(57)【要約】【課題】抵抗分圧回路を用いて電池の電圧を計測する電圧計測回路において、抵抗分圧回路を構成する分圧抵抗の故障を検出する。【解決手段】第１〜第ｎの電池を含む組電池の電圧を計測する電圧計測回路は、参照抵抗および第１〜第ｎの抵抗から構成される抵抗回路と、第１〜第ｎのリレー素子と、第１〜第ｎの電池の電圧を計測すると共に、抵抗回路の故障を検出する制御部を備える。制御部は、第１〜第ｎの電池の電圧が互いに同じ又はほぼ同じ状態において、第ｋのリレー素子がオン状態に制御されたときの参照抵抗と第１の抵抗との接続点の電圧を表す第１の電圧、及び、第ｋのリレー素子とは異なる第ｊのリレー素子がオン状態に制御されたときの参照抵抗と第１の抵抗との接続点の電圧を表す第２の電圧に基づいて、抵抗回路の故障を検知する。【選択図】図２
2020153955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に接続された第１〜第ｎ（ｎは、２以上の整数）の電池を含む組電池の電圧を計測する電圧計測回路であって、
直列に接続された参照抵抗および第１〜第ｎの抵抗から構成される抵抗回路と、
第１〜第ｎのリレー素子と、
前記抵抗回路および前記第１〜第ｎのリレー素子を用いて前記第１〜第ｎの電池の電圧を計測すると共に、前記抵抗回路の故障を検出する制御部と、を備え、
前記第１〜第ｎのリレー素子は、それぞれ、前記第１〜第ｎの電池の正側端子と前記第１〜第ｎの抵抗の一方の端子との間に設けられ、
前記組電池の負側端子は、前記参照抵抗の一方の端子に電気的に接続され、
前記制御部は、前記第１〜第ｎの電池の電圧が互いに同じ又はほぼ同じ状態において、前記第１〜第ｎのリレー素子の中から選択される第ｋ（ｋは、ｎ以下の整数）のリレー素子がオン状態に制御されたときの前記参照抵抗と前記第１の抵抗との接続点の電圧を表す第１の電圧、及び、前記第１〜第ｎのリレー素子の中から選択される第ｊ（ｊは、ｎ以下かつｋと異なる整数）のリレー素子がオン状態に制御されたときの前記参照抵抗と前記第１の抵抗との接続点の電圧を表す第２の電圧に基づいて、前記抵抗回路の故障を検知する
ことを特徴とする電圧計測回路。
【請求項２】
前記制御部は、前記第１の電圧と前記第２の電圧との比が所定の閾値範囲から外れているときに、前記抵抗回路が故障していると判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の電圧計測回路。
【請求項３】
前記制御部は、
前記第１〜第ｎのリレー素子の中から選択される第ｉ（ｉは、ｎ−２以下の整数）のリレー素子がオン状態に制御されたときの前記参照抵抗と前記第１の抵抗との接続点の電圧を表す第３の電圧、及び、前記第１〜第ｎのリレー素子の中から選択される第ｉ＋１のリレー素子がオン状態に制御されたときの前記参照抵抗と前記第１の抵抗との接続点の電圧を表す第４の電圧、及び、前記第１〜第ｎのリレー素子の中から選択される第ｉ＋２のリレー素子がオン状態に制御されたときの前記参照抵抗と前記第１の抵抗との接続点の電圧を表す第５の電圧を取得し、
前記第３の電圧と前記第４の電圧との比が第１の閾値範囲内に入っており、且つ、前記第４の電圧と前記第５の電圧との比が第２の閾値範囲から外れているときに、前記制御部は、前記第１〜第ｎの抵抗のうちの、前記第ｉ＋２リレー素子に対応する抵抗が故障していると推定する
ことを特徴とする請求項１に記載の電圧計測回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池の電圧を計測する電圧計測回路および電圧計測回路の故障を検出する方法に係わる。
【背景技術】
【０００２】
充電可能な二次電池は、様々な分野において広く実用化されている。例えば、電気自動車またはプラグインハイブリッド車は、走行用モータに電流を供給するための二次電池を備える。
