JP6575040B2 - 電圧検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、電圧検出装置に関する。

下記特許文献１には、バイパス抵抗とスイッチング素子との直列回路からなり、バッテリを構成する複数の電池セルの各々に並列接続された放電回路と、電池セルの各々の電圧を検出する電圧検出回路と、電圧検出回路から得られる各電池セルの電圧検出結果に基づいて各電池セルの電圧が均一となるように各スイッチング素子を制御する制御部とを備えたセルバランス制御装置において、制御部は、隣り合う電池セルに接続された放電回路のスイッチング素子をそれぞれ異なるデューティ比で制御すると共に、隣り合う一対の電池セルの電位差に基づいて各電池セルの各端子から引き出されたセル電圧検出用配線の断線を検出するセルバランス制御装置が開示されている。

このセルバランス制御装置では、特許文献１の図２に記載されているように、互いに直列接続された電池セルのうち、奇数番目の電池セルの放電回路を４％のデューティ比で放電させ、また偶数番目の電池セルの放電回路を９６％のデューティ比で放電させる。例えば、１番目の電池セルのマイナス端子と２番目の電池セルのプラス端子との接点に接続されたセル電圧検出用配線に断線が発生すると、１番目の電池セルに対応するセル電圧は上昇し、かつ、２番目の電池セルに対応するセル電圧は下降し、この結果として１番目と２番目の電池セルに対応する一対のセル電圧の電位差が徐々に増大する。このセルバランス制御装置では、上記一対のセル電圧の電位差が所定のしきい位置を越えた場合にセル電圧検出用配線に断線が発生したと判定する。

特開２０１３−０８５３５４号公報

しかしながら、上記背景技術では、セル電圧検出用配線の断線発生を検知することができるが、複数存在するセル電圧検出用配線のうち何れのセル電圧検出用配線が断線したのかを絞り込むことができない。すなわち、２番目の電池セルに対応するセル電圧が下降することによって、２番目と３番目の電池セルに対応する一対のセル電圧の電位差も最終的に所定のしきい位置を越えるので、セル電圧検出用配線に断線が発生したことを検知することができるものの、断線したセル電圧検出用配線を特定することができない。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、断線したセル電圧検出用配線を特定することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、電圧検出装置に係る第１の解決手段として、３以上の電池セルが直列接続されたバッテリの前記電池セルに各々並列接続された３以上の放電回路と、前記電池セルの各端子の端子電圧を伝送する４以上の伝送線路と、該伝送線路から入力された前記端子電圧を前記電池セルのセル電圧として検出する３以上のセル電圧検出部とを備えた電圧検出装置において、互いに隣り合う一対の前記電池セルの前記放電回路を異なるデューティ比で放電状態とした場合における前記一対の電池セルに関する一対の前記セル電圧の差分の絶対値をそれぞれ取得し、当該差分の絶対値の大小関係に基づいて断線した伝送線路を判定する断線判定部を備える、という手段を採用する。

また、本発明では、電圧検出装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記伝送線路が断線することにより正常に検出できないセル電圧を補完する、という手段を採用する。

本発明では、電圧検出装置に係る第３の解決手段として、上記第２の解決手段において、前記バッテリの出力電圧を前記電池セルの個数で除算した値で前記正常に検出できないセル電圧を補完する、という手段を採用する。

本発明では、電圧検出装置に係る第４の解決手段として、上記第２の解決手段において、正常に検出できるセル電圧の平均値で前記正常に検出できないセル電圧を補完する、という手段を採用する。

本発明によれば、互いに隣り合う一対の電池セルが２以上存在し、当該一対の電池セルの放電回路を異なるデューティ比で放電状態として得られる一対のセル電圧の差分の絶対値の大小関係を比較することにより、断線したセル電圧検出用配線を特定することができる。

