JP6720856B2 - 電池モジュールの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の電池セルが接続された電池モジュールの制御装置に関する。

回転電機を駆動源とするハイブリッド車両や電気自動車には、電源となる電池モジュールが搭載される。電池モジュールは複数の電池セル（単電池）が接続されて構成される。

電池モジュールには制御装置が設けられる。制御装置は、各電池セルの電圧を検出する電圧検出回路や、各電池セルの電圧のばらつきを解消する均等化回路を備える。均等化回路はいわゆるパッシブバランシング型（均等化放電型）の回路であり、電力を消費させる（捨てる）ための放電抵抗と、電池セル及び放電抵抗とを含むループ回路（放電回路）の接続／遮断を切り替えるスイッチを備える。

均等化回路においてスイッチがオン故障（例えば接点溶着）すると、ループ回路が維持されるので当該回路に繋がれた電池セルが電力消費して電圧降下が進行する。また、電池セルが微短絡した場合も、電力消費により電池セルの電圧降下が進行する。なお、微短絡とは例えば電池セルの正極と負極の間のセパレータの肉薄部分（絶縁抵抗の相対的に低い部分）を介してわずかな導通が生じる等、正極と負極とが接続される短絡の前段階とも言うべき状態であって、上記わずかな導通により電力消費が進行する。

例えば特許文献１では、電池セルの電圧降下が見られる場合に、それが電池セルの異常（微短絡）であるか、均等化回路の異常であるかを判定している。具体的には、スイッチに対してオン指令を与えたときの電圧降下と、スイッチに対してオフ指令を与えたときの電圧降下を比較し、例えば両者の差異が小さい場合は均等化回路に異常有り（スイッチのオン故障）と判定する。

また特許文献２では、均等化回路に流れる電流のレベルと電圧情報に基づいて電池セルの異常電圧を検知している。また特許文献３では、１つの蓄電ブロックに対して、均等化放電回路を介して電圧検出回路に接続される検出経路と、均等化放電回路を介さずに電圧検出回路に接続される検出経路（バイパス経路）とを備え、各検出経路より検出された電圧値を比較して、均等化放電回路の異常を検出している。

特開２０１６−１４０１５６号公報 特開２０１５−０１２６４９号公報 特開２０１４−０９０６３５号公報

ところで、電池モジュール及びその制御装置に起こり得る異常として、従来から挙げられている電池セル異常及び均等化回路異常の他に、電圧検出回路の異常が挙げられる。本発明は、電圧検出回路の異常有無を判定可能な、電池モジュールの制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、複数の電池セルが接続された電池モジュールの制御装置に関する。当該制御装置は、電圧検出回路、均等化回路、及び異常判定部を備える。電圧検出回路は、それぞれの電池セルの電圧を検出する。均等化回路は、電圧検出回路により検出されたそれぞれの電池セルの電圧のうち最小電圧に他の電池セルの電圧を揃える均等化放電を実行する。異常判定部は、所定回目の均等化放電とその前回の均等化放電とで最小電圧となる電池セルであるターゲットセルが異なり、かつ、所定回目の均等化放電におけるターゲットセルが所定回目後の均等化放電においてターゲットセルから除外される期間が所定期間継続する場合に、電圧検出回路に異常有りと判定する。

後述するように、全ての電池セルが正常であり、かつ、電圧検出回路が正常である場合、均等化放電において特定の電池セルがターゲットセルとして選択され続ける。所定回目の均等化放電とその前回とでターゲットセルが異なる場合、前回と所定回目の間に、任意の電池セルに微短絡が発生しそれがターゲットセルになったか、または電圧検出回路に異常が生じたかのどちらかが考えられる。前者（微短絡発生）の場合、所定回目後の均等化放電にて同一の電池セル（微短絡セル）がターゲットセルとして引き続き選択され、他の電池セルは選択されない。他の電池セルが選択されたならば、電圧検出回路に異常有りと判定できる。このように本発明では、均等化放電の基準となるターゲットセルの異同に基づき、電圧検出回路の異常有無が判定可能となる。

