(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セルが直列接続された複数の電池スタックと、複数の前記電池スタックを電気的に接続する接続部材とを有する組電池の前記電池スタックの電圧を検出する電圧検出装置であって、
複数の前記電池スタックそれぞれと並列に接続されるキャパシタと、
一端が複数の前記電池スタックの端子にそれぞれ接続され、他端が前記キャパシタに接続される複数のスイッチと、
前記キャパシタの電圧を検出する検出部と、
前記複数のスイッチを制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記キャパシタを放電する場合に、前記接続部材と、前記キャパシタとを含む放電経路を選択する放電経路選択部と、
充電後の前記キャパシタの電圧または放電後の前記キャパシタの電圧の少なくとも一方に応じて前記組電池または前記複数のスイッチの少なくとも１つの異常を判定する判定部と
を備えることを特徴とする電圧検出装置。
【請求項２】
前記判定部は、
放電後の前記キャパシタの電圧が所定の閾値以下であり、充電後の前記キャパシタの電圧が前記所定の閾値以下である場合に、電圧を検出する前記電池スタックに接続される前記複数のスイッチのうち、当該電池スタックと前記キャパシタとを含む充電経路に含まれ、前記放電経路に含まれないスイッチがオフ状態を維持するオープン異常であると判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の電圧検出装置。
【請求項３】
前記判定部は、
放電後の前記キャパシタの電圧が、前記電池スタックの電圧を含んだ規定範囲内である場合、前記放電経路に含まれる前記接続部材または前記複数のスイッチの少なくとも１つがオープン異常であると判定する
ことを特徴とする請求項２に記載の電圧検出装置。
【請求項４】
前記キャパシタを放電するための放電回路と、
前記放電経路に含まれる前記接続部材に接続する電池スタックと、前記キャパシタとを含む充電経路を選択する充電経路選択部と
をさらに備え、
前記放電経路選択部は、
放電後の前記キャパシタの電圧が前記規定範囲内である場合、前記放電回路及び前記キャパシタを含む第２放電経路を選択し、
前記判定部は、
前記第２放電経路で前記キャパシタを放電した後に前記充電経路で充電した前記キャパシタの電圧に基づき、前記放電経路に含まれる前記接続部材または前記複数のスイッチのうちいずれに異常が発生しているか判定する
ことを特徴とする請求項３に記載の電圧検出装置。
【請求項５】
前記判定部は、
前記第２放電経路で放電した後に前記充電経路で充電した前記キャパシタの電圧が前記所定の閾値以下である場合に、前記放電経路に含まれ、かつ前記充電経路に含まれる前記スイッチが前記オープン異常であると判定する
ことを特徴とする請求項４に記載の電圧検出装置。
【請求項６】
前記判定部は、
前記第２放電経路で放電した後に、前記接続部材の一方に接続する前記電池スタックを含む前記充電経路で充電した前記キャパシタの電圧が前記規定範囲内であり、前記第２放電経路で放電した後に、前記接続部材の他方に接続する電池スタックを含む前記充電経路で充電した前記キャパシタの電圧が前記規定範囲内である場合に、前記放電経路に含まれる前記接続部材が断線するオープン異常であると判定する
ことを特徴とする請求項４または５に記載の電圧検出装置。
【請求項７】
前記判定部は、
充電後の前記キャパシタの電圧が前記規定範囲外である場合に、前記複数のスイッチのうち少なくとも１つがオン状態を維持するショート異常であると判定する
ことを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載の電圧検出装置。
【請求項８】
前記判定部は、
前記充電後の前記キャパシタの電圧が、前記規定範囲より大きい第１範囲内である場合に、前記複数のスイッチのうち、電圧を検出する前記電池スタックに隣接する前記電池スタックを介して、電圧を検出する前記電池スタックと接続する前記スイッチが前記ショート異常であると判定する
ことを特徴とする請求項７に記載の電圧検出装置。
【請求項９】
前記判定部は、
前記充電後の前記キャパシタの電圧が、前記規定範囲より小さく、前記所定の閾値より大きい第２範囲内である場合に、前記複数のスイッチのうち、前記接続部材を介して電圧を検出する前記電池スタックと接続する前記スイッチが前記ショート異常であると判定する
ことを特徴とする請求項７または８に記載の電圧検出装置。
【請求項１０】
複数の電池セルが直列接続された複数の電池スタックと複数の前記電池スタックを電気的に接続する接続部材とを有する組電池の前記電池スタックの電圧を検出する電圧検出方法であって、
一端が複数の前記電池スタックの端子にそれぞれ接続され、他端がキャパシタに接続される複数のスイッチを制御する制御工程と
前記キャパシタの電圧を検出する検出工程と、
前記キャパシタを放電する場合に、前記接続部材と、前記キャパシタとを含む放電経路を選択する放電経路選択工程と、
充電後の前記キャパシタの電圧または放電後の前記キャパシタの電圧の少なくとも一方に応じて前記組電池または前記複数のスイッチの少なくとも１つの異常を判定する判定工程と
を含むことを特徴とする電圧検出方法。
【請求項１１】
複数の電池セルが直列接続された電池スタックと、
複数の前記電池スタックを電気的に接続する接続部材と
を有する組電池と、
前記電池スタックの電圧を検出する電圧検出装置と
を備え、
前記電圧検出装置は、
複数の前記電池スタックそれぞれと並列に接続されるキャパシタと、
一端が複数の前記電池スタックの端子にそれぞれ接続され、他端が前記キャパシタに接続される複数のスイッチと、
前記キャパシタの電圧を検出する検出部と、
前記複数のスイッチを制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記キャパシタを放電する場合に、前記接続部材と、前記キャパシタとを含む放電経路を選択する放電経路選択部と、
充電後の前記キャパシタの電圧または放電後の前記キャパシタの電圧の少なくとも一方に応じて前記組電池または前記複数のスイッチの少なくとも１つの異常を判定する判定部と
を備えることを特徴とする組電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧検出装置、電圧検出方法および組電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、直列接続された複数の電池セルを有する電池スタックを直列に接続した組電池が、例えば電気自動車やハイブリッド型自動車などの電源として用いられている。組電池には、かかる組電池を監視する監視装置が接続される。監視装置は、組電池の電圧を検出する電圧検出装置や、組電池や監視装置自体に異常が発生しているか判定する異常判定装置として動作する。
【０００３】
組電池に発生する異常として、例えば隣接する２つの電池スタック間を接続する接続部材が切断される等によって、２つの電池スタックの端子間が開放状態になる、いわゆるオープン異常がある。従来の異常検出装置では、接続部材の両端を接続するバイパス経路にツェナーダイオードを設けることで、電池スタック間のオープン異常を検出するようにしている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
また、電圧検出装置の電気経路の異常の有無を判断する装置として、電圧検出回路を２つ有する装置が知られている（例えば特許文献２参照）。かかる装置では、２つの電圧検出回路が検出する電圧に基づき、電気経路の異常の有無を判断している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１８３６７１号公報
【特許文献２】特開２００８−７９４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の装置では、異常を検出するためにツェナーダイオードや複数の電圧検出回路が必要であり、回路の部品点数が増加するという問題がある。回路の部品点数が増加すると、回路規模の増加や製造コストの増加といった問題が生じる。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、回路の部品点数の増加を抑制することができる電圧検出装置、電圧検出方法および組電池システム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】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の電池セルが直列接続された複数の電池スタックと、前記複数の電池スタックを電気的に接続する接続部材とを有する組電池の前記電池スタックの電圧を検出する電圧検出装置であって、キャパシタと、複数のスイッチと、検出部と、制御部とを備える。また、制御部は、放電経路選択部と、判定部とを備える。キャパシタは、複数の前記電池スタックそれぞれと並列に接続される。複数のスイッチは、一端が複数の前記電池スタックの端子にそれぞれ接続され、他端が前記キャパシタに接続される。検出部は、前記キャパシタの電圧を検出する。制御部は、前記複数のスイッチを制御する。放電経路選択部は、前記キャパシタを放電する場合に、前記接続部材と、前記キャパシタとを含む放電経路を選択する。判定部は、充電後の前記キャパシタの電圧または放電後の前記キャパシタの電圧の少なくとも一方に応じて前記組電池または前記複数のスイッチの少なくとも１つの異常を判定する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、回路の部品点数の増加を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施形態に係る組電池システムの構成を示す図である。
