(57)【要約】【課題】リーク故障に対処することができるリーク処理装置、及びこれを用いた電池電源装置を提供する。【解決手段】リーク処理装置２は、放電部Ｄ１をオフ状態にさせたときに電圧検出部Ｕ１によって検出された電圧をオフ電圧Ｖm(1)offとして取得し、放電部Ｄ１をオン状態にさせたときに電圧検出部Ｕ１によって検出された電圧をオン電圧Ｖm(1)onとして取得するオンオフ電圧取得部２１１と、オフ電圧Ｖm(1)offとオン電圧Ｖm(1)onとに基づいて、導電路Ｌ(1)と導電路Ｌ(0)との間の抵抗値及び電池Ｂ１の電池電圧である電池電圧Ｖb(1)のうち少なくとも一方を算出するリーク情報算出部２１２とを備えた。【選択図】図１
2014074687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電池の一方の極に一端が接続された第１抵抗と、
前記第１抵抗の他端に接続された第１導電路と、
前記第１電池の他方の極に一端が接続された接続抵抗と、
前記接続抵抗の他端に接続された接続導電路と、
前記第１導電路と前記接続導電路との間の電圧を検出する第１電圧検出部と、
前記第１導電路と前記接続導電路との間に所定の基準電流を流すオン状態と、前記基準電流を流さないオフ状態とを切り替え可能な第１放電部と、
前記第１放電部をオフ状態にさせたときに前記第１電圧検出部によって検出された電圧を第１オフ電圧として取得し、前記第１放電部をオン状態にさせたときに前記第１電圧検出部によって検出された電圧を第１オン電圧として取得するオンオフ電圧取得部と、
前記第１オフ電圧と前記第１オン電圧とに基づいて、前記第１導電路と前記接続導電路との間の抵抗値及び前記第１電池の電池電圧である第１電池電圧のうち少なくとも一方を算出するリーク情報算出部と
を備えるリーク処理装置。
【請求項２】
前記リーク情報算出部は、
前記第１オフ電圧と前記第１オン電圧とに基づいて、前記第１導電路と前記接続導電路との間の抵抗値を第１リーク抵抗値として算出するリーク抵抗算出部を含む請求項１記載のリーク処理装置。
【請求項３】
前記リーク抵抗算出部は、下記の式（Ａ）に基づいて、前記第１リーク抵抗値ｒv(1)を算出する請求項２記載のリーク処理装置。
ｒv(1)＝｛２Ｒ（Ｖm(1)off−Ｖm(1)on）｝／｛２ＩcＲ−（Ｖm(1)off−Ｖm(1)on）｝・・・（Ａ）
但し、
Ｖm(1)on：前記第１オン電圧
Ｖm(1)off：前記第１オフ電圧
Ｒ：前記第１抵抗及び前記接続抵抗の抵抗値
Ｉc：前記基準電流の電流値
【請求項４】
前記リーク情報算出部は、
前記第１オフ電圧と前記第１オン電圧とに基づき算出された前記第１リーク抵抗値と、前記第１オフ電圧とに基づいて、前記第１電池電圧を算出する電池電圧算出部をさらに含む請求項２又は３記載のリーク処理装置。
【請求項５】
前記電池電圧算出部は、下記の式（Ｂ）に基づいて、前記第１電池電圧Ｖb(1)を算出する請求項４記載のリーク処理装置。
Ｖb(1)＝｛（２Ｒ／ｒv(1)）＋１｝×Ｖm(1)off・・・（Ｂ）
但し、
Ｖm(1)off：前記第１オフ電圧
ｒv(1) ：前記第１リーク抵抗値
Ｒ：前記第１抵抗及び前記接続抵抗の抵抗値
【請求項６】
前記リーク情報算出部は、
前記第１オフ電圧と前記第１オン電圧とに基づいて、前記第１電池電圧を算出する電池電圧算出部を含む請求項２又は３に記載のリーク処理装置。
【請求項７】
前記電池電圧算出部は、下記の式（Ｃ）に基づき、前記第１電池電圧Ｖb(1)を算出する請求項６記載のリーク処理装置。
Ｖb(1)＝２ＩcＲ×Ｖm(1)off／（Ｖm(1)off−Ｖm(1)on）・・・（Ｃ）
但し、
Ｖm(1)on：前記第１オン電圧
Ｖm(1)off：前記第１オフ電圧
Ｒ：前記第１抵抗及び前記接続抵抗の抵抗値
Ｉc：前記基準電流の電流値
【請求項８】
前記第１電池と第２電池とが直列接続されており、
前記第２電池の、前記第１電池と接続された極とは異なる極に一端が接続された第２抵抗と、
前記第２抵抗の他端に接続された第２導電路と、
前記第２導電路と前記第１導電路との間の電圧を検出する第２電圧検出部と、
前記第２導電路と前記第１導電路との間に前記基準電流を流すオン状態と、前記基準電流を流さないオフ状態とを切り替え可能な第２放電部とを備え、
前記オンオフ電圧取得部は、さらに、
前記第２放電部をオフ状態にさせたときに前記第２電圧検出部によって検出された電圧を第２オフ電圧として取得し、前記第２放電部をオン状態にさせたときに前記第２電圧検出部によって検出された電圧を第２オン電圧として取得し、
前記電池電圧算出部は、
前記第２オフ電圧と前記第２オン電圧とに基づいて、前記第２電池の電池電圧である第２電池電圧をさらに算出する請求項４〜７のいずれか１項に記載のリーク処理装置。
【請求項９】
前記電池電圧算出部は、
前記第１リーク抵抗値がマイナスの値になった場合、下記の式（Ｄ）に基づき、前記第１電池電圧Ｖb(1)を算出する請求項８記載のリーク処理装置。
Ｖb(1)＝Ｖm(1)off −［Ｖb(2)×｛ＩcＲ−（Ｖm(1)on−Ｖm(1)off ）｝／（２ＩcＲ）］・・・（Ｄ）
但し、
Ｖm(1)on：前記第１オン電圧
Ｖm(1)off：前記第１オフ電圧
Ｖb(2)：前記第２電池電圧
Ｒ：前記第１抵抗、前記第２抵抗、及び前記接続抵抗の抵抗値
Ｉc：前記基準電流の電流値
【請求項１０】
前記第１リーク抵抗値が、予め設定された判定値に満たず、かつ前記第１リーク抵抗値がプラスの値になったとき、前記第１導電路と前記接続導電路との間にリーク故障が有ると判定し、前記第１リーク抵抗値が、前記判定値に満たず、かつ前記第１リーク抵抗値がマイナスの値になったとき、前記第２導電路と前記第１導電路との間にリーク故障が有ると判定する判定部をさらに備える
請求項８又は９に記載のリーク処理装置。
【請求項１１】
前記電池電圧算出部は、
前記判定部によって、前記第１導電路と前記接続導電路との間にリーク故障が有ると判定された場合、前記第２オフ電圧、前記第２オン電圧、及び前記第１電池電圧に基づいて、前記第２電池電圧を算出する
請求項１０に記載のリーク処理装置。
【請求項１２】
前記電池電圧算出部は、
前記判定部によって、前記第１導電路と前記接続導電路との間にリーク故障が有ると判定された場合、下記の式（Ｅ）に基づき、前記第２電池電圧Ｖb(2)を算出する
請求項１１記載のリーク処理装置。
Ｖb(2)＝Ｖm(2)off −Ｖb(1) ×［｛２ＩcＲ−（Ｖm(2)off−Ｖm(2)on ）｝／（ＩcＲ）］・・・（Ｅ）
但し、
Ｖm(2)on：前記第２オン電圧
Ｖm(2)off：前記第２オフ電圧
Ｖb(1)：前記第１電池電圧
Ｒ：前記第１抵抗、前記第２抵抗、及び前記接続抵抗の抵抗値
Ｉc：前記基準電流の電流値
【請求項１３】
前記判定部は、
前記第１導電路と前記接続導電路との間にリーク故障が有ると判定した場合、前記第２オフ電圧と前記第２オン電圧とに基づいて前記第１導電路と前記接続導電路との間の抵抗値を第１演算抵抗値として算出し、前記第１演算抵抗値と前記第１リーク抵抗値とが実質的に等しくない場合、リーク故障が複数生じていると判定する
請求項１０〜１２のいずれか１項に記載のリーク処理装置。
【請求項１４】
前記判定部は、
下記の式（Ｆ）に基づき、前記第１演算抵抗値ｒc(1)を算出する
請求項１３記載のリーク処理装置。
ｒc(1)＝［｛−３ＩcＲ＋２（Ｖm(2)off−Ｖm(2)on）｝／｛２ＩcＲ−（Ｖm(2)off−Ｖm(2)on）｝］×Ｒ・・・（Ｆ）
