電池電圧監視装置
【課題】各電池セルと電池監視装置との間にＲＣフィルタを備えた構成において、どの経路にも関わらずカットオフ周波数のバラツキを低減すると共に、回路の異常の有無の誤判定を防止する。
【解決手段】隣同士の電池セル１１では、高電圧側の電池セル１１の負極端子と低電圧側の電池セル１１の正極端子とが共通化されて共通端子２０に接続されている。そして、ＲＣフィルタ回路４０は、共通端子２０が分岐されてそれぞれに抵抗４１、４２が接続され、各抵抗４１、４２にはそれぞれ異なる一対の検出端子６１、６２の一方の端子が接続され、さらに、一対の検出端子６１、６２の端子間にコンデンサ４３が接続されている。また、２組の第１、第２検出端子６３、６４のうちの低電圧側の端子６３ａ、６４ａ同士に第１短絡スイッチ７３が接続され、高電圧側の端子６３ｂ、６４ｂ同士に第２短絡スイッチ７４が接続されている。
【解決手段】隣同士の電池セル１１では、高電圧側の電池セル１１の負極端子と低電圧側の電池セル１１の正極端子とが共通化されて共通端子２０に接続されている。そして、ＲＣフィルタ回路４０は、共通端子２０が分岐されてそれぞれに抵抗４１、４２が接続され、各抵抗４１、４２にはそれぞれ異なる一対の検出端子６１、６２の一方の端子が接続され、さらに、一対の検出端子６１、６２の端子間にコンデンサ４３が接続されている。また、２組の第１、第２検出端子６３、６４のうちの低電圧側の端子６３ａ、６４ａ同士に第１短絡スイッチ７３が接続され、高電圧側の端子６３ｂ、６４ｂ同士に第２短絡スイッチ７４が接続されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＣフィルタ回路を備えた電池電圧監視装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、組電池を構成する各電池セルのセル電圧を検出するように構成されたセル電圧測定装置が、例えば特許文献１で提案されている。セル電圧測定装置には各電池セルの両極端子がそれぞれ接続されており、各電池セルのセル電圧がセル電圧測定装置にてそれぞれ検出されるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１０５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の技術において、各電池セルとセル電圧測定装置との間には、ノイズ対策としてフィルタ回路が設けられるのが一般的である。これについて、図６を参照して説明する。この図６に示されるように、組電池１００を構成する各電池セル１１０の両極端子と電池監視装置１２０との間にフィルタ回路１３０が設けられている。
【０００５】
すなわち、電池セル１１０の正極と負極にそれぞれ配線が接続されている。この場合、最も高電圧側の電池セル１１０の正極と最も低電圧側の電池セル１１０の負極とにそれぞれ接続された配線以外の配線については、一方の電池セル１１０の負極に接続される配線と他方の電池セル１１０の正極に接続される配線とが共通化されて１本の配線とされている。
【０００６】
そして、フィルタ回路１３０は、各電池セル１１０と電池監視装置１２０とを接続する各配線に接続された抵抗１４０（図６のＲ）と、抵抗１４０よりも電池監視装置１２０側であって電池監視装置１２０の入力端子間に接続されたコンデンサ１５０（図６のＣ）と、を備えて構成されている。これにより、１つの電池セル１１０の両極端子間にローパスフィルタとして機能するＲＣフィルタが構成される。
【０００７】
しかしながら、ｎ個の電池セル１１０をまたぐ電流経路を経路ｎとすると、経路ｎは２つの抵抗１４０とｎ直列のコンデンサ１５０とで形成されるので、各電池セル１１０から電池監視装置１２０への経路ｎの伝達関数Ｇａｉｎは、
Ｇａｉｎ＝１／｛１＋２πｆ・（２Ｒ）・（Ｃ／ｎ）｝
で表される。上記の式において、（２Ｒ）・（Ｃ／ｎ）＝Ｔｎとすると、Ｔｎは（１／ｎ）に比例する。また、カットオフ周波数ｆｎはｆｎ＝（１／Ｔｎ）で表されるので、経路ｎのカットオフ周波数ｆｎはｎに比例する。
【０００８】
図７は、経路ｎによるカットオフ周波数の違いを示した図である。ｆ１は図６の経路１のカットオフ周波数を表し、ｆ２、ｆ３、ｆ１２についても同様である。そして、図７に示されるように、電池セル１１０の直列数が多くなるほど、カットオフ周波数が高くなってしまう。例えば、図６に示されるように、電池セル１１０の数が１２個の場合、カットオフ周波数は最大で１２倍も異なってしまう。このように、各電池セル１１０と電池監視装置１２０との間に単にＲＣフィルタを設けても、各経路に応じてカットオフ周波数にバラツキが生じてしまうという問題がある。
【０００９】
そこで、発明者らは、各経路においてカットオフ周波数にバラツキが生じないＲＣフィルタ回路を考案した。これについて、図８を参照して説明する。図８は、発明者らが新たに考案した電池電圧監視装置を含んだ電池電圧監視システムの全体構成図である。この図に示されるように、電池電圧監視システムは、組電池１０と電池電圧監視装置とを備えて構成されている。
【００１０】
組電池１０は、最小単位である電池セル１１が直列に複数接続されて構成された電池群である。電池セル１１は例えば図８に示されるように５個が直列に接続されている。電池セル１１として充電可能なリチウムイオン二次電池が用いられる。そして、電池電圧監視装置は、例えばハイブリッド車等の電気自動車に適用されるものであり、組電池１０はハイブリッド車等の電気自動車に搭載され、インバータやモータ等の負荷を駆動するための電源や電子機器の電源等に用いられる。
【００１１】
また、各電池セル１１のうちの直列接続された隣同士の電池セル１１では、高電圧側の電池セル１１の負極端子と低電圧側の電池セル１１の正極端子とが共通化されて共通端子２０に接続されている。すなわち、電池セル１１の端子から共通端子２０までは１本の配線で接続されている。
【００１２】
電池電圧監視装置は、組電池１０を構成する各電池セル１１のセル電圧をそれぞれ監視する装置である。このような電池電圧監視装置は、外部均等化回路３０と、ＲＣフィルタ回路４０と、監視ＩＣ５０と、マイクロコンピュータ５５（以下、マイコン５５という）と、を備えて構成されている。
【００１３】
外部均等化回路３０は、均等化放電の対象となった電池セル１１から放電電流を流すことにより各電池セル１１のセル電圧を均等化する回路である。このような外部均等化回路３０は、図８に示されるように、例えば電池セル１１それぞれに対応した抵抗３１ａ、抵抗３１ｂ、抵抗３１ｃ、ＮＰＮ型のトランジスタ３２、およびダイオード３３を備えて構成されている。
【００１４】
抵抗３１ａの一端側は電池セル１１の正極端子（一方の共通端子２０）に接続され、他端側はトランジスタ３２のコレクタに接続されている。トランジスタ３２のエミッタは電池セル１１の負極端子（他方の共通端子２０）に接続されている。また、トランジスタ３２のベース−エミッタ間に抵抗３１ｂが接続され、さらにトランジスタ３２のベースに抵抗３１ｃおよびダイオード３３が直列接続されている。このダイオード３３のアノードはＲＣフィルタ回路４０に接続されている。このような構成では、ダイオード３３を介してトランジスタ３２のベースに電流が流れ込んでトランジスタ３２がオンすることにより、電池セル１１から抵抗３１ａおよびトランジスタ３２を介して放電電流が流れるようになっている。
【００１５】
ＲＣフィルタ回路４０は、複数の電池セル１１の正極端子および負極端子のぞれぞれと、監視ＩＣ５０に設けられた複数の一対の検出端子６１、６２と、の間に介在されたノイズ除去回路である。すなわち、ＲＣフィルタ回路４０は、外部均等化回路３０と監視ＩＣ５０の各検出端子６１、６２との間に設けられたローパスフィルタである。一対の検出端子６１、６２は各々の電池セル１１の正極および負極にそれぞれ対応して電池セル１１毎に監視ＩＣ５０に設けられている。
【００１６】
このようなＲＣフィルタ回路４０は、電池セル１１毎に、抵抗４１、抵抗４２、およびコンデンサ４３を備えて構成されている。抵抗４１は電池セル１１の正極端子に係る共通端子２０が分岐された一方に接続され、抵抗４２は電池セル１１の負極端子に係る共通端子２０が分岐された一方に接続され、これら抵抗４１と抵抗４２との間にコンデンサ４３が接続された回路形態となっている。さらに、コンデンサ４３のうち抵抗４１に接続された端子が一対の検出端子６１、６２の一方の検出端子６１に接続され、コンデンサ４３のうち抵抗４２に接続された端子が一対の検出端子６１、６２の他方の検出端子６２に接続されている。
【００１７】
言い換えると、電池セル１１の共通端子２０が分岐されてそれぞれに抵抗４１および抵抗４２が接続され、これら抵抗４１および抵抗４２にはそれぞれ異なる一対の検出端子６１、６２の一方が接続されている。また、一対の検出端子６１、６２の両端子間にコンデンサ４３が接続されている。
【００１８】
このようなＲＣフィルタ回路４０の回路構成によると、電池セル１１の各端子と共通端子２０との間には抵抗４１や抵抗４２は存在せず、共通端子２０が分岐された先に抵抗４１や抵抗４２が接続された構成になっている。また、外部均等化回路３０のダイオード３３のアノードは、コンデンサ４３と抵抗４２との間に接続されている。
【００１９】
なお、図８では、共通端子２０はＲＣフィルタ回路４０に設けられているように示されているが、電池電圧監視装置は例えば１つの電子基板として構成されるため、実際には共通端子２０は外部均等化回路３０よりも組電池１０側に設けられる。つまり、図８に示される共通端子２０の位置は一例である。もちろん、共通端子２０が電子基板の端に設けられたとしても、共通端子２０が分岐されて抵抗４１および抵抗４２が接続されることには変わりない。
【００２０】
監視ＩＣ５０は、電池セル１１毎に設けられた一対の検出端子６１、６２に印加されるセル電圧をそれぞれ検出する電子部品である。このような監視ＩＣ５０は、上述の一対の検出端子６１、６２と、内部均等化回路７０と、マルチプレクサ８０と、電圧検出回路９０と、を備えている。
【００２１】
内部均等化回路７０は、均等化放電の対象となった電池セル１１から監視ＩＣ５０の内部に放電電流を流すことにより各電池セル１１のセル電圧を均等化する回路である。このような内部均等化回路７０は、電池セル１１それぞれに対応して抵抗７１および短絡スイッチ７２を備えて構成されている。
【００２２】
短絡スイッチ７２がマイコン５５によりオンされると、電池セル１１から、電池セル１１に対応する抵抗４１、一方の検出端子６１、抵抗７１、短絡スイッチ７２、他方の検出端子６２、抵抗４２を経由する経路で監視ＩＣ５０内に放電電流が流れる。また、放電電流が流れる経路にダイオード３３のアノードが接続されているので、電池セル１１に対応する短絡スイッチ７２がオンされて内部均等化回路７０が動作すると、ダイオード３３を介してトランジスタ３２のベースに電流が流れ込み、トランジスタ３２がオンする。これにより、電池セル１１から抵抗３１ａおよびトランジスタ３２を経由する経路で、監視ＩＣ５０に流れる放電電流よりも大きな放電電流が流れる。
【００２３】
抵抗７１および短絡スイッチ７２は直列接続され、抵抗７１が一対の検出端子６１、６２の一方の検出端子６１に接続され、短絡スイッチ７２が一対の検出端子６１、６２の他方の検出端子６２に接続されている。すなわち、短絡スイッチ７２は一対の検出端子６１、６２の端子間に設けられている。
【００２４】
マルチプレクサ８０は、組電池１０を構成する各々の電池セル１１のうちのいずれかと電圧検出回路９０とを接続するスイッチ群である。そして、マルチプレクサ８０は、電池セル１１毎に、電池セル１１の正極端子に対応する検出端子６１に一方の接点が接続された正極側スイッチ８１と、電池セル１１の負極端子に対応する検出端子６２に一方の接点が接続された負極側スイッチ８２と、を備えている。
【００２５】
これら各スイッチ８１、８２は、例えばトランジスタ等で構成されている。そして、電池セル１１のセル電圧の検出が行われる際には、検出対象となる電池セル１１に対応した正極側スイッチ８１および負極側スイッチ８２が図示しないスイッチ選択回路によりオンされる。
