KR20120135079A - 축전 모듈의 셀 감시 장치, 단선 검출 프로그램 및 단선 검출 방법 - Google Patents

Abstract

종래와는 다른 수단에 의해 복수의 단위 셀 각각와 셀 감시 장치 사이를 접속하는 전선의 단선을 검출하기 위한 기술을 개시한다.
셀 감시 장치(71)의 셀 감시부(70)는, 복수의 셀(1~4) 각각에 전압 계측선(60~64)을 통해 병렬 접속된 복수의 스위치(21~24)를, 미리 정해진 순서로, 오프에서 온으로 하고 다시 오프로 한다. 그리고 각 셀에 접속된 한 쌍의 전압 계측선 사이의 전압을 해당 셀에 병렬 접속된 스위치가 다시 오프된 때 이후이면서 또 상기 순서가 다음 스위치가 온으로 된 때 이후에, 각 셀의 셀 전압을 계측한다. 그리고 그 계측된 복수의 셀 전압 중에, 제1 임계치 이상인 고이상 셀 전압 및 제1 임계치보다 작은 제2 임계치 이하인 저이상 셀 전압 중 적어도 하나를 가지는 것으로 판정된 경우, 전압 계측선이 단선되어 있을 것을 검출한다.

Description

축전 모듈의 셀 감시 장치, 단선 검출 프로그램 및 단선 검출 방법{APPARATUS FOR MONITORING CELLS OF A STORAGE MODULE, AND PROGRAM AND METHOD FOR DETECTING DISCONNECTION}

본 발명은 복수의 단위 셀 각각과 셀 감시 장치와의 사이를 접속하는 전선의 단선을 검출하기 위한 기술에 관한 것이다.

예컨대, 조 전지 장치(組電池裝置)는, 복수의 단위 전지가 직렬 접속된 조 전지와, 각 단위 전지에 전선을 통해 접속된 전압 계측 회로를 구비하고, 각 단위 전지를 감시할 수 있도록 되어 있다(특허문헌 1). 또, 전선이 단선되면 단위 전지를 정상적으로 감시할 수 없게 되기 때문에, 전선의 단선 검출 기능을 가지는 조 전지 장치가 있다(특허문헌 2). 이 조 전지 장치에서는, 각 단위 전지에 병렬 접속되고 서로 용량이 다른 복수의 콘덴서가 설치되어 있으며, 정상 시와, 단선이 생긴 이상 시에 전압 거동에 변화가 생기고 이것을 검지하는 것으로 단선 검출이 가능하게 되어 있다.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2001-56350호 공보

특허문헌 2: 일본 특허 공개 제2002-204537호 공보

그러나, 위의 조 전지 장치에서는, 단선 검출 기능을 위해, 용량이 다른 복수의 콘덴서를 설치하는 것이 필수이기 때문에, 구성상 제약이 생기는 등 문제가 있어, 다른 수단으로 단선을 검출하는 것이 요구된다.

본 명세서에서는, 종래와는 다른 수단에 의해 복수의 단위 셀(단위 전지 등) 각각과 셀 감시 장치(전압 계측 회로 등)와의 사이를 접속하는 전선의 단선을 검출하기 위한 기술을 개시한다.

본 명세서에 의해 개시되는 축전 모듈의 셀 감시 장치는, 복수의 셀이 직렬 접속된 축전 모듈의 셀 감시 장치는, 복수의 셀이 직렬 접속된 축전 모듈의 셀 감시 장치에 있어서, 상기 복수의 셀 각각에 전선을 통해 병렬 접속된 복수의 스위치와, 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 복수의 스위치의 전부 또는 일부를, 미리 정해진 순서로 오프에서 온으로 하고 다시 오프로 하는 스위치 제어 처리와, 상기 각 셀에 접속된 한 쌍의 상기 전선 사이의 전압을, 해당 셀에 병렬 접속된 스위치가 상기 다시 오프로 된 때 이후에 또 상기 순서가 다음 스위치가 상기 온으로 된 때 이후에, 상기 각 셀에 대응하는 셀 전압으로서 계측하는 셀 전압 계측 처리와, 상기 셀 전압 계측 처리에서 계측한 복수의 전압 중에, 제1 임계치 이상인 고이상(高異常) 셀 전압, 및 상기 제1 임계치보다 작은 제2 임계치 이하인 저이상(抵異常) 셀 전압 중 적어도 하나의 유무를 판정하는 이상 판정 처리와, 상기 이상 판정 처리에서 상기 고이상 셀 전압 및 상기 저이상 셀 전압 중 적어도 하나가 있는 것으로 판정된 경우, 상기 전선이 단선되어 있는 것을 검출하는 단선 검출 처리를 실행하는 구성을 가진다.

상기 축전 모듈의 셀 감시 장치에서는, 상기 제어부는, 상기 이상 판정 처리에서 상기 고이상 셀 전압 및 상기 저이상 셀 전압 양쪽 모두가 있는 것으로 판정된 경우, 상기 고이상 셀 전압에 대응하는 셀과 상기 저이상 셀 전압에 대응하는 셀과의 사이의 전선이 단선되어 있는 것을 검출하여도 좋다.

상기 축전 모듈의 셀 감시 장치에서는, 상기 제어부는, 상기 스위치 제어 처리에서는, 상기 복수의 스위치의 전부 또는 일부의 스위치를 상기 축전 모듈의 일단측의 셀부터 타단측의 셀로 향하는 스위치 순서로 오프에서 온으로 하고 다시 오프로 하며, 상기 셀 전압 계측 처리에서는, 상기 각 셀에 접속된 한 쌍의 상기 전선 간의 전압을, 해당 셀에 병렬 접속된 스위치가 상기 다시 오프로 된 때 이후이면서 또한 상기 스위치 순서가 다음 스위치가 상기 온으로 된 때 이후에, 상기 각 셀에 대응하는 셀 전압으로서 계측하여도 좋다.

상기 축전 모듈의 셀 감시 장치에서는, 상기 제어부는, 상기 이상 판단 처리에서는, 상기 타단측의 셀에 대응하는 셀 전압을 선두로 상기 스위치 순서와는 반대인 셀 순서로 상기 저이상 셀 전압인지 여부를 판정해 가는 저이상 검색 처리와, 상기 저이상 검색 처리에서 상기 저이상 셀 전압인 것으로 판정된 경우, 해당 저이상 셀 전압의 다음의 셀 전압을 선두로, 상기 셀 순서로 상기 고이상 셀 전압인지 여부를 판정해 가는 고이상 검색 처리와, 상기 고이상 검색 처리에서 상기 고이상 셀 전압인 것으로 판정된 경우, 해당 고이상 셀 전압의 다음의 셀 전압을 선두로, 상기 셀 순서로 상기 고이상 셀 전압이 아닌지 여부를 판정해 가는 비고이상 검색 처리를 실행하고, 상기 단선 검출 처리에서는, 상기 이상 판정 처리에서 상기 저이상 셀 전압인 것으로 판정된 셀 전압에 대응하는 셀과, 최후에 상기 고이상 셀 전압인 것으로 판정된 셀 전압에 대응하는 셀과의 사이의 전선이 단선되어 있는 것을 검출하여도 좋다.

상기 축전 모듈의 셀 감시 장치에서는, 상기 제어부는, 상기 이상 판정 처리에서는, 상기 일단측의 셀에 대응하는 셀 전압을 선두로, 상기 스위치 순서와 같은 셀 순서로, 상기 고이상 셀 전압인지 여부를 판정해 가는 고이상 검색 처리와, 상기 고이상 검색 처리에서 상기 고이상 셀 전압인 것으로 판정된 경우, 해당 고이상 셀 전압의 다음의 셀 전압을 선두로, 상기 셀 순서로 상기 저이상 셀 전압인지 여부를 판정해 가는 저이상 검색 처리와, 상기 저이상 검색 처리에서 상기 저이상 셀 전압인 것으로 판정된 경우, 상기 저이상 셀 전압의 다음의 셀 전압을 선두로, 상기 셀 순서로 상기 저이상 셀 전압이 아닌지 여부를 판정해 가는 비저이상 검색 처리를 실행하고, 상기 단선 검출 처리에서는, 상기 이상 판정 처리에서, 상기 고이상 셀 전압인 것으로 판정된 셀 전압에 대응하는 셀과 최후에 상기 저이상 셀 전압인 것으로 판정된 셀 전압에 대응하는 셀과의 사이의 전선이 단선되어 있는 것을 검출하여도 좋다.

상기 축전 모듈의 셀 감시 장치에서는, 상기 제어부는, 상기 복수의 셀의 양단에 접속된 최단의 전선끼리의 사이의 전압을 모듈 전압으로서 계측하는 모듈 전압 계측 처리와, 상기 제1 임계치 및 상기 제2 임계치를 상기 모듈 전압이 작을 수록 작은 값으로 변경하는 임계치 변경 처리를 실행하도록 추가로 구성되어도 좋다.

상기 축전 모듈의 셀 감시 장치에서는, 상기 제어부는, 상기 복수의 셀 전압 중, 최단의 셀 또는 해당 최단의 셀을 선두로 연속하는 셀 그룹에 대응하는 하나 도는 복수의 셀 전압이, 제3 임계치 이하인 단측 이상 셀 전압인지 여부를 판정하는 단측 판정 처리와, 상기 단측 판정 처리에서 상기 단측 이상 셀 전압인 것으로 판정된 경우, 해당 단측 이상 셀 전압에 대응하는 셀의 양단에 접속된 2개의 전선 중, 상기 최단측의 전선이 단선되어 있는 것을 검출하는 단측 단선 검출 처리를 실행하도록 추가로 구성되어도 좋다.

상기 축전 모듈의 셀 감시 장치에서는, 상기 제어부는, 상기 단측 판정 처리에서 복수의 셀 전압이 상기 단측 이상 셀 전압인 것으로 판정된 경우, 상기 이상 판정 처리에서는 상기 복수의 셀 전압 중 상기 최단의 셀로부터 가장 떨어져 있는 내측의 셀 이외의 셀 전압을 처리 대상 외로 하여도 좋다.

상기 축전 모듈의 셀 감시 장치에서는, 상기 제어부는, 상기 복수의 셀 양단에 접속된 최단의 전선끼리의 사이의 전압을 모듈 전압으로서 계측하는 모듈 전압 계측 처리와, 상기 모듈 전압을, 상기 복수의 셀의 총 수와 상기 단측 판정 처리에서 상기 단측 이상 셀 전압으로 판정된 셀 전압에 대응하는 셀의 수와의 차로 제산한 값인 추측값을 산출하고, 상기 제1 임계치 및 상기 제2 임계치를 상기 추측치가 작을수록 작은 값으로 변경하는 임계치 변경 처리를 실행하도록 추가로 구성되어도 좋다.

상기 축전 모듈의 셀 감시 장치에서는, 상기 복수의 셀 각각에 병렬 접속된 복수의 정전압 소자를 더 포함하고, 상기 임계치 변경 처리에서의 상기 제1 임계치의 변경 범위의 상한치가 상기 정전압 소자의 반응 전압치 또는 상기 셀 전압 계측 처리에서의 계측 가능 범위의 최대치이어도 좋다.

