JP2009276298A - 電圧測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電池セルの電圧を測定するにあたり、測定誤差と測定時の放電量をより小さくする装置を提供する。
【解決手段】直列接続された複数の電池セルから構成される電池セルユニットの前記電池セルの電圧を測定する電圧測定装置において、連続する複数の前記電池セルから構成される電池セルグループ毎に設けられ、前記電池セルグループの中から測定対象とする前記電池セルに並列接続されて充電されるコンデンサと、前記コンデンサと前記電池セルとの接続を切り替えるスイッチ回路と、測定対象とする前記電池セルにより充電され、前記電池セルから切り離された前記コンデンサの電圧を測定する電圧測定手段と、を備え、前記電池セルユニットの中性点電位からの電位差が相対的に大きい前記電池セルグループに対応する前記コンデンサの容量を、前記電位差が相対的に小さい前記電池セルグループに対応する前記コンデンサの容量よりも大きくする。
【選択図】図１

Description

本発明は、直列接続された複数の電池セルの電圧を測定する技術に関する。

電気自動車やハイブリッド自動車等においては、電動モータの電源として、複数の電池セルを直列接続した電池セルユニットが用いられている。ここで、電池セルの個体差等に起因して、電池セル間で充放電の偏りが生じえる。電池セルが過充電或いは過放電となると、その劣化が生じ易いという問題がある。そこで、電池セルの電圧を測定し、各電池セル間の蓄電量を調整することが提案されている。

電池セルの電圧の測定方法としては、フライングキャパシタ方式が提案されている（特許文献１等）。フライングキャパシタ方式は、スイッチ回路によって、コンデンサと測定対象とする電池セルとを並列接続して充電し、両者を切り離した後、コンデンサの電圧を測定することで測定対象とする電池セルの電圧を測定するものである。

特開２００７−４０８４２号公報

ここで、各電池セル間の蓄電量を調整する前提として、電池セルの電圧の測定には一定の精度が求められる。しかし、フライングキャパシタ方式で電池セルの電圧を測定する場合、スイッチ回路には寄生容量が存在することから、コンデンサの測定電圧と電池セルの実電圧との間に誤差が生じ得る。コンデンサの容量を大きくすることで、スイッチ回路の寄生容量の影響を小さくすることができるが、コンデンサの容量を大きくすると、これを充電するための電池セルの放電量が大きくなり、無駄が生じる。

本発明の目的は、フライングキャパシタ方式で電池セルの電圧を測定するにあたり、測定誤差をより小さくすると共に測定時の放電量をより小さくすることにある。

本発明によれば、直列接続された複数の電池セルから構成される電池セルユニットの前記電池セルの電圧を測定する電圧測定装置において、連続する複数の前記電池セルから構成される電池セルグループ毎に設けられ、前記電池セルグループの中から測定対象とする前記電池セルに並列接続されて充電されるコンデンサと、前記電池セルグループ毎に設けられ、前記コンデンサと前記電池セルとの接続を切り替えるスイッチ回路と、測定対象とする前記電池セルにより充電され、前記電池セルから切り離された前記コンデンサの電圧を測定する電圧測定手段と、を備え、前記電池セルユニットの中性点電位からの電位差が相対的に大きい前記電池セルグループに対応する前記コンデンサの容量が、前記電位差が相対的に小さい前記電池セルグループに対応する前記コンデンサの容量よりも大きいことを特徴とする電圧測定装置が提供される。

本発明は、前記電池セルユニットの中性点電位からの電位差が大きい前記電池セルほど、前記スイッチ回路の寄生容量による測定誤差が大きくなることに着目したものである。本発明では、前記中性点電位からの電位差が相対的に大きい前記電池セルグループに対応する前記コンデンサの容量を、前記電位差が相対的に小さい前記電池セルグループに対応する前記コンデンサの容量よりも大きくする。測定誤差が生じ易い前記電池セルについては、容量の大きい前記コンデンサを用いることで、測定誤差をより小さくすることができる。一方、測定誤差が小さい前記電池セルについては、容量の小さい前記コンデンサを用いることで、一律に容量の大きいコンデンサを用いる場合よりも、測定時の放電量をより小さくすることができる。

