JP2000088898A - 電池電圧の検出装置 - Google Patents

電池電圧の検出装置

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JP2000088898A JP10258295A JP25829598A JP2000088898A JP 2000088898 A JP2000088898 A JP 2000088898A JP 10258295 A JP10258295 A JP 10258295A JP 25829598 A JP25829598 A JP 25829598A JP 2000088898 A JP2000088898 A JP 2000088898A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 多数の単電池を直列接続して構成された電池
電源装置の単電池単位の電圧を正確に検出する電池電圧
の検出装置を提供する。 【解決手段】 多数の単電池を直列接続した電池電源装
置２０の複数の単電池単位の電池ブロック１９毎に電圧
検出回路１３を設ける。電圧検出回路１３は電池ブロッ
ク１９の両端の電位差を差動増幅器２で検出し、Ａ／Ｄ
変換してフォトカプラ７から制御装置に出力する。差動
増幅器２と電池ブロック１９との間はフォトリレー５、
６を介して接続され、開閉制御信号により電圧検出時に
のみ閉じられるので、リーク電流がなくなる。また、差
動増幅器２及びＡ／Ｄ変換器３の作動電力は検出対象と
する電池ブロック１９からレギュレータ１１、１２によ
り電圧変換されて供給されるので、ノイズの影響を排除
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、二次電池である多
数の単電池を直列接続して所要出力電力の電池電源装置
を構成し、その動作状態を認識するために、単電池を所
定数の直列接続ブロックにした電池ブロック毎の電圧を
検出する電池電圧の検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】周知の通り電池の素電池としての起電力
は１〜２Ｖの低い電圧しか得られないため、電池により
大きな出力電力を得るためには多数の単電池を直列接続
する必要がある。このように多数の単電池を直列接続し
て電池電源装置を構成する場合に、全ての単電池が正常
に且つ均等な動作状態にあることが要求され、単電池個
々の動作状態を検知する必要がある。電池の動作状態を
知るための重要な要素として電池電圧があり、これを正
確に検出することによって単電池の動作状態を検知する
ことが可能となる。
【０００３】図７は、電動機と内燃機関とを駆動源とし
て併用するハイブリッド自動車の電池電源装置に適用し
た従来技術に係る電池電圧の検出装置の構成を示すもの
である。この電池電圧の検出装置は、電池電源装置を構
成する多数の単電池の電圧を複数の直列接続ブロックに
した電池ブロックの単位で検出することができるように
構成されている。この構成では、自動車を走行駆動する
モータ３０は大きな駆動電力を必要とするため、ニッケ
ル水素二次電池である多数の単電池を直列接続して所要
の出力電力を得ている。従って、モータ３０を駆動する
ための電気回路系は、エンジン駆動の電気回路系に比し
て高電圧の電気回路として構成される。
【０００４】エンジン駆動のための電気回路系は、従来
からの低圧の電気回路として構成されているので、モー
タ駆動の電気回路系はエンジン駆動の電気回路系と接地
電位が絶縁されたフローティング状態になっている。
【０００５】図７において、多数の単電池は所定数（１
２個）の直列接続の単位で電池ブロック１９を構成し、
各電池ブロック１９ａ〜１９ｎを直列接続した出力電圧
を有する電池電力によりインバータ２９を介してモータ
３０を駆動する。この各電池ブロック１９ａ〜１９ｎそ
れぞれの電圧を検出するために、各電池ブロック１９ａ
〜１９ｎ毎に電圧検出回路４０ａ〜４０ｎが設けられて
いる。電圧検出回路４０は、電池ブロック１９の両端の
電位差を差動増幅器２により検出し、この検出電圧をＡ
／Ｄ変換器３によりデジタル変換した後、フォトカプラ
４により接地電位が異なる車両側と電気的に絶縁して車
両側の制御装置に検出した電圧データを出力する。これ
ら各電圧検出回路４０ａ〜４０ｎそれぞれの作動電力
は、各回路の接地点からの電位が異なるために、それぞ
れに独立した作動電力を供給する必要があり、そのため
に、電源供給部１５は各電圧検出回路４０ａ〜４０ｎそ
れぞれに個別の巻線を有する変圧器から個別の作動電力
が供給できるように構成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術に係る電
池電圧の検出装置においては、以下に示すような問題点
があった。
【０００７】（１）各電池ブロック１９には常時電圧検
出回路４０が接続されているため、電圧検出しないとき
にも電池ブロック１９からリーク電流が流れ、不使用時
