JP6155854B2 - 電池システム - Google Patents

Description

複数の電池セルが直列に接続されて構成される組電池を備えた電池システムに関する。

複数の電池セルが直列に接続された組電池を用いた電池システムが、高電圧電源を必要とする電気自動車やハイブリッド自動車に用いられている。電池セルにはそれぞれ電圧検出回路が接続されており、その電圧検出回路によって検出される各電池セルの出力電圧を用いて、各電池セルが管理されている。電圧検出回路は、例えば、各電池セルの端子と電圧検出回路の端子とを接続して、電池セルそれぞれの出力電圧をオペアンプで検出するものが用いられている。

更に、電池セルを直列接続させる回路に電流遮断スイッチが挿入されているものがある。メンテナンスなどにおいて、その電流遮断スイッチを開状態にすることで、電池システムの出力を停止させることができる。また、各電池セルにおいて、過充電などによって内圧が上昇した場合に、その電池セルの内部端子と外部端子とをかい離させる電流遮断装置（ＣＩＤ：Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ Ｄｅｖｉｃｅ）が設けられているものがある。また、電池セルごとに直列にヒューズが挿入されたヒューズ付き蓄電池が用いられているものがある。

ここで、上記電流遮断スイッチ、電流遮断装置、ヒューズなどによって、電池セル同士の接続が切断されると、電圧検出回路の端子に、高電圧が印加される。この高電圧の印加によって電圧検出回路を迂回経路として電流が流れると、電圧検出回路を構成するオペアンプやキャパシタや配線が焼損等するおそれがある。この高電圧の印加を抑制するために、電池セルと電圧検出回路とを接続する電圧検出線にスイッチ素子を設け、電圧検出回路に高電圧が印加されることを抑制する技術が特許文献１に開示されている。

特開２００８−１５１６８２号公報

ここで、上記技術は、電圧検出回路の端子に高電圧が印加されることを未然に抑止する技術であって、その高電圧印加の抑止手段として、スイッチ素子を用いている。しかしながら、仮に高電圧の印加によってスイッチ素子がオン故障したりすると、それ以降は電圧検出回路を迂回経路として電流が流れることを抑制できない。このため、迂回電流によって電圧検出回路及び組電池に二次的な不具合が発生することが懸念される。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、電池セル同士の接続が切断されたことを適正に判定し、電圧検出回路及び組電池における二次的な不具合の発生を抑制することが可能な電池システムを提供することを目的とする。

本構成は、複数の電池セル（Ｃ）が直列に接続されて構成される組電池（１１）と、前記複数の電池セルにおいて正負両側の端子にそれぞれ接続される電圧検出線（Ｌ１〜Ｌｎ＋１）と、前記電圧検出線に接続され、前記電池セルの出力電圧をそれぞれ検出するセル電圧検出回路（３０）と、前記複数の電池セルからなる直列接続体の総電圧である電池総電圧（Ｖｔ）、又は該直列接続体を複数のブロック（１２）に分割した場合の各ブロックの総電圧であるブロック総電圧（Ｖｍ）を取得する総電圧取得手段（２０）と、前記総電圧取得手段により取得される前記電池総電圧又は前記ブロック総電圧に基づいて、前記電池セル同士の接続が切断された場合に、その切断箇所を迂回して前記セル電圧検出回路に迂回電流が流れたことを判定する判定手段（２０）と、前記判定手段により前記迂回電流が流れたと判定された場合に、前記組電池の充放電を停止させる充放電停止手段（２０）と、を備えることを特徴とする電池システム（１０）である。

電池セル同士の接続が切断されると、その切断箇所に隣接する電池セルを迂回するようにセル電圧検出回路に対して迂回電流が流れる。迂回電流が流れると、迂回された電池セル分だけ、電池総電圧及びブロック総電圧が低下する。これにより、迂回電流が流れたこと、ひいては電池セル同士の接続が切断されたことを判定できる。そして、迂回電流が流れたと判定された場合に、組電池の充放電を停止させるため、セル電圧検出回路及び組電池における二次的な不具合の発生を抑制することが可能になる。

第１実施形態における電池システムの電気的構成図。 第１実施形態における迂回経路を示す図。 第１実施形態における電圧監視処理のフロー図。 第２実施形態における電池システムの電気的構成図。 第２実施形態における迂回経路を示す図。 第２実施形態における電圧監視処理のフロー図。 変形例における電池システムの電気的構成図。