【００２６】
電圧検出回路９０は、マルチプレクサ８０で選択された電池セル１１のセル電圧を増幅して測定する回路である。このため、電圧検出回路９０は、差動増幅回路９１とＡＤ変換器９２（図８のＡＤＣ）とを備えている。
【００２７】
差動増幅回路９１はマルチプレクサ８０を構成する各スイッチ８１、８２に接続されており、抵抗９３〜９６とオペアンプ９７とを備えて構成されている。抵抗９３はマルチプレクサ８０の各正極側スイッチ８１の他方の接点にそれぞれ接続され、抵抗９４は抵抗９３とグランドとの間に接続されている。これら抵抗９３と抵抗９４との間の接続点がオペアンプ９７の非反転入力端子に接続されている。また、抵抗９５はマルチプレクサ８０の各負極側スイッチ８２の他方の接点にそれぞれ接続され、抵抗９６は抵抗９５とオペアンプ９７の出力端子との間に接続されている。これら抵抗９５と抵抗９６との間の接続点がオペアンプ９７の反転入力端子に接続されている。そして、オペアンプ９７の出力端子はＡＤ変換器９２に接続されている。
【００２８】
ＡＤ変換器９２は、マイコン５５の指令に従って、差動増幅回路９１で増幅された電池セル１１のセル電圧を測定する回路である。ＡＤ変換器９２は、測定したセル電圧をデジタル信号に変換してＡＤ出力としてマイコン５５に出力する。
【００２９】
マイコン５５は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等を備え、ＲＯＭ等に記憶されたプログラムに従って各電池セル１１の状態を監視する制御回路である。このようなマイコン５５は、ＡＤ変換器９２によって測定された各電池セル１１のセル電圧と図示しない測定回路により測定された組電池１０に流れる電流とを用いて組電池１０の残存容量（State of Charge；ＳＯＣ）を取得する。そして、マイコン５５はこの残存容量に基づいて外部均等化回路３０や内部均等化回路７０を動作させることにより各電池セル１１のセル電圧の均等化を図る制御を行う。
【００３０】
また、マイコン５５は、内部均等化回路７０の短絡スイッチ７２をオンしたときに検出される電池セル１１のセル電圧に基づいて、組電池１０と電池電圧監視装置との間の配線すなわち電池セル１１の端子から共通端子２０までの配線の断線を検出する機能も備えている。短絡スイッチ７２がオンされたときに検出されるセル電圧の大きさは決まっている。したがって、マイコン５５は短絡スイッチ７２をオンしたときに検出されるセル電圧のマップを予め備えており、実際に検出される電圧と予め記憶されたセル電圧とを比較することで断線を検出する。
【００３１】
以上が、電池電圧監視装置および電圧検出システムの構成である。次に、電池電圧監視装置のＲＣフィルタ回路４０のフィルタ特性について、図９を参照して説明する。図９は、複数の電池セル１１のうちの４個の電池セル１１とこれらの電池セル１１に対応するＲＣフィルタ回路４０を示した図である。なお、図９では外部均等化回路３０を省略している。
【００３２】
ここで、最も低電圧側の電池セル１１を「Ｖ１」とし、高電圧側に順に、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４としている。同様に、Ｖ１に対応する一対の検出端子６１、６２を「Ｖ１検出端子」とし、高電圧側に順に、Ｖ２検出端子、Ｖ３検出端子、Ｖ４検出端子としている。さらに、各抵抗４１および各抵抗４２の抵抗値をそれぞれ「Ｒ／２」とし、各コンデンサ４３の静電容量をそれぞれ「Ｃ」としている。
【００３３】
そして、Ｖ１の電池セル１１に対応した経路１には、抵抗４１、抵抗４２、１つのコンデンサ４３が存在するので、経路１の伝達関数Ｇａｉｎは、
Ｇａｉｎ＝１／｛１＋２πｆＲＣ｝
で表される。
【００３４】
また、Ｖ２の電池セル１１に対応した経路２には、２個の抵抗４１、２個の抵抗４２、２個のコンデンサ４３が存在するので、経路２の伝達関数Ｇａｉｎは、
Ｇａｉｎ＝１／｛１＋２πｆ・（２Ｒ）・（Ｃ／２）｝
で表される。
【００３５】
同様に、Ｖ３の電池セル１１に対応した経路３には、３個の抵抗４１、３個の抵抗４２、３個のコンデンサ４３が存在するので、経路３の伝達関数Ｇａｉｎは、
Ｇａｉｎ＝１／｛１＋２πｆ・（３Ｒ）・（Ｃ／３）｝
で表される。
【００３６】
さらに、Ｖ４の電池セル１１に対応した経路４には、４個の抵抗４１、４個の抵抗４２、４個のコンデンサ４３が存在するので、経路４の伝達関数Ｇａｉｎは、
Ｇａｉｎ＝１／｛１＋２πｆ・（４Ｒ）・（Ｃ／４）｝
で表される。
【００３７】
このように、各経路において電池セル１１をまたぐ数が増加しても、共通端子２０が分岐された先にＲＣフィルタを構成する抵抗４１や抵抗４２が接続されているので、またぐ電池セル１１の増加に伴って経路に存在する抵抗４１および抵抗４２の数も増える。このため、どの経路においても、カットオフ周波数は抵抗４１および抵抗４２の数とコンデンサ４３の数とが相殺された周波数となる。したがって、どの電池セル１１に対応した一対の検出端子６１、６２に対してもカットオフ周波数は同じになるので、各経路に応じてカットオフ周波数のバラツキが生じるということはない。
【００３８】
セル電圧の検出は以下のように行われる。まず、マイコン５５の切り替え指令に従って各電池セル１１に対応する正極側スイッチ８１と負極側スイッチ８２との接続が順番に切り替えられる。例えば、最も低電圧側の電池セル１１に対応する各スイッチ８１、８２がオンされる。これにより、当該電池セル１１に対応する一対の検出端子６１、６２の一方の検出端子６１には当該電池セル１１の正極側の電位が印加され、他方の検出端子６２には当該電池セル１１の負極側の電位が印加される。
【００３９】
そして、マイコン５５からＡＤ変換器９２に最も低電圧側の電池セル１１のセル電圧をＡＤ変換するＡＤ指令が出されると、ＡＤ変換器９２では差動増幅回路９１を介してマルチプレクサ８０から入力されるセル電圧のＡＤ変換が行われ、ＡＤ変換器９２からマイコン５５にセル電圧（データ）が出力される。このようにして、例えば最も低電圧側の電池セル１１から高電圧側に順番に電池セル１１のセル電圧がそれぞれ検出される。
【００４０】
次に、電池電圧監視装置が組電池１０と電池電圧監視装置との間の配線の断線を検出する作動について、図１０および図１１を参照して説明する。断線検出は、マイコン５５に組み込まれた所定のプログラムに従って実行される。
【００４１】
図１０は、断線検出を説明するためのＲＣフィルタ回路４０および内部均等化回路７０を示した回路図であり、外部均等化回路３０や監視ＩＣ５０の内部構造を省略している。
【００４２】
ここで、Ｖ１の電池セル１１の負極端子から抵抗４２までの配線を「Ｌ０」とし、Ｖ１の電池セル１１の正極端子から共通端子２０までの配線を「Ｌ１」としている。このように、電池セル１１の端子からＲＣフィルタ回路４０までの配線を低電圧側から順にＬ０、Ｌ１、Ｌ２、・・・としている。
【００４３】
また、Ｖ１の電池セル１１に対応する短絡スイッチ７２を「ＳＷ１」、短絡スイッチ７２に接続された抵抗７１の抵抗値を「ｒ」、当該短絡スイッチ７２がオンされることで一対の検出端子６１、６２にて検出される電圧を「Ｖ１’」とする。Ｖ２〜Ｖ５の電池セル１１についても同様である。さらに、Ｖ１〜Ｖ５の電池セル１１の各セル電圧をそれぞれＶ１〜Ｖ５とする。したがって、通常、例えばＶ１’の値はＶ１となる。
【００４４】
なお、抵抗４１および抵抗４２の各抵抗値を「Ｒ」としている。また、ｒは最小設計値であるので、抵抗７１は抵抗４１および抵抗４２と比較して充分小さい値である。
【００４５】
図１１は、正常時および異常時に検出される各電池セル１１のセル電圧の一覧を示した図である。図１１（ａ）は正常時、図１１（ｂ）はＬ２断線時、図１１（ｃ）はＬ０断線時の各セル電圧を示している。
【００４６】
まず、各電池セル１１とＲＣフィルタ回路４０との間に断線が生じていない場合、Ｖ１〜Ｖ５の各電池セル１１のセル電圧は図１１（ａ）に示されるものとなる。
【００４７】
そして、各短絡スイッチ７２がオンされることで各電池セル１１のセル電圧がそれぞれ検出される。具体的には、Ｖ１の電池セル１１に対応するＳＷ１のみがオンされると、Ｖ１の電池セル１１に対応した一対の検出端子６１、６２にはＶ１’として抵抗７１の電圧降下分である「ｖｓ」の電圧が検出される。このｖｓは、ｖｓ＝Ｖｃｅｌ×ｒ／（２Ｒ＋ｒ）≒０である。Ｖｃｅｌは各電池セル１１のセル電圧を示している。
【００４８】
同様に、Ｖ２の電池セル１１に対応するＳＷ２のみがオンされると、Ｖ２の電池セル１１に対応した一対の検出端子６１、６２にはＶ２’として「ｖｓ」の電圧が検出される。Ｖ３〜Ｖ５の各電池セル１１についても同様である。このように、断線が生じていない正常時において、各短絡スイッチ７２がオンされたときに検出される電圧は「ｖｓ」となる。
【００４９】
一方、図１０に示されるように、例えば、Ｖ２の電池セル１１の正極端子側と共通端子２０との間の配線が断線したとする。これにより、Ｖ２の電池セル１１に対応するＳＷ２のみがオンされたとしても、一対の検出端子６１、６２にはＶ２の電池セル１１のセル電圧が印加されないので、図１１（ｂ）に示されるように検出される電圧は「０」となる。したがって、本来であれば、ＳＷ２のみがオンされれば「ｖｓ」の電圧が検出されるが、断線により「０」の電圧が検出されるため、マイコン５５にて「ｖｓ」と「０」とが比較されることでＬ２の断線が検出される。
【００５０】
また、ＳＷ２のみがオンされた状態では、Ｖ３の電池セル１１に対応する一対の検出端子６１、６２にはＶ２およびＶ３の電圧が印加されるので、検出される電圧Ｖ３’は「Ｖ２＋Ｖ３」となる。したがって、図１１（ａ）に示されるように正常であれば「Ｖ３」の電圧が検出されるが、図１１（ｂ）に示されるようにＬ２の断線時には「Ｖ２＋Ｖ３」の電圧が検出されるので、マイコン５５でこれらの電圧が比較されることでＬ２の断線が検出される。
【００５１】
同様に、Ｖ３の電池セル１１に対応するＳＷ３のみがオンされた場合にはＶ３’として「０」の電圧が検出される。また、ＳＷ３のみがオンされた状態では、Ｖ２’として「Ｖ２＋Ｖ３」の電圧が検出される。これらの検出結果と正常時の電圧との比較により、マイコン５５にてＬ２の断線が検出される。
【００５２】
なお、Ｌ２が断線した場合は、Ｖ２およびＶ３の電池セル１１に係るセル電圧は正常に検出されないので、「（Ｖ２）」のようにセル電圧をかっこ書きにしてある。
【００５３】
そして、最も低電圧側の配線であるＬ０が断線した場合は、図１１（ｃ）に示されるように、ＳＷ１のみがオンされるとＶ１’として「ｖｓ」の電圧が検出される。したがって、マイコン５５にて「ｖｓ」と「０」とが比較されることでＬ０の断線が検出される。同様に、図示しないが、最も高電圧側の配線であるＬ５が断線した場合は、Ｖ５の電池セル１１に対応するＳＷ５のみがオンされた場合にＶ５’として「０」の電圧が検出され、他のＳＷ１〜ＳＷ４がオンされた場合は「ｖｓ」の電圧が検出されるため、これらの電圧の比較によりＬ５の断線が検出される。
【００５４】
しかしながら、上記のＬ０とＬ５の断線検出の場合、「ｖｓ」の電圧と「０」の電圧との僅かな電位差で断線の判定が行われるため、断線でありながら正常であると誤判定される場合や、正常でありながら断線であると誤判定される場合がある。もちろん、Ｌ０とＬ５の各配線の断線に限らず、「ｖｓ」の電圧と「０」の電圧との僅かな電位差は誤判定を招く可能性がある。このように、上記の構成では、回路の異常の有無を精度良く判定できないという問題がある。
【００５５】
本発明は上記点に鑑み、各電池セルと電池監視装置との間にＲＣフィルタを備えた構成において、どの経路にも関わらずカットオフ周波数のバラツキを低減すると共に、回路の異常の有無の誤判定を防止する電池電圧監視装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００５６】
上記目的を達成するため、発明者らは、上記図８に示された新たなＲＣフィルタ回路の構成に加え、回路の異常の有無を確実に判定するためのスイッチを設けた構成を考案した。
