JP2019028038A - 電池管理システムおよび電池管理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】保守性の高い電池管理システムを提供する。【解決手段】組電池と、組電池を管理する電池管理装置と、組電池と電池管理装置との間で情報を伝達する情報伝達部と、電池管理装置に設けられ、情報伝達部に接続された複数の接続部と、複数の接続部の各々を介して組電池から取得した各情報について、各情報を用いて情報伝達部の異常を検知する各診断を行い、各診断の結果に基づいて故障個所を判定する判定部と、を備え、判定部は、各診断の全てにおいて情報伝達部の異常を検知した場合、情報伝達部が故障個所であると判定し、各診断の何れかで情報伝達部の異常を検知した場合、電池管理装置が故障個所であると判定するようにした。【選択図】図１

Description

本発明は電池管理システムおよび電池管理装置に関し、例えば組電池を管理する電池管理システムおよび電池管理装置に適用して好適なものである。

ハイブリッド自動車（ＨＥＶ：Hybrid Electric Vehicle）、電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）などでは、所望の高電圧を確保するため、二次電池の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、各セルの容量計算、保護管理等のため、電池管理装置がワイヤーハーネスを介して接続されている。この電池管理装置により、各セルの充放電状態を制御することで、セルの管理が行われている。

特に、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ので、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。そのため、各部の故障が発生した場合であっても過充電状態を回避するための故障診断が実装されている。

また、故障が発生した場合、故障部位を交換するため、故障部位を特定する必要がある。この点、電池の短絡とワイヤーハーネスの断線とを切り分ける技術が開示されている（特許文献１参照）。

特開２０１５−９７４６１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、ワイヤーハーネスの故障と電池管理装置の故障とを見分けることができないという問題がある。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、ワイヤーハーネスの異常であるか否かを判定することが可能な保守性の高い電池管理システムを提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明においては、組電池と、前記組電池を管理する電池管理装置と、前記組電池と前記電池管理装置との間で情報を伝達する情報伝達部と、前記電池管理装置に設けられ、前記情報伝達部に接続された複数の接続部と、前記複数の接続部の各々を介して前記組電池から取得した各情報について、前記各情報を用いて前記情報伝達部の異常を検知する各診断を行い、前記各診断の結果に基づいて故障個所を判定する判定部と、を備え、前記判定部は、前記各診断の全てにおいて前記情報伝達部の異常を検知した場合、前記情報伝達部が故障個所であると判定し、前記各診断の何れかで前記情報伝達部の異常を検知した場合、前記電池管理装置が故障個所であると判定するようにした。

また本発明においては、組電池を管理する電池管理装置であって、前記組電池と前記電池管理装置との間で情報を伝達する情報伝達部に接続された複数の接続部と、前記複数の接続部の各々を介して前記組電池から取得した各情報について、前記各情報を用いて前記情報伝達部の異常を検知する各診断を行い、前記各診断の結果に基づいて故障個所を判定する判定部と、を備え、前記判定部は、前記各診断の全てにおいて前記情報伝達部の異常を検知した場合、前記情報伝達部が故障個所であると判定し、前記各診断の何れかで前記情報伝達部の異常を検知した場合、前記電池管理装置が故障個所であると判定するようにした。

上記構成では、複数の接続部の各々を介して組電池から取得した各情報について、各情報を用いて情報伝達部の異常を検知する各診断を行い、各診断の全てにおいて情報伝達部の異常を検知した場合、ワイヤーハーネスの異常であると判定する。

本発明によれば、保守性の高い電池管理システムを実現することができる。

第１の実施の形態による電池管理システムの構成の一例を示す図である。 第１の実施の形態による故障個所に対する異常検知の診断結果の一例を示す図である。 第１の実施の形態による電池管理システムの具体的態様の一例を示す図である。 第１の実施の形態による電池管理装置の構成要素を第１接続部と第２接続部と第３接続部の何れかに分類した例を示す図である。 第１の実施の形態による故障個所に対する異常検知の診断結果の一例を示す図である。 第２の実施の形態による電池管理システムの構成の一例を示す図である。

以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。

（１）第１の実施の形態
図１は、本実施の形態に係る電池管理システム１の構成の一例を示す。電池管理システム１は、電池管理装置１００、ｎ個のセル（ＢＣ１〜ＢＣｎ）を含む組電池２００、情報伝達部３００（Ｌ０〜Ｌｎ）を含んで構成される。

電池管理装置１００は、情報伝達部３００を介して組電池２００の管理を行う。電池管理装置１００は、組電池２００の管理として、組電池２００のセルの電圧情報を用い、セルの充放電電力の制御を行うこと、充電状態の高いセルを放電して各セルの充電状態を均等化するバランシングを行うこと等ができる。

電池管理装置１００は、情報伝達部３００に接続された複数の接続部（以下では、第１接続部１１０、第２接続部１２０を例に挙げて説明する。）と、各接続部から得られた情報に基づいて各種の判定を行う判定部１３０とを備える。

