JP5949614B2 - 電池監視装置 - Google Patents

Description

本発明は、キャパシタを用いて電池の電圧を監視するフライングキャパシタ方式の電池監視装置に関する。

従来、キャパシタに対して電池の電圧を印加した後、キャパシタに印加された電圧を電池の電圧として検出する方式（フライングキャパシタ方式）により、電池の電圧を監視する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１には、キャパシタの両端と電池の両端子との接続をオンオフするために設けられた複数の入力側スイッチの閉故障を検知する技術が開示されている。具体的には、特許文献１では、入力側スイッチに閉故障が生ずると、各入力側スイッチのうち１つをオンした際にキャパシタに電池の電圧が印加されることに着眼し、各入力側スイッチのうち１つをオンした際のキャパシタの電圧に基づいて、各入力側スイッチの閉故障を検知するようにしている。

特許第３６２７９２２号

ところで、特許文献１には、入力側スイッチ（特許文献１のサンプリングスイッチＳ１〜Ｓ９に対応）の閉故障を検知することについて記載されているだけで、キャパシタの両端と電圧検出回路の各電圧検出端子との接続をオンオフする出力側スイッチ（特許文献１のサンプリングスイッチＳ１０〜Ｓ１２に対応）の閉故障について何ら言及されていない。

出力側スイッチに閉故障が生ずると、入力側スイッチをオンした際に、電池監視装置と電池セルとが意図せず電気的に接続されてしまい、絶縁性の低下やノイズ侵入等が生ずる虞がある。

ここで、各入力側スイッチの閉故障の検知と同様に、各出力側スイッチのうち、１つをオンした際の電圧検出回路の検出電圧に基づいて、出力側スイッチの閉故障を検知することが考えられる。

しかし、各出力側スイッチの１つをオンする動作は、通常の電圧検出時の動作にはない動作であり、出力側スイッチの閉故障の検知を迅速に実施することができないといった課題がある。

本発明は上記点に鑑みて、短時間で出力側スイッチの閉故障を検知可能な電池監視装置を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた。この結果、出力側スイッチに閉故障が生ずると、出力側スイッチをオフした状態で入力側スイッチにて電池セルの電圧をキャパシタの両端子に印加した際の電圧検出回路の検出電圧が正常時に取り得る電圧範囲から外れるとの知見を得た。

この点について説明すると、出力側スイッチに閉故障が生ずると、入力側スイッチにて電池セルの電圧をキャパシタの両端子に印加する際に、閉故障した出力側スイッチを介して電圧検出回路の各電圧検出端子の一方と電池セルの電極端子とが導通し、一対の電圧検出端子間に電位差が生ずるためである。

このような知見に基づいて、本発明者らは、前述の課題を解決可能な電池監視装置を案出した。すなわち、請求項１に記載の発明では、少なくとも１つのキャパシタ（Ｃ１、Ｃ２）を有するキャパシタ回路（４０）と、電圧検出対象となる電池セル（１０）の電極端子に接続される複数の入力側スイッチ（ＳＨ）を有し、電池セルの電圧をキャパシタの両端子に印加する入力側スイッチ群（３０）と、キャパシタの両端子に対応する一対の電圧検出端子を有し、一対の電圧検出端子間の電位差を検出する電圧検出回路（６０）と、キャパシタの端子に接続される複数の出力側スイッチ（ＳＬ）を有し、キャパシタの端子間電圧を一対の電圧検出端子に印加する出力側スイッチ群（５０）と、複数の入力側スイッチ、および複数の出力側スイッチそれぞれを制御するスイッチ制御手段（８０、７０ｂ）と、スイッチ制御手段が複数の出力側スイッチそれぞれをオフした状態で複数の入力側スイッチにより電池セルの電圧をキャパシタの両端子に印加した際の電圧検出回路の検出電圧に基づいて、出力側スイッチに閉故障が生じているか否かを判定する閉故障判定手段（７０ｃ）と、を備えることを特徴としている。

これによれば、各出力側スイッチをオフした状態で、入力側スイッチにて電池セルの電圧をキャパシタに印加するといった通常の電圧検出時と同様の動作により、出力側スイッチの閉故障を検知することができる。

