(57)【要約】【課題】  蓄電ブロックと並列に接続された電気素子にリーク電流が流れていると、検出された蓄電ブロックの電圧値が、実際の電圧値と異なってしまう。【解決手段】  蓄電システムは、蓄電素子（１１）をそれぞれ含み、直列に接続された複数の蓄電ブロックと、電圧検出ライン（Ｌ１，Ｌ２）を介して各蓄電ブロックの電圧値を検出する電圧検出回路（４０）と、電圧検出ラインを介して各蓄電ブロックと並列に接続され、電流の流れを遮断可能な電気素子（Ｄ）と、各蓄電ブロックの開放電圧値を特定するコントローラ（３０）と、を有する。コントローラは、第１の蓄電ブロックの開放電圧値が基準電圧値よりも低く、第１の蓄電ブロックの電極端子と接続された第２の蓄電ブロックの開放電圧値が基準電圧値よりも高いとき、第１の蓄電ブロックの検出値が電気素子へのリーク電流に伴う電圧降下量を含む異常状態であることを判別する。【選択図】  図４
2014103840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷と接続されて充放電を行う蓄電素子をそれぞれ含み、直列に接続された複数の蓄電ブロックと、
電圧検出ラインを介して前記各蓄電ブロックと接続され、前記各蓄電ブロックの電圧値を検出する電圧検出回路と、
前記電圧検出ラインを介して前記各蓄電ブロックと並列に接続され、電流の流れを遮断可能な電気素子と、
前記電圧検出回路の検出値を用いて、前記各蓄電ブロックの開放電圧値を特定するコントローラと、を有し、
前記コントローラは、第１の前記蓄電ブロックの開放電圧値が基準電圧値よりも低く、前記第１の蓄電ブロックの電極端子と接続された第２の前記蓄電ブロックの開放電圧値が前記基準電圧値よりも高いとき、前記第１の蓄電ブロックの前記検出値が前記電気素子へのリーク電流に伴う電圧降下量を含む異常状態であることを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、前記第１および第２の蓄電ブロックとは異なる第３の前記蓄電ブロックの開放電圧値が、前記第１および第２の蓄電ブロックにおける開放電圧値よりも前記基準電圧値に近いとき、前記異常状態の判別を行う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、前記蓄電ブロックを充放電していないときに得られた前記検出値を前記開放電圧値として用い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】
前記蓄電ブロックに流れる電流値を検出する電流センサを有しており、
前記コントローラは、
前記蓄電ブロックの電流値を変化させながら、前記電流センサの検出値および前記電圧検出回路の検出値の関係を取得し、
前記関係から特定され、前記蓄電ブロックに電流が流れていないときの電圧値を前記開放電圧値として用い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５】
前記コントローラは、前記開放電圧値を特定することができないとき、前記蓄電ブロックの充電を許容する上限電力を低下させることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の蓄電システム。
【請求項６】
前記コントローラは、前記開放電圧値を特定することができないとき、前記蓄電ブロックの充電を停止させ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】
前記コントローラは、前記開放電圧値を特定することができないとき、前記蓄電ブロックの放電量に応じた電流量の分だけ、前記蓄電ブロックの充電を許容す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】
前記各蓄電ブロックと並列に接続され、前記各蓄電ブロックを放電させる放電回路と、
前記各蓄電ブロックおよび前記各電気素子を接続する前記電圧検出ラインに設けられた抵抗素子と、を有し、
前記コントローラは、前記第１および第２の蓄電ブロックにおける開放電圧値の差が所定差に到達したとき、前記異常状態が発生していることを判別し、
前記抵抗素子の抵抗値は、前記第１の蓄電ブロックから前記電気素子に流れるリーク電流の値が、前記放電回路の動作に伴う前記第２の蓄電ブロックの放電電流値よりも大きい条件の下で、前記所定差から算出される値であ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。
【請求項９】
前記第１の蓄電ブロックから前記電気素子にリーク電流が流れ、前記放電回路によって前記第２の蓄電ブロックを放電しているときにおいて、前記第１および第２の蓄電ブロックにおける開放電圧値の差を、所定時間が経過したときに前記所定差に到達させる条件の下で、前記抵抗素子の抵抗値が設定されていることを特徴とする請求項８に記載の蓄電システム。
【請求項１０】
前記電気素子は、ツェナーダイオードであることを特徴とする請求項１から９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、充放電を行う蓄電素子をそれぞれ含み、電気的に直列に接続された複数の蓄電ブロックにおける電圧を検出する蓄電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電気的に直列に接続された複数の単電池のそれぞれに対して、ツェナーダイオードを電気的に並列に接続した構成が記載されている。ここで、ツェナーダイオードは、単電池の逆充電状態を回避するために用いられている。具体的には、単電池が逆充電状態となったときに、放電電流をツェナーダイオードに流して、単電池をバイパスさせることにより、単電池の過充電状態を解消させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−００６７５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
単電池に対してツェナーダイオードを電気的に並列に接続した構成では、ツェナーダイオードの異常によって、ツェナーダイオードにリーク電流が流れるおそれがある。ここで、単電池の電圧値を検出するときに、ツェナーダイオードにリーク電流が流れてしまうと、検出電圧値は、実際の単電池の電圧値よりも低くなってしまう。単電池の充放電制御は、検出電圧値に基づいて行われるが、検出電圧値が実際の単電池の電圧値よりも低いと、単電池を過充電してしまうおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の蓄電システムは、直列に接続された複数の蓄電ブロックと、各蓄電ブロックの電圧値を検出する電圧検出回路と、各蓄電ブロックと並列に接続され、電流の流れを遮断可能な電気素子と、各蓄電ブロックの開放電圧値を特定するコントローラと、を有する。ここで、各蓄電ブロックは、負荷と接続されて充放電を行う蓄電素子を含んでいる。電圧検出回路は、電圧検出ラインを介して各蓄電ブロックと接続された状態において、各蓄電ブロックの電圧値を検出する。電気素子は、電圧検出ラインを介して各蓄電ブロックと並列に接続されている。
【０００６】
コントローラは、電圧検出回路の検出値を用いて、各蓄電ブロックの開放電圧値を特定する。また、コントローラは、第１の蓄電ブロックの開放電圧値が基準電圧値よりも低く、第１の蓄電ブロックの電極端子と接続された第２の蓄電ブロックの開放電圧値が基準電圧値よりも高いとき、第１の蓄電ブロックの検出値が電気素子へのリーク電流に伴う電圧降下量を含むこと（異常状態）を判別する。
【０００７】
各蓄電ブロックに電気素子が並列に接続された構成では、電気素子にリーク電流が流れるおそれがある。電気素子にリーク電流が流れると、電圧検出回路によって検出される電圧値は、蓄電ブロックの実際の電圧値よりも低下してしまう。すなわち、リーク電流が発生している蓄電ブロック（第１の蓄電ブロック）の開放電圧値は、基準となる電圧値（基準電圧値）よりも低くなる。
【０００８】
また、リーク電流が発生している蓄電ブロックと直列に接続された蓄電ブロック（第２の蓄電ブロック）の電圧値を検出するときには、リーク電流の流れ込みによって、電圧検出回路によって検出される電圧値が、蓄電ブロックの実際の電圧値よりも上昇してしまう。すなわち、第２の蓄電ブロックの開放電圧値は、基準電圧値よりも高くなる。
【０００９】
このように、電気素子にリーク電流が流れたときには、第１および第２の蓄電ブロックにおける開放電圧値は、基準電圧値に対して、上述した関係（電圧関係）を有することになる。そこで、本発明では、上述した電圧関係を確認することにより、電気素子にリーク電流が流れていること（異常状態）を判別することができる。ここで、電気素子としては、例えば、ツェナーダイオードを用いることができる。
【００１０】
ここで、蓄電ブロックの閉回路電圧値に基づいて、異常状態を判別することも考えられる。閉回路電圧値には、蓄電ブロックの分極や内部抵抗に伴う電圧変化量が含まれており、複数の蓄電ブロックにおける分極や内部抵抗は、ばらつきやすい。このため、異常状態を判別するときに閉回路電圧値を用いてしまうと、上述した電圧関係を確認しにくくなってしまう。
【００１１】
