(57)【要約】【課題】  電圧検出ラインの断線状態および蓄電ユニットの過放電状態を区別しながら、それぞれの状態を特定する。【解決手段】  蓄電システムは、直列に接続された第１および第２の蓄電ユニットを有する。電圧検出回路は、電圧検出ラインを介して、各蓄電ユニットと並列に接続されたキャパシタを用いて、各蓄電ユニットの電圧値を検出する。各蓄電ユニットおよびキャパシタには、スイッチが並列に接続されており、コントローラは、スイッチの動作を制御する。第２の蓄電ユニットに対応するスイッチをオフのままとし、第１の蓄電ユニットに対応するスイッチをオフからオンに切り替える所定処理を行う。所定処理を行ったとき、電圧検出回路によって検出された第１の蓄電ユニットの電圧値（第１電圧値）が下限値であり、電圧検出回路によって検出された第２の蓄電ユニットの電圧値（第２電圧値）が上昇することに応じて、電圧検出ラインが断線状態であると判別する。【選択図】  図７
2014223004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に接続された第１および第２の蓄電ユニットと、
電圧検出ラインを介して、前記各蓄電ユニットと並列に接続されたキャパシタを用いて、前記各蓄電ユニットの電圧値を検出する電圧検出回路と、
前記各蓄電ユニットおよび前記キャパシタと並列に接続されたスイッチと、
前記スイッチの動作を制御するコントローラと、を有し、
前記コントローラは、
前記第２の蓄電ユニットに対応する前記スイッチをオフのままとし、前記第１の蓄電ユニットに対応する前記スイッチをオフからオンに切り替える所定処理を行ったとき、
前記電圧検出回路によって検出された前記第１の蓄電ユニットの第１電圧値が下限値であり、前記電圧検出回路によって検出された前記第２の蓄電ユニットの第２電圧値が上昇することに応じて、前記電圧検出ラインが断線状態であると判別することを特徴とする蓄電システム。
【請求項２】
前記コントローラは、前記所定処理を行ったとき、前記第１電圧値が前記下限値であり、前記第２電圧値が上昇しないことに応じて、前記第１の蓄電ユニットが過放電状態であると判別することを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
【請求項３】
前記コントローラは、前記所定処理を行ったとき、前記第１電圧値が前記下限値に低下するとともに、前記第２電圧値が上昇することに応じて、前記電圧検出ラインが断線状態であると判別することを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄電システム。
【請求項４】
前記コントローラは、前記所定処理を行ったとき、前記第１電圧値が前記下限値に低下するとともに、前記第２電圧値が上昇しないことに応じて、前記第１の蓄電ユニットが過放電状態であると判別することを特徴とする請求項２に記載の蓄電システム。
【請求項５】
直列に接続された第１および第２の蓄電ユニットと、
電圧検出ラインを介して、前記各蓄電ユニットと並列に接続されたキャパシタを用いて、前記各蓄電ユニットの電圧値を検出する電圧検出回路と、
前記各蓄電ユニットおよび前記キャパシタと並列に接続されたスイッチと、
前記スイッチの動作を制御するコントローラと、を有し、
前記コントローラは、
前記第２の蓄電ユニットに対応する前記スイッチをオフのままとし、前記第１の蓄電ユニットに対応する前記スイッチをオフからオンに切り替える所定処理を行ったとき、
前記電圧検出回路によって検出された前記第１の蓄電ユニットの第１電圧値が下限値であり、前記電圧検出回路によって検出された前記第２の蓄電ユニットの第２電圧値が上昇しないことに応じて、前記第１の蓄電ユニットが過放電状態であると判別することを特徴とする蓄電システム。
【請求項６】
前記コントローラは、前記所定処理を行ったとき、前記第１電圧値が前記下限値に低下するとともに、前記第２電圧値が上昇しないことに応じて、前記第１の蓄電ユニットが過放電状態であると判別することを特徴とする請求項５に記載の蓄電システム。
【請求項７】
前記下限値は、略０Ｖであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の蓄電システム。
【請求項８】
前記スイッチは、前記各蓄電ユニットを放電させて、前記第１および第２の蓄電ユニットにおける電圧値を均等化させるために用いられることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の蓄電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直列に接続された複数の蓄電ユニットにおける電圧値をそれぞれ検出する蓄電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、複数の電池ユニットが直列に接続された構成において、各電池ユニットの正極端子および負極端子を電圧検出回路に接続することにより、各電池ユニットの電圧値を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−０３２４１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の構成において、電池ユニットが過放電状態にあるときと、電池ユニットおよび電圧検出回路を接続する配線が切断されているときとでは、電圧検出回路による検出結果が同じとなってしまうことがある。