判定部１３０は、第１接続部１１０から得られた情報により情報伝達部３００の異常を検知する第１診断と、第２接続部１２０から得られた情報により情報伝達部３００の異常を検知する第２診断とを行う。判定部１３０は、第１診断と第２診断の両方で情報伝達部３００の異常を検知した場合、故障個所が情報伝達部３００であると判定し、第１診断と第２診断の何れか一方のみで情報伝達部３００の異常を検知した場合、故障個所が電池管理装置１００であると判定する。

図２は、故障個所に対する異常検知の診断結果の一例を示す。故障個所として、情報伝達部３００、並びに、電池管理装置１００の故障個所の例として第１接続部１１０および第２接続部１２０を示している。

判定部１３０は、故障個所が無い場合、第１診断と第２診断において共に情報伝達部３００が「正常」であると判断する。

また、判定部１３０は、第１接続部１１０が故障している場合、第２診断では、第２接続部１２０経由の情報で情報伝達部３００の故障診断を行うので、情報伝達部３００が「正常」であると判定（正常検知）する。しかしながら、第１診断では、第１接続部１１０を経由して情報伝達部３００の故障診断を行うので、情報伝達部３００の故障診断が正常にできず、情報伝達部３００が「正常」であると判定する場合と「異常」であると判定（異常検知）する場合とがある。

この際、第１診断のみで故障個所が判断されると、診断の対象である情報伝達部３００が故障していないにもかかわらず、異常であると誤判定されてしまうことがある。この場合、ディーラーにて故障であると誤診断された情報伝達部３００を交換しても正常復帰せず、車両所有者への迷惑と、故障個所の調査費用の増大を招くという問題がある。第２接続部１２０が故障した場合おいても、同様の問題が生じる。

この点、電池管理装置１００では、第１診断と第２診断の両方で異常検知した場合、情報伝達部３００の故障であると診断（判断）しているので、第１接続部１１０と第２接続部１２０の何れか一方に故障があったとしても誤判断することはなく、上記問題を解消することができる。

また上述のように、電池管理システム１は、情報伝達部３００、第１接続部１１０、第２接続部１２０のうちの何れかの故障（１重故障）である場合に、情報伝達部３００の異常であるか否かを判定する構成を有する。ここで、電池管理システム１における１重故障は、基本的には、１ＦＩＴ（１０^−９）というように小さな故障率であり、２重故障（例えば、第１接続部１１０と第２接続部１２０が同時に故障）する確率は、１０^−１８（１０^−９×１０^−９）という極めて小さな値となる。つまり、実質的には１重故障が起こっているので、運用上は、１重故障の場合に情報伝達部３００の異常を見分けることが有用であるので、１重故障である場合に、情報伝達部３００の異常であるか否かを判定する構成を例に挙げて説明する。ただし、２重故障、３重故障にも対応できるように、接続部をさらに増やす等してもよい。

図３は、電池管理システム１の具体的態様の一例を示す。情報伝達部３００は、組電池２００のｎ個のセル（ＢＣ１〜ＢＣｎ）の各々の両端と電池管理装置１００とを接続するｎ＋１本のワイヤーハーネス（Ｌ０〜Ｌｎ）から構成されている。このように、情報伝達部３００をワイヤーハーネスで構成したので、組電池２００の各セルの電圧が電池管理装置１００へ印可され、電池管理装置１００は、組電池２００の各セルの電圧情報を取得することが可能となる。

なお、ワイヤーハーネスの本数は、ｎ＋１本に限定されるものでなく、状況に応じて採用することができる。例えば、サービスディスコネクトを組電池２００のセル間に配置し、その両端にワイヤーハーネスを接続してもよい。また、例えば、電池管理装置１００内の部品構成に応じて、ワイヤーハーネスを分岐して接続してもよい。

電池管理装置１００は、電圧を検出するための電圧測定線（ＳＬ０〜ＳＬｎ）に接続された電圧測定用ノイズフィルタ回路１５０（ＲＣ、ＣＣ）と、バランシングを行う調整線（ＳＷ０〜ＳＷｎ）に接続された調整線用フィルタ回路１６０（ＲＢ、ＣＢ）と、セルコントローラＩＣ１７０と、判定部１３０が実装されたマイコン１８０とを有する。

電圧測定用ノイズフィルタ回路１５０は、電圧測定線（ＳＬ０〜ＳＬｎ）を介して測定されるセル（ＢＣ１〜ＢＣｎ）の電圧からノイズ成分を除去するための回路である。電圧測定用ノイズフィルタ回路１５０は、電圧測定線にそれぞれ接続された抵抗（ＲＣ）と、電圧測定線とグランド線ＧＮＤの間にそれぞれ接続されたコンデンサ（ＣＣ）とにより構成されている。なお、セルの電圧を精密に測定できるように、電圧測定用ノイズフィルタ回路１５０の時定数には、比較的大きな値を設定することが好ましい。

