JP2011214974A

JP2011214974A - 二次電池の電流検出装置及び方法

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Publication number: JP2011214974A
Application number: JP2010082935A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Miyahara; 剛宮原; Yusuke Kozuka; 悠介小塚; Mitsuhiro Kamo; 光広加茂; Katsuhiko Sugibayashi; 克彦杉林
Original assignee: Primearth EV Energy Co Ltd
Current assignee: Primearth EV Energy Co Ltd
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2010-03-31
Publication date: 2011-10-27
Anticipated expiration: 2030-03-31
Also published as: JP5432035B2

Abstract

【課題】二次電池の充放電電流を簡易な構成で、かつ、高圧系から絶縁した状態で検出することができる装置及び方法を提供する。
【解決手段】二次電池を構成する複数の電池ブロックＢ１〜Ｂ２０の電圧をフライングキャパシタＣで検出する。付加回路１００を設け、二次電池に直列に接続した抵抗Ｒ４の端子電圧をフライングキャパシタＣで検出し、抵抗Ｒ４の端子電圧と抵抗Ｒ４の既知の抵抗値から高圧系と絶縁した状態で二次電池の充放電電流を検出する。
【選択図】図２

Description

本発明は二次電池の電流検出装置及び方法に関し、特にフライングキャパシタを用いた電流検出装置及び方法に関する。

電動機により車両駆動力を得ている電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両は、二次電池を搭載し、この二次電池に蓄積された電力により電動機を駆動する。電動車両は、回生制動、すなわち車両制動時に電動機を発電機として機能させ、車両の運動エネルギを電気エネルギに変換することにより制動する機能を備える。変換された電気エネルギは二次電池に戻され、加速を行う時等に再利用される。

二次電池は、過放電あるいは過充電を行うと電池性能を劣化させることになるため、二次電池の充電状態（ＳＯＣ：State of Charge）を把握して充電あるいは放電を制御する必要がある。例えば、ハイブリッド自動車においては、二次電池が回生電力を受け入れられるように、また要求があれば直ちに電動機に対して電力を供給できるようにするために、その充電状態を満充電状態（ＳＯＣ＝１００％）と、全く蓄電されていない状態（ＳＯＣ＝０％）のおよそ中間付近（ＳＯＣ＝５０％〜６０％）に制御される。従って、二次電池のＳＯＣは高精度に検出することが必要である。

二次電池のＳＯＣは、二次電池に対する充放電電流を測定し、その電流値に所定の充電効率ηを乗算し、その乗算値をある時間間隔にわたって積算することで積算容量を計算し、この積算容量に基づいて推定することができる。二次電池の充放電電流は、通常、電流センサを用いて検出される。

特開平１１−２４８７５５号公報特開２００３−４７１１１号公報

しかしながら、二次電池の充放電電流を電流センサで検出する構成では、電流を検出するために新たな回路を付加することとなりコスト増大を招く。さらに、車載の二次電池は高圧であるため、電流センサを高圧系に接続しなければならない問題もある。

本発明の目的は、二次電池の充放電電流を簡易な構成で、かつ、高圧系（計測回路側で使用している電源系とは異なる二次電池等の電圧系）から絶縁した状態で検出することができる装置及び方法を提供することにある。

本発明は、二次電池の電流検出装置であって、前記二次電池の両端子に第１スイッチ群を介して接続されるフライングキャパシタと、前記フライングキャパシタに第２スイッチ群を介して接続される電圧検出回路と、前記二次電池に直列に接続された抵抗と、前記抵抗の両端子を前記フライングキャパシタに接続する電流検出用スイッチとを備え、前記第１スイッチ群をオンして前記二次電池の電圧を前記フライングキャパシタでホールドし、その後に前記第１スイッチ群をオフし前記第２スイッチ群をオンすることで前記フライングキャパシタの電圧を前記電圧検出回路で検出することで前記二次電池の電圧を検出し、かつ、前記第１スイッチ群をオフするとともに電流検出用スイッチをオンして前記抵抗の端子電圧を前記フライングキャパシタでホールドし、その後に前記電流検出用スイッチをオフし前記第２スイッチ群をオンすることで前記フライングキャパシタの電圧を前記電圧検出回路で検出することで前記抵抗の端子電圧を検出し、検出した前記抵抗の端子電圧と前記抵抗の抵抗値から前記二次電池の充放電電流を検出することを特徴とする。

