JP4466628B2 - 電圧検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、１又は複数の単電池からなる複数の単位電池の直列接続体としての組電池と、前記複数の単位電池に割り振られた複数の電圧検出器と、前記複数の単位電池の各々の両電極を前記割り振られた電圧検出器の一対の入力端子に接続する電気経路と、該電気経路の各々を導通及び遮断するマルチプレクサとを備えるシステムに適用され、前記電圧検出器を用いて前記単位電池の両電極間の電圧を検出すべく前記マルチプレクサを操作する電圧検出装置に関する。

この種の電圧検出装置としては、例えば下記特許文献１に見られるように、フライングキャパシタ及び電圧検出回路からなる電圧検出器を２個用いて、８個の単位電池の各々の両端の電圧を検出するものも提案されている。このように複数の電圧検出器を用いることで、マルチプレクサの１回の操作によって２つの単位電池の電圧を検出することができる。

また、上記電圧検出装置では、マルチプレクサを操作して単位電池の電圧を検出する際の電圧検出器の検出する電圧値に基づき、マルチプレクサの操作態様にかかわらず電気経路のいくつかが常時導通状態となる閉故障異常の有無を判断している。すなわち、単位電池の正常時の電圧範囲を単位電圧と定義すると、閉故障異常が生じることで単位電圧の２倍以上の電圧や逆符号の電圧が検出されることがあるため、これに基づき閉故障異常を検出する。詳しくは、閉故障異常した電気経路と異常値が検出される際の検出対象となる単位電池とのパターンを予め求めておき、これに基づき閉故障異常を判断している。

ところで、電気経路の異常としては、閉故障異常のほかにも、電気経路が断線する開故障異常もある。このため、開故障異常の判断をも行うことが望まれる。ただし、開故障異常時には、電圧検出器によって検出されるフライングキャパシタの電圧の絶対値は単位電圧程度となる。このため、フライングキャパシタの電圧の符号によって閉故障異常の有無を判断することが考えられる。しかし、この場合、電気経路の閉故障異常によって正常時の電圧とは逆符号の電圧が検出される場合との切り分けが困難となることがある。特に単位電池の数が少ないほどこうした状況は生じやすい。
特開２００２−２８１６８１号公報

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、組電池を構成する複数の単位電池と複数の電圧検出器とを接続する電気経路の異常の有無をより高精度に判断することのできる電圧検出装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。

請求項１記載の発明は、前記複数の電圧検出器の一部のみによって前記単位電池の両電極間の電圧の検出がなされるとき、残りの電圧検出器によって検出される電圧に基づき、前記電気経路の異常の有無を判断することを特徴とする。

上記構成において、単位電池の両電極間の電圧の検出に用いられない残りの電圧検出器は、単位電池の両電極と絶縁されていると考えられる。ただし、当該電圧検出器と接続される電気経路に閉故障異常が生じているときには、この電圧検出器と単位電池とが導通状態となることから、この電圧検出器によって検出される電圧が異常な値を示すことがある。上記構成では、この点に着目し、残りの電圧検出器によって検出される電圧によって電気経路の異常の有無を判断することができる。詳しくは、電気経路の閉故障異常の有無を判断することができるため、例えば別の処理によって開故障異常か閉故障異常かを特定できないときであっても、これらを特定すること等ができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記複数の電圧検出器の各々は、フライングキャパシタと電圧検出回路とを備えて構成され、前記フライングキャパシタに印加される電圧の極性が反転すると想定されるときの該反転の有無に基づき前記電気経路の開故障異常の有無を判断する開故障判断手段と、前記電圧検出器の検出する前記単位電池のいずれかの電圧の値に基づき前記電気経路の閉故障異常の有無を判断する閉故障判断手段とを備え、前記開故障判断手段及び前記閉故障判断手段の少なくとも一方は、前記異常の有無の判断に際し、前記残りの電圧検出器によって検出される電圧についての情報を加味することを特徴とする。