（第１実施形態）
第１実施形態における電池システム１０の電気的構成図を図１に示す。本実施形態の電池システム１０は、電池セルＣの直列接続体として構成される組電池１１と、組電池１１の充放電を制御する制御装置２０とを１つの筐体の中に備える電池パッケージを用いて構成される。ここで、電池セルＣは、リチウムイオン蓄電池である。また、組電池１１を構成する電池セルＣは、ｎ個ずつの電池セルＣを単位としてｍ個のブロック１２に分割されている。換言すると、組電池１１はｍ個の電池モジュールにより構成されている。なお、電池セルＣは、鉛蓄電池、ニッケル水素蓄電池など他の蓄電池でもよい。

組電池１１の正極は電力線Ｗ１を介して電池システム１０の正極端子Ｖ＋に接続され、組電池１１の負極は電力線Ｗ２を介して負極端子Ｖ−に接続されている。電池システム１０の両端子Ｖ＋，Ｖ−には組電池１１から放電が行われる電気負荷、及び、組電池１１に対して充電を行う電力源が接続される。

各ブロック１２の電池セルＣにはブロック１２の正極側から順に、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…とセル番号が付されている。ここで、セル番号Ｃ１の電池セルＣを「電池セルＣ１」、セル番号Ｃ２の電池セルＣを「電池セルＣ２」とも言う。

ブロック１２にはそれぞれセル電圧検出回路３０が接続されている。ブロック１２とセル電圧検出回路３０とは、ｎ＋１個の接続端子Ｔ１〜Ｔｎ＋１を介して、ｎ＋１本の電圧検出線Ｌ１〜Ｌｎ＋１によって接続されている。例えば、電池セルＣ１の正極に電圧検出線Ｌ１、負極に電圧検出線Ｌ２が接続されている。また、電池セルＣ２の正極に電圧検出線Ｌ２、負極に電圧検出線Ｌ３が接続されている。つまり、電池セルＣｉの負極及びセル電圧検出回路３０を接続する電圧検出線Ｌｉ＋１と、電池セルＣｉ＋１の正極及びセル電圧検出回路３０を接続する電圧検出線Ｌｉ＋１とを共通化している。これにより、ブロック１２とセル電圧検出回路３０との接続を簡略化できる。

電圧検出線Ｌｎ＋１は、セル電圧検出回路３０のシグナルグランドと直接接続され、更に、マルチプレクサ３２と接続されている。また、複数のセル電圧検出回路３０のシグナルグランドは、それぞれ独立している。

各電圧検出線Ｌ１〜Ｌｎは、ローパスフィルタ３３及びマルチプレクサ３２を介してＡ／Ｄ変換器３１に接続されている。ローパスフィルタ３３は、各電圧検出線Ｌ１〜Ｌｎに対して直列に接続される抵抗器と、各電圧検出線Ｌ１〜Ｌｎとシグナルグランドとの間に挿入されるキャパシタとから構成される。ローパスフィルタ３３は、ノイズなどの高周波数成分をカットする。

マルチプレクサ３２は、制御装置２０の指令に基づいて電圧検出線Ｌ１〜Ｌｎ＋１のうち２本の電圧検出線をＡ／Ｄ変換器３１と接続する。Ａ／Ｄ変換器３１は、マルチプレクサ３２によって接続された電圧検出線同士の電圧差をデジタル信号として制御装置２０に出力する。ここで、制御装置２０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えるマイクロコントローラである。

電圧検出線Ｌ１は、電力供給線ＬＰと接続されている。電力供給線ＬＰは、セル電圧検出回路３０の電力入力端子Ｖｉｎと接続されている。電力入力端子Ｖｉｎは、抵抗器３５及びキャパシタ３６とから構成されるローパスフィルタを介して、マルチプレクサ３２及びＡ／Ｄ変換器３１に接続されている。これにより、ブロック１２からマルチプレクサ３２及びＡ／Ｄ変換器３１へ電力が供給される。

制御装置２０の指令に基づき、電圧検出線Ｌ１及びＬ２とＡ／Ｄ変換器３１をマルチプレクサ３２が接続すると、電池セルＣ１の出力電圧の値がＡ／Ｄ変換器３１から信号として制御装置２０に出力される。つまり、電圧検出線Ｌ１〜Ｌｎ＋１のうち互いに隣接する電圧検出線をＡ／Ｄ変換器３１に接続することで、各電池セルＣの出力電圧を検出することができる。即ち、セル電圧検出回路３０は、電池セルＣの出力電圧をそれぞれ検出する機能を有する。

