JP7081225B2

JP7081225B2 - 電池監視装置

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Inventors: 高志稲本
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Description

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

特許文献１には、組電池の断線異常を判定するために、組電池の正極端子と負極端子とに接続された電気経路上にスイッチを設けた電池監視装置が開示されている。特許文献１に開示された電池監視装置では、組電池の断線の有無を判定する際には、スイッチを閉駆動させることで、組電池の正極端子と負極端子とを接続する閉回路が形成される。この際、閉回路の電圧に基づいて組電池の断線の有無を判定している。

特開２０１７－７８６５８号公報

特許文献１では、スイッチの開閉に異常が生じないことを前提として、組電池の断線の有無が判定される。そのため、操作信号の状態に係わらずスイッチが常時開状態となる開異常が生じていると、組電池における断線の有無が正しく判定されないおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、組電池における断線の有無を適正に判定することができる電池監視装置を提供することを主たる目的としている。

上記課題を解決するために本発明は、複数の電池セルを直列接続して構成された組電池を監視する電池監視装置に関する。電池監視装置は、前記複数の電池セルのうち前記電池監視装置に接続された最上位の電池セル、及び前記電池監視装置に接続された最下位の電池セルの少なくともいずれかを対象セルとし、前記対象セルの正極及び負極に接続された第１短絡回路に設けられた第１電圧検出部と、前記対象セルの正極及び負極に接続され、かつ電気経路上に抵抗が設けられることで前記第１短絡回路とは電気経路の抵抗値が異なる第２短絡回路に設けられた第２電圧検出部と、前記組電池の正極端子と負極端子とに接続されかつ前記抵抗を含む閉回路を形成するスイッチと、前記閉回路において、前記組電池の正極端子及び負極端子の間の端子間電圧を検出する第３電圧検出部と、前記スイッチを閉駆動させた状態で、前記第１電圧検出部による検出電圧と前記第２電圧検出部による検出電圧との差に基づいて、前記スイッチの開異常の有無を判定するスイッチ異常判定部と、前記スイッチを閉駆動させた状態で、前記第３電圧検出部による検出電圧に基づいて、前記組電池における断線の有無を判定する断線判定部と、を備える。

上記構成によれば、スイッチが閉駆動されることで、組電池の正極端子と負極端子とに接続された閉回路が形成される。この場合、組電池に断線が生じていない状態と断線が生じている状態とでは、組電池から閉回路に印加される電圧が異なる。そのため、閉回路において、組電池の正極端子及び負極端子の間の端子間電圧を検出することで、組電池の断線の有無を判定することができる。ただし、仮に閉回路を形成するスイッチに開異常が生じていると、組電池の断線異常を正しく判定できなくなることが懸念される。

この点、上記構成では、複数の電池セルのうち組電池の最も正極端子側の電池セル、及び組電池の最も負極端子側の電池セルの少なくともいずれかを対象セルとしており、対象セルの正極及び負極に第１短絡回路が接続され、その第１短絡回路に第１電圧検出部が設けられている。また、対象セルの正極及び負極に第２短絡回路が接続され、その第２短絡回路では、通電経路上に抵抗が設けられることで第１短絡回路とは通電経路の抵抗値が異なるものとなっている。そして、第２短絡回路に第２電圧検出部が設けられている。この場合、スイッチを閉駆動させた状態において、そのスイッチが正常に閉鎖されていれば、第２短絡回路の側で、抵抗による電圧降下が生じる。そのため、スイッチが正常に閉鎖される状態とスイッチに開異常が生じている状態とでは、スイッチを閉駆動させた状態での第１電圧検出部の検出電圧と第２電圧検出部の検出電圧との電圧差に違いが生じることになり、その電圧差に基づいて、スイッチの開異常が生じているか否かを判定できる。

上記のとおり組電池の端子間電圧に基づく組電池の断線判定に加えて、第１電圧検出部による検出電圧及び第２電圧検出部による検出電圧の差に基づくスイッチの開異常判定が実施されることで、組電池の断線の有無を適正に判定することができる。

第２の発明では、前記断線判定部は、前記スイッチ異常判定部により前記スイッチの開異常が生じていないと判定されていることを条件に、前記組電池における断線の有無を判定する。

この場合、スイッチの開異常が生じていることが判定された場合には、組電池における断線の有無の判定されないこととなる。そのため、スイッチの開異常の影響で組電池の断線判定が誤判定されるといったことを回避することができる。

