JP2002315212A - フライングキャパシタ式組電池電圧検出装置 - Google Patents
フライングキャパシタ式組電池電圧検出装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】複数のフライングキャパシタ式検出回路系をも
つ組電池電圧検出装置の電圧誤差の低減。 【解決手段】誤差補正用アナログスイッチＳｒと入力側
サンプリングスイッチＳ７、Ｓ８とを同時にオンして、
同じ電池モジュール電圧ＶＢ７をフライングキャパシタ
Ｃ１、Ｃ２に印加し、差動電圧検出回路３１、３２の出
力電圧差により、フライングキャパシタＣ１と差動電圧
検出回路３１とからなる系の電圧増幅率と、フライング
キャパシタＣ２と差動電圧検出回路３２の電圧増幅率と
の差を検出する。
つ組電池電圧検出装置の電圧誤差の低減。 【解決手段】誤差補正用アナログスイッチＳｒと入力側
サンプリングスイッチＳ７、Ｓ８とを同時にオンして、
同じ電池モジュール電圧ＶＢ７をフライングキャパシタ
Ｃ１、Ｃ２に印加し、差動電圧検出回路３１、３２の出
力電圧差により、フライングキャパシタＣ１と差動電圧
検出回路３１とからなる系の電圧増幅率と、フライング
キャパシタＣ２と差動電圧検出回路３２の電圧増幅率と
の差を検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フライングキャパ
シタ式組電池電圧検出装置に関し、特にマルチプレクサ
を用いるフライングキャパシタ式組電池電圧検出装置に
関する。
シタ式組電池電圧検出装置に関し、特にマルチプレクサ
を用いるフライングキャパシタ式組電池電圧検出装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえばハイブリッド自動車や電気自動
車、燃料電池車などでは、二次電池や燃料電池からなる
組電池を直列接続したきわめて多数の単電池で構成して
いる。この組電池の状態観測には、一乃至直列接続され
た複数の単電池からなり、互いに直列された電池モジュ
ールごとに電圧モニタする必要がある。各電池モジュー
ルごとに電圧検出回路を装備することは装置の大規模化
を招くため、通常はマルチプレクサを用いて各電池モジ
ュール電圧を時間順次にサンプリングすることにより、
電圧検出回路の必要個数を低減している。
車、燃料電池車などでは、二次電池や燃料電池からなる
組電池を直列接続したきわめて多数の単電池で構成して
いる。この組電池の状態観測には、一乃至直列接続され
た複数の単電池からなり、互いに直列された電池モジュ
ールごとに電圧モニタする必要がある。各電池モジュー
ルごとに電圧検出回路を装備することは装置の大規模化
を招くため、通常はマルチプレクサを用いて各電池モジ
ュール電圧を時間順次にサンプリングすることにより、
電圧検出回路の必要個数を低減している。
【０００３】マルチプレクサにより時間順次多重化され
た各電池モジュール電圧はフライングキャパシタに蓄電
した後、更にサンプリングスイッチを通じて差動電圧検
出回路に入力することにより組電池の絶対電圧から差動
電圧検出回路を絶縁することができる。
た各電池モジュール電圧はフライングキャパシタに蓄電
した後、更にサンプリングスイッチを通じて差動電圧検
出回路に入力することにより組電池の絶対電圧から差動
電圧検出回路を絶縁することができる。
【０００４】従来のフライングキャパシタ式電圧検出回
路の典型例を図６に示す。
路の典型例を図６に示す。
【０００５】１は電圧源、２、３は入力側サンプリング
スイッチ、４はフライングキャパシタ、５、６は出力側
サンプリングスイッチ、７、８は電位設定抵抗素子、９
は高入力抵抗の差動増幅回路である。
スイッチ、４はフライングキャパシタ、５、６は出力側
サンプリングスイッチ、７、８は電位設定抵抗素子、９
は高入力抵抗の差動増幅回路である。
【０００６】電圧源１の電圧検出は次のように行われ
る。まず、入力側サンプリングスイッチ２、３をオンし
て電圧源１の電圧をフライングキャパシタ４にサンプル
ホールドする。次に、入力側サンプリングスイッチ２、
３をオフした後で出力側サンプリングスイッチ５、６を
オンしてフライングキャパシタ４の蓄電電圧を差動増幅
回路９の一対の入力端間に印加する。
る。まず、入力側サンプリングスイッチ２、３をオンし
て電圧源１の電圧をフライングキャパシタ４にサンプル
ホールドする。次に、入力側サンプリングスイッチ２、
３をオフした後で出力側サンプリングスイッチ５、６を
オンしてフライングキャパシタ４の蓄電電圧を差動増幅
回路９の一対の入力端間に印加する。
【０００７】電位設定抵抗素子７、８は、フライングキ
ャパシタの蓄電電圧が０の場合に差動電圧検出回路９の
入力端子の電位が差動電圧検出回路の基準電位に一致す
るように、差動電圧検出回路９の入力端子の基準電位
（対地電位差）を電位設定するとともに、出力側サンプ
リングスイッチ５、６のオン期間にフライングキャパシ
タ４の蓄電電荷を次回の読み込みに備えて放電する。
ャパシタの蓄電電圧が０の場合に差動電圧検出回路９の
入力端子の電位が差動電圧検出回路の基準電位に一致す
るように、差動電圧検出回路９の入力端子の基準電位
（対地電位差）を電位設定するとともに、出力側サンプ
リングスイッチ５、６のオン期間にフライングキャパシ
タ４の蓄電電荷を次回の読み込みに備えて放電する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、各電池
モジュールごとに上記フライングキャパシタ式検出回路
系を準備することは回路系が大規模化する上、その上、
各フライングキャパシタ式検出回路系ごとにＤＣオフセ
ットや増幅率の差に起因する信号電圧ばらつきが生じて
しまうという問題があった。
モジュールごとに上記フライングキャパシタ式検出回路
系を準備することは回路系が大規模化する上、その上、
各フライングキャパシタ式検出回路系ごとにＤＣオフセ
ットや増幅率の差に起因する信号電圧ばらつきが生じて
しまうという問題があった。
【０００９】入力側サンプリングスイッチ２，３を、多
数の入力側サンプリングスイッチを内蔵するマルチプレ
クサに変更することにより、検出回路系を簡素化するこ
とができるが、その結果、各電池モジュール電圧をフラ
イングキャパシタに順次読み込むためのマルチプレクサ
が複雑化するとともに、各電池モジュール電圧をフライ
ングキャパシタに読み込み、出力側サンプリングスイッ
チをオンして差動電圧検出回路に出力する動作を時間順
次に行う必要があるのですべての電池モジュール電圧の
検出を完了するのに時間が掛かるという問題が生じた。
数の入力側サンプリングスイッチを内蔵するマルチプレ
クサに変更することにより、検出回路系を簡素化するこ
とができるが、その結果、各電池モジュール電圧をフラ
イングキャパシタに順次読み込むためのマルチプレクサ
が複雑化するとともに、各電池モジュール電圧をフライ
ングキャパシタに読み込み、出力側サンプリングスイッ
チをオンして差動電圧検出回路に出力する動作を時間順
次に行う必要があるのですべての電池モジュール電圧の
検出を完了するのに時間が掛かるという問題が生じた。
【００１０】これらのことを考えると、上記マルチプレ
