JP6593276B2 - 電池監視装置 - Google Patents

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Description

本発明は、電池の温度を監視する電池監視装置に関する。
例えば自動車等において、電源として、複数の単電池により構成される電池を用いる技術が知られている。このような電池では、単電池の温度が所定温度以上になると、寿命の低下等の不都合が生じるため、かかる不都合を回避するために単電池の温度を検出する必要がある。そのため、例えば、各単電池のそれぞれに、温度に応じて抵抗値が変化するサーミスタを取り付け、それらのサーミスタにより各単電池の温度を検出するようにしている（例えば特許文献１参照）。
具体的には、電源電圧が既知であることを利用してサーミスタの抵抗値を算出し、算出した抵抗値を温度に換算することで、各単電池の温度を求めている。
特開２００５−２２４０７１号公報
特許文献１に記載の電池監視装置のように、電池の温度をサーミスタにより検出する場合、電源電圧が既知であることを利用しているため、サーミスタと電池とが短絡してサーミスタに印加される電圧が変化した場合、正常な温度が算出できなくなるおそれがある。
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、その主たる目的は、温度に応じて抵抗が変化する温度検出部を用いるうえで、その温度検出部と電池との短絡を適切に判断することが可能な電池監視装置を提供することにある。
電池の温度を監視する電池監視装置であって、電池に対して設けられ、温度によって抵抗が変化する温度検出部と、温度検出部に電圧を印加する電源と、電源から温度検出部への電圧の印加を制限する制限部と、制限部による制限が行われていない場合に、温度検出部の電圧降下量に基づいて電池の温度を求める温度取得部と、制限部による制限が行われている場合の、温度検出部に印加される電圧に基づいて、温度検出部と電池との短絡を判定する判定部と、を備える。
温度によって抵抗が変化する温度検出部を用いて電池の温度を検出する場合、電源から温度検出部へ電圧を印加し、温度検出部の電圧降下量に基づいて温度検出部の抵抗を求め、その抵抗の値から温度を求めるものとしている。このとき、温度検出部と電池との短絡を検出しようとすれば、電池の電圧が電源の電圧よりも小さい場合には、温度検出部と電池との短絡が生じたとしても検出される電圧は電源の電圧よりも小さくなり、正常に温度が検出されていると判定するおそれがある。この点、上記構成では、制限部によって電源から温度検出部への電圧の印加を制限している場合に、温度検出部に印加される電圧に基づいて短絡を判定するものとしているため、短絡時には制限された電圧よりも高い電圧が温度検出部へ印加されることとなる。したがって、制限部によって電源から温度検出部への電圧の印加を制限している場合の、温度検出部に印加される電圧に基づいて短絡判定することで、電池と温度検出部との短絡を精度よく検出することができる。
第１実施形態に係る電池監視装置の構成を示す図である。 第２実施形態に係る電池監視装置の構成を示す図である。 第３実施形態に係る電池監視装置の構成を示す図である。 第３実施形態における制御を説明するタイムチャートである。 第４実施形態に係る電池監視装置の構成を示す図である。
以下、各実施形態を図面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、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
＜第１実施形態＞
本実施形態に係る電池監視装置は、複数のセルからなり、開放電圧が数百Ｖであるリチウムイオン蓄電池と、開放電圧が１２Ｖ程度である鉛蓄電池とを備えるハイブリッド車に搭載され、リチウムイオン蓄電池の温度を監視する電池監視装置である。
