JP5169491B2

JP5169491B2 - 組電池監視装置及び組電池用配線の断線検出方法

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Publication number: JP5169491B2
Application number: JP2008140197A
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Inventors: 勝也胡内; 芳彦水田
Original assignee: GS Yuasa International Ltd
Current assignee: GS Yuasa International Ltd
Priority date: 2008-05-28
Filing date: 2008-05-28
Publication date: 2013-03-27
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Description

本発明は、複数の単電池を直列に接続した組電池における各単電池の正極及び最も低電位側の単電池の負極から引き出された配線を経て各単電池の電圧を電圧測定のための設定動作を行って検出する電圧測定部と、前記電圧測定のための設定動作によって得られる検出電圧に基づいて前記配線の断線の有無を検出する断線検出部とを備えた組電池監視装置、及び、組電池用配線の断線検出方法に関する。

かかる組電池監視装置は、組電池を構成する各単電池の電圧を個別に検出するための装置である。
各単電池の電圧を検出する手法としては、例えば、各単電池の正極と負極とに接続された配線の電圧を単純に計測する手法（差動アンプを用いる手法や抵抗分圧法など）の他、下記特許文献１や下記特許文献２に記載のように、各単電池と並列にコンデンサを接続して（図５参照）、各単電池の電圧で一旦コンデンサを充電し、その充電後のコンデンサの電圧を測定するという手法も考えられている。
ちなみに、このコンデンサを介して単電池の電圧を測定する手法では、各単電池の同一時間での電圧値を測定できるものとなっている。

このように各単電池の電圧を検出する場合において、この電圧検出のために組電池から引き出されている上記配線の断線が問題となる。
尚、ここでいう断線は、電気的な接続が断たれることを意味し、配線が現実に切断されてしまう場合の他、配線を接続するソケット等の接続不良によって電気的な接続が断たれる場合をも含む。

単電池の電圧検出のための配線に上述のような断線が発生すると、例えば、一旦コンデンサを各単電池で充電する手法では、そのコンデンサ同士は直列に接続されているので、例えば、図５において「×」記号で示す位置で配線に断線が生じても、その断線箇所を挟んだ両隣の単電池Ｖａ，Ｖｂから直列接続のコンデンサＣａ，Ｃｂへ充電されてしまうことになり、単電池Ｖａ，Ｖｂ夫々の電圧を正しく示しているわけではないコンデンサＣａ，Ｃｂの電圧を検出してしまうことになる。
このような誤検出を回避するために、下記特許文献２では、コンデンサ同士では直列に接続されている各コンデンサの容量を適宜に異ならせて、上述のような断線が発生した場合に、配線が正常に接続されている場合と、断線が発生している場合とで、コンデンサの充電電圧が異なるようにして、その電圧差によって断線の発生を検知する手法をとっている。
特開２００１−５６３５０号公報特開２００２−２０４５３７号公報

しかしながら、上記特許文献２による断線の検出手法では、正常な場合の検出電圧と断線が発生した場合の検出電圧との電圧差が十分ではない場合もあり、改善が求められていた。
更に、以上は、各単電池の電圧をコンデンサを介して検出する場合を例示して、断線が発生した場合の問題点を説明したが、例えば各単電池の電圧を直接に電圧測定部にて測定する場合にも配線の断線によって同様の問題が生じる。
すなわち、上述のコンデンサを、電圧測定部における検出電圧入力端子間で入力インピーダンスに置き換えて考えて、その入力インピーダンスで分圧された電圧を検出してしまう場合がある。又、上記の各単電池から電圧測定部に至る配線間にノイズ吸収用のコンデンサを接続する場合も同様の問題が生じる。
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、各単電池の電圧を検出するための配線に断線が発生した場合に、その断線を的確に検出できるようにする点にある。

