JP6507989B2 - 電池監視装置 - Google Patents

Description

本発明は、組電池の異常の有無を監視する電池監視装置に関する。

特許文献１では、複数個の電池セル（単位電池）の直列接続体として電池ブロックを構成している。そして複数個の電池ブロックを導電部材を介して接続することで組電池を構成している。各電池ブロックを構成する電池セルの両側の電気径路にはフライングキャパシタが切り替え接続されるように構成されており、各電池セルの電圧で充電されたフライングキャパシタの充電電圧から各電池セルの電圧が検出されるようになっている。

ところで上記構成においては、電池ブロック間の導電部材の異常（断線等）を検出することが必要となる。そこで、特許文献１では、電池ブロック間の導電部材の両側に接続された一対の電気径路に、ツェナダイオードを有するバイパス経路を並列接続する。そして、電池ブロック間の導電部材の両端に接続された一対の電気経路にフライングキャパシタを接続した状態で、その一対の電気径路にフライングキャパシタからの放電電流を流す。この際、電池ブロック間の導電部材に異常が生じていなければ、放電電流は導電部材を介して流れることとなる。一方、電池ブロック間の導電部材に異常が生じていれば、放電電流はバイパス経路を介して流れることとなる。

フライングキャパシタの放電電流がバイパス経路側へ流れる場合、ツェナダイオードの降伏電圧（ツェナ電圧）が生じる。そのため、電池ブロック間の導電部材が正常な場合に対して、導電部材に異常がある場合には、バイパス経路の両端の電位差、および放電時のフライングキャパシタの端子間電圧が大きく乖離することが生じる。このように、電池ブロック間の導電部材の異常の有無によって、バイパス経路の両端における電位差またはフライングキャパシタの端子間電圧が異なることに基づいて、電池ブロック間の導電部材の異常の有無を判定することができる。

２０１５−８３９６０号公報

しかし特許文献１の構成では、電池ブロック間に設けられた導電部材の異常検出のために、電池ブロック間の導電部材ごとにバイパス経路等の部材を設ける必要があり部品点数が増加することに伴う不都合が生じてしまう。

また、電池ブロックを構成する複数個の電池セルを導電部材を介して接続することも想定される。しかし電池ブロック内の導電部材の異常検出を行うために、特許文献１に示されるようなバイパス経路等の部材を設けることは、部品点数の増加を招くことに繋がる。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で組電池の状態を監視することができる電池監視装置を提供することを主たる目的とする。

本発明は、電池セル（ＣＥ）と導電部材（ＳＰ）との直列接続体で構成された電池ブロック（１１）を複数個直列に接続して構成された組電池（１０）における異常の有無を監視する電池監視装置であって、前記電池ブロックのそれぞれに対して切り替え可能に並列接続されたキャパシタ（２２）と、前記導電部材の異常時に、前記導電部材に代えて前記電池セルの電流を一方向に流すように前記導電部材に対して並列接続された電流制限素子（Ｄ）と、前記導電部材に対して並列接続された容量成分（Ｃ）と、測定対象の前記電池ブロックの電圧よりも大きい電圧で前記キャパシタが充電されるように、複数の前記電池セルと前記キャパシタとを並列接続して、前記キャパシタを充電する充電処理を行う充電処理部（３０）と、前記測定対象の電池ブロックと前記充電処理後のキャパシタとを並列接続して、前記測定対象の電池ブロックに対して前記キャパシタの電荷を放電する放電処理を行う放電処理部（３０）と、前記放電処理後の前記キャパシタの電圧に基づいて、前記測定対象の前記電池ブロック内における前記導電部材の異常の有無を判定する異常判定部（３０）と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、電池セルと導電部材との直列接続体として電池ブロックを構成する。そして電池ブロックを複数個直列に接続して組電池を構成する。そして、電池ブロックのそれぞれに対して切り替え可能にキャパシタを並列接続する。また電池ブロック内の導電部材に対して、導電部材の異常時に導電部材に代えて電池ブロックの電流を一方向に流す電流制限素子並びに容量成分を並列接続する。

以上の構成において、測定対象の電池ブロックの電圧よりも大きい電圧でキャパシタが充電されるように、複数の電池セルとキャパシタとを並列接続してキャパシタを充電する。この際、電池ブロック内の導電部材に異常（断線等）が生じていたとしても電流制限部材を介して電流が流れるため、電池ブロックの電圧でキャパシタを充電することができる。

