JP3603901B6 - 組電池の異常検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数のセルを直列に接続して構成される組電池の異常検出装置に関し、特に、セルとセルの状態を制御するための回路とを接続している線の断線を検出する装置に関する。

組電池を構成するセルの両端子のそれぞれに接続される検出端子を有し、両検出端子間の電圧に基づいて、セルの過充電や過放電を検出する装置において、セルと検出端子間の接続不良を検出する方法が知られている（特許文献１参照）。この接続不良検出方法では、各セルごとに接続された放電回路を所定時間短絡させた後に放電回路を開放し、開放したときの電圧が短絡状態の電圧とほぼ同じ場合には、セルと検出端子間の接続が不良であると判断している。

特開２００１−１５７３６７号公報

しかしながら、上述した従来の方法では、過放電検出回路に用いられている電圧比較回路を使用して短絡状態と開放状態の電圧を比較する場合には、セルが過放電になっている状態と接続不良になっている状態との区別がつかない。従って、両者の区別をつけるためには、接続不良判断用と過放電状態判断用の２つの電圧比較回路を用意する必要があるという問題があった。

本発明による組電池の異常検出装置は、複数のセルの両端子にそれぞれ接続される検出端子と、複数のセルごとに設けられて、検出端子間の電圧と所定電圧Ｖ２とを比較することにより対応するセルの過充電状態を検出するとともに、検出端子間の電圧と所定電圧Ｖ３とを比較することにより対応するセルの過放電状態を検出する異常検出回路と、複数のセルに対応する検出端子間をそれぞれ１つ置きに短絡させる短絡回路と、短絡回路を作動させる制御回路と、制御回路が短絡回路を作動させた時に、異常検出回路から対応するセルの過充電状態または過放電状態を示す信号が出力されると、セルと対応する検出端子との間の接続線の断線が生じていると判定する異常検出回路とを備えることを特徴とする。

本発明による組電池の異常検出装置によれば、複数のセルに対応する検出端子間をそれぞれ１つ置きに短絡させる短絡回路を作動させた時に、異常検出回路から対応するセルの過充電状態または過放電状態を示す信号が出力されると、セルと対応する検出端子との間の接続線の断線が生じていると判定するので、簡易な回路構成により確実に断線を検出することができる。

−第１の実施の形態−
図１は、本発明による組電池の異常検出装置の第１の実施の形態の構成を示す図である。組電池１は、充放電可能なｎ個のセルｓ1〜ｓnを直列に接続して構成される。検出端子Ｃ0〜Ｃnは、各セルｓ1〜ｓnの正極端子または負極端子と接続されている。例えば、検出端子Ｃ0は、セルｓ1の負極端子と接続されており、検出端子Ｃ1は、セルｓ1の正極端子およびセルｓ2の負極端子と接続されている。

電流バイパス電圧検出回路ａ1〜ａnは、各セルｓ1〜ｓnごとに設けられており、対応するセルｓ1〜ｓnの端子間電圧が第１の所定電圧Ｖ1より上昇したことを検出すると、Ｈレベルの信号をロジック回路に出力する。ロジック回路とは、アンド回路ＡＮＤ1〜ＡＮＤn-1およびオア回路ＯＲ2〜ＯＲnのことである。例えば、電流バイパス電圧検出回路ａ1の出力はアンド回路ＡＮＤ1に入力され、電流バイパス電圧検出回路ａ2の出力はオア回路ＯＲ2に入力される。

すなわち、第１の実施の形態における組電池の異常検出装置では、アンド回路ＡＮＤ1〜ＡＮＤn-1とオア回路ＯＲ2〜ＯＲnとが交互に電流バイパス電圧検出回路ａ1〜ａnと接続されている。なお、ここでは、電流が流れている状態をＨレベルの信号が出力されている状態とし、電流が流れていない状態をＬレベルの信号が出力されている状態とする。

アンド回路ＡＮＤ1〜ＡＮＤn-1およびオア回路ＯＲ2〜ＯＲnのもう一方の入力端子には、充放電制御回路５からの出力が入力される。ただし、充放電制御回路５からアンド回路ＡＮＤ1〜ＡＮＤn-1に入力される信号は、インバータ回路ＩＮＶ1〜ＩＮＶn-1で信号レベルが反転されてから入力される。アンド回路ＡＮＤ1〜ＡＮＤn-1およびオア回路ＯＲ2〜ＯＲnの出力端子は、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ1〜Ｑnのゲート端子と接続されている。ＭＯＳトランジスタＱ1〜Ｑnのドレイン端子は、抵抗Ｒ1〜Ｒnと接続されている。

上述した電流バイパス電圧検出回路ａ1〜ａn、ロジック回路、ＭＯＳトランジスタＱ１〜Ｑn、および、抵抗Ｒ1〜Ｒnにより電流バイパス回路が構成される。上述したように、電流バイパス電圧検出回路ａ1〜ａnは、対応するセルｓ1〜ｓnの端子間電圧が第１の所定電圧Ｖ1より上昇して満充電に近い状態になったことを検出すると、Ｈレベルの信号を出力し、ロジック回路を介してＭＯＳトランジスタＱ１〜Ｑnをオンする。ＭＯＳトランジスタＱ１〜Ｑnがオンすると、オンしたＭＯＳトランジスタＱ１〜Ｑnと直列に接続されている抵抗Ｒ1〜Ｒnを介して、対応するセルｓ１〜ｓｎに流れる電流の一部が流れる。これにより、各セル間の容量バラツキを抑制することができる。なお、ロジック回路の動作については後述する。

異常検出回路ｂ1〜ｂnは、各セルｓ1〜ｓnごとに設けられ、対応するセルｓ1〜ｓnの端子間電圧（検出端子間電圧）が第２の所定電圧Ｖ2（過充電判定しきい値電圧）より上昇して過充電になったことを検出するとともに、セルの端子間電圧が第３の所定電圧Ｖ3（過放電判定しきい値電圧）より下降して過放電になったことを検出する。セルの過充電状態または過放電状態を検出すると、異常検出信号（Ｈレベル）をオア回路４に出力する。オア回路４は、いずれか１つの異常検出回路ｂ1〜ｂnから異常検出信号が出力されると、セルに異常が発生したことを示す信号を充放電制御回路５に出力する。なお、３つの所定電圧Ｖ1，Ｖ2，Ｖ3の大小関係は、Ｖ2＞Ｖ1＞Ｖ3に設定されている。

充放電制御回路５は、オア回路４からの信号に基づいて、組電池１の充放電を制御する。また、充放電制御回路５は、異常検出回路ｂ1〜ｂnの故障診断を行うための故障診断実施信号をロジック回路ＡＮＤ1〜ＡＮＤn-1，ＯＲ2〜ＯＲnに出力する。故障診断実施信号を出力する時期は、充放電制御回路５の始動時（電源投入時）や組電池１の充放電がある期間以上休止している時である。

ロジック回路のうち、アンド回路ＡＮＤ1〜ＡＮＤn-1の動作について、アンド回路ＡＮＤ1を代表して説明する。アンド回路ＡＮＤ1は、電流バイパス電圧検出回路ａ1の出力信号と、充放電制御回路５からの故障診断実施信号をインバータ回路ＩＮＶ1にて反転された信号との論理積をＭＯＳトランジスタＱ１のゲート端子に出力する。充放電制御回路５から故障診断実施信号が出力されていない場合、すなわち、充放電制御回路５からＬレベルの信号が出力されている場合には、アンド回路ＡＮＤ1にはインバータ回路ＩＮＶ1を介してＨレベルの信号が入力されるため、電流バイパス電圧検出回路ａ1の出力がそのままアンド回路ＡＮＤ1の出力となる。従って、電流バイパス電圧検出回路ａ1からＨレベルの信号が出力されると、ＭＯＳトランジスタＱ１はオンし、Ｌレベルの信号が出力されると、ＭＯＳトランジスタＱ１はオフする。