この場合には、電圧検出回路の検出結果からでは、電池ユニットが過放電状態にあるのか、電池ユニットおよび電圧検出回路を接続する配線が切断されているのかを区別することができない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願第１の発明である蓄電システムは、直列に接続された第１および第２の蓄電ユニットを有する。電圧検出回路は、電圧検出ラインを介して、各蓄電ユニットと並列に接続されたキャパシタを有しており、キャパシタの電圧値に基づいて、各蓄電ユニットの電圧値を検出する。各蓄電ユニットおよびキャパシタには、スイッチが並列に接続されており、コントローラは、スイッチの動作を制御する。
【０００６】
ここで、コントローラは、第２の蓄電ユニットに対応するスイッチをオフのままとし、第１の蓄電ユニットに対応するスイッチをオフからオンに切り替える所定処理を行う。所定処理を行ったとき、電圧検出回路によって検出された第１の蓄電ユニットの電圧値（第１電圧値）が下限値であり、電圧検出回路によって検出された第２の蓄電ユニットの電圧値（第２電圧値）が上昇することに応じて、コントローラは、電圧検出ラインが断線状態であると判別する。断線状態である判別される電圧検出ラインは、具体的には、第１および第２の蓄電ユニットを接続するラインに接続される電圧検出ラインである。
【０００７】
第１電圧値は、第１の蓄電ユニットに対応したキャパシタの電圧値となり、第２電圧値は、第２の蓄電ユニットに対応したキャパシタの電圧値となる。電圧検出ラインが断線状態であるとき、第１の蓄電ユニットに対応するスイッチをオンにすることで、第１の蓄電ユニットに対応したキャパシタの蓄積電荷を放出させることができる。これに伴い、第１電圧値は下限値となる。ここで、第１の蓄電ユニットに対応するキャパシタに予め電荷が蓄積されていれば、第１の蓄電ユニットに対応するスイッチをオンにすることで、第１電圧値が下限値まで低下する。
【０００８】
第１の蓄電ユニットが過放電状態でなければ、第１の蓄電ユニットに対応するスイッチをオンにすることにより、第１の蓄電ユニットの放電電流が、第２の蓄電ユニットに対応するキャパシタに流れ込む。言い換えれば、第１の蓄電ユニットが過放電状態であれば、第１の蓄電ユニットに対応するスイッチをオンにしても、第１の蓄電ユニットの放電電流が、第２の蓄電ユニットに対応するキャパシタに流れ込まない。
【０００９】
このように、第１の蓄電ユニットが過放電状態でなければ、第２電圧値が上昇する。このような第１電圧値および第２電圧値の挙動を確認すれば、電圧検出ラインの断線状態および蓄電ユニットの過放電状態を区別しながら、電圧検出ラインの断線状態を判別することができる。すなわち、第１電圧値および第２電圧値の挙動を確認することにより、電圧検出ラインが断線状態であることを特定することができる。
【００１０】
第１の蓄電ユニットが過放電状態であるときには、上述したように、第１の蓄電ユニットの放電電流が、第２の蓄電ユニットに対応するキャパシタに流れ込むことはない。これに伴い、第２電圧値は上昇しない。このような第１電圧値および第２電圧値の挙動を確認すれば、電圧検出ラインが断線状態ではなく、第１の蓄電ユニットが過放電状態であることを特定することができる。
【００１１】
本願第２の発明である蓄電システムは、本願第１の発明である蓄電システムと同じ構成要素を有している。ここで、上述した所定処理を行ったとき、電圧検出回路によって検出された第１の蓄電ユニットの電圧値（第１電圧値）が下限値であり、電圧検出回路によって検出された第２の蓄電ユニットの電圧値（第２電圧値）が上昇しないことに応じて、コントローラは、第１の蓄電ユニットが過放電状態であると判別する。
【００１２】
上述したように、第１の蓄電ユニットが過放電状態であるときには、第１の蓄電ユニットの放電電流が、第２の蓄電ユニットに対応するキャパシタに流れず、第１電圧値が下限値になるとともに、第２電圧値が上昇しない。ここで、第１の蓄電ユニットに対応するキャパシタに予め電荷が蓄積されていれば、所定処理を行ったときに、第１電圧値が下限値まで低下する。このような第１電圧値および第２電圧値の挙動を確認すれば、蓄電ユニットの過放電状態および電圧検出ラインの断線状態を区別しながら、蓄電ユニットの過放電状態を判別することができる。
【００１３】
電圧検出ラインが断線状態であるときであって、所定処理によってスイッチをオンにすると、スイッチと並列に接続されたキャパシタの蓄積電荷を放出させることができる。これにより、キャパシタの電圧値は０［Ｖ］に近づくため、上述した下限値としては、略０［Ｖ］とすることができる。略０［Ｖ］とは、０［Ｖ］に対して、電圧検出回路の検出誤差が含まれることを意味する。