その後、測定対象の電池ブロックとキャパシタとを並列接続して、測定対象の電池ブロックに対してキャパシタの電荷を放電する。この際、測定対象の電池ブロック内の導電部材に異常が生じていなければ、電池ブロック内の電池セル及び導電部材のみを介して流れる放電電流により、キャパシタの電圧は測定対象の電池ブロックの電圧まで低下する。一方、測定対象の電池ブロック内の導電部材に異常が生じていれば、その異常箇所の導電部材には電流は流れず、導電部材に並列接続された容量成分に放電電流が流れることとなる。この際、容量成分に発生する電圧によって、キャパシタの電圧は測定対象の電池ブロックの電圧よりも高い電圧までしか低下しないこととなる。

以上のように、キャパシタを測定対象の電池ブロックよりも大きい電圧を充電した後、測定対象の電池ブロックとキャパシタとを接続してキャパシタの放電を行った際には、電池ブロック内の導電部材の異常の有無に応じて、キャパシタの電圧に差が生じることとなる。このことを利用して、測定対象の電池ブロック内の導電部材の異常の有無を簡易な構成で検出することができる。

電池監視システムの回路構成を示す図。 電池ブロック及び周辺の回路構成を示す図。 制御装置によるキャパシタの充放電処理の説明図。 電池ブロックの異常の有無とキャパシタの充電処理との関係を示す図。 電池ブロックの異常の有無とキャパシタの放電処理との関係を示す図。 電池ブロックの異常判定処理のフローチャート。 変容例の電池ブロックの回路構成を示す図。

以下、本発明の実施形態を図面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。なお本実施形態の組電池は、インバータ等を介して車両走行用の電動機（走行用モータ）に電力を供給する電源として用いられる。

（第１実施形態）
図１に示すように、電池監視システム１００は、組電池１０、電池監視装置２０、制御装置３０を備えている。

組電池１０は、複数個の電池ブロック１１の直列接続体として構成される。図１では組電池１０を、５個の電池ブロック１１（１１ａ〜１１ｅ）の直列接続体として構成した例を示している。これ以外にも、組電池１０は任意の個数の電池ブロックの直列接続体として構成することができる。

ここで電池ブロック１１の構成について説明する。図２に電池ブロック１１ａの例を示す。なお、他の電池ブロック１１ｂ〜１１ｅの構成は電池ブロック１１ａと同様であるため詳述は省略する。電池ブロック１１ａは、複数個の単位電池ＵＢと導電部材ＳＰとを直列に接続することで構成されている。単位電池ＵＢは、充放電の最小単位としての電池セルＣＥを用いて構成されている。なお電池セルＣＥは、リチウムイオン蓄電池や鉛蓄電池等である。また図２の例では、単位電池ＵＢを複数個の電池セルＣＥで構成しているが、単位電池ＵＢは単一の電池セルＣＥで構成してもよい。

導電部材ＳＰは例えばワイヤであり、隣接する単位電池ＵＢ間を接続するために用いられる。また、単位電池ＵＢと導電部材ＳＰの各々には従来からのノイズ対策としてコンデンサＣが並列接続されている。

図１の説明に戻り、電池監視装置２０は、抵抗体Ｒ、入力側スイッチ２１、キャパシタ２２、出力側スイッチ２３、電圧検出部２４、監視ＩＣ２５を備えており、隣接する電池ブロック１１間又は電池ブロック１１の端部に設けられた各検出ラインＬ１〜Ｌ１０を介して組電池１０に接続されている。

各検出ラインＬ１〜Ｌ１０のうち、各電池ブロック１１の高電圧側に奇数番目の検出ラインＬｉ（ｉ＝１，３，５，７，９）が接続され、各電池ブロック１１の低電圧側に偶数番目の検出ラインＬｊ（ｊ＝２，４，６，８，１０）が接続されている。

また、各検出ラインＬ１〜Ｌ１０には、それぞれ抵抗体Ｒが設けられている。そして、抵抗体Ｒとキャパシタ２２との間に入力側スイッチ２１が設けられている。入力側スイッチ２１は、各検出ラインＬ１〜Ｌ１０上に個別に設けられたスイッチＳＷ１〜ＳＷ１０を有している。

キャパシタ２２は、複数個の電池ブロック１１の電圧で充電可能な容量を有するものが用いられる。本実施形態では、２個のコンデンサの直列接続体としてキャパシタ２２を構成している。これにより個々のコンデンサの耐電圧を抑えることができる。なお、キャパシタ２２は少なくとも１つのコンデンサで構成してもよく、２個以上のコンデンサの直列接続体として構成してもよい。なお上述したコンデンサＣは、キャパシタ２２よりも小さい容量のものが選択されるとする。

