(57)【要約】【課題】電池セルに内蔵された電流遮断機構の遮断不良を検知可能な電池監視装置を提供する。【解決手段】電池パック１を、単一の電池セル１０、又は複数の電池セル１０毎にグループ化した複数の電池部それぞれにおける高電位側の電極端子と低電位側の電極端子との間の接続状態を通電状態と遮断状態とに切り替える短絡スイッチ２１３と、各電池部それぞれの電池電圧を検出する電圧検出回路２２と、短絡スイッチ２１３等を制御する制御装置２３とを備える。制御装置２３は、車両の駐停車中に、短絡スイッチ２１３により各電池部それぞれの接続状態を遮断状態から通電状態へ切り替え、接続状態を切り替えた際の接続状態の切替前後における電池電圧の変化量に基づいて、電流遮断機構に遮断不良が生じているか否かを判定するように構成されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流遮断機構（１３）を内蔵する電池セル（１０）を複数直列に接続して構成される電池パック（１）を搭載した車両に適用され、前記電池パックを監視する電池監視装置であって、
前記電池パックを、１つ以上の前記電池セル毎にグループ化した複数の電池部それぞれにおける高電位側の電極端子と低電位側の電極端子との間の接続状態を通電状態と遮断状態とに切り替えるスイッチング手段（２１３）と、
前記車両の駐停車中に、前記スイッチング手段（２１３）により前記複数の電池部それぞれの前記接続状態を前記遮断状態から前記通電状態へ切り替える切替制御手段（２３ｂ）と、
前記複数の電池部それぞれの電池電圧を検出する電圧検出手段（２２、２４１）と、
前記切替制御手段が前記スイッチング手段にて前記接続状態を切り替えた際の前記接続状態の切替前後における前記電池電圧の変化量に基づいて、前記電流遮断機構に遮断不良が生じているか否かを判定する遮断不良判定手段（２３ｃ）と、
を備えることを特徴とする電池監視装置。
【請求項２】
前記スイッチング手段が前記接続状態を前記通電状態へ切り替えた際に形成される閉回路内に一定電流を流す定電流源（２１１）と、
前記定電流源が流す前記一定電流の電流値を記憶した記憶手段（２３ａ）と、を備え、
前記遮断不良判定手段は、前記電池電圧の変化量、および前記記憶手段に記憶された前記一定電流から前記閉回路における抵抗値を算出し、算出した抵抗値が予め定めた基準閾値を上回っている場合に、前記電流遮断機構に遮断不良が生じていると判定することを特徴とする請求項１に記載の電池監視装置。
【請求項３】
前記複数の電池部間における前記電池電圧のばらつきを均等化する均等化回路（２１）を備え、
前記均等化回路は、前記複数の電池部のうち、前記電池電圧の高い電池部の前記接続状態を前記スイッチング手段により前記遮断状態から前記通電状態へ切り替えることで、前記電池電圧の高い電池部を放電することを特徴とする請求項１または２に記載の電池監視装置。
【請求項４】
前記電池部は、２つ以上の前記電池セルで構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電池監視装置。
【請求項５】
前記電池部は、単一の前記電池セルで構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電池監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流遮断機構を内蔵する電池セルを複数直列に接続して構成される電池パックを搭載する車両に適用される電池監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、リチウムイオン電池等で構成される電池セルを複数直列に接続して構成した電池パックが、ハイブリッド自動車や電気自動車といった車両の電源装置として利用されている。この種の電池パックは、安全性の確保のために、電池パックを構成する電池セル毎に、異常時等に自己の電流を遮断する電流遮断機構を内蔵するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１では、電池セルの過充電等により生ずるガスによって電池セルの内圧が上昇した際に、電池セル内の電流経路を遮断する電流遮断機構を採用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１８３６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、車両に搭載される電池パックでは、例えば、車両走行時の振動による外部応力が作用すると、各電池セルの内部の電流遮断機構にて、電池セル内部の電流経路を遮断できない遮断不良が発生する可能性がある。このような遮断不良としては、電池セルの内圧が上昇した際に、電池セル内部の電流経路を完全に遮断できない状態や、一旦遮断した電流経路が電流遮断後に再び導通してしまう状態等が挙げられる。