クサにより電池モジュール電圧を電池モジュール数より
少ない複数のフライングキャパシタに並列に読み込む
「マルチプレクサ＋複数フライングキャパシタ」の回路
構成が、回路の複雑化を抑止しつつ計測時間短縮を図る
合理的解決策であると言える。しかしながら、この場合
でも、複数のフライングキャパシタの容量差やこれら複
数のフライングキャパシタの蓄電電圧を個別に検出する
複数の差動電圧検出回路の増幅率ばらつきなどによる各
電池モジュール電圧の検出ばらつきが問題となる。
クサにより電池モジュール電圧を電池モジュール数より
少ない複数のフライングキャパシタに並列に読み込む
「マルチプレクサ＋複数フライングキャパシタ」の回路
構成が、回路の複雑化を抑止しつつ計測時間短縮を図る
合理的解決策であると言える。しかしながら、この場合
でも、複数のフライングキャパシタの容量差やこれら複
数のフライングキャパシタの蓄電電圧を個別に検出する
複数の差動電圧検出回路の増幅率ばらつきなどによる各
電池モジュール電圧の検出ばらつきが問題となる。
【００１１】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、複数のフライングキャパシタ式検出回路系をもつ
組電池電圧検出装置の電圧誤差の低減をその目的として
いる。
あり、複数のフライングキャパシタ式検出回路系をもつ
組電池電圧検出装置の電圧誤差の低減をその目的として
いる。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１記載のフライン
グキャパシタ式組電池電圧検出装置は、複数のフライン
グキャパシタと、互いに直列接続された多数の電池モジ
ュールからなる組電池の各電池モジュール電圧を前記各
フライングキャパシタに分配するための複数の入力側サ
ンプリングスイッチを有するモジュール電圧分配回路
と、前記各フライングキャパシタの蓄電電圧を差動増幅
する差動電圧検出回路を含む電圧検出部と、前記各フラ
イングキャパシタと前記差動電圧検出回路との間に介設
される出力側サンプリングスイッチと、前記各フライン
グキャパシタに同一電圧を入力するための誤差補正用ア
ナログスイッチと、少なくとも前記誤差補正用アナログ
スイッチにより前記同一電圧が前記各フライングキャパ
シタに入力された場合に前記差動電圧検出回路から出力
される各フライングキャパシタの蓄電電圧のばらつきに
関連するデータを採取するとともに前記データに基づい
て少なくとも前記フライングキャパシタの容量差に起因
する前記電圧検出部の出力電圧ばらつきを補正するデー
タ処理回路とを備えることを特徴としている。
グキャパシタ式組電池電圧検出装置は、複数のフライン
グキャパシタと、互いに直列接続された多数の電池モジ
ュールからなる組電池の各電池モジュール電圧を前記各
フライングキャパシタに分配するための複数の入力側サ
ンプリングスイッチを有するモジュール電圧分配回路
と、前記各フライングキャパシタの蓄電電圧を差動増幅
する差動電圧検出回路を含む電圧検出部と、前記各フラ
イングキャパシタと前記差動電圧検出回路との間に介設
される出力側サンプリングスイッチと、前記各フライン
グキャパシタに同一電圧を入力するための誤差補正用ア
ナログスイッチと、少なくとも前記誤差補正用アナログ
スイッチにより前記同一電圧が前記各フライングキャパ
シタに入力された場合に前記差動電圧検出回路から出力
される各フライングキャパシタの蓄電電圧のばらつきに
関連するデータを採取するとともに前記データに基づい
て少なくとも前記フライングキャパシタの容量差に起因
する前記電圧検出部の出力電圧ばらつきを補正するデー
タ処理回路とを備えることを特徴としている。
【００１３】本構成によれば、モジュール電圧分配回路
の出力電圧を処理するために並列に配置された複数のフ
ライングキャパシタ間の容量誤差や複数の差動電圧検出
回路間の電圧増幅率誤差を、回路構成の複雑化を抑止し
つつ補償することができるので、回路構成の複雑化を抑
止しつつ各電池モジュール電圧の検出時間を短縮するこ
とができる。これにより、各電池モジュール電圧間の検
出時点のずれに起因する電圧検出精度の低下を低減する
ことができる。
の出力電圧を処理するために並列に配置された複数のフ
ライングキャパシタ間の容量誤差や複数の差動電圧検出
回路間の電圧増幅率誤差を、回路構成の複雑化を抑止し
つつ補償することができるので、回路構成の複雑化を抑
止しつつ各電池モジュール電圧の検出時間を短縮するこ
とができる。これにより、各電池モジュール電圧間の検
出時点のずれに起因する電圧検出精度の低下を低減する
ことができる。
【００１４】請求項２記載の構成は請求項１記載のフラ
イングキャパシタ式組電池電圧検出装置において更に、
前記誤差補正用アナログスイッチが、前記モジュール電
圧分配回路の前記入力側サンプリングスイッチととも
に、すべての前記フライングキャパシタに前記同一の電
池モジュール電圧を印加することを特徴としている。
イングキャパシタ式組電池電圧検出装置において更に、
前記誤差補正用アナログスイッチが、前記モジュール電
圧分配回路の前記入力側サンプリングスイッチととも
に、すべての前記フライングキャパシタに前記同一の電
池モジュール電圧を印加することを特徴としている。
【００１５】本構成によれば、回路構成の複雑化を一層
抑止することができる。
抑止することができる。
【００１６】請求項３記載のフライングキャパシタ式組
電池電圧検出装置は、複数のフライングキャパシタと、
互いに直列接続された多数の電池モジュールからなる組
電池の各電池モジュール電圧を前記各フライングキャパ
シタに分配するための複数の入力側サンプリングスイッ
チを有するモジュール電圧分配回路と、前記各フライン
グキャパシタの蓄電電圧を個別に差動増幅する複数の差
動電圧検出回路を含む電圧検出部と、前記各フライング
キャパシタと前記各差動電圧検出回路との間に介設され
る出力側サンプリングスイッチと、実質的に同一の前記
各フライングキャパシタの蓄電電圧を前記各差動電圧検
出回路に出力するための誤差補正用アナログスイッチ
と、少なくとも前記誤差補正用アナログスイッチにより
前記実質的に同一のフライングキャパシタの前記蓄電電
圧が前記差動電圧検出回路に入力された場合に前記各差
動電圧検出回路の出力電圧のばらつきに関連するデータ
を採取するとともに前記データに基づいて前記各差動電
圧検出回路の電圧増幅率の差に起因する前記電圧検出部
の出力電圧ばらつきを補正するデータ処理回路とを備え
ることを特徴としている。
電池電圧検出装置は、複数のフライングキャパシタと、
互いに直列接続された多数の電池モジュールからなる組
電池の各電池モジュール電圧を前記各フライングキャパ
シタに分配するための複数の入力側サンプリングスイッ
チを有するモジュール電圧分配回路と、前記各フライン
グキャパシタの蓄電電圧を個別に差動増幅する複数の差
動電圧検出回路を含む電圧検出部と、前記各フライング
キャパシタと前記各差動電圧検出回路との間に介設され
る出力側サンプリングスイッチと、実質的に同一の前記
各フライングキャパシタの蓄電電圧を前記各差動電圧検
出回路に出力するための誤差補正用アナログスイッチ