キャパシタ２２の正極側（＋）には、入力側スイッチ２１の奇数番目のスイッチＳＷｉ（ｉ＝１，３，５，７，９）が接続される。キャパシタの負極側（−）には、入力側スイッチ２１の偶数番目の第２スイッチＳＷj（j＝２，４，６，８，１０）が接続される。

また、キャパシタ２２は、出力側スイッチ２３を介して電圧検出部２４に接続されている。出力側スイッチ２３はスイッチＳＷＡ，ＳＷＢからなり、スイッチＳＷＡがキャパシタ２２の正極側（＋）、スイッチＳＷＢがキャパシタ２２の負極側（−）に接続されている。

電圧検出部２４は、差動増幅回路やマイクロコンピュータ（マイコン）等を備えて構成されており、キャパシタ２２の充電電圧を、制御装置３０が読み込み可能なデジタル信号に変換する。

監視ＩＣ２５は、電池ブロック１１ごとの状態を検出するものであり、図１では、各電池ブロック１１ａ〜１１ｅに対して、監視ＩＣ２５ａ〜２５ｅが個別に設けられている。ここで監視ＩＣ２５の構成について、図２の監視ＩＣ２５ａの例を用いて詳しく説明する。

監視ＩＣ２５ａは、電池ブロック１１ａ内の個々の電池セルＣＥの高電圧側と低電圧側に設けられた電気径路ＥＰを介して電池ブロック１１ａに接続されている。また、監視ＩＣ２５ａ内には、電池ブロック１１ａ内の導電部材ＳＰが断線した際に、監視ＩＣ２５内に異常な電流（過電流）が流れないようにするために、従来から電流制限素子としてのダイオードＤが内蔵されている。ダイオードＤは、電池ブロック１１ａ内の導電部材ＳＰの両側に設けられた一対の電気径路ＥＰに接続されている。詳しくは、ダイオードＤのアノードが低電位側の電気径路ＥＰに接続され、ダイオードＤのカソードが高電位側の電気径路ＥＰに接続されている。

以上により、各導電部材ＳＰの両側に接続された一対の電気径路ＥＰを介して、低電位側から高電位側への一方向の電流の流れのみが許容され、その逆方向の電流の流れが遮断される。これにより、監視ＩＣ２５ａ内に過電流が流れることが抑制することができる。

また、電池ブロック１１ａ内の導電部材ＳＰの両端にダイオードＤが接続されていることによって、電池ブロック１１ａ内の導電部材ＳＰに異常がある場合には、導電部材ＳＰの異常箇所に代えて、ダイオードＤを介して電流が流れるため、導電部材ＳＰの異常の有無に関わらずキャパシタ２２を充電することができる。なお図２では、電流制限素子としてダイオードを用いているが、これ以外にも、電流制限素子としては、監視ＩＣ２５内での電流の流れを一方向に制限できる各種の半導体素子を用いることができる。なお、他の監視ＩＣ２５ｂ〜２５ｅの構成は監視ＩＣ２５ａと同様であるため、ここでの詳述は省略する。

図１の説明に戻り、制御装置３０は、ＣＰＵ、メモリ等を備えて構成されるマイクロコンピュータであり、メモリに記憶されたプログラムに従って各種処理を実施する。例えば制御装置３０は、入力側スイッチ２１の各スイッチＳＷ１〜ＳＷ１０の開状態（オフ）と閉状態（オン）とを切り替えることで、キャパシタ２２に対して各電池ブロック１１を切り替え接続する。また制御装置３０は、各電池ブロック１１の電圧を検出する電圧検出処理を行う。

電圧検出処理について詳しく説明すると、制御装置３０は、まず、出力側スイッチ２３をオフとした状態で、いずれかの電池ブロック１１の高電圧側に設けられたスイッチＳＷｉ（ｉ＝１，３，５，７，９）及び低電圧側に設けられたＳＷｊ（ｊ＝２，４，６，８，１０）をオンに切り替えて、その電池ブロック１１とキャパシタ２２とを接続する。なお、電池ブロック１１とキャパシタ２２とが接続されると、電池ブロック１１の電圧でキャパシタ２２が充電される。キャパシタ２２の充電が完了すると、入力側スイッチ２１をオフ、出力側スイッチ２３をオンに切り替える。これにより、電圧検出部２４に入力されたキャパシタ２２の電圧がデジタル信号に変換される。そして制御装置３０が、電圧検出部２４による変換後の電圧を読み込むことにより、キャパシタ２２を充電した測定対象の電池ブロック１１の電圧を検出する。

