JP5884670B2 - 異常検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の電池セルを直列に接続して構成される組電池の異常を検出する異常検出装置に関する。

従来、複数の電池セルを直列に接続して構成される組電池には、各電池セルの両端子に接続された各検出端子間の電圧に基づいて、各電池セルの過充放電等の異常を検出する監視回路を備える異常検出装置が接続されている。

この種の異常検出装置には、組電池を構成する各電池セルの電圧のバラツキを抑制するために、電池セル毎に各電池セルの両端子を短絡させる短絡スイッチを有する短絡回路が設けられており、当該短絡回路を作動させること（短絡スイッチをオン）により、電圧の高い電池セルを放電させるようになっている。

また、異常検出装置において、各電池セルの過充放電等の異常以外にも各電池セルの両端子と当該両端子に接続された検出端子との間の接続不良（断線）を検出するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

なお、従来までの断線検出方法は、電池セルの検出端子間に設けられた短絡回路の短絡スイッチをオンにした際に、対応する電池セルの電圧が、正常時における電池セルの使用電圧範囲よりも低い値に設定された異常判定閾値以下となる場合に、各電池セルの両端子と検出端子との間に断線が生じていると判断する方法が採用されている。

特許第３６０３９０１号

ところで、本発明者らは、組電池に発生する過電圧等から異常検出装置を構成する回路を保護するために、各電池セルの両端子間にツェナダイオードを併設することを検討している。この場合、ツェナダイオードの降伏電圧（ツェナ電圧）が高い設定であると、監視回路の耐電圧を越える電圧が監視回路に印加される虞があることから、降伏電圧を低く設定することが望ましい。

図７は、本発明者らが検討している異常検出装置の一例を示す回路図である。図７に示すように、組電池における隣接する一対の電池セルＡｉ、Ａｉ＋１の両端子に接続された各検出端子Ｃｉ〜Ｃｉ＋２、各検出端子Ｃｉ〜Ｃｉ＋２に接続された監視回路、短絡回路として機能する短絡スイッチＳＷｉ、ＳＷｉ＋１等を備える異常検出装置において、各電池セルＡｉ、Ａｉ＋１の両端子間にツェナダイオードＺＤｉ、ＺＤｉ＋１を並列に接続する構成としている。

ところが、このような構成とすると、従来技術の断線検出方法によって、各電池セルの両端子と検出端子との間の断線を適切に検出することができなくなってしまうといった問題がある。

この点について説明すると、例えば、図７における各電池セルＡｉ、Ａｉ＋１の接続部と検出端子Ｃｉ＋１との間に断線が生じた場合に、電池セルＡｉ＋１に対応する短絡スイッチＳＷｉ＋１がオンされると、各電池セルＡｉ、Ａｉ＋１分の電圧がツェナダイオードＺＤｉに印加され、ツェナダイオードＺＤｉがブレークダウンする。これにより、電池セルＡｉの正極端子から、ツェナダイオードＺＤｉ→短絡スイッチＳＷｉ＋１→電池セルＡｉ＋１の負極端子へと放電電流が流れる（図７の太線矢印参照）。

この際、ツェナダイオードＺＤｉの降伏電圧を低く設定すると、検出端子Ｃｉ＋１における電圧が、正常時における電池セルの使用電圧範囲に近い値となり、異常判定閾値を上回ってしまう。

例えば、各電池セルＡｉ、Ａｉ＋１それぞれの電圧値が４Ｖ（使用電圧範囲：３〜５Ｖ）であり、各ツェナダイオードＺＤｉ、ＺＤｉ＋１の降伏電圧が５．１Ｖ、断線判定閾値Ｖｔｈが０．１に設定されているものとする。この場合、各電池セルＡｉ、Ａｉ＋１の接続部と検出端子Ｃｉ＋１との間に断線が生じた場合に、電池セルＡｉ＋１に対応する短絡スイッチＳＷｉ＋１がオンされると、検出端子Ｃｉ＋１における電圧は、電池セルＡｉ＋１の使用電圧範囲に近い値（例えば、２．９Ｖ）となり、異常判定閾値（例えば、０．１Ｖ）を上回ってしまう。

このように、異常監視装置に対して、各電池セルの両端子間にツェナダイオードを付加すると、各電池セルのセル電圧、およびツェナダイオードの降伏電圧に応じて、短絡スイッチをオンした際の検出端子間の端子間電圧が変動することから、従来の断線検出方法では、各電池セルの両端子と検出端子との間の断線を適切に検出することができない。

なお、各ツェナダイオードの降伏電圧を高く設定とすることで、検出端子における電圧を、正常時における電池セルの使用電圧範囲に対して低下させることも考えられるが、監視回路等の保護が不充分となってしまう虞があることから採用できない。

