(57)【要約】【課題】分圧回路の複数の抵抗により分圧された電圧を用いて直列接続される複数の電池の電圧を計測する電池監視装置において、分圧回路が故障していることを判断する。【解決手段】直列に接続される電池Ｂ１〜Ｂ３のそれぞれの電圧を複数の抵抗Ｒ１〜Ｒ６により分圧する分圧回路２と、分圧回路２により分圧された電圧を用いて電池Ｂ１〜Ｂ３の電圧を計測する計測部３と、計測部３で計測された電池Ｂ１〜Ｂ３の電圧に基づいて分圧回路２の故障を判断する判断部４とを備えて電池監視装置１を構成し、判断部４は、電池Ｂ１の電圧Ｖａが電池Ｂ１〜Ｂ３の電圧の平均値Ｖａｖｅより高く、電池Ｂ２の電圧Ｖｂが平均値Ｖａｖｅより低い場合で、かつ、平均値Ｖａｖｅと電圧Ｖａとの差と、平均値Ｖａｖｅと電圧Ｖｂとの差と、の差が閾値Ｖｔｈ１以下である場合、分圧回路２が故障していると判断する。【選択図】図１
2020134175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に接続される複数の電池のそれぞれの電圧を複数の抵抗により分圧する分圧回路と、
前記分圧回路により分圧された電圧を用いて前記複数の電池の電圧を計測する計測部と、
前記計測部で計測された前記電池の電圧に基づいて前記分圧回路の故障を判断する判断部と、
を備え、
前記判断部は、隣り合う２つの前記電池のうちの一方の電池の電圧が前記複数の電池の電圧の平均値より高く、他方の電池の電圧が前記平均値より低い場合で、かつ、前記一方の電池の電圧と前記平均値との差と、前記平均値と前記他方の電池の電圧との差と、の差が第１の閾値以下である場合、前記分圧回路が故障していると判断する
ことを特徴とする電池監視装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電池監視装置であって、
前記電池は、単位充電率あたりの電圧の変化量が小さいプラトー領域と、単位充電率あたりの電圧の変化量が大きい非プラトー領域とを含む充電率−電圧特性を有し、
前記判断部は、
前記一方若しくは前記他方の電池の電圧が前記非プラトー領域にある場合で、かつ、前記電圧が非プラトー領域にある電池の単位充電率あたりの電圧の変化量と、前記電圧が非プラトー領域にある電池とは異なる電池の単位充電率あたりの電圧の変化量との差が第２の閾値以下である場合、
または、
前記一方若しくは前記他方の電池の電圧が前記非プラトー領域にある場合で、かつ、前記電圧が非プラトー領域にある電池の単位充電率あたりの電圧の変化量が第３の閾値以下である場合、
前記分圧回路が故障していると判断する
ことを特徴とする電池監視装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電池監視装置であって、
前記判断部は、前記電圧が非プラトー領域にある電池とは異なる電池の単位充電率あたりの電圧の変化量として、前記平均値の変化量を用いる
ことを特徴とする電池監視装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の電池監視装置であって、
前記判断部は、前記一方または前記他方の電池の電圧が前記非プラトー領域にない場合、前記一方または前記他方の電池の電圧が前記非プラトー領域に入るように前記電池を充放電させる
ことを特徴とする電池監視装置。
【請求項５】
直列に接続される複数の電池のそれぞれの電圧を複数の抵抗により分圧する分圧回路と、
前記分圧回路により分圧された電圧を用いて前記複数の電池の電圧を計測する計測部と、
前記計測部で計測された前記電池の電圧に基づいて前記分圧回路の故障を判断する判断部と、
を備え、
前記電池は、単位充電率あたりの電圧の変化量が小さいプラトー領域と、単位充電率あたりの電圧の変化量が大きい非プラトー領域とを含む充電率−電圧特性を有し、
前記判断部は、
隣り合う２つの前記電池のうちの一方の電池の電圧と他方の電池の電圧との差が第４の閾値以上であり、かつ、前記一方または前記他方の電池の電圧が前記非プラトー領域にある場合で、かつ、前記電圧が非プラトー領域にある電池の単位充電率あたりの電圧の変化量と、前記電圧が非プラトー領域にある電池とは異なる電池の単位充電率あたりの電圧の変化量との差が第２の閾値以下である場合、
または、
隣り合う２つの前記電池のうちの一方の電池の電圧と他方の電池の電圧との差が前記第４の閾値以上であり、かつ、前記一方または前記他方の電池の電圧が前記非プラトー領域にある場合で、かつ、前記電圧が非プラトー領域にある電池の単位充電率あたりの電圧の変化量が第３の閾値以下である場合、
前記分圧回路が故障していると判断する
ことを特徴とする電池監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池の電圧を監視する電池監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電池監視装置として、直列に接続される複数の電池のそれぞれの電圧を複数の抵抗により分圧する分圧回路と、分圧回路により分圧された電圧を用いて複数の電池の電圧を計測する計測部とを備えるものがある。
【０００３】