또 본원 명세서에 개시된 발명은, 셀 감시부, 단선 검출 방법, 이들의 방법 또는 장치의 기능을 실현하기 위한 컴퓨터 프로그램, 그 컴퓨터 프로그램을 기억한 기록 매체 등의 여러 형태로 실현될 수 있다.

본 명세서에 의해 개시되는 발명에 의하면, 종래와는 다른 수단에 의해 복수의 단위 셀 각각과 셀 감시 장치와의 사이를 접속하는 전선의 단선을 검출하는 것이 가능하다.

도 1은 실시 형태 1의 전지 팩의 전기적 구성도이다.
도 2는 제어 처리를 나타내는 흐름도의 제1 부분이다.
도 3은 제어 처리를 나타내는 흐름도의 제2 부분이다.
도 4는 단선 패턴 1을 나타내는 회로도이다.
도 5는 단선 패턴 2를 나타내는 회로도이다.
도 6은 단선 패턴 3을 나타내는 회로도이다.
도 7은 단선 패턴 4를 나타내는 회로도이다.
도 8은 실시 형태 2의 중간측 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 9는 실시 형태 3의 중간측 처리를 나타내는 흐름도이다.

실시 형태의 셀 감시 장치에 의하면, 복수의 스위치의 전부 또는 일부가 미리 정해진 순서로 오프에서 온으로 되고 다시 오프로 된다. 그리고, 각 셀에 접속된 한 쌍의 전선 사이의 전압이, 해당 셀에 병렬 접속된 스위치가 다시 오프로 된 때 이후이면서 또한 상기 순서가 다음 스위치가 상기 온으로 된 때 이후에, 각 셀에 대응하는 셀 전압으로서 계측된다. 여기서, 전선이 단선되어 있는 이상 시에는, 계측된 복수의 셀 전압 중에, 단선되지 않은 정상 시보다 큰 이상 셀 전압 및 정상 시보다 작은 저이상 셀 전압 중 적어도 하나가 존재한다.

그래서 본 셀 감시 장치에서는, 계측된 복수의 셀 전압 중에, 제1 임계치 이상인 고이상 셀 전압 및 제2 임계치(<제1 임계치) 이하인 저이상 셀 전압 중 적어도 하나의 유무가 판정된다. 그리고 고이상 셀 전압 및 저이상 셀 전압 중 적어도 하나가 있는 것으로 판정된 경우, 적어도 1개의 어느 전선이 단선되어 있는 것이 검출된다.

또 상기 셀 감시 장치에서는, 고이상 셀 전압 및 저이상 셀 전압 둘 다 모두 있는 것으로 판정된 경우, 고이상 셀 전압에 대응하는 셀과 저이상 셀 전압에 대응하는 셀과의 사이의 전선이 단선되어 있는 것이 검출되어도 좋다. 이것에 의해 단순히 단선의 유무뿐만이 아니라 단선되어 있는 전선이 어느 범위 내에 있는지를 대략적으로 특정하는 것이 가능하다.

또 복수의 스위치의 전부 또는 그 중 일부의 스위치가, 축전 모듈의 일단측의 셀로부터 타단측의 셀을 향하는 스위치 순서로, 오프에서 온으로 되고 다시 오프로 된다. 그리고 각 셀에 접속된 한 쌍의 전선 간의 전압이, 해당 셀에 병렬 접속된 스위치가 다시 오프로 된 때 이후이면서 또한 또 스위치 순서가 다음 스위치가 온으로 된 때 이후에, 각 셀에 대응하는 셀 전압으로서 계측된다. 이로써, 상기 복수의 스위치의 전부 또는 일부의 스위치에 접속된 전선이 단선되어 있는지 여부를 누락없이 판정할 수 있다.

상기 셀 감시 장치에서는, 스위치 순서와는 반대의 셀 순서로, 저이상 셀 전압과 고이상 셀 전압이 있다고 판정된 경우, 해당 고이상 셀 전압의 다음 셀 전압을 선두로, 상기 셀 순서로, 고이상 셀 전압이 없는지를 판정해 간다. 이리하여, 저이상 셀 전압인 것으로 판정된 셀 전압에 대응하는 셀과, 최후에 고이상 셀 전압인 것으로 판정된 셀 전압에 대응하는 셀 사이의 전선이 단선되어 있는 것이 검출되어도 좋다. 이로써, 저이상 셀 전압에 대응하는 셀과 고이상 셀 전압에 대응하는 셀과의 사이의 단선만이 아니라, 서로 이웃하는 고이상 셀 전압에 대응하는 복수의 셀 사이의 단선도 검출할 수 있다.

상기 셀 감시 장치에서는, 스위치 순서와 같은 셀 순서로, 저이상 셀 전압과 고이상 셀 전압이 있는 것으로 판정된 경우, 해당 고이상 셀 전압의 다음 셀 전압을 선두로, 상기 셀 순서로, 저이상 셀 전압이 없는지를 판정해 간다. 이리하여 고이상 셀 전압인 것으로 판정된 셀 전압에 대응하는 셀과, 최후에 저이상 셀 전압인 것으로 판정된 셀 전압에 대응하는 셀과의 사이의 전선이 단선되어 있는 것이 검출되어도 좋다. 이로써, 고이상 셀 전압에 대응하는 셀과 저이상 셀 전압에 대응하는 셀과의 사이의 단선뿐 아니라, 서로 이웃하는 저이상 셀 전압에 대응하는 복수의 셀 사이의 단선도 검출할 수 있다.

상기 셀 감시 장치에서는, 복수의 셀 양단에 접속된 최단의 전선끼리의 사이의 전압이, 모듈 전압으로서 계측되고, 제1 임계치 및 제2 임계치는, 모듈 전압이 작을수록 작은 값으로 변경되어도 좋다. 이로써 제1 임계치 및 제2 임계치를 축전 모듈의 충전량의 변화에 응하여 적절한 값으로 변경하는 것이 가능하다.

상기 셀 감시 장치에서는, 최단의 셀 또는 해당 최단의 셀을 선두로 연속하는 셀 그룹에 대응하는 하나 또는 복수의 셀 전압이, 제3 임계치 이하인 단측(端側) 이상 셀 전압인지 여부가 판정된다. 그리하여 단측 이상 셀 전압인 것으로 판정된 경우, 해당 단측 이상 셀 전압에 대응하는 셀의 양단에 접속된 2개의 전선 중 최단측의 전선이 단선되어 있는 것이 검출되어도 좋다. 이로써 단측의 전선이 단선되어 있는 것을 검출하는 것이 가능하다.

상기 셀 감시 장치에서는, 복수의 셀 전압이 상기 단측 이상 셀 전압인 것으로 판정된 경우, 이상 판정 처리에서는, 상기 복수의 셀 전압 중 상기 최단의 셀부터 가장 떨어져 있는 내측의 셀 이외의 셀 전압이 처리 대상 외로 되어도 좋다. 이로써 단측 판정 처리의 판정 결과에 관계없이 모든 셀 전압을 이상 판정 처리의 처리 대상으로 하는 구성과 비교하여, 처리 부담을 경감시킬 수 있다.

상기 셀 감시 장치에서는, 복수의 셀의 양단에 접속된 최단의 전선끼리의 사이의 전압이 모듈 전압으로서 계측되고, 그 모듈 전압을, 셀의 총 수와 단측 판정 처리에서 단측 이상 셀 전압으로 판정된 셀 전압에 대응하는 셀의 수의 차로 제산(除算)한 값인 추측값이 산출된다. 그리하여 제1 임계치 및 제2 임계치는, 추측값이 작을수록 작은 값으로 변경되어도 좋다. 이로써 제1 임계치 및 제2 임계치를, 축전 모듈의 충전량의 변화 및 단측의 전선의 단선에 응하여 적절한 값으로 변경하는 것이 가능하다.

상기 셀 감시 장치에서는, 제1 임계치의 변경 범위의 상한치가, 정전압 소자의 반응 전압치 또는 셀 전압 계측 처리에서의 계측 가능 범위의 최대치여도 좋다. 이로써 셀 전압의 계측 가능 범위나 정전압 소자의 클램프에 의한 단선의 오검출을 억제할 수 있다. 또, 정전압 소자의 반응 전압은, 온도 변화 등에 의해 변동하는 경우가 있다. 또 계측 가능 범위의 최대치는, 노이즈 등의 영향에 의해 사양상의 값으로부터 소정 폭 어긋나는 경우가 있다. 이 때문에, 상한치가 반응 전압이라는 것은, 상한치가 미리 정해진 유일한 값이라는 것일 뿐 아니라 상한치가 미리 상정되는 반응 전압의 변동 범위 내인 것도 포함된다. 또 상한치가 계측 가능 범위의 최대치라는 것은, 상한치가 미리 정한 유일한 값일 뿐 아니라 사양상의 값을 포함하는 소정 범위 내인 것이 포함된다.

<실시 형태 1>

실시 형태 1을 도 1 내지 조 7을 참조하여 설명한다. 본 실시 형태의 전지 팩(80)은, 축전 팩의 일례이고, 조 전지 모듈(81) 및 셀 감시 장치(71)를 구비한다. 또 전지 팩(80)은, 예컨대 전기 자동차나 하이브리드 자동차에 탑재되어 차 내의 각 종 기기에 전력을 공급한다.

(전지 팩의 전기적 구성)

도 1에 도시된 바와 같이, 조 전지 모듈(81)은 축전 모듈의 일례이고, 4개의 제1 셀(1)~제4 셀(4)이 직렬 접속된 조 전지이다. 또 조 전지 모듈(810)은, 2개, 3개 또는 5개 이상의 셀이 직렬 접속된 구성이어도 좋다. 또 각 셀(1~4)은, 예컨대 리튬이온 전지 등의 2차 전지이다. 다만 각 셀(1~4)은 단 전지에 한정되지 않으며 축전 소자이어도 좋고 커패시터 등이어도 좋다. 또 이하의 설명에서는 각 셀(1~4)의 셀 전압은, 단선, 과방전, 과충전 등의 이상이 발생하지 않은 정상 시에는, 2.5~4.2V 정도라고 한다.

각 셀(1~4)은, 5개의 전압 계측선(60~64)을 통해, 셀 감시 장치(71)의 셀 감시부(70)에 접속되어 있다. 5개의 전압 계측선(60~64)은, 전선의 일례이고, 이하에서는 최저 전위의 전압 계측선을 그라운드선(60)이라 칭하며, 나머지 4개의 전압 계측선을 각 셀(1~4)에 대응시켜 제1 계측선(61), 제2 계측선(62), 제3 계측선(63), 제4 계측선(64)이라고 칭할 수도 있다.