【００５７】
すなわち、請求項１に記載の発明では、複数の電池セルが直列に接続された組電池の各々の電池セルの正極および負極にそれぞれ対応する一対の検出端子を電池セル毎に備えている。また、複数の電池セルの正極端子および負極端子のぞれぞれと、電池セル毎に設けられた一対の検出端子と、の間に介在されるＲＣフィルタ回路を備えており、電池セル毎に設けられた一対の検出端子に印加されるセル電圧をそれぞれ検出するように構成されている。
【００５８】
複数の電池セルのうちの直列接続された隣同士の電池セルでは、高電圧側の電池セルの負極端子と低電圧側の電池セルの正極端子とが共通化されて共通端子に接続されている。
【００５９】
また、ＲＣフィルタ回路は、共通端子が分岐されてそれぞれにＲＣフィルタを構成する抵抗がそれぞれ接続され、これら各抵抗にはそれぞれ異なる一対の検出端子の一方の端子が接続されており、さらに、一対の検出端子の端子間にＲＣフィルタを構成するコンデンサがそれぞれ接続されて構成されている。
【００６０】
さらに、複数の電池セルのうちの任意の電池セルにおいて、当該任意の電池セルのセル電圧を検出するための一対の検出端子のうち正負何れかの端子と、任意の電池セルの正極側もしくは負極側に直列接続された電池セルのセル電圧を検出するための一対の検出端子のうち任意の電池セルに対応した一対の検出端子に対して同極の端子と、の間にスイッチが設けられている。
【００６１】
そして、スイッチがオンされたときに一対の検出端子に印加される電圧に基づいて、組電池とスイッチとの間の回路の異常を判定する判定手段を備えていることを特徴とする。
【００６２】
このように、共通端子が分岐されてそれぞれに抵抗が接続されているので、ＲＣフィルタ回路においてｎ個の電池セルをまたぐ経路では、電池セルの数に応じてコンデンサの数が増えると共に、電池セルの数に応じて抵抗の数も増える。このため、どの経路においても、カットオフ周波数は抵抗の数とコンデンサの数とが相殺された周波数となるので、各経路のカットオフ周波数のバラツキを低減することができる。
【００６３】
また、スイッチがオンされることで、正常時には、一対の検出端子の一方の端子には共通端子から分岐された抵抗による分圧が印加され、他方の端子の電圧は０Ｖになる。一方、異常時には、一対の検出端子の各端子に同じ電圧が印加される。このように、正常時と異常時とで一対の検出端子に印加される電圧に差を設けることができるので、確実に回路の異常の有無を判定することができる。したがって、組電池とスイッチとの間の回路の異常の有無の誤判定を防止することができる。
【００６４】
請求項２に記載の発明では、判定手段は、スイッチがオンされたときに電池セルのセル電圧が抵抗によって分圧される値より小さく０Ｖより大きい値である断線判定閾値電圧を有し、回路の異常として断線判定閾値電圧に基づいて組電池とスイッチとの間の断線の有無を判定することを特徴とする。
【００６５】
このように、正常時に検出される分圧値と０Ｖとの間に断線判定閾値電圧が設定されているので、実際に検出される電圧と断線判定閾値電圧との比較により断線の有無を判定手段によって確実に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の一実施形態に係る電池電圧監視装置を含んだ電池電圧監視システムの全体構成図である。
【図２】内部均等化回路によるＩＣ内部均等化を説明するための回路図である。
【図３】外部均等化回路によるＩＣ外部均等化を説明するための回路図である。
【図４】断線検出を説明するためのＲＣフィルタ回路および内部均等化回路を示した回路図である。
【図５】断線検出の際に検出される各電池セルのセル電圧の一覧を示した図である。
【図６】課題を説明するための図であり、組電池を構成する各電池セルと電池監視装置との間にフィルタ回路を設けた図である。
【図７】図６に示される経路の違いによってカットオフ周波数にバラツキが生じることを説明するための図である。
【図８】課題を説明するための図であり、電池電圧監視装置を含んだ電池電圧監視システムの全体構成図である。
【図９】課題を説明するための図であり、図８に示されるＲＣフィルタ回路のフィルタ特性を説明するための回路図である。
【図１０】課題を説明するための図であり、断線検出を説明するための回路図である。
【図１１】課題を説明するための図であり、正常時および異常時に検出される各電池セルのセル電圧の一覧を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００６７】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、図８〜図１１で示された内容と同一部分については説明を省略する。また、図８〜図１１に示す構成要素と同一のものには、同一符号を記してある。
【００６８】
図１は、本発明の一実施形態に係る電池電圧監視装置を含んだ電池電圧監視システムの全体構成図である。この図に示されるように、電池電圧監視装置のうち、ＲＣフィルタ回路４０、監視ＩＣ５０内のマルチプレクサ８０および電圧検出回路９０は、図８で示された構成と同じである。
【００６９】
まず、複数の電池セル１１のうちの直列接続された隣同士の電池セル１１において、図１に示されるように低電圧側の電池セル１１を第１電池セル１２とし、高電圧側の電池セル１１を第２電池セル１３とする。また、第１電池セル１２のセル電圧を検出するための一対の検出端子６１、６２を第１検出端子６３とし、第２電池セル１３のセル電圧を検出するための一対の検出端子６１、６２を第２検出端子６４とする。
【００７０】
そして、図１に示される外部均等化回路３０は、第１電池セル１２に対して、上記の抵抗３１ａ、抵抗３１ｂ、抵抗３１ｃ、ＮＰＮ型のトランジスタ３２、およびダイオード３３による均等化回路が構成されている。さらに、外部均等化回路３０は、第２電池セル１３に対して、抵抗３４ａ、抵抗３４ｂ、抵抗３４ｃ、ＰＮＰ型のトランジスタ３５、およびダイオード３６を備えて構成されている。
【００７１】
抵抗３４ａの一端側は第２電池セル１３の負極端子に接続され、他端側はトランジスタ３５のコレクタに接続されている。トランジスタ３５のエミッタは第２電池セル１１の正極端子に接続されている。また、トランジスタ３５のベース−エミッタ間に抵抗３４ｂが接続され、さらにトランジスタ３５のベースに抵抗３４ｃおよびダイオード３６が直列接続されている。ダイオード３６のアノードは抵抗３４ｃに接続され、カソードはＲＣフィルタ回路４０の抵抗４１とコンデンサ４３との接続点に接続されている。このような構成では、ダイオード３６を介してトランジスタ３５のベースから電流が引き抜かれてトランジスタ３５がオンすることにより、第２電池セル１１からトランジスタ３５および抵抗３４ａを介して放電電流が流れるようになっている。
【００７２】
また、内部均等化回路７０は、第１短絡スイッチ７３と第２短絡スイッチ７４とを備えている。これら第１短絡スイッチ７３および第２短絡スイッチ７４は、各電池セル１１のうちの任意の電池セル１１において、当該任意の電池セル１１のセル電圧を検出するための一対の検出端子６１、６２のうち正負何れかの端子と、任意の電池セル１１の正極側もしくは負極側に直列接続された電池セル１１のセル電圧を検出するための一対の検出端子６１、６２のうち任意の電池セル１１に対応した一対の検出端子６１、６２に対して同極の端子と、を接続するようにそれぞれ設けられている。
【００７３】
具体的には、第１短絡スイッチ７３は第１電池セル１２を短絡するためのスイッチであり、第１検出端子６３のうちの低電圧側の端子６３ａと第２検出端子６４のうちの低電圧側の端子６４ａとを電気的に接続するように設けられている。一方、第２短絡スイッチ７４は第２電池セル１３を短絡するためのスイッチであり、第１検出端子６３のうちの高電圧側の端子６３ｂと第２検出端子６４のうちの高電圧側の端子６４ｂとを電気的に接続するように設けられている。
【００７４】
上記では、各電池セル１１のうちの任意の隣同士の電池セル１１を第１電池セル１２および第２電池セル１３としたが、この２個の電池セル１１のセットが所望の数だけ直列接続されることとなる。また、図１に示される電池セル１１の数は５個であるので、最も高電圧側の電池セル１１は第１電池セル１２に該当する。
【００７５】
この場合、図１に示されるように、最も高電圧側の第１電池セル１２の正極端子に電気的に接続された共通端子２０が分岐されて一方に抵抗４１が接続されるが、他方には抵抗４２が接続されている。この抵抗４２は、監視ＩＣ５０に設けられた当該抵抗４２に対応する第２検出端子６４の端子６４ａに接続されている。そして、この端子６４ａと最も高電圧側の第１電池セル１２に対応する第１検出端子６３のうちの低電圧側の端子６３ａとを電気的に接続するように第１短絡スイッチ７３が設けられている。この第１短絡スイッチ７３は、最も高電圧側の第１電池セル１２を短絡するためのスイッチである。
【００７６】
なお、図１において、各電池セル１１のうち最も低電圧側の電池セル１１を第２電池セル１３としても良い。この場合、最も高電圧側の電池セル１１は第２電池セル１３に該当する。このように、第１電池セル１２および第２電池セル１３を決めるに当たり、どの電池セル１１を基準としても良い。
【００７７】
以上が、電池電圧監視装置の構成である。続いて、図１に示される電池電圧監視装置が各電池セル１１のセル電圧を均等化する作動について、図２および図３を参照して説明する。
【００７８】
図２は、内部均等化回路７０によるＩＣ内部均等化を説明するための回路図であり、外部均等化回路３０や監視ＩＣ５０の内部構造を省略している。この図に示されるように、例えばＶ３の電池セル１１（第１電池セル１２）に対応する第１検出端子６３の端子６３ａに接続された第１短絡スイッチ７３がオンされるとする。これにより、Ｖ３の電池セル１１から、Ｖ４の電池セル１１に対応する抵抗４２、Ｖ４の電池セル１１に対応する第２検出端子６４の端子６４ａ、当該第１短絡スイッチ７３、Ｖ３の電池セル１１に対応する第２検出端子６３ｂの端子６３ａ、Ｖ３の電池セル１１に対応する抵抗４２を経由する経路で放電電流が流れる。このようにして、Ｖ３の電池セル１１のセル電圧について、他の電池セル１１のセル電圧との均等化を図ることができる。
【００７９】
また、Ｖ３の電池セル１１と同時に、Ｖ２の電池セル１１（第２電池セル１３）に対応する第２検出端子６４の端子６４ｂに接続された第２短絡スイッチ７４がオンされるとする。これにより、Ｖ２の電池セル１１から、Ｖ２の電池セル１１に対応する抵抗４１、Ｖ２の電池セル１１に対応する第２検出端子６４の端子６４ｂ、当該第２短絡スイッチ７４、Ｖ１の電池セル１１に対応する第１検出端子６３の端子６３ｂ、Ｖ１の電池セル１１に対応する抵抗４２を経由する経路で放電電流が流れる。
【００８０】
このとき、Ｖ２の電池セル１１とＶ３の電池セル１１との間と共通端子２０までの配線には抵抗が存在していないので、隣同士のＶ２の電池セル１１とＶ３の電池セル１１とにそれぞれ放電電流を流したとしても、当該抵抗による放電電流の変化がないようにすることができる。
【００８１】
一方、図３は、外部均等化回路３０によるＩＣ外部均等化を説明するための回路図であり、監視ＩＣ５０の内部構造を省略している。上述のように、外部均等化回路３０は、内部均等化回路７０では流せない大きな放電電流を流す役割を果たす。
【００８２】
そして、上記と同様に、Ｖ２の電池セル１１とＶ３の電池セル１１とに対応する内部均等化回路７０を動作させるとする。Ｖ２の電池セル１１から当該Ｖ２の電池セル１１に対応する第２検出端子６４の端子６４ｂに放電電流が流れると、この第２検出端子６４の端子６４ｂに電気的に接続されたダイオード３６に電流が流れることでトランジスタ３５のベース電圧が下がり、当該トランジスタ３５がオンする。つまり、第２検出端子６４の端子６４ｂの電圧変動により、外部均等化回路３０が動作する。これにより、Ｖ２の電池セル１１からトランジスタ３５および抵抗３４ａを経由する経路で、監視ＩＣ５０に流れる放電電流よりも大きな放電電流を流すことができる。