但し、
Ｖm(2)on：前記第２オン電圧
Ｖm(2)off：前記第２オフ電圧
Ｒ：前記第１抵抗、前記第２抵抗、及び前記接続抵抗の抵抗値
Ｉc：前記基準電流の電流値
【請求項１５】
前記電池電圧算出部は、
前記判定部によってリーク故障が複数生じていると判定された場合、前記第２電池電圧の算出を実行しない
請求項１３又は１４記載のリーク処理装置。
【請求項１６】
前記リーク情報算出部は、
前記第１オフ電圧と前記第１オン電圧とに基づいて、前記第１電池電圧を算出する電池電圧算出部を含む請求項１記載のリーク処理装置。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか１項に記載のリーク処理装置と、
前記第１電池と
を備える電池電源装置。
【請求項１８】
請求項８〜１６のいずれか１項に記載のリーク処理装置と、
前記第１電池と、
前記第２電池と
を備える電池電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路中に生じたリーク故障に対処するためのリーク処理装置、及びこれを用いた電池電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電池を用いた電源装置の回路中において、導電路の断線や部品がオープンになるオープン故障が発生した場合、このような故障の発生を検出したり、オープン故障の影響を考慮して電池電圧の測定値を補正したりすることによって、オープン故障に対処する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１９５０３５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、回路の故障モードはオープン故障に限らない。例えば、ノイズ除去を目的として、電池と並列にコンデンサが接続されている場合がある。あるいは、回路保護を目的として、電池と並列に保護素子が接続されている場合もある。
【０００５】
このような場合、コンデンサや保護素子がハーフショート故障すると、電池の放電電流がこれらの回路素子を介してリーク（漏洩）するリーク故障となる。また、例えば結露や炭化等の影響により、電池の両極に接続された配線間の絶縁抵抗が低下して、リーク故障が発生する場合もある。
【０００６】
しかしながら、上述の背景技術では、オープン故障しか想定していないため、リーク故障が発生した場合に対処することができないという、不都合があった。
【０００７】
本発明の目的は、リーク故障に対処することができるリーク処理装置、及びこれを用いた電池電源装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るリーク処理装置は、第１電池の一方の極に一端が接続された第１抵抗と、前記第１抵抗の他端に接続された第１導電路と、前記第１電池の他方の極に一端が接続された接続抵抗と、前記接続抵抗の他端に接続された接続導電路と、前記第１導電路と前記接続導電路との間の電圧を検出する第１電圧検出部と、前記第１導電路と前記接続導電路との間に所定の基準電流を流すオン状態と、前記基準電流を流さないオフ状態とを切り替え可能な第１放電部と、前記第１放電部をオフ状態にさせたときに前記第１電圧検出部によって検出された電圧を第１オフ電圧として取得し、前記第１放電部をオン状態にさせたときに前記第１電圧検出部によって検出された電圧を第１オン電圧として取得するオンオフ電圧取得部と、前記第１オフ電圧と前記第１オン電圧とに基づいて、前記第１導電路と前記接続導電路との間の抵抗値及び前記第１電池の電池電圧である第１電池電圧のうち少なくとも一方を算出するリーク情報算出部とを備える。
【０００９】
この構成によれば、第１導電路と接続導電路との間にリーク故障が生じているか否かに応じて、第１オフ電圧と第１オン電圧とが、それぞれ変化する。従って、第１オフ電圧と第１オン電圧とに基づいて、第１導電路と接続導電路との間の抵抗値や、リーク故障の影響を除いた本来の第１電池の電池電圧である第１電池電圧を算出することが可能となる。そこで、リーク情報算出部によって、第１オフ電圧と第１オン電圧とに基づいて、第１導電路と接続導電路との間の抵抗値及び第１電池電圧のうち少なくとも一方を算出することによって、リーク故障に対処することができる。
【００１０】
また、前記リーク情報算出部は、前記第１オフ電圧と前記第１オン電圧とに基づいて、前記第１導電路と前記接続導電路との間の抵抗値を第１リーク抵抗値として算出するリーク抵抗算出部を含むことが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、リーク情報算出部は、リーク抵抗算出部によって、第１オフ電圧と第１オン電圧とに基づいて、第１導電路と接続導電路との間の抵抗値を第１リーク抵抗値として算出することができる。
【００１２】
また、前記リーク抵抗算出部は、下記の式（Ａ）に基づいて、前記第１リーク抵抗値ｒv(1)を算出することが好ましい。
ｒv(1)＝｛２Ｒ（Ｖm(1)off−Ｖm(1)on）｝／｛２ＩcＲ−（Ｖm(1)off−Ｖm(1)on）｝・・・（Ａ）
但し、
Ｖm(1)on：前記第１オン電圧
Ｖm(1)off：前記第１オフ電圧
Ｒ：前記第１抵抗及び前記接続抵抗の抵抗値
Ｉc：前記基準電流の電流値。
【００１３】
この構成によれば、リーク抵抗算出部は、第１オフ電圧と第１オン電圧とに基づいて、式（Ａ）を用いて容易に第１リーク抵抗値を算出することができる。
【００１４】
また、前記リーク情報算出部は、前記第１オフ電圧と前記第１オン電圧とに基づき算出された前記第１リーク抵抗値と、前記第１オフ電圧とに基づいて、前記第１電池電圧を算出する電池電圧算出部をさらに含むことが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、リーク情報算出部は、電池電圧算出部によって、第１リーク抵抗値と第１オフ電圧とに基づいて、リーク故障の影響を除いた本来の第１電池の電池電圧である第１電池電圧を算出することができる。
【００１６】
また、前記電池電圧算出部は、下記の式（Ｂ）に基づいて、前記第１電池電圧Ｖb(1)を算出することが好ましい。
Ｖb(1)＝｛（２Ｒ／ｒv(1)）＋１｝×Ｖm(1)off・・・（Ｂ）
但し、
Ｖm(1)off：前記第１オフ電圧
ｒv(1) ：前記第１リーク抵抗値
Ｒ：前記第１抵抗及び前記接続抵抗の抵抗値。
【００１７】
この構成によれば、電池電圧算出部は、第１リーク抵抗値と第１オフ電圧とに基づいて、式（Ｂ）を用いて容易に第１電池電圧を算出することができる。
【００１８】
また、前記リーク情報算出部は、前記第１オフ電圧と前記第１オン電圧とに基づいて、前記第１電池電圧を算出する電池電圧算出部を含んでもよい。
【００１９】
この構成によれば、リーク情報算出部は、電池電圧算出部によって、第１オフ電圧と第１オン電圧とに基づいて、リーク故障の影響を除いた本来の第１電池の電池電圧である第１電池電圧を算出することができる。
【００２０】
また、前記電池電圧算出部は、下記の式（Ｃ）に基づき、前記第１電池電圧Ｖb(1)を算出することが好ましい。
Ｖb(1)＝２ＩcＲ×Ｖm(1)off／（Ｖm(1)off−Ｖm(1)on）・・・（Ｃ）
但し、
Ｖm(1)on：前記第１オン電圧
Ｖm(1)off：前記第１オフ電圧