【０００５】
電池セルに内蔵された電流遮断機構にて遮断不良が発生した状態で、車両を走行させると、内部電流遮断機構が電気抵抗となることで電池セルの異常発熱が生じたり、過電流等により電池セルの焼損が生じたりする虞がある。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、電池セルに内蔵された電流遮断機構の遮断不良を検知可能な電池監視装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、電池パックの各電池セルに内蔵された電流遮断機構に遮断不良が生じた際の電気抵抗増大に伴う電圧降下を検出することで、電流遮断機構の遮断不良を検知する電池監視装置を案出した。
【０００８】
請求項１〜４に記載の発明は、電流遮断機構（１３）を内蔵する電池セル（１０）を複数直列に接続して構成される電池パック（１）を搭載した車両に適用され、電池パックを監視する電池監視装置を対象としている。
【０００９】
そして、請求項１に記載の発明では、電池パックを、１つ以上の電池セル毎にグループ化した複数の電池部それぞれにおける高電位側の電極端子と低電位側の電極端子との間の接続状態を通電状態と遮断状態とに切り替えるスイッチング手段（２１３）と、車両の駐停車中に、スイッチング手段（２１３）により複数の電池部それぞれの接続状態を遮断状態から通電状態へ切り替える切替制御手段（２３ｂ）と、複数の電池部それぞれの電池電圧を検出する電圧検出手段（２２、２４１）と、切替制御手段がスイッチング手段にて接続状態を切り替えた際の接続状態の切替前後における電池電圧の変化量に基づいて、電流遮断機構に遮断不良が生じているか否かを判定する遮断不良判定手段（２３ｃ）と、を備えることを特徴としている。
【００１０】
これによれば、車両の駐車中において、電池セルに内蔵された電流遮断機構の遮断不良を検知することが可能となる。この結果、車両走行時において、電流遮断機構の遮断不良に起因する電池セルの異常発熱や焼損を回避することができるので、電池パックの信頼性向上を図ることが可能となる。
【００１１】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係る電池監視装置の全体構成図である。
【図２】第１実施形態に係る電池セルを示す模式図である。
【図３】第１実施形態に係る電池セルの封口体を示す模式図である。
【図４】第１実施形態に係る制御装置が実行する制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】第２実施形態に係る電池監視装置の全体構成図である。
【図６】第２実施形態に係る制御装置が実行する制御処理の流れ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】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００１４】
（第１実施形態）
本実施形態では、高圧バッテリである電池パック１を搭載したハイブリッド自動車や電気自動車といった車両の電源システムに、本発明の電池監視装置２を適用している。
【００１５】
本実施形態の電源システムは、図１の全体構成図に示すように、主たる構成として電池パック１および電池監視装置２を備える。
【００１６】
電池パック１は、車両走行用の電動機等の電気機器（図示略）に接続され、当該電気機器に電力を供給する電源である。この電池パック１は、リチウムイオン電池等の二次電池からなる電池セル１０を複数直列に接続したもので、互いに隣接する所定数の電池セル１０毎にグループ化した電池ブロックＢ１〜Ｂｎを複数直列に接続した直列接続体として構成されている。なお、説明の便宜のため、本実施形態では、電池パック１を５つの電池ブロックＢ１〜Ｂ５で構成した例について説明する。
【００１７】
ここで、本実施形態の電池セル１０について説明する。本実施形態の電池セル１０は、密閉型電池で構成されており、図２の模式図に示すように、内部に電極群１１が充填された外装缶１２、外装缶１２の開口部を閉じる封口体１３等で構成されている。
【００１８】
封口体１３は、図３の模式図に示すように、正極（図示略）に電気的に接続された集電タブ１３１、外部端子を構成する弁キャップ１３２、弁キャップ１３２の内部に設けられ、弁キャップ１３２と電気的に接続された薄肉の金属板からなる電流遮断弁１３３を備える。