と、少なくとも前記誤差補正用アナログスイッチにより
前記実質的に同一のフライングキャパシタの前記蓄電電
圧が前記差動電圧検出回路に入力された場合に前記各差
動電圧検出回路の出力電圧のばらつきに関連するデータ
を採取するとともに前記データに基づいて前記各差動電
圧検出回路の電圧増幅率の差に起因する前記電圧検出部
の出力電圧ばらつきを補正するデータ処理回路とを備え
ることを特徴としている。
【００１７】本構成によれば、モジュール電圧分配回路
の出力電圧を処理するために並列に配置された複数のフ
ライングキャパシタ間の蓄電電圧を個別に増幅する複数
の差動電圧検出回路間の電圧増幅率誤差を、回路構成の
複雑化を抑止しつつ補償することができるので、回路構
成の複雑化を抑止しつつ各電池モジュール電圧の検出時
間を短縮することができる。これにより、各電池モジュ
ール電圧間の検出時点のずれに起因する電圧検出精度の
低下を低減することができる。
の出力電圧を処理するために並列に配置された複数のフ
ライングキャパシタ間の蓄電電圧を個別に増幅する複数
の差動電圧検出回路間の電圧増幅率誤差を、回路構成の
複雑化を抑止しつつ補償することができるので、回路構
成の複雑化を抑止しつつ各電池モジュール電圧の検出時
間を短縮することができる。これにより、各電池モジュ
ール電圧間の検出時点のずれに起因する電圧検出精度の
低下を低減することができる。
【００１８】請求項４記載のフライングキャパシタ式組
電池電圧検出装置は、フライングキャパシタと、互いに
直列接続された多数の電池モジュールからなる組電池の
各電池モジュール電圧を前記フライングキャパシタに時
間順次に入力するための複数の入力側サンプリングスイ
ッチを有する入力マルチプレクサ回路と、前記フライン
グキャパシタの蓄電電圧を差動増幅する差動電圧検出回
路と、前記フライングキャパシタと前記差動電圧検出回
路との間に介設される出力側サンプリングスイッチと、
前記出力側サンプリングスイッチが遮断されている状態
での前記差動電圧検出回路の出力電圧のばらつきに関連
するデータを採取するとともに前記データに基づいて前
記差動電圧検出回路の基準入力電圧の変動を補正するデ
ータ処理回路とを備えることを特徴としている。
電池電圧検出装置は、フライングキャパシタと、互いに
直列接続された多数の電池モジュールからなる組電池の
各電池モジュール電圧を前記フライングキャパシタに時
間順次に入力するための複数の入力側サンプリングスイ
ッチを有する入力マルチプレクサ回路と、前記フライン
グキャパシタの蓄電電圧を差動増幅する差動電圧検出回
路と、前記フライングキャパシタと前記差動電圧検出回
路との間に介設される出力側サンプリングスイッチと、
前記出力側サンプリングスイッチが遮断されている状態
での前記差動電圧検出回路の出力電圧のばらつきに関連
するデータを採取するとともに前記データに基づいて前
記差動電圧検出回路の基準入力電圧の変動を補正するデ
ータ処理回路とを備えることを特徴としている。
【００１９】本構成によれば、フライングキャパシタの
電圧を差動増幅する差動電圧検出回路の基準電圧のばら
つきを、回路構成の複雑化を抑止しつつ補償することが
できる。
電圧を差動増幅する差動電圧検出回路の基準電圧のばら
つきを、回路構成の複雑化を抑止しつつ補償することが
できる。
【００２０】請求項５記載のフライングキャパシタ式組
電池電圧検出装置は、フライングキャパシタと、互いに
直列接続された多数の電池モジュールからなる組電池の
各電池モジュール電圧を前記フライングキャパシタに時
間順次に入力するための複数の入力側サンプリングスイ
ッチを有する入力マルチプレクサ回路と、前記フライン
グキャパシタの蓄電電圧を差動増幅する差動電圧検出回
路と、前記フライングキャパシタと前記差動電圧検出回
路との間に介設される出力側サンプリングスイッチと、
前記モジュール電圧分配回路の前記入力側サンプリング
スイッチが遮断されている時に前記フライングキャパシ
タを短絡する短絡スイッチと、前記短絡スイッチにより
前記フライングキャパシタが短絡されている状態での前
記差動電圧検出回路の出力電圧のばらつきに関連するデ
ータを採取するとともに前記データに基づいて前記差動
電圧検出回路の基準入力電圧の変動を補正するデータ処
理回路とを備えることを特徴としている。
電池電圧検出装置は、フライングキャパシタと、互いに
直列接続された多数の電池モジュールからなる組電池の
各電池モジュール電圧を前記フライングキャパシタに時
間順次に入力するための複数の入力側サンプリングスイ
ッチを有する入力マルチプレクサ回路と、前記フライン
グキャパシタの蓄電電圧を差動増幅する差動電圧検出回
路と、前記フライングキャパシタと前記差動電圧検出回
路との間に介設される出力側サンプリングスイッチと、
前記モジュール電圧分配回路の前記入力側サンプリング
スイッチが遮断されている時に前記フライングキャパシ
タを短絡する短絡スイッチと、前記短絡スイッチにより
前記フライングキャパシタが短絡されている状態での前
記差動電圧検出回路の出力電圧のばらつきに関連するデ
ータを採取するとともに前記データに基づいて前記差動
電圧検出回路の基準入力電圧の変動を補正するデータ処
理回路とを備えることを特徴としている。
【００２１】本構成によれば、フライングキャパシタの
電圧を差動増幅する差動電圧検出回路の基準電圧のばら
つきを、回路構成の複雑化を抑止しつつ補償することが
できる。
電圧を差動増幅する差動電圧検出回路の基準電圧のばら
つきを、回路構成の複雑化を抑止しつつ補償することが
できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明のフライングキャパ
シタ式組電池電圧検出装置の好適な態様を以下の実施例
により詳細に説明する。ただし、本発明は下記の実施例
の構成に限定されるものではなく、置換可能な公知回路
を用いて構成できることは当然である。
シタ式組電池電圧検出装置の好適な態様を以下の実施例
により詳細に説明する。ただし、本発明は下記の実施例
の構成に限定されるものではなく、置換可能な公知回路
を用いて構成できることは当然である。
【００２３】
【実施例１】本発明を適用するフライングキャパシタ式
組電池電圧検出装置の一実施例を図１に示す回路図を参
照して説明する。 （回路構成）組電池１は、８つの電池モジュールＶＢ１
〜ＶＢ７を直列接続してなる。なお、この実施例では、
簡略化のために電池モジュールＶＢ１〜ＶＢ７の電圧を
ＶＢ１〜ＶＢ７と同一符号にて表すものとする。各電池
モジュールＶＢ１〜ＶＢ７はそれぞれ等しい数の単電池
を直列接続してなる。Ｒ１〜Ｒ８は電流制限抵抗素子で
あり、Ｓ１〜Ｓ８は電流制限抵抗素子Ｒ１〜Ｒ８と個別
に直列接続されたサンプリングスイッチ（入力側サンプ
リングスイッチ）であり、マルチプレクサ（本発明でい
うモジュール電圧分配回路）２を構成している。
組電池電圧検出装置の一実施例を図１に示す回路図を参
照して説明する。 （回路構成）組電池１は、８つの電池モジュールＶＢ１
〜ＶＢ７を直列接続してなる。なお、この実施例では、
簡略化のために電池モジュールＶＢ１〜ＶＢ７の電圧を
ＶＢ１〜ＶＢ７と同一符号にて表すものとする。各電池
