ２と、一対のセル電圧Ｖ１、Ｖ２の差に基づいて、一対の電池セルに関する伝送線路Ｓ１、Ｓ２の断線または電池セル自身の異常とを識別して判定するマイコンＭを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、電圧検出装置に関する。

下記特許文献１には、バイパス抵抗とスイッチング素子との直列回路からなり、組電池の各電池セルに並列接続された複数の放電回路と、電池セルのセル電圧を検出する電圧検出回路と、各電池セルのセル電圧に基づいて当該セル電圧が均一となるように各スイッチング素子を制御するセルバランス制御装置において、互いに隣り合う一対の電池セルに接続された放電回路を異なるデューティ比で制御し、この際の一対の電池セルのセル電圧の差分が所定の判定しきい値（例えば１，３Ｖ）を越えると、セル電圧を検出するために各電池セルの端子から引き出された配線に断線が発生したと判定するセルバランス制御装置が開示されている。

このように上記配線に断線が発生した場合、一対の電池セルのセル電圧は互いに異なる変化傾向を示す。すなわち、一対のセル電圧の一方は、徐々に低下して最終的に低電圧側電池異常判定閾値（例えば０．６Ｖ）よりも低下し、一対のセル電圧の他方は、徐々に上昇して最終的に高電圧側電池異常判定閾値（例えば４．５Ｖ）よりも上昇する。したがって、上記セルバランス制御装置は、セル電圧を検出するための配線が断線した場合に、セル電圧が低電圧側電池異常判定閾値あるいは／及び高電圧側電池異常判定閾値を越えたことによる電池異常（組電池の異常）として車両の走行を制御する車両走行ＥＣＵに通知する。そして、車両走行ＥＣＵは、バッテリＥＣＵを介して配線の断線発生の通知を受けると、車両の走行を禁止する措置を取る。

特開２０１３−０８５３５４号公報

ところで、セル電圧を検出するための配線（セル電圧検出用配線）の断線と電池異常（組電池の異常）とは別の事象であり、重要性も異なる。すなわち、電池セルが過充電又は過放電されるような電池異常（組電池の異常）の場合は緊急性を要する異常であり、車両の走行を禁止する措置が適当であるが、セル電圧検出用配線の断線は、組電池自身の異常ではないので、緊急性が電池異常（組電池の異常）よりも大幅に低いため、車両を停止させても問題ない場所や修理工場までの所定の距離を走行させる退避走行を行うことが可能である。したがって、セル電圧検出用配線の断線と電池異常（組電池の異常）とを識別して検知することは、車両のより適切な走行制御を実現する上で極めて重要である。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、車両のより適切な走行制御を実現することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、電圧検出装置に係る第１の解決手段として、複数の電池セルに各々並列接続され、かつバイパス抵抗とスイッチング素子との直列回路からなる複数の放電回路と、複数の前記電池セルの各端子の端子電圧を伝送する複数の伝送線路と、該伝送線路から入力された前記端子電圧に基づいて複数の前記電池セルのセル電圧を検出するセル電圧検出部とを備えた電圧検出装置において、隣り合う一対の電池セルの放電回路をそれぞれ異なるデューティ比で放電状態とした場合に前記一対の電池セルに関する前記電池セル自身の電圧と前記電池セル自身の電圧を含む一対のセル電圧の差に基づいて前記一対の電池セルに関する前記伝送線路の断線または、前記電池セル自身の異常とを識別して判定する異常判定部を備える、という手段を採用する。

本発明では、電圧検出装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記異常判定部は、前記電池セル自身の電圧が異常の場合、前記一対のセル電圧の差が所定の断線しきい値を越えた場合に、前記伝送線路の断線を判定する、という手段を採用する。

本発明では、電圧検出装置に係る第３の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記異常判定部は、前記電池セル自身の電圧が異常の場合、前記一対のセル電圧の差が所定のしきい値を越えない場合は電池セル自身の異常を判定する、という手段を採用する。

本発明では、電圧検出装置に係る第４の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記異常判定部は、前記電池セル自身の電圧が下限側電池異常しきい値以下の場合、あるいは上限側電池異常しきい値以上の場合に前記電池セル自身の電圧を異常と判定する、という手段を採用する。