Ｒ：前記第１抵抗及び前記接続抵抗の抵抗値
Ｉc：前記基準電流の電流値。
【００２１】
この構成によれば、電池電圧算出部は、第１オフ電圧と第１オン電圧とに基づいて、式（Ｃ）を用いて容易に第１電池電圧を算出することができる。
【００２２】
また、前記第１電池と第２電池とが直列接続されており、前記第２電池の、前記第１電池と接続された極とは異なる極に一端が接続された第２抵抗と、前記第２抵抗の他端に接続された第２導電路と、前記第２導電路と前記第１導電路との間の電圧を検出する第２電圧検出部と、前記第２導電路と前記第１導電路との間に前記基準電流を流すオン状態と、前記基準電流を流さないオフ状態とを切り替え可能な第２放電部とを備え、前記オンオフ電圧取得部は、さらに、前記第２放電部をオフ状態にさせたときに前記第２電圧検出部によって検出された電圧を第２オフ電圧として取得し、前記第２放電部をオン状態にさせたときに前記第２電圧検出部によって検出された電圧を第２オン電圧として取得し、前記電池電圧算出部は、前記第２オフ電圧と前記第２オン電圧とに基づいて、前記第２電池の電池電圧である第２電池電圧をさらに算出することが好ましい。
【００２３】
この構成によれば、第１電池と第２電池とが直列接続されており、第２電池の、第１電池と接続された極とは異なる極に一端が接続された第２抵抗と、第２抵抗の他端に接続された第２導電路と、第２導電路と第１導電路との間の電圧を検出する第２電圧検出部とを備えた構成において、電池電圧算出部によって、第２オフ電圧と第２オン電圧とに基づいて、リーク故障の影響を除いた本来の第２電池の電池電圧である第２電池電圧をさらに算出することができる。
【００２４】
また、前記電池電圧算出部は、前記第１リーク抵抗値がマイナスの値になった場合、下記の式（Ｄ）に基づき、前記第１電池電圧Ｖb(1)を算出することが好ましい。
Ｖb(1)＝Ｖm(1)off −［Ｖb(2)×｛ＩcＲ−（Ｖm(1)on−Ｖm(1)off ）｝／（２ＩcＲ）］・・・（Ｄ）
但し、
Ｖm(1)on：前記第１オン電圧
Ｖm(1)off：前記第１オフ電圧
Ｖb(2)：前記第２電池電圧
Ｒ：前記第１抵抗、前記第２抵抗、及び前記接続抵抗の抵抗値
Ｉc：前記基準電流の電流値。
【００２５】
第１リーク抵抗値がマイナスの値になった場合、隣接する回路でリーク故障が発生していると考えられる。この場合、式（Ｃ）に基づいて第１電池電圧を算出することができない。そこで、電池電圧算出部は、第１リーク抵抗値がマイナスの値になった場合、式（Ｄ）を用いることによって、第１電池電圧Ｖb(1)を算出することができる。
【００２６】
また、前記第１リーク抵抗値が、予め設定された判定値に満たず、かつ前記第１リーク抵抗値がプラスの値になったとき、前記第１導電路と前記接続導電路との間にリーク故障が有ると判定し、前記第１リーク抵抗値が、前記判定値に満たず、かつ前記第１リーク抵抗値がマイナスの値になったとき、前記第２導電路と前記第１導電路との間にリーク故障が有ると判定する判定部をさらに備えることが好ましい。
【００２７】
この構成によれば、第１リーク抵抗値に基づいて、第１導電路と接続導電路との間、及び第２導電路と第１導電路との間におけるリーク故障の有無を判定することができるので、リーク故障の発生状況を詳細に判定することができる。
【００２８】
また、前記電池電圧算出部は、前記判定部によって、前記第１導電路と前記接続導電路との間にリーク故障が有ると判定された場合、前記第２オフ電圧、前記第２オン電圧、及び前記第１電池電圧に基づいて、前記第２電池電圧を算出することが好ましい。
【００２９】
第２電池に対して隣接する回路である第１導電路と接続導電路との間にリーク故障が有る場合、第２オフ電圧及び第２オン電圧が隣接する回路のリーク故障の影響を受けるため、第２オフ電圧及び第２オン電圧に基づいて第２電池電圧を算出すると、第２電池電圧の算出精度が低下する。そこで、この構成によれば、第１導電路と接続導電路との間にリーク故障が有る場合、第２オフ電圧及び第２オン電圧に加えて、第１電池電圧に基づいて、第２電池電圧を算出することで、第２電池電圧の算出精度が向上する。
【００３０】
また、前記電池電圧算出部は、前記判定部によって、前記第１導電路と前記接続導電路との間にリーク故障が有ると判定された場合、下記の式（Ｅ）に基づき、前記第２電池電圧Ｖb(2)を算出することが好ましい。
Ｖb(2)＝Ｖm(2)off −Ｖb(1) ×［｛２ＩcＲ−（Ｖm(2)off−Ｖm(2)on ）｝／（ＩcＲ）］・・・（Ｅ）
但し、
Ｖm(2)on：前記第２オン電圧
Ｖm(2)off：前記第２オフ電圧
Ｖb(1)：前記第１電池電圧
Ｒ：前記第１抵抗、前記第２抵抗、及び前記接続抵抗の抵抗値
Ｉc：前記基準電流の電流値。
【００３１】
この構成によれば、第１導電路と接続導電路との間にリーク故障が有ると判定された場合、電池電圧算出部は、式（Ｅ）を用いることによって、精度よく第２電池電圧Ｖb(2)を算出することができる。
【００３２】
また、前記判定部は、前記第１導電路と前記接続導電路との間にリーク故障が有ると判定した場合、前記第２オフ電圧と前記第２オン電圧とに基づいて前記第１導電路と前記接続導電路との間の抵抗値を第１演算抵抗値として算出し、前記第１演算抵抗値と前記第１リーク抵抗値とが実質的に等しくない場合、リーク故障が複数生じていると判定することが好ましい。
【００３３】
リーク故障が１箇所であれば、第１オフ電圧と第１オン電圧とに基づいて算出された第１リーク抵抗値と、第２オフ電圧と第２オン電圧とに基づいて算出された第１演算抵抗値とは、実質的に等しくなるはずである。そこでこの構成によれば、判定部は、第１演算抵抗値と第１リーク抵抗値とが実質的に等しくない場合、リーク故障が複数生じていると判定することができる。
【００３４】
また、前記判定部は、下記の式（Ｆ）に基づき、前記第１演算抵抗値ｒc(1)を算出することが好ましい。
ｒc(1)＝［｛−３ＩcＲ＋２（Ｖm(2)off−Ｖm(2)on）｝／｛２ＩcＲ−（Ｖm(2)off−Ｖm(2)on）｝］×Ｒ・・・（Ｆ）
但し、
Ｖm(2)on：前記第２オン電圧
Ｖm(2)off：前記第２オフ電圧
Ｒ：前記第１抵抗、前記第２抵抗、及び前記接続抵抗の抵抗値
Ｉc：前記基準電流の電流値。
【００３５】
この構成によれば、判定部は、式（Ｆ）を用いることによって、第２オフ電圧と第２オン電圧とに基づいて第１演算抵抗値を算出することができる。
【００３６】
また、前記電池電圧算出部は、前記判定部によってリーク故障が複数生じていると判定された場合、前記第２電池電圧の算出を実行しないことが好ましい。
【００３７】
この構成によれば、リーク故障が複数生じているために、第２電池電圧を精度よく算出できないときは、電池電圧算出部は、第２電池電圧の算出を実行しないので、誤った第２電池電圧が算出されるおそれが低減される。
【００３８】
また、本発明に係る電池電源装置は、上述のリーク処理装置と、前記第１電池とを備える。
【００３９】
また、本発明に係る電池電源装置は、上述のリーク処理装置と、前記第１電池と、前記第２電池とを備える。
【００４０】
これらの構成によれば、上述のリーク処理装置と同様の効果が得られる。
【発明の効果】
【００４１】