【図２】図２は、充電経路選択部が選択する充電経路の一例を示す図である。
【図３】図３は、放電経路選択部が選択する第１放電経路の一例を示す図である。
【図４】図４は、放電経路選択部が選択する第２放電経路の一例を示す図である。
【図５】図５は、接続部材、第１、第２スイッチが正常な場合のキャパシタの電圧を示す図である。
【図６】図６は、第１スイッチにオープン異常が発生した場合のキャパシタの電圧を示す図である。
【図７】図７は、第２スイッチにオープン異常が発生した場合のキャパシタの電圧を示す図である。
【図８】図８は、第２スイッチにオープン異常が発生した場合のキャパシタの電圧を示す図である。
【図９】図９は、第１スイッチにオープン異常が発生した場合のキャパシタの電圧を示す図である。
【図１０】図１０は、接続部材にオープン異常が発生した場合のキャパシタの電圧を示す図である。
【図１１】図１１は、電池スタックを含む充電経路を選択した場合にフライングキャパシタ部に形成される閉回路を示す図である。
【図１２】図１２は、第１放電経路を選択した場合にフライングキャパシタ部に形成される閉回路を示す図である。
【図１３】図１３は、図１２に示す閉回路の等価回路を示す図である。
【図１４】図１４は、第１スイッチにショート異常が発生した場合のキャパシタの電圧を示す図である。
【図１５】図１５は、電池スタックを含む充電経路を選択した場合にフライングキャパシタ部に形成される閉回路を示す図である。
【図１６】図１６は、第１放電経路を選択した場合にフライングキャパシタ部に形成される閉回路を示す図である。
【図１７】図１７は、図１６に示す閉回路の等価回路を示す図である。
【図１８】図１８は、第２スイッチにショート異常が発生した場合のキャパシタの電圧を示す図である。
【図１９】図１９は、第２スイッチにショート異常が発生した場合のキャパシタの電圧を示す図である。
【図２０】図２０は、第１スイッチにショート異常が発生した場合のキャパシタの電圧を示す図である。
【図２１】図２１は、電圧検出処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図２２】図２２は、制御部が実行する異常特定処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図２３】図２３は、充放電システムの概要を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本願の開示する電圧検出装置、電圧検出方法および組電池システムの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
＜１．組電池システムの構成＞
図１は、実施形態に係る組電池システム１００の構成例を示す図である。図１に示す組電池システム１００は、組電池１と、組電池１の電圧を検出する電圧検出装置として動作する監視装置２とを備える。
【００１３】
組電池１は、接続部材Ｌ１０−ｍ（ｍ＝１〜Ｎ−１、Ｎ：自然数、以下、接続部材Ｌ１０とも称する）を介して直列に接続される複数の電池スタックＢ１−ｎ（ｎ＝１〜Ｎ、Ｎ：自然数、以下、電池スタックＢ１とも称する）を有する。複数の電池スタックＢ１−ｎは、直列に接続される複数の電池セルを有する。図１の例では、直列接続される７個の電池セルを有する２個の電池スタックＢ１−１、Ｂ１−２が接続部材Ｌ１０を介して直列接続される。
【００１４】
監視装置２は、キャパシタＣを用いて電池スタックＢ１の電圧をいわゆるフライングキャパシタ方式で検出する装置であって、フライングキャパシタ部１０、検出部２０及び制御部３０を備える。このように監視装置２は、電池スタックＢ１の電圧を検出する電圧検出装置としても動作する。
【００１５】
フライングキャパシタ部１０は、キャパシタＣと、電池スタックＢ１との間に設けられる第１切替部１１と、キャパシタＣと検出部２０との間に設けられる第２切替部１２とを備える。また、フライングキャパシタ部１０は、電池スタックＢ１とキャパシタＣとの間で、第１切替部１１と直列に接続される抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ２１、Ｒ２２を備え、第２切替部１２と検出部２０との間に設けられる抵抗Ｒ３、Ｒ４を備える。なお、図１に示す抵抗Ｒ３およびＲ４のライン上の位置は一例であり、第２切替部１２の後段のライン上であれば、他の位置に設けてもよい。また設ける抵抗の数を変更してもよい。
【００１６】
第１切替部１１は、一端が電池スタックＢ１の負極端子に接続され、他端がキャパシタＣの一端に接続される複数の第１スイッチＳ１−１、Ｓ１−２（以下、第１スイッチＳ１とも称する）と、一端が電池スタックＢ１の正極端子に接続され、他端がキャパシタＣの他端に接続される複数の第２スイッチＳ２−１、Ｓ２−２（以下、第２スイッチＳ２とも称する）とを有する。第１切替部１１は、制御部３０からの指示に応じて第１スイッチＳ１及び第２スイッチＳ２のオン状態及びオフ状態を切り替える。このように、第１切替部１１は、電池スタックＢ１とキャパシタＣとの間の接続状態を切り替える第１切替手段として動作する。
【００１７】
第２切替部１２は、一端がキャパシタＣの一端に接続され、他端が検出部２０に接続される第３スイッチＳ３と、一端がキャパシタＣの一端に接続され、他端が検出部２０に接続される第４スイッチＳ４とを有する。第２切替部１２は、制御部３０からの指示に応じて第３、第４スイッチＳ３、Ｓ４のオン状態及びオフ状態を切り替える。このように、第２切替部１２は、キャパシタＣと検出部２０との間の接続状態を切り替える第２切替手段として動作する。なお、上述した第１〜第４スイッチＳ１〜Ｓ４として、例えばリレーを用いてもよい。
【００１８】
キャパシタＣは、第２切替部１２によって検出部２０から切り離された状態で、第１切替部１１を介して電池スタックＢ１−１、Ｂ１−２のいずれか１つと並列に接続される。これにより、キャパシタＣは並列に接続された電池スタックＢ１によって充電される。また、キャパシタＣは、第１切替部１１によって電池スタックＢ１から切り離された状態で、第２切替部１２を介して検出部２０に接続される。これにより、検出部２０は、キャパシタＣの両端の電圧を電池スタックＢ１の電圧として検出する。このように、監視装置２は、キャパシタＣを用いたフライングキャパシタ方式によって電池スタックＢ１の電圧を検出する。なお、差動増幅回路を第２切替部１２と検出部２０との間に設け、検出部２０がその差動増幅回路の出力に基づき、キャパシタＣの電圧を検出するようにしてもよい。
【００１９】
また、キャパシタＣは、第２切替部１２によって検出部２０から切り離された状態で、第１切替部１１を介して接続部材１０に接続される。あるいは、第１切替部１１によって電池スタックＢ１から切り離された状態で、第２切替部１２を介して抵抗Ｒ３、Ｒ４に接続される。これにより、放電経路（図３の第１放電経路Ｐ２、図４の第２放電経路Ｐ３参照）に電流が流れ、キャパシタＣは放電される。
【００２０】
抵抗Ｒ１１、Ｒ１２は、第１スイッチＳ１と電池スタックＢ１−１、Ｂ１−２との間で、第１スイッチＳ１と直列に接続される。また、抵抗Ｒ２１、Ｒ２２は、第２スイッチＳ２と電池スタックＢ１−１、Ｂ１−２との間で第２スイッチＳ２と直列に接続される。抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ２１、Ｒ２２は、電池スタックＢ１からフライングキャパシタ部１０へ流れる電流を制限する電流制限抵抗として動作する。
【００２１】
また、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ２１、Ｒ２２は、第１切替部１１を介してキャパシタＣと接続されることで、キャパシタＣに電荷を充電する充電抵抗として、および、キャパシタＣの電荷を放電する放電抵抗として動作する。なお、電池スタックの電圧検出時間を短くするためには、充電時間を短くする、すなわち充電時定数を小さくすることが望ましいため、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ２１、Ｒ２２は比較的小さな抵抗値としている。従って、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ２１、Ｒ２２を含む放電経路（図３の第１放電経路Ｐ２）で放電する場合も、放電時定数が小さくなり、放電時間も短くなる。
【００２２】
なお、図１では、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ２１、Ｒ２２が電池スタックＢ１と第１切替部１１との間に設けられているが、例えば第１切替部１１とキャパシタＣとの間に設けてもよい。
