(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流経路を遮断する電流遮断器をそれぞれ含み、充放電を行う複数の蓄電素子が直列に接続されており、負荷に電力を供給する蓄電装置と、
前記各蓄電素子と並列に接続されたバイパス回路と、
前記複数の蓄電素子が複数のブロックに分けられ、前記各ブロックが直列に接続された複数の前記蓄電素子を有するとき、前記各ブロックの電圧を監視する監視ユニットと、
前記蓄電装置が前記負荷と接続されていないとき、前記監視ユニットから取得した前記複数のブロックの電圧を比較することにより、前記電流遮断器が作動しているか否かを判別するコントローラと、
を有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、前記複数のブロックにおける電圧差が閾値以上であるときに、電圧が低い側の前記ブロックにおいて、前記電流遮断器が作動していることを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、前記電流遮断器が作動しているとき、前記蓄電装置および前記負荷の接続を禁止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、前記蓄電装置および前記負荷の接続が遮断されてから所定時間が経過した後に、前記電流遮断器が作動しているか否かを判別することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の蓄電システム。
【請求項５】
前記バイパス回路は、前記各ブロックの電圧を監視するときに、順方向バイアスが印加されるダイオードを有す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】
前記バイパス回路は、前記蓄電装置が前記負荷と接続されていないときにオンに切り替わるスイッチ素子と、前記スイッチ素子と直列に接続された抵抗と、を有す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７】
前記バイパス回路を含み、前記各蓄電素子の電圧を監視する監視ユニットを有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】
前記負荷は、車両を走行させる運動エネルギを生成するモータ又は、エンジンをクランキングさせるモータ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】
負荷に電力を供給する蓄電装置の異常状態を判定する異常判定方法であって、
前記蓄電装置は、直列に接続され、充放電を行う複数の蓄電素子を有するとともに、前記各蓄電素子は、前記各蓄電素子の電流経路を遮断する電流遮断器を有しており、
前記各蓄電素子には、バイパス回路が並列に接続されており、
前記複数の蓄電素子が複数のブロックに分けられ、前記各ブロックが直列に接続された複数の前記蓄電素子を有しており、
前記蓄電装置が前記負荷と接続されていないとき、前記各ブロックの電圧を監視し、
監視した前記複数のブロックの電圧を比較することにより、前記電流遮断器が作動しているか否かを判別する、
ことを特徴とする異常判定方法。
【請求項１０】
前記複数のブロックにおける電圧差が閾値以上であるときに、電圧が低い側の前記ブロックにおいて、前記電流遮断器が作動していることを判別することを特徴とする請求項９に記載の異常判定方法。
【請求項１１】
前記電流遮断器が作動しているとき、前記蓄電装置および前記負荷の接続を禁止することを特徴とする請求項９又は１０に記載の異常判定方法。
【請求項１２】
前記蓄電装置および前記負荷の接続が遮断されてから所定時間が経過した後に、前記電流遮断器が作動しているか否かを判別することを特徴とする請求項９から１１のいずれか１つに記載の異常判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の蓄電素子が直列に接続された蓄電装置において、各蓄電素子に含まれる電流遮断器が作動しているか否かを判別できる蓄電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池には、二次電池の過充電などを防止するために、二次電池内の電流経路を遮断する電流遮断機構が設けられていることがある。特許文献１では、並列に接続された２つの二次電池の内部抵抗を比較することにより、電流遮断機構が作動しているか否かを判別している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１８２７７９号公報
【特許文献２】特開平１１−３４６４４３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では、組電池を負荷と接続して、組電池の充放電を行っているときに、電流遮断機構が作動しているか否かを判別している。ここで、組電池が負荷と接続されていないときにも、外部からの影響によって、電流遮断機構が作動してしまうおそれがある。電流遮断機構が作動した状態において、組電池および負荷を接続してしまうと、電流遮断機構に組電池の電圧が印加されてしまう。