上記構成では、フライングキャパシタに印加される電圧が反転すると想定されるときにおける実際の反転の有無に応じて開故障異常の有無を判断することができる。また、閉故障異常があるときには、電圧検出器によって検出される電圧が単位電池の電圧範囲から離間することがあるため、これに基づき閉故障異常を判断することができる。

ただし、例えば単位電池数が少ない場合等には、閉故障異常が生じたことを検出することが困難となることがある。また、開故障異常か閉故障異常かを特定することが困難となることもある。この点、上記構成では、残りの電圧検出器によって検出される電圧についての情報を加味することで、異常を特定する情報が増加するため、こうした状況を解消することができる。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記電圧検出器によって検出される前記単位電池の電圧の値及び前記極性の反転の有無によっては前記開故障異常であるか前記閉故障異常であるかを特定できないとき、前記残りの電圧検出器によって検出される電圧についての情報を用いて前記いずれの異常であるかを特定することを特徴とする。

上記構成では、前記残りの電圧検出器によって検出される電圧についての情報を用いることで、異常を特定する情報が増加するため、開故障異常であるか閉故障異常であるかを特定することが可能となる。

請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載の発明において、前記フライングキャパシタは、互いに直列接続されており、前記電圧検出器のうちの１つのみによって前記単位電池のいずれかの両電極間の電圧を検出するときに前記開故障判断手段による判断を行い、前記残りの電圧検出器によって検出される電圧に基づく異常の有無の判断を、前記電圧検出器のうち１つのみによって前記単位電池のいずれかの両電極間の電圧を検出するときに行うことを特徴とする。

上記構成では、フライングキャパシタが直列接続されている。このため、開故障異常が生じていても、２つ以上の単位電池の両電極間の電圧が検出されるなら、これら２つ以上の単位電池とフライングキャパシタとの間で閉ループ回路が構成される。このため、開故障異常時であるにもかかわらず、電圧検出器の検出する電圧の符号が反転すると想定されるときに実際に反転が生じ、開故障異常を検出できないことがある。この点、上記構成では、開故障異常の有無の判断を行うときとして、１つのみの電圧検出器を用いるときを含めるために、開故障異常の有無を好適に判断することができる。しかも、このときに単位電池の電圧を検出していない残りの電圧検出器の検出電圧を利用することで、一部の電圧検出器のみにより単位電池の電圧を検出する状況を、上記請求項１〜請求項３の効果を狙ってあえて設けることを回避することも可能となる。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記複数の電圧検出器が２つの電圧検出器からなることを特徴とする。

上記構成では、電圧検出を迅速に行うこととシステムの回路構成を簡素化することとの両立を図ることができる。

以下、本発明にかかる電圧検出装置を車載高圧バッテリの電圧検出装置に適用した一実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に、本実施形態にかかる車載高圧バッテリの電圧検出システムの全体構成を示す。

車載高圧バッテリとしての組電池１０は、充放電の最小単位である単電池１２の直列接続体として構成されている。組電池１０は、例えばインバータを介して電動機に電力を供給するものである。上記単電池１２は、互いに隣接するＮ（≧２）個ずつを単位とする７個のブロックＢ０〜Ｂ６に分割されている。

これら各ブロックＢ０〜Ｂ６の両電極間の電圧は、検出ユニット２０を操作することで、マイクロコンピュータ（マイコン３０）によって検出される。検出ユニット２０は、コネクタＣｉ（ｉ＝０〜６）を備え、コネクタＣｊ（ｊ＝０〜６）によってブロックＢｊの負極の電圧を取り込むとともに、コネクタＣｋ（ｋ＝１〜７）によってブロックＢｋの正極の電圧を取り込む。

