(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイブリッド車両に搭載された組電池の異常を検出する電池検査装置であって、
前記ハイブリッド車両が停車状態にあるか否かを判定する停車判定手段と、
前記組電池に対して所定の充電電流での充電を指示する手段と、
この所定充電電流での充電状態において、前記組電池を構成する各電池ブロックの端子電圧を検出し、この検出結果に基づき組電池の異常有無の判定を行う異常判定手段と、
を有し、前記異常判定手段は、前記停車判定手段で停車状態と判定された場合に、前記組電池を構成する各電池ブロックの端子電圧を検出し、この検出結果に基づき組電池の異常有無の判定を行うことを特徴とする電池検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定個数の電池群が複数直列に接続された組電池を有し、エンジンにより駆動される発電機により電池の充電状態を制御するハイブリッド車において、電池の微短絡などの異常を検出するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンと電気モータとを組み合わせて動力源として用いるハイブリッド車両が普及しつつある。ハイブリッド車両では、例えば低速走行時や高負荷時などのエンジン効率が低い領域ではモータでエンジンを補助することにより駆動系全体でのエネルギー効率を高めている。モータの電源には、例えばニッケル水素（Ｎｉ-ＭＨ）電池などの２次電池が用いられる。２次電池への充電は、例えば減速・制動時などの回生発電などにより充電が行われ、商用電力からの充電作業を基本的に不要にしている。
【０００３】
ハイブリッド車両では、２次電池が充電状態が高すぎる（１００％に近い）と過充電を避けるために回生発電などによる発生電力を捨てなければならず、逆に充電状態が低すぎる（０％に近い）と発進時などに十分なモータ駆動を行うことができないので、このようなことを避けるために常に２次電池の充電状態を監視し、適正値から大きく外れないように制御している。この制御は、電池特性に応じて予めＳＯＣの上限値と下限値を定め、ＳＯＣが例えばこれら上限値と下限値の中央値付近になるように充電・放電の指示を出すことにより実現している。
【０００４】
ハイブリッド車両の２次電池は、３００Ｖ近い高い電圧の出力を得るため、１．２Ｖ程度のセル（単電池）を多数直列接続した組電池として構成することが一般的である。例えば、従来のあるハイブリッド車両の組電池は、ニッケル水素電池のセルを５、６個を直列接続して１つのモジュール電池を構成し、このモジュール電池を２個直列接続して１つの電池ブロックを構成し、この電池ブロックを例えば１８個直列接続した組電池として構成されている。
【０００５】
ハイブリッド車両の電源電池の異常の一つに微短絡がある。微短絡とは、モジュール電池内の隣接するセル間にて、わずかな液漏れなどによって自己放電が生じ、この結果無放電状態でもセルの端子電圧が徐々に低下する現象である。微短絡が生じると、ＳＯＣ制御において、セルの自己放電によるエネルギー損失の分だけ余計に充電を行うことになり、燃費向上というハイブリッド車両の大目的に反することになる。また、微短絡は、電池の過熱などの問題も引き起こす。また、微短絡以外でも、過放電などの繰り返しが起こると電解液喪失などの故障が生じてしまう。適切な運用のためには、このような微短絡等の故障を素早く検知して電池交換などの対策を講じる必要がある。
【０００６】
電池に微短絡などの故障が起こると、一般に電池の端子電圧が異常に低下するので、原理的には個々のセルの端子電圧を監視することにより故障を検知することができる。しかしながら、ハイブリッド車両に搭載される組電池のセル数は２００個を超えており、これらすべてのセルの端子電圧を監視するのは、回路規模が莫大なものになりコスト面からみて現実的ではない。そこで、従来は、直列接続された各電池ブロックごとにその端子電圧を検出し、それら各端子電圧を相互に比較することにより異常を検出していた。