そこで、本発明では、蓄電ブロックの開放電圧値を用いて、異常状態を判別するようにしている。これにより、分極や内部抵抗のバラツキを除外した状態において、上述した電圧関係を確認することができ、異常状態の判別精度を向上させることができる。
【００１２】
異常状態を判別することができれば、蓄電ブロックの過充電を防止することができる。すなわち、第１の蓄電ブロックの検出値（電圧値）は、実際の電圧値よりも低くなるため、検出値に基づいて、蓄電ブロックの充放電を制御すると、蓄電ブロックを過充電してしまうおそれがある。本発明によれば、異常状態を判別しておくことにより、蓄電ブロックが過充電状態となってしまうことを未然に防ぐことができる。
【００１３】
一方、異常状態を判別するときには、上述した電圧関係を確認するだけでなく、第１および第２の蓄電ブロックとは異なる第３の蓄電ブロックの開放電圧値と、基準電圧値との関係を確認することができる。第１の蓄電ブロックにリーク電流が発生しているとき、第３の蓄電ブロックの開放電圧値は、リーク電流による影響を受けない。
【００１４】
このため、第３の蓄電ブロックの開放電圧値は、第１および第２の蓄電ブロックにおける開放電圧値よりも基準電圧値に近い値を示す。より具体的には、第３の蓄電ブロックの開放電圧値は、基準電圧値を示しやすい。そこで、第３の蓄電ブロックの開放電圧値を確認することにより、異常状態を判別することができる。このように、異常状態を判別するための条件を増やすことにより、異常状態の判別精度を向上させることができる。
【００１５】
蓄電ブロックを充放電していないときには、蓄電ブロックの分極が解消されているため、電圧検出回路によって検出された蓄電ブロックの電圧値を開放電圧値とみなすことができる。一方、蓄電ブロックを充放電しているときには、蓄電ブロックの電流値を変化させながら、電流センサの検出値および電圧検出回路の検出値の関係を取得することにより、開放電圧値を算出することができる。
【００１６】
具体的には、まず、電流値および電圧値を座標軸とした座標系において、電流値および電圧値の関係を複数プロットし、複数のプロットに近似する直線（近似直線）を算出することができる。そして、近似直線において、電流値が０［Ａ］であるときの電圧値を算出すれば、この電圧値を開放電圧値とみなすことができる。
【００１７】
蓄電ブロックを充放電していないときに開放電圧値を特定する方法では、蓄電ブロックを充放電しているときに、開放電圧値を特定することができない。また、蓄電ブロックを充放電しているときに開放電圧値を特定する方法では、電流値を変化させにくいと、近似直線を算出しにくくなり、開放電圧値を精度良く特定することができない。
【００１８】
このように、開放電圧値を特定することができないときには、異常状態の判別を行う頻度が低下し、蓄電ブロックを過充電させてしまうおそれがある。そこで、開放電圧値を特定することができないときには、蓄電ブロックの充電を許容する上限電力を低下させることができる。上限電力を低下させれば、蓄電ブロックの充電を制限することができ、蓄電ブロックの過充電を抑制することができる。例えば、上限電力を０［ｋＷ］に設定することにより、蓄電ブロックの充電を停止させることができる。
【００１９】
一方、蓄電ブロックを放電したときには、この放電量の分だけ、蓄電ブロックを充電させることができる。放電量の分だけ、蓄電ブロックを充電しても、蓄電ブロックの電圧値は、放電前の電圧値に戻るだけであり、蓄電ブロックを過充電させることはない。このように蓄電ブロックの充電を許容することにより、蓄電ブロックの電流値を放電側および充電側に分散させることができ、電流値を変化させやすくなる。電流値を変化させやすくなれば、上述したように、近似直線を用いて、開放電圧値を算出することができる。
【００２０】
蓄電システムには、放電回路および抵抗素子を設けることができる。ここで、放電回路は、各蓄電ブロックと並列に接続されており、各蓄電ブロックを放電させる。抵抗素子は、各蓄電ブロックおよび各電気素子を接続する電圧検出ラインに設けられている。第１および第２の蓄電ブロックにおける開放電圧値の差が所定差に到達したとき、異常状態が発生していることを判別できる。
【００２１】
ここで、抵抗素子の抵抗値は、第１の蓄電ブロックから電気素子に流れるリーク電流の値が、放電回路の動作に伴う第２の蓄電ブロックの放電電流値よりも大きい条件の下で、所定差から算出される。リーク電流値を放電電流値よりも大きくすれば、第１および第２の蓄電ブロックにおける開放電圧値の差を広げやすくなり、この差を所定差に到達させることができる。これにより、異常状態の発生を判別することができる。
【００２２】
異常状態が発生した直後において、第１および第２の蓄電ブロックにおける開放電圧値の差が所定差に到達していなくても、時間が経過することに応じて、開放電圧値の差を所定差に到達させることができる。ここで、異常状態の発生を判別するまでの時間を設定した上で、抵抗素子の抵抗値を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【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】組電池および監視ユニットにおいて、ツェナーダイオードにリーク電流が流れるときの説明図である。
【図４】リーク異常を判別する処理を示すフローチャートである。
【図５】電流値および電圧値の関係からＯＣＶを算出する方法を説明する図である。
【図６】リーク異常が発生したときにおいて、複数の単電池における電圧値の関係を示す図である。
【図７】複数のリーク異常が発生したときにおいて、複数の単電池における電圧値の関係を示す図である。
【図８】ＯＣＶを推定できないときの処理を示すフローチャートである。
【図９】図８に示す処理を行ったときの電流値の挙動を示す図である。
【図１０】均等化処理に伴う電圧低下を説明する図である。
【図１１】リーク異常および均等化処理が継続した後において、各単電池の電圧値の関係を示す図である。
【図１２】監視ユニットの他の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００２５】
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。
【００２６】
図１に示す電池システムは、車両に搭載される。この車両としては、ハイブリッド自動車や電気自動車がある。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。電気自動車は、車両の動力源として組電池だけを備えた車両である。
【００２７】
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。
【００２８】
電流センサ２１は、組電池１０に流れる電流値を検出し、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として、正の値を用い、組電池１０を充電したときの電流値として、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の少なくとも一方に対して、複数の電流センサ２１を設けることもできる。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
監視ユニット４０は、組電池１０の電圧値を検出したり、組電池１０に含まれる単電池の電圧値を検出したりして、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。
【００３５】
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（本発明の蓄電素子に相当する）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。
【００３６】
監視ユニット（本発明の電圧検出回路に相当する）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。
【００３７】
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、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、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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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られる。
【００４６】
具体的には、特定の単電池１１の電圧値が、他の単電池１１の電圧値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の電圧値を、他の単電池１１の電圧値に揃えることができる。このような処理を均等化処理という。また、スイッチＳＷ１や抵抗素子Ｒ２１，Ｒ２２は、本発明の放電回路に相当する。
【００４７】
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の電圧値と等しくなる。
【００４８】
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。