本発明においては、容量が大きい前記コンデンサに対応する前記電池セルグループの前記電池セルの数が、容量が小さい前記コンデンサに対応する前記電池セルグループの前記電池セルの数よりも少なくてもよい。

前記コンデンサの容量が大きいと、それだけ充電に時間を要し、測定時間が長くなる。この構成では、容量が大きい前記コンデンサにより電圧を測定する前記電池セルについては、その数を相対的に減らすことで、測定時間が長くなることを抑制できる。

また、本発明においては、各々の前記コンデンサの容量をＣｆｎ、各々の前記コンデンサに対応する前記電池セルグループの前記電池セルの数をｋｎとした場合、Ｃｆｎ×ｋｎ≒定数であってもよい。

この構成では、測定時間が長くなることを抑制できると共に、各電池セルグループ間で測定時間の均衡化を図れる。

また、本発明においては、前記中性点電位からの電位差が異なる各々の前記電池セルグループに対応する各々の前記コンデンサの容量が互いに異なってもよい。

この構成によれば、前記中性点電位からの電位差に応じて、各電池セルグループ毎に前記コンデンサの容量を設定することで、測定誤差の低減と、測定時の放電量の削減とをより効果的に実現できる。

また、本発明においては、前記中性点電位からの電位差が最大となる前記電池セルグループに対応する前記コンデンサの容量のみが、他の前記電池セルグループに対応する前記コンデンサの容量よりも大きくてもよい。

この構成によれば、容量が異なるコンデンサの種類の増加を抑制しながら、最も測定誤差が生じ得る前記電池セルグループについて測定誤差を軽減することができる。

以上述べた通り、本発明によれば、フライングキャパシタ方式で電池セルの電圧を測定するにあたり、測定誤差をより小さくすると共に測定時の放電量をより小さくすることができる。

＜第１実施形態＞
＜全体の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る電圧測定装置Ａのブロック図である。電圧測定装置Ａは、複数の測定ユニット１０と、制御ユニット２０と、を備え、電池セルユニット１を構成する個々の電池セルＣＬの電圧を測定する。電池セルＣＬは、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池等の充電可能な二次電池であり、直列接続されて電池セルユニット１を構成している。本実施形態の場合、各電池セルＣＬは同じ電池セルである場合を想定している。

電池セルＣＬは、連続する複数の電池セルから構成される電池セルグループＣＬＧにグループ分けされている。本実施形態の場合、電池セルＣＬは、＋＃１〜＋＃４及び−＃１〜−＃４まで合計８つの電池セルグループＣＬＧにグループ分けされているが、そのグループ数は任意に設定できる。本実施形態の場合、各電池セルグループＣＬＧは同数の電池セルＣＬを有しており、電池セルＣＬ１〜ＣＬｋまでのｋ個の電池セルＣＬを有している。

本実施形態の場合、電池セルユニット１は、フローティング電源として利用されることを想定しており、その中性点ＮＰの電位が、電池セルユニット１の両端子間電位差の中間電位（電池セルグループＣＬＧ（＋＃１）と電池セルグループＣＬＧ（−＃１）との接続点）である場合を想定している。中性点ＮＰについて図３（ａ）を参照して説明する。

図３（ａ）において、電池セルユニット１はインバータ２により充放電される電源として利用されており、これらがハイブリッド自動車、電気自動車に適用される場合を想定している。コンデンサＣ０は、電池セルユニット１の各端子とインバータ２とを接続する送電線に一方端子が接続され、他方端子が車体に接地されたノイズ除去等を目的としたコンデンサであり、互いに容量が等しい場合を想定している。

