特許 5771842 充電制御装置の故障検出装置、および充電制御装置における故障検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5771842

(24)【登録日】2015年7月10日

(45)【発行日】2015年9月2日

(54)【発明の名称】充電制御装置の故障検出装置、および充電制御装置における故障検出方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20150813BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20150813BHJP

   H02J 7/02 20060101ALI20150813BHJP

【ＦＩ】

   H02J7/00 S

   H01M10/44 Q

   H02J7/02 H

【請求項の数】3

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2009-229702(P2009-229702)

(22)【出願日】2009年10月1日

(65)【公開番号】特開2011-78275(P2011-78275A)

(43)【公開日】2011年4月14日

【審査請求日】2012年3月14日

【審判番号】不服2014-9474(P2014-9474/J1)

【審判請求日】2014年5月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002037

【氏名又は名称】新電元工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100160093

【弁理士】

【氏名又は名称】小室 敏雄

(72)【発明者】

【氏名】古谷 充宏

(72)【発明者】

【氏名】周藤 龍

(72)【発明者】

【氏名】郭 中為

【合議体】

【審判長】 堀川 一郎

【審判官】 藤井 昇

【審判官】 矢島 伸一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−２６６９９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平７−３３６９０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２３６１１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２０６２５０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

H02J 7/00

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

直列に接続された複数のセル電池をバッテリ充電装置により一括して充電する充電制御装置の故障検出装置であって、
前記セル電池ごとに前記セル電池に並列に設けられたインピーダンス回路を選択的に導通または非導通にするバイパス部と、
前記セル電池のそれぞれに対応させて設けられ、前記バイパス部の端子電圧を前記セル電池に対応させてそれぞれ検出する電圧検出部と、
前記検出された端子電圧であって、前記セル電池に対応する前記バイパス部の端子電圧が、当該バイパス部を非導通から導通にする第１動作条件を満たすか否かを判定し、当該第１動作条件を満たさないと判定した場合には前記バイパス部の故障の判定を実施せず、一方、当該第１動作条件を満たすと判定した場合に前記バイパス部の故障の判定を実施し、又は、前記セル電池に対応する前記バイパス部の端子電圧が、当該バイパス部を導通から非導通にする第２動作条件を満たすか否かを判定し、当該第２動作条件を満たさないと判定した場合には前記バイパス部の故障の判定を実施せずに、一方、当該第２動作条件を満たすと判定した場合に前記バイパス部の故障の判定を実施するバイパス制御部と、
を備え、
前記セル電池と当該セル電池に対応する前記電圧検出部とを接続する経路は、前記複数のセル電池のうち当該セル電池の他のセル電池と当該他のセル電池に対応する前記電圧検出部とを接続する経路から独立していて、
前記バイパス制御部は、
前記第１動作条件を満たすと判定した場合に、前記バイパス部を非導通から導通になるように制御して、当該制御の後に、前記電圧検出部が当該セル電池に対応する前記バイパス部の端子電圧を検出し、又は、前記第２動作条件を満たすと判定した場合に、前記バイパス部を導通から非導通になるように制御して、当該制御の後に、前記電圧検出部が当該セル電池に対応する前記バイパス部の端子電圧を検出し、
前記バイパス部の故障の判定において、何れかの前記制御の実施前の当該セル電池に対応する前記バイパス部の端子電圧と当該制御の実施後の当該セル電池に対応する前記バイパス部の端子電圧とが等しい場合に、前記バイパス部に故障が生じていると判定し、当該制御の実施前の前記バイパス部の端子電圧と当該制御の実施後の前記バイパス部の端子電圧とが等しくない場合に、前記バイパス部に故障が生じていないと判定し、
前記第１動作条件は、当該セル電池に対応する前記バイパス部の端子電圧が、前記複数のセル電池のうち当該セル電池の他のセル電池に対応する前記バイパス部の端子電圧より大きいことを表す条件であり、
前記第２動作条件は、当該セル電池に対応する前記バイパス部の端子電圧が、前記複数のセル電池のうち当該セル電池の他のセル電池に対応する前記バイパス部の端子電圧より小さいことを表す条件である
ことを特徴とする故障検出装置。

【請求項2】

前記各セル電池と該各セル電池に対応する各バイパス部とがそれぞれ電圧計測ラインにより接続され、該電圧計測ラインを通して前記バイパス部にバイパス電流が流れるときに、該バイパス電流と前記電圧計測ラインのインピーダンスとによる電圧降下が前記バイパス部の端子電圧に生じる場合において、
前記バイパス制御部は、
前記インピーダンス回路を導通から非導通、または非導通から導通になるように制御した際に、前記電圧検出部で検出したバイパス部の端子電圧に前記電圧降下による電圧の変動が生じなかった場合は、前記バイパス部に故障が発生していると判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の故障検出装置。

【請求項3】

直列に接続された複数のセル電池をバッテリ充電装置により一括して充電する充電制御装置における故障検出方法であって、
インピーダンス回路を内部に有するバイパス部が前記セル電池ごとに前記セル電池に並列に設けられ、
前記セル電池のそれぞれに対応させて電圧検出部が設けられ、
前記セル電池と当該セル電池に対応する前記電圧検出部とを接続する経路は、前記複数のセル電池のうち当該セル電池の他のセル電池と当該他のセル電池に対応する前記電圧検出部とを接続する経路から独立しており、
故障検出装置内の制御部により、
前記電圧検出部によって検出された端子電圧であって、前記セル電池に対応する前記バイパス部の端子電圧が、当該バイパス部を非導通から導通にする第１動作条件を満たすか否かを判定し、当該第１動作条件を満たさないと判定した場合には前記バイパス部の故障の判定を実施せずに、一方、当該第１動作条件を満たすと判定した場合に前記バイパス部を非導通から導通になるように制御して、又は、前記セル電池に対応する前記バイパス部の端子電圧が、当該バイパス部を導通から非導通にする第２動作条件を満たすか否かを判定し、当該第２動作条件を満たさないと判定した場合には前記バイパス部の故障の判定を実施せずに、一方、当該第２動作条件を満たすと判定した場合に前記バイパス部を導通から非導通になるように制御するバイパス制御手順と、
前記電圧検出部によって前記バイパス部の端子電圧を前記セル電池に対応させてそれぞれ検出する電圧検出手順と、
前記インピーダンス回路を導通にした場合の前記バイパス部の端子電圧と、非導通にした場合の前記バイパス部の端子電圧とを基に、前記バイパス部の故障を検出する故障検出手順と、
が行われ、
前記バイパス制御手順において前記第１動作条件を満たすと判定し、前記バイパス部を非導通から導通になるように制御した後に、前記電圧検出手順を実施して、前記電圧検出部が当該セル電池に対応する前記バイパス部の端子電圧を検出し、又は、前記バイパス制御手順において前記第２動作条件を満たすと判定し、前記バイパス部を導通から非導通になるように制御した後に、前記電圧検出手順を実施して、前記電圧検出部が当該セル電池に対応する前記バイパス部の端子電圧を検出し、
前記故障検出手順において、
何れかの前記制御の実施前の当該セル電池に対応する前記バイパス部の端子電圧と当該制御の実施後の当該セル電池に対応する前記バイパス部の端子電圧とが等しい場合に、前記バイパス部に故障が生じていると判定し、当該制御の実施前の前記バイパス部の端子電圧と当該制御の実施後の前記バイパス部の端子電圧とが等しくない場合に、前記バイパス部に故障が生じていないと判定し、
前記第１動作条件は、当該セル電池に対応する前記バイパス部の端子電圧が、前記複数のセル電池のうち当該セル電池の他のセル電池に対応する前記バイパス部の端子電圧より大きいことを表す条件であり、
前記第２動作条件は、当該セル電池に対応する前記バイパス部の端子電圧が、前記複数のセル電池のうち当該セル電池の他のセル電池に対応する前記バイパス部の端子電圧より小さいことを表す条件である
ことを特徴とする故障検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数のセル電池（二次電池）が直列に接続された電池モジュールを一括で充電する充電制御装置に関し、特に、セル電池ごとに設けられ、各セル電池の電池容量の差によって生じる充電電圧のアンバランスをバランスさせるために使用されるバイパス部（バランス電流のバイパス部）の故障を容易に検出することができる、充電制御装置の故障検出装置、および充電制御装置における故障検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