本出願の第１の発明は、複数の単電池を直列に接続した組電池における各単電池の正極及び最も低電位側の単電池の負極から引き出された配線を経て各単電池の電圧を電圧測定のための設定動作を行って検出する電圧測定部と、前記電圧測定のための設定動作によって得られる検出電圧に基づいて前記配線の断線の有無を検出する断線検出部とを備えた組電池監視装置において、前記単電池の夫々と並列に設定抵抗値を有する補助電流経路が接続され、前記補助電流経路の夫々における通電を入り切りする補助電流経路用のスイッチ装置が前記補助電流経路の夫々に備えられ、前記断線検出部は、前記補助電流経路用のスイッチ装置を、電位での並び順において隣り合うものが同時に閉じ状態とならないように開閉操作し、且つ、前記電圧測定のための設定動作によって得られる前記補助電流経路用のスイッチ装置を閉じ状態としたときの検出電圧と前記補助電流経路用のスイッチ装置を開き状態としたときの検出電圧との差に基づいて、前記配線の断線の有無を検出するように構成されている。

すなわち、組電池と電圧測定部とを結ぶ配線の何れの箇所にも断線が生じていなければ、各単電池と並列に接続される補助電流経路のスイッチ装置を閉じ状態としてもあるいは開き状態としても、配線上の電圧は基本的には変化がなく、各単電池の電圧が電圧測定部による検出にかかることになる。
一方、断線が発生しているときには、補助電流経路用のスイッチ装置を閉じ状態として、補助電流経路に通電させると、電圧測定部の検出にかかる電圧値は十分に低くなる。

更に具体的な例によって説明すると、単電池の電圧をコンデンサを介して測定する手法では、図６（ａ）に概略的に示すように、図６（ａ）に「×」記号で断線が発生しているときに、単電池Ｖａに対応する補助電流経路用のスイッチＳａを閉じ状態とした状態で、電圧測定のための設定動作を行わせる。
ここでの電圧測定のための設定動作は、スイッチＰａ，Ｐｂ，Ｐｃを閉じ状態にして単電池Ｖａ，ＶｂでコンデンサＣａ，Ｃｂに充電させた後、コンデンサＣａ，Ｃｂの電圧を測定する。
このとき、スイッチＳａを閉じ状態としているので、コンデンサＣｂには単電池Ｖａ，Ｖｂで充電されるものの、コンデンサＣａには充電されない（厳密には、コンデンサＣａは瞬時的には充電されるが、充電されていない定常状態へ移行する）。
逆に、単電池Ｖｂに対応する補助電流経路用のスイッチＳｂを閉じ状態とした状態で、同様の電圧測定のための設定動作を行わせると、コンデンサＣａには単電池Ｖａ，Ｖｂで充電されるものの、コンデンサＣｂには充電されない（厳密には、コンデンサＣｂは瞬時的には充電されるが、充電されていない定常状態へ移行する）。
これによって、断線が発生しているときは、補助電流経路用のスイッチ装置を閉じ状態として電圧測定を行ったかあるいは開き状態として電圧測定を行ったかによって測定電圧に大きな開きが発生する。

更に、各単電池の電圧を直接に電圧測定部にて測定する場合では、図６（ｂ）に概略的に示すように、図６（ｂ）に「×」記号で断線が発生しているときに、単電池Ｖａに対応する補助電流経路用のスイッチＳａを閉じ状態とした状態で、電圧測定のための設定動作を行わせる。
ここでの電圧測定のための設定動作は、単にスイッチＰａ，Ｐｂ，Ｐｃを閉じ状態にして単電池Ｖａ，Ｖｂの電圧を測定する。
このとき、スイッチＳａを閉じ状態としており、電圧測定部の入力インピーダンス（図６（ｂ）においてＲｉで示す）は非常に高いので、単電池Ｖｂの電圧を検出するための入力端子にはほぼ単電池Ｖａ，Ｖｂの電圧を足し合わせた電圧が検出にかかり、単電池Ｖａの電圧を検出するための入力端子には非常に小さい電圧が検出にかかるだけとなる。
逆に、単電池Ｖｂに対応する補助電流経路用のスイッチＳｂを閉じ状態とした状態で、同様の電圧測定のための設定動作を行わせると、単電池Ｖａの電圧を検出するための入力端子にはほぼ単電池Ｖａ，Ｖｂの電圧を足し合わせた電圧が検出にかかり、単電池Ｖｂの電圧を検出するための入力端子には非常に小さい電圧が検出にかかるだけとなる。
これによって、断線が発生しているときは、補助電流経路用のスイッチ装置を閉じ状態として電圧測定を行ったかあるいは開き状態として電圧測定を行ったかによって測定電圧に大きな開きが発生する。

