(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の二次電池セルと、
複数の入力端子と、前記複数の入力端子から入力された電圧から選択した電圧の差分値を出力する電圧監視部と、前記電圧監視部から出力された差分値を外部へ出力するとともに、外部から制御信号を受信するインタフェース回路と、を備えた組電池監視回路と、
前記二次電池セルの正極端子又は負極端子と前記複数の入力端子とを接続する第１配線と、
二次電池セルの正極端子と前記入力端子との間に延びた前記第１配線と、負極端子と前記入力端子との間に延びた前記第１配線との間に接続された第２配線と、
前記第２配線に設けられた第１スイッチと、
最も低電圧側の二次電池セルを除く前記複数の二次電池セルの負極端子と前記入力端子との間に接続された前記第１配線の、前記第２配線が接続した位置と前記二次電池セルの負極端子との間に設けられた第２スイッチと、
前記第１スイッチをオフするとともに前記第２スイッチをオンした状態とする制御信号を前記インタフェース回路へ出力するとともに前記インタフェース回路から前記入力端子間の第１差分値を受信し、前記第１スイッチをオンするとともに前記第２スイッチをオフした状態とする制御信号を前記インタフェース回路へ出力するとともに前記入力端子間の第２差分値を受信し、前記第１差分値と前記第２差分値とを比較して前記電圧監視部が正常か否か判定する電池管理装置と、を備え、
前記制御信号は、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを切替える信号を含む二次電池装置。
【請求項２】
最も低電圧側の二次電池セルの負極端子と前記入力端子との間に接続された前記第１配線の、前記第２配線が接続した位置と前記最も低電圧側の二次電池セルの負極端子との間に設けられたスイッチを更に備える請求項１記載の二次電池装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、二次電池モジュールおよび二次電池装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の二次電池セルを含む組電池を備えた二次電池モジュールでは、過充電や二次電池セルの異常な状態を回避するために、各二次電池セルの電圧や温度等を常時監視している。
【０００３】
二次電池セルの電圧や温度等を監視する機能に異常があると、組電池の安全性を担保することができず信頼性が低下する。そのため、二次電池セルの電圧の測定が正常に行われているか否かを検知することが望まれている。
【０００４】
また、一般に、複数の二次電池セルを組み合わせて使用する組電池においては、二次電池セルの充放電や温度のばらつきなどにより、組み合わされた二次電池セルに蓄えられたエネルギーが不均等となってくることが知られている。
【０００５】
このように二次電池セルに蓄えられているエネルギーが不均等となると、組電池としての機能を最大に利用できるような効率のよい充放電を行うことができなくなる。従来、このようなエネルギーの均等化を行う方式として抵抗放電方式が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３４６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の実施形態は、信頼性の高い二次電池モジュールおよび二次電池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】
【０００８】