図３（ａ）において、電池セルユニット１の両端子間の電位差をＥ、＋側端子の電位をＶとすると、−側端子の電位はＶ−Ｅとなる。この系のエネルギーＷは、
Ｗ＝１／２・Ｃ０・（Ｖ²＋（Ｖ−Ｅ）²）
であり、エネルギー最小の原理から、
ｄＷ／ｄＶ＝２・Ｃ０・Ｖ−Ｃ０・Ｅ＝０
である。すなわち、Ｖ＝１／２・Ｅ、Ｖ−Ｅ＝−１／２・Ｅでエネルギーが最小であり、中性点電位は、電池セルユニット１の中間電位となる。なお、コンデンサＣ０が互いに異なる容量を持つ場合は、中性点電位も異なるものとなるが、同様の考え方により特定することができる。尤も、通常は送電線に接続されるコンデンサの容量は等しい。

図１に戻り、測定ユニット１０は、各電池セルグループＣＬＧ毎に、本実施形態の場合８つ設けられており、それぞれフライングキャパシタとなるコンデンサＣｆが設けられている。特定の電池セルグループＣＬＧに対応する測定ユニット１０或いはコンデンサＣｆを指す場合は、添え字を付して特定することにし、例えば、電池セルグループＣＬＧ（＋＃１）に対応する測定ユニット１０、コンデンサＣｆを指す場合は、測定ユニット１０（＋＃１）、コンデンサＣｆ（＋＃１）と、表記する。

図２（ａ）は各測定ユニット１０のブロック図である。測定ユニット１０は、スイッチ回路１１と、上記の通りフライングキャパシタとなるコンデンサＣｆと、スイッチ回路１２と、スイッチ回路１３と、電圧測定回路１４と、を備える。なお、同図において抵抗素子は図示を省略している。また、本実施形態の場合、電圧測定回路１４を各測定ユニット１０に設けたが、全ての測定ユニット１０について共通に１つのみ設けるか、或いは、複数の測定ユニット１０毎に１つずつ設け、スイッチ回路により切り替えて接続するようにしてもよい。但し、電圧測定回路１４を各測定ユニット１０に設けることで、各電池セルグループＣＬＧ毎に並列的に電池セルＣＬの電圧測定ができ、処理時間を短縮できる。

スイッチ回路１１は、サンプリングスイッチとして機能するものであり、各電池セルＣＬの接続点、及び、電池セルＣＬ１の＋側と、電池セルＣＬｋの−側と、にそれぞれ１つずつスイッチ素子が配されている。スイッチ回路１１は、各スイッチ素子のＯＮ・ＯＦＦにより、電池セルＣＬ１乃至ＣＬｋのうち、電圧の測定対象とするいずれかの電池セルＣＬをコンデンサＣｆに切り替えて並列接続する。例えば、電池セルＣＬ１を測定対象とする場合は、同図最上段のスイッチ素子と、２段目のスイッチ素子とをＯＮにし、他のスイッチ素子はＯＦＦとする。また、例えば、電池セルＣＬ２を測定対象とする場合は同図２段目のスイッチ素子と、３段目のスイッチ素子とをＯＮにし、他のスイッチ素子はＯＦＦとする。

なお、添え字が奇数の電池セルＣＬをコンデンサＣｆに並列接続する場合と、添え字が偶数の電池セルＣＬをコンデンサＣｆに並列接続する場合とでは、コンデンサＣｆの両端子の正負が反転することになる。

スイッチ回路１２は、トランスファスイッチとして機能するものであり、コンデンサＣｆの両端子と、電圧測定回路の２つの入力端子の断続を行う。スイッチ回路１３は、リセットスイッチとして機能するものであり、コンデンサＣｆの両端子間の断続を行い、コンデンサＣｆを放電する場合にＯＮにされる。

図２（ｂ）は電圧測定回路１４のブロック図である。電圧測定回路１４はオペアンプ１５と、Ａ／Ｄ変換器１６とを備える。オペアンプ１５の２つの入力端子には、それぞれ、コンデンサＣｆの一方端子、他方端子が接続され、オペアンプ１５はその電位差を増幅して出力する差動増幅回路を構成している。Ａ／Ｄ変換器１６はオペアンプ１５から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換して出力する。