以上のように、断線が発生した箇所に連なる単電池の電圧測定の結果が非常に小さい電圧値となることで、電圧値が小さいということ自体によっても断線の発生を検知できるのであるが、実際の測定電圧と判別値との関係等によっては断線の有無の判断が不安定となるような場合もあり得る。そのような場合には、補助電流経路用のスイッチ装置を開き状態として電圧検出を行った場合に高い電圧値になることも利用して、補助電流経路用のスイッチ装置を開き状態としたときの検出電圧値と閉じ状態としたときの検出電圧値との差をとって、その差によって断線の有無を判断することで、より精度の高い断線の有無の判定を行うことも可能である。
又、このように、単電池毎の電圧測定動作によって得られる電圧値で断線の有無を判断するので、断線の発生位置が測定対象の単電池からの配線上であることを特定でき、特に、直列に並ぶ２つの単電池についての電圧測定動作の測定結果が得られて、その何れもが断線の発生を示すものであるような場合では、その２つの単電池の接続箇所からの配線上で断線が発生しているものと推定できる。

又、本出願の第２の発明は、複数の単電池を直列に接続した組電池における各単電池の正極及び最も低電位側の単電池の負極から引き出された配線を経て各単電池の電圧を電圧測定のための設定動作を行って検出し、前記電圧測定のための設定動作によって得られる検出電圧に基づいて前記配線の断線の有無を検出する組電池用配線の断線検出方法において、前記単電池の夫々と並列に設定抵抗値を有する補助電流経路が接続され、前記補助電流経路の夫々における通電を入り切りする補助電流経路用のスイッチ装置が前記補助電流経路の夫々に備えられ、前記補助電流経路用のスイッチ装置を、電位での並び順において隣り合うものが同時に閉じ状態とならないように開閉操作し、且つ、前記電圧測定のための設定動作によって得られる前記補助電流経路用のスイッチ装置を閉じ状態としたときの検出電圧と前記補助電流経路用のスイッチ装置を開き状態としたときの検出電圧との差に基づいて、前記配線の断線の有無を検出する。

すなわち、上記第１の発明について説明したように、断線が発生しているときは、補助電流経路用のスイッチ装置を閉じ状態として電圧測定を行ったかあるいは開き状態として電圧測定を行ったかによって測定電圧に大きな開きが発生し、それによって断線の有無を検知できる。

上記第１の発明によれば、断線が発生しているときは、補助電流経路用のスイッチ装置を閉じ状態として電圧測定を行ったかあるいは開き状態として電圧測定を行ったかによって測定電圧に大きな開きが発生するので、各単電池の電圧を検出するための配線に断線が発生した場合に、その断線を的確に検出できるものとなった。
又、上記第２の発明によれば、断線が発生しているときは、補助電流経路用のスイッチ装置を閉じ状態として電圧測定を行ったかあるいは開き状態として電圧測定を行ったかによって測定電圧に大きな開きが発生し、それによって断線の有無を検知するので、各単電池の電圧を検出するための配線に断線が発生した場合に、その断線を的確に検出できるものとなった。

以下、本発明の組電池監視装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、組電池１と組電池監視装置ＶＳとを回路的に接続した状態の回路構成を示している。
〔組電池１の構成〕
組電池１は複数の単電池１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを直列に接続して構成したものであり、本実施の形態では、説明の便宜上、４個の単電池１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを直列に接続した場合を例示して説明する。但し、実際には、もっと多数の単電池を直列に接続して組電池を構成している。単電池１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは二次電池の１例であるリチウムイオン電池であるが、このような二次電池に限らず各種の組電池に本発明を適用できる。

〔組電池監視装置ＶＳの構成〕
組電池監視装置ＶＳは、各単電池１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに対してコンデンサ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを並列に接続して、各単電池１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの電池電圧で夫々に対応するコンデンサ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを充電し、充電を完了したコンデンサ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの電圧を順次に検出して行く形態をとる。
各単電池１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの正極側とコンデンサ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの夫々との配線の途中箇所には、その配線の通電を入り切りして、各単電池１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄで対応するコンデンサ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを充電するか否かを切換える複数（４個）の正極配線用のスイッチ装置３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが配置されている。
この機能を果たすため、正極配線用のスイッチ装置３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、コンデンサ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄよりも組電池１に近い側（各単電池で見ると高電位側）に配置されている。
本実施の形態では、この正極配線用のスイッチ装置３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄはアナログスイッチにて構成されており、後述の各部のスイッチ装置についても同様で、全てをアナログスイッチにて構成する場合を例示している。

