(57)【要約】【課題】  リチウムイオン電池等の蓄電セルの制御装置の回路を簡略化し、コストダウンを図る。【解決手段】  本発明による蓄電装置は、複数の蓄電セルを直列接続したセルグループと、セルグループの蓄電セルの充放電状態を管理する制御装置と、蓄電セルの端子間電圧を測定するための、蓄電セルの正極および負極のそれぞれと制御装置とを接続する複数の電圧検出線とを備え、制御装置は、電圧検出線を選択するスイッチ部と電圧検出部とスイッチ制御部とを備え、スイッチ部は、一端が電圧入力端子を介して一の電圧検出線に接続され、他端が電圧検出部に接続された選択スイッチを各々の電圧検出線毎に備え、電圧検出線には、電圧入力端子側に抵抗が直列に接続されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の蓄電セルを直列接続したセルグループと、  前記セルグループの蓄電セルの充放電状態を管理する制御装置と、
前記蓄電セルの端子間電圧を測定するための、前記蓄電セルの正極および負極のそれぞれと前記制御装置とを接続する複数の電圧検出線とを備え、
前記制御装置は、電圧検出線を選択するスイッチ部と電圧検出部とスイッチ制御部とを備え、
前記スイッチ部は、一端が電圧入力端子を介して一の前記電圧検出線に接続され、他端が前記電圧検出部に接続された選択スイッチを各々の電圧検出線毎に備え、
前記電圧検出線には、前記電圧入力端子側に抵抗が直列に接続されていることを特徴とする蓄電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の蓄電装置において、
前記制御装置は、更に制御部とスイッチ駆動部と通信部とを備え、
前記制御部は、データ保持部とスイッチ制御部と電圧判定部とを備え、
前記スイッチ制御部は、前記データ保持部に格納された制御データを読み出して前記スイッチ駆動部に入力し、前記スイッチ駆動部は前記スイッチ部の各々の選択スイッチを制御することを特徴とする蓄電装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の蓄電装置において、
前記スイッチ部の複数の選択スイッチの内、前記セルグループの最高電位に接続された電圧検出線に接続される選択スイッチは１個のＰチャネルＭＯＳＦＥＴスイッチから構成され、前記セルグループの最低電位に接続された電圧検出線に接続される選択スイッチは１個のＮチャネルＭＯＳＦＥＴスイッチから構成され、前記セルグループの最高電位および最低電位以外に接続された電圧検出線に接続された選択スイッチは、それぞれ２個の逆向きのＮチャネルＭＯＳＦＥＴスイッチで構成されることを特徴とする蓄電装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の蓄電装置において、
前記スイッチ駆動部は、前記スイッチ部の複数の選択スイッチの内、２つの選択スイッチのみオンとし、前記電圧検出部は、前記蓄電セルの数と同じ複数回の電圧検出を行い、
前記複数回の電圧検出の各々の電圧検出においては、前記スイッチ駆動部は、それぞれ異なる組み合わせの２つの選択スイッチをオンとし、前記電圧検出部は、全ての蓄電セルが前記複数回の電圧検出のいずれかの電圧検出の際に構成される閉回路に直列に接続されることを特徴とする蓄電装置。
【請求項５】
請求項３に記載の蓄電装置において、
前記スイッチ駆動部は、前記スイッチ部の複数の選択スイッチの内、２つの選択スイッチのみオンとし、前記電圧検出部は、前記蓄電セルの数と同じ複数回の電圧検出を行い、
前記複数の電圧検出の各々の電圧検出においては、前記スイッチ駆動部は、それぞれ異なる組み合わせの２つの選択スイッチをオンとし、前記電圧検出部は、全ての蓄電セルが前記複数回の電圧検出のいずれかの電圧検出の際に構成される閉回路に直列に接続され、
前記ＰチャネルＭＯＳＦＥＴスイッチをオンにする場合は、前記スイッチ駆動部は、当該ＰチャネルＭＯＳＦＥＴスイッチのゲートに前記セルグループの最低電位を入力し、
前記ＮチャネルＭＯＳＦＥＴスイッチをオンにする場合は、前記スイッチ駆動部は、当該ＮチャネルＭＯＳＦＥＴスイッチのゲートにセルグループの最高電位を入力することを特徴とする蓄電装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の蓄電装置において、
前記電圧判定部は、前記複数回の電圧検出の結果から各蓄電セルの電圧を算出し、この算出された各蓄電セルの電圧を前記データ保持部に格納することを特徴とする蓄電装置。
【請求項７】
請求項６に記載の蓄電装置において、
前記データ保持部は、前記複数回の電圧検出の結果から各蓄電セルの電圧を算出する際に必要な係数を格納することを特徴とする蓄電装置。
【請求項８】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の蓄電装置において、
前記スイッチ駆動部は、複数の蓄電セルの内、一の蓄電セルの放電を行う場合は、前記スイッチ部の複数の選択スイッチの内、放電対象の蓄電セルの正極に接続された電圧検出線に接続された選択スイッチと、前記放電対象の蓄電セルの負極に接続された電圧検出線に接続された選択スイッチとをオンにし、他の選択スイッチをオフとすることを特徴とする蓄電装置。
【請求項９】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の蓄電装置において、
前記スイッチ駆動部は、複数の蓄電セルの内、連続して接続された２つ以上の蓄電セルの放電を行う場合は、前記スイッチ部の複数の選択スイッチの内、当該連続して接続された２つ以上の蓄電セルの最上位側の正極に接続された電圧検出線に接続された選択スイッチと、当該連続して接続された２つ以上の蓄電セルの最下位側の負極に接続された電圧検出線に接続された選択スイッチとをオンにし、他の選択スイッチをオフとすることを特徴とする蓄電装置。
【請求項１０】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の蓄電装置において、
複数の蓄電セルの内、一の蓄電セルまたは連続して接続された２つ以上の蓄電セルからなる第１の蓄電セル群、および前記第１の蓄電セル群とは別の、一の蓄電セルまたは連続して接続された２つ以上の蓄電セルからなる第２の蓄電セル群の放電を行う場合は、
前記スイッチ駆動部は、前記スイッチ部の複数の選択スイッチの内、前記第１の蓄電セル群の蓄電セルの最上位電位側の正極に接続された電圧検出線に接続された選択スイッチと、前記第１の蓄電セル群の最下位電位側の負極に接続された電圧検出線に接続された選択スイッチとをオンにし、前記第２の蓄電セル群の蓄電セルの最上位電位側の正極に接続された電圧検出線に接続された選択スイッチと、前記第２の蓄電セル群の最下位電位側の負極に接続された電圧検出線に接続された選択スイッチとをオンにし、他の選択スイッチをオフとすることを特徴とする蓄電装置。
【請求項１１】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の蓄電装置において、
前記制御装置は、断線判定部を更に備え、
この断線判定部は、前記スイッチ部の複数の選択スイッチの内、２つの隣り合う電圧検出線のそれぞれに接続された選択スイッチを同時にオンとした時に検出される電圧が、所定の電圧より異なることを検出した場合に、前記２つの隣り合う電圧検出線のいずれが断線しているかを、前記２つの隣り合う電圧検出線のそれぞれに接続された選択スイッチを同時にオンとした時に検出される電圧と前記所定の電圧との差から判定することを特徴とする蓄電装置。
【請求項１２】
複数の蓄電セルを直列接続して構成されるセルグループの充放電状態を管理する制御装置と、
前記蓄電セルの端子間電圧を測定するための、前記蓄電セルの正極および負極のそれぞれと前記制御装置とを接続する複数の電圧検出線とを備え、
前記制御装置は、電圧検出線を選択するスイッチ部と電圧検出部とスイッチ制御部とを備え、
前記スイッチ部は、一端が電圧入力端子を介して一の前記電圧検出線に接続され、他端が前記電圧検出部に接続された選択スイッチを各々の電圧検出線毎に備え、
前記電圧検出線には、前記電圧入力端子側に抵抗が直列に接続されていることを特徴とする電池監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蓄電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車およびハイブリッド型自動車においては、リチウムイオン電池等の二次電池セル（単電池セルまたは蓄電セルとも称する）を直列または直並列に複数個接続した組電池を、更に複数個直列または直並列に接続した電池モジュールを使用している。またこの電池モジュールを複数個直列または直並列に接続したものが、これらの電池モジュールを制御する電池制御回路とともに蓄電装置として使用されている。
【０００３】
このような組電池においては、各単電池セルの容量計算や保護管理のため、単電池セルの状態をセルグループ毎に監視し、各単電池セルの充放電状態を管理する制御装置であるセルコントローラＩＣや、複数のセルコントローラＩＣを制御するバッテリーコントローラを備えた電池制御装置が用いられている。特に、リチウムイオン電池を用いたシステムでは、リチウムイオン電池の過充電状態や過放電状態は、電池の損傷や劣化の原因となる。このため各単電池セルの電圧を測定して過充電状態や過放電状態とならないように、組電池の充放電制御を行っている。
【０００４】
各単電池セルの電圧を測定する方法には、各単電池セルの正極および負極の両端子の電位差を差動検出回路で検出する方式（例えば特許文献１参照）や、各単電池セルの正極電位を分圧抵抗で分圧した電圧をシャント抵抗電圧計測回路で測定する方式（特許文献２参照）がある。
これらの従来の方式ではいずれの場合も、セルコントローラＩＣには、特定の単電池セルの電圧あるいは電位を選択し、この選択された電圧あるいは電位を電圧測定回路に供給するためのマルチプレクサが設けられている。
【０００５】