従って、本発明の電池監視装置では、短時間で出力側スイッチの閉故障の検知することが可能となる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態に係る電池監視装置の模式的な全体構成図である。 第１実施形態に係る制御装置が実行する制御処理の流れを示すフローチャートである。 第２実施形態に係る電池監視装置の模式的な全体構成図である。 第２実施形態に係る制御装置が実行する制御処理の流れを示すフローチャートである。

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、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
第１実施形態について説明すると、本実施形態では、ハイブリッド自動車や電気自動車に搭載される組電池１に、本発明の電池監視装置２を適用している。

組電池１は、図示しない走行用電動モータを主として、車載された各種電気負荷に給電する電源である。本実施形態の組電池１は、図１の全体構成図に示すように、リチウムイオン電池等の二次電池からなる電池セル１０を複数直列に接続した直列接続体として構成されている。なお、便宜上、図１では、組電池１を８つの電池セルＶＢ１〜ＶＢ８で構成した例を図示しているが、組電池１を構成する電池セル１０の数は８つに限定されない。

電池監視装置２は、組電池１の電圧を監視する装置であり、組電池１を構成する各電池セルＶＢ１〜ＶＢ８の両端子に対して複数の接続ラインを介して接続されている。

本実施形態の電池監視装置２は、電流制限抵抗群２０、入力側スイッチ群３０、キャパシタ回路４０、出力側スイッチ群５０、電圧検出回路６０、制御装置７０、スイッチ駆動回路８０等で構成されている。

電流制限抵抗群２０は、組電池１側と電池監視装置２側との間を流れる電流を制限するもので、各電池セル１０の両端子に接続された接続ラインに設けられた電流制限抵抗Ｒ１〜Ｒ９で構成されている。

入力側スイッチ群３０は、各電池セル１０の両端子に接続された複数の入力側スイッチＳＨ１〜ＳＨ９を有し、各電池セル１０のうち、電圧検出対象となる電池セル１０の電圧をキャパシタ回路４０のキャパシタＣ１へ印加する回路である。

本実施形態では、各電池セル１０の電極端子を高電位側から順に数えた際に、奇数番目となる電極端子に接続された入力側スイッチＳＨ１、ＳＨ３、ＳＨ５、ＳＨ７、ＳＨ９がキャパシタＣ１の一端Ａ１に接続されている。また、各電池セル１０の電極端子を高電位側から順に数えた際に、偶数番目となる電極端子に接続された入力側スイッチＳＨ２、ＳＨ４、ＳＨ６、ＳＨ８がキャパシタＣ１の他端Ａ２に接続されている。

また、本実施形態では、隣接する電池セル１０のうち、高電位側の電池セル１０の負極端子に接続する入力側スイッチと、低電位側の電池セル１０の正極端子に接続される入力側スイッチとを共用する構成としている。このため、入力側スイッチ群３０により隣接する電池セル１０の電圧をキャパシタＣ１へ順次印加すると、キャパシタＣ１の電圧の極性が反転することとなる。なお、各入力側スイッチＳＨ１〜ＳＨ９は、半導体スイッチであり、後述するスイッチ駆動回路８０によりオンオフが切替制御される。

キャパシタ回路４０は、単一のキャパシタＣ１で構成され、キャパシタＣ１の一端Ａ１が入力側スイッチＳＨ１、ＳＨ３、ＳＨ５、ＳＨ７、ＳＨ９に接続され、他端Ａ２が入力側スイッチＳＨ２、ＳＨ４、ＳＨ６、ＳＨ８に接続されている。

出力側スイッチ群５０は、キャパシタＣ１の端子に接続される第１、第２出力側スイッチＳＬ１、ＳＬ２を有し、キャパシタＣ１の端子間電圧を電圧検出回路６０の一対の電圧検出端子６０ａ、６０ｂに印加する回路である。

本実施形態では、キャパシタＣ１の一端Ａ１に接続された第１出力側スイッチＳＬ１が、電圧検出回路６０の一方の電圧検出端子６０ａに接続され、他端Ａ２に接続された第２出力側スイッチＳＬ２が、電圧検出回路６０の他方の電圧検出端子６０ｂに接続されている。なお、各出力側スイッチＳＬ１、ＳＬ２は、半導体スイッチであり、後述するスイッチ駆動回路８０によりオンオフが切替制御される。

