(57)【要約】【課題】セル電圧検出用配線の断線検出を従来よりも確実に行う。【解決手段】車載バッテリを構成する複数の電池セルの電極電圧を伝送する複数のセル電圧検出用配線と、該セル電圧検出用配線の各々に設けられたローパスフィルタと、セル電圧検出用配線から入力される電極電圧に基づいて電池セルの端子間電圧であるセル電圧を検出する電圧検出部と、複数の電池セルに各々並列接続され、複数のセル電圧を均等化させる複数の放電回路と、互いに隣り合う電池セルに接続される放電回路を各々異なるデューティ比で放電させた際の隣り合う電池セルのセル電圧に基づいてセル電圧検出用配線の断線を検出する断線検出部とを備えるバッテリ監視装置において、断線検出部は、セル電圧が所定のしきい値に到達すると、放電回路によるセル電圧を均等化させる放電を禁止し、この上でセル電圧に基づいてセル電圧検出用配線の断線を検出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載バッテリを構成する複数の電池セルの電極電圧を伝送する複数のセル電圧検出用配線と、該セル電圧検出用配線の各々に設けられるローパスフィルタと、前記セル電圧検出用配線から入力される前記電極電圧に基づいて前記電池セルの端子間電圧であるセル電圧を検出する電圧検出部と、複数の前記電池セルに各々並列接続され、複数の前記セル電圧を均等化させる複数の放電回路と、互いに隣り合う前記電池セルに接続される前記放電回路を各々異なるデューティ比で放電させた際の隣り合う前記電池セルの前記セル電圧に基づいて前記セル電圧検出用配線の断線を検出する断線検出部とを備えるバッテリ監視装置において、
前記断線検出部は、前記セル電圧が所定のしきい値に到達すると、前記放電回路による前記セル電圧を均等化させる放電を禁止し、この上で前記セル電圧に基づいて前記セル電圧検出用配線の断線を検出することを特徴とするバッテリ監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリ監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、バイパス抵抗とスイッチング素子との直列回路からなり、バッテリを構成する複数の電池セルの各々に並列接続された放電回路と、電池セルの各々の電圧を検出する電圧検出回路と、電圧検出回路から得られる各電池セルの電圧検出結果に基づいて各電池セルの電圧が均一となるように各スイッチング素子を制御する制御部とを備えたセルバランス制御装置において、制御部は、隣り合う電池セルに接続された放電回路のスイッチング素子を各々異なるデューティ比で制御すると共に、隣り合う電池セルの電位差に基づいて各電池セルの各端子から引き出されたセル電圧検出用配線の断線を検出するセルバランス制御装置が開示されている。
【０００３】
このセルバランス制御装置は、所定の断線検出期間において互いに隣り合う電池セルに接続された放電回路のスイッチング素子を各々異なるデューティ比でスイッチングさせた場合に、セル電圧検出用配線の断線が発生した場合に、当該断線したセル電圧検出用配に関係する互いに隣り合う電池セルのセル電圧が時系列的に互いに異なる変化、つまり一方のセル電圧が徐々に上昇する一方、他方のセル電圧が徐々に降下することを利用することにより、セル電圧検出用配線の断線を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−０８５３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記放電回路は各電池セルの充電状態を均等化させるために本来的に設けられている電子回路であり、よって上記断線検出期間の後に放電回路が各電池セルの充電状態を均等化させるために作動すると、断線したセル電圧検出用配線に関係する互いに隣り合う電池セルのセル電圧は、上述した変化後に元の状態に復帰してしまう。この結果として、上記背景技術ではセル電圧検出用配線の断線検出を確実に行うことができない。