調整線用フィルタ回路１６０のバランシング抵抗（ＲＢ）は、調整線にそれぞれ接続されたバランシング抵抗により構成されている。バランシング抵抗は、バランシング機能を用いてセル（ＢＣ１〜ＢＣｎ）を放電させるときに調整線に流れるバランシング電流を制限するための回路である。また、調整線用フィルタ回路１６０のバランシング抵抗およびバランシングコンデンサ（ＣＢ）は、電圧測定線を介して測定されるセルの電圧からノイズ成分を除去するための回路である。

セルコントローラＩＣ１７０は、上述の電圧測定機能、バランシング機能、各種の診断等を実現するための電圧測定等を行う回路であり、ＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）等を用いて構成されている。セルコントローラＩＣ１７０は、電圧測定端子（Ｔａ０〜Ｔａｎ）を介して電圧測定線（ＳＬ０〜ＳＬｎ）に接続され、バランシング端子（Ｔｂ０〜Ｔｂｎ）を介して調整線（ＳＷ０〜ＳＷｎ）に接続され、グランド端子（Ｔｇ）を介してグランド線（ＧＮＤ）に接続されている。セルコントローラＩＣ１７０において、各バランシング端子（Ｔｂ）の間には、組電池２００の各セルの放電を制御するためのバランシングスイッチ１７１（ＢＳＷ１〜ＢＳＷｎ）が配置されている。

なお、図３では、１つのセルコントローラＩＣ１７０のみを図示しているが、電池管理装置１００にセルコントローラＩＣ１７０を複数個配置してもよい。その場合、各セルコントローラＩＣ１７０とマイコン１８０との間の通信は、それぞれ個別で行ってもよいし、デイジーチェーン方式で行ってもよい。例えば、組電池２００のセルを所定個数ごとにグループ化することで、組電池２００内に複数のセルグループを設けるようにし、各セルグループに対してセルコントローラＩＣ１７０を配置することができる。

また、セルコントローラＩＣ１７０は、バランシングスイッチ１７１、第１選択回路１７２、第２選択回路１７３、第３選択回路１７４、差動増幅器１７５、ＡＤ変換器１７６、第１ＲＥＦ回路１７７、第２ＲＥＦ回路１７８、および送受信回路１７９を有する。

第１選択回路１７２は、電圧の測定対象とする組電池２００のセルに対して、当該セルに対応する互いに隣接し合う２つの電圧測定端子を選択する。これにより、ワイヤーハーネスを介して当該セルの正極と負極にそれぞれ接続されている電圧測定線の中から、当該セルの正極と負極にそれぞれ接続されている一対の電圧測定線を選択する。そして、選択した２つの電圧測定端子の電位、すなわち選択した一対の電圧測定線の電位を、第３選択回路１７４に出力する。

第２選択回路１７３は、互いに隣接し合う２つのバランシング端子を選択する。これにより、ワイヤーハーネスに接続されている調整線の中から、対象とする一対のワイヤーハーネスにそれぞれ接続されている一対の調整線を選択する。そして、選択した２つのバランシング端子の電位、すなわち選択した一対の調整線の電位を、第３選択回路１７４に出力する。

第３選択回路１７４は、第１選択回路１７２と第２選択回路１７３の何れか一方を選択し、選択した方の回路において選択されている一対の電圧測定線間の電圧または一対の調整線間の電圧を差動増幅器１７５に出力する。すなわち、第３選択回路１７４は、第１選択回路１７２を選択した場合、第１選択回路１７２において選択されている一対の電圧測定線間の電圧を電圧信号として差動増幅器１７５に出力する。一方、第３選択回路１７４は、第２選択回路１７３を選択した場合、第２選択回路１７３において選択されている一対の調整線間の電圧を電圧信号として差動増幅器１７５に出力する。

差動増幅器１７５は、第３選択回路１７４から出力された電圧信号を所定の増幅率で増幅することにより、第３選択回路１７４からの電圧信号をＡＤ変換器１７６の入力レンジ内の電圧信号に変換する電圧変換を行い、ＡＤ変換器１７６に出力する。

ＡＤ変換器１７６は、第３選択回路１７４から出力されて差動増幅器１７５で電圧変換された電圧信号を、所定のＡＤ変換範囲内でアナログ値からデジタル値に変換するための回路である。すなわち、ＡＤ変換器１７６は、第１選択回路１７２において選択されている一対の電圧測定線間の電圧、または第２選択回路１７３において選択されている一対の調整線間の電圧を、所定のＡＤ変換範囲内でアナログ値からデジタル値に変換する。これにより、セルコントローラＩＣ１７０において、一対の電圧測定線間の電圧または一対の調整線間の電圧が測定される。