【０００７】
図５は、従来の組電池の電圧検出回路の一例であり、この例では、メインバッテリ１００は、複数の電池ブロック１１０−１から１１０−ｎが直列接続されて構成されている。各電池ブロック１１０は、それぞれニッケル水素電池６セルを直列接続したモジュール電池を２モジュール直列接続して構成されている。各電池ブロック１１０−１から１１０−ｎの両極端子は、順番に電池ＥＣＵ２００の端子電圧検出器２１０−１から２１０−ｎの端子に接続される。端子電圧検出器２１０−ｉ（ｉは整数）は、電池ブロック１１０−ｉの端子電圧を出力する。判定部２２０は、各端子電圧検出器２１０の出力を受け取り、その出力同士を比較して異常判定を行う。この従来回路では、各端子電圧検出器２１０の出力端子電圧のうちの最小値が、他のすべての端子電圧と１．２Ｖ以上の差となったときに異常と判定していた。この判定ルーチンは、基本的に車両が走行可能状態にある間一定時間ごとなどに定期的に実行していた。
【０００８】
この異常判定のしきい値１．２Ｖは、各種の誤差を見込んで決められている。すなわち、電池ブロック１１０が正常な場合でも、電池や検出器などの誤差で端子電圧の検出値にある程度のばらつきが生じうるので、従来はそのような正常範囲内で考え得るばらつき（誤差）の上限を判定しきい値とし、電池ブロック１１０の端子電圧がそのしきい値を超えて初めて異常と判定していた。この誤差には、個々の電池ブロック１１０のばらつきによる誤差、各端子電圧検出器２１０の特性のばらつきによる誤差、などが含まれる。例えば、電池ブロック１１０は個々に特性が微妙に違うため、個々の電池ブロックが正常であっても充放電を繰り返すうちに各々の端子電圧はある程度ばらばらになる。従来、この電池ブロック自体の端子電圧の誤差として０．７Ｖを見込んでいた。これは、充電、放電の両方の場合を考慮した値である。また、検出器２１０にも製造誤差などにより特性にばらつきがでる。従来、この検出器誤差として、０．４Ｖを見込んでいた。これら電池ブロック誤差、検出器誤差に更に０．１Ｖの余裕を見込んで定めたのが、従来の１．２Ｖの異常判定しきい値であった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
電池の端子電圧の検出値は、充放電状態（充電、放電のいずれであるか）、ＳＯＣ（充電状態）、温度その他の環境状態などによって変わってくる。上述のしきい値１．２Ｖは、このような起こりうる様々な状態における誤差を考慮して定めた値であった。したがって、実際には微短絡などの故障が起こっていても、それが誤差範囲に埋もれる程度の範囲にある間はその故障が検出できず、その結果故障検出に遅れが出る可能性があった。また、別の見方をすれば、従来の微短絡等の異常判定は、様々な誤差を考慮に入れていたため精度があまりよくなかったと言える。
【００１０】
また、従来は、２個のモジュール電池を１電池ブロックとし、この１電池ブロックに対して１個の端子電圧検出器２１０を設けて端子電圧の異常を検出していたので、合計３６個のモジュール電池（すなわち２１６セル）に対して１８個の端子電圧検出器２１０が必要であった。電池ＥＣＵ２００のコストを下げるには、端子電圧検出器２１０やその付属回路の数を減らすことが一つの方法であるが、そのためには例えば１電池ブロックを３モジュールにするなど、ブロック当たりのモジュール数を増やすことになる。しかしながら、このように１ブロック当たりのモジュール数を単純に増やしただけでは、従来と同等の判定精度が確保できない。すなわち、例えば、２モジュール１ブロックにつき端子電圧検出器１個という従来構成を、３モジュール１ブロックにつき端子電圧検出器１個という構成に変えると、１セルが微短絡を起こしたときの電圧降下が電池ブロック全体の電圧降下に寄与する割合が２／３になるので、従来と同じ１ブロック当たり１．２Ｖの誤差を見込んでいたのでは、微短絡がその誤差に埋もれて検出できなくなる可能性がある。従来と同等の精度で微短絡等の異常を検出するには、検出系全体の誤差（ばらつき）を改善する必要がある。