【００４９】
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（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の電圧値を検出することができる。
【００５０】
図２に示す構成において、ツェナーダイオードＤが故障すると、図３の矢印で示す方向において、ツェナーダイオードＤにリーク電流が流れてしまう。図３では、Ｎｏ．ｋの単電池１１（本発明における第１の蓄電ブロックに相当する）と電気的に並列に接続されたツェナーダイオードＤにリーク電流が流れている。なお、図３に示すＮｏ．ｋ−１，ｋ，ｋ＋１は、組電池１０に含まれる単電池１１の番号を示している。
【００５１】
Ｎｏ．ｋの単電池１１の電圧値を検出するとき、コンパレータ４１から出力される電圧値は、ツェナーダイオードＤにリーク電流が流れる分だけ、単電池１１の実際の電圧値よりも低下してしまう。図３に示す太字の点線は、Ｎｏ．ｋの単電池１１の電圧値を検出するときに電流が流れる経路である。
【００５２】
コンパレータ４１から出力される電圧値Ｖｄｅｃｔは、下記式（１）で表される。
【００５３】
Ｖｄｅｃｔ＝Ｖｃｅｌｌ−２×Ｉ＿ｌｅａｋ×Ｒ    ・・・（１）
【００５４】
上記式（１）において、Ｖｃｅｌｌは、単電池１１の実際の電圧値であり、Ｉ＿ｌｅａｋは、ツェナーダイオードＤに流れるリーク電流の値である。Ｒは、抵抗素子Ｒ１１の抵抗値である。「Ｉ＿ｌｅａｋ×Ｒ」は、抵抗素子Ｒ１１にリーク電流が流れることに伴う電圧降下量を示す。ここで、図３に示すリーク電流が流れる経路では、２つの抵抗素子Ｒ１１が設けられているため、電圧降下量は、「Ｉ＿ｌｅａｋ×Ｒ」の２倍となる。
【００５５】
上記式（１）に示すように、コンパレータ４１から出力される電圧値Ｖｄｅｃｔは、単電池１１の実際の電圧値Ｖｃｅｌｌよりも低くなってしまう。このため、電圧値Ｖｄｅｃｔに基づいて、単電池１１（組電池１０）の充放電を制御すると、単電池１１を過充電してしまうおそれがある。ここで、単電池１１の充電を制御するときには、電圧値Ｖｄｅｃｔが、予め定めた上限電圧値よりも高くならないように、単電池１１の充電が制御される。
【００５６】
電圧値Ｖｄｅｃｔが電圧値Ｖｃｅｌｌよりも低いと、電圧値Ｖｄｅｃｔが上限電圧値に到達するまで、単電池１１の充電が行われてしまうおそれがある。ここで、電圧値Ｖｃｅｌｌは、電圧値Ｖｄｅｃｔよりも高いため、電圧値Ｖｄｅｃｔが上限電圧値に近づいたときには、電圧値Ｖｃｅｌｌが上限電圧値を超えてしまい、単電池１１を過充電してしまうおそれがある。
【００５７】
そこで、本実施例では、ツェナーダイオードＤにリーク電流が流れる異常（リーク異常という）を判別するようにしている。以下、リーク異常を判別する処理について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。図４に示す処理は、コントローラ３０によって実行される。
【００５８】
ステップＳ１０１において、コントローラ３０は、過去から現在までの所定期間Δｔにおいて、組電池１０に流れた電流値Ｉ＿ｐａを取得する。電流値Ｉ＿ｐａは、電流センサ２１によって検出することができ、電流値Ｉ＿ｐａに関する情報は、メモリ３１に記憶することができる。コントローラ３０は、メモリ３１にアクセスすることにより、所定期間Δｔにおける電流値Ｉ＿ｐａを読み出すことができる。
【００５９】
また、コントローラ３０は、電流値Ｉ＿ｐａが閾値（電流値）Ｉ＿ｔｈ以下であるか否かを判別する。上述したように、組電池１０の充放電に応じて、電流値Ｉ＿ｐａが正の値となったり、負の値となったりするため、電流値Ｉ＿ｐａおよび閾値Ｉ＿ｔｈを比較するときには、電流値Ｉ＿ｐａの絶対値と、閾値Ｉ＿ｔｈの絶対値とを比較することができる。閾値Ｉ＿ｔｈは、単電池１１の分極状態を解消させることができる電流値であり、予め設定することができる。単電池１１を充放電したときには、充放電に応じた分極が発生するが、単電池１１に電流が流れなくなると、分極が解消方向に変化する。
【００６０】
このため、閾値Ｉ＿ｔｈとしては、例えば、０［Ａ］に設定することができる。ここで、電流センサ２１の検出誤差を考慮することにより、閾値Ｉ＿ｔｈを０［Ａ］とは異なる値に設定することができる。閾値Ｉ＿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。電流値Ｉ＿ｐａが閾値Ｉ＿ｔｈ以下であるとき、コントローラ３０は、ステップＳ１０４の処理を行い、電流値Ｉ＿ｐａが閾値Ｉ＿ｔｈよりも大きいとき、コントローラ３０は、ステップＳ１０２の処理を行う。
【００６１】
ステップＳ１０２において、コントローラ３０は、過去から現在までの所定期間Δｔにおいて組電池１０に流れた電流値Ｉ＿ｐａに基づいて、電流の分散値ΔＩ＿ｐａを算出する。分散値ΔＩ＿ｐａは、最も小さい電流値Ｉ＿ｐａと、最も大きい電流値Ｉ＿ｐａとの差分に相当する。コントローラ３０は、分散値ΔＩ＿ｐａが分散閾値ΔＩ＿ｔｈよりも小さいか否かを判別する。
【００６２】
分散閾値ΔＩ＿ｔｈは、後述するように、単電池１１のＯＣＶ（Open Circuit Voltage）を推定する精度を確保できる点に基づいて、予め設定された値である。分散閾値ΔＩ＿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。分散値ΔＩ＿ｐａが分散閾値ΔＩ＿ｔｈよりも小さいとき、コントローラ３０は、図４に示す処理を終了する。一方、分散値ΔＩ＿ｐａが分散閾値ΔＩ＿ｔｈ以上であるとき、コントローラ３０は、ステップＳ１０３の処理を行う。
【００６３】
ステップＳ１０３において、コントローラ３０は、各単電池１１のＯＣＶを算出する。具体的には、コントローラ３０は、組電池１０（単電池１１）を充放電したときの電流値および電圧値の関係を、図５に示す座標系にプロットする。図５に示す座標系において、横軸は、電流センサ２１によって検出された電流値であり、縦軸は、監視ユニット４０によって検出された各単電池１１の電圧値（ＣＣＶ：Closed Circuit Voltage）である。
【００６４】
コントローラ３０は、図５において、複数のプロットに近似する直線ＡＬを算出する。近似直線ＡＬにおいて、電流値が０［Ａ］であるときの電圧値は、単電池１１のＯＣＶに相当する。これにより、単電池１１のＯＣＶを算出することができる。ここで、近似直線ＡＬを算出するときには、電流値が分散していることが好ましい。電流値が分散していないときには、近似直線ＡＬを算出しにくくなるとともに、近似直線ＡＬから単電池１１のＯＣＶを特定しにくくなる。
【００６５】
そこで、本実施例では、ステップＳ１０２において、分散値ΔＩ＿ｐａが分散閾値ΔＩ＿ｔｈよりも小さいか否かを判別している。分散値ΔＩ＿ｐａが分散閾値ΔＩ＿ｔｈよりも小さいときには、近似直線ＡＬを算出しにくいため、ステップＳ１０３の処理を行わないようにしている。一方、分散値ΔＩ＿ｐａが分散閾値ΔＩ＿ｔｈ以上であるときには、近似直線ＡＬを算出しやすくなるため、ステップＳ１０３の処理を行うようにしている。これにより、近似直線ＡＬから単電池１１のＯＣＶを推定するときに、ＯＣＶの推定精度を向上させることができる。
【００６６】
本実施例では、近似直線ＡＬから単電池１１のＯＣＶを推定するときに、分散値ΔＩ＿ｐａを考慮しているが、これに限るものではない。すなわち、分散値ΔＩ＿ｐａを考慮せずに、電流値および電圧値のプロットから近似直線ＡＬを算出し、近似直線ＡＬから単電池１１のＯＣＶを算出することができる。
【００６７】
また、近似直線ＡＬから単電池１１のＯＣＶを推定するときには、単電池１１の温度を考慮することができる。単電池１１の温度が低下するほど、近似直線ＡＬから単電池１１のＯＣＶを推定するときに、推定誤差が大きくなりやすくなる。単電池１１の温度が低下するほど、単電池１１の抵抗値が増加しやすくなっており、図５に示す電流値および電圧値の関係を取得しているときに、単電池１１の温度が一次的に低下すると、電流値および電圧値の関係が図５に示す近似直線ＡＬから大きく外れてしまう。
【００６８】
このような状態において、近似直線ＡＬを算出してしまうと、近似直線ＡＬから特定されるＯＣＶが、実際のＯＣＶからずれやすくなってしまい、ＯＣＶの推定誤差が大きくなりやすい。そこで、ＯＣＶの推定誤差を許容できる温度範囲の下限値を予め設定しておき、単電池１１の温度が下限値よりも高いときに、近似直線ＡＬから単電池１１のＯＣＶを推定することができる。言い換えれば、単電池１１の温度が下限値よりも低いときには、近似直線ＡＬを用いたＯＣＶの推定を行わないことができる。
【００６９】
ステップＳ１０４において、コントローラ３０は、単電池１１のＯＣＶを検出する。ステップＳ１０４の処理に進むときには、所定期間Δｔの間、単電池１１（組電池１０）を充放電していないときである。ここで、所定期間Δｔとは、単電池１１の分極が解消されるまでの時間である。分極解消時間Δｔは、実験などによって予め測定しておくことができ、分極解消時間Δｔに関する情報は、メモリ３１に記憶しておくことができる。
【００７０】