複数のセル電池を直列に接続して構成される電池モジュールへの充電を制御する充電制御装置においては、各セル電池の電池電圧を検出（計測）し、セル電池間の充電電圧を調整してバランスがとれるように構成されている（例えば、特許文献１，２，３を参照）。

【0003】

直列に接続されたセル電池をバッテリ充電装置（定電圧直流電源装置または定電流直流電源装置）により一括充電を行う際に、セル電池の電池容量にアンバランス（不均衡）がある場合は、電池容量の小さなセル電池が先に満充電され、電池容量の大きなセル電池が充分に充電されることなく充電動作が完了する。すなわち、電池モジュールを全体として充分に充電できない状態のまま充電が停止されることになる。これを避けるため、充電の際に、各セル電池の電池電圧を検出し、セル電池の充電電圧にアンバランスが生じた場合に、セル電池に選択的に並列接続されるバイパス部（インピーダンス回路）を使用してセル電池の充電電圧を均等にする。

【0004】

図４は、従来の充電制御装置１０Ａの構成例を示す図である。図４において、セル電池１，２，・・・，ｎは、直列に接続された複数のセル電池であり、バッテリ充電装置（定電圧直流電源装置または定電流直流電源装置等）２１から流れる充電電流Ｉｃにより一括で充電されるセル電池である。なお、バッテリ充電装置２１から、セル電池１，２，・・・，ｎに充電を行う場合は、定電流充電（ＣＣ充電）を行う方法と、定電圧充電（ＣＶ充電）を行う方法と、充電初期において定電流充電（ＣＣ充電）を行ない、ある程度充電が進んだ状態において定電圧充電（ＣＶ充電）を行う方法など、種々の充電方法がある。

【0005】

図４に示す充電制御装置１０Ａにおいて、セル電池１，２，・・・，ｎの正（＋）極側のそれぞれは、入力端子Ａ１，Ａ２，・・・，Ａｎおよび電圧計測ラインＬａ１，Ｌａ２，・・・，Ｌａｎを通して、電圧検出部１３の入力端子Ｅ１，Ｅ２，・・・，Ｅｎに接続される。また、セル電池１，２，・・・，ｎの負（−）極側のそれぞれは、入力端子Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂｎおよび電圧計測ラインＬｂ１，Ｌｂ２，・・・，Ｌｂｎを通して、電圧検出部１３の入力端子Ｇ１，Ｇ２，・・・，Ｇｎに接続される。

【0006】

この電圧計測ラインＬａ１，Ｌａ２，・・・，Ｌａｎには、それぞれ過電流保護用のヒューズＦ１，Ｆ２，・・・，Ｆｎが挿入される。また、バイパス部１９−１，１９−２，・・・，１９−ｎのそれぞれは、電圧計測ラインＬａ１，Ｌａ２，・・・，Ｌａｎおよび電圧計測ラインＬｂ１，Ｌｂ２，・・・，Ｌｂｎを通して、各セル電池１，２，・・・，ｎに並列に接続される。このバイパス部１９−１，１９−２，・・・，１９−ｎは、半導体スイッチ等で構成されるバイパススイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎと、バイパス抵抗Ｒ１，Ｒ２，・・・，Ｒｎとの直列回路で構成される。

【0007】

電圧検出部１３は、各セル電池１，２，・・・，ｎのセル電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，・・・，Ｖｃｎを検出するための電圧検出部であり、各バイパス部１９−１，１９−２，・・・，１９−ｎの両端の端子電圧Ｖａ１，Ｖａ２，・・・，Ｖａｎを計測することにより、セル電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，・・・，Ｖｃｎを検出している。

【0008】

このように図４に示す充電制御装置１０Ａにおいては、各セル電池１，２，・・・，ｎにそれぞれに対応して、電圧計測ラインやバイパス部等の同じ構成の回路が並列に複数設けられている。このため、以下の説明では、セル電池１に対応する回路の部分について説明するが、他のセル電池２，・・・，ｎに対応する回路についても同様である。

【0009】

セル電池１に対応する電圧計測ラインＬａ１の一端は、セル電池１の正（＋）極側と端子Ａ１を通して接続され、他端は、電圧計測ラインＬａ１のインピーダンス等価回路である計測ラインインピーダンス等価回路１８−１を介して、バイパス部１９−１の端子Ｃ１に接続されている。また、この端子Ｃ１は電圧検出部１３の入力端子Ｅ１に接続されている。また、電圧計測ラインＬｂ１の一端は、セル電池１の負（−）極側と端子Ｂ１を通して接続され、他端は、バイパス部１９−１の端子Ｄ１に接続されている。また、この端子Ｄ１は電圧検出部１３の入力端子Ｇ１に接続されている。

【0010】

電圧計測ラインＬａ１の計測ラインインピーダンス等価回路１８−１は、過電流保護用のヒューズＦ１（内部抵抗ｒｆ１）と、電圧計測ラインＬａ１の配線経路（例えば、入力端子Ａ１とバイパス部１９−１の端子Ｃ１との間のプリント配線基板の配線パターン）のインピーダンス成分ｒ１との直列回路で示される。

【0011】

また、バイパス部１９−１は、バイパススイッチＳＷ１と、バイパス抵抗Ｒ１との直列回路で構成される。そして、バイパス部１９−１の一端（端子Ｃ１）は、計測ラインインピーダンス等価回路１８−１の一端に接続され、また、電圧検出部１３の入力端子Ｅ１に接続される。また、バイパス部１９−１の他端（端子Ｄ１）は入力端子Ｂ１を通して、セル電池１の負（−）極側と接続され、また、電圧検出部１３の入力端子Ｇ１に接続されている。

【0012】

そして、電圧検出部１３は、セル電池１の電池電圧Ｖｃ１を検出するための電圧検出部であり、バイパス部１９−１の両端の端子電圧Ｖａ１を計測することにより、セル電圧Ｖｃ１を検出している。

【0013】

上記構成において、セル電池１の充電動作中に、セル電池１のセル電圧Ｖｃ１が、予め設定される閾値電圧よりも大きい場合（あるいは、他のセル電圧Ｖｃ２，・・・，Ｖｃｎに比べて大きい場合）は、バイパススイッチＳＷ１をＯＮ（導通）にし、セル電池１に流れる充電電流Ｉｃの一部をバイパス抵抗Ｒ１にバイパス電流Ｉｂ１としてバイパスさせ、セル電池１への充電速度を遅らせる。逆に、セル電池１のセル電圧Ｖｃ１が、予め設定される閾値電圧よりも小さい場合（あるいは、他のセル電圧Ｖｃ２，・・・，Ｖｃｎと比較して小さい場合）は、バイパススイッチＳＷ１をＯＦＦ（非導通）にし、通常の充電を行う。