関連する技術として、例えば、特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１９９７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記電池監視装置では、経年劣化により一部の抵抗の抵抗値が増加あるいは低下するなどの分圧回路の故障が発生すると、電圧の計測精度が低下するという懸念がある。そのため、上記電池監視装置では、分圧回路の故障を判断することにより、ユーザに分圧回路の修理を促すことが必要である。
【０００６】
本発明の一側面に係る目的は、分圧回路の複数の抵抗により分圧された電圧を用いて直列接続される複数の電池の電圧を計測する電池監視装置において、分圧回路が故障していることを判断することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る一つの形態である電池監視装置は、直列に接続される複数の電池のそれぞれの電圧を複数の抵抗により分圧する分圧回路と、分圧回路により分圧された電圧を用いて複数の電池の電圧を計測する計測部と、計測部で計測された電池の電圧に基づいて分圧回路の故障を判断する判断部とを備える。
【０００８】
判断部は、隣り合う２つの電池のうちの一方の電池の電圧が複数の電池の電圧の平均値より高く、他方の電池の電圧が平均値より低い場合で、かつ、一方の電池の電圧と平均値との差と、平均値と他方の電池の電圧との差と、の差が第１の閾値以下である場合、分圧回路が故障していると判断する。
【０００９】
隣り合う２つの電池の接続点に接続される分圧回路の一対の抵抗のうちの一方の抵抗の抵抗値が他方の抵抗の抵抗値に比べて経年劣化などにより増加あるいは低下している場合、その抵抗値の増加分あるいは低下分、隣り合う２つの電池のうちの一方の電池の電圧が高くなり、他方の電池の電圧が低くなる。すなわち、一方の電池の電圧の変化量と他方の電池の電圧の変化量とが互いにほぼ同じになる。そのため、一方の電池の変化前の電圧及び他方の電池の変化前の電圧を、複数の電池の電圧の平均値とみなすと、一方の電池の電圧と平均値との差と、平均値と他方の電池の電圧との差との差が第１の閾値以下である場合、一対の抵抗のうちの一方の抵抗の抵抗値が他方の抵抗の抵抗値に比べて増加あるいは低下していると判断することができる。すなわち、本発明に係る一つの形態である電池監視装置によれば、抵抗の抵抗値増加あるいは低下により分圧回路が故障していることを判断することができる。
【００１０】
また、電池は、単位充電率あたりの電圧の変化量が小さいプラトー領域と、単位充電率あたりの電圧の変化量が大きい非プラトー領域とを含む充電率−電圧特性を有し、判断部は、一方若しくは他方の電池の電圧が非プラトー領域にある場合で、かつ、電圧が非プラトー領域にある電池の単位充電率あたりの電圧の変化量と、電圧が非プラトー領域にある電池とは異なる電池の単位充電率あたりの電圧の変化量との差が第２の閾値以下である場合、または、一方若しくは他方の電池の電圧が非プラトー領域にある場合で、かつ、電圧が非プラトー領域にある電池の単位充電率あたりの電圧の変化量が第３の閾値以下である場合、分圧回路が故障していると判断するように構成してもよい。
【００１１】
抵抗の抵抗値増加あるいは低下により、隣り合う２つの電池のうちの一方の電池の電圧が高くなり、他方の電池の電圧が低くなることで、一方若しくは他方の電池の電圧が非プラトー領域にあると計測される場合、隣り合う２つの電池の真の電圧はほぼ同じであるため、一方若しくは他方の電池の電圧が非プラトー領域にあると計測されるにも関わらず、電圧が非プラトー領域にある電池の単位充電率あたりの電圧の変化量と、電圧が非プラトー領域にある電池とは異なる電池の単位充電率あたりの電圧の変化量とが互いにほぼ同じになる、または、電圧が非プラトー領域にある電池の単位充電率あたりの電圧の変化量が非プラトー領域における電圧の変化量と比べて小さくなる。
【００１２】
一方、電池の充電率の違いにより、隣り合う２つの電池のうちの一方の電池の電圧が高くなり、他方の電池の電圧が低くなり、一方若しくは他方の電池の電圧が非プラトー領域にあると計測される場合、電圧が非プラトー領域にある単位充電率あたりの電圧の変化量が、電圧が非プラトー領域にある電池とは異なる電池の単位充電率あたりの電圧の変化量より大きくなる、または、電圧が非プラトー領域にある電池の単位充電率あたりの電圧の変化量がプラトー領域における電圧の変化量と比べて大きくなる。
【００１３】
そのため、電圧が非プラトー領域にある電池の単位充電率あたりの電圧の変化量と、電圧が非プラトー領域にある電池とは異なる電池の単位充電率あたりの電圧の変化量との差が第２の閾値以下である場合、または、電圧が非プラトー領域にある電池の単位充電率あたりの電圧の変化量が第３の閾値以下である場合、隣り合う２つの電池のうちの一方の電池の電圧が高くなり、他方の電池の電圧が低くなっていることが、電池の充電率の違いによるものではなく、抵抗の抵抗値増加あるいは低下によるものであることを判断することができる。すなわち、本発明に係る一つの形態である電池監視装置では、電圧が非プラトー領域にある電池の単位充電率あたりの電圧の変化量と、電圧が非プラトー領域にある電池とは異なる電池の単位充電率あたりの電圧の変化量との差が第２の閾値以下である場合、または、電圧が非プラトー領域にある電池の単位充電率あたりの電圧の変化量が第３の閾値以下である場合、分圧回路が故障していると判断するため、電池の充電率の違いによる分圧回路の故障の誤判断を低減することができ、分圧回路の故障判断の精度を上げることができる。