コネクタＣ１〜Ｃ７の各々は、８本のラインＬ０〜Ｌ７にそれぞれ電気的に接続されている。８本のラインＬ０〜Ｌ７の各々には、組電池１０側に対してＡ／Ｄ変換器２９側を保護すべく、換言すれば高圧側に対して低圧側を保護すべく、抵抗体Ｒ０〜Ｒ７がそれぞれ設けられている。これら８本のラインＬ０〜Ｌ７は、マルチプレクサ２１を介して３本の入力ラインＩＮ１〜ＩＮ３と接続されている。マルチプレクサ２１は、各ラインＬ０〜Ｌ７に対応した８個のスイッチＳ０〜Ｓ７を備えている。そして、８本のラインＬ０〜Ｌ６は、スイッチＳ０〜Ｓ７を介して、入力ラインＩＮ１〜ＩＮ３に割り振られている。

入力ラインＩＮ１及び入力ラインＩＮ２間には、フライングキャパシタ２２が接続され、ラインＩＮ２及びラインＩＮ３間には、フライングキャパシタ２３が接続されている。ラインＩＮ１〜ＩＮ３は、スイッチＳａ〜Ｓｃを介して電圧検出回路Ａ，Ｂの入力端子Ｔ１〜Ｔ４と接続されている。すなわち、入力ラインＩＮ１は、スイッチＳａを介して電圧検出回路Ａの入力端子Ｔ１と接続されており、入力ラインＩＮ２は、スイッチＳｂを介して電圧検出回路Ａの入力端子Ｔ２及び電圧検出回路Ｂの入力端子Ｔ３と接続されている。また、入力ラインＩＮ３は、スイッチＳｃを介して電圧検出回路Ｂの入力端子Ｔ４と接続されている。このように、電圧検出回路Ａの入力端子Ｔ２と電圧検出回路Ｂの入力端子Ｔ３とは短絡されている。

電圧検出回路Ａ，Ｂの出力は、Ａ／Ｄ変換器２９に取り込まれる。Ａ／Ｄ変換器２９は、電圧検出回路Ａ，Ｂの出力するアナログデータをディジタルデータに変換し、マイコン３０に出力する。

マイコン３０は、上記スイッチＳ０〜Ｓ７やスイッチＳａ〜Ｓｃを操作することで、電圧検出回路Ａ，Ｂを介してブロックＢ０〜Ｂ６のそれぞれの両電極間の電圧を読み込む。なお、この際、検出対象となるブロックＢｉに応じて、電圧検出回路Ａ，Ｂの出力電圧の符号を適宜定めたものを真の電圧として認識する。これは、ブロックＢ０〜Ｂ６の電圧を検出するためのラインＬ１〜Ｌ５が、隣接するブロックＢ０〜Ｂ６の中の２つによって共有されていることによる。すなわち例えば、ラインＬ２は、ブロックＢ１の電圧の検出時には正極となるが、ブロックＢ２の電圧の検出時には負極となる。したがってこれと導通状態となる入力ラインＩＮ３も、ブロックＢ１の電圧の検出時には正極となるが、ブロックＢ２の電圧の検出時には負極となる。このため、いずれのブロックＢｉが検出対象となっているかに応じて、マイコン３０では、電圧検出回路Ａ，Ｂの出力する電圧値として正しい極性を認識する。

図２に、マイコン３０による電圧検出態様を示す。図示されるように、本実施形態では、２つの検出ステージ１，２によって電圧の検出がなされる。ここで、「検出ブロック選択」とは、電圧検出回路Ａ，ＢのそれぞれによってどのブロックＢｉの電圧Ｖｉを検出するかを示している。すなわち、検出ステージ１に入ると、まず電圧検出回路ＡでブロックＢ０の電圧Ｖ０が検出され、且つ電圧検出回路ＢでブロックＢ１の電圧Ｖ１が検出される。詳しくは、スイッチＳ０〜Ｓ２がオン操作され、フライングキャパシタ２２，２３の充電が完了すると想定される時間の経過後、スイッチＳ０〜Ｓ２がオフ操作される。そして次に、スイッチＳａ〜Ｓｃがオン操作される。マイコン３０では、このときの電圧検出回路Ａ、Ｂの検出値を、ブロックＢ０、Ｂ１の電圧値として取り込むことができる。