셀 감시 장치(71)는, 제너 다이오드(11~14), 균등화 회로(91~94), RC 필터(101~104), 셀 감시부(70), 및 모듈 계측 회로(72)를 가진다. 제너 다이오드(11~14)는, 각 셀(1~4)에 각각 병렬로 접속되어 있고, 이로써 예컨대 각 셀(1~4)이 과충전 상태로 되거나 서지가 발생하거나 한 경우 등에 제너 전압을 넘는 전압이 셀 감시부(70)에 입력되는 것이 억제된다. 또 각 제너 다이오드(11~14)의 제너 전압은 6.5V로 하고 순방향 강하 전압은 0.7V라고 한다. 또 제너 다이오드(11~14)는 정전압 소자의 일례이고 제너 다이오드에 한정되지 않고 인가 전압이 반응 전압 이상으로 되면 소자의 전압을 반응 전압으로 유지하는 소자라면 뭐든 좋다.

균등화 회로(91~94)는, 각 셀(1~4)에 각각 병렬로 접속되어 있고, 각 균등화 회로(91~94)는 스위치(21~24)와 방전 저항(31~34)이 직렬 접속된 직렬 회로(방전 회로라고도 함)이다. 각 스위치(21~24)는, 셀 감시부(70)에 의해 온오프 제어된다. 또 스위치(21~24)는, 예컨대 FET 등의 반도체 스위치 소자나 컨택터(전자접촉기(電磁接觸器)) 등 외에, IC 내부에서 전류를 제어하는 스위치 수단이어도 좋다. 이하, 각 스위치(21~24)를 각 셀(1~4)에 대응시켜 제1 스위치(21), 제2 스위치(22), 제3 스위치(23), 제4 스위치(24)라고도 한다. 셀 감시부(70)는 각 스위치(21~24)를 오프(연 상태)에서 온(닫은 상태)으로 함으로써 셀(1~4)이나, 후술하는 콘덴서(51~54)를 방전시킨다. 이로써 각 셀(1~4)의 셀 전압을 균일하게 하거나 각 콘덴서(51~54)의 양단 전압을 그것에 대응하는 셀의 셀 전압으로 일치시킬 수 있다.

RC 필터(101~104)는, 각 셀(1~4)에 각각 병렬로 접속되어 있다. 각 RC 필터(101~104)는, 필터용의 저항(41~44) 및 콘덴서(51~54)를 가지는 로패스 필터이고, 고주파 신호가 셀 감시부(70)에 입력되는 것을 억제한다. 또 콘덴서(51~54)의 용량은 균일하게 된다.

셀 감시부(70)는, 중앙 처리 장치(이하 'CPU'라 함)(70A), 메모리(70B), 및 전압 계측 회로(70C)를 가진다. 메모리(70B)에는 셀 감시부(70)의 동작을 제어하기 위한 각종 프로그램(단선 검출 프로그램을 포함)이 기억되어 있고, CPU(70A)는 메모리(70B)로부터 독출한 프로그램에 따라, 셀 감시부(70)의 각부를 제어한다. 메모리(70B)는 RAM이나 ROM을 가진다. 또 상기 각종 프로그램이 기억되는 매체는, RAM 등 외에도 CD-ROM, 하드디스크장치, 프레시 메모리 등의 불휘발성 메모리여도 좋다.

셀 전압 계측 회로(70C)는, 각 전압 계측선(60~64)을 통해 각 셀(1~4)에 접속되어 있고, 각 전압 계측선(60~64) 사이의 전압을 각 셀(1~4)의 셀 전압으로서 개별적으로 계측하며, 그 계측 결과를 CPU(70A)에 전달한다. 이하, 셀 전압 계측 회로(70C)가 계측한 셀 전압을, 계측 셀 전압(E1~E4)이라 하여 셀(1~4)의 실제 셀 전압과 구별한다. 또 셀 전압 계측 회로(70C)의 셀 전압의 계측 가능 범위는 0~5V로 한다.

모듈 계측 회로(72)는, 그라운드선(60)과 제4 계측선(64)과의 사이의 전압을, 조 전지 모듈(81)의 모듈 전압으로서 계측하고, 그 계측 결과를 CPU(70A)에 전달한다. 이하, 모듈 계측 회로(72)가 계측한 모듈 전압을 계측 모듈 전압 Em이라 하여 조 전지 모듈(81)의 실제 모듈 전압과 구별한다. 또 셀 감시부(70) 및 모듈 계측 회로(72)가 제어부의 일례이다.

(셀 감시 장치의 제어)

예컨대 셀 감시부(70)의 전원이 온되면, CPU(70A)는, 메모리(70B)로부터 상기 프로그램을 둑출하여, 도 2, 3에 나타낸 단선 검출에 관한 제어 처리를 실행한다. 이 제어 처리에 의해, 단순히 전압 계측선(60~64)의 단선의 유무뿐 아니라 전압 계측선(60~64)의 어느 것이 단선되었는지를 검출할 수 있다.

CPU(70A)는, 스위치 제어 처리, 셀 전압 계측 처리 및 모듈 전압 계측 처리(도 2에서는 '과정 1'로 기재)를 실행한다. CPU(70A)는 먼저 중간 셀 수(도 2에서는 'Count'), 그라운드 순위(도 2에서는 'GND LINE')를 제로로 초기화한다(S1). 또 그라운드 순위는, 비단선(非斷線) 그라운드선에 해당하는 전압 계측선의 순위이고, 비단선 그라운드선은, 전압 계측선(60~64) 중 단선되지 않은 최저 전위의 전압 계측선이다. 예컨대, 그라운드 순위가 0이면 비단선 그라운드선은 그라운드선(60)이고, 그라운드 순위가 1이면 비단선 그라운드선은 제1 계측선(61)이다.

(1-1) 스위치 제어 처리

다음으로, CPU(70A)는 스위치 제어 처리를 실행한다. 스위치 제어 처리에서는, 당초 모든 스위치(21~24)를 오프로 하고, 각 스위치(21~24)에 대하여 최고 전위의 제4 셀(4)로부터 최저 전위의 제1 셀(1)을 향하는 스위치 순서(내림순)로, 오프로부터 소정의 방전 시간만큼 온으로 하고 다시 오프로 하는 방전 동작을 순차 실행시킨다. 구체적으로는, CPU(70A)는 제4 스위치(24)를 온으로 한 후 다시 오프로 하고(S2), 제 스위치(23)를 온으로 한 후 다시 오프로 하며(S3), 제2 스위치(22)를 온으로 한 후 다시 오프로 하고(S4), 최후에 제1 스위치(21)를 온으로 한 후 다시 오프로 한다(S5).

(1-2) 구체예

이 스위치 제어 처리를 실행함으로써, 셀 감시부(70)에서 계측되는 각 셀(1~4)의 계측 셀 전압 E1~E4은, 도 4~도 7에 나타내는 단선 패턴(1~4)에 대응한 값으로 된다. 또 각 도면에서는 셀 감시 장치(71)의 구성 및 부호가 일부 생략되어 있다. 또 각 도면 중, 콘덴서(51~54)의 옆에 기재된 전압치는, 스위치 제어 처리를 실행한 후의 콘덴서(51~54)의 양단 전압이다. 각 셀(1~4)의 실제 셀 전압은 4.2V로 한다.

도 4의 단선 패턴 1에서는, 그라운드선(60)만 단선되어 있다. 이 경우, 셀(2~4)은, 정극 단자 및 부극 단자 모두에 접속된 전압 계측선이 어느 것도 단선되어 있지 않기 때문에, 계측 셀 전압 E2~E4는 셀(2~4) 각각의 실제 셀 전압(4.2V)에 대략 이리한다. 그러나 제1 셀(1)은 부극 단자에 접속된 그라운드선(60)이 단선되어 있기 때문에, 제너 다이오드(11)에 순방향으로 전류(도 4의 '전류 흐름: 실선 화살표')가 흐른다. 그 결과, 계측 셀 전압 E1은 제너 다이오드(11)의 순방향 강하 전압에 상당하는 음의 전압(대략 -0.7V)과 같게 된다. 이와 같이, 최저 전위의 전압 계측선이 단선된 경우, 그 전압 계측선에 접속된 셀의 계측 셀 전압은 상기 정상 시의 최저치(2.5V)보다 작은 값으로 된다.

또, 단선 패턴 1에서, 추가로 제1 계측선(61)도 단선된 경우(도 4에서 'X'로 표시된 곳), 제너 다이오드(11, 12)에 순방향 전류(도 4의 '전류 흐름: 점선 화살표')가 흐른다. 그 결과, 계측 셀 전압 E1, E2는 각 제너 다이오드(11, 12)의 순방향 강하 전압에 상당하는 음의 전압과 같게 된다. 이와 같이, 조 전지 모듈(81)의 최저 전위의 전압 계측선을 선두로 연속하는 복수의 전압 계측선이 단선된 경우, 이들 복수의 전압 계측선에 각각 접속된 셀의 계측 셀 전압은 상기 정상 시의 최저치보다 작은 값으로 된다.

도 5의 단선 패턴 2에서는, 제4 계측선(64)만 단선되어 있다. 이 경우, 셀(1~3)은 정극 단자 및 부극 단자 모두에 접속된 전압 계측선이 어느 것도 단선되어 있지 않기 때문에 계측 셀 전압 E1~E3은 셀(1~3) 각각의 실제 셀 전압에 대략 일치한다. 그러나 제4 셀(4)은 정극 단자에 접속된 제4 계측선(64)이 단선되어 있기 때문에, 제너 다이오드(14)에 순방향으로 전류(도 5에서의 '전류 흐름: 실선 화살표')가 흐른다. 그 결과, 계측 셀 전압 E4는 제너 다이오드(14)의 순방향 강하 전압에 상당하는 음의 전압과 같게 된다. 이와 같이, 조 전지 모듈(81)의 최고 전위의 전압 계측선이 단선된 경우, 그 전압 계측선에 접속된 셀의 계측 셀 전압은 상기 정상 시의 최저치보다 작은 값으로 된다.

또, 단선 패턴 2에서, 추가로 제3 계측선(63)도 단선되어 있는 경우(도 5에서 'X'로 표시된 곳), 제너 다이오드(13, 14)에 순방향의 전류(도 5에서의 '전류 방향: 점선 화살표')가 흐른다. 그 결과, 계측 셀 전압 E3, E4는, 각 제너 다이오드(13, 14)의 순방향 강하 전압에 상당하는 음의 전압과 같게 된다. 이와 같이, 조 전지 모듈(81)의 최고 전위의 전압 계측선을 선두로 연속하는 복수의 전압 계측선이 단선된 경우, 이들 복수의 전압 계측선에 각각 접속된 셀의 계측 셀 전압은 상기 정상 시의 최저치보다 작은 값으로 된다.