にも電池からの放電が発生する。
【０００８】（２）各電圧検出回路４０ａ〜４０ｎを個
別の接地電位で作動させるために、個別に作動電力を供
給する電源供給部１５を設ける必要があり、この電源供
給部１５から供給される電力は、コモンモードノイズの
影響を受けやすく、ノイズの影響による電圧検出に誤検
出が生じやすい。
【０００９】本発明の第１の目的は、電池ブロックから
のリーク電流の発生を排除した電池電圧の検出装置を提
供することにある。また、第２の目的は、ノイズの影響
を受けやすい電源供給部を設けることなく構成した電池
電圧の検出装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るための本願の第１発明は、車両駆動用電動機の駆動電
源となる二次電池が多数の単電池を直列接続した組電池
として構成され、この組電池はその接地電位が車両側電
気回路系の接地電位から電気的に絶縁された状態で車両
に搭載されてなり、この組電池の電圧を単電池を所定数
の直列接続ブロックの単位に分割した電池ブロック毎に
検出するために、前記電池ブロックの正負両端間の電位
差を検出する差動電圧検出手段と、この差動電圧検出手
段の出力電圧をデジタル変換するＡ／Ｄ変換手段と、こ
のＡ／Ｄ変換手段からの出力データを車両側電気回路系
と電気的に絶縁して車両側の電気回路系に伝達する出力
データ伝達手段とを備えた電圧検出回路を設け、車両側
の接地電位から電気的に絶縁された作動電力供給手段か
ら前記各電圧検出回路毎に独立した作動電力を供給する
ように構成されてなる電池電圧の検出装置において、前
記電圧検出回路を電池ブロック毎に設け、各電圧検出回
路に、電池ブロックの正負両端と前記差動電圧検出手段
との間の接続を開閉する開閉手段と、車両側電気回路系
からの開閉制御信号を車両側電気回路系と電気的に絶縁
して前記開閉手段に伝達する開閉信号伝達手段とを設け
たことを特徴とする。
【００１１】この構成によれば、電池ブロックの正負両
端と差動電圧検出手段との間に開閉手段が設けられ、こ
の開閉手段は開閉信号伝達手段からの開閉制御信号によ
り動作して、電池電圧の検出時にのみ電池ブロックの正
負両端と差動電圧検出手段との間を接続する。従って、
電圧検出時以外の状態では電池ブロックの両端と差動増
幅器との間は遮断されており、電池ブロックからのリー
ク電流による放電を排除することができる。
【００１２】また、上記第１の目的を達成するための本
願の第２発明は、車両駆動用電動機の駆動電源となる二
次電池が多数の単電池を直列接続した組電池として構成
され、この組電池はその接地電位が車両側電気回路系の
接地電位から電気的に絶縁された状態で車両に搭載され
てなり、この組電池の電圧を単電池を所定数の直列接続
ブロックの単位に分割した電池ブロック毎に検出するた
めに、前記電池ブロックの正負両端間の電位差を検出す
る差動電圧検出手段と、この差動電圧検出手段の出力電
圧をデジタル変換するＡ／Ｄ変換手段と、このＡ／Ｄ変
換手段からの出力データを車両側電気回路系と電気的に
絶縁して車両側の電気回路系に伝達する出力データ伝達
手段とを備えた電圧検出回路を設け、車両側の接地電位
から電気的に絶縁された作動電力供給手段から前記各電
圧検出回路毎に独立した作動電力を供給するように構成
されてなる電池電圧の検出装置において、前記電圧検出
回路を複数の電池ブロックの単位毎に設けると共に、各
電圧検出回路に、差動電圧検出手段と複数の電池ブロッ
クの正負両端との間の接続をそれぞれ個別に開閉する複
数の開閉手段と、この複数の開閉手段を開閉制御信号に
基づいて個別に開閉制御する開閉制御手段とを備えて構
成された検出切り換え回路を設け、車両側電気回路系か
らの開閉制御信号を車両側電気回路系と電気的に絶縁し
て前記検出切り換え回路に伝達する開閉信号伝達手段か
らの開閉制御信号に基づいて、前記開閉制御手段により
検出対象とする電池ブロックの正負両端に接続された前
記開閉手段を閉じて、その電池ブロックが前記差動電圧
検出手段に接続されるように構成されてなることを特徴
とする。
【００１３】この構成によれば、複数の電池ブロックに
対して差動電圧検出手段及びＡ／Ｄ変換手段、出力デー
タ伝達手段を備えた電圧検出回路を１組設けると共に、
検出切り換え手段により複数の各電池ブロックの正負両
端と前記差動電圧検出手段との間に設けられた開閉手段
を開閉信号伝達手段からの開閉制御信号に基づいて前記
電圧検出回路に接続する。前記検出切り換え手段は電圧
検出する電池ブロックの開閉手段を閉じて差動電圧検出
手段に接続するので、電圧検出回路は複数の電池ブロッ
クに対して１組でよく、電圧検出回路の設置数を削減で
き、電池電圧の検出時にのみ電池ブロックの正負両端と
差動電圧検出手段との間を接続するので、電圧検出時以
外の状態では電池ブロックの両端と差動増幅器との間は
遮断されており、電池ブロックからのリーク電流による
放電を排除することができる。
【００１４】また、上記第２の目的を達成するための本
願の第３発明は、車両駆動用電動機の駆動電源となる二
