JP5390951B2 - 複数組電池の電圧測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の単位セルを直列接続して所望の電圧を出力する複数組電池の、出力電圧を検出する電圧測定装置に関する。

例えば、ハイブリッド車両では、モータの駆動電源として、高電圧バッテリを備えている。高電圧バッテリは、例えば、ニッケル−水素電池やリチウム電池などの二次電池（蓄電式電池）の単位セルを複数個直列接続して高電圧を得ている。

また、二次電池が過放電状態、或いは過充電状態とならないように、各単位セル毎の充電状態を確認する必要があり、従来より、複数個（例えば、５５個）の単位セルを例えば５個のブロックに分割し（即ち、１１個の単位セルで１ブロック）、各ブロックの電圧を各ブロック毎に設けられた電圧測定用ＩＣによりリアルタイムで電圧を測定している。

この際、電圧測定用ＩＣでは、１ブロックの単位セル（例えば、１１個）の電圧を測定し、更に、該電圧測定用ＩＣが有するＡ／Ｄ変換器にて、検出したアナログの電圧信号をディジタル信号に変換し、メインマイコンに送信する。その後、メインマイコンにより、電圧の異常が発生しているブロックが存在する場合には、警報を発して電圧異常を車両の乗員に通知したり、或いは電圧の補正処理を行うようにしている。

しかし、複数の電圧測定用ＩＣのうち、少なくとも一つが故障した場合には、各単位セルの電圧を正確に測定することができなくなる。特に、各電圧測定用ＩＣに設けられるＡ／Ｄ変換器に故障が発生した場合やＡ／Ｄ変換に用いられる基準電源の出力電圧が変動した場合には、測定されたセル電圧を正確なディジタル信号に変換できなくなり、セル電圧の測定精度が低下するという問題が発生する。

そこで、従来よりＡ／Ｄ変換器に故障が発生した場合に、これを検知する故障検出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。該特許文献１では、Ａ／Ｄ変換器を用いてそれぞれ電圧値が既知である２つの参照電圧をディジタル信号に変換し、これらの差分値が大きくなった場合に、Ａ／Ｄ変換器に故障が発生したものと判断している。

特開２００６−３０４３６５号公報

しかしながら、上述の特許文献１に記載された発明では、２つの参照電圧を同一のＡ／Ｄ変換器を用いてディジタル信号に変換し、これらの差分値に基づいて故障の発生を検出するので、Ａ／Ｄ変換器に故障が発生した場合であっても、差分値に変化が生じない場合には故障の発生を検知することができないという欠点がある。

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、電圧測定用ＩＣ（ブロック電圧検出手段）に故障が発生した場合には、確実にこれを検出することが可能な複数組電池の電圧測定装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本願請求項１に記載の発明は、複数の単位セルを直列に接続して所望の電圧を出力する複数組電池の、出力電圧を測定する電圧測定装置において、前記複数の単位セルを複数のブロックに分割し、各ブロック毎の電圧を測定するブロック電圧検出手段と、前記各ブロック電圧検出手段に設けられ、参照電圧を出力する参照電圧出力手段と、前記各ブロック電圧検出手段にて前記参照電圧を測定し、一のブロック電圧検出手段で測定された参照電圧測定値と、他のブロック電圧検出手段で測定された参照電圧測定値の差分電圧を演算する差分電圧演算手段と、前記一のブロック電圧検出手段で測定された参照電圧測定値と、他のブロック電圧検出手段で測定された参照電圧測定値と、の差分電圧の基準となる基準差分電圧を、各２つのブロックの組み合わせ毎に予め測定し、測定した各基準差分電圧を記憶する基準差分電圧記憶手段と、自己診断の実行時には、前記一のブロック電圧検出手段で測定された参照電圧測定値と、他のブロック電圧検出手段で測定された参照電圧測定値と、の差分電圧と、この２つのブロックの組み合わせに対して前記基準差分電圧記憶手段に記憶されている基準差分電圧と、の差分値を求め、この差分値が予め設定した閾値電圧以上であるか否かを、各２つのブロックの組み合わせのそれぞれについて判断する差分電圧判断手段と、前記差分電圧判断手段にて、少なくとも一つの差分値が前記閾値電圧以上であると判断された場合に、当該電圧測定装置に異常が発生していると判断する異常判断手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、前記ブロック電圧検出手段は、前記各単位セルの電圧、及び前記参照電圧をディジタル化するＡ／Ｄ変換器を備え、前記差分電圧演算手段は、２つのディジタル化された参照電圧測定値の差分電圧を演算することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、前記ブロックはｋ個設けられ、前記差分電圧演算手段は、ｋ個の前記ブロックのうち、第ｎブロック（１≦ｎ＜ｋ）のブロック電圧検出手段で測定された参照電圧測定値と、第（ｎ＋１）ブロックのブロック電圧検出手段で測定された参照電圧測定値との差分電圧を演算することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、前記差分電圧演算手段は、更に、第ｋブロックのブロック電圧検出手段で測定された参照電圧測定値と、第１ブロックのブロック電圧検出手段で測定された参照電圧測定値との差分電圧を演算することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、前記差分電圧演算手段は、互いに隣接するブロックのブロック電圧検出手段で測定された各参照電圧測定値の差分を演算することを特徴とする。