また、電圧検出線Ｌ１及びＬｎ＋１とＡ／Ｄ変換器３１とをマルチプレクサ３２が接続すると、ブロック１２の出力電圧の値がＡ／Ｄ変換器３１から信号として制御装置２０に出力される。つまり、セル電圧検出回路３０は、ブロック１２の出力電圧、即ちブロック総電圧Ｖｍを検出する機能を有する。制御装置２０は、セル電圧検出回路３０から出力される信号に基づいて、ブロック総電圧Ｖｍを取得する。

また、セル電圧検出回路３０は、電圧検出線Ｌ１と電圧検出線Ｌｎ＋１を接続する接続線Ｊを備える。接続線Ｊにはツェナーダイオード３４が設けられている。ここで、ツェナーダイオード３４ａのカソードは組電池１１の正極側に、アノードは組電池１１の負極側に接続されている。具体的には、ツェナーダイオード３４のカソードが電圧検出線Ｌ１に、アノードが電圧検出線Ｌｎ＋１に接続されている。つまり、ブロック１２とツェナーダイオード３４とが並列接続されている。このツェナーダイオード３４の降伏電圧は、セル電圧検出回路３０の耐電圧より低く設けられており、セル電圧検出回路３０に耐電圧より高い電圧が入力されることを抑制している。

組電池１１と電池システム１０の正極端子Ｖ＋及び負極端子Ｖ−とを接続する電力線Ｗ１及びＷ２には、それぞれスイッチＳＷ１及びＳＷ２が設けられている。更に、電力線Ｗ１及びＷ２において、スイッチＳＷ１及びＳＷ２より両端子Ｖ＋，Ｖ−側に総電圧センサ４０が設けられている。総電圧センサ４０は、複数の電池セルからなる直列接続体である組電池１１について、その出力電圧である電池総電圧Ｖｔを検出する。総電圧センサ４０は、制御装置２０に接続されている。制御装置２０は、総電圧センサ４０から出力される信号に基づいて、電池総電圧Ｖｔを取得する。制御装置２０は、各電池セルＣの出力電圧、各ブロック総電圧Ｖｍ、電池総電圧Ｖｔに基づいて、スイッチＳＷ１及びＳＷ２の制御を行う。

ここで、図２に示すように、電池セルＣ２の正極付近において、電池セルＣ１とＣ２との接続に断線Ｂが生じたとする。本実施形態では、電池セルＣ同士の接続が切断される原因として、過充電などによるガス発生に伴うＣＩＤによる断線を想定しているが、振動などを原因とする導線の断線、電池セルＣにそれぞれ設けられているヒューズの溶断、又は、組電池１１に設けられている電流遮断スイッチによる人為的な遮断であってもよい。

組電池１１から電気負荷に対する放電が行われている場合に、断線Ｂが生じると、その断線が生じた箇所に対して、組電池１１を構成する全電池セルＣ分の電圧が逆方向に印加される。このため、ツェナーダイオード３４のアノードからカソードに対して、ｎ×（ｍ−１）個の電池セルＣ分の高電圧が印加され、電圧検出線Ｌ１、ツェナーダイオード３４、電圧検出線Ｌｎ＋１を迂回経路Ｒ１として電流が流れる。そして、ツェナーダイオード３４に定格電流以上の大電流が流れることで、ツェナーダイオード３４がショート故障する。

また、定電圧電源から組電池１１に対する充電が行われている場合に、断線Ｂが生じると、定電圧電源から電圧検出線Ｌ１、ツェナーダイオード３４、電圧検出線Ｌｎ＋１を迂回経路Ｒ１として電流が流れることとなる。この場合、ツェナーダイオード３４のカソードからアノードに対して、定電圧電源の出力電圧からｎ×（ｍ−１）個の電池セルＣ分の出力電圧を引いた電圧が印加される。このため、ツェナーダイオード３４において、定格電流以上の大電流が逆方向に流れ、ツェナーダイオード３４がショート故障し、電圧検出線Ｌ１、ツェナーダイオード３４、電圧検出線Ｌｎ＋１を迂回経路Ｒ１として電流が流れる。

