JP2020190530A - 電圧計測回路および故障検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】抵抗分圧回路を用いて電池の電圧を計測する電圧計測回路において、電池と抵抗分圧回路との間に位置するリレー素子の故障を検出することができる技術を提供する。【解決手段】電圧計測回路１００は、参照抵抗Ｒ０および抵抗回路１１と、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎと、制御部１２と、を備える。リレー素子Ｓ１〜Ｓｎは、それぞれ、電池Ｂ１〜Ｂｎの正側端子と抵抗Ｒ１〜Ｒｎの正側端子との間に設けられ、電池Ｂ１〜Ｂｎの負側端子は、参照抵抗Ｒ０の端子に電気的に接続される。リレー素子Ｓ１〜Ｓｎの中から選択されたリレー素子Ｓｋ、リレー素子Ｓｊのみがオン状態に制御されたときの参照抵抗Ｒ０と抵抗回路１１との接続点の電圧をそれぞれ電圧Ｖａ（ｋ）、Ｖａ（ｊ）とする。制御部１２は、電圧Ｖａ（ｋ）と電圧Ｖａ（ｊ）が同じまたはほぼ同じ電圧となった場合に、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎの故障を検出する。【選択図】図３

Description

本発明は、電池の電圧を計測する電圧計測回路および故障検出方法に係わる。

充電可能な二次電池は、様々な分野において広く実用化されている。例えば、電気自動車またはプラグインハイブリッド車は、走行用モータに電流を供給するための二次電池を備える。

二次電池を充電する充電装置は、多くのケースにおいて、二次電池の電圧をモニタしながら二次電池に電流を供給する。このため、充電装置は、二次電池の電圧を計測する電圧計測回路を備える。或いは、充電装置には、二次電池の電圧を計測する電圧計測回路が接続される。

ところで、大容量の二次電池は、直列に接続された複数の電池を含む組電池により実現されることがある。そして、直列に接続された各電池の電圧を計測する電圧計測回路の一例として、複数の抵抗が直列に接続された抵抗分圧回路を備える構成が知られている。例えば、特許文献１に記載されている電圧検出回路は、複数の電池モジュールから構成される高電圧バッテリに接続され、抵抗分圧回路および制御回路を備える。抵抗分圧回路は、複数の分圧抵抗および複数のリレー素子（又は、スイッチング素子）を備える。そして、制御回路は、リレー素子を制御しながら抵抗分圧回路の出力電圧を計測することで各電池モジュールの電圧を検出する。

特開２０１０−００８２２７号公報

抵抗分圧回路を用いて電池の電圧を計測する構成においては、電池と抵抗分圧回路との間に位置するリレー素子が故障した場合には、電圧計測回路は、電池の電圧を正しく計測できない。例えば、リレー素子のオン固着（すなわち、制御信号にかかわらずリレー素子が常にオン状態に固定されてしまう故障）が発生すると、測定対象の電池と異なる電池の電圧が計測されることがある。

本発明の１つの側面に係わる目的は、抵抗分圧回路を用いて電池の電圧を計測する電圧計測回路において、電池と抵抗分圧回路との間に位置するリレー素子の故障を検出する技術を提供することである。

本発明の１つの態様の電圧計測回路は、直列に接続された第１〜第ｎ（ｎは、２以上の整数）の電池を含む組電池の電圧を計測する。この電圧計測回路は、直列に接続された参照抵抗および第１〜第ｎの抵抗から構成される抵抗回路と、第１〜第ｎのリレー素子と、抵抗回路および第１〜第ｎのリレー素子を用いて第１〜第ｎの電池の電圧を計測すると共に、第１〜第ｎのリレー素子の故障を検出する制御部と、を備える。第１〜第ｎのリレー素子は、それぞれ、第１〜第ｎの電池の正側端子と第１〜第ｎの抵抗の一方の端子との間に設けられる。組電池の負側端子は、参照抵抗の端子に電気的に接続される。第１〜第ｎのリレー素子の中から選択された第ｋ（ｋは、１からｎ−１までの整数）のリレー素子のみがオン状態に制御されたときの参照抵抗と抵抗回路との接続点の電圧を第ｋの電圧とする。第１〜第ｎのリレー素子の中から選択された第ｊ（ｊは、１からｎ−１までの整数かつｊ≠ｋ）のリレー素子のみがオン状態に制御されたときの参照抵抗と抵抗回路との接続点の電圧を第ｊの電圧とする。制御部は、第ｋの電圧と第ｊの電圧が同じまたはほぼ同じ電圧となった場合に、第１〜第ｎのリレー素子の故障を検出する。

上記構成の電圧計測回路において、第ｋのリレー素子を含む負側に位置するリレー素子が故障した場合には、故障したリレー素子に接続される電池の正側端子と故障したリレー素子に接続される抵抗の正側端子とが電気的に短絡する。このため、第ｋのリレー素子がオン状態に制御されているか否かにかかわらず、故障したリレー素子に接続される電池の正極端子の電位が抵抗回路に印加される。

同様に、第ｊのリレー素子を含む負側に位置するリレー素子が故障した場合には、故障したリレー素子に接続される電池の正側端子と故障したリレー素子に接続される抵抗の正側端子とが電気的に短絡する。このため、第ｊのリレー素子がオン状態に制御されているか否かにかかわらず、故障したリレー素子に接続される電池の正極端子の電位が抵抗回路に印加される。

したがって、第ｋのリレー素子のみがオン状態に制御されているか否かにかかわらず、第ｋの電圧は、故障したリレー素子のみがオン状態に制御されたときの抵抗回路の出力電圧で表される。同様に、第ｊのリレー素子のみがオン状態に制御されているか否かにかかわらず、第ｊの電圧は、故障したリレー素子のみがオン状態に制御されたときの抵抗回路の出力電圧で表される。このため、制御部は、第ｋの電圧と第ｊの電圧が同じまたはほぼ同じ電圧となった場合に、第１〜第ｎのリレー素子のうち少なくとも１つ以上のリレー素子が故障していることを検出することができる。これにより、抵抗分圧回路を用いて電池の電圧を計測する電圧計測回路において、電池と抵抗分圧回路との間に位置するリレー素子の故障を検出することができる。

また、本発明の他の態様の電圧計測回路は、第ｋのリレー素子に対応する第ｋの電池の高電位側に隣接する第ｋ＋１の電池に対応する第ｋ＋１のリレー素子のみがオン状態に制御されたときの参照抵抗と抵抗回路との接続点の電圧を第ｋ＋１の電圧とする。第１〜第ｎの抵抗は、第ｋの電池と第ｋ＋１の電池とが同じ電圧を有している場合において、第ｋの電圧と第ｋ＋１の電圧が異なる電圧となる抵抗値をそれぞれ有する。制御部は、第ｋの電圧と第ｋ＋１の電圧が同じまたはほぼ同じ電圧となった場合に、第１〜第ｎのリレー素子の故障を検出する。

上記構成の電圧計測回路において、第１〜第ｎの抵抗は、隣接する第ｋの電池と第ｋ＋１の電池とが同じ電圧を有している場合において第ｋの電圧と第ｋ＋１の電圧が異なる電圧となる抵抗値となるよう設計されている。このため、第ｋのリレー素子または第ｋ＋１のリレー素子のみをオン状態に制御した場合には、それぞれ異なる電圧Ｖａとなる。したがって、この場合は、第１〜第ｎのリレー素子は故障していないと判定することができる。これに対し、第ｋのリレー素子Ｓｋおよび第ｋ＋１のリレー素子より正側に位置するリレー素子が故障している場合には、それぞれ異なる第ｋのリレー素子Ｓｋまたは第ｋ＋１のリレー素子のみをオン状態に制御したにも関わらず、同じまたはほぼ同じ電圧Ｖａとなる。したがって、この場合は、第１〜第ｎのリレー素子が故障していると判定することができる。これにより、リレー素子の故障を検出することができる。