電圧検出回路６０は、キャパシタＣ１の両端子Ａ１、Ａ２に対応する一対の電圧検出端子間の電位差を検出する回路である。本実施形態の電圧検出回路６０は、一対の電圧検出端子６０ａ、６０ｂ、差動増幅回路（図示略）、およびＡＤ変換器（図示略）で構成されている。なお、差動増幅回路は、電圧検出回路６０の一対の電圧検出端子６０ａ、６０ｂの電位差を増幅して出力する回路である。また、ＡＤ変換器（ＡＤＣ）は、差動増幅回路から出力された出力電圧（アナログ信号）をデジタル信号に変換して、制御装置７０に出力する回路である。

制御装置７０は、ＣＰＵ、記憶手段を構成するメモリ７０ａ等からなるマイクロコンピュータであって、メモリ７０ａに記憶されたプログラムに従って各種処理を実行する制御手段である。

本実施形態の制御装置７０の出力側には、入力側スイッチ群３０、および出力側スイッチ群５０のオンオフを切り替えるスイッチ駆動回路８０が接続されている。そして、制御装置７０は、スイッチ駆動回路８０に対して、各スイッチ群３０、５０のオンオフの切り替えを指示する切替信号を出力することで、各スイッチ群３０、５０の作動を制御するように構成されている。なお、本実施形態では、スイッチ駆動回路８０、および制御装置７０におけるスイッチ駆動回路８０へ各スイッチ群３０、５０の切替信号を出力する構成７０ｂがスイッチ制御手段を構成している。

本実施形態の制御装置７０の入力側には、電圧検出回路６０が接続されている。制御装置７０は、各スイッチ群３０、４０の作動を制御して、電圧検出回路６０を介して各電池セルＶＢ１〜ＶＢ８の電圧を測定する電圧測定処理を実行するように構成されている。

ここで、制御装置７０の電圧測定処理について簡単に説明すると、まず、制御装置７０は、各電池セルＶＢ１〜ＶＢ８のうち、電圧検出対象となる電池セル１０に対応する入力側スイッチＳＨ１〜ＳＨ９をオンする。これにより、電圧検出対象となる電池セル１０のセル電圧がキャパシタＣ１に印加される。

続いて、制御装置７０は、入力側スイッチＳＨ１〜ＳＨ９をオフし、各出力側スイッチＳＬ１、ＳＬ２をオンする。これにより、電池セル１０のセル電圧に相当するキャパシタＣ１の端子間電圧が電圧検出回路６０の各電圧検出端子６０ａ、６０ａに印加される。

そして、電圧検出回路６０の各電圧検出端子６０ａ、６０ｂに印加された電圧は、差動増幅回路にて増幅され、ＡＤ変換器にてデジタル信号に変換されて制御装置７０へ出力される。このように、制御装置７０は、各スイッチ群３０、４０の作動を制御して、電圧検出回路６０を介して各電池セルＶＢ１〜ＶＢ８の電圧を測定する。

ところで、電池監視装置２は、出力側スイッチＳＬ１、ＳＬ２が閉故障（オン故障）すると、入力側スイッチＳＨ１〜ＳＨ９をオンした際に、組電池１と電池監視装置２の電源が導通して漏電状態となってしまう。

そこで、本実施形態の制御装置７０は、出力側スイッチＳＬ１、ＳＬ２に閉故障が生じているか否かを判定する閉故障判定処理を実行するように構成されている。なお、本実施形態では、制御装置７０における閉故障判定処理を実行する構成が閉故障判定手段７０ｃを構成している。

以下、本実施形態における出力側スイッチＳＬ１、ＳＬ２の閉故障判定処理の概要について説明する。各出力側スイッチＳＬ１、ＳＬ２が正常に作動する正常時には、各出力側スイッチＳＬ１、ＳＬ２をオフした状態で、入力側スイッチＳＨ１〜ＳＨ９により電池セル１０の電圧をキャパシタＣ１に印加すると、各電圧検出端子６０ａ、６０ｂ間の電位差は、ゼロに近い値となる。

一方、各出力側スイッチＳＬ１、ＳＬ２の一方が閉故障している場合、制御装置７０が各出力側スイッチＳＬ１、ＳＬ２をオフした状態で、入力側スイッチＳＨ１〜ＳＨ９により電池セル１０の電圧をキャパシタＣ１に印加すると、各電圧検出端子６０ａ、６０ｂ間の電位差が、正常時に取り得る正常電圧範囲外となる。つまり、各出力側スイッチＳＬ１、ＳＬ２の一方が閉故障している場合、制御装置７０が取得する検出電圧の絶対値（＝｜検出電圧｜）が正常時に比べて高い値となる。