【0014】

以上、セル電池１に対応する回路の構成と動作について説明したが、他のセル電池２，・・・，ｎに対応する回路についても同様である。すなわち、電圧検出部１３により、各セル電池１，２，・・・，ｎのセル電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，・・・，Ｖｃｎを検出し、検出結果に応じて、バイパス部１９−１，１９−２，・・・，１９−ｎを選択してＯＮ／ＯＦＦ制御し、電池電圧（充電電圧）が高いセル電池に対してバイパス電流を流すようにする。これにより、バッテリ充電装置２１によりセル電池１，２，・・・，ｎを一括充電する場合に、セル電池１，２，・・・，ｎの充電電圧にアンバランスが生じないようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0015】

【特許文献1】特開２００４−２４５７４３号公報

【特許文献2】特開２００２−２９１１６７号公報

【特許文献3】特開２００１−１７８００８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0016】

上述のように、複数のセル電池が直列に接続された電池モジュールを一括充電する充電制御装置１０Ａでは、各セル電池１，２，・・・，ｎのセル電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，・・・，Ｖｃｎを検出し、この検出結果を基に、バイパス部１９−１，１９−２，・・・，１９−ｎをＯＮ／ＯＦＦ制御している。これにより、セル電池１，２，・・・，ｎの充電電圧が均等になるように制御している。

【0017】

しかしながら、従来の充電制御装置１０Ａおいて、バイパス部１９−１内のバイパススイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎは、例えば、数Ａ単位の電流の開閉を頻繁に行うことがある。このため、開閉に伴うサージ電圧、およびサージ電流により、バイパススイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎが故障する可能性がある。このバイパススイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎが故障した場合、例えば、半導体スイッチの場合は、永久短絡故障、あるいは永久開放故障になる。また、バイパス抵抗Ｒ１，Ｒ２，・・・，Ｒｎはバイパス電流により発熱するため、抵抗体の断線による故障が発生する可能性もある。

【0018】

このように、バイパス部１９−１，１９−２，・・・，１９−ｎが故障すると、バイパススイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎをＯＮ／ＯＦＦ制御しても、バイパス部１９−１，１９−２，・・・，１９−ｎを制御できなくなる。すなわち、バイパス部１９−１，１９−２，・・・，１９−ｎが故障すると、バイパス電流を全く流せなくなる状態になるか、または、バイパス電流が常時流れ続ける状態のいずれかの状態になる。このため、各セル電池１，２，・・・，ｎの充電電圧のバランスをとることができなくなる。このため、バイパス部１９−１，１９−２，・・・，１９−ｎに故障が発生した場合は、これを検出することが重要な課題となる。

【0019】

本発明は、斯かる実情に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、各セル電池に並列に選択的に接続されるバイパス部によりバイパス電流を流して、セル電池間の充電電圧のバランスをとる充電制御装置において、バイパス部の故障を容易に検出することができる充電制御装置の故障検出装置、および充電制御装置における故障検出方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0020】

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の充電制御装置の故障検出装置は、 直列に接続された複数のセル電池をバッテリ充電装置により一括して充電する充電制御装置の故障検出装置であって、前記セル電池ごとに前記セル電池に並列に設けられたインピーダンス回路を選択的に導通または非導通にするバイパス部と、前記セル電池のそれぞれに対応させて設けられ、前記バイパス部の端子電圧を前記セル電池に対応させてそれぞれ検出する電圧検出部と、前記検出された端子電圧であって、前記セル電池に対応する前記バイパス部の端子電圧が、当該バイパス部を非導通から導通にする第１動作条件を満たすか否かを判定し、当該第１動作条件を満たさないと判定した場合には前記バイパス部の故障の判定を実施せず、一方、当該第１動作条件を満たすと判定した場合に前記バイパス部の故障の判定を実施し、又は、前記セル電池に対応する前記バイパス部の端子電圧が、当該バイパス部を導通から非導通にする第２動作条件を満たすか否かを判定し、当該第２動作条件を満たさないと判定した場合には前記バイパス部の故障の判定を実施せずに、一方、当該第２動作条件を満たすと判定した場合に前記バイパス部の故障の判定を実施するバイパス制御部と、を備え、前記セル電池と当該セル電池に対応する前記電圧検出部とを接続する経路は、前記複数のセル電池のうち当該セル電池の他のセル電池と当該他のセル電池に対応する前記電圧検出部とを接続する経路から独立していて、前記バイパス制御部は、前記第１動作条件を満たすと判定した場合に、前記バイパス部を非導通から導通になるように制御して、当該制御の後に、前記電圧検出部が当該セル電池に対応する前記バイパス部の端子電圧を検出し、又は、前記第２動作条件を満たすと判定した場合に、前記バイパス部を導通から非導通になるように制御して、当該制御の後に、前記電圧検出部が当該セル電池に対応する前記バイパス部の端子電圧を検出し、前記バイパス部の故障の判定において、何れかの前記制御の実施前の当該セル電池に対応する前記バイパス部の端子電圧と当該制御の実施後の当該セル電池に対応する前記バイパス部の端子電圧とが等しい場合に、前記バイパス部に故障が生じていると判定し、当該制御の実施前の前記バイパス部の端子電圧と当該制御の実施後の前記バイパス部の端子電圧とが等しくない場合に、前記バイパス部に故障が生じていないと判定し、前記第１動作条件は、当該セル電池に対応する前記バイパス部の端子電圧が、前記複数のセル電池のうち当該セル電池の他のセル電池に対応する前記バイパス部の端子電圧より大きいことを表す条件であり、前記第２動作条件は、当該セル電池に対応する前記バイパス部の端子電圧が、前記複数のセル電池のうち当該セル電池の他のセル電池に対応する前記バイパス部の端子電圧より小さいことを表す条件であることを特徴とする。

【0022】

また、本発明は、上記に記載の充電制御装置の故障検出装置において、前記各セル電池と該各セル電池に対応する各バイパス部とがそれぞれ電圧計測ラインにより接続され、該電圧計測ラインを通して前記バイパス部にバイパス電流が流れるときに、該バイパス電流と前記電圧計測ラインのインピーダンスとによる電圧降下が前記バイパス部の端子電圧に生じる場合において、前記バイパス制御部は、前記インピーダンス回路を導通から非導通、または非導通から導通になるように制御した際に、前記電圧検出部で検出したバイパス部の端子電圧に前記電圧降下による電圧の変動が生じなかった場合は、前記バイパス部に故障が発生していると判定することを特徴とする。

