JP2018196293A - 組電池の故障検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】早期且つ確実に、導電部材のオープン異常を検出可能とする故障検出装置を提供すること。【解決手段】組電池２０を構成する第１及び第２の組２１、２２それぞれの両端に位置する前記単位電池の端子に接続された複数の電圧検出ラインＬ１乃至Ｌ４と、当該電圧検出ラインＬ１乃至Ｌ４の一端側と他端側との間の導通状態を切り替える複数のスイッチＳＷ１乃至ＳＷ４と、一対の前記電圧検出ラインＬ１乃至Ｌ４の電位差を検出する電圧検出部１１と、前記電圧検出部１１により検出された前記第１及び第２の組２１、２２それぞれの両端の電位差と、前記第１の組２１の正極端と前記第２の組２２の負極端の電位差とに基づいて、前記第１の組２１と前記第２の組２２の間において接続故障が発生しているか否かを判定する故障判定部１２と、を備える。【選択図】図２

Description

本開示は、組電池の故障検出装置に関する。

電気自動車等のように高出力が必要とされる蓄電システムにおいては、一般に、複数の単位電池を直列に接続して構成される組電池が使用される。

かかる組電池は、通常、単位電池の直列接続体を収納する電池スタックがコネクタやバスバー等の接続部品（以下、「導電部材」と称する）を介して複数直列に接続されて構成される。

しかしながら、電池スタック間の導電部材は、部品の経年変化や振動等に起因して、電池スタックの接続端子と接続不良の状態となったり、更には、脱落して電池スタック間を断線状態に至らせる（以下、「導電部材のオープン異常」又は「単位電池間の接続故障」と称する）場合がある。そして、かかる異常が発生した状態で充放電を繰り返すと、異常発熱等が生ずるおそれがある。

このような背景から、例えば、特許文献１には、組電池を構成する複数の単位電池それぞれの電池電圧を検出する監視ＩＣ（Integrated Circuit）と、組電池の総電圧を検出する総電圧監視ＩＣとを用いて、導電部材のオープン異常を検出する方法が開示されている。

特開２０１４−１８３６７１号公報

図１は、特許文献１の従来技術の構成を模式的に示す図である。

特許文献１の従来技術においては、導電部材１１３のオープン異常を検出する際、まず、監視ＩＣ１０１及び監視ＩＣ１０２が、電池スタック１１１及び１１２の複数の単位電池それぞれの電池電圧を検出する。そして、監視ＩＣ１０１及び監視ＩＣ１０２は、それぞれ、電池スタック１１１の複数の単位電池の電圧の総和（図１中のＥ１）、及び電池スタック１１２の複数の単位電池の電圧の総和（図１中のＥ２）を示すデータを総電圧監視部１０３に対して送信する。

一方、総電圧監視部１０３は、スイッチＳＷａ及びＳＷｃをオン（スイッチＳＷｂ及びＳＷｄはオフ）したときの電圧Ｖａ、及びスイッチＳＷｂ及びＳＷｄをオン（スイッチＳＷａ及びＳＷｃはオフ）したときの電圧Ｖｂを検出する。そして、総電圧監視部１０３は、このときに検出される電圧と、監視ＩＣ１０１及び監視ＩＣ１０２から受信した電池スタック１１１及び電池スタック１１２の電圧とを比較することによって、導電部材１１３のオープン異常を判定する構成となっている。

具体的には、総電圧監視部１０３は、スイッチＳＷａ及びＳＷｃをオンしたときの電圧Ｖａ及びスイッチＳＷｂ及びＳＷｄをオンしたときの電圧Ｖｂが、それぞれ、監視ＩＣ１０１及び監視ＩＣ１０２が検出した電圧Ｅ１、Ｅ２と一致する場合、導電部材１１３のオープン異常が発生していないと判定する。一方、総電圧監視部１０３は、それらが一致しない場合には、導電部材１１３のオープン異常が発生していると判定する。

しかしながら、特許文献１の従来技術においては、監視ＩＣ（上記では１０１及び１０２）が動作している場合にしか、導電部材（上記では１１３）のオープン異常を検出することができないという問題がある。そのため、監視ＩＣが、各単位電池の電圧を検出する動作を停止している場合（例えば、車輌がキーオンされて、監視ＩＣを立ち上げる際）等には、導電部材のオープン異常を検出することができない。

