JP3732839B2 - 電圧測定装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蓄電装置の出力電圧を測定する電圧測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電池の過放電や過充電を防止するために、二次電池からなる複数個の単位セルを直列に接続してなる組電池において、単位セル間の残容量（ＳＯＣ：State Of Charge ）のばらつきを判定する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
また、組電池の充放電制御を行う際に、組電池に発生する異常を判定するための異常検出装置等も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−９２７３２号公報
【特許文献２】
特開２００１−１７４５３１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の組電池等、直列に接続された複数のセルから構成される高電圧の蓄電装置（エネルギーストレージデバイス）の出力電圧を測定する場合、高電圧の出力電圧を直接測定するには、高耐圧の部品や大規模な構成の回路等が必要となる。そのため、蓄電装置を構成する各セル毎の出力電圧を個別に測定し、測定された電圧値を合算して蓄電装置全体の出力電圧とする方法が用いられる。また、蓄電装置を構成する各セル毎の出力電圧を個別に測定する方法では、全てのセルに対応してＡ／Ｄ変換器等の検出装置を個別に設けると、部品コストが増加するため、検出対象のセルを順次切り替えながらセル毎の出力電圧を検出することで、検出装置の数を削減する方法が用いられる。
【０００５】
しかし、従来の電圧測定装置では、検出対象のセルを順次切り替えながらセル毎の出力電圧を検出するため、蓄電装置を構成するセルの数が多くなると、セル毎に出力電圧を検出する時刻が異なることになる。従って、個々のセルの出力電圧を測定するのに問題は無くとも、セル毎の出力電圧を合算して蓄電装置の出力電圧を算出する場合、検出時刻の差によるセル毎の出力電圧のばらつきが、蓄電装置の出力電圧の誤差として測定されてしまうという問題がある。また、検出時刻の差によるセル毎の出力電圧のばらつきが所定値以上になると、正常な蓄電装置を、セル間の電圧偏差に基づく異常な蓄電装置と判断してしまう可能性がある。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、検出対象のセルを順次切り替えながらセル毎の出力電圧を検出する場合でも、正確な出力電圧を測定する電圧測定装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明に係る電圧測定装置は、セル（例えば実施の形態のセル２ａ〜２ｅ）毎に測定された前記セルの出力電圧を合算して、該セルを複数個直列に接続した蓄電装置（例えば実施の形態のバッテリ２）の出力電圧を算出する電圧測定装置であって、検出対象の前記セルを順次切り替えながら前記セル毎の出力電圧を検出する電圧検出手段（例えば実施の形態のフォトＭＯＳリレー７ａ〜７ｆ及びオペアンプ８）と、今回検出された出力電圧と前回検出された出力電圧、及び各出力電圧の検出時刻とから、それぞれの前記セルにおける出力電圧の変化特性を算出する変化特性算出手段（例えば実施の形態の高電圧計測ＣＰＵ１で実行されるステップＳ２の動作）と、算出されたそれぞれの前記セルにおける出力電圧の変化特性に基づいて、検出された前記セル毎の出力電圧を補正し、希望時刻の出力電圧を算出する電圧補正手段（例えば実施の形態の高電圧計測ＣＰＵ１で実行されるステップＳ３の動作）とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
以上の構成を備えた電圧測定装置は、電圧検出手段が、検出対象のセルを順次切り替えながらセル毎の出力電圧を検出すると、セル毎の出力電圧に検出時刻の差に基づくばらつきが発生するので、変化特性算出手段が、今回検出された出力電圧と前回検出された出力電圧、及び各出力電圧の検出時刻とから、それぞれのセルにおける出力電圧の変化特性を算出し、電圧補正手段が、算出されたそれぞれのセルにおける出力電圧の変化特性に基づいて、検出されたセル毎の出力電圧を希望時刻の出力電圧に補正することにより、複数のセルにおいて検出時刻を合わせた出力電圧を算出することができる。
【０００９】
請求項２の発明に係る電圧測定装置は、請求項１に記載の電圧測定装置において、前記希望時刻が、前回検出された出力電圧の検出時刻以後で、かつ今回検出された出力電圧の検出時刻以前の時刻であって、前記電圧補正手段は、前記変化特性算出手段が内挿処理により算出した前記変化特性に基づいて、前記希望時刻の出力電圧を算出することを特徴とする。
【００１０】
以上の構成を備えた電圧測定装置は、前回検出された出力電圧と今回検出された出力電圧とから、内挿処理により出力電圧の変化特性を算出することで、前回検出された出力電圧の検出時刻と今回検出された出力電圧の検出時刻との間の希望時刻における出力電圧を算出することができる。
【００１１】
請求項３の発明に係る電圧測定装置は、請求項１に記載の電圧測定装置において、前記希望時刻が、前回検出された出力電圧の検出時刻以前、または今回検出された出力電圧の検出時刻以後の時刻であって、前記電圧補正手段は、前記変化特性算出手段が外挿処理により算出した前記変化特性に基づいて、前記希望時刻の出力電圧を算出することを特徴とする。
【００１２】
以上の構成を備えた電圧測定装置は、前回検出された出力電圧と今回検出された出力電圧とから、外挿処理により出力電圧の変化特性を算出することで、前回検出された出力電圧の検出時刻より過去、または今回検出された出力電圧の検出時刻より未来の希望時刻における出力電圧を算出することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、説明の簡単化のために、一例として５個のセルを直列に接続したバッテリを測定対象のバッテリとし、これに対応する電圧測定装置について説明する。