実施形態によれば、複数の二次電池セルと、複数の入力端子と、前記複数の入力端子から入力された電圧から選択した電圧の差分値を出力する電圧監視部と、前記電圧監視部から出力された差分値を外部へ出力するとともに、外部から制御信号を受信するインタフェース回路と、を備えた組電池監視回路と、前記二次電池セルの正極端子又は負極端子と前記複数の入力端子とを接続する第１配線と、二次電池セルの正極端子と前記入力端子との間に延びた前記第１配線と、負極端子と前記入力端子との間に延びた前記第１配線との間に接続された第２配線と、前記第２配線に設けられた第１スイッチと、最も低電圧側の二次電池セルを除く前記複数の二次電池セルの負極端子と前記入力端子との間に接続された前記第１配線の、前記第２配線が接続した位置と前記二次電池セルの負極端子との間に設けられた第２スイッチと、前記第１スイッチをオフするとともに前記第２スイッチをオンした状態とする制御信号を前記インタフェース回路へ出力するとともに前記インタフェース回路から前記入力端子間の第１差分値を受信し、前記第１スイッチをオンするとともに前記第２スイッチをオフした状態とする制御信号を前記インタフェース回路へ出力するとともに前記入力端子間の第２差分値を受信し、前記第１差分値と前記第２差分値とを比較して前記電圧監視部が正常か否か判定する電池管理装置と、を備え、前記制御信号は、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを切替える信号を含む二次電池装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、二次電池装置が搭載された車両の一構成例を概略的に示す図である。
【図２】図２は、実施形態の二次電池モジュールの一構成例を概略的に示す図である。
【図３】図３は、二次電池セルＢＴの電圧の検出値に対する故障箇所判定の一例を示した図である。
【図４】図４は、実施形態の二次電池モジュールの他の構成例を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態に係る二次電池モジュール、その二次電池モジュールを搭載した二次電池装置、および、車両について、図面を参照して説明する。  
図１は、実施形態に係る二次電池モジュールおよび二次電池装置を搭載した車両の一構成例を概略的に示す図である。図１には、車両１００、車両１００への二次電池装置の搭載個所、及び車両１００の駆動モータ４５などは概略的に示している。
【００１１】
車両１００は、二次電池装置１と、二次電池装置１の上位制御手段である車両ＥＣＵ（ＥＣＵ：Electric Control Unit）８０と、外部電源７０と、インバータ４０と、駆動モータ４５とを備えている。
【００１２】
インバータ４０は、入力した直流電圧をモータ駆動用の３相の交流（ＡＣ）の高電圧に変換する。インバータ４０は、後述する電池管理装置１１あるいは車両全体動作を制御するための車両ＥＣＵ８０からの制御信号に基づいて、出力電圧が制御される。インバータ４０の３相の出力端子は、駆動モータ４５の各３相の入力端子に接続されている。
【００１３】
駆動モータ４５は、インバータ４０から供給される電力により回転し、その回転を例えば差動ギアユニットを介して車軸および駆動輪Ｗに伝達する。
【００１４】
二次電池装置１の負極端子１７には、接続ラインＬ１の一方の端子が接続されている。接続ラインＬ１は、電池管理装置１１内の電流検出部（図示せず）を介してインバータ４０の負極入力端子に接続されている。
【００１５】
二次電池装置１の正極端子１６には、接続ラインＬ２の一方の端子が、スイッチ装置３３を介して接続されている。接続ラインＬ２の他方の端子は、インバータ４０の正極入力端子に接続されている。