このため、本実施形態の閉故障判定処理では、入力側スイッチＳＨ１〜ＳＨ９により電池セル１０の電圧をキャパシタＣ１に印加した際の電圧検出回路６０の検出電圧が、正常電圧範囲外となる場合に、出力側スイッチＳＬが閉故障していると判断するようにしている。ここで、正常電圧範囲は、各出力側スイッチＳＬが閉故障していない正常時に取り得る電圧範囲（例えば、セル電圧０〜０．５Ｖに相当する電圧）に設定されている。なお、正常電圧範囲は、電圧検出回路６０の検出誤差やノイズの影響を加味した値に設定することが望ましい。

次に、本実施形態の制御装置７０が実行する閉故障判定処理の一例を、図２に示すフローチャートを用いて具体的に説明する。図２に示す制御ルーチンは、制御装置７０の電圧測定処理と並行して実行される。なお、本例では、入力側スイッチＳＨ１、ＳＨ２の作動を制御して電池セルＶＢ１の電圧を測定する際に、出力側スイッチＳＬに閉故障が生じているか否かを判定する例を説明する。

図２に示すように、まず、各出力側スイッチＳＬ１、ＳＬ２をオフした状態で、入力側スイッチ群３０における入力側スイッチＳＨ１、ＳＨ２だけをオンする（Ｓ１００）。これにより、電圧検出対象となる電池セルＶＢ１のセル電圧がキャパシタＣ１に印加される。

そして、キャパシタＣ１への電池セル１０のセル電圧の充電が完了するまで待機し（Ｓ１１０）、キャパシタＣ１への充電が完了すると、電圧検出回路６０の検出電圧を取得する（Ｓ１２０）。

続いて、電圧検出回路６０から取得した検出電圧の絶対値が、予め設定された正常電圧範囲より大きいか否かを判定する（Ｓ１３０）。換言すれば、ステップＳ１３０の判定処理では、電圧検出回路６０から取得した検出電圧が正常電圧範囲内であるか否かを判定する。

ステップＳ１３０の判定処理にて、検出電圧の絶対値が正常電圧範囲よりも大きいと判定された場合、出力側スイッチＳＬに閉故障が生じていると考えられるので、閉故障フラグを閉故障に設定する（Ｓ１４０）。なお、閉故障フラグは、上位に位置する車両制御装置が参照するフラグである。

ここで、閉故障フラグを閉故障に設定した後は、閉故障した出力側スイッチＳＬ１、ＳＬ２を介してノイズ等が侵入しないように、各入力側スイッチＳＨ１〜ＳＨ９をオフに維持することが望ましい。これによれば、入力側スイッチＳＨ１〜ＳＨ９をオンした際に、電池監視装置２と電池セル１０とが意図せず電気的に接続されてしまうことを抑制でき、出力側スイッチＳＬ１、ＳＬ２の閉故障に伴う絶縁性の低下やノイズ侵入等を回避可能となる。

一方、ステップＳ１３０の判定処理にて、検出電圧の絶対値が正常電圧範囲内と判定された場合、出力側スイッチＳＬに閉故障が生じていないと考えられるので、閉故障フラグを正常に設定する（Ｓ１５０）。

なお、本例では、入力側スイッチＳＨ１、ＳＨ２をオンして電池セルＶＢ１のセル電圧を測定する際に、閉故障判定処理を実行する例を説明したが、勿論、電池セルＶＢ１以外の電池セルＶＢ２〜ＶＢ８の電圧を測定する際に閉故障判定処理を実行してもよい。

以上説明した本実施形態の電池監視装置２は、入力側スイッチＳＨ１〜ＳＨ９により電池セル１０の電圧をキャパシタＣ１に印加した際の電圧検出回路６０の検出電圧が、正常電圧範囲外となる場合に、出力側スイッチＳＬが閉故障していると判断する構成としている。

これによれば、各出力側スイッチＳＬ１、ＳＬ２をオフした状態で、入力側スイッチＳＨ１〜ＳＨ９にて電池セル１０の電圧をキャパシタに印加するといった通常の電圧検出時と同様の動作により、出力側スイッチＳＬ１、ＳＬ２の閉故障を検知することができる。