（全体構成）
図１は、本発明の一実施の形態の電圧測定装置の構成を示すブロック図である。図１において、高電圧計測ＣＰＵ１は、測定対象のバッテリ２の電圧測定を制御する制御部である。また、高電圧計測ＣＰＵ１は、バッテリ２の負荷（図示せず）との間に設けられると共に、主にインバータ回路から構成されたＰＤＵ（Power Drive Unit：図示せず）によるバッテリ２の充放電を制御するバッテリ制御ＣＰＵ３と、パルストランス４を介して接続されている。ここで、パルストランス４は、高電圧系の高電圧計測ＣＰＵ１側と、低電圧系のバッテリ制御ＣＰＵ３側とを分離するためのトランスであって、高電圧計測ＣＰＵ１が取得したバッテリ２の電圧測定値は、パルストランス４を介してバッテリ制御ＣＰＵ３へ通知される。
【００１４】
一方、測定対象のバッテリ２は、複数のセル２ａ〜２ｅを直列に接続した構成を持ち、バッテリ２の両端及びセル２ａ〜２ｅのセル同士の各接点には、抵抗５ａ〜５ｆの一端が接続されている。また、セル２ａ〜２ｅと接続された端子の反対側において、抵抗５ａ〜５ｆの各抵抗間をコンデンサ６ａ〜６ｅで接続し、抵抗５ａ〜５ｆとコンデンサ６ａ〜６ｅとで、バッテリ２の各セル２ａ〜２ｅの電圧を計測する際に雑音を除去するための各セル毎のフィルタを構成する。
【００１５】
更に、各抵抗５ａ〜５ｆと各コンデンサ６ａ〜６ｅとの接点は、各セルの電圧を計測するための出力端子として、各セルの出力端子を電気的に分離するためのフォトＭＯＳリレー７ａ〜７ｆを介して、共通にオペアンプ８へ入力されている。具体的には、フォトＭＯＳリレー７ａ、７ｃ、７ｅの出力が、共通にオペアンプ８の一方の差動入力端子へ、フォトＭＯＳリレー７ｂ、７ｄ、７ｆの出力が、共通にオペアンプ８のもう一方の差動入力端子へ、それぞれ入力されている。
【００１６】
ここで、オペアンプ８は、高電圧計測ＣＰＵ１によって一定時間毎に順番に駆動されたフォトＭＯＳリレー７ａ〜７ｆから出力されるフォトＭＯＳリレー７ａとフォトＭＯＳリレー７ｂとに出力されるコンデンサ６ａの両端の電位、あるいはフォトＭＯＳリレー７ｂとフォトＭＯＳリレー７ｃとに出力されるコンデンサ６ｂの両端の電位、あるいはフォトＭＯＳリレー７ｃとフォトＭＯＳリレー７ｄとに出力されるコンデンサ６ｃの両端の電位、あるいはフォトＭＯＳリレー７ｄとフォトＭＯＳリレー７ｅとに出力されるコンデンサ６ｄの両端の電位、あるいはフォトＭＯＳリレー７ｅとフォトＭＯＳリレー７ｆとに出力されるコンデンサ６ｅの両端の電位のいずれかを差動増幅する増幅器であって、オペアンプ８の出力は、コンデンサの両端電圧として高電圧計測ＣＰＵ１へ入力される。
【００１７】
なお、オペアンプ８の差動入力端子に対する接続方向により、コンデンサ６ａの両端電圧、コンデンサ６ｃの両端電圧、及びコンデンサ６ｅの両端電圧に対して、コンデンサ６ｂの両端電圧、コンデンサ６ｄの両端電圧、及びコンデンサ６ｆの両端電圧は、その極性が反転して検出されるので、高電圧計測ＣＰＵ１は、両者の極性を統一してから扱うものとする。
【００１８】
従って、高電圧計測ＣＰＵ１は、フォトＭＯＳリレー７ａ〜７ｆを順次駆動して、コンデンサ６ａ〜６ｅの両端の電位をスキャンすると共に、フォトＭＯＳリレー７ａ〜７ｆの出力をオペアンプ８を介して取得することにより、順番にコンデンサ６ａ〜６ｅの両端に印加される両端電圧、すなわちバッテリ２を構成するセル２ａ〜２ｅの出力電圧を計測することができる。
また、以下の説明において高電圧計測ＣＰＵ１は、セル２ａの出力電圧をＣＨ１（チャネル１）、セル２ｂの出力電圧をＣＨ２（チャネル２）、セル２ｃの出力電圧をＣＨ３（チャネル３）、セル２ｄの出力電圧をＣＨ４（チャネル４）、セル２ｅの出力電圧をＣＨ５（チャネル５）の電圧として取得するものとする。
【００１９】
（測定電圧補正動作）
次に、本実施の形態の電圧測定装置の測定電圧補正動作について、図面を参照して説明する。図２は、高電圧計測ＣＰＵ１における測定電圧補正動作を示すフローチャートである。
図２において、まず高電圧計測ＣＰＵ１は、上述のようにフォトＭＯＳリレー７ａ〜７ｆを順次駆動して、コンデンサ６ａ〜６ｅの両端の電位をスキャンすると共に、フォトＭＯＳリレー７ａ〜７ｆの出力をオペアンプ８を介して取得することにより、順番にコンデンサ６ａ〜６ｅの両端に印加される両端電圧（コンデンサの両端電圧）、すなわちバッテリ２を構成するセル２ａ〜２ｅの出力電圧をＣＨ１〜ＣＨ５の電圧として計測する（ステップＳ１）。
【００２０】
具体的に一例を挙げて、セル２ａ〜２ｅの出力電圧のスキャンタイミングを図面を参照して説明すると、図３に示すように、高電圧計測ＣＰＵ１は、１０［ｍｓｅｃ］毎に１回ずつ、セル２ａ〜２ｅの出力電圧のスキャンを実行すると共に、１回のスキャンにおいて、１．６［ｍｓｅｃ］毎にフォトＭＯＳリレー７ａ〜７ｆを順次駆動して、検出対象のセルを切り替え、順番にバッテリ２を構成するセル２ａ〜２ｅの出力電圧を検出する。
【００２１】
次に、高電圧計測ＣＰＵ１は、今回検出された出力電圧と前回検出された出力電圧を直線内挿処理すると共に、各出力電圧の検出時刻に基づいて、それぞれのセルにおける出力電圧の変化特性を算出する（ステップＳ２）。
【００２２】
ここで、上述のステップ２における動作を、先に図面を参照して説明する。なお、ここでは説明の簡単化のため、セル２ｂにおける出力電圧の変化特性の算出方法について説明する。図４は、セル２ｂにおける出力電圧の変化特性の算出方法を示す図である。高電圧計測ＣＰＵ１は、上述のように１０［ｍｓｅｃ］毎に１回ずつ、セル２ａ〜２ｅの出力電圧のスキャンを実行すると共に、１回のスキャンにおいて、１．６［ｍｓｅｃ］毎にフォトＭＯＳリレー７ａ〜７ｆを順次駆動して、検出対象のセルを切り替える。そのため、例えば時刻ｔ１＝１０［ｍｓｅｃ］に開始されたスキャンにおいて、１．６［ｍｓｅｃ］後の時刻ｔ２＝１１．６［ｍｓｅｃ］に、まずセル２ａの出力電圧が検出される。
【００２３】