本実施形態に係る電池モジュールの制御装置を含む回路図である。 電圧検出回路正常時の均等化放電プロセスを例示するタイムチャートである。 電圧検出回路異常時の均等化放電プロセスを例示するタイムチャートである。 均等化放電フローを例示するフローチャートである。 第１異常判定フローを例示するフローチャートである。 第２異常判定フローを例示するフローチャートである。

図１に、本実施形態に係る電池モジュール１２の制御装置１４を例示する。電池モジュール１２及びその制御装置１４は、例えば回転電機を駆動源とするハイブリッド車両や電気自動車に搭載される。

電池モジュール１２は、複数の電池セル１０（単電池）が接続される。図１に示す例では、ｎ個の電池セル１０＿１，１０＿２，・・・１０＿ｎが直列接続される。電池セル１０は、例えばリチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池から構成される。

制御装置１４は、回路部１６及び演算部１８を備える。回路部１６は、均等化回路２０及び電圧検出回路２２を備える。電圧検出回路２２及び均等化回路２０は回路が一部共通しており、マルチプレクサ２４、電圧センサ２６、シーケンサ２８、及びインターフェース３０を備える。マルチプレクサ２４、電圧センサ２６、シーケンサ２８、及びインターフェース３０は一台のコンピュータに搭載されていてもよい。

電圧検出回路２２に関して、各電池セル１０＿１〜１０＿ｎの正極端及び負極端の各ノードＮ＿１〜Ｎ＿ｎ＋１から配線が引き出される。一方の電池セル１０＿ｋ−１（ｋ＝２〜ｎ）の負極と他方の電池セル１０＿ｋの正極との間のノードＮ＿ｋから引き出された配線は一方の負極配線ＬＮ＿ｋ−１及び他方の正極配線ＬＰ＿ｋに分岐され、マルチプレクサ２４の各チャンネルＣＨ（ｋ−１）Ｎ，ＣＨｋＰに接続される。

電池モジュール１２のうち、最も正極側の電池セル１０＿１の正極端のノードＮ＿１から引き出された配線は分岐せずに正極配線ＬＰ＿１としてマルチプレクサ２４のチャンネルＣＨ１Ｐに接続される。同様にして、電池モジュール１２のうち、最も負極側の電池セル１０＿ｎの負極端のノードＮ＿ｎ＋１から引き出された配線は分岐せずに負極配線ＬＮ＿ｎとしてマルチプレクサ２４のチャンネルＣＨｎＮに接続される。

さらに電池モジュール１２全体の電圧を測定する配線ＬＰ＿０，ＬＮ＿０が設けられる。配線ＬＰ＿０は電池セル１０＿１の正極端のノードＮ＿０Ｐから引き出されマルチプレクサ２４のチャンネルＣＨ０Ｐに接続される。配線ＬＮ＿０は電池セル１０＿ｎの負極端のノードＮ＿０Ｎから引き出されマルチプレクサ２４のチャンネルＣＨ０Ｎに接続される。

正極配線ＬＰ＿ｋと負極配線ＬＮ＿ｋとの間には平滑コンデンサＣｋが接続される。また正極配線ＬＰ＿ｋに抵抗ＲｋＰが設けられ、負極配線ＬＮ＿ｋに抵抗ＲｋＮが設けられる。後述するように抵抗ＲｋＰ，ＲｋＮは電池セル１０＿ｋの電圧検出用の抵抗と均等化放電用の放電抵抗とを兼ねている。

均等化回路２０は電圧検出回路２２と回路を共通しており、正極配線ＬＰ＿ｋ及び負極配線ＬＮ＿ｋ、抵抗ＲｋＮ及び抵抗ＲｋＰ、ならびに、スイッチＳＷ１〜ＳＷｎを備える。スイッチＳＷｋ（ｋ＝１〜ｎ）は正極配線ＬＰ＿ｋと負極配線ＬＮ＿ｋとの間に設けられる。スイッチＳＷｋは図示しない信号線によって演算部１８に接続され、そのオン／オフ切り替え制御が可能となっている。