【００１１】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、ハイブリッド車両における微短絡などの組電池の一部に起因する異常の検出精度を高めることを目的とし、ひいてはそのために必要となる端子電圧検出器の数を減らして異常検出のための回路規模を小さくすることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る電池検査装置は、ハイブリッド車両に搭載された組電池の異常を検出する電池検査装置であって、前記ハイブリッド車両が停車状態にあるか否かを判定する停車判定手段と、前記組電池に対して所定の充電電流での充電を指示する手段と、この所定充電電流での充電状態において、前記組電池を構成する各電池ブロックの端子電圧を検出し、この検出結果に基づき組電池の異常有無の判定を行う異常判定手段とを有し、前記異常判定手段は、前記停車判定手段で停車状態と判定された場合に、前記組電池を構成する各電池ブロックの端子電圧を検出し、この検出結果に基づき組電池の異常有無の判定を行うことを特徴とする。この構成において、所定の大きさの電流で充電している状態では、すべての電池ブロックに流れる内部電流の値が等しくなるため、各電池ブロックの端子電圧のばらつき（誤差）が小さくなり、異常検出の精度が向上する。
【００１３】
またこの発明では、停車状態という電池の充放電が行われる可能性の低い環境で、各電池ブロックの端子電圧を調べ、微短絡等の異常判定を行うので、電池ブロックの端子電圧のばらつきが従来の判定の場合より小さくなり、判定誤差が改善される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）について、図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係る電圧検査装置の概略構成を示す図である。図において、メインバッテリ１０は、ハイブリッド車両の駆動モータその他に電力を供給する主たる電池である。このメインバッテリ１０は、ｍ個の電池ブロック１２−１〜１２−ｍを直列に接続した組電池として構成される。各電池ブロック１２は、３個のモジュール電池を直列接続して１つのパッケージに収容したものであり、それら各モジュール電池は１．２Ｖのニッケル水素電池セルを例えば６個直列接続して１パッケージとしたものである。図５に示した従来のメインバッテリ１１０との相違は、１つの電池ブロックを構成するモジュール数を３個に増やした点であり、これにより（メインバッテリ全体の端子電圧を変えなければ）電池ブロック１２の数が従来構成の２／３になっている。
【００１９】
電池ＥＣＵ２０は、メインバッテリ１０のＳＯＣ（充電状態：ステート・オブ・チャージ）が適切な値になるように充放電等の制御を行うとともに、メインバッテリ１０の温度や電圧などを監視し、異常を検出した場合には充放電の制限や停止、警報出力などの動作を行う。本実施形態では、電池ＥＣＵ２０のこれら諸機能のうち、微短絡等による電池ブロック１２の電圧異常を検査する機能に注目しているので、図１及び以下の説明では、その機能を実現する構成に焦点を当てて説明する。
【００２０】
