(57)【要約】【課題】簡単な回路構成で電圧検出ラインの故障を検出する。【解決手段】電源装置は、直列に接続された複数の電池モジュール２と、各電池モジュール２の電圧を検出する電圧検出回路３とを備える。電源装置は、各電圧検出ライン１１の両端部に、各電圧検出ライン１１を直列に接続して直列接続ライン１０とするバイパスコンデンサー１２を接続している。電源装置は、電池モジュール２側に接続されたバイパスコンデンサー１２と電池モジュール２の電極端子との間に抵抗素子１３を接続し、電圧検出ライン１１の一端を電池モジュール２に接続している。電源装置は、直列接続ライン１０の一端に、交流信号又はパルス信号の検出信号を出力する発信器１４を接続すると共に、直列接続ライン１０の他端には信号検出回路１５を設けており、発信器１４から出力される検出信号を信号検出回路１５で検出して、直列に接続してなる電圧検出ライン１１の故障を検出している。【選択図】図５
2012043590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直列に接続してなる複数の電池モジュール(2)と、各々の電池モジュール(2)の正負の電極端子に、電圧検出ライン(11)を介して接続されて、各々の電池モジュール(2)の電圧を検出する電圧検出回路(3)とを備える電源装置であって、
各々の電圧検出ライン(11)の両端部には、隣の電圧検出ライン(11)に両端を接続して各々の電圧検出ライン(11)を直列に接続して直列接続ライン(10)とするバイパスコンデンサー(12)が接続され、
さらに、電池モジュール(2)側に接続してなるバイパスコンデンサー(12)と電池モジュール(2)の電極端子との間には抵抗素子(13)が接続されて、電圧検出ライン(11)の一端を抵抗素子(13)を介して電池モジュール(2)の電極端子に接続しており、
前記バイパスコンデンサー(12)を介して直列に接続してなる直列接続ライン(10)の一端には、交流信号又はパルス信号からなる検出信号を出力する発信器(14)が接続され、
さらに、直列接続ライン(10)の他端には、前記発信器(14)から出力される検出信号を検出する信号検出回路(15)を設けており、
前記発信器(14)から出力される検出信号を信号検出回路(15)で検出して、直列に接続してなる電圧検出ライン(11)の故障を検出するようにしてなる電源装置。
【請求項２】
前記抵抗素子(13)が抵抗器又はコイルである請求項１に記載される電源装置。
【請求項３】
前記発信器(14)が、周波数を１００ＫＨｚないし１００ＭＨｚとする交流の発信器である請求項１または２に記載される電源装置。
【請求項４】
前記発信器(14)が、電圧検出回路(3)が電池モジュール(2)の電圧を検出しないタイミングで、前記直列接続ライン(10)に検出信号を出力する請求項１ないし３のいずれかに記載される電源装置。
【請求項５】
前記発信器(14)が出力する検出信号に対するバイパスコンデンサー(12)のインピーダンスが、抵抗素子(13)の電気抵抗よりも小さい請求項１ないし４のいずれかに記載される電源装置。
【請求項６】
車両を走行させるモータに電力を供給する電源装置である請求項１ないし５のいずれかに記載される電源装置。
【請求項７】
前記電源装置が車両用の電源装置である請求項１ないし６のいずれかに記載される電源装置。
【請求項８】
前記電源装置が蓄電用の電源装置である請求項１ないし６のいずれかに記載される電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてハイブリッドカーや電気自動車等の電動車両を走行させるモータを駆動する電源装置に関し、とくに、互いに直列に接続している電池モジュールの電圧を検出する電圧検出回路を備える電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大出力が要求される電源装置、たとえば電動車両を走行させるモータに電力を供給する電源装置は、出力を大きくするために、多数の電池モジュールを直列に接続して出力電圧を高くしている。ハイブリッドカーや電気自動車を走行させる電源装置は、出力電圧を２００Ｖ以上と高くして、モータに供給できる電力を大きくしている。【０００３】