均等化回路２０はいわゆるパッシブバランシング型（均等化放電型）の回路であり、スイッチＳＷｋを閉じると電池セル１０＿ｋ、抵抗ＲｋＰ、スイッチＳＷｋ、抵抗ＲｋＮを含むループ回路が形成される。電池セル１０＿ｋの電力が抵抗ＲｋＰ，ＲｋＮに消費される（捨てられる）ことで電池セル１０＿ｋの電圧を後述するターゲットセルの電圧Ｖｍｉｎまで下げることが可能となる。

シーケンサ２８は例えばプログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）から構成される。シーケンサ２８はインターフェース３０を介して所定の電池セル１０＿ｋに対する電圧値検出指令を受信し、これに応じたチャンネル指令をマルチプレクサ２４に出力する。例えば電池セル１０＿ｋの電圧値検出指令を受信すると、チャンネルＣＨｋＰ，ＣＨｋＮを選択するチャンネル指令をマルチプレクサ２４に出力する。マルチプレクサ２４によるチャンネル切り替えにより、電圧センサ２６はチャンネルＣＨｋＰ，ＣＨｋＮ間の電圧を検出する。検出された電圧値はインターフェース３０を介して演算部１８に送信される。このようにして、電圧検出回路２２はそれぞれの電池セル１０＿ｋの電圧Ｖｋを検出可能となる。なお、電池モジュール１２全体の電圧を検出する際にはチャンネルＣＨ０Ｐ，ＣＨ０Ｎが選択される。

演算部１８は例えばコンピュータから構成され、ＣＰＵ及び記憶部を備える。演算部１８は例えば車載の電池ＥＣＵ（電子コントロールユニット）であってよい。演算部１８の記憶部に記憶された均等化プログラム及び電圧検出回路異常判定プログラムをＣＰＵが実行することで、演算部１８には電圧比較部３２、ターゲットセル設定部３４、均等化放電処理制御部３６、及び異常判定部３８が構成される。異常判定部３８は第１異常判定実行部４０及び第２異常判定実行部４２を備える。

図２を用いて、電圧検出回路２２が正常であるときの、均等化放電プロセスについて説明する。均等化放電は、車両の駆動システムが停止されたイグニッション−オフ期間に実行される。イグニッション−オフ期間とは、要するに電池モジュール１２の休止期間であり、いわゆる待機電力以外の消費電力が無いような期間を指す。例えば車両のパワースイッチがオフ操作された後の期間がこれに相当する。またいわゆるプラグイン−ハイブリッド車両では、パワースイッチのオフ操作に加えて、外部充電と電池モジュール１２とを接続する充電リレーが遮断状態である期間がイグニッション−オフ期間に相当する。

イグニッション−オフ期間には、電池セル１０＿１〜１０＿ｎのＳＯＣを均等化するために均等化放電が実施される。電池セル１０＿１〜１０＿ｎのＳＯＣは電圧（両端電圧）と相関があることが知られており、これを利用して均等化放電では各電池セル１０＿１〜１０＿ｎを適宜放電させて電圧を揃える。

均等化放電に当たり、電圧検出回路２２にて電池セル１０＿１〜１０＿ｎのうちで最小電圧Ｖｍｉｎの電池セル１０＿ｋを検出し、均等化回路２０にて、他の電池セル１０＿１〜１０＿ｋ−１，１０＿ｋ＋１〜１０＿ｎの電圧を当該最小電圧Ｖｍｉｎに揃える。以下では適宜、最小電圧Ｖｍｉｎの電池セル１０＿ｋをターゲットセルと呼ぶ。

図２には、全ての電池セル１０＿１〜１０＿ｎが正常であり、かつ、電圧検出回路２２も正常であるときの均等化放電プロセスが例示されている。なお、図示を簡潔にするため、電池セル数は５（ｎ＝５）としている。

一般的に、電池セル１０＿１〜１０＿ｎが正常である場合であっても、各電池セル１０＿１〜１０＿ｎの電圧降下には個体差が存在する。例えば図２のように電池セル１０＿５に対する電圧検出回路２２の消費電力が他の電池セル１０に対する電圧検出回路２２の消費電力よりも大きい場合、電池セル１０＿５の電圧降下は他の電池セル１０＿１〜１０＿４の電圧降下よりも早く進行する（落ち方が大きい）。