他方、監視ＩＣが有する各電圧検出部は、通常、ある程度の検出誤差を有している。そのため、各電圧検出部の検出誤差が重畳することによって、監視ＩＣが検出した複数の単位電池それぞれの電池電圧の総和と総電圧監視ＩＣが検出した総電圧との間の誤差が大きくなり、導電部材のオープン異常の検出精度が悪化したり、誤判定してしまうおそれもある。

特に、組電池には、通常、導電部材のオープン異常が発生した際に電池スタック間に高電圧が発生することを防止するため、当該電池スタックの間に、導電部材に並列に過電圧保護素子（例えば、図１中のアノード側を向かい合うように接続された２つのツェナーダイオード１１４）が設けられている。そのため、導電部材のオープン異常が発生した場合にも、監視ＩＣが検出する複数の単位電池それぞれの電池電圧の総和と総電圧監視ＩＣが検出する総電圧の差は小さく（図１中では、一方のツェナーダイオードの逆降伏電圧と他方のツェナーダイオードの順方向電圧の和Ｖｚ＋Ｖｄ）、上記した特許文献１の従来技術のような検出方法では、導電部材のオープン異常の検出精度の問題が生じやすい。

本開示は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、早期且つ確実に、組電池の単位電池間の接続不良、特に導電部材のオープン異常を検出可能とする組電池の故障検出装置を提供することを目的とする。

前述した課題を解決する主たる本開示は、複数の単位電池を直列接続して構成される組電池における前記単位電池間の接続故障を検出する故障検出装置であって、前記組電池を構成する複数の前記単位電池を高電位側から低電位側に向かって少なくとも第１及び第２の組に分け、前記第１及び第２の組それぞれの両端に位置する前記単位電池の端子に接続された複数の電圧検出ラインと、複数の前記電圧検出ラインそれぞれに配設され、当該電圧検出ラインの一端側と他端側との間の導通状態を切り替える複数のスイッチと、複数の前記スイッチのオン又はオフにより導通状態とされた一対の前記電圧検出ラインの電位差を検出する電圧検出部と、複数の前記スイッチのオン又はオフを制御するスイッチ制御部と、前記電圧検出部により検出された前記第１及び第２の組それぞれの両端の電位差と、前記第１の組の正極端と前記第２の組の負極端の電位差とに基づいて、前記第１の組と前記第２の組の間において接続故障が発生しているか否かを判定する故障判定部と、を備える、組電池の故障検出装置である。

本開示に係る故障検出装置によれば、早期且つ確実に、組電池の単位電池間の接続不良、特に導電部材のオープン異常を検出することができる。

従来技術の構成を模式的に示す図 第１の実施形態に係る故障検出装置の構成の一例を示す図 第１の実施形態に係る故障検出装置の動作の一例を示す図 第２の実施形態に係る故障検出装置の構成の一例を示す図 第２の実施形態に係る故障検出装置の動作の一例を示す図 第２の実施形態に係る故障検出装置の動作の一例を示す図 第２の実施形態に係る故障検出装置の動作の一例を示す図

（第１の実施形態）
［故障検出装置の構成］
以下、図２を参照して、本実施形態に係る組電池の故障検出装置Ａの構成の一例について説明する。本実施形態に係る故障検出装置Ａは、例えば、電気自動車やハイブリッド車等に搭載される組電池に適用される。

図２は、本実施形態に係る故障検出装置Ａの構成の一例を示す図である。

故障検出装置Ａは、電圧検出ラインＬ１乃至Ｌ４、及び監視装置１０を備え、これらによって組電池２０を構成する電池スタック２１及び２２を接続する導電部材２３のオープン異常を検出する。

まず、組電池２０の構成について説明する。

組電池２０は、複数の電池スタック（本実施形態では、高電位側の電池スタック２１と低電位側の電池スタック２２）が直列に接続されて構成される。尚、図１中では、説明の便宜として、組電池２０を構成する電池スタックの個数を二つとしているが、三つ以上であってもよいのは勿論である。

具体的には、組電池２０は、高電位側の電池スタック２１の負極端子２１ｍと低電位側の電池スタック２２の正極端子２２ｐとが、導電部材２３によって接続されて構成されている。そして、高電位側の電池スタック２１の正極端子２１ｐ及び低電位側の電池スタック２２の負極端子２２ｍが、それぞれ、組電池２０の正極側及び負極側の出力端子となっている。

