JP2013053884A - Voltage measurement device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a voltage measurement device having a uniform characteristic of filter frequency of each measurement channel while reducing the number of components.SOLUTION: In the voltage measurement device 10, an electrostatic capacitance Cof each capacitor 32 satisfies a relation of C>C, and when τ is expressed as an optionally set filter time constant, a resistance value Rof each resistor 30 has following relations (1) to (3): R=τ/{2(C-C)} (1), R={(2n-1)×τ}/{2(C-C)} (2), and R={(2m-1)×τ}/2C(3).

Description

この発明は、直列に接続された複数のセルからなる組電池の電圧を測定する電圧測定装置に関する。   The present invention relates to a voltage measuring device that measures the voltage of an assembled battery composed of a plurality of cells connected in series.

直列に接続された複数のセルからなる組電池の電圧を測定する電圧測定装置が開発されている(特許文献1及び特許文献2)。   A voltage measuring device for measuring the voltage of an assembled battery composed of a plurality of cells connected in series has been developed (Patent Document 1 and Patent Document 2).

特許文献1は、付加部品を各セル間で共通利用する場合に、共通利用する部品の影響で各セル毎に測定された出力電圧に発生する各セル間のクロストーク(電圧相互干渉)を補正して、正確な出力電圧を測定する電源電圧測定装置を提供することを目的としている([0005]、要約)。   Patent Document 1 corrects crosstalk (voltage mutual interference) between cells that occurs in the output voltage measured for each cell due to the influence of components that are commonly used when additional components are used in common between cells. Thus, an object of the present invention is to provide a power supply voltage measuring device that accurately measures an output voltage ([0005], summary).

当該目的を達成するため、特許文献1では、複数のセル2a〜2eから構成されるバッテリ2の両端及びセル2a〜2e同士の各接点に接続された抵抗5a〜5fの各抵抗間をコンデンサ6a〜6eで接続すると共に、セル2a〜2e同士の接点に接続された抵抗を該セル2a〜2e間で共通に利用するフィルタを介して、セル2a〜2e毎の出力電圧を測定する。また、複数のセル2a〜2eに対応したそれぞれのコンデンサ6a〜6eの両端電圧を検出するフォトMOSリレー7a〜7fや電圧測定回路8による電圧検出手段と、それぞれのコンデンサ6a〜6eの両端電圧の単位時間毎の変化量に基づいて、コンデンサ6a〜6eの両端電圧が変化する前のセル2a〜2e毎の出力電圧を算出する高電圧計測CPU1とを備える(要約)。抵抗5a〜5fの抵抗値は全て同一であり、コンデンサ6a〜6eの容量値は全て同一であることが前提とされている([0019])。   In order to achieve the object, in Patent Document 1, a capacitor 6a is connected between resistors 5a to 5f connected to both ends of a battery 2 composed of a plurality of cells 2a to 2e and respective contacts of the cells 2a to 2e. The output voltage of each of the cells 2a to 2e is measured through a filter that uses the resistance connected to the contacts of the cells 2a to 2e in common with the cells 2a to 2e. The voltage detection means by the photo MOS relays 7a to 7f and the voltage measurement circuit 8 for detecting the voltage across the capacitors 6a to 6e corresponding to the plurality of cells 2a to 2e, and the voltage across the capacitors 6a to 6e And a high-voltage measurement CPU 1 that calculates the output voltage of each of the cells 2a to 2e before the voltage across the capacitors 6a to 6e changes based on the amount of change per unit time (summary). It is assumed that the resistance values of the resistors 5a to 5f are all the same, and the capacitance values of the capacitors 6a to 6e are all the same ([0019]).

特許文献2では、電圧を検出する電池モジュール相互間の周波数応答の差を低減することができる電池モジュール電圧検出装置を提供することを課題としている([0006]、要約)。当該課題を解決するため、特許文献2では、組電池11を構成する各電池モジュールE1〜Emの両端子に接続される複数のスイッチSw1〜Sw2mと、電池モジュールE1〜Emの両端子とスイッチSw1〜Sw2mとの間に直列に設けられたmが偶数の場合の中央に位置するものを除いて同一抵抗値の抵抗器R1〜R(m+1)と、この抵抗器R1〜R(m+1)のスイッチSw1〜Sw2m側に組電池11の列方向に並列に接続される同一キャパシタンスのコンデンサC1〜C2mとからなるフィルタ12を備える。コンデンサC1〜C2mは、第1のコンデンサ群と該第1のコンデンサ群と並列する第2のコンデンサ群に分かれて組電池11の中央を折り返し点として+側端子及び−側端子に対して折り返し対称に配置される(要約)。   In Patent Document 2, an object is to provide a battery module voltage detection device capable of reducing a difference in frequency response between battery modules that detect voltage ([0006], summary). In order to solve the problem, in Patent Document 2, a plurality of switches Sw1 to Sw2m connected to both terminals of each of the battery modules E1 to Em constituting the assembled battery 11, and both terminals of the battery modules E1 to Em and a switch Sw1 are used. To R2 (m + 1) having the same resistance value except the one located in the center when m is an even number, and switches of the resistors R1 to R (m + 1). A filter 12 including capacitors C1 to C2m having the same capacitance connected in parallel in the column direction of the assembled battery 11 is provided on the Sw1 to Sw2m side. Capacitors C1 to C2m are divided into a first capacitor group and a second capacitor group in parallel with the first capacitor group, and are symmetrical with respect to the + side terminal and the − side terminal with the center of the assembled battery 11 as the turning point. (Summary).

特開2005−003618号公報JP-A-2005-003618 特開2009−150867号公報JP 2009-150867 A

上記のように、特許文献1の電圧測定装置では、いわゆるRCフィルタを抵抗5a〜5f及びコンデンサ6a〜6eを用いて構成することができるが、抵抗5a〜5fの抵抗値は全て同一であり、コンデンサ6a〜6eの容量値は全て同一であることが前提とされている。このため、特許文献1のRCフィルタ自体では、各測定チャンネルのフィルタ周波数特性が異なることとなる。   As described above, in the voltage measurement device of Patent Document 1, so-called RC filters can be configured using the resistors 5a to 5f and the capacitors 6a to 6e, but the resistance values of the resistors 5a to 5f are all the same. It is assumed that the capacitance values of the capacitors 6a to 6e are all the same. For this reason, in the RC filter itself of Patent Document 1, the filter frequency characteristics of each measurement channel are different.

また、特許文献2の電圧検出装置では、RCフィルタ自体の構成から各測定チャンネルのフィルタ周波数特性を合わせることが可能であるが、測定チャンネル毎に複数の抵抗と複数のスイッチを要することとなり、部品点数が増加してしまう。   In addition, in the voltage detection device of Patent Document 2, it is possible to match the filter frequency characteristics of each measurement channel from the configuration of the RC filter itself, but a plurality of resistors and a plurality of switches are required for each measurement channel. The score will increase.

この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、部品点数を減らしつつ、各測定チャンネルの周波数特性が均一な電圧測定装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of such problems, and an object of the present invention is to provide a voltage measuring apparatus in which the frequency characteristics of each measurement channel are uniform while reducing the number of parts.

この発明に係る電圧測定装置は、1を除く奇数個のセルが直列に接続された組電池の電圧を測定するものであって、複数の電圧検出部と、各電圧検出部の両端がそれぞれ接続される複数の測定ノードと、測定ノード列の中央から数えてn番目(nは1からmまでの整数である。)に位置する測定ノードnとn+1番目に位置する測定ノードn+1との間にそれぞれ接続され、それぞれ静電容量がCとされた複数のコンデンサと、各セルの間及びセル列の両端に配置された複数のセル側ノードと測定ノードnとの間にそれぞれ接続され、抵抗値がRとされた複数の抵抗とを備え、各コンデンサの静電容量CはC>Cn+1を満たし、τを任意に設定されたフィルタ時定数とするとき、各抵抗の抵抗値Rは、以下の式(1)〜(3)を満たすことを特徴とする。
=τ/{2(C−C)} (1)
={(2n−1)・τ}/{2(C−Cn+1)} (2)
={(2m−1)・τ}/2C (3)
The voltage measuring device according to the present invention measures the voltage of an assembled battery in which an odd number of cells other than 1 are connected in series, and a plurality of voltage detectors are connected to both ends of each voltage detector. Between the plurality of measurement nodes to be measured and the measurement node n located at the nth (n is an integer from 1 to m) counting from the center of the measurement node row and the measurement node n + 1 located at the (n + 1) th. A plurality of capacitors connected to each other and having a capacitance of C n, and a plurality of cell-side nodes arranged between the cells and at both ends of the cell column, and a measurement node n, respectively, A plurality of resistors whose values are R n , the capacitance C n of each capacitor satisfies C n > C n + 1 , and τ is an arbitrarily set filter time constant, the resistance value of each resistor R n has the following formula (1) - (3 And it satisfies the.
R 1 = τ / {2 (C 1 -C 2 )} (1)
R n = {(2n−1) · τ} / {2 (C n −C n + 1 )} (2)
R m = {(2m−1) · τ} / 2C m (3)

この発明によれば、抵抗の数を減らしつつ、奇数個の各測定チャンネルのフィルタ周波数特性が均一となる多段フィルタ回路を構成することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to configure a multistage filter circuit in which the filter frequency characteristics of each odd number of measurement channels are uniform while reducing the number of resistors.

すなわち、この発明によれば、抵抗は、各セルの間及び両端のセルの外側に配置されたセル側ノードと測定ノードnとの間にそれぞれ接続されるため、必要な抵抗の数はセル数+1となる。従って、各測定チャンネルに別々に2つの抵抗を設ける場合と比べて抵抗の数を少なくすることができる。   That is, according to the present invention, the resistance is connected between each cell and between the cell-side node disposed outside the cells at both ends and the measurement node n, so that the required number of resistors is the number of cells. +1. Therefore, the number of resistors can be reduced as compared with the case where two resistors are separately provided for each measurement channel.

また、この発明では、測定ノード列の中央から数えてn番目に位置する測定ノードnとn+1番目に位置する測定ノードn+1との間にそれぞれ接続され、それぞれ静電容量がCとされた複数のコンデンサと、セル側ノードと測定ノードnとの間にそれぞれ接続され、抵抗値がRとされた複数の抵抗とを備える。これらのコンデンサ及び抵抗により、多段(奇数段)のRCフィルタが形成される。 Multiple Further, in the present invention, which are respectively connected between the measurement node n and the measuring node n + 1 located at the n + 1 th counted from the center of the measuring node sequence located n-th, is capacitance and C n, respectively comprising of a capacitor, it is connected between the cell side node and the measuring node n, the resistance value of a plurality of resistors and R n. These capacitors and resistors form a multistage (odd number) RC filter.

そして、τを任意に設定されたフィルタ時定数とするとき、各抵抗の抵抗値Rは、以下の関係(1)〜(3)を満たす。
=τ/{2(C−C)} (1)
={(2n−1)・τ}/{2(C−Cn+1)} (2)
={(2m−1)・τ}/2C (3)
When τ is an arbitrarily set filter time constant, the resistance value R n of each resistor satisfies the following relationships (1) to (3).
R 1 = τ / {2 (C 1 -C 2 )} (1)
R n = {(2n−1) · τ} / {2 (C n −C n + 1 )} (2)
R m = {(2m−1) · τ} / 2C m (3)

上記式(1)〜(3)によれば、各段のRCフィルタの周波数特性(フィルタ時定数)を均一にすることができる。   According to the above formulas (1) to (3), the frequency characteristic (filter time constant) of the RC filter at each stage can be made uniform.

さらに、上記式(1)〜(3)によれば、各コンデンサの静電容量Cは、C>Cn+1という条件を満たせばよい。このため、各コンデンサの静電容量Cには比較的自由度があり、各コンデンサには価格の安い汎用品を用いることが可能となる。一方、コンデンサの汎用品における静電容量の選択肢と比べて、抵抗の汎用品の抵抗値の選択肢は多く、また、抵抗値を任意に調整可能なトリミング抵抗等も一般的に入手可能である。加えて、直列と並列を合わせることにより、抵抗値の調整をすることも容易である。従って、多段フィルタ回路の費用を抑えることが可能となる。 Furthermore, according to the above formulas (1) to (3), the capacitance C n of each capacitor only needs to satisfy the condition of C n > C n + 1 . For this reason, the capacitance C n of each capacitor has a relatively high degree of freedom, and it is possible to use a general-purpose product with a low price for each capacitor. On the other hand, there are many choices for the resistance value of the general-purpose resistor as compared with the choice of capacitance for the general-purpose capacitor, and a trimming resistor capable of arbitrarily adjusting the resistance value is generally available. In addition, the resistance value can be easily adjusted by combining the series and the parallel. Therefore, it is possible to reduce the cost of the multistage filter circuit.

なお、ここにいうセルとは、回路上、1つの発電源とみなすものを意味し、物理的に1個のセルのみならず、複数個のセルを組み合わせたもの(いわゆるセルモジュール)をも意味する(以下同様)。   In addition, the cell here means what is regarded as one power generation source on the circuit, and means not only physically one cell but also a combination of a plurality of cells (so-called cell module). (Same below).