本発明によれば、隣り合う一対の電池セルの放電回路をそれぞれ異なるデューティ比で放電状態とした場合における電池セル自身の電圧と電池セル自身の電圧を含む一対のセル電圧の差に基づいて一対の電池セルに関する伝送線路の断線または電池セル自身の異常とを識別して判定するので、車両のより適切な走行制御を実現することができる。

本発明の一実施形態に係るセルバランス制御装置Ａの構成を示す回路図である。 本発明の一実施形態に係るセルバランス制御装置Ａの全体動作を示すタイミングチャートである。 本発明の一実施形態における断線検知処理を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態における一対のセル電圧Ｖ１，Ｖ２及び差電圧ΔＶ１を示すタイミングチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態に係るセルバランス制御装置Ａは、図１に示すように、組電池を構成する合計１２個の電池セルＣ１〜Ｃ１２の電圧（セル電圧）を検出する装置であり、所定サイズのプリント基板上に実装された１２個の放電回路Ｂ１〜Ｂ１２、１３本の伝送線路Ｓ１〜Ｓ１３、１３個のＣＲフィルタＦ１〜Ｆ１３、１２個のセル電圧検出部Ｄ１〜Ｄ１２、温度センサＴＳ、マイコンＭ（異常判定部）及び絶縁素子ＩＲを備えている。

１２個の電池セルＣ１〜Ｃ１２は、一列に直列接続された直列回路を構成しており、電池セルＣ１のマイナス端子が組電池のマイナス端子であり、また電池セルＣ１２のプラス端子が組電池のプラス端子である。すなわち、１２個の電池セルＣ１〜Ｃ１２は、電池セルＣ１→電池セルＣ２→（中略）→電池セルＣ１１→電池セルＣ１２の順に直列接続されており、各電池セルＣ１〜Ｃ１２のセル電圧の合計値が組電池の出力電圧となる。

１２個の放電回路Ｂ１〜Ｂ１２は、上記１２個の電池セルＣ１〜Ｃ１２に各々並列接続されており、各々にバイパス抵抗とスイッチング素子との直列回路である。これら放電回路Ｂ１〜Ｂ１２は、スイッチング素子がＯＮ状態になると放電状態となり、スイッチング素子がＯＦＦ状態になると非放電状態となる。

すなわち、放電回路Ｂ１は電池セルＣ１に並列接続され、放電回路Ｂ２は電池セルＣ２に並列接続されている。放電回路Ｂ３は電池セルＣ３に並列接続され、放電回路Ｂ４は電池セルＣ４に並列接続されている。放電回路Ｂ５は電池セルＣ５に並列接続され、放電回路Ｂ６は電池セルＣ６に並列接続されている。放電回路Ｂ７は電池セルＣ７に並列接続され、放電回路Ｂ８は電池セルＣ８に並列接続されている。放電回路Ｂ９は電池セルＣ９に並列接続され、放電回路Ｂ１０は電池セルＣ１０に並列接続されている。また、放電回路Ｂ１１は電池セルＣ１１に並列接続され、放電回路Ｂ１２は電池セルＣ１２に並列接続されている。

１３本の伝送線路Ｓ１〜Ｓ１３は、１２個の電池セルＣ１〜Ｃ１２の各端子の端子電圧を１２個のセル電圧検出部Ｄ１〜Ｄ１２に伝送するための配線（セル電圧検出用配線）であり、１２個の電池セルＣ１〜Ｃ１２の各端子（合計１３個）と１２個のセル電圧検出部Ｄ１〜Ｄ１２の各入力端（合計１３個）とを相互に接続する。

すなわち、伝送線路Ｓ１は電池セルＣ１のプラス端子とセル電圧検出部Ｄ１の一方の入力端１ａとを接続し、伝送線路Ｓ２は電池セルＣ１のマイナス端子と電池セルＣ２のプラス端子との接続点とセル電圧検出部Ｄ１の他方の入力端１ｂ及びセル電圧検出部Ｄ２の一方の入力端２ａとを接続する。

伝送線路Ｓ３は、電池セルＣ２のマイナス端子と電池セルＣ３のプラス端子との接続点とセル電圧検出部Ｄ２の他方の入力端２ｂ及びセル電圧検出部Ｄ３の一方の入力端３ａとを接続し、図示しない伝送線路Ｓ４は、電池セルＣ３のマイナス端子と電池セルＣ４のプラス端子との接続点とセル電圧検出部Ｄ３の他方の入力端３ｂ及び図示しないセル電圧検出部Ｄ４の一方の入力端４ａとを接続する。