更に、スイッチ装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄと抵抗５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄとが直列に接続されて構成される補助電流経路６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが、各単電池１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの夫々と並列に接続されている。
この補助電流経路６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄは、本来、各単電池１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ間で電圧ばらつきが発生したときに、電圧の高い単電池を放電させて各単電池１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの電圧をバランスさせるための回路部分であるが、後述するように、配線に断線が生じているか否かの検出にも用いている。
この補助電流経路６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄは、正極配線用のスイッチ装置３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄよりも組電池１に近い側において、各単電池１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと並列に接続されている。
尚、補助電流経路６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄに備えられて、補助電流経路６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの夫々における通電を入り切りするスイッチ装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを、説明の便宜上、補助電流経路用のスイッチ装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄと称する。

各コンデンサ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの高電位側は、マイクロプロセッサ１０により構成される電圧測定部ＭＵの電圧測定端子に接続されている。
図１においては、コンデンサ２ａの電圧を測定するための電圧測定端子を「Ａ／Ｄ１」，コンデンサ２ｂの電圧を測定するための電圧測定端子を「Ａ／Ｄ２」，コンデンサ２ｃの電圧を測定するための電圧測定端子を「Ａ／Ｄ３」，コンデンサ２ｄの電圧を測定するための電圧測定端子を「Ａ／Ｄ４」として示している。
更に、電位での並び順において最も低電位側のコンデンサ２ａの低電位側（負極側）は、マイクロプロセッサ１０のグラウンド端子（「ＧＮＤ」）へ接続されている。
マイクロプロセッサ１０の電圧測定端子は、内蔵しているＡ／Ｄコンバータの入力端子となっており、マイクロプロセッサ１０は、各電圧測定端子と「ＧＮＤ」端子との間の電位差を検出する。

各コンデンサ２ｂ，２ｃ，２ｄ（コンデンサ２ａを除く）の高電位側からマイクロプロセッサ１０の電圧測定端子に至る配線の途中には、測定動作用のスイッチ装置８ａ，８ｂ，８ｃが接続されており、「Ａ／Ｄ２」，「Ａ／Ｄ３」及び「Ａ／Ｄ４」の電圧測定端子には、電圧測定動作時にのみ電圧が印加されるようにしている。
各コンデンサ２ａ，２ｂ，２ｃ（コンデンサ２ｄを除く）の高電位側からマイクロプロセッサ１０の電圧測定端子に至る配線の途中には、更に、各配線をグラウンド（組電池１の最も低電位側）に接続するためのグラウンド接続用のスイッチ装置７ａ，７ｂ，７ｃが接続されている。
グラウンド接続用のスイッチ装置７ａ，７ｂ，７ｃは、電圧測定時に、上記の電圧測定端子に不要な高電圧が印加されるのを回避するためのものであり、詳しくは後述する。
以上説明した回路構成を有する組電池監視装置ＶＳの回路基板は、ケーブル１１を介して組電池１と接続されている。
換言すると、各単電池１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの正極及び最も低電位側の単電池１ａの負極から引き出された配線（ケーブル１１を含む）を経て電圧測定部ＭＵが各単電池１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの電圧を検出する。
現実問題として、配線の断線は、ケーブル１１内、ケーブル１１と組電池１との接続用コネクタ、あるいは、ケーブル１１と組電池監視装置ＶＳの上記回路基板との接続用コネクタで発生する場合がほとんどである。

〔断線の検出動作〕
次ぎに、断線の検出動作について説明する。
断線の検出動作は、マイクロプロセッサ１０が図３のフローチャートに示す処理を実行することにより行い、マイクロプロセッサ１０は、配線の断線の有無を検出する断線検出部ＣＣとしても機能する。
以下、図３のフローチャートと図２のタイミングチャートによって動作を説明する。