請求項１の発明では、２つのブロック電圧検出手段で検出された参照電圧測定値の差分を予め基準差分電圧として基準電圧記憶手段に記憶しており、異常診断時に２つのブロック電圧検出手段で検出された参照電圧測定値の差分電圧と、上記の基準差分電圧とを対比する。そして、差分電圧と基準差分電圧との差分が予め設定した閾値電圧以上となった場合に、電圧測定装置に異常が発生しているものと判断する。ここで、各ブロック電圧検出手段で測定する参照電圧はほぼ同一の電圧値に設定されているので、装置に異常が発生していなければ２つのブロック電圧検出手段で検出される参照電圧測定値どうしの差分はほぼ一定値となるはずである。従って、参照電圧測定値どうしの差分と基準差分電圧との差分が閾値電圧以上となった場合には何らかの異常が発生していると言えるので、このことを検出することにより電圧測定装置に異常が発生したことをいち早く認識し、ユーザに報知することができる。

請求項２の発明では、各ブロック電圧検出手段にはＡ／Ｄ変換器が設けられ、該Ａ／Ｄ変換器により参照電圧をディジタル化して参照電圧測定値を取得し、差分電圧演算手段は、２つのディジタル化された参照電圧測定値の差分電圧を演算する。従って、データ通信をディジタル信号で行うことができ、また、Ａ／Ｄ変換器及びこのＡ／Ｄ変換器の基準電圧を供給する基準電源に異常が発生した場合に、確実にこれを検知することができる。

請求項３の発明では、ｋ個設けられたブロック電圧検出手段のうち、ｎ番目と（ｎ＋１）番目のブロック電圧検出手段での参照電圧測定値の差分を演算するので、２つのブロック電圧検出手段のうちのいずれかに異常が発生した場合に、確実にこれを検知することができる。

請求項４の発明では、請求項３に加えて１番目のブロック電圧検出手段とｋ番目のブロック電圧検出手段での参照電圧測定値の差分を演算するので、１番目、或いはｋ番目のブロック電圧検出手段のいずれかに異常が発生した場合に、確実にこれを検知することができる。

請求項５の発明では、複数のブロック電圧検出手段のうち、互いに隣接するブロック電圧検出手段での参照電圧測定値の差分を演算する。互いに隣接するブロック電圧検出手段は設置場所が近接しており、周囲温度がほぼ一定であるといえるので、周囲温度の影響を受けることなく、高精度にブロック電圧検出手段に異常が発生したことを検知することができる。

