JP5219652B2 - 電源装置 - Google Patents

Description

本発明は、高電圧バッテリを備える電源装置に関し、とくにハイブリッドカーや電気自動車等の電動車両を走行させるモーターを駆動するのに最適な電源装置に関する。

電動車両を走行させる電源装置は、出力を大きくするために高電圧バッテリの出力電圧を高くする必要がある。出力電力がバッテリの電圧と電流の積に比例するからである。たとえば、ハイブリッドカーや電気自動車を走行させる電源装置の高電圧バッテリは、出力電圧が２００Ｖ以上と極めて高い。高電圧バッテリは、複数の電池ユニットを直列に接続して出力電圧を高くしている。

以上のように、多数の電池ユニットを直列に接続している高電圧バッテリは、各々の電池ユニットの過充電と過放電を防止しながら充放電することが大切である。過充電と過放電が電池ユニットの電気性能を低下させると共に、劣化させて寿命を短くするからである。電池ユニットの過充電や過放電を防止するために、電池ユニットの電圧を検出してバッテリの充放電を制御する電源装置が開発されている（特許文献１参照）。

この公報に記載される電源装置は、図１に示すように、各々の電池ユニット９２の接続点９４の電圧を検出している。接続点９４の電圧は２００Ｖ以上と高電圧であるから、抵抗分圧回路９５でもって、マルチプレクサ９７やＡ／Ｄコンバータ９８に入力できる電圧まで降圧して検出している。この電圧検出回路９３は、マルチプレクサ９７で切り換えて接続点９４の電圧をＡ／Ｄコンバータ９８に入力して検出している。検出された接続点９４の電圧差から電池ユニット９２の電圧を検出している。この電圧検出回路９３は、抵抗分圧回路９５が消費する電力を少なくするために、各々の接続点９４にスイッチング素子９６を接続している。スイッチング素子９６は、マルチプレクサ９７に同期して順番にオンに切り換えられて、接続点９４の電圧をマルチプレクサ９７に入力する。マルチプレクサ９７は、入力される接続点９４の電圧を順番にＡ／Ｄコンバータ９８に入力する。マルチプレクサ９７は、ひとつのスイッチング素子９６をオンに切り換えるタイミングで、オン状態にあるスイッチング素子９６を接続している入力端子を出力するように切り換えられる。
特開２００７−２５９６６７号公報

図１の電圧検出回路９３は、スイッチング素子９６をオンに切り換える状態で抵抗分圧回路９５が電力を消費する。とくに、図１において、マイナス側に接続している電池ユニット９２の抵抗分圧回路９５による消費電力が大きくなって、消費電力の差が電池ユニット９２をアンバランスとする原因となる。それは、最もマイナス側に接続している電池ユニット９２は、いずれの接続点９４の電圧を検出する状態においても電流が流れるのに対し、最もプラス側に接続している電池ユニット９２は、プラス側の出力端子の電圧を検出するときに限って電流が流れるからである。とくに、オフ状態にあるスイッチング素子９６の漏れ電流は連続して流れていることから、スイッチング素子９６には漏れ電流の少ない素子、すなわち高絶縁抵抗の素子を使用することが大切である。また、スイッチング素子はオフ状態で高電圧バッテリの高電圧が印加されることから、高耐圧の素子を使用する必要がある。すなわち、スイッチング素子には、高耐圧で高絶縁抵抗の素子を使用する必要がある。この条件を満足する素子として、フォトＭＯＳＦＥＴが使用されるが、この素子はＦＥＴなどに比較して相当に高価で部品コストが高くなる欠点がある。