マイクロプロセッサ１０は、先ず、電位での並び順で低電位側から奇数番目（１番目と３番目）の補助電流経路６ａ，６ｃに備えられている補助電流経路用のスイッチ装置４ａ，４ｃを予め設定された時間の間だけ閉じ状態（ＯＮ状態）とし、電位での並び順で低電位側から偶数番目（２番目と４番目）の補助電流経路６ｂ，６ｄに備えられている補助電流経路用のスイッチ装置４ｂ，４ｄは開き状態（ＯＦＦ状態）を維持させる。
図１に示すように、奇数番目の補助電流経路用のスイッチ装置４ａ，４ｃは、マイクロプロセッサ１０の制御信号出力端子「ＳＣ１」の出力信号によって一括して開閉操作され、偶数番目の補助電流経路用のスイッチ装置４ｂ，４ｄは、マイクロプロセッサ１０の制御信号出力端子「ＳＣ２」の出力信号によって一括して開閉操作される。

図２における「ＳＣ１」，「ＳＣ２」のパルス信号は、その記号の制御信号出力端子から出力されるパルス信号を示しており、パルス信号のＨレベル側で、各スイッチ装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが閉じ状態（ＯＮ状態）となり、パルス信号のＬレベル側で、各スイッチ装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが開き状態（ＯＦＦ状態）となる。これは、以下で説明する各スイッチ装置の制御のためのパルス信号についても同様である。
従って、図３のステップ＃１のために、図２の「ＳＣ１」で設定期間のパルス信号が出力され、その期間「ＳＣ２」ではＬレベルを維持している。説明の便宜上、この補助電流経路用のスイッチ装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの設定状態を第１スイッチ設定状態と称する。
このように、電位での並び順において奇数番目の補助電流経路用のスイッチ装置４ａ，４ｃと偶数番目の補助電流経路用のスイッチ装置４ｂ，４ｄとを、夫々一括して開閉操作し、且つ、後述のように開閉状態が交互となるようにしているのは、電位での並び順において隣合うものが同時に閉じ状態とならないようにするためである。

断線検出部ＣＣとして機能するマイクロプロセッサ１０は、次ぎに電圧測定部ＭＵに対して各単電池１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの電圧測定のための設定動作の開始を指示する（ステップ＃２）。
マイクロプロセッサ１０の電圧測定部ＭＵとしての機能は、いわゆるサブルーチンとして実装されており、ステップ＃２でそのサブルーチンを呼び出して処理させる。
電圧測定部ＭＵは、電圧測定のための設定動作の開始を指示されると、図２において「第１測定サイクル」として示す範囲の動作を実行する。

すなわち、図１に「ＨＣ」で示す制御信号出力端子から図２で「ＨＣ」として示すパルス信号を送る。
「ＨＣ」の制御信号は、正極配線用のスイッチ装置３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの開閉操作を一括して制御するもので、この信号によって正極配線用のスイッチ装置３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが一斉に閉じ状態となり、各単電池１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄから夫々が対応する各コンデンサ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄへの充電が開始される。
この後、各コンデンサ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄへの充電が完了し、正極配線用のスイッチ装置３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが開き状態とした後に、図２の「Ａ／Ｄ１」〜「Ａ／Ｄ４」で示すパルス信号のタイミングで、夫々が示す電圧測定端子に入力されている電圧をＡ／Ｄ変換して読取っていく。
図２に示すパルス信号からわかるように、電位での並び順において低電位側のコンデンサ２ａから順次に電圧を検出している。

この電圧の読取り動作と並行して、各コンデンサ２ａ，２ｂ，２ｃ（最も高電位側のコンデンサ２ｄを除く）について、電圧の読取りが終了したタイミングでそのコンデンサ２ａ，２ｂ，２ｃの高電位側の配線に接続されているグラウンド接続用のスイッチ装置７ａ，７ｂ，７ｃを閉じ状態として、電圧の読取りが完了したコンデンサ２ａ，２ｂ，２ｃの高電位側をグラウンドに落として放電させ、更にそれに引き続いて、次ぎに測定対象となるコンデンサ２ｂ，２ｃ，２ｄの高電位側の配線に備えられている測定動作用のスイッチ装置８ａ，８ｂ，８ｃを閉じ状態として、マイクロプロセッサ１０による電圧測定が可能な状態とする。マイクロプロセッサ１０の電圧測定端子での電圧読取りのタイミングは、測定動作用のスイッチ装置８ａ，８ｂ，８ｃが閉じ状態になってから若干遅れたタイミングに設定してある。