この発明に係る電圧測定装置は、偶数個のセルが直列に接続された組電池の電圧を測定するものであって、複数の電圧検出部と、各電圧検出部の両端がそれぞれ接続される複数の測定ノードと、測定ノード列の中央から数えてn番目(nは0からmの整数である。)に位置する測定ノードnとn+1番目に位置する測定ノードn+1との間にそれぞれ接続され、それぞれ静電容量がCとされた複数のコンデンサと、各セルの間及びセル列の両端に配置された複数のセル側ノードと測定ノードnとの間にそれぞれ接続され、抵抗値がRとされた複数の抵抗とを備え、各コンデンサの静電容量はC>Cn+1を満たし、τを任意に設定されたフィルタ時定数とするとき、各抵抗の抵抗値Rは、以下の式(4)〜(6)を満たすことを特徴とする。
=τ/(C−C) (4)
=(n・τ)/(C−Cn+1) (5)
=(m・τ)/C (6)
The voltage measuring apparatus according to the present invention measures the voltage of an assembled battery in which an even number of cells are connected in series, and includes a plurality of voltage detection units and a plurality of voltage detection units connected at both ends. Are connected to the measurement node n located at the nth (n is an integer from 0 to m) and the measurement node n + 1 located at the (n + 1) th, respectively. A plurality of capacitors each having a capacitance of C n, and a plurality of cell-side nodes arranged between the cells and at both ends of the cell row, and the measurement node n are connected to each other, and the resistance value is R n. And the capacitance of each capacitor satisfies C n > C n + 1 and when τ is an arbitrarily set filter time constant, the resistance value R n of each resistor is: Satisfying the equations (4) to (6) And butterflies.
R 1 = τ / (C 1 -C 2 ) (4)
R n = (n · τ) / (C n −C n + 1 ) (5)
R m = (m · τ) / C m (6)

この発明によれば、抵抗の数を減らしつつ、偶数個の各測定チャンネルのフィルタ周波数特性が均一となる多段フィルタ回路を構成することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to configure a multistage filter circuit in which the filter frequency characteristics of the even number of measurement channels are uniform while reducing the number of resistors.

すなわち、この発明によれば、抵抗は、各セルの間及び両端のセルの外側に配置されたセル側ノードと測定ノードnとの間にそれぞれ接続されるため、必要な抵抗の数はセル数+1となる。従って、各段に別々に2つの抵抗を設ける場合と比べて抵抗の数を少なくすることができる。   That is, according to the present invention, the resistance is connected between each cell and between the cell-side node disposed outside the cells at both ends and the measurement node n, so that the required number of resistors is the number of cells. +1. Therefore, the number of resistors can be reduced as compared with the case where two resistors are separately provided in each stage.

また、この発明では、測定ノード列の中央から数えてn番目に位置する測定ノードnとn+1番目に位置する測定ノードn+1との間にそれぞれ接続され、それぞれ静電容量がCとされた複数のコンデンサと、セル側ノードと測定ノードnとの間にそれぞれ接続され、抵抗値がRとされた複数の抵抗とを備える。これらのコンデンサ及び抵抗により、多段(偶数段)のRCフィルタが形成される。 Multiple Further, in the present invention, which are respectively connected between the measurement node n and the measuring node n + 1 located at the n + 1 th counted from the center of the measuring node sequence located n-th, is capacitance and C n, respectively comprising of a capacitor, it is connected between the cell side node and the measuring node n, the resistance value of a plurality of resistors and R n. These capacitors and resistors form a multi-stage (even-numbered stage) RC filter.

そして、τを任意に設定されたフィルタ時定数とするとき、各抵抗の抵抗値Rは、以下の関係(4)〜(6)を満たす。
=τ/(C−C) (4)
=(n・τ)/(C−Cn+1) (5)
=(m・τ)/C (6)
When τ is an arbitrarily set filter time constant, the resistance value R n of each resistor satisfies the following relationships (4) to (6).
R 1 = τ / (C 1 -C 2 ) (4)
R n = (n · τ) / (C n −C n + 1 ) (5)
R m = (m · τ) / C m (6)

上記式(4)〜(6)によれば、また、各段のRCフィルタの周波数特性(フィルタ時定数)を均一にすることができる。   According to the above formulas (4) to (6), the frequency characteristics (filter time constant) of the RC filter at each stage can be made uniform.

さらに、上記式(4)〜(6)によれば、各コンデンサの静電容量Cは、C>Cn+1という条件を満たせばよい。このため、各コンデンサの静電容量Cには比較的自由度があり、各コンデンサには価格の安い汎用品を用いることが可能となる。一方、コンデンサの汎用品における静電容量の選択肢と比べて、抵抗の汎用品の抵抗値の選択肢は多く、また、抵抗値を任意に調整可能なトリミング抵抗等も一般的に入手可能である。加えて、直列と並列を合わせることにより、抵抗値の調整をすることも容易である。従って、多段RCフィルタの費用を抑えることが可能となる。 Furthermore, according to the above formulas (4) to (6), the capacitance C n of each capacitor only needs to satisfy the condition of C n > C n + 1 . For this reason, the capacitance C n of each capacitor has a relatively high degree of freedom, and it is possible to use a general-purpose product with a low price for each capacitor. On the other hand, there are many choices for the resistance value of the general-purpose resistor as compared with the choice of capacitance for the general-purpose capacitor, and a trimming resistor capable of arbitrarily adjusting the resistance value is generally available. In addition, the resistance value can be easily adjusted by combining the series and the parallel. Therefore, the cost of the multistage RC filter can be suppressed.

この発明に係る電圧測定装置は、1を除く奇数個のセルを直列に接続したセル列を有する組電池の電圧を測定するものであって、各セル間のノード及び前記セル列の両端のノードそれぞれに接続されたセル数+1本の配線を介して各セルの正極側及び負極側に接続され、各セルの両端電圧を検出する電圧検出手段と、前記配線上にそれぞれ設けられたセル数+1個の抵抗と、隣り合う前記配線間に設けられ前記抵抗と組み合わせてRCフィルタを構成するセル数と同数のコンデンサとを備え、前記セル列の中央に位置するセルである中央セルの正極側及び負極側と前記電圧検出手段とを結ぶ2本の前記配線間に設けられた前記コンデンサである中央コンデンサから数えてn番目(nは、1からmまでの整数である。)のコンデンサの静電容量をCとするとき、各コンデンサの静電容量はC>Cn+1を満たし、τを任意に設定されたフィルタ時定数とするとき、各抵抗の抵抗値Rは、以下の式(7)〜(9)を満たすことを特徴とする。
=τ/{2(C−C)} (7)
={(2n−1)・τ}/{2(C−Cn+1)} (8)
={(2m−1)・τ}/2C (9)
The voltage measuring apparatus according to the present invention measures the voltage of a battery pack having a cell string in which odd-numbered cells other than 1 are connected in series, and includes a node between cells and nodes at both ends of the cell string. The number of cells connected to each of the cells is connected to the positive electrode side and the negative electrode side of each cell through one wiring, and voltage detecting means for detecting the voltage across each cell, and the number of cells provided on each of the wirings + 1 A plurality of resistors and capacitors of the same number as the number of cells constituting the RC filter in combination with the resistors provided between the adjacent wirings, the positive electrode side of the central cell being a cell located in the center of the cell row, and The electrostatic capacitance of the nth capacitor (n is an integer from 1 to m) counted from the central capacitor that is the capacitor provided between the two wires connecting the negative electrode side and the voltage detection means. capacity When the C n, the capacitance of each capacitor meets the C n> C n + 1, when arbitrarily set the filter time constant tau, resistance R n of each resistor has the following formula (7) (9) is satisfied.
R 1 = τ / {2 (C 1 -C 2 )} (7)
R n = {(2n−1) · τ} / {2 (C n −C n + 1 )} (8)
R m = {(2m−1) · τ} / 2C m (9)

この発明に係る電圧測定装置は、偶数個のセルを直列に接続したセル列を有する組電池の電圧を測定するものであって、各セル間のノード及び前記セル列の両端のノードそれぞれに接続されたセル数+1本の配線を介して各セルの正極側及び負極側に接続され、各セルの両端電圧を検出する電圧検出手段と、前記配線上にそれぞれ設けられたセル数+1個の抵抗と、隣り合う前記配線間に設けられ前記抵抗と組み合わせてRCフィルタを構成するセル数と同数のコンデンサとを備え、前記セル列の中央に位置する2つのセルである中央セルの正極側及び負極側と前記電圧検出手段とを結ぶ3本の前記配線間に設けられた2つの前記コンデンサである中央コンデンサから数えてn番目(nは、1からmまでの整数である。)のコンデンサの静電容量をCとするとき、各コンデンサの静電容量はC>Cn+1を満たし、τを任意に設定されたフィルタ時定数とするとき、各抵抗の抵抗値Rは、以下の式(10)〜(12)を満たすことを特徴とする。
=τ/(C−C) (10)
=(n・τ)/(C−Cn+1) (11)
=(m・τ)/C (12)
The voltage measuring device according to the present invention measures a voltage of a battery pack having a cell string in which an even number of cells are connected in series, and is connected to a node between each cell and each of nodes at both ends of the cell string. The number of cells formed is connected to the positive electrode side and the negative electrode side of each cell through one wiring, and voltage detecting means for detecting the voltage across each cell, and the number of cells provided on the wiring plus one resistor And a positive electrode side and a negative electrode of a central cell, which is two cells located in the center of the cell row, and is provided between adjacent wirings and has the same number of capacitors as the number of cells constituting an RC filter in combination with the resistor. The nth capacitor (n is an integer from 1 to m) counted from the central capacitor, which is the two capacitors provided between the three wires connecting the side and the voltage detecting means. Electric When the amount as C n, the capacitance of each capacitor meets the C n> C n + 1, when arbitrarily set the filter time constant tau, resistance R n of each resistor has the following formula ( 10) to (12) are satisfied.
R 1 = τ / (C 1 -C 2 ) (10)
R n = (n · τ) / (C n −C n + 1 ) (11)
R m = (m · τ) / C m (12)

この発明によれば、抵抗の数を減らしつつ、奇数個又は偶数個の各測定チャンネルのフィルタ周波数特性が均一となる多段フィルタ回路を構成することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to configure a multistage filter circuit in which the filter frequency characteristics of the odd or even number of measurement channels are uniform while reducing the number of resistors.

この発明の第1実施形態に係る電圧測定装置の全体構成を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing an overall configuration of a voltage measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention. 前記第1実施形態に係る電圧測定装置の構成を説明するために用いる第1電圧測定装置の多段フィルタ回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the multistage filter circuit of the 1st voltage measurement apparatus used in order to demonstrate the structure of the voltage measurement apparatus which concerns on the said 1st Embodiment. 前記第1実施形態に係る電圧測定装置の構成を説明するために用いる第2電圧測定装置の多段フィルタ回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the multistage filter circuit of the 2nd voltage measurement apparatus used in order to demonstrate the structure of the voltage measurement apparatus which concerns on the said 1st Embodiment. 前記第1実施形態に係る電圧測定装置の構成を説明するために用いる第3電圧測定装置の多段フィルタ回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the multistage filter circuit of the 3rd voltage measurement apparatus used in order to demonstrate the structure of the voltage measurement apparatus which concerns on the said 1st Embodiment. 前記第1実施形態に係る電圧測定装置の構成を説明するために用いる第4電圧測定装置の多段フィルタ回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the multistage filter circuit of the 4th voltage measurement apparatus used in order to demonstrate the structure of the voltage measurement apparatus which concerns on the said 1st Embodiment. 前記第1実施形態に係る電圧測定装置の多段フィルタ回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the multistage filter circuit of the voltage measuring device which concerns on the said 1st Embodiment. 図6の多段フィルタ回路の構成において、実際に抵抗及びコンデンサの数値の具体例を示した図である。FIG. 7 is a diagram illustrating specific examples of numerical values of resistors and capacitors in the configuration of the multistage filter circuit of FIG. 6. 図6の多段フィルタ回路を用いた場合の各RCフィルタの周波数特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the frequency characteristic of each RC filter at the time of using the multistage filter circuit of FIG. 図7の具体例の第1比較例に係る多段フィルタ回路の構成において、実際に抵抗及びコンデンサの数値の具体例を示した図である。FIG. 8 is a diagram illustrating specific examples of numerical values of resistors and capacitors in the configuration of the multistage filter circuit according to the first comparative example of the specific example of FIG. 7. 図9の多段フィルタ回路を用いた場合の各RCフィルタの周波数特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the frequency characteristic of each RC filter at the time of using the multistage filter circuit of FIG. 図7の具体例の第2比較例に係る多段フィルタ回路の構成において、実際に抵抗及びコンデンサの数値の具体例を示した図である。FIG. 8 is a diagram illustrating specific examples of numerical values of resistors and capacitors in the configuration of the multistage filter circuit according to the second comparative example of the specific example of FIG. 7. 図11の多段フィルタ回路を用いた場合の各フィルタの周波数特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the frequency characteristic of each filter at the time of using the multistage filter circuit of FIG. この発明の第2実施形態に係る電圧測定装置の構成を説明するために用いる第1電圧測定装置の多段フィルタ回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the multistage filter circuit of the 1st voltage measurement apparatus used in order to demonstrate the structure of the voltage measurement apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 前記第2実施形態に係る電圧測定装置の構成を説明するために用いる第2電圧測定装置の多段フィルタ回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the multistage filter circuit of the 2nd voltage measurement apparatus used in order to demonstrate the structure of the voltage measurement apparatus which concerns on the said 2nd Embodiment. 前記第2実施形態に係る電圧測定装置の構成を説明するために用いる第3電圧測定装置の多段フィルタ回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the multistage filter circuit of the 3rd voltage measurement apparatus used in order to demonstrate the structure of the voltage measurement apparatus which concerns on the said 2nd Embodiment. 前記第2実施形態に係る電圧測定装置の構成を説明するために用いる第4電圧測定装置の多段フィルタ回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the multistage filter circuit of the 4th voltage measurement apparatus used in order to demonstrate the structure of the voltage measurement apparatus which concerns on the said 2nd Embodiment. 前記第2実施形態に係る電圧測定装置の多段フィルタ回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the multistage filter circuit of the voltage measuring device which concerns on the said 2nd Embodiment. 図17の多段フィルタ回路の構成において、実際に抵抗及びコンデンサの数値の具体例を示した図である。FIG. 18 is a diagram illustrating specific examples of numerical values of resistors and capacitors in the configuration of the multistage filter circuit of FIG. 17. 図18の多段フィルタ回路を用いた場合の各RCフィルタの周波数特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the frequency characteristic of each RC filter at the time of using the multistage filter circuit of FIG. 図18の具体例の第1比較例に係る多段フィルタ回路の構成において、実際に抵抗及びコンデンサの数値の具体例を示した図である。FIG. 19 is a diagram showing specific examples of numerical values of resistors and capacitors in the configuration of the multistage filter circuit according to the first comparative example of the specific example of FIG. 18. 図20の多段フィルタ回路を用いた場合の各RCフィルタの周波数特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the frequency characteristic of each RC filter at the time of using the multistage filter circuit of FIG. 図18の具体例の第2比較例に係る多段フィルタ回路の構成において、実際に抵抗及びコンデンサの数値の具体例を示した図である。FIG. 19 is a diagram illustrating specific examples of numerical values of resistors and capacitors in the configuration of the multistage filter circuit according to the second comparative example of the specific example of FIG. 18. 図22の多段フィルタ回路を用いた場合の各RCフィルタの周波数特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the frequency characteristic of each RC filter at the time of using the multistage filter circuit of FIG. 変形例に係る電圧測定装置の多段フィルタ回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the multistage filter circuit of the voltage measuring device which concerns on a modification.