従って、本実施形態の電池監視装置２では、短時間で出力側スイッチＳＬ１、ＳＬ２の閉故障の検知することが可能となる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。なお、本実施形態では、第１実施形態と同様または均等な部分についての説明を省略、または簡略化して説明する。

まず、本実施形態の電池監視装置２の構成について、図３の全体構成図を用いて説明する。なお、便宜上、図３では、組電池１を８つの電池セルＶＢ１〜ＶＢ８で構成した例を図示しているが、組電池１を構成する電池セル１０の数は８つに限定されない。

図３に示すように、本実施形態の電池監視装置２は、キャパシタ回路４０を２つのキャパシタ同士を直列に接続した直列接続体とし、隣接する電池セル１０のセル電圧を同時に測定可能なダブルフライングキャパシタ方式の回路で構成されている。

本実施形態の入力側スイッチ群３０は、各電池セル１０の両端子に接続された複数の入力側スイッチＳＨ１〜ＳＨ９を有している。本実施形態では、各電池セル１０の電極端子を高電位側から順位数えた際に、［４ｍ−３］番目（ｍ：正の整数）となる入力側スイッチＳＨ１、ＳＨ５、ＳＨ９が各キャパシタＣ１、Ｃ２の一端Ａ１に接続されている。また、［４ｍ−１］番目となる入力側スイッチＳＨ３、ＳＨ７が各キャパシタＣ１、Ｃ２の他端Ａ２に接続されている。また、［２ｍ］番目となる電極端子に接続された入力側スイッチＳＨ２、ＳＨ４、ＳＨ６、ＳＨ８が各キャパシタＣ１、Ｃ２の接続部Ａ３に接続されている。

これにより、制御装置７０が、隣接する電池セル１０の両端子に対応する入力側スイッチをオンすることで、隣接する電池セル１０のセル電圧が各キャパシタＣ１、Ｃ２に印加される。例えば、制御装置７０が高電位側の電池セルＶＢ１、ＶＢ２の両端子に対応する入力側スイッチＳＨ１〜ＳＨ３をオンすると、電池セルＶＢ１の電圧がキャパシタＣ１に印加され、電池セルＶＢ２のセル電圧がキャパシタＣ２に印加される。

続いて、本実施形態の出力側スイッチ群５０は、３つの出力側スイッチＳＬ１〜ＳＬ３を有している。具体的には、出力側スイッチ群５０は、各キャパシタＣ１、Ｃ２の直列接続体の一端Ａ１に接続される第１出力側スイッチＳＬ１、他端Ａ２に接続される第２出力側スイッチＳＬ２、および接続部Ａ３に接続される第３出力側スイッチＳＬ３で構成されている。

また、本実施形態の電圧検出回路６０は、各キャパシタＣ１、Ｃ２それぞれに対して第１、第２電圧検出回路６１、６２が個別に設けられている。各電圧検出回路６１、６２それぞれは、第１実施形態で説明した電圧検出回路６０と同様に構成されている。

具体的には、第１電圧検出回路６１は、一方のキャパシタＣ１の両端子Ａ１、Ａ３に対応する一対の電圧検出端子６１ａ、６１ｂ間の電位差を検出する回路である。また、第２電圧検出回路６２は、他方のキャパシタＣ２の両端子Ａ２、Ａ３に対応する一対の電圧検出端子６２ａ、６２ｂ間の電位差を検出する回路である。

次に、本実施形態の制御装置７０が実行する電圧測定処理について簡単に説明する。まず、制御装置７０は、隣接する電池セル１０が電圧検出対象となる場合、電圧検出対象となる各電池セル１０に対応する入力側スイッチＳＨ１〜ＳＨ９をオンする。これにより、電圧検出対象となる各電池セル１０のセル電圧が各キャパシタＣ１、Ｃ２に印加される。

続いて、制御装置７０は、入力側スイッチＳＨ１〜ＳＨ９をオフし、第１〜第３出力側スイッチＳＬ１〜ＳＬ３をオンする。これにより、一方のキャパシタＣ１の端子間電圧が第１電圧検出回路６１の各電圧検出端子６１ａ、６１ｂに印加され、他方のキャパシタＣ２の端子間電圧が第２電圧検出回路６２の各電圧検出端子６２ａ、６２ｂに印加される。