次電池が多数の単電池を直列接続した組電池として構成
され、この組電池はその接地電位が車両側電気回路系の
接地電位から電気的に絶縁された状態で車両に搭載され
てなり、この組電池の電圧を単電池を所定数の直列接続
ブロックの単位に分割した電池ブロック毎に検出するた
めに、前記電池ブロックの正負両端間の電位差を検出す
る差動電圧検出手段と、この差動電圧検出手段の出力電
圧をデジタル変換するＡ／Ｄ変換手段と、このＡ／Ｄ変
換手段からの出力データを車両側電気回路系と電気的に
絶縁して車両側の電気回路系に伝達する出力データ伝達
手段とを備えた電圧検出回路を設けて構成されてなる電
池電圧の検出装置において、前記電圧検出回路を電池ブ
ロック毎に設け、各電圧検出回路に、電池ブロックの電
圧を所定電圧に変換して前記差動電圧検出手段に作動電
力として供給する第１の電圧変換手段と、電池ブロック
の電圧を所定電圧に変換して前記Ａ／Ｄ変換手段に作動
電力として供給する第２の電圧変換手段とを設けて構成
されてなることを特徴とする。
【００１５】この構成によれば、差動電圧検出手段及び
Ａ／Ｄ変換手段に対する作動電力は、第１の電圧変換手
段及び第２の電圧変換手段により電池ブロックの電圧を
所定電圧に変換して供給されるので、各電池ブロック毎
に設けられた差動電圧検出手段及びＡ／Ｄ変換手段に対
して作動電力を供給するための電源供給手段を別途設け
る必要がなく、電源供給手段から電圧検出回路に混入す
るコモンモードノイズの影響による電圧検出の誤検出を
なくすことができる。
【００１６】また、上記第１及び第２の各目的を併せて
達成するための本願の第４発明は、車両駆動用電動機の
駆動電源となる二次電池が多数の単電池を直列接続した
組電池として構成され、この組電池はその接地電位が車
両側電気回路系の接地電位から電気的に絶縁された状態
で車両に搭載されてなり、この組電池の電圧を多数の単
電池を所定数の直列接続ブロックの単位に分割した電池
ブロック毎に検出する電池電圧の検出装置において、前
記電池ブロックの正負両端間の電位差を検出する差動電
圧検出手段と、電池ブロックの電圧を所定電圧に変換し
て前記差動電圧検出手段に供給する第１の電圧変換手段
と、前記差動電圧検出手段の出力電圧をデジタル変換す
るＡ／Ｄ変換手段と、電池ブロックの電圧を所定電圧に
変換して前記Ａ／Ｄ変換手段に供給する第２の電圧変換
手段と、電池ブロックの正負両端と前記差動電圧検出手
段との間の接続を開閉する開閉手段と、車両側電気回路
系からの開閉制御信号を車両側電気回路系と電気的に絶
縁して前記開閉手段に伝達する開閉信号伝達手段と、前
記Ａ／Ｄ変換手段からの出力データを車両側電気回路系
と電気的に絶縁して車両側の電気回路系に伝達する出力
データ伝達手段とを備えた電圧検出回路を前記電池ブロ
ック毎に設けて構成されてなることを特徴とする。
【００１７】この構成によれば、電池ブロックの正負両
端と差動電圧検出手段との間に開閉手段が設けられ、こ
の開閉手段は開閉信号伝達手段からの開閉制御信号によ
り動作して、電池電圧の検出時にのみ電池ブロックの正
負両端と差動電圧検出手段との間を接続するので、電圧
検出時以外の状態では電池ブロックの両端と差動増幅器
との間は遮断されており、電池ブロックからのリーク電
流による放電を排除することができる。また、差動電圧
検出手段及びＡ／Ｄ変換手段に対する作動電力は、第１
の電圧変換手段及び第２の電圧変換手段により電池ブロ
ックの電圧を所定電圧に変換して供給されるので、各電
池ブロック毎に設けられた差動電圧検出手段及びＡ／Ｄ
変換手段に対して作動電力を供給するための電源供給手
段を別途設ける必要がなく、電源供給手段から電圧検出
回路に混入するコモンモードノイズの影響による電圧検
出の誤検出を無くすことができる。
【００１８】また、上記第１及び第２の各の目的を併せ
て達成するための本願の第５発明は、車両駆動用電動機
の駆動電源となる二次電池が多数の単電池を直列接続し
た組電池として構成され、この組電池はその接地電位が
車両側電気回路系の接地電位から電気的に絶縁された状
態で車両に搭載されてなり、この組電池の電圧を単電池
を所定数の直列接続ブロックの単位に分割した電池ブロ
ック毎に検出するために、前記電池ブロックの正負両端
間の電位差を検出する差動電圧検出手段と、この差動電
圧検出手段の出力電圧をデジタル変換するＡ／Ｄ変換手
段と、このＡ／Ｄ変換手段からの出力データを車両側電
気回路系と電気的に絶縁して車両側の電気回路系に伝達
する出力データ伝達手段とを備えた電圧検出回路を設け
て構成されてなる電池電圧の検出装置において、前記電
圧検出回路を複数の電池ブロックの単位毎に設け、各電
圧検出回路に、電池ブロックの電圧を所定電圧に変換し
て前記差動電圧検出手段に供給する第１の電圧変換手段
と、電池ブロックの電圧を所定電圧に変換して前記Ａ／
Ｄ変換手段に供給する第２の電圧変換手段とを設けると
共に、前記差動電圧検出手段と複数の電池ブロックの正
負両端との間の接続をそれぞれ個別に開閉する複数の開
