JP6016754B2

JP6016754B2 - 組電池電圧検出装置

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Publication number: JP6016754B2
Application number: JP2013237268A
Authority: JP
Inventors: 友宏澤柳; 忠輔矢野; 陽介木下; 祐一池田
Original assignee: Omron Automotive Electronics Co Ltd
Current assignee: Nidec Mobility Corp
Priority date: 2013-11-15
Filing date: 2013-11-15
Publication date: 2016-10-26
Anticipated expiration: 2033-11-15
Also published as: DE102014223323A1; US9575134B2; US20150137821A1; CN104655907A; JP2015097461A; DE102014223323B4; CN104655907B

Description

本発明は、複数の単電池（セル）を直列に接続して構成される組電池の電圧を検出する組電池電圧検出装置に関する。

従来から、充電可能な複数の単電池を直列に接続して構成される組電池の異常を検出する装置や方法が知られている。例えば、特許文献１は、二次電池の保護回路が正常に動作しているか否かを、保護回路自体が自己診断して判断するバッテリパック過充放電防止制御装置を開示する。このバッテリパック過充放電防止制御装置は、セル電圧検出回路で検出した複数の二次電池の個々のセル電圧を加算したセル加算電圧と、組電圧検出回路で検出した組電圧とを比較して、保護回路自体が正常に動作しているか否か判断する。同装置は、スイッチング回路をオフ動作させて充放電電流を遮断すべく制御する際、電流検出回路から出力される電流値が０か否か、さらに組電圧検出回路から出力された組電圧が制御回路を動作させるに要する電圧以上かどうかで保護回路の動作が正常か異常かを判断する。

また、特許文献２は、セルが過充電状態または過放電状態の場合でも、セルと検出端子間の断線を検出する組電池の異常検出装置を開示する。この異常検出装置は、セルの過充電および過放電を検出する回路から断線診断実施信号を出力することにより、各セルに対応して設けられているＭＯＳトランジスタを強制的に１つ置きに交互にオン・オフさせるとともに、オン・オフさせるトランジスタを切り換えて、交互にオフ・オンさせる。同装置は、この時に異常検出回路から出力される信号に基づいて、セルと対応する検出端子との間の接続線の断線を検出する。

また、特許文献３は、組電池との間の配線に断線が発生していないにも拘わらず、断線が発生したと誤って判断されることを防止する組電池電圧検出装置を開示する。この組電池電圧検出装置では、複数の電圧入力端子からそれぞれ電圧検出線が引き出され、隣り合う２本の電圧検出線を互いに連結する各連結線路にはコンデンサが介在し、各電圧検出線は電圧検出手段に接続されている。同装置は、少なくとも各セルの正極側に位置することとなる電圧検出線がそれぞれ１或いは複数の断線検知用抵抗を介してグランドに接続されており、各電圧検出線からの入力電圧に基づいて組電池の複数の電圧検出点と複数の電圧入力端子との間の配線の断線を検知する。また、同装置は、組電池の端のワイヤハーネスに断線が発生した場合には、対応するコンデンサの両端電圧が略零となるので、セルの両端電圧が所定の閾値まで低下したときに端のワイヤハーネスに断線が発生したと判断することが出来る。

また、特許文献４は、全ての電圧検出ラインの断線を検出して、電池セルの電圧を確実に検出する電源装置を開示する。この電源装置は、複数の電池セルを直列に接続してなる電池ブロックと、各々の電池セルの電圧を電圧検出ラインを介して検出する電圧検出回路と、電圧検出回路の検出電圧から電圧検出ラインの断線を検出する断線検出回路とを備える。この断線検出回路は、検出する電池セルの電圧が所定の電圧値よりも小さくなり、あるいは検出される電池セルの電圧値と所定の電圧値との電圧差が設定値よりも大きい状態で、電圧検出ラインの断線を判定する。

