JP2009058363A

JP2009058363A - 電圧検出装置

Info

Publication number: JP2009058363A
Application number: JP2007225711A
Authority: JP
Inventors: Masashi Sekizaki; 将士関▲崎▼; Koyo Matsuura; 公洋松浦
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2007-08-31
Filing date: 2007-08-31
Publication date: 2009-03-19
Also published as: US20090063067A1; US7908102B2

Abstract

【課題】部品点数を削減してコストダウンを図ると共に実装面積の縮小を図った電圧検出装置を提供する。
【解決手段】ＰＮＰ型トランジスタＴｒ１は、そのベースが絶縁デバイスＤ₁に接続され、エミッタが高圧バッテリＢ_Hのマイナス側に接続され、コレクタが高圧バッテリＢ_Hのプラス側に接続されている。ＮＰＮ型トランジスタＴｒ２１〜Ｔｒ２ｎを各ブロックＢ₁〜Ｂ_n毎に設ける。ＮＰＮ型トランジスタＴｒ２１〜Ｔｒ２ｎは各々、そのベースがトランジスタＴｒ１のコレクタに接続され、エミッタが対応するブロックＢ₁〜Ｂ_nのプラス側に接続され、コレクタが高圧検出回路１１〜１ｎの覚醒端子に接続される。
【選択図】図１

Description

本発明は、電圧検出装置に係り、特に、二次電池から成る単位セルが複数直列接続された組電池を複数に分割したブロック毎に対応して設けられると共に対応するブロックを構成する単位セルの両端電圧を検出する複数の電圧検出手段と、電圧検出手段との通信によって単位セルの両端電圧の検出結果を受け取る制御手段と、を備えた電圧検出装置に関するものである。

近年、エンジンと電動モータとを併用して走行するハイブリッド自動車（以下ＨＥＶ）が普及してきている。このＨＥＶは、上記エンジン始動用の１２Ｖ程度の低圧バッテリと、上記電動モータ駆動用の高圧バッテリとの２種類のバッテリを備えている。上述した高圧バッテリは、ニッケル−水素電池やリチウム電池といった二次電池を単位セルとして、この単位セルを複数直列接続して高電圧を得ている。

上述した高圧バッテリは充放電を繰り返すうちに各単位セルの両端電圧、即ち充電状態（ＳＯＣ）にばらつきが生じる。バッテリの充放電にあたっては、各単位セルの耐久性や安全確保の観点より、ＳＯＣ（又は両端電圧）の最も高い単位セルが設定上限ＳＯＣ（又は上限両端電圧値）に到達した時点で充電を禁止し、ＳＯＣ（又は両端電圧）の最も低い単位セルが設定下限ＳＯＣ（又は下限両端電圧値）に到達した時点で放電を禁止する必要がある。従って、各単位セルにＳＯＣのバラツキが生じると、実質上、バッテリの使用可能容量が減少することになる。このため、ＨＥＶにおいては、登坂時にガソリンに対してバッテリエネルギーを補充したり、降坂時にバッテリにエネルギーを回生したりする、いわゆるアシスト・回生が不十分となり、実車動力性能や燃費を低下させることになる。そこで、各単位セルのＳＯＣを均等化するために、各単位セルの両端電圧を検出する必要がある。

従来、上述した高圧バッテリを構成する各単位セルの両端電圧を検出する電圧検出装置として図６に示すような装置が考えられている（特許文献１、２）。図中引用符号Ｂ_Lは低圧バッテリである。低圧バッテリＢ_Lは、図６に示すように、例えば一つの二次電池から構成されている。

また、図中引用符号Ｂ_Hは高圧バッテリである。上記高圧バッテリＢ_Hは、エンジンと電動モータを走行駆動源として併用するＨＥＶにおいて前記電動モータの電源として用いられ、その両端には電動モータが必要に応じて負荷として接続されると共にオルタネータ等が必要に応じて充電器として接続される。