本発明の実施形態に係る電圧測定装置、及び二次電池を示す回路図である。 本発明の実施形態に係る電圧測定装置の詳細な構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る電圧測定装置の、自己診断処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る電圧測定装置の、基準差分電圧記録処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る電圧測定装置の、自己診断処理の手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の実施形態に係る電圧測定装置１０、及び複数の単位セルＢＴ１〜ＢＴ５５からなる二次電池１３（複数組電池）を示すブロック図である。本実施形態で採用する二次電池１３は、例えば、ハイブリッド車両や電気自動車に用いられるモータを駆動するための高圧バッテリとして用いられる。

図１に示すように、本実施形態に係る電圧測定装置１０は、絶縁インターフェース３２を介して、高電圧側装置１１と低電圧側装置１２に分離されている。

高電圧側装置１１は、５個の電圧測定用ＩＣ（ブロック電圧検出手段）、即ち、第１電圧測定用ＩＣ（２１-1）〜第５電圧測定用ＩＣ（２１-5）を備えている。そして、第１電圧測定用ＩＣ（２１-1）は、第１ブロック６１-1として区切られた１１個の単位セルＢＴ１〜ＢＴ１１の出力電圧を測定する。また、第２電圧測定用ＩＣ（２１-2）は、第２ブロック６１-2として区切られた１１個の単位セルＢＴ１２〜ＢＴ２２の出力電圧を測定し、同様に、第３電圧測定用ＩＣ（２１-3）は、第３ブロック６１-3として区切られた１１個の単位セルＢＴ２３〜ＢＴ３３の出力電圧を測定し、第４電圧測定用ＩＣ（２１-4）は、第４ブロック６１-4として区切られた１１個の単位セルＢＴ３４〜ＢＴ４４の出力電圧を測定し、第５電圧測定用ＩＣ（２１-5）は、第５ブロック６５として区切られた１１個の単位セルＢＴ４５〜ＢＴ５５の出力電圧を測定する。

また、各電圧測定用ＩＣ（２１-1）〜（２１-5）はそれぞれ、Ａ／Ｄ変換器２６（図２参照）を備えており、Ａ／Ｄ変換用の基準電源７１-1〜７１-5より出力される基準電圧を用いて、各ブロック（第１ブロック〜第５ブロック）に設けられる各単位セル毎に測定された電圧信号をディジタルの電圧信号に変換する。

更に、第２〜第５電圧測定用ＩＣ（２１-2）〜（２１-5）は、通信線３１を介して、第１電圧測定用ＩＣ（２１-1）に接続され、該電圧測定用ＩＣ（２１-1）は、絶縁インターフェース３２を介して、低電圧側装置１２側に設けられているメインマイコン３３に接続されている。即ち、メインマイコン３３と、各電圧測定用ＩＣ（２１-1）〜（２１-5）は、絶縁インターフェース３２を介し、デイジーチェーン通信で接続されている。

メインマイコン３３は、後述するように、各電圧測定用ＩＣ（２１-1）〜（２１-5）で測定された参照電圧Ｖrefの差分電圧ΔＶを演算し、この差分電圧ΔＶが予め設定した閾値電圧Ｖth1以上であるか否かを判断し、閾値電圧Ｖth1よりも大きいと判断した場合には、いずれかの電圧測定用ＩＣに異常が発生しているものと判断する。

即ち、メインマイコン３３は、各ブロック電圧検出手段（電圧測定用ＩＣ）にて参照電圧を測定し、一のブロック電圧検出手段で測定された参照電圧測定値と、他のブロック電圧検出手段で測定された参照電圧測定値の差分電圧を演算する差分電圧演算手段としての機能を備える。また、メインマイコン３３は、各差分電圧が、予め設定した閾値電圧Ｖth1以上であるか否かを判断する差分電圧判断手段としての機能を備え、且つ、少なくとも一つの差分電圧が閾値電圧Ｖth1以上であると判断された場合に、当該電圧測定装置に異常が発生していると判断する異常判断手段としての機能を備える。

図２は、第１電圧測定用ＩＣ（２１-1）の内部構成を示すブロック図であり、以下、図２を参照して第１電圧測定用ＩＣ（２１-1）の詳細な構成について説明する。なお、第２〜第５電圧測定用ＩＣ（２１-2）〜（２１-5）は、第１電圧測定用ＩＣ（２１-1）と同一構成であるので、詳細な説明を省略する。

