特許 6594952 電池管理装置、電池監視回路、制御システム

(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】6594952

(24)【登録日】2019年10月4日

(45)【発行日】2019年10月23日

(54)【発明の名称】電池管理装置、電池監視回路、制御システム

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/02 20060101AFI20191010BHJP

   G01R 31/396 20190101ALI20191010BHJP

【ＦＩ】

   G01R31/02ZHV

   G01R31/396

【請求項の数】8

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2017-505291(P2017-505291)

(86)(22)【出願日】2016年3月4日

(86)【国際出願番号】JP2016056698

(87)【国際公開番号】WO2016143679

(87)【国際公開日】20160915

【審査請求日】2017年8月16日

(31)【優先権主張番号】特願2015-48798(P2015-48798)

(32)【優先日】2015年3月11日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】509186579

【氏名又は名称】日立オートモティブシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002365

【氏名又は名称】特許業務法人サンネクスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】金井 友範

(72)【発明者】

【氏名】工藤 彰彦

(72)【発明者】

【氏名】有馬 智行

(72)【発明者】

【氏名】塚本 明子

【審査官】 小川 浩史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−２１９２７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／０２４６３５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−１１７８５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／００８１１２８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−１７２９９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１４５４１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１６／１４３６７８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｒ ３１／０２

Ｇ０１Ｒ ３１／３６−３１／３９６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の電池セルのそれぞれの両極に電圧検出線を介して電気的に接続され、前記複数の電池セルそれぞれの端子電圧を検出する電圧検出部と、
抵抗とコンデンサを用いて構成され、前記電圧検出線に電気的に接続されたフィルタ回路と、
複数の前記電圧検出線を順次選択して前記電圧検出部と接続する選択回路と、
前記コンデンサの蓄積電荷量を増加させるために前記選択回路を介して前記電圧検出線に繰り返し電流を流す通電動作を行う電流源と、
前記電圧検出部による前記端子電圧の検出結果に基づいて、前記抵抗が正常状態であるか開放状態であるかを診断する診断部と、を備え、
前記電流源は、前記抵抗が正常状態である場合に、一回の前記通電動作により増加する前記蓄積電荷量が、前記通電動作中の前記端子電圧の変動幅に対応する範囲内となるような電流の大きさで、かつ、前記選択回路の選択動作の終了に応じて前記通電動作が終了すると次の選択動作による次の通電動作の時には一回の前記通電動作により増加した前記蓄積電荷量が通電前の状態に戻るような電流の大きさで、前記通電動作を行い、
前記診断部は、現在の前記端子電圧と過去の前記端子電圧との差が所定の閾値よりも大きい場合に、前記抵抗が開放状態であると診断する電池管理装置。

【請求項2】

請求項１に記載の電池管理装置において、
前記診断部は、現在の前記端子電圧と、現在から所定の診断時間前の前記端子電圧との差が前記閾値よりも大きい場合に、前記抵抗が開放状態であると診断し、
前記診断時間は、前記抵抗が開放状態である場合に、当該時間内で行われる複数回の前記通電動作により増加する前記蓄積電荷量の合計によって生じる前記電圧検出線の電圧変化が前記閾値を超えるまでに要する時間に基づいて設定される電池管理装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の電池管理装置において、
前記フィルタ回路は、複数の前記電圧検出線の各々にそれぞれ電気的に接続された複数の抵抗とコンデンサを用いて構成され、
前記電流源は、複数の前記コンデンサの蓄積電荷量の増加が同一方向となるように前記通電動作を行う電池管理装置。

【請求項4】

請求項１に記載の電池管理装置において、
前記選択回路は、複数の前記電圧検出線の各々が前記電圧検出部と接続される回数が同一となるように、複数の前記電圧検出線を順次選択する電池管理装置。

【請求項5】

複数の電池セルのそれぞれの両極に、抵抗とコンデンサを用いて構成されたフィルタ回路が接続された電圧検出線を介して電気的に接続され、前記複数の電池セルそれぞれの端子電圧を検出する電圧検出部と、
複数の前記電圧検出線を順次選択して前記電圧検出部と接続する選択回路と、
前記コンデンサの蓄積電荷量を増加させるために前記選択回路を介して前記電圧検出線に繰り返し電流を流す通電動作を行う電流源と、を備え、
前記電流源は、前記抵抗が正常状態である場合に、一回の前記通電動作により増加する前記蓄積電荷量が、前記通電動作中の前記端子電圧の変動幅に対応する範囲内となるような電流の大きさで、かつ、前記選択回路の選択動作の終了に応じて前記通電動作が終了すると次の選択動作による次の通電動作の時には一回の前記通電動作により増加した前記蓄積電荷量が通電前の状態に戻るような電流の大きさで、前記通電動作を行う電池監視回路。

【請求項6】

請求項１に記載の電池管理装置と、
前記複数の電池セルで構成された組電池から供給される電力を用いて、前記電池管理装置を搭載した車両を走行させるための走行用モータの駆動制御を行う走行用インバータと、
前記走行用インバータを制御する車両制御装置と、を備え、
前記電池管理装置は、前記複数の電池セルのいずれか少なくとも一つが異常と診断した場合、または前記抵抗が開放状態であると診断した場合に、当該異常に関する異常情報を前記車両制御装置に出力し、
前記車両制御装置は、前記異常情報に基づいて、前記組電池からの電力供給を制限するための制御を前記走行用インバータに対して行い、
前記車両制御装置は、前記制御において、前記複数の電池セルのいずれか少なくとも一つが異常である場合と比べて、前記抵抗が開放状態である場合には、前記組電池からの電力供給に対する制限を緩和する制御システム。

【請求項7】

請求項１に記載の電池管理装置と、
前記複数の電池セルで構成された組電池から供給される電力を利用する機器の制御を行う制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記機器から前記組電池に出力されるノイズに関するノイズ情報を前記電池管理装置に出力し、
前記電池管理装置は、前記ノイズ情報に基づいて、前記診断部による前記抵抗の診断および／または前記電圧検出部による前記端子電圧の検出を無効化する制御システム。