ここで、分極解消時間Δｔは、単電池１１の温度に依存するため、単電池１１の温度毎に分極解消時間を設定しておくことができる。単電池１１の温度は、温度センサを用いて検出することができるため、検出した単電池１１の温度に対応した分極解消時間Δｔを設定することができる。分極解消時間Δｔの間、単電池１１の充放電を行わなければ、単電池１１の分極が発生していたとしても、この分極を解消させることができる。
【００７１】
分極を解消させた後であれば、監視ユニット４０を用いて検出した単電池１１の電圧値（ＣＣＶ）をＯＣＶと見なすことができる。ここで、単電池１１のＣＣＶを検出するときには、単電池１１の内部抵抗による電圧降下量の影響を受けにくくするために、微弱な電流を単電池１１に流すことが好ましい。
【００７２】
ステップＳ１０５において、コントローラ３０は、基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆを設定する。本実施例では、組電池１０を構成する、すべての単電池１１におけるＯＣＶの平均値を、基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆとしている。ステップＳ１０３又はステップＳ１０４の処理によって、各単電池１１のＯＣＶを取得できるため、コントローラ３０は、複数の単電池１１におけるＯＣＶの平均値を算出することにより、基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆを設定することができる。
【００７３】
ステップＳ１０６において、コントローラ３０は、ステップＳ１０５の処理で設定した基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆと、複数の単電池１１におけるＯＣＶのうち、最も低いＯＣＶ（ＯＣＶ＿ｍｉｎ）との差分が、電圧閾値（本発明の所定差に相当する）ΔＶ＿ｔｈよりも大きいか否かを判別する。電圧閾値ΔＶ＿ｔｈは、後述するように、ツェナーダイオードＤのリーク異常を判別するための値であり、予め設定しておくことができる。電圧閾値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。
【００７４】
ツェナーダイオードＤにリーク異常が発生しているとき、複数の単電池１１における電圧値（ＯＣＶ）は、図６に示す関係を有する。図６において、横軸は、単電池１１に割り振られた番号を示し、縦軸は、単電池１１のＯＣＶを示す。図６では、Ｎｏ．ｋの単電池１１に対応したツェナーダイオードＤにリーク異常が発生しているものとしている。
【００７５】
上記式（１）で説明したように、ツェナーダイオードＤにリーク異常が発生したとき、このツェナーダイオードＤに対応した単電池１１の電圧値Ｖｄｅｃｔは、単電池１１の実際の電圧値Ｖｃｅｌｌよりも低くなる。複数の単電池１１における実際の電圧値（ＯＣＶ）が互いに等しい値（基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆ）であるとき、リーク異常のツェナーダイオードＤに対応した単電池１１の電圧値Ｖｄｅｃｔは、基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆよりも、「２×Ｉ＿ｌｅａｋ×Ｒ」の分だけ低くなる。
【００７６】
ここで、リーク異常に伴う電圧降下量は、組電池１０を充放電しているときに、複数の単電池１１において発生する電圧差よりも大きくなりやすい。このため、図６に示すように、Ｎｏ．ｋの単電池１１のＯＣＶ（電圧値Ｖｄｅｃｔに相当する）は、他の単電池１１のＯＣＶ（電圧値Ｖｄｅｃｔに相当する）よりも低くなり、最低電圧値ＯＣＶ＿ｍｉｎとなる。ツェナーダイオードＤのリーク異常が発生しているときには、上述したように、単電池１１の電圧値Ｖｄｅｃｔ（ＯＣＶ）は、基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆよりも「２×Ｉ＿ｌｅａｋ×Ｒ」の分だけ低下する。したがって、電圧閾値ΔＶ＿ｔｈとしては、「２×Ｉ＿ｌｅａｋ×Ｒ」に設定することができる。
【００７７】
「２×Ｉ＿ｌｅａｋ×Ｒ」に含まれる抵抗値Ｒは、予め測定しておくことができる。ここで、抵抗値Ｒは、抵抗素子Ｒ１１の温度に依存することがあるため、抵抗素子Ｒ１１の温度毎に抵抗値Ｒを設定しておくことができる。この場合には、抵抗素子Ｒ１１の温度を検出することにより、この検出温度に対応した抵抗値Ｒを特定することができる。また、リーク電流値Ｉ＿ｌｅａｋは、適宜設定することができる。
【００７８】
ここで、電圧閾値ΔＶ＿ｔｈは、単電池１１が実際に過充電状態となるときの電圧値Ｖ＿ｍａｘ１と、単電池１１の過充電状態を判別するときの電圧値Ｖ＿ｍａｘ２との差分を考慮して設定することができる。電圧値Ｖ＿ｍａｘ２は、電圧値Ｖ＿ｍａｘ１よりも低い値であり、単電池１１が実際に過充電状態となる前に、単電池１１の過充電状態を判別するために用いられる。
【００７９】
具体的には、電圧閾値ΔＶ＿ｔｈは、電圧値Ｖ＿ｍａｘ１，Ｖ＿ｍａｘ２の差分よりも小さい値に設定することができる。これにより、最低電圧値ＯＣＶ＿ｍｉｎが電圧値Ｖ＿ｍａｘ２に近づいても、基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆが電圧値Ｖ＿ｍａｘ１よりも高くなってしまうことを防止できる。
【００８０】
ここで、単電池１１（組電池１０）の充電を制御するときには、最低電圧値ＯＣＶ＿ｍｉｎが電圧値Ｖ＿ｍａｘ２に到達するまで、単電池１１の充電が許容されてしまうおそれがある。この場合において、電圧値Ｖ＿ｍａｘ１，Ｖ＿ｍａｘ２の差分よりも電圧閾値ΔＶ＿ｔｈを小さくしておけば、最低電圧値ＯＣＶ＿ｍｉｎが電圧値Ｖ＿ｍａｘ２に到達したとしても、実際の単電池１１の電圧値（電圧値Ｖｃｅｌｌに相当する）が電圧値Ｖ＿ｍａｘ１よりも高くなってしまうことを防止できる。
【００８１】
図４のステップＳ１０６において、基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆおよび最低電圧値ＯＣＶ＿ｍｉｎの差分が電圧閾値ΔＶ＿ｔｈよりも大きいとき、コントローラ３０は、ステップＳ１０７の処理を行う。一方、基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆおよび最低電圧値ＯＣＶ＿ｍｉｎの差分が電圧閾値ΔＶ＿ｔｈ以下であるとき、コントローラ３０は、ステップＳ１０９の処理を行う。
【００８２】
図６において、Ｎｏ．ｋ−１の単電池１１（本発明における第２の蓄電ブロックに相当する）は、Ｎｏ．ｋの単電池１１と電気的に直列に接続されている。言い換えれば、図３に示すように、Ｎｏ．ｋ−１における単電池１１の電極端子（負極端子）は、Ｎｏ．ｋにおける単電池１１の電極端子（正極端子）と直接、接続されている。
【００８３】
また、Ｎｏ．ｋ＋１の単電池１１（本発明における第２の蓄電ブロックに相当する）は、Ｎｏ．ｋの単電池１１と電気的に直列に接続されている。言い換えれば、図３に示すように、Ｎｏ．ｋ＋１における単電池１１の電極端子（正極端子）は、Ｎｏ．ｋにおける単電池１１の電極端子（負極端子）と直接、接続されている。
【００８４】
同様に、Ｎｏ．ｋ−２の単電池１１は、Ｎｏ．ｋ−１の単電池１１と電気的に直列に接続されており、Ｎｏ．ｋ−３の単電池１１は、Ｎｏ．ｋ−２の単電池１１と電気的に直列に接続されている。また、Ｎｏ．ｋ＋２の単電池１１は、Ｎｏ．ｋ＋１の単電池１１と電気的に直列に接続されており、Ｎｏ．ｋ＋３の単電池１１は、Ｎｏ．ｋ＋２の単電池１１と電気的に直列に接続されている。
【００８５】
Ｎｏ．ｋ−１の単電池１１に関して、電圧値Ｖｄｅｃｔ＿ｋ−１（ＯＣＶ）は、基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆ（ＯＣＶ）よりも高くなる。図３に示すように、Ｎｏ．ｋの単電池１１に対応したツェナーダイオードＤにリーク電流が流れているとき、Ｎｏ．ｋ−１の単電池１１に対応したキャパシタＣには、リーク電流が流れることになる。キャパシタＣにリーク電流が流れた分だけ、キャパシタＣの電圧値は上昇し、結果として、Ｎｏ．ｋ−１の単電池１１における電圧値Ｖｄｅｃｔ＿ｋ−１（ＯＣＶ）は、基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆ（実際の単電池１１の電圧値）よりも高くなる。具体的には、Ｎｏ．ｋ−１の単電池１１における電圧値Ｖｄｅｃｔ＿ｋ−１は、「Ｉ＿ｌｅａｋ×Ｒ」の分だけ、言い換えれば、「ΔＶ＿ｔｈ／２」の分だけ、基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆよりも高くなる。
【００８６】
同様に、Ｎｏ．ｋ＋１の単電池１１に関して、電圧値Ｖｄｅｃｔ＿ｋ＋１は、基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆよりも高くなる。図３に示すように、Ｎｏ．ｋの単電池１１に対応したツェナーダイオードＤにリーク電流が流れているとき、Ｎｏ．ｋ＋１の単電池１１に対応したキャパシタＣには、リーク電流が流れることになる。
【００８７】
