(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単位電池で構成される組電池の電圧検出装置において、
前記単位電池ごとに設けられ、前記単位電池の電圧を検出する単位電圧検出回路と、
前記単位電圧検出回路で検出された複数の単位電池電圧の総和を算出する総和電圧算出回路と、
前記組電池の端子電圧を検出する総電圧検出回路と、
前記総電圧検出回路の異常の有無を判定する診断回路と、
(1)前記診断回路で異常無しが判定されているとき、前記端子電圧を組電池の検出電圧とし、(2)前記診断回路で異常有りが判定されているとき、前記総和電圧を組電池の検出電圧とする制御回路とを備えることを特徴とする組電池の電圧検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の組電池の電圧検出装置において、
前記組電池の無負荷時における前記端子電圧と前記組電池の無負荷時における前記総和電圧との差を算出する差分算出回路をさらに備え、
前記制御回路は、前記診断回路で異常有りが判定されているとき、前記総和電圧を前記差で補正することを特徴とする組電池の電圧検出装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の組電池の電圧検出装置において、
前記単位電圧検出回路による検出結果と、前記総電圧検出回路による検出結果との時間的整合をとるタイミング制御回路をさらに備えることを特徴とする組電池の電圧検出装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の組電池の電圧検出装置において、
前記総電圧検出回路自体の温度を検出する温度検出回路をさらに備え、
前記制御回路は、前記診断回路で異常無しが判定されているとき、前記温度検出回路で検出された温度に応じて前記端子電圧を補正することを特徴とする組電池の電圧検出装置。
【請求項５】
複数の単位電池で構成される組電池の電圧検出装置において、
前記単位電池ごとに設けられ、前記単位電池の電圧を検出する単位電圧検出回路と、
前記単位電圧検出回路で検出された複数の単位電池電圧の総和を算出する総和電圧算出回路と、
前記組電池の端子電圧を検出する総電圧検出回路と、
前記組電池の無負荷時における前記端子電圧と前記組電池の無負荷時における前記総和電圧との差を算出する差分算出回路と、
前記単位電圧検出回路による検出結果と、前記総電圧検出回路による検出結果との時間的整合をとるタイミング制御回路と、
前記総電圧検出回路の異常の有無を判定する診断回路と、
(1)前記診断回路で異常無しが判定されているとき、前記端子電圧を組電池の検出電圧とし、(2)前記診断回路で異常有りが判定されているとき、前記タイミング制御回路によって時間的整合された複数の単位電池電圧による総和電圧を、前記差で補正して組電池の検出電圧とする制御回路とを備えることを特徴とする組電池の電圧検出装置。
【請求項６】
請求項５に記載の組電池の電圧検出装置において、
前記診断回路は、前記端子電圧と前記総和電圧との差が第１の所定値を超えるとともに、前記単位電圧検出回路によって検出された複数の単位電池電圧の全てが前記複数の単位電池電圧の平均値に対して第２の所定値以内であるか否かに応じて、前記総電圧検出回路の異常有無を判定することを特徴する組電池の電圧検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、組電池の電圧検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気自動車の駆動用電池として、複数の単セルから構成される組電池が知られている。このような組電池の充放電電力を制御する装置が、たとえば、特開平９−３１２９３９号公報に開示されている。この電力制御装置によれば、組電池はセルコントローラによって各単セルの端子電圧が検出され、電圧センサによって組電池の端子電圧（総電圧）が検出される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電力制御装置では、総電圧を用いて充放電電力の制御値を演算し、単セルの端子電圧を用いて制御値が補正される。このため、電圧センサが故障して組電池の総電圧が検出されない場合に、正しい制御値が演算されなくなるおそれがある。
【０００４】
本発明の目的は、組電池の端子電圧が検出されない場合でも、各単位電池（単セル）の電圧によって組電池の電圧を検出するようにした組電池の電圧検出装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（１）請求項１に記載の発明は、複数の単位電池で構成される組電池の電圧検出装置に適用される。そして、単位電池ごとに設けられ、単位電池の電圧を検出する単位電圧検出回路と、単位電圧検出回路で検出された複数の単位電池電圧の総和を算出する総和電圧算出回路と、組電池の端子電圧を検出する総電圧検出回路と、総電圧検出回路の異常の有無を判定する診断回路と、(1)診断回路で異常無しが判定されているとき、端子電圧を組電池の検出電圧とし、(2)診断回路で異常有りが判定されているとき、総和電圧を組電池の検出電圧とする制御回路とを備えることにより、上述した目的を達成する。