そして、所定期間（ここでは、「８ｍｓｅｃ」を例示）経過後、電圧検出回路ＡにてブロックＢ４の電圧Ｖ４を検出し、電圧検出回路ＢにてブロックＢ５の電圧を検出する。このように、互いに隣接するブロックの電圧を同時に検出するのは、上述したようにラインＬ１〜Ｌ５が隣接するブロック間で共有されるためである。このため、同時に電圧を検出することができるのは隣接するブロックに限られる。なお、電圧を検出しない状況は、「−」と表記されている。

図２に示す「充電極性」は、フライングキャパシタ２２，２３の充電電圧の極性を示している。ここでは、先の図１に示すように、フライングキャパシタ２２の充電極性については、入力ラインＩＮ１と接続するノードＮ１側が正極のときの極性を正とし、フライングキャパシタ２３の充電極性については、入力ラインＩＮ２と接続するノードＮ２側が正極のときの極性を正とする。本実施形態においては、ブロックＢｉの電圧検出順序は、フライングキャパシタ２２，２３の電圧を極力反転させない順序に設定されている。これは、フライングキャパシタ２２，２３の電圧がブロックＢｉの電圧となるまでに抵抗体Ｒ０〜Ｒ７で消費される電力の低減を図るためである。

上記電圧の検出に際し、検出ユニット２０内の電気経路の異常の有無の判断を行う。ここでは、まずラインＬ０〜Ｌ７の断線（より正確には、コネクタＣ０〜Ｃ６とブロックＢｉとの導通不良を含むが、以下では便宜上ラインＬ０〜Ｌ７の断線という）の有無の判断について説明する。

フライングキャパシタ２２，２３の充電電圧の極性が反転すると想定されるときには、実際に反転したか否かに応じてラインＬ０〜Ｌ７の断線の有無を判断することができる。すなわち、断線が生じることで、充電極性が反転すると想定されるときに反転しなくなるため、この性質に基づき断線の有無を判断することができる。ここで本実施形態では、フライングキャパシタ２２，２３の充電電圧の極性を反転させるときには、単一のブロックＢｉの電圧を検出する。これは、本実施形態では、フライングキャパシタ２２，２３が直列接続されているため、ブロックＢ０〜Ｂ６のうちの２つの電圧を同時に検出する場合には、断線を好適に検出することができないおそれがあるためである。例えばラインＬ１が断線しているとき、検出ステージ１の９番目の検出としてブロックＢ１の電圧を検出する場合、充電極性が反転しない。しかし、検出ステージ１の９番目として、ブロックＢ０及びブロックＢ１の電圧を同時に検出する場合には、入力ラインＩＮ１及び入力ラインＩＮ３を介してフライングキャパシタ２２，２３間に電圧が印加されるため、電圧検出回路Ａ，Ｂの双方とも充電極性の反転を検出することとなる。このため、これによっては、ラインＬ１の断線を検出することができない。

ラインＬ０〜Ｌ７のいずれかの断線を検出する手法として、ブロックＢ０〜Ｂ６の全てについて、各１つずつの両電極間の電圧を検出するようにすることが考えられる。しかし、これは、上記充電電圧の極性を極力反転させないように電圧検出順序を設定するとの要求及び電圧検出処理を極力少ない工数で完了する要求の両立を困難なものとする。そこで、本実施形態では、図２に示すように、ブロックＢ０〜Ｂ６のうちの１つずつの電圧検出と、上記ブロックのうちの２つの同時検出とを組み合わせることで、断線検出を行う。すなわち、図２に示す「断線検出（Ｓ）」において、ブロックＢ０〜Ｂ６のうちの１つの電圧検出を行い、且つ図２に示す「断線検出（Ｗ）」において、２つの電圧検出を同時に行う。ここで、本実施形態では、フライングキャパシタ２２，２３の一方の充電極性が反転した後、これに続いて他方の充電極性が反転するように電圧検出対象となるブロックを設定している。そして、「断線検出（Ｓ）」に続いて「断線検出（Ｗ）」を行うようにしている。