第３の発明では、前記複数の電池セルにはそれぞれ、正極及び負極の間に各電池セルの電圧を均等化する均等化回路が接続されており、前記第１短絡回路は、前記対象セルの正極及び負極の間に設けられた前記均等化回路である。

この場合、組電池の各電池セルに設けられている均等化回路を利用して、組電池の断線判定を実施することができる。

第４の発明では、前記第１短絡回路において前記対象セルの正極及び負極の間に漏電電流が流れているか否かを判定する漏電電流判定部を備え、前記断線判定部は、前記漏電電流判定部により前記漏電電流が流れていないと判定さることを条件に、前記組電池における断線の有無を判定する。

第１短絡回路において、正極及び負極間に漏電電流が流れることが考えられる。この場合、第１電圧検出部により検出される第１検出電圧が変化し、スイッチの開異常が適正に判定されなくなるおそれがある。その結果、組電池における断線の有無の判定にも悪影響を及ぼすことが懸念される。この点、上記構成では、第１短絡回路において対象セルの正極及び負極の間に漏電電流が流れていないと判定されることを条件に、組電池における断線の有無を判定する。この場合、第１短絡回路に流れる漏電電流に起因して、組電池の断線の有無が適正に判定されなくなるのを防止することができる。

第５の発明では、前記複数の電池セルのうち前記電池監視装置に接続された最上位の電池セルが、前記対象セルとしての高電位セルであり、前記電池監視装置に接続された最下位の電池セルが、前記対象セルとしての低電位セルであり、前記スイッチ異常判定部は、前記スイッチを閉駆動させた状態で、前記高電位セルにおける前記第１電圧検出部による検出電圧と前記第２電圧検出部による検出電圧との差を第１電圧差として取得し、前記スイッチを閉駆動させた状態で、前記低電位セルにおける前記第１電圧検出部による検出電圧と前記第２電圧検出部による検出電圧との差を第２電圧差として取得し、かつ前記第１電圧差と前記第２電圧差とに基づいて、前記スイッチの開異常が生じているか否かを判定する。

この場合、高電位側及び低電位側の２つの対象セルを用いて、スイッチの開異常の有無を判定するようにした。そのため、高電位側及び低電位側の対象セルの一方を用いて開異常の有無を判定する場合と比べて、開異常の有無の判定精度を高めることができる。

組電池及び電池監視装置の構成図。判定用スイッチの開異常判定の原理を説明する図。断線判定及び開異常判定の手順を示すフローチャート。第２実施形態に係る漏電判定の手順を示すフローチャート。第３実施形態に係る組電池及び電池監視装置の構成図。断線判定及び開異常判定の手順を示すフローチャート。

（第１実施形態）
以下、本発明に係る電池監視装置を具体化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態において、電池監視装置は、ハイブリッド自動車又は電気自動車に搭載される電源システムに適用される。

図１に、本実施形態における組電池１０及び電池監視装置１００の構成図を示す。組電池１０は、複数の電池セル１１を直列接続して構成されている。なお、本実施形態の各電池セル１１は、リチウムイオン二次電池により構成されている。

組電池１０は、複数個ずつの電池セル１１を１ブロックとし、そのブロックが複数直列に接続されることで構成されている。図１の構成では、組電池１０はブロックＢＬ１～ＢＬ３を有し、その各ブロックＢＬ１～ＢＬ３同士が、接続部材としてのワイヤ１６により接続されている。

本実施形態では、組電池１０における複数の電池セル１１のうち、電池監視装置１００に接続された最上位の電池セル１１を高電位セル１１Ｈ、電池監視装置１００に接続された最下位の電池セル１１を低電位セル１１Ｌとする。本実施形態では、高電位セル１１Ｈの正極が組電池１０の正極端子に相当し、低電位セル１１Ｌの負極が組電池１０の負極端子に相当する。

電池監視装置１００は、組電池１０を監視する監視回路２０を備えている。監視回路２０は、組電池１０を構成する各電池セル１１の正極側及び負極側に接続されている。具体的には、監視回路２０の各正極側端子３３は、正極側配線１４を介して各電池セル１１の正極側に接続され、各負極側端子３４は、負極側配線１５を介して各電池セル１１の負極側に接続されている。また、監視回路２０の高電位端子３１は、高電位側配線１２を介して高電位セル１１Ｈの正極側に接続され、低電位端子３２は、低電位側配線１３を介して低電位セル１１Ｌの負極側に接続されている。