イグニッション−オフ期間に移行した時刻ｔ０から所定の待機時間（インターバル）を経て、時刻ｔ１において電圧検出回路２２によって全ての電池セル１０＿１〜１０＿ｎの電圧が検出される。上述したように他の電池セルよりも電圧降下の大きい電池セル１０＿５は全ての電池セル１０のうちで最小電圧Ｖｍｉｎとなり、ターゲットセルに選択される。時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけて均等化放電が実施され、全ての電池セル１０の電圧が電圧Ｖｍｉｎ（ターゲット電圧）に揃えられる。

さらに所定の待機時間を経て時刻ｔ３において電圧検出回路２２によって全ての電池セル１０＿１〜１０＿ｎの電圧が検出される。ここでも電池セル１０＿５の電圧が最小電圧Ｖｍｉｎとなり、電池セル１０＿５はターゲットセルに選択される。時刻ｔ３から時刻ｔ４にかけて均等化放電が実施され、全ての電池セル１０の電圧がターゲット電圧Ｖｍｉｎ（ターゲット電圧）に揃えられる。

図３には、イグニッション−オフ期間中に電圧検出回路２２に異常が生じたときに、その異常を検出するプロセスが例示されている。時刻ｔ０から時刻ｔ２までは図２と同様のため説明を省略する。図３では、１回目の均等化放電が実施された後の時刻ｔ５に電圧検出回路２２に異常が生じている。例えば電圧センサ２６における電圧検出回路２２のゲインが、マルチプレクサ２４のチャンネルごとに異なる（狂いが生じた）ような場合がこれに相当する。

図３中、破線は電池セル１０＿１〜１０＿５の実際の電圧値（真値）を示している。時刻ｔ２から所定の待機時間が経過して時刻ｔ６に至ると、電池セル１０＿１〜１０＿５の電圧が検出される。このとき、図３に示すように、実際には最小電圧である電池セル１０＿５の検出値よりも電池セル１０＿３の検出電圧値の方が低く検出（誤検出）され、ターゲットセルが電池セル１０＿３に選択される。

ここで、所定回目の均等化放電とその前回の均等化放電とでターゲットセルが異なる原因として、電圧検出回路２２の異常の他に、電池セル１０に微短絡が生じた場合が考えられる。すなわち、上述したように電池セル１０に微短絡が発生するとその電圧降下が拡大して最小電圧を取るようになり、その結果ターゲットセルとして選択され得る。

そこで本実施形態では、所定回目の均等化放電とその前回の均等化放電とでターゲットセルが異なったときに、その原因が電圧検出回路２２の異常によるものか、電池セル１０の微短絡によるものかを切り分ける。

電池セル１０の微短絡の場合、その微短絡が生じた電池セル１０（微短絡セル）がターゲットセルに選択される。この場合において、電圧検出回路２２が正常であるならば、その（所定回目の）次の均等化放電時にも同一の電池セル１０（微短絡セル）がターゲットセルに選択される。一方、電圧検出回路２２に異常があるならば、次回の均等化放電において、前回とは異なる電池セル１０がターゲットセルとして選択される。例えば図３においては、時刻ｔ６にて電池セル１０＿３がターゲットセルとして選択された後、時刻ｔ８において電池セル１０＿１がターゲットセルとして選択される。

このような事例を考慮して、本実施形態に係る異常判定部３８は、ターゲットセルの異同をもとに、電圧検出回路２２の異常有無を判定している。すなわち異常判定部３８は、所定回目の均等化放電とその前回の均等化放電とでターゲットセルが異なり、さらに所定回目の均等化放電におけるターゲットセルが所定回目後の均等化放電においてターゲットセルには選択されない（除外される）期間が所定期間継続する場合に、電圧検出回路２２に異常有りと判定する。

図４には、本実施形態に係る均等化放電フローが例示され、図５、図６には本実施形態に係る第１及び第２異常判定フローが例示される。図４に示されるように、通常の均等化放電フローに第１及び第２異常判定フローが挿入される。