【請求項8】

請求項１に記載の電池管理装置と、
前記複数の電池セルで構成された組電池から供給される電力を利用する機器の制御を行う制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記機器から前記組電池に出力されるノイズを推定し、その推定結果に基づいて、前記電池管理装置から出力される前記抵抗の診断結果および／または前記端子電圧の検出結果を無効化する制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電池管理装置、電池監視回路および制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）や電気自動車（ＥＶ）などでは、所望の高電圧を確保するため、二次電池の電池セルを多数直列接続して構成される組電池（電池システム）が一般的に用いられている。従来、このような組電池には、各電池セルの容量計算や保護管理のため、所定数の電池セルごとに、集積回路等を用いた電池管理装置が接続されている。この電池管理装置により、各電池セルの充放電状態を制御することで、電池セルの管理が行われている。

【0003】

特に、電池セルにリチウムイオン電池を用いた組電池の場合、リチウムイオン電池は高エネルギー密度であるため、電池管理装置が正常に動作せずに過充電状態となるのは危険である。そこで、電池管理装置の信頼性と安全性を高めるために、特許文献１の技術が知られている。特許文献１には、電池セルの電池状態を検出する電池状態検出回路に疑似電圧情報を入力して、電池状態検出回路が正常に動作しているか否かを診断することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０−２４９７９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

一般的に、電池セルと電池管理装置の間に接続されている電圧検出線には、ノイズを除去するためのノイズフィルタとして、ＲＣフィルタが接続されている。そのため、特許文献１に記載の技術のように、電池管理装置に疑似電圧情報を入力して電池管理装置の診断を行うと、疑似電圧情報の入力を終了した後に入力電圧がセル電圧と一致するまで、ＲＣフィルタの時定数に応じた待ち時間が必要となる。したがって、電池管理装置の診断終了後、すぐにはセル電圧の測定を実行できないという問題がある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明による電池管理装置は、複数の電池セルのそれぞれの両極に電圧検出線を介して電気的に接続され、前記複数の電池セルそれぞれの端子電圧を検出する電圧検出部と、抵抗とコンデンサを用いて構成され、前記電圧検出線に電気的に接続されたフィルタ回路と、複数の前記電圧検出線を順次選択して前記電圧検出部と接続する選択回路と、前記コンデンサの蓄積電荷量を増加させるために前記選択回路を介して前記電圧検出線に繰り返し電流を流す通電動作を行う電流源と、前記電圧検出部による前記端子電圧の検出結果に基づいて、前記抵抗が正常状態であるか開放状態であるかを診断する診断部と、を備え、前記電流源は、前記抵抗が正常状態である場合に、一回の前記通電動作により増加する前記蓄積電荷量が、前記通電動作中の前記端子電圧の変動幅に対応する範囲内となるような電流の大きさで、かつ、前記選択回路の選択動作の終了に応じて前記通電動作が終了すると次の選択動作による次の通電動作の時には一回の前記通電動作により増加した前記蓄積電荷量が通電前の状態に戻るような電流の大きさで、前記通電動作を行い、前記診断部は、現在の前記端子電圧と過去の前記端子電圧との差が所定の閾値よりも大きい場合に、前記抵抗が開放状態であると診断する。
本発明による電池監視回路は、複数の電池セルのそれぞれの両極に、抵抗とコンデンサを用いて構成されたフィルタ回路が接続された電圧検出線を介して電気的に接続され、前記複数の電池セルそれぞれの端子電圧を検出する電圧検出部と、複数の前記電圧検出線を順次選択して前記電圧検出部と接続する選択回路と、前記コンデンサの蓄積電荷量を増加させるために前記選択回路を介して前記電圧検出線に繰り返し電流を流す通電動作を行う電流源と、を備え、前記電流源は、前記抵抗が正常状態である場合に、一回の前記通電動作により増加する前記蓄積電荷量が、前記通電動作中の前記端子電圧の変動幅に対応する範囲内となるような電流の大きさで、かつ、前記選択回路の選択動作の終了に応じて前記通電動作が終了すると次の選択動作による次の通電動作の時には一回の前記通電動作により増加した前記蓄積電荷量が通電前の状態に戻るような電流の大きさで、前記通電動作を行う。
本発明の一態様による制御システムは、上記の電池管理装置と、前記複数の電池セルで構成された組電池から供給される電力を用いて、前記電池管理装置を搭載した車両を走行させるための走行用モータの駆動制御を行う走行用インバータと、前記走行用インバータを制御する車両制御装置と、を備え、前記電池管理装置は、前記複数の電池セルのいずれか少なくとも一つが異常と診断した場合、または前記抵抗が開放状態であると診断した場合に、当該異常に関する異常情報を前記車両制御装置に出力し、前記車両制御装置は、前記異常情報に基づいて、前記組電池からの電力供給を制限するための制御を前記走行用インバータに対して行い、前記車両制御装置は、前記制御において、前記複数の電池セルのいずれか少なくとも一つが異常である場合と比べて、前記抵抗が開放状態である場合には、前記組電池からの電力供給に対する制限を緩和する。
本発明の他の一態様による制御システムは、上記の電池管理装置と、前記複数の電池セルで構成された組電池から供給される電力を利用する機器の制御を行う制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記機器から前記組電池に出力されるノイズに関するノイズ情報を前記電池管理装置に出力し、前記電池管理装置は、前記ノイズ情報に基づいて、前記診断部による前記抵抗の診断および／または前記電圧検出部による前記端子電圧の検出を無効化する。
本発明のさらに別の一態様による制御システムは、上記の電池管理装置と、前記複数の電池セルで構成された組電池から供給される電力を利用する機器の制御を行う制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記機器から前記組電池に出力されるノイズを推定し、その推定結果に基づいて、前記電池管理装置から出力される前記抵抗の診断結果および／または前記端子電圧の検出結果を無効化する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、電池管理装置の診断終了後、すぐにセル電圧の測定を実行することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の第１の実施形態による電池管理装置の構成を示す図である。

【図2】本発明の第１の実施形態と比較例における電圧検出線の電圧変動の様子を示す図である。

【図3】本発明の一実施形態による電池管理装置において実行される診断処理のフローチャートである。

【図4】本発明の第２の実施形態による制御システムの構成を示す図である。

【図5】本発明の第３の実施形態による制御システムの構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

−第１の実施形態−
図１は、本発明の第１の実施形態による電池管理装置１０の構成を示す図である。電池管理装置１０は、組電池２０の電池セル２１、２２を管理するものであり、電池監視回路１００、ＲＣフィルタ１１０およびマイコン１３０を備える。なお、説明を簡略化するため、図１では組電池２０を２つの電池セル２１、２２で構成されるものとして、この組電池２０を管理する電池管理装置１０の構成を示している。しかし、組電池２０を構成する電池セルの数はこれに限定されない。任意の個数の電池セルで組電池２０を構成し、その電池セルの個数に合わせて、電池管理装置１０の構成を決定することができる。