特開平１１−２５２８０９号公報特開２００５−１６８１１８号公報特開２０１０−０２５９２５号公報特開２０１２−０５０３１６号公報

本発明では、複数の単電池を直列に接続して構成される組電池において、組電池両端の電圧検出線の断線と単電池の短絡を区別して検出する組電池電圧検出装置を提供する。

上記課題を解決するために、複数の単電池が直列接続された組電池の各単電池の電圧を検出する複数の単電池電圧検出回路と、その単電池電圧検出回路に設けられ、各単電池の両端にそれぞれ接続される単電池電圧検出端子と、その単電池電圧検出端子と単電池とを接続するコネクタと、組電池の内、一の端部に位置する単電池の電圧をコネクタを介して重ねて検出する第１電圧検出端子と、組電池の内、他の端部に位置する単電池の電圧をコネクタを介して重ねて検出する第２電圧検出端子と、その第１電圧検出端子と第２電圧検出端子の電位差を検出する組電池電圧検出回路と、複数の単電池電圧検出回路のそれぞれが検出した電圧の和を演算する単電池電圧和演算部と、複数の単電池電圧検出回路が検出した単電池の電圧のうち、端部に位置する単電池の電圧がゼロであるか否かを判定する端部電池電圧異常判定部と、端部電池電圧異常判定部が端部に位置する単電池の電圧がゼロであると判定した場合において、単電池電圧和演算部が演算した電圧の和と組電池電圧検出回路が検出した電位差が一致しない場合に断線異常を出力し、一致する場合に短絡異常を出力する異常出力部と、を備える組電池電圧検出装置が提供される。

本発明によれば、複数の単電池を直列に接続して構成される組電池において、組電池両端の電圧検出線の断線と単電池の短絡を区別して検出する組電池電圧検出装置を提供できる。

本発明に係る第一実施例の組電池電圧検出装置を示す回路構成図（正常時）。正常時における各電池電圧測定結果と組電池電圧測定結果、および両結果の差を示す図。最上位の電圧検出線において端子部分が断線した様子を示す回路構成図。最上位の電圧検出線において端子部分が断線した場合における、各電池電圧測定結果と組電池電圧測定結果、および両結果の差を示す図。最下位の電圧検出線において端子部分が断線した様子を示す回路構成図。最下位の電圧検出線において端子部分が断線した場合における、各電池電圧測定結果と組電池電圧測定結果、および両結果の差を示す図。最上位の単電池において短絡した様子を示す回路構成図。最上位の単電池において短絡した場合における、各電池電圧測定結果と組電池電圧測定結果、および両結果の差を示す図。最下位の単電池において短絡した様子を示す回路構成図。最下位の単電池において短絡した場合における、各電池電圧測定結果と組電池電圧測定結果、および両結果の差を示す図。本発明に係る第一実施例の組電池電圧検出装置の制御ステップを示すフローチャート。

以下では、図面を参照しながら、本発明に係る実施例について説明する。
＜第一実施例＞
図１Ａは、本実施例における組電池電圧検出装置の回路構成図である。組電池ＭＯは、充放電可能なｎ個の単電池Ｖ１〜Ｖｎを直列に接続して構成される。なお、ｎは２以上の整数を表す。組電池電圧検出装置は、単電池Ｖ１〜Ｖｎの各単電池の電圧を検出するｎ個の単電池電圧検出回路ＣＤ１〜ＣＤｎと、組電池ＭＯの電圧を検出する１つの組電池電圧検出回路ＭＤを備える。なお、本図では、便宜上単電池電圧検出回路ＣＤｎ−１のみを示す。

単電池電圧検出回路ＣＤ１〜ＣＤｎは、各単電池Ｖ１〜Ｖｎの両端にそれぞれ接続される単電池電圧検出端子Ｔ０〜Ｔｎと、単電池電圧検出端子Ｔ０〜Ｔｎと単電池Ｖ１〜Ｖｎとを接続するコネクタＣＯ０〜ＣＯｎと、内部に様々な回路と端子を有する監視ＩＣと、監視ＩＣと単電池電圧検出端子Ｔ０〜Ｔｎとを接続する電圧検出線とを備える。単電池電圧検出端子Ｔ０〜Ｔｎは、単電池Ｖ１〜Ｖｎの各単電池の電圧を検出するために、各単電池Ｖ１〜Ｖｎの正極および負極に繋がっている。コネクタＣＯ０〜ＣＯｎは、単電池電圧検出端子Ｔ０〜Ｔｎと単電池Ｖ１〜Ｖｎの正極および負極との接続点である。例えば、単電池電圧検出端子Ｔｎ−１は、単電池Ｖｎ−１の正極と単電池Ｖｎの負極に接続されている。

