JP2019163948A

JP2019163948A - バッテリの監視装置

Info

Publication number: JP2019163948A
Application number: JP2018050658A
Authority: JP
Inventors: 裕宣川島; Hironobu Kawashima
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-03-19
Filing date: 2018-03-19
Publication date: 2019-09-26
Anticipated expiration: 2038-03-19
Also published as: JP6969463B2

Abstract

【課題】高圧パワーラインの部品に地絡が発生した場合にバッテリの状態を監視するための機器が異常状態であると誤判定されることを抑制する。【解決手段】処理部は、電流と、各電池セルの電圧とを取得するステップ（Ｓ１００）と、電流の変化方向に対して電圧の変化方向に異常がある電池セルがあり（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、同一の電圧監視ＩＣ内の複数の電池セルにて異常が発生し（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、かつ、複数の電圧監視ＩＣの電池セルにおいて異常が発生している場合に（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、累積カウンタのカウント処理を実行するステップ（Ｓ１１０）と、累積カウンタのカウント値がしきい値以上の場合（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、高圧パワーラインの地絡発生を判定するステップ（Ｓ１１４）と、電圧監視ＩＣの異常判定を禁止するステップ（Ｓ１１６）とを含む、処理を実行する。【選択図】図３

Description

本開示は、バッテリの状態を監視する監視装置に関する。

従来、駆動用モータを備える電動車両には、駆動用モータとの間で電力を授受するバッテリ等の電源装置の状態を監視する監視装置が設けられる。たとえば、特開２０１０−１２７７２２号公報（特許文献１）は、電池セルの電圧を正確に検出できるかどうかを判定するバッテリシステムを開示する。

特開２０１０−１２７７２２号公報

上述のような構成を有する電動車両において、たとえば、駆動用モータ等の高圧パワーラインの部品に地絡が発生した場合には、バッテリの状態を正常に監視することができないため、バッテリの状態を監視するための機器が異常状態であると誤判定される場合がある。そのため、地絡が発生した部品ではなく、バッテリの状態を監視するための機器が正常状態であるにも関わらず修理時の交換対象となる可能性がある。

本開示は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、高圧パワーラインの部品に地絡が発生した場合にバッテリの状態を監視するための機器が異常状態であると誤判定されることを抑制するバッテリの監視装置を提供することである。

本開示のある局面に係るバッテリの監視装置は、車両に搭載される駆動用モータとの間で電力を授受するバッテリの状態を監視する監視装置である。バッテリは、第１組電池と第２組電池とを含む複数の組電池を含む。第１組電池および第２組電池は、いずれも複数の電池セルによって構成される。監視装置は、第１組電池の複数の電池セルの電圧を検出する第１検出部と、第２組電池の複数の電池セルの電圧を検出する第２検出部と、バッテリの電流を検出する第３検出部と、第１検出部の検出結果と、第２検出部の検出結果と、第３検出部の検出結果とを用いて第１検出部および第２検出部のうちの少なくともいずれかが異常であるか否かを判定する判定部とを備える。判定部は、第１組電池の複数の電池セルのうちの少なくともいずれかにおいて、バッテリの電流の変化方向に対する電池セルの電圧の変化方向が異常であると判定され、かつ、第２組電池の複数の電池セルのうちの少なくともいずれかにおいて、バッテリの電流の変化方向に対する電池セルの電圧の変化方向が異常であると判定された判定結果となる回数がしきい値を超える場合には、第１検出部および第２検出部が異常であるか否かの判定を禁止する。

駆動用モータ等の高圧パワーラインの部品に地絡が発生した場合には、第１組電池および第２組電池の双方の複数のセルにおいてバッテリの電流の変化方向に対する電池セルの電圧の変化方向が異常となり得る。そのため、そのような異常状態であると判定された判定結果となる回数がしきい値を超えるときに、第１検出部および第２検出部が異常であるか否かの判定を禁止することによって、第１検出部または第２検出部が異常であると誤判定されることを抑制することができる。

本開示によると、高圧パワーラインの部品に地絡が発生した場合にバッテリの状態を監視するための機器が異常状態であると誤判定されることを抑制するバッテリの監視装置を提供することができる。