そして、更に１．６［ｍｓｅｃ］後の時刻ｔ３＝１３．２［ｍｓｅｃ］には、図４に示すように、セル２ｂの出力電圧Ｂ１が検出される。また、高電圧計測ＣＰＵ１は、１０［ｍｓｅｃ］毎に１回ずつ、セル２ａ〜２ｅの出力電圧のスキャンを実行するので、同様に時刻ｔ４＝２０［ｍｓｅｃ］に開始されたスキャンの３．２［ｍｓｅｃ］後の時刻ｔ５＝２３．２［ｍｓｅｃ］において、セル２ｂの出力電圧Ｂ２が検出される。
【００２４】
ところで、従来の電圧測定装置のように、全てのセルに対応してＡ／Ｄ変換器等の検出装置を個別に設け、セル２ａ〜２ｅの出力電圧を一括して計測する方法であれば、本来検出されるべきセルの出力電圧は、出力電圧のスキャンを開始した時刻ｔ１＝１０［ｍｓｅｃ］、あるいは時刻ｔ４＝２０［ｍｓｅｃ］における出力電圧であることが望ましい。そこで、まず高電圧計測ＣＰＵ１は、時刻ｔ３＝１３．２［ｍｓｅｃ］において検出された出力電圧Ｂ１と、時刻ｔ５＝２３．２［ｍｓｅｃ］において検出された出力電圧Ｂ２との間を直線内挿処理することにより、図４において太線で示す時刻ｔ３から時刻ｔ５までのセル２ｂにおける出力電圧の変化特性を算出する。また、ステップＳ２では、同様にしてセル２ａ〜２ｅの全てのセルにおける出力電圧の変化特性を算出する。
【００２５】
一方、ステップＳ２において、それぞれのセルにおける出力電圧の変化特性を算出することができたら、高電圧計測ＣＰＵ１は、算出されたそれぞれのセルにおける出力電圧の変化特性に基づいて、検出されたセル毎の出力電圧を希望時刻の出力電圧に補正する（検出された出力電圧を同期させる）と共に、補正された出力電圧値を、例えば次のスキャンタイミングの時刻ｔ６＝３０［ｍｓｅｃ］において、パルストランス４を介してバッテリ制御ＣＰＵ３へ電圧測定値として通知する処理を行う（ステップＳ３）。
【００２６】
具体的には、セル２ｂを例に取ると、図４に示すセル２ｂにおける出力電圧の変化特性に従って、セル２ｂの時刻ｔ４＝２０［ｍｓｅｃ］における出力電圧を下記（１）式に基づいて算出する。
【００２７】
Ｖｉ＝Ｖｉ（ｎ−１）＋（Ｖｉ（ｎ）−Ｖｉ（ｎ−１））×補正係数Ｐ ・・・（１）
【００２８】
但し（１）式において、ｉは電圧を計測するセルを区別するチャネル番号（例えばセル２ｂの場合は「２」、Ｖｉ（ｎ）はチャネル番号ｉにおける今回の計測値（例えば上述の例では、時刻ｔ５＝２３．２［ｍｓｅｃ］において検出された出力電圧Ｂ２）、Ｖｉ（ｎ−１）はチャネル番号ｉにおける前回の計測値（例えば上述の例では、時刻ｔ３＝１３．２［ｍｓｅｃ］において検出された出力電圧Ｂ１）、Ｖｉはチャネル番号ｉにおける希望時刻の出力電圧（例えば上述の例では、時刻ｔ４＝２０［ｍｓｅｃ］における出力電圧）を示す。
【００２９】
また、補正係数Ｐは、チャネル番号ｉに応じて求まる係数であって、チャネル番号ｉに対応するセルのスキャンタイミングにより決定される。上述の例では、高電圧計測ＣＰＵ１は、１０［ｍｓｅｃ］毎に１回ずつ、セル２ａ〜２ｅの出力電圧のスキャンを実行すると共に、１回のスキャンにおいて、１．６［ｍｓｅｃ］毎にフォトＭＯＳリレー７ａ〜７ｆを順次駆動して、検出対象のセルを切り替えるため、時間の経過と共にセルの出力電圧が変化することを考慮して、補正係数Ｐを下記（２）式により算出する。
【００３０】
Ｐ＝（１０−１．６×ｉ）／１０ ・・・（２）
【００３１】
従って、上述の例におけるセル２ｂの時刻ｔ４＝２０［ｍｓｅｃ］における出力電圧は、チャネル番号ｉ＝２として、
【００３２】
Ｖ２＝Ｖ２（ｎ−１）＋（Ｖ２（ｎ）−Ｖ２（ｎ−１））×（１０−１．６×２）／１０
＝Ｂ１＋（Ｂ２−Ｂ１）×０．６８
＝０．３２×Ｂ１＋０．６８×Ｂ２
【００３３】
と算出される。ステップＳ３では、このようにして、各チャネルにおいて検出されたセル毎の出力電圧を、スキャンタイミングに基づいて内挿処理を行い、希望時刻の出力電圧に補正する（検出された出力電圧を同期させる）ことで、各チャネルの測定電圧の時刻を統一することができる。
【００３４】
なお、上述の実施の形態では、図２に示すフローチャートのステップＳ２において、直線内挿処理により時刻ｔ３＝１３．２［ｍｓｅｃ］以後、時刻ｔ５＝２３．２［ｍｓｅｃ］以前（時刻ｔ３と時刻ｔ５の内側）の出力電圧の変化特性を算出し、ステップＳ３においてｔ４＝２０［ｍｓｅｃ］における出力電圧を求めたが、時刻ｔ３＝１３．２［ｍｓｅｃ］において検出された出力電圧Ｂ１と、時刻ｔ５＝２３．２［ｍｓｅｃ］において検出された出力電圧Ｂ２とを、直線外挿処理することにより、時刻ｔ３＝１３．２［ｍｓｅｃ］以前、時刻ｔ５＝２３．２［ｍｓｅｃ］以後（時刻ｔ３と時刻ｔ５の外側）の出力電圧の変化特性を算出し、例えば時刻ｔ１＝１０［ｍｓｅｃ］、あるいは時刻ｔ６＝３０［ｍｓｅｃ］における出力電圧を求めるようにしても良い。
【００３５】
また、内挿処理あるいは外挿処理も直線内挿処理や直線外挿処理に限らず、複数の出力電圧の検出値から、出力電圧の変化特性を算出できる処理方法であれば何を用いても良い。更に、上述の例では、高電圧計測ＣＰＵ１は、内挿処理により補正した出力電圧を１点だけ算出したが、算出する電圧は１点に限らず、何点算出しても良い。また、例えばｔ４＝２０［ｍｓｅｃ］における出力電圧を求め、次のスキャンタイミングの時刻ｔ６＝３０［ｍｓｅｃ］において、パルストランス４を介してバッテリ制御ＣＰＵ３へ電圧測定値として通知すると説明したが、電圧測定値をバッテリ制御ＣＰＵ３へ通知するタイミングは、内挿処理あるいは外挿処理により補正した出力電圧を算出した後であれば何時でも良い。
【００３６】
更に、上述の実施の形態では、高電圧計測ＣＰＵ１が、変化特性算出手段と、電圧補正手段とを含んでいる。より具体的には、図２のステップＳ２の動作が変化特性算出手段に相当し、図２のステップＳ３の動作が電圧補正手段に相当する。
また、本実施の形態の電圧測定装置が出力電圧を測定する蓄電装置は、上述のバッテリ２に限らず、直列に接続されたセルを有し直流電力を蓄電可能な、キャパシタ等を含む蓄電装置（エネルギーストレージデバイス）であれば何であっても良い。
【００３７】