また、本発明は、二次電池の電流検出装置であって、前記二次電池の両端子に第１スイッチ群を介して接続される第１フライングキャパシタと、前記第１フライングキャパシタに第２スイッチ群を介して接続される第１電圧検出回路と、前記二次電池に直列に接続された抵抗と、前記抵抗の両端子に入力スイッチ群を介して接続される第２フライングキャパシタと、前記第２フライングキャパシタに出力スイッチ群を解して接続される第２電圧検出回路とを備え、前記第１スイッチ群をオンして前記二次電池の電圧を前記第１フライングキャパシタでホールドし、その後に前記第１スイッチ群をオフし前記第２スイッチ群をオンすることで前記第１フライングキャパシタの電圧を前記第１電圧検出回路で検出することで前記二次電池の電圧を検出し、かつ、前記入力スイッチ群をオンして前記抵抗の端子電圧を前記第２フライングキャパシタでホールドし、その後に前記入力スイッチ群をオフし前記出力スイッチ群をオンすることで前記第２フライングキャパシタの電圧を前記第２電圧検出回路で検出することで前記抵抗の端子電圧を検出し、検出した前記抵抗の端子電圧と前記抵抗の抵抗値から前記二次電池の充放電電流を検出することを特徴とする。

本発明の１つの実施形態では、前記二次電池は複数の電池ブロックを直列に接続して構成され、前記フライングキャパシタあるいは前記第１フライングキャパシタは、前記複数の二次電池の電圧を順次ホールドし、前記電圧検出回路あるいは前記第１電圧検出回路は、前記複数の二次電池の電圧を順次検出する。

また、本発明は、二次電池の電流検出方法であって、前記二次電池の両端子に第１スイッチ群を介して接続されるフライングキャパシタと、前記フライングキャパシタに第２スイッチ群を介して接続される電圧検出回路と、前記二次電池に直列に接続された抵抗と、前記抵抗の両端子を前記フライングキャパシタに接続する電流検出用スイッチを備えた回路を用い、前記第１スイッチ群をオンして前記二次電池の電圧を前記フライングキャパシタでホールドし、その後に前記第１スイッチ群をオフし前記第２スイッチ群をオンすることで前記フライングキャパシタの電圧を前記電圧検出回路で検出することで前記二次電池の電圧を検出し、かつ、前記第１スイッチ群をオフするとともに電流検出用スイッチをオンして前記抵抗の端子電圧を前記フライングキャパシタでホールドし、その後に前記電流検出用スイッチをオフし前記第２スイッチ群をオンすることで前記フライングキャパシタの電圧を前記電圧検出回路で検出することで前記抵抗の端子電圧を検出し、検出した前記抵抗の端子電圧と前記抵抗の抵抗値から前記二次電池の充放電電流を検出することを特徴とする。

また、本発明は、二次電池の電流検出方法であって、前記二次電池の両端子に第１スイッチ群を介して接続される第１フライングキャパシタと、前記第１フライングキャパシタに第２スイッチ群を介して接続される第１電圧検出回路と、前記二次電池に直列に接続された抵抗と、前記抵抗の両端子に入力スイッチ群を介して接続される第２フライングキャパシタと、前記第２フライングキャパシタに出力スイッチ群を介して接続される第２電圧検出回路とを備えた回路を用い、前記第１スイッチ群をオンして前記二次電池の電圧を前記第１フライングキャパシタでホールドし、その後に前記第１スイッチ群をオフし前記第２スイッチ群をオンすることで前記第１フライングキャパシタの電圧を前記第１電圧検出回路で検出することで前記二次電池の電圧を検出し、かつ、前記入力スイッチ群をオンして前記抵抗の端子電圧を前記第２フライングキャパシタでホールドし、その後に前記入力スイッチ群をオフし前記出力スイッチ群をオンすることで前記第２フライングキャパシタの電圧を前記第２電圧検出回路で検出することで前記抵抗の端子電圧を検出し、検出した前記抵抗の端子電圧と前記抵抗の抵抗値から前記二次電池の充放電電流を検出することを特徴とする。