また、単電池電圧検出回路ＣＤ１〜ＣＤｎは、各単電池Ｖ１〜Ｖｎに対応して、各単電池の高電位の方へ接続される電圧検出線にカソードが、低電位の方へ接続される電圧検出線にアノードが接続される定電圧ダイオードＤ１〜Ｄｎをさらに備える。定電圧ダイオードＤ１〜Ｄｎは、例えば電圧検出のためのスイッチングが起こっても安定した電圧を各単電池から供給する。

また、単電池電圧検出回路ＣＤ１〜ＣＤｎは、各単電池Ｖ１〜Ｖｎに対応して、高電位の方へ接続される電圧検出線にドレインが、また低電位の方へ接続される電圧検出線に抵抗ＲＳ１〜ＲＳｎを介してソースが接続されるＮ型ＭＯＳトランジスタＱ１〜Ｑｎをさらに備える。Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ１〜Ｑｎのゲートは、監視ＩＣのスイッチング制御端子ＣＳＷ１〜ＣＳＷｎに接続されている。また、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ１〜Ｑｎのドレインは、抵抗ＲＤ１〜ＲＤｎを介して監視ＩＣの電圧入力端子ＣＶ１〜ＣＶｎに接続されている。

監視ＩＣが、スイッチング制御端子ＣＳＷ１〜ＣＳＷｎを制御することでＮ型ＭＯＳトランジスタＱ１〜ＱｎのゲートをＯＮさせると、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ１〜Ｑｎは導通する。単電池電圧検出回路ＣＤ１〜ＣＤｎは、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＱ１〜Ｑｎが導通すると、抵抗ＲＳ１〜ＲＳｎと抵抗ＲＤ１〜ＲＤｎを介することで、電圧入力端子ＣＶｎとＣＶｎ−１の差分として各単電池Ｖ１〜Ｖｎの電圧を測定できる。

組電池電圧検出回路ＭＤは、組電池ＭＯの中で一方の端部となる最上位の単電池Ｖｎの正極に接続される第１電圧検出端子ＴＨと、第１電圧検出端子ＴＨと単電池Ｖｎの正極を接続するコネクタＣＯＨを備える。コネクタＣＯＨは、単電池電圧検出回路ＣＤｎのコネクタＣＯｎと単電池Ｖｎの正極との間に接続される。コネクタは断線し易いが、これにより、組電池電圧検出回路ＭＤは、確実に組電池の最上位の電圧を検出することができる。

また、組電池電圧検出回路ＭＤは、組電池ＭＯの中で他方の端部となる最下位の単電池Ｖ１の負極に接続される第２電圧検出端子ＴＬと、第２電圧検出端子ＴＬと単電池Ｖ１の負極を接続するコネクタＣＯＬを備える。コネクタＣＯＬは、単電池電圧検出回路ＣＤ１のコネクタＣＯ０と単電池Ｖ１の負極との間に接続される。コネクタは断線し易いが、これにより、組電池電圧検出回路ＭＤは、確実に組電池の最下位の電圧を検出することができる。

また、組電池電圧検出回路ＭＤにおいて、最上位の電位を検出する第１電圧検出端子ＴＨに接続される電圧検出線は監視ＩＣの最上位電圧入力端子ＣＶＨに、また最下位の電位を検出する第２電圧検出端子ＴＬに接続される電圧検出線は監視ＩＣのグランドＧＮＤに、接続されている。また、第１電圧検出端子ＴＨに接続される電圧検出線は、抵抗ＲＨおよび抵抗ＲＭを介して、第２電圧検出端子ＴＬに接続される電圧検出線は、抵抗ＲＬおよび抵抗ＲＭを介して、組電池電圧入力端子ＣＶＭに接続される。組電池電圧入力端子ＣＶＭは、第１電圧検出端子ＴＨで検出された電圧と第２電圧検出端子ＴＬで検出した電圧との電位差δとして、組電池ＭＯの電圧を検出することができる。