このような構成のリーク処理装置、及び電池電源装置は、第１オフ電圧と第１オン電圧とに基づいて、第１導電路と接続導電路との間の抵抗値や、リーク故障の影響を除いた本来の第１電池の電池電圧である第１電池電圧を算出することが可能となる。そこで、リーク情報算出部によって、第１オフ電圧と第１オン電圧とに基づいて、第１導電路と接続導電路との間の抵抗値及び第１電池電圧のうち少なくとも一方を算出することによって、リーク故障に対処することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態に係るリーク処理装置を用いた電池電源装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す電池電源装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図３】図１に示す電池電源装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図４】図１に示す電池電源装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図５】式（１）及び式（２）の導出方法を説明するためのモデル回路を示す回路図である。
【図６】式（３）〜式（７）の導出方法を説明するためのモデル回路を示す回路図である。
【図７】式（III−ｒｖ）、式（III−Ｖｂ）、式（Ｖ−ｒ）、式（Ｖ−Ｖｂ）、及び式（ＶＩ−Ｖｂ）の関係を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。図１は、本発明の一実施形態に係るリーク処理装置を用いた電池電源装置の構成の一例を示すブロック図である。
【００４４】
図１に示す電池電源装置１は、リーク処理装置２と、組電池３と、接続端子１１，１２，１３とを備えて構成されている。組電池３は、例えば、ｎ個の電池Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，・・・，Ｂｎが同一極性方向に直列接続されて構成されている。以下、電池Ｂ１〜Ｂｎを、それぞれ総称して電池Ｂと称する。
【００４５】
電池Ｂは、例えばＮｉ−ＭＨ電池やＬｉ−ｉｏｎ電池等の二次電池である。電池Ｂ１〜Ｂｎのそれぞれは、単セルであってもよく、複数のセルが組み合わされた電池ブロックであってもよい。
【００４６】
接続端子１１，１２，１３は、図略の外部機器と接続するための接続端子である。外部機器は、例えば組電池３を充電する充電装置や、組電池３からの電力供給を受けて動作する負荷回路等である。外部機器は、例えば、携帯型パーソナルコンピュータやデジタルカメラ、携帯電話機等の電子機器であってもよく、電気自動車やハイブリッドカー等の車両、等の電池搭載機器システムの本体部分であってもよく、例えば太陽光発電装置や風力発電装置等の発電装置であってもよい。
【００４７】
組電池３の正極、すなわち電池Ｂｎの正極には、接続端子１１が接続されている。また、組電池３の負極、すなわち電池Ｂ１の負極には、接続端子１２が接続されている。接続端子１３は、通信用の接続端子である。
【００４８】
電池電源装置１は、上述のような外部機器と接続端子１１，１２，１３によって接続されることにより、接続端子１１，１２を介して組電池３を充放電させる。また、電池電源装置１は、電池Ｂ１〜Ｂｎの電池電圧Ｖb(1)〜Ｖb(n)を示す情報や、リーク故障に関する情報を、接続端子１３を介して外部機器へ送信するようになっている。
【００４９】
リーク処理装置２は、制御部２１、電圧検出部Ｕ１〜Ｕｎ、通信ＩＦ（interface）２４、抵抗Ｒ０〜Ｒｎ、コンデンサＣ１〜Ｃｎ、及び放電部Ｄ１〜Ｄｎを備えている。放電部Ｄ１（第１放電部）は、定電流源ＰＳ１とスイッチング素子ＳＷ１との直列回路である。放電部Ｄ２（第２放電部）は、定電流源ＰＳ２とスイッチング素子ＳＷ２との直列回路である。以下、同様に、放電部Ｄｎは、定電流源ＰＳｎとスイッチング素子ＳＷｎとの直列回路である。
【００５０】
以下、電圧検出部Ｕ１〜Ｕｎ、コンデンサＣ１〜Ｃｎ、放電部Ｄ１〜Ｄｎ、定電流源ＰＳ１〜ＰＳｎ、及びスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｎを、それぞれ総称して電圧検出部Ｕ、コンデンサＣ、放電部Ｄ、定電流源ＰＳ、及びスイッチング素子ＳＷと称する。
【００５１】
電池Ｂ１（第１電池）の負極は、抵抗Ｒ０（接続抵抗）の一端に接続されている。抵抗Ｒ０の他端は、導電路Ｌ(0)（接続導電路）を介して電圧検出部Ｕ１に接続されている。電池Ｂ１の正極と電池Ｂ２（第２電池）の負極との接続点Ｐ１は、抵抗Ｒ１（第１抵抗）の一端に接続されている。抵抗Ｒ１の他端は、導電路Ｌ(1)（第１導電路）を介して電圧検出部Ｕ１（第１電圧検出部）と電圧検出部Ｕ２（第２電圧検出部）とに接続されている。
【００５２】
また、電池Ｂ２の正極と電池Ｂ３の負極との接続点Ｐ２は、抵抗Ｒ２（第２抵抗）の一端に接続されている。抵抗Ｒ２の他端は、導電路Ｌ(2)（第２導電路）を介して電圧検出部Ｕ２，Ｕ３に接続されている。
【００５３】
以下同様に、電池Ｂｎ−１の正極と電池Ｂｎの負極との接続点Ｐｎ−１は、抵抗Ｒｎ−１の一端に接続されている。抵抗Ｒｎ−１の他端は、導電路Ｌ(n-1)を介して電圧検出部Ｕｎ−２，Ｕｎ−１に接続されている。電池Ｂｎの正極は、抵抗Ｒｎの一端に接続されている。抵抗Ｒｎの他端は、導電路Ｌ(n)を介して電圧検出部Ｕｎに接続されている。
【００５４】
コンデンサＣ１の一端は導電路Ｌ(0)に接続され、コンデンサＣ１の他端は導電路Ｌ(1)に接続されている。コンデンサＣ２の一端は導電路Ｌ(1)に接続され、コンデンサＣ２の他端は導電路Ｌ(2)に接続されている。コンデンサＣ３の一端は導電路Ｌ(2)に接続され、コンデンサＣ３の他端は導電路Ｌ(3)に接続されている。以下同様に、コンデンサＣｎの一端は導電路Ｌ(n-1)に接続され、コンデンサＣｎの他端は導電路Ｌ(n)に接続されている。
【００５５】
導電路Ｌ(0)は放電部Ｄ１を介して導電路Ｌ(1)と接続されている。導電路Ｌ(1)は放電部Ｄ２を介して導電路Ｌ(2)と接続されている。導電路Ｌ(2)は放電部Ｄ３を介して導電路Ｌ(3)と接続されている。以下同様に、導電路Ｌ(n-1)は放電部Ｄｎを介して導電路Ｌ(n)と接続されている。
【００５６】
なお、電池Ｂ１，Ｂ２、抵抗Ｒ０、抵抗Ｒ１、導電路Ｌ(0)、導電路Ｌ(1)、放電部Ｄ１、放電部Ｄ２、電圧検出部Ｕ１、及び電圧検出部Ｕ２が、それぞれ請求項における第１，第２電池、接続抵抗、第１抵抗、接続導電路、第１導電路、第１放電部、第２放電部、第１電圧検出部、及び第２電圧検出部に対応する例を示したが、例えば、電池Ｂｎ−１を第１電池、電池Ｂｎを第２電池とすると、抵抗Ｒｎ−２、抵抗Ｒｎ−１、導電路Ｌ(n-2)、導電路Ｌ(n-1)、放電部Ｄｎ−１、放電部Ｄｎ、電圧検出部Ｕｎ−１、及び電圧検出部Ｕｎが、それぞれ請求項における接続抵抗、第１抵抗、接続導電路、第１導電路、第１放電部、第２放電部、第１電圧検出部、及び第２電圧検出部に対応する。
【００５７】
あるいは、電池Ｂｎを第１電池、電池Ｂｎ−１を第２電池とし、抵抗Ｒｎ、抵抗Ｒｎ−１、導電路Ｌ(n)、導電路Ｌ(n-1)、放電部Ｄｎ、放電部Ｄｎ−１、電圧検出部Ｕｎ、及び電圧検出部Ｕｎ−１を、それぞれ請求項における接続抵抗、第１抵抗、接続導電路、第１導電路、第１放電部、第２放電部、第１電圧検出部、及び第２電圧検出部に対応させてもよい。
【００５８】