多数の電池モジュールを直列に接続しているバッテリは、各々の電池モジュールの過充電と過放電を防止しながら充放電することが大切である。過充電と過放電が電池の電気性能を低下させると共に、劣化させて寿命を短くするからである。電源装置は、電池モジュールの過充電や過放電を防止するために、電池モジュールの電圧を検出する電圧検出回路を備えており、検出する電圧で電池モジュールの充放電の電流をコントロールしている。【０００４】
図１の電圧検出回路９３は、電池モジュール９２の中点電位付近の基準点９８に対する各々の接続点９７の電圧を検出して、各々の電池モジュールの電圧を演算する。この電圧検出回路９３は、電池モジュール９２の各接続点９７の電圧の差から、電池モジュール９２の電圧を検出する。この電圧検出回路９３は、基準点９８に対する電池モジュール９２の接続点９７の電圧を検出するので、全ての検出電圧が基準点９８に対する電圧となる。したがって、図に示すように、マルチプレクサ９４で電池モジュール９２の接続点９７を切り換えて、接続点９７の電圧を検出できる。図１に示す電圧検出回路９３は、基準点９８に対する電圧を検出して、各々の電池モジュール９２の電圧を検出するが、電圧検出回路９は、各々の電池モジュールの電圧を差動アンプで検出することもできる。【０００５】
電圧検出回路は、電圧検出ラインを介して各々の電池モジュールの正負の電極に接続される。電圧検出ラインはリード線やコネクタからなり、一端を電池モジュールの正負の電極に、他端を電圧検出回路の入力側に接続している。電圧検出ラインは、リード線の断線やコネクタの接触不良などの故障で、電池モジュールの電圧を正確に電圧検出回路に入力できなくする。電圧検出ラインが故障して、電圧検出回路が各々の電池モジュールの電圧を正確に検出できない状態になると、電池モジュールの充放電を正常にコントロールできない。電圧の検出されない電池モジュールの過充電や過放電を検出できなくなるからである。【０００６】
この弊害を防止するために、電圧検出回路を電池モジュールの正負の電極に接続するリード線の断線やコネクタの接触不良を検出する電源装置が開発されている。（特許文献１ないし３参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−９５２２２号公報
【特許文献２】特開２００９−２５７９２３号公報
【特許文献３】特開２００９−２８８０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の断線検出回路を図２に示している。この断線検出回路８０は、電池８２と並列にダイオード８４を接続している。ダイオード８４は、電池８２を放電しない方向に接続している。したがって、電池８２の電圧と、ダイオード８４の順方向の電圧とは極性が反対となる。すなわち、電池８２のプラス側は、ダイオード８４の順方向の電圧のマイナス側となる。断線を検出する状態で、電池８２とダイオード８４の並列回路に、ダイオード８４の順方向に電流を流している。この状態で、ダイオード両端の電圧は、電池８２の電圧となる。電池８２が並列に接続されるからである。ところが、ダイオード８４と電池８２との間の電圧検出ライン８８が断線すると、電池８２がダイオード８４から切り離された状態となるので、ダイオード両端の電圧は、電池８２の電圧と反転されて検出される。この断線検出回路８０は、ダイオード両端の電圧を検出して、電圧検出ライン８８の断線を検出できる。電圧検出ライン８８が断線しない状態では、電池８２の電圧が検出され、電圧検出ライン８８が断線する状態では、電池８２の電圧が判定されず、ダイオード８４の順方向の電圧が検出されるからである。この断線検出回路８０は、回路構成が極めて複雑になる欠点がある。また、断線を検出するための動作が複雑となる検出がある。【０００９】