【００１４】
スイッチは、第１および第２の蓄電ユニットにおける電圧値を均等化させるために用いられる。例えば、第１の蓄電ユニットの電圧値が、第２の蓄電ユニットの電圧値よりも高いとき、第１の蓄電ユニットに対応したスイッチだけをオンにすることにより、第１の蓄電ユニットを放電させることができる。これにより、第１の蓄電ユニットの電圧値を低下させることができ、第１の蓄電ユニットの電圧値を第２の蓄電ユニットの電圧値に揃えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】電池システムの構成を示す図である。
【図２】電池システムにおいて、組電池および監視ユニットの構成を示す図である。
【図３】均等化処理を示すフローチャートである。
【図４】単電池の電圧値を検出する回路の一部を示す図である。
【図５】電圧検出ラインが断線状態にあるときの電圧値の挙動を示す図である。
【図６】単電池が過放電状態にあるときの電圧値の挙動を示す図である。
【図７】断線状態および過放電状態を判別する処理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】
【００１６】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１７】
本発明の実施例１における電池システムについて、図１を用いて説明する。図１は、本実施例における電池システムの構成を示す概略図である。
【００１８】
図１に示す電池システムは、車両に搭載することができる。この車両としては、電気自動車やハイブリッド自動車がある。電気自動車は、車両の動力源として、後述する組電池だけを備えた車両である。ハイブリッド自動車は、車両を走行させるための動力源として、後述する組電池の他に、燃料電池やエンジン等を備えた車両である。ハイブリッド自動車では、外部電源からの電力を用いて、組電池を充電することもできる。外部電源とは、車両の外部に設置された電源（例えば、商用電源）である。
【００１９】
組電池１０の正極端子には、正極ラインＰＬが接続されており、正極ラインＰＬには、システムメインリレーＳＭＲ１が設けられている。また、組電池１０の負極端子には、負極ラインＮＬが接続されており、負極ラインＮＬには、システムメインリレーＳＭＲ２が設けられている。システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２は、コントローラ３０からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。コントローラ３０は、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２をオフからオンに切り替えることにより、組電池１０を負荷（後述する昇圧回路２２）と接続することができる。
【００２０】
電流センサ２１は、組電池１０に流れる電流値Ｉｂを検出し、検出結果をコントローラ３０に出力する。本実施例では、組電池１０を放電したときの電流値Ｉｂとして、正の値を用い、組電池１０を充電したときの電流値Ｉｂとして、負の値を用いている。本実施例では、電流センサ２１を負極ラインＮＬに設けているが、これに限るものではない。電流センサ２１は、組電池１０に流れる電流値Ｉｂを検出できればよい。例えば、正極ラインＰＬおよび負極ラインＮＬの少なくとも一方に電流センサ２１を設けることができる。また、正極ラインＰＬおよび負極ラインＮＬの一方に対して、複数の電流センサ２１を設けることもできる。
【００２１】
組電池１０は、正極ラインＰＬおよび負極ラインＮＬを介して、昇圧回路２２に接続されている。昇圧回路２２は、組電池１０の出力電圧を昇圧し、昇圧後の電力をインバータ２３に出力する。インバータ２３は、昇圧回路２２から出力された直流電力を交流電力に変換し、交流電力をモータ・ジェネレータ２４に出力する。モータ・ジェネレータ２４は、インバータ２３からの交流電力を受けることにより、車両を走行させるための運動エネルギを生成する。モータ・ジェネレータ２４によって生成された運動エネルギを、車輪に伝達することにより、車両を走行させることができる。
【００２２】
車両を減速させるときや、車両を停止させるとき、モータ・ジェネレータ２４は、車両の制動時に発生する運動エネルギを電気エネルギ（交流電力）に変換する。ここで、車両が下り坂を走行するときにも、モータ・ジェネレータ２４は、制動力を発生させるために、運動エネルギを電気エネルギに変換する。モータ・ジェネレータ２４が生成した交流電力は、インバータ２３によって直流電力に変換される。また、昇圧回路２２は、インバータ２３の出力電圧を降圧し、降圧後の電力を組電池１０に供給する。これにより、回生電力を組電池１０に蓄えることができる。
【００２３】
コントローラ３０は、メモリ３１を有しており、メモリ３１は、コントローラ３０が特定の処理（特に、本実施例で説明する処理）を行うときに用いられる情報を記憶している。本実施例では、メモリ３１がコントローラ３０に内蔵されているが、コントローラ３０の外部にメモリ３１を設けることもできる。