【００１４】
また、判断部は、電圧が非プラトー領域にある電池とは異なる電池の単位充電率あたりの電圧の変化量として、平均値の変化量を用いるように構成してもよい。
【００１５】
これにより、複数の電池の充電率がバラつくことによって、各電池の電圧の変化量がバラついていたとしても、平均値を用いることでバラツキが均され、分圧回路の故障判断の精度を上げることができる。
【００１６】
また、判断部は、一方若しくは他方の電池の電圧が非プラトー領域にない場合、一方若しくは他方の電池の電圧が非プラトー領域に入るように電池を充放電させるように構成してもよい。
【００１７】
これにより、電池の電圧が非プラトー領域に入るまで電池の充放電を成り行きに任せる場合に比べて、次の処理（一方若しくは他方の電池の単位充電率あたりの電圧の変化量と、単位充電率あたりの平均値の変化量との差が第２の閾値以下であるか否かの判断処理、または、一方若しくは他方の電池の単位充電率あたりの電圧の変化量が第３の閾値以下であるか否かの判断処理）に早く移行することができる。
【００１８】
また、本発明に係る一つの形態である電池監視装置は、直列に接続される複数の電池のそれぞれの電圧を複数の抵抗により分圧する分圧回路と、分圧回路により分圧された電圧を用いて複数の電池の電圧を計測する計測部と、計測部で計測された電池の電圧に基づいて分圧回路の故障を判断する判断部とを備える。
【００１９】
電池は、単位充電率あたりの電圧の変化量が小さいプラトー領域と、単位充電率あたりの電圧の変化量が大きい非プラトー領域とを含む充電率−電圧特性を有している。
【００２０】
判断部は、隣り合う２つの電池のうちの一方の電池の電圧と他方の電池の電圧との差が第４の閾値以上である場合で、かつ、一方若しくは他方の電池の電圧が非プラトー領域にある場合で、かつ、電圧が非プラトー領域にある電池の単位充電率あたりの電圧の変化量と、電圧が非プラトー領域にある電池とは異なる電池の単位充電率あたりの電圧の変化量との差が第２の閾値以下である場合、または、隣り合う２つの電池のうちの一方の電池の電圧と他方の電池の電圧との差が第４の閾値以上であり、かつ、一方若しくは他方の電池の電圧が非プラトー領域にある場合で、かつ、電圧が非プラトー領域にある電池の単位充電率あたりの電圧の変化量が第３の閾値以下である場合、分圧回路が故障していると判断する。
【００２１】
隣り合う２つの電池の接続点に接続される分圧回路の一対の抵抗のうちの一方の抵抗の抵抗値が他方の抵抗の抵抗値に比べて経年劣化などにより増加あるいは低下している場合、その抵抗値の増加分あるいは低下分、隣り合う２つの電池のうちの一方の電池の電圧が高くなり、他方の電池の電圧が低くなる。すなわち、一方の電池の電圧と他方の電池の電圧との差が大きくなる。
【００２２】
また、抵抗の抵抗値増加あるいは低下により、隣り合う２つの電池のうちの一方の電池の電圧が高くなり、他方の電池の電圧が低くなることで、一方若しくは他方の電池の電圧が非プラトー領域にあると計測される場合、隣り合う２つの電池の真の電圧はほぼ同じであるため、一方若しくは他方の電池の電圧が非プラトー領域にあると計測されるにも関わらず、電圧が非プラトー領域にある電池の単位充電率あたりの電圧の変化量と、圧が非プラトー領域にある電池とは異なる電池の単位充電率あたりの電圧の変化量とが互いにほぼ同じになる、または、電圧が非プラトー領域にある電池の単位充電率あたりの電圧の変化量が非プラトー領域における電圧の変化量と比べて小さくなる。
【００２３】
一方、電池の充電率の違いにより、隣り合う２つの電池のうちの一方の電池の電圧が高くなり、他方の電池の電圧が低くなり、一方若しくは他方の電池の電圧が非プラトー領域にあると計測される場合、電圧が非プラトー領域にある電池の単位充電率あたりの電圧の変化量が、電圧が非プラトー領域にある電池とは異なる電池の単位充電率あたりの電圧の変化量より大きくなる、または、電圧が非プラトー領域にある電池の単位充電率あたりの電圧の変化量がプラトー領域における電圧の変化量と比べて大きくなる。
【００２４】
そのため、一方の電池の電圧と他方の電池の電圧との差が第４の閾値以上である場合で、かつ、一方若しくは他方の電池の電圧が非プラトー領域にある場合で、かつ電圧が非プラトー領域にある電池の単位充電率あたりの電圧の変化量と、電圧が非プラトー領域にある電池とは異なる電池の単位充電率あたりの電圧の変化量との差が第２の閾値以下である場合、または、電圧が非プラトー領域にある電池の単位充電率あたりの電圧の変化量が第３の閾値以下である場合、隣り合う２つの電池のうちの一方の電池の電圧が高くなり、他方の電池の電圧が低くなっていることが、電池の充電率の違いによるものではなく、抵抗の抵抗値増加あるいは低下によるものであることを判断することができる。すなわち、本発明に係る一つの形態である電池監視装置では、一方の電池の電圧と他方の電池の電圧との差が第４の閾値以上である場合で、かつ、電圧が非プラトー領域にある電池の単位充電率あたりの電圧の変化量と、電圧が非プラトー領域にある電池とは異なる電池の単位充電率あたりの電圧の変化量との差が第２の閾値以下である場合、または、電圧が非プラトー領域にある電池の単位充電率あたりの電圧の変化量が第３の閾値以下である場合、分圧回路が故障していると判断するため、電池の充電率の違いによる分圧回路の故障の誤判断を低減することができ、分圧回路の故障判断の精度を上げることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、分圧回路の複数の抵抗により分圧された電圧を用いて直列接続される複数の電池の電圧を計測する電池監視装置において、分圧回路が故障していることを判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施例１の電池監視装置の一例を示す図である。