도 6의 단선 패턴(3)에서는, 제2 계측선(62)만 단선되어 있다. 이 경우 ㅈ제1 셀(1) 및 제4 셀(4)은 정극 단자 및 부극 단자 모두에 접속된 전압 계측선이 어느 것도 단선되어 있지 않기 때문에 계측 셀 전압 E1, E4는 제1 셀(1) 및 제4 셀(4) 각각의 실제 셀 전압에 대략 일치한다. 그러나 제2 셀(2)과 제3 셀(3) 사이에 접속된 제2 계측선(62)이 단선되어 있다. 이 때문에, 상기 스위치 제어 처리에 의해 제3 스위치(23)가 온으로 된 때, 제2 셀(2) 및 제3 셀의 합계 셀 전압(8.4V=4.2V×2) 중, 제너 다이오드(12)의 제너 전압(6.2V)이 콘덴서(52)에 인가되고, 남은 전압(1.9V=8.4V-6.5V)이 콘덴서(53)에 인가된다.

다음으로, 제3 스위치(23)가 오프로 되고 제2 스위치(22)가 온으로 된 때에, 제너 다이오드(13)의 제너 전압(6.5V)이 콘덴서(53)에 인가되고, 남은 전압(1.9V)이 콘덴서(52)에 인가된다. 그 결과, 측정 셀 전압 E2는 1.9V로 되고, 측정 셀 전압 E3은 상기 계측 가능 범위의 최대치(5V)로 된다. 상기 단선 패턴(3)은 단선되지 않은 2개의 전압 계측선의 사이에, 단선된 전압 계측선이 1개 있고 또 고전위로부터 저전위로 향하는 순서로 스위치 제어 처리를 실행하는 경우의 일례이다. 이와 같은 경우, 상기 단선되지 않은 2개의 전압 계측선의 사이에 접속된 2개의 셀 중, 저전위측의 셀의 계측 셀 전압은, 상기 정상 시의 최저치보다 작은 값으로 된다. 또 고전위측의 셀의 계측 셀 전압은 상기 정상 시의 최고치보다 큰 값으로 된다.

도 7의 단선 패턴(4)에서는, 제1 계측선(61) 및 제2 계측선(62)이 단선되어 있다. 이 경우, 제4 셀(4)은 정극 단자 및 부극 단자 양쪽에 접속된 전압 계측선이 어느 것도 단선되어 있지 않기 대문에, 계측 셀 전압 E4는, 제4 셀(4)의 실제 셀 전압에 대략 일치한다. 그러나 제1 내지 제3 셀(1~3) 각각의 사이에 접속된 제1 계측선(61) 및 제2 계측선(62)이 단선되어 있다. 이 때문에, 상기 스위치 제어 처리에 의해, 스위치(22, 23)이 오프로 되고, 제1 스위치(21)가 온으로 된 때, 대략 0V의 전압이 콘덴서(51)에 인가되고, 제1 내지 제3 셀(1~3)의 합계 셀 전압(12.6V=4.2V×3)이 콘덴서(52, 53)에 의해 분압된다. 그 결과, 계측 셀 전압 E1은 대략 0V로 되고, 계측 셀 전압 E2, E3은 모두 5V로 된다.

또, 계측 셀 전압 E3이 제너 전압(6.5V)에 크램프되고 계측 셀 전압 E2가 6.1V(=12.6V-6.5V)로 되는 경우도 있다. 이 경우, 모듈 전압이 배교적 작은 때에는 계측 셀 전압 E2가 상기 정상 시의 셀 전압 또는 그것보다도 작은 값으로 되는 경우가 있다. 상기 단선 패턴(4)은 단선되지 않은 2개의 전압 계측선의 사이에 단선된 전압 계측선이 복수개 있고 또 고전위로부터 저전위로 향하는 순서로 스위치 제어 처리를 실행한 경우의 일례이다. 이와 같은 경우, 상기 단선되지 않은 2개의 전압 계측선의 사이에 접속된 복수의 셀 중, 최저 전위의 셀의 계측 셀 전압은, 상기 정상 시의 최저치보다 작은 값으로 된다. 또, 최고 전위의 셀에 대응하는 계측 셀 전압은, 상기 정상 시의 최고치보다 큰 값으로 된다. 또, 최고 전위 및 최저 전위 이외의 셀의 계측 셀 전압은 상황에 따라 정상 시의 최저치보다 작은 값, 정상 시의 값, 정상 시의 최고치보다 큰 값 중 어느 하나로 된다.

(2) 셀 전압 계측 처리, 모듈 전압 계측 처리

다음으로, CPU(70A)는, 셀 전압 계측 처리 및 모듈 전압 계측 처리를 실행한다(S6). 구체적으로는, CPU(70A)는 셀 전압 계측 회로(70C)로부터의 계측 결과를 취득하여 각 계측 셀 전압 E1~E4을 각 셀(1~4)에 대응시켜 메모리(70B)에 기억시킨다. 또 CPU(70A)는 모듈 계측 회로(72)로부터의 계측 결과를 취득하고 계측 모듈 전압 Em을 메모리(70B)에 기억시킨다.

(3-1) 저전위측 처리

다음으로, CPU(70A)는, 저전위측 처리(도 2에서는 '과정 2'로 기재)를 실행한다. 이 저전위측 처리에서는, CPU(70A)는 최저 전위의 그라운드선(60)으로부터 연속하여 단선된 전압 계측선을 검출하는 것에 의해 상기 그라운드 순위를 확정한다. 저전위측 처리는 이상 판정 처리의 일례이다.

구체적으로는, CPU(70A)는, 먼저 순위 M을 1로 설정한다(S11). 순위 M은, 1이면 제1 셀(1)을 나타내고, 2면 제2 셀(2)을 나타내며, 3이면 제3 셀(3)을 나타내고, 4면 제4 셀(4)을 나타낸다. 다음으로, CPU(70A)는 단측(端側) 판정 처리를 실행한다. 단측 판정 처리에서는, CPU(70A)는 계측 셀 전압 E1~E4 중 최저 전위의 제1 셀(1) 또는 해당 제1 셀(1)을 선두로 연속하는 셀 그룹에 대응하는 하나 또는 복수의 계측 셀 전압이, 단측 이상(端側異常) 셀 전압인지를 판정한다. 단측 단선용 임계치는 제3 임계치의 일례이고, 후술하는 저이상 임계치 이하인 것이 바람직하고 또한 저이상 임계치보다 작은 값이 더욱 바람직하며, 적절한 값은 실험 등에 의해 구할 수 있다. 또 단측 단선용 임계치는 노이즈 등의 영향을 고려하여

소정 범위(예컨대 0V~0.1V)로 해도 좋다. 이하, 단측 단선용 임계치는 0V로 한다.

구체적으로는, CPU(70A)는 제1 셀(1)의 계측 셀 전압 E1이 단측 단선용 임계치 이하인지를 판단하고(S12), 해당 계측 셀 전압(W1)이 단측 단선용 임계치보다 큰 것으로 판단된 경우(S12: '아니오'), 최저 전위측에 단측 이상 셀 전압은 없는 것으로 하여 고전위측 처리로 이행한다. 이때, 그라운드 순위는 0으로 확정되고 비단선 그라운드선이 그라운드선(60)으로 된다.

이것에 대해, CPU(70A)는 계측 셀 전압 E1이, 단측 단선용 임계치 이하인 것으로 판단된 경우(S12: '예'), 해당 계측 셀 전압 E1은 단측 이상 셀 전압인 것으로 한다. 그리고 CPU(70A)는 순위 M이 1이기 때문에(S13: '예'), 제1 셀(1)의 부극 단자에 접속되어 있던 그라운드선(60)이 단선되어 있는 것을 검출하고(S14), 그라운드 순위에 1을 가산한다(S15). 즉, 비단선 그라운드선의 후보가, 그라운드선(60)으로부터 제1 계측선(61)로 바뀐다. 다음으로, CPU(70A)는 순위 M에 1을 간하여(S16), 순위 M이 셀 총 수인 4에 도달하지 않은 것으로 판단되면(S17: '아니오'), S12로 되돌아간다.

다음으로, CPU(70A)는 순위 M(>1)의 계측 셀 전압이, 단측 단선용 임계치 이하인 것으로 판단된 경우(S12: '예'), 순위 M은 1이 아니므로(S13: '아니오'), 순위 M의 셀의 부극 단자에 이어지는 M-1의 전압 계측선이 단선되어 있는 것을 검출하고(S18), S15로 진행한다. 또, S14, S18은 단측 단선 검출 처리의 일례이다. 그리고 S17에서 순위 M이 4에 도달한 것으로 판단되면(S17: '예'), 그 시점에서의 순위 M이 그라운드 순위로서 확정되고, 해당 순위 M의 전압 계측선이 비단선 그라운드선으로서 결정된다.

(3-2) 구체예

도 4의 단선 패턴 1에서는, 계측 셀 전압 E1은, 단측 단선용 임계치 이하로 되기 때문에(S12: '예'), 그라운드선(60)이 단선되어 있는 것이 검출된다(S14). 다음으로, 계측 셀 전압 E2는, 단측 단선용 임계치보다 크기 대문에(S12: '아니오'), 그라운드 순위가 1로 확정되고 제1 계측선(61)이 비단선 그라운드선으로서 결정된다.

또, 단선 패턴 1에서 제1 계측선(61)도 단서되어 있는 경우, 계측 셀 전압 E2도 단측 단선용 임계치 이하로 되기 때문에(S12: '예'), 제1 계측선(61)도 단선되어 있는 것이 검출된다(S18). 다음으로, 계측 셀 전압 E3은, 단측 단선용 임계치보다 크기 때문에(S12: '아니오'), 그라운드 순위가 2로 확정되고 제2 계측선(62)가 비단선 그라운드선으로서 결정된다. 이로써 그라운드선(60)뿐만이 아니라 해당 그라운드선(60)을 선두로 연속하는 복수개의 전압 계측선이 단선되어 있는 것을 검출하는 것이 가능한다. 또 단선 패턴(2~4)에서는, 계측 셀 전압 E1은, 단측 단선용 임계치보다 크기 때문에(S12: '아니오'), 저전위측의 전압 계측선의 단선은 검출되지 않고 저전위측 처리가 종료한다.

(4-1) 고전위측 처리

CPU(70A)는, 저전위측 처리의 실행 후, 고전위측 처리(도 3에서는 '과정 3'으로 기재)를 실행한다. 이 고전위측 처리에서는, CPU(70A)가 최고 전위의 제1 계측선(64)부터 연속하여 단선되어 있는 전압 계측선을 검출하는 것에 의해 고전위 순위를 확정한다. 고전위 순위는, 비단선 최고위선에 해당하는 전압 계측선의 순위이고, 비단선 최고위선은 전압 계측선(60~64) 중 단선되어 있지 않은 최고 전위의 전압 계측선이다. 고전위측 처리는 이상 판정 처리의 일례이다.

구체적으로는, CPU(70A)는, 먼저 순위 N을 4로 설정하다(S21). 순위 N은 4이면 제4 셀을 나타내고, 3이면 제3 셀을 나타내며, 2이면 제2 셀을 나타내고, 1이면 제1 셀을 나타낸다. 고전위측 처리의 종료시의 순위 N이 고전위 순위로 된다. 다음으로, CPU(70A)는 단측 판정 처리를 실행한다. 이 단측 판정 처리에서는, CPU(70A)가 계측 셀 전압 E1~E4 중 최고 전위의 제4 셀(4) 또는 해당 제4 셀(4)을 선두로 연속하는 셀 그룹에 대응하는 하나 또는 복수의 계측 셀 전압이 단측 이상 셀 전압인지를 판정한다.