【００１９】
電流遮断弁１３３は、その中央部に集電タブ１３１側へ突出する突起部１３３ａが形成されており、当該突起部１３３ａの先端が、集電タブ１３１に接触して導通するように、集電タブ１３１に溶着されている。
【００２０】
本実施形態の封口体１３は、外装缶１２内部の圧力が上昇すると、当該圧力によって電流遮断弁１３３の突起部１３３ａが突出方向から反対方向に反転し、集電タブ１３１との接触が破断するように構成されている。従って、本実施形態の封口体１３は、電池セル１０内の電流経路を遮断する電流遮断機構として機能する。
【００２１】
図１に戻り、電池パック１には、検出ラインを介して電池監視装置２が接続されている。この電池監視装置２は、電池パック１の電圧状態等を監視する装置であり、本実施形態では、電池パック１を構成する各電池ブロックＢ１〜Ｂ５単位でブロック電圧等を監視するように構成されている。なお、本実施形態では、各電池ブロックＢ１〜Ｂ５が特許請求の範囲に記載の「電池部」に相当し、ブロック電圧が特許請求の範囲に記載の「電池電圧」に相当している。
【００２２】
電池監視装置２は、主たる構成要素として、均等化回路２１、電圧検出回路２２、均等化回路２１および電圧検出回路２２を制御する制御装置２３を備えている。
【００２３】
均等化回路２１は、複数の電池ブロックＢ１〜Ｂ５のうち、ブロック電圧の高い電池ブロックを放電することで、各電池ブロックＢ１〜Ｂ５間におけるブロック電圧のばらつきを均等化する回路である。
【００２４】
本実施形態の均等化回路２１は、定電流源２１１、抵抗２１２、および短絡スイッチ２１３を直列接続して構成される直列接続体で構成されている。この直列接続体は、各電池ブロックＢ１〜Ｂ５それぞれの高電位側の検出ラインと、低電位側の検出ラインとの間に接続されている。
【００２５】
均等化回路２１の各短絡スイッチ２１３は、各電池ブロックＢ１〜Ｂ５それぞれの高電位側の検出ラインと、低電位側の検出ラインとを短絡させる短絡手段である。つまり、本実施形態の均等化回路２１における各短絡スイッチ２１３は、複数の電池ブロックＢ１〜Ｂ５における高電位側の電極端子と低電位側の電極端子との間の接続状態を通電状態と遮断状態とに切り替えるスイッチング手段として機能する。なお、本実施形態の短絡スイッチ２１３は、半導体スイッチで構成され、後述する制御装置２３にてオンオフが切替制御される。
【００２６】
例えば、電池ブロックＢ１に接続された直列接続体の短絡スイッチ２１３がオンされると、電池ブロックＢ１の高電位側の電極端子と低電位側の電極端子との間の接続状態が通電状態となり、図１の太線矢印で示すように、電池ブロックＢ１の高電位側→定電流源２１１→抵抗２１２→短絡スイッチ２１３→電池ブロックＢ１の低電位側へと放電電流が流れる。この際、短絡スイッチ２１３のオンによって形成される閉回路内を流れる放電電流は、定電流源２１１によって一定電流に調整される。なお、定電流源２１１にて調整する一定電流は、その電流値が後述する制御装置２３の記憶手段２３ａに記憶されている。
【００２７】
電圧検出回路２２は、各電池ブロックＢ１〜Ｂ５におけるブロック電圧を検出する回路であり、電圧検出手段として機能する。
【００２８】
本実施形態の電圧検出回路２２は、各電池ブロックＢ１〜Ｂ５のブロック電圧をキャパシタ２２２に順次印加し、キャパシタ２２２に印加された電圧をブロック電圧として検出する（フライングキャパシタ方式）。なお、本実施形態では、電圧検出回路２２を単一のキャパシタ２２２を用いたシングルキャパシタで構成する例について説明するが、これに限らず、例えば、一対のキャパシタ２２２を用いたダブルキャパシタで構成してもよい。
【００２９】
電圧検出回路２２は、入力側接続回路２２１、所定の静電容量を有するキャパシタ２２２、出力側接続回路２２３、および検出回路２２４を備える。
【００３０】
入力側接続回路２２１は、各電池ブロックＢ１〜Ｂ５のブロック電圧を、キャパシタ２２２に順次印加（充電）する回路であり、各電池ブロックＢ１〜Ｂ５の各検出ラインに設けられた入力側サンプリングスイッチＳＳＲ１〜ＳＳＲ６で構成されている。
【００３１】
これら入力側サンプリングスイッチＳＳＲ１〜ＳＳＲ６は、一端側が各電池ブロックＢ１〜Ｂ５の電極端子に接続され、他端がキャパシタ２２２に接続されている。なお、入力側サンプリングスイッチＳＳＲ１〜ＳＳＲ６は、半導体スイッチで構成され、後述する制御装置２３にてオンオフが切替制御される。
【００３２】
