JP2019176624A - 車両用バッテリ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】複数の電池セル群間の接続が直列接続及び並列接続のいずれの接続であっても当該各電池セル群に流れる電流を検出する。【解決手段】電池セルが直列に接続された複数の電池セル群と、前記複数の電池セル群間の電気的な接続を、直列接続又は並列接続に切り替え可能な接続スイッチと、前記直列接続及び並列接続の双方において各電池セル群に流れる電流を検出する電流センサと、を備え、前記電流センサは、前記各電池セル群の正極端子又は負極端子の近傍に設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用バッテリ装置に関する。
下記特許文献１には、複数の電池セル群を有し、当該複数の電池セル群間の電気的接続を直列接続又は並列接続に切り替える電力変換装置が開示されている。
特開２００８−６７５００号公報
ところで、各電池セル群の充電状態（ＳＯＣ）の算出や保守・点検等のためには、直列接続及び並列接続の双方で、各電池セル群に流れる電流をそれぞれ検出することが望ましい。しかしながら、特許文献１には、複数の電池セル群を直列状態又は並列状態に接続することは開示されているが、直列接続及び並列接続の双方で、各電池セル群の電流をどのように検出するかについては示唆も開示もない。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、複数の電池セル群間の接続が直列接続及び並列接続のいずれの接続であっても当該各電池セル群に流れる電流を検出することである。
本発明の一態様は、電池セルが直列に接続された複数の電池セル群と、前記複数の電池セル群間の電気的な接続を、直列接続又は並列接続に切り替え可能な接続スイッチと、前記直列接続及び並列接続の双方において各電池セル群に流れる電流を検出する電流センサと、を備え、前記電流センサは、前記各電池セル群の正極端子又は負極端子の近傍に設けられていることを特徴とする車両用バッテリ装置である。
本発明の一態様は、上述の車両用バッテリ装置であって、前記電流センサは、前記各電池セル群の正極端子又は負極端子と、前記接続スイッチとの間の電流経路に接続されている。
本発明の一態様は、上述の車両用バッテリ装置であって、前記電流センサは、前記正極端子又は前記負極端子と、前記電流経路が分岐する分岐点との間に接続されている。
本発明の一態様は、上述の車両用バッテリ装置であり、外部から供給される電力を用いて前記各電池セル群を充電する車両用バッテリ装置であって、前記接続スイッチをオン状態又はオフ状態に制御することで前記複数の電池セル群を直列接続する充電制御部を更に備え、前記充電制御部は、前記複数の電池セル群が直列接続した状態において前記各電流センサが検出した電流に基づいて、前記直列接続された各電池セル群に流れる電流を検出する。
本発明の一態様は、上述の車両用バッテリ装置であって、前記充電制御部は、前記複数の電池セル群が直列接続された状態において前記各電流センサが検出した電流を比較することにより、各電流センサの故障の有無を判定する故障判定部を更に備える。
以上説明したように、本発明によれば、複数の電池セル群間の接続が直列接続及び並列接続のいずれの接続であっても当該各電池セル群に流れる電流を検出することができる。
本発明の一実施形態に係る外部充電器１により充電される車両用バッテリ装置３が搭載された車両２の概略構成の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る故障判定処理のフロー図である。 本発明の一実施形態に係る複数の電池セル群１０−１〜１０−３が直列接続された状態を示す図である。 本発明の一実施形態に係る故障判定処理の変形例のフロー図である。