本発明によれば、二次電池の充放電電流を簡易な構成で、かつ、高圧系から絶縁した状態で検出することができる。

基本回路構成図である。実施形態の第１回路構成図である。実施形態の第２回路構成図である。実施形態の第３回路構成図である。実施形態の第４回路構成図である。

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。

１．基本構成
まず、本実施形態の基本回路構成について説明する。基本回路は、フライングキャパシタを用いて二次電池の電圧を検出する回路である。

図１に、基本回路の回路構成を示す。二次電池は組電池であり、電池ブロックＢ１〜Ｂ２０を直列接続して構成される。各電池ブロックは、複数の電池モジュールを直列接続して構成され、各電池モジュールはさらに１つまたは複数の単電池（セル）を直列に接続して構成される。二次電池は、電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両に搭載される。二次電池は、例えばニッケル水素電池であるが、これに限定されるものではなく、リチウムイオン電池等であってもよい。また、以下の説明で二次電池は組電池に限定されず、単電池であってもよい。

各電池ブロックＢ１〜Ｂ２０には、バスＶＢ０〜ＶＢ２０を介して抵抗及びスイッチＳ１０〜Ｓ１２１が接続される。例えば、電池ブロックＢ１の負極端子にはバスＶＢ０を介して抵抗及びスイッチＳ１０が接続され、電池ブロックＢ１の正極端子にはバスＶＢ１を介して抵抗及びスイッチＳ１１が接続される。また、電池ブロックＢ２０の負極端子にはバスＶＢ１９を介して抵抗及びスイッチＳ１２０が接続され、電池ブロックＢ２０の正極端子にはバスＶＢ２０を介して抵抗及びスイッチＳ１２１が接続される。

スイッチＳ１０〜Ｓ１１０のうち、スイッチＳ１０，Ｓ１２，Ｓ１４，Ｓ１６，Ｓ１８，Ｓ１１０はさらにスイッチＳ２２に接続され、スイッチＳ１１，Ｓ１３，Ｓ１５，Ｓ１７，Ｓ１９はさらにスイッチＳ２１に接続される。また、スイッチＳ１１１〜Ｓ１２１のうち、スイッチＳ１１１，Ｓ１１３，Ｓ１１５，Ｓ１１７，Ｓ１１９，Ｓ１２１はさらにスイッチＳ２４に接続され、スイッチＳ１１２，Ｓ１１４，Ｓ１１６，Ｓ１１８，Ｓ１２０はさらにスイッチＳ２３に接続される。

スイッチＳ２２，Ｓ２４はともにフライングキャパシタＣの一方の端子に接続され、スイッチＳ２１，Ｓ２３はともにフライングキャパシタＣの他方の端子に接続される。

また、フライングキャパシタＣの一方の端子はオペアンプＡｍｐの非反転入力端子（＋）に接続され、フライングキャパシタＣの他方の端子はオペアンプＡｍｐの反転入力端子（−）に接続される。オペアンプＡｍｐの非反転入力端子には基準電源Ｖが接続される。オペアンプＡｍｐの出力端子にはＣＰＵが接続される。

スイッチＳ１０〜Ｓ１２１は第１スイッチ群を構成し、スイッチＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４は第２スイッチ群を構成し、スイッチＳ３１，Ｓ３２は第３スイッチ群を構成する。抵抗、第１、第２及び第３スイッチ群、フライングキャパシタＣ、オペアンプＡｍｐ、ＣＰＵ等は電子制御装置ＥＣＵ内に組み込まれる。なお、抵抗等がＥＣＵ内に組み込まれない態様であってもよい。