図２に示すように第１電圧測定用ＩＣ（２１-1）は、単位セルより出力される電力を入力して当該第１電圧測定用ＩＣ（２１-1）で使用する電圧を生成する電源回路２３と、該電源回路２３より出力される電圧から、参照電圧を生成して出力する参照電圧出力電源（参照電圧出力手段）２８と、ブロック６１-1に設けられる各単位セルＢＴ１〜ＢＴ１１に接続され、これらの出力電圧を検出するセル電圧入力部２２とを備えている。更に、セル電圧入力部２２より出力される各単位セルの電圧信号を、１系統の時系列的な信号に変換して出力するマルチプレクサ２５と、該マルチプレクサ２５より出力される電圧信号、及び参照電圧出力電源２８より出力される参照電圧を択一的に入力してディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２６と、マルチプレクサ２５より出力される電圧信号及び参照電圧出力電源２８より出力される参照電圧を切り換えてＡ／Ｄ変換器２６に出力する選択スイッチＳＷ１とを備えている。

Ａ／Ｄ変換器２６は、基準電源７１-1より出力される基準電圧を用いて、アナログ信号をディジタル信号に変換する。

更に、第１電圧測定用ＩＣ（２１-1）は、コントロール部２７と、２つの通信Ｉ／Ｆ３５ａ，３５ｂを備えている。

コントロール部２７は、データ記憶用のメモリ２９を備え、選択スイッチＳＷ１の切り換え制御を含む総括的な制御を行う。特に、メインマイコン３３（図１参照）より、参照電圧の測定指令信号が送信された場合には、選択スイッチＳＷ１を参照電圧出力電源２８側に切り換えて、参照電圧ＶrefをＡ／Ｄ変換器２６に出力し、更にＡ／Ｄ変換器２６でディジタル化された電圧信号をメモリ２９に記憶すると共に、通信Ｉ／Ｆ３５ａ，３５ｂを介して図１に示すメインマイコン３３に送信する制御を行う。

次に、図３に示すフローチャートを参照して、本実施形態に係る電圧測定装置１０で実行される自己診断処理の手順について説明する。

二次電池１３より出力される電力をモータに供給して駆動する場合等の通常動作時には、コントロール部２７は、選択スイッチＳＷ１をマルチプレクサ２５側に接続する。これにより、各単位セルで検出された電圧信号はＡ／Ｄ変換器２６でディジタル化され、通信Ｉ／Ｆ３５ａ，３５ｂを介してメインマイコン３３に送信される。その結果、メインマイコン３３では、各単位セルの出力電圧を認識することができ、出力電圧に異常が発生した場合、即ち、出力電圧が異常に上昇したり、異常に下降した場合にはこれを検出して警報などによりユーザに報知する。

また、車両のイグニッションをオンとした場合などの所定のタイミングで、メインマイコン３３は、自己診断要求信号を出力する（図３のステップＳ１１）。この自己診断要求信号は、通信線３１を介して各電圧測定用ＩＣ（２１-1）〜（２１-5）に送信される。

各電圧測定用ＩＣ（２１-1）〜（２１-5）は、自己診断要求信号を受信すると（ステップＳ１１でＹＥＳ）、図２に示した選択スイッチＳＷ１を、参照電圧出力電源２８側に接続する（ステップＳ１２）。これにより、参照電圧出力電源２８より出力される参照電圧ＶrefがＡ／Ｄ変換器２６に出力される。

次いで、各電圧測定用ＩＣ（２１-1）〜（２１-5）のＡ／Ｄ変換器２６は、参照電圧Ｖrefをディジタル化し（ステップＳ１３）、その後、メモリ２９に記憶する（ステップＳ１４）。更に、ディジタル化した参照電圧Ｖrefを、通信Ｉ／Ｆ３５ａ，３５ｂ、及び通信線３１を介してメインマイコン３３に送信する（ステップＳ１５）。従って、メインマイコン３３では、各電圧測定用ＩＣ（２１-1）〜（２１-5）より送信された参照電圧Ｖref-1〜Ｖref-5が受信されることになる。