【００８３】
また、Ｖ３の電池セル１１からＶ３の電池セル１１に対応する第２検出端子６４の端子６４ｂに放電電流が流れると、第１実施形態と同様に、ダイオード３３に電流が流れ込んでトランジスタ３２がオンする。これにより、Ｖ３の電池セル１１から抵抗３１ａおよびトランジスタ３２を経由する経路で、監視ＩＣ５０に流れる放電電流よりも大きな放電電流を流すことができる。
【００８４】
なお、外部均等化回路３０が動作したとしても、Ｖ２の電池セル１１とＶ３の電池セル１１との間と共通端子２０までの配線には抵抗が存在しないので、当該抵抗による放電電流の変化は起こらない。また、上記では、Ｖ２の電池セル１１とＶ３の電池セル１１との均等化放電について説明したが、他の電池セル１１の均等化放電についても動作は同じである。
【００８５】
次に、電池電圧監視装置が組電池１０と電池電圧監視装置との間の配線の断線を検出する作動について、図４および図５を参照して説明する。ここで、図１０における説明と同様に、電池セル１１の端子からＲＣフィルタ回路４０までの配線を低電圧側から順にＬ０、Ｌ１、Ｌ２、・・・としている。
【００８６】
また、図４は、断線検出を説明するためのＲＣフィルタ回路４０および内部均等化回路７０を示した回路図であり、監視ＩＣ５０の内部構造を省略している。さらに、図４は、外部均等化回路３０が設けられていない回路図を示している。
【００８７】
図４に示されるように、Ｖ１、Ｖ３、Ｖ５の電池セル１１に対応する第１短絡スイッチ７３を「ＳＷ１」、「ＳＷ３」、「ＳＷ５」とし、これらのスイッチがオンされることでＶ１、Ｖ３、Ｖ５の電池セル１１に対応する一対の検出端子６１、６２にて検出される電圧をそれぞれ「Ｖ１’」、「Ｖ３’」、「Ｖ５’」とする。同様に、Ｖ２、Ｖ４の電池セル１１に対応する第２短絡スイッチ７４を「ＳＷ２」および「ＳＷ４」とし、これらのスイッチがオンされることでＶ２、Ｖ４の電池セル１１に対応する一対の検出端子６１、６２にて検出される電圧をそれぞれ「Ｖ２’」および「Ｖ４’」とする。
【００８８】
さらに、Ｖ１〜Ｖ５の電池セル１１の各セル電圧をそれぞれＶ１〜Ｖ５とし、抵抗４１および抵抗４２の抵抗値は同じであるとする。
【００８９】
断線検出は、マイコン５５に予め組み込まれた所定のプログラムに従って実行される。マイコン５５は、第１短絡スイッチ７３や第２短絡スイッチ７４をオンしたときに一対の検出端子６１、６２に印加される電圧に基づいて、組電池１０とＲＣフィルタ回路４０との間の回路の異常として断線を判定する。このため、マイコン５５は、第１短絡スイッチ７３や第２短絡スイッチ７４のオンによって短絡される電池セル１１のセル電圧が抵抗４１および抵抗４２によって分圧される値より小さく０Ｖより大きい値である断線判定閾値電圧を有している。そして、マイコン５５は、検出された電圧が断線判定閾値電圧よりも大きい場合は正常であると判定し、検出された電圧が断線判定閾値電圧よりも小さい場合は断線であると判定する。
【００９０】
図５は、断線検出の際に検出される各電池セル１１のセル電圧の一覧を示した図である。 この図に示されるように、各電池セル１１とＲＣフィルタ回路４０との間に断線が生じていない場合、すなわち正常時の場合であり、かつ、外部均等化回路３０が設けられていない場合、Ｖ１〜Ｖ５の各電池セル１１のセル電圧はそれぞれ１／２の値となる。なお、外部均等化回路３０が設けられている場合、セル電圧は１／２の値にはならない。
【００９１】
これについて、Ｖ１の電池セル１１を例に説明する。Ｖ１の電池セル１１に対応したＳＷ１の第１短絡スイッチ７３のみがオンされると、Ｖ１の電池セル１１から、共通端子２０、Ｖ２の電池セル１１に対応した抵抗４２、Ｖ２の電池セル１１に対応した第２検出端子６４の低電圧側の端子６４ａ、第１短絡スイッチ７３、Ｖ１の電池セル１１に対応した第１検出端子６３の端子６３ａ、Ｖ１の電池セル１１に対応した抵抗４２を介して放電電流が流れる。
【００９２】
したがって、Ｖ１の電池セル１１に対応する第１検出端子６３の高電圧側の端子６３ｂには電流が流れないので、この端子６３ｂはＶ１の電圧となる。また、第１検出端子６３の低電圧側の端子６３ａには、Ｖ１の電池セル１１のセル電圧Ｖ１がＶ２の電池セル１１に対応した抵抗４２とＶ１の電池セル１１に対応した抵抗４２とによって分圧された電圧すなわちＶ１の１／２の電圧が印加される。したがって、正常時にはＶ１’としてＶ１の１／２の電圧が検出される。なお、図５に示される電圧の値は絶対値である。
【００９３】
ＳＷ２のみがオンされた場合は、Ｖ２の電池セル１１に対応する第１検出端子６３の低電圧側の端子６４ａには電流が流れないので、この端子６４ａは０Ｖとなる。また、第１検出端子６３の高電圧側の端子６４ｂには、Ｖ２の電池セル１１のセル電圧Ｖ２がＶ２の電池セル１１に対応した抵抗４１とＶ１の電池セル１１に対応した抵抗４１とによって分圧された電圧すなわちＶ２の１／２の電圧が印加される。したがって、正常時にはＶ２’としてＶ２の１／２の電圧が検出される。Ｖ３〜Ｖ５の各電池セル１１についても同様に、正常時には各電圧の１／２の電圧が検出される。
【００９４】
そして、例えば、Ｖ１の電池セル１１に関係するＬ０の配線が断線した場合、ＳＷ１のみがオンされたとしても上記の経路で放電電流は流れないので、Ｖ１の電池セル１１に対応する第１検出端子６３の各端子６３ａ、６４ａの電圧は共にＶ１となる。したがって、Ｌ０の配線が断線した場合にＳＷ１のみがオンされたとすると０Ｖが検出される。同様に、Ｌ１の配線が断線した場合にＳＷ１のみがオンされたとしても上記の経路で放電電流は流れないので、第１検出端子６１で検出される電圧は０Ｖとなる。
【００９５】
また、Ｖ２の電池セル１１に関係するＬ１またはＬ２の配線が断線した場合、ＳＷ２のみがオンされるとそれぞれ０Ｖが検出される。Ｖ３〜Ｖ５の各電池セル１１に係る配線の断線についても同様に０Ｖが検出される。このように、Ｖｎ（ｎ＝１〜５）に係る断線を判定するときはＳＷｎ（ｎ＝１〜５）がオンされる。
【００９６】
一方、マイコン５５では、正常時に検出される分圧値と０Ｖとの間に断線判定閾値電圧が設定されているので、実際に検出される電圧と断線判定閾値電圧との比較により断線の有無が確実に判定される。リチウムイオン電池は通常３Ｖ程度の電圧であるから、この３Ｖが１／２の値で検出されたとしても、断線時に検出される０Ｖに対して非常に大きな電圧値であるから、断線の有無を確実に判定することができる。特に、最も低電圧側の配線であるＬ０や最も高電圧側の配線であるＬ５が断線した場合であっても、断線の判定は０Ｖとセル電圧が１／２にされた値との比較であるから、誤判定を確実に防止できる。
【００９７】
以上説明したように、本実施形態では、ノイズ対策として設けられたＲＣフィルタ回路４０を構成するに当たり、電池セル１１の端子に電気的に接続される共通端子２０を分岐させて一方に抵抗４１を接続し、他方に抵抗４２を接続したことが特徴となっている。
【００９８】
これにより、組電池１０とＲＣフィルタ回路４０との間にはＲＣフィルタを構成する抵抗が存在しないので、ＲＣフィルタ回路４０においてｎ個の電池セル１１をまたぐ経路では、電池セル１１の数に応じて抵抗４１および抵抗４２の数を増やすことができる。このため、ＲＣフィルタにおけるどの経路においてもカットオフ周波数は抵抗４１および抵抗４２の数とコンデンサ４３の数とが相殺された周波数となる。したがって、各経路のカットオフ周波数のバラツキを低減することができる。
【００９９】
また、２組の第１、第２検出端子６３、６４のうちの低電圧側の端子６３ａ、６４ａ同士に第１短絡スイッチ７３を接続し、高電圧側の端子６３ｂ、６４ｂ同士に第２短絡スイッチ７４を接続した内部均等化回路７０を構成し、ＲＣフィルタ回路４０を構成する抵抗４１や抵抗４２による分圧値に基づいて断線検出を行うことが特徴となっている。
【０１００】
これにより、第１短絡スイッチ７３もしくは第２短絡スイッチ７４がオンされることで、正常時には、一対の検出端子６１、６２の一方の端子の電圧は共通端子２０から分岐された抵抗４１（または抵抗４２）による分圧になり、他方の端子の電圧は０Ｖになる。これに対し、異常時には、一対の検出端子６１、６２の各端子の電圧は同じになる。このように、正常時と異常時とで検出される電圧差を大きくすることができるので、確実に断線の有無を判定することができる。したがって、組電池１０とＲＣフィルタ回路４０との間の断線の有無の誤判定を防止することができる。
【０１０１】
なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、第１短絡スイッチ７３および第２短絡スイッチ７４が特許請求の範囲の「スイッチ」に対応し、マイコン５５が特許請求の範囲の「判定手段」に対応する。
【０１０２】
（他の実施形態）
上記各実施形態で示された電池電圧監視装置の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明の特徴を含んだ他の構成とすることもできる。例えば、監視ＩＣ５０を用いることは一例であり、ＩＣを用いずに回路を構成しても良い。また、外部均等化回路３０の構成も一例であり、他の回路構成としても良い。特に、第２実施形態に係る外部均等化回路３０において、第２電池セル１３に対応したトランジスタ３５としてＰＮＰ型のものを用いているが、ＮＰＮ型のトランジスタを用いて構成することもできる。
【０１０３】
また、監視ＩＣ５０側は高電圧系であり、マイコン５５側は低電圧系であるので、監視ＩＣ５０とマイコン５５との間に図示しない絶縁素子を設け、この絶縁素子を介してデータのやりとりを行うことが好ましい。
【０１０４】
また、上記の実施形態では、抵抗４１と抵抗４２とを同じ抵抗値としたが、これは実施の一例であり、異なる抵抗値を設定しても良い。
【０１０５】
また、上記の実施形態では、外部均等化回路３０が電池電圧監視装置に設けられている例について説明したが、外部均等化回路３０を用いた均等化放電を行わない場合には外部均等化回路３０は電池電圧監視装置に設けられていなくても良い。
【符号の説明】
【０１０６】
１０ 組電池
１１ 電池セル
１２ 第１電池セル
１３ 第２電池セル
２０ 共通端子
４０ ＲＣフィルタ回路
５５ マイコン（判定手段）
６１、６２ 一対の検出端子
６３ 第１検出端子
６４ 第２検出端子
７２ 短絡スイッチ
７３ 第１短絡スイッチ
７４ 第２短絡スイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＣフィルタ回路を備えた電池電圧監視装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、組電池を構成する各電池セルのセル電圧を検出するように構成されたセル電圧測定装置が、例えば特許文献１で提案されている。セル電圧測定装置には各電池セルの両極端子がそれぞれ接続されており、各電池セルのセル電圧がセル電圧測定装置にてそれぞれ検出されるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１０５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の技術において、各電池セルとセル電圧測定装置との間には、ノイズ対策としてフィルタ回路が設けられるのが一般的である。これについて、図６を参照して説明する。この図６に示されるように、組電池１００を構成する各電池セル１１０の両極端子と電池監視装置１２０との間にフィルタ回路１３０が設けられている。
【０００５】
すなわち、電池セル１１０の正極と負極にそれぞれ配線が接続されている。この場合、最も高電圧側の電池セル１１０の正極と最も低電圧側の電池セル１１０の負極とにそれぞれ接続された配線以外の配線については、一方の電池セル１１０の負極に接続される配線と他方の電池セル１１０の正極に接続される配線とが共通化されて１本の配線とされている。
【０００６】