電気自動車やハイブリッド型自動車を含め、車載用の制御回路やＩＣは、これらを搭載するために、できるかぎり小型かつ低消費電流とする必要がある。また、制御回路の規模は年々増大する傾向にあり、このため車載用の制御回路やＩＣはできるかぎり小型かつ安価であることが要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２４９７９３号公報
【特許文献２】特開２０００−１９５５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のリチウムイオン電池等の二次電池セル（蓄電セル）の充放電および状態を管理する制御装置であるセルコントローラＩＣにおいては、各単電池セルの端子間電圧を測定するため、この端子間電圧を選択するための専用のマルチプレクサが設けられていた。このマルチプレクサの動作を他の回路で兼用できるようにできれば、セルコントローラＩＣの小型化およびコストダウンを実現することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）請求項１に記載の発明は、複数の蓄電セルを直列接続したセルグループと、セルグループの蓄電セルの充放電状態を管理する制御装置と、蓄電セルの端子間電圧を測定するための、蓄電セルの正極および負極のそれぞれと制御装置とを接続する複数の電圧検出線とを備え、この制御装置は、電圧検出線を選択するスイッチ部と電圧検出部とスイッチ制御部とを備え、スイッチ部は、一端が電圧入力端子を介して一の電圧検出線に接続され、他端が電圧検出部に接続された選択スイッチを各々の電圧検出線毎に備え、電圧検出線には、電圧入力端子側に抵抗が直列に接続されていることを特徴とする蓄電装置である。
（２）請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の蓄電装置において、請求項１に記載の蓄電装置において、制御装置は、更に制御部とスイッチ駆動部と通信部とを備え、制御部は、データ保持部とスイッチ制御部と電圧判定部とを備え、スイッチ制御部は、データ保持部に格納された制御データを読み出してスイッチ駆動部に入力し、スイッチ駆動部はスイッチ部の各々の選択スイッチを制御することを特徴とする。
（３）請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の蓄電装置において、スイッチ部の複数の選択スイッチの内、セルグループの最高電位に接続された電圧検出線に接続される選択スイッチは１個のＰチャネルＭＯＳＦＥＴスイッチから構成され、セルグループの最低電位に接続された電圧検出線に接続される選択スイッチは１個のＮチャネルＭＯＳＦＥＴスイッチから構成され、セルグループの最高電位および最低電位以外に接続された電圧検出線に接続された選択スイッチは、それぞれ２個の逆向きのＮチャネルＭＯＳＦＥＴスイッチで構成されることを特徴とする。
（４）請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の蓄電装置において、スイッチ駆動部は、スイッチ部の複数の選択スイッチの内、２つの選択スイッチのみオンとし、電圧検出部は、蓄電セルの数と同じ複数回の電圧検出を行い、複数回の電圧検出の各々の電圧検出においては、スイッチ駆動部は、それぞれ異なる組み合わせの２つの選択スイッチをオンとし、電圧検出部は、全ての蓄電セルが複数回の電圧検出のいずれかの電圧検出の際に構成される閉回路に直列に接続されることを特徴とする。
（５）請求項５に記載の発明は、  請求項３に記載の蓄電装置において、スイッチ駆動部は、スイッチ部の複数の選択スイッチの内、２つの選択スイッチのみオンとし、電圧検出部は、蓄電セルの数と同じ複数回の電圧検出を行い、複数の電圧検出の各々の電圧検出においては、スイッチ駆動部は、それぞれ異なる組み合わせの２つの選択スイッチをオンとし、電圧検出部は、全ての蓄電セルが複数回の電圧検出のいずれかの電圧検出の際に構成される閉回路に直列に接続され、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴスイッチをオンにする場合は、スイッチ駆動部は、当該ＰチャネルＭＯＳＦＥＴスイッチのゲートにセルグループの最低電位を入力し、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴスイッチをオンにする場合は、スイッチ駆動部は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴスイッチのゲートにセルグループの最高電位を入力することを特徴とする。
（６）請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載の蓄電装置において、電圧判定部は、複数回の電圧検出の結果から各蓄電セルの電圧を算出し、この算出された各蓄電セルの電圧をデータ保持部に格納することを特徴とする。
（７）請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の蓄電装置において、データ保持部は、複数回の電圧検出の結果から各蓄電セルの電圧を算出する際に必要な係数を格納することを特徴とする。
（８）請求項８に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の蓄電装置において、スイッチ駆動部は、複数の蓄電セルの内、一の蓄電セルの放電を行う場合は、スイッチ部の複数の選択スイッチの内、放電対象の蓄電セルの正極に接続された電圧検出線に接続された選択スイッチと、放電対象の蓄電セルの負極に接続された電圧検出線に接続された選択スイッチとをオンにし、他の選択スイッチをオフとすることを特徴とする。
（９）請求項９に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の蓄電装置において、スイッチ駆動部は、複数の蓄電セルの内、連続して接続された２つ以上の蓄電セルの放電を行う場合は、スイッチ部の複数の選択スイッチの内、連続して接続された２つ以上の蓄電セルの最上位側の正極に接続された電圧検出線に接続された選択スイッチと、連続して接続された２つ以上の蓄電セルの最下位側の負極に接続された電圧検出線に接続された選択スイッチとをオンにし、他の選択スイッチをオフとすることを特徴とする。
（１０）請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の蓄電装置において、複数の蓄電セルの内、一の蓄電セルまたは連続して接続された２つ以上の蓄電セルからなる第１の蓄電セル群、および第１の蓄電セル群とは別の、一の蓄電セルまたは連続して接続された２つ以上の蓄電セルからなる第２の蓄電セル群の放電を行う場合は、スイッチ駆動部は、スイッチ部の複数の選択スイッチの内、第１の蓄電セル群の蓄電セルの最上位電位側の正極に接続された電圧検出線に接続された選択スイッチと、第１の蓄電セル群の最下位電位側の負極に接続された電圧検出線に接続された選択スイッチとをオンにし、第２の蓄電セル群の蓄電セルの最上位電位側の正極に接続された電圧検出線に接続された選択スイッチと、第２の蓄電セル群の最下位電位側の負極に接続された電圧検出線に接続された選択スイッチとをオンにし、他の選択スイッチをオフとすることを特徴とする。
（１１）請求項１１に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の蓄電装置において、制御装置は、断線判定部を更に備え、この断線判定部は、スイッチ部の複数の選択スイッチの内、２つの隣り合う電圧検出線のそれぞれに接続された選択スイッチを同時にオンとした時に検出される電圧が、所定の電圧より異なることを検出した場合に、２つの隣り合う電圧検出線のいずれが断線しているかを、２つの隣り合う電圧検出線のそれぞれに接続された選択スイッチを同時にオンとした時に検出される電圧と所定の電圧との差から判定することを特徴とする。
（１２）請求項１２に記載の発明は、複数の蓄電セルを直列接続して構成されるセルグループの充放電状態を管理する制御装置と、蓄電セルの端子間電圧を測定するための、蓄電セルの正極および負極のそれぞれと制御装置とを接続する複数の電圧検出線とを備え、制御装置は、電圧検出線を選択するスイッチ部と電圧検出部とスイッチ制御部とを備え、スイッチ部は、一端が電圧入力端子を介して一の電圧検出線に接続され、他端が電圧検出部に接続された選択スイッチを各々の電圧検出線毎に備え、電圧検出線には、電圧入力端子側に抵抗が直列に接続されていることを特徴とする電池監視装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による蓄電装置においては、セルグループの充放電状態を管理する制御装置が蓄電セルの端子間電圧を測定するための専用マルチプレクサを設ける必要がなく、この制御装置を安価に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明による蓄電装置を車両用回転電機の駆動に用いた場合の、車両用電動駆動装置の構成概略を示すブロック図である。
【図２】本発明による蓄電装置の第１の実施形態における、電池制御装置の構成概略を示すブロック図である。
【図３】図２に示す電池制御装置でのスイッチ部１５１の制御を示す図である。
【図４】図２に示す電池制御装置における制御手順を示すフローチャートの例である。
【図５】本発明による蓄電装置の第１の実施形態における、各蓄電セルの電圧測定とバランシング放電を行う回路の部分のみ示す図である。（ａ）は最高電位の蓄電セルＳＣ４の電圧を測定する場合のバランシングスイッチの状態を示す。（ｂ）は蓄電セルＳＣ４とＳＣ３の電圧を合わせて測定する場合のバランシングスイッチの状態を示す。
【図６】本発明による蓄電装置の第１の実施形態における電圧計測方法での、バランシングスイッチ状態と放電される蓄電セルを示すタイミングチャートの例である。（ａ）電圧計測動作によって放電される蓄電素子を示し、（ｂ）は（ａ）の多数回の動作によって生じた蓄電素子電圧のばらつき（図７参照）を補正するための蓄電セルの放電動作を示す。