電圧検出部Ｕ１〜Ｕｎは、それぞれ、例えばアナログデジタルコンバータ等の電圧検出回路を用いて構成されている。電圧検出部Ｕ１は、導電路Ｌ(0)と導電路Ｌ(1)との間の電圧を検出電圧Ｖm(1)として検出する。電圧検出部Ｕ２は、導電路Ｌ(1)と導電路Ｌ(2)との間の電圧を検出電圧Ｖm(2)として検出する。電圧検出部Ｕ３は、導電路Ｌ(2)と導電路Ｌ(3)との間の電圧を検出電圧Ｖm(3)として検出する。以下同様に、電圧検出部Ｕｎは、導電路Ｌ(n-1)と導電路Ｌ(n)との間の電圧を検出電圧Ｖm(n)として検出する。
【００５９】
抵抗Ｒ０〜Ｒｎ及びコンデンサＣ１〜Ｃｎは、フィルタ回路を構成している。そして、抵抗Ｒ０〜Ｒｎ及びコンデンサＣ１〜Ｃｎは、電池電圧Ｖb(1)〜Ｖb(n)から、高周波のノイズ成分を除去する。
【００６０】
スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｎは、例えばＦＥＴ（Field Effect Transistor）等のトランジスタやリレースイッチで構成されている。スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｎは、それぞれ制御部２１からの制御信号に応じてオン、オフする。
【００６１】
定電流源ＰＳ１〜ＰＳｎは、所定の基準電流値Ｉｃの基準電流を流す定電流回路である。なお、定電流源ＰＳ１〜ＰＳｎの代わりに、予め設定された基準抵抗値の抵抗を用いてもよい。
【００６２】
そして、放電部Ｄ１〜Ｄｎは、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｎがオンすることにより対応する導電路間に基準電流値Ｉｃの基準電流を流すオン状態となり、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｎがオフすることにより基準電流を流さないオフ状態となる。
【００６３】
なお、放電部Ｄ１〜Ｄｎは、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｎを備えず、定電流源ＰＳ１〜ＰＳｎが、それぞれ制御部２１からの制御信号に応じて基準電流値Ｉｃの基準電流を流すオン状態と、基準電流を流さないオフ状態とに切り替わる構成としてもよい。
【００６４】
制御部２１は、例えば所定の演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、所定の制御プログラムが記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）と、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）と、これらの周辺回路等とを備えて構成されている。
【００６５】
そして、制御部２１は、ＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、オンオフ電圧取得部２１１、リーク情報算出部２１２、及び判定部２１５として機能する。また、リーク情報算出部２１２は、リーク抵抗算出部２１３及び電池電圧算出部２１４を含む。
【００６６】
オンオフ電圧取得部２１１は、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｎをオフさせた状態で、電圧検出部Ｕ１〜Ｕｎによって検出された検出電圧Ｖm(1)〜Ｖm(n)を、それぞれオフ電圧Ｖm(1)off〜Ｖm(n)offとして取得する。また、オンオフ電圧取得部２１１は、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｎをオンさせた状態で、電圧検出部Ｕ１〜Ｕｎによって検出された検出電圧Ｖm(1)〜Ｖm(n)を、それぞれオン電圧Ｖm(1)on〜Ｖm(n)onとして取得する。
【００６７】
リーク抵抗算出部２１３は、オンオフ電圧取得部２１１によって取得されたオフ電圧Ｖm(1)off〜Ｖm(n)off及びオン電圧Ｖm(1)on〜Ｖm(n)onに基づいて、それぞれ対応する導電路間の抵抗値であるリーク抵抗値ｒv(1)〜ｒv(n)を算出する。
【００６８】
電池電圧算出部２１４は、オンオフ電圧取得部２１１によって取得されたオフ電圧Ｖm(1)off〜Ｖm(n)off及びオン電圧Ｖm(1)on〜Ｖm(n)onに基づいて、それぞれ対応する電池Ｂの電池電圧Ｖb(1)〜Ｖb(n)を算出する。
【００６９】
判定部２１５は、リーク抵抗算出部２１３によって算出されたリーク抵抗値ｒv(1)〜ｒv(n)に基づいて、リーク故障の有無を判定する。
【００７０】
通信ＩＦ２４は、例えば電池電圧算出部２１４によって算出された電池電圧Ｖb(1)〜Ｖb(n)を示す情報や、リーク抵抗算出部２１３によって算出されたリーク抵抗値ｒv(1)〜ｒv(n)等、リーク故障に関する情報を、接続端子１３を介して外部機器へ送信する通信インターフェイス回路である。
【００７１】
次に、図１に示す電池電源装置１の動作について説明する。図２、図３、図４は、電池電源装置１の動作の一例を示すフローチャートである。まず、オンオフ電圧取得部２１１は、初期処理として、変数ｉに１を代入する（ステップＳ１）。
【００７２】
次に、オンオフ電圧取得部２１１は、スイッチング素子ＳＷ１をオフさせた状態で、電圧検出部Ｕ１によって検出された検出電圧Ｖm(1)を、オフ電圧Ｖm(1)offとして取得する（ステップＳ２）。
【００７３】
次に、オンオフ電圧取得部２１１は、スイッチング素子ＳＷ１をオンさせ、定電流源ＰＳ１によって基準電流値Ｉｃの電流を流させた状態で、電圧検出部Ｕ１によって検出された検出電圧Ｖm(1)を、オン電圧Ｖm(1)onとして取得する（ステップＳ３）。オン電圧Ｖm(1)onの取得後、オンオフ電圧取得部２１１は、スイッチング素子ＳＷ１をオフさせる。
【００７４】
次に、リーク抵抗算出部２１３は、オンオフ電圧取得部２１１によって取得された、オフ電圧Ｖm(1)off、オン電圧Ｖm(1)on、及び下記の式（１）に基づき、リーク抵抗値ｒv(1)を算出する（ステップＳ４）。式（１）は、請求項における式（Ａ）に相当している。
【００７５】
ｒv(1)＝｛２Ｒ（Ｖm(1)off−Ｖm(1)on）｝／｛２ＩcＲ−（Ｖm(1)off−Ｖm(1)on）｝・・・（１）
但し、
Ｒ：抵抗Ｒ０〜Ｒｎの抵抗値
Ｉc：基準電流値Ｉｃ。
【００７６】
なお、放電部Ｄ１〜Ｄｎが、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷｎと基準抵抗との直列回路であった場合、リーク抵抗算出部２１３は、オン電圧Ｖm(1)on〜Ｖm(n)onを、予め設定された基準抵抗の抵抗値で除算することによって、それぞれ対応する基準電流値Ｉｃを算出してもよい。
【００７７】
次に、判定部２１５は、リーク抵抗算出部２１３によって算出されたリーク抵抗値ｒv(1)を、予め設定された判定値Ｒａと比較する（ステップＳ５）。
【００７８】
判定値Ｒａとしては、充分大きな抵抗値にされている。例えばコンデンサＣ１〜Ｃｎや図略の保護素子等がハーフショートするなどして各導電路間にリークが発生しても、そのリーク抵抗の抵抗値が判定値Ｒａであった場合に生じる電池電圧Ｖb(1)〜Ｖb(n)の検出誤差、即ち電池電圧Ｖb(1)〜Ｖb(n)とオフ電圧Ｖm(1)off〜Ｖm(n)offとの差が、無視できるような抵抗値の値が、判定値Ｒａとして設定されている。
【００７９】