【0010】

電池監視回路１００は、マルチプレクサ１０１、電圧検出部１２０およびステートマシン１０４と、電流源Ｇ１１、Ｇ１２とを備える。電圧検出部１２０は、電池セル２１、２２のそれぞれの両極に、マルチプレクサ１０１および電圧検出線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を介して電気的に接続されている。電圧検出部１２０は、増幅器１０２およびＡＤ変換器１０３を有する。

【0011】

マルチプレクサ１０１は、マイコン１３０の指示に応じて、電池セル２１、２２のいずれかを端子電圧の測定対象として選択する。そして、電圧検出線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３のうち、測定対象とした電池セルの両極に接続されている一対の電圧検出線を選択し、それぞれの電圧を電圧検出部１２０に出力する。増幅器１０２は、マルチプレクサ１０１で選択された一対の電圧検出線間の電位差をレベルシフトした電圧信号を生成し、ＡＤ変換器１０３に出力する。ＡＤ変換器１０３は、増幅器１０２から出力された電圧信号を検出することで、測定対象の電池セルの端子電圧（セル電圧）を検出する。電池監視回路１００は、上記のような動作を電池セル２１、２２について順次行うことにより、電池セル２１、２２それぞれの端子電圧を検出することができる。ＡＤ変換器１０３による端子電圧の検出結果は、アナログ値からデジタル値に変換され、マイコン１３０に読み込まれる。

【0012】

マイコン１３０は、ＡＤ変換器１０３から読み込んだ端子電圧の検出結果に基づいて、組電池２０を監視および管理する。たとえば、端子電圧が異常な値を示す場合は、組電池２０に異常があると判断し、その判断結果を示す信号を不図示の上位コントローラに出力する。

【0013】

ステートマシン１０４は、マイコン１３０の指示に応じてマルチプレクサ１０１を切り替えるための論理演算を行う論理回路である。マルチプレクサ１０１は、ステートマシン１０４が行う論理演算の結果に従って、電圧検出線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を順次選択する。

【0014】

ＲＣフィルタ１１０は、電圧検出線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に重畳されたノイズを除去するためのものであり、電圧検出線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に電気的に接続されている。ＲＣフィルタ１１０は、電圧検出線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３上にそれぞれ設けられた抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３と、電圧検出線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３と接地線ＧＮＤとの間にそれぞれ設けられたコンデンサＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３とで構成される。

【0015】

電流源Ｇ１１、Ｇ１２は、組電池２０の最高電位ＨＶから印加される電流を電圧検出線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に流すための通電動作を行う。この通電動作は、マルチプレクサ１０１による電圧検出線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の選択動作に応じて行われる。たとえば、マルチプレクサ１０１が電圧検出線Ｌ１、Ｌ２を選択して電圧検出部１２０と接続すると、電流源Ｇ１１、Ｇ１２は、電圧検出線Ｌ１、Ｌ２とマルチプレクサ１０１を介して電気的にそれぞれ接続される。このときに電流源Ｇ１１、Ｇ１２がオン状態であると、電流源Ｇ１１、Ｇ１２から電圧検出線Ｌ１、Ｌ２に対して、図の右側から左側の方向にそれぞれ電流が流れる。こうした通電動作により、ＲＣフィルタ１１０のコンデンサＣ１１、Ｃ１２の蓄積電荷量がそれぞれ増加方向に変化する。

【0016】

その後、マルチプレクサ１０１が他の電圧検出線を選択するか、または電流源Ｇ１１、Ｇ１２がオフされると、電圧検出線Ｌ１、Ｌ２に対する通電動作が終了し、コンデンサＣ１１、Ｃ１２の蓄積電荷量の変化が停止する。すると、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２を経由して、通電中とは逆方向の電流が電圧検出線Ｌ１、Ｌ２にそれぞれ流れる。これにより、ＲＣフィルタ１１０の時定数に従って、コンデンサＣ１１、Ｃ１２の蓄積電荷量がそれぞれ減少方向に変化する。その結果、通電中の蓄積電荷量の変化が徐々に解消されて元の蓄積電荷量に戻る。なお、電流源Ｇ１１、Ｇ１２のオンオフは、マイコン１３０により個別に制御することができる。

【0017】

上記のような通電動作の切り替えが電圧検出線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３について順次行われることで、マルチプレクサ１０１の選択動作に応じて、電流源Ｇ１１、Ｇ１２から電圧検出線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の各々に電流が間欠的に流れる。これにより、ＲＣフィルタ１１０の時定数に従って、コンデンサＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３の蓄積電荷量がそれぞれ同一方向に増減を繰り返す。

【0018】

なお、電圧検出線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の通電動作では、上記のように電流源Ｇ１１、Ｇ１２から電流を間欠的に印加するようにしている。そのため、電流を常時印加する場合と比べて、平均電流が同じでも電流源Ｇ１１、Ｇ１２の出力電流を大きく設定することができる。そのため、電流源Ｇ１１、Ｇ１２の出力電流のばらつきを抑えることができる。

【0019】

また、電池監視回路１００において、マルチプレクサ１０１の選択動作は、ステートマシン１０４の論理演算結果を基に行われる。このときステートマシン１０４は、マイコン１３０から出力される１つのコマンドのみで論理演算を実行し、マルチプレクサ１０１に選択動作を行わせることができる。したがって、ステートマシン１０４を用いずに、マイコン１３０からの指示で通電動作を切り替える場合と比べて、電圧検出線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に電流が流れる時間を短縮することができる。そのため、電流源Ｇ１１、Ｇ１２の出力電流をさらに大きく設定して、そのばらつきを抑えることができる。

【0020】

マイコン１３０は、上記のようにして電圧検出線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の通電状態の切り替えを繰り返し行ったときの電池セル２１、２２の端子電圧の検出結果を取得する。そして、取得した端子電圧の検出結果に基づいて、ＲＣフィルタ１１０の抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３が正常状態であるか、それとも異常な開放状態であるかを診断する。これにより、電池管理装置１０が正常であるか否かの診断を行う。