組電池２０の出力端子は、例えば、駆動モータに電力供給するインバータ装置に接続される。尚、図２中では、出力側の配線等を省略している。

電池スタック２１及び２２は、それぞれ、複数の単位電池の直列接続体を収納する。尚、単位電池とは、例えば、一個又は複数個のリチウムイオン二次電池や電気二重層キャパシタ等の電池セルである。

電池スタック２１及び２２の連結部には、導電部材２３が設けられている。そして、導電部材２３は、高電位側の電池スタック２１の負極端子２１ｍと低電位側の電池スタック２２の正極端子２２ｐとを電気的に接続する。尚、導電部材２３としては、例えば、コネクタ、サービスプラグ、及びバスバー等が用いられる。

電池スタック２１及び２２の両端子は、電圧検出ラインＬ１乃至Ｌ４を介して、電圧検出部１１に接続可能とされている。より詳細には、電池スタック２１の正極端子２１ｐと電圧検出ラインＬ１、負極端子２１ｍと電圧検出ラインＬ２が接続され、又、電池スタック２２の正極端子２２ｐと電圧検出ラインＬ３、負極端子２２ｍと電圧検出ラインＬ４が接続されている。換言すると、電圧検出ラインＬ１乃至Ｌ４は、電池スタック２１及び２２それぞれの両端に位置する単位電池の端子に接続される。

電圧検出ラインＬ１乃至Ｌ４上には、それぞれ、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ４が設けられている。そして、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ４のオン／オフに応じて、電池スタック２１及び２２の端子（２１ｐ、２１ｍ、２２ｐ、２２ｍ）それぞれと電圧検出部１１の間の導通状態が切り替えられる構成となっている。スイッチＳＷ１乃至ＳＷ４としては、例えば、トランジスタ等が用いられる。尚、当該スイッチＳＷ１乃至ＳＷ４のオン／オフは、後述するスイッチ制御部１３により行われる。

監視装置１０は、導電部材２３のオープン異常を検出するため、各種処理を行う。監視装置１０は、電圧検出部１１、故障判定部１２、及びスイッチ制御部１３を備えている。

電圧検出部１１は、複数の電圧検出ラインＬ１乃至Ｌ４のうち入力端子１１ｐ及び１１ｍに接続された一対の電圧検出ラインの電位差を検出する。

電圧検出部１１が検出する一対の電圧検出ラインは、スイッチ制御部１３がスイッチＳＷ１乃至ＳＷ４のオン／オフを制御することによって選択される。本実施形態に係る電圧検出部１１は、少なくとも、電池スタック２１の正極端子２１ｐと負極端子２１ｍの端子間の電位差（以下、「電池スタック２１の電圧Ｖ１」と称する）、電池スタック２２の正極端子２２ｐと負極端子２２ｍの端子間の電位差（以下、「電池スタック２２の電圧Ｖ２」と称する）、及び電池スタック２１の正極端子２１ｐと電池スタック２２の負極端子２２ｍの端子間の電位差（以下、「電池スタック２１及び２２の総電圧Ｖ３」と称する）を検出する。

尚、電圧検出部１１は、より望ましくは、フライングキャパシタ方式により、上記電圧を検出する。フライングキャパシタ方式は、検出対象の電圧をフライングキャパシタに一旦充電し、当該フライングキャパシタの充電電圧を検出する電圧検出方法であり、この電圧検出方式を用いることによって、コモンモード電圧の問題を回避して高精度に電圧を測定することが可能である。当該電圧検出方法は、周知であるため（例えば、上記特許文献１を参照）、ここでの詳細な説明は省略する。

故障判定部１２は、電圧検出部１１が検出する電圧（本実施形態では、電池スタック２１の電圧Ｖ１、電池スタック２２の電圧Ｖ２、並びに電池スタック２１及び２２の総電圧Ｖ３）に基づいて、導電部材２３のオープン異常が発生しているか否かの判定を行う。そして、故障判定部１２は、導電部材２３のオープン異常が発生していると判定した場合、保護指令信号を生成する。

スイッチ制御部１３は、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ４に対して、オン／オフを切り替えるための制御信号（図２中の一点鎖線）を出力する。