【図７】図６（ａ）の電圧計測実施後のセル電圧の状態の例を示す図である。
【図８】図６（ｂ）に示す、バランシング放電を行う場合の放電電流経路を示す図である。（ａ）は、図６（ｂ）の＜５＞に対応し、（ｂ）は図６（ｂ）の＜７＞に対応する。
【図９】本発明による蓄電装置の第２の実施形態であり、第１の実施形態と異なる電圧検出部１５の部分を示す図である。
【図１０】本発明による蓄電装置の第１の実施形態の第１の変形例である、電圧計測方法における、放電電流経路を示す図である。（ａ）は最高電位の蓄電セルＳＣ４の電圧を測定する場合のバランシングスイッチの状態を示す。（ｂ）は２番目の電位の蓄電セルＳＣ３の電圧を測定する場合のバランシングスイッチの状態を示す。
【図１１】第１の変形例の電圧計測方法における、バランシングスイッチ状態と放電される蓄電セルを示すタイミングチャートの例である。
【図１２】本発明による蓄電装置の第１の実施形態の第２の変形例である、各蓄電素子の個別バランシング放電を行う場合の、バランシングスイッチ状態と放電される蓄電セルを示すタイミングチャートの例である。
【図１３】本発明による蓄電装置の第１の実施形態の第３の変形例である、電圧計測方法における、放電電流経路を示す図である。（ａ）は最高電位であるＥｃを測定する場合のバランシングスイッチの状態を示す。（ｂ）は電位Ｅ４を測定する場合のバランシングスイッチの状態を示す。
【図１４】第３の変形例の電圧計測方法における、バランシングスイッチ状態と放電される蓄電セルを示すタイミングチャートの例である。
【図１５】（ａ）は蓄電装置の使用により、セルグループの各蓄電セルの残存容量（セル電圧）にばらつきが生じた場合の例を示す。本発明による蓄電装置の第１の実施形態の第４の変形例である、バランシング放電方法を説明するための図である。（ｂ）は（ａ）に示す各蓄電セル残存容量のばらつきをこのバランシング放電によって揃える、図４のステップＳ２００の動作を詳細に示すフロー図である。
【図１６】本発明による蓄電装置の第３の実施形態を説明する図である。
【図１７】本発明による蓄電装置を用いて、最上位電位の電圧検出線ＳＬ５の断線を検出する方法を説明する図である。（ａ）は電圧検出線ＳＬ５に接続されたスイッチＳＷ５のみをオンとした場合、（ｂ）は電圧検出線ＳＬ４とＳＬ５と共にオンとした場合である。
【図１８】本発明による蓄電装置を用いて、電圧検出線ＳＬ４の断線を検出する方法を説明する図である。（ａ）は電圧検出線ＳＬ４に接続されたスイッチＳＷ４のみをオンとした場合、（ｂ）は電圧検出線ＳＬ４とＳＬ５に接続されたスイッチＳＷ４とＳＷ５を共にオンとした場合、（ｃ）は電圧検出線ＳＬ３とＳＬ４に接続されたスイッチＳＷ３とＳＷ４を共にオンとした場合である。
【図１９】本発明による蓄電装置を用いて、電圧検出線ＳＬ３の断線を検出する方法を説明する図である。（ａ）は電圧検出線ＳＬ３に接続されたスイッチＳＷ３のみをオンとした場合、（ｂ）は電圧検出線ＳＬ３とＳＬ４に接続されたスイッチＳＷ３とＳＷ４を共にオンとした場合、（ｃ）は電圧検出線ＳＬ２とＳＬ３に接続されたスイッチＳＷ２とＳＷ３を共にオンとした場合である。
【図２０】本発明による蓄電装置を用いて、最下位電位の電圧検出線ＳＬ１の断線を検出する方法を説明する図である。（ａ）は電圧検出線ＳＬ１に接続されたスイッチＳＷ１のみをオンとした場合、（ｂ）は電圧検出線ＳＬ１とＳＬ２に接続されたスイッチＳＷ１とＳＷ２を共にオンとした場合である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明による、第１の実施形態の電池制御装置を備えた蓄電装置１を車両用の電動駆動装置に用いた場合の概略ブロック図である。図１において、蓄電装置１は、リレー２ａおよびリレー２ｂを介してインバータ装置３に接続される。回転電機４はインバータ装置３により回転駆動される。回転電機４は、車両のエンジン起動用のスタータモータやモータ・ジェネレータとして用いられる。従って、回転電機４およびこれを回転制御するインバータ装置は、車両に複数組備えられているが、ここでは簡単のため１組の回転電機とインバータ装置のみ示してある。
【００１２】
蓄電装置１は、蓄電モジュール８と、蓄電モジュール制御装置１０から構成されている。
蓄電モジュール制御装置１０は電池監視装置とも呼ばれ、蓄電モジュール８を構成する複数の蓄電セルの各電圧を検出し、放電を制御するセルコントローラ１１と、セルコントローラ１１を制御するバッテリーコントローラ１３とを備えている。バッテリーコントローラ１３は、セルコントローラ１１の電圧検出動作の制御、および上位の車両コントローラ５やインバータ装置に蓄電モジュール７の状態データを、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）経由で送信する。なお、インバータ装置には不図示のモーターコントローラが組み込まれている。このモーターコントローラは、車両コントローラ５からの命令とバッテリーコントローラ１３からの蓄電モジュール８の電池状態データに基づき、回転電機４を回転駆動する。あるいは回転電機４がモータ・ジェネレータの場合は、回生動作の制御も行う。
【００１３】
バッテリーコントローラ１３は絶縁素子１２を介して、セルコントローラ１１に起動信号を送信してセルコントローラ１１を起動し、また制御指令や制御データを送信してセルコントローラ１１の動作を制御する。更に、セルコントローラ１１からは、バッテリーコントローラ１３からの指令に基づいて測定された各蓄電セルＳＣの電圧や、セルグループの診断結果などのデータが、バッテリーコントローラ１３に送信される。
【００１４】
蓄電モジュール８は複数の蓄電セルＳＣから構成されるセルグループ６を複数個直列または直並列に接続したものである。各蓄電セルＳＣはセルグループ単位で、このセルグループ６に複数の電圧検出線ＳＬを介して接続されたセルコントローラ１１によって、電圧検出および放電制御が行われる。
【００１５】
セルグループ６とセルコントローラ１１は、図１に例示するように、１対１で設けられてもよく、また１つのセルコントローラＩＣが複数のセルグループ６を制御する形態、あるいはこの逆の形態も可能である。従って、セルコントローラ１１は蓄電モジュールを構成する蓄電セルの個数に対応して、複数個備えられている。なお、図１（および図２）に示す例では、１つのセルグループ６は、４個の蓄電セルＳＣから構成されているが、セルグループ６を構成する蓄電セルＳＣの個数は４個に限定されない。４個より少ない構成としてよく、また多い構成としてもよいが、近年は高出力化と制御回路の小型化のため、セルグループ当たりの蓄電セル数は増加する傾向にあり、１０個以上の蓄電セルから構成されるセルグループの場合もある。
以下の図２以降では簡単のため、４個の蓄電セルＳＣ１〜ＳＣ４を備えたセルグループ６を１つのセルコントローラ１１が制御する構成を例にして説明する。すなわち、図１の１つのセルグループ６とこれを制御するセルコントローラ１１について説明する。
【００１６】
＜第１の実施形態＞
図２は、本発明による、第１の実施形態の電池制御装置を備えるセルコントローラ１１を説明するための簡単なブロック構成図である。
セルコントローラ１１は、セルグループ６の蓄電セルＳＣ１からＳＣ４の正極または負極に接続された電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ５によって、セルグループ６と接続されている。なお、ここでは、電圧検出線とは各蓄電セルの正極または負極からセルコントローラ１１の電圧入力端子ＣＶ１〜ＣＶ５までを指すものとする。なお、電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ５の、各蓄電セルの正極または負極から、蓄電モジュールのコネクタＣＳＬまでの間はケーブルとなっており、これらのケーブルは、束ねられてハーネスと呼ばれている。
【００１７】
抵抗分圧回路１４は、分圧抵抗Ｒ１〜Ｒ５から構成され、それぞれの分圧抵抗Ｒ１〜Ｒ５は、コネクタＣＳＬと電圧入力端子ＣＶ１〜ＣＶ５の間のそれぞれの電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ５に直列に接続されている。なお、後述するように、これらの分圧抵抗Ｒ１〜Ｒ５は、各蓄電セルのバランシング放電を行う際のバランシング抵抗としても機能する。
【００１８】
セルコントローラ１１は、電圧検出部１５、制御部１６、スイッチ駆動部１７、通信部１８、およびＶＤＤ電源部１９を備える。他に起動回路や、セルグループ６およびセルコントローラ１１の各種の診断を行うための各種の回路が備えられているが、ここでは省略されている。ＶＤＤ電源部１９は、ＶＤＤ電源で動作する、電圧検出部１５、制御部１６、スイッチ駆動部１７、通信部１８の回路にＶＤＤ電源を供給する。
【００１９】
電圧検出部１５は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ５から構成されるスイッチ部１５１と、電圧検出器１５２とを備える。スイッチ部１５１内の各スイッチＳＷ１〜ＳＷ５は、後述する制御部１６内のスイッチ制御部１６２の制御信号によりオンオフ制御される。スイッチＳＷ１〜ＳＷ５はＭＯＳＦＥＴスイッチで構成されているが、詳細は後述する。
【００２０】
電圧検出器１５２が蓄電セルＳＣ１〜ＳＣ４の負極側の各端子電位（Ｅ１〜Ｅ４）を検出する際は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４のいずれかひとつのスイッチと、スイッチＳＷ５の合計二つのスイッチが同時にオン制御される。例えば、スイッチＳＷ３およびＳＷ５が同時にオン制御されると（図５（ｂ）参照）、蓄電モジュール５の最上位電位を基準電位Ｅｃとし、蓄電セルＳＣ３および蓄電セルＳＣ４の２セル分の電圧に対応した電位を分圧抵抗Ｒ５とＲ３で分割した電位、すなわち、基準電位Ｅｃと電位Ｅ３の電位差を分圧抵抗Ｒ５およびＲ３によって分圧した電圧分だけ基準電位Ｅｃより低い電位が入力され、電圧検出器１５２に入力される。
【００２１】