また、本発明の他の態様の電圧計測回路は、制御部は、第１〜第ｎのリレー素子を低電位側から１つずつ順にオン状態に制御して、第１〜第ｎの電池の電圧を順次計測し、第ｋ＋１の電圧が第ｋの電圧と同じになった場合、第ｋのリレー素子がオン固着していると判定する。

上記構成の電圧計測回路において、例えば、第ｋのリレー素子がオン固着（故障）している場合、オン固着している第ｋのリレー素子より正側に位置するリレー素子のみがオン状態に制御されているか否かにかかわらず、第ｋの電池の正極端子の電位が抵抗回路に印加される。したがって、第ｋのリレー素子がオン固着している場合に、第ｋ＋１のリレー素子が選択された時の電圧Ｖａは、第ｋのリレー素子のみがオン状態に制御されている第ｋの電圧と同じとなる。このため、第ｋのリレー素子が故障した場合には、第ｋの電圧と第ｋ＋１の電圧は、同じまたはほぼ同じ電圧となる。

したがって、制御部１２は、リレー素子を選択するための変数ｋの値を１ずつインクリメントしながら第１〜第ｎのリレー素子を１つずつ順にオン状態に制御して第ｋの電圧と第ｋ＋１の電圧とを比較する。そして、制御部は、第ｋの電圧と第ｋ＋１の電圧とが同じまたはほぼ同じとなったときの第ｋのリレー素子がオン固着していると判定することができる。

また、本発明の他の態様の電圧計測回路は、第１〜第ｎの抵抗は、第１〜第ｎの電池が同じ電圧を有している場合において、第１〜第ｎのリレー素子を１つずつ順にオン状態に制御したときに参照抵抗と抵抗回路との接続点の電圧を表す第１〜第ｎの電圧がそれぞれ異なるような抵抗値をそれぞれ有する。制御部は、第１〜第ｎのリレー素子を全てオフ状態に制御したときに、第１〜第ｎの電圧のいずれかを取得した場合には、当該電圧に対応する第１〜第ｎのリレー素子のいずれかがオン固着していると判定する。

上記構成の電圧計測回路において、例えば、すべての第１〜第ｎのリレー素子が故障していない（オン固着していない）場合には、第１〜第ｎのリレー素子を全てオフ状態に制御すると、第１〜第ｎの電池の正極端子の電位は抵抗回路に印加されない。したがって、すべての第１〜第ｎのリレー素子がオフ状態に制御されたときの電圧Ｖａが取得できない場合には、制御部は、第１〜第ｎのリレー素子のいずれのリレー素子も故障していないと判定する。すなわち、制御部は、第１〜第ｎのリレー素子のいずれもオン固着していないと判定する。

これに対し、いずれかの第１〜第ｎのリレー素子が故障している場合には、第１〜第ｎのリレー素子を全てオフ状態に制御しているにも関わらず故障している（オン固着している）リレー素子に接続された第１〜第ｎの電池の正極端子の電位が抵抗回路に印加される。したがって、すべての第１〜第ｎのリレー素子がオフ状態に制御されたときの電圧Ｖａが取得できない場合には、制御部は、第１〜第ｎのリレー素子のうちいずれ１つ以上のリレー素子が故障していると判定する。すなわち、制御部２は、第１〜第ｎのリレー素子のいずれか１つ以上がオン固着していると判定する。これにより、抵抗電圧による電圧計測回路において、特別な制御をすることなくリレー素子のオン固着を検出することができる。

本発明の１つの態様の故障検出方法は、直列に接続された第１〜第ｎ（ｎは、２以上の整数）の電池を含む組電池の電圧を計測し、直列に接続され組電池の負側端子と電気的に接続された参照抵抗および第１〜第ｎの抵抗から構成される抵抗回路と、第１〜第ｎのリレー素子は、それぞれ、第１〜第ｎの電池の正側端子と第１〜第ｎの抵抗の一方の端子との間に設けられた第１〜第ｎのリレー素子と、抵抗回路および第１〜第ｎのリレー素子を用いて第１〜第ｎの電池の電圧を計測すると共に、第１〜第ｎのリレー素子の故障を検出する制御部と、を備える電圧計測回路の故障検出方法であって、制御部は、第１〜第ｎのリレー素子の中から選択した第ｋ（ｋは、１からｎ−１までの整数）のリレー素子のみをオン状態に制御したときの参照抵抗と抵抗回路との接続点の電圧を第ｋの電圧とし、第１〜第ｎのリレー素子の中から選択した第ｊ（ｊは、１からｎ−１までの整数かつｊ≠ｋ）のリレー素子のみをオン状態に制御したときの参照抵抗と抵抗回路との接続点の電圧を第ｊの電圧とし、第ｋの電圧と第ｊの電圧が同じまたはほぼ同じ電圧となった場合に、第１〜第ｎのリレー素子の故障を検出する。

上記構成の電圧計測回路の故障検出方法において、第ｋのリレー素子を含む負側に位置するリレー素子が故障した場合には、故障したリレー素子に接続される電池の正側端子と故障したリレー素子に接続される抵抗の正側端子とが電気的に短絡する。このため、第ｋのリレー素子がオン状態に制御されているか否かにかかわらず、故障したリレー素子に接続される電池の正極端子の電位が抵抗回路に印加される。

同様に、第ｊのリレー素子を含む負側に位置するリレー素子が故障した場合には、故障したリレー素子に接続される電池の正側端子と故障したリレー素子に接続される抵抗の正側端子とが電気的に短絡する。このため、第ｊのリレー素子がオン状態に制御されているか否かにかかわらず、故障したリレー素子に接続される電池の正極端子の電位が抵抗回路に印加される。

したがって、第ｋのリレー素子のみがオン状態に制御されているか否かにかかわらず、第ｋの電圧は、故障したリレー素子のみがオン状態に制御されたときの抵抗回路の出力電圧で表される。同様に、第ｊのリレー素子のみがオン状態に制御されているか否かにかかわらず、第ｊの電圧は、故障したリレー素子のみがオン状態に制御されたときの抵抗回路の出力電圧で表される。このため、制御部は、第ｋの電圧と第ｊの電圧が同じまたはほぼ同じ電圧となった場合に、第１〜第ｎのリレー素子のうち少なくとも１つ以上のリレー素子が故障していることを検出することができる。これにより、抵抗分圧回路を用いて電池の電圧を計測する電圧計測回路において、電池と抵抗分圧回路との間に位置するリレー素子の故障を検出することができる。

上述の態様によれば、抵抗分圧回路を用いて電池の電圧を計測する電圧計測回路において、電池と抵抗分圧回路との間に位置するリレー素子の故障を検出することができる。

本発明の実施形態に係わる電圧計測回路の使用例を示す図である。 電圧計測回路の一例を示す図である。 リレー素子の故障を検出する処理の一例を示すフローチャートである。 電圧計測回路がリレー素子の故障を検出する方法の実施例を示す図である。 故障しているリレー素子を判定する処理の一例を示すフローチャートである。