【0025】

また、本発明の充電制御装置における故障検出方法は、直列に接続された複数のセル電池をバッテリ充電装置により一括して充電する充電制御装置における故障検出方法であって、インピーダンス回路を内部に有するバイパス部が前記セル電池ごとに前記セル電池に並列に設けられ、前記セル電池のそれぞれに対応させて電圧検出部が設けられ、前記セル電池と当該セル電池に対応する前記電圧検出部とを接続する経路は、前記複数のセル電池のうち当該セル電池の他のセル電池と当該他のセル電池に対応する前記電圧検出部とを接続する経路から独立しており、故障検出装置内の制御部により、前記電圧検出部によって検出された端子電圧であって、前記セル電池に対応する前記バイパス部の端子電圧が、当該バイパス部を非導通から導通にする第１動作条件を満たすか否かを判定し、当該第１動作条件を満たさないと判定した場合には前記バイパス部の故障の判定を実施せずに、一方、当該第１動作条件を満たすと判定した場合に前記バイパス部を非導通から導通になるように制御して、又は、前記セル電池に対応する前記バイパス部の端子電圧が、当該バイパス部を導通から非導通にする第２動作条件を満たすか否かを判定し、当該第２動作条件を満たさないと判定した場合には前記バイパス部の故障の判定を実施せずに、一方、当該第２動作条件を満たすと判定した場合に前記バイパス部を導通から非導通になるように制御するバイパス制御手順と、前記電圧検出部によって前記バイパス部の端子電圧を前記セル電池に対応させてそれぞれ検出する電圧検出手順と、前記インピーダンス回路を導通にした場合の前記バイパス部の端子電圧と、非導通にした場合の前記バイパス部の端子電圧とを基に、前記バイパス部の故障を検出する故障検出手順と、が行われ、前記バイパス制御手順において前記第１動作条件を満たすと判定し、前記バイパス部を非導通から導通になるように制御した後に、前記電圧検出手順を実施して、前記電圧検出部が当該セル電池に対応する前記バイパス部の端子電圧を検出し、又は、前記バイパス制御手順において前記第２動作条件を満たすと判定し、前記バイパス部を導通から非導通になるように制御した後に、前記電圧検出手順を実施して、前記電圧検出部が当該セル電池に対応する前記バイパス部の端子電圧を検出し、前記故障検出手順において、何れかの前記制御の実施前の当該セル電池に対応する前記バイパス部の端子電圧と当該制御の実施後の当該セル電池に対応する前記バイパス部の端子電圧とが等しい場合に、前記バイパス部に故障が生じていると判定し、当該制御の実施前の前記バイパス部の端子電圧と当該制御の実施後の前記バイパス部の端子電圧とが等しくない場合に、前記バイパス部に故障が生じていないと判定し、前記第１動作条件は、当該セル電池に対応する前記バイパス部の端子電圧が、前記複数のセル電池のうち当該セル電池の他のセル電池に対応する前記バイパス部の端子電圧より大きいことを表す条件であり、前記第２動作条件は、当該セル電池に対応する前記バイパス部の端子電圧が、前記複数のセル電池のうち当該セル電池の他のセル電池に対応する前記バイパス部の端子電圧より小さいことを表す条件であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0026】

本発明の充電制御装置の故障検出装置においては、バイパス部をＯＦＦ（非導通）からＯＮ（導通）、またはＯＮ（導通）からＯＦＦ（非導通）にした場合において、バイパス部の端子電圧の変化を電圧検出部により検出する。そして、故障検出部では、バイパス部をＯＦＦからＯＮ、またはＯＮからＯＦＦに変化させたにも係わらず、電圧検出部により検出したバイパス部の端子電圧が変化しない場合は、バイパス部に故障が発生していると判定する。
これにより、バイパス部の故障（永久ＯＮ（導通）故障または永久ＯＦＦ（非導通）故障）を、バイパス部の端子電圧の変化の有無により検出することができる。このため、バイパス部の故障を容易に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の実施の形態に係わる充電制御装置の構成を示す図である。

【図2】故障検出動作について説明するための図である。

【図3】図１に示す充電制御装置における故障検出処理の流れを示すフローチャートである。

【図4】従来の充電制御装置の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係わる充電制御装置の構成を示す図である。

【0029】

図１に示す本発明の充電制御装置１０と、図４に示す従来の充電制御装置１０Ａとが構成上で異なる点は、図１に示す充電制御装置１０において、制御部１２と、バイパス制御部１４と、故障検出部１５と、端子電圧記録部１６と、充電装置制御部１７とを新たに追加した点である。他の構成は図３に示す充電制御装置１０Ａと同様である。このため、同一の構成部分には同一の符号を付している。また、図１においては、セル電池１に対してのみ、バイパス電流Ｉｂ１が流れている例を示している。

【0030】

また、図１において、符号１１で囲む部分が、バイパス部１９−１，１９−２，・・・，１９ｎの故障検出装置として機能する部分（本発明の特徴をなす部分）であり、後述する故障検出部１５を中心にして、故障検出処理が行われる。

【0031】

図１において、セル電池１，２，・・・，ｎは、直列に接続されたｎ個の二次電池（セル電池）であり、バッテリ充電装置２１から流れる充電電流Ｉｃにより一括で充電される電池モジュールである。

【0032】

このセル電池１，２，・・・，ｎの正（＋）極側は、充電制御装置１０の入力端子Ａ１，Ａ２，・・・，Ａｎ（入力端子Ａで総称される）にそれぞれ接続される。また、入力端子Ａ１，Ａ２，・・・，Ａｎは電圧計測ラインＬａ１，Ｌａ２，・・・，Ｌａｎ（計測ラインインピーダンス等価回路１８−１，１８−２，・・・，１８−ｎを含む）を通して、電圧検出部１３の入力端子Ｅ１，Ｅ２，・・・，Ｅｎ（入力端子Ｅで総称される）に接続される。また、セル電池１，２，・・・，ｎの負（−）極側のそれぞれは、入力端子Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂｎ（入力端子Ｂで総称される）および電圧計測ラインＬｂ１，Ｌｂ２，・・・，Ｌｂｎ（電圧計測ラインＬｂで総称される）を通して、電圧検出部１３の入力端子Ｇ１，Ｇ２，・・・，Ｇｎ（入力端子Ｇで総称される）に接続される。

【0033】

充電制御装置１０は、各セル電池１，２，・・・，ｎへの充電を行う際に、各セル電池１，２，・・・，ｎのセル電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，・・・，Ｖｃｎ（セル電圧Ｖｃで総称される）をそれぞれ検出し、セル電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，・・・，Ｖｃｎにアンバランスが生じている場合に、このアンバランスを補正するために、補正対象となるセル電池１，２，・・・，ｎに対応するバイパス部１９−１，１９−２，・・・１９−ｎ（バイパス部１９で総称される）のＯＮ（導通）／ＯＦＦ（非導通）制御（バランス制御）を行う。

【0034】

また、充電制御装置１０は、後述する充電装置制御部１７によりバッテリ充電装置２１の制御も行う。例えば、セル電池１，２，・・・，ｎへの一括充電の際に、それぞれのセル電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，・・・，Ｖｃｎを監視し、いずれかのセル電池１，２，・・・，ｎが満充電となった場合には、過充電になることを防ぐために、バッテリ充電装置２１からセル電池１，２，・・・，ｎへの充電を停止させる。

【0035】

なお、図１に示す例においては、セル電池１，２，・・・，ｎから負荷に電力を供給する放電回路は、本発明に直接関係せず、また図面の見易さのために図示していないが、当然のこととして、セル電池１，２，・・・，ｎから負荷へ電力を供給する放電回路および放電制御装置（いずれも図示せず）を備えている。そして、例えば、セル電池１，２，・・・，ｎから負荷への放電動作中に、いずれかのセル電池の電池電圧が、所定の下限値（過放電を防ぐための閾値電圧）に達した場合には、セル電池１，２，・・・，ｎから負荷への放電を停止させるように構成されている。