【００１６】
外部電源７０は、後述する電池管理装置１１に接続されている。外部電源７０は、例えば定格１２Ｖの鉛蓄電池である。
【００１７】
車両ＥＣＵ８０は、運転者などの操作入力に応答して電池管理装置１１を他の装置と協調制御して、車両全体の管理を行なう。電池管理装置１１と車両ＥＣＵ８０との間で、通信線により、二次電池セルの残容量等の二次電池装置の保全に関するデータ転送が行われる。
【００１８】
二次電池装置１は、例えば電気自動車や電力蓄積システムに接続される。二次電池装置１は、互いに直列に接続された複数の二次電池モジュール１２ａ、１２ｂ、１２ｃと、電池管理装置（ＢＭＵ：Battery Management Unit）１１と、二次電池モジュール１２ａ、１２ｂ、１２ｃと電池管理装置１１とを接続する通信バス１１０と、を備えている。
【００１９】
二次電池モジュール１２ａは、組電池１４ａと組電池監視装置（ＶＴＭ：Voltage Temperature Monitoring）１３ａと、を備えている。二次電池モジュール１２ｂは、組電池１４ｂと組電池監視装置１３ｂと、を備えている。二次電池モジュール１２ｃは、組電池１４ｃと組電池監視装置１３ｃと、を備えている。二次電池モジュール１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、それぞれ独立して取り離すことが可能であり、別の二次電池モジュールと交換することができる。なお、二次電池モジュール１２ａ〜１２ｃは、図２の例では３個であるが、３個に限定されず単一であってもよい。
【００２０】
組電池１４ａ〜１４ｃは、直列および並列に接続された複数の二次電池セルを備えている。組電池１４ａ〜１４ｃは、正極端子１６および負極端子１７を通じて充放電を行う。二次電池セルは、例えばリチウムイオン蓄電池である。なお、二次電池セルはリチウムイオン蓄電池に限らず、ニッケル水素蓄電池、鉛蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池、等のその他の蓄電池セルであってもよい。
【００２１】
電池管理装置１１は、二次電池装置１の保全に関する情報を集めるために、二次電池装置１に含まれる組電池１４ａ〜１４ｃの二次電池セルの電圧、温度などの情報を組電池監視装置１３ａ〜１３ｃとの間で通信を行い収集する。
【００２２】
電池管理装置１１と組電池監視装置１３ａ〜１３ｃとの間には、通信バス１１０が接続されている。通信バス１１０は、１組の通信線を複数のノード（電池管理装置と１つ以上の組電池監視装置と）で共有するように構成されている。通信バス１１０は、例えばＣＡＮ（Control Area Network）規格に基づいて構成された通信バスである。
【００２３】
組電池監視装置１３ａ〜１３ｃは、電池管理装置１１からの通信による指令に基づいて、組電池１４ａ〜１４ｃを構成する個々の二次電池セルの電圧、温度を計測する。ただし、温度は１つの組電池につき数箇所だけで測定し、全ての二次電池セルの温度を測定しなくてもよい。
【００２４】
二次電池装置１は正極端子と負極端子との接続を入り切りするための電磁接触器（例えば図１に示すスイッチ装置３３）を有していてもよい。スイッチ装置３３は、組電池１４ａ〜１４ｃへの充電が行われるときにオンするプリチャージスイッチ（図示せず）、電池出力が負荷へ供給されるときにオンするメインスイッチ（図示せず）を含む。プリチャージスイッチおよびメインスイッチは、スイッチ素子の近傍に配置されたコイルに供給される信号によりオンおよびオフされるリレー回路（図示せず）を備える。