【００２３】
抵抗Ｒ３は、一端が第３スイッチＳ３に接続し、他端が検出部２０に接続するとともにグランドに接地する。抵抗Ｒ４は、一端が第４スイッチＳ４に接続し、他端が検出部２０に接続するとともにグランドに接地する。抵抗Ｒ３、Ｒ４は、キャパシタＣから検出部２０へ流れる電流を制限する電流制限抵抗として動作するとともに、第２切替部１２を介してキャパシタＣと接続されることで、キャパシタＣの電荷を放電する放電抵抗として動作する放電回路である。
【００２４】
検出部２０は、キャパシタＣの両端の電圧を検出する。具体的には、検出部２０は、Ａ／Ｄ変換部２１を有し、かかるＡ／Ｄ変換部２１を用いてキャパシタＣの両端の電圧をアナログ値からデジタル値に変換し、制御部３０に出力する。検出部２０は、制御部３０の指示に応じて、充電後のキャパシタＣの電圧（以下、充電電圧と称する）を電池スタックＢ１の電圧として検出する。また、検出部２０は、制御部３０の指示に応じて放電後のキャパシタＣの電圧（以下、放電電圧と称する）を検出する。
【００２５】
なお、キャパシタＣの両端の電圧を検出部２０で検出するには、第３、第４スイッチＳ３、Ｓ４をオンにする必要がある。両スイッチＳ３、Ｓ４をオンにした瞬間から抵抗Ｒ３、Ｒ４を介する放電経路（図４の第２放電経路Ｐ３）が形成され放電を開始するため、電池スタックＢ１の電圧を正確に検出するには、スイッチＳ３、Ｓ４をオンにした瞬間のキャパシタＣの両端の電圧をＡＤ変換すると共に、放電による低下を極力なくすため放電時定数を大きくすることが望ましい。そのため、抵抗Ｒ３、Ｒ４は、抵抗Ｒ１１〜Ｒ２２に比べ比較的大きな抵抗値としている。
【００２６】
制御部３０は、第１切替部１１及び第２切替部１２を制御する。制御部３０は、充電経路選択部３１、放電経路選択部３２及び判定部３３を備える。充電経路選択部３１は、キャパシタＣを充電する場合に、電圧を検出する電池スタックＢ１及びキャパシタＣを含む充電経路Ｐ１を選択する。放電経路選択部３２は、キャパシタＣを放電する場合に、キャパシタＣと接続部材Ｌ１０を含む第１放電経路Ｐ２あるいは抵抗Ｒ３、Ｒ４を含む第２放電経路Ｐ３を選択する。また、放電経路選択部３２はキャパシタＣの両端の電圧を検出する場合に、抵抗Ｒ３、Ｒ４を含む第２放電経路Ｐ３を選択する。充電経路Ｐ１及び第１、第２放電経路Ｐ２、Ｐ３の詳細については後述する。
【００２７】
判定部３３は、キャパシタＣの充電電圧または放電電圧の少なくとも一方に応じて組電池１および第１、第２スイッチＳ１、Ｓ２の異常を判定する。判定部３３による異常判定の詳細は後述する。
【００２８】
制御部３０は、キャパシタＣの充電時に充電経路Ｐ１が選択されるように、第１切替部１１及び第２切替部１２を制御する。制御部３０は、キャパシタＣの充電電圧又は放電電圧を検出するように検出部２０を制御するとともに、第２放電経路Ｐ３を選択しキャパシタＣと検出部２０が接続されるように第１切替部１１及び第２切替部１２を制御する。また制御部３０は、キャパシタＣの電圧の検出後に放電する場合、第１放電経路Ｐ２または第２放電経路Ｐ３を選択する。また、制御部３０は、検出部２０が検出した電池スタックＢ１の電圧に基づいて電池スタックＢ１の充電状態を監視する。
【００２９】
＜２．充電経路Ｐ１の選択＞
続いて、図２を用いて、制御部３０の充電経路選択部３１が選択する充電経路Ｐ１の詳細について説明する。図２は、充電経路選択部３１が選択する充電経路Ｐ１の一例を示す図である。なお、図２では、電池スタックＢ１−１の電圧を検出する場合について図示している。
【００３０】
まず、充電経路選択部３１は、制御部３０から電池スタックＢ１−１の充電経路Ｐ１を選択するよう指示を受けると、電池スタックＢ１−１とキャパシタＣとが並列に接続される充電経路Ｐ１を選択する。
【００３１】
具体的には、図２に示すように、充電経路選択部３１は、電池スタックＢ１−１、抵抗Ｒ１１、Ｒ２１、第１スイッチＳ１−１、第２スイッチＳ２−１及びキャパシタＣを含む充電経路Ｐ１を選択する。
【００３２】
すなわち、制御部３０は、フライングキャパシタ部１０に充電経路Ｐ１の閉回路が形成されるよう、第１、第２切替部１１、１２を制御する。具体的には、制御部３０は、電池スタックＢ１−１と接続する第１、第２スイッチＳ１−１、Ｓ２−１がオン状態となり、それ以外のスイッチＳ１−２、Ｓ２−２、Ｓ３、Ｓ４がオフ状態となるよう制御する。
【００３３】
これにより、フライングキャパシタ部１０には、図２の矢印で示す方向に電流が流れ、上述したように充電時定数が小さいことから比較的短時間でキャパシタＣが充電される。
【００３４】
なお、ここでは、電圧の検出対象となる電池スタックＢ１−１を制御部３０が決定する場合について説明したが、充電経路選択部３１が検出対象となる電池スタックＢ１を決定するようにしてもよい。
【００３５】
なお、電圧の検出対象として電池スタックＢ１−２を制御部３０が決定する場合に、制御部３０は、電池スタックＢ１−２と接続する第１、第２スイッチＳ１−２、Ｓ２−２がオン状態となり、それ以外のスイッチＳ１−１、Ｓ２−１、Ｓ３、Ｓ４がオフ状態となるよう制御する。
【００３６】
＜３．放電経路の選択＞
＜３−１．第１放電経路Ｐ２の選択＞
次に、図３を用いて、制御部３０の放電経路選択部３２が選択する第１放電経路Ｐ２の詳細について説明する。図３は、放電経路選択部３２が選択する第１放電経路Ｐ２の一例を示す図である。
【００３７】
検出部２０が第２放電経路Ｐ３により電子スタックＢ１の電圧を検出すると、制御部３０は、第１放電経路Ｐ２に切替えるよう放電経路選択部３２に指示する。放電経路選択部３２は、制御部３０からの指示を受けると、接続部材Ｌ１０とキャパシタＣとが接続される第１放電経路Ｐ２を選択する。具体的には、放電経路選択部３２は、接続部材Ｌ１０、抵抗Ｒ１２、Ｒ２１、第１スイッチＳ１−２、第２スイッチＳ２−１及びキャパシタＣを含む第１放電経路Ｐ２を選択する。
【００３８】
すなわち、制御部３０は、フライングキャパシタ部１０に第１放電経路Ｐ２の閉回路が形成されるように、第１、第２切替部１１、１２を制御する。具体的には、制御部３０は、第１スイッチＳ１−２、第２スイッチＳ２−１がオン状態となり、第１スイッチＳ１−１、第２スイッチＳ２−２、第３、第４スイッチＳ３、Ｓ４がオフ状態となるよう制御する。
【００３９】
これにより、フライングキャパシタ部１０には、図３の矢印で示す方向に電流が流れ、上述したように放電時定数が小さいことから比較的短時間でキャパシタＣが放電する。
【００４０】
＜３−２．第２放電経路Ｐ３の選択＞
次に、図４を用いて、制御部３０の放電経路選択部３２が選択する第２放電経路Ｐ３の詳細について説明する。図４は、放電経路選択部３２が選択する第２放電経路Ｐ３の一例を示す図である。
【００４１】
検出部２０が電子スタックＢ１の電圧の検出する場合、あるいは後述するように第１放電経路Ｐ２でキャパシタＣを放電できない場合に、制御部３０は第２放電経路Ｐ３を選択するよう放電経路選択部３２に指示する。放電経路選択部３２は、制御部３０からの指示を受けると、放電回路である抵抗Ｒ３、Ｒ４とキャパシタＣとが接続される第２放電経路Ｐ３を選択する。具体的には、放電経路選択部３２は、抵抗Ｒ３、Ｒ４、第３、第４スイッチＳ３、Ｓ４及びキャパシタＣを含む第２放電経路Ｐ３を選択する。
【００４２】
すなわち、制御部３０は、フライングキャパシタ部１０に第２放電経路Ｐ３の閉回路が形成されるように、第１、第２切替部１１、１２を制御する。具体的には、制御部３０は、第１、第２スイッチＳ１、Ｓ２がオフ状態となり、第３、第４スイッチＳ３、Ｓ４がオン状態となるよう制御する。これにより、フライングキャパシタ部１０には、図４の矢印で示す方向に電流が流れ、上述したように放電時定数が大きいことから比較的長時間でキャパシタＣが放電する。
【００４３】
このように、放電経路選択部３２が放電経路Ｐ２を選択することで、充電経路Ｐ１によりキャパシタＣを充電した後に検出部２０がキャパシタＣの両端の電圧を電子スタックＢ１の電圧として検出する場合に、検出部２０が電池スタックＢ１の電圧を正確に計測することができるようになる。以下、電池スタックＢ１の電圧、すなわちキャパシタＣの電圧を正確に計測できる理由について説明する。
【００４４】
電池スタックＢ１の電圧を正確に計測するためには、スイッチＳ３、Ｓ４をオンして放電経路を形成した瞬間のキャパシタＣの電圧をＡＤ変換して計測する必要がある。放電経路の時定数が小さいとＡＤ変換する時点でのキャパシタＣの電圧低下量が大きくなり正確なスタック電圧を計測できなくなってしまう。それに対し、本実施形態の放電経路Ｐ２のように抵抗Ｒ３およびＲ４の抵抗値が比較的大きい、すなわち放電時定数が大きいと、Ａ／Ｄ変換部２１でＡＤ変換する時点でのキャパシタＣの電圧低下量が小さくなり、放電開始直後にキャパシタＣの正確な電圧を検出できる。
【００４５】
また、第２放電経路Ｐ３を選択してキャパシタＣの両端の電圧を検出部２０で検出した後、第１放電経路Ｐ２に切り替え放電させる。これにより、短時間で放電させることができる。これは、上述したように第１放電経路Ｐ２に含まれる抵抗Ｒ１２、Ｒ２１の抵抗値が、第放電経路Ｐ３に含まれる抵抗Ｒ３、Ｒ４の抵抗値より小さく設定されている、すなわち、第１放電経路Ｐ２の放電時定数が第２放電経路Ｐ３の放電時定数より小さいためである。