【0036】

図１に示す本実施形態の充電制御装置１０において、制御部１２は、充電制御装置１０内の各処理部の全体を統括して制御し、この充電制御装置１０に要求される機能を実現するための制御部である。

【0037】

電圧計測ラインＬａ１，Ｌａ２，・・・，Ｌａｎ（電圧計測ラインＬａで総称される）上の計測ラインインピーダンス等価回路１８−１，１８−２，・・・，１８−ｎ（計測ラインインピーダンス等価回路１８で総称される）は、セル電池１，２，・・・，ｎのそれぞれに対応して設けられるヒューズＦ１，Ｆ２，・・・，Ｆｎ（内部抵抗ｒｆ１，ｒｆ２，・・・，ｒｆｎ）と、配線経路（プリント配線基板上の配線パターン等）のインピーダンス成分ｒ１，ｒ２，・・・，ｒｎとの直列回路で示される等価回路である。なお、ヒューズＦ１，Ｆ２，・・・，Ｆｎは、ヒューズＦで総称され、内部抵抗ｒｆ１，ｒｆ２，・・・，ｒｆｎは、内部抵抗ｒｆで総称され、インピーダンス成分ｒ１，ｒ２，・・・，ｒｎは、インピーダンス成分ｒで総称される。

【0038】

例えば、電圧計測ラインＬａ１上の計測ラインインピーダンス等価回路１８−１の一端は、セル電池１の正（＋）極側と入力端子Ａ１を通して接続される。また、計測ラインインピーダンス等価回路１８−１の他端は、バイパス部１９−１の一端（端子Ｃ１）と接続されるとともに、電圧検出部１３の入力端子Ｅ１に接続される。この計測ラインインピーダンス等価回路１８−１は、過電流保護用のヒューズＦ１（内部抵抗ｒｆ１）と、電圧計測ラインＬａ１の配線経路（例えば、入力端子Ａ１とバイパス部１９−１の端子Ｃ１との間のプリント配線基板上の配線パターン）のインピーダンス成分ｒ１との直列回路で示される。

【0039】

なお、セル電池１の負（−）極側と入力端子Ｂを介して接続されるとともに、バイパス部１９−１と接続端子Ｄ１で接続される電圧計測ラインＬｂ１についても、配線パターンによるインピーダンス成分が存在するが、この電圧計測ラインＬｂ１のインピーダンス成分については、電圧計測ラインＬａ１のインピーダンス成分ｒ１に含めて考えることができる。

【0040】

バイパス部１９−１，１９−２，・・・，１９−ｎは、半導体スイッチ等で構成されるバイパススイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎ（バイパススイッチＳＷで総称される）と、バイパス抵抗Ｒ１，Ｒ２，・・・，Ｒｎ（バイパス抵抗Ｒで総称される）との直列回路で構成される。バイパス部１９−１，１９−２，・・・，１９−ｎの一方の端子Ｃ１，Ｃ２，・・・，Ｃｎ（端子Ｃで総称される）は、電圧検出部１３の入力端子Ｅ１，Ｅ２，・・・，Ｅｎに接続される。また、バイパス部１９−１，１９−２，・・・，１９−ｎの他方の端子Ｄ１，Ｄ２，・・・，Ｄｎ（端子Ｄで総称される）は、電圧検出部１３の入力端子Ｇ１，Ｇ２，・・・，Ｇｎに接続される。

【0041】

例えば、セル電池１に対応して設けられるバイパス部１９−１は、バイパススイッチＳＷ１と、バイパス抵抗Ｒ１との直列回路で構成される。このバイパス部１９−１の一端（端子Ｃ１）は、計測ラインインピーダンス等価回路１８−１の一端に接続されるとともに、電圧検出部１３の入力端子Ｅ１に接続される。また、バイパス部１９−１の他端（端子Ｄ１）は、セル電池１の負（−）極側に繋がる入力端子Ｂに接続されるとともに、電圧検出部１３の入力端子Ｇ１に接続されている。

【0042】

すなわち、各セル電池１，２，・・・，ｎに対応するバイパス部１９の一端（端子Ｃ）は、計測ラインインピーダンス等価回路１８の一端に接続されるとともに、電圧検出部１３の入力端子Ｅに接続される。また、バイパス部１９の他端（端子Ｄ）は、セル電池１，２，・・・，ｎの負（−）極側に繋がる入力端子Ｂに接続されるとともに、電圧検出部１３の入力端子Ｇに接続されている。

【0043】

バイパス制御部１４は、電圧検出部１３から入力したセル電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，・・・，Ｖｃｎ（正確にはバイパス部１９の端子Ｃ，Ｄ間の電圧）の信号を基に、それぞれのセル電池１，２，・・・，ｎごとに、バイパス部１９におけるＯＮ（導通）またはＯＦＦ（非導通）動作の判定を行う。そして、この判定結果を基に、バイパス部１９内のバイパススイッチＳＷのＯＮ（導通）／ＯＦＦ（非導通）を制御する。すなわち、このバイパス制御部１４では、セル電池間の電池容量のアンバランスによりセル電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，・・・，Ｖｃｎにアンバランスが生じている場合に、このアンバランスを補正するために、補正対象となるセル電池１，２，・・・，ｎに対応するそれぞれのバイパス部１９内のバイパススイッチＳＷのＯＮ，ＯＦＦ制御を行う。

【0044】

例えば、充電動作中に、セル電池１のセル電圧Ｖｃ１が、他のセル電圧Ｖｃ２，・・・，Ｖｃｎに比べて大きい場合は、バイパススイッチＳＷ１をＯＮにし、セル電池１に流れる充電電流Ｉｃの一部をバイパス電流Ｉｂ１としてバイパス抵抗Ｒ１にバイパスさせ、セル電池１の充電速度を遅らせる。逆に、セル電池１のセル電圧Ｖｃ１が、他のセル電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，・・・，Ｖｃｎに比較して小さい場合は、バイパススイッチＳＷ１をＯＦＦ（非導通）にする。

【0045】

なお、図１に示す例では、バイパススイッチＳＷ１のみがＯＮし、バイパススイッチＳＷ２，・・・，ＳＷｎがＯＦＦしている例を示している。このため、バイパス電流Ｉｂ１のみがバイパス部１９−１に流れ、バイパス部１９−２，・・・，１９−ｎには、バイパス電流Ｉｂ２，・・・，Ｉｂｎ（図示せず）流れていない状態を示している。なお、バイパス部１９−１，１９−２，・・・，１９−ｎのそれぞれに流れるバイパス電流Ｉｂ１，Ｉｂ２，・・・，Ｉｂｎは、バイパス電流Ｉｂで総称される。

【0046】

電圧検出部１３は、セル電池１，２，・・・，ｎのセル電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，・・・，Ｖｃｎを検出するために、バイパス部１９−１，１９−２，・・・，１９−ｎの両端の端子電圧Ｖａ１，Ｖａ２，・・・，Ｖａ３（Ｖａで総称される）を、入力端子Ｅ，Ｇから入力して検出（計測）する。そして、検出した端子電圧Ｖａを端子電圧記録部１６に記録する。