また、組電池電圧検出回路ＭＤは、最上位に位置する単電池Ｖｎの電圧を検出するために、単電池電圧検出端子Ｔｎに加えて第１電圧検出端子ＴＨを備えることで、最上位に位置する単電池Ｖｎの電圧をコネクタＣＯＨを介して重ねて検出することができる。即ち、単電池電圧検出回路ＣＤｎでは電圧入力端子ＣＶｎとＣＶｎ−１の差分として単電池Ｖｎの電圧を測定するが、本組電池電圧検出装置は、監視ＩＣにより最上位電圧入力端子ＣＶＨと電圧入力端子ＣＶｎ−１の差分として単電池Ｖｎの電圧を測定することもできる。

同様に、組電池電圧検出回路ＭＤは、最下位に位置する単電池Ｖ１の電圧を検出するために、単電池電圧検出端子Ｔ０に加えて第２電圧検出端子ＴＬを備えることで、最下位に位置する単電池Ｖ１の電圧をコネクタＣＯＬを介して重ねて検出することができる。即ち、単電池電圧検出回路ＣＤ１では電圧入力端子ＣＶ１とＣＶ０の差分として単電池Ｖ１の電圧を測定するが、本組電池電圧検出装置は、監視ＩＣにより電圧入力端子ＣＶ１とグランドＧＮＤとの差分として単電池Ｖ１の電圧を測定することもできる。

監視ＩＣは、その内部に、単電池電圧検出回路ＣＤ１〜ＣＤｎのそれぞれが検出した電圧の和σを演算する単電池電圧和演算部（図示せず）を備える。単電池電圧和演算部は、監視ＩＣ内部において、各単電池Ｖ１〜Ｖｎの電圧として測定した電圧入力端子ＣＶｎとＣＶｎ−１の差分すべてを和演算する回路を有する。

また、監視ＩＣは、複数の単電池電圧検出回路ＣＤ１〜ＣＤｎが検出した単電池Ｖ１〜Ｖｎの電圧のうち、組電池ＭＯの端部となる最上位および最下位に位置する単電池ＶｎおよびＶ１の電圧がゼロであるか否かを判定する端部電池電圧異常判定部（図示せず）を備える。端部電池電圧異常判定部は、監視ＩＣ内部において、単電池Ｖｎの電圧である電圧入力端子ＣＶｎとＣＶｎ−１の差分がゼロであるか否かを判定する回路を、また、単電池Ｖ１の電圧である電圧入力端子ＣＶ０とＣＶ１の差分がゼロであるか否かを判定する回路を有する。

また、監視ＩＣは、端部電池電圧異常判定部が端部に位置する最上位と最下位の単電池ＶｎとＶ１の電圧がゼロであると判定した場合において、単電池電圧和演算部が演算した電圧の和σと組電池電圧検出回路ＭＤが検出した電位差δが一致しない場合に断線異常が発生したと判断しその旨を出力し、一致する場合に短絡異常が発生したと判断しその旨を出力する異常出力部（図示せず）を備える。異常出力部は、監視ＩＣ内部において、単電池電圧和演算部が演算した電圧の和σと組電池電圧検出回路ＭＤが検出した電位差δを比較演算し、結果に応じて断線異常または短絡異常を示す信号を出力する回路を有する。

図１Ｂは、本実施例において、断線や短絡の異常がない正常時の各単電池電圧測定結果と組電池電圧測定結果、および両結果の差を示す図である。各単電池は、正常時にはそれぞれ３．５Ｖを出力するものとする。単電池電圧検出回路ＣＤ１〜ＣＤｎは、それぞれ３．５Ｖを検出する。そして、単電池電圧和演算部は、ｎ個の単電池Ｖ１〜Ｖｎの和σを３．５Ｖ＊ｎと演算する。例えば、単電池が１６個（ｎ＝１６）の場合は、和σは５６Ｖである。また、組電池電圧検出回路ＭＤは、上記単電池がｎ個直列に接続されているので、３．５Ｖ＊ｎを検出する。例えば、同様に単電池が１６個の場合は、電位差δ即ち組電池の電圧は５６Ｖである。このように、正常時においては、最上位の単電池Ｖｎと最下位の単電池Ｖ１の電圧は正常値である３．５Ｖを示し、和σと電位差δは同じであり、その差は０Ｖである。