このような構成において、電池ブロックＢ１〜Ｂ２０の電圧（端子電圧）が順次検出され、ＣＰＵに供給される。すなわち、まず、電池ブロックＢ１の電圧を検出する際には、第１スイッチ群のうちスイッチＳ１０，Ｓ１１をオンし、他のスイッチをオフにする。また、第２スイッチ群のうちスイッチＳ２１，Ｓ２２をオンし、第２スイッチ群の他のスイッチをオフにする。すると、電池ブロックＢ１の電圧によりフライングキャパシタＣが充電され、電池ブロックＢ１の電圧がホールドされる。そして、フライングキャパシタＣを充電した後、スイッチＳ２１，Ｓ２２をオフし、高圧系の二次電池から絶縁した状態で第３スイッチ群のスイッチＳ３１，Ｓ３２をオンにすることで、フライングキャパシタＣとオペアンプＡｍｐが接続され、オペアンプＡｍｐでフライングキャパシタＣの電圧、すなわち電池ブロックＢ１の電圧を検出してＣＰＵに出力する。また、電池ブロックＢ２の電圧を検出する際には、第１スイッチ群のうちスイッチＳ１１，Ｓ１２をオンし、他のスイッチをオフにする。また、第２スイッチ群のうちスイッチＳ２１，Ｓ２２をオンし、第２スイッチ群の他のスイッチをオフにする。すると、電池ブロックＢ２の電圧によりフライングキャパシタＣが充電され、電池ブロックＢ２の電圧がホールドされる。そして、フライングキャパシタＣを充電した後、スイッチＳ２１，Ｓ２２をオフし、高圧系の二次電池から絶縁した状態で第３スイッチ群のスイッチＳ３１，Ｓ３２をオンにすることで、オペアンプＡｍｐでフライングキャパシタＣの電圧、すなわち電池ブロックＢ２の電圧を検出し、ＣＰＵに出力する。以下、同様にして順次各電池ブロックＢ１〜Ｂ１９の電圧を検出する。電池ブロックＢ２０の電圧を検出する際には、第１スイッチ群のうちスイッチＳ１２０，Ｓ１２１をオンし、他のスイッチをオフにする。また、第２スイッチ群のうちスイッチＳ２３，Ｓ２４をオンし、第２スイッチ群の他のスイッチをオフにする。すると、電池ブロックＢ２０の電圧によりフライングキャパシタＣ２が充電され、電池ブロックＢ２０の電圧がホールドされる。そして、フライングキャパシタＣを充電した後、スイッチＳ２３，Ｓ２４をオフし、高圧系の二次電池から絶縁した状態で第３スイッチ群のスイッチＳ３１，Ｓ３２をオンにすることで、オペアンプＡｍｐでフライングキャパシタＣの電圧、すなわち電池ブロックＢ２０の電圧を検出し、ＣＰＵに出力する。

一方、電池ブロックＢ１〜Ｂ２０から構成される二次電池の充放電電流は、別途、電流センサを設けることで検出されるが、新たな部品及び回路を付加することとなり、コスト増加を招く。そこで、本実施形態では、電池ブロックＢ１〜Ｂ２０の電圧を検出するためのフライングキャパシタＣを援用して二次電池の充放電電流を検出する。