特許文献２の断線検出回路を図３に示している。この断線検出回路７０は、電池７２と並列に、電池７２の電圧よりもツェナー電圧の高いツェナーダイオード７４を接続している。さらに、この回路は、ツェナーダイオード７４に電流を流すために、抵抗７６とスイッチ７７とを直列に接続している。この断線検出回路７０は、スイッチ７７をオン状態として、ツェナーダイオード７４の電圧を検出して電圧検出ライン７８の断線を検出する。電圧検出ライン７８が断線するとツェナーダイオード７４の両端の電圧が変化するからである。この断線検出回路７０も回路構成が複雑となり、また、ツェナーダイオード７４の電圧を検出して電圧検出ライン７８の断線を検出するので動作も複雑となる欠点がある。【００１０】
さらに、引用文献３の断線検出回路を図４に示している。この断線検出回路６０も、多数のスイッチ６７を切り換えて電圧検出ライン６８の断線を検出するので、回路構成が複雑で動作も複雑になる欠点がある。【００１１】
本発明は、以上の断線検出回路が有する欠点を解消することを目的として開発されたもので、極めて簡単な回路構成とし、かつ簡単な動作で全ての電圧検出ラインの断線を同時に検出して、電池モジュールの電圧を正確に検出できるかどうかを判定して、電池モジュールを過充電や過放電から保護しながら充放電できる電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【００１２】
本発明の電源装置は、互いに直列に接続してなる複数の電池モジュール２と、各々の電池モジュール２の正負の電極端子に、電圧検出ライン１１を介して接続されて、各々の電池モジュール２の電圧を検出する電圧検出回路３とを備えている。電源装置は、各々の電圧検出ライン１１の両端部に、隣の電圧検出ライン１１に両端を接続して各々の電圧検出ライン１１を直列に接続して直列接続ライン１０とするバイパスコンデンサー１２を接続している。さらに、電源装置は、電池モジュール２側に接続してなるバイパスコンデンサー１２と電池モジュール２の電極端子との間に抵抗素子１３を接続して、電圧検出ライン１１の一端を抵抗素子１３を介して電池モジュール２の電極端子に接続している。さらに、電源装置は、バイパスコンデンサー１２を介して直列に接続してなる直列接続ライン１０の一端には、交流信号又はパルス信号からなる検出信号を出力する発信器１４を接続しており、直列接続ライン１０の他端には、発信器１４から出力される検出信号を検出する信号検出回路１５を設けている。電源装置は、発信器１４から出力される検出信号を信号検出回路１５で検出して、直列に接続してなる電圧検出ライン１１の故障を検出している。
【００１３】
以上の電源装置は、極めて簡単な回路構成とし、かつ簡単な動作で全ての電圧検出ラインの断線を同時に検出できる特徴がある。それは、バイパスコンデンサーを介して、全ての電圧検出ラインを直列に接続して、交流の通過する直列接続ラインとし、この直列接続ラインの一端に交流信号やパルス信号からなる検出信号を供給し、直列接続ラインの他端で検出信号を検出して断線やコネクタの接触不良などの故障を検出するからである。全ての電圧検出ラインが正常に電圧を検出できる状態において、交流信号やパルス信号の検出信号は、直列接続ラインの一端から他端に伝送される。しかしながら、電圧検出ラインが断線し、あるいはコネクタが接触不良を起こすと、検出信号が伝送されなくなって、検出信号が他端で検出されなくなる。したがって、直列接続ラインの一端に検出信号を供給し、他端でこの信号を検出することで、電圧検出ラインの断線やコネクタの接触不良などの故障を判定できる。
【００１４】
本発明の電源装置は、抵抗素子１３を抵抗器又はコイルとすることができる。
抵抗素子を抵抗器とする電源装置は、部品コストを低減して電圧検出ラインの故障を検出でき、抵抗素子をコイルとする電源装置は、電池モジュールの電圧を正確に検出しながら電圧検出ラインの故障を検出できる。
【００１５】