そして、フィルタ回路１３０は、各電池セル１１０と電池監視装置１２０とを接続する各配線に接続された抵抗１４０（図６のＲ）と、抵抗１４０よりも電池監視装置１２０側であって電池監視装置１２０の入力端子間に接続されたコンデンサ１５０（図６のＣ）と、を備えて構成されている。これにより、１つの電池セル１１０の両極端子間にローパスフィルタとして機能するＲＣフィルタが構成される。
【０００７】
しかしながら、ｎ個の電池セル１１０をまたぐ電流経路を経路ｎとすると、経路ｎは２つの抵抗１４０とｎ直列のコンデンサ１５０とで形成されるので、各電池セル１１０から電池監視装置１２０への経路ｎの伝達関数Ｇａｉｎは、
Ｇａｉｎ＝１／｛１＋２πｆ・（２Ｒ）・（Ｃ／ｎ）｝
で表される。上記の式において、（２Ｒ）・（Ｃ／ｎ）＝Ｔｎとすると、Ｔｎは（１／ｎ）に比例する。また、カットオフ周波数ｆｎはｆｎ＝（１／Ｔｎ）で表されるので、経路ｎのカットオフ周波数ｆｎはｎに比例する。
【０００８】
図７は、経路ｎによるカットオフ周波数の違いを示した図である。ｆ１は図６の経路１のカットオフ周波数を表し、ｆ２、ｆ３、ｆ１２についても同様である。そして、図７に示されるように、電池セル１１０の直列数が多くなるほど、カットオフ周波数が高くなってしまう。例えば、図６に示されるように、電池セル１１０の数が１２個の場合、カットオフ周波数は最大で１２倍も異なってしまう。このように、各電池セル１１０と電池監視装置１２０との間に単にＲＣフィルタを設けても、各経路に応じてカットオフ周波数にバラツキが生じてしまうという問題がある。
【０００９】
そこで、発明者らは、各経路においてカットオフ周波数にバラツキが生じないＲＣフィルタ回路を考案した。これについて、図８を参照して説明する。図８は、発明者らが新たに考案した電池電圧監視装置を含んだ電池電圧監視システムの全体構成図である。この図に示されるように、電池電圧監視システムは、組電池１０と電池電圧監視装置とを備えて構成されている。
【００１０】
組電池１０は、最小単位である電池セル１１が直列に複数接続されて構成された電池群である。電池セル１１は例えば図８に示されるように５個が直列に接続されている。電池セル１１として充電可能なリチウムイオン二次電池が用いられる。そして、電池電圧監視装置は、例えばハイブリッド車等の電気自動車に適用されるものであり、組電池１０はハイブリッド車等の電気自動車に搭載され、インバータやモータ等の負荷を駆動するための電源や電子機器の電源等に用いられる。
【００１１】
また、各電池セル１１のうちの直列接続された隣同士の電池セル１１では、高電圧側の電池セル１１の負極端子と低電圧側の電池セル１１の正極端子とが共通化されて共通端子２０に接続されている。すなわち、電池セル１１の端子から共通端子２０までは１本の配線で接続されている。
【００１２】
電池電圧監視装置は、組電池１０を構成する各電池セル１１のセル電圧をそれぞれ監視する装置である。このような電池電圧監視装置は、外部均等化回路３０と、ＲＣフィルタ回路４０と、監視ＩＣ５０と、マイクロコンピュータ５５（以下、マイコン５５という）と、を備えて構成されている。
【００１３】
外部均等化回路３０は、均等化放電の対象となった電池セル１１から放電電流を流すことにより各電池セル１１のセル電圧を均等化する回路である。このような外部均等化回路３０は、図８に示されるように、例えば電池セル１１それぞれに対応した抵抗３１ａ、抵抗３１ｂ、抵抗３１ｃ、ＮＰＮ型のトランジスタ３２、およびダイオード３３を備えて構成されている。
【００１４】
抵抗３１ａの一端側は電池セル１１の正極端子（一方の共通端子２０）に接続され、他端側はトランジスタ３２のコレクタに接続されている。トランジスタ３２のエミッタは電池セル１１の負極端子（他方の共通端子２０）に接続されている。また、トランジスタ３２のベース−エミッタ間に抵抗３１ｂが接続され、さらにトランジスタ３２のベースに抵抗３１ｃおよびダイオード３３が直列接続されている。このダイオード３３のアノードはＲＣフィルタ回路４０に接続されている。このような構成では、ダイオード３３を介してトランジスタ３２のベースに電流が流れ込んでトランジスタ３２がオンすることにより、電池セル１１から抵抗３１ａおよびトランジスタ３２を介して放電電流が流れるようになっている。
【００１５】
ＲＣフィルタ回路４０は、複数の電池セル１１の正極端子および負極端子のぞれぞれと、監視ＩＣ５０に設けられた複数の一対の検出端子６１、６２と、の間に介在されたノイズ除去回路である。すなわち、ＲＣフィルタ回路４０は、外部均等化回路３０と監視ＩＣ５０の各検出端子６１、６２との間に設けられたローパスフィルタである。一対の検出端子６１、６２は各々の電池セル１１の正極および負極にそれぞれ対応して電池セル１１毎に監視ＩＣ５０に設けられている。
【００１６】
このようなＲＣフィルタ回路４０は、電池セル１１毎に、抵抗４１、抵抗４２、およびコンデンサ４３を備えて構成されている。抵抗４１は電池セル１１の正極端子に係る共通端子２０が分岐された一方に接続され、抵抗４２は電池セル１１の負極端子に係る共通端子２０が分岐された一方に接続され、これら抵抗４１と抵抗４２との間にコンデンサ４３が接続された回路形態となっている。さらに、コンデンサ４３のうち抵抗４１に接続された端子が一対の検出端子６１、６２の一方の検出端子６１に接続され、コンデンサ４３のうち抵抗４２に接続された端子が一対の検出端子６１、６２の他方の検出端子６２に接続されている。
【００１７】
言い換えると、電池セル１１の共通端子２０が分岐されてそれぞれに抵抗４１および抵抗４２が接続され、これら抵抗４１および抵抗４２にはそれぞれ異なる一対の検出端子６１、６２の一方が接続されている。また、一対の検出端子６１、６２の両端子間にコンデンサ４３が接続されている。
【００１８】
このようなＲＣフィルタ回路４０の回路構成によると、電池セル１１の各端子と共通端子２０との間には抵抗４１や抵抗４２は存在せず、共通端子２０が分岐された先に抵抗４１や抵抗４２が接続された構成になっている。また、外部均等化回路３０のダイオード３３のアノードは、コンデンサ４３と抵抗４２との間に接続されている。
【００１９】
なお、図８では、共通端子２０はＲＣフィルタ回路４０に設けられているように示されているが、電池電圧監視装置は例えば１つの電子基板として構成されるため、実際には共通端子２０は外部均等化回路３０よりも組電池１０側に設けられる。つまり、図８に示される共通端子２０の位置は一例である。もちろん、共通端子２０が電子基板の端に設けられたとしても、共通端子２０が分岐されて抵抗４１および抵抗４２が接続されることには変わりない。
【００２０】
監視ＩＣ５０は、電池セル１１毎に設けられた一対の検出端子６１、６２に印加されるセル電圧をそれぞれ検出する電子部品である。このような監視ＩＣ５０は、上述の一対の検出端子６１、６２と、内部均等化回路７０と、マルチプレクサ８０と、電圧検出回路９０と、を備えている。
【００２１】
内部均等化回路７０は、均等化放電の対象となった電池セル１１から監視ＩＣ５０の内部に放電電流を流すことにより各電池セル１１のセル電圧を均等化する回路である。このような内部均等化回路７０は、電池セル１１それぞれに対応して抵抗７１および短絡スイッチ７２を備えて構成されている。
【００２２】
短絡スイッチ７２がマイコン５５によりオンされると、電池セル１１から、電池セル１１に対応する抵抗４１、一方の検出端子６１、抵抗７１、短絡スイッチ７２、他方の検出端子６２、抵抗４２を経由する経路で監視ＩＣ５０内に放電電流が流れる。また、放電電流が流れる経路にダイオード３３のアノードが接続されているので、電池セル１１に対応する短絡スイッチ７２がオンされて内部均等化回路７０が動作すると、ダイオード３３を介してトランジスタ３２のベースに電流が流れ込み、トランジスタ３２がオンする。これにより、電池セル１１から抵抗３１ａおよびトランジスタ３２を経由する経路で、監視ＩＣ５０に流れる放電電流よりも大きな放電電流が流れる。
【００２３】
抵抗７１および短絡スイッチ７２は直列接続され、抵抗７１が一対の検出端子６１、６２の一方の検出端子６１に接続され、短絡スイッチ７２が一対の検出端子６１、６２の他方の検出端子６２に接続されている。すなわち、短絡スイッチ７２は一対の検出端子６１、６２の端子間に設けられている。
【００２４】
マルチプレクサ８０は、組電池１０を構成する各々の電池セル１１のうちのいずれかと電圧検出回路９０とを接続するスイッチ群である。そして、マルチプレクサ８０は、電池セル１１毎に、電池セル１１の正極端子に対応する検出端子６１に一方の接点が接続された正極側スイッチ８１と、電池セル１１の負極端子に対応する検出端子６２に一方の接点が接続された負極側スイッチ８２と、を備えている。
【００２５】
これら各スイッチ８１、８２は、例えばトランジスタ等で構成されている。そして、電池セル１１のセル電圧の検出が行われる際には、検出対象となる電池セル１１に対応した正極側スイッチ８１および負極側スイッチ８２が図示しないスイッチ選択回路によりオンされる。
【００２６】
電圧検出回路９０は、マルチプレクサ８０で選択された電池セル１１のセル電圧を増幅して測定する回路である。このため、電圧検出回路９０は、差動増幅回路９１とＡＤ変換器９２（図８のＡＤＣ）とを備えている。
【００２７】
差動増幅回路９１はマルチプレクサ８０を構成する各スイッチ８１、８２に接続されており、抵抗９３〜９６とオペアンプ９７とを備えて構成されている。抵抗９３はマルチプレクサ８０の各正極側スイッチ８１の他方の接点にそれぞれ接続され、抵抗９４は抵抗９３とグランドとの間に接続されている。これら抵抗９３と抵抗９４との間の接続点がオペアンプ９７の非反転入力端子に接続されている。また、抵抗９５はマルチプレクサ８０の各負極側スイッチ８２の他方の接点にそれぞれ接続され、抵抗９６は抵抗９５とオペアンプ９７の出力端子との間に接続されている。これら抵抗９５と抵抗９６との間の接続点がオペアンプ９７の反転入力端子に接続されている。そして、オペアンプ９７の出力端子はＡＤ変換器９２に接続されている。
【００２８】
ＡＤ変換器９２は、マイコン５５の指令に従って、差動増幅回路９１で増幅された電池セル１１のセル電圧を測定する回路である。ＡＤ変換器９２は、測定したセル電圧をデジタル信号に変換してＡＤ出力としてマイコン５５に出力する。
【００２９】
マイコン５５は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等を備え、ＲＯＭ等に記憶されたプログラムに従って各電池セル１１の状態を監視する制御回路である。このようなマイコン５５は、ＡＤ変換器９２によって測定された各電池セル１１のセル電圧と図示しない測定回路により測定された組電池１０に流れる電流とを用いて組電池１０の残存容量（State of Charge；ＳＯＣ）を取得する。そして、マイコン５５はこの残存容量に基づいて外部均等化回路３０や内部均等化回路７０を動作させることにより各電池セル１１のセル電圧の均等化を図る制御を行う。
【００３０】
また、マイコン５５は、内部均等化回路７０の短絡スイッチ７２をオンしたときに検出される電池セル１１のセル電圧に基づいて、組電池１０と電池電圧監視装置との間の配線すなわち電池セル１１の端子から共通端子２０までの配線の断線を検出する機能も備えている。短絡スイッチ７２がオンされたときに検出されるセル電圧の大きさは決まっている。したがって、マイコン５５は短絡スイッチ７２をオンしたときに検出されるセル電圧のマップを予め備えており、実際に検出される電圧と予め記憶されたセル電圧とを比較することで断線を検出する。
【００３１】
以上が、電池電圧監視装置および電圧検出システムの構成である。次に、電池電圧監視装置のＲＣフィルタ回路４０のフィルタ特性について、図９を参照して説明する。図９は、複数の電池セル１１のうちの４個の電池セル１１とこれらの電池セル１１に対応するＲＣフィルタ回路４０を示した図である。なお、図９では外部均等化回路３０を省略している。
【００３２】