電圧検出器１５２は、差動増幅器１５３やＡ／Ｄコンバータ１５４などから構成される（図２参照）。差動増幅器１５３には基準電位Ｅｃと、上記の蓄電セルＳＣ３および蓄電セルＳＣ４の２セル分の電位を分圧した電圧分だけ基準電位Ｅｃより低い電位とが入力され、これらの電位差がＡ／Ｄコンバータ１５４に入力される。Ａ／Ｄコンバータ１５４は入力された電位差をディジタル信号として制御部１６へと出力する。
差動増幅器１５３には最大でＧＮＤ電位に近い電位と基準電位Ｅｃとが入力される。Ａ／Ｄコンバータ１５４や制御部１６はＶＤＤ電源のみで動作するので、差動増幅器１５３のゲインは１以下であって、この差動増幅器１５３の最大出力電圧がＡ／Ｄコンバータの最大入力電圧以下となるように設定される。
また、Ａ／Ｄコンバータには、たとえばノイズ耐性の良好な二重積分型を採用している。
【００２２】
制御部１６は、データ保持部１６１、スイッチ制御部１６２、電圧判定部１６３を備える。
データ保持部１６１には、上位コントローラから送信された、電圧測定などの制御指令や制御データを保持する。スイッチ制御部１６２は、例えば電圧測定の制御指令に基づき、スイッチ部１５１のスイッチＳＷ１〜ＳＷ５のオンオフを制御する信号をスイッチ駆動部１７に出力する。
【００２３】
スイッチ制御部１６２は、内部にスイッチＳＷ１〜ＳＷ５のオンオフを制御する信号を格納するレジスタＲＧ１〜ＲＧ５を備えている（図３参照）。例えば、上記のように、スイッチＳＷ３およびＳＷ５を同時にオンする場合、スイッチ制御部１６２は、データ保持部１６１から、このスイッチＳＷ１〜ＳＷ５の状態に対応した制御情報をレジスタＲＧ１〜ＲＧ５に読み出す。この際読み出したデータは、例えば各スイッチのオン状態は“１”であり、オフ状態は“０”である。
スイッチ制御部１６２は、これらの各スイッチＳＷ１〜ＳＷ５のオン・オフ制御データに対応して、“１”の場合はＨレベルの電圧をスイッチ駆動部１７に出力し、“０”の場合はＬレベルの電圧を出力する。
【００２４】
スイッチ駆動部１７は、スイッチ部１５１のＭＯＳＦＥＴスイッチＳＷ１〜ＳＷ５をオンオフするために、これらのスイッチのゲート電圧を発生するゲート駆動回路ＧＤ１〜ＧＤ５を各スイッチ毎に設けている。
ゲート駆動回路ＧＤ１〜ＧＤ４は、スイッチ制御部１６２からＨレベルの電圧が入力された場合は最上位電圧ＥｃをスイッチＳＷ１〜ＳＷ４にそれぞれ出力して、これらのスイッチをオンとする。また、Ｌレベルの電圧が入力された場合はＧＮＤ電位を、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４にそれぞれ出力して、これらのスイッチをオフとする。
【００２５】
後述するようにスイッチＳＷ５の構成はスイッチＳＷ１〜ＳＷ４と異なり、これに対応してゲート駆動回路ＧＤ５の動作もＧＤ１〜ＧＤ４とは異なる。
ゲート駆動回路ＧＤ５は、スイッチ制御部１６２からＨレベルの電圧が入力された場合はＧＮＤ電位ＧＮＤをスイッチＳＷ５に出力して、ＳＷ５をオンとする。また、Ｌレベルの電圧が入力された場合は最上位電圧Ｅｃを、スイッチＳＷ５に出力して、スイッチＳＷ５をオフとする。すなわち、ゲート駆動回路ＧＤ５は反転出力をスイッチＳＷ５に出力する。
【００２６】
電圧判定部１６３は、電圧検出器１５２より出力された、各蓄電セルの電圧情報を含むディジタル化された電圧値から、各蓄電セルの電圧を算出し、またこの算出された電圧が異常かどうか（過充電あるいは過放電）の判定を行う。算出された各蓄電セルの電圧と異常判定結果は、データ保持部１６１に格納される。
【００２７】
後述するように、各蓄電セルの電圧を測定するための方法には複数の方法があり、スイッチＳＷ１〜ＳＷ５を制御する順番および各蓄電セルの電圧を算出するための算出式が異なっている。この異なる電圧測定方法での各々のスイッチ制御データと電圧算出のための係数は、最初からデータ保持部に格納されていてもよいし、上位コントローラから送信されてデータ保持部に格納されてもよい。これらのスイッチ制御データと電圧算出のための係数を最初からデータ保持部に格納する場合は、データ保持部１６１はＥＥＰＲＯＭなどの不揮発メモリも含むように構成される。
【００２８】
通信部１８は、電圧判定部１６３の判定に基づいて上位の車両コントローラ（図示せず）へ蓄電モジュール８の電圧状態を出力する。通信部１８の上位への通信機能としては、ＣＡＮ（Controller Area Network）、Ｉ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）、ＳＰＩ（System Packet Interface）など、必要な機能を満たすものであればどのようなものでも構わない。
【００２９】
（スイッチＳＷ１〜ＳＷ５の構成）
図２に示す通り、スイッチ部１５１の各スイッチＳＷ１〜ＳＷ５には、半導体スイッチング素子であるＭＯＳＦＥＴを使用している。そして、ＳＷ１〜ＳＷ４にはＮチャネルＭＯＳＦＥＴ、ＳＷ５にはＰチャネルＭＯＳＦＥＴを使用している。
通常、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴを使用する場合、このゲートを駆動するために昇圧型ゲートドライバが別途必要となる。しかし、本実施形態に示す構成例では、上述した通り、スイッチ駆動部１７の基準電位を基準電位Ｅｃとしているため、昇圧型ゲートドライバ等が無くともＮチャネルＭＯＳＦＥＴをオン制御可能である。
【００３０】
電位的に蓄電装置１の最上位に位置するスイッチＳＷ５は、ゲート駆動のための電圧基準が基準電位Ｅｃと等しいため、別途昇圧型ゲートドライバ等がなければＮチャネルＭＯＳＦＥＴは使用できない。本実施例では、スイッチＳＷ５にＰチャネルＭＯＳＦＥＴを使用することで、別途昇圧型ゲートドライバを追加しなくても全スイッチが駆動できるような構成としている。なお、スイッチＳＷ５は、このゲート電圧をセルグループ６のグランドレベルに落とすことでオン制御できる。
【００３１】
スイッチＳＷ１〜ＳＷ５に用いている各ＭＯＳＦＥＴにはボディダイオードが内蔵される。したがって、ＭＯＳＦＥＴが一つだけの構成では、オンオフ制御に関わらず特定の方向には電流が流れることとなる。スイッチＳＷ５およびＳＷ１は、それぞれに流れる電流の向きは一方向だけであるため、それぞれがオフするときに遮断すべき電流の向きは一定である。したがって、図２に示すように、スイッチＳＷ１のＮチャネルＭＯＳＦＥＴは、内蔵するボディダイオードのアノードが抵抗分圧回路１４側となる方向に一つだけ設け、スイッチＳＷ５のＰチャネルＭＯＳＦＥＴは、内蔵するボディダイオードのアノードが電圧検出器１５２側となる方向に一つだけ設けている。
【００３２】
一方、スイッチＳＷ２〜ＳＷ４は、それぞれのスイッチ両端の電圧の大小関係が状況により変化するため、オフ制御時に両方向の電流導通を遮断するために、二つのＮチャネルＭＯＳＦＥＴを内蔵するボディダイオードのアノード同士が向かい合うように直列接続した構成をとっている。このように、二つのＭＯＳＦＥＴを逆向きに直列接続することで、二つのＭＯＳＦＥＴ両方をオフ状態とすると、双方向の電流に対して遮断状態となる。また、二つのＭＯＳＦＥＴ両方をオン状態とすると、双方向の電流に対して非遮断状態となる。
【００３３】
一般的に、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴの方がＰチャネルＭＯＳＦＥＴよりも部品コストが低く、製品の種類も豊富であるため、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴを用いて回路を構成させた方が部品コストの低減につながる。本実施例に示す構成では、部品コスト低減の観点から、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴを使用できる構成を採用しているが、各ＭＯＳＦＥＴの全てもしくはいずれか複数にＰチャネルＭＯＳＦＥＴを使用しても構わないし、その他同様のスイッチング機能を実現できるものであれば同様に適用可能である。
【００３４】
次に、本実施形態における電圧検出器１５２および制御部１６の動作を説明する。図４は、制御部１６が行う制御手順を示すフローチャートであり、セルグループ６の各蓄電セルの電圧を計測する一連の動作を表している。制御部１６は一定時間ごとにセルグループ６の各蓄電セルの電圧状態を把握するために図４に示す電圧測定動作のプログラムを実行する。
【００３５】
＜電圧計測動作＞
まず、最初に実行されるステップＳ１００の電圧計測の動作を、図５を参照して説明する。図５で示すスイッチＳＷ１〜ＳＷ５は、図２のＭＯＳＦＥＴスイッチＳＷ１〜ＳＷ５を簡略化したスイッチ記号で示している。
図５（ａ）は蓄電セルＳＣ４の端子間電圧（セル電圧）の情報を含む電圧測定を行う場合を示している。ここで蓄電セルＳＣ１〜ＳＣ４の端子間電圧をそれぞれＶ１〜Ｖ４とする。これらの電圧と上述の電位Ｅ１〜Ｅ５との関係は以下のようになる。
Ｖ１＝Ｅ２−Ｅ１、Ｖ２＝Ｅ３−Ｅ２、Ｖ３＝Ｅ４−Ｅ３、Ｖ４＝Ｅｃ−Ｅ４
なお、図５（ａ）は、図６（ａ）の＜１＞の部分に対応している。なお、Ｅ１はセルコントローラ１１のＧＮＤ電位となるので、電圧検出器１５２のＧＮＤ電位となる。従ってＥ１＝０、Ｅｃ＝Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４としてよい。
【００３６】
図５（ａ）の状態では、電圧検出器１５２に入力される電位はＥｃとＥｃ−Ｖ４＊Ｒ５／（Ｒ４＋Ｒ５）となる。Ｖ４＊Ｒ５／（Ｒ４＋Ｒ５）は蓄電セルＳＣ４の電圧Ｖ４が分圧抵抗Ｒ４とＲ５で分圧されたものである。
電圧検出器１５２では、内部に設けられた差動増幅器１５３によって、これら２つの入力電位の差、すなわちＶ４＊Ｒ５／（Ｒ４＋Ｒ５）が検出される（＝ＶＭ４とする）。更にこの検出電圧値ＶＭ４は、ＡＤコンバータ１５４でディジタル値に変換されて制御部１６の電圧判定部１６３に測定電圧データとして送信される。
【００３７】
分圧抵抗Ｒ４とＲ５の値は設計時に決められているので、この分圧抵抗値Ｒ４とＲ５を用いて、蓄電セルＳＣ４の端子間電圧Ｖ４は、以下の式（１）のようになる。