図１は、本発明の実施形態に係わる電圧計測回路１００の使用例を示す図である。この実施例では、電圧計測回路１００は、電気自動車またはプラグインハイブリッド車などの電動車両１において使用され、走行用モータ１１１に電流を供給するための二次電池１０２の電圧を測定する。電圧計測回路１００は、監視ＥＣＵ（Electronic Control Unit）に相当する。電圧計測回路１００は、電池パック１０に含まれる。

電池パック１０は、電圧計測回路１００、電池ＥＣＵ１０１、二次電池１０２、電流センサ１０３、サーミスタ１０４、リレー１０５、１０６を備える。なお、電池パック１０は、図１に示してない他の回路構成を備えていてもよい。

電圧計測回路１００は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）などを用いた回路が考えられる。また、電圧計測回路１００は、内部又は外部に備えられているメモリを備え、メモリに記憶されている二次電池１０２の各部を制御するプログラムを読み出して実行する。なお、本実施例においては電圧計測回路１００を用いて説明をするが、電圧計測回路１００が実行する制御を、例えば電動車両１に搭載されている一つ以上のＥＣＵなどに行わせてもよい。

二次電池１０２は、直列に接続された複数の電池モジュールを含む組電池により実現される。そして、電圧計測回路１００は、二次電池１０２の電圧を計測すると共に、二次電池１０２を構成する各電池モジュールの電圧を計測する。また、各電池モジュールは、例えば、直列に接続される複数の電池セルで構成される。この場合、電圧計測回路１００は、各電池セルの電圧を計測してもよい。なお、以下の記載では、各電池モジュールまたは各電池セルを単に「電池」と呼ぶことがある。

電流センサ１０３は、例えば、ホール素子やシャント抵抗により構成され、二次電池１０２、リレー１０５、１０６に流れる電流を検出する。サーミスタ１０４は、二次電池１０２の温度または二次電池１０２の周辺温度を検出する。電圧計測回路１００は、二次電池１０２の電圧、電流センサ１０３により検出される電流及びサーミスタ１０４により検出される温度を示す電池状態情報を電池ＥＣＵ１０１に送る。

充電器２１は、二次電池１０２を充電する。このとき、充電器２１は、電圧計測回路１００によりモニタされる電圧および電流センサ１０３によりモニタされる電流に基づいて二次電池１０２を充電してもよい。電動車両１の走行時には、二次電池１０２から走行用モータ１１１に電流が供給される。このとき、インバータ回路１１２は、二次電池１０２の直流電力を交流電力へ変換して走行用モータ１１１へ出力する。また、回生時には、インバータ回路１１２は、走行用モータ１１１の交流電力を直流電力へ変換し二次電池１０２へ出力する。

二次電池１０２と充電器２１との間には、リレー１０５が設けられる。また、二次電池１０２の負極側において、二次電池１０２と走行用モータ１１１および充電器２１との間には、リレー１０６が設けられる。そして、電池ＥＣＵ１０１は、リレー１０５、１０６を制御する。例えば、充電器２１が二次電池１０２を充電するときは、電池ＥＣＵ１０１は、リレー１０５、１０６をオン状態に制御する。二次電池１０２が過充電状態であるときは、電池ＥＣＵ１０１は、リレー１０５、１０６をオフ状態に制御してもよい。電動車両１の走行時には、電池ＥＣＵ１０１は、１０７をオン状態に制御する。二次電圧１０１が過放電状態であるときは、電池ＥＣＵ１０１は、リレー１０５、１０６をオフ状態に制御してもよい。

電池ＥＣＵ１０１は、例えば、ＣＰＵ、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイスやＰＬＤなどを用いた回路が考えられる。また、電池ＥＣＵ１０１は、内部又は外部に備えられているメモリを備え、メモリに記憶されている電池パック１０の各部を制御するプログラムを読み出して実行する。

電池ＥＣＵ１０１は、二次電池１０２のＳＯＣ（充電率（State Of Charge））の上限閾値及び下限閾値に基づいて、制限された出力電力（Wout）情報及び回生電力（Win）情報を判定する。二次電池１０２のＳＯＣが下限閾値以下の場合は、制限された出力電力（Wout）情報を車両ＥＣＵ１１３へ伝達し、二次電池１０２のＳＯＣが上限閾値以上の場合は、制限された回生電力（Win）情報を車両ＥＣＵ１１３へ伝達する。

車両ＥＣＵ１１３は、電池ＥＣＵ１０１からの出力電力（Wout）情報に応じて、二次電池１０２から走行用モータ１１１への出力を制限する。また、車両ＥＣＵ１１３は、電池ＥＣＵ１０１からの回生電力（Win）情報に応じて、走行用モータ１１１から二次電池１０２への回生を制限する。具体的には、車両ＥＣＵ１１３は、二次電池１０２のＳＯＣに基づく出力電力（Wout）情報に基づいてインバータ回路１１２の出力電力を制限し、走行用モータ１１１の出力を制限する。また、車両ＥＣＵ１１３は、二次電池１０２のＳＯＣに基づく回生電力（Win）情報に基づいてインバータ回路１１２の出力電力を制限し、走行用モータ１１１からの回生を制限する。

インバータ回路１１２の出力電力を制限する方法は、公知の方法を採用することができるため特に限定しない。例えば、出力電力を制限する方法の一例として、車両ＥＣＵ１１３は、インバータ回路１１２を構成するスイッチのスイッチング周波数を変更してDuty比を下げる方法を採用することができる。

なお、電池ＥＣＵ１０１は、二次電池１０２のＳＯＣに基づいて、出力電力（Wout）情報及び回生電力（Win）情報を判定しているがこの限りではない。例えば、電池ＥＣＵ１０１は、二次電池１０２の電圧の上限閾値及び下限閾値に基づいて、制限された出力電力（Wout）情報及び回生電力（Win）情報を判定してもよい。二次電池１０２の電圧が下限閾値以下の場合は、制限された出力電力（Wout）情報を車両ＥＣＵ１１３へ伝達し、二次電池１０２の電圧が上限閾値以上の場合は、制限された回生電力（Win）情報を車両ＥＣＵ１１３へ伝達する。

この場合、車両ＥＣＵ１１３は、二次電池１０２の電圧に基づく出力電力（Wout）情報に応じて、二次電池１０２から走行用モータ１１１への出力を制限する。また、車両ＥＣＵ１１３は、二次電池１０２の電圧に基づく回生電力（Win）情報に応じて、走行用モータ１１１から二次電池１０２への回生を制限する。

なお、車両ＥＣＵ１１３は、電池ＥＣＵ１０１より受信する二次電池１０２の出力電力（Wout）情報及び回生電力（Win）情報に基づいて充電器２１に電流指令値を与えてもよい。また、車両ＥＣＵ１１３は、必要に応じて、電池ＥＣＵ１０１に制御信号を与えることができる。電池ＥＣＵ１０１と車両ＥＣＵ１１３とはＣＡＮ（Controller Area Network）通信により相互に通信可能に接続してもよい。

図２は、電圧計測回路１００の一例を示す図である。電圧計測回路１００は、この実施例では、二次電池１０２の電圧を計測する。二次電池１０２は、図２に示すように、直列に接続されたｎ個の電池Ｂ１〜Ｂｎを備える。そして、電圧計測回路１００は、二次電池１０２の電圧を測定すると共に、各電池Ｂ１〜Ｂｎの正極端子の電位を測定する。これにより、電圧計測回路１００は、各電池Ｂ１〜Ｂｎの電圧を計測できる。なお、各電池Ｂ１〜Ｂｎのうち、隣接する電池は、互いに同じ電圧を有している。

電圧計測回路１００は、抵抗回路１１、複数のリレー素子（第１〜第ｎのリレー素子）Ｓ１〜Ｓｎ、および制御部１２を備える。なお、電圧計測回路１００は、図２に示していない他の回路要素を備えていてもよい。