（２）請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の組電池の電圧検出装置において、組電池の無負荷時における端子電圧と組電池の無負荷時における総和電圧との差を算出する差分算出回路をさらに備え、制御回路は、診断回路で異常有りが判定されているとき、総和電圧を差で補正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に記載の組電池の電圧検出装置において、単位電圧検出回路による検出結果と、総電圧検出回路による検出結果との時間的整合をとるタイミング制御回路をさらに備えることを特徴とする。
（４）請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の組電池の電圧検出装置において、総電圧検出回路自体の温度を検出する温度検出回路をさらに備え、制御回路は、診断回路で異常無しが判定されているとき、温度検出回路で検出された温度に応じて端子電圧を補正することを特徴とする。
（５）請求項５に記載の発明は、複数の単位電池で構成される組電池の電圧検出装置に適用される。そして、単位電池ごとに設けられ、単位電池の電圧を検出する単位電圧検出回路と、単位電圧検出回路で検出された複数の単位電池電圧の総和を算出する総和電圧算出回路と、組電池の端子電圧を検出する総電圧検出回路と、組電池の無負荷時における端子電圧と組電池の無負荷時における総和電圧との差を算出する差分算出回路と、単位電圧検出回路による検出結果と、総電圧検出回路による検出結果との時間的整合をとるタイミング制御回路と、総電圧検出回路の異常の有無を判定する診断回路と、(1)診断回路で異常無しが判定されているとき、端子電圧を組電池の検出電圧とし、(2)診断回路で異常有りが判定されているとき、タイミング制御回路によって時間的整合された複数の単位電池電圧による総和電圧を、差で補正して組電池の検出電圧とする制御回路とを備えることにより、上述した目的を達成する。
（６）請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の組電池の電圧検出装置において、診断回路は、端子電圧と総和電圧との差が第１の所定値を超えるとともに、単位電圧検出回路によって検出された複数の単位電池電圧の全てが複数の単位電池電圧の平均値に対して第２の所定値以内であるか否かに応じて、総電圧検出回路の異常有無を判定することを特徴する。
【０００６】
【発明の効果】
本発明によれば、組電池の端子電圧を検出する回路に異常が生じても、各単位電池の電圧を用いて組電池の電圧を検出することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の実施の形態では、組電池を電気自動車の電源として適用した例で説明する。図１は、本発明の一実施の形態による車両用組電池の全体構成図である。図１において、組電池は４０個のセルＣ１〜Ｃ４０が直列に接続されたものであり、セルＣ１〜Ｃ４０は８個ずつまとめられて５つのモジュール電池Ｍ１〜Ｍ５を構成している。なお、組電池および各モジュール電池を構成するセルの数は本説明による数量に限定されるものではない。５つのモジュール電池Ｍ１〜Ｍ５には、それぞれセルコントローラＣ／Ｃ１、Ｃ／Ｃ２、…、Ｃ／Ｃ５が接続されている。５つのセルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ５は、それぞれＣＰＵ、メモリおよびタイマーを有し、各モジュール電池ごとに当該モジュール電池Ｍｎを構成する８個のセルを管理する。ここで、ｎは１〜５の整数である。組電池による電力は、車両を制御する車両システムに供給される。ここで、車両システムとは、組電池の電力が供給されて車両を駆動するためのインバータ、モータなどを含むとともに、バッテリコントローラＢ／Ｃから送信される組電池の総電圧Ｖａ'(load)または総和電圧Ｖｂ(load)によって容量計の容量表示や車両の走行制御を行う車両コントローラを含む。
【０００８】
セルコントローラＣ／Ｃｎは、後述する電圧検出回路を有し、セル電圧検出時に各モジュール電池Ｍｎ内の８個の単セルの電圧をそれぞれ個別に検出する。単セルの電圧検出タイミングはタイマーによって制御され、単セルの検出電圧は各セルコントローラＣ／Ｃｎ内のメモリに記憶される。セルコントローラＣ／Ｃｎは、単セルの電圧検出値を用いてセルコントローラＣ／Ｃｎ内の電圧検出回路の故障診断を行う。具体的には、検出した８つの単セル電圧値の平均値Ｖaveを算出し、８つの単セル電圧値の少なくとも１つが平均値Ｖaveとの間にあらかじめ定められた電圧閾値以上の差を有する場合に、電圧検出回路に異常が発生して電圧検出値に異常データが生じたとみなす。このような故障診断は、単セルの電圧検出を行うたびに行われる。
【０００９】
セルコントローラＣ／Ｃｎはさらに、各モジュール電池Ｍｎを構成する８個の単セルをそれぞれ容量調整するための信号を出力する。セルの容量調整については後述する。セルコントローラＣ／Ｃｎには、各モジュール電池Ｍｎからそれぞれ電力が供給される。各セルコントローラＣ／ＣｎのＣＰＵは通信インターフェイスを内蔵し、この通信インターフェイスを介してバッテリコントローラＢ／Ｃとの間でそれぞれ通信を行う。セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ５は、バッテリコントローラＢ／Ｃによって管理される。