【００４６】
また、第２放電経路Ｐ３は、第１放電経路Ｐ２に含まれる接続部材Ｌ１０または第１、第２スイッチＳ１、Ｓ２に異常が発生し、キャパシタＣを放電できないと制御部３０が判定した場合にも選択される経路である。この異常時に制御部３０が第２放電経路Ｐ３を選択する場合の詳細については後述する。
【００４７】
＜４．判定部３３による異常判定＞
制御部３０の判定部３３による組電池１及び第１、第２スイッチＳ１、Ｓ２の異常判定の詳細について説明する。
【００４８】
組電池１に発生する異常として、接続部材Ｌ１０が切断される、あるいは組電池１の組み立て時に接続部材Ｌ１０を配置し忘れるといった理由により、電池スタックＢ１−１、Ｂ１−２間が開放状態になるオープン異常がある。
【００４９】
また、第１、第２スイッチＳ１、Ｓ２に発生する異常として、スイッチがオフ状態を維持し、オン状態に移行しないオープン異常がある。あるいは、スイッチがオン状態を維持し、オフ状態に移行しないショート異常がある。
【００５０】
これらの異常とキャパシタＣの充電電圧及び放電電圧との関係について図面を参照しつつ判定部３３による異常判定について説明する。以下、説明を簡単にするため、キャパシタＣの過渡応答については考慮せず、また説明に使用しない構成の図示を省略することがある。また、電池スタックＢ１の電圧はいずれもＶ１とする。
【００５１】
＜４−１．接続部材Ｌ１０、第１、第２スイッチＳ１、Ｓ２が正常な場合＞
図５を用いて、接続部材Ｌ１０、第１、第２スイッチＳ１、Ｓ２に異常が発生しておらず正常に動作する場合について説明する。図５は、接続部材Ｌ１０、第１、第２スイッチＳ１、Ｓ２が正常な場合のキャパシタＣの電圧を示す図である。
【００５２】
まず、制御部３０は、電池スタックＢ１−１の電圧を検出する。制御部３０は、電圧を検出する電池スタックＢ１−１とキャパシタＣとを含む充電経路Ｐ１を選択する。これにより、キャパシタＣは電池スタックＢ１−１により充電され、キャパシタＣの電圧が電池スタックＢ１−１の電圧と等しいＶ１となる。
【００５３】
第２放電経路Ｐ３に切り替えて電池スタックＢ１−１の電圧を検出すると、制御部３０はキャパシタＣと接続部材Ｌ１０を含む第１放電経路Ｐ２を選択し、キャパシタＣを放電する。これにより、キャパシタＣの電圧はゼロとなる。
【００５４】
次に、制御部３０は、電池スタックＢ１−２とキャパシタＣとを含む充電経路Ｐ１ａを選択し、電池スタックＢ１−２の電圧を検出する。これにより、キャパシタＣは電池スタックＢ１−２により充電され、キャパシタＣの電圧が電池スタックＢ１−２の電圧と等しいＶ１となる。ここで、充電経路Ｐ１ａ（図示せず）の選択において、具体的には制御部３０は、電池スタックＢ１−２と接続する第１、第２スイッチＳ１−２、Ｓ２−２がオン状態となり、それ以外のスイッチＳ１−１、Ｓ２−１、Ｓ３、Ｓ４がオフ状態となるよう制御する。
【００５５】
第２放電経路Ｐ３に切り替えて電池スタックＢ１−２の電圧を検出すると、制御部３０はキャパシタＣと接続部材Ｌ１０を含む第１放電経路Ｐ２を選択し、キャパシタＣを放電する。これにより、キャパシタＣの電圧はゼロとなる。
【００５６】
このように、監視装置２が電池スタックＢ１−１、Ｂ１−２の順に繰り返し電圧を検出する場合、キャパシタＣの電圧は、図５に示すように所定間隔でＶ１とゼロとを繰り返す電圧波形となる。
【００５７】
＜４−２．第１スイッチＳ１−１にオープン異常が発生した場合＞
図６を用いて、第１スイッチＳ１−１がオープン異常である場合について説明する。図６は、第１スイッチＳ１−１にオープン異常が発生した場合のキャパシタＣの電圧を示す図である。
【００５８】
まず、制御部３０は、電池スタックＢ１−１の電圧を検出するために、電池スタックＢ１−１とキャパシタＣとを含む充電経路Ｐ１を選択する（図２参照）。ところが、電池スタックＢ１−１に接続する第１スイッチＳ１−１にオープン異常が発生しているため、第１スイッチＳ１−１がオン状態とならず、フライングキャパシタ部１０に充電経路Ｐ１の閉回路が形成されない。したがって、キャパシタＣは電池スタックＢ１−１で充電されず、元の電圧を維持した状態となる。例えば、キャパシタＣが放電されており電圧がゼロであった場合、制御部３０が電池スタックＢ１−１を含む充電経路Ｐ１を選択したとしても、キャパシタＣの電圧はゼロのままとなる。
【００５９】
一方、第１放電経路Ｐ２及び電池スタックＢ１−２を含む充電経路Ｐ１ａに含まれる接続部材Ｌ１０及び第１、第２スイッチＳ１−２、Ｓ２−１、Ｓ２−２には異常が発生していない。そのため、キャパシタＣの放電及び電池スタックＢ１−２による充電は問題なく行われる。
【００６０】
したがって、この場合のキャパシタＣの電圧は、図６に示すように、電池スタックＢ１−１による充電時及び放電時にゼロとなり、電池スタックＢ１−２による充電時にＶ１となる。
【００６１】
＜４−３．第２スイッチＳ２−２にオープン異常が発生した場合＞
図７は、第２スイッチＳ２−２にオープン異常が発生した場合のキャパシタＣの電圧を示す図である。
【００６２】
第１放電経路Ｐ２及び電池スタックＢ１−１を含む充電経路Ｐ１に含まれる接続部材Ｌ１０及び第１、第２スイッチＳ１−１、Ｓ１−２、Ｓ２−１には異常が発生していない。そのため、キャパシタＣの放電及び電池スタックＢ１−１による充電は問題なく行われる。
【００６３】
一方、電池スタックＢ１−２の電圧を検出する場合、電池スタックＢ１−２に接続される第２スイッチＳ２−２にオープン異常が発生しているため、フライングキャパシタ部１０に電池スタックＢ１−２を含む充電経路Ｐ１ａの閉回路が形成されない。したがって、キャパシタＣは、電池スタックＢ１−２で充電されず、放電電圧を維持した状態となる。
【００６４】
したがって、この場合のキャパシタＣの電圧は、図７に示すように、電池スタックＢ１−２による充電時及び放電時にゼロとなり、電池スタックＢ１−１による充電時にＶ１となる。
【００６５】
＜４−４．判定部３３によるオープン異常判定１＞
このように、充電経路Ｐ１に含まれ、第１放電経路Ｐ２に含まれないスイッチにオープン異常が発生すると、第１放電経路Ｐ２によるキャパシタＣの放電は行われるが充電経路Ｐ１による充電は行われなくなる。
【００６６】
そこで、判定部３３は、充電電圧および放電電圧を検出して例えば電池スタックＢ１−１を含む充電経路Ｐ１による充電が行われておらず、電池スタックＢ１−２を含む充電経路Ｐ１ａによる充電および第１放電経路Ｐ２による放電が行われている場合に、電池スタックＢ１−１を含む充電経路Ｐ１に含まれ、第１放電経路Ｐ２に含まれない第１スイッチＳ１−１がオープン異常であると判定する。具体的には、充電電圧と所定の閾値Ｖｔｈとを比較し、充電電圧が所定の閾値Ｖｔｈ以下である場合に充電が行われていないと判定し、充電経路Ｐ１に含まれる電池スタックＢ１−１に接続する第１、第２スイッチＳ１−１、Ｓ２−１のうち、第１放電経路Ｐ２に含まれない第１スイッチＳ１−１がオープン異常であると判定する。また、判定部３３は、電池スタックＢ１−２を含む充電経路Ｐ１ａによる充電が行われていない場合も同様にして第２スイッチＳ２−２がオープン異常であると判定する。
【００６７】
なお、判定部３３は、放電電圧と所定の閾値Ｖｔｈとを比較し、放電電圧が所定の閾値Ｖｔｈ以下である場合に放電が行われていると判定する。所定の閾値Ｖｔｈは、キャパシタＣの過渡応答等に応じて決定される閾値であって、必ずしもゼロでなくともよい。なお、これまでの説明および以下の説明において、充電電圧や放電電圧を検出するときは、各充電期間や放電期間の終了時に一瞬第２放電経路Ｐ３を選択して充電電圧や放電電圧を読み取っていることに留意すべきである。
【００６８】
＜４−５．第２スイッチＳ２−１にオープン異常が発生した場合＞
まず、電池スタックＢ１−１の電圧を検出する場合、電池スタックＢ１−１に接続される第２スイッチＳ２−１にオープン異常が発生しているため、フライングキャパシタ部１０に電池スタックＢ１−１を含む充電経路Ｐ１の閉回路が形成されない。したがって、キャパシタＣは、電池スタックＢ１−１で充電されず、放電電圧を維持した状態となる。
【００６９】
また、第２スイッチＳ２−１は第１放電経路Ｐ２にも含まれる（図３参照）。したがって、フライングキャパシタ部１０に第１放電経路Ｐ２の閉回路が形成されないため、キャパシタＣは放電されず、充電電圧を維持した状態となる。
【００７０】
一方、電池スタックＢ１−２を含む充電経路Ｐ１ａに含まれる第１、第２スイッチＳ１−２、Ｓ２−２には異常が発生していない。そのため、キャパシタＣは電池スタックＢ１−２によって充電される。
【００７１】
したがって、この場合のキャパシタＣの電圧は、電池スタックＢ１−２によってキャパシタＣが充電されるまで、キャパシタＣの電圧はゼロとなる。また、電池スタックＢ１−２によってキャパシタＣが充電されると、キャパシタＣの電圧は、フライングキャパシタ部１０に含まれる寄生抵抗等の影響により多少放電するものの、電池スタックＢ１−２による充電電圧を維持した状態となる。
【００７２】
＜４−６．第１スイッチＳ１−２にオープン異常が発生した場合＞
電池スタックＢ１−１の電圧を検出する場合、電池スタックＢ１−１を含む充電経路Ｐ１に含まれる第１、第２スイッチＳ１−１、Ｓ２−１には異常が発生していない。そのため、キャパシタＣは電池スタックＢ１−１によって充電される。