本発明は上記点に鑑みて、ツェナダイオードの降伏電圧を低く設定したとしても、組電池を構成する各電池セルと各電池セルを監視する回路との間の断線を検出可能な異常検出装置を提供することを目的とする。

本発明は、複数の電池セル（１０）を直列に接続して構成される組電池（１）の異常を検出する異常検出装置を対象としている。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、複数の電池セルのうち、隣接する電池セルの接続部に接続される複数の検出端子（Ｃ）と、複数の電池セルそれぞれの両端子間に並列に接続され、電池セルの両端子間の電圧を予め定めた保護電圧以下に保持するツェナダイオード（２１）と、複数の検出端子のうち、電池セルの両端子に接続される検出端子同士を短絡させる短絡スイッチ（２２２）を有する複数の短絡回路（２２）と、複数の短絡回路における短絡スイッチのオンオフを制御するスイッチ制御手段（２３ａ）と、電池セルの両端子に接続される検出端子間の端子間電圧を検出する端子間電圧検出手段（２３ｂ）と、スイッチ制御手段にて短絡スイッチをオンに制御した際の端子間電圧から、電池セルのセル電圧、およびツェナダイオードの保護電圧に応じて変動する変動分を除去する電圧補正手段（２４ａ）と、電圧補正手段にて補正した補正電圧値に基づいて、隣接する電池セルの接続部と検出端子との間に断線が生じているか否かを判定する断線判定手段（２４ｂ）と、を備える。そして、ツェナダイオードは、保護電圧が電池セルの正常時に取り得る最大値より高く、隣接する電池セルの正常時に取り得る最大値の合算値よりも低い素子で構成され、電圧補正手段は、隣接する電池セルそれぞれのセル電圧の合算値、および保護電圧の電圧値から変動分に相当する補正係数を算出し、補正係数をスイッチ制御手段にて短絡スイッチをオンに制御した際の端子間電圧から除去することを特徴としている。

これによれば、短絡スイッチをオンした際の検出端子間の端子間電圧から、隣接する電池セルのセル電圧、およびツェナダイオードによる保護電圧（ツェナダイオードの降伏電圧）による変動分を除去し、当該除去した値に基づいて、各電池セルの接続部と検出端子との間に断線が生じているか否かを判定するようにしているので、ツェナダイオードの降伏電圧を低く設定したとしても、組電池を構成する各電池セルと各電池セルを監視する回路との間の断線を検出することが可能となる。

また、請求項３に記載の発明では、複数の電池セルのうち、隣接する電池セルの接続部に接続される複数の検出端子（Ｃ）と、複数の電池セルそれぞれの両端子間に並列に接続され、電池セルの両端子間の電圧を予め定めた保護電圧以下に保持するツェナダイオード（２１）と、複数の検出端子のうち、電池セルの両端子に接続される検出端子同士を短絡させる短絡スイッチ（２２２）を有する複数の短絡回路（２２）と、複数の短絡回路における短絡スイッチのオンオフを制御するスイッチ制御手段（２３ａ）と、電池セルの両端子に接続される検出端子間の端子間電圧を検出する端子間電圧検出手段（２３ｂ）と、スイッチ制御手段にて短絡スイッチをオンに制御した際の端子間電圧、および所定の断線判定閾値に基づいて、隣接する電池セルの接続部と検出端子との間に断線が生じているか否かを判定する断線判定手段（２４ｂ）と、電池セルのセル電圧、およびツェナダイオードの保護電圧に応じて変動する端子間電圧の変動分に基づいて、断線判定閾値を設定する閾値設定手段（２４ｃ）と、を備える。そして、ツェナダイオードは、保護電圧が電池セルの正常時に取り得る最大値より高く、隣接する電池セルの正常時に取り得る最大値の合算値よりも低い素子で構成され、閾値設定手段は、隣接する電池セルそれぞれのセル電圧の合算値、および保護電圧の電圧値から変動分に相当する補正係数を算出し、予め定めた基準閾値を補正係数で補正した補正値を断線判定閾値に設定することを特徴としている。