本実施形態に係る電池監視装置の構成について、図１を参照して説明する。電池監視装置は、リチウムイオン蓄電池である電池１００の温度、電圧等を検出するものである。電池１００は、直列接続された複数のスタック１１０，１２０，１３０により構成されている。各スタック１１０，１２０，１３０は、それぞれ、直列接続された複数の電池セル１１１，１２１，１３１により構成されている。電池セル１１１，１２１，１３１は、単電池と称することもできる。各電池セル１１１，１２１，１３１の開放電圧は、例えば、２．４Ｖである。各スタック１１０，１２０，１３０は、その電池セル１１１，１２１，１３１を複数含んでいるため、その開放電圧は例えば数１０Ｖである。
電池１００の温度の監視を行う電池監視装置は、電池１００に設けられたサーミスタ群２００と、電池制御ＥＣＵ３００とを含んで構成されている。サーミスタ群２００は、複数のサーミスタ２１０，２２０，２３０を含んで構成されている。各サーミスタ２１０，２２０，２３０は、温度の上昇に伴って抵抗が減少する材料で形成されており、温度検出部として機能する。各サーミスタ２１０，２２０，２３０は、それぞれ、各スタック１１０，１２０，１３０のケースの側面や上面に接するように設けられている。
各サーミスタ２１０，２２０，２３０には、各サーミスタ２１０，２２０，２３０における電圧降下量に基づく電圧を取得し、その電圧をデジタル値として出力する監視回路３１０，３２０，３３０が接続されている。監視回路３１０，３２０，３３０は、共通の基板に実装されている。その基板には、マイコン３４０も実装されており、監視回路３１０，３２０，３３０、及びマイコン３４０により、電池制御ＥＣＵ３００を構成している。
監視回路３１０，３２０，３３０は、サーミスタ２１０，２２０，２３０の第１端にスイッチ３１２，３２２，３３２を介して接続される定電圧電源３１１，３２１，３３１と、サーミスタ２１０，２２０，２３０の第２端に接続されるプルダウン抵抗３１３，３２３，３３３とを含んでいる。プルダウン抵抗３１３，３２３，３３３の、サーミスタ２１０，２２０，２３０と接続されている側の反対側は、それぞれ、温度の検出対象となるスタック１１０，１２０，１３０の低電位側を基準電位点として接続されている。定電圧電源３１１，３２１，３３１は、予め定められた定電圧を出力する電源であり、その定電圧は、例えば、それぞれの基準電位点との電位差が５Ｖとなるように設定されている。スイッチ３１２，３２２，３３２は、開放状態である場合に、定電圧電源３１１，３２１，３３１からサーミスタ２１０，２２０，２３０への電圧の印加を制限する制限部として機能する。
監視回路３１０，３２０，３３０は、サーミスタ２１０，２２０，２３０とプルダウン抵抗３１３，３２３，３３３との間の電圧をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換部３１４，３２４，３３４を備えている。Ａ／Ｄ変換部３１４，３２４，３３４は、出力されるデジタル値の分解能を向上させるべく、入出力値の下限値が基準電位点の電圧に設定され、入出力値の上限値が、定電圧電源３１１，３２１，３３１の電圧に設定されている。
Ａ／Ｄ変換部３１４，３２４，３３４から出力される、サーミスタ２１０，２２０，２３０とプルダウン抵抗３１３，３２３，３３３との間の電圧を示すデジタル値である電圧データは、データ保存部３１５，３２５，３３５へ入力される。データ保存部３１５，３２５，３３５では、Ａ／Ｄ変換部３１４，３２４，３３４から取得した電圧データを一時的に保存する。データ保存部３１５，３２５，３３５が一時的に保存した電圧データは、データ伝達部３１６，３２６，３３６からマイコン３４０へ送信される。
マイコン３４０は、データ伝達部３１６，３２６，３３６から取得した電圧データに基づいて、電池１００の温度の算出、及び、電池１００とサーミスタ２１０，２２０，２３０との短絡の判定を行う。電池１００とサーミスタ２１０，２２０，２３０との短絡は、電池１００からの電解液の漏出や、劣化等による損傷が生じた場合等に起こり得る。なお、マイコン３４０は、電池１００の温度を求める際に温度取得部として機能し、短絡を判定するうえで判定部として機能する。
マイコン３４０は、上位のＥＣＵ４００と通信可能に接続されている。ＥＣＵ４００は、マイコン３４０から取得した電池１００の温度が所定値よりも大きく過熱している場合等には、電池１００からの放電及び電池１００への充電を制限する。また、電池１００と短絡していると判定したサーミスタ２１０，２２０，２３０から取得した温度については、各種の制御に用いることを制限する処理を行う。