２．実施形態の第１回路構成
図２に、本実施形態の第１回路構成を示す。図１に示す回路構成に対し、付加回路１００を付加したものである。

付加回路１００は、二次電池と直列に接続される抵抗（シャント抵抗）Ｒ４を備え、さらにスイッチＳ４を備える。抵抗Ｒ４の抵抗値は既知である。抵抗Ｒ４の一端は電池ブロックＢ２０と直列に接続されるとともにバスＶＢ２０、スイッチＳ１２１を介してスイッチＳ２４に接続される。また、抵抗Ｒ４の他端はスイッチＳ４が接続され、スイッチＳ４の他端はスイッチＳ２３に接続される。従って、スイッチＳ４をオンにし、第１スイッチ群のうちＳ１２１をオンにして残りのスイッチをオフとし、第２スイッチ群のＳ２３，Ｓ２４をオンにすると、抵抗Ｒ４の端子電圧がフライングキャパシタＣにホールドされる。その後、第２スイッチ群のスイッチＳ２３，Ｓ２４をオフにして第３スイッチ群のＳ３１，Ｓ３２をオンにすることで、フライングキャパシタＣとオペアンプＡｍｐが接続され、オペアンプＡｍｐでフライングキャパシタＣの電圧、すなわち抵抗Ｒ４の端子電圧を検出し、ＣＰＵに出力する。ＣＰＵは、検出された抵抗Ｒ４の端子電圧と、抵抗Ｒ４の既知の抵抗値から、抵抗Ｒ４に流れる電流、すなわち二次電池の充放電電流を検出する。

本実施形態では、フライングキャパシタＣを用いて二次電池の充放電電流を検出しているため、高圧系の二次電池から絶縁した状態で電流を検出することができる。また、電池ブロックＢ１〜Ｂ２０の電圧を検出するためのフライングキャパシタＣを援用して充放電電流を検出できるため、部品点数の増大を抑制し、コストを抑えることも可能である。

３．実施形態の第２回路構成
図３に、第２回路構成を示す。図２では、電池ブロックＢ２０側に付加回路１００を設けているが、この例では電池ブロックＢ１側に付加回路２００を設けている。付加回路２００の構成は付加回路１００の構成と同様である。すなわち、付加回路２００は、二次電池と直列に接続される抵抗（シャント抵抗）Ｒ５を備え、さらにスイッチＳ５を備える。抵抗Ｒ５の抵抗値は既知である。抵抗Ｒ５の一端は電池ブロックＢ１と直列に接続されるとともにバスＶＢ０、スイッチＳ１０を介してスイッチＳ２２に接続される。また、抵抗Ｒ５の他端はスイッチＳ５が接続され、スイッチＳ５の他端はスイッチＳ２１に接続される。従って、スイッチＳ５をオンにし、第１スイッチ群のうちＳ１０をオンにして残りのスイッチをオフとし、第２スイッチ群のＳ２１，Ｓ２２をオンにすると、抵抗Ｒ５の端子電圧がフライングキャパシタＣにホールドされる。その後、第２スイッチ群のスイッチＳ２１，Ｓ２２をオフにして第３スイッチ群のＳ３１，Ｓ３２をオンにすることで、オペアンプＡｍｐでフライングキャパシタＣの電圧、すなわち抵抗Ｒ５の端子電圧を検出し、ＣＰＵに出力する。ＣＰＵは、検出された抵抗Ｒ５の端子電圧と、抵抗Ｒ５の既知の抵抗値から、抵抗Ｒ５に流れる電流、すなわち二次電池の充放電電流を検出する。

本実施形態においても、フライングキャパシタＣを用いて二次電池の充放電電流を検出しているため、高圧系の二次電池から絶縁した状態で電流を検出することができる。これにより、計測回路のインピーダンスを抑え、ノイズの影響を低減し、電流計測精度を向上させることができる。また、電池ブロックＢ１〜Ｂ２０の電圧を検出するためのフライングキャパシタＣを援用して充放電電流を検出できるため、部品点数の増大を抑制し、コストを抑えることも可能である。

４．実施形態の第３回路構成
図４に、実施形態の第３回路構成を示す。図２及び図３の回路構成では、フライングキャパシタＣを援用して二次電池の充放電電流を検出するため、電流センサを不要として回路構成が簡易化されるが、その一方で、フライングキャパシタＣを援用しているために、電池ブロックの電圧と充放電電流を同時に検出することは困難である。すなわち、二次電池の電池ブロックの電圧をホールドするためにフライングキャパシタＣを充電してしまうと、図２における抵抗Ｒ４の端子電圧、あるいは図３における抵抗Ｒ５の端子電圧をフライングキャパシタＣにホールドすることができず、電池ブロックの電圧を検出するタイミングにおいて二次電池の充放電電流を検出することはできない。そこで、電池ブロックの電圧と充放電電流を同じタイミングで検出する際には、フライングキャパシタを別個に設けることが望ましい。