これによれば、隣接する電池セルのセル電圧、およびツェナダイオードによる保護電圧（ツェナダイオードの降伏電圧）による変動分に応じて設定した断線判定閾値に基づいて、各電池セルの接続部と検出端子との間に断線が生じているか否かを判定するようにしているので、ツェナダイオードの降伏電圧を低く設定したとしても、組電池を構成する各電池セルと各電池セルを監視する回路との間の断線を検出することが可能となる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態に係る電源システムの全体構成図である。 第１実施形態に係る異常監視装置の要部を示す構成図である。 第１実施形態に係る異常監視装置の作動を説明するための異常検出装置の要部を示す回路図である。 第１実施形態に係る制御部が実行する制御処理の流れを示すフローチャートである。 第２実施形態に係る電源システムの全体構成図である。 第２実施形態に係る制御部が実行する制御処理の流れを示すフローチャートである。 本発明者らが検討している異常検出装置の一例を示す回路図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
まず、第１実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態では、ハイブリッド自動車や電気自動車に搭載される電源システムに、本発明の異常検出装置を適用している。図１の全体構成図に示すように、本実施形態の電源システムは、主たる構成要素として、組電池１、および異常検出装置２を備えている。

組電池１は、図示しない走行用電動モータを主として、車載された各種電気負荷に給電する電源である。本実施形態の組電池１は、リチウムイオン電池等の二次電池からなる電池セル１０を複数直列に接続したもので、互いに隣接する所定数の電池セル１０毎にグループ化した複数の電池ブロックＢ１〜Ｂｎの直列接続体として構成されている。

異常検出装置２は、組電池１の電圧等の各種状態を検出して、組電池１の異常を検出する装置であり、電圧検出用の検出ラインＬ等を介して組電池１の各電池セル１０の両端子に接続されている。

本実施形態の異常検出装置２は、複数の検出端子Ｃ、複数のツェナダイオード２１、複数の短絡回路２２、複数の監視回路２３、制御部２４、絶縁部２５を備えている。

検出端子Ｃは、各検出ラインＬそれぞれに設けられており、各電池セル１０の両端子（正極端子および負極端子）の少なくとも一方に接続されている。例えば、検出端子Ｃは、組電池１において最も高電位となる電池セル１０の正極端子、および組電池１において最も低電位となる電池セル１０の負極端子を除いて、各電池セル１０の正極端子および負極端子それぞれに接続されている。

ツェナダイオード２１は、各電池セル１０それぞれの両端子間に並列に接続され、電池セル１０の両端子間の電圧を予め定めた保護電圧（降伏電圧）以下に保持する素子であり、組電池１に生ずる過電圧から監視回路２３を保護する過電圧保護素子として機能する。各ツェナダイオード２１は、電池セル１０の両端子に接続された一対の検出ラインのうち、電池セル１０の高電位側の端子に接続された検出ラインにカソードが接続され、低電位側の端子に接続された検出ラインにアノードが接続されている。

また、各ツェナダイオード２１は、電池セル１０の電圧、および監視回路２３の耐電圧を考慮して降伏電圧が設定されている。具体的には、監視回路２３の保護を図るべく、ツェナダイオード２１として、その降伏電圧が各電池セル１０の正常時に取り得る最大値（例えば、５Ｖ）より高く、隣接する電池セル１０の正常時に取り得る最大値の合算値（例えば、１０Ｖ）よりも低い素子を選択している。なお、ツェナダイオード２１の降伏電圧は、予め保護電圧の電圧値Ｖｚとして制御部２４の記憶手段に記憶されている。

短絡回路２２は、複数の電池セル１０のうち、他の電池セル１０に比べて高電圧となる電池セル１０から放電電流を流すことで、各電池セル１０の電圧ばらつきを均等化する回路であり、本実施形態では、各電池セル１０それぞれに対応して複数設けられている。

ここで、図２は、複数の電池ブロックＢ１〜Ｂｎのうち、１つの電池ブロックＢｉ、および当該電池ブロックＢｉに対応する監視回路２３を示す図である。この図２に示すように、短絡回路２２は、抵抗体２２１、および短絡スイッチ２２２を直列に接続した直列接続体で構成されている。

短絡回路２２は、直列接続体における抵抗体２２１側の一端が、対応する電池セル１０の正極側の検出端子Ｃに接続され、直列接続体における短絡スイッチ２２２側の他端が、対応する電池セル１０の負極側の検出端子Ｃに接続されている。例えば、組電池１の電池ブロックＢｉ（ｉ＝１、２…）における最も高電位側に対応する短絡回路２２は、抵抗体２２１側の一端が検出端子Ｃ１に接続され、短絡スイッチ２２２側の他端が検出端子Ｃに２接続される。

短絡回路２２を構成する抵抗体２２１は、所定の抵抗値を有する抵抗素子により構成されている。また、各短絡回路２２における短絡スイッチ２２２は、電池セル１０の両端子に接続される検出端子同士を短絡させるもので、それぞれ監視回路２３からの信号に応じてオンオフが制御される半導体スイッチで構成され、短絡スイッチ２２２がオンに制御されると、電池セル１０からの放電電流が流れるようになっている。