本発明の一実施形態における車両走行系のシステム構成図である。 本発明の一実施形態に係る電圧検出装置Ａにおけるセル電圧の変化を示す特性図である。 本発明の一実施形態に係る電圧検出装置Ａの断線検知処理を示す特性図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態における車両走行系は、電気自動車やハイブリッド自動車等、電力によってモータを駆動することにより走行のための駆動力を得る車両に設けられるものであり、図１に示すようにバッテリＸ、電圧検出装置Ａ、メインコンタクタ１、サブコンタクタ２、バッテリＥＣＵ３、電圧検出部４、インバータ５及びモータ６を備えている。

バッテリＸは、ｎ個の電池セルＣ１〜Ｃｎが直列接続されたバッテリモジュールｘ１を複数直列接続したものであり、最上位のバッテリモジュールｘ１の最上位の電池セルＣ１のプラス端子が一方の出力端子（プラス出力端子）であり、最上位のバッテリモジュールｘ１の最下位の電池セルＣｎのマイナス端子が他方の出力端子（マイナス出力端子）である。

すなわち、このバッテリＸは、電池セルＣ１→電池セルＣ２→電池セルＣ３→電池セルＣ４→（中略）→電池セルＣｎの順に直列接続された複数のバッテリモジュールｘ１からなり、各バッテリモジュールｘ１における各電池セルＣ１〜Ｃｎの端子間電圧の合計が出力電圧である。なお、上記「ｎ」は３以上の自然数である。

電圧検出装置Ａは、上記バッテリＸとは異なる所定サイズのプリント基板上に実装されており、ｎ個の電池セルＣ１〜Ｃｎの端子間電圧、つまりプラス端子の電位とマイナス端子の電位との差分をセル電圧Ｖ１〜Ｖｎとして検出し、当該セル電圧Ｖ１〜ＶｎをバッテリＥＣＵ３に出力する。この電圧検出装置Ａは、ｎ個の放電回路Ｂ１〜Ｂｎ、ｎ＋１本の伝送線路Ｓ１〜Ｓｎ＋１、ｎ＋１個のＣＲフィルタＦ１〜Ｆｎ＋１、ｎ個のセル電圧検出部Ｄ１〜Ｄｎ及びマイコンＭを備えている。なお、各電圧検出装置Ａの構成要素のうち、マイコンＭは本発明における断線判定部に相当する。

なお、図１では、作図スペースの制約から１つのバッテリモジュールｘ１のみを示し、また当該バッテリモジュールｘ１に関するｎ個の電池セルＣ１〜Ｃｎのうち、４個の電池セルＣ１〜Ｃ４のみを示している。また、図１では１つの電圧検出装置Ａのみを示しているが、電圧検出装置Ａはバッテリモジュールｘ１毎に設けられている。

さらに、図１では、１つの電圧検出装置Ａについて、ｎ個の放電回路Ｂ１〜Ｂｎ、ｎ＋１本の伝送線路Ｓ１〜Ｓｎ＋１、ｎ＋１個のＣＲフィルタＦ１〜Ｆｎ＋１及びｎ個のセル電圧検出部Ｄ１〜Ｄｎのうち、４個の電池セルＣ１〜Ｃ4の電圧、４個の放電回路Ｂ１〜Ｂ４、５本の伝送線路Ｓ１〜Ｓ５、５個のＣＲフィルタＦ１〜Ｆ５及び４個のセル電圧検出部Ｄ１〜Ｄ４のみを示している。

ｎ個の放電回路Ｂ１〜Ｂｎは、上記ｎ個の電池セルＣ１〜Ｃｎに対応して設けられており、電池セルＣ１〜Ｃｎに各々並列接続されている。ｎ個の放電回路Ｂ１〜Ｂｎは、図示するように各々にバイパス抵抗とスイッチング素子との直列回路である。これら放電回路Ｂ１〜Ｂｎは、スイッチング素子がＯＮ状態になると放電状態となり、スイッチング素子がＯＦＦ状態になると非放電状態となる。すなわち、放電回路Ｂ１は電池セルＣ１に並列接続され、放電回路Ｂ２は電池セルＣ２に並列接続され、放電回路Ｂ３は電池セルＣ３に並列接続され、放電回路Ｂ４は電池セルＣ４に並列接続されている。