なお、電池監視装置には、各スタック１１０，１２０，１３０の電圧を検出する電圧センサ（図示せず）も設けられており、電池監視装置は、電圧センサが検出した電圧に基づいて電池１００の充電量等を取得する。ＥＣＵ４００は、電池１００の充電量等に応じて、充放電制御を行う。これらの制御については、周知の制御であるため、具体的な説明を省略する。
以上のように構成される電池監視装置が行う電池監視制御について、説明する。
スタック１１０，１２０，１３０の温度を検出する場合には、スイッチ３１２，３２２，３３２を接続状態とし、定電圧電源３１１，３２１，３３１からサーミスタ２１０，２２０，２３０へ定電圧を印加する。このとき、マイコン３４０に入力される電圧データは、定電圧電源３１１，３２１，３３１の電圧からサーミスタ２１０，２２０，２３０の電圧降下分を減算したものである。したがって、マイコン３４０は、定電圧電源３１１，３２１，３３１の電圧値と、入力された電圧データと、プルダウン抵抗３１３，３２３，３３３の抵抗値とを用いて、サーミスタ２１０，２２０，２３０の抵抗値を求める。サーミスタ２１０，２２０，２３０の抵抗値が求まれば、マイコン３４０はその抵抗値に基づいてサーミスタ２１０，２２０，２３０の温度を求める。
電池１００とサーミスタ２１０，２２０，２３０との短絡を検出する場合には、スイッチ３１２，３２２，３３２を遮断状態とする。スイッチ３１２，３２２，３３２を遮断状態とすれば、定電圧電源３１１，３２１，３３１からサーミスタ２１０，２２０，２３０及びプルダウン抵抗３１３，３２３，３３３に電圧が印加されないため、スタック１１０，１２０，１３０とサーミスタ２１０，２２０，２３０との短絡が無ければ、Ａ／Ｄ変換部３１４，３２４，３３４を介してマイコン３４０へ入力される電圧値は、ゼロとなる。一方、電池１００とサーミスタ２１０，２２０，２３０とが短絡した場合、電池１００の電圧がサーミスタ２１０，２２０，２３０及びプルダウン抵抗３１３，３２３，３３３に印加されるため、マイコン３４０へ入力される電圧データはゼロでなくなる。マイコン３４０では、スイッチ３１２，３２２，３３２が遮断状態である場合に入力された電圧データが、所定の閾値よりも大きい場合に、電池１００とサーミスタ２１０，２２０，２３０との短絡を判定する。
なお、本実施形態では、定電圧電源３１１，３２１，３３１からサーミスタ２１０，２２０，２３０及びプルダウン抵抗３１３，３２３，３３３へ印加する電圧を小さく（ゼロに）すべく、スイッチ３１２，３２２，３３２を用いているが、スイッチ３１２，３２２，３３２を設けず、定電圧電源３１１，３２１，３３１の代わりに可変電圧源から電圧を印加するものとしてもよい。こうすることで、電池１００の温度を検出する場合には、可変電圧源の電圧を高圧側（例えば、基準電位点との電位差が５Ｖとなる値）とし、短絡を検出する場合には、可変電圧源の電圧を低圧側（例えば、基準電位点との電位差が０．５Ｖとなる値）とすればよい。
上記構成により、本実施形態に係る電池監視装置は、以下の効果を奏する。
・サーミスタ２１０，２２０，２３０を用いて電池１００の温度を検出する場合、定電圧電源３１１，３２１，３３１からサーミスタ２１０，２２０，２３０へ電圧を印加し、サーミスタ２１０，２２０，２３０の電圧降下量に基づいてサーミスタ２１０，２２０，２３０の抵抗を求め、その抵抗の値から温度を求めるものとしている。このとき、サーミスタ２１０，２２０，２３０と電池１００との短絡を検出しようとすれば、電池１００の電圧が定電圧電源３１１，３２１，３３１の電圧よりも小さい場合には、サーミスタ２１０，２２０，２３０と電池１００との短絡が生じたとしても検出される電圧は定電圧電源３１１，３２１，３３１の電圧よりも小さくなり、正常に温度が検出されていると判定するおそれがある。この点、本実施形態では、スイッチ３１２，３２２，３３２によって定電圧電源３１１，３２１，３３１からサーミスタ２１０への電圧の印加を遮断している場合に、サーミスタ２１０，２２０，２３０に印加される電圧に基づいて短絡を判定するものとしているため、電池１００とサーミスタ２１０，２２０，２３０との短絡を精度よく検出することができる。