モジュールＶＢ１〜ＶＢ７はそれぞれ等しい数の単電池
を直列接続してなる。Ｒ１〜Ｒ８は電流制限抵抗素子で
あり、Ｓ１〜Ｓ８は電流制限抵抗素子Ｒ１〜Ｒ８と個別
に直列接続されたサンプリングスイッチ（入力側サンプ
リングスイッチ）であり、マルチプレクサ（本発明でい
うモジュール電圧分配回路）２を構成している。
【００２４】（４ｍ（ｍは０又は正の整数）＋１）番目
のサンプリングスイッチＳ１、Ｓ５は、組電池１の（４
ｍ（ｍは０又は正の整数）＋１）番目の端子と第一のフ
ライングキャパシタＣ１の独立端とを個別に接続してい
る。フライングキャパシタＣ１、Ｃ２はできるだけ等し
い静電容量を有している。
のサンプリングスイッチＳ１、Ｓ５は、組電池１の（４
ｍ（ｍは０又は正の整数）＋１）番目の端子と第一のフ
ライングキャパシタＣ１の独立端とを個別に接続してい
る。フライングキャパシタＣ１、Ｃ２はできるだけ等し
い静電容量を有している。
【００２５】（４ｍ（ｍは０又は正の整数）＋３）番目
のサンプリングスイッチＳ３、Ｓ７は、組電池１の（４
ｍ（ｍは０又は正の整数）＋３）番目の端子と第二のフ
ライングキャパシタＣ２の独立端とを個別に接続してい
る。
のサンプリングスイッチＳ３、Ｓ７は、組電池１の（４
ｍ（ｍは０又は正の整数）＋３）番目の端子と第二のフ
ライングキャパシタＣ２の独立端とを個別に接続してい
る。
【００２６】（２ｍ（ｍは０又は正の整数）すなわち偶
数）番目のサンプリングスイッチＳ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ
８は、組電池１の（２ｍ（ｍは０又は正の整数）すなわ
ち偶数）番目の端子を、両フライングキャパシタＣ１、
Ｃ２の接続端に個別に接続している。
数）番目のサンプリングスイッチＳ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ
８は、組電池１の（２ｍ（ｍは０又は正の整数）すなわ
ち偶数）番目の端子を、両フライングキャパシタＣ１、
Ｃ２の接続端に個別に接続している。
【００２７】サンプリングスイッチＳ１０〜Ｓ１２は出
力側サンプリングスイッチである。サンプリングスイッ
チＳ１０は、第一のフライングキャパシタＣ１の独立端
を入力抵抗素子Ｒ１１、Ｒ１２を通じて電圧検出部３の
差動電圧検出回路３１の入力端子Ｘに接続する。サンプ
リングスイッチＳ１２は、第二のフライングキャパシタ
Ｃ２の独立端を入力抵抗素子Ｒ１１’、Ｒ１２’を通じ
て電圧検出部３の差動電圧検出回路３２の入力端子Ｘ’
に接続する。サンプリングスイッチＳ１１は、両フライ
ングキャパシタＣ１、Ｃ２の接続点を、入力抵抗素子Ｒ
ｅ１を通じて差動電圧検出回路３１の入力端子Ｙに、入
力抵抗素子Ｒｅ１’を通じて差動電圧検出回路３２の入
力端子Ｙ’に接続している。差動電圧検出回路３１の入
力端Ｙには抵抗阻止Ｒｅ２を通じて基準電圧源３３から
基準電圧Ｖｒｅｆ（２．５Ｖ）が印加され、差動電圧検
出回路３２の入力端Ｙ’には抵抗阻止Ｒｅ２’を通じて
基準電圧源３３から基準電圧Ｖｒｅｆ（２．５Ｖ）が印
加されている。
力側サンプリングスイッチである。サンプリングスイッ
チＳ１０は、第一のフライングキャパシタＣ１の独立端
を入力抵抗素子Ｒ１１、Ｒ１２を通じて電圧検出部３の
差動電圧検出回路３１の入力端子Ｘに接続する。サンプ
リングスイッチＳ１２は、第二のフライングキャパシタ
Ｃ２の独立端を入力抵抗素子Ｒ１１’、Ｒ１２’を通じ
て電圧検出部３の差動電圧検出回路３２の入力端子Ｘ’
に接続する。サンプリングスイッチＳ１１は、両フライ
ングキャパシタＣ１、Ｃ２の接続点を、入力抵抗素子Ｒ
ｅ１を通じて差動電圧検出回路３１の入力端子Ｙに、入
力抵抗素子Ｒｅ１’を通じて差動電圧検出回路３２の入
力端子Ｙ’に接続している。差動電圧検出回路３１の入
力端Ｙには抵抗阻止Ｒｅ２を通じて基準電圧源３３から
基準電圧Ｖｒｅｆ（２．５Ｖ）が印加され、差動電圧検
出回路３２の入力端Ｙ’には抵抗阻止Ｒｅ２’を通じて
基準電圧源３３から基準電圧Ｖｒｅｆ（２．５Ｖ）が印
加されている。
【００２８】Ｒｆ１、Ｒｆ２は、互いに直列接続された
差動電圧検出回路３１の帰還抵抗素子であり、Ｒｆ
１’、Ｒｆ２’は、互いに直列接続された差動電圧検出
回路３２の帰還抵抗素子であり、Ｒｏは差動電圧検出回
路３１の出力抵抗素子、Ｒｏ’は差動電圧検出回路３１
の出力抵抗素子である。差動電圧検出回路３１、３２は
オペアンプ３１０、３２０を用いた周知の差動電圧増幅
回路であり、説明は省略する。各差動電圧検出回路３
１、３２の出力電圧は、図示しないＡ／Ｄコンバータに
てデジタル信号に変換された後、コントローラ４に入力
される。コントローラ４は、マイコンを内蔵し、上記各
スイッチを所定順序で開閉する。
差動電圧検出回路３１の帰還抵抗素子であり、Ｒｆ
１’、Ｒｆ２’は、互いに直列接続された差動電圧検出
回路３２の帰還抵抗素子であり、Ｒｏは差動電圧検出回
路３１の出力抵抗素子、Ｒｏ’は差動電圧検出回路３１
の出力抵抗素子である。差動電圧検出回路３１、３２は
オペアンプ３１０、３２０を用いた周知の差動電圧増幅
回路であり、説明は省略する。各差動電圧検出回路３
１、３２の出力電圧は、図示しないＡ／Ｄコンバータに
てデジタル信号に変換された後、コントローラ４に入力
される。コントローラ４は、マイコンを内蔵し、上記各
スイッチを所定順序で開閉する。
【００２９】ＲＳ１は、この実施例の特徴をなす誤差補
正用アナログスイッチであり、入力抵抗素子Ｒ１１，Ｒ
１２の接続点と入力抵抗素子Ｒ１１’，Ｒ１２’の接続
点とを接続している。
正用アナログスイッチであり、入力抵抗素子Ｒ１１，Ｒ
１２の接続点と入力抵抗素子Ｒ１１’，Ｒ１２’の接続
点とを接続している。
【００３０】（モジュール電圧検出動作例）この回路に
よる電池モジュールＶＢ１〜ＶＢ７の電圧検出動作の一
例を以下に説明する。
よる電池モジュールＶＢ１〜ＶＢ７の電圧検出動作の一
例を以下に説明する。
【００３１】最初に、サンプリングスイッチＳ１、Ｓ
２、Ｓ３をオンして、電池モジュールＶＢ１の電圧をフ
ライングキャパシタＣ１に、電池モジュールＶＢ２の電
圧をフライングキャパシタＣ２に読み込む。
２、Ｓ３をオンして、電池モジュールＶＢ１の電圧をフ
ライングキャパシタＣ１に、電池モジュールＶＢ２の電
圧をフライングキャパシタＣ２に読み込む。
【００３２】次に、サンプリングスイッチＳ１、Ｓ２、
Ｓ３をオフし、サンプリングスイッチＳ１０、Ｓ１１、
Ｓ１２を所定期間だけオンして、フライングキャパシタ
Ｃ１の電位差を差動電圧検出回路３１に、フライングキ
ャパシタＣ２の電位差を差動電圧検出回路３２に読み込
み、差動電圧検出回路３１、３２の出力電圧をそれぞれ
Ａ／Ｄコンバータを通じてコントローラ４に送る。
Ｓ３をオフし、サンプリングスイッチＳ１０、Ｓ１１、
Ｓ１２を所定期間だけオンして、フライングキャパシタ
Ｃ１の電位差を差動電圧検出回路３１に、フライングキ
ャパシタＣ２の電位差を差動電圧検出回路３２に読み込
み、差動電圧検出回路３１、３２の出力電圧をそれぞれ
Ａ／Ｄコンバータを通じてコントローラ４に送る。
【００３３】次に、サンプリングスイッチＳ１０、Ｓ１
１、Ｓ１２をオフし、サンプリングスイッチＳ３、Ｓ