また、図示しない伝送線路Ｓ５は、電池セルＣ４のマイナス端子と電池セルＣ５のプラス端子との接続点と同じく図示しないセル電圧検出部Ｄ４の他方の入力端４ｂ及びセル電圧検出部Ｄ５の一方の入力端５ａとを接続し、図示しない伝送線路Ｓ６は、電池セルＣ５のマイナス端子と電池セルＣ６のプラス端子との接続点と同じく図示しないセル電圧検出部Ｄ５の他方の入力端５ｂ及びセル電圧検出部Ｄ６の一方の入力端６ａとを接続する。

図示しない伝送線路Ｓ７は、電池セルＣ６のマイナス端子と電池セルＣ７のプラス端子との接続点と同じく図示しないセル電圧検出部Ｄ６の他方の入力端６ｂ及びセル電圧検出部Ｄ７の一方の入力端７ａとを接続し、図示しない伝送線路Ｓ８は、電池セルＣ７のマイナス端子と電池セルＣ８のプラス端子との接続点と同じく図示しないセル電圧検出部Ｄ７の他方の入力端７ｂ及びセル電圧検出部Ｄ８の一方の入力端８ａとを接続する。

図示しない伝送線路Ｓ９は、電池セルＣ８のマイナス端子と電池セルＣ９のプラス端子との接続点と同じく図示しないセル電圧検出部Ｄ８の他方の入力端８ｂ及びセル電圧検出部Ｄ９の一方の入力端９ａとを接続し、同じく図示しない伝送線路Ｓ１０は、電池セルＣ９のマイナス端子と電池セルＣ１０のプラス端子との接続点と同じく図示しないセル電圧検出部Ｄ９の他方の入力端９ｂ及びセル電圧検出部Ｄ１０の一方の入力端１０ａとを接続する。

図示しない伝送線路Ｓ１１は、電池セルＣ１０のマイナス端子と電池セルＣ１１のプラス端子との接続点と同じく図示しないセル電圧検出部Ｄ１０の他方の入力端１０ｂ及びセル電圧検出部Ｄ１１の一方の入力端１１ａとを接続し、伝送線路Ｓ１２は、電池セルＣ１１のマイナス端子と電池セルＣ１２のプラス端子との接続点と図示しないセル電圧検出部Ｄ１１の他方の入力端１１ｂ及びセル電圧検出部Ｄ１２の一方の入力端１２ａとを接続する。また、伝送線路Ｓ１３は、電池セルＣ１２のマイナス端子とセル電圧検出部Ｄ１２の他方の入力端１２ｂとを接続する。

１３個のＣＲフィルタＦ１〜Ｆ１２は、１３本の伝送線路Ｓ１〜Ｓ１３に各々設けられたノイズ除去用のローパスフィルタであり、フィルタ抵抗及びフィルタコンデンサから構成されている。上記フィルタ抵抗は、１３本の伝送線路Ｓ１〜Ｓ１３の各々に直列に接続されており、また上記フィルタコンデンサは、一端が１３本の伝送線路Ｓ１〜Ｓ１３の各々に、また他端がＧＮＤ（接地電位）に接続されている。

すなわち、ＣＲフィルタＦ１は伝送線路Ｓ１に設けられており、ＣＲフィルタＦ２は伝送線路Ｓ２に設けられており、ＣＲフィルタＦ３は伝送線路Ｓ３に設けられており、ＣＲフィルタＦ４は伝送線路Ｓ４に設けられており、ＣＲフィルタＦ５は伝送線路Ｓ５に設けられており、ＣＲフィルタＦ６は伝送線路Ｓ６に設けられており、ＣＲフィルタＦ７は伝送線路Ｓ７に設けられており、ＣＲフィルタＦ８は伝送線路Ｓ８に設けられており、ＣＲフィルタＦ９は伝送線路Ｓ９に設けられており、ＣＲフィルタＦ１０は伝送線路Ｓ１０に設けられており、ＣＲフィルタＦ１１は伝送線路Ｓ１１に設けられており、ＣＲフィルタＦ１２は伝送線路Ｓ１２に設けられており、またＣＲフィルタＦ１３は伝送線路Ｓ１３に設けられている。