Ｖ４＝ＶＭ４＊（Ｒ４＋Ｒ５）／Ｒ５                              ．．．（１）
なお、図５（ａ）の点線の経路で示すように、この測定中は、分圧抵抗Ｒ４とＲ５を介して蓄電セルＳＣ４の放電電流が流れる。このような放電電流により蓄電セルＳＣ４のバランシング放電を行うが、これについては後述する。
【００３８】
図５（ｂ）は、蓄電セルＳＣ３の電圧情報を含む電圧の測定を行う場合を示している。
この場合、電圧検出器１５２に入力される電位はＥｃとＥｃ−（Ｒ５／（Ｒ３＋Ｒ５））＊（Ｖ３＋Ｖ４）となる。従って電圧検出器１５２で検出され、制御部１６に送られる検出電圧ＶＭ３は、ＶＭ３＝（Ｒ５／（Ｒ３＋Ｒ５））＊（Ｖ３＋Ｖ４）となる。これから、蓄電セルＳＣ３の端子間電圧Ｖ３は、以下の式（２）で求められる。
Ｖ３＝ＶＭ３＊（Ｒ３＋Ｒ５）／Ｒ５−Ｖ４                        ．．．（２）
蓄電セルＳＣ４の端子間電圧Ｖ４は、上記式（１）のように既に求められているので、式（２）を用いて蓄電セルＳＣ３の端子間電圧Ｖ３が求められる。
なお、蓄電セルＳＣ４での端子間電圧の測定の場合と同様に、この蓄電セルＳＣ３の端子間電圧の測定においても、分圧抵抗Ｒ３とＲ５を介して、蓄電セルＳＣ３とＳＣ４の放電が行われる。
【００３９】
上記と同様にして、蓄電セルＳＣ２の端子間電圧Ｖ２の情報を含む電圧ＶＭ２＝（Ｒ５／（Ｒ２＋Ｒ５））＊（Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４）が検出され、端子間電圧Ｖ２は、以下の式（３）で求められる。
Ｖ２＝ＶＭ２＊（Ｒ２＋Ｒ５）／Ｒ５−Ｖ３−Ｖ４                  ．．．（３）
なお、この測定の場合は、分圧抵抗Ｒ２とＲ５を介して、蓄電セルＳＣ２、ＳＣ３、ＳＣ４の放電が行われる。
【００４０】
更に同様にして、蓄電セルＳＣ１の端子間電圧Ｖ１は、電圧検出器１５２の検出電圧ＶＭ１から以下のようにして求められる。
Ｖ１＝ＶＭ１＊（Ｒ１＋Ｒ５）／Ｒ５−Ｖ２−Ｖ３−Ｖ４            ．．．（４）
この測定の場合は、分圧抵抗Ｒ１とＲ５を介して、蓄電セルＳＣ１、ＳＣ２、ＳＣ３、ＳＣ４全部の放電が行われる。なお、図５（ｂ）は、図６（ａ）の＜２＞の部分に対応している。
【００４１】
図６（ａ）は、上記で説明したステップＳ１００の電圧計測時のスイッチＳＷ１〜ＳＷ５のオンオフ動作および、スイッチ動作に伴って抵抗分圧回路１４の各分圧抵抗Ｒ１〜Ｒ５によって放電される蓄電セルの組合せをまとめた、測定のタイミングチャートである。ステップＳ１００の電圧計測動作時、スイッチＳＷ５は常にオン状態に制御され、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は一つずつ順々にオンされていく。図６（ａ）に示す例では、スイッチＳＷ４、ＳＷ３、ＳＷ２、ＳＷ１の順に時間的にタイミングをずらしながらオン制御するスイッチを切り換えていく。
【００４２】
スイッチＳＷ４がオン制御されているとき、図２に示した電圧検出器１５２は、電位ＥｃとＥ４の差（電圧）を分圧抵抗Ｒ５および分圧抵抗Ｒ４によって分圧した電圧ＶＭ４を読み取ることとなる。次いで、スイッチＳＷ３がオン制御されると、電圧検出器１５２は、電位ＥｃとＥ３の差（電圧）を分圧抵抗Ｒ５およびＲ３によって分圧した電圧ＶＭ３を読み取ることとなる。以下、スイッチを順次切り換えていくことで、電圧検出器１５２は電位ＥｃとＥ１〜Ｅ４のそれぞれの差が分圧抵抗Ｒ５とＲ１〜Ｒ４とによって分圧された電圧として読み取ることができる。
【００４３】
電圧判定部１６３は、連続的に読み取られた電圧ＶＭ４〜ＶＭ１から、蓄電セルＳＣ４〜ＳＣ１の各蓄電セルの端子間電圧を上記のように算出する。図６（ａ）のタイミングチャートでは、スイッチＳＷ４、ＳＷ３、ＳＷ２、ＳＷ１の順にオン制御しているが、この順番は、例えば逆であっても構わないし、順不同でも構わない。いずれの順で測定した場合でも、上記の式（１）〜（４）を用いて、蓄電セルＳＣ１〜ＳＣ４の端子間電圧を算出することができる。
【００４４】
＜バランシング放電動作＞
上記で説明したような各蓄電セルの電圧測定を行うと、各蓄電セルはこの電圧測定によって僅かではあるが放電される。例えば、上記で説明したように、蓄電セルＳＣ４〜ＳＣ１の電圧測定を順に行うと、図６（ａ）のタイミングチャートに示した通り、蓄電セルＳＣ４での電圧測定では蓄電セルＳＣ４のみが放電されるが、蓄電セルＳＣ１での電圧測定では蓄電セルＳＣ１〜ＳＣ４が全て放電される。
上記で説明したような、電圧測定はせいぜいミリ秒単位で終了するので、電圧測定に伴う各蓄電セルの放電によって電圧測定に影響が出るほどの電圧降下は発生しない。しかしながら、電圧測定を多数回行った場合や、各蓄電セルの電圧測定結果に基づいて積極的に各蓄電セルのバランシング放電を行う必要のある場合も発生する。
たとえば、上記で説明したような方法で多数回電圧測定を行った後に、各蓄電セルの残存容量（ＳＯＣ）にばらつきが生じた場合のバランシング放電の方法について以下に説明する。
【００４５】
上記のように、各蓄電セルの電圧測定動作におけるスイッチ動作を行うと、オンするスイッチによっては複数の蓄電セルが放電される。したがって、蓄電セルの電圧測定のために一連のスイッチ駆動動作を行うと、セルによって放電回数或いは放電量に差が生じる。具体的には、電位的に低い段にあるセルの放電量が少なく、電位的に高い位置にあるセルの放電量が多くなる。
【００４６】
図７は、本発明の実施形態で例示した蓄電装置１の構成にて、各蓄電セルの電圧測定動作を繰り返し行った場合に想定されるセル電圧の大小関係の典型例である。本実施形態における構成では、各セルの電圧測定動作に伴い、蓄電セルＳＣ４が最も放電量が多くなり、蓄電セルＳＣ１が最も放電量が少なくなる。したがって、充電状態を揃えた状態で蓄電装置を組み立てたとしても、電圧計測動作を繰り返すうちに、図７に示すように、蓄電セルＳＣ１に対して蓄電セルＳＣ２、ＳＣ３、ＳＣ４の順に電圧が徐々に低下し、セルグループ６を構成する蓄電セル間で充電状態アンバランスが生じることとなる。
【００４７】
本実施形態に示す蓄電装置の例では、上記の充電状態アンバランスを解消するために、図４に示すように、電圧計測動作の後に、ステップＳ１１０以降の動作を行う。まず、ステップＳ１１０において、蓄電セルＳＣ１〜ＳＣ４の電圧値の差ΔＶを判定する。
例えば、上記の電圧測定実施前はこれらの蓄電セルＳＣ１〜ＳＣ４の充電状態が揃っていて、各々の電圧もほぼ等しい状態であったとする。このΔＶは、図７に一例を示したように、最も放電量が少ないためにセル電圧が最も高い状態となるセルＳＣ１の電圧値と、最も放電量が多いためにセル電圧が最も低い状態となるセルＳＣ４の電圧値との差となる。このΔＶが所定の値（閾値Ａ）よりも小さいと判定された場合には、各蓄電セルのバランシング放電動作は行われず、一連の電圧計測動作は終了する。
このΔＶが所定の値（閾値Ａ）よりも大きいと判定された場合には、ステップＳ１２０へ進む。
【００４８】
ステップＳ１２０に進むと、セル電圧の差ΔＶの値が閾値Ｂを越えているか判定される。この閾値Ｂは、蓄電セルの故障を判断するための閾値である。セル電圧の差ΔＶがこの閾値Ｂをも越えている場合、いずれかのセルが極端に劣化したか、短絡故障等を起こしたと判断され、ステップＳ１５０へ進む。そして、電圧判定部１６３は通信部１８を経由して上位システムに異常信号を出力する。
セル電圧の差ΔＶが閾値Ｂ以下の場合は、ステップＳ２００に進んで各蓄電セルのバランシング放電が行われる。
【００４９】
ステップＳ２００のバランシング放電の動作の一例を図６（ｂ）に示す。スイッチＳＷ５は常時オフ制御、スイッチＳＷ１はオン制御される。この状態にて、オンするスイッチをスイッチＳＷ４、ＳＷ３、ＳＷ２の順に順次オンしていく。
図８に、ステップＳ２００でのバランシング放電動作の例を示す。図８（ａ）は、スイッチＳＷ１とＳＷ４がオンとなったときに流れる電流を示す。この状態は、図６（ｂ）の＜５＞の状態に対応している。また、図８（ｂ）は、スイッチＳＷ１とＳＷ２がオンとなったときに流れる電流を示し、この状態は、図６（ｂ）の＜７＞の状態に対応している。なお、図８では、図５と同様にスイッチのオンオフ動作が直感的に理解できるよう、スイッチＳＷ１〜ＳＷ５を単純な回路記号に置き換えて表わしている。
【００５０】
図８（ａ）に示したように、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ４をオンすると、図中の破線のように電流が流れる。このとき、蓄電セルＳＣ１、ＳＣ２およびＳＣ３が分圧抵抗Ｒ１および分圧抵抗Ｒ４によって放電され、蓄電セルＳＣ４は放電されない。
また図８（ｂ）では、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２をオンとして、分圧抵抗Ｒ１および分圧抵抗Ｒ２を介して、蓄電セルＳＣ１のみが放電される。
なお、図６（ｂ）のタイミングチャートでは、スイッチＳＷ４、ＳＷ３、ＳＷ２の順にオン制御しているが、この順番は、例えば逆であっても構わないし、順不同でも構わない。
【００５１】
図６（ｂ）に示したように、バランシング放電動作を行うことで、電圧計測動作において放電回数或いは放電量が最も少なかったセルＳＣ１が最も多く放電されることとなり、電圧計測動作とバランシング放電の動作を行うことで、セルの充電量が全セルで均一となるように調整することができる。なお、放電量調整のスイッチ動作の時間間隔は、セル電圧の差ΔＶに応じて適宜調整する。
【００５２】
図４のフローチャートに示した制御動作の例では、各蓄電セルの測定電圧の差と閾値Ａに基づいてバランシング放電を実施するか、しないかを判断するが、電圧計測動作の度に、特に条件を設けずに放電量調整の動作を実施しても構わない。
以上で説明したように、本発明による蓄電装置を用いて、電圧計測動作にバランシング放電動作を組み合わせることにより、充電状態アンバランスを防ぐことが可能となる。
【００５３】
＜第２の実施形態＞
図９は、本発明による、第２の実施形態の電池制御装置を備えた蓄電装置で、各蓄電セルの電圧測定を行う回路を備え、更にバランシング放電のみを行う回路を備えた蓄電装置の一部を示す図である。