本発明は、この欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、漏れ電流による電力消費を増加することなく、部品コストを低減して電池ユニットの電圧を検出できる電源装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明の電源装置は、複数の電池ユニット２を直列に接続している高電圧バッテリ１と、この高電圧バッテリ１を構成する電池ユニット２の接続点４の電圧を検出して各々の電池ユニット２の電圧を検出する電圧検出回路３とを備える。電圧検出回路３は、接続点４の電圧を分圧する抵抗分圧回路５と、この抵抗分圧回路５に備えるスイッチング素子６をオンオフに制御する制御回路７と、抵抗分圧回路５で分圧された電圧をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ８と、このＡ／Ｄコンバータ８から出力されるデジタル信号を演算して電池ユニット２の電圧を演算する演算回路９とを備える。さらに、抵抗分圧回路５は、互いに直列に接続してなる複数の直列抵抗１２と、直列抵抗１２の分圧点１４を高電圧バッテリ１の接続点４に接続する分圧抵抗１３とからなるラダー抵抗回路１１と、このラダー抵抗回路１１の分圧抵抗１３と直列に接続してなる第１のスイッチング素子６Ａと、直列抵抗１２と直列に接続してなる第２のスイッチング素子６Ｂとを備える。制御回路７は、電圧を検出する接続点４に接続している第１のスイッチング素子６Ａと、この第１のスイッチング素子６ＡからＡ／Ｄコンバータ８の入力側に接続されてなる第２のスイッチング素子６Ｂをオンに切り換えて、接続点４の電圧を分圧してＡ／Ｄコンバータ８に入力する。演算回路９は、Ａ／Ｄコンバータ８から出力される接続点４の電圧から、高電圧バッテリ１を構成する電池ユニット２の電圧を演算する。

以上の電源装置は、漏れ電流による電力消費を増加することなく、部品コストを低減して各々の電池ユニットの電圧を検出できる。それは、本発明の電源装置が、第２のスイッチング素子をオフに切り換えて、第１のスイッチング素子に印加される電圧を低くできることから、第１のスイッチング素子に高耐圧で高価なスイッチング素子を使用する必要がないからである。耐圧の低いスイッチング素子には、安価なＦＥＴを使用できる。低耐圧のＦＥＴは高絶縁抵抗であるから、オフ状態の漏れ電流を少なくして、抵抗分圧回路による無駄な電力消費を少なくできる。また、第２のスイッチング素子には高耐圧の素子を使用する必要はあるが、高絶縁抵抗である第１のスイッチング素子を介して高電圧バッテリの接続点に接続されることから高絶縁抵抗とする必要はない。また、第２のスイッチング素子は、全ての直列抵抗の間に接続する必要もなく、第２のスイッチング素子の個数を少なくできることからも部品コストを低減できる。

本発明の電源装置は、電池ユニット２を、ひとつの素電池又は複数の素電池を直列に接続してなる電池モジュールとすることができる。さらに、本発明の電源装置は、素電池をニッケル水素電池とリチウムイオン電池のいずれかとすることができる。

さらに、本発明の電源装置は、抵抗分圧回路５が、複数の直列抵抗１２の間に第２のスイッチング素子６Ｂを接続することができる。

さらに、本発明の電源装置は、第１のスイッチング素子６ＡをＦＥＴとすることができる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための電源装置を例示するものであって、本発明は電源装置を以下のものに特定しない。

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

図２は、車両に搭載されて、車両を走行させるモータに電力を供給して車両を走行させる電源装置を示す。この電源装置は、複数の電池ユニット２を直列に接続している高電圧バッテリ１と、この高電圧バッテリ１を構成する電池ユニット２の電圧を検出する電圧検出回路３とを備える。電池ユニット２は、複数の素電池を直列に接続してなる電池モジュールで構成される。ただし、電池ユニットは、ひとつの素電池とすることもでき、また直列に接続している複数の電池モジュールで構成することもできる。

素電池は、ニッケル水素電池又はリチウムイオン電池である。ただし、素電池には充電できる全ての電池とすることができる。高電圧バッテリは、たとえば、５個のニッケル水素電池を直列に接続している電池モジュールをひとつの電池ユニットとし、この電池ユニットを４８個直列に接続して、出力電圧を２８８Ｖとする。素電池をニッケル水素電池とする高電圧バッテリは、複数の、たとえば５個〜６個の素電池を直列に接続して電池モジュールとし、これを直列に接続している。この高電圧バッテリは、各々の電池モジュールの電圧を検出し、あるいは複数の電池モジュールを直列したものを電池ユニットとして電圧を検出する。素電池をリチウムイオン電池とする高電圧バッテリは、ひとつの素電池を電池ユニットとして各々の素電池の電圧を検出する。高電圧バッテリ１は、直列に接続する素電池の個数を多くして出力電圧を高くする。高電圧バッテリ１の出力電圧は、好ましくは２００Ｖないし３００Ｖに設定される。