ここで、ＡＤ変換器１７６には、２つの定電圧発生回路（第１ＲＥＦ回路１７７および第２ＲＥＦ回路１７８）が接続されている。ＡＤ変換器１７６は、セルの電圧測定時、差動増幅器１７５の出力電圧を第１ＲＥＦ回路１７７を基準にしてデジタル化することにより、アナログ値をデジタル値に変換する。ＡＤ変換器１７６は、ＡＤ変換器１７６の診断時、差動増幅器１７５からの出力電圧の代わりに第２ＲＥＦ回路１７８の出力電圧をＡＤ変換器１７６に入力し、第１ＲＥＦ回路１７７を基準としてデジタル化した値を診断値とする。なお、ＡＤ変換器１７６の診断については後述する。

送受信回路１７９は、マイコン１８０との間で通信を行い、各種の情報を送受信する。例えば、送受信回路１７９は、セルコントローラＩＣ１７０の動作内容を示す情報をマイコン１８０から受信する。これにより、セルコントローラＩＣ１７０は、マイコン１８０からの指示を受けることができる。また、送受信回路１７９は、セルコントローラＩＣ１７０において測定された一対の電圧測定線間の電圧または一対の調整線間の電圧をマイコン１８０に送信する。これにより、セルコントローラＩＣ１７０は、測定結果をマイコン１８０に出力することができる。

マイコン１８０は、セルコントローラＩＣ１７０との間で通信を行い、セルコントローラＩＣ１７０の動作を制御する。例えば、マイコン１８０には、判定部１３０が実装され、各種の判定が実行される。なお、判定部１３０は、マイコン１８０に実装される構成に限られるものではなく、例えば、専用回路により実現されてもよいし、図示しない他のコンピュータにより（例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）がメモリにプログラムを読み出して）実現されてもよい。

図４は、電池管理装置１００の構成要素を第１接続部１１０、第２接続部１２０、第１接続部１１０および第２接続部１２０に共通して用いられる第３接続部（共通接続部）に分類した例を示す。

第１接続部１１０は、電圧測定線に接続され、第２接続部１２０と独立した構成要素が分類される。例えば、第１接続部１１０は、電圧測定用ノイズフィルタ回路１５０、第１選択回路１７２等、電池管理装置１００が組電池２００の各セルの電圧を測定するための既存の回路を含んで構成される。

第２接続部１２０は、調整線に接続され、第１接続部１１０と独立した構成要素が分類される。例えば、第２接続部１２０は、調整線用フィルタ回路１６０、第２選択回路１７３等、電池管理装置１００が組電池２００の充電状態を均等化するための既存の回路を含んで構成される。

第３接続部は、第１接続部１１０と第２接続部１２０の何れにも接続された共通接続部である。例えば、第３接続部は、バランシングスイッチ１７１、第３選択回路１７４、差動増幅器１７５、ＡＤ変換器１７６、送受信回路１７９等、第１接続部１１０と第２接続部１２０で共通に用いられる既存の回路等を含んで構成される。なお、本実施の形態において、バランシングスイッチ１７１は、第１接続部１１０に係る第１診断と第２接続部１２０に係る第２診断の何れにも使用する機能であるので、第３接続部に分類される。

また、電池管理装置１００には、第３接続部を診断する第３診断を実行する手段（本実施の形態では、判定部１３０）が実装されている。第３診断としては、ワイヤーハーネス、第１接続部１１０、または第２接続部１２０が故障した場合、これらの影響を受けることなく、第３接続部を判定可能な診断手法を採用している。

（第１診断）
第１接続部１１０を用いて情報伝達部３００（ワイヤーハーネス）の異常を検知する第１診断について説明する。第１診断では、バランシングスイッチ１７１（ＢＳＷ１〜ＢＳＷｎ）をオンしたときの電圧測定端子（Ｔａ０〜Ｔａｎ）間の電圧を用いて、情報伝達部３００の異常を検知する。

本実施の形態では、Ｌｎ−１のワイヤーハーネスが断線した場合を例に挙げて説明する。ここでは、セル（ＢＣ１〜ＢＣｎ）の電圧が各４．０Ｖ、バランシング抵抗（ＲＢ）が５０Ω、ワイヤーハーネス（Ｌ０〜Ｌｎ）の抵抗が０．１Ωである場合について説明する。

Ｌｎ−１が断線の状態で、ＢＳＷｎ−１をオンすると、ＢＣｎ−１に対応するＴａｎ−１とＴａｎ−２間の電圧は、ほぼ０Ｖとなる。また、ＢＣｎに対応するＴａｎとＴａｎ−１間の電圧は、ＢＣｎの電圧とＢＣｎ−１の電圧の和となるので、約８．０Ｖとなる。

次に、ワイヤーハーネスが断線していない場合を例に挙げて説明する。バランシング電流０．０４Ａ（＝４．０Ｖ／１００Ω）とワイヤーハーネス（Ｌｎ、Ｌｎ−１、Ｌｎ−２）の抵抗値０．１Ωによるドロップ電圧の変化が電圧測定端子に現れるが、０．００４Ｖとなるので、ＢＣｎに対応するＴａｎとＴａｎ−１間の電圧、ＢＣｎ−１に対応するＴａｎ−１とＴａｎ−２間の電圧は、共に４．０Ｖとなる。