閉手段と、この複数の開閉手段を開閉制御信号に基づい
て個別に開閉制御する開閉制御手段とを備えて構成され
た検出切り換え回路を設け、車両側電気回路系からの開
閉制御信号を車両側電気回路系と電気的に絶縁して前記
検出切り換え回路に伝達する開閉信号伝達手段からの開
閉制御信号に基づいて、前記開閉制御手段により検出対
象とする電池ブロックの正負両端に接続された前記開閉
手段を閉じて、その電池ブロックが前記差動電圧検出手
段に接続されるように構成されてなることを特徴とす
る。
【００１９】この構成によれば、複数の電池ブロックに
対して差動電圧検出手段及びＡ／Ｄ変換手段、出力デー
タ伝達手段を備えた電圧検出回路を１組設けると共に、
検出切り換え手段により複数の各電池ブロックの正負両
端と前記差動電圧検出手段との間に設けられた開閉手段
を開閉信号伝達手段からの開閉制御信号に基づいて前記
電圧検出回路に接続する。前記検出切り換え手段は電圧
検出する電池ブロックの開閉手段を閉じて差動電圧検出
手段に接続するので、電圧検出回路は複数の電池ブロッ
クに対して１組でよく、電圧検出回路の設置数を削減で
き、電池電圧の検出時にのみ電池ブロックの正負両端と
差動電圧検出手段との間を接続するので、電圧検出時以
外の状態では電池ブロックの両端と差動増幅器との間は
遮断されており、電池ブロックからのリーク電流による
放電を排除することができる。また、差動電圧検出手段
及びＡ／Ｄ変換手段に対する作動電力は、第１の電圧変
換手段及び第２の電圧変換手段により電池ブロックの電
圧を所定電圧に変換して供給されるので、各電池ブロッ
ク毎に設けられた差動電圧検出手段及びＡ／Ｄ変換手段
に対して作動電力を供給するための電源供給手段を別途
設ける必要がなく、電源供給手段から電圧検出回路に混
入するコモンモードノイズの影響による電圧検出の誤検
出を無くすことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の一実施形態について説明し、本発明の理解に供する。
尚、以下に示す実施形態は本発明を具体化した一例であ
って、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
尚、従来構成と共通する要素には同一の符号を付し、本
発明の新規要素を明らかにしている。
【００２１】本実施形態は、電動機と内燃機関とを駆動
源として併用するハイブリッド自動車を電動駆動するた
めの電池電源装置を構成するニッケル水素二次電池の充
放電を制御するために、単電池を所定の数（１２個）で
電池ブロックとした単位毎の電池電圧を検出できるよう
に構成されたものである。
【００２２】図１において、本発明の第１の実施形態に
係る電池電圧の検出装置は、電池電源装置２０を構成す
る各電池ブロック１９ａ〜１９ｎ毎に電圧検出回路１ａ
〜１ｎが設けられている。電圧検出回路１は、電池ブロ
ック１９の両端にそれぞれ第１のフォトリレー（開閉手
段）５及び第２のフォトリレー（開閉手段）６を介して
接続された差動増幅器（差動電圧検出手段）２により電
池ブロック１９の両端間の電圧が検出され、この検出さ
れた電池電圧はＡ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ変換手段）３によ
りデジタル変換され、出力フォトカプラ（出力データ伝
達手段）７から車両の制御装置に出力するように構成さ
れている。前記第１及び第２の各フォトリレー５、６
は、例えばフォトモスリレー（商品名）のような光反応
型の半導体スイッチにより構成されており、電池ブロッ
ク１９の電圧検出時に、検出対象とする電池ブロック１
９に接続された電圧検出回路１に対して車両の制御装置
から出力される開閉制御信号により電池ブロック１９と
差動増幅器２との間の接続を閉じるものである。前記開
閉制御信号は、接地電位が異なる車両側電気回路系と電
気的に絶縁された状態で信号入力できるように、入力フ
ォトカプラ（開閉信号伝達手段）８を通じて入力される
ので、入力フォトカプラ８から入力される開閉制御信号
により前記第１及び第２のフォトリレー５、６が閉じる
ように制御する。従って、電圧検出回路１と電池ブロッ
ク１９との間の接続は、電圧検出時にのみ接続され、そ
れ以外の不使用時においては電池ブロック１９は電圧検
出回路１に対する接続が絶たれた状態となり、不使用時
にリーク電流が流れることによる無駄な放電は発生しな
い。
【００２３】前記電池電源装置２０は、車両をモータ３
０により走行駆動することができる大きな出力電力を必
要とするため、前記電池ブロック１９を複数個直列接続
してエンジン駆動のための電気回路系の電圧に比して高
電圧の出力が得られるように構成されているので、電圧
検出回路１を含む電池電源装置２０の高電圧の電気回路
系は、車両側の低電圧の電気回路系と接地電位が電気的
に絶縁されたフローティング状態にして車両に搭載され
る。また、各電圧検出回路１ａ〜１ｎそれぞれに接続さ
れる各電池ブロック１９ａ〜１９ｎの接地電位からの電
位はそれぞれに異なるので、各電圧検出回路１ａ〜１ｎ