一方、充放電制御回路５から故障診断実施信号が出力されている場合、すなわち、Ｈレベルの信号が出力されている場合には、アンド回路ＡＮＤ1にはインバータ回路ＩＮＶ1を介してＬレベルの信号が入力される。従って、電流バイパス電圧検出回路ａ1の出力信号のレベルに関わらず、アンド回路ＡＮＤ1の出力信号はＬレベルとなるので、ＭＯＳトランジスタＱ１は強制的にオフとなる。

続いて、オア回路ＯＲ2〜ＯＲnの動作について、オア回路ＯＲ2を代表して説明する。オア回路ＯＲ2は、電流バイパス電圧検出回路ａ2の出力信号と、充放電制御回路５からの故障診断実施信号との２信号の論理和をＭＯＳトランジスタＱ2のゲート端子に出力する。充放電制御回路５から故障診断実施信号が出力されていない場合、すなわち、Ｌレベルの信号が出力されている場合には、電流バイパス電圧検出回路ａ2の出力がそのままオア回路ＯＲ2の出力となる。従って、電流バイパス電圧検出回路ａ2からＨレベルの信号が出力されると、ＭＯＳトランジスタＱ2はオンし、Ｌレベルの信号が出力されると、ＭＯＳトランジスタＱ2はオフする。

一方、充放電制御回路５から故障診断実施信号が出力されている場合、すなわち、Ｈレベルの信号が出力されている場合には、電流バイパス電圧検出回路ａ2の出力信号のレベルに関わらず、オア回路ＯＲ2の出力信号もＨレベルとなる。従って、ＭＯＳトランジスタＱ2のゲート端子には正電圧が印加されて、強制的にオンとなる。

説明は省略するが、セルｓ3，ｓ5，…，ｓn-1に対応するアンド回路ＡＮＤ3，ＡＮＤ5，ＡＮＤn-1の動作、および、セルｓ4，ｓ6，…，ｓnに対応するオア回路ＯＲ4，ＯＲ6，…，ＯＲnの動作についても同様である。上述したように、充放電制御回路５から故障診断実施信号が出力されると、アンド回路ＡＮＤ1〜ＡＮＤn-1と接続されているＭＯＳトランジスタは強制的にオフとなり、オア回路ＯＲ2〜ＯＲnと接続されているＭＯＳトランジスタは強制的にオンとなる。従って、直列接続されている複数のセルｓ1〜ｓnのうち、１つ置きのセル間、すなわち、検出端子間が短絡されるとともに、短絡された検出端子間に隣接する検出端子間は開放される。

ここで、セルｓ2の正極端子（セルｓ3の負極端子）と検出端子Ｃ2との間の接続線が断線した場合について考察する。断線が発生する直前のセルｓ2およびｓ3の端子間電圧は、第１の所定電圧Ｖ1より高く、かつ、第２の所定電圧Ｖ2より低いものとする。断線が生じる前は、電流バイパス電圧検出回路ａ2およびａ3からはＨレベルの信号が出力されるので、ＭＯＳトランジスタＱ2，Ｑ3はオンされて、抵抗Ｒ2，Ｒ3を介してそれぞれバイパス電流が流れる。セルｓ2およびｓ3は、過充電には至っていないため、異常検出回路ｂ2およびｂ3からは異常検出信号（Ｈレベル）は出力されない。

この状態から、セルｓ2の正極端子（セルｓ3の負極端子）と検出端子Ｃ2との間の接続線が断線すると、セルｓ2，ｓ3ごとに流れていたバイパス電流が、セルｓ３の正極端子から抵抗Ｒ3、ＭＯＳトランジスタＱ3、抵抗Ｒ2、ＭＯＳトランジスタＱ2を介して、セルｓ2の負極端子に流れる。通常、抵抗Ｒ1〜Ｒnの抵抗値は同一であり、また、ＭＯＳトランジスタＱ1〜Ｑnのオン抵抗も同一値であるので、検出端子Ｃ2の電圧は、セルｓ2とセルｓ3の各端子間電圧の加算値の１／２、すなわち、平均電圧となる。

ここで、充放電制御回路５から故障診断実施信号（Ｈレベル）が出力されると、オア回路ＯＲ2と接続されているＭＯＳトランジスタＱ2は強制的にオンとなり、アンド回路ＡＮＤ3と接続されているＭＯＳトランジスタＱ3は強制的にオフとなる。従って、セルs3の正極端子からセルｓ2の負極端子に流れていたバイパス電流は流れなくなる。この状態では、検出端子Ｃ2の電圧は、オンしているＭＯＳトランジスタＱ2および抵抗Ｒ2を介して、セルｓ2の負極端子の電圧と等しくなるので、異常検出回路ｂ2は、検出端子Ｃ1−Ｃ２間の電圧が第３の所定電圧Ｖ3より低い電圧であることを検出する。また、検出端子Ｃ2−Ｃ3間には、セルｓ2の端子間電圧とセルＳ3の端子間電圧との加算値が印加されるので、異常検出回路ｂ3は、第２の所定電圧Ｖ2より高い電圧であることを検出する。

すなわち、充放電制御回路５から故障診断実施信号（Ｈレベル）が出力されると、異常検出回路ｂ2からは過放電であることを示す異常信号（Ｈレベル）が出力され、異常検出回路ｂ3からは過充電であることを示す異常信号（Ｈレベル）が出力される。これにより、充放電制御回路５にはオア回路４を介してＨレベルの信号、すなわち、断線が発生していることを示す信号が入力される。

他のセルと検出端子間で断線が生じた場合についても同様である。例えば、セルｓ1の正極端子（セルｓ2の負極端子）と検出端子Ｃ1との間の接続線が断線した場合、充放電制御回路５から故障診断実施信号が出力されると、ＭＯＳトランジスタＱ1は強制的にオフとなり、ＭＯＳトランジスタＱ2は強制的にオンとなる。従って、検出端子Ｃ1の電圧は、オンしているＭＯＳトランジスタＱ2および抵抗Ｒ2を介して、セルｓ2の正極端子の電圧と等しくなるので、異常検出回路ｂ2は、検出端子Ｃ1−Ｃ２間の電圧が第３の所定電圧Ｖ3より低い電圧であることを検出する。また、検出端子Ｃ0−Ｃ1間には、セルｓ1の端子間電圧とセルＳ2の端子間電圧との加算値が印加されるので、異常検出回路ｂ1は、第２の所定電圧Ｖ2より高い電圧であることを検出する。これにより、充放電制御回路５にはオア回路４を介してＨレベルの信号が入力されるので、充放電制御回路５は断線が発生していることを検出することができる。

なお、上述した説明では、断線が発生する直前のセルｓ2およびｓ3の端子間電圧は、第１の所定電圧Ｖ1より高く、かつ、第２の所定電圧Ｖ2より低いものとした。しかし、断線が発生する直前のセルｓ2およびｓ3の端子間電圧が第３の所定電圧Ｖ3より高く、かつ、第１の所定電圧Ｖ1より低い場合でも、断線を検出することができる。この場合には、断線前に電流バイパス機能が作動していないだけで、充放電制御回路５から故障診断実施信号が出力された後の動作は同じである。ただし、異常検出回路ｂ1〜ｂnからセルs1〜ｓnの異常（過充電または過放電）を示す信号が出力されている時は、断線の有無を判断することができないため、この場合は、断線故障診断を行わないものとする。

図８は、第１の実施の形態における組電池の異常検出装置が備えているようなロジック回路や故障診断実施信号が出力される信号線を備えていない組電池の異常検出装置の構成を示す図である。図８を用いて、第１の実施の形態における組電池の異常検出装置の効果を説明する。なお、図１に示す構成部分と同じ構成部分については同一の符合を付して説明を省略する。

上述した説明と同様に、セルｓ２の正極端子（セルｓ３の負極端子）と検出端子Ｃ２との間の接続線が断線した場合について考察する。断線が発生する直前のセルｓ2およびｓ3の端子間電圧は、第１の所定電圧Ｖ1より高く、かつ、第２の所定電圧Ｖ2より低いものとする。断線が生じる前は、電流バイパス電圧検出回路ａ2およびａ3からはＨレベルの信号が出力されるので、ＭＯＳトランジスタＱ2，Ｑ3はオンされて、抵抗Ｒ2，Ｒ3を介してそれぞれバイパス電流が流れる。セルｓ2およびｓ3は、過充電には至っていないため、異常検出回路ｂ2およびｂ3からは異常検出信号（Ｈレベル）は出力されない。