高圧バッテリＢ_Hは、ｎ個（ｎは任意の整数）のブロックＢ₁〜Ｂ_nに分割されている。各ブロックＢ₁〜Ｂ_nは例えばそれぞれ２個の単位セルＣ₁₁〜Ｃ_n2から構成されている。電圧検出装置は、電圧検出手段としての高圧検出回路１１〜１ｎと、制御手段としての低圧系制御回路３０と、を備えている。低圧系制御回路３０は、低圧バッテリＢ_Lからの電源供給を受けて動作し、高圧検出回路１１〜１ｎを制御する。高圧検出回路１１〜１ｎは、ブロックＢ₁〜Ｂ_n毎に対応して設けられている。高圧検出回路１１〜１ｎは、複数のブロックＢ₁〜Ｂ_nのうち対応するブロックＢ₁〜Ｂ_nを構成する単位セルＣ₁₁〜Ｃ_n2のみから電源供給を受けて動作して、対応するブロックＢ₁〜Ｂ_nを構成する単位セルＣ₁₁〜Ｃ_n2の両端電圧を検出する。即ち、上述した高圧検出回路１１〜１ｎは、対応するブロックＢ₁〜Ｂ_nのマイナス側がグランドレベルになり、互いに異なるグランドレベルとなっている。これにより高圧検出回路１１〜１ｎを構成するデバイスの耐圧を下げることができる。

高圧検出回路１１は、送信ラインＬ_T1、受信ラインＬ_R1を介して低圧系制御回路３０と接続されている。送信ラインＬ_T1上にはフォトカプラなどの送信用絶縁デバイスＤ_Tが設けられている。この送信用絶縁デバイスＤ_Tにより高圧検出回路１１と低圧系制御回路３０とを絶縁した状態で、低圧系制御回路３０から高圧検出回路１１に対して検出命令などを送信することができる。また、受信ラインＬ_R1にはフォトカプラなどの受信用絶縁デバイスＤ_Rが設けられている。この受信用絶縁デバイスＤ_Rにより高圧検出回路１１と低圧系制御回路３０とを絶縁した状態で、低圧系制御回路３０が高圧検出回路１１からの両端電圧の検出結果などを受信することができる。

また、上記高圧検出回路１１〜１ｎは、送信ラインＬ_T2、受信ラインＬ_R2によって互いにシリアルに接続されている。高圧検出回路１１は、上記送信ラインＬ_T2を介して低圧系制御回路３０から受信した検出命令などを高圧検出回路１２〜１ｎに対して送信する。高圧検出回路１２〜１ｎは、上記受信ラインＬ_R2を介して検出結果などを高圧検出回路１１に送信する。高圧検出回路１１は、受信ラインＬ_R2を介して受信した高圧検出回路１２〜１ｎからの検出結果を低圧系制御回路３０に対して送信する。

上記低圧系制御回路３０は、例えば、イグニッションオフに応じて各単位セルＣ₁₁〜Ｃ_n2の両端電圧の検出結果を受信した後に、送信ラインＬ_T1を通じてスリープ命令を送信して、各高圧検出回路１１〜１ｎをスリープモードに移行させる。このスリープモードにおいて各高圧検出回路１１〜１ｎは、低圧系制御回路３０との通信を停止して車両のイグニッションオフ時の暗電流を削減する。また、高圧検出回路１１〜１ｎは、図示しない覚醒端子に低圧系制御回路３０からの覚醒信号が供給されると通信機能が働かない状態でもスリープモードが解除できるようになっている。

次に、各高圧検出回路１１〜１ｎのそれぞれに覚醒信号を送信する構成について説明する。電圧検出装置には、ブロックＢ₁〜Ｂ_n毎に対応して設けられた絶縁デバイスＤ₁〜Ｄ_nが設けられている。絶縁デバイスＤ₁〜Ｄ_nは各々、発光素子ＬＥと、受光素子ＬＤと、を有している。発光素子ＬＥは、その一端が抵抗Ｒ１を介して低圧バッテリＢ_Lに接続され、他端が低圧系制御回路３０に接続されている。また、受光素子ＬＤは、その一端が抵抗Ｒ２を介して対応するブロックＢ₁〜Ｂ_nのプラス側Ｖ₁〜Ｖ_nに接続され、他端が高圧検出回路１１〜１ｎの覚醒端子に接続されている。