本発明の電源装置は、発信器１４を、周波数を１００ＫＨｚないし１００ＭＨｚとする交流の発信器とすることができる。
以上の電源装置は、検出信号を交流信号として直列接続ラインに供給するので、電圧検出ラインの故障を確実に検出できる。
【００１６】
本発明の電源装置は、電圧検出回路３が電池モジュール２の電圧を検出しないタイミングで、発信器１４が直列接続ライン１０に検出信号を出力することができる。
以上の電源装置は、電圧検出ラインの故障を検出しながら、電池モジュールの電圧を正確に検出できる特徴がある。それは、電池モジュールの電圧を検出するタイミングに、電圧検出ラインの故障を検出する検出信号を直列接続ラインに供給しないので、この検出信号が電池モジュールの電圧検出に影響を与えないからである。
【００１７】
本発明の電源装置は、発信器１４が出力する検出信号に対するバイパスコンデンサー１２のインピーダンスを、抵抗素子１３の電気抵抗よりも小さくすることができる。
以上の電源装置は、バイパスコンデンサーのインピーダンスを抵抗素子の電気抵抗よりも小さくするので、バイパスコンデンサーと並列に接続している電池モジュールの影響を少なくして、検出信号を直列接続ラインに伝送して、電圧検出ラインの故障を確実に検出できる特徴がある。
【００１８】
本発明の電源装置は、車両を走行させるモータに電力を供給する電源装置とすることができる。
以上の電源装置は、多数の電池モジュールで出力電圧を高くしながら、各々の電池モジュールの過充電や過放電を確実に検出しながら使用できる。
【００１９】
本発明の電源装置は、車両用の電源装置とすることができる。
【００２０】
本発明の電源装置は、蓄電用の電源装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来の電源装置の電圧検出回路を示す回路図である。
【図２】従来の電源装置の断線検出回路を示す回路図である。
【図３】従来の他の電源装置の断線検出回路を示す回路図である。
【図４】従来の他の電源装置の断線検出回路を示す回路図である。
【図５】本発明の一実施例にかかる電源装置の概略構成図である。
【図６】蓄電用として使用される電源装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための電源装置を例示するものであって、本発明は電源装置を以下のものに特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段」の欄に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００２３】
図５に示す電源装置は、複数の電池モジュール２を直列に接続している走行用バッテリ１と、各々の電池モジュール２の正負の電極に電圧検出ライン１１を介して接続されて、電池モジュール２の電圧を検出する電圧検出回路３と、各々の電池モジュール２を電圧検出回路３に接続している電圧検出ライン１１の故障を検出する回路９とを備えている。この電源装置は、たとえば、ハイブリッドカーや電気自動車等の電動車両に搭載されて、車両を走行させるモータに電力を供給する。
【００２４】
車両に搭載される電源装置は、イグニッションスイッチをオンに切り換えた起動処理期間中において電圧検出ライン１１の故障を検出する。ただ、電源装置は、車両を走行させる状態においても電圧検出ラインの故障を検出することもできる。
【００２５】
電圧検出回路３は、各々の電池モジュール２の電圧を検出して、電池モジュール２の過充電と過放電を防止しながら充放電するために、電源装置に装備される回路である。したがって、この電源装置は、各々の電池モジュール２の電極を直列に接続している接続点７の電圧を検出して、電池モジュール２の電圧を検出する。電圧検出回路３は、全ての接続点７の電圧を検出して、全ての電池モジュール２の電圧を検出することができる。ただ、電圧検出回路は、必ずしも全ての接続点の電圧を検出する必要はなく、直列に接続している複数の電池モジュールをひとつのユニットとして、ユニット間の接続点の電圧を検出して、複数の電池モジュールからなる１ユニットの電圧として検出することもできる。たとえば、５０個の電池モジュールを直列に接続しているバッテリは、好ましくは５０個の全ての電池モジュールの電圧を各々独立して電圧検出回路で検出し、あるいは２個の電池モジュールを１ユニットとし、２個の電池モジュールのトータル電圧を１ユニットの電圧として、２５ユニットの電圧を検出することもできる。