より詳細には、スイッチ制御部１３は、電池スタック２１の両端に接続された一対の電圧検出ラインＬ１及びＬ２、電池スタック２２の両端に接続された一対の電圧検出ラインＬ３及びＬ４、並びに電池スタック２１の正極側と電池スタック２２の負極側に接続された一対の電圧検出ラインＬ１及びＬ４が、所定の順序で、電圧検出部１１と導通状態となるように、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ４のオン又はオフを制御する。これによって、電圧検出部１１において電池スタック２１の電圧Ｖ１と、電池スタック２２の電圧Ｖ２と、電池スタック２１及び２２の総電圧Ｖ３とが検出され、故障判定部１２において故障判定が可能となる（図３を参照して後述）。

尚、電圧検出部１１、故障判定部１２及びスイッチ制御部１３の動作は、例えば、監視装置１０に設けられたＣＰＵ（図示せず）がＲＯＭ、ＲＡＭ等に記憶された制御プログラムや各種データを参照することによって実現される。

但し、これらの動作の制御は、ソフトウェアによる処理に限られず、その一部又は全部が専用のハードウェア回路によっても実現できることは勿論である。

報知部３０は、例えば、表示器や警告音発生装置等であって、故障判定部１２が保護指令信号を生成した場合、組電池２０を使用する使用者に当該状態を識別可能に報知する。

［故障検出装置の動作］
図３は、故障検出装置Ａが導電部材２３のオープン異常を検出するための動作フローを示す図である。尚、当該動作フローは、例えば、監視装置１０がコンピュータプログラムに従って実行するものである。

まず、スイッチ制御部１３は、スイッチＳＷ１及びＳＷ２をオンにする制御信号を出力する（ステップＳ１）。これにより、電池スタック２１の両端に接続された一対の電圧検出ラインＬ１及びＬ２が電圧検出部１１と導通状態となり、電圧検出部１１は、電池スタック２１の電圧Ｖ１を検出する（ステップＳ２）。そして、電圧が検出された後、スイッチ制御部１３は、スイッチＳＷ１及びＳＷ２をオフにする制御信号を出力する（ステップＳ３）。

次に、スイッチ制御部１３は、スイッチＳＷ３及びＳＷ４をオンにする制御信号を出力する（ステップＳ４）。これにより、電池スタック２２の両端に接続された一対の電圧検出ラインＬ３及びＬ４が電圧検出部１１と導通状態となり、電圧検出部１１は、電池スタック２２の電圧Ｖ２を検出する（ステップＳ５）。そして、電圧が検出された後、スイッチ制御部１３は、スイッチＳＷ３及びＳＷ４をオフにする制御信号を出力する（ステップＳ６）。

次に、スイッチ制御部１３は、スイッチＳＷ１及びＳＷ４をオンにする制御信号を出力する（ステップＳ７）。これにより、電池スタック２１の正極側と電池スタック２２の負極側に接続された一対の電圧検出ラインＬ１及びＬ４が電圧検出部１１と導通状態となり、電圧検出部１１は、組電池２０の電圧Ｖ３を検出する（ステップＳ８）。そして、電圧が検出された後、スイッチ制御部１３は、スイッチＳＷ１及びＳＷ４をオフにする制御信号を出力する（ステップＳ９）。

次に、故障判定部１２は、ステップＳ２において検出された電池スタック２１の電圧Ｖ１、ステップＳ５において検出された電池スタック２２の電圧Ｖ２、ステップＳ８において検出された電池スタック２１及び２２の総電圧Ｖ３に係るデータを取得して、これらに基づいて、導電部材２３のオープン異常が発生しているか否かの判定を行う（ステップＳ１０）。

具体的には、導電部材２３のオープン異常が発生していない場合には、ステップＳ８において検出される電池スタック２１と電池スタック２２の総電圧Ｖ３は、ステップＳ２において検出される電池スタック２１の電圧Ｖ１と、ステップＳ５において検出される電池スタック２２の電圧Ｖ２の和（Ｖ３＝Ｖ１＋Ｖ２）となる。一方、導電部材２３のオープン異常が発生している場合、電圧検出部１１で検出する電池スタック２１及び２２の総電圧Ｖ３は、ステップＳ２において検出される電池スタック２１の電圧Ｖ１と、ステップＳ５において検出される電池スタック２２の電圧Ｖ２の和とならない（本実施形態では、Ｖ３＝０となる）。