本実施の形態におけるバッテリの監視装置の全体構成を示す図である。高圧パワーラインの部品に地絡が発生した場合における電池セルの電流および電圧の検出値の変化の一例を示すタイミングチャートである。判定部で実行される処理の一例を示すフローチャートである。電流の変化、正常時の電圧の変化および異常時の電圧の変化の一例を示すタイミングチャートである。電圧の検出値および電圧の推定値の変化の一例を示すタイミングチャートである。累積カウンタのカウント値の変化の一例を示すタイミングチャートである。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

図１は、本実施の形態に係る監視装置１の全体構成を示す図である。監視装置１は、バッテリ２０の状態を監視する。図１に示すように、本実施の形態に係る監視装置１は、判定部１０と、第１電圧監視ＩＣ（Integrated Circuit）３０と、第２電圧監視ＩＣ３２と、温度センサ４０と、電流センサ５０とを備える。

本実施の形態において、バッテリ２０は、たとえば、車両に搭載される。バッテリ２０は、図示しない電気負荷に電力を供給する。電気負荷は、たとえば、インバータやコンバータ等の電力変換装置と、車両の駆動源である駆動用モータ（交流モータ）とを含む。バッテリ２０の直流電力は、たとえば、コンバータによって昇圧された後に、インバータによって交流電力に変換され駆動用モータに供給される。

バッテリ２０は、複数の組電池によって構成される。本実施の形態において、複数の組電池は、第１組電池２２と、第２組電池２６とを含む。

第１組電池２２は、複数個の電池セル２２ｂを含む。本実施の形態において、第１組電池２２は、たとえば、所定数の電池セル２２ｂを直列に接続して構成される。また、第２組電池２６は、複数個の電池セル２６ｂを含む。本実施の形態において、第２組電池２６は、たとえば、所定数の電池セル２６ｂを直列に接続して構成される。また、本実施の形態において、第１組電池２２と、第２組電池２６とは、直列に接続されるものとする。

第１電圧監視ＩＣ３０は、第１組電池２２の複数個の電池セル２２ｂの各々の電圧を検出する。さらに、第２電圧監視ＩＣ３２は、第２組電池２６の複数個の電池セル２６ｂの各々の電圧を検出する。

具体的には、第１組電池２２の正極端子、隣接する電池セル２２ｂの間、第１組電池２２の負極端子、第２組電池２６の正極端子、隣接する電池セル２６ｂの間、および、第２組電池２６の負極端子には、複数の配線の各々の一方端が接続される。一方端が第１組電池２２の正極端子、隣接する電池セル２２ｂの間、および、第１組電池２２の負極端子の各々に接続される複数の配線の他方端は、第１電圧監視ＩＣ３０の入力部（図示せず）に接続される。また、一方端が第２組電池２６の正極端子、隣接する電池セル２６ｂの間、および、第２組電池２６の負極端子の各々に接続される複数の配線の他方端は、第２電圧監視ＩＣ３２の入力部（図示せず）に接続される。

第１電圧監視ＩＣ３０は、上述の複数の配線を用いて複数の電池セル２２ｂの各々の電圧を検出する。第１電圧監視ＩＣ３０は、検出した複数の電池セル２２ｂの各々の電圧を示す信号を判定部１０に送信する。本実施の形態において、第１電圧監視ＩＣ３０が「第１検出部」に対応する。

同様に、第２電圧監視ＩＣ３２は、上述の複数の配線を用いて複数の電池セル２６ｂの各々の電圧を検出する。第２電圧監視ＩＣ３２は、検出した複数の電池セル２２ｂの各々の電圧を示す信号を判定部１０に送信する。本実施の形態において、第２電圧監視ＩＣ３２が「第２検出部」に対応する。

温度センサ４０は、バッテリ２０の温度（以下、電池温度と記載する）ＴＢを検出する。温度センサ４０は、検出した電池温度ＴＢを示す信号を判定部１０に送信する。

電流センサ５０は、バッテリ２０に流れる電流Ｉｂを検出する。電流センサ５０は、検出した電流Ｉｂを示す信号を判定部１０に送信する。

判定部１０は、演算部１２と、記憶部１４とを含む。演算部１２は、たとえば、記憶部１４に記憶されたプログラム等の情報に基づいて所定の演算処理を実行可能に構成されるＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む。

記憶部１４は、たとえば、ＲＯＭ（Read Only Memory）あるいはＲＡＭ（Random Access Memory）等の各種メモリを含む。

判定部１０は、第１電圧監視ＩＣ３０、第２電圧監視ＩＣ３２、温度センサ４０および電流センサ５０から各種信号を受信し、受信した各種信号に基づいてバッテリ２０の状態、第１電圧監視ＩＣ３０の状態、あるいは、第２電圧監視ＩＣ３２の状態が正常状態であるか否かを判定する。