また制御装置３０は、電池ブロック１１内の導電部材ＳＰに異常があるか否かを判定する異常判定処理を行う。なお、導電部材ＳＰの異常としては、導電部材ＳＰの断線や、ボルトの締結不良等が挙げられる。これ以外にも、導電部材ＳＰが図示を略すコネクタを介して電池ブロック１１に接続される場合には、コネクタの接続不良等も導電部材ＳＰの異常に含まれるとする。

そして、電池ブロック１１内の導電部材ＳＰに異常がある場合には、その影響が電池ブロック１１に接続された監視ＩＣ２５に及ぶおそれがあるため、電池ブロック１１内の導電部材ＳＰの異常が検出される必要がある。しかし電池ブロック１１内の導電部材ＳＰの異常検出をするために、新たな構成を追加することは、部品点数の増加、並びにコストアップにつながる。

ところで、電池ブロック１１内の導電部材ＳＰに異常がある場合と、電池ブロック１１内の導電部材ＳＰに異常がない場合とでは、制御装置３０が次のような処理を行った際にキャパシタ２２によって検出される電圧値に違いが生じることが分かった。ここで、図１，図３〜図５を用いて制御装置３０による処理について説明する。

はじめに制御装置３０は、測定対象の電池ブロック１１の電圧を基準電圧として取得する（図３の第１処理Ｐ１）。詳しくは、制御装置３０は、はじめに測定対象の電池ブロック１１を選択する。測定対象の電池ブロック１１としては、一つの電池ブロック１１が選択される他、隣接する複数の電池ブロック１１がまとめて選択されてもよい。そして、測定対象の電池ブロック１１とキャパシタ２２とを接続して、測定対象の電池ブロック１１の電圧でキャパシタ２２を充電する。

ここで、測定対象の電池ブロック１１として、電池ブロック１１ａが選択された例を挙げて説明する。この場合、図４に示すように、電池ブロック１１ａ内の導電部材ＳＰに異常が生じていなければ、電池ブロック１１ａ内の各電池セルＣＥ及び導電部材ＳＰのみを介して充電電流が流れる（経路Ａ１）。一方、電池ブロック１１ａ内の導電部材ＳＰに異常が生じていれば、その導電部材ＳＰの異常箇所は、導電部材ＳＰに代えてダイオードＤを経由して充電電流が流れることとなる（経路Ａ２）。

すなわち、第１処理Ｐ１においては、電池ブロック１１ａ内の導電部材ＳＰの異常の有無に関わらず、キャパシタ２２の電圧が測定対象の電池ブロック１１の電圧となるように充電されることとなる（図３参照）。そして制御装置３０は、キャパシタ２２の充電電圧を基準電圧ＶＢとして取得する。

次に制御装置３０は、測定対象の電池ブロック１１ａの電圧よりも大きい電圧でキャパシタ２２を充電する充電処理を行う（図３の第２処理Ｐ２）。例えば図１において、スイッチＳＷ７，ＳＷ１０をオンに切り替えて、電池ブロック１１ｄ，１１ｅの直列接続体の電圧でキャパシタ２２を充電する。このように、測定対象の電池ブロック１１ａの個数よりも多い個数の電池ブロック１１とキャパシタ２２とを接続することで、測定対象の電池ブロック１１ａの電圧よりも大きい電圧でキャパシタ２２を充電することができる。

次に、充電処理後のキャパシタ２２と測定対象の電池ブロック１１ａとを接続して、キャパシタ２２の放電処理を行う（図３の第３処理Ｐ３）。すなわち、第２処理Ｐ２で行われた充電によってキャパシタ２２の充電電圧が測定対象の電池ブロック１１ａの電圧よりも高くなっている。そのため、電池ブロック１１ａとキャパシタ２２とが接続された際に、キャパシタ２２から電池ブロック１１ａに対して電荷が放電されることとなる。

この際、図５に示すように、電池ブロック１１ａ内の導電部材ＳＰに異常が生じていなければ、各電池セルＣＥ及び導電部材ＳＰを介して放電電流が流れる（径路Ａ３）。この場合、キャパシタ２２の電圧が電池ブロック１１ａの電圧まで低下した際に放電が終了することとなる。

一方、電池ブロック１１ａ内の導電部材ＳＰに異常が生じていれば、導電部材ＳＰの断線箇所には放電電流が流れず、その断線箇所の導電部材ＳＰに並列接続されたコンデンサＣに放電電流が流れることになる（径路Ａ４）。この場合、断線箇所の導電部材ＳＰに並列接続されたコンデンサＣに発生する電圧によって、キャパシタ２２の電圧が電池ブロック１１ａの電圧に低下する前に放電が終了することとなる。