監視回路２３は、各電池ブロックＢ１〜Ｂｎに対応して複数設けられており、後述する制御部２４からの制御信号に応じて、対応する電池ブロックＢ１〜Ｂｎにおける電圧状態等の検出、短絡回路２２の短絡スイッチ２２２の制御を実行する回路である。

本実施形態の監視回路２３は、短絡スイッチ２２２のオンオフを制御するスイッチ制御部２３ａ、および電池セル１０の両端子に接続された検出端子Ｃ間の電圧を検出する電圧検出部２３ｂを備えている。

スイッチ制御部２３ａは、制御部２４からの制御信号に応じて、短絡スイッチ２２２のオンオフを制御するスイッチ制御手段である。本実施形態のスイッチ制御部２３ａは、予め定められた順序で各短絡回路２２の短絡スイッチ２２２のオンオフを切替可能に構成されている。

電圧検出部２３ｂは、電池セル１０の両端子に接続された検出端子Ｃ間の電圧を検出する端子間電圧検出手段であり、絶縁部２５を介して電圧の検出結果を示す信号を制御部２４に対して出力するように構成されている。

この電圧検出部２３ｂは、短絡スイッチ２２２がオンに制御された際、各電池セル１０の両端子に接続された一対の検出端子Ｃ間の端子間電圧を断線判定用の端子間電圧Ｖｐとして検出するように構成されている。

また、本実施形態の電圧検出部２３ｂは、短絡スイッチ２２２がオフに制御された際、各電池セル１０の両端子に接続された一対の検出端子Ｃ間の端子間電圧をセル電圧Ｖｃとして検出するように構成されている。

例えば、組電池１の電池ブロックＢｉにおける最も高電位となる電池セル１０のセル電圧を検出する場合、一対の検出端子Ｃ１、Ｃ２に接続された短絡スイッチ２２２がオフに制御された際の各検出端子Ｃ１、Ｃ２間の電圧をセル電圧として検出することとなる。

図１に戻り、制御部２４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等からなるマイクロコンピュータ、およびその周辺機器で構成され、ＲＯＭ等の記憶手段に記憶された制御プログラムに従って各種処理を実行するように構成されている。

本実施形態の制御部２４は、絶縁部２５を介して各監視回路２３に接続されている。この絶縁部２５は、制御部２４と各監視回路２３との間を絶縁した状態で、制御部２４および各監視回路２３間で信号伝達する回路であり、制御部２４は、絶縁部２５を介して各監視回路２３への各種制御信号の出力や、各監視回路２３からの信号の取得が可能となっている。

また、本実施形態の制御部２４は、各監視回路２３から取得した各電池セル１０のセル電圧に基づいて、各電池セル１０のセル電圧のばらつきを均等化する均等化処理を実行するように構成されている。

例えば、均等化処理では、各監視回路２３から取得した各電池セル１０のセル電圧のばらつきが拡大した際に、各電池セル１０のうち高電圧となる電池セル１０を放電対象に決定し、当該電池セル１０の放電時間を算出する。そして、制御部２４が、監視回路２３に対して、放電対象となる電池セル１０の放電指示、および放電時間を示す制御信号を出力する。これにより、監視回路２３が放電対象となる電池セル１０に対応する短絡回路２２の短絡スイッチ２２２を放電時間オンすることで、各電池セル１０の均等化が実現される。

加えて、本実施形態の制御部２４は、監視回路２３のスイッチ制御部２３ａにて短絡スイッチ２２２をオンに制御した場合の各電池セル１０の両端子に接続された検出端子Ｃ間の端子間電圧（断線判定用の端子間電圧Ｖｐ）を補正する電圧補正処理、および電圧補正処理にて補正した電圧補正値に基づいて、隣接する電池セル１０の接続部と検出端子Ｃとの間に断線が生じているか否かを判定する断線判定処理を実行するように構成されている。

電圧補正処理では、スイッチ制御部２３ａにて短絡スイッチ２２２のオンオフを制御した際の各電池セル１０の両端子に接続された検出端子Ｃ間の端子間電圧（断線判定用の端子間電圧Ｖｐ、およびセル電圧Ｖｃ）を監視回路２３から取得する。

そして、断線判定用の端子間電圧Ｖｐから、隣接する電池セル１０のセル電圧Ｖｃおよびツェナダイオード２１の保護電圧に応じて変動する変動分を除去した値を電圧補正値として算出する。

より詳しくは、隣接する電池セル１０それぞれのセル電圧Ｖｃ、およびツェナダイオード２１の保護電圧の電圧値Ｖｚから変動分に相当する補正係数αを算出し、補正係数αを断線判定用の端子間電圧Ｖｐから除去した値を電圧補正値（＝Ｖｐ−α）として算出する。