キャパシタＣにリーク電流が流れた分だけ、キャパシタＣの電圧値は上昇し、結果として、Ｎｏ．ｋ＋１の単電池１１における電圧値Ｖｄｅｃｔ＿ｋ＋１（ＯＣＶ）は、基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆ（実際の単電池１１の電圧値）よりも高くなる。具体的には、Ｎｏ．ｋ＋１の単電池１１における電圧値Ｖｄｅｃｔ＿ｋ＋１は、「Ｉ＿ｌｅａｋ×Ｒ」の分だけ、言い換えれば、「ΔＶ＿ｔｈ／２」の分だけ、基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆよりも高くなる。
【００８８】
このように、Ｎｏ．ｋの単電池１１に対応したツェナーダイオードＤにリーク異常が発生したときには、Ｎｏ．ｋの単電池１１における電圧値Ｖｄｅｃｔ＿ｋ（ＯＣＶ）が基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆ（ＯＣＶ）よりも低下するだけでなく、Ｎｏ．ｋ−１，ｋ＋１における単電池１１の電圧値Ｖｄｅｃｔ＿ｋ−１，Ｖｄｅｃｔ＿ｋ＋１（ＯＣＶ）が基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆ（ＯＣＶ）よりも高くなる。
【００８９】
そこで、ステップＳ１０７において、コントローラ３０は、Ｎｏ．ｋ−１，ｋ＋１における単電池１１の電圧値Ｖｄｅｃｔ＿ｋ−１，Ｖｄｅｃｔ＿ｋ＋１（ＯＣＶ）に関して、下記式（２），（３）の条件を満たしているか否かを判別する。
【００９０】
【数１】
2014103840.tif 000003
【００９１】
上記式（２），（３）において、αは、各電圧値Ｖｄｅｃｔ＿ｋ−１，Ｖｄｅｃｔ＿ｋ＋１のバラツキを考慮した値である。上述したように、ステップＳ１０７の処理では、各電圧値Ｖｄｅｃｔ＿ｋ−１，Ｖｄｅｃｔ＿ｋ＋１が、基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆよりもΔＶ＿ｔｈ／２の分だけ高いか否かを判別するようにしている。ここで、各電圧値Ｖｄｅｃｔ＿ｋ−１，Ｖｄｅｃｔ＿ｋ＋１には、単電池１１の自己放電特性などに伴うバラツキが発生することがあるため、このバラツキを許容するために、αを設定している。αの値は、適宜設定することができ、αに関する情報は、メモリ３１に記憶することができる。なお、αを０に設定して、αを考慮しなくてもよい。
【００９２】
各電圧値Ｖｄｅｃｔ＿ｋ−１，Ｖｄｅｃｔ＿ｋ＋１が上記式（２），（３）に示す条件を満たすとき、コントローラ３０は、ステップＳ１０８の処理を行う。一方、各電圧値Ｖｄｅｃｔ＿ｋ−１，Ｖｄｅｃｔ＿ｋ＋１が上記式（２），（３）に示す条件を満たさないとき、コントローラ３０は、ステップＳ１０９の処理を行う。
【００９３】
ステップＳ１０８において、コントローラ３０は、Ｎｏ．ｋの単電池１１に対応したツェナーダイオードＤにリーク異常が発生しており、異常状態であると判別する。ステップＳ１０９において、コントローラ３０は、ツェナーダイオードＤにリーク異常が発生していなく、正常状態であると判別する。
【００９４】
コントローラ３０が異常状態の判別を行ったとき、単電池１１の電圧値を検出する回路において、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。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。
【００９５】
本実施例では、各単電池１１のＯＣＶを用いて、図６に示す関係を有しているか否かを確認することにより、リーク異常が発生しているか否かを判別している。ここで、各単電池１１のＣＣＶを用いて、図６に示す関係を有しているか否かを確認することにより、リーク異常が発生しているか否かを判別することもできる。
【００９６】
ただし、単電池１１のＣＣＶには、分極に伴う電圧変化量も含まれるため、複数の単電池１１における分極や内部抵抗のバラツキに応じて、ＣＣＶもばらついてしまう。複数の単電池１１におけるＣＣＶにバラツキが発生した状態では、図６に示す関係を確認しにくいことがある。そこで、本実施例のように、各単電池１１のＯＣＶを用いることにより、リーク異常が発生しているか否かを判別しやすくなる。
【００９７】
本実施例では、各単電池１１の電圧値を検出しているが、これに限るものではない。具体的には、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って組電池１０が構成されているとき、監視ユニット４０によって、各電池ブロック（本発明の蓄電ブロックに相当する）の電圧値を検出することができる。このような構成であっても、本発明を適用することができる。ここで、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を含んでいる。また、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。
【００９８】
本実施例では、ステップＳ１０５の処理において、複数の単電池１１におけるＯＣＶの平均値を、基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆとして設定しているが、これに限るものではない。ツェナーダイオードＤのリーク異常が発生しているときには、図６に示すように、Ｎｏ．ｋ−１，ｋ，ｋ＋１における単電池１１の電圧値（ＯＣＶ）だけが変化しており、他の単電池１１における電圧値（ＯＣＶ）は揃っていることがある。
【００９９】
このため、Ｎｏ．ｋ−１，ｋ，ｋ＋１の単電池１１を除く他の単電池１１（任意の単電池１１）における電圧値を、基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆとして設定することもできる。この場合には、他の単電池１１の電圧値を検出するだけで、基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆを設定することができ、複数の単電池１１におけるＯＣＶの平均値を算出しなくてもよいため、基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆを設定するときの演算負荷を低減することができる。
【０１００】
また、本実施例では、図６に示すＮｏ．ｋ−１，ｋ，ｋ＋１における単電池１１の電圧値を考慮して、ツェナーダイオードＤのリーク異常を判別しているが、これに限るものではない。すなわち、Ｎｏ．ｋ−１，ｋ，ｋ＋１の単電池１１を除く他の単電池１１の電圧値も考慮して、ツェナーダイオードＤのリーク異常を判別することもできる。具体的には、図４に示すステップＳ１０６，Ｓ１０７の処理に加えて、他の単電池１１における電圧値が基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆに揃っているか否かを判別することができる。
【０１０１】
ツェナーダイオードＤのリーク異常が発生しているとき、上述したように、Ｎｏ．ｋ−１，ｋ，ｋ＋１の単電池１１における電圧値（Ｖｄｅｃｔ）は、単電池１１の実際の電圧値（Ｖｃｅｌｌ）とは異なる。一方、Ｎｏ．ｋ−１，ｋ，ｋ＋１の単電池１１以外の他の単電池１１については、電圧値（Ｖｄｅｃｔ）が実際の電圧値（Ｖｃｅｌｌ）と等しくなり、この電圧値（Ｖｄｅｃｔ）が基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆとなる。
【０１０２】
このため、他の単電池１１の電圧値が基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆに揃っていることを確認した上で、ツェナーダイオードＤのリーク異常が発生していることを判別することができる。このように、リーク異常を判別するための条件を増やすことにより、リーク異常を判別するときの精度を向上させることができる。
【０１０３】
図６に示すＮｏ．ｋの単電池１１は、図２に示す組電池１０の回路構成において、２つの単電池１１に挟まれた単電池１１である。ここで、図２に示す組電池１０の回路構成において、一端に位置する単電池１１についても、ツェナーダイオードＤのリーク異常を判別することができる。例えば、図６において、Ｎｏ．ｋ−１，ｋ−２，ｋ−３の単電池１１が存在していなくても、Ｎｏ．ｋの単電池１１に関して、ツェナーダイオードＤのリーク異常を判別することができる。
【０１０４】
具体的には、Ｎｏ．ｋにおける単電池１１の電圧値と、Ｎｏ．ｋ＋１における単電池１１の電圧値とが、基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆに対して図６に示すように変化していることを確認することにより、Ｎｏ．ｋの単電池１１に対応したツェナーダイオードＤにおいて、リーク異常が発生していることを判別できる。ここで、Ｎｏ．ｋ，ｋ＋１における単電池１１の電圧値だけでなく、Ｎｏ．ｋ，ｋ＋１の単電池１１を除く他の単電池１１（Ｎｏ．ｋ＋２，ｋ＋３）における電圧値を考慮することもできる。すなわち、他の単電池１１の電圧値が基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆに揃っていることも確認すれば、リーク異常の判別精度を向上させることができる。
【０１０５】
本実施例では、１つのツェナーダイオードＤにおけるリーク異常を判別しているが、複数のツェナーダイオードＤにおけるリーク異常を判別することもできる。ここで、図７には、Ｎｏ．ｋ，ｋ＋１の単電池１１に対応した２つのツェナーダイオードＤにおいて、リーク異常が発生した状態を示している。図７は、図６に対応した図である。