このように、故障判定部１２は、電池スタック２１及び２２それぞれの電圧Ｖ１、Ｖ２の和と、電池スタック２１及び２２の総電圧Ｖ３と、の差分を検出することによって、導電部材２３のオープン異常が発生しているか否かを判定する。そして、故障判定部１２は、導電部材２３のオープン異常が発生していると判定した場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、保護指令信号を生成し、表示器や警告音等による報知を行い（ステップＳ１１）、本フローを終了する。一方、故障判定部１２が導電部材２３のオープン異常が発生していないと判定した場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、故障検出装置Ａは、再度、ステップＳ１に戻って監視処理を継続する。

以上のように、本実施形態に係る故障検出装置Ａによれば、簡易な構成で、早期且つ確実に、導電部材２３のオープン異常を検出することが可能となる。

尚、上記においては、電池スタック２１及び２２の連結部に、過電圧保護素子を設けない構成としているが、特許文献１の従来技術のように、当該連結部（電池スタック２１の負極端子２１ｍ及び電池スタック２２の正極端子２２ｐ）に導電部材２３と並列に過電圧保護素子を設ける構成としてもよい。

導電部材２３と並列に過電圧保護素子を設ける構成した場合には、電池スタック２１及び２２それぞれの電圧Ｖ１、Ｖ２の和と、電池スタック２１及び２２の総電圧Ｖ３と、の差分は、過電圧保護素子の電圧降下分（例えば、図１ではＶｚ＋Ｖｄ）となるが、本実施形態に係る故障検出装置Ａは、上記した従来技術と異なり、それぞれの単位電池の電圧を検出する監視ＩＣを用いないため、高精度に導電部材２３のオープン異常を検出することができる。

（第２の実施形態）
次に、図４、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃを参照して、第２の実施形態に係る故障検出装置Ａについて説明する。

本実施形態に係る故障検出装置Ａは、３つ以上の電池スタック２１、２２及び２４が導電部材で接続されて組電池２０が構成されている場合に、導電部材２３及び２５それぞれにおいてオープン異常が発生していないかを監視する点で、第１の実施形態と相違する。尚、第１の実施形態と共通する構成については、説明を省略する。

図４は、第２の実施形態に係る組電池の故障検出装置Ａの構成の一例を示す図である。

本実施形態に係る組電池２０は、直列に接続された３つの電池スタック２１、２２及び２４を有している。そして、電池スタック２１の負極端子２１ｍと電池スタック２２の正極端子２２ｐとは、導電部材２３で接続され、電池スタック２２の負極端子２２ｍと電池スタック２４の正極端子２４ｐとは、導電部材２５で接続されている。

又、本実施形態に係る故障検出装置Ａは、第１の実施形態に係る故障検出装置Ａと同様に、電池スタック２１、２２及び２４それぞれの両端子（２１ｐ、２１ｍ、２２ｐ、２２ｍ、２４ｐ、２４ｍ）に対して、電圧検出ラインＬ１乃至Ｌ６を接続し、電圧検出部１１にて、電池スタック２１、２２及び２４それぞれの端子間の電位差を検出可能としている。

より詳細には、電池スタック２１の正極端子２１ｐと負極端子２１ｍには、それぞれ、電圧検出ラインＬ１と電圧検出ラインＬ２が接続され、又、電池スタック２２の正極端子２２ｐと負極端子２２ｍには、それぞれ、電圧検出ラインＬ３と電圧検出ラインＬ４が接続されている。又、電池スタック２４の正極端子２４ｐと負極端子２４ｍには、それぞれ、電圧検出ラインＬ５と電圧検出ラインＬ６が接続されている。

そして、電圧検出ラインＬ１乃至Ｌ６上には、それぞれ、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ６が設けられ、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ６のオン／オフに応じて、電池スタック２１、２２及び２４の正極及び負極端子（２１ｐ、２１ｍ、２２ｐ、２２ｍ、２４ｐ、２４ｍ）それぞれと電圧検出部１１の間の導通状態が切り替えられる。

図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃは、第２の実施形態に係る故障検出装置Ａの動作フローの一例を示す図である。

図５Ａに示すように、第２の実施形態に係る故障検出装置Ａにおいては、導電部材２３の接続状態の故障判定処理（ステップＳｔ１）と、導電部材２５の接続状態の故障判定処理（ステップＳｔ２）と、をそれぞれ行う。