図２の電圧検出回路３は、各々の電池ユニット２の電圧を検出して、電池ユニット２の過充電と過放電を防止しながら充放電するために、電源装置に装備される回路である。電圧検出回路３は、各々の電池ユニット２の接続点４の電圧を検出して、電池ユニット２の電圧を検出する。電圧検出回路３は、全ての接続点４の電圧を検出して、全ての電池ユニット２の電圧を検出することができる。

検出された電池ユニット２の電圧は、電池ユニット２の残容量の検出に使用され、あるいは充放電の電流を積算して演算される残容量の補正に使用され、あるいはまた、残容量が０になって完全に放電されたことを検出して、過放電される状態では放電電流を遮断し、さらに満充電されたことを検出して、過充電される状態になると充電電流を遮断するために使用される。

多数の電池ユニット２を直列に接続している高電圧バッテリ１は、同じ電流で充放電される。したがって、全ての電池ユニット２の充電量と放電量は同じになる。しかしながら、必ずしも全ての電池ユニット２の電気特性は等しく揃って変化するわけではない。とくに、充放電の繰り返し回数が多くなると、各々の電池ユニット２は劣化する程度が異なって、満充電できる容量が変化する。この状態になると、満充電できる容量の減少した電池ユニットは、過充電されやすく、また過放電もされやすくなる。電池ユニットは、過充電と過放電で著しく電気特性が劣化するので、満充電できる容量が減少した電池ユニットが過充電や過放電されると急激に劣化してしまう。このため、高電圧バッテリ１は、多数の電池ユニット２を直列に接続しているが、全ての電池ユニット２の過充電と過放電を防止しながら、すなわち、電池ユニット２を保護しながら充放電することが大切となる。全ての電池ユニット２を保護しながら充放電するために、電圧検出回路３は、電池ユニット２の電圧を検出している。

電圧検出回路３は、マイナス側のアースライン１０に対する接続点４の電圧を検出し、検出した接続点４の電圧差から各々の電池ユニット２の電圧を演算する。電圧検出回路３のアースライン１０は、感電を防止するために車両のシャーシーアースには接続されない。

電圧検出回路３は、図２に示すように、各々の電池ユニット２の接続点４の電圧を分圧する抵抗分圧回路５と、この抵抗分圧回路５に備えるスイッチング素子６をオンオフに制御する制御回路７と、抵抗分圧回路５で分圧された電圧をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ８と、このＡ／Ｄコンバータ８から出力されるデジタル信号を演算して電池ユニット２の電圧を演算する演算回路９とを備える。

抵抗分圧回路５は、互いに直列に接続している複数の直列抵抗１２と、直列抵抗１２の分圧点１４を高電圧バッテリ１の接続点４に接続する分圧抵抗１３とからなるラダー抵抗回路１１と、このラダー抵抗回路１１の分圧抵抗１３と直列に接続してなる第１のスイッチング素子６Ａと、直列抵抗１２と直列に接続してなる第２のスイッチング素子６Ｂとを備える。

図のラダー抵抗回路１１は、電池ユニット２の個数と同じ数の直列抵抗１２を直列に接続している。このラダー抵抗回路１１は、直列抵抗１２を直列に接続している各々の分圧点１４を、分圧抵抗１３を介して電池ユニット２の接続点４に接続している。このラダー抵抗回路１１は、各々の接続点４の電圧をほぼ同じ電圧に分圧して、Ａ／Ｄコンバータ８に入力することができる。ただし、ラダー抵抗回路は、直列抵抗の数を電池ユニットの数よりも多く、あるいは少なくすることもできる。電池ユニットよりも少ない数の直列抵抗を直列に接続しているラダー抵抗回路は、ひとつの分圧点を、複数の分圧抵抗を介して複数の接続点に接続して、接続点の電圧を分圧してＡ／Ｄコンバータに入力する。