電池ＥＣＵ２０には、電池ブロック１２と同数のｍ個の端子電圧検出器２２−１〜２２−ｍが設けられる。各端子電圧検出器２２−ｉ（ｉは１〜ｍの整数）はオペアンプを含み、それぞれ電池ブロック１０−ｉの両極端子の電圧の差分、すなわち当該電池ブロックの端子電圧に応じた信号を出力する。本実施形態では、電池ブロック数が従来構成の２／３になったのに応じ、端子電圧検出器２２の数も従来の２／３に低減している。各端子電圧検出器２２−ｉの出力信号（端子電圧）は、判定部２４に入力される。
【００２１】
判定部２４は、入力されたｍ個の各電池ブロック１２の端子電圧の信号をＡ／Ｄ変換し、これらを比較して、微短絡等で電圧が異常に低下した電池ブロック１２がないかを検査する。
【００２２】
不揮発性メモリ３０は、各端子電圧検出器２２のオフセット値を記憶している。オフセット値は、端子電圧検出器２２の出力の正しい電圧値からのずれであり、端子電圧検出器２２のオペアンプや周辺の抵抗などの製造誤差等に起因する。このオフセット値は、工場出荷時等の検査時に求めておく。すなわち、検査時に各端子電圧検出器２２に一定の電圧を印加し、そのときに各検出器２２の出力値と真値との誤差を求め、これをオフセット値として不揮発性メモリ３０に記憶しておく。なお、不揮発性メモリ３０は、電池ＥＣＵ２０専用のものであってもよいし、他のＥＣＵ（ハイブリッドＥＣＵなど）と共用のものを用いてもよい。
【００２３】
次に、本実施形態における微短絡等の電池異常の検出手順を説明する。なお、以下に説明する手順は、微短絡など一部のセルの異常に起因する電池の電圧低下を検出するためのものであり、電池ブロックの電極がグラウンド（ＧＮＤ）に短絡するなどという大短絡を検出するためのものではない。大短絡の場合、その電池ブロックの電圧がほぼ０Ｖになるので容易に検出することができ（微短絡の場合０Ｖまで下がることはない）、この大短絡の検査ルーチンは別途実行されており、ここでは触れない。
【００２４】
本実施形態の判定部２４が実行する異常検査ルーチンは、２つのフェーズから構成される。第１のフェーズは、現在の環境・状態が微短絡等の電圧異常の判定に適したものであるかを判断するフェーズであり、第２のフェーズは各端子電圧検出器２２で求められた各電池ブロック１２の端子電圧の情報に基づき、いずれかの電池ブロック１２で微短絡等が起こっているか否かを判断するフェーズである。本実施形態では、第１フェーズで現在の環境が判定に適したものであると確認された場合にのみ、第２フェーズでの判定処理を行う。
【００２５】
図２は、異常検査ルーチンの第１フェーズの手順を示す図である。この第１フェーズでは、まずメインバッテリ１０のＳＯＣが２０〜８０（満充電の２０〜８０％の範囲）にあるか否かが判定される（Ｓ１０）。ＳＯＣは、電池ＥＣＵ２０が常に検出・算出している。ＳＯＣの算出機構は従来より公知のものなので、ここでは説明を省略する。２０≦ＳＯＣ≦８０の領域は、ニッケル水素電池の電圧が安定化する領域として知られている。
【００２６】
図４は、環境温度摂氏２５度の状態における、ニッケル水素電池の電池ブロック１２の端子電圧のＳＯＣに対する変化を示す図である。このグラフは、実験により求めたものである。各点に示した数値は端子電圧の値であり、括弧内の数値は従来における２モジュール１ブロック構成の場合の端子電圧である。この図に示すように、ニッケル水素電池では、充電状態ＳＯＣが２０から８０に変わったとしても電池ブロック１２（３モジュール）の端子電圧は０．４Ｖ程度しか変化しない。なお、この図では省略しているが、ＳＯＣが２０以下及び８０以上の領域では、端子電圧は急激に減少（２０以下）あるいは上昇（８０以上）する。
【００２７】