この第２の実施形態では、図３、５、８に示す第１の実施形態での電圧測定並びにバランシング放電を行う回路と比較して、蓄電セルＳＣ１〜ＳＣ４のバランシング放電のみを行うバランシングスイッチＢＳＷ１〜ＢＳＷ４とバランシング抵抗ＢＲ１〜ＢＲ４が追加されている。
【００５４】
図９に示すように、バランシングスイッチとバランシング抵抗は各蓄電セル毎に設けられているので、各蓄電セルを個別にバランシング放電することができる。これらのバランシングスイッチも制御部１６から制御される。
なお、図９のような構成にする場合は、抵抗Ｒ１〜Ｒ５はバランシング電流を流す必要がないので、高抵抗のものを用いてよい。
【００５５】
バランシングスイッチＢＳＷ１〜ＢＳＷ４をオン・オフしながら、第１の実施形態で説明したように、スイッチＳＷ１〜ＳＷ５をオン・オフして電圧測定を行うことも可能である。
【００５６】
＜変形例１；電圧計測方法＞
上記で説明した、本発明による電池制御装置を用いた各蓄電セルの電圧計測方法では、スイッチＳＷ５を常時オンとし、スイッチＳＷ４〜ＳＷ１をそれぞれ順にオンとして各蓄電セルの電圧測定を行っている（図５および図６（ａ）参照）。
この電圧計測方法の変形例として、図１０および図１１に示すように、各蓄電セル毎にバランシング放電回路を形成して、電圧測定を行うことも可能である。なお、図１０では蓄電セルＳＣ４の電圧測定の場合（図１０（ａ））と蓄電セルＳＣ３の電圧測定の場合（図１０（ｂ））のみ示してあるが、蓄電セルＳＣ２およびＳＣ１の場合も同様に、それぞれのセルのバランシング放電回路を形成するように各々のセルの上下のスイッチをオンとして電圧測定を行う（図１１参照）。
この電圧測定方法による、各蓄電セルの算出方法を以下に示す。ここでも、蓄電セルＳＣ１〜ＳＣ４の電圧をそれぞれＶ１〜Ｖ４とし、電圧検出器１５２に検出される各蓄電セル毎の電圧をＶＭ１〜ＶＭ４とする。また蓄電セルＳＣ１〜ＳＣ４のそれぞれの負極側電位をＥ１〜Ｅ４とする。なお、この変形例１でのＶＭ２〜ＶＭ４の値は、図５および図６で説明した場合のＶＭ２〜ＶＭ４の値とは異なるものである。
【００５７】
蓄電セルＳＣ４の電圧測定（図１０（ａ））は、図５（ａ）で説明した場合と同じであり、図１０（ａ）と図５（ａ）のスイッチ状態は同じである。従って、図１０（ａ）あるいはこれに対応する図１１の＜８＞の状態で、電圧検出器１５２で検出される電圧を、前述と同様にＶＭ４とすると、蓄電セルの電圧Ｖ４は、以下の式で求められる。
Ｖ４＝ＶＭ４＊（Ｒ４＋Ｒ５）／Ｒ５                              ．．．（５）
なお、当然ながら式（５）は前述の式（１）と同じものである。
【００５８】
蓄電セルＳＣ３での電圧測定（図１０（ｂ）および図１１の＜９＞参照）では、電圧検出器１５２に２つの電位Ｅｃと蓄電セルＳＣ３の中間電位Ｅ４−Ｖ３＊Ｒ４／（Ｒ３＋Ｒ４）が入力される。
従って、電圧検出器１５２で検出される電圧ＶＭ３は、
ＶＭ３＝Ｅｃ−（Ｅ４−Ｖ３＊Ｒ４／（Ｒ３＋Ｒ４））
＝Ｅｃ−Ｅ４＋Ｖ３＊Ｒ４／（Ｒ３＋Ｒ４）
となるが、Ｅｃ−Ｅ４＝Ｖ４であるので、
ＶＭ３＝Ｖ４＋Ｖ３＊Ｒ４／（Ｒ３＋Ｒ４）
となり、これより、
Ｖ３＝（ＶＭ３−Ｖ４）＊（Ｒ３＋Ｒ４）／Ｒ４                    ．．．（６）
となる。Ｖ４は上記の測定で式（５）から求められているので、検出電圧値ＶＭ３から式（６）でＶ３が算出される。
【００５９】
同様に蓄電セルＳＣ２での電圧測定（図１１の＜１０＞参照）では、電圧検出器１５２に２つの電位Ｅｃと蓄電セルＳＣ２の中間電位Ｅ３−Ｖ２＊Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３）が入力される。
従って、電圧検出器６２で検出される電圧ＶＭ３は、
ＶＭ２＝Ｅｃ−（Ｅ３−Ｖ２＊Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３））
＝Ｅｃ−Ｅ３＋Ｖ２＊Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３）
となるが、Ｅｃ−Ｅ３＝Ｖ３＋Ｖ４であるので、
ＶＭ２＝Ｖ３＋Ｖ４＋Ｖ２＊Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３）
となり、これより、
Ｖ２＝（ＶＭ２−Ｖ３−Ｖ４）＊（Ｒ２＋Ｒ３）／Ｒ３              ．．．（７）
となる。Ｖ３、Ｖ４はそれぞれ上記の式（６）、（５）から求められているので、検出電圧値ＶＭ２から式（７）でＶ２が算出される。
【００６０】
同様に蓄電セルＳＣ１での電圧測定（図１１の＜１１＞参照）で、電圧検出器１５２で検出される電圧値ＶＭ１から、下記の式（８）で蓄電セルＳＣ１の電圧Ｖ１が算出される。
Ｖ１＝（ＶＭ１−Ｖ２−Ｖ３−Ｖ４）＊（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ２        ．．．（８）
【００６１】
なお、上記の電圧測定は、どのような順番でおこなってもよい。式（５）〜（８）の順で計算することで容易にＶ１〜Ｖ４が算出されるが、式（５）〜（８）を連立方程式として解を求めてもよい。
また、この変形例１では、前述の図５〜図８で説明した場合と異なり、各蓄電セルの放電時間は同じなので、電圧測定を多数回行っても、電圧測定による各蓄電セルの充電状態のばらつきは殆ど生じない。従って、電圧測定による充電状態のばらつきを補正する目的の、前述のような方法（図６（ｂ）参照）でのバランシング放電は不要である。従って、図４で示したフローに従い、必要があれば蓄電セル毎に個別にバランシング放電を行う。
【００６２】
＜変形例２；バランシング放電方法＞
蓄電セルの個別バランシング放電を行う方法の例を図１２に示す。
上述の電圧測定およびバランシング放電の方法から明らかなように、各蓄電セルの放電を行うには、図１０に示すように、蓄電セルの上下のスイッチをオンとしてバランシング放電回路を構成すればよい。なお、この個別バランシング放電では、どのような順番で各蓄電セルの放電を行ってもよい。図１２では蓄電セルＳＣ１から順に放電を行っている状態を示しているが、この順番に限定するものではない。また、放電する時間も各蓄電セルの充電状態に対応して適宜調整する。すなわち、ＳＣ１〜ＳＣ４の放電時間を示す、斜線で示す方形ピークの幅は適宜調整する。
【００６３】
＜変形例３；電圧計測方法＞
前述の第１の実施形態で説明した、図６で示すような各蓄電セルの電圧測定の順序および設定と全く対称的な順序および設定で電圧測定を行うことも可能である。
図１３と図１４はこの変形例の電圧測定方法を説明する図である。上記の説明と同様に、各蓄電セルＳＣ１〜ＳＣ４の端子間電圧をそれぞれＶ１〜Ｖ４とし、各蓄電セルの負極側の電位をそれぞれＥ１からＥ４とする。また、スイッチＳＷ１〜ＳＷ５をオンオフして、各蓄電セルを選択した際に電圧検出器１５２で検出される電圧をそれぞれＶＭ１〜ＶＭ４とする。なお、この変形例３でのＶＭ１〜ＶＭ４の値は、上述の実施形態や変形例で説明した際のＶＭ１〜ＶＭ４の値とは異なるものである。
【００６４】
この電圧測定方法では、蓄電セルＳＣ１を必ず含むように電圧測定を行う蓄電セルを選択し、この蓄電セルＳＣ１の電圧情報を有する電位を電圧検出器１５２に入力する。具体的には図１３（ａ）に示すように、スイッチＳＷ１とＳＷ５をオンとし、他のスイッチＳＷ２〜ＳＷ４はオフとする。
電圧検出器に入力される電位はＥｃとＥｃ−（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４）＊Ｒ５／（Ｒ１＋Ｒ５）となる。Ｅｃ＝Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４であるので、ＥｃとＥｃ−Ｅｃ＊Ｒ５／（Ｒ１＋Ｒ５）が入力されることになる。従って、電圧検出器１５２で検出される電圧ＶＭ４は、式（９）のようになる。
ＶＭ４＝Ｅｃ−（Ｅｃ−Ｅｃ＊Ｒ５／（Ｒ１＋Ｒ５））
＝Ｅｃ＊Ｒ５／（Ｒ１＋Ｒ５）                              ．．．（９）
【００６５】
次に、図１３（ｂ）に示すように、スイッチＳＷ１とＳＷ４をオンとし、他のスイッチＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ５はオフとすると、電圧検出器１５２に入力される電位はＥｃとＥ４−（Ｅ４−Ｅ１）＊Ｒ４／（Ｒ１＋Ｒ４）となる。従って、電圧検出器１５２で検出される電圧ＶＭ３は、式（１０）のようになる。
ＶＭ３＝Ｅｃ−（Ｅ４−（Ｅ４−Ｅ１）＊Ｒ４／（Ｒ１＋Ｒ４））  ．．．（１０）
【００６６】
同様に、スイッチＳＷ１とＳＷ３をオンとし（図示省略）、他のスイッチＳＷ２、ＳＷ４、ＳＷ５はオフとする。電圧検出器１５２に入力される電位はＥｃとＥ３−（Ｅ３−Ｅ１）＊Ｒ３／（Ｒ１＋Ｒ３）となる。従って、電圧検出器１５２で検出される電圧ＶＭ２は、式（１１）のようになる。
ＶＭ２＝Ｅｃ−（Ｅ３−（Ｅ３−Ｅ１）＊Ｒ３／（Ｒ１＋Ｒ３））  ．．．（１１）
【００６７】
更に、同様に、スイッチＳＷ１とＳＷ５をオンとし（図示省略）、他のスイッチＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４はオフとすると、電圧検出器１５２に入力される電位は、ＥｃとＥ２−Ｖ１＊Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）となる。この変形例３における各蓄電セルの電圧の算出においては、前述の関係Ｖ１＝Ｅ２−Ｅ１、Ｖ２＝Ｅ３−Ｅ２、Ｖ３＝Ｅ４−Ｅ３、Ｖ４＝Ｅｃ−Ｅ４を用いて、Ｅ１〜Ｅ４およびＥｃで表現すると分かり易い。従って、電圧検出器１５２で検出される電圧ＶＭ１は、式（１２）のようになる。
ＶＭ１＝Ｅｃ−（Ｅ２−（Ｅ２−Ｅ１）＊Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２））  ．．．（１２）
【００６８】