【0047】

この電圧検出部１３では、例えば、セル電池１のセル電圧Ｖｃ１をバイパス部１９−１の端子電圧（Ｃ１，Ｄ１間）により計測する。このため、バイパス部１９−１にバイパス電流Ｉｂ１が流れる場合には、電圧計測ラインＬａ１の計測ラインインピーダンス等価回路１８−１で示されるヒューズＦ１（内部抵抗ｒｆ１）とインピーダンス成分ｒ１により、バイパス電流Ｉｂ１により電圧降下ΔＶｒ１「ΔＶｒ１＝（ｒｆ１＋ｒ１）×Ｉｂ１」が生じる。

【0048】

すなわち、バイパス部１９−１内のバイパススイッチＳＷ１のＯＮ・ＯＦＦ状態に応じて、電圧検出部１３で検出されるセル電圧Ｖａ１が、電圧降下ΔＶｒ１だけ変化することになる。したがって、セル電池１のセル電圧Ｖｃ１を検出する場合、通常は、バイパススイッチＳＷ１がＯＦＦの状態で計測する。すなわちバイパス電流Ｉｂ１が流れず（Ｉｂ＝０）、電圧計測ラインＬａ１による電圧降下が生じない状態（ΔＶｒ１＝０）で検出（計測）したセル電圧Ｖａ１をセル電圧Ｖｃ１とする。

【0049】

故障検出部１５は、バイパス部１９における故障の発生を検出するための処理部である。この故障検出部１５では、バイパス部１９内のバイパススイッチＳＷがＯＦＦからＯＮに制御される場合、および、バイパススイッチＳＷがＯＮからＯＦＦに制御される場合において、バイパススイッチＳＷがＯＮまたはＯＦＦに制御される前後の端子電圧（バイパス部１９の端子電圧）Ｖａの変化を基に、バイパス部１９における故障の発生を検出する。

【0050】

例えば、バイパス制御部１４によりバイパススイッチＳＷがＯＦＦからＯＮに制御される場合において、バイパススイッチＳＷのＯＦＦの制御状態におけるセル電圧（バイパス部１９の端子電圧）Ｖａと、ＯＮの制御状態におけるセル電圧（バイパス部１９の端子電圧）Ｖａ´とを比較する。そして、「Ｖａ＝Ｖａ´」の場合、すなわち、バイパススイッチＳＷをＯＦＦからＯＮにしても、バイパス部１９の端子電圧が変化しない場合は、バイパス部１９において故障が発生していると判定する。

【0051】

また、逆に、バイパス制御部１４によりバイパススイッチＳＷがＯＮからＯＦＦに制御される場合において、バイパススイッチＳＷのＯＮの制御状態におけるセル電圧（バイパス部１９の端子電圧）Ｖａと、ＯＦＦの制御状態におけるセル電圧（バイパス部１９の端子電圧）Ｖａ´とを比較する。そして、「Ｖａ＝Ｖａ´」の場合、すなわち、バイパススイッチＳＷをＯＮからＯＦＦにしても、バイパス部１９の端子電圧が変化しない場合は、バイパス部１９において故障が発生していると判定する。

【0052】

例えば、図２（Ａ）に示すように、バイパス部１９−１のバイパススイッチＳＷ１がＯＮの状態においては、バイパス部１９−１にバイパス電流Ｉｂ１が流れる。このため、バイパス部１９−１の端端子電圧（端子Ｃ１，Ｄ１間）の電圧Ｖａ１は、セル電池１の電圧をＶｃ１とすると、電圧計測ラインＬａ１においてバイパス電流Ｉｂ１による電圧降下ΔＶｒ１が生じ、端子電圧Ｖａ１は、「Ｖａ１＝Ｖｃ１−ΔＶｒ１」となる。

【0053】

また、図２（Ｂ）に示すように、バイパス部１９−１のバイパススイッチＳＷ１がＯＦＦの状態においては、バイパス部１９−１のバイパス電流Ｉｂ１が流れない。このため、バイパス部１９−１の端端子電圧（端子Ｃ１，Ｄ１間）の電圧Ｖａ１は、セル電池１の電圧をＶｃ１とすると、電圧計測ラインＬａ１において電圧降下ΔＶｒ１が生じず（ΔＶｒ１＝０）、端子電圧Ｖａ１は「Ｖａ１´＝Ｖｃ１」となる。

【0054】

このように、バイパス部１９−１が正常に作動する場合は、スイッチＳＷ１をＯＮにした場合の端子電圧Ｖａ１と、スイッチＳＷ１をＯＦＦにした場合の端子電圧Ｖａ１´とは異なる電圧値（電圧降下ΔＶｒ１の分だけ異なる電圧値）となり、「Ｖａ１≠Ｖａ１´」となる。すなわち、スイッチＳＷ１をＯＮからＯＦＦにした場合に、端子電圧Ｖａ１が変化するときは、バイパス部１９−１が正常にＯＮ／ＯＦＦ動作していると判定できる。

【0055】

一方、バイパス部１９−１が故障しており、スイッチＳＷ１をＯＦＦにしても、そのままバイパス電流Ｉｂが流れる続ける場合は、端子電圧Ｖａ１は変化しない。すなわち、スイッチＳＷ１をＯＮからＯＦＦにしても、端子電圧Ｖａ１が変化しないときは、バイパス部１９−１に故障が発生していると判定できる。

【0056】

このように、バイパス部１９−１のスイッチＳＷ１をＯＮからＯＦＦに変化させた場合に、端子電圧Ｖａ１が変化するかどうかを検出することで、バイパス部１９−１に故障が発生しているか否かを判定できる。

【0057】

また、同様に、バイパス部１９−１のスイッチＳＷ１をＯＦＦにした状態（図２（Ｂ）に示す状態）から、スイッチＳＷ１をＯＮにする状態（図２（Ａ）に示す状態）に変化させた場合に、端子電圧Ｖａ１が変化するかどうかを検出することで、バイパス部１９−１に故障が発生しているか否かを判定できる。

【0058】

以上説明したように、バイパス制御部１４により、バイパス部１９のＯＮ／ＯＦＦ制御（バランス制御）を行った際に、電圧検出部１３で検出した端子電圧Ｖａに変化（電圧降下ΔＶｒ分による電圧の変動）が生じなかった場合は、バイパス部１９に故障（異常）が発生していると判定する。これにより、バイパス部１９の故障を容易に判定することができる。

【0059】

なお、この充電制御装置１０には、セル電池に対する充電制御動作を指示するための入力装置（例えば、押しボタンスイッチ等の操作スイッチ）や、充電状態（例えば、各セル電池の充電電圧）およびバイパス部１９における故障発生情報等を表示するための表示装置や、充電状態およびバイパス部１９における故障発生情報等を通信により外部に出力するための通信装置（いずれも表示せず）が設備されているものとする。

【0060】

また、図３は、本発明の充電制御装置における処理の流れを示すフローチャートであり、上述した充電制御装置１０におけるバイパス部１９に対する故障検出処理の流れをフローチャートで示したものである。

【0061】

図３（Ａ）は、バイパス部１９内のバイパススイッチＳＷをＯＦＦからＯＮに制御する場合の、バイパス部１９の故障判定処理の流れを示し、図３（Ｂ）は、バイパス部１９をＯＮからＯＦＦに制御する場合の、バイパス部１９の故障判定処理の流れを示している。なお、以下で説明する故障判定処理は、制御部１２を中心にして行われるものであり、この制御部１２からの制御指令により、電圧検出部１３、バイパス制御部１４、および故障検出部１５が制御されることにより、故障判定処理が実行される。