【0021】

たとえば、電流源Ｇ１１、Ｇ１２から電圧検出線Ｌ１、Ｌ２にそれぞれ通電してコンデンサＣ１１、Ｃ１２の蓄積電荷量を変化させた後、電圧検出線Ｌ１、Ｌ２の通電を終了した場合を考える。この場合、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２がいずれも正常状態であれば、ＲＣフィルタ１１０の時定数に従って、通電中におけるコンデンサＣ１１、Ｃ１２の蓄積電荷量の変化が徐々に解消する。そのため、通電終了から十分に時間が経過した後には、電圧検出線Ｌ１、Ｌ２の電圧は、それぞれ通電前の元の電圧に戻る。その間、電池セル２１の端子電圧の測定値は変化しない。しかし、たとえば抵抗Ｒ１１が故障等により開放状態であると、電圧検出線Ｌ１の通電が終了した後でも、通電中におけるコンデンサＣ１１の蓄積電荷量の変化は解消されず、通電中に増加した蓄積電荷量が維持される。そのため、電圧検出線Ｌ１の通電を繰り返す毎に、コンデンサＣ１１の蓄積電荷量が次第に増加していき、それに応じて電圧検出線Ｌ１の電圧が増大する。一方、電圧検出線Ｌ２については、抵抗Ｒ１２が正常状態であるため、上記で説明したように、通電終了後には元の電圧に戻る。その結果、電池セル２１の端子電圧の測定値は、電圧検出線Ｌ１の電圧が増大した分だけ大きくなる。これを利用して、マイコン１３０は、抵抗Ｒ１１が正常状態であるか開放状態であるかの診断を行うことができる。

【0022】

さらにマイコン１３０は、電圧検出線Ｌ２、Ｌ３にそれぞれ接続された抵抗Ｒ１２、Ｒ１３に関しても、同様の方法で診断を行うことができる。すなわち、電流源Ｇ１１、Ｇ１２を用いて電圧検出線Ｌ２、Ｌ３の通電を繰り返したときの電池セル２１、２２の端子電圧を測定し、その測定値が元の値から変化するか否かを調べることで、抵抗Ｒ１２、Ｒ１３が正常状態であるか開放状態であるかを診断することができる。このようにして、マイコン１３０は、ＲＣフィルタ１１０の抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３がそれぞれ正常状態であるか開放状態であるかを診断することができる。

【0023】

上記のような診断を行うことで、マイコン１３０は、ＲＣフィルタ１１０の導通状態を診断する診断部として機能する。その結果、ＲＣフィルタ１１０の導通状態が異常であると判断した場合、マイコン１３０は、その判断結果を示す信号を不図示の上位コントローラに出力する。

【0024】

以上説明したように、電池管理装置１０は、電圧検出線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の通電状態を切り替えたときのコンデンサＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３の蓄積電荷量の変化を利用して、ＲＣフィルタ１１０の導通状態の診断を行う。このとき電池管理装置１０は、電流源Ｇ１１、Ｇ１２から電圧検出線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に流す電流を制限することで、通電終了後に電池セル２１、２２の端子電圧の測定を素早く行うことを可能としている。この点について、以下に詳しく説明する。

【0025】

なお、以下の説明では、図１の電池管理装置１０と同様の構成を有しているが、電流源Ｇ１１、Ｇ１２からの電流が制限されていない電池監視装置を、本発明に対する比較例として用いることとする。すなわち、比較例の電池監視装置では、一度の通電動作でＲＣフィルタ１１０の抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３がそれぞれ正常状態であるか開放状態であるかを診断できるように、電流源Ｇ１１、Ｇ１２から出力される電流が図１の電池管理装置１０よりも大きく設定されている。

【0026】

図２は、本発明の第１の実施形態と比較例における電圧検出線の電圧変動の様子を示す図である。図２（ａ）は、図１に示した本発明の第１の実施形態による電池管理装置１０における電圧検出線の電圧を示し、図２（ｂ）は、比較例による電池管理装置における電圧検出線の電圧を示している。なお、図２（ａ）、（ｂ）では、電圧検出線Ｌ１に電流を流した場合の電圧変化の様子を例としてそれぞれ示したが、電圧検出線Ｌ２、Ｌ３に電流をそれぞれ流した場合の電圧も、図２（ａ）、（ｂ）に示したのと同様に変化する。

【0027】

電池管理装置１０では、時刻ｔ１において電流源Ｇ１１により電圧検出線Ｌ１の通電を開始すると、コンデンサＣ１１の蓄積電荷量が増加することで、電圧検出線Ｌ１の電圧が上昇する。このとき、抵抗Ｒ１１が正常状態である場合は、図２（ａ）において実線で示した線図３１のように、電圧検出線Ｌ１の電圧が上昇する。このときの電圧変化の速さは、電流源Ｇ１１の電流の大きさと、ＲＣフィルタ１１０の時定数とに応じて定まる。その後、時刻ｔ２において電圧検出線Ｌ１の通電を終了すると、コンデンサＣ１１の蓄積電荷量が減少することで、電圧検出線Ｌ１の電圧が低下して元に戻る。

【0028】

一方、抵抗Ｒ１１が開放状態である場合は、図２（ａ）において破線で示した線図３２のように、電圧検出線Ｌ１の電圧が上昇する。このときの電圧変化の速さは、電流源Ｇ１１の電流の大きさと、コンデンサＣ１１の容量値とに応じて定まる。その後、時刻ｔ２において電圧検出線Ｌ１の通電を終了しても、コンデンサＣ１１の蓄積電荷量が変化しないため、電圧検出線Ｌ１の電圧は低下せずにそのまま維持される。

【0029】

電池管理装置１０では、前述のように、電流源Ｇ１１が電圧検出線Ｌ１に流す電流が制限されている。具体的には、抵抗Ｒ１１が正常状態である場合に、電圧検出線Ｌ１に対する一回の通電動作により変化するＣ１１の蓄積電荷量が、通電動作中の電池セル２１の端子電圧の変動幅に対応する範囲内となるように、電流源Ｇ１１から出力される電流の大きさが設定されている。なお、通電動作中の電池セル２１の端子電圧の変動幅とは、一回の通電動作期間、すなわち時刻ｔ１から時刻ｔ２の期間内に、電池セル２１の端子電圧測定値が変動した場合の最大変動範囲に相当する。これは、電圧検出部１２０の測定誤差や、通電動作中の電池セル２１の充放電量に応じて定まる。

【0030】

電池管理装置１０では、上記のとおり通電時に電流源Ｇ１１から電圧検出線Ｌ１に流れる電流が制限されている。これにより、図２（ａ）に示すように、一回の通電動作における電圧検出線Ｌ１の電圧変化は、電池セル２１の端子電圧の測定に影響がないほど小さい。そのため、時刻ｔ２において通電を終了した後、すぐに電池セル２１の端子電圧測定を行うことができる。