監視回路２０は、マルチプレクサ（ＭＵＸ）２１と、第１電気経路４１と、第２電気経路４２と、アナログデジタルコンバータ２２（ＡＤＣ）とを備えている。

ＭＵＸ２１は、第１電気経路４１を介して正極側端子３３に接続され、第２電気経路４２を介して負極側端子３４に接続されている。これにより、ＭＵＸ２１は、各第１電気経路４１と各第２電気経路４２との間の電圧差を、各電池セル１１の電圧であるセル電圧として取得することができる。

監視回路２０には、一端が高電位端子３１に接続され、他端が低電位端子３２に接続された第３電気経路４３が設けられている。第３電気経路４３には、分圧抵抗４５，４６及び判定用スイッチ４４が設けられている。判定用スイッチ４４は、例えば、電圧駆動型の半導体スイッチング素子により構成されている。判定用スイッチ４４が閉鎖されることで、組電池１０の正極側端子と負極側端子とは、第３電気経路４３を通じて接続される。

監視回路２０は、各電池セル１１の正極側と負極側とに接続され、各電池セル１１を放電する均等化回路２３を備えている。本実施形態では、均等化回路２３は、放電スイッチ２４と、ツェナーダイオード２５とを備えている。放電スイッチ２４は、一端が第１電気経路４１に接続され、他端が第２電気経路４２に接続されている。放電スイッチ２４が閉鎖されることで、第１電気経路４１と、第２電気経路４２と、電池セル１１と、放電スイッチ２４とを含む閉回路が形成され、電池セル１１を放電することができる。ツェナーダイオード２５は、アノードが第２電気経路４２に接続され、カソードが第１電気経路４１に接続されることで、第１電気経路４１と第２電気経路４２とを接続している。

ＭＵＸ２１は、高電位セル１１Ｈの正極及び負極に接続された第１電圧検出部２６と、第１電圧検出部２６とは異なる電気経路を介して高電位セル１１Ｈの正極及び負極に接続された第２電圧検出部２７とを備えている。

第１電圧検出部２６の一端は、高電位セル１１Ｈの正極側に繋がる第１電気経路４１Ａに接続され、他端は、高電位セル１１Ｈの負極側に繋がる第２電気経路４２Ａに接続されている。これにより、第１電圧検出部２６は、高電位セル１１Ｈの正極及び負極に接続された均等化回路２３を介して、高電位セル１１Ｈのセル電圧を第１検出電圧Ｖ１として検出する。本実施形態では、均等化回路２３が第１短絡回路に相当する。

第２電圧検出部２７の一端は、高電位セル１１Ｈの正極側に繋がる第３電気経路４３に接続され、他端は、高電位セル１１Ｈの負極側に繋がる第１電気経路４１Ｂに接続されている。これにより、第２電圧検出部２７は、第３電気経路４３と第１電気経路４１Ｂとを介して、高電位セル１１Ｈのセル電圧、又は高電位セル１１Ｈのセル電圧から検出用抵抗５０の電圧降下分を引いた値を第２検出電圧Ｖ２として検出する。本実施形態では、検出用抵抗５０と、第３電気経路４３と、第１電気経路４１Ｂとを含む閉回路が第２短絡回路に相当する。

ＭＵＸ２１は、分圧抵抗４５，４６の接続点に接続された第３電圧検出部２８を備えている。第３電圧検出部２８は、高電位端子３１と低電位端子３２との間に生じる組電池１０の端子間電圧を分圧抵抗４５，４６により分圧した値を第３検出電圧Ｖ３として検出する。

高電位側配線１２には、検出用抵抗５０が設けられている。検出用抵抗５０は、第２短絡回路における電気経路の抵抗値が、第１短絡回路における電気経路の抵抗値よりも高くなるように、その値が定められている。

電池監視装置１００は、正極側配線１４と負極側配線１５との間に設けられた保護回路４０を備えている。本実施形態では、保護回路４０は、各電池セル１１に並列接続されたツェナーダイオードと、抵抗及びバイパスコンデンサにより構成されたローパスフィルタとを有している。

監視回路２０は、各ブロックＢＬ１～ＢＬ３間においてワイヤ１６に並列接続されたツェナーダイオード４７を備えている。図１では、ブロックＢＬ１とブロックＢＬ２とを繋ぐワイヤ１６に並列接続されたツェナーダイオード４７のみを示している。ツェナーダイオード４７は、ブロックＢＬ１の負極側に繋がる第２電気経路４２にカソードが接続され、ブロックＢＬ２の正極側に繋がる第１電気経路４１にアノードが接続されている。なお、ブロックＢＬ２とブロックＢＬ３とを繋ぐワイヤ１６に対してもツェナーダイオード４７が並列接続されている。