【０１０６】
２つのツェナーダイオードＤにリーク異常が発生しているときには、上述したように、Ｎｏ．ｋ，ｋ＋１の単電池１１における電圧値（Ｖｄｅｃｔ）は、基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆよりも低くなる。また、Ｎｏ．ｋ−１，ｋ＋２の単電池１１における電圧値（Ｖｄｅｃｔ）は、基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆよりも高くなる。
【０１０７】
図７では、Ｎｏ．ｋの単電池１１に対応したツェナーダイオードＤに流れるリーク電流の値が、Ｎｏ．ｋ＋１の単電池１１に対応したツェナーダイオードＤに流れるリーク電流の値よりも大きくなっている。これにより、Ｎｏ．ｋの単電池１１における電圧値が最も低くなり、Ｎｏ．ｋ＋１の単電池１１における電圧値が２番目に低くなる。
【０１０８】
Ｎｏ．ｋの単電池１１に対応したキャパシタＣには、Ｎｏ．ｋ＋１の単電池１１におけるリーク電流が流れるため、Ｎｏ．ｋの単電池１１の電圧値と、基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆとの差分は、「２×Ｉ＿ｌｅａｋ×Ｒ」よりも小さくなる。ここで、図７に示す電流値Ｉ＿ｌｅａｋは、Ｎｏ．ｋの単電池１１に対応したツェナーダイオードＤに流れるリーク電流の値を示している。
【０１０９】
同様に、Ｎｏ．ｋ＋１の単電池１１に対応したキャパシタＣには、Ｎｏ．ｋの単電池１１におけるリーク電流が流れるため、Ｎｏ．ｋ＋１の単電池１１の電圧値と、基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆとの差分は、「２×Ｉ＿ｌｅａｋ×Ｒ」よりも小さくなる。また、Ｎｏ．ｋ＋１の単電池１１におけるリーク電流の値は、Ｎｏ．ｋの単電池１１におけるリーク電流の値よりも小さいため、Ｎｏ．ｋ＋１の単電池１１における電圧値は、Ｎｏ．ｋの単電池１１における電圧値よりも基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆに近づくことになる。
【０１１０】
Ｎｏ．ｋ−１の単電池１１に対応したキャパシタＣには、Ｎｏ．ｋの単電池１１におけるリーク電流が流れるため、Ｎｏ．ｋ−１の単電池１１における電圧値は、基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆよりも高くなる。具体的には、Ｎｏ．ｋの単電池１１におけるリーク電流の値に応じた分（「Ｉ＿ｌｅａｋ×Ｒ」に相当する）だけ、Ｎｏ．ｋ−１の単電池１１における電圧値は、基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆよりも高くなる。
【０１１１】
Ｎｏ．ｋ＋２の単電池１１に対応したキャパシタＣには、Ｎｏ．ｋ＋１の単電池１１におけるリーク電流が流れるため、Ｎｏ．ｋ＋２の単電池１１における電圧値は、基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆよりも高くなる。具体的には、Ｎｏ．ｋ＋１の単電池１１におけるリーク電流の値に応じた分（「Ｉ＿ｌｅａｋ×Ｒ」に相当する）だけ、Ｎｏ．ｋ＋２の単電池１１における電圧値は、基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆよりも高くなる。ここで、Ｎｏ．ｋ＋１の単電池１１におけるリーク電流の値は、Ｎｏ．ｋの単電池１１におけるリーク電流の値よりも小さいため、Ｎｏ．ｋ＋２の単電池１１における電圧値は、Ｎｏ．ｋ−１の単電池１１における電圧値よりも基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆに近づくことになる。
【０１１２】
２つのツェナーダイオードＤにおいてリーク異常が発生したときには、図７に示す電圧値の関係を確認することにより、リーク異常の判別を行うことができる。なお、２つ以上のツェナーダイオードＤにおいて、リーク異常が発生したときであっても、上述した説明と同様の考え方によって、電圧値の関係を特定することができる。
【０１１３】
また、図７では、互いに直列に接続された２つのツェナーダイオードＤにおいて、リーク異常が発生している例を示しているが、互いに離れた２つのツェナーダイオードＤにおいて、リーク異常が発生している場合であっても、上述した説明と同様の考え方によって、電圧値の関係を特定することができる。
【０１１４】
すなわち、リーク異常が発生している単電池１１では、基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆよりも低い電圧値が検出される。また、リーク異常が発生していない単電池１１では、基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆと同じ電圧値が検出される。ここで、リーク異常が発生していない単電池１１であっても、リーク異常が発生している単電池１１と電気的に直列に接続された単電池１１では、基準電圧値Ｖ＿ｒｅｆよりも高い電圧値が検出される。
【０１１５】
図４に示す処理では、電流値Ｉ＿ｐａが電流閾値Ｉ＿ｔｈよりも大きく、分散値ΔＩ＿ｐａが分散閾値ΔＩ＿ｔｈよりも小さいときには、単電池１１のＯＣＶが算出されないことになる。例えば、車両が下り坂を走行し続けているときには、単電池１１の充電が継続されるため、分散値ΔＩ＿ｐａが分散閾値ΔＩ＿ｔｈよりも小さくなりやすい。このように単電池１１のＯＣＶが算出されないと、図４に示すステップＳ１０５〜ステップＳ１０９の処理によって、リーク異常の判別を行うことができなくなってしまう。
【０１１６】
リーク異常の判別を行うことができない期間が継続してしまうと、単電池１１の過充電が発生してしまうおそれがある。そこで、単電池１１の過充電を抑制するために、図８に示す処理を行うことができる。図８に示す処理は、コントローラ３０によって実行されるとともに、所定の周期で行われる。
【０１１７】
ステップＳ２０１において、コントローラ３０は、単電池１１のＯＣＶを推定できない時間Δｔ＿ｃを算出する。具体的には、コントローラ３０は、タイマを用いて、図４に示すステップＳ１０３，Ｓ１０４の処理を行うことができない時間Δｔ＿ｃをカウントする。そして、コントローラ３０は、時間Δｔ＿ｃが閾値（時間）Δｔ＿ｔｈよりも長いか否かを判別する。時間Δｔ＿ｃが閾値Δｔ＿ｔｈよりも長いとき、コントローラ３０は、ステップＳ２０２の処理を行う。一方、時間Δｔ＿ｃが閾値Δｔ＿ｔｈ以下であるとき、コントローラ３０は、ステップＳ２０６の処理を行う。
【０１１８】
閾値Δｔ＿ｔｈは、適宜設定することができ、閾値Δｔ＿ｔｈに関する情報は、メモリ３１に記憶することができる。例えば、図１に示す電池システムで発生しうる最大の電流値で組電池１０（単電池１１）を充電しても、単電池１１が過充電状態に到達しない時間を、閾値Δｔ＿ｔｈとして設定することができる。ここで、単電池１１が過充電状態に到達するまでの時間は、単電池１１のＯＣＶに応じて異なる。そこで、車両が走行しているときに、単電池１１のＯＣＶが取り得る最大値を基準として、単電池１１が過充電状態に到達するまでの時間を、閾値Δｔ＿ｔｈとして設定することができる。
【０１１９】
ステップＳ２０２において、コントローラ３０は、組電池１０（単電池１１）の充電を停止させる制御を行っているか否かを判別する。組電池１０の充電を停止させる制御を行っていないとき、コントローラ３０は、ステップＳ２０３の処理を行い、組電池１０の充電を停止させる制御を行っているとき、コントローラ３０は、ステップＳ２０４の処理を行う。
【０１２０】
ステップＳ２０３において、コントローラ３０は、組電池１０（単電池１１）の充電を停止させる制御を行う。具体的には、コントローラ３０は、組電池１０（単電池１１）の充電を許容する上限電力Ｗｉｎを０［ｋＷ］に設定することにより、組電池１０の充電を停止させる。ここで、組電池１０の充電電力が上限電力Ｗｉｎを超えないように、組電池１０の充電が制御されるため、上限電力Ｗｉｎを０［ｋＷ］に設定することにより、組電池１０の充電を停止させることができる。
【０１２１】
ここで、組電池１０の充放電を制御するとき、上限電力Ｗｉｎは、組電池１０の温度やＳＯＣ（State of Charge）に応じて変更される。具体的には、組電池１０の温度が高くなるほど、上限電力Ｗｉｎを低下させたり、組電池１０の温度が低くなるほど、上限電力Ｗｉｎを低下させたりすることができる。また、組電池１０のＳＯＣが高くなるほど、上限電力Ｗｉｎを低下させることができる。なお、ＳＯＣは、満充電容量に対する、現在の充電容量の割合を示す。
【０１２２】
組電池１０の充電を停止させることにより、ツェナーダイオードＤのリーク異常に伴う単電池１１の過充電を防止することができる。また、組電池１０の充電が継続される状況において、組電池１０の充電を停止させれば、組電池１０の充電が行われないことになる。これにより、単電池１１の分極を解消させることができ、単電池１１のＯＣＶを推定しやすくなる。
【０１２３】