구체적으로는, CPU(70A)는 제4 셀(4)의 계측 셀 전압 E4가 단측 단선용 임계치 이하인지를 판정하고(S22), 해당 계측 셀 전압 E4가 단측 단선용 임계치보다 크다고 판단된 경우(S22: '아니오'), 최고 전위측에 단측 이상 셀 전압은 없는 것으로 하고 임계치 변경 처리로 이행한다. 이때, 고전위 순위는 4로 확정되고 비단선 최고위선은 제4 계측선(64)으로 된다.

이에 대해, CPU(70A)는, 계측 셀 전압 E4가 단측 단선용 임계치 이하인 것으로 판단한 경우(S22: '예'), 해당 계측 셀 전압 E4를 단측 이상 셀 전압인 것으로 한다. 그리고 CPU(70A)는 제4 셀(4)의 정극 단자에 접속되어 있던 제4 계측선(64)이 단선되어 있을 것을 검출하고(S23), 순위 N에서 1을 감산하며(S24), 감산 후의 순위 N이 1에 도달하였으면(S25: '예') 모든 전압 계측선(61~64)이 단선되어 있는 것으로 하고, 본 제어 처리를 종료한다. 또 CPU(70A)는 단선 검출시 또는 제어 처리의 종료시에, 단선 검출 결과를 예컨대 전기 자동차의 컨트롤부 등, 외부 기기에 알리는 것이 바람직하다.

한편, CPU(70A)는 감산후의 순위 N이 1에 도달하지 않으면(S25: '아니오'), S22로 되돌아가고, 다음 순위 N(<4)의 계측 셀 전압이 단측 단선용 임계치 이하인 것으로 판정된 경우(S22: '예'), 상기 S23~S25의 처리를 반복한다. 이에 대해, CPU(70A)는 순위 N(<4)의 계측 셀 전압이 단측 단선용 임계치보다 큰 것으로 판단된 경우(S22: '아니오'), 이때의 순위 N을 고전위 순위로서 확정한다. 그리고 CPU(70A)는 해당 순위 N에서 상기 그라운드 순위를 감산한 값을 중간 셀 수로 하고(S26), 다음의 임계치 변경 처리로 이행한다. 중간 셀 수는, 비단선 최고위선과 비단선 그라운드선과의 사이에 접속된 셀(이하 '중간 셀'이라 함)의 총 수이다.

(4-2) 구체예

도 5의 단선 패턴 2에서는, 계측 셀 전압 E4는, 단측 단선용 임계치 이하로 되기 때문에(S22: '예'), 제4 계측선(64)이 단선되어 있는 것이 검출된다(S23). 다음으로, 계측 셀 전압 E3은 단측 단선용 임계치보다 크기 때문에(S12: '아니아'), 고전위 순위는 3으로 확정되고, 그라운드 순위는 0이기 때문에 중간 셀 수는 3으로 된다.

또, 단선 패턴 2에서 제3 계측선(63)도 단선되어 있는 경우, 계측 셀 전압 E3도 단측 단선용 임계치 이하로 되기 때문에(S22: '예'), 제3 계측선(63)도 단선되어 있는 것이 검출된다(S23). 다음으로, 계측 셀 전압 E2는 단측 단선용 임계치보다 크기 때문에(S22: '아니오'), 고전위 순위는 2로 확정되고, 그라운드 순위는 0이기 때문에 중간 셀 수는 2로 된다. 이로써 제4 계측선(64)뿐 아니라 해당 제4 계측선(64)을 선두로 연속하는 복수개의 전압 계측선이 단선되어 있는 것을 검출하는 것이 가능하다. 또 단선 패턴 1, 3, 4에서는, 계측 셀 전압 E4는 단측 단선용 임계치보다 크기 때문에(S12: '아니오'), 고전위측의 전압 계측선의 단선은 검출되지 않고 고전위측 처리가 종료된다.

(5) 임계치 변경 처리

CPU(70A)는, 고전위측 처리의 실행 후, 임계치 변경 처리(도 3에서는 '과정 4'로 기재)를 실행한다. 이 임계치 변경 처리에서는, CPU(70A)가 후술하는 고이상(高異常) 임계치 및 저이상(抵異常) 임계치를 계측 모듈 전압 Em의 증감에 따라 변경시킨다. 구체적으로는, CPU(70A)는, S6에서 계측한 계측 모듈 전압 Em을 상기 중간 셀 수로 제산한 값을, 셀 전압의 평균치의 추측치로서 계산한다(S31). 여기서, 후술하는 바와 같이, 고이상 임계치 및 저이상 임계치는, 이 추측치에 소정의 계수를 각각 승산한 것이기 때문에, 추측치의 증감에 따라 변경된다. 이로써 고이상 임계치 및 저이상 임계치를 조 전지 모듈(81)의 충전량의 변화 및 단측의 전압 계측선의 단선에 따라 적절한 값으로 변경하는 것이 가능하다.

(6-1) 중간측 처리

CPU(70A)는, 임계치 변경 처리의 실행 후, 중간측 처리(도 3에서는 '과정 6재)를 실행한다. 이 중간측 처리에서는, CPU(70A)는 상기 중간 셀에 대응하는 계측 셀 전압을 대상으로 하여 고이상 셀 전압 및 저이상 셀 전압의 유무를 판정하는 것에 의해, 비단선 최고위선과 비단선 그라운드선과의 사이의 전압 계측선(이하 '중간 계측선'이라 함)의 단선 검출을 행한다.

구체적으로는, CPU(70A)는 먼저 상기 그라운드 순위에 1을 가산한 값을 순위 A로 하고(S41), 이 순위 A의 셀의 계측 셀 전압이 이하의 처리를 행할 최초의 후보로 된다. 다음으로, CPU(70A)는 상기 고전위 순위가 순위 A 이하인 것으로 판단한 경우(S42: '아니오'), 중간 계측선은 없는 것으로 하고 본 제어 처리를 종료한다.

한편, CPU(70A)는 고전위 순위가 순위 A보다 크다고 판단된 경우(S42: '예'), 중간 계측선은 1개 이상 있는 것으로 보고, 다음으로 저이상 검색 처리를 개시한다. 이 저이상 검색 처리에서는, CPU(70A)가, 최저 전위의 중간 셀부터 최고 순위의 중간 셀을 향하는 셀 순서(오름순)로, 각 중간 셀의 계측 셀 전압이 저이상 셀 전압인지 여부를 판정해 간다. 여기서의 셀 순서는 상기 스위치 제어 처리의 스위치 순서와는 반대이다.

구체적으로는, CPU(70A)는 먼저 순위 A의 계측 셀 전압이 저이상 셀 전압인지를 판정한다(S43). 저이상 셀 전압은 저이상 임계치 이하의 계측 셀 전압을 말한다. 저이상 임계치는, 제2 임계치의 일례이고, 각 셀(1~4)의 셀 전압의 불균일이나 셀 전압 계측 회로(70C)의 계측 정밀도의 허용 범위 등을 고려하여 정해지고, 예컨대 셀이 과방전 상태인지를 판정하기 위한 과방전 판정용 임계치 미만의 값이 바람직하다. 본 실시 형태에서는, 저이상 임계치는, S31에서 산출한 추측치에 계수를 승산한 것이고, 추측치의 증감에 따라 변경된다. 또 이 계수는 실제 셀 전압의 불균일, 오차 또는 각 제너 다이오드(11~14)의 순방향 강하 전압 등을 고려하거나 실험 등에 의해 정하는 것이 바람직하고, 이하에서는 상기 계수를 0.5로 한다.

다만, 저이상 임계치의 변경 범위에 하한치가 정해저 있다. 이것은, 계측 모듈 전압 Em이 비교적 작은 때에, 중간 계측선의 단선을 검출할 수 없게 되는 것을 회피하기 위한 것이다. 예컨대 도 7의 단선 패턴(4)에서는, 전술한 바와 같이, 계측 셀 전압 E1은 대략 0으로 된다고 상정된다. 그러나 실제로는 스위치(21)의 온 저항 등의 영향에 의해 계측 셀 전압 E1은 수백 mV 정도로 되는 경우가 있다.

여기서, 계측 셀 전압 E1을 0.8V로 가정한다. 한편, 예컨대 방전 이상 등에 의해 계측 모듈 전압 Em이 정상 시보다 작게 되어 추정치가 1.5V인 때, 저이상 임계치는 0.75V(=1.5V×0.5)로 된다. 그렇다고 한다면, 계측 셀 전압 E1은 저이상 임계치보다 크기 때문에, 제1 계측선(61)의 단선을 검출할 수 없게 되어 버린다. 이 때문에, 저이상 임계치의 변경 범위에 하한치를 정하고 있다. 또, 하한치는 실험 등에 의해 구할 수 있고, 노이즈 등의 영향을 고려하여 소정 범위(예컨대 0.8V~1.2V)로 하여도 좋다. 이하에서 하한치는 1V로 한다.

CPU(70A)는 순위 A의 계측 셀 전압이 저이상 임계치보다 크다고 판단된 경우(S43: '아니오'), 해당 계측 셀 전압은 저이상 셀 전압이 아니라고 판정하고, 순위 A에 1을 가산하고(S44), S42로 돌아간다. 순위 A가 고전위 순위오 일치하기 까지 저이상 셀 전압이 없으면(S24: '아니오'), 중간 계측선은 단선되어 있지 않은 것으로 하고 본 제어 처리를 종료한다.

CPU(70A)는, 순위 A의 계측 셀 전압이, 저이상 임계치 이하라고 판단된 경우(S43: '예'), 해당 계측 셀 전압은 저이상 셀 전압이라고 판단하고 그 정극 단자에 접속된 중간 계측선이 단선되어 있는 것을 검출한다(S45). 다음으로, CPU(70A)는 순위 A에 1을 가산하고(S46), 가산후의 순위 A가 고전위 순위를 넘은 것으로 판단된 경우(S47: '아니오'), 단선 검출의 유무를 판단하지 않은 중간 계측선은 남아있지 않은 것으로 보고 본 제어 처리를 종료한다.

한편, CPU(70A)는 순위 A가 고전위 순위 이하라고 판단된 경우(S47: '예'), 아직 단선 검출의 유무를 판단하지 않은 중간 계측선은 남아 있다고 보고 고이상(高異常) 검색 처리를 개시한다. 이 고이상 검색 처리에서는, CPU(70A)는, 상기 셀 순서로, 중간 셀의 계측 셀 전압이 고이상 셀 전압인지를 판정해 간다.