すなわち、電池ブロック１１ａ内の導電部材ＳＰに異常が生じていなければ、キャパシタ２２の電圧と基準電圧ＶＢとが略等しくなる。これに対し、電池ブロック１１ａ内の導電部材ＳＰに異常が生じていれば、キャパシタ２２の電圧は基準電圧ＶＢよりも高くなる（図３参照）。

そこで本実施形態では、上記処理を行った際に、電池ブロック１１内の導電部材ＳＰの異常の有無に応じてキャパシタ２２の電圧の検出値が異なることを利用して、電池ブロック１１内の導電部材ＳＰの異常の有無を判定する。

例えば図３に示すように、第１処理Ｐ１で取得した基準電圧ＶＢに基づいて閾値Ｔｈを設定する。例えば閾値Ｔｈは、基準電圧ＶＢに所定の電圧誤差αを加算した値に設定する。そして、第２処理Ｐ２後に第３処理Ｐ３を実施した際のキャパシタ２２の電圧が閾値Ｔｈよりも小さければ、測定対象の電池ブロックにおける導電部材ＳＰの異常が生じていないと判定する。一方、第３処理Ｐ３の実施後のキャパシタ２２の電圧が閾値Ｔｈよりも大きければ、測定対象の電池ブロック内の導電部材ＳＰに異常があると判定する。

なお、測定対象の電池ブロック１１内の導電部材ＳＰに異常が生じている場合には、第２処理Ｐ２と第３処理Ｐ３とが交互に繰り返されると、断線箇所の導電部材ＳＰに並列接続されたコンデンサＣの電圧が次第に上昇し、第３処理Ｐ３の実施後のキャパシタ２２の電圧と閾値Ｔｈとの差が拡大する。

そこで、本実施形態では、測定対象の電池ブロック１１に対して、第２処理Ｐ２と第３処理Ｐ３とが所定回数以上繰り返されたことを条件に、測定対象の電池ブロック１１における導電部材ＳＰの異常の有無を判定する。

また、電池ブロック１１内の導電部材ＳＰに異常がある状態で、第２処理Ｐ２と第３処理Ｐ３とを交互に繰り返す場合に、第２処理Ｐ２で使用する電池ブロック１１に測定対象の電池ブロック１１が選択されると、断線箇所の導電部材ＳＰに並列接続されたコンデンサＣの電圧が０Ｖにリセットされてしまう。すなわち、断線箇所の導電部材ＳＰに並列接続されたコンデンサＣの電荷が、キャパシタ２２を充電する第２処理Ｐ２において放電されることにより、断線箇所の導電部材ＳＰに並列接続されたコンデンサＣの電圧が０Ｖに戻されてしまう。そこで本実施形態では、第２処理Ｐ２でキャパシタ２２を充電する際に、測定対象の電池ブロック１１が選択されないようにする。

次に本実施形態の異常判定処理の手順を図６のフローチャートを用いて説明する。本処理は、電池ブロック１１毎に制御装置３０が繰り返し実施する。

まず、Ｓ１１〜Ｓ１２で基準電圧ＶＢを取得する第１処理Ｓ１を行う。第１処理Ｓ１では、まず測定対象の電池ブロック１１を選択する（Ｓ１１）。本処理では、例えば異常判定を未実施の電池ブロック１１が選択される。または、所定のシーケンスに従って測定対象の電池ブロック１１が選択されてもよい。

次に、Ｓ１１で選択された電池ブロック１１の基準電圧ＶＢを取得する（Ｓ１２）。本処理は、測定対象の電池ブロック１１によって充電されたキャパシタ２２の充電電圧を読み込むことにより実施する。

次に、キャパシタ２２を基準電圧ＶＢよりも大きい電圧で充電する第２処理Ｐ２を行う（Ｓ１３）。本処理は、測定対象の電池ブロック１１以外の電池ブロック１１であって、隣接する複数個の電池ブロック１１とキャパシタ２２とを接続した状態で、キャパシタ２２を充電する。この際、選択される電池ブロック１１の個数は、測定対象の電池ブロック１１の個数よりも多くなるようにする。

次に、キャパシタ２２を放電する第３処理Ｐ３を行う（Ｓ１４）。本処理では、測定対象の電池ブロック１１とキャパシタ２２とを並列接続する。次に、測定対象の電池ブロックに対する放電処理が所定回数以上繰り返し実施されたか否かを判定する（Ｓ１５）。Ｓ１５を否定した場合にはＳ１３に戻る。