組電池１０の充電を停止させた後も、時間Δｔ＿ｃが閾値Δｔ＿ｔｈよりも長いとき、コントローラ３０は、ステップＳ２０４の処理を行う。ステップＳ２０４において、コントローラ３０は、電流センサ２１の出力に基づいて、電流積算値ΣＩを算出する。具体的には、コントローラ３０は、図８に示す処理が繰り返して行われるたびに、電流センサ２１によって検出された電流値を積算することにより、電流積算値ΣＩを算出する。
【０１２４】
ステップＳ２０５において、コントローラ３０は、単電池１１の充電が過多にならないように、上限電力Ｗｉｎを設定する。すなわち、コントローラ３０は、ステップＳ２０４の処理で算出された電流積算値ΣＩが負の値とならないように、上限電力Ｗｉｎを設定する。例えば、組電池１０の充電を停止させる制御を行った後に、組電池１０の放電が行われたときには、この放電量（放電電流の積算値）の分だけ、組電池１０の充電を許容することができる。
【０１２５】
具体的には、コントローラ３０は、下記式（４）に基づいて、上限電力Ｗｉｎを設定することができる。ここで、下記式（４）に基づく上限電力Ｗｉｎの設定は、電流積算値ΣＩが正の値であるとき、言い換えれば、単電池１１の充放電状態が放電側に片寄っているときに行うことができる。
【０１２６】
Ｗｉｎ＝ΣＩ／Ｔ×Ｖ    ・・・（４）
【０１２７】
上記式（４）において、ΣＩは、ステップＳ２０４の処理で算出された電流積算値であり、Ｖは、組電池１０の電圧値である。組電池１０の電圧値は、監視ユニット４０を用いて検出することができる。Ｔは、上限電力Ｗｉｎを設定する時間である。時間Ｔは、ドライバビリティなどを考慮して、予め設定しておくことができる。
【０１２８】
ステップＳ２０６において、コントローラ３０は、ステップＳ２０３又はステップＳ２０５の処理で設定された上限電力Ｗｉｎの設定を解除する。ステップＳ２０３又はステップＳ２０５の処理によって、単電池１１のＯＣＶを推定することができたときには、ステップＳ２０３又はステップＳ２０５の処理に基づいて、上限電力Ｗｉｎを設定し続ける必要がなくなるため、上限電力Ｗｉｎの設定を解除することができる。
【０１２９】
図９には、図８に示す処理を行ったときの電流値の挙動（一例）を示す。
【０１３０】
時刻ｔ０から時刻ｔ１までは、充電電流値が一定である。時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間は、組電池１０が充電されており、電流値が一定であるため、図４に示すステップＳ１０３又はステップＳ１０４の処理を行うことができない。そこで、時刻ｔ１において、上限電力Ｗｉｎを０［ｋＷ］に設定することにより、組電池１０の充電を停止させる（図８に示すステップＳ２０３の処理）。なお、時刻ｔ０よりも前の時間では、電流値が０［Ａ］となっているため、図４に示すステップＳ１０４の処理によって、単電池１１のＯＣＶを検出することができる。
【０１３１】
組電池１０の充電を停止させると、図９に示すように、電流値が低下し、時刻ｔ２において、電流値が０［Ａ］となる。時刻ｔ２以降において、電流値が０［Ａ］で継続していれば、図４に示すステップＳ１０４の処理によって、単電池１１のＯＣＶを検出することができる。ＯＣＶを検出できたときには、上限電力Ｗｉｎを０［ｋＷ］に設定する制御が終了し、上限電力Ｗｉｎは、０［ｋＷ］に設定する前の状態に戻る。
【０１３２】
一方、時刻Ｔ２以降において、図４に示すステップＳ１０４の処理によって単電池１１のＯＣＶを検出する前に、組電池１０が放電されることもある。図９では、時刻ｔ３において、組電池１０が放電されている。
【０１３３】
この場合には、組電池１０を放電しているときの電流積算値ΣＩが算出され、放電量の分だけ、組電池１０の充電が行われるように、上限電力Ｗｉｎが設定される。放電量の分だけ、組電池１０を充電しても、組電池１０（単電池１１）の電圧値は、放電を開始する前の電圧値に戻るだけであり、組電池１０（単電池１１）を過充電させることはない。
【０１３４】
このように、上限電力Ｗｉｎを設定することにより、図９に示すように、電流値を放電側および充電側に分散させることができる。これにより、図４に示すステップＳ１０３の処理によって、単電池１１のＯＣＶを推定しやすくなる。
【０１３５】
なお、図８に示すステップＳ２０３の処理では、上限電力Ｗｉｎを０［ｋＷ］に設定しているが、これに限るものではない。具体的には、上限電力Ｗｉｎを低下させればよい。上限電力Ｗｉｎを低下させれば、組電池１０の充電を抑制することができ、リーク異常に伴う単電池１１の過充電を抑制することができる。
【０１３６】
本実施例では、ツェナーダイオードＤのリーク異常を判別しているが、これに限るものではない。電流の流れを遮断することができる電気素子が、単電池１１と電気的に並列に接続されている構成では、電気素子にリーク電流が流れるおそれがある。このため、本実施例と同様の方法によって、この電気素子のリーク異常を判別することができる。図２に示す構成では、リーク異常を判別する電気素子として、スイッチＳＷ１を挙げることができる。具体的には、スイッチＳＷ１がオンの状態で固着しているときには、この異常を、本実施例と同様の方法によって判別することができる。
【実施例２】
【０１３７】
本発明の実施例２について説明する。ここで、実施例１で説明した構成要素と同じ構成要素については、同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。以下、実施例１と異なる点について、主に説明する。
【０１３８】
実施例１（図６参照）によれば、Ｎｏ．ｋの単電池１１の電圧値（Ｖｄｅｃｔ）と、Ｎｏ．ｋ−１，ｋ＋１の単電池１１の電圧値（Ｖｄｅｃｔ）との差が、「３×Ｉ＿ｌｅａｋ×Ｒ（＝ΔＶ＿ｔｈ×３／２）」であることを確認することにより、Ｎｏ．ｋの単電池１１において、リーク異常が発生していることを判別できる。ここで、Ｎｏ．ｋ−１，ｋ＋１の単電池１１に対して均等化処理が行われてしまうと、Ｎｏ．ｋ−１，ｋ＋１の単電池１１の電圧値（Ｖｃｅｌｌ，Ｖｄｅｃｔ）が低下し、「３×Ｉ＿ｌｅａｋ×Ｒ」の電圧差を確認することができなくなってしまうことがある。これに伴い、リーク異常の発生を判別することができなくなってしまう。
【０１３９】
図６を用いて説明したように、Ｎｏ．ｋ−１，ｋ＋１の単電池１１の電圧値（Ｖｄｅｃｔ）は、Ｎｏ．ｋの単電池１１を除く他の単電池１１の電圧値（Ｖｄｅｃｔ）よりも高くなる。このため、Ｎｏ．ｋ−１，ｋ＋１の単電池１１に対して、均等化処理が行われることがある。均等化処理によって、Ｎｏ．ｋ−１，ｋ＋１の単電池１１が放電され、これらの単電池１１の電圧値（Ｖｃｅｌｌ，Ｖｄｅｃｔ）が低下する。
【０１４０】
ここで、均等化処理に伴う単電池１１の放電電流値Ｉ＿ｂａｌａｎｃｅが、Ｎｏ．ｋの単電池１１におけるリーク電流値Ｉ＿ｌｅａｋよりも大きいと、図１０に示すように、Ｎｏ．ｋ−１，ｋ＋１の単電池１１の電圧値（Ｖｄｅｃｔ）が低下しやすい。すなわち、Ｎｏ．ｋ−１，ｋ＋１の単電池１１において、均等化処理に伴う電圧低下量は、リーク異常に伴う電圧上昇量（Ｉ＿ｌｅａｋ×Ｒ）よりも大きくなる。この場合には、Ｎｏ．ｋ−１，ｋ＋１の単電池１１の電圧値（Ｖｄｅｃｔ）と、Ｎｏ．ｋの単電池１１の電圧値（Ｖｄｅｃｔ）との差が、「３×Ｉ＿ｌｅａｋ×Ｒ」よりも小さくなり、リーク異常の発生を判別することができなくなってしまう。
【０１４１】
そこで、本実施例では、電流値Ｉ＿ｌｅａｋを電流値Ｉ＿ｂａｌａｎｃｅよりも大きくしている。電流値Ｉ＿ｌｅａｋを電流値Ｉ＿ｂａｌａｎｃｅよりも大きくすれば、Ｎｏ．ｋ−１，ｋ＋１の単電池１１において、均等化処理に伴う電圧低下量は、リーク異常に伴う電圧上昇量（Ｉ＿ｌｅａｋ×Ｒ）よりも小さくなる。これにより、均等化処理を行ったとしても、リーク異常が発生していれば、Ｎｏ．ｋ−１，ｋ＋１の単電池１１の電圧値（Ｖｄｅｃｔ）と、Ｎｏ．ｋの単電池１１の電圧値（Ｖｄｅｃｔ）との差を、「３×Ｉ＿ｌｅａｋ×Ｒ」に到達させることができる。これに伴い、リーク異常の発生を判別することができる。
【０１４２】
電流値Ｉ＿ｌｅａｋを電流値Ｉ＿ｂａｌａｎｃｅよりも大きくするためには、抵抗素子Ｒ１１の抵抗値Ｒが下記式（５）に示す条件を満たせばよい。
【０１４３】
【数２】
2014103840.tif 000004
【０１４４】
上記式（５）において、ΔＶ＿ｔｈは、実施例１で説明したように、「２×Ｉ＿ｌｅａｋ×Ｒ」の値（電圧閾値）を示す。上記式（５）は、下記式（６），（７）から導き出すことができる。
【０１４５】
【数３】
2014103840.tif 000005
【０１４６】
電流値Ｉ＿ｂａｌａｎｃｅは、実験などによって予め測定しておくことができる。また、電圧閾値ΔＶ＿ｔｈは、実施例１で説明したように設定することができる。具体的には、電圧値Ｖ＿ｍａｘ１，Ｖ＿ｍａｘ２の差分に基づいて、電圧閾値ΔＶ＿ｔｈを設定することができる。これにより、上記式（５）に示す右辺の値を算出でき、この値よりも小さい値を、抵抗素子Ｒ１１の抵抗値Ｒとして設定することができる。上記式（５）の条件を満たす限りにおいて、抵抗値Ｒを適宜設定することができる。なお、抵抗素子Ｒ１１の抵抗値Ｒは、０［Ω］よりも大きな値となる。
【実施例３】
【０１４７】
本発明の実施例３について説明する。ここで、実施例１で説明した構成要素と同じ構成要素については、同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。以下、実施例１，２と異なる点について、主に説明する。