【０００３】
二次電池を充電する充電装置は、多くのケースにおいて、二次電池の電圧をモニタしながら二次電池に電流を供給する。このため、充電装置は、二次電池の電圧を計測する電圧計測回路を備える。或いは、充電装置には、二次電池の電圧を計測する電圧計測回路が接続される。
【０００４】
ところで、大容量の二次電池は、複数の電池を直列に接続した組電池により実現されることがある。そして、直列に接続された各電池の電圧を計測する電圧計測回路の一例として、複数の抵抗が直列に接続された抵抗分圧回路を備える構成が知られている。例えば、特許文献１に記載されている電圧検出回路は、複数の電池ユニットから構成される高電圧バッテリに接続され、抵抗分圧回路および制御回路を備える。抵抗分圧回路は、複数の分圧抵抗および複数のスイッチング素子を備える。そして、制御回路は、スイッチング素子を制御しながら抵抗分圧回路の出力電圧を計測することで各電池ユニットの電圧を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−００８２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
直列に接続された各電池の電圧を、抵抗分圧回路を用いて計測する電圧計測回路においては、抵抗分圧回路を構成する分圧抵抗の抵抗値が正常値から変化すると、各電池の電圧を正しく計測できない。
【０００７】
本発明の１つの側面に係わる目的は、抵抗分圧回路を用いて電池の電圧を計測する電圧計測回路において、抵抗分圧回路を構成する分圧抵抗の故障を検出することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の１つの態様の電圧計測回路は、直列に接続された第１〜第ｎ（ｎは、２以上の整数）の電池を含む組電池の電圧を計測する。この電圧計測回路は、直列に接続された参照抵抗および第１〜第ｎの抵抗から構成される抵抗回路と、第１〜第ｎのリレー素子と、前記抵抗回路および前記第１〜第ｎのリレー素子を用いて前記第１〜第ｎの電池の電圧を計測すると共に、前記抵抗回路の故障を検出する制御部と、を備える。前記第１〜第ｎのリレー素子は、それぞれ、前記第１〜第ｎの電池の正側端子と前記第１〜第ｎの抵抗の一方の端子との間に設けられる。前記組電池の負側端子は、前記参照抵抗の一方の端子に電気的に接続される。前記制御部は、前記第１〜第ｎの電池の電圧が互いに同じ又はほぼ同じ状態において、前記第１〜第ｎのリレー素子の中から選択される第ｋ（ｋは、ｎ以下の整数）のリレー素子がオン状態に制御されたときの前記参照抵抗と前記第１の抵抗との接続点の電圧を表す第１の電圧、及び、前記第１〜第ｎのリレー素子の中から選択される第ｊ（ｊは、ｎ以下かつｋと異なる整数）のリレー素子がオン状態に制御されたときの前記参照抵抗と前記第１の抵抗との接続点の電圧を表す第２の電圧に基づいて、前記抵抗回路の故障を検知する。
【０００９】
上記構成の電圧計測回路において、第１の電圧は、参照抵抗の抵抗値および第１〜第ｋの抵抗の抵抗値に依存する。また、第２の電圧は、参照抵抗の抵抗値および第１〜第ｊの抵抗の抵抗値に依存する。よって、第１の電圧および第２の電圧を検出することにより、参照抵抗、第１〜第ｋの抵抗、または第１〜第ｊの抵抗の故障が検出される。
【００１０】
前記制御部は、前記第１の電圧と前記第２の電圧との比が所定の閾値範囲から外れているときに、前記抵抗回路が故障していると判定してもよい。第１の電圧と第２の電圧との比は、ｋの値、ｊの値、及び抵抗回路を構成する抵抗の抵抗値で表される一定値である。したがって、その一定値を包含する閾値範囲を設定し、第１の電圧と第２の電圧との比がその閾値範囲から外れているか否かを判定すれば、抵抗回路の故障が検出される。