抵抗回路１１は、参照抵抗Ｒ０（第１の参照抵抗）および抵抗Ｒ１〜Ｒｎから構成される。参照抵抗Ｒ０および抵抗Ｒ１〜Ｒｎは、順番に、直列に接続されている。また、参照抵抗Ｒ０および抵抗Ｒ１〜Ｒｎは、分圧抵抗として使用される。すなわち、抵抗回路１１は、抵抗分圧回路の一例である。なお、抵抗Ｒ１〜Ｒｎのうち、隣接する抵抗は、各電池Ｂ１〜Ｂｎのうち、隣接する電池が互いに同じ電圧を有している場合に、互いに異なる抵抗値を有する。

各リレー素子Ｓ１〜Ｓｎの一方の端子（電池側端子）は、対応する電池Ｂ１〜Ｂｎの正極端子に電気的に接続されている。例えば、リレー素子Ｓ１の電池側端子は電池Ｂ１の正極端子に接続され、リレー素子Ｓｎの電池側端子は電池Ｂｎの正極端子に接続される。また、各リレー素子Ｓ１〜Ｓｎの他方の端子（制御部側端子）は、対応する抵抗Ｒ１〜Ｒｎの一方の端子（正側端子）に電気的に接続されている。例えば、リレー素子Ｓ１の制御部側端子は抵抗Ｒ１の正側端子に接続され、リレー素子Ｓｎの制御部側端子は抵抗Ｒｎの正側端子に接続される。すなわち、電池Ｂ１〜Ｂｎの正極端子と、対応する抵抗Ｒ１〜Ｒｎの正側端子との間に、対応するリレー素子Ｓ１〜Ｓｎが設けられている。なお、各リレー素子Ｓ１〜Ｓｎの状態は、制御部１２により制御される。

抵抗Ｒ１の他方の端子（負側端子）は、参照抵抗Ｒ０の一方の端子（正側端子）に接続されている。参照抵抗Ｒ０の他方の端子（負側端子）は、二次電池１０２の負側端子（すなわち、電池Ｂ１の負側端子）に電気的に接続されている。そして、参照抵抗Ｒ０と抵抗Ｒ１との接続点の電圧Ｖａ（第１の電圧）は、制御部１２に与えられる。

制御部１２は、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎを制御しながら電圧Ｖａを検出することで、二次電池１０２の電圧および各電池Ｂ１〜Ｂｎの正極端子の電位を計測する。また、制御部１２は、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎを制御しながら電圧Ｖａをモニタすることで、抵抗回路１１の故障を検出することもできる。

制御部１２は、例えば、マイコンにより実現される。この場合、制御部１２は、プロセッサおよびメモリを備える。プロセッサは、メモリに格納されているプログラムを実行することにより、電池の電圧を計測することができる。このプログラムは、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎを制御する記述、電圧Ｖａに基づいて電池の電圧を計算する記述、およびリレー素子Ｓ１〜Ｓｎの故障を判定する記述を含む。尚、メモリには、各抵抗（Ｒ０〜Ｒｎ）の抵抗値を表す抵抗情報が格納されていてもよい。

＜電圧の計測＞
制御部１２は、抵抗回路１１の出力電圧Ｖａを利用して各電池Ｂ１〜Ｂｎの電圧を計測することができる。例えば、電池Ｂｎの電圧は、下記の手順で計測される。なお、以下の記載では、各抵抗Ｒ１〜Ｒｎの正側端子の電圧は、それぞれＶ１〜Ｖｎで表されるものとする。

制御部１２は、リレー素子Ｓｎをオン状態に制御すると共に他のリレー素子をオフ状態に制御して電圧Ｖａを検出する。このとき電圧Ｖａは、（１）式で表される。

次に、制御部１２は、リレー素子Ｓｎ−１をオン状態に制御すると共に他のリレー素子をオフ状態に制御して電圧Ｖａを検出する。このとき電圧Ｖａは、（２）式で表される。

したがって、（１）式から得られる電圧Ｖｎと（２）式から得られる電圧Ｖｎ−１との差分を計算することにより、電池Ｂｎの電圧が得られる。また、他の電池Ｂ１〜Ｂｎ−１の電圧についても同様の方法で計測される。

＜故障の検出＞
制御部１２は、二次電池１０２の電圧測定において、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎの中から１個のリレー素子を選択する。そして、制御部１２は、選択した１個のリレー素子のみをオン状態に制御しながら、電圧Ｖａを取得する。

制御部１２は、抵抗回路１１の出力電圧Ｖａを利用してリレー素子Ｓ１〜Ｓｎの故障を検出することができる。具体的には、制御部１２は、図３に示すフローチャートに従ってリレー素子の故障、すなわち、リレー素子のオン固着を検出する。

Ｓ１１において、制御部１２は、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎの中から任意の１つを選択する。ここで、制御部１２は、電池Ｂｋ（第ｋの電池）の正極端子と抵抗Ｒｋの正側端子との間に設けられるリレー素子を選択するものとする（ｋは、１からｎ−１までの整数）。よって、以下の記載では、Ｓ１１において選択されるリレー素子を「リレー素子Ｓｋ」と呼ぶことがある。なお、電池Ｂｋは、二次電池１０２の負極から数えてｋ番目の電池を表し、抵抗Ｒｋは、参照抵抗Ｒ０から数えてｋ番目の抵抗を表す。すなわち、制御部１２は、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎの中からｋ番目のリレー素子を選択する。

Ｓ１２において、制御部１２は、リレー素子Ｓｋをオン状態に制御し、他のリレー素子をオフ状態に制御する。すなわち、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎの中でリレー素子Ｓｋのみがオン状態に制御される。

Ｓ１３において、制御部１２は、電圧Ｖａを検出する。即ち、リレー素子Ｓｋのみがオン状態に制御されたときの抵抗回路１１の出力電圧が検出される。以下の記載では、この電圧を「電圧Ｖａ(ｋ)（第ｋの電圧）」と呼ぶことがある。そして、電圧Ｖａ(ｋ)は（３）式で表される。なお、電圧Ｖａ(ｋ)は、電池Ｂ１〜Ｂｋにより生成され、抵抗Ｒ０〜Ｒｋに印加される電圧に相当する。

Ｓ１４において、制御部１２は、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎの中からリレー素子Ｓｋと異なるリレー素子を選択する。具体的には、制御部１２は、電池Ｂｊの正側端子と抵抗Ｒｊの正側端子との間に設けられるリレー素子を選択する（ｊは、１からｎ−１までの整数かつｊ≠ｋ）。よって、以下の記載では、Ｓ１４において選択されたリレー素子を「リレー素子Ｓｊ」と呼ぶことがある。なお、電池Ｂｊは、二次電池１０２の負極から数えてｊ番目の電池を表し、抵抗Ｒｊは、参照抵抗Ｒ０から数えてｊ番目の抵抗を表す。すなわち、制御部１２は、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎの中からｊ番目のリレー素子を選択する。

Ｓ１５において、制御部１２は、リレー素子Ｓｊをオン状態に制御し、他のリレー素子をオフ状態に制御する。すなわち、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎの中でリレー素子Ｓｊのみがオン状態に制御される。