第１及び第２異常判定フローでは、種々のパラメータが用いられる。具体的には以下のパラメータが用いられる。
ｉ：電池セル変数（ｉ＝１〜ｎ）
ｂｘｍｏｎ［ｉ］：モニタ用フラグ、ＯＮ／ＯＦＦの値を持つ。初期値ＯＦＦ。
ｂｘｄｉｓｎｏｗ［ｉ］：該当電池セル１０＿ｉをターゲットセルとした放電中フラグ、ＯＮ／ＯＦＦの値を持つ。初期値ＯＦＦ。
ｂｍｏｎｔｉｍｅ［ｉ］：モニタ時間、初期値０。
ｂｎｏｔａｇｔｉｍｅ［ｉ］：非ターゲット時間。すなわち、電池セル１０＿ｉがターゲットセルとして選択されていない時間がカウントされる。初期値０。
ｂｘｄｉｓｔｉｍｅ［ｉ］：放電時間監視フラグ。ＯＮ／ＯＦＦの値を持つ。初期値ＯＦＦ。
ｂｄｉｓｃｈｇｔｉｍｅ［ｉ］：電池セル１０＿ｉをターゲットセルとした均等化放電時間。初期値０。

車両の上位制御部からパワースイッチのオフ操作指令を演算部１８が受信する、つまり車両がイグニッション−オフ期間に入ったことを検知すると、均等化放電処理制御部３６は、上述の各パラメータを初期値に設定する（Ｓ１０）。

次に均等化放電処理制御部３６は電圧センサ２６を介して各電池セル１０＿１〜１０＿ｎの電圧を取得する（Ｓ１２）。さらに電圧比較部３２は電池セル１０＿１〜１０＿ｎの電圧Ｖ＿１〜Ｖ＿ｎの最大値と最小値を求めて、電圧ばらつき、つまり最大値と最小値の差分ΔＶが所定の閾値ΔＶｔｈを超過しているか否かを判定する（Ｓ１４）。

差分ΔＶが閾値ΔＶｔｈを超過する（ΔＶ＞ΔＶｔｈ）場合、ターゲットセル設定部３４は電圧Ｖ＿１〜Ｖ＿ｎのうち最小電圧の電池セル１０をターゲットセルに設定する（Ｓ１６）。一方、差分ΔＶが閾値ΔＶｔｈ以下である場合には、均等化放電は不要である（ある程度均等である）ことからターゲットセルとして無効値（Ｎｕｌｌ）が設定される（Ｓ１８）。

その後、第１異常判定実行部４０により第１異常判定フローが実行される（Ｓ２０）。これについては後述する。その後、均等化放電処理制御部３６によりターゲットセルに無効値（Ｎｕｌｌ）が設定されているか否かが判定される（Ｓ２２）。ターゲットセルに無効値が設定されておらず、任意の電池セル１０が設定されている場合は、その電池セル１０の電圧をターゲット電圧として他の電池セル１０に対して均等化放電が実行される（Ｓ２４）。さらにその後、第２異常判定実行部４２によって第２異常判定処理フローが実行される（Ｓ２６）。これについては後述する。その後、所定の待機時間に移行して、次回の電圧検出まで待機する（Ｓ２８）。なお、ステップＳ２２においてターゲットセルに無効値（Ｎｕｌｌ）が設定されている場合にはステップＳ２４，Ｓ２６をスキップしてステップＳ２８まで進む。

ステップＳ２８において所定時間待機後、均等化放電処理制御部３６はイグニッション−オフ期間が終了したか（イグニッション−オンになったか）否かを判定する（Ｓ３０）。イグニッション−オフ期間が継続している場合には再びステップＳ１２まで戻る。イグニッション−オフ期間が終了している場合はフローが終了する。

図５には、第１異常判定フローＳ２０の詳細が例示されている。このフローでは、全ての電池セル１０＿１〜１０＿ｎに対してフロー判定がなされる。第１異常判定実行部４０は、電池セル１０の変数ｉを１に設定する（Ｓ４０）。次に第１異常判定実行部４０はモニタ用フラグｂｘｍｏｎ［ｉ］がＯＮか否かを判定する（Ｓ４２）。後述するように、電池セル１０に微短絡が生じている、及び、電圧検出回路２２に異常が生じていることの少なくとも一方が発生していると判定されると、モニタ用フラグｂｘｍｏｎ［ｉ］がＯＮ設定される。初期値はＯＦＦのため、ステップＳ４４に進む。