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、セル電圧検出用配線の断線検出を従来よりも確実に行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明では、バッテリ監視装置に係る解決手段として、車載バッテリを構成する複数の電池セルの電極電圧を伝送する複数のセル電圧検出用配線と、該セル電圧検出用配線の各々に設けられるローパスフィルタと、前記セル電圧検出用配線から入力される前記電極電圧に基づいて前記電池セルの端子間電圧であるセル電圧を検出する電圧検出部と、複数の前記電池セルに各々並列接続され、複数の前記セル電圧を均等化させる複数の放電回路と、互いに隣り合う前記電池セルに接続される前記放電回路を各々異なるデューティ比で放電させた際の隣り合う前記電池セルの前記セル電圧に基づいて前記セル電圧検出用配線の断線を検出する断線検出部とを備えるバッテリ監視装置において、前記断線検出部は、前記セル電圧が所定のしきい値に到達すると、前記放電回路による前記セル電圧を均等化させる放電を禁止し、この上で前記セル電圧に基づいて前記セル電圧検出用配線の断線を検出する、という手段を採用する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、セル電圧が所定のしきい値に到達すると、放電回路による複数の電池セルの端子間電圧を均等化させる放電を禁止し、この上でセル電圧に基づいてセル電圧検出用配線の断線を検出するので、セル電圧検出用配線の断線検出を従来よりも確実に行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態における車両走行駆動系の機能構成を示す回路図（ａ）及び一実施形態に係るバッテリ監視装置の動作を示すタイミングチャート（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態に係るバッテリ監視装置は、電気自動車やハイブリッド自動車等の走行モータを駆動する車両走行駆動系を構成するものである。
【００１１】
上記車両走行駆動系は、図１（ａ）に示すように、車載バッテリ１、メインコンタクタ２、サブコンタクタ３、ＰＣＵ４、放電回路５、フィルタ回路６、バッテリＥＣＵ７及び複数のセル電圧検出用配線Ｌ1〜Ｌn+1（ｎ：自然数）を備えている。なお、このような構成要素のうち、放電回路５、フィルタ回路６、バッテリＥＣＵ７及び複数のセル電圧検出用配線Ｌ1〜Ｌｎ+1は、バッテリ監視装置を構成している。また、バッテリＥＣＵ７は、本発明の電圧検出部及び断線検出部に相当する。
【００１２】
車載バッテリ１は、複数（ｎ個）の電池セルｂ1〜ｂnが直列接続された組電池であり、電池セルｂ1→電池セルｂ2→（中略）→電池セルｂnの順に直列接続されている。この車載バッテリ１は、各電池セルｂ1〜ｂnの電極間電圧（セル電圧）の合計値をバッテリ電圧とする。このような車載バッテリ１は、メインコンタクタ２及びサブコンタクタ３を介してＰＣＵ４に直流電力を供給する。
【００１３】
メインコンタクタ２は、車載バッテリ１のプラス端子とＰＣＵ４の高電位側入力端との間に挿入されており、バッテリＥＣＵ７による制御の下で両者の接続をＯＮ／ＯＦＦする。サブコンタクタ３は、車載バッテリ１のマイナス端子とＰＣＵ４の低電位側入力端との間に挿入されており、バッテリＥＣＵ７による制御の下で両者の接続をＯＮ／ＯＦＦする。
【００１４】
ＰＣＵ４は、上記直流電力を交流電力に変換する電力変換回路であり、例えばインバータである。このＰＣＵ４は、上記交流電力を走行モータに供給することにより当該走行モータを回転駆動する。なお、このＰＣＵ４は、図示しないモータＥＣＵによって制御されることによって所望出力の交流電力を発生させる。
【００１５】
セル電圧検出用配線Ｌ1〜Ｌn+1は、ｎ個の電池セルｂ1〜ｂnにおける（ｎ＋１）個の電極に対応して設けられており、各電池セルｂ1〜ｂnの電極電圧をバッテリＥＣＵ７に伝送する。すなわち、（ｎ＋１）個のセル電圧検出用配線Ｌ1〜Ｌn+1は、車載バッテリ１に設けられた（ｎ＋１）個の電極とバッテリＥＣＵ７における（ｎ＋１）個の入力端とを各々接続する電線である。例えば、セル電圧検出用配線Ｌ1は電位的に最も低い電池セルｂ1のマイナス電極とバッテリＥＣＵ７の第１入力端とを接続し、セル電圧検出用配線Ｌn+1は、電位的に最も高い電池セルｂnのプラス電極とバッテリＥＣＵ７の第（ｎ＋１）入力端とを接続する。
【００１６】
放電回路５は、図１（ａ）では１つのボックスとして示されているが、実際には電池セルｂ1〜ｂnに対応してｎ個設けられている。これらｎ個の放電回路５は、各々にバイパス抵抗とスイッチング素子との直列回路であり、電池セルｂ1〜ｂnに各々並列接続されている。このようなｎ個の放電回路５は、（ｎ＋１）個の電池セルｂ1〜ｂnのセル電圧を均等化させるために、スイッチング素子をＯＮ状態として電池セルｂ1〜ｂnの何れかを放電させる。このような放電は、複数のセル電圧を均等化させる均等化放電である。
【００１７】