以下、本発明の一実施形態に係る車両用バッテリ装置を、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る外部充電器１により充電される車両用バッテリ装置３が搭載された車両２の概略構成の一例を示す図である。
外部充電器１は、車両用バッテリ装置３内の組電池（バッテリ）を車両外部から充電（外部充電）する装置や設備であり、例えば、商業施設、駐車場などに設置される充電スタンドや、可搬可能な電源である。
車両２は、ハイブリッド車や電気自動者等の車両であって、車両用バッテリ装置３、第１のコンタクタ１１、プリチャージ回路１１ａ、第２のコンタクタ１２、インバータ１３及びコネクタ４０を備える。
車両用バッテリ装置３は、複数の電池セル群１０（１０−１〜１０−３）、複数の並列接続スイッチ１４（１４−１〜１４−６）、複数の直列接続スイッチ１５（１５−１、１５−２）、複数の電流センサ１６（１６−１〜１６−３）、ＡＣ／ＤＣ変換器１８、及び充電制御部１９を備える。なお、この複数の電池セル群１０は、車両の組電池として構成される。また、並列接続スイッチ１４及び直列接続スイッチ１５は、本発明の「接続スイッチ」の一例である。
各電池セル群１０には、ｎ個の電池セルｂ１〜ｂｎが直列接続されている。各電池セル群１０において、最上位に位置する電池セルｂ１（最上位セル）の正極端子が電池セル群１０の正極端子（一方の出力端子）Ｔ1であり、また最下位に位置する電池セルｂｎ（最下位セル）の負極端子が電池セル群１０の負極端子（他方の出力端子）Ｔ２である。なお、上記「ｎ」は２以上の自然数である。なお、本実施形態では、車両用バッテリ装置３は、三つの電池セル群１０を備える場合について説明するが、本発明はこれに限定されず、複数であればその数には特に限定されない。
第１のコンタクタ１１は、充電制御部１９からの制御に応じて開状態あるいは閉状態に変化する一対の接点を備えた通電開閉器である。第１のコンタクタ１１は、一方の接点が上記組電池の正極端子に接続されており、他方の接点がインバータ１３の第１入力端に接続されている。
プリチャージ回路１１ａは、第１のコンタクタ１１に対して並列に接続される。
第２のコンタクタ１２は、第１のコンタクタ１１と同様に充電制御部１９からの制御に応じて開状態あるいは閉状態に変化する一対の接点を備えた通電開閉器である。第２のコンタクタ１２は、一方の接点が上記組電池の負極端子に接続されており、他方の接点がインバータ１３の第２入力端に接続されている。
インバータ１３は、第１入力端及び第２入力端に入力された組電池の直流電力を交流電力に変換して、車両内の負荷（例えば、走行モータ）に出力する。
並列接続スイッチ１４は、第１のコンタクタ１１の一方の接点と第２のコンタクタ１２の一方の接点との間に接続され、複数の電池セル群１０を並列に接続（並列接続）可能なスイッチである。
具体的には、並列接続スイッチ１４−１は、一端が第１のコンタクタ１１の一方の接点に接続され、他端が電池セル群１０−１の正極端子Ｔ１に接続されている。並列接続スイッチ１４−２は、一端が第１のコンタクタ１１の一方の接点に接続され、他端が電池セル群１０−２の正極端子Ｔ１に接続されている。並列接続スイッチ１４−３は、一端が第１のコンタクタ１１の一方の接点に接続され、他端が電池セル群１０−３の正極端子Ｔ１に接続されている。
並列接続スイッチ１４−４は、一端が電池セル群１０−１の負極端子Ｔ２に接続され、他端が第２のコンタクタ１２の一方の接点に接続されている。並列接続スイッチ１４−５は、一端が電池セル群１０−２の負極端子Ｔ２に接続され、他端が第２のコンタクタ１２の一方の接点に接続されている。並列接続スイッチ１４−６は、一端が電池セル群１０−３の負極端子Ｔ２に接続され、他端が第２のコンタクタ１２の一方の接点に接続されている。