以上説明したように、本実施の形態の電圧測定装置によれば、高電圧計測ＣＰＵ１は、フォトＭＯＳリレー７ａ〜７ｆを順次駆動してコンデンサ６ａ〜６ｅの両端の電位をスキャンし、その出力をオペアンプ８を介して取得することにより、バッテリ２を構成する検出対象のセル２ａ〜２ｅを順次切り替えながらセル毎の出力電圧を検出する。
【００３８】
一方、セル毎の出力電圧には検出時刻の差に基づくばらつきが発生するので、高電圧計測ＣＰＵ１の変化特性算出手段は、今回検出された出力電圧と前回検出された出力電圧、及び各出力電圧の検出時刻とから、それぞれのセルにおける出力電圧の変化特性を算出する。また、高電圧計測ＣＰＵ１の電圧補正手段が、出力電圧の変化特性に基づいて、検出されたセル毎の出力電圧を全て希望時刻の出力電圧に補正することにより、検出時刻を合わせた出力電圧を算出することができる。
【００３９】
従って、検出時刻の差によるセル毎の出力電圧のばらつきが、バッテリ２の出力電圧の誤差として測定されてしまうことを防止し、正確な出力電圧を測定する電圧測定装置を実現することができるという効果が得られる。また、バッテリ２のセル毎の正確な出力電圧を測定することで、セル間の電圧偏差に基づいてバッテリ２の異常の有無を判定する場合、正確に判定を行うことができるという効果が得られる。
【００４０】
具体的に示すと、図５は、従来の電圧測定装置によって、５個のセルを直列に接続してなる正常なバッテリのそれぞれのセル電圧を測定した結果であって、１０［ｍｓｅｃ］毎に１回ずつ、セルの出力電圧のスキャンを実行すると共に、１回のスキャンにおいて、１．６［ｍｓｅｃ］毎に検出対象のセルを切り替え、順番にセルの出力電圧を検出すると共に、次のスキャンタイミングに合わせて全チャネルの電圧測定値を実電圧と共に一括で表示した結果である。
【００４１】
図５に示すように、従来の電圧測定装置では、検出対象のセルを切り替えることにより発生する検出時刻の差によるセル毎の出力電圧のばらつきが測定されてしまうため、実電圧は同一であるにもかかわらず、表示された電圧測定値は、実電圧の変化と検出時刻の差に基づくほぼ一定の間隔でずれて表示されている。
【００４２】
しかし、図６に示すように、本実施の形態の電圧測定装置によって、同じバッテリのそれぞれのセル電圧を測定した場合、検出時刻の差が補正された電圧測定値が表示されるため、各セル毎の電圧測定値がばらつかず、その結果、図７に示すように、従来の電圧測定装置によるセル毎の測定電圧の電圧差、及び本実施の形態の電圧測定装置によるセル毎の測定電圧の電圧差を同一グラフ上に表すと、明らかに本実施の形態の電圧測定装置によるセル毎の測定電圧の電圧差の方が小さく、本実施の形態の電圧測定装置が正確にセル電圧を測定できていることがわかる。
【００４３】
また、従来の電圧測定装置による測定では、セル電圧相互の電圧差が例えばバッテリの異常判定の目安として設定された基準電圧０．５［Ｖ］を超えているため、バッテリが正常であるにもかかわらず異常と判定してしまう可能性があったが、本実施の形態の電圧測定装置による測定では、セル電圧相互の電圧差がバッテリの異常判定の目安として設定された基準電圧０．５［Ｖ］を超えていないため、バッテリは正常であると正確に判定することができるようになる。
【００４４】
【発明の効果】
以上の如く、本発明の電圧測定装置によれば、電圧検出手段が、検出対象のセルを順次切り替えながらセル毎の出力電圧を検出すると共に、変化特性算出手段が、今回検出された出力電圧と前回検出された出力電圧、及び各出力電圧の検出時刻とから、それぞれのセルにおける出力電圧の変化特性を算出し、電圧補正手段が、出力電圧の変化特性に基づいて、検出されたセル毎の出力電圧を希望時刻の出力電圧に補正することにより、複数のセルにおいて検出時刻を合わせた出力電圧を算出することができる。
【００４５】
従って、検出対象のセルを順次切り替えながらセル毎の出力電圧を検出すると共に、セル毎の出力電圧を合算して蓄電装置の出力電圧を算出する場合、検出時刻の差によるセル毎の出力電圧のばらつきが、蓄電装置の出力電圧の誤差として測定されてしまうことを防止し、正確な出力電圧を測定する電圧測定装置を実現することができるという効果が得られる。
また、蓄電装置のセル毎の正確な出力電圧を測定することで、セル間の電圧偏差に基づいて蓄電装置の異常の有無を判定する場合、正確に判定を行うことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態の電圧測定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 同実施の形態の電圧測定装置による測定電圧補正動作を示すフローチャートである。
【図３】 同実施の形態の電圧測定装置によるセルの出力電圧のスキャンタイミングを示す図である。
【図４】 セル２ｂにおける出力電圧の変化特性の算出方法を示す図である。
【図５】 従来の電圧測定装置による測定電圧の一例を示す図である。
【図６】 同実施の形態の電圧測定装置による測定電圧の一例を示す図である。
【図７】 従来の電圧測定装置による測定電圧と同実施の形態の電圧測定装置による測定電圧との差を示す図である。
【符号の説明】
１ 高電圧計測ＣＰＵ
２ バッテリ（蓄電装置）
２ａ〜２ｅ セル
７ａ〜７ｆ フォトＭＯＳリレー（電圧検出手段）
８ オペアンプ（電圧検出手段）
Ｓ２ 変化特性算出手段
Ｓ３ 電圧補正手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、蓄電装置の出力電圧を測定する電圧測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電池の過放電や過充電を防止するために、二次電池からなる複数個の単位セルを直列に接続してなる組電池において、単位セル間の残容量（ＳＯＣ：State Of Charge ）のばらつきを判定する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
また、組電池の充放電制御を行う際に、組電池に発生する異常を判定するための異常検出装置等も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−９２７３２号公報
