JP5996017B2 - 電圧検出回路 - Google Patents
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Description
図1に、本実施形態におけるフライングキャパシタ式電圧検出回路の基本回路構成を示す。二次電池は組電池であり、複数の電池ブロックを直列接続して構成される。図では、電池ブロックB1,B2,B3を例示的に示すが、電池ブロックの数はこれに限定されるものではない。各電池ブロックは、複数の電池モジュールを直列接続して構成され、各電池モジュールはさらに1つまたは複数の単電池(セル)を直列接続して構成される。二次電池は、電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両に搭載される。二次電池は、例えばニッケル水素電池やリチウムイオン電池等である。また、本発明では二次電池は組電池に限定されず、単電池であってもよい。
図2に、第1実施形態のフライングキャパシタ式電圧検出回路の回路構成図を示す。組電池は、複数の電池ブロックB1,B2,・・・,B14を直列接続して構成される。電池ブロックB1の負極端子にはバスVB1を介して抵抗R1及び入力側サンプリングスイッチSW1が接続され、電池ブロックB1の正極端子にはバスVB2を介して抵抗R2及び入力側サンプリングスイッチSW2が接続される。電池ブロックB2の負極端子にはバスVB2を介して抵抗R2及び入力側サンプリングスイッチSW2が接続され、電池ブロックB2の正極端子にはバスVB3を介して抵抗R3及び入力側サンプリングスイッチSW3が接続される。以下同様であり、電池ブロックB14の負極端子にはバスVB14を介して抵抗R14及び入力側サンプリングスイッチSW14が接続され、電池ブロックB14の正極端子にはバスVB15を介して抵抗R15及び入力側サンプリングスイッチSW15が接続される。抵抗R1〜R15は、通電電流を制限する電流制限抵抗として機能する。
図3に、本実施形態の回路構成図を示す。図2と異なる点は、メインキャパシタであるフライングキャパシタとしてフライングキャパシタC11,C12が設けられ、差動増幅回路として差動増幅回路10a、10b、10cが設けられる点である。
上記の第2実施形態では、差動増幅回路10cで2つの信号の差分を演算しているが、この部分も演算回路12でソフトウェア的に処理することもできる。図4に、この場合の回路構成を示す。図3と異なる点は、差動増幅回路10cが存在せず、演算回路12で2つの信号の差分演算を実行している点である。この実施形態によれば、コモンモードノイズを除去して検出精度を向上させつつ部品点数を削減することができる。
上記の各実施形態では、入力側サンプリングスイッチSW1,SW2,・・のオン/オフを順次切り替えて電池ブロックB1,B2,・・の電圧を順次検出しているため、これらの入力側サンプリングスイッチSW1,SW2,・・に異常が生じ、例えば閉故障、すなわちオン状態のまま継続してしまう故障が発生すると、その入力側サンプリングスイッチに直列に接続されている電流制限抵抗や入力側サンプリングスイッチが短絡回路を構成してしまい、電流制限抵抗及び入力側サンプリングスイッチが発熱あるいは破壊され、正常に電池ブロックの電圧を検出することができず、結果として電池ブロックの状態ひいては組電池の状態を誤判定してしまう可能性がある。
図5に示す構成ではシステムに設けられている漏電検出回路14を援用して電圧検出回路の入力側サンプリングスイッチSW1,SW2,・・の閉故障を検出しているが、漏電検出回路14の代わりに、別の信号源を電圧検出回路に接続してもよい。
Claims (4)
- 二次電池の電圧検出回路であって、
前記二次電池の両端子に入力側サンプリングスイッチを介して接続され、前記二次電池により充電されるメインキャパシタと、
前記メインキャパシタに出力側サンプリングスイッチを介して接続される差動増幅回路と、
を備え、
前記差動増幅回路の出力端子と反転入力端子はサブキャパシタで接続され、
前記メインキャパシタは、互いに直列接続された第1及び第2メインキャパシタからなり、
前記差動増幅回路は第1及び第2差動増幅回路からなり、
前記第1メインキャパシタと第2メインキャパシタの接続節点は基準電位に設定されるとともに前記第1及び第2差動増幅回路の非反転入力端子に接続され、
前記第1メインキャパシタの前記接続節点と反対側の端子は前記第1差動増幅回路の反転入力端子に接続され、
前記第2メインキャパシタの前記接続節点と反対側の端子は前記第2差動増幅回路の反転入力端子に接続され、さらに、
前記第1差動増幅回路と前記第2差動増幅回路の出力の差分を演算する回路と、
前記第1差動増幅回路と前記第2差動増幅回路に、直流信号以外の特定の周波数成分を有する周波数信号を重畳するための信号源と、
を備え、
前記周波数信号を重畳したときの前記第1差動増幅回路と前記第2差動増幅回路の出力の差分を用いて前記入力側サンプリングスイッチの閉故障を検出する
ことを特徴とする電圧検出回路。 - 請求項1記載の電圧検出回路において、
前記信号源は、前記二次電池と前記入力側サンプリングスイッチとの間に接続されることを特徴とする電圧検出回路。 - 請求項1記載の電圧検出回路において、
前記信号源は、前記第1及び第2メインキャパシタと前記第1及び第2差動増幅回路との間に接続されることを特徴とする電圧検出回路。 - 請求項1、2のいずれかに記載の電圧検出回路において、
前記信号源は、漏電検出回路の信号源であることを特徴とする電圧検出回路。
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