判定部１０は、たとえば、第１電圧監視ＩＣ３０および第２電圧監視ＩＣ３２によって検出された電圧の検出値と、電流センサ５０によって検出された電流の検出値とに基づいて第１電圧監視ＩＣ３０および第２電圧監視ＩＣ３２のうちの少なくともいずれかが異常であるか否かを判定する。

判定部１０は、たとえば、第１電圧監視ＩＣ３０によって検出された電池セル２２ｂの各電圧の検出値と、電流センサ５０によって検出された電流Ｉｂの検出値と電池セル２２ｂの各内部抵抗の推定値とを用いた電池セル２２ｂの各電圧の推定値との差分の大きさがいずれもしきい値よりも大きいと判定される場合に第１電圧監視ＩＣ３０が異常状態であると判定することができる。

同様に、判定部１０は、たとえば、第２電圧監視ＩＣ３２によって検出された電池セル２６ｂの各電圧の検出値と、電流センサ５０によって検出された電流Ｉｂの検出値と電池セル２６ｂの各内部抵抗の推定値とを用いた電池セル２６ｂの各電圧の推定値との差分の大きさがいずれもしきい値よりも大きいと判定される場合に第２電圧監視ＩＣ３２が異常状態であると判定することができる。なお、判定部１０は、たとえば、電池温度ＴＢを用いて電池セル２２ｂ，２６ｂの各々の内部抵抗の推定値を算出する。

しかしながら、駆動用モータ等の高圧パワーラインの部品に地絡が発生した場合には、第１電圧監視ＩＣ３０および第２電圧監視ＩＣ３２がいずれも正常状態であっても、第１電圧監視ＩＣ３０あるいは第２電圧監視ＩＣ３２において各電池セル２２ｂ，２６ｂの電圧を正常に検出することができない場合がある。

図２は、高圧パワーラインの部品に地絡が発生した場合における電圧検出値の変化の一例を示すタイミングチャートである。図２の横軸は、時間を示す。図２の縦軸は、電流、第１電圧監視ＩＣ３０によるいずれかの電池セル２２ｂの電圧の検出値（以下、電圧検出値（１）と記載する）、第２電圧監視ＩＣ３２によるいずれかの電池セル２６ｂの電圧の検出値（以下、電圧検出値（２）と記載する）を示す。図２に示すように、時間ｔ（０）にて、高圧パワーラインの部品に地絡が発生した場合には、時間ｔ（０）以前と比較した場合に、電流Ｉｂの変化は緩やかな変動を継続しているのに対して、電圧検出値（１）および電圧検出値（２）は、いずれも急激な変動が繰り返される。

このような場合に、判定部１０は、第１電圧監視ＩＣ３０および第２電圧監視ＩＣ３２が異常状態であると誤判定する場合がある。その結果、地絡が発生した高圧パワーラインの部品ではなく、正常状態の第１電圧監視ＩＣ３０および第２電圧監視ＩＣ３２が修理時の交換対象となる場合がある。

そこで、本実施の形態においては、判定部１０は、第１組電池２２の複数の電池セル２２ｂにおいて、バッテリ２０の電流Ｉｂの変化方向に対する電池セル２２ｂの電圧の変化方向が異常であると判定され、かつ、第２組電池２６の複数の電池セル２６ｂにおいて、バッテリ２０の電流Ｉｂの変化方向に対する電池セル２６ｂの電圧の変化方向が異常であると判定された判定結果となる場合には、その判定結果となる回数がしきい値を超えるときに、第１電圧監視ＩＣ３０および第２電圧監視ＩＣ３２が異常であるか否かの判定を禁止するものとする。

駆動用モータ等の高圧パワーラインの部品に地絡が発生した場合には、第１組電池２２および第２組電池２６の双方の複数の電池セル２２ｂ，２６ｂにおいてバッテリ２０の電流Ｉｂの変化方向に対する電池セルの電圧の変化方向が異常となり得る。そのため、そのような異常状態であると判定された判定結果となる回数がしきい値を超えるときに、第１電圧監視ＩＣ３０および第２電圧監視ＩＣ３２が異常であるか否かの判定を禁止することによって、第１電圧監視ＩＣ３０または第２電圧監視ＩＣ３２が異常であると誤判定されることを抑制することができる。