メインマイコン３３は、互いに隣接する電圧測定用ＩＣより送信された参照電圧Ｖrefの差分電圧ΔＶを演算する（ステップＳ１６）。具体的には、Ｖref-1とＶref-2の差分電圧ΔＶ-1を演算し、Ｖref-2とＶref-3の差分電圧ΔＶ-2を演算し、Ｖref-3とＶref-4の差分電圧ΔＶ-3を演算し、Ｖref-4とＶref-5の差分電圧ΔＶ-4を演算する。更に、Ｖref-5とＶref-1の差分電圧ΔＶ-5を演算する。

そして、メインマイコン３３は、上記の演算で求められた各差分電圧ΔＶ-1〜ΔＶ-5と、予め設定した閾値電圧Ｖth1とを比較する（ステップＳ１７）。その結果、５つの各差分電圧ΔＶ-1〜ΔＶ-5のうちの少なくとも１つが閾値電圧Ｖth1を超えていると判定した場合には（ステップＳ１７でＹＥＳ）、警報音や警報ランプ（図示省略）により異常の発生を報知する（ステップＳ１８）。

つまり、ほぼ同一の大きさに設定した参照電圧Ｖref-1〜Ｖref-5を各電圧測定用ＩＣ（２１-1）〜（２１-5）のＡ／Ｄ変換器２６でディジタル化し、互いに隣接する２つの電圧測定用ＩＣのＡ／Ｄ変換器２６でディジタル化された参照電圧Ｖrefの差分電圧ΔＶを求めると、通常であればこの差分電圧ΔＶはほぼゼロになるはずである。このため、この差分電圧ΔＶが閾値Ｖth1よりも大きいということは、この２つの電圧測定用ＩＣのうちの少なくとも一方に異常が発生していると判断することができ、この場合には警報を発することにより異常の発生をユーザに報知する。

このようにして第１実施形態に係る電圧測定装置１０では、２つの電圧測定用ＩＣで測定した参照電圧Ｖrefの差分電圧ΔＶを演算し、この差分電圧ΔＶが閾値Ｖth1よりも大きい場合に、異常の発生を検知するので、複数の電圧測定用ＩＣ（２１-1）〜（２１-5）のうちのいずれかの電圧測定用ＩＣにて異常が発生した場合には、高精度にこれを検知することができ、いち早くユーザに知らせることができる。

また、互いに隣接する電圧測定用ＩＣを用いて差分電圧ΔＶを演算するようにしており、互いに隣接する場合には周囲温度がほぼ同一であると想定できるので、周囲温度の変化による誤差の影響を低減することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る電圧測定装置について説明する。第２実施形態に係る電圧測定装置では、前述した第１実施形態で示した図１と同一の構成を備え、第１実施形態と比較して自己診断処理の手順が相違する。以下、詳細に説明する。

第２実施形態では、各電圧測定用ＩＣ（２１-1）〜（２１-5）の参照電圧Ｖref-1〜Ｖref-5をＡ／Ｄ変換器２６でディジタル化し、更に、互いに隣接する電圧測定用ＩＣで得られた参照電圧Ｖrefの差分電圧を演算し、演算した差分電圧を基準差分電圧ΔＶｘとしてメインマイコン３３が有するメモリ（図示省略）に記憶する。そして、自己診断の実行時には、互いに隣接する電圧測定用ＩＣで測定された参照電圧Ｖrefの差分電圧ΔＶとこの基準差分電圧ΔＶｘとを対比し、その差分が大きい場合に異常の発生を報知する。

まず、図４に示すフローチャートを参照して、第２実施形態に係る基準差分電圧記憶処理について説明する。この処理は、初期設定として実施するものであり、各電圧測定用ＩＣ（２１-1）〜（２１-5）が正常に動作しているときに行う。