１２個のセル電圧検出部Ｄ１〜Ｄ１２は、１２個の電池セルＣ１〜Ｃ１２に対応して設けられており、各伝送線路Ｓ１〜Ｓ１３から入力される各電池セルＣ１〜Ｃ１２の端子電圧に基づいて各電池セルＣ１〜Ｃ１２の端子間電圧を検出する。すなわち、各セル電圧検出部Ｄ１〜Ｄ１２は、１３本の伝送線路Ｓ１〜Ｓ１３から入力される各電池セルＣ１〜Ｃ１２の各端子電圧の差分（差電圧）をセル電圧Ｖ１〜Ｖ１２として検出してマイコンＭに出力する。

すなわち、セル電圧検出部Ｄ１は、伝送線路Ｓ１と伝送線路Ｓ２とから入力される一対の端子電圧に基づいて電池セルＣ１のセル電圧Ｖ１を検出し、セル電圧検出部Ｄ２は、伝送線路Ｓ２と伝送線路Ｓ３とから入力される一対の端子電圧に基づいて電池セルＣ２のセル電圧Ｖ２を検出する。セル電圧検出部Ｄ３は、伝送線路Ｓ３と伝送線路Ｓ４とから入力される一対の端子電圧に基づいて電池セルＣ３のセル電圧Ｖ３を検出し、セル電圧検出部Ｄ４は、伝送線路Ｓ４と伝送線路Ｓ５とから入力される一対の端子電圧に基づいて電池セルＣ４のセル電圧Ｖ４を検出する。

セル電圧検出部Ｄ５は、伝送線路Ｓ５と伝送線路Ｓ６とから入力される一対の端子電圧に基づいて電池セルＣ５のセル電圧Ｖ５を演算し、セル電圧検出部Ｄ６は、伝送線路Ｓ６と伝送線路Ｓ７とから入力される一対の端子電圧に基づいて電池セルＣ６のセル電圧Ｖ６を検出する。セル電圧検出部Ｄ７は、伝送線路Ｓ７と伝送線路Ｓ８とから入力される一対の端子電圧に基づいて電池セルＣ７のセル電圧Ｖ７を検出し、セル電圧検出部Ｄ８は、伝送線路Ｓ８と伝送線路Ｓ９とから入力される一対の端子電圧に基づいて電池セルＣ８のセル電圧Ｖ８を検出する。

セル電圧検出部Ｄ９は、伝送線路Ｓ９と伝送線路Ｓ１０とから入力される一対の端子電圧に基づいて電池セルＣ９のセル電圧Ｖ９を検出し、セル電圧検出部Ｄ１０は、伝送線路Ｓ１０と伝送線路Ｓ１１とから入力される一対の端子電圧に基づいて電池セルＣ１０のセル電圧Ｖ１０を検出し、セル電圧検出部Ｄ１１は、伝送線路Ｓ１１と伝送線路Ｓ１２とから入力される一対の端子電圧に基づいて電池セルＣ１１のセル電圧Ｖ１１を検出し、セル電圧検出部Ｄ１２は、伝送線路Ｓ１２と伝送線路Ｓ１３とから入力される一対の端子電圧に基づいて電池セルＣ１２のセル電圧Ｖ１２を検出する。

温度センサＴＳは、各素子が実装された上記プリント基板の温度（基板温度）を検出し、当該基板温度を示す温度信号をマイコンＭに出力する。この温度センサＴＳは、プリント基板上において温度上昇によって破壊や誤動作が懸念されるセル電圧検出部Ｄ１〜Ｄ１２やマイコンＭの近傍に実装されている。このような温度センサＴＳは、例えばサーミスタである。

マイコンＭは、ＣＰＵ(Central Processing Unit)やメモリ、入出力インターフェイス等が一体的に組み込まれた所謂ワンチップマイコンであり、内部メモリに記憶された電圧検知プログラムを実行することにより所定の機能を発揮する。このマイコンＭは、各セル電圧検出部Ｄ１〜Ｄ１２から入力されるセル電圧Ｖ１〜Ｖ１２を所定のサンプリング周期でサンプリングすることにより、セル電圧Ｖ１〜Ｖ１２のサンプル値を順次取得する。