A.第1実施形態(奇数段のRCフィルタ)
[A−1.全体的な構成]
図1は、第1実施形態に係る電圧測定装置10の全体構成を示す回路図である。図1に示すように、電圧測定装置10は、1を除く奇数個のセル16が直列に接続されたセル列14を有する組電池12と、各セル16の両端電圧(以下「セル電圧Vcell」という。)が入力される電圧測定回路18と、電圧測定回路18の出力に基づきセル電圧Vcellを検出する演算部20とを有する。
A. First embodiment (odd-stage RC filter)
[A-1. Overall configuration]
FIG. 1 is a circuit diagram showing an overall configuration of a voltage measuring apparatus 10 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the voltage measuring apparatus 10 includes an assembled battery 12 having a cell row 14 in which an odd number of cells 16 other than 1 are connected in series, and a voltage between both ends of each cell 16 (hereinafter referred to as “cell voltage Vcell”). The voltage measuring circuit 18 to which the cell voltage Vcell is detected based on the output of the voltage measuring circuit 18.

セル16間のノード及びセル列14の両端のノードであるセル側ノード22と、電圧測定回路18の+側入力端子26及び−側入力端子28との間には、セル数+1本の配線24が配置されている。これにより、各セル16の正極側及び負極側は、電圧測定回路18の+側入力端子26又は−側入力端子28に接続される。   Between the node between the cells 16 and the cell side node 22 which is a node at both ends of the cell row 14, and the + side input terminal 26 and the − side input terminal 28 of the voltage measurement circuit 18, the number of cells + 1 wiring 24 Is arranged. Thereby, the positive electrode side and the negative electrode side of each cell 16 are connected to the + side input terminal 26 or the − side input terminal 28 of the voltage measurement circuit 18.

より具体的には、あるセル16{例えば、図1中、中央のセル16(以下「中央セル16mid」ともいう。)}の正極側は、電圧測定回路18の+側入力端子26に接続され、中央セル16midの負極側は、電圧測定回路18の−側入力端子28に接続される。また、中央セル16midに隣り合うセル16(例えば、図1中、中央セル16midより1つ上又は1つ下のセル16)の正極側は、電圧測定回路18の−側入力端子28に接続され、当該セル16の負極側は、電圧測定回路18の+側入力端子26に接続される。   More specifically, the positive side of a certain cell 16 {eg, the central cell 16 in FIG. 1 (hereinafter also referred to as “central cell 16 mid”)} is connected to the + side input terminal 26 of the voltage measurement circuit 18. The negative side of the central cell 16mid is connected to the negative input terminal 28 of the voltage measurement circuit 18. Further, the positive side of the cell 16 adjacent to the central cell 16mid (for example, the cell 16 that is one or one lower than the central cell 16mid in FIG. 1) is connected to the negative input terminal 28 of the voltage measuring circuit 18. The negative electrode side of the cell 16 is connected to the + side input terminal 26 of the voltage measurement circuit 18.

各配線24上には抵抗30が設けられ、隣り合う各配線24間にはコンデンサ32が設けられる。従って、1つのコンデンサ32と2つの抵抗30の組合せごとにいわゆるRCフィルタ34が形成される。以下では、各RCフィルタ34を合わせたものを多段フィルタ回路36という。   A resistor 30 is provided on each wiring 24, and a capacitor 32 is provided between each adjacent wiring 24. Therefore, a so-called RC filter 34 is formed for each combination of one capacitor 32 and two resistors 30. Hereinafter, a combination of the RC filters 34 is referred to as a multistage filter circuit 36.

また、各コンデンサ32よりも電圧測定回路18側において、各配線24上には、スイッチ38が配置されている。各スイッチ38は、例えば、半導体スイッチであり、制御部40からの制御信号に応じてオンオフする。   Further, a switch 38 is disposed on each wiring 24 on the voltage measurement circuit 18 side with respect to each capacitor 32. Each switch 38 is, for example, a semiconductor switch, and is turned on / off according to a control signal from the control unit 40.

制御部40は、各セル16が順番に電圧測定回路18と接続されるように各スイッチ38をオンオフさせる。例えば、中央セル16midと電圧測定回路18とを接続するときは、中央セル16midと電圧測定回路18とを結ぶ2本の配線24上の2つのスイッチ38をオンにし、他のスイッチ38をオフにする。これにより、各セル16と電圧測定回路18とを結ぶ測定チャンネルCHが形成され、電圧測定回路18の出力は、各セル16のセル電圧Vcellを示すこととなる。測定チャンネルCHは、セル16の数(セル数)と同数形成される。   The control unit 40 turns each switch 38 on and off so that each cell 16 is connected to the voltage measurement circuit 18 in order. For example, when the central cell 16mid and the voltage measurement circuit 18 are connected, the two switches 38 on the two wires 24 connecting the central cell 16mid and the voltage measurement circuit 18 are turned on and the other switches 38 are turned off. To do. As a result, a measurement channel CH that connects each cell 16 and the voltage measurement circuit 18 is formed, and the output of the voltage measurement circuit 18 indicates the cell voltage Vcell of each cell 16. The number of measurement channels CH is the same as the number of cells 16 (number of cells).

本実施形態における組電池12は、例えば、一次電池及び二次電池のいずれとすることもできる。ここにいう一次電池には、燃料電池を含む。また、ここにいう二次電池には、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池バッテリ及びキャパシタを含む。   The assembled battery 12 in this embodiment can be either a primary battery or a secondary battery, for example. The primary battery here includes a fuel cell. The secondary battery mentioned here includes a lithium ion battery, a nickel metal hydride battery, and a capacitor.

なお、電圧測定装置10の基本的な構成は、例えば、特許文献1に記載のものを用いることができる。   For example, the basic configuration of the voltage measuring apparatus 10 can be the one described in Patent Document 1.

以上のような構成を有することから、第1実施形態の電圧測定装置10は、奇数個のセル16に対し、偶数個(セル数+1個)の抵抗30と、奇数個(セル数と同数)のコンデンサ32と、偶数個(セル数+1個)のスイッチ38とを有する。   Since the voltage measuring apparatus 10 according to the first embodiment has the configuration as described above, the odd number of cells 16 is provided with an even number (number of cells + 1) of resistors 30 and an odd number of cells (the same number as the number of cells). Capacitor 32 and an even number (number of cells + 1) of switches 38.

説明の便宜上、図1中、真ん中の2つの抵抗30(すなわち、中央セル16midの両端に接続される抵抗30)を「中央抵抗30mid」という。また、各抵抗30の抵抗値をR10nのように表記する。下付き文字のnは、1からmまでの整数であり、中央抵抗30midから数えて何番目であるかを示す。例えば、2つの中央抵抗30mid自体の抵抗値はそれぞれR101である。各中央抵抗30midに隣り合う2つの抵抗30の抵抗値はそれぞれR102である。また、ここでのmは、(セル数+1)/2の整数である。従って、セル16の総数(セル数)は2m−1であり、抵抗30の総数は2mとなる。 For convenience of explanation, in FIG. 1, the middle two resistors 30 (that is, the resistors 30 connected to both ends of the center cell 16mid) are referred to as “center resistors 30mid”. The resistance value of each resistor 30 is expressed as R 10n . The subscript n is an integer from 1 to m, and indicates the number counted from the central resistance 30 mid. For example, the two central resistor 30mid resistance value itself is R 101, respectively. Resistance values of the two resistors 30 adjacent to each central resistor 30mid is R 102, respectively. Here, m is an integer of (number of cells + 1) / 2. Accordingly, the total number of cells 16 (number of cells) is 2m−1, and the total number of resistors 30 is 2 m.

同様に、説明の便宜上、図1中、真ん中に位置する1つのコンデンサ32{すなわち、中央セル16midに対応するコンデンサ32を「中央コンデンサ32mid」という。また、各コンデンサ32の静電容量をC10nのように表記する。下付き文字「n」は上記と同じである。換言すると、nは、中央コンデンサ32midから数えて何番目であるかを示す。例えば、中央コンデンサ32mid自体の静電容量はC101である。中央コンデンサ32midに隣り合う2つのコンデンサ32の静電容量はそれぞれC102である。コンデンサ32の総数は、セル数と同じ2m−1となる。 Similarly, for convenience of explanation, in FIG. 1, one capacitor 32 located in the middle (that is, the capacitor 32 corresponding to the center cell 16mid is referred to as “center capacitor 32mid”). In addition, the capacitance of each capacitor 32 is expressed as C 10n . The subscript “n” is the same as above. In other words, n indicates the number from the central capacitor 32mid. For example, the capacitance of the central capacitor 32mid itself is C 101. The capacitance of the two capacitors 32 adjacent to the central capacitor 32mid are C 102, respectively. The total number of capacitors 32 is 2m-1, which is the same as the number of cells.

さらに、各コンデンサ32の両端のノードを「測定ノード44」という。隣り合う2つの測定ノード44は、電圧測定回路18との間で単一のセル16に対応する測定チャンネルCHを形成する。   Further, nodes at both ends of each capacitor 32 are referred to as “measurement nodes 44”. Two adjacent measurement nodes 44 form a measurement channel CH corresponding to a single cell 16 with the voltage measurement circuit 18.

[A−2.抵抗値及び容量値の基本的な考え方]
次に、第1実施形態における抵抗30の抵抗値R10n及びコンデンサ32の静電容量C10nの設定方法について説明する。
[A-2. Basic concept of resistance and capacitance]
Next, a method for setting the resistance value R 10n of the resistor 30 and the capacitance C 10n of the capacitor 32 in the first embodiment will be described.

図2〜図5は、第1実施形態に係る電圧測定装置10の構成を説明するために用いる第1〜第4電圧測定装置100A〜100D(以下「電圧測定装置100A〜100D」ともいう。)の多段フィルタ回路136a〜136dの構成を示す回路図である。図6は、第1実施形態に係る電圧測定装置10の多段フィルタ回路36の構成を示す回路図である。以下では、図1に示した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を示す。   2 to 5 are first to fourth voltage measuring devices 100A to 100D (hereinafter also referred to as “voltage measuring devices 100A to 100D”) used to describe the configuration of the voltage measuring device 10 according to the first embodiment. It is a circuit diagram which shows the structure of these multistage filter circuits 136a-136d. FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of the multistage filter circuit 36 of the voltage measuring apparatus 10 according to the first embodiment. In the following, the same components as those shown in FIG.

上記のように、図2〜図5は、第1実施形態に係る電圧測定装置10の構成を説明するためのものであり、電圧測定装置10そのものの構成を示すものではなく、電圧測定装置10そのものの構成は図6に示されていることに留意されたい。また、説明のための電圧測定装置100A〜100D及び第1実施形態に係る電圧測定装置10のいずれも、測定チャンネルCHの数が奇数である(奇数段の)多段フィルタ回路36、136a〜136d(以下「フィルタ回路36、136a〜136d」ともいう。)を有する。   As described above, FIGS. 2 to 5 are for explaining the configuration of the voltage measurement device 10 according to the first embodiment, and do not show the configuration of the voltage measurement device 10 itself. Note that the structure of itself is shown in FIG. In addition, in the voltage measurement devices 100A to 100D for explanation and the voltage measurement device 10 according to the first embodiment, the number of measurement channels CH is an odd number (odd number) of multistage filter circuits 36, 136a to 136d ( (Hereinafter also referred to as “filter circuits 36, 136a to 136d”).