【００７３】
一方、電池スタックＢ１−２の電圧を検出する場合、電池スタックＢ１−２に接続される第１スイッチＳ１−２にオープン異常が発生しているため、フライングキャパシタ部１０に電池スタックＢ１−２を含む充電経路Ｐ１ａの閉回路が形成されない。したがって、キャパシタＣは、電池スタックＢ１−２で充電されず、放電電圧を維持した状態となる。
【００７４】
また、第１スイッチＳ１−２は第１放電経路Ｐ２にも含まれる（図３参照）。したがって、フライングキャパシタ部１０に第１放電経路Ｐ２の閉回路が形成されないため、キャパシタＣは放電されず、充電電圧を維持した状態となる。
【００７５】
したがって、この場合のキャパシタＣの電圧は、電池スタックＢ１−１によってキャパシタＣが充電されると、フライングキャパシタ部１０に含まれる寄生抵抗等の影響により多少放電するものの、電池スタックＢ１−１による充電電圧を維持した状態となる。
【００７６】
＜４−７．接続部材Ｌ１０にオープン異常が発生した場合＞
電池スタックＢ１の電圧を検出する場合、電池スタックＢ１を含む充電経路Ｐ１に含まれる第１、第２スイッチＳ１、Ｓ２には異常が発生していない。そのため、キャパシタＣは電池スタックＢ１によって充電される。
【００７７】
一方、接続部材Ｌ１０は第１放電経路Ｐ２に含まれる（図３参照）。したがって、フライングキャパシタ部１０に第１放電経路Ｐ２の閉回路が形成されないため、キャパシタＣは放電されず、充電電圧を維持した状態となる。
【００７８】
したがって、この場合のキャパシタＣの電圧は、電池スタックＢ１によってキャパシタＣが充電されると、キャパシタＣの電圧は、フライングキャパシタ部１０に含まれる寄生抵抗等の影響により多少放電するものの、電池スタックＢ１による充電電圧を維持した状態となる。
【００７９】
＜４−８．判定部３３によるオープン異常判定２＞
このように、第１放電経路Ｐ２に含まれる接続部材Ｌ１０、第１スイッチＳ１−２及び第２スイッチＳ２−１のいずれかがオープン異常である場合、キャパシタＣの放電が行われない。したがって、いずれの場合もキャパシタＣは、フライングキャパシタ部１０に含まれる寄生抵抗等の影響により多少放電するものの電池スタックＢ１の電圧とほぼ等しい電圧Ｖ１を維持した状態となり、異常個所を特定しづらい。
【００８０】
そのため、充電経路Ｐ１による充電電圧または第１放電経路Ｐ２による放電電圧の少なくとも一方に応じて組電池１および第１、第２スイッチＳ１、Ｓ２の異常を判定すると、異常箇所を誤判定してしまう可能性がある。そこで、本実施形態の判定部３３は、キャパシタＣが第１放電経路Ｐ２で放電されていない場合、すなわち、接続部財Ｌ１０、第１、第２スイッチＳ１、Ｓ２のいずれかがオープン異常であると判定した場合、引き続き、充電経路Ｐ１による充電電圧または第２放電経路Ｐ３による放電電圧の少なくとも一方に応じて異常個所を特定する。
【００８１】
具体的には、本実施形態の制御部３０は、キャパシタＣの放電電圧が規定範囲内である場合、キャパシタＣが放電されていないと判定し、放電経路選択部３２に第２放電経路Ｐ３を選択するよう指示する。このように、制御部３０が第１放電経路Ｐ２とは異なる第２放電経路Ｐ３を選択することで、キャパシタＣを放電することができる。なお、規定範囲は、電池スタックＢ１の電圧Ｖ１を含む所定の範囲であり、ここではＶ１±ΔＶとする。
【００８２】
また、制御部３０は、充電経路選択部３１に第１放電経路Ｐ２に含まれる接続部材Ｌ１０を介して接続する一方の電池スタックＢ１−１を含む充電経路Ｐ１と、他方の電池スタックＢ１−２を含む充電経路Ｐ１ａとを選択するよう指示する。これにより、制御部３０は、異常箇所を特定する。
【００８３】
以下、制御部３０による異常箇所の特定について説明する。まず、第２スイッチＳ２−１にオープン異常が発生した場合の異常箇所の特定について説明する。図８は、第２スイッチＳ２−１にオープン異常が発生した場合のキャパシタＣの電圧を示す図である。
【００８４】
まず、電池スタックＢ１−１に接続される第２スイッチＳ２−１がオープン異常である場合、第２放電経路Ｐ３による放電及び電池スタックＢ１−２による充電は行われるが、第１放電経路Ｐ２による放電及び電池スタックＢ１−１による充電は行われない。
【００８５】
したがって、図８に示すように、電池スタックＢ１−２によってキャパシタＣが充電された後、第１放電経路Ｐ２が選択されてもキャパシタＣの電圧は寄生抵抗等の影響により多少放電するものの、電池スタックＢ１−２による充電電圧を維持した状態となる。この場合、制御部３０は、第１放電経路Ｐ２で放電されていないと判定し、第２放電経路Ｐ３を選択する。これによりキャパシタＣは放電され、放電電圧がゼロとなる。
【００８６】
第２放電経路Ｐ３によってキャパシタＣを放電すると、制御部３０は、電池スタックＢ１−１でキャパシタＣを充電するために充電経路Ｐ１を選択する。しかしながら、電池スタックＢ１−１に接続される第２スイッチＳ２−１がオープン異常であるため、キャパシタＣは充電されず、キャパシタＣの充電電圧はゼロとなる。次に制御部３０は、キャパシタＣを放電するために第１放電経路Ｐ２を選択する。この場合、キャパシタＣは充電電圧を維持した状態となり、キャパシタＣの電圧はゼロとなる。この場合、制御部３０は第１放電経路Ｐ２を選択した後、第２放電経路Ｐ３は選択せず、電池スタックＢ１−２によってキャパシタＣを充電するために、充電経路Ｐ１ａを選択する。
【００８７】
そこで、判定部３３は、第２放電経路Ｐ３で放電した後に、電池スタックＢ１−１を含む充電経路Ｐ１で充電したキャパシタＣの充電電圧が、所定の閾値Ｖｔｈ以下である場合に、電池スタックＢ１−１を含む充電経路Ｐ１に含まれ、かつ第１放電経路Ｐ２に含まれる第２スイッチＳ２−１がオープン異常であると判定する。
【００８８】
次に、第１スイッチＳ１−２にオープン異常が発生した場合の異常箇所の特定について説明する。図９は、第１スイッチＳ１−２にオープン異常が発生した場合のキャパシタＣの電圧を示す図である。
【００８９】
電池スタックＢ１−２に接続される第１スイッチＳ１−２がオープン異常である場合、第２放電経路Ｐ３による放電及び電池スタックＢ１−１による充電は行われるが、第１放電経路Ｐ２による放電及び電池スタックＢ１−２による充電は行われない。
【００９０】
したがって、図９に示すように、電池スタックＢ１−１によってキャパシタＣが充電された後、第１放電経路Ｐ２が選択されてもキャパシタＣの電圧は寄生抵抗等の影響により多少放電するものの、電池スタックＢ１−１による充電電圧を維持した状態となる。この場合、制御部３０は、第１放電経路Ｐ２で放電されていないと判定し、第２放電経路Ｐ３を選択する。これによりキャパシタＣは放電され、放電電圧がゼロとなる。
【００９１】
第２放電経路Ｐ３によってキャパシタＣを放電すると、制御部３０は、電池スタックＢ１−２でキャパシタＣを充電するために充電経路Ｐ１ａを選択する。しかしながら、電池スタックＢ１−２に接続される第１スイッチＳ１−２がオープン異常であるため、キャパシタＣは充電されず、キャパシタＣの充電電圧はゼロとなる。次に制御部３０は、キャパシタＣを放電するために第１放電経路Ｐ２を選択する。この場合、キャパシタＣは充電電圧を維持した状態となり、キャパシタＣの電圧はゼロとなる。この場合、制御部３０は第１放電経路Ｐ２を選択した後、第２放電経路Ｐ３は選択せず、電池スタックＢ１−１によってキャパシタＣを充電するために、充電経路Ｐ１を選択する。
【００９２】
そこで、判定部３３は、第２放電経路Ｐ３で放電した後に、電池スタックＢ１−２を含む充電経路Ｐ１ａで充電したキャパシタＣの充電電圧が、所定の閾値Ｖｔｈ以下である場合に、電池スタックＢ１−２を含む充電経路Ｐ１ａに含まれ、かつ第１放電経路Ｐ２に含まれる第１スイッチＳ１−２がオープン異常であると判定する。
【００９３】
続いて、接続部材Ｌ１０にオープン異常が発生した場合の異常箇所の特定について説明する。図１０は、接続部材Ｌ１０にオープン異常が発生した場合のキャパシタＣの電圧を示す図である。
【００９４】
接続部材Ｌ１０がオープン異常である場合、第２放電経路Ｐ３による放電及び電池スタックＢ１による充電が行われるが、第１放電経路Ｐ２による放電は行われない。
【００９５】
したがって、図１０に示すように、電池スタックＢ１−１によってキャパシタＣが充電された後、第１放電経路Ｐ２が選択されてもキャパシタＣの電圧は寄生抵抗等の影響により多少放電するものの、電池スタックＢ１−１による充電電圧を維持した状態となる。この場合、制御部３０は、第１放電経路Ｐ２で放電されていないと判定し、第２放電経路Ｐ３を選択する。これによりキャパシタＣは放電され、放電電圧がゼロとなる。
【００９６】
第２放電経路Ｐ３によってキャパシタＣを放電すると、制御部３０は、電池スタックＢ１−２でキャパシタＣを充電するために充電経路Ｐ１ａを選択する。キャパシタＣは電池スタックＢ１−２により充電され、キャパシタＣの充電電圧はＶ１となる。次に制御部３０は、キャパシタＣを放電するために第１放電経路Ｐ２を選択する。第１放電経路Ｐ２が選択されてもキャパシタＣの電圧は寄生抵抗等の影響により多少放電するものの、電池スタックＢ１−１による充電電圧を維持した状態となる。この場合、制御部３０は、第１放電経路Ｐ２で放電されていないと判定し、第２放電経路Ｐ３を選択する。これによりキャパシタＣは放電され、放電電圧がゼロとなる。