また、ｎ個の放電回路５は、セル電圧検出用配線Ｌ1〜Ｌn+1の断線を検出するために、互いに隣り合う電池セルに接続される放電回路のスイッチング素子を各々異なるデューティ比でＯＮ／ＯＦＦさせることにより、互いに隣り合う電池セルを異なる状態で放電させる。このような放電は、フィルタ回路６のコンデンサに充電された電荷を除電させる除電用放電である。なお、各放電回路５のスイッチング素子は、バッテリＥＣＵ７によってＯＮ／ＯＦＦが制御される。
【００１８】
フィルタ回路６は、図１（ａ）では１つのボックスとして示されているが、実際にはセル電圧検出用配線Ｌ1〜Ｌn+1に対応して（ｎ+１）個設けられている。すなわち、（ｎ+１）個のフィルタ回路６は、抵抗とコンデンサとから構成されたローパスフィルタ（ＣＲフィルタ）であり、セル電圧検出用配線Ｌ1〜Ｌn+1の途中部位に挿入されている。
【００１９】
バッテリＥＣＵ７は、セル電圧検出用配線Ｌ1〜Ｌn+1から入力される各電池セルｂ1〜ｂnの電極電圧に基づいて各電池セルｂ1〜ｂnのセル電圧を検出すると共に、車両の運転手の操作指示（例えばイグニッションスイッチの「ＯＮ」）及び上記セル電圧に基づいてメインコンタクタ２及びサブコンタクタ３の動作を制御する。
【００２０】
また、このバッテリＥＣＵ７は、各電池セルｂ1〜ｂnのセル電圧に基づいてｎ個の放電回路５を個別に制御することにより、ｎ個の電池セルｂ1〜ｂnの充電状態の均等化及び（ｎ＋１）個のセル電圧検出用配線Ｌ1〜Ｌn+1の断線を検出する。
【００２１】
次に、本実施形態に係るバッテリ監視装置の動作、つまりセル電圧の電圧検出処理、セル電圧検出用配線Ｌ1〜Ｌn+1の断線検出処理について詳しく説明するが、これら電圧検出処理及び断線検出処理の詳細は、上述した特許文献１に記載されたものと同様である。したがって、以下では電圧検出処理及び断線検出処理の後処理について主に説明する。
【００２２】
特許文献１にも記載されているが、バッテリＥＣＵ７は、図１（ｂ）に示すように断線検出期間の時刻ｔ１において放電回路５の放電モードを除電・均等化放電モードに設定することにより、互いに隣り合う電池セルを異なる状態で放電させる。すなわち、バッテリＥＣＵ７は、例えば奇数番目の電池セルｂ1、ｂ3、…に各々並列接続された放電回路５のスイッチング素子を例えば４％のデューティ比でＯＮ／ＯＦＦさせると共に、偶数番目の電池セルｂ2、ｂ4、…に各々並列接続された放電回路５のスイッチング素子を例えば９６％のデューティ比でＯＮ／ＯＦＦさせる。
【００２３】
ここで、（ｎ＋１）個のセル電圧検出用配線Ｌ1〜Ｌn+1の何れかに断線が発生すると、図１（ｂ）の最上段に示すように断線したセル電圧検出用配線に関係すると共に互いに隣り合う一対の電池セルのセル電圧は、各セル電圧検出用配線Ｌ1〜Ｌn+1にフィルタ回路６（ＣＲフィルタ）が設けられている関係で逆の変化傾向を示す。
【００２４】
バッテリＥＣＵ７は、このように変化するセル電圧を所定のしきい値Ｖth1、Ｖth2と比較することにより、セル電圧検出用配線の断線の疑いを判断する。これらしきい値Ｖth1、Ｖth2は、断線の疑いを判断するためのものであり、最終的に断線を判断するためのしきい値よりも若干小さな電圧値あるいは若干大きな電圧値に設定されている。
【００２５】
バッテリＥＣＵ７は、時刻ｔ2において上記セル電圧がしきい値Ｖth1、Ｖth2に到達すると、断線の疑いを判断して診断モードをPre診断モードに設定して放電回路５に均等化放電を継続させる。そして、バッテリＥＣＵ７は、図１（ｂ）に示すように、一定のPre診断期間が経過すると、時刻ｔ3において放電回路５の放電モードを除電・均等化放電モードから除電モードに切り替える。放電モードが除電モードに切り替わることによって放電回路５による均等化放電が禁止され、所定の時間、放電回路５は除電放電のみを行う。そして、バッテリＥＣＵ７は、時刻ｔ4において電圧変動が一定となったと判断し、診断モードをPre診断モードからMain診断モードに切り替える。
【００２６】
このような本実施形態によれば、セル電圧がしきい値Ｖth1、Ｖth2に到達すると放電回路５による均等化放電が禁止されてセル電圧が安定化するので、セル電圧検出用配線Ｌ1〜Ｌn+1の断線検出を従来よりも確実に行うことが可能である。
【符号の説明】
【００２７】
１  バッテリ
２  メインコンタクタ
３  サブコンタクタ
４  ＰＣＵ
５  放電回路
６  フィルタ回路
７  バッテリＥＣＵ（電圧検出部、断線検出部）
Ｌ1〜Ｌn+1  セル電圧検出用配線
【図１】
2020046335.tif 000003