分圧抵抗１３は、直列抵抗１２を直列に接続している分圧点１４を電池ユニット２の接続点４に接続する。ただし、分圧抵抗１３には直列に第１のスイッチング素子６Ａを接続しているので、分圧点１４は分圧抵抗１３と第１のスイッチング素子６Ａとを介して高電圧バッテリ１の接続点４に接続される。分圧抵抗１３と直列抵抗１２の電気抵抗は、接続点４の電圧を分圧してＡ／Ｄコンバータ８に入力する分圧比を特定する。したがって、分圧抵抗１３と直列抵抗１２の電気抵抗は、各々の接続点４の電圧をＡ／Ｄコンバータ８の入力電圧範囲まで降圧するように設定される。たとえば、Ａ／Ｄコンバータ８の入力電圧範囲が０Ｖ〜５Ｖとすれば、分圧抵抗１３と直列抵抗１２の電気抵抗は、各々の接続点４の電圧をこの電圧範囲まで降圧する値に設定される。

第１のスイッチング素子６Ａと第２のスイッチング素子６Ｂは、ＦＥＴやトランジスタ等の半導体スイッチング素子６である。第１のスイッチング素子６Ａは全ての分圧抵抗１３と直列に接続されて、ラダー抵抗回路１１の分圧点１４を高電圧バッテリの接続点４に接続する。第１のスイッチング素子６Ａは、第２のスイッチング素子６Ｂをオフに切り換えて、マイナス側のアースライン１０から浮いた状態、すなわちアースライン１０に接続されない状態となる。したがって、第１のスイッチング素子６Ａはオフ状態で高い電圧が印加されない。したがって、第１のスイッチング素子６Ａには高耐圧のスイッチング素子を使用する必要はない。したがって、第１のスイッチング素子６Ａには、高耐圧ではない通常のＦＥＴを使用する。このＦＥＴには１組の電池ユニット２の電圧の数倍の電圧に耐える低耐圧のＦＥＴ、たとえば電池ユニット２の電圧を６Ｖとする場合、第１のスイッチング素子６Ａには耐電圧を３０Ｖとする低耐圧のＦＥＴが使用できる。高耐圧でないＦＥＴは高絶縁抵抗であるから、このＦＥＴをオフに切り換える状態で漏れ電流を少なくできる。

図の抵抗分圧回路５は、複数の直列抵抗１２の間に第２のスイッチング素子６Ｂを接続している。いいかえると、第２のスイッチング素子６Ｂの間に複数の直列抵抗１２を直列に接続している。図の抵抗分圧回路５は、２個の直列抵抗１２の間に第２のスイッチング素子６Ｂを接続している。第２のスイッチング素子の間に直列に接続する直列抵抗の個数を多くして、第２のスイッチング素子の個数を少なくできる。第２のスイッチング素子６Ｂの間に２個の直列抵抗１２を接続する抵抗分圧回路５は、第２のスイッチング素子６Ｂの個数を電池ユニットの個数の１／２に半減できる。また、図示しないが、第２のスイッチング素子の間に３個の直列抵抗を接続する抵抗分圧回路は、第２のスイッチング素子の個数を電池ユニットの個数の１／３にできる。このことから、第２のスイッチング素子の間に接続する直列抵抗の個数を多くして、第２のスイッチング素子の数を少なくして部品コストを低減できる。ただ、第２のスイッチング素子の間の直列抵抗の個数を多くするにしたがって、オフ状態にある第１のスイッチング素子に印加される電圧が高くなる。したがって、第２のスイッチング素子６Ｂの間に接続する直列抵抗１２の個数は、たとえば２〜５個とする。

第２のスイッチング素子６Ｂは、プラス側に近づくにしたがって、オフ状態で高電圧が印加される。したがって、プラス側の分圧点１４に接続される第２のスイッチング素子６Ｂには、高耐圧のＦＥＴ又は高耐圧のフォトＭＯＳＦＥＴを使用する。第２のスイッチング素子６Ｂは、アースライン１０であるマイナス側に近づくにしたがって印加される電圧が低くなる。したがって、アースライン１０に近い直列抵抗１２に接続している第２のスイッチング素子６Ｂは、必ずしも高耐圧のスイッチング素子を使用する必要はない。分圧抵抗１３に第１のスイッチング素子６Ａを接続している抵抗分圧回路５は、ＦＥＴである第１のスイッチング素子６Ａをオフに切り換えて、接続点４からアースライン１０への漏れ電流を阻止できる。したがって、第１のスイッチング素子６Ａが高絶縁抵抗のスイッチング素子であると、第２のスイッチング素子６Ｂを、必ずしも高絶縁抵抗のスイッチング素子とする必要はない。したがって、第２のスイッチング素子６ＢにはフォトＭＯＳＦＥＴに代わってＦＥＴを使用することもできる。