ｎ＋１本の伝送線路Ｓ１〜Ｓｎ＋１は、ｎ個の電池セルＣ１〜Ｃｎの各端子の端子電圧をｎ＋１個のＣＲフィルタＦ１〜Ｆｎ＋１に伝送する配線（セル電圧検出用配線）であり、ｎ個の電池セルＣ１〜Ｃｎの各端子（合計ｎ＋１個）とｎ＋１個のＣＲフィルタＦ１〜Ｆｎ＋１の各入力端（合計ｎ＋１個）とを相互に接続する。

すなわち、伝送線路Ｓ１は電池セルＣ１のプラス端子とＣＲフィルタＦ１の入力端とを接続し、伝送線路Ｓ２は電池セルＣ１のマイナス端子と電池セルＣ２のプラス端子との接点とＣＲフィルタＦ２の入力端とを接続する。また、伝送線路Ｓ３は、電池セルＣ２のマイナス端子と電池セルＣ３のプラス端子との接点とＣＲフィルタＦ３の入力端とを接続し、伝送線路Ｓ４は、電池セルＣ３のマイナス端子と電池セルＣ４のプラス端子との接点とＣＲフィルタＦ４の入力端とを接続する。また、伝送線路Ｓ５は、電池セルＣ４のマイナス端子と電池セルＣ５（図示略）のプラス端子との接点とＣＲフィルタＦ５の入力端とを接続する。

ｎ＋１個のＣＲフィルタＦ１〜Ｆｎ＋１は、ｎ＋１本の伝送線路Ｓ１〜Ｓｎ＋１に各々設けられたノイズ除去用のローパスフィルタであり、フィルタ抵抗及びフィルタコンデンサから構成されている。上記フィルタ抵抗は、ｎ＋１本の伝送線路Ｓ１〜Ｓｎ＋１の各々に直列に接続されており、また上記フィルタコンデンサは、一端がｎ＋１本の伝送線路Ｓ１〜Ｓｎ＋１の各々に、また他端がＧＮＤ（接地電位）に接続されている。

すなわち、ＣＲフィルタＦ１は、入力端が伝送線路Ｓ１に接続されており、出力端がセル電圧検出部Ｄ１の一方の入力端１ａに接続されている。ＣＲフィルタＦ２は、入力端が伝送線路Ｓ２に接続されており、出力端がセル電圧検出部Ｄ１の他方の入力端１ｂ及びセル電圧検出部Ｄ２の一方の入力端２ａに接続されている。ＣＲフィルタＦ３は、入力端が伝送線路Ｓ３に接続されており、出力端がセル電圧検出部Ｄ２の他方の入力端２ｂ及びセル電圧検出部Ｄ３の一方の入力端３ａに接続されている。ＣＲフィルタＦ４は、入力端が伝送線路Ｓ４に接続されており、出力端がセル電圧検出部Ｄ３の他方の入力端３ｂ及びセル電圧検出部Ｄ４の一方の入力端４ａに接続されている。ＣＲフィルタＦ５は、入力端が伝送線路Ｓ５に接続されており、出力端がセル電圧検出部Ｄ４の他方の入力端４ｂ及びセル電圧検出部Ｄ５（図示略）の一方の入力端５ａに接続されている。

ｎ個のセル電圧検出部Ｄ１〜Ｄｎは、上述したｎ個の電池セルＣ１〜Ｃｎに対応して設けられており、各伝送線路Ｓ１〜Ｓｎ＋１及び各ＣＲフィルタＦ１〜Ｆｎ＋１を介して入力された各電池セルＣ１〜Ｃｎの端子電圧に基づいて、各電池セルＣ１〜Ｃｎの端子間電圧をセル電圧Ｖ１〜Ｖｎとして検出する。

すなわち、セル電圧検出部Ｄ１は、伝送線路Ｓ１及びＣＲフィルタＦ１を介して一方の入力端１ａに入力される電池セルＣ１のプラス電位と、伝送線路Ｓ２及びＣＲフィルタＦ２を介して入力される他方の入力端１ｂに入力される電池セルＣ１のマイナス電位との差分をセル電圧Ｖ１として検出する。セル電圧検出部Ｄ２は、伝送線路Ｓ２及びＣＲフィルタＦ２を介して一方の入力端２ａに入力される電池セルＣ２のプラス電位と、伝送線路Ｓ３及びＣＲフィルタＦ３を介して入力される他方の入力端２ｂに入力される電池セルＣ２のマイナス電位との差分をセル電圧Ｖ２として検出する。

