WO2020184630A1 - 蓄電システム - Google Patents

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WO2020184630A1
WO2020184630A1 PCT/JP2020/010628 JP2020010628W WO2020184630A1 WO 2020184630 A1 WO2020184630 A1 WO 2020184630A1 JP 2020010628 W JP2020010628 W JP 2020010628W WO 2020184630 A1 WO2020184630 A1 WO 2020184630A1
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WO
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power storage
relay
voltage
storage module
series
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/010628
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English (en)
French (fr)
Inventor
将也 ▲高▼橋
宜久 山口
耕司 間崎
侑生 中屋敷
Original Assignee
株式会社デンソー
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Publication date
Application filed by 株式会社デンソー filed Critical 株式会社デンソー
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14—Conductive energy transfer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/19—Switching between serial connection and parallel connection of battery modules
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries

Definitions

  • This disclosure relates to a power storage system.
  • a power storage system that enables switching between a plurality of power storage modules in series and in parallel.
  • the battery system for industrial machines disclosed in Patent Document 1 aims to enable quick charging under high voltage and use of low voltage components.
  • charge / discharge switching means for selectively switching the connection state between the battery unit and the charging input unit or the power load, and electrical connection between a plurality of battery units are selectively switched in parallel or in series. It is provided with a parallel / series switching means for switching to.
  • discharge is performed from a plurality of battery units to a power load while a plurality of battery units are connected in parallel. Further, in the charge control flow, the plurality of battery units are charged from the quick charger via the charge input unit in a state where the plurality of battery units are connected in series. After charging is completed, if the voltage difference between the plurality of battery units is equal to or greater than the threshold value, a balance process between the battery units is performed to eliminate the voltage difference.
  • storage module is used as a term of a superordinate concept including the battery unit of Patent Document 1.
  • a plurality of power storage modules are switched to parallel connection, and the main engine motor as a load is discharged to run.
  • the switch as the parallel / series switching means in Patent Document 1 is paraphrased as a "serial-parallel switching relay" in the present specification.
  • the “serial-parallel switching relay” in the present specification includes all means for opening and closing the current path regardless of the specific configuration of a semiconductor switch, a mechanical relay, or the like.
  • Patent Document 1 Generally, as a relay failure mode, a short failure that sticks to the ON state and an open failure that sticks to the OFF state are known. In the system of Patent Document 1, if one of the series-parallel switching relays has a short-circuit failure, the power storage module may be short-circuited when the other relay is turned on. Further, if any of the series-parallel switching relays has an open failure, there is a concern that the required voltage will not be supplied to the load. Patent Document 1 does not mention any detection or treatment of such a relay sticking abnormality.
  • An object of the present disclosure is to provide a power storage system for diagnosing an abnormality of a series-parallel switching relay in a power storage system that balances voltage when switching from series connection to parallel connection of a plurality of power storage modules.
  • the power storage system of the present disclosure is applied to a vehicle equipped with a plurality of power storage modules, each including one or more power storage cells, and is an external charger of the power supply facility via a power supply cable connected to the charging port of the vehicle. It is possible to charge multiple power storage modules from.
  • This power storage system includes a plurality of power storage modules, a plurality of series-parallel switching relays, a power converter, and an in-vehicle control unit.
  • the plurality of series-parallel switching relays can switch the connection state of at least the first storage module and the second storage module among the plurality of storage modules in series and in parallel, and include the first relay, the second relay, and the third relay. ..
  • the first relay is provided between the positive electrodes of the first power storage module and the second power storage module.
  • the second relay is provided between the negative electrode of the first power storage module and the positive electrode of the second power storage module.
  • the third relay is provided between the negative electrodes of the first power storage module and the second power storage module.
  • the power converter transfers power between the first power storage module and the second power storage module.
  • the in-vehicle control unit operates the opening and closing of a plurality of serial-parallel switching relays. Further, the in-vehicle control unit operates the power converter so that the voltage difference between the first power storage module and the second power storage module becomes equal to or less than a predetermined threshold value prior to the parallel switching of the first power storage module and the second power storage module. Perform "voltage balancing process".
  • a voltage detector that detects the voltage of the charging port is installed in the vehicle, or a voltage detector that detects the voltage of the charging port with the power supply cable connected to the charging port. Is installed in the power supply facility.
  • the in-vehicle control unit sets the open / closed state of the series-parallel switching relay to a predetermined diagnostic mode, and then determines the abnormality of the series-parallel switching relay based on the detection voltage acquired from the voltage detector. To diagnose.
  • the in-vehicle control unit When the voltage detector is installed in the power supply equipment, the in-vehicle control unit sets the open / closed state of the series-parallel switching relay to a predetermined diagnostic mode, and then receives the voltage detector from the power supply control unit that controls the external charger. Diagnose the abnormality of the series-parallel switching relay based on the detected voltage, or receive the result of the abnormality diagnosis of the series-parallel switching relay performed by the external charger based on the detected voltage of the voltage detector.
  • the power supply path flows from the external charger to the power storage module.
  • a current detector that detects the current is installed in the vehicle or power supply equipment.
  • the in-vehicle control unit sets the open / closed state of the series-parallel switching relay to a predetermined diagnostic mode, and then determines the abnormality of the series-parallel switching relay based on the detected current acquired from the current detector. To diagnose.
  • the in-vehicle control unit When the current detector is installed in the power supply equipment, the in-vehicle control unit sets the open / closed state of the series-parallel switching relay to a predetermined diagnostic mode, and then receives from the power supply control unit that controls the external charger. Diagnose the abnormality of the series-parallel switching relay based on the detected current, or receive the result of the abnormality diagnosis of the series-parallel switching relay performed by the external charger based on the detected current of the current detector.
  • the power storage system of the present disclosure easily diagnoses an abnormality of the series-parallel switching relay based on the voltage of the charging port detected by the voltage detector or the current flowing through the power supply path detected by the current detector during pre-feeding. be able to.
  • the vehicle-mounted control unit detects a failure of the series-parallel switching relay, it prohibits the operation of the series-parallel switching relay and displays a warning in the vehicle.
  • the power storage system of the present disclosure can prevent a short circuit of the power storage module due to a short circuit failure and a shortage of supply voltage to the load due to an open failure.
  • a warning can notify the user of the occurrence of an abnormality and prompt repair.
  • FIG. 1 is a basic configuration diagram of a power storage system according to each embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the charging infrastructure and the load drive voltage.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a problem when switching from series connection to parallel connection.
  • FIG. 4 is a diagram of a configuration example of an in-vehicle charger.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a power storage system according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is an overall flowchart of abnormality diagnosis by the in-vehicle control unit.
  • FIG. 7 is a flowchart of short-circuit failure determination based on the detected voltage.
  • FIG. 8 is a flowchart of open failure determination based on the detected voltage.
  • FIG. 9 is a flowchart for determining whether or not serial charging is possible in the limited power supply permission process.
  • FIG. 10 is a flowchart for determining whether or not parallel charging is possible in the limited power supply permission process.
  • FIG. 11 is a configuration diagram of a power storage system according to the second embodiment.
  • FIG. 12 is a configuration diagram of the power storage system according to the third embodiment.
  • FIG. 13 is a configuration diagram of the power storage system according to the fourth embodiment.
  • FIG. 14 is a configuration diagram of the power storage system according to the fifth embodiment.
  • FIG. 15 is an overall flowchart of abnormality diagnosis by the power supply control unit.
  • FIG. 16 is a block diagram of the power storage system according to the sixth embodiment.
  • FIG. 17 is a flowchart of a short failure determination based on the detected current.
  • FIG. 18 is a flowchart of open failure determination based on the detected current.
  • FIG. 19 is a block diagram of the power storage system according to the seventh embodiment.
  • FIG. 20 is a flowchart of a short failure determination based on the detected current in the seventh embodiment.
  • FIG. 21 is a configuration diagram of the power storage system according to the eighth embodiment.
  • FIG. 22 is a configuration diagram of the power storage system according to the ninth embodiment.
  • FIG. 23 is a configuration diagram of a power storage system according to the tenth embodiment.
  • each power storage module includes one or more power storage cells.
  • the power storage module in this embodiment is a battery module including one or more battery cells, and specifically, is a main battery module that is a power source for an electric vehicle or a plug-in hybrid vehicle.
  • this power storage system it is possible to charge a plurality of power storage modules from an external charger of the power supply facility via a power supply cable connected to the charging port of the vehicle.
  • the first power storage module and the second power storage module are configured so that the connection state can be switched in series or in parallel by a plurality of series-parallel switching relays.
  • the plurality of series-parallel switching relays is typically composed of a semiconductor switch or a mechanical relay.
  • this power storage system includes a power converter that transfers power between the first power storage module and the second power storage module, and an in-vehicle control unit that operates a series-parallel switching relay and operates the power converter. , Equipped with.
  • the in-vehicle control unit diagnoses an abnormality in the series-parallel switching relay based on the voltage or current detected by the detector installed in the vehicle or power supply equipment, or outputs an abnormality signal from the power supply control unit that controls the external charger. get.
  • Each of the following embodiments differs in the type and arrangement of the detectors used for the abnormality diagnosis of the series-parallel switching relay and the configuration of the abnormality diagnosis based on the detectors.
  • FIG. 1 shows a state in which the power supply cable 13 is connected from the external charger 10 to the charging port 14 of the vehicle stopped at the power supply facility.
  • vehicle means an electric vehicle or a plug-in hybrid vehicle
  • power supply equipment is a general term for infrastructure such as a charging station.
  • the power storage system 40 on the vehicle side includes two batteries BT1 and BT2 as a “first power storage module” and a “second power storage module”, a series-parallel switching relay RY1-RY3, other path switching relays RY4-RY7, and "power conversion”. It includes an in-vehicle charger 20 as a “vessel”, an in-vehicle control unit 45, and the like.
  • the first battery BT1 and the second battery BT2 are chargeable / dischargeable, for example, 400 V high-voltage battery modules such as lithium-ion batteries.
  • the “battery module” is abbreviated as “battery”.
  • the batteries BT1 and BT2 are provided between the charging port 14 and the load 80.
  • the first battery BT1 is shown on the charging port 14 side and the second battery BT2 is shown on the load 80 side, but the actual arrangement is not limited to this if the circuits are equivalent.
  • the load 80 includes an inverter, a motor, a DC / DC converter, an air conditioner, and the like that are generally used in electric vehicles and plug-in hybrid vehicles.
  • the first relay RY1 is provided between the positive electrodes of the first battery BT1 and the second battery BT2.
  • the second relay RY2 is provided between the negative electrode of the first battery BT1 and the positive electrode of the second battery BT2.
  • the third relay RY3 is provided between the negative electrodes of the first battery BT1 and the second battery BT2.
  • the other load relays RY4 and RY5 open and close the paths between the positive and negative electrodes of the second battery BT2 and the load 80, respectively.
  • the charging port relay RY6 opens and closes a path between the positive electrode of the first battery BT1 and the positive electrode terminal 141 of the charging port 14.
  • the charging port relay RY7 opens and closes a path between the negative electrode of the second battery BT2 and the negative electrode terminal 142 of the charging port 14.
  • FIG. 2 shows the relationship between the charging infrastructure for the vehicle battery and the load drive voltage. It is assumed that the voltage of the battery is 400V class as standard. In addition, it is assumed that there are two types of charging infrastructure such as charging stands, one for 400V class and the other for 800V class, and the load used is also one driven by 400V class and one driven by 800V class. To do. There is no problem when charging the battery of a vehicle driving a load at 400V class with a charging infrastructure of 400V class, or when charging the battery of a vehicle driving a load at 800V class with a charging infrastructure of 800V class.
  • vehicle equipment such as main motors and auxiliary equipment of electric vehicles and plug-in hybrid vehicles and charging infrastructure are expected to shift from the current 400V class to 800V class in the future in order to shorten the charging time. Then, there may be a situation where the vehicle specifications and the charging infrastructure specifications do not match, especially during the transitional period of transition. Therefore, it is required to be able to switch the series-parallel of the battery between charging and load driving (during running in the case of driving the main motor). Therefore, a series-parallel switching relay is required.
  • the first battery BT1 and the second battery BT2 are connected to a device such as an in-vehicle charger 20 that functions as a "power converter".
  • the in-vehicle charger 20 converts AC 100V or 200V AC power supplied from an external commercial power source 15 via an AC power supply connection unit 16 into DC power, and charges batteries BT1 and BT2.
  • the positive electrode and the negative electrode of the first battery BT1 are connected to the input / output port P1 of the vehicle-mounted charger 20, and the positive electrode and the negative electrode of the second battery BT2 are connected to the input / output port P2.
  • FIG. 4 shows a configuration example of the in-vehicle charger 20.
  • the in-vehicle charger 20 includes, for example, an AC / DC conversion circuit 21 configured as a PFC and a multi-port type DC / DC converter 30 as internal circuits.
  • the input end of the AC / DC conversion circuit 21 is connected to the commercial power supply 15 via the AC power supply connection unit 16.
  • the DC / DC converter 30 is a transformer type multi-port isolated converter, and is connected to the DC bus which is the output end of the AC / DC conversion circuit 21.
  • the DC / DC converter 30 includes a core 33, a primary winding 31 wound around the core 33 and two secondary windings 321 and 322, and a switching circuit 34 on the primary side and switching circuits 351 and 352 on the secondary side. including.
  • the switching circuits 34, 351, 352 periodically change the direction of the current flowing through the windings 31, 321, and 322.
  • the battery voltage detector VS1 that detects the voltage of the first battery BT1 (hereinafter, “first battery voltage”) V1 and the battery voltage that detects the voltage of the second battery BT2 (hereinafter, “second battery voltage”) V2.
  • a detector VS2 is provided.
  • the vehicle-mounted control unit 45 determines whether the voltage difference between the first battery BT1 and the second battery BT2 is equal to or less than a predetermined threshold value based on the first battery voltage V1 and the second battery V2 acquired from the battery voltage detectors VS1 and VS2. Monitor.