【0031】

なお、上記では電流源Ｇ１１から電圧検出線Ｌ１に電流を流す場合について説明したが、電流源Ｇ１１またはＧ１２から他の電圧検出線Ｌ２、Ｌ３に電流を流す場合についても同様である。すなわち、電池管理装置１０において電流源Ｇ１１、Ｇ１２から出力される電流の大きさは、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３が正常状態である場合に、電圧検出線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に対する一回の通電動作によりそれぞれ変化するＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３の蓄積電荷量が、通電動作中の電池セル２１、２２の端子電圧の変動幅に対応する範囲内となるように設定されている。これにより、電圧検出線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３への通電終了後、すぐに電池セル２１、２２の端子電圧を測定できるような構成とされている。

【0032】

時刻ｔ３において電流源Ｇ１１により電圧検出線Ｌ１の通電を開始すると、電圧検出線Ｌ１の電圧が再び上昇する。このとき、抵抗Ｒ１１が正常状態である場合は、前述のように電圧検出線Ｌ１の電圧が通電前の大きさに戻っているため、前回の通電時と同様に電圧検出線Ｌ１の電圧が変化する。その後、時刻ｔ４において電圧検出線Ｌ１の通電を終了すると、電圧検出線Ｌ１の電圧が低下して元に戻る。一方、抵抗Ｒ１１が開放状態である場合、電圧検出線Ｌ１の電圧は、前回の通電時の上昇分からさらに上昇し、時刻ｔ４において電圧検出線Ｌ１の通電を終了してもそのまま維持される。同様の通電動作が繰り返し行われ、最後に時刻ｔ５から時刻ｔ６までの期間に通電された後、電圧検出線Ｌ１への通電が終了する。

【0033】

上記のように通電動作を複数回繰り返すと、抵抗Ｒ１１が正常状態である場合は、線図３１に示すように電圧検出線Ｌ１の電圧はほとんど変化しない。一方、抵抗Ｒ１１が開放状態である場合は、線図３２に示すように電圧検出線Ｌ１の電圧が次第に上昇し、これに応じて電圧検出部１２０で検出される電池セル２１の端子電圧も上昇する。したがって、時刻ｔ２から時刻ｔ６までの期間を診断時間Ｔとして、この診断時間Ｔの間における電池セル２１の端子電圧の上昇が所定の閾値以上であることをマイコン１３０により検知することで、抵抗Ｒ１１が開放状態であると診断することができる。

【0034】

なお、上記の閾値は、電池セル２１、２２の充放電量の変動による端子電圧の変化や、外部からの流入ノイズ等を考慮しても、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２またはＲ１３が開放状態である場合にこれを確実に検知可能な値に設定されることが好ましい。また、診断時間Ｔは、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２またはＲ１３が開放状態である場合に、当該時間内で行われる複数回の通電動作により変化するコンデンサＣ１１、Ｃ１２またはＣ１３の蓄積電荷量の合計によって生じる電圧検出線Ｌ１、Ｌ２またはＬ３の電圧変化が、上記閾値を超えるまでに要する時間に基づいて設定されることが好ましい。

【0035】

比較例による電池管理装置では、時刻ｔ１において電流源Ｇ１１により電圧検出線Ｌ１の通電を開始すると、コンデンサＣ１１の蓄積電荷量が増加することで、電圧検出線Ｌ１の電圧が上昇する。このとき、抵抗Ｒ１１が正常状態である場合は、図２（ｂ）において実線で示した線図３３のように、電圧検出線Ｌ１の電圧が上昇する。このときの電圧変化の速さは、電流源Ｇ１１の電流の大きさと、ＲＣフィルタ１１０の時定数とに応じて定まる。その後、時刻ｔ２において電圧検出線Ｌ１の通電を終了すると、コンデンサＣ１１の蓄積電荷量が減少することで、電圧検出線Ｌ１の電圧が低下して元に戻る。

【0036】

一方、抵抗Ｒ１１が開放状態である場合は、図２（ｂ）において破線で示した線図３４のように、電圧検出線Ｌ１の電圧が上昇する。このときの電圧変化の速さは、電流源Ｇ１１の電流の大きさと、コンデンサＣ１１の容量値とに応じて定まる。その後、時刻ｔ２において電圧検出線Ｌ１の通電を終了しても、コンデンサＣ１１の蓄積電荷量が変化しないため、電圧検出線Ｌ１の電圧は低下せずにそのまま維持される。

【0037】

比較例による電池管理装置では、一度の通電動作で抵抗Ｒ１１が正常状態であるか開放状態であるかを診断できるように、電流源Ｇ１１から電圧検出線Ｌ１に流す電流が設定されている。そのため、図２（ｂ）に示すように、一回の通電動作中に電圧検出線Ｌ１の電圧が大きく変化する。これにより、抵抗Ｒ１１が開放状態である場合には、電圧検出線Ｌ１の電圧は、線図３４のように通電開始後すぐに上昇し、通電終了後にも維持される。したがって、電池セル２１の端子電圧の変化から、抵抗Ｒ１１が開放状態であることをすぐに診断することができる。その一方で、抵抗Ｒ１１が正常状態である場合には、線図３３のように、通電終了後に電圧検出線Ｌ１の電圧が低下するまでに時間がかかる。これにより、通電終了時刻ｔ２から電圧検出線Ｌ１の電圧が元に戻る時刻ｔ７までの期間では、電池セル２１の端子電圧を測定できなくなることが分かる。

【0038】

次に、電池管理装置１０においてＲＣフィルタ１１０の導通状態の診断を行うときの処理について説明する。図３は、本発明の一実施形態による電池管理装置１０において実行される診断処理のフローチャートである。

【0039】

ステップＳ１０において、電池管理装置１０は、電流源Ｇ１１、Ｇ１２をオンする。ステップＳ２０において、電池管理装置１０は、電池監視回路１００のステートマシン１０４を用いて、マルチプレクサ１０１により電圧検出線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を順次選択する。これにより、電流源Ｇ１１、Ｇ１２から電圧検出線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３への通電が順次行われ、それに応じて、前述のようにＲＣフィルタ１１０のコンデンサＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３の蓄積電荷量がそれぞれ変化する。ステップＳ３０において、電池管理装置１０は、電流源Ｇ１１、Ｇ１２をオフする。