以下、図３を参照して、本実施の形態における判定部１０によって実行される処理について説明する。図３は、判定部１０で実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、所定の処理周期毎にメインルーチン（図示せず）から呼び出されて実行される。これらのフローチャートに含まれる各ステップは、基本的には、演算部１２によるソフトウェア処理によって実現されるが、その一部または全部が制御装置１０内に作製されたハードウェア（電気回路）によって実現されてもよい。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、判定部１０は、第１電圧監視ＩＣ３０および第２電圧監視ＩＣ３２を用いて複数の電池セル２２ｂ，２６ｂの各々の電圧の検出値を取得するとともに、電流センサ５０を用いてバッテリ２０の電流の検出値を取得する。判定部１０は、たとえば、取得した複数の電池セル２２ｂ，２６ｂの各々の電圧の検出値および電流の検出値を記憶部１４に記憶する。

Ｓ１０２にて、判定部１０は、複数の電池セル２２ｂ，２６ｂのうち、電流の検出値の変化方向に対する電圧の検出値の変化方向に異常がある電池セルがあるか否かを判定する。

判定部１０は、たとえば、前回の電圧の検出値とＳ１００にて取得した今回の電圧の検出値とを用いて電圧の検出値の変化方向が正方向（増加方向）であるか、負方向（減少方向）であるかを特定する。さらに、判定部１０は、前回の電流の検出値とＳ１００にて取得した今回の電流の検出値とを用いて電流の検出値の変化方向が正方向（放電方向）であるか、負方向（充電方向）であるかを特定する。

図４は、電流の変化、正常時の電圧の検出値の変化および異常時（地絡発生時）の電圧の検出値の変化の一例を示すタイミングチャートである。図４の横軸は、時間を示す。図４の縦軸は、電流および電圧を示す。図４の実線は、電流の検出値の変化を示す。図４の破線は、異常時の電圧の検出値の変化を示す。図４の一点鎖線は、正常時（地絡非発生時）の電圧の検出値の変化を示す。

たとえば、現時点が時間ｔ（２）である場合を想定する。時間ｔ（２）にて、判定部１０は、時間ｔ（２）における電圧の検出値と、前回の計算（時間ｔ（１））における電圧の検出値とを用いて電圧の検出値の変化方向を特定する。

図４の一点鎖線に示すように、正常時において、判定部１０は、時間ｔ（１）〜時間ｔ（２）の間で電圧の検出値の変化の傾きが負の値であることから電圧の検出値の変化方向が負方向（減少方向）であると特定する。

図４の実線に示すように、判定部１０は、時間ｔ（１）〜時間ｔ（２）の間で電流の検出値の変化の傾きが正の値であることから電流の検出値の変化方向が正方向（放電方向）であると特定する。

判定部１０は、電流の検出値の変化方向が正方向（放電方向）であって、かつ、電圧の検出値の変化方向が負方向（減少方向）である場合には、電圧の検出値の変化方向が正常であると判定する。

一方、図４の破線に示すように、異常時において、判定部１０は、時間ｔ（１）〜時間ｔ（２）の間で電圧の検出値の変化の傾きが正の値であることから電圧の検出値の変化方向が正方向（増加方向）であると特定する。

図４の実線に示すように、判定部１０は、上述のとおり、時間ｔ（１）〜時間ｔ（２）の間の電流の検出値の変化方向が正方向（放電方向）であると特定する。

判定部１０は、電流の検出値の変化方向が正方向（放電方向）であって、かつ、電圧の検出値の変化方向が正方向（増加方向）である場合には、電圧の検出値の変化方向が異常であると判定する。

なお、判定部１０は、たとえば、電流の検出値の変化方向が負方向（充電方向）であって、かつ、電圧の検出値の変化方向が正方向（増加方向）である場合には、電圧の検出値の変化方向が正常であると判定する。一方、判定部１０は、たとえば、電流の検出値の変化方向が負方向（充電方向）であって、かつ、電圧の検出値の変化方向が負方向（減少方向）である場合には、電圧の検出値の変化方向が異常であると判定する。