この状態から、セルｓ2の正極端子（セルｓ3の負極端子）と検出端子Ｃ2との間の接続線が断線すると、セルｓ2，ｓ3ごとに流れていたバイパス電流が、セルｓ３の正極端子から抵抗Ｒ3、ＭＯＳトランジスタＱ3、抵抗Ｒ2、ＭＯＳトランジスタＱ2を介して、セルｓ2の負極端子に流れる。このとき、上述した理由により、検出端子Ｃ2の電圧は、セルｓ2とセルｓ3の各端子間電圧の加算値の１／２、すなわち、平均電圧となる。セルｓ2およびｓ3の端子間電圧は、第１の所定電圧Ｖ1より高く、かつ、第２の所定電圧Ｖ2より低いので、平均電圧もＶ1より高くＶ2より低い。従って、異常検出回路ｂ2およびｂ3からは異常検出信号は出力されないので、断線を検出することはできない。

第１の実施の形態における組電池の異常検出装置によれば、断線故障診断時に、組電池１を構成する複数のセルｓ1〜ｓnに対して１つ置きにセル間、すなわち、検出端子間を短絡・開放することにより、異常検出回路ｂ1〜ｂnからの信号に基づいて、確実にセルと対応する検出端子間との間の接続線の断線を検出することができる。検出端子間を短絡する回路は、アンド回路ＡＮＤ1〜ＡＮＤn-1、オア回路ＯＲ2〜ＯＲnおよびインバータ回路ＩＮＶ1〜ＩＮＶn-1のロジック回路と、半導体スイッチであるＭＯＳトランジスタＱ1〜Ｑnにより構成されるので、断線を検出するための大規模な回路を追加することなく、簡易な構成によりセルと対応する検出端子間の断線を検出することができる。

また、上述したロジック回路と半導体スイッチにより構成される短絡回路は、検出端子間の電圧が第１の所定電圧Ｖ1以上になると対応するセルに流れる電流の一部をバイパスさせる電流バイパス回路としても機能するので、セルの異常を検出する異常検出回路と電流バイパス回路とを備えつつ、簡易な構成により断線を検出することができる。さらに、断線故障診断時には、充放電制御回路５から１つの故障診断実施信号を出力することにより、セルと対応する検出端子間の全ての接続線の断線を検出することができる。

−第２の実施の形態−
図２は、第２の実施の形態における組電池の異常検出装置の構成を示す図である。図１に示す第１の実施の形態における組電池の異常検出装置と同じ構成要素については、同一の符合を付して説明を省略する。第２の実施の形態における組電池の異常検出装置では、充放電制御回路５から故障診断実施信号が出力される信号線が複線化されており、故障診断実施信号が入力されるロジック回路に、さらにロジック回路が追加されている。

第１の実施の形態における組電池の異常検出装置に対して、新たに追加されたロジック回路は、オア回路ＯＲ22〜ＯＲ2n-1である。すなわち、セルｓ1およびｓnを除くセルｓ2〜ｓn-1に対応するオア回路およびアンド回路に対して、オア回路ＯＲ22〜ＯＲ2n-1が追加されている。

充放電制御回路５から出力される故障診断実施信号Ｆ1は、セルｓ1に対応するインバータ回路ＩＮＶ1に入力されるとともに、セルｓ2に対応するオア回路ＯＲ2に対して、オア回路ＯＲ22を介して入力される。故障診断信号Ｆ2は、セルｓ2に対応するオア回路ＯＲ2に対して、オア回路ＯＲ22を介して入力されるとともに、セルｓ3に対応するインバータ回路ＩＮＶ3に対して、オア回路ＯＲ23を介して入力される。故障診断信号Ｆ3〜Ｆn-2についても同様である。故障診断信号Ｆn-1は、セルｓn-1に対応するインバータ回路ＩＮＶn-1に対して、オア回路ＯＲ2n-1を介して入力されるとともに、セルｓnに対応するオア回路ＯＲnに入力される。

故障診断実施信号Ｆ1は、セルｓ1の正極端子（セルｓ2の負極端子）と検出端子Ｃ1との間の接続線の断線を検出する際に出力される。また、故障診断実施信号Ｆ2は、セルｓ2の正極端子（セルｓ3の負極端子）と検出端子Ｃ2との間の接続線の断線を検出する際に出力される。故障診断実施信号Ｆ3，Ｆ4，…についても同様であり、故障診断信号Ｆn-1は、セルｓn-1の正極端子（セルｓnの負極端子）と検出端子Ｃn-1との間の接続線の断線を検出する際に出力される。

ここで、セルｓ2の正極端子（セルｓ３の負極端子）と検出端子Ｃ2との間の接続線が断線した場合について考察する。第１の実施の形態で説明したように、断線が発生する直前のセルｓ2およびｓ3の端子間電圧は、第１の所定電圧Ｖ1より高く、かつ、第２の所定電圧Ｖ2より低いものとする。上記箇所の断線を検出するために、充放電制御回路５からは故障診断実施信号Ｆ2（Ｈレベル）が出力される。

充放電制御回路５から故障診断実施信号Ｆ2が出力されると、オア回路ＯＲ22の出力はＨレベルとなるので、オア回路ＯＲ2の出力もＨレベルとなり、ＭＯＳトランジスタＱ2は強制的にオンとなる。また、オア回路ＯＲ23の出力はＨレベルとなるので、アンド回路ＡＮＤ3にはインバータ回路ＩＮＶ3を介してＬレベルの信号が入力される。従って、アンド回路ＡＮＤ3の出力はＬレベルとなるので、ＭＯＳトランジスタＱ3は強制的にオフとなる。

この結果、第１の実施の形態と同様に、セルｓ3の正極端子から、抵抗Ｒ3、ＭＯＳトランジスタＱ3、抵抗Ｒ2、ＭＯＳトランジスタＱ2を介して、セルｓ2の負極端子に流れていたバイパス電流は流れなくなるので、検出端子Ｃ2の電圧は、セルｓ2の負極端子の電圧と等しくなる。従って、異常検出回路ｂ2は、検出端子Ｃ1−Ｃ２間の電圧が第３の所定電圧Ｖ3より低い電圧であることを検出し、過放電であることを示す異常検出信号（Ｈレベル）を充放電制御回路５に出力する。また、検出端子Ｃ2−Ｃ3間には、セルｓ2の端子間電圧とセルＳ3の端子間電圧との加算値が印加されるので、異常検出回路ｂ3は、第２の所定電圧Ｖ2より高い電圧であることを検出し、過充電であることを示す異常検出信号を充放電制御回路５に出力する。

この場合、充放電制御回路５には、オア回路４を介してＨレベルの信号が入力される。すなわち、充放電制御回路５は、故障診断実施信号Ｆ2を出力してＨレベルの信号が入力されたことにより、セルｓ2の正極端子（セルｓ3の負極端子）と検出端子Ｃ2との間の接続線が断線していることを検出することができる。

他のセルと検出端子間での断線を検出する場合についても同様である。例えば、セルｓ1の正極端子（セルｓ2の負極端子）と検出端子Ｃ1との間の接続線の断線を検出する場合には、故障診断実施信号Ｆ1が充放電制御回路５から出力される。この結果、ＭＯＳトランジスタＱ1は強制的にオフとなり、ＭＯＳトランジスタＱ2は強制的にオンとなる。上記箇所において断線が生じている場合には、検出端子Ｃ1の電圧は、セルｓ2の正極端子の電圧と等しくなるので、異常検出回路ｂ2は、検出端子Ｃ1−Ｃ２間の電圧が第３の所定電圧Ｖ3より低い電圧であることを検出し、異常検出回路ｂ1は、第２の所定電圧Ｖ2より高い電圧であることを検出する。