具体的には、各電池ブロックＢ１〜Ｂ５の電極端子を電位の高い順に数えたときに、奇数番目（２ｍ＋１：ｍ＝０、１、２）の電極端子に接続される入力側サンプリングスイッチＳＳＲ１、ＳＳＲ３、ＳＳＲ５が、キャパシタ２２２の一端Ａ１に接続されている。
【００３３】
また、各電池ブロックＢ１〜Ｂ５の電極端子を電位の高い順に数えたときに、偶数番目（２ｍ＋２：ｍ＝０、１、２）の電極端子に接続される入力側サンプリングスイッチＳＳＲ２、ＳＳＲ４、ＳＳＲ６が、キャパシタ２２２の他端Ａ２に接続されている。
【００３４】
出力側接続回路２２３は、キャパシタ２２２に印加された各電池ブロックＢ１〜Ｂ５のブロック電圧を検出回路２２４側へ出力する回路であり、一対の出力側サンプリングスイッチＳＳＲ１１、ＳＳＲ１２で構成されている。なお、出力側サンプリングスイッチＳＳＲ１１、ＳＳＲ１２は、半導体スイッチで構成され、後述する制御装置２３にてオンオフが切替制御される。
【００３５】
具体的には、第１出力側サンプリングスイッチＳＳＲ１１が、キャパシタ２２２の一端Ａ１と検出回路２２４の第１入力端子Ａ３との間に接続され、第２出力側サンプリングスイッチＳＳＲ１２が、キャパシタ２２２の他端Ａ２と検出回路２２４の第２入力端子Ａ４との間に接続されている。
【００３６】
検出回路２２４は、キャパシタ２２２に印加された電圧を各電池ブロックＢ１〜Ｂ５のブロック電圧として個別に検出する回路であり、差動増幅回路２２４ａ、およびＡＤ変換器２２４ｂを備えている。
【００３７】
差動増幅回路２２４ａは、キャパシタ２２２の両端の電位差を所定の増幅率で増幅して、ＡＤ変換器２２４ｂに出力する回路である。ＡＤ変換器２２４ｂは、差動増幅回路２２４ａから出力されたアナログの電圧信号を読み込み、当該電圧信号をデジタル信号に変換して制御装置２３に出力するものである。
【００３８】
制御装置２３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータとその周辺回路で構成されており、ＥＥＰＲＯＭ等の記憶手段２３ａに記憶されたプログラムに従って、各種制御処理を実行する制御手段である。
【００３９】
本実施形態の制御装置２３は、電圧検出回路２２の入力側接続回路２２１、および出力側接続回路２２３を制御して、各電池ブロックＢ１〜Ｂ５のブロック電圧を検出する電圧検出処理を実行するように構成されている。
【００４０】
例えば、電池ブロックＢ１のブロック電圧を検出する場合、まず、入力側接続回路２２１の入力側サンプリングスイッチＳＳＲ１、ＳＳＲ２をオンしてキャパシタ２２２に電池ブロックＢ１のブロック電圧を印加する。その後、入力側サンプリングスイッチＳＳＲ１、ＳＳＲ２をオフし、出力側接続回路２２３の出力側サンプリングスイッチＳＳＲ１１、ＳＳＲ１２をオンすることで、検出回路２２４にてキャパシタ２２２に充電された電圧を検出し、当該電圧値を電池ブロックＢ１のブロック電圧として取得する。
【００４１】
また、本実施形態の制御装置２３は、電圧検出処理の結果、各電池ブロックＢ１〜Ｂ５間のブロック電圧が所定値を上回って離れている場合に、均等化回路２１の短絡スイッチ２１３を制御して、各電池ブロックＢ１〜Ｂ５のブロック電圧のばらつきを均等化させる均等化処理を実行するように構成されている。
【００４２】
ところで、電池パック１では、各電池セル１０の封口体１３にて構成される電流遮断機構の作動不良によって、電池セル１０内部の電流経路を遮断できない遮断不良が発生する可能性がある。このような遮断不良が発生すると、電池セル１０の異常発熱等が生ずる虞がある。
【００４３】
ここで、本発明者らの調査によれば、各電池セル１０に内蔵された電流遮断機構に遮断不良が発生した際、電流遮断弁１３３と集電タブ１３１との接触抵抗が増加して、電池セル１０の電圧降下が生ずる傾向がある。
【００４４】
そこで、本実施形態の制御装置２３は、車両の駐停車中において、各電池セル１０に内蔵された電流遮断機構に遮断不良が発生した際に生ずる電池ブロックＢ１〜Ｂ５の電圧降下を検出することで、各電池セル１０内部に遮断不良が生じているかを判定する遮断不良判定処理を実行する。
【００４５】
ここで、本実施形態の制御装置２３における均等化回路２１の各短絡スイッチ２１３を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が、各電池ブロックＢ１〜Ｂ５における各電極端子の接続状態を遮断状態から通電状態へ切り替える切替制御手段２３ｂを構成している。また、本実施形態の制御装置２３における遮断不良判定処理を実行する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が、各電池セル１０の電流遮断機構に遮断不良が生じているか否かを判定する遮断不良判定手段２３ｃを構成している。