以上の式（９）〜式（１２）を用い、Ｖ１〜Ｖ４の連立方程式としてＶ１〜Ｖ４を求めることができる。簡単にＶ１〜Ｖ４を求めるには、まず式（９）からＥｃを求める。次に、Ｅ１＝０であるから、式（１０）、（１１）、（１２）から、それぞれＥ４、Ｅ３、Ｅ２が求まる。これらからＶ１〜Ｖ４が求められる。
【００６９】
図１４は、上記の変形例３でのスイッチＳＷ１〜ＳＷ５のオンオフ動作と、このオンオフ動作による各蓄電セルＳＣ１〜ＳＣ４の放電を示したものである。図６（ａ）と比較して、＜１＞〜＜４＞の状態の放電が、図１４では丁度逆の順番で＜１６＞〜＜１９＞として実行される。
【００７０】
前述の第１の実施形態の電圧測定と、この第３の変形例の電圧測定を続けて行うと、電圧測定に伴う各蓄電セルの放電量を同等にすることができる。また、第１の実施形態の電圧測定方法で、極めて僅かではあるが、各蓄電セルの放電量の違いによる電圧測定への影響も、これらの２つの電圧測定での測定結果を平均することで更に小さくすることができる。これは第１の実施形態での電圧測定と第３の変形例の電圧測定が全く逆の順序で行われることによる。
【００７１】
なお、以上では、検出された電圧から、各蓄電セルのセル電圧を算出する複数の方法について説明した（第１の実施形態、第１及び第３の変形例）。これらの方法においては、各蓄電セルのセル電圧を算出する場合の式が異なるので、検出電圧値から各蓄電セルのセル電圧を求める際の係数が、それぞれの方法で異なる。これらの係数は各蓄電セルの電圧計測および電圧算出方法毎に、分圧抵抗Ｒ１〜Ｒ５によって決まっているので、たとえばデータ保持部に前もって格納しておいてもよいし、あるいはバッテリーコントローラ１３等の上位制御装置から、電圧計測方法の指令とともに、この電圧計測方法および電圧算出方法で使用する係数を通信を介して制御部１６に送信するようにしてもよい。
【００７２】
また、これらの蓄電セルの電圧検出およびセル電圧算出の方法（第１の実施形態、第１及び第３の変形例）では、セルグループを構成する蓄電セルの個数と同じ回数だけ電圧計測を行えばよい。これらの電圧計測においては、それぞれの電圧計測で、スイッチＳＷ１〜ＳＷ５の内２つのスイッチをオンとして構成される閉回路に含まれる蓄電セル（の組み合わせ）が異なっていればよい。このようにして蓄電セルの電圧計測を行うことによって、全ての蓄電セルのセル電圧情報が入った電圧検出が行われ、各蓄電セルのセル電圧を算出することができる。
【００７３】
＜変形例４；バランシング放電方法＞
上記で説明したように、電圧測定に伴う各蓄電セルの放電量をほぼ同等にしながらの電圧測定も可能である。従って、各蓄電セルのセル電圧も図７に示す場合と異なり、たとえば図１５（ａ）に示すような状態であったとする。このような状態の場合は、図４を参照して説明したステップＳ２００でのバランシング放電を以下のようにして行う（下記ステップＳ２０１〜Ｓ２０３、および図１５（ｂ）参照）。
（ステップＳ２０１）  蓄電セルＳＣ１の放電を、セル電圧がＶＤからＶＡまで低下するまで行う。スイッチＳＷ１とＳＷ２をオンとし、他のスイッチはオフにする。放電時間、すなわちスイッチＳＷ１とＳＷ２をオンとする時間は、蓄電セルＳＣ１のセル電圧ＶＤに相当するＳＯＣ（State Of Charge;残存容量）からセル電圧ＶＣに相当するＳＯＣに低下するまでに必要な放電電流の積算値で設定される。スイッチＳＷ１とＳＷ２をオンとした場合の放電電流は、蓄電セルのセル電圧と分圧抵抗Ｒ１とＲ２で決定される。なお、蓄電セルのＳＯＣは、セル電圧とＳＯＣの関係が特性データとして事前に測定されているので、この特性データを基に算出されている。
（ステップＳ２０２）  蓄電セルＳＣ３の放電を、セル電圧がＶＣからＶＢまで低下するまで行う。この際、スイッチＳＷ３とＳＷ４をオンとする。放電電流は蓄電セルＳＣ３のセル電圧と、分圧抵抗Ｒ３およびＲ４とで決定され、放電時間はステップＳ２０１と同様に設定される。なお、蓄電セルＳＣ３の放電は、上記の蓄電セルＳＣ１の放電と並行して行うこともできる。これは蓄電セルＳＣ１の放電と蓄電セルＳＣ３の放電でのスイッチＳＷ１〜ＳＷ５の設定状態が互いに影響しないためである。
（ステップＳ２０３）  蓄電セルＳＣ３とＳＣ４の放電を、セル電圧がＶＢからＶＡまで低下するまで行う。この際スイッチＳＷ３とＳＷ５をオンとし、スイッチＳＷ４はオフである。放電電流は蓄電セルＳＣ３とＳＣ４との合計電圧と、分圧抵抗Ｒ３およびＲ５で決定される。放電時間はステップＳ２０１と同様に設定される。なお、ステップＳ２０２で説明したように、蓄電セルＳＣ３とＳＣ４の放電は、蓄電セルＳＣ１の放電と並行して行うこともできる。
【００７４】
なお、上記のステップＳ２０１〜Ｓ２０３は順序を入れ替えて実施しても構わないが、最も短時間で全てのバランシング放電が行えるように、各蓄電セルの放電動作をスケジュールすることが好ましい。蓄電セルＳＣ１〜ＳＣ５のセル電圧が、図１５に示すような場合、変形例１で説明したように（図１０、図１１参照）、各蓄電セルを個別に放電することも可能であるが、蓄電セル１個ずつ行うため時間がかかる。上記の変形例４で説明したような方法で、効率よく短時間でバランシング放電を行うことができる。
このような放電動作のスケジューリングは、図１５に示すような各蓄電セルのセル電圧の状態に基づいて自動的に設定するようにプログラムを作成して行うことが可能であるが、詳細は省略する。
【００７５】
上記で説明したバランシング放電方法（変形例２および３）から明らかなように、本発明による蓄電装置を用いることにより、セルグループの複数の蓄電セルの内、連続して接続されていない複数の蓄電セルは、並行して放電することが可能である。
例えば、１つ以上の蓄電セルからなり、２つ以上の蓄電セルの場合はこれらが連続して直列に接続されている第１の蓄電セル群と、この第１の蓄電セル群とは連続して接続されていない、別の１つ以上の蓄電セルからなり、２つ以上の蓄電セルの場合はこれらが連続して直列に接続されている蓄電セルからなる第２の蓄電セル群の放電は、互いに並行にあるいは同時に放電を行うことができる。
【００７６】
この第１の蓄電セル群の蓄電セルの最上位電位側の正極に接続された電圧検出線ＳＬ５に接続されたスイッチと、最下位電位側の負極に接続された電圧検出線ＳＬ１に接続されたスイッチとをオンにし、第２の蓄電セル群の蓄電セルの最上位電位側の正極に接続された電圧検出線ＳＬ５に接続されたスイッチと、第２の蓄電セル群の最下位電位側の負極に接続された電圧検出線１に接続されたスイッチとをオンにすることによって、両方の蓄電セル群を放電することができる。
【００７７】
またこの際、上記のスイッチ以外はオフとする。２つ以上の蓄電セルが連続して直列に接続された蓄電セル群では、この蓄電セル群の最上位電位側の電圧検出線ＳＬ５と最下位電位側の電圧検出線ＳＬ１の間にも、他の電圧検出線ＳＬ２〜ＳＬ４があり、また上記の説明によればオフとされているスイッチがある（例えば図５（ｂ）、図８（ａ）、図１３を参照）。これらのオフとなっているスイッチをオンにしてもよいが、各蓄電セルの電圧はそれほど大きく異ならないので、放電の効果は殆ど無い。逆に、各蓄電セルの電圧ばらつきが非常に大きい場合には、すべてのスイッチをオンにすると放電効果が少々改善される場合もあるが（詳細な説明省略）、このような制御は放電時間の算出を複雑にするのでメリットは無い。
【００７８】
なお、第２の実施形態で説明したような、図９に示すようなバランシング放電回路を用いても上記の変形例４のようなバランシング放電を、同様に行うことができる。図９のバランシング放電回路では、２つの隣り合うバランシングスイッチをオンとして、隣り合う２つの蓄電セルの放電を行う場合でも、バランシング抵抗ＢＲ１〜ＢＲ４の抵抗値が同じであれば、蓄電セル１個だけ放電する場合と同程度の放電電流となる。これにより、バランシング放電時間、すなわちバランシングスイッチをオンとする時間の算出が単純になるというメリットがある。
【００７９】
＜第３の実施形態＞
図１６に、本発明による蓄電装置の第３の実施形態について、図２に示す第１の実施形態の蓄電装置の構成概略に対して、異なる部分が分かり易いように一部分のみ示す。
上述の本発明による蓄電装置の実施形態およびその変形例では、電圧検出器１５２の差動増幅器１５３（図２参照）には、基準電位としてＥｃが入力されるものとして説明した。
しかしながら、図１６に示すように、基準電位としてセルグループの６の最下位電位Ｅ１（すなわちセルグループ６およびセルコントローラ１１のＧＮＤ電位）を入力する構成も可能である。基準電位が異なるので、上述のような各蓄電セルの電圧の算出式も異なる。これらの各蓄電セルの電圧の算出式は上述の説明から、図１６のような構成の場合に対しても容易に導けるので、詳細な説明は省略する。なお、上述のような各蓄電セルのセル電圧の算出方法から明らかなように、原理的には、この基準電位はＥｃあるいはＧＮＤ電位に限定されない。各蓄電セルのセル電圧を算出するための電圧検出が終了するまで、一定の電圧が供給されていればよい。
【００８０】
上述した本発明による蓄電装置では、セルコントローラ１１はディスクリートの素子で構成することも可能であり、あるいはセルコントローラ１１全体を１つの専用のＩＣとすることも可能である。
また、特にＰチャネルＭＯＳＦＥＴスイッチとＮチャネルＭＯＳＦＥＴスイッチとで構成されるスイッチ部１５１とスイッチ駆動部１７をディスクリート構成とすることも可能である。スイッチ部１５１とスイッチ駆動部１７はＥｃ電源で駆動される部分を含むので、他の回路と離して構成してもよい。
【００８１】
＜変形例５；電圧検出線の断線検出方法＞
上記で説明した、本発明による蓄電装置を用いて電圧検出線の断線を検出することができる。
以下では、２つの隣り合う電圧検出線のスイッチを共にオンとした時の電位を、電圧検出器１５２に入力して検出して断線判定する方法について説明する。１つの電圧検出線のみの電位を電圧検出器１５２に入力しても、正常な電圧以外の電圧が検出されたことで、電圧検出線の断線はほぼ判定できるが、判定できない場合も生じる可能性があるので、これも合わせて説明する。図１７〜図２０は、この断線検出方法を説明する図である。なお、ここでは電圧検出線ＳＬ１〜ＳＬ５を均等に取り扱えるように、最上位電位Ｅｃの接続点を変更してある。以下で説明するように、この変更は断線判定方法に実際には影響を与えない。