直列接続スイッチ１５は、第１のコンタクタ１１の一方の接点と第２のコンタクタ１２の一方の接点との間に接続され、複数の電池セル群１０を直列に接続（直列接続）可能なスイッチである。
具体的には、直列接続スイッチ１５−１は、一端が電池セル群１０−１の負極端子Ｔ２に接続され、他端が電池セル群１０−２の正極端子Ｔ１に接続されている。直列接続スイッチ１５−２は、一端が電池セル群１０−２の負極端子Ｔ２に接続され、他端が電池セル群１０−３の正極端子Ｔ１に接続されている。
電流センサ１６（１６−１〜１６−３）は、電池セル群１０−１〜１０−３ごとに設けられ、電池セル群１０−１〜１０−３の電気的接続が互いに直列接続及び並列接続のいずれにおいても、各電池セル群１０−１〜１０−３に流れる電流値を検出可能である。例えば、電流センサ１６は、シャント抵抗であってもよいし、ホール素子やカンレントトランス等により構成されてもよい。
各電流センサ１６−１〜１６−３は、対応する電池セル群１０−１〜１０−３の正極端子Ｔ１又は負極端子Ｔ２の近傍に設けられている。以下に、電流センサ１６−１〜１６−３の設置位置について、具体的に説明する。
電流センサ１６−１は、電池セル群１０−１に流れる電流値Ｉ１を電流センサであって、電池セル群１０−１の負極端子Ｔ２及び直列接続スイッチ１５−１の一端の間に接続されている。電流センサ１６−１は、検出した電流値Ｉ１を充電制御部１９に出力する。
より具体的には、電流センサ１６−１は、電池セル群１０−１の負極端子Ｔ２と、並列接続スイッチ１４−４の一端と直列接続スイッチ１５−１の一端との接続点Ｎ１と、の間に接続されている。ただし、電流センサ１６−１は、電池セル群１０−１の正極端子Ｔ１及び並列接続スイッチ１４−１の他端の間に接続されてもよい。
ここで、例えば、各電池セル群１０の正極端子Ｔ１や負極端子Ｔ２と、並列接続スイッチ１４や直列接続スイッチ１５とは、バスバーやケーブル等の配線部材で電気的に接続される。したがって、電流センサ１６−１が電池セル群１０−１の正極端子Ｔ１の近傍に設けられる場合には、例えば、電流センサ１６−１は、電池セル群１０−１の正極端子Ｔ１と、並列接続スイッチ１４−１の他端との間の配線部材に設けられることが望ましい。ただし、この配線部材が並列接続スイッチ１４−１とは異なるスイッチや部品にも配線されることで電流経路が複数に分岐している場合には、電流センサ１６−１は、電池セル群１０−１の正極端子Ｔ１から並列接続スイッチ１４−１の他端に向かう配線の分岐点の手前、すなわち、当該分岐点と電池セル群１０−１の正極端子Ｔ１との間の電流経路に接続される。
なお、分岐点の手前に設けられることは、電池セル群１０−１の負極端子Ｔ２に対しても同様に適用可能である。すなわち、本実施形態のように、電流センサ１６−１が電池セル群１０−１の負極端子Ｔ２の近傍に設けられる場合には、電流センサ１６−１は、電池セル群１０−１の負極端子Ｔ２から直列接続スイッチ１５−１の一端に向かう配線の分岐点（例えば、接続点Ｎ１）の手前、すなわち、当該分岐点と電池セル群１０−１の負極端子Ｔ２との間の電流経路に接続される。
電流センサ１６−２は、電池セル群１０−２に流れる電流値Ｉ２を電流センサであって、電池セル群１０−２の負極端子Ｔ２及び直列接続スイッチ１５−２の一端の間に接続されている。電流センサ１６−２は、検出した電流値Ｉ２を充電制御部１９に出力する。
より具体的には、電流センサ１６−２は、電池セル群１０−２の負極端子Ｔ２と、並列接続スイッチ１４−５の一端と直列接続スイッチ１５−２の一端との接続点Ｎ３と、の間に接続されている。ただし、電流センサ１６−２は、電池セル群１０−２の正極端子Ｔ１及び直列接続スイッチ１５−１の他端の間に接続されてもよい。