・電池１００とサーミスタ２１０，２２０，２３０との短絡を判定するうえで、定電圧電源３１１，３２１，３３１とサーミスタ２１０，２２０，２３０との間の電圧に基づいて短絡を判定するのならば、定電圧電源３１１，３２１，３３１とサーミスタ２１０，２２０，２３０との間における電池１００との短絡を判定することはできる。しかしながら、サーミスタ２１０，２２０，２３０と基準電位点との間で電池１００との短絡が生じた場合、その短絡を検出することができない。この点、本実施形態ではサーミスタ２１０，２２０，２３０と基準電位点との間の電圧に基づいて短絡を判定するものとしているため、サーミスタ２１０，２２０，２３０と電池１００との短絡が、定電圧電源３１１，３２１，３３１とサーミスタ２１０，２２０，２３０との間、及び、サーミスタ２１０，２２０，２３０と基準電位点との間のいずれで生じたとしても、その短絡を判定することができる。
・サーミスタ２１０，２２０，２３０をプルダウン抵抗３１３，３２３，３３３を介して基準電位点に接続地しており、サーミスタ２１０，２２０，２３０とプルダウン抵抗３１３，３２３，３３３との間の電圧を検出するものとしているため、Ａ／Ｄ変換部３１４，３２４，３３４へ入力される電流を抑制することができる。
＜第２実施形態＞
本実施形態では、電池監視装置の構成の一部が第１、２実施形態と異なっている。本実施形態に係る電池監視装置について、図２を参照して説明する。
本実施形態に係る電池制御ＥＣＵ５００は、共通の基板に実装された監視回路５１０，５２０，５３０と、マイコン５４０とを備えている。
監視回路５１０，５２０，５３０では、サーミスタ２１０，２２０，２３０の第１側にはプルアップ抵抗５１２，５２２，５３２を介して可変電圧源５１１，５２１，５３１が接続されている。この可変電圧源５１１，５２１，５３１は、高圧側（例えば５Ｖ）と低圧側（例えば０．５Ｖ）とで電圧を変更可能である。なお、可変電圧源５１１，５２１，５３１の電圧を低圧側に設定することで、可変電圧源５１１，５２１，５３１自体が制限部として機能するといえる。サーミスタ２１０，２２０，２３０の第２側は、プルダウン抵抗５１３，５２３，５３３を介して基準電位点に接続されている。この基準電位点は、各サーミスタ２１０，２２０，２３０が検出対象としているスタック１１０，１２０，１３０の低電位側である。
サーミスタ２１０，２２０，２３０とプルアップ抵抗５１２，５２２，５３２との間、及びサーミスタ２１０，２２０，２３０とプルダウン抵抗５１３，５２３，５３３との間は、マルチプレクサ５１４，５２４，５３４の入力側に接続され、マルチプレクサ５１４，５２４，５３４の出力側は、電圧の値をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換部５１５，５２５，５３５に接続されている。
Ａ／Ｄ変換部５１５，５２５，５３５の出力値である電圧データは、データ保存部５１６，５２６，５３６へ入力される。データ保存部５１６，５２６，５３６では、Ａ／Ｄ変換部５１５，５２５，５３５から取得した電圧データを一時的に保存する。データ保存部５１６，５２６，５３６が一時的に保存した電圧データは、データ伝達部５１７，５２７，５３７からマイコン５４０へ送信される。
以上のように構成される電池監視装置が行う電池監視制御について、説明する。スタック１１０，１２０，１３０の温度を検出する場合には、可変電圧源５１１，５２１，５３１の電圧を高圧側（例えば５Ｖ）にする。マルチプレクサ５１４，５２４，５３４では、サーミスタ２１０，２２０，２３０とプルアップ抵抗５１２，５２２，５３２との間の電圧である第１電圧、及びサーミスタ２１０，２２０，２３０とプルダウン抵抗５１３，５２３，５３３との間の電圧である第２電圧のそれぞれを、Ａ／Ｄ変換部５１５，５２５，５３５、データ保存部５１６，５２６，５３６、データ伝達部５１７，５２７，５３７を介してマイコン５４０へ入力する。マイコン５４０は、入力された第１電圧と第２電圧との差を求め、その差に基づいてサーミスタ２１０，２２０，２３０の抵抗値を求める。
サーミスタ２１０，２２０，２３０とスタック１１０，１２０，１３０との短絡を検出する場合には、可変電圧源５１１，５２１，５３１の電圧を低圧側（例えば０．５Ｖ）にする。マルチプレクサ５１４，５２４，５３４では、第１電圧及び第２電圧を、Ａ／Ｄ変換部５１５，５２５，５３５、データ保存部５１６，５２６，５３６、データ伝達部５１７，５２７，５３７を介してマイコン５４０へ入力する。