図３に、「断線検出（Ｓ）」及び「断線検出（Ｗ）」による検出結果と、断線したラインＬ０〜Ｌ７との関係を示す。図中、「ＶｉＳ」は、「断線検出（Ｓ）」によってブロックＢｉの電圧を単独で検出するときのブロックＢｉの電圧を示し、「ＶｉＷ」は、「断線検出（Ｗ）」によってブロックＢｉ及びこれと隣接するブロックの電圧を同時に検出したときブロックＢｉの電圧を示す。ここで、隣接するブロックは、ラインＬ０〜Ｌ７と入力ラインＩＮ１〜ＩＮ３との電気的な接続関係によって定まる同時に電圧を検出することのできるブロックを意味する。なお、本実施形態では、先の図２に示したように、ブロックＢ０及びブロックＢ１、ブロックＢ２及びブロックＢ３、ブロックＢ４及びブロックＢ５の電圧を同時に検出しており、ブロックＢ６の電圧は単独で検出している。したがって、「Ｖ２Ｗ」と「Ｖ３Ｗ」とは、それぞれブロックＢ２及びブロックＢ３の電圧を同時に検出することを示しており、「Ｖ２Ｗ」及び「Ｖ３Ｗ」は、それぞれこの同時検出におけるブロックＢ２及びブロックＢ３の電圧を示している。

図中、丸印は、正しい電圧値、すなわちブロックＢｉの正常な電圧範囲の電圧が検出されたことを、換言すれば充電極性が反転したことを示している。これに対し、×印は、ブロックＢｉの正常な電圧範囲の電圧が検出されないことを、換言すれば充電極性が反転しないことを示している。図３に示す関係に基づき、ラインＬ０〜Ｌ７のいずれかの断線を特定することができる。すなわち、例えば「Ｖ６Ｓ」においてブロックＢ６の電圧が正常でないと判断されるときには、ラインＬ６又はラインＬ７のいずれかが断線していると考えられる。そして、その後、「Ｖ５Ｗ」においてブロックＢ５の電圧が正常と判断されるときには、ラインＬ６の断線ではないことから、ラインＬ７が断線していると判断することができる。

次に、スイッチＳ０〜Ｓ７の操作態様にかかわらずこれらが常時導通状態となるスイッチＳ０〜Ｓ７の閉故障異常の判断処理について説明する。図４に、スイッチＳ０〜Ｓ７の閉故障異常と、ブロックＢ０〜Ｂ６の検出電圧Ｖ０〜Ｖ６との関係を示す。図中、丸印は、ブロックＢｉの検出電圧Ｖｉが、正常な電圧範囲の電圧であることを意味する。また、×印は、ブロックＢｉの検出電圧Ｖｉが、正常な電圧範囲の電圧でないことを意味する。図中、各ブロックＢｉとしての正常な電圧範囲の電圧を単位電圧「＋１」とした。これに対し、例えば「＋２」は、単位電圧の２倍程度の電圧であることを示し、また例えば「−１」は単位電圧と絶対値が同程度で極性が逆であることを示す。

例えばスイッチＳ２が閉故障しているときにブロックＢ６の電圧を検出する場合、スイッチＳ７，Ｓ６に加えて、スイッチＳ２が導通状態となっている。このため、入力ラインＩＮ３の電位が、ラインＬ６及びラインＬ２の電位を分圧した電位にまで低下する。したがって、入力ラインＩＮ３及び入力ラインＩＮ２間の電圧の絶対値は、単位電圧の３倍の値となる。そして、このときの充電電圧の極性は、正常時にブロックＢ６の電圧を検出する際と同一である。