本実施の形態では、マイコン１８０からの指示に従って所定のタイミングで（例えば、奇数側のセルと偶数側のセルを交互に定期的に）電圧測定端子間の電圧が測定され、測定された電圧がマイコン１８０に送信され、マイコン１８０の判定部１３０にてワイヤーハーネスが断線しているか否かが判定される。

例えば、判定部１３０は、第１しきい値（例えば、１Ｖ）に基づいて、電圧測定端子間の電圧が小さいと判定した場合、ワイヤーハーネスが断線していると判定してもよい。また、例えば、判定部１３０は、第２しきい値（例えば、６Ｖ）に基づいて、電圧測定端子間の電圧が大きいと判定した場合、ワイヤーハーネスが断線していると判定してもよい。

また、例えば、判定部１３０は、第１しきい値と第２しきい値の両方を用い、隣接する電圧測定端子間の電圧を用いて断線しているか否かを判定してもよい。より具体的には、判定部１３０は、第１の電圧測定端子間の電圧が第１しきい値より小さいと判定し、かつ、第２の電圧測定端子間の電圧が第２しきい値より大きいと判定した場合、ワイヤーハーネスが断線していると判定してもよい。この際、判定部１３０は、隣接する電圧測定端子間の電圧を用いて断線しているワイヤーハーネスを特定することができる。例えば、判定部１３０は、第１の電圧測定端子間の電圧が第１しきい値より小さいと判定し、かつ、第１の電圧測定端子間に隣接する第２の電圧測定端子間の電圧が第２しきい値より大きいと判定した場合、両者の電圧に係るワイヤーハーネスが断線していると判定すると共に、断線しているワイヤーハーネスを特定することができる。

このように、電池管理装置１００は、電圧測定端子間の電圧を測定し、マイコン１８０の判定部１３０で判定することにより、ワイヤーハーネスの断線を検知でき、故障しているワイヤーハーネスを特定できる。

なお、第１診断は、上述の診断方法にかかわらず、例えば、バランシングスイッチ１７１をオンしてオフした後の電圧測定端子間の電圧を利用して故障診断を行う等、他の手法を適用することができる。

（第２診断）
第２接続部１２０を用いて情報伝達部３００（ワイヤーハーネス）の異常を検知する第２診断について説明する。第２診断には、発明者らが考案した特開２０１５−２１９０９４号公報で開示されている第二の断線診断方式を適用することができる。より具体的には、バランシングスイッチ１７１（ＢＳＷ１〜ＢＳＷｎ）をオンしてオフした後のバランシング端子（Ｔｂ）間の電圧を用いて情報伝達部３００の異常を検知する。

まず、Ｌｎ−１のワイヤーハーネスが断線していない場合（正常な場合）を例に挙げて説明する。ここでは、セル（ＢＣ１〜ＢＣｎ）の電圧は、各４．０Ｖ、バランシング抵抗（ＲＢ）が５０Ω、バランシングスイッチ１７１（ＢＳＷ１〜ＢＳＷｎ）のオン抵抗が１Ωである場合について説明する。

Ｌｎ−１が断線していない場合、ＢＣｎ−１に対応したＢＳＷｎ−１をオンしたとき、ＢＣｎ−１に対応したＴｂｎ−１とＴｂｎ−２間の電圧は、バランシング電流とＢＳＷｎ−１のオン抵抗で決定されるので、４．０Ｖ／５０Ω×１Ω＝０．０８Ｖとなる。その後、ＢＳＷｎ−１をオフにすると、ＢＣｎ−１から充電電流が流れるので、ＢＣｎ−１に対応したＴｂｎ−１とＴｂｎ−２間の電圧は、４．０Ｖに戻る。

他方、Ｌｎ−１が断線している場合、ＢＣｎ−１に対応したＢＳＷｎ−１をオンしたとき、ＢＣｎ−１に対応したＴｂｎ−１とＴｂｎ−２間の電圧は、バランシング電流が流れないため０Ｖとなる。その後、ＢＳＷｎ−１をオフすると、Ｌｎ−１が断線しているため、当該ノードに接続されるリーク電流による変動程度となるので、ほぼ０Ｖのままである。

したがって、判定部１３０は、Ｌｎ−１のワイヤーハーネスが正常なときと断線したときとのバランシング端子間の電圧の相違により、Ｌｎ−１の断線を検知することができる。

このように、電池管理装置１００は、ワイヤーハーネスが正常なときと断線したときとのバランシング端子間の電圧を測定し、マイコン１８０の判定部１３０で判定することにより、当該ワイヤーハーネスの断線を検知でき、当該ワイヤーハーネスが故障していることを特定できる。