マイコン５４０は、入力された第１電圧、第２電圧のそれぞれと、可変電圧源５１１，５２１，５３１の電圧とを比較し、第１電圧及び第２電圧の少なくとも一方が可変電圧源５１１，５２１，５３１の電圧よりも高い場合には、短絡が生じているとの判定を行う。マイコン５４０は、さらに、第１電圧と第２電圧とを比較する。そして、第１電圧が第２電圧よりも高い場合には、サーミスタ２１０，２２０，２３０の可変電圧源５１１，５２１，５３１側で短絡が生じているとの判定を行う。一方、第２電圧が第１電圧よりも高い場合には、サーミスタ２１０，２２０，２３０の基準電位点側で短絡が生じているとの判定を行う。
上記構成により、本実施形態に係る電池監視装置は、第１実施形態に係る電池監視装置が奏する効果に加えて、以下の効果を奏する。
・本実施形態では、電池１００とサーミスタ２１０，２２０，２３０との短絡を検出するうえで、サーミスタ２１０，２２０，２３０とプルアップ抵抗５１２，５２２，５３２との間の電圧である第１電圧、及びサーミスタ２１０，２２０，２３０とプルダウン抵抗５１３，５２３，５３３との間の電圧である第２電圧を検出し、第１電圧と第２電圧とを比較するものとしている。これにより、電池１００といずれのサーミスタ２１０，２２０，２３０とが短絡したかの判定に加えて、その短絡がサーミスタ２１０，２２０，２３０の電源側と基準電位点側とのいずれで生じたかの判定も行うことができる。
＜第３実施形態＞
本実施形態では、電池監視装置の構成の一部が第１、２実施形態と異なっている。本実施形態に係る電池監視装置について、図３を参照して説明する。
本実施形態に係る電池制御ＥＣＵ５００は、共通の基板に実装された監視回路５１０，５２０，５３０と、マイコン５４０とを備えている。
監視回路６１０，６２０，６３０は、サーミスタ２１０，２２０，２３０の第１端に第１スイッチ６１２，６２２，６３２を介して接続される定電圧電源６１１，６２１，６３１と、サーミスタ２１０，２２０，２３０の第２端に接続されるプルダウン抵抗６１３，６２３，６３３と第２スイッチ６１４，６２４，６３４との直列接続体と、プルダウン抵抗６１３，６２３，６３３と第２スイッチ６１４，６２４，６３４との直列接続体に並列接続されるコンデンサ６１５，６２５，６３５とを含んで構成されている。プルダウン抵抗６１３，６２３，６３３と第２スイッチ６１４，６２４，６３４の、サーミスタ２１０と接続されている側の反対側、及び、コンデンサ６１５，６２５，６３５のサーミスタ２１０，２２０，２３０と接続されている側の反対側は、基準電位点に接続されている。
サーミスタ２１０，２２０，２３０とプルダウン抵抗６１３，６２３，６３３及びコンデンサ６１５，６２５，６３５との間の電圧であるコンデンサ電圧Ｖｃは、Ａ／Ｄ変換部６１６，６２６，６３６によりデジタル値へ変換される。Ａ／Ｄ変換部６１６，６２６，６３６の出力値である電圧データは、データ保存部６１７，６２７，６３７へ入力される。データ保存部６１７，６２７，６３７では、Ａ／Ｄ変換部６１６，６２６，６３６から取得した電圧データを一時的に保存する。データ保存部６１７，６２７，６３７が一時的に保存した電圧データは、データ伝達部６１８，６２８，６３８からマイコン６４０へ送信される。マイコン６４０は、取得した電圧データに基づいて、サーミスタ２１０，２２０，２３０の温度の算出、及び、電池１００との短絡の判定を行う。
以上のように構成される電池監視装置が行う電池監視制御について、図４を参照して説明する。図４では第１スイッチ６１２，６２２，６３２及び第２スイッチ６１４，６２４，６３４の制御状態と、コンデンサ電圧Ｖｃとを、示している。なお、図４では、電池１００とサーミスタ２１０，２２０，２３０との短絡が生じていない場合のコンデンサ電圧Ｖｃを実線で示しており、電池１００とサーミスタ２１０，２２０，２３０との短絡が生じた場合のコンデンサ電圧Ｖｃを破線で示している。