を動作させるための作動電力は、それぞれ個別に設ける
必要があり、この作動電力は電源供給部（作動電力供給
手段）１５から各電圧検出回路１ａ〜１ｎそれぞれに供
給される。電源供給部１５は、車両側から供給される電
力を変圧器により各電圧検出回路１ａ〜１ｎ個別の電力
が供給できるように構成されており、車両側と直流的に
絶縁すると共に、各電圧検出回路１ａ〜１ｎ間で直流的
に絶縁された状態となっている。
【００２４】上記電源供給部１５は、車両側の電気回路
系から供給される電力を用いて電池電源装置２０の高圧
の電気回路系に電圧検出回路１に作動電力を供給してい
るので、電源供給部１５に混入したコモンモードノイズ
の影響を電圧検出回路１に与える可能性があり、ノイズ
の影響による電圧検出に誤動作を生じさせる恐れがあ
る。即ち、電源供給部１５は接地電位が異なる低圧の電
気回路系と高圧の電気回路系とにまたがって接地点に対
するインピーダンスの不平衡な状態にあり、コモンモー
ドノイズの影響を受けやすくなっている。この状態でイ
ンバータ２９のように電流や電圧が大きく変化する構成
要素や、電池の充放電による電流の変化に伴うノイズ成
分の発生要素が存在するため、電源供給部１５にコモン
モードノイズが発生する可能性が大きくなる。このコモ
ンモードノイズの影響を除去するためには、各電圧検出
回路１ａ〜１ｎそれぞれの作動電力を自らの電池ブロッ
ク１９から得ることが有効となる。この作動電力供給の
構成を改良した電池電圧の検出装置の構成を第２の実施
形態として以下に説明する。
【００２５】図２において、第２の実施形態に係る電池
電圧の検出装置は、電池電源装置２０を構成する各電池
ブロック１９ａ〜１９ｎ毎に電圧検出回路１０ａ〜１０
ｎが設けられている。電圧検出回路１０は、電池ブロッ
ク１９の両端に接続された差動増幅器２により電池ブロ
ック１９の両端間の電圧が検出され、この検出された電
池電圧はＡ／Ｄ変換器３によりデジタル変換され、出力
フォトカプラ７から車両の制御装置に出力するように構
成されている。この電圧検出回路１０ａ〜１０ｎをそれ
ぞれに動作させるための作動電力は、各電圧検出回路１
０ａ〜１０ｎが接続される各電池ブロック１９ａ〜１９
ｎからそれぞれ供給される。
【００２６】即ち、前記差動増幅器２の作動電力は、電
池ブロック１９に接続された第１のレギュレータ（第１
の電圧変換手段）１１から供給され、Ａ／Ｄ変換器３の
作動電力は電池ブロック１９に接続された第２のレギュ
レータ（第２の電圧変換手段）１２から供給されるよう
に構成されている。前記第１及び第２の各レギュレータ
１１、１２は、例えば３端子レギュレータにより構成
し、電池ブロック１９の電圧を差動増幅器２またはＡ／
Ｄ変換器３の動作に適合する電圧に変換して供給するも
のである。
【００２７】このように各電圧検出回路１０ａ〜１０ｎ
の作動電力は、自らの電池ブロック１９から供給される
ので、第１の実施形態の構成に示したように電源供給部
１５を設ける必要がなく、装置の大型化や重量増を伴う
電源供給部１５を排除することができる。また、作動電
力は自らの電池ブロック１９から得られるので、電源供
給部１５の供給電力から受けるコモンモードノイズの影
響を除去することができる。
【００２８】この第２の実施形態の構成に先の第１の実
施形態によるリーク電流の排除の構成を加えることによ
り、より高機能な電池電圧の検出装置を構成することが
できる。この構成について第３の実施形態として次に説
明する。
【００２９】図３において、電圧検出回路１３は、電池
ブロック１９の両端にそれぞれ第１のフォトリレー５及
び第２のフォトリレー６を介して接続された差動増幅器
２により電池ブロック１９の両端間の電圧が検出され、
この検出された電池電圧はＡ／Ｄ変換器３によりデジタ
ル変換され、出力フォトカプラ７から車両の制御装置に
出力するように構成されている。前記第１及び第２の各
フォトリレー５、６は、電池ブロック１９の電圧検出時
に、検出対象とする電池ブロック１９に接続された電圧
検出回路１３に対して車両の制御装置から出力される開
閉制御信号により電池ブロック１９と差動増幅器２との
間の接続を閉じる。前記開閉制御信号は、入力フォトカ
プラ８に入力されるので、入力フォトカプラ８は開閉制
御信号により前記第１及び第２のフォトリレー５、６が
閉じるように制御する。従って、電圧検出回路１と電池
ブロック１９との間の接続は、電圧検出時にのみ接続さ
れるので、それ以外の不使用時においては電池ブロック
１９は電圧検出回路１に対する接続が絶たれた状態とな
り、不使用時にリーク電流が流れることによる無駄な放
電は発生しない。前記差動増幅器２の作動電力は、電池
ブロック１９に接続された第１のレギュレータ１１から
供給され、Ａ／Ｄ変換器３の作動電力は電池ブロック１
９に接続された第２のレギュレータ１２から供給される
ように構成されている。従って、各電圧検出回路１０ａ
〜１０ｎの作動電力は、自らの電池ブロック１９から供
給されるので、第１の実施形態の構成に示したように電