電圧測定装置10、100A〜100Dは、図1と同様、電圧測定回路18、演算部20、スイッチ38及び制御部40等を有するが、図2〜図6では省略している。   The voltage measurement devices 10 and 100A to 100D include the voltage measurement circuit 18, the calculation unit 20, the switch 38, the control unit 40, and the like, as in FIG. 1, but are omitted in FIGS.

図2の電圧測定装置100Aの多段フィルタ回路136aは、奇数個(5つ)のセル16を直列に接続したセル列14を備える組電池12と、偶数個(6つ)の抵抗30と、奇数個(3つ)のコンデンサ132a〜132cとを有する。コンデンサ132aは、中央セル16midの正極側及び負極側に接続されている。コンデンサ132bは、中央セル16mid及びその両側の2つのセル16を合わせたセル列の正極側及び負極側に接続されている。コンデンサ132cは、中央セル16mid及びその両側2つずつのセル16を合わせたセル列の正極側及び負極側に接続されている。   The multistage filter circuit 136a of the voltage measuring apparatus 100A of FIG. 2 includes an assembled battery 12 including a cell array 14 in which odd (five) cells 16 are connected in series, an even (six) resistors 30, and an odd number. And three (three) capacitors 132a to 132c. The capacitor 132a is connected to the positive electrode side and the negative electrode side of the central cell 16mid. The capacitor 132b is connected to the positive electrode side and the negative electrode side of the cell row including the central cell 16mid and the two cells 16 on both sides thereof. The capacitor 132c is connected to the positive electrode side and the negative electrode side of the cell row in which the central cell 16mid and the two cells 16 on both sides thereof are combined.

各抵抗30の抵抗値R10nは、図1と同様、2つの中央抵抗30midから外側(図2中、上下方向)に向かってR101、R101、R102、R102、R103、R103とする。各コンデンサ132a〜132cの抵抗値C11nは、それぞれC111、C112、C113とする。 As in FIG. 1, the resistance value R 10n of each resistor 30 is R 101 , R 101 , R 102 , R 102 , R 103 , R 103 from the two central resistors 30 mid toward the outside (vertical direction in FIG. 2). And The resistance values C 11n of the capacitors 132a to 132c are C 111 , C 112 , and C 113 , respectively.

図2の多段フィルタ回路136aにおいて、各RCフィルタ34のRCの積(R10n・C11n)(ここでのnは1〜3の整数である。)が等しく、各セル16の電圧(セル電圧Vcell)が均一である場合を想定する。この場合、コンデンサ132bの両端電圧はコンデンサ132aの両端電圧の3倍であり、コンデンサ132cの両端電圧はコンデンサ132aの両端電圧の5倍である。このため、各RCフィルタ34の出力電圧V、V、Vは均一となる。 In the multistage filter circuit 136a of FIG. 2, the RC product (R 10n · C 11n ) (where n is an integer of 1 to 3) of each RC filter 34 is equal, and the voltage of each cell 16 (cell voltage) Assume that Vcell) is uniform. In this case, the voltage across the capacitor 132b is three times the voltage across the capacitor 132a, and the voltage across the capacitor 132c is five times the voltage across the capacitor 132a. For this reason, the output voltages V 1 , V 2 , V 3 of each RC filter 34 are uniform.

図3に示すように、図2のコンデンサ132bは、3倍の静電容量C112×3の3つのコンデンサ132dを直列接続したものに置換することができる。コンデンサ132dの両端電圧は均等に3分割されるので図3中の点Bの電圧は点Aの電圧に等しい。 As shown in FIG. 3, the capacitor 132b shown in FIG. 2 can be replaced with a series connection of three capacitors 132d having a capacitance C 112 × 3 that is three times as large. Since the voltage between both ends of the capacitor 132d is equally divided into three, the voltage at the point B in FIG.

同様に、図3に示すように、図2のコンデンサ132cは、5倍の静電容量C113×5の5つのコンデンサ132eを直列接続したものに置換することができる。コンデンサ132eの両端電圧は均等に5分割されるので図3中の点Cの電圧は点A及び点Bの電圧に等しい。同様に、点Dの電圧は点Eの電圧に等しい。 Similarly, as shown in FIG. 3, the capacitor 132c shown in FIG. 2 can be replaced with a series connection of five capacitors 132e having a capacitance C 113 × 5 that is five times as large. Since the voltage across the capacitor 132e is equally divided into five, the voltage at point C in FIG. 3 is equal to the voltage at point A and point B. Similarly, the voltage at point D is equal to the voltage at point E.

以上より、分割した各コンデンサ132d、132eの中点(隣り合うコンデンサ132d、132eの中間部分)を図4のように配線24に接続しても、各RCフィルタ34の出力電圧V、V、Vは図2の構成と変わらない。 From the above, the capacitors 132d divided, the midpoint of 132e (adjacent capacitor 132d, the intermediate portion of 132e) be connected to the wiring 24 as shown in FIG. 4, the output voltage V 1, V 2 of the RC filter 34 , V 3 does not change the configuration of FIG. 2.

ここで、図5に示すように、図4において並列に接続されているコンデンサ群をそれぞれひとつのコンデンサに置換する。すなわち、中央セル16midの正極側及び負極側に接続されている配線24間のコンデンサ132a、132d、132eをひとつのコンデンサ132fに置換する。中央セル16midと隣り合う2つのセル16それぞれの正極側及び負極側に接続されている配線24間のコンデンサ132d、132eをひとつのコンデンサ132gに置換する。セル列14の両端のセル16の正極側及び負極側に接続されている配線24間のコンデンサ132eをひとつのコンデンサ132hに置換する。ここで、各コンデンサ132f、132g、132hの静電容量をそれぞれC101、C102、C103とすると、図4と図5の関係から、各静電容量C101、C102、C103は、それぞれ次の式(1)〜(3)で求められる。
101=C111+3×C112+5×C113 (1)
102=3×C112+5×C113 (2)
103=5×C113 (3)
Here, as shown in FIG. 5, each capacitor group connected in parallel in FIG. 4 is replaced with one capacitor. That is, the capacitors 132a, 132d, and 132e between the wirings 24 connected to the positive electrode side and the negative electrode side of the central cell 16mid are replaced with one capacitor 132f. The capacitors 132d and 132e between the wirings 24 connected to the positive electrode side and the negative electrode side of each of the two cells 16 adjacent to the central cell 16mid are replaced with one capacitor 132g. The capacitor 132e between the wirings 24 connected to the positive electrode side and the negative electrode side of the cell 16 at both ends of the cell row 14 is replaced with one capacitor 132h. Here, assuming that the capacitances of the capacitors 132f, 132g, and 132h are C 101 , C 102 , and C 103 , respectively, the capacitances C 101 , C 102 , and C 103 are represented by the relationship between FIG. 4 and FIG. It is calculated | required by following Formula (1)-(3), respectively.
C 101 = C 111 + 3 × C 112 + 5 × C 113 (1)
C 102 = 3 × C 112 + 5 × C 113 (2)
C 103 = 5 × C 113 (3)

ここで、図2の多段フィルタ回路136aでのフィルタ時定数をτとすると、図2では、次の式(4)の関係が成り立つ。
τ=2×R101×C111 (4)
Here, when the filter time constant in the multistage filter circuit 136a of FIG. 2 is τ, the relationship of the following expression (4) is established in FIG.
τ = 2 × R 101 × C 111 (4)

そして、上記のように、図2の構成は、図5のように置換することができるため、次の式(5)が成り立つ。
τ=2×R101×(C101−C102) (5)
As described above, since the configuration of FIG. 2 can be replaced as shown in FIG. 5, the following equation (5) is established.
τ = 2 × R 101 × (C 101 −C 102 ) (5)

同様に、図2の多段フィルタ回路136aでのフィルタ時定数をτとすると、図2では、次の式(6)の関係が成り立つ。
τ=2×R102×C112 (6)
Similarly, when the filter time constant in the multistage filter circuit 136a of FIG. 2 is τ, the relationship of the following equation (6) is established in FIG.
τ = 2 × R 102 × C 112 (6)

そして、上記のように、図2の構成は、図5のように置換することができるため、次の式(7)が成り立つ。
τ=2×R102×(C102−C103)/3 (7)
As described above, since the configuration of FIG. 2 can be replaced as shown in FIG. 5, the following equation (7) is established.
τ = 2 × R 102 × (C 102 −C 103 ) / 3 (7)

同様に、図2の多段フィルタ回路136aでのフィルタ時定数をτとすると、図2では、次の式(8)の関係が成り立つ。
τ=2×R103×C113 (8)
Similarly, when the filter time constant in the multistage filter circuit 136a of FIG. 2 is τ, the relationship of the following equation (8) is established in FIG.
τ = 2 × R 103 × C 113 (8)

ここで、上記のように、図2の構成は、図5のように置換することができるため、次の式(9)が成り立つ。
τ=2×R103×C103/5 (9)
Here, as described above, since the configuration of FIG. 2 can be replaced as shown in FIG. 5, the following equation (9) is established.
τ = 2 × R 103 × C 103/5 (9)

以上を踏まえ、第1実施形態に係る電圧測定装置10における奇数段(2m−1){mは、(セル数+1)/2の整数である。}のフィルタ回路36は、図6のような構成を有する。具体的には、フィルタ回路36は、奇数個(2m−1個)のセル16と、偶数個(2m個)の抵抗30と、奇数個(2m−1個)のコンデンサ32とを有する。   Based on the above, the odd number stage (2m−1) {m is an integer of (number of cells + 1) / 2 in the voltage measurement apparatus 10 according to the first embodiment. } Has a configuration as shown in FIG. Specifically, the filter circuit 36 includes an odd number (2m−1) of cells 16, an even number (2m) of resistors 30, and an odd number (2m−1) of capacitors 32.

RCフィルタ34を構成する抵抗30とコンデンサ32は中央セル16mid又は中央コンデンサ32midを中心として上下対称に配置され、任意のn(ただし、1≦n≦m−1)においてコンデンサ32の静電容量C10nは、C10n>C10n+1を満たすようにC101からC10mまで任意に設定される。 The resistor 30 and the capacitor 32 constituting the RC filter 34 are arranged vertically symmetrically about the center cell 16mid or the center capacitor 32mid, and the capacitance C of the capacitor 32 at any n (where 1 ≦ n ≦ m−1). 10n is arbitrarily set from C 101 to C 10 m so as to satisfy C 10n> C 10n + 1.

また、各抵抗30の抵抗値R10nは、RCフィルタ34のフィルタ時定数をτとしたときに、次の式(10)〜(12)が成り立つように設定する。 Further, the resistance value R 10n of each resistor 30 is set so that the following equations (10) to (12) are satisfied when the filter time constant of the RC filter 34 is τ.

Figure 2013053884
Figure 2013053884

以上のような静電容量C10n及び抵抗値R10nとすることにより、多段フィルタ回路36の各RCフィルタ34自体によりフィルタ時定数τを均一にすることが可能となる。 By setting the capacitance C 10n and the resistance value R 10n as described above, it is possible to make the filter time constant τ uniform by the RC filters 34 themselves of the multistage filter circuit 36.

[A−3.具体的な実施例並びに第1及び第2比較例]
図7は、図6の多段フィルタ回路36の構成において、実際に抵抗30及びコンデンサ32の数値の具体例(第1実施例)を示した図である。図8は、図7の多段フィルタ回路36を用いた場合の各RCフィルタ34の周波数特性の一例を示す。図8において、横軸は、RCフィルタ34への入力信号の周波数[Hz](但し、対数表記)であり、縦軸は、ゲイン[dB]である。また、図8では、図7中、下から4つのセル16のセル電圧Vcell(V、V、V、V)の入力信号がRCフィルタ34に入力された場合のフィルタ特性を示している(図10、図12、図19、図21及び図23においても同様である。)。
[A-3. Specific Examples and First and Second Comparative Examples]
FIG. 7 is a diagram showing a specific example (first embodiment) of the numerical values of the resistor 30 and the capacitor 32 in the configuration of the multistage filter circuit 36 of FIG. FIG. 8 shows an example of the frequency characteristic of each RC filter 34 when the multistage filter circuit 36 of FIG. 7 is used. In FIG. 8, the horizontal axis represents the frequency [Hz] (however, logarithmic notation) of the input signal to the RC filter 34, and the vertical axis represents the gain [dB]. 8 shows the filter characteristics when the input signals of the cell voltages Vcell (V 1 , V 2 , V 3 , V 4 ) of the four cells 16 from the bottom in FIG. 7 are input to the RC filter 34. (The same applies to FIGS. 10, 12, 19, 21, and 23).

図9は、第1比較例に係る多段フィルタ回路536aの構成において、実際に抵抗30及びコンデンサ32の数値の具体例を示した図である。図10は、図9の多段フィルタ回路536aを用いた場合の各RCフィルタ34の周波数特性の一例を示す。図11は、第2比較例に係る多段フィルタ回路536bの構成において、実際に抵抗30及びコンデンサ32の数値の具体例を示した図である。図12は、図11の多段フィルタ回路536bを用いた場合の各RCフィルタ34の周波数特性の一例を示す。   FIG. 9 is a diagram showing a specific example of the numerical values of the resistor 30 and the capacitor 32 in the configuration of the multistage filter circuit 536a according to the first comparative example. FIG. 10 shows an example of the frequency characteristic of each RC filter 34 when the multistage filter circuit 536a of FIG. 9 is used. FIG. 11 is a diagram illustrating a specific example of numerical values of the resistor 30 and the capacitor 32 in the configuration of the multistage filter circuit 536b according to the second comparative example. FIG. 12 shows an example of the frequency characteristic of each RC filter 34 when the multistage filter circuit 536b of FIG. 11 is used.