ツェナーダイオード３４がショート故障すると、迂回経路Ｒ１を電流が流れ続ける。この場合に、大電流が流れることで接続線Ｊが焼損するなどセル電圧検出回路３０に二次的な不具合が発生するおそれがある。また、迂回経路Ｒ１に電流が流れている状態で組電池１１に対して充電を行うと、断線Ｂが生じたブロック１２に印加されていた電圧が、断線Ｂが生じていないブロック１２に対して印加される。このため、断線Ｂが生じていないブロック１２において、過充電が生じるおそれがある。このように断線Ｂに伴いセル電圧検出回路３０に迂回電流が流れることで、セル電圧検出回路３０及び組電池１１に二次的な不具合が発生することが懸念される。

また、断線Ｂが生じると、電力供給線ＬＰにおいてキャパシタ３６に高電圧が印加され、キャパシタ３６がショート故障することが懸念される。キャパシタ３６がショート故障した場合、電力供給線ＬＰとシグナルグランド（電圧検出線Ｌｎ＋１）とがショートし、電力供給線ＬＰ、キャパシタ３６、電圧検出線Ｌｎ＋１を迂回経路Ｒ１として電流が流れる。つまり、キャパシタ３６がショート故障した場合においても、１個のブロック１２を迂回するように迂回経路が形成される。キャパシタ３６を介した迂回電流が流れる場合においても、セル電圧検出回路３０及び組電池１１に二次的な不具合が発生することが懸念される。

本実施形態におけるキャパシタ３６の耐電圧は、ツェナーダイオード３４の耐電圧に比べて高く定められている。このため、断線Ｂが生じた場合、主としてツェナーダイオード３４がショート故障して、電圧検出線Ｌ１、ツェナーダイオード３４、電圧検出線Ｌｎ＋１を迂回経路Ｒ１として電流が流れる。

そこで、本実施形態では、制御装置２０が、電池総電圧Ｖｔに基づいて、ツェナーダイオード３４がショート故障して迂回経路Ｒ１が形成されたことを判定する。そして、迂回経路Ｒ１が形成されたと判定される場合に、制御装置２０が、スイッチＳＷ１及びＳＷ２を閉状態から開状態に切り替えて、セル電圧検出回路３０の破損及びブロック１２における過充電を抑制することができる。

迂回経路Ｒ１が形成されたことを判定するためには、電池総電圧Ｖｔが所定電圧Ｖａ以上低下したことを判定すればよい。ここで、迂回経路Ｒ１が形成されたことを判定する際に用いる所定電圧Ｖａは、迂回される電池セルＣの数、即ち、各ブロック１２における電池セルＣの数ｎと、各電池セルＣの動作下限電圧Ｖｍｉｎとの積で算出することが可能である（Ｖａ＝Ｖｍｉｎ×ｎ）。動作下限電圧Ｖｍｉｎとは、各電池セルＣのＳＯＣが０％になったときにおける出力電圧である。このため、ツェナーダイオード３４又はキャパシタ３６がショート故障すると、電池総電圧Ｖｔの低下量はＶｍｉｎ×ｎ以上となる。

図３に第１の電圧監視処理のフロー図を示す。この処理は、制御装置２０によって所定周期で行われる。

ステップＳ０１において、電池総電圧Ｖｔを検出する。ステップＳ０２において、電池総電圧Ｖｔの今回値と前回値とを比較する。ステップＳ０３において、電池総電圧Ｖｔの低下量が所定電圧Ｖａ以上か否かを判定する。電池総電圧Ｖｔの低下量が所定電圧Ｖａより小さい場合（Ｓ０３：ＮＯ）、処理を終了する。電池総電圧Ｖｔの低下量が所定電圧Ｖａ以上の場合（Ｓ０３：ＹＥＳ）、ステップＳ０４において、少なくとも一のセル電圧検出回路３０において迂回経路Ｒ１が形成され、迂回経路Ｒ１に電流が流れていると判定する。そして、ステップＳ０５において、両スイッチＳＷ１，ＳＷ２を開状態に制御して処理を終了する。