具体的には、例えば抵抗値Ｒが１０ｋΩであった場合に、判定値Ｒａは、例えば１ＭΩ〜１０ＭΩ程度とされる。
【００８０】
そして、リーク抵抗値ｒv(1)が、判定値Ｒａ以上の場合（ステップＳ５でＹＥＳ）、判定部２１５は、導電路Ｌ(0)，Ｌ(1)間にリーク故障が無く、かつ導電路Ｌ(1)，Ｌ(2)間にもリーク故障が無いと判定する（ステップＳ６）。
【００８１】
この場合、電圧検出部Ｕ１は、電池Ｂ１の電池電圧Ｖb(1)を正しく検出することができるので、電池電圧算出部２１４は、電圧検出部Ｕ１によって検出されたオフ電圧Ｖm(1)offを、電池電圧Ｖb(1)として取得し（ステップＳ７）、ステップＳ２１へ移行する。
【００８２】
一方、ステップＳ５において、リーク抵抗値ｒv(1)が、判定値Ｒａに満たない場合（ステップＳ５でＮＯ）、判定部２１５は、リーク抵抗値ｒv(1)を０と比較する（ステップＳ８）。そして、リーク抵抗値ｒv(1)が０を超え、プラスの値である場合（ステップＳ８でＹＥＳ）、判定部２１５は、導電路Ｌ(0)，Ｌ(1)間にリーク故障が有り、かつ導電路Ｌ(1)，Ｌ(2)間にはリーク故障が無いと判定する（ステップＳ９）。
【００８３】
導電路Ｌ(0)，Ｌ(1)間にリーク故障が有る場合、スイッチング素子ＳＷ１がオフしていても、電池Ｂ１の放電電流が、リーク故障箇所（例えばコンデンサＣ１）を介して抵抗Ｒ１，Ｒ０を流れる結果、抵抗Ｒ１，Ｒ０で電圧降下が生じる。そのため、この状態で電圧検出部Ｕ１によって検出された検出電圧Ｖm(1)すなわちオフ電圧Ｖm(1)offには、抵抗Ｒ１，Ｒ０の電圧降下が含まれることになる結果、電池電圧Ｖb(1)との間に誤差が生じる。
【００８４】
そこで、電池電圧算出部２１４は、オフ電圧Ｖm(1)off、オン電圧Ｖm(1)on、及び下記の式（２）に基づき、電池電圧Ｖb(1)を算出する（ステップＳ１０）。式（２）は、請求項における式（Ｃ）に相当している。
【００８５】
Ｖb(1)＝２ＩcＲ×Ｖm(1)off／（Ｖm(1)off−Ｖm(1)on）・・・（２）
但し、
Ｒ：抵抗Ｒ０〜Ｒｎの抵抗値
Ｉc：基準電流値Ｉｃ。
【００８６】
ステップＳ１０の処理により、電池電圧算出部２１４は、導電路Ｌ(0)，Ｌ(1)間にリーク故障が生じている場合であっても、精度よく電池電圧Ｖb(1)を算出することができる。
【００８７】
一方、ステップＳ８において、リーク抵抗値ｒv(1)が０以下の値、例えばマイナスの値である場合（ステップＳ８でＮＯ）、判定部２１５は、導電路Ｌ(0)，Ｌ(1)間にはリーク故障が無く、かつ導電路Ｌ(1)，Ｌ(2)間にリーク故障が有ると判定する（ステップＳ１１）。導電路Ｌ(1)，Ｌ(2)間にリーク故障が有る場合、現時点では電池電圧Ｖb(1)を算出することができない（後述するステップＳ３８で算出される）ので、電池電圧算出部２１４は、電池電圧Ｖb(1)を算出することなくステップＳ２１へ移行する。
【００８８】
ステップＳ２１において、オンオフ電圧取得部２１１は、変数ｉに１を加算する（ステップＳ２１）。次に、オンオフ電圧取得部２１１は、スイッチング素子ＳＷｉをオフさせた状態で、電圧検出部Ｕｉによって検出された検出電圧Ｖm(i)を、オフ電圧Ｖm(i)offとして取得する（ステップＳ２２）。
【００８９】
次に、オンオフ電圧取得部２１１は、スイッチング素子ＳＷｉをオンさせ、定電流源ＰＳｉによって基準電流値Ｉｃの電流を流させた状態で、電圧検出部Ｕｉによって検出された検出電圧Ｖm(i)を、オン電圧Ｖm(i)onとして取得する（ステップＳ２３）。オン電圧Ｖm(i)onの取得後、オンオフ電圧取得部２１１は、スイッチング素子ＳＷｉをオフさせる。
【００９０】
次に、判定部２１５は、導電路Ｌ(i-2)，Ｌ(i-1)間にリーク故障が生じているか否かを確認する（ステップＳ２４）。具体的には、判定部２１５は、変数ｉが２であれば、ステップＳ９において判定部２１５によって導電路Ｌ(0)，Ｌ(1)間にリーク故障が有ると判定されたか否かを確認し、変数ｉが３以上であれば、後述するステップＳ３６において、変数ｉに１加算される前に判定部２１５によって導電路Ｌ(ｉ-1)，Ｌ(i)間リーク故障有りと判定されたか否かを確認する。
【００９１】
そして、導電路Ｌ(i-2)，Ｌ(i-1)間にリーク故障が生じていた場合（ステップＳ２４でＹＥＳ）、判定部２１５は、オフ電圧Ｖm(ｉ)off、オン電圧Ｖm(ｉ)on、及び下記の式（３）に基づき、演算抵抗値ｒc(ｉ-1)を算出する（ステップＳ２５）。式（３）は、請求項における式（Ｆ）に相当する。
【００９２】
ｒc(i-1)＝［｛−３ＩcＲ＋２（Ｖm(i)off−Ｖm(i)on）｝／｛２ＩcＲ−（Ｖm(i)off−Ｖm(i)on）｝］×Ｒ・・・（３）
但し、
Ｒ：抵抗Ｒ０〜Ｒｎの抵抗値
Ｉc：基準電流値Ｉｃ。
【００９３】
次に、判定部２１５は、リーク抵抗値ｒv(ｉ-1)と、演算抵抗値ｒc(ｉ-1)とを比較する（ステップＳ２６）。具体的には、判定部２１５は、変数ｉが２であれば、ステップＳ４で算出されたリーク抵抗値ｒv(1)と演算抵抗値ｒc(ｉ-1)とを比較し、変数ｉが３以上であれば、後述するステップＳ３１で変数ｉに１加算される前に算出されたリーク抵抗値ｒv(ｉ)と演算抵抗値ｒc(ｉ-1)とを比較する。
【００９４】
そして、リーク抵抗値ｒv(ｉ-1)と、演算抵抗値ｒc(ｉ-1)とが実質的に等しい場合（ステップＳ２６でＹＥＳ）、判定部２１５は、導電路Ｌ(i-1)，Ｌ(i)間、及び導電路Ｌ(i)，Ｌ(i+1)間には、リーク故障が生じていないと判定する（ステップＳ２７）。
【００９５】
なお、「実質的に等しい」とは、リーク抵抗値ｒv(ｉ-1)と演算抵抗値ｒc(ｉ-1)との差が、例えば電圧検出部Ｕの電圧検出誤差、抵抗Ｒ０〜Ｒｎの抵抗値精度誤差、及びリーク抵抗算出部２１３によるリーク抵抗値ｒv(ｉ-1)と演算抵抗値ｒc(ｉ-1)の演算誤差等によって生じるおそれのある誤差範囲内であることを意味している。
【００９６】
次に、電池電圧算出部２１４は、オフ電圧Ｖm(ｉ)off、オン電圧Ｖm(ｉ)on、電池電圧Ｖb(ｉ-1)、及び下記の式（４）に基づき、電池電圧Ｖb(i)を算出し（ステップＳ２８）、ステップＳ２９へ移行する。
【００９７】
電池電圧算出部２１４は、変数ｉが２であれば、ステップＳ１０で算出された電池電圧Ｖb(1)を電池電圧Ｖb(ｉ-1)として用い、変数ｉが３以上であれば、変数ｉに１加算される前にステップＳ３７で算出された電池電圧Ｖb(i)を電池電圧Ｖb(ｉ-1)として用いる。式（４）は、請求項における式（Ｅ）に相当している。
【００９８】
Ｖb(i)＝Ｖm(i)off −Ｖb(i-1) ×［｛２ＩcＲ−（Ｖm(i)off−Ｖm(i)on ）｝／（ＩcＲ）］・・・（４）
但し、
Ｒ：抵抗Ｒ０〜Ｒｎの抵抗値
Ｉc：基準電流値Ｉｃ。
【００９９】
以上、ステップＳ２５〜Ｓ２８によって、導電路Ｌ(i-2)，Ｌ(i-1)間にリーク故障が生じた場合であっても、導電路Ｌ(i-1)，Ｌ(i)間、及び導電路Ｌ(i)，Ｌ(i+1)間にリーク故障が生じていなければ、電池電圧算出部２１４は、式（４）に基づき、精度よく電池電圧Ｖb(i)を算出することができる。
【０１００】
一方、リーク抵抗値ｒv(ｉ-1)と、演算抵抗値ｒc(ｉ-1)とが実質的に等しくない場合（ステップＳ２６でＮＯ）、判定部２１５は、導電路Ｌ(i-2)，Ｌ(i-1)間以外にもリーク故障が生じており、すなわちリーク故障が複数箇所で生じていると判定する（ステップＳ３０）。リーク故障が複数箇所で生じている場合、電池電圧Ｖb(i)を算出することはできないので、判定部２１５は、処理を終了する。