ここで、本実施形態では、隣接する電池セル１０それぞれのセル電圧Ｖｃの合算値からツェナダイオード２１の保護電圧の電圧値Ｖｚを減算した減算値を補正係数αとして算出する。例えば、隣接する電池セル１０それぞれのセル電圧Ｖｃの合算値が８Ｖ、ツェナダイオード２１の保護電圧の電圧値Ｖｚが５．１Ｖである場合、補正係数αは、２．９となる。なお、補正係数αおよび電圧補正値は、端子間電圧Ｖｐを検出する検出端子毎に異なることから、検出端子毎に算出することとなる。

また、断線検出処理では、電圧補正処理にて補正した補正電圧値が、予め電池セル１０の正常時における使用電圧範囲よりも低い値に設定された断線判定閾値Ｖｔｈ以下となった場合に、隣接する電池セル１０の接続部と検出端子Ｃとの間に断線が生じていると判定する。

なお、断線判定閾値Ｖｔｈは、ツェナダイオード２１の保護電圧の電圧値Ｖｚから電池セル１０の正常時における使用電圧範囲の最大値Ｖｃｍａｘを減算した値に設定されている。例えば、電池セル１０の正常時における使用電圧範囲の最大値が５Ｖ、ツェナダイオード２１の保護電圧の電圧値Ｖｚが５．１Ｖである場合、断線判定閾値Ｖｔｈは、０．１に設定される。

ここで、図３に示す回路において、各電池セルＡｉ、Ａｉ＋１の接続部と検出端子Ｃｉ＋１との間に断線が生じた場合ついて説明する。なお、図３に示す隣接する電池セルＡｉ、Ａｉ＋１、Ａｉ＋２それぞれの電圧値が４Ｖ（使用電圧範囲：３〜５Ｖ）であり、各ツェナダイオードＺＤｉ、ＺＤｉ＋１、ＺＤｉ＋２の降伏電圧が５．１Ｖ、断線判定閾値Ｖｔｈが０．１に設定されているものとする。

この場合、まず、電池セルＡｉ＋２に対応する短絡スイッチＳＷｉ＋２がオンされると、検出端子Ｃｉ＋２における端子間電圧Ｖｐは、電池セルＡｉ＋２の両端電圧と同様の電圧値（４．０Ｖ程度）となる。そして、補正係数αは、隣接する電池セルＡｉ＋１、Ａｉ＋２のセル電圧の合算値が８Ｖ、ツェナダイオードＺＤｉの降伏電圧が５．１Ｖであることから、２．９となる。

このため、端子間電圧Ｖｐから補正係数αを除去した電圧補正値は、約１．１となり、断線判定閾値Ｖｔｈ（０．１）以上の値となる。従って、各電池セルＡｉ＋１、Ａｉ＋２の接続部と検出端子Ｃｉ＋２との間に断線が生じていないことを検出することができる。

続いて、電池セルＡｉ＋１に対応する短絡スイッチＳＷｉ＋１がオンされると、検出端子Ｃｉ＋１における端子間電圧Ｖｐは、電池セルＡｉ＋１の使用電圧範囲に近い値（２．９Ｖ程度）となる。そして、補正係数αは、隣接する電池セルＡｉ、Ａｉ＋１のセル電圧の合算値が８Ｖ、ツェナダイオードＺＤｉの降伏電圧が５．１Ｖであることから、２．９となる。

このため、端子間電圧Ｖｐから補正係数αを除去した電圧補正値は、略ゼロとなり、断線判定閾値Ｖｔｈである０．１を下回る。従って、各電池セルＡｉ、Ａｉ＋１の接続部と検出端子Ｃｉ＋１との間に断線が生じていることを検出することができる。

なお、本実施形態の制御部２４における電圧補正処理を実行する構成（ソフトウェアおよびハードウェア）が電圧補正手段２４ａを構成し、断線検出処理を実行する構成（ソフトウェアおよびハードウェア）が断線判定手段２４ｂを構成している。

次に、本実施形態に係る制御部２４が実行する電圧補正処理、断線検出処理等における一連の制御処理の流れについて図４のフローチャートを用いて説明する。なお、図４に示す制御ルーチンは、車両の駐停車中において上位システムからの制御信号等に応じて制御部２４が実行する。

まず、各電池セル１０に対応する短絡回路２２の短絡スイッチ２２２のオンを指示する制御信号を各監視回路２３へ出力する（Ｓ１００）。これにより、各監視回路２３が短絡回路２２の短絡スイッチ２２２を所定の順序でオンして、短絡スイッチ２２２をオンした際の端子間電圧Ｖｐを検出する。