はじめに、各電圧測定用ＩＣ（２１-1）〜（２１-5）のコントロール部２７は、選択スイッチＳＷ１を参照電圧出力電源２８側に接続する（ステップＳ３１）。

次いで、コントロール部２７は、Ａ／Ｄ変換器２６により、参照電圧出力電源２８より出力される参照電圧Ｖrefをディジタル化し（ステップＳ３２）、且つ、このディジタル化した参照電圧Ｖrefをメモリ２９に記憶する（ステップＳ３３）。ディジタル化した参照電圧Ｖrefを通信Ｉ／Ｆ３５ａ，３５ｂを介して、メインマイコン３３に送信する（ステップＳ３４）。従って、メインマイコン３３では、各電圧測定用ＩＣ（２１-1）〜（２１-5）より送信された参照電圧Ｖref-1〜Ｖref-5が送信されることになる。

メインマイコン３３は、互いに隣接する電圧測定用ＩＣより送信された参照電圧Ｖrefの差分電圧を算出し（ステップＳ３５）、この差分電圧を基準差分電圧ΔＶｘとしてメモリ（図示省略）に記憶する（ステップＳ３６）。具体的には、Ｖref-1とＶref-2の差分電圧を基準差分電圧ΔＶｘ-1とし、Ｖref-2とＶref-3の差分電圧を基準差分電圧ΔＶｘ-2とし、Ｖref-3とＶref-4の差分電圧を基準差分電圧ΔＶｘ-3とし、Ｖref-4とＶref-5の差分電圧を基準差分電圧ΔＶｘ-4とする。更に、Ｖref-5とＶref-1の差分電圧を基準差分電圧ΔＶｘ-5とする。即ち、メインマイコン３３は、一のブロック電圧検出手段（電圧測定用ＩＣ）で測定された参照電圧測定値と、他のブロック電圧検出手段で測定された参照電圧測定値の差分電圧の基準となる基準差分電圧を記憶する基準差分電圧記憶手段としての機能を備える。

上記の処理により、メインマイコン３３には、互いに隣接する２つの電圧測定用ＩＣで測定された参照電圧Ｖrefの差分電圧の基準となる基準差分電圧ΔＶｘ（ΔＶｘ-1〜ΔＶｘ-5）が記憶されることになる。

次に、図５に示すフローチャートを参照して、第２実施形態に係る電圧測定装置１０で実行される自己診断処理の手順について説明する。

車両のイグニッションをオンとした場合などの所定のタイミングで、メインマイコン３３は、自己診断要求信号を出力する（ステップＳ５１）。この自己診断要求信号は、通信線３１を介して各電圧測定用ＩＣ（２１-1）〜（２１-5）に送信される。

各電圧測定用ＩＣ（２１-1）〜（２１-5）は、自己診断要求信号を受信すると（ステップＳ５１でＹＥＳ）、図２に示した選択スイッチＳＷ１を、参照電圧出力電源２８側に接続する（ステップＳ５２）。これにより、参照電圧出力電源２８より出力される参照電圧ＶrefがＡ／Ｄ変換器２６に出力される。

次いで、各電圧測定用ＩＣ（２１-1）〜（２１-5）のＡ／Ｄ変換器２６は、参照電圧Ｖrefをディジタル化し（ステップＳ５３）、その後、メモリ２９に記憶する（ステップＳ５４）。更に、ディジタル化した参照電圧Ｖrefを、通信Ｉ／Ｆ３５ａ，３５ｂ、及び通信線３１を介してメインマイコン３３に送信する（ステップＳ５５）。従って、メインマイコン３３では、各電圧測定用ＩＣ（２１-1）〜（２１-5）より送信された参照電圧Ｖref-1〜Ｖref-5が受信されることになる。