そして、低圧系制御回路３０からＬレベルの覚醒信号が出力されると、各絶縁デバイスＤ₁〜Ｄ_nの発光素子ＬＥが発光する。発光素子ＬＥが発光すると、受光素子ＬＤが導通して各高圧検出回路１１〜１ｎに対してＨレベルの覚醒信号が供給される。受光素子ＬＤはそれぞれ対応するブロックＢ₁〜Ｂ_nのプラス側Ｖ₁〜Ｖ_nに接続されているため、グランドレベルの異なる覚醒信号が供給される。この覚醒信号の供給に応じて高圧検出回路１１〜１ｎは、スリープモードを解除して低圧系制御回路３０との通信を再開する。

しかしながら、上述した電圧検出装置では、グランドレベルの異なる覚醒信号を供給するために、ブロックＢ₁〜Ｂ_nの個数分の絶縁デバイスＤ₁〜Ｄ_nを設ける必要があり、部品点数増によるコストアップ、実装面積が増大する、といった問題があった。
特開２０００−８８８９８号公報特開２００６−４２５９１号公報

そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、部品点数を削減してコストダウンを図ると共に実装面積の縮小を図った電圧検出装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、二次電池から成る単位セルが複数直列接続された組電池を複数に分割したブロック毎に対応して設けられると共に前記対応するブロックを構成する単位セルの両端電圧を検出する複数の電圧検出手段と、前記電圧検出手段との通信によって前記単位セルの両端電圧の検出結果を受け取る制御手段と、を備えていて、前記複数の電圧検出手段が、前記制御手段との通信によってスリープ命令を受けると前記制御手段との通信を停止するスリープモードに移行して、覚醒端子に前記制御手段から覚醒信号が入力されると前記スリープモードを解除して前記制御手段との通信を再開するように設定されている電圧検出装置において、前記制御手段から覚醒信号の供給に応じて前記制御手段とは絶縁されたＨレベルの前記覚醒信号を出力する絶縁デバイスと、前記絶縁デバイスからのＨレベルの覚醒信号が入力される第１制御端子、前記組電池のプラス側に接続された第１端子、及び、前記組電池のマイナス側に接続された第２端子、を有していて、前記第１制御端子に前記Ｈレベルの覚醒信号が入力されると前記第１端子及び前記第２端子間が導通される第１半導体スイッチと、前記ブロック毎に対応して設けられた複数の第２半導体スイッチと、を備え、そして、前記第２半導体スイッチが、前記第１半導体スイッチの第１端子と接続された第２制御端子、対応するブロックのプラス側に接続された第３端子、及び、前記覚醒端子に接続された第４端子、を有するものであって、前記第２制御端子が前記組電池のマイナス側に接続されると前記第３端子及び前記第４端子間が導通されるものであることを特徴とする電圧検出装置に存する。

請求項２記載の発明は、前記第１半導体スイッチが、ＮＰＮ型のトランジスタ又はＮ型の電界効果トランジスタで構成されていて、そして、前記第２半導体スイッチが、ＰＮＰ型のトランジスタ又はＰ型の電界効果トランジスタで構成されていることを特徴とする電圧検出装置に存する。

以上説明したように請求項１記載の発明によれば、絶縁デバイスからＨレベルの覚醒信号が出力されると第１半導体スイッチが導通して各第２半導体スイッチの第２制御端子が組電池のマイナス側に接続される。これにより、各第２半導体スイッチが導通して各電圧検出手段にグランドレベルの異なる覚醒信号を出力することができるため、ブロック毎に絶縁デバイスを設けなくても覚醒信号を複数の電圧検出手段に送信することができ、部品点数を削減してコストダウンを図ると共に実装面積の縮小を図ることができる。

請求項２記載の発明によれば、第１半導体スイッチが、ＮＰＮ型のトランジスタ又はＮ型の電界効果トランジスタで構成されていて、そして、第２半導体スイッチが、ＰＮＰ型のトランジスタ又はＰ型の電界効果トランジスタで構成されているので、構成が簡単となりコストダウンを図ることができる。

以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の電圧検出装置の一実施形態を示すブロック図である。図中引用符号Ｂ_Lは低圧バッテリである。低圧バッテリＢ_Lは、図１に示すように、例えば一つの二次電池から構成されている。低圧バッテリＢ_Lは、エンジンを始動するスタータの動作電源として用いられ、その両端にはオルタネータ等が必要に応じて充電器として接続される。