監視回路２０は、ワイヤ１６の断線異常が生じた場合に、組電池１０による過電圧の発生を抑制するツェナーダイオード４８，４９を備えている。

電池監視装置１００は、制御部６０を備えている。制御部６０は、監視回路２０のＡＤＣ２２に接続されており、ＡＤＣ２２からデジタル値として出力される電圧値を取得する。制御部６０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ、ＲＡＭ，Ｉ／Ｏインタフェース等を備えて構成されたマイコンであり、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することで、各機能を実現する。

制御部６０は、各電池セル１１の充電率（SOC: State of charge）に基づいて、各電池セル１１の放電量が制御される均等化制御を実施する。均等化制御では、各電池セル１１間のＳＯＣが等しくなるように各放電スイッチ２４の開閉駆動が操作されることで、各電池セル１１の放電量が調整される。

ワイヤ１６の組み付け忘れや、ワイヤ１６の断線等に起因して、組電池１０の断線異常が生じることが懸念される。そこで、制御部６０は、組電池１０の断線の有無を判定する断線判定を実施する。

制御部６０が実施する断線判定では、組電池１０に充放電電流が流れていないことを条件に、判定用スイッチ４４が閉駆動され、第３電圧検出部２８により第３検出電圧Ｖ３が検出される。判定用スイッチ４４が閉鎖されることで、組電池１０と、端子３１，３２と、第３電気経路４３とを含む閉回路（以下、組電池側閉回路と称す。）が形成され、この組電池側閉回路に電流が流れる。組電池側閉回路が形成された状態で、ワイヤ１６が断線していなければ、第３検出電圧Ｖ３は、全ての電池セル１１のセル電圧の総和を分圧抵抗４５，４６で分圧した値となる。一方、ワイヤ１６が断線していると、ワイヤ１６に並列接続されたツェナーダイオード４７に降伏電流が流れ、降下電圧が生じる。そのため、ワイヤ１６が断線している場合の第３検出電圧Ｖ３は、断線が生じていない場合の第３検出電圧Ｖ３よりも低い値となる。制御部６０は、第３検出電圧Ｖ３に基づいて、組電池１０の断線の有無を判定することができる。

ここで、制御部６０が実施する断線判定において、判定用スイッチ４４に開異常が生じていると、第３電気経路４３を含む閉回路が形成されず、組電池１０の断線の有無を正しく判定できなくなることが懸念される。そこで、本実施形態では、第１電圧検出部２６及び第２電圧検出部２７により検出された第１，第２検出電圧Ｖ１，Ｖ２を用いて判定用スイッチ４４の開異常の有無を判定している。

次に、図２を用いて、判定用スイッチ４４の開異常の有無を判定する原理を説明する。図２は、判定用スイッチ４４が閉状態となっている場合の監視回路２０の通流状態を示す。第１電圧検出部２６が設けられた回路を第１短絡回路８１として示し、第２電圧検出部２７が設けられた回路を第２短絡回路８２として示している。

判定用スイッチ４４の開状態では、高電位セル１１Ｈの正極と負極とに接続され、かつ検出用抵抗５０を含む第２短絡回路８２には電流が流れていない。そのため、第２電圧検出部２７は、高電位セル１１Ｈのセル電圧を第２検出電圧Ｖ２として検出する。

図２に示すように、判定用スイッチ４４を閉駆動させることで、組電池１０の正極と負極とに接続され、検出用抵抗５０を経路内に含む組電池側閉回路８３が形成される。組電池側閉回路８３には組電池１０の端子間電圧が印加されるため、検出用抵抗５０に電流が流れる。そのため、第２電圧検出部２７は、高電位セル１１Ｈのセル電圧から検出用抵抗５０の電圧降下分を引いた値を第２検出電圧Ｖ２として検出する。即ち、判定用スイッチ４４に開異常が生じていなければ、判定用スイッチ４４を閉駆動させることで、検出用抵抗５０の電圧降下分だけ第２検出電圧Ｖ２が小さくなる。