【図２】実施例１の判断部の動作の一例を示すフローチャートである。
【図３】実施例２の電池監視装置の一例を示す図である。
【図４】充電率−電圧特性の一例を示す図である。
【図５】実施例２の判断部の動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】実施例３の判断部の動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。
＜実施例１＞
図１は、実施例１の電池監視装置の一例を示す図である。
【００２８】
図１に示す電池監視装置１は、互いに直列接続される電池Ｂ１〜Ｂ３のそれぞれの電圧を監視する。なお、電池監視装置１が監視する電池の数は３つに限定されない。また、電池Ｂ１〜Ｂ３を区別しない場合、単に、電池Ｂとする。また、電池監視装置１及び電池Ｂ１〜Ｂ３は、例えば、電動フォークリフトやプラグインハイブリッド車などの電動モータの動力を利用して走行する車両に搭載されるものとする。
【００２９】
また、電池監視装置１は、分圧回路２と、計測部３と、判断部４とを備える。
分圧回路２は、電池Ｂ１〜Ｂ３のそれぞれの電圧を分圧して計測部３に出力するものであって、抵抗Ｒ１〜Ｒ６を備える。なお、抵抗Ｒ１〜Ｒ６を区別しない場合、単に、抵抗Ｒとする。
【００３０】
すなわち、抵抗Ｒ１の一方の端子が電池Ｂ１の正極端子に接続され、抵抗Ｒ１の他方の端子が抵抗Ｒ２を介して電池Ｂ３の負極端子及び計測部３のグランド端子Ｐ４に接続され、抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点が計測部３の入力端子Ｐ１に接続されている。これにより、電池Ｂ１の正極端子の電位、すなわち、電池Ｂ１〜Ｂ３の合計電圧が抵抗Ｒ１、Ｒ２により分圧され抵抗Ｒ２にかかる電圧Ｖ１２が入力端子Ｐ１、グランド端子Ｐ４を介して計測部３に入力される。
【００３１】
また、抵抗Ｒ３の一方の端子が電池Ｂ１の負極端子及び電池Ｂ２の正極端子に接続され、抵抗Ｒ３の他方の端子が抵抗Ｒ４を介して電池Ｂ３の負極端子及び計測部３のグランド端子Ｐ４に接続され、抵抗Ｒ３、Ｒ４の接続点が計測部３の入力端子Ｐ２に接続されている。これにより、電池Ｂ１の負極端子及び電池Ｂ２の正極端子の電位、すなわち、電池Ｂ２〜Ｂ３の合計電圧が抵抗Ｒ３、Ｒ４により分圧され抵抗Ｒ４にかかる電圧Ｖ３４が入力端子Ｐ２、グランド端子Ｐ４を介して計測部３に入力される。
【００３２】
また、抵抗Ｒ５の一方の端子が電池Ｂ２の負極端子及び電池Ｂ３の正極端子に接続され、抵抗Ｒ５の他方の端子が抵抗Ｒ６を介して電池Ｂ３の負極端子及び計測部３のグランド端子Ｐ４に接続され、抵抗Ｒ５、Ｒ６の接続点が計測部３の入力端子Ｐ３に接続されている。これにより、電池Ｂ２の負極端子及び電池Ｂ３の正極端子の電位、すなわち、電池Ｂ３の電圧が抵抗Ｒ５、Ｒ６により分圧され、抵抗Ｒ６にかかる電圧Ｖ５６が入力端子Ｐ３、グランド端子Ｐ４を介して計測部３に入力される。
【００３３】
計測部３は、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、またはプログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＰＬＤ（Programmable Logic Device））などにより構成され、分圧回路２により分圧された電圧Ｖ１２、Ｖ３４、Ｖ５６を用いて電池Ｂ１〜Ｂ３の電圧を計測する。例えば、抵抗Ｒ１〜Ｒ６のそれぞれの抵抗値を互いに同じにする場合、計測部３は、（電圧Ｖ１２−電圧Ｖ３４）×２を計算することにより電池Ｂ１の電圧Ｖ１を求め、（電圧Ｖ３４−電圧Ｖ５６）×２を計算することにより電池Ｂ２の電圧Ｖ２を求め、電圧Ｖ５６×２を計算することにより電池Ｂ３の電圧Ｖ３を求める。
【００３４】
判断部４は、ＩＣ、ＣＰＵ、またはプログラマブルなデバイスなどにより構成され、計測部３により計測された電圧Ｖ１〜Ｖ３を用いて分圧回路２が故障しているか否かを判断する。
【００３５】
図２は、実施例１の判断部４の動作の一例を示すフローチャートである。
まず、判断部４は、分圧回路２の故障判断処理を開始すると、電池Ｂ１〜Ｂ３の電圧Ｖ１〜Ｖ３の平均値Ｖａｖｅを算出する（ステップＳ１）。例えば、判断部４は、（電圧Ｖ１＋電圧Ｖ２＋電圧Ｖ３）／３を計算することにより平均値Ｖａｖｅを算出する。
【００３６】
次に、判断部４は、隣り合う２つの電池Ｂの一方の電池Ｂの電圧Ｖａ及び他方の電池Ｂの電圧Ｖｂが平均値Ｖａｖｅ以上であると判断すると、または、電圧Ｖａ、Ｖｂが平均値Ｖａｖｅ以下であると判断すると（ステップＳ２：Ｎｏ）、分圧回路２の故障判断処理を終了する。