【００９７】
そこで、判定部３３は、第２放電経路Ｐ３で放電した後に電池スタックＢ１−１を含む充電経路Ｐ１で充電したキャパシタＣの充電電圧が規定範囲内であり、第２放電経路Ｐ３で放電した後に電池スタックＢ１−２を含む充電経路Ｐ１ａで充電したキャパシタＣの充電電圧が規定範囲内である場合に、第１放電経路Ｐ２に含まれる接続部材Ｌ１０がオープン異常であると判定する。
【００９８】
このように、第１放電経路Ｐ２に異常が発生し、キャパシタＣの放電が行えない場合は、第１放電経路Ｐ２とは異なる第２放電経路Ｐ３を選択することで、キャパシタＣの放電を行ってから、電池スタックＢ１の電圧を検出することができ、第１放電経路Ｐ２の異常箇所を特定することができる。
【００９９】
なお、第２放電経路Ｐ３は放電時定数が大きいため、放電に時間がかかる。そのため、検出部２０によって第２放電経路Ｐ３による放電電圧を所定の間隔で検出することで、キャパシタＣが放電されているか否かを制御部３０が判定するようにしてもよい。制御部３０は、キャパシタＣが放電されていると判定した場合、キャパシタＣの電荷がゼロになる前にキャパシタＣの放電を終了し、電池スタックＢ１の電圧を検出するようにする。これにより、キャパシタＣの放電時間の増加を抑制することができる。
【０１００】
また、上述した例では、第１放電経路Ｐ２で放電できなかった場合に、制御部３０が第２放電経路Ｐ３を選択するようにしているが、制御部３０が一度第１放電経路Ｐ２で放電できないと判定し第２放電経路Ｐ３を選択すると、次回から第１放電経路Ｐ２を選択することなく第２放電経路Ｐ３を選択するようにしてもよい。
【０１０１】
＜４−９．第１スイッチＳ１−１にショート異常が発生した場合＞
続いて、第１スイッチＳ１−１がショート異常である場合について説明する。図１１は電池スタックＢ１−２を含む充電経路Ｐ１ａを選択した場合にフライングキャパシタ部１０に形成される閉回路Ｐ４を示す図である。また、図１２は第１放電経路Ｐ２を選択した場合にフライングキャパシタ部１０に形成される閉回路Ｐ５を示す図であり、図１３は図１２に示す閉回路Ｐ５の等価回路を示す図である。さらに、図１４は第１スイッチＳ１−１にショート異常が発生した場合のキャパシタＣの電圧を示す図である。
【０１０２】
電池スタックＢ１−１の電圧を検出する場合、制御部３０は、電池スタックＢ１−１を含む充電経路Ｐ１を選択する（図２参照）。この場合、キャパシタＣは電池スタックＢ１−１によって電圧Ｖ１に充電される。
【０１０３】
一方、充電経路選択部３１が電池スタックＢ１−２を含む充電経路Ｐ１ａを選択した場合、第１スイッチＳ１−１がオン状態を維持しているため、フライングキャパシタ部１０には図１１に示す閉回路Ｐ４が形成される。この場合、閉回路Ｐ４の点Ａ１における電圧は、電池スタックＢ１−１、Ｂ１−２の電圧の合計値である２×Ｖ１となる。
【０１０４】
また、点Ａ２における電圧は、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２によって電池スタックＢ１−１の電圧が抵抗分圧された値となる。ここで、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２の抵抗値が同じであるとすると、点Ａ２における電圧は、電池スタックＢ１−１の電圧の半分である１／２×Ｖ１となる。
【０１０５】
したがって、抵抗Ｒ２２による電圧降下を考慮しない場合、キャパシタＣの電圧は、２×Ｖ１−１／２×Ｖ１＝３／２×Ｖ１となる。このように、充電経路選択部３１が電池スタックＢ１−２を含む充電経路Ｐ１ａを選択した場合、キャパシタＣの充電電圧は、電池スタックＢ１の電圧より大きい電圧Ｖ２（Ｖ２＞Ｖ１、ここではＶ２＝３／２×Ｖ１）となる。
【０１０６】
また、放電経路選択部３２が第１放電経路Ｐ２を選択した場合、第１スイッチＳ１−１がオン状態を維持しているため、フライングキャパシタ部１０には図１２に示す閉回路Ｐ５が形成される。図１３に、抵抗Ｒ２１による電圧降下を考慮しない場合の閉回路Ｐ５の等価回路を示す。
【０１０７】
図１３に示すように、点Ａ３における電圧は、電池スタックＢ１−１の電圧Ｖ１となる。また、点Ａ２における電圧は、抵抗Ｒ１２、Ｒ２１によって電池スタックＢ１−１の電圧が抵抗分圧された値となる。ここで、抵抗Ｒ１２、Ｒ２１の抵抗値が同じであるとすると、点Ａ２における電圧は、電池スタックＢ１−１の電圧の半分である１／２×Ｖ１となる。
【０１０８】
そのため、抵抗Ｒ２１による電圧降下を考慮しない場合、キャパシタＣの電圧は、Ｖ１−１／２×Ｖ１＝１／２×Ｖ１となる。このように、放電経路選択部３２が第１放電経路Ｐ２を選択した場合、キャパシタＣの放電電圧は、電池スタックＢ１の電圧より小さい電圧Ｖ３（Ｖ３＜Ｖ１、ここではＶ３＝１／２×Ｖ１）となる。
【０１０９】
したがって、第１スイッチＳ１−１がショート異常である場合のキャパシタＣの電圧は、図１４に示すように、電池スタックＢ１−１による充電時にＶ１、放電時にＶ３＝１／２×Ｖ１及び電池スタックＢ１−２による充電時にＶ２＝３／２×Ｖ１となる。
【０１１０】
＜４−１０．第２スイッチＳ２−２にショート異常が発生した場合＞
第２スイッチＳ２−２がショート異常である場合について説明する。図１５は、電池スタックＢ１−１を含む充電経路Ｐ１を選択した場合にフライングキャパシタ部１０に形成される閉回路Ｐ６を示す図である。また、図１６は第１放電経路Ｐ２を選択した場合にフライングキャパシタ部１０に形成される閉回路Ｐ７を示す図であり、図１７は図１６に示す閉回路Ｐ７の等価回路を示す図である。さらに図１８は第２スイッチＳ２−２にショート異常が発生した場合のキャパシタＣの電圧を示す図である。
【０１１１】
電池スタックＢ１−２の電圧を検出する場合、制御部３０は電池スタックＢ１−２を含む充電経路Ｐ１ａを選択する。この場合、キャパシタＣは電池スタックＢ１−２によって電圧Ｖ１に充電される。
【０１１２】
一方、充電経路選択部３１が電池スタックＢ１−１を含む充電経路Ｐ１を選択した場合、第２スイッチＳ２−２がオン状態を維持しているため、フライングキャパシタ部１０には図１５に示す閉回路Ｐ６が形成される。この場合、閉回路Ｐ６の点Ａ４における電圧は、抵抗Ｒ２１、Ｒ２２によって電池スタックＢ１−２の電圧が抵抗分圧された値と電池スタックＢ１−１の電圧の合計値である３／２×Ｖ１となる。
【０１１３】
点Ａ２における電圧は、抵抗Ｒ１１による電圧降下を考慮しない場合、グランドの電圧となる。したがって、キャパシタＣの電圧は、Ｖ２＝３／２×Ｖ１となる。このように、充電経路選択部３１が電池スタックＢ１−２を含む充電経路Ｐ１ａを選択した場合、キャパシタＣの充電電圧は、電池スタックＢ１の電圧より大きい電圧Ｖ２となる。
【０１１４】
また、放電経路選択部３２が第１放電経路Ｐ２を選択した場合、第２スイッチＳ２−２がオン状態を維持しているため、フライングキャパシタ部１０には図１６に示す閉回路Ｐ７が形成される。図１７に、抵抗Ｒ１２による電圧降下を考慮しない場合の閉回路Ｐ７の等価回路を示す。
【０１１５】
図１７に示すように、点Ａ１における電圧は、電池スタックＢ１−２の電圧Ｖ１となる。また、点Ａ４における電圧は、抵抗Ｒ２２、Ｒ２１によって電池スタックＢ１−２の電圧が抵抗分圧された値となる。ここで、抵抗Ｒ２２、Ｒ２１の抵抗値が同じであるとすると、点Ａ４における電圧は、電池スタックＢ１−２の電圧の半分である１／２×Ｖ１となる。
【０１１６】
そのため、抵抗Ｒ１２による電圧降下を考慮しない場合、キャパシタＣの電圧は、Ｖ１−１／２×Ｖ１＝１／２×Ｖ１となる。このように、放電経路選択部３２が第１放電経路Ｐ２を選択した場合、キャパシタＣの放電電圧は、電池スタックＢ１の電圧より小さい電圧Ｖ３となる。
【０１１７】
したがって、第２スイッチＳ２−２がショート異常である場合のキャパシタＣの電圧は、図１８に示すように、電池スタックＢ１−１による充電時にＶ２＝３／２×Ｖ１、放電時にＶ３＝１／２×Ｖ１及び電池スタックＢ１−２による充電時にＶ１となる。
【０１１８】
＜４−１１．判定部３３によるショート異常判定１＞
このように、電圧を検出する電池スタックＢ１−１に、隣接する電池スタックＢ１−２を介して接続する第２スイッチＳ２−２にショート異常が発生した場合、キャパシタＣの充電電圧が、電池スタックＢ１の電圧より大きくなる。これは、隣接する電池スタックＢ１−２が充電経路Ｐ１に含まれてしまうためである。
【０１１９】
そこで、判定部３３は、キャパシタＣの充電電圧が、上述した規定範囲より大きい第１範囲内である場合に、充電経路Ｐ１に含まれる電池スタックＢ１−１に隣接する電池スタックＢ１−２を介して接続する第２スイッチＳ２−２がショート異常であると判定する。なお、判定部３３は、充電経路Ｐ１ａに含まれる電池スタック、すなわち電圧を検出する電池スタックが電池スタックＢ１−２で有る場合も同様にして第１スイッチＳ１−１がショート異常であると判定する。
【０１２０】
＜４−１２．第２スイッチＳ２−１にショート異常が発生した場合＞
第２スイッチＳ２−１がショート異常である場合について説明する。図１９は第２スイッチＳ２−１にショート異常が発生した場合のキャパシタＣの電圧を示す図である。
【０１２１】