４、Ｓ５をオンして、電池モジュールＶＢ３の電圧をフ
ライングキャパシタＣ２に、電池モジュールＶＢ４の電
圧をフライングキャパシタＣ１に読み込む。
１、Ｓ１２をオフし、サンプリングスイッチＳ３、Ｓ
４、Ｓ５をオンして、電池モジュールＶＢ３の電圧をフ
ライングキャパシタＣ２に、電池モジュールＶＢ４の電
圧をフライングキャパシタＣ１に読み込む。
【００３４】次に、サンプリングスイッチＳ１、Ｓ２、
Ｓ３をオフし、サンプリングスイッチＳ１０、Ｓ１１、
Ｓ１２を所定期間だけオンして、フライングキャパシタ
Ｃ１の電位差を差動電圧検出回路３１に、フライングキ
ャパシタＣ２の電位差を差動電圧検出回路３２に読み込
み、差動電圧検出回路３１、３２の出力電圧をそれぞれ
図示しないＡ／Ｄコンバータを通じてコントローラ４に
送る。
Ｓ３をオフし、サンプリングスイッチＳ１０、Ｓ１１、
Ｓ１２を所定期間だけオンして、フライングキャパシタ
Ｃ１の電位差を差動電圧検出回路３１に、フライングキ
ャパシタＣ２の電位差を差動電圧検出回路３２に読み込
み、差動電圧検出回路３１、３２の出力電圧をそれぞれ
図示しないＡ／Ｄコンバータを通じてコントローラ４に
送る。
【００３５】次に、サンプリングスイッチＳ５、Ｓ６、
Ｓ７をオンして、電池モジュールＶＢ５の電圧をフライ
ングキャパシタＣ１に、電池モジュールＶＢ６の電圧を
フライングキャパシタＣ２に読み込む。その後のサンプ
リングスイッチＳ１０〜Ｓ１２による差動電圧検出回路
３の検出動作は上記と同じである。
Ｓ７をオンして、電池モジュールＶＢ５の電圧をフライ
ングキャパシタＣ１に、電池モジュールＶＢ６の電圧を
フライングキャパシタＣ２に読み込む。その後のサンプ
リングスイッチＳ１０〜Ｓ１２による差動電圧検出回路
３の検出動作は上記と同じである。
【００３６】次に、サンプリングスイッチＳ７、Ｓ８を
オンして、電池モジュールＶＢ７の電圧をフライングキ
ャパシタＣ２に読み込む。なお、電池モジュール電圧Ｖ
Ｂ７は図示しない電池モジュール電圧ＶＢ８とペアで検
出することが好ましい。このときのサンプリングスイッ
チＳ１０〜Ｓ１２による差動電圧検出回路３の検出動作
は上記と同じである。
オンして、電池モジュールＶＢ７の電圧をフライングキ
ャパシタＣ２に読み込む。なお、電池モジュール電圧Ｖ
Ｂ７は図示しない電池モジュール電圧ＶＢ８とペアで検
出することが好ましい。このときのサンプリングスイッ
チＳ１０〜Ｓ１２による差動電圧検出回路３の検出動作
は上記と同じである。
【００３７】コントローラ４は、入力デジタル信号の絶
対値処理を行うが、この絶対値処理は上記Ａ／Ｄコンバ
ータの前又は後で実施してもよい。
対値処理を行うが、この絶対値処理は上記Ａ／Ｄコンバ
ータの前又は後で実施してもよい。
【００３８】（誤差補正動作例）次に、この実施例の特
徴をなす２つの差動電圧検出回路間の誤差（出力電圧ば
らつき）の補正方法を以下に説明する。
徴をなす２つの差動電圧検出回路間の誤差（出力電圧ば
らつき）の補正方法を以下に説明する。
【００３９】すなわち、入力抵抗素子Ｒ１１、Ｒ１２と
帰還抵抗素子Ｒｆ１、Ｒｆ２との抵抗比により決定され
る差動電圧検出回路３１の電圧増幅率と、入力抵抗素子
Ｒ１１’、Ｒ１２’と帰還抵抗素子Ｒｆ１、Ｒｆ２との
抵抗比とにより決定される差動電圧検出回路３１の電圧
増幅率とは当然異なる値となり、電池モジュール電圧Ｖ
Ｂ１、ＶＢ２が等しくても、差動電圧検出回路３１、３
２の出力電圧が異なってしまう。
帰還抵抗素子Ｒｆ１、Ｒｆ２との抵抗比により決定され
る差動電圧検出回路３１の電圧増幅率と、入力抵抗素子
Ｒ１１’、Ｒ１２’と帰還抵抗素子Ｒｆ１、Ｒｆ２との
抵抗比とにより決定される差動電圧検出回路３１の電圧
増幅率とは当然異なる値となり、電池モジュール電圧Ｖ
Ｂ１、ＶＢ２が等しくても、差動電圧検出回路３１、３
２の出力電圧が異なってしまう。
【００４０】この問題を解決するためのこの実施例で
は、好適なタイミングたとえばイグニッションキーのオ
ン直後や、各電池モジュール電圧の検出の直前又は直後
などに、同じ電池モジュール電圧おいて、フライングキ
ャパシタＣ１、Ｃ２に実質的に同一の電圧を読み込む同
一電圧読み込み動作を実施する。
は、好適なタイミングたとえばイグニッションキーのオ
ン直後や、各電池モジュール電圧の検出の直前又は直後
などに、同じ電池モジュール電圧おいて、フライングキ
ャパシタＣ１、Ｃ２に実質的に同一の電圧を読み込む同
一電圧読み込み動作を実施する。
【００４１】この実施例における「同一電圧読み込み動
作」を、図２を参照して説明する。図２は、電池モジュ
ール電圧ＶＢ１をフライングキャパシタＣ１に、電池モ
ジュール電圧ＶＢ２をフライングキャパシタＣ２に読み
込んだ後、入力側サンプリングスイッチＳ１〜Ｓ３をオ
フし、出力側サンプリングスイッチＳ１０〜Ｓ１２と誤
差補正用アナログスイッチＲＳ１をオンした状態を示
す。
作」を、図２を参照して説明する。図２は、電池モジュ
ール電圧ＶＢ１をフライングキャパシタＣ１に、電池モ
ジュール電圧ＶＢ２をフライングキャパシタＣ２に読み
込んだ後、入力側サンプリングスイッチＳ１〜Ｓ３をオ
フし、出力側サンプリングスイッチＳ１０〜Ｓ１２と誤
差補正用アナログスイッチＲＳ１をオンした状態を示
す。
【００４２】フライングキャパシタＣ１、Ｃ２は逆方向
に充電されているため、抵抗素子Ｒ１１、Ｒ１１’には
両蓄電電圧ＶＢ１とＶＢ２との差が印加されて、この蓄
電電圧の差が放電され、結局、この蓄電電圧の差に起因
する電流は、蓄電電圧が高いほうのフライングキャパシ
タを放電し、蓄電電圧が低いほうのフライングキャパシ
タを充電し、蓄電電力の差の一部は抵抗素子Ｒ１１、Ｒ
１１’により熱に変換され、最終的に、フライングキャ
パシタＣ１、Ｃ２には蓄電電圧ＶＢ１とＶＢ２との平均
電圧ＶＭより多少小さい電圧が残留する。この電圧は本
来、平均電圧ＶＭに略等しいはずである。
に充電されているため、抵抗素子Ｒ１１、Ｒ１１’には
両蓄電電圧ＶＢ１とＶＢ２との差が印加されて、この蓄
電電圧の差が放電され、結局、この蓄電電圧の差に起因
する電流は、蓄電電圧が高いほうのフライングキャパシ
タを放電し、蓄電電圧が低いほうのフライングキャパシ
タを充電し、蓄電電力の差の一部は抵抗素子Ｒ１１、Ｒ
１１’により熱に変換され、最終的に、フライングキャ
パシタＣ１、Ｃ２には蓄電電圧ＶＢ１とＶＢ２との平均
電圧ＶＭより多少小さい電圧が残留する。この電圧は本
来、平均電圧ＶＭに略等しいはずである。
【００４３】また、誤差補正用アナログスイッチＲＳ１
がオンしているので、差動電圧検出回路３１、３２には
互いに等しい入力電圧（基準電圧Ｖｒｅｆより平均電圧
ＶＭに近い電圧ＶＭ’）が印加されるわけである。
がオンしているので、差動電圧検出回路３１、３２には
互いに等しい入力電圧（基準電圧Ｖｒｅｆより平均電圧
ＶＭに近い電圧ＶＭ’）が印加されるわけである。
【００４４】そこで、この時の差動電圧検出回路３１、
３２の出力電圧をＶｏ１、Ｖｏ２とすれば、フライング
キャパシタＣ１と差動電圧検出回路３１とからなる検出
系の電圧増幅率Ｋ１はＶｏ１／ＶＭ’となり、フライン
グキャパシタＣ２と差動電圧検出回路３２とからなる検