  • the "voltage detector” used for the abnormality diagnosis described later does not include the battery voltage detectors VS1 and VS2.
  • the “detection voltage” used for the abnormality diagnosis does not include the battery voltages V1 and V2 detected by the battery voltage detectors VS1 and VS2.
  • the vehicle-mounted control unit 45 operates the DC / DC converter 30 to operate the DC / DC converter 30 between the batteries BT1 and BT2 having different voltages. Give and receive power. That is, as shown by the thick arrow, the electric power between the batteries BT1 and BT2 is recirculated through the path from one secondary side switching circuit 351 of the DC / DC converter 30 to the other secondary side switching circuit 352.
  • the vehicle-mounted control unit 45 lowers or raises the voltage of each of the batteries BT1 and BT2 to bring the voltage difference between the batteries BT1 and BT2 to or less than a predetermined threshold value. Then, the first relay RY1 and the third relay RY3 for parallel connection are turned on in a state where the voltage difference is equal to or less than the threshold value. This process is called "voltage balancing process". The voltage balancing process can be performed in a state where the batteries BT1 and BT2 are not connected or connected in series.
  • the contacts of the 1st relay RY1 and 3rd relay RY3 for parallel connection are turned on without generating an excessive inrush current, thereby preventing the generation of arcs and improving the reliability and life of the relays. Can be made to. Further, in the present embodiment, the existing in-vehicle charger 20 is also used as the power converter for the voltage balancing process, so that it is not necessary to provide a dedicated power converter.
  • Patent Document 1 Patent No. 5611400, which is a prior art, does not mention any detection or treatment of such a relay sticking abnormality.
  • the power storage system 40 of the present embodiment diagnoses an abnormality of the series-parallel switching relays RY1-RY3 in the power storage system that balances the voltage when switching from the series connection of the batteries BT1 and BT2 to the parallel connection.
  • the voltage of the charging port 14 is detected by the voltage detector.
  • the current flowing through the feeding path is detected by the current detector during pre-feeding, which is the energizing for diagnosis.
  • the power storage system 40 can easily diagnose the abnormality of the series-parallel switching relays RY1-RY3. Subsequently, a detailed configuration will be described for each embodiment.
  • the code of the power storage system of each embodiment is the number of the embodiment in the third digit following "40".
  • the power storage system 401 of the first embodiment will be described with reference to FIG.
  • the wiring of the vehicle-mounted charger 20 and the vehicle-mounted charger 20 on the primary side and the secondary side, that is, the configuration related to the voltage balancing process, shown in FIG. 1 is omitted.
  • the internal configuration of the external charger 10 and the configuration related to voltage or current detection used for abnormality diagnosis of the series-parallel switching relays RY1-RY3 will be described in detail.
  • the "abnormality diagnosis” simply means the abnormality diagnosis of the series-parallel switching relays RY1-RY3.
  • the abnormality diagnosis may be performed after the voltage balancing process and before the parallel switching.
  • the abnormality diagnosis is performed first and the series-parallel switching relays RY1-RY3 are normal, voltage balancing processing may be performed to switch in parallel. Further, when the series connection is not switched to the parallel connection, only the abnormality diagnosis may be performed and the voltage balancing process may not be performed.
  • a charger power supply 11 a charger internal relay RY11, RY12, and a current detector CS11 are provided inside the external charger 10.
  • the charger internal relays RY11 and RY12 open and close the paths between the charger power supply 11 and the power supply cables 13 on the positive electrode side and the negative electrode side, respectively.
  • the current detector CS11 is installed in the power supply path between the charger power supply 11 and the charger internal relay RY11 on the positive electrode side, and the detection current of the current detector CS11 is acquired by the power supply control unit 17.
  • This current detector CS11 is installed as standard for other purposes such as current monitoring at the time of external power supply, and is assumed to be used for abnormality diagnosis except for the ninth embodiment. Absent.
  • the current detector is simply shown to show that the external charger 10 has basically the same configuration as the sixth to tenth embodiments. It merely illustrates CS11.
  • abnormality diagnosis is possible only with voltage information that is easy to detect.
  • the first to fifth embodiments differ in the installation location of the voltage detector and the configuration of the control unit that performs the abnormality diagnosis.
  • a voltage detector VS3 that detects the voltage of the charging port 14 is installed in the vehicle for abnormality diagnosis of the series-parallel switching relay. Specifically, the voltage detector VS3 is installed between the charging port relays RY6 and RY7 and the batteries BT1 and BT2.
  • the in-vehicle control unit 45 can acquire the detection voltage Vx of the voltage detector VS3 with the charging port relays RY6 and RY7 turned off. In this case, the power supply cable 13 may not be connected to the charging port 14. Assuming that the charger internal relays RY11 and RY12 of the external charger 10 are OFF, the charging port relays RY6 and RY7 may be turned ON as shown by the broken line.
  • the vehicle-mounted control unit 45 easily diagnoses the abnormality of the series-parallel switching relay RY1-RY3 based only on the information on the vehicle side based on the voltage Vx of the charging port 14 detected by the voltage detector VS3. Can be done.
  • the communication between the vehicle-mounted control unit 45 and the power supply control unit 17 is not essential for the abnormality diagnosis, so the communication is represented by a broken line arrow.
  • the discharge resistance DR shown by the broken line may be connected in the vicinity of the charging port 14. Specifically, the discharge resistor DR may be provided on the power feeding facility side, on the charging port 14 side with respect to the vehicle charging port relays RY6 and RY7, or on the side opposite to the charging port 14.
  • a discharge resistor DR may be provided in the same manner.
  • FIG. 6 is applied to all embodiments in which the in-vehicle control unit 45 performs an abnormality diagnosis regardless of whether the information used for the abnormality diagnosis is a voltage or a current.
  • 7 and 8 are applied to an embodiment in which a short failure determination and an open failure determination are performed based on the detected voltage.
  • the symbol "S" indicates a step. Since the step numbers common to a plurality of flowcharts are shared, the step numbers in each flowchart are not necessarily continuous.
  • S20 of FIG. 6 it is determined whether or not there is an abnormality diagnosis command for the series-parallel switching relays RY1-RY3. If YES in S20, the process proceeds to S300. If NO in S20, the error flag is turned off in S490. In S300, a short failure determination is performed. As a result, if it is determined in S38 that there is no short failure, the abnormality flag is turned off in S390, and if it is determined that there is a short failure, the abnormality flag is turned on in S391. If it is determined that there is no short failure, the S400 performs an open failure determination. As a result, if it is determined in S48 that there is no open failure, the abnormality flag is maintained OFF in S490, and if it is determined that there is an open failure, the abnormality flag is turned ON in S491.
  • the in-vehicle control unit 45 permits serial-parallel switching as a normal action in S51.
  • the abnormality flag is ON, that is, when it is determined that one of the series-parallel switching relays RY1-RY3 is out of order, the vehicle-mounted control unit 45 operates the series-parallel switching relay RY1-RY3 as an error countermeasure in S61. Is prohibited and a warning is displayed on the vehicle. As a result, it is possible to notify the user in the vehicle of the abnormality and urge the repair. In addition, the in-vehicle control unit 45 notifies the upper vehicle ECU of the abnormality. When a failed series-parallel switching relay is identified, the vehicle-mounted control unit 45 may allow limited power supply according to the failure mode. This process will be described later with reference to FIGS. 9 and 10.
  • the in-vehicle control unit 45 transmits an abnormality signal to the power supply control unit 17 as an abnormality countermeasure to stop the power supply.
  • the power supply control unit 17 may display a warning in the power supply equipment. As a result, it is possible to notify the user outside the vehicle of the abnormality when the power is supplied.
  • the power storage system of the present embodiment detects a failure of the series-parallel switching relays RY1-RY3, it is caused by a short circuit or an open failure of the battery due to the short circuit failure by taking appropriate measures at the time of abnormality. It is possible to prevent insufficient supply voltage to the load.
  • FIG. 7 shows a specific example of short-circuit failure determination based on the detected voltage Vx.
  • the symbol of "voltage detector” is VS3 in the first and third embodiments, VS4 in the second embodiment, VS11 in the fourth embodiment, and VS13 in the fifth embodiment.
  • the vehicle-mounted control unit 45 sets the open / closed state of the series-parallel switching relays RY1-RY3 and other relays RY6, RY7, RY11, and RY12 as a predetermined diagnostic mode.
  • the first relay RY1, the second relay RY2, and the third relay RY3 are turned off in common with each embodiment.
  • the charging port relays RY6 and RY7 are turned on, and in the fourth embodiment, the charger internal relays RY11 and RY12 are turned on. In the first and third embodiments, diagnosis can be made with the charging port relays RY6 and RY7 turned off.
  • the voltage Vx of the charging port is detected by the voltage detector.
  • the vehicle-mounted control unit 45 acquires the detected voltage Vx and the first battery voltage V1 and the second battery voltage V2, and determines a short-circuit failure in S330 to S333.
  • the name of the voltage is omitted and only the symbol is described.
  • the execution order of S330 to S333 is arbitrary, and the description of moving to the next step when NO is determined in each step will be omitted.
  • ⁇ means that it is included in a predetermined width range in consideration of voltage drop and other detection errors, and is expressed as "-equivalent value" in the specification.
  • the voltage drop occurs in relays, harnesses, contacts, etc. from batteries BT1 and BT2 to the voltage detector.
  • FIG. 8 shows a specific example of open failure determination based on the detected voltage Vx.
  • the symbol of "voltage detector" for each embodiment is the same as that for short-circuit failure determination.
  • any one of the first relay RY1, the second relay RY2, and the third relay RY3 is turned on in order, and when the detected voltage Vx is a value equivalent to 0, the series and parallel currently turned on. It is determined that the switching relay has an open failure.
  • the diagnostic order of each series-parallel switching relay may be changed.
  • each relay When the short failure judgment is completed, the open / closed state of each relay is in the diagnostic mode of S31V. In S411, the first relay RY1 is turned on. After that, there is a step of "detecting the voltage Vx of the charging port by the voltage detector" corresponding to S32V in FIG. 7, but the illustration is omitted due to space limitations.
  • the vehicle-mounted control unit 45 acquires the detected voltage Vx and the first battery voltage V1 and the second battery voltage V2. The same applies after S412 and S413.
  • the first relay RY1 is turned off and the second relay RY2 is turned on.
  • the second relay RY2 is turned off and the third relay RY3 is turned on.
  • S475, and S476, for example, a re-diagnosis may be performed on a relay determined to be of unknown quality.
  • This process is premised on a configuration in which a failed series-parallel switching relay RY1-RY3 is identified.
  • the vehicle-mounted control unit 45 determines that any of the series-parallel switching relays RY1-RY3 is out of order, the vehicle-mounted control unit 45 can charge the first battery BT1 and the second battery BT2 in a series connection or a parallel connection. Judge whether or not. Then, when charging is possible in any of the connected states, the vehicle-mounted control unit 45 transmits a power supply permission signal together with an abnormality signal to the power supply control unit 17.
  • FIG. 9 shows a flowchart for determining whether or not series charging is possible.
  • S71 it is determined whether the second relay RY2 has a short failure, or the first relay RY1 or the third relay RY3 has an open failure.
  • a or B and “A or B” mean a logical sum, and include the case where both A and B are applicable.
  • S72 it is determined whether the external charger 10 can be charged by the battery series voltage (for example, 800V class), and in S73, it is determined whether the vehicle can be load driven by the battery series voltage. If both S72 and S73 are YES, it is determined in S74 that series charging is possible. If NO in S72 or S73, it is determined in S75 that series charging is not possible.
  • the battery series voltage for example, 800V class
  • FIG. 10 shows a flowchart for determining whether parallel charging is possible.
  • S81 it is determined whether the second relay RY2 has an open failure or the first relay RY1 or the third relay RY3 has a short failure.
  • S82 it is determined whether the external charger 10 can be charged by the battery parallel voltage (for example, 400V class), and in S83, it is determined whether the vehicle can be load driven by the battery parallel voltage. If both are YES in S82 and S83, it is determined in S84 that parallel charging is possible. If NO in S82 or S83, it is determined in S85 that parallel charging is not possible.
  • the battery parallel voltage for example, 400V class
  • the voltage detector VS4 for detecting the voltage Vx of the charging port 14 is installed in the vehicle as in the first embodiment.
  • the voltage detector VS4 is different from the first embodiment in that it is installed between the charging port 14 and the charging port relays RY6 and RY7.
  • the charging port relays RY6 and RY7 are turned on in the short failure determination S31V shown in FIG. 7.
  • the second embodiment has the same effect as that of the first embodiment.
  • the power storage system 403 of the third embodiment will be described with reference to FIG.
  • the power storage system 403 of the third embodiment further includes individual relays RY1-1 and RY1-2 connected in series with the batteries BT1 and BT2 as compared with the first embodiment.
  • the individual relay RY1-1 on the first battery BT1 side will be referred to as a “first individual relay”
  • the individual relay RY1-2 on the second battery BT2 side will be referred to as a “second individual relay”.
  • Individual relays RY1-1 and RY1-2 may be further provided for the second, fourth, and fifth embodiments in which the arrangement of the voltage detectors is different.
  • the first individual relay RY1-1 and the second individual relay RY1-2 are provided on the positive electrode side of the first battery BT1 and the positive electrode side of the second battery BT2, respectively, but one or both of them. Individual relays may be provided on the negative electrode side of each battery. In both cases where the first battery BT1 and the second battery BT2 are connected in series or in parallel, both individual relays RY1-1 and RY1-2 are turned on. Further, the short-circuit failure determination and the open failure determination of the series-parallel switching relays RY1-RY3 are performed with both individual relays RY1-1 and RY1-2 turned on.
  • the third embodiment it is possible to make a single connection using only one of the first battery BT1 and the second battery BT2 and not using the other.
  • the first relay RY1, the third relay RY3, and the first individual relay RY1-1 are turned on, and the second relay RY2 and the second individual relay RY1-2 are turned off.
  • the first relay RY1 and the second individual relay RY1-2 are turned on, and the second relay RY2, the third relay RY3, and the first individual relay RY1-1 are turned off.