【００２５】
図２は、本実施形態に係る二次電池モジュール１２の一構成例を概略的に示す図である。二次電池装置１は、複数個の二次電池モジュール１２ａ、１２ｂ、１２ｃを備えている。これら二次電池モジュール１２ａ、１２ｂ、１２ｃの構成は同様であるため、図２では二次電池モジュール１２として共通の構成を記載している。二次電池モジュール１２は、複数の二次電池セルＢＴ（ＢＴ１、ＢＴ２、ＢＴ３、…、ＢＴｎ）を備えた組電池１４および組電池監視回路１３を含む。
【００２６】
二次電池モジュール１２は、組電池１４と、組電池監視回路１３と、均等化処理部１２２と、第２スイッチ部１２４と、を備えている。
【００２７】
組電池監視回路１３は、電池管理装置１１からの通信による指令に基づいて、組電池１４を構成する個々の二次電池セルＢＴの端子間電圧を検出して出力する電圧監視部１３Ａと、二次電池セルＢＴの温度を検出して出力する温度監視部（図示せず）と、電池管理装置１１と通信を行なうインタフェース回路１３９と、複数の電圧検出入力端子Ｔ（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、…Ｔ（ｎ＋１））と、を備えている。ただし、温度監視部は、温度は１つの組電池１４につき数箇所だけで測定し、全ての二次電池セルＢＴの温度は測定しなくてもよい。
【００２８】
電圧検出入力端子Ｔには、電圧検出入力線Ｗ１の一端が接続されている。電圧検出入力線Ｗ１の他端は、二次電池セルＢＴの正極端子又は負極端子に接続されている。
【００２９】
組電池監視回路１３の電圧監視部１３Ａは、複数の二次電池セルＢＴの電圧を順次検出する差動マルチプレクサ１３２と、差動マルチプレクサ１３２の動作タイミングを制御するシーケンサ回路１３４と、差動マルチプレクサ１３２で検出された正極端子電圧と負極端子電圧とが入力され、正極端子電圧と負極端子電圧との差を出力する差動アンプ１３６と、差動アンプ１３６から出力された電圧をデジタル化するＡ／Ｄ変換部１３８と、を備え、複数の電圧検出入力端子Ｔから入力された電圧から選択した電圧の差分値を出力する。
【００３０】
差動マルチプレクサ１３２は、電圧検出入力端子Ｔから複数の二次電池セルＢＴの正極端子電圧あるいは負極端子電圧が入力される複数の入力端子と、複数の入力端子から入力された電圧から、１つの二次電池セルＢＴの正極端子電圧とその二次電池セルＢＴの負極端子電圧とを選択して出力する出力端子と、を備えている。入力端子と出力端子との接続は、シーケンサ回路１３４から供給される信号に同期して切替られる。
【００３１】
シーケンサ回路１３４は、インタフェース回路１３９から供給される、電池管理装置１１からの制御信号に応じて差動マルチプレクサ１３２の切替タイミングを制御する。
【００３２】
差動アンプ１３６は。差動マルチプレクサ１３２から出力された正極端子電圧と負極端子電圧とを受信する。差動アンプ１３６は、受信した正極端子電圧から負極端子電圧を引いた差分値（端子間電圧）を算出し、Ａ／Ｄ変換部１３８へ出力する。
【００３３】
Ａ／Ｄ変換部１３８は、入力された差分値をデジタル化し、インタフェース回路１３９へ出力する。  
インタフェース回路１３９は、Ａ／Ｄ変換部１３８から受信したデジタル化後の差分値を、通信バス１１０を介して電池管理装置１１へ出力するとともに、通信バス１１０を介して電池管理装置１１からの制御信号を受信する。電池管理装置１１からインタフェース回路１３９への制御信号は均等化処理部１２２および第２スイッチ部１２４の制御信号を含む。
【００３４】