また、セル電圧検出部Ｄ３は、伝送線路Ｓ３及びＣＲフィルタＦ３を介して一方の入力端３ａに入力される電池セルＣ３のプラス電位と、伝送線路Ｓ４及びＣＲフィルタＦ４を介して入力される他方の入力端３ｂに入力される電池セルＣ３のマイナス電位との差分をセル電圧Ｖ３として検出する。セル電圧検出部Ｄ４は、伝送線路Ｓ４及びＣＲフィルタＦ４を介して一方の入力端４ａに入力される電池セルＣ４のプラス電位と、伝送線路Ｓ５及びＣＲフィルタＦ５を介して入力される他方の入力端４ｂに入力される電池セルＣ４のマイナス電位との差分をセル電圧Ｖ４として検出する。

マイコンＭは、ＣＰＵ(Central Processing Unit)やメモリ、入出力インターフェイス等が一体的に組み込まれた所謂ワンチップマイコンであり、ｎ個のセル電圧検出部Ｄ１〜Ｄｎから入力されるセル電圧Ｖ１〜ＶｎをＡ／Ｄ変換することによりサンプル値（セル電圧データＶ１〜Ｖｎ）を取得し、当該セル電圧データＶ１〜ＶｎをバッテリＥＣＵ３に出力する。

また、このマイコンＭは、所定の断線検知プログラムに基づいてｎ個のセル電圧Ｖ１〜Ｖｎを処理することによりｎ＋１本の伝送線路Ｓ１〜Ｓｎ＋１の断線診断処理を行う。すなわち、マイコンＭは、各放電回路Ｂ１〜Ｂｎに開閉信号（パルス信号）を出力することにより互いに隣り合う電池セルの放電回路を異なるデューティ比で放電状態とし、この状態における互いに隣り合う一対の電池セルのセル電圧の差分の絶対値（差電圧絶対値ΔＶ＝｜Ｖ１−Ｖ２｜）の大小関係に基づいて断線した伝送線路を判定する。

また、このマイコンＭは、電圧検出部ｍ１を内部機能として備えている。この電圧検出部ｍ１は、バッテリモジュールｘ１の出力電圧（モジュール電圧Ｖｍ）を検出する。マイコンＭは、このモジュール電圧Ｖｍを断線診断処理における制御情報として利用するが、その詳細については後述する動作説明において詳しく述べる。

ここで、本実施形態では、セル電圧検出部Ｄ１〜Ｄｎが電池セルＣ１〜Ｃｎの個数に対応したｎ（３以上の自然数）個のセル電圧Ｖ１〜Ｖｎを検出するので、上記差電圧ΔＶはｎ−１個ある。すなわち、上記差電圧絶対値ΔＶは、セル電圧Ｖ１とセル電圧Ｖ２との差分である差電圧絶対値ΔＶ_１２、セル電圧Ｖ２とセル電圧Ｖ３との差分である差電圧絶対値ΔＶ_２３、セル電圧Ｖ３とセル電圧Ｖ４との差分である差電圧絶対値ΔＶ_３４、……の合計ｎ−１個存在する。

メインコンタクタ１は、励磁コイルと当該励磁コイルへの給電状態に応じて開状態あるいは閉状態に変化する一対の接点を備えた通電開閉器であり、一方の接点が上記バッテリＸのプラス出力端子に接続されており、他方の接点がインバータ５の第１入力端に接続されている。このメインコンタクタ１は、バッテリＥＣＵ３から上記励磁コイルに供給される駆動電流によって開状態あるいは閉状態に設定されることにより、上記バッテリＸのプラス出力端子とインバータ５の第１入力端との接続／非接続を切り替える。