【００２６】
検出された電池モジュール２の電圧は、電池モジュール２の残容量の検出に使用され、あるいは充放電の電流を積算して演算される残容量の補正に使用され、あるいはまた、残容量が０になって完全に放電されたことを検出して、過放電される状態では放電電流を遮断し、さらに満充電されたことを検出して、過充電される状態になると充電電流を遮断するために使用される。
【００２７】
多数の電池モジュール２を直列に接続している走行用バッテリ１は、同じ電流で充放電される。したがって、全ての電池モジュール２の充電量と放電量は同じになる。しかしながら、必ずしも全ての電池モジュール２の電気特性は等しく揃って変化するわけではない。とくに、充放電の繰り返し回数が多くなると、各々の電池モジュール２は劣化する程度が異なって、満充電できる容量が変化する。この状態になると、満充電できる容量の減少した電池モジュール２は、過充電されやすく、また過放電もされやすくなる。電池モジュールは、過充電と過放電で著しく電気特性が劣化するので、満充電できる容量が減少した電池モジュールが過充電や過放電されると急激に劣化してしまう。このため、走行用バッテリ１は、多数の電池モジュール２を直列に接続しているが、全ての電池モジュール２の過充電と過放電を防止しながら、すなわち、電池モジュール２を保護しながら充放電することが大切となる。全ての電池モジュール２を保護しながら充放電するために、電圧検出回路３は、電池モジュール２の電圧を検出している。
【００２８】
各々の電池モジュール２は、１個ないし数個の二次電池を直列又は並列に、あるいは直列と並列に接続している。電池モジュール２は、二次電池の種類によって、直列に接続する二次電池の個数が異なる。たとえば、二次電池をリチウムイオン電池とする電池モジュールは１個の二次電池からなり、二次電池をニッケル水素電池とする電池モジュールは、４個ないし６個の二次電池を直列に接続している。１個のリチウムイオン電池からなる電池モジュールは、２０個の電池モジュールを直列に接続して出力電圧が約７４Ｖとなる。５個のニッケル水素電池を直列に接続している電池モジュールは、これを５０個直列に接続して、全体で２５０個のニッケル水素電池を直列に接続して、出力電圧を３００Ｖとしている。
【００２９】
電圧検出回路３は、電池モジュール２の接続点７をマルチプレクサ４で切り換えて、各々の接続点７の電圧を順番に検出する。各々の接続点７の電圧を検出し、検出した接続点７の電圧差から各々の電池モジュール２の電圧を演算する。各々の接続点７は、電圧検出ライン１１を介して電圧検出回路３の入力側に接続される。電圧検出ライン１１は、リード線やコネクタ１７を介して一端を走行用バッテリ１の接続点７に、他端を電圧検出回路３の入力端子３ａに接続している。
【００３０】
電池モジュール２の電圧は、電池モジュール２の両端を接続している接続点７の電圧差として検出される。たとえば、図５において電池モジュールＭ2の電圧Ｅ2は、Ｖ2−Ｖ1として検出され、電池モジュールＭ3の電圧Ｅ3は、Ｖ3−Ｖ2で検出される。
【００３１】
図の電圧検出回路３は、マルチプレクサ４の出力側に電圧検出部５を接続し、電圧検出部５の出力側にＡ／Ｄコンバータ８を接続している。この電圧検出回路３は、マルチプレクサ４で切り換えて電圧検出部５で接続点７の電圧を順番に検出し、電圧検出部５の出力をＡ／Ｄコンバータ８でデジタル信号に変換して制御回路６に入力する。制御回路６は、入力されるデジタル信号の電圧信号を演算して、電池モジュール２の電圧を検出する。
【００３２】