この場合にも、充放電制御回路５は、故障診断実施信号Ｆ1を出力した後にオア回路４を介してＨレベルの信号が入力されることにより、セルｓ1の正極端子（セルｓ2の負極端子）と検出端子Ｃ1との間の接続線が断線していることを検出することができる。

第２の実施の形態における組電池の異常検出装置によれば、充放電制御回路５は、故障診断実施信号Ｆ1〜Ｆn-1を用いて、１つ置きにセル間、すなわち、検出端子間を短絡・開放させる回路を個別に制御するので、セルと対応する検出端子間の断線を検出することができるとともに、断線箇所を容易に特定することができる。

−第３の実施の形態−
図３は、第３の実施の形態における組電池の異常検出装置の構成を示す図である。図１に示す第１の実施の形態における組電池の異常検出装置と同じ構成要素については、同一の符合を付して説明を省略する。第３の実施の形態における組電池の異常検出装置では、抵抗Ｒ1〜ＲnとツェナーダイオードＤ1〜Ｄnとにより電流バイパス回路が構成されている。

ツェナーダイオードＤ1〜Ｄnのツェナー電圧ＶＺは、セルｓ1〜ｓnの満充電電圧よりも低い第４の所定電圧Ｖ4に設定され、第２，第３，第４の所定電圧Ｖ2，Ｖ3，Ｖ4の大小関係は、Ｖ2＞Ｖ4＞Ｖ3となっている。セルｓ1〜ｓnの端子間電圧が第４の所定電圧Ｖ4よりも上昇すると、ツェナーダイオードＤ1〜Ｄnに電流が流れ始める。すなわち、バイパス電流がツェナーダイオードＤ1〜Ｄnと直列に接続されている抵抗Ｒ1〜Ｒnを介して流れる。電流バイパス機能はこのようにして作動する。

セルｓ2，ｓ4，ｓ6，…，ｓnのように、最下位から数えて偶数番目に位置するセルに対しては、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ12〜Ｑ1nと抵抗Ｒ12〜Ｒ1nとの直列回路が並列接続されている。例えば、セルｓ2と並列に、抵抗Ｒ12とＭＯＳトランジスタＱ12との直列回路が接続されている。ＭＯＳトランジスタＱ12のゲート端子には、充放電制御回路５からの故障診断実施信号が入力される。ＭＯＳトランジスタＱ12のソース端子は、対応するセルｓ2の負極と接続され、ドレイン端子は抵抗Ｒ12を介してセルｓ2の正極と接続されている。

充放電制御回路５から故障診断実施信号（Ｈレベル）が出力されると、ＭＯＳトランジスタＱ12〜Ｑ1nはオンとなり、組電池１を構成する複数のセルｓ1〜ｓnに対して１つ置きにセル間、すなわち、検出端子間が短絡される。一方、故障診断実施信号が出力されない場合（Ｌレベル）には、ＭＯＳトランジスタＱ12〜Ｑ1nはオフとなる。ＭＯＳトランジスタＱ12〜Ｑ1nと直列に接続される抵抗Ｒ12〜Ｒ1nの抵抗値は、抵抗Ｒ1〜Ｒnの抵抗値よりも十分小さい値が設定される。従って、電流バイパス機能が作動している時に、ＭＯＳトランジスタＱ12〜Ｑ1nがオンすると、オンしたＭＯＳトランジスタＱ12〜Ｑ1nと直列接続されている抵抗Ｒ12〜Ｒ1nの方にバイパス電流の大部分が流れる。

ここで、セルｓ2の正極端子（セルｓ3の負極端子）と検出端子Ｃ2との間の接続線が断線した場合について考察する。断線が発生する直前のセルｓ2およびｓ3の端子間電圧は、第４の所定電圧Ｖ4より高く、かつ、第２の所定電圧Ｖ2より低いものとする。断線が生じる前は、ツェナーダイオードＤ2およびＤ3を介して電流が流れることにより、電流バイパス機能が作動する。ただし、セルｓ2およびｓ3は、過充電状態には至っていないので、異常検出回路ｂ2およびｂ3からは異常検出信号（Ｈレベル）は出力されない。

この状態から、セルｓ2の正極端子（セルｓ3の負極端子）と検出端子Ｃ2との間の接続線が断線すると、セルｓ２，ｓ３ごとに流れていたバイパス電流が、セルｓ3の正極端子から抵抗Ｒ3、ツェナーダイオードＤ3、抵抗Ｒ2、ツェナーダイオードＤ2を介して、セルｓ2の負極端子に流れる。抵抗Ｒ1〜Ｒnの抵抗値は同一であり、また、ツェナーダイオードＤ1〜Ｄnのツェナー電圧も同一値であるので、検出端子Ｃ2の電圧は、セルｓ2とセルｓ3の各端子間電圧の加算値の１／２、すなわち、平均電圧となる。

ここで、充放電制御回路５から故障診断実施信号（Ｈレベル）が出力されると、ＭＯＳトランジスタＱ12はオンとなり、抵抗Ｒ2とツェナーダイオードＤ2とを介して流れていたバイパス電流は、抵抗Ｒ12とＭＯＳトランジスタＱ12とで構成される直列回路にも分岐して流れ始める。上述したように、抵抗Ｒ12の抵抗値は抵抗Ｒ2（Ｒ3）の抵抗値よりも十分小さい値に設定されているので、バイパス電流の大部分は抵抗Ｒ12とＭＯＳトランジスタＱ12との直列回路に流れる。従って、検出端子Ｃ2の電圧は、セルｓ2の負極端子の電圧にごく近い電圧となる。この結果、異常検出回路ｂ2は、検出端子Ｃ1−Ｃ２間の電圧が第３の所定電圧Ｖ3より低い電圧であることを検出し、異常検出回路ｂ3は、検出端子Ｃ2−Ｃ3間の電圧が第２の所定電圧Ｖ2より高い電圧であることを検出する。

このように、異常検出回路ｂ2からは過放電であることを示す異常検出信号（Ｈレベル）が出力され、異常検出回路ｂ3からは過充電であることを示す異常検出信号（Ｈレベル）が出力されるので、充放電制御回路５には、オア回路４を介してＨレベルの信号が入力される。

他のセルと検出端子間で断線が生じた場合についても同様である。例えば、セルｓ3の正極端子（セルｓ4の負極端子）と検出端子Ｃ3との間の接続線が断線した場合について説明する。断線が発生する直前のセルｓ3およびｓ4の端子間電圧は、第４の所定電圧Ｖ4より高く、かつ、第２の所定電圧Ｖ2より低いものとする。この場合、ツェナーダイオードＤ3およびＤ4には電流が流れるので、電流バイパス機能が作動する。ただし、セルｓ3およびｓ4は、過充電状態には至っていないので、異常検出回路ｂ3およびｂ4からは異常検出信号（Ｈレベル）は出力されない。

この状態から、セルｓ3の正極端子（セルｓ4の負極端子）と検出端子Ｃ3との間の接続線が断線すると、セルｓ3，ｓ4ごとに流れていたバイパス電流が、セルｓ4の正極端子から抵抗Ｒ4、ツェナーダイオードＤ4、抵抗Ｒ3、ツェナーダイオードＤ3を介して、セルｓ3の負極端子に流れる。従って、上述した理由により、検出端子Ｃ3の電圧は、セルｓ3とセルｓ4の各端子間電圧の加算値の１／２、すなわち、平均電圧となる。

ここで、充放電制御回路５から故障診断実施信号（Ｈレベル）が出力されると、ＭＯＳトランジスタＱ14はオンとなり、抵抗Ｒ4とツェナーダイオードＤ4とを介して流れていたバイパス電流は、抵抗Ｒ14とＭＯＳトランジスタＱ14とで構成される直列回路にも分岐して流れ始める。この場合、上述したように、抵抗Ｒ4（Ｒ3）と抵抗Ｒ14との大小関係から、検出端子Ｃ3の電圧は、セルｓ4の正極端子の電圧にごく近い電圧となる。この結果、異常検出回路ｂ3は、検出端子Ｃ2−Ｃ3間の電圧が第２の所定電圧Ｖ2より高い電圧であることを検出し、異常検出回路ｂ4は、検出端子Ｃ3−Ｃ4間の電圧が第３の所定電圧Ｖ3より低い電圧であることを検出する。従って、充放電制御回路５には、オア回路４を介してＨレベルの信号が入力される。このように、充放電制御回路５は、故障診断実施信号を出力した後にＨレベルの信号が入力されることによって、断線が生じていることを検出することができる。