より具体的には、電流センサ１６−２が電池セル群１０−２の正極端子Ｔ１の近傍に設けられる場合には、電流センサ１６−２は、電池セル群１０−２の正極端子Ｔ１から直列接続スイッチ１５−１の他端に向かう配線の分岐点の手前、すなわち、当該分岐点と電池セル群１０−２の正極端子Ｔ１との間の電流経路に接続される。当該分岐点とは、例えば、電池セル群１０−２の正極端子Ｔ１及び並列接続スイッチ１４−２の他端との接続点Ｎ２である。
なお、分岐点の手前に設けられることは、電池セル群１０−２の負極端子Ｔ２に対しても同様に適用可能である。すなわち、本実施形態のように、電流センサ１６−２が電池セル群１０−２の負極端子Ｔ２の近傍に設けられる場合には、電流センサ１６−２は、電池セル群１０−２の負極端子Ｔ２から直列接続スイッチ１５−２の一端に向かう配線の分岐点（例えば、接続点Ｎ３）の手前、すなわち、当該分岐点と電池セル群１０−２の負極端子Ｔ２との間の電流経路に接続される。
電流センサ１６−３は、電池セル群１０−３に流れる電流値Ｉ３を電流センサであって、電池セル群１０−３の負極端子Ｔ２及び並列接続スイッチ１４−６の一端の間に接続されている。ただし、電流センサ１６−３は、電池セル群１０−３の正極端子Ｔ１及び直列接続スイッチ１５−２の他端の間に接続されてもよい。電流センサ１６−３は、検出した電流値Ｉ３を充電制御部１９に出力する。
より具体的には、電流センサ１６−３が電池セル群１０−３の正極端子Ｔ１の近傍に設けられる場合には、電流センサ１６−３は、電池セル群１０−３の正極端子Ｔ１から直列接続スイッチ１５−２の他端に向かう配線の分岐点の手前、すなわち、当該分岐点と電池セル群１０−３の正極端子Ｔ１との間の電流経路に接続される。当該分岐点とは、例えば、電池セル群１０−３の正極端子Ｔ１及び並列接続スイッチ１４−３の他端との接続点Ｎ４である。
コネクタ４０は、車両用バッテリ装置３を外部充電器１に接続するための接続手段である。具体的には、コネクタ４０は、外部充電器１の充電プラグ１７と結合することにより外部充電器１と車両用バッテリ装置３とを接続することができる。
ＡＣ／ＤＣ変換器１８は、充電プラグ１７を介して外部充電器１から供給された交流電力を直流電力に変換し、並列接続スイッチ１４−１〜１４−３の一端に供給する。
充電制御部１９は、外部充電器１から電池セル群１０−１〜１０−３への外部充電を制御する。以下に、本発明の一実施形態に係る充電制御部１９について、説明する。
充電制御部１９は、切替制御部１９１、電流検出部１９２及び故障判定部１９３を備える。
切替制御部１９１は、並列接続スイッチ１４−１〜１４−６及び直列接続スイッチ１５−１，１５−２のそれぞれをオン状態又はオフ状態に制御することで、複数の電池セル群１０−１〜１０−３を並列又は直列に接続する。
具体的には、切替制御部１９１は、並列接続スイッチ１４−１，１４−６及び直列接続スイッチ１５−１，１５−２をオン状態に制御し、並列接続スイッチ１４−２〜１４−５をオフ状態に制御することで、複数の電池セル群１０−１〜１０−３を直列に接続することができる。切替制御部１９１は、並列接続スイッチ１４−１〜１４−６をオン状態に制御し、直列接続スイッチ１５−１，１５−２をオフ状態に制御することで、複数の電池セル群１０−１〜１０−３を並列に接続することができる。なお、切替制御部１９１は、電池セル群１０−１〜１０−３が外部充電される場合には、複数の電池セル群１０−１〜１０−３を直列接続する。