【００１０】
セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ５のＣＰＵは、バッテリコントローラＢ／Ｃからオン信号が送信されることにより電源オンし、オフ信号が送信されることにより電源オフする。
【００１１】
バッテリコントローラＢ／Ｃは、ＣＰＵ２０４、メモリ２０５、およびタイマー２０６を有する。バッテリコントローラＢ／ＣのＣＰＵ２０４は通信インターフェイスを内蔵し、各セルコントローラＣ／Ｃｎとの間で通信を行う。バッテリコントローラＢ／Ｃは、この通信によって各セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ５を制御する一方、各セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ５から電池情報と診断情報とを受信する。
【００１２】
電池情報は、セル電圧検出時に各セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ５の電圧検出回路によって検出された各モジュール電池Ｍｎ内の単セルの電圧値である。バッテリーコントローラＢ／Ｃで受信された電池情報は、バッテリコントローラＢ／Ｃ内のメモリ２０５に記憶され、セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ５の制御に利用されたり、不図示の容量計の容量表示等に利用される。単セルの電圧値が所定の電圧範囲より高いと過充電であり、単セルの電圧値が所定の電圧範囲より低いと過放電である。このように、単セルの電圧値から充電状態がわかる。
【００１３】
診断情報は、セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ５において電圧検出の結果に異常が検出された場合の異常データである。バッテリーコントローラＢ／Ｃで受信された診断情報は、バッテリコントローラＢ／Ｃ内のメモリ２０５に記憶され、バッテリコントローラＢ／Ｃにおける故障診断に利用される。
【００１４】
バッテリコントローラＢ／Ｃは、５つのセルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ５のそれぞれに対し、各モジュール電池Ｍｎを構成する全ての単セルの電圧検出を指示したり、各単セルの容量調整を指示する信号を出力する。バッテリコントローラＢ／Ｃはさらに、不図示の容量計の容量表示を行うための電池容量や電池劣化状態の演算を行うとともに、演算された電池容量や電池劣化状態等の信号を、車両を管理する不図示のコントローラ等に出力する。また、バッテリコントローラＢ／Ｃは、セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ５のいずれかから異常データを受信すると、インジケータＩＤに異常発生を点灯表示させる。
【００１５】
バッテリコントローラＢ／Ｃの電力は、補助電池Ｂから供給される。バッテリコントローラＢ／Ｃは、車両のイグニションスイッチ（不図示）に連動してオン／オフされる。
【００１６】
電圧センサ２０１は、組電池の総電圧を検出し、検出信号をバッテリコントローラＢ／Ｃへ出力する。総電圧は、組電池を構成する５つのモジュール電池Ｍ１〜Ｍ５を直列にして検出される電圧である。総電圧の検出タイミングはバッテリコントローラＢ／Ｃのタイマー２０６によって制御され、検出された総電圧値はバッテリコントローラＢ／Ｃ内のメモリ２０５に記憶される。電流センサ２０２は、組電池に流れる電流を検出し、検出信号をバッテリコントローラＢ／Ｃへ出力する。検出された電流値はバッテリコントローラＢ／Ｃ内のメモリ２０５に記憶される。温度センサ２０３は、電圧センサ２０１の温度を検出し、検出信号をバッテリコントローラＢ／Ｃへ出力する。検出された温度の値はバッテリコントローラＢ／Ｃ内のメモリ２０５に記憶される。
【００１７】
バッテリコントローラＢ／Ｃは、電圧センサ２０１によって検出された総電圧値、および電流センサ２０２によって検出された電流値を用いて所定の演算処理を行い、当該組電池の充放電電力を制御する。
【００１８】
図２は、セルコントローラＣ／Ｃ１内の回路ブロック図である。ここではセルコントローラＣ／Ｃ１を例に上げて説明するが、他のセルコントローラＣ／Ｃ２〜Ｃ／Ｃ５もセルコントローラＣ／Ｃ１と同様である。図２において、モジュール電池Ｍ１とセルコントローラＣ／Ｃ１とが接続されている。モジュール電池Ｍ１は、８つのセルＣ１〜Ｃ８が直列に接続されて構成されている。セルコントローラＣ／Ｃ１は、ＣＰＵと、８つの差動増幅部Ｄ１〜Ｄ８と、８つの容量調整回路Ｅ１〜Ｅ８とを有する。容量調整回路Ｅ１〜Ｅ８には、それぞれ容量調整回路スイッチＳＷｂ１〜ＳＷｂ８と、抵抗器Ｒ１〜Ｒ８とが設けられている。
【００１９】