まず、時刻ｔ１で、第１スイッチ６１２，６２２，６３２をＯＦＦとする。この場合、定電圧電源６１１，６２１，６３１からコンデンサ６１５，６２５，６３５へ電力が供給されないため、コンデンサ電圧Ｖｃは単調減少する。時刻ｔ１から所定時間経過後の時刻ｔ２で、第２スイッチ６１４，６２４，６３４をＯＦＦとする。この時刻ｔ１と時刻ｔ２との時間間隔は、コンデンサ６１５，６２５，６３５の静電容量と、プルダウン抵抗６１３，６２３，６３３の抵抗値によって定まる時定数に基づいて、予め設定されている。第２スイッチ６１４，６２４，６３４をＯＦＦとすれば、電池１００とサーミスタ２１０，２２０，２３０との短絡が生じていない場合には、コンデンサ電圧Ｖｃはゼロの値で維持される。一方、電池１００とサーミスタ２１０，２２０，２３０との短絡が生じている場合には、電池１００からサーミスタ２１０，２２０，２３０へ電力が供給されるため、コンデンサ電圧Ｖｃは上昇に転じる。時刻ｔ２から所定時間経過後の時刻ｔ３で、取得したコンデンサ電圧Ｖｃに基づいて短絡の判定を行う。
続く時刻ｔ４で、第１スイッチ６１２，６２２，６３２及び第２スイッチ６１４，６２４，６３４をいずれもＯＮとする。時刻ｔ３と時刻ｔ４との時間間隔は、短絡の判定に要する時間よりも長く設定されていればよい。第１スイッチ６１２，６２２，６３２及び第２スイッチ６１４，６２４，６３４をＯＮとすれば、定電圧電源６１１，６２１，６３１からの電力の供給が再開されるため、コンデンサ電圧Ｖｃも上昇する。時刻ｔ４から所定時間経過後の時刻ｔ５では、コンデンサ電圧Ｖｃの値に基づいて、サーミスタ２１０，２２０，２３０の温度を求める。なお、コンデンサ電圧Ｖｃの値が一定の値を維持している状態で、サーミスタ２１０，２２０，２３０の温度を求めるのが好ましいため、時刻ｔ４と時刻ｔ５の時間間隔は、コンデンサ６１５，６２５，６３５の静電容量と、プルダウン抵抗６１３，６２３，６３３の抵抗値によって定まる時定数に基づいて、予め設定されている。
上記構成により、本実施形態に係る電池監視装置は、第１実施形態に準ずる効果に加えて、以下の効果を奏する。
・サーミスタ２１０，２２０，２３０と電池１００とが短絡した場合、その短絡箇所に抵抗成分が生じる場合がある。この抵抗成分が大きいほど、サーミスタ２１０，２２０，２３０及び抵抗成分による電圧降下量が大きくなり、マイコン６４０へ入力される電圧の値が小さくなる。本実施形態では、サーミスタ２１０，２２０，２３０と電池１００との短絡を検出するうえで、第２スイッチ６１４，６２４，６３４を遮断状態とし、プルダウン抵抗６１３，６２３，６３３を切り離しているため、サーミスタ２１０，２２０，２３０と電池１００との短絡が生じた場合、コンデンサ６１５，６２５，６３５が充電される。すなわち、コンデンサ６１５，６２５，６３５の電圧を検出することで、電池１００とサーミスタ２１０，２２０，２３０との短絡を検出することができる。
＜第４実施形態＞
本実施形態に係る電池監視装置は、図５に示すように、全体の構成が第１〜第３実施形態と異なっている。
監視回路７１０，７２０，７３０は、それぞれ異なる基板に実装されており、その基板は、監視対象であるスタック１１０，１２０，１３０に対して取り付けられている。監視回路７１０，７２０，７３０は、さらに異なる基板に実装されたマイコン７４０と通信可能に接続されており、マイコン７４０は、電池１００のケーシングに取り付けられている。
監視回路７１０，７２０，７３０は、サーミスタ２１０，２２０，２３０の第１端にスイッチ７１２，７２２，７３２を介して接続される定電圧電源７１１，７２１，７３１と、サーミスタ２１０，２２０，２３０の第２端に接続されるプルダウン抵抗７１３，７２３，７３３とを含んでいる。プルダウン抵抗７１３，７２３，７３３の、サーミスタ２１０，２２０，２３０と接続されている側の反対側は、それぞれ、温度の検出対象となるスタック１１０，１２０，１３０の低電位側を基準電位点として接続されている。定電圧電源７１１，７２１，７３１は、予め定められた定電圧を出力する電源であり、その定電圧は、例えば、それぞれの基準電位点との電位差が５Ｖとなるように設定されている。スイッチ７１２，７２２，７３２は、開放状態である場合に、定電圧電源７１１，７２１，７３１からサーミスタ２１０，２２０，２３０への電圧の印加を制限する制限部として機能する。