以下、本実施形態の効果を述べる。

電池セルＣ同士の接続に断線Ｂが生じると、その断線Ｂが生じた箇所に隣接する電池セルＣを迂回するようにセル電圧検出回路３０に迂回電流が流れる。迂回電流が流れると、迂回経路Ｒ１により迂回された電池セルＣ分だけ、電池総電圧Ｖｔが低下する。これにより、迂回電流が流れたこと、ひいては電池セルＣ同士の接続に断線が生じたことを判定できる。そして、迂回電流が流れたと判定された場合に、組電池１１の充放電を停止させるため、セル電圧検出回路３０及び組電池１１における二次的な不具合の発生を抑制することが可能になる。

特に本実施形態では、１つのブロック１２分の電池セルＣを迂回するように迂回経路Ｒ１が形成されるため、電池総電圧Ｖｔの低下が顕著に分かり、断線判定の適正化を実施できる。

本実施形態における接続線Ｊには、ツェナーダイオード３４のカソードが組電池１１の正極側に、アノードが組電池１１の負極側に接続されている。このため、組電池１１おいて、電池セルＣ同士の接続が切断されると、ツェナーダイオード３４に対して大電圧が印加されショート故障する。そして、ツェナーダイオード３４がショート故障することで迂回経路Ｒ１が形成されて、電池総電圧Ｖｔがブロック１２分だけ低下する。これにより、断線判定を適正に行うことができる。また、ツェナーダイオード３４の耐電圧を適正に定めることで、キャパシタ３６などのセル電圧検出回路３０を構成する素子が焼損することを抑制することが可能になる。

充放電停止手段として、具体的には、電力線Ｗ１，Ｗ２に設けられたスイッチＳＷ１，ＳＷ２を開状態にすることで、組電池１１の充放電を停止できる。更に、スイッチＳＷ１，ＳＷ２より端子Ｖ＋，Ｖ−側で電池総電圧Ｖｔを検出することで、充放電が停止されたことを好適に判定できる。

（第２実施形態）
第２実施形態における電池システム１０の電気的構成図を図４に示す。なお、図１と重複する構成については同一の符号を付すとともに説明を割愛する。

図４におけるセル電圧検出回路３０は、図１におけるブロック１２の接続線Ｊに代えて、ブロック１２に複数のＪａを設けている。具体的には、図１に示すセル電圧検出回路３０では、ブロック１２において最も正極側の電圧検出線Ｌ１と最も負極側の電圧検出線Ｌｎ＋１とを接続するように接続線Ｊを設けたのに対し、図４に示すセル電圧検出回路３０では、ブロック１２において電圧検出線Ｌ１，Ｌｎ＋１の間に複数の接続線Ｊａを設けている。図４においては、２個ずつの電池セルＣに対して1本の接続線Ｊａを設けている。そして、各接続線Ｊａに、カソードを組電池１１の正極側、アノードを組電池１１の負極側としてツェナーダイオード３４ａが設けられている。例えば、ツェナーダイオード３４ａのカソードは電圧検出線Ｌ１に、アノードは電圧検出線Ｌ３に接続されている。

ここで、図５に示すように、電池セルＣ２の正極付近において、電池セルＣ１とＣ２とを接続する配線に断線Ｂが生じたとする。組電池１１から電気負荷に対する放電が行われている場合に、断線Ｂが生じた箇所には、組電池１１を構成するｎ×ｍ個の電池セルＣ分の直列電圧が逆極性で印加される。このため、ツェナーダイオード３４aのアノードからカソードに対してｎ×ｍ−２個の電池セルＣ分の高電圧が印加される。ツェナーダイオード３４ａに定格電流以上の大電流が流れることで、ツェナーダイオード３４ａがショート故障する。そして、電圧検出線Ｌ１、ツェナーダイオード３４ａ、電圧検出線Ｌ３を迂回経路Ｒ２として電流が流れる。

また、定電圧電源から組電池１１に対して充電が行われている場合に、断線Ｂが生じると、ツェナーダイオード３４ａのカソードからアノードに対して、定電圧電源の出力電圧からｎ×ｍ−２個の電池セルＣ分の出力電圧を引いた電圧が印加される。このため、ツェナーダイオード３４ａにおいて、定格電流以上の大電流が逆方向に流れ、ツェナーダイオード３４ａがショート故障する。そして、電圧検出線Ｌ１、ツェナーダイオード３４ａ、電圧検出線Ｌ３を迂回経路Ｒ２として電流が流れる。