図４の回路構成は、図１の基本回路構成に、付加回路３００を設けたものである。付加回路３００は、抵抗（シャント抵抗）Ｒ４、スイッチＳ６１，Ｓ６２，Ｓ８１，Ｓ８２、フライングキャパシタＣ２、及びオペアンプＡｍｐを備える。抵抗Ｒ４は電池ブロックＢ２０に直列に接続される。抵抗Ｒ４の一端は電池ブロックＢ２０に接続されるとともに、スイッチＳ６１に接続される。抵抗Ｒ４の他端はスイッチＳ６２に接続される。スイッチＳ６２はフライングキャパシタＣ２の一端に接続される。スイッチＳ６１はフライングキャパシタＣ２の他端に接続される。また、フライングキャパシタＣ２の一端はスイッチＳ８２を介してオペアンプＣｏｎｍｐの非反転入力端子（＋）に接続され、フライングキャパシタＣ２の他端はスイッチＳ８１を介してオペアンプＡｍｐの反転入力端子（−）に接続される。オペアンプＡｍｐはＣＰＵに接続される。スイッチＳ６１，Ｓ６２は入力スイッチ群を構成し、スイッチＳ８１，Ｓ８２は出力スイッチ群を構成する。ここで、入力、出力の名称はフライングキャパシタＣ２を基準としたものである。

このような構成において、付加回路３００は、抵抗Ｒ４の端子電圧をフライングキャパシタＣ２を用いて高圧系から絶縁した状態で検出し、検出した端子電圧をＣＰＵに出力する。すなわち、入力スイッチ群のスイッチＳ６１，Ｓ６２をオンすると、抵抗Ｒ４の端子電圧がフライングキャパシタＣ２にホールドされる。その後、入力スイッチ群のＳ６１，Ｓ６２をオフし、出力スイッチ群のスイッチＳ８１，Ｓ８２をオンにすると、フライングキャパシタＣ２とオペアンプＡｍｐが接続され、オペアンプＡｍｐでフライングキャパシタＣ２の端子電圧、すなわち抵抗Ｒ４の端子電圧を検出してＣＰＵに出力する。ＣＰＵは、検出された端子電圧と抵抗Ｒ４の既知の抵抗値から、抵抗Ｒ４に流れる電流、すなわち二次電池の充放電電流を検出する。

本実施形態では、フライングキャパシタＣ１とは別個にフライングキャパシタＣ２を設けているので、フライングキャパシタＣ１で電池ブロックＢ１〜Ｂ２０の電圧をホールドしている間においても、抵抗Ｒ４の端子電圧をホールドすることが可能である。従って、電池ブロックの電圧と充放電電流とを同時に取得することができる。また、本実施形態においても、フライングキャパシタＣ２を用いることで、高圧系と絶縁した状態で充放電電流を検出できる。

５．実施形態の第４回路構成
図５に、本実施形態の第４回路構成を示す。図５の回路構成は、図１の基本回路構成に、付加回路４００を設けたものである。付加回路４００は、図４に示す付加回路３００と同様であり、抵抗（シャント抵抗）Ｒ５、スイッチＳ６１，Ｓ６２，Ｓ８１，Ｓ８２、フライングキャパシタＣ２及びオペアンプＡｍｐを備える。抵抗Ｒ５は電池ブロックＢ１に直列に接続される。抵抗Ｒ５の一端は電池ブロックＢ１に接続されるとともに、スイッチＳ６２に接続される。抵抗Ｒ５の他端はスイッチＳ６１に接続される。スイッチＳ６２はフライングキャパシタＣ２の一端に接続される。スイッチＳ６１はフライングキャパシタＣ２の他端に接続される。また、フライングキャパシタＣ２の一端はスイッチＳ８２を介してオペアンプＣｏｎｍｐの非反転入力端子（＋）に接続され、フライングキャパシタＣ２の他端はスイッチＳ８１を介してオペアンプＡｍｐの反転入力端子（−）に接続される。オペアンプＡｍｐはＣＰＵに接続される。