なお、図7、図9、図11においてセル16を交流の記号で示しているのは、ここでのセル16がバッテリセルであり、充放電により電圧が変動することを示している。   7, 9, and 11, the cell 16 is indicated by an AC symbol, which indicates that the cell 16 is a battery cell, and the voltage fluctuates due to charging and discharging.

図9に示す第1比較例に係る多段フィルタ回路536aは、図7に示す第1実施例に係る多段フィルタ回路36と同様の回路配置を備えるが、各抵抗30の各抵抗値R10n及び各コンデンサ32の各静電容量C10nが第1実施例と異なる。より具体的には、多段フィルタ回路536aでは、各抵抗30の抵抗値R101、R102、R103、R104がいずれも5kΩで同一であり、各コンデンサ32の静電容量C101、C102、C103、C104がいずれも1μFで同一である。 The multistage filter circuit 536a according to the first comparative example shown in FIG. 9 has the same circuit arrangement as the multistage filter circuit 36 according to the first embodiment shown in FIG. 7, but each resistance value R 10n of each resistor 30 and each Each capacitance C 10n of the capacitor 32 is different from that of the first embodiment. More specifically, in the multi-stage filter circuit 536a, the resistance values R 101 , R 102 , R 103 , and R 104 of the resistors 30 are all the same at 5 kΩ, and the capacitances C 101 and C 102 of the capacitors 32 are the same. , C 103 , and C 104 are the same at 1 μF.

図10に示すように、図9の多段フィルタ回路536aによれば、各段(各測定チャンネルCH)のRCフィルタ34の周波数特性のばらつきが大きくなってしまう。   As shown in FIG. 10, according to the multistage filter circuit 536a of FIG. 9, the variation in the frequency characteristics of the RC filter 34 of each stage (each measurement channel CH) becomes large.

図11に示す第2比較例に係る多段フィルタ回路536bは、図7に示す第1実施例に係る多段フィルタ回路36と異なる回路配置を備え、例えば、特許文献1に示す構成を適用したものである。より具体的には、多段フィルタ回路536bでは、RCフィルタ34(又はセル16)毎に2つの抵抗30及び1つのコンデンサ32を有する。また、各抵抗30の抵抗値R101、R102、R103、R104がそれぞれ5kΩで同一であり、各コンデンサ32の静電容量C101、C102、C103、C104が1μFで同一である。 A multistage filter circuit 536b according to the second comparative example shown in FIG. 11 has a circuit arrangement different from that of the multistage filter circuit 36 according to the first embodiment shown in FIG. 7, and for example, the configuration shown in Patent Document 1 is applied. is there. More specifically, the multistage filter circuit 536b includes two resistors 30 and one capacitor 32 for each RC filter 34 (or cell 16). The resistance values R 101 , R 102 , R 103 , and R 104 of the resistors 30 are the same at 5 kΩ, and the capacitances C 101 , C 102 , C 103 , and C 104 of the capacitors 32 are the same at 1 μF. is there.

図12に示すように、図11の多段フィルタ回路536bによれば、各段(各測定チャンネルCH)のRCフィルタ34の周波数特性は均一となるが、抵抗30の数が多くなってしまう。また、多段フィルタ回路536bと図示しない電圧測定回路18との間に配される同じく図示しないスイッチ38の数も多くなってしまう。   As shown in FIG. 12, according to the multistage filter circuit 536b of FIG. 11, the frequency characteristics of the RC filter 34 of each stage (each measurement channel CH) are uniform, but the number of resistors 30 increases. In addition, the number of switches 38 (not shown) disposed between the multistage filter circuit 536b and the voltage measurement circuit 18 (not shown) also increases.

一方、第1実施例に係る多段フィルタ回路36では、回路構成こそ第1比較例と同様であるものの、図7に示すように、コンデンサ32のうち最も静電容量C10nが高いのは、中央コンデンサ32midであり、中央から外側(図7中、上側及び下側)に向かうに連れてコンデンサ32の静電容量C10nが小さくなる。すなわち、C102はC101より小さく、C103はC102より小さく、C104は、C103より小さい。また、図7の各抵抗30は、上記式(10)〜(12)の関係を満たすように設定されている。 On the other hand, in the multi-stage filter circuit 36 according to the first embodiment, although what the circuit configuration is the same as the first comparative example, as shown in FIG. 7, the the highest capacitance C 10n of the capacitor 32, a central The capacitance C 10n of the capacitor 32 decreases from the center toward the outside (upper side and lower side in FIG. 7). That is, C 102 is smaller than C 101 , C 103 is smaller than C 102 , and C 104 is smaller than C 103 . Each resistor 30 in FIG. 7 is set so as to satisfy the relationships of the above formulas (10) to (12).

図7の多段フィルタ回路36を設計するに当たっては、例えば、次のような順序で行う。すなわち、要求されるフィルタ時定数τを設定する。第1実施例では、τ=10msecとする。   The multistage filter circuit 36 shown in FIG. 7 is designed in the following order, for example. That is, a required filter time constant τ is set. In the first embodiment, τ = 10 msec.

次いで、コンデンサ32の静電容量C10nを決定する。上記のように、第1実施例では、各コンデンサ32の静電容量C10nは、C10n>C10n+1を満たすものであればよい。このため、比較的自由に各静電容量C10nを設定できる。第1実施例では、C101=1uF、C102=0.68uF、C103=0.47uF、C104=0.33uFとする。 Next, the capacitance C 10n of the capacitor 32 is determined. As described above, in the first embodiment, the capacitance C 10n of each capacitor 32 only needs to satisfy C 10n > C 10n + 1 . For this reason, each capacitance C 10n can be set relatively freely. In the first embodiment, C 101 = 1 uF, C 102 = 0.68 uF, C 103 = 0.47 uF, and C 104 = 0.33 uF.

一般に、コンデンサの静電容量は、規格(例えば、E6系列又はE12系列)に沿って製造されることが多く、中間の静電容量を実現するためには、特注品を要することとなる。   In general, the capacitance of a capacitor is often manufactured in accordance with a standard (for example, E6 series or E12 series), and a special order product is required to realize an intermediate capacitance.

しかしながら、第1実施例では、各コンデンサ32の静電容量C10nは、C10n>C10n+1を満たすものであればよいため、市販品又は汎用品を選択することが可能となる。なお、各コンデンサ32の仕様は、その他の要素(例えば、コンデンサ32の耐圧限界)を考慮することが好ましい。 However, in the first embodiment, since the capacitance C 10n of each capacitor 32 only needs to satisfy C 10n > C 10n + 1 , it is possible to select a commercially available product or a general-purpose product. In addition, it is preferable that the specification of each capacitor | condenser 32 considers other elements (for example, the pressure | voltage resistant limit of the capacitor | condenser 32).

各コンデンサ32の静電容量C10nを設定した後は、上記式(10)〜(12)を満たすように、抵抗30の抵抗値R10nを算出する。すなわち、各抵抗値R10nを、R101=15.6kΩ、R102=71.4kΩ、R103=179kΩ、R104=106kΩとする。 After setting the capacitance C 10n of each capacitor 32, the resistance value R 10n of the resistor 30 is calculated so as to satisfy the above equations (10) to (12). That is, each resistance value R 10n is set to R 101 = 15.6 kΩ, R 102 = 71.4 kΩ, R 103 = 179 kΩ, and R 104 = 106 kΩ.

図8に示すように、図7の多段フィルタ回路36によれば、各段(各測定チャンネルCH)のRCフィルタ34の周波数特性が均一となる。   As shown in FIG. 8, according to the multistage filter circuit 36 of FIG. 7, the frequency characteristics of the RC filter 34 of each stage (each measurement channel CH) are uniform.

[A−4.第1実施形態の効果]
以上のように、第1実施形態によれば、抵抗30の数を減らしつつ、奇数個の各測定チャンネルCHのフィルタ周波数特性が均一となる多段フィルタ回路36を構成することが可能となる。
[A-4. Effect of First Embodiment]
As described above, according to the first embodiment, it is possible to configure the multistage filter circuit 36 in which the filter frequency characteristics of the odd number of measurement channels CH are uniform while reducing the number of resistors 30.

すなわち、第1実施形態によれば、抵抗30は、各セル16の間及び両端のセル16の外側に配置されたセル側ノード22と測定ノード44との間にそれぞれ接続されるため、必要な抵抗30の数はセル数+1となる。従って、各測定チャンネルCHに別々に2つの抵抗30を設ける場合と比べて抵抗30とスイッチ38の数を少なくすることができる。   That is, according to the first embodiment, the resistor 30 is connected between each cell 16 and between the cell-side node 22 and the measurement node 44 arranged outside the cells 16 at both ends. The number of resistors 30 is the number of cells + 1. Therefore, the number of resistors 30 and switches 38 can be reduced as compared with the case where two resistors 30 are separately provided for each measurement channel CH.

また、第1実施形態では、測定ノード44の列の中央から数えてn番目に位置する測定ノードnとn+1番目に位置する測定ノードn+1との間にそれぞれ接続され、それぞれ静電容量がC10nとされた複数のコンデンサ32と、セル側ノード22と測定ノード44との間にそれぞれ接続され、抵抗値がR10nとされた複数の抵抗30とを備える。これらのコンデンサ32及び抵抗30により、多段のRCフィルタ34が形成される。 In the first embodiment, the nth measurement node n and the (n + 1) th measurement node n + 1 are respectively connected from the center of the column of the measurement nodes 44, and the capacitance is C 10n. A plurality of capacitors 32, and a plurality of resistors 30 connected between the cell side node 22 and the measurement node 44 and having a resistance value of R 10n . These capacitors 32 and resistors 30 form a multistage RC filter 34.

そして、τを任意に設定されたフィルタ時定数とするとき、各抵抗30の抵抗値R10nは、上記式(10)〜(12)の関係を満たす。 When τ is an arbitrarily set filter time constant, the resistance value R 10n of each resistor 30 satisfies the relationship of the above formulas (10) to (12).

上記式(10)〜(12)によれば、各段のRCフィルタ34の周波数特性(フィルタ時定数τ)を均一にすることができる。   According to the above formulas (10) to (12), the frequency characteristics (filter time constant τ) of the RC filter 34 at each stage can be made uniform.

さらに、上記式(10)〜(12)によれば、各コンデンサ32の静電容量C10nは、C10n>C10n+1という条件を満たせばよい。このため、各コンデンサ32の静電容量C10nには比較的自由度があり、各コンデンサ32には価格の安い汎用品を用いることが可能となる。一方、コンデンサ32の汎用品における静電容量C10nの選択肢と比べて、抵抗30の汎用品の抵抗値R10nの選択肢は多く、また、抵抗値R10nを任意に調整可能なトリミング抵抗等も一般的に入手可能である。加えて、直列と並列を合わせることにより、抵抗値R10nの調整をすることも容易である。従って、多段フィルタ回路36の費用を抑えることが可能となる。 Furthermore, according to the above formulas (10) to (12), the capacitance C 10n of each capacitor 32 only needs to satisfy the condition of C 10n > C 10n + 1 . For this reason, the capacitance C 10n of each capacitor 32 has a relatively high degree of freedom, and it is possible to use a low-cost general-purpose product for each capacitor 32. On the other hand, there are many choices for the resistance value R10n of the general-purpose resistor 30 compared to the choice of the capacitance C10n for the general-purpose capacitor 32, and there are also trimming resistors and the like that can arbitrarily adjust the resistance value R10n. Generally available. In addition, the resistance value R 10n can be easily adjusted by combining the series and the parallel. Therefore, the cost of the multistage filter circuit 36 can be reduced.

B.第2実施形態(偶数段のRCフィルタ)
[B−1.全体的な構成]
第2実施形態に係る電圧測定装置10A(図17)は、基本的に、第1実施形態に係る電圧測定装置10と同様の構成を有する。両者の相違点は、第1実施形態に係る電圧測定装置10は、セル16及びコンデンサ32が奇数個であり、抵抗30及びスイッチ38が偶数個であったのに対し、第2実施形態に係る電圧測定装置10Aは、セル16及びコンデンサ32が偶数個であり、抵抗30及びスイッチ38が奇数個である点である。加えて、第2実施形態では、抵抗30の抵抗値及びコンデンサ32の静電容量の設定方法が第1実施形態と異なる。
B. Second Embodiment (Even-numbered RC filter)
[B-1. Overall configuration]
The voltage measuring apparatus 10A (FIG. 17) according to the second embodiment has basically the same configuration as the voltage measuring apparatus 10 according to the first embodiment. The difference between the two is that the voltage measuring apparatus 10 according to the first embodiment has an odd number of cells 16 and capacitors 32, and an even number of resistors 30 and switches 38, whereas the voltage measuring apparatus 10 according to the first embodiment is different. The voltage measuring apparatus 10A is that the number of cells 16 and capacitors 32 is an even number, and the number of resistors 30 and switches 38 is an odd number. In addition, in the second embodiment, the setting method of the resistance value of the resistor 30 and the capacitance of the capacitor 32 is different from that of the first embodiment.