구체적으로는, CPU(70A)는 순위 A의 계측 셀 전압이, 고이상 셀 전압인지를 판정한다(S48). 고이상 셀 전압은 고이상 임계치 이상의 계측 셀 전압을 말한다. 고이상 임계치는 제1 임계치의 일례이고, 각 셀(1~4)의 셀 전압의 불균일이나 셀 전압 계측 회로(70C)의 계측 정밀도의 허용 범위 등을 고려하여 정해지며, 예컨대 셀이 과충전 상태인지를 판정하기 위한 과충전 판정용 임계치보다 큰 값이 바람직하다. 본 실시 형태에서는, 고이상 임계치는, S31에서 계산한 추측치에 계수를 승산한 것이고, 추측치의 증감에 따라 변경된다. 또 이 계수는 실제 셀 전압의 불균일, 오차 또는 각 제어 다이오드(11~14)의 제너 전압 등을 고려하거나 실험 등에 의해 정하는 것이 바람직하며, 이하에서 상기 계수는 1.4로 한다.

다만, 고이상 임계치의 변경 범위에 상한치가 정해저 있다. 이것은, 상기 셀 전압 계측 회로(70C)의 계측 가능 범위나, 제너 다이오드(11~14)의 제너 전압의 영향에 의한 단선의 오검출을 억제하기 위함이다. 예컨대, 도 6의 단선 패턴 3에서는, 계측 셀 전압 E3는 5V로 된다. 한편, 계측 모듈 전압 Em은 비교적 크기 때문에 추정치가 4.2V인 때, 고이상 임계치는 5.88V(=4.2V×1.4)로 된다. 그렇다고 한다면, 계측 셀 전압 E3는 고이상 임계치 이하로 되기 때문에, 고이상 셀 전압이 아니라고 판정되고, 제1 계측선(61)의 단선을 검출하는 것이 가능하지 않게 되어 버린다. 이 때문에, 고이상 임계치의 변경 범위에 상한치가 정해져 있다.

또, 이 상한치는, 상기 셀 전압의 계측 가능 범위의 최대치 및 제너 다이오드(11~14)의 제너 전압 중 어느 것이든 작은 쪽의 값인 것이 바람직하다. 또. 노이즈나 제너 전압의 변동 등의 영향을 고려하여 상한치를 상기 최대치(5V)를 포함하는 소정 범위(예컨대 4.9V~5.1V)나, 상기 제너 전압의 상정치(6.5V)를 포함하는 소정 범위(예컨대 6.4V~6.6V)로 해도 좋다. 이하에서 상한치는 5V로 한다.

CPU(70A)는 순위 A의 계측 셀 전압이 고이상 임계치보다 작다고 판단된 경우(S48: '아니오'), S45로 돌아가고, 순위 A의 셀의 정극 단자에 접속된 중간 계측선이 단서되어 있는 것을 검출하며, 순위 A에 1을 가산하고(S46), S47로 진행한다. 이로써, 적어도, 저이상 셀 전압에 대응하는 셀과, 고이상 셀 전압에 대응하는 셀과의 사이의 단선을 검출하는 것이 가능한다. 한편, CPU(70A)는 순위 A의 계측 셀 전압이 고이상 임계치 이상이라고 판단된 경우(S48: '예'), 순위 A에 1을 가산하고(S49), 가산후의 순위 A가 고전위 순위를 넘은 것으로 판단된 경우(S50: '아니오'), 단선 검출의 유무를 판단하지 않은 중간 계측선은 남아있지 않는 것으로 보고 본 제어 처리를 종료한다.

한편, CPU(70A)는 순위 A가 고전위 순위 이하라고 판단된 경우(S50: '예'), 또 단선 검출의 유무를 판단하지 않은 중간 계측선이 남아 있다고 보고, 비고이상(非高異常) 검색 처리를 개시한다. 이 비고이상 검색 처리에서는, CPU(70A)는 상기 셀 순서로 남은 중간 셀의 계측 셀 전압이 고이상 셀 전압이 아닌지를 판정해 간다.

구체적으로는, CPU(70A)는 순위 A의 계측 셀 전압이 고이상 임계치보다 작다로 판단된 경우(S51: '아니오'), S42로 돌아간다. 이때, 순위 A-1의 중간 계측선은 단선되지 않은 것으로 된다. 한편 CPU(70A)는 순위 A의 계측 셀 전압이 고이상 임계치 이상이라고 판단된 경우(S51: '예'), 순위 A-1의 중간 계측선이 단선되어 있는 것을 검출하고(S52), S49로 돌아간다. 이것에 의해, 서로 이웃하고 고이상 셀 전압에 대응하는 복수의 셀 사이의 단선을 검출하는 것이 가능하다. 또 S45, S52의 처리가 단선 검출 처리의 일례이다.

(6-2) 구체예

도 6의 단선 패턴 3에서는, 저이상 검색 처리에서 계측 셀 전압 E2가 저이상 셀 전압인 것으로 판정되고(S43: '예'), 고이상 검색 처리에서 계측 셀 전압 E3가 고이상 셀 전압인 것으로 판정된다(S48: '예'). 이로써 제2 셀(2)과 제3 셀(3)의 사이에 접속된 제2 계측선(62)이 단선된 것이 검출된다(S45). 또 비고이상 검색 처리에서 계측 셀 전압 E4가 고이상 셀 전압이 아닌 것으로 판정되기 때문에(S51: '예'), 제3 셀(3)과 제4 셀(4)의 사이에 접속된 제3 계측선(63)은 단선되지 않은 것으로 된다.

도 7의 단선 패턴 4에서는, 저이상 검색 처리 및 고이상 검색 처리의 처리 결과는 상기 단선 패턴 3과 같다. 한편, 비고이상 검색 처리에서 계측 셀 전압 E4도 고이상 셀 전압이라고 판정되기 때문에(S51: '아니오'), 제3 셀(3)과 제4 셀(4) 사이에 접속된 제3 계측선(63)도 단선되어 있는 것이 검출된다. 또, 단선 패턴 1, 2에서는, 저이상 검색 처리에서 저이상 셀 전압이 없는 것으로 되고(S42: '아니오'), 중간측 처리가 종료한다.

(본 실시 형태의 효과)

본 실시 형태에 의하면, 스위치(21~24)가 스위치 순서로 오프에서 온으로 되고 다시 오프로 된다. 그리고 각 셀(1~4)에 접속된 한 쌍의 전압 계측선 간의 전압이 해당 셀에 병렬 접속된 스위치가 다시 오프로 된 때 이후 또 상기 스위치 순서가 다음 스위치가 온으로 된 때 이후에 각 셀(1~4)의 셀 전압으로서 계측된다.

여기서, 전압 계측선이 단선되어 있는 이상 시에는, 계측 셀 전압 E1~E4 중에, 고이상 셀 전압 및 저이상 셀 전압 중 적어도 하나가 존재한다. 예컨대 모든 전압 계측선 중 단측의 전압 계측선만 단선되어 있는 경우에는 저이상 셀 전압이 존재한다. 또 모든 전압 계측선 중 중간의 전압 계측선만 단선되어 있는 경우에는 고이상 셀 전압 및 저이상 셀 전압이 존재한다. 그래서 본 셀 감시 장치(80)에서는, 계측 셀 전압 E1~E4 중에 고이상 셀 전압 및 저이상 셀 전압의 유무가 판정되고, 그 판정 결과에 기초하여 전압 계측선의 단선 유무를 검출하는 것이 가능하다.

또 상기 셀 감시 장치(80)에서는, 저전위측 처리 및 고전위측 처리에서 복수의 계측 셀 전압이 단측 이상 셀 전압인 것으로 판정된 경우, 중간측 처리에서는 그들 복수의 계측 셀 전압 중 최단의 셀로부터 가장 떨어져 있는 내측의 셀의 셀 전압만이 처리 대상에 포함된다. 이로써 저전위측 처리 및 고전위측 처리의 판정 결과에 관계없이, 모든 계측 셀 전압 E1~E4을 중간측 처리의 처리 대상으로 하는 구성에 비해 셀 감시 장치(80)의 처리 부담을 경감시킬 수 있다.

<실시 형태 2>

도 8은 실시 형태 2를 나타낸다. 상기 실시 형태 1과의 차이는, 중간측 처리에 있고, 그 외에는 상기 실시 형태 1과 같다. 또 도 8에 나타난 처리 중, 단계 번호의 끝에 α가 붙여진 처리가 상기 실시 형태 1의 도 3에 나타난 중간측 처리와 상이하다. 따라서 실시 형태 1과 동일 부호를 붙여 중복하는 설명을 생략하고 상이한 부분만을 이하에서 설명한다.

본 실시 형태 2의 중간측 처리에서는, CPU(70A)는 먼저 순위 A를 고전위 순위로 설정하고(S41α), 이 순위 A의 셀의 계측 셀 전압이 이하의 처리를 행하는 최초의 후보로 된다. 다음에, CPU(70A)는 순위 A가 0이라고 판단된 경우(S42α: '아니오'), 중간 계측선은 없는 것으로 보고 본 제어 처리를 종료한다. CPU(70A)는 순위 A가 0보다 크다고 판단된 경우(S42α: '예'), 상기 저이상 검색 처리를 개시하고(S43), 순위 A의 계측 셀 전압이 저이상 임계치보다도 크다고 판단된 경우(S43: '아니오'), 순위 A에서 1을 감산하고(S44α), S42α로 돌아간다.

CPU(70A)는, 순위 A의 계측 셀 전압이 저이상 임계치 이하라고 판단된 경우(s43:'예'), 순위 A-1의 중간 계측선이 단선되어 있는 것을 검출한다(S45α). 다음으로, CPU(70A)는 순위 A에서 1을 감산하고(S46α), 감산후의 순위 A가 0이라고 판단된 경우(S47α: '아니오'), 단선 검출의 유무를 판단하지 않은 중간 계측선은 남아있지 않은 것으로 보고 본 제어 처리를 종료한다.

한편, CPU(70A)는 순위 A가 0보다 크다고 판단된 경우(S47α: '예'), dkwlr 단선 검출의 유무를 판정하지 않은 중간 계측선이 남아 있는 것으로 보고 고이상 검색 처리를 개시한다(S48).

CPU(70A)는, 순위 A의 계측 셀 전압이, 고이상 임계치보다 작다고 판단된 경우(S48: '아니오'), S45α로 돌아간다. 한편, CPU(70A)는 순위 A의 계측 셀 전압이 고이상 임계치 이상이라고 판단된 경우(S48: '예'), 순위 A에서 1을 감산하고(S49α), 감산후의 순위 A가 0이라고 판단된 경우(S50α: '아니오'), 단선 검출의 유무를 판단하지 않은 중간 계측선은 남아 있지 않은 것으로 보고 본 제어 처리를 종료한다.