各電圧検出回路６１、６２の各電圧検出端子６１ａ、６１ｂ、６２ａ、６２ｂに印加された電圧は、各電圧検出回路６１、６２から制御装置７０へ出力され、制御装置７０が各電圧検出回路６１、６２の検出電圧を取得する。

続いて、本実施形態の制御装置７０が実行する閉故障判定処理について図４のフローチャートを用いて説明する。図４に示す制御ルーチンは、制御装置７０の電圧測定処理と並行して実行される。なお、本例では、入力側スイッチＳＨ１〜ＳＨ３の作動を制御して電池セルＶＢ１、ＶＢ２の電圧を測定する際に、出力側スイッチＳＬ１〜ＳＬ３に閉故障が生じているか否かを判定する例を説明する。

図４に示すように、まず、各出力側スイッチＳＬ１〜ＳＬ３をオフした状態で、入力側スイッチ群３０における入力側スイッチＳＨ１〜ＳＨ３だけをオンする（Ｓ２００）。これにより、電圧検出対象となる電池セルＶＢ１のセル電圧がキャパシタＣ１に印加され、電池セルＶＢ２のセル電圧がキャパシタＣ２に印加される。

そして、各キャパシタＣ１、Ｃ２への電池セル１０のセル電圧の充電が完了するまで待機し（Ｓ２１０）、各キャパシタＣ１、Ｃ２への充電が完了すると、各電圧検出回路６１、６２の検出電圧を取得する（Ｓ２２０）。以下、ステップＳ２２０の処理にて第１電圧検出回路６１から取得した検出電圧を第１検出電圧と呼び、第２電圧検出回路６２から取得した検出電圧を第２検出電圧と呼ぶ。

続いて、第１電圧検出回路６１から取得した第１検出電圧の絶対値が、予め設定された正常電圧範囲より大きいか否かを判定する（Ｓ２３０）。換言すれば、ステップＳ２３０の判定処理では、第１電圧検出回路６１から取得した第１検出電圧が正常電圧範囲内であるか否かを判定する。

ステップＳ２３０の判定処理にて、第１検出電圧の絶対値が正常電圧範囲よりも大きいと判定された場合、さらに、第２電圧検出回路６２から取得した第２検出電圧の絶対値が、正常電圧範囲より大きいか否かを判定する（Ｓ２４０）。

この結果、第２検出電圧の絶対値が正常電圧範囲より大きいと判定された場合、第３出力側スイッチＳＬ３の閉故障、第１、第２出力側スイッチＳＬ１、ＳＬ２の閉故障、および各出力側スイッチＳＬ１〜ＳＬ３全ての閉故障の何れかが生じていると考えられる。このため、閉故障フラグを閉故障に設定する（Ｓ２５０）。なお、ステップＳ２５０の処理は、第１、第２検出電圧それぞれの絶対値が正常電圧範囲外となる場合の処理である。

一方、ステップＳ２４０の判定処理にて、第２検出電圧の絶対値が正常電圧範囲内と判定された場合、第１出力側スイッチＳＬ１だけに閉故障が生じていると考えられるので、閉故障フラグを第１出力側スイッチＳＬ１の閉故障に設定する（Ｓ２６０）。

この場合、第１出力側スイッチＳＬ１を介してノイズ等が侵入しないように、第１出力側スイッチＳＬ１に接続される各入力側スイッチＳＨ１、ＳＨ５、ＳＨ９をオフに維持することが望ましい。なお、ステップＳ２６０の処理は、第１検出電圧の絶対値が正常電圧範囲外となり、且つ、第２検出電圧の絶対値が正常電圧範囲内となる場合の処理である。

また、ステップＳ２３０の判定処理にて、第１検出電圧の絶対値が正常電圧範囲内と判定された場合、さらに、第２電圧検出回路６２から取得した第２検出電圧の絶対値が、正常電圧範囲より大きいか否かを判定する（Ｓ２７０）。

この結果、第２検出電圧の絶対値が正常電圧範囲より大きいと判定された場合、第２出力側スイッチＳＬ２だけに閉故障が生じていると考えられるので、閉故障フラグを第２出力側スイッチＳＬ２の閉故障に設定する（Ｓ２８０）。