また、このマイコンＭは、当該サンプル値を内部メモリに記憶すると共に上記電圧検知プログラムに従った所定の処理を施すことにより、各電池セルＣ１〜Ｃ１２の充電状態のバランス制御処理、また各伝送線路Ｓ１〜Ｓ１３や各電池セルＣ１〜Ｃ１２の診断処理を行う。

すなわち、マイコンＭは、各放電回路Ｂ１〜Ｂ１２を制御することにより複数の電池セルＣ１〜Ｃ１２の充電バランスを調整する充電バランス調整部として機能する。マイコンＭは、電池セルＣ１〜Ｃ１２のセル電圧Ｖ１〜Ｖ１２が均等になるように各放電回路Ｂ１〜Ｂ１２を制御する。

また、マイコンＭは、各伝送線路Ｓ１〜Ｓ１３や各電池セルＣ１〜Ｃ１２の診断処理を行う異常判定部としても機能する。このマイコンＭは、各放電回路Ｂ１〜Ｂ１２のスイッチング素子に開閉信号を出力することにより、互いに隣り合う一対の電池セルの放電回路を異なるデューティ比で放電状態とし、この状態における上記一対の電池セルに関する一対のセル電圧の変化傾向に基づいて、上記一対の電池セルに関する伝送線路の断線（断線異常）と一対の電池セル自身の異常（電池異常）とを識別する。

また、このマイコンＭは絶縁素子ＩＲを介して外部のバッテリＥＣＵと通信可能に接続されており、上記断線異常と電池異常との識別結果を外部のバッテリＥＣＵに通知する。絶縁素子ＩＲは、マイコンＭとバッテリＥＣＵとのアイソレーションをとるための素子であり、例えばフォトカプラである。

次に、本実施形態に係るセルバランス制御装置Ａの動作について、図２〜図４を参照して説明する。

本実施形態に係るセルバランス制御装置Ａにおいて、マイコンＭは、図２に示すように、一定周期で交互に繰り返す異常検出期間と実放電期間とにおいて各伝送線路Ｓ１〜Ｓ１３の異常診断と各セル電圧Ｖ１〜Ｖ１２の均一化を交互に行う。すなわち、マイコンＭは、時刻ｔ１〜ｔ２の異常検出期間（例えば１５０ｍｓ）において、隣り合う一対の電池セルに接続された放電回路のスイッチング素子をそれぞれ異なるデューティ比で制御する。

例えば、マイコンＭは、この時刻ｔ１〜ｔ２の異常検出期間において、奇数番目の電池セルＣ１、Ｃ３、…、Ｃ１１に接続された放電回路Ｂ１、Ｂ３、…、Ｂ１１のスイッチング素子Ｔ１、Ｔ３、…、Ｔ１１を４％のデューティ比（第１のデューティ比）でＯＮ／ＯＦＦさせると共に、偶数番目の電池セルＣ２、Ｃ４、…、Ｃ１２に接続された放電回路Ｂ２、Ｂ４、…、Ｂ１２のスイッチング素子Ｔ２、Ｔ４、…、Ｔ１２を９６％のデューティ比（第２のデューティ比）でＯＮ／ＯＦＦさせる。

ここで、１３本の伝送線路Ｓ１〜Ｓ１３の何れかに断線が発生した場合、当該断線した線路に関係すると共に互いに隣り合う一対の電池セルのセル電圧（一対のセル電圧）は、上述したように一対の放電回路を異なるデューティ比で制御した場合に、各伝送線路Ｓ１〜Ｓ１３にＣＲフィルタＦ１〜Ｆ１２が設けられている関係で逆の変化傾向を示し、最終的には各電池セルＣ１〜Ｃ１２の電池異常しきい値を越える。

上記電池異常しきい値は、各電池セルＣ１〜Ｃ１２の異常を判定するために設定された下限側電池異常しきい値Ｖｍｉｎ及び上限側電池異常しきい値Ｖｍａｘであり、各電池セルＣ１〜Ｃ１２が正常な場合には到達し得ないセル電圧である。