【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、蓄電装置と、バイパス回路と、監視ユニットと、コントローラとを有する。蓄電装置は、直列に接続され、充放電を行う複数の蓄電素子を有しており、負荷に電力を供給する。各蓄電素子は、各蓄電素子の電流経路を遮断する電流遮断器を含んでいる。バイパス回路は、各蓄電素子と並列に接続されている。複数の蓄電素子が複数のブロックに分けられ、各ブロックが直列に接続された複数の蓄電素子を有するとき、監視ユニットは、各ブロックの電圧を監視する。コントローラは、蓄電装置が負荷と接続されていないとき、監視ユニットから取得した複数のブロックの電圧を比較することにより、電流遮断器が作動しているか否かを判別する。
【０００６】
本願第１の発明によれば、蓄電装置が負荷と接続される前に、電流遮断器が作動しているか否かを確認することができる。電流遮断器が作動した状態において、蓄電装置および負荷を接続すると、作動状態にある電流遮断器に、蓄電装置の電圧が印加されてしまう。このため、蓄電装置および負荷を接続する前に、電流遮断器が作動しているか否かを確認しておくことにより、電流遮断器に蓄電装置の電圧が印加されるのを回避することができる。具体的には、電流遮断器が作動しているときには、蓄電装置および負荷の接続を禁止することができる。
【０００７】
複数のブロックにおける電圧差が閾値以上であるときに、電圧が低い側のブロックにおいて、電流遮断器が作動していることを判別することができる。電圧差としては、複数のブロックの電圧における最大の電圧差とすることができる。電流遮断器が作動状態にある蓄電素子では、電流経路が遮断されているため、電流遮断器が作動しているブロックの電圧は、電流遮断器が作動していないブロックの電圧よりも低下する。したがって、複数のブロックにおける電圧差が閾値以上であることを確認することにより、電流遮断器が作動していることを確認することができる。
【０００８】
蓄電装置および負荷の接続が遮断されてから所定時間が経過した後に、電流遮断器が作動しているか否かを判別することができる。蓄電装置および負荷の接続を遮断した直後では、蓄電素子に分極が発生しており、ブロックの電圧（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）を取得し難くなる。そこで、蓄電素子を所定時間の間、放置しておくことにより、蓄電素子の分極状態を解消させることができ、ブロックの電圧を取得することができる。
【０００９】
電流遮断器が作動したときには、蓄電素子の電流経路が遮断され、この蓄電素子を含むブロックにおける電流経路も遮断されてしまう。そこで、バイパス回路を設けることにより、ブロックの電圧を監視するときの電流をバイパス回路に流すことができ、ブロックの電圧を監視することができる。
【００１０】
バイパス回路には、各ブロックの電圧を監視するときに、順方向バイアスが印加されるダイオードを設けることができる。また、バイパス回路には、蓄電装置が負荷と接続されていないときにオンに切り替わるスイッチ素子と、スイッチ素子と直列に接続された抵抗と、を設けることができる。
【００１１】
バイパス回路にダイオード又は抵抗を設けることにより、バイパス回路に電流が流れたときに、電圧降下を発生させることができる。電圧降下を発生させれば、ブロックの電圧差を広げることができ、電流遮断器が作動しているか否かの判別を容易に行うことができる。各蓄電素子の電圧を監視する監視ユニットに対して、上述したバイパス回路を含ませることができる。
【００１３】
負荷としては、車両を走行させる運動エネルギを生成するモータを用いたり、エンジンをクランキングさせるモータを用いたりすることができる。
【００１４】
本願第２の発明は、負荷に電力を供給する蓄電装置の異常状態を判定する異常判定方法である。蓄電装置は、直列に接続され、充放電を行う複数の蓄電素子を有する。各蓄電素子は、各蓄電素子の電流経路を遮断する電流遮断器を有する。各蓄電素子には、バイパス回路が並列に接続されている。複数の蓄電素子は複数のブロックに分けられ、各ブロックは直列に接続された複数の蓄電素子を有する。ここで、蓄電装置が負荷と接続されていないとき、各ブロックの電圧を監視する。そして、監視した複数のブロックの電圧を比較することにより、電流遮断器が作動しているか否かを判別する。本願第２の発明においても、本願第１の発明と同様の効果を得ることができる。
【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】単電池の内部構成を示す概略図である。
【図３】監視ユニットの構成を示す図である。
【図４】電流遮断器の作動状態を検出する処理を示すフローチャートである。
【図５】単電池のバイパス回路を示す図である。
【図６】単電池のバイパス回路を示す図である。