出系の電圧増幅率Ｋ２はＶｏ２／ＶＭ’となり、両電圧
増幅率の比Ｋ１／Ｋ２は、Ｖｏ１／Ｖｏ２となる。ただ
し、差動電圧検出回路３１、３２に入力電圧０Ｖ（すな
わち基準電圧Ｖｒｅｆ＝２．５Ｖ）が入力された場合の
出力電圧はＶｒｅｆ＝２．５Ｖとする。
３２の出力電圧をＶｏ１、Ｖｏ２とすれば、フライング
キャパシタＣ１と差動電圧検出回路３１とからなる検出
系の電圧増幅率Ｋ１はＶｏ１／ＶＭ’となり、フライン
グキャパシタＣ２と差動電圧検出回路３２とからなる検
出系の電圧増幅率Ｋ２はＶｏ２／ＶＭ’となり、両電圧
増幅率の比Ｋ１／Ｋ２は、Ｖｏ１／Ｖｏ２となる。ただ
し、差動電圧検出回路３１、３２に入力電圧０Ｖ（すな
わち基準電圧Ｖｒｅｆ＝２．５Ｖ）が入力された場合の
出力電圧はＶｒｅｆ＝２．５Ｖとする。
【００４５】このことは、差動電圧検出回路３１の出力
電圧Ｖｏ１を、両電圧増幅率の比Ｋ１／Ｋ２で割れば、
フライングキャパシタＣ１と差動電圧検出回路３１とか
らなる検出系の電圧増幅率を、フライングキャパシタＣ
２と差動電圧検出回路３２とからなる検出系の電圧増幅
率に等しくなるように補正できることを意味する。
電圧Ｖｏ１を、両電圧増幅率の比Ｋ１／Ｋ２で割れば、
フライングキャパシタＣ１と差動電圧検出回路３１とか
らなる検出系の電圧増幅率を、フライングキャパシタＣ
２と差動電圧検出回路３２とからなる検出系の電圧増幅
率に等しくなるように補正できることを意味する。
【００４６】そこで、この実施例では、上記した出力電
圧Ｖｏ１、Ｖｏ２をコントローラ４に読み込み、コント
ローラ４で両電圧増幅率の比Ｋ１／Ｋ２＝Ｖｏ１／Ｖｏ
２を算出して記憶しておき、その後に差動電圧検出回路
３１が出力する電池モジュール電圧をすべてＶｏ１／Ｖ
ｏ２で割ることにより、上記２つのフライングキャパシ
タ検出系間の電圧ばらつきを補償する。
圧Ｖｏ１、Ｖｏ２をコントローラ４に読み込み、コント
ローラ４で両電圧増幅率の比Ｋ１／Ｋ２＝Ｖｏ１／Ｖｏ
２を算出して記憶しておき、その後に差動電圧検出回路
３１が出力する電池モジュール電圧をすべてＶｏ１／Ｖ
ｏ２で割ることにより、上記２つのフライングキャパシ
タ検出系間の電圧ばらつきを補償する。
【００４７】（実施例効果）上記したこの実施例の構成
によれば、モジュール電圧分配回路の出力電圧を処理す
るために並列に配置された複数のフライングキャパシタ
間の容量誤差や複数の差動電圧検出回路間の電圧増幅率
誤差を、回路構成の複雑化を抑止しつつ補償することが
できるので、回路構成の複雑化を抑止しつつ各電池モジ
ュール電圧の検出時間を短縮することができ、各電池モ
ジュール電圧間の検出時点のずれに起因する電圧検出精
度の低下を低減することができる。
によれば、モジュール電圧分配回路の出力電圧を処理す
るために並列に配置された複数のフライングキャパシタ
間の容量誤差や複数の差動電圧検出回路間の電圧増幅率
誤差を、回路構成の複雑化を抑止しつつ補償することが
できるので、回路構成の複雑化を抑止しつつ各電池モジ
ュール電圧の検出時間を短縮することができ、各電池モ
ジュール電圧間の検出時点のずれに起因する電圧検出精
度の低下を低減することができる。
【００４８】
【実施例２】本発明のフライングキャパシタ式組電池電
圧検出装置の他の実施例を図３を参照して以下に説明す
る。
圧検出装置の他の実施例を図３を参照して以下に説明す
る。
【００４９】この実施例は、実施例１で説明した両フラ
イングキャパシタに実質的に同一の電圧を印加した状態
で、フライングキャパシタ検出系間の電圧増幅率ばらつ
きを補償する方法において、他の方法で両フライングキ
ャパシタに同一電圧を印加するものである。
イングキャパシタに実質的に同一の電圧を印加した状態
で、フライングキャパシタ検出系間の電圧増幅率ばらつ
きを補償する方法において、他の方法で両フライングキ
ャパシタに同一電圧を印加するものである。
【００５０】すなわち、この実施例では、実施例１にお
いて、電池モジュールＶＢ７の正極は誤差補正用アナロ
グスイッチである入力側サンプリングスイッチＳｒと抵
抗素子Ｒｒとを追加したものであり、電池モジュールＶ
Ｂ７の正極は、抵抗素子Ｒｒ及び誤差補正用サンプリン
グスイッチＳｒを通じて入力側サンプリングスイッチＳ
１０に接続されている。その他の回路構成及び電池モジ
ュール電圧読み込み動作は実施例１であるので説明は省
略する。
いて、電池モジュールＶＢ７の正極は誤差補正用アナロ
グスイッチである入力側サンプリングスイッチＳｒと抵
抗素子Ｒｒとを追加したものであり、電池モジュールＶ
Ｂ７の正極は、抵抗素子Ｒｒ及び誤差補正用サンプリン
グスイッチＳｒを通じて入力側サンプリングスイッチＳ
１０に接続されている。その他の回路構成及び電池モジ
ュール電圧読み込み動作は実施例１であるので説明は省
略する。
【００５１】（誤差補正動作例）この実施例では、実施
例１に示す誤差補正用アナログスイッチＲＳ１、及び、
出力側サンプリングスイッチＳ１０〜Ｓ１２のオンによ
るフライングキャパシタＣ１、Ｃ２の均圧化の代わり
に、同一の電池モジュールＶＢ７の電圧を入力側サンプ
リングスイッチＳ７、Ｓ８、Ｓｒのオンによりフライン
グキャパシタＣ１、Ｃ２に同時並行して読み込むことに
より実現している。このようにすれば、実施例１と同様
の作用効果を奏することができる。
例１に示す誤差補正用アナログスイッチＲＳ１、及び、
出力側サンプリングスイッチＳ１０〜Ｓ１２のオンによ
るフライングキャパシタＣ１、Ｃ２の均圧化の代わり
に、同一の電池モジュールＶＢ７の電圧を入力側サンプ
リングスイッチＳ７、Ｓ８、Ｓｒのオンによりフライン
グキャパシタＣ１、Ｃ２に同時並行して読み込むことに
より実現している。このようにすれば、実施例１と同様
の作用効果を奏することができる。
【００５２】更に、この実施例によれば、２つのフライ
ングキャパシタの容量差による電圧誤差も補償すること
ができる。すなわち、サンプリングスイッチＳ１０〜Ｓ
１２のオンによりフライングキャパシタＣ１、Ｃ２の蓄
電電荷の一部はサンプリングスイッチＳ１０〜Ｓ１２と
オペアンプ３１０、３２０の間に存在する寄生容量など
に分配されて減少する。この時のフライングキャパシタ
Ｃ１、Ｃ２の蓄電電圧の減少率は、フライングキャパシ
タＣ１、Ｃ２の容量や上記寄生容量のばらつきにより変
動する。この問題も本構成により補償される。
ングキャパシタの容量差による電圧誤差も補償すること
ができる。すなわち、サンプリングスイッチＳ１０〜Ｓ
１２のオンによりフライングキャパシタＣ１、Ｃ２の蓄
電電荷の一部はサンプリングスイッチＳ１０〜Ｓ１２と
オペアンプ３１０、３２０の間に存在する寄生容量など
に分配されて減少する。この時のフライングキャパシタ
Ｃ１、Ｃ２の蓄電電圧の減少率は、フライングキャパシ
タＣ１、Ｃ２の容量や上記寄生容量のばらつきにより変
動する。この問題も本構成により補償される。
【００５３】
【実施例３】本発明のフライングキャパシタ式組電池電
圧検出装置の他の実施例を図１を参照して以下に説明す
る。
圧検出装置の他の実施例を図１を参照して以下に説明す
る。
【００５４】この実施例は、基準電圧源３３とオペアン
プ３１０、３２０の＋入力端とを接続する抵抗Ｒｅ２、
Ｒｅ２’の抵抗値のばらつきなどにより生じる、オペア