また、断線が発生した場合における上記一対のセル電圧の差電圧に着目すると、上記異常検出期間の開始時刻ｔ１以降において徐々に増加して断線しきい値ΔＶｔｈを越える。上記差電圧は合計１１個存在し、差電圧ΔＶ１は一対のセル電圧Ｖ１，Ｖ２に関するものであり、差電圧ΔＶ２は一対のセル電圧Ｖ２，Ｖ３に関するものであり、（中略）、差電圧ΔＶ１１は一対のセル電圧Ｖ１１，Ｖ１２に関するものである。

上記断線しきい値ΔＶｔｈは、上記一対のセル電圧が互いに逆の変化傾向で変化した場合における差電圧であり、かつ上記一対のセル電圧が電池異常しきい値に到達する前の差電圧として設定される。すなわち、１３本の伝送線路Ｓ１〜Ｓ１３の何れかに断線が発生した場合、一対のセル電圧は、互いに逆の変化傾向で変化して断線しきい値ΔＶｔｈを越え、その後で下限側電池異常しきい値Ｖｍｉｎあるいは上限側電池異常しきい値Ｖｍａｘを越えることになる。

例えば、電池セルＣ１と電池セルＣ２との接続点とセル電圧検出部Ｄ１及びセル電圧検出部Ｄ２とを接続する伝送線路Ｓ２に断線が生じた場合、この伝送線路Ｓ２に関係すると共に互いに隣り合う一対の電池セルは、電池セルＣ１と電池セルＣ２とである。

図２に示すように、上記異常検出期間の開始時刻ｔ１以降、つまり上記一対の電池セルＣ１、Ｃ２に関する一対の放電回路Ｂ１、Ｂ２を異なるデューティ比で制御を開始して以降、上記一対の電池セルＣ１、Ｃ２に関する一対のセル電圧Ｖ１、Ｖ２のうち、一方のセル電圧Ｖ１は徐々に上昇し、また他方のセル電圧Ｖ２は徐々に低下する。そして、一対のセル電圧Ｖ１、Ｖ２の差電圧ΔＶ１が断線しきい値ΔＶｔｈ以上となり、その上で一方のセル電圧Ｖ１が下限側電池異常しきい値Ｖｍｉｎに到達し、また他方のセル電圧Ｖ２が上限側電池異常しきい値Ｖｍａｘに到達する。

マイコンＭは、異常検出期間の開始時刻ｔ１以降、各セル電圧Ｖ１〜Ｖ１２を順次取り込むと共に互いに隣り合う一対の電池セルの差電圧ΔＶ１〜ΔＶ１１を順次演算する。そして、図３に示すフローチャートに沿って内部メモリに記憶された各セル電圧Ｖ１〜Ｖ１２及び各差電圧ΔＶ１〜ΔＶ１１に関する識別処理を実行することにより、上記一対の電池セルに関する伝送線路の断線（断線異常）と上記一対の電池セル自身の異常（電池異常）とを識別する。

すなわち、マイコンＭは、各セル電圧Ｖ１〜Ｖ１２の中で上限側電池異常しきい値Ｖｍａｘを越えたものが存在するか否かを判断する（ステップＳ１）。そして、マイコンＭは、この判断が「Ｙｅｓ」の場合つまり上限側電池異常しきい値Ｖｍａｘを越えたセル電圧を含む一対のセル電圧が互いに逆の変化傾向で変化し、その上で当該一対のセル電圧の差電圧が断線しきい値ΔＶｔｈを越えたか否か判断する（ステップＳ２）。例えば、セル電圧Ｖ１を含む一対のセル電圧は一対のセル電圧Ｖ１、Ｖ２であり、セル電圧Ｖ２を含む一対のセル電圧は一対のセル電圧Ｖ１、Ｖ２及び一対のセル電圧Ｖ２、Ｖ３である。

例えばセル電圧Ｖ１が上限側電池異常しきい値Ｖｍａｘを越えた場合、マイコンＭは、一対のセル電圧Ｖ１、Ｖ２及び一対のセル電圧Ｖ２、Ｖ３について、２つの差電圧Ｖ１、Ｖ２が互いに逆の変化傾向を示し、その上で断線しきい値ΔＶｔｈを越えたか否か判断する。そして、マイコンＭは、ステップＳ２の判断が「Ｙｅｓ」の場合において、一方の差電圧Ｖ１が断線しきい値ΔＶｔｈを越えた場合は伝送線路Ｂ２が断線したと判定し、他方の差電圧Ｖ２が断線しきい値ΔＶｔｈを越えた場合には、伝送線路Ｂ３が断線したと判定する（ステップＳ３）。