８つの差動増幅部Ｄ１〜Ｄ８は、セル電圧検出時に、それぞれ単セルＣ１〜Ｃ８の端子電圧Ｖｃ１〜Ｖｃ８を個別に検出し、検出電圧Ｖｄ１〜Ｖｄ８を出力する。ＣＰＵには不図示のＡ／Ｄ変換回路が内蔵されており、差動増幅部Ｄ１〜Ｄ８から出力される検出電圧Ｖｄ１〜Ｖｄ８をそれぞれデジタル値に変換する。ＣＰＵは、デジタル変換した電圧データに基づいて、セルＣ１〜Ｃ８の管理と電圧検出回路の故障診断とを行う。ここで、電圧検出回路は、差動増幅部Ｄ１〜Ｄ８によって構成される。ＣＰＵは、単セルＣ１〜Ｃ８の電池情報と差動増幅部Ｄ１〜Ｄ８の診断情報とをシリアル通信によりバッテリコントローラＢ／Ｃに送信する。送信端子がＴｘ、受信端子がＲｘである。
【００２０】
容量調整回路Ｅ１〜Ｅ８は単セルＣ１〜Ｃ８をそれぞれ放電させる。容量調整回路スイッチＳＷｂ１〜ＳＷｂ８は、ＣＰＵから送られるオン信号によってオンされ、オフ信号によってオフされる。容量調整回路スイッチＳＷｂ１〜ＳＷｂ８がオンされると、対応する抵抗器Ｒ１〜Ｒ８を介して単セルＣ１〜Ｃ８が放電される。ＣＰＵは、上述した電圧検出データから単セルの容量のばらつき(詳しくはＣ１〜Ｃ８の単セル電圧平均値より高い電圧を示す)を判断したセルに対し、このセルに対応する容量調整回路スイッチをオンして放電させる。
【００２１】
バッテリコントローラＢ／Ｃは、以上説明したようにセルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ５からシリアル通信で送信される情報に基づいて、各セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ５の制御を行う。車両の走行中や電池の充電中に行われる通常の制御では、電圧センサ２０１によって検出される総電圧に基づいて組電池の充放電制御を行い、セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ５から送信される電池情報に応じてセルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ５に単セルの容量調整を指示する。セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ５からバッテリコントローラＢ／Ｃへ異常データが送られると、インジケータＩＤに警告表示等を行わせて運転者に異常を報知するとともに、フェイルセーフ動作（入出力制限等）を行う。
【００２２】
本発明は、電圧センサ２０１に異常が生じた場合に、セルコントローラＣ／Ｃｎで検出された単セルの電圧検出値を用いて総電圧を算出し、算出した総電圧値および電流センサ２０２によって検出された電流値を用いて当該組電池の充放電電力を制御することに特徴を有する。
【００２３】
上記のバッテリコントローラＢ／Ｃで行われる処理について説明する。図３は、バッテリコントローラＢ／ＣのＣＰＵ２０４で実行される処理の流れを説明するフローチャートである。図３による処理は、車両のイグニションスイッチのオンに連動して起動する。図３のステップＳ１１において、ＣＰＵ２０４に補助電池Ｂより電力が供給され、ＣＰＵ２０４が起動してステップＳ１２へ進む。ステップＳ１２において、ＣＰＵ２０４は、初期診断処理を行ってステップＳ１３へ進む。初期診断処理は、無負荷の状態で電池の診断を行う処理である。初期診断処理の詳細については後述する。
【００２４】
ステップＳ１３において、ＣＰＵ２０４は通常診断処理を行う。通常診断処理は、車両の走行中などに行われる電池の診断処理である。通常診断処理の詳細については後述する。ＣＰＵ２０４は、通常診断処理を終えると図３による処理を終了する。なお、図３による処理は、後述するサブルーチン処理中であってもイグニションスイッチがオフされると終了する。
【００２５】
図４は、初期診断処理のサブルーチンを説明するフローチャートである。図４のステップＳ２１において、ＣＰＵ２０４は、異常判断フラグＡの値を初期値０にセットしてステップＳ２２へ進む。異常判断フラグＡは、電圧センサ２０１の異常時に１、セルコントローラＣ／Ｃｎの電圧検出回路の異常時に２、両者が正常の場合に０が、それぞれセットされるフラグである。
【００２６】
ステップＳ２２において、ＣＰＵ２０４は、電圧センサ２０１によって検出された総電圧値ＶａをバッテリコントローラＢ／Ｃ内のメモリ２０５に記憶してステップＳ２３へ進む。ステップＳ２３において、ＣＰＵ２０４は、５つのセルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ５のそれぞれに対し、各モジュール電池Ｍｎを構成する全ての単セルの電圧検出を指示する。これにより、セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ５によってそれぞれ単セルの電圧検出が行われる。ＣＰＵ２０４は、セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ５から送信された合計４０個の単セルの電圧検出値の総和を算出し、算出した総和電圧値ＶｂをバッテリコントローラＢ／Ｃ内のメモリ２０５に記憶してステップＳ２４へ進む。
【００２７】