【００４６】
次に、本実施形態の制御装置２３が実行する遮断不良判定処理について図４のフローチャートを用いて説明する。なお、図４に示す制御ルーチンは、車両の駐停車中において、上位システムからの制御信号、または、予め定めた周期に基づいて実行される。
【００４７】
まず、各電池ブロックＢ１〜Ｂ５の開放電圧Ｖｏを取得する（Ｓ１００）。具体的には、均等化回路２１の各短絡スイッチ２１３をオフした状態で、電圧検出回路２２の入力側接続回路２２１、および出力側接続回路２２３を制御して、各電池ブロックＢ１〜Ｂ５の開放電圧Ｖｏ１〜Ｖｏ５を検出し、検出した各電池ブロックＢ１〜Ｂ５の開放電圧Ｖｏ１〜Ｖｏ５を制御装置２３の記憶手段２３ａに記憶する。
【００４８】
続いて、均等化回路２１の各短絡スイッチ２１３をオンする（Ｓ１１０）。これにより、各電池ブロックＢ１〜Ｂ５の高電位側の電極端子と低電位側の電極端子との間の接続状態が遮断状態から通電状態に切り替わる。
【００４９】
そして、均等化回路２１の各短絡スイッチ２１３をオンした状態で、電圧検出回路２２の入力側接続回路２２１、および出力側接続回路２２３を制御して、各電池ブロックＢ１〜Ｂ５のブロック電圧（閉路電圧ＣＣＶ）Ｖｂ１〜Ｖｂ５を取得する（Ｓ１２０）。
【００５０】
続いて、各電池ブロックＢ１〜Ｂ５の抵抗値Ｒｂ１〜Ｒｂ５を算出する（Ｓ１３０）。このステップＳ１３０では、まず、ステップＳ１００で取得した各電池ブロックＢ１〜Ｂ５の開放電圧ＶｏからステップＳ１２０にて取得した各電池ブロックＢ１〜Ｂ５のブロック電圧Ｖｂを減算して、短絡スイッチ２１３のオンオフ前後（切替前後）におけるブロック電圧の変化量ΔＶｂ（＝Ｖｏ−Ｖｂ）を算出する。そして、ブロック電圧の変化量ΔＶｂ、および記憶手段２３ａに予め記憶された電流値（定電流源２１１の一定電流）から、各電池ブロックＢ１〜Ｂ５の抵抗値Ｒｂ１〜Ｒｂ５を算出する。
【００５１】
そして、ステップＳ１３０にて算出した各電池ブロックＢ１〜Ｂ５の抵抗値Ｒｂ１〜Ｒｂ５が予め定めた基準閾値Ｒｂ＿ｒｅｆ以上であるか否かを判定する（Ｓ１４０）。なお、基準閾値Ｒｂ＿ｒｅｆは、各電池ブロックＢ１〜Ｂ５にて電池セル１０の一部に電流遮断機構の遮断不良が生じた際の各電池ブロックＢ１〜Ｂ５の抵抗値を基準に設定されており、予め記憶手段２３ａに記憶されている。
【００５２】
ステップＳ１４０の判定処理の結果、各電池ブロックＢ１〜Ｂ５の抵抗値Ｒｂ１〜Ｒｂ５の少なくとも１つが予め定めた基準閾値Ｒｂ＿ｒｅｆ以上と判定された場合（Ｓ１４０：ＹＥＳ）、遮断不良を示す遮断不良フラグをオンに設定する（Ｓ１５０）。なお、遮断不良フラグの内容（オンオフ状態）は、上位システムに対して出力され、上位システムにて電池パック１の異常対応処理が実施される。
【００５３】
一方、ステップＳ１４０の判定処理の結果、各電池ブロックＢ１〜Ｂ５の抵抗値Ｒｂ１〜Ｒｂ５の全てが予め定めた基準閾値Ｒｂ＿ｒｅｆ未満と判定された場合（Ｓ１４０：ＮＯ）、ステップＳ１５０の処理をスキップする。つまり、遮断不良を示す遮断不良フラグはオフに維持される。
【００５４】
続いて、全電池ブロックＢ１〜Ｂ５についてステップＳ１４０の判定処理が完了したか否かを判定する（Ｓ１６０）。この結果、全電池ブロックＢ１〜Ｂ５の判定処理が完了していないと判定された場合（Ｓ１６０：ＮＯ）には、ステップＳ１４０の判定処理に戻り、全電池ブロックＢ１〜Ｂ５の判定処理が完了したと判定された場合（Ｓ１６０：ＹＥＳ）には、均等化回路２１の各短絡スイッチ２１３をオフして、遮断不良判定処理を終了する。
【００５５】
以上説明した本実施形態の電池監視装置２は、電池パック１の各電池セル１０に内蔵された電流遮断機構に遮断不良が発生した際の電圧降下を、均等化回路２１の短絡スイッチ２１３のオンオフ前後のブロック電圧の変化量として検出することで、電流遮断機構の遮断不良を検知する構成としている。
【００５６】
これによれば、車両の駐車中において、電池セル１０に内蔵された電流遮断機構の遮断不良を検知することが可能となる。この結果、車両走行時において、電流遮断機構の遮断不良に起因する電池セル１０の異常発熱や焼損を回避することができるので、電池パック１の信頼性向上を図ることが可能となる。
【００５７】
また、本実施形態では、遮断不良検出処理において、均等化回路２１の各短絡スイッチ２１３を利用して、各電池ブロックＢ１〜Ｂ５における各電極端子の接続状態を遮断状態から通電状態へ切り替える構成としている。これによれば、電池監視装置２の回路構成の簡素化を図ることが可能となる。