このような構成において、付加回路４００は、抵抗Ｒ５の端子電圧をフライングキャパシタＣ２を用いて高圧系から絶縁した状態で検出し、検出した端子電圧をＣＰＵに出力する。すなわち、入力スイッチ群のスイッチＳ６１，Ｓ６２をオンすると、抵抗Ｒ５の端子電圧がフライングキャパシタＣ２にホールドされる。その後、入力スイッチ群のスイッチＳ６１，Ｓ６２をオフし、出力スイッチ群のスイッチＳ８１，Ｓ８２をオンにすると、オペアンプＡｍｐでフライングキャパシタＣ２の端子電圧、すなわち抵抗Ｒ５の端子電圧を検出してＣＰＵに出力する。ＣＰＵは、検出された端子電圧と抵抗Ｒ５の既知の抵抗値から、抵抗Ｒ５に流れる電流、すなわち二次電池の充放電電流を検出する。

本実施形態においても、フライングキャパシタＣ１とは別個にフライングキャパシタＣ２を設けているので、フライングキャパシタＣ１で電池ブロックＢ１〜Ｂ２０の電圧をホールドしている間においても、抵抗Ｒ５の端子電圧をホールドすることが可能である。従って、電池ブロックの電圧と充放電電流とを同時に取得することができる。また、本実施形態においても、フライングキャパシタＣ２を用いることで、高圧系と絶縁した状態で充放電電流を検出できる。