【特許文献２】
特開２００１−１７４５３１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の組電池等、直列に接続された複数のセルから構成される高電圧の蓄電装置（エネルギーストレージデバイス）の出力電圧を測定する場合、高電圧の出力電圧を直接測定するには、高耐圧の部品や大規模な構成の回路等が必要となる。そのため、蓄電装置を構成する各セル毎の出力電圧を個別に測定し、測定された電圧値を合算して蓄電装置全体の出力電圧とする方法が用いられる。また、蓄電装置を構成する各セル毎の出力電圧を個別に測定する方法では、全てのセルに対応してＡ／Ｄ変換器等の検出装置を個別に設けると、部品コストが増加するため、検出対象のセルを順次切り替えながらセル毎の出力電圧を検出することで、検出装置の数を削減する方法が用いられる。
【０００５】
しかし、従来の電圧測定装置では、検出対象のセルを順次切り替えながらセル毎の出力電圧を検出するため、蓄電装置を構成するセルの数が多くなると、セル毎に出力電圧を検出する時刻が異なることになる。従って、個々のセルの出力電圧を測定するのに問題は無くとも、セル毎の出力電圧を合算して蓄電装置の出力電圧を算出する場合、検出時刻の差によるセル毎の出力電圧のばらつきが、蓄電装置の出力電圧の誤差として測定されてしまうという問題がある。また、検出時刻の差によるセル毎の出力電圧のばらつきが所定値以上になると、正常な蓄電装置を、セル間の電圧偏差に基づく異常な蓄電装置と判断してしまう可能性がある。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、検出対象のセルを順次切り替えながらセル毎の出力電圧を検出する場合でも、正確な出力電圧を測定する電圧測定装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明に係る電圧測定装置は、セル（例えば実施の形態のセル２ａ〜２ｅ）毎に測定された前記セルの出力電圧を合算して、該セルを複数個直列に接続した蓄電装置（例えば実施の形態のバッテリ２）の出力電圧を算出する電圧測定装置であって、検出対象の前記セルを順次切り替えながら前記セル毎の出力電圧を検出する電圧検出手段（例えば実施の形態のフォトＭＯＳリレー７ａ〜７ｆ及びオペアンプ８）と、今回検出された出力電圧と前回検出された出力電圧、及び各出力電圧の検出時刻とから、それぞれの前記セルにおける出力電圧の変化特性を算出する変化特性算出手段（例えば実施の形態の高電圧計測ＣＰＵ１で実行されるステップＳ２の動作）と、算出されたそれぞれの前記セルにおける出力電圧の変化特性に基づいて、検出された前記セル毎の出力電圧を補正し、希望時刻の出力電圧を算出する電圧補正手段（例えば実施の形態の高電圧計測ＣＰＵ１で実行されるステップＳ３の動作）とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
以上の構成を備えた電圧測定装置は、電圧検出手段が、検出対象のセルを順次切り替えながらセル毎の出力電圧を検出すると、セル毎の出力電圧に検出時刻の差に基づくばらつきが発生するので、変化特性算出手段が、今回検出された出力電圧と前回検出された出力電圧、及び各出力電圧の検出時刻とから、それぞれのセルにおける出力電圧の変化特性を算出し、電圧補正手段が、算出されたそれぞれのセルにおける出力電圧の変化特性に基づいて、検出されたセル毎の出力電圧を希望時刻の出力電圧に補正することにより、複数のセルにおいて検出時刻を合わせた出力電圧を算出することができる。
【０００９】
請求項２の発明に係る電圧測定装置は、請求項１に記載の電圧測定装置において、前記希望時刻が、前回検出された出力電圧の検出時刻以後で、かつ今回検出された出力電圧の検出時刻以前の時刻であって、前記電圧補正手段は、前記変化特性算出手段が内挿処理により算出した前記変化特性に基づいて、前記希望時刻の出力電圧を算出することを特徴とする。
【００１０】
以上の構成を備えた電圧測定装置は、前回検出された出力電圧と今回検出された出力電圧とから、内挿処理により出力電圧の変化特性を算出することで、前回検出された出力電圧の検出時刻と今回検出された出力電圧の検出時刻との間の希望時刻における出力電圧を算出することができる。
【００１１】
請求項３の発明に係る電圧測定装置は、請求項１に記載の電圧測定装置において、前記希望時刻が、前回検出された出力電圧の検出時刻以前、または今回検出された出力電圧の検出時刻以後の時刻であって、前記電圧補正手段は、前記変化特性算出手段が外挿処理により算出した前記変化特性に基づいて、前記希望時刻の出力電圧を算出することを特徴とする。
【００１２】
以上の構成を備えた電圧測定装置は、前回検出された出力電圧と今回検出された出力電圧とから、外挿処理により出力電圧の変化特性を算出することで、前回検出された出力電圧の検出時刻より過去、または今回検出された出力電圧の検出時刻より未来の希望時刻における出力電圧を算出することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、説明の簡単化のために、一例として５個のセルを直列に接続したバッテリを測定対象のバッテリとし、これに対応する電圧測定装置について説明する。
（全体構成）
図１は、本発明の一実施の形態の電圧測定装置の構成を示すブロック図である。図１において、高電圧計測ＣＰＵ１は、測定対象のバッテリ２の電圧測定を制御する制御部である。また、高電圧計測ＣＰＵ１は、バッテリ２の負荷（図示せず）との間に設けられると共に、主にインバータ回路から構成されたＰＤＵ（Power Drive Unit：図示せず）によるバッテリ２の充放電を制御するバッテリ制御ＣＰＵ３と、パルストランス４を介して接続されている。ここで、パルストランス４は、高電圧系の高電圧計測ＣＰＵ１側と、低電圧系のバッテリ制御ＣＰＵ３側とを分離するためのトランスであって、高電圧計測ＣＰＵ１が取得したバッテリ２の電圧測定値は、パルストランス４を介してバッテリ制御ＣＰＵ３へ通知される。