ンプ３１０、３２０の＋入力端に与えられる入力基準電
圧の変動を補償するものである。回路構成及び電池モジ
ュール電圧検出動作は実施例１と同じであるので、基準
電圧変動補償動作のみを以下に説明する。 （基準電圧変動補償動作）この実施例では、出力側サン
プリングスイッチＳ１０〜Ｓ１２を長期にわたって遮断
し、オペアンプ３１０、３２０の一対の入力端間に印加
される電圧を自然放電（電流リーク）により０とした状
態で、差動電圧検出回路３１、３２の出力電圧Ｖ１、Ｖ
２を採取する。この時の差動電圧検出回路３１の出力電
圧Ｖ１を、差動電圧検出回路３１の入力電圧が０Ｖであ
る場合の出力基準電圧としてコントローラ４に記憶し、
この時の差動電圧検出回路３２の出力電圧Ｖ２を、差動
電圧検出回路３２の入力電圧が０Ｖである場合の出力基
準電圧としてコントローラ４に記憶する。
プ３１０、３２０の＋入力端とを接続する抵抗Ｒｅ２、
Ｒｅ２’の抵抗値のばらつきなどにより生じる、オペア
ンプ３１０、３２０の＋入力端に与えられる入力基準電
圧の変動を補償するものである。回路構成及び電池モジ
ュール電圧検出動作は実施例１と同じであるので、基準
電圧変動補償動作のみを以下に説明する。 （基準電圧変動補償動作）この実施例では、出力側サン
プリングスイッチＳ１０〜Ｓ１２を長期にわたって遮断
し、オペアンプ３１０、３２０の一対の入力端間に印加
される電圧を自然放電（電流リーク）により０とした状
態で、差動電圧検出回路３１、３２の出力電圧Ｖ１、Ｖ
２を採取する。この時の差動電圧検出回路３１の出力電
圧Ｖ１を、差動電圧検出回路３１の入力電圧が０Ｖであ
る場合の出力基準電圧としてコントローラ４に記憶し、
この時の差動電圧検出回路３２の出力電圧Ｖ２を、差動
電圧検出回路３２の入力電圧が０Ｖである場合の出力基
準電圧としてコントローラ４に記憶する。
【００５５】その後、差動電圧検出回路３１が計測する
すべての電池モジュール電圧からこの出力基準電圧Ｖ１
を減算すれば、上記抵抗Ｒｅ２などの変動やオペアンプ
３１０のＤＣオフセット電圧による差動電圧検出回路３
１の出力基準電圧の変動を補償することができる。
すべての電池モジュール電圧からこの出力基準電圧Ｖ１
を減算すれば、上記抵抗Ｒｅ２などの変動やオペアンプ
３１０のＤＣオフセット電圧による差動電圧検出回路３
１の出力基準電圧の変動を補償することができる。
【００５６】同様に、その後、差動電圧検出回路３２が
計測するすべての電池モジュール電圧からこの出力基準
電圧Ｖ２を減算すれば、上記抵抗Ｒｅ２’などの変動や
オペアンプ３２０のＤＣオフセット電圧による差動電圧
検出回路３２の出力基準電圧の変動を補償することがで
きる。
計測するすべての電池モジュール電圧からこの出力基準
電圧Ｖ２を減算すれば、上記抵抗Ｒｅ２’などの変動や
オペアンプ３２０のＤＣオフセット電圧による差動電圧
検出回路３２の出力基準電圧の変動を補償することがで
きる。
【００５７】なお、この時、誤差補正用アナログスイッ
チＲＳ１をオンしてもよい。
チＲＳ１をオンしてもよい。
【００５８】この実施例は、たとえばイグニッションキ
ーのオン直後など、入力側サンプリングスイッチＳ１〜
Ｓ８が長期間オフしていた後で実施されることが好まし
い。
ーのオン直後など、入力側サンプリングスイッチＳ１〜
Ｓ８が長期間オフしていた後で実施されることが好まし
い。
【００５９】
【実施例４】本発明のフライングキャパシタ式組電池電
圧検出装置の他の実施例を図４を参照して以下に説明す
る。
圧検出装置の他の実施例を図４を参照して以下に説明す
る。
【００６０】この実施例は、実施例３において、誤差補
正用アナログスイッチＲＳ１を、誤差補正用アナログス
イッチＲＳ２、ＲＳ３に変更したものである。誤差補正
用アナログスイッチＲＳ２は入力抵抗素子Ｒ１１、Ｒ１
２の接続点と出力側サンプリングスイッチＳ１１のオペ
アンプ側の端子とを接続し、誤差補正用アナログスイッ
チＲＳ３は入力抵抗素子Ｒ１１’、Ｒ１２’の接続点と
出力側サンプリングスイッチＳ１１のオペアンプ側の端
子とを接続している。
正用アナログスイッチＲＳ１を、誤差補正用アナログス
イッチＲＳ２、ＲＳ３に変更したものである。誤差補正
用アナログスイッチＲＳ２は入力抵抗素子Ｒ１１、Ｒ１
２の接続点と出力側サンプリングスイッチＳ１１のオペ
アンプ側の端子とを接続し、誤差補正用アナログスイッ
チＲＳ３は入力抵抗素子Ｒ１１’、Ｒ１２’の接続点と
出力側サンプリングスイッチＳ１１のオペアンプ側の端
子とを接続している。
【００６１】この回路構成及び電池モジュール電圧検出
動作は実施例３と同じであるので、基準電圧変動補償動
作のみを以下に説明する。 （基準電圧変動補償動作）この実施例では、出力側サン
プリングスイッチＳ１０〜Ｓ１２を遮断し、誤差補正用
アナログスイッチＲＳ２、ＲＳ３をオンした状態で、差
動電圧検出回路３１、３２の出力電圧Ｖ１、Ｖ２を採取
する。
動作は実施例３と同じであるので、基準電圧変動補償動
作のみを以下に説明する。 （基準電圧変動補償動作）この実施例では、出力側サン
プリングスイッチＳ１０〜Ｓ１２を遮断し、誤差補正用
アナログスイッチＲＳ２、ＲＳ３をオンした状態で、差
動電圧検出回路３１、３２の出力電圧Ｖ１、Ｖ２を採取
する。
【００６２】この時の差動電圧検出回路３１の出力電圧
Ｖ１を、差動電圧検出回路３１の入力電圧が０Ｖである
場合の出力基準電圧としてコントローラ４に記憶し、こ
の時の差動電圧検出回路３２の出力電圧Ｖ２を、差動電
圧検出回路３２の入力電圧が０Ｖである場合の出力基準
電圧としてコントローラ４に記憶する。
Ｖ１を、差動電圧検出回路３１の入力電圧が０Ｖである
場合の出力基準電圧としてコントローラ４に記憶し、こ
の時の差動電圧検出回路３２の出力電圧Ｖ２を、差動電
圧検出回路３２の入力電圧が０Ｖである場合の出力基準
電圧としてコントローラ４に記憶する。
【００６３】その後、差動電圧検出回路３１が計測する
すべての電池モジュール電圧からこの出力基準電圧Ｖ１
を減算すれば、上記抵抗Ｒｅ２などの変動やオペアンプ
３１０のＤＣオフセット電圧による差動電圧検出回路３
１の出力基準電圧の変動を補償することができる。
すべての電池モジュール電圧からこの出力基準電圧Ｖ１
を減算すれば、上記抵抗Ｒｅ２などの変動やオペアンプ
３１０のＤＣオフセット電圧による差動電圧検出回路３
１の出力基準電圧の変動を補償することができる。
【００６４】同様に、その後、差動電圧検出回路３２が
計測するすべての電池モジュール電圧からこの出力基準
電圧Ｖ２を減算すれば、上記抵抗Ｒｅ２’などの変動や
オペアンプ３２０のＤＣオフセット電圧による差動電圧
検出回路３２の出力基準電圧の変動を補償することがで
きる。
計測するすべての電池モジュール電圧からこの出力基準
電圧Ｖ２を減算すれば、上記抵抗Ｒｅ２’などの変動や
オペアンプ３２０のＤＣオフセット電圧による差動電圧
検出回路３２の出力基準電圧の変動を補償することがで
きる。
【００６５】この実施例によれば、実施例３よりも、オ
ペアンプ３１０、３２０の入力電圧の減衰を促進するこ
とができる。
ペアンプ３１０、３２０の入力電圧の減衰を促進するこ
とができる。
【００６６】（変形態様）実施例２において、フライン