図５Ｂは、導電部材２３の接続状態の故障判定処理（ステップＳｔ１）の一例を示す図である。図５ＢのステップＳ２１〜Ｓ３０の処理は、図３のステップＳ１〜Ｓ１０の処理と同様であるため、ここでの説明は省略する。

但し、図５Ｂの動作フローにおいては、ステップＳ３０で導電部材２３のオープン異常が発生していると判定した場合（ステップＳ３０：ＹＥＳ）、故障判定部１２は、故障位置を識別させるべく、導電部材２３のオープン異常が発生していることを報知する（ステップＳ３１）。又、故障判定部１２が導電部材２３のオープン異常が発生していないと判定した場合（ステップＳ３０：ＮＯ）、故障検出装置Ａは、図５Ｂのフローを終了して、導電部材２５の接続状態の故障判定処理（ステップＳｔ２）に移行する。

図５Ｃは、導電部材２５の接続状態の故障判定処理（ステップＳｔ２）の一例を示す図である。

まず、スイッチ制御部１３は、スイッチＳＷ３及びＳＷ４をオンにする制御信号を出力する（ステップＳ４１）。これにより、スイッチＳＷ３及びＳＷ４がオンになり、電圧検出部１１は、電池スタック２２の電圧Ｖ４を検出する（ステップＳ４２）。そして、電圧が検出された後、スイッチ制御部１３は、スイッチＳＷ４及びＳＷ６をオフにする制御信号を出力する（ステップＳ４３）。

次に、スイッチ制御部１３は、スイッチＳＷ５及びＳＷ６をオンにする制御信号を出力する（ステップＳ４４）。これにより、スイッチＳＷ５及びＳＷ６がオンになり、電圧検出部１１は、電池スタック２４の電圧Ｖ５（電池スタック２４の正極端子２４ｐと負極端子２４ｍの端子間の電位差を表す。以下同じ）を検出する（ステップＳ４５）。そして、電圧が検出された後、スイッチ制御部１３は、スイッチＳＷ５及びＳＷ６をオフにする制御信号を出力する（ステップＳ４６）。

次に、スイッチ制御部１３は、スイッチＳＷ３及びＳＷ６をオンにする制御信号を出力する（ステップＳ４７）。これにより、スイッチＳＷ３及びＳＷ６がオンになり、電圧検出部１１は、電池スタック２２と電池スタック２４の総電圧Ｖ６（電池スタック２２の正極端子２２ｐと電池スタック２４の負極端子２４ｍの端子間の電位差を意味する。以下同じ）を検出する（ステップＳ４８）。そして、電圧が検出された後、スイッチ制御部１３は、スイッチＳＷ３及びＳＷ６をオフにする制御信号を出力する（ステップＳ４９）。

次に、故障判定部１２は、ステップＳ１０で上記した処理と同様に、ステップＳ４２において検出した電池スタック２２の電圧Ｖ４、ステップＳ４５において検出した電池スタック２４の電圧Ｖ５と、ステップＳ４８において検出した電池スタック２２と電池スタック２４を跨ぐ両端の電圧Ｖ６とに基づいて、導電部材２５のオープン異常が発生しているか否かの判定を行う（ステップＳ５０）。

そして、故障判定部１２は、導電部材２５のオープン異常が発生していると判定した場合（ステップＳ５０：ＹＥＳ）、導電部材２５のオープン異常が発生していることを示す保護指令信号を生成し、表示器や警告音等による報知を行い（ステップＳ５１）、本フローを終了する。一方、故障判定部１２が導電部材２５のオープン異常が発生していないと判定した場合（ステップＳ５０：ＮＯ）、故障検出装置Ａは、図５Ｃのフローを終了して、再度、導電部材２３の接続状態の故障判定処理（ステップＳｔ１）に移行して監視処理を継続する。

以上のように、本実施形態に係る故障検出装置Ａによれば、３以上の電池スタック（上記では２１、２２及び２４）を直列接続して組電池２０を構成し、複数の位置において導電部材（上記では２３及び２５）のオープン異常を監視する必要がある場合であっても、それぞれの位置における導電部材２３及び２５のオープン異常をその故障位置と共に検出することができる。