【００１１】
前記制御部は、前記第１〜第ｎのリレー素子の中から選択される第ｉ（ｉは、ｎ−２以下の整数）のリレー素子がオン状態に制御されたときの前記参照抵抗と前記第１の抵抗との接続点の電圧を表す第３の電圧、及び、前記第１〜第ｎのリレー素子の中から選択される第ｉ＋１のリレー素子がオン状態に制御されたときの前記参照抵抗と前記第１の抵抗との接続点の電圧を表す第４の電圧、及び、前記第１〜第ｎのリレー素子の中から選択される第ｉ＋２のリレー素子がオン状態に制御されたときの前記参照抵抗と前記第１の抵抗との接続点の電圧を表す第５の電圧を取得する。そして、前記第３の電圧と前記第４の電圧との比が第１の閾値範囲内に入っており、且つ、前記第４の電圧と前記第５の電圧との比が第２の閾値範囲から外れているときには、前記制御部は、前記第１〜第ｎの抵抗のうちの、前記第ｉ＋２リレー素子に対応する抵抗が故障していると推定する。この構成によれば、制御部は、リレー素子を１つずつ順番に選択しながら抵抗回路の出力電圧を取得することにより、抵抗回路内の故障箇所を推定できる。
【発明の効果】
【００１２】
上述の態様によれば、抵抗分圧回路を用いて電池の電圧を計測する電圧計測回路において、抵抗分圧回路を構成する分圧抵抗の故障を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係わる電圧計測回路の使用例を示す図である。
【図２】電圧計測回路の一例を示す図である。
【図３】故障を検出する手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】閾値範囲について説明する図である。
【図５】故障箇所を推定する手順の一例を示すフローチャートである。
【図６】電圧計測回路のバリエーションの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の実施形態に係わる電圧計測回路の使用例を示す。この実施例では、電圧計測回路１は、電気自動車またはプラグインハイブリッド車などの電動車両において使用され、走行用モータ１０５に電流を供給するための二次電池１０１の電圧を測定する。
【００１５】
二次電池１０１は、直列に接続された複数の電池ユニットを含む組電池により実現される。そして、電圧計測回路１は、二次電池１０１の電圧を計測すると共に、二次電池１０１を構成する各電池ユニットの電圧を計測する。また、各電池ユニットは、例えば、直列に接続される複数の電池セルで構成される。この場合、電圧計測回路１は、各電池セルの電圧を計測してもよい。なお、以下の記載では、各電池ユニットまたは各電池セルを単に「電池」と呼ぶことがある。
【００１６】
充電器１０２は、二次電池１０１を充電する。このとき、充電器１０２は、電圧計測回路１によりモニタされる電圧および電流センサ１０３によりモニタされる電流に基づいて二次電池１０１を充電してもよい。電動車両の走行時には、二次電池１０１から走行用モータ１０５に電流が供給される。このとき、インバータ回路１０４は、この実施例では、３相交流を生成して走行用モータ１０５に供給する。
【００１７】
二次電池１０１と充電器１０２との間には、リレー１０６が設けられる。また、二次電池１０１の負極側において、充電器１０２および負荷（この例では、走行用モータ１０５）との間には、リレー１０７が設けられる。そして、コントローラ１０８は、リレー１０６、１０７を制御する。例えば、充電器１０２が二次電池１０１を充電するときは、コントローラ１０８は、リレー１０６、１０７をオン状態に制御する。また、電動車両の走行時には、コントローラ１０８は、リレー１０７をオン状態に制御する。二次電池１０１が過充電状態やまたは過放電状態であるときは、コントローラ１０８は、リレー１０７をオフ状態に制御してもよい。