監視回路７１０，７２０，７３０は、サーミスタ２１０，２２０，２３０とプルダウン抵抗７１３，７２３，７３３との間の電圧をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換部７１４，７２４，７３４を備えている。Ａ／Ｄ変換部７１４，７２４，７３４から出力値である電圧データは、データ保存部７１５，７２５，７３５へ入力される。データ保存部７１５，７２５，７３５では、Ａ／Ｄ変換部７１４，７２４，７３４から取得した電圧データを一時的に保存する。データ保存部７１５，７２５，７３５が一時的に保存した電圧データは、データ伝達部７１６，７２６，７３６からマイコン７４０へ送信される。マイコン７４０は、取得した電圧データに基づいて、サーミスタ２１０，２２０，２３０の温度の算出、及び、電池１００との短絡の判定を行う。
なお、本実施形態では、第１実施形態における監視回路３１０，３２０，３３０と同等の構成を有する監視回路７１０，７２０，７３０を、それぞれ別の基板に実装するものとしたが、第２実施形態における監視回路５１０，５２０，５３０、又は、第３実施形態に係る監視回路６１０，６２０，６３０と同等の構成を有する監視回路を別の基板に実装するものとしてもよい。
また、定電圧電源７１１，７２１，７３１とスイッチ７１２，７２２，７３２とを設ける代わりに、可変電圧源を設けるものとしてもよい。
上記構成により、本実施形態に係る電池監視装置は、第１実施形態に準ずる効果を有する。
＜変形例＞
・各実施形態では、各スタック１１０，１２０，１３０に対してひとつの監視回路を設けるものとしたが、複数の監視回路を設けるものとしてもよい。この場合には、各スタック１１０，１２０，１３０の最も低電位側から所定数の電池セル１１１，１２１，１３１、より具体的には、電源電圧よりも低い電位の単電池を監視対象とする監視回路にのみ、定電圧電源との接続状態を切り替えるスイッチを設けたり、電源を可変電圧源としたりしてもよい。これは、高圧側の単電池との短絡が生じた場合には、電源の電圧に係わらずＡ／Ｄ回路へ入力される電圧が上限値となり、Ａ／Ｄ回路から出力されるデジタル値が上限値であることを条件として短絡の判定ができるためである。
・各実施形態では、各監視回路における基準電位点を、各監視回路の監視対象であるスタックの低電位側としたが、基準電位点を、電池１００の最も低電位のスタック１１０の低電位側としてもよい。この場合、最も低電位のスタック１１０を監視対象とする監視回路にのみ、定電圧電源との接続状態を切り替えるスイッチを設けたり、電源を可変電圧源としたりしてもよい。これは、高圧側のスタックとの短絡が生じた場合には、電源の電圧に係わらずＡ／Ｄ回路へ入力される電圧が上限値となり、Ａ／Ｄ回路から出力されるデジタル値が上限値であることを条件として短絡の判定ができるためである。
・各実施形態では、電池を、複数の電池セル１１１，１２１，１３１を含む複数のスタック１１０，１２０，１３０により構成するものとした。この点、スタックを設けないものとしてもよい。この構成では、電源電圧（５Ｖ）以下の電位の単電池に対して設けられるサーミスタについて、電源から印加する電圧を変更できるようにすればよい。
・各実施形態を組み合わせて用いるものとしてもよい。例えば、第１実施形態において、スイッチ３１２，３２２，３３２を設けず、第２実施形態のように可変電圧源５１１を用いるものとしてもよい。
・各実施形態では、各監視回路のデータ伝達部からマイコンへ電圧データが送信されるものとしたが、マイコンへと電圧データを送信する機能をすべての監視回路に設ける必要はない。ひとつ又は複数の監視回路にマイコンへと電圧データを送信する機能を設け、他の監視回路の電圧データをその監視回路を介してマイコンへと送信するものとしてもよい。
・各実施形態では、各サーミスタに対してＡ／Ｄ変換部、データ保存部、及びデータ伝達部をそれぞれ設けるものとしたが、複数のサーミスタ及び抵抗等に対して、Ａ／Ｄ変換部、データ保存部、及びデータ伝達部を１つ設けるものとしてもよい。この場合には、検出対象である電圧値をマルチプレクサを介してＡ／Ｄ変換部へ入力するものとすればよい。
・各実施形態では、サーミスタ２１０，２２０，２３０と基準電位点との間の電圧に基づいて、電池１００との短絡を検出するものとしたが、電源とサーミスタ２１０，２２０，２３０との間の電圧に基づいて電池１００との短絡を検出するものとしてもよい。
・各実施形態では、温度検出部としてサーミスタを採用したが、温度の変化に伴って電圧−電流特性が変化する感温ダイオードを採用してもよい。