【００５８】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態では、各電池セル１０に内蔵された電流遮断機構に遮断不良が発生した際に生ずる各電池セル１０の電圧降下を検出することで、各電池セル１０内部の電流遮断機構の遮断不良を検知する例について説明する。なお、本実施形態では、第１実施形態と同様または均等な部分についての説明を省略、または簡略化して説明する。
【００５９】
図５の全体構成図に示すように、本実施形態の電池監視装置２は、均等化回路２１、制御装置２３、複数の監視回路２４、絶縁部２５を備えている。なお、本実施形態では、各電池ブロックＢ１〜Ｂｎのブロック電圧を検出する電圧検出回路２２を廃している。
【００６０】
本実施形態の電池監視装置２は、各電池ブロックＢ１〜Ｂｎを構成する電池セル１０単位でセル電圧等を監視するように構成されている。なお、本実施形態では、各電池セル１０が特許請求の範囲に記載の「電池部」に相当し、セル電圧が特許請求の範囲に記載の「電池電圧」に相当している。
【００６１】
本実施形態の均等化回路２１は、電池ブロックＢ１〜Ｂｎ内を構成する複数の電池セル１０のうち、セル電圧の高い電池セル１０を放電することで、電池ブロックＢ１〜Ｂｎ内における各電池セル１０間のセル電圧のばらつきを均等化する回路である。
【００６２】
本実施形態の均等化回路２１は、定電流源２１１、抵抗２１２、および短絡スイッチ２１３からなる直列接続体を備え、当該直列接続体が各電池セル１０それぞれの高電位側の検出ラインと、低電位側の検出ラインとの間に接続されている。
【００６３】
均等化回路２１の各短絡スイッチ２１３は、各電池セル１０それぞれの高電位側の検出ラインと、低電位側の検出ラインとを短絡させる短絡手段である。つまり、本実施形態の均等化回路２１における各短絡スイッチ２１３は、複数の電池セル１０における高電位側の電極端子と低電位側の電極端子との間の接続状態を通電状態と遮断状態とに切り替えるスイッチング手段として機能する。
【００６４】
監視回路２４は、各電池ブロックＢ１〜Ｂｎそれぞれに対応して複数設けられ、対応する電池ブロックＢ１〜Ｂｎの電池状態を監視する監視手段である。各監視回路２４は、対応する電池ブロックＢ１〜Ｂｎにおける各電池セル１０の両電極端子に接続された検出ラインに接続されており、検出ラインを介して接続された電池ブロックＢ１〜Ｂｎを電源として駆動する。なお、各監視回路２４は、後述する絶縁部２５を介して制御装置２３に接続されており、制御装置２３から出力される制御信号に応じて制御される。
【００６５】
本実施形態の監視回路２４は、図示しないＡＤ変換器等からなるセル電圧検出部２４１を備えている。このセル電圧検出部２４１は、制御装置２３からセル電圧の監視を指示する制御信号に応じて、対応する電池ブロックＢ１〜Ｂｎの各電池セル１０のセル電圧を検出するものであり、検出したセル電圧を後述する絶縁部２５を介して制御装置２３へ出力するように構成されている。なお、本実施形態では、各監視回路２４におけるセル電圧検出部２４１が電圧検出手段を構成している。
【００６６】
絶縁部２５は、監視回路２４側と制御装置２３側とを絶縁した状態で、監視回路２４および制御装置２３間で双方向に信号伝達可能とする信号伝達手段である。本実施形態の絶縁部２５は、フォトカプラ等の絶縁素子で構成される。
【００６７】
本実施形態の制御装置２３は、各監視回路２４の電圧検出部２４１に対してセル電圧の検出を指示する制御信号を出力することで、電池ブロックＢ１〜Ｂｎを構成する各電池セル１０のセル電圧を検出する電圧検出処理を実行するように構成されている。
【００６８】
また、本実施形態の制御装置２３は、電圧検出処理の結果、電池ブロックＢ１〜Ｂｎにおける各電池セル１０間のセル電圧が所定値を上回って離れている場合に、均等化回路２１の短絡スイッチ２１３を制御して、各電池セル１０のセル電圧のばらつきを均等化させる均等化処理を実行するように構成されている。
【００６９】
さらに、本実施形態の制御装置２３は、車両の駐停車中において、各電池セル１０に内蔵された電流遮断機構に遮断不良が発生した際に生ずる電池セル１０の電圧降下を検出することで、各電池セル１０内部に遮断不良が生じているかを判定する遮断不良判定処理を実行する。
【００７０】
次に、本実施形態の制御装置２３が実行する遮断不良判定処理について図６のフローチャートを用いて説明する。なお、図６に示す制御ルーチンは、車両の駐停車中において、上位システムからの制御信号、または、予め定めた周期に基づいて実行される。
【００７１】