【００２４】
コントローラ３０には、車両のイグニッションスイッチのオン／オフに関する情報が入力される。イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わると、コントローラ３０は、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２をオフからオンに切り替えることにより、組電池１０を昇圧回路２２と接続する。これにより、図１に示す電池システムは、起動状態（Ｒｅａｄｙ−Ｏｎ）となる。
【００２５】
一方、イグニッションスイッチがオンからオフに切り替わると、コントローラ３０は、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２をオンからオフに切り替えることにより、組電池１０および昇圧回路２２の接続を遮断する。これにより、図１に示す電池システムは、停止状態（Ｒｅａｄｙ−Ｏｆｆ）となる。
【００２６】
監視ユニット（本発明の電圧検出回路に相当する）４０は、組電池１０の電圧値Ｖｂを検出したり、組電池１０に含まれる単電池の電圧値Ｖｂを検出したりして、検出結果をコントローラ３０に出力する。図２には、組電池１０および監視ユニット４０の構成を示している。
【００２７】
図２に示すように、組電池１０は、電気的に直列に接続された複数の単電池１１を有する。組電池１０を構成する単電池１１の数は、組電池１０の要求出力等に基づいて、適宜設定することができる。単電池１１としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタを用いることができる。
【００２８】
本実施例では、監視ユニット４０が単電池（本発明の蓄電ユニットに相当する）１１の電圧値Ｖｂを検出しているが、これに限るものではない。具体的には、監視ユニット４０は、電池ブロック（本発明の蓄電ユニットに相当する）の電圧値を検出することができる。各電池ブロックは、電気的に直列に接続された複数の単電池１１によって構成されており、複数の電池ブロックが電気的に直列に接続されることにより、組電池１０が構成される。ここで、各電池ブロックには、電気的に並列に接続された複数の単電池１１が含まれていてもよい。
【００２９】
監視ユニット４０は、複数の電圧検出ラインＬ１，Ｌ２を介して、各単電池１１と接続されている。ここで、図２では省略しているが、監視ユニット４０および単電池１１の間に位置する電圧検出ラインＬ１，Ｌ２には、スイッチを設けることができる。このスイッチとしては、例えば、フォトＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）リレーを用いることができる。
【００３０】
２つの電圧検出ラインＬ１は、組電池１０の正極端子および負極端子のそれぞれに接続されている。組電池１０の正極端子は、図２に示す組電池１０の回路構成において、組電池１０の一端に位置する単電池１１の正極端子に相当する。組電池１０の負極端子は、図２に示す組電池１０の回路構成において、組電池１０の他端に位置する単電池１１の負極端子に相当する。電圧検出ラインＬ２は、電気的に直列に接続された２つの単電池１１において、一方の単電池１１の負極端子と、他方の単電池１１の正極端子とに接続されている。
【００３１】
各電圧検出ラインＬ１，Ｌ２には、抵抗素子Ｒ１１が設けられている。許容電流値よりも大きな電流が抵抗素子Ｒ１１に流れたとき、抵抗素子Ｒ１１が溶断することにより、監視ユニット４０および組電池１０の電気的な接続を遮断することができる。これにより、組電池１０（単電池１１）から監視ユニット４０に過大な電流が流れてしまうことを抑制できる。
【００３２】
各単電池１１には、電圧検出ラインＬ１，Ｌ２を介してツェナーダイオードＤが電気的に並列に接続されている。ツェナーダイオードＤのカソードは、単電池１１の正極端子と接続されており、カソードおよび正極端子の間の電流経路に抵抗素子Ｒ１１が設けられている。ツェナーダイオードＤのアノードは、単電池１１の負極端子と接続されており、アノードおよび負極端子の間の電流経路に抵抗素子Ｒ１１が設けられている。
【００３３】
ツェナーダイオードＤは、組電池１０から監視ユニット４０に過電圧が印加することを抑制するために用いられる。すなわち、組電池１０から監視ユニット４０に過電圧が印加されるときには、ツェナーダイオードＤに電流が流れることにより、監視ユニット４０に過電圧が印加されることを抑制する。ここで、複数のツェナーダイオードＤは、電気的に直列に接続されている。
【００３４】
電圧検出ラインＬ１には、抵抗素子Ｒ２１が設けられており、抵抗素子Ｒ２１は、監視ユニット４０に含まれている。抵抗素子Ｒ１１，Ｒ２１は、電気的に直列に接続されており、抵抗素子Ｒ１１，Ｒ２１の接続点に対して、ツェナーダイオードＤのカソードが接続されている。電圧検出ラインＬ２は、監視ユニット４０の内部において、２つの分岐ラインＬ２１，Ｌ２２に分岐されている。分岐ラインＬ２１には、抵抗素子Ｒ２１が設けられており、分岐ラインＬ２２には、抵抗素子Ｒ２２が設けられている。