ステップＳ２４において、ＣＰＵ２０４は、総電圧値Ｖａと総和電圧値Ｖｂとの差が所定値Ｙ以下か否かを判定する。ＣＰＵ２０４は、｜Ｖａ−Ｖｂ｜≦Ｙが成立する場合にステップＳ２４を肯定判定してステップＳ２５へ進み、｜Ｖａ−Ｖｂ｜≦Ｙが成立しない場合にステップＳ２４を否定判定してステップＳ２６へ進む。ステップＳ２５へ進む場合は正常とみなす場合であり、ステップＳ２６へ進む場合は異常とみなす場合である。
【００２８】
ステップＳ２５において、ＣＰＵ２０４は、総電圧値Ｖａと総和電圧値Ｖｂとの差の絶対値Ｖ＝｜Ｖａ−Ｖｂ｜をバッテリコントローラＢ／Ｃ内のメモリ２０５に記憶して図４による処理を終了する。差Ｖの値は、電圧センサ２０１およびセルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ５の電圧検出回路間の検出誤差に相当する。一方、ステップＳ２６においてＣＰＵ２０４は、フェイルセーフ（Ｆ／Ｓ）処理を行って図４による処理を終了する。
【００２９】
図５は、フェイルセーフ処理のサブルーチンの詳細を説明するフローチャートである。ステップＳ３１において、ＣＰＵ２０４は、セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ５の電圧検出回路に故障があるか否かを判定する。ＣＰＵ２０４は、セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ５に診断情報の送信をそれぞれ要求し、セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ５から送信された診断情報をメモリ２０５に記憶する。ＣＰＵ２０４は、メモリ２０５の診断情報の中に異常データが記憶されている場合にセルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ５の電圧検出回路に故障が発生したとみなし、ステップＳ３１を肯定判定してステップＳ３４へ進む。一方、ＣＰＵ２０４は、診断情報の中に異常データが記憶されていない場合にステップＳ３１を否定判定してステップＳ３２へ進む。
【００３０】
ステップＳ３２において、ＣＰＵ２０４は、電圧センサ２０１に故障が発生したとみなしてステップＳ３３へ進む。ステップＳ３３において、ＣＰＵ２０４は、異常判断フラグＡの値を１にセットしてステップＳ３５へ進む。ステップＳ３４において、ＣＰＵ２０４は、異常判断フラグＡの値を２にセットしてステップＳ３５へ進む。ステップＳ３５において、ＣＰＵ２０４は、インジケータＩＤに警告表示の点灯要求を出力して図５による処理を終了する。これにより、運転者に異常が報知される。
【００３１】
図６は、通常診断処理のサブルーチンを説明するフローチャートである。図６のステップＳ４１において、ＣＰＵ２０４は、初期診断処理において正常が判定されているか否かを判定する。ＣＰＵ２０４は、異常判断フラグＡ＝０の場合にステップＳ４１を肯定判定してステップＳ４２へ進み、Ａ≠０の場合にステップＳ４１を否定判定してステップＳ４８へ進む。
【００３２】
ステップＳ４２において、ＣＰＵ２０４は、タイマー２０６に計時を開始させ、計時時間Ｔが所定時間Ｔｎか否かを判定する。所定時間Ｔｎは、通常診断における電池の診断（電圧チェック）間隔である。ＣＰＵ２０４は、計時時間Ｔ＝Ｔｎが成立するとステップＳ４２を肯定判定してステップＳ４３へ進み、Ｔ＝Ｔｎが成立しない場合はステップＳ４２を否定判定して計時を継続する。
【００３３】
ステップＳ４３において、ＣＰＵ２０４は、電圧センサ２０１によって検出された総電圧値Ｖａ(load)をバッテリコントローラＢ／Ｃ内のメモリ２０５に記憶してステップＳ４４へ進む。ステップＳ４４において、ＣＰＵ２０４は、温度センサ２０３によって検出された温度に応じて総電圧値Ｖａ(load)を補正し、温度補正後の総電圧値Ｖａ'(load)をメモリ２０５に記憶してステップＳ４５へ進む。
【００３４】
図７は、電圧センサ２０１の温度補正係数を表す図である。図７において、横軸は温度であり、縦軸は補正係数である。本実施の形態による電圧センサ２０１は、２５℃を基準に表すと、２５℃より高温側および２５℃より低温側においてそれぞれ電圧検出値が小さくなる温度特性を有する。そこで、電圧センサ２０１による総電圧検出値Ｖａ(load)に対し、温度センサ２０３によって検出される温度値に対応する係数を乗じて２５℃換算の総電圧値Ｖａ'(load)を算出する。なお、図７による温度補正係数は、あらかじめＣＰＵ２０４内の不図示のメモリに格納されている。
【００３５】
ステップＳ４５において、ＣＰＵ２０４は、５つのセルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ５のそれぞれに対し、各モジュール電池Ｍｎを構成する全ての単セルの電圧検出を指示する。各セルコントローラＣ／Ｃｎに対する指示は、上述した通信によって順番に行われる。これにより、セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ５は、それぞれ単セルの電圧検出を行う。ＣＰＵ２０４は、セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ５から送信された合計４０個の単セルの電圧検出値の総和を算出し、算出した総和電圧値Ｖｂ(load)をメモリ２０５に記憶してステップＳ４６へ進む。