まず、各電池セル１０の開放電圧Ｖｏを取得する（Ｓ２００）。具体的には、均等化回路２１の各短絡スイッチ２１３をオフした状態で、各監視回路２４のセル電圧検出部２４１に各電池セル１０のセル電圧の検出を指示する制御信号を出力して、各電池セル１０の開放電圧Ｖｏを検出し、検出した各電池セル１０の開放電圧Ｖｏを制御装置２３の記憶手段２３ａに記憶する。
【００７２】
続いて、均等化回路２１における所定の短絡スイッチ２１３を順次オンする（Ｓ２１０）。これにより、各電池セル１０の高電位側の電極端子と低電位側の電極端子との間の接続状態が遮断状態から通電状態に切り替わる。なお、短絡スイッチ２１３をオンする順序は、特に制限がなく、例えば、高電位側の電池セル１０に接続された短絡スイッチ２１３から低電位側へ順次オンすればよい。
【００７３】
そして、均等化回路２１の短絡スイッチ２１３をオンした状態で、各監視回路２４のセル電圧検出部２４１に各電池セル１０のセル電圧の検出を指示する制御信号を出力して、短絡スイッチ２１３にて各電極端子が導通状態となった電池セル１０のセル電圧（閉路電圧ＣＣＶ）Ｖｃを取得する（Ｓ２２０）。
【００７４】
続いて、電池セル１０の内部抵抗値Ｒｃを算出する（Ｓ２３０）。このステップＳ２３０では、まず、ステップＳ２００で取得した電池セル１０の開放電圧ＶｏからステップＳ２２０にて取得した電池セル１０のセル電圧Ｖｃを減算して、短絡スイッチ２１３のオンオフ前後（切替前後）におけるセル電圧の変化量ΔＶｃ（＝Ｖｏ−Ｖｃ）を算出する。そして、セル電圧の変化量ΔＶｃ、および記憶手段２３ａに予め記憶された電流値（定電流源２１１の一定電流）から、電池セル１０の内部抵抗値Ｒｃを算出する。
【００７５】
そして、ステップＳ２３０にて算出した電池セル１０の内部抵抗値Ｒｃが予め定めた基準閾値Ｒｃ＿ｒｅｆ以上であるか否かを判定する（Ｓ２４０）。なお、基準閾値Ｒｃ＿ｒｅｆは、電池セル１０にて内蔵する電流遮断機構の遮断不良が生じた際の電池セル１０の内部抵抗値を基準に設定されており、予め記憶手段２３ａに記憶されている。
【００７６】
ステップＳ２４０の判定処理の結果、電池セル１０の内部抵抗値Ｒｃが予め定めた基準閾値Ｒｃ＿ｒｅｆ以上と判定された場合（Ｓ２４０：ＹＥＳ）、遮断不良を示す遮断不良フラグをオンに設定する（Ｓ２５０）。なお、遮断不良フラグの内容（オンオフ状態）は、上位システムに対して出力され、上位システムにて電池パック１の異常対応処理が実施される。
【００７７】
一方、ステップＳ２４０の判定処理の結果、電池セル１０の内部抵抗値Ｒｃが予め定めた基準閾値Ｒｃ＿ｒｅｆ未満と判定された場合（Ｓ２４０：ＮＯ）、ステップＳ２５０の処理をスキップする。つまり、遮断不良を示す遮断不良フラグはオフに維持される。
【００７８】
続いて、均等化回路２１の短絡スイッチ２１３をオフする（Ｓ２６０）。これにより、各電池セル１０の高電位側の電極端子と低電位側の電極端子との間の接続状態が通電状態から遮断状態に切り替わる。
【００７９】
そして、全電池セル１０についてステップＳ２４０の判定処理が完了したか否かを判定する（Ｓ２７０）。この結果、全電池ブロックＢ１〜Ｂ５の判定処理が完了していないと判定された場合（Ｓ２７０：ＮＯ）には、ステップＳ２１０に戻り、他の電池セル１０の両電極端子に接続された短絡スイッチ２１３をオンする。一方、全電池セル１０の判定処理が完了したと判定された場合（Ｓ２７０：ＹＥＳ）には、遮断不良判定処理を終了する。
【００８０】
以上説明した本実施形態の電池監視装置２は、電池パック１の各電池セル１０に内蔵された電流遮断機構に遮断不良が発生した際の電圧降下を、均等化回路２１の短絡スイッチ２１３のオンオフ前後における電池セル１０のセル電圧の変化量として検出することで、電流遮断機構の遮断不良を検知する構成としている。
【００８１】
これによっても、車両の駐車中において、電池セル１０に内蔵された電流遮断機構の遮断不良を検知することが可能となり、第１実施形態と同様に、電池パック１の信頼性向上を図ることが可能となる。
【００８２】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、当業者が通常有する知識に基づいて変更することができる。例えば、以下のように種々変形可能である。
【００８３】
（１）上述の各実施形態の如く、均等化回路２１の各短絡スイッチ２１３を利用して、２つ以上の電池セル１０からなる電池ブロックＢ１〜Ｂｎや単一の電池セル１０で構成される電池部の各電極端子の接続状態を切り替える構成とすることが望ましいが、これに限定されない。例えば、均等化回路２１の各短絡スイッチ２１３とは別に、２つ以上の電池セル１０からなる電池ブロックＢ１〜Ｂｎや単一の電池セル１０で構成される電池部の各電極端子の接続状態を切り替えるスイッチング手段を設けてもよい。