ここで、最も低電圧側の電池セル１１を「Ｖ１」とし、高電圧側に順に、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４としている。同様に、Ｖ１に対応する一対の検出端子６１、６２を「Ｖ１検出端子」とし、高電圧側に順に、Ｖ２検出端子、Ｖ３検出端子、Ｖ４検出端子としている。さらに、各抵抗４１および各抵抗４２の抵抗値をそれぞれ「Ｒ／２」とし、各コンデンサ４３の静電容量をそれぞれ「Ｃ」としている。
【００３３】
そして、Ｖ１の電池セル１１に対応した経路１には、抵抗４１、抵抗４２、１つのコンデンサ４３が存在するので、経路１の伝達関数Ｇａｉｎは、
Ｇａｉｎ＝１／｛１＋２πｆＲＣ｝
で表される。
【００３４】
また、Ｖ２の電池セル１１に対応した経路２には、２個の抵抗４１、２個の抵抗４２、２個のコンデンサ４３が存在するので、経路２の伝達関数Ｇａｉｎは、
Ｇａｉｎ＝１／｛１＋２πｆ・（２Ｒ）・（Ｃ／２）｝
で表される。
【００３５】
同様に、Ｖ３の電池セル１１に対応した経路３には、３個の抵抗４１、３個の抵抗４２、３個のコンデンサ４３が存在するので、経路３の伝達関数Ｇａｉｎは、
Ｇａｉｎ＝１／｛１＋２πｆ・（３Ｒ）・（Ｃ／３）｝
で表される。
【００３６】
さらに、Ｖ４の電池セル１１に対応した経路４には、４個の抵抗４１、４個の抵抗４２、４個のコンデンサ４３が存在するので、経路４の伝達関数Ｇａｉｎは、
Ｇａｉｎ＝１／｛１＋２πｆ・（４Ｒ）・（Ｃ／４）｝
で表される。
【００３７】
このように、各経路において電池セル１１をまたぐ数が増加しても、共通端子２０が分岐された先にＲＣフィルタを構成する抵抗４１や抵抗４２が接続されているので、またぐ電池セル１１の増加に伴って経路に存在する抵抗４１および抵抗４２の数も増える。このため、どの経路においても、カットオフ周波数は抵抗４１および抵抗４２の数とコンデンサ４３の数とが相殺された周波数となる。したがって、どの電池セル１１に対応した一対の検出端子６１、６２に対してもカットオフ周波数は同じになるので、各経路に応じてカットオフ周波数のバラツキが生じるということはない。
【００３８】
セル電圧の検出は以下のように行われる。まず、マイコン５５の切り替え指令に従って各電池セル１１に対応する正極側スイッチ８１と負極側スイッチ８２との接続が順番に切り替えられる。例えば、最も低電圧側の電池セル１１に対応する各スイッチ８１、８２がオンされる。これにより、当該電池セル１１に対応する一対の検出端子６１、６２の一方の検出端子６１には当該電池セル１１の正極側の電位が印加され、他方の検出端子６２には当該電池セル１１の負極側の電位が印加される。
【００３９】
そして、マイコン５５からＡＤ変換器９２に最も低電圧側の電池セル１１のセル電圧をＡＤ変換するＡＤ指令が出されると、ＡＤ変換器９２では差動増幅回路９１を介してマルチプレクサ８０から入力されるセル電圧のＡＤ変換が行われ、ＡＤ変換器９２からマイコン５５にセル電圧（データ）が出力される。このようにして、例えば最も低電圧側の電池セル１１から高電圧側に順番に電池セル１１のセル電圧がそれぞれ検出される。
【００４０】
次に、電池電圧監視装置が組電池１０と電池電圧監視装置との間の配線の断線を検出する作動について、図１０および図１１を参照して説明する。断線検出は、マイコン５５に組み込まれた所定のプログラムに従って実行される。
【００４１】
図１０は、断線検出を説明するためのＲＣフィルタ回路４０および内部均等化回路７０を示した回路図であり、外部均等化回路３０や監視ＩＣ５０の内部構造を省略している。
【００４２】
ここで、Ｖ１の電池セル１１の負極端子から抵抗４２までの配線を「Ｌ０」とし、Ｖ１の電池セル１１の正極端子から共通端子２０までの配線を「Ｌ１」としている。このように、電池セル１１の端子からＲＣフィルタ回路４０までの配線を低電圧側から順にＬ０、Ｌ１、Ｌ２、・・・としている。
【００４３】
また、Ｖ１の電池セル１１に対応する短絡スイッチ７２を「ＳＷ１」、短絡スイッチ７２に接続された抵抗７１の抵抗値を「ｒ」、当該短絡スイッチ７２がオンされることで一対の検出端子６１、６２にて検出される電圧を「Ｖ１’」とする。Ｖ２〜Ｖ５の電池セル１１についても同様である。さらに、Ｖ１〜Ｖ５の電池セル１１の各セル電圧をそれぞれＶ１〜Ｖ５とする。したがって、通常、例えばＶ１’の値はＶ１となる。
【００４４】
なお、抵抗４１および抵抗４２の各抵抗値を「Ｒ」としている。また、ｒは最小設計値であるので、抵抗７１は抵抗４１および抵抗４２と比較して充分小さい値である。
【００４５】
図１１は、正常時および異常時に検出される各電池セル１１のセル電圧の一覧を示した図である。図１１（ａ）は正常時、図１１（ｂ）はＬ２断線時、図１１（ｃ）はＬ０断線時の各セル電圧を示している。
【００４６】
まず、各電池セル１１とＲＣフィルタ回路４０との間に断線が生じていない場合、Ｖ１〜Ｖ５の各電池セル１１のセル電圧は図１１（ａ）に示されるものとなる。
【００４７】
そして、各短絡スイッチ７２がオンされることで各電池セル１１のセル電圧がそれぞれ検出される。具体的には、Ｖ１の電池セル１１に対応するＳＷ１のみがオンされると、Ｖ１の電池セル１１に対応した一対の検出端子６１、６２にはＶ１’として抵抗７１の電圧降下分である「ｖｓ」の電圧が検出される。このｖｓは、ｖｓ＝Ｖｃｅｌ×ｒ／（２Ｒ＋ｒ）≒０である。Ｖｃｅｌは各電池セル１１のセル電圧を示している。
【００４８】
同様に、Ｖ２の電池セル１１に対応するＳＷ２のみがオンされると、Ｖ２の電池セル１１に対応した一対の検出端子６１、６２にはＶ２’として「ｖｓ」の電圧が検出される。Ｖ３〜Ｖ５の各電池セル１１についても同様である。このように、断線が生じていない正常時において、各短絡スイッチ７２がオンされたときに検出される電圧は「ｖｓ」となる。
【００４９】
一方、図１０に示されるように、例えば、Ｖ２の電池セル１１の正極端子側と共通端子２０との間の配線が断線したとする。これにより、Ｖ２の電池セル１１に対応するＳＷ２のみがオンされたとしても、一対の検出端子６１、６２にはＶ２の電池セル１１のセル電圧が印加されないので、図１１（ｂ）に示されるように検出される電圧は「０」となる。したがって、本来であれば、ＳＷ２のみがオンされれば「ｖｓ」の電圧が検出されるが、断線により「０」の電圧が検出されるため、マイコン５５にて「ｖｓ」と「０」とが比較されることでＬ２の断線が検出される。
【００５０】
また、ＳＷ２のみがオンされた状態では、Ｖ３の電池セル１１に対応する一対の検出端子６１、６２にはＶ２およびＶ３の電圧が印加されるので、検出される電圧Ｖ３’は「Ｖ２＋Ｖ３」となる。したがって、図１１（ａ）に示されるように正常であれば「Ｖ３」の電圧が検出されるが、図１１（ｂ）に示されるようにＬ２の断線時には「Ｖ２＋Ｖ３」の電圧が検出されるので、マイコン５５でこれらの電圧が比較されることでＬ２の断線が検出される。
【００５１】
同様に、Ｖ３の電池セル１１に対応するＳＷ３のみがオンされた場合にはＶ３’として「０」の電圧が検出される。また、ＳＷ３のみがオンされた状態では、Ｖ２’として「Ｖ２＋Ｖ３」の電圧が検出される。これらの検出結果と正常時の電圧との比較により、マイコン５５にてＬ２の断線が検出される。
【００５２】
なお、Ｌ２が断線した場合は、Ｖ２およびＶ３の電池セル１１に係るセル電圧は正常に検出されないので、「（Ｖ２）」のようにセル電圧をかっこ書きにしてある。
【００５３】
そして、最も低電圧側の配線であるＬ０が断線した場合は、図１１（ｃ）に示されるように、ＳＷ１のみがオンされるとＶ１’として「ｖｓ」の電圧が検出される。したがって、マイコン５５にて「ｖｓ」と「０」とが比較されることでＬ０の断線が検出される。同様に、図示しないが、最も高電圧側の配線であるＬ５が断線した場合は、Ｖ５の電池セル１１に対応するＳＷ５のみがオンされた場合にＶ５’として「０」の電圧が検出され、他のＳＷ１〜ＳＷ４がオンされた場合は「ｖｓ」の電圧が検出されるため、これらの電圧の比較によりＬ５の断線が検出される。
【００５４】
しかしながら、上記のＬ０とＬ５の断線検出の場合、「ｖｓ」の電圧と「０」の電圧との僅かな電位差で断線の判定が行われるため、断線でありながら正常であると誤判定される場合や、正常でありながら断線であると誤判定される場合がある。もちろん、Ｌ０とＬ５の各配線の断線に限らず、「ｖｓ」の電圧と「０」の電圧との僅かな電位差は誤判定を招く可能性がある。このように、上記の構成では、回路の異常の有無を精度良く判定できないという問題がある。
【００５５】
本発明は上記点に鑑み、各電池セルと電池監視装置との間にＲＣフィルタを備えた構成において、どの経路にも関わらずカットオフ周波数のバラツキを低減すると共に、回路の異常の有無の誤判定を防止する電池電圧監視装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００５６】
上記目的を達成するため、発明者らは、上記図８に示された新たなＲＣフィルタ回路の構成に加え、回路の異常の有無を確実に判定するためのスイッチを設けた構成を考案した。
【００５７】
すなわち、請求項１に記載の発明では、複数の電池セルが直列に接続された組電池の各々の電池セルの正極および負極にそれぞれ対応する一対の検出端子を電池セル毎に備えている。また、複数の電池セルの正極端子および負極端子のぞれぞれと、電池セル毎に設けられた一対の検出端子と、の間に介在されるＲＣフィルタ回路を備えており、電池セル毎に設けられた一対の検出端子に印加されるセル電圧をそれぞれ検出するように構成されている。
【００５８】
複数の電池セルのうちの直列接続された隣同士の電池セルでは、高電圧側の電池セルの負極端子と低電圧側の電池セルの正極端子とが共通化されて共通端子に接続されている。
【００５９】
また、ＲＣフィルタ回路は、共通端子が分岐されてそれぞれにＲＣフィルタを構成する抵抗がそれぞれ接続され、これら各抵抗にはそれぞれ異なる一対の検出端子の一方の端子が接続されており、さらに、一対の検出端子の端子間にＲＣフィルタを構成するコンデンサがそれぞれ接続されて構成されている。
【００６０】
さらに、複数の電池セルのうちの任意の電池セルにおいて、当該任意の電池セルのセル電圧を検出するための一対の検出端子のうち正負何れかの端子と、任意の電池セルの正極側もしくは負極側に直列接続された電池セルのセル電圧を検出するための一対の検出端子のうち任意の電池セルに対応した一対の検出端子に対して同極の端子と、の間にスイッチが設けられている。
【００６１】
そして、スイッチがオンされたときに一対の検出端子に印加される電圧に基づいて、組電池とスイッチとの間の回路の異常を判定する判定手段を備えていることを特徴とする。
【００６２】
このように、共通端子が分岐されてそれぞれに抵抗が接続されているので、ＲＣフィルタ回路においてｎ個の電池セルをまたぐ経路では、電池セルの数に応じてコンデンサの数が増えると共に、電池セルの数に応じて抵抗の数も増える。このため、どの経路においても、カットオフ周波数は抵抗の数とコンデンサの数とが相殺された周波数となるので、各経路のカットオフ周波数のバラツキを低減することができる。
【００６３】
また、スイッチがオンされることで、正常時には、一対の検出端子の一方の端子には共通端子から分岐された抵抗による分圧が印加され、他方の端子の電圧は０Ｖになる。一方、異常時には、一対の検出端子の各端子に同じ電圧が印加される。このように、正常時と異常時とで一対の検出端子に印加される電圧に差を設けることができるので、確実に回路の異常の有無を判定することができる。したがって、組電池とスイッチとの間の回路の異常の有無の誤判定を防止することができる。
【００６４】
請求項２に記載の発明では、判定手段は、スイッチがオンされたときに電池セルのセル電圧が抵抗によって分圧される値より小さく０Ｖより大きい値である断線判定閾値電圧を有し、回路の異常として断線判定閾値電圧に基づいて組電池とスイッチとの間の断線の有無を判定することを特徴とする。
【００６５】
このように、正常時に検出される分圧値と０Ｖとの間に断線判定閾値電圧が設定されているので、実際に検出される電圧と断線判定閾値電圧との比較により断線の有無を判定手段によって確実に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の一実施形態に係る電池電圧監視装置を含んだ電池電圧監視システムの全体構成図である。
