JP5338701B2 - 電池監視装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の電池セルが直列接続されて構成される組電池を監視する電池監視装置に関する。

従来、電池監視装置では、組電池を構成する各電池セルの電圧ばらつきを低減するために、電池セル毎に放電若しくは電荷移動させることで、各電池セルの電圧を均等化するものが知られている。そして、各電池セルの電圧を均等化する際の不用意な放電等による電力消費量を抑制するために、電池監視装置における電池セルを監視する監視手段（均等化手段）にタイマを設け、所定時間経過後に均等化動作を停止するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−１６６６１５号公報

しかしながら、上記従来の技術では、電池監視装置の監視手段に設けたタイマが故障すると、適切なタイミングで均等化動作を停止することができなくなり、各電池セルにおいて不用意な放電若しくは電荷移動が生じてしまう場合がある。つまり、従来の電池監視装置では、均等化動作時における信頼性を充分に確保できていなかった。

本発明は上記点に鑑み、組電池を構成する複数の電池セルの電圧を均等化する電池監視装置において、均等化動作時における信頼性の向上を図ることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、電池セルを複数直列接続して構成された組電池の各電池セルの電圧を均等化する電圧均等化回路と、電圧均等化回路に対して各電池セルの均等化動作の開始を指示する指示信号を出力する制御手段と、を備え、電圧均等化回路および制御手段それぞれには、各電池セルの均等化動作を開始してからの経過時間が所定の設定時間に達した際に均等化動作を停止させるタイマ部が設けられていることを特徴とする。

このように、制御手段および電圧均等化回路それぞれに均等化動作を停止するためのタイマ部を設けることで、制御手段および電圧均等化回路のいずれか一方のタイマ部が故障等の不具合が生じたとしても、他方のタイマ部にて均等化動作を停止することが可能となる。これにより、従来の電池監視装置に比べて、均等化動作時における信頼性を向上させることができる。

ここで、電圧均等化回路および制御手段の電源を共通化する場合には、当該電源に障害が生ずると、電圧均等化回路および制御手段それぞれに設けられた各タイマ部が正常に動作しなくなる場合がある。

そこで、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の電池監視装置において、電圧均等化回路と制御手段とは、異なる電源から電力供給されるように構成されていることを特徴とする。

これによれば、電圧均等化回路の電源および制御手段の電源のいずれか一方に障害が生じたとしても、障害が生じていない他方の電源から電力供給される側に設けられたタイマ部にて均等化動作を停止することができる。この結果、均等化動作時における信頼性をより効果的に向上させることができる。

ところで、各電池セルの均等化を実施するに際し、均等化動作時のタイマ部の時間精度が低いと不用意な放電等を招く虞がある。この対策として、時間精度の高いタイマ部を用いることが考えられるが、本願発明では電圧均等化回路および制御手段それぞれにタイマ部を有するので、各タイマ部を時間精度の高いタイマ部とすると、電池監視装置のコストの増大を招き兼ねない。

そこで、請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の電池監視装置において、タイマ部のうち制御手段に設けられた第１のタイマ部が、電圧均等化回路に設けられた第２のタイマ部に比べて、時間精度を高精度とすることを特徴とする。

このように、タイマ部のうち制御手段に設けられた第１のタイマ部を、電圧均等化回路に設けられた第２のタイマ部に比べて、時間精度の高いタイマ部とすることで、コスト増大を抑制しつつ、均等化動作時の不用意な放電等を抑制することが可能となる。

また、請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電池監視装置において、電圧均等化回路に設けられた第２のタイマ部には、制御手段に設けられた第１のタイマ部における設定時間以上の設定時間が設定されることを特徴とする。

このように、第２のタイマ部における均等化作動時の設定時間を、第１のタイマ部における設定時間以上の長さとすることで、第１のタイマ部を優先的に均等化動作の停止のためのタイマ部として用いる構成とすることが可能となる。例えば、通常は第１のタイマ部にて均等化動作を停止させ、第１のタイマ部に異常がある場合に第２のタイマ部にて均等化動作を停止させることが可能となる。

特に、第１のタイマ部の時間精度を第２のタイマ部よりも高くする構成とした場合において、時間精度の高い第１のタイマ部を優先して用いる場合には、より正確な時間で均等化動作を停止させることが可能となる。