ステップＳ４４にて第１異常判定実行部４０は、現在判定対象となっている電池セル１０＿ｉがターゲットセルに設定されているか否かを判定する。設定されていない場合は非ターゲット時間ｂｎｏｔａｇｔｉｍｅ［ｉ］が加算される（Ｓ４６）。また放電中フラグｂｘｄｉｓｎｏｗ［ｉ］がＯＦＦに設定される（Ｓ４８）。その後ステップＳ８２に進む。

ステップＳ４４に戻り、判定対象の電池セル１０＿ｉがターゲットセルに設定されている場合、第１異常判定実行部４０は、非ターゲット時間ｂｎｏｔａｇｔｉｍｅ［ｉ］を参照し、当該時間が所定の閾値時間ｂｎｏｔａｇｔｉｍｅ＿ｔｈを超過して経過しているか否かを判定する（Ｓ５０）。このステップでは、長期間に亘ってターゲットセルに選択されていなかった電池セル１０が今回ターゲットセルに選択されたか否かが判定される。

非ターゲット時間ｂｎｏｔａｇｔｉｍｅ［ｉ］が閾値時間ｂｎｏｔａｇｔｉｍｅ＿ｔｈを超過する場合、ターゲットセルに微短絡が発生したか、または、電圧検出回路２２に異常が生じたおそれがある。両者のどちらかであるかを判定するために、第１異常判定実行部４０は、放電時間監視フラグｂｘｄｉｓｔｉｍｅ［ｉ］をＯＮ設定する（Ｓ５４）。さらに第１異常判定実行部４０は、均等化放電時間ｂｄｉｓｃｈｇｔｉｍｅ［ｉ］をリセット（０に設定）し、その後の均等化放電時間をカウントさせる（Ｓ５６）。一方、ステップＳ５０にて非ターゲット時間ｂｎｏｔａｇｔｉｍｅ［ｉ］が閾値時間ｂｎｏｔａｇｔｉｍｅ＿ｔｈ以下である場合、第１異常判定実行部４０は放電時間監視フラグｂｘｄｉｓｔｉｍｅ［ｉ］をＯＦＦ設定する（Ｓ５２）。

さらに第１異常判定実行部４０は放電中フラグｂｘｄｉｓｎｏｗ［ｉ］をＯＮ設定し（Ｓ５８）、その後非ターゲット時間ｂｎｏｔａｇｔｉｍｅ［ｉ］をリセット（０に設定）する（Ｓ６０）。その後ステップＳ８２に進む。

ステップＳ４２に戻り、モニタ用フラグｂｘｍｏｎ［ｉ］がＯＮ設定されている場合、第１異常判定実行部４０は、判定対象の電池セル１０＿ｉがターゲットセルに設定されているか否かを判定する（Ｓ６２）。後述するように、モニタ用フラグｂｘｍｏｎ［ｉ］は、ステップＳ５０にて、長期間に亘ってターゲットセルに選択されていなかった電池セル１０がターゲットセルに選択された場合に、そのターゲットセルに基づいた均等化放電を経て図６のステップＳ９８にてＯＮ設定される。つまり、現在判定処理を行っている所定回目の均等化放電の前の回において、長期間に亘ってターゲットセルに選択されていなかった電池セル１０がターゲットセルに選択されたことが、モニタ用フラグｂｘｍｏｎ［ｉ］のＯＮ設定として反映される。

したがってステップＳ６２にて判定対象の電池セル１０がターゲットセルに設定されたということは、それまでターゲットセルに設定されていなかった電池セル１０が前回の均等化放電においてターゲットセルに設定され、さらに今回の均等化放電に際してもターゲットセルとして設定されてことを意味する。

上述したように、長期間ターゲットセルに設定されてこなかった電池セル１０がターゲットセルに設定された場合、電圧検出回路２２の異常か当該電池セル１０の微短絡のどちらかが疑われる。後者（微短絡）の場合、初めて微短絡セルがターゲットセルに設定された均等化放電の次の回の均等化放電においても、当該微短絡セルが引き続きターゲットセルに設定される。一方、電圧検出回路２２に異常がある場合は、次の回の均等化放電においてさらに異なる電池セル１０がターゲットセルに設定される。