【００１８】
なお、コントローラ１０８は、電圧計測回路１によりモニタされる電圧および電流センサ１０３によりモニタされる電流に基づいて充電器１０２に電流指令値を与えてもよい。また、コントローラ１０８は、必要に応じて、電圧計測回路１に制御信号を与えることができる。
【００１９】
図２は、電圧計測回路１の一例を示す。電圧計測回路１は、この実施例では、二次電池１０１の電圧を計測する。二次電池１０１は、図２に示すように、直列に接続されたｎ個の電池ユニットＢ１〜Ｂｎを備える。そして、電圧計測回路１は、二次電池１０１の電圧を測定すると共に、各電池ユニットＢ１〜Ｂｎの電圧を計測できる。
【００２０】
電圧計測回路１は、抵抗回路１１、複数のリレー素子（第１〜第ｎのリレー素子）Ｓ１〜Ｓｎ、および制御部１２を備える。なお、電圧計測回路１は、図２に示していない他の回路要素を備えていてもよい。
【００２１】
抵抗回路１１は、参照抵抗Ｒ０および抵抗Ｒ１〜Ｒｎから構成される。参照抵抗Ｒ０および抵抗Ｒ１〜Ｒｎは、順番に、直列に接続されている。また、参照抵抗Ｒ０および抵抗Ｒ１〜Ｒｎは、分圧抵抗として使用される。すなわち、抵抗回路１１は、抵抗分圧回路の一例である。なお、抵抗Ｒ１〜Ｒｎの抵抗値は、互いに同じであってもよいし、互いに同じでなくてもよい。
【００２２】
各リレー素子Ｓ１〜Ｓｎの一方の端子（電池側端子）は、対応する電池ユニットＢ１〜Ｂｎの正側端子に電気的に接続されている。たとえば、リレー素子Ｓ１の電池側端子は電池ユニットＢ１の正側端子に接続され、リレー素子Ｓｎの電池側端子は電池ユニットＢｎの正側端子に接続される。また、各リレー素子Ｓ１〜Ｓｎの他方の端子（制御部側端子）は、対応する抵抗Ｒ１〜Ｒｎの一方の端子（正側端子）に電気的に接続されている。たとえば、リレー素子Ｓ１の制御部側端子は抵抗Ｒ１の正側端子に接続され、リレー素子Ｓｎの制御部側端子は抵抗Ｒｎの正側端子に接続される。すなわち、電池ユニットＢ１〜Ｂｎの正側端子と、対応する抵抗Ｒ１〜Ｒｎの正側端子との間に、対応するリレー素子Ｓ１〜Ｓｎが設けられている。なお、各リレー素子Ｓ１〜Ｓｎの状態は、制御部１２により制御される。
【００２３】
抵抗Ｒ１の他方の端子（負側端子）は、参照抵抗Ｒ０の一方の端子（正側端子）に接続されている。参照抵抗Ｒ０の他方の端子（負側端子）は、二次電池１０１の負側端子（すなわち、電池ユニットＢ１の負側端子）に電気的に接続されている。そして、参照抵抗Ｒ０と抵抗Ｒ１との接続点の電圧Ｖａは、制御部１２に与えられる。
【００２４】
制御部１２は、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎを制御しながら電圧Ｖａをモニタすることで、二次電池１０１の電圧および各電池ユニットＢ１〜Ｂｎの電圧を計測する。また、制御部１２は、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎを制御しながら電圧Ｖａをモニタすることで、抵抗回路１１の故障を検出することもできる。なお、制御部１２は、この実施例では、マイコンにより実現される。
【００２５】
＜電圧の計測＞
制御部１２は、抵抗回路１１の出力電圧Ｖａを利用して各電池ユニットＢ１〜Ｂｎの電圧を計測することができる。例えば、電池ユニットＢｎの電圧は、下記の手順で計測される。なお、以下の記載では、各抵抗Ｒ１〜Ｒｎの正側端子の電圧は、それぞれＶ１〜Ｖｎで表されるものとする。
【００２６】
制御部１２は、リレー素子Ｓｎをオン状態に制御すると共に他のリレー素子をオフ状態に制御して電圧Ｖａを検出する。このとき電圧Ｖａは、（１）式で表される。
【００２７】
【数１】