また、請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電池監視装置において、制御手段に設けられた第１のタイマ部および電圧均等化回路に設けられた第２のタイマ部それぞれのカウント値を相互比較することで各タイマ部における前記カウント値のずれ量を検出すると共に、検出したカウント値のずれ量に基づいて、タイマ部の故障の有無を検知する故障検知手段を備えることを特徴とする。

これによれば、タイマ部の故障の有無を判別することができるので、電池監視装置の信頼性の向上を図ることが可能となる。

具体的には、請求項６に記載の発明のように、請求項５に記載の電池監視装置において、故障検知手段は、カウント値のずれ量が正常範囲を超える場合に、タイマ部に故障有りとするようにしてもよい。

また、請求項７に記載の発明では、請求項６に記載の電池監視装置において、電圧均等化回路は、組電池を所定数の前記電池セル毎にグループ化した単位電池に対応して複数設けられ、第２のタイマ部は、複数の電圧均等化回路に対応して複数設けられ、故障検知手段は、第１のタイマ部および複数の第２のタイマ部のカウント値を相互比較した際のカウント値のずれ量が正常範囲を超える場合において、第１のタイマ部および複数の第２のタイマ部のうちいずれのタイマ部が故障しているかを多数決にて特定することを特徴とする。

これによれば、各タイマ部の故障の有無を判別するだけでなく、各タイマ部のうち故障しているタイマ部を特定することができるので、電池監視装置の信頼性を向上させることができる。

また、請求項８に記載の発明では、請求項６に記載の電池監視装置において、タイマ部に設定された設定時間を補正する設定時間補正手段を備え、電圧均等化回路は、組電池を所定数の電池セル毎にグループ化した単位電池に対応して複数設けられ、第２のタイマ部は、複数の電圧均等化回路に対応して複数設けられ、設定時間補正手段は、故障検知手段にて第１のタイマ部および複数の第２のタイマ部のカウント値を相互比較した際のカウント値のずれ量が正常範囲内である場合において、第１のタイマ部および複数の第２のタイマ部のうちカウント値のずれ量が最も少ないタイマ部を基準として、カウント値のずれ量が最も少ないタイマ部以外の他のタイマ部の設定時間を補正することを特徴とする。

これにより、各タイマ部におけるカウント値のずれ量に基づいて、カウント値のずれ量が多いタイマ部の時間精度を向上させることができる。この結果、各タイマ部のいずれかの動作が不調の場合でも、各電池セルにおいて不用意な放電若しくは電荷移動が生ずることを充分に抑制することができる。

また、請求項９に記載の発明のように、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の電池監視装置において、電圧均等化回路を、組電池を所定数の電池セル毎にグループ化した単位電池に対応して複数設け、複数の電圧均等化回路に対応して複数の第２のタイマ部を設ける構成としてもよい。

このような構成の電池監視装置において、請求項２に記載の発明を適用すれば、複数設けられた第２のタイマ部それぞれの時間精度を高くするよりも、第１のタイマ部の時間精度を高くする方が、電池監視装置のコスト低減の面で有利となる。

また、請求項９に記載の電池監視装置において、請求項３または請求項４に記載の発明を適用すれば、制御手段に設けられた第１のタイマ部にて、複数の電圧均等化回路における均等化動作の停止を集中管理することが可能となる。

第１実施形態に係る電池監視システムの全体構成図である。 第２実施形態に係る電池監視システムの全体構成図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態について図１に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る電池監視装置を含んだ電池監視システムの全体構成図である。図１に示すように、電池監視システムは、組電池１、電池監視装置２等を備えて構成されている。

組電池１は、一定の電圧を発生させることができる電圧源であり、電池セル１０を複数直列接続して構成されている。本実施形態の組電池１は、６個の電池セル１０を直列接続して構成されている。本実施形態の組電池１は、ハイブリッド車等の電気自動車に搭載され、インバータやモータ等の負荷を駆動するための電源等に用いられる。

組電池１を構成する各電池セル１０としては、充電可能な二次電池が採用される。本実施形態では、電池セル１０としてリチウムイオン二次電池を用いる。なお、電池セル１０としては、リチウムイオン二次電池に限らず、例えば、鉛蓄電池を採用することができる。