Ｓ１６において、制御部１２は、電圧Ｖａを検出する。即ち、リレー素子Ｓｊのみがオン状態に制御されたときの抵抗回路１１の出力電圧が検出される。以下の記載では、この電圧を「電圧Ｖａ(ｊ)（第ｊの電圧）」と呼ぶことがある。そして、電圧Ｖａ(ｊ)は（４）式で表される。なお、電圧Ｖａ(ｊ)は、電池Ｂ１〜Ｂｊにより生成され、抵抗Ｒ０〜Ｒｊに印加される電圧に相当する。

Ｓ１７において、制御部１２は、Ｓ１３で得られた電圧Ｖａ（ｋ）とＳ１６で得られた電圧Ｖａ（ｊ）が同じまたはほぼ同じ電圧であるか否かを判定する。「ほぼ同じ」とは、電圧Ｖａ（ｋ）と電圧Ｖａ（ｊ）とが互いに完全に同じである状態に限定されず、電圧Ｖａ（ｋ）と電圧Ｖａ（ｊ）との間での電圧の差異が十分に小さい状態を表す。

ここで、電圧計測回路１００は、Ｓ１２およびＳ１５において、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎの中から選択した任意の１個のリレー素子のみをオン状態に制御して電池電圧を計測する。よって、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎが故障すると、電圧計測回路１００は、電池電圧を正しく計測できないことがある。

一例として、リレー素子Ｓｐにおいてオン固着が発生するものとする。すなわち、リレー素子Ｓｐは、制御部１２からの制御信号にかかわらず、常にオン状態に固定されているものとする。そして、制御部１２は、この故障が発生した状況下で、電池Ｂｋの電池電圧を計測するために、リレー素子Ｓｋをオン状態に制御するものとする。なお、故障したリレー素子Ｓｐは、オン状態に制御されるリレー素子Ｓｋよりも、二次電池１０２の正極端子に近い側に配置されているものとする。以下の記載では、二次電池１０２の正極端子に近い側を「正側」と呼ぶことがある。また、二次電池１０２の負極端子に近い側を「負側」と呼ぶことがある。

リレー素子Ｓｋがオン状態に制御されているとき、リレー素子Ｓｋより正側に位置するリレー素子が故障した場合、すなわち、リレー素子Ｓｐがリレー素子Ｓｋより正側に位置する場合には、抵抗Ｒｋの正側端子には電池Ｂｋの電池電圧が印加される。したがって、リレー素子Ｓｐが故障しているか否かにかかわらず、電圧Ｖａ(ｋ)は（３）式で表される。この場合、制御部１２は、電圧Ｖａ(ｋ)の測定値を（３）式に与えることにより、リレー素子Ｓｋに接続する電池Ｂｋの電池電圧を計算できる。

他方、選択されたリレー素子Ｓｋがオン状態に制御され、電圧計測回路１００が正常に動作しているとき（即ち、リレー素子Ｓｐがオフ状態であるとき）は、電池Ｂｋの正側端子の電位が抵抗回路１１に印加される。これに対して、リレー素子Ｓｋを含む負側に位置するリレー素子が故障した場合、すなわち、リレー素子Ｓｐがリレー素子Ｓｋを含む負側に位置する場合には、リレー素子Ｓｐがオン状態に固定されて電池Ｂｐの正側端子と抵抗Ｒｐの正側端子とが電気的に短絡する。このため、リレー素子Ｓｋがオン状態に制御されているか否かにかかわらず、電池Ｂｐの正極端子の電位が抵抗回路１１に印加される。

同様に、リレー素子Ｓｊがオン状態に制御されているとき、リレー素子Ｓｊより正側に位置するリレー素子が故障した場合、すなわち、リレー素子Ｓｐがリレー素子Ｓｊより正側に位置する場合には、抵抗Ｒｊの正側端子には電池Ｂｊの電池電圧が印加される。したがって、リレー素子Ｓｐが故障しているか否かにかかわらず、電圧Ｖａ(ｊ)は（４）式で表される。この場合、制御部１２は、電圧Ｖａ(ｊ)の測定値を（４）式に与えることにより、リレー素子Ｓｊに接続する電池Ｂｊの電池電圧を計算できる。

他方、選択されたリレー素子Ｓｊがオン状態に制御され、電圧計測回路１００が正常に動作しているとき（即ち、リレー素子Ｓｐがオフ状態であるとき）は、電池Ｂｊの正側端子の電位が抵抗回路１１に印加される。これに対して、リレー素子Ｓｊを含む負側に位置するリレー素子が故障した場合、すなわち、リレー素子Ｓｐがリレー素子Ｓｊを含む負側に位置する場合には、リレー素子Ｓｐがオン状態に固定されて電池Ｂｐの正側端子と抵抗Ｒｐの正側端子とが電気的に短絡する。このため、リレー素子Ｓｊがオン状態に制御されているか否かにかかわらず、電池Ｂｐの正極端子の電位が抵抗回路１１に印加される。

したがって、リレー素子Ｓｋがオン状態に制御されているか否かにかかわらず、電圧Ｖａ（ｋ）は、リレー素子Ｓｐのみがオン状態に制御されたときの抵抗回路１１の出力電圧で表される。以下の記載では、この電圧を「電圧Ｖａ（ｐ）」と呼ぶことがある。そして、電圧Ｖａ（ｐ）は、（５）式で表される。なお、Ｖａ（ｐ）は、電池Ｂ１〜Ｂｐにより生成され、抵抗Ｒ０〜Ｒｐに印加される電圧に相当する。

同様に、リレー素子Ｓｊがオン状態に制御されているか否かにかかわらず、電圧Ｖａ（ｊ）は、電圧Ｖａ（ｐ）で表される。この場合も電圧Ｖａ（ｐ）は、（５）式で表される。

したがって、リレー素子Ｓｋおよびリレー素子Ｓｊより負側に位置するリレー素子が故障した場合には、電圧Ｖａ（ｋ）と電圧Ｖａ（ｊ）は、ともに（５）式で表されるため、電圧Ｖａ（ｋ）と電圧Ｖａ（ｊ）は、同じまたはほぼ同じ電圧となる。

Ｓ１３で得られた電圧Ｖａ（ｋ）とＳ１６で得られた電圧Ｖａ（ｊ）が同じまたはほぼ同じ電圧である場合（Ｓ１７：Ｙｅｓ）には、Ｓ１８において、制御部１２は、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎのうちいずれか１つ以上のリレー素子が故障していると判定する。

他方、Ｓ１３で得られた電圧Ｖａ（ｋ）とＳ１６で得られた電圧Ｖａ（ｊ）が同じまたはほぼ同じ電圧ではない場合（Ｓ１７：Ｎｏ）には、Ｓ１９において、制御部１２は、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎのうち、リレー素子Ｓｋおよびリレー素子Ｓｊより負側のいずれのリレー素子も故障していないと判定する。

制御部１２は、上述の判定結果を出力する。例えば、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎが故障していると判定したときは、制御部１２は、その旨をアプリケーションに通知してもよい。この場合、アプリケーションは、電動車両１のユーザに対して警告を出力してもよい。或いは、制御部１２は、上述の判定結果を図１に示す電池ＥＣＵ１０１に通知してもよい。

このように、制御部１２は、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎの中のｋ番目およびｊ番目のリレー素子を個々にオン状態に制御しながらそれぞれ電圧Ｖａを検出することで、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎの故障の有無を検出することができる。

例えば、図４に示す実施例を参照して上述の故障判定の一例を示す。ここで、図４に示す実施例においては、計測対象の二次電池は、直列に接続される電池Ｂ１〜Ｂ４を備える。各電池Ｂ１〜Ｂ４の端子間電圧は２０Ｖである。したがって、電池Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４の正極端子の電位は、それぞれ、２０Ｖ、４０Ｖ、６０Ｖ、８０Ｖである。