図４に示す関係を用いれば、基本的には、閉故障異常を判断することができる。しかし、閉故障異常によって検出電圧Ｖｉの極性が正常徐とは逆となるもののその絶対値は正常範囲（単位電圧程度）であるときには、断線故障との識別が困難となることがある。すなわち、例えばブロックＢ０の検出電圧Ｖ０が、単位電圧の「−１」倍程度であるときには、図４に示す関係からはスイッチＳ４の閉故障異常と判断される一方、先の図３に示した関係からはラインＬ０の断線と判断される。このため、この場合には、スイッチＳ４の閉故障異常であるかラインＬ０の断線異常（開故障異常）であるかを特定することができない。

そこで本実施形態では、電圧検出回路Ａ，Ｂの一方のみによってブロックＢｉの電圧が検出されるに際し、他方によって検出される電圧を利用して上記いずれの異常であるかを特定する。ここで、電圧検出回路Ａ，Ｂの一方のみによってブロックＢｉの電圧が検出されるときには、ブロックＢ０〜Ｂ６のうちの１つのみの電圧がフライングキャパシタ２２，２３のいずれかに印加されると想定される。このため、他方のフライングキャパシタの電圧は、一方のフライングキャパシタの電圧のみの検出直前の値から変化しないと考えられる。しかし、閉故障異常が生じるときには、フライングキャパシタ２２，２３に印加される電圧が想定外のものとなり得るため、他方のフライングキャパシタの電圧も想定外の値となると考えられる。

図５に、スイッチＳ０〜Ｓ７の閉故障異常と、電圧検出回路Ａ，ＢのうちブロックＢ０〜Ｂ６の電圧検出をしていない方の検出電圧との関係を示す。なお、ここで丸印や×印、更には「＋１」等の数字は、先の図４に示したものと同様の意味を有する。また、「／Ｖｉ」は、電圧検出回路Ａ，Ｂのうち、ブロックＢｉの電圧を検出する際に用いられない方による検出電圧を示している。

図示されるように、スイッチＳ４が閉故障異常であるときには、電圧検出回路ＢによるブロックＢ１の電圧の検出時、電圧検出回路Ａの電圧が異常な値を示す。すなわち、この場合、スイッチＳ１，Ｓ２に加えて、スイッチＳ４が導通状態となるために、フライングキャパシタ２２には、ラインＬ１及びラインＬ４間の電圧が印加されることとなる。したがって、先の図１に示した検出ステージ１の９番目の検出において電圧検出回路ＢによってブロックＢ１の電圧を検出する際には、電圧検出回路Ａの電圧が単位電圧の３倍程度の値となる。このため、先の図３及び図４に示した関係のみによっては特定することのできなかった異常であるスイッチＳ４の閉故障異常及びラインＬ０の断線異常についても、図５に示す関係を用いることで特定することが可能となる。

しかも、この図５に示す関係は、マイコン３０によってなされる処理を大きく変更することなく行うことが可能である。すなわち、先の図２に示した態様にて検出を行う際のスイッチＳ０〜Ｓ７及びスイッチＳａ〜Ｓｃの操作態様については、変更が不要である。検出ステージ１，２の各検出期間において、Ａ／Ｄ変換器２９によって電圧検出回路Ａ，Ｂのいずれの電圧を検出するか又は双方を検出するかについての設定を変更し、且つ図５の関係を利用する処理を追加するのみでよい。もっとも、マイコン３０の処理を簡素化する上では、通常、電圧検出回路Ａ，Ｂの双方の電圧をＡ／Ｄ変換器２９によって変換し、マイコン３０に取り込んだ後に、不要なものを用いないという設定がなされることが多い。このため、こうした場合には、図５に示す関係を利用する処理を追加するのみでよいため、非常に簡易な変更にて電気経路の異常の有無を、すなわちラインＬ０〜Ｌ７やスイッチＳ０〜Ｓ７の異常の有無をより高精度に判断することが可能となる。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１）電圧検出回路Ａ，Ｂの一方のみによってブロックＢ０〜Ｂ６の両電極間の電圧の検出がなされるとき、残りの電圧検出回路によって検出される電圧に基づき、スイッチＳ０〜Ｓ７の閉故障異常とラインＬ０〜Ｌ６の断線異常（開故障異常）とのいずれかであるかを特定した。これにより、フライングキャパシタ２２，２３に印加される電圧の極性が反転すると想定されるときの該反転の有無及びブロックＢｉについての検出電圧Ｖｉの値によっては、開故障異常か閉故障異常かを特定することができないときであっても、これを特定することができる。