【００３７】
一方、判断部４は、電圧Ｖａが平均値Ｖａｖｅより高く、かつ、電圧Ｖｂが平均値Ｖａｖｅより低いと判断すると（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、電圧Ｖａと平均値Ｖａｖｅとの差ΔＶａを算出するとともに、平均値Ｖａｖｅと電圧Ｖｂとの差ΔＶｂを算出する（ステップＳ３）。例えば、判断部４は、電圧Ｖａから平均値Ｖａｖｅを減算することにより差ΔＶａを算出するとともに、平均値Ｖａｖｅから電圧Ｖｂを減算することにより差ΔＶｂを算出する。
【００３８】
次に、判断部４は、差ΔＶａと差ΔＶｂとの差の絶対値が閾値Ｖｔｈ１（第１の閾値）より大きいと判断すると（ステップＳ４：Ｎｏ）、分圧回路２の故障判断処理を終了する。例えば、閾値Ｖｔｈ１は、ゼロ＋α（抵抗Ｒの製造誤差や計測部３の計測誤差、電池Ｂ１〜Ｂ３の充電率のバラツキなどが考慮された値）とする。
【００３９】
一方、判断部４は、差ΔＶａの絶対値と差ΔＶｂの絶対値との差が閾値Ｖｔｈ１以下であると判断すると（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、分圧回路２が故障していると判断する（ステップＳ５）。
【００４０】
ここで、隣り合う２つの電池Ｂを電池Ｂ１、Ｂ２とし、経年劣化などにより抵抗Ｒ３の抵抗値が抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４〜Ｒ６の抵抗値に比べて増加あるいは低下した場合を想定する。
【００４１】
この場合、抵抗Ｒ３の抵抗値の増加分、電池Ｂ１の実際の電圧Ｖ１に比べて電圧Ｖ１が高く計測されるとともに、抵抗Ｒ３の抵抗値の増加分、電池Ｂ２の実際の電圧Ｖ２に比べて電圧Ｖ２が低く計測される。または、抵抗Ｒ３の抵抗値の低下分、電池Ｂ１の実際の電圧Ｖ１に比べて電圧Ｖ１が低く計測されるとともに、抵抗Ｒ３の抵抗値の低下分、電池Ｂ２の実際の電圧Ｖ２に比べて電圧Ｖ２が高く計測される。すなわち、電池Ｂ１の電圧Ｖ１の変化分と電池Ｂ２の電圧Ｖ２の変化分が互いに略同じになる。そのため、電池Ｂ１〜Ｂ３の電圧Ｖ１〜Ｖ３の平均値Ｖａｖｅを電池Ｂ１の実際の電圧Ｖ１及び電池Ｂ２の実際の電圧Ｖ２とみなす場合、電池Ｂ１の電圧Ｖ１と平均値Ｖａｖｅとの差ΔＶａと、平均値Ｖａｖｅと電池Ｂ２の電圧Ｖ２との差ΔＶｂと、の差の絶対値が閾値Ｖｔｈ１以下である場合、抵抗Ｒ３、Ｒ４のどちらか一方の抵抗Ｒの抵抗値が増加あるいは低下していると判断することができる。
【００４２】
そこで、実施例１の電池監視装置１では、隣り合う２つの電池Ｂのうちの一方の電池Ｂの電圧Ｖａと平均値Ｖａｖｅとの差ΔＶａの絶対値と、平均値Ｖａｖｅと他方の電池Ｂの電圧Ｖｂとの差ΔＶｂの絶対値と、の差が閾値Ｖｔｈ１以下である場合、隣り合う２つの電池Ｂの接続点に接続される一対の抵抗Ｒのうちの一方の抵抗Ｒの抵抗値が他方の抵抗Ｒの抵抗値に比べて増加あるいは低下していると判断することができる。すなわち、実施例１の電池監視装置１によれば、抵抗Ｒの抵抗値増加あるいは低下により分圧回路２が故障していることを判断することができる。
【００４３】
＜実施例２＞
図３は、実施例２の電池監視装置の一例を示す図である。なお、図３に示す電池監視装置１において、図１に示す電池監視装置１と同じ構成には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００４４】
図３に示す電池監視装置１において、図１に示す電池監視装置１と異なる点は、電池Ｂ１〜Ｂ３の充放電（充電または放電）を制御する制御部５をさらに備えている点である。なお、制御部５は、ＣＰＵまたはプログラマブルなデバイスなどにより構成される。
【００４５】
また、制御部５は、判断部４から充電要求または放電要求を受信すると、電池Ｂ１〜Ｂ３の充電または放電を制御する。例えば、制御部５は、判断部４から充電要求を受信すると、外部の充電器などに充電要求を送ることで外部の充電器から電池Ｂ１〜Ｂ３に電力を供給させ、判断部４から放電要求を受信すると、車両全体を制御する上位制御部に放電要求を送ることで電池Ｂ１〜Ｂ３から車両に搭載される負荷に電力を供給させる。
【００４６】
図４は、充電率−電圧特性の一例を示す図である。なお、図４に示す直交座標の横軸は電池Ｂの充電率［％］を示し、縦軸は電池Ｂの電圧［Ｖ］を示し、実線は電池Ｂの充電率と電池Ｂの電圧との対応関係を示す充電率−電圧特性を示している。なお、外部の充電器から電池Ｂ１〜Ｂ３に流れる充電電流及び電池Ｂ１〜Ｂ３から負荷に流れる放電電流をそれぞれ一定とする場合、図４に示す直交座標の横軸のパラメータを「充電率」から「時間」に変えてもよい。
【００４７】
図４に示すように、電池Ｂは、単位充電率あたりの電圧の変化量が小さいプラトー領域と、単位充電率あたりの電圧の変化量が大きい非プラトー領域とを含む充電率−電圧特性を有しているものとする。例えば、プラトー領域とは、電池Ｂの単位充電率あたりの電圧の増加量が閾値Ｖｐ１より小さいときの電池Ｂの充電率の最小値から最大値までの領域、または、電池Ｂの単位充電率あたりの電圧の減少量が閾値Ｖｐ２より小さいときの電池Ｂの充電率の最小値から最大値までの領域とする。また、非プラトー領域とは、電池Ｂの単位充電率あたりの電圧の増加量が閾値Ｖｐ１以上であるときの電池Ｂの充電率の最小値から最大値までの領域、または、電池Ｂの単位充電率あたりの電圧の減少量が閾値Ｖｐ２以上であるときの電池Ｂの充電率の最小値から最大値までの領域とする。非プラトー領域は、電池Ｂの満充電側及び完全放電側にそれぞれ存在する。満充電側の非プラトー領域においては、満充電に近づくに連れて単位充電率あたりの電圧の増加量が大きくなり、完全放電側の非プラトー領域においては、完全放電に近づくに連れて単位充電率あたりの電圧の減少量が大きくなる。