また、抵抗Ｒ１〜Ｒ４のうち、隣接する抵抗は、各電池Ｂ１〜Ｂ４のうち、隣接する電池が互いに同じ電圧を有している場合に、互いに異なる電圧Ｖａとなるよう抵抗値が設計されている。例えば、各抵抗Ｒ１〜Ｒ４は、すべての電池Ｂ１〜Ｂ４が満充電であるときに、リレー素子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のみがそれぞれオン状態に制御されたときの電圧Ｖａが、それぞれ５Ｖ、４Ｖ、３Ｖ、２Ｖとなるようにそれぞれ抵抗値が設計されている。すなわち、隣接する抵抗は、隣接するリレー素子のみをそれぞれオン状態に制御した時の電圧Ｖａが互いに異なり、かつ高電位側のリレー素子のみをオンした時ほど低い電圧Ｖａとなるように抵抗値が設計される。例えば、各抵抗Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値はそれぞれ「３」、「６」、「１０」、「２０」に設計される。また、参照抵抗Ｒ０の抵抗値は「１」に設計される。これらの抵抗値は、説明を簡単にするための仮想的な値である。

各抵抗Ｒ０〜Ｒｋ＋１とｋ番目のリレー素子Ｓｋのみがオン状態に制御されたときの電圧Ｖａ、ｋ＋１番目のリレー素子Ｓｋ＋１のみがオン状態に制御されたときの電圧Ｖａとの関係は、（６）式により表される。

上記実施例において、リレー素子Ｓ１〜Ｓ４は故障していない場合について説明する。例えば、選択されたリレー素子Ｓ１のみがオン状態に制御され、リレー素子Ｓ２〜Ｓ４はオフ状態であるものとする。この場合、電池Ｂ１の正側端子と抵抗Ｒ１の正側端子が短絡するので、抵抗Ｒ１の正側端子の電位は２０Ｖである。ここで、抵抗Ｒ１の正側端子の電位（或いは、抵抗Ｒ１の正側端子と二次電池の負極との間の電圧）は、抵抗Ｒ１、Ｒ０により分圧されるので、電圧Ｖａは５Ｖである。

また、選択されたリレー素子Ｓ２のみがオン状態に制御され、リレー素子Ｓ１、Ｓ３〜Ｓ４はオフ状態であるものとする。この場合、電池Ｂ２の正側端子と抵抗Ｒ２の正側端子が短絡するので、抵抗Ｒ２の正側端子の電位は４０Ｖである。ここで、抵抗Ｒ２の正側端子の電位（或いは、抵抗Ｒ２の正側端子と二次電池の負極との間の電圧）は、抵抗Ｒ２、Ｒ１、Ｒ０により分圧されるので、電圧Ｖａは４Ｖである。

制御部１２は、リレー素子Ｓｋとしてリレー素子Ｓ１を選択し、リレー素子Ｓｊとしてリレー素子Ｓ２を選択しているので、ｋ＝１とした（３）式およびｊ＝２とした（４）式を使用する。この場合、ｋ＝１、ｊ＝２の関係が成立する。

このように、制御部１２は、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎの中から選択されたリレー素子Ｓｋのみがオン状態に制御されたときの参照抵抗Ｒ０と抵抗回路１１との接続点の電圧Ｖａ（ｋ）を計算する。また、制御部１２は、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎの中から選択されたリレー素子Ｓｊのみがオン状態に制御されたときの参照抵抗Ｒ０と抵抗回路１１との接続点の電圧Ｖａ（ｊ）を計算する。

このように、リレー素子Ｓｋに基づいて計算される電圧Ｖａ（ｋ）とリレー素子Ｓｊに基づいて計算される電圧Ｖａ（ｊ）とが互いに異なる電圧となる。したがって、制御部１２は、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎが故障していない、すなわち、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎがオン固着していないと判定する。

次に、上記実施例において、図４に示すように、リレー素子Ｓ２がオン固着しているものとする。はじめに、制御部１２は、ｋ＝１として、リレー素子Ｓ１のみをオン状態に制御するものとする。この場合、電池Ｂ１の正極端子と抵抗Ｒ１の正側端子とが短絡するので、抵抗Ｒ１の正側端子の電位は２０Ｖである。よって、リレー素子Ｓ１のみをオン状態に制御したときの電圧Ｖａは５Ｖである。同様に、制御部１２は、ｊ＝２として、リレー素子Ｓ２のみをオン状態に制御するものとする。この場合、電池Ｂ２の正極端子と抵抗Ｒ２の正側端子とが短絡するので、抵抗Ｒ２の正側端子の電位は４０Ｖである。よって、リレー素子Ｓ２のみをオン状態に制御したときの電圧Ｖａは４Ｖである。

また、例えば、制御部１２は、ｋ＝２として、リレー素子Ｓ２のみをオン状態に制御するものとする。この場合、電池Ｂ２の正極端子と抵抗Ｒ２の正側端子とが短絡するので、抵抗Ｒ２の正側端子の電位は４０Ｖである。よって、リレー素子Ｓ２のみをオン状態に制御したときの電圧Ｖａは４Ｖである。

同様に、制御部１２は、ｊ＝３として、リレー素子Ｓ３のみをオン状態に制御するものとする。ところが、リレー素子Ｓ２の故障により、電池Ｂ２の正極端子と抵抗Ｒ２の正側端子とが短絡するので、抵抗Ｒ２の正側端子の電位が４０Ｖとなる。よって、リレー素子Ｓ２がオン固着している場合に、リレー素子Ｓ３のみをオン状態に制御したときの電圧Ｖａは４Ｖとなる。

制御部１２は、リレー素子Ｓｋとしてリレー素子Ｓ２を選択しているので、ｋ＝２とした（３）式を使用する。この場合、その結果（３）式は（７）式により表される。但し、リレー素子Ｓ２がオン固着しているため、制御部１２は、リレー素子Ｓｊとしてｊ＝３とした（４）式を使用したとしても、電圧Ｖａ（ｊ）を計算することができない。したがって、この場合、制御部１２は、ｐ＝２とした（５）式を使用する。この場合、（５）式は（７）式により表される。この場合、ｋ＝２、ｐ＝２の関係が成立する。

したがって、リレー素子Ｓｋおよびリレー素子Ｓｊより負側に位置するリレー素子が故障した場合の電圧Ｖａは、ともに（５）式で表されるため、電圧Ｖａ（ｋ）と電圧Ｖａ（ｊ）は、同じまたはほぼ同じ電圧となる。

このように、制御部１２は、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎの中から選択されたリレー素子Ｓｋのみがオン状態に制御されたときの参照抵抗Ｒ０と抵抗回路１１との接続点の電圧Ｖａ（ｋ）を計算する。また、制御部１２は、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎの中から選択されたリレー素子Ｓｊのみがオン状態に制御されたときの参照抵抗Ｒ０と抵抗回路１１との接続点の電圧Ｖａ（ｊ）を計算する。

そして、リレー素子Ｓｋおよびリレー素子Ｓｊより負側に位置するリレー素子が故障している場合には、リレー素子Ｓｋに基づいて計算される電圧Ｖａ（ｋ）とリレー素子Ｓｊに基づいて計算される電圧Ｖａ（ｊ）とが同じまたはほぼ同じ電圧となる。これにより、制御部１２は、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎの中の任意のリレー素子のみをそれぞれオン状態に制御したときに、計算される電圧Ｖａが同じまたはほぼ同じ電圧であればリレー素子Ｓ１〜Ｓｎのいずれかが故障していると判定する。