判定部１０は、複数の電池セル２２ｂ，２６ｂの各々について予め定められた順序で上述の判定を行ない、最初に電流の検出値の変化方向に対する電圧の検出値の変化方向が異常であると判定された場合に、複数の電池セル２２ｂ，２６ｂのうち、電流の検出値の変化方向に対する電圧の検出値の変化方向に異常がある電池セルがあると判定する。予め定められた順序は、たとえば、最初に第１電圧監視ＩＣ３０の監視対象である複数の電池セル２２ｂの各々について所定の順序で上述の判定が行なわれ、その後に第２電圧監視ＩＣ３２の監視対象である複数の電池セル２２ｂの各々について所定の順序で上述の判定が行なわれる場合を一例とする。複数の電池セル２２ｂ，２６ｂのうち、電流の検出値の変化方向に対する電圧の検出値の変化方向に異常がある電池セルがあると判定される場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。

予め定められた順序で上述の判定を行なった結果、複数の電池セル２２ｂ，２６ｂのうちのいずれについても電流の検出値の変化方向に対する電圧の検出値の変化方向が正常であると判定される場合（Ｓ１０２にてＮＯ）、処理はＳ１０４に移される。

Ｓ１０４にて、判定部１０は、複数の電池セル２２ｂ，２６ｂのうち、電圧の検出値と電圧の推定値との差分の大きさがしきい値以上となる電池セルがあるか否かを判定する。

判定部１０は、たとえば、電池セルの内部抵抗とＳ１００にて取得した電流の検出値とを用いて電圧の推定値を算出する。判定部１０は、取得した電圧の検出値と、算出された電圧の推定値との差分の大きさを算出する。

図５は、電圧の検出値および電圧の推定値の変化の一例を示すタイミングチャートである。図５の横軸は、時間を示す。図５の縦軸は、電流および電圧を示す。図５の実線は、電流の検出値の変化を示す。

たとえば、現時点が時間ｔ（４）である場合を想定する。時間ｔ（４）にて、判定部１０は、図５の一点鎖線に示す電圧の検出値と、図５の破線に示す電圧の推定値との差分の大きさΔＶを算出し、算出された差分の大きさΔＶがしきい値以上となるか否かを判定する。

判定部１０は、複数の電池セル２２ｂ，２６ｂの各々について予め定められた順序で上述の判定を行ない、最初に差分の大きさΔＶがしきい値以上となると判定された場合に、複数の電池セル２２ｂ，２６ｂのうちの電圧の検出値と電圧の推定値との差分の大きさがしきい値以上となる電池セルがあると判定する。予め定められた順序は、上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。複数の電池セル２２ｂ，２６ｂのうちの電圧の検出値と電圧の推定値との差分の大きさがしきい値以上となる電池セルがあると判定される場合（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。

予め定められた順序で上述の判定を行なった結果、複数の電池セル２２ｂ，２６ｂのうちのいずれについても電圧の検出値と電圧の推定値との差分の大きさがしきい値よりも小さいと判定される場合（Ｓ１０４にてＮＯ）、この処理は終了される。

Ｓ１０６にて、判定部１０は、同一の電圧監視ＩＣ内の複数の電池セルにおいて異常が発生しているか否かを判定する。

判定部１０は、たとえば、最初に電流の変化方向に対する電圧の変化方向に異常があると判定された電池セルと同一の電圧監視ＩＣ内の他のセルにおいて同様の異常が発生しているか否かの判定を行なう。判定部１０は、同一の電圧監視ＩＣ内の他のセルにおいて電流の変化方向に対する電圧の変化方向に異常があると判定される場合に、同一の電圧監視ＩＣ内の複数の電池セルにおいて異常が発生していると判定する。

同様に、判定部１０は、たとえば、最初に電圧の検出値と電圧の推定値との差分の大きさがしきい値以上であると判定された電池セルと同一の電圧監視ＩＣ内の他のセルに対して同様の異常が発生しているか否かの判定を行なう。判定部１０は、同一の電圧監視ＩＣ内の他のセルにおいて電圧の検出値と電圧電の推定値との差分の大きさがしきい値以上であると判定される場合に、同一の電圧監視ＩＣ内の複数の電池セルにおいて異常が発生していると判定する。

同一の電圧監視ＩＣ内の複数の電池セルにおいて異常が発生していると判定される場合（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、処理はＳ１０８に移される。なお、同一の電圧監視ＩＣ内の複数の電池セルにおいて異常が発生していないと判定される場合（Ｓ１０６にてＮＯ）、この処理は終了される。