この場合、第２出力側スイッチＳＬ２を介してノイズ等が侵入しないように、第２出力側スイッチＳＬ２に接続される各入力側スイッチＳＨ３、ＳＨ７をオフに維持することが望ましい。なお、ステップＳ２８０の処理は、第１検出電圧の絶対値が正常電圧範囲内となり、且つ、第２検出電圧の絶対値が正常電圧範囲外となる場合の処理である。

一方、ステップＳ２７０の判定処理にて、第２検出電圧の絶対値が正常電圧範囲内と判定された場合、各出力側スイッチＳＬ１〜ＳＬ３に閉故障が生じていないと考えられるので、閉故障フラグを正常に設定する（Ｓ２９０）。この処理は、第１、第２検出電圧それぞれの絶対値が正常電圧範囲内となる場合の処理である。

なお、本例では、入力側スイッチＳＨ１、ＳＨ２をオンして電池セルＶＢ１、ＶＢ２のセル電圧を測定する際に、閉故障判定処理を実行する例を説明したが、勿論、電池セルＶＢ１、ＶＢ２以外の電池セルＶＢ３〜ＶＢ８の電圧を測定する際に閉故障判定処理を実行してもよい。

その他の構成および作動について前述の各実施形態と同様である。本実施形態の構成によれば、前述の各実施形態で説明した作用効果に加えて、以下の作用効果を奏する。

すなわち、本実施形態では、電池監視装置２を、隣接する電池セル１０のセル電圧を同時に測定可能なダブルフライングキャパシタ方式で構成している。これによれば、各電池セル１０のセル電圧の測定時間等を短縮することができる。

また、本実施形態では、第１、第２出力側スイッチＳＬ１、ＳＬ２の何れかに閉故障が生じた場合、故障箇所を特定することが可能となっている。

このため、例えば、第１出力側スイッチＳＬ１に閉故障が生じていると判定された場合、第１出力側スイッチＳＬ１に接続される各入力側スイッチＳＨ１、ＳＨ５、ＳＨ９をオフに維持することで、電池監視装置２と電池セル１０とが意図せず接続されてしまうことを抑制できる。この結果、第１出力側スイッチＳＬ１の閉故障に伴う絶縁性の低下やノイズ侵入等を回避可能となる。

また、第２出力側スイッチＳＬ２に閉故障が生じていると判定された場合、第２出力側スイッチＳＬ２に接続される各入力側スイッチＳＨ３、ＳＨ７をオフに維持することで、電池監視装置２と電池セル１０とが意図せず接続されてしまうことを抑制できる。この結果、第２出力側スイッチＳＬ２の閉故障に伴う絶縁性の低下やノイズ侵入等を回避可能となる。

（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、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。例えば、以下のように種々変形可能である。

（１）上述の第１実施形態では、本発明の電池監視装置２を、複数の電池セル１０を直列接続した組電池１に適用する例について説明したが、これに限らず、例えば、単一の電池セル１０に適用したり、複数の電池セル１０を並列に接続した組電池に適用したりしてもよい。

（２）上述の第２実施形態の如く、閉故障判定処理において、第１、第２出力側スイッチＳＬ１、ＳＬ２の単独の閉故障を検知可能とすることが望ましいが、これに限定されない。例えば、閉故障判定処理において、第１、第２検出電圧の絶対値の何れかが正常電圧範囲外となった際に、閉故障フラグを閉故障に設定するようにしてもよい。

（３）上述の各実施形態では、制御装置７０が出力側スイッチＳＬの閉故障を検知した際に、閉故障フラグを設定する例について説明したが、これに限定されない。例えば、制御装置７０が出力側スイッチＳＬの閉故障を検知した際に、その旨を車両制御装置等に報知するようにしてもよい。

（４）上述の各実施形態では、電池監視装置２を車載高圧バッテリに適用する例について説明したが、車載高圧バッテリに限らず、他のバッテリに適用してもよい。

（５）上述の各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。

（６）上述の各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

（７）上述の各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。

（８）上述の各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。

１ 組電池
１０ 電池セル
３０ 入力側スイッチ群
４０ キャパシタ回路
５０ 出力側スイッチ群
６０ 電圧検出回路
７０ 制御装置
８０ スイッチ駆動回路

Claims (5)