１００…電池、１１０，１２０，１３０…スタック、１１１，１２１，１３１…電池セル、２１０，２２０，２３０…サーミスタ、３１１…定電圧電源、３１２…プルダウン抵抗、３１４…スイッチ、３４０…マイコン、５１１…可変電圧源、５１２…プルアップ抵抗、５１３…プルダウン抵抗、５４０…マイコン、６１１…定電圧電源、６１２…プルダウン抵抗、６１３…第２スイッチ、６１４…コンデンサ、６１６…第１スイッチ、６４０…マイコン。

Claims (9)

  1. 電池（１００）の温度を監視する電池監視装置であって、
    前記電池に対して設けられ、温度によって抵抗が変化する温度検出部（２１０，２２０，２３０）と、
    前記温度検出部に電圧を印加する電源（３１１，３２１，３３１，５１１，５２１，５３１，６１１，６２１，６３１，７１１，７２１，７３１）と、
    前記電源から前記温度検出部への電圧の印加を制限する制限部（３１２，３２２，３３２，５１１，５２１，５３１，６１２，６２２，６３２，７１２，７２２，７３２）と、
    前記制限部による前記制限が行われていない場合に、前記温度検出部の電圧降下量に基づいて前記電池の温度を求める温度取得部（３４０，５４０，６４０，７４０）と、
    前記制限部による前記制限が行われている場合の、前記温度検出部に印加される電圧に基づいて、前記温度検出部と前記電池との短絡を判定する判定部（３４０，５４０，６４０，７４０）と、を備える、電池監視装置。
  2. 前記判定部は、前記温度検出部と基準電位点との間の電圧に基づいて短絡を判定する、請求項１に記載の電池監視装置。
  3. 前記温度検出部は、プルダウン抵抗（３１３，３２３，３３３）を介して前記基準電位点に接続されており、
    前記判定部は、前記温度検出部と前記プルダウン抵抗との間の電圧に基づいて短絡を判定する、請求項２に記載の電池監視装置。
  4. 前記判定部は、前記電源（５１１，５２１，５３１）と前記温度検出部との間の電圧をさらに取得し、
    前記電源と前記温度検出部との間の電圧と、前記温度検出部と前記基準電位点との間の電圧とを比較し、前記短絡が前記温度検出部の前記電源側と前記基準電位点側とのいずれで生じたかをさらに判定する、請求項２に記載の電池監視装置。
  5. 前記温度検出部は、第１端がプルアップ抵抗（５１２，５２２，５３２）を介して前記電源に接続され、且つ、第２端がプルダウン抵抗（５１３，５２３，５３３）を介して前記基準電位点に接続されており、
    前記判定部は、前記温度検出部と前記プルアップ抵抗との間の電圧である第１電圧と、前記温度検出部と前記プルダウン抵抗との間の抵抗である第２電圧とを取得し、第１電圧と第２電圧とを比較して、前記短絡が前記温度検出部の前記電源側と前記基準電位点側とのいずれで生じたかを判定する、請求項４に記載の電池監視装置。
  6. 前記温度検出部と前記基準電位点との間には、コンデンサ（６１５，６２５，６３５）が前記温度検出部に対して直列接続されており、
    前記コンデンサには、抵抗（６１３，６２３，６３３）とスイッチ（６１４，６２４，６３４）との直列接続体が並列接続されており、
    前記判定部は、前記制限部により制限が行われ、且つ、前記スイッチが開放状態である場合の前記コンデンサの電圧に基づいて短絡を判定する、請求項２に記載の電池監視装置。
  7. 前記電池は、複数の単電池（１１１，１２１，１３１）を直列接続して構成されており、
    前記制限部は、低電位側から所定数の前記単電池の温度を検出する前記温度検出部に対してのみ設けられている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電池監視装置。
  8. 前記所定数は、前記電源の電圧以下の電位の前記単電池の数である、請求項７に記載の電池監視装置。
  9. 前記電池は、複数の前記単電池を含む複数のスタックを直列接続して構成されており、
    前記制限部は、最も低電位側の前記スタックの温度を検出する前記温度検出部に対してのみ設けられている、請求項７に記載の電池監視装置。
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