Ｓ１０８にて、判定部１０は、複数の電圧監視ＩＣ内の複数の電池セルにおいて異常が発生しているか否かを判定する。

判定部１０は、たとえば、Ｓ１０６の処理にて複数の電池セルの各々において電流の変化方向に対する電圧の変化方向に異常があると判定された電圧監視ＩＣとは異なる他の電圧監視ＩＣ内の複数の電池セルの各々において同様の異常が発生しているか否かの判定を行なう。判定部１０は、他の電圧監視ＩＣ内の複数の電池セルの各々において電流の変化方向に対する電圧の変化方向に異常があると判定される場合に、複数の電圧監視ＩＣ内の複数の電池セルにおいて異常が発生していると判定する。

同様に、判定部１０は、たとえば、Ｓ１０６の処理にて複数の電池セルの各々において電圧の検出値と電圧の推定値との差分の大きさがしきい値以上であると判定された電圧監視ＩＣとは異なる他の電圧監視ＩＣ内の複数の電池セルの各々において電圧の検出値と電圧の推定値との差分の大きさがしきい値以上であると判定される場合に、複数の電圧監視ＩＣ内の複数の電池セルにおいて異常が発生していると判定する。

複数の電圧監視ＩＣ内の複数の電池セルにおいて異常が発生していると判定される場合（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０に移される。複数の電圧監視ＩＣ内の複数の電池セルにおいて異常が発生してないと判定される場合（Ｓ１０８にてＮＯ）、この処理は終了される。

Ｓ１１０にて、判定部１０は、累積カウンタのカウント処理を実行する。具体的には、判定部１０は、累積カウンタのカウント値に所定値「１」を加算することによってカウント値を更新する。累積カウントは、複数の電圧監視ＩＣにおいて異常が発生していると判定される判定回数を示し、初期値は、たとえば、ゼロである。累積カウンタを用いることによって、異常発生期間にカウンタのカウント値を加算し、異常発生期間の終了とともにカウント値を初期値にリセットする場合よりも早期に異常を確定することができる。

Ｓ１１２にて、判定部１０は、累積カウンタのカウント値がしきい値以上であるか否かを判定する。しきい値としては、たとえば、予め定められた値が設定される。累積カウンタのカウント値がしきい値以上であると判定される場合（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、処理はＳ１１４に移される。累積カウンタのカウント値がしきい値よりも小さいと判定される場合（Ｓ１１２にてＮＯ）、この処理は終了される。

Ｓ１１４にて、判定部１０は、高圧パワーラインに地絡が発生していると判定する。判定部１０は、たとえば、高圧パワーラインに地絡が発生していると判定する場合には、所定のフラグ（地絡判定フラグ）をオン状態にする。なお、判定部１０は、地絡判定フラグがオン状態の場合に、地絡が発生している旨をユーザに通知してもよい。

Ｓ１１６にて、判定部１０は、第１電圧監視ＩＣ３０および第２電圧監視ＩＣ３２の異常判定を禁止する。すなわち、判定部１０は、第１電圧監視ＩＣ３０によって検出される複数の電池セル２２ｂの各々の電圧の検出値を用いた第１電圧監視ＩＣ３０の異常判定を行なわない。同様に、判定部１０は、第２電圧監視ＩＣ３２によって検出される複数の電池セル２６ｂの各々の電圧の検出値を用いた第２電圧監視ＩＣ３２の異常判定を行なわない。なお、異常判定の禁止には、異常判定を行なわない場合に加えて、異常であると判定しても、異常時の他の制御に反映しない場合を含むものとする。

以上のような構成を有するバッテリ２０の監視装置１の動作について以下に説明する。電流センサ５０により検出される電流の検出値と、第１電圧監視ＩＣ３０により検出される複数の電池セル２２ｂの各々の電圧の検出値と、第２電圧監視ＩＣ３２により検出される複数の電池セル２６ｂの各々の電圧の検出値とが取得されると（Ｓ１００）、取得された電圧の検出値を用いて複数の電池セル２２ｂ，２６ｂのうち、電流の変化方向に対する電圧の変化方向に異常がある電池セルがあるか否かが判定される（Ｓ１０２）。

たとえば、複数の電池セル２２ｂ，２６ｂのうち、電流の変化方向に対する電圧の変化方向に異常がある電池セルがあると判定される場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、異常があると判定された電池セルと同一の電圧監視ＩＣ内の他の電池セルにて同様の異常が発生しているか否かが判定される（Ｓ１０６）。