2020153955.tif 000003
【００２８】
次に、制御部１２は、リレー素子Ｓｎ−１をオン状態に制御すると共に他のリレー素子をオフ状態に制御して電圧Ｖａを検出する。このとき電圧Ｖａは、（２）式で表される。
【００２９】
【数２】
2020153955.tif 000004
【００３０】
したがって、（１）式から得られる電圧Ｖｎと（２）式から得られる電圧Ｖｎ−１との差分を計算することにより、電池ユニットＢｎの電圧が得られる。また、他の電池ユニットＢ１〜Ｂｎ−１の電圧についても同様の方法で計測される。
【００３１】
＜故障の有無の判定＞
制御部１２は、抵抗回路１１の出力電圧Ｖａを利用して抵抗回路１１の故障を検出することができる。具体的には、制御部１２は、図３に示すフローチャートに従って抵抗回路１１を構成する抵抗の抵抗値の異常を検出する。
【００３２】
Ｓ１において、制御部１２は、電池ユニットＢ１〜Ｂｎの電圧が互いに同じまたはほぼ同じであるか否かを判定する。「ほぼ同じ」は、電池ユニットＢ１〜Ｂｎの電圧が互いに完全に同じである状態に限定されず、電池ユニットＢ１〜Ｂｎ間での電圧の差異が十分に小さい状態を表す。なお、二次電池１０１が満充電状態であるときに、電池ユニットＢ１〜Ｂｎの電圧が互いに同じまたはほぼ同じになる。よって、制御部１２は、二次電池１０１が満充電状態であるか否かに基づいてＳ１の判定を行ってもよい。
【００３３】
Ｓ２において、制御部１２は、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎの中から任意の１つを選択する。ここで、制御部１２は、電池ユニットＢｋの正側端子と抵抗Ｒｋの正側端子との間に設けられるリレー素子を選択するものとする。よって、以下の記載では、Ｓ２において選択されるリレー素子を「リレー素子Ｓｋ」と呼ぶことがある。なお、電池ユニットＢｋは、二次電池１０１の負極から数えてｋ番目の電池ユニットを表し、抵抗Ｒｋは、参照抵抗Ｒ０から数えてｋ番目の抵抗を表す。すなわち、制御部１２は、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎの中からｋ番目のリレー素子を選択する。
【００３４】
Ｓ３において、制御部１２は、リレー素子Ｓｋをオン状態に制御し、他のリレー素子をオフ状態に制御する。すなわち、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎの中でリレー素子Ｓｋのみがオン状態に制御される。
【００３５】
Ｓ４において、制御部１２は、電圧Ｖａを検出する。即ち、リレー素子Ｓｋのみがオン状態に制御されたときの抵抗回路１１の出力電圧が検出される。以下の記載では、この電圧を「電圧Ｖａ(k)」と呼ぶことがある。そして、電圧Ｖａ(k)は（３）式で表される。なお、電圧Ｖ(k)は、電池ユニットＢ１〜Ｂｋにより生成され、抵抗Ｒ０〜Ｒｋに印加される電圧に相当する。
【００３６】
【数３】
2020153955.tif 000005
【００３７】
Ｓ５において、制御部１２は、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎの中からリレー素子Ｓｋと異なるリレー素子を選択する。具体的には、制御部１２は、電池ユニットＢｊの正側端子と抵抗Ｒｊの正側端子との間に設けられるリレー素子を選択する。よって、以下の記載では、Ｓ５において選択されたリレー素子を「リレー素子Ｓｊ」と呼ぶことがある。なお、電池ユニットＢｊは、二次電池１０１の負極から数えてｊ番目の電池ユニットを表し、抵抗Ｒｊは、参照抵抗Ｒ０から数えてｊ番目の抵抗を表す。すなわち、制御部１２は、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎの中からｊ番目のリレー素子を選択する。