ステップＳ６２において判定対象の電池セル１０＿ｉがターゲットセルに設定された場合、少なくとも２回続けて電池セル１０＿ｉがターゲットセルに設定されたことになるから、電池セル１０＿ｉに微短絡が発生していると考えられる。言い換えると電圧検出回路２２の異常ではないと考えられる。

これを踏まえて第１異常判定実行部４０は、モニタ用フラグｂｘｍｏｎ［ｉ］をＯＦＦ設定する（Ｓ７４）。またターゲットセルに設定されていることから、放電中フラグｂｘｄｉｓｎｏｗ［ｉ］をＯＮ設定し（Ｓ７６）、非ターゲット時間ｂｎｏｔａｇｔｉｍｅ［ｉ］をリセット（０に設定）する（Ｓ７８）。さらに放電時間監視フラグｂｘｄｉｓｔｉｍｅ［ｉ］をＯＮ設定する（Ｓ８０）。なお、ステップＳ７４からステップＳ８０までの間に、電池セル１０＿ｉに微短絡が生じたことを車両に設けられたダイアグノーシス（自己診断機能部）に通知するステップを設けてもよい。

ステップＳ６２にて判定対象の電池セル１０＿ｉがターゲットセルに設定されていない場合、電圧検出回路２２に異常が生じている可能性がある。第１異常判定実行部４０はまず放電中フラグｂｘｄｉｓｎｏｗ［ｉ］をＯＦＦ設定し（Ｓ６４）、モニタ時間ｂｍｏｎｔｉｍｅ［ｉ］をカウントアップする（Ｓ６６）。さらに非ターゲット時間ｂｎｏｔａｇｔｉｍｅ［ｉ］をカウントアップする（Ｓ６８）。

次に第１異常判定実行部４０は、モニタ時間ｂｍｏｎｔｉｍｅ［ｉ］が所定の閾値時間ｂｍｏｎｔｉｍｅ＿ｔｈを超過しているか否かを判定する（Ｓ７０）。ここでは、長期間ターゲットセルに設定されてこなかった電池セル１０＿ｉが一度ターゲットセルに設定され、その後ターゲットセルには設定されてこなかった時間（モニタ時間ｂｍｏｎｔｉｍｅ［ｉ］）が閾値時間ｂｍｏｎｔｉｍｅ＿ｔｈを超過しているか否かが判定される。閾値時間ｂｍｏｎｔｉｍｅ＿ｔｈはいわば電圧検出回路２２に対する異常判定の正確度を調整するパラメータであり、例えば均等化放電間の待機時間が設定される。または例えば２回続けてターゲットセルに設定されなかった場合に電圧検出回路２２に異常有りと判定する場合には、均等化放電間の待機時間の２倍の時間を閾値時間ｂｍｏｎｔｉｍｅ＿ｔｈに設定する。

ステップＳ７０にてモニタ時間ｂｍｏｎｔｉｍｅ［ｉ］が閾値時間ｂｍｏｎｔｉｍｅ＿ｔｈを超過する場合には、第１異常判定実行部４０は電圧検出回路２２に異常有りと判定し（Ｓ７２）、ステップＳ８２に進む。モニタ時間ｂｍｏｎｔｉｍｅ［ｉ］が閾値時間ｂｍｏｎｔｉｍｅ＿ｔｈ以下である場合には、ステップＳ７２をスキップしてステップＳ８２に進む。

ステップＳ８２では電池セル１０の変数ｉを参照してｉ＝ｎであるか否かが判定される（Ｓ８２）。変数ｉがｎに到達していない場合、変数ｉがインクリメントされ（Ｓ８４）、ステップＳ４２まで戻る。

図６には、第２異常判定フローが例示されている。均等化放電後（図４ステップＳ２４）、第２異常判定実行部４２は電池セル１０の変数ｉを１に設定する（Ｓ９０）。次に第２異常判定実行部４２は、放電中フラグｂｘｄｉｓｎｏｗ［ｉ］がＯＮ設定されているか否かを判定する（Ｓ９２）。ＯＦＦ設定されている場合はステップＳ１０６までスキップする。