図９は、第３の実施の形態における組電池の異常検出装置が備えているようなＭＯＳトランジスタや故障診断実施信号が出力される信号線を備えていない組電池の異常検出装置の構成を示す図である。図９を用いて、第３の実施の形態における組電池の異常検出装置の効果を説明する。なお、図３に示す構成部分と同じ構成部分については同一の符合を付して説明を省略する。

上述した説明と同様に、セルｓ2の正極端子（セルｓ3の負極端子）と検出端子Ｃ2との間の接続線が断線した場合について考察する。断線が発生する直前のセルｓ2およびｓ3の端子間電圧は、第４の所定電圧Ｖ4より高く、かつ、第２の所定電圧Ｖ2より低いものとする。この場合、ツェナーダイオードＤ3およびＤ4にはバイパス電流が流れるが、セルｓ2およびｓ3は、過充電には至っていないため、異常検出回路ｂ2およびｂ3からは異常検出信号（Ｈレベル）は出力されない。

この状態から、セルｓ2の正極端子（セルｓ3の負極端子）と検出端子Ｃ2との間の接続線が断線すると、セルｓ2，ｓ3ごとに流れていたバイパス電流が、セルｓ3の正極端子から抵抗Ｒ3、ツェナーダイオードＤ3、抵抗Ｒ2、ツェナーダイオードＤ2を介して、セルｓ2の負極端子に流れる。従って、上述した理由により、検出端子Ｃ2の電圧は、セルｓ2とセルｓ3の各端子間電圧の加算値の１／２、すなわち、平均電圧となる。セルｓ2およびｓ3の端子間電圧は、Ｖ4より高くＶ2より低いので、平均電圧もＶ4より高くＶ2より低い。従って、異常検出回路ｂ2，ｂ3からは異常検出信号が出力されないので、断線を検出することはできない。

第３の実施の形態における組電池の異常検出装置によれば、電流バイパス回路として、半導体スイッチであるツェナーダイオードＤ1〜Ｄnを用いる場合においても、セルｓ1〜ｓnと検出端子Ｃ1〜Ｃnとの間の接続線にて断線が生じたことを確実に検出することができる。すなわち、検出端子間の電圧が所定の電圧以上になると検出端子間に接続される半導体スイッチがオンされて対応するセルに流れる電流の一部をバイパスさせる電流バイパス回路を備えた回路において、隣接する半導体スイッチを交互に強制的にオン・オフさせた時に異常検出回路から出力される信号に基づいて、セルと対応する検出端子との間の接続線の断線を確実に検出することができる。従って、断線を検出するための大規模な断線検出回路を追加する必要がない。

また、断線故障診断時には、充放電制御回路５から１つの故障診断実施信号を出力することにより、セルと対応する検出端子間の全ての接続線の断線を検出することができる。

−第４の実施の形態−
図４は、第４の実施の形態における組電池の異常検出装置の構成を示す図である。図３に示す第３の実施の形態における組電池の異常検出装置と同じ構成要素については、同一の符合を付して説明を省略する。第４の実施の形態における組電池の異常検出装置では、充放電制御回路５から故障診断実施信号が出力される信号線が複線化されている。

故障診断実施信号Ｆ2は、セルｓ1の正極端子（セルｓ2の負極端子）と検出端子Ｃ1との間の接続線、および、セルｓ2の正極端子（セルｓ3の負極端子）と検出端子Ｃ2との間の接続線の断線を検出する際に出力されて、ＭＯＳトランジスタＱ12のゲート端子に入力される。故障診断実施信号Ｆ4は、セルｓ3の正極端子（セルｓ4の負極端子）と検出端子Ｃ3との間の接続線、および、セルｓ4の正極端子（セルｓ5の負極端子）と検出端子Ｃ4との間の接続線の断線を検出する際に出力されて、ＭＯＳトランジスタＱ14のゲート端子に入力される。故障診断実施信号Ｆ6，Ｆ8，…についても同様であり、故障診断信号Ｆnは、セルｓn-2の正極端子（セルｓn-1の負極端子）と検出端子Ｃn-1との間の接続線、および、セルｓn-1の正極端子（セルｓnの負極端子）と検出端子Ｃnとの間の接続線の断線を検出する際に出力されて、ＭＯＳトランジスタＱ1nのゲート端子に入力される。

ここで、セルｓ2の正極端子（セルｓ3の負極端子）と検出端子Ｃ２との間の接続線が断線した場合について考察する。断線が発生する直前の動作は、第３の実施の形態と同じなので、説明は省略する。充放電制御回路５から故障診断実施信号Ｆ2（Ｈレベル）が出力されると、ＭＯＳトランジスタＱ12はオンとなり、抵抗Ｒ2とツェナーダイオードＤ2とを介して流れていたバイパス電流は、抵抗Ｒ12とＭＯＳトランジスタＱ12とで構成される直列回路にも分岐して流れ始める。上述した理由により、検出端子Ｃ2の電圧は、セルｓ2の負極端子の電圧にごく近い電圧となるので、異常検出回路ｂ2は、検出端子Ｃ1−Ｃ２間の電圧が第３の所定電圧Ｖ3より低い電圧であることを検出し、異常検出回路ｂ3は、検出端子Ｃ2−Ｃ3間の電圧が第２の所定電圧Ｖ2より高い電圧であることを検出する。

このように、異常検出回路ｂ2からは過放電であることを示す異常検出信号（Ｈレベル）が出力され、異常検出回路ｂ3からは過充電であることを示す異常検出信号（Ｈレベル）が出力されるので、充放電制御回路５には、オア回路４を介してＨレベルの信号が入力される。充放電制御回路５は、故障診断実施信号Ｆ2を出力した後にＨレベルの信号が入力されたことから、セルｓ2の正極端子（セルｓ3の負極端子）と検出端子Ｃ2との間の接続線、または、セルｓ1の正極端子（セルｓ2の負極端子）と検出端子Ｃ1との間の接続線のうちのいずれか一方が断線していることを検出することができる。

他のセルと検出端子間で断線が生じた場合についても同様である。例えば、セルｓ3の正極端子（セルｓ4の負極端子）と検出端子Ｃ3との間の接続線の断線を検出する場合は、充放電制御回路５から故障診断実施信号Ｆ4を出力する。なお、セルｓ3の正極端子（セルｓ4の負極端子）と検出端子Ｃ3との間の接続線にて断線が生じた場合の動作については、第３の実施の形態にて説明したので、ここではその説明は省略する。

第４の実施の形態における組電池の異常検出装置によれば、電流バイパス回路としてツェナーダイオードＤ1〜Ｄnを用いる場合において、セルｓ1〜ｓnと検出端子Ｃ1〜Ｃnとの間の接続線の断線を検出することができるとともに、断線箇所を特定することができる。すなわち、充放電制御回路５は、故障診断実施信号Ｆ2，Ｆ4，…，Ｆnを用いて、ＭＯＳトランジスタＱ12〜Ｑ1nを個別に制御するので、容易にセルと対応する検出端子間の断線箇所を特定することができる。

−第５の実施の形態−
図５は、第５の実施の形態における組電池の異常検出装置の構成を示す図である。図１に示す第１の実施の形態における組電池の異常検出装置と同じ構成要素については、同一の符合を付して説明を省略する。

第５の実施の形態における組電池の異常検出装置は、図１に示す第１の実施の形態における組電池の異常検出装置の構成に加えて、診断信号分割回路６と、オア回路ＯＲ1，ＯＲ3，…，ＯＲn-1と、アンド回路ＡＮＤ2，ＡＮＤ４，…，ＡＮＤnと、インバータ回路ＩＮＶ2，ＩＮＶ4，…，ＩＮＶnと、後述する故障診断実施信号Ｃhk−ＡおよびＣhk−Ｂを送信するための２本の信号線とを備える。