ここで、検出用抵抗５０の電圧降下分は、第１電圧検出部２６により検出された第１検出電圧Ｖ１から、第２電圧検出部２７により検出された第２検出電圧Ｖ２を引いた値として算出できる。そこで、制御部６０は、第１検出電圧Ｖ１と第２検出電圧Ｖ２との電圧差に基づいて、判定用スイッチ４４の開異常の有無を判定する開異常判定を実施する。

次に、図３を用いて、制御部６０により実施される組電池１０の断線判定と、判定用スイッチ４４の開異常判定との手順を説明する。図３に示す処理は、制御部６０により所定周期で繰り返し実施される。

ステップＳ１１では、判定用スイッチ４４の開異常判定を実施済みであるか否かを判定する。開異常判定を実施済みであれば、ステップＳ１９に進む。ここでは、開異常判定が未実施であるとして、ステップＳ１２に進む。ステップＳ１２では判定用スイッチ４４を閉駆動させる。

ステップＳ１３では、第１電圧検出部２６により検出された第１検出電圧Ｖ１を取得する。ステップＳ１４では、第２電圧検出部２７により検出された第２検出電圧Ｖ２を取得する。ステップＳ１５では、第１検出電圧Ｖ１から第２検出電圧Ｖ２を引いた値を電圧差ＶＡとして算出する。

ステップＳ１６では、ステップＳ１５で算出した電圧差ＶＡが第１閾値ＴＨ１よりも大きいか否かを判定する。例えば、第１閾値ＴＨ１は、判定用スイッチ４４が開状態である場合での検出用抵抗５０に生じる電圧降下分に基づいて定められる。

電圧差ＶＡが第１閾値ＴＨ１よりも大きいと判定すると、ステップＳ１７に進む。ステップＳ１７に進む場合、判定用スイッチ４４の閉駆動に伴い、検出用抵抗５０に電圧降下が生じている。そのため、ステップＳ１７では、判定用スイッチ４４を正常と判定する。

一方、電圧差ＶＡが第１閾値ＴＨ１以下と判定すると、ステップＳ１８に進む。ステップＳ１８に進む場合、判定用スイッチ４４は閉鎖していないため、ステップＳ１８では、判定用スイッチ４４を開異常と判定する。

ステップＳ１７又はステップＳ１８の処理を終了すると、図３の処理を一旦終了する。ステップＳ１１～Ｓ１８がスイッチ異常判定部に相当する。

ステップＳ１１に戻り、開異常判定を実施済みであれば、ステップＳ１９に進む。ステップＳ１９では、組電池１０の断線判定を実施可能か否か判定する。本実施形態では、ステップＳ１７において判定用スイッチ４４を正常と判定している場合に、組電池１０の断線判定を実施可能と判定する。一方、組電池１０の断線判定を実施可能と判定しない場合、図３の処理を一旦終了する。

ステップＳ２０では、判定用スイッチ４４を閉駆動させる。ステップＳ２１では、第３電圧検出部２８により検出された第３検出電圧Ｖ３を取得する。

ステップＳ２２では、ステップＳ２１で取得した第３検出電圧Ｖ３が第２閾値ＴＨ２以下か否かを判定する。第２閾値ＴＨ２は、例えば、ワイヤ１６が断線している場合に高電位端子３１と低電位端子３２との間に生じる電圧に基づいて定められる。

第３検出電圧Ｖ３が第２閾値ＴＨ２以下と判定すると、ステップＳ２３に進み、組電池１０が断線異常であると判定する。一方、第３検出電圧Ｖ３が第２閾値ＴＨ２よりも大きいと判定すると、組電池１０に断線異常が生じていないため、図３の処理を一旦終了する。ステップＳ１９～Ｓ２３が断線判定部に相当する。

以上説明した本実施形態では、以下の効果を奏する。

・制御部６０は、第３検出電圧Ｖ３に基づく組電池１０の断線判定に加えて、第１検出電圧Ｖ１と第２検出電圧Ｖ２との電圧差ＶＡに基づく判定用スイッチ４４の開異常判定を実施する。そのため、組電池１０の断線の有無を適正に判定することができる。

・制御部６０は、判定用スイッチ４４の開異常が生じていないと判定していることを条件に、組電池１０に対する断線判定を実施する。この場合、判定用スイッチ４４の開異常が判定された場合に、組電池１０における断線の有無が判定されないこととなる。そのため、判定用スイッチ４４の開異常の影響で組電池１０の断線判定が誤判定されるのを回避することができる。