図２Ａは、最上位の電圧検出線における単電池電圧検出端子Ｔｎが断線した様子（Ｘ１の部分）を示す。この場合、単電池電圧検出回路ＣＤ１〜ＣＤｎ−１は、それぞれ３．５Ｖを検出するが、単電池電圧検出回路ＣＤｎは、電圧入力端子ＣＶｎとＣＶｎ−１との差分を検出できないので、０Ｖとなる。一方、組電池電圧検出回路ＭＤは、第１電圧検出端子ＴＨで検出された電圧と第２電圧検出端子ＴＬで検出した電圧との電位差δはＸ１での断線に影響を受けないので、正常時と同様３．５Ｖ＊ｎを検出する。

図２Ｂは、単電池電圧検出端子Ｔｎが断線した場合の測定結果を示す。単電池Ｖｎでの測定結果が０Ｖとなるので、すべての単電池Ｖ１〜Ｖｎの電圧の和σは、３．５Ｖ＊（ｎ−１）を示す。一方、電位差δは３．５Ｖ＊ｎを示すので、電圧の和σとの差は３．５Ｖである。このように、最上位の電圧検出線における単電池電圧検出端子Ｔｎが断線した場合、最上位の単電池の検出電圧は０Ｖとなると共に、各単電池の検出電圧の和σと組電池ＭＯの検出電圧（電位差δ）は一致しない。

図３Ａは、最下位の電圧検出線における単電池電圧検出端子Ｔ０が断線した様子（Ｘ２の部分）を示す。この場合、単電池電圧検出回路ＣＤ２〜ＣＤｎは、それぞれ３．５Ｖを検出するが、単電池電圧検出回路ＣＤ１は、電圧入力端子ＣＶ１とＣＶ０との差分を検出できないので、０Ｖとなる。一方、組電池電圧検出回路ＭＤは、第１電圧検出端子ＴＨで検出された電圧と第２電圧検出端子ＴＬで検出した電圧との電位差δはＸ２での断線に影響を受けないので、正常時と同様３．５Ｖ＊ｎを検出する。

図３Ｂは、単電池電圧検出端子Ｔ０が断線した場合の測定結果を示す。単電池Ｖ１での測定結果が０Ｖとなるので、すべての単電池Ｖ１〜Ｖｎの電圧の和σは、３．５Ｖ＊（ｎ−１）を示す。一方、電位差δは３．５Ｖ＊ｎを示すので、電圧の和σとの差は３．５Ｖである。このように、最下位の電圧検出線における単電池電圧検出端子Ｔ０が断線した場合、最下位の単電池の検出電圧は０Ｖとなると共に、各単電池の検出電圧の和σと組電池ＭＯの検出電圧（電位差δ）は一致しない。

図４Ａは、最上位の単電池Ｖｎが短絡した様子（Ｘ３の部分）を示す。この場合、単電池電圧検出回路ＣＤ１〜ＣＤｎ−１は、それぞれ３．５Ｖを検出するが、単電池電圧検出回路ＣＤｎは、単電池Ｖｎで短絡しているので、電圧入力端子ＣＶｎとＣＶｎ−１との差分としての電位差はなく、０Ｖを検出する。一方、組電池電圧検出回路ＭＤは、ｎ−１個の単電池が直列に接続されている状態と同じなので、第１電圧検出端子ＴＨで検出された電圧と第２電圧検出端子ＴＬで検出した電圧との電位差δとして、３．５Ｖ＊（ｎ−１）を検出する。

図４Ｂは、単電池Ｖｎが短絡した場合の測定結果を示す。単電池Ｖｎでの測定結果が０Ｖとなり、すべての単電池Ｖ１〜Ｖｎの電圧の和σは、３．５Ｖ＊（ｎ−１）である。一方、組電池の電圧である電位差δは３．５Ｖ＊（ｎ−１）である。従って、単電池Ｖ１〜Ｖｎの電圧の和σと組電池の電圧の差は０Ｖである。このように、最上位の単電池Ｖｎが短絡した場合、最上位の単電池の検出電圧は０Ｖとなると共に、各単電池の検出電圧の和σと組電池ＭＯの検出電圧（電位差δ）は一致する。