【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である電池システム（蓄電システムに相当する）について、図１を用いて説明する。図１は、電池システムの構成を示す図である。本実施例の電池システムは、車両に搭載されている。
【００１８】
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、車両を走行させる動力源として、後述する組電池に加えて、エンジン又は燃料電池を備えている。電気自動車は、車両を走行させる動力源として、後述する組電池だけを備えている。以下に説明する実施例では、エンジンを備えたハイブリッド自動車について説明する。
【００１９】
組電池（蓄電装置に相当する）１０は、直列に接続された複数の単電池（蓄電素子に相当する）１１を有する。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（コンデンサ）を用いることができる。組電池１０を構成する単電池１１の数は、組電池１０の要求出力などに基づいて、適宜設定することができる。本実施例では、組電池１０を構成する、すべての単電池１１が直列に接続されているが、これに限るものではない。並列に接続された複数の単電池１１が組電池１０に含まれていてもよい。
【００２０】
単電池１１は、図２に示すように、発電要素１１ａおよび電流遮断器１１ｂを有する。発電要素１１ａおよび電流遮断器１１ｂは、単電池１１の外装を構成する電池ケースに収容されている。発電要素１１ａは、充放電を行う要素であり、正極板と、負極板と、正極板および負極板の間に配置されるセパレータとを有する。
【００２１】
正極板は、集電板と、集電板の表面に形成された正極活物質層とを有する。負極板は、集電板と、集電板の表面に形成された負極活物質層とを有する。正極活物質層は、正極活物質や導電剤などを含んでおり、負極活物質層は、負極活物質や導電剤などを含んでいる。
【００２２】
単電池１１としてリチウムイオン二次電池を用いるときには、例えば、正極板の集電板をアルミニウムで形成し、負極板の集電板を銅で形成することができる。また、正極活物質としては、例えば、LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2を用い、負極活物質としては、例えば、カーボンを用いることができる。セパレータ、正極活物質層および負極活物質層には、電解液がしみ込んでいる。電解液を用いる代わりに、正極板および負極板の間に、固体電解質層を配置することもできる。
【００２３】
電流遮断器１１ｂは、単電池１１の内部における電流経路を遮断するために用いられる。すなわち、電流遮断器１１ｂが作動することにより、単電池１１の内部における電流経路が遮断される。電流遮断器１１ｂとして、例えば、ヒューズを用いることができる。ヒューズを溶断させることにより、単電池１１の内部における電流経路を遮断することができる。
【００２４】
また、電流遮断器１１ｂとして、例えば、単電池１１の内圧が上昇することに応じて変形する弁を用いることができる。弁は、単電池１１の内圧上昇に応じて変形し、発電要素１１ａとの機械的な接続を断つことにより、単電池１１の内部における電流経路を遮断することができる。単電池１１の内部は、密閉状態となっており、発電要素１１ａからガスが発生すると、単電池１１の内圧が上昇する。単電池１１の内圧が上昇することに応じて、電流遮断器１１ｂとしての弁を変形させることにより、発電要素１１ａとの機械的な接続を断つことができる。これにより、発電要素１１ａに充放電電流が流れるのを阻止し、単電池１１（発電要素１１ａ）を保護することができる。
【００２５】
監視ユニット２０は、図３に示すように、第１監視ユニット２１および第２監視ユニット２２を有する。第１監視ユニット２１は、各単電池１１の端子間電圧（電池電圧という）を検出し、検出結果をコントローラ４０（図１参照）に出力する。本実施例において、組電池１０を構成する複数の単電池１１は、複数の電池ブロック１２に分けられている。複数の電池ブロック１２は、直列に接続されている。各電池ブロック１２では、複数の単電池１１が直列に接続されている。
【００２６】
図３では、４つの単電池１１によって、１つの電池ブロック１２が構成されているが、電池ブロック１２を構成する単電池１１の数は、適宜設定することができる。また、電池ブロック１２の数も適宜設定することができる。複数の電池ブロック１２において、各電池ブロック１２を構成する単電池１１の数は、互いに等しくなっている。ここで、一部の電池ブロック１２を構成する単電池１１の数が、他の電池ブロック１２を構成する単電池１１の数と異なっていてもよい。
【００２７】
第１監視ユニット２１は、各電池ブロック１２に対して設けられており、第１監視ユニット２１は、電池ブロック１２の数だけ設けられている。第２監視ユニット２２は、各電池ブロック１２の端子間電圧（ブロック電圧という）を検出し、検出結果をコントローラ４０に出力する。
【００２８】