（第３診断）
第３診断について、ＡＤ変換器１７６を例に挙げて説明をする。定電圧発生回路である第１ＲＥＦ回路１７７で生成された電圧と第２ＲＥＦ回路１７８で生成された電圧の各々は、既知の電圧であるので、判定部１３０は、診断値が固定値となる場合にＡＤ変換器１７６が正常であると検知し、固定値とならない場合にＡＤ変換器１７６が異常であると検知する。このようにして、ＡＤ変換器１７６の異常を検知できることがわかる。

また、第３診断では、差動増幅器１７５の入力電圧を使用しないので、ワイヤーハーネス、第１接続部１１０、または第２接続部１２０が故障していたとしても、その影響を受けないので、第３接続部を独立して診断していることがわかる。

なお、ＡＤ変換器１７６以外の第３接続部についても同様に、第１接続部１１０または第２接続部１２０を介することなく当該第３接続部の異常を検知する構成を適宜に採用することができる。

（診断結果）
図５は、故障個所に対する異常検知の診断結果の一例を示す。故障個所の例として、ワイヤーハーネスのオープン、電圧測定用ノイズフィルタ回路１５０に配置されたＲＣのオープン、第１選択回路１７２のオープン、調整線用フィルタ回路１６０に配置されたＲＢのオープン、第２選択回路１７３のオープン、ＡＤ変換器１７６の異常を採り上げ、それぞれの故障に対し、上述した第１診断、第２診断、第３診断の診断結果が正常検知と異常検知のどちらとなるのかを示す。

故障がワイヤーハーネスのオープンである場合、上述の通り、判定部１３０は、第１診断と第２診断で共に異常検知する。第３診断では、ワイヤーハーネスのオープンの影響を受けないので、判定部１３０は、ＡＤ変換器１７６が正常であると判定する。

故障がＲＣのオープンである場合、オープン箇所の電圧測定端子間の電圧がフローティングとなるので、判定部１３０は、第１診断で正常検知する場合と異常検知する場合とがある。即ち、第１診断のみでワイヤーハーネスのオープンを判断すると、ＲＣのオープンをワイヤーハーネスのオープンとして誤検知する場合がある。なお、ＲＣのオープンは、バランシング端子間の電圧に影響を与えないので、第２診断では、判定部１３０は、正常検知する。また、第３診断では、ＲＣのオープンの影響を受けないので、判定部１３０は、ＡＤ変換器１７６が正常であると判定する。

故障が第１選択回路１７２のオープンである場合、第１選択回路１７２と第３選択回路１７４間がフローティング電位となるので、判定部１３０は、第１診断で正常検知する場合と異常検知する場合とがある。即ち、第１診断のみでワイヤーハーネスのオープンを判断すると、第１選択回路１７２のオープンをワイヤーハーネスのオープンとして誤検知する場合がある。なお、第１選択回路１７２のオープンは、第２選択回路１７３と第３選択回路１７４間の電位に影響を与えないので、第２診断では、判定部１３０は、正常検知する。また、第３診断では、第１選択回路１７２のオープンの影響を受けないので、判定部１３０は、ＡＤ変換器１７６が正常であると判定する。

故障がＲＢのオープンである場合、バランシングスイッチ１７１のオフ後の電位がほぼ０Ｖとなるので、判定部１３０は、第２診断で異常検知する。即ち、第２診断のみでワイヤーハーネスのオープンを判断すると、ＲＢのオープンをワイヤーハーネスのオープンとして誤検知する。なお、ＲＢのオープンは、電圧測定端子間の電圧に影響を与えないので、第１診断では、判定部１３０は、正常検知する。また、第３診断では、ＲＢのオープンの影響を受けないので、判定部１３０は、ＡＤ変換器１７６が正常であると判定する。

故障が第２選択回路１７３のオープンである場合、第２選択回路１７３と第３選択回路１７４間がフローティング電位となるので、判定部１３０は、第２診断で正常検知する場合と異常検知する場合とがある。即ち、第２診断のみでワイヤーハーネスのオープンを判断すると、第２選択回路１７３のオープンをワイヤーハーネスのオープンとして誤検知する場合がある。なお、第２選択回路１７３のオープンは、第１選択回路１７２と第３選択回路１７４間の電位に影響を与えないので、第１診断では、判定部１３０は、正常検知する。また、第３診断では、第２選択回路１７３のオープンの影響を受けないので、判定部１３０は、ＡＤ変換器１７６が正常であると判定する。

故障がＡＤ変換器１７６にある場合、判定部１３０は、上述の通り第３診断でＡＤ変換器１７６が異常であると判定する。第１診断と第２診断では、判定部１３０は、ＡＤ変換器１７６を介して判定することになるので、異常検知する場合と正常検知する場合とがある。