電池監視装置２は、各電池セル１０のセル電圧のばらつきを均等化するための電圧均等化機能等を有する装置である。本実施形態の電池監視装置２は、各電池セル１０のセル電圧のばらつきを均等化するための電圧均等化回路３、電圧均等化回路３等に対して種々の指示信号を出力可能なマイクロコンピュータ４（以下、マイコンと略称する。）等を備えて構成されている。

電圧均等化回路３は、各電池セル１０それぞれのセル電圧の電圧ばらつきを検出し、他の電池セル１０よりも高電圧となる電池セル１０の正極側から流れる電流を負極側に流すことにより、各電池セル１０のセル電圧のばらつきを調整（縮小）するための回路である。

電圧均等化回路３は、放電部３０、放電調整部３１、入出力部（図示略）等を備えて構成されている。電圧均等化回路３は、組電池１（対応する電池セル１０）を電源とし、組電池１から電力供給されることで作動するものである。本実施形態の電圧均等化回路３は、１つの集積回路（監視ＩＣ）で構成されている。

電圧均等化回路３の放電部３０は、各電池セル１０に対して並列に接続された抵抗３０ａ、スイッチ３０ｂ等から構成されている。この抵抗３０ａとスイッチ３０ｂとは直列接続されている。スイッチ３０ｂがオンされることで、電池セル１０の正極側から電流が抵抗３０ａ、スイッチ３０ｂ、電池セル１０の負極側へと流れる。これにより、電池セル１０のセル電圧が降下する。すなわち、放電部３０は、放電用のバイパス回路を構成している。なお、放電部３０のスイッチ３０ｂは、後述する均等化処理の際に、マイコン４からの指示信号に基づいてオン／オフ制御される。

放電調整部３１は、電池セル１０の放電量を調整する放電調整手段を構成するもので、セル電圧検出部（図示略）、回路側タイマ部３２等を備えて構成されている。

放電調整部３１のセル電圧検出部は、各電池セル１０の両端のセル電圧それぞれを検出するセル電圧検出手段を構成するものである。セル電圧検出部での検出結果は、マイコン４に出力され、マイコン４にて放電部３０による均等化動作を行う電池セル１０を決定する。なお、セル電圧検出部は、電圧均等化回路３の放電調整部３１に設ける構成に限らず、例えば、電圧均等化回路３とは、別個独立して設ける構成としてもよい。

回路側タイマ部３２は、放電部３０の放電（均等化動作）の開始からの経過時間をカウントし、放電部３０の均等化動作開始から所定時間経過後に、放電部３０の均等化動作を停止させるものである。すなわち、回路側タイマ部３２は、放電部３０のスイッチ３０ｂをオンしてから所定時間経過後にスイッチ３０ｂをオフするものである。なお、回路側タイマ部３２が本発明の「第２のタイマ部」を構成している。

本実施形態の回路側タイマ部３２は、例えば、コンデンサと抵抗からなるＲＣ発振回路やコイルとコンデンサからなるＬＣ発振回路を利用したタイマで構成されている。そして、回路側タイマ部３２には、放電部３０における均等化動作を停止する停止タイミング（スイッチ３０ｂをオフするタイミング）を規定するタイマ時間（以下、回路側設定時間Ｔ１と称する。）が設定されている。

また、電圧均等化回路３の入出力部は、マイコン４からの指令信号の入力、およびマイコン４に対してセル電圧検出部の出力結果、放電部３０にて均等化動作が終了した旨を示す終了信号、回路側タイマ部３２のカウント値等を出力するための信号入出力手段である。

マイコン４は、ＣＰＵ（図示略）、ＲＯＭ（図示略）、ＲＡＭ（図示略）、制御側タイマ部４０等を有し、ＲＯＭ等に記憶されたプログラムに従って各種処理等を実行するものである。

本実施形態のマイコン４は、電圧均等化回路３に接続されている。そして、マイコン４は、電圧均等化回路３に対して放電部３０の均等化動作の開始および停止タイミングを指示する指示信号を出力すると共に、電圧均等化回路３からの出力信号に基づいてタイマ故障を検知する故障検知処理等の各種処理を実行するものである。このため、本実施形態のマイコン４は、本発明の制御手段および故障検知手段に相当している。