  • the vehicle can be driven or the load can be driven by using only a normal battery.
  • the third embodiment has the same effect as that of the first embodiment. Further, in the parallel chargeability determination shown in FIG. 10, in the third embodiment, the determination may be extended to the case where one of the batteries can be charged independently.
  • the power storage systems 404 and 405 of the fourth and fifth embodiments will be described with reference to FIGS. 13 to 15.
  • voltage detectors VS11 and VS13 for detecting the voltage of the charging port 14 are installed in the power supply equipment, and the detection voltages Vx of the voltage detectors VS11 and VS13 are acquired by the power supply control unit 17.
  • the communication is represented by a solid double-headed arrow.
  • the vehicle-mounted control unit 45 may receive the detection voltage Vx from the power supply control unit 17, perform the abnormality diagnosis in the same manner as in the first to third embodiments, and then perform the normal treatment or the abnormal treatment. Alternatively, the vehicle-mounted control unit 45 may receive the result of the abnormality diagnosis performed by the power supply control unit 17 based on the detection voltage Vx from the power supply control unit 17, and perform normal treatment or abnormal condition treatment based on the result. ..
  • the voltage detector VS11 is installed inside the external charger 10 on the charger power supply 11 side with respect to the charger internal relays RY11 and RY12.
  • the charger internal relays RY11 and RY12 are turned on.
  • the voltage detector VS13 is installed in the middle of the power supply cable 13, that is, on the charging port 14 side with respect to the charger internal relays RY11 and RY12.
  • the charging port relays RY6 and RY7 are turned on, and the charger internal relays RY11 and RY12 are turned off.
  • the main flowchart of FIG. 15 shows the abnormality diagnosis process when the power supply control unit 17 performs the abnormality diagnosis by itself based on the detection voltage Vx acquired from the voltage detectors VS11 and VS13.
  • S20 to S490 and S491 of FIG. 15 are the same as those of FIG. 6 showing the abnormality diagnosis process by the vehicle-mounted control unit 45, and the normal treatment of S52 and the abnormal treatment of S62 are different from those of FIG.
  • the power supply control unit 17 transmits a normal signal to the vehicle-mounted control unit 45 as a normal treatment in S52.
  • the vehicle-mounted control unit 45 that has received the normal signal permits serial-parallel switching according to S51 in FIG.
  • the abnormality flag is ON, that is, when it is determined that one of the series-parallel switching relays RY1-RY3 is out of order
  • the power supply control unit 17 transmits an abnormality signal to the vehicle-mounted control unit 45 as an abnormality countermeasure in S62. To do.
  • the vehicle-mounted control unit 45 performs an abnormality emergency treatment according to S61 in FIG.
  • the power supply control unit 17 can notify the user outside the vehicle of the abnormality by displaying a warning in the power supply equipment.
  • the sixth to tenth embodiments in which the abnormality diagnosis is performed based on the detected current will be described in order.
  • the external charger 10 performs "pre-power supply" which is energization for diagnosis in a state where the power supply cable 13 is connected to the charging port 14. Then, at the time of pre-power supply, the current flowing through the power supply path from the external charger 10 to the batteries BT1 and BT2 is detected by the current detector installed in the vehicle or the power supply equipment.
  • the addition of parts dedicated to abnormality diagnosis becomes unnecessary by sharing the current detector that is expected to be used for other purposes.
  • the sixth to tenth embodiments differ in the installation location of the current detector and the configuration of the control unit that performs the abnormality diagnosis.
  • each configuration diagram of the sixth to tenth embodiments an example in which the current detectors CS3, CS4, CS1, CS2, CS11, and CS13 are installed in the power supply path on the positive electrode side is shown, but the current detection of each embodiment is shown.
  • the device may be installed in the power supply path on the negative electrode side.
  • the current detector CS11 inside the external charger 10 is installed as standard for other purposes. Therefore, in each configuration diagram of each embodiment other than the ninth embodiment, the detection current (Cx) acquired from the current detector CS11 to the power supply control unit 17 is described in parentheses together with an arrow. However, the detection current (Cx) in parentheses is not always used for abnormality diagnosis.
  • a current detector CS3 that detects the current in the path during pre-feeding is installed in the vehicle for abnormality diagnosis of the series-parallel switching relay.
  • the current detector CS3 is installed between the charging port relays RY6 and RY7 and the batteries BT1 and BT2.
  • the current detector CS4 shown by the broken line may be installed between the charging port 14 and the charging port relays RY6 and RY7.
  • the in-vehicle control unit 45 acquires the detection current Cx of the current detector CS3 or CS4.
  • the vehicle-mounted control unit 45 easily diagnoses the abnormality of the series-parallel switching relay RY1-RY3 based only on the information on the vehicle side based on the current Cx of the path detected by the current detector CS3 or CS4. Can be done.
  • communication between the vehicle-mounted control unit 45 and the power supply control unit 17 is indispensable for at least the pre-power supply command and execution notification. Therefore, in the configuration diagram of each embodiment, the communication is represented by a solid double-headed arrow.
  • FIG. 17 shows a specific example of short-circuit failure determination based on the detected current Cx.
  • the symbol of "current detector” is CS3 or CS4 in the sixth and eighth embodiments, CS11 in the ninth embodiment, and CS13 in the tenth embodiment.
  • the short failure determination of the seventh embodiment is shown separately in FIG.
  • the vehicle-mounted control unit 45 sets the open / closed state of the series-parallel switching relay RY1-RY3 and other relays RY6, RY7, RY11, and RY12 as a predetermined diagnostic mode. That is, the first relay RY1, the second relay RY2, and the third relay RY3 are turned off, and the charging port relays RY6 and RY7 and the charger internal relays RY11 and RY12 are turned on.
  • pre-feeding is performed by the external charger 10, and the current Cx in the feeding path is detected by the current detector.
  • the vehicle-mounted control unit 45 acquires the detected current Cx over a predetermined time range.
  • the in-vehicle control unit 45 may continuously acquire the detection current Cx as an analog signal, or may acquire the detection current Cx discretely as a digital signal.
  • the "duration of the state in which the detected current Cx exceeds a predetermined value" is expressed as the "short-circuit current duration Tover".
  • This predetermined value is set to, for example, "a minimum value at which the current is substantially larger than 0, that is, it is determined that the current is flowing, in consideration of the error".
  • the short-circuit current duration Tover is compared with the short-circuit determination time threshold Tth_st.
  • the short-circuit current duration Tover is equal to or greater than the short-circuit judgment time threshold value Tth_st, it is said that the short-circuit current continuation condition is satisfied, and NO is determined in S340.
  • the short-circuit current duration Tover is less than the short-circuit determination time threshold value Tth_st, it is referred to as "the short-circuit current continuation condition is not satisfied", and YES is determined in S340. If YES in S340, it is determined in S36 that the first relay RY1, the second relay RY2, and the third relay RY3 are all normal. When NO in S340, it is determined in S370 that any one or more of the first relay RY1, the second relay RY2, and the third relay RY3 has a short failure.
  • FIG. 18 shows a specific example of open failure determination based on the detected current Cx.
  • the symbol of "current detector" for each embodiment is the same as that for short-circuit failure determination.
  • any one of the first relay RY1, the second relay RY2, and the third relay RY3 is turned on in order, and if no current flows, the series-parallel switching relay currently turned on is an open failure. It is determined that there is. The diagnostic order of each series-parallel switching relay may be changed.
  • non-conducting duration Tunder As a parameter for determining that "current does not flow", "duration in a state where the detected current Cx is less than a predetermined value" is expressed as “non-conducting duration Tunder".
  • This predetermined value is set to, for example, "the maximum value at which the current is determined to be substantially 0 in consideration of the error". It may be the same value as a predetermined value that defines the short-circuit current duration Tover, or may be a different value depending on the concept of the margin.
  • each relay When the short failure judgment is completed, the open / closed state of each relay is in the diagnostic mode of S31C. In S411, the first relay RY1 is turned on. In S42C, pre-feeding is performed by the external charger 10 as in S32C for short-circuit failure determination, and the current Cx in the feeding path is detected by the current detector. The vehicle-mounted control unit 45 acquires the detected current Cx over a predetermined time range.
  • the non-conducting duration Tunder is compared with the open determination time threshold Tth_op.
  • the case where the non-conduction continuation time Tunder is equal to or greater than the open determination time threshold value Tth_op is referred to as "the non-conduction continuation condition is satisfied”, and NO is determined in S44.
  • the case where the non-conduction continuation time Tunder is less than the open determination time threshold Tth_op is referred to as "the non-conduction continuation condition is not satisfied”, and YES is determined in S44. If YES in S44, it is determined in S461 that the first relay RY1 is normal. If NO in S44, it is determined in S471 that the first relay RY1 has an open failure.
  • the power storage system 407 of the seventh embodiment will be described with reference to FIGS. 19 and 20.
  • the first current detector CS1 and the second battery BT2 connected in series with the first battery BT1 in the portion where the first battery BT1 and the second battery BT2 are connected in parallel.
  • Two current detectors of the second current detector CS2 connected in series to the above are installed.
  • the in-vehicle control unit 45 acquires the first path current Cx1 detected by the first current detector CS1 and the second path current Cx2 detected by the second current detector CS2.
  • FIG. 20 shows a specific example of short-circuit failure determination based on the detected current Cx according to the seventh embodiment.
  • the steps substantially the same as those in FIG. 17 are assigned the same step numbers, and the description thereof will be omitted.
  • S31C is the same as FIG. In S32CC, two path currents Cx1 and Cx2 are detected for S32C in FIG.
  • the “duration of the state in which the first path current Cx1 exceeds the predetermined value” is expressed as “the first short-circuit current duration Tover1”
  • the “duration of the state in which the second path current Cx2 exceeds the predetermined value” is “.
  • Second short-circuit current duration Tover2 is “.
  • the first short-circuit current duration Tover1 and the second short-circuit current duration Tover2 are compared with the short-circuit determination time threshold value Tth_st, respectively.
  • the power storage system 408 of the eighth embodiment will be described with reference to FIG.
  • the power storage system 408 of the eighth embodiment further includes individual relays RY1-1 and RY1-2 connected in series with the batteries BT1 and BT2 as in the third embodiment, as compared with the sixth embodiment. Since the operation and effect of providing the individual relays RY1-1 and RY1-2 are the same as those in the third embodiment, overlapping description will be omitted.
  • Individual relays RY1-1 and RY1-2 may be further provided for the seventh, ninth, and tenth embodiments in which the arrangement of the current detectors is different.
  • FIG. 15 is referred to for the abnormality diagnosis process by the power supply control unit 17.
  • the in-vehicle control unit 45 may receive the detection current Cx from the power supply control unit 17, perform the abnormality diagnosis in the same manner as in the sixth to eighth embodiments, and then perform the normal treatment or the abnormal treatment. Alternatively, the in-vehicle control unit 45 may receive the result of the abnormality diagnosis performed by the power supply control unit 17 based on the detection current Cx from the power supply control unit 17, and perform normal treatment or abnormal condition treatment based on the result. ..
  • the current detector CS11 is installed inside the external charger 10 on the charger power supply 11 side with respect to the charger internal relays RY11 and RY12. It is assumed that the current detector CS11 inside the external charger 10 is installed as standard for other purposes. Therefore, by using the current detector CS11 for the abnormality diagnosis of the series-parallel switching relays RY1-RY3, it is not necessary to add a component dedicated to the abnormality diagnosis.
  • the current detector CS13 is installed in the middle of the power supply cable 13, that is, on the charging port 14 side with respect to the charger internal relays RY11 and RY12.
  • the two current detectors CS11 and CS13 are installed redundantly. Therefore, the power supply control unit 17 can detect a failure of any of the current detectors by comparing the detection currents Cx of the current detectors CS11 and CS13.
  • the power storage system of another embodiment may include three or more batteries as a plurality of power storage modules, and may be configured to be switchable between three or more series connections and three or more parallel connections by a series-parallel switching relay.
  • the power storage system of the present disclosure includes a series-parallel switching relay that switches the connection state of at least two of the three or more batteries, which can be diagnosed abnormally by the detection voltage or the detection current of the circuit.
  • the power converter for the voltage balancing process is not limited to the in-vehicle charger 20 of the above embodiment, and a DC / DC converter for an auxiliary battery or an electric air conditioner compressor mounted on a vehicle may be used. Further, a power converter dedicated to the voltage balancing process may be provided.
  • the abnormality diagnosis based on the detection voltage Vx according to the first to fifth embodiments and the abnormality diagnosis based on the detection current Cx according to the sixth to tenth embodiments may be appropriately combined. By using a plurality of abnormality diagnoses in combination, reliability can be improved when the voltage detector or the current detector fails.
  • control unit and its method described in the present disclosure are realized by a dedicated computer provided by configuring a processor and a memory programmed to execute one or more functions embodied by a computer program. May be done.
  • control unit and the method described in the present disclosure may be realized by a dedicated computer provided by configuring a processor with one or more dedicated hardware logic circuits.
  • control unit and method thereof described in the present disclosure may be a combination of a processor and memory programmed to perform one or more functions and a processor composed of one or more hardware logic circuits. It may be realized by one or more dedicated computers configured.
  • the computer program may be stored in a computer-readable non-transitional tangible recording medium as an instruction executed by the computer.