[B−2.基本的な考え方]
図13〜図16は、第2実施形態に係る電圧測定装置10Aの構成を説明するために用いる第1〜第4電圧測定装置200A〜200D(以下「電圧測定装置200A〜200D」ともいう。)の多段フィルタ回路236a〜236dの構成を示す回路図である。図17は、第2実施形態に係る電圧測定装置10Aの多段フィルタ回路36aの構成を示す回路図である。以下では、第1実施形態(図1等)で示した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を示す。
[B-2. basic way of thinking]
13 to 16 are first to fourth voltage measuring devices 200A to 200D (hereinafter also referred to as “voltage measuring devices 200A to 200D”) used for explaining the configuration of the voltage measuring device 10A according to the second embodiment. It is a circuit diagram which shows the structure of these multistage filter circuits 236a-236d. FIG. 17 is a circuit diagram showing a configuration of the multistage filter circuit 36a of the voltage measuring apparatus 10A according to the second embodiment. In the following, the same components as those shown in the first embodiment (FIG. 1 and the like) are denoted by the same reference numerals.

上記のように、図13〜図16は、第2実施形態に係る電圧測定装置10Aの構成を説明するためのものであり、電圧測定装置10Aそのものの構成を示すものではなく、電圧測定装置10Aそのものの構成は図17に示されていることに留意されたい。また、説明のための電圧測定装置200A〜200D及び第2実施形態に係る電圧測定装置10Aのいずれも、測定チャンネルCHの数が偶数である(偶数段の)多段フィルタ回路36a、236a〜236d(以下「フィルタ回路36a、236a〜236d」ともいう。)を有する。   As described above, FIGS. 13 to 16 are for explaining the configuration of the voltage measuring apparatus 10A according to the second embodiment, and do not show the configuration of the voltage measuring apparatus 10A itself, but the voltage measuring apparatus 10A. Note that the structure of itself is shown in FIG. In addition, in the voltage measurement devices 200A to 200D for explanation and the voltage measurement device 10A according to the second embodiment, the multistage filter circuits 36a, 236a to 236d (the number of the even number) of the measurement channels CH are even numbers (even stages). (Hereinafter also referred to as “filter circuits 36a, 236a to 236d”).

電圧測定装置10A、200A〜200Dは、第1実施形態(図1)と同様、電圧測定回路18、演算部20、スイッチ38及び制御部40等を有するが、図13〜図17では省略している。   The voltage measuring devices 10A and 200A to 200D include the voltage measuring circuit 18, the arithmetic unit 20, the switch 38, the control unit 40, and the like, as in the first embodiment (FIG. 1), but are omitted in FIGS. Yes.

図13の電圧測定装置200Aの多段フィルタ回路236aは、偶数個(6つ)のセル16を直列に接続したセル列14を備える組電池12と、奇数個(7つ)の抵抗30と、偶数個(6つ)のコンデンサ232a〜232cとを有する。なお、第2実施形態では、セル列14の中央に位置する2つのセル16を「中央セル16mid」といい、2つの中央セル16midの間の配線24上に配置された抵抗30を「中央抵抗30mid」という。   The multistage filter circuit 236a of the voltage measuring apparatus 200A of FIG. 13 includes an assembled battery 12 including a cell array 14 in which an even number (six) cells 16 are connected in series, an odd number (seven) resistors 30, and an even number. And six (six) capacitors 232a to 232c. In the second embodiment, the two cells 16 located in the center of the cell row 14 are referred to as “central cell 16 mid”, and the resistor 30 disposed on the wiring 24 between the two central cells 16 mid is referred to as “central resistance”. 30mid ".

各コンデンサ232aは、各中央セル16midの正極側及び負極側に接続されている。各コンデンサ232bは、中央セル16mid及びその隣りのセル16を合わせた2つのセル16からなる各セル列の正極側及び負極側に接続されている。各コンデンサ232cは、1つの中央セル16mid及びその片側2つのセル16を合わせた3つのセル16からなるセル列の正極側及び負極側に接続されている。   Each capacitor 232a is connected to the positive side and the negative side of each central cell 16mid. Each capacitor 232b is connected to the positive electrode side and the negative electrode side of each cell row composed of two cells 16 including the central cell 16mid and the cells 16 adjacent thereto. Each capacitor 232c is connected to a positive electrode side and a negative electrode side of a cell row composed of three cells 16 including one central cell 16mid and two cells 16 on one side thereof.

各抵抗30の抵抗値R20nは、1つの中央抵抗30midから外側(図13中、上下方向)に向かってR200、R201、R201、R202、R202、R203、R203とする(図14〜図17でも同様である。)。各コンデンサ232a〜232cの抵抗値C21nは、それぞれC211、C212、C213とする。 The resistance value R 20n of each resistor 30 is R 200 , R 201 , R 201 , R 202 , R 202 , R 203 , R 203 from one central resistor 30 mid toward the outside (in the vertical direction in FIG. 13). (The same applies to FIGS. 14 to 17.) The resistance values C 21n of the capacitors 232a to 232c are C 211 , C 212 , and C 213 , respectively.

図13の多段フィルタ回路236aにおいて、各RCフィルタ34のRCの積(R20n・C21n)(ここでのnは、R20nについては0〜3の整数であり、C21nについては1〜3の整数である。)が等しく、各セル16の電圧(セル電圧Vcell)が均一である場合を想定する。この場合、コンデンサ232bの両端電圧はコンデンサ232aの両端電圧の2倍であり、コンデンサ232cの両端電圧はコンデンサ232aの両端電圧の4倍である。このため、各RCフィルタ34の出力電圧V、V、Vは均一となる。 In the multistage filter circuit 236a of FIG. 13, the RC product (R 20n · C 21n ) of each RC filter 34 (where n is an integer of 0 to 3 for R 20n and 1 to 3 for C 21n. Are assumed to be equal) and the voltage of each cell 16 (cell voltage Vcell) is uniform. In this case, the voltage across the capacitor 232b is twice the voltage across the capacitor 232a, and the voltage across the capacitor 232c is four times the voltage across the capacitor 232a. For this reason, the output voltages V 1 , V 2 , V 3 of each RC filter 34 are uniform.

図14に示すように、図13のコンデンサ232bは、2倍の静電容量C212×2の2つのコンデンサ232dを直列接続したものに置換することができる。コンデンサ232dの両端電圧は均等に2分割されるので図14中の点Bの電圧は点Aの電圧に等しい。 As shown in FIG. 14, the capacitor 232b of FIG. 13 can be replaced with two capacitors 232d having a double capacitance C 212 × 2 connected in series. Since the voltage across the capacitor 232d is equally divided into two, the voltage at point B in FIG. 14 is equal to the voltage at point A.

同様に、図14に示すように、図13のコンデンサ232cは、3倍の静電容量C213×3の3つのコンデンサ232eを直列接続したものに置換することができる。コンデンサ232eの両端電圧は均等に3分割されるので図14中の点Cの電圧は点A及び点Bの電圧に等しい。同様に、点Dの電圧は点Eの電圧に等しい。 Similarly, as shown in FIG. 14, the capacitor 232 c of FIG. 13 can be replaced with three capacitors 232 e having a capacitance C 213 × 3 that is three times as many as those connected in series. Since the voltage across the capacitor 232e is equally divided into three, the voltage at point C in FIG. 14 is equal to the voltage at point A and point B. Similarly, the voltage at point D is equal to the voltage at point E.

以上より、分割した各コンデンサ232d、232eの中点(隣り合うコンデンサ232d、232eの中間部分)を図15のように接続しても、各RCフィルタ34の出力電圧V、V、Vは図13の構成と変わらない。 As described above, even if the middle points of the divided capacitors 232d and 232e (intermediate portions of adjacent capacitors 232d and 232e) are connected as shown in FIG. 15, the output voltages V 1 , V 2 , and V 3 of the RC filters 34 are connected. Is the same as the configuration of FIG.

ここで、図16に示すように、図15において並列に接続されているコンデンサ群をそれぞれひとつのコンデンサに置換する。すなわち、各中央セル16midの正極側及び負極側に接続されている配線24間のコンデンサ232a、232d、232eをひとつのコンデンサ232fに置換する。中央セル16midと隣り合う2つのセル16それぞれの正極側及び負極側に接続されている配線24間のコンデンサ232d、232eをひとつのコンデンサ232gに置換する。セル列14の両端のセル16の正極側及び負極側に接続されている配線24間のコンデンサ232eをひとつのコンデンサ232hに置換する。ここで、各コンデンサ232f、232g、232hの静電容量をそれぞれC201、C202、C203とすると、図15と図16の関係から、各静電容量C201、C202、C203は、それぞれ次の式(13)〜(15)で求められる。
201=C211+2×C212+3×C213 (13)
202=2×C212+3×C213 (14)
203=3×C213 (15)
Here, as shown in FIG. 16, each capacitor group connected in parallel in FIG. 15 is replaced with one capacitor. That is, the capacitors 232a, 232d, and 232e between the wirings 24 connected to the positive electrode side and the negative electrode side of each central cell 16mid are replaced with one capacitor 232f. The capacitors 232d and 232e between the wirings 24 connected to the positive electrode side and the negative electrode side of each of the two cells 16 adjacent to the central cell 16mid are replaced with one capacitor 232g. The capacitor 232e between the wirings 24 connected to the positive electrode side and the negative electrode side of the cell 16 at both ends of the cell row 14 is replaced with one capacitor 232h. Here, assuming that the capacitances of the capacitors 232f, 232g, and 232h are C 201 , C 202 , and C 203 , respectively, the capacitances C 201 , C 202 , and C 203 are expressed by the relationship between FIG. 15 and FIG. It is calculated | required by following Formula (13)-(15), respectively.
C 201 = C 211 + 2 × C 212 + 3 × C 213 (13)
C 202 = 2 × C 212 + 3 × C 213 (14)
C 203 = 3 × C 213 (15)

ここで、図13の多段フィルタ回路236aでのフィルタ時定数をτとすると、図13では、次の式(16)の関係が成り立つ。
τ=R201×C211 (16)
Here, if the filter time constant in the multistage filter circuit 236a of FIG. 13 is τ, the relationship of the following equation (16) is established in FIG.
τ = R 201 × C 211 (16)

そして、上記のように、図13の構成は、図16のように置換することができるため、次の式(17)が成り立つ。
τ=R201×(C201−C202) (17)
Since the configuration of FIG. 13 can be replaced as shown in FIG. 16 as described above, the following equation (17) is established.
τ = R 201 × (C 201 −C 202 ) (17)

同様に、図13の多段フィルタ回路236aでのフィルタ時定数をτとすると、図13では、次の式(18)の関係が成り立つ。
τ=R202×C212 (18)
Similarly, when the filter time constant in the multistage filter circuit 236a of FIG. 13 is τ, the relationship of the following equation (18) is established in FIG.
τ = R 202 × C 212 (18)

そして、上記のように、図13の構成は、図16のように置換することができるため、次の式(19)が成り立つ。
τ=R202×(C202−C203)/2 (19)
As described above, since the configuration of FIG. 13 can be replaced as shown in FIG. 16, the following equation (19) is established.
τ = R 202 × (C 202 −C 203 ) / 2 (19)

同様に、図13の多段フィルタ回路236aでのフィルタ時定数をτとすると、図13では、次の式(20)の関係が成り立つ。
τ=R203×C213 (20)
Similarly, when the filter time constant in the multistage filter circuit 236a of FIG. 13 is τ, the relationship of the following equation (20) is established in FIG.
τ = R 203 × C 213 (20)

ここで、上記のように、図13の構成は、図16のように置換することができるため、次の式(21)が成り立つ。
τ=R203×C203/3 (21)
Here, as described above, since the configuration of FIG. 13 can be replaced as shown in FIG. 16, the following equation (21) is established.
τ = R 203 × C 203/3 (21)

以上を踏まえ、第2実施形態に係る電圧測定装置10Aにおける偶数段(2m){mは、セル数/2の整数である。}のフィルタ回路36aは、図17のような構成を有する。具体的には、フィルタ回路36aは、偶数個(2m個)のセル16と、奇数個(2m+1個)の抵抗30と、偶数個(2m個)のコンデンサ32とを有する。   Based on the above, the even number stage (2m) {m is an integer of the number of cells / 2 in the voltage measuring apparatus 10A according to the second embodiment. } Has a configuration as shown in FIG. Specifically, the filter circuit 36a includes an even number (2m) of cells 16, an odd number (2m + 1) of resistors 30, and an even number (2m) of capacitors 32.

RCフィルタ34を構成する抵抗30とコンデンサ32は2つの中央セル16midの間に接続された配線24又はその上に形成された中央抵抗30midを中心として上下対称に配置され、任意のn(ただし、1≦n≦m−1)においてコンデンサ32の静電容量C20nは、C20n>C20n+1を満たすようにC201からC20mまで任意に設定される。 The resistor 30 and the capacitor 32 constituting the RC filter 34 are arranged vertically symmetrically around the wiring 24 connected between the two central cells 16mid or the central resistor 30mid formed thereon, and any n (however, In 1 ≦ n ≦ m−1), the capacitance C 20n of the capacitor 32 is arbitrarily set from C 201 to C 20m so as to satisfy C 20n > C 20n + 1 .

また、各抵抗30の抵抗値R20nは、RCフィルタ34のフィルタ時定数をτとしたときに、次の式(22)〜(24)が成り立つように設定する。 Further, the resistance value R 20n of each resistor 30 is set so that the following formulas (22) to (24) are satisfied when the filter time constant of the RC filter 34 is τ.