電圧検出ライン１１の故障を検出する回路９は、各々の電圧検出ライン１１を直列に接続して直列接続ライン１０とするバイパスコンデンサー１２と、電池モジュール２側に接続しているバイパスコンデンサー１２と電池モジュール２の電極端子との間に接続している抵抗素子１３と、直列接続ライン１０の一端に、交流信号又はパルス信号からなる検出信号を出力する発信器１４と、直列接続ライン１０の他端に接続されて、発信器１４から出力される検出信号を検出する信号検出回路１５とを備える。
【００３３】
バイパスコンデンサー１２は、電圧検出ライン１１の両端部に接続されて、隣の電圧検出ライン１１を、交流を伝送できるように直列に接続して直列接続ライン１０とする。バイパスコンデンサー１２は、直流を通過させないが交流を通過させる。したがって、隣の電圧検出ライン１１は、その両端をバイパスコンデンサー１２で接続することで、交流的に、いいかえると交流を通過できるように直列に接続される。バイパスコンデンサー１２は、交互に隣の電圧検出ライン１１の反対側の端部に接続されて、全ての電圧検出ライン１１を交互に直列に接続して直列接続ライン１０とする。
【００３４】
バイパスコンデンサー１２は、隣の電圧検出ライン１１を交流的に直列に接続するが、交流に対する電気抵抗、すなわち特定のインピーダンスを有する。交流に対するインピーダンスを低くして、交流を通過できやすい状態で直列に接続する。バイパスコンデンサー１２の交流に対するインピーダンスは、伝送される信号の周波数に比例して、静電容量に反比例する。したがって、バイパスコンデンサー１２は、伝送する交流の周波数を高く、静電容量を大きくしてインピーダンスを小さくして、交流信号を少ない減衰で隣の電圧検出ライン１１に伝送できる。
【００３５】
抵抗素子１３は、バイパスコンデンサー１２で直列に接続されている電圧検出ライン１１が、その片側で、すなわち電池モジュール側で短絡されるのを防止する。隣の電圧検出ライン１１が一端で短絡されると、直列接続ライン１０は一端に供給される検出信号を他端まで伝送できなくなる。電池モジュールの内部抵抗が相当に小さく、抵抗素子１３のない状態では、各々の電池モジュール２が隣の電圧検出ライン１１の一端を短絡するからである。
【００３６】
抵抗素子１３は、電池モジュール２とバイパスコンデンサー１２との間に接続されて、電池モジュール２でバイパスコンデンサー１２が短絡されるのを防止する。抵抗素子１３は、抵抗器又はコイル、あるいは抵抗器とコイルとの直列回路である。抵抗器は直流と交流の両方に対して電気抵抗を示し、コイルは交流信号に対して電気抵抗に相当するインピーダンスを有する。抵抗素子１３は、電気抵抗やインピーダンスを大きくして、隣の電圧検出ライン１１が電池モジュール２で短絡されるのをより少なくする。抵抗素子１３は、電気抵抗又はインピーダンスを大きくして、電池モジュール２による短絡をより少なくできる。このことを実現するために、抵抗器は電気抵抗を大きく、コイルはインダクタンスを大きくしてインピーダンスを大きくする。コイルのインピーダンスは、インダクタンスに比例して大きくなる。また、直列接続ライン１０に供給される検出信号の周波数に比例して大きくなる。
【００３７】
抵抗素子１３は、電気抵抗又はインピーダンスを大きくして、電池モジュール２による短絡をより効果的に防止できる。ただ、抵抗素子１３の電気抵抗が大きすぎると、電池モジュール２の電圧を検出するときに、抵抗素子１３による電圧降下が発生する。抵抗素子１３の電圧降下は、電圧検出回路３の入力インピーダンスに比較し、抵抗素子１３の電気抵抗を充分に大きくして実質的には無視できる。また、抵抗素子１３による電圧降下は、電圧検出回路３の入力インピーダンスと抵抗素子１３の電気抵抗で特定されるので、これを補正して電池モジュール２の電圧を正確に検出できる。電池モジュール２の短絡を防止し、かつ電池モジュール２の電圧をより正確に検出することから、抵抗素子１３の電気抵抗は、好ましくは１００ｋΩ〜１ＭΩに設定される。ただし、抵抗素子の電気抵抗は、この範囲に特定することなく、これよりも小さくして、電池モジュールによる短絡を防止しながら検出信号を直列接続ラインに伝送でき、また、これよりも大きくして、電池モジュールの電圧を検出することもできる。抵抗素子をコイルとする電源装置にあっては、検出信号に対するコイルのインピーダンスが１０ｋΩ〜１ＭΩとなるインダクタンスとする。