Ｓ１５を肯定した場合には、キャパシタ２２の電圧（残存電圧）が閾値Ｔｈよりも小さいか否かを判定する（Ｓ１６）。Ｓ１６でキャパシタ２２の電圧が閾値Ｔｈよりも小さいと判定されれば、測定対象の電池ブロック１１内の導電部材ＳＰに異常は生じていない、すなわち電池ブロック１１内の導電部材ＳＰは正常であると判定する（Ｓ１７）。Ｓ１６でキャパシタ２２の電圧が閾値Ｔｈよりも大きいと判定されれば、測定対象の電池ブロック１１内の導電部材ＳＰに異常が生じていると判定する（Ｓ１８）。

次に上記処理の実行例について図３〜図５を用いて説明する。ここでは、測定対象の電池ブロック１１として電池ブロック１１ａが選択されるとする。また第２処理Ｐ２理の際に、キャパシタ２２に接続される電池ブロック１１として、電池ブロック１１ｄ，１１ｅが選択されるとする。そして、測定対象の電池ブロック１１ａ内の複数本の導電部材ＳＰのうちの１箇所に断線が生じているとする。

まず、第１処理Ｐ１の実施により、電池ブロック１１ａの基準電圧ＶＢが取得される。次に１回目の第２処理Ｐ２の実施により、電池ブロック１１ｄ，１１ｅによってキャパシタ２２が充電されると、キャパシタ２２の充電電圧が基準電圧ＶＢよりも高くなる。その後、１回目の第３処理Ｐ３の実施により、測定対象の電池ブロック１１ａとキャパシタ２２とが接続され、キャパシタ２２が放電される。この際、導電部材ＳＰの断線箇所に並列接続されたコンデンサＣに電圧が発生する。そして、２回目の第２処理Ｐ２及び第３処理が実施された後に、第３処理Ｐ３の実施後のキャパシタ２２の電圧と閾値Ｔｈとが比較される。この際、キャパシタ２２の電圧が閾値Ｔｈよりも高いと判定されることにより、測定対象の電池ブロック１１ａ内の導電部材ＳＰに異常があると判定されることとなる。

なお、測定対象の電池ブロック１１ａ内の導電部材ＳＰに異常がある場合には、制御装置３０は、組電池１０から電動機（図示略）等への電力供給が行われないような処理を実施する。例えば、組電池１０と電動機とを接続する図示を略すシステムメインリレーをオフの状態とする。

上記によれば以下の優れた効果を奏することができる。

（１）電池ブロック１１内の導電部材ＳＰ対してダイオードＤが並列接続されているため、電池ブロック１１内の導電部材ＳＰの異常の有無に関わらず、電池ブロック１１の電圧でキャパシタ２２を充電することができる。また、測定対象の電池ブロック１１よりも大きい電圧でキャパシタ２２を充電した後、測定対象の電池ブロック１１とキャパシタ２２とを接続してキャパシタ２２を放電した際に、電池ブロック１１内の導電部材ＳＰに異常が生じていなければ、キャパシタ２２の電圧が測定対象の電池ブロック１１の電圧まで低下する。一方、電池ブロック１１内の導電部材ＳＰに異常が生じていれば、導電部材ＳＰに並列接続されたノイズ対策用のコンデンサＣに発生する電圧によって、キャパシタ２２の電圧は測定対象の電池ブロック１１の電圧までは低下しないこととなる。このように、電池ブロック１１内の導電部材ＳＰの異常の有無に応じて、キャパシタ２２の電圧に差が生じることを利用して、測定対象の電池ブロック１１内の導電部材ＳＰの異常の有無を検出する場合、電池ブロック１１に新たな構成を追加することなく異常検出をすることができる。

（２）測定対象の電池ブロック１１の電圧を予め基準電圧ＶＢとして取得しておくことにより、その基準電圧ＶＢと放電処理後のキャパシタ２２の電圧とを比較することで、測定対象の電池ブロック１１内の導電部材ＳＰの異常の有無を精度よく判定することができる。

（３）測定対象の電池ブロック１１内の導電部材ＳＰのうちの少なくとも一つに異常が生じていれば、放電処理後のキャパシタ２２の電圧が基準電圧ＶＢよりも高くなる。そのため、測定対象の電池ブロック１１として、充電処理の際にキャパシタ２２に接続する電池ブロック１１の個数よりも少ない個数の電池ブロック１１を接続して放電処理を行うことにより、その測定対象の電池ブロック１１に含まれる導電部材の異常を一度に判定することができる。

（４）隣接する２個以上の電池ブロック１１とキャパシタ２２とを並列接続することで、測定対象の電池ブロック１１の電圧よりも大きい電圧でキャパシタ２２を充電することができる。