このようにＳ１０では、現在のＳＯＣが、電池の電圧が安定する（ほぼ一定となる）領域であるか否かを判定している。ニッケル水素電池の場合、この領域は２０≦ＳＯＣ≦８０であったが、電池の種類が変わればそれに合わせてこの領域の範囲を変える必要がある。この判定で、ＳＯＣが電池電圧が安定する領域にある（判定結果Ｙ）と判定されれば、各電池ブロック１２同士の端子電圧の差はそれほど大きくないと考えられるので、微短絡等による電圧異常が見つけやすい環境と判断できる。
【００２８】
逆にＳ１０の判定結果が否定（Ｎ）の場合、ＳＯＣは、各電池ブロック１２の端子電圧が急激に上昇または下降する領域にある。このような領域では、電池ブロック自体が正常でもその端子電圧同士の差は大きくなりがちなので、仮に微短絡等が起こっていたとしても、正常な範囲での電圧低下と区別しがたい。そこで、本実施形態では、そのような場合には異常判定を行わないようにするため、判定可否フラグを“０”にセットする（Ｓ１９）。なお、判定可否フラグとは、端子電圧に基づく異常判定処理を有効化するか否かを示すフラグであり、判定部２４が管理している。異常判定処理は、判定可否フラグの値が“１”のときに有効化され、“０”のときには無効化される。
【００２９】
Ｓ１０の判定が肯定（Ｙ）の場合、次に判定部２４は、現在ハイブリッド車両が停車状態であるか否かを判定する（Ｓ１２）。ここでいう「停車状態」は、単に車両が停止しているだけでなく、更にメインバッテリ１０の充放電が行われていないと判断できる状態のことである。「停止状態」の判定は、（１）車両が走行可能状態（ＲＥＡＤＹ  ＯＮ）である、（２）パーキングブレーキがセットされている（ＰＡＲＫＩＮＧ  ＯＮ）、（３）エンジン回転数がほぼ０である、の３条件により行う。これら３条件がすべて満たされたとき、「停止状態」であると判定する。条件（１）の走行可能状態とは、メインバッテリ１０の電力の車両各部への供給・遮断を切り換えるＳＭＲ（システム・メイン・リレー）がＯＮ（接続状態）となっている状態である。したがって、条件（１）が満たされていれば、車両は、電力を各部に供給して様々な制御動作を行うことができる状態にある。条件（２）が満足されていれば、現在車両が停止しており、すぐには発進しないと判断できる。したがってこの場合、メインバッテリ１０は基本的に放電していないものと想定できる。条件（３）が満足されれば、現在エンジンが停止していると判断でき、メインバッテリ１０に対する充電が行われていないと想定できる。これら３つの条件が満たされれば、現在メインバッテリ１０の充放電が行われておらず、しかもすぐには充放電が行われない（走行など充放電が始まる原因がない）と想定できる。このような状態では、メインバッテリ１０の各電池の端子電圧が通常の走行時などよりも安定するので、端子電圧の誤差要因が低減される。また、後述するように本実施形態では、判定部２４の指示でメインバッテリ１０に一定電流での充電を行い、この状態で電池電圧の異常判定を行うようにしている（図３のＳ２４、Ｓ２６）が、このように（判定部２４からの指示を除き）充放電の要因がない状態であれば、そのような一定電流での充電状態の実現が容易となるという利点もある。したがって、Ｓ１２の判定結果が否定（Ｎ）の場合は判定可否フラグを“０”にセットし（Ｓ１９）、肯定（Ｙ）の場合は次のＳ１４に進む。例えば、出勤時などに車両を始動した際や、長い信号待ちなどでパーキングブレーキをかけた場合に、このＳ１２の判定結果が肯定（Ｙ）となる。なお、このＳ１２では、更にエアコンディショナーその他の動作状態を検査して、バッテリの放電のないことを確認するようにしてもよい。
【００３０】
Ｓ１４では、メインバッテリ１０周辺の環境温度ｔ0と各電池ブロック１２個々の温度ｔi（ｉは１〜ｍ）とを求め、「ｔ0及び全ｔiが摂氏０度以上４０度以下」という条件が満たされるかどうかを判定する。これら各種温度ｔ0、ｔiは従来のバッテリ制御でも用いられていたデータであり、そのための温度センサは既に設けられているので、本実施形態のために新たに温度センサを設ける必要はない。この条件が満足されなければ（判定結果Ｎ）、バッテリ電圧が安定せず、個々の電池ブロック１２の電圧が大幅にずれることもあり得るので、判定可否フラグを“０”にセットする（Ｓ１９）。