【００３８】
抵抗素子１３は、２個が直列に接続されて、バイパスコンデンサー１２と並列に接続される。抵抗素子１３は、バイパスコンデンサー１２で検出信号を効率よく隣の電圧検出ライン１１に伝送するように接続される。バイパスコンデンサー１２が検出信号を効率よく伝送するには、抵抗素子１３の電気抵抗やインピーダンスを大きくして、バイパスコンデンサー１２のインピーダンスを小さくすることで実現できる。このことを実現するために、好ましくは、検出信号に対するバイパスコンデンサー１２のインピーダンスを抵抗素子１３の電気抵抗やインピーダンスよりも小さくする。ただし、バイパスコンデンサーの検出信号に対するインピーダンスを抵抗素子の電気抵抗よりも大きくして、検出信号をバイパスコンデンサーを介して伝送できるので、バイパスコンデンサーのインピーダンスは、必ずしも抵抗素子の電気抵抗よりも小さくする必要はない。
【００３９】
発信器１４は、直列接続ライン１０の一端に交流信号又はパルス信号の検出信号を供給する。図５の抵抗素子１３は、スイッチ１６を介して発信器１４を直列接続ライン１０の一端に接続している。発信器１４が検出信号を出力する状態で、スイッチ１６がオンに切り換えられて、検出信号は直列接続ライン１０に供給される。スイッチ１６は、電圧検出ライン１１の故障を検出するタイミング、たとえば、車両用の電源装置にあっては、イグニッションスイッチをオンに切り換えて、車両を走行させる前にオンに切り換えられて、電圧検出ライン１１の故障を検出する。
【００４０】
信号検出回路１５は、直列接続ライン１０に伝送される検出信号を検出して、全ての電圧検出ライン１１の故障を検出する。電圧検出ライン１１が断線しない正常な状態において、直列接続ライン１０の一端に供給される検出信号は、直列に接続している電圧検出ライン１１とバイパスコンデンサー１２を通過して他端に伝送される。したがって、この状態において、信号検出回路１５は、検出信号を所定のレベルで検出することができる。しかしながら、いずれかの電圧検出ライン１１が断線すると、断線された部分で検出信号が伝送されなくなって、信号検出回路１５は検出信号を検出できなくなる。したがって、信号検出回路１５は、直列接続ライン１０の一端に発信器１４から検出信号が出力される状態で、検出信号のレベルを検出して、電圧検出ライン１１の断線を検出できる。
【００４１】
さらに、電源装置は、電圧検出ライン１１が断線されることなく、コネクタ１７が接触不良を起こして電池モジュール２の電圧を正確に検出できなくなることがある。この状態は、信号検出回路１５が検出する信号レベルで判定できる。コネクタ１７の接触不良によって接触抵抗が大きくなると、この部分で検出信号が減衰して伝送されるので、正常な状態に比較して、検出信号の信号レベルが低下するからである。したがって、信号検出回路１５が検出信号を検出して、電圧検出ライン１１の故障を判定する電源装置は、電圧検出ライン１１の断線のみでなく、コネクタ１７の接触不良や接続部の接触不良も検出できる。接触不良は、コネクタ１７のみでなく、リード線を接続する接続部においても発生する。電圧検出ライン１１の一部に接触不良が発生すると、この部分の電気抵抗が大きくなって、電池モジュールの電圧検出の誤差となる。電圧検出ライン１１の接触不良と断線の両方を検出できる電源装置は、常に電池モジュール２を電圧を正確に検出できる特徴がある。
【００４２】