そして、短絡スイッチ２２２がオンに制御された際の各端子間電圧Ｖｐを各監視回路２３から取得し（Ｓ１１０）、取得した各端子間電圧ＶｐをＲＡＭ等の記憶手段に記憶する。

続いて、各電池セル１０に対応する短絡回路２２の短絡スイッチ２２２のオフを指示する制御信号を各監視回路２３へ出力する（Ｓ１２０）。これにより、各監視回路２３が短絡回路２２の短絡スイッチ２２２を所定の順序でオフして、短絡スイッチ２２２をオフした際の端子間電圧を各電池セル１０のセル電圧Ｖｃとして検出する。

そして、短絡スイッチ２２２がオフに制御された際の各電池セルのセル電圧Ｖｃを各監視回路２３から取得し（Ｓ１３０）、取得したセル電圧ＶｃそれぞれをＲＡＭ等の記憶手段に記憶する。

続いて、ステップＳ１３０にて取得したセル電圧Ｖｃ（隣接する電池セル１０それぞれのセル電圧Ｖｃ）、およびツェナダイオード２１の保護電圧の電圧値Ｖｚから補正係数αを算出する（Ｓ１４０）。具体的には、隣接する電池セル１０それぞれのセル電圧Ｖｃの合算値からツェナダイオード２１の保護電圧の電圧値Ｖｚを減算した減算値を補正係数αとして算出する。

続いて、ステップＳ１１０にて取得した端子間電圧ＶｐからステップＳ１４０にて算出した補正係数αを減算して電圧補正値を算出し、当該電圧補正値が、予め設定された断線判定閾値Ｖｔｈを下回っているか否かを判定する（Ｓ１５０）。

この結果、電圧補正値（＝Ｖｐ−α）が、断線判定閾値Ｖｔｈを下回っていないと判定された場合（Ｓ１５０：ＮＯ）には、隣接する電池セル１０の接続部と検出端子Ｃとの間に断線が生じていないことを検出し（Ｓ１６０）、制御処理を終了する。

一方、電圧補正値（＝Ｖｐ−α）が、断線判定閾値Ｖｔｈを下回っていると判定された場合（Ｓ１５０：ＹＥＳ）には、隣接する電池セル１０の接続部と検出端子Ｃとの間に断線が生じていることを検出し（Ｓ１７０）、制御処理を終了する。この場合、制御部２４は、隣接する電池セル１０の接続部と検出端子Ｃとの間に断線が生じている旨を上位システムに出力する。

以上説明した本実施形態では、短絡回路２２の短絡スイッチ２２２をオンした場合の検出端子Ｃ間の端子間電圧Ｖｐに含まれる各電池セル１０のセル電圧、およびツェナダイオード２１による保護電圧（ツェナダイオード２１の降伏電圧）による変動分を除去した補正電圧値によって、各電池セル１０の接続部と検出端子Ｃとの間に断線が生じているか否かを判定する構成としている。

このため、ツェナダイオード２１による保護電圧の電圧値Ｖｚを低く設定したとしても、組電池１を構成する各電池セル１０と各電池セルを監視する回路との間の断線を検出することが可能となる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態では、電池セル１０のセル電圧、およびツェナダイオード２１の保護電圧（降伏電圧）に応じて変動する端子間電圧Ｖｐの変動分に基づいて断線判定閾値を設定する例について説明する。

本実施形態の制御部２４は、断線判定閾値を設定する閾値設定処理、閾値設定処理にて設定した断線判定閾値を用いて、断線判定処理を実行するように構成されている。

閾値設定処理では、スイッチ制御部２３ａにて短絡スイッチ２２２のオンオフを制御した際の各電池セル１０の両端子に接続された検出端子Ｃ間の端子間電圧（断線判定用の端子間電圧Ｖｐ、およびセル電圧Ｖｃ）を監視回路２３から取得する。

そして、予め設定された基準閾値Ｖｔｈ（例えば、０〜０．５の範囲）に対して、隣接する電池セル１０のセル電圧Ｖｃおよびツェナダイオード２１の保護電圧に応じて変動する端子間電圧Ｖｐの変動分を加算した値を断線検出閾値として設定する。

より詳しくは、隣接する電池セル１０それぞれのセル電圧Ｖｃ、およびツェナダイオード２１の保護電圧の電圧値Ｖｚから変動分に相当する補正係数αを算出し、基準閾値Ｖｔｈから除去した値を断線判定閾値（＝Ｖｔｈ＋α）として算出する。なお、本実施形態では、隣接する電池セル１０それぞれのセル電圧Ｖｃの合算値からツェナダイオード２１の保護電圧の電圧値Ｖｚを減算した減算値を補正係数αとして算出する。