電流検出部１９２は、複数の電池セル群１０−１〜１０−３が直列接続されている場合において、各電流センサ１６−１〜１６−３が検出した電流値Ｉ１〜Ｉ３に基づいて、直列接続された各電池セル群１０−１〜１０−３に流れる電流値Ｉｓを検出する。これにより、各電流センサ１６−１〜１６−３の検出ばらつきが低減され、電流値Ｉｓの相対精度が向上する。なお、この場合においては、電池セル群１０−１〜１０−３が直列接続されているため、各電池セル群１０−１〜１０−３に流れる電流Ｉｓの電流値は同一となる。この電流Ｉｓは、例えば、各電池セル群１０−１〜１０−３のＳＯＣ（State Of Charge：充電状態）の算出に用いられる。
電流Ｉｓの検出方法として、例えば、電流検出部１９２は、複数の電池セル群１０−１〜１０−３が直列接続されている場合において、各電流センサ１６−１〜１６−３が検出した電流値Ｉ１〜Ｉ３の平均値を電流値Ｉｓとして検出する。ただし、本発明は、電流値Ｉｓの相対精度を向上させることができる方法であればよく、平均化に限定されない。例えば、電流検出部１９２は、電流値Ｉ１〜Ｉ３の中央値を電流値Ｉｓとして検出してもよい。
故障判定部１９３は、複数の電池セル群１０−１〜１０−３が直列接続された状態において、各電流センサ１６−１〜１６−３が検出した電流値Ｉ１〜Ｉ３を互いに比較することにより、各電流センサ１６−１〜１６−３の故障の有無を判定する故障判定処理を実行する。例えば、故障判定部１９３は、多数決の原理を用いて電流値Ｉ１〜Ｉ３を互いに比較し、比較結果として少数の電流値を検出した電流センサ１６（本実施形態では、１つの電流センサ１６）を故障として判定する。例えば、故障判定部１９３は、電流値Ｉ１〜Ｉ３のうち、いずれかの電流値が他の複数の電流値と異なる場合には、当該いずれかの電流値を検出した電流センサ１６で故障が生じたと判定する。
次に、本実施形態に係る故障判定処理について、図２，３を用いて説明する。なお、以下の説明においては、外部充電中に故障判定処理を実行する場合について説明する。
複数の電池セル群１０−１〜１０−３を外部充電する場合には、ユーザは、外部充電器１の充電プラグ１７を車両２のコネクタ４０に接続する。これにより、充電制御部１９は、外部充電器１とＣＡＮ（Controller Area Network）通信等により通信可能となる。したがって、充電制御部１９は、外部充電器１と通信することで、充電プラグ１７が車両２に対して接続されたこと（外部接続）を検出し、外部接続を認証する（ステップＳ１０１）。
充電制御部１９は、外部接続が検出されると、並列接続スイッチ１４−１，１４−６及び直列接続スイッチ１５−１，１５−２をオン状態に制御し、並列接続スイッチ１４−２〜１４−５をオフ状態に制御することで、複数の電池セル群１０−１〜１０−３を直列接続する（ステップＳ１０２）。そして、充電制御部１９は、複数の電池セル群１０−１〜１０−３を直列接続すると、外部充電を開始する（ステップＳ１０３）。
外部充電が開始されると、外部充電器１から供給された電力は、ＡＣ／ＤＣ変換器１８により直流に変換され複数の電池セル群１０−１〜１０−３に供給される。具体的には、図３に示すように、外部充電が開始されると、並列接続スイッチ１４−１、電池セル群１０−１、接続点Ｎ１、直列接続スイッチ１５−１、接続点Ｎ２、電池セル群１０−２、接続点Ｎ３、直列接続スイッチ１５−２、接続点Ｎ４、電池セル群１０−３、並列接続スイッチ１４−６の順に通る電流経路Ｗに充電電流が流れる。
ここで、電流経路Ｗに各電流センサ１６−１〜１６−３が設けられているため、外部充電中には、各電流センサ１６−１〜１６−３は、それぞれ電流値Ｉ１〜Ｉ３を検出する（ステップＳ１０４）。そして、各電流センサ１６−１〜１６−３は、それぞれ電流値Ｉ１〜Ｉ３を充電制御部１９に出力する。
故障判定部１９３は、外部充電中において、各電流センサ１６−１〜１６−３から電流値Ｉ１〜Ｉ３を取得すると、電流値Ｉ１〜Ｉ３に基づいて電流センサ１６−１〜１６−３の故障の有無を判定する。