源供給部１５を設ける必要がなく、コモンモードノイズ
の影響を除去することができる。
【００３０】以上説明した各電池電圧の検出装置におい
て、各電池ブロック１９ａ〜１９ｎに対してそれぞれ電
圧検出回路１ａ〜１ｎ、１０ａ〜１０ｎ、１３ａ〜１３
ｎを設けて構成しているので、装置全体の構成が複雑化
することを抑制して、電圧検出回路１ａ〜１ｎ、１０ａ
〜１０ｎ、１３ａ〜１３ｎの数を削減した構成につい
て、以下に第４及び第５の実施形態として説明する。
【００３１】図４に示す第４の実施形態の構成は、複数
の電池ブロック１９に対して共通の電圧検出回路９を１
つ設け、切り換えにより複数の電池ブロック１９から順
次１つの電圧を検出できるようにしたものである。図４
に示すように、５つの電池ブロック１９ａ〜１９ｅに対
して１つの電圧検出回路９ａが設けられており、各電池
ブロック１９ａ〜１９ｅそれぞれの両端は切り換え回路
（検出切り換え手段）１６、１７を介して差動増幅器２
に接続される。前記切り換え回路１６、１７は、図５に
示すように、各電池ブロック１９ａ〜１９ｅの正極側に
対応するフォトリレー５ａ〜５ｅと、各電池ブロック１
９ａ〜１９ｅの負極側に対応するフォトリレー６ａ〜６
ｅと、正極側のフォトリレー５ａ〜５ｅの開閉を入力フ
ォトカプラ８から入力される開閉制御信号に基づいて切
り換える第１のデコーダ（開閉制御手段）２１と、負極
側のフォトリレー６ａ〜６ｅの開閉を入力フォトカプラ
８から入力される開閉制御信号に基づいて切り換える第
２のデコーダ（開閉制御手段）２２とを備えて構成され
ている。例えば、前記開閉制御信号が電池ブロック１９
ａの電圧を検出する制御信号であったときには、第１及
び第２の各デコーダ２１、２２は、電池ブロック１９ａ
に接続されたフォトリレー５ａ、６ａを閉じるように制
御するので、電池ブロック１９ａの両端は差動増幅器２
に接続され、電池ブロック１９ａの電圧が検出される。
従って、車両の制御装置は電池ブロック１９の識別信号
を含む開閉制御信号を入力フォトカプラ８を通じて入力
することにより、出力フォトカプラ７から該当する電池
ブロック１９の電圧検出データを得ることができ、複数
の電池ブロック１９に共通に１つの電圧検出回路９を設
けた簡素化された構成でも、第１の実施形態と同様の電
圧検出を行うことができる。
【００３２】上記構成において、１つの電圧検出回路９
により電圧検出する電池ブロック１９の数は５個に設定
しているが、この数は、各電池ブロック１９ａ〜１９ｅ
が切り換え回路１６、１７を通じて個別に差動増幅器２
に接続されるとき、電池ブロック１９の位置により差動
増幅器２の入力端子に加わる接地電位からの電位差が異
なるので、この電位差が差動増幅器２の許容範囲内とな
るように、使用する差動増幅器２により調整される。
【００３３】図６は、上記第４の実施形態の構成に加え
て、電圧検出回路１４の作動電力を電圧検出する電池ブ
ロック１９から得られるように構成したものである。切
り換え回路１６、１７の構成は先と同様に図５に示した
構成が採用され、差動増幅器２及びＡ／Ｄ変換器３に作
動電力を供給する第１及び第２の各レギュレータ１１、
１２は第２の実施形態の構成と同様に構成されているの
で、その説明は省略する。
【００３４】この構成によれば、電圧検出回路１４は電
圧測定時にのみ検出対象とする電池ブロック１９に切り
換え回路１６、１７により接続されるので、不使用時の
リーク電流は排除される。また、電圧検出回路１４は自
らの作動電力を検出対象とする電池ブロック１９から得
ることができるので、作動電力を得るために電源供給手
段を設ける必要がなく、電源供給手段からのコモンモー
ドノイズの侵入をなくすことができる。更に、複数の電
池ブロック１９に対して１つの電圧検出回路１４を設け
る構成により、電圧検出の構成を簡略化することができ
る。
【００３５】
【発明の効果】以上の説明の通り本発明によれば、電動
機駆動による自動車に搭載される電池電源装置の充放電
を制御するために、電池電源を構成する多数の単電池の
電圧を検出するに際して、電圧検出回路を電圧検出時に
のみ電池に接続する構成により、電圧検出回路からのリ
ーク電流により放電することがなくなるので、自動車が
不使用状態で長期に放置されたような場合でも電池の消
耗をなくすことができる。また、電圧検出回路の作動電
力を検出対象とする電池から得る構成により、電圧検出
回路の作動電力を供給するための電源供給手段をなくす
ことができ、電源供給手段から侵入するノイズにより電
圧検出に誤動作を生じさせることがなく、精度のよい電
池電圧の検出装置が構成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電池電圧検出装
置の構成を示す回路図。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る電池電圧検出装
置の構成を示す回路図。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る電池電圧検出装