（５）測定対象の電池ブロック１１内の導電部材ＳＰに異常が生じている場合に、測定対象の電池ブロック１１に対して放電処理を繰り返し実施すると、異常箇所の導電部材ＳＰに並列接続されたコンデンサＣの電圧が次第に上昇し、これに伴って、基準電圧ＶＢと放電処理後のキャパシタ２２の充電電圧との差が拡大する。そこで、測定対象の電池ブロック１１に対して充電処理と放電処理とが所定回数よりも多く繰り返されたことを条件に異常判定を実施する。以上により、電池ブロック１１内の導電部材ＳＰの異常判定の精度を高めることができる。

（６）電池ブロック１１内の導電部材ＳＰに異常がある場合に、充電処理後の放電処理が行われると、異常箇所の導電部材ＳＰに並列接続されたコンデンサＣに電圧が発生する。ここで、充電処理と放電処理とが繰り返される際に、充電処理として測定対象の電池ブロック１１が使用されると、キャパシタ２２を充電する第２処理Ｐ２において、異常箇所の導電部材ＳＰに並列接続されたコンデンサＣの電荷が放電され、電圧が０Ｖにリセットされてしまう。そこで、測定対象の電池ブロック１１を用いて充電処理を行わないようにする。以上のように、充電処理と放電処理との繰り返しによりキャパシタ２２に蓄積された電圧の上乗せ分がリセットされないようにすることで、測定対象の電池ブロック１１内の導電部材ＳＰの異常判定の精度を高めることができる。

上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。なお以下の説明において上述の構成を同様の構成については同じ図番号を付し詳述は省略する。

・上記において、図６のフローチャートでは、Ｓ１５でキャパシタ２２の充電処理（第２処理Ｐ２）と放電処理（第３処理Ｐ３）とが所定回数以上繰り返し実施されたことを条件としているが、この処理を省略してもよい。例えば、キャパシタ２２の充電処理後の放電処理が実施されるごとに、電池ブロック１１内の導電部材ＳＰの異常判定を行ってもよい。

・上記では、電池ブロック１１内の導電部材ＳＰに異常があれば、キャパシタ２２の充電処理（第２処理Ｐ２）と放電処理（第３処理Ｐ３）とを繰り返し実施することで、その導電部材ＳＰの異常箇所に並列されたコンデンサＣの電圧を次第に上昇させ、これにより電池ブロック１１内の導電部材ＳＰの異常の有無の判定精度が高められるようにしている。これ以外にも、キャパシタ２２の充電処理の際に、電池ブロック１１内の導電部材ＳＰの異常箇所に並列されたコンデンサＣの電圧の上昇の度合いを高めることにより、異常判定の精度を高めるようにしてもよい。例えば、キャパシタ２２の充電処理の際に、キャパシタ２２と全電池ブロック１１とを接続する。この場合、測定対象の電池ブロック１１内の導電部材ＳＰに異常が生じていれば、放電処理によって異常箇所の導電部材ＳＰに並列接続されたコンデンサＣの電圧が大きく上昇する。このように、充電処理（第２処理Ｐ２）の際にキャパシタ２２の充電電圧を高めることにより、充電処理と放電処理とを繰り返さなくとも、コンデンサＣの電圧を上昇させることができ、これにより異常判定の精度を高めることができる。

・上記では、第１処理Ｐ１で取得した基準電圧ＶＢに基づき閾値Ｔｈを設定しているが、予め記憶された所定の閾値Ｔｈを用いて異常判定を行ってもよい。また閾値Ｔｈは、電池ブロック１１毎に個別に設定されるほか、各電池ブロック１１に共通の閾値Ｔｈが予め設定されていてもよい。

・上記では、第２処理Ｐ２の際に電池ブロック１１単位でキャパシタ２２を充電している。これ以外にも、キャパシタ２２への充電を電池セルＣＥ単位で実施できる構成の場合には、複数個の電池セルＣＥの合計電圧が基準電圧ＶＢよりも高くなることを条件に、複数個の電池セルＣＥとキャパシタ２２とを接続して第２処理Ｐ２を行うようにしてもよい。

・上記において、電池ブロック１１内に設けられた複数個の導電部材ＳＰに異常が生じている可能性もある。この場合には、第３処理Ｐ３でキャパシタ２２を放電した際に、異常のある導電部材ＳＰに並列接続されたコンデンサＣの各々に電圧が発生するため、これに伴って、第３処理Ｐ３の実施後にキャパシタ２２の電圧と基準電圧ＶＢとの差が拡大する。そこで、第３処理Ｐ３を実施した際のキャパシタ２２の電圧の上昇度合いに基づいて電池ブロック１１内における導電部材ＳＰの異常の度合いを判定してもよい。すなわちキャパシタ２２の電圧と基準電圧ＶＢとの差が大きくなる程、電池ブロック１１内に設けられた導電部材ＳＰの異常の度合いが高いと判定してもよい。