1. 少なくとも１つのキャパシタ（Ｃ１、Ｃ２）を有するキャパシタ回路（４０）と、
   電圧検出対象となる電池セル（１０）の電極端子に接続される複数の入力側スイッチ（ＳＨ）を有し、前記電池セルの電圧を前記キャパシタの両端子に印加する入力側スイッチ群（３０）と、
   前記キャパシタの両端子に対応する一対の電圧検出端子を有し、前記一対の電圧検出端子間の電位差を検出する電圧検出回路（６０）と、
   前記キャパシタの端子に接続される複数の出力側スイッチ（ＳＬ）を有し、前記キャパシタの端子間電圧を前記一対の電圧検出端子に印加する出力側スイッチ群（５０）と、
   前記複数の入力側スイッチ、および前記複数の出力側スイッチそれぞれを制御するスイッチ制御手段（８０、７０ｂ）と、
   前記スイッチ制御手段が前記複数の出力側スイッチそれぞれをオフした状態で前記複数の入力側スイッチにより前記電池セルの電圧を前記キャパシタの両端子に印加した際の前記電圧検出回路の検出電圧に基づいて、前記出力側スイッチに閉故障が生じているか否かを判定する閉故障判定手段（７０ｃ）と、
   を備えることを特徴とする電池監視装置。
2. 前記閉故障判定手段は、前記スイッチ制御手段が前記複数の出力側スイッチそれぞれをオフした状態で前記複数の入力側スイッチにより前記電池セルの電圧を前記キャパシタの両端子に印加した際の前記電圧検出回路の検出電圧が予め定めた正常電圧範囲外となる場合に、前記出力側スイッチに閉故障が生じていると判定することを特徴とする請求項１に記載の電池監視装置。
3. 前記電池セルを複数直列に接続して構成される組電池（１）に適用され、
   前記キャパシタ回路は、２つの前記キャパシタ（Ｃ１、Ｃ２）を直列に接続した直列接続体として構成され、
   前記出力側スイッチ群は、前記直列接続体の両端（Ａ１、Ａ２）に接続される第１、第２出力側スイッチ（ＳＬ１、ＳＬ２）、および前記２つのキャパシタ同士の接続部（Ａ３）に接続される第３出力側スイッチ（ＳＬ３）を有し、
   前記電圧検出回路は、前記２つのキャパシタそれぞれに対して個別に設けられ、
   前記２つのキャパシタのうち、前記第１、第３出力側スイッチ（ＳＬ１、ＳＬ３）を介して一方のキャパシタ（Ｃ１）に接続される前記電圧検出回路を第１電圧検出回路（６１）とし、前記第２、第３出力側スイッチ（ＳＬ２、ＳＬ３）を介して他方のキャパシタ（Ｃ２）に接続される前記電圧検出回路を第２電圧検出回路（６２）としたとき、
   前記閉故障判定手段は、前記スイッチ制御手段が前記複数の出力側スイッチそれぞれをオフした状態で前記複数の入力側スイッチにより隣接する前記電池セルの電圧を前記２つのキャパシタの両端子に印加した際の前記第１、第２電圧検出回路の検出電圧に基づいて、前記第１〜第３出力側スイッチに閉故障が生じているか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の電池監視装置。
4. 前記スイッチ制御手段が前記複数の出力側スイッチそれぞれをオフした状態で前記複数の入力側スイッチにより隣接する前記電池セルの電圧を前記２つのキャパシタの両端子に印加した際の前記第１電圧検出回路の検出電圧を第１検出電圧、前記第２電圧検出回路の検出電圧を第２検出電圧としたとき、
   前記閉故障判定手段は、
   前記第１検出電圧が予め定めた正常電圧範囲外となり、且つ、前記第２検出電圧が前記正常電圧範囲内となる場合に、前記第１出力側スイッチに閉故障が生じていると判定し、
   前記第１検出電圧が前記正常電圧範囲内となり、且つ、前記第２検出電圧が前記正常電圧範囲外となる場合に、前記第２出力側スイッチに閉故障が生じていると判定することを特徴とする請求項３に記載の電池監視装置。
5. 前記スイッチ制御手段は、
   前記閉故障判定手段にて前記第１出力側スイッチに閉故障が生じていると判定された場合、前記複数の入力側スイッチのうち、前記第１出力側スイッチに接続される入力側スイッチをオフに維持し、
   前記閉故障判定手段にて前記第２出力側スイッチに閉故障が生じていると判定された場合、前記複数の入力側スイッチのうち、前記第２出力側スイッチに接続される入力側スイッチをオフに維持することを特徴とする請求項４に記載の電池監視装置。

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