한편, CPU(70A)는 순위 A가 0보다 크다고 판단된 경우(S50α: '예'), 아직 단선 검출의 유무를 판단하지 않은 중간 계측선은 남아 있는 것으로 보고 비고이상 검색 처리를 개시한다(S51). CPU(70A)는 순위 A의 계측 셀 전압이 고이상 임계치보다 작다고 판단된 경우(S51: '아니오'), S42로 돌아간다. 이때, 순위 A-1의 중간 계측선은 단선되지 않은 것으로 된다. 한편, CPU(70A)는 순위 A의 계측 셀 전압이 고이상 임계치 이상인 것으로 판단된 경우(S51: '예'), 순위 A+1의 중간 계측선이 단선되어 있는 것을 검출하고(S52α), S49α로 돌아간다. 이로써 서로 이웃하고 고이상 셀 전압에 대응하는 복수의 셀 간의 단선도 검출하는 것이 가능하다. 또 S45α, S52α의 처리가 단선 검출 처리의 일례이다.

<실시 형태 3>

도 9는 실시 형태 3을 나타낸다. 상기 실시 형태 1과의 차이는, 중간측 처리에 있고, 그 외에는 상기 실시 형태 1과 같다. 또, 도 9에 나타난 처리 중 단계 번호의 끝에 α가 붙여진 처리가 상기 실시 형태 1의 도 3에 나타낸 중간측 처리와 상이하고, 단계 번호의 끝에 β가 붙여진 처리가 상기 실시 형태 2의 도 8에 나타낸 중간측 처리와 상이한 것이다. 따라서 실시 형태 1과 동일 부호를 붙여 중복하는 설명을 생략하고 상이한 부분만을 이하에서 설명한다.

본 실시 형태 3의 스위치 제어 처리의 스위치 순서와, 중간측 처리의 셀 순서가 같다는 점에서, 상기 실시 형태 1, 2와 상이하다. 구체적으로는, 본 실시 형태 3의 스위치 순서는 내림순으로 실시 형태 1과 같고 실시 형태 2와 반대이다. 또 본 실시 형태 3의 셀 순서도 내림순으로 실시 형태 2와 같고 실시 형태 3과 반대다.

상기 실시 형태 1, 2에서는, CPU(70A)는 저이상 검색 처리(S43), 고이상 검색 처리(S48), 비고이상 검색 처리(S51)의 순으로 실행했다. 이에 대해, 본 실시 형태 3의 중간측 처리에서는 도 8에 대해 저이상 검색 처리(S43)의 대신에 고이상 검색 처리(S43β)를 실행하고, 고이상 검색 처리(S48)의 대신에 저이상 검색 처리(S48β)를 실행한다. 또, CPU(70A)는 비고이상 검색 처리(S51)의 대신에 비저이상 검색 처리(S51β)를 실행한다. 이 비저이상 검색 처리에서는, CPU(70A)는 상기 셀 순서로 남은 중간 셀의 계측 셀 전압이 저이상 셀 전압이 아닌지를 판정해 간다.

구체적으로는, CPU(70A)는 순위 A의 계측 셀 전압이 저이상 임계치보다 크다고 판단된 경우(S51β: '아니오'), S42α로 진행한다. 한편 CPU(70A)는 순위 A의 계측 셀 전압이 저이상 임계치 이하라고 판단된 경우(S51β: '예'), 순위 A+1의 중간 계측선이 단선되어 있는 것을 검출하고(S52α), S49α로 돌아간다. 이로써 서로 이웃하고 저이상 셀 전압에 대응하는 복수의 셀 간의 단선도 검출하는 것이 가능하다.

<그 외의 실시 형태>

본 명세서에서 개시된 기술은 상기 기술 및 도면에 의해 설명된 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 예컨대 다음과 같은 여러 가지 형태도 포함된다.

상기 실시 형태에서, 셀 감시 장치(71)는, 제너 다이오드(11~14)를 가지는 구성이었다. 그러나 이에 한정되지 않고 셀 감시 장치(71)는 제너 다이오드(11~14)를 가지지 않는 구성이나 제너 다이오드(11~14)를 대신하여 통상의 다이오드를 가지는 구성이어도 된다.

상기 실시 형태에서는, 셀 감시 장치(71)가 RC 필터(101~104)를 가지는 구성이었다. 그러나 이에 한정되지 않고 셀 감시 장치(71)는 RC 필터(101~104)를 가지지 않는 구성이어도 된다.

상기 실시 형태에서는, 콘덴서(51~54)의 용량이 균일하였지만, 이에 한정되지 않고 불균일해도 된다. 이 경우, 스위치 제어 처리에서의 스위치(21~24)의 온 시간은 용량이 가장 큰 콘덴서가 충분히 방전할 수 있는 시간으로 일률적으로 설정해도 되고, 각 스위치(21~24)에 대응하는 콘덴서(51~54)의 용량에 따라 시간을 개별적으로 설정해도 된다.

상기 실시 형태에서는 셀 감시부(70)는 하나의 CPU로 제어 처리를 실행하는 구성이었다. 그러나 셀 감시부(70)는 이에 한정되지 않고 복수의 CPU로 제어 처리를 실행하는 구성이나, ASIC(Application Specific Integrated Circuit), FPGA(Field-Programmable Gate Array) 등의 하드 회로로 제어 처리를 실행하는 구성이나, 하드 회로 및 CPU 양쪽으로 제어 처리를 실행하는 구성으로 해도 된다. 예컨대 상기 스위치 제어 처리, 셀 전압 계측 처리, 저전위측 처리, 고전위측 처리, 임계치 변경 처리, 및 중간측 처리 중 적어도 2개를 별개의 CPU나 하드 회로로 실행하는 구성으로 해도 좋다.

상기 실시 형태에서는, 셀 감시부(70)는, 전압 계측선(60~64) 중 어느 것이 단선되었는지를 검출하는 구성이었다. 그러나 이에 한정되지 않고 셀 감시부(70)는 예컨대 단측 이상 셀 전압, 저이상 셀 전압, 고이상 셀 전압 중 적어도 하나의 유무를 판정하는 것에 의해, 단순히 단선의 유무만을 검출하는 구성으로 해도 된다. 또 셀 감시부(70)는 저이상 셀 전압, 고이상 셀 전압 양쪽 모두가 있는 것으로 판정된 경우, 저이상 셀 전압에 대응하는 셀과 고이상 셀 전압에 대응하는 셀과의 사이의 전압 계측선이 단선되어 있는 것을 검출하는 구성이어도 좋다. 이로써 단순히 단선의 유무만이 아니라 단선된 전압 계측선이 어느 범위 내에 있는지를 개략적으로 특정하는 것이 가능하다.

상기 실시 형태에서는, 스위치 제어 처리는 스위치(21~24)에, 하나씩 시분할로 방전 동작을 순차 실행시키는 처리였지만, 이에 한정되지 않고 하나의 스위치의 온 기간과 다음 순위의 스위치의 온 기간이 일부 중첩되어도 좋다. 또 스위치 제어 처리는 서로 이웃하는 복수개의 스위치를 상기 스위치 순서로 하나씩 옮겨가면서 순차 선택하면서, 선택된 복수개의 스위치에 동시에 방전 동작을 시키는 구성이어도 좋다. 예컨대 제4 및 제3 스위치(24, 23)에 방전 동작을 실행시키고 제3 및 제2 스위치(23, 22)에 방전 동작을 실행시키고, 제2 및 제1 스위치(22, 21)에 방전 동작을 실행시키고, 마지막으로 제1 스위치(21)에 방전 동작을 실행시키는 구성이도 좋다. 이 구성이라면, 스위치를 하나씩 온 오프시키는 구성에 비해 셀(1~4)이나 콘덴서(51~54)로부터의 방전 시간을 단축할 수 있고 또 각 스위치(21~24)의 방전 동작 후의 셀(1~4)의 셀 전압의 불균일을 억제할 수 있다.

상기 실시 형태에서는, 셀 감시부(70)는 모든 스위치(21~24)의 방전 동작 종료 후, 셀(1~4)의 셀 전압을 모아서 계측하였다. 그러나 이에 한정되지 않고 셀 감시부(70)는, 스위치 제어 처리에 병행하여 셀 전압 계측 처리를 실행하여도 좋다. 즉, 각 셀의 셀 전압을 해당 셀에 병렬 접속된 스위치가 방전 동작에 의해 다시 오프로 된 때 이후에 또 다음 스위치가 방전 동작에 의해 온으로 된 때 이후에 계측하는 구성이어도 좋다. 예컨대 제4 스위치(24)가 방전 동작에 의해 다시 오프로 되고 또 다음의 제3 스위치(23)가 방전 동작에 의해 온으로 된 때 또는 그 이후에, 제4 셀(4)의 셀 전압을 검출하면 된다.

상기 실시 형태에서는, 모듈 전압 계측 처리에 있어서, 그라운드선(60)과 제4 계측선(64)과의 사이의 전압을 모듈 전압 Em으로서 계측하는 구성이었다. 그러나 이에 한정되지 않고 셀 전압 계측 처리에서의 각 계측 셀 전압을 합산하고 그 합산치를 모듈 전압 Em으로 하는 구성으로 해도 된다. 단, 예컨대 단선에 의해 콘덴서에 제너 전압이 인가되는 경우, 계측 셀 전압 E는 본래 6.5V가 아니라 셀 전압 계측 회로(70C)의 상기 계측 가능 범위에 의해 5V로 되고, 정확한 값으로 되지 않는다. 그 결과 상기 합산치에 의한 모듈 전압 Em도 정확한 값으로 되지 않는다. 이에 대해 상기 실시 형태의 구성에서는 계측 가능 범위의 영향없이 모듈 전압 Em을 정확히 계측하는 것이 가능하다.

상기 실시 형태에서는, 셀 감시부(70)는 저전위측 처리의 다음에 고전위측 처리를 실행하는 구성이었다. 그러나 이에 한정되지 않고 셀 감시부(70)는 고전위측 처리의 다음에 저전위측 처리를 실행하는 구성이나, 고전위측 처리 및 저전위측 처리를 병행하여 실행하는 구성이어도 좋다. 더욱이, 셀 감시부(70)는 저전위측 처리 및 고전위측 처리 중 적어도 하나를 상기 스위치 제어 처리 전에 실행하는 구성으로 해도 좋다.

상기 실행 형태에서는 셀 감시부(70)는 중간측 처리에 있어서 비고이상 검색 처리나 비저이상 검색 처리를 실행하는 구성이었다. 그러나 셀 감시부(70)는 이에 한정되지 않고 비고이상 검색 처리나 비저이상 검색 처리를 실행하지 않는 구성이어도 좋다. 이 구성에서느 적어도 고이상 검색 처리에서 검색된 고이상 셀 전압에 대응하는 셀과, 저이상 검색 처리에서 검색된 저이상 셀 전압에 대응하는 셀과의 사이에 접속된 중간 계측선의 단선을 검출할 수 있다.