次に、係る構成からなる測定ユニット１０による電池セルＣＬの電圧の測定動作について説明する。まず、スイッチ回路１１乃至１３が全てＯＦＦとされる。次に、スイッチ回路１１により、測定対象とする１つの電池セルＣＬがコンデンサＣｆに並列接続される。電池セルＣＬとコンデンサＣｆとの接続は、コンデンサＣｆの容量に応じてコンデンサＣｆが満充電される時間、維持される。次に、スイッチ回路１１により、測定対象とする電池セルＣＬからコンデンサＣｆを切り離し、その後、スイッチ回路１２をＯＮとして、オペアンプ１５の２つの入力端子とコンデンサＣｆの両端子間を接続する。これにより、オペアンプ１５からは、コンデンサＣｆの電位差に応じたアナログ信号が出力され、Ａ／Ｄ変換器１６は、これをデジタル信号に変換して保持し、制御ユニット２０へ出力することになる。

次に、スイッチ回路１２をＯＦＦとしてコンデンサＣｆとオペアンプ１５とを切り離し、スイッチ回路１３をＯＮにする。スイッチ回路１３はコンデンサＣｆの容量に応じた時間だけＯＮにされ、コンデンサＣｆを完全に放電する。その後、スイッチ回路１３をＯＦＦとする。以降、測定対象とする電池セルＣＬを代えて同様の手順により、順次各電池セルＣＬの電圧を測定することになる。

次に、図１に戻り、制御ユニット２０について説明する。制御ユニット２０は、ＣＰＵ２１と、ＲＯＭ２２と、ＲＡＭ２３と、Ｉ／Ｆ（インターフェース）２４とを備える。ＣＰＵ２１はＲＯＭ２２に記憶された制御プログラムを実行して、各測定ユニット１０を制御する。ＲＡＭ２３には一時的なデータが記憶され、例えば、各電池セルＣＬの電圧の測定結果が電池セルＣＬ毎に記憶される。なお、ＲＯＭ２２及びＲＡＭ２３としては他の記憶手段でもよい。

Ｉ／Ｆ２４には、スイッチ回路１１乃至１３、Ａ／Ｄ変換器１６が接続され、ＣＰＵ２１は、これらを制御し、また、Ａ／Ｄ変換器１６から出力される測定結果を取得することができる。

＜測定誤差＞
次に、測定誤差について説明する。本実施形態の電圧測定装置Ａのように、スイッチ回路１１により電池セルＣＬとコンデンサＣｆとの接続切り替えを行う構成の場合、スイッチ回路１１の各スイッチ素子に存する寄生容量の影響により測定誤差が生じる。そして、この測定誤差は、中性点電位ＮＰからの電位差が大きい電池セルＣＬ程大きくなることを見出した。

図４（ａ）は測定誤差の測定結果を示す図である。測定誤差は、実験により、電圧測定装置Ａと同様な構成の電圧測定装置において、コンデンサＣｆを１μＦとして各電池セルＣＬの電圧を測定する一方、別の測定装置によりスイッチ回路１１を介さずに各電池セルＣＬの電圧を測定し、両者の差分をとったものである。

同図において、測定誤差は、各電池セル毎に示しており、中性点からの電位差が大きい電池セル程、誤差が大きくなっていることが分かる。このように中性点電位ＮＰからの電位差が大きい電池セルＣＬ程、測定誤差が大きくなる理由は、以下の通りである。

図３（ｂ）はスイッチ回路１１の寄生容量による測定誤差の説明図である。同図に示すように、測定対象の電池セルＣＬ１の実電圧をＶｃｌ、電池セルＣＬ１の中性点ＮＰからの電位をＥ１とおき、スイッチ回路１１の寄生容量をＣｓとおくと、コンデンサＣｆ（容量Ｃｆ）の測定電圧Ｖは、
Ｖ＝１／Ｃｆ×（Ｃｆ・Ｖｃｌ＋・Ｃｓ・Ｅ１）
である。ここで、ΔＶ＝Ｖｃｌ−Ｖとして、式を変形すると、
ΔＶ＝Ｃｓ／Ｃｆ×Ｅ１
である。ΔＶは測定誤差を示し、したがって、電位Ｅ１が大きいほど、測定誤差が大きくなることになる。また、寄生容量Ｃｓに対して、コンデンサＣｆの容量が大きい程、測定誤差が小さくなることになる。