上記のように複数の二次電池セルＢＴを組み合わせて使用する組電池においては、二次電池セルＢＴの充放電や温度のばらつきなどにより、組み合わされた二次電池セルＢＴに蓄えられたエネルギーが不均一になることが知られている。そこで、二次電池モジュール１２は、二次電池セルＢＴに蓄えられているエネルギーが不均一になると抵抗放電によりエネルギーの均等化を行う均等化処理部１２２を備えている。以下、抵抗放電によるエネルギーの均等化処理をセルバランス処理という。
【００３５】
電圧検出入力線Ｗ１の他端は、複数の二次電池セルＢＴの正極端子あるいは負極端子に接続されている。電圧検出入力線Ｗ１は電圧検出入力抵抗Ｒｓを備える。
【００３６】
均等化処理部１２２は、セルバランス配線Ｗ２と、第１スイッチＳＷＡ（ＳＷＡ１、ＳＷＡ２、ＳＷＡ３、…ＳＷＡｎ、ｎ：直列に接続された二次電池セルＢＴの数）と、セルバランス抵抗Ｒｃとを有している。セルバランス配線Ｗ２は、１つの二次電池セルＢＴの正極端子に接続された電圧検出入力線Ｗ１と、その二次電池セルＢＴの負極端子に接続された電圧検出入力線Ｗ１との、電圧検出入力抵抗Ｒｓと二次電池セルＢＴの端子との間に接続されている。第１スイッチＳＷＡとセルバランス抵抗Ｒｃとは、各セルバランス配線Ｗ２に直列に配置されている。第１スイッチＳＷＡはセルバランス抵抗Ｒｃの二次電池セルＢＴ側に配置され、第１スイッチＳＷＡの開閉により、二次電池セルＢＴの正極端子と負極端子との間でセルバランス抵抗Ｒｃの接続が切替えられ、二次電池セルＢＴの抵抗放電が入り切りされる。
【００３７】
第２スイッチ部１２４は、第２スイッチＳＷＢ（ＳＷＢ１、ＳＷＢ２、ＳＷＢ３、…、ＳＷＢ（ｎ−１））を有している。第２スイッチＳＷＢは、最低電圧となる電圧検出入力線Ｗ１と、最高電圧となる電圧検出入力線Ｗ１以外の電圧検出入力線Ｗ１に設けられている。第２スイッチＳＷＢは、低電圧側の電圧検出入力線Ｗ１との間に延びたセルバランス配線Ｗ２が接続する位置と、高電圧側の電圧検出入力線Ｗ１との間に延びたセルバランス配線Ｗ２が接続する位置との間に設けられ、二次電池セルＢＴの端子と電圧検出入力端子Ｔとの接続を切替える。
【００３８】
次に、上記二次電池モジュール１２の動作の一例について説明する。  
上記二次電池モジュール１２において、第１スイッチＳＷＡと第２スイッチＳＷＢとを制御することにより、電圧監視部１３Ａにおいて二次電池セルＢＴの電圧が正常に測定されているか否かを判定する。
【００３９】
二次電池セルＢＴの電圧を測定する際には、インタフェース回路１３９からの制御信号に基づいて、第１スイッチＳＷＡがオフされ、第２スイッチＳＷＢがオンされた状態である。
【００４０】
したがって、二次電池セルＢＴ１の正極端子は電圧検出入力線Ｗ１を介して電圧検出入力端子Ｔ１に接続され、二次電池セルＢＴ１の負極端子は電圧検出入力線Ｗ１を介して電圧検出入力端子Ｔ２に接続される。
【００４１】
同様に二次電池セルＢＴ２の正極端子は電圧検出入力線Ｗ１を介して電圧検出入力端子Ｔ２に接続され、二次電池セルＢＴ２の負極端子は電圧検出入力線Ｗ１を介して電圧検出入力端子Ｔ３に接続される。
【００４２】
上記のように、二次電池セルＢＴｋ（ｋは１以上ｎ以下の正の整数）の正極端子が第１配線Ｗ１を介して電圧検出入力端子Ｔｋに接続され、二次電池セルＢＴｋの負極端子は第１配線Ｗ１を介して電圧検出入力端子Ｔ（ｋ＋１）に接続される。
【００４３】
ここで、以下の説明において、電圧検出入力端子Ｔ１と電圧検出入力端子Ｔ２とをチャンネルＣＨ１、電圧検出入力端子Ｔ２と電圧検出入力端子Ｔ３とをチャンネルＣＨ２とし、このように順次チャンネルを割り当てて組電池監視回路１３はチャンネルＣＨ１〜ＣＨｎの入力チャンネルを有しているものとする。