상기 실시 형태 1~3과는 다르게, 스위치 순서 및 셀 순서가 오름순인 구성으로 해도 된다. 또 스위치 순서는 오름순이나 내림순이 아니라 무작위 순서로 해도 좋다. 또 상기 실시 형태에서는 셀 감시부(70)는 모든 셀(1~4) 및 스위치(21~24)를 대상으로 하여 상기 제어 처리를 실행하는 구성이었다. 그러나 이에 한정하지 않고 제1 내지 제4 셀(1~4)의 일부 셀, 및 해당 셀에 대응하는 일부의 스위치만을 대상으로 하여 상기 제어 처리를 실행하는 구성이어도 좋다. 이 구성에서도, 대상으로 된 셀에 접속된 전압 계측선에 대해 단선의 유무를 판정하는 것이 가능하다.

1~4: 셀 11~14: 제너 다이오드 21~24: 스위치 31~34: 방전 저항
41~44: 필터용 저항 51~54: 필터용 콘덴서 60~64: 전압 계측선
70: 셀 감시부 71: 셀 감시 장치 72: 모듈 전압 계측 회로
81: 조 전지 모듈

Claims (12)

1. 복수의 셀이 직렬 접속된 축전 모듈의 셀 감시 장치로서,
   상기 복수의 셀 각각에 전선을 통해 병렬 접속된 복수의 스위치; 및
   제어부
   를 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 복수의 스위치의 전부 또는 일부의 스위치를, 미리 정해진 순서로 오프에서 온으로 하고 다시 오프로 하는 스위치 제어 처리와,
   상기 각 셀에 접속된 한 쌍의 상기 전선 간의 전압을, 해당 셀에 병렬 접속된 스위치가 상기 다시 오프로 된 때 이후이면서 또한 상기 순서가 다음의 스위치가 상기 온으로 된 때 이후에, 상기 각 셀에 대응하는 셀 전압으로서 계측하는 셀 전압 계측 처리와,
   상기 셀 전압 계측 처리에서 계측한 복수의 셀 전압 중에서, 제1 임계치 이상인 고이상 셀 전압 및 상기 제1 임계치보다 작은 제2 임계치 이하인 저이상 셀 전압 중 적어도 하나가 있는지 여부를 판정하는 이상 판정 처리와,
   상기 이상 판정 처리에서 상기 고이상 셀 전압 및 상기 저이상 셀 전압 중 적어도 하나가 있는 것으로 판정된 경우, 상기 전선이 단선되어 있는 것을 검출하는 단선 검출 처리
   를 실행하도록 구성된,
   축전 모듈의 셀 감시 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 이상 판정 처리에서 상기 고이상 셀 전압 및 상기 저이상 셀 전압 양쪽 모두가 있는 것으로 판정된 경우, 상기 고이상 셀 전압에 대응하는 셀과 상기 저이상 셀 전압에 대응하는 셀과의 사이의 전선이 단선되어 있는 것을 검출하는,
   축전 모듈의 셀 감시 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 스위치 제어 처리에서는, 상기 복수의 스위치의 전부 또는 일부의 스위치를 상기 축전 모듈의 일단측의 셀부터 타단측의 셀로 향하는 스위치 순서로 오프에서 온으로 하고 다시 오프로 하며,
   상기 셀 전압 계측 처리에서는, 상기 각 셀에 접속된 한 쌍의 상기 전선 간의 전압을, 해당 셀에 병렬 접속된 스위치가 상기 다시 오프로 된 때 이후이면서 또한 상기 스위치 순서가 다음 스위치가 상기 온으로 된 때 이후에, 상기 각 셀에 대응하는 셀 전압으로서 계측하는,
   축전 모듈의 셀 감시 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 이상 판단 처리에서는,
   상기 타단측의 셀에 대응하는 셀 전압을 선두로 상기 스위치 순서와는 반대인 셀 순서로 상기 저이상 셀 전압인지 여부를 판정해 가는 저이상 검색 처리와,
   상기 저이상 검색 처리에서 상기 저이상 셀 전압인 것으로 판정된 경우, 해당 저이상 셀 전압의 다음의 셀 전압을 선두로, 상기 셀 순서로 상기 고이상 셀 전압인지 여부를 판정해 가는 고이상 검색 처리와,
   상기 고이상 검색 처리에서 상기 고이상 셀 전압인 것으로 판정된 경우, 해당 고이상 셀 전압의 다음의 셀 전압을 선두로, 상기 셀 순서로 상기 고이상 셀 전압이 아닌지 여부를 판정해 가는 비고이상 검색 처리
   를 실행하고,
   상기 단선 검출 처리에서는,
   상기 이상 판정 처리에서 상기 저이상 셀 전압인 것으로 판정된 셀 전압에 대응하는 셀과, 최후에 상기 고이상 셀 전압인 것으로 판정된 셀 전압에 대응하는 셀과의 사이의 전선이 단선되어 있는 것을 검출하는,
   축전 모듈의 셀 감시 장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 이상 판정 처리에서는,
   상기 일단측의 셀에 대응하는 셀 전압을 선두로, 상기 스위치 순서와 같은 셀 순서로, 상기 고이상 셀 전압인지 여부를 판정해 가는 고이상 검색 처리와,
   상기 고이상 검색 처리에서 상기 고이상 셀 전압인 것으로 판정된 경우, 해당 고이상 셀 전압의 다음의 셀 전압을 선두로, 상기 셀 순서로 상기 저이상 셀 전압인지 여부를 판정해 가는 저이상 검색 처리와,
   상기 저이상 검색 처리에서 상기 저이상 셀 전압인 것으로 판정된 경우, 상기 저이상 셀 전압의 다음의 셀 전압을 선두로, 상기 셀 순서로 상기 저이상 셀 전압이 아닌지 여부를 판정해 가는 비저이상 검색 처리
   를 실행하고,
   상기 단선 검출 처리에서는,
   상기 이상 판정 처리에서, 상기 고이상 셀 전압인 것으로 판정된 셀 전압에 대응하는 셀과 최후에 상기 저이상 셀 전압인 것으로 판정된 셀 전압에 대응하는 셀과의 사이의 전선이 단선되어 있는 것을 검출하는,
   축전 모듈의 셀 감시 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 복수의 셀의 양단에 접속된 최단의 전선끼리의 사이의 전압을 모듈 전압으로서 계측하는 모듈 전압 계측 처리와,
   상기 제1 임계치 및 상기 제2 임계치를 상기 모듈 전압이 작을 수록 작은 값으로 변경하는 임계치 변경 처리
   를 실행하도록 추가로 구성된,
   축전 모듈의 셀 감시 장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 복수의 셀 전압 중, 최단의 셀 또는 해당 최단의 셀을 선두로 연속하는 셀 그룹에 대응하는 하나 도는 복수의 셀 전압이, 제3 임계치 이하인 단측 이상 셀 전압인지 여부를 판정하는 단측 판정 처리와,
   상기 단측 판정 처리에서 상기 단측 이상 셀 전압인 것으로 판정된 경우, 해당 단측 이상 셀 전압에 대응하는 셀의 양단에 접속된 2개의 전선 중, 상기 최단측의 전선이 단선되어 있는 것을 검출하는 단측 단선 검출 처리
   를 실행하도록 추가로 구성된,
   축전 모듈의 셀 감시 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 단측 판정 처리에서 복수의 셀 전압이 상기 단측 이상 셀 전압인 것으로 판정된 경우, 상기 이상 판정 처리에서는 상기 복수의 셀 전압 중 상기 최단의 셀로부터 가장 떨어져 있는 내측의 셀 이외의 셀 전압을 처리 대상 외로 하는,
   축전 모듈의 셀 감시 장치.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 복수의 셀 양단에 접속된 최단의 전선끼리의 사이의 전압을 모듈 전압으로서 계측하는 모듈 전압 계측 처리와,
   상기 모듈 전압을, 상기 복수의 셀의 총 수와 상기 단측 판정 처리에서 상기 단측 이상 셀 전압으로 판정된 셀 전압에 대응하는 셀의 수와의 차로 제산(除算)한 값인 추측값을 산출하고, 상기 제1 임계치 및 상기 제2 임계치를 상기 추측치가 작을 수록 작은 값으로 변경하는 임계치 변경 처리
   를 실행하도록 추가로 구성된,
   축전 모듈의 셀 감시 장치.
10. 제6항 또는 제9항에 있어서,
    상기 복수의 셀 각각에 병렬 접속된 복수의 정전압 소자를 더 포함하고,
    상기 임계치 변경 처리에서의 상기 제1 임계치의 변경 범위의 상한치가 상기 정전압 소자의 반응 전압치 또는 상기 셀 전압 계측 처리에서의 계측 가능 범위의 최대치인,
    축전 모듈의 셀 감시 장치.
11. 축전 모듈을 구성하는 복수의 셀 각각에 전선을 통해 병렬 접속된 복수의 스위치를 포함하는 셀 감시 장치로 하여금,
    상기 복수의 스위치의 전부 또는 일부를 미리 정해진 순서로 오프에서 온으로 하고 다시 오프로 하는 스위치 제어 처리와,
    상기 각 셀에 접속된 한 쌍의 상기 전선 사이의 전압을, 해당 셀에 병렬 접속된 스위치가 상기 다시 오프로 된 때 이후이면서 또한 상기 순서가 다음 스위치가 상기 온으로 된 때 이후에, 상기 각 셀에 대응하는 셀 전압으로서 계측하는 셀 전압 계측 처리와,
    상기 셀 전압 계측 처리에서 계측한 복수의 셀 전압 중에서, 제1 임계치 이상인 고이상 셀 전압 및 상기 제1 임계치보다 작은 제2 임계치 이하인 저이상 셀 전압 중 적어도 하나가 있는지 여부를 판정하는 이상 판정 처리와,
    상기 이상 판정 처리에서 상기 고이상 셀 전압 및 상기 저이상 셀 전압 중 적어도 하나가 있는 것으로 판정된 경우, 상기 전선이 단선되어 있을 것을 검출하는 단선 검출 처리
    를 실행시키는 단선 검출 프로그램.
12. 축전 모듈을 구성하는 복수의 셀 각각에 전선을 통해 병렬 접속된 복수의 스위치를 포함하는 감시 장치에서 상기 전선의 단선을 검출하는 단선 검출 방법으로서,
    상기 복수의 스위치의 전부 또는 일부를 미리 정해진 순서로 오프에서 온으로 하고 다시 오프로 하는 단계;
    상기 각 셀에 접속된 한 쌍의 상기 전선 사이의 전압을, 해당 셀에 병렬 접속된 스위치가 상기 다시 오프로 된 때 이후이면서 또한 상기 순서가 다음 스위치가 상기 온으로 된 때 이후에, 상기 각 셀에 대응하는 셀 전압으로서 계측하는 단계;
    상기 계측한 복수의 셀 전압 중에서, 제1 임계치 이상인 고이상 셀 전압 및 상기 제1 임계치보다 작은 제2 임계치 이하인 저이상 셀 전압 중 적어도 하나가 있는지 여부를 판정하는 단계; 및
    상기 판정하는 단계에서 상기 고이상 셀 전압 및 상기 저이상 셀 저압 중 적어도 하나가 있다고 판정된 경우, 상기 전선이 단선되어 있는 것을 검출하는 단계
    를 포함하는 단선 검출 방법.
    

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