また、図中引用符号Ｂ_Hは組電池としての高圧バッテリである。上記高圧バッテリＢ_Hは、エンジンと電動モータを走行駆動源として併用するＨＥＶにおいて前記電動モータの電源として用いられ、その両端には電動モータが必要に応じて負荷として接続されると共にオルタネータ等が必要に応じて充電器として接続される。

高圧バッテリＢ_Hは、ｎ個（ｎは任意の整数）のブロックＢ₁〜Ｂ_nに分割されている。各ブロックＢ₁〜Ｂ_nは例えばそれぞれ２個の単位セルＣ₁₁〜Ｃ_n2から構成されている。電圧検出装置は、電圧検出手段としての高圧検出回路１１〜１ｎと、制御手段としての低圧系制御回路３０と、覚醒信号出力回路４０と、を備えている。低圧系制御回路３０は、低圧バッテリＢ_Lからの電源供給を受けて動作し、高圧検出回路１１〜１ｎを制御する。

高圧検出回路１１〜１ｎは、ブロックＢ₁〜Ｂ_n毎に対応して設けられている。高圧検出回路１１〜１ｎは、複数のブロックＢ₁〜Ｂ_nのうち対応するブロックＢ₁〜Ｂ_nを構成する単位セルＣ₁₁〜Ｃ_n2のみから電源供給を受けて動作して、対応するブロックＢ₁〜Ｂ_nを構成する単位セルＣ₁₁〜Ｃ_n2の両端電圧を検出する。即ち、上述した高圧検出回路１１〜１ｎは、対応するブロックＢ₁〜Ｂ_nのマイナス側がグランドレベルになり、互いに異なるグランドレベルとなっている。これにより高圧検出回路１１〜１ｎを構成するデバイスの耐圧を下げることができる。

次に、上述した高圧検出回路１１〜１ｎの構成について図２を参照して説明する。図２は、図１に示す高圧検出回路１１の詳細を示す回路図である。高圧検出回路１２〜１ｎも高圧検出回路１１とほぼ同様であるため、高圧検出回路１２〜１ｎの詳細な図面については省略する。同図に示すように、高圧検出回路１１〜１ｎは各々、対応するブロックＢ₁〜Ｂ_nを構成する単位セルＣ₁₁〜Ｃ_n2の両端電圧を検出する差動増幅器ＯＰと、対応するブロックＢ₁〜Ｂ_nを構成する単位セルＣ₁₁〜Ｃ_n2の一つの両端を差動増幅器ＯＰに接続する選択スイッチ群２４と、差動増幅器ＯＰが検出した両端電圧をデジタル変換するＡ／Ｄ変換器２２と、上記選択スイッチ群２４を制御する高圧系ＣＰＵ２５と、を備えている。上記選択スイッチ群２４は、単位セルＣ₁₁〜Ｃ_n2の両端に設けられたスイッチから構成されている。

また、上述した差動増幅器ＯＰ、Ａ／Ｄ変換器２２、及び、高圧系ＣＰＵ２５は、その電源ラインが対応するブロックＢ₁〜Ｂ_nのプラス側に接続され、グランドラインが対応するブロックＢ₁〜Ｂ_nのマイナス側に接続されている。上記電源ラインには、遮断スイッチＳＷｉが設けられている。この遮断スイッチＳＷｉがオンすると、上記差動増幅器ＯＰ、Ａ／Ｄ変換器２２、及び、高圧系ＣＰＵ２５に電源が供給され、上記差動増幅器ＯＰ、Ａ／Ｄ変換器２２、及び、高圧系ＣＰＵ２５は動作を開始する。一方、遮断スイッチＳＷｉがオフすると、上記差動増幅器ＯＰ、Ａ／Ｄ変換器２２、及び、高圧系ＣＰＵ２５に対する電源が遮断され、上記差動増幅器ＯＰ、Ａ／Ｄ変換器２２、及び、高圧系ＣＰＵ２５は動作を停止する。上述した遮断スイッチＳＷｉは、高圧系ＣＰＵ２５によってオンオフが制御される。また、遮断スイッチＳＷｉは、後述する覚醒端子Ｔに供給される覚醒信号によってもオンオフが制御される。