（２）フライングキャパシタ２２，２３を互いに直列接続して且つブロックＢ０〜Ｂ７の電極のうち同電位となる電極間で、電圧検出用の電気経路（ラインＬ０〜Ｌ７、コネクタＣ０〜Ｃ６、スイッチＳ０〜Ｓ７）を共有した。この場合、電圧検出回路Ａ，Ｂのいずれか１つのみによる電圧検出を行う機会を設けない場合には、閉故障異常の有無を適切に判断することが困難となる。この点、上記構成では、電圧検出回路Ａ，Ｂのうちの１つのみによってブロックＢｉのいずれかの両電極間の電圧を検出するときに開故障異常の有無を判断することで、開故障異常の有無を好適に判断することができる。しかも、このときにブロックＢｉの電圧を検出していない残りの電圧検出回路の検出電圧を利用して先の図５の関係を用いるため、電圧検出回路Ａ，Ｂの１つのみがブロックＢｉの電圧を検出する状況を、先の図５に示した関係を用いるためにのみあえて設けることを回避することができる。

（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・電圧の検出態様としては、先の図２に示したものに限らない。この際、充電極性が極力反転しない設定とするなら、電圧検出に伴う消費電力を低減することができる。

・上記実施形態では、開故障異常か閉故障異常かを特定することができないときに先の図５に示した関係を利用したが、これに限らない。例えば４個のブロックＢ０〜Ｂ３によって組電池１０を構成する場合、先の図４に示した関係からは、スイッチＳ２の閉故障異常の有無を判断することができない。しかし、先の図５に示した関係を用いるなら、ブロックＢ０単独の電圧検出やブロックＢ３の単独の電圧検出を行うことで、閉故障異常を判断することができる。このように、電圧検出回路Ａ，Ｂのいずれか一方によってブロックＢｉのいずれか１つのみの電圧が検出されるときに他方の電圧検出回路の検出電圧を用いることで、電気経路に異常が生じたときに同異常を検出するための情報や同異常がいかなる異常かを特定するための情報を増大させることができ、ひいては電気経路の異常の有無をより高精度に判断することができる。

・電圧検出器（フライングキャパシタ及び電圧検出回路）の数としては、２個に限らない。電圧検出器の数を３個以上とするなら、一回のスイッチング操作によってブロックＢｉのうちの３個以上の電圧を検出することが可能となる。そしてこの際、そのうちの一部のみの電圧検出器によってブロックＢｉの電圧の検出をする際に、残りの電圧検出器によって検出される電圧を用いることで、電気経路の異常の有無に関する情報を増大させることができ、ひいては電気経路の異常の有無をより高精度に判断することができる。

・電圧検出器としては、フライングキャパシタを備える構成に限らない。フライングキャパシタを備えない構成の場合にあっては、電圧検出器に印加させる電圧の極性が逆転し得る設定としなくても、開故障異常の有無を判断することができる。

・上記実施形態では、ブロックＢｉの電極を電圧検出器と接続する電気経路のうち互いに同電位となる電気経路についてはこれをブロック間で共有したがこれに限らない。共有しない場合であっても、断線検出に際しては、電圧検出器のうちの１つのみによるブロックの電圧検出を行う機会を持つことが有効である。すなわち、こうした機会を有するなら、この機会において、ブロックの電圧を検出していない残りの電圧検出器によって検出される電圧を利用して電気経路の異常の有無を判断することができる。