【００３６】
ここで、電圧検出のタイミングについて説明する。図８は、５つのセルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ５、および電圧センサ２０１によって電圧検出が行われるタイミングを説明する図である。各セルコントローラＣ／Ｃｎは、所定時間Δｔの間に検出した単セル電圧をセルコントローラＣ／Ｃ内のメモリにそれぞれ記憶するように構成されている。図８のタイミングｔ１の時点において、セルコントローラＣ／Ｃ１はバッテリコントローラＢ／Ｃ内のＣＰＵ２０４からの指令を受信し、単セル電圧を時間Δｔの間検出して検出値をメモリに格納する。
【００３７】
タイミングｔ２の時点において、セルコントローラＣ／Ｃ２はバッテリコントローラＢ／Ｃ内のＣＰＵ２０４からの指令を受信し、単セル電圧を時間Δｔの間検出して検出値をメモリに格納する。以降同様に、タイミングｔ３、タイミングｔ４、タイミングｔ５の時点よりセルコントローラＣ／Ｃ３、セルコントローラＣ／Ｃ４、セルコントローラＣ／Ｃ５がそれぞれ単セル電圧を時間Δｔの間検出して検出値をメモリに格納する。
【００３８】
タイミングｔ６の時点において、ＣＰＵ２０４は、電圧センサ２０１に指令を出力し、負荷時の総電圧を検出させる。ＣＰＵ２０４がセルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ５に単セルの電圧検出値を送信させるとき、各セルコントローラＣ／Ｃｎ内のメモリに格納されている電圧検出値のうち、タイミングｔ６の時点に対応する電圧検出値を送信するように、各セルコントローラＣ／ＣｎのＣＰＵに指示する。この結果、単セルの電圧検出のタイミングと総電圧の検出タイミングとが一致する。なお、電流センサ２０２に電流を検出させるタイミングも、上記タイミングｔ６に一致するように制御される。
【００３９】
ステップＳ４６において、ＣＰＵ２０４は、温度補正後の総電圧値Ｖａ'(load)と総和電圧値Ｖｂ(load)との差が所定値Ｚ以下か否かを判定する。ＣＰＵ２０４は、｜Ｖａ'(load)−Ｖｂ(load)｜≦Ｚが成立する場合にステップＳ４６を肯定判定してステップＳ４２へ戻り、｜Ｖａ'(load)−Ｖｂ(load)｜≦Ｚが成立しない場合にステップＳ４６を否定判定してステップＳ４７へ進む。ステップＳ４２へ戻る場合は正常とみなす場合であり、上述した単セルの電圧検出と総電圧の検出とが、所定時間Ｔｎごとに繰り返される。この場合には、電圧センサ２０１によって検出され、温度補正された総電圧値Ｖａ'(load)と、電流センサ２０２によって検出された電流値とを用いて当該組電池の充放電電力が制御される。
【００４０】
上述したステップＳ４１を否定判定して進むステップＳ４８において、ＣＰＵ２０４は、異常判断フラグＡ＝１か否かを判定する。ＣＰＵ２０４は異常判断フラグＡ＝１（電圧センサ２０１に故障が発生）の場合にステップＳ４８を肯定判定してステップＳ４８Ａへ進み、Ａ＝２（セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ５の電圧検出回路に故障が発生）の場合にステップＳ４８を否定判定して判定処理を繰り返す。Ａ＝２の場合は判定処理が繰り返されるが、故障した電圧検出回路で単セル電圧の検出を行わないようにするためである。この場合には、電圧センサ２０１によって総電圧値Ｖａ(load)を検出し、総電圧値Ｖａ(load)と電流センサ２０２によって検出された電流値とを用いて当該組電池の充放電電力が制御される。
【００４１】
ステップＳ４８Ａにおいて、ＣＰＵ２０４は、５つのセルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ５のそれぞれに対し、各モジュール電池Ｍｎを構成する全ての単セルの電圧検出を指示する。これにより、セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ５は、それぞれ単セルの電圧検出を行う。ＣＰＵ２０４は、セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ５から送信された合計４０個の単セルの電圧検出値の総和を算出し、算出した総和電圧値Ｖｂ(load)をメモリ２０５に記憶してステップＳ４９へ進む。
【００４２】
ステップＳ４９において、ＣＰＵ２０４は、Ｖａ(load)＝Ｖｂ(load)＋Ｖを算出してステップＳ４８Ａに戻る。ただし、Ｖは初期診断処理によってメモリ２０５に記憶されている無負荷時の総電圧値Ｖａと無負荷時の総和電圧値Ｖｂとの差である。これにより、電圧センサ２０１に異常が生じた場合に、セルコントローラＣ／Ｃｎで検出された単セルの電圧検出値を用いて総電圧値Ｖａ(load)を算出し、算出した総電圧値Ｖａ(load)と電流センサ２０２によって検出された電流値とを用いて当該組電池の充放電電力が制御される。
【００４３】