【００３１】
Ｓ１４の判定結果が肯定（Ｙ）の場合、過去１０秒間のバッテリ環境温度ｔ0の変化幅Δｔ0が３度以内であるかを判定する（Ｓ１６）。この判定結果が否定（Ｎ）の場合、バッテリ環境温度の変化が激しいということであり、メインバッテリの端子電圧の安定性が保証できない（すなわち正常な電池ブロックでも端子電圧が大きく上昇または低下している可能性がある）ので、判定可否フラグを“０”にセットする（Ｓ１９）。
【００３２】
このようにして、Ｓ１０〜Ｓ１６の４つの条件判定がすべて（Ｙ）となると、充放電が行われておらず各電池ブロック１２の端子電圧が安定していると見なせ、各電池ブロック１２の端子電圧のばらつき（誤差）が少ないと想定できる。本実施形態では、このような状態であると判定できたときに、判定可否フラグを“１”にセットする（Ｓ１８）。なお、Ｓ１０〜Ｓ１４の判定の順序は任意であり、図示例はあくまで一例である。
【００３３】
このようにして判定可否フラグのセットが終わると第１フェーズが終了し、次に第２フェーズに移る。ただし、本実施形態では、可否判定フラグが“１”の場合のみ次の第２フェーズの処理に移るものとし、フラグが“０”の場合は、Ｓ１９で処理を中止する。この第１フェーズの処理は、車両の電源がＯＮ状態にある間、一定時間間隔ごとに定期的に行われる。
【００３４】
次に、第２フェーズについて図３を参照して説明する。第２フェーズでは、まず判定部２４は、不揮発性メモリ３０から各端子電圧検出器２２のオフセット値を読み出し（Ｓ２０）、このオフセット値により各々対応する端子電圧検出器２２の出力電圧値を補正する。この結果得られた補正値は、端子電圧検出器２２の製造誤差等による静的な誤差成分がほとんど除去された値となっている。次に、Ｓ２２で判定可否フラグが“１”であることを確認する。なお、この確認結果が否定（Ｎ）の場合は処理を終了する。
【００３５】
判定可否フラグが“１”であることが確認されると、次に判定部２４は、ハイブリッド車両のエンジン、モータ、発電機の制御を行うハイブリッドＥＣＵ（図示省略）に対し、「充電電流（Ｉc）＝−１Ｃ」での充電を指示する（Ｓ２４）。ここで、１Ｃの充電電流は、充電状態が０のバッテリを均一電流で充電して１時間で満充電となる電流量であり、例えばバッテリ容量が６．５Ａｈ（アンペア時間）である場合、１Ｃは６．５Ａとなる。なお、「−１Ｃ」と負の値にしているのは、放電を正、充電を負の値で表現するためであり、上記充電指示は１Ｃの電流で充電するという意味である。ハイブリッドＥＣＵは、この充電指示に他の諸入力を勘案して、発電機に対して充電用の電力発生を指示する。この時点では、車両は「停車状態」なので、ハイブリッドＥＣＵには、Ｓ２４での充電指示以外に充電の要因となる入力が与えられることはほとんどないと考えられる。したがって、大きな状況の変化がなければ、Ｓ２４の指示により、ハイブリッドＥＣＵはエンジンを動作させて発電機を回し、メインバッテリ１０に対し大きさ１Ｃの電流により充電を行うことになる。Ｓ２６では、メインバッテリが実際に「Ｉc＝−１Ｃ」で充電されているかどうかを判定する。この判定結果が否定（Ｎ）の場合はこの判定ルーチンを終了し、判定結果が肯定（Ｙ）の場合のみ次に進む。
【００３６】