【００４８】
隣り合う２つの電池Ｂの接続点に接続される一対の抵抗Ｒのうちの一方の抵抗Ｒの抵抗値が他方の抵抗値より増加あるいは低下していない状態で、かつ、電池Ｂ１〜Ｂ３のそれぞれの充電率が互いに異なる状態で、かつ、隣り合う２つの電池Ｂのうちの一方の電池Ｂの電圧Ｖａが電池Ｂ１〜Ｂ３の電圧の平均値Ｖａｖｅより高く、他方の電池Ｂの電圧Ｖｂが平均値Ｖａｖｅより低い状態、かつ、一方の電池Ｂの電圧Ｖａが非プラトー領域に入っているときにおいて、電池Ｂ１〜Ｂ３を充電または放電する場合、単位充電率あたりの電圧Ｖａの変化量は、単位充電率あたりの平均値Ｖａｖｅの変化量よりも大きくなる。また、他方の電池Ｂの電圧Ｖｂが非プラトー領域に入っているときにおいて、電池Ｂ１〜Ｂ３を充電または放電する場合には、単位充電率あたりの電圧Ｖｂの変化量は、単位充電率あたりの平均値Ｖａｖｅの変化量よりも大きくなる。さらに、２つの電池Ｂの電圧Ｖａ，Ｖｂが非プラトー領域に入っているときにおいて、電池Ｂ１〜Ｂ３を充電または放電する場合には、より満充電あるいは完全放電に近い電池Ｂの単位充電率あたりの電圧の変化量が、単位充電率あたりの平均値Ｖａｖｅの変化量よりも大きくなる。
【００４９】
一方、隣り合う２つの電池Ｂの接続点に接続される一対の抵抗Ｒのうちの一方の抵抗Ｒの抵抗値が他方の抵抗値より増加あるいは低下している状態で、かつ、電池Ｂ１〜Ｂ３のそれぞれの充電率が互いに同じ状態で、かつ、隣り合う２つの電池Ｂのうちの一方の電池Ｂの電圧Ｖａが平均値Ｖａｖｅより高く、他方の電池Ｂの電圧Ｖｂが平均値Ｖａｖｅより低い状態、かつ、一方の電池Ｂの電圧Ｖａあるいは他方の電池Ｂの電圧Ｖｂが非プラトー領域に入っているときにおいて、電池Ｂ１〜Ｂ３を充電または放電する場合、電圧が非プラトー領域に入っている電池Ｂの単位充電率あたりの電圧Ｖａ（電圧Ｖｂ）の変化量は、単位充電率あたりの平均値Ｖａｖｅの変化量とほぼ同じになる。
【００５０】
そのため、電圧が非プラトー領域に入っている電池Ｂの単位充電率あたりの電圧Ｖａ（電圧Ｖｂ）の変化量と、単位充電率あたりの平均値Ｖａｖｅの変化量との差が略ゼロか否かを判断することにより、電圧Ｖａが平均値Ｖａｖｅより高く、電圧Ｖｂが平均値Ｖａｖｅより低い状態である原因が、電池Ｂ１〜Ｂ３のそれぞれの充電率が互いに異なることによるものなのか、または、抵抗Ｒの抵抗値の増加あるいは低下によるものなのかを切り分けることができる。
【００５１】
そこで、実施例２の電池監視装置１では、隣り合う２つの電池Ｂのいずれかの電圧が非プラトー領域に入っているときで、かつ、電池Ｂ１〜Ｂ３を充電または放電させているときの電圧が非プラトー領域に入っている電池Ｂの単位充電率あたりの電圧Ｖａ（電圧Ｖｂ）の変化量と、単位充電率あたりの平均値Ｖａｖｅの変化量との差、または、隣り合う２つの電池Ｂのいずれかの電圧が非プラトー領域に入っているときで、かつ、電池Ｂ１〜Ｂ３を充電または放電させているときの電圧が非プラトー領域に入っている電池Ｂの単位充電率あたりの電圧Ｖａ（電圧Ｖｂ）の変化量を用いて、充電率の違いにより電圧Ｖａが平均値Ｖａｖｅより高く、電圧Ｖｂが平均値Ｖａｖｅより低いのか、または、抵抗Ｒの抵抗値の違いにより電圧Ｖａが平均値Ｖａｖｅより高く、電圧Ｖｂが平均値Ｖａｖｅより低いのかを判断する。
【００５２】
図５は、実施例２の判断部４の動作の一例を示すフローチャートである。なお、図５に示すステップＳ１〜Ｓ５は、図２に示すステップＳ１〜Ｓ５と同様であるため、その説明を省略する。
【００５３】
判断部４は、差ΔＶａと差ΔＶｂとの差の絶対値が閾値Ｖｔｈ１以下であると判断した後（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、隣り合う２つの電池Ｂのいずれかの電圧が充電率−電圧特性の非プラトー領域に入っていないと判断すると（ステップＳ６：Ｎｏ）、隣り合う２つの電池Ｂのいずれかの電圧Ｖａ，Ｖｂが非プラトー領域に入るように電池Ｂ１〜Ｂ３を充放電させ、再度、隣り合う２つの電池Ｂのいずれかの電圧Ｖａ，Ｖｂが非プラトー領域に入っているか否かを判断する（ステップＳ７）。これにより、隣り合う２つの電池Ｂのいずれかの電圧Ｖａ，Ｖｂが非プラトー領域に入るまで電池Ｂ１〜Ｂ３の充放電を成り行きに任せる場合に比べて、次のステップＳ８以降の処理に早く移行することができる。
【００５４】
次に、判断部４は、隣り合う２つの電池Ｂのいずれかの電圧Ｖａ，Ｖｂが非プラトー領域に入っていると判断すると（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、電池Ｂ１〜Ｂ３を充電または放電しているとき、電圧が非プラトー領域に入っている電池Ｂの単位充電率あたりの電圧Ｖａ（電圧Ｖｂ）の変化量Ｖｃ１と、単位充電率あたりの平均値Ｖａｖｅの変化量Ｖｄ１とを算出する（ステップＳ８）。なお、電池Ｂ１〜Ｂ３を充電しているときに求められる平均値Ｖａｖｅは、電圧Ｖａを用いて算出されてもよいし、電圧Ｖａを用いずに算出されてもよい。また、電池Ｂ１〜Ｂ３を放電しているときに求められる平均値Ｖａｖｅは、電圧Ｖｂを用いて算出されてもよいし、電圧Ｖｂを用いずに算出されてもよい。