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Abstract

蓄電システム（４０１）は、車両の充電口（１４）に接続される給電ケーブル（１３）を経由して、給電設備の外部充電器（１０）から複数の蓄電モジュール（ＢＴ１、ＢＴ２）への充電が可能である。電力変換器（２０）は、複数の蓄電モジュールの間で電力を授受させる。車載制御部（４５）は、複数の蓄電モジュールの並列切り替えに先立ち、電圧差が所定の閾値以下となるように電力変換器（２０）を動作させる「電圧均衡化処理」を実施する。車載制御部（４５）は、直並列切り替えリレー（ＲＹ１－ＲＹ３）の開閉状態を所定の診断モードにした上で、電圧検出器（ＶＳ３）から取得した充電口（１４）の検出電圧（Ｖｘ）に基づいて直並列切り替えリレー（ＲＹ１－ＲＹ３）の異常を診断する。

Description

蓄電システム 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１９年３月１２日に出願された特許出願番号２０１９－０４４４９１号に基づくものであり、ここにその記載内容を援用する。
　本開示は、蓄電システムに関する。
　従来、複数の蓄電モジュールを直列及び並列に切り替え可能とした蓄電システムが知られている。例えば特許文献１に開示された産業機械用電池システムは、高電圧下における急速充電が可能で且つ低電圧系のコンポーネントを使用可能とすることを目的とするものである。このシステムは、電池ユニットと充電入力部又は電力負荷との接続状態を択一的に切り替えるための充放電切り替え手段、及び、複数の電池ユニット間の電気的な接続を並列または直列に択一的に切り替えるための並列／直列切り替え手段等を備える。
　このシステムの放電制御フローでは、複数の電池ユニットを並列に接続した状態で、複数の電池ユニットから電力負荷への放電を行う。また充電制御フローでは、複数の電池ユニットを直列に接続した状態で、急速充電器から充電入力部を介して複数の電池ユニットに充電を行う。充電完了後、複数の電池ユニット間の電圧差が閾値以上である場合、電圧差をなくすための電池ユニット間バランス処理が行われる。
特許第５６１１４００号公報
　以下、本明細書では、特許文献１の電池ユニットを含む上位概念の用語として「蓄電モジュール」を用いる。特許文献１の技術を電気自動車やプラグインハイブリッド自動車の外部充電に適用する場合、直列での充電完了後、複数の蓄電モジュールを並列接続に切り替え、負荷としての主機モータに放電して走行する状況が想定される。また、特許文献１における並列／直列切り替え手段としてのスイッチを本明細書では「直並列切り替えリレー」と言い換える。本明細書の「直並列切り替えリレー」には、半導体スイッチや機械式リレー等の具体的構成を問わず、電流経路の開閉手段全般を含む。
　一般にリレーの故障モードとして、ＯＮ状態に固着するショート故障、及び、ＯＦＦ状態に固着するオープン故障が知られている。特許文献１のシステムにおいて、いずれかの直並列切り替えリレーがショート故障している場合、他のリレーをＯＮした時に蓄電モジュールを短絡させるおそれがある。また、いずれかの直並列切り替えリレーがオープン故障している場合、要求される電圧が負荷へ供給されない懸念がある。特許文献１には、このようなリレー固着異常の検出や処置について何ら言及されていない。
　本開示の目的は、複数の蓄電モジュールの直列接続から並列接続への切り替えに際し電圧を均衡化する蓄電システムにおいて、直並列切り替えリレーの異常を診断する蓄電システムを提供することにある。
　本開示の蓄電システムは、それぞれが一つ以上の蓄電セルを含む複数の蓄電モジュールを搭載した車両に適用され、車両の充電口に接続される給電ケーブルを経由して、給電設備の外部充電器から複数の蓄電モジュールへの充電が可能である。この蓄電システムは、複数の蓄電モジュールと、複数の直並列切り替えリレーと、電力変換器と、車載制御部と、を備える。
　複数の直並列切り替えリレーは、複数の蓄電モジュールのうち少なくとも第１蓄電モジュール及び第２蓄電モジュールの接続状態を直列及び並列に切り替え可能であり、第１リレー、第２リレー及び第３リレーを含む。第１リレーは、第１蓄電モジュール及び第２蓄電モジュールの正極同士の間に設けられる。第２リレーは、第１蓄電モジュールの負極と第２蓄電モジュールの正極との間に設けられる。第３リレーは、第１蓄電モジュール及び第２蓄電モジュールの負極同士の間に設けられる。
　電力変換器は、第１蓄電モジュールと第２蓄電モジュールとの間で電力を授受させる。車載制御部は、複数の直並列切り替えリレーの開閉を操作する。且つ、車載制御部は、第１蓄電モジュール及び第２蓄電モジュールの並列切り替えに先立ち、第１蓄電モジュールと第２蓄電モジュールとの電圧差が所定の閾値以下となるように電力変換器を動作させる「電圧均衡化処理」を実施する。
　本開示の第１の態様では、充電口の電圧を検出する電圧検出器が車両に設置されるか、又は、給電ケーブルが充電口に接続された状態で充電口の電圧を検出する電圧検出器が給電設備に設置されている。電圧検出器が車両に設置される場合、車載制御部は、直並列切り替えリレーの開閉状態を所定の診断モードにした上で、電圧検出器から取得した検出電圧に基づいて直並列切り替えリレーの異常を診断する。
　電圧検出器が給電設備に設置される場合、車載制御部は、直並列切り替えリレーの開閉状態を所定の診断モードにした上で、外部充電器を制御する給電制御部から受信した電圧検出器の検出電圧に基づいて直並列切り替えリレーの異常を診断するか、又は、外部充電器が電圧検出器の検出電圧に基づいて実施した直並列切り替えリレーの異常診断の結果を受信する。
　本開示の第２の態様では、給電ケーブルが充電口に接続された状態で、外部充電器が診断用の通電であるプレ給電を実施したとき、外部充電器から蓄電モジュールまでの給電経路を流れる電流を検出する電流検出器が車両又は給電設備に設置されている。電流検出器が車両に設置される場合、車載制御部は、直並列切り替えリレーの開閉状態を所定の診断モードにした上で、電流検出器から取得した検出電流に基づいて直並列切り替えリレーの異常を診断する。
　電流検出器が給電設備に設置される場合、車載制御部は、直並列切り替えリレーの開閉状態を所定の診断モードにした上で、外部充電器を制御する給電制御部から受信した電流検出器の検出電流に基づいて直並列切り替えリレーの異常を診断するか、又は、外部充電器が電流検出器の検出電流に基づいて実施した直並列切り替えリレーの異常診断の結果を受信する。
　本開示の蓄電システムは、電圧検出器による検出された充電口の電圧、又は、プレ給電時に電流検出器による検出された給電経路を流れる電流に基づき、直並列切り替えリレーの異常を容易に診断することができる。好ましくは、車載制御部は、直並列切り替えリレーの故障を検出したとき、直並列切り替えリレーの操作を禁止し、車両において警告を表示する。これにより本開示の蓄電システムは、ショート故障に起因する蓄電モジュールの短絡やオープン故障に起因する負荷への供給電圧不足等を防止することができる。また、警告によりユーザに異常発生を知らせ、修理を促すことができる。
　本開示についての上記目的及びその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図１は、各実施形態による蓄電システムの基本構成図であり、 図２は、充電インフラと負荷駆動電圧との関係を示す図であり、 図３は、直列接続から並列接続への切り替え時における課題を説明する図であり、 図４は、車載充電器の構成例の図であり、 図５は、第１実施形態による蓄電システムの構成図であり、 図６は、車載制御部による異常診断の全体フローチャートであり、 図７は、検出電圧に基づくショート故障判定のフローチャートであり、 図８は、検出電圧に基づくオープン故障判定のフローチャートであり、 図９は、限定的給電許可処理における直列充電可否判定のフローチャートであり、 図１０は、限定的給電許可処理における並列充電可否判定のフローチャートであり、 図１１は、第２実施形態による蓄電システムの構成図であり、 図１２は、第３実施形態による蓄電システムの構成図であり、 図１３は、第４実施形態による蓄電システムの構成図であり、 図１４は、第５実施形態による蓄電システムの構成図であり、 図１５は、給電制御部による異常診断の全体フローチャートであり、 図１６は、第６実施形態による蓄電システムの構成図であり、 図１７は、検出電流に基づくショート故障判定のフローチャートであり、 図１８は、検出電流に基づくオープン故障判定のフローチャートであり、 図１９は、第７実施形態による蓄電システムの構成図であり、 図２０は、第７実施形態での検出電流に基づくショート故障判定のフローチャートであり、 図２１は、第８実施形態による蓄電システムの構成図であり、 図２２は、第９実施形態による蓄電システムの構成図であり、 図２３は、第１０実施形態による蓄電システムの構成図である。
　以下、蓄電システムの実施形態を図面に基づいて説明する。複数の実施形態において実質的に同一の構成又はフローチャートにおける実質的に同一のステップには、同一の符号又は同一のステップ番号を付して説明を省略する。第１～第１０実施形態を包括して「本実施形態」という。本実施形態の蓄電システムは、複数の蓄電モジュールを搭載した車両に適用される。ここで、各蓄電モジュールは一つ以上の蓄電セルを含む。
　本実施形態における蓄電モジュールは、一つ以上のバッテリセルを含むバッテリモジュールであり、具体的には、電気自動車やプラグインハイブリッド車の動力源となる主機バッテリモジュールである。この蓄電システムでは、車両の充電口に接続される給電ケーブルを経由して、給電設備の外部充電器から複数の蓄電モジュールへの充電が可能である。
　複数の蓄電モジュールのうち少なくとも第１蓄電モジュール及び第２蓄電モジュールは、複数の直並列切り替えリレーによって接続状態が直列及び並列に切り替えられる構成となっている。複数の直並列切り替えリレーは、典型的に半導体スイッチ又は機械式リレーにより構成される。また、この蓄電システムは、第１蓄電モジュールと第２蓄電モジュールとの間で電力を授受させる電力変換器と、直並列切り替えリレーの開閉を操作し、且つ電力変換器を動作させる車載制御部と、を備える。
　さらに車載制御部は、車両又は給電設備に設置された検出器により検出された電圧又は電流に基づき、直並列切り替えリレーの異常を診断するか、外部充電器を制御する給電制御部から異常信号を取得する。以下の各実施形態は、直並列切り替えリレーの異常診断に用いられる検出器の種類及び配置や、それによる異常診断の構成が異なる。
　［システム構成及び背景］
　最初に図１～図４を参照し、各実施形態に共通するシステム構成、及び本実施形態の背景について説明する。図１には、給電設備に停車した車両の充電口１４に外部充電器１０から給電ケーブル１３が接続された状態を示す。本明細書では、「車両」は電気自動車やプラグインハイブリッド車を意味し、「給電設備」は充電スタンド等のインフラの総称である。
　車両側の蓄電システム４０は、「第１蓄電モジュール」及び「第２蓄電モジュール」としての二つのバッテリＢＴ１、ＢＴ２、直並列切り替えリレーＲＹ１－ＲＹ３、その他の経路開閉リレーＲＹ４－ＲＹ７、「電力変換器」としての車載充電器２０、並びに車載制御部４５等を備える。
　第１バッテリＢＴ１及び第２バッテリＢＴ２は、リチウムイオン電池等の充放電可能な、例えば４００Ｖの高圧バッテリモジュールである。以下、「バッテリモジュール」を省略して「バッテリ」という。バッテリＢＴ１、ＢＴ２は、充電口１４と負荷８０との間に設けられる。図１の回路では、第１バッテリＢＴ１が充電口１４側、第２バッテリＢＴ２が負荷８０側に示されているが、回路的に等価であれば、現実の配置はこれに限らない。負荷８０には、電気自動車やプラグインハイブリッド車で一般に用いられるインバータ、モータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ、エアコン等が含まれる。
　直並列切り替えリレーのうち第１リレーＲＹ１は、第１バッテリＢＴ１及び第２バッテリＢＴ２の正極同士の間に設けられる。第２リレーＲＹ２は、第１バッテリＢＴ１の負極と第２バッテリＢＴ２の正極との間に設けられる。第３リレーＲＹ３は、第１バッテリＢＴ１及び第２バッテリＢＴ２の負極同士の間に設けられる。
　その他の負荷リレーＲＹ４及びＲＹ５は、それぞれ第２バッテリＢＴ２の正極及び負極と負荷８０との間の経路を開閉する。充電口リレーＲＹ６は、第１バッテリＢＴ１の正極と充電口１４の正極端子１４１との間の経路を開閉する。充電口リレーＲＹ７は、第２バッテリＢＴ２の負極と充電口１４の負極端子１４２との間の経路を開閉する。