メインマイコン３３は、互いに隣接する電圧測定用ＩＣより送信された参照電圧Ｖrefの差分電圧ΔＶを演算する（ステップＳ５６）。具体的には、Ｖref-1とＶref-2の差分電圧ΔＶ-1を演算し、Ｖref-2とＶref-3の差分電圧ΔＶ-2を演算し、Ｖref-3とＶref-4の差分電圧ΔＶ-3を演算し、Ｖref-4とＶref-5の差分電圧ΔＶ-4を演算する。更に、Ｖref-5とＶref-1の差分電圧ΔＶ-5を演算する。

そして、メインマイコン３３は、上記の演算で求められた各差分電圧ΔＶ-1〜ΔＶ-5と、図４に示した処理によりメインマイコン３３に記憶されている基準差分電圧ΔＶｘ-1〜ΔＶｘ-5に基づき、これらの差分の絶対値を演算する。即ち、｜ΔＶ-1−ΔＶｘ-1｜、｜ΔＶ-2−ΔＶｘ-2｜、｜ΔＶ-3−ΔＶｘ-3｜、｜ΔＶ-4−ΔＶｘ-4｜、｜ΔＶ-5−ΔＶｘ-5｜を演算する。そして、求められた絶対値と予め設定した閾値電圧Ｖth2を比較する（ステップＳ５７）。

その結果、上記した５つの各絶対値のうちの少なくとも１つが閾値電圧Ｖth2を超えていると判定した場合には（ステップＳ５７でＹＥＳ）、警報音や警報ランプ（図示省略）により異常の発生を報知する（ステップＳ５８）。

つまり、ほぼ同一の大きさに設定した参照電圧Ｖref-1〜Ｖref-5を各電圧測定用ＩＣ（２１-1）〜（２１-5）のＡ／Ｄ変換器２６でディジタル化し、互いに隣接する２つの電圧測定用ＩＣのＡ／Ｄ変換器２６でディジタル化された参照電圧Ｖrefの差分電圧ΔＶを求めると、通常であればこの差分電圧ΔＶは、予め測定した基準差分電圧ΔＶｘとほぼ等しくなるはずである。このため、上記の絶対値が閾値Ｖth2よりも大きいということは、互いに隣接する２つの電圧測定用ＩＣのうちの少なくとも一方に異常が発生していると判断することができ、この場合には警報を発することにより異常の発生をユーザに報知する。

このようにして第２実施形態に係る電圧測定装置１０では、２つの電圧測定用ＩＣで測定した参照電圧Ｖrefの差分電圧ΔＶを演算し、この差分電圧ΔＶと予め測定した基準差分電圧ΔＶｘとの差分が、所定の閾値Ｖth2よりも大きい場合に、異常の発生を検知するので、複数の電圧測定用ＩＣ（２１-1）〜（２１-5）のうちのいずれかの電圧測定用ＩＣにて異常が発生した場合には、高精度にこれを検知することができ、いち早くユーザに知らせることができる。

また、互いに隣接する電圧測定用ＩＣを用いて差分電圧ΔＶ、及び基準差分電圧ΔＶｘを演算するようにしており、互いに隣接する場合には周囲温度がほぼ同一であると想定できるので、周囲温度の変化による誤差の影響を低減することができる。

以上、本発明の複数組電池の電圧測定装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。

例えば、上述した各実施形態では、互いに隣接する電圧測定用ＩＣを用いて差分電圧ΔＶを求めるようにしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、任意の２つの電圧測定用ＩＣで測定された参照電圧Ｖrefの差分電圧ΔＶを求めるようにしても良い。例えば、ブロックがｋ個（上記の各実施形態ではｋ＝５）設けられている場合に、メインマイコン３３は、ｋ個の各ブロックのうち、第ｎブロック（１≦ｎ＜ｋ）の電圧測定用ＩＣで測定された参照電圧Ｖrefと、第（ｎ＋１）ブロックの電圧測定用ＩＣで測定された参照電圧Ｖrefとの差分電圧を演算し、この差分電圧を用いて異常判定を行うようにしても良い。

また、上述した各実施形態では、各単位セルＢＴ１〜ＢＴ５５の個々の電圧を測定してメインマイコン３３に送信する場合を例に挙げて説明したが、各電圧測定用ＩＣ（２１-1）〜（２１-5）により各ブロック６１-1〜６１-5の合計の電圧（即ち、１１個の単位セルの合計の電圧）を測定してメインマイコン３３に送信する構成とすることも可能である。