グラウンド接続用のスイッチ装置７ａ，７ｂ，７ｃは、マイクロプロセッサ１０の「ＧＣ１」〜「ＧＣ３」の制御信号出力端子からの出力パルス信号で開閉操作され、その開閉操作のタイミングを図２でも「ＧＣ１」〜「ＧＣ３」で示している。
又、測定動作用のスイッチ装置８ａ，８ｂ，８ｃは、マイクロプロセッサ１０の「ＭＣ１」〜「ＭＣ３」の制御信号出力端子からの出力パルス信号で開閉操作され、その開閉操作のタイミングを図２でも「ＭＣ１」〜「ＭＣ３」で示している。
例えば、コンデンサ２ａについての電圧検出が完了する（図２の「Ａ／Ｄ１」参照）と、信号「ＧＣ１」でグラウンド接続用のスイッチ装置７ａを閉じ状態とし、それに引き続いて、信号「ＭＣ１」で測定動作用のスイッチ装置８ａを閉じ状態としている。
図２に示すように、以降の高電位側のコンデンサ２ｂ，２ｃ，２ｄについても同様の動作である。

以上のようにして各単電池１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの電圧が読取られると、断線検出部ＣＣとして機能するマイクロプロセッサ１０は、図３のステップ＃３で測定結果を受取り、記憶保持する。
この後、図２の「ＳＣ１」及び「ＳＣ２」で示すように、電位での並び順で低電位側から偶数番目（２番目と４番目）の補助電流経路６ｂ，６ｄに備えられている補助電流経路用のスイッチ装置４ｂ，４ｄを予め設定された時間の間だけ閉じ状態（ＯＮ状態）とし、電位での並び順で低電位側から奇数番目（１番目と３番目）の補助電流経路６ａ，６ｃに備えられている補助電流経路用のスイッチ装置４ａ，４ｃは開き状態（ＯＦＦ状態）を維持させる（ステップ＃４）。この補助電流経路用のスイッチ装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの設定状態を、説明の便宜上、第２スイッチ設定状態と称する。
第２スイッチ設定状態は、上記第１スイッチ設定状態と開閉操作が逆になっており、電位での並び順において隣合う補助電流経路用のスイッチ装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが同時に閉じ状態とならないようにしている。

次ぎに、ステップ＃２の測定処理と同一のサブルーチンを呼び出して、図２において「第２測定サイクル」として示すように、上述の電圧測定のための設定動作と全く同一の測定動作を行わせ（ステップ＃５）、各単電池１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄについての電圧の読取りデータを受け取る（ステップ＃６）。
ステップ＃３とステップ＃６との２回分の測定データが揃うと、断線の発生の有無を判定する（ステップ＃７）。

例えば、図１において符号Ａで示す位置で断線が発生したとすると、上記第１測定サイクルでは、図４（ａ）で示す回路で、単電池１ａ，１ｂからコンデンサ２ａ，２ｂに充電されることになる。
図４（ａ）の回路では、コンデンサ２ａに抵抗５ａが並列に接続されることになるので、最終的には、コンデンサ２ａには充電されず、コンデンサ２ｂには、単電池１ａ，１ｂの電圧で充電される。
従って、上記第１測定サイクルでは、単電池１ａの電圧として検出したコンデンサ２ａの電圧はほぼ０Ｖの非常に低い電圧となり、単電池１ｂの電圧として検出したコンデンサ２ｂの電圧は通常の単電池の電圧よりも高い電圧（ほぼ２倍の電圧）となる。

次ぎに、上記第２測定サイクルでは、図４（ｂ）で示す回路で、単電池１ａ，１ｂからコンデンサ２ａ，２ｂに充電されることになる。
図４（ｂ）の回路では、コンデンサ２ｂに抵抗５ｂが並列に接続されることになるので、最終的には、コンデンサ２ｂには充電されず、コンデンサ２ａには、単電池１ａ，１ｂの電圧で充電される。
従って、上記第２測定サイクルでは、単電池１ａの電圧として検出したコンデンサ２ａの電圧は通常の単電池の電圧よりも高い電圧（ほぼ２倍の電圧）となり、単電池１ｂの電圧として検出したコンデンサ２ｂの電圧はほぼ０Ｖの非常に低い電圧となる。