図１において、電流センサ３１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４０に出力する。コントローラ４０は、メモリ４１を内蔵しており、メモリ４１は、コントローラ４０を動作させるためのプログラムや、特定の情報を記憶している。メモリ４１は、コントローラ４０の外部に設けることもできる。
【００２９】
組電池１０の正極ラインＰＬには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂが設けられている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｂは、コントローラ４０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。組電池１０の負極ラインＮＬには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇが設けられている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｇは、コントローラ４０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。
【００３０】
システムメインリレーＳＭＲ−Ｇには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐおよび電流制限抵抗Ｒが並列に接続されている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｐおよび電流制限抵抗Ｒは、直列に接続されている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｐは、コントローラ４０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。電流制限抵抗Ｒは、組電池１０を負荷（具体的には、後述する昇圧回路３２）と接続するときに、突入電流が流れるのを抑制するために用いられる。
【００３１】
組電池１０を負荷と接続するとき、コントローラ４０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｐをオフからオンに切り替える。これにより、電流制限抵抗Ｒに電流を流すことができ、突入電流が流れるのを抑制することができる。
【００３２】
次に、コントローラ４０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇをオフからオンに切り替えた後に、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐをオンからオフに切り替える。これにより、組電池１０および負荷の接続が完了し、図１に示す電池システムは、Ready-ONの状態となる。一方、組電池１０および負荷の接続を遮断するとき、コントローラ４０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオンからオフに切り替える。これにより、図１に示す電池システムは、Ready-Offの状態となる。
【００３３】
昇圧回路３２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３３に出力する。また、昇圧回路３２は、インバータ３３の出力電圧を降圧し、降圧後の電力を組電池１０に出力することができる。昇圧回路３２は、コントローラ４０からの制御信号を受けて動作する。本実施例の電池システムでは、昇圧回路３２を用いているが、昇圧回路３２を省略することもできる。
【００３４】
インバータ３３は、昇圧回路３２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３４に出力する。また、インバータ３３は、モータ・ジェネレータ３４が生成した交流電力を直流電力に変換し、直流電力を昇圧回路３２に出力する。モータ・ジェネレータ３４としては、例えば、三相交流モータを用いることができる。
【００３５】
モータ・ジェネレータ３４は、インバータ３３からの交流電力を受けて、車両を走行させるための運動エネルギを生成したり、エンジン（図示せず）をクランキングさせるための運動エネルギを生成したりする。組電池１０の電力を用いて車両を走行させるとき、モータ・ジェネレータ３４によって生成された運動エネルギは、車輪に伝達される。エンジンをクランキングするとき、モータ・ジェネレータ３４によって生成された運動エネルギは、エンジンに伝達される。
【００３６】
車両を減速させたり、停止させたりするとき、モータ・ジェネレータ３４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。インバータ３３は、モータ・ジェネレータ３４が生成した交流電力を直流電力に変換し、直流電力を昇圧回路３２に出力する。昇圧回路３２は、インバータ３３からの電力を組電池１０に出力する。これにより、回生電力を組電池１０に蓄えることができる。
【００３７】