【００４４】
この場合、チャンネルＣＨ１には二次電池セルＢＴ１の電圧が入力され、チャンネルＣＨ２には二次電池セルＢＴ２の電圧が入力され、順次チャンネルＣＨｎには二次電池セルＢＴｎの電圧が入力される。
【００４５】
差動マルチプレクサ１３２は、シーケンサ回路１３４から受信した信号に同期して入力端子と出力端子との接続を順次切替えて、各二次電池セルＢＴｎの正極端子電圧と負極端子電圧とを順次出力する。
【００４６】
差動アンプ１３６は、正極端子電圧が入力される入力端子と、負極端子電圧が入力される入力端子とを備え、差動マルチプレクサ１３２から受信した正極端子電圧と負極端子電圧との差分（二次電池セル電圧）をＡ／Ｄ変換部１３８へ出力する。
【００４７】
Ａ／Ｄ変換部１３８は、差動アンプ１３６から出力された二次電池セル電圧値をデジタル化して二次電池セルＢＴの電圧値をインタフェース回路１３９へ出力し、インタフェース回路１３９から通信バス１１０を介して電圧値が電池管理装置１１へ出力される。
【００４８】
二次電池セルＢＴの電圧が正常に測定されているか否かを判定するときには、インタフェース回路１３９からの制御信号に基づいて、第１スイッチＳＷＡがオンされ、第２スイッチＳＷがオフとなる。
【００４９】
このとき、二次電池セルＢＴ１の正極端子がセルバランス配線Ｗ２と第１配線Ｗ１とを介して電圧検出入力端子Ｔ２に接続され、二次電池セルＢＴ１の負極端子がセルバランス配線Ｗ２と第１配線Ｗ１とを介して電圧検出入力端子Ｔ３に接続される。
【００５０】
同様に、二次電池セルＢＴ２の正極端子はセルバランス配線Ｗ２と第１配線Ｗ１とを介して電圧検出入力端子Ｔ３に接続され、二次電池セルＢＴ２の負極端子はセルバランス配線Ｗ２と第１配線Ｗ１とを介して電圧検出入力端子Ｔ４に接続される。
【００５１】
二次電池セルＢＴｎ以外について、上記のように、二次電池セルＢＴｋ（ｋは１以上ｎ以下の正の整数）の正極端子がセルバランス配線Ｗ２と第１配線Ｗ１とを介して電圧検出入力端子Ｔ（ｋ＋１）に接続され、二次電池セルＢＴｋの負極端子はセルバランス配線Ｗ２と第１配線Ｗ１とを介して電圧検出入力端子Ｔ（ｋ＋２）に接続される。
【００５２】
この場合、例えばチャンネルＣＨ２には二次電池セルＢＴ１の電圧が入力され、チャンネルＣＨ３には二次電池セルＢＴ２の電圧が入力され、順次チャンネルＣＨｎ（ｎ≠１）には二次電池セルＢＴ（ｎ−１）の電圧が入力される。
【００５３】
差動マルチプレクサ１３２は、シーケンサ回路１３４から受信した信号に同期して入力端子と出力端子との接続を順次切替えて、各二次電池セルＢＴの正極端子電圧と負極端子電圧とを順次出力する。
【００５４】
差動アンプ１３６は、差動マルチプレクサ１３２から受信した正極端子電圧と負極端子電圧との差分（二次電池セル電圧）をＡ／Ｄ変換部１３８へ出力する。
【００５５】
Ａ／Ｄ変換部１３８は、差動アンプ１３６から出力された二次電池セル電圧値をデジタル化して二次電池セルＢＴの電圧値をインタフェース回路１３９へ出力し、インタフェース回路１３９から通信バス１１０を介して二次電池セル電圧値が電池管理装置１１へ出力される。
【００５６】
なお、電池管理装置１１はメモリ（図示せず）を備え、二次電池モジュール１２から受信した二次電池セル電圧値をメモリに記憶する。
【００５７】
電池管理装置１１は、上記のように、第１スイッチＳＷＡをオフするとともに第２スイッチＳＷＢをオンした状態とする制御信号をインタフェース回路１３９へ出力するとともにインタフェース回路１３９から入力端子Ｔ間（Ｔ１−Ｔ２間、Ｔ２−Ｔ３間、…）の第１差分値を受信し、第１スイッチＳＷＡをオンするとともに第２スイッチＳＷＢをオフした状態とする制御信号をインタフェース回路１３９へ出力するとともに入力端子Ｔ間（Ｔ２−Ｔ３間、Ｔ３−Ｔ４間、…）の第２差分値を受信し、これら第１差分値と第２差分値とを比較して、以下のように電圧監視部１３Ａが正常か否か判定する。