上記高圧検出回路１１の高圧系ＣＰＵ２５は、送信ラインＬ_T1、受信ラインＬ_R1を介して低圧系制御回路３０と接続されている。送信ラインＬ_T1上には光を媒体にしたフォトカプラや磁気を媒体にした磁気カプラなどの送信用絶縁デバイスＤ_Tが設けられている。この送信用絶縁デバイスＤ_Tにより高圧検出回路１１と低圧系制御回路３０とを絶縁した状態で、低圧系制御回路３０から高圧検出回路１１に対して検出命令などを送信することができる。また、受信ラインＬ_R1にはフォトカプラや磁気カプラなどの受信用絶縁デバイスＤ_Rが設けられている。この受信用絶縁デバイスＤ_Rにより高圧検出回路１１と低圧系制御回路３０とを絶縁した状態で、低圧系制御回路３０が高圧検出回路１１からの両端電圧の検出結果などを受信することができる。また、高圧検出回路１１〜１ｎの高圧系ＣＰＵ２５は、送信ラインＬ_T2、受信ラインＬ_R2によって互いにシリアルに接続されている。

上記低圧系制御回路３０は、例えばマイクロコンピュータのＣＰＵなどから構成されていて、高圧検出回路１１〜１ｎの動作を制御する。上記覚醒信号出力回路４０は、図１に示すように、フォトカプラから成る絶縁デバイスＤ₁と、第１半導体スイッチとしてのＮＰＮ型のトランジスタＴｒ１と、第２半導体スイッチとしてのＰＮＰ型のトランジスタＴｒ２１〜Ｔｒ２ｎと、整流ダイオードＤｉ１〜Ｄｉｎと、を有している。

絶縁デバイスＤ₁は、発光素子ＬＥと、受光素子ＬＤと、を有している。発光素子ＬＥは、その一端が抵抗Ｒ１を介して低圧バッテリＢ_Lに接続され、他端が低圧系制御回路３０に接続されている。また、受光素子ＬＤは、その一端が抵抗Ｒ２を介して対応するブロックＢ₁のプラス側Ｖ₁に接続され、他端がトランジスタＴｒ１のベースに接続されている。

そして、低圧系制御回路３０からＬレベルの覚醒信号が出力されると、各絶縁デバイスＤ₁の発光素子ＬＥが発光する。発光素子ＬＥが発光すると、受光素子ＬＤが導通してトランジスタＴｒ１のベースに対して低圧系制御回路３０とは絶縁されたＨレベルの覚醒信号が供給される。

上記ＰＮＰ型のトランジスタＴｒ１は、上記絶縁デバイスＤ₁からのＨレベルの覚醒信号が入力されるベース（第１制御端子）、抵抗Ｒ２２〜Ｒ２ｎを介して高圧バッテリＢ_Hのプラス側Ｖ_nに接続されたコレクタ（第１端子）、及び、高圧バッテリＢ_Hのマイナス側に接続されたエミッタ（第２端子）、を有している。トランジスタＴｒ１は、ベースにＨレベルの覚醒信号が入力されるとコレクタ−エミッタ間が導通される。

上記ＮＰＮ型のトランジスタＴｒ２１〜Ｔｒ２ｎは、各ブロックＢ₁〜Ｂ_nに対応して設けられている。トランジスタＴｒ２１〜Ｔｒ２ｎは、整流ダイオードＤｉ１〜Ｄｉｎを介してトランジスタＴｒ１のコレクタと接続されたベース（第２制御端子）、対応するブロックＢ₁〜Ｂ_nのプラス側Ｖ１〜Ｖｎに接続されたエミッタ（第３端子）、及び、覚醒端子Ｔに接続されたコレクタ（第４端子）、を有している。また、各トランジスタＴｒ２１〜Ｔｒ２ｎのベース間には、抵抗Ｒ２２〜Ｒ２ｎが設けられている。各トランジスタＴｒ２１〜Ｔｒ２ｎは各々、ベースが高圧バッテリＢ_Hのマイナス側に接続されるとコレクタ−エミッタ間が導通されて、覚醒端子ＴにＨレベルの覚醒信号が出力される。