なお、マイコンＭは、ステップＳ２の判断が「Ｎｏ」の場合、つまりセル電圧Ｖ１が上限側電池異常しきい値Ｖｍａｘを越えたものの、一対のセル電圧が互いに逆の変化傾向で変化せず、また一対のセル電圧の差電圧ΔＶ１、ΔＶ２が何れも断線しきい値ΔＶｔｈを越得ない場合には、セル電圧Ｖ１に対応する電池セルＣ１が異常になったと判定する（ステップＳ４）。

また、マイコンＭは、ステップＳ１の判断が「Ｎｏ」の場合には、各セル電圧Ｖ１〜Ｖ１２の中で下限側電池異常しきい値Ｖｍｉｎを越えたものが存在するか否かを判断する（ステップＳ５）。そして、マイコンＭは、このステップＳ５における判断が「Ｙｅｓ」の場合、つまり下限側電池異常しきい値Ｖｍｉｎを越えたセル電圧を含む一対のセル電圧の差電圧が互いに逆の変化傾向を示し、その上で断線しきい値ΔＶｔｈを越えたか否か判断する（ステップＳ６）。

例えばセル電圧Ｖ２が下限側電池異常しきい値Ｖｍｉｎを越えた場合、マイコンＭは、一対のセル電圧Ｖ１、Ｖ２及び一対のセル電圧Ｖ２、Ｖ３について、２つの差電圧Ｖ１、Ｖ２が互いに逆の変化傾向を示し、その上で断線しきい値ΔＶｔｈを越えたか否か判断する。そして、マイコンＭは、ステップＳ６の判断が「Ｙｅｓ」の場合において、一方の差電圧Ｖ１が断線しきい値ΔＶｔｈを越えた場合は伝送線路Ｂ２が断線したと判定し、他方の差電圧Ｖ２が断線しきい値ΔＶｔｈを越えた場合には、伝送線路Ｂ３が断線したと判定する（ステップＳ７）。

なお、マイコンＭは、ステップＳ６の判断が「Ｎｏ」の場合、つまりセル電圧Ｖ２が下限側電池異常しきい値Ｖｍｉｎを越えたものの、一対のセル電圧が互いに逆の変化傾向で変化せず、また一対のセル電圧の差電圧ΔＶ１、ΔＶ２が何れも断線しきい値ΔＶｔｈを越得ない場合には、セル電圧Ｖ２に対応する電池セルＣ２が異常になったと判定する（ステップＳ８）。

また、マイコンＭは、上述したステップＳ５における判断が「Ｎｏ」の場合、つまり各セル電圧Ｖ１〜Ｖ１２の中に上限側電池異常しきい値Ｖｍａｘ及び下限側電池異常しきい値Ｖｍｉｎのいずれをも超えるものが存在しない場合には、各電池セルＣ１〜Ｃ１２及び各伝送線路Ｓ２〜Ｓ１２は正常であると判定する（ステップＳ９）。

このような本実施形態に係るセルバランス制御装置Ａによれば、互いに隣り合う一対の電池セルに関する伝送線路の断線（断線異常）と同じく互いに隣り合う一対の電池セル自身の異常（電池異常）とを切り分けて検知することが可能である。例えばマイコンＭが断線異常と電池異常との識別結果を外部のバッテリＥＣＵを介して車両の走行を制御する他のＥＣＵ（図示略）に通知することによって、当該他のＥＣＵは、電池異常の場合は車両を停止させる制御を行い、断線異常の場合は自車両を退避走行させる退避走行制御が行うことが可能になる。したがって、このセルバランス制御装置Ａによれば、車両のより適切な走行制御を実現することができる。

なお、マイコンＭは、時刻ｔ１〜ｔ２の異常検出期間における異常検出処理が終了すると、次の時刻ｔ２−ｔ３の実放電期間（例えば５００ｍｓ）において、温度センサＴＳから得られる基板温度Ｔａ及び各電池セルＣ１〜Ｃ１２の電圧検出結果Ｖ１〜Ｖ２に基づいて、各電池セルＣ１〜Ｃ１２の電圧が均一となるように各放電回路Ｂ１〜Ｂ１２のスイッチング素子Ｔ１〜Ｔ１２を制御する。