【００５８】
図３は、二次電池セルＢＴの電圧の検出値に対する故障箇所判定の一例を示した図である。
【００５９】
電池管理装置１１は、チャンネルＣＨ１で検出された二次電池セルＢＴ１の電圧値ＣＨ１（１）と、チャンネルＣＨ２で検出された二次電池セルＢＴ１の電圧値ＣＨ２（１）とを比較する。同様に、チャンネルＣＨ２で検出された二次電池セルＢＴ２の電圧値ＣＨ２（２）と、チャンネルＣＨ３で検出された二次電池セルＢＴ２の電圧値ＣＨ３（２）とを比較する。このように、電池管理装置１１は、チャンネルＣＨｍで検出された二次電池セルＢＴｍの電圧値ＣＨｍ（ｍ）と、チャンネルＣＨ（ｍ＋１）で検出された二次電池セルＢＴｍの電圧値ＣＨ（ｍ＋１）（ｍ）とを順次比較する（ただしｍは１以上ｎ未満の正の整数とする）。
【００６０】
なお、電池管理装置１１は、チャンネルＣＨ（ｍ＋１）で検出された二次電池セルＢＴｍの電圧値ＣＨ（ｍ＋１）（ｍ）については、セルバランス抵抗Ｒｃにより降下した電圧分を加えた値としてもよい。
【００６１】
電圧値ＣＨ１（１）と電圧値ＣＨ２（１）とが等しく、電圧値ＣＨ２（２）と電圧値ＣＨ３（２）とが等しく、以下同様に、電圧値ＣＨｍ（ｍ）と電圧値ＣＨ（ｍ＋１）（ｍ）とが全て等しい場合、電池管理装置１１は、組電池監視回路１３が正常に二次電池セルＢＴの電圧を検出していると判定する。なお、電圧値が等しい場合とは、電圧値の差が精度誤差未満である場合を含み、電圧値が異なる場合とは電圧値の差が精度誤差以上である場合を含む。
【００６２】
以下、チャンネルＣＨ１〜ＣＨ３の故障について判定する場合を説明する。  
例えば、電圧値ＣＨｍ（ｍ）と電圧値ＣＨ（ｍ＋１）（ｍ）とを順次比較して、電圧値ＣＨ１（１）と電圧値ＣＨ２（１）とが異なる値であって、電圧値ＣＨ２（２）と電圧値ＣＨ３（２）とが等しく、電圧値ＣＨ３（３）と電圧値ＣＨ４（３）とが等しい場合、電池管理装置１１は、チャンネルＣＨ１の故障であると判定する。
【００６３】
例えば、電圧値ＣＨｍ（ｍ）と電圧値ＣＨ（ｍ＋１）（ｍ）とを順次比較して、電圧値ＣＨ１（１）と電圧値ＣＨ２（１）とが異なる値であって、電圧値ＣＨ２（２）と電圧値ＣＨ３（２）とが異なる値であり、電圧値ＣＨ３（３）と電圧値ＣＨ４（３）とが等しい場合、電池管理装置１１は、少なくともチャンネルＣＨ２の故障であると判定する。
【００６４】
例えば、電圧値ＣＨｍ（ｍ）と電圧値ＣＨ（ｍ＋１）（ｍ）とを順次比較して、電圧値ＣＨ１（１）と電圧値ＣＨ２（１）とが等しく、電圧値ＣＨ２（２）と電圧値ＣＨ３（２）とが異なる値であり、電圧値ＣＨ３（３）と電圧値ＣＨ４（３）とが異なる値である場合、電池管理装置１１は、少なくともチャンネルＣＨ３の故障であると判定する。
【００６５】
電圧値ＣＨｍ（ｍ）と電圧値ＣＨ（ｍ＋１）（ｍ）とを順次比較して、上記以外の結果となった場合には、電池管理装置１１は複数のチャンネルの故障であると判定する。
【００６６】
上記例では、チャンネルＣＨ１〜ＣＨ３の故障判定について説明したが、隣り合う４つのチャンネル（例えばチャンネルＣＨ９〜ＣＨ１２）で検出された電圧値を比較することにより、上記と同様に隣り合う３つのチャンネル（例えばチャンネルＣＨ９〜ＣＨ１１）の故障を判定することができる。
【００６７】