置の構成を示す回路図。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る電池電圧検出装
置の構成を示す回路図。
【図５】切り換え回路の構成を示す回路図。
【図６】本発明の第５の実施形態に係る電池電圧検出装
置の構成を示す回路図。
【図７】従来技術に係る電池電圧の検出装置の構成を示
す回路図。
【符号の説明】
１、９、１０、１３、１４ 電圧検出回路 ２ 差動増幅器（差動電圧検出手段） ３ Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ変換手段） ５、５ａ〜５ｅ 第１のフォトリレー（開閉手段） ６、６ａ〜６ｅ 第２のフォトリレー（開閉手段） ７ 出力フォトカプラ（出力データ伝達手段） ８ 入力フォトカプラ（開閉信号伝達手段） １１ 第１のレギュレータ（第１の電圧変換手段） １２ 第２のレギュレータ（第２の電圧変換手段） １５ 電源供給部（作動電力供給手段） １６、１７ 切り換え回路（検出切り換え手段） １９ 電池ブロック ２１、２２ デコーダ（開閉制御手段）
フロントページの続き (72)発明者 為末 和彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 鳥井 祐次 静岡県湖西市境宿555番地 パナソニック ＥＶエナジー株式会社内 Ｆターム(参考） 2G016 CA03 CB11 CB12 CC01 CC04 CC16 CD01 CD16 2G035 AA08 AA20 AB03 AC01 AC08 AD20 AD27 AD33 AD36 AD43 AD65 5H111 AA02 BB06 CC01 CC16 DD03 FF05 HA05

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両駆動用電動機の駆動電源となる二次
    電池が多数の単電池を直列接続した組電池として構成さ
    れ、この組電池はその接地電位が車両側電気回路系の接
    地電位から電気的に絶縁された状態で車両に搭載されて
    なり、この組電池の電圧を単電池を所定数の直列接続ブ
    ロックの単位に分割した電池ブロック毎に検出するため
    に、前記電池ブロックの正負両端間の電位差を検出する
    差動電圧検出手段と、この差動電圧検出手段の出力電圧
    をデジタル変換するＡ／Ｄ変換手段と、このＡ／Ｄ変換
    手段からの出力データを車両側電気回路系と電気的に絶
    縁して車両側の電気回路系に伝達する出力データ伝達手
    段とを備えた電圧検出回路を設け、車両側の接地電位か
    ら電気的に絶縁された作動電力供給手段から前記各電圧
    検出回路毎に独立した作動電力を供給するように構成さ
    れてなる電池電圧の検出装置において、 前記電圧検出回路を電池ブロック毎に設け、各電圧検出
    回路に、電池ブロックの正負両端と前記差動電圧検出手
    段との間の接続を開閉する開閉手段と、車両側電気回路
    系からの開閉制御信号を車両側電気回路系と電気的に絶
    縁して前記開閉手段に伝達する開閉信号伝達手段とを設
    けたことを特徴とする電池電圧の検出装置。
  2. 【請求項２】 車両駆動用電動機の駆動電源となる二次
    電池が多数の単電池を直列接続した組電池として構成さ
    れ、この組電池はその接地電位が車両側電気回路系の接
    地電位から電気的に絶縁された状態で車両に搭載されて
    なり、この組電池の電圧を単電池を所定数の直列接続ブ
    ロックの単位に分割した電池ブロック毎に検出するため
    に、前記電池ブロックの正負両端間の電位差を検出する
    差動電圧検出手段と、この差動電圧検出手段の出力電圧
    をデジタル変換するＡ／Ｄ変換手段と、このＡ／Ｄ変換
    手段からの出力データを車両側電気回路系と電気的に絶
    縁して車両側の電気回路系に伝達する出力データ伝達手
    段とを備えた電圧検出回路を設け、車両側の接地電位か
    ら電気的に絶縁された作動電力供給手段から前記各電圧
    検出回路毎に独立した作動電力を供給するように構成さ
    れてなる電池電圧の検出装置において、 前記電圧検出回路を複数の電池ブロックの単位毎に設け
    ると共に、各電圧検出回路に、差動電圧検出手段と複数
    の電池ブロックの正負両端との間の接続をそれぞれ個別
    に開閉する複数の開閉手段と、この複数の開閉手段を開
    閉制御信号に基づいて個別に開閉制御する開閉制御手段
    とを備えて構成された検出切り換え回路を設け、車両側
    電気回路系からの開閉制御信号を車両側電気回路系と電
    気的に絶縁して前記検出切り換え回路に伝達する開閉信
    号伝達手段からの開閉制御信号に基づいて、前記開閉制
    御手段により検出対象とする電池ブロックの正負両端に
    接続された前記開閉手段を閉じて、その電池ブロックが