Figure 2013053884
Figure 2013053884

なお、中央抵抗30midの抵抗値R200は、任意の値とすることができる。また、後述するように、中央抵抗30midを設けない構成も可能である。 The resistance value R 200 of central resistor 30mid may be any value. Further, as will be described later, a configuration in which the central resistor 30mid is not provided is also possible.

以上のような静電容量C20n及び抵抗値R20nを満たすことにより、多段フィルタ回路36aの各RCフィルタ34自体によりフィルタ時定数τを均一にすることが可能となる。 By satisfying the capacitance C 20n and the resistance value R 20n as described above, it is possible to make the filter time constant τ uniform by the RC filters 34 themselves of the multistage filter circuit 36a.

[B−3.具体的な実施例並びに第1及び第2比較例]
図18は、図17の多段フィルタ回路36aの構成において、実際に抵抗30及びコンデンサ32の数値の具体例(第2実施例)を示した図である。図19は、図18の多段フィルタ回路36aを用いた場合の各RCフィルタ34の周波数特性の一例を示す。図20は、第1比較例に係る多段フィルタ回路636aの構成において、実際に抵抗30及びコンデンサ32の数値の具体例を示した図である。図21は、図20の多段フィルタ回路636aを用いた場合の各RCフィルタ34の周波数特性の一例を示す。図22は、第2比較例に係る多段フィルタ回路636bの構成において、実際に抵抗30及びコンデンサ32の数値の具体例を示した図である。図23は、図22の多段フィルタ回路636bを用いた場合の各RCフィルタ34の周波数特性の一例を示す。
[B-3. Specific Examples and First and Second Comparative Examples]
FIG. 18 is a diagram showing a specific example (second embodiment) of numerical values of the resistor 30 and the capacitor 32 in the configuration of the multistage filter circuit 36a of FIG. FIG. 19 shows an example of the frequency characteristic of each RC filter 34 when the multistage filter circuit 36a of FIG. 18 is used. FIG. 20 is a diagram illustrating a specific example of the numerical values of the resistor 30 and the capacitor 32 in the configuration of the multistage filter circuit 636a according to the first comparative example. FIG. 21 shows an example of the frequency characteristic of each RC filter 34 when the multistage filter circuit 636a of FIG. 20 is used. FIG. 22 is a diagram illustrating a specific example of numerical values of the resistor 30 and the capacitor 32 in the configuration of the multistage filter circuit 636b according to the second comparative example. FIG. 23 shows an example of the frequency characteristic of each RC filter 34 when the multistage filter circuit 636b of FIG. 22 is used.

なお、図18、図20、図22においてセル16を交流の記号で示しているのは、ここでのセル16がバッテリセルであり、充放電により電圧が変動することを示している。   18, 20, and 22, the cell 16 is indicated by an AC symbol, which indicates that the cell 16 is a battery cell, and the voltage fluctuates due to charging and discharging.

図20に示す第1比較例に係る多段フィルタ回路636aは、図18に示す第2実施例に係る多段フィルタ回路36aと同様の回路配置を備えるが、各抵抗30の抵抗値R20n及び各コンデンサ32の静電容量C20nが第2実施例と異なる。より具体的には、多段フィルタ回路636aでは、各抵抗30の抵抗値R200、R201、R202、R203、R204が5kΩで同一であり、各コンデンサ32の静電容量C201、C202、C203、C204が1μFで同一である。 The multistage filter circuit 636a according to the first comparative example shown in FIG. 20 has the same circuit arrangement as the multistage filter circuit 36a according to the second embodiment shown in FIG. 18, but the resistance value R20n of each resistor 30 and each capacitor. The capacitance C 20n of 32 is different from that of the second embodiment. More specifically, in the multi-stage filter circuit 636a, the resistance values R 200 , R 201 , R 202 , R 203 , and R 204 of the resistors 30 are the same at 5 kΩ, and the capacitances C 201 , C of the capacitors 32 are the same. 202 , C 203 , and C 204 are the same at 1 μF.

図21に示すように、図20の多段フィルタ回路636aによれば、各段(各測定チャンネルCH)のRCフィルタ34の周波数特性のばらつきが大きくなってしまう。   As shown in FIG. 21, according to the multistage filter circuit 636a of FIG. 20, the variation in frequency characteristics of the RC filter 34 of each stage (each measurement channel CH) becomes large.

図22に示す第2比較例に係る多段フィルタ回路636bは、図18に示す第2実施例に係る多段フィルタ回路36aと異なる回路配置を備え、例えば、特許文献1に示す構成を適用したものである。より具体的には、多段フィルタ回路636bでは、RCフィルタ34(又はセル16)毎に2つの抵抗30及び1つのコンデンサ32を有する。また、各抵抗30の抵抗値R201、R202、R203、R204が5kΩで同一であり、各コンデンサ32の静電容量C201、C202、C203、C204が1μFで同一である。 A multi-stage filter circuit 636b according to the second comparative example shown in FIG. 22 has a circuit arrangement different from that of the multi-stage filter circuit 36a according to the second embodiment shown in FIG. 18, for example, to which the configuration shown in Patent Document 1 is applied. is there. More specifically, the multistage filter circuit 636b includes two resistors 30 and one capacitor 32 for each RC filter 34 (or cell 16). Further, the resistance values R 201 , R 202 , R 203 , and R 204 of each resistor 30 are the same at 5 kΩ, and the capacitances C 201 , C 202 , C 203 , and C 204 of each capacitor 32 are the same at 1 μF. .

図23に示すように、図22の多段フィルタ回路636bによれば、各段(各測定チャンネルCH)のRCフィルタ34の周波数特性は均一となるが、抵抗30とスイッチ38の数が多くなってしまう。   As shown in FIG. 23, according to the multistage filter circuit 636b of FIG. 22, the frequency characteristics of the RC filter 34 at each stage (each measurement channel CH) are uniform, but the number of resistors 30 and switches 38 is increased. End up.

一方、第2実施例に係る多段フィルタ回路36aでは、回路構成こそ第1比較例と同様であるものの、図18に示すように、コンデンサ32のうち最も静電容量が高いのは、2つの中央コンデンサ32midであり、中央から外側(図18中、上側及び下側)に向かうに連れてコンデンサ32の静電容量C20nが小さくなる。すなわち、C202はC201より小さく、C203はC202より小さく、C204は、C203より小さい。また、図18の各抵抗30は、上記式(22)〜(24)の関係を満たすように設定されている。 On the other hand, in the multi-stage filter circuit 36a according to the second embodiment, although the circuit configuration is the same as that of the first comparative example, as shown in FIG. The capacitance C 20n of the capacitor 32 decreases from the center toward the outside (upper side and lower side in FIG. 18). That is, C 202 is smaller than C 201 , C 203 is smaller than C 202 , and C 204 is smaller than C 203 . Each resistor 30 in FIG. 18 is set so as to satisfy the relationships of the above equations (22) to (24).

図18の多段フィルタ回路36aを設計するに当たっては、例えば、次のような順序で行う。すなわち、要求されるフィルタ時定数τを設定する。第2実施例では、τ=10msecとする。   The multi-stage filter circuit 36a shown in FIG. 18 is designed in the following order, for example. That is, a required filter time constant τ is set. In the second embodiment, τ = 10 msec.

次いで、コンデンサ32の静電容量C20nを決定する。上記のように、第2実施例では、各コンデンサ32の静電容量C20nは、C20n>C20n+1を満たすものであればよい。このため、比較的自由に各静電容量C20nを設定できる。第2実施例では、C201=1uF、C202=0.68uF、C203=0.47uF、C204=0.33uFとする。 Next, the capacitance C 20n of the capacitor 32 is determined. As described above, in the second embodiment, the capacitance C 20n of each capacitor 32 only needs to satisfy C 20n > C 20n + 1 . For this reason, each electrostatic capacity C 20n can be set relatively freely. In the second embodiment, C 201 = 1 uF, C 202 = 0.68 uF, C 203 = 0.47 uF, and C 204 = 0.33 uF.

一般に、コンデンサの静電容量は、規格(例えば、E6系列又はE12系列)に沿って製造されることが多く、中間の静電容量を実現するためには、特注品を要することとなる。   In general, the capacitance of a capacitor is often manufactured in accordance with a standard (for example, E6 series or E12 series), and a special order product is required to realize an intermediate capacitance.

しかしながら、第2実施例では、各コンデンサ32の静電容量C20nは、C20n>C20n+1を満たすものであればよいため、市販品又は汎用品を選択することが可能となる。なお、各コンデンサ32の仕様は、その他の要素(例えば、コンデンサ32の耐圧限界)を考慮することが好ましい。 However, in the second embodiment, since the capacitance C 20n of each capacitor 32 only needs to satisfy C 20n > C 20n + 1 , a commercially available product or a general-purpose product can be selected. In addition, it is preferable that the specification of each capacitor | condenser 32 considers other elements (for example, the pressure | voltage resistant limit of the capacitor | condenser 32).

各コンデンサ32の静電容量C20nを設定した後は、上記式(22)〜(24)を満たすように、抵抗30の抵抗値R20nを算出する。すなわち、各抵抗値R20nを、R201=31.3kΩ、R202=95.2kΩ、R203=214kΩ、R204=121kΩとする。 After setting the capacitance C 20n of each capacitor 32, the resistance value R 20n of the resistor 30 is calculated so as to satisfy the above equations (22) to (24). That is, let each resistance value R 20n be R 201 = 31.3 kΩ, R 202 = 95.2 kΩ, R 203 = 214 kΩ, and R 204 = 121 kΩ.

図19に示すように、図18の多段フィルタ回路36aによれば、各段(各測定チャンネルCH)のRCフィルタ34の周波数特性が均一となる。   As shown in FIG. 19, according to the multistage filter circuit 36a of FIG. 18, the frequency characteristics of the RC filter 34 of each stage (each measurement channel CH) are uniform.

[B−4.第2実施形態の効果]
以上のように、第2実施形態によれば、抵抗30の数を減らしつつ、偶数個の各測定チャンネルCHのフィルタ周波数特性が均一となる多段フィルタ回路36aを構成することが可能となる。
[B-4. Effect of Second Embodiment]
As described above, according to the second embodiment, it is possible to configure the multistage filter circuit 36a in which the filter frequency characteristics of the even number of measurement channels CH are uniform while reducing the number of resistors 30.

すなわち、第2実施形態によれば、抵抗30は、各セル16の間及び両端のセル16の外側に配置されたセル側ノード22と測定ノード44との間にそれぞれ接続されるため、必要な抵抗30の数はセル数+1となる。従って、各測定チャンネルCHに別々に2つの抵抗30を設ける場合と比べて抵抗30とスイッチ38の数を少なくすることができる。   That is, according to the second embodiment, the resistor 30 is connected between each cell 16 and between the cell-side node 22 and the measurement node 44 arranged outside the cells 16 at both ends. The number of resistors 30 is the number of cells + 1. Therefore, the number of resistors 30 and switches 38 can be reduced as compared with the case where two resistors 30 are separately provided for each measurement channel CH.

また、第2実施形態では、測定ノード44の列の中央から数えてn番目に位置する測定ノード44とn+1番目に位置する測定ノード44との間にそれぞれ接続され、それぞれ静電容量がC20nとされた複数のコンデンサ32と、セル側ノード22と測定ノード44との間にそれぞれ接続され、抵抗値がR20nとされた複数の抵抗30とを備える。これらのコンデンサ32及び抵抗30により、多段のRCフィルタ34が形成される。 In the second embodiment, the nth measurement node 44 and the (n + 1) th measurement node 44 are respectively connected from the center of the column of the measurement nodes 44, and the capacitance is C 20n. A plurality of capacitors 32, and a plurality of resistors 30 connected between the cell side node 22 and the measurement node 44 and having a resistance value of R 20n . These capacitors 32 and resistors 30 form a multistage RC filter 34.

そして、τを任意に設定されたフィルタ時定数とするとき、各抵抗30の抵抗値Rは、上記式(22)〜(24)の関係を満たす。 When τ is an arbitrarily set filter time constant, the resistance value R n of each resistor 30 satisfies the relationship of the above equations (22) to (24).

上記式(22)〜(24)によれば、各段のRCフィルタ34の周波数特性(フィルタ時定数τ)を均一にすることができる。   According to the above formulas (22) to (24), the frequency characteristics (filter time constant τ) of the RC filter 34 at each stage can be made uniform.

さらに、上記式(22)〜(24)によれば、各コンデンサ32の静電容量C20nは、C20n>C20n+1という条件を満たせばよい。このため、各コンデンサ32の静電容量C20nには比較的自由度があり、各コンデンサ32には価格の安い汎用品を用いることが可能となる。一方、コンデンサ32の汎用品における静電容量C20nの選択肢と比べて、抵抗30の汎用品の抵抗値R20nの選択肢は多く、また、抵抗値R20nを任意に調整可能なトリミング抵抗等も一般的に入手可能である。加えて、直列と並列を合わせることにより、抵抗値R20nの調整をすることも容易である。従って、多段フィルタ回路36aの費用を抑えることが可能となる。 Furthermore, according to the above formulas (22) to (24), the capacitance C 20n of each capacitor 32 only needs to satisfy the condition of C 20n > C 20n + 1 . For this reason, the capacitance C 20n of each capacitor 32 has a relatively high degree of freedom, and it is possible to use a low-cost general-purpose product for each capacitor 32. On the other hand, there are many options for the resistance value R 20n of the general-purpose resistor 30 compared with the options of the capacitance C 20n for the general-purpose capacitor 32, and there are also trimming resistors and the like that can arbitrarily adjust the resistance value R 20n. Generally available. In addition, the resistance value R 20n can be easily adjusted by combining the series and the parallel. Therefore, the cost of the multistage filter circuit 36a can be reduced.