また、上述した各実施形態では、車両に搭載される二次電池を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の目的で使用される二次電池についても採用することができる。

本発明は、高圧バッテリを構成する複数の単位セルの出力電圧を測定する電圧測定用ＩＣの異常を認識する上で極めて有用である。

１０ 電圧測定装置
１１ 高電圧側装置
１２ 低電圧側装置
１３ 二次電池
２１-1〜２１-5 第１〜第５電圧測定用ＩＣ（ブロック電圧検出手段）
２２ セル電圧入力部
２３ 電源回路
２５ マルチプレクサ
２６ Ａ／Ｄ変換器
２７ コントロール部
２８ 参照電圧出力電源
２９ メモリ
３１ 通信線
３２ 絶縁インターフェース
３３ メインマイコン（主制御手段）
６１-1〜６１-5 第１〜第５ブロック
７１-1〜７１-5 基準電源

Claims (5)

1. 複数の単位セルを直列に接続して所望の電圧を出力する複数組電池の、出力電圧を測定する電圧測定装置において、
   前記複数の単位セルを複数のブロックに分割し、各ブロック毎の電圧を測定するブロック電圧検出手段と、
   前記各ブロック電圧検出手段に設けられ、参照電圧を出力する参照電圧出力手段と、
   前記各ブロック電圧検出手段にて前記参照電圧を測定し、一のブロック電圧検出手段で測定された参照電圧測定値と、他のブロック電圧検出手段で測定された参照電圧測定値の差分電圧を演算する差分電圧演算手段と、
   前記一のブロック電圧検出手段で測定された参照電圧測定値と、他のブロック電圧検出手段で測定された参照電圧測定値と、の差分電圧の基準となる基準差分電圧を、各２つのブロックの組み合わせ毎に予め測定し、測定した各基準差分電圧を記憶する基準差分電圧記憶手段と、
   自己診断の実行時には、前記一のブロック電圧検出手段で測定された参照電圧測定値と、他のブロック電圧検出手段で測定された参照電圧測定値と、の差分電圧と、この２つのブロックの組み合わせに対して前記基準差分電圧記憶手段に記憶されている基準差分電圧と、の差分値を求め、この差分値が予め設定した閾値電圧以上であるか否かを、各２つのブロックの組み合わせのそれぞれについて判断する差分電圧判断手段と、
   前記差分電圧判断手段にて、少なくとも一つの差分値が前記閾値電圧以上であると判断された場合に、当該電圧測定装置に異常が発生していると判断する異常判断手段と、
   を備えたことを特徴とする複数組電池の電圧測定装置。
2. 前記ブロック電圧検出手段は、前記各単位セルの電圧、及び前記参照電圧をディジタル化するＡ／Ｄ変換器を備え、
   前記差分電圧演算手段は、２つのディジタル化された参照電圧測定値の差分電圧を演算することを特徴とする請求項１に記載の複数組電池の電圧測定装置。
3. 前記ブロックはｋ個設けられ、前記差分電圧演算手段は、ｋ個の前記ブロックのうち、第ｎブロック（１≦ｎ＜ｋ）のブロック電圧検出手段で測定された参照電圧測定値と、第（ｎ＋１）ブロックのブロック電圧検出手段で測定された参照電圧測定値との差分電圧を演算することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の複数組電池の電圧測定装置。
4. 前記差分電圧演算手段は、更に、第ｋブロックのブロック電圧検出手段で測定された参照電圧測定値と、第１ブロックのブロック電圧検出手段で測定された参照電圧測定値との差分電圧を演算することを特徴とする請求項３に記載の複数組電池の電圧測定装置。
5. 前記差分電圧演算手段は、互いに隣接するブロックのブロック電圧検出手段で測定された各参照電圧測定値の差分を演算することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の複数組電池の電圧測定装置。

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