本実施形態では、このようにメインバッテリ１０を１Ｃという一定電流での充電状態とした上で、微短絡等の異常判定を行う。このように一定電流で充電している状態では、各電池ブロック１２に対して同じ大きさの電流が流れ、各電池ブロック１２の端子電圧が安定するからである。従来は、バッテリが充電、放電のいずれの状態にあるかにかかわらず、端子電圧に基づき異常判定を行っていたため、正常状態での端子電圧の誤差（ばらつき）を、（２モジュール１ブロックで）０．７Ｖと大きい値に想定しておく必要があったが、本実施形態では異常判定を一定電流で充電中に限ったため、正常状態での端子電圧のばらつきとして（３モジュール１ブロックの本構成でも）０．４Ｖを想定すればよい。このように本実施形態では、走行その他の充放電の要因のない「停車状態」で、強制的に一定電流で充電する状態を作ったことにより、各電池ブロックの端子電圧の想定誤差を大幅に縮小することができた。なお、１Ｃという充電電流量は、バッテリ充電の際の基準になる電流量であり、一般的にバッテリは１Ｃでの充電を考慮して開発されているものが多いため、１Ｃでの充電状態では端子電圧の安定性がよくなる。また、１Ｃはバッテリ出荷時の検査で用いる充電電流の値であり、この１Ｃ充電時に端子電圧が０．４Ｖのばらつきに入る電池ブロックのみを正常製品として出荷している。
【００３７】
Ｓ２６の判定結果が肯定（Ｙ）の場合、次に判定部２４は、この第２フェーズに入ってからの各電池ブロック１２の端子電圧（オフセット補正後）の変化（上昇）幅がそれぞれ０．４Ｖ以内であるかどうかを判定する（Ｓ２８）。これは、この時点でもＳＯＣが２０〜８０の範囲にあるかを確認するためのステップである。図４の特性からすると、電圧上昇幅が０．４以下であれば、ＳＯＣが２０〜８０にあると推定できる。この判定の結果が肯定（Ｙ）の場合のみ次のステップに進み、否定（Ｎ）の場合は第２フェーズのルーチンを終了する。
【００３８】
Ｓ３０では、この第２フェーズに入ってから、判定可否フラグが“１”、かつ「Ｉc＝−１Ｃ」での充電状態、かつ各端子電圧の上昇幅が０．４Ｖ以下、という状態が１０秒間続いたかどうかを判定する。その状態が１０秒に達しない場合は、Ｓ２２に戻る。そして、その状態の持続時間が１０秒に達する（Ｓ３０の判定結果がＹ）と、次に進む。ここでの１０秒間は、「Ｉc＝−１Ｃ」の充電を開始してから各電池ブロック１２の電圧が許容可能な程度まで安定化するのに要する時間である。したがって、Ｓ３０の判定結果が肯定（Ｙ）となると、各電池ブロック１２の端子電圧は安定化し、ばらつきの少ない状態となっている。本実施形態では、このような状態になって初めて各電池ブロック１２の端子電圧同士の比較を行う。
【００３９】
すなわち、まずｍ個の電池ブロック１２の各端子電圧（オフセット補正後）のうちの最小値Ｖminを求める（Ｓ３２）。そして、その最小値Ｖminを他の（ｍ−１）個の各電池ブロックの端子電圧（オフセット補正後）と比較し、電圧異常条件を満足しているか否かを調べる（Ｓ３４）。電圧異常条件とは、（ｍ−１）個の各端子電圧とＶminとの差がすべて所定のしきい値以上となっているという条件であり、本実施形態ではこの条件が満たされた場合に、微短絡等による電圧異常が起こっていると判定する。なお、２以上の電池ブロック１２で同時に微短絡等の電圧異常が生じる確率は極めて低いと考えられるので、Ｓ３４の条件で異常の起こった電池ブロック１２を検出できる。したがって、Ｓ３４の判定結果が肯定（Ｙ）の場合は、微短絡等の電圧異常の判定が確定（Ｓ３６）され、この判定に応じて充放電の停止や警報出力などの必要な処置がとられる。Ｓ３４の判定結果が否定（Ｎ）の場合は、微短絡等の異常は発生していないものと判定され、この判定ルーチンを終了する。
【００４０】