尚、上記の図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃの動作フローは、一例であって、電池スタック２１、２２及び２４それぞれの両端の電位差と、隣り合う電池スタック２１及び２２の両端の電位差と、隣り合う電池スタック２２及び２４の両端の電位差と、を検出すれば、その検出順序は任意であるのは、勿論である。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限らず、種々に変形態様が考えられる。

上記実施形態では、故障検出装置Ａの検出対象の一例として、導電部材２３のオープン異常を検出する態様を示した。しかしながら、上記故障検出装置Ａは、導電部材２３のオープン異常に限らず、電池スタック２１又は２２内における単位電池間の接続故障を検出することも可能である。

電池スタック２１又は２２内における単位電池間の接続故障を検出する構成とする場合も、上記実施形態と同様に、故障検出する対象の位置を基準として、組電池２０を構成する複数の単位電池を複数の組に分け、当該複数の組それぞれの両端に位置する単位電池の端子に、複数の電圧検出ラインＬを接続すればよい。これによって、故障検出装置Ａは、上記実施形態と同様に、複数の組それぞれの両端の電位差と、複数の組を跨いだ両端の電位差と、に基づいて、当該複数の組の間において接続故障が発生しているか否かを判定することが可能である。

又、上記実施形態では、故障検出装置Ａで故障検出した場合の保護処理の一例として、報知部３０によって報知する態様を示したが、報知部３０によって報知する構成に代えて、組電池２０の出力動作の停止する構成（例えば、組電池２０の出力端子に接続されたスイッチを遮断する）等としてもよい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。

複数の単位電池を直列接続して構成される組電池２０における前記単位電池間の接続故障を検出する故障検出装置Ａであって、前記組電池２０を構成する複数の前記単位電池を少なくとも高電位側から低電位側に向かって第１及び第２の組に分け、前記第１及び第２の組２１、２２それぞれの両端に位置する前記単位電池の端子に接続された複数の電圧検出ラインＬ１乃至Ｌ４と、複数の前記電圧検出ラインＬ１乃至Ｌ４それぞれに配設され、当該電圧検出ラインＬ１乃至Ｌ４の一端側と他端側との間の導通状態を切り替える複数のスイッチＳＷ１乃至ＳＷ４と、複数の前記スイッチＳＷ１乃至ＳＷ４のオン又はオフにより導通状態とされた一対の前記電圧検出ラインＬ１乃至Ｌ４の電位差を検出する電圧検出部１１と、複数の前記スイッチＳＷ１乃至ＳＷ４のオン又はオフを制御するスイッチ制御部１３と、前記電圧検出部１１により検出された前記第１及び第２の組２１、２２それぞれの両端の電位差と、前記第１の組２１の正極端と前記第２の組２２の負極端の電位差とに基づいて、前記第１の組２１と前記第２の組２２の間において接続故障が発生しているか否かを判定する故障判定部１２と、を備える、故障検出装置Ａを開示する。

この故障検出装置Ａによれば、簡易な構成で、早期且つ確実に、単位電池間の接続故障を検出することが可能となる。

この故障検出装置Ａにおいて、前記組電池２０は、前記単位電池の直列接続体を収納する電池スタック２１、２２が導電部材２３を介して複数直列に接続されて構成され、前記第１及び第２の組は、少なくとも前記電池スタック２１、２２同士の接続位置を基準として分けられるものであってもよい。

この故障検出装置Ａにおいて、前記電圧検出部１１は、フライングキャパシタ方式を用いて、一対の前記電圧検出ラインＬ１乃至Ｌ４の間の電位差を検出するものであってもよい。

複数の単位電池を直列接続して構成される組電池２０における前記単位電池間の接続故障を検出する故障検出装置Ａであって、前記組電池２０を構成する複数の前記単位電池を少なくとも高電位側から低電位側に向かって第１、第２及び第３の組２１、２２、２４に分け、前記第１、第２及び第３の組２１、２２、２４それぞれの両端に位置する前記単位電池の端子に接続された複数の電圧検出ラインＬ１乃至Ｌ６と、複数の前記電圧検出ラインＬ１乃至Ｌ６それぞれに配設され、当該電圧検出ラインＬ１乃至Ｌ６の一端側と他端側との間の導通状態を切り替える複数のスイッチＳＷ１乃至ＳＷ６と、複数の前記スイッチＳＷ１乃至ＳＷ６のオン又はオフにより導通状態とされた一対の前記電圧検出ラインＬ１乃至Ｌ６の電位差を検出する電圧検出部１１と、複数の前記スイッチＳＷ１乃至ＳＷ６のオン又はオフを制御するスイッチ制御部１３と、前記電圧検出部１１により検出された前記第１、第２及び第３の組２１、２２、２４それぞれの両端の電位差と、前記第１の組２１の正極端と前記第２の組２２の負極端の電位差と、前記第２の組２２の正極端と前記第３の組２４の負極端の電位差と、に基づいて、前記第１、第２及び第３の組２１、２２、２４のいずれかの組の間において接続故障が発生しているか否かを判定し、接続故障が発生している場合には当該接続故障の位置を識別可能に、保護指令信号を生成する故障判定部１２と、を備える、故障検出装置Ａを開示する。