以上の通り、第１診断のみでは電池管理装置１００の故障をワイヤーハーネスの故障として誤検知する場合があることがわかる。また、同様に、第２診断のみでは電池管理装置１００の故障をワイヤーハーネスの故障として誤検知する場合があることがわかる。この点、電池管理装置１００では、第１診断と第２診断の両方が異常であると判断した場合にワイヤーハーネスのオープンであると判断するようにしたので、ワイヤーハーネスのオープンと電池管理装置１００の故障とを切り分けることができる。

また、さらに第３診断が正常である場合、より具体的には、第１診断が異常、第２診断が異常、第３診断が正常であるときにワイヤーハーネスのオープンであると判断することによって、電池管理装置１００に第３接続部が設けられる場合であっても、ワイヤーハーネスのオープンを確実に検知することが可能となる。

さらに、第３診断で異常検知した場合、第３接続部の異常であると判定することにより、第３接続部の故障と第１接続部１１０または第２接続部１２０の故障とを切り分けることができるので、電池管理装置１００内の故障個所を特定することができる。

（２）第２の実施の形態
図６は、本実施の形態に係る電池管理システム２の構成の一例を示す。電池管理システム２は、電池管理装置４００、複数個のセル（ＢＣ１〜ＢＣｎ）を含む組電池５００、情報伝達部６００（Ｌ０〜Ｌｎ）を含んで構成される。

電池管理装置４００は、情報伝達部６００を介して組電池５００の管理を行う。電池管理装置４００は、組電池５００の管理として、組電池５００のセルの電圧情報を用い、セルの充放電電力の制御を行うこと、充電状態の高いセルを放電して各セルの充電状態を均等化するバランシングを行うこと等ができる。

情報伝達部６００は、電磁波７００を介して情報を送受信する無線送受信機６１１を有する情報取得装置６１０を備える。情報取得装置６１０は、組電池５００の情報の取得機能、バランシング機能などを有している。

電池管理装置４００には、第１接続部４１０と第２接続部４２０が設けられる。第１接続部４１０には、電磁波７００を介して情報を送受信する無線送受信機４１１が設けられる。第２接続部４２０には、電磁波７００を介して情報を送受信する無線送受信機４２１が設けられる。

また、電池管理装置４００には、第１接続部４１０と第２接続部４２０にそれぞれ接続された判定部４３０が設けられる。判定部４３０は、第１接続部４１０から得られた情報（例えば各セルの電圧情報）により情報伝達部６００の異常を検知する第１診断と、第２接続部４２０から得られた情報（例えば各セルの電圧情報）により情報伝達部６００の異常を検知する第２診断とを実行する。判定部４３０は、第１診断と第２診断の両方で異常を検知した場合、故障個所が情報伝達部６００であると判断し、第１診断と第２診断の何れか一方のみで異常を検知した場合、電池管理装置４００の異常であると判断する。

このように、情報伝達部６００が電池管理装置４００と無線通信する構成であっても、情報伝達部６００の故障と電池管理装置４００の故障とを切り分けることが可能となる。

また、各部の故障に対する第１診断、第２診断の診断結果は、第１の実施の形態で示した図２と同様になる。このように診断することにより、第１の実施の形態と同様、故障部位の特定が可能となる。

なお、第１の実施の形態と同様、第１接続部４１０として、電圧測定用ノイズフィルタ回路１５０、第１選択回路１７２等、電池管理装置４００が組電池５００の各セルの電圧を測定するための既存の回路を用い、第２接続部４２０として、調整線用フィルタ回路１６０、第２選択回路１７３等、電池管理装置４００が組電池５００の充電状態を均等化するための既存の回路を用いてもよい。

さらに、第１の実施の形態と同様、電池管理装置４００に第１接続部４１０と第２接続部４２０とに共通の第３接続部（共通接続部）を設け、第３診断を実装してもよい。この際、判定部４３０は、第３診断で第３接続部の正常を検知し、第１診断および第２診断で情報伝達部６００の異常を検知した場合、情報伝達部６００が故障していると判定してもよい。かかる構成によれば、第１の実施の形態と同様、第３接続部が設けられる場合であっても、情報伝達部６００の故障と電池管理装置４００の故障とを切り分けることができる。また、判定部４３０は、第３診断で第３接続部の異常を検知した場合、電池管理装置４００（第３接続部）が故障していると判定してもよい。また、判定部４３０は、第３診断で第３接続部の正常を検知し、第１診断または第２診断で情報伝達部６００の異常を検知した場合、第１接続部４１０または第２接続部４２０が故障していると判定してもよい。かかる構成によれば、第１の実施の形態と同様、電池管理装置４００内の故障個所の特定が可能となる。

（３）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、本発明を、情報伝達部３００が例えばワイヤーハーネスであり、電池管理装置１００と組電池２００とで情報を素早く伝達することができ、高精度な制御を実現できる電池管理システム１、または情報伝達部６００が例えば無線送受信機（無線通信機）を備え、無線通信により組電池５００の配置の自由度が高められた電池管理システム２に適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々の電池管理システムに広く適用することができる。