次に、本実施例である電池システムの一部の処理について、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、単電池１１の電流遮断器１１ｂが作動しているか否かを判別し、判別結果に応じた制御を行うものである。図４に示す処理は、コントローラ４０によって実行される。
【００３８】
ステップＳ１０１において、コントローラ４０は、電池システムがReady-Offの状態であるか否かを判別する。コントローラ４０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐのオン／オフの状態を確認することにより、電池システムがReady-Offの状態であるか否かを判別することができる。
【００３９】
すなわち、コントローラ４０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐがオフであれば、電池システムがReady-Offの状態であると判別する。また、コントローラ４０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇがオンであれば、電池システムがReady-ONの状態であると判別する。電池システムがReady-Offの状態であれば、ステップＳ１０２の処理に進み、電池システムがReady-ONの状態であれば、図４に示す処理を終了する。
【００４０】
ステップＳ１０２において、コントローラ４０は、電池システムの起動（Ready-ON）を禁止するとともに、タイマを用いて時間の計測を開始する。電池システムの起動が禁止されているとき、コントローラ４０は、電池システムの起動を指示する信号を受けても、電池システムを起動させない。
【００４１】
ステップＳ１０３において、コントローラ４０は、第２監視ユニット２２の出力に基づいて、各電池ブロック１２のブロック電圧を取得する。電池システムは、Ready-Offの状態であるため、組電池１０には電流が流れていない。第２監視ユニット２２は、各電池ブロック１２に検出電流を流すことにより、各電池ブロック１２のブロック電圧を検出することができる。単電池１１の分極状態が十分に緩和されているときにブロック電圧を検出すれば、各電池ブロック１２のＯＣＶ（Open Circuit Voltage）を取得することができる。
【００４２】
電池ブロック１２に含まれる単電池１１において、電流遮断器１１ｂが作動しているときには、この単電池１１には、電流が流れないことになる。ここで、各単電池１１には、第１監視ユニット２１が接続されているため、電流遮断器１１ｂによって単電池１１の内部における電流経路が遮断されているときには、ブロック電圧を検出するときの電流は、第１監視ユニット２１に流れる。すなわち、ブロック電圧を検出するときの電流は、第１監視ユニット２１によってバイパスされる。したがって、電流遮断器１１ｂが作動している単電池１１を含む電池ブロック１２のブロック電圧も検出することができる。
【００４３】
ステップＳ１０４において、コントローラ４０は、２つのブロック電圧の差ΔＶｂを算出し、電圧差ΔＶｂが閾値以上であるか否かを判別する。電圧差ΔＶの算出は、すべての電池ブロック１２に対して行われる。電圧差ΔＶｂとしては、すべての電池ブロック１２のブロック電圧を比較したときの最大の電圧差を用いることができる。ステップＳ１０４の処理で用いられる閾値は、電圧に関する値であり、閾値に関する情報は、メモリ４１に記憶しておくことができる。
【００４４】
各電池ブロック１２を構成する複数の単電池１１は、直列に接続されているため、いずれかの単電池１１の電流遮断器１１ｂが作動すると、電流遮断器１１ｂが作動した単電池１１の電圧の分だけ、ブロック電圧が低下する。したがって、電流遮断器１１ｂが作動した単電池１１を含む電池ブロック１２のブロック電圧は、電流遮断器１１ｂが作動した単電池１１を含まない電池ブロック１２のブロック電圧よりも低くなる。
【００４５】
例えば、１つの単電池１１の電流遮断器１１ｂが作動したときには、この単電池１１を含む電池ブロック１２のブロック電圧は、１つの単電池１１の電圧の分だけ、他の電池ブロック１２のブロック電圧よりも低くなる。ステップＳ１０４の処理で用いられる閾値を適宜設定することにより、電流遮断器１１ｂが作動したときのブロック電圧の低下を確認することができる。すなわち、閾値は、電流遮断器１１ｂが作動したときのブロック電圧の降下量に基づいて設定することができる。
【００４６】
ここで、各電池ブロック１２の充放電特性に応じて、複数の電池ブロック１２におけるブロック電圧にバラツキが発生することがある。この場合には、複数の電池ブロック１２に対して、ブロック電圧を均等化させる処理を行うことにより、ブロック電圧のバラツキを抑制することができる。ブロック電圧のバラツキを抑制した状態において、電圧差ΔＶｂを算出することにより、電流遮断器１１ｂの作動に伴うブロック電圧の降下量を特定しやすくなる。
【００４７】