【0062】

最初に、図３（Ａ）に示すフローチャートを参照して、バイパススイッチＳＷをＯＦＦからＯＮに制御する場合の故障判定処理の流れについて説明する。

【0063】

まず、セル電池１，２，・・・、ｎのうちのセル電池ｍ（ｍ＝１〜ｎ）のバイパス部１９−ｍがＯＦＦの状態にあるとする（ステップＳ１１）。この状態において、電圧検出部１３により、セル電圧（バイパス部１９−ｍの端子電圧）Ｖａｍを検出する（ステップＳ１２）。そして、電圧検出部１３は、このセル電圧Ｖａｍを端子電圧記録部１６に記録する。

【0064】

次に、バイパス制御部１４は、セル電池ｍに対応するバイパス部１９−ｍの動作条件（ＯＦＦからＯＮ）を満たすかどうか判定する（ステップＳ１３）。例えば、セル電池ｍのセル電圧（バイパス部１９−ｍの端子電圧）Ｖａｍが、予め設定される閾値電圧と比べて高い場合（あるいは、他のセル電池のセル電圧に比べて高い場合）は（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、セル電池ｍに対応するバイパス部１９−ｍのバイパススイッチＳＷｍをＯＮにすることを判定し、ステップＳ１４に移行する。

【0065】

一方、ステップＳ１３において、バイパス制御部１４が、バイパス部１９−ｍの動作条件を満たさない判定した場合は（ステップＳ１３：Ｎｏ）、故障検出部１５は、バイパス部１９−ｍの故障判定は行わずに、故障検出処理を終了する。

【0066】

そして、ステップＳ１３において、バイパス部１９−ｍの動作条件（ＯＦＦからＯＮ）を満たすと判定された場合は、バイパス制御部１４により、バイパス部１９−ｍをＯＮにし（ステップＳ１４）、電圧検出部１３は、バイパス部１９−ｍをＯＮにしたときのセル電池ｍのセル電圧（バイパス部１９−ｍの端子電圧）Ｖａｍ´を検出する（ステップＳ１５）。

【0067】

次に、故障検出部１５は、バイパス部１９−ｍをＯＮにしたときのセル電圧（バイパス部１９の端子電圧）Ｖａｍ´と、端子電圧記録部１６に記録されたバイパス部１９−ｍがＯＦＦのときのセル電圧（バイパス部１９の端子電圧）Ｖａｍとが等しいか否かを判定する（ステップＳ１６）。

【0068】

そして、故障検出部１５は、バイパス部１９−ｍをＯＦＦにしたときのセル電圧Ｖａｍと、ＯＮにしたときのセル電圧Ｖａｍ´とが等しい場合（Ｖａｍ＝Ｖａｍ´）は（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）、バイパス部１９−ｍが故障と判定する（ステップＳ１７）。一方、故障検出部１５は、セル電圧Ｖａｍとセル電圧Ｖａｍ´とが等しくない場合（Ｖａｍ≠Ｖａｍ´）は（ステップＳ１６：Ｎｏ）、バイパス部１９−１ｍが正常であると判定し、制御部１２が、バイパス部の故障検出処理を終了する。

【0069】

次に、図３（Ｂ）に示すフローチャートを参照して、バイパススイッチＳＷをＯＮからＯＦＦに制御する場合の、故障検出処理の流れについて説明する。

【0070】

まず、セル電池１，２，・・・、ｎのうちのセル電池ｍ（ｍ＝１〜ｎ）のバイパス部１９−ｍがＯＮの状態にあるとする（ステップＳ２１）。この状態において、電圧検出部１３により、セル電圧（バイパス部１９の端子電圧）Ｖａｍを検出する（ステップＳ２２）。そして、電圧検出部１３は、このセル電圧Ｖａｍを端子電圧記録部１６に記録する。

【0071】

次に、バイパス制御部１４は、セル電池ｍに対応するバイパス部１９−ｍの動作条件（ＯＮからＯＦＦ）を満たすかどうか判定する（ステップＳ２３）。例えば、セル電池ｍのセル電圧（バイパス部１９−ｍの端子電圧）Ｖａｍが、予め設定される閾値電圧と比べて低い場合（あるいは、他のセル電池のセル電圧に比べて低い場合）は（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、セル電池ｍに対応するバイパス部１９−ｍのバイパススイッチＳＷｍをＯＦＦにすることを判定し、ステップＳ２４に移行する。

【0072】

一方、ステップＳ２３において、バイパス制御部１４が、バイパス部１９−ｍの動作条件を満たさない判定した場合は（ステップＳ２３：Ｎｏ）、故障検出部１５は、バイパス部１９−ｍの故障判定は行わずに、故障検出処理を終了する。

【0073】

そして、ステップＳ２３において、バイパス部１９−ｍの動作条件（ＯＮからＯＦＦ）を満たすと判定された場合は、バイパス制御部１４は、バイパス部１９−ｍをＯＦＦにし（ステップＳ２４）、電圧検出部１３は、バイパス部１９−ｍをＯＮにしたときのセル電池ｍのセル電圧（バイパス部１９−ｍの端子電圧）Ｖａｍ´を検出する（ステップＳ２５）。

【0074】

次に、故障検出部１５は、バイパス部１９−ｍをＯＦＦにしたときのセル電圧（バイパス部１９の端子電圧）Ｖａｍ´と、端子電圧記録部１６に保存したバイパス部１９−ｍがＯＮのときのセル電圧（バイパス部１９の端子電圧）Ｖａｍとが等しいか否かを判定する（ステップＳ２６）。

【0075】

そして、故障検出部１５は、バイパス部１９−ｍがＯＮのときのセル電圧Ｖａｍと、ＯＦＦにしたときのセル電圧Ｖａｍ´とが等しい場合（Ｖａｍ＝Ｖａｍ´）は（ステップＳ２６：Ｙｅｓ）、バイパス部１９−ｍが故障していると判定する（ステップＳ２７）。一方、故障検出部１５は、セル電圧Ｖａｍとセル電圧Ｖａｍ´とが等しくない場合（Ｖａｍ≠Ｖａｍ´）は（ステップＳ２６：Ｎｏ）、バイパス部１９−１ｍは正常であると判定し、制御部１２は、バイパス部１９−ｍの故障検出処理を終了する。

【0076】

以上説明したように、充電制御装置１０では、セル電池１，２，・・・，ｎに並列に接続されるバイパス部１９をＯＮからＯＦＦに制御する場合、または、バイパス部１９をＯＦＦからＯＮに制御する場合において、バイパス部１９の端子電圧Ｖａの変化の状態を検出して、故障の判定を行う。これにより、バイパス部１９の故障検出を容易に行うことができる。

【0077】

以上、本発明の実施形態について説明したが、図１に示す充電制御装置１０内の制御部１２、電圧検出部１３、バイパス制御部１４、故障検出部１５、および充電装置制御部１７における機能は、専用のハードウェア（例えば、ゲートアレイ等のロジックＩＣ）を使用して実現することができる。また、充電制御装置１０内にＣＰＵ（マイクロコンピュータやＤＳＰ等の中央演算処理装置）を含むコンピュータシステムを設け、制御部１２、電圧検出部１３、バイパス制御部１４、故障検出部１５、および充電装置制御部１７における処理に関する一連の処理の過程を、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶させておき、このプログラムをＣＰＵが読み出して実行することによって、上記処理を行うことができる。すなわち、制御部１２、電圧検出部１３、バイパス制御部１４、故障検出部１５、および充電装置制御部１７における各処理は、ＣＰＵが上記プログラムを読み出して、情報の加工、演算処理を実行することにより実現することができる。