電源装置は、電圧検出ライン１１の故障が検出されると、たとえば走行用バッテリ１の出力を制限するように充放電して、電池モジュール２を保護しながら、車両を走行させる。また、ハイブリッドカーにあっては、電圧検出ライン１１の故障が検出されると、電源装置からモータに出力しないように制御してエンジンのみで走行できる状態とし、あるいは車両を走行できない状態とする。とくに、電圧検出ライン１１の切断を検出する状態では、電源装置による車両の走行を停止し、電圧検出ライン１１の接触不良を検出する状態では、走行用バッテリ１の出力を制限するように制御するなど、断線と接触不良とで車両を走行させる状態を変更することもできる。
【００４３】
（蓄電用電源装置）
図６は、蓄電用設備として利用する電源装置を示している。この電源装置は、例えば家庭用、工場用の電源として、太陽光発電の電力や深夜電力等で充電し、必要時に放電する電源システム、あるいは日中の太陽光発電の電力を充電して夜間に放電する街路灯用の電源や、停電時に駆動する信号機用のバックアップ電源等に利用できる。この図の電源装置１００は、複数の電池モジュール２を直列に接続している。この電源装置１００は、充電用電源ＣＰと負荷ＬＤとを、充電スイッチＣＳと放電スイッチＤＳを介して接続している。電源装置１００は、充電用電源ＣＰで充電されて、ＤＣ／ＡＣインバータ２０を介して負荷ＬＤに電力を供給する。このため、電源装置１００は、コントローラ２１を介して充電スイッチＣＳと放電スイッチＤＳをコントロールして、充電モードと放電モードに切り換えている。放電スイッチＤＳ及び充電スイッチＣＳのＯＮ／ＯＦＦは、電源装置１００から入力される信号に基づいて、コントローラ２１によって切り替えられる。充電モードにおいては、コントローラ２１は充電スイッチＣＳをＯＮに、放電スイッチＤＳをＯＦＦに切り替えて、充電用電源ＣＰから電源装置１００への充電を許可する。また、充電された電源装置１００は、満充電になり、あるいは所定値以上の容量が充電された状態で負荷ＬＤからの要求に応じて、コントローラ２１が放電スイッチＤＳをＯＮにして負荷ＬＤに電力を供給する。このとき、充電スイッチＣＳはＯＮ又はＯＦＦに制御される。充電スイッチＣＳと放電スイッチＤＳの両方をＯＮに制御して、電源装置１００は、充電されながら負荷ＬＤに電力を供給する。
【００４４】
電源装置１００で駆動される負荷ＬＤは、放電スイッチＤＳを介して電源装置１００と接続されている。電源装置１００の放電モードにおいては、コントローラ２１が放電スイッチＤＳをＯＮに切り替えて、負荷ＬＤに接続し、電源装置１００からの電力で負荷ＬＤを駆動する。放電スイッチＤＳはＦＥＴ等のスイッチング素子やリレーが利用できる。放電スイッチＤＳのＯＮ／ＯＦＦは、コントローラ２１によって制御される。また、電源装置は、外部機器と通信するための通信インターフェースを備えている（図示せず）。通信インターフェースは、ＵＡＲＴやＲＳ−２３２Ｃ等の既存の通信プロトコルに従い、電源装置を負荷や充電用電源に接続している。
【符号の説明】
【００４５】
１…走行用バッテリ
２…電池モジュール
３…電圧検出回路                  ３ａ…入力端子
４…マルチプレクサ
５…電圧検出部
６…制御回路
７…接続点
８…Ａ／Ｄコンバータ
９…回路
１０…直列接続ライン
１１…電圧検出ライン
１２…バイパスコンデンサー
１３…抵抗素子
１４…発信器  
１５…信号検出回路
１６…スイッチ
１７…コネクタ
２０…ＤＣ／ＡＣインバータ
２１…コントローラ
６０…断線検出回路
６７…スイッチ
６８…電圧検出ライン
７０…断線検出回路
７２…電池
７４…ツェナーダイオード
７６…抵抗
７７…スイッチ
７８…電圧検出ライン
８０…断線検出回路
８２…電池
８４…ダイオード
８８…電圧検出ライン
９２…電池モジュール
９３…電圧検出回路
９４…マルチプレクサ
９７…接続点
９８…基準点
１００…電源装置
ＣＰ…充電用電源
ＬＤ…負荷
ＣＳ…充電スイッチ
ＤＳ…放電スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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