【００５５】
例えば、判断部４は、電池Ｂ１〜Ｂ３を一定時間充電したときの電圧Ｖａ（電圧Ｖｂ）の変化量を充電率の変化量で除算した結果を変化量Ｖｃ１とし、電池Ｂ１〜Ｂ３を一定時間充電したときの平均値Ｖａｖｅの変化量を充電率の変化量で除算した結果を変化量Ｖｄ１とする。
【００５６】
次に、判断部４は、変化量Ｖｃ１と変化量Ｖｄ１との差の絶対値が閾値Ｖｔｈ２（第２の閾値）より大きいと判断すると、または、変化量Ｖｃ１が閾値Ｖｔｈ３（第３の閾値）より大きいと判断すると（ステップＳ９：Ｎｏ）、分圧回路２の故障判断処理を終了する。なお、例えば、閾値Ｖｔｈ２は、ゼロ＋α（抵抗Ｒの製造誤差や計測部３の計測誤差、電池Ｂ１〜Ｂ３の充電率のバラツキなどが考慮された値）とする。。また、例えば、閾値Ｖｔｈ３は、プラトー領域と非プラトー領域との閾である値Ｖｐ１及び閾値Ｖｐ２に基づいて設定してもよいし、電池Ｂの充電率−電圧特性において、電圧が非プラトー領域に入っている電池Ｂの充電率と対応する点における電圧の変化量となるように随時設定してもよい。
【００５７】
一方、判断部４は、変化量Ｖｃ１と変化量Ｖｄ１との差の絶対値が閾値Ｖｔｈ２以下であると判断すると、または、変化量Ｖｃ１が閾値Ｖｔｈ３以下であると判断すると（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、分圧回路２が故障していると判断する（ステップＳ５）。これにより、ステップＳ４において、差ΔＶａと差ΔＶｂとの差の絶対値が閾値Ｖｔｈ１（第１の閾値）以下であると判断した要因が、抵抗Ｒの抵抗値増加によるものであると判断することができる。
【００５８】
なお、ステップＳ７を省略してもよい。このようにステップＳ７を省略する場合、隣り合う２つの電池Ｂのいずれかの電圧が充電率−電圧特性の非プラトー領域に入っていないと判断すると（ステップＳ６：Ｎｏ）、電池Ｂ１〜Ｂ３の充放電を成り行きに任せ、隣り合う２つの電池Ｂのいずれかの電圧が充電率−電圧特性の非プラトー領域に入っていると判断すると（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、ステップＳ８に移行する。
【００５９】
また、ステップＳ８では変化量Ｖｄ１として、単位充電率あたりの平均値の変化量を用いたが、これに限られない。例えば、変化量Ｖｃ１の算出に用いた、電圧が非プラトー領域に入っている電池Ｂとは異なる電池Ｂの単位充電率あたりの電圧の変化量を変化量Ｖｄ１としてもよい。仮に、隣り合う２つの電池Ｂの一方の電池Ｂの電圧Ｖａが非プラトー領域に入っていると判断した場合には、隣り合う２つの電池Ｂの他方の電池Ｂの単位充電率あたりの電圧Ｖｂの変化量や、隣り合う２つの電池Ｂとは異なる電池Ｂの単位充電率あたりの電圧の変化量を変化量Ｖｄ１とする。
【００６０】
上述したように、抵抗Ｒの抵抗値増加あるいは低下により、隣り合う２つの電池Ｂのうちの一方の電池Ｂの電圧Ｖａが高くなり、他方の電池Ｂの電圧Ｖｂが低くなる場合、電圧が非プラトー領域に入っている電池Ｂの単位充電率あたりの電圧の変化量と、単位充電率あたりの平均値Ｖａｖｅの変化量とが互いにほぼ同じになる、または、電圧が非プラトー領域に入っている電池Ｂの単位充電率あたりの電圧の変化量が非プラトー領域における電圧の変化量と比べて小さくなる。
【００６１】
一方、電池Ｂの充電率の違いにより、隣り合う２つの電池Ｂのうちの一方の電池Ｂの電圧Ｖａが高くなり、他方の電池Ｂの電圧Ｖｂが低くなる場合、電圧が非プラトー領域に入っている電池Ｂの単位充電率あたりの電圧の変化量が、単位充電率あたりの平均値Ｖａｖｅの変化量より大きくなる、または、電圧が非プラトー領域に入っている電池Ｂの単位充電率あたりの電圧の変化量がプラトー領域における電圧の変化量と比べて大きくなる。
【００６２】
そのため、電圧が非プラトー領域に入っている電池Ｂの単位充電率あたりの電圧の変化量と、単位充電率あたりの平均値Ｖａｖｅの変化量との差の絶対値が閾値Ｖｔｈ２以下である場合、または、電圧が非プラトー領域に入っている電池Ｂの単位充電率あたりの電圧の変化量が第３の閾値以下である場合、隣り合う２つの電池Ｂのうちの一方の電池Ｂの電圧Ｖａが高くなり、他方の電池Ｂの電圧Ｖｂが低くなっていることが、電池Ｂの充電率の違いによるものではなく、抵抗Ｒの抵抗値増加あるいは低下によるものであることを判断することができる。
【００６３】
そこで、実施例２の電池監視装置１では、隣り合う２つの電池Ｂのうちの一方の電池Ｂの電圧Ｖａと平均値Ｖａｖｅとの差ΔＶａと、平均値Ｖａｖｅと他方の電池Ｂの電圧Ｖｂとの差ΔＶｂと、の差の絶対値が閾値Ｖｔｈ１以下である場合で、かつ、電圧が非プラトー領域に入っている電池Ｂの単位充電率あたりの電圧の変化量と、単位充電率あたりの平均値Ｖａｖｅの変化量との差の絶対値が閾値Ｖｔｈ２以下である場合、または、電圧が非プラトー領域に入っている電池Ｂの単位充電率あたりの電圧の変化量が閾値Ｖｔｈ３以下である場合、分圧回路２が故障していると判断するため、電池Ｂの充電率の違いによる分圧回路２の故障の誤判断を低減することができ、分圧回路２の故障判断の精度を上げることができる。