　ここで、二つのバッテリＢＴ１、ＢＴ２の接続状態を直列及び並列に切り替えることの意義について説明する。図２に、車両バッテリ用の充電インフラと負荷駆動電圧との関係を示す。バッテリの電圧は標準的に４００Ｖ級であると仮定する。また、充電スタンド等の充電インフラには４００Ｖ級対応及び８００Ｖ級対応の２種類が存在し、使用される負荷も４００Ｖ級で駆動されるものと８００Ｖ級で駆動されるものの２種類が存在すると仮定する。４００Ｖ級で負荷を駆動する車両のバッテリに４００Ｖ級の充電インフラで充電する場合や、８００Ｖ級で負荷を駆動する車両のバッテリに８００Ｖ級の充電インフラで充電する場合、何ら問題は無い。
　一方、負荷駆動電圧とは異なる電圧の充電インフラで車両バッテリを充電する場合を考える。すると、４００Ｖ級の負荷を駆動するバッテリを充電時に二つ直列接続すれば、８００Ｖ級の充電インフラで充電可能である。そして、負荷駆動時すなわち放電時には並列接続に切り替えて４００Ｖ級で使用することができる。逆に、並列接続状態で４００Ｖ級の充電インフラで充電したバッテリを、負荷駆動時に二直列接続に切り替えれば、８００Ｖ級で使用することができる。このように複数のバッテリの接続状態を直列及び並列に切り替え可能とすることで、多くの充電インフラに対応可能となる。
　具体的には、電動自動車やプラグインハイブリッド車の主機モータや補機等の車両機器及び充電インフラは、充電時間短縮等のため、現状の４００Ｖ級から将来は８００Ｖ級に移行すると予想される。すると、特に移行の過渡期には車両仕様と充電インフラの仕様とがマッチングしない状況が生じ得る。そこで、充電時と負荷駆動時（主機モータの駆動の場合には走行時）とで、バッテリの直並列を切り替え可能とすることが求められる。そのために直並列切り替えリレーが必要となる。
　このような背景から、８００Ｖ級の外部充電器１０を用いる場合、第１バッテリＢＴ１及び第２バッテリＢＴ２を二直列に接続した状態で直列充電が行われる。一方、４００Ｖ級の外部充電器１０を用いる場合、第１バッテリＢＴ１及び第２バッテリＢＴ２を二並列に接続した状態で並列充電が行われる。また、外部充電器１０の給電可能電圧の情報は、外部充電器１０を制御する給電制御部１７から、有線又は無線の通信により、車載制御部４５に伝達される。
　以下のリレー開閉パターンの説明で、ＲＹ１－ＲＹ７のうちの「あるリレーがＯＮ」という場合、「それ以外のリレーはＯＦＦ」であるものとする。二直列充電時には、第２リレーＲＹ２、及び充電口リレーＲＹ６、ＲＹ７がＯＮされる。二並列充電時には、第１リレーＲＹ１、第３リレーＲＹ３、及び充電口リレーＲＹ６、ＲＹ７がＯＮされる。並列接続されたバッテリＢＴ１、ＢＴ２から負荷８０に４００Ｖの電力を供給する二並列放電時には、第１リレーＲＹ１、第３リレーＲＹ３、及び負荷リレーＲＹ４、ＲＹ５がＯＮされる。図１に短破線矢印で示すように、各リレーＲＹ１－ＲＹ７の開閉は車載制御部４５により操作される。
　ところで、図３に示すように、直列接続から並列接続への切り替えに際し、内部抵抗等のばらつきに起因して、第１バッテリＢＴ１と第２バッテリＢＴ２との間に電圧差が生じている状況を想定する。第１バッテリＢＴ１及び第２バッテリＢＴ２を直列接続したときの電圧を１００％としたとき、例えば第１バッテリＢＴ１の電圧が５２％、第２バッテリＢＴ２の電圧が４８％であると仮定する。なお、太線の矢印は細線の矢印よりも電圧が高いことを意味する。そして、外部充電器時での直列充電後にリレーをＯＮし並列接続に切り替えたとき、第１バッテリＢＴ１と第２バッテリＢＴ２との間の電圧差による突入電流が流れ、リレー接点にアークが発生する。
　そこで本実施形態では、第１バッテリＢＴ１及び第２バッテリＢＴ２は「電力変換器」として機能する車載充電器２０等の機器に接続される。車載充電器２０は、基本的な機能として、外部の商用電源１５からＡＣ電源接続部１６を介して供給されたＡＣ１００Ｖ又は２００Ｖの交流電力を直流電力に変換し、バッテリＢＴ１、ＢＴ２に充電する。車載充電器２０の入出力ポートＰ１には第１バッテリＢＴ１の正極及び負極が接続され、入出力ポートＰ２には第２バッテリＢＴ２の正極及び負極が接続される。
　図４に車載充電器２０の構成例を示す。車載充電器２０は、例えばＰＦＣとして構成されるＡＣ／ＤＣ変換回路２１、及びマルチポート式のＤＣ／ＤＣコンバータ３０を内部回路として含む。ＡＣ／ＤＣ変換回路２１は、入力端がＡＣ電源接続部１６を介して商用電源１５に接続される。
　ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、トランス式のマルチポート絶縁型コンバータであり、ＡＣ／ＤＣ変換回路２１の出力端であるＤＣバスに接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、コア３３、コア３３に巻回される一次巻線３１及び二つの二次巻線３２１、３２２、並びに、一次側のスイッチング回路３４及び二次側のスイッチング回路３５１、３５２を含む。スイッチング回路３４、３５１、３５２は、巻線３１、３２１、３２２に流れる電流の向きを周期的に交替させる。
　また、第１バッテリＢＴ１の電圧（以下「第１バッテリ電圧」）Ｖ１を検出するバッテリ電圧検出器ＶＳ１、及び、第２バッテリＢＴ２の電圧（以下「第２バッテリ電圧」）Ｖ２を検出するバッテリ電圧検出器ＶＳ２が設けられている。車載制御部４５は、バッテリ電圧検出器ＶＳ１、ＶＳ２から取得した第１バッテリ電圧Ｖ１及び第２バッテリＶ２に基づき、第１バッテリＢＴ１と第２バッテリＢＴ２との電圧差が所定の閾値以下であるか監視する。注意点として、後述の異常診断に用いられる「電圧検出器」には、バッテリ電圧検出器ＶＳ１、ＶＳ２は含まれない。また、異常診断に用いられる「検出電圧」には、バッテリ電圧検出器ＶＳ１、ＶＳ２が検出したバッテリ電圧Ｖ１、Ｖ２は含まれない。
　そして、バッテリＢＴ１、ＢＴ２の並列切り替えに先立ち、電圧差が所定の閾値を超えている場合、車載制御部４５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０を動作させて、電圧が異なるバッテリＢＴ１、ＢＴ２の間で電力を授受させる。すなわち太線矢印で示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の一方の二次側スイッチング回路３５１から他方の二次側スイッチング回路３５２を通る経路で、バッテリＢＴ１、ＢＴ２間の電力を還流させる。
　こうして車載制御部４５は、各バッテリＢＴ１、ＢＴ２の電圧を降下又は上昇させることによってバッテリＢＴ１、ＢＴ２の電圧差を所定の閾値以下にする。そして、電圧差が閾値以下となっている状態で並列接続用の第１リレーＲＹ１及び第３リレーＲＹ３をＯＮする。この処理を「電圧均衡化処理」という。電圧均衡化処理は、各バッテリＢＴ１、ＢＴ２が非接続又は直列接続の状態で実施可能である。
　電圧均衡化処理により、過大な突入電流を生じることなく並列接続用の第１リレーＲＹ１及び第３リレーＲＹ３の接点をＯＮすることで、アークの発生を防止し、リレーの信頼性や寿命を向上させることができる。また本実施形態では、電圧均衡化処理のための電力変換器として、既存の車載充電器２０を兼用することで、専用の電力変換器を設ける必要がなくなる。
　しかし、電圧均衡化処理の実施にかかわらず、いずれかの直並列切り替えリレーがショート故障している場合、他のリレーをＯＮした時にバッテリを短絡させるおそれがある。また、いずれかの直並列切り替えリレーがオープン故障している場合、要求される電圧が負荷８０へ供給されない懸念がある。従来技術である特許文献１（特許第５６１１４００号公報）には、このようなリレー固着異常の検出や処置について何ら言及されていない。
　[蓄電システムの実施形態]
　そこで本実施形態の蓄電システム４０は、バッテリＢＴ１、ＢＴ２の直列接続から並列接続への切り替えに際し電圧を均衡化する蓄電システムにおいて、直並列切り替えリレーＲＹ１－ＲＹ３の異常を診断する。その診断のための情報として、第１～第５実施形態では、充電口１４の電圧が電圧検出器により検出される。第６～第１０実施形態では、診断用の通電であるプレ給電時に給電経路を流れる電流が電流検出器により検出される。これにより、蓄電システム４０は、直並列切り替えリレーＲＹ１－ＲＹ３の異常を容易に診断することができる。続いて実施形態毎に詳細な構成を説明する。各実施形態の蓄電システムの符号は、「４０」に続く３桁目に実施形態の番号を付す。
　（第１実施形態）
　図５を参照し、第１実施形態の蓄電システム４０１について説明する。図５以下の各実施形態の構成図では、図１に記載された車載充電器２０、車載充電器２０の一次側及び二次側の配線、すなわち電圧均衡化処理に関する構成の図示を省略する。一方、外部充電器１０の内部の構成や、直並列切り替えリレーＲＹ１－ＲＹ３の異常診断に用いられる電圧又は電流検出に関する構成について詳しく示す。以下、単に「異常診断」とは、直並列切り替えリレーＲＹ１－ＲＹ３の異常診断の意味である。
　各実施形態では、電圧均衡化処理後、並列切り替え前に異常診断を実施してもよい。或いは、先に異常診断を行い、直並列切り替えリレーＲＹ１－ＲＹ３が正常の場合、電圧均衡化処理を実施し、並列切り替えしてもよい。また、直列接続のまま並列接続に切り替えない場合、異常診断のみを実施し、電圧均衡化処理を行わなくてもよい。
　全実施形態の共通事項として、図５に示すように、外部充電器１０の内部には充電器電源１１、充電器内部リレーＲＹ１１、ＲＹ１２、及び電流検出器ＣＳ１１が設けられている。充電器内部リレーＲＹ１１、ＲＹ１２は、それぞれ、充電器電源１１と正極側及び負極側の給電ケーブル１３との間の経路を開閉する。電流検出器ＣＳ１１は、充電器電源１１と正極側の充電器内部リレーＲＹ１１との間の給電経路に設置されており、電流検出器ＣＳ１１の検出電流は給電制御部１７に取得される。
　この電流検出器ＣＳ１１は、他の用途、例えば外部給電時の電流監視等のために標準的に設置されているものであり、第９実施形態以外では異常診断に使用されることを想定していない。特に検出電圧に基づき異常診断を行う第１～第５実施形態の構成図では、単に外部充電器１０が第６～第１０実施形態と基本的に同じ構成であることを示すために電流検出器ＣＳ１１を図示しているに過ぎない。
　第１～第５実施形態では、検出が容易な電圧情報のみで異常診断が可能である。第１～第５実施形態は、電圧検出器の設置箇所や異常診断を実施する制御部の構成が異なる。第１実施形態では、直並列切り替えリレーの異常診断用として充電口１４の電圧を検出する電圧検出器ＶＳ３が車両に設置されている。詳しくは、電圧検出器ＶＳ３は、充電口リレーＲＹ６、ＲＹ７とバッテリＢＴ１、ＢＴ２との間に設置されている。車載制御部４５は、充電口リレーＲＹ６、ＲＹ７をＯＦＦした状態で電圧検出器ＶＳ３の検出電圧Ｖｘを取得可能である。この場合、給電ケーブル１３が充電口１４に接続されていなくてもよい。なお、外部充電器１０の充電器内部リレーＲＹ１１、ＲＹ１２がＯＦＦであることを前提として、破線で示すように充電口リレーＲＹ６、ＲＹ７がＯＮされてもよい。
　第１実施形態では、車載制御部４５は、電圧検出器ＶＳ３により検出された充電口１４の電圧Ｖｘに基づき、車両側の情報のみで直並列切り替えリレーＲＹ１－ＲＹ３の異常を容易に診断することができる。なお、第１～第３実施形態では車載制御部４５と給電制御部１７との間の通信が異常診断に必須でないため、通信を破線の両矢印で表す。さらに、破線で示す放電抵抗ＤＲが充電口１４付近に接続されてもよい。具体的に放電抵抗ＤＲは、給電設備側、車両の充電口リレーＲＹ６、ＲＹ７に対し充電口１４側、充電口１４と反対側のいずれに設けられてもよい。放電抵抗ＤＲにより配線や回路の容量成分の残電荷を放電させることで、充電口１４の電圧を安定に検出し、誤検出を防止することができる。第２～第５実施形態の図１１～図１４には図示を省略するが、同様に放電抵抗ＤＲが設けられてもよい。
　（異常診断処理のフローチャート）
　次に、車載制御部４５による異常診断処理について、図６のメインフローチャート及び図７、図８のサブフローチャートを参照して説明する。図６は、異常診断に用いる情報が電圧であるか電流であるかに関係なく、車載制御部４５により異常診断を行う全ての実施形態に適用される。図７、図８は、検出電圧に基づきショート故障判定及びオープン故障判定を行う実施形態に適用される。以下のフローチャートの説明で、記号「Ｓ」はステップを示す。複数のフローチャートに共通するステップ番号を共用するため、各フローチャートにおけるステップ番号は必ずしも連続しない。