ブロック電圧を均等化させる処理としては、例えば、ブロック電圧が高い側の電池ブロック１２を放電させることにより、ブロック電圧のバラツキを抑制することができる。均等化処理を行うときには、均等化処理を行った後に、ステップＳ１０４の処理を行えばよい。
【００４８】
一方、ブロック電圧のバラツキ量（最大値）を想定できるときには、ステップＳ１０４の処理で用いられる閾値を、想定されるバラツキ量よりも高くすることができる。これにより、ステップＳ１０４の処理において、ブロック電圧のバラツキ量を排除しながら、電流遮断器１１ｂの作動に伴うブロック電圧の低下を確認することができる。
【００４９】
また、複数の電池ブロック１２において、電池ブロック１２を構成する単電池１１の数が異なるときには、単電池１１の数を考慮して、閾値を設定することができる。単電池１１の数が予め異なっていれば、単電池１１の数に応じてブロック電圧も異なることになる。したがって、単電池１１の数が異なることによるブロック電圧の差を、閾値に含めておけば、電流遮断器１１ｂの作動に伴うブロック電圧の低下を確認することができる。
【００５０】
ステップＳ１０４において、電圧差ΔＶｂが閾値以上であるときには、ステップＳ１０５の処理に進み、電圧差ΔＶｂが閾値よりも低いときには、図４に示す処理を終了する。
【００５１】
ステップＳ１０５において、コントローラ４０は、タイマを用いた計測時間が閾値以上であるか否かを判別する。ステップＳ１０２の処理では、タイマを用いた時間の計測を開始しており、ステップＳ１０５の処理では、時間の計測を開始してからの経過時間が閾値以上であるか否かを判別する。
【００５２】
ステップＳ１０５の処理で用いられる閾値は、単電池１１の分極状態を解消させるまでの時間であり、実験に基づいて、予め設定することができる。閾値に関する情報は、メモリ４１に記憶することができる。単電池１１の充放電を停止した直後では、単電池１１において分極が発生している。したがって、電池ブロック１２のＯＣＶを取得するためには、単電池１１の分極状態を解消させる必要がある。そこで、ステップＳ１０５の処理において、計測時間が閾値以上であることを確認することにより、単電池１１の分極状態が解消されたことを確認することができる。
【００５３】
ステップＳ１０５において、計測時間が閾値以上であるときには、ステップＳ１０６の処理に進み、計測時間が閾値よりも短いときには、ステップＳ１０３の処理に戻る。本実施例では、ステップＳ１０５の処理を行っているが、ステップＳ１０５の処理を省略することもできる。また、ステップＳ１０５の処理を行う代わりに、電池システムがReady-ONの状態からReady-Offの状態に切り替わったときからの経過時間を計測し、計測時間が閾値以上であるときに、図４に示す処理を開始させることができる。
【００５４】
ステップＳ１０６において、コントローラ４０は、電流遮断器１１ｂが作動していることを確定し、エンジンのクランキングを禁止する。電流遮断器１１ｂが作動していることを確定したとき、コントローラ４０は、電池システムの起動を禁止したままとする。
【００５５】
電池システムが起動していないときに、単電池１１の異常状態によって、電流遮断器１１ｂが作動してしまうと、電池システムを起動したときに、作動状態にある電流遮断器１１ｂの両端に高電圧が印加されてしまうおそれがある。具体的には、組電池１０の総電圧が、作動状態にある電流遮断器１１ｂの両端に印加されてしまうおそれがある。
【００５６】
本実施例によれば、電池システムが起動していないときに、電流遮断器１１ｂが作動しているか否かを判別し、電流遮断器１１ｂが作動しているときには、電池システムを起動させないようにしている。これにより、電池システムの起動によって、作動状態にある電流遮断器１１ｂの両端に高電圧が印加されてしまうのを防止することができる。
【００５７】
本実施例では、電流遮断器１１ｂが作動しているか否かを判別するために、ブロック電圧の差ΔＶｂを監視しているが、これに限るものではない。具体的には、第１監視ユニット２１を用いて各単電池１１の電池電圧を監視し、電池電圧に基づいて、電流遮断器１１ｂが作動しているか否かを判別することができる。電流遮断器１１ｂが作動しているときには、電流遮断器１１ｂが作動している単電池１１において、電池電圧を検出することができない。したがって、電池電圧を検出できない単電池１１を特定することにより、電流遮断器１１ｂが作動していることを確認することができる。
【００５８】
ここで、各単電池１１の電池電圧を監視する場合には、すべての単電池１１の電池電圧を取得したうえで、電流遮断器１１ｂが作動しているか否かを判別する必要がある。本実施例では、複数の単電池１１を含む電池ブロック１２のブロック電圧を監視しており、すべての単電池１１の電池電圧を監視する必要がない。したがって、各単電池１１の電池電圧を監視する場合に比べて、電流遮断器１１ｂが作動しているか否かの判別を容易に行うことができる。
【００５９】