【０１０１】
他方、ステップＳ２４において、導電路Ｌ(i-2)，Ｌ(i-1)間にリーク故障が生じていなかった場合（ステップＳ２４でＮＯ）、リーク抵抗算出部２１３は、オフ電圧Ｖm(ｉ)off、オン電圧Ｖm(ｉ)on、及び下記の式（５）に基づき、リーク抵抗値ｒv(ｉ)を算出する（ステップＳ３１）。式（５）は、請求項における式（Ａ）に相当している。
【０１０２】
ｒv(i)＝｛２Ｒ（Ｖm(i)off−Ｖm(i)on）｝／｛２ＩcＲ−（Ｖm(i)off−Ｖm(i)on）｝・・・（５）
但し、
Ｒ：抵抗Ｒ０〜Ｒｎの抵抗値
Ｉc：基準電流値Ｉｃ。
【０１０３】
以上、ステップＳ３１の処理により、リーク抵抗算出部２１３は、複数の電池Ｂが直列接続されている場合であっても、各電池Ｂに接続された導電路間のリーク抵抗値ｒv(1)〜ｒv(n)を算出することができる。
【０１０４】
次に、判定部２１５は、ステップＳ３１において算出されたリーク抵抗値ｒv(ｉ)を、判定値Ｒａと比較する（ステップＳ３２）。そして、リーク抵抗値ｒv(i)が、判定値Ｒａ以上の場合（ステップＳ３２でＹＥＳ）、判定部２１５は、導電路Ｌ(i-1)，Ｌ(i)間にリーク故障が無く、かつ導電路Ｌ(i)，Ｌ(i+1)間にもリーク故障が無いと判定する（ステップＳ３３）。
【０１０５】
この場合、電圧検出部Ｕｉは、電池Ｂｉの電池電圧Ｖb(i)を正しく検出することができるので、電池電圧算出部２１４は、電圧検出部Ｕｉによって検出されたオフ電圧Ｖm(i)offを、電池電圧Ｖb(i)として取得し（ステップＳ３４）、ステップＳ２９へ移行する。
【０１０６】
一方、ステップＳ３２において、リーク抵抗値ｒv(i)が、判定値Ｒａに満たない場合（ステップＳ３２でＮＯ）、判定部２１５は、リーク抵抗値ｒv(i)を０と比較する（ステップＳ３５）。そして、リーク抵抗値ｒv(i)が、０を超え、プラスの値である場合（ステップＳ３５でＹＥＳ）、判定部２１５は、導電路Ｌ(ｉ-1)，Ｌ(i)間にリーク故障が有り、かつ導電路Ｌ(i)，Ｌ(i+1)間にはリーク故障が無いと判定する（ステップＳ３３）。
【０１０７】
導電路Ｌ(ｉ-1)，Ｌ(i)間にリーク故障が有る場合、スイッチング素子ＳＷｉがオフしていても、電池Ｂｉの放電電流が、リーク故障箇所（例えばコンデンサＣｉ）を介して抵抗Ｒｉ，Ｒｉ−１を流れる結果、抵抗Ｒｉ，Ｒｉ−１で電圧降下が生じる。そのため、この状態で電圧検出部Ｕｉによって検出された検出電圧Ｖm(i)すなわちオフ電圧Ｖm(i)offには、Ｒｉ，Ｒｉ−１の電圧降下が含まれることになる結果、電池電圧Ｖb(i)との間に誤差が生じる。
【０１０８】
そこで、電池電圧算出部２１４は、オフ電圧Ｖm(i)off、オン電圧Ｖm(i)on、及び下記の式（６）に基づき、電池電圧Ｖb(i)を算出する（ステップＳ３７）。式（６）は、請求項における式（Ｃ）に相当している。
【０１０９】
Ｖb(i)＝２ＩcＲ×Ｖm(i)off／（Ｖm(i)off−Ｖm(i)on）・・・（６）
但し、
Ｒ：抵抗Ｒ０〜Ｒｎの抵抗値
Ｉc：基準電流値Ｉｃ。
【０１１０】
ステップＳ３７の処理により、電池電圧算出部２１４は、導電路Ｌ(ｉ-1)，Ｌ(i)間にリーク故障が生じている場合であっても、精度よく電池電圧Ｖb(i)を算出することができる。
【０１１１】
次に、電池電圧算出部２１４は、ステップＳ３８において、ステップＳ３７で算出された電池電圧Ｖb(i)と、オフ電圧Ｖm(ｉ-1)offと、オン電圧Ｖm(ｉ-1)onとに基づき、下記の式（７）に基づいて、電池電圧Ｖb(ｉ-1)を算出し（ステップＳ３８）、ステップＳ２９へ移行する。式（７）は、請求項における式（Ｄ）に相当している。
【０１１２】
Ｖb(i-1)＝Ｖm(i-1)off −［Ｖb(i)×｛ＩcＲ−（Ｖm(i-1)on−Ｖm(i-1)off ）｝／（２ＩcＲ）］・・・（７）
但し、
Ｒ：抵抗Ｒ０〜Ｒｎの抵抗値
Ｉc：基準電流値Ｉｃ。
【０１１３】
ステップＳ３８の処理により、変数ｉに１が加算される前の電池Ｂｉに隣接する電池Ｂの両端にそれぞれ接続された導電路間でリーク故障が生じたために、リーク抵抗値ｒv(1), ｒv(i)がマイナスの値となり（ステップＳ８，Ｓ３５でＮｏ）、正しい電池電圧Ｖb(ｉ)を算出することができなかった場合（ステップＳ１１，Ｓ３９）であっても、その算出することができなかった電池電圧Ｖb(ｉ)に対応する電池電圧Ｖb(ｉ-1)を算出することができる。
【０１１４】
一方、ステップＳ３５において、リーク抵抗値ｒv(1)が０以下の値、例えばマイナスの値である場合（ステップＳ３５でＮＯ）、判定部２１５は、導電路Ｌ(ｉ-1)，Ｌ(i)間にはリーク故障が無く、かつ導電路Ｌ(i)，Ｌ(i+1)間にリーク故障が有ると判定する（ステップＳ３９）。導電路Ｌ(i)，Ｌ(i+1)間にリーク故障が有る場合、現時点では電池電圧Ｖb(i)を算出することができない（ステップＳ３８で算出される）ので、電池電圧算出部２１４は、電池電圧Ｖb(ｉ)を算出することなくステップＳ２９へ移行する。
【０１１５】
ステップＳ２９において、オンオフ電圧取得部２１１は、変数ｉと電池Ｂの個数ｎとを比較する（ステップＳ２９）。そして、変数ｉと個数ｎとが等しければ（ステップＳ２９でＹｅｓ）、すべての電池Ｂについて、電池電圧Ｖb(1)〜Ｖb(n)の算出、各電池Ｂに対応する導電路のリーク抵抗値ｒv(1)〜ｒv(n)の算出、及び各導電路におけるリーク故障の有無の判定が終了したことになるから、オンオフ電圧取得部２１１は、処理を終了する。
【０１１６】
一方、変数ｉと個数ｎとが等しくなければ（ステップＳ２９でＮｏ）、オンオフ電圧取得部２１１は、次の電池Ｂに対して処理を継続するべくステップＳ２１へ移行する。
【０１１７】
以上、図１に示す電池電源装置１、及びリーク処理装置２は、ステップＳ１〜Ｓ３９の処理により、リーク故障に対処して、電池電圧Ｖb(1)〜Ｖb(n)の算出、各電池Ｂに対応する導電路のリーク抵抗値ｒv(1)〜ｒv(n)の算出、及び各導電路におけるリーク故障の有無の判定を行うことができる。
【０１１８】
そして、例えば、通信ＩＦ２４は、電池電圧Ｖb(1)〜Ｖb(n)、リーク抵抗値ｒv(1)〜ｒv(n)、及び各導電路におけるリーク故障の有無の判定結果を示す情報を、接続端子１３に接続された外部装置へ送信してもよい。
【０１１９】
あるいは、制御部２１は、電池電圧Ｖb(1)〜Ｖb(n)に基づいて、電池電圧Ｖb(1)〜Ｖb(n)を均等化する均等化処理部を備えてもよい。具体的には、例えば、制御部２１は、ステップＳ１〜Ｓ３９を繰り返し実行することにより、電池電圧Ｖb(1)〜Ｖb(n)を更新する。均等化処理部は、電池電圧Ｖb(1)〜Ｖb(n)のうち最も低い電圧に対応する電池Ｂ以外の電池Ｂを、均等化放電対象電池とし、その均等化放電対象電池と対応するスイッチング素子ＳＷを、当該対応する均等化放電対象電池の電池電圧Ｖbが前記最も低い電圧と略等しくなるまでオンさせて、その均等化放電対象電池を放電させる。これにより、リーク故障が発生している場合であっても、精度よく電池電圧Ｖb(1)〜Ｖb(n)を均等化することができる。
【０１２０】
なお、電池電圧算出部２１４は、ステップＳ１０において、式（２）の代わりに下記の式（８）を用い、ステップＳ４で算出されたリーク抵抗値ｒv(1)と、オフ電圧Ｖm(1)offとに基づいて電池電圧Ｖb(1)を算出してもよい。式（８）は、請求項における式（Ｂ）に相当している。