図５Ａは、最下位の単電池Ｖ１が短絡した様子（Ｘ４の部分）を示す。この場合、単電池電圧検出回路ＣＤ２〜ＣＤｎは、それぞれ３．５Ｖを検出するが、単電池電圧検出回路ＣＤ１は、単電池Ｖ１で短絡しているので、電圧入力端子ＣＶ１とＣＶ０との差分としての電位はなく、０Ｖを検出する。一方、組電池電圧検出回路ＭＤは、ｎ−１個の単電池が直列に接続されている状態と同じなので、第１電圧検出端子ＴＨで検出された電圧と第２電圧検出端子ＴＬで検出した電圧との電位差δとして、３．５Ｖ＊（ｎ−１）を検出する。

図５Ｂは、単電池Ｖ１が短絡した場合の測定結果を示す。単電池Ｖ１での測定結果が０Ｖとなるので、すべての単電池Ｖ１〜Ｖｎの電圧の和σは、３．５Ｖ＊（ｎ−１）である。一方、組電池の電圧である電位差δは３．５Ｖ＊（ｎ−１）である。従って、単電池Ｖ１〜Ｖｎの電圧の和σと組電池の電圧の差は０Ｖである。このように、最下位の単電池Ｖ１が短絡した場合、最下位の単電池の検出電圧は０Ｖとなると共に、各単電池の検出電圧の和σと組電池ＭＯの検出電圧（電位差δ）は一致する。

図６を参照し、組電池電圧検出装置の制御ステップについてさらに詳しく説明する。なお、フローチャートにおけるステップはＳと省略して記載する。まず、組電池電圧検出装置の単電池電圧検出回路ＣＤ１〜ＣＤｎは、Ｓ１００において、監視ＩＣがＮ型ＭＯＳトランジスタＱ１〜Ｑｎを導通させることにより、各単電池Ｖ１〜Ｖｎの電圧を測定する。また、組電池電圧検出装置の組電池電圧検出回路ＭＤは、Ｓ１０２において、組電池電圧入力端子ＣＶＭで、組電池の電圧（電位差δ）を測定する。

組電池電圧検出装置は、Ｓ１０４において、単電池電圧検出回路ＣＤ１〜ＣＤｎがＳ１００において測定した各単電池Ｖ１〜Ｖｎの電圧の内いずれか１つでも０Ｖ以下の電圧が測定されたか否かを監視ＩＣ内の回路でチェックする。組電池電圧検出装置は、１つの単電池も０Ｖでなかった場合、即ちすべての単電池Ｖ１〜Ｖｎが正常であった場合は何も行なわず処理を終了し、いずれか１つでも０Ｖ以下の電圧が測定された場合は以下のステップを行う。

組電池電圧検出装置の端部電池電圧異常判定部は、Ｓ１０６において、単電池電圧検出回路ＣＤ１とＣＤｎがＳ１００において測定した単電池Ｖ１とＶｎの電圧の内いずれか一方でも０Ｖ以下の電圧が測定されたか否かを監視ＩＣ内の回路でチェックし、最上位または最下位に位置する単電池Ｖ１またはＶｎの電圧がゼロであるか否かを判定する。単電池Ｖ１またはＶｎの電圧がいずれも０Ｖでなかった場合、即ち、最上位および最下位の電池以外の中間に位置する単電池Ｖ２〜Ｖｎ−１のいずれかの電圧が０Ｖであった場合は、組電池電圧検出装置は、Ｓ１１２において、中間位置の単電池の制御方法を実施する。この中間位置の単電池の制御方法は、既知の制御方法であり、特に限定されない。

単電池Ｖ１またはＶｎの電圧のいずれかが０Ｖであった場合、組電池電圧検出装置の単電池電圧和演算部は、Ｓ１０８において、まず単電池電圧検出回路ＣＤ１〜ＣＤｎのそれぞれが検出した電圧の和σを演算する。さらに、組電池電圧検出装置は、同ステップにおいて、その電圧の和σと組電池電圧検出回路ＭＤがＳ１０２において検出した電位差δとが一致しているか否かをチェックする。