図４（ｂ）はコンデンサＣｆの容量を大きくすることで測定誤差が減少した結果を示す図である。同図の例は、コンデンサＣｆの容量を１０μＦに、つまり、図４（ａ）の実験の場合よりも１０倍の容量のコンデンサを用いて同様の実験を行った結果である。中性点からの電位差に関わらず、測定誤差が著しく小さいことが分かる。

＜コンデンサＣｆの容量＞
上記の通り、測定誤差は、中性点からの電位差が大きい程、大きくなるが、コンデンサＣｆの容量を大きくすれば、測定誤差を小さくすることができる。しかし、コンデンサＣｆの容量を大きくすると、電圧測定のために消費する電池セルＣＬの放電量が大きくなり、無駄が生じる。

そこで、本実施形態では、電池セルユニット１の中性点ＮＰの電位からの電位差が相対的に大きい電池セルグループＣＬＧに対応する測定ユニット１０のコンデンサＣｆの容量が、電位差が相対的に小さい電池セルグループＣＬＧに対応する測定ユニット１０のコンデンサＣｆの容量よりも大きくする。中性点ＮＰの電位との電位差の関係で、測定誤差が生じ易い電池セルＣＬについては、容量の大きいコンデンサＣｆを用いることで、測定誤差をより小さくすることができる。一方、測定誤差が小さい電池セルＣＬについては、容量の小さい前記コンデンサを用いることで、一律に容量の大きいコンデンサを用いる場合よりも、測定時の放電量をより小さくすることができる。

このようなコンデンサＣｆの容量の設定方法としては、以下のパターンが含まれる。

（１）中性点ＮＰの電位からの電位差が異なる各々の電池セルグループＣＬＧに対応する各々のコンデンサＣｆの容量が互いに異なるようにする。例えば、コンデンサＣｆの各容量の大小関係を、
Ｃｆ（＋＃１）＜Ｃｆ（＋＃２）＜Ｃｆ（＋＃３）＜Ｃｆ（＋＃４）、
Ｃｆ（−＃１）＜Ｃｆ（−＃２）＜Ｃｆ（−＃３）＜Ｃｆ（−＃４）
と設定する。このように、中性点ＮＰの電位からの電位差に応じて、各電池セルグループＣＬＧ毎にコンデンサＣｆの容量を設定することで、測定誤差の低減と、測定時の放電量の削減とをより効果的に実現できる。

（２）中性点ＮＰの電位からの電位差が異なる各々の電池セルグループＣＬＧに対応する各々のコンデンサＣｆの容量が、部分的に異なるようにする。例えば、コンデンサＣｆの各容量の大小関係を、
Ｃｆ（＋＃１）＝Ｃｆ（＋＃２）＜Ｃｆ（＋＃３）＝Ｃｆ（＋＃４）、
Ｃｆ（−＃１）＝Ｃｆ（−＃２）＜Ｃｆ（−＃３）＝Ｃｆ（−＃４）、或いは、
Ｃｆ（＋＃１）＜Ｃｆ（＋＃２）＝Ｃｆ（＋＃３）＜Ｃｆ（＋＃４）、
Ｃｆ（−＃１）＜Ｃｆ（−＃２）＝Ｃｆ（−＃３）＜Ｃｆ（−＃４）
と設定する。この例の場合、容量が異なるコンデンサＣｆの種類の増加を抑制しながら、測定誤差の低減と、測定時の放電量の削減とを実現できる。

（３）中性点ＮＰの電位からの電位差が最大となる電池セルグループＣＬＧに対応するコンデンサＣｆの容量のみが、他の電池セルグループＣＬＧに対応するコンデンサＣｆの容量よりも大きくする。例えば、コンデンサＣｆの各容量の大小関係を、
Ｃｆ（＋＃１）＝Ｃｆ（＋＃２）＝Ｃｆ（＋＃３）＜Ｃｆ（＋＃４）、
Ｃｆ（−＃１）＝Ｃｆ（−＃２）＝Ｃｆ（−＃３）＜Ｃｆ（−＃４）
と設定する。この例の場合、容量が異なるコンデンサＣｆの種類の増加を抑制しながら、最も測定誤差が生じ得る電池セルグループＣＬＧ（＋＃４）及び電池セルグループＣＬＧ（−＃４）について測定誤差を軽減することができる。