サブコンタクタ２は、上記メインコンタクタ１と同様に励磁コイルと当該励磁コイルへの給電状態に応じて開状態あるいは閉状態に変化する一対の接点を備えた通電開閉器であり、一方の接点が上記バッテリＸのマイナス出力端子に接続されており、他方の接点がインバータ５の第２入力端に接続されている。このサブコンタクタ２は、バッテリＥＣＵ３から供給される駆動電流によって閉状態あるいは開状態に設定されることにより、上記バッテリＸのマイナス出力端子とインバータ５の第２入力端と接続／非接続を切り替える。

バッテリＥＣＵ３は、所定のバッテリ制御プログラムに基づいて上記メインコンタクタ１及びサブコンタクタ２を制御するソフトウエア制御装置である。このバッテリＥＣＵ３は、上記バッテリ制御プログラムが格納されたメモリ、バッテリ制御プログラムを実行するＣＰＵ(Central Processing Unit)、またマイコンＭ、メインコンタクタ１、サブコンタクタ２及び電圧検出部４と信号の授受を行う入出力インターフェイス等を備える。

すなわち、このバッテリＥＣＵ３は、マイコンＭから入力されるバッテリＸに関する各種情報、電圧検出部４から入力されるバッテリＸからの給電電圧Ｖｋ及び図示しない上位制御系から入力される指令情報に基づいて、上記メインコンタクタ１及びサブコンタクタ２を駆動する駆動電流を生成する。このバッテリＥＣＵ３によってメインコンタクタ１及びサブコンタクタ２の開閉状態が制御されることにより、バッテリＸからインバータ５への給電／非給電が状態設定される。

電圧検出部４は、メインコンタクタ１及びサブコンタクタ２を経てインバータ５の第１入力端及び第２入力端に給電される給電電力の電圧を上記バッテリ電圧Ｖｂとして検出する。この電圧検出部４は、このバッテリ電圧Ｖｂを制御情報の１つとしてバッテリＥＣＵ３に出力する。

インバータ５は、第１入力端と第２入力端及び第１〜第３出力端を備える三相インバータである。インバータ５の第１入力端及び第２入力端には上記バッテリＸから直流電力が入力される。このインバータ５は、第１入力端及び第２入力端に入力されたバッテリＸの直流電力を所定周波数かつ三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の交流電力（三相交流電力）に変換し、当該三相交流電力を第１〜第３出力端からモータ６に出力する。

モータ６は、上記インバータ５から供給される三相交流電力を駆動電力として回転動力を発生する三相電動機である。車両は、この走行モータ６が発生する回転動力を走行のための駆動力として走行する。このような走行モータ６は、例えば制御性に優れた三相直流電動機である。

次に、本実施形態における車両走行系の動作、特に電圧検出装置Ａが行う伝送線路Ｓ１〜Ｓｎ＋１の断線診断処理について詳しく説明する。

この車両走行系が設けられる車両では、運転手がイグニッションスイッチを「ＯＮ」すると、この操作指示が車両に別途設けられた通信系を介してバッテリＥＣＵ３に入力される。そして、バッテリＥＣＵ３は、この操作指示に従ってメインコンタクタ１及びサブコンタクタ２を開状態から閉状態に状態変化させ、以ってバッテリＸの直流電力をインバータ５に給電させる。

そして、このバッテリＸからインバータ５への給電によって、インバータ５がモータ６に三相交流電力を供給することによって車両が走行を開始する。すなわち、この車両走行系では、メインコンタクタ１、サブコンタクタ２及びバッテリＥＣＵ３によってバッテリＸの直流電力がインバータ５に給電されることによって車両の走行が可能となる。

ここで、本実施系形態に係る電圧検出装置Ａは、バッテリＸを構成するｎ個の電池セルＣ１〜Ｃｎの各セル電圧Ｖ１〜Ｖｎを検出してバッテリＥＣＵ３に順次提供する。バッテリＥＣＵ３は、これらセル電圧Ｖ１〜Ｖｎに基づいてバッテリＸの動作状態を常時監視している。すなわち、マイコンＭは、ｎ個のセル電圧検出部Ｄ１〜Ｄｎから順次入力されるｎ個のセル電圧Ｖ１〜Ｖｎをセル電圧データＶ１〜Ｖｎに順次変換し、当該セル電圧データＶ１〜ＶｎをバッテリＥＣＵ３に提供する。