本実施形態では、ブロック１２の出力電圧、即ちブロック総電圧Ｖｍに基づいて、ツェナーダイオード３４ａがショート故障して迂回経路Ｒ２が形成され、迂回経路Ｒ２に電流が流れていることを判定する。そして、迂回経路Ｒ２に電流が流れていると判定される場合に、スイッチＳＷ１及びＳＷ２を開状態に制御することで、セル電圧検出回路３０の破損及びブロック１２における過電圧を抑制することができる。

迂回経路Ｒ２に電流が流れたことを判定するためには、ブロック総電圧Ｖｍが所定電圧Ｖｂ以上低下したことを判定すればよい。迂回経路Ｒ２に電流が流れたことを判定する際に用いる所定電圧Ｖｂは、迂回経路Ｒ２によって迂回される電池セルＣの数（本実施形態では２個）と、各電池セルＣの動作下限電圧Ｖｍｉｎとの積で算出することが可能である（Ｖｂ＝２×Ｖｍｉｎ）。

本実施形態では、ブロック総電圧Ｖｍが所定電圧Ｖｂ以上低下したか否かの判定を、複数のブロック１２のブロック総電圧Ｖｍ同士を比較することで判定する。つまり、各ブロック１２について、そのブロック総電圧Ｖｍをそれぞれ検出し、その中での最大値Ｍａｘ（Ｖｍ）と最小値Ｍｉｎ（Ｖｍ）とを比較して所定電圧Ｖｂ以上差がある場合に、比較対象のブロック１２のうちブロック総電圧Ｖｍが最小値となっているブロック１２において迂回経路Ｒ２に電流が流れていると判定する。

図６に第２実施形態における電圧監視処理のフロー図を示す。この処理は、制御装置２０によって所定周期で行われる。

ステップＳ１１において、各ブロック総電圧Ｖｍを検出する。ステップＳ１２において、各ブロック総電圧Ｖｍについて、最大値Ｍａｘ（Ｖｍ）と最小値Ｍｉｎ（Ｖｍ）との差が所定電圧Ｖｂ以上か否かを判定する。各ブロック総電圧Ｖｍについて、最大値Ｍａｘ（Ｖｍ）と最小値Ｍｉｎ（Ｖｍ）との差が所定電圧Ｖｂより小さい場合（Ｓ１２：ＮＯ）、処理を終了する。各ブロック総電圧Ｖｍについて、最大値Ｍａｘ（Ｖｍ）と最小値Ｍｉｎ（Ｖｍ）との差が所定電圧Ｖｂ以上の場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、ステップＳ１３において、ブロック総電圧Ｖｍが最小値となるブロック１２において迂回経路Ｒ２に電流が流れていると判定する。そして、ステップＳ１４において、両スイッチＳＷ１，ＳＷ２を開状態に制御して、処理を終了する。

以下、本実施形態の効果を述べる。

電池セルＣの接続が切断され、迂回経路Ｒ２に電流が流れると、迂回された電池セルＣの出力電圧に相当する分だけ、ブロック総電圧Ｖｍが低下する。そこで、ブロック総電圧Ｖｍを検出し、ブロック総電圧Ｖｍが迂回された電池セルＣの出力電圧に相当する分だけ低下した場合に、迂回経路Ｒ２に電流が流れたことが判定できる。

本実施形態では、複数のブロック１２について、ブロック総電圧Ｖｍ同士を比較する。そして、比較対象とされているブロック１２のいずれか一方において、迂回経路Ｒ２によって迂回される電池セルＣの出力電圧分の出力電圧低下が生じたときに、電池セルＣ同士の接続が切断され迂回経路Ｒ２に電流が流れたと判断できる。なお、ブロック総電圧Ｖｍの検出値の前回値と今回値とを比較することで、ブロック総電圧Ｖｍの低下を判定してもよい。

（その他の実施形態）
・電池セルＣ毎に接続線を並列接続させ、その接続線にツェナーダイオード設ける構成としてもよい。この場合、迂回経路が形成されたセル電圧検出回路３０に対応するブロック１２の出力電圧は、電池セルＣ１個分の出力電圧分低下することになる。

・第２実施形態において、ブロック総電圧Ｖｍの最大値Ｍａｘ（Ｖｍ）と最小値Ｍｉｎ（Ｖｍ）との差と所定電圧Ｖｂとを比較する構成としたが、これに代えて隣接するブロック１２のブロック総電圧Ｖｍ同士の差を算出し、その差と所定電圧Ｖｂとを比較する構成としてもよい。