制御回路７は、第１のスイッチング素子６Ａと第２のスイッチング素子６Ｂをオンオフに切り換えて、接続点４の電圧を順番に時分割にＡ／Ｄコンバータ８に入力する。制御回路７は、いずれかひとつの第１のスイッチング素子６Ａを順番にオンに切り換える状態で、オン状態にある第１のスイッチング素子６ＡからＡ／Ｄコンバータ８の入力側に接続してなる第２のスイッチング素子６Ｂをオンに切り換えて、接続点４の電圧を分圧してＡ／Ｄコンバータ８に入力する。

制御回路７は、以下の順番で第１のスイッチング素子６Ａと第２のスイッチング素子６Ｂをオンに切り換えて、接続点４の電圧をＡ／Ｄコンバータ８に入力する。制御回路７は、第１のスイッチング素子６Ａをオンに切り換えた状態で、第２のスイッチング素子６Ｂをオンに切り換える。第２のスイッチング素子６Ｂを先にオンに切り換えて、第１のスイッチング素子６Ａをオフ状態にすると、第１のスイッチング素子６Ａに高耐圧が要求されるからである。

（１）全ての第１のスイッチング素子（SWa1〜SWan）と第２のスイッチング素子（SWb1〜SWbm）をオフとする。
（２）第１のスイッチング素子（SWa1）をオンに切り換えた後、第２のスイッチング素子（SWb1）をオンに切り換える。この状態で、接続点(S1)の電圧がＡ／Ｄコンバータ８に入力されて、接続点(S1)の電圧から電池ユニット(BT1)の電圧が検出される。
（３）全ての第１のスイッチング素子（SWa1〜SWan）と第２のスイッチング素子（SWb1〜SWbn）をオフに切り換えた後、スイッチング素子(SWa2)をオンに切り換え、その後、第２のスイッチング素子(SWb1)をオンに切り換えて、接続点(S2)の電圧をＡ／Ｄコンバータ８に入力する。演算回路９は、接続点(S2)と接続点(S1)の電位差から電池ユニット(BT2)の電圧を検出する。
（４）全ての第１のスイッチング素子（SWa1〜SWan）と第２のスイッチング素子（SWb1〜SWbn）をオフに切り換えた後、スイッチング素子(SWa3)をオンに切り換え、その後、第２のスイッチング素子(SWb1、SWb2)をオンに切り換えて、接続点(S3)の電圧を検出する。演算回路９は、接続点(S3)と接続点(S2)の電位差から電池ユニット(BT3)の電圧を検出する。
（５）その後、（３）と（４）の工程を繰り返して、第１のスイッチング素子（SWa1〜SWan）と第２のスイッチング素子（SWb1〜SWbm）を切り換えて全ての電池ユニット（BT1〜BTn）の電圧を検出する。

以上の制御回路７は、いずれかひとつの第１のスイッチング素子６Ａをオンに切り換えた後、オン状態にある第１のスイッチング素子６ＡからＡ／Ｄコンバータ８の入力側に接続してなる第２のスイッチング素子６Ｂをオンに切り換えることで、第１のスイッチング素子６Ａに高電圧が印可されるのを阻止しながら、接続点４の電圧を順番にＡ／Ｄコンバータ８に入力している。ただ、制御回路７は、以下の順番で第１のスイッチング素子６Ａと第２のスイッチング素子６Ｂをオンに切り換えることで、第１のスイッチング素子６Ａに高電圧が印可されるのを阻止しながら、接続点４の電圧を順番にＡ／Ｄコンバータ８に入力することもできる。