・複数の電池セル１１にはそれぞれ、正極及び負極の間に各電池セル１１の電圧を均等化する均等化回路２３が接続されており、第１短絡回路は、対象セルの正極及び負極の間に設けられた均等化回路２３である。この場合、組電池１０の各電池セル１１に設けられている均等化回路２３を利用して、組電池１０の開異常判定を実施することができる。

（第１実施形態の変形例）
判定用スイッチ４４の開異常判定に用いる対象セルとして、高電位セル１１Ｈに換えて、電池監視装置１００に接続された最下位の低電位セル１１Ｌを用いても良い。この場合において、第１電圧検出部２６は、低電位セル１１Ｌの正極及び負極に接続された第１短絡回路に設けられていればよい。また、第２電圧検出部２７は、低電位セル１１Ｌの正極及び負極に接続された第２短絡回路に設けられていればよい。

（第２実施形態）
第２実施形態では、第１実施形態と異なる構成を主に説明する。なお、第２実施形態において第１実施形態と同一の箇所には同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

高電位セル１１Ｈの正極及び負極と第１電圧検出部２６とを接続する電気経路内において漏電電流が流れている場合、第１検出電圧Ｖ１は、漏電電流により生じる電圧降下により、漏電電流が流れていない場合よりも小さくなる。その結果、判定用スイッチ４４が閉鎖しても、第１検出電圧Ｖ１と第２検出電圧Ｖ２との電圧差が小さくなり、判定用スイッチ４４の開異常の有無が誤判定されるおそれがある。そこで、本実施形態では、制御部６０は、高電位セル１１Ｈの正極及び負極と第１電圧検出部２６とを接続する電気経路内に漏電電流が流れているか否かを判定する漏電判定を実施する。そして、制御部６０は、漏電電流が流れていると判定した場合は、断線判定を実施しないようにしている。

漏電判定により漏電の有無が判定される電気経路は、高電位セル１１Ｈの正極と負極とに接続され、第１短絡回路を構成する電気経路であればよい。本実施形態では、高電位セル１１Ｈに接続された均等化回路２３を漏電判定の対象としている。

図４を用いて、制御部６０により実施される漏電判定の手順を説明する。図４に示す処理は、制御部６０により所定周期で繰り返し実施される。

ステップＳ３０では、判定用スイッチ４４が開状態であるか否かを判定し、開状態であると判定した場合にステップＳ３１に進む。なお、判定用スイッチ４４が開状態でなければ、図４の処理を一旦終了する。ステップＳ３１では、第１電圧検出部２６により検出された第１検出電圧Ｖ１を取得する。ステップＳ３２では、第２電圧検出部２７により検出された第２検出電圧Ｖ２を取得する。

ステップＳ３３では、ステップＳ３１で取得した第１検出電圧Ｖ１と、ステップＳ３２で取得した第２検出電圧Ｖ２との電圧差ＶＣを算出する。

ステップＳ３４では、ステップＳ３３で算出した電圧差ＶＣの絶対値を第３閾値ＴＨ３と比較する。本実施形態では、第３閾値ＴＨ３は、高電位セル１１Ｈに接続された均等化回路２３に漏電電流が流れているか否かを判定するために定められた値である。電圧差ＶＣの絶対値が第３閾値ＴＨ３よりも小さな値であると判定すると、漏電は生じていないとして、図４の処理を一旦終了する。一方、電圧差ＶＣの絶対値が第３閾値ＴＨ３以上であると判定すると、ステップＳ３５に進む。

ステップＳ３５では、高電位セル１１Ｈの正極と負極とに接続された均等化回路２３において漏電電流が流れていると判定する。本実施形態では、図３のステップＳ１９において、組電池１０の断線判定を実施可能と判定する条件の１つに漏電電流が流れていないことを条件としている。そのため、図３のステップＳ１９に進む場合、ステップＳ３５により漏電電流が流れていると判定していれば、断線判定を実施不可能と判定し、断線判定を実施しない。ステップＳ３０～Ｓ３５が漏電電流判定部に相当する。

以上説明した本実施形態では、制御部６０は、均等化回路２３において漏電電流が流れていないと判定したことを条件に、組電池１０における断線の有無を判定する。この場合、均等化回路２３に流れる漏電電流に起因して、組電池の断線の有無が適正に判定されなくなるのを防止することができる。

（第３実施形態）
第３実施形態では、第１実施形態と異なる構成を主に説明する。なお、第３実施形態において第１実施形態と同一の箇所には同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