【０１４８】
図６に示す電圧値の関係では、Ｎｏ．ｋ−１，ｋ，ｋ＋１の単電池１１において、リーク異常が発生する前の電圧値（Ｖｃｅｌｌ）が等しくなっている。ここで、リーク異常が発生する前では、Ｎｏ．ｋ−１，ｋ，ｋ＋１の単電池１１において、電圧値（Ｖｃｅｌｌ）がばらつくことがある。この電圧値のバラツキは、複数の単電池１１における内部抵抗のバラツキや、各単電池１１の自己放電特性などによって発生する。
【０１４９】
例えば、リーク異常が発生する前において、Ｎｏ．ｋの単電池１１の電圧値（Ｖｃｅｌｌ）が、Ｎｏ．ｋ−１，ｋ＋１の単電池１１の電圧値（Ｖｃｅｌｌ）よりも高いことがある。この状態において、Ｎｏ．ｋの単電池１１でリーク異常が発生すると、Ｎｏ．ｋの単電池１１の電圧値（Ｖｄｅｃｔ）と、Ｎｏ．ｋ−１，ｋ＋１の単電池１１の電圧値（Ｖｄｅｃｔ）との差が、「ΔＶ＿ｔｈ×３／２」よりも小さくなることがある。この場合には、リーク異常の発生を判別することができない。
【０１５０】
しかし、リーク異常が発生し続けると、Ｎｏ．ｋの単電池１１の電圧値（Ｖｃｅｌｌ）が低下し続ける。このため、時間が経過するにつれて、Ｎｏ．ｋの単電池１１の電圧値（Ｖｄｅｃｔ）と、Ｎｏ．ｋ−１，ｋ＋１の単電池１１の電圧値（Ｖｄｅｃｔ）との差が広がり、「ΔＶ＿ｔｈ×３／２」に到達する。これにより、リーク異常の発生を判別することができる。
【０１５１】
また、Ｎｏ．ｋ−１，ｋ＋１の単電池１１について均等化処理が行われても、実施例２で説明したように、電流値Ｉ＿ｌｅａｋを電流値Ｉ＿ｂａｌａｎｃｅよりも大きくすれば、Ｎｏ．ｋ−１，ｋ＋１の単電池１１の電圧値（Ｖｄｅｃｔ）が低下しにくくなり、Ｎｏ．ｋの単電池１１の電圧値（Ｖｄｅｃｔ）が低下しやすくなる。これにより、Ｎｏ．ｋの単電池１１の電圧値（Ｖｄｅｃｔ）と、Ｎｏ．ｋ−１，ｋ＋１の単電池１１の電圧値（Ｖｄｅｃｔ）との差が広がり、「ΔＶ＿ｔｈ×３／２」に到達する。これに伴い、リーク異常の発生を判別することができる。
【０１５２】
上述した点を考慮して、本実施例では、所定時間が経過したときにおいて、リーク異常の発生を判別できるようにしている。
【０１５３】
リーク異常の発生および均等化処理が継続され、所定時間が経過したとき、Ｎｏ．ｋ−１，ｋ，ｋ＋１の単電池１１の電圧値（Ｖｃｅｌｌ）は、図１１に示す状態となる。図１１において、縦軸が電圧値（ＯＣＶ）であり、横軸が単電池１１の番号である。ここで、Ｎｏ．ｋ−１，ｋ＋１の単電池１１では、均等化処理が行われ、Ｎｏ．ｋの単電池１１では、リーク異常が発生している。電流値Ｉ＿ｌｅａｋを電流値Ｉ＿ｂａｌａｎｃｅよりも大きくすることにより、Ｎｏ．ｋの単電池１１の電圧値Ｖｃｅｌｌ＿ｋは、Ｎｏ．ｋ−１，ｋ＋１の単電池１１の電圧値Ｖｃｅｌｌ＿ｋ−１，Ｖｃｅｌｌ＿ｋ＋１よりも低くなる。
【０１５４】
図１１において、電圧値Ｖｃｅｌｌ＿ｋ−１，Ｖｃｅｌｌ＿ｋ＋１は等しい。電圧値Ｖｃｅｌｌ＿ｋと、電圧値Ｖｃｅｌｌ＿ｋ−１，Ｖｃｅｌｌ＿ｋ＋１との差は、均等化処理に伴う放電量Ｑ＿ｌｅａｋと、リーク異常に伴う放電量Ｑ＿ｂａｌａｎｃｅとの差に依存する。
【０１５５】
図１１に示す状態において、Ｎｏ．ｋの単電池１１の電圧値Ｖｄｅｃｔ＿ｋは、実施例１で説明したように、Ｎｏ．ｋの単電池１１の電圧値Ｖｃｅｌｌ＿ｋよりも「２×Ｉ＿ｌｅａｋ×Ｒ」の分だけ低下する。また、Ｎｏ．ｋ−１，ｋ＋１の単電池１１の電圧値Ｖｄｅｃｔ＿ｋ−１，Ｖｄｅｃｔ＿ｋ＋１は、実施例１で説明したように、電圧値Ｖｃｅｌｌ＿ｋ−１，Ｖｃｅｌｌ＿ｋ＋１よりも「Ｉ＿ｌｅａｋ×Ｒ」の分だけ上昇する。これにより、電圧値Ｖｄｅｃｔ＿ｋおよび電圧値Ｖｄｅｃｔ＿ｋ−１，Ｖｄｅｃｔ＿ｋ＋１との差を、「ΔＶ＿ｔｈ×３／２」の値に到達させることができる。
【０１５６】
本実施例では、下記式（８），（９）に基づいて、抵抗素子Ｒ１１の抵抗値Ｒを設定することにより、所定時間が経過したときに、リーク異常の発生を判別できるようにしている。
【０１５７】
【数４】
2014103840.tif 000006
【０１５８】
上記式（８）に示すＴは、リーク異常が発生したときから、リーク異常の発生を判別するときまでの所定時間である。所定時間Ｔは、適宜設定することができる。ただし、所定時間Ｔが長すぎると、以下に説明する不具合が発生してしまう。
【０１５９】
例えば、リーク異常が発生しているＮｏ．ｋの単電池１１では、監視ユニット４０によって検出される電圧値Ｖｄｅｃｔ＿ｋが、実際の電圧値Ｖｃｅｌｌ＿ｋよりも低くなる。このため、Ｎｏ．ｋの単電池１１のＳＯＣは、実際のＳＯＣよりも低い値に推定されてしまう。この推定に基づいて、単電池１１のＳＯＣを制御すると、単電池１１のＳＯＣが高くなりやすい。単電池１１のＳＯＣが高くなるほど、単電池１１の劣化を進行させやすくなってしまう。そこで、単電池１１の劣化を抑制する観点に基づいて、所定時間Ｔを設定することができる。
【０１６０】
本実施例では、実施例２と同様に、電流値Ｉ＿ｌｅａｋを電流値Ｉ＿ｂａｌａｎｃｅよりも大きくしている。このため、上記式（８）に示す「Ｉ＿ｌｅａｋ−Ｉ＿ｂａｌａｎｃｅ」の値は、正の値となる。
【０１６１】
電流値Ｉ＿ｌｅａｋに所定時間Ｔを乗算することにより、所定時間Ｔの間において、リーク異常が発生しているＮｏ．ｋの単電池１１における放電量Ｑ＿ｌｅａｋを算出することができる。また、電流値Ｉ＿ｂａｌａｎｃｅに所定時間Ｔを乗算することにより、所定時間Ｔの間において、均等化処理が行われているＮｏ．ｋ−１，ｋ＋１の単電池１１における放電量Ｑ＿ｂａｌａｎｃｅを算出することができる。
【０１６２】
放電量Ｑ＿ｌｅａｋおよび放電量Ｑ＿ｂａｌａｎｃｅの差を算出すれば、所定時間Ｔが経過したときにおいて、電圧値Ｖｃｅｌｌ＿ｋおよび電圧値Ｖｃｅｌｌ＿ｋ−１，Ｖｃｅｌｌ＿ｋ＋１の差（図１１参照）を把握することができる。上記式（８）に示すＱ＿ｔｈは、リーク異常の発生を判別するために必要な放電量である。具体的には、放電量Ｑ＿ｔｈは、Ｎｏ．ｋの単電池１１と、Ｎｏ．ｋ−１，ｋ＋１の単電池１１との間において、図１１に示す電圧差を発生させるときの放電量である。
【０１６３】
上記式（９）に示すＲは、抵抗素子Ｒ１１の抵抗値である。上記式（９）に示す電圧閾値ΔＶ＿ｔｈ２は、図１１に示すように、「２×Ｉ＿ｌｅａｋ×Ｒ」の値に相当する。また、電圧閾値ΔＶ＿ｔｈ２は、実施例１，２で説明した電圧閾値ΔＶ＿ｔｈよりも小さい値であり、適宜設定することができる。
【０１６４】
上記式（８），（９）は、図１１に示す関係を規定している。上記式（８），（９）を満たすように、抵抗素子Ｒ１１の抵抗値Ｒを設定すれば、図１１に示す関係が得られる。図１１に示す関係によれば、所定時間Ｔが経過したときにおいて、電圧値Ｖｄｅｃｔ＿ｋおよび電圧値Ｖｄｅｃｔ＿ｋ−１，Ｖｄｅｃｔ＿ｋ＋１の差が、「ΔＶ＿ｔｈ×３／２」となる。これにより、所定時間Ｔが経過したときにおいて、Ｎｏ．ｋの単電池１１におけるリーク異常の発生を判別することができる。
【０１６５】
上述した実施例１〜３では、図２に示す回路を用いて、各単電池１１の電圧値（Ｖｄｅｃｔ）を検出しているが、これに限るものではない。具体的には、図２に示す回路に代えて、図１２に示す回路を用いて、各単電池１１の電圧値（Ｖｄｅｃｔ）を検出することができる。図１２において、図２で説明した部材と同一の部材については、同一の符号を用いている。
【０１６６】
図１２に示す回路において、ツェナーダイオードＤ１は、図２に示すツェナーダイオードＤに相当する。各ツェナーダイオードＤ１には、キャパシタＣが並列に接続されている。各単電池１１の正極端子と接続された電圧検出ラインＬ３には、分岐ラインＬ４が設けられており、分岐ラインＬ４には、抵抗素子Ｒ３が設けられている。スイッチＳＷ１は、分岐ラインＬ４と、各単電池１１の負極端子と接続された電圧検出ラインＬ３とに接続されている。
【０１６７】
ツェナーダイオードＤ２は、電圧検出ラインＬ３を介して、単電池１１と並列に接続されている。ツェナーダイオードＤ３は、電圧検出ラインＬ３を介して、４つの単電池１１が直列に接続された電池モジュールと並列に接続されている。電圧検出ラインＬ３は、マルチプレクサ（ＭＵＸ）５０に接続されており、マルチプレクサ５０を介して、各単電池１１の電圧値（Ｖｄｅｃｔ）を検出することができる。
【符号の説明】
【０１６８】
１０：組電池、１１：単電池（蓄電素子）、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】
2014103840.tif 000007
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2014103840.tif 000011
【図６】
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【図７】
2014103840.tif 000013
【図８】
2014103840.tif 000014
【図９】
2014103840.tif 000015
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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