（１）全ての第１のスイッチング素子（SWa1〜SWan）と第２のスイッチング素子（SWb1〜SWbn）をオフとする。
（２）第１のスイッチング素子（SWa1）をオンに切り換えた後、第２のスイッチング素子（SWb1）をオンに切り換える。この状態で、接続点(S1)の電圧がＡ／Ｄコンバータ８に入力されて、接続点(S1)の電圧から電池ユニット(BT1)の電圧が検出される。
（３）第１のスイッチング素子(SWa1)と第２のスイッチング素子（SWb1）をオフに切り換えることなく、すなわち、これらのスイッチング素子６をオンに保持した状態で、第１のスイッチング素子(SWa2)をオンに切り換えた後、第１のスイッチング素子(SWa1)をオフに切り換える。この状態で、接続点(S2)の電圧をＡ／Ｄコンバータ８に入力する。演算回路９は、接続点(S2)と接続点(S1)の電位差から電池ユニット(BT2)の電圧を検出する。
この制御では、第２のスイッチング素子（SWb1）をオンに保持した状態で、第１のスイッチング素子(SWa2)をオンに切り換えるが、このとき、第１のスイッチング素子(SWa1)もオンに保持されているので、第１のスイッチング素子（SWa2）には、電池ユニット（BT2）の電圧のみが印可されて、第１のスイッチング素子（SWa2）には高耐圧は要求されない。したがって、この制御では、第２のスイッチング素子（SWb1）をオフに切り換えることなく、第１のスイッチング素子（SWa2）をオンに切り換えて、接続点(S2)の電圧を検出できる。
（４）第１のスイッチング素子(SWa3)と第２のスイッチング素子（SWb1）をオフに切り換えることなく、第１のスイッチング素子(SWa3)をオンに切り換えた後、第２のスイッチング素子（SWb2）をオンに切り換え、その後、第１のスイッチング素子(SWa2)をオフに切り換える。この状態で、接続点(S3)の電圧をＡ／Ｄコンバータ８に入力する。演算回路９は、接続点(S3)と接続点(S2)の電位差から電池ユニット(BT3)の電圧を検出する。
この工程では、第１のスイッチング素子(SWa3)をオンに切り換えた後、第２のスイッチング素子（SWb2）をオンに切り換えるので、第１のスイッチング素子（SWa3）には高電圧が印可されない。ただ、この工程では、第２のスイッチング素子（SWb2）をオンに切り換えた後、第１のスイッチング素子(SWa3)をオンに切り換えることもできる。それは、第１のスイッチング素子（SWa2）と第２のスイッチング素子（SWb1）をオンに保持した状態では、第１のスイッチング素子（SWa3）と第２のスイッチング素子（SWa2）には、電池ユニット（BT3）の電圧のみが印可されて高耐圧が要求されないからである。この制御は、第２のスイッチング素子（SWb1）をオフに切り換えることなく、第１のスイッチング素子（SWa3）と第２のスイッチング素子（SWb2）をオンに切り換えて、接続点(S3)の電圧を検出できる。
（５）その後、（３）と（４）の工程を繰り返して、第１のスイッチング素子（SWa1〜SWan）と第２のスイッチング素子（SWb1〜SWbm）を切り換えて全ての電池ユニット（BT1〜BTn）の電圧を検出する。

以上の制御では、ひとつの接続点４の電圧を検出した後、この接続点４の高電圧側に位置する次の接続点４に接続された第１のスイッチング素子６Ａをオンに切り換えてから、低電圧側に隣接する第１のスイッチング素子６Ａをオフに切り換えている。このため、高電圧側に隣接する第１のスイッチング素子６Ａや第２のスイッチング素子６Ｂをオンに切り換える状態では、これらのスイッチング素子６には、ひとつの電池ユニット２の電圧のみが印可される。したがって、これらの制御においては、全てのスイッチング素子６に高耐圧が要求されない。また、この制御では、第２のスイッチング素子６Ｂを低電圧側から順番にオンに切り換えるが、オフに切り換えることなく接続点４の電圧をＡ／Ｄコンバータ８に入力できる。したがって、第２のスイッチング素子６Ｂをオンオフに制御する回数を低減できる。