・上記の図２の例では、電池ブロック１１内の電池セルＣＥ及び導電部材ＳＰのそれぞれに対して個別にコンデンサＣを並列接続している。これ以外にも図７の例に示すように、電池ブロック１１内の全電池セルＣＥ及び全導電部材ＳＰに対して共通の一つのコンデンサＣが並列接続された構成としてもよい。この場合にも、上記と同様の処理を行うことで、放電処理後のキャパシタ２２の充電電圧を用いて、測定対象の電池ブロック１１内の導電部材ＳＰの異常判定をすることができる。なおコンデンサＣは、少なくとも１つの導電部材ＳＰを跨いで、電池ブロック１１あるいは組電池１０の回路内の正極側と負極側とに接続されたものであればよく、上記に限定されない。

１０…組電池、１１…電池ブロック、２２…キャパシタ、３０…制御装置、Ｃ…コンデンサ、ＣＥ…電池セル、Ｄ…ダイオード、ＳＰ…導電部材。

Claims (8)

1. 電池セル（ＣＥ）と導電部材（ＳＰ）との直列接続体で構成された電池ブロック（１１）を複数個直列に接続して構成された組電池（１０）における異常の有無を監視する電池監視装置であって、
   前記電池ブロックのそれぞれに対して切り替え可能に並列接続されたキャパシタ（２２）と、
   前記導電部材の異常時に、前記導電部材に代えて前記電池セルの電流を一方向に流すように前記導電部材に対して並列接続された電流制限素子（Ｄ）と、
   前記導電部材に対して並列接続された容量成分（Ｃ）と、
   測定対象の前記電池ブロックの電圧よりも大きい電圧で前記キャパシタが充電されるように、複数の前記電池ブロックと前記キャパシタとを並列接続して、前記キャパシタを充電する充電処理を行う充電処理部（３０）と、
   前記測定対象の電池ブロックと前記充電処理後のキャパシタとを並列接続して、前記測定対象の電池ブロックに対して前記キャパシタの電荷を放電する放電処理を行う放電処理部（３０）と、
   前記放電処理後の前記キャパシタの電圧に基づいて、前記測定対象の電池ブロック内における前記導電部材の異常の有無を判定する異常判定部（３０）と、
   を備えることを特徴とする電池監視装置。
2. 前記充電処理の実施前に、前記測定対象の電池ブロックの電圧で前記キャパシタを充電し、その際の前記キャパシタの充電電圧を前記測定対象の電池ブロックの電圧の基準値である基準電圧（ＶＢ）として取得する基準電圧取得部（３０）を備え、
   前記異常判定部は、前記放電処理後の前記キャパシタの電圧が前記基準電圧よりも大きくなることを条件に、前記測定対象の電池ブロックに異常があると判定する請求項１に記載の電池監視装置。
3. 前記測定対象の電池ブロックとして、前記充電処理の際に前記キャパシタに接続する前記電池ブロックの個数よりも少ない個数の前記電池ブロックを選択する選択部（３０）を備える請求項１〜２のいずれか１項に記載の電池監視装置。
4. 前記充電処理部は、隣接する２個以上の前記電池ブロックと前記キャパシタとを並列接続して前記充電処理を行う請求項１〜３のいずれか１項に記載の電池監視装置。
5. 前記異常判定部は、前記測定対象の電池ブロックに対する前記充電処理と前記放電処理とが所定回数よりも多く繰り返されたことを条件に、前記測定対象の電池ブロックの異常判定を実施する請求項１〜４のいずれか１項に記載の電池監視装置。
6. 前記充電処理部は、前記測定対象の電池ブロック以外の電池ブロックを用いて前記充電処理を行う請求項５に記載の電池監視装置。
7. 前記充電処理部は、前記組電池を構成する前記電池ブロックの全てと前記キャパシタとを並列接続し、その電池ブロックの電圧で前記キャパシタを充電する請求項１〜４のいずれか１項に記載の電池監視装置。
8. 前記電池ブロックは複数の導電部材を備えて構成されており、
   前記異常判定部は、前記放電処理後の前記キャパシタの電圧の上昇度合いに基づいて、前記測定対象の電池ブロック内の前記導電部材の異常の度合いを判定する請求項１〜７のいずれか１項に記載の電池監視装置。

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