また、電圧検出装置ＡのマイコンＭは、各セル電圧Ｖ１〜Ｖｎの検出処理に加えて、ｎ＋１本の伝送線路Ｓ１〜Ｓｎ＋１の断線診断処理を行う。すなわち、マイコンＭは、各放電回路Ｂ１〜Ｂｎに開閉信号を出力することにより互いに隣り合う電池セルの放電回路を異なるデューティ比で放電状態とする。例えば、マイコンＭは、奇数番目の各電池セルＣ１，Ｃ３，……に対応する放電回路Ｂ１，Ｂ３，……を９６％のデューティ比の開閉信号で放電させ、また偶数番目の各電池セルＣ２，Ｃ４，……に対応する放電回路Ｂ２，Ｂ４，……を４％のデューティ比の開閉信号で放電させる。

このような各放電回路Ｂ１〜Ｂｎの放電状態において、例えば偶数番目の電池セルＣ２のマイナス端子と奇数番目の電池セルＣ３のプラス端子との接続点に接続された伝送線路Ｓ３に断線故障が発生した場合、図２（ａ）に示すように偶数番目の電池セルＣ２に対応するセル電圧Ｖ２は診断開始時刻ｔ１から徐々に電圧上昇し、奇数番目の電池セルＣ３に対応するセル電圧Ｖ３は診断開始時刻ｔ１から徐々に電圧降下する。

互いに隣り合う一対の電池セルに対応する一対のセル電圧の差分の絶対値（差電圧絶対値ΔＶ）、例えば図２（ａ）に示すように一対の電池セルＣ１，Ｃ２に対応する一対のセル電圧Ｖ１，Ｖ２の差電圧絶対値ΔＶ_１２、一対の電池セルＣ２，Ｃ３に対応する一対のセル電圧Ｖ２，Ｖ３の差電圧絶対値ΔＶ_２３、また一対の電池セルＣ３，Ｃ４に対応する一対のセル電圧Ｖ３，Ｖ４の差電圧絶対値ΔＶ_３４に着目すると、診断開始時刻ｔ１以降の時刻ｔ２において、差電圧絶対値ΔＶ_１２及び差電圧絶対値ΔＶ_３４は（｜−Δｅ｜＝Δｅ）となり、差電圧絶対値ΔＶ_２３は（｜＋２Δｅ｜＝２Δｅ）となる。

すなわち、３つの差電圧絶対値ΔＶ_１２，ΔＶ_２３，ΔＶ_３４は、図３に示すように、診断開始時刻ｔ１以降に徐々に増大するが、時刻ｔ２における差電圧絶対値ΔＶ_２３は、ｎ−１個の差電圧絶対値ΔＶの配列の中で前に位置する差電圧絶対値ΔＶ_１２及び後に位置する差電圧絶対値ΔＶ_３４よりも明らかに大きな値となる。また、このような差電圧絶対値ΔＶ_２３は、断線した伝送線路Ｓ３が共通して接続された一対の電池セルＣ２，Ｃ３のセル電圧Ｖ２，Ｖ３から取得されたものである。

一方、伝送線路Ｓ３に断線故障が発生した場合において、奇数番目の各電池セルＣ１，Ｃ３，……に対応する放電回路Ｂ１，Ｂ３，……を４％のデューティ比の開閉信号で放電させ、また偶数番目の各電池セルＣ２，Ｃ４，……に対応する放電回路Ｂ２，Ｂ４，……を９６％のデューティ比の開閉信号で放電させた場合には、図２（ｂ）に示すように、偶数番目の電池セルＣ２に対応するセル電圧Ｖ２は診断開始時刻ｔ１から徐々に電圧降下し、奇数番目の電池セルＣ３に対応するセル電圧Ｖ３は診断開始時刻ｔ１から徐々に電圧上昇する。