【0040】

なお、ステップＳ２０で電圧検出線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を順次選択する際に、マルチプレクサ１０１は、電圧検出線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の各々が電圧検出部１２０と接続される回数が同一となるようにすることが好ましい。すなわち、いずれかの電圧検出線の接続回数が少ないと、その電圧検出線に接続されているコンデンサの蓄積電荷量の変化は、他のコンデンサと比べて少なくなってしまう。こうした事態を回避するために、ステップＳ２０では、電圧検出線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の全ての選択回数が同一となるように、マルチプレクサ１０１を切り替えることが好ましい。

【0041】

ステップＳ４０において、電池管理装置１０は、ステートマシン１０４およびマルチプレクサ１０１を用いて、電池セル２１、２２のいずれかを端子電圧の測定対象として選択する。ステップＳ５０において、電池管理装置１０は、電圧検出部１２０の増幅器１０２およびＡＤ変換器１０３を用いて、ステップＳ４０で選択した電池セルの端子電圧を測定する。ステップＳ６０において、電池管理装置１０は、ステップＳ５０で測定した端子電圧をマイコン１３０により取得する。

【0042】

ステップＳ７０において、電池管理装置１０は、ステップＳ４０で未選択の電池セルがあるか否かを判定する。端子電圧の測定対象として未選択の電池セルがあればステップＳ４０に戻り、その中でいずれかの電池セルをステップＳ４０で選択した後、上述のステップＳ４０以降の処理を繰り返す。これにより、電池セル２１、２２の端子電圧を測定し、その測定結果をマイコン１３０により取得する。ステップＳ７０で未選択の電池セルがないと判定した場合、すなわち電池セル２１、２２の全ての端子電圧をマイコン１３０により取得済みである場合は、処理をステップＳ８０に進める。

【0043】

ステップＳ８０において、電池管理装置１０は、最初の通電終了から前述の診断時間Ｔが経過したか否かを判定する。最初にステップＳ２０で電圧検出線を順次選択してからの経過時間が診断時間Ｔ未満であればステップＳ１０に戻り、上述のステップＳ１０以降の処理を繰り返す。これにより、診断時間Ｔを経過するまでは通電動作を繰り返し行い、電池セル２１、２２の端子電圧をマイコン１３０により取得する。最初の通電終了から前述の診断時間Ｔが経過したと判定した場合、すなわち最初にステップＳ２０で電圧検出線を順次選択してからの経過時間が診断時間Ｔ異常である場合は、処理をステップＳ９０に進める。

【0044】

ステップＳ９０において、電池管理装置１０は、マイコン１３０により、現在の電池セル２１、２２の端子電圧と、診断時間Ｔ前に取得された電池セル２１、２２の端子電圧とを比較する。ここでは、マイコン１３０は、電池セル２１、２２のそれぞれについて、現在すなわち最新の端子電圧の測定値と、それよりも診断時間Ｔ以上前の期間内で最後に取得された電池セル２１、２２の端子電圧の測定値との差分を算出する。

【0045】

ステップＳ１００において、電池管理装置１０は、マイコン１３０により、ステップＳ９０の比較結果に基づいて、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３が正常状態であるか開放状態であるかを判定する。ここでは、ステップＳ９０で算出した現在の端子電圧と診断時間Ｔ前の端子電圧との差分が前述の閾値以上であるか否かを判定する。その結果、電池セル２１、２２両方の端子電圧の差分がいずれも閾値未満であれば、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３が正常であると判断する。この場合、電池管理装置１０は、図３のフローチャートに示す診断処理を終了する。一方、電池セル２１、２２のいずれか少なくとも一方の端子電圧の差分が閾値以上であれば、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２またはＲ１３が開放状態であると判断する。この場合、電池管理装置１０は、処理をステップＳ１１０に進める。なお、ノイズ等による誤検知防止のため、異常検知カウンタを持ち、ステップＳ１００で複数回異常（開放状態）であると判断した場合のみステップＳ１１０に進むようにしても良い。この場合の異常検知カウンタは、１度でも正常値が検知された場合にクリアする。なお、正常検知カウンタを持ち、正常値を複数回検知した場合のみ、異常検知カウンタをクリアするようにしても良い。

【0046】

ステップＳ１００で抵抗Ｒ１１、Ｒ１２またはＲ１３が開放状態であると判定した場合、ステップＳ１１０において電池管理装置１０は、マイコン１３０により、所定の異常信号を出力する。ここでは、ＲＣフィルタ１１０の導通状態が異常であることを示す異常信号を、マイコン１３０から不図示の上位コントローラに出力する。ステップＳ１１０を実行したら、電池管理装置１０は、図３のフローチャートに示す診断処理を終了する。

【0047】

以上説明した本発明の第１の実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。

【0048】

（１）電池管理装置１０は、マルチプレクサ１０１および電圧検出部１２０を有する電池監視回路１００と、ＲＣフィルタ１１０およびマイコン１３０とを備える。電圧検出部１２０は、電池セル２１、２２のそれぞれの両極に電圧検出線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を介して電気的に接続され、電池セル２１、２２それぞれの端子電圧を検出する。ＲＣフィルタ１１０は、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３とコンデンサＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３を用いて構成され、電圧検出線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に電気的に接続されている。電流源Ｇ１１、Ｇ１２は、コンデンサＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３の蓄積電荷量を変化させるために電圧検出線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に電流を流す通電動作を繰り返し行う。マイコン１３０は、電圧検出部１２０による電池セル２１、２２の端子電圧の検出結果に基づいて、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３が正常状態であるか開放状態であるかを診断する。この電池管理装置１０において、電流源Ｇ１１、Ｇ１２は、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３が正常状態である場合に、一回の通電動作により変化するコンデンサＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３の蓄積電荷量が、通電動作中の電池セル２１、２２の端子電圧の変動幅に対応する範囲内となるような電流の大きさで、通電動作を行う。マイコン１３０は、現在の電池セル２１または２２の端子電圧と過去の電池セル２１または２２の端子電圧との差が所定の閾値よりも大きい場合に、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２またはＲ１３が開放状態であると診断する。このようにしたので、電池管理装置１０の診断終了後、すぐにセル電圧の測定を実行することができる。

【0049】

（２）マイコン１３０は、現在の電池セル２１または２２の端子電圧と、現在から所定の診断時間Ｔだけ前の電池セル２１または２２の端子電圧との差が閾値よりも大きい場合に、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２またはＲ１３が開放状態であると診断する。診断時間Ｔは、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２またはＲ１３が開放状態である場合に、当該時間内で行われる複数回の通電動作によりそれぞれ変化するコンデンサＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３の蓄積電荷量の合計によって生じる電圧検出線Ｌ１、Ｌ２またはＬ３の電圧変化が閾値を超えるまでに要する時間に基づいて設定される。このようにしたので、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２またはＲ１３が開放状態である場合に、これを確実に診断することができる。