放電中フラグｂｘｄｉｓｎｏｗ［ｉ］がＯＮ設定されている場合、第２異常判定実行部４２は、放電時間監視フラグｂｘｄｉｓｔｉｍｅ［ｉ］がＯＮ設定されているか否かを判定する（Ｓ９４）。ＯＦＦ設定されている場合はステップＳ１００に進む。

放電時間監視フラグｂｘｄｉｓｔｉｍｅ［ｉ］がＯＮ設定されている場合、第２異常判定実行部４２は、均等化放電時間ｂｄｉｓｃｈｇｔｉｍｅ［ｉ］が所定の閾値時間ｂｄｉｓｃｈｇｔｉｍｅ＿ｔｈを超過しているか否かを判定する（Ｓ９６）。これは、（正常な）電圧センサ２６の測定誤差に起因する均等化放電を除外するためのステップである。

電圧センサ２６の測定誤差により、実際に最小電圧である電池セル１０とは異なる電池セルがターゲットセルとして設定されるおそれがある。このような場合、均等化放電は電圧センサ２６の測定誤差程度の電圧差を解消するものであり、放電時間は通常の均等化放電と比較して短時間で完了する。これを踏まえてステップＳ９６では、均等化放電時間ｂｄｉｓｃｈｇｔｉｍｅ［ｉ］が閾値時間ｂｄｉｓｃｈｇｔｉｍｅ＿ｔｈ以下である場合には、微短絡セルの発生や電圧検出回路２２の異常ではないと判定し、モニタ用フラグｂｘｍｏｎ［ｉ］をＯＦＦ設定し（Ｓ１００）、ステップＳ１０２まで進む。

一方、均等化放電時間ｂｄｉｓｃｈｇｔｉｍｅ［ｉ］が閾値時間ｂｄｉｓｃｈｇｔｉｍｅ＿ｔｈを超過する場合、電圧センサ２６の測定誤差に起因する均等化放電ではないと判断し、モニタ用フラグｂｘｍｏｎ［ｉ］をＯＮ設定する（Ｓ９８）。その後ステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２では、第２異常判定実行部４２は、モニタ時間ｂｍｏｎｔｉｍｅ［ｉ］をリセット（０に設定）し（Ｓ１０２）、さらに放電時間監視フラグｂｘｄｉｓｔｉｍｅ［ｉ］をＯＦＦ設定する（Ｓ１０４）。さらに第２異常判定実行部４２は電池セル１０の変数ｉが末尾ｎに到達したか否かを判定し（Ｓ１０６）、未到達の場合は変数ｉをインクリメントして（Ｓ１０８）ステップＳ９２まで戻る。末尾ｎに到達している場合はフローが終了する。

１０ 電池セル、１２ 電池モジュール、１４ 制御装置、１６ 回路部、１８ 演算部、２０ 均等化回路、２２ 電圧検出回路、２４ マルチプレクサ、２６ 電圧センサ、２８ シーケンサ、３０ インターフェース、３２ 電圧比較部、３４ ターゲットセル設定部、３６ 均等化放電処理制御部、３８ 異常判定部、４０ 第１異常判定実行部、４２ 第２異常判定実行部。

Claims (1)

1. 複数の電池セルが接続された電池モジュールの制御装置であって、
   それぞれの前記電池セルの電圧を検出する電圧検出回路と、
   前記電圧検出回路により検出されたそれぞれの前記電池セルの電圧のうち最小電圧に他の前記電池セルの電圧を揃える均等化放電を実行する均等化回路と、
   所定回目の前記均等化放電とその前回の前記均等化放電とで最小電圧となる前記電池セルであるターゲットセルが異なり、かつ、前記所定回目の均等化放電における前記ターゲットセルが前記所定回目後の前記均等化放電において前記ターゲットセルから除外される期間が所定期間継続する場合に、前記電圧検出回路に異常有りと判定する、異常判定部と、
   を備えることを特徴とする、電池モジュールの制御装置。