この場合には、診断開始時刻ｔ１以降の時刻ｔ２において、差電圧絶対値ΔＶ_１２及び差電圧絶対値Ｖ_３４は（｜＋Δｅ｜＝Δｅ）となり、差電圧絶対値ΔＶ_２３は（｜−２Δｅ｜＝２Δｅ）となる。すなわち、差電圧絶対値ΔＶ_２３は、ｎ−１個の差電圧絶対値ΔＶの配列の中で前後の差電圧絶対値ΔＶ_１２及び差電圧絶対値Ｖ_３４よりも大きな値となる。

電圧検出装置ＡのマイコンＭは、ｎ個のセル電圧検出部Ｄ１〜Ｄｎから順次入力されるｎ個のセル電圧Ｖ１〜Ｖｎについて、互いに隣り合う一対の電池セルに対応する一対のセル電圧の差分、つまりｎ−１個の差電圧絶対値ΔＶを取得（演算）し、当該ｎ−１個の差電圧絶対値ΔＶの中から前後のものよりも大きな値あるいは小さな値を持つ差電圧絶対値ΔＶを検索する。そして、この検索の結果として得られた差電圧絶対値ΔＶに関する１対の電池セルに共通して接続された伝送線路が断線したと判定する。

ここで、伝送線路Ｓ３ではなく伝送線路Ｓ２が断線した場合において、奇数番目の各電池セルＣ１，Ｃ３，……に対応する放電回路Ｂ１，Ｂ３，……を９６％のデューティ比の開閉信号で放電させ、偶数番目の各電池セルＣ２，Ｃ４，……に対応する放電回路Ｂ２，Ｂ４，……を４％のデューティ比の開閉信号で放電させた場合には、奇数番目の電池セルＣ１に対応するセル電圧Ｖ２は診断開始時刻ｔ１から徐々に電圧上昇し、偶数番目の電池セルＣ２に対応するセル電圧Ｖ３は診断開始時刻ｔ１から徐々に電圧降下する。

この結果、時刻ｔ２において、差電圧絶対値ΔＶ_１２は（｜＋２Δｅ｜＝２Δｅ）となり、差電圧絶対値ΔＶ_２３は（｜−Δｅ｜＝Δｅ）となり、差電圧絶対値ΔＶ_３４は「ゼロ」となる。すなわち、この場合には、一対のセル電圧Ｖ１，Ｖ２の差電圧絶対値ΔＶ_１２が最も大きな値となる。したがって、この場合、マイコンＭは、ｎ−１個の差電圧絶対値ΔＶの中で最も大きな値となる差電圧絶対値ΔＶ_１２に関する１対の電池セルＣ１，Ｃ２に共通して接続された伝送線路Ｓ２が断線したと判定する。

これに対して、伝送線路Ｓ２が断線した場合において、奇数番目の各電池セルＣ１，Ｃ３，……に対応する放電回路Ｂ１，Ｂ３，……を４％のデューティ比の開閉信号で放電させ、偶数番目の各電池セルＣ２，Ｃ４，……に対応する放電回路Ｂ２，Ｂ４，……を９６％のデューティ比の開閉信号で放電させた場合には、時刻ｔ２において、差電圧絶対値ΔＶ_１２は（｜２Δｅ｜＝２Δｅ）となり、差電圧絶対値ΔＶ_２３は（｜＋Δｅ｜＝Δｅ）となり、差電圧絶対値ΔＶ_３４は「ゼロ」となる。

この場合、マイコンＭは、ｎ−１個の差電圧絶対値ΔＶの中から「ゼロ」のものを除外し、残りの差電圧絶対値ΔＶの中から最も小さな値である差電圧絶対値ΔＶ_１２に関する１対の電池セルＣ１，Ｃ２に共通して接続された伝送線路Ｓ２が断線したと判定する。すなわち、差電圧絶対値ΔＶが「ゼロ」の状態は、伝送線路に断線が発生していない伝送線路の正常状態である。したがって、マイコンＭは、このような正常な伝送線路に関する差電圧絶対値ΔＶを除外し、残りの差電圧絶対値ΔＶの中で最も小さな値の差電圧絶対値ΔＶ_１２を断線した伝送線路に関するものとして抽出し、この差電圧絶対値ΔＶ_１２に基づいて１対の電池セルＣ１，Ｃ２に共通して接続された伝送線路Ｓ２が断線したと判定する。