マイコン４に設けられた制御側タイマ部４０は、回路側タイマ部３２と同様に、放電部３０の放電開始の開始からの経過時間をカウントし、放電部３０の均等化動作の開始から所定時間経過後に、放電部３０の均等化動作を停止させるものである。なお、制御側タイマ部４０が本発明の「第１のタイマ部」を構成している。

具体的には、本実施形態の制御側タイマ部４０は、水晶振動子やセラミック振動子等の振動子を用いた発振回路を利用したタイマで構成されている。水晶振動子やセラミック振動子等を用いた発振回路では、ＲＣ発振回路やＬＣ発振回路等の発振回路に比べて、コスト高であるものの、出力周波数の安定性が高く出力精度が高いものとなる。このため、本実施形態の制御側タイマ部４０は、回路側タイマ部３２よりも時間精度の高い高精度なタイマ部となっている。換言すれば、本実施形態の回路側タイマ部３２は、制御側タイマ部４０よりも時間精度の低い低精度なタイマ部となっている。例えば、制御側タイマ部４０として所定時間（例えば６０分）当たりの時間精度が１％以内のタイマを採用し、回路側タイマ部３２として所定時間（例えば６０分）当りの時間精度が２０％以内のタイマを採用することができる。

制御側タイマ部４０には、回路側タイマ部３２と同様に、放電部３０における放電動作を停止する停止タイミングを規定するタイマ時間（以下、制御側設定時間Ｔ２と称する。）が設定されている。

ここで、本実施形態では、回路側設定時間Ｔ１が、制御側設定時間Ｔ２より長い時間に設定されている（Ｔ１＞Ｔ２）。このため、回路側タイマ部３２にて放電部３０の放電動作を停止する停止タイミングは、回路側タイマ部３２にて放電部３０の放電動作を停止する停止タイミングよりも遅くなる。つまり、電圧均等化回路３の放電部３０にて放電動作を停止する際には、制御側タイマ部４０が回路側タイマ部３２よりも優先され、時間精度が高精度な制御側タイマ部４０にて放電部３０が停止可能に構成されている。

また、マイコン４は、各電池セル１０以外の補機電池５を電源とし、当該補機電池５から電力供給されることで作動する。すなわち、本実施形態では、マイコン４と電圧均等化回路３とが、異なる電源から電力供給されるように構成されている。

次に、上述した構成を備える電池監視装置２における各電池１０セルの均等化動作を実行する均等化処理について説明する。均等化処理は、マイコン４から均等化動作の開始を指示する指示信号が電圧均等化回路３に出力されることで開始される。

電圧均等化回路３は、マイコン４から均等化動作の開始を指示する指示信号が入力されると、放電調整部３１（セル電圧検出部）にて組電池１を構成する各電池セル１０のセル電圧を検出して各電池セル１０間のセル電圧のばらつきを検出する。そして、検出したセル電圧のばらつきの結果をマイコン４に出力する。

マイコン４では、セル電圧のばらつきの大きさに基づいて、各電池セル１０のうち放電が必要な高電圧となる電池セル１０を決定すると共に、当該電池セル１０にセル電圧の均等化動作を行う時間（回路側設定時間Ｔ１および制御側設定時間Ｔ２）を決定する。この際、マイコン４では、回路側設定時間Ｔ１が制御側設定時間Ｔ２よりも長くなるように決定する。

各タイマ部３２、４０の設定時間の決定後、マイコン４は、制御側タイマ部４０に制御側設定時間Ｔ２を設定すると共に、電圧均等化回路３に対して均等化動作を行う旨を指示する指示信号を出力する。なお、マイコン４から電圧均等化回路３に出力する指示信号には、放電部３０のスイッチ３０ｂのオンを指示する内容や回路側タイマ部３２に回路側設定時間Ｔ１の設定を指示する内容が含まれている。

これにより、放電部３０にて各電池セル１０のうち高電圧となる電池セル１０に対応する放電部３０のスイッチ３０ｂをオンして、当該電池セル１０の放電を開始する。これに伴い、回路側タイマ部３２および制御側タイマ部４０では、電圧均等化回路３における均等化動作の開始からの経過時間をカウントする。