オア回路ＯＲ1，ＯＲ3，…，ＯＲn-1は、セルｓ1〜ｓn-1に対して１つおきに設けられているアンド回路ＡＮＤ1，ＡＮＤ3，…，ＡＮＤn-1に対応して設けられている。オア回路ＯＲ1，ＯＲ3，…，ＯＲn-1はそれぞれ、対応する電流バイパス電圧検出回路ａ1，ａ3，…，ａn-1の出力信号と、後述する診断信号分割回路６から出力される診断信号Ｃhk−Ａとの論理和を演算して、演算結果を対応するアンド回路ＡＮＤ1，ＡＮＤ3，…，ＡＮＤn-1に出力する。

アンド回路ＡＮＤ2，ＡＮＤ４，…，ＡＮＤn、および、インバータ回路ＩＮＶ2，ＩＮＶ4，…ＩＮＶnは、セルｓ2〜ｓnに対して１つおきに設けられているオア回路ＯＲ2，ＯＲ4，…，ＯＲnに対応して設けられている。アンド回路ＡＮＤ2，ＡＮＤ４，…，ＡＮＤnはそれぞれ、対応する電流バイパス電圧検出回路ａ2，ａ4，…，ａnの出力信号と、後述する診断信号分割回路６から出力される診断信号Ｃhk−Ａをインバータ回路ＩＮＶ2，ＩＮＶ4，…，ＩＮＶnで反転した信号との論理積を演算して、演算結果を対応するオア回路ＯＲ2，ＯＲ4，…，ＯＲnに出力する。

診断信号分割回路６は、充放電制御回路５から出力される故障診断実施信号Ｃhkを２つの故障診断実施信号Ｃhk−ＡおよびＣhk−Ｂに分割して出力する。故障診断実施信号Ｃhk−Ａは、インバータ回路ＩＮＶ2，ＩＮＶ4，…ＩＮＶnを介して、アンド回路ＡＮＤ2，ＡＮＤ４，…，ＡＮＤnに入力されるとともに、オア回路ＯＲ1，ＯＲ3，…，ＯＲn-1に入力される。故障診断実施信号Ｃhk−Ｂは、インバータ回路ＩＮＶ1，ＩＮＶ3，…，ＩＮＶn-1およびオア回路ＯＲ2，ＯＲ4，…，ＯＲnに入力される。

図６は、充放電制御回路５から出力される故障診断実施信号Ｃhkの出力タイミングと、診断信号分割回路６から出力される故障診断実施信号Ｃhk−ＡおよびＣhk−Ｂの出力タイミングとを示す図である。図６に示すように、故障診断実施信号Ｃhk−ＡおよびＣhk−Ｂのパルス（Ｈレベル）は、交互に出力される。例えば、充放電制御回路５から出力される故障診断実施信号Ｃhkの奇数番目のパルス（Ｈレベル）は、診断信号分割回路６からは故障診断実施信号Ｃhk−Ａのパルス（Ｈレベル）として出力され、故障診断実施信号Ｃhkの偶数番目のパルスは、診断信号分割回路６からは故障診断実施信号Ｃhk−Ｂのパルス（Ｈレベル）として出力される。

＜奇数段目に位置するセルに対応して設けられているロジック回路の動作＞
ロジック回路のうち、組電池１の奇数段目に位置するセルｓ1，ｓ3，…，ｓn-1に対応して設けられているロジック回路の動作について、セルｓ1を例にとって説明する。

〜（Ｃhk−Ａ，Ｃhk−Ｂ）＝（Ｌ，Ｌ）の場合〜
充放電制御回路５から故障診断実施信号Ｃhkが出力されていない場合、すなわち、診断信号分割回路６から出力される故障診断実施信号Ｃhk−ＡおよびＣhk−ＢがいずれもＬレベルの場合には、オア回路ＯＲ1にはＬレベルの信号が入力され、アンド回路ＡＮＤ1には、インバータ回路ＩＮＶ1を介してＨレベルの信号が入力される。この場合、電流バイパス電圧検出回路ａ1の出力がそのままオア回路ＯＲ1およびアンド回路ＡＮＤ1の出力となる。従って、電流バイパス電圧検出回路ａ1からＨレベルの信号が出力されると、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ1はオンし、Ｌレベルの信号が出力されると、ＭＯＳトランジスタＱ1はオフする。

〜（Ｃhk−Ａ，Ｃhk−Ｂ）＝（Ｈ，Ｌ）の場合〜
充放電制御回路５から故障診断実施信号Ｃhkの奇数番目のパルスが出力されている場合、すなわち、診断信号分割回路６から出力される故障診断実施信号Ｃhk−ＡがＨレベルで、故障診断実施信号Ｃhk−ＢがＬレベルの場合について説明する。この場合、オア回路ＯＲ1にはＨレベルの信号が入力され、アンド回路ＡＮＤ1には、インバータ回路ＩＮＶ1を介してＨレベルの信号が入力される。従って、電流バイパス電圧検出回路ａ1の出力信号のレベルに関わらず、オア回路ＯＲ1の出力およびアンド回路ＡＮＤ1の出力信号はＨレベルとなるので、ＭＯＳトランジスタＱ1は強制的にオンとなる。

〜（Ｃhk−Ａ，Ｃhk−Ｂ）＝（Ｌ，Ｈ）の場合〜
充放電制御回路５から故障診断実施信号Ｃhkの偶数番目のパルスが出力されている場合、すなわち、診断信号分割回路６から出力される故障診断実施信号Ｃhk−ＡがＬレベルで、故障診断実施信号Ｃhk−ＢがＨレベルの場合について説明する。この場合、アンド回路ＡＮＤ1には、インバータ回路ＩＮＶ1を介してＬレベルの信号が入力されるので、電流バイパス電圧検出回路ａ1の出力信号のレベルに関わらず、アンド回路ＡＮＤ1の出力信号はＬレベルとなる。従って、ＭＯＳトランジスタＱ1は強制的にオフとなる。

＜偶数段目に位置するセルに対応して設けられているロジック回路の動作＞
次に、組電池１の偶数段目に位置するセルｓ2，ｓ4，…，ｓnに対応して設けられているロジック回路の動作について、セルｓ2を例にとって説明する。

〜（Ｃhk−Ａ，Ｃhk−Ｂ）＝（Ｌ，Ｌ）の場合〜
充放電制御回路５から故障診断実施信号Ｃhkが出力されていない場合、すなわち、診断信号分割回路６から出力される故障診断実施信号Ｃhk−ＡおよびＣhk−ＢがいずれもＬレベルの場合には、オア回路ＯＲ2にはＬレベルの信号が入力され、アンド回路ＡＮＤ2には、インバータ回路ＩＮＶ2を介してＨレベルの信号が入力される。この場合、電流バイパス電圧検出回路ａ2の出力がそのままアンド回路ＡＮＤ2およびオア回路ＯＲ2の出力となる。従って、電流バイパス電圧検出回路ａ2からＨレベルの信号が出力されると、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ2はオンし、Ｌレベルの信号が出力されると、ＭＯＳトランジスタＱ2はオフする。

〜（Ｃhk−Ａ，Ｃhk−Ｂ）＝（Ｈ，Ｌ）の場合〜
充放電制御回路５から故障診断実施信号Ｃhkの奇数番目のパルスが出力されている場合、すなわち、診断信号分割回路６から出力される故障診断実施信号Ｃhk−ＡがＨレベルで、故障診断実施信号Ｃhk−ＢがＬレベルの場合について説明する。この場合、アンド回路ＡＮＤ2には、インバータ回路ＩＮＶ2を介してＬレベルの信号が入力され、オア回路ＯＲ2にはＬレベルの信号が入力される。従って、電流バイパス電圧検出回路ａ2の出力信号のレベルに関わらず、アンド回路ＡＮＤ2およびオア回路ＯＲ2の出力信号はＬレベルとなり、ＭＯＳトランジスタＱ2は強制的にオフとなる。