セル電圧検出回路３０に耐電圧以上の電圧が印加されることを抑制するツェナーダイオード３４，３４ａに加えて、セル電圧検出回路３０に逆電圧が印加されることを抑制するダイオードをツェナーダイオード３４，３４ａに並列接続されるように設ける構成としてもよい。この構成において、逆電圧抑制用のダイオードに逆電圧が印加されてショート故障した場合に迂回電流はそのダイオードが設けられた経路に流れる。逆電圧抑制用のダイオードがショート故障して迂回電流が流れた場合においても、電池総電圧Ｖｔに基づいて好適に迂回経路に電流が流れていることを判定できる。

・セル電圧検出回路３０が接続される制御装置と、総電圧センサ４０が接続される制御装置を共通のものとしたが、セル電圧検出回路３０が接続される制御装置と総電圧センサ４０が接続される制御装置とを別個に設ける構成としてもよい。この場合、セル電圧検出回路３０に接続されている制御装置に異常が生じた場合であっても、電池総電圧Ｖｔを検出することが可能になり、電池総電圧Ｖｔに基づいて好適に迂回経路に電流が流れていることを判定できる。

・迂回電流発生時において制御装置２０がスイッチＳＷ１，ＳＷ２を開状態にする制御に代えて、制御装置２０が電池システム１０に接続される電気負荷又は発電機と通信を行い、電気負荷における電力消費又は発電機における発電を停止するよう指令を行う構成としてもよい。このような構成とすることで、上記実施形態の構成からスイッチＳＷ１，ＳＷ２を省略することができる。なお、この構成において、電気負荷又は発電機は、制御装置２０から指令を受信するための制御装置を備える。また、電池システム１０の出力電圧を検出する総電圧センサ４０は、電気負荷又は発電機に設けられる構成としてもよい。

また、迂回電流発生時において制御装置２０がスイッチＳＷ１，ＳＷ２を開状態にする制御し、更に、電池システム１０に接続される電気負荷又は発電機と通信を行い、電気負荷における電力消費又は発電機における発電を停止するよう指令を行う構成としてもよい。このような構成にすることで、より確実に迂回経路に電流が流れることを抑制できる。

・上記実施形態における電池システム１０は、組電池１１と制御装置２０とを１つの筐体の中に備える電池パッケージを用いて構成されるとし、制御装置２０により、総電圧取得手段としての機能、判定手段としての機能、充放電停止としての機能を実現した。これに代えて、組電池１１に接続される電気負荷又は発電機が備える制御装置によって、上述の機能を実現する構成としてもよい。具体的には、図７に示す構成のように、電気負荷５０が制御装置２０Ａ及び総電圧センサ４０Ａを備える構成としてもよい。制御装置２０Ａは、総電圧センサ４０から組電池１１の総電圧を取得する総電圧取得手段としての機能を有する。また、制御装置２０Ａは、総電圧センサ４０Ａから取得した組電池１１の総電圧に基づいてセル電圧検出回路３０に迂回電流が流れたことを判定する判定手段としての機能を有する。また、制御装置２０Ａは、迂回電流が流れたと判定された場合に、電気負荷５０の動作を停止させることで、組電池１１における充放電を停止させる充放電停止手段としての機能を有する。

・電力線Ｗ１及びＷ２において、スイッチＳＷ１，ＳＷ２より組電池１１側に総電圧センサ４０を接続する構成としてもよい。

１０…電池システム、１１…組電池、１２…ブロック、Ｃ…電池セル、２０…制御装置（総電圧取得手段、判定手段、充放電停止手段）、Ｌ１〜Ｌｎ＋１…電圧検出線、３０…セル電圧検出回路。

Claims (6)