【００１４】
一方、測定対象のバッテリ２は、複数のセル２ａ〜２ｅを直列に接続した構成を持ち、バッテリ２の両端及びセル２ａ〜２ｅのセル同士の各接点には、抵抗５ａ〜５ｆの一端が接続されている。また、セル２ａ〜２ｅと接続された端子の反対側において、抵抗５ａ〜５ｆの各抵抗間をコンデンサ６ａ〜６ｅで接続し、抵抗５ａ〜５ｆとコンデンサ６ａ〜６ｅとで、バッテリ２の各セル２ａ〜２ｅの電圧を計測する際に雑音を除去するための各セル毎のフィルタを構成する。
【００１５】
更に、各抵抗５ａ〜５ｆと各コンデンサ６ａ〜６ｅとの接点は、各セルの電圧を計測するための出力端子として、各セルの出力端子を電気的に分離するためのフォトＭＯＳリレー７ａ〜７ｆを介して、共通にオペアンプ８へ入力されている。具体的には、フォトＭＯＳリレー７ａ、７ｃ、７ｅの出力が、共通にオペアンプ８の一方の差動入力端子へ、フォトＭＯＳリレー７ｂ、７ｄ、７ｆの出力が、共通にオペアンプ８のもう一方の差動入力端子へ、それぞれ入力されている。
【００１６】
ここで、オペアンプ８は、高電圧計測ＣＰＵ１によって一定時間毎に順番に駆動されたフォトＭＯＳリレー７ａ〜７ｆから出力されるフォトＭＯＳリレー７ａとフォトＭＯＳリレー７ｂとに出力されるコンデンサ６ａの両端の電位、あるいはフォトＭＯＳリレー７ｂとフォトＭＯＳリレー７ｃとに出力されるコンデンサ６ｂの両端の電位、あるいはフォトＭＯＳリレー７ｃとフォトＭＯＳリレー７ｄとに出力されるコンデンサ６ｃの両端の電位、あるいはフォトＭＯＳリレー７ｄとフォトＭＯＳリレー７ｅとに出力されるコンデンサ６ｄの両端の電位、あるいはフォトＭＯＳリレー７ｅとフォトＭＯＳリレー７ｆとに出力されるコンデンサ６ｅの両端の電位のいずれかを差動増幅する増幅器であって、オペアンプ８の出力は、コンデンサの両端電圧として高電圧計測ＣＰＵ１へ入力される。
【００１７】
なお、オペアンプ８の差動入力端子に対する接続方向により、コンデンサ６ａの両端電圧、コンデンサ６ｃの両端電圧、及びコンデンサ６ｅの両端電圧に対して、コンデンサ６ｂの両端電圧、コンデンサ６ｄの両端電圧、及びコンデンサ６ｆの両端電圧は、その極性が反転して検出されるので、高電圧計測ＣＰＵ１は、両者の極性を統一してから扱うものとする。
【００１８】
従って、高電圧計測ＣＰＵ１は、フォトＭＯＳリレー７ａ〜７ｆを順次駆動して、コンデンサ６ａ〜６ｅの両端の電位をスキャンすると共に、フォトＭＯＳリレー７ａ〜７ｆの出力をオペアンプ８を介して取得することにより、順番にコンデンサ６ａ〜６ｅの両端に印加される両端電圧、すなわちバッテリ２を構成するセル２ａ〜２ｅの出力電圧を計測することができる。
また、以下の説明において高電圧計測ＣＰＵ１は、セル２ａの出力電圧をＣＨ１（チャネル１）、セル２ｂの出力電圧をＣＨ２（チャネル２）、セル２ｃの出力電圧をＣＨ３（チャネル３）、セル２ｄの出力電圧をＣＨ４（チャネル４）、セル２ｅの出力電圧をＣＨ５（チャネル５）の電圧として取得するものとする。
【００１９】
（測定電圧補正動作）
次に、本実施の形態の電圧測定装置の測定電圧補正動作について、図面を参照して説明する。図２は、高電圧計測ＣＰＵ１における測定電圧補正動作を示すフローチャートである。
図２において、まず高電圧計測ＣＰＵ１は、上述のようにフォトＭＯＳリレー７ａ〜７ｆを順次駆動して、コンデンサ６ａ〜６ｅの両端の電位をスキャンすると共に、フォトＭＯＳリレー７ａ〜７ｆの出力をオペアンプ８を介して取得することにより、順番にコンデンサ６ａ〜６ｅの両端に印加される両端電圧（コンデンサの両端電圧）、すなわちバッテリ２を構成するセル２ａ〜２ｅの出力電圧をＣＨ１〜ＣＨ５の電圧として計測する（ステップＳ１）。
【００２０】
具体的に一例を挙げて、セル２ａ〜２ｅの出力電圧のスキャンタイミングを図面を参照して説明すると、図３に示すように、高電圧計測ＣＰＵ１は、１０［ｍｓｅｃ］毎に１回ずつ、セル２ａ〜２ｅの出力電圧のスキャンを実行すると共に、１回のスキャンにおいて、１．６［ｍｓｅｃ］毎にフォトＭＯＳリレー７ａ〜７ｆを順次駆動して、検出対象のセルを切り替え、順番にバッテリ２を構成するセル２ａ〜２ｅの出力電圧を検出する。
【００２１】
次に、高電圧計測ＣＰＵ１は、今回検出された出力電圧と前回検出された出力電圧を直線内挿処理すると共に、各出力電圧の検出時刻に基づいて、それぞれのセルにおける出力電圧の変化特性を算出する（ステップＳ２）。
【００２２】
ここで、上述のステップ２における動作を、先に図面を参照して説明する。なお、ここでは説明の簡単化のため、セル２ｂにおける出力電圧の変化特性の算出方法について説明する。図４は、セル２ｂにおける出力電圧の変化特性の算出方法を示す図である。高電圧計測ＣＰＵ１は、上述のように１０［ｍｓｅｃ］毎に１回ずつ、セル２ａ〜２ｅの出力電圧のスキャンを実行すると共に、１回のスキャンにおいて、１．６［ｍｓｅｃ］毎にフォトＭＯＳリレー７ａ〜７ｆを順次駆動して、検出対象のセルを切り替える。そのため、例えば時刻ｔ１＝１０［ｍｓｅｃ］に開始されたスキャンにおいて、１．６［ｍｓｅｃ］後の時刻ｔ２＝１１．６［ｍｓｅｃ］に、まずセル２ａの出力電圧が検出される。
【００２３】
そして、更に１．６［ｍｓｅｃ］後の時刻ｔ３＝１３．２［ｍｓｅｃ］には、図４に示すように、セル２ｂの出力電圧Ｂ１が検出される。また、高電圧計測ＣＰＵ１は、１０［ｍｓｅｃ］毎に１回ずつ、セル２ａ〜２ｅの出力電圧のスキャンを実行するので、同様に時刻ｔ４＝２０［ｍｓｅｃ］に開始されたスキャンの３．２［ｍｓｅｃ］後の時刻ｔ５＝２３．２［ｍｓｅｃ］において、セル２ｂの出力電圧Ｂ２が検出される。
【００２４】
ところで、従来の電圧測定装置のように、全てのセルに対応してＡ／Ｄ変換器等の検出装置を個別に設け、セル２ａ〜２ｅの出力電圧を一括して計測する方法であれば、本来検出されるべきセルの出力電圧は、出力電圧のスキャンを開始した時刻ｔ１＝１０［ｍｓｅｃ］、あるいは時刻ｔ４＝２０［ｍｓｅｃ］における出力電圧であることが望ましい。そこで、まず高電圧計測ＣＰＵ１は、時刻ｔ３＝１３．２［ｍｓｅｃ］において検出された出力電圧Ｂ１と、時刻ｔ５＝２３．２［ｍｓｅｃ］において検出された出力電圧Ｂ２との間を直線内挿処理することにより、図４において太線で示す時刻ｔ３から時刻ｔ５までのセル２ｂにおける出力電圧の変化特性を算出する。また、ステップＳ２では、同様にしてセル２ａ〜２ｅの全てのセルにおける出力電圧の変化特性を算出する。