次に、上述した構成の高圧検出回路１１〜１ｎの動作について、図３及び図４を参照して以下説明する。図３は、図１に示す低圧系制御回路３０の処理手順を示すフローチャートである。図４及び図５は、高圧系ＣＰＵ２５の処理手順を示すフローチャートである。

イグニッションオンに応じて低圧系制御回路３０は、図３に示す低圧系電圧検出処理を開始する。このとき、高圧検出回路１１〜１ｎ内の遮断スイッチＳＷｉはオフとなっている。これにより、高圧系ＣＰＵ２５には電源が供給されておらず、高圧検出回路１１〜１ｎは、低圧系制御回路３０と通信ができないスリープモードに移行している。このスリープモードを解除するために低圧系制御回路３０は、絶縁デバイスＤ₁に対してＬレベルの覚醒信号を出力する（ステップＳ１）。

このＬレベルの覚醒信号の出力に応じて絶縁デバイスＤ₁内の発光素子ＬＥが発光する。絶縁デバイスＤ₁内の受光素子ＬＤは、上記発光素子ＬＥからの光を受光すると導通して、低圧系制御回路３０とは絶縁されたＨレベルの覚醒信号をトランジスタＴｒ１のベースに供給する。このベースに対するＨレベルの覚醒信号の供給に応じて、トランジスタＴｒ１のエミッタ−コレクタ間が導通して、各トランジスタＴｒ２１〜Ｔｒ２ｎのベースが高圧バッテリＢ_Hのマイナス側に接地される。

そして、各トランジスタＴｒ２１〜Ｔｒ２ｎのベースが高圧バッテリＢ_Hのマイナス側に接地されると、各トランジスタＴｒ２１〜Ｔｒ２ｎのエミッタ−コレクタ間が導通して、各高圧検出回路１１〜１ｎの覚醒端子ＴにＨレベルの覚醒信号が供給される。覚醒端子ＴへのＨレベルの覚醒信号の供給に応じて、各高圧検出回路１１〜１ｎの遮断スイッチＳＷｉがオンされて、差動増幅器ＯＰ、Ａ／Ｄ変換器２２及び高圧系ＣＰＵ２５に電源が供給される。そして、高圧検出回路１１〜１ｎの高圧系ＣＰＵ２５は、電源供給に応じてスリープモードが解除されて、図４及び図５に示す高圧系電圧検出処理を開始する。

次に、低圧系制御回路３０は、高圧検出回路１１に対して検出命令を送信する（ステップＳ２）。検出命令は、送信ラインＬ_T1、送信用絶縁デバイスＤ_Tを介して高圧検出回路１１の高圧系ＣＰＵ２５に送信される。高圧検出回路１１の高圧系ＣＰＵ２５は、検出命令を受信すると（図４のステップＳ１０でＹ）、一つ上位の高圧検出回路１２に対して検出命令を転送する（ステップＳ１１）。各高圧検出回路１１〜１（ｎ−１）の高圧系ＣＰＵ２５が上記ステップＳ１０、Ｓ１１を実行することにより、全高圧検出回路１１〜１ｎに検出命令が転送される。

その後、高圧検出回路１１〜１（ｎ−１）のうちの任意の高圧検出回路１ｍの高圧系ＣＰＵ２５は、選択スイッチ群２４を制御して対応するブロックＢ_mを構成する単位セルＣ_m1、Ｃ_m2の両端電圧を検出する（ステップＳ１２）。なお、最上位の高圧検出回路１ｎの高圧系ＣＰＵ２５は、検出命令を受信すると（図５のステップＳ２０でＹ）、すぐに対応するブロックＢ_nを構成する単位セルＣ_n1、Ｃ_n2の両端電圧を検出して（ステップＳ２１）、検出した単位セルＣ_n1、Ｃ_n2の両端電圧を一つ下位の高圧検出回路１（ｎ−１）の高圧系ＣＰＵ２５に送信した後（ステップＳ２２）、ステップＳ２０に戻る。