【００３８】
Ｓ６において、制御部１２は、リレー素子Ｓｊをオン状態に制御し、他のリレー素子をオフ状態に制御する。すなわち、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎの中でリレー素子Ｓｊのみがオン状態に制御される。
【００３９】
Ｓ７において、制御部１２は、電圧Ｖａを検出する。即ち、リレー素子Ｓｊのみがオン状態に制御されたときの抵抗回路１１の出力電圧が検出される。以下の記載では、この電圧を「電圧Ｖａ(j)」と呼ぶことがある。そして、電圧Ｖａ(j)は（４）式で表される。なお、電圧Ｖ(j)は、電池ユニットＢ１〜Ｂｊにより生成され、抵抗Ｒ０〜Ｒｊに印加される電圧に相当する。
【００４０】
【数４】
2020153955.tif 000006
【００４１】
Ｓ８において、制御部１２は、Ｓ４で得られた電圧Ｖａ(k)およびＳ７で得られた電圧Ｖａ(j)に基づいて評価値Ｅを計算する。評価値Ｅは、この例では、電圧Ｖａ(k)と電圧Ｖａ(j)との比を表すが、これに限られず、電圧Ｖａ(k)と電圧Ｖａ(j)との和、差、積など他の演算でも代替可能である。具体的には、評価値Ｅは、Ｖａ(k)／Ｖａ(j)を表す。この場合、評価値Ｅは（５）式で表される。
【００４２】
【数５】
2020153955.tif 000007
【００４３】
ここで、この実施例では、電池ユニットＢ１〜Ｂｎの電圧が互いに同じまたはほぼ同じである。よって、ｋ個の電池ユニットＢ１〜Ｂｋにより生成される電圧Ｖｋとｊ個の電池ユニットＢ１〜Ｂｊにより生成される電圧Ｖｊとの間には、（６）式の関係が存在する。
【００４４】
【数６】
2020153955.tif 000008
【００４５】
したがって、（５）式に（６）式の関係を与えると、評価値Ｅは（７）式で表される。
【００４６】
【数７】
2020153955.tif 000009
【００４７】
このように、評価値Ｅは、Ｓ２およびＳ５においてリレー素子を選択する変数ｋ、変数ｊ、参照抵抗Ｒ０の抵抗値、および抵抗Ｒ１〜Ｒｋ、Ｒ１〜Ｒｊの各抵抗値で表される。即ち、参照抵抗Ｒ０および抵抗Ｒ１〜Ｒｋ、Ｒ１〜Ｒｊの抵抗値が正常であるときは、評価値Ｅは、変数ｋ、ｊに対して所定の値となるはずである。以下の記載では、参照抵抗Ｒ０および抵抗Ｒ１〜Ｒｋ、Ｒ１〜Ｒｊの抵抗値が正常であるときの評価値Ｅの値を「正常評価値Ｔ」と呼ぶことがある。
【００４８】
評価値Ｅは、（７）式から明らかなように、変数ｋおよび変数ｊに依存する。即ち、Ｓ２およびＳ５においてどのリレー素子を選択するのかに応じて、評価値Ｅは異なる。ただし、いずれのリレー素子が選択される場合であっても、評価値Ｅは、Ｓ２およびＳ５においてリレー素子を選択する変数ｋ、変数ｊ、参照抵抗Ｒ０の抵抗値、および抵抗Ｒ１〜Ｒｋ、Ｒ１〜Ｒｊの抵抗値で表される。したがって、正常評価値Ｔは、選択したリレー素子Ｓｋ、Ｓｊに一意に対応する。
【００４９】
Ｓ９において、制御部１２は、評価値Ｅが閾値範囲内に入っているか否かを判定する。閾値範囲は、例えば「正常評価値Ｔ±Δ」で表される。ここで、正常評価値Ｔは、上述したように、変数ｋおよび変数ｊの値（即ち、どのリレー素子を選択するのか）に応じて異なる。したがって、閾値範囲は、図４に示すように、変数ｋの値および変数ｊの値の組合せに応じて異なる。Δの大きさは、故障検出の感度に相当する。
【００５０】
評価値Ｅが閾値範囲内に入っているときは、制御部１２は、Ｓ１０において、抵抗回路１１が故障していないと判定する。すなわち、参照抵抗Ｒ０および抵抗Ｒ１〜Ｒｋ、Ｒ１〜Ｒｊの抵抗値が正常であると判定される。一方、評価値Ｅが閾値範囲から外れているときは、制御部１２は、Ｓ１１において、抵抗回路１１が故障していると判定する。具体的には、参照抵抗Ｒ０および抵抗Ｒ１〜Ｒｋ、Ｒ１〜Ｒｊのうちの少なくとも１つの抵抗値が異常であると判定される。