    前記差動電圧検出手段に接続されるように構成されてな
    ることを特徴とする電池電圧の検出装置。
  3. 【請求項３】 車両駆動用電動機の駆動電源となる二次
    電池が多数の単電池を直列接続した組電池として構成さ
    れ、この組電池はその接地電位が車両側電気回路系の接
    地電位から電気的に絶縁された状態で車両に搭載されて
    なり、この組電池の電圧を単電池を所定数の直列接続ブ
    ロックの単位に分割した電池ブロック毎に検出するため
    に、前記電池ブロックの正負両端間の電位差を検出する
    差動電圧検出手段と、この差動電圧検出手段の出力電圧
    をデジタル変換するＡ／Ｄ変換手段と、このＡ／Ｄ変換
    手段からの出力データを車両側電気回路系と電気的に絶
    縁して車両側の電気回路系に伝達する出力データ伝達手
    段とを備えた電圧検出回路を設けて構成されてなる電池
    電圧の検出装置において、 前記電圧検出回路を電池ブロック毎に設け、各電圧検出
    回路に、電池ブロックの電圧を所定電圧に変換して前記
    差動電圧検出手段に作動電力として供給する第１の電圧
    変換手段と、電池ブロックの電圧を所定電圧に変換して
    前記Ａ／Ｄ変換手段に作動電力として供給する第２の電
    圧変換手段とを設けて構成されてなることを特徴とする
    電池電圧の検出装置。
  4. 【請求項４】 車両駆動用電動機の駆動電源となる二次
    電池が多数の単電池を直列接続した組電池として構成さ
    れ、この組電池はその接地電位が車両側電気回路系の接
    地電位から電気的に絶縁された状態で車両に搭載されて
    なり、この組電池の電圧を単電池を所定数の直列接続ブ
    ロックの単位に分割した電池ブロック毎に検出するため
    に、前記電池ブロックの正負両端間の電位差を検出する
    差動電圧検出手段と、この差動電圧検出手段の出力電圧
    をデジタル変換するＡ／Ｄ変換手段と、このＡ／Ｄ変換
    手段からの出力データを車両側電気回路系と電気的に絶
    縁して車両側の電気回路系に伝達する出力データ伝達手
    段とを備えた電圧検出回路を設けて構成されてなる電池
    電圧の検出装置において、 前記電圧検出回路を電池ブロック毎に設け、各電圧検出
    回路に、電池ブロックの電圧を所定電圧に変換して前記
    差動電圧検出手段に供給する第１の電圧変換手段と、電
    池ブロックの電圧を所定電圧に変換して前記Ａ／Ｄ変換
    手段に供給する第２の電圧変換手段と、電池ブロックの
    正負両端と前記差動電圧検出手段との間の接続を開閉す
    る開閉手段と、車両側電気回路系からの開閉制御信号を
    車両側電気回路系と電気的に絶縁して前記開閉手段に伝
    達する開閉信号伝達手段とを設けたことを特徴とする電
    池電圧の検出装置。
  5. 【請求項５】 車両駆動用電動機の駆動電源となる二次
    電池が多数の単電池を直列接続した組電池として構成さ
    れ、この組電池はその接地電位が車両側電気回路系の接
    地電位から電気的に絶縁された状態で車両に搭載されて
    なり、この組電池の電圧を単電池を所定数の直列接続ブ
    ロックの単位に分割した電池ブロック毎に検出するため
    に、前記電池ブロックの正負両端間の電位差を検出する
    差動電圧検出手段と、この差動電圧検出手段の出力電圧
    をデジタル変換するＡ／Ｄ変換手段と、このＡ／Ｄ変換
    手段からの出力データを車両側電気回路系と電気的に絶
    縁して車両側の電気回路系に伝達する出力データ伝達手
    段とを備えた電圧検出回路を設けて構成されてなる電池
    電圧の検出装置において、 前記電圧検出回路を複数の電池ブロックの単位毎に設
    け、各電圧検出回路に、電池ブロックの電圧を所定電圧
    に変換して前記差動電圧検出手段に供給する第１の電圧
    変換手段と、電池ブロックの電圧を所定電圧に変換して
    前記Ａ／Ｄ変換手段に供給する第２の電圧変換手段とを
    設けると共に、前記差動電圧検出手段と複数の電池ブロ
    ックの正負両端との間の接続をそれぞれ個別に開閉する
    複数の開閉手段と、この複数の開閉手段を開閉制御信号
    に基づいて個別に開閉制御する開閉制御手段とを備えて
    構成された検出切り換え回路を設け、車両側電気回路系
    からの開閉制御信号を車両側電気回路系と電気的に絶縁
    して前記検出切り換え回路に伝達する開閉信号伝達手段
    からの開閉制御信号に基づいて、前記開閉制御手段によ
    り検出対象とする電池ブロックの正負両端に接続された
    前記開閉手段を閉じて、その電池ブロックが前記差動電
    圧検出手段に接続されるように構成されてなることを特
    徴とする電池電圧の検出装置。
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