図３のステップ＃７では、各単電池１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの上記第１測定サイクル及び上記第２測定サイクルでの検出電圧（実際には、夫々が対応する各コンデンサ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの検出電圧）において、対応する補助電流経路用のスイッチ装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが開き状態のときの検出電圧と閉じ状態のときの検出電圧との差をとり、その差電圧が設定値（例えば、０．７Ｖ）より大きいときに、断線が発生したものと判断する。
図４に示す例では、単電池１ａ及び単電池１ｂについての電圧測定結果から、断線が発生したものと判断すると共に、断線が発生している位置も特定できる。
すなわち、単電池１ａの高電位側（すなわち、単電池１ｂの低電位側）の配線で断線が発生していることを特定できる。
尚、対応する補助電流経路用のスイッチ装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが開き状態のときの検出電圧と閉じ状態のときの検出電圧との差をとるのではなく、対応する補助電流経路用のスイッチ装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが閉じ状態のときの検出電圧値が設定値よりも低いことのみによって断線が発生していると判断することも可能である。

断線が発生していると判断した場合は（ステップ＃８）、図示を省略する上位の管理装置へその旨を報知する（ステップ＃９）。
以上、上記第１測定サイクルでは電位の並び順において奇数番目の補助電流経路６ａ，６ｃのスイッチ装置４ａ，４ｃを閉じ状態とし、上記第２測定サイクルでは電位の並び順において偶数番目の補助電流経路６ｂ，６ｄのスイッチ装置４ｂ，４ｄを閉じ状態とする場合を説明したが、この奇数番目と偶数番目とを入れ替えてスイッチ装置を開閉操作しても良い。

〔別実施形態〕
上記実施の形態では、補助電流経路６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄとして、組電池１を構成する各単電池１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの電圧バランスをとるための回路部分を兼用する場合を例示しているが、別個独立に設けても良い。

本発明の実施の形態にかかる組電池監視装置の回路構成図本発明の実施の形態にかかるタイミングチャート本発明の実施の形態にかかるフローチャート本発明の実施の形態にかかる動作説明用の回路図断線が発生したときの動作を説明するための図断線の検出を説明するための図

符号の説明

１組電池
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ単電池
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ補助電流経路用のスイッチ装置
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ補助電流経路
ＣＣ断線検出部
ＭＵ電圧測定部

Claims

複数の単電池を直列に接続した組電池における各単電池の正極及び最も低電位側の単電池の負極から引き出された配線を経て各単電池の電圧を電圧測定のための設定動作を行って検出する電圧測定部と、前記電圧測定のための設定動作によって得られる検出電圧に基づいて前記配線の断線の有無を検出する断線検出部とを備えた組電池監視装置であって、
前記単電池の夫々と並列に設定抵抗値を有する補助電流経路が接続され、
前記補助電流経路の夫々における通電を入り切りする補助電流経路用のスイッチ装置が前記補助電流経路の夫々に備えられ、
前記断線検出部は、前記補助電流経路用のスイッチ装置を、電位での並び順において隣り合うものが同時に閉じ状態とならないように開閉操作し、且つ、前記電圧測定のための設定動作によって得られる前記補助電流経路用のスイッチ装置を閉じ状態としたときの検出電圧と前記補助電流経路用のスイッチ装置を開き状態としたときの検出電圧との差に基づいて、前記配線の断線の有無を検出するように構成されている組電池監視装置。
複数の単電池を直列に接続した組電池における各単電池の正極及び最も低電位側の単電池の負極から引き出された配線を経て各単電池の電圧を電圧測定のための設定動作を行って検出し、前記電圧測定のための設定動作によって得られる検出電圧に基づいて前記配線の断線の有無を検出する組電池用配線の断線検出方法であって、
前記単電池の夫々と並列に設定抵抗値を有する補助電流経路が接続され、
前記補助電流経路の夫々における通電を入り切りする補助電流経路用のスイッチ装置が前記補助電流経路の夫々に備えられ、
前記補助電流経路用のスイッチ装置を、電位での並び順において隣り合うものが同時に閉じ状態とならないように開閉操作し、且つ、前記電圧測定のための設定動作によって得られる前記補助電流経路用のスイッチ装置を閉じ状態としたときの検出電圧と前記補助電流経路用のスイッチ装置を開き状態としたときの検出電圧との差に基づいて、前記配線の断線の有無を検出する組電池用配線の断線検出方法。