電池スタックＢ１−１の電圧を検出する場合、制御部３０は電池スタックＢ１−１を含む充電経路Ｐ１を選択する（図２参照）。この場合、キャパシタＣは電池スタックＢ１−１によって電圧Ｖ１に充電される。また、キャパシタＣを放電する場合、制御部３０は第１放電経路Ｐ２を選択する（図３参照）。この場合、キャパシタＣは第１放電経路Ｐ２で放電され、放電電圧はゼロとなる。
【０１２２】
一方、充電経路選択部３１が電池スタックＢ１−２を含む充電経路Ｐ１ａを選択した場合、第２スイッチＳ２−１がオン状態を維持しているため、フライングキャパシタ部１０には閉回路Ｐ７が形成される（図１６参照）。この場合、キャパシタＣの電圧は、上述したように、電池スタックＢ１の電圧より小さい電圧Ｖ３（Ｖ３＝１／２×Ｖ１）となる。
【０１２３】
したがって、第２スイッチＳ２−１がショート異常である場合のキャパシタＣの電圧は、図１９に示すように、電池スタックＢ１−１による充電時にＶ１、放電時にゼロとなり、電池スタックＢ１−２による充電時にＶ３＝１／２×Ｖ１となる。
【０１２４】
＜４−１３．第１スイッチＳ１−２にショート異常が発生した場合＞
第１スイッチＳ１−２がショート異常である場合について説明する。図２０は第１スイッチＳ１−２にショート異常が発生した場合のキャパシタＣの電圧を示す図である。
【０１２５】
電池スタックＢ１−２の電圧を検出する場合、制御部３０は電池スタックＢ１−２を含む充電経路Ｐ１ａを選択する。この場合、キャパシタＣは電池スタックＢ１−２によって電圧Ｖ１に充電される。また、キャパシタＣを放電する場合、制御部３０は第１放電経路Ｐ２を選択する（図３参照）。この場合、キャパシタＣは第１放電経路Ｐ２で放電され、放電電圧はゼロとなる。
【０１２６】
一方、充電経路選択部３１が電池スタックＢ１−１を含む充電経路Ｐ１を選択した場合、第１スイッチＳ１−２がオン状態を維持しているため、フライングキャパシタ部１０には閉回路Ｐ５が形成される（図１２参照）。この場合、キャパシタＣの電圧は、上述したように、電池スタックＢ１の電圧より小さい電圧Ｖ３（Ｖ３＝１／２×Ｖ１）となる。
【０１２７】
したがって、第１スイッチＳ１−２がショート異常である場合のキャパシタＣの電圧は、図２０に示すように、電池スタックＢ１−１による充電時にＶ３＝１／２×Ｖ１、放電時にゼロとなり、電池スタックＢ１−２による充電時にＶ１となる。
【０１２８】
＜４−１４．判定部３３によるショート異常判定２＞
このように、電圧を検出する電池スタックＢ１−２に、接続部材Ｌ１０を介して接続する第１スイッチＳ１−２にショート異常が発生した場合、キャパシタＣの充電電圧が、電池スタックＢ１の電圧より小さくなる。これは、キャパシタＣの一端が、抵抗Ｒ１２を介して電池スタックＢ１−１の正極端子と接続するとともに、抵抗Ｒ２１を介して電池スタックＢ１−２の負極端子とも接続されてしまうためである。
【０１２９】
そこで、判定部３３は、電池スタックＢ１−２による充電電圧が、上述した規定範囲より小さく所定の閾値Ｖｔｈより大きい第２範囲内である場合に、充電経路Ｐ１ａに含まれる電池スタックＢ１−２に、接続部材Ｌ１０を介して接続する第２スイッチＳ２−１がショート異常であると判定する。なお、判定部３３は、充電経路Ｐ１に含まれる電池スタック、電圧を検出する電池スタックが電池スタックＢ１−１で有る場合も同様にして第１スイッチＳ１−２がショート異常であると判定する。
【０１３０】
＜５．電圧検出処理＞
続いて、図２１を用いて、制御部３０が実行する電圧検出処理について説明する。図２１は、電圧検出処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。ここでは、制御部３０が電池スタックＢ１−１、Ｂ１−２の各電圧を検出するとともに異常判定を行う場合について説明する。
【０１３１】
まず、制御部３０は、電圧を検出する電池スタックとして電池スタックＢ１−１を選択し、電池スタックＢ１−１を含む充電経路Ｐ１を選択する（ステップＳ１０１）。次に制御部３０は、第１、第２切替部１１、１２を制御し、電池スタックＢ１−１でキャパシタＣを充電する（ステップＳ１０２）。具体的には、制御部３０は、第１切替部１１の第１、第２スイッチＳ１−１、Ｓ２−１がオン状態となり、第１切替部１１の第１、第２スイッチＳ１−２、Ｓ２−２及び第２切替部１２の第３、第４スイッチＳ３、Ｓ４がオフ状態となるように制御する。これにより、電池スタックＢ１−１の電圧がキャパシタＣに充電される。
【０１３２】
制御部３０は、ステップＳ１０５で第１、第２切替部１１、１２を制御した後、キャパシタＣの充電が完了するのに要するであろう予め定めた所定期間Ｔ１が経過するのを待つ。この所定期間Ｔ１の経過後に第２放電経路Ｐ３の閉回路を形成してキャパシタＣの充電電圧を電池スタックＢ１−１の電圧として検出するよう第１、第２切替部１１、１２を制御する。具体的には、制御部３０は、第１切替部１１の第１、第２スイッチＳ１、Ｓ２がオフ状態となり、第２切替部１２の第３、第４スイッチＳ３、Ｓ４がオン状態となるように制御する。これにより、検出部２０がキャパシタＣと接続され、接続された瞬間のキャパシタＣの両端の電圧を検出する。
【０１３３】
制御部３０は、検出部２０によって検出されたキャパシタＣの充電電圧と所定の閾値Ｖｔｈとを比較する（ステップＳ１０３）。比較の結果、キャパシタＣの充電電圧が所定の閾値Ｖｔｈ以下の場合（ステップＳ１０３のＹｅｓ）、制御部３０は、第１スイッチＳ１−１がオープン異常であると判定する（ステップＳ１０４）。
【０１３４】
一方、キャパシタＣの充電電圧が所定の閾値Ｖｔｈより大きい場合（ステップＳ１０３のＮｏ）、制御部３０は、充電電圧が第２範囲内であるか否か判定する（ステップＳ１０５）。充電電圧が第２範囲内である場合（ステップＳ１０５のＹｅｓ）、制御部３０は、第１スイッチＳ１−２がショート異常であると判定する（ステップＳ１０６）。
【０１３５】
一方、キャパシタＣの充電電圧が第２範囲外である場合（ステップＳ１０５のＮｏ）、制御部３０は、充電電圧が第１範囲内であるか否か判定する（ステップＳ１０７）。充電電圧が第１範囲内である場合（ステップＳ１０７のＹｅｓ）、制御部３０は、第２スイッチＳ２−２がショート異常であると判定する（ステップＳ１０８）。
【０１３６】
一方、キャパシタＣの充電電圧が第１範囲外である場合（ステップＳ１０７のＮｏ）、制御部３０は、接続部材Ｌ１０を含む第１放電経路Ｐ２を選択し（ステップＳ１０９）、キャパシタＣを放電する（ステップＳ１１０）。具体的には、制御部３０は、第１切替部１１の第１、第２スイッチＳ１−２、Ｓ２−１がオン状態となり、第１切替部１１の第１、第２スイッチＳ１−１、Ｓ２−２及び第２切替部１２の第３、第４スイッチＳ３、Ｓ４がオフ状態となるように制御する。これにより、キャパシタＣが放電する。
【０１３７】
制御部３０は、ステップＳ１１０で第１、第２切替部１１、１２を制御した後、キャパシタＣの放電が完了するのに要するであろう予め定めた所定期間Ｔ２が経過するのを待つ。この所定期間Ｔ２の経過後に第２放電経路Ｐ３の閉回路を形成してキャパシタＣの放電電圧を電池スタックＢ１−１の電圧として検出するよう第１、第２切替部１１、１２を制御する。具体的には、制御部３０は、第１切替部１１の第１、第２スイッチＳ１、Ｓ２がオフ状態となり、第２切替部１２の第３、第４スイッチＳ３、Ｓ４がオン状態となるように制御する。これにより、検出部２０がキャパシタＣと接続され、接続された瞬間のキャパシタＣの両端の電圧を検出する。このように、制御部３０は、検出部２０によってキャパシタＣの充電電圧または放電電圧を検出する場合、上述したように第２放電経路Ｐ３を選択する。以下、制御部３０は、同様にしてキャパシタＣの充電電圧または放電電圧を検出するため説明を省略する。
【０１３８】
次に、制御部３０は、検出部２０によって検出された放電電圧と所定の閾値Ｖｔｈとを比較する（ステップＳ１１１）。比較の結果、キャパシタＣの放電電圧が所定の閾値Ｖｔｈより大きい場合（ステップＳ１１１のＮｏ）、制御部３０は、異常特定処理を実行する（ステップＳ１１２）。異常特定処理については図２２を用いて後述する。
【０１３９】
キャパシタＣの放電電圧が所定の閾値Ｖｔｈ以下の場合（ステップＳ１１１のＹｅｓ）、制御部３０は、次に電圧を検出する電池スタックとして電池スタックＢ１−２を選択し、電池スタックＢ１−２を含む充電経路Ｐ１ａを選択する（ステップＳ１１３）。
【０１４０】
次に制御部３０は、第１、第２切替部１１、１２を制御し、電池スタックＢ１−２でキャパシタＣを充電する（ステップＳ１１４）。制御部３０は、キャパシタＣの充電電圧と所定の閾値Ｖｔｈとを比較する（ステップＳ１１５）。比較の結果、キャパシタＣの充電電圧が所定の閾値Ｖｔｈ以下の場合（ステップＳ１１５のＹｅｓ）、制御部３０は、第２スイッチＳ２−２がオープン異常であると判定する（ステップＳ１１６）。
【０１４１】
一方、キャパシタＣの充電電圧が所定の閾値Ｖｔｈより大きい場合（ステップＳ１１５のＮｏ）、制御部３０は、充電電圧が第２範囲内であるか否か判定する（ステップＳ１１７）。充電電圧が第２範囲内である場合（ステップＳ１１７のＹｅｓ）、制御部３０は、第２スイッチＳ２−１がショート異常であると判定する（ステップＳ１１８）。
【０１４２】