【００３５】
電圧検出ラインＬ２において、抵抗素子Ｒ１１，Ｒ２１は、電気的に直列に接続されており、抵抗素子Ｒ１１，Ｒ２１の接続点には、ツェナーダイオードＤのアノードが接続されている。また、電圧検出ラインＬ２において、抵抗素子Ｒ１１，Ｒ２２は、電気的に直列に接続されており、抵抗素子Ｒ１１，Ｒ２２の接続点には、ツェナーダイオードＤのアノードが接続されている。
【００３６】
電圧検出ラインＬ１および分岐ラインＬ２２には、キャパシタ（フライングキャパシタ）ＣおよびスイッチＳＷ１が接続されている。具体的には、キャパシタＣやスイッチＳＷ１は、抵抗素子Ｒ２１およびサンプリングスイッチＳＷ２１の間に位置する電圧検出ラインＬ１と、抵抗素子Ｒ２２およびサンプリングスイッチＳＷ２２の間に位置する分岐ラインＬ２２とに接続されている。サンプリングスイッチＳＷ２１は、電圧検出ラインＬ１に接続されており、サンプリングスイッチＳＷ２２は、分岐ラインＬ２２に接続されている。
【００３７】
また、各単電池１１の正極端子および負極端子と接続された２つの電圧検出ラインＬ２に関して、一方の電圧検出ラインＬ２における分岐ラインＬ２１と、他方の電圧検出ラインＬ２における分岐ラインＬ２２には、キャパシタＣやスイッチＳＷ１が接続されている。具体的には、キャパシタＣやスイッチＳＷ１は、抵抗素子Ｒ２１およびサンプリングスイッチＳＷ２１の間に位置する分岐ラインＬ２１と、抵抗素子Ｒ２２およびサンプリングスイッチＳＷ２２の間に位置する分岐ラインＬ２２とに接続されている。ここで、サンプリングスイッチＳＷ２１は、分岐ラインＬ２１と接続されており、サンプリングスイッチＳＷ２２は、分岐ラインＬ２２と接続されている。
【００３８】
スイッチＳＷ１は、コントローラ３０からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。スイッチＳＷ１は、組電池１０を構成する、すべての単電池１１における電圧値を均等化させるために用いることができる。
【００３９】
具体的には、特定の単電池１１の電圧値Ｖｂが、他の単電池１１の電圧値Ｖｂよりも高いときには、特定の単電池１１と電気的に並列に接続されたスイッチＳＷ１をオフからオンに切り替えることにより、特定の単電池１１を放電させることができる。すなわち、スイッチＳＷ１をオンにすると、特定の単電池１１の放電電流を抵抗素子Ｒ２１，Ｒ２２に流すことができ、特定の単電池１１の電圧値Ｖｂを低下させることができる。これにより、特定の単電池１１の電圧値Ｖｂを、他の単電池１１の電圧値Ｖｂに揃えることができる。ここで、複数の単電池１１における電圧値Ｖｂのバラツキを揃える処理を、均等化処理という。
【００４０】
キャパシタＣは、電圧検出ラインＬ１，Ｌ２又は電圧検出ラインＬ２，Ｌ２を介して、単電池１１と電気的に並列に接続されているため、キャパシタＣには、単電池１１に蓄えられた電荷がチャージされる。これにより、キャパシタＣの電圧値は、単電池１１の電圧値Ｖｂと等しくなる。
【００４１】
各単電池１１の正極端子および負極端子と接続されたサンプリングスイッチＳＷ２１，ＳＷ２２は、コンパレータ４１に接続されている。具体的には、サンプリングスイッチＳＷ２１は、コンパレータ４１における一方の入力端子と接続され、サンプリングスイッチＳＷ２２は、コンパレータ４１における他方の入力端子と接続されている。ここで、各サンプリングスイッチＳＷ２１，ＳＷ２２は、コントローラ３０からの制御信号を受けてオンおよびオフの間で切り替わる。また、複数のサンプリングスイッチＳＷ２１，ＳＷ２２は、マルチプレクサによって構成することができる。
【００４２】
特定の単電池１１に対応したサンプリングスイッチＳＷ２１，ＳＷ２２だけをオンにすると、コンパレータ４１は、特定の単電池１１の電圧値Ｖｂ（特定の単電池１１に対応するキャパシタＣの電圧値）を出力する。このように、各単電池１１に対応したサンプリングスイッチＳＷ２１，ＳＷ２２を順次オンにすることにより、各単電池１１の電圧値Ｖｂを順次検出することができる。コンパレータ４１の出力信号は、ＡＤ変換された後に、コントローラ３０に入力される。これにより、コントローラ３０は、各単電池１１の電圧値Ｖｂを検出することができる。
【００４３】
次に、均等化処理について、図３に示すフローチャートを用いて説明する。図３に示す処理は、コントローラ３０によって実行される。また、図３に示す処理（均等化処理）は、例えば、イグニッションスイッチがオフの間に行うことができる。
【００４４】
ステップＳ１０１において、コントローラ３０は、監視ユニット４０の出力に基づいて、各単電池１１の電圧値Ｖｂを検出する。これにより、コントローラ３０は、組電池１０を構成する、すべての単電池１１の電圧値Ｖｂを検出することができる。ここで、単電池１１の自己放電や、複数の単電池１１における抵抗値（内部抵抗）のバラツキなどによって、複数の単電池１１における電圧値Ｖｂにバラツキが発生することがある。
【００４５】