Ｂ１〜Ｂ２０電池ブロック（二次電池）、Ｃ１〜Ｃ２フライングキャパシタ、１００〜４００付加回路。

Claims

二次電池の電流検出装置であって、
前記二次電池の両端子に第１スイッチ群を介して接続されるフライングキャパシタと、
前記フライングキャパシタに第２スイッチ群を介して接続される電圧検出回路と、
前記二次電池に直列に接続された抵抗と、
前記抵抗の両端子を前記フライングキャパシタに接続する電流検出用スイッチと、
を備え、前記第１スイッチ群をオンして前記二次電池の電圧を前記フライングキャパシタでホールドし、その後に前記第１スイッチ群をオフし前記第２スイッチ群をオンすることで前記フライングキャパシタの電圧を前記電圧検出回路で検出することで前記二次電池の電圧を検出し、かつ、前記第１スイッチ群をオフするとともに電流検出用スイッチをオンして前記抵抗の端子電圧を前記フライングキャパシタでホールドし、その後に前記電流検出用スイッチをオフし前記第２スイッチ群をオンすることで前記フライングキャパシタの電圧を前記電圧検出回路で検出することで前記抵抗の端子電圧を検出し、検出した前記抵抗の端子電圧と前記抵抗の抵抗値から前記二次電池の充放電電流を検出することを特徴とする二次電池の電流検出装置。
二次電池の電流検出装置であって、
前記二次電池の両端子に第１スイッチ群を介して接続される第１フライングキャパシタと、
前記第１フライングキャパシタに第２スイッチ群を介して接続される第１電圧検出回路と、
前記二次電池に直列に接続された抵抗と、
前記抵抗の両端子に入力スイッチ群を介して接続される第２フライングキャパシタと、
前記第２フライングキャパシタに出力スイッチ群を介して接続される第２電圧検出回路と、
を備え、前記第１スイッチ群をオンして前記二次電池の電圧を前記第１フライングキャパシタでホールドし、その後に前記第１スイッチ群をオフし前記第２スイッチ群をオンすることで前記第１フライングキャパシタの電圧を前記第１電圧検出回路で検出することで前記二次電池の電圧を検出し、かつ、前記入力スイッチ群をオンして前記抵抗の端子電圧を前記第２フライングキャパシタでホールドし、その後に前記入力スイッチ群をオフし前記出力スイッチ群をオンすることで前記第２フライングキャパシタの電圧を前記第２電圧検出回路で検出することで前記抵抗の端子電圧を検出し、検出した前記抵抗の端子電圧と前記抵抗の抵抗値から前記二次電池の充放電電流を検出することを特徴とする二次電池の電流検出装置。
請求項１，２のいずれかに記載の装置において、
前記二次電池は複数の電池ブロックを直列に接続して構成され、
前記フライングキャパシタあるいは前記第１フライングキャパシタは、前記複数の二次電池の電圧を順次ホールドし、
前記電圧検出回路あるいは前記第１電圧検出回路は、前記複数の二次電池の電圧を順次検出する
ことを特徴とする二次電池の電流検出装置。
請求項１記載の装置において、
前記フライングキャパシタは、前記二次電池の電圧をホールドするタイミングと異なるタイミングにおいて、前記抵抗の端子電圧をホールドすることを特徴とする二次電池の電流検出装置。
請求項２記載の装置において、
前記第２フライングキャパシタは、前記第１フライングキャパシタが前記二次電池の電圧をホールドするタイミングにおいて、前記抵抗の端子電圧をホールドすることを特徴とする二次電池の電流検出装置。
二次電池の電流検出方法であって、
前記二次電池の両端子に第１スイッチ群を介して接続されるフライングキャパシタと、
前記フライングキャパシタに第２スイッチ群を介して接続される電圧検出回路と、前記二次電池に直列に接続された抵抗と、前記抵抗の両端子を前記フライングキャパシタに接続する電流検出用スイッチを備えた回路を用い、
前記第１スイッチ群をオンして前記二次電池の電圧を前記フライングキャパシタでホールドし、その後に前記第１スイッチ群をオフし前記第２スイッチ群をオンすることで前記フライングキャパシタの電圧を前記電圧検出回路で検出することで前記二次電池の電圧を検出し、かつ、前記第１スイッチ群をオフするとともに電流検出用スイッチをオンして前記抵抗の端子電圧を前記フライングキャパシタでホールドし、その後に前記電流検出用スイッチをオフし前記第２スイッチ群をオンすることで前記フライングキャパシタの電圧を前記電圧検出回路で検出することで前記抵抗の端子電圧を検出し、検出した前記抵抗の端子電圧と前記抵抗の抵抗値から前記二次電池の充放電電流を検出することを特徴とする二次電池の電流検出方法。
二次電池の電流検出方法であって、
前記二次電池の両端子に第１スイッチ群を介して接続される第１フライングキャパシタと、前記第１フライングキャパシタに第２スイッチ群を介して接続される第１電圧検出回路と、前記二次電池に直列に接続された抵抗と、前記抵抗の両端子に入力スイッチ群を介して接続される第２フライングキャパシタと、前記第２フライングキャパシタに出力スイッチ群を介して接続される第２電圧検出回路とを備えた回路を用い、
前記第１スイッチ群をオンして前記二次電池の電圧を前記第１フライングキャパシタでホールドし、その後に前記第１スイッチ群をオフし前記第２スイッチ群をオンすることで前記第１フライングキャパシタの電圧を前記第１電圧検出回路で検出することで前記二次電池の電圧を検出し、かつ、前記入力スイッチ群をオンして前記抵抗の端子電圧を前記第２フライングキャパシタでホールドし、その後に前記入力スイッチ群をオフし前記出力スイッチ群をオンすることで前記第２フライングキャパシタの電圧を前記第２電圧検出回路で検出することで前記抵抗の端子電圧を検出し、検出した前記抵抗の端子電圧と前記抵抗の抵抗値から前記二次電池の充放電電流を検出することを特徴とする二次電池の電流検出方法。
請求項６記載の方法において、
前記フライングキャパシタは、前記二次電池の電圧をホールドするタイミングと異なるタイミングにおいて、前記抵抗の端子電圧をホールドすることを特徴とする二次電池の電流検出方法。
請求項７記載の方法において、
前記第２フライングキャパシタは、前記第１フライングキャパシタが前記二次電池の電圧をホールドするタイミングにおいて、前記抵抗の端子電圧をホールドすることを特徴とする二次電池の電流検出方法。