これに対して、高圧検出回路１１〜１（ｎ−１）のうちの任意の高圧検出回路１ｍの高圧系ＣＰＵ２５は、一つ上位の高圧検出回路１（ｍ＋１）から送信される単位セルＣ_(m+1)1〜Ｃ_n2の両端電圧を受信する（ステップＳ１３）。その後、高圧検出回路１２〜１（ｎ−１）は、一つ下位の高圧検出回路１（ｍ−１）に対してステップ１３で受信した単位セルＣ_(m+1)1〜Ｃ_n2の両端電圧を転送すると共にステップＳ１２で検出した単位セルＣ_m1、Ｃ_m2の両端電圧を送信した後（ステップＳ１４）、ステップＳ１０に戻る。各高圧検出回路１２〜１（ｎ−１）がこのステップＳ１２及びＳ１３を実行することにより、高圧検出回路１１の高圧系ＣＰＵ２５には単位セルＣ₂₁〜Ｃ_n2の両端電圧が送信される。また、高圧検出回路１１内の高圧系ＣＰＵ２５は、低圧系制御回路３０に対して受信した単位セルＣ₂₁〜Ｃ_n2の両端電圧を転送すると共にステップＳ１２で検出した単位セルＣ₁₁、Ｃ₁₂の両端電圧を送信した後（ステップＳ１４）、ステップＳ１０に戻る。

低圧系制御回路３０は、高圧検出回路１１から送信された全単位セルＣ₁₁〜Ｃ_n2の両端電圧を受信すると（ステップＳ３）、各単位セルＣ₁₁〜Ｃ_n2の両端電圧を比較してバラツキがあれば図示しない均等化装置に対して均等化命令を出力して、均等化装置から均等化終了を受信すると再度電圧検出が必要であると判断して（ステップＳ４でＹ）、ステップＳ１に戻る。これに対して、低圧系制御回路３０は、バラツキがなければ再度電圧検出が必要でないと判断して（ステップＳ４でＮ）、送信ラインＬ_T1、送信用絶縁デバイスＤ_Tを介して高圧検出回路１１にスリープ命令を出力する（ステップＳ５）。

高圧検出回路１１の高圧系ＣＰＵ２５は、低圧系制御回路３０からのスリープ命令を受信すると（ステップＳ１５でＹ）、一つ上位の高圧検出回路１２の高圧系ＣＰＵ２５に対してスリープ命令を転送した後（ステップＳ１６）、遮断スイッチＳＷｉをオフ制御して（ステップＳ１７）、高圧系電圧検出処理を終了する。これにより、高圧系ＣＰＵ２５に対する電源供給が遮断されて、低圧系制御回路３０との通信が行えなくなるスリープモードに移行する。

また、高圧検出回路１２〜１（ｎ−１）内の任意の高圧検出回路１ｍ内の高圧系ＣＰＵ２５は、一つ下位の高圧検出回路１（ｍ−１）の高圧系ＣＰＵ２５からスリープ命令を受信すると（ステップＳ１５でＹ）、一つ上位の高圧検出回路１（ｍ＋１）の高圧系ＣＰＵ２５に対してスリープ命令を転送した後に（ステップＳ１６）、遮断スイッチＳＷｉをオフ制御して（ステップＳ１７）、高圧系電圧検出処理を終了する。このステップＳ１５及びＳ１６を高圧検出回路１２〜１（ｎ−１）内の高圧系ＣＰＵ２５が実行することにより、スリープ命令が高圧検出回路１２内の高圧系ＣＰＵ２５から高圧検出回路１ｎの高圧系ＣＰＵ２５まで順番に転送される。

一方、最上位の高圧検出回路１ｎの高圧系ＣＰＵ２５は、一つ下位の高圧検出回路１（ｎ−１）の高圧系ＣＰＵ２５からスリープ命令を受信すると（ステップＳ２３でＹ）、すぐに遮断スイッチＳＷｉをオフ制御した後（ステップＳ２４）、高圧系電圧検出処理を終了する。これにより、全ての高圧検出回路１１〜１ｎがスリープモードに移行して、低圧系制御回路３０との通信が不可能となる。

上述した電圧検出装置によれば、絶縁デバイスＤ₁からＨレベルの覚醒信号が出力されるとトランジスタＴｒ１が導通して各トランジスタＴｒ２１〜Ｔｒ２ｎのベースが高圧バッテリＢ_Hのマイナス側に接続される。これにより、各トランジスタＴｒ２１〜Ｔｒ２ｎが導通して各高圧検出回路１１〜１ｎにグランドレベルの異なる覚醒信号を出力することができるため、ブロックＢ₁〜Ｂ_n毎に絶縁デバイスを設けなくても覚醒信号を複数の高圧検出回路１１〜１ｎに送信することができ、部品点数を削減してコストダウンを図ると共に実装面積の縮小を図ることができる。