【0050】

（３）電流源Ｇ１１、Ｇ１２は、コンデンサＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３の蓄積電荷量の変化が同一方向となるように通電動作を行う。このようにしたので、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３が正常状態であるときには、通電時および通電終了時における電圧検出線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の電圧変化を同一方向に揃えることができる。そのため、電池セル２１、２２の端子電圧の測定結果に影響を及ぼすことなく、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３が正常状態であるか開放状態であるかを診断することができる。

【0051】

（４）電池管理装置１０は、電圧検出線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を順次選択して電圧検出部１２０と接続するマルチプレクサ１０１をさらに備える。電流源Ｇ１１、Ｇ１２は、マルチプレクサ１０１を介して電圧検出線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３と接続されている。電圧検出線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３への通電時には、マルチプレクサ１０１の選択動作に応じて、電流源Ｇ１１、Ｇ１２から電圧検出線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の各々に電流が間欠的に流れる。このようにしたので、電流源Ｇ１１、Ｇ１２の出力電流を大きく設定してそのばらつきを抑えることができる。

【0052】

（５）マルチプレクサ１０１は、電圧検出線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の各々が電圧検出部１２０と接続される回数が同一となるように、電圧検出線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を順次選択することが好ましい。このようにすれば、電圧検出線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３にそれぞれ接続されているコンデンサＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３の蓄積電荷量の変化を等しくすることができる。そのため、電池セル２１、２２の端子電圧の測定結果に影響を及ぼすことなく、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３が正常状態であるか開放状態であるかを正確に診断することができる。

【0053】

−第２の実施形態−
次に本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態では、第１の実施形態で説明した電池管理装置を利用した制御システムについて説明する。

【0054】

図４は、本発明の第２の実施形態による制御システムの構成を示す図である。図４の制御システムは、車両に搭載されており、電池管理装置１０、組電池２０、車両コントローラ３０、エアコン用インバータ４０、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０および走行用インバータ６０を備える。電池管理装置１０および組電池２０は、第１の実施形態で説明したものと同じである。

【0055】

車両コントローラ３０は、エアコン用インバータ４０、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０および走行用インバータ６０と接続されており、これらを含む様々な車両搭載機器の制御を行う。車両コントローラ３０は、電池管理装置１０とも接続されており、電池管理装置１０の上位コントローラとして機能する。

【0056】

エアコン用インバータ４０は、車両コントローラ３０の制御により、組電池２０から供給される直流電力を交流電力に変換してエアコン４１に出力する。エアコン４１は、エアコン用インバータ４０から出力された交流電力を利用して不図示のコンプレッサを動作させることで、車両内の空調制御を行う。

【0057】

ＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、車両コントローラ３０の制御により、組電池２０から供給される直流電力の電圧を所望の電圧に変換して蓄電池５１に出力する。蓄電池５１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０から出力された直流電力を蓄積し、必要に応じて車両の各種電装品に供給する。また、これとは反対に、蓄電池５１からの出力電力をＤＣ／ＤＣコンバータ５０により電圧変換し、組電池２０に出力してもよい。

【0058】

走行用インバータ６０は、車両コントローラ３０の制御により、組電池２０から供給される直流電力を交流電力に変換して走行用モータ６１に出力することで、走行用モータ６１の駆動制御を行う。走行用モータ６１は、走行用インバータ６０から出力された交流電力を利用して駆動することで、車両の駆動輪に駆動力を供給し、車両を走行させる。

【0059】

なお、組電池２０と、エアコン用インバータ４０、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０および走行用インバータ６０との間には、ＸコンデンサＣｘおよびＹコンデンサＣｙ１、Ｃｙ２が設けられている。ＸコンデンサＣｘは、主にノーマルモードノイズを除去するためのものであり、ＹコンデンサＣｙ１、Ｃｙ２は、主にコモンモードノイズを除去するためのものである。

【0060】

本実施形態の制御システムにおいて、電池管理装置１０は、第１の実施形態で説明したように組電池２０の監視および管理を行う。このとき電池管理装置１０は、組電池２０を構成する電池セル２１、２２の端子電圧をそれぞれ測定し、その測定結果に基づいて、電池セル２１、２２について異常であるか否かを診断すると共に、ＲＣフィルタ１１０の抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３がそれぞれ正常状態であるか開放状態であるかを診断する。その結果、電池セル２１、２２のいずれか少なくとも一つが異常であると診断した場合、または抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３のいずれか少なくとも一つが開放状態であると診断した場合、その診断結果を示す信号を、当該異常に関する異常情報として車両コントローラ３０に出力する。

【0061】

車両コントローラ３０は、上記のようにして電池管理装置１０から出力された異常情報を受信すると、その異常情報に基づいて、走行用インバータ６０に出力するトルク指令を変更する。これにより、組電池２０からの電力供給を制限するための制御を走行用インバータ６０に対して行う。このとき、異常情報が表す異常の内容に応じて、以下のように出力するトルク指令を切り替える。

【0062】

電池管理装置１０において電池セル２１、２２のいずれか少なくとも一つが異常であると診断され、この診断結果を示す異常情報を電池管理装置１０から受信した場合、車両コントローラ３０は、走行用モータ６１の出力トルクをゼロとするトルク指令を走行用インバータ６０に出力する。これにより、車両コントローラ３０は、組電池２０から走行用インバータ６０への電力供給を全て遮断するように制限して、走行用モータ６１の駆動が停止されるように、走行用インバータ６０を制御する。すなわち、この場合は組電池２０に異常があり、そのまま車両の走行を続けると危険な状態に至る可能性があるため、走行用モータ６１を即時に停止させるように、走行用インバータ６０を制御する。

【0063】

一方、電池管理装置１０において抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３のいずれか少なくとも一つが開放状態であると診断され、この診断結果を示す異常情報を電池管理装置１０から受信した場合、車両コントローラ３０は、走行用モータ６１の出力トルクを所定の制限値以下とするトルク指令を走行用インバータ６０に出力する。これにより、車両コントローラ３０は、組電池２０から走行用インバータ６０への電力供給を制限しつつも、走行用モータ６１を駆動させて車両の走行をある程度継続できるように、走行用インバータ６０を制御する。すなわち、この場合は組電池２０には異常がないため、上記のように組電池２０に異常がある場合と比べて、組電池２０からの電力供給に対する制限を緩和する。これにより、危険な状態に至らない程度に走行用モータ６１の出力を絞りつつ、ユーザが修理工場等まで車両を自走させて移動できるように、走行用インバータ６０を制御する。