本実施形態では、バッテリの端子電圧が安定する環境条件のよいとき（判定可否フラグ“１”かつ１Ｃで充電中のとき）にのみ異常判定処理（第２フェーズ）を行うので、各電池ブロック１２自体の端子電圧のばらつきが小さい。また、各端子電圧検出器２２の検出結果を予め記憶しておいたオフセット値で補正しているので、検出器２２間の静的な誤差はほとんど無視できる。また、直列接続された全電池ブロック１２に同一電流（１Ｃ）で充電している状態なので、充電中に生じる動的な誤差は全電池ブロック１２でほぼ同じとみなすことができ（同じ条件で充電中なので温度変化もほぼ同じとみなすことができ、それによる回路抵抗やオペアンプ特性の変化の方向性、大きさも同じとみなせる）、Ｓ３４でのブロック間の端子電圧の差分を求めた際にその動的な誤差はほとんど無視できる程度となる。したがって、正常状態での端子電圧検出値について想定すべき誤差（ばらつき）が小さくなるため、３モジュールで１つの電池ブロック１２を構成したとしても、従来（２モジュール１ブロック）よりかえって電池ブロック１２の端子電圧検出値のばらつきが小さくなり、Ｓ３４の判定に用いるしきい値も従来より小さくすることができる。例えば、従来のしきい値である１．２Ｖに対して、本実施形態では同等の精度を確保すべくしきい値を０．８Ｖ（＝１．２Ｖ×２／３）としたとしても、微短絡等の異常を検出することができる。なぜなら、本実施形態では前述のごとく電池ブロック１２の端子電圧のばらつきは０．４Ｖであり、個々の検出器２２に起因する検出時のばらつきは実質上無視できるので、更に０．１Ｖの余裕をみたとしても、正常状態で想定すべき端子電圧検出値のばらつきは０．５Ｖ程度であり、０．８Ｖのしきい値を超えるような電圧降下が起こった場合は確実に異常と判定できる。
【００４１】
したがって、本実施形態では、メインバッテリ１０全体の電圧を変えずに３モジュールを１電池ブロックとして端子電圧検出器２２の数を従来の２／３に減らしても、従来と同等の精度で、微短絡等に起因する電池ブロックの電圧降下を検出することができる。したがって、本実施形態によれば、電池ＥＣＵ２０の回路規模を縮小してコストの低減を図ることができる。また、バッテリ１０と電池ＥＣＵ２０との間のワイヤハーネスや部品点数を減らすことができるので、全体的な故障率の低下を図ることもできる。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態によれば、各電池ブロックの端子電圧が安定する（すなわち、ばらつきが小さい）、環境条件のよいときにのみ異常判定処理（第２フェーズ）を行うので、判定の基礎となる端子電圧検出値の精度が高くなり、異常判定の判定精度が向上する。また、本実施形態では、各端子電圧検出器の初期誤差（オフセット値）を予め求めておき、これにより実際の端子電圧検出値を補正するので、端子電圧検出値の精度は更に向上し、判定精度の更なる向上が図れる。また、このように端子電圧検出値の精度が高くなる結果、異常判定のしきい値自体を従来より小さくでき、微短絡等の電池異常を早期に発見することができる。そして、これらの結果、端子電圧検出器の数を減らしても従来と同等の判定精度が確保でき、電池ＥＣＵ及びその周辺回路のコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施形態の電池異常判定機構の概略構成を示す図である。
【図２】  実施形態の処理ルーチンの第１フェーズの手順を示す図である。
【図３】  実施形態の処理ルーチンの第２フェーズの手順を示す図である。
【図４】  ニッケル水素電池の電池ブロックのＳＯＣ−端子電圧特性を示す図である。
【図５】  従来の電池異常判定機構の構成を示す図である。
【符号の説明】
１０  メインバッテリ、１２−１〜１２−ｍ  電池ブロック、２０  電池ＥＣＵ、２２−１〜２２−ｍ  端子電圧検出器、２４  判定部、３０  不揮発性メモリ。
【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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