また、上述した電圧検出装置によれば、第１半導体スイッチとしてＮＰＮ型のトランジスタＴｒ１、第２半導体スイッチとしてＰＮＰ型のトランジスタＴｒ２１〜Ｔｒ２ｎを用いることにより、構成が簡単となり、コストダウンを図ることができた。

なお、上述した電圧検出装置によれば、第１半導体スイッチとしてＮＰＮ型のトランジスタＴｒ１、第２半導体スイッチとしてＰＮＰ型のトランジスタＴｒ２１〜Ｔｒ２ｎを用いていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、第１半導体スイッチとしてＮ型の電界効果トランジスタを用いても良いし、第２半導体スイッチとしてＰ型の電界効果トランジスタを用いることも考えられる。

また、上述した電圧検出装置によれば、スリープモードにおいては差動増幅器ＯＰ、Ａ／Ｄ変換器２２及び高圧系ＣＰＵ２５に対する電源が遮断されていたが、本発明はこれに限ったものではない。スリープモードは高圧検出回路１１〜１ｎと低圧系制御回路３０との通信が停止されるような状態であればよく、例えば、差動増幅器ＯＰやＡ／Ｄ変換器２２に対してはスリープモードでも電源供給を続けてもよい。

また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明の電圧検出装置の一実施形態を示すブロック図である。図１に示す高圧検出回路の詳細を示す回路図である。図１に示す低圧系制御回路の処理手順を示すフローチャートである。高圧系ＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。高圧系ＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。従来の電圧検出装置の一例を示す回路図である。

符号の説明

１１〜１ｎ高圧検出回路（電圧検出手段）
３０低圧系制御回路（制御手段）
Ｂ₁〜Ｂ_n ブロック
Ｂ_H 高圧バッテリ（組電池）
Ｃ₁₁〜Ｃ_n2 単位セル
Ｄ₁ 絶縁デバイス
Ｔｒ１トランジスタ（第１半導体スイッチ）
Ｔｒ２１〜Ｔｒ２ｎトランジスタ（第２半導体スイッチ）

Claims

二次電池から成る単位セルが複数直列接続された組電池を複数に分割したブロック毎に対応して設けられると共に前記対応するブロックを構成する単位セルの両端電圧を検出する複数の電圧検出手段と、前記電圧検出手段との通信によって前記単位セルの両端電圧の検出結果を受け取る制御手段と、を備えていて、前記複数の電圧検出手段が、前記制御手段との通信によってスリープ命令を受けると前記制御手段との通信を停止するスリープモードに移行して、覚醒端子に前記制御手段から覚醒信号が入力されると前記スリープモードを解除して前記制御手段との通信を再開するように設定されている電圧検出装置において、
前記制御手段から覚醒信号の供給に応じて前記制御手段とは絶縁されたＨレベルの前記覚醒信号を出力する絶縁デバイスと、
前記絶縁デバイスからのＨレベルの覚醒信号が入力される第１制御端子、前記組電池のプラス側に接続された第１端子、及び、前記組電池のマイナス側に接続された第２端子、を有していて、前記第１制御端子に前記Ｈレベルの覚醒信号が入力されると前記第１端子及び前記第２端子間が導通される第１半導体スイッチと、
前記ブロック毎に対応して設けられた複数の第２半導体スイッチと、
を備え、そして、
前記第２半導体スイッチが、前記第１半導体スイッチの第１端子と接続された第２制御端子、対応するブロックのプラス側に接続された第３端子、及び、前記覚醒端子に接続された第４端子、を有するものであって、前記第２制御端子が前記組電池のマイナス側に接続されると前記第３端子及び前記第４端子間が導通されるものである
ことを特徴とする電圧検出装置。
前記第１半導体スイッチが、ＮＰＮ型のトランジスタ又はＮ型の電界効果トランジスタで構成されていて、そして、
前記第２半導体スイッチが、ＰＮＰ型のトランジスタ又はＰ型の電界効果トランジスタで構成されていることを特徴とする電圧検出装置。