例えば、各電池セル１１のセル電圧にばらつきがあり、かつ均等化制御が適正に行われていない場合、高電位セル１１Ｈのセル電圧が他の電池セル１１のセル電圧よりも高くなる場合や低くなる場合がある。このような場合、判定用スイッチ４４の開異常判定において、開異常を誤判定するおそれがある。そこで、本実施形態では、制御部６０は、高電位セル１１Ｈに加えて、低電位セル１１Ｌを用いて開異常判定を実施している。

図５は、第３実施形態に係る組電池１０及び電池監視装置１００の構成図である。本実施形態では、電池監視装置１００は、検出用抵抗として、高電位側配線１２の一部に直列に設けられた第１検出用抵抗５１と、低電位側配線１３の一部に直列に設けられた第２検出用抵抗５２とを備えている。

本実施形態では、ＭＵＸ２１は、低電位セル１１Ｌの正極及び負極に接続された第１電圧検出部７１と、第１電圧検出部７１とは異なる電気経路を介して低電位セル１１Ｌの正極及び負極に接続された第２電圧検出部７２とを備えている。

第１電圧検出部７１の一端は、低電位セル１１Ｌの正極に繋がる第１電気経路４１に接続され、他端は、低電位セル１１Ｌの負極に繋がる第２電気経路４２に接続されている。これにより、第１電圧検出部７１は、低電位セル１１Ｌの正極及び負極に接続された均等化回路２３を介して低電位セル１１Ｌのセル電圧を第４検出電圧Ｖ４として検出する。

第２電圧検出部７２の一端は、低電位セル１１Ｌの正極に繋がる第２電気経路４２に接続され、他端は、低電位セル１１Ｌの負極に繋がる第３電気経路４３に接続されている。これにより、第２電圧検出部７２には、第２電気経路４２と、第３電気経路４３とを介して低電位セル１１Ｌのセル電圧、又は低電位セル１１Ｌセル電圧から第２検出用抵抗５２の電圧降下分を引いた値を第５検出電圧Ｖ５として検出する。

図６は、第３実施形態に係る、組電池１０の断線判定と、判定用スイッチ４４の開異常判定との手順を説明するフローチャートである。

ステップＳ１５において、第１検出電圧Ｖ１と第２検出電圧Ｖ２との電圧差を第１電圧差ＶＡ１として算出すると、ステップＳ４０に進む。ステップＳ４０では、第１電圧検出部７１により検出された第４検出電圧Ｖ４を取得する。ステップＳ４１では、第２電圧検出部７２により検出された第５検出電圧Ｖ５を取得する。

ステップＳ４２では、第４検出電圧Ｖ４と第５検出電圧Ｖ５との電圧差を第２電圧差ＶＡ２として算出する。

ステップＳ４３では、ステップＳ１５で算出した第１電圧差ＶＡ１と、ステップＳ４２で算出した第２電圧差ＶＡ２とを用いて判定用スイッチ４４の開異常の有無を判定する。本実施形態では、第１，第２電圧差ＶＡ１，ＶＡ２が共に第１閾値ＴＨ１よりも大きいと判定すると、ステップＳ１７に進み、判定用スイッチ４４を正常と判定する。一方、少なくとも第１，第２電圧差ＶＡ１，ＶＡ２のいずれかが第１閾値ＴＨ１以下であると判定すれば、ステップＳ１８に進み、判定用スイッチ４４の開異常を判定する。

ステップＳ４３において、第１電圧差ＶＡ１と第２電圧差ＶＡ２との差を算出し、その差により判定用スイッチ４４の開異常の有無を判定してもよい。この場合、第１電圧差ＶＡ１と第２電圧差Ｖ２との差が所定値未満と判定すると、ステップＳ１７に進み、判定用スイッチ４４を正常と判定する。また、差が所定値よりも大きいと判定すると、ステップＳ１８に進み、判定用スイッチ４４の開異常を判定する。

以上説明した本実施形態では、以下の効果を奏する。制御部６０は、高電位セル１１Ｈ及び低電位セル１１Ｌの両方用いて、判定用スイッチ４４の開異常判定を行うようにした。この場合、１つの電池セル１１を用いて判定用スイッチ４４の開異常判定を行う場合と比べて、判定用スイッチ４４の開異常の有無の判定精度を高めることができる。

（他の実施形態）
・組電池１０に対して１つの電池監視装置１００が接続された構成に換えて、組電池１０を構成する複数セル毎に２つ以上の電池監視装置１００が接続されていてもよい。この場合、各電池監視装置１００は、接続された組電池１０のセル毎に本実施形態に係る開異常判定及び断線判定を実施するものであってもよい。