【００５１】
制御部１２は、上述の判定結果を出力する。例えば、抵抗回路１１が故障していると判定したときは、制御部１２は、その旨をアプリケーションに通知してもよい。この場合、アプリケーションは、電動車両のユーザに対して警告を出力してもよい。或いは、制御部１２は、上述の判定結果を図１に示すコントローラ１０８に通知してもよい。
【００５２】
このように、制御部１２は、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎの中のｋ番目およびｊ番目のリレー素子を個々にオン状態に制御しながらそれぞれ電圧Ｖａを検出することで、抵抗回路１１の故障の有無を判定できる。具体的には、参照抵抗Ｒ０および抵抗Ｒ１〜Ｒｋ、Ｒ１〜Ｒｊの故障を検出できる。なお、上述したように、Δの大きさは、故障検出の感度に相当する。ただし、Δを小さくし過ぎると、いずれかの抵抗の抵抗値が僅かに変化しただけで抵抗回路１１が故障していると判定されることがある。一方、Δを大きくし過ぎると、１または複数の抵抗の抵抗値が変化しても、抵抗回路１１が故障していないと判定されることがある。したがって、Δの大きさは、所望の検出感度あるいは抵抗値の変化の許容範囲に応じて決定されることが好ましい。
【００５３】
＜故障箇所の推定＞
上述のように、制御部１２は、抵抗回路１１の故障の有無を判定することができる。さらに、制御部１２は、故障箇所を推定することができる。
【００５４】
故障箇所の推定は、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎを１つずつ順番に選択しながら図３に示すフローチャートの処理を実行することで実現される。すなわち、制御部１２は、リレー素子を選択するための変数ｉの値を１ずつインクリメントしながら図３に示すフローチャートの処理を実行する。
【００５５】
ｉ番目およびｉ＋１番目のリレー素子が選択されたときの評価値Ｅ(i)は（８）式で表される。ｉ＋１番目およびｉ＋２番目のリレー素子が選択されたときの評価値Ｅ(i+1)は、（９）式で表される。
【００５６】
【数８】
2020153955.tif 000010
【００５７】
【数９】
2020153955.tif 000011
【００５８】
ここで、評価値Ｅ(i)が対応する閾値範囲内に入っており、評価値Ｅ(i+1)が対応する閾値範囲から外れているものとする。すなわち、ｉ番目およびｉ＋１番目のリレー素子が選択されたときに故障が検出されず、ｉ＋１番目およびｉ＋２番目のリレー素子が選択されたときに故障が検出されるものとする。
【００５９】
この場合、（８）式および（９）式から明らかなように、Ｒ０〜Ｒｉ＋１に基づいて計算される評価値Ｅ(i)が正常値であるのに対して、Ｒ０〜Ｒｉ＋２に基づいて計算される評価値Ｅ(i+1)が異常値を示している。したがって、抵抗Ｒｉ＋２が故障していると推定される。
【００６０】
図５は、故障箇所を推定する手順の一例を示すフローチャートである。なお、図３に示すフローチャートＳ１および図５に示すフローチャートＳ２１は、実質的に同じである。すなわち、制御部１２は、電池ユニットＢ１〜Ｂｎの電圧が互いに同じまたはほぼ同じであるときに、Ｓ２２〜Ｓ２６の処理を実行する。
【００６１】
Ｓ２２において、制御部１２は、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎの中からリレー素子を選択するための変数ｉを１に初期化する。そして、制御部１２は、Ｓ２３〜Ｓ２４において、変数ｋに対して故障判定処理を実行する。この故障判定処理は、図３に示すフローチャートのＳ２〜Ｓ１１に相当する。すなわち、制御部１２は、変数ｉに対して、評価値Ｅを用いて抵抗回路１１が故障しているか否かを判定する。