あるいは、複数の電池セル２２ｂ，２６ｂのうち、電流の変化方向に対する電圧の変化方向に異常がある電池セルがないと判定される場合でも（Ｓ１０２にてＮＯ）、電圧の検出値と電圧の推定値との差分の大きさがしきい値以上であると判定される場合（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、電圧の検出値と電圧の推定値との差分の大きさがしきい値以上であると判定された電池セルと同一の電圧監視ＩＣ内の他の電池セルにて同様の異常が発生しているか否かが判定される（Ｓ１０６）。

同一の電圧監視ＩＣ内の複数の電池セルにて異常が発生していると判定される場合（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、複数の電圧監視ＩＣ内の複数の電池セルにて同様の異常が発生しているか否かが判定される（Ｓ１０８）。

複数の電圧監視ＩＣ内の複数の電池セルにおいても異常が発生していると判定される場合（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、累積カウンタのカウント処理が実行される（Ｓ１１０）。これにより累積カウンタのカウント値が「１」だけ増加される。

更新された累積カウンタのカウント値がしきい値以下の場合（Ｓ１１２にてＮＯ）、処理は終了され、再度、電流および複数の電池セル２２ｂ，２６ｂの電圧が取得される。

累積カウンタのカウント値は、複数の電圧監視ＩＣ内の複数の電池セルにおいて異常が発生していると判定される毎に増加する。

図６は、累積カウンタのカウント値の変化の一例を示すタイミングチャートである。図６の縦軸は、累積カウントのカウント値を示す。図６の横軸は、時間を示す。

図６に示すように、たとえば、時間ｔ（５）〜時間ｔ（６）の間、時間ｔ（７）〜時間ｔ（８）の間あるいは時間ｔ（９）以降においては、複数の電圧監視ＩＣ内の複数の電池セル２２ｂ，２６ｂにて異常が発生していると判定される毎にカウント値が「１」ずつ増加することになるため、時間の経過とともにカウント値が増加していく。

一方、時間ｔ（６）〜時間ｔ（７）の間や時間ｔ（８）〜時間ｔ（９）の間において、複数の電圧監視ＩＣ内の複数の電池セルにて異常が発生していないと判定される場合には、カウント値が増加しないため、カウント値が維持されることになる。

そして、時間ｔ（１０）にて、累積カウンタのカウント値がしきい値Ｃ（０）以上になるため（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、高圧パワーラインの部品に地絡が発生していると判定され（Ｓ１１４）、電圧監視ＩＣの異常判定が禁止される（Ｓ１１６）。

以上のようにして、本実施の形態に係るバッテリ２０の監視装置１によると、駆動用モータ等の高圧パワーラインの部品に地絡が発生した場合には、第１組電池２２および第２組電池２６の双方の複数の電池セル２２ｂ，２６ｂにおいてバッテリ２０の電流の変化方向に対する電池セルの電圧の変化方向が異常となり得る。そのため、そのような異常状態であると判定された判定結果となる回数がしきい値を超えるときに、第１電圧監視ＩＣ３０および第２電圧監視ＩＣ３２が異常であるか否かの判定を禁止することによって、第１電圧監視ＩＣ３０または第２電圧監視ＩＣ３２が異常であると誤判定されることを抑制することができる。したがって、高圧パワーラインの部品に地絡が発生した場合にバッテリの状態を監視するための機器が異常状態であると誤判定されることを抑制するバッテリの監視装置を提供することができる。

以下、変形例について記載する。
上述の実施の形態では、判定部１０は、第１電圧監視ＩＣ３０および第２電圧監視ＩＣ３２から電圧の検出値を取得し、取得された電圧の検出値を用いて第１電圧監視ＩＣ３０または第２電圧監視ＩＣ３２が異常であるか否かを判定するものとして説明したが、第１電圧監視ＩＣ３０および第２電圧監視ＩＣ３２において取得した電圧の検出値を用いて第１電圧監視ＩＣ３０および第２電圧監視ＩＣ３２が異常であるか否かをそれぞれ自己診断し、自己診断結果を判定部１０に送信する構成であってもよい。この場合に、判定部１０は、地絡判定フラグがオン状態である場合には、第１電圧監視ＩＣ３０あるいは第２電圧監視ＩＣ３２から異常であるとの自己診断結果を受信しても、第１電圧監視ＩＣ３０および第２電圧監視ＩＣ３２が異常であるとの判定を行なわないようにしてもよい。

さらに上述の実施の形態では、バッテリ２０は、第１組電池２２と、第２組電池２６とによって構成されるものとして説明したが、バッテリ２０を構成する組電池の個数は、特に２個に限定されるものではなく、３個以上であってもよい。