【図２】内部均等化回路によるＩＣ内部均等化を説明するための回路図である。
【図３】外部均等化回路によるＩＣ外部均等化を説明するための回路図である。
【図４】断線検出を説明するためのＲＣフィルタ回路および内部均等化回路を示した回路図である。
【図５】断線検出の際に検出される各電池セルのセル電圧の一覧を示した図である。
【図６】課題を説明するための図であり、組電池を構成する各電池セルと電池監視装置との間にフィルタ回路を設けた図である。
【図７】図６に示される経路の違いによってカットオフ周波数にバラツキが生じることを説明するための図である。
【図８】課題を説明するための図であり、電池電圧監視装置を含んだ電池電圧監視システムの全体構成図である。
【図９】課題を説明するための図であり、図８に示されるＲＣフィルタ回路のフィルタ特性を説明するための回路図である。
【図１０】課題を説明するための図であり、断線検出を説明するための回路図である。
【図１１】課題を説明するための図であり、正常時および異常時に検出される各電池セルのセル電圧の一覧を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００６７】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、図８〜図１１で示された内容と同一部分については説明を省略する。また、図８〜図１１に示す構成要素と同一のものには、同一符号を記してある。
【００６８】
図１は、本発明の一実施形態に係る電池電圧監視装置を含んだ電池電圧監視システムの全体構成図である。この図に示されるように、電池電圧監視装置のうち、ＲＣフィルタ回路４０、監視ＩＣ５０内のマルチプレクサ８０および電圧検出回路９０は、図８で示された構成と同じである。
【００６９】
まず、複数の電池セル１１のうちの直列接続された隣同士の電池セル１１において、図１に示されるように低電圧側の電池セル１１を第１電池セル１２とし、高電圧側の電池セル１１を第２電池セル１３とする。また、第１電池セル１２のセル電圧を検出するための一対の検出端子６１、６２を第１検出端子６３とし、第２電池セル１３のセル電圧を検出するための一対の検出端子６１、６２を第２検出端子６４とする。
【００７０】
そして、図１に示される外部均等化回路３０は、第１電池セル１２に対して、上記の抵抗３１ａ、抵抗３１ｂ、抵抗３１ｃ、ＮＰＮ型のトランジスタ３２、およびダイオード３３による均等化回路が構成されている。さらに、外部均等化回路３０は、第２電池セル１３に対して、抵抗３４ａ、抵抗３４ｂ、抵抗３４ｃ、ＰＮＰ型のトランジスタ３５、およびダイオード３６を備えて構成されている。
【００７１】
抵抗３４ａの一端側は第２電池セル１３の負極端子に接続され、他端側はトランジスタ３５のコレクタに接続されている。トランジスタ３５のエミッタは第２電池セル１１の正極端子に接続されている。また、トランジスタ３５のベース−エミッタ間に抵抗３４ｂが接続され、さらにトランジスタ３５のベースに抵抗３４ｃおよびダイオード３６が直列接続されている。ダイオード３６のアノードは抵抗３４ｃに接続され、カソードはＲＣフィルタ回路４０の抵抗４１とコンデンサ４３との接続点に接続されている。このような構成では、ダイオード３６を介してトランジスタ３５のベースから電流が引き抜かれてトランジスタ３５がオンすることにより、第２電池セル１１からトランジスタ３５および抵抗３４ａを介して放電電流が流れるようになっている。
【００７２】
また、内部均等化回路７０は、第１短絡スイッチ７３と第２短絡スイッチ７４とを備えている。これら第１短絡スイッチ７３および第２短絡スイッチ７４は、各電池セル１１のうちの任意の電池セル１１において、当該任意の電池セル１１のセル電圧を検出するための一対の検出端子６１、６２のうち正負何れかの端子と、任意の電池セル１１の正極側もしくは負極側に直列接続された電池セル１１のセル電圧を検出するための一対の検出端子６１、６２のうち任意の電池セル１１に対応した一対の検出端子６１、６２に対して同極の端子と、を接続するようにそれぞれ設けられている。
【００７３】
具体的には、第１短絡スイッチ７３は第１電池セル１２を短絡するためのスイッチであり、第１検出端子６３のうちの低電圧側の端子６３ａと第２検出端子６４のうちの低電圧側の端子６４ａとを電気的に接続するように設けられている。一方、第２短絡スイッチ７４は第２電池セル１３を短絡するためのスイッチであり、第１検出端子６３のうちの高電圧側の端子６３ｂと第２検出端子６４のうちの高電圧側の端子６４ｂとを電気的に接続するように設けられている。
【００７４】
上記では、各電池セル１１のうちの任意の隣同士の電池セル１１を第１電池セル１２および第２電池セル１３としたが、この２個の電池セル１１のセットが所望の数だけ直列接続されることとなる。また、図１に示される電池セル１１の数は５個であるので、最も高電圧側の電池セル１１は第１電池セル１２に該当する。
【００７５】
この場合、図１に示されるように、最も高電圧側の第１電池セル１２の正極端子に電気的に接続された共通端子２０が分岐されて一方に抵抗４１が接続されるが、他方には抵抗４２が接続されている。この抵抗４２は、監視ＩＣ５０に設けられた当該抵抗４２に対応する第２検出端子６４の端子６４ａに接続されている。そして、この端子６４ａと最も高電圧側の第１電池セル１２に対応する第１検出端子６３のうちの低電圧側の端子６３ａとを電気的に接続するように第１短絡スイッチ７３が設けられている。この第１短絡スイッチ７３は、最も高電圧側の第１電池セル１２を短絡するためのスイッチである。
【００７６】
なお、図１において、各電池セル１１のうち最も低電圧側の電池セル１１を第２電池セル１３としても良い。この場合、最も高電圧側の電池セル１１は第２電池セル１３に該当する。このように、第１電池セル１２および第２電池セル１３を決めるに当たり、どの電池セル１１を基準としても良い。
【００７７】
以上が、電池電圧監視装置の構成である。続いて、図１に示される電池電圧監視装置が各電池セル１１のセル電圧を均等化する作動について、図２および図３を参照して説明する。
【００７８】
図２は、内部均等化回路７０によるＩＣ内部均等化を説明するための回路図であり、外部均等化回路３０や監視ＩＣ５０の内部構造を省略している。この図に示されるように、例えばＶ３の電池セル１１（第１電池セル１２）に対応する第１検出端子６３の端子６３ａに接続された第１短絡スイッチ７３がオンされるとする。これにより、Ｖ３の電池セル１１から、Ｖ４の電池セル１１に対応する抵抗４２、Ｖ４の電池セル１１に対応する第２検出端子６４の端子６４ａ、当該第１短絡スイッチ７３、Ｖ３の電池セル１１に対応する第２検出端子６３ｂの端子６３ａ、Ｖ３の電池セル１１に対応する抵抗４２を経由する経路で放電電流が流れる。このようにして、Ｖ３の電池セル１１のセル電圧について、他の電池セル１１のセル電圧との均等化を図ることができる。
【００７９】
また、Ｖ３の電池セル１１と同時に、Ｖ２の電池セル１１（第２電池セル１３）に対応する第２検出端子６４の端子６４ｂに接続された第２短絡スイッチ７４がオンされるとする。これにより、Ｖ２の電池セル１１から、Ｖ２の電池セル１１に対応する抵抗４１、Ｖ２の電池セル１１に対応する第２検出端子６４の端子６４ｂ、当該第２短絡スイッチ７４、Ｖ１の電池セル１１に対応する第１検出端子６３の端子６３ｂ、Ｖ１の電池セル１１に対応する抵抗４２を経由する経路で放電電流が流れる。
【００８０】
このとき、Ｖ２の電池セル１１とＶ３の電池セル１１との間と共通端子２０までの配線には抵抗が存在していないので、隣同士のＶ２の電池セル１１とＶ３の電池セル１１とにそれぞれ放電電流を流したとしても、当該抵抗による放電電流の変化がないようにすることができる。
【００８１】
一方、図３は、外部均等化回路３０によるＩＣ外部均等化を説明するための回路図であり、監視ＩＣ５０の内部構造を省略している。上述のように、外部均等化回路３０は、内部均等化回路７０では流せない大きな放電電流を流す役割を果たす。
【００８２】
そして、上記と同様に、Ｖ２の電池セル１１とＶ３の電池セル１１とに対応する内部均等化回路７０を動作させるとする。Ｖ２の電池セル１１から当該Ｖ２の電池セル１１に対応する第２検出端子６４の端子６４ｂに放電電流が流れると、この第２検出端子６４の端子６４ｂに電気的に接続されたダイオード３６に電流が流れることでトランジスタ３５のベース電圧が下がり、当該トランジスタ３５がオンする。つまり、第２検出端子６４の端子６４ｂの電圧変動により、外部均等化回路３０が動作する。これにより、Ｖ２の電池セル１１からトランジスタ３５および抵抗３４ａを経由する経路で、監視ＩＣ５０に流れる放電電流よりも大きな放電電流を流すことができる。
【００８３】
また、Ｖ３の電池セル１１からＶ３の電池セル１１に対応する第２検出端子６４の端子６４ｂに放電電流が流れると、第１実施形態と同様に、ダイオード３３に電流が流れ込んでトランジスタ３２がオンする。これにより、Ｖ３の電池セル１１から抵抗３１ａおよびトランジスタ３２を経由する経路で、監視ＩＣ５０に流れる放電電流よりも大きな放電電流を流すことができる。
【００８４】
なお、外部均等化回路３０が動作したとしても、Ｖ２の電池セル１１とＶ３の電池セル１１との間と共通端子２０までの配線には抵抗が存在しないので、当該抵抗による放電電流の変化は起こらない。また、上記では、Ｖ２の電池セル１１とＶ３の電池セル１１との均等化放電について説明したが、他の電池セル１１の均等化放電についても動作は同じである。
【００８５】
次に、電池電圧監視装置が組電池１０と電池電圧監視装置との間の配線の断線を検出する作動について、図４および図５を参照して説明する。ここで、図１０における説明と同様に、電池セル１１の端子からＲＣフィルタ回路４０までの配線を低電圧側から順にＬ０、Ｌ１、Ｌ２、・・・としている。
【００８６】
また、図４は、断線検出を説明するためのＲＣフィルタ回路４０および内部均等化回路７０を示した回路図であり、監視ＩＣ５０の内部構造を省略している。さらに、図４は、外部均等化回路３０が設けられていない回路図を示している。
【００８７】
図４に示されるように、Ｖ１、Ｖ３、Ｖ５の電池セル１１に対応する第１短絡スイッチ７３を「ＳＷ１」、「ＳＷ３」、「ＳＷ５」とし、これらのスイッチがオンされることでＶ１、Ｖ３、Ｖ５の電池セル１１に対応する一対の検出端子６１、６２にて検出される電圧をそれぞれ「Ｖ１’」、「Ｖ３’」、「Ｖ５’」とする。同様に、Ｖ２、Ｖ４の電池セル１１に対応する第２短絡スイッチ７４を「ＳＷ２」および「ＳＷ４」とし、これらのスイッチがオンされることでＶ２、Ｖ４の電池セル１１に対応する一対の検出端子６１、６２にて検出される電圧をそれぞれ「Ｖ２’」および「Ｖ４’」とする。
【００８８】
さらに、Ｖ１〜Ｖ５の電池セル１１の各セル電圧をそれぞれＶ１〜Ｖ５とし、抵抗４１および抵抗４２の抵抗値は同じであるとする。
【００８９】
断線検出は、マイコン５５に予め組み込まれた所定のプログラムに従って実行される。マイコン５５は、第１短絡スイッチ７３や第２短絡スイッチ７４をオンしたときに一対の検出端子６１、６２に印加される電圧に基づいて、組電池１０とＲＣフィルタ回路４０との間の回路の異常として断線を判定する。このため、マイコン５５は、第１短絡スイッチ７３や第２短絡スイッチ７４のオンによって短絡される電池セル１１のセル電圧が抵抗４１および抵抗４２によって分圧される値より小さく０Ｖより大きい値である断線判定閾値電圧を有している。そして、マイコン５５は、検出された電圧が断線判定閾値電圧よりも大きい場合は正常であると判定し、検出された電圧が断線判定閾値電圧よりも小さい場合は断線であると判定する。
【００９０】
図５は、断線検出の際に検出される各電池セル１１のセル電圧の一覧を示した図である。 この図に示されるように、各電池セル１１とＲＣフィルタ回路４０との間に断線が生じていない場合、すなわち正常時の場合であり、かつ、外部均等化回路３０が設けられていない場合、Ｖ１〜Ｖ５の各電池セル１１のセル電圧はそれぞれ１／２の値となる。なお、外部均等化回路３０が設けられている場合、セル電圧は１／２の値にはならない。