【0064】

以上説明した本発明の第２の実施形態による制御システムは、電池管理装置１０と、組電池２０から供給される電力を用いて車両を走行させるための走行用モータ６１の駆動制御を行う走行用インバータ６０と、走行用インバータ６０を制御する車両コントローラ３０とを備える。この制御システムにおいて、電池管理装置１０は、電池セル２１、２２のいずれか少なくとも一つが異常と診断した場合、または抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３のいずれか少なくとも一つが開放状態であると診断した場合に、当該異常に関する異常情報を車両コントローラ３０に出力する。こうして電池管理装置１０から出力された異常情報に基づいて、車両コントローラ３０は、組電池２０からの電力供給を制限するための制御を走行用インバータ６０に対して行う。この制御において、車両コントローラ３０は、電池セル２１、２２のいずれか少なくとも一つが異常である場合と比べて、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３のいずれか少なくとも一つが開放状態である場合には、組電池２０からの電力供給に対する制限を緩和する。このようにしたので、電池管理装置１０を利用して、安全で使いやすい制御システムを提供することができる。

【0065】

−第３の実施形態−
次に本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態では、第３の実施形態で説明したのと同様の制御システムにおいて、耐ノイズ性を考慮した制御を行う例について説明する。

【0066】

図５は、本発明の第３の実施形態による制御システムの構成を示す図である。図５の制御システムは、図４に示した第２の実施形態による制御システムと同様に、車両に搭載されており、電池管理装置１０、組電池２０、車両コントローラ３０、エアコン用インバータ４０、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０および走行用インバータ６０を備える。

【0067】

図５において、エアコン用インバータ４０、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０および走行用インバータ６０は、各々の動作状態に応じたノイズを組電池２０に対してそれぞれ出力する。そのため、これらの各機器から組電池２０に入力されるノイズが過大であると、電池管理装置１０が電池セル２１、２２の端子電圧を測定しても、正しい測定値が得られないことがある。このような場合に、端子電圧の測定値に基づいて前述のような異常診断を行うと、誤った診断結果が導かれる可能性がある。そこで、本実施形態の制御システムでは、車両コントローラ３０から出力されるノイズ情報に基づいて、組電池２０に過大なノイズが入力されるような状況では、電池管理装置１０による異常診断や電池セル２１、２２の端子電圧検出を無効化する。この点について、以下に詳しく説明する。

【0068】

本実施形態において、車両コントローラ３０は、エアコン用インバータ４０、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０および走行用インバータ６０の動作状態に応じて、それぞれの出力ノイズを推定する。たとえば走行用インバータ６０の場合は、車両のアクセル操作量が変化したとき、低温時、インバータ制御におけるキャリア周波数の変更時、低速走行中にトルク変動が大きいときなどに、走行用インバータ６０から組電池２０への出力ノイズが増大すると推定できる。また、たとえばＤＣ／ＤＣコンバータ５０の場合は、低温時、蓄電池５１の充放電電流が０Ａ近辺のときなどに、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０から組電池２０への出力ノイズが増大すると推定できる。これ以外にも様々な判断条件を用いて、エアコン用インバータ４０、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０、走行用インバータ６０の各機器から組電池２０への出力ノイズの大きさをそれぞれ推定することができる。こうして出力ノイズを推定したら、車両コントローラ３０は、その推定結果に関するノイズ情報を電池管理装置１０に出力する。

【0069】

電池管理装置１０は、第１の実施形態で説明したように組電池２０の監視および管理を行う。このとき電池管理装置１０は、車両コントローラ３０から出力されたノイズ情報に基づいて、マイコン１３０による抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３の診断や、電圧検出部１２０による電池セル２１、２２の端子電圧の検出を無効化する。具体的には、ノイズ情報が表すノイズの大きさが所定値以上である場合や、複数の機器からのノイズが重畳される場合などは、電池管理装置１０は、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３の診断や、電池セル２１、２２の端子電圧の検出を行わないようにする。なお、これらの一方のみを無効化してもよいし、両方を無効化してもよい。

【0070】

以上説明した本発明の第３の実施形態による制御システムは、電池管理装置１０と、組電池２０から供給される電力を利用するエアコン用インバータ４０、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０および走行用インバータ６０の各機器の制御を行う車両コントローラ３０とを備える。この制御システムにおいて、車両コントローラ３０は、各機器から組電池２０に出力されるノイズに関するノイズ情報を電池管理装置１０に出力する。このノイズ情報に基づいて、電池管理装置１０は、マイコン１３０による抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３の診断および／または電圧検出部１２０による電池セル２１、２２の端子電圧の検出を無効化する。このようにしたので、電池管理装置１０を利用して、耐ノイズ性に優れる制御システムを提供することができる。

【0071】

なお、以上説明した本発明の第３の実施形態において、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３の診断および／または電圧検出部１２０による電池セル２１、２２の端子電圧の検出結果を無効化する処理を、車両コントローラ３０側で行うようにしてもよい。すなわち、車両コントローラ３０は、エアコン用インバータ４０、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０および走行用インバータ６０の各機器から組電池２０に出力されるノイズを推定し、その推定結果に基づいて、電池管理装置１０から出力される抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３の診断結果および／または電池セル２１、２２の端子電圧の検出結果を無効化することができる。このようにしても、上記の作用効果を奏することができる。この場合、車両コントローラ３０は、ノイズ情報を電池管理装置１０に出力しなくてよい。

【0072】

また、第２、第３の実施形態でそれぞれ説明した制御システムは、車両に搭載された制御システム以外に適用してもよい。

【0073】

以上説明した実施形態や変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。

【符号の説明】

【0074】

１０ 電池管理装置
２０ 組電池
２１，２２ 電池セル
３０ 車両コントローラ
４０ エアコン用インバータ
５０ ＤＣ／ＤＣコンバータ
６０ 走行用インバータ
１００ 電池監視回路
１０１ マルチプレクサ
１０２ 増幅器
１０３ ＡＤ変換器
１０４ ステートマシン
１１０ ＲＣフィルタ
１２０ 電圧検出部
１３０ マイコン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】