本実施例の電池システムでは、電流遮断器１１ｂが作動したとき、ブロック電圧を検出するための電流は、第１監視ユニット２１に流れ、電流遮断器１１ｂが作動した単電池１１をバイパスすることができる。ここで、図５に示すように、単電池１１のバイパス回路に対して、ダイオード２１ａを設けることができる。ダイオード２１ａは、単電池１１に対して並列に接続されている。ダイオード２１ａのアノードは、単電池１１の正極端子と接続され、ダイオード２１ａのカソードは、単電池１１の負極端子と接続されている。
【００６０】
図５に示す構成において、単電池１１の電流遮断器１１ｂが作動しているときには、ブロック電圧を検出するための電流値がダイオード２１ａに流れることになる。これにより、ダイオード２１ａに順方向バイアスを印加して、順方向電圧降下を発生させることができる。順方向電圧降下の分だけ、電流遮断器１１ｂが作動した単電池１１を含む電池ブロック１２のブロック電圧を低下させやすくなる。
【００６１】
電池ブロック１２のブロック電圧を低下させやすくすることにより、図４のステップＳ１０４の処理において、電圧差ΔＶｂを増加させやすくなり、電圧差ΔＶｂを閾値よりも高くしやすくすることができる。したがって、電流遮断器１１ｂが作動していることを確認しやすくすることができる。
【００６２】
図５に示す構成に代えて、図６に示す構成を用いることもできる。図６に示す構成では、単電池１１のバイパス回路に、スイッチ素子２１ｂおよび抵抗２１ｃが設けられている。スイッチ素子２１ｂおよび抵抗２１ｃは、互いに直列に接続されており、単電池１１に対して並列に接続されている。スイッチ素子２１ｂは、図４に示す処理を行うときだけ、オフからオンに切り替えることができる。
【００６３】
スイッチ素子２１ｂをオンにしておくことにより、電流遮断器１１ｂが作動したときには、ブロック電圧を検出するための電流を抵抗２１ｃに流すことができ、抵抗２１ｃによって電圧降下を発生させることができる。図６に示す構成であっても、図５に示す構成と同様に、電流遮断器１１ｂが作動した単電池１１を含む電池ブロック１２のブロック電圧を低下させやすくなる。これにより、電圧差ΔＶｂを広げやすくなり、電流遮断器１１ｂが作動しているか否かを確認しやすくなる。
【００６４】
第１監視ユニット２１を用いて単電池１１の電池電圧を監視する場合には、第１監視ユニット２１および各単電池１１を接続する配線が切断されていることと、電流遮断器１１ｂが作動していることとを区別することは困難である。すなわち、配線が切断されているときや、電流遮断器１１ｂが作動しているときには、いずれの場合も、単電池１１の電圧を検出することができないことになる。
【００６５】
ここで、図５又は図６に示す構成を用いれば、第１監視ユニット２１および単電池１１を接続する配線が切断されていることと、電流遮断器１１ｂが作動していることとを区別することができる。
【００６６】
電流遮断器１１ｂが作動していないときであって、第１監視ユニット２１および単電池１１を接続する配線が切断されているときには、ブロック電圧を検出するための電流が、単電池１１に流れるとともに、ダイオード２１ａ（又は、スイッチ素子２１ｂおよび抵抗２１ｃ）に流れる。この場合には、単電池１１での電圧降下と、ダイオード２１ａ（又は、抵抗２１ｃ）による電圧降下が発生する。
【００６７】
一方、電流遮断器１１ｂが作動しているときであって、第１監視ユニット２１および単電池１１を接続する配線が切断していないときには、ダイオード２１ａ（又は、スイッチ素子２１ｂおよび抵抗２１ｃ）だけに電流が流れる。この場合には、ダイオード２１ａ（又は、抵抗２１ｃ）による電圧降下だけが発生する。
【００６８】
このように、電流遮断器１１ｂだけが作動した場合と、第１監視ユニット２１および単電池１１を接続する配線だけが切断されている場合とでは、電圧の降下量が互いに異なる。したがって、電圧降下量の差に基づいて、電流遮断器１１ｂが作動していることを判別したり、第１監視ユニット２１および単電池１１を接続する配線が切断されていることを判別したりすることができる。
【符号の説明】
【００６９】
１０：組電池（蓄電装置）              １１：単電池（蓄電素子）
１１ａ：発電要素                      １１ｂ：電流遮断器
１２：電池ブロック                    ２０：監視ユニット
２１：第１監視ユニット                ２２：第２監視ユニット
３１：電流センサ                      ３２：昇圧回路
３３：インバータ                      ３４：モータ・ジェネレータ
４０：コントローラ                    ４１：メモリ
ＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐ：システムメインリレー
Ｒ：電流制限抵抗                      ＰＬ：正極ライン
ＮＬ：負極ライン
【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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