そして、マイコンＭは、時刻ｔ２〜ｔ３の実放電期間におけるセルバランス制御が終了すると、次の時刻ｔ３−ｔ４の異常検出期間において、上述した時刻ｔ１〜ｔ２の異常検出期間とは異なり、奇数番目の電池セルＣ１、Ｃ３、…、Ｃ１１に接続された放電回路Ｂ１、Ｂ３、…、Ｂ１１のスイッチング素子Ｔ１、Ｔ３、…、Ｔ１１を９６％のデューティ比でＯＮ／ＯＦＦさせると共に、偶数番目の電池セルＣ２、Ｃ４、…、Ｃ１２に接続された放電回路Ｂ２、Ｂ４、…、Ｂ１２のスイッチング素子Ｔ２、Ｔ４、…、Ｔ１２を４％のデューティ比でＯＮ／ＯＦＦさせることにより異常検出処理を行う。

すなわち、マイコンＭは、異常検出期間毎に第１のデューティ比と第２のデューティ比を交互に切り替えて異常検出処理を行うことにより、隣り合う電池セルの一方が過放電状態となることを防止する。なお、図２に示すように、第１のデューティ比と第２のデューティ比の値を入れ替えても、電池セルＣ１のセル電圧Ｖ１と電池セルＣ２のセル電圧Ｖ２の変化傾向が逆転するだけであり、時刻ｔ１〜ｔ２の異常検出期間と同様に伝送線路Ｓ２〜Ｓ１２の断線を検知することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態は本発明をセルバランス制御装置Ａに適用した場合に関するものであるが、本発明はこれに限定されない。本発明は、例えば複数の電池セルのセル電圧を単純に検出するだけの電圧検出装置にも適用可能である。

（２）上記実施形態では、互いに隣り合う一対の電池セルにおける一対のセル電圧の差電圧ΔＶ１〜ΔＶ１１を断線しきい値ΔＶｔｈと比較することにより各伝送線路Ｓ２〜Ｓ１２の断線を判定したが、本発明はこれに限定されない。例えば、互いに隣り合う一対の電池セルの放電回路を異なるデューティ比で放電状態とした場合において、上記一対のセル電圧が複数のサンプル値に亘って逆の変化傾向を示すか否かに基づいて各伝送線路Ｓ２〜Ｓ１２の断線を判定してもよい。

Ａ セルバランス制御装置
Ｂ１〜Ｂ１２ 放電回路
Ｃ１〜Ｃ１２ 電池セル
Ｄ１〜Ｄ１２ セル電圧検出部
Ｆ１〜Ｆ１２ ＣＲフィルタ
Ｍ マイコン（異常判定部）
Ｓ１〜Ｓ１３ 伝送線路

Claims (4)

1. 複数の電池セルに各々並列接続され、かつバイパス抵抗とスイッチング素子との直列回路からなる複数の放電回路と、複数の前記電池セルの各端子の端子電圧を伝送する複数の伝送線路と、該伝送線路から入力された前記端子電圧に基づいて複数の前記電池セルのセル電圧を検出するセル電圧検出部とを備えた電圧検出装置において、
   隣り合う一対の電池セルの放電回路をそれぞれ異なるデューティ比で放電状態とした場合に前記一対の電池セルに関する前記電池セル自身の電圧と前記電池セル自身の電圧を含む一対のセル電圧の差に基づいて前記一対の電池セルに関する前記伝送線路の断線または、前記電池セル自身の異常とを識別して判定する異常判定部を備えることを特徴とする電圧検出装置。
2. 前記異常判定部は、前記電池セル自身の電圧が異常の場合、前記一対のセル電圧の差が所定の断線しきい値を越えた場合に、前記伝送線路の断線を判定することを特徴とする請求項１に記載の電圧検出装置。
3. 前記異常判定部は、前記電池セル自身の電圧が異常の場合、前記一対のセル電圧の差が所定のしきい値を越えない場合は電池セル自身の異常を判定することを特徴とする請求項１に記載の電圧検出装置。
4. 前記異常判定部は、前記電池セル自身の電圧が下限側電池異常しきい値以下の場合、あるいは上限側電池異常しきい値以上の場合に前記電池セル自身の電圧を異常と判定することを特徴とする請求項１に記載の電圧検出装置。

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