上述のように、回路側タイマ部３２の回路側設定時間Ｔ１は、制御側タイマ部４０の制御側設定時間Ｔ２よりも長い時間が設定されているので、回路側タイマ部３２に優先して時間精度の高い制御側タイマ部４０にて均等化動作を停止させることとなる。このため、例えば、回路側タイマ部３２が正常に機能しない状態であっても、制御側タイマ部４０にて電圧均等化回路３の均等化動作が停止することとなる。

より具体的には、電圧均等化回路３での均等化動作の開始からの経過時間が制御側タイマ部４０に設定された制御側設定時間Ｔ２に達すると、マイコン４が電圧均等化回路３に均等化動作の停止を指示する指示信号を出力し、電圧均等化回路３の均等化動作を停止させる。すなわち、制御側タイマ部４０のカウント値が制御側設定時間Ｔ２に相当するカウント値に達すると、放電部３０のスイッチ３０ｂがオフされる。

ここで、電圧均等化回路３の均等化動作を停止する場合に、マイコン４が正常に機能しない状態（マイコン４側の制御側タイマ部４０の故障等）やマイコン４に電力を供給する補機電池５に電力供給不足等の障害が生ずる場合がある。

この場合、電圧均等化回路３における均等化動作の開始からの経過時間が回路側タイマ部３２に設定された回路側設定時間Ｔ１に達すると、回路側タイマ部３２にて電圧均等化回路３の均等化動作を停止する。つまり、適切なタイミング（均等化動作の開始からの経過時間が制御側設定時間Ｔ２に達するタイミング）にマイコン４から電圧均等化回路３に均等化動作の停止を指示する指示信号が出力されない場合、回路側タイマ部３２にて均等化動作を停止することとなる。

そして、マイコン４は、上記のような均等化処理が必要な電池セル１０毎に順番に行い、各電池セル１０のセル電圧のばらつきを均等化させる。

次に、マイコン４にて行う故障検知処理について説明する。故障検知処理は、電圧均等化回路３にて均等化動作を行っている際に、タイマ故障を検知する処理である。

具体的な故障検知処理について一例を挙げて説明すると、先ず、電圧均等化回路３にて均等化動作を行っている際に、各タイマ部３２、４０にて均等化動作の開始時にカウントしたカウント値それぞれを検出する。マイコン４は、検出した各カウント値を相互比較することで、各タイマ部３２、４０におけるカウント値のずれ量を検出する。

そして、マイコン４は、検出したカウント値のずれ量が正常範囲を超えているか否かを判定する。当該判定の結果、カウント値のずれ量が基準量を超えていると判定された場合に電池監視装置２のタイマ部（各タイマ部３２、４０のいずれか）が故障している（故障有り）と判断する。

ここで、上述した「正常範囲」は、各タイマ部３２、４０の時間精度に基づいて定められる。例えば、制御側タイマ部４０の所定時間当たりの時間精度が１％以内、回路側タイマ部３２の所定時間当たりの時間精度が２０％以内である場合には、各時間精度を合算した時間精度（２１％）の範囲内を正常範囲として設定すればよい。

以上説明した本実施形態の構成によれば、電圧均等化回路３およびマイコン４それぞれに均等化動作を停止するためのタイマ部（回路側タイマ部３２および制御側タイマ部４０）を設ける構成、すなわち、均等化動作を停止するための手段を冗長化させている。このため、電圧均等化回路３およびマイコン４のいずれか一方のタイマ部に故障等の不具合が生じたとしても、他方のタイマ部にて均等化動作を停止することが可能となる。

従って、従来の電池監視装置の如く、電圧均等化回路３にだけ均等化動作を停止させる手段を設けた構成に比べて、均等化動作時における信頼性を向上させることができる。

また、本実施形態では、回路側タイマ部３２が設けられた電圧均等化回路３と制御側タイマ部４０とが、それぞれ異なる電源から電力供給される構成、すなわち、均等化動作を停止するための手段の電源を冗長化させている。

このため、電圧均等化回路３の電源（各電池セル１０）およびマイコン４の電源（補機電池５）のいずれか一方に障害が生じたとしても、障害が生じていない他方の電源から電力供給される側に設けられたタイマ部にて均等化動作を停止することができる。この結果、均等化動作時における信頼性をより効果的に向上させることができる。