グキャパシタＣ１、Ｃ２の蓄電電圧を同一の差動電圧検
出回路で時間順次に検出する場合でも、フライングキャ
パシタＣ１、Ｃ２の容量差に起因する出力電圧誤差を同
様に補償することができる。
グキャパシタＣ１、Ｃ２の蓄電電圧を同一の差動電圧検
出回路で時間順次に検出する場合でも、フライングキャ
パシタＣ１、Ｃ２の容量差に起因する出力電圧誤差を同
様に補償することができる。
【００６７】（変形態様）本発明では、図５に示すよう
に、フライングキャパシタＣ１、Ｃ２が互いに異なる電
池ブロックの各電池モジュールの電圧を検出する場合に
も適用することができる。
に、フライングキャパシタＣ１、Ｃ２が互いに異なる電
池ブロックの各電池モジュールの電圧を検出する場合に
も適用することができる。
【００６８】すなわち、各電圧検出系間の誤補正のため
に、各電圧検出系が同一電圧モジュールの電圧を検出す
るように回路構成を行えばよいわけである。
に、各電圧検出系が同一電圧モジュールの電圧を検出す
るように回路構成を行えばよいわけである。
【図１】実施例１のフライングキャパシタ式組電池電圧
検出装置を示す回路図である。
検出装置を示す回路図である。
【図２】図１の電圧状態の一例を示す模式回路図であ
る。
る。
【図３】実施例２のフライングキャパシタ式組電池電圧
検出装置を示す回路図である。
検出装置を示す回路図である。
【図４】実施例４のフライングキャパシタ式組電池電圧
検出装置を示す回路図である。
検出装置を示す回路図である。
【図５】変形態様を示す回路図である。
【図６】従来のフライングキャパシタ式組電池電圧検出
装置を示す回路図である。
装置を示す回路図である。
１ 組電池 ２ マルチプレクサ（モジュール電圧分配回路） ３１、３２ 差動電圧検出回路 ４ コントローラ（データ処理回路） ＶＢ１〜ＶＢ７ 電池モジュール Ｓ１〜Ｓ８ 入力側サンプリングスイッチ Ｓ１０ 出力側サンプリングスイッチ Ｓ１１ 出力側サンプリングスイッチ Ｓ１２ 出力側サンプリングスイッチ Ｃ１ 第一のフライングキャパシタ Ｃ２ 第二のフライングキャパシタ ＲＳ１〜ＲＳ３、Ｓｒ 誤差補正用アナログスイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5G003 BA03 CA11 EA02 FA06 5H030 AA00 AS08 FF43 FF44
Claims (5)
- 【請求項１】複数のフライングキャパシタと、 互いに直列接続された多数の電池モジュールからなる組
電池の各電池モジュール電圧を前記各フライングキャパ
シタに分配するための複数の入力側サンプリングスイッ
チを有するモジュール電圧分配回路と、 前記各フライングキャパシタの蓄電電圧を差動増幅する
差動電圧検出回路を含む電圧検出部と、 前記各フライングキャパシタと前記差動電圧検出回路と
の間に介設される出力側サンプリングスイッチと、 前記各フライングキャパシタに同一電圧を入力するため
の誤差補正用アナログスイッチと、 少なくとも前記誤差補正用アナログスイッチにより前記
同一電圧が前記各フライングキャパシタに入力された場
合に前記差動電圧検出回路から出力される各フライング
キャパシタの蓄電電圧のばらつきに関連するデータを採
取するとともに前記データに基づいて少なくとも前記フ
ライングキャパシタの容量差に起因する前記電圧検出部
の出力電圧ばらつきを補正するデータ処理回路と、 を備えることを特徴とするフライングキャパシタ式組電
池電圧検出装置。 - 【請求項２】請求項１記載のフライングキャパシタ式組
電池電圧検出装置において、 前記誤差補正用アナログスイッチは、 前記モジュール電圧分配回路の前記入力側サンプリング
スイッチとともに、すべての前記フライングキャパシタ
に前記同一の前記電池モジュール電圧を印加することを
特徴とするフライングキャパシタ式組電池電圧検出装
置。 - 【請求項３】複数のフライングキャパシタと、 互いに直列接続された多数の電池モジュールからなる組
電池の各電池モジュール電圧を前記各フライングキャパ
シタに分配するための複数の入力側サンプリングスイッ
チを有するモジュール電圧分配回路と、 前記各フライングキャパシタの蓄電電圧を個別に差動増
幅する複数の差動電圧検出回路を含む電圧検出部と、 前記各フライングキャパシタと前記各差動電圧検出回路
との間に介設される出力側サンプリングスイッチと、 実質的に同一の前記各フライングキャパシタの蓄電電圧
を前記各差動電圧検出回路に出力するための誤差補正用
アナログスイッチと、 少なくとも前記誤差補正用アナログスイッチにより前記
実質的に同一のフライングキャパシタの前記蓄電電圧が
前記差動電圧検出回路に入力された場合に前記各差動電
圧検出回路の出力電圧のばらつきに関連するデータを採
取するとともに前記データに基づいて前記各差動電圧検
出回路の電圧増幅率の差に起因する前記電圧検出部の出
力電圧ばらつきを補正するデータ処理回路と、 を備えることを特徴とするフライングキャパシタ式組電
池電圧検出装置。 - 【請求項４】フライングキャパシタと、 互いに直列接続された多数の電池モジュールからなる組
電池の各電池モジュール電圧を前記フライングキャパシ
タに時間順次に入力するための複数の入力側サンプリン
グスイッチを有する入力マルチプレクサ回路と、 前記フライングキャパシタの蓄電電圧を差動増幅する差
動電圧検出回路と、 前記フライングキャパシタと前記差動電圧検出回路との
間に介設される出力側サンプリングスイッチと、 前記出力側サンプリングスイッチが遮断されている状態
での前記差動電圧検出回路の出力電圧のばらつきに関連
するデータを採取するとともに前記データに基づいて前
記差動電圧検出回路の基準入力電圧の変動を補正するデ
ータ処理回路と、 を備えることを特徴とするフライングキャパシタ式組電
池電圧検出装置。 - 【請求項５】フライングキャパシタと、 互いに直列接続された多数の電池モジュールからなる組
電池の各電池モジュール電圧を前記フライングキャパシ
タに時間順次に入力するための複数の入力側サンプリン
グスイッチを有する入力マルチプレクサ回路と、 前記フライングキャパシタの蓄電電圧を差動増幅する差
動電圧検出回路と、 前記フライングキャパシタと前記差動電圧検出回路との
間に介設される出力側サンプリングスイッチと、 前記モジュール電圧分配回路の前記入力側サンプリング
スイッチが遮断されている時に前記フライングキャパシ
タを短絡する短絡スイッチと、 前記短絡スイッチにより前記フライングキャパシタが短
絡されている状態での前記差動電圧検出回路の出力電圧
のばらつきに関連するデータを採取するとともに前記デ
ータに基づいて前記差動電圧検出回路の基準入力電圧の
変動を補正するデータ処理回路と、 を備えることを特徴とするフライングキャパシタ式組電
池電圧検出装置。
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- 2005-03-30 JP JP2005098680A patent/JP2005292137A/ja active Pending
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