・第１電圧検出部２６が接続される第１短絡回路は、高電位セル１１Ｈの正極と負極とに接続された回路であればよく、均等化回路２３を備えていなくともよい。この場合、例えば、第１電圧検出部２６は、高電位セル１１Ｈの正極と負極とに接続された保護回路４０に接続されていればよい。

・上記実施形態では、判定用スイッチ４４の開異常が生じていないことを条件に、組電池１０の断線判定を実施したが、これを変更してもよい。例えば、判定用スイッチ４４の開異常の有無に関係なく、組電池１０の断線判定を実施し、判定用スイッチ４４の開異常を判定すれば、断線判定の結果を無効化するようにしてもよい。

・組電池１０として、リチウムイオン二次電池に代えて、ニッケル水素二次電池を用いてもよい。

・組電池１０の断線異常は、ワイヤ１６の組み付け忘れや断線に限定されず、電池セル１１を接続するバスバーの組み付け忘れや断線に伴う断線異常であってもよい。

１０…組電池、１１…電池セル、１１Ｈ…高電位セル、１１Ｌ…低電位セル、２６…第１電圧検出部、２７…第２電圧検出部、２８…第３電圧検出部、４４…判定用スイッチ、６０…制御部、１００…電池監視装置。

Claims

複数の電池セル（１１）を直列接続して構成された組電池（１０）を監視する電池監視装置（１００）であって、
前記複数の電池セルのうち前記電池監視装置に接続されかつ最も高電位となる高電位セル（１１Ｈ）、及び前記電池監視装置に接続されかつ最も低電位となる低電位セル（１１Ｌ）の少なくともいずれかを対象セルとし、前記対象セルの正極及び負極に接続された第１短絡回路に設けられた第１電圧検出部（２６）と、
前記対象セルの正極及び負極に接続され、かつ電気経路上に抵抗（５０）が設けられることで前記第１短絡回路とは電気経路の抵抗値が異なる第２短絡回路に設けられた第２電圧検出部（２７）と、
前記組電池の正極端子と負極端子とに接続されかつ前記抵抗を含む閉回路を形成するスイッチ（４４）と、
前記閉回路において、前記組電池の正極端子及び負極端子の間の端子間電圧を検出する第３電圧検出部（２８）と、
前記スイッチを閉駆動させた状態で、前記第１電圧検出部による検出電圧と前記第２電圧検出部による検出電圧との差に基づいて、前記スイッチの開異常の有無を判定するスイッチ異常判定部（６０）と、
前記スイッチを閉駆動させた状態で、前記第３電圧検出部による検出電圧に基づいて、前記組電池における断線の有無を判定する断線判定部（６０）と、
を備える電池監視装置。
前記断線判定部は、前記スイッチ異常判定部により前記スイッチの開異常が生じていないと判定されていることを条件に、前記組電池における断線の有無を判定する請求項１に記載の電池監視装置。
前記複数の電池セルにはそれぞれ、正極及び負極の間に各電池セルの電圧を均等化する均等化回路（２３）が接続されており、
前記第１短絡回路は、前記対象セルの正極及び負極の間に設けられた前記均等化回路である請求項１又は２に記載の電池監視装置。
前記スイッチが開放された状態で、前記第１電圧検出部による検出電圧と前記第２電圧検出部による検出電圧との差が所定値以上であることに基づいて、前記第１短絡回路において前記対象セルの正極及び負極の間に漏電電流が流れているか否かを判定する漏電電流判定部を備え、
前記断線判定部は、前記漏電電流判定部により前記漏電電流が流れていないと判定されることを条件に、前記組電池における断線の有無を判定する請求項１～３のいずれか一項に記載の電池監視装置。
前記スイッチ異常判定部は、
前記スイッチを閉駆動させた状態で、前記高電位セルにおける前記第１電圧検出部による検出電圧と前記第２電圧検出部による検出電圧との差を第１電圧差として取得し、
前記スイッチを閉駆動させた状態で、前記低電位セルにおける前記第１電圧検出部による検出電圧と前記第２電圧検出部による検出電圧との差を第２電圧差として取得し、
かつ前記第１電圧差と前記第２電圧差とに基づいて、前記スイッチの開異常が生じているか否かを判定する請求項１～４のいずれか１項に記載の電池監視装置。