また、断線検出処理では、断線判定用の端子間電圧Ｖｐが、閾値設定処理にて設定された断線判定閾値（＝Ｖｔｈ＋α）以下となった場合に、隣接する電池セル１０の接続部と検出端子Ｃとの間に断線が生じていると判定する。

なお、図５に示すように、本実施形態の制御部２４における閾値設定処理を実行する構成（ソフトウェアおよびハードウェア）が閾値設定手段２４ｃを構成している。

次に、本実施形態に係る制御部２４が実行する閾値設定処理、断線検出処理等における一連の制御処理の流れについて図６のフローチャートを用いて説明する。なお、図６に示す制御ルーチンは、車両の駐停車中において上位システムからの制御信号等に応じて制御部２４が実行する。

まず、各電池セル１０に対応する短絡回路２２の短絡スイッチ２２２のオンを指示する制御信号を各監視回路２３へ出力し（Ｓ１００）、短絡スイッチ２２２がオンに制御された際の各端子間電圧Ｖｐを各監視回路２３から取得する（Ｓ１１０）。

続いて、各電池セル１０に対応する短絡回路２２の短絡スイッチ２２２のオフを指示する制御信号を各監視回路２３へ出力し（Ｓ１２０）、短絡スイッチ２２２がオフに制御された際の各電池セルのセル電圧Ｖｃを各監視回路２３から取得する（Ｓ１３０）。

続いて、ステップＳ１３０にて取得したセル電圧Ｖｃ（隣接する電池セル１０それぞれのセル電圧Ｖｃ）、およびツェナダイオード２１の保護電圧の電圧値Ｖｚから補正係数αを算出する（Ｓ１４０）。具体的には、隣接する電池セル１０それぞれのセル電圧Ｖｃの合算値からツェナダイオード２１の保護電圧の電圧値Ｖｚを減算した減算値を補正係数αとして算出する。

続いて、予め定めた基準閾値ＶｔｈにステップＳ１４０にて算出した補正係数αを加算した値を断線判定閾値（＝Ｖｔｈ＋α）に設定し、ステップＳ１１０にて取得した各端子間電圧Ｖｐが、断線判定閾値を下回っているか否かを判定する（Ｓ１８０）。

この結果、各端子間電圧Ｖｐが、断線判定閾値を下回っていないと判定された場合（Ｓ１８０：ＮＯ）には、隣接する電池セル１０の接続部と検出端子Ｃとの間に断線が生じていないことを検出し（Ｓ１６０）、制御処理を終了する。

一方、各端子間電圧Ｖｐが、断線判定閾値を下回っていると判定された場合（Ｓ１８０：ＹＥＳ）には、隣接する電池セル１０の接続部と検出端子Ｃとの間に断線が生じていることを検出し（Ｓ１７０）、制御処理を終了する。この場合、制御部２４は、隣接する電池セル１０の接続部と検出端子Ｃとの間に断線が生じている旨を上位システムに出力する。

以上説明した本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、ツェナダイオード２１による保護電圧の電圧値Ｖｚを低く設定したとしても、組電池１を構成する各電池セル１０と各電池セルを監視する回路との間の断線を検出することができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、適宜変更することができる。例えば、以下のように種々変形可能である。

（１）上述の各実施形態では、短絡スイッチ２２２をオフに制御した際の端子間電圧を電池セル１０のセル電圧Ｖｃとして検出する例を説明したが、これに限らず、例えば、短絡スイッチ２２２をオフに制御した際の各電池セル１０における両端子間の電圧を検出する回路を追加し、当該回路により、セル電圧Ｖｃを検出するようにしてもよい。

（２）上述の各実施形態では、隣接する電池セル１０それぞれのセル電圧Ｖｃの合算値からツェナダイオード２１の降伏電圧（保護電圧の電圧値）を減算した減算値を補正係数αとして算出する例を説明したが、これに限定されない。例えば、隣接する電池セル１０それぞれのセル電圧Ｖｃの合算値、ツェナダイオード２１の降伏電圧（保護電圧の電圧値）Ｖｚ、および補正係数αとの相関関係を規定した制御マップを記憶手段に記憶しておき、当該制御マップを参照して、隣接する電池セル１０それぞれのセル電圧Ｖｃの合算値、ツェナダイオード２１による保護電圧の電圧値Ｖｚから補正係数αを算出するようにしてもよい。

（３）上述の各実施形態では、車両に搭載された組電池１に、本発明の異常検出装置を適用する例を説明したが、車両以外に用いられる組電池１に適用してもよい。

１ 組電池
１０ 電池セル
２１ ツェナダイオード
２２ 短絡回路
２２２ 短絡スイッチ
２３ａ スイッチ制御部（スイッチ制御手段）
２３ｂ 電圧検出部（端子間電圧検出手段）
２４ａ 電圧補正手段
２４ｂ 断線判定手段