【００６４】
＜実施例３＞
図６は、実施例３の判断部４の動作の一例を示すフローチャートである。なお、実施例３の電池監視装置１は、図３に示す電池監視装置１と同様である。また、図６に示すステップＳ５〜Ｓ９は、図５に示すステップＳ５〜Ｓ９と同様であり、その説明を省略する。
【００６５】
まず、判断部４は、分圧回路２の故障判断処理を開始すると、隣り合う２つの電池Ｂのうちの一方の電池Ｂの電圧Ｖａと他方の電池Ｂの電圧Ｖｂとの差ΔＶｅの絶対値を算出する（ステップＳ１０）。
【００６６】
次に、判断部４は、差ΔＶｅの絶対値が閾値Ｖｔｈ４（第４の閾値）より小さいと判断すると（ステップＳ１１：Ｎｏ）、分圧回路２の故障判断処理を終了する。なお、閾値Ｖｔｈ４は、ゼロ＋α（抵抗Ｒの製造誤差や計測部３の計測誤差、電池Ｂ１〜Ｂ３の充電率のバラツキなどが考慮された値）とする。
【００６７】
一方、判断部４は、差ΔＶｅが閾値Ｖｔｈ４以上であると判断すると（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、ステップＳ６に移行する。
【００６８】
ここで、隣り合う２つの電池Ｂを電池Ｂ１、Ｂ２とし、経年劣化などにより抵抗Ｒ３の抵抗値が抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４〜Ｒ６の抵抗値に比べて増加あるいは低下した場合を想定する。
【００６９】
この場合、抵抗Ｒ３の抵抗値の増加分、電池Ｂ１の実際の電圧Ｖ１に比べて電圧Ｖ１が高く計測されるとともに、抵抗Ｒ３の抵抗値の増加分、電池Ｂ２の実際の電圧Ｖ２に比べて電圧Ｖ２が低く計測される。または、抵抗Ｒ３の抵抗値の低下分、電池Ｂ１の実際の電圧Ｖ１に比べて電圧Ｖ１が低く計測されるとともに、抵抗Ｒ３の抵抗値の低下分、電池Ｂ２の実際の電圧Ｖ２に比べて電圧Ｖ２が高く計測される。すなわち、電池Ｂ１の電圧Ｖ１と電池Ｂ２の電圧Ｖ２との差ΔＶｅの絶対値が大きくなる。そのため、電池Ｂ１の電圧Ｖ１と電池Ｂ２の電圧Ｖ２との差ΔＶｅの絶対値が閾値Ｖｔｈ４以上である場合、抵抗Ｒ３、Ｒ４のどちらか一方の抵抗Ｒの抵抗値が増加あるいは低下していると判断することができる。
【００７０】
また、実施例２において説明したように、抵抗Ｒの抵抗値増加により、隣り合う２つの電池Ｂのうちの一方の電池Ｂの電圧Ｖａが高くなり、他方の電池Ｂの電圧Ｖｂが低くなる場合、かつ、一方の電池Ｂの電圧Ｖａあるいは他方の電池Ｂの電圧Ｖｂが非プラトー領域に入っているとき、電圧が非プラトー領域に入っている電池Ｂの単位充電率あたりの電圧の変化量と、単位充電率あたりの平均値Ｖａｖｅの変化量とが互いにほぼ同じになる、または、電圧が非プラトー領域に入っている電池Ｂの単位充電率あたりの電圧の変化量が非プラトー領域における電圧の変化量と比べて小さくなる。
【００７１】
一方、電池Ｂの充電率の違いにより、隣り合う２つの電池Ｂのうちの一方の電池Ｂの電圧Ｖａが高くなり、他方の電池Ｂの電圧Ｖｂが低くなる場合、かつ、一方の電池Ｂの電圧Ｖａあるいは他方の電池Ｂの電圧Ｖｂが非プラトー領域に入っているとき、電圧が非プラトー領域に入っているとき、電圧が非プラトー領域に入っている電池Ｂの単位充電率あたりの電圧の変化量が、単位充電率あたりの平均値Ｖａｖｅの変化量より大きくなる、または、一方若しくは他方の電池Ｂの単位充電率あたりの電圧の変化量がプラトー領域における電圧の変化量と比べて大きくなる。
【００７２】
そのため、電圧が非プラトー領域に入っている電池Ｂの単位充電率あたりの電圧の変化量と、単位充電率あたりの平均値Ｖａｖｅの変化量との差の絶対値が閾値Ｖｔｈ２以下である場合、または、電圧が非プラトー領域に入っている電池Ｂの単位充電率あたりの電圧の変化量が第３の閾値以下である場合、隣り合う２つの電池Ｂのうちの一方の電池Ｂの電圧Ｖａが高くなり、他方の電池Ｂの電圧Ｖｂが低くなっていることが、電池Ｂの充電率の違いによるものではなく、抵抗Ｒの抵抗値増加によるものであることを判断することができる。
【００７３】
そこで、実施例３の電池監視装置１では、差ΔＶｅの絶対値が閾値Ｖｔｈ４以上である場合で、かつ、電圧が非プラトー領域に入っている電池Ｂの単位充電率あたりの電圧の変化量と、単位充電率あたりの平均値Ｖａｖｅの変化量との差の絶対値が閾値Ｖｔｈ２以下である場合、または、電圧が非プラトー領域に入っている電池Ｂの単位充電率あたりの電圧の変化量が閾値Ｖｔｈ３以下である場合、分圧回路２が故障していると判断するため、電池Ｂの充電率の違いによる分圧回路２の故障の誤判断を低減することができ、分圧回路２の故障判断の精度を上げることができる。
【００７４】
また、本発明は、以上の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１  電池監視装置
２  分圧回路
３  計測部
４  判断部
５  制御部
Ｂ１〜Ｂ３  電池
Ｒ１〜Ｒ６  抵抗
【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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