さらに上述の実施の形態では、バッテリ２０は、第１組電池２２と第２組電池２６とが直列に接続されて構成されるものとして説明したが、バッテリ２０は、たとえば、第１組電池２２と第２組電池２６とが並列に接続されて構成されるものとしてもよい。

さらに上述の実施の形態では、第１組電池２２と、第２組電池２６とは、同じ個数の電池セルによって構成されるものとして説明したが、第１組電池２２と第２組電池２６とは、異なる個数の電池セルによって構成されてもよい。

さらに上述の実施の形態では、第１電圧監視ＩＣ３０は、第１組電池２２を構成する複数の電池セル２２ｂの各々の電圧を検出するものとして説明したが、第１電圧監視ＩＣ３０は、複数の電池セル２２ｂのうちの一部の電池セルの電圧を検出する構成であってもよい。

さらに上述の実施の形態では、第２電圧監視ＩＣ３２は、第２組電池２６を構成する複数の電池セル２６ｂの各々の電圧を検出するものとして説明したが、第２電圧監視ＩＣ３２は、複数の電池セル２６ｂのうちの一部の電池セルの電圧を検出する構成であってもよい。

さらに上述の実施の形態では、取得した電圧の検出値と、前回の計算において取得した電圧の検出値とを用いて電圧の検出値の変化方向を特定するものとして説明したが、取得した電圧と、直前の極値となる電圧とを用いて電圧の検出値の変化方向を特定してもよいし、電圧を取得した時点を終期とする所定期間における電圧の検出値の変化履歴から隣接する２つの極値を抽出して、２つの極値に対応する期間における電圧の検出値の変化方向を特定してもよい。

さらに上述の実施の形態では、複数の電池セル２２ｂ，２６ｂのうち、電流の検出値の変化方向に対する電圧の検出値の変化方向に異常がある電池セルがあると判定される場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、あるいは、複数の電池セル２２ｂ，２６ｂのうちの電圧の検出値と電圧の推定値との差分の大きさがしきい値以上となる電池セルがあると判定される場合（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、同一の電圧監視ＩＣ内の複数の電池セルの各々において異常が発生しているか否かを判定するものとして説明したが、同一の電圧監視ＩＣ内の複数の電池セルのうちの予め定められた個数以上の電池セルにおいて異常が発生しているか否かを判定するものとしてもよい。

さらに上述の実施の形態では、同一の電圧監視ＩＣ内の複数の電池セルにおいて異常が発生していると判定される場合（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、複数の電圧監視ＩＣの各々において異常が発生しているか否かを判定するものとして説明したが、電圧監視ＩＣの個数が３以上である場合には、予め定められた個数以上の電圧監視ＩＣにおいて異常が発生しているか否かを判定するものとしてもよい。

なお、上記した変形例は、その全部または一部を適宜組み合わせて実施してもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１監視装置、１０判定部、１２演算部、１４記憶部、２０バッテリ、２２第１組電池、２２ｂ，２６ｂ電池セル、２６第２組電池、３０第１電圧監視ＩＣ、３２第２電圧監視ＩＣ、４０温度センサ、５０電流センサ。

Claims

車両に搭載される駆動用モータとの間で電力を授受するバッテリの状態を監視する監視装置であって、前記バッテリは、第１組電池と第２組電池とを含む複数の組電池を含み、前記第１組電池および前記第２組電池は、いずれも複数の電池セルによって構成され、
前記第１組電池の複数の電池セルの電圧を検出する第１検出部と、
前記第２組電池の複数の電池セルの電圧を検出する第２検出部と、
前記バッテリの電流を検出する第３検出部と、
前記第１検出部の検出結果と、前記第２検出部の検出結果と、前記第３検出部の検出結果とを用いて前記第１検出部および前記第２検出部のうちの少なくともいずれかが異常であるか否かを判定する判定部とを備え、
前記判定部は、前記第１組電池の複数の電池セルのうちの少なくともいずれかにおいて、前記バッテリの電流の変化方向に対する電池セルの電圧の変化方向が異常であると判定され、かつ、前記第２組電池の複数の電池セルのうちの少なくともいずれかにおいて、前記バッテリの電流の変化方向に対する電池セルの電圧の変化方向が異常であると判定された判定結果となる回数がしきい値を超える場合には、前記第１検出部および前記第２検出部が異常であるか否かの判定を禁止する、バッテリの監視装置。