ステップＳ１０２において、コントローラ３０は、ステップＳ１０１の処理で検出した複数の単電池１１の電圧値Ｖｂに基づいて、電圧値（最低値）Ｖｂ＿ｍｉｎを特定する。上述したように、複数の単電池１１における電圧値Ｖｂにバラツキが発生しているときには、電圧値（最低値）Ｖｂ＿ｍｉｎを特定することができる。また、ステップＳ１０２において、コントローラ３０は、電圧値（最低値）Ｖｂ＿ｍｉｎを示す単電池１１を除く他の単電池１１に関して、電圧値Ｖｂおよび電圧値（最低値）Ｖｂ＿ｍｉｎの電圧差ΔＶを算出する。
【００４６】
ステップＳ１０３において、コントローラ３０は、ステップＳ１０２の処理で算出した電圧差ΔＶが閾値ΔＶ＿ｔｈ以上であるか否かを判別する。ここで、閾値ΔＶ＿ｔｈは、均等化処理を行うか否かを判別するための値であり、適宜設定することができる。例えば、閾値ΔＶ＿ｔｈは、電圧値Ｖｂのバラツキ（検出誤差に起因）を許容できる電圧差ΔＶよりも大きな値とすることができる。閾値ΔＶ＿ｔｈに関する情報は、メモリ３１に記憶しておくことができる。
【００４７】
電圧差ΔＶが閾値ΔＶ＿ｔｈ以上であるとき、コントローラ３０は、ステップＳ１０４において、均等化処理を行う必要があると判別する。一方、電圧差ΔＶが閾値ΔＶ＿ｔｈよりも小さいとき、コントローラ３０は、均等化処理を行う必要が無いと判別し、図３に示す処理を終了する。ここで、均等化処理を行うか否かの判別は、電圧値（最低値）Ｖｂ＿ｍｉｎを示す単電池１１を除く他のすべての単電池１１に対して行われる。
【００４８】
ステップＳ１０５において、コントローラ３０は、監視ユニット４０に含まれるスイッチＳＷ１をオフからオンに切り替えることにより、単電池１１を放電させる。ここで、放電の対象となる単電池１１は、ステップＳ１０４の処理において、均等化処理が必要と判別された単電池１１である。単電池１１を放電させることにより、この単電池１１の電圧値Ｖｂが低下して電圧値（最低値）Ｖｂ＿ｍｉｎに近づく。
【００４９】
ステップＳ１０６において、コントローラ３０は、監視ユニット４０の出力に基づいて、各単電池１１の電圧値Ｖｂを検出し、電圧値Ｖｂが電圧値（最低値）Ｖｂ＿ｍｉｎ以下であるか否かを判別する。ここで、電圧値Ｖｂが電圧値（最低値）Ｖｂ＿ｍｉｎ以下であるとき、コントローラ３０は、単電池１１の放電を停止させる。一方、電圧値Ｖｂが電圧値（最低値）Ｖｂ＿ｍｉｎよりも高いとき、コントローラ３０は、単電池１１の放電を継続させる。図３に示す処理によって、組電池１０を構成する、すべての単電池１１の電圧値Ｖｂを、電圧値（最低値）Ｖｂ＿ｍｉｎに揃えることができる。
【００５０】
図４は、図２に示す構成の一部を示す図である。図４に示すように、単電池１１−１の負極端子と単電池１１−２の正極端子とに接続された電圧検出ラインＬ２は、外力などを受けて断線してしまうおそれがある。この場合には、キャパシタＣ−１，Ｃ−２に単電池１１−１，１１−２の電荷をチャージすることができず、単電池１１−１，１１−２の電圧値Ｖｂを検出することができない。ここで、単電池１１−１は、本発明における第１の蓄電ユニットに相当し、単電池１１−２は、本発明における第２の蓄電ユニットに相当する。
【００５１】
なお、図４に示す構成において、単電池１１−１の正極端子に接続された電圧検出ラインＬ２が断線してしまうと、単電池１１−１の電圧値Ｖｂを検出することができない。また、単電池１１−２の負極端子に接続された電圧検出ラインＬ２が断線してしまうと、単電池１１−２の電圧値Ｖｂを検出することができない。図４において、断線状態の電圧検出ラインＬ２は、単電池１１−１の負極端子と、単電池１１−２の正極端子とに接続されている。
【００５２】
電圧検出ラインＬ２が断線したときに監視ユニット４０によって検出される単電池１１−１，１１−２の電圧値Ｖｂは、単電池１１−１，１１−２が過放電状態であるときの電圧値Ｖｂとほぼ等しくなる。これにより、監視ユニット４０によって検出される電圧値Ｖｂを監視しても、電圧検出ラインＬ２の断線状態と、単電池１１−１，１１−２の過放電状態とを区別することができない。
【００５３】
そこで、本実施例では、以下に説明するように、監視ユニット４０に含まれるスイッチＳＷ１をオフからオンに切り替えたときの単電池１１−１，１１−２の電圧変動を確認することにより、電圧検出ラインＬ２の断線状態と、単電池１１−１，１１−２の過放電状態とを区別するようにしている。以下、具体的に説明する。
【００５４】
図５は、図４に示すように、電圧検出ラインＬ２が断線しているときにおいて、スイッチＳＷ１−１，ＳＷ１−２のオン／オフと、電圧値Ｖ１，Ｖ２の変動を示している。図５に示す横軸は、時間である。図４に示すように、電圧値Ｖ１は、単電池１１−１と並列に接続されたキャパシタＣ−１の電圧値（本発明における第１電圧値に相当する）を示し、電圧値Ｖ２は、単電池１１−２と並列に接続されたキャパシタＣ−２の電圧値（本発明における第２電圧値に相当する）を示す。
【００５５】
時間ｔ１１において、スイッチＳＷ１−１をオフからオンに切り替える。ここで、スイッチＳＷ１−２は、オフのままとする。スイッチＳＷ１−１をオフからオンに切り替えると、キャパシタＣ−１に蓄積された電荷が放出され、キャパシタＣ−１の電圧値が低下する。すなわち、キャパシタＣ−１およびスイッチＳＷ１−１を含む電流経路において、電流が流れることにより、キャパシタＣ−１の電圧値が低下する。