【００２５】
一方、ステップＳ２において、それぞれのセルにおける出力電圧の変化特性を算出することができたら、高電圧計測ＣＰＵ１は、算出されたそれぞれのセルにおける出力電圧の変化特性に基づいて、検出されたセル毎の出力電圧を希望時刻の出力電圧に補正する（検出された出力電圧を同期させる）と共に、補正された出力電圧値を、例えば次のスキャンタイミングの時刻ｔ６＝３０［ｍｓｅｃ］において、パルストランス４を介してバッテリ制御ＣＰＵ３へ電圧測定値として通知する処理を行う（ステップＳ３）。
【００２６】
具体的には、セル２ｂを例に取ると、図４に示すセル２ｂにおける出力電圧の変化特性に従って、セル２ｂの時刻ｔ４＝２０［ｍｓｅｃ］における出力電圧を下記（１）式に基づいて算出する。
【００２７】
Ｖｉ＝Ｖｉ（ｎ−１）＋（Ｖｉ（ｎ）−Ｖｉ（ｎ−１））×補正係数Ｐ ・・・（１）
【００２８】
但し（１）式において、ｉは電圧を計測するセルを区別するチャネル番号（例えばセル２ｂの場合は「２」、Ｖｉ（ｎ）はチャネル番号ｉにおける今回の計測値（例えば上述の例では、時刻ｔ５＝２３．２［ｍｓｅｃ］において検出された出力電圧Ｂ２）、Ｖｉ（ｎ−１）はチャネル番号ｉにおける前回の計測値（例えば上述の例では、時刻ｔ３＝１３．２［ｍｓｅｃ］において検出された出力電圧Ｂ１）、Ｖｉはチャネル番号ｉにおける希望時刻の出力電圧（例えば上述の例では、時刻ｔ４＝２０［ｍｓｅｃ］における出力電圧）を示す。
【００２９】
また、補正係数Ｐは、チャネル番号ｉに応じて求まる係数であって、チャネル番号ｉに対応するセルのスキャンタイミングにより決定される。上述の例では、高電圧計測ＣＰＵ１は、１０［ｍｓｅｃ］毎に１回ずつ、セル２ａ〜２ｅの出力電圧のスキャンを実行すると共に、１回のスキャンにおいて、１．６［ｍｓｅｃ］毎にフォトＭＯＳリレー７ａ〜７ｆを順次駆動して、検出対象のセルを切り替えるため、時間の経過と共にセルの出力電圧が変化することを考慮して、補正係数Ｐを下記（２）式により算出する。
【００３０】
Ｐ＝（１０−１．６×ｉ）／１０ ・・・（２）
【００３１】
従って、上述の例におけるセル２ｂの時刻ｔ４＝２０［ｍｓｅｃ］における出力電圧は、チャネル番号ｉ＝２として、
【００３２】
Ｖ２＝Ｖ２（ｎ−１）＋（Ｖ２（ｎ）−Ｖ２（ｎ−１））×（１０−１．６×２）／１０
＝Ｂ１＋（Ｂ２−Ｂ１）×０．６８
＝０．３２×Ｂ１＋０．６８×Ｂ２
【００３３】
と算出される。ステップＳ３では、このようにして、各チャネルにおいて検出されたセル毎の出力電圧を、スキャンタイミングに基づいて内挿処理を行い、希望時刻の出力電圧に補正する（検出された出力電圧を同期させる）ことで、各チャネルの測定電圧の時刻を統一することができる。
【００３４】
なお、上述の実施の形態では、図２に示すフローチャートのステップＳ２において、直線内挿処理により時刻ｔ３＝１３．２［ｍｓｅｃ］以後、時刻ｔ５＝２３．２［ｍｓｅｃ］以前（時刻ｔ３と時刻ｔ５の内側）の出力電圧の変化特性を算出し、ステップＳ３においてｔ４＝２０［ｍｓｅｃ］における出力電圧を求めたが、時刻ｔ３＝１３．２［ｍｓｅｃ］において検出された出力電圧Ｂ１と、時刻ｔ５＝２３．２［ｍｓｅｃ］において検出された出力電圧Ｂ２とを、直線外挿処理することにより、時刻ｔ３＝１３．２［ｍｓｅｃ］以前、時刻ｔ５＝２３．２［ｍｓｅｃ］以後（時刻ｔ３と時刻ｔ５の外側）の出力電圧の変化特性を算出し、例えば時刻ｔ１＝１０［ｍｓｅｃ］、あるいは時刻ｔ６＝３０［ｍｓｅｃ］における出力電圧を求めるようにしても良い。
【００３５】
また、内挿処理あるいは外挿処理も直線内挿処理や直線外挿処理に限らず、複数の出力電圧の検出値から、出力電圧の変化特性を算出できる処理方法であれば何を用いても良い。更に、上述の例では、高電圧計測ＣＰＵ１は、内挿処理により補正した出力電圧を１点だけ算出したが、算出する電圧は１点に限らず、何点算出しても良い。また、例えばｔ４＝２０［ｍｓｅｃ］における出力電圧を求め、次のスキャンタイミングの時刻ｔ６＝３０［ｍｓｅｃ］において、パルストランス４を介してバッテリ制御ＣＰＵ３へ電圧測定値として通知すると説明したが、電圧測定値をバッテリ制御ＣＰＵ３へ通知するタイミングは、内挿処理あるいは外挿処理により補正した出力電圧を算出した後であれば何時でも良い。
【００３６】
更に、上述の実施の形態では、高電圧計測ＣＰＵ１が、変化特性算出手段と、電圧補正手段とを含んでいる。より具体的には、図２のステップＳ２の動作が変化特性算出手段に相当し、図２のステップＳ３の動作が電圧補正手段に相当する。
また、本実施の形態の電圧測定装置が出力電圧を測定する蓄電装置は、上述のバッテリ２に限らず、直列に接続されたセルを有し直流電力を蓄電可能な、キャパシタ等を含む蓄電装置（エネルギーストレージデバイス）であれば何であっても良い。
【００３７】
以上説明したように、本実施の形態の電圧測定装置によれば、高電圧計測ＣＰＵ１は、フォトＭＯＳリレー７ａ〜７ｆを順次駆動してコンデンサ６ａ〜６ｅの両端の電位をスキャンし、その出力をオペアンプ８を介して取得することにより、バッテリ２を構成する検出対象のセル２ａ〜２ｅを順次切り替えながらセル毎の出力電圧を検出する。
【００３８】
一方、セル毎の出力電圧には検出時刻の差に基づくばらつきが発生するので、高電圧計測ＣＰＵ１の変化特性算出手段は、今回検出された出力電圧と前回検出された出力電圧、及び各出力電圧の検出時刻とから、それぞれのセルにおける出力電圧の変化特性を算出する。また、高電圧計測ＣＰＵ１の電圧補正手段が、出力電圧の変化特性に基づいて、検出されたセル毎の出力電圧を全て希望時刻の出力電圧に補正することにより、検出時刻を合わせた出力電圧を算出することができる。
【００３９】