そして、組電池電圧検出装置の異常出力部は、Ｓ１０８でのチェックの結果電圧の和σと電位差δが一致しない場合Ｓ１１０において断線異常を出力し、一致する場合Ｓ１１４において短絡異常を出力する。上述したように、正常時においては、最上位の単電池Ｖｎと最下位の単電池Ｖ１の電圧は正常値を示し、和σと電位差δは同じであり、その差は０Ｖである。即ち、最上位の単電池Ｖｎと最下位の単電池Ｖ１の電圧が正常値を示し、かつ和σと電位差δが同じである場合には、組電池はその端部において正常であり、特に異常は発生していない。

一方、最上位の単電池の検出電圧が０Ｖであり、かつ各単電池の検出電圧の和σと組電池ＭＯの検出電圧（電位差δ）が一致しない場合、異常出力部は、Ｓ１１０において、最上位の電圧検出線において断線が生じたと判断する。

また、最下位の単電池の検出電圧が０Ｖであり、かつ各単電池の検出電圧の和σと組電池ＭＯの検出電圧（電位差δ）が一致しない場合、異常出力部は、Ｓ１１０において、最下位の電圧検出線において断線が生じたと判断する。

また、最上位の単電池の検出電圧が０Ｖであり、かつ各単電池の検出電圧の和σと組電池ＭＯの検出電圧（電位差δ）が一致する場合、異常出力部は、Ｓ１１４において、最上位の単電池Ｖｎにおいて短絡が生じたと判断する。

また、最下位の単電池の検出電圧が０Ｖであり、かつ各単電池の検出電圧の和σと組電池ＭＯの検出電圧（電位差δ）が一致する場合、異常出力部は、Ｓ１１４において、最下位の単電池Ｖｎにおいて短絡が生じたと判断する。

上述したように、本発明では、複数の単電池を直列に接続して構成される組電池において、組電池両端の電圧検出線の断線と単電池の短絡を区別して検出する組電池電圧検出装置を提供できる。なお、本発明に係る組電池電圧検出装置が自動車等の車両に用いられる場合、組電池において断線が発生したのか、または短絡が発生したのかにより、その対応方法が異なる。例えば、組電池において断線が発生した場合、車両は走行を継続してもよいが、短絡が発生した場合には走行を止めるなど緊急の対応が必要となる。従って、組電池における断線と短絡を区別して検出することは、非常に重要である。

なお、本発明は、例示した実施例に限定するものではなく、特許請求の範囲の各項に記載された内容から逸脱しない範囲の構成による実施が可能である。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。

Ｖ１〜Ｖｎ単電池
ＣＤ１〜ＣＤｎ単電池電圧検出回路
Ｔ０〜Ｔｎ単電池電圧検出端子
ＣＯ０〜ＣＯｎコネクタ
ＭＯ組電池
ＴＨ第１電圧検出端子
ＴＬ第２電圧検出端子
ＭＤ組電池電圧検出回路

Claims

複数の単電池が直列接続された組電池の各単電池の電圧を検出する複数の単電池電圧検出回路と、
前記単電池電圧検出回路に設けられ、前記各単電池の両端にそれぞれ接続される単電池電圧検出端子と、
前記単電池電圧検出端子と前記単電池とを接続するコネクタと、
前記組電池の内、一の端部に位置する単電池の電圧をコネクタを介して重ねて検出する第１電圧検出端子と、
前記組電池の内、他の端部に位置する単電池の電圧をコネクタを介して重ねて検出する第２電圧検出端子と、
前記第１電圧検出端子と前記第２電圧検出端子の電位差を検出する組電池電圧検出回路と、
前記複数の単電池電圧検出回路のそれぞれが検出した電圧の和を演算する単電池電圧和演算部と、
前記複数の単電池電圧検出回路が検出した前記単電池の電圧のうち、前記端部に位置する単電池の電圧がゼロであるか否かを判定する端部電池電圧異常判定部と、
前記端部電池電圧異常判定部が前記端部に位置する単電池の電圧がゼロであると判定した場合において、前記単電池電圧和演算部が演算した電圧の和と前記組電池電圧検出回路が検出した電位差が一致しない場合に断線異常を出力し、一致する場合に短絡異常を出力する異常出力部と、
を備える組電池電圧検出装置。