また上述の実施の形態においては、複数の接続部として、第１接続部１１０，４１０と第２接続部１２０，４２０との２つを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、接続部を３つ以上設けるようにしてもよい。この場合、判定部１３０，４３０は、各接続部の全ての診断において、情報伝達部３００，６００の異常が検知された場合、情報伝達部３００，６００の故障であると判定し、各接続部の何れかの診断において、情報伝達部３００，６００の異常が検知された場合、電池管理装置１００，４００の故障であると判定する。

また上述の実施の形態においては、第１接続部１１０，４１０と第２接続部１２０，４２０とが異なる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、第１接続部１１０，４１０と第２接続部１２０，４２０との経路が異なれば、適宜の構成を採用することができ、例えば、第１接続部１１０，４１０と第２接続部１２０，４２０とを同じものとしてもよい。

また上述の実施の形態においては、第１接続部１１０，４１０と第２接続部１２０，４２０とを既存の回路を利用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、第１接続部１１０，４１０と第２接続部１２０，４２０とを既存の回路とは別に新たに設けるようにしてもよい。

また上述の実施の形態においては、故障としてオープンを例に挙げて述べたが、本発明はこれに限らず、故障については、ショート、抵抗上昇等、他の故障であっても本発明を適用できる。

上述した実施の形態の構成は、発明の範囲を逸脱しない限り、適宜に組わせることができる。

以上説明した内容はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明は上述の内容に限定されるものではない。

１，２……電池管理システム、１００，４００……電池管理装置、１１０，４１０……第１接続部、１２０，４２０……第２接続部、１３０，４３０……判定部、２００，５００……組電池、３００，６００……情報伝達部。

Claims (7)

1. 組電池と、
   前記組電池を管理する電池管理装置と、
   前記組電池と前記電池管理装置との間で情報を伝達する情報伝達部と、
   前記電池管理装置に設けられ、前記情報伝達部に接続された複数の接続部と、
   前記複数の接続部の各々を介して前記組電池から取得した各情報について、前記各情報を用いて前記情報伝達部の異常を検知する各診断を行い、前記各診断の結果に基づいて故障個所を判定する判定部と、を備え、
   前記判定部は、前記各診断の全てにおいて前記情報伝達部の異常を検知した場合、前記情報伝達部が故障個所であると判定し、前記各診断の何れかで前記情報伝達部の異常を検知した場合、前記電池管理装置が故障個所であると判定する、
   ことを特徴とする電池管理システム。
2. 前記電池管理装置に設けられ、前記複数の接続部で共通に用いられる共通接続部を更に備え、
   前記判定部は、
   前記共通接続部を介して前記各情報を取得し、
   前記複数の接続部を介することなく前記共通接続部の異常を検知する共通接続部用診断を行い、
   前記共通接続部用診断で前記共通接続部の異常を検知しなかった場合、かつ、前記各診断の全てで前記情報伝達部の異常を検知した場合、前記情報伝達部が故障個所であると判定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電池管理システム。
3. 前記複数の接続部は、第１接続部と第２接続部とから構成され、
   前記第１接続部は、前記電池管理装置が前記組電池の電圧を測定するための回路であり、
   前記第２接続部は、前記電池管理装置が前記組電池の充電状態を均等化するための回路である、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の電池管理システム。
4. 前記組電池は、複数のセルを含んで構成され、
   前記情報伝達部は、前記複数のセルの各々の両端に接続されるように複数設けられ、
   前記情報伝達部の各々に前記第１接続部の電圧測定線と前記第２接続部の調整線とが接続され、
   前記判定部は、前記情報伝達部ごとに、前記情報伝達部に接続された前記第１接続部の電圧測定線と隣接する少なくとも一方の前記第１接続部の電圧測定線との間の電圧に基づいて前記情報伝達部の異常を検知し、前記情報伝達部が正常であるときと異常であるときとの前記情報伝達部に係るセルに対応する前記第２接続部の調整線間における電圧の相違に基づいて前記情報伝達部の異常を検知する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の電池管理システム。
5. 前記情報伝達部は、ワイヤーハーネスで構成されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の電池管理システム。
6. 前記情報伝達部は、無線通信機を含んで構成されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の電池管理システム。
7. 組電池を管理する電池管理装置であって、
   前記組電池と前記電池管理装置との間で情報を伝達する情報伝達部に接続された複数の接続部と、
   前記複数の接続部の各々を介して前記組電池から取得した各情報について、前記各情報を用いて前記情報伝達部の異常を検知する各診断を行い、前記各診断の結果に基づいて故障個所を判定する判定部と、を備え、
   前記判定部は、前記各診断の全てにおいて前記情報伝達部の異常を検知した場合、前記情報伝達部が故障個所であると判定し、前記各診断の何れかで前記情報伝達部の異常を検知した場合、前記電池管理装置が故障個所であると判定する、
   ことを特徴とする電池管理装置。

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