一方、キャパシタＣの充電電圧が第２範囲外である場合（ステップＳ１１７のＮｏ）、制御部３０は、充電電圧が第１範囲内であるか否か判定する（ステップＳ１１９）。充電電圧が第１範囲内である場合（ステップＳ１１９のＹｅｓ）、制御部３０は、第１スイッチＳ１−１がショート異常であると判定する（ステップＳ１２０）。
【０１４３】
一方、キャパシタＣの充電電圧が第１範囲外である場合（ステップＳ１１９のＮｏ）、制御部３０は、接続部材Ｌ１０を含む第１放電経路Ｐ２を選択して（ステップＳ１２１）、キャパシタＣを放電し（ステップＳ１２２）、処理を終了する。
【０１４４】
＜６．異常特定処理＞
図２２を用いて、制御部３０が実行する異常特定処理について説明する。図２２は、異常特定処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【０１４５】
まず、制御部３０は、抵抗Ｒ３、Ｒ４を含む第２放電経路Ｐ３を選択し、第２放電経路Ｐ３でキャパシタＣを放電する（ステップＳ２０１）。次に、制御部３０は、第１放電経路Ｐ２に含まれる接続部材Ｌ１０を介して接続する一方の電池スタックＢ１−１を含む充電経路Ｐ１を選択し、電池スタックＢ１−１でキャパシタＣを充電する（ステップＳ２０２）。
【０１４６】
キャパシタＣの充電後、制御部３０は、充電電圧と所定の閾値Ｖｔｈとを比較する（ステップＳ２０３）。比較の結果、キャパシタＣの充電電圧が所定の閾値Ｖｔｈ以下の場合（ステップＳ２０３のＹｅｓ）、制御部３０は、第２スイッチＳ２−１がオープン異常であると判定する（ステップＳ２０４）。
【０１４７】
一方、キャパシタＣの充電電圧が所定の閾値Ｖｔｈより大きい場合（ステップＳ２０３のＮｏ）、制御部３０は、第１放電経路Ｐ２を選択し、第１放電経路Ｐ２でキャパシタＣを放電する（ステップＳ２０５）。次に、制御部３０は、放電電圧と所定の閾値Ｖｔｈとを比較する（ステップＳ２０６）。比較の結果、キャパシタＣの放電電圧が所定の閾値Ｖｔｈより大きい場合（ステップＳ２０６のＮｏ）、制御部３０は第２放電経路Ｐ３を選択し、第２放電経路Ｐ３でキャパシタＣを放電する（ステップＳ２０７）。次に、制御部３０は、第１放電経路Ｐ２に含まれる接続部材Ｌ１０を介して接続する他方の電池スタックＢ１−２を含む充電経路Ｐ１ａを選択し、電池スタックＢ１−２でキャパシタＣを充電する（ステップＳ２０８）。一方、キャパシタＣの放電電圧が所定の閾値Ｖｔｈ以下の場合（ステップＳ２０６のＹｅｓ）、制御部３０は、第２放電経路Ｐ３を選択せずにステップＳ２０８へ進む。
【０１４８】
ステップＳ２０８でキャパシタＣを充電した後、制御部３０は、充電電圧と所定の閾値Ｖｔｈとを比較する（ステップＳ２０９）。比較の結果、キャパシタＣの充電電圧が所定の閾値Ｖｔｈ以下の場合（ステップ２０９のＹｅｓ）、制御部３０は、第１スイッチＳ１−２がオープン異常であると判定する（ステップＳ２１０）。
【０１４９】
一方、キャパシタＣの充電電圧が所定の閾値Ｖｔｈより大きい場合（ステップＳ２０９のＮｏ）、制御部３０は、接続部材Ｌ１０がオープン異常であると判定する（ステップＳ２１１）。
【０１５０】
＜充放電システムへの適用例＞
次に、図２３を用いて、図１に示す組電池システム１００を充放電システムＳＴ１に適用した場合について説明する。図２３は、充放電システムＳＴ１の概要を示す図である。図２３に示す、充放電システムＳＴ１は、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ：Hybrid  Electric  Vehicle）、電気自動車（ＥＶ：Electric  Vehicle）、及び、燃料電池自動車（ＦＣＶ：Fuel  Cell  Vehicle）等の車両駆動用電源として用いられる。
【０１５１】
充放電システムＳＴ１は、組電池１と、電池監視システムＷＳ１と、車両制御装置２００と、モータ３００と、電圧変換器４００と、リレー５００とを含むシステムである。また、電池監視システムＷＳ１は、モニタＩＣ３４等を備えた複数のサテライト基板３と、監視装置２とを含むシステムである。また、充放電システムＳＴ１に含まれる組電池１と監視装置２とが図１に示す組電池システム１００に相当する。
【０１５２】
図２３の組電池１は、車体と絶縁された電池であり、複数のブロックにより構成されている。１つのブロックでは１６の電池セルが互いに直列に接続され、これら１６の電池セルが１つのサテライト基板３に設けられたモニタＩＣ３４と電気的に接続されている。そのため、１つのブロックの各電池セルの電圧は、１つのサテライト基板３に設けられたモニタＩＣ３４により計測される。
【０１５３】
なお、１つのサテライト基板３には第１モニタＩＣ３４ａと、第２モニタＩＣ３４ｂとの２つのモニタＩＣが設けられており、第１モニタＩＣ３４ａ及び第２モニタＩＣ３４ｂが、１つのブロックの電池セルを二分して、８セルずつを１つのグループとして受け持つようになっている。なお、この８セルにより構成されるグループが図１の電池スタックＢ１に相当する。また、接続部材Ｌ１０−ｍは、複数の電池スタックＢ１−ｎのうち隣接する電池スタックＢ１を電気的に接続する。
【０１５４】
監視装置２は、複数の電池セルのそれぞれの個別電圧を監視すると共に、各電池スタックＢ１の電圧を監視する。つまり、組電池１の充電状態を監視する。具体的には、モニタＩＣ３４は、監視装置２から通信ラインＬ３を介して受信する電圧計測要求に基づいて複数の電池セルのそれぞれの個別電圧（以下、「セル電圧」とも称する）を計測し、通信ラインＬ３を介して計測結果を監視装置２に送信する。
【０１５５】
監視装置２は、モニタＩＣ３４からセル電圧を受信すると共に、通信ラインＬ４を介してキャパシタＣ（図１参照）に電池スタックＢ１の電圧（以下、「スタック電圧」と称する）を充電することによりスタック電圧を直接測定して充電状態を監視する。このように、監視装置２は、組電池１の充電状態を監視する監視装置として動作すると共に、スタック電圧を検出する電圧検出装置としても動作する。
【０１５６】
監視装置２は、モニタＩＣ３４が正常に動作しているか否かを判定する判定装置としても動作する。例えば、監視装置２は、モニタＩＣ３４から受信した各電池セルの個別電圧を加算することで算出したスタック電圧と直接検出したスタック電圧とを比較し、両者の差が許容値より大きい場合にモニタＩＣ３４が異常であると判定する。監視装置２は、モニタＩＣ３４が異常であると判断した場合には、フェールセーフ機能を実行する。
【０１５７】
また、上述したように監視装置２は、組電池１のオープン異常を判定する異常判定装置としても動作する。監視装置２は、組電池１にオープン異常が発生したと判定した場合にも、フェールセーフ機能を実行する。例えば、監視装置２は、リレー５００を切り離して、電池セルに対する充放電が行われないようにするフェールセーフ機能を実行する。
【０１５８】
車両制御装置２００は、組電池１の充電状態に応じて、組電池１に対する充放電を行う。具体的には、組電池１が過充電の場合、車両制御装置２００は、電圧変換器４００を用いて組電池１に充電された電圧を直流から交流の電圧に変換し、モータ３００を駆動させる。その結果、組電池１の電圧は放電される。
【０１５９】
また、組電池１が過放電の場合、車両制御装置２００は、電圧変換器４００を用いて回生制動によりモータ３００が発電した電圧を交流から直流の電圧に変換する。その結果、組電池１には電圧が充電される。このように、車両制御装置２００は、監視装置２から取得した組電池１の充電状態に基づいて組電池１の電圧を監視し、監視結果に応じた制御を実行する。
【０１６０】
上述したように、本実施形態に係る監視装置２は、電圧を検出する電池スタックＢ１によるキャパシタＣの充電電圧または接続部材Ｌ１０を含む第１放電経路Ｐ２による放電電圧の少なくとも一方に応じて、接続部材Ｌ１０及び第１、第２スイッチＳ１、Ｓ２の異常を判定する。これにより、異常を判定するための回路素子を別途設ける必要がなく、監視装置２の部品点数の増加を抑制することができる。すなわち、監視装置２の回路規模の増加を抑制することができ、製造コストの増加を抑制することができる。
【０１６１】
また、本実施形態に係る監視装置２を、例えばハイブリッド自動車等の車両駆動用電源として用いられる充放電システムＳＴ１に適用することで、充放電システムＳＴ１の部品点数の増加を抑制することができる。
【０１６２】
また、本実施形態に係る監視装置２とサテライト基板３とを別々の設ける以外に、一体として設けてもよい。
【０１６３】
また、本実施形態において、複数の電池セルを備えたものを電池スタックとして説明したが、このように複数の電池セルを備える構成であれば電池ブロックなどと称してもよい。
【０１６４】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【０１６５】
１  組電池
２  監視装置
３  サテライト基板
１０  フライングキャパシタ部
１１  第１切替部
１２  第２切替部
２０  検出部
３０  制御部
３１  充電経路選択部
３２  放電経路選択部
３３  判定部
３４  モニタＩＣ
１００  組電池システム
２００  車両制御装置
３００  モータ
４００  電圧変換器
５００  リレー
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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