〜（Ｃhk−Ａ，Ｃhk−Ｂ）＝（Ｌ，Ｈ）の場合〜
充放電制御回路５から故障診断実施信号Ｃhkの偶数番目のパルスが出力されている場合、すなわち、診断信号分割回路６から出力される故障診断実施信号Ｃhk−ＡがＬレベルで、故障診断実施信号Ｃhk−ＢがＨレベルの場合について説明する。この場合、アンド回路ＡＮＤ2には、インバータ回路ＩＮＶ2を介してＨレベルの信号が入力され、オア回路ＯＲ2にはＨレベルの信号が入力される。従って、電流バイパス電圧検出回路ａ2の出力信号のレベルに関わらず、オア回路ＯＲ2の出力信号はＨレベルとなり、ＭＯＳトランジスタＱ2は強制的にオンとなる。

説明は省略するが、奇数段目に位置する他のセルｓ3，ｓ5，…，ｓn-1に対応するロジック回路の動作、および、偶数段目に位置する他のセルｓ4，ｓ6，…，ｓnに対応するロジック回路の動作についても同様である。従って、充放電制御回路５から故障診断実施信号Ｃhkの奇数番目のパルスが出力されると、奇数段目に位置するセルｓ1，ｓ3，…，ｓn-1に対応して設けられているＭＯＳトランジスタは強制的にオンとなり、偶数段目に位置するセルｓ2，ｓ4，…，ｓnに対応して設けられているＭＯＳトランジスタは強制的にオフとなる。

また、充放電制御回路５から故障診断実施信号Ｃhkの偶数番目のパルスが出力されると、奇数段目に位置するセルｓ1，ｓ3，…，ｓn-1に対応して設けられているＭＯＳトランジスタは強制的にオフとなり、偶数段目に位置するセルｓ2，ｓ4，…，ｓnに対応して設けられているＭＯＳトランジスタは強制的にオンとなる。

従って、充放電制御回路５から故障診断実施信号Ｃhkが出力されると、直列接続されている複数のセルｓ1〜ｓnのうち、１つ置きのセル間、すなわち、検出端子間が短絡されるとともに、短絡された検出端子間に隣接する検出端子間は開放される。これにより、第１の実施の形態における組電池の異常検出装置と同様に、セルと、対応する検出端子との間の接続線の断線を検出することができる。

第１の実施の形態における組電池の異常検出装置では、充放電制御回路５からＨレベルの故障診断実施信号が出力されると、常に、奇数段目に位置するＭＯＳトランジスタＱ１，Ｑ３，…，Ｑn-1がオフとなり、偶数段目に位置するＭＯＳトランジスタＱ2，Ｑ4，…，Ｑnがオンとなった。従って、接続線の断線診断が行われる場合には、電流バイパス回路が作動するセルｓ2，ｓ4，…，ｓnの電力が消費されるため、電流バイパス回路が作動しないセルｓ1，ｓ3，…，ｓn-1との間で、電圧（容量）差が生じることになる。

これに対して、第５の実施の形態における組電池の異常検出装置では、充放電制御回路５から出力される故障診断実施信号Ｃhkの１パルスごとに、オン・オフさせるＭＯＳトランジスタを入れ替える。すなわち、断線の検出処理を行う度に、複数のセルｓ1〜ｓnの両端子にそれぞれ接続される検出端子間を交互に短絡・開放させる（短絡・開放を切り替える）ので、接続線の断線診断を行う場合でも、組電池１を構成する各セルｓ1〜ｓn間で電圧（容量）差が生じることはない。

−第６の実施の形態−
図７は、第６の実施の形態における組電池の異常検出装置の構成を示す図である。図３に示す第３の実施の形態における組電池の異常検出装置、および、図５に示す第５の実施の形態における組電池の異常検出装置と同じ構成要素については、同一の符合を付して説明を省略する。

第６の実施の形態における組電池の異常検出装置は、図３に示す第３の実施の形態における組電池の異常検出装置の構成に加えて、診断信号分割回路６と、抵抗Ｒ11，Ｒ13，…，Ｒ1n-1と、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ11，Ｑ13，…，Ｑ1n-1と、故障診断実施信号Ｃhk−ＡおよびＣhk−Ｂを送信するための２本の信号線とを備える。

抵抗Ｒ11およびＭＯＳトランジスタＱ11の直列回路は、セルｓ1と並列に接続されている。同様に、抵抗Ｒ13およびＭＯＳトランジスタＱ13の直列回路は、セルｓ3と並列に接続されており、抵抗Ｒ1n-1およびＭＯＳトランジスタＱ1n-1の直列回路は、セルｓn-1と並列に接続されている。

第５の実施の形態における組電池の異常検出装置と同様に、診断信号分割回路６は、充放電制御回路５から出力される故障診断実施信号Ｃhkを２つの故障診断実施信号Ｃhk−ＡおよびＣhk−Ｂに分割する。故障診断実施信号Ｃhk−Ａは、組電池１の奇数段目に位置するセルｓ1，ｓ3，…，ｓn-1に対応して設けられているＭＯＳトランジスタＱ1，Ｑ3，…，Ｑ1n-1のゲート端子に入力される。また、故障診断実施信号Ｃhk−Ｂは、組電池１の偶数段目に位置するセルｓ2，ｓ4，…，ｓnに対応して設けられているＭＯＳトランジスタＱ2，Ｑ4，…，Ｑnのゲート端子に入力される。

充放電制御回路５から出力される故障診断実施信号Ｃhkの出力タイミング、および、診断信号分割回路６から出力される故障診断実施信号Ｃhk−ＡおよびＣhk−Ｂの出力タイミングは、第５の実施の形態と同様に、図６に示すものとなる。すなわち、充放電制御回路５から出力される故障診断実施信号Ｃhkの奇数番目のパルスは、診断信号分割回路６からは故障診断実施信号Ｃhk−Ａのパルスとして出力され、故障診断実施信号Ｃhkの偶数番目のパルスは、診断信号分割回路６からは故障診断実施信号Ｃhk−Ｂのパルスとして出力される。

第６の実施の形態における組電池の異常検出装置では、故障診断実施信号Ｃhk奇数番目のパルス（Ｈレベル）が出力されると、奇数段目に位置するセルｓ1，ｓ3，…，ｓn-1に対応して設けられているＭＯＳトランジスタＱ1，Ｑ3，…，Ｑ1n-1がそれぞれオンとなり、偶数段目に位置するＭＯＳトランジスタＱ2，Ｑ4，…，Ｑnはそれぞれオフする。また、故障診断実施信号Ｃhkの偶数番目のパルスが出力されると、偶数段目に位置するセルｓ2，ｓ4，…，ｓnに対応して設けられているＭＯＳトランジスタＱ2，Ｑ4，…，Ｑnがそれぞれオンとなり、奇数段目に位置するＭＯＳトランジスタＱ1，Ｑ3，…，Ｑ1n-1はそれぞれオフする。

従って、充放電制御回路５から故障診断実施信号Ｃhkが出力されると、直列接続されている複数のセルｓ1〜ｓnのうち、１つ置きのセル間、すなわち、検出端子間が短絡されるとともに、短絡された検出端子間に隣接する検出端子間は開放される。これにより、第３の実施の形態における組電池の異常検出装置と同様に、セルと、対応する検出端子との間の接続線の断線を検出することができる。

また、第５の実施の形態における組電池の異常検出装置と同様に、充放電制御回路５から出力される故障診断実施信号Ｃhkの１パルスごとに、オン・オフさせるＭＯＳトランジスタを入れ替える。すなわち、断線の検出処理を行う度に、複数のセルｓ1〜ｓnの両端子にそれぞれ接続される検出端子間を交互に短絡・開放させる（短絡・開放を切り替える）ので、接続線の断線診断を行う場合でも、組電池１を構成するセルｓ1〜ｓn間で電圧（容量）差が生じることはない。