この故障検出装置Ａによれば、複数の位置において単位電池間の接続故障を監視する必要がある場合（例えば、３以上の電池スタック２１、２２を直列接続して組電池２０を構成する場合）であっても、それぞれの位置における単位電池間の接続故障をその故障位置と共に検出することができる。

本開示に係る故障検出装置は、組電池の導電部材のオープン異常を検出する装置として好適に用いることができる。

Ａ 故障検出装置
１０ 監視装置
１１ 電圧検出部
１２ 故障判定部
１３ スイッチ制御部
２０ 組電池
２１、２２、２４ 電池スタック
２３、２５ 導電部材
Ｌ１〜Ｌ６ 電圧検出ライン
ＳＷ１〜ＳＷ６ スイッチ

Claims (4)

1. 複数の単位電池を直列接続して構成される組電池における前記単位電池間の接続故障を検出する故障検出装置であって、
   前記組電池を構成する複数の前記単位電池を高電位側から低電位側に向かって少なくとも第１及び第２の組に分け、前記第１及び第２の組それぞれの両端に位置する前記単位電池の端子に接続された複数の電圧検出ラインと、
   複数の前記電圧検出ラインそれぞれに配設され、当該電圧検出ラインの一端側と他端側との間の導通状態を切り替える複数のスイッチと、
   複数の前記スイッチのオン又はオフにより導通状態とされた一対の前記電圧検出ラインの電位差を検出する電圧検出部と、
   複数の前記スイッチのオン又はオフを制御するスイッチ制御部と、
   前記電圧検出部により検出された前記第１及び第２の組それぞれの両端の電位差と、前記第１の組の正極端と前記第２の組の負極端の電位差とに基づいて、前記第１の組と前記第２の組の間において接続故障が発生しているか否かを判定する故障判定部と、
   を備える、組電池の故障検出装置。
2. 前記組電池は、前記単位電池の直列接続体を収納する電池スタックが導電部材を介して複数直列に接続されて構成され、
   前記第１及び第２の組は、少なくとも前記電池スタック同士の接続位置を基準として分けられる、
   請求項１に記載の組電池の故障検出装置。
3. 前記電圧検出部は、フライングキャパシタ方式を用いて、一対の前記電圧検出ラインの間の電位差を検出する、
   請求項１に記載の組電池の故障検出装置。
4. 複数の単位電池を直列接続して構成される組電池における前記単位電池間の接続故障を検出する故障検出装置であって、
   前記組電池を構成する複数の前記単位電池を高電位側から低電位側に向かって少なくとも第１、第２及び第３の組に分け、前記第１、第２及び第３の組それぞれの両端に位置する前記単位電池の端子に接続された複数の電圧検出ラインと、
   複数の前記電圧検出ラインそれぞれに配設され、当該電圧検出ラインの一端側と他端側との間の導通状態を切り替える複数のスイッチと、
   複数の前記スイッチのオン又はオフにより導通状態とされた一対の前記電圧検出ラインの電位差を検出する電圧検出部と、
   複数の前記スイッチのオン又はオフを制御するスイッチ制御部と、
   前記電圧検出部により検出された前記第１、第２及び第３の組それぞれの両端の電位差と、前記第１の組の正極端と前記第２の組の負極端の電位差と、前記第２の組の正極端と前記第３の組の負極端の電位差と、に基づいて、前記第１、第２及び第３の組のいずれかの組の間において接続故障が発生しているか否かを接続故障の位置を識別可能に判定する故障判定部と、
   を備える、組電池の故障検出装置。
   
   
   

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