さらに、本実施形態では、マイコン４に設けられた制御側タイマ部４０を、電圧均等化回路３に設けられた回路側タイマ部３２に比べて、時間精度が高精度となる振動子を用いたタイマ部としている。これにより、時間精度の高い高精度なタイマ部の増大を抑制することができ、適切な均等化動作の時間管理が可能となるので、コスト増大を抑制しつつ、均等化動作時の不用意な放電等を抑制することが可能となる。

さらにまた、回路側タイマ部３２における均等化作動時の回路側設定時間Ｔ１を、制御側タイマ部４０における制御側設定時間Ｔ２よりも長くすることで、均等化動作の停止を制御側タイマ部４０にて優先的に行う構成とすることが可能となる。すなわち、通常は制御側タイマ部４０にて均等化動作を停止させ、制御側タイマ部４０に異常がある場合に回路側タイマ部３２にて均等化動作を停止させることができる。

特に、本実施形態の如く、制御側タイマ部４０の時間精度を回路側タイマ部３２よりも高くする構成とした場合に、時間精度の高い制御側タイマ部４０を優先して用いることとなるので、より正確に均等化動作を停止させることが可能となる。

また、本実施形態では、マイコン４にて故障検知処理を行うので、タイマ部（回路側タイマ部３２および制御側タイマ部４０）の故障の有無を検知することができ、電池監視装置２の信頼性の向上を図ることが可能となる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図２に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る電池監視装置２を含んだ電池監視システムの全体構成図である。なお、本実施形態の電圧均等化回路３における放電部３０は、第１実施形態の図１に示す構成と同様であるため、図２では詳細な構成を省略している。

図２に示すように、本実施形態の組電池１は、互いに隣接する所定数（本実施形態では６個）の電池セル１０毎にグループ化したＮ個（本実施形態では３個）の単位電池Ｖ１〜Ｖ３を直列接続した直列接続体で構成されている。

本実施形態の電池監視装置２は、単位電池Ｖ１〜Ｖ３に対応して第１〜第３電圧均等化回路３ａ〜３ｃが設けられ、各電圧均等化回路３ａ〜３ｃに対応して第１〜第３回路側タイマ部３２ａ〜３２ｃが設けられている。第１〜第３回路側タイマ部３２ａ〜３２ｃそれぞれには、均等化動作を停止する停止タイミングを規定するタイマ時間として第１〜第３回路側設定時間Ｔ１が設定されている。なお、各電圧均等化回路３ａ〜３ｃおよび各回路側タイマ部３２ａ〜３２ｃそれぞれは、第１実施形態で説明した電圧均等化回路３および回路側タイマ部３２と同等の構成であるため、その説明を省略する。

本実施形態のマイコン４は、第１〜第３電圧均等化回路３ａ〜３ｃそれぞれに接続され、第１〜第３電圧均等化回路３ａ〜３ｃそれぞれに対する指示信号の出力や故障検知処理等の各種処理を実行する。

さらに、本実施形態のマイコン４は、第１〜第３回路側タイマ部３２ａ〜３２ｃ、および制御側タイマ部４０それぞれのカウント値のずれ量に基づいて各タイマ部３２ａ〜３２ｃに設定された設定時間を補正する設定時間補正処理を実行可能に構成されている。このため、本実施形態のマイコン４は、本発明の設定時間補正手段に相当している。

次に、本実施形態の故障検知処理について説明する。本実施形態のマイコン４では、各電圧均等化回路３ａ〜３ｃの故障検知処理を行う。まず、各電圧均等化回路３にて均等化動作を行っている際に、第１〜第３回路側タイマ部３２ａ〜３２ｃ、および制御側タイマ部４０にて均等化動作の開始時にカウントしたカウント値それぞれを検出する。

そして、検出した各カウント値を総当りで相互比較することで、各タイマ部３２ａ〜３２ｃ、４０それぞれにおけるカウント値のずれ量を検出し、検出したカウント値のずれ量が正常範囲を超えているか否かを判定する。当該判定の結果、カウント値のずれ量が正常範囲を超えていると判定された場合には、電池監視装置２のタイマ部３２ａ〜３２ｃ、４０が故障していると判断する。