【００５６】
これに伴い、電圧値Ｖ１は、電圧値Ｖ１＿ａから電圧値Ｖ１＿ｂに低下する。スイッチＳＷ１−１がオンであるとき、キャパシタＣ−１に蓄積された電荷は放出されやすいため、キャパシタＣ−１の電圧値は、０［Ｖ］となる。これに伴い、電圧値Ｖ１＿ｂは、略０［Ｖ］となる。監視ユニット４０の検出誤差などを考慮すると、電圧値Ｖ１＿ｂは、０［Ｖ］からずれることもある。
【００５７】
一方、スイッチＳＷ１−１がオンであるとき、単電池１１−１からスイッチＳＷ１−１に流れる電流は、分岐ラインＬ２２，Ｌ２１を介して、キャパシタＣ−２に流れ込む。すなわち、単電池１１−１，１１−２に蓄積された電荷が、キャパシタＣ−２にチャージされ、キャパシタＣ−２の電圧値が上昇する。これに伴い、電圧値Ｖ２は、電圧値Ｖ２＿ｂから電圧値Ｖ２＿ａに上昇する。ここで、電圧値Ｖ２＿ｂは、単電池１１−２の電圧値Ｖｂに相当し、電圧値Ｖ２＿ａは、単電池１１−１，１１−２における電圧値Ｖｂの総和に相当する。
【００５８】
時間ｔ１２において、スイッチＳＷ１−１をオンからオフに切り替えると、電圧値Ｖ１は、電圧値Ｖ１＿ｂのままであり、電圧値Ｖ２は、電圧値Ｖ２＿ａのままである。図５の場合には、電圧検出ラインＬ２が断線しているため、スイッチＳＷ１−１をオンからオフに切り替えても、キャパシタＣ−１には、単電池１１−１の電荷がチャージされない。したがって、電圧値Ｖ１は、電圧値Ｖ１＿ｂのままとなる。
【００５９】
また、スイッチＳＷ１−２はオフのままであるため、キャパシタＣ−２には、単電池１１−１，１１−２の電荷がチャージされたままとなる。したがって、電圧値Ｖ２は、電圧値Ｖ２＿ａのままとなる。なお、スイッチＳＷ１−２をオフからオンに切り替えると、キャパシタＣ−２にチャージされた電荷が放出され、キャパシタＣ−２の電圧値（電圧値Ｖ２）が低下する。ここで、図４に示す電圧検出ラインＬ２が断線しているため、キャパシタＣ−２の電圧値（電圧値Ｖ２）は、略０［Ｖ］となる。
【００６０】
図６は、図４に示す単電池１１−１だけが過放電状態であるときにおいて、スイッチＳＷ１−１，ＳＷ１−２のオン／オフと、電圧値Ｖ１，Ｖ２の変動を示している。図６は、図５に対応した図であり、図６に示す横軸は、時間である。
【００６１】
時間ｔ２１において、スイッチＳＷ１−１をオフからオンに切り替える。ここで、スイッチＳＷ１−２は、オフのままとする。スイッチＳＷ１−１をオフからオンに切り替えると、キャパシタＣ−１に蓄積された電荷が放出され、キャパシタＣ−１の電圧値が低下する。すなわち、電圧値Ｖ１は、電圧値Ｖ１＿ａから電圧値Ｖ１＿ｂに低下する。具体的には、電圧値Ｖ１＿ｂは、略０［Ｖ］となる。
【００６２】
ここで、単電池１１−１は、過放電状態となっているため、単電池１１−１の電圧値Ｖｂは、略０［Ｖ］となる。スイッチＳＷ１−１をオフからオンに切り替える前に、キャパシタＣ−１に電荷が蓄積されたままであるときには、図６に示すように、電圧値Ｖ１が電圧値Ｖ１＿ａを示す。そして、スイッチＳＷ１−１をオフからオンに切り替えると、電圧値Ｖ１は、電圧値Ｖ１＿ａから電圧値Ｖ１＿ｂに低下する。なお、スイッチＳＷ１−１をオフからオンに切り替える前に、キャパシタＣ−１に電荷が蓄積されていなければ、電圧値Ｖ１は、電圧値Ｖ１＿ｂのままとなる。
【００６３】
一方、スイッチＳＷ１−１がオンであるときには、上述したように、単電池１１−１からスイッチＳＷ１−１に流れる電流は、キャパシタＣ−２に流れ込む。ここで、単電池１１−１が過放電状態であるときには、単電池１１−１からキャパシタＣ−２に流れ込む電流が無い。したがって、電圧値Ｖ２は、電圧値Ｖ２＿ｂのままとなる。電圧値Ｖ２＿ｂは、単電池１１−２の電圧値Ｖｂに相当する。
【００６４】
時間ｔ２２において、スイッチＳＷ１−１をオンからオフに切り替えると、電圧値Ｖ１は、電圧値Ｖ１＿ｂのままであり、電圧値Ｖ２は、電圧値Ｖ２＿ａのままである。単電池１１−１は過放電状態であるため、単電池１１−１からキャパシタＣ−１に蓄積される電荷が無く、キャパシタＣ−１の電圧値は上昇しない。また、スイッチＳＷ１−２は、オフのままであるため、キャパシタＣ−２の電圧値は変動せず、電圧値Ｖ２も電圧値Ｖ２＿ｂのままである。
【００６５】
図５に示す電圧値Ｖ１，Ｖ２の挙動と、図６に示す電圧値Ｖ１，Ｖ２の挙動とを比較すると、電圧値Ｖ２の挙動が互いに異なっている。すなわち、電圧検出ラインＬ２が断線状態であるときの電圧値Ｖ２の挙動と、単電池１１が過放電状態であるときの電圧値Ｖ２の挙動とは互いに異なる。このため、電圧値Ｖ２の挙動を把握することにより、電圧検出ラインＬ２の断線状態と、単電池１１の過放電状態とを区別することができる。
【００６６】