【0078】

また、本発明の電圧検出部は電圧検出部１３が相当する。また、本発明のバイパス制御部はバイパス制御部１４が相当する。また、本発明の故障検出部は故障検出部１５が相当する。また、本発明のバイパス部は、バイパス部１９が相当し、バイパス部の端子電圧は端子電圧Ｖａが相当する。また、本発明のインピーダンス回路はバイパス抵抗Ｒが相当する。また、本発明の電圧計測ラインは電圧計測ラインＬａが相当し、電圧計測ラインのインピーダンスは、過電流保護用のヒューズＦ（内部抵抗ｒｆ）と配線経路のインピーダンス成分ｒとの直列回路（ｒｆ＋ｒ）が相当し、バイパス電流はバイパス電流Ｉｂが相当し、電圧降下は電圧降下値ΔＶｒ（ΔＶｒ＝（ｒｆ＋ｒ）×Ｉｂ）が相当する。

【0079】

そして、図１に示す充電制御装置は、バイパス部１９が、セル電池１，２，・・・、ｎごとに並列に設けられたインピーダンス回路（バイパス抵抗Ｒ）を選択的に導通または非導通にする。また、電圧検出部１３は、バイパス部１９の端子電圧Ｖａを検出する。そして、故障検出部１５は、インピーダンス回路（バイパス抵抗Ｒ）を導通にした場合のバイパス部１９の端子電圧Ｖａと、非導通にした場合のバイパス部１９の端子電圧Ｖａとを基に、バイパス部１９の故障を検出する。
これにより、バイパス部１９の故障（永久ＯＮ故障または永久ＯＦＦ故障）を、バイパス部１９の端子電圧の変化の有無により検出することができる。このため、バイパス部１９における故障の発生を容易に検出することができる。
なお、また、電圧検出部１３による各セル電池の閉路端子電圧の検出は、予め定められた順序に従って行うこととしてもよく、或いは、ランダムに行うこととしてもよい。また、バイパス部１９によって行われるインピーダンス回路（バイパス抵抗Ｒ）の導通または非導通の切り換えは、電圧検出部１３による閉路端子電圧の検出に応じて行うほかに任意のタイミングで行うことができる。

【0080】

また、充電制御装置１０においては、バイパス制御部１４が、各バイパス部１９内のインピーダンス回路（バイパス抵抗Ｒ）を選択的に導通または非導通に制御する。また、電圧検出部１３は、バイパス制御部１４によりインピーダンス回路（バイパス抵抗Ｒ）が導通になるように制御された場合のバイパス部１９の端子電圧Ｖａと、非導通になるように制御された場合のバイパス部の端子電圧Ｖａとを検出し、故障検出部１５は、インピーダンス回路（バイパス抵抗Ｒ）が導通になるように制御された場合のバイパス部１９の端子電圧Ｖａと、非導通に制御になるように制御された場合のバイパス部１９の端子電圧Ｖａとを基に、バイパス部１９の故障を検出する。
これにより、バイパス部１９の故障（永久ＯＮ故障または永久ＯＦＦ故障）を、バイパス部１９の端子電圧の変化の有無により検出することができる。このため、バイパス部１９における故障の発生を容易に検出することができる。

【0081】

また、充電制御装置１０においては、各セル電池１，２，・・・、ｎと該各セル電池に対応する各バイパス部１９とが電圧計測ラインＬａにより接続され、該電圧計測ラインＬａを通してバイパス部１９にバイパス電流Ｉｂが流れるときに、該バイパス電流Ｉｂと電圧計測ラインＬａのインピーダンス（ｒｆ＋ｒ）とによる電圧降下（ΔＶｒ）がバイパス部１９の端子電圧Ｖａに生じる場合において、故障検出部１５は、バイパス制御部１４により、インピーダンス回路（バイパス抵抗Ｒ）を導通から非導通、または非導通から導通になるように制御した際に、電圧検出部１３で検出したバイパス部１９の端子電圧Ｖａに電圧降下（ΔＶｒ）による電圧の変動が生じなかった場合は、バイパス部１９に故障が発生していると判定する。
これにより、バイパス部１９の故障（永久ＯＮ故障または永久ＯＦＦ故障）を、バイパス部１９の端子電圧が、計測ラインＬａの電圧降下ΔＶｒにより変化するかどうかを検出して判定することができる。このため、バイパス部１９における故障の発生を容易に検出することができる。

【0082】

また、故障検出部１５は、バイパス制御部１４によりバイパス部１９のインピーダンス回路（バイパス抵抗Ｒ）を非導通から導通に制御した場合において、非導通時のバイパス部１９の端子電圧Ｖａと、導通時のバイパス部１９の端子電圧Ｖａとが一致または略一致する場合に、当該バイパス部１９に故障が発生していると判定する。
これにより、バイパス部１９における故障の発生を容易に検出することができる。

【0083】

また、故障検出部１５は、バイパス制御部１４によりバイパス部１９のインピーダンス回路（バイパス抵抗Ｒ）を導通から非導通に制御した場合において、導通時のバイパス部１９の端子電圧Ｖａと、非導通時のバイパス部１９の端子電圧Ｖａとが一致または略一致する場合に、当該バイパス部１９に故障が発生していると判定する。
これにより、バイパス部１９における故障の発生を容易に検出することができる。

【0084】

なお、バイパス部１９−１，１９−２，・・・，１９−ｎおけるバイパス抵抗Ｒ１，Ｒ２，・・・，Ｒｎは、純抵抗に代えて、所望のインピーダンスを有する構成とすることもできる。また、電流制限を行う定電流回路とすることもできる。また、バイパス抵抗Ｒ１，Ｒ２，・・・，Ｒｎは、バイパススイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎの有する内部抵抗とすることもできる。

【0085】

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の充電制御装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

【符号の説明】

【0086】

１，２，・・・，ｎ セル電池
１０，１０Ａ 充電制御装置
１１ 故障検出装置として機能する部分
１２ 制御部
１３ 電圧検出部
１４ バイパス制御部
１５ 故障検出部
１６ 端子電圧記録部
１７ 充電装置制御部
１８−１，１８−２，・・・，１８−ｎ 計測ラインインピーダンス等価回路
１９−１，１９−２，・・・，１９−ｎ バイパス部
Ｒ１，Ｒ２，・・・，Ｒｎ バイパス抵抗（インピーダンス回路）
２１ バッテリ充電装置
Ｌａ１，Ｌａ２，・・・，Ｌａｎ 電圧計測ライン
Ｌｂ１，Ｌｂ２，・・・，Ｌｂｎ 電圧計測ライン
ＳＷ１，ＳＷ２，・・・，ＳＷｎ バイパス部のバイパススイッチ
Ｉｂ１，Ｉｂ２，・・・，Ｉｂｎ バイパス電流
Ｖｃ１，Ｖｃ２，・・・，Ｖｃｎ セル電圧
Ｖａ１，Ｖａ２，・・・，Ｖａｎ セル電圧（バイパス部の端子電圧）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】