ここで、各電流センサ１６−１〜１６−３が故障していなければ、各電流値Ｉ１〜Ｉ３は、互いに同一の値であり、かつ電流値Ｉｓ（本実施形態では充電電流の電流値）を示すものとなる。ただし、電流センサ１６−１〜１６−３のいずれかが故障している場合には、その故障している電流センサ１６が検出した電流値は、他の二つの電流センサ１６が検出した電流値と異なる値となる。したがって、故障判定部１９３は、電流値Ｉ１〜Ｉ３がすべて同一の値か否か判定し（ステップＳ１０５）、すべて同一であるならば電流センサ１６−１〜１６−３がすべて正常であると判定する（ステップＳ１０６）。一方、故障判定部１９３は、電流値Ｉ１〜Ｉ３が同一の値ではないと判定した場合には、電流センサ１６−１〜１６−３のいずれかに異常が発生していると判定する（ステップＳ１０７）。さらに、故障判定部１９３は、電流値Ｉ１〜Ｉ３のうち、多数決の原理を適用することにより、少数であった電流値を検出した電流センサ１６が故障していると判定する。すなわち、故障判定部１９３は、電流値Ｉ１〜Ｉ３のうち、他の複数の電流値と異なる電流値を検出した電流センサ１６が故障していると判定する。
故障判定部１９３は、電流センサ１６−１〜１６−３のいずれかに異常が発生していると判定した場合には、その旨を報知する（ステップＳ１０８）。この報知とは、音声でもよいし、表示でもよい。この表示とは、表示装置に対して異常が発生している旨を表示することでもよいし、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）の点灯又は点滅であってもよい。
充電制御部１９は、故障判定部１９３による故障判定処理が終了後、複数の電池セル群１０−１〜１０−３の満充電が完了すると、外部充電を停止して（ステップＳ１０９）、複数の電池セル群１０−１〜１０−３を並列接続する（ステップＳ１１０）。
なお、上記故障判定部１９３により電流センサ１６−１〜１６−３のいずれにも故障が生じていないと判定された場合には、電流検出部１９２は、外部充電中において、各電流センサ１６−１〜１６−３が検出した電流値Ｉ１〜Ｉ３を平均化することにより電流値Ｉｓ（例えば、充電電流の電流値）を検出してもよい。
上述した実施形態では、一例として外部充電を行う車両用バッテリ装置に対して本発明を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、複数の電池セル群１０を有し、この複数の電池セル群１０を並列接続と直列接続とに切り替え可能な構成を備える装置であれば、外部充電を実施しない装置であっても、本発明を適用可能である。例えば、複数の電池セル群１０を並列接続と直列接続とに切り替え可能な構成であれば、内部で発電した発電電力で複数の電池セル群１０を充電する装置や複数の電池セル群１０の電力を放電する装置に適用可能である。換言すれば、車両用バッテリ装置３は、複数の電池セル群１０を並列接続と直列接続とに切り替え可能な構成であって、複数の電流センサ１６が各電池セル群１０の負極端子又は正極端子の近傍に設けられていればよく、外部充電は車両用バッテリ装置３の必須な構成ではない。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
（変形例１）
上述の実施形態では、電池セル群１０の数が三つである場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、電池セル群１０の数が二つ以上であれば、特に限定されない。例えば、電池セル群１０の数が二つである場合には、故障判定部１９３は、故障判定処理として多数決ではなく、図４に示す方法により行ってもよい。なお、図４を説明するにあたり、車両用バッテリ装置３は、二つの電池セル群１０−１，１０−２、二つの電流センサ１６−１，１６−２を備えるとする。