Claims (5)

1. 複数の電池セル（１０）を直列接続して構成される組電池（１）の異常検出装置において、
   前記複数の電池セルのうち、隣接する電池セルの接続部に接続される複数の検出端子（Ｃ）と、
   前記複数の電池セルそれぞれの両端子間に並列に接続され、前記電池セルの両端子間の電圧を予め定めた保護電圧以下に保持するツェナダイオード（２１）と、
   前記複数の検出端子のうち、前記電池セルの両端子に接続される検出端子同士を短絡させる短絡スイッチ（２２２）を有する複数の短絡回路（２２）と、
   前記複数の短絡回路における前記短絡スイッチのオンオフを制御するスイッチ制御手段（２３ａ）と、
   前記電池セルの両端子に接続される前記検出端子間の端子間電圧を検出する端子間電圧検出手段（２３ｂ）と、
   前記スイッチ制御手段にて前記短絡スイッチをオンに制御した際の前記端子間電圧から、前記電池セルのセル電圧、および前記ツェナダイオードの保護電圧に応じて変動する変動分を除去する電圧補正手段（２４ａ）と、
   前記電圧補正手段にて補正した補正電圧値に基づいて、前記隣接する電池セルの前記接続部と前記検出端子との間に断線が生じているか否かを判定する断線判定手段（２４ｂ）と、を備え、
   前記ツェナダイオードは、前記保護電圧が前記電池セルの正常時に取り得る最大値より高く、前記隣接する電池セルの正常時に取り得る最大値の合算値よりも低い素子で構成され、
   前記電圧補正手段は、前記隣接する電池セルそれぞれのセル電圧の合算値、および前記保護電圧の電圧値から前記変動分に相当する補正係数を算出し、前記補正係数を前記スイッチ制御手段にて前記短絡スイッチをオンに制御した際の前記端子間電圧から除去することを特徴とする異常検出装置。
2. 前記電圧補正手段は、前記隣接する電池セルそれぞれのセル電圧の合算値から前記保護電圧の電圧値を減算した減算値を前記補正係数として算出することを特徴とする請求項１に記載の異常検出装置。
3. 複数の電池セル（１０）を直列接続して構成される組電池（１）の異常検出装置において、
   前記複数の電池セルのうち、隣接する電池セルの接続部に接続される複数の検出端子（Ｃ）と、
   前記複数の電池セルそれぞれの両端子間に並列に接続され、前記電池セルの両端子間の電圧を予め定めた保護電圧以下に保持するツェナダイオード（２１）と、
   前記複数の検出端子のうち、前記電池セルの両端子に接続される検出端子同士を短絡させる短絡スイッチ（２２２）を有する複数の短絡回路（２２）と、
   前記複数の短絡回路における前記短絡スイッチのオンオフを制御するスイッチ制御手段（２３ａ）と、
   前記電池セルの両端子に接続される前記検出端子間の端子間電圧を検出する端子間電圧検出手段（２３ｂ）と、
   前記スイッチ制御手段にて前記短絡スイッチをオンに制御した際の前記端子間電圧、および所定の断線判定閾値に基づいて、前記隣接する電池セルの前記接続部と前記検出端子との間に断線が生じているか否かを判定する断線判定手段（２４ｂ）と、
   前記電池セルのセル電圧、および前記ツェナダイオードの保護電圧に応じて変動する前記端子間電圧の変動分に基づいて、前記断線判定閾値を設定する閾値設定手段（２４ｃ）と、を備え、
   前記ツェナダイオードは、前記保護電圧が前記電池セルの正常時に取り得る最大値より高く、前記隣接する電池セルの正常時に取り得る最大値の合算値よりも低い素子で構成され、
   前記閾値設定手段は、前記隣接する電池セルそれぞれのセル電圧の合算値、および前記保護電圧の電圧値から前記変動分に相当する補正係数を算出し、予め定めた基準閾値を前記補正係数で補正した補正値を前記断線判定閾値に設定することを特徴とする異常検出装置。
4. 前記閾値設定手段は、前記隣接する電池セルそれぞれのセル電圧の合算値から前記保護電圧の電圧値を減算した減算値を前記補正係数として算出することを特徴とする請求項３に記載の異常検出装置。
5. 前記端子間電圧検出手段は、前記スイッチ制御手段にて前記短絡スイッチをオフに制御した場合の前記端子間電圧を前記電池セルのセル電圧として検出することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の異常検出装置。

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