【００８２】
図１７は、最上位の電圧検出線ＳＬ５が断線している場合の例である。
スイッチＳＷ５のみオンとし、ＳＷ１〜ＳＷ４をオフとすると（図１７（ａ））、電圧検出線ＳＬ５が断線しているので、電圧検出器１５２に入力される電位はフローティングとなり、電圧検出器１５２の検出電圧は確定しない。
しかしながら、２つのスイッチＳＷ４とＳＷ５を共にオンとすると（図１７（ｂ））、電圧検出器には電位Ｅ４が入力され、電圧検出器の出力はＥｃとＥ４の差、すなわち蓄電セルＳＣ４のセル電圧Ｖ４となる。電圧検出線ＳＬ５に断線がなければ、実施形態１で説明したように、電圧検出器の出力はＶ４＊Ｒ５／（Ｒ４＋Ｒ５）となり大きく異なる電圧が検出される。これから電圧検出線ＳＬ５が断線していると判断される。
【００８３】
なお、スイッチＳＷ５のみオンとした場合、電圧検出器１５２の検出電圧は確定しないので、偶然断線していない場合と同等な電圧が検出される、すなわち、電位Ｅｃが電圧検出器１５２に入力され、０Ｖが出力される可能性がある。
【００８４】
図１８は、電圧検出線ＳＬ４が断線している場合の例である。
スイッチＳＷ４のみオンとし、ＳＷ１〜ＳＷ３とＳＷ５をオフとすると（図１８（ａ））、電圧検出線ＳＬ４が断線しているので、電圧検出器１５２に入力される電位はフローティングとなり、電圧検出器１５２の検出電圧は確定しない。
しかしながら、２つのスイッチＳＷ４とＳＷ５を共にオンとすると（図１８（ｂ））、電圧検出器には電位Ｅｃが入力され、電圧検出器の出力は０となる。電圧検出線ＳＬ４に断線がなければ、上記のように、電圧検出器の出力はＶ４＊Ｒ５／（Ｒ４＋Ｒ５）となる。これから電圧検出線ＳＬ４が断線していると判断される。
【００８５】
あるいは、図１８（ｃ）に示すように、２つのスイッチＳＷ３とＳＷ４を共にオンとすると、電圧検出器には電位Ｅ３が入力され、電圧検出器の出力はＥｃとＥ３の差、すなわち蓄電セルＳＣ３のセル電圧Ｖ３と蓄電セルＳＣ４のセル電圧Ｖ４の和Ｖ３＋Ｖ４となる。電圧検出線ＳＬ４に断線がなければ、電圧検出器１５２には、Ｅ４−Ｖ３＊Ｒ４／（Ｒ３＋Ｒ４）が入力され、電圧検出器の出力はＥｃ−（Ｅ４−Ｖ３＊Ｒ４／（Ｒ３＋Ｒ４））＝Ｖ４＋Ｖ３＊Ｒ４／（Ｒ３＋Ｒ４）となる。これから電圧検出線ＳＬ４が断線していると判断される。
【００８６】
図１９は、電圧検出線ＳＬ３が断線している場合の例である。
スイッチＳＷ３のみオンとし、ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ４、ＳＷ５をオフとすると（図１９（ａ））、電圧検出線ＳＬ３が断線しているので、電圧検出器１５２に入力される電位はフローティングとなり、電圧検出器１５２の検出電圧は確定しない。
しかしながら、２つのスイッチＳＷ３とＳＷ４を共にオンとすると（図１９（ｂ））、電圧検出器には電位Ｅ４が入力され、電圧検出器の出力Ｅｃ−Ｅ４すなわち蓄電セルＳＣ４のセル電圧Ｖ４となる。電圧検出線ＳＬ３に断線がなければ、上記のように、電圧検出器の出力はＶ４＋Ｖ３＊Ｒ４／（Ｒ３＋Ｒ４）となり、これから電圧検出線ＳＬ３が断線していると判断される。
【００８７】
あるいは、図１９（ｃ）に示すように、２つのスイッチＳＷ２とＳＷ３を共にオンとすると、電圧検出器には電位Ｅ２が入力され、電圧検出器の出力はＥｃとＥ２の差、すなわち蓄電セルＳＣ２〜ＳＣ４のセル電圧セル電圧の和Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４となる。電圧検出線ＳＬ３に断線がなければ、電圧検出器１５２には、Ｅ３−Ｖ２＊Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３）が入力され、電圧検出器の出力はＥｃ−（Ｅ３−Ｖ２＊Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３）＝Ｖ４＋Ｖ３＋Ｖ２＊Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３）となる。これから電圧検出線ＳＬ３が断線していると判断される。
【００８８】
図２０は、最下位の電圧検出線ＳＬ１が断線している場合の例である。電圧検出線ＳＬ２の断線の場合は、電圧検出線ＳＬ３またはＳＬ４の断線の場合と同様であるので省略する。
スイッチＳＷ１のみオンとし、ＳＷ２〜ＳＷ５をオフとすると（図２０（ａ））、電圧検出線ＳＬ１が断線しているので、電圧検出器１５２に入力される電位はフローティングとなり、電圧検出器１５２の検出電圧は確定しない。
しかしながら、２つのスイッチＳＷ１とＳＷ２を共にオンとすると（図２０（ｂ））、電圧検出器には電位Ｅ２が入力され、電圧検出器の出力はＥｃとＥ２の差、すなわち蓄電セルＳＣ２〜ＳＣ４のセル電圧の和Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４となる。電圧検出線ＳＬ１に断線がなければ、電圧検出器１５２には、Ｅ２−Ｖ１＊Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）が入力され、電圧検出器の出力はＥｃ−（Ｅ２−Ｖ１＊Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）＝Ｖ４＋Ｖ３＋Ｖ２＋Ｖ１＊Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）となる。これから電圧検出線ＳＬ１が断線していると判断される。
【００８９】
上記の断線検出の方法をまとめると以下のようになる。
２つの隣り合う電圧検出線を同時にオンして、電圧検出を行うことにより、この際の検出電圧と予想された検出電圧の差により、どちらの電圧検出線が断線しているか判断することができる。断線している場合に検出される電圧と、断線していない場合に予想される電圧とは、上記で説明したように、蓄電セル１個分の電圧の約半分（分圧抵抗Ｒ１〜Ｒ５が同じとした場合）となり、この電圧差は蓄電セルの通常の使用による電圧ばらつきの範囲を大きく超えており、容易に断線が判定できる。
以上の説明のように、本発明による蓄電装置を用いて電圧検出線の断線を検出する場合は、制御部１６の電圧判定部１６３が、断線判定部として機能する。
【００９０】
また、断線している場合に、検出される電圧値から２つの隣り合う電圧検出線のいずれが断線しているかを判定することができる。
例えば、図１８（ｃ）と図１９（ｂ）とを比較すると、オンされているスイッチは共にＳＷ３とＳＷ４であるが、断線している電圧検出線はそれぞれＳＬ４、ＳＬ３と異なる。
図１８（ｃ）のように、ＳＬ４が断線している場合に検出される電圧は、上記で説明したように、Ｖ４＋Ｖ３である。一方、図１９（ｂ）のように、ＳＬ３が断線している場合に検出される電圧は、Ｖ４となり、ＳＬ４が断線している場合に検出される電圧とは大きく異なる。このため、２つの隣り合う電圧検出線のうち、どちらの電圧検出線が断線しているか容易に判定できる。
【００９１】
なお、図１７〜図２０では、断線検出の方法の説明を簡単にするために、Ｅｃの接続点を、第１乃至第３の実施形態の場合から変更しているが、この接続点を元のままとしても、２つの隣り合う電圧検出線に接続しているスイッチを同時にオンすることによって、断線判定を行う方法に変更はない。
影響が生じるのは、最上位電位の電圧検出線ＳＬ５のスイッチＳＷ５のみオンとした場合である。この場合は、必ず電位Ｅｃが入力されるので、電圧検出線ＳＬ５が断線していても、スイッチＳＷ５のみをオンとした場合は正常な電圧（０Ｖ）が検出されることである。
【００９２】
上記で説明した、断線検出方法で、電圧検出器の基準電位がＥｃでなくセルグループの最低電位（ＧＮＤ）である場合でも、同様に上記の断線検出方法が適用できることは明白であろう。
また、この断線検出方法で検出された電圧検出線の断線については、例えば断線フラグ等データとしてデータ保持部１６１に検出結果を格納し、このデータは通信を介してバッテリーコントローラ１３などの上位制御装置に適宜送信される。
【００９３】
以上の説明は本発明の実施形態の例であり、本発明はこれらの実施形態や実施例に限定されない。当業者であれば、本発明の特徴を損なわずに様々な変形実施が可能である。
【符号の説明】
【００９４】
１  蓄電装置
２ａ、２ｂ  リレー
３  インバータ装置
４  回転電機
５  車両コントローラ
６  セルグループ
７  蓄電モジュールブロック
８  蓄電モジュール
９  サービスディスコネクトスイッチ（ＳＤ−ＳＷ）
１０  蓄電モジュール制御装置
１１  セルコントローラ
１２  絶縁素子
１３  バッテリーコントローラ
１４  抵抗分圧回路
１５  電圧検出部
１６  制御部
１７  スイッチ駆動部
１８  通信部
１９  ＶＤＤ電源部
１５１  スイッチ部
１５２  電圧検出器
１５３  差動増幅器
１５４  ＡＤコンバータ
１６１  データ保持部
１６２  スイッチ制御部
１６３  電圧判定部
ＳＣ１〜ＳＣ４  蓄電セル
Ｅ１〜Ｅ４  各蓄電セルの負極側電位
Ｅｃ  蓄電モジュール５の基準電位（＝蓄電セルＳＣ４の正極側電位）
ＳＷ１〜ＳＷ５  スイッチ
Ｒ１〜Ｒ５  分圧抵抗
ＢＳＷ１〜ＢＳＷ４  バランシングスイッチ
ＢＲ１〜ＢＲ４  バランシング抵抗
ＳＬ１〜ＳＬ５  電圧検出線
【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】
2013027274.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2013027274.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
2013027274.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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