　図６のＳ２０では、直並列切り替えリレーＲＹ１－ＲＹ３の異常診断指令があるか判断される。Ｓ２０でＹＥＳの場合、Ｓ３００に移行する。Ｓ２０でＮＯの場合、Ｓ４９０で異常フラグがＯＦＦされる。Ｓ３００ではショート故障判定が実施される。その結果、Ｓ３８でショート故障がないと判断されるとＳ３９０で異常フラグがＯＦＦされ、ショート故障があると判断されるとＳ３９１で異常フラグがＯＮされる。ショート故障がないと判断された場合、Ｓ４００ではオープン故障判定が実施される。その結果、Ｓ４８でオープン故障がないと判断されるとＳ４９０で異常フラグのＯＦＦが維持され、オープン故障があると判断されるとＳ４９１で異常フラグがＯＮされる。
　異常フラグがＯＦＦの場合、車載制御部４５は、Ｓ５１で正常時処置として直並列切り替えを許可する。異常フラグがＯＮの場合、すなわち、いずれかの直並列切り替えリレーＲＹ１－ＲＹ３が故障していると判定したとき、車載制御部４５は、Ｓ６１で異常時処置として直並列切り替えリレーＲＹ１－ＲＹ３の操作を禁止し、車両において警告を表示する。これにより、車内にいるユーザに異常を知らせ、修理を促すことができる。また、車載制御部４５は、上位の車両ＥＣＵに異常を通知する。なお、故障した直並列切り替えリレーが特定される場合、車載制御部４５は、故障モードに応じて限定的に給電を許可してもよい。この処理については、図９、図１０を参照して後述する。
　また、車載制御部４５は、異常時処置として給電制御部１７に異常信号を送信し、給電を中止させる。給電制御部１７は、車載制御部４５から異常信号を受信したとき、給電設備において警告を表示してもよい。これにより、給電時に車外にいるユーザに異常を知らせることができる。このように、本実施形態の蓄電システムは、直並列切り替えリレーＲＹ１－ＲＹ３の故障を検出したとき、適切な異常時処置を行うことで、ショート故障に起因するバッテリの短絡やオープン故障に起因する負荷への供給電圧不足等を防止することができる。
　図７に、検出電圧Ｖｘに基づくショート故障判定の具体例を示す。「電圧検出器」の記号は、第１、第３実施形態ではＶＳ３、第２実施形態ではＶＳ４、第４実施形態ではＶＳ１１、第５実施形態ではＶＳ１３である。Ｓ３１Ｖで車載制御部４５は、直並列切り替えリレーＲＹ１－ＲＹ３及び他のリレーのＲＹ６、ＲＹ７、ＲＹ１１、ＲＹ１２の開閉状態を所定の診断モードとする。まず、各実施形態に共通に第１リレーＲＹ１、第２リレーＲＹ２、第３リレーＲＹ３がＯＦＦされる。また、第２、第４、第５実施形態では充電口リレーＲＹ６、ＲＹ７がＯＮされ、さらに第４実施形態では充電器内部リレーＲＹ１１、ＲＹ１２がＯＮされる。第１、第３実施形態は、充電口リレーＲＹ６、ＲＹ７をＯＦＦした状態での診断が可能である。
　Ｓ３２Ｖでは、電圧検出器で充電口の電圧Ｖｘが検出される。車載制御部４５は、検出された電圧Ｖｘと、第１バッテリ電圧Ｖ１及び第２バッテリ電圧Ｖ２とを取得し、Ｓ３３０からＳ３３３でショート故障を判定する。この部分の説明では電圧の名称を省略し、記号のみを記載する。また、Ｓ３３０からＳ３３３の実施順序は任意であり、各ステップでＮＯと判断された場合に次のステップに移行することの説明を省略する。
　「≒」の記号は、電圧降下やその他の検出誤差を考慮した所定幅の範囲に含まれることを意味し、明細書中、「～相当の値」と表現する。電圧降下は、バッテリＢＴ1、ＢＴ２から電圧検出器までのリレー、ハーネス、接点等で発生する。例えば「Ｖｘ≒Ｖ１」とは、「Ｖｘ＝Ｖ１－（電圧降下＋マージン）±（誤差範囲）」の意味で解釈される。
　Ｓ３３０では「Ｖｘ≒０」、すなわち、検出電圧Ｖｘが０相当の値であるか判断され、ＹＥＳの場合、Ｓ３６で第１リレーＲＹ１、第２リレーＲＹ２、第３リレーＲＹ３がいずれも正常であると判定される。
　Ｓ３３１では「Ｖｘ≒Ｖ１＋Ｖ２」であるか判断され、ＹＥＳの場合、Ｓ３７１で第２リレーＲＹ２がショート故障であると判定される。Ｓ３３２では「Ｖｘ≒Ｖ１」であるか判断され、ＹＥＳの場合、Ｓ３７２で第３リレーＲＹ３がショート故障であると判定される。Ｓ３３３では「Ｖｘ≒Ｖ２」であるか判断され、ＹＥＳの場合、Ｓ３７３で第１リレーＲＹ１がショート故障であると判定される。
　Ｓ３３０～Ｓ３３３でいずれもＮＯの場合、Ｓ３７４で特定不可と判定される。この場合、電圧検出器の故障の可能性が考えられる。
　図８に、検出電圧Ｖｘに基づくオープン故障判定の具体例を示す。実施形態毎の「電圧検出器」の記号は、ショート故障判定と同じである。オープン故障判定では、第１リレーＲＹ１、第２リレーＲＹ２、第３リレーＲＹ３のうちいずれか一つを順番にＯＮし、検出電圧Ｖｘが０相当の値である場合、現在ＯＮしている直並列切り替えリレーがオープン故障であると判定される。各直並列切り替えリレーの診断順序は変更してもよい。
　ショート故障判定が終わった時点で各リレーの開閉状態は、Ｓ３１Ｖの診断モードとなっている。Ｓ４１１では第１リレーＲＹ１がＯＮされる。その後、図７のＳ３２Ｖに相当する「電圧検出器で充電口の電圧Ｖｘが検出される」ステップが存在するが、スペースの都合上、図示を省略する。車載制御部４５は、検出された電圧Ｖｘと、第１バッテリ電圧Ｖ１及び第２バッテリ電圧Ｖ２とを取得する。Ｓ４１２及びＳ４１３の後も同様である。
　Ｓ４３１では「Ｖｘ≒Ｖ２」であるか判断され、ＹＥＳの場合、Ｓ４６１で第１リレーＲＹ１が正常であると判定される。Ｓ４３４では「Ｖｘ≒０」であるか判断され、ＹＥＳの場合、Ｓ４７１で第１リレーＲＹ１がオープン故障であると判定される。Ｓ４３１、Ｓ４３４でいずれもＮＯの場合、Ｓ４７４で第１リレーＲＹ１の良否不明と判定される。
　次に、Ｓ４１２で第１リレーＲＹ１がＯＦＦされ、第２リレーＲＹ２がＯＮされる。Ｓ４３２では「Ｖｘ≒Ｖ１＋Ｖ２」であるか判断され、ＹＥＳの場合、Ｓ４６２で第２リレーＲＹ２が正常であると判定される。Ｓ４３４では「Ｖｘ≒０」であるか判断され、ＹＥＳの場合、Ｓ４７２で第２リレーＲＹ２がオープン故障であると判定される。Ｓ４３２、Ｓ４３４でいずれもＮＯの場合、Ｓ４７５で第２リレーＲＹ２の良否不明と判定される。
　次に、Ｓ４１３で第２リレーＲＹ２がＯＦＦされ、第３リレーＲＹ３がＯＮされる。Ｓ４３３では「Ｖｘ≒Ｖ１」であるか判断され、ＹＥＳの場合、Ｓ４６３で第３リレーＲＹ３が正常であると判定される。Ｓ４３４では「Ｖｘ≒０」であるか判断され、ＹＥＳの場合、Ｓ４７３で第３リレーＲＹ３がオープン故障であると判定される。Ｓ４３３、Ｓ４３４でいずれもＮＯの場合、Ｓ４７６で第３リレーＲＹ３の良否不明と判定される。Ｓ４７４、Ｓ４７５、Ｓ４７６の場合、例えば、良否不明と判定されたリレーについて再診断を実施するようにしてもよい。
　次に、図９、図１０を参照し、異常時処置の一パターンである限定的給電許可処理について説明する。上述の通り、直並列切り替えのニーズが生じる背景として、充電インフラの電圧と車両の負荷駆動電圧とのマッチングの問題がある。言い換えれば、充電インフラの電圧と車両の負荷駆動電圧とが一致している場合、わざわざ直並列を切り替えなくてもよい。したがって、ショート故障又はオープン故障のモードに応じて、直列接続又は並列接続のいずれか一方での充電が可能な場合、ディーラーまでの退避走行が可能な程度の給電を限定的に許可する意義がある。
　この処理は、故障した直並列切り替えリレーＲＹ１－ＲＹ３が特定される構成を前提とする。車載制御部４５は、いずれかの直並列切り替えリレーＲＹ１－ＲＹ３が故障していると判定したとき、第１バッテリＢＴ１及び第２バッテリＢＴ２を直列接続又は並列接続した状態での充電が可能であるか否かを判定する。そして、車載制御部４５は、いずれかの接続状態での充電が可能である場合、給電制御部１７に、異常信号とともに給電許可信号を送信する。
　図９に、直列充電可否判定のフローチャートを示す。Ｓ７１では、第２リレーＲＹ２がショート故障であるか、又は、第１リレーＲＹ１もしくは第３リレーＲＹ３がオープン故障であるか判断される。ここで、言及された以外の直並列切り替えリレーは正常であるものとする。なお、「Ａ又はＢ」、「ＡもしくはＢ」は論理和を意味し、ＡとＢとの両方が該当する場合を含む。Ｓ７２では外部充電器１０がバッテリ直列電圧（例えば８００Ｖ級）で充電可能であるか判断され、Ｓ７３では車両がバッテリ直列電圧で負荷駆動可能であるか判断される。Ｓ７２、Ｓ７３でいずれもＹＥＳの場合、Ｓ７４で直列充電可と判定される。Ｓ７２又はＳ７３でＮＯの場合、Ｓ７５で直列充電不可と判定される。
　図１０に、並列充電可否判定のフローチャートを示す。Ｓ８１では、第２リレーＲＹ２がオープン故障であるか、又は、第１リレーＲＹ１もしくは第３リレーＲＹ３がショート故障であるか判断される。Ｓ８２では外部充電器１０がバッテリ並列電圧（例えば４００Ｖ級）で充電可能であるか判断され、Ｓ８３では車両がバッテリ並列電圧で負荷駆動可能であるか判断される。Ｓ８２、Ｓ８３でいずれもＹＥＳの場合、Ｓ８４で並列充電可と判定される。Ｓ８２又はＳ８３でＮＯの場合、Ｓ８５で並列充電不可と判定される。
　（第２実施形態）
　図１１を参照し、第２実施形態の蓄電システム４０２について説明する。第２実施形態の蓄電システム４０２は、充電口１４の電圧Ｖｘを検出する電圧検出器ＶＳ４が、第１実施形態と同じく車両に設置されている。ただし、電圧検出器ＶＳ４は充電口１４と充電口リレーＲＹ６、ＲＹ７との間に設置されている点が第１実施形態と異なる。第２実施形態では、図７に示すショート故障判定のＳ３１Ｖにおいて、充電口リレーＲＹ６、ＲＹ７がＯＮされる。その他、第２実施形態は第１実施形態と同様の作用効果を奏する。
　（第３実施形態）
　図１２を参照し、第３実施形態の蓄電システム４０３について説明する。第３実施形態の蓄電システム４０３は、第１実施形態に対し、各バッテリＢＴ１、ＢＴ２と直列接続される個別リレーＲＹ１－１、ＲＹ１－２をさらに備えている。以下、第１バッテリＢＴ１側の個別リレーＲＹ１－１を「第１個別リレー」、第２バッテリＢＴ２側の個別リレーＲＹ１－２を「第２個別リレー」という。電圧検出器の配置が異なる第２、第４、第５実施形態に対し、個別リレーＲＹ１－１、ＲＹ１－２をさらに備える構成としてもよい。
　図１２の例では、第１個別リレーＲＹ１－１及び第２個別リレーＲＹ１－２は、それぞれ第１バッテリＢＴ１の正極側及び第２バッテリＢＴ２の正極側に設けられているが、一方又は両方の個別リレーが各バッテリの負極側に設けられてもよい。第１バッテリＢＴ１及び第２バッテリＢＴ２を直列接続、並列接続する場合のいずれも、両方の個別リレーＲＹ１－１、ＲＹ１－２がＯＮされる。また、直並列切り替えリレーＲＹ１－ＲＹ３のショート故障判定及びオープン故障判定は、両方の個別リレーＲＹ１－１、ＲＹ１－２がＯＮされた状態で実施される。
　それに加え第３実施形態では、第１バッテリＢＴ１又は第２バッテリＢＴ２のいずれか一方のみを使用し、他方を使用しない単独接続が可能である。第１バッテリＢＴ１のみを使用する場合、第１リレーＲＹ１、第３リレーＲＹ３、及び第１個別リレーＲＹ１－１をＯＮし、第２リレーＲＹ２及び第２個別リレーＲＹ１－２をＯＦＦする。第２バッテリＢＴ２のみを使用する場合、第１リレーＲＹ１及び第２個別リレーＲＹ１－２をＯＮし、第２リレーＲＹ２、第３リレーＲＹ３、及び第１個別リレーＲＹ１－１をＯＦＦする。
　これにより、例えば第１バッテリＢＴ１又は第２バッテリＢＴ２のいずれかの異常時に正常なバッテリのみを用いて車両の走行や負荷駆動を行うことができる。また、直並列切り替えリレーＲＹ１－ＲＹ３の異常診断に関して、第３実施形態は第１実施形態と同様の作用効果を奏する。さらに図１０に示す並列充電可否判定において、第３実施形態では、いずれか一方のバッテリの単独充電が可能な場合まで判定を拡張してもよい。
　（第４、第５実施形態）
　図１３～図１５を参照し、第４、第５実施形態の蓄電システム４０４、４０５について説明する。第４、第５実施形態では、充電口１４の電圧を検出する電圧検出器ＶＳ１１、ＶＳ１３が給電設備に設置されており、電圧検出器ＶＳ１１、ＶＳ１３の検出電圧Ｖｘは給電制御部１７に取得される。第４、第５実施形態では車載制御部４５と給電制御部１７との間の通信が異常診断に必須であるため、通信を実線の両矢印で表す。
　車載制御部４５は、給電制御部１７から検出電圧Ｖｘを受信し、第１～第３実施形態と同様に異常診断を実施した上で正常時処置又は異常時処置を実施してもよい。或いは、車載制御部４５は、給電制御部１７が検出電圧Ｖｘに基づいて実施した異常診断の結果を給電制御部１７から受信し、それに基づき、正常時処置又は異常時処置を実施してもよい。
　図１３に示す第４実施形態の蓄電システム４０４では、電圧検出器ＶＳ１１は、外部充電器１０の内部において充電器内部リレーＲＹ１１、ＲＹ１２に対し充電器電源１１側に設置されている。図７、図８のＳ３１Ｖでは、充電口リレーＲＹ６、ＲＹ７に加え、充電器内部リレーＲＹ１１、ＲＹ１２がＯＮされる。
　図１４に示す第５実施形態の蓄電システム４０５では、電圧検出器ＶＳ１３は、給電ケーブル１３の途中、すなわち充電器内部リレーＲＹ１１、ＲＹ１２に対し充電口１４側に設置されている。図７、図８のＳ３１Ｖでは、充電口リレーＲＹ６、ＲＹ７はＯＮされ、充電器内部リレーＲＹ１１、ＲＹ１２はＯＦＦされる。