なお、電池セルグループＣＬＧ（＋＃１〜＋＃４）と、電池セルグループＣＬＧ（−＃１〜−＃４）とで容量が異なるコンデンサＣｆを用いても良い。

＜第２実施形態＞
コンデンサＣｆの容量を大きくすると、充電に要する時間も長くなる。したがって、相対的に大容量のコンデンサＣｆを有する測定ユニット１０では、電圧の測定時間が相対的に長くなってしまい、電池セルグループＣＬＧ間で単位時間あたりの電池セルＣＬの測定個数が異なる場合が生じ得る。本実施形態では、この問題を解消する。

図５は本発明の他の実施形態に係る電圧測定装置Ｂのブロック図である。電圧測定装置Ｂは、電圧測定装置Ａと比べると、各電池セルグループＣＬＧ間で電池セルＣＬの個数が全て同じではない点においてのみ相違し、その他の構成は同様である。同図において、電池セルＣＬの数は、電池セルグループＣＬＧ（＋＃１）及び電池セルグループＣＬＧ（−＃１）では、電池セルＣＬ１〜ＣＬｋ１までｋ１個、電池セルグループＣＬＧ（＋＃２）及び電池セルグループＣＬＧ（−＃２）では、電池セルＣＬ１〜ＣＬｋ２までｋ２個、電池セルグループＣＬＧ（＋＃３）及び電池セルグループＣＬＧ（−＃３）では、電池セルＣＬ１〜ＣＬｋ３までｋ３個、電池セルグループＣＬＧ（＋＃４）及び電池セルグループＣＬＧ（−＃４）では、電池セルＣＬ１〜ＣＬｋ４までｋ４個、であることを示している。

そして、容量が大きいコンデンサＣｆを有する測定ユニット１０に対応する電池セルグループＣＬＧの電池セルＣＬの数が、容量が小さいコンデンサＣｆを有する測定ユニット１０に対応する電池セルグループＣＬＧの電池セルＣＬの数よりも少なくする。

例えば、コンデンサＣｆの各容量の大小関係を、上記の通り、
Ｃｆ（＋＃１）＜Ｃｆ（＋＃２）＜Ｃｆ（＋＃３）＜Ｃｆ（＋＃４）、
Ｃｆ（−＃１）＜Ｃｆ（−＃２）＜Ｃｆ（−＃３）＜Ｃｆ（−＃４）
とした場合、各電池セルグループＣＬＧの電池セルＣＬの数の大小関係は、
ｋ１＞ｋ２＞ｋ３＞ｋ４
とする。

また、例えば、コンデンサＣｆの各容量の大小関係を、上記の通り、
Ｃｆ（＋＃１）＝Ｃｆ（＋＃２）＝Ｃｆ（＋＃３）＜Ｃｆ（＋＃４）、
Ｃｆ（−＃１）＝Ｃｆ（−＃２）＝Ｃｆ（−＃３）＜Ｃｆ（−＃４）
とした場合、各電池セルグループＣＬＧの電池セルＣＬの数の大小関係は、
ｋ１＝ｋ２＞ｋ３＝ｋ４
とする。

また、例えば、コンデンサＣｆの各容量の大小関係を、上記の通り、
Ｃｆ（＋＃１）＝Ｃｆ（＋＃２）＝Ｃｆ（＋＃３）＜Ｃｆ（＋＃４）、
Ｃｆ（−＃１）＝Ｃｆ（−＃２）＝Ｃｆ（−＃３）＜Ｃｆ（−＃４）
とした場合、各電池セルグループＣＬＧの電池セルＣＬの数の大小関係は、
ｋ１＝ｋ２＝ｋ３＞ｋ４
とする。