次に、電圧検出ラインＬ２の断線状態および単電池１１の過放電状態を判別する処理について、図７に示すフローチャートを用いて説明する。図７に示す処理は、コントローラ３０によって実行される。また、図７に示す処理は、直列に接続された２つの単電池１１に対して行うことができる。この２つの単電池１１とは、図４に示す２つの単電池１１−１，１１−２に相当し、具体的には、一方の単電池１１の正極端子が他方の単電池１１の負極端子と接続されているときの２つの単電池１１である。
【００６７】
ステップＳ２０１において、コントローラ３０は、監視ユニット４０の出力に基づいて、電圧値Ｖ１，Ｖ２（図４参照）を検出する。ステップＳ２０２において、コントローラ３０は、監視ユニット４０に含まれるスイッチＳＷ１（図４に示すスイッチＳＷ１−１）をオフからオンに切り替える。ここでのスイッチＳＷ１の動作は、断線状態や過放電状態を判別するための動作であり、均等化処理のための動作とは異なる。なお、図４に示すスイッチＳＷ１−２は、オフのままである。また、監視ユニット４０に含まれる他のスイッチＳＷ１（スイッチＳＷ１−１，ＳＷ１−２以外のスイッチ）もオフのままである。
【００６８】
ステップＳ２０３において、コントローラ３０は、監視ユニット４０の出力に基づいて、電圧値Ｖ１，Ｖ２（図４参照）を検出する。ステップＳ２０４において、コントローラ３０は、ステップＳ２０１の処理で検出された電圧値Ｖ１と、ステップＳ２０３の処理で検出された電圧値Ｖ１とを比較する。そして、コントローラ３０は、ステップＳ２０２の処理によってスイッチＳＷ１をオンにした後に、電圧値Ｖ１が低下しているか否かを判別する。ここでの電圧値Ｖ１の低下は、図５や図６を用いて説明したように、電圧値Ｖ１が電圧値Ｖ１＿ａから電圧値Ｖ１＿ｂに低下することに相当する。
【００６９】
電圧値Ｖ１が低下しているとき、コントローラ３０は、ステップＳ２０５の処理を行う。一方、電圧値Ｖ１が低下していないとき、コントローラ３０は、図７に示す処理を終了する。電圧検出ラインＬ２が断線していなければ、単電池１１−１の電荷がキャパシタＣ−１にチャージされるため、キャパシタＣ−１の電圧値は低下しにくい。また、単電池１１−１が過放電状態でなければ、単電池１１−１の電荷がキャパシタＣ−１にチャージされるため、キャパシタＣ−１の電圧値は低下しにくい。したがって、電圧値Ｖ１が低下していないとき、コントローラ３０は、断線状態および過放電状態が発生していないと判別し、図７に示す処理を終了することができる。
【００７０】
ステップＳ２０５において、コントローラ３０は、ステップＳ２０１の処理で検出された電圧値Ｖ２と、ステップＳ２０３の処理で検出された電圧値Ｖ２とを比較する。そして、コントローラ３０は、ステップＳ２０２の処理によってスイッチＳＷ１をオンにした後に、電圧値Ｖ２が上昇しているか否かを判別する。ここでの電圧値Ｖ２の上昇は、図５を用いて説明したように、電圧値Ｖ２が電圧値Ｖ２＿ｂから電圧値Ｖ２＿ａに上昇することに相当する。
【００７１】
電圧値Ｖ２が上昇しているとき、コントローラ３０は、ステップＳ２０６において、電圧検出ラインＬ２が断線状態であると判別する。一方、電圧値Ｖ２が上昇していないとき、コントローラ３０は、ステップＳ２０７において、単電池１１（図４に示す単電池１１−１）が過放電状態であると判別する。
【００７２】
本実施例によれば、電圧値Ｖ１，Ｖ２の挙動を確認することにより、電圧検出ラインＬ２の断線状態および単電池１１の過放電状態を区別しながら、断線状態および過放電状態のいずれが発生しているかを特定することができる。断線状態および過放電状態を区別できれば、修理などの対応もスムーズに行うことができる。
【００７３】
断線状態や過放電状態を特定したときには、異常が発生していることをユーザなどに警告することができる。これにより、ユーザなどは、異常が発生していることを認識できる。ここで、本実施例では、異常の内容（断線状態や過放電状態）も特定することができる。
【００７４】
警告の手段としては、ディスプレイ又はスピーカを用いることができる。具体的には、異常が発生していることを示す情報をディスプレイに表示させたり、異常が発生していることを示す情報を音としてスピーカから出力させたりすることができる。ここで、ディスプレイに表示させる内容や、スピーカから出力される音の内容は、適宜設定することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１０：組電池、１１：単電池（蓄電ユニット）、２１：電流センサ、２２：昇圧回路、
２３：インバータ、２４：モータ・ジェネレータ、３０：コントローラ、３１：メモリ、
４０：監視ユニット（電圧検出回路）、４１：コンパレータ、
Ｒ１１，Ｒ２１，Ｒ２２：抵抗、ＳＷ１，ＳＷ２１，ＳＷ２２：スイッチ、
Ｄ：ツェナーダイオード、Ｃ：キャパシタ、ＰＬ：正極ライン、ＮＬ：負極ライン、
Ｌ１，Ｌ２：電圧検出ライン、Ｌ２１，Ｌ２２：分岐ライン
【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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【図７】
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