【００６２】
抵抗回路１１が故障していないと判定されたときは、制御部１２は、Ｓ２５において、変数ｉをインクリメントする。この後、制御部１２の処理はＳ２３に戻る。一方、抵抗回路１１が故障していると判定されたときは、制御部１２の処理はＳ２６に進む。このように、制御部１２は、変数ｉをインクリメントしながら抵抗回路１１が故障しているか否かを判定する。そして、故障が検出されると、制御部１２は、Ｓ２６の処理を実行する。
【００６３】
Ｓ２６において、制御部１２は、ｉ＋１番目の抵抗（すなわち、抵抗Ｒｉ＋１）が故障していると推定する。例えば、ｉ＝１において故障が検出されず、ｉ＝２において故障が検出されたときは、制御部１２は、参照抵抗Ｒ０から数えて３番目の抵抗（すなわち、Ｒ３）が故障していると推定する。
【００６４】
制御部１２は、上述の推定結果を出力する。すなわち、故障箇所を推定したときは、制御部１２は、その推定結果をアプリケーションに通知してもよい。この場合、アプリケーションは、電動車両のユーザに対して警告を出力してもよい。或いは、制御部１２は、上述の推定結果を図１に示すコントローラ１０８に通知してもよい。
【００６５】
＜バリエーション＞
図６は、電圧計測回路１のバリエーションの一例を示す。この実施例では、電圧計測回路１は、図２に示す抵抗回路１１、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎ、制御部１２に加えて、複数のＲＣフィルタＦ１〜Ｆｎを備える。各ＲＣフィルタＦ１〜Ｆｎは、二次電池１０１と対応するリレー素子Ｓ１〜Ｓｎとの間に設けられる。例えば、ＲＣフィルタＦ１は、電池ユニットＢ１の正側端子とリレー素子Ｓ１の電池側端子との間に設けられ、ＲＣフィルタＦｎは、電池ユニットＢｎの正側端子とリレー素子Ｓｎの電池側端子との間に設けられる。
【００６６】
ＲＣフィルタＦ１〜Ｆｎは、電圧計測回路１に入力する雑音を抑制する。よって、各ＲＣフィルタＦ１〜Ｆｎを構成する抵抗の抵抗値およびコンデンサの容量は、抑制すべき雑音の周波数に応じて決定することが好ましい。
【００６７】
なお、ＲＣフィルタＦ１〜Ｆｎは、リレー素子Ｓ１〜Ｓｎと抵抗回路１１との間に設けることも可能である。ただし、この構成では、ＲＣフィルタＦ１〜Ｆｎが抵抗回路１１を介して電気的に結合するので、ある１つのリレー素子をオン状態に制御し、他のリレー素子をオフ状態に制御したときに、他のリレー素子に対して設けられるＲＣフィルタの影響が信号線に現れてしまう。このため、この構成では、ＲＣフィルタＦ１〜Ｆｎの特性を個々に設計する必要がある。
【００６８】
これに対して、図６に示す構成においては、ＲＣフィルタＦ１〜Ｆｎが互いに電気的に結合しないので、電圧計測回路１に入力する雑音の特性に応じてＲＣフィルタＦ１〜Ｆｎを設計すれば、その雑音を十分に抑制できる。
【００６９】
また、上述の実施例では、図１に示すコントローラ１０８から独立して電圧計測回路１が設けられているが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、制御部１２の機能は、コントローラ１０８により実現してもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１  電圧計測回路
１１  抵抗回路
１２  制御部
１０１二次電池
【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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