なお、電池セルグループＣＬＧ（＋＃１〜＋＃４）と、電池セルグループＣＬＧ（−＃１〜−＃４）とで容量が異なるコンデンサＣｆを用いた場合は、それに応じて電池セルＣＬの数を設定する。

このように、容量Ｃｆが大きいコンデンサＣｆにより電圧を測定する電池セルＣＬについては、その数を相対的に減らすことで、測定時間が長くなることを抑制できる。

ここで、各々のコンデンサＣｆの容量をＣｆｎ、各々のコンデンサＣｆに対応する電池セルグループＣＬＧの電池セルＣＬの数をｋｎとした場合、Ｃｆｎ×ｋｎ≒定数であってもよい。”ｎ”は、各電池セルグループＣＬＧを示し、上記式は、つまり、
Ｃｆ（＋＃１）×ｋ１≒Ｃｆ（＋＃２）×ｋ２≒Ｃｆ（＋＃３）×ｋ３≒Ｃｆ（＋＃４）×ｋ４≒Ｃｆ（−＃１）×ｋ１≒Ｃｆ（−＃２）×ｋ２≒Ｃｆ（−＃３）×ｋ３≒Ｃｆ（−＃４）×ｋ４
である。

この構成では、測定時間が長くなることを抑制できると共に、各電池セルグループＣＬＧ間で測定時間の均衡化を図れる。なお、Ｃｆｎ×ｋｎ＝定数とすれば、理論上、測定時間の均衡化を完全に図れる。

本発明の一実施形態に係る電圧測定装置Ａのブロック図である。 （ａ）は各測定ユニット１０のブロック図、（ｂ）は電圧測定回路１４のブロック図である。 （ａ）は中性点の説明図、（ｂ）はスイッチ回路１１の寄生容量による測定誤差の説明図である。 （ａ）は測定誤差の測定結果を示す図、（ｂ）はコンデンサＣｆの容量を大きくすることで測定誤差が減少した結果を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る電圧測定装置Ｂのブロック図である。

符号の説明

Ａ、Ｂ 電圧測定装置
Ｃｆ コンデンサ
ＣＬ 電池セル
ＣＬＧ 電池セルグループ
１ 電池セルユニット
２ 測定ユニット
１０ スイッチ回路
１４ 電圧測定回路

Claims (5)

1. 直列接続された複数の電池セルから構成される電池セルユニットの前記電池セルの電圧を測定する電圧測定装置において、
   連続する複数の前記電池セルから構成される電池セルグループ毎に設けられ、前記電池セルグループの中から測定対象とする前記電池セルに並列接続されて充電されるコンデンサと、
   前記電池セルグループ毎に設けられ、前記コンデンサと前記電池セルとの接続を切り替えるスイッチ回路と、
   測定対象とする前記電池セルにより充電され、前記電池セルから切り離された前記コンデンサの電圧を測定する電圧測定手段と、
   を備え、
   前記電池セルユニットの中性点電位からの電位差が相対的に大きい前記電池セルグループに対応する前記コンデンサの容量が、前記電位差が相対的に小さい前記電池セルグループに対応する前記コンデンサの容量よりも大きいことを特徴とする電圧測定装置。
2. 容量が大きい前記コンデンサに対応する前記電池セルグループの前記電池セルの数が、容量が小さい前記コンデンサに対応する前記電池セルグループの前記電池セルの数よりも少ないことを特徴とする請求項１に記載の電圧測定装置。
3. 各々の前記コンデンサの容量をＣｆｎ、各々の前記コンデンサに対応する前記電池セルグループの前記電池セルの数をｋｎとした場合、
   Ｃｆｎ×ｋｎ≒定数
   であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電圧測定装置。
4. 前記中性点電位からの電位差が異なる各々の前記電池セルグループに対応する各々の前記コンデンサの容量が互いに異なることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電圧測定装置。
5. 前記中性点電位からの電位差が最大となる前記電池セルグループに対応する前記コンデンサの容量のみが、他の前記電池セルグループに対応する前記コンデンサの容量よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電圧測定装置。

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