マイコンＭは、このようにして断線した伝送線路を特定すると、当該断線した伝送線路に関係するセル電圧は正常な値ではないと認定する。そして、マイコンＭは、正常な値ではないと認定したセル電圧を電圧検出部ｍ１が検出したモジュール電圧Ｖｍ（バッテリＸモジュールｘ１の出力電圧）に基づいて補完する。すなわち、マイコンＭは、モジュール電圧Ｖｍを電池セルＣ１〜Ｃｎの個数ｎで除算した値で正常ではないと認定したセル電圧を補完する。

なお、正常ではないセル電圧の補完を上記モジュール電圧Ｖｍに代えてバッテリ電圧Ｖｂを用いて行ってもよい。すなわち、正常ではないセル電圧の補完をマイコンＭが行うのではなくバッテリＥＣＵ３が行うようにし、当該バッテリＥＣＵ３が電圧検出部４から入力されるバッテリ電圧Ｖｂを用いてセル電圧を補完する。

さらには、このような補完方法に代えて、正常に検出できる複数のセル電圧の平均値で正常に検出できないセル電圧を補完してもよい。例えば伝送線路Ｓ２が断線した場合、セル電圧Ｖ１，Ｖ２は正常な値とならないので、残りのセル電圧Ｖ３〜Ｖｎの平均値をセル電圧Ｖ１，Ｖ２とする。

このような本実施形態によれば、互いに隣り合う一対の電池セルに関する一対のセル電圧の差電圧絶対値ΔＶの大小関係に基づいて断線した伝送線路を特定することができる。なお、上述した伝送線路Ｓ３と同様に他の伝送線路Ｓ１，Ｓ２，Ｓ４〜Ｓｎについても同様にして断線を検知することができる。

また、本実施形態によれば、伝送線路が断線することにより正常に検出できないセル電圧をマイコンＭが補完するので、伝送線路が断線した場合により適切なリンプホーム走行（退避走行）を実現することができる。

Ｘ バッテリ
ｘ１ バッテリモジュール
Ａ 電圧検出装置
Ｃ１〜Ｃ４ 電池セル
Ｂ１〜Ｂ４ 放電回路
Ｓ１〜Ｓ５ 伝送線路
Ｆ１〜Ｆ５ ＣＲフィルタ
Ｄ１〜Ｄ４ セル電圧検出部
Ｍ マイコン（断線判定部）
１ メインコンタクタ
２ サブコンタクタ
３ バッテリＥＣＵ
４ 電圧検出部
５ インバータ
６ モータ

Claims (4)

1. ３以上の電池セルが直列接続されたバッテリの前記電池セルに各々並列接続された３以上の放電回路と、前記電池セルの各端子の端子電圧を伝送する４以上の伝送線路と、該伝送線路から入力された前記端子電圧を前記電池セルのセル電圧として検出する３以上のセル電圧検出部とを備えた電圧検出装置において、
   互いに隣り合う一対の前記電池セルの前記放電回路を異なるデューティ比で放電状態とした場合における前記一対の電池セルに関する一対の前記セル電圧の差分の絶対値をそれぞれ取得し、当該差分の絶対値の大小関係に基づいて断線した伝送線路を判定する断線判定部を備えることを特徴とする電圧検出装置。
2. 前記伝送線路が断線することにより正常に検出できないセル電圧を補完することを特徴とする請求項１に記載の電圧検出装置。
3. 前記バッテリの出力電圧を前記電池セルの個数で除算した値で前記正常に検出できないセル電圧を補完することを特徴とする請求項２に記載の電圧検出装置。
4. 正常に検出できるセル電圧の平均値で前記正常に検出できないセル電圧を補完することを特徴とする請求項２に記載の電圧検出装置。
   

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