上述したステップＳ４６を否定判定して進むステップＳ４７において、ＣＰＵ２０４は、フェイルセーフ（Ｆ／Ｓ）処理を行ってステップＳ４２へ戻る。図９は、フェイルセーフ処理のサブルーチンの詳細を説明するフローチャートである。ステップＳ５１において、ＣＰＵ２０４は、セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ５の電圧検出回路に故障があるか否かを判定する。ＣＰＵ２０４は、セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ５に診断情報の送信を要求し、セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ５から送信された診断情報をメモリ２０５に記憶する。ＣＰＵ２０４は、メモリ２０５の診断情報の中に異常データが記憶されている場合にセルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ５の電圧検出回路に故障が発生したとみなし、ステップＳ５１を肯定判定してステップＳ５３へ進む。この場合には、電圧センサ２０１によって検出され、温度補償された総電圧値Ｖａ'(load)と、電流センサ２０２によって検出された電流値とを用いて当該組電池の充放電電力が制御される。
【００４４】
一方、ＣＰＵ２０４は、診断情報の中に異常データが記憶されていない場合に電圧センサ２０１に故障が発生したとみなし、ステップＳ５１を否定判定してステップＳ５２へ進む。ステップＳ５２において、ＣＰＵ２０４は、Ｖａ(load)＝Ｖｂ(load)＋Ｖを算出してステップＳ５３へ進む。ただし、Ｖは初期診断処理によってメモリ２０５に記憶されている無負荷時の総電圧値Ｖａと無負荷時の総和電圧値Ｖｂとの差である。これにより、電圧センサ２０１に異常が生じた場合に、セルコントローラＣ／Ｃｎで検出された単セルの電圧検出値を用いて総電圧値Ｖａ(load)を算出し、算出した総電圧値Ｖａ(load)と電流センサ２０２によって検出された電流値とを用いて当該組電池の充放電電力が制御される。
【００４５】
ステップＳ５３において、ＣＰＵ２０４は、インジケータＩＤに警告表示の点灯要求を出力して図９による処理を終了する。この結果、運転者に異常が報知される。
【００４６】
以上説明した実施の形態についてまとめる。
（１）バッテリコントローラＢ／Ｃは、無負荷状態で組電池の初期診断処理を行い、組電池の端子電圧、すなわち、総電圧値Ｖａとモジュール電池Ｍ１〜Ｍ５を構成する４０個の単セル電圧の総和電圧値Ｖｂとを求め、両者の差Ｖ＝｜Ｖａ−Ｖｂ｜を算出してメモリ２０５に記憶するようにした。この結果、総電圧Ｖａを検出する電圧センサ２０１と各セルコントローラＣ／Ｃｎの電圧検出回路との間の検出誤差を知ることができる。
（２）上記検出誤差Ｖが所定値Ｙを超える場合は異常とみなしてフェイルセーフ処理（図５）を行うようにしたので、異常発生を運転者に報知することができる。
（３）各セルコントローラＣ／Ｃｎにおける８つの単セル電圧検出時に、検出した８つの単セル電圧値の平均値Ｖaveを算出し、８つの単セル電圧値の少なくとも１つが平均値Ｖaveとの間にあらかじめ定められた電圧閾値以上の差を有する場合にセルコントローラＣ／Ｃｎ側の電圧検出回路の異常とみなすようにした。この結果、上記検出誤差Ｖが所定値Ｙを超える場合に、電圧センサ２０１側の異常か、セルコントローラＣ／Ｃｎ側の異常かの切り分けを行うことができる。故障原因が切分けられると、故障発生時に故障原因に応じた処置を行うことが可能になる。
（４）バッテリコントローラＢ／Ｃは、車両走行時など通常時に組電池の通常診断処理を行い、組電池の端子電圧、すなわち、総電圧値Ｖａ(load)とモジュール電池Ｍ１〜Ｍ５を構成する４０個の単セル電圧の総和電圧値Ｖｂ(load)とを求める。電圧センサ２０１の温度を温度センサ２０３によって検出し、温度補正後の総電圧値Ｖａ'(load)を算出して｜Ｖａ'(load)−Ｖｂ(load)｜ が所定値Ｚ以下か否かを判定するようにした。電圧センサ２０１の温度特性を補償することによって総電圧値を補正できるので、総電圧の検出精度を高めることができる。
（５）バッテリコントローラＢ／Ｃは、以下のように組電池の充放電電力を制御する。
▲１▼｜Ｖａ'(load)−Ｖｂ(load)｜ が所定値Ｚ以下の場合に、温度補正後の総電圧値Ｖａ'(load)と電流センサ２０２によって検出された電流値とを用いて当該組電池の充放電電力を制御する。
▲２▼｜Ｖａ'(load)−Ｖｂ(load)｜ が所定値Ｚを超え、かつセルコントローラＣ／Ｃｎ側の電圧検出回路が異常（ステップＳ５１を肯定判定）の場合に、温度補正後の総電圧値Ｖａ'(load)と電流センサ２０２によって検出された電流値とを用いて当該組電池の充放電電力を制御する。
▲３▼｜Ｖａ'(load)−Ｖｂ(load)｜ が所定値Ｚを超え、かつ電圧センサ２０１の異常（ステップＳ５１を否定判定）の場合に、セルコントローラＣ／Ｃｎで検出された単セルの電圧検出値を用いて総電圧値Ｖａ(load)＝Ｖｂ(load)＋Ｖを算出し、算出した総電圧値Ｖａ(load)と電流センサ２０２によって検出された電流値とを用いて当該組電池の充放電電力を制御する。
▲４▼初期診断処理でセルコントローラＣ／Ｃｎ側の電圧検出回路の異常が判定（ステップＳ４８を否定判定）された場合に、電圧センサ２０１による総電圧値Ｖａ(load)と電流センサ２０２によって検出された電流値とを用いて当該組電池の充放電電力を制御する。