【０１２１】
Ｖb(1)＝｛（２Ｒ／ｒv(1)）＋１｝×Ｖm(1)off・・・（８）
但し、
Ｒ：抵抗Ｒ０〜Ｒｎの抵抗値
また、電池電圧算出部２１４は、ステップＳ３７において、式（６）の代わりに下記の式（９）を用い、ステップＳ３１で算出されたリーク抵抗値ｒv(i)と、オフ電圧Ｖm(i)offとに基づいて電池電圧Ｖb(i)を算出してもよい。式（９）は、請求項における式（Ｂ）に相当している。
【０１２２】
Ｖb(i)＝｛（２Ｒ／ｒv(i)）＋１｝×Ｖm(i)off・・・（９）
但し、
Ｒ：抵抗Ｒ０〜Ｒｎの抵抗値
式（２），式（６）の代わりに式（８），式（９）を用いることによって、電池電圧Ｖb(1)，Ｖb(i)を算出するための演算処理を簡素化することができる。
【０１２３】
なお、ステップＳ２８を実行せず、ステップＳ２７からステップＳ２９へ移行してもよい。しかしながら、ステップＳ２８を実行することによって、電池Ｂｉと隣接する電池Ｂｉ−１の導電路でリーク故障が生じた場合（ステップＳ２４でＹＥＳ）であっても、電池Ｂｉの電池電圧Ｖb(i)を精度よく算出することができる。
【０１２４】
また、ステップＳ２５，Ｓ２６，Ｓ２７，Ｓ３０を実行せず、ステップＳ２４からステップＳ２８へ移行してもよい。しかしながら、ステップＳ２５，Ｓ２６，Ｓ２７，Ｓ３０を実行することによって、リーク故障が複数生じている場合に、精度の低い電池電圧Ｖb(i)を算出するおそれが低減される。また、ステップＳ２７，Ｓ３０によって、リーク故障の発生状況を詳細に判定することができる。
【０１２５】
また、ステップＳ８，Ｓ９，Ｓ１１及びステップＳ３５，Ｓ３６，Ｓ３９を実行せず、ステップＳ５でＮＯ、及びステップＳ３２でＮＯの場合、それぞれステップＳ１０，Ｓ３７へ移行してもよい。しかしながら、ステップＳ８，Ｓ９，Ｓ１１及びステップＳ３５，Ｓ３６，Ｓ３９を実行することによって、リーク故障の発生状況を詳細に判定することができる。また、ステップＳ１１，Ｓ３９によって、電池Ｂｉと隣接する電池Ｂｉ＋１の導電路でリーク故障が発生した場合、電池電圧Ｖb(i)が算出されないので、精度の低い電池電圧Ｖb(i)が算出されるおそれが低減される。
【０１２６】
また、ステップＳ５〜Ｓ９，Ｓ１１、及びステップＳ３２〜Ｓ３６，Ｓ３９を実行せず、ステップＳ４，Ｓ３１から、それぞれステップＳ１０，Ｓ３７へ移行してもよい。しかしながら、ステップＳ５〜Ｓ７、及びステップＳ３２〜Ｓ３４を実行することによって、導電路にリーク故障が無いときは、式（２）や式（６）を実行することなく電池電圧Ｖb(1)，Ｖb(i)が得られるので、演算処理量を減少させることができる。
【０１２７】
また、電池Ｂは、一つであってもよい。電池Ｂが一つの場合、ステップＳ８，Ｓ１１、Ｓ２１〜Ｓ３９を実行せず、ステップＳ５でＮｏのとき、ステップＳ９へ移行してもよい。
【０１２８】
また、電池電圧算出部２１４を備えず、ステップＳ７，Ｓ１０，Ｓ２８，Ｓ３４，Ｓ３７，Ｓ３８を実行しない構成としてもよい。
【０１２９】
また、リーク抵抗算出部２１３及び判定部２１５を備えず、ステップＳ４〜Ｓ９，Ｓ１１、Ｓ２４〜Ｓ２８、Ｓ３０〜Ｓ３６、及びＳ３９を実行せず、ステップＳ３からステップＳ１０へ移行し、ステップＳ２３からステップＳ３７へ移行する構成としてもよい。
【０１３０】
次に、上述の式（１）〜式（７）の導出方法について説明する。まず、図１に示すリーク処理装置２から一部を切り出した図５の回路モデルに基づいて、式（１）及び式（２）の導出方法を説明する。
【０１３１】
以下の説明において、ｉを任意の整数とした場合、ｒｖはリーク抵抗値、Ｉｒｖはリーク抵抗に流れる電流値、ＶＭ（ｉ）は電圧検出部Ｕｉの検出電圧値、ＩＲは抵抗Ｒｉに流れる電流値を示し、符号の後ろに付された“_ｏｎ”は、スイッチング素子ＳＷｉがオンのときの値であることを示し、符号の後ろに付された“＿ｏｆｆ”は、スイッチング素子ＳＷｉがオフのときの値であることを示している。また、電池Ｂｉと、電池Ｂｉに対応する導電路Ｌ(ｉ-1)，Ｌ(i)、定電流源ＰＳｉ、スイッチング素子ＳＷｉ、及び電圧検出部Ｕｉからなる回路を、チャネル“ｃｈｉ”と称する。
【０１３２】
【数１】
2014074687.tif 000003
【０１３３】
【数２】
2014074687.tif 000004
【０１３４】
【数３】
2014074687.tif 000005
以上、式（Ｉ−ｒ）から式（１）が得られ、式（Ｉ−Ｖｂ）から式（２）が得られる。
【０１３５】
次に、図１に示すリーク処理装置２から一部を切り出した図６の回路モデルに基づいて、式（３）〜式（７）の導出方法について説明する。図６に示す回路モデルは、３つのｃｈｎ−１、ｃｈｎ、及びｃｈｎ＋１で構成されている。
【０１３６】
【数４】
2014074687.tif 000006
【０１３７】
【数５】
2014074687.tif 000007
【０１３８】
【数６】
2014074687.tif 000008
以上、式（III−ｒｖ）から式（３）が得られ、式（III−Ｖｂ）から式（４）が得られる。
【０１３９】
【数７】
2014074687.tif 000009
【０１４０】
【数８】
2014074687.tif 000010
以上、式（Ｖ−ｒ）から式（５）が得られ、式（Ｖ−Ｖｂ）から式（６）が得られる。
【０１４１】
【数９】
2014074687.tif 000011
【０１４２】
【数１０】
2014074687.tif 000012
以上、式（ＶＩ−Ｖｂ）から式（７）が得られる。これらの数式の関係をまとめると、図７に示す通りとなる。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
本発明に係るリーク処理装置、及びこれを用いた電池電源装置は、携帯型パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ、携帯電話機、電気自動車、ハイブリッドカー、ハイブリッドエレベータ、及び太陽電池や発電装置と二次電池とが組み合わされた電源システム、無停電源装置等、種々の装置、システムにおいて、好適に利用することができる。
【符号の説明】
【０１４４】
１  電池電源装置
２  リーク処理装置
３  組電池
１１，１２，１３  接続端子
２１  制御部
２２  電圧計測部
２４  通信ＩＦ
２１１  オンオフ電圧取得部
２１２  リーク情報算出部
２１３  リーク抵抗算出部
２１４  電池電圧算出部
２１５  判定部
Ｂ，Ｂ１〜Ｂｎ  電池
Ｃ，Ｃ１〜Ｃｎ  コンデンサ
Ｄ，Ｄ１〜Ｄｎ  放電部
Ｉｃ  基準電流値
Ｌ，Ｌ(1)〜Ｌ(n)  導電路
ＰＳ，ＰＳ１〜ＰＳｎ  定電流源
Ｒ，Ｒ０〜Ｒｎ  抵抗
Ｒａ  判定値
ｒc  演算抵抗値
ｒv  リーク抵抗値
ＳＷ，ＳＷ１〜ＳＷｎ  スイッチング素子
Ｕ，Ｕ１〜Ｕｎ  電圧検出部
Ｖb，Ｖb(1)〜Ｖb(n)  電池電圧
Ｖm(1)off〜Ｖm(n)off  オフ電圧
Ｖm(1)on〜Ｖm(n)on  オン電圧
Ｖm(1)〜Ｖm(n)  検出電圧
【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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