このように、隣接する抵抗は、各電池Ｂ１〜Ｂｎのうち、隣接する電池が互いに同じ電圧を有している場合に、互いに異なる電圧Ｖａとなるよう抵抗値が設計されている。このため、それぞれ異なるリレー素子のみをオン状態に制御した場合には、それぞれ異なる電圧Ｖａとなる。したがって、この場合は、リレー素子は故障していないと判定することができる。これに対し、リレー素子Ｓｋまたはリレー素子Ｓｊより負側に位置するリレー素子が故障している場合には、それぞれ異なるリレー素子のみをオン状態に制御したにも関わらず、同じまたはほぼ同じ電圧Ｖａとなる。したがって、この場合は、リレー素子が故障していると判定することができる。これにより、リレー素子の故障を検出することができる。

＜故障しているリレー素子の判定＞
上述のように、制御部１２は、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎの故障の有無を検出することができる。さらに、制御部１２は、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎのうち故障しているリレー素子の判定、すなわち、オン固着しているリレー素子を判定することができる。

故障しているリレー素子の判定は、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎを低電位側から１つずつ順番に選択しながら図５に示すフローチャートの処理を実行することで実現される。すなわち、制御部１２は、リレー素子を選択するための変数ｋの値を１ずつインクリメントしながら図５に示すフローチャートの処理を実行する。但し、故障しているリレー素子の判定においては、制御部１２は、ｊ番目のリレー素子Ｓｊに代えて、ｋ＋１番目のリレー素子Ｓ（ｋ＋１）のみがオン状態に制御されたときの電圧Ｖａ(ｋ＋１)を検出する。この場合、ｊ＝ｋ＋１の関係が成立する。リレー素子Ｓ（ｋ＋１）は、リレー素子Ｓｋに対応する電池Ｂｋの高電位側に隣接する電池Ｂ（ｋ＋１）（第ｋ＋１の電池）に対応するリレー素子である。リレー素子Ｓ（ｋ＋１）のみがオン状態に制御されたときの抵抗回路１１の出力電圧を「電圧Ｖａ(ｋ＋１)（第ｋ＋１の電圧）」と呼ぶことがある。

ｋ番目のリレー素子Ｓｋが選択された時の電圧Ｖａ（ｋ）は（８）式で表される。また、ｋ＋１番目のリレー素子Ｓ（ｋ＋１）が選択された時の電圧Ｖａ（ｋ＋１）は、（９）式で表される。

ここで、ｋ番目のリレー素子Ｓｋがオン固着（故障）して電池Ｂｋの正側端子と抵抗Ｒｋの正側端子とが電気的に短絡しているものとする。この場合、ｋ番目のリレー素子Ｓｋが選択された時の電圧Ｖａ（ｋ）は（８）式で表される。

この場合、リレー素子Ｓｋがオン固着（故障）している場合、オン固着しているリレー素子Ｓｋより正側に位置するリレー素子のみがオン状態に制御されているか否かにかかわらず、電池Ｂｋの正極端子の電位が抵抗回路１１に印加される。したがって、ｋ番目のリレー素子Ｓｋがオン固着している場合に、ｋ＋１番目のリレー素子Ｓｋが選択された時の電圧Ｖａ（ｋ＋１）は、（９）式ではなく（８）式で表される。このため、リレー素子Ｓｋが故障した場合には、電圧Ｖａ（ｋ）と電圧Ｖａ（ｋ＋１）は、ともに（８）式で表されるため、電圧Ｖａ（ｋ）と電圧Ｖａ（ｋ＋１）は、同じまたはほぼ同じ電圧となる。

したがって、制御部１２は、リレー素子を選択するための変数ｋの値を１ずつインクリメントしながら図５に示すフローチャートの処理を実行する。そして、電圧Ｖａ（ｋ）と電圧Ｖａ（ｋ＋１）が、同じまたはほぼ同じ電圧となった場合に、リレー素子Ｓｋがオン固着している、すなわち、リレー素子Ｓｋが故障していると判定される。

図５は、故障しているリレー素子を判定する手順の一例を示すフローチャートである。図５に示すフローチャートでは、制御部１２は、電圧Ｖａ(ｋ)と、電圧Ｖａ(ｋ＋１)が同じまたはほぼ同じ電圧となった場合に、ｋ番目のリレー素子がオン固着していると判定する。

Ｓ２１において、制御部１２は、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎの中からリレー素子を選択するための変数ｋを１に初期化する。そして、制御部１２は、Ｓ２２〜Ｓ２３において、変数ｋに対して故障検出処理を実行する。この故障検出処理は、図３に示すフローチャートのＳ１１〜Ｓ１９に相当する。すなわち、制御部１２は、変数ｋに対応するリレー素子Ｓｋのみがオン状態に制御されたときの電圧Ｖａ(ｋ)と、変数ｋ＋１に対応するリレー素子Ｓ（ｋ＋１）のみがオン状態に制御されたときの電圧Ｖａ(ｋ＋１)を比較する。そして、制御部１２は、比較結果を用いてリレー素子がオン固着（故障）しているか否かを判定する。

リレー素子が故障していないと判定されたとき（Ｓ２３：Ｎｏ）は、制御部１２は、Ｓ２４において変数ｋをインクリメントする。そして、制御部１２は、Ｓ２５において変数ｋがリレー素子の個数ｎと等しいか否かを判定する。変数ｋがリレー素子の個数ｎと等しいとき（Ｓ２５：Ｙｅｓ）は、制御部１２は、すべてのリレーの故障検出処理が終わったため、処理を終了する。一方で、変数ｋがリレー素子の個数ｎと等しくないとき（Ｓ２５：Ｎｏ）は、制御部１２は、Ｓ２２に戻り、インクリメントされた変数ｋについての故障検出処理を続行する。制御部１２は、オン固着（故障）しているリレー素子を判定するまでの間、すべてのリレー素子Ｓ１〜Ｓｎに対してＳ２１〜Ｓ２５の処理を繰り返し実行する。一方、リレー素子が故障していると判定されたとき（Ｓ２３：Ｙｅｓ）は、制御部１２の処理はＳ２６に進む。このように、制御部１２は、変数ｋをインクリメントしながらリレー素子Ｓ１〜Ｓｎが故障しているか否かを判定する。そして、故障が検出されると、制御部１２は、Ｓ２６の処理を実行する。

Ｓ２６において、制御部１２は、ｋ番目のリレー素子がオン固着が発生していると判定する。すなわち、制御部１２は、リレー素子Ｓｋが常にオン状態に固定される故障が発生していると判定する。例えば、ｋ＝２において故障が検出されず、ｋ＝３において故障が検出されたときは、制御部１２は、参照抵抗Ｒ０から数えて２番目の抵抗（すなわち、抵抗Ｒ２）の正側端子に接続されたリレー素子Ｓ２がオン固着していると判定する。

制御部１２は、上述の判定結果を出力する。すなわち、故障箇所を判定したときは、制御部１２は、その判定結果をアプリケーションに通知してもよい。この場合、アプリケーションは、電動車両１のユーザに対して警告を出力してもよい。或いは、制御部１２は、上述の判定結果を図１に示す電池ＥＣＵ１０１に通知してもよい。

本発明は、以上の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。

上述の実施形態のうち、制御部１２は、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎを全てオフ状態に制御する処理を加えることもできる。この場合、抵抗Ｒ１〜Ｒｎは、電池Ｂ１〜Ｂｎが同じ電圧を有している場合において、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎを１つずつ順にオン状態に制御したときに参照抵抗Ｒ０と抵抗回路１１との接続点の電圧を表す電圧Ｖａがそれぞれ異なるような抵抗値となるよう設計される。そして、制御部１２は、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎを全てオフ状態に制御したときに、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎに対応する電圧Ｖａのいずれかを取得した場合には、当該電圧に対応するリレー素子Ｓ１〜Ｓｎのいずれかがオン固着していると判定する。