1. 複数の電池セル（Ｃ）が直列に接続されて構成される組電池（１１）と、
   前記複数の電池セルにおいて正負両側の端子にそれぞれ接続される電圧検出線（Ｌ１〜Ｌｎ＋１）と、
   前記電圧検出線に接続され、前記電池セルの出力電圧をそれぞれ検出するセル電圧検出回路（３０）と、
   前記複数の電池セルからなる直列接続体の総電圧である電池総電圧（Ｖｔ）、又は該直列接続体を複数のブロック（１２）に分割した場合の各ブロックの総電圧であるブロック総電圧（Ｖｍ）を取得する総電圧取得手段（２０）と、
   を備え、
   前記セル電圧検出回路は、前記各電池セルに接続される前記電圧検出線のうち２本を一組としてそれら両電圧検出線を接続する接続線（Ｊａ）を複数備え、複数の前記接続線は直列接続されて、前記ブロックにおいて最も正極側の前記電圧検出線と最も負極側の前記電圧検出線とを接続するものであって、前記電池セル同士の接続が切断された場合に、その切断箇所を迂回して前記接続線に迂回電流が流れることが可能になっており、
   前記総電圧取得手段により取得される前記電池総電圧又は前記ブロック総電圧に基づいて、前記電池セル同士の接続が切断されたことに伴いその切断箇所を迂回して前記接続線に迂回電流が流れたことを判定する判定手段（２０）と、
   前記判定手段により前記迂回電流が流れたと判定された場合に、前記組電池の充放電を停止させる充放電停止手段（２０）と、
   を備え、
   前記判定手段は、前記総電圧取得手段によって取得された電池総電圧又はブロック総電圧が、前記接続線によって迂回される前記電池セルの出力電圧に相当する分低下したことを条件として、前記セル電圧検出回路に迂回電流が流れたと判定することを特徴とする電池システム（１０）。
2. 前記判定手段は、前記複数のブロックのうち少なくとも２つのブロックについて前記総電圧取得手段によって取得されるブロック総電圧同士を比較し、これらの電圧差が所定以上である場合に、前記ブロック総電圧が前記接続線によって迂回される前記電池セルの出力電圧に相当する分低下したとして、前記セル電圧検出回路に迂回電流が流れたと判定することを特徴とする請求項１に記載の電池システム。
3. 複数の電池セル（Ｃ）が直列に接続されて構成される組電池（１１）と、
   前記複数の電池セルにおいて正負両側の端子にそれぞれ接続される電圧検出線（Ｌ１〜Ｌｎ＋１）と、
   前記電圧検出線に接続され、前記電池セルの出力電圧をそれぞれ検出するセル電圧検出回路（３０）と、
   前記複数の電池セルからなる直列接続体の総電圧である電池総電圧（Ｖｔ）、又は該直列接続体を複数のブロック（１２）に分割した場合の各ブロックの総電圧であるブロック総電圧（Ｖｍ）を取得する総電圧取得手段（２０）と、
   を備え、
   前記セル電圧検出回路は、前記各電池セルに接続される前記電圧検出線のうち２本を一組としてそれら両電圧検出線を接続する接続線（Ｊａ）を複数備え、複数の前記接続線は直列接続されて、前記ブロックにおいて最も正極側の前記電圧検出線と最も負極側の前記電圧検出線とを接続するものであって、前記電池セル同士の接続が切断された場合に、その切断箇所を迂回して前記接続線に迂回電流が流れることが可能になっており、
   前記総電圧取得手段により取得される前記電池総電圧又は前記ブロック総電圧に基づいて、前記電池セル同士の接続が切断されたことに伴いその切断箇所を迂回して前記接続線に迂回電流が流れたことを判定する判定手段（２０）と、
   前記判定手段により前記迂回電流が流れたと判定された場合に、前記組電池の充放電を停止させる充放電停止手段（２０）と、
   を備え、
   前記判定手段は、前記複数のブロックのうち少なくとも２つのブロックについて前記総電圧取得手段によって取得されるブロック総電圧同士を比較し、これらの電圧差が所定以上である場合に、前記セル電圧検出回路に迂回電流が流れたと判定することを特徴とする電池システム（１０）。
4. 前記セル電圧検出回路は、前記接続線において前記組電池の正極側をカソード、負極側をアノードとして設けられるツェナーダイオード（３４，３４ａ）を備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電池システム。
5. 電気負荷又は発電機が接続される端子（Ｖ＋，Ｖ−）と、
   前記端子と前記組電池とを接続する電力線（Ｗ１，Ｗ２）に設けられたスイッチ（ＳＷ１，ＳＷ２）とを備え、
   前記総電圧取得手段は、前記電力線において前記スイッチより前記端子側で検出される前記電池総電圧を取得し、
   前記充放電停止手段は、前記スイッチを開状態にすることで、前記組電池の充放電を停止させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電池システム。
6. 前記充放電停止手段は、前記組電池に接続される電気負荷又は発電機を制御することで、前記組電池の充放電を停止させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電池システム。

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