また、最も低圧側のチャンネルＣＨｎについては、電圧値ＣＨ（ｎ−３）（ｎ−３）と電圧値ＣＨ（ｎ−２）（ｎ−３）とが等しく、電圧値ＣＨ（ｎ−２）（ｎ−２）と電圧値ＣＨ（ｎ−１）（ｎ−２）とが等しく、電圧値ＣＨ（ｎ−１）（ｎ−１）と電圧値ＣＨｎ（ｎ−１）とが異なる値である場合、電池管理装置１１は、チャンネルＣＨｎの故障であると判定する。
【００６８】
上記のように、第１スイッチＳＷＡと第２スイッチＳＷＢとを切替えて、チャンネルＣＨ１〜チャンネルＣＨｎで検出された電圧を比較することにより、組電池監視回路１３が正常に二次電池セルＢＴの電圧を検出しているか否かを判定することができる。
【００６９】
すなわち、本実施形態によれば、信頼性の高い二次電池モジュールおよび二次電池装置を提供することができる。
【００７０】
さらに、第２スイッチＳＷＢは、第１スイッチＳＷＡが短絡した場合に、二次電池セルＢＴが放電され続けて過放電状態となることを回避するための保護スイッチとしても使用可能である。例えば電池管理装置１１は、二次電池セルＢＴの電圧値からその容量を演算し、二次電池セルＢＴの容量の変化から第１スイッチＳＷＡが短絡しているか否かを判断する。第１スイッチＳＷＡが短絡していると判断した場合には、短絡した第１スイッチＳＷＡが接続した低電位側の第１配線Ｗ１に設けられた第２スイッチＳＷＢをオフする制御信号を二次電池モジュール１２へ出力し、二次電池セルＢＴが放電され続けることを回避する。このことにより、安全性を担保してさらに信頼性の高い二次電池モジュールおよび二次電池装置を提供することができる。
【００７１】
また、本実施形態では、第１スイッチＳＷＡはセルバランス処理に用いられるスイッチング素子であるため、隣り合う第１配線Ｗ１の接続を切替えるスイッチング素子を新たに設ける必要がない。したがって、二次電池モジュールの部品が増加することを抑制し、製造費用を低く抑えることが可能となる。
【００７２】
図４は、実施形態に係る二次電池モジュール１２の他の構成例を概略的に示す図である。  
この例では、最低電位となる二次電池セルＢＴｎの保護のために、二次電池セルＢＴｎの負極端子と組電池監視回路１３の電圧検出入力端子Ｔ（ｎ＋１）との間に接続された第１配線Ｗ１に、さらに第２スイッチＳＷＢｎを設けている。第２スイッチＳＷＢｎは、他の第２スイッチＳＷＢ１〜ＳＷＢ（ｎ−１）と同様に、通常の電圧検出時にはオンされ、二次電池セルＢＴの電圧が正常に測定されているか否かを判定するときにオフされる。このことにより、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７３】
さらに、第１スイッチＳＷＡｎが短絡していると判断されたときには、電池管理装置１１は第２スイッチＳＷＢｎをオフして二次電池セルＢＴｎが放電され続けることを回避する。このことにより、安全性を担保してさらに信頼性の高い二次電池モジュールを提供することができる。
【００７４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７５】
ＢＴ…二次電池セル、Ｔ（Ｔ１〜Ｔ（ｎ＋１））…電圧検出入力端子、Ｗ１…電圧検出入力線（第１配線）、Ｗ２…セルバランス配線（第２配線）、ＳＷＡ…第１スイッチ、Ｒｃ…セルバランス抵抗、ＳＷＢ…第２スイッチ、１…二次電池装置、１１…電池管理装置、１２…二次電池モジュール、１３…組電池監視回路、１４…組電池、１１０…通信バス、１２２…均等化処理部、１２４…第２スイッチ部、１３Ａ…電圧監視部、１３９…インタフェース回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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