【００８４】
（２）上述の各実施形態の如く、均等化回路２１に定電流源２１１を設け、短絡スイッチ２１３をオンした際に形成される閉回路内に一定電流を流す構成とすることが望ましいが、これに限定されず、定電流源２１１を廃した構成を採用してもよい。この場合、電池ブロックＢ１〜Ｂｎの抵抗値、および電池セル１０の内部抵抗値を算出する際に、予め定めた電流値を用いればよい。
【００８５】
（３）上述の第１実施形態では、フライングキャパシタ方式の電圧検出回路２２にて、各電池ブロックＢ１〜Ｂｎのブロック電圧を検出する例について説明したが、これに限定されない。各電池ブロックＢ１〜Ｂｎのブロック電圧を検出可能な構成であれば、いずれの検出方式を採用してもよく、例えば、第２実施形態の如く、監視回路２４を設け、当該監視回路２４にて各電池ブロックＢ１〜Ｂｎのブロック電圧を検出するようにしてもよい。
【００８６】
この点については、第２実施形態も同様であり、第２実施形態においても、各電池セル１０のセル電圧を検出可能な構成であれば、いずれの検出方式を採用してもよく、例えば、第１実施形態の如く、フライングキャパシタ方式の電圧検出回路２２にて、各電池セル１０のセル電圧を検出するようにしてもよい。
【００８７】
（４）上述の第１実施形態では、均等化回路２１の各短絡スイッチ２１３の切替前後におけるブロック電圧の変化量、および定電流源２１１による一定電流の値から算出した抵抗値を用いて、電流遮断機構の遮断不良を検知する構成としているが、これに限定されない。電流遮断機構の遮断不良が生じている場合、当該遮断不良が生じていない場合に比べて、各短絡スイッチ２１３の切替前後におけるブロック電圧の変化量が大きくなることから、均等化回路２１の各短絡スイッチ２１３の切替前後におけるブロック電圧の変化量に基づいて、電流遮断機構の遮断不良を検知する構成としてもよい。
【００８８】
この点については、第２実施形態も同様であり、第２実施形態において、均等化回路２１の各短絡スイッチ２１３の切替前後におけるセル電圧の変化量に基づいて、電流遮断機構の遮断不良を検知する構成としてもよい。
【００８９】
（５）上述の第１実施形態では、遮断不良検出処理にて、均等化回路２１における各短絡スイッチ２１３を一括してオンする例（ステップ１１０）について説明したが、これに限定されない。例えば、第２実施形態の如く、均等化回路２１における各短絡スイッチ２１３を順次オンし、電池ブロックＢ１〜Ｂ５のブロック電圧を順次検出するようにしてもよい。
【００９０】
（６）上述の第２実施形態では、遮断不良検出処理にて、均等化回路２１における所定の短絡スイッチ２１３を順次オンする例（ステップ２１０）について説明したが、これに限定されない。均等化回路２１における所定の短絡スイッチ２１３をオンする時間を短縮すべく、例えば、奇数番目の電池セル１０に接続される短絡スイッチ２１３を一括してオンし、偶数番目の電池セル１０に接続される短絡スイッチ２１３を一括してオンするようにしてもよい。なお、奇数番目の電池セル１０は、各電池セル１０を電位の並び順に数えたときに奇数番目となる電池セル１０であり、偶数番目の電池セル１０は、各電池セル１０を電位の並び順に数えたときに偶数番目となる電池セル１０である。
【００９１】
（７）上述の各実施形態では、電池セル１０として図２、図３に示す構造を有するものを採用する例について説明したが、これはあくまで一例であり、図２、図３示す構造以外で構成される電池セル１０を採用してもよい。
【００９２】
（８）上述の各実施形態は、可能な範囲で適宜組み合せることができる。例えば、電池監視装置２を、電池ブロックＢ１〜Ｂｎのブロック電圧、および電池セル１０のセル電圧を検出する構成とし、均等化回路２１の各短絡スイッチ２１３の切替前後におけるブロック電圧の変化量、およびセル電圧の変化量の双方または一方に基づいて、電池セル１０内部の電流遮断機構の遮断不良を検知する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００９３】
１        電池パック
１０      電池セル
２１３    短絡スイッチ（スイッチング手段）
２２      電圧検出回路（電圧検出手段）
２３ａ    記憶手段
２３ｂ    切替制御手段
２３ｃ    遮断不良判定手段
２４１    監視回路のセル電圧検出部（電圧検出手段）
【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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