すなわち、第３の実施の形態における組電池の異常検出装置では、充放電制御回路５からＨレベルの故障診断実施信号が出力されると、常に、偶数段目のセルごとに設けられているＭＯＳトランジスタＱ12，Ｑ14，…，Ｑ1nがオンとなって、セルｓ2，ｓ4，…，ｓnの電力が消費されるため、セルｓ1，ｓ3，…，ｓn-1との間で、電圧（容量）差が生じることになる。しかし、第６の実施の形態における組電池の異常検出装置によれば、全てのセルごとにＭＯＳトランジスタを設け、故障診断実施時に、オン・オフさせるＭＯＳトランジスタを入れ替えることにより、特定のセルの電力が消費されるのを防ぐことができる。

本発明は、上述した各実施の形態に限定されることはない。例えば、第１の実施の形態における組電池の異常検出装置において、電流バイパス回路を構成する半導体スイッチとしてＭＯＳトランジスタを用いたが、バイポーラトランジスタを用いることもできる。

また、各セルｓ1〜ｓnの両端子にそれぞれ接続される検出端子間を短絡する回路、および、開放する回路の構成も、上述した第１〜第６の実施の形態における組電池の異常検出装置で用いた短絡回路および開放回路の構成に限定されることはない。

特許請求の範囲の構成要素と第１，第２の実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、検出端子Ｃ1〜Ｃnが検出端子を、異常検出回路ｂ1〜ｂnが異常検出回路を、オア回路ＯＲ2〜ＯＲn，ＭＯＳトランジスタＱ2，Ｑ４，…，Ｑnが短絡回路を、ＭＯＳトランジスタＱ1〜Ｑnが半導体スイッチを、充放電制御回路５が制御回路を、オア回路４および充放電制御回路５が断線検出回路を、アンド回路ＡＮＤ1〜ＡＮＤn-1，インバータ回路ＩＮＶ1〜ＩＮＶn-1，ＭＯＳトランジスタＱ１，Ｑ３，…，Ｑn-1が開放回路をそれぞれ構成する。

また、第３，第４の実施の形態の構成要素との対応関係に関しては、ツェナーダイオードＤ1〜Ｄnおよび抵抗Ｒ1〜Ｒnが電流バイパス回路を、充放電制御回路５およびＭＯＳトランジスタＱ12〜Ｑ1nが制御回路をそれぞれ構成する。さらに、第５および第６の実施の形態の構成要素との対応関係に関しては、ＭＯＳトランジスタＱ1，Ｑ3，…，Ｑn-1、抵抗Ｒ1，…，Ｒn-1、アンド回路ＡＮＤ1，…，ＡＮＤn-1，インバータ回路ＩＮＶ1，…，ＩＮＶn-1、オア回路ＯＲ1，…，ＯＲn-1、および、ＭＯＳトランジスタＱ2，Ｑ4，…，Ｑn、抵抗Ｒ2，…，Ｒn、アンド回路ＡＮＤ2，…，ＡＮＤn、オア回路ＯＲ2，…，ＯＲn、インバータ回路ＩＮＶ2，…，ＩＮＶnが短絡・開放回路を構成する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。

第１の実施の形態における組電池の異常検出装置の構成を示す図 第２の実施の形態における組電池の異常検出装置の構成を示す図 第３の実施の形態における組電池の異常検出装置の構成を示す図 第４の実施の形態における組電池の異常検出装置の構成を示す図 第５の実施の形態における組電池の異常検出装置の構成を示す図 充放電制御回路から出力される故障診断実施信号Ｃhkの出力タイミング、および、診断信号分割回路から出力される故障診断実施信号Ｃhk−ＡおよびＣhk−Ｂの出力タイミングを示す図 第６の実施の形態における組電池の異常検出装置の構成を示す図 第１の実施の形態における組電池の異常検出装置の効果を説明するための組電池の異常検出装置の構成図 第３の実施の形態における組電池の異常検出装置の効果を説明するための組電池の異常検出装置の構成図

符号の説明

１…組電池、４…オア回路、５…充放電制御回路、６…診断信号分割回路、ｓ1〜ｓn…セル、ａ1〜ａn…電流バイパス電圧検出回路、ｂ1〜ｂn…異常検出回路、ＡＮＤ1〜ＡＮＤn…アンド回路、ＯＲ1〜ＯＲn，ＯＲ22〜ＯＲ2n-1…オア回路、Ｒ1〜Ｒn，Ｒ11〜Ｒ1n…抵抗、Ｑ1〜Ｑn，Ｑ11〜Ｑ1n…Ｎ型ＭＯＳトランジスタ、Ｃ1〜Ｃn…検出端子、ＩＮＶ1〜ＩＮＶn…インバータ回路、Ｄ1〜Ｄn…ツェナーダイオード

Claims (9)

1. 充電可能な複数のセルを直列に接続して構成される組電池の異常検出装置において、
   前記複数のセルの両端子にそれぞれ接続される検出端子と、
   前記複数のセルごとに設けられ、前記検出端子間の電圧と所定電圧Ｖ２とを比較することにより対応するセルの過充電状態を検出するとともに、前記検出端子間の電圧と所定電圧Ｖ３とを比較することにより対応するセルの過放電状態を検出する異常検出回路と、
   前記複数のセルに対応する前記検出端子間をそれぞれ１つ置きに短絡させる複数の短絡回路と、
   前記短絡回路を作動させる制御回路と、
   前記制御回路が前記短絡回路を作動させた時に前記異常検出回路から出力される信号に基づいて、前記セルと対応する検出端子との間の接続線の断線を検出する断線検出回路とを備え、
   前記断線検出回路は、前記制御回路が前記短絡回路を作動させた時に、前記異常検出回路から対応するセルの過充電状態または過放電状態を示す信号が出力されたときに、前記断線が生じていると判定することを特徴とする組電池の異常検出装置。
2. 請求項１に記載の組電池の異常検出装置において、
   前記短絡回路は半導体スイッチを備え、前記半導体スイッチのオン／オフにより前記検出端子間を短絡させることを特徴とする組電池の異常検出装置。
3. 請求項１または２に記載の組電池の異常検出装置において、
   前記制御回路は、作動させる前記短絡回路を個別に制御することを特徴とする組電池の異常検出装置。
4. 請求項１または２に記載の組電池の異常検出装置において、
   前記制御回路は、全ての前記短絡回路を同時に制御することを特徴とする組電池の異常検出装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の組電池の異常検出装置において、
   前記短絡回路は、前記検出端子間の電圧が所定電圧Ｖ１以上になると対応するセルに流れる電流の一部をバイパスさせる電流バイパス回路としても機能することを特徴とする組電池の異常検出装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の組電池の異常検出装置において、
   前記短絡回路により短絡される検出端子間と隣接する検出端子間を開放する複数の開放回路をさらに設け、
   前記制御回路は、前記短絡回路を作動させるときは前記開放回路を同時に作動させ、
   前記断線検出回路は、前記制御回路が前記短絡回路および前記開放回路を作動させた時に前記異常検出回路から出力される信号に基づいて、前記セルと対応する検出端子との間の接続線の断線の有無を検出することを特徴とする組電池の異常検出装置。
7. 請求項１〜４のいずれかに記載の組電池の異常検出装置において、
   前記複数のセルごとに設けられ、前記検出端子間の電圧が所定の電圧以上になると前記検出端子間に接続される半導体スイッチがオンされて、対応するセルに流れる電流の一部をバイパスさせる電流バイパス回路をさらに備えることを特徴とする組電池の異常検出装置。
8. 請求項６に記載の組電池の異常検出装置において、
   前記短絡回路および前記開放回路は、前記複数のセルに対応する前記検出端子間をそれぞれ短絡および開放させることができる短絡・開放回路であって、
   前記断線検出回路は、前記制御回路が前記複数の短絡・開放回路を１つ置きに短絡させるとともに、短絡させる短絡・開放回路と隣接する短絡・開放回路を開放させた時に前記異常検出回路から出力される信号に基づいて、前記セルと対応する検出端子との間の接続線の断線を検出することを特徴とする組電池の異常検出装置。
9. 請求項８に記載の組電池の異常検出装置において、
   前記制御回路は、前記断線の検出処理を行う度に、前記複数の短絡・開放回路の各々を交互に短絡・開放させることを特徴とする組電池の異常検出装置。

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