　給電制御部１７が電圧検出器ＶＳ１１、ＶＳ１３から取得した検出電圧Ｖｘに基づき、異常診断を自ら実施する場合の異常診断処理を図１５のメインフローチャートに示す。図１５のＳ２０からＳ４９０、Ｓ４９１までは、車載制御部４５による異常診断処理を示す図６と同じであり、Ｓ５２の正常時処置及びＳ６２の異常時処置が図６と異なる。
　異常フラグがＯＦＦの場合、給電制御部１７は、Ｓ５２で正常時処置として車載制御部４５へ正常信号を送信する。正常信号を受信した車載制御部４５は、図６のＳ５１に準じ、直並列切り替えを許可する。異常フラグがＯＮの場合、すなわち、いずれかの直並列切り替えリレーＲＹ１－ＲＹ３が故障していると判定したとき、給電制御部１７は、Ｓ６２で異常時処置として車載制御部４５へ異常信号を送信する。異常信号を受信した車載制御部４５は、図６のＳ６１に準じた異常時処置を行う。また、給電制御部１７は、給電設備において警告を表示することにより、車外にいるユーザに異常を知らせることができる。
　（第６実施形態）
　次に、検出電流に基づき異常診断を行う第６～第１０実施形態について順に説明する。第６～第１０実施形態では、給電ケーブル１３が充電口１４に接続された状態で、外部充電器１０が診断用の通電である「プレ給電」を実施する。そして、プレ給電時に外部充電器１０からバッテリＢＴ１、ＢＴ２までの給電経路を流れる電流が車両又は給電設備に設置された電流検出器により検出される。第６～第１０実施形態では、他の用途でも使用されることが想定される電流検出器を共用することで異常診断専用の部品の追加が不要となる。第６～第１０実施形態は、電流検出器の設置箇所や異常診断を実施する制御部の構成が異なる。
　第６～第１０実施形態の各構成図では、電流検出器ＣＳ３、ＣＳ４、ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ１１、ＣＳ１３が正極側の給電経路に設置される例を示しているが、各実施形態の電流検出器は、負極側の給電経路に設置されてもよい。また、第１実施形態の説明で上述したように、外部充電器１０の内部の電流検出器ＣＳ１１は、他の用途で標準的に設置されているものである。そこで、第９実施形態以外の各実施形態の各構成図には、電流検出器ＣＳ１１から給電制御部１７に取得される検出電流（Ｃｘ）を矢印と共に括弧付きで記載する。ただし、括弧付きの検出電流（Ｃｘ）は異常診断に使用されるとは限らない。
　まず図１６を参照し、第６実施形態の蓄電システム４０６について説明する。第６実施形態では、直並列切り替えリレーの異常診断用としてプレ給電時に経路の電流を検出する電流検出器ＣＳ３が車両に設置されている。電流検出器ＣＳ３は、充電口リレーＲＹ６、ＲＹ７とバッテリＢＴ１、ＢＴ２との間に設置されている。これに代えて、破線で示す電流検出器ＣＳ４が充電口１４と充電口リレーＲＹ６、ＲＹ７との間に設置されてもよい。車載制御部４５は、電流検出器ＣＳ３又はＣＳ４の検出電流Ｃｘを取得する。
　第６実施形態では、車載制御部４５は、電流検出器ＣＳ３又はＣＳ４により検出された経路の電流Ｃｘに基づき、車両側の情報のみで直並列切り替えリレーＲＹ１－ＲＹ３の異常を容易に診断することができる。なお、第６～第１０実施形態では、少なくともプレ給電の指令及び実施通知のため、車載制御部４５と給電制御部１７との間の通信が必須である。したがって、各実施形態の構成図において、通信を実線の両矢印で表す。
　図１７に、検出電流Ｃｘに基づくショート故障判定の具体例を示す。「電流検出器」の記号は、第６、第８実施形態ではＣＳ３又はＣＳ４、第９実施形態ではＣＳ１１、第１０実施形態ではＣＳ１３である。第７実施形態のショート故障判定については、別に図２０に示す。
　Ｓ３１Ｃで車載制御部４５は、直並列切り替えリレーＲＹ１－ＲＹ３及び他のリレーＲＹ６、ＲＹ７、ＲＹ１１、ＲＹ１２の開閉状態を所定の診断モードとする。すなわち、第１リレーＲＹ１、第２リレーＲＹ２、第３リレーＲＹ３がＯＦＦされ、充電口リレーＲＹ６、ＲＹ７及び充電器内部リレーＲＹ１１、ＲＹ１２がＯＮされる。
　Ｓ３２Ｃでは、外部充電器１０によりプレ給電が実施され、電流検出器で給電経路の電流Ｃｘが検出される。車載制御部４５は、検出された電流Ｃｘを所定の時間範囲にわたって取得する。なお、車載制御部４５は、検出電流Ｃｘをアナログ信号で連続的に取得してもよく、デジタル信号で離散的に取得してもよい。ここで、「検出電流Ｃｘが所定値を超える状態の継続時間」を「短絡電流継続時間Ｔｏｖｅｒ」と表す。この所定値は、例えば「誤差を考慮した上で、実質的に電流が０より大きい、すなわち電流が流れていると判断される最小の値」に設定される。
　Ｓ３４０では、短絡電流継続時間Ｔｏｖｅｒがショート判定時間閾値Ｔｔｈ＿ｓｔと比較される。理論的にショート判定時間閾値Ｔｔｈ＿ｓｔは、給電経路に接続される平滑コンデンサや寄生容量等の容量成分をＣ、バッテリ電圧をＶ、プレ給電電流をＩとすると、「Ｔｔｈ＿ｓｔ＝Ｃ×Ｖ／Ｉ」の式により導出することができる。ただし、給電設備と車両との組合わせ毎に、都度、回路の容量成分を推定することは現実的でないとも考えられる。したがって、想定される最長充電時間を固定値として用いてもよい。
　短絡電流継続時間Ｔｏｖｅｒがショート判定時間閾値Ｔｔｈ＿ｓｔ以上の場合を「短絡電流継続条件が成立している」といい、Ｓ３４０でＮＯと判定される。一方、短絡電流継続時間Ｔｏｖｅｒがショート判定時間閾値Ｔｔｈ＿ｓｔ未満の場合を「短絡電流継続条件が不成立である」といい、Ｓ３４０でＹＥＳと判断される。Ｓ３４０でＹＥＳの場合、Ｓ３６で第１リレーＲＹ１、第２リレーＲＹ２、第３リレーＲＹ３がいずれも正常であると判定される。Ｓ３４０でＮＯの場合、Ｓ３７０で第１リレーＲＹ１、第２リレーＲＹ２、第３リレーＲＹ３のいずれか一つ以上がショート故障であると判定される。
　図１８に、検出電流Ｃｘに基づくオープン故障判定の具体例を示す。実施形態毎の「電流検出器」の記号は、ショート故障判定と同じである。オープン故障判定では、第１リレーＲＹ１、第２リレーＲＹ２、第３リレーＲＹ３のうちいずれか一つを順番にＯＮし、電流が流れない場合、現在ＯＮしている直並列切り替えリレーがオープン故障であると判定される。各直並列切り替えリレーの診断順序は変更してもよい。
　「電流が流れない」ことを判断するパラメータとして、「検出電流Ｃｘが所定値未満の状態の継続時間」を「非導通継続時間Ｔｕｎｄｅｒ」と表す。この所定値は、例えば「誤差を考慮した上で、実質的に電流が０であると判断される最大の値」に設定される。短絡電流継続時間Ｔｏｖｅｒを規定する所定値と同じ値としてもよいし、マージンの考え方によっては異なる値としてもよい。
　ショート故障判定が終わった時点で各リレーの開閉状態は、Ｓ３１Ｃの診断モードとなっている。Ｓ４１１では第１リレーＲＹ１がＯＮされる。Ｓ４２Ｃでは、ショート故障判定のＳ３２Ｃと同様に外部充電器１０によりプレ給電が実施され、電流検出器で給電経路の電流Ｃｘが検出される。車載制御部４５は、検出された電流Ｃｘを所定の時間範囲にわたって取得する。
　Ｓ４４では、非導通継続時間Ｔｕｎｄｅｒがオープン判定時間閾値Ｔｔｈ＿ｏｐと比較される。非導通継続時間Ｔｕｎｄｅｒがオープン判定時間閾値Ｔｔｈ＿ｏｐ以上の場合を「非導通継続条件が成立している」といい、Ｓ４４でＮＯと判定される。一方、非導通継続時間Ｔｕｎｄｅｒがオープン判定時間閾値Ｔｔｈ＿ｏｐ未満の場合を「非導通継続条件が不成立である」といい、Ｓ４４でＹＥＳと判断される。Ｓ４４でＹＥＳの場合、Ｓ４６１で第１リレーＲＹ１が正常であると判定される。Ｓ４４でＮＯの場合、Ｓ４７１で第１リレーＲＹ１がオープン故障であると判定される。
　次に、Ｓ４１２で第１リレーＲＹ１がＯＦＦされ、第２リレーＲＹ２がＯＮされた後、上記と同様にＳ４２Ｃ、Ｓ４４が繰り返される。Ｓ４４でＹＥＳの場合、Ｓ４６２で第２リレーＲＹ２が正常であると判定される。Ｓ４４でＮＯの場合、Ｓ４７２で第２リレーＲＹ２がオープン故障であると判定される。
　次に、Ｓ４１３で第２リレーＲＹ２がＯＦＦされ、第３リレーＲＹ３がＯＮされた後、上記と同様にＳ４２Ｃ、Ｓ４４が繰り返される。Ｓ４４でＹＥＳの場合、Ｓ４６３で第３リレーＲＹ３が正常であると判定される。Ｓ４４でＮＯの場合、Ｓ４７３で第３リレーＲＹ３がオープン故障であると判定される。
　（第７実施形態）
　図１９、図２０を参照し、第７実施形態の蓄電システム４０７について説明する。第７実施形態の蓄電システム４０７は、第１バッテリＢＴ１と第２バッテリＢＴ２とが並列接続された部分において、第１バッテリＢＴ１に直列接続された第１電流検出器ＣＳ１、及び、第２バッテリＢＴ２に直列接続された第２電流検出器ＣＳ２の二つの電流検出器が設置されている。車載制御部４５は、第１電流検出器ＣＳ１が検出した第１経路電流Ｃｘ１、及び、第２電流検出器ＣＳ２が検出した第２経路電流Ｃｘ２を取得する。
　図２０に、第７実施形態による、検出電流Ｃｘに基づくショート故障判定の具体例を示す。図２０において図１７と実質的に同一のステップには同一のステップ番号を付して説明を省略する。Ｓ３１Ｃは図１７と同一である。Ｓ３２ＣＣでは、図１７のＳ３２Ｃに対し二つの経路電流Ｃｘ１、Ｃｘ２が検出される。
　ここで、「第１経路電流Ｃｘ１が所定値を超える状態の継続時間」を「第１短絡電流継続時間Ｔｏｖｅｒ１」と表し、「第２経路電流Ｃｘ２が所定値を超える状態の継続時間」を「第２短絡電流継続時間Ｔｏｖｅｒ２」と表す。Ｓ３５０～Ｓ３５３では、第１短絡電流継続時間Ｔｏｖｅｒ１及び第２短絡電流継続時間Ｔｏｖｅｒ２がそれぞれショート判定時間閾値Ｔｔｈ＿ｓｔと比較される。
　「Ｔｏｖｅｒ１＜Ｔｔｈ＿ｓｔ」かつ「Ｔｏｖｅｒ２＜Ｔｔｈ＿ｓｔ」の場合、すなわち、第１経路電流Ｃｘ１及び第２経路電流Ｃｘ２の両方について短絡電流継続条件が不成立の場合、Ｓ３５０でＹＥＳと判断される。この場合、Ｓ３６で第１リレーＲＹ１、第２リレーＲＹ２、第３リレーＲＹ３がいずれも正常であると判定される。
　「Ｔｏｖｅｒ１≧Ｔｔｈ＿ｓｔ」かつ「Ｔｏｖｅｒ２≧Ｔｔｈ＿ｓｔ」の場合、すなわち、第１経路電流Ｃｘ１及び第２経路電流Ｃｘ２の両方について短絡電流継続条件が成立する場合、Ｓ３５１でＹＥＳと判断される。この場合、Ｓ３７１で第２リレーＲＹ２がショート故障であると判定される。
　「Ｔｏｖｅｒ１≧Ｔｔｈ＿ｓｔ」かつ「Ｔｏｖｅｒ２＜Ｔｔｈ＿ｓｔ」の場合、すなわち、第１経路電流Ｃｘ１について短絡電流継続条件が成立し、第２経路電流Ｃｘ２について短絡電流継続条件が不成立の場合、Ｓ３５２でＹＥＳと判断される。この場合、Ｓ３７２で第３リレーＲＹ３がショート故障であると判定される。
　「Ｔｏｖｅｒ２≧Ｔｔｈ＿ｓｔ」かつ「Ｔｏｖｅｒ１＜Ｔｔｈ＿ｓｔ」の場合、すなわち、第２経路電流Ｃｘ２について短絡電流継続条件が成立し、第１経路電流Ｃｘ１について短絡電流継続条件が不成立の場合、Ｓ３５３でＹＥＳと判断される。この場合、Ｓ３７３で第１リレーＲＹ１がショート故障であると判定される。
　Ｓ３５０～Ｓ３５３でいずれもＮＯの場合、Ｓ３７４で特定不可と判定される。この場合、電流検出器の故障の可能性が考えられる。
　（第８実施形態）
　図２１を参照し、第８実施形態の蓄電システム４０８について説明する。第８実施形態の蓄電システム４０８は、第６実施形態に対し、上記第３実施形態と同様に各バッテリＢＴ１、ＢＴ２と直列接続される個別リレーＲＹ１－１、ＲＹ１－２をさらに備えている。個別リレーＲＹ１－１、ＲＹ１－２を備えることによる作用効果は第３実施形態と同様であるため、重複する説明を省略する。電流検出器の配置が異なる第７、第９、第１０実施形態に対し、個別リレーＲＹ１－１、ＲＹ１－２をさらに備える構成としてもよい。
　（第９、第１０実施形態）
　図２２、図２３を参照し、第９、第１０実施形態の蓄電システム４０９、４１０について説明する。第９、第１０実施形態では、プレ給電時に給電経路を流れる電流Ｃｘを検出する電流検出器ＣＳ１１、ＣＳ１３が給電設備に設置されており、電流検出器ＣＳ１１、ＣＳ１３の検出電流Ｃｘは給電制御部１７に取得される。給電制御部１７による異常診断処理については図１５を援用する。
　車載制御部４５は、給電制御部１７から検出電流Ｃｘを受信し、第６～第８実施形態と同様に異常診断を実施した上で正常時処置又は異常時処置を実施してもよい。或いは、車載制御部４５は、給電制御部１７が検出電流Ｃｘに基づいて実施した異常診断の結果を給電制御部１７から受信し、それに基づき、正常時処置又は異常時処置を実施してもよい。
　図２２に示す第９実施形態の蓄電システム４０９では、電流検出器ＣＳ１１は、外部充電器１０の内部において充電器内部リレーＲＹ１１、ＲＹ１２に対し充電器電源１１側に設置されている。外部充電器１０の内部の電流検出器ＣＳ１１は、他の用途で標準的に設置されていることが想定される。そこで、直並列切り替えリレーＲＹ１－ＲＹ３の異常診断に電流検出器ＣＳ１１を兼用することで、異常診断専用の部品の追加が不要となる。