さらに、この制御において、最も高電圧側の接続点（Sn）の電圧を検出した後、最も高圧側の第１のスイッチング素子（SWan）と第２のスイッチング素子（SWｂ1〜SWbm）には、高電圧が印可されているので、この状態で、いずれかのスイッチング素子６をオフに切り換えるには、いずれかのスイッチング素子６に高耐圧が要求される。ただ、これらのスイッチング素子６をオフに切り換える工程において、第１のスイッチング素子（SWa1〜SWan-1）を所定の数おきに、もしくは全ての第１のスイッチング素子（SWa1〜SWan-1）を低圧側から順番にオンに切り換えた後、最も高圧側のスイッチング素子６から順番に、第１のスイッチング素子（SWa1〜SWan）と第２のスイッチング素子（SWb1〜SWbm）をオフに切り換えることにより、各スイッチング素子６は高電圧が印可されない状態でオフに切り換えできる。したがって、全てのスイッチング素子６に、耐圧が低く、高絶縁抵抗である安価なＦＥＴを使用して製造コストを低減しながら、オフ状態の漏れ電流を少なくして、抵抗分圧回路による無駄な電力消費を極減できる。

従来の電源装置の回路図である。 本発明の一実施例にかかる電源装置のブロック図である。

符号の説明

１…高電圧バッテリ
２…電池ユニット
３…電圧検出回路
４…接続点
５…抵抗分圧回路
６…スイッチング素子 ６Ａ…第１のスイッチング素子
６Ｂ…第２のスイッチング素子
７…制御回路
８…Ａ／Ｄコンバータ
９…演算回路
１０…アースライン
１１…ラダー抵抗回路
１２…直列抵抗
１３…分圧抵抗
１４…分圧点
９２…電池ユニット
９３…電圧検出回路
９４…接続点
９５…抵抗分圧回路
９６…スイッチング素子
９７…マルチプレクサ
９８…Ａ／Ｄコンバータ

Claims (5)

1. 複数の電池ユニット(2)を直列に接続している高電圧バッテリ(1)と、この高電圧バッテリ(1)を構成する電池ユニット(2)の接続点(4)の電圧を検出して各々の電池ユニット(2)の電圧を検出する電圧検出回路(3)とを備える電源装置であって、
   前記電圧検出回路(3)は、電池ユニット(2)を直列に接続している接続点(4)の電圧を分圧する抵抗分圧回路(5)と、この抵抗分圧回路(5)に備えるスイッチング素子(6)をオンオフに制御する制御回路(7)と、抵抗分圧回路(5)で分圧された電圧をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ(8)と、このＡ／Ｄコンバータ(8)から出力されるデジタル信号を演算して電池ユニット(2)の電圧を演算する演算回路(9)とを備えており、
   前記抵抗分圧回路(5)は、互いに直列に接続してなる複数の直列抵抗(12)と、直列抵抗(12)の分圧点(14)を高電圧バッテリ(1)の接続点(4)に接続する分圧抵抗(13)とからなるラダー抵抗回路(11)と、このラダー抵抗回路(11)の分圧抵抗(13)と直列に接続してなる第１のスイッチング素子(6A)と、直列抵抗(12)と直列に接続してなる第２のスイッチング素子(6B)とを備え、
   前記制御回路(7)が、電圧を検出する接続点(4)に接続している第１のスイッチング素子(6A)と、この第１のスイッチング素子(6A)からＡ／Ｄコンバータ(8)の入力側に接続されてなる第２のスイッチング素子(6B)をオンに切り換えて、前記接続点(4)の電圧を分圧してＡ／Ｄコンバータ(8)に入力して、Ａ／Ｄコンバータ(8)の出力から演算回路(9)が高電圧バッテリ(1)を構成する電池ユニット(2)の電圧を演算するようにしてなる電源装置。
2. 前記電池ユニット(2)が、ひとつの素電池又は複数の素電池を直列に接続してなる電池モジュールである請求項１に記載される電源装置。
3. 前記素電池がニッケル水素電池とリチウムイオン電池のいずれかである請求項２に記載される電源装置。
4. 前記抵抗分圧回路(5)が、複数の直列抵抗(12)の間に第２のスイッチング素子(6B)を接続している請求項１に記載される電源装置。
5. 前記第１のスイッチング素子(6A)がＦＥＴである請求項１に記載される電源装置。

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