C.変形例
なお、この発明は、上記各実施形態に限らず、この明細書、特許請求の範囲又は図面の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。
C. Modifications It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is needless to say that various configurations can be adopted based on the description in the specification, claims, or drawings. For example, the following configuration can be adopted.

上記各実施形態では、各セル16と1つの電圧測定回路18とを接続したが、電圧測定回路18は2つ以上セル数以下であれば、これに限らない。   In each of the above embodiments, each cell 16 and one voltage measurement circuit 18 are connected. However, the voltage measurement circuit 18 is not limited to this as long as it is two or more and not more than the number of cells.

上記各実施形態では、その効果として、コンデンサ32に汎用品を用いることが可能である旨を記載したが、必ずしもコンデンサ32を汎用品にしなければならない訳ではなく、特注品であってもよい。   In each of the above-described embodiments, it has been described that a general-purpose product can be used as the capacitor 32 as an effect. However, the capacitor 32 does not necessarily have to be a general-purpose product, and may be a custom-made product.

第2実施形態(図17)では、2つの中央セル16midの間に接続された配線24上に中央抵抗30midを設けたが、中央抵抗30midを設けない構成も可能である。   In the second embodiment (FIG. 17), the central resistor 30mid is provided on the wiring 24 connected between the two central cells 16mid. However, a configuration in which the central resistor 30mid is not provided is also possible.

図24には、変形例に係る電圧測定装置10Bの部分構成を示す回路図である。電圧測定装置10Bは、中央抵抗30midを設けない多段フィルタ回路36bを有する。多段フィルタ回路36bでは、2つの中央セル16midの間に接続される配線24は、アースに接続される。   FIG. 24 is a circuit diagram showing a partial configuration of a voltage measuring device 10B according to a modification. The voltage measuring device 10B includes a multistage filter circuit 36b that does not have a central resistance 30mid. In the multistage filter circuit 36b, the wiring 24 connected between the two central cells 16mid is connected to the ground.

なお、上記のように、各セル16は、それぞれが1個の物理的セルで構成する場合のみならず、2個以上の同数の物理的セルからなるモジュールで構成することもできる。   Note that, as described above, each cell 16 can be configured not only when each cell 16 is configured by one physical cell but also by a module including two or more equal numbers of physical cells.

10、10A、10B…電圧測定装置 12…組電池
14…セル列 16…セル
16mid…中央セル 18…電圧測定回路(電圧検出手段)
22…セル側ノード 24…配線
30…抵抗 30mid…中央抵抗
32…コンデンサ 32mid…中央コンデンサ
34…RCフィルタ 36、36a、36b…多段フィルタ回路
44…測定ノード
CH…測定チャンネル(電圧検出部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 10A, 10B ... Voltage measuring device 12 ... Battery assembly 14 ... Cell train 16 ... Cell 16mid ... Central cell 18 ... Voltage measuring circuit (voltage detection means)
22 ... Cell side node 24 ... Wiring 30 ... Resistance 30mid ... Central resistor 32 ... Capacitor 32mid ... Central capacitor 34 ... RC filter 36, 36a, 36b ... Multi-stage filter circuit 44 ... Measurement node CH ... Measurement channel (voltage detection unit)

Claims (4)

1を除く奇数個のセルが直列に接続された組電池の電圧を測定する電圧測定装置であって、
複数の電圧検出部と、
各電圧検出部の両端がそれぞれ接続される複数の測定ノードと、
測定ノード列の中央から数えてn番目(nは1からmまでの整数である。)に位置する測定ノードnとn+1番目に位置する測定ノードn+1との間にそれぞれ接続され、それぞれ静電容量がCとされた複数のコンデンサと、
各セルの間及びセル列の両端に配置された複数のセル側ノードと測定ノードnとの間にそれぞれ接続され、抵抗値がRとされた複数の抵抗と
を備え、
各コンデンサの静電容量CはC>Cn+1を満たし、
τを任意に設定されたフィルタ時定数とするとき、各抵抗の抵抗値Rは、以下の式(1)〜(3)を満たすことを特徴とする電圧測定装置。
=τ/{2(C−C)} (1)
={(2n−1)・τ}/{2(C−Cn+1)} (2)
={(2m−1)・τ}/2C (3)
A voltage measuring device for measuring a voltage of an assembled battery in which an odd number of cells other than 1 are connected in series,
A plurality of voltage detectors;
A plurality of measurement nodes to which both ends of each voltage detection unit are respectively connected;
A capacitance is respectively connected between a measurement node n located at the nth (n is an integer from 1 to m) counting from the center of the measurement node row and a measurement node n + 1 located at the (n + 1) th. A plurality of capacitors with C n ,
Are respectively connected between the plurality of cells side node disposed at both ends of and between the cell columns of each cell and the measuring node n, the resistance value and a plurality of resistors and R n,
The capacitance C n of each capacitor satisfies C n > C n + 1 ,
A voltage measuring device characterized in that when τ is an arbitrarily set filter time constant, the resistance value R n of each resistor satisfies the following equations (1) to (3).
R 1 = τ / {2 (C 1 -C 2 )} (1)
R n = {(2n−1) · τ} / {2 (C n −C n + 1 )} (2)
R m = {(2m−1) · τ} / 2C m (3)
偶数個のセルが直列に接続された組電池の電圧を測定する電圧測定装置であって、
複数の電圧検出部と、
各電圧検出部の両端がそれぞれ接続される複数の測定ノードと、
測定ノード列の中央から数えてn番目(nは0からmの整数である。)に位置する測定ノードnとn+1番目に位置する測定ノードn+1との間にそれぞれ接続され、それぞれ静電容量がCとされた複数のコンデンサと、
各セルの間及びセル列の両端に配置された複数のセル側ノードと測定ノードnとの間にそれぞれ接続され、抵抗値がRとされた複数の抵抗と
を備え、
各コンデンサの静電容量はC>Cn+1を満たし、
τを任意に設定されたフィルタ時定数とするとき、各抵抗の抵抗値Rは、以下の式(4)〜(6)を満たすことを特徴とする電圧測定装置。
=τ/(C−C) (4)
=(n・τ)/(C−Cn+1) (5)
=(m・τ)/C (6)
A voltage measuring device that measures the voltage of an assembled battery in which an even number of cells are connected in series,
A plurality of voltage detectors;
A plurality of measurement nodes to which both ends of each voltage detection unit are respectively connected;
A capacitance is respectively connected between a measurement node n located at the nth (n is an integer from 0 to m) counting from the center of the measurement node row and a measurement node n + 1 located at the (n + 1) th. A plurality of capacitors denoted C n ;
Are respectively connected between the plurality of cells side node disposed at both ends of and between the cell columns of each cell and the measuring node n, the resistance value and a plurality of resistors and R n,
The capacitance of each capacitor satisfies C n > C n + 1 ,
A voltage measuring device characterized in that when τ is an arbitrarily set filter time constant, the resistance value R n of each resistor satisfies the following equations (4) to (6).
R 1 = τ / (C 1 -C 2 ) (4)
R n = (n · τ) / (C n −C n + 1 ) (5)
R m = (m · τ) / C m (6)
1を除く奇数個のセルを直列に接続したセル列を有する組電池の電圧を測定する電圧測定装置であって、
各セル間のノード及び前記セル列の両端のノードそれぞれに接続されたセル数+1本の配線を介して各セルの正極側及び負極側に接続され、各セルの両端電圧を検出する電圧検出手段と、
前記配線上にそれぞれ設けられたセル数+1個の抵抗と、
隣り合う前記配線間に設けられ前記抵抗と組み合わせてRCフィルタを構成するセル数と同数のコンデンサと
を備え、
前記セル列の中央に位置するセルである中央セルの正極側及び負極側と前記電圧検出手段とを結ぶ2本の前記配線間に設けられた前記コンデンサである中央コンデンサから数えてn番目(nは、1からmまでの整数である。)のコンデンサの静電容量をCとするとき、各コンデンサの静電容量はC>Cn+1を満たし、
τを任意に設定されたフィルタ時定数とするとき、各抵抗の抵抗値Rは、以下の式(7)〜(9)を満たすことを特徴とする電圧測定装置。
=τ/{2(C−C)} (7)
={(2n−1)・τ}/{2(C−Cn+1)} (8)
={(2m−1)・τ}/2C (9)
A voltage measuring device for measuring a voltage of a battery pack having a cell string in which an odd number of cells other than 1 are connected in series,
Voltage detection means for detecting the voltage across each cell, connected to the positive and negative sides of each cell via the number of cells connected to the node between each cell and each node at both ends of the cell column + 1 wire When,
The number of cells provided on each of the wirings plus one resistor;
Including the same number of capacitors as the number of cells constituting the RC filter in combination with the resistor provided between the adjacent wirings;
The nth (nth (n) th nth counting from the central capacitor which is the capacitor provided between the two wirings connecting the positive electrode side and the negative electrode side of the central cell, which is a cell located in the center of the cell row, and the voltage detecting means) Is an integer from 1 to m), where C n is the capacitance of the capacitor, the capacitance of each capacitor satisfies C n > C n + 1 ,
A voltage measuring device characterized in that when τ is an arbitrarily set filter time constant, the resistance value R n of each resistor satisfies the following equations (7) to (9).
R 1 = τ / {2 (C 1 -C 2 )} (7)
R n = {(2n−1) · τ} / {2 (C n −C n + 1 )} (8)
R m = {(2m−1) · τ} / 2C m (9)
偶数個のセルを直列に接続したセル列を有する組電池の電圧を測定する電圧測定装置であって、
各セル間のノード及び前記セル列の両端のノードそれぞれに接続されたセル数+1本の配線を介して各セルの正極側及び負極側に接続され、各セルの両端電圧を検出する電圧検出手段と、
前記配線上にそれぞれ設けられたセル数+1個の抵抗と、
隣り合う前記配線間に設けられ前記抵抗と組み合わせてRCフィルタを構成するセル数と同数のコンデンサと
を備え、
前記セル列の中央に位置する2つのセルである中央セルの正極側及び負極側と前記電圧検出手段とを結ぶ3本の前記配線間に設けられた2つの前記コンデンサである中央コンデンサから数えてn番目(nは、1からmまでの整数である。)のコンデンサの静電容量をCとするとき、各コンデンサの静電容量はC>Cn+1を満たし、
τを任意に設定されたフィルタ時定数とするとき、各抵抗の抵抗値Rは、以下の式(10)〜(12)を満たすことを特徴とする電圧測定装置。
=τ/(C−C) (10)
=(n・τ)/(C−Cn+1) (11)
=(m・τ)/C (12)
A voltage measuring device for measuring a voltage of a battery pack having a cell row in which an even number of cells are connected in series,
Voltage detection means for detecting the voltage across each cell, connected to the positive and negative sides of each cell via the number of cells connected to the node between each cell and each node at both ends of the cell column + 1 wire When,
The number of cells provided on each of the wirings plus one resistor;
Including the same number of capacitors as the number of cells constituting the RC filter in combination with the resistor provided between the adjacent wirings;
Counting from the central capacitor that is the two capacitors provided between the three wirings that connect the positive and negative sides of the central cell, which is the two cells located in the center of the cell row, and the voltage detection means. When the capacitance of the n-th capacitor (n is an integer from 1 to m) is C n, the capacitance of each capacitor satisfies C n > C n + 1 ,
A voltage measuring device characterized in that when τ is an arbitrarily set filter time constant, the resistance value R n of each resistor satisfies the following equations (10) to (12).
R 1 = τ / (C 1 -C 2 ) (10)
R n = (n · τ) / (C n −C n + 1 ) (11)
R m = (m · τ) / C m (12)
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5666712B2 (en) * 2011-09-14 2015-02-12 本田技研工業株式会社 Voltage measuring device
WO2015025709A1 (en) * 2013-08-23 2015-02-26 日立オートモティブシステムズ株式会社 Battery-monitoring device
WO2017159218A1 (en) * 2016-03-15 2017-09-21 三洋電機株式会社 Management device and power supply device
JP2018105801A (en) * 2016-12-28 2018-07-05 日立オートモティブシステムズ株式会社 Battery management device

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5666712B2 (en) * 2011-09-14 2015-02-12 本田技研工業株式会社 Voltage measuring device
JPWO2013038762A1 (en) * 2011-09-14 2015-03-23 本田技研工業株式会社 Voltage measuring device
US9927465B2 (en) 2011-09-14 2018-03-27 Honda Motor Co., Ltd. Voltage measuring device
WO2015025709A1 (en) * 2013-08-23 2015-02-26 日立オートモティブシステムズ株式会社 Battery-monitoring device
JP2015040823A (en) * 2013-08-23 2015-03-02 日立オートモティブシステムズ株式会社 Battery monitoring device
CN105452882A (en) * 2013-08-23 2016-03-30 日立汽车系统株式会社 Battery-monitoring device
US10014699B2 (en) 2013-08-23 2018-07-03 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Battery monitoring device
WO2017159218A1 (en) * 2016-03-15 2017-09-21 三洋電機株式会社 Management device and power supply device
CN108780121A (en) * 2016-03-15 2018-11-09 三洋电机株式会社 Managing device and supply unit
JP2018105801A (en) * 2016-12-28 2018-07-05 日立オートモティブシステムズ株式会社 Battery management device

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