具体的には、充電制御部１９は、外部充電器１と通信することで、充電プラグ１７が車両２に対して接続されたこと（外部接続）を検出し、外部接続を認証する（ステップＳ２０１）。充電制御部１９は、外部接続が検出されると複数の電池セル群１０−１，１０−２を直列接続して（ステップＳ２０２）、外部充電を開始する（ステップＳ２０３）。
この外部充電においては、最初は定電流充電で行われ、その後、定電圧充電に移行する。充電制御部１９は、定電流充電において、外部充電器１と通信して、この定電流充電における充電電流の電流値である定電流値Ｉｃｃを外部充電器１から取得する（ステップＳ２０４）。また、各電流センサ１６−１，１６−２は、定電流充電中において、それぞれ電流値Ｉ１，Ｉ２を検出する（ステップＳ２０５）。そして、各電流センサ１６−１，１６−２は、それぞれ電流値Ｉ１，Ｉ２を充電制御部１９に出力する。
故障判定部１９３は、各電流センサ１６−１，１６−２から電流値Ｉ１，Ｉ２を取得すると、定電流値Ｉｃｃ及び電流値Ｉ１，Ｉ２に基づいて電流センサ１６−１，１６−２の故障の有無を判定する。具体的には、故障判定部１９３は、電流値Ｉ１，Ｉ２のそれぞれが定電流値Ｉｃｃを中心とした所定範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ２０６）。例えば、故障判定部１９３は、電流値Ｉ１，Ｉ２のそれぞれが定電流値Ｉｃｃの±５％以内か否かを判定する。故障判定部１９３は、電流値Ｉ１，Ｉ２のそれぞれが定電流値Ｉｃｃの±５％以内であると判定する場合には、電流センサ１６−１，１６−２が正常であると判定する（ステップＳ２０７）。一方、故障判定部１９３は、電流値Ｉ１，Ｉ２のいずれかが定電流値Ｉｃｃの±５％以外であると判定する場合には、その電流値を検出した電流センサ１６に異常が生じたと判定し（ステップＳ２０８）、ステップＳ１０８と同様に報知する（ステップＳ２０９）。
その後、充電制御部１９は、複数の電池セル群１０−１，１０−２の満充電が完了すると、外部充電を停止して（ステップＳ２１０）、複数の電池セル群１０−１，１０−２を並列接続する（ステップＳ２１１）。
（変形例２）
上記実施形態では、故障判定部１９３は、故障判定処理として多数決の原理を用いたが、本発明はこれに限定されない。例えば、故障判定部１９３は、各電流値Ｉ１〜Ｉ３のいずれかが電流センサ１６の測定ばらつき等の電流値を超える場合には、電流センサ１６に異常が発生していると判定してもよい。また、例えば、故障判定部１９３は、各電流値Ｉ１〜Ｉ３のそれぞれの差分を求め、その差分の値が電流センサ１６の測定ばらつきを考慮した値（閾値）を超えた場合には、電流センサ１６に異常が発生していると判定してもよい。
（変形例３）
上記実施形態において、充電制御部１９は、電流値Ｉ１〜Ｉ３を平均化することにより求めた電流値Ｉｓから、各電池セル群１０−１〜１０−３のＳＯＣを求めてもよい。そして、充電制御部１９は、外部充電が終了した後において、各電池セル群１０−１〜１０−３のＳＯＣに所定範囲以上のばらつきが生じている場合には、電池セル群１０−１〜１０−３を直列接続から並列接続に切り替えないように制御してもよい。したがって、充電制御部１９は、各電池セル群１０−１〜１０−３のＳＯＣに所定範囲以上のばらつきが生じている場合には、セルバランスを行った後に、直列接続から並列接続に切り替える。これにより、電池セル群１０−１〜１０−３に突入電流が流れることを抑制することができる。
以上、説明したように、車両用バッテリ装置３は、複数の電池セル群１０−１〜１０−３間の電気的な接続を、直列接続又は並列接続に切り替え可能な接続スイッチ（並列接続スイッチ１４及び直列接続スイッチ１５）と、その直列接続及び並列接続の双方において各電池セル群に流れる電流を検出する電流センサ１６−１〜１６−３と、を備える。そして、各電流センサ１６−１〜１６−３は、それぞれ電池セル群１０−１〜１０−３の正極端子Ｔ１又は負極端子Ｔ２の近傍、具体的には直近に設けられている。