例えば、すべてのリレー素子Ｓ１〜Ｓｎが故障していない（オン固着していない）場合には、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎを全てオフ状態に制御すると、電池Ｂ１〜Ｂｎの正極端子の電位は抵抗回路１１に印加されない。したがって、すべてのリレー素子Ｓ１〜Ｓｎがオフ状態に制御されたときの電圧Ｖａ（すなわち、０Ｖである）が取得される場合には、制御部１２は、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎのいずれのリレー素子も故障していないと判定する。すなわち、制御部１２は、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎのいずれもオン固着していないと判定する。

これに対し、いずれかのリレー素子Ｓ１〜Ｓｎが故障している場合には、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎを全てオフ状態に制御しているにも関わらず故障している（オン固着している）リレー素子に接続された電池Ｂ１〜Ｂｎの正極端子の電位が抵抗回路１１に印加される。したがって、すべてのリレー素子Ｓ１〜Ｓｎがオフ状態に制御されたときの電圧Ｖａ（すなわち、０Ｖである）が取得できない場合には、制御部１２は、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎのうちいずれ１つ以上のリレー素子が故障していると判定する。すなわち、制御部１２は、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎのいずれか１つ以上がオン固着していると判定する。これにより、抵抗電圧による電圧計測回路１００において、特別な制御をすることなくリレー素子のオン固着を検出することができる。

なお、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎを全てオフ状態に制御する処理は、例えば、すべてのリレー素子Ｓ１〜Ｓｎに対し、図３のリレー素子の故障を検出する処理を行った後に、実行することができる。これにより、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎのうち、最も高電位側に配置されたリレー素子Ｓｎが故障しているか、すなわち、オン固着しているか否かを判定することができる。上述の実施形態では、故障箇所の判定は、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎを低電位側から１つずつ順番に選択しながら図３に示すフローチャートの処理を実行することで実現しているがこれに限られない。例えば、故障個所の判定は、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎを高電位側から１つずつ順番に選択しながら図３に示すフローチャートの処理を実行しても実現される。この場合、制御部１２は、リレー素子を選択するための変数ｋの値を１ずつデクリメントしながら図３に示すフローチャートの処理を実行する。

１０ 電池パック
１１ 抵抗回路
１２ 制御部
１００ 電圧計測回路
１０１ 電池ＥＣＵ
１０２ 二次電池
１０３ 電流センサ
１０４ サーミスタ
１０５、１０６ リレー
Ｓ１〜Ｓｎ リレー素子

Claims (5)

1. 直列に接続された第１〜第ｎ（ｎは、２以上の整数）の電池を含む組電池の電圧を計測する電圧計測回路であって、
   直列に接続された参照抵抗および第１〜第ｎの抵抗から構成される抵抗回路と、
   第１〜第ｎのリレー素子と、
   抵抗回路および第１〜第ｎのリレー素子を用いて第１〜第ｎの電池の電圧を計測すると共に、第１〜第ｎのリレー素子の故障を検出する制御部と、を備え、
   第１〜第ｎのリレー素子は、それぞれ、第１〜第ｎの電池の正側端子と第１〜第ｎの抵抗の一方の端子との間に設けられ、
   組電池の負側端子は、参照抵抗の端子に電気的に接続され、
   第１〜第ｎのリレー素子の中から選択された第ｋ（ｋは、１からｎ−１までの整数）のリレー素子のみがオン状態に制御されたときの参照抵抗と抵抗回路との接続点の電圧を第ｋの電圧とし、
   第１〜第ｎのリレー素子の中から選択された第ｊ（ｊは、１からｎ−１までの整数かつｊ≠ｋ）のリレー素子のみがオン状態に制御されたときの参照抵抗と抵抗回路との接続点の電圧を第ｊの電圧とし、
   制御部は、第ｋの電圧と第ｊの電圧が同じまたはほぼ同じ電圧となった場合に、第１〜第ｎのリレー素子の故障を検出する
   ことを特徴とする電圧計測回路。
2. 請求項１に記載の電圧計測回路であって、
   第ｋのリレー素子に対応する第ｋの電池の高電位側に隣接する第ｋ＋１の電池に対応する第ｋ＋１のリレー素子のみがオン状態に制御されたときの参照抵抗と抵抗回路との接続点の電圧を第ｋ＋１の電圧とし、
   第１〜第ｎの抵抗は、第ｋの電池と第ｋ＋１の電池とが同じ電圧を有している場合において、第ｋの電圧と第ｋ＋１の電圧が異なる電圧となる抵抗値をそれぞれ有し、
   制御部は、第ｋの電圧と第ｋ＋１の電圧が同じまたはほぼ同じ電圧となった場合に、第１〜第ｎのリレー素子の故障を検出する
   ことを特徴とする電圧計測回路。
3. 請求項１または２に記載の電圧計測回路であって、
   制御部は、第１〜第ｎのリレー素子を低電位側から１つずつ順にオン状態に制御して、第１〜第ｎの電池の電圧を順次計測し、第ｋ＋１の電圧が第ｋの電圧と同じになった場合、第ｋのリレー素子がオン固着していると判定する
   ことを特徴とする電圧計測回路。
4. 請求項１または２に記載の電圧計測回路であって、
   第１〜第ｎの抵抗は、第１〜第ｎの電池が同じ電圧を有している場合において、第１〜第ｎのリレー素子を１つずつ順にオン状態に制御したときに参照抵抗と抵抗回路との接続点の電圧を表す第１〜第ｎの電圧がそれぞれ異なるような抵抗値をそれぞれ有し、
   制御部は、第１〜第ｎのリレー素子を全てオフ状態に制御したときに、第１〜第ｎの電圧のいずれかを取得した場合には、当該電圧に対応する第１〜第ｎのリレー素子のいずれかがオン固着していると判定することを特徴とする電圧計測回路。
5. 直列に接続された第１〜第ｎ（ｎは、２以上の整数）の電池を含む組電池の電圧を計測し、直列に接続され組電池の負側端子と電気的に接続された参照抵抗および第１〜第ｎの抵抗から構成される抵抗回路と、第１〜第ｎのリレー素子は、それぞれ、第１〜第ｎの電池の正側端子と第１〜第ｎの抵抗の一方の端子との間に設けられた第１〜第ｎのリレー素子と、抵抗回路および第１〜第ｎのリレー素子を用いて第１〜第ｎの電池の電圧を計測すると共に、第１〜第ｎのリレー素子の故障を検出する制御部と、を備える電圧計測回路の故障検出方法であって、
   制御部は、
   第１〜第ｎのリレー素子の中から選択した第ｋ（ｋは、１からｎ−１までの整数）のリレー素子のみをオン状態に制御したときの参照抵抗と抵抗回路との接続点の電圧を第ｋの電圧とし、
   第１〜第ｎのリレー素子の中から選択した第ｊ（ｊは、１からｎ−１までの整数かつｊ≠ｋ）のリレー素子のみをオン状態に制御したときの参照抵抗と抵抗回路との接続点の電圧を第ｊの電圧とし、
   第ｋの電圧と第ｊの電圧が同じまたはほぼ同じ電圧となった場合に、第１〜第ｎのリレー素子の故障を検出する
   ことを特徴とする故障検出方法。

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