　図２３に示す第１０実施形態の蓄電システム４１０では、電流検出器ＣＳ１３は、給電ケーブル１３の途中、すなわち充電器内部リレーＲＹ１１、ＲＹ１２に対し充電口１４側に設置されている。外部充電器１０の内部に標準的に電流検出器ＣＳ１１が設置されている場合、第１０実施形態では、二つの電流検出器ＣＳ１１、ＣＳ１３が冗長的に設置されることとなる。したがって、給電制御部１７は電流検出器ＣＳ１１、ＣＳ１３の検出電流Ｃｘを比較することで、いずれかの電流検出器の故障を検出することができる。
　（その他の実施形態）
　他の実施形態の蓄電システムは、複数の蓄電モジュールとして三つ以上のバッテリを備え、直並列切り替えリレーにより三以上の直列接続、及び、三以上の並列接続に切り替え可能に構成されてもよい。その場合、三つ以上のバッテリのうち少なくとも二つのバッテリの接続状態を切り替える直並列切り替えリレーについて、回路の検出電圧又は検出電流により異常診断が可能なものは、本開示の蓄電システムに含まれる。
　電圧均衡化処理のための電力変換器は、上記実施形態の車載充電器２０に限らず、車両に搭載された補機バッテリ用ＤＣ／ＤＣコンバータや電動エアコンコンプレッサが用いられてもよい。また、電圧均衡化処理専用の電力変換器が設けられてもよい。
　上記第１～第５実施形態による検出電圧Ｖｘに基づく異常診断と、第６～第１０実施形態による検出電流Ｃｘに基づく異常診断とを適宜組み合わせてもよい。複数の異常診断を併用することで、電圧検出器又は電流検出器が故障した場合等に信頼性を向上させることができる。
　以上、本開示は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
　本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。
　本開示は実施形態に準拠して記述された。しかしながら、本開示は当該実施形態および構造に限定されるものではない。本開示は、様々な変形例および均等の範囲内の変形をも包含する。また、様々な組み合わせおよび形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせおよび形態も本開示の範疇および思想範囲に入るものである。

Claims (15)

  1. 　それぞれが一つ以上の蓄電セルを含む複数の蓄電モジュールを搭載した車両に適用され、前記車両の充電口（１４）に接続される給電ケーブル（１３）を経由して、給電設備の外部充電器（１０）から前記複数の蓄電モジュールへの充電が可能な蓄電システムであって、
    　前記複数の蓄電モジュールと、
    　前記複数の蓄電モジュールのうち少なくとも第１蓄電モジュール（ＢＴ１）及び第２蓄電モジュール（ＢＴ２）の接続状態を直列及び並列に切り替え可能であり、前記第１蓄電モジュール及び前記第２蓄電モジュールの正極同士の間に設けられる第１リレー（ＲＹ１）、前記第１蓄電モジュールの負極と前記第２蓄電モジュールの正極との間に設けられる第２リレー（ＲＹ２）、並びに、前記第１蓄電モジュール及び前記第２蓄電モジュールの負極同士の間に設けられる第３リレー（ＲＹ３）を含む複数の直並列切り替えリレーと、
    　前記第１蓄電モジュールと前記第２蓄電モジュールとの間で電力を授受させる電力変換器（２０）と、
    　複数の前記直並列切り替えリレーの開閉を操作し、且つ、前記第１蓄電モジュール及び前記第２蓄電モジュールの並列切り替えに先立ち、前記第１蓄電モジュールと前記第２蓄電モジュールとの電圧差が所定の閾値以下となるように前記電力変換器を動作させる電圧均衡化処理を実施する車載制御部（４５）と、
    　を備え、
    　前記充電口の電圧を検出する電圧検出器（ＶＳ３、ＶＳ４）が車両に設置されるか、又は、前記給電ケーブルが前記充電口に接続された状態で前記充電口の電圧を検出する電圧検出器（ＶＳ１１、ＶＳ１３）が給電設備に設置されており、
    　前記電圧検出器が車両に設置される場合、前記車載制御部は、前記直並列切り替えリレーの開閉状態を所定の診断モードにした上で、前記電圧検出器の検出電圧（Ｖｘ）に基づいて前記直並列切り替えリレーの異常を診断し、
    　前記電圧検出器が給電設備に設置される場合、前記車載制御部は、前記直並列切り替えリレーの開閉状態を所定の診断モードにした上で、前記外部充電器を制御する給電制御部（１７）から受信した前記電圧検出器の検出電圧に基づいて前記直並列切り替えリレーの異常を診断するか、又は、前記給電制御部が前記電圧検出器の検出電圧に基づいて実施した前記直並列切り替えリレーの異常診断の結果を受信する蓄電システム。
  2. 　前記充電口の端子（１４１、１４２）と前記第１蓄電モジュール及び第２蓄電モジュールとの間の経路を開閉可能な充電口リレー（ＲＹ６、ＲＹ７）をさらに備え、
    　前記電圧検出器（ＶＳ３）は、前記充電口リレーと前記第１蓄電モジュール及び第２蓄電モジュールとの間に設置されており、
    　前記車載制御部は、前記充電口リレーをＯＦＦした状態で前記電圧検出器の検出電圧を取得する請求項１に記載の蓄電システム。
  3. 　前記車載制御部は、
    　前記第１リレー、前記第２リレー及び前記第３リレーをＯＦＦした状態で、
    　前記電圧検出器の検出電圧が０相当の値である場合、前記第１リレー、前記第２リレー及び前記第３リレーがいずれも正常であると判定し、
    　前記電圧検出器の検出電圧が前記第１蓄電モジュールの電圧と前記第２蓄電モジュールの電圧との和（Ｖ１＋Ｖ２）相当の値である場合、前記第２リレーのショート故障であると判定し、
    　前記電圧検出器の検出電圧が前記第１蓄電モジュールの電圧（Ｖ１）相当の値である場合、前記第３リレーのショート故障であると判定し、
    　前記電圧検出器の検出電圧が前記第２蓄電モジュールの電圧（Ｖ２）相当の値である場合、前記第１リレーのショート故障であると判定する請求項１または２に記載の蓄電システム。
  4. 　前記車載制御部は、
    　前記第１リレー、前記第２リレー及び前記第３リレーのうちいずれか一つの前記直並列切り替えリレーを順番にＯＮし、前記電圧検出器の検出電圧が０相当の値である場合、現在ＯＮしている前記直並列切り替えリレーがオープン故障であると判定する請求項１～３のいずれか一項に記載の蓄電システム。
  5. 　前記電圧検出器（ＶＳ１１、ＶＳ１３）は、給電設備における前記外部充電器の内部、又は前記給電ケーブルの途中に設置されており、前記電圧検出器の検出電圧は前記給電制御部に取得される請求項１に記載の蓄電システム。
  6. 　それぞれが一つ以上の蓄電セルを含む複数の蓄電モジュールを搭載した車両に適用され、前記車両の充電口（１４）に接続される給電ケーブル（１３）を経由して、給電設備の外部充電器（１０）から前記複数の蓄電モジュールへの充電が可能な蓄電システムであって、
    　前記複数の蓄電モジュールと、
    　前記複数の蓄電モジュールのうち少なくとも第１蓄電モジュール（ＢＴ１）及び第２蓄電モジュール（ＢＴ２）の接続状態を直列及び並列に切り替え可能であり、前記第１蓄電モジュール及び前記第２蓄電モジュールの正極同士の間に設けられる第１リレー（ＲＹ１）、前記第１蓄電モジュールの負極と前記第２蓄電モジュールの正極との間に設けられる第２リレー（ＲＹ２）、並びに、前記第１蓄電モジュール及び前記第２蓄電モジュールの負極同士の間に設けられる第３リレー（ＲＹ３）を含む複数の直並列切り替えリレーと、
    　前記第１蓄電モジュールと前記第２蓄電モジュールとの間で電力を授受させる電力変換器（２０）と、
    　複数の前記直並列切り替えリレーの開閉を操作し、且つ、前記第１蓄電モジュール及び前記第２蓄電モジュールの並列切り替えに先立ち、前記第１蓄電モジュールと前記第２蓄電モジュールとの電圧差が所定の閾値以下となるように前記電力変換器を動作させる電圧均衡化処理を実施する車載制御部（４５）と、
    　を備え、
    　前記給電ケーブルが前記充電口に接続された状態で、前記外部充電器が診断用の通電であるプレ給電を実施したとき、前記外部充電器から前記蓄電モジュールまでの給電経路を流れる電流を検出する電流検出器（ＣＳ３、ＣＳ４、ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ１１、ＣＳ１３）が車両又は給電設備に設置されており、
    　前記電流検出器が前記車両に設置される場合、前記車載制御部は、前記直並列切り替えリレーの開閉状態を所定の診断モードにした上で、前記電流検出器の検出電流（Ｃｘ）に基づいて前記直並列切り替えリレーの異常を診断し、
    　前記電流検出器が給電設備に設置される場合、前記車載制御部は、前記直並列切り替えリレーの開閉状態を所定の診断モードにした上で、前記外部充電器を制御する給電制御部（１７）から受信した前記電流検出器の検出電流に基づいて前記直並列切り替えリレーの異常を診断するか、又は、前記給電制御部が前記電流検出器の検出電流に基づいて実施した前記直並列切り替えリレーの異常診断の結果を受信する蓄電システム。
  7. 　前記車載制御部は、
    　前記第１リレー、前記第２リレー及び前記第３リレーをＯＦＦした状態で、前記電流検出器の検出電流が所定値を超える状態の継続時間（Ｔｏｖｅｒ）がショート判定時間閾値（Ｔｔｈ＿ｓｔ）以上となる短絡電流継続条件が成立した場合、いずれかの前記直並列切り替えリレーがショート故障であると判定する請求項６に記載の蓄電システム。
  8. 　前記第１蓄電モジュールと前記第２蓄電モジュールとが並列接続された部分において、前記第１蓄電モジュールに直列接続された第１電流検出器（ＣＳ１）、及び、前記第２蓄電モジュールに直列接続された第２電流検出器（ＣＳ２）の二つの前記電流検出器が設置されており、
    　前記車載制御部は、
    　前記第１電流検出器が検出した第１経路電流（Ｃｘ１）、及び、前記第２電流検出が検出した第２経路電流（Ｃｘ２）の両方について前記短絡電流継続条件が成立する場合、前記第２リレーのショート故障であると判定し、
    　前記第１経路電流について前記短絡電流継続条件が成立し、前記第２経路電流について前記短絡電流継続条件が不成立の場合、前記第３リレーのショート故障であると判定し、
    　前記第２経路電流について前記短絡電流継続条件が成立し、前記第１経路電流について前記短絡電流継続条件が不成立の場合、前記第１リレーのショート故障であると判定する請求項７に記載の蓄電システム。
  9. 　前記車載制御部は、
    　前記第１リレー、前記第２リレー及び前記第３リレーのうちいずれか一つの前記直並列切り替えリレーを順番にＯＮし、前記電流検出器の検出電流が所定値未満の状態の継続時間（Ｔｕｎｄｅｒ）がオープン判定時間閾値（Ｔｔｈ＿ｏｐ）以上となる場合、現在ＯＮしている前記直並列切り替えリレーがオープン故障であると判定する請求項６～８のいずれか一項に記載の蓄電システム。
  10. 　前記電流検出器（ＣＳ１１、ＣＳ１３）は、給電設備における前記外部充電器の内部、又は前記給電ケーブルの途中に設置されており、前記電流検出器の検出電流は前記給電制御部に取得される請求項６に記載の蓄電システム。
  11. 　前記車載制御部は、いずれかの前記直並列切り替えリレーが故障していると判定したとき、又は、前記給電制御部から前記直並列切り替えリレーの異常信号を受信したとき、前記直並列切り替えリレーの操作を禁止し、車両において警告を表示する請求項１～１０のいずれか一項に記載の蓄電システム。
  12. 　前記車載制御部は、いずれかの前記直並列切り替えリレーが故障していると判定したとき、前記給電制御部に異常信号を送信し、給電を中止させる請求項１～４、６～９のいずれか一項に記載の蓄電システム。
  13. 　故障した前記直並列切り替えリレーが特定される構成において、
    　前記車載制御部は、いずれかの前記直並列切り替えリレーが故障していると判定したとき、前記第１蓄電モジュール及び前記第２蓄電モジュールを直列接続又は並列接続した状態での充電が可能であるか否かを判定し、
    　いずれかの接続状態での充電が可能である場合、前記給電制御部に、異常信号とともに給電許可信号を送信する請求項１～４、６～９のいずれか一項に記載の蓄電システム。
  14. 　前記給電制御部は、前記車載制御部から異常信号を受信したとき、
    　給電設備において警告を表示する請求項１２または１３に記載の蓄電システム。
  15. 　前記給電制御部は、前記直並列切り替えリレーの異常診断を自ら実施し、いずれかの前記直並列切り替えリレーが故障していると判定したとき、給電設備において警告を表示する請求項５または１０に記載の蓄電システム。
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