▲５▼初期診断処理で電圧センサ２０１の異常が判定（ステップＳ４８を肯定判定）された場合に、セルコントローラＣ／Ｃｎで検出された単セルの電圧検出値を用いて総電圧値Ｖａ(load)＝Ｖｂ(load)＋Ｖを算出し、算出した総電圧値Ｖａ(load)と電流センサ２０２によって検出された電流値とを用いて当該組電池の充放電電力を制御する。
上記▲３▼および▲５▼のように、バッテリコントローラＢ／ＣのＣＰＵ２０４は、電圧センサ２０１に異常が発生した場合でも総和電圧Ｖｂ(load)を用いて当該組電池の充放電電力を制御することができる。このとき、総電圧Ｖａの算出において電圧センサ２０１と各セルコントローラＣ／Ｃｎの電圧検出回路との間の検出誤差Ｖで補正するようにしたので、検出誤差Ｖで補正しない場合に比べて、充放電電力の制御値が電圧センサ２０１の異常発生の前後で大きく変化することがない。また、電圧センサ２０１の異常発生の前後で不図示の容量計の容量表示が大きく変化することがない。
（６）各セルコントローラＣ／Ｃｎの電圧検出回路による単セルの電圧検出のタイミングと、電圧センサ２０１による総電圧の検出タイミングとを一致させるようにしたので、電圧センサ２０１と各セルコントローラＣ／Ｃｎの電圧検出回路との間の検出誤差Ｖを抑えることができる。とくに、電流変動頻度が大きい車両では、電圧検出のタイミングによって検出される電圧値が異なる可能性が高い。電圧検出タイミングを一致させて検出誤差Ｖを抑えることで、上記（５）と同様に、充放電電力の制御値が電圧センサ２０１の異常発生の前後で大きく変化することがない。
【００４７】
上述した説明では、各セルコントローラＣ／Ｃｎが所定時間Δｔの間に検出した単セル電圧をセルコントローラＣ／Ｃｎ内のメモリにそれぞれ記憶するように構成し、各セルコントローラＣ／Ｃｎ内のメモリに格納されている電圧検出値のうち、電圧センサ２０１による検出タイミングと一致するタイミングｔ６の時点に対応する電圧検出値をバッテリコントローラＢ／Ｃに送信することにより、電圧センサ２０１および各セルコントローラＣ／Ｃｎの電圧検出回路間の時間的整合をとるようにした。この代わりに、各セルコントローラＣ／Ｃｎそれぞれにタイミングｔ６で一斉に単セル電圧を検出させることにより、電圧センサ２０１および各セルコントローラＣ／Ｃｎの電圧検出回路間の時間的整合をとるようにしてもよい。
【００４８】
以上の説明では、電気自動車を例にあげて説明したが、エンジンとモータとを搭載したハイブリッド車両(ＨＥＶ)など組電池を有するものであれば、本発明を適用することができる。
【００４９】
特許請求の範囲における各構成要素と、発明の実施の形態における各構成要素との対応について説明する。単位電池は、たとえば、セルＣ１〜Ｃ４０が対応する。単位電圧検出回路は、たとえば、差動増幅部Ｄ１〜Ｄ８によって構成される。総和電圧算出回路、診断回路、制御回路、差分算出回路は、たとえば、ＣＰＵ２０４によって構成される。総電圧は、端子電圧が対応する。総電圧検出回路は、たとえば、電圧センサ２０１によって構成される。タイミング制御回路は、たとえば、ＣＰＵ２０４、タイマー２０６、セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ５のＣＰＵ、メモリーおよびタイマーによって構成される。温度検出回路は、たとえば、温度センサ２０３によって構成される。第１の所定値は、たとえば、所定値Ｚ（所定値Ｙ）が対応する。第２の所定値は、あらかじめ定められた電圧閾値が対応する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による車両用組電池の全体構成図である。
【図２】セルコントローラ内の回路ブロック図である。
【図３】バッテリコントローラのＣＰＵで実行される処理の流れを説明するフローチャートである。
【図４】初期診断処理のサブルーチンを説明するフローチャートである。
【図５】フェイルセーフ処理のサブルーチンを説明するフローチャートである。
【図６】通常診断処理のサブルーチンを説明するフローチャートである。
【図７】電圧センサの温度補正係数を表す図である。
【図８】セルコントローラおよび電圧センサによって電圧検出が行われるタイミングを説明する図である。
【図９】フェイルセーフ処理のサブルーチンを説明するフローチャートである。
【符号の説明】
２０１…電圧センサ、                ２０２…電流センサ、
２０３…温度センサ、                ２０４…ＣＰＵ、
２０５…メモリ、                    ２０６…タイマー、
Ｂ／Ｃ…バッテリコントローラ、      Ｃ１〜Ｃ４０…セル、
Ｃ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ５…セルコントローラ、
Ｄ１〜Ｄ８…差動増幅部、            Ｅ１〜Ｅ８…容量調整回路、
ＩＤ…インジケータ、                Ｍ１〜Ｍ５…モジュール電池、
ＳＷｂ１〜ＳＷｂ８…容量調整回路スイッチ
【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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