このような構成によれば、車両用バッテリ装置３は、複数の電池セル群１０−１〜１０−３間の接続が直列接続及び並列接続のいずれの接続であっても当該各電池セル群１０−１〜１０−３に流れる電流値Ｉｓを検出することができる。
また、上記近傍として、例えば、電流センサ１６−１〜１６−３は、各電池セル群の正極端子Ｔ１又は負極端子Ｔ２と、接続スイッチ（例えば、直列接続スイッチ１５）との間の電流経路であって、当該電流経路が分岐する分岐点と正極端子Ｔ１又は負極端子Ｔ２との間に接続される。
また、充電制御部１９は、複数の電池セル群１０−１〜１０−３が直列接続した状態において各電流センサ１６−１〜１６−３が検出した電流値Ｉ１〜Ｉ３に基づいて、直列接続された各電池セル群に流れる電流値Ｉｓを検出してもよい。これにより、各電流センサの測定ばらつきが低減され、電流値Ｉｓの相対精度が向上する。その結果、ＳＯＣの算出精度が向上し、車両の航続距離を延ばすことができる。
また、充電制御部１９は、複数の電池セル群１０−１〜１０−３が直列接続された状態において各電流センサ１６−１〜１６−３が検出した電流値を比較することにより、各電流センサ１６−１〜１６−３の故障の有無を判定する故障判定部１９３を備える。これにより、簡易な構成で各電流センサ１６−１〜１６−３の異常を検出することができる。
１ 外部充電器
２ 車両
３ 車両用バッテリ装置
１０ 電池セル群
１４ 並列接続スイッチ
１５ 直列接続スイッチ
１６ 電流センサ
１９ 充電制御部
１９１ 切替制御部
１９２ 電流検出部
１９３ 故障判定部

Claims (5)

  1. 電池セルが直列に接続された複数の電池セル群と、
    前記複数の電池セル群間の電気的な接続を、直列接続又は並列接続に切り替え可能な接続スイッチと、
    前記直列接続及び並列接続の双方において各電池セル群に流れる電流を検出する電流センサと、
    を備え、
    前記電流センサは、前記各電池セル群の正極端子又は負極端子の近傍に設けられていることを特徴とする車両用バッテリ装置。
  2. 前記電流センサは、前記各電池セル群の正極端子又は負極端子と、前記接続スイッチとの間の電流経路に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用バッテリ装置。
  3. 前記電流センサは、前記正極端子又は前記負極端子と、前記電流経路が分岐する分岐点との間に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用バッテリ装置。
  4. 外部から供給される電力を用いて前記各電池セル群を充電する車両用バッテリ装置であって、
    前記接続スイッチをオン状態又はオフ状態に制御することで前記複数の電池セル群を直列接続する充電制御部を更に備え、
    前記充電制御部は、
    前記複数の電池セル群が直列接続した状態において前記各電流センサが検出した電流に基づいて、前記直列接続された各電池セル群に流れる電流を検出する請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用バッテリ装置。
  5. 前記充電制御部は、
    前記複数の電池セル群が直列接続された状態において前記各電流センサが検出した電流を比較することにより、各電流センサの故障の有無を判定する故障判定部を更に備えることを特徴とする請求項４に記載の車両用バッテリ装置。
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