・ブロックの電圧を検出していない残りの電圧検出器によって検出される電圧を利用して電気経路の異常の有無を判断する目的のみによって、複数の電圧検出器の一部によるブロックの電圧検出をする機会を設けてもよい。これによっても、電圧検出器の全てを同時に用いて常時電圧を検出する場合と比較して、電気経路の異常の有無を判断するための情報を増大させることができる。

・マルチプレクサ２１を操作しつつ組電池１０のブロックＢｉの電圧を検出する電圧検出装置としては、マイコン３０に限らず、専用の論理回路であってもよい。

・電圧検出対象となる単電池数は、同一であることが望ましい。これにより、電気経路の異常の有無を判断することが容易となる。しかし、電圧検出の対象となる単電池数がブロック（単位電池）毎に異なるようにしても、電気経路の異常時に電圧検出器によって検出される電圧パターンを予め考察しておくことで、異常の有無の判断をすることは可能である。

・上記実施形態では、複数の単電池を１個のブロックとして、その電圧を検出するようにしたが、単電池１個ずつを単位としてそれらの各々の電圧を検出してもよい。

一実施形態にかかる組電池、検出ユニット、及びマイコンの全体構成を示す図。 同実施形態にかかる検出スケジュールを示す図。 同実施形態にかかる開故障異常の判断手法を示す図。 同実施形態にかかる閉故障異常の判断手法を示す図。 同実施形態にかかる開故障異常及び閉故障異常の判断のアシスト手法を示す図。

符号の説明

１０…単位電池、１２…単電池、２１…マルチプレクサ、２２，２３…フライングキャパシタ、３０…マイコン（電圧検出装置の一実施形態）、Ｂｉ…ブロック（単位電池の一実施形態）。

Claims (5)

1. １又は複数の単電池からなる複数の単位電池の直列接続体としての組電池と、前記複数の単位電池に割り振られた複数の電圧検出器と、前記複数の単位電池の各々の両電極を前記割り振られた電圧検出器の一対の入力端子に接続する電気経路と、該電気経路の各々を導通及び遮断するマルチプレクサとを備えるシステムに適用され、前記電圧検出器を用いて前記単位電池の両電極間の電圧を検出すべく前記マルチプレクサを操作する電圧検出装置において、
   前記複数の電圧検出器の一部のみによって前記単位電池の両電極間の電圧の検出がなされるとき、残りの電圧検出器によって検出される電圧に基づき、前記電気経路の異常の有無を判断することを特徴とする電圧検出装置。
2. 前記複数の電圧検出器の各々は、フライングキャパシタと電圧検出回路とを備えて構成され、
   前記フライングキャパシタに印加される電圧の極性が反転すると想定されるときの該反転の有無に基づき前記電気経路の開故障異常の有無を判断する開故障判断手段と、
   前記電圧検出器の検出する前記単位電池のいずれかの電圧の値に基づき前記電気経路の閉故障異常の有無を判断する閉故障判断手段とを備え、
   前記開故障判断手段及び前記閉故障判断手段の少なくとも一方は、前記異常の有無の判断に際し、前記残りの電圧検出器によって検出される電圧についての情報を加味することを特徴とする請求項１記載の電圧検出装置。
3. 前記電圧検出器によって検出される前記単位電池の電圧の値及び前記極性の反転の有無によっては前記開故障異常であるか前記閉故障異常であるかを特定できないとき、前記残りの電圧検出器によって検出される電圧についての情報を用いて前記いずれの異常であるかを特定することを特徴とする請求項２記載の電圧検出装置。
4. 前記フライングキャパシタは、互いに直列接続されており、
   前記電圧検出器のうちの１つのみによって前記単位電池のいずれかの両電極間の電圧を検出するときに前記開故障判断手段による判断を行い、
   前記残りの電圧検出器によって検出される電圧に基づく異常の有無の判断を、前記電圧検出器のうち１つのみによって前記単位電池のいずれかの両電極間の電圧を検出するときに行うことを特徴とする請求項２又は３記載の電圧検出装置。
5. 前記複数の電圧検出器が２つの電圧検出器からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電圧検出装置。

Images