【００９１】
これについて、Ｖ１の電池セル１１を例に説明する。Ｖ１の電池セル１１に対応したＳＷ１の第１短絡スイッチ７３のみがオンされると、Ｖ１の電池セル１１から、共通端子２０、Ｖ２の電池セル１１に対応した抵抗４２、Ｖ２の電池セル１１に対応した第２検出端子６４の低電圧側の端子６４ａ、第１短絡スイッチ７３、Ｖ１の電池セル１１に対応した第１検出端子６３の端子６３ａ、Ｖ１の電池セル１１に対応した抵抗４２を介して放電電流が流れる。
【００９２】
したがって、Ｖ１の電池セル１１に対応する第１検出端子６３の高電圧側の端子６３ｂには電流が流れないので、この端子６３ｂはＶ１の電圧となる。また、第１検出端子６３の低電圧側の端子６３ａには、Ｖ１の電池セル１１のセル電圧Ｖ１がＶ２の電池セル１１に対応した抵抗４２とＶ１の電池セル１１に対応した抵抗４２とによって分圧された電圧すなわちＶ１の１／２の電圧が印加される。したがって、正常時にはＶ１’としてＶ１の１／２の電圧が検出される。なお、図５に示される電圧の値は絶対値である。
【００９３】
ＳＷ２のみがオンされた場合は、Ｖ２の電池セル１１に対応する第１検出端子６３の低電圧側の端子６４ａには電流が流れないので、この端子６４ａは０Ｖとなる。また、第１検出端子６３の高電圧側の端子６４ｂには、Ｖ２の電池セル１１のセル電圧Ｖ２がＶ２の電池セル１１に対応した抵抗４１とＶ１の電池セル１１に対応した抵抗４１とによって分圧された電圧すなわちＶ２の１／２の電圧が印加される。したがって、正常時にはＶ２’としてＶ２の１／２の電圧が検出される。Ｖ３〜Ｖ５の各電池セル１１についても同様に、正常時には各電圧の１／２の電圧が検出される。
【００９４】
そして、例えば、Ｖ１の電池セル１１に関係するＬ０の配線が断線した場合、ＳＷ１のみがオンされたとしても上記の経路で放電電流は流れないので、Ｖ１の電池セル１１に対応する第１検出端子６３の各端子６３ａ、６４ａの電圧は共にＶ１となる。したがって、Ｌ０の配線が断線した場合にＳＷ１のみがオンされたとすると０Ｖが検出される。同様に、Ｌ１の配線が断線した場合にＳＷ１のみがオンされたとしても上記の経路で放電電流は流れないので、第１検出端子６１で検出される電圧は０Ｖとなる。
【００９５】
また、Ｖ２の電池セル１１に関係するＬ１またはＬ２の配線が断線した場合、ＳＷ２のみがオンされるとそれぞれ０Ｖが検出される。Ｖ３〜Ｖ５の各電池セル１１に係る配線の断線についても同様に０Ｖが検出される。このように、Ｖｎ（ｎ＝１〜５）に係る断線を判定するときはＳＷｎ（ｎ＝１〜５）がオンされる。
【００９６】
一方、マイコン５５では、正常時に検出される分圧値と０Ｖとの間に断線判定閾値電圧が設定されているので、実際に検出される電圧と断線判定閾値電圧との比較により断線の有無が確実に判定される。リチウムイオン電池は通常３Ｖ程度の電圧であるから、この３Ｖが１／２の値で検出されたとしても、断線時に検出される０Ｖに対して非常に大きな電圧値であるから、断線の有無を確実に判定することができる。特に、最も低電圧側の配線であるＬ０や最も高電圧側の配線であるＬ５が断線した場合であっても、断線の判定は０Ｖとセル電圧が１／２にされた値との比較であるから、誤判定を確実に防止できる。
【００９７】
以上説明したように、本実施形態では、ノイズ対策として設けられたＲＣフィルタ回路４０を構成するに当たり、電池セル１１の端子に電気的に接続される共通端子２０を分岐させて一方に抵抗４１を接続し、他方に抵抗４２を接続したことが特徴となっている。
【００９８】
これにより、組電池１０とＲＣフィルタ回路４０との間にはＲＣフィルタを構成する抵抗が存在しないので、ＲＣフィルタ回路４０においてｎ個の電池セル１１をまたぐ経路では、電池セル１１の数に応じて抵抗４１および抵抗４２の数を増やすことができる。このため、ＲＣフィルタにおけるどの経路においてもカットオフ周波数は抵抗４１および抵抗４２の数とコンデンサ４３の数とが相殺された周波数となる。したがって、各経路のカットオフ周波数のバラツキを低減することができる。
【００９９】
また、２組の第１、第２検出端子６３、６４のうちの低電圧側の端子６３ａ、６４ａ同士に第１短絡スイッチ７３を接続し、高電圧側の端子６３ｂ、６４ｂ同士に第２短絡スイッチ７４を接続した内部均等化回路７０を構成し、ＲＣフィルタ回路４０を構成する抵抗４１や抵抗４２による分圧値に基づいて断線検出を行うことが特徴となっている。
【０１００】
これにより、第１短絡スイッチ７３もしくは第２短絡スイッチ７４がオンされることで、正常時には、一対の検出端子６１、６２の一方の端子の電圧は共通端子２０から分岐された抵抗４１（または抵抗４２）による分圧になり、他方の端子の電圧は０Ｖになる。これに対し、異常時には、一対の検出端子６１、６２の各端子の電圧は同じになる。このように、正常時と異常時とで検出される電圧差を大きくすることができるので、確実に断線の有無を判定することができる。したがって、組電池１０とＲＣフィルタ回路４０との間の断線の有無の誤判定を防止することができる。
【０１０１】
なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、第１短絡スイッチ７３および第２短絡スイッチ７４が特許請求の範囲の「スイッチ」に対応し、マイコン５５が特許請求の範囲の「判定手段」に対応する。
【０１０２】
（他の実施形態）
上記各実施形態で示された電池電圧監視装置の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明の特徴を含んだ他の構成とすることもできる。例えば、監視ＩＣ５０を用いることは一例であり、ＩＣを用いずに回路を構成しても良い。また、外部均等化回路３０の構成も一例であり、他の回路構成としても良い。特に、第２実施形態に係る外部均等化回路３０において、第２電池セル１３に対応したトランジスタ３５としてＰＮＰ型のものを用いているが、ＮＰＮ型のトランジスタを用いて構成することもできる。
【０１０３】
また、監視ＩＣ５０側は高電圧系であり、マイコン５５側は低電圧系であるので、監視ＩＣ５０とマイコン５５との間に図示しない絶縁素子を設け、この絶縁素子を介してデータのやりとりを行うことが好ましい。
【０１０４】
また、上記の実施形態では、抵抗４１と抵抗４２とを同じ抵抗値としたが、これは実施の一例であり、異なる抵抗値を設定しても良い。
【０１０５】
また、上記の実施形態では、外部均等化回路３０が電池電圧監視装置に設けられている例について説明したが、外部均等化回路３０を用いた均等化放電を行わない場合には外部均等化回路３０は電池電圧監視装置に設けられていなくても良い。
【符号の説明】
【０１０６】
１０ 組電池
１１ 電池セル
１２ 第１電池セル
１３ 第２電池セル
２０ 共通端子
４０ ＲＣフィルタ回路
５５ マイコン（判定手段）
６１、６２ 一対の検出端子
６３ 第１検出端子
６４ 第２検出端子
７２ 短絡スイッチ
７３ 第１短絡スイッチ
７４ 第２短絡スイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セルが直列に接続された組電池の各々の電池セルの正極および負極にそれぞれ対応する一対の検出端子を前記電池セル毎に備えていると共に、
前記複数の電池セルの正極端子および負極端子のぞれぞれと、前記電池セル毎に設けられた前記一対の検出端子と、の間に介在されるＲＣフィルタ回路を備えており、
前記電池セル毎に設けられた前記一対の検出端子に印加されるセル電圧をそれぞれ検出するように構成された電池電圧監視装置であって、
前記複数の電池セルのうちの直列接続された隣同士の電池セルでは、高電圧側の電池セルの負極端子と低電圧側の電池セルの正極端子とが共通化されて共通端子に接続されており、
前記ＲＣフィルタ回路は、前記共通端子が分岐されてそれぞれにＲＣフィルタを構成する抵抗がそれぞれ接続され、これら各抵抗にはそれぞれ異なる前記一対の検出端子の一方の端子が接続されており、さらに、前記一対の検出端子の端子間に前記ＲＣフィルタを構成するコンデンサがそれぞれ接続されて構成され、
前記複数の電池セルのうちの任意の電池セルにおいて、当該任意の電池セルのセル電圧を検出するための一対の検出端子のうち正負何れかの端子と、前記任意の電池セルの正極側もしくは負極側に直列接続された電池セルのセル電圧を検出するための一対の検出端子のうち前記任意の電池セルに対応した一対の検出端子に対して同極の端子と、の間にスイッチが設けられており、
前記スイッチがオンされたときに前記一対の検出端子に印加される電圧に基づいて、前記組電池と前記スイッチとの間の回路の異常を判定する判定手段を備えていることを特徴とする電池電圧監視装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記スイッチがオンされたときの電池セルのセル電圧が前記抵抗によって分圧される値より小さく０Ｖより大きい値である断線判定閾値電圧を有し、前記回路の異常として前記断線判定閾値電圧に基づいて前記組電池と前記スイッチとの間の断線の有無を判定することを特徴とする請求項１に記載の電池電圧監視装置。
【請求項１】
複数の電池セルが直列に接続された組電池の各々の電池セルの正極および負極にそれぞれ対応する一対の検出端子を前記電池セル毎に備えていると共に、
前記複数の電池セルの正極端子および負極端子のぞれぞれと、前記電池セル毎に設けられた前記一対の検出端子と、の間に介在されるＲＣフィルタ回路を備えており、
前記電池セル毎に設けられた前記一対の検出端子に印加されるセル電圧をそれぞれ検出するように構成された電池電圧監視装置であって、
前記複数の電池セルのうちの直列接続された隣同士の電池セルでは、高電圧側の電池セルの負極端子と低電圧側の電池セルの正極端子とが共通化されて共通端子に接続されており、
前記ＲＣフィルタ回路は、前記共通端子が分岐されてそれぞれにＲＣフィルタを構成する抵抗がそれぞれ接続され、これら各抵抗にはそれぞれ異なる前記一対の検出端子の一方の端子が接続されており、さらに、前記一対の検出端子の端子間に前記ＲＣフィルタを構成するコンデンサがそれぞれ接続されて構成され、
前記複数の電池セルのうちの任意の電池セルにおいて、当該任意の電池セルのセル電圧を検出するための一対の検出端子のうち正負何れかの端子と、前記任意の電池セルの正極側もしくは負極側に直列接続された電池セルのセル電圧を検出するための一対の検出端子のうち前記任意の電池セルに対応した一対の検出端子に対して同極の端子と、の間にスイッチが設けられており、
前記スイッチがオンされたときに前記一対の検出端子に印加される電圧に基づいて、前記組電池と前記スイッチとの間の回路の異常を判定する判定手段を備えていることを特徴とする電池電圧監視装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記スイッチがオンされたときの電池セルのセル電圧が前記抵抗によって分圧される値より小さく０Ｖより大きい値である断線判定閾値電圧を有し、前記回路の異常として前記断線判定閾値電圧に基づいて前記組電池と前記スイッチとの間の断線の有無を判定することを特徴とする請求項１に記載の電池電圧監視装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１５９４０７（Ｐ２０１２−１５９４０７Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９７３５（Ｐ２０１１−１９７３５）
【出願日】平成２３年２月１日（２０１１．２．１）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１日（２０１１．２．１）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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