さらに、本実施形態の故障検知処理では、カウント値のずれ量が正常範囲を超えていると判定された場合（「故障有り」と判断された場合）に、各タイマ部３２ａ〜３２ｃ、４０のうちいずれのタイマ部が故障しているかを多数決（多数決処理）にて特定する。

本実施形態の故障しているタイマ部の特定方法の一例を説明すると、先ず、各タイマ部３２ａ〜３２ｃ、４０毎に各タイマ部３２ａ〜３２ｃ、４０を相互比較して検出したカウント値のずれ量が正常範囲を超えた回数（異常回数）をカウントする。この正常範囲は、複数個のカウント値をその分布によりグループ分けし、多く存在するグループを正常範囲とする多数決処理を行う。そして、各タイマ部における異常回数を相互比較し、当該異常回数が他のタイマ部における異常回数を上回ったタイマ部を故障しているタイマ部として特定する。

次に、設定時間補正処理について説明する。設定時間補正処理は、故障検知処理にて各タイマ部３２ａ〜３２ｃ、４０のカウント値を相互比較した際のカウント値のずれ量が正常範囲内である場合に実行される処理である。

例えば、各タイマ部３２ａ〜３２ｃ、４０のうちカウント値のずれ量が最も少ないタイマ部を特定し、特定したタイマ部を基準タイマ部に設定する。そして、基準タイマ部と基準タイマ部以外の他のタイマ部とのカウント値とのずれ量に相当する補正時間をそれぞれ算出し、当該他のタイマ部の設定時間に補正時間を加減算して設定時間を補正する。

本実施形態の構成によれば、各タイマ部３２ａ〜３２ｃ、４０の故障の有無を判別するだけでなく、各タイマ部３２ａ〜３２ｃ、４０のうち故障しているタイマ部を特定することができるので、電池監視装置２の信頼性を向上させることができる。

また、各タイマ部３２ａ〜３２ｃ、４０における時間精度のずれを補正するので、時間精度の低いタイマ部の時間精度を向上させることができる。この結果、各電池セル１０において不用意な放電若しくは電荷移動が生ずることを充分に抑制することができる。

なお、本実施形態の電池監視装置２には、第１〜第３回路側タイマ部３２ａ〜３２ｃ、および制御側タイマ部４０といった４つのタイマ部を備える構成としている。このため、複数設けられた回路側タイマ部３２ａ〜３２ｃそれぞれの時間精度を高くするよりも、１つしか設けられていない制御側タイマ部４０の時間精度を高くする方が、電池監視装置２のコスト低減の面で有利となる。

また、マイコン４に設けられた制御側タイマ部４０にて、複数の電圧均等化回路３における均等化動作の停止を集中管理することが可能となる。

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、各請求項の記載文言に限定されず、当業者がそれらから容易に置き換えられる範囲にも及び、かつ、当業者が通常有する知識に基づく改良を適宜付加することができる。例えば、以下のように種々変形可能である。

（１）上述の各実施形態では、電池監視装置２を電圧均等化回路３およびマイコン４を備える構成としているが、電池監視装置２の構成はこれに限定されない。例えば、電圧均等化回路３、マイコン４に加えて、各電池セル１０の過充電や過放電を監視する過充放電監視回路等を備える構成としてもよい。

（２）上述の各実施形態では、電圧均等化回路３および制御手段であるマイコン４それぞれにタイマ部（回路側タイマ部３２、制御側タイマ部４０）を設ける構成を例示したが、これに限定されない。例えば、回路側タイマ部（第２のタイマ部）３２および制御側タイマ部（第１のタイマ部）４０に加えて第３のタイマ部等を設ける構成としてもよい。なお、第３のタイマ部を設ける場合には、他のタイマ部と異なる電源を用いることが望ましい。

（３）上述の各実施形態では、回路側タイマ部３２の回路側設定時間Ｔ１を制御側タイマ部４０の制御側設定時間Ｔ２よりも設定時間が長くなるように設定しているが、例えば、回路側設定時間Ｔ１の設定時間を制御側設定時間Ｔ２の設定時間と同じ（Ｔ１＝Ｔ２）若しくは設定時間以上（Ｔ１≧Ｔ２）に設定してもよい。これによっても、電圧均等化回路３の均等化動作を停止する構成を冗長な構成とすることができるので、一方のタイマ部に障害が生じたとしても均等化動作を停止することが可能となる。