従って、検出時刻の差によるセル毎の出力電圧のばらつきが、バッテリ２の出力電圧の誤差として測定されてしまうことを防止し、正確な出力電圧を測定する電圧測定装置を実現することができるという効果が得られる。また、バッテリ２のセル毎の正確な出力電圧を測定することで、セル間の電圧偏差に基づいてバッテリ２の異常の有無を判定する場合、正確に判定を行うことができるという効果が得られる。
【００４０】
具体的に示すと、図５は、従来の電圧測定装置によって、５個のセルを直列に接続してなる正常なバッテリのそれぞれのセル電圧を測定した結果であって、１０［ｍｓｅｃ］毎に１回ずつ、セルの出力電圧のスキャンを実行すると共に、１回のスキャンにおいて、１．６［ｍｓｅｃ］毎に検出対象のセルを切り替え、順番にセルの出力電圧を検出すると共に、次のスキャンタイミングに合わせて全チャネルの電圧測定値を実電圧と共に一括で表示した結果である。
【００４１】
図５に示すように、従来の電圧測定装置では、検出対象のセルを切り替えることにより発生する検出時刻の差によるセル毎の出力電圧のばらつきが測定されてしまうため、実電圧は同一であるにもかかわらず、表示された電圧測定値は、実電圧の変化と検出時刻の差に基づくほぼ一定の間隔でずれて表示されている。
【００４２】
しかし、図６に示すように、本実施の形態の電圧測定装置によって、同じバッテリのそれぞれのセル電圧を測定した場合、検出時刻の差が補正された電圧測定値が表示されるため、各セル毎の電圧測定値がばらつかず、その結果、図７に示すように、従来の電圧測定装置によるセル毎の測定電圧の電圧差、及び本実施の形態の電圧測定装置によるセル毎の測定電圧の電圧差を同一グラフ上に表すと、明らかに本実施の形態の電圧測定装置によるセル毎の測定電圧の電圧差の方が小さく、本実施の形態の電圧測定装置が正確にセル電圧を測定できていることがわかる。
【００４３】
また、従来の電圧測定装置による測定では、セル電圧相互の電圧差が例えばバッテリの異常判定の目安として設定された基準電圧０．５［Ｖ］を超えているため、バッテリが正常であるにもかかわらず異常と判定してしまう可能性があったが、本実施の形態の電圧測定装置による測定では、セル電圧相互の電圧差がバッテリの異常判定の目安として設定された基準電圧０．５［Ｖ］を超えていないため、バッテリは正常であると正確に判定することができるようになる。
【００４４】
【発明の効果】
以上の如く、本発明の電圧測定装置によれば、電圧検出手段が、検出対象のセルを順次切り替えながらセル毎の出力電圧を検出すると共に、変化特性算出手段が、今回検出された出力電圧と前回検出された出力電圧、及び各出力電圧の検出時刻とから、それぞれのセルにおける出力電圧の変化特性を算出し、電圧補正手段が、出力電圧の変化特性に基づいて、検出されたセル毎の出力電圧を希望時刻の出力電圧に補正することにより、複数のセルにおいて検出時刻を合わせた出力電圧を算出することができる。
【００４５】
従って、検出対象のセルを順次切り替えながらセル毎の出力電圧を検出すると共に、セル毎の出力電圧を合算して蓄電装置の出力電圧を算出する場合、検出時刻の差によるセル毎の出力電圧のばらつきが、蓄電装置の出力電圧の誤差として測定されてしまうことを防止し、正確な出力電圧を測定する電圧測定装置を実現することができるという効果が得られる。
また、蓄電装置のセル毎の正確な出力電圧を測定することで、セル間の電圧偏差に基づいて蓄電装置の異常の有無を判定する場合、正確に判定を行うことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態の電圧測定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 同実施の形態の電圧測定装置による測定電圧補正動作を示すフローチャートである。
【図３】 同実施の形態の電圧測定装置によるセルの出力電圧のスキャンタイミングを示す図である。
【図４】 セル２ｂにおける出力電圧の変化特性の算出方法を示す図である。
【図５】 従来の電圧測定装置による測定電圧の一例を示す図である。
【図６】 同実施の形態の電圧測定装置による測定電圧の一例を示す図である。
【図７】 従来の電圧測定装置による測定電圧と同実施の形態の電圧測定装置による測定電圧との差を示す図である。
【符号の説明】
１ 高電圧計測ＣＰＵ
２ バッテリ（蓄電装置）
２ａ〜２ｅ セル
７ａ〜７ｆ フォトＭＯＳリレー（電圧検出手段）
８ オペアンプ（電圧検出手段）
Ｓ２ 変化特性算出手段
Ｓ３ 電圧補正手段
Claims (3)
- セル毎に測定された前記セルの出力電圧を合算して、該セルを複数個直列に接続した蓄電装置の出力電圧を算出する電圧測定装置であって、
検出対象の前記セルを順次切り替えながら前記セル毎の出力電圧を検出する電圧検出手段と、
今回検出された出力電圧と前回検出された出力電圧、及び各出力電圧の検出時刻とから、それぞれの前記セルにおける出力電圧の変化特性を算出する変化特性算出手段と、
算出されたそれぞれの前記セルにおける出力電圧の変化特性に基づいて、検出された前記セル毎の出力電圧を補正し、希望時刻の出力電圧を算出する電圧補正手段と
を備えたことを特徴とする電圧測定装置。 - 前記希望時刻が、前回検出された出力電圧の検出時刻以後で、かつ今回検出された出力電圧の検出時刻以前の時刻であって、前記電圧補正手段は、前記変化特性算出手段が内挿処理により算出した前記変化特性に基づいて、前記希望時刻の出力電圧を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の電圧測定装置。 - 前記希望時刻が、前回検出された出力電圧の検出時刻以前、または今回検出された出力電圧の検出時刻以後の時刻であって、前記電圧補正手段は、前記変化特性算出手段が外挿処理により算出した前記変化特性に基づいて、前記希望時刻の出力電圧を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の電圧測定装置。
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