（４）上述の各実施形態では、電圧均等化回路３の構成として放電部３０と放電調整部３１を備える構成を例示したが、これに限定されるものではなく、各電池セル１０を均等化する構成であれば他の構成を用いてもよい。

１ 組電池
１０ 電池セル
２ 電池監視装置
３ 電圧均等化回路
３２ 回路側タイマ部（第２のタイマ部）
３２ａ 第１回路側タイマ部（第２のタイマ部）
３２ｂ 第２回路側タイマ部（第２のタイマ部）
３２ｃ 第３回路側タイマ部（第２のタイマ部）
４ マイコン（制御手段、故障検知手段、設定時間補正手段）
４０ 制御側タイマ部（第１のタイマ部）

Claims (9)

1. 電池セルを複数直列接続して構成された組電池の各電池セルの電圧を均等化する電圧均等化回路と、
   前記電圧均等化回路に対して前記各電池セルの均等化動作の開始を指示する指示信号を出力する制御手段と、を備え、
   前記電圧均等化回路および前記制御手段それぞれには、前記各電池セルの均等化動作を開始してからの経過時間が所定の設定時間に達した際に前記均等化動作を停止させるタイマ部が設けられていることを特徴とする電池監視装置。
2. 前記電圧均等化回路と前記制御手段とは、異なる電源から電力供給されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電池監視装置。
3. 前記タイマ部のうち前記制御手段に設けられた第１のタイマ部が、前記電圧均等化回路に設けられた第２のタイマ部に比べて、時間精度を高精度とすることを特徴とする請求項１または２に記載の電池監視装置。
4. 前記電圧均等化回路に設けられた第２のタイマ部には、前記制御手段に設けられた第１のタイマ部における前記設定時間以上の設定時間が設定されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電池監視装置。
5. 前記制御手段に設けられた第１のタイマ部および前記電圧均等化回路に設けられた第２のタイマ部それぞれのカウント値を相互比較することで各タイマ部における前記カウント値のずれ量を検出すると共に、検出した前記カウント値のずれ量に基づいて、前記タイマ部の故障の有無を検知する故障検知手段を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電池監視装置。
6. 前記故障検知手段は、前記カウント値のずれ量が正常範囲を超える場合に、前記タイマ部に故障有りとすることを特徴とする請求項５に記載の電池監視装置。
7. 前記電圧均等化回路は、前記組電池を所定数の前記電池セル毎にグループ化した単位電池に対応して複数設けられ、
   前記第２のタイマ部は、前記複数の電圧均等化回路に対応して複数設けられ、
   前記故障検知手段は、前記第１のタイマ部および前記複数の第２のタイマ部のカウント値を相互比較した際の前記カウント値のずれ量が正常範囲を超える場合において、前記第１のタイマ部および前記複数の第２のタイマ部のうちいずれのタイマ部が故障しているかを多数決にて特定することを特徴とする請求項６に記載の電池監視装置。
8. 前記タイマ部に設定された設定時間を補正する設定時間補正手段を備え、
   前記電圧均等化回路は、前記組電池を所定数の前記電池セル毎にグループ化した単位電池に対応して複数設けられ、
   前記第２のタイマ部は、前記複数の電圧均等化回路に対応して複数設けられ、
   前記設定時間補正手段は、前記故障検知手段にて前記第１のタイマ部および前記複数の第２のタイマ部のカウント値を相互比較した際の前記カウント値のずれ量が正常範囲内である場合において、前記第１のタイマ部および前記複数の第２のタイマ部のうち前記カウント値のずれ量が最も少ないタイマ部を基準として、前記カウント値のずれ量が最も少ないタイマ部以外の他のタイマ部の設定時間を補正することを特徴とする請求項６に記載の電池監視装置。
9. 前記電圧均等化回路は、前記組電池を所定数の前記電池セル毎にグループ化した単位電池に対応